JP2006066451A - Wiring circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線回路基板、詳しくは、フレキシブル配線回路基板として用いられる配線回路基板に関する。 The present invention relates to a printed circuit board, and more particularly to a printed circuit board used as a flexible printed circuit board.
フレキシブル配線回路基板などの配線回路基板では、ベース絶縁層の上に、銅線などの金属配線が配線回路パターンとして形成されている。近年、配線回路基板の軽薄・短小化の要求に従って、金属配線をよりファインピッチで形成することが望まれている。金属配線をファインピッチで形成するには、金属配線とベース絶縁層との密着性を向上させる必要がある。 In a wiring circuit board such as a flexible wiring circuit board, a metal wiring such as a copper wire is formed as a wiring circuit pattern on a base insulating layer. In recent years, it has been desired to form metal wirings at a finer pitch in accordance with the demand for light and thin wiring circuit boards. In order to form the metal wiring at a fine pitch, it is necessary to improve the adhesion between the metal wiring and the base insulating layer.
金属配線とベース絶縁層との密着性を向上させるために、例えば、ベース絶縁層としての基材上に、アディティブ法またはサブトラクティブ法により金属配線パターンを形成した金属配線回路基板において、感光性絶縁樹脂溶液を、金属配線パターンが被覆されるとともにスペース部分が充填されるように塗布し、露光・現像して、金属配線パターンの必要箇所が露出するように、感光性絶縁樹脂を除去し、その後、残存する感光性絶縁樹脂を加熱閉環または加熱架橋して、金属配線間のスペース部分に感光性絶縁樹脂を充填することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記の提案では、金属配線とベース絶縁層との密着性を、ある程度まで改善することはできる。しかし、アディティブ法のように、ベース絶縁層の上に金属薄膜を形成してから、その金属薄膜の上に金属配線を形成する場合において、例えば、金属薄膜がクロムからなり、金属配線が銅からなる場合、すなわち、金属薄膜を形成する金属のイオン化傾向が、金属配線を形成する金属のイオン化傾向よりも大きい場合には、端子部のめっき工程などの後工程において、配線回路基板が薬液に触れると、金属薄膜と金属配線との間の電位差に起因して、局部電池(ガルバニ電池)が形成され、局部電流の発生により金属薄膜が腐食(ガルバニック腐食)されるという不具合を生じる。 In the above proposal, the adhesion between the metal wiring and the base insulating layer can be improved to some extent. However, when the metal thin film is formed on the base insulating layer and then the metal wiring is formed on the metal thin film as in the additive method, for example, the metal thin film is made of chromium and the metal wiring is made of copper. In other words, when the ionization tendency of the metal forming the metal thin film is larger than the ionization tendency of the metal forming the metal wiring, the wiring circuit board touches the chemical solution in a subsequent process such as the terminal plating process. Due to the potential difference between the metal thin film and the metal wiring, a local battery (galvanic cell) is formed, and the generation of the local current causes a problem that the metal thin film is corroded (galvanic corrosion).
このような腐食が生じると、金属配線のベース絶縁層に対する密着性が低下するだけでなく、電気信号の伝達不良や耐マイグレーション性の低下を生じる。
本発明の目的は、金属配線をファインピッチで形成しても、金属配線とベース絶縁層との密着性を向上させることができ、電気信号の伝達不良や耐マイグレーション性の低下を防止して、信頼性の向上を図ることのできる、配線回路基板を提供することにある。
When such corrosion occurs, not only the adhesion of the metal wiring to the base insulating layer is lowered, but also an electrical signal transmission failure and a migration resistance are lowered.
The object of the present invention is to improve the adhesion between the metal wiring and the base insulating layer, even if the metal wiring is formed with a fine pitch, and prevent electrical signal transmission failure and deterioration of migration resistance, An object of the present invention is to provide a printed circuit board capable of improving the reliability.
上記の目的を達成するため、本発明の配線回路基板は、ベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の上に形成され、金属からなる金属薄膜と、前記金属薄膜の上に形成され、前記金属薄膜を形成する金属よりもイオン化傾向の小さい金属からなる金属配線と、前記ベース絶縁層の上に、前記金属配線の側面に接触するように配置され、前記金属薄膜の厚みより厚く、かつ、前記金属薄膜の厚みと前記金属配線の厚みとの合計の厚みより薄く形成された保護絶縁層とを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a wired circuit board according to the present invention includes a base insulating layer, a metal thin film formed on the base insulating layer, made of metal, formed on the metal thin film, and the metal thin film. A metal wiring made of a metal having a smaller ionization tendency than the metal forming the metal, and disposed on the base insulating layer so as to be in contact with a side surface of the metal wiring, being thicker than a thickness of the metal thin film and the metal A protective insulating layer formed thinner than the total thickness of the thin film and the metal wiring is provided.
また、本発明においては、前記金属薄膜を形成する金属が、クロム、ニッケル、ニッケル−クロム合金およびニッケル−銅合金からなる群から選択される少なくとも1種であり、前記金属配線を形成する金属が、銅であることが好適である。
また、本発明においては、前記ベース絶縁層の上に、前記金属配線を被覆するように形成されるカバー絶縁層をさらに備え、前記カバー絶縁層は、前記金属配線が部分的に露出するように形成されており、前記保護絶縁層が、前記カバー絶縁層から露出する前記金属配線の側面に隣接するように配置されていることが好適である。
In the present invention, the metal forming the metal thin film is at least one selected from the group consisting of chromium, nickel, nickel-chromium alloy and nickel-copper alloy, and the metal forming the metal wiring is Copper is preferred.
The present invention further includes a cover insulating layer formed on the base insulating layer so as to cover the metal wiring, and the cover insulating layer is configured such that the metal wiring is partially exposed. It is preferable that the protective insulating layer is formed so as to be adjacent to a side surface of the metal wiring exposed from the cover insulating layer.
