JP2006156882A - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐食性に優れた配線回路基板の製造方法を提供することである。
【解決手段】 絶縁体フィルム等からなる絶縁層１を用意する。次に、絶縁層１上に金属薄膜２を形成する。続いて、金属薄膜２上にドライフィルム等をラミネートし、露光および現像することにより、後工程で形成される導体パターン４とは逆パターンのめっきレジスト３を形成する。次に、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表面に、電解硫酸銅めっき液を用いて電解めっきにより銅からなる導体パターン４を形成する。次に、めっきレジスト３を剥離等により除去する。その後、導体パターン４下の領域を除いて金属薄膜２を化学エッチングにより除去する。続いて、導体パターン４下の領域の金属薄膜２に熱処理を施す。この場合、２５０℃の温度で約１時間保持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、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等の配線回路基板は、例えば、ポリイミド等の絶縁層の片面または両面に、所定のパターンを有する銅箔等の導体層が形成されたものであり、各種の電気機器および電子機器に広く用いられている。

従来より、フレキシブル配線回路基板等の配線回路基板における所定のパターンを有する導体層の形成方法として、セミアディティブ法、サブトラクティブ法およびフルアディティブ法等が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、上記のセミアディティブ法について図面を参照しながら説明する。

図３は、セミアディティブ法による配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。

セミアディティブ法においては、例えば、まず、図３（ａ）に示すように、樹脂フィルムからなる絶縁層１１を用意する。

次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁層１１上にスパッタリングまたは無電解めっきによって導電性薄膜１２を形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、導電性薄膜１２上にドライフィルムレジスト等を用いて、後工程で形成される導体層の所定のパターンとは逆パターンのめっきレジスト１３を形成する。

その後、図３（ｄ）に示すように、導電性薄膜１２におけるめっきレジスト１３が形成されていない表面に、電解めっきにより導体層１４を形成する。

続いて、図３（ｅ）に示すように、めっきレジスト１３を剥離等により除去した後、図３（ｆ）に示すように、導体層１４下の領域を除いて導電性薄膜１２を化学エッチング等により除去する。このようにして、絶縁層１１上に所定のパターンを有する導体層１４が形成される。
特開２００２−１７６２５９号公報

しかしながら、従来の配線回路基板の製造方法では優れた耐食性が得られない。そのため、使用される環境条件によって、導電性薄膜１２が溶解し、導体層１４の剥離および金属イオンの溶出による導体層１４間の短絡が生じる場合がある。

本発明の目的は、耐食性に優れた配線回路基板の製造方法を提供することである。

本発明に係る配線回路基板の製造方法は、セミアディティブ法による配線回路基板の製造方法であって、絶縁層上に金属薄膜を形成する工程と、金属薄膜上に所定のパターンを有する導体層を形成する工程と、導体層の下の領域を除く金属薄膜を除去する工程と、金属薄膜を除去する工程後に導体層の下の領域の金属薄膜に熱処理を施す工程とを含むものである。

本発明に係る配線回路基板の製造方法においては、導体層の下の領域を除く金属薄膜を除去する工程後に導体層の下の領域の金属薄膜に熱処理を施すことにより、金属薄膜に含まれる結晶粒子のサイズを大きくする。それにより、金属薄膜の耐食性を向上させることができる。その結果、悪条件下での使用においても金属薄膜の溶解が防止され、導体層の剥離および金属イオンの溶出による導体層間の短絡が防止される。

金属薄膜は、銅薄膜を含んでもよい。この場合、金属薄膜の耐食性をさらに向上させることができる。

金属薄膜はさらに下地金属薄膜を含み、下地金属薄膜は絶縁層と銅薄膜の間に形成されてもよい。この場合、絶縁層と銅薄膜との密着性を向上させることができる。

金属薄膜は、下地金属薄膜と銅薄膜との間に下地金属薄膜の金属と銅薄膜の銅との合金層をさらに含んでもよい。この場合、下地金属薄膜と銅薄膜との密着性が向上する。

金属薄膜の熱処理温度は、２１０℃以上３４０℃以下であってもよい。この場合、金属薄膜の再結晶を効率よく行うことができるとともに、絶縁層の劣化を防止することができる。

金属薄膜の熱処理時間は、０．５時間以上２４時間以下であってもよい。この場合、結晶粒子のサイズを十分に大きくすることができるとともに、無駄なエネルギーの消費を防止することができる。

本発明によれば、導体層の下の金属薄膜に熱処理を施すことにより、金属薄膜の耐食性を向上させることができる。それにより、悪条件下での使用においても金属薄膜の溶解が防止され、導体層の剥離および金属イオンの溶出による導体層間の短絡が防止される。

