(57)【要約】      （修正有）【課題】感光性ドライフィルムレジストの変形がなく銅配線パターン不良も発生しない、フレキシブル両面配線板の製造方法を提供する。【解決手段】（１）絶縁性フィルム１にスルーホール３を形成し、（２）絶縁性フィルムの両面およびスルーホール壁面に、乾式めっき法により導電層２を形成し、（３）その導電層上に、配線パターン形成用感光性レジストを用いて形成した所定のマスクパターン４を備える基材を形成し、（４）マスクパターンが形成された基材の幅方向を上下方向となるようにマスクパターン領域を除く幅方向端部を把持しながら、導電層と対向して設けられた不溶性陽極と、導電層を陰極として電圧を印加し、マスクパターンから露出した部分の導電層上にセミアディティブ法により配線パターン５を形成し、（５）マスクパターンを除去する。（６）マスクパターンを除去した箇所の導電層を除去する工程を順に行うフレキシブル配線板の製造方法。【選択図】図１
2014082433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性フィルムの少なくとも片面に導電層を設け、前記導電層上に所定の配線パターン形成用のマスクパターンを備える基材を、前記マスクパターンが形成された基材の幅方向を上下方向となるように前記マスクパターン領域を除く幅方向端部を把持しながら、前記導電層と対向して設けられた不溶性陽極と、前記導電層を陰極として電圧を印加し、前記マスクパターンから露出した部分の前記導電層上にセミアディティブ法により配線パターンを形成する電極パターンの形成工程を含むことを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項２】
（１）絶縁性フィルムに、スルーホールを形成する工程、
（２）前記絶縁性フィルムの両面および前記スルーホール壁面に、乾式めっき法を用いて導電層を形成する工程、
（３）前記絶縁性フィルムの両面に形成された導電層上に、配線パターン形成用感光性レジストを用いて形成した所定のマスクパターンを備える基材を形成する工程、
（４）前記マスクパターンが形成された基材の幅方向を上下方向となるように前記マスクパターン領域を除く幅方向端部を把持しながら、前記絶縁性フィルムの両面に形成された導電層と対向して設けられた不溶性陽極と、前記絶縁性フィルムの両面に形成された導電層を陰極として電圧を印加し、前記マスクパターンから露出した部分の導電層上にセミアディティブ法により配線パターンを形成する電極パターンの形成工程、
（５）前記マスクパターンを除去する工程、
（６）前記マスクパターンを除去した箇所の導電層を除去する工程、
を（１）〜（６）の順に行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。
【請求項３】
前記（４）電極パターン形成工程における前記陽極と陰極の極間距離を、１００ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項２記載のフレキシブル配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セミアディティブ法により配線パターンを形成するフレキシブル配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器には、小型・軽量・高機能性が求められており、電子機器に用いられる配線板に極めて薄く柔軟性のあるフレキシブル配線板を使用することが多くなってきている。
従来のフレキシブル配線板は、金属配線パターンの厚みに相当する金属層付き絶縁性フィルムを出発材料にし、金属層をエッチングして金属配線パターンを形成する、いわゆるサブトラクティブ法により製造するのが一般的であった。
しかしながら、この方法により形成された配線パターンは、その断面形状が台形となり、配線上面の幅に比較し配線下面の幅が広くなるため、微細な配線パターンを形成しようとすると、配線間隔が狭くなり、配線間の絶縁性を確保が難しく、配線の高密度化に問題があった。
【０００３】
また、配線の断面形状が台形であるがゆえに、断面形状が矩形の場合と比べて断面積が小さくなるため、配線の電気抵抗が大きく、放熱性も劣っていた。
従って、上記問題を解決し、微細な配線で高密度化された配線パターンを有するフレキシブル配線板を得る方法として、いわゆるセミアディティブ法でフレキシブル配線板を製造することが行われるようになってきている。
【０００４】
