JP2005158848A - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 めっきレジストのアンダーカット部に起因して、第１金属薄膜が導体層の内側に侵食されることを防止して、配線回路パターンの剥離を防止することのできる、配線回路基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】 ベース絶縁層１を用意し、そのベース絶縁層１の上に、第１金属薄膜２を形成する。次いで、第１金属薄膜２の上に、めっきレジスト３を配線回路パターン４の反転パターンで形成し、めっきレジスト３から露出する第１金属薄膜２の上に、導体層６を配線回路パターン４で形成する。その後、めっきレジスト３を除去した後、導体層６および第１金属薄膜２の上に、第２金属薄膜８を形成し、その第２金属薄膜８を除去する。そして、第１金属薄膜２を、導体層６が形成されている部分を除いて、除去することにより、フレキシブル配線回路基板を得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配線回路基板の製造方法、詳しくは、フレキシブル配線回路基板の製造方法に関する。

フレキシブル配線回路基板の製造において、配線回路パターンのパターンニング方法として、サブトラクティブ法と、アディティブ法とが知られている。これらのうち、携帯電話などの電子機器の液晶部分において必要とされる高精細パターンの形成には、アディティブ法が有利である。

このようなアディティブ法は、例えば、絶縁基板の表面全面に薄膜からなる第１導体を形成し、その第１導体上に導体パターンが開口するようにめっきレジストを形成し、第１導体上におけるめっきレジストに覆われていない部分に第２導体を形成し、その後、めっきレジストを除去し、次いで、第１導体における第２導体が形成されていない部分をエッチング処理により除去して導体パターンを形成する方法として知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３７１３７号公報

しかし、上記したアディティブ法では、図２（ａ）に示すように、絶縁基板２６上の第１導体２１上に形成しためっきレジスト２２において、第１導体２１に接触する底部に、下方に向かうに従って幅広となる裾引き部２３を生じるので、図２（ｂ）に示すように、第１導体２１上におけるめっきレジスト２２に覆われていない部分に第２導体２４を形成し、その後、図２（ｃ）に示すように、めっきレジスト２２を除去すると、第２導体２４には、裾引き部２３に起因して、第１導体２１に接触する底部に、下方に向かうに従って幅狭となるアンダーカット部２５を生じる。そのため、次いで、第１導体２１をエッチングにより除去すると、図２（ｄ）に示すように、そのアンダーカット部２５に起因して、第２導体２４の底部の第１導体２１が、第２導体２５の内側に大きくえぐられるようにエッチングされる。そうすると、絶縁基板２６と第１導体２１との接着力が大幅に低下して、絶縁基板２６から第１導体２１および第２導体２４からなる導体パターンが剥離するという不具合を生じる。

本発明の目的は、めっきレジストのアンダーカット部に起因して、第１金属薄膜が導体層の内側に侵食されることを防止して、配線回路パターンの剥離を防止することのできる、配線回路基板の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の配線回路基板の製造方法は、絶縁層を用意する工程、前記絶縁層の上に、第１金属薄膜を形成する工程、前記第１金属薄膜の上に、めっきレジストを配線回路パターンの反転パターンで形成する工程、前記めっきレジストから露出する前記第１金属薄膜の上に、導体層を配線回路パターンで形成する工程、前記めっきレジストを除去する工程、前記導体層および前記第１金属薄膜の上に、第２金属薄膜を形成する工程、前記第２金属薄膜を除去する工程、前記第１金属薄膜を、前記導体層が形成されている部分を除いて、除去する工程を備えていることを特徴としている。

