(57)【要約】【課題】産業機器、民生機器等の各種電気製品に広く利用可能な、直流抵抗のバラツキが小さいコイル導体線条を有する平面コイルの製造に対して、高速で、両面のパターン膜厚及びスルーホール膜厚が均一なめっき方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】硫酸銅濃度１００ｇ／ｌ、硫酸濃度２２０ｇ／ｌの硫酸銅めっき液を用いて、ワーク近傍の流速を均一にして、正電流密度６Ａ／ｄｍ2で印加時間１０ｍＳの正電流と、負電流密度１２Ａ／ｄｍ2で印加時間０．５ｍＳの負電流を交互に印加した周期的反転電流印加方式でめっきを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸銅めっき液中で正電流を印加して電気めっきし、電気めっきと同一のめっき液中で、導体形成とは逆の負電流を印加して局部の電解エッチングを行い所定のパターンを形成するパターン形成方法。
【請求項２】
局部エッチングのために流す負電流の電流密度が、導体層形成のために流す正電流の電流密度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
電気めっきによる導体の形成と局部エッチングを繰り返す際の１サイクルの所要時間が０．１秒以下であることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項４】
硫酸銅めっき液による電気めっきは、めっき生成速度が最大２μｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項５】
硫酸銅めっき液による電気めっきは、ワーク表面の流速が一定で行うことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項６】
硫酸銅めっき液による電気めっきは、パターンめっき厚とスルーホールめっき厚が均一となるように行うことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機器、民生機器等の各種電気部品（電気音響変換器、トランス、モータなど）に広く利用可能な平面コイルを製造するためのパターン形成方法に関するものであり、特に電気めっきにてコイル導体パターンを形成する高電流密度方式のパターンめっき技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型・薄型・軽量化に伴い、これらに用いられる平面コイルの形状についても小型化、薄型化、軽量化することが必要となり、製品性能面でもその体積の中でコイル性能の向上が強く望まれている。代表的な製造方法としてエッチングやめっきによる製造方法が挙げられるが、線間が狭く空隙の少ない高占積率コイルが求められているため、めっき方式による製造方法が不要となり、セミアディティブ、アディティブ等の製造方法がよく知られている。
【０００３】
前記したセミアディティブ方法については、絶縁性基板上にあらかじめ形成した下地導体層の表面にコイル部以外を被覆するようにレジストを形成し、下地導体層を下地として、直流電流による電気めっきを行うことにより導体層を形成する。その後、レジストパターンを剥離した後、レジストパターンの剥離により露出した不要な下地導体層をエッチングにより除去するという製造方法である。
【０００４】
その際、一般的なパターンめっきとしては、パターン形成材料として銅めっきが用いられ、その技術は重要度を増している。銅めっきは主に硫酸銅めっきが使用されており、主成分として硫酸と硫酸銅を混合溶解させ、この中に光沢剤および塩素を添加した溶液である。硫酸銅めっき浴は、以前は均一電着性が劣っていたが、近年では光沢剤の改良により、硫酸銅濃度を低くし硫酸濃度を高くして、液伝導度を高めるとともに、活性化分極を大きくした高均一浴が開発され、プリント基板の電気銅めっきとして多く用いられている。
【０００５】
しかし、硫酸銅濃度が低いために陰極電流密度は３Ａ／ｄｍ2までしか上げることができない。それ以上にすると、界面近傍の銅イオンの供給不足により、やけが生じ、面内均一性が劣る。その結果、コイル導体の抵抗値を一定にできない。また、陰極電流密度の向上及び面内均一性の確保の重要な因子としてめっき時のめっき液流速の最適化及び均一化があげられ、それを実施することで生産性向上及び歩留り向上に繋がる。
【０００６】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭５６−９４９３７号公報
【特許文献２】特開昭６４−６１９８６号公報
【特許文献３】特開昭６４−８２５９８号公報
【非特許文献１】表面技術，５０，１３５（１９９９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のパターンめっきの欠点は、直流電流印加方式では多面付けしたワークの周辺、あるいはコイルパターンの形状、配列、あるいはワーク給電部の形状により、電流の集中する個所が発生する。そのため電流集中部の導体が厚く形成され、コイルパターンを数個から数千個と面付けした場合はめっき厚みにバラツキが発生し、ワークサイズをできるだけ小さくする必要があり、結果的に歩留り面、コスト面で量産性に劣っていた。
【０００８】