セミアディティブ法によるフレキシブル配線板の製造方法は、例えば、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに、直接クロムまたはクロム酸化物等によるシード層を形成し、さらに該シード層上に薄い銅層を形成して導電層とし、次に前記銅層の表面に感光性レジストによって配線パターン形成予定部の銅層が露出したマスクパターンを形成し、次に前記露出した銅層上に、電気銅めっき法で銅配線パターンを形成し、次に感光性レジストのマスクパターンを剥離し、最後に、ソフトエッチングで下地銅層およびシード層の不要部分を除去することによって、銅配線パターンを形成することを特徴とする方法である。
【０００５】
前記銅配線パターンを形成する電気銅めっき装置として、特許文献１には、フレキシブル基板を給電ロールで挟持し、かつ、めっき槽中で複数のロッドにより支持しながら搬送を行い、電気めっきを施すことにより配線パターンを形成する方法が提案されている。
しかし、特許文献１に記載された電気銅めっき装置においてセミアディティブ法でフレキシブル配線板を作製する場合、フレキシブル基板表面の感光性レジストに給電ロールや、ロッドが接触してしまうため、感光性レジストが変形してしまい所望の銅配線パターンを形成できず、不良を発生させてしまう問題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２１７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題は、感光性ドライフィルムレジストの変形がなく銅配線パターン不良も発生しない、セミアディティブ法によるフレキシブル配線板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第一の発明は、絶縁性フィルム上に導電層を設け、その導電層上に所定の配線パターン形成用のマスクパターンを備える基材を、マスクパターンが形成された基材の幅方向を上下方向となるように、マスクパターン領域を除く幅方向端部を把持しながら、導電層と対向して設けられた不溶性陽極と、その導電層を陰極として電圧を印加し、マスクパターンから露出した部分の導電層上にセミアディティブ法により配線パターンを形成する電極パターンの形成工程を含むことを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法である。
【０００９】
本発明のフレキシブル配線板の製造方法の第二の発明は、下記（１）〜（６）の工程を順に行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。
（１）絶縁性フィルムにスルーホールを形成する工程、
（２）その絶縁性フィルムの両面およびスルーホール壁面に、乾式めっき法により各々導電層を形成する工程、
（３）絶縁性フィルムの両面に形成された導電層上に、配線パターン形成用感光性レジストを用いて形成した所定のマスクパターンを備える基材を形成する工程、
（４）そのマスクパターンが形成された基材の幅方向を上下方向となるように、マスクパターン領域を除く幅方向端部を把持しながら、導電層と対向して設けられた不溶性陽極と、その導電層を陰極として電圧を印加し、マスクパターンから露出した部分の導電層上に、セミアディティブ法により配線パターンを形成する電極パターンの形成工程、
（５）マスクパターンを除去する工程、
（６）（５）の工程において、マスクパターンを除去した箇所の導電層を除去する工程。
【００１０】
さらに、（４）の電極パターン形成工程における陽極と陰極の極間距離を、１００ｍｍ以下とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、感光性レジストにより形成されたマスクパターン領域を非接触状態で配線パターンの形成を行うため、マスクパターンの変形がなく配線パターン不良が発生しないフレキシブル配線板を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るフレキシブル配線基板の製造方法の各工程におけるフレキシブル配線基板を示す工程模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による配線パターン形成工程の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による配線パターン形成工程の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明で用いる絶縁性フィルムとしては、市販されている一般的なポリイミドフィルムを用いることができるが、ポリアミドフィルム等の他の絶縁性フィルムも使用できる。
これらの絶縁性フィルムの厚みは、特には限定していない。