また、本発明の配線回路基板の製造方法においては、前記導体層および前記第２金属薄膜が、共に銅からなることが好適である。

本発明の配線回路基板の製造方法において、めっきレジストにおいて、第１金属薄膜に接触する底部に、下方に向かうに従って幅広となる裾引き部が生じ、その裾引き部に起因して、導体層における金属薄膜に接触する底部に、下方に向かうに従って幅狭となるアンダーカット部が生じても、この方法では、第２金属薄膜の形成時において、第２金属薄膜を形成する金属がアンダーカット部に充填されるので、その後、第１金属薄膜の除去時に、アンダーカット部に起因して、導体層の底部の第１金属薄膜が、導体層の内側にえぐられるように侵食されることを防止することができる。その結果、絶縁層と第１金属薄膜との間の接着力の低下を防止することができ、絶縁層からの、第１金属薄膜および第２金属薄膜からなる配線回路パターンの剥離を有効に防止することができる。

また、本発明の配線回路基板の製造方法において、導体層および第２金属薄膜が、共に銅から形成されていれば、第２金属薄膜の形成時において、電気特性の良好な銅からなる導体層のアンダーカット部に、同じ金属である銅を充填することができる。そのため、配線回路パターンの剥離を防止しつつ、配線回路パターンの電気特性の低下を防止することができる。

図１は、本発明の配線回路基板の製造方法の一実施形態としての、フレキシブル配線回路基板の製造方法を示す製造工程図である。以下、図１を参照して、本発明の配線回路基板の製造方法の一実施形態であるフレキシブル配線回路基板の製造方法を説明する。

この方法では、まず、図１（ａ）に示すように、ベース絶縁層１を用意する。ベース絶縁層１としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂などの合成樹脂のフィルムが用いられ、好ましくは、ポリイミド樹脂のフィルムが用いられる。

なお、ベース絶縁層１は、予めフィルムとして形成されているものを用いてもよく、また、感光性樹脂の溶液を成膜して、露光および現像することにより、所定パターンに形成した後に、硬化させたものを用いてもよい。

また、ベース絶縁層１の厚みは、通常、３〜１００μｍ、好ましくは、５〜５０μｍである。

次いで、この方法では、図１（ｂ）に示すように、ベース絶縁層１の上に、第１金属薄膜２を形成する。第１金属薄膜２を形成する金属は、例えば、クロム、ニッケル、銅などが好ましく用いられる。また、第１金属薄膜２の形成は、めっきや真空蒸着法などが用いられ、好ましくは、真空蒸着法、とりわけ、スパッタ蒸着法が用いられる。より具体的には、例えば、ベース絶縁層１の表面全面に、クロム薄膜と銅薄膜とをスパッタ蒸着法によって順次に形成する。

なお、第１金属薄膜２の厚みは、通常、１ｎｍ〜６μｍ、好ましくは、５０ｎｍ〜５μｍである。

次いで、この方法では、図１（ｃ）に示すように、第１金属薄膜２の上に、めっきレジスト３を配線回路パターン４の反転パターンで形成する。

めっきレジスト３は、特に制限されないが、例えば、ドライフィルムレジストを、第１金属薄膜２の全面に積層した後、露光および現像することにより、配線回路パターン４の反転パターンのレジストパターンとして形成する。なお、このようにして形成されるめっきレジスト３には、第１金属薄膜２に接触する底部において、下方に向かうに従って幅広となる断面略三角形状の裾引き部５を両側に生じる。

なお、めっきレジスト３の厚みは、通常、５〜３０μｍ、好ましくは、１０〜２０μｍである。各裾引き部５の最底部の幅Ｗ１は、通常、１〜５μｍである。

その後、この方法では、図１（ｄ）に示すように、めっきレジスト３から露出する第１金属薄膜２の上に、導体層６を配線回路パターン４で形成する。

導体層６の導体としては、例えば、銅、ニッケル、金、はんだ、または、これらの合金などの金属が用いられ、好ましくは、銅が用いられる。また、導体層６の形成は、無電解めっき、電解めっきなどのめっきが用いられ、好ましくは、電解めっきが用いられる。より具体的には、第１金属薄膜２におけるめっきレジスト３が形成されていない部分に、電解銅めっきにより、銅からなる導体層６を配線回路パターン４として形成する。電解銅めっきのめっき液としては、例えば、硫酸銅めっき液、ピロ燐酸銅めっき液などが用いられる。

