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積水化学工業、高密度多層基板用回路形成転写テープ技術を開発

2002年02月18日 22時36分更新

文● 編集部 佐々木千之

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積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニーは18日、都内で記者発表会を開催し、粘着テープ上に銅薄膜による細線回路を形成して、その回路を任意の絶縁層に転写できる“回路形成転写テープ”を開発し、4月に販売を開始すると発表した。国内の基板メーカー(非公開)と共同開発したもので、この特殊テープを使うと、高密度のプラスチック多層基板の製造が容易かつ短期間で行えるようになるとしている。

回路形成転写テープの概要。残念ながらテープの実物や画像は公開しなかった
回路形成転写テープの概要。残念ながらテープの実物や画像は公開しなかった

従来のプラスチック多層基板製造法は“シーケンシャルビルドアップ”と呼ばれる方法で、まず絶縁層にビア(半導体の層間の配線を繋ぐ導通用の穴)を開け、そこに導体を充填し、その上に銅箔を形成する。ここから回路形成工程に入る。レジスト材(感光フィルム)を接着し、回路パターンを露光、現像後エッチングにより不要部分を除去したあと、レジスト材を除去して、1層分ができる。2層目はこの回路パターンの上に絶縁層を作り、以下必要なだけ繰り返して多層基板とするが、これらの工程は順次行なうしかなく、高密度・多層化するにしたがって製造期間もかかり、低コストで製造することが困難となっていたという。

シーケンシャルビルドアップ法と回路形成転写テープを使った一括多層積層法の違い
シーケンシャルビルドアップ法と回路形成転写テープを使った一括多層積層法の違い

これに対して、積水化学工業が開発した回路形成転写テープを使った場合では、必要な層の回路を別々にテープ上に形成し、これを、別途ビア加工までを施した絶縁層に位置を合わせて転写することで、各層分の基板を作成する。それら各層の基板をさらにプレスによって積層することで、一気に多層基板を作成できる(一括多層積層法)。この方法では、絶縁層のビア加工工程と回路形成工程を平行して行なえる上に、多層の基板をも平行して作業できる。さらに回路形成工程はロール状のテープを巻き取りながら連続生産できるため、シーケンシャルビルドアップでは2、3週間かかる多層基板製造が、3分の1以下の期間で行なえるとしている。

今回の回路形成転写テープの特徴
今回の回路形成転写テープの特徴

この回路形成転写テープは、プラスチックフィルム基材の上に特殊な粘着材を置き、その上に9~18μmの銅箔を乗せたもの。回路形成ではこの銅箔上にレジスト材を接着して、露光、現像、エッチングなどの作業を行なう。同社高機能プラスチックカンパニー開発研修所長の吉田健氏によると、開発のポイントとなったのは、回路形成時にはしっかりと銅箔を接着しつつ、絶縁体への回路転写時には容易に剥離するという、二律背反の性質を持つ特殊な粘着材だったという。新開発したこの粘着材はアクリル系のもので、強い粘着力を持つが、熱や紫外線を当てることで接着力が低下する性質を持たせたとしている。

シーケンシャルビルドアップ法と一括多層積層法との比較表
シーケンシャルビルドアップ法と一括多層積層法との比較表

絶縁基板の上に銅箔回路を直接形成する方法では、絶縁層と銅箔の固着強度が必要なために、絶縁層の表面を粗加工してあるが、これがエッチングの際に回路がない部分に銅箔残渣が残る“足残り”の原因になってしまうという。また、銅箔回路を転写することによって、断面が逆台形となるが、このことが細線回路を作る上で、ライン/スペース(細線幅とその間隔)管理がしやすいというメリットをもたらすという。結果として、従来のエッチング法ではライン/スペースは50μmが限界だが、回路形成転写テープではメッキ法と同様の25μmが可能で、さらに実験室レベルでは15μmを達成したとしている。しかも、メッキ法のように、金属イオンが絶縁基板上に残ったり、製造工程で大量の廃液が出たりといった問題が起きないという。なお、転写は、エポキシ樹脂、PPE樹脂、オレフィン樹脂、ポリイミド樹脂といった現在使われているプラスチック系絶縁層なら種類を問わず可能としている。

積水化学工業、高機能プラスチックカンパニー研究開発所長の吉田健氏
積水化学工業、高機能プラスチックカンパニー研究開発所長の吉田健氏

現在はサンプル出荷している状況だが、あるパッケージ基板メーカーではこれを使って、1000ピン以上の大規模高密度パッケージを一括多層積層法によって生産し、生産効率の高さと納期の短期化が図られているという。回路形成転写テープはある基板メーカーとの共同開発品ではあるが、本格的な販売にあたってはそのメーカーに限ることなく広く販売する予定という。

積水化学工業常務取締役で高機能プラスチックカンパニープレジデントの遠藤玄氏
積水化学工業常務取締役で高機能プラスチックカンパニープレジデントの遠藤玄氏

基板の生産コストについては、シーケンシャルビルドアップよりも抑えられるというものの、具体的な数値は明らかにしなかった。納期の短縮はともかく、コスト面では既存の製造ラインを置き換えるほどのコスト削減効果はないようで、同社では、基板メーカーが新しい設備投資をする際に売り込んでいく計画で、当初はハイエンド基板向けとなる見込み。回路形成転写テープは埼玉県蓮田市の武蔵工場で生産するが、需要の伸びを見ながら、2004年をめどにおよそ20億円をかけて生産設備を立ち上げる計画としている。

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