JP2003198104A - フレキシブル配線板の製造方法 - Google Patents
フレキシブル配線板の製造方法Info
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Abstract
ル配線板を製造する技術を提供する。 【解決手段】本発明によれば、金属箔11を研磨手段9
1、92で機械的に研磨することで、金属箔11の露出
面22と共に、付着物29が削り取られるので、付着物
29を完全に除去することができる。また、機械的研磨
の際に、機械処理面23に溝28が形成されるが、化学
的研磨工程で金属箔11がエッチング液に溶解すると、
機械処理面23と共に溝28が除去され、平滑な化学処
理面24が形成される。このように、本発明によれば積
層体12の金属箔11が露出する化学処理面24が平滑
であり、かつ付着物29が残留しないので、金属箔11
をパターニングする際にパターニング不良が起こらな
い。
Description
し、特にパターニングにより金属配線を得る前に、金属
箔を表面処理する技術に関する。
有するフレキシブル配線板が盛んに用いられている。
0を示している。フレキシブル配線板は110はベース
フィルム114と、ベースフィルム114表面に密着形
成された金属配線119とを有している。このフレキシ
ブル配線板110は、ベースフィルム114に密着配置
された金属箔をパターニングすることによって形成され
ている。
パターニング不良が生じる恐れがあるため、金属箔をパ
ターニングする前には、過酸化水素、硫酸等を含有する
エッチング液を用いて金属箔の表面を洗浄し、付着物を
除去する所謂ソフトエッチングが行われている。
物が、金属箔を形成する際に生じる鉛などの不純物であ
ったり、ベースフィルム114を形成する際の樹脂の副
生物である場合は、付着物が金属箔表面に強固に固着す
るため、上記のようなソフトエッチングでは充分に除去
されない。
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、パターニング不良のないフレキシブル配線板を
製造することである。
に請求項1記載の発明は、ベースフィルムと、金属箔と
を有し、前記金属箔は、該金属箔を前記ベースフィルム
に密着させる積層工程によって前記ベースフィルム上に
密着配置された積層体の、前記金属箔をパターニングし
て金属配線を形成するフレキシブル配線板の製造方法で
あって、前記金属箔をパターニングする前に、前記金属
箔が露出する露出面に研磨手段を接触させて機械的に研
磨し、機械処理面を形成する機械研磨工程を行い、前記
機械処理面にエッチング液を接触させて化学的に研磨
し、化学処理面を形成する化学研磨工程を行うフレキシ
ブル配線板の製造方法である。請求項2記載の発明は請
求項1記載のフレキシブル配線板の製造方法であって、
前記積層工程は、前記金属箔の表面である密着面に樹脂
前駆体溶液を塗布し、前記樹脂前駆体溶液を硬化させて
前記ベースフィルムを形成するフレキシブル配線板の製
造方法。請求項3記載の発明は請求項1記載のフレキシ
ブル配線板の製造方法であって、前記積層工程は、前記
ベースフィルムの表面に金属を成長させて前記金属箔を
形成するフレキシブル配線板の製造方法である。請求項
4記載の発明は請求項1記載のフレキシブル配線板の製
造方法であって、前記積層体は、前記金属箔を2枚有
し、前記金属箔はそれぞれ前記ベースフィルムの一方の
表面と他方の表面に密着されたフレキシブル配線板の製
造方法である。請求項5記載の発明は、請求項1乃至請
求項4記載のいずれか1項記載のフレキシブル配線板の
製造方法であって、前記化学研磨工程で前記金属箔が研
磨される研磨量は、前記機械研磨工程で前記金属箔が研
磨される研磨量よりも大きいフレキシブル配線板の製造
方法である。請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求
項5のいずれか1項記載のフレキシブル配線板の製造方
法であって、前記機械研磨工程で前記金属箔が研磨され
る研磨量が0.01μm以上1.00μm以下であり、
かつ前記化学研磨工程で前記金属箔が研磨される研磨量
が0.2μm以上4.0μm以下であるフレキシブル配