そのため所望のフレキシブル配線基板の要求特性に応じて選定されるが、近時要求されている配線幅が５μｍ〜３００μｍ程度の微細な配線を集積したフレキシブル配線板用としては、その厚みは１０〜４０μｍのものが好ましい。
【００１４】
次に、各工程におけるフレキシブル配線基板を示す工程模式図である図１を用いて、その製造工程を説明する。図１は、スルーホールを有する絶縁性フィルムの両面に電極パターンとなる配線パターンを備えるフレキシブル配線基板の製造例である。
図１において、１は絶縁性フィルム、２は絶縁性フィルム表面上の導電層、２ａはスルーホール壁面の導電層、３はスルーホール、４はめっき用マスクパターン、５は配線パターン、６、６’は把持治具である。
【００１５】
（１）［絶縁性フィルムに、スルーホールを形成する工程］
先ず、図１（ａ）に示す絶縁フィルム１に、スルーホール３を形成する（図１（ｂ）参照）。
形成方法としては、ドリル加工や紫外線、二酸化炭素、ＹＡＧ等のレーザーによる加工を、絶縁フィルムの厚み、或いは必要なスルーホールの穴径で選択する。
なお、スルーホール形成後は、デスミヤ処理を行うことが望ましい。
【００１６】
（２）［絶縁性フィルムの両面およびスルーホール壁面に、乾式めっき法を用いて導電層を形成する工程］
この工程では、絶縁性フィルム上に導電層を形成すると共に、設けたスルーホールの壁面にも導電層を形成するものである。
【００１７】
絶縁性フィルム１の両面及びスルーホール３の壁面に、各々導電層２、２ａの形成を行うが、その前処理として、絶縁フィルムの両面およびスルーホール壁面にシード層（図示せず）を設ける。
シード層の材質としては、ニッケル、コバルト、クロム、チタン、モリブデンやこれらを主成分とする合金を使用することができる。こうした材質を選択するのは、絶縁フィルムとシード層との密着性と耐食性とが確保できるからである。
【００１８】
シード層を得る方法としては、スパッタリング法や蒸着法といった乾式めっき法や、触媒を用いた無電解めっきといった湿式めっき方法を用いることができるが、乾式めっき法を用いることが望ましい。
このような乾式めっき法を用いると、極薄で、かつ厚みが均一なシード層を、絶縁フィルム表面に直接設けることができるためである。
【００１９】
シード層の厚みとしては３〜４０ｎｍが好ましい。
この範囲より薄いと、乾式めっき法で成膜した膜自体に欠陥が多くなり、後工程で導電層を形成するに際して均質な膜ができないからである。また、この範囲を超えると、配線形成時のシード層の除去工程でのシード層の溶解時間が長くなり、配線先端部下部のシード層まで浸食され、配線の信頼性を損なう恐れが出てくるからである。
【００２０】
次いで、形成したシード層の表面上に導電層２、２ａを設ける（図１（ｃ）参照）。
この導電層２、２ａは、配線を形成する材質と少なくとも溶解特性が同じものであることが好ましい。従って、通常は銅または銅合金を用いる。
【００２１】
導電層の厚みは、０．１〜０．６μｍ、好ましくは０．２〜０．５μｍとする。
導電層の厚みをこの範囲に限定するのは、０．１μｍ未満では配線パターンを電気銅めっき法で形成する際に電気抵抗が高くなって著しく生産性が低下してしまい、一方、０．６μｍを超えると、後に配線パターン以外の部分の導電層を除去する際、配線パターン部分の溶解量も多くなって断面形状や寸法精度が悪くなったり、除去するための薬品使用量が多くなりコストアップとなるからである。
【００２２】
（３）［絶縁性フィルムの両面に形成された導電層上に、所定のマスクパターンを備える基材を形成する工程］
この工程では、絶縁性フィルム上に形成された導電層上に、配線パターン形成用感光性レジストを用いて形成した所定のマスクパターンを備える基材を形成するものである。
図１（ｄ）は、絶縁性フィルムの両面に形成された導電層上に、配線パターン形成用感光性レジストを用いて形成した所定のマスクパターンを備える基材を形成したもので、その導電層２の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼り合わせ、あるいは感光性液状レジストを塗布してレジスト層を形成し、所望の配線パターンを有するマスクを用いて紫外線露光、現像を行い、めっき用マスクパターン４を形成する。この際、最終フレキシブル配線板の配線部にあたる部分のレジストが除去されて開口部が形成された基材が完成する。
【００２３】
（４）［電極パターンの形成工程］
この工程では、マスクパターンが形成された基材の幅方向を上下方向となるように、マスクパターン領域を除く幅方向端部を把持しながら、絶縁性フィルムに形成された導電層と対向して設けられた不溶性陽極と、絶縁性フィルムに形成された導電層を陰極として電圧を印加し、マスクパターンから露出した部分の導電層上にセミアディティブ法により配線パターンを形成するものである。
