JP2869969B2 - フレキシブル回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銅箔等の金属箔か
らなる回路の少なくとも一方の面がポリイミド層で被覆
されているフレキシブル回路基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅箔等の金属箔からなる回路がポリイミ
ド層で被覆されているフレキシブル回路基板の製造方法
としては、ポリイミドを用いたＦＰＣ原反に回路パター
ンを形成し、カバーレイをラミネートする方法が知られ
ている。

【０００３】例えば、図２に示したように、ポリイミド
層１上に銅箔３が接着剤２により接着されているＦＰＣ
原反４（同図（ａ））を用意し、この銅箔３をエッチン
グすることにより所定の回路パターンを形成し（同図
（ｂ））、その上にカバーレイ５を、回路パターンの端
子部３ａが露出するようにラミネートし（同図
（ｃ））、露出している回路パターンの端子部３ａをメ
ッキし（同図（ｄ））、後に外形をカットするための位
置合せの基準となる基準穴６を金型で打ち抜き（センサ
ーパンチ）（同図（ｅ））、さらに各回路パターンの端
子部３ａを互いに接続している端部を破線Ａで金型によ
り切断し、各回路パターンの導通テスト（Open-Short
テスト）を行い、外形を金型で打ち抜くことによりフレ
キシブル回路基板の製品が製造されている。

【０００４】また、このようなフレキシブル回路基板で
あって、回路の端子部で両面から導通がとれるようにし
たものを製造する場合には、図３に示したように、ポリ
イミド層１上に接着剤２及び剥離シート７が順次積層さ
れているポリイミド積層シート８に対し（図３
（ａ））、予め、両面から導通がとれるようにする端子
部の形成部位８ａを金型で打ち抜き（プリパンチ）（同
図（ｂ））、この剥離シート７を剥離してここに銅箔３
を接着し（同図（ｃ））、銅箔３をエッチングすること
により所定の回路パターンを形成する（同図（ｄ））。
一方、この回路パターンにラミネートするカバーレイ９
として、前述と同様にポリイミド層１上に接着剤２及び
剥離シート７が順次積層されているポリイミド積層シー
ト８を用意し（同図（ｅ））、これに対しても、両面か
ら導通がとれるようにする端子部の形成部位８ａを金型
で打ち抜き（プリパンチ）（同図（ｆ））、剥離シート
７を剥離し、先にパターン形成した銅箔３上にプレス
し、銅箔３からなる回路パターンの両面がポリイミド層
で被覆されている積層体を形成する（同図（ｇ））。そ
の後、回路パターンの露出している端子部をメッキし、
外形をカットするための位置合せの基準となる基準穴６
を金型で打ち抜き（センサーパンチ）（同図（ｈ））、
さらに、図２に示した方法と同様に各回路パターンの端
子部を互いに接続している端部を金型で切断して各回路
パターンの導通テスト（Open-Short テスト）を行い、
外形を金型で打ち抜き、フレキシブル回路基板の製品が
製造される。

【０００５】また、このようなフレキシブル回路基板の
製造方法において、基準穴６の形成（センサーパンチ）
（図２（ｅ）、図３（ｈ））を、端子部のメッキ前に行
うこともなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなフレキシブル回路基板の製造方法によれば、プリ
パンチ（図３（ｂ）、（ｆ））、センサーパンチ（図２
（ｅ）、図３（ｈ））、及び外形カットのためにそれぞ
れ金型が必要とされるが、これら金型の形成精度が５０
μｍ程度であり、位置合せ精度が０．２ｍｍ程度と粗い
ため、フレキシブルの形成精度を高めることができず、
問題となっていた。また、金型そのもののコストが高い
ため、フレキシブル回路基板の製造コストも高くなると
いう問題もあった。

【０００７】さらに、図３に示した製造方法において、
プリパンチしたカバーレイ９を、パターン形成した銅箔
３上にプレスする工程（同図（ｇ））において、そのプ
レス方法はロール圧着による連続方式ではなく、プレス
板を用いた毎様式でなされている。これは、ロール圧着
によりカバーレイ９のプレスを行おうとしても、カバー
レイ９が既にプリパンチされているので、カバーレイ９
がロール圧着に伴う張力に耐えられないためである。し
たがって、フレキシブル回路基板の生産性を向上させる
ことができないという問題もあった。

