JP5348007B2 - フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。

従来、フレキシブルプリント配線板の形成には、サブトラクティブ法が広く用いられている。しかし近年、電子機器の小型化、高密度実装化、高性能化（高速化）に伴い、配線板自体の高密度化、即ち配線パターンの高精細化の要求が強く、サブトラクティブ法では対応できなくなってきているのが現状である。そのため更なる高精細な配線パターンを形成することができるセミアディティブ法が用いられることが一般的となってきている。
セミアディティブ法を用いたフレキシブルプリント配線板の形成では、絶縁基板上にスパッタ法等で薄い下地金属層を形成する工程、次に下地金属層の表面にレジスト層を積層する工程、次にレジスト層にめっき用のレジストパターンを形成する工程、次に電解めっきで配線パターンを形成する工程、次にレジストパターンを除去する工程、次にエッチングで下地金属層の不要な部分を除去する工程を備えるものが一般的である。
更にめっき用のレジストパターンを形成する工程は、レジスト層を露光、現像した後、レジスト層を水洗し、その後乾燥、熱硬化させるものが一般的である。
このようなレジストパターンを形成する工程において、特にアルカリ現像型のレジスト層を用いる場合、レジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に残渣（いわゆるすそ引き）が発生することで、電解めっき時のめっき付着性が低下し、配線パターンの剥離が生じ易いという問題があった。
従ってレジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に発生する残渣の抑制、除去が課題となっている。
フレキシブルプリント配線板の製造工程におけるレジストの剥離に関する従来技術として、例えば下記特許文献１がある。

特開２００８−７１９１５号公報

上記特許文献１は、レジストの剥離方法に関する発明で、酸化剤を含む溶液で剥離する剥離工程等を備えることで、基板の表面に存在するレジストの剥離性能を向上させることができるレジスト剥離方法に関する技術が開示されている。
しかしながら、あくまでレジスト自体の除去を目的としたものであり、レジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に発生する残渣の抑制、除去を目的とするものではなかった。
また従来、プラズマ処理を用いて下地金属層上に発生する残渣の除去を行うものがあるが、プロセス数が多くなることで処理時間がかかり、製造効率が悪いという問題があった。

そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、簡易な構成でレジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に発生する残渣を効率的、効果的に抑制、除去できるフレキシブルプリント配線板の製造方法の提供を課題とする。

本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法は、絶縁基板上に配線回路を形成するフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、絶縁基板上に下地金属層を形成する下地金属層形成工程と、該下地金属層形成工程で形成された下地金属層の表面に、アルカリ現像型のレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、該レジスト層積層工程で積層されたレジスト層に、アルカリ現像液を用いてレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、該レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンの溝に露出された下地金属層上に、電解めっきによって配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、該レジスト層除去工程によって露出された下地金属層を除去する下地金属層除去工程とからなり、且つ前記レジストパターン形成工程には、少なくとも前記アルカリ現像液を用いた現像処理の後に、前記レジストパターンの溝を、水洗水で水洗する水洗処理と、酸電解水で洗浄する酸電解水処理とを組み合わせて備えており、前記酸電解水は、次亜塩素酸を主成分とする水溶液からなると共に、該水溶液における前記次亜塩素酸の有効塩素濃度が、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであることを第１の特徴としている。

上記本発明の第１の特徴によれば、絶縁基板上に配線回路を形成するフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、絶縁基板上に下地金属層を形成する下地金属層形成工程と、該下地金属層形成工程で形成された下地金属層の表面に、アルカリ現像型のレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、該レジスト層積層工程で積層されたレジスト層に、アルカリ現像液を用いてレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、該レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンの溝に露出された下地金属層上に、電解めっきによって配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、該レジスト層除去工程によって露出された下地金属層を除去する下地金属層除去工程とからなり、且つ前記レジストパターン形成工程には、少なくとも前記アルカリ現像液を用いた現像処理の後に、前記レジストパターンの溝を、水洗水で水洗する水洗処理と、酸電解水で洗浄する酸電解水処理とを組み合わせて備えており、前記酸電解水は、次亜塩素酸を主成分とする水溶液からなると共に、該水溶液における前記次亜塩素酸の有効塩素濃度が、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであることから、下地金属層形成工程により、絶縁基板上に下地金属層を形成することができる。またレジスト層積層工程により、下地金属層の表面に、アルカリ現像型のレジスト層を積層することができる。またレジストパターン形成工程により、アルカリ現像液を用いてレジストパターンを形成することができる。また配線パターン形成工程により、レジストパターンの溝に露出された下地金属層上に、電解めっきによって配線パターンを形成することができる。またレジスト層除去工程により、レジスト層を除去することができる。また下地金属層除去工程により、レジスト層除去工程によって露出された下地金属層を除去することができる。

