(57)【要約】【課題】  「セミアディティブ法」を用いて回路パターンの微細化を図ったプリント配線板において、繰返し屈曲されたときの回路パターンの抵抗上昇率が十分に低く抑えられたプリント配線板及びこのようなプリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁基材１上に導電材料からなる回路パターン２がメッキによって形成されたプリント配線板において、回路パターン２は、第１のメッキ電流密度により形成された第１の層２ａ及び第２のメッキ電流密度により形成された第２の層２ｂの少なくとも２層が積層されて構成されている。第１のメッキ電流密度は、第２のメッキ電流密度より低く、この第１のメッキ電流密度により形成された第１の層２ａは、第２のメッキ電流密度により形成された第２の層２ｂよりも緻密となっている。【選択図】      図１
2006093231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材上に導電材料からなる回路パターンがメッキによって形成されたプリント配線板であって、
前記回路パターンは、第１のメッキ電流密度により形成された第１の層及び第２のメッキ電流密度により形成された第２の層の２層、あるいは、さらに第１または第２のメッキ電流密度により形成された層を加えた３層以上が積層されて構成されており、
前記第１のメッキ電流密度は、前記第２のメッキ電流密度より低く、この第１のメッキ電流密度により形成された層は、第２のメッキ電流密度により形成された層よりも緻密である
ことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記回路パターンは、最下層が前記第１の層で形成され、その上層に前記第２の層が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記回路パターンは、最上層が前記第１の層で形成され、その下層に前記第２の層が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記回路パターンは、最下層及び最上層が前記第１の層で形成され、その中間層に前記第２の層が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項５】
絶縁基材上に形成された導電性シード層上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記レジスト層に露光、現像を行い、メッキレジスト層を形成するメッキレジスト層形成工程と、
電解メッキ行い、前記メッキレジスト層の未形成部分に、第１のメッキ電流密度により形成される第１の層と第２のメッキ電流密度により形成される第２の層との少なくとも２層が積層された構造の回路パターンを形成する工程と、
前記メッキレジスト層を除去するレジスト除去工程と、
前記導電性シード層の不要部分を除去する不要部分除去工程と
を有し、
前記第１のメッキ電流密度は、前記第２のメッキ電流密度より低く、この第１のメッキ電流密度により形成される層は、第２のメッキ電流密度により形成される層よりも緻密となる
ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装される回路パターンを有するプリント配線板及びこのプリント配線板の製造方法に関し、特に、屈曲による回路パターンの抵抗上昇率を少なくしたプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板（例えば、ＦＰＣなど）の製造方法としては、「セミアディティブ法」と「サブトラクティブ法」が知られている。これらのうち、「サブトラクティブ法」は、絶縁材料（例えば、ポリイミド）からなる絶縁基材の表面部の全面に銅箔を貼り付けた銅張積層板を用いて、不要な部分の銅箔を除去し、回路パターンを作成する方法である。銅張積層板としては、フレキシブルな薄いフィルム上に銅箔を張り合わせたもの（ＣＣＬ）があり、片面ＣＣＬと両面ＣＣＬとがある。この「サブトラクティブ法」は、従来よりプリント配線板の製造において広く使われている製造方法であり、多くの実績がある。
【０００３】
一方、「セミアディティブ法」は、特許文献１に記載されているように、絶縁基材の表面部上にスパッタリング法等により数十乃至数百ｎｍの薄い金属層（導電性シード層）を形成し、必要な部分だけに銅メッキを施して、回路パターンを作成する製造方法である。この「セミアディティブ法」は、「サブトラクティブ法」よりも微細な回路パターン、例えば、３０μｍピッチ以下のファインピッチ回路を作成することができ、また、無駄の少ない製造方法であるといえる。
