第 202 号・2023 年 1 月

住友電工テクニカルレビュー

エレクトロニクス

ファインピッチ・高アスペクト比めっき技術
Plating Technology for Fine-Pitch High-Aspect Ratio FPCs
＊

高橋賢治

野原弘貴

Kenji Takahashi

Hiroki Nohara

岡良雄

Yoshio Oka

伊藤酒井将一郎

佐藤大介

Shoichiro Sakai

雅広

Masahiro Ito

Daisuke Sato

近年のエレクトロニクス機器の小型化に伴い、フレキシブルプリント回路（FPC）に対して高密度配線化の要求が高まっている。当社と住友電工プリントサーキット㈱（以下、当グループ）ではファインピッチ・高アスペクト比なめっき技術により、従来のエッチングによる回路形成プロセスでは実現できないファインピッチ FPC の製法を確立した。この技術を高性能なスマートフォンカメラの手振れ補正用アクチュエーターコイルに適用し、量産化を実現している。本稿ではセミアディティブ法を用いた回路形成技術と、アクチュエーターコイルへの適用事例を報告するとともに、最新の開発状況についても紹介する。

With the recent miniaturization of electronic equipment, there is an increasing demand for high-density wiring in flexible
printed circuits (FPCs). We have developed circuit formation technology using a semi-additive method that uses finepitch, high-aspect plating. The plating technology has enabled us to establish a manufacturing method for the fine-pitch
FPCs that cannot be realized by conventional etching-based circuit formation processes. By applying this technology,
mass production of actuator coils for the image stabilization of high-performance smartphone cameras has been realized.
This paper reports on the circuit formation technology using semi-additive method and its application to actuator coils,and introduces the latest developments.
キーワード：ファインピッチ、高アスペクト比、セミアディティブ法、めっき

1.

緒

言

エッチングの始まる銅箔表面付近の方がサイドエッチング

エレクトロニクス機器の小型化進展に伴い、FPC 配線に対する高密度化の要求も高まっている。銅めっきで回路を量も大きくなるため、出来上がった回路の断面形状は上部が細い、すなわち矩形性の悪いものとなる。

形成するセミアディティブ法は、従来のエッチングで回路を形成するサブトラクティブ法よりもファインピッチ化において優位性があり、高密度配線の実現において重要な技術である（1）。当グループでもセミアディティブ法を用いた量産技術を開発しており、スマートフォンのカメラの手振れ補正に用いられるアクチュエーターコイルの量産化を実現している（2）。
本稿では当グループが開発したセミアディティブ法の技術と、それにより実現したファインピッチかつ高アスペク
ト比※1なコイル配線について報告する。

2.
2－1

セミアディティブ法について

図1

サブトラクティブ法の工程

図2

セミアディティブ法の工程

従来製法との比較

従来製法であるサブトラクティブ法の工程を図1に示す。
銅箔上にエッチングレジストを形成し、覆われていない部分の銅箔をエッチングによって溶解除去する。その後エッチングレジストを剥離し、残った銅箔を回路とする製法である。このエッチング工程においては銅箔の厚み方向だけでなく横方向にもエッチング（サイドエッチング）が進行するため、高密度配線において回路間スペースを狭小化することが困難である。また、厚い銅箔を用いるためエッチング量とともにサイドエッチング量のばらつきも大きくなり、したがって回路幅のばらつきも大きくなる。さらに、ファインピッチ・高アスペクト比めっき技術

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セミアディティブ法の工程を図2に示す。始めにめっき工程での通電経路となる薄いシード層をスパッタリングなどで形成する。このシード層の上にめっきレジストを形成し、銅めっきによって開口部に銅を析出させる。めっきレセミアディティブ法

ジストを剥離した後、フラッシュエッチング※2によってシー写真1

ド層を除去することで回路が完成する。サブトラクティブ法と比べてエッチング量が少ないためサイドエッチングのサブトラクティブ法

当グループのセミアディティブ法によって形成した回路断面の例

進行も小さく、ファインピッチ化において高い優位性を有する。さらに、エッチング量の少なさは回路幅ばらつき、回路断面形状の矩形性においても有利と言える。
2－2

当グループにおけるセミアディティブ法による回路形成

当グループにおいても配線高密度化の要求に応えるべ
く、セミアディティブ法の開発に取り組んでおり、以下にその内容を報告する。
上述の通りセミアディティブ法はファインピッチ化に適したプロセスであるが、課題も存在する。その一つがシード層に対する回路の密着性である。銅めっきによって回路

