JP2023037996A - Printed wiring board and method for manufacturing printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書によって開示される技術は、プリント配線板に関する。 The technology disclosed by this specification relates to printed wiring boards.
特許文献1は、絶縁基板と絶縁基板上に形成された渦巻状のコイルパターンとを有するコイルシートを開示する。特許文献1のコイルシートの製造方法は、絶縁基板上に渦巻状の下層の導体パターンを形成することと、導体パターン上に電解めっき膜を追加で形成すること、とを含む。
[特許文献1の課題]
特許文献1の技術では、絶縁基板上に導体パターンが形成された後で、導体パターン上に電解めっき膜が形成される。この手法によると完成するコイルパターンの厚みにバラツキが生じると考えられる。コイルパターンを構成する配線間のギャップにバラツキが生じると考えられる。
[Problem of Patent Document 1]
In the technique disclosed in
本発明のプリント配線板は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する樹脂絶縁層と、前記第1面上に形成されている導体層、とを有する。前記導体層は、前記第1面上に形成されている第1金属層と前記第1金属層上に形成されている第2金属層と前記第2金属層上に形成されている第3金属層で形成されている。前記第1金属層と前記第3金属層は銅で形成されている。前記第2金属層は銅以外の金属で形成されている。 A printed wiring board of the present invention has a resin insulating layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a conductor layer formed on the first surface. The conductor layer includes a first metal layer formed on the first surface, a second metal layer formed on the first metal layer, and a third metal layer formed on the second metal layer. made up of layers. The first metal layer and the third metal layer are made of copper. The second metal layer is made of metal other than copper.
本発明の実施形態のプリント配線板では、導体層は、銅で形成されている第1金属層と第3金属層の間に銅以外の金属で形成されている第2金属層が配置される3層構造を備える。そのため、実施形態の導体層を用いて導体回路が形成される場合、銅の層のみで構成される従来の導体層を用いる場合に比べて、形成される導体回路間のギャップのバラツキ、厚みのバラツキを小さくし得る。安定した性能のプリント配線板が得られる。 In the printed wiring board of the embodiment of the present invention, the conductor layer has a second metal layer made of a metal other than copper disposed between a first metal layer made of copper and a third metal layer. It has a three-layer structure. Therefore, when a conductor circuit is formed using the conductor layer of the embodiment, the gap between the conductor circuits to be formed varies and the thickness of the conductor circuit increases compared to the case of using a conventional conductor layer composed only of a copper layer. Variation can be reduced. A printed wiring board with stable performance can be obtained.
本発明のプリント配線板の製造方法は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する樹脂絶縁層の前記第1面上に第1金属層を形成することと、前記第1金属層上に第1開口を有する第2金属層を形成することと、前記第2金属層と前記第1開口から露出する前記第1金属層上に第3金属層を形成することと、前記第3金属層上に、前記第1開口の直上に位置する第2開口を有する金属製のマスクを形成することと、前記第2開口から露出する前記第3金属層と前記第1開口から露出する前記第1金属層を選択的に除去することで前記第1金属層と前記第2金属層と前記第3金属層で形成される導体層を形成すること、とを含む。前記第1金属層と前記第3金属層は銅で形成されていて、前記第2金属層と前記金属製のマスクは銅以外の金属で形成されている。 A method of manufacturing a printed wiring board according to the present invention comprises forming a first metal layer on the first surface of a resin insulation layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface; forming a second metal layer having a first opening on the first metal layer; and forming a third metal layer on the second metal layer and the first metal layer exposed through the first opening. forming a metal mask having a second opening located immediately above the first opening on the third metal layer; and the third metal layer and the first opening exposed from the second opening. and forming a conductor layer formed of the first metal layer, the second metal layer and the third metal layer by selectively removing the first metal layer exposed from. The first metal layer and the third metal layer are made of copper, and the second metal layer and the metal mask are made of a metal other than copper.