図１（ｅ１）から（ｅ３）に示すように、その基材の幅方向を上下方向にする、所謂基材を立てた状態にして、めっき用マスクパターン領域を除く部分を把持しながら搬送し、基材上に設けた導電層と対向して設置した陽極と、その導電層を陰極とした電気めっき回路を構成し、電圧を印加することによって、めっき用マスクパターンの開口部に電気めっき法による銅、または銅合金を電析して、所望の配線パターン５を形成する。
【００２４】
ここで、この電気めっき時の基材の具体的な把持方法として、基材の上下端に形成された導電層をクランプ（把持治具）６、６’により把持し、このクランプから給電を行うことにより、配線パターン５を形成する。
このとき、導電層の厚みがあまりに薄いと、通電抵抗が高くなり、良好な電着が得られないばかりか、甚だしい場合には導電層が溶解してしまう。このため、導電層の厚みは０．１μｍ以上とすることが好ましい。
【００２５】
また、使用する陽極には、電気めっき時に不溶性の材質の陽極を用いる。
不溶性の陽極を用いた場合、めっきの堆積に伴っても、陽極が溶解しないため、基材への電解印加が均一に保持され、配線の厚みが均一に保たれる。
【００２６】
さらに、電気めっきの陽極と陰極の極間距離は、４０ｍｍ〜１００ｍｍであることが望ましい。
この極間距離が４０ｍｍより小さくなると、陽極と陰極間にめっき液送液用のノズルを配置することが困難になる。めっきの生産性を上げるためには極間の電流密度を上げ、かつノズルから吐出されるめっき液の流速をあげることにより、銅イオンを十分に陰極側へ供給する必要があるが、陽極と陰極間にノズルを配置しない場合は陽極によって、めっき液の流れが遮られるため、電流密度を上げることができないため、めっきの生産性が低くなるという問題が生ずる。
一方、極間距離が１００ｍｍを超えると、めっき液抵抗が大きくなり、電圧が高くなり、めっきの生産性が低下するという問題がある。
【００２７】
（５）［マスクパターンを除去する工程］
電気めっき以降の工程で、めっき用マスクパターン４を除去するものである（図１（ｆ）参照）。
【００２８】
（６）［（５）の工程において、マスクパターンを除去した箇所の導電層を除去する工程］
次いで、マスクパターンの設けられた箇所に存在していた導電層２及びシード層（図示せず）を除去して、配線パターンを完成させる（図１（ｇ）参照）工程。
その後、所望により、配線パターンの所望箇所にはめっきを施し、所定部分にはソルダーレジストをコートしてフレキシブル配線基板を完成させる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに説明する。
【実施例１】
【００３０】
絶縁フィルムとしてポリイミド（宇部興産株式会社製ユーピレックス：登録商標）を用い、紫外線レーザーで直径１００μｍのスルーホールを形成した。
スルーホール形成後、絶縁フィルム両面にスパッタリングによりシード層として、２３ｎｍ厚のＮｉＣｒ合金層を形成した。その上に、スパッタリングにより厚み０．２μｍのＣｕ層を成膜して導電層を形成した。
次に、その導電層の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼り合わせ、所定の配線パターンを有するマスクを用いて紫外線露光、現像を行い、めっき用マスクを作製した。
【００３１】
その後、めっき用マスクの開口部に電気銅めっき法により銅を電析させて配線パターンを形成した。
この時に使用した電気銅めっき装置には、リールに巻かれたフレキシブル基板をその幅方向を上下方向、所謂縦位置にして連続的に供給する装置と、搬送されてくるフレキシブル基板を、縦位置のまま連続的にリールに巻き取る装置と、この供給装置と巻取装置との間に配置され、かつ縦位置の状態で搬送されるフレキシブル基板に対し電気銅めっき処理を行うめっき槽とを具備するめっき装置を用いた。
なお、陽極には不溶性のチタン素材上に酸化イリジウムを被覆コートした電極を用いた。また、陽極と陰極（導電層）との距離は両面とも１００ｍｍとし、電流密度を０．０２Ａ／ｍ２とした。
用いた電解銅めっき液は、硫酸銅五水和物２００ｇ／Ｌ、硫酸１５０ｇ／Ｌ、塩酸０．１３ｇ／Ｌ、及び市販の添加剤を適量添加した組成のものを用いた。
【００３２】
図２は、本発明の第１の実施形態による（４）の配線パターン形成工程の一例を示す断面模式図で、この時の電気銅めっき処理により配線パターンが形成された縦位置の状態で搬送されるフレキシブル基板の断面を示している。その搬送方向は、紙面の表から裏に向かう方向である。
図２において、１は絶縁性フィルム、２は導電層、３はスルーホール、４は配線パターン形成用感光性レジストにより形成した、めっき用マスクパターン、５は配線パターン、６、６’は把持治具である。