線板の製造方法である。
磨手段によって露出面を機械的に研磨し、露出面を構成
する金属箔を膜厚方向に削ると、金属箔と共に露出面に
付着する付着物が除去され、付着物の無い機械処理面が
形成される。
状の研磨痕が形成されるだけではなく、研磨手段によっ
て金属箔が伸ばされ、生じる応力で積層体全体が変形す
ることがあるが、機械処理面にエッチング液を接触さ
せ、金属箔を膜厚方向に途中までエッチング除去する
と、溝が消えて平滑な化学処理面が形成されると同時
に、金属箔に生じた応力が緩和され、積層体の変形が解
消される。
ースフィルムを形成する場合、硬化工程により樹脂前駆
体溶液の分解物や反応物等の副生物のガスが発生し、該
ガスが積層された金属箔の露出面に付着した後、固着化
するが、本発明では、機械研磨工程で、金属箔と共に付
着物を削り取るので、機械処理面に付着物が残留するこ
とがない。
せた場合、露出面にめっきざらと呼ばれる複数の凸部が
形成されるが、この場合も露出面が機械的研磨で削り取
られる際に凸部が除去される。このように、機械研磨工
程では、付着物だけではなく、金属箔の凸部も除去され
るので、機械的研磨を行う前の露出面よりもより平滑な
機械処理面が得られる。
り除去する金属箔の膜厚を研磨量とし、研磨量が0.0
1μm以上1.0μm以下になるよう機械的研磨を行っ
たところ、露出面に付着する付着物が完全に除去され、
かつ機械的研磨の後の化学的研磨で積層体の変形が解消
された。
以下になるように化学的研磨を行ったところ、研磨痕で
ある溝が消えて平滑な化学処理面が得られ、かつ化学的
研磨に要する時間も短時間であった。
際に積層体が破損する恐れがある場合には、ベースフィ
ルムにキャリアテープを貼着し、積層体の強度を補強す
れば、積層体が機械的研磨によって破損することがな
い。キャリアテープの膜厚が50μm以上であれば、機
械的研磨に耐えるだけの強度を積層体に付与することが
できるが、キャリアテープの膜厚が300μmを超える
とキャリアテープ自身の膜厚分布のばらつきが大きくな
り、機械的に研磨する際の取り扱いが困難になる。
について説明する。図1(a)の符号11は電解銅箔か
らなる金属箔を示している。この金属箔11の片面を密
着面とし、該密着面にポリイミド前駆体を主成分とする
樹脂前駆体溶液を塗布、乾燥し、図1(b)に示すよう
な塗布層13を密着面21に密着形成する。
は反対側の表面には塗布層13が形成されず、露出して
いる。図1(b)の符号22は金属箔11の露出する露
出面を示している。
体が加熱によってイミド化し、塗布層13が密着面21
に密着した状態で硬化し、図1(c)に示すようなベー
スフィルム14が密着面21に密着形成される。ここで
は、ベースフィルム14の膜厚は25μmであった。
スフィルム14に密着形成されてなる積層体を示してい
る。ベースフィルム14を形成する際には、ポリイミド
前駆体の分解物や反応物からなる有機化合物のガスが発
生し、そのガスの一部が回り込みによって露出面22に
付着するため、この積層体12では有機化合物からなる
付着物29が露出面22に形成されている。
キャリアテープ貼付して、図1(d)に示すような研磨
対象物16aを作製する。ここではキャリアテープ15
として、膜厚125μmのPET(ポリエチレンテレフ
タレート)フィルムの表面に、膜厚20μmの粘着剤層
が形成されたものを用いた。
ており、この研磨対象物16aをロール状に巻き取って
巻き出しロールを形成し、図3に示す研磨装置1の巻き
出し軸7に巻き出しロール2を装着する。
装置5と、乾燥炉6とを有している。巻き出しロール2
から研磨対象物16aの端部を巻き出し、機械研磨装置
4と化学研磨装置5と、乾燥炉6に順次掛渡した後、研
磨対象物16aの端部を巻き取り軸8に固定する。
巻き出しロール2から研磨対象物16aが巻き出され、
機械研磨装置4と化学研磨装置5と乾燥炉6に順次送ら
れた後、巻き取り軸8に巻き取られるようになってい
る。
1、92を有している。第一、第二の研磨手段91、9
2は、中心軸93、96と、中心軸93、96に装着さ
れた研磨ロール95、99と、研磨対象物16aを研磨
ロール95、99の側面に押し当てるバックアップロー
ル90、94とを有している。
