(57)【要約】【課題】本発明では、高密度の微細な配線を形成し、かつ配線金属層が支持絶縁層の上に完全に露呈してしまうのを回避して外力を受け難くすると共に、配線金属層と支持絶縁層との間に大きな付着力を発生されることができ、かつ寸法安定性の良好なフレキシブル埋め込み回路基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】支持金属層に障壁金属層を積層された積層材料の障壁金属層の表面に所定のパターンで導電性の配線金属層を付着し、支持絶縁層に前記障壁金属層の表面に付着された配線金属層を埋設し、積層材料の支持金属層を除去し、積層材料の障壁金属層が配線金属層を囲繞する所定の形状となるように該障壁金属層を除去し、プリント配線部材としての所定の形状に形成することにより、配線部材が支持部材に埋設させた形状を得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性材料からなる支持部材と、該支持部材の表面側に少なくとも部分的に埋設された導電性材料からなる配線部材とから構成されることを特徴とするフレキシブル埋め込み回路基板。
【請求項２】
前記配線部材の少なくとも接続端子を構成する部分を除く部分は絶縁性材料からなる保護部材によって覆われていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル埋め込み回路基板。
【請求項３】
前記支持部材に埋設される配線部材は少なくともその表面を粗面化されていることを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブル埋め込み回路基板。
【請求項４】
支持金属層に障壁金属層を積層された積層材料の障壁金属層の表面に所定のパターンで導電性の配線金属層を付着する工程と、支持絶縁層に前記障壁金属層の表面に付着された配線金属層を少なくとも部分的に埋設する工程と、前記積層材料の支持金属層を除去する工程とから構成されることを特徴とするフレキシブル埋め込み回路基板。
【請求項５】
前記支持金属層および障壁金属層を除去された配線金属層の表面を少なくとも部分的に覆うように保護絶縁層を付着する工程を更に備えていることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記配線金属層は障壁金属層の上にめっきされた中間金属層の上に付着され、該中間金属層は配線金属層と障壁金属層との間に介在することによって両者間の結合を確実に行わせることができる金属材料からなることを特徴とする請求項４または５記載の製造方法。
【請求項７】
前記障壁金属層に付着された配線金属層は支持絶縁層に埋設される前に少なくともその表面を粗面化されることを特徴とする請求項４、５または６記載の製造方法。
【請求項８】
前記支持金属層は配線金属層を形成する導電性材料と同じまたは相対的にエッチングを行い易い金属材料からなり、前記障壁金属層は支持金属層および配線金属層をそれぞれ形成する材料とは異なった手段によってエッチングされる金属材料なることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、各種の電子機器に広範に使用されているフレキシブルプリント基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、配線金属層と支持絶縁層の積層体より、配線金属を所定の形状にエッチング加工しプレキシブルプリント基板を得ている。また支持絶縁層にスパッタリングもしくはメッキなどできわめて薄く金属層を配したものに、メッキなどで配線を形成したプレキシブルプリント基板もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したエッチングで形成したフレキシブルプリント基板では、これらは比較的安価にプレキシブルプリント基板を得られるが、エッチングの性能上、微細な配線を形成することができない。また、メッキなどで形成したフレキシブルプリント基板では、高密度の微細な配線を形成できるが、配線金属層と支持絶縁層の密着力が弱く、屈曲性が悪い。またこれらの形状は、配線金属層は支持絶縁層の上に露呈した状態で配設されており、外力を受け易いものであった。
本発明は、高密度の微細な配線を形成し、かつ配線金属層が支持絶縁層の上に完全に露呈してしまうのを回避して外力を受け難くすると共に、配線金属層と支持絶縁層との間に大きな付着力を発生されることができるフレキシブル埋め込み回路基板およびその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
絶縁性材料からなる支持部材と、該支持部材の表面側に少なくとも部分的に埋設された導電性材料からなる配線部材とから構成されることを特徴とするフレキシブル埋め込み回路基板。
前記配線部材の少なくとも接続端子を構成する部分を除く部分は絶縁性材料からなる保護部材によって覆われていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル埋め込み回路基板。
前記支持部材に埋設される配線部材は少なくともその表面を粗面化されていることを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブル埋め込み回路基板。
