JP2005146371A - フレキシブル基板のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル基板に均一に効率よくエッチング液を噴射し、疲労したエッチング液を残留させることなくエッチングをし、テープ中央部と周辺部でのエッチング状態を均一にすることを可能とする。
【解決手段】ロール３に案内支持されて搬送される帯状のフレキシブル基板１に、エッチング液を供給ポンプを介してスプレーで噴射するエッチング方法において、エッチング中のフレキシブル基板１の搬送高さにロール３の高低により凹凸を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種電子機器などに使用されるＴＡＢテープを含めたフレキシブル基板の製造方法、特にフレキシブル基板にエッチング液をスプレーして不要な銅を除去し配線を形成する方法に関するものである。

近年、電子機器の小型化、高機能化を実現するための高密度実装性が強く求められている。このため最近はＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ等のフレキシブル基板にも微細な配線形成が要求されるようになってきた。このフレキシブル基板の製造工程の中でも、導体パターンの形成を行うエッチング工程は重要である。

図４は従来のエッチング方法の概念を示すものである。まずスクリーン印刷法や写真・現像法などによりエッチングレジストを形成した連続して繋がるフレキシブル基板１を、搬送方向に平行または垂直に配管されたノズルパイプ２の下方において、搬送ロール３上で矢印Ｆで示す搬送方向に所定の速度で搬送し、フレキシブル基板１の上面に塩化第二鉄などのエッチング液４をスプレーノズル５から噴射し、エッチングを行う。この際、スプレーノズル５は搬送方向に対し所定の角度で配置あるいはノズルパイプ２を所定の角度で揺動させながらエッチングを行う。

エッチング終了後、フレキシブル基板上に残留しているエッチング液を除去し、レジストを剥膜してフレキシブル基板に導体パターンを形成している。

しかし、従来のエッチング方法には、精度良く、均一なエッチングを行う上で種々の問題があった。

例えば、プリント配線板上面においては、プリント配線板中央部分にエッチング劣化したエッチング液が滞留しやすく、プリント配線板周辺部分ではエッチング劣化したエッチング液が直ちに流れ落ちるため滞留することがなく、プリント配線板上面の中央部分と周辺部分ではエッチング状態に大きな差が生じる。 そこで、プリント配線板の搬送方向に対して任意の方向より気体を連続噴射しながら導体パターンを形成するプリント配線板のエッチング方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、上方に配置されたエッチング液吐出ノズルからエッチング液がかかると、吐出圧でフィルムがエッチングプレート上に押し付けられ、フィルムの搬送が円滑に行えない。そこで、エッチングプレートから走行面側に潤滑用液体を噴出しつつ、フィルムキャリアテープを走行させてエッチング処理を行うことが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、テープの幅が７０mm幅のように広くなるにつれて、エッチング液吐出ノズルによる吐出範囲に、例えば、エッチング液吐出ノズルが二列配置されている場合には、テープ幅の中央部分において重なり部分が生じて、配線パターンの線幅の仕上がりが、テープの幅方向の中央部分では太くなり、ノズルの中心部分で細くなり、テープの幅方向端部にいくにしたがってまた太くなり不均一となってしまう。 そこで、エッチング液をフィルム上面に吐出するエッチング液吐出ノズルを、フィルムの搬送方向に対して垂直な方向であるフィルムの幅方向に往復揺動して、エッチング処理することが知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、エッチング部分である窪みにエッチング液が溜まるのは不都合であるとして、フィルムキャリアテープ支持面を回転状に横振動せしめて、テープ状のエッチング液を揺動させる方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開平５−１２１８５８号公報 特開２００１−１８５５８６号公報 特開２００１−１５６１１７号公報 特開平７−２７３１５３号公報

しかしながら、テープ幅が広くなるにつれ、精度良く、均一なエッチングを行うことがますます重要な技術となる。

特に広幅ＴＡＢテープの場合、特許文献１の従来技術において指摘されている問題が顕著となる。すなわち、図４において、フレキシブル基板の中央部分には疲労したエッチング液が残留しやすく、また残留したエッチング液の範囲は随時変化する。新たなエッチング液がスプレーにより供給されても疲労したエッチング液上に噴射された部分はエッチングの進行が妨げられしまう。一方、疲労したエッチング液が無い部分例えばフレキシブル基板の幅方向両端部では、疲労したエッチング液は直ちに流れ落ちるため残留することがなく、エッチングの進行が妨げられない。この傾向はフレキシブル基板の幅に比例し、フレキシブル基板幅が広がるほどエッチング状態の不均一現象は顕著となる。この結果テープ中央部分と周辺部分ではエッチング状態に大きな差が生じ、精度良く、均一なエッチングを行うことが困難であった。

配線の間隔パターン間が広い場合、例えば配線用銅厚さ１８μｍで配線の間隔が１００μｍ以上の様な場合は前記課題は問題になりにくいが、配線間隔が５０μｍ程度に狭い間隔が要求されると重要な問題となってしまう。

