JP2008227209A - 回路基板用部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性フイルムを有機物層を介してガラス板としてガラスに貼り合わせ、寸法精度を維持することで、高精度な回路パターンを形成し得る回路基板用部材であって、ガラス破損や電解銅めっき時の接点不良の問題を起こすことのない回路基板用部材の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス板、有機物層、可撓性フイルムおよび下地金属層がこの順に積層された回路基板用部材の、下地金属層の少なくとも周縁部に電流供給部品が形成されており、電流供給部品と、少なくとも一部に磁性体を有する押さえ板で回路基板用部材を挟んで固定し、電流供給部品に電流を供給して下地金属層上に電解めっき膜を形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、高精度な回路パターンを形成し得る生産性に優れた回路基板用部材と回路基板用部材の製造方法に関する。

エレクトロニクス製品の軽量化と小型化に伴い、プリント回路基板のパターニングの高精度化が求められている。中でもプリント回路基板に用いられる可撓性フイルムは、その可撓性ゆえに三次元配線ができ、エレクトロニクス製品の小型化に適していることから需要が拡大している。しかしながら、液晶ディスプレイパネルへのＩＣ接続に用いられるＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術は、比較的狭幅の長尺ポリイミドフイルムを加工することで樹脂回路基板としては最高レベルの微細パターンを得ることができるが、微細化の進展に関しては限界に近づきつつある。微細化には、ライン幅やライン間のスペース幅で表される指標と回路基板上のパターンの位置で表される指標がある。後者の指標、いわゆる位置精度は、回路基板とＩＣなどの電子部品とを接続する際の電極パッドとプリント回路基板パターンとの位置合わせに係わり、ＩＣの多ピン化の進展に従い要求される精度が厳しくなってきている。

上記位置精度の点において、特に可撓性フイルム加工は改良が難しい状況になりつつある。回路基板加工プロセスでは、乾燥やキュアなどの熱処理プロセス、およびエッチングや現像などの湿式プロセスがあり、可撓性フイルムは、膨張と収縮を繰り返す。このときのヒステリシスは、回路基板上の回路パターンの位置ずれを引き起こす。また、アライメントが必要なプロセスが複数ある場合、これらのプロセス間に膨張と収縮があると、形成されるパターン間で位置ずれが発生する。可撓性フイルムの膨張と収縮による変形は、比較的大面積の基板寸法で加工を進めるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の場合には更に大きな影響を及ぼす。また、位置ずれは引っ張りや捻れなどの外力でも引き起こされ、柔軟性を上げるために薄い可撓性フイルムを使う場合は特に注意を必要とする。

これに対して、最近、可撓性フイルムを有機物層を介してガラス板としてガラスに貼り合わせ、寸法精度を維持することで非常に微細な回路パターンを形成し、その後、可撓性フイルムをガラス板から剥離して回路基板を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、その中で配線形成にセミアディティブ方式を採用し、電解銅めっき用の下地金属層の厚みや給電方式を工夫することで回路パターンの膜厚バラツキや回路パターン幅の減少を起こすことなくできる回路基板の製造方法が提案されている（特許文献２参照）。

しかしながら、ガラス板を使用しているため、強い力で固定すると破損する難点があり、固定する力を弱くすると接点不良が発生しやすく、接点不良により電解めっき皮膜の厚みが薄くなる不良が発生する難点があった。
国際公開第０３／００９６５７号パンフレット 特開２００５−１７５４４５号公報（第２−１８頁）

本発明の目的は、可撓性フイルムを有機物層を介してガラス板に貼り合わせ、寸法精度を維持することで、高精度な回路パターンを形成し得る回路基板用部材であって、ガラス破損や電解銅めっき時の接点不良の問題を起こすことのない回路基板用部材の製造方法を提供する。

すなわち本発明は、ガラス板、有機物層、可撓性フイルムおよび下地金属層がこの順に積層された回路基板用部材の、下地金属層の少なくとも周縁部に電流供給部品が形成されており、電流供給部品と、少なくとも一部に磁性体を有する押さえ板で回路基板用部材を挟んで固定し、電流供給部品に電流を供給して下地金属層上に電解めっき膜を形成する回路基板用部材の製造方法である。

本発明によれば、ガラス破損や電解銅めっき時の接点不良の問題を起こすことなく歩留まり良く回路基板用部材が得られる。

本発明において好適に用いられるガラス板としては、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラスなどが挙げられる。これらは、いずれも熱膨張係数や吸湿膨張係数が小さく、回路パターン製造工程の耐熱性と耐薬品性に優れている点、大面積で表面平滑性が高い基板が安価に入手しやすい点、および塑性変形しにくい点で好ましい。中でも、アルミノホウケイ酸塩ガラスに代表されるホウケイ酸系ガラスからなるガラス板は、高弾性率でかつ熱膨張係数が小さいため、特に好ましく用いられる。

用いられるガラス板は、ヤング率が小さかったり厚さが小さかったりすると、可撓性フイルムの膨張・収縮力で反りやねじれが大きくなり、平坦なステージ上に真空吸着したときにガラス板が割れることがある。また、真空吸着・脱着で可撓性フイルムが変形することになり位置精度の確保が難しくなる傾向がある。一方、ガラス板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が悪くなることがあり、露光精度が悪くなる傾向がある。また、ロボット等によるハンドリング時に負荷が大きくなり、素早い取り回しが難しくなって生産性が低下する要因になる他、運搬コストも増大する傾向がある。これらの点から、ガラス板の厚さは、０．３ｍｍから１．１ｍｍの範囲が好ましい。

本発明において、可撓性フイルムとガラス板の貼り合わせに用いられる有機物層には、接着剤または粘着剤が使用される。接着剤または粘着剤としては、例えば、アクリル系またはウレタン系の再剥離剤と呼ばれる粘着剤を挙げることができる。可撓性フイルム加工中は十分な接着力があり、剥離時は容易に剥離でき、可撓性フイルム基板に歪みを生じさせないために、弱粘着から中粘着と呼ばれる領域の粘着力のものが好ましい。このような接着剤または粘着剤として、タック性があるシリコーン樹脂を使用することもでき、また、タック性があるエポキシ系樹脂を使用することも可能である。