【０００４】
「セミアディティブ法」の工程は、図７に示すものである。
【０００５】
（１）まず、図７中（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁材料からなる絶縁基材１０１の表面部上に、導電性シード層１０２を形成する。この導電性シード層１０２は、絶縁基材１０１の表面部に電気伝導性を付与するための層であり、無電解銅メッキ、あるいは、スパッタ成膜等によって形成される。
【０００６】
（２）次に、図７中（ｃ）及び（ｄ）に示すように、導電性シード層１０２上において、レジスト剤を塗布してレジスト層１０３を形成し、露光及び現像を行い、回路パターンとなる部分以外の部分にメッキレジスト層１０３ａを作成する。
【０００７】
（３）そして、図７中（ｅ）に示すように、電気銅メッキを行うことにより、回路パターンとなる部分に所定の厚さの銅を付着させて回路パターン１０４を作成する。
【０００８】
（４）次に、図７中（ｆ）に示すように、メッキレジスト層１０３を除去する。
【０００９】
（５）さらに、図７中（ｆ）に示すように、回路パターン１０４が作成された部分以外の不要部分の導電性シード層１０２を除去することにより、回路パターン１０４が完成する。
【００１０】
（６）このようにして回路パターン１０４が完成すると、絶縁基材上に、絶縁材料からなる図示しないカバー層を形成する。このカバー層は、回路パターン１０４を覆って形成される。このカバー層は、回路パターン１０４において電子部品が実装される部品実装位置に開口部を有して形成される。このような開口部が位置する部品実装位置には、ＩＣチップなどの電子部品が実装される。
【００１１】
（７）その後、必要に応じて、補強材等を取り付けることにより、電子回路装置が完成する。
【特許文献１】特開２００３−３０９３３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、前述のような「セミアディティブ法」においては、電解銅メッキにより回路パターンを形成することから、圧延銅箔をエッチングして回路パターンの形成を行う「サプトラクティプ法」と比較して、屈曲性が劣るという問題がある。
【００１３】
これは、圧延銅箔は、銅の結晶粒が大きく粒界が少ないためにクラックが発生しにくいが、電解銅メッキでは、圧延銅ほど結晶粒を大きくすることができず、クラックが発生しやすいためであると考えられている。
【００１４】
すなわち、「アディティブ法」によって製造するプリント配線板において、できあがった回路パターンにおける結晶粒は、多数の粒界がランダムに存在する状態であるため、プリント配線板が屈曲されたときにクラックが発生する起点となる。２．０Ａ／ｄｍ２のメッキ電流密度で形成した回路パターンの粒径は、約１μｍ程度である。この回路パターンにおいて発生したクラックは、粒界に沿って進行し、回路パターンの高さが８μｍであるとすると、屈曲回数が数十万回程度のときに、この回路パターンの抵抗上昇率は１０％を超えてしまう。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、「セミアディティブ法」を用いて回路パターンの微細化を図ったプリント配線板において、繰返し屈曲されたときの回路パターンの抵抗上昇率が十分に低く抑えられたプリント配線板及びこのようなプリント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】
【００１６】
本発明者らは、絶縁基材上にメッキによって形成された導電材料からなる回路パターンを、少なくとも２層からなる積層構造とし、一方の層を他方の層よりも低いメッキ電流密度によって形成し、他方の層よりも緻密な層とすることにより、前述の課題を解決できるとの知見を得るに至った。
【００１７】
すなわち、本発明に係るプリント配線板は、以下の構成の少なくともいずれか一を備えるものである。
【００１８】
〔構成１〕
本発明に係るプリント配線板は、絶縁基材上に導電材料からなる回路パターンがメッキによって形成されたプリント配線板であって、回路パターンは、第１のメッキ電流密度により形成された第１の層及び第２のメッキ電流密度により形成された第２の層の２層、あるいは、さらに第１または第２のメッキ電流密度により形成された層を加えた３層以上が積層されて構成されており、第１のメッキ電流密度は、第２のメッキ電流密度より低く、この第１のメッキ電流密度により形成された層は、第２のメッキ電流密度により形成された層よりも緻密であることを特徴とするものである。
【００１９】
〔構成２〕