更にレジストパターン形成工程において、アルカリ現像液を用いた現像処理の後に、レジストパターンの溝を、水洗水で水洗する水洗処理と、酸電解水で洗浄する酸電解水処理とを組み合わせて備えていることで、レジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に発生する残渣（主として現像液のアルカリ成分の残留によるものと、レジスト再付着によるものとで形成される。以下、前者を現像残渣とし、後者をレジスト残渣とする。）を効率的、効果的に抑制、除去することができる。よって残渣の発生に伴う、電解めっき時のめっき付着性の低下を防止することができる。従って良好な配線回路を形成でき、高い信頼性、生産性を得ることが可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。

また酸電解水は、次亜塩素酸を主成分とする水溶液からなると共に、該水溶液における前記次亜塩素酸の有効塩素濃度が、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであることから、レジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に発生する残渣の抑制、除去、特に有機物であるレジスト残渣を効果的に分解することができる。よって下地金属層上に発生する残渣の抑制、除去を一段と効率的、効果的に行うことができる。従って一段と高い信頼性、生産性を得ることが可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。

また本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法は、上記本発明の第１の特徴に加えて、前記酸電解水処理は、前記レジストパターンの溝を前記酸電解水に浸漬させて洗浄するディップ処理、又は前記レジストパターンの溝に前記酸電解水を分散噴射させて洗浄するシャワー処理からなることを第２の特徴としている。

上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、前記酸電解水処理は、前記レジストパターンの溝を前記酸電解水に浸漬させて洗浄するディップ処理、又は前記レジストパターンの溝に前記酸電解水を分散噴射させて洗浄するシャワー処理からなることから、下地金属層上に発生する残渣を簡易な構成で効率的、効果的に抑制、除去することができる。

また本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法は、上記本発明の第１又は第２の特徴に加えて、前記絶縁基板は、ポリイミドからなることを第３の特徴としている。

上記本発明の第３の特徴によれば、上記本発明の第１又は第２の特徴による作用効果に加えて、前記絶縁基板は、ポリイミドからなることから、レジストパターン形成工程において、レジストパターンの溝を水洗水で水洗する水洗工程のみでは、水切りが不十分となり、下地金属層上に残渣が残留し易いポリイミドからなる絶縁基板においても、下地金属層上に発生する残渣を効率的、効果的に抑制、除去することができる。よって残渣の発生に伴う、電解めっき時のめっき付着性の低下を防止することができる。
従ってポリイミドからなる絶縁基板を用いる場合であっても、良好な配線回路を形成でき、高い信頼性、生産性を得ることが可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。

本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、簡易な構成でレジスト層の露光、現像後に、下地金属層上に発生する残渣（いわゆるすそ引き）を効率的、効果的に抑制、除去することができる。

本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程におけるレジストパターン形成工程の要部を示す断面図である。

以下の図１〜図３を参照して、本発明に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。

本発明に係るフレキシブルプリント配線板１の製造方法は、絶縁基板上に配線回路を形成するフレキシブルプリント配線板の製造方法であり、下地金属層形成工程１００と、レジスト層積層工程２００と、レジストパターン形成工程３００と、配線パターン形成工程４００と、レジスト層除去工程５００と、下地金属層除去工程６００とから構成される。

まず前記下地金属層形成工程１００は、絶縁基板上に下地金属層を形成する工程である。
より具体的には、図１に示すように、絶縁基板１０上にスパッタ法で下地金属層１１を形成する。
なお絶縁基板１０としては、ポリイミドを用いることができる。勿論、ポリイミドに限るものではなく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等、フレキシブルプリント配線板を形成する絶縁基板として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよいが、ポリイミドを用いることが望ましい。
また下地金属層１１としては、銅、ニッケル、銀等、セミアディティブ法を用いたフレキシブルプリント配線板の形成において、下地金属層を構成する金属として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。しかし、銅を用いることが望ましい。
また本実施形態においては、スパッタ法により下地金属層１１を形成する構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。例えば無電解めっき法、イオンプレーティング法、蒸着法等により下地金属層１１を形成する構成とすることができる。

次に前記レジスト層積層工程２００は、下地金属層形成工程１００で形成された下地金属層１１の表面に、レジスト層を積層する工程である。
より具体的には、図１に示すように、下地金属層１１の表面にアルカリ現像型のレジスト層２０を積層する。
レジスト層２０としては、市販のネガ型のアクリル系ドライフィルムレジスト（セミアディティブ法用）を用いることができる。例えば旭化成イーマテリアルズのドライフィルムレジスト「サンフォート^ＴＭ」、日立化成「フォテック^ＴＭ」、ニチゴー・モートン「ＡＬＰＨＯ^ＴＭ」等を用いることができる。
またレジスト層２０の厚みは、２０μｍ〜３０μｍ程度とすることが望ましい。