また、有機物層として、低温領域で接着力または粘着力が減少するもの、紫外線照射で接着力または粘着力が減少するものや、加熱処理で接着力または粘着力が減少するものも好適に用いられる。これらの中でも、接着力または粘着力の変化が大きいという点で、紫外線照射で接着力または粘着力が減少する有機物が好ましく用いられる。紫外線照射で接着力または粘着力が減少するものの例としては、２液架橋型のアクリル系粘着剤が挙げられる。また、低温領域で接着力または粘着力が減少するものの例としては、結晶状態と非結晶状態間を可逆的に変化するアクリル系粘着剤が挙げられる。

本発明において、剥離力は、有機物層を介してガラス板と貼り合わせた１ｃｍ幅の可撓性フイルムを剥離するときの１８０°方向ピール強度で測定される。剥離力を測定するときの剥離速度は３００ｍｍ／分とする。本発明において、剥離力は０．０９８Ｎ／ｍから９８Ｎ／ｍの範囲であることが好ましい。

可撓性フイルムをガラス板から剥離するときの剥離力は、小さすぎると回路パターン形成中に可撓性フイルムが有機物層から剥離するおそれがある。一方、剥離力が大きすぎると、剥離後の可撓性フイルムが変形したりカールしたりするおそれがある。剥離の界面は、ガラス板と有機物層との界面でも有機物層と可撓性フイルムとの界面でもどちらでもよいが、可撓性フイルムから有機物層を除去する工程が省略できるので、有機物層と可撓性フイルムとの界面で剥離する方が好ましい。

ガラス板と有機物層との接着力を向上させるために、ガラス板にシランカップリング剤塗布などのプライマー処理を行ってもよい。プライマー処理以外に、紫外線処理あるいは紫外線オゾン処理などによる洗浄や、ケミカルエッチング処理、サンドブラスト処理あるいは微粒子分散層形成などの表面粗化処理なども好適に用いられる。

本発明の有機物層の厚さは、０．１μｍから２０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．３μｍから１０μｍの範囲である。

本発明で用いられる可撓性フイルムは、プラスチックフイルムが好ましく、この場合回路パターン製造工程および電子部品実装での熱プロセスに耐えるだけの耐熱性を備えていることが重要である。本発明で好適に用いられる可撓性フイルムとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリエーテルサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミドおよび液晶ポリマーなどからなるフイルムを採用することができる。中でもポリイミドフイルムは、耐熱性に優れるとともに耐薬品性にも優れているので好適に採用される。また、低誘電損失など電気的特性が優れている点で、液晶ポリマーフイルムが好適に採用される。可撓性フイルムとして、可撓性のガラス繊維補強樹脂板を採用することも可能である。ガラス繊維補強樹脂板の樹脂としては、エポキシ、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、マレイミド、ポリアミドおよびポリイミドなどの樹脂が挙げられる。

可撓性フイルムの厚さは、電子機器の軽量化や小型化、あるいは微細なビアホール形成のためには薄い方が好ましく、一方、機械的強度を確保するためや平坦性を維持するためには厚い方が好ましい点から、４μｍから１２５μｍの範囲であることが好ましい。

本発明において、可撓性フイルムはガラス板への貼り合わせに先立って、調湿されていることが好ましい。可撓性フイルムは熱膨張や湿度膨張するため、温度や湿度で膨張した可撓性フイルムをガラス板に貼り合わせ、高精度の回路パターンを形成すると、ガラス板からの剥離後に可撓性フイルムが収縮するために可撓性フイルム上の回路パターンの位置精度は低下する。あるいは、温度や湿度で収縮した可撓性フイルムをガラス板に貼り合わせ、高精度の回路パターンを形成すると、ガラス板からの剥離後に可撓性フイルムが膨張するために可撓性フイルム上の回路パターンの位置精度は低下する。調湿は、０℃超、１００℃未満の温度条件、２５％ＲＨ以上７５％ＲＨ以下の湿度条件下で、可撓性フイルムが重ならない状態で行われればよい。特に、最終的に寸法精度が重要となる、可撓性フイルムの回路パターンと、電子部品や他の回路基板とを接合する際の温湿度環境がわかっている場合は、その環境に合わせることが好ましい。

本発明において、可撓性フイルムはガラス板への張り合わせに先立って、熱処理されていることが好ましい。熱処理をすることによって、回路基板の製造工程の熱履歴のために可撓性フイルムに熱収縮歪みが蓄積されるのを抑制することができる。熱処理温度は１００℃以上であることが好ましく、回路基板製造工程の最高温度以上であることがさらに好ましい。

本発明において、下地金属層は、電解めっき給電用として好適に用いられるものであり、可撓性フイルムとの接着性を高めるためのクロム、ニッケル、チタン、タングステンおよびこれらの合金の少なくとも１種からなる接着改良用下地層と銅膜で構成されることが好ましく、特に、接着力が高い点でスパッタ法にて形成されたものであることが好ましい。

本発明の回路基板用部材を枚葉方式で製造するのに先立って、長尺の可撓性フイルムが電解めっき給電用の下地金属層を備えていることは、生産性の向上に有効である。

本発明において下地金属層は、厚さが０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲であることが必要であり、０．２μｍ以下であることが望ましい。下地金属層が０．５μｍを超えると、回路層をパターニングするとき、エッチングに多大な時間を要するだけでなく、パターン幅が減少し、パターン痩せやパターン消滅という問題を引き起こす。また、下地金属層が０．０１μｍ未満の場合は抵抗が高く電圧降下の影響が大きいため、電流が流れにくくなり電解めっきによる配線形成が困難となる。

