(57)【要約】【課題】ポリマーフィルムに狭ピッチ化された導体パターンを形成する。【解決手段】ポリマーフィルム５上に全面に亘って、導電性ペースト６を印刷し導電性膜３を形成する工程と、導電膜３上の導体パターン形成部９を除いた部分にエッチングレジスト８を形成する工程と、導電性膜３を電極に用いて、導体パターン形成部９上にパターンメッキ４を析出させる工程と、エッチングレジスト８を除去する工程と、パターンメッキ４が析出された部分を除いて導電性膜３を除去する工程とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーフィルム上に全面に亘って、導電性ペースト又は導電性インクを印刷し、あるいは導電塗料を塗布することにより導電性膜を形成する工程と、
上記導電性膜上の導体パターン形成部を除いた部分にエッチングレジストを形成する工程と、
上記導電性膜を電極に用いて、上記導体パターン形成部上にパターンメッキを析出させる工程と、
上記エッチングレジストを除去する工程と、
上記パターンメッキが析出された部分を除いて上記導電性膜を除去する工程とを有する導体パターンの形成方法。
【請求項２】
上記導電性膜は、単一種類の金属膜であることを特徴とする請求項１記載の導体パターンの形成方法。
【請求項３】
上記導電性膜は、銀、金、銅のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の導体パターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基板上に導体パターンを形成する方法に関し、特に、セミアディティブ法を用いて狭ピッチの導体パターンを形成する導体パターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラス布基板、セラミックス、ポリマーフィルム等からなるベース基板上に導体パターンを形成する場合に、これらベース基板上にスパッタリングによる膜付け後フォトエッチングを行うことによって形成する方法や、ベース基板上に銅箔等の金属箔を接着剤を介して貼付し、フォトエッチングを行うことによって形成する方法が採用されている。
【０００３】
例えばフレキシブルプリント配線板のベース基板としては、ポリイミド（ＰＩ）や、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等からなるポリマーフィルムが用いられている。このうち、ＰＩフィルムは、耐熱性に優れることから、フィルム全面に導電膜を形成する際には、スパッタリングによる膜形成が行われる。この導電膜の形成は、ポリマーフィルムとの密着性を高めるために、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）や銅（Ｃｕ）等、複数種類の金属薄膜をポリマーフィルム上に貼付し、その上からスパッタリングによる膜付けを行う。従って、ＰＩフィルムは、密着性に優れた導電膜が得られる。この後、この導電膜上にフォトリソグラフィーを用いたフォトエッチングによって導体パターンが形成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９６７２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ＰＥＴフィルムをベース基板に用いたプリント配線板は、ＰＩを用いた基板よりも可撓性に優れるものの、ＰＥＴフィルムの耐熱性が低いことから、その製造工程において、スパッタリングによる導電膜の膜付けを行うことができず、圧延銅箔等の金属箔を接着剤によって貼付し、また導電性ペーストを印刷することによって導電膜を形成している。
【０００６】
この導電性ペーストによる導電膜上にレジストパターンを形成し、ウェットエッチングすることにより導体パターンを形成すると、レジストの下部までエッチングが進行して、いわゆるアンダーカットが発生してしまい、パターンの狭ピッチ化が困難となる。このアンダーカットを抑えるために導電膜を薄くすると、導電膜の抵抗値が上がってしまう。また、この抵抗値を下げるために、形成した導電膜上にさらにメッキを付ける方法があるが、メッキの成長時に導体パターンのピッチ幅が広がってしまい、パターンの狭ピッチ化を図ることが困難となる。また、スクリーン印刷等の印刷方法によって導体パターンを直接形成してもパターンの狭ピッチ化には限界がある。
【０００７】