磨粒子を含有するナイロン繊維の不織布を直径20cm
のロール状に成形したものを用いた。巻き出しロール2
から研磨対象物16aを繰り出し、バックアップロール
90、94によって研磨ロール95、99の側面を研磨
対象物16aの露出面22に接触させた状態で、研磨対
象物16aを第一、第二の研磨手段91、92に順次送
る。
行方向に対し直角になるよう水平配置されており、中心
軸93、96と共に研磨ロール95、99を研磨対象物
16aの進行方向と同一方向に回転させながら、中心軸
93、96と平行な方向に往復運動させると、研磨ロー
ル95、99に接触する露出面22が機械的に研磨さ
れ、露出面22を構成する金属箔11が膜厚方向に削ら
れ、金属箔11と共に付着物29が除去される。
ル95は、第二の研磨手段92の研磨ロール99よりも
不織布の目が粗くなっており、先ず第一の研磨手段91
で露出面22が大きく削り取られることで付着物29が
除去され、更に第二の研磨手段92で露出面22が小さ
く削り取られることで露出面22が整面される。
磨手段91、92で機械的に研磨された後の研磨対象物
を示している。この研磨対象物16bでは、露出面22
が機械的に研磨されることで付着物29が除去されてお
り、付着物29の無い機械処理面23が露出している。
この機械処理面23は付着物29が除去された分、研磨
する前の露出面22よりも平滑になっている。
2m/分、研磨ロール95、99の毎分回転数が200
0rpm、研磨ロール95、99の往復運動の周期が4
00cpm(cycle per minute)の条件で、金属箔11
の膜厚が12.0μmから11.7μmに減少するよう
機械的に研磨したところ(研磨量0.3μm)、付着物
29が露出面22から完全に除去され、研磨する前の露
出面22の十点平均表面粗さ(Rz)が2.1であった
のに対し、機械処理面23のRzが0.8に減少した。
磨する前よりは平滑になっているが、第二の研磨手段9
2によって削り取られた部分に細かい溝28が形成され
ている。また、積層体12はキャリアテープ15が貼付
されることで機械的強度が高くなっており、機械的に研
磨の際に積層体12が破損することは無いが、機械的研
磨により金属箔11が伸び、金属箔11に発生する応力
で積層体12全体に反り等の変形が生じている。
置5へ送る。化学研磨装置5はエッチング液を噴霧する
化学研磨手段97と、水を噴霧する洗浄手段98とを有
している。ここでは、化学研磨手段97のエッチング液
として、10重量%の過酸化水素水と、17重量%の硫
酸と、2重量%のシクロヘキシルアミンと、71重量%
の水とからなるエッチング原液を希釈したものを用い
た。
bは先ず化学研磨手段97へ送られる。化学研磨手段9
7のノズルから機械処理面23にエッチング液を噴霧す
ると、機械処理面23を構成する金属箔11がエッチン
グ液に溶解し、金属箔11が膜厚方向に途中まで除去さ
れる(化学的研磨)。次いで、研磨対象物16bは洗浄
手段98に送られる。洗浄手段98のノズルから機械処
理面23に水を噴霧すると、エッチング液が水に洗い流
されて化学的研磨が終了する。
了した状態の研磨対象物を示している。化学的研磨によ
り金属箔11が膜厚方向に途中まで除去されることで、
機械処理面23の溝28が消えており、機械処理面23
よりも平滑な面が露出している。同図の符号24はその
平滑な面である化学処理面24を示している。
る際に、機械的研磨で金属箔11に生じた応力も緩和さ
れるので、積層体12の変形も解消されている。ここで
は、金属箔11の膜厚が11.7μmから9.2μmに
なるよう化学的研磨を行ったところ(研磨量2.5μ
m)、溝28がない平坦な化学処理面24が得られ、積
層体12の変形も解消されていた。
燥炉6へ送り、乾燥炉6内で加熱乾燥した後、巻き取り
軸8に巻き取ると、巻き取り軸8の周囲に研磨対象物1
6cからなる巻き取りロール3が形成される。
cを引き出し、キャリアテープ15を剥離した後、所望
形状に切り出す。図2(g)はその状態の積層体12を
示している。次に、積層体12の化学処理面24にレジ
スト層用塗工液を塗布し、露光、現像すると、図2
(h)に示すようなパターニングされたレジスト層25
が形成される。
