JP2005191524A - プリント配線基板、その製造方法および回路装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 絶縁フィルムの表面に基材金属を析出させて基材金属層を形成し、さらに銅あるいは銅合金を析出させて導電性金属層を形成する工程を経て形成された表面金属層を、エッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、該基材金属層を形成する金属を溶解および/または不働態化可能な処理液で処理する。また、絶縁フィルムと、該絶縁フィルムの表面に形成された配線パターンとを有し、該配線パターンは、絶縁フィルム表面に析出された基材金属層と、導電性金属層とからなり、該配線パターンを構成する基材金属層が、該配線パターンを構成する導電性金属層よりも幅方向に突出して形成されている。
【選択図】図2
Description
上記のような銅張り積層板は、表面に接着剤層が形成された絶縁フィルムに、銅箔を加熱圧着することにより製造される。したがって、このような銅張り積層板を製造する際には、銅箔を単独で取り扱わなければならない。しかしながら、銅箔は薄くなるほど引っ張り強度が弱くなり、単独で取り扱える銅箔の下限は9〜12μm程度であり、これよりも薄い銅箔を用いる場合には、例えば支持体付の銅箔を用いることが必要になるなど、その取り扱いが非常に煩雑になる。また、絶縁フィルムの表面に接着剤を用いて、上記のような薄い銅箔を貼着した銅張り積層板を使用して配線パターンを形成すると、銅箔を貼着するために使用した接着剤の熱収縮によりプリント配線基板に反り変形が生ずる。特に電子機器の小型軽量化に伴い、プリント配線基板も薄化、軽量化が進んでおり、このようなプリント配線基板には、絶縁フィルム、接着剤および銅箔からなる3層構造の銅貼積層板では対応できなくなりつつある。
いものもあり、このような場合には、配線パターン間に良好な絶縁性が形成されないこともあり得るのである。また、特許文献1で採用されている処理では、微量の残存する金属が不働態化されにくいので、製造当初の配線パターン間の絶縁抵抗は良好な値を示すが、例えば1000時間以上電圧をかけ続けた後の絶縁抵抗は、電圧を印加する前の値よりも低くなるという傾向が生ずる。
こうした現象について検討してみると、2層構成の積層体を用いて形成された配線パターンは、絶縁フィルムの表面に直接配置された第1金属層(シード層)と、この第1金属層上に形成された銅層とから形成されており、銅層とこの下部にある第1金属層とによって、マイグレーションが生じやすくなり、隣接する配線パターン間でマイグレーションによる短絡が短期間で発生するとの問題の原因となる。
て、
該表面金属層をエッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、該基材金属層を形成する金属を溶解および/または不働態化可能な処理液で処理することを特徴としている。
該基材フィルムの金属層をエッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、該基材金属層を形成する金属を溶解および/または不働態化可能な処理液で処理することを特徴としている。
雰囲気中あるいは酸などの溶液中でもイオン化しないよう不働態化する工程からなり、これら処理によって、マイグレーションなどが著しく発生しにくく、絶縁抵抗値が高く、非常に信頼性の高いプリント配線基板を得ることができる。
図1および図2は、本発明のプリント配線基板を製造する工程における基板の断面を示す図である。
上記のように基材金属層13を形成した後、図1(c)に示すように、この基材金属層13の表面に直接、銅層などの導電性金属層20を形成する。この導電性金属層は、メッキ法、例えば電解メッキ法あるいは無電解メッキ法などにより形成することができる。
る際に使用したエッチング液を使用することができる。しかしながら、エッチング液との接触時間が長いと配線パターンを形成する導電性金属である銅の溶出量が多くなり、配線パターン自体がやせ細ってしまうので、液温20〜60℃において、このマイクロエッチングにおけるエッチング液と配線パターンとの接触時間は、通常は2〜60秒間、好ましくは10〜45秒間程度である。
5倍、好ましくは1.01倍〜1.25倍の範囲内になるようにすることにより、マイグレーションなどの発生を効果的に防止することができる。
Bonding)テープ、COF(Chip On Film)、CSP(Chip Size Package)、BGA (Ball Grid Array)、μ−BGA(μ− Ball Grid Array)、FPC(Flexible Printed Circuit)などがある。また、上述の説明では、本発明のプリント配線基板は、絶縁フィルムの表面に配線パターンが形成されたものであったが、この配線パターンの一部に電子部品が実装されていてもよい。