本発明に係るプリント配線板は、構成１を有するプリント配線板において、回路パターンは、最下層が第１の層で形成され、その上層に第２の層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
〔構成３〕
本発明に係るプリント配線板は、構成１を有するプリント配線板において、回路パターンは、最上層が第１の層で形成され、その下層に第２の層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
〔構成４〕
本発明に係るプリント配線板は、構成１を有するプリント配線板において、回路パターンは、最下層及び最上層が第１の層で形成され、その中間層に第２の層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、以下の構成を備えるものである。
【００２３】
〔構成５〕
絶縁基材上に形成された導電性シード層上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層に露光、現像を行いメッキレジスト層を形成するメッキレジスト層形成工程と、電解メッキ行いメッキレジスト層の未形成部分に第１のメッキ電流密度により形成される第１の層と第２のメッキ電流密度により形成される第２の層との少なくとも２層が積層された構造の回路パターンを形成する工程と、メッキレジスト層を除去するレジスト除去工程と、導電性シード層の不要部分を除去する不要部分除去工程とを有し、第１のメッキ電流密度は、第２のメッキ電流密度より低く、この第１のメッキ電流密度により形成される層は、第２のメッキ電流密度により形成される層よりも緻密となることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るプリント配線板においては、絶縁基材上にメッキによって形成された導電材料からなる回路パターンは、第１のメッキ電流密度により形成された第１の層及び第２のメッキ電流密度により形成された第２の層の２層、あるいは、さらに第１または第２のメッキ電流密度により形成された層を加えた３層以上が積層されて構成されている。
【００２５】
第１のメッキ電流密度は、第２のメッキ電流密度より低く、この第１のメッキ電流密度により形成された層は、第２のメッキ電流密度により形成された層よりも緻密となっている。そのため、このプリント配線板においては、屈曲されても第１のメッキ電流密度により形成された層において大きなクラックが発生しにくくなっており、回路パターンの抵抗上昇が抑えられる。
【００２６】
すなわち、本発明は、「セミアディティブ法」を用いて回路パターンの微細化を図ったプリント配線板において、繰返し屈曲されたときの回路パターンの抵抗上昇率が十分に低く抑えられたプリント配線板及びこのようなプリント配線板の製造方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態においては、「セミアディティブ法」を用いて作成されたプリント配線板について説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態におけるプリント配線板の構成を示す断面図である。このプリント配線板は、図１に示すように、ポリイミド樹脂などの絶縁材料からなる絶縁基材１を有している。絶縁基材１の表面部上には、回路パターン２が形成されている。この回路パターン２は、絶縁基材１の表面部上に形成された導電性シード層３の上に形成されている。
【００２９】
図２は、本実施の形態におけるプリント配線板の製造工程を示す断面図である。すなわち、回路パターン２を作成するには、まず、図２中の（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁基材１の表面部上に導電性シード層３を形成する。次に、図２中の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、導電性シード層３において、レジスト剤を塗布してレジスト層６を形成して露光及び現像を行い、回路パターンとなる部分以外の部分にメッキレジスト層６ａを作成する。そして、電気銅メッキを行うことにより、図２中の（ｅ）に示すように、導電性シード層３上の所定の部分に所定の厚さの銅を付着させることにより回路パターン２を作成する。
【００３０】
導電性シード層３は、絶縁基材１の表面部に電気伝導性を付与するための層であり、無電解銅メッキ、あるいは、スパッタ成膜によって形成されたものである。そして、回路パターン２が作成された部分以外の不要部分の導電性シード層３は、図２中の（ｆ）に示すように、メッキレジスト層６ａを除去した後に、除去されている。すなわち、このプリント配線板において、導電性シード層３は、回路パターン２が作成されている部分のみにおいて、この回路パターン２と絶縁基材１との間に残存している。