上、付着物もないので、レジスト層25の塗布むらがな
く、レジスト層25のパターニング不良が起こらない。
レジスト層25にはパターニングによって複数の開口部
26が形成されており、各開口部26の底面には金属箔
11の化学処理面24が露出している。
漬すると、金属箔11の開口部26が位置する部分がエ
ッチング液に溶解して除去される。上述したように、化
学処理面24には付着物が無く、開口部26の底面には
化学処理面24のみが露出するため、エッチングが妨げ
られることがなく、開口部26に位置する部分の金属箔
11が完全に除去される。
完全に除去されたところで全体をエッチング液から引き
上げ、温水で洗浄してエッチングを終了する。図2
(i)はエッチングが終了した状態を示している。金属
箔11がエッチング除去された部分には開口部26と略
同形状の開口27が形成されている。該開口27によっ
て金属箔11は複数本に分離され、分離された金属箔1
1から金属配線19が構成されている。
グが妨げられることがなく、開口27に金属箔11が残
留しないので、金属配線19が短絡することはない。次
いで、レジスト層25を剥離すると、金属配線19に短
絡の無いフレキシブル配線板10が得られる(図2
(j))。尚、ベースフィルム14は可撓性を有してい
るので、このフレキシブル配線板10全体も可撓性を有
している。
ド前駆体のように加熱重合する樹脂を用いる場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばアクリレートのように光重合性の樹脂を用い
ることもできる。この場合は塗布層13に紫外線を照射
すれば、塗布層13が硬化してベースフィルム14とな
る。
説明する。図4(a)の符号34はベースフィルムを示
している。ここではベースフィルム34として膜厚25
μmのポリイミド樹脂フィルムを用いた。このベースフ
ィルム34の片面にプラズマ処理を行った後、スパッタ
リング法により銅を成長させると、図4(b)に示すよ
うに、銅薄膜からなるシード層32がベースフィルム3
4の片面に密着形成される。
2の表面に銅を成長させ、シード層32よりも膜厚の厚
い銅薄膜を形成する。図4(c)は電解メッキ法により
銅薄膜が形成された状態を示しており、図4(c)の符
号33はその銅薄膜からなる金属層を示している。金属
層33はシード層32の表面に成長するため、金属層3
3はシード層32表面に密着している。
じ種類の金属で構成されているため、互いに密着するシ
ード層32と金属層33は一体化されており、これらシ
ード層32と金属層33とで一つの金属箔31が構成さ
れる。
ード層32はベースフィルム14に密着形成されている
ため、金属箔31全体もベースフィルム34に密着する
ことになる。図4(c)の符号35は金属箔31がベー
スフィルム34に密着してなる積層体を示しており、こ
の状態では金属箔31の金属層33が形成された側の面
は露出している。図4(c)の符号42は金属箔31の
露出する露出面を示している。
ッキ法により形成されるため、露出面42にはメッキザ
ラと呼ばれる凸部49が複数形成されており、凸部49
が形成されることで露出面42の表面粗さが大きくなっ
ている。積層体35のベースフィルム34に図1に示し
たものと同じキャリアテープ15を貼付して図4(d)
に示すような研磨対象物36aを作製する。
機械研磨装置4と同様のものを用い、露出面42を機械
的に研磨すると、露出面42の凸部49が削り取られ、
図4(e)に示すような機械処理面43が形成される。
象物36aの進行速度が1m/分、中心軸の回転数が1
500rpm、往復運動の周期が300cpmの条件
で、金属箔31の膜厚が8μmから7.9μmになるよ
う機械的研磨を1回行ったところ(研磨量0.1μ
m)、研磨する前の露出面42の表面粗さが0.35で
あったのに対し、機械処理面43の表面粗さは0.25
に減少していた。
が形成された状態の研磨対象物を示しており、機械処理
面43は凸部49が除去された分露出面42よりは平滑
であるが、研磨痕である細かい溝48が形成されてい
る。
磨を行うと、機械処理面43の溝48が消え、図4
(f)に示すような化学処理面44が形成される。図4
(f)の符号36cは化学処理面が44が形成された状