【０００８】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決しようとするものであり、フレキシブル回路基板の
形成精度を向上させ、かつ製造コストを低減させ、生産
性も向上させられるようにすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フレキシ
ブル回路基板の製造にあたり、ポリイミド層上に銅箔が
接着剤により接着されている従来のＦＰＣ原反、あるい
は、ポリイミド層上に接着剤及び剥離シートが順次積層
されている従来のポリイミド積層シートを銅箔に接着さ
せて使用するのではなく、銅箔上にポリイミド前駆体層
とフォトレジスト層との積層体を形成し、この積層体の
フォトレジストを露光、現像してパターニングし、さら
にパターニングしたフォトレジスト層をマスクとしてポ
リイミド前駆体層をエッチングすることにより、金型に
よるセンサーパンチやプリパンチが不要となること、ま
た、カバーレイのプレスをロール圧着により行うことが
可能となることを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。

【００１０】すなわち、本発明は、金属箔からなる回路
の少なくとも一方の面がポリイミド層で被覆されている
フレキシブル回路基板の製造方法であって、(1) 金属箔
の一方の面上にポリイミド前駆体層及びフォトレジスト
層を積層する工程、(2) フォトレジスト層を、フォトマ
スクを介して露光し、現像することによりパターニング
する工程、(3) パターニングしたフォトレジスト層をマ
スクとしてポリイミド前駆体層をエッチングする工程、
(4) フォトレジストを剥離し、ポリイミド前駆体層を熱
硬化させてポリイミド層を形成する工程、(5) 金属箔を
エッチングによりパターニングする工程、及び(6) パタ
ーニングした金属箔上に絶縁被覆層を形成する工程を有
すること特徴とするフレキシブル回路基板の製造方法を
提供する。

【００１１】特に、両面から導通がとれるようにした端
子部を有するフレキシブル回路基板を製造する場合に好
適な方法として、上述のフレキシブル回路基板の製造方
法において、工程(6) を次の工程から行う方法を提供す
る。即ち、工程(6) のパターニングした金属箔上に絶縁
被覆層を形成する工程として、(6-1) パターニングした
金属箔面上にポリイミド前駆体層及びフォトレジスト層
を積層する工程、(6-2) フォトレジスト層を、フォトマ
スクを介して露光し、現像することによりパターニング
する工程、(6-3) パターニングしたフォトレジスト層を
マスクとしてポリイミド前駆体層をエッチングする工
程、及び(6-4) フォトレジストを剥離し、ポリイミド前
駆体層を熱硬化させてポリイミド層を形成する工程、を
行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１３】図１は、両面から導通がとれるようにした
端子部を有するフレキシブル回路基板を製造する場合に
好適な本発明の方法の工程説明図である。なお、前述し
た従来法に関する図２及び図３も含めて、各図中、同一
符号は同一又は同等の構成要素を表している。

【００１４】まず、本発明においては、金属箔の一方の
面にポリイミド前駆体層とフォトレジスト層とを積層す
るが（工程(1) ）、この場合の金属箔としては銅箔等を
使用することができる。また、ポリイミド前駆体層とし
ては、熱処理等を施すことによりポリイミド層に変化す
るものをいい、例えば、ポリアミック酸を主成分とする
樹脂層を使用することができる。

【００１５】ポリイミド前駆体層とフォトレジスト層と
の積層方法としては、ポリイミド前駆体層あるいはフォ
トレジスト層を形成する塗料の塗布又はフィルム状材料
のラミネートをそれぞれ別個に順次行なってもよいが、
ポリイミド前駆体層及びフォトレジスト層が積層されて
いる複合フィルムを金属箔にラミネートすると、簡便に
積層できるので好ましい。このような複合フィルムとし
ては、図１（ａ）に示したように、ポリイミド前駆体層
１１及びフォトレジスト層１２が積層され、さらにその
上に保護フィルム１３が積層されている複合フィルム１
０を好ましく使用することができる。この場合、保護フ
ィルム１３は、後にフォトレジスト層１２を露光する際
の表面保護層となる。なお、このような複合フィルム１
０としては、市販品を使用することができる。

【００１６】複合フィルム１０は、同図（ｂ）に示した
ように、銅箔３上にラミネートする。この場合のラミネ
ートは、例えば、Ｎ−メチルピロリドン等の溶剤でポリ
イミド前駆体層１１を湿らせ、銅箔３と加熱圧着するウ
ェットラミネートを行なうことができ、またこのような
ラミネートはロール圧着により連続的に行うことができ
る。