本発明の配線回路基板によれば、金属薄膜の上に形成された金属配線の側面には、金属薄膜の厚みより厚く形成された保護絶縁層が、接触するように配置されている。これによって、端子部のめっき工程などの後工程において、たとえ、配線回路基板が薬液に触れても、金属薄膜は、保護絶縁層によって薬液から保護される。そのため、金属薄膜と金属配線との間での局部電池の形成による局部電流の発生を防止することができる。その結果、金属薄膜の腐食を防止して、金属配線をファインピッチで形成しても、金属配線とベース絶縁層との密着性を向上させることができる。また、電気信号の伝達不良や耐マイグレーション性の低下をも防止することができる。 According to the wired circuit board of the present invention, the protective insulating layer formed thicker than the thickness of the metal thin film is disposed on the side surface of the metal wiring formed on the metal thin film so as to be in contact therewith. Thereby, in a subsequent process such as a plating process of the terminal portion, even if the wiring circuit board touches the chemical solution, the metal thin film is protected from the chemical solution by the protective insulating layer. Therefore, it is possible to prevent the generation of a local current due to the formation of a local battery between the metal thin film and the metal wiring. As a result, corrosion of the metal thin film can be prevented and the adhesion between the metal wiring and the base insulating layer can be improved even if the metal wiring is formed with a fine pitch. In addition, it is possible to prevent electrical signal transmission failure and degradation of migration resistance.
図1および図2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、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および図2を参照して、このフレキシブル配線回路基板の製造方法を説明する。なお、図1および図2の各工程において、紙面左側には、フレキシブル配線回路基板の長手方向に沿う断面を、紙面右側には、フレキシブル配線回路基板の長手方向に直交する幅方向に沿う断面を、それぞれ示している。 1 and 2 are manufacturing process diagrams showing a method for manufacturing a flexible printed circuit board as an embodiment of the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention. Hereinafter, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the manufacturing method of this flexible printed circuit board is demonstrated. 1 and 2, a cross section along the longitudinal direction of the flexible printed circuit board is shown on the left side of the page, and a cross section along the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the flexible printed circuit board is shown on the right side of the page. , Respectively.
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は、フレキシブル配線回路基板のベース絶縁層として用いられるものであれば、特に制限されず、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などの合成樹脂のフィルムが用いられる。好ましくは、ポリイミド樹脂フィルムが用いられる。ベース絶縁層1の厚みは、例えば、5〜50μm、好ましくは、10〜30μmである。
In this method, first, an
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、アディティブ法の種膜として、金属薄膜2を形成する。金属薄膜2は、後述する金属配線4を形成する金属のイオン化傾向よりも、イオン化傾向の大きい金属から形成される。後述する金属配線4が銅から形成される場合には、金属薄膜2を形成する金属としては、例えば、クロム、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−銅合金などが用いられる。このような金属を用いることで、金属薄膜2と後述する金属配線4との間の密着性を向上させることができる。
Next, in this method, as shown in FIG. 1B, a metal
金属薄膜2の形成は、無電解めっき、真空蒸着法などの公知の薄膜形成法が用いられる。好ましくは、真空蒸着法、より好ましくは、上記した金属をターゲットとするスパッタリング法が用いられる。金属薄膜2の厚みは、例えば、0.01〜0.5μm、好ましくは、0.1〜0.3μmである。0.01μmより薄いと、例えば、ベース絶縁層1を完全に被覆できず、ピンホールの発生により、フレキシブル配線回路基板の信頼性が低下する場合がある。また、0.5μmより厚いと、例えば、金属薄膜2の不要部分のエッチング工程(図1(f))において、その不要部分を効率的に除去できない場合がある。
The metal
また、金属薄膜2は、単層で形成してもよく、また、2層以上の多層で形成することもできる。なお、金属薄膜2を多層で形成する場合に、後述する金属配線4と直接接触する金属薄膜2の最上層を形成する金属と、後述する金属配線4を形成する金属とが、同一種類の金属(イオン化傾向が同じ。)である場合には、金属薄膜2の厚みは、その最上層を含む多層の厚みとして設定される。例えば、ベース絶縁層1の上に、金属薄膜2として、クロム薄膜および銅薄膜をスパッタリング法により連続して積層した後に、その銅薄膜の上に、金属配線4を電解銅めっきにより形成した場合には、銅薄膜の厚みは、金属薄膜2の厚みに属する。
Moreover, the metal
次いで、この方法では、金属薄膜2の上に、金属配線4を形成する。金属配線4は、配線回路パターン5(図3参照)として形成される。金属配線4を形成するには、上記した金属薄膜2を種膜として電解めっきするアディティブ法が用いられる。アディティブ法によれば、金属配線4をファインピッチの配線回路パターン5として形成することができる。
Next, in this method, the
すなわち、まず、図1(c)に示すように、ベース絶縁層1の上に形成された金属薄膜2の上に、めっきレジスト3を配線回路パターン5の反転パターンで形成する。めっきレジスト3は、例えば、金属薄膜2の表面に、ドライフィルムレジストをラミネートして、露光および現像する公知の方法により、配線回路パターン5の反転パターンとして形成する。