この問題は、上述した特許文献１〜４の技術、すなわち任意の方向より気体を連続噴射する方法（特許文献１）、潤滑用液体を噴出しながらエッチングプレートでフィルムを支持する方法（特許文献２）、エッチング液吐出ノズルをフィルムの幅方向に往復揺動させる方法（特許文献３）、フィルムキャリアテープ支持面を回転状に横振動せしめる方法（特許文献４）でも、それなりの効果が期待されるが、より簡易、且つ効果的な解決手段の提供が望まれる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、フレキシブル基板に均一に効率よくエッチング液を噴射し、疲労したエッチング液を残留させることなくエッチングし、テープ中央部と周辺部でのエッチング状態を均一にすることを可能とするフレキシブル基板のエッチング方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項１の発明に係るフレキシブル基板のエッチング方法は、ロールに案内支持されて搬送される帯状のフレキシブル基板に、エッチング液を供給ポンプを介してスプレーで噴射するエッチング方法において、エッチング中のフレキシブル基板の搬送高さに凹凸を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のフレキシブル基板のエッチング方法において、前記搬送中のフレキシブル基板の凸部、凸部周辺またはその両者にエッチング液をスプレーで噴射することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載のフレキシブル基板のエッチング方法において、前記搬送中のフレキシブル基板の凸部から凹部への斜面にかけて、エッチング液をスプレーで噴射することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３のスプレー方法によりフレキシブル基板の上面に対して上側からスプレー噴射を行い、またフレキシブル基板の下面に対して下側からフレキシブル基板の凹部にスプレー噴射を行い、これによりフレキシブル基板の両面を同時にエッチングすることを特徴とする。

＜発明の要点＞
本発明においては、上記目的を達成するために、エッチング中のフレキシブル基板の搬送高さに凹凸を設け、搬送中フレキシブル基板の凸部、及び凸部周辺、または凸部から凹部への斜面にかけて、エッチング液をスプレーで噴射する。かかる方法によれば、フレキシブル基板にエッチング液を均一に効率よく噴射し、疲労したエッチング液が残留することなくエッチングをし、テープ中央部と周辺部でのエッチング状態を均一にすることができる。

本発明に使用するフレキシブル基板は連続した形状が必要である。ＴＡＢテープのような連続した形状の基板、もしくはエッチングと別工程ではシート状で製造していても、シート間を接着テープなどで繋げれば採用可能である。

またエッチングに使用するスプレーノズルは、従来は円錐状に噴射するフルコーンタイプが主流であり採用可能であるが、フラットノズルのような扇状に噴射するスプレーノズルの方がより噴射場所の特定が可能であり有効である。

本発明によれば、エッチング中のフレキシブル基板の搬送高さに凹凸を設けたので、フレキシブル基板は波打って進むことになり、エッチング液をスプレーで噴射した際に、反応後のエッチング液が波状のテープキャリアの谷部に移動し、そこからロールに沿って側方に流れ落ちるため、テープキャリアの中央部に液だまりが生じなくなり、均一にエッチングすることができる。

また本発明によれば、搬送中フレキシブル基板の凸部、及び凸部周辺または凸部から凹部への斜面にかけて、エッチング液をスプレーで噴射するようにしたので、エッチング液が凹部側へのみ流れるため、エッチング液の流れをより均一化することができる。

従って、本発明によれば、疲労したエッチング液が残留することなくエッチングが行われ、テープ中央部と周辺部でのエッチング状態をより均一にすることが可能となる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。

本実施形態では、図１及び図２に示すように、フレキシブル基板１のロールによる搬送手段を、上側搬送ロール３−１の群と下側搬送ロール３−２の群とで構成している。上側搬送ロール３−１と下側搬送ロール３−２とは、図１の断面図で見て、基板搬送方向Ｆの方向に千鳥状に配列され、フレキシブル基板１はこれを縫うように波状にうねって案内支持されている。従って、エッチング中のフレキシブル基板１の搬送高さには、搬送ロール３の設置高さにより凹凸が設けられている。

この搬送中のフレキシブル基板の上方及び下方にはスプレーノズル５ａ、５ｂが配設されている。上方のスプレーノズル５ａは、図１及び図２の実施形態では、搬送中のフレキシブル基板１の凸部及び凸部周辺にエッチング液をスプレーで噴射するように配置されている。一方、下方のスプレーノズル５ｂはフレキシブル基板１の凹部（下面から見て凸部）にスプレー噴射を行うように配置されている。

図３は他の実施形態を示したもので、この例では、上方のスプレーノズル５ａは、搬送中のフレキシブル基板１の凸部から凹部への斜面にかけて、エッチング液をスプレーで噴射するように配置され、また、下方のスプレーノズル５ｂは、フレキシブル基板１の凹部（下面から見て凸部）から凸部（下面から見て凹部）への斜面にかけて、エッチング液をスプレーで噴射するように配置されている。