本発明の実施形態のプリント配線板の製造方法によると、第2開口から露出する第3金属層と第1開口から露出する第1金属層を選択的に除去することで導体層が形成される。銅の層のみで構成される金属層の一部を除去することで導体層を形成する従来の方法に比べて、導体層に含まれる導体回路間のギャップのバラツキ、厚みのバラツキを小さくし得る。安定した性能のプリント配線板が得られる。 According to the printed wiring board manufacturing method of the embodiment of the present invention, the conductor layer is formed by selectively removing the third metal layer exposed from the second opening and the first metal layer exposed from the first opening. . Compared to the conventional method of forming a conductor layer by removing part of a metal layer consisting of only a copper layer, variations in the gap and thickness between conductor circuits included in the conductor layer can be reduced. . A printed wiring board with stable performance can be obtained.
[実施形態]
図1は実施形態のプリント配線板2を示す平面図である。図2は図1のプリント配線板2を示す底面図である。図1と図2に示されるように、プリント配線板2は、樹脂絶縁層10と、樹脂絶縁層10の第1面10a上に形成されている導体層20と、樹脂絶縁層10の第2面10b上に形成されている導体層30とを有する。実施形態のプリント配線板2は、円筒状に巻くことでモータ用コイル基板として利用される。形成されたモータ用コイル基板を円筒状のヨークの内側に配置し、モータ用コイル基板の内側に回転軸と磁石を配置することによりモータが形成される(図示省略)。
[Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing a printed
樹脂絶縁層10は、ポリイミド、ポリアミド等の絶縁性を有する樹脂を用いて形成される。樹脂絶縁層10は可撓性を有している。樹脂絶縁層はフレキシブル基板を形成することができる。樹脂絶縁層10は第1面10aと第2面10bを有している。樹脂絶縁層10の厚みは10μm以上100μm以下の範囲であり、例えば12.5μmである。
Resin insulating
導体層20、30は例えば銅等の導体を用いて形成されている。導体層20、30は、渦巻状に形成されているコイルである。図1に示されるように、第1面10a上に形成されている導体層20は、外周から内周に向かって右回りの渦巻状に形成されている。導体層20の外周側端部24には、導体層20と外部を接続する接続コード(図示省略)を接続するための接続端子が形成されている。導体層20の内周側端部22には、樹脂絶縁層10の第1面10aと第2面10bの間を貫通する貫通孔16が形成されている。貫通孔16内にはビア導体45が形成されている。貫通孔16及びビア導体45については後で図3を参照して詳しく説明される。ビア導体45により、第1面10a上の導体層20と第2面10b上の導体層30とが電気的に接続されている。
The
図2に示されるように、第2面10b上に形成されている導体層30は、外周から内周に向かって左回りの渦巻状に形成されている。導体層30の外周側端部34には、導体層30と外部を接続する接続コード(図示省略)を接続するための接続端子が形成されている。導体層30の内周側端部32は、上記のビア導体45を介して導体層20の内周側端部22と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
導体層20、30は、同じ面から見て同じ巻き方向の渦巻状に形成されている。第1面10aと第2面10b上の導体層20、30は、電気的に直列に接続された1つのコイルとして機能している。図示は省略されるが、第1面10aと導体層20上は樹脂絶縁層で覆われている。同様に第2面10bと導体層30上は樹脂絶縁層で覆われている。
The
図3はプリント配線板2の一部の断面図である。図3は、図1と図2のIII-III間の断面図である。図3が参照されることで導体層20、30の構造が詳しく説明される。図3に示されるように、導体層20は、コイル(図1)を構成する第1導体回路20aと、第1導体回路20aの隣の第2導体回路20bと、第2導体回路20bの隣の第3導体回路20cと、第3導体回路20cの隣の内周側端部22とを有する。第1導体回路20a、第2導体回路20b、第3導体回路20c、内周側端部22は、連続する1本の配線の異なる部分である。同様に導体層30は、コイル(図2)を構成する第1導体回路30aと、第1導体回路30aの隣の第2導体回路30bと、第2導体回路30bの隣の第3導体回路30cと、第3導体回路30cの隣の内周側端部32とを有する。第1導体回路30a、第2導体回路30b、第3導体回路30c、内周側端部32は、連続する1本の配線の異なる部分である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of part of the printed
