JP2011014848A - プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐折性の優れた配線を有するプリント配線基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁基材10の表面に、下地層23と、この上にセミアディティブ法により形成された銅めっき層24とを含む配線パターンを有するプリント配線基板であって、前記銅めっき層24が、多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満である。
【選択図】 図2
【解決手段】絶縁基材10の表面に、下地層23と、この上にセミアディティブ法により形成された銅めっき層24とを含む配線パターンを有するプリント配線基板であって、前記銅めっき層24が、多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満である。
【選択図】 図2
Description
本発明は、COFフィルムキャリアテープなどのプリント配線基板及びその製造方法に関する。
絶縁フィルム、接着剤層および導電性金属箔から形成された配線パターンが形成された3層構造のTABテープあるいは絶縁フィルム上に直接導電性金属箔からなる配線パターンが形成された2層構造のCOFテープなどのプリント配線板の出力側アウターリードおよび入力側アウターリードは、例えば、液晶パネルあるいはリジッドプリント配線板の回路部と異方性導電フィルム(ACF;Anisotoropic Conductive Film)で電気的に接続される。
近年、液晶画面の高精細化に伴ってドライバーICチップの金バンプのファインピッチ化が進むに従い、COFなどのIC実装用プリント配線板においてもインナーリードピッチを20μm以下に細線化された回路を形成することが必要になりつつあり、15μmピッチも視野に入ってきた。
近年、セミアディティブ(Semi−Additive)法による超ファインピッチ配線パターンの形成技術が進歩し、この技術によってCuなどの導体厚さが8μm以上と厚くても20μmピッチ以下の配線パターンを形成することが可能になっている。
このようなセミアディティブ法は、絶縁体層上に下地層を形成し、次いで、この上に配線パターンの逆となるレジストパターンを形成した後、電気めっきをし、その後、レジストを剥離して下地層を除去して配線パターンを形成するものである。
また、セミアディティブ法による配線がめっき層上部で緻密な結晶構造が形成されずに微小クラックが発生するという問題を解決するために、銅めっきの間にスパッタリング層を入れて多層として緻密性を向上させる方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、ファインピッチ化に伴い、配線幅が狭くなっていくことで、プリント配線基板上の配線パターンの耐折性が低下する傾向になるという問題がある。なお、特許文献1の技術ではこの点については検討されていないが、何れにしてもスパッタリング層を入れて多層にするものであるから、製造効率の面で問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑み、耐折性の優れた配線を有するプリント配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、絶縁基材の表面に、下地層と、この上にセミアディティブ法により形成された銅めっき層とを含む配線パターンを有するプリント配線基板であって、前記銅めっき層が、多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満であることを特徴とするプリント配線基板にある。
かかる第1の態様では、セミアディティブ法による銅めっき層が多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満であるので、配線パターンの耐折性が優れたものとなる。
本発明の第2の態様は、前記多層構造の各層の厚さが4μm以下であることを特徴とする第1の態様に記載のプリント配線基板にある。
かかる第2の態様では、多層構造の各層の厚さが4μm以下であり、より有効に耐折性が向上したものとなる。
本発明の第3の態様は、前記銅めっき層の双晶粒縦横比が0.45未満であることを特徴とする第1又は第2の態様に記載のプリント配線基板にある。
かかる第3の態様では、銅めっき層の双晶粒縦横比が0.45未満であり、より有効に耐折性が向上したものとなる。