【００３１】
そして、絶縁基材１上には、図１に示すように、接着剤などの絶縁材料からなるカバー層４が形成されている。このカバー層４は、回路パターン２を覆って形成されている。さらに、このカバー層４上には、絶縁基材１と同様のポリイミド樹脂などからなる絶縁材５が貼り合わされている。なお、これらカバー層４及び絶縁材５は、熱硬化性ポリイミド樹脂、感光性ポリイミド樹脂、または、液状レジストからなるものとしてもよい。
【００３２】
このプリント配線板において、回路パターン２は、第１のメッキ電流密度により形成された第１の層及び第２のメッキ電流密度により形成された第２の層の２層、あるいは、さらに第１または第２のメッキ電流密度により形成された層を加えた３層以上が積層されて構成されている。第１のメッキ電流密度は、第２のメッキ電流密度より低くなっている。すなわち、回路パターン２は、図２に示すように、第１のメッキ電流密度として０．１Ａ／ｄｍ２乃至１Ａ／ｄｍ２のような低電流密度により緻密なメッキ層として形成された第１の層（以後、「低電流密度層２ａ」という。）と、生産性を考慮して、第２のメッキ電流密度として１Ａ／ｄｍ２乃至１０Ａ／ｄｍ２のような一般的な電流密度により形成された第２の層（以後、「通常電流密度層２ｂ」という。）との少なくとも２層が積層された構造となっている。
【００３３】
この回路パターン２において、第１のメッキ電流密度により形成された低電流密度層２ａは、第２のメッキ電流密度により形成された通常電流密度層２ｂよりも緻密となっている。例えば、回路パターンの低電流密度層２ａは、粒径が約０．１μｍ程の緻密なメッキ層となっており、プリント配線板が屈曲されたときには、クラックは無数に発生するが、粒界が細かく多いため、完全に断線するには至らない。この回路パターン２の厚さは、プリント配線板の使用目的に応じた屈曲回数に耐え得るように、任意に決定することができる。
【００３４】
図３は、本実施の形態におけるプリント配線板の製造工程の他の例を示す断面図である。
【００３５】
図４は、本実施の形態におけるプリント配線板の製造工程のさらに他の例を示す断面図である。低電流密度層２ａと通常電流密度層２ｂとの組み合わせ方としては以下のような組み合わせが考えられる。
【００３６】
(1)図２に示すように、回路パターン２の最下層に低電流密度層２ａを形成し、その上層に通常電流密度層２ｂを形成する。
【００３７】
(2)図３に示すように、回路パターンの最下層に通常電流密度層２ｂを形成し、その上層に低電流密度層２ａを形成する。
【００３８】
(3)図４に示すように、回路パターンの最下層に低電流密度層２ａを形成し、その上層に通常電流密度層２ｂを形成し、さらにその上層に低電流密度層２ａを形成して、通常電流密度層２ｂを中間層とする。
【００３９】
なお、図３及び図４に示した製造工程は、回路パターン２の形成工程以外の工程は、前記図２により示した製造工程と同様である。また、このプリント配線板は、低電流密度層２ａと通常電流密度層２ｂとをさらに他の組合わせとして構成してもよく、層の数をさらに多くすることも考えられる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明に係るプリント配線板についての実施例を挙げる。
【００４１】
この実施例においては、図１に示した実施形態において、絶縁基材１として、ポリイミドフィルムである「カプトンＥＮ」（商品名：東レデュポン社製）を使用した。この絶縁基材１をスパッタチャンバにセットし、プラズマガスとしてアルゴンと酸素とを用い、７×１０−３Torrの真空下で、スパッタリングにより、この絶縁基材１の表面部に導電性シード層３を形成した。この導電性シード層３は、ニッケル層（膜厚２０ｎｍ（２００Å））及び銅層（膜厚２００ｎｍ（２０００Å））からなるものである。
【００４２】
次に、絶縁基材１上に形成された導電性シード層３上に、レジスト剤として「ドライフィルムレジスト」（商品名：日立化成工業社製）をラミネートし、レジスト層とした。このレジスト層に対して、回路設計図を露光し、現像することによって、回路パターン２を形成する部分のレジスト層を除去し、回路パターン２の非形成部のみがメッキレジスト層によって被覆された状態とした。
【００４３】