導体層20は、銅箔12と、第1金属層40と、第2金属層50と、第3金属層60とを有する。導体層30は、銅箔14と、第1金属層41と、第2金属層51と、第3金属層61とを有する。上記の通り、内周側端部22の下の銅箔12と樹脂絶縁層10には貫通孔16が設けられている。貫通孔16内にはビア導体45が設けられる。ビア導体45により導体層20の内周側端部22と導体層30の内周側端部32とが電気的に接続される。
The
以下では導体層20の構成要素が説明される。銅箔12は、樹脂絶縁層10の第1面10a上に形成されている銅の薄膜である。銅箔12は樹脂絶縁層10の第1面10a上に予め形成されている。銅箔12は無電解めっき膜であってもよい。銅箔12の厚みは5μm以上20μm以下の範囲であり、例えば9μmである。
The components of the
第1金属層40は、銅箔12上に形成される金属層である。第1金属層40は銅によって形成される。第1金属層の一部は貫通孔16内に充填されてビア導体45を形成する。第1金属層40の厚みは10μm以上100μm以下の範囲であり、例えば25μmである。
The
第2金属層50は、第1金属層40上に形成される金属層である。第2金属層50は銅以外の金属で形成されている。第2金属層50は例えばニッケルによって形成される。第2金属層50はスズによって形成されてもよい。第2金属層50は第1金属層40よりも薄い。第2金属層50の厚みは5μm以上30μm以下の範囲であり、例えば10μmである。
The
第3金属層60は、第2金属層50上に形成される金属層である。第3金属層60は銅によって形成される。第3金属層60は第1金属層40よりも厚い。第3金属層60の厚みは20μm以上150μm以下の範囲であり、例えば40μmである。
The
図4は、図3中の第1導体回路20aと第2導体回路20b部分の拡大図である。第1導体回路20aを形成する第1金属層40と第2導体回路20bを形成する第1金属層40との間の間隔は第1間隔G1である。第1導体回路20aを形成する第2金属層50と第2導体回路20bを形成する第2金属層50との間の間隔は第2間隔G2である。第3導体回路20cを形成する第3金属層60と第2導体回路20bを形成する第3金属層60との間の間隔は第3間隔G3である。図4に示されるように、第2間隔G2は、第1間隔G1と第3間隔G3よりも小さい。第1間隔G1は第3間隔G3よりも小さい。各間隔G1~G3の差はプリント配線板2を製造する際に選択的エッチングが行われることで生じる。第2導体回路20bと第3導体回路20cの間の間隔についても同様のことが言える。第3導体回路20cと内周側端部22の間の間隔についても同様のことが言える。プリント配線板2の製造方法は後で詳しく説明する。
FIG. 4 is an enlarged view of the
以下では導体層30の構成要素が説明される。図3に示されるように、銅箔14は、樹脂絶縁層10の第2面10b上に形成されている銅の薄膜である。銅箔14は樹脂絶縁層10の第2面10b上に予め形成されている。銅箔14は無電解めっき膜であってもよい。銅箔14の厚みは銅箔12とほぼ同じである。
The components of the
第1金属層41は、銅箔14上に形成される金属層である。第1金属層41は銅によって形成される。第1金属層41の厚みは第1金属層40とほぼ同じである。
The
第2金属層51は、第1金属層41上に形成される金属層である。第2金属層51は銅以外の金属で形成されている。第2金属層51は例えばニッケルによって形成される。第2金属層51はスズによって形成されてもよい。第2金属層51の厚みは第2金属層50とほぼ同じである。
The
第3金属層61は、第2金属層51上に形成される金属層である。第3金属層61は銅によって形成される。第3金属層61は第1金属層41よりも厚い。第3金属層61の厚みは第3金属層60とほぼ同じである。
The
第1導体回路30aと第2導体回路の間の間隔、第2導体回路30bと第3導体回路30cの間の間隔、第3導体回路20cと内周側端部22の間の間隔については、上記の図4の第1導体回路20aと第2導体回路20bの間の間隔と同様のことが言える。
Regarding the spacing between the first
実施形態では、導体層20、30は銅で形成されている第1金属層40、41と第3金属層60、61の間にニッケル(またはスズ)で形成されている第2金属層50、51が配置される3層構造を備えている。そのため、導体層20、30に第1導体回路20a、30a、第2導体回路20b、30b等の導体回路が形成される場合、銅の層のみで構成される従来の導体層を用いる場合に比べて、形成される導体回路間のギャップのバラツキ、厚みのバラツキが小さい。安定した性能のプリント配線板2が得られる。
In the embodiment, the conductor layers 20, 30 are formed of copper, and the
図4に示されるように、第2間隔G2は第1間隔G1と第3間隔G3よりも小さい。第1間隔G1は第3間隔G3よりも小さい。そのため、銅の層のみで構成される従来の導体層を用いて導体回路を形成する場合に比べて、各導体回路の間隔が小さく形成される。その結果、従来よりも高い占積率の導体層20、30を有するプリント配線板2が得られる。安定した性能のプリント配線板2が得られる。プリント配線板2を用いてモータが形成される場合にも高い性能が発揮される。