本発明の第4の態様は、前記多層構造の各層の積層方向下面には各層を形成した際のめっきの電流密度より低い電流密度で形成した境界層が設けられていることを特徴とする第1〜3の態様の何れか1項に記載のプリント配線基板にある。
かかる第4の態様では、境界層を介することにより、銅めっき層がより確実に多層構造を有し且つ双晶粒径が5μm未満であるものとなる。
本発明の第5の態様は、前記多層構造の各層が、積層方向下側の層より上側の層の方が薄いことを特徴とする第1〜4の何れか1つの態様に記載のプリント配線基板にある。
かかる第5の態様では、積層方向下側の層より上側の層の方を薄くすることにより、より有効に耐折性が向上したものとなる。
本発明の第6の態様は、前記多層構造の積層方向最上面の層が最も薄いことを特徴とする第1〜5の何れか1つの態様に記載のプリント配線基板の製造方法にある。
かかる第6の態様では、多層構造の積層方向最上面の層を最も薄くすることにより、より有効に耐折性が向上したものとなる。
本発明の第7の態様は、絶縁基材の表面に導電性の下地層を形成し、該下地層の表面にフォトレジスト層を形成して該フォトレジスト層に所定のパターンを露光・現像してパターニングすることにより前記下地層を露出させる凹部を形成し、この凹部の下地層上に銅めっき層を形成し、その後、パターニングされたフォトレジスト層を剥離し、次いで、フォトレジスト層の剥離により露出した下地層を除去して配線パターンを形成するプリント配線基板の製造方法において、前記銅めっき層のめっきを多段に分割して行い、前記銅めっき層が多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満であるものとすることを特徴とするプリント配線基板の製造方法にある。
かかる第7の態様では、セミアディティブ法による銅めっき層を多層構造とし、双晶粒径を5μm未満とすることにより、配線パターンの耐折性が優れたものを製造できる。
本発明の第8の態様は、前記多段に分割しためっきの間には、各層のめっきの電流密度より低い電流密度で境界層を形成することを特徴とする第7の態様に記載のプリント配線基板の製造方法にある。
かかる第8の態様では、境界層を介して多層構造とすることにより、銅めっき層がより確実に多層構造を有し且つ双晶粒径が5μm未満のものを製造することができる。
以下、本発明の一実施形態に係るプリント配線基板及びその製造方法を説明する。
図1には、一実施形態に係るプリント配線基板であるCOFフィルムキャリアテープを示す。
図1に示す本実施形態のCOFフィルムキャリアテープ1は、ポリイミド層からなる絶縁基材10上に、導体層からなる所望のパターンを有する配線パターン20を形成したものであり、配線パターン20は、一般的には、端子となるインナーリード21A、22A及びアウターリード21B、22Bを有する配線を具備する。COFフィルムキャリアテープ1の絶縁基材10の幅方向両側には、一般的には、スプロケットホール2が形成され、配線パターン20のインナーリード21A、22A及びアウターリード21B、22Bを除く領域には、配線パターン20を覆うようにソルダーレジスト層3が設けられている。
ここで、端子部となる配線、例えば、インナーリード21A、22Aは、配線のピッチが30μm以下、好ましくは、20μm以下、線幅が6μm以上、好ましくは7μm〜15μm、線幅間の間隔が15μm以下、好ましくは13μm以下であり、配線の厚さが6〜15μm、好ましくは6〜12μmである。
ここで、図1のプリント配線基板の製造方法について図面を参照しながら具体的に説明する。
図2は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法の各工程における基板の断面の例を示す図である。
図2(a)、(b)に示すように、本実施形態のプリント配線基板の製造方法では、絶縁基材10の少なくとも一方の表面に導電性金属薄層からなるシード層21を形成する。ここで絶縁基材10は、絶縁性樹脂からなる板、フィルム、シート、プリプレグなど、通常の絶縁基材として使用されているものであれば特に限定することなく使用することができる。ただし、本発明のプリント配線基板をリール・トゥ・リール方式で連続的に製造するためには、この絶縁基材10が可撓性を有していることが望ましい。また、プリント配線基板を製造する工程において、この絶縁基材10は、酸性溶液あるいはアルカリ性溶液と接触することがあることから耐薬品性に優れていることが望ましい。さらに、高温に晒されることがあることから耐熱性に優れていることが望ましい。また、この絶縁基材10を用いてメッキ工程により配線パターンを製造することから、水との接触により、変性あるいは変形しないものであることが望ましい。こうした観点から本発明で使用する絶縁基材10としては、耐熱性の合成樹脂フィルムを使用することが好ましく、特にポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエステル樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルム、液晶樹脂フィルムなど、プリント配線基板の製造に通常使用されている樹脂フィルムを使用することが好ましく、これらの中でも耐熱性、耐薬品性、耐水性などの特性に優れるポリイミドフィルムが特に好ましい。