態の研磨対象物を示している。
ず、平滑になっているので、研磨対象物36cからキャ
リアテープ15を剥離し、図2(g)〜(j)で示した
工程で金属箔31パターニングを行えば、金属配線のパ
ターニング不良のないフレキシブル配線板が得らる。
工程の種類にかかわらず、パターニング不良のないフレ
キシブル配線板を得られることがわかる。尚、以上はシ
ード層32をスパッタ法により形成する場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えば、炭素粉末等の導電性材料を含有する導電性ペース
トをベースフィルムの表面に塗布、乾燥し、導電性材料
からなるシード層を形成してもよい。
上と厚い場合には、キャリアテープで積層体を補強する
必要がなく、積層体をそのまま研磨装置1で研磨するこ
とができる。以上は、ベースフィルムの片面に金属箔を
密着させる場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。
説明する。図5(a)の符号54はポリイミド樹脂から
なるベースフィルムを示している。2枚の金属箔を用意
し、各金属箔の片面を密着面とし、図5(b)に示すよ
うに、ベースフィルム54の表面に一方の金属箔51a
の密着面61aを貼着し、ベースフィルム54の裏面に
他方の金属箔51bの密着面61bを貼着して積層体5
3aを作製する。
51bの密着面61a、61bとは反対側の露出面62
a、62bが露出している。ここでは、金属箔51a、
51bは電解銅箔からなり、その露出面62a、62b
には油脂等の汚れからなる付着物69が形成されてい
る。
ず積層体53aをロール状に巻きとって巻き出しロール
を製造し、図6に示すような研磨装置70の巻き出し軸
73に巻き出しロール71を装着する。
研磨装置76と乾燥炉77とを有しており、巻き出しロ
ール71から積層体53aを繰り出し、積層体53aの
端部を機械研磨装置75とに順次掛渡し後、積層体53
aの端部を巻き取り軸74に固定する。
巻き出しロール71から積層体53aが繰り出され、機
械研磨装置75に送られる。機械研磨装置75は、図3
に示す機械研磨装置1と同じ構造の第一、第二の研磨手
段81a、81bを有している。各研磨手段81a、8
1bの中心軸82a、82bは積層体53aの進行方向
に対し直角な方向に水平配置されている。
り、一方の露出面62aを第一の研磨手段81aの研磨
ロール83aに押し当て、他方の露出面62bを第二の
研磨手段81bの研磨ロール83bに押し当てる。
研磨手段81a、81bに順次送る。このとき、研磨ロ
ール83a、83bを積層体53aの進行方向と同一方
向に回転させながら、往復運動させると、第一の研磨手
段81aで一方の露出面62aが機械的に研磨された
後、第二の研磨手段81bで他方の露出面62bが機械
的に研磨され、図5(c)に示すような2つの機械処理
面63a、63bが順次形成される。
a、63bが形成された状態の積層体を示している。機
械処理面63a、63bは機械研磨によって付着物69
が除去された分、露出面62a、62bよりも平坦であ
るが、研磨痕である細かい溝58が形成されている。次
いで、積層体53bを化学研磨装置76へ送る。化学研
磨装置76は2つの化学研磨手段85a、85bと、2
つの洗浄手段86a、86bとを有している。
bに送り、一方の化学研磨手段85aから一方の機械処
理面63aにエッチング液を噴霧する同時に、他方の化
学研磨手段85bから他方の機械処理面63bにエッチ
ング液を噴霧すると、積層体53bの2つの機械処理面
63a、63bが同時に化学的に研磨される。
86bに送り、一方の洗浄手段86aから一方の機械処
理面63aを水を噴霧すると同時に、他方の洗浄手段8
6bから他方の機械処理面63bに水を噴霧すると、エ
ッチング液が洗い流され、化学的研磨が終了する。図5
(d)の符号53cは化学的に研磨された後の積層体を
示しており、化学的研磨によって溝58が消え、平坦な
化学処理面64a、64bが形成されている。
炉77へ送って余分な水分を除去した後、巻き取り軸7
4で巻き取ると積層体53cからなる巻き取りロール7
2が形成される。次いで、巻き取りロール72から積層