That is, first, as shown in FIG. 1 (c), a plating
次いで、図1(d)に示すように、めっきレジスト3から露出する金属薄膜2の上に、金属配線4を形成する。金属配線4は、金属薄膜2を形成する金属のイオン化傾向よりも、イオン化傾向の小さい金属から形成される。好ましくは、銅から形成される。また、金属配線4の形成は、電解めっき、好ましくは、電解銅めっきが用いられる。
これによって、金属配線4は、例えば、図3に示すように、このフレキシブル配線回路基板の長手方向に沿う複数(2つ)の配線回路パターン5として形成される。なお、複数の金属配線4は、フレキシブル配線回路基板の長手方向に直交する幅方向において、互いに所定間隔を隔てて並列配置され、各金属配線4の幅(図3(a)においてWで示されている。)は、例えば、5〜100μmであり、各金属配線4の間隔(図3(a)において、Sで示されている。)は、例えば、5〜100μmである。また、各金属配線4の厚みは、金属薄膜2の厚みとの合計の厚みとして、例えば、5〜15μm、好ましくは、10〜15μmである。
Next, as shown in FIG. 1 (d), a
Thereby, the
その後、図1(e)に示すように、めっきレジスト3を、例えば、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によって除去した後、図1(f)に示すように、金属薄膜2において、金属配線4から露出している部分(不要部分)を除去する。金属薄膜2の除去は、例えば、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。
Thereafter, as shown in FIG. 1E, the
次いで、この方法では、図2(g)〜(i)に示すように、保護絶縁層8およびカバー絶縁層9を同時に形成する。
保護絶縁層8およびカバー絶縁層9を同時に形成するには、まず、図2(g)に示すように、感光性樹脂のワニス6を、金属配線4を含むベース絶縁層1の全面に塗布する。感光性樹脂は、上記した合成樹脂において、感光性であるものが用いられる。好ましくは、感光性ポリイミド樹脂が用いられる。感光性樹脂のワニスは、好ましくは、ポリアミック酸樹脂(ポリイミド前駆体樹脂)のワニスが用いられる。
Next, in this method, as shown in FIGS. 2G to 2I, the protective insulating
In order to form the protective insulating
そして、この方法では、図2(h)に示すように、ワニス6を、フォトマスク7を用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ワニス6からベース絶縁層1および金属配線4が露出するように(つまり、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部にカバー絶縁層9が形成されないように)、パターニングする。これによって、露出した金属配線4およびその金属配線4に対応する金属薄膜2からなる部分が、端子部10となる。露光は、フォトマスク7を用いる公知の露光方法が用いられる。また、現像は、現像液を用いる浸漬法やスプレー法などの公知の現像方法が用いられる。
And in this method, as shown in FIG.2 (h), the
なお、図2(h)および(i)では、ネガ画像によるパターンニングが例示されているが、ネガ画像かポジ画像かは、ワニス6の種類による選択される。
また、この露光および現像においては、端子部10の周囲の側面(幅方向両側面および長手方向一側面)に、硬化後の厚みが金属薄膜2より厚く、かつ、金属薄膜2の厚みと金属配線4の厚みとの合計の厚みよりも薄くなる厚さで、ワニス6が残存するように(つまり、端子部10の周囲の側面に保護絶縁層8が接触して隣接されるように)、パターニングする。
In FIGS. 2 (h) and 2 (i), patterning with a negative image is illustrated, but whether it is a negative image or a positive image is selected according to the type of
Further, in this exposure and development, the thickness after curing is thicker than the metal
このようにパターンニングするには、例えば、フォトマスク7において、ワニス6を残存させる部分に対応する部分の光の透過率を調整(例えば、階調露光マスクなどを用いて、全透過から全遮光までの間の半透過に調整する。)して、現像時にそのワニス6を厚さ方向途中で残存させる。または、例えば、ワニス6の塗布において、残存させる部分に対応する部分の膜厚を、その他の部分(金属配線4を被覆する部分)の膜厚より薄くする。
For patterning in this way, for example, in the
そして、図2(i)に示すように、ワニス6を乾燥後、加熱により硬化させれば、ベース絶縁層1の上に、金属配線4を被覆するカバー絶縁層9と、そのカバー絶縁層9から露出する端子部10の周囲の側面に隣接する保護絶縁層8とが、同時に形成される。カバー絶縁層9と保護絶縁層8とを同時に形成すれば、工程の簡略化を図ることができる。なお、カバー絶縁層9の厚みは、例えば、5〜25μm、好ましくは、10〜20μmである。
Then, as shown in FIG. 2I, if the
その後、図2(j)に示すように、端子部10における保護絶縁層8から露出する表面に、金属めっき層11を形成して、フレキシブル配線回路基板を得る。金属めっき層11は、例えば、金やニッケルなどからなり、例えば、電解めっきや無電解めっきなどのめっきにより形成する。好ましくは、無電解金めっきや無電解ニッケルめっきが用いられる。金属めっき層11の厚みは、例えば、金めっき層である場合には、例えば、0.1〜1μm、ニッケルめっき層である場合には、例えば、0.5〜5μmである。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (j), a
このようにして得られるフレキシブル配線回路基板において、図3(a)に示すように、カバー絶縁層9は、ベース絶縁層1の上に、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端縁から、長手方向他端側に向かって所定間隔を隔てた位置において、長手方向他端側に向かって複数の金属配線4を被覆するように形成されている。そして、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端縁からカバー絶縁層9の長手方向一端縁までの間は、カバー絶縁層9が形成されておらず、ベース絶縁層1および金属配線4が露出されており、その露出されている金属配線4の部分(金属配線4およびその金属配線4に対応する金属薄膜2を含む部分)が、平面視略矩形状の端子部10とされている。
In the flexible printed circuit board thus obtained, as shown in FIG. 3A, the
そして、この端子部10の周囲の側面、すなわち、幅方向両側面および長手方向一側面には、保護絶縁層8が形成されている。この保護絶縁層8は、ベース絶縁層1の上に、端子部10を囲むように平面視略コ字状かつ断面矩形状に形成され、端子部10の各側面に密着するように接触して隣接配置されている。この保護絶縁層8は、その幅(厚みに直交する方向の幅)が、例えば、1〜5μmに設定され、その厚みは、図3(b)に示すように、金属薄膜2の厚みより厚く、かつ、金属薄膜2と金属配線4との合計の厚みより薄く、より具体的には、例えば、1〜5μm、好ましくは、1〜3μmに設定されている。金属薄膜2の厚みより薄いと、端子部10において、金属薄膜2が保護絶縁層8から露出してしまい、保護絶縁層8により金属薄膜2の十分な保護を図ることができず、一方、金属薄膜2と金属配線4との合計の厚みより厚いと、保護絶縁層8によって、端子部10の接続信頼性が阻害される。
A protective insulating