そこで、本発明は、導電膜が印刷又は塗布された可撓性を有するポリマーフィルムに狭ピッチ化された導体パターンを形成する導体パターン形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る導体パターン形成方法は、ポリマーフィルム上に全面に亘って、導電性ペースト又は導電性インクを印刷し、或いは導電塗料を塗布することにより導電性膜を形成する工程と、上記導電膜上の導体パターン形成部を除いた部分にエッチングレジストを形成する工程と、上記導電性膜を電極に用いて、上記導体パターン形成部上にパターンメッキを析出させる工程と、上記エッチングレジストを除去する工程と、上記パターンメッキが析出された部分を除いて上記導電性膜を除去する工程とを有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された導体パターン形成方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用された導体パターンの形成方法は、フレキシブルプリント配線板１の導体パターンの形成に用いられるものであり、ポリマーフィルムによって構成されるベース基板２上に、銀等の導電ペーストを印刷する等により導電層３を形成し、これに電界メッキ法によって、図１に示すように、ピッチ幅及びピッチ間幅共に数十μｍのメッキパターン４を形成するものである。
【００１０】
ベース基板２には、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルム等の可撓性に優れたポリマーフィルム５が用いられる。本発明に係る導体パターンの形成方法においては、導電層３をスクリーン印刷等により形成するものであるため、ポリマーフィルム５は高温下に曝されることはなく、比較的耐熱性に劣るポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。なお、ベース基板２には、ＰＥＴフィルム以外にもポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等のポリマーフィルムを用いてもよい。
【００１１】
このベース基板２上には、図２に示すように、導電ペースト６がシルクスクリーン印刷等の印刷技術を用いて印刷されることにより基板の全面に亘って導電層３が形成される。本発明において導電層３は、後述するパターンメッキの析出工程においてメッキ電極として利用される。
【００１２】
この導電ペースト６は、銀ペースト等の単一種類の導電性金属粒子がバインダーに混ぜ込まれて形成されている。従って、導電層３は、後述するメッキ工程において、銀メッキパターンを析出させることで、単一金属からなる導体パターンを形成することが可能となる。これにより、複数種類の金属導体層を積層させることにより発生しうるマイグレーションを防止することができる。
【００１３】
また、導電ペースト６は、ＰＥＴフィルム等比較的耐熱性に劣るポリマーフィルム５上に印刷されることから、低温で焼成されるバインダーが用いられる。
【００１４】
このようなバインダーとしては、Ａｇ＋ポリエステル＋カルビトールアセテート等が用いられたものがある。ＰＥＴフィルム等比較的耐熱性に劣るポリマーフィルム用のバインダーには、Ａｇ粒子が５０ｎｍ以下のいわゆるナノペーストと呼ばれるものが用いられる。本発明においては、焼成温度が１４０℃であるナノペーストをバインダーに利用した。
【００１５】
また、ＰＥＴに類する組成を持つポリエステルをバインダーに使用することにより、ＰＥＴフィルム等のポリマーフィルム５への密着性を確保している。
【００１６】
なお、ＰＥＴ以外の材質のフィルムに対しては、それぞれ適した焼成温度、密着性を備えたバインダーを用いることができる。
【００１７】
また、導電層３の厚みは、エッチング工程において短時間でエッチングが完了するように、なるべく薄く形成する必要がある。即ち、導電層３が厚く形成されるとエッチングに要する時間がかかり、パターン形成部に析出させたメッキを侵食してしまう。そのため、導電ペースト６のバインダーには、粘度の低いものが使用され、導電層３は、５μｍ以下の薄さで印刷される。
【００１８】
また、導電層３は、導電ペースト６を用いる他に、銀等の導電性のある微粒子を混入させた導電インクや導電塗料をベース基板２に供給し、このベース基板２を高速に回転させることにより発生する遠心力により用いた導電インク等をコーティングさせるスピンコート法や、ローラーを用いて導電インク等をベース基板２上に塗布するロールコート法により形成してもよい。
【００１９】
ベース基板２上に形成された導電層３は、焼成されることにより硬化される。このとき、ベース基板２に、ＰＥＴフィルム等の比較的耐熱温度の低いポリマーフィルム５を用いていることから、導電ペースト６は、ポリマーフィルム５の耐熱温度を下回る温度で焼成される。導電ペースト６は、かかる温度で焼成されるバインダーが選択され、焼成されることによりポリマーフィルム５上に密着される。
【００２０】
なお、導電ペースト６を完全に焼成すると後述するウェットエッチング工程においてエッチングしにくい場合には、この焼成工程において導電ペースト６を仮焼成させておき、ウェットエッチング工程後に完全に焼成させるようにしてもよい。
【００２１】
焼成された導電層３は、感光性エッチングレジストが塗布され、導体パターンが形成されたマスクフィルムを通して露光、現像処理がされることにより、導体パターンが形成されるパターン形成部以外のレジスト８を硬化し、パターン形成部に対応した未硬化のレジストを除去する。これにより、導電層３は、図３に示すように、レジスト８が形成されていない部分にメッキ工程においてメッキパターンが析出されるパターン形成部９が形成される。
【００２２】