また、生産性と歩留りを同時に達成するめっきをする必要があり、生産性を考慮すると、陰極電流密度は６Ａ／ｄｍ2以上とする必要があるが、電着性の改善された高均一浴においても硫酸銅濃度が低いため、陰極電流密度は最大でも３Ａ／ｄｍ2しか上げることができず、それ以上にすると、面内均一性に劣りコイル導体の抵抗値を一定にできないという課題を有していた。そこで、本発明は産業機器、民生機器等の各種電気製品に広く利用可能な、直流抵抗バラツキが小さいコイル導体線条を有する平面コイルを多量に製造する方法で生産性及び歩留りを考慮しためっきによるパターン形成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、局部エッチングが、電気めっきと同一のめっき液中で、導体形成とは逆の負電流を印加してパターン形成を行う平面コイルの製造方法であって、電気めっきと同一のめっき液中で電気めっきによる導体層導体形成と逆の電流を印加する電解エッチングを繰り返して中心導体層を積層するために、電流集中部に余分に形成された余分な導体を電解エッチングによって除去しながら導体層を形成するようになるので、多面付けしたワークやコイルパターンの形状によらずバラツキの少ない均一なめっきをすることができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、局部エッチングのために流す負電流の電流密度が、表面導体層の導体形成のために流す正電流の電流密度よりも大きい平面コイルの製造方法であって、局部エッチングのために流す負電流の電流密度が、導体形成のために流す正電流の電流密度よりも大きいために、導体形成時に多面付けしたワークの周辺やコイルパターンの形状により、部分的に電流の集中する箇所に余分に形成された余分なめっきを優先的にエッチングすることになるため、多面付けしたワークやコイルパターンの形状によらずバラツキの少ない均一なめっきをすることができる。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、電気めっきによる導体の形成と局部エッチングを繰り返す際の１サイクルの所要時間が０．１秒以下である平面コイルのパターンの製造方法であって、１サイクルの所要時間を短くして頻繁に導体の形成とエッチングを繰り返すことにより、部分的に電流の集中する箇所に余分に形成された余分なめっきを優先的にエッチングすることになるため、多面付けしたワークやコイルパターンの形状によらずにバラツキの少ない均一なめっきをすることができる。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、めっき生成速度が最大２μｍ／ｍｉｎで行うめっき方法であり、量産性に優れた高速のめっきをすることが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、さらにワーク近傍の流速を一定にすることにより、さらなる面内均一性の向上ができる。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、スルーホールめっきの膜厚もパターンめっき膜厚と均一にすることにより、パターン形成精度をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の高電流密度印加方式によるパターンめっきは、直流電流印加方式と比較して周期的反転電流印加方式により、陰極電流密度向上及び面内均一性向上が可能となり、生産性および歩留りの向上が図れるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜５に記載の発明について説明する。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｉ）は、本発明の実施の形態の平面コイル製造プロセスを説明するための概略図である。まず、両面に厚み９±１μｍのＣｕ箔からなる下地導体層１を形成した厚み２５μｍのポリイミドフィルムからなる絶縁性基板２を用意した。ワークサイズは２５０×５００ｍｍである（図１（ａ））。
【００１９】
次に、硫酸過酸化水素系溶液からなるエッチング液を用いて、Ｃｕ箔全体をスライスエッチング装置により、Ｃｕ箔の厚さを３±１μｍまでエッチングした（図１（ｂ））。次に、両面の下地導体層１および絶縁性基板２を貫通するように、穴加工用パンチング装置で直径１００μｍのスルーホール３を設けた（図１（ｃ））。
【００２０】
次に、硫酸過酸化水素系溶液からなるソフトエッチング液を用いて、Ｃｕ箔の厚さを２±１μｍまでエッチングした（図１（ｄ））。次に、両面の下地導体層１の表面に３７μｍのドライフィルムレジスト４をラミネートした。そして、３００個のコイルパターンを面付けしたフィルムマスクでパターニングした（図１（ｅ））。パターニングはレジスト幅４０μｍ、レジスト間スペース４０μｍの螺旋状のパターンを形成した（図１（ｆ））。
【００２１】
次に、レジスト４で被覆していないスルーホール部を含む下地導体層１にワーク近傍の流速をプロペラ式流速計によりワーク全面の流速を均一にしためっき装置において、硫酸銅濃度１００ｇ／ｌ、硫酸濃度２２０ｇ／ｌの硫酸銅めっき液を用いて、図２に示す正電流密度６Ａ／ｄｍ2で印加時間１０ｍＳの正電流と、負電流密度１２Ａ／ｄｍ2で印加時間０．５ｍＳの負電流を交互に印加した周期的反転電流印加方式でめっきを行い、３６μｍのめっき導体層５を両面形成した（図１（ｇ））。このときのめっき厚バラツキは±１３％の小さなバラツキであった。これは、直流電流印加方式で電流密度６Ａ／ｄｍ2のめっき厚バラツキ±３０％に対して約４０％減となった。また、両面同時にパターン形成する際に同時にスルーホール３内においてもめっきされるが、その膜厚はパターンめっき厚と均一であった。
【００２２】
次に、４０℃で有機アミン系溶液でレジスト剥離装置にて、レジストパターンを除去した（図１（ｈ））。その後、硫酸過酸化水素溶液からなるエッチング液を使用するエッチング装置を用いて、下地導体層をエッチングして、コイル導体線条を形成した（図１（ｉ））。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明にかかるパターンめっきにおける高電流密度印加方式は、陰極電流密度の向上による生産性向上、パターンめっきの面内均一性の向上による歩留り向上を実現し、めっきによる平面コイルの製造方法の用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態における平面コイルの製造工程の工程断面図
【図２】本発明の実施の形態における周期的反転電流印加方式を示す図
【符号の説明】
【００２５】
１  下地導体層
２  絶縁性基板
３  スルーホール
４  ドライフィルムレジスト
５  めっき導体層
【図１】
2006203013.tif 000003
【図２】
2006203013.tif 000004