＜実施例１＞
図１及び図２に本発明の実施例１に係るエッチング装置の断面及び斜視図を示す。

フレキシブル基板１は、基材としての厚さ２５μｍ、幅２５０mmのポリイミドテープの両面に、厚さ１８μｍの銅配線層を設けたものであり、これに厚さ２０μｍの感光性レジストを、露光及び現像により配線パターンとしてエッチングにより残す部分上に設けてある。配線パターンは最小ピッチ部で配線幅３０μｍ、配線間隔３０μｍの６０μｍピッチとする。

フレキシブル基板１をエッチングする部分のエッチング装置の隣り合う搬送ロール３の高さを順番に高低を設けた。搬送ロール３は直径２０mmで高低差は搬送ロール中心で５０mmとし、ロール中心の間隔は１００mmとした。

スプレーノズル５は円錐状に噴射するフルコーンタイプノズルを採用し、均一な流量分布となるようフレキシブル基板１の幅方向に並べた。その際、上側に設けたノズル５ａは高い側のロール３−１上の直上に、また下側に設けたノズル５ｂは低い側のロール３−２上の直下にエッチング液４を噴射するよう配置した。

前記フレキシブル基板１を前記装置によりエッチングを行った。上側ノズル５ａより噴射されたエッチング液４は搬送ロール３−１の高い部分付近に噴射され、低い側に流れるため、劣化したエッチング液に噴射を妨げられない。また低い側に流れたエッチング液は低い側のロール３−２側に流れ、当該ロールに沿って外側に流れる。このため液だまりの量は一定に保たれる。

また、フレキシブル基板１の下側配線においても、下側に凸部となった部分にエッチング液を噴射し配線パターンを形成した。

以上の装置によりエッチングされたフレキシブル基板は、特に上側の配線において幅方向及び搬送方向において均一なエッチング寸法を得た。

＜実施例２＞
フレキシブル基板１に対するスプレー位置は搬送ロールの直下また直上に限らず、特に上側のスプレー位置はリール直上からどちらか片方側に移すことによりエッチング液の流れをより均一化することができる。

図３に実施例２としてこの例を示す。この実施例２では、上側のスプレーノズル５ａのスプレー位置を、搬送ロール３の中心から１０mm低い側の搬送ロール側に移して設けた。これによりスプレー５ａから噴射されたエッチング液は一方の低い側の搬送ロール３−２のみに流れ、エッチング液の流れをより均一化することができた。

上記実施例１、２では、スプレーノズルとして、円錐状に噴射するフルコーンタイプノズルを採用したが、ノズルは他のスプレー分布形状でも採用可能である。例えば、扇状に噴射するフラットノズルを採用してもよい。

また上記実施例１、２では、ポリイミドテープからなるテープ基材の両面に銅配線層を設けたフレキシブル基板を対象としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリイミドテープからなるテープ基材の片面に銅配線層を設けたフレキシブル基板の作製に適用することもできる。

本発明のエッチング方法の一実施例に係るエッチング装置の断面図である。 本発明のエッチング方法の一実施例に係るエッチング装置の斜視図である。 本発明のエッチング方法の他の実施例に係るエッチング装置の断面図である。 従来のエッチング方法に係るエッチング装置の概略図である。

符号の説明

１ フレキシブル基板
２ ノズルパイプ
３ 搬送ロール
３−１ 上側搬送ロール
３−２ 下側搬送ロール
４ エッチング液
５ スプレーノズル
５ａ 上方のスプレーノズル
５ｂ 下方のスプレーノズル

Claims (4)

1. ロールに案内支持されて搬送される帯状のフレキシブル基板に、エッチング液を供給ポンプを介してスプレーで噴射するエッチング方法において、
   エッチング中のフレキシブル基板の搬送高さに凹凸を設けたことを特徴とするフレキシブル基板のエッチング方法。
2. 請求項１記載のフレキシブル基板のエッチング方法において、
   前記搬送中のフレキシブル基板の凸部、凸部周辺またはその両者にエッチング液をスプレーで噴射することを特徴とするフレキシブル基板のエッチング方法。
3. 請求項１記載のフレキシブル基板のエッチング方法において、
   前記搬送中のフレキシブル基板の凸部から凹部への斜面にかけて、エッチング液をスプレーで噴射することを特徴とするフレキシブル基板のエッチング方法。
4. 請求項２又は３のスプレー方法によりフレキシブル基板の上面に対して上側からスプレー噴射を行い、またフレキシブル基板の下面に対して下側からフレキシブル基板の凹部にスプレー噴射を行い、これによりフレキシブル基板の両面を同時にエッチングすることを特徴とするフレキシブル基板のエッチング方法。

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