また、本発明においては、下地金属層の周縁部に電流供給部品が設けられていることが重要である。この電流供給部品が回路基板用部材の一部のみに設けられている場合、電流供給部品からの距離が離れるに従って、電圧降下が発生してめっき層の膜厚が減少し、回路パターン用金属層の膜厚が回路基板用部材の面内でばらつくという問題が発生する。それに対して、下地金属層の周縁部もしくは周辺部を含む格子状に、すなわち、回路基板用部材の４辺もしくは４辺を含む格子状にわたって電流供給部品が設けられていると、電圧降下が発生せず、めっき層の膜厚バラツキが抑えられるのである。ここでいう周縁部とは、下地金属層の周辺全部のことである。ただし、周囲全部に分布無く一様であれば周囲全てを閉じる形で給電部を設置する必要はない。例えば、給電部が５ｍｍピッチでドット状に設置されても構わない。周縁部において連続して給電されていない箇所が３０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明において電流供給部品は、電圧降下を小さくするため十分厚い金属膜であることが好ましく、２μｍ以上の金属膜または金属板であることが好ましい。設置において取り扱いの点から、電流供給部品は２μｍ以上の厚さを有する金属板であることが好ましい。電流供給部品は電源から電流を供給する端子エリアと回路基板用部材と接して電流を供給する端子エリアを除いて樹脂でコーティングしても構わない。樹脂コーティングした箇所は電解めっきによりめっき皮膜が析出しない。不必要に電流供給部品にめっき皮膜を析出させることはめっき皮膜材料と供給電流の無駄になる。めっき析出を続けると電流供給部品の大きさや重量が大きく変化したり、めっき析出時の応力で変形したりすることにより電流供給部品が繰り返し使用できなくなる。繰り返し使用する場合は、電流供給部品表面は耐薬品性のあるステンレス等の金属を使用し、電流供給部品表面にめっき皮膜が析出した場合には、過酸化水素／硫酸系のエッチング液等でめっき皮膜のみエッチングによりめっき皮膜を剥離する。電流供給部品表面に耐薬品性のあるステンレス等の金属を使用している場合は過酸化水素／硫酸系等の酸化力の比較的弱いエッチング液では侵食されないため、電流供給部品の形状が変化することはない。

また、電流供給部品は、下地金属層と接していない反対面をダミー電極として使用することもできる。電解めっきにおいては、エッジ効果による基板端の電流集中が発生する。電流供給部品の下地金属層と接していない反対面を使用して電流集中を緩和することができる。ダミー電極の必要な大きさは電解めっき装置の構造やサイズや基板サイズによるので、ダミー電極として使用する場合は装置に合わせて電流供給部品の下地金属層と接していない反対面をマスキングしてダミー電極面積を調整する。

本発明において電流供給部品は、電圧降下の影響を小さくするために、めっき被覆部との距離を小さくすることが好ましい。めっき被覆部と電流供給部品の距離を小さくするためには、孤立した回路パターン毎の周辺部に電流供給部品を設置することが必要となる。同じ枚葉上に孤立した回路パターンを多数配置する場合は、孤立した回路パターンの間に電流供給部品を設置するため、電流供給部品の形状は下地金属層の周縁部を含む格子状であることが好ましい。図６はこの格子状の電流供給部品形状の一例である。孤立した回路パターンの間すべてに電流供給部品を設置することが好ましいが、その場合回路パターンの大きさと形状が変化する毎に形状の異なる電流供給部品を準備することになり、コスト向上の要因となる場合がある。実際には図６のようにめっき被覆部と電流供給部品の距離は、３００ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以下となるように数個の孤立した回路パターンの間に電流供給部品を設置すると、電圧降下の影響が小さくて済む。この場合、電流供給部品の格子間隔を決定し、その間隔にあわせて孤立した回路パターンの個数と配置を決定するため、電流供給部品を孤立した回路パターンの形状ごとに準備しなくてもよい。

本発明においては電流供給部品と押さえ板で回路基板用部材を挟んで固定するが、押さえ板の少なくとも一部に磁性体を有する。これは押さえ板の少なくとも一部に含まれる磁性体の磁力により電流供給部品を引きつけることで回路基板用部材を挟んで固定する。

電流供給部品の下地金属層と接している面に金属製の凸部があることが好ましい。電流供給部品に金属製の突起部を設置することで、下地金属層と電流供給部品の間に空隙ができる。これにより電流供給部品がめっき液や洗浄水の流れを阻害することが少なくなり、めっき液の液循環や後処理の洗浄性が良くなる。

金属製の凸部がバネと端子部からなり、バネを伸縮させて端子部と下地金属層を接触させ、電流補給部品と下地金属層が電気的に導通する。このとき端子部は磁力により引きつけられる金属である。電解銅めっき液は硫酸銅溶液なので、端子部の金属としては耐薬品性と磁性の関係からＳＵＳ４３０などのステンレスが好ましい。

回路基板用部材に接触する部分が樹脂で形成された押さえ板であることが好ましい。押さえ板が接するのは回路基板用部材のガラス板部分であるため、金属などの硬度の高いもので接して圧力をかけるとそこを起点にガラスに亀裂が発生し、回路基板用部材のガラスが破損する。また、回路基板用部材に曲げ方向に少しの応力がかかると同様に、金属などの硬度の高いものが接している箇所から破損する。従って、押さえ板は回路基板用部材の接触する部分がガラスを傷つけない柔らかい樹脂などで形成することが好ましい。