支持金属層に障壁金属層を積層された積層材料の障壁金属層の表面に所定のパターンで導電性の配線金属層を付着する工程と、支持絶縁層に前記障壁金属層の表面に付着された配線金属層を少なくとも部分的に埋設する工程と、前記積層材料の支持金属層を除去する工程とから構成されることを特徴とするフレキシブル埋め込み回路基板。
前記支持金属層および障壁金属層を除去された配線金属層の表面を少なくとも部分的に覆うように保護絶縁層を付着する工程を更に備えていることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
前記配線金属層は障壁金属層の上にめっきされた中間金属層の上に付着され、該中間金属層は配線金属層と障壁金属層との間に介在することによって両者間の結合を確実に行わせることができる金属材料からなることを特徴とする請求項４または５記載の製造方法。
前記障壁金属層に付着された配線金属層は支持絶縁層に埋設される前に少なくともその表面を粗面化されることを特徴とする請求項４、５または６記載の製造方法。
前記支持金属層は配線金属層を形成する導電性材料と同じまたは相対的にエッチングを行い易い金属材料からなり、前記障壁金属層は支持金属層および配線金属層をそれぞれ形成する材料とは異なった手段によってエッチングされる金属材料なることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
これらにより、高密度の微細な配線を形成し、かつ配線金属層が支持絶縁層の上に完全に露呈してしまうのを回避して外力を受け難くすると共に、配線金属層と支持絶縁層との間に大きな付着力を発生されることができ、かつ寸法安定性の良好なフレキシブル埋め込み回路基板を得られる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例によるフレキシブル埋め込み回路基板は、図１で示すように絶縁性材料からなる支持部材２と、支持部材２の表面側に所定のパターンで埋設された導電性材料からなる配線部材１と、配線の上部を保護する保護部材３から構成される。
【０００６】
支持部材２は所要の絶縁性を確保して成形できるものであればどのような材料も適用でき、例えば、液晶ポリマー、ポリイミド、エポキシ、アクリル等のプラスチック材料を使用できる。また、配線部材１は電気的な接続を行うためのものであり、良好な導電性を有する材料であればどのような材料も適用でき、例えば、銅、銅合金、ニッケル、金等の良導性金属材料を使用できる。しかしながら、後述する加工工程における簡便性やコスト、寸法安定性等の観点から、一般的に、支持部材２は液晶ポリマーにより形成され、そして、配線部材１は銅めっきにより形成される。
【０００７】
上述の如く構成された本発明のフレキシブル埋め込み回路基板は、配線部材１が支持部材２に埋設されているため、配線部材１に対する外部からの影響をほぼ完全に排除でき、また、配線部材１に対する支持部材２の付着力は、配線部材１の下面に加えその両側面も支持部材２に接合しているため、非常に大きな力で結合され、支持部材２の硬化のバラツキ等によって配線部材１が剥離してしまうのを確実に防止できるものである。更に、配線部材１間に絶縁性材料からなる支持部材２が介在していることにより、配線部材１間の絶縁性を高めることができ、それにより、より小さな離間間隔のパターンで配線部材１を配設でき、より小形化またはより高密度化されたパターンで配線部材１を配設することが可能となり、より小さなまたはより高密度化されたプレキシブルプリント基板を作成することができる。
【０００８】
ここにおいて、支持部材２に埋設された配線部材１は、支持部材２の上面と同じ面となるように配設されたが、図２に示すように、配線部材１が支持部材２の上面から適当に突出した形体に形成することにより、配線部材１の接続端子を構成する部分への接続部材の接続をより容易に行うことができできる。また、この配線部材１の突出は、必ずしも全ての配線部材１を一様に突出させる必要はなく、必要に応じて同一面形体と突出形体とを混在させることもできる。
【０００９】
更に、配線部材１はまた、少なくとも接続端子を構成する部分を除く部分に絶縁性材料からなる保護部材３を積層するのが好ましく、これにより、外部からの熱や力或いは酸化作用等から配線部材１を確実に保護することができる。このとき、金めっき４は接続端子の部分にのみ適用され、金めっき４の適用範囲を減少できることは容易に理解されよう。保護部材３は支持部材２と同様な理由によりポリイミドによって形成される。
【００１０】
本発明の実施例によるプレキシブルプリント基板の製造方法は、積層部材作成工程、配線金属層付着工程、配線金属層埋設工程、支持金属層除去工程、障壁金属層部分除去工程、および保護絶縁層外形形成工程から構成されており、以下、これらの各工程について説明する。
【００１１】
Ａ．  積層部材作成工程（図３）
支持金属層２０として約０．１５ｍｍ厚の銅または銅合金のフィルムを使用し、その表面を前処理した後、支持金属層２０の一方の面上に電気ニッケルめっきすることにより、約２μｍ厚ニッケルの層の障壁金属層５を積層して積層材料を作成する。積層材料は市販の銅合金−ニッケル積層体のベース材を購入して使用することもでき、そのため、本発明においてこの積層材料の作成工程は必ずしも必須の工程ではない。しかしながら、この積層材料は、後続の障壁金属層５に配線金属層１を付着する工程における障壁金属層５と配線金属層１との間の結合を確実にするために、図３に示すように、配線金属層１と同じ金属材料を障壁金属層５に電気めっきして中間金属層６を設けておくのが好ましい。