体53cを巻き出し、所望形状の積層体53cを切りだ
す。
64bにそれぞれレジスト用塗工液を塗布し、露光、現
像すると、図5(e)に示すようなパターニングされた
レジスト層65a、65bが形成される。
ングによって複数の開口部66a、66bがそれぞれ形
成されており、全体をエッチング液に浸漬すると、開口
部66a、66b底面に露出する金属箔51a、51b
がそれぞれ除去され、2つの金属箔51a、51bが同
時にパターニングされる。
a、51bが完全に除去されたところで、積層体53c
をエッチング液から引き上げ、温水で洗浄した後、レジ
スト層65a、65bを剥離すると、図5(f)に示す
ようなフレキシブル配線板50が得られる。このフレキ
シブル配線板50においても、積層体53cの化学処理
面64a、64bに付着物がないので、パターニング不
良のない金属配線59a、59bが得られる。
箔51a、51bを貼付し、積層体53aを積層する積
層工程について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えばベースフィルム54の両面に、上
述した図4(a)〜(c)の工程で金属箔をそれぞれ成
長させてもよい。
レキシブル配線板を構成する場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金属配
線上にカバーフィルムを設けることもできる。
体から付着物が完全に除去されるだけではなく、金属箔
の表面が平滑になるので、金属箔をパターニングする際
にパターニング不良が起こらず、金属配線に短絡のない
フレキシブル配線板を得ることができる。
の第一例の製造工程の前半を説明する断面図
の第一例の製造工程の後半を説明する断面図
の第二例の製造工程を説明する断面図
の第三例の製造工程を説明する断面図
図
Claims (6)
- 【請求項1】ベースフィルムと、金属箔とを有し、前記
金属箔は、該金属箔を前記ベースフィルムに密着させる
積層工程によって前記ベースフィルム上に密着配置され
た積層体の、前記金属箔をパターニングして金属配線を
形成するフレキシブル配線板の製造方法であって、 前記金属箔をパターニングする前に、前記金属箔が露出
する露出面に研磨手段を接触させて機械的に研磨し、機
械処理面を形成する機械研磨工程を行い、 前記機械処理面にエッチング液を接触させて化学的に研
磨し、化学処理面を形成する化学研磨工程を行うフレキ
シブル配線板の製造方法。 - 【請求項2】前記積層工程は、前記金属箔の表面である
密着面に樹脂前駆体溶液を塗布し、前記樹脂前駆体溶液
を硬化させて前記ベースフィルムを形成する請求項1記
載のフレキシブル配線板の製造方法。 - 【請求項3】前記積層工程は、前記ベースフィルムの表
面に金属を成長させて前記金属箔を形成する請求項1記
載のフレキシブル配線板の製造方法。 - 【請求項4】前記積層体は、前記金属箔を2枚有し、前
記金属箔はそれぞれ前記ベースフィルムの一方の表面と
他方の表面に密着された請求項1記載のフレキシブル配
線板の製造方法。 - 【請求項5】前記化学研磨工程で前記金属箔が研磨され
る研磨量は、前記機械研磨工程で前記金属箔が研磨され
る研磨量よりも大きい請求項1乃至請求項4のいずれか
1項記載のフレキシブル配線板の製造方法。 - 【請求項6】前記機械研磨工程で前記金属箔が研磨され
る研磨量が0.01μm以上1.00μm以下であり、
かつ前記化学研磨工程で前記金属箔が研磨される研磨量
が0.2μm以上4.0μm以下である請求項1乃至請
求項5のいずれか1項記載のフレキシブル配線板の製造
方法。
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JP2006148078A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Endicott Interconnect Technologies Inc | 平滑な側面を有する導電層を一部として使用する回路基板、その製造方法、ならびにこの回路基板を使用する電気組立体および情報処理システム |
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