【００１７】次に、本発明においては、図１（ｃ）に示
したようにフォトマスク１４を載置してフォトレジスト
層１２を所定波長の光Ｌで露光し、現像することにより
同図（ｄ）に示したようにパターニングする（工程(2)
）。そして、同図（ｅ）に示したように、パターニン
グしたフォトレジスト層１２をマスクとしてポリイミド
前駆体層１１をエッチングによりパターニングする（工
程(3) ）。このパターニングにより、従来センサーパン
チにより形成していた基準穴、端子の両面から導通がと
れるようにするために従来プリパンチにより形成してい
た開口部、及びフレキシブル回路基板の外形をポリイミ
ド前駆体層１１に形成することができる。

【００１８】ポリイミド前駆体層１１をパターニングし
た後は、同図（ｆ）に示したように、フォトレジスト層
１２を剥離し、熱処理を行うことによりポリイミド前駆
体層１１を硬化させてポリイミド層１１-1とする（同図
（ｇ））（工程(4) ）。

【００１９】次に、本発明においては、銅箔３をエッチ
ングによりパターニングする（工程(5) ）。このパター
ニング方法には特に制限はなく、例えば、従来のフォト
リソグラフ法による回路形成と同様に行うことができ
る。即ち、同図（ｈ）に示したように、銅箔３上にフォ
トレジスト層１５を形成し、フォトマスク１６を介して
フォトレジスト層１５を露光し、次いで現像することに
よりフォトレジスト層１５をパターニングする。そし
て、このフォトレジスト層１５をマスクとして銅箔３を
エッチングする。このようにして同図（ｉ）に示したよ
うに所定の回路パターンを形成する。この場合、フォト
レジスト層の種類には特に制限はなく、ポジ型レジスト
でもネガ型レジストでも使用することができる。また、
露光条件及び現像条件は使用するフォトレジストに応じ
て適宜定めることができる。

【００２０】次いで、パターニングした銅箔３に対して
上述の工程(1) 〜(4) の操作を繰り返すことにより、カ
バーレイとなる絶縁被覆層を形成する。即ち、ポリイミ
ド前駆体層１１及びフォトレジスト層１２が積層され、
さらにその上に保護フィルム１３が積層されている複合
フィルム１０を銅箔３上にウェットラミネートする。こ
の場合、複合フィルム１０は、未開口状態のフィルムを
ラミネートするので、圧着板を用いた毎様式のラミネー
トではなく、上述の工程と同様に、ロール圧着による連
続的なラミネートを行うことができる。複合フィルム１
０をラミネートした後は、フォトマスク１４を載置して
露光し（同図（ｊ））、現像することにより、フォトレ
ジスト層１２をパターニングする（同図（ｋ））。そし
て、パターニングしたフォトレジスト層１２をマスクと
してポリイミド前駆体層１１をエッチングによりパター
ニングし（同図（ｌ））、フォトレジスト層１２を剥離
し（同図（ｍ））、熱処理を行うことによりポリイミド
前駆体層１１を硬化させてポリイミド層１１-1とし、先
に形成したポリイミド層と一体化させる（同図
（ｎ））。

【００２１】この後は、必要に応じて露出している回路
の端子部をメッキし、相互につながっている端子部の端
部を切断して各回路パターンを独立させ、各回路パター
ンの導通テスト（Open-Short テスト）を行い、製品と
する。

【００２２】このように、この方法によると、位置合せ
のために必要な基準穴や、両面から導通がとれるように
するために形成する開口部を、全てフォトマスクを用い
た露光、現像、エッチングの操作により形成することが
できるので、金型を用いたセンサーパンチやプリパンチ
が不要となる。また、フレキシブル回路基板の外形も、
同様に金型を使用することなく、露光、現像、エッチン
グの操作を行うことにより形成することができる。よっ
て、開口部等の形成精度を向上させることができ、また
製造コストを低減させることが可能となる。

【００２３】さらに、絶縁被覆層（カバーレイ）を形成
する工程においては、従来のように圧着板を用いてカバ
ーレイを毎様式にプレスすることなく、カバーレイとな
る複合フィルムをロール圧着により連続的にラミネート
することができるので、全ての工程においてシート状材
料を使用し、roll to rollの処理を行うことができる。
よって、生産性を向上させることができる。なお、roll
to rollでシート状材料からフレキシブル回路基板を連
続的に製造するにあたり、個々の製品はマイクロジョイ
ントにより接続しておけばよい。