次に前記レジストパターン形成工程３００は、レジスト層積層工程２００で積層されたレジスト層２０に、レジストパターンを形成する工程である。
より具体的には、まず図１最下段の黒矢印で示すように、パターンマスク３０を介してレジスト層２０の表面を紫外線で露光処理する。その後、アルカリ現像液を用いた現像処理を行い、レジスト層２０の不要な部分を除去する。これにより、図２に示すように、レジスト層２０に、配線パターンを形成したい部分となる溝３１ａが形成される。

その後、図示しない水洗処理装置を用いて、水洗水により溝３１ａを水洗する水洗処理を行う。
その後、図示しない酸電解水処理装置を用いて、酸電解水により溝３１ａを洗浄する酸電解水処理を行う。より具体的には、下地金属層１１、レジスト層２０が積層された基板１０を酸電解水に浸漬させるディップ処理により溝３１ａを洗浄する。
その後、再び図示しない水洗処理装置を用いて、水洗水により溝３１ａを水洗する水洗処理を行う。
その後、図示しない乾燥処理装置を用いて、レジスト層２０の乾燥処理を行う。
以上により、図２に示すように、レジスト層２０に、配線パターンを形成したい部分を溝３１ａとするレジストパターン３１が形成される。

なおアルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム水溶液を用いることができる。
また水洗水としては、水道水、イオン交換水等、フレキシブルプリント配線板の製造工程において通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
また酸電解水としては、次亜塩素酸を主成分とする水溶液を用いることができる。更に水溶液における次亜塩素酸の有効塩素濃度は、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであることが望ましく、より好適には２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることが望ましい。
またディップ処理における処理時間は、５秒〜５００秒であることが望ましく、より好適には１５秒〜２００秒であることが望ましい。

このように水洗水を用いた水洗処理と、酸電解水を用いた酸電解水処理とを組み合わせて、溝３１ａを水洗、洗浄することで、溝３１ａに露出された下地金属層１１上に発生する残渣を効率的、効果的に抑制、除去することができる。

つまり図３に示すように、レジスト層２０としてアルカリ現像型のレジスト層を用いた場合、アルカリ現像液による現像処理後に、溝３１ａに露出された下地金属層１１上に残渣Ｐが発生する。この残渣Ｐは、主として現像液のアルカリ成分の残留によるもの（現像残渣）と、レジスト再付着によるもの（レジスト残渣）とで形成されている。
よって水洗処理と組み合わせて、次亜塩素酸を主成分とする水溶液を用いる酸電解水処理を備えることで、アルカリ成分の中和除去と、有機物であるレジスト残渣の分解除去を効率的、効果的に行うことができる。また同時に、溝３１ａに露出された下地金属層１１上に発生する酸化膜を効率的、効果的に除去することができる。
従って残渣や酸化膜の発生に伴う、電解めっき時のめっき付着性の低下を防止することができ、良好な配線回路を形成することができる。従って高い信頼性、生産性を得ることが可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。
また酸電解水処理を水洗処理と組み合わせるだけの簡易な構成であるので、製造効率の良いフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。

更に絶縁基板１０にポリイミドを用いる場合、水洗処理や水切りに制約が多いことから、水洗の圧力や水切りが不十分となり、水洗工程のみでは溝３１ａに露出された下地金属層１１上に残渣が残留し易いところ、酸電解水処理を水洗処理と組み合わせて備えることで、残渣を効率的、効果的に抑制、除去することができる。従って絶縁基板１０にポリイミドを用いる場合であっても、良好な配線回路を形成することができ、高い信頼性、生産性を得ることが可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。

次に前記配線パターン形成工程４００は、レジストパターン形成工程３００により形成されたレジストパターン３１の溝３１ａに露出された下地金属層１１上に、配線パターンを形成する工程である。
より具体的には、図２に示すように、溝３１ａに露出された下地金属層１１上に、電解銅めっきによって配線パターン４０を形成する。

次に前記レジスト層除去工程５００は、レジスト層２０を除去する工程である。
より具体的には、図２に示すように、下地金属層１１の表面に積層されているレジスト層２０を除去する。

次に下地金属層除去工程６００は、レジスト層除去工程５００によって露出された下地金属層１１を除去する工程である。
より具体的には、図２に示すように、配線パターン４０が形成されていない下地金属層１１をエッチングにより除去する。これにより、配線パターン４０間が絶縁される。
以上の工程を経ることで、フレキシブルプリント配線板１が製造される。