なお、図3(a)において、一方の端子部10を囲む保護絶縁層8のうち、他方の端子部10を囲む保護絶縁層8と隣り合う保護絶縁層8と、他方の端子部10を囲む保護絶縁層8のうち、一方の端子部10を囲む保護絶縁層8と隣り合う保護絶縁層8との間は、例えば、1〜10μmに設定されている。
また、この保護絶縁層8の上には、図3(b)に示すように、金属めっき層11が、端子部10の金属配線4を被覆して、金属配線4を跨ぐようにして形成されている。
In FIG. 3A, among the protective insulating
Further, as shown in FIG. 3B, a
そして、このフレキシブル配線回路基板では、カバー絶縁層9からの露出する端子部10において、少なくとも金属薄膜2の周囲の側面には、保護絶縁層8が、各側面と密着してその周囲を囲むように、隣接して配置されている。これによって、端子部10に金属めっき層11を形成する工程などの後工程において、たとえ、フレキシブル配線回路基板が薬液に触れても、端子部10の金属薄膜2は、その金属薄膜2を囲む保護絶縁層8によって薬液から保護される。そのため、端子部10において金属薄膜2と金属配線4との間での局部電池の形成による局部電流の発生を防止することができる。その結果、金属薄膜2の腐食を防止して、金属配線4をファインピッチで形成しても、金属配線4とベース絶縁層1との密着性を向上させることができる。また、電気信号の伝達不良や耐マイグレーション性の低下をも防止することができる。
And in this flexible printed circuit board, in the
なお、上記の説明では、保護絶縁層8を、ベース絶縁層1の上に、端子部10の周囲の側面のみに形成したが、例えば、図4に示すように、フレキシブル配線回路基板におけるカバー絶縁層9が形成されていない一端部において、端子部10を囲むように、ベース絶縁層1の全面に形成することもできる。
このように形成するには、上記した図2(g)の工程において、露光および現像により、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、端子部10を除くベース絶縁層1の全面に、硬化後の厚みが金属薄膜2より厚く、かつ、金属薄膜2の厚みと金属配線4の厚みとの合計の厚みよりも薄くなる厚みで、ワニス6が残存するようにパターニングする。
In the above description, the protective insulating
In order to form in this way, in the above-described step of FIG. 2G, exposure and development are performed on the entire surface of the
また、上記の方法では、図2(g)〜(i)の工程において、保護絶縁層8およびカバー絶縁層9を同時に形成したが、例えば、図5(g)〜(m)の工程に示すように、保護絶縁層8を形成した後に、カバー絶縁層9を形成することもできる。
すなわち、この方法では、まず、図1(a)〜(f)と同様の工程により、ベース絶縁層1の上に、金属配線4を形成した後、図5(g)に示すように、硬化後の厚みが金属薄膜2より厚く、かつ、金属薄膜2の厚みと金属配線4の厚みとの合計の厚みよりも薄くなる厚みで、金属配線5を含むベース絶縁層1の全面に、上記と同様のワニス6を塗布する。
In the above method, the protective insulating
That is, in this method, first, after forming the
次いで、この方法では、図5(h)に示すように、ワニス6を、フォトマスク7を用いて露光し、その後、現像することにより、金属配線4を除くベース絶縁層1の全面に、ワニス6が被覆されるように、パターニングする。
そして、図5(i)に示すように、ワニス6を乾燥後、加熱により硬化させれば、金属配線4を除くベース絶縁層1の全面に、保護絶縁層8が形成される。なお、保護絶縁層8の厚みは、上記と同様である。
Next, in this method, as shown in FIG. 5 (h), the
Then, as shown in FIG. 5 (i), if the
その後、この方法では、図5(j)に示すように、金属配線5を含む保護絶縁層8の全面に、ワニス6を塗布し、次いで、図5(k)に示すように、そのワニス6を、フォトマスク7を用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ワニス6から保護絶縁層8および金属配線4が露出するように(つまり、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部にカバー絶縁層9が形成されないように)、パターニングする。
Thereafter, in this method, as shown in FIG. 5 (j), the
そして、図5(l)に示すように、ワニス6を乾燥後、加熱により硬化させれば、保護絶縁層8の上に、金属配線4を被覆するカバー絶縁層9が形成される。なお、カバー絶縁層9の厚みは、上記と同様である。
これによって、カバー絶縁層9から露出した金属配線4およびその金属配線4に対応する金属薄膜2からなる部分が、端子部10となる。
Then, as shown in FIG. 5 (l), if the
As a result, the portion made of the
その後、図5(m)に示すように、端子部10における保護絶縁層8から露出する表面に、上記と同様に、金属めっき層11を形成して、フレキシブル配線回路基板を得る。金属めっき層11の厚みは、上記と同様である。
このようにして得られるフレキシブル配線回路基板では、図6(a)に示すように、カバー絶縁層9は、ベース絶縁層1の上に、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端縁から、長手方向他端側に向かって所定間隔を隔てた位置において、長手方向他端側に向かって複数の金属配線4を被覆するように形成されている。また、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端縁からカバー絶縁層9の長手方向一端縁までの間は、カバー絶縁層9が形成されておらず、保護絶縁層8および金属配線4が露出されており、その露出されている金属配線4の部分(金属配線4およびその金属配線4に対応する金属薄膜2を含む部分)が、平面視略矩形状の端子部10とされている。
Thereafter, as shown in FIG. 5 (m), the
In the flexible printed circuit board thus obtained, as shown in FIG. 6A, the insulating
すなわち、カバー絶縁層9が形成されていないフレキシブル配線回路基板の長手方向一端部では、ベース絶縁層1における端子部10が形成されている部分を除いて、その全面に保護絶縁層8が形成されている。
また、この保護絶縁層8の上には、図6(b)に示すように、金属めっき層11が、端子部10の金属配線4を被覆して、金属配線4を跨ぐようにして形成されている。
That is, the protective insulating
Further, as shown in FIG. 6 (b), a
そして、このフレキシブル配線回路基板においても、カバー絶縁層9から露出する端子部10において、少なくとも金属薄膜2の周囲の側面には、保護絶縁層8が、各側面と密着してその周囲を囲むように、隣接して配置されている。そのため、金属配線4とベース絶縁層1との密着性を向上させることができる。また、電気信号の伝達不良や耐マイグレーション性の低下をも防止することができる。
And also in this flexible printed circuit board, in the
なお、図5および図6では、保護絶縁層8を、金属配線4を囲むようにベース絶縁層1の全面に形成したが、例えば、図2に示す保護絶縁層8と同様に、金属配線4の周囲の側面のみに形成することもできる。