また、本発明において絶縁基材10は上記のようなフィルム状である必要性はなく、例えば繊維状物とエポキシ樹脂などの複合体からなる板状の絶縁基材であっても良い。
本発明では上記のような絶縁基材10には、スプロケットホール2の他、必要により折り曲げ用スリットなど必要な貫通孔を形成することができる。これらの貫通孔はパンチング法、レーザー穿設法などによって形成することができる。
本実施形態では、上述した通り、絶縁基材10の少なくとも一方の面に導電性金属薄層からなるシード層21を形成する。このシード層21は、この表面に電気メッキにより金属層を積層する際の電極になる層であり、通常は、ニッケル、クロム、銅、コバルト、ニッケル−クロム合金、Ni−Zn、Ni−Cr−Znなどの金属あるいはこれらの金属を含む合金で形成することができる。このようなシード層21は、絶縁基材10の表面に上記のような導電性金属が析出する方法であればその形成法に特に制限はないが、スパッタリングにより形成するのが有利である。スパッタリングによりシード層21を形成することにより、スパッタされる金属あるいは合金が絶縁基材10の表面に喰い付き、絶縁基材10とスパッタリングされたシード層21とが強固に接合する。従って、本発明のプリント配線基板を製造するに際しては絶縁基材10とシード21との間に接着剤層を設ける必要はない。
また、シード層21の平均厚さは通常は10〜1000Å、好ましくは50〜300Åの範囲内にある。
このようにシード層21を形成した後、図2(c)に示すように、このシード層21の表面に銅薄膜層22を形成してシード層21と併せて下地層23とするのが好ましい。本発明ではこの銅薄膜層22は、例えば、スパッタリングすることにより形成するのが好ましい。ただし、この銅薄膜層22は、スパッタリングに限らず、真空蒸着法、無電解メッキ法など種々の方法で形成することが可能であるが、スパッタリングにより形成された銅薄膜層とした場合には接合力が良好で強度の高い銅金属回路を形成することができる。この銅薄膜層22は、銅を主成分とする層であるが、この層の特性が損なわれない範囲内で銅以外の金属が含有されていても良い。この銅薄膜層の平均厚さは、通常は0.01〜1μm、好ましくは0.1〜0.5μmの範囲内にある。このような平均厚さで銅薄膜層22を形成することにより、この銅薄膜層22の表面に形成されるセミアディティブ法により形成される銅層との親和性が向上する。
上記のようにしてシード層21上に銅薄膜層22を形成して下地層23とするが、銅薄膜層22は必ずしも設ける必要はなく、この場合には、シード層21が下地層23となる。
下地層23形成後、そのまま次の工程に移行させることもできるが、銅薄膜層22の表面には酸化膜などが形成されていることがあるので、硫酸、塩酸などの強酸で銅薄膜層22の表面を短時間酸洗した後、次の工程に移行させることが望ましい。
本実施形態では、下地層23を形成した後、図2(d)に示されるように、この銅薄膜層22の表面の全面に感光性樹脂からなるフォトレジスト層31を形成する。このフォトレジスト層31を形成する樹脂は、光を照射した部分が硬化して現像液で溶解しないネガタイプと、光を照射した部分が現像液で溶解するポジタイプとがあるが、本発明ではいずれのタイプの感光性樹脂を使用することもできる。また、液状に限らず、フィルム等のフィルム状レジストをラミネートして使用してもよい。本実施形態では、ネガタイプのドライフィルムレジストを積層してフォトレジスト層31とした。
ここで、フォトレジスト層31は、形成しようとする配線パターン20の高さより厚くすることが好ましく、例えば、フォトレジスト層31の厚さは、5〜25μm、好ましくは13〜20μmである。
次に、フォトレジスト層31の表面に、図2(e)に示すように、所望のパターンが形成されたフォトマスク32を配置してフォトマスク32の上から光を照射してフォトレジスト層31を感光させ、次いで現像することにより、配線回路を形成する部分の感光性樹脂が除去されてレジストパターン33が形成される(図2(f))。こうして形成されたレジストパターン33の凹部33aの底部には、上記図2の(c)で形成した下地層23が露出している。