【００２４】以上、図１に基づいて、両面から導通がと
れるようにした端子部を有するフレキシブル回路基板の
製造方法を説明したが、本発明の方法はこれに限られ
ず、種々の態様をとることができる。例えば、端子の導
通が回路の片面のみからとれるフレキシブル回路基板を
製造する場合には、上記の工程(5) で金属箔（銅箔）３
をエッチングした後、その上に必ずしも複合フィルム１
０をラミネートする必要はない。ポリイミド層上に接着
剤及び剥離シートが順次積層されている従来のポリイミ
ド積層シートを用いて絶縁被覆層を形成してもよく、ま
た印刷等により絶縁被覆層を形成してもよい。

【００２５】以上説明したように本発明によれば、金属
箔上にポリイミド前駆体層とフォトレジスト層とが順次
に積層されている積層体を形成し、これに対して露光、
現像、エッチングを順次行うことにより、必要な基準穴
や、両面から導通がとれるようにするためにポリイミド
層に設ける開口部を形成することが可能となるので、金
型を用いたセンサーパンチやプリパンチが不要となる。
したがって、金型の使用に伴う精度の低下や、コストア
ップを解消することが可能となる。

【００２６】また、両面から導通がとれるようにした端
子部を有するフレキシブル回路基板を製造する場合に、
パターン形成した回路上へカバーレイをプレス板により
毎様式でプレスする従来の方法に代えて、ポリイミド前
駆体層とフォトレジスト層からなる複合フィルムをロー
ル圧着により連続的に積層させることができるので、カ
バーレイ形成時の生産性も大きく向上させることが可能
となる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００２８】図１に示した工程にしたがって、両面から
導通がとれるようにした端子部を有するフレキシブル回
路基板を次のようにして作製した。

【００２９】まず、キャリアフィルム、ポリイミド前駆
体層、フォトレジスト層、保護フィルムが順次積層され
ている複合フィルム（ＳＦＰシリーズフォトカバーレ
イ、新日鉄化学（株）製）のキャリアフィルムを剥離
し、そのポリイミド前駆体層を銅箔（厚さ３５μｍ）に
接着させることにより複合フィルムをラミネートした
（図１（ｂ））。このラミネート方法は、ロール圧着に
よるウエットラミネートとし、ラミネート条件は、温度
７０℃、ラインスピード０．２５ｍ／ｍｉｎとし、ウエ
ットラミネート用溶剤としてはＮ−メチルピロリドンを
用いた。

【００３０】次に、銅箔にラミネートした複合フィルム
の保護フィルム側からフォトマスクを介して超高圧水銀
灯（７５ｍｊ／ｃｍ² ）でＵＶ光を照射することによ
り、フォトレジスト層を露光した（図１（ｃ））。

【００３１】露光後、０．３％乳酸水溶液（温度２５
℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ² ）でフォトレジスト層を現像し
（図１（ｄ））、水洗した。次に、ポリイミド前駆体層
を１０％ＫＯＨ水溶液（温度４５℃、圧力０．５ｋｇ／
ｃｍ² ）でアルカリエッチングし、さらに温水エッチン
グ（温度４５℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ² ）した（図１
（ｅ））。そして、１０％乳酸水溶液（温度３０℃、圧
力１ｋｇ／ｃｍ² ）を用いてフォトレジスト層を剥離
し、水洗した（図１（ｆ））。

【００３２】次に、熱処理（１３０℃で１５分、１６０
℃で２分、２００℃で２分、２７０℃で２分）を行い、
ポリイミド前駆体層を硬化させてポリイミド層とした
（図１（ｇ））。

【００３３】次に、銅箔をパターニングするために、ま
ず、フォトレジストとしてドライフィルム（ダイナケム
ＨＧ（厚さ２５μｍ）、モートン・インターナショナル
社製）をラミネートした。ラミネート条件は、温度１１
５℃、ラインスピード１ｍ／ｍｉｎとした。

【００３４】フォトマスクを介して超高圧水銀灯（３０
ｍｊ／ｃｍ² ）でＵＶ光を照射することにより、ドライ
フィルムを露光した（図１（ｈ））。

【００３５】露光後、１．５％炭酸ナトリウム水溶液
（温度３０℃、圧力１．５ｋｇ／ｃｍ² ）でドライフィ
ルムを現像し、次に、銅箔を塩化第２銅水溶液（温度４
８℃、圧力２．３ｋｇ／ｃｍ² ）でエッチングした（図
１（ｉ ））。