押さえ板の一部には磁性体として磁石が埋め込まれる。磁石としては特に指定はないが、小さくても磁力の大きい希土類磁石であるネオジム磁石やコバルト磁石が扱いやすい。磁石は電流補給部品が回路基板用部材と接している場所の回路基板部材のガラス面側の補強版内部に配置される。電流補給部品が回路基板用部材と接している部分が金属製の凸部の端子部である場合は、回路用部材を挟む位置になるよう凸部の端子部と磁石が配置されるように磁石が押さえ板内部に埋め込まれる（図３）。埋め込まれる磁石は円柱状や棒状の小さな磁石を磁界の方向を１８０度方向転換させながら並べることが好ましい（図１２）。電解めっきはめっき中の電流分布を均一にすることで面内の膜圧均一性を確保するが、強い磁界が回路基板用部材とアノードの間に発生すると電流分布が乱れてめっき膜厚がばらついてしまう。そこで、磁界の方向が収束するようにＮ極とＳ極の距離をできるだけ近づける。押さえ板に埋め込む磁石の磁界の方向が押さえ板の面に対して垂直方向にある場合は、垂直方向で交互にＮ極、Ｓ極が向くように磁石を配置する。押さえ板に埋め込む磁石の磁界の方向が押さえ板の面に対して平行である場合は、Ｎ極とＳ極が向き合うように磁石を配置する。これにより磁界は収束するため電流補給部品をひきつけて回路基板用部材を固定しても、電解めっきの電流分布を乱すことはない。これに対して磁界の方向を一方向にそろえたり（図１３）、大きな磁石一つで回路基板用部材を固定したりすると、磁界の影響する範囲が大きくなってしまい、電解めっきの膜厚均一性に悪影響を与える。

電解めっきを行う際は、回路基板用部材を電流供給部品と押さえ板とで磁力の力で挟み込み、めっき槽の電解めっき溶液に浸漬させ、電流供給部品に電流を供給させ回路基板用部材の下地層の表面にめっき皮膜を析出させる。例えば、回路基板用部材を電流供給部品と押さえ板とで磁力の力で挟み込んだものの端部をクリップ状の部品で挟み込み、クリップ状の部品を上にして回路基板用部材を固定する。クリップ状の部品は金属でできており、この状態でめっき槽に浸漬し、クリップ状の部品より電流を供給することでめっき皮膜を析出する。

押さえ板の両面に、ガラス板側が接するように二つの回路基板用部材を各々配置し、少なくとも一部に磁性体を有する押さえ板と回路基板用部材に形成されている電流供給部品とが回路基板用部材を挟んで固定し、めっき槽のアノードが電流供給部品側の各面側に設置されるように、前記固定された二つの回路基板用部材をめっき槽に浸漬し、二つの回路基板用部材を同時に電解めっきできる。このとき一つのめっき槽で二つの回路基板用部材が同時にめっきできるため、生産性が向上する。このとき二つの電流供給部品が蝶番でつながっており、蝶番のない端部にクリップ上の部品で固定、電流供給するようにして、クリップ部品を上にしてつるすと、仮にトラブルがあって磁力が弱まり、回路基板用部材が電流供給部品から外れたとしても蝶番で引っかかり、めっき槽内に落下することはない（図１１）。さらに押さえ板を２枚とすることで、回路基板用部材の向きや表裏の変更がなく、単純に同じ方向に重ねていく図９のように押さえ板を２枚使用する方法の方が自動化された工程においては簡単である。

本発明において電解めっき給電用下地金属層上に電解めっき用のレジストパターンが形成されていることが好ましい。フォトリソグラフィーの技術を用いて回路部のレジストを除去し、回路部以外をレジストでマスキングしてレジストパターンを形成する。ただし、レジストでマスクする面積は少ない方が望ましい。電圧降下の影響が大きいのは膜厚が２μｍ以下の金属層であり、レジスト開口部ではめっき厚が２μｍ以下のめっき析出初期のみに電圧降下の影響を受ける。めっき厚が２μｍより厚くなった時点で抵抗が小さくなり電圧降下による膜厚不均一は小さくなる傾向を示す。一方、レジストによりマスクされた場所ではめっきが析出しないため、下地金属層の厚みが０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内で一定であり、電圧降下の影響を受け続ける。レジストでマスクする面積が大きい程、電圧降下の影響を受け続ける面積が大きくなり、めっき皮膜の膜厚不均一の原因となる。レジストでマスクする面積を小さくするためには、孤立した回路パターン毎の周辺部のレジストは開口部とすることが好ましい。また、回路内部であっても性能に関与しない箇所も開口部とすることが好ましい。開口部の望ましい形状は線状で、線幅が好ましくは２ｍｍ以上あり電流供給部品の接する箇所から連続して繋がっていることである。また、レジスト開口部とレジスト開口部の距離は５０ｍｍ以内であることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以内である。

同じ枚葉上に孤立した回路パターンを多数配置する場合は、孤立した回路パターンの間をレジスト開口部とするため、レジストパターンの形状は下地金属層の周縁部と格子状パターンを含むことが好ましい（図１７）。このレジストパターンを用いてパターンめっきを行うセミアディティブ法にて微細配線を形成する。

次に、図面に基づいて、本発明の電解めっきの給電方法について説明する。図１は、本発明の回路基板用部材の一態様を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’線、図３はＢ−Ｂ’線における断面図である。また、図４は図３の点線Ｃで囲まれた部分の拡大図である。図４において電流供給部品１００は電流供給金属板１０１には端子部１０３と金属バネ１０２からなる金属凸部が配置されている。図１〜図３において端子部１０３と金属バネ１０２からなる金属凸部が回路基板用部材に接する部分に等間隔で連続的に配置される。図１〜図４の端子部１０３の下部には押さえ板３００中に磁石３０２が配置され、磁力で端子部１０３を確実に下地金属層２０４に接地させる。ガラス板２０３の片側全面に微粘着力の有する有機物層２０２がコーティングされ、その上に可撓性フイルム２０１が貼り合わされている。可撓性フイルム２０１の有機物層２０２と接していない面には、下地金属層２０４が全面に設置されている。さらに、その下地金属層２０４上には、下地金属層２０４の４辺の周囲を囲う形で電流供給部品１００が設置されている。電解めっき時に電流供給部品１００に電流を供給することで、電流供給部金属板１０１から金属バネ１０２、端子部１０３を経由して下地金属層２０４上に電流が流れ、均一な電解めっき皮膜を形成することが可能である。