続いて、本実施形態では、下地層23を露出させた状態で、この基板を電気銅メッキ浴に移して下地層23を一方の電極としてメッキ浴に設けられた他方の電極との間にめっき電圧を印加して、電解めっきを行い、下地層23の表面に銅めっき層24を形成する(図2(g))。
ここで、電解めっきの印加電圧は直流電圧でもパルス電圧でもよく、銅めっき層24の厚さは、レジストパターン33の厚さより薄くなるようにするのが好ましく、銅めっき層24の厚さをレジストパターン33の厚さの半分以下とすることがより好ましい。
その後のレジストパターン33の剥離をスムーズに行うためである。
その後のレジストパターン33の剥離をスムーズに行うためである。
ここで、電解めっきを行う銅めっき液としては、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸(「MPS」と称する)又はビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド(「SPS」と称する)から選択された少なくとも一種と環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体と塩素とを含み、銅濃度が23〜55g/L、好ましくは、25〜40g/Lであり、硫酸濃度が50〜250g/L、好ましくは80〜220g/Lであるものを用いるのが好ましい。
このような組成のめっき液を用いることにより、セミアディティブ法による配線形成を高効率で行うことができ、形成した配線はヤケや形状異常がなく、表面が平坦なものとなるからである。
また、セミアディティブ用硫酸系銅めっき液は、MPS又はSPSから選択された少なくとも一種、環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体、塩素の3成分の存在を必須とするものであり、3成分を用いることにより、上述した効果を十分に発揮するものである。さらに、MPS及び/又はSPSの濃度は、8〜12mg/Lとするのが望ましい。MPS及び/又はSPSの濃度が上述した範囲とすると電流効率の低下がなく、配線の横断面の表面が平坦なものとなり、好ましい。また、前記硫酸系銅電解液中の環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体の濃度は35〜85mg/L、好ましくは40〜80mg/Lである。DDAC重合体の硫酸系銅電解液中の濃度を上記範囲とすると、電流効率の低下がなく、配線の横断面の表面が平坦なものとなり、好ましい。ここで、環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体としては種々のものを用いることが可能であるが、上述した効果を考えると、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド(「DDAC」と称する)重合体を用いることが最も好ましい。
また、セミアディティブ用硫酸系銅めっき液中の塩素濃度は、30〜55mg/L、好ましくは35〜50mg/Lである。この塩素濃度を上記範囲とすると、電流効率の低下がなく、好ましい。なお、ここで塩素濃度はDDAC由来の塩素も含むものである。
以上説明したセミアディティブ用硫酸系銅めっき液は、液中のMPS又はSPSとDDAC重合体と塩素との成分バランスが最も重要であり、これらの量的バランスが上記範囲とすると、表面が平坦な配線を効率的に製造することができる。
そして、このセミアディティブ用硫酸系銅めっき液を用いてセミアディティブ法で配線を形成する場合、液温は室温、例えば、15℃〜30℃、好ましくは15〜25℃とし、電流密度を10A/dm2以下、好ましくは2〜6A/dm2以下で電解して配線を形成するのが好ましい。なお、必要に応じて電解工程を複数ステップにしたり、パルス電解やPR電解を採用してもよいことはいうまでもない。
このようなセミアディティブ用硫酸系銅めっき液を用いて配線を形成した場合、配線を高効率で形成でき、また、配線のヤケや形状異常がなく、配線の横断面の表面が平坦であるという効果を奏する。また、特に、所定の組成のセミアディティブ用硫酸系銅めっき液を用いた場合、さらに耐折性の優れた配線を得ることができるという効果を奏する。
次に、図2(h)に示すように、レジストパターン33を除去する。このレジストパターン33の除去には、アルカリ洗浄液、有機溶媒などを使用することができるが、アルカリ洗浄液を用いてレジストパターン33を除去することが好ましい。アルカリ洗浄液は本発明のプリント配線基板を構成する素材に悪影響を及ぼさず、また有機溶媒の蒸散などによる環境汚染も生じないからである。
