JP4296628B2 - フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、片面フレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣと云う）の製造方法、特に絶縁膜の加工に工夫を施した方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】
ＦＰＣ等の配線板は、導体層（配線回路）を覆う絶縁膜に孔（スルーホール）をあけ、その孔に充填した導電材やめっきで形成した金属膜を介して多層配線を行うときの導体層間の電気接続を行ったりする。また、最近の電子機器の小型化に伴い、ＦＰＣも小型化、高精度化が要求されており、従来の金型加工では不可能な外形加工精度が必要となっている。この場合、配線板の絶縁膜に対する孔もしくは外形加工は、従来、ウェットエッチング法でなされていたが、この方法は、加工誤差が±５０μｍ程度で加工精度に限界があることから、微細加工対応のエッチング方法として±１５μｍを目標に新たにドライエッチング法が種々検討されている。
【０００３】
そのドライエッチングでは、導電性を有するマスクとして金属蒸着マスクがよく用いられるが、片面ＦＰＣの基板（樹脂フィルムから成る絶縁膜）に孔をあけるときに金属蒸着マスクを設けるとＦＰＣが両面構造になり、製造工程が複雑になるのに加え、ドライエッチング後のマスク剥離にも時間がかかって製品価格が非常に高くなる。このため、金属蒸着マスクに代わるドライフィルムなども一部検討されているが、これはＦＰＣの基板とのエッチングレート比が低くて実用化できていないのが現状である。
【０００４】
また、特開平９−６６３８５号公報には、ＦＰＣを静電チャックで固定し、加工用マスクを通してレーザを照射する加工方法が開示されているが、この方法では、加工残渣の付着防止、回折光の除去及び放熱のために加工用マスクをＦＰＣから離した位置にセットする必要があり、マスクとＦＰＣ間でレーザ光が広がってマスクのパターンがきっちりと転写されないため、加工精度が劣ると云う問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記の不具合を無くして片面ＦＰＣの絶縁膜を安価かつ高精度にドライエッチングできるＦＰＣの製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、導体層と絶縁膜から成るＦＰＣの前記絶縁膜上にコンタクトマスクを載置し、このコンタクトマスクと前記ＦＰＣを静電チャックで同時吸着後、プラズマエッチング法で前記絶縁膜の所定箇所を除去する方法を採る。
【０００７】
この方法で片面ＦＰＣの絶縁膜に孔をあけると、ＦＰＣの製造工程の簡略化、孔の加工精度向上、製造コストの低減が可能になる。
【０００８】
なお、この発明で採用する静電チャックは、セラミックス製の誘電体を用いたものや双極式のものが好ましい。
【０００９】
また、プラズマエッチング法は、リアクティブイオンエッチング法が好ましい。
【００１０】
【作用】
プラズマエッチング、特に、リアクティブイオンエッチング法は、エッチファクターが高く、加工精度の向上が図れるが、マスクとＦＰＣとの間に隙間があるとそこにエッチングガスが侵入し、加工部以外の部位もエッチングされてしまう。そこで、この発明では、静電チャックを用いてＦＰＣとコンタクトマスクの両者を同時に吸着させる。この同時吸着によってマスクをＦＰＣに密着させれば界面へのエッチングガスの侵入が殆ど起こらず、エッチファクターの高いプラズマエッチング法での高精度加工が可能になる。
【００１１】
また、この加工方法では、静電チャックの誘電体上にＦＰＣとコンタクトマスクを重ねて載置し、その後、静電チャックに直流電圧を印加するだけでよく、ＦＰＣの片面にマスクを蒸着する工程やエッチング後のマスク剥離工程が不要になって工程の簡略化も図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の製造方法の実施形態を示す。図の１は、誘電体２内に電極３、４を設け、その電極３、４を直流電源５に接続した静電チャック、６は絶縁膜の一部を構成する樹脂フィルム基板７上に銅回路８を形成し、その銅回路を絶縁樹脂９で被覆したＦＰＣ、１０は所定パターンの孔をあけたコンタクトマスクである。
【００１３】
樹脂フィルム基板７は、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、ＰＥＴフィルム、ＰＰＳフィルム或いはこれ等のフィルムに接着剤を塗布したものが用いられる。また、絶縁樹脂９は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリオレフィン、これ等の樹脂を積層した複合体或いはＰＥＴフィルムやＰＰＳフィルムに接着剤を塗布したものなどが用いられる。
