JP2006222217A

JP2006222217A - 配線回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2006222217A
Application number: JP2005033326A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Takayoshi; 勇一高吉; Hiroshi Yamazaki; 博司山▲崎▼
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】めっきレジストの裾引き部に起因して、導体層にサイドエッチング部が生じても、ベース絶縁層から導体層が剥離することを防止することができる、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、めっきレジスト３を所定パターンで形成し、めっきレジスト３から露出するベース絶縁層１の上に、めっきにより導体層６を導体パターン４で形成する。その後、めっきレジスト３を除去した後、ベース絶縁層１の上における各導体層６の間に、ポジ型感光性樹脂８を充填し、導体層６をマスクとして露光し、その後、現像する。
【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などの製造方法に関する。

フレキシブル配線回路基板などの製造において、導体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、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では、例えば、ポリイミド樹脂フィルムなどの基材の表面全面に金属膜を形成し、その金属膜の上に金属配線パターンと反転するパターンでメッキ用レジストパターンを形成し、金属膜の上におけるメッキ用レジストパターンが形成されていない部分に金属配線パターンを形成し、その後、メッキ用レジストパターンを除去し、次いで、金属膜における金属配線パターンが形成されていない部分をエッチング処理により除去する。（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３６８３９３号公報

しかし、上記したアディティブ法では、図３（ａ）に示すように、基材２６の上の金属膜２１の上に形成したメッキ用レジストパターン２２において、金属膜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。そうすると、図３（ｂ）に示すように、金属膜２１の上におけるメッキ用レジストパターン２２が形成されていない部分に金属配線パターン２４を形成し、その後、図３（ｃ）に示すように、メッキ用レジストパターン２２を除去すると、金属配線パターン２４には、裾引き部２３に起因して、金属膜２１に接触する底部に、下方に向かうに従って幅狭となるサイドエッチング部２５を生じる。そのため、次いで、金属膜２１をエッチングにより除去すると、図３（ｄ）に示すように、そのサイドエッチング部２５に起因して、金属配線パターン２４の底部の金属膜２１が、金属配線パターン２４の内側に大きくえぐられるようにエッチングされる。このように、金属膜２１がサイドエッチングされると、基材２６と金属膜２１との接着力が大幅に低下し、その後の処理工程などで、サイドエッチング部２５に処理剤が浸入して、基材２６から金属膜２１および金属配線パターン２４が剥離するという不具合を生じる。特に、金属配線パターン２４をファインピッチで形成する場合には、そのような不具合が顕著となる。

本発明の目的は、めっきレジストの裾引き部に起因して、導体層にサイドエッチング部が生じても、ベース絶縁層から導体層が剥離することを防止することができる、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、ベース絶縁層の上に、めっきレジストを所定パターンで形成する工程と、前記めっきレジストから露出する前記絶縁層の上に、めっきにより導体層を導体パターンで形成する工程と、前記めっきレジストを除去する工程と、前記ベース絶縁層の上における前記導体層の間に、ポジ型感光性樹脂を充填し、前記導体層をマスクとして露光し、その後、現像する工程と、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は、前記導体層における前記ベース絶縁層側端部には、前記導体パターンが延びる方向と直交する幅方向の両端部において、前記幅方向内側に窪む側方窪み部が形成されている場合に好適に用いられる。

本発明の配線回路基板の製造方法によれば、めっきレジストを除去した後に、ベース絶縁層の上における導体層の間に、ポジ型感光性樹脂を充填して、導体層をマスクとして露光し、その後、現像する。そのため、この方法では、導体層に、めっきレジストの裾引き部に起因して、側方窪み部が形成されていても、その側方窪み部にポジ型感光性樹脂が充填されるので、ベース絶縁層と導体層との間の接着力の低下を防止することができる。そして、その後の工程において、側方窪み部に対する処理剤の浸入を防止でき、導体層がベース絶縁層から剥離することを有効に防止することができる。

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および図２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、金属薄膜２を形成する。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、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形成する。

なお、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、金属薄膜２の上に、めっきレジスト３を導体パターン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、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、導体パターン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、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、０．５μｍ以上、５μｍ以下である。
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から露出する金属薄膜２の上に、導体層６を導体パターン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、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を導体パターン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、５〜２０μｍ、好ましくは、５〜１５μｍであり、導体層６の幅は、通常、１０〜５０μｍ、各導体層６の間隔は、通常、１５〜５０μｍ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サイドエッチング部７を両側に生じる。各サイドエッチング部７の最底部の幅Ｗ２は、通常、０．５μｍ以上、５μｍ以下である。
次いで、この方法では、図１（ｆ）に示すように、導体層６から露出する金属薄膜２を除去する。金属薄膜２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。

そして、この方法では、図１（ｇ）に示すように、導体層６の上面を含むベース絶縁層１の上における各導体層６の間に、ポジ型感光性樹脂８のワニスを塗布し、乾燥する。ポジ型感光性樹脂８としては、例えば、感光性ポリイミド樹脂、感光性ポリベンゾキサゾール樹脂などが用いられる。また、ポジ型感光性樹脂８は、ＩＣ実装における異方導電性フィルム（ＡＣＦ）の熱圧着を考慮すると、露光および現像し、加熱した後のガラス転移温度Ｔ_gが２００℃以上であるものが好適である。