次いで、図2(i)に示すように、レジストパターン33を除去したことにより露出した領域の下地層23を除去する。
なお、このようにして配線パターン20が形成されたプリント配線基板の表面に、上述したソルダーレジスト層3を形成してプリント配線基板1とすることができる。
ここで、本実施形態の銅めっき層24は、図3に詳細を示すように、多層構造を有している。一例としては、図3(a)に示すように、銅めっき層24は、第1銅めっき層24a、第2銅めっき層24b、第3銅めっき層24c、第4銅めっき層24dの4層構造を有する。また、銅めっき層24の双晶粒径は5μm未満、好ましくは1μm以上5μm未満となっている。なお、図3(a)の例では、第4銅めっき層24dは、第1〜第3銅めっき層24a〜24cと同様な厚さにめっきしたものであるが、下地層23の除去工程で表面がエッチングされるので、第1〜第3銅めっき層24a〜24cより多少膜厚が薄いものとなる。
ここで、多層構造とは、各層の結晶が独立して形成されて多層となっていることを意味し、第1〜第4銅めっき層24a〜24dを独立しためっきで形成することにより形成することができるものである。例えば、第1〜第4銅めっき層24a〜24dの各めっきを行った後、被めっき体をめっき浴から出して次のめっきを独立して行ってもよいし、各めっきを行った後、第1〜第4銅めっき層24a〜24dのめっき条件とは異なる条件で境界となり得る境界層を極めて薄く形成した後、次のめっき層を形成してもよい。なお、製造工程上好ましくはないが、各めっき層の間にスパッタリング法による薄膜を形成して境界層とすることもできる。
このように、各めっき層が独立した多層構造とすることにより、双晶粒径が5μm未満の銅めっき層24が形成しやすくなり、双晶粒径が5μm未満であることと相俟って配線の耐折性が著しく向上したものとなる。なお、多層とは2層以上をいうが、3層以上が好ましく、4層以上がより好ましいが、4層より多い多層としても効果の向上は顕著ではないので、2〜8層が好ましく、4層前後が特に好ましい。
また、詳細は後述するが、銅めっき層24の双晶粒縦横比(縦/横)が0.45未満、特に0.3〜0.4の場合に、より顕著に耐折性が向上することがわかっている。
図3(b)は、第1〜第4銅めっき層24a〜24dのめっきに先だって、そのめっき条件より電流密度が低い電流密度、例えば、1/5〜1/15程度の電流密度でのめっきを行って境界層24e〜24hを形成したものである。例えば、第1〜第4銅めっき層24a〜24dを電流密度5A/dm2で形成した場合、境界層24e〜24hの電流密度は0.5A/dm2程度とする。このような境界層24e〜24hを設けることにより、銅めっき層24a〜24dが独立した多層構造がより確実に形成できる。
境界層は、全ての層間の境界に設けてもよいが、一部の層間だけに設けてもよい。なお、境界層24eは各層との境界を形成するという意味では必ずしも形成する必要はないが、本実施形態では、下層と第1銅めっき層24との密着性向上の目的などにより形成している。境界層を設ける場合、その厚さは0.05μm以下であり、断面を観察しても発見できない場合もある。また、このような境界層24e〜24hは多層構造の各層には該当せず、第1〜第4銅めっき層24a〜24dと併せて各層を形成するものとする。
また、ここで、双晶結晶とは、隣り合う結晶粒が<111>を共通回転軸として約60°回転した位置関係にある場合にその結晶粒界を双晶粒界とした場合の結晶として定義されるものであり、双晶結晶の双晶粒の粒径が双晶粒径と定義される。
かかる双晶粒径は、銅めっき層24を多層構造とするかしないかにより大きく変化し、また、銅めっきの条件や各層の厚みなどにより変化するものである。
なお、双晶粒径は、結晶粒径との相関はなく、結晶粒径とは独立したものである。因みに、結晶粒径は、同じめっき条件であれば、多層にするかしないかでは大きな変化はない。
ここで、双晶粒径は、EBSD解析により求められるものであり、断面観察により双晶粒を特定し、双晶粒の断面積に相当する円近似を行い、その円の直径をその双晶粒の双晶粒径とし、これを平均した平均値として算出したものであり、特に記載しない限り、銅めっき層24の双晶粒径とは、多層構造の全体の双晶粒径の平均値を示すものである。
また、双晶粒縦横比は、上述したように特定した双晶粒の長径と短径の比(短径/長径)であり、特に記載しない限り、銅めっき層24の双晶粒縦横比とは、多層構造の全体の双晶粒縦横比の平均値を示すものである。なお、双晶粒の長径は、本実施形態での銅めっき層24が多層構造であることに起因して通常は、各層の面方向と一致し、短径は厚さ方向に一致することになる。