【００１４】
ここでは、イオンエッチング装置（図示せず）内にセットされた静電チャック１の誘電体２上にＦＰＣ６を裏返しにして載せ、このＦＰＣ６の基板７上にコンタクトマスク１０を重ねて両者を静電チャック１で同時に吸着し、イオンエッチング装置内にエッチングガスを供給して基板７の所定箇所（マスクの孔に対応した部位）にエッチングによる孔を形成するようにしている。
【００１５】
図２に、コンタクトマスク１０に形成された孔１０ａの一例を示す。図３は、図２のコンタクトマスクを用いて図１の方法で外形加工を施したＦＰＣの表面状態を表わしている。図のように、エッチング加工でＦＰＣ６の基板７にマスクの孔形状が転写されて孔１１が生じる。この後、孔１１の不連続部１２を打ち抜き刃で切断すると、孔１１によって高精度に縁取りされたフレキシブルフラット電線が得られる。
【００１６】
エッチングは、図４のようにして基板７と絶縁樹脂９の２者を同時に加工することもでき、この場合には絶縁樹脂９についても高精度の外形加工がなされる。
【００１７】
図５は、この発明の方法によるスルーホール加工の一例である。図のように静電チャック１でＦＰＣ６とコンタクトマスク１０を同時吸着してドライエッチングで基板７に対して銅回路８に通じるスルーホール１３をあける。図６に加工後のＦＰＣを上から見た図を示す。
【００１８】
静電チャック１によるコンタクトマスク１０とＦＰＣ６の吸着力は、合わせ面の密着性を考えて適正な値に設定する。この吸着力は、マスク材料、厚み、印加電源電圧によってある程度調整できる。コンタクトマスク１０は、加工性、密着性の点でメタルマスクが望ましい。メタルマスクは、金属箔をエッチングして作ったものでもよい。
【００１９】
また、静電チャック１は、単極式と双極式があるが、図１に示す双極式の方がＦＰＣ６との密着状態を確認し易くて望ましい。静電チャック１の誘電体２は特に限定されないが、吸着力や加工性を考えると、若干の電流を流せるセラミックス製のものが望ましい。
【００２０】
このほか、必要ならば、ＦＰＣ６にダミーパターンを形成し、このダミーパターンとコンタクトマスクを導通させる方法で吸着力を高めることも可能である。
【００２１】
以下に、この発明のＦＰＣ製造方法の実施例を挙げる。
【００２２】
−実施例１−
平行平板型イオンエッチング装置（周波数１３．５６ＭＨｚ、電源電圧３Ｋｗ）内の電極（３００ｍｍφ）上にセットされた双極式静電チャック（印加電圧ＤＣ３ＫＶ）に２００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのＦＰＣと銅箔マスク１００μｍ厚み）を図１に示すようにセットし、Ｏ2 ガス１２０ｃｃ／ｍｉｎ、ＣＦ4 ガス４０ｃｃ／ｍｉｎ、ガス圧２００ｍｔｏｒｒ、放電パワー３００Ｗの条件下でＦＰＣの５０μｍ厚のポリイミドフィルム基板をドライエッチングした。そして、加工部の断面写真から加工性を評価したところ、エッチング速度２μｍ／ｍｉｎ、エッチファクター２．５、面内エッチレート分布±５％、孔加工精度±１５μｍであることが判明した。
【００２３】
−実施例２−
静電チャックを、誘電体がポリイミドフィルム製の単極式チャックに代え、その他の条件は実施例１と同じにしてＦＰＣのポリイミドフィルム基板をエッチングし、加工特性を評価したところ、エッチング速度１．５μｍ／ｍｉｎ、エッチファクター１．５、面内エッチレート分布±１０％、孔加工精度±２０μｍの結果が得られた。
【００２４】
−実施例３−
静電チャックを、誘電体がセラミックス製の単極式チャックに代え、その他の条件を実施例１と同じにしてＦＰＣのポリイミドフィルム基板をエッチングした。この場合の加工特性は、エッチング速度２μｍ／ｍｉｎ、エッチファクター１．５、面内エッチレート分布±１０％、孔加工精度±２０μｍであった。
【００２５】
−比較例１−
マスクを銅蒸着マスク（５μｍ厚み）に代え、その他の条件は実施例１と同じにして同じ加工を行い、加工特性を評価した。その結果、エッチング速度、エッチファクター、面内エッチレート分布、孔加工精度はいずれも実施例１と同じであったが、マスクの蒸着、エッチング後のマスク剥離により加工コストが実施例１〜３に比べて高くついた。
【００２６】
−比較例２−
ＦＰＣに銅箔マスクを重ね、静電チャックを用いずに実施例１と同じエッチング条件でポリイミドフィルム基板のエッチングを行って加工特性を評価したところ、エッチング速度は実施例２と同じ１．５μｍ／ｍｉｎであったが、エッチファクターは０．８、面内エッチレート分布は±２０％、孔加工精度は±４０μｍで、本発明の実施例１〜３に比べて劣っていた。
【００２７】