図１４は、従来の回路基板用部材の一態様を示す平面図であり、図１５は、図１４のＤ−Ｄ’線における断面図、図１６はＥ−Ｅ’線における断面図である。図１４〜図１６において、ガラス板２０３の片側全面に微粘着力の有する有機物層２０２がコーティングされ、その上に可撓性フイルム２０１が貼り合わされている。可撓性フイルム２０１の有機物層２０２と接していない面には、下地金属層２０４が全面に設置されている。さらに、その下地金属層２０４上には、下地金属層２０４の４辺の周囲を囲う形で電流供給金属からなる電流供給部品１０１が設置されている。電流供給金属板は四隅をクリップ５０１で固定されており、電解めっき時に電流供給金属板１０１に電流を供給すると、電流供給金属板１０１と下地金属層２０４の接した箇所から電流が供給される。しかし、電流供給金属板の反り、変形があるとクリップ５０１で固定している部分で下地金属層２０４と電流供給金属板との間に隙間ができ、隙間の発生した箇所には電流が流れにくくなり、めっき厚が薄くなる。基板全体としては電解めっきバラツキが大きくなる。

図５は、本発明の回路基板用部材の製造方法で使用する電流供給部品１００の一態様を示す模式図である。電流供給部品１００は回路基板用部材２００の周辺部を含む額縁状である。図６は、本発明の回路基板用部材の製造方法で使用する電流供給部品１００の別の態様を示す模式図である。電流供給部品１００は回路基板用部材２００の周辺部を含む格子状である。図１は図５の額縁状の電流供給部品が接地した回路基板用部材の平面図、図２は図１中のＡ−Ａ’の断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ’の断面図を示す。図５、図６のいずれの電流供給部品１００の位置する下部にある押さえ板３００内部に図２、図３に示された磁石３００が埋め込まれており、磁力により格子状の電流供給部品１００を回路基板用部材２００の下地金属層２０４表面に確実に接地させる。パターンめっきでは下地金属層が２μｍ以下の厚みになるようなとき、下地金属層の抵抗の影響から電圧降下が発生し、回路基板用部材への給電した場所から離れるほど電流が流れにくくなり、めっき膜厚が薄くなる。よって給電箇所を増やすことにより、給電した場所からの距離の影響を少なくすることがめっき膜厚均一性に有効である。図６のように電流供給部品１００を格子状にすることにより、回路基板用部材上への給電箇所を増やし、めっき膜厚均一性は向上する。特に回路基板用部材２００のサイズが５００ｍｍ×５００ｍｍより大きくなると、電流供給部品の格子状の形の効果が大きくなる。

図７は本発明の回路基板用部材に電流供給部品を固定する際の一態様を示す模式図である。押さえ板３００内部に磁石が埋め込まれているため、図に示すように電流供給部品と回路基板用部材、押さえ板を重ねて置くだけで回路基板用部材と電流供給部品を固定できる。これは装置による自動化が簡易になる。搬送ロボットにより電流供給部品と回路基板用部材、押さえ板を単純に重ねていくだけで固定できるからである。

図８は、本発明の他の回路基板用部材が電解めっきされる際にめっき槽内に固定される一態様を示す模式図である。電流供給部品１００と押さえ板３００により固定された回路基板用部材２００の端部は電流供給端子とめっき装置内の搬送装置を兼用したクリップ型の金属ラック４０１に端部を挟まれ、金属ラック４０１を上にしてめっき槽内に固定される。回路基板用部材の搬送はラック４０１の搬送により行われ、めっき時の電流供給はめっき装置の電源から金属ラック４０１を介して行われる。

図９は、他の回路基板用部材に電流供給部品を固定する際の一態様を示す模式図である。図９の電流供給部品１００の二つは蝶番１０４により連結されており、その下にそれぞれ回路基板用部材２００と押さえ板３００を配置して重ねるだけで、回路基板用部材２００が電流供給部品１００に固定される。蝶番部分から折りたたむことで、両面に回路基板用部材１００を配置することができる（図１０）。図１１は両面に配置したときの回路基板用部材が電解めっきされる際にめっき槽内に固定される一態様を示す模式図である。電流供給部品１００と押さえ板３００により固定された回路基板用部材２００の端部は電流供給端子とめっき装置内の搬送装置を兼用したクリップ型の金属ラック４０１に端部を挟まれ、金属ラック４０１を上にしてめっき槽内に固定される。このとき両面の回路基板用部材の正面の位置に電解めっき用のアノードが配置される。回路基板用部材の搬送はラック４０１の搬送により行われ、めっき時の電流供給はめっき装置の電源から金属ラック４０１を介して行われる。これによりひとつのめっき槽で二つの回路基板用部材２００を同時にめっきすることが可能となる。尚、両面に回路基板用部材２００を配置するためには構造上、押さえ板は２つの回路基板用部材２００の間に一つ設置すればよいが、回路基板用部材の向きや表裏の変更がなく、単純に同じ方向に重ねていく図９のように押さえ板３００を２枚使用する方法の方が自動化するのが簡単である。

次に、本発明の回路基板用部材の製造方法の一例を以下に説明するが、本発明はこれに限定されない。

厚さ０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸塩ガラス板に、スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷機などで、シランカップリング剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に、比較的低粘度のシランカップリング剤の薄膜を均一に塗布するためには、スピンコーターの使用が好ましい。ガラス基板にシランカップリング剤塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚さが２０ｎｍのシランカップリング剤層を得る。

次に、上記シランカップリング剤層上に、スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷機などで、紫外線硬化型有機物を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板のシランカップリング剤層上に比較的粘度が高い有機物を均一に塗布するためには、ダイコーターの使用が好ましい。シランカップリング剤層上に有機物を塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚さ２μｍの有機物層を得る。この有機物層に、ポリエステルフイルム上にシリコーン樹脂層を設けた空気遮断用フイルムを貼り付けて１週間熟成させる。空気遮断用フイルムを貼り合わせる代わりに、窒素雰囲気中や真空中で保管することもできる。また、有機物層を長尺フイルム基体に塗布し、乾燥後、枚葉基板に転写することも可能である。

本発明において、有機物層は、最初に可撓性フイルム側に形成されていてもよいし、ガラス板側に形成されていても良く、両方に形成されていてもよい。形成の容易さや剥離界面を可撓性フイルムと有機物層となるように制御するためには、有機物層はガラス板側に形成されることが好ましい。