そして、電解銅メッキによって、導電性シード層３上のレジスト層が除去された部分に銅を析出させ、回路パターン２を形成した。このとき、厚さ１μｍまではメッキ電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２として形成し、その後、メッキ電流密度を２Ａ／ｄｍ２として厚さ７μｍまで形成し、再び、メッキ電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２として厚さ８μｍまで形成した。なお、電解銅メッキには、下記の硫酸銅メッキ浴を用いて、この硫酸銅メッキ浴中に浸した絶縁基材１上の導電性シード層３に電気を流し、メッキレジスト層により被覆されていない部分に銅を析出させた。
【００４４】
〔硫酸銅メッキ浴〕
硫酸銅５水塩・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７５ｇ／Ｌ
硫酸・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１９０ｇ／Ｌ
塩素イオン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５０ｍｇ／Ｌ
カパーグリーム「ＣＬＸ−Ａ」（商品名：メルテックス社製）・・５ｍＬ／Ｌ
カパーグリーム「ＣＬＸ−Ｃ」（商品名：メルテックス社製）・・５ｍＬ／Ｌ
次に、３％水酸化ナトリウム水溶液を用いて、メッキレジスト層を除去した。さらに、塩化鉄液や塩化銅液などのエッチング液を用いて、回路パターン２の非形成部の導電性シード層３をエッチングにより除去した。
【００４５】
そして、絶縁材料である接着剤を用いて、カバー層４を形成した。このカバー層４は、回路パターン２を覆うように絶縁基材１上に形成した。
【００４６】
図５は、本実施例において作成したプリント配線板の平面図である。そして、図５に示すように、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍのプリント配線板を作成した。
【００４７】
〔比較例〕
電解銅メッキによって回路パターンを形成する際、メッキ電流密度を２Ａ／ｄｍ２として厚さ８μｍまで形成した以外は、前述の実施例と同様に回路パターンの形成を行い、プリント配線板を作成した。
【００４８】
〔実施例と比較例との対比〕
図６は、実施例のプリント配線板と比較例のプリント配線板とを比較するための屈曲試験の方法を示す側面図である。前述のようにして作成した実施例及び比較例におけるプリント配線板について、図６に示すように、ＩＰＣ屈曲試験によって耐屈曲性を評価した。すなわち、プリント配線板の一端側を固定し、中途部を屈曲させ、他端側を往復移動させることにより、屈曲部を繰返し移動させる試験を行った。この屈曲試験は、実使用条件に近づけるため、他端側を１２時間往復移動させて１２時間停止させるサイクルで行った。屈曲試験条件としては、屈曲部の曲げ半径を２ｍｍとし、他端側の往復移動のストロークを２０ｍｍとし、往復移動速度を毎分１５００回とした。この測定結果を以下の〔表１〕に示す。
【表１】
2006093231.tif 000003
【００４９】
この〔表１〕から、実施例におけるプリント配線板は、比較例のプリント配線板に対して、１５倍以上の耐屈曲性を有していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るプリント配線板の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるプリント配線板の製造工程の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるプリント配線板の製造工程のさらに他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例において作成したプリント配線板の平面図である。
【図６】本発明の実施例のプリント配線板と比較例のプリント配線板とを比較するための屈曲試験の方法を示す側面図である。
【図７】従来のプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    絶縁基材
２    回路パターン
２ａ  低電流密度層
２ｂ  通常電流密度層
３    導電性シード層
【図１】
2006093231.tif 000004
【図２】
2006093231.tif 000005
【図３】
2006093231.tif 000006
【図４】
2006093231.tif 000007
【図５】
2006093231.tif 000008
【図６】
2006093231.tif 000009
【図７】
2006093231.tif 000010