As shown in FIG. 4, the second spacing G2 is smaller than the first spacing G1 and the third spacing G3. The first spacing G1 is smaller than the third spacing G3. Therefore, compared to the case where the conductor circuits are formed using a conventional conductor layer composed only of copper layers, the intervals between the conductor circuits are formed smaller. As a result, printed
実施形態では、第3金属層60、61は第1金属層40、41より厚い。第3金属層60、61を厚くすることで高い占積率の導体層20、30を有するプリント配線板2が得られる。
In embodiments, the third metal layers 60,61 are thicker than the first metal layers 40,41. By increasing the thickness of the
[実施形態のプリント配線板2の製造方法]
図5A~図5Kは実施形態のプリント配線板2の製造方法を示す。図5A~図5Kは断面図である。図5Aは、樹脂絶縁層10と、第1面10a上に予め設けられた銅箔12と、第2面10b上に予め設けられた銅箔14とを示す。樹脂絶縁層10は銅箔12、14付きのフレキシブル基板である。この時点では銅箔12、14は第1面10a、第2面10bの全面を覆っている。
[Manufacturing Method of Printed
5A to 5K show a method for manufacturing the printed
銅箔12の上方からレーザーが照射される。図5Bに示されるように、銅箔12と樹脂絶縁層10を貫通する貫通孔16が形成される。銅による電解めっきが行われる。図5Cに示されるように、銅箔12上に銅による第1金属層40が形成される。銅箔14上に銅による第1金属層41が形成される。第1金属層40の一部は貫通孔16内を充填し、ビア導体45を形成する。ビア導体45は銅箔14と電気的に接続されている。
A laser is irradiated from above the
図5Dに示されるように、第1金属層40上にめっきレジスト70が形成される。めっきレジスト70は、第1導体回路20a、第2導体回路20b、第3導体回路20c、内周側端部22が形成されるべき位置(図3参照)に開口72を有している。開口72は第1金属層40を露出する。同様に第1金属層41上にめっきレジスト71が形成される。めっきレジスト71は、第1導体回路30a、第2導体回路30b、第3導体回路30c、内周側端部32が形成されるべき位置(図3参照)に開口73を有している。開口73は第1金属層41を露出する。
A plating resist 70 is formed on the
ニッケルによる電解めっきが行われる。図5Eに示されるように、めっきレジスト70から露出する第1金属層40上にニッケルによる第2金属層50が形成される。同様にめっきレジスト71から露出する第1金属層41上にニッケルによる第2金属層51が形成される。
Electroplating with nickel is performed. A
図5Fに示されるように、めっきレジスト70、71が除去される。第2金属層50には第1金属層40を露出する開口52が形成される。第2金属層51には第1金属層41を露出する開口53が形成される。
As shown in FIG. 5F, the plating resists 70, 71 are removed. An
銅による電解めっき(パネルめっき)が行われる。図5Gに示されるように、第2金属層50と第2金属層50から露出する第1金属層40を覆う第3金属層60が形成される。開口52は第3金属層60の一部によって充填される。同様に第2金属層51と第2金属層51から露出する第1金属層41を覆う第3金属層61が形成される。開口53は第3金属層61の一部によって充填される。第3金属層60、61は銅の層である。第3金属層60、61は第1金属層40、41よりも厚く形成される。
Electroplating (panel plating) with copper is performed. As shown in FIG. 5G, a
図5Hに示されるように、第3金属層60上にめっきレジスト80が形成される。めっきレジスト80は、第1導体回路20a、第2導体回路20b、第3導体回路20c、内周側端部22が形成されるべき位置(図3参照)に開口82を有している。開口82は第3金属層60を露出する。同様に第3金属層61上にめっきレジスト81が形成される。めっきレジスト81は、第1導体回路30a、第2導体回路30b、第3導体回路30c、内周側端部32が形成されるべき位置(図3参照)に開口83を有している。開口83は第3金属層60を露出する。めっきレジスト80、81の幅は、めっきレジスト70、71(図5D)よりも広い。
A plating resist 80 is formed on the
図5Iに示されるように、めっきレジスト80から露出する第3金属層60上にスズによるマスク90が形成される。同様にめっきレジスト81から露出する第3金属層61上にスズによるマスク91が形成される。マスク90、91は電解めっきによって形成される。改変例では、マスク90、91はニッケルによって形成されてもよい。マスク90、91は銅以外の金属で形成されればよい。