次に、上記空気遮断用フイルムを剥がしてポリイミドフイルムを貼り付ける。ポリイミドフイルムの厚さは、４μｍから１２５μｍの範囲であることが好ましい。ポリイミドフイルムの片面または両面に金属層があらかじめ形成されていてもよい。ポリイミドフイルムのガラス板貼り合わせ面側に金属層を設けておくと、電磁波遮断用のためのグラウンド層などとして利用することができる。ポリイミドフイルムは、あらかじめ所定の大きさのカットシートにしておいて貼り付けてもよいし、長尺ロールから巻きだしながら、貼り付けと切断をしてもよい。貼り付け作業には、ロール式ラミネーターや真空ラミネーターを使用することができる。ポリイミドフイルムを貼り付けた後、紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射して架橋を進行させる。

次に、ポリイミドフイルムの貼り合わせ面とは反対側の面に、セミアディティブ法で回路パターンを形成する。セミアディティブ法は、例えば、以下のようなプロセスである。まず、回路パターンを形成する面に、クロム、ニッケル、チタン、タングステンおよびこれらの合金の少なくとも１種からなる接着改良用下地層を形成する。接着改良用下地層の厚さは、通常、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲である。接着改良用下地層の上に、銅膜をスパッタ法で、５０ｎｍから３０００ｎｍ積層することが、後に続く電解めっきのために十分な導通を確保したり、金属層の接着力向上やピンホール欠陥防止に効果がある。下地層形成に先立ち、ポリイミドフイルム表面に接着力向上のために、プラズマ処理、逆スパッタ処理、プライマー層塗布あるいは接着剤層塗布が適宜行われる。中でもエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリアミド樹脂系、ポリイミド樹脂系あるいはＮＢＲ系などの接着剤層塗布は接着力改善効果が大きい。これらの処理や塗布は、ガラス基板貼り合わせ前に実施されてもよいし、ガラス基板貼り合わせ後に実施されてもよい。ガラス基板貼り合わせ前に、長尺のポリイミドフイルムに対してロールツーロールで連続処理されることにより、生産性向上を図ることができる。このようにして形成された電解めっき給電用下地金属層上に、フォトレジストをスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷機などで塗布して、乾燥する。フォトレジストを所定パターンのフォトマスクを介して露光、現像して、めっき膜が不要な部分にレジスト層を形成する。

次いで、電解めっき給電用下地金属層を電極として電解めっきを行う。電解めっき液としては、硫酸銅めっき液、シアン化銅めっき液およびピロ燐酸銅めっき液などが用いられる。給電用下地金属層の周縁部に電流供給部品として０．００２〜１ｍｍ厚のステンレスの金属板を設置し、電流供給部品の接地していないガラス板面に磁石を埋め込んだ押さえ板を配置し、電流供給部品を確実に下地金属層表面に接地する。電流供給部品から電解銅めっきのための電流を供給することが好ましい。金属層としては磁力の効果を得るために、膜厚を厚くしたＳＵＳ４０３等の磁性のあるステンレスを使用する。尚、電流供給部品の材料として銀、金および銅等電気抵抗の小さな金属に磁力の効果のある鉄などの金属を埋め込んだり、磁石自体を埋め込んだりすることも可能である。電解銅めっきの電流密度は、小さい程望ましい。電流密度が大きいほど、電流量が大きくなるため給電用下地金属層での電圧降下が大きくなり、めっきバラツキが大きくなるからである。硫酸銅めっき液の場合、電流密度は０．２〜２Ａ／ｄｍ^２が望ましく、０．２〜１Ａ／ｄｍ^２がさらに好ましい。厚さ２μｍから２０μｍの銅めっき膜を形成後、フォトレジストを剥離し、続いてスライトエッチングにて電解めっき給電用下地金属層を除去して、さらに必要に応じて金、ニッケルまたは錫などのめっきを施し、回路パターンを得る。

必要に応じて、回路パターン上にソルダーレジスト膜を形成する。微細回路パターンに対しては、感光性のソルダーレジストの採用が好ましい。スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷機などで回路パターン上に感光性ソルダーレジストを塗布し、乾燥させた後、所定のフォトマスクを介して紫外線露光をし、現像して、ソルダーレジストパターンを得る。次に、１００℃から２００℃の温度でキュアをする。

可撓性フイルムの両面に高精細の回路パターンを形成する場合は、可撓性フイルムをガラス基板に貼り合わせて、サブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディティブ法でガラス基板貼り合わせ面とは反対側の面に回路パターンを形成し、次いで、別のガラス基板に、可撓性フイルムの回路形成面側を貼り合わせてから、最初のガラス基板を剥離し、他方の面に、サブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディティブ法で回路パターンを形成し、その後、ガラス基板を剥離する方法が好ましく用いられる。

ガラスに貼り合わせて加工された高精度の回路パターンに、ＬＳＩなどの電子部品を接合する。電子部品搭載装置は、光学的位置検出機能と可動ステージなどの位置合わせ機能を有し、搭載精度を確保できるものが好ましく使用される。本発明は、特に接合ピッチが小さく、かつピン数が大きい大規模ＬＳＩの実装精度確保に効果が大きい。また、電子部品と回路基板との接合方法としては、回路基板の接合部に形成された金属層と半導体部品の接合部に形成された金属層とを加熱圧着し金属接合させる方法が挙げられる。また、回路基板の接合部の金属層と半導体部品の接合部に形成された金属層とを圧着しつつ回路基板と半導体部品間に配置した異方導電性接着剤または非導電性接着剤を硬化させ、機械的に接合させる方法などを挙げることもできる。

回路パターンが形成された可撓性フイルムをガラス板から剥離することによって回路基板が得られる。剥離する方法としては、可撓性フイルムの端部を把持しながら剥離する方法や、可撓性フイルムの表面に粘着テープを押しつけて剥離する方法などが挙げられる。剥離のタイミングは、電子部品実装を高精度に保つために、電子部品を接合してから行うことが好ましい。また、接合の精度を高く保つために、電子部品接合後、さらに可撓性フイルム上の回路パターンの一部を他の回路基板に接合してから剥離することが好ましい。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