【００３６】エッチングした銅箔上にカバーレイを形成
するために、上記と同様に複合フィルム（ＳＦＰシリー
ズフォトカバーレイ、新日鉄化学（株）製）をラミネー
トし、この複合フィルムのフォトレジスト層を露光し
（図１（ｊ））、現像し（図１（ｋ））、次いでポリイ
ミド前駆体層をエッチングした（図１（ｌ））。そし
て、フォトレジスト層を剥離し（図１（ｍ））、熱処理
によりポリイミド前駆体層を硬化させてポリイミド層と
した（図１（ｎ））。

【００３７】その後、露出している銅箔からなる端子部
に厚さ１〜５μｍの半田メッキ（電流密度２Ａ／ｄ
ｍ² ）を行い、互いにつながっている端子部の先端を金
型を用いてカットして、各回路パターンを独立させ、各
回路パターンの導通テスト（Open-Short テスト）を行
った。

【００３８】このようにして、全１５工程で製品を得る
ことができた。得られた製品の端子部の形成位置の精度
は、０．０２５ｍｍであった。

【００３９】これに対し、同様の製品を、ポリイミド積
層シートをプリパンチし、プリパンチしたポリイミド積
層シートを、銅箔とプレス板を用いて毎様式に接着さ
せ、銅箔をパターニングし、その後再度プリパンチした
ポリイミド積層シートをプレス板を用いて毎様式に接着
させ、センサーパンチを行い、端子部をメッキし、端子
部の端部をカットし、導通テスト（Open-Short テス
ト）を行い、外形カットすることにより製品を得るとい
う従来法によると、製品を得るまでに全２１工程を必要
とした。また、得られた製品の端子部の形成位置の精度
は、０．２ｍｍであった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、フレキシブル回路基板
を、高い形成精度で、かつ生産性高く、低い製造コスト
で製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレキシブル回路基板の製造方法の一
態様の工程説明図である。

【図２】従来のフレキシブル回路基板の製造方法の工程
説明図である。

【図３】従来のフレキシブル回路基板の製造方法の工程
説明図である。

【符号の説明】

１ ポリイミド層 ２ 接着剤 ３ 金属箔（銅箔） ４ ＦＰＣ原反 ５ カバーレイ ６ 基準穴 ７ 剥離シート ８ ポリイミド積層シート ９ カバーレイ １０ 複合フィルム １１ ポリイミド前駆体層 １１-1 ポリイミド層 １２ フォトレジスト層 １３ 保護フィルム １４ フォトマスク １５ フォトレジスト層 １６ フォトマスク

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属箔からなる回路の少なくとも一方の
   面がポリイミド層で被覆されているフレキシブル回路基
   板の製造方法であって、(1) 金属箔の一方の面上にポリ
   イミド前駆体層及びフォトレジスト層を積層する工程、
   (2) フォトレジスト層を、フォトマスクを介して露光
   し、現像することによりパターニングする工程、(3) パ
   ターニングしたフォトレジスト層をマスクとしてポリイ
   ミド前駆体層をエッチングする工程、(4) フォトレジス
   トを剥離し、ポリイミド前駆体層を熱硬化させてポリイ
   ミド層を形成する工程、(5) 金属箔をエッチングにより
   パターニングする工程、及び(6) パターニングした金属
   箔上に絶縁被覆層を形成する工程を有することを特徴と
   するフレキシブル回路基板の製造方法。
2. 【請求項２】 工程(1) の金属箔の一方の面上にポリイ
   ミド前駆体層及びフォトレジスト層を積層する工程が、
   ポリイミド前駆体層及びフォトレジスト層が積層されて
   いる複合フィルムを金属箔にラミネートする工程からな
   る請求項１記載のフレキシブル回路基板の製造方法。
3. 【請求項３】 工程(6) のパターニングした金属箔上に
   絶縁被覆層を形成する工程として、(6-1) パターニング
   した金属箔面上にポリイミド前駆体層及びフォトレジス
   ト層を積層する工程、(6-2) フォトレジスト層を、フォ
   トマスクを介して露光し、現像することによりパターニ
   ングする工程、(6-3) パターニングしたフォトレジスト
   層をマスクとしてポリイミド前駆体層をエッチングする
   工程、及び(6-4) フォトレジストを剥離し、ポリイミド
   前駆体層を熱硬化させることによりポリイミド層を形成
   する工程、を行う請求項１又は２記載の製造方法。