また、図5および図6においては、保護絶縁層8を形成する材料(ワニス)と、カバー絶縁層9を形成する材料(ワニス)とが、同一である場合、異なる場合のいずれでもよく、適宜選択することができる。また、カバー絶縁層9は、上記した感光性樹脂のワニスに限らず、例えば、ソルダレジストなどからも形成することができる。さらには、その形成方法についても、露光および現像する写真法に限らず、例えば、スクリーン印刷法などを用いることもできる。
5 and 6, the protective insulating
5 and 6, the material (varnish) for forming the protective insulating
また、上記した方法以外にも、例えば、図7(g)〜(m)の工程に示すように、カバー絶縁層9を形成した後に、保護絶縁層8を形成することもできる。
すなわち、この方法では、まず、図1(a)〜(f)と同様の工程により、ベース絶縁層1の上に、金属配線4を形成した後、図7(g)に示すように、上記したワニス6を、金属配線4を含むベース絶縁層1の全面に塗布した後、図7(h)に示すように、ワニス6を、上記と同様に、フォトマスク7を用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ワニス6からベース絶縁層1および金属配線4が露出するように(つまり、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部にカバー絶縁層9が形成されないように)、パターニングする。
In addition to the method described above, for example, as shown in the steps of FIGS. 7G to 7M, the protective insulating
That is, in this method, first, after forming the
そして、図7(i)に示すように、ワニス6を乾燥後、加熱により硬化させれば、ベース絶縁層1の上に、金属配線4を被覆するカバー絶縁層9が形成される。なお、カバー絶縁層9の厚みは、上記と同様である。
また、カバー絶縁層9は、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部に形成されておらず、ベース絶縁層1および金属配線4が露出されており、その露出した金属配線4およびその金属配線4に対応する金属薄膜2からなる部分が、端子部10となる。
Then, as shown in FIG. 7 (i), if the
Further, the insulating
その後、図7(j)に示すように、硬化後の厚みが金属薄膜2より厚く、かつ、金属薄膜2と金属配線4との合計の厚みよりも薄くなる厚みで、端子部10を含むベース絶縁層1の全面、および、カバー絶縁層9の上に、上記と同様のワニス6を塗布する。
次いで、この方法では、図7(k)に示すように、ワニス6を、フォトマスク7を用いて露光し、その後、現像することにより、カバー絶縁層9が形成されていないフレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、端子部10を除くベース絶縁層1の全面にワニス6が被覆されるように、パターニングする。
Thereafter, as shown in FIG. 7 (j), the thickness after curing is thicker than the metal
Next, in this method, as shown in FIG. 7 (k), the
そして、図7(l)に示すように、ワニス6を乾燥後、加熱により硬化させれば、カバー絶縁層9が形成されていないフレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、端子部10を除くベース絶縁層1の全面に、保護絶縁層8が形成される。なお、保護絶縁層8の厚みは、上記と同様である。
その後、図7(m)に示すように、端子部10における保護絶縁層8から露出する表面に、上記と同様に、金属めっき層11を形成して、フレキシブル配線回路基板を得る。金属めっき層11の厚みは、上記と同様である。
Then, as shown in FIG. 7 (l), if the
Thereafter, as shown in FIG. 7 (m), a
このようにして得られるフレキシブル配線回路基板では、図8(a)に示すように、カバー絶縁層9は、ベース絶縁層1の上に、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端縁から、長手方向他端側に向かって所定間隔を隔てた位置において、長手方向他端側に向かって複数の金属配線4を被覆するように形成されている。また、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端縁からカバー絶縁層9の長手方向一端縁までの間は、カバー絶縁層9が形成されておらず、保護絶縁層8および金属配線4が露出されており、その露出されている金属配線4の部分(金属配線4およびその金属配線4に対応する金属薄膜2を含む部分)が、平面視略矩形状の端子部10とされている。
In the flexible printed circuit board thus obtained, as shown in FIG. 8A, the insulating
すなわち、カバー絶縁層9が形成されていないフレキシブル配線回路基板の長手方向一端部では、ベース絶縁層1における端子部10が形成されている部分を除いて、その全面に保護絶縁層8が形成されている。
また、この保護絶縁層8の上には、図8(b)に示すように、金属めっき層11が、端子部10の金属配線4を被覆して、金属配線4を跨ぐようにして形成されている。
That is, the protective insulating
Further, as shown in FIG. 8B, a
そして、このフレキシブル配線回路基板においても、カバー絶縁層9からの露出する端子部10において、少なくとも金属薄膜2の周囲の側面には、保護絶縁層8が、各側面と密着してその周囲を囲むように、隣接して配置されている。そのため、金属配線4とベース絶縁層1との密着性を向上させることができる。また、電気信号の伝達不良や耐マイグレーション性の低下をも防止することができる。
Also in this flexible printed circuit board, the protective insulating
なお、図7および図8では、保護絶縁層8を、端子部10を囲むようにベース絶縁層1の全面に形成したが、例えば、図2に示す保護絶縁層8と同様に、端子部10の周囲の側面のみに形成することもできる。
また、図7および図8においては、保護絶縁層8を形成する材料(ワニス)と、カバー絶縁層9を形成する材料(ワニス)とが、同一である場合、異なる場合のいずれでもよく、適宜選択することができる。また、カバー絶縁層9は、上記した感光性樹脂のワニスに限らず、例えば、ソルダレジストなどからも形成することができる。さらには、その形成方法についても、露光および現像する写真法に限らず、例えば、スクリーン印刷法などを用いることもできる。
7 and 8, the protective insulating
In FIGS. 7 and 8, the material (varnish) for forming the protective insulating
なお、上記の説明では、本発明の配線回路基板を、片面フレキシブル配線回路基板として説明したが、本発明の配線回路基板は、両面フレキシブル配線回路基板に適用することができ、さらには、リジッド−フレキシブル配線回路基板やリジッド配線回路基板に適用することもできる。 In the above description, the wired circuit board of the present invention has been described as a single-sided flexible wired circuit board. However, the wired circuit board of the present invention can be applied to a double-sided flexible wired circuit board. The present invention can also be applied to flexible wiring circuit boards and rigid wiring circuit boards.