実施例１
可撓性フイルムとして、厚さ２５μｍ、２９０ｍｍ幅のポリイミドフイルム（“カプトン”（商品名）１００ＥＮ 東レデュポン（株）製）を準備した。リール・ツーリール方式のスパッタ装置に長尺のポリイミドフイルムを装着し、厚さ６ｎｍのクロム：ニッケル＝５：９５（重量比）の合金膜と厚さ１４０ｎｍの銅膜をこの順にポリイミドフイルム上に積層し、電解めっき給電用下地金属層を形成した。ガラス板として準備した厚さ０．７ｍｍ、３３５ｍｍ×２５０ｍｍ角型のアルミノホウケイ酸塩ガラスにダイコーターで、紫外線硬化型粘着剤“ＳＫダイン”（商品名）ＳＷ−２２（綜研化学(株)製）と硬化剤Ｌ４５（綜研化学(株)製）を１００：３（重量比）で混合したものを塗布し、８０℃の温度で２分間乾燥した。乾燥後の有機物層厚さを２μｍとした。次いで、有機物層に、ポリエステルフイルム上に離型容易なシリコーン樹脂層を設けたフイルムからなる空気遮断用フイルムを貼り付けて１週間放置した。上記空気遮断用フイルムを剥がし、ラミネーターで、ガラスの有機物層側に、銅膜が形成されたポリイミドフイルムを貼り合わせた。ポリイミドフイルムのガラス板との貼り合わせ面とは反対面を銅膜面とした。次いで、銅膜上にポジ型フォトレジストをスピンコーターで塗布して９０℃の温度で３０分間乾燥した。フォトレジストをフォトマスクを介して露光、現像して、めっき膜が不要な部分に厚さ１０μｍのフォトレジストを形成した。

テスト用フォトマスクパターンは、以下のようにして形成した。インナーリード（ＩＬ）として、１５ｍｍ×２ｍｍの長方形の２つの長辺上に、２５μｍピッチで、１辺あたり６００個ずつ、１０μｍ×５０μｍの長方形の接合パッドを並べた。接合パッドの１０μｍの辺を上記の１５ｍｍ×２ｍｍの長方形の長辺と平行に配置し、接合パッドの３０μｍの辺の中心を長方形の長辺上に配置した。また、アウターリード（ＯＬ）として、ＩＬ長方形と中心を同じくする、３０ｍｍ×２５ｍｍの長方形の２つの長辺上に、５０μｍピッチで、１辺あたり６００個ずつ、２４μｍ×５０μｍの長方形の接合パッドを並べた。ＩＬ接合パッドとＯＬ接合パッドは、一対一に対応しており、幅１０μｍの配線で結んだ。これらを１ユニットとして、これを３３５ｍｍ×２５０ｍｍのポリイミドフイルム上に、４０ｍｍピッチで８行×６列に均等配置した。また、図１７のように配置されたユニットとユニットの間に、１０ｍｍ幅で格子状のレジスト開口部２０４を設置した。

電流供給部品と押さえ板の形状については図１８、図１９を用いて以下に説明する。電流供給部品１００は、厚み０．２ｍｍ、幅７ｍｍのＳＵＳ４０３を、電解めっき給電用下地金属層２０４上の周縁部に設置した。押さえ板は厚さ５ｍｍ、幅２０ｍｍの塩ビ板３００にφ４ｍｍ×２ｍｍのネオジム磁石３０２（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）ＮＦ−３５が図１９の電流供給部品１００の下部に配置するように回路基板用部材２００の周縁部の下にある押さえ板３００に２０ｍｍ間隔で埋め込んだ。電流供給部品１００、回路基板用部材２００と押さえ板３００を図１９のように重ねることで、磁力により給電供給部品１００を回路基板用部材２００に固定した。

次いで、電解めっき給電用下地金属層２０４および電流供給部品１００を電極として、厚さ７μｍの銅膜を硫酸銅めっき液中での電解めっきで形成した。フォトレジストをフォトレジスト剥離液で剥離し、続いて、過酸化水素−硫酸系水溶液によるソフトエッチングにてレジスト層の下にあった銅膜およびクロム−ニッケル合金膜を除去した。引き続き、銅めっき膜上に、無電解めっきで厚さ０．４μｍの錫膜を形成した。回路基板のＩＬ部分とＯＬ部分を除いて、ソルダーレジストをスクリーン印刷し、６０℃の温度で３０分間乾燥し、次いで１２０℃の温度で９０分間キュアした。乾燥後のソルダーレジスト厚さは１０μｍであった。かくして、回路基板用部材を得た。基板上の銅めっき膜厚のバラツキは±１μｍ以下であった。基板上の銅めっき膜厚のバラツキは±１μｍ以下であることから、２５μｍピッチの金バンプを端子にもつ微細ピッチのフリップチップ実装が可能である。

ただし、電流供給部品１０１は０．２ｍｍと薄く、強度もないため、めっき応力や取り扱いのミスで変形し、電気供給部品１０１が回路基板用部材にうまく固定できないことがあり、繰り返し使用するには不向きであった。

比較例１
電流供給部品１０１として、図１４〜図１６に示すように、クリップ５０１で回路基板用部材用の電解めっき給電用下地金属層２０４上の一部（一辺）に固定した以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。電流供給部品は回路基板用部材とクリップ５０１で四隅のみ固定されているため、それ以外の箇所で電流供給部品と回路基板用部材２００の下地金属層２０４の間に隙間ができやすく、回路基板用部材の周囲に確実な電流供給ができず、基板間でめっき膜の膜厚のバラツキが±２μｍ以上であった。基板上の銅めっき膜厚のバラツキは±２μｍ以上であることから、３８μｍピッチの金バンプを端子にもつフリップチップの実装も困難となった。