以上の実施例と比較例の評価結果を表１にまとめて示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の方法では、コンタクトマスクを静電チャックでＦＰＣに密着させてＦＰＣの絶縁膜をプラズマエッチング法で加工するので、工程の複雑化、コストアップを無くして加工精度を向上させることができ、高精度かつ安価なＦＰＣ等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法の例を簡略化して示す図
【図２】コンタクトマスクの孔パターの一例を示す平面図
【図３】図２のコンタクトマスクを用いて外形加工を施したＦＰＣの要部の平面図
【図４】基板と絶縁樹脂を一緒にエッチングする例を示す図
【図５】スルーホール加工の一例を示す図
【図６】スルーホールを設けたＦＰＣの裏面図
【符号の説明】
１ 静電チャック
２ 誘電体
３、４ 電極
５ 直流電源
６ ＦＰＣ
７ 基板
８ 銅回路
９ 絶縁樹脂
１０ コンタクトマスク
１０ａ マスクの孔
１１ 孔
１２ 不連続部
１３ スルーホール
【発明の属する技術分野】
この発明は、片面フレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣと云う）の製造方法、特に絶縁膜の加工に工夫を施した方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】
ＦＰＣ等の配線板は、導体層（配線回路）を覆う絶縁膜に孔（スルーホール）をあけ、その孔に充填した導電材やめっきで形成した金属膜を介して多層配線を行うときの導体層間の電気接続を行ったりする。また、最近の電子機器の小型化に伴い、ＦＰＣも小型化、高精度化が要求されており、従来の金型加工では不可能な外形加工精度が必要となっている。この場合、配線板の絶縁膜に対する孔もしくは外形加工は、従来、ウェットエッチング法でなされていたが、この方法は、加工誤差が±５０μｍ程度で加工精度に限界があることから、微細加工対応のエッチング方法として±１５μｍを目標に新たにドライエッチング法が種々検討されている。
【０００３】
そのドライエッチングでは、導電性を有するマスクとして金属蒸着マスクがよく用いられるが、片面ＦＰＣの基板（樹脂フィルムから成る絶縁膜）に孔をあけるときに金属蒸着マスクを設けるとＦＰＣが両面構造になり、製造工程が複雑になるのに加え、ドライエッチング後のマスク剥離にも時間がかかって製品価格が非常に高くなる。このため、金属蒸着マスクに代わるドライフィルムなども一部検討されているが、これはＦＰＣの基板とのエッチングレート比が低くて実用化できていないのが現状である。
【０００４】
また、特開平９−６６３８５号公報には、ＦＰＣを静電チャックで固定し、加工用マスクを通してレーザを照射する加工方法が開示されているが、この方法では、加工残渣の付着防止、回折光の除去及び放熱のために加工用マスクをＦＰＣから離した位置にセットする必要があり、マスクとＦＰＣ間でレーザ光が広がってマスクのパターンがきっちりと転写されないため、加工精度が劣ると云う問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記の不具合を無くして片面ＦＰＣの絶縁膜を安価かつ高精度にドライエッチングできるＦＰＣの製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、導体層と絶縁膜から成るＦＰＣの前記絶縁膜上にコンタクトマスクを載置し、このコンタクトマスクと前記ＦＰＣを静電チャックで同時吸着後、プラズマエッチング法で前記絶縁膜の所定箇所を除去する方法を採る。
【０００７】
この方法で片面ＦＰＣの絶縁膜に孔をあけると、ＦＰＣの製造工程の簡略化、孔の加工精度向上、製造コストの低減が可能になる。
【０００８】
なお、この発明で採用する静電チャックは、セラミックス製の誘電体を用いたものや双極式のものが好ましい。
【０００９】
また、プラズマエッチング法は、リアクティブイオンエッチング法が好ましい。
【００１０】
【作用】
プラズマエッチング、特に、リアクティブイオンエッチング法は、エッチファクターが高く、加工精度の向上が図れるが、マスクとＦＰＣとの間に隙間があるとそこにエッチングガスが侵入し、加工部以外の部位もエッチングされてしまう。そこで、この発明では、静電チャックを用いてＦＰＣとコンタクトマスクの両者を同時に吸着させる。この同時吸着によってマスクをＦＰＣに密着させれば界面へのエッチングガスの侵入が殆ど起こらず、エッチファクターの高いプラズマエッチング法での高精度加工が可能になる。
【００１１】