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のポリイミド樹脂フィルムからなるベース絶縁層を用意して(図1(a)参照)、そのベース絶縁層の上に、金属薄膜として、厚み0.01μmのニッケル−クロム薄膜と、厚み0.15μmの銅薄膜とを、スパッタリング法により連続して形成した(図1(b)参照)。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
Example 1
A base insulating layer made of a polyimide resin film having a thickness of 25 μm was prepared (see FIG. 1A). A nickel-chromium thin film having a thickness of 0.01 μm was formed as a metal thin film on the base insulating layer. A 15 μm-thick copper thin film was continuously formed by a sputtering method (see FIG. 1B).
次いで、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した後(図1(c)参照)、電解銅めっきにより、厚み10μmの金属配線を、各金属配線の幅20μm、各金属配線の間隔20μmの配線回路パターンとして形成した(図1(d)参照)。その後、めっきレジストを剥離し(図1(e)参照)、さらに、金属配線から露出している金属薄膜をウェットエッチングにより除去した(図1(f)参照)。 Then, after forming a plating resist on the metal thin film with a reverse pattern of the wiring circuit pattern (see FIG. 1C), a metal wiring having a thickness of 10 μm is formed by electrolytic copper plating, each metal wiring having a width of 20 μm, A wiring circuit pattern having a metal wiring interval of 20 μm was formed (see FIG. 1D). Thereafter, the plating resist was removed (see FIG. 1E), and the metal thin film exposed from the metal wiring was removed by wet etching (see FIG. 1F).
次いで、ポリアミック酸樹脂のワニスを、金属配線を含むベース絶縁層の全面に塗布し(図2(g)参照)、ワニスを、フォトマスクを用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ワニスからベース絶縁層および金属配線が露出し、かつ、その露出された金属配線からなる端子部の周囲の側面にワニスが残存するようにパターニングした(図2(h)参照)。その後、ワニスを乾燥後、加熱により硬化させることにより、ベース絶縁層の上に、金属配線を被覆する厚み10μmのポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層と、そのカバー絶縁層から露出する端子部の周囲の側面に密着するように隣接する厚み2μmのポリイミド樹脂からなる保護絶縁層とを、同時に形成した(図2(i)参照)。 Next, a varnish of polyamic acid resin is applied to the entire surface of the base insulating layer including the metal wiring (see FIG. 2G), the varnish is exposed using a photomask, and then developed, whereby flexible wiring is obtained. Patterning was performed so that the base insulating layer and the metal wiring were exposed from the varnish at one longitudinal end of the circuit board, and the varnish remained on the side surface around the terminal portion made of the exposed metal wiring (FIG. 2 ( h)). Thereafter, the varnish is dried and cured by heating, whereby a cover insulating layer made of a polyimide resin with a thickness of 10 μm covering the metal wiring is formed on the base insulating layer, and the periphery of the terminal portion exposed from the cover insulating layer A protective insulating layer made of polyimide resin having a thickness of 2 μm adjacent to the side surface was formed at the same time (see FIG. 2I).
その後、端子部における保護絶縁層から露出する表面に、厚み0.5μmの金めっき層を無電解めっきにより形成して、フレキシブル配線回路基板を得た(図2(j)参照)。
実施例2
厚み25μmのポリイミド樹脂フィルムからなるベース絶縁層を用意して(図1(a)参照)、そのベース絶縁層の上に、金属薄膜として、厚み0.03μmのニッケル−銅薄膜と、厚み0.15μmの銅薄膜とを、スパッタリング法により連続して形成した(図1(b)参照)。
Thereafter, a gold plating layer having a thickness of 0.5 μm was formed on the surface exposed from the protective insulating layer in the terminal portion by electroless plating to obtain a flexible printed circuit board (see FIG. 2 (j)).
Example 2
A base insulating layer made of a polyimide resin film having a thickness of 25 μm is prepared (see FIG. 1A), and a nickel-copper thin film having a thickness of 0.03 μm is formed as a metal thin film on the base insulating layer. A 15 μm-thick copper thin film was continuously formed by a sputtering method (see FIG. 1B).
次いで、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した後(図1(c)参照)、電解銅めっきにより、厚み10μmの金属配線を、各金属配線の幅20μm、各金属配線の間隔20μmの配線回路パターンとして形成した(図1(d)参照)。その後、めっきレジストを剥離し(図1(e)参照)、さらに、金属配線から露出している金属薄膜をウェットエッチングにより除去した(図1(f)参照)。 Then, after forming a plating resist on the metal thin film with a reverse pattern of the wiring circuit pattern (see FIG. 1C), a metal wiring having a thickness of 10 μm is formed by electrolytic copper plating, each metal wiring having a width of 20 μm, A wiring circuit pattern having a metal wiring interval of 20 μm was formed (see FIG. 1D). Thereafter, the plating resist was removed (see FIG. 1E), and the metal thin film exposed from the metal wiring was removed by wet etching (see FIG. 1F).