また、双晶粒径や双晶粒縦横比は、各層毎に算出することもできるが、耐折性を向上させるパラメータとして使用する場合には、全体の双晶粒径や双晶粒縦横比を用いるのがよい。
なお、各層の双晶粒径や双晶粒縦横比と耐折性とを対比すると、最上層の双晶粒径や双晶粒縦横比が耐折性と相関が大きく、最上層の双晶粒径は4μm以下、最上層の双晶粒縦横比は0.32以下、特に0.20〜0.32が好ましいこともわかっている。このように最上層の双晶粒径及び双晶粒縦横比が上述した範囲にあると、破断時にプリント配線基板の表面から生じる亀裂が最上層とその直下の層の境界で止まり、大きな亀裂に成長し難くなるという効果がある。なお、本発明のプリント配線基板で得られる双晶粒径の下限値は経験的に0.3μm程度である。
また、各層の厚さは、4μm以下が好ましく、全体厚さは16μm以下、特に、12μm以下、さらには10μm以下とするのが好ましい。これは、各層の厚さ及び全体厚さを範囲内とすることにより、多層構造とする効果が顕著となり、また、双晶粒径が5μm未満となり易いからである。なお、製造安定性の観点から、各層の厚さは1μm以上とするのが好ましい。
さらに、多層構造の各層の厚さは同一でも異なってもよいが、下地層とは反対側、すなわち、上側の層ほど薄くするのが好ましい。例えば、全体の下側半分の層の数より上側半分の層の数を多くするのが好ましい。例えば、下側半分を1層又は2層とし、上側半分を3層又は4層としたものを例として挙げることができる。
次に本発明の実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
[実施例1]
厚さ35μmのポリイミドフィルムの前処理側表面にNi−Cr(20at%)を250Åの厚さでスパッタリングしてシード層を形成した。さらにこのシード層の表面に銅を0.3μmの厚さでスパッタして銅薄膜層を形成した。続いて、銅薄膜層側表面に厚さ15μmのネガ型ドライフィルムレジスト(旭化成社製)をラミネータで貼り合わせた。
厚さ35μmのポリイミドフィルムの前処理側表面にNi−Cr(20at%)を250Åの厚さでスパッタリングしてシード層を形成した。さらにこのシード層の表面に銅を0.3μmの厚さでスパッタして銅薄膜層を形成した。続いて、銅薄膜層側表面に厚さ15μmのネガ型ドライフィルムレジスト(旭化成社製)をラミネータで貼り合わせた。
次いで30μmピッチで幅15μmの配線からなる配線パターンを描画したガラスフォトマスクを配置した露光装置(ウシオ電機(株)製)を用いて、約180mJ/cm2で紫外線露光した。
露光後、10%炭酸ソーダ溶液により現像して未露光部分を溶解し、各ピッチのフォトレジストパターンを形成した。
こうして感光性樹脂によるレジストパターンが形成された基材テープに、ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド(SPS)濃度が10mg/L、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド(DDAC)重合体濃度が40mg/L、塩素濃度が30mg/L、銅濃度が38.2g/L、硫酸濃度が100g/Lである銅めっき液を用い、温度25℃、電流密度0.5A/dm2で極薄の境界層24eを形成し、次いで、電流密度5A/dm2で2μm厚さの第1銅めっき層24aを形成し、境界層24e及び第1銅めっき層24aで厚さ2μmとした。同様に、境界層24f、第2銅めっき層24b、境界層24g、第3銅めっき層24c、境界層24h、第4銅めっき層24dを順次形成し、全体で8μmの銅めっき層24を形成した。
次いで、2−アミノエタノールを主成分とする50℃の剥離液中に30秒間ディッピングし、レジストパターンを剥離した。続いて、硫酸及び過酸化水素系エッチング液で処理し、基材上の銅薄膜層を全面エッチングにより除去した。次に、メック社製CH1935を用いてNi−Cr層を溶解して各ピッチの配線パターンを形成した。
[実施例2]
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで2層形成して全体の厚さを8μmとした2層構造とした以外は実施例1と同様とした。
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで2層形成して全体の厚さを8μmとした2層構造とした以外は実施例1と同様とした。
[実施例3]
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで6層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで6層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