また、この加工方法では、静電チャックの誘電体上にＦＰＣとコンタクトマスクを重ねて載置し、その後、静電チャックに直流電圧を印加するだけでよく、ＦＰＣの片面にマスクを蒸着する工程やエッチング後のマスク剥離工程が不要になって工程の簡略化も図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の製造方法の実施形態を示す。図の１は、誘電体２内に電極３、４を設け、その電極３、４を直流電源５に接続した静電チャック、６は絶縁膜の一部を構成する樹脂フィルム基板７上に銅回路８を形成し、その銅回路を絶縁樹脂９で被覆したＦＰＣ、１０は所定パターンの孔をあけたコンタクトマスクである。
【００１３】
樹脂フィルム基板７は、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、ＰＥＴフィルム、ＰＰＳフィルム或いはこれ等のフィルムに接着剤を塗布したものが用いられる。また、絶縁樹脂９は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリオレフィン、これ等の樹脂を積層した複合体或いはＰＥＴフィルムやＰＰＳフィルムに接着剤を塗布したものなどが用いられる。
【００１４】
ここでは、イオンエッチング装置（図示せず）内にセットされた静電チャック１の誘電体２上にＦＰＣ６を裏返しにして載せ、このＦＰＣ６の基板７上にコンタクトマスク１０を重ねて両者を静電チャック１で同時に吸着し、イオンエッチング装置内にエッチングガスを供給して基板７の所定箇所（マスクの孔に対応した部位）にエッチングによる孔を形成するようにしている。
【００１５】
図２に、コンタクトマスク１０に形成された孔１０ａの一例を示す。図３は、図２のコンタクトマスクを用いて図１の方法で外形加工を施したＦＰＣの表面状態を表わしている。図のように、エッチング加工でＦＰＣ６の基板７にマスクの孔形状が転写されて孔１１が生じる。この後、孔１１の不連続部１２を打ち抜き刃で切断すると、孔１１によって高精度に縁取りされたフレキシブルフラット電線が得られる。
【００１６】
エッチングは、図４のようにして基板７と絶縁樹脂９の２者を同時に加工することもでき、この場合には絶縁樹脂９についても高精度の外形加工がなされる。
【００１７】
図５は、この発明の方法によるスルーホール加工の一例である。図のように静電チャック１でＦＰＣ６とコンタクトマスク１０を同時吸着してドライエッチングで基板７に対して銅回路８に通じるスルーホール１３をあける。図６に加工後のＦＰＣを上から見た図を示す。
【００１８】
静電チャック１によるコンタクトマスク１０とＦＰＣ６の吸着力は、合わせ面の密着性を考えて適正な値に設定する。この吸着力は、マスク材料、厚み、印加電源電圧によってある程度調整できる。コンタクトマスク１０は、加工性、密着性の点でメタルマスクが望ましい。メタルマスクは、金属箔をエッチングして作ったものでもよい。
【００１９】
また、静電チャック１は、単極式と双極式があるが、図１に示す双極式の方がＦＰＣ６との密着状態を確認し易くて望ましい。静電チャック１の誘電体２は特に限定されないが、吸着力や加工性を考えると、若干の電流を流せるセラミックス製のものが望ましい。
【００２０】
このほか、必要ならば、ＦＰＣ６にダミーパターンを形成し、このダミーパターンとコンタクトマスクを導通させる方法で吸着力を高めることも可能である。
【００２１】
以下に、この発明のＦＰＣ製造方法の実施例を挙げる。
【００２２】
−実施例１−
平行平板型イオンエッチング装置（周波数１３．５６ＭＨｚ、電源電圧３Ｋｗ）内の電極（３００ｍｍφ）上にセットされた双極式静電チャック（印加電圧ＤＣ３ＫＶ）に２００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのＦＰＣと銅箔マスク１００μｍ厚み）を図１に示すようにセットし、Ｏ2 ガス１２０ｃｃ／ｍｉｎ、ＣＦ4 ガス４０ｃｃ／ｍｉｎ、ガス圧２００ｍｔｏｒｒ、放電パワー３００Ｗの条件下でＦＰＣの５０μｍ厚のポリイミドフィルム基板をドライエッチングした。そして、加工部の断面写真から加工性を評価したところ、エッチング速度２μｍ／ｍｉｎ、エッチファクター２．５、面内エッチレート分布±５％、孔加工精度±１５μｍであることが判明した。
【００２３】
−実施例２−
静電チャックを、誘電体がポリイミドフィルム製の単極式チャックに代え、その他の条件は実施例１と同じにしてＦＰＣのポリイミドフィルム基板をエッチングし、加工特性を評価したところ、エッチング速度１．５μｍ／ｍｉｎ、エッチファクター１．５、面内エッチレート分布±１０％、孔加工精度±２０μｍの結果が得られた。
【００２４】
−実施例３−
静電チャックを、誘電体がセラミックス製の単極式チャックに代え、その他の条件を実施例１と同じにしてＦＰＣのポリイミドフィルム基板をエッチングした。この場合の加工特性は、エッチング速度２μｍ／ｍｉｎ、エッチファクター１．５、面内エッチレート分布±１０％、孔加工精度±２０μｍであった。
【００２５】
−比較例１−
