JP5450885B2

JP5450885B2 - 両面プリント回路基板の製造方法

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Publication number: JP5450885B2
Application number: JP2013502441A
Authority: JP
Inventors: クヮンチュンチョン; ヤンクーハン; ミュンポンヨー; ナンブーチョ; ヤンホハン; キョンミンイ; カンバクヨン; ヘヨンアーン; スーハンキム
Original assignee: Haeun Chemtec Co Ltd
Current assignee: Haeun Chemtec Co Ltd
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2014-03-26
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Description

本発明は、両面プリント回路基板の製造方法に関し、精密で高い伝導度を有する回路パターンの形成が可能であると共に、原材料の節約、工程短縮などが可能な両面フレキシブル回路基板の製造方法に関する。

通常、プリント回路基板（Printed Circuit Board）は各種電子部品を搭載して電気的に連結する基板型の電子部品である。

プリント回路基板は、基材の材質が硬性であるか軟性であるかによって、リジッドプリント回路基板（Rigid Printed Circut Board）とフレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circut Board）とに大別され、近年、リジッド−フレキシブル複合プリント回路基板も登場している。

プリント回路基板の使用初期には、片面に印刷配線が形成された比較的簡単な構造の製品が主に使用されたが、電子製品の軽量化、小型化、多機能化、及び複合機能化に伴い、フレキシブル回路基板もまた徐々に配線密度が高くなり、構造が複雑になっており、多層の製品に進化しつつある。

プリント回路基板は、配線構造の回路パターン層に応じて単層、両面、多層型などの色々な種類があり、電子機器の構造と機能に応じてそれに適したプリント回路基板を設計及び製作し、製品に適用する。

特に、フレキシブルプリント回路基板は、電子製品の小型化及び軽量化を可能とし、優れた屈曲性及び柔軟性を有しており、プリント回路基板が有する機能を果たしながら隣接していない二つの回路や部品を自由に連結することができる利点を有し、携帯電話、ＭＰ３、カムコーダ、プリンター、ディスプレイなどの電子機器だけでなく、医療機器、軍用装置を含む一般産業機械などにも幅広く用いられている。特に、携帯電話、カムコーダ、ノートパソコン、ディスプレイ等の回路基板の屈曲性が必要な製品が増加するに伴い、フレキシブル回路基板の需要も増加しつつある。

このようなプリント回路基板のうち両面プリント回路基板の通常の製造方法について両面フレキシブルプリント回路基板を例に挙げて説明すると次のとおりである。ポリイミドフィルム（Polyimide Film）又はポリエステル（Polyester）フィルムのような絶縁性フィルムの両面に薄膜の銅（Ｃｕ）がそれぞれ積層された両面銅張積層（ＣＣＬ；Copper Clad Laminate）フィルムを準備した後、前記銅（Ｃｕ）層の回路パターンが形成される部分を電気的に連結するためにＣＣＬフィルムの所定の位置にドリルなどを用いてビアホールを形成した後、このビアホールにめっきを施してＣｕ層を互いに電気的に連結させる。その後、ＣＣＬフィルムの両側のＣｕ層に感光性フィルムを利用したり液を塗布してそれぞれのＣｕ層を露光、現像、エッチング、剥離工程により所定の回路パターンに加工する方法で両面フレキシブル回路基板を製作する。

前記従来の製造方法は、微細なパターン形成が可能であるという利点があるが、製造工程が複雑で原材料の損失がひどく、環境汚染の問題点が台頭している。近年、印刷電子技術の発達に伴い、印刷方式を用いたプリント回路基板の製造方法が開発されているが、現在の印刷技術では印刷配線幅に限界がある。