なお、導体層６の厚みは、通常、３〜２０μｍ、好ましくは、５〜１５μｍであり、導体層６の幅は、通常、１５〜５００μｍ、好ましくは、２０〜３００μｍ、各導体層６の間隔は、通常、１５〜２００μｍ、好ましくは、２０〜３００μｍである。

次いで、この方法では、図１（ｅ）に示すように、めっきレジスト３を除去する。めっきレジスト３の除去は、例えば、エッチング液として水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ溶液を用いる化学エッチング（ウェットエッチング）などの公知のエッチング法または剥離が用いられる。

めっきレジスト３が除去されると、導体層６におけるめっきレジスト３の裾引き部５が形成されていた底部には、下方に向かうに従って幅狭となる断面略三角形状のアンダーカット部７を両側に生じる。各アンダーカット部７の最底部の幅Ｗ２は、通常、１〜５μｍである。

そして、この方法では、図１（ｆ）に示すように、導体層６および第１金属薄膜２の上に、第２金属薄膜８を形成する。

第２金属薄膜８を形成する金属は、導体層６を形成する金属と同様のものが用いられ、好ましくは、銅が用いられる。導体層６および第２金属薄膜８が、共に銅から形成されていれば、第２金属薄膜８の形成時において、電気特性の良好な銅からなる導体層６のアンダーカット部７に、同じ金属である銅を充填して金属埋設部９を形成することができる。そのため、配線回路パターン４の剥離を防止しつつ、配線回路パターン４の電気特性の低下を防止することができる。

また、第２金属薄膜８の形成は、無電解めっき、電解めっきなどのめっきが用いられ、好ましくは、電解めっきが用いられる。より具体的には、導体層６の表面全面および導体層６から露出する第１金属薄膜２の表面全面に、電解銅めっきにより、銅からなる第２金属薄膜８を形成する。電解銅めっきのめっき液としては、例えば、硫酸銅めっき液、ピロ燐酸銅めっき液、あるいは、ビアフィル用めっき液などが用いられる。

これによって、第２金属薄膜８の形成時において、第２金属薄膜８を形成する金属が、導体層６のアンダーカット部７に充填されることにより、金属埋設部９が形成される。

なお、第２金属薄膜８の厚みは、通常、０．３〜１０μｍ、好ましくは、１〜５μｍである。

次いで、この方法では、図１（ｇ）に示すように、第２金属薄膜８を除去する。第２金属薄膜８の除去は、例えば、エッチング液として塩化第二鉄溶液などを用いる化学エッチング（ウェットエッチング）などの公知のエッチング法が用いられる。なお、このエッチングでは、金属埋設部９以外の第２金属薄膜８が除去され、金属埋設部９は残存する。

なお、この第２金属薄膜８の除去において、例えば、第２金属薄膜８が銅から形成され、第１金属薄膜２がクロム薄膜および銅薄膜から順次形成されている場合などでは、図示しないが、第２金属薄膜８の除去とともに、第１金属薄膜２における導体層６から露出する銅箔膜も同時に除去され、第１金属薄膜２として、クロム薄膜のみが残存する。

その後、この方法では、図１（ｈ）に示すように、第１金属薄膜２を、導体層６が形成されている部分を除いて除去することにより、フレキシブル配線回路基板を得る。

第１金属薄膜２の除去は、例えば、第１金属薄膜２がクロム薄膜である場合には、エッチング液としてフェロシアン酸カリウム溶液などを用いる化学エッチング（ウェットエッチング）などの公知のエッチング法を用いて、導体層６から露出する第１金属薄膜２を除去する。これによって、第１金属薄膜２および導体層６からなる配線回路パターン４が形成される。