以下、本実施の形態に係る配線回路基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。

初めに、本実施の形態に係る配線回路基板の製造方法について説明する。図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る配線回路基板の製造方法を示す模式的工程断面図である。

まず、図１（ａ）に示すように、絶縁体フィルム等からなる絶縁層１を用意する。絶縁体フィルムは、例えばポリイミドまたはポリエステル等からなる。なお、金属箔からなる基板上に絶縁樹脂溶液を塗布することにより絶縁層１を形成してもよい。

次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁層１上に金属薄膜２を形成する。金属薄膜２は、下地金属薄膜２ａと銅薄膜２ｂとの積層構造を有する。下地金属薄膜２ａは、絶縁層１と銅薄膜２ｂとの密着性を向上するために設けるものであり、特に必要がない場合には設けなくてもよい。下地金属薄膜２ａおよび銅薄膜２ｂは、例えばスパッタリングまたは無電解めっき等により形成される。

なお、下地金属薄膜２ａとしては、例えばクロム薄膜、ニッケル薄膜またはニクロム薄膜等を用いることができる。また、下地金属薄膜２ａの厚さは、例えば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。それにより、絶縁層１に対する銅薄膜２ｂの密着性がより向上される。

また、銅薄膜２ｂの厚さは、例えば５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。銅薄膜２ｂの厚さが５０ｎｍより小さいと、後述する導体パターン４を形成する工程において、銅の電解めっき時の電気抵抗が大きくなり、電解めっきがうまくできない場合がある。また、銅薄膜２ｂの厚さが３００ｎｍより大きいと、スパッタリングの時間が長くなり生産性が低下する。

また、下地金属薄膜２ａと銅薄膜２ｂの界面には、下地金属薄膜２ａの金属と銅薄膜２ｂの銅との合金層が形成されることが好ましい。それにより、下地金属薄膜２ａと銅薄膜２ｂとの密着性を向上させることができる。この合金層は、例えば、１つの真空チャンバ内で下地金属薄膜２ａ形成用の金属からなるターゲットおよび銅薄膜２ｂ形成用の銅からなるターゲットを同時にスパッタリングすることにより形成することができる。合金層を含む金属薄膜２の厚さは、５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。

続いて、図１（ｃ）に示すように、銅薄膜２ｂ上に例えばドライフィルム等をラミネートし、露光および現像することにより、後工程で形成される導体パターン４とは逆パターンのめっきレジスト３を形成する。

次に、図１（ｄ）に示すように、銅薄膜２ｂにおけるめっきレジスト３が形成されていない表面に、例えば電解硫酸銅めっき液を用いて電解めっきにより銅からなる導体パターン４を形成する。導体パターン４の材料として銅以外の金属または合金を用いてもよい。

次に、図２（ｅ）に示すように、めっきレジスト３を剥離等により除去する。

続いて、図２（ｆ）に示すように、導体パターン４下の領域を除いて金属薄膜２を例えば硝酸過酸化水素水混合液を用いて化学エッチングにより除去する。

その後、導体パターン４下の領域の金属薄膜２に熱処理を施す。この熱処理では、金属薄膜２を２５０℃の温度で約１時間保持する。この熱処理により、金属薄膜２の結晶粒子のサイズを大きくすることができる。

なお、熱処理の保持時間は、０．５時間以上２４時間以下であることが好ましく、０．５時間以上２時間以下であることがより好ましい。この場合、結晶粒子のサイズを十分に大きくすることができるとともに、無駄なエネルギーの消費を防止することができる。

また、熱処理の温度は、２１０℃以上３４０℃以下であることが好ましく、２２０℃以上２８０℃以下であることがより好ましく、２４０℃以上２７０℃以下であることがさらに好ましい。この場合、金属薄膜２の再結晶を効率よく行うことができるとともに、絶縁層１の劣化を防止することができる。

また、熱処理は、真空下または窒素等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。それにより、金属薄膜２の酸化を防止することができる。

次に、図２（ｇ）に示すように、所定パターンのポリイミド等からなる保護絶縁膜５を形成する。この場合、導体パターン４上に保護絶縁膜５が被覆されていない部分（開口部）が端子となる。

上記のように、本実施の形態においては、導体パターン４下の領域を除いた部分の金属薄膜２を除去した後に、導体パターン４下の領域の金属薄膜２に熱処理が施されている。それにより、金属薄膜２の結晶粒子のサイズが大きくなり、金属薄膜２の耐食性が向上する。その結果、悪条件下での使用においても金属薄膜２の溶解が防止され、導体パターン４の剥離および金属イオンの溶出による導体パターン４間の短絡が防止される。