次いで、ポリアミック酸樹脂のワニスを、金属配線を含むベース絶縁層の全面に塗布し(図5(g)参照)、ワニスを、フォトマスクを用いて露光し、その後、現像することにより、ベース絶縁層の上に、金属配線の周囲の側面のみにワニスが残存するように、つまり、金属配線の間にはベース絶縁層が露出するように、パターニングした(図5(h)参照)。その後、ワニスを乾燥後、加熱により硬化させることにより、金属配線の周囲の側面に密着するように隣接する厚み2μmの保護絶縁層を形成した(図5(i)参照)。 Next, a varnish of polyamic acid resin is applied to the entire surface of the base insulating layer including the metal wiring (see FIG. 5G), and the varnish is exposed using a photomask, and then developed to obtain a base insulating material. On the layer, patterning was performed so that the varnish remained only on the side surface around the metal wiring, that is, the base insulating layer was exposed between the metal wirings (see FIG. 5H). Thereafter, the varnish was dried and then cured by heating to form a protective insulating layer having a thickness of 2 μm adjacent to the side surface around the metal wiring (see FIG. 5I).
次いで、金属配線およびその周囲の保護絶縁層を含むベース絶縁層の全面に、熱硬化性のソルダレジスト(インキ)を塗布し(図5(j)参照)、そのソルダレジストを、フォトマスクを用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ソルダレジストから、ベース絶縁層、金属配線およびその周囲の保護絶縁層が露出するようにパターニングした(図5(k)参照)。その後、ソルダレジストを乾燥後、加熱により硬化させることにより、ベース絶縁層の上に、金属配線およびその周囲の保護絶縁層を被覆する厚み15μmのソルダレジストからなるカバー絶縁層を形成した(図5(l)参照)。 Next, a thermosetting solder resist (ink) is applied to the entire surface of the base insulating layer including the metal wiring and the surrounding protective insulating layer (see FIG. 5J), and the solder resist is applied using a photomask. Then, after development, patterning is performed so that the base insulating layer, the metal wiring, and the surrounding protective insulating layer are exposed from the solder resist at one end in the longitudinal direction of the flexible printed circuit board (FIG. 5 ( k)). Thereafter, the solder resist was dried and then cured by heating to form a cover insulating layer made of a 15 μm thick solder resist covering the metal wiring and the surrounding protective insulating layer on the base insulating layer (FIG. 5). (See (l)).
その後、カバー絶縁層から露出する金属配線からなる端子部において、保護絶縁層から露出する表面に、厚み0.5μmの金めっき層を無電解めっきにより形成して、フレキシブル配線回路基板を得た(図5(m)参照)。
比較例1
厚み25μmのポリイミド樹脂フィルムからなるベース絶縁層を用意して(図1(a)参照)、そのベース絶縁層の上に、金属薄膜として、厚み0.03μmのクロム薄膜と、厚み0.15μmの銅薄膜とを、スパッタリング法により連続して形成した(図1(b)参照)。
Then, in the terminal part which consists of metal wiring exposed from a cover insulating layer, the 0.5-micrometer-thick gold plating layer was formed in the surface exposed from a protective insulating layer by electroless plating, and the flexible wiring circuit board was obtained ( (Refer FIG.5 (m)).
Comparative Example 1
A base insulating layer made of a polyimide resin film having a thickness of 25 μm is prepared (see FIG. 1A), and a chromium thin film having a thickness of 0.03 μm and a thickness of 0.15 μm are formed on the insulating base layer as a metal thin film. A copper thin film was continuously formed by a sputtering method (see FIG. 1B).
次いで、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した後(図1(c)参照)、電解銅めっきにより、厚み10μmの金属配線を、各金属配線の幅20μm、各金属配線の間隔20μmの配線回路パターンとして形成した(図1(d)参照)。その後、めっきレジストを剥離し(図1(e)参照)、さらに、金属配線から露出している金属薄膜をウェットエッチングにより除去した(図1(f)参照)。 Then, after forming a plating resist on the metal thin film with a reverse pattern of the wiring circuit pattern (see FIG. 1C), a metal wiring having a thickness of 10 μm is formed by electrolytic copper plating, each metal wiring having a width of 20 μm, A wiring circuit pattern having a metal wiring interval of 20 μm was formed (see FIG. 1D). Thereafter, the plating resist was removed (see FIG. 1E), and the metal thin film exposed from the metal wiring was removed by wet etching (see FIG. 1F).
次いで、金属配線を含むベース絶縁層の全面に、熱硬化性のソルダレジスト(インキ)を塗布し、そのソルダレジストを、フォトマスクを用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ソルダレジストから、ベース絶縁層、金属配線が露出するようにパターニングした。その後、ソルダレジストを乾燥後、加熱により硬化させることにより、ベース絶縁層の上に、金属配線を被覆する厚み15μmのソルダレジストからなるカバー絶縁層を形成した。 Next, a flexible wiring circuit board is formed by applying a thermosetting solder resist (ink) to the entire surface of the base insulating layer including the metal wiring, exposing the solder resist using a photomask, and developing the solder resist. At one end in the longitudinal direction, patterning was performed so as to expose the base insulating layer and the metal wiring from the solder resist. Thereafter, the solder resist was dried and then cured by heating to form a cover insulating layer made of a solder resist having a thickness of 15 μm covering the metal wiring on the base insulating layer.
その後、カバー絶縁層から露出する金属配線からなる端子部に、厚み0.5μmの金めっき層を無電解めっきにより形成して、フレキシブル配線回路基板を得た。
比較例2
厚み25μmのポリイミド樹脂フィルムからなるベース絶縁層を用意して(図1(a)参照)、そのベース絶縁層の上に、金属薄膜として、厚み0.15μmの銅薄膜を、スパッタリング法により形成した(図1(b)参照)。
Thereafter, a gold plating layer having a thickness of 0.5 μm was formed by electroless plating on the terminal portion made of metal wiring exposed from the insulating cover layer to obtain a flexible printed circuit board.
Comparative Example 2
A base insulating layer made of a polyimide resin film having a thickness of 25 μm was prepared (see FIG. 1A), and a copper thin film having a thickness of 0.15 μm was formed as a metal thin film on the base insulating layer by a sputtering method. (See FIG. 1 (b)).