そして、この方法では、必要により、図１（ｉ）に示すように、ベース絶縁層１の上に、配線回路パターン４を被覆するように、カバー絶縁層１０を形成する。

カバー絶縁層１０としては、ベース絶縁層１と同様の合成樹脂が用いられ、好ましくは、ポリイミド樹脂が用いられる。カバー絶縁層１０の形成は、例えば、配線回路パターン４を含むベース絶縁層１の上に、感光性樹脂の溶液を成膜して、露光および現像することにより、所定パターンに形成した後に、硬化させる。

なお、カバー絶縁層１０の厚みは、通常、２〜５０μｍ、好ましくは、５〜３０μｍである。

そして、このようなフレキシブル配線回路基板の製造方法によれば、めっきレジスト３の形成時に、めっきレジスト３における第１金属薄膜２に接触する底部に裾引き部７が生じ、その裾引き部７に起因して、導体層６における第１金属薄膜２に接触する底部にアンダーカット部７が生じても、第２金属薄膜８の形成時に、第２金属薄膜８を形成する金属がアンダーカット部７に充填されて金属埋設部９が形成される。そのため、その後、第１金属薄膜２の除去時に、アンダーカット部７に起因して、導体層６の底部の第１金属薄膜２が、導体層６の内側にえぐられるように侵食されることを防止することができる。その結果、ベース絶縁層１と第１金属薄膜２との間の接着力の低下を防止することができ、ベース絶縁層１からの、第１金属薄膜２および第２金属薄膜８からなる配線回路パターン４の剥離を有効に防止することができる。

そのため、このようなフレキシブル配線回路基板の製造方法は、携帯電話などの電子機器の液晶部分において必要とされる高精細の配線回路パターンの形成に有利であり、従って、そのような高精細の配線回路パターンの形成が要求されるフレキシブル配線回路基板の製造方法として、有効に用いることができる。

なお、上記の説明において、例えば、第１金属薄膜２と第２金属薄膜８とが、同じ金属で形成されている場合などにおいては、図１（ｇ）に示す第２金属薄膜８の除去と、図１（ｈ）に示す第１金属薄膜２の除去とを、区別せずに同時に実施してもよい。

なお、上記の説明では、フレキシブル配線回路基板を、ベース絶縁層１の上に、配線回路パターン４およびカバー絶縁層１０を形成したが、例えば、ベース絶縁層１を、金属支持層の上に形成して、そのベース絶縁層１の上に、配線回路パターン４およびカバー絶縁層１０を形成してもよい。

また、上記した製造方法は、工業的には、例えば、ロールツーロール法などの公知の方法により、製造することができる。

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１
厚み２５μｍのポリイミド樹脂のフィルムからなるベース絶縁層を用意して（図１（ａ）参照）、このベース絶縁層の上に、厚み２０ｎｍのクロム薄膜および厚み２００ｎｍの銅箔をスパッタ蒸着法により順次形成することにより、第１金属薄膜を形成した（図１（ｂ）参照）。次いで、ドライフィルムレジストを、第１金属薄膜の全面に積層した後、露光および現像することにより、配線回路パターンの反転パターンのレジストパターンとして、厚み１５μｍのめっきレジストを形成した（図１（ｃ）参照）。なお、このようにして形成されためっきレジストには、第１金属薄膜に接触する底部において、下方に向かうに従って幅広となる断面略三角形状の裾引き部が両側に生じた。

その後、めっきレジストから露出する第１金属薄膜の上に、硫酸銅めっき液を用いる電解銅めっきにより、厚み１０μｍの導体層を配線回路パターンで形成した（図１（ｄ）参照）。導体層の幅は２５μｍ、各導体層の間隔は２５μｍに設定した。その後、めっきレジストを、水酸化ナトリウム溶液を用いる化学エッチングにより除去した（図１（ｅ）参照）。そうすると、導体層におけるめっきレジストの裾引き部が形成されていた底部には、下方に向かうに従って幅狭となる断面略三角形状のアンダーカット部が両側それぞれ２μｍの幅（最底部幅）で生じた。