【００１２】
Ｂ．  配線金属層形成工程（図４、図５、図６）
障壁金属層５または中間金属層６は、その表面を前処理された後、図４に示すように、フォトレジストまたはドライフィルムを積層され、次いで、所定のパターンを有する遮光マスクを介してフォトレジストを露光、現像することによりレジストパターン７を作成し、めっき前処理した後、電気銅めっきすることにより、レジストパターン７内に配線金属層１が形成される。レジストパターン内に形成された配線金属層１は、好ましくは、後続する配線金属層埋設工程において支持絶縁層２内への埋設後の支持絶縁層２との間の結合をより確実にするために、その露出面を粗面化される。この粗面化はスプレーエッチングによって１〜２μｍ  の凹凸を形成するように行われる。この粗面化は、配線金属層１がレジストパターン内に形成され状態で行ってもよいが、より強力な支持絶縁層２との間の結合力を確保するために、図６に示すように、レジストパターンを除去した後に行うことによって配線金属層１の側面もまた粗面化するのが好ましい。
【００１３】
Ｃ．  配線金属層埋設工程（図７）
配線金属層２２の支持絶縁層２４への埋設は、液晶ポリマーなどの支持絶縁層２と配線金属層１とを接面させた後、相互に押し付けて配線金属層１を支持絶縁層１中に押し込むことによって遂行できる。配線金属層間に確実に支持絶縁層２を押し込むためには、真空圧力下で押し込むことが好ましい。
【００１４】
Ｄ．  支持金属層除去工程（図８）
積層材料の支持金属層４に対してエッチングを行い、図８に示すように、支持金属層４のみを選択的に除去する。このエッチングをフォトケミカルエッチングで行うとき、支持金属層４と配線金属層１は同一または類似した材料で形成されているが、障壁金属層５が配線金属層１および中間金属槽６の上に配置されているため、配線金属層１は障壁金属層５によってマスキングされており、エッチングが不用意に配線金属層１まで及ぶことはない。
【００１５】
Ｅ．  障壁金属層除去工程（図９、図１０）
支持絶縁層２の上に付着した障壁金属層５は適当な除去手段によって除去され、図１０に示すように、支持絶縁層２に配線金属層１が埋設された形体に形成される。この除去手段は、障壁金属層５と中間金属層６および配線金属層１とが相互に異なった金属材料より形成されていることにより、障壁金属層５を形成する金属材料を選択的にエッチングすることにより行われる。障壁金属層５を選択的にエッチングした後、配線金属層１までも除去することのないように、中間金属層６を緩やかにエッチングするのが望ましい。
【００１６】
Ｆ．  保護絶縁層、外形形成工程（図１１、図１２）
この工程は、後述する金めっきによる保護処理と順序的に互換性を有して行われ、かつ、必要に応じて選択的に行うこともできる。配線金属層１および支持絶縁層２にソルダーレジストなどの保護部材３を形成させる。これにより、図１１に示すように、配線金属層１は、少なくとも接続端子を構成する部分を除く部分を絶縁性材料からなる保護絶縁層３で覆われ、外部からの種々の影響から確実に保護される。その後、図１２に示すように、金型プレス、レーザー等により所定の外形加工を行い、各配線を個片化する。
【００１７】
配線金属層１の接続端子部分は、該部分の酸化を防止するために、金めっきや錫めっきが施されるのが好ましい。このとき、図１２に示すように、接続端子部分を除く部分は保護絶縁層３で覆われているため、マスク等の遮光手段を用いることなしに必要な部分にのみ金めっきを施すことができ、コストの低減に寄与することができる。
【００１８】
上述した各工程の説明において、各処理に付随する前および／または後処理に関する説明はなされていないが、それぞれ慣用の手段によって前および／または後処理が行われることは当業者にとって容易に理解されよう。
【００１９】
また、上述の方法は、図１または図１２に例示したように、配線部材１が支持部材２の上面と同じ面となるように作成されたが、図２に例示したように、所要の配線部材１を支持部材２の上面から適当に突出させた形体に作成することもできる。この場合、スペーサを用いる方法と、レーザーやプラズマを用いて除去する方法とがある。
【００２０】
前者の方法の場合、配線金属層付着工程において、配線部材１が支持部材２の上面から突出する高さに対応した厚さを有するフォトレジストと、このフォトレジストと共に配線部材１の所要の厚さをめっきさせるのに必要な厚さを形成するための別のフォトレジストとを障壁金属層５または中間金属層６に積層し、次いで、前述したように露光、現像、めっきすることによりレジストパターン内に配線金属層１を形成した後、後者のフォトレジストのみを除去し、前者のフォトレジストをそのまま残しておく。これにより、残されたフォトレジストは、配線金属層埋設工程において、障壁金属層５または中間金属層６と支持絶縁層２との間に介在し、その後の障壁金属層除去工程５のときに除去することによって支持部材２の上面から突出した配線部材１を作成することができる。
【００２１】
一方、後者の方法の場合、障壁金属層除去工程５の後の適当な時機に、フォトケミカルエッチング、レーザーおよび／またはプラズマエッチングを用いて、支持絶縁層２の所定部分を部分的に除去してその高さを低くすることにより、支持部材２の上面から突出した配線部材１を作成することができる。ここにおいて、前者の方法の場合、全ての配線部材１が一様に突出した形体に作成されるのに対し、後者の方法の場合、必要に応じて配線部材１を突出させた形体に形成できる利点を有する。