一方、前記のエッチング方法と印刷方法を同時に用いて両面フレキシブルプリント回路基板を製造する方法が日本特許公開公報：特開平６−２２４５２８に開示されている。

前記製造方法は、フィルム基板の表裏面間に電気的に接続すべき部分に貫通孔を形成すると共に、フィルム基板の片面の全体に金属箔を被着し、この金属箔を所定のパターンにエッチング工程により除去して配線導体部を形成し、貫通孔の部分を塞ぐ閉塞板部を形成する。フィルム基板の反対面には伝導性ペーストを印刷方法で被着して印刷配線導体部を形成すると共に、貫通孔に伝導性ペーストを充填し、この伝導性ペーストでエッチング工程により形成された配線導体部と、印刷方法により形成された印刷配線導体部を電気的に接続して、両面フレキシブル回路基板を製造する方法に関するものである。

しかし、前記方法は、印刷方法により印刷配線を形成すると共に貫通孔に伝導性ペーストを充填する必要があるが、貫通孔に充填され、バンプを形成する伝導性ペーストとしては印刷配線導体部を形成するための印刷方法が極めて制限的であり、反対に印刷配線を容易に形成できる伝導性ペーストは貫通孔に充填され、バンプを形成することが難しい。また、前記方式で製造されたフレキシブルプリント回路基板は、貫通孔に形成された接続部が熱的又は物理的な衝撃にも収縮又はクラックが生じ、断線される可能性が高いという欠点があり、工程上にも貫通孔に充填される伝導性ペーストが漏れることを防止するための別の閉塞板部を形成させる工程を追加しなければならないという欠点があるため、産業的に利用されていない。また、伝導性ペースト層と基材との接着力が十分でなく、伝導性ペーストによって形成されたプリント回路とビアホールのバンプを形成する接続導体部の界面が分離したり又は脱離する現象が多いため実質的に実用化されていない。

本発明は、上述した従来の両面プリント回路基板の製造方法の様々な問題点を解決するために導き出されたものであって、精密で高い伝導度を有する回路パターンの形成が可能であると共に、原材料の節約、工程短縮及びペーストの印刷によって形成された回路部及び接続導体部などの接着力が向上する両面プリント回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

従って、本発明による両面プリント回路基板によると、屈曲、曲がり、あるいは熱的又は物理的な衝撃にも断線される恐れがない信頼度の高い両面フレキシブルプリント回路基板を提供することができる。

前記目的を果たすための本発明による両面フレキシブル回路基板の製造方法は次のとおりである。
（イ）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（ロ）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（ハ）前記片面銅張積層板の銅張積層面とは反対面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（ニ）前記片面銅張積層板の銅張積層面、めっき底層が形成されたビアホール及び前記伝導性ペーストを印刷して形成された回路パターンにめっきを施す段階と、
（ホ）前記伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する段階と、
（ヘ）前記銅張積層板の銅張積層面をエッチングして回路を形成する段階と、
を含んで製造される両面プリント回路基板に関する。

本発明の他の様態は
（イ）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（ロ）前記銅張積層板の銅張積層面とは反対面に接着力を向上するためのプライマー層を形成する段階と、
（ハ）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（ニ）前記プライマー層が形成された面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（ホ）前記片面銅張積層板の銅張積層面、めっき底層が形成されたビアホール及び前記伝導性ペーストを印刷して形成された回路パターンにめっきを施す段階と、
（ヘ）前記伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する段階と、
（ト）前記銅張積層板の銅張積層面をエッチングして回路を形成する段階と、
を含んで製造される両面プリント回路基板に関する。

一方、ここで、前記（ロ）段階と（ハ）段階の工程順序の入れ替えも可能である。

また、他の様態において本発明は下記のように変形して実施することもできる。
（イ）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（ロ）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（ハ）前記片面銅張積層板の銅張積層面とは反対面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（ニ）前記印刷した回路パターン面にカバーレイ層を形成する段階と、
（ホ）前記銅張積層面及びめっき底層が形成されたビアホールにめっきを施す段階と、
（ヘ）前記銅張積層板の銅張積層面をエッチングして回路を形成する段階と、
を含んで製造される両面プリント回路基板に関する。

以下、添付の図面を参照して本発明の両面フレキシブル回路基板の製造方法を詳細に説明する。

図１は本発明による両面フレキシブル回路基板の製造工程を説明するためのフローチャートである。図１で図示したように、本発明による両面フレキシブル回路基板の製造方法は、