なお、上記の配線パターンにはメッキ処理をすることができる。ここで採用されるメッキの例として、スズメッキ、金メッキ、ニッケル−金メッキ、ハンダメッキ、鉛フリーハンダメッキを挙げることができる。なお、上記メッキ処理を行う場合、ソルダーレジストを塗布する前に配線パターンに薄いメッキ層を形成し、この薄いメッキ層の上にソルダーレジスト層を形成し、さらソルダーレジスト層から露出している接続端子に再びメッキ処理を施してもよい。こうしたメッキ層の厚さは、メッキの種類によって適宜選択することができるが、メッキ層の合計の厚さは、無電解スズメッキの場合、通常は0.2〜0.8μm、好ましくは0.3〜0.6μmの範囲内の厚さに設定される。
次の本発明のプリント配線基板およびその方法について、具体的に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
ける室温での測定値である。
上記のようにして形成されたスパッタリング銅層の表面に、電気メッキ法により、銅を析出させて厚さ8μmの電解銅層(電気メッキ銅層)を形成した。
層の表面および基材金属層(Ni−Cr合金)の表面を酸洗した。
1000時間に満たないものは、一般的な基板として使用することはできない。また、絶縁信頼試験前の絶縁抵抗は比較例に比較して高く、5×1014Ωであり、絶縁信頼性試験後に測定した絶縁抵抗は2×1014Ωであり、両者の間に電圧を印加したことに伴う絶縁抵抗の実質的な差は認められなかった。
0-5Paで10分間処理し、脱ガスした後100℃×0.5Paに設定してクロム・ニッケル合金のスパッタリングを行った。
こうして形成された導電性金属層である銅層の表面に感光性樹脂を塗布し、露光・現像して、配線ピッチが30μm(ライン幅;15μm、スペース幅;15μm)になるように櫛形電極のパターンを形成し、このパターンをマスキング材として、銅層を、HCl;100g/リットルを含む濃度12%の塩化第2銅エッチング液を用いて30秒間エッチングして配線パターンを製造した。
層の表面および基材金属層(Ni−Cr合金)の表面を酸洗した。
こうして櫛形電極が形成されたプリント配線基板を85℃85%RHの条件で40Vの電圧を印加して1000時間導通試験(HHBT)を行った。また、絶縁信頼試験前の絶縁抵抗は高い値を示し、5×1014Ωであり、絶縁信頼性試験後に測定した絶縁抵抗は2×1014Ωであり、両者の間に電圧を印加したことに伴う絶縁抵抗の実質的な差は認められなかった。
上記のようにして形成されたスパッタリング銅層の表面に、電気メッキ法により、銅を析出させて厚さ8μmの電解銅層(導電性金属層)を形成した。
を用いて30秒間エッチングして配線パターンを製造した。
次に、濃度40g/リットルの過マンガン酸カリウム+20g/リットルのKOHエッチング液を用いて、40℃×1分かけてNi−Cr合金張出部26を不働態化し、さらに線間に僅かに残存するクロムをできるだけ溶出すると共に、除去し切れなかったクロムを酸化クロムとして不働態化した。
こうして櫛形電極が形成されたプリント配線基板を85℃85%RHの条件で40Vの電圧を印加して1000時間導通試験を行った。また、絶縁信頼試験前の絶縁抵抗は比較例に比較して高く、7×1014Ωであり、絶縁信頼性試験後に測定した絶縁抵抗は9×1013Ωであり、両者の間に電圧を印加したことに伴う絶縁抵抗の実質的な差は認められなかった。
こうして形成された電解銅層の表面に感光性樹脂を塗布し、露光・現像して、配線ピッチが30μmとなるように櫛形電極のパターンを形成し、このパターンをマスキング材として、銅層を、HCl;100g/リットルを含む濃度12%の塩化第2銅エッチング液を用いて30秒間エッチングして配線パターンを製造した。
次に、濃度40g/リットルの過マンガン酸カリウム+20g/リットルのKOHエッチング液を用いて、40℃×1分かけてNi−Cr合金張出部26を不働態化し、さらに線間に僅かに残存するクロムをできるだけ溶出すると共に、除去し切れなかったクロムを酸化クロムとして不働態化した。
こうして櫛形電極が形成されたプリント配線基板を85℃85%RHの条件で40Vの電圧を印加して1000時間導通試験を行った。また、絶縁信頼試験前の絶縁抵抗は比較例に比較して高く、7×1014Ωであり、絶縁信頼性試験後に測定した絶縁抵抗は7×1013Ωであり、両者の間に電圧を印加したことに伴う絶縁抵抗の実質的な差は認められなかった。
〔比較例1〕
厚さ25μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、商品名「カプトン100EN」の片面を、30%ヒドラジン−KOH水溶液中で60秒間処理した。その後、純水で10分間洗浄し室温で乾燥させた。このポリイミドフィルムを、真空蒸着装置に設置し、