【００２２】
【実施例】
厚み０．１５ｍｍの銅箔に、片面のみにアクリル系のドライフィルムレジスト（旭化成株式会社製「ＡＱ−２５５８」）をラミネートした後、ワット浴のニッケルメッキ液を使用し、Ｄｋ＝１Ａ／ｄｍ２にて１０分間メッキを行い、片面に２μｍのニッケルめっき施した。それに硫酸銅メッキ浴を使用しＤｋ＝１Ａ／ｄｍ２にて１分間メッキを行い、０．２μｍの銅めっき施した。その後ドライフィルムレジストを剥離した。
【００２３】
上記材料の両面に前出のドライフィルムレジストをラミネートした後、メッキを施した面に所定のフォトマスクパターンに従って露光・現像してパターニングした、露光はｇ線により露光量３０〜６０ｍＪ／ｃｍ２で行い、現像は３０℃、１ｗｔ％Ｎａ２ＣＯ３でスプレー現像した。それに硫酸銅メッキ浴を使用しＤｋ＝２Ａ／ｄｍ２にて１０分間メッキを行い、２０μｍの銅の配線を得た。その後両面のドライフィルムレジストを３％のカセイソーダにて剥離した。
【００２４】
上記材料と５０μｍ厚の液晶ポリマーとを、真空ホットプレス機にて、３４０℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ２で１０分間、貼り合わせを行った。
【００２５】
続いて、上記の０．１５ｍｍ厚の銅箔を、アンモニア銅エッチング液で除去し、ニッケルをニッケル専用エッチング液（荏原ユージライト社製「ピュータックス」）にてエッチングを行った。
【００２６】
次に、ソルダーレジスト（Ｄｕｐｏｎｔ社製「パイララックス」）をラミネートし、露光はｇ線により露光量１００〜２００ｍＪ／ｃｍ２で行い、現像は３０℃、１ｗｔ％Ｎａ２ＣＯ３でスプレー現像した。それに１４０℃６０分キュアを施し、後露光１０００ｍＪ／ｃｍ２おこない絶縁保護膜を得た。
【００２７】
次に、金メッキ液（ＮＥケムキャット社製「Ｎ−４４」）を使用してＤｋ＝１Ａ／ｄｍ２にて１０分間メッキを行い２μｍの金メッキを得た。その後液晶ポリマーの外形をカットし、所定の形状を得た。
【００２８】
上記で得られた試験片は、図１３に示すように、配線および配線ギャップ１５μｍ／１５μｍを達成できた。また、配線の密着力をエッチング法で作成したサンプルと比較して同等の密着力を確保できた。寸法安定性安定性については、図１４に示すように、設計値に対して０．０５％以下のズレ量が確認された。元の設計値に対してこの差を加味することにより、ずれ量を０．０１％以下に出来る事が容易に推測される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、高密度の微細な配線を形成し、かつ配線金属層が支持絶縁層の上に完全に露呈してしまうのを回避して外力を受け難くすると共に、かつ寸法安定性を持つ、フレキシブル埋め込み回路基板を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるフレキシブルプリント基板を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示すフレキシブルプリント基板の変形例を示す図である。
【図３】積層部材作成工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図４】金属配線層作成工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図５】図４に引き続き金属配線層作成工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図６】図５に引き続き金属配線層作成工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図７】配線金属層埋設工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図８】支持金属層除去工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図９】障壁金属層除去工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図１０】図９に引き続き障壁金属層除去工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図１１】保護絶縁層形成工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図１２】外形形成工程を説明する為の模式的な断面図である。
【図１３】本実施例により得られたフレキシブルプリント基板の断面を示す写真である。
【図１４】本実施例により得られたフレキシブルプリント基板の寸法ピッチのバラツキを示すヒストグラムである。
【符号の説明】
１  配線部材
２  支持部材
３  保護部材
４  支持金属層
５  障壁金属層
６  中間金属層
７  レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004335907.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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