写真2L/S=7µm/7µm のファインピッチ回路を形成する際、レジスト材料等に由来する不純物・汚れがシード層のレジスト開口部に付着していた場合、銅めっきとシード層の密着性が悪化し、回路の信頼性を低下させることになる。また、レジスト剥離後のフラッシュエッチン

一方で、めっきで回路を形成するということは、めっき

グでは回路間のシード層が除去されるが、エッチングの進行厚を厚くすることで回路高さを自由に高くすることができによって銅めっき回路下のシード層部分まで過剰に削れてるというメリットにもなる。すなわち、ファインピッチをしまった場合、回路とシード層の接触面積が小さくなって維持したまま高アスペクト比化が可能ということである。

回路が剥がれやすくなってしまう。この密着性の課題は回

しかしながらめっき厚を厚くすれば厚みばらつきも大きく路幅が小さいほど顕著なものとなり、ファインピッチ化をなるため、非常に高度なめっきの技術が要求される。当グ実現する際の大きな障壁となる。当グループではレジスト

ループではファインピッチ・高アスペクト比なめっき技術形成から、めっき、フラッシュエッチングに至るまで各工の適用により、回路間隔10µm 以下、回路高さ50µm 以上

程において条件の最適化を行い、ファインピッチにおいてといった高密度配線 FPC の回路形成技術を確立している。

も良好な回路密着性が得られるプロセスを確立している。

このファインピッチ・高アスペクト比な回路形成技術を当グループのセミアディティブ法によって形成した回路の適用した一例がスマートフォンカメラの手振れ補正に用い一例の断面写真を、当グループでサブトラクティブ法を用られるアクチュエーターコイルであり、当グループでは近いて量産している回路と比較して写真1に示す。サブトラ

年の高性能なカメラモジュールに必要な高密度配線コイル

クティブ法では実現困難な L/S（ライン・アンド・スペーの量産を行っている。以下ではこのアクチュエーターコイス）※3＝10µm/10µm の狭ピッチ回路が形成できており、ルへの適用事例について報告する。

高画素化の進むディスプレイ用途などで要求される高密度配線にも対応できる領域となっている。最新の開発におい＝7µm/7µm のような高精細回路の実現も視野に入ってい3. セミアディティブ法のアプリケーション事例～カメラ手振れ補正用アクチュエーターコイル～る（写真2）。

3－1てはさらなるファインピッチ化にも取り組んでおり、L/S

アクチュエーターコイルの概要

カメラモジュールにおける光学式手振れ補正（5）には、レもう一つ大きな課題として挙げられるのが、めっき厚の。一定厚みの銅箔を用いることで回路ンズあるいはイメージセンサーの周囲に配置されたアクチュ高さが均一となるサブトラクティブ法と異なり、めっきで回エーターコイルと磁石の組み合わせが用いられる。検知した路を形成するセミアディティブ法ではめっき厚ばらつきがそ

手振れに対してコイルに電流を流し、磁石との間に働く磁のまま回路高さばらつきとなるため、いかにこのばらつき力によって手振れを打ち消す向きにレンズあるいはイメーを抑制するかが量産時の課題となる。当グループではコアジセンサーを動かすことで手振れ補正が作動する（図3）。

技術であるめっき技術の知見を活かして条件の最適化を行

手振れ補正を効果的に働かせるためにより大きな磁力を発い、µm オーダーのめっき厚ばらつきを抑制することでセミ生させるような設計が求められている。

ばらつきである（3）、（4）

アディティブ法による FPC 製品の量産化を実現している。
ファインピッチ・高アスペクト比めっき技術

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ブトラクティブ法と比較して大きな数値となっている。また抵抗については、セミアディティブ法の方が巻き数が大きいため回路長さも大きくなるが、高アスペクト比めっきによって回路高さが大きく、回路1本あたりの断面積がサブトラクティブ法よりも大きいためコイル全体としての抵抗はセミアディティブ法の方が小さい結果となっている。
図3

このように当グループのセミアディティブ法の技術をアアクチュエーターコイルによる手振れ補正クチュエーターコイルの形成に用いることで高磁力・低抵抗の両立が可能となるのであり、これを実現するのが高アスペクト比・ファインピッチな銅めっきの技術と言える。
3－2

高 アスペクト比・ファインピッチなアクチュエー
ターコイル

当グループがセミアディティブ法を用いて開発したアクチュエーターコイルの一例を写真3に示す。高アスペクト比

コイルの磁力は巻き数に比例するため、小型で大きな磁なめっきによる銅配線が10µm 以下の非常に狭い間隔で形力を発生させるアクチュエーターコイルを作製するには限成されており、設計通りの大きな磁力を発生させることがられた領域に高密度に銅配線を形成する必要がある。その可能な構造となっている。上述のように当グループではセ一方で、巻き数が増加すると回路長も増大するためコイルミアディティブ法の課題であるめっき厚ばらつきをめっきに電流を印加する際の電気抵抗も増大する。この抵抗増加