マスクを銅蒸着マスク（５μｍ厚み）に代え、その他の条件は実施例１と同じにして同じ加工を行い、加工特性を評価した。その結果、エッチング速度、エッチファクター、面内エッチレート分布、孔加工精度はいずれも実施例１と同じであったが、マスクの蒸着、エッチング後のマスク剥離により加工コストが実施例１〜３に比べて高くついた。
【００２６】
−比較例２−
ＦＰＣに銅箔マスクを重ね、静電チャックを用いずに実施例１と同じエッチング条件でポリイミドフィルム基板のエッチングを行って加工特性を評価したところ、エッチング速度は実施例２と同じ１．５μｍ／ｍｉｎであったが、エッチファクターは０．８、面内エッチレート分布は±２０％、孔加工精度は±４０μｍで、本発明の実施例１〜３に比べて劣っていた。
【００２７】
以上の実施例と比較例の評価結果を表１にまとめて示す。
【００２８】
【表１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の方法では、コンタクトマスクを静電チャックでＦＰＣに密着させてＦＰＣの絶縁膜をプラズマエッチング法で加工するので、工程の複雑化、コストアップを無くして加工精度を向上させることができ、高精度かつ安価なＦＰＣ等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法の例を簡略化して示す図
【図２】コンタクトマスクの孔パターの一例を示す平面図
【図３】図２のコンタクトマスクを用いて外形加工を施したＦＰＣの要部の平面図
【図４】基板と絶縁樹脂を一緒にエッチングする例を示す図
【図５】スルーホール加工の一例を示す図
【図６】スルーホールを設けたＦＰＣの裏面図
【符号の説明】
１ 静電チャック
２ 誘電体
３、４ 電極
５ 直流電源
６ ＦＰＣ
７ 基板
８ 銅回路
９ 絶縁樹脂
１０ コンタクトマスク
１０ａ マスクの孔
１１ 孔
１２ 不連続部
１３ スルーホール
Claims (4)
- 導体層と絶縁膜から成るフレキシブルプリント配線板の前記絶縁膜上にコンタクトマスクを載置し、このコンタクトマスクと前記フレキシブルプリント配線板を静電チャックで同時吸着後、プラズマエッチング法で前記絶縁膜の所定箇所を除去することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- コンタクトマスクとフレキシブルプリント配線板の同時吸着を、セラミックス製誘電体を用いた静電チャックによって行う請求項１記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- コンタクトマスクとフレキシブルプリント配線板の同時吸着を、双極式静電チャックによって行う請求項１記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 絶縁膜のエッチングを、リアクティブイオンプラズマエッチング法で行う請求項１記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP09507599A JP4296628B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | フレキシブルプリント配線板の製造方法 |
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| JP09507599A JP4296628B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | フレキシブルプリント配線板の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294902A JP2000294902A (ja) | 2000-10-20 |
| JP4296628B2 true JP4296628B2 (ja) | 2009-07-15 |
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ID=14127863
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| DE102018127658A1 (de) * | 2018-11-06 | 2020-05-07 | Asm Assembly Systems Gmbh & Co. Kg | Elektrostatisches Aufspannen von Elektronikplatten |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP09507599A patent/JP4296628B2/ja not_active Expired - Fee Related
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