A
図5Jに示されるように、めっきレジスト80、81が除去される。マスク90には第3金属層60を露出する開口92が形成される。マスク91には第3金属層61を露出する開口93が形成される。マスク90、91に形成される開口92、93の幅は、第2金属層50、51に形成される開口52、53の幅よりも広い。開口92は開口52の直上に形成されている。開口93は開口53の直上(第2面10bから見て直上)に形成されている。
As shown in FIG. 5J, the plating resists 80, 81 are removed. An
選択的エッチングが行われることにより、開口92から露出する第3金属層60と、開口52から露出する第1金属層40と銅箔12が選択的に除去される。同様に、選択的エッチングが行われることにより、開口93から露出する第3金属層61と、開口53から露出する第1金属層41と銅箔14が選択的に除去される。この結果、図5Kに示されるように、第1導体回路20a、第2導体回路20b、第3導体回路20c、内周側端部22を有する導体層20が形成される。第1導体回路30a、第2導体回路30b、第3導体回路30c、内周側端部32を有する導体層30が形成される。
By performing selective etching, the
選択的エッチングは、例えばアルカリ系エッチング液を用いるウェットエッチングである。アルカリ系エッチング液は例えばメック株式会社製の銅除去剤(型番SF-5420。商品名「メックブライト」)等である。選択的エッチングでは、銅製の第3金属層60と第1金属層40と銅箔12が選択的に除去されるが、ニッケル製の第2金属層50とスズ製のマスク90は除去されない。
Selective etching is wet etching using, for example, an alkaline etchant. The alkaline etchant is, for example, a copper remover manufactured by MEC Co., Ltd. (model number SF-5420, trade name “Mec Bright”). The selective etching selectively removes the
上記の通り、マスク90、91に形成される開口92、93の幅は、第2金属層50、51に形成される開口52、53の幅よりも広い(図5J参照)。そのため、選択的エッチングの際に、開口92、93から露出する第3金属層60、61は多くのエッチング液と接触する。開口92、93から露出する第3金属層60、61はより多く除去される。一方、開口52、53から露出する第1金属層40、41と銅箔12、14は比較的少ないエッチング液と接触する。開口52、53から露出する第1金属層40、41と銅箔12、14は少なく除去される。この結果、図4に示されるように、第2間隔G2は、第1間隔G1と第3間隔G3よりも小さくなる。第1間隔G1は第3間隔G3よりも小さくなる。
As mentioned above, the width of the
その後、マスク90、91が除去される。マスク90、91は、例えばスズを選択的に除去する選択的エッチングによって除去される。この結果、実施形態のプリント配線板2(図3)が得られる。
実施形態の製造方法によると、マスク90、91の開口92、93から露出する第3金属層60、61と第2金属層50、51の開口から露出する第1金属層40、41と銅箔12、14を選択的に除去することで導体層20、30が形成される。銅の層のみで構成される金属層の一部を除去することで導体層を形成する従来の方法に比べて、導体層20、30に含まれる導体回路間のギャップのバラツキ、厚みのバラツキが小さい。安定した性能のプリント配線板2が得られる。実施形態の開口52、53が請求項の「第1開口」の一例である。開口92、93が請求項の「第2開口」の一例である。
According to the manufacturing method of the embodiment, the
[実施形態の第1改変例]
第1改変例では、選択エッチングが行われた後で(図5K)、マスク90、91が除去されることなく残存される。第1改変例では、各導体回路上にマスク90、91が残ったプリント配線板2が得られる(図5K参照)。
[First modification of the embodiment]
In a first variant, the
[実施形態の第2改変例]
第2改変例では、第3金属層60、61上にめっきレジスト80、81が形成された後で(図5H)、めっきレジスト80、81から露出する第3金属層60、61上にマスク90、91(図5I)が形成される前に、銅による電解めっきが行われる。これにより、めっきレジスト80、81から露出する第3金属層60、61上にさらに銅の電解めっき膜が形成される。この結果、マスク90、91(図5I)が形成される前に、めっきレジスト80、81から露出する第3金属層60の厚みが増加する。
[Second modification of the embodiment]
In a second modification, after the plating resists 80, 81 are formed on the third metal layers 60, 61 (FIG. 5H), a
[実施形態の第3改変例]