なお本実施形態においては、酸電解水処理を、下地金属層１１、レジスト層２０が積層された基板１０を酸電解水に浸漬させるディップ処理により行う構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。
例えば溝３１ａに酸電解水を分散噴射させることで、溝３１ａを洗浄するシャワー処理とすることができる。
このような構成とすることで、ディップ処理を用いる場合に比べ、処理時間を短縮させることができると共に、酸電解水の使用量を減少させることができる。よって一段と製造効率の良いフレキシブルプリント配線板の製造方法とすることができる。

なおこの場合、シャワーの圧力は、０．０１ＭＰａ〜１．０ＭＰａとすることが望ましく、より好適には０．０２ＭＰａ〜０．５０ＭＰａとすることが望ましい。
またシャワー処理における処理時間は、５秒〜２００秒であることが望ましく、より好適には１５秒〜１００秒であることが望ましい。

ネガ型アクリル系ドライフィルムレジスト（厚み２５μｍ）を用い、露光（露光量９０ｍＪ／ｃｍ^２）、現像（濃度０．１ｍｏｌ／ｌの炭酸ナトリウム水溶液を用いて４０秒）、水洗処理（水洗水を用いて８０秒）を同一条件で行った後、各処理による残渣処理を行い、以下の基準で回路剥離面評価と走査型電子顕微鏡を用いてのＳＥＭ評価を行った。その結果を表１に示す。

（回路剥離面評価）
・プラズマ処理
３０ｍＷ／ｃｍ^２
処理時間：１０分
・ＵＶ処理
２０ｍＷ／ｃｍ^２
処理時間：３０秒、１分、２分
・酸電解水処理（ディップ）
電解水の有効塩素濃度：５０ｐｐｍ
処理時間：１０秒、２０秒、１分、５分
・酸電解水処理（シャワー）
電解水の有効塩素濃度：５０ｐｐｍ
シャワーの圧力：０．２ＭＰａ
処理時間：１０秒、２０秒、４０秒
絶縁基板面が露出したものを○、絶縁基板面が露出しなかったものを×として評価した。

（ＳＥＭ評価）
・プラズマ処理
３０ｍＷ／ｃｍ^２
処理時間：１０分
・ＵＶ処理
２０ｍＷ／ｃｍ^２
処理時間：３０秒、１分、２分
・酸電解水処理（ディップ）
電解水の有効塩素濃度：５０ｐｐｍ
処理時間：１０秒、２０秒、１分、５分
・酸電解水処理（シャワー）
電解水の有効塩素濃度：５０ｐｐｍ
シャワーの圧力：０．２ＭＰａ
処理時間：１０秒、２０秒、４０秒
残渣の幅（図３におけるＱ）が０．５μｍ以下のものを○、残渣の幅（図３におけるＱ）が０．５μｍ〜１．０μｍのものを△、残渣の幅（図３におけるＱ）が１．０μｍ以上のものを×として評価した。

表１の結果より、酸電解水処理を用いることで、プラズマ処理、ＵＶ処理よりも短時間で絶縁基板面を露出させることができると共に、プラズマ同等の回路底形状を形成できることがわかる。

本発明は携帯電話機やハードディスク装置等の電子機器に用いられるフレキシブルプリント配線板の製造方法として利用することができる。

１ フレキシブルプリント配線板
１０ 絶縁基板
１１ 下地金属層
２０ レジスト層
３０ パターンマスク
３１ レジストパターン
３１ａ 溝
４０ 配線パターン
１００ 下地金属層形成工程
２００ レジスト層積層工程
３００ レジストパターン形成工程
４００ 配線パターン形成工程
５００ レジスト層除去工程
６００ 下地金属層除去工程
Ｐ 残渣
Ｑ 残渣の幅

Claims (3)

1. 絶縁基板上に配線回路を形成するフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、絶縁基板上に下地金属層を形成する下地金属層形成工程と、該下地金属層形成工程で形成された下地金属層の表面に、アルカリ現像型のレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、該レジスト層積層工程で積層されたレジスト層に、アルカリ現像液を用いてレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、該レジストパターン形成工程により形成されたレジストパターンの溝に露出された下地金属層上に、電解めっきによって配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、該レジスト層除去工程によって露出された下地金属層を除去する下地金属層除去工程とからなり、且つ前記レジストパターン形成工程には、少なくとも前記アルカリ現像液を用いた現像処理の後に、前記レジストパターンの溝を、水洗水で水洗する水洗処理と、酸電解水で洗浄する酸電解水処理とを組み合わせて備えており、前記酸電解水は、次亜塩素酸を主成分とする水溶液からなると共に、該水溶液における前記次亜塩素酸の有効塩素濃度が、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであ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。
2. 前記酸電解水処理は、前記レジストパターンの溝を前記酸電解水に浸漬させて洗浄するディップ処理、又は前記レジストパターンの溝に前記酸電解水を分散噴射させて洗浄するシャワー処理からなることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
3. 前記絶縁基板は、ポリイミドからなることを特徴とする請求項１又は２に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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