超微細多層回路フレキシブル基板

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超微細多層回路フレキシブル基板

プリント基板の高密度化、微細化は定常的に進んでいますが、フレキシブル基板も例外ではありません。ディスプレイパネルのドライバモジュールのサブストレート用にはピッチ20μmの高密度フレキシブル基板が量産されていますし、特殊な医療用デバイスには10μmピッチの多層フレキシブル基板が使われています。層間を繋ぐビアホールの大きさは20μm未満です(図)。技術的には、5μmピッチで6層ぐらいまでの回路の製作が可能になっています。

10μmピッチの多層フレキシブル基板

図. 10μmピッチの多層フレキシブル基板

セミアディティブプロセスが有力

通常のエッチングプロセスで形成できる微細回路の限界は20〜25μmピッチといわれています。より高密度の超微細回路の多層回路フレキシブル基板の製作には、セミアディティブプロセスが使われています。標準的な銅張積層板では対応できないので、ポリイミドフィルムが出発材料になります。場合によっては、フィルムの形成(キャスティング)から始めることになります。多層回路の形成には、キャスティング、メタライジング、フォトリソグラフィ、エッチングなどのプロセス(※)を何度も繰り返します。これにレーザー加工のプロセスが加わることもあります。これくらいの微細回路の製作を行うとなると、寸法精度の管理、不純物の混入の制御も厳しく行わなければならないので、製造設備は半導体製造装置に準じたものになります。

※各プロセスについては、別記事でご説明します。

高アスペクト比の導体も可能に

通常のエッチングプロセスで微細回路を形成するには、導体の厚さを薄くしなければなりません。現実的なアスペクト比(回路幅:回路厚さ)は1:1ぐらいが限度です。しかし、セミアディティブを適用すれば、アスペクト比を3:1以上にすることも可能です(図)。このような特殊構造の回路は、医療用デバイス、科学機器などで使われるようになっています。

高アスペクト比のフレキシブル基板

図. 高アスペクト比のフレキシブル基板

投稿者
  • 沼倉研史

    プリント基板の技術情報メディア「@ele」で、フレキシブル基板の材料・構造・実装技術について基礎から解説する記事を担当。連載「基板の常識(フレキ)」では、補強板の材料選定やポリイミドとPETの使い分けなど、設計・製造の現場で判断が必要になる論点を初学者にも分かるかたちで整理している。茨城大学大学院工学研究科修了。フレキシブル基板分野の著書多数。

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