以下、実施例１〜４および比較例における配線回路基板およびその製造方法について説明する。なお、本実施例における配線回路基板の製造方法は、上記の本実施の形態に係る配線回路基板の製造方法に基づいているため、図面の説明については省略するものとする。

（実施例１）
実施例１においては、まず、厚さ２５μｍのポリイミドの絶縁体フィルムからなる絶縁層１を用意した。

次に、絶縁層１上に金属薄膜２を形成した。金属薄膜２は、スパッタリングにより順に形成された厚さ３０ｎｍのクロムからなる下地金属薄膜２ａおよび厚さ２００ｎｍの銅薄膜２ｂを有する。

続いて、金属薄膜２上にドライフィルムをラミネートし、露光および現像することにより、後工程で形成される導体パターン４とは逆パターンのめっきレジスト３を形成した。

次に、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表面に、電解硫酸銅めっき液を用いて電解めっきにより、厚さ８μｍ、幅１５μｍおよび間隔１５μｍの銅からなる導体パターン４を形成した。

次に、めっきレジスト３を剥離により除去した。

続いて、導体パターン４下の領域を除いて金属薄膜２を化学エッチングにより除去した。

その後、金属薄膜２に熱処理を施すために、金属薄膜２を２５０℃の温度で１時間保持した。

その後、所定パターンのポリイミドからなる保護絶縁膜５を形成した。

以上のようにして実施例１の配線回路基板を作製した。

（実施例２）
実施例２における配線回路基板の製造方法が、上記の実施例１における配線回路基板の製造方法と異なる点は、金属薄膜２に２４０℃の温度で２時間の熱処理を施した点である。

（実施例３）
実施例３における配線回路基板の製造方法が、上記の実施例１における配線回路基板の製造方法と異なる点は、金属薄膜２に２７０℃の温度で０．５時間の熱処理を施した点である。

（実施例４）
実施例４における配線回路基板の製造方法が、上記の実施例１における配線回路基板の製造方法と異なる点は、金属薄膜２の下地金属薄膜２ａと銅薄膜２ｂとの界面にクロムと銅との合金層が形成された点である。つまり、実施例４の配線回路基板においては、金属薄膜２は、下地金属薄膜２ａ、合金層および銅薄膜２ｂの積層構造を有する。金属薄膜２の膜厚は、２３０ｎｍである。

（比較例）
比較例における配線回路基板の製造方法が、上記の実施例１における配線回路基板の製造方法と異なる点は、金属薄膜２に熱処理を施さなかった点である。

（評価）
以上のようにして作製した実施例１〜４および比較例の配線回路基板を５％塩酸に１０分間浸漬した。

その結果、実施例１〜４の配線回路基板においては、金属薄膜２の溶解がほとんど見られず、導体パターン４の剥離および金属イオンの溶出による導体パターン４間の短絡が発生しなかった。このことから、実施例１〜４の配線回路基板は、耐食性に優れていることが分かる。

一方、比較例の配線回路基板においては、金属薄膜２が溶解し、導体パターン４の剥離および金属イオンの溶出による導体パターン４間の短絡が発生した。

本発明は、種々の電気機器、電子機器等に利用することができる。

本発明の一実施の形態に係る配線回路基板の製造方法を示す模式的工程断面図である。 本発明の一実施の形態に係る配線回路基板の製造方法を示す模式的工程断面図である。 セミアディティブ法による配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。

符号の説明

１ 絶縁層
２ 金属薄膜
２ａ 下地金属薄膜
２ｂ 銅薄膜
３ めっきレジスト
４ 導体パターン
５ 護絶縁膜

Claims (6)

1. セミアディティブ法による配線回路基板の製造方法であって、
   絶縁層上に金属薄膜を形成する工程と、
   前記金属薄膜上に所定のパターンを有する導体層を形成する工程と、
   前記導体層の下の領域を除く前記金属薄膜を除去する工程と、
   前記金属薄膜を除去する工程後に前記導体層の下の領域の前記金属薄膜に熱処理を施す工程とを含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法。
2. 前記金属薄膜は、銅薄膜を含むことを特徴とする請求項１記載の配線回路基板の製造方法。
3. 前記金属薄膜はさらに下地金属薄膜を含み、前記下地金属薄膜は前記絶縁層と前記銅薄膜との間に形成されることを特徴とする請求項２記載の配線回路基板の製造方法。
4. 前記金属薄膜は、前記下地金属薄膜と前記銅薄膜との界面に前記下地金属薄膜の金属と前記銅薄膜の銅との合金層をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の配線回路基板の製造方法。
5. 前記金属薄膜の熱処理温度は、２１０℃以上３４０℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の配線回路基板の製造方法。
6. 前記金属薄膜の熱処理時間は、０．５時間以上２４時間以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の配線回路基板の製造方法。

Images