また、ポジ型感光性樹脂８の塗布方法としては、例えば、キャスティング法、スピンコート法などが用いられる。
なお、ポジ型感光性樹脂８の乾燥後の厚みは、導体層６のサイドエッチング部７にポジ型感光性樹脂８が十分充填されれば、特に制限されないが、通常、２〜２０μｍである。
そして、この方法では、図１（ｈ）に示すように、フォトマスクを介在させることなく露光する。この露光においては、導体層６の上面のポジ型感光性樹脂８、および、各導体層６の間に露出しているポジ型感光性樹脂８が露光される一方、サイドエッチング部７に充填されているポジ型感光性樹脂８は露光されず、つまり、ポジ型感光性樹脂８は、導体層６をマスクとして露光される。

その後、この方法では、図２（ｉ）に示すように、ポジ型感光性樹脂８を現像する。現像は、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。この現像において、ポジ型感光性樹脂８は、導体層６の上面および各導体層６の間に露出している露光部分が溶解され、サイドエッチング部７に充填されている未露光部分が残存する。
その後、この方法では、図２（ｊ）に示すように、サイドエッチング部７に充填されているポジ型感光性樹脂８を硬化する。ポジ型感光性樹脂８の硬化は、例えば、２００℃以上で加熱する。

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、サイドエッチング部７にポジ型感光性樹脂８が充填されるので、ベース絶縁層１と導体層６との間の接着力の低下を防止することができる。そして、その後の処理工程などにおいて、サイドエッチング部７に対する処理剤の浸入を防止でき、導体層６がベース絶縁層１から剥離することを有効に防止することができる。

なお、このフレキシブル配線回路基板の製造方法では、さらに、図２（ｋ）に示すように、導体層６を被覆するように、ベース絶縁層１の上に、ソルダレジストやカバー絶縁層１０を形成してもよい。ソルダレジストやカバー絶縁層１０を形成する場合には、適宜、開口部を形成して、その開口部から露出する導体層６を、端子部として用いる。
また、上記の説明では、サイドエッチング部７にポジ型感光性樹脂８を充填した後、導体層６を被覆するように、ベース絶縁層１の上に、ソルダレジストやカバー絶縁層１０を形成したが、本発明の配線回路基板の製造方法では、例えば、導体層６を被覆するように、ベース絶縁層１の上に、ソルダレジストやカバー絶縁層１０を形成した後、ソルダレジストやカバー絶縁層１０の開口部から露出する導体層６、つまり、端子部のサイドエッチング部７に、上記した方法によって、ポジ型感光性樹脂８を充填してもよい。これによって、端子部がベース絶縁層１から剥離することを有効に防止することができる。

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、導体層６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、導体層６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の銅薄膜をスパッタ蒸着法により順次形成することにより、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、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、導体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、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１２μｍの導体層を導体パターンで形成した（図１（ｄ）参照）。導体層の幅は１５μｍ、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サイドエッチング部が両側それぞれ１．５μｍの幅（最底部幅）で生じた。

その後、導体層から露出する金属薄膜を、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（ｆ）参照）。
そして、導体層の上面を含むベース絶縁層における各導体層の間に、乾燥後の厚みが１７μｍのポジ型感光性ポリイミド（ＪＲシリーズ日東電工社製）のワニスを塗布し、乾燥させた（図１（ｇ）参照）。このポジ型感光性ポリイミドを、導体層をマスクとして露光した（図１（ｈ）参照）。その後、ポジ型感光性ポリイミドを、２．５重量％テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド水溶液を用いて現像した（図２（ｉ）参照）。次いで、このポジ型感光性ポリイミドを、４００℃で硬化させ（図２（ｊ）参照）、これによって、導体層のサイドエッチング部にポジ型感光性ポリイミドが充填された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について、洗浄工程後、導体層の剥離を検査した結果、剥離は全くなかった。
比較例１
サイドエッチング部にポジ型感光性ポリイミドを充填する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について、洗浄工程後、導体層の剥離を検査した結果、一部で剥離が確認された。

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、金属薄膜を形成する工程、（ｃ）は、金属薄膜の上に、めっきレジストを導体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金属薄膜の上に、導体層を導体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、導体層から露出する金属薄膜を除去する工程、（ｇ）は、ベース絶縁層の上における各導体層の間に、ポジ型感光性樹脂を塗布する工程、（ｈ）は、ポジ型感光性樹脂を、露光させる工程。図１に続いて、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って、（ｉ）は、ポジ型感光性樹脂を、現像させる工程、（ｊ）は、ポジ型感光性樹脂を、硬化させる工程、（ｋ）は、ベース絶縁層の上に、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、金属膜の上にメッキ用レジストパターンを形成する工程、（ｂ）は、金属膜の上におけるメッキ用レジストパターンが形成されていない部分に金属配線パターンを形成する工程、（ｃ）は、メッキ用レジストパターンを除去する工程、（ｄ）は、金属膜における金属配線パターン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
３めっきレジスト
４導体パターン
６導体層
７サイドエッチング部
８ポジ型感光性樹脂

Claims

ベース絶縁層の上に、めっきレジストを所定パターンで形成する工程と、
前記めっきレジストから露出する前記絶縁層の上に、めっきにより導体層を導体パターンで形成する工程と、
前記めっきレジストを除去する工程と、
前記ベース絶縁層の上における前記導体層の間に、ポジ型感光性樹脂を充填し、前記導体層をマスクとして露光し、その後、現像する工程と、
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。
前記導体層における前記ベース絶縁層側端部には、前記導体パターンが延びる方向と直交する幅方向の両端部において、前記幅方向内側に窪む側方窪み部が形成されてい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。