なお、図２では把持治具６、６’にクランプを用い、クランプから導電層に給電を行うためクランプの先端は、導電層２（めっき用マスクパターン領域を除く部分）に接触している。
【００３３】
次に、配線パターンが形成されたフレキシブル基板からめっき用マスクを除去し、配線（電気銅めっき）と導電層とをソフトエッチングして導電層のＣｕ層を完全に除去する。次に、シード層を除去して、配線パターンを完成させる。その後、配線パターンの所望箇所にはめっきを施し、所定部分にはソルダーレジストをコートしてフレキシブル配線基板を作製した。
【００３４】
作製したフレキシブル配線基板を、基板外観検査装置ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｅ）で検査した結果、その不良率は１．３％であった。
この外観検査において、配線が５μｍ以上欠けたものや、５μ以上の凹凸などの状態を不良とした。
【実施例２】
【００３５】
絶縁フィルムとしてポリイミド（宇部興産株式会社製ユーピレックス：登録商標）を用い、この片面にスパッタリングによりシード層として、２３ｎｍ厚のＮｉＣｒ合金層を形成した。その上に、スパッタリングにより厚み０．２μｍのＣｕ層を成膜して導電層を形成した。
次に、その導電層の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼り合わせ、所定の配線パターンを有するマスクを用いて紫外線露光、現像を行い、めっき用マスクを作製した。
【００３６】
その後、めっき用マスクの開口部に電気銅めっき法により銅を電析させて配線パターンを形成した。
この時に使用した電気銅めっき装置には、実施例１と同様に、リールに巻かれたフレキシブル基板をその幅方向を上下方向、所謂縦位置にして連続的に供給する装置と、搬送されてくるフレキシブル基板を、縦位置のまま連続的にリールに巻き取る装置と、この供給装置と巻取装置との間に配置され、かつ縦位置の状態で搬送されるフレキシブル基板に対し電気銅めっき処理を行うめっき槽とを具備するめっき装置を用いた。
なお、陽極には不溶性のチタン素材上に酸化イリジウムを被覆コートした電極を用いた。また、陽極と陰極（導電層）との距離は１００ｍｍとし、電流密度を０．０５Ａ／ｍ２に制御して配線パターンを形成した。その時の、印加電圧は５．３Ｖであった。さらにめっき液には、硫酸銅五水和物を１００ｇ／Ｌ、硫酸２００ｇ／Ｌ、塩酸０．１３ｇ／Ｌ、及び市販の添加剤を適量添加した電気銅めっき液を用いた。
【００３７】
図３は、本発明の第２の実施形態による配線パターン形成工程の一例を示す断面模式図で、この時の電気銅めっき処理により配線パターンが形成された縦位置の状態で搬送されるフレキシブル基板の断面を示している。その搬送方向は、紙面の表から裏に向かう方向である。
図３において、１は絶縁性フィルム、２は導電層、４は配線パターン形成用感光性レジストにより形成しためっき用マスクパターン、５は配線パターン、６、６’は把持治具である。
なお、図３では把持治具６、６’にクランプを用い、クランプから導電層に給電を行うためクランプの先端は、導電層２（めっき用マスクパターン領域を除く部分）に接触している。
【００３８】
次に、配線パターンが形成されたフレキシブル基板からめっき用マスクを除去し、配線（電気銅めっき）と導電層とをソフトエッチングして導電層のＣｕ層を完全に除去する。次に、シード層を除去して、配線パターンを完成させる。その後、配線パターンの所望箇所にはめっきを施し、所定部分にはソルダーレジストをコートしてフレキシブル配線基板を作製した。
【００３９】
作製したフレキシブル配線基板を、基板外観検査装置ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｅ）で検査した結果、その不良率は１．５％であった。
この外観検査において、配線が５μｍ以上欠けたものや、５μｍ以上の凹凸などの状態を不良とした。
【００４０】
（比較例１）
配線パターンを形成する電気銅めっきに使用する電気銅めっき装置に、特許文献１に記載される、フレキシブル基板にロッドが接触してフレキシブル基板を支持する手段を有する装置を用いた以外は、実施例１と同じ工程でフレキシブル配線板を作製し、その外観検査を行った。
ＡＯＩで検査した結果、不良率は６．２％であった。
【符号の説明】
【００４１】
１    絶縁性フィルム
２    導電層
３    スルーホール
４    めっき用マスクパターン
５    配線パターン
６、６’  把持治具
【図１】
2014082433.tif 000003
【図２】
2014082433.tif 000004
【図３】
2014082433.tif 000005