条件の最適化により抑制し、このようなアクチュエーターも抑える必要があり、回路断面積を大きくすることが求めコイルの量産化を実現している。

られる。限られた領域に配置された銅配線の断面積を大き最後に最新の開発内容の一例として、高背回路と低背ファくするには、配線を高く、すなわち高アスペクト比に銅配インピッチ回路の同時形成技術を紹介する。2－2項で報告線を形成する必要がある。以上の理由から高アスペクト比したファインピッチ回路の形成技術と、アクチュエーターかつファインピッチなコイル配線の形成が求められている。

コイルの高アスペクト比回路形成技術を組み合わせること

当グループのセミアディティブ法では回路間隔10µm 以

により、写真4のように高電流が要求される電源系回路と高下、回路高さ50µm 以上といった回路の形成が可能であ精細な信号回路を両立可能な FPC の実現を目指している。

り、上記のような回路設計が要求されるコイル配線に適用することで非常に高い性能を持たせることができると考えられる。
当グループのセミアディティブ法を適用した設計のアクチュエーターコイルの性能を CAE にてシミュレーションした結果の例を表1に示す。比較として従来技術であるサブトラクティブ法での設計を想定したシミュレーションの結果も併せて記載する。回路を配置する領域の面積を同一とし、セミアディティブ法では L/S ＝30µm/10µm、サブトラクティブ法では L/S ＝35µm/35µm のピッチで巻き線回20µm路を配置するものとした。回路高さについてはセミアディ
ティブ法では厚くめっきを行うことで形成可能な50µm、サブトラクティブ法では一般的な銅箔厚みである18µm を

写真3

アクチュエーターコイルの一例（SEM 写真）計算に用いた。
セミアディティブ法では回路間隔が10µm と小さいため巻き数が大きくなっており、結果として発生する磁力もサ

表1

当グループセミアディティブ法を適用したコイルの性能シミュレーション
当社セミアディティブ法

サブトラクティブ法

配線領域

1.5mm×4.5mm

1.5mm×4.5mm

L/S

30µm / 10µm

35µm / 35µm

回路高さ

50µm

18µm

巻き数34turn

20turn磁力44.0mN/A

28.5mN/A

抵抗

3.20Ω

5.13Ω

電源系回路
信号回路
同一面に形成20µm【SEM画像】

写真4【断面画像】

高背回路とファインピッチ回路の同時形成

ファインピッチ・高アスペクト比めっき技術

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4.

結第 202 号・2023 年 1 月

執 筆 者 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

言高橋賢 治＊ ：エネルギー・電子材料研究所

主査岡良 雄 ：エネルギー・電子材料研究所

主幹

当グループではセミアディティブ法を用いた FPC の製造技術を開発しており、従来のサブトラクティブ法では実現困難な L/S ＝10µm/10µm のようなファインピッチ回路の形成に成功している。また、高アスペクト比・ファインピッチなめっき技術の確立により、小型で高性能な手振れ補正用アクチュエーターコイルの量産化を実現した。

用 語 集 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー※1

アスペクト比回路高さを回路幅で除した比を指す。
※2

酒 井 将 一 郎 ：エネルギー・電子材料研究所
グループ長
工学博士

野原

弘 貴 ：住友電工プリントサーキット㈱主査伊藤雅 広 ：住友電工プリントサーキット㈱主席

佐藤大 介 ：住友電工プリントサーキット㈱グループ長フラッシュエッチング

セミアディティブ法におけるシード層エッチング工程は、薄いシード層を短時間でエッチングするため「フラッシュエッチング」と呼ばれる。
※3

L/S（ライン・アンド・スペース）ライン（回路幅）とスペース（回路間隔）のこと。ファインピッチの指標として用いられる。

参 考 文 献（1）	雀部俊樹、秋山政憲、加藤凡典、「本当に実務に役立つプリント配線板のめっき技術」、日刊工業新聞社（2012）（2）	住友電気工業㈱、住友電工グループ・未来構築マガジン id、vol.16（2021）（3）	高木清、「プリント配線板におけるめっき膜厚の制御の必要性」、表面技術、61巻、5号、pp.350-356（2010）（4）	西城信吾、「めっき液組成からのめっき厚均一化」、表面技術、61巻、5号、pp.362-265（2010）（5）	芹田保明、「ディジタルカメラの手振れ補正機構」、光学、33巻、9号、pp.550-555（2004）

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー＊主執筆者

ファインピッチ・高アスペクト比めっき技術

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