プラズマ処理後、スパッタリングにてNi・Cr合金を40nm蒸着し、さらに、メッキ法で銅を8μm成膜して金属被覆ポリイミド基板を得た。
〔比較例2〕
実施例1において、平均厚さ38μmのポリイミドフィルム(宇部興産(株)製、ユーピレックスS)を使用し、ポリイミドフィルムの一方の表面を逆スパッタにより粗化処理した後、実施例1と同様にして、ニッケル・クロム合金をスパッタリングして平均厚さ30nmのクロム・ニッケル合金層を形成して基材金属層とした。
上記のようにして形成されたスパッタリング銅層の表面に、電気メッキ法により、銅を析出させて厚さ8μmの電解銅層を形成した。
ッチングして銅パターンと、Ni−Crからなる基材金属層張出部を酸洗した。
さらに、0.5μm厚のSnメッキを行い加熱して所定の純Sn層を形成した。
、10時間後に測定した絶縁抵抗は5×106Ωに低下していた。
形成される導電性金属層とは別の処理がなされているので、この部分からマイグレーションなどが発生しにくく、形成された配線パターン間で長期間安定した絶縁状態が維持される。
13・・・基材金属層(第1金属層、シード層)
15・・・スパッタリング銅層
17・・・メッキ導電性金属層(残りの導電性金属層)
20・・・導電性金属層(銅層)
22・・・感光性樹脂からなる所望のパターン
23・・・基材金属層の側部
25・・・基材金属層の下端部
26・・・基材金属層の上端部(Ni、Cr合金張出し部)
Claims (11)
- 絶縁フィルムの少なくとも一方の表面に基材金属を析出させて基材金属層を形成し、該基材金属層の表面に銅あるいは銅合金を析出させて導電性金属層を形成する工程を経て形成された基材フィルムの金属層を、エッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成する工程を有するプリント配線基板の製造方法において、
該基材フィルムの金属層をエッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、該基材金属層を形成する金属を溶解および/または不働態化可能な処理液で処理することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。 - 上記基材金属層が、ニッケルおよび/またはクロムを含有する金属から形成されていることを特徴とする請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記導電性金属層が、メッキ法により銅あるいは銅合金を析出させてなることを特徴とする請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記基材フィルムの金属層をエッチングにより選択的に除去して配線パターンを形成した後、該選択的にエッチングされて形成された配線パターンの表面を酸洗処理し、次いで、クロムを溶解すると共に、ごく僅かに溶解されなかったクロムを不働態化させ得る処理液で処理することを特徴とする請求項1乃至3項のいずれかの項記載のプリント配線基板の製造方法。
- 絶縁フィルムと、該絶縁フィルムの少なくとも一方の表面に形成された配線パターンとを有し、該配線パターンは、絶縁フィルム表面に形成された基材金属層と、該基材金属の表面に形成された導電性金属層とからなり、該配線パターンを構成する基材金属層が、該配線パターンを構成する導電性金属層よりも幅方向に突出して形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
- 上記基材金属層が、ニッケルおよび/またはクロムを含有する金属から形成されていることを特徴とする請求項5記載のプリント配線基板。
- 上記導電性金属層が、銅あるいは銅合金から構成されていることを特徴とする請求項5記載のプリント配線基板。
- 上記配線パターンの幅方向に突出して形成されている基材金属層からなる配線パターンの表面の少なくとも一部が不働態化されていることを特徴とする請求項第5項記載のプリント配線基板。
- 上記導電性金属層は、マスキングパターンと略同一の形態を有しており、配線パターンと絶縁フィルムとは、導電性金属層からなる配線パターンの下端部および該配線パターンの周囲に導電性金属層から幅方向に突出して形成された基材金属層によって接合していることを特徴とする請求項第5項記載のプリント配線基板。
- 上記基材金属層と導電性金属層とが、特性の異なる金属あるいは合金から形成されていることを特徴とする請求項第5項記載のプリント配線基板。
- 上記請求項第5乃至第10項のいずれかの項記載のプリント配線基板に、電子部品が実装されていることを特徴とする回路装置。
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