実施例２
電流供給部品１０１は、厚み１ｍｍ、幅７ｍｍのＳＵＳ４０３を、電解めっき給電用下地金属層２０４上の周縁部に設置した以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。めっき膜の膜厚の基板上でのバラツキは±１μｍ以下であり、非常に良好であった。ただし、電流供給部品は厚み１ｍｍのＳＵＳ４０３で強度があるため、表面の平坦性が少しでも悪いと回路基板用部材２００との間に隙間が発生し、磁力の力で密着できなくなり、接点不良からめっき膜厚の析出不足が発生し、バラツキが±３μｍ以上になった。

実施例３
図３のような構造で厚み０．２ｍｍのＳＵＳ４０３製の端子部１０３と厚み０．１ｍｍＳＵＳ３０１でなる金属バネ１０２からなる金属製の突起部を備えた厚み１ｍｍのＳＵＳ３０１電流供給部品１０１を図１と図２に示すように、電解めっき給電用下地金属層２０１上に設けたこと以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。基板上でのバラツキは±１μｍ以下であり、非常に良好であった。また、電流供給部品は厚み１ｍｍのＳＵＳ３０１でできているため、強度があり、多少の変形や反りがあっても、金属バネ１０２が磁力により伸縮し、端子部１０３が確実に回路基板用部材の表面に接地するため、繰り返し使ってもめっき膜厚のバラツキは±１μｍ以下であった。

実施例４
図３のような構造で厚み０．２ｍｍのＳＵＳ４０３製の端子部１０３と厚み０．１ｍｍＳＵＳ３０１でなる金属バネ１０２からなる金属製の突起部を備えた厚み１ｍｍのＳＵＳ３０１電流供給部品１００の二つは図９のように蝶番１０４により連結されており、その下にそれぞれ回路基板用部材２００と押さえ板３００を配置して重ねるだけで、回路基板用部材２００が電流供給部品１００に固定され、図１０のように蝶番部分から折りたたむことで、両面に回路基板用部材１００を配置し、図１１のように金属ラック４０１を上にしてめっき槽内に固定され、両面の回路基板用部材の正面の位置に電解めっき用のアノードが配置され、めっき時の電流供給はめっき装置の電源から金属ラック４０１を介して二つの回路基板用部材２００を同時にめっきすること以外は、実施例３と同様にして回路基板用部材を得た。基板上でのバラツキは±１μｍ以下であり、非常に良好であった。また、電流供給部品は厚み１ｍｍのＳＵＳ３０１でできているため、強度があり、多少の変形や反りがあっても、金属バネ１０２が磁力により伸縮し、端子部１０３が確実に回路基板用部材の表面に接地するため、繰り返し使ってもめっき膜厚のバラツキは±１μｍ以下であった。

本発明の一態様を示す平面図。 図１のＡ−Ａ’線における断面図。 図１のＢ−Ｂ’線における断面図。 図３のＣ点線四角の部分の拡大図。 本発明の回路基板用部材の製造方法で使用する電流供給部品の一態様を示す模式図。 本発明の回路基板用部材の製造方法で使用する電流供給部品の別の態様を示す模式図。 本発明の回路基板用部材に電流供給部品を固定する一態様を示す模式図。 本発明の回路基板用部材がめっき槽内に固定される一態様を示す模式図。 本発明の回路基板用部材に電流供給部品を固定する別の態様を示す模式図。 回路基板用部材に電流供給部品を固定する際、蝶番部分から折りたたみ、その両面に回路基板用部材を配置した模式図 本発明の回路基板用部材を両面に配置し、めっき槽内に固定される一態様を示す模式図。 本発明の押さえ板に入れる磁石の好ましい配置の一例とその磁石の磁界方向を示す模式図。 押さえ板に入れる磁石の好ましくない配置の一例とその磁石の磁界方向を示す模式図。 従来の製造方法で得られた回路基板用部材の一態様を示す平面図。 図１４のＤ−Ｄ’線における断面図。 図１４のＥ−Ｅ’線における断面図。 本発明の製造方法で得られた回路基板用部材の一態様を示す平面図。 本発明の実施例１の態様を示す平面図。 図１８のＦ−Ｆ’線における断面図。

符号の説明

１００ 電流供給部品
１０１ 電流供給金属板
１０２ 金属バネ
１０３ 端子部
１０４ 蝶番
２００ 回路基板用部材
２０１ 可撓性フイルム
２０２ 有機物層
２０３ ガラス板
２０４ 給電用下地金属層
２０５ レジスト
３００ 押さえ板
３０１ 塩化ビニル製板
３０２ 磁石
４０１ 金属ラック
５０１ クリップ

Claims (5)

1. ガラス板、有機物層、可撓性フイルムおよび下地金属層がこの順に積層された回路基板用部材の、下地金属層の少なくとも周縁部に電流供給部品が形成されており、電流供給部品と、少なくとも一部に磁性体を有する押さえ板で回路基板用部材を挟んで固定し、電流供給部品に電流を供給して下地金属層上に電解めっき膜を形成する回路基板用部材の製造方法。
2. 電流供給部品表面に金属製の凸部が設置されている請求項１記載の回路基板用部材の製造方法。
3. 前記金属製の凸部がバネと端子部からなり、バネを伸縮させて端子部と下地金属層を接触させ、電流補給部品と下地金属層が電気的に導通する請求項２記載の回路基板用部材の製造方法。
4. 回路基板用部材に接触する部分が樹脂で形成された押さえ板である請求項１記載の回路基板用部材の製造方法。
5. 押さえ板の両面に、ガラス板側が接するように二つの回路基板用部材を各々配置し、少なくとも一部に磁性体を有する押さえ板と回路基板用部材に形成されている電流供給部品とが回路基板用部材を挟んで固定し、めっき槽のアノードが電流供給部品側の各面側に設置されるように、前記固定された二つの回路基板用部材をめっき槽に浸漬し、二つの回路基板用部材に同時に電解めっきを行う請求項１記載の回路基板用部材の製造方法。

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