次いで、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した後(図1(c)参照)、電解ニッケルめっきにより、厚み10μmの金属配線を、各金属配線の幅20μm、各金属配線の間隔20μmの配線回路パターンとして形成した(図1(d)参照)。その後、めっきレジストを剥離し(図1(e)参照)、さらに、金属配線から露出している金属薄膜をウェットエッチングにより除去した(図1(f)参照)。 Next, after forming a plating resist on the metal thin film in a reversed pattern of the wiring circuit pattern (see FIG. 1C), by electrolytic nickel plating, a metal wiring having a thickness of 10 μm is formed with each metal wiring having a width of 20 μm. A wiring circuit pattern having a metal wiring interval of 20 μm was formed (see FIG. 1D). Thereafter, the plating resist was removed (see FIG. 1E), and the metal thin film exposed from the metal wiring was removed by wet etching (see FIG. 1F).
次いで、金属配線を含むベース絶縁層の全面に、熱硬化性のソルダレジスト(インキ)を塗布し、そのソルダレジストを、フォトマスクを用いて露光し、その後、現像することにより、フレキシブル配線回路基板の長手方向一端部において、ソルダレジストから、ベース絶縁層、金属配線が露出するようにパターニングした。その後、ソルダレジストを乾燥後、加熱により硬化させることにより、ベース絶縁層の上に、金属配線を被覆する厚み15μmのソルダレジストからなるカバー絶縁層を形成した。 Next, a flexible wiring circuit board is formed by applying a thermosetting solder resist (ink) to the entire surface of the base insulating layer including the metal wiring, exposing the solder resist using a photomask, and developing the solder resist. At one end in the longitudinal direction, patterning was performed so as to expose the base insulating layer and the metal wiring from the solder resist. Thereafter, the solder resist was dried and then cured by heating to form a cover insulating layer made of a solder resist having a thickness of 15 μm covering the metal wiring on the base insulating layer.
その後、カバー絶縁層から露出する金属配線からなる端子部に、厚み0.5μmの金めっき層を無電解めっきにより形成して、フレキシブル配線回路基板を得た。
評価
上記により得られた各実施例および各比較例のフレキシブル配線回路基板に、10重量%塩酸水溶液を付着させた後、各フレキシブル配線回路基板を、温度60℃、湿度90%RHの環境下に240時間放置して、状態変化を観察した。
Thereafter, a gold plating layer having a thickness of 0.5 μm was formed by electroless plating on the terminal portion made of metal wiring exposed from the insulating cover layer to obtain a flexible printed circuit board.
Evaluation After attaching a 10 wt% hydrochloric acid aqueous solution to the flexible printed circuit boards of the respective examples and comparative examples obtained as described above, the flexible printed circuit boards are placed in an environment of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% RH. The state change was observed by leaving for 240 hours.
その結果、端子部の周囲の側面に保護絶縁層が形成されている実施例1および2のフレキシブル配線回路基板は、240時間経過後も状態変化は観察されなかった。
また、金属薄膜を形成する金属が銅であり、金属配線を形成する金属がニッケル(つまり、金属薄膜を形成する金属のイオン化傾向が、金属配線を形成する金属のイオン化傾向より小さい)である比較例2も、240時間経過後も状態変化は観察されなかった。
As a result, no change in state was observed after 240 hours had elapsed in the flexible printed circuit boards of Examples 1 and 2 in which the protective insulating layer was formed on the side surface around the terminal portion.
In addition, the metal forming the metal thin film is copper and the metal forming the metal wiring is nickel (that is, the ionization tendency of the metal forming the metal thin film is smaller than the ionization tendency of the metal forming the metal wiring). In Example 2 as well, no change in state was observed after 240 hours.
一方、金属薄膜を形成する金属が、ニッケル/銅であり、金属配線を形成する金属が銅であり(つまり、金属薄膜を形成する金属のイオン化傾向が、金属配線を形成する金属のイオン化傾向より大きくなっており)、かつ、端子部の周囲の側面に保護絶縁層が形成されていない比較例1では、24時間後に、金属配線がベース絶縁層から剥離していることが観察された。 On the other hand, the metal forming the metal thin film is nickel / copper, and the metal forming the metal wiring is copper (that is, the ionization tendency of the metal forming the metal thin film is more than the ionization tendency of the metal forming the metal wiring). In Comparative Example 1 in which the protective insulating layer was not formed on the side surface around the terminal portion), it was observed that the metal wiring was separated from the base insulating layer after 24 hours.
1 ベース絶縁層
2 金属薄膜
4 金属配線
8 保護絶縁層
9 カバー絶縁層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ベース絶縁層の上に形成され、金属からなる金属薄膜と、
前記金属薄膜の上に形成され、前記金属薄膜を形成する金属よりもイオン化傾向の小さい金属からなる金属配線と、
前記ベース絶縁層の上に、前記金属配線の側面に接触するように配置され、前記金属薄膜の厚みより厚く、かつ、前記金属薄膜の厚みと前記金属配線の厚みとの合計の厚みより薄く形成された保護絶縁層とを備えていることを特徴とする、配線回路基板。 A base insulating layer;
A metal thin film formed on the base insulating layer and made of metal;
A metal wiring formed on the metal thin film and made of a metal having a smaller ionization tendency than the metal forming the metal thin film;
On the base insulating layer, disposed so as to be in contact with the side surface of the metal wiring, and formed thicker than the thickness of the metal thin film and thinner than the total thickness of the metal thin film and the metal wiring. A printed circuit board comprising: a protective insulating layer formed on the printed circuit board.
前記金属配線を形成する金属が、銅であることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。 The metal forming the metal thin film is at least one selected from the group consisting of chromium, nickel, nickel-chromium alloy and nickel-copper alloy;
The wired circuit board according to claim 1, wherein the metal forming the metal wiring is copper.
前記カバー絶縁層は、前記金属配線が部分的に露出するように形成されており、
前記保護絶縁層が、前記カバー絶縁層から露出する前記金属配線の側面に隣接するように配置されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の配線回路基板。 A cover insulating layer formed on the base insulating layer so as to cover the metal wiring;
The cover insulating layer is formed so that the metal wiring is partially exposed,
The wired circuit board according to claim 1, wherein the protective insulating layer is disposed adjacent to a side surface of the metal wiring exposed from the cover insulating layer.
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