[実施例4]
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで8層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで8層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
[実施例5]
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで10層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで10層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
[実施例6]
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで12層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を同じ厚さで12層形成した3層構造とした以外は実施例1と同様とした。
[実施例7]
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を4μmの厚さで1層形成した後、同様に同じ厚さで5層を合計で4μmで形成し、全体で8μmの厚さの6層構造とした以外は実施例1と同様とした。
実施例1と同様なめっき条件で境界層及び銅めっき層の対を4μmの厚さで1層形成した後、同様に同じ厚さで5層を合計で4μmで形成し、全体で8μmの厚さの6層構造とした以外は実施例1と同様とした。
[比較例1]
銅めっきを電流密度5A/dm2で8μmの銅めっき層を形成した以外は実施例1と同様にして配線パターンを作製した。
銅めっきを電流密度5A/dm2で8μmの銅めっき層を形成した以外は実施例1と同様にして配線パターンを作製した。
(試験例1)
実施例1〜7及び比較例1と同様なめっき条件でMIT測定用サンプルを形成し、このサンプルについて、曲げ角度:±135°、曲げ速度:175rpm(312r/min)、チャックのR:0.8mm、荷重:100gfにてMIT試験を実施した。
実施例1〜7及び比較例1と同様なめっき条件でMIT測定用サンプルを形成し、このサンプルについて、曲げ角度:±135°、曲げ速度:175rpm(312r/min)、チャックのR:0.8mm、荷重:100gfにてMIT試験を実施した。
MIT試験の結果は、導通検出による断線検知で確認し、断線検知の時点の曲げ回数を採用した。
この結果を表1に示す。
この結果より、2層以上の多層構造の場合、比較例1と比較してMIT試験による耐折性が優れていることがわかった。また、多層の層数と耐折性には大きな相関関係はなく、8層を超えても耐折性は顕著には向上しないことがわかった。よって、2層〜8層、好ましくは4層前後がよいことがわかった。
この結果より、2層以上の多層構造の場合、比較例1と比較してMIT試験による耐折性が優れていることがわかった。また、多層の層数と耐折性には大きな相関関係はなく、8層を超えても耐折性は顕著には向上しないことがわかった。よって、2層〜8層、好ましくは4層前後がよいことがわかった。
また、比較的薄い層からなる積層構造を上側半分に形成した実施例7は、実施例3(全体が6層構造)や実施例5(実施例7の上半分の層の厚さと同一の層を10層とした)と比較して顕著に耐折性が優れていることがわかった。これより、下側より上側に薄い層を積層した構造とするのが好ましく、上側のみを薄膜の多層構造とすることにより、耐折性がより優れることがわかった。
(試験例2)
実施例1、2、7及び比較例1について、EBSD解析した結果を表2に示す。
EBSD(Electron Back Scatter Diffraction Patterns)解析は、配線の長手方向に沿ってミクロトームで断面加工した後、FIBでエッチング加工して観察用試料として行った。
実施例1、2、7及び比較例1について、EBSD解析した結果を表2に示す。
EBSD(Electron Back Scatter Diffraction Patterns)解析は、配線の長手方向に沿ってミクロトームで断面加工した後、FIBでエッチング加工して観察用試料として行った。
詳細な解析条件は以下の通りである。また、実施例1及び比較例1の断面写真を図4に示す。
EBSD解析
・装置・・・走査型電子顕微鏡部(Zeiss社 SUPRATM 55VP)
EBSD部(EDAX社のPegasus system)