（１段階）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（２段階）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（３段階）前記片面銅張積層板の銅張積層面とは反対面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（４段階）前記片面銅張積層板の銅張積層面、めっき底層が形成されたビアホール及び前記伝導性ペーストを印刷して形成された回路パターンにめっきを施す段階と、
（５段階）前記伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する段階と、
（６段階）前記銅張積層板の銅張積層面を従来方法でエッチングして回路パターンを形成する段階と、
を含むことを特徴とする。

また、（３段階）伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階の前段階として、伝導性ペーストとフィルム基材の付着力を高めるためにプライマー層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする。

一方、本発明では、伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する第５段階を先ず行ってから、片面銅張積層板の銅張積層面とめっき底層が形成されたビアホールにめっきを施す第４段階を行うことができる。

以下、各段階別に図２を参照して詳述する。

（１段階：片面銅張積層板を準備する段階又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階）

本段階は、ベース基材の一面に銅箔層を形成して片面銅張積層板を製造する段階である。本段階の片面銅張積層板は従来の一般的な方法により製造される。即ち、ポリイミドフィルムなどの片面にエポキシＮＢＲ（Epoxy−NBR）系接着剤などを用いて銅箔に接着してから硬化させることで製造することができる。また、片面銅張積層板は容易に入手できるものであり、既製の片面銅張積層板を用いることができる。

本段階で製造又は準備された片面フレキシブル銅張積層板を図２ａに図示した。

（２段階：前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階）

本段階は、１段階で製造又は準備された片面銅張積層板にビアホールを形成する段階である。

ビアホールはＣＮＣドリルやＵＶレーザ、ＹＡＧレーザ又はＣＯ_２レーザ、パンチング等を用いてＰＣＢ設計に合わせてホール加工することで形成する。これを図２ｂに図示した。

（３段階：前記片面銅張積層板の銅張積層面とは反対面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階）

２段階でビアホールが形成された銅張積層板で銅箔が形成された面の他の面に伝導性ペーストを用いて印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールに伝導性ペーストを充填（印刷）してめっき底層を形成する段階である。これを図２ｃに図示した。

本段階で用いられる伝導性ペーストとしては、Ａｇ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ／Ｐｂなどの伝導性物質又は有機金属化合物を含む伝導性ペーストが挙げられる。

本発明は、有機金属化合物のうち有機銀錯体（Organic Silver Complex）化合物を含む伝導性ペーストを用いることを他の特徴とする。有機銀錯体化合物を用いることが好ましい理由は、安全性及び溶媒に対する溶解性に優れ、容易に金属パターンを形成することができ、また比較的低い温度で分解され、金属パターンを容易に形成できるという利点があるためである。また、前記有機銀錯体化合物を含む伝導性ペーストは導電体や金属前駆体などの伝導性物質をさらに含むことができる。

特に、本発明の出願人によって特許出願第２００６−００１１０８３号に開示された特殊の構造を有する有機銀錯体化合物を含む伝導性ペーストを用いると、回路パターン及びビアホールのめっき底層の均一な厚さ、優れた伝導性、及び低い焼成温度を有し、焼成後に伝導性物質以外の残留物がないため好ましい。

前記の本発明の出願人によって開示された伝導性ペーストは、下記化学式１の一つ以上の銀化合物と、下記化学式２、化学式３又は化学式４の一つ以上のアンモニウムカルバメート系又はアンモニウムカーボネート系化合物を反応させて得られる銀錯体化合物を含む伝導性ペーストである。

［化学式１］
Ａｇ_ｎＸ

（前記ｎは１〜４の整数であり、Ｘは酸素、硫黄、ハロゲン、シアノ、シアネート、カーボネート、ナイトレート、ナイトライト、スルフェート、ホスフェート、チオシアネート、クロレート、パークロレート、テトラフルオロボレート、アセチルアセトネート、カルボキシレート及びこれらの誘導体から選択される置換基である）

［化学式２］

［化学式３］

［化学式４］

（前記Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５及びＲ_６は互いに同一又は異なってもよく、それぞれ水素、炭素数１〜３０の脂