そして、導体層の表面全面および導体層から露出する第１金属薄膜の表面全面に、硫酸銅めっき液を用いる電解銅めっきにより、厚み２μｍの第２金属薄膜を形成した（図１（ｆ）参照）。この第２金属薄膜の形成時において、第２金属薄膜を形成する銅が、導体層のアンダーカット部に充填されることにより、金属埋設部が形成された。

次いで、第２金属薄膜を、塩化第二鉄溶液を用いる化学エッチングにより除去した（図１（ｇ）参照）。なお、このエッチングでは、金属埋設部以外の第２金属薄膜が除去され、金属埋設部が残存した。

その後、第１金属薄膜を、フェロシアン酸カリウム溶液を用いる化学エッチングにより除去することにより、フレキシブル配線回路基板を得た（図１（ｈ）参照）。

得られたフレキシブル配線回路基板では、導体層における第１金属薄膜に接触する底部のアンダーカット部に、金属埋設部が充填形成され、配線回路パターン１本当たりのピール強度が、２．０ｇであった。

比較例１
第２金属薄膜の形成工程およびその除去工程を省略した以外は、実施例１と同様の方法により、フレキシブル配線回路基板を得た。

得られたフレキシブル配線回路基板では、導体層における第１金属薄膜に接触する底部のアンダーカット部に起因して、導体層の底部の第１金属薄膜が、導体層の内側に大きくえぐられるようにエッチングされ、配線回路パターン１本当たりのピール強度が、０．５ｇであった。

本発明の配線回路基板の製造方法の一実施形態としての、フレキシブル配線回路基板の製造方法を示す製造工程図であって、（ａ）は、ベース絶縁層を用意する工程、（ｂ）は、ベース絶縁層の上に、第１金属薄膜を形成する工程、（ｃ）は、第１金属薄膜の上に、めっきレジストを配線回路パターンの反転パターンで形成する工程、（ｄ）は、めっきレジストから露出する第１金属薄膜の上に、導体層を配線回路パターンで形成する工程、（ｅ）は、めっきレジストを除去する工程、（ｆ）は、導体層および第１金属薄膜の上に、第２金属薄膜を形成する工程、（ｇ）は、第２金属薄膜を除去する工程、（ｈ）は、第１金属薄膜を、導体層が形成されている部分を除いて除去する工程（ｉ）は、ベース絶縁層の上に、配線回路パターンを被覆するように、カバー絶縁層を形成する工程を示す。 従来のフレキシブル配線回路基板の製造方法を示す製造工程図であって、（ａ）は、第１導体上にめっきレジストを形成する工程、（ｂ）は、第１導体上におけるめっきレジストに覆われていない部分に第２導体を形成する工程、（ｃ）は、めっきレジストを除去する工程、（ｄ）は、第１導体における第２導体が形成されていない部分を除去する工程を示す。

符号の説明

１ ベース絶縁層
２ 第１金属薄膜
３ めっきレジスト
４ 配線回路パターン
６ 導体層
８ 第２金属薄膜

Claims (2)

1. 絶縁層を用意する工程、
   前記絶縁層の上に、第１金属薄膜を形成する工程、
   前記第１金属薄膜の上に、めっきレジストを配線回路パターンの反転パターンで形成する工程、
   前記めっきレジストから露出する前記第１金属薄膜の上に、導体層を配線回路パターンで形成する工程、
   前記めっきレジストを除去する工程、
   前記導体層および前記第１金属薄膜の上に、第２金属薄膜を形成する工程、
   前記第２金属薄膜を除去する工程、
   前記第１金属薄膜を、前記導体層が形成されている部分を除いて、除去する工程
   を備えていることを特徴とする、配線回路基板の製造方法。
2. 前記導体層および前記第２金属薄膜が、ともに銅からなることを特徴とする、請求項１に記載の配線回路基板の製造方法。

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