次いで、電界メッキ法によってパターン形成部９にメッキを析出させることにより、メッキパターン４を形成する。先ず、導電層３表面の酸化物を除去するために、硫酸により酸洗及び水洗する。その後、ベース基板２をメッキ浴に浸漬させるとともに、導電層３のパターン形成部９を介した両端部に電極を接続し、導通させる。メッキ電流が流れることにより、図４に示すように、パターン形成部９に銀メッキが析出され、メッキパターン４が形成される。このとき、ポリマーフィルム５の全面に亘って形成されている導電層３は、メッキ電極として利用される。なお、メッキパターン４を構成する銀メッキの厚さは１５〜２０μｍである。
【００２３】
次いで、図５に示すように、メッキパターン４が形成されたポリマーフィルム５は、レジスト８が剥離され、銀メッキパターン４を得る。レジスト８の剥離は剥離液をスプレーすることにより行う。
【００２４】
次いで、図６に示すように、ウェットエッチングにより銀メッキパターン４以外の導電ペースト６を除去する。このとき、上述したように、導電ペースト６のバインダーには粘度の低いものが使用されることにより、導電層３は５μｍ以下の薄さで形成されている。従って、本発明が適用された導体パターンの形成方法によれば、ウェットエッチングに要する時間は短くてすむことから、銀メッキパターン４の下部に残存している導電ペースト６のサイドエッチングを防止することができ、狭ピッチ化された導体パターンを形成することができる。これにより、図１に示すように、ピッチ幅及びピッチ間幅が１０〜３０μｍのメッキパターン４を形成することができる。
【００２５】
以上のように、本発明が適用された導体パターンの形成方法によれば、ＰＥＴフィルム等の耐熱性に劣るポリマーフィルム５上に導電ペースト６を印刷する等により導電層３を形成し、この導電層３上にパターンメッキを施すことにより導体パターンを形成する。従って、従来の導電層を印刷して形成されたポリマーフィルムをフォトエッチングすることにより導体パターンを形成する方法において発生していたアンダーエッチングを防止し、狭ピッチ化された導体パターンを形成することができる。
【００２６】
また、本発明が適用された導体パターンの形成方法によれば、ベース基板２上に形成される導電層３は、銀等の導電性のある微粒子をバインダーに混ぜた導電ペースト６を印刷することにより形成している。この導電ペースト６のバインダーは、焼成温度の低いものが選択されているため、低い焼成温度においてもベース基板２との密着性が確保されている。これにより、本発明は、複数種類の金属箔を積層させることなく、単一の金属からなる導電層３を形成することができる。また、導電層３と同一金属からなるメッキパターンを形成することにより、単一の金属からなる導体パターンを形成することができる。なお、本発明方法によって導体パターンが形成されたフレキシブルプリント配線板１は、導電層３上にメッキパターンが形成されているものであるため、導電層３の厚さが薄く形成されていても、抵抗値が問題となることはない。
【００２７】
なお、本発明が適用された導体パターンの形成方法は、導電層３をパラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等の異種金属膜をベース基板と銀ペーストとの間に挟み込んで形成し、ＰＥＴフィルム等からなるベース基板と導電層３との密着性をさらに向上させるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る導体パターンの形成方法によれば、耐熱性に劣るポリマーフィルム上に導電ペーストを印刷する等により導電層を形成し、この導電層をメッキ電極として導電層上にパターンメッキを施すことにより導体パターンを形成する。従って、ＰＥＴフィルム等の耐熱性に劣るポリマーフィルム上に狭ピッチの導体パターンを形成することができる。また、従来の導電層を印刷して形成されたポリマーフィルムをフォトエッチングすることにより導体パターンを形成する方法において発生していたアンダーエッチングを防止し、狭ピッチ化された導体パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された導体パターン例を示す平面図である。
【図２】導体層が形成されたベース基板を示す断面図である。
【図３】レジスト及びパターン形成部が設けられたベース基板を示す断面図である。
【図４】メッキパターンが形成されたベース基板を示す断面図である。
【図５】レジストが除去されたベース基板を示す断面図である。
【図６】導電層が除去されたベース基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１  フレキシブルプリント配線板、２  ベース基板、３  導電層、４  メッキパターン、５  ポリマーフィルム、６  導電ペースト、８  レジスト、パターン形成部
【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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