・観察用試料:試料台にセットした状態で70度傾斜
・観察倍率:5000倍
・観察視野:10×30mm
・WD(Working Distance) 約15mm
・2°以上の方位差を持つ場合に粒界として認識
・測定ソフト
TSL OIM Data Collection 5
・解析ソフト
TSL OIM Analysis 5.1
・装置・・・走査型電子顕微鏡部(Zeiss社 SUPRATM 55VP)
EBSD部(EDAX社のPegasus system)
・観察用試料:試料台にセットした状態で70度傾斜
・観察倍率:5000倍
・観察視野:10×30mm
・WD(Working Distance) 約15mm
・2°以上の方位差を持つ場合に粒界として認識
・測定ソフト
TSL OIM Data Collection 5
・解析ソフト
TSL OIM Analysis 5.1
この結果、断面写真より、実施例1のものは多層構造を有していることが明らかになることがわかった。
また、EBSD解析の結果、多層構造の実施例1、2及び7では銅めっき層(全体)の双晶粒径が5μm未満、双晶粒縦横比が0.45未満となるが、単層の比較例1では、双晶粒径が5μm以上、双晶粒縦横比が0.45以上となることがわかった。また、双晶粒縦横比は、実施例2では0.43であるが、耐折性のより優れた実施例1及び7では、0.32及び0.40と、0.3〜0.4の範囲に入ることがわかった。
また、実施例1、2及び7では、最上層の双晶粒径が4μm以下、最上層の双晶粒縦横比が0.32以下、0.20〜0.32の範囲に入ることがわかった。
1 プリント配線基板
2 スプロケットホール
3 ソルダーレジスト層
10 絶縁基材
20 配線パターン
21 シード層
22 銅薄膜層
23 下地層
24 銅めっき層
31 フォトレジスト層
32 フォトマスク
33 レジストパターン
2 スプロケットホール
3 ソルダーレジスト層
10 絶縁基材
20 配線パターン
21 シード層
22 銅薄膜層
23 下地層
24 銅めっき層
31 フォトレジスト層
32 フォトマスク
33 レジストパターン
Claims (8)
- 絶縁基材の表面に、下地層と、この上にセミアディティブ法により形成された銅めっき層とを含む配線パターンを有するプリント配線基板であって、前記銅めっき層が、多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満であることを特徴とするプリント配線基板。
- 前記多層構造の各層の厚さが4μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線基板。
- 前記銅めっき層の双晶粒縦横比が0.45未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント配線基板。
- 前記多層構造の各層の積層方向下面には各層を形成した際のめっきの電流密度より低い電流密度で形成した境界層が設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のプリント配線基板。
- 前記多層構造の各層は、積層方向下側の層より上側の層の方が薄いことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のプリント配線基板。
- 前記多層構造の積層方向最上面の層が最も薄いことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のプリント配線基板。
- 絶縁基材の表面に導電性の下地層を形成し、該下地層の表面にフォトレジスト層を形成して該フォトレジスト層に所定のパターンを露光・現像してパターニングすることにより前記下地層を露出させる凹部を形成し、この凹部の下地層上に銅めっき層を形成し、その後、パターニングされたフォトレジスト層を剥離し、次いで、フォトレジスト層の剥離により露出した下地層を除去して配線パターンを形成するプリント配線基板の製造方法において、前記銅めっき層のめっきを多段に分割して行い、前記銅めっき層が多層構造を有し、双晶粒径が5μm未満であるものとすることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
- 前記多段に分割しためっきの間には、各層のめっきの電流密度より低い電流密度で境界層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント配線基板の製造方法。
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