第3改変例では、第3金属層60、61の厚みは第1金属層40、41の厚み以下である。
[Third modified example of the embodiment]
In a third modification, the thickness of the third metal layers 60,61 is less than or equal to the thickness of the first metal layers 40,41.
[実施形態の第4改変例]
第4改変例では、導体層20と導体層30のうちの一方が省略される。第4改変例では、第1面10aと第2面10bの一方にのみ導体層が形成される。
[Fourth modification of the embodiment]
In the fourth modification, one of the
2:プリント配線板
10:樹脂絶縁層
20、30:導体層
20a、30a:第1導体回路
20b、30b:第2導体回路
40、41:第1金属層
50、51:第2金属層
52、53:開口
60、61:第3金属層
90、91:マスク
92、93:開口
G1:第1間隔
G2:第2間隔
G3:第3間隔
2: printed wiring board 10: resin insulation layers 20, 30:
Claims (14)
前記第1面上に形成されている導体層、とを有するプリント配線板であって、
前記導体層は、前記第1面上に形成されている第1金属層と前記第1金属層上に形成されている第2金属層と前記第2金属層上に形成されている第3金属層で形成されていて、前記第1金属層と前記第3金属層は銅で形成されていて、前記第2金属層は銅以外の金属で形成されている。 a resin insulation layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A printed wiring board having a conductor layer formed on the first surface,
The conductor layer includes a first metal layer formed on the first surface, a second metal layer formed on the first metal layer, and a third metal layer formed on the second metal layer. The first metal layer and the third metal layer are made of copper, and the second metal layer is made of a metal other than copper.
前記第1金属層上に第1開口を有する第2金属層を形成することと、
前記第2金属層と前記第1開口から露出する前記第1金属層上に第3金属層を形成することと、
前記第3金属層上に、前記第1開口の直上に位置する第2開口を有する金属製のマスクを形成することと、
前記第2開口から露出する前記第3金属層と前記第1開口から露出する前記第1金属層を選択的に除去することで前記第1金属層と前記第2金属層と前記第3金属層で形成される導体層を形成すること、とを含むプリント配線板の製造方法であって、
前記第1金属層と前記第3金属層は銅で形成されていて、前記第2金属層と前記金属製のマスクは銅以外の金属で形成されている。 forming a first metal layer on the first surface of a resin insulation layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
forming a second metal layer having a first opening on the first metal layer;
forming a third metal layer on the second metal layer and the first metal layer exposed through the first opening;
forming a metal mask having a second opening positioned immediately above the first opening on the third metal layer;
the first metal layer, the second metal layer, and the third metal layer by selectively removing the third metal layer exposed from the second opening and the first metal layer exposed from the first opening; A printed wiring board manufacturing method comprising:
The first metal layer and the third metal layer are made of copper, and the second metal layer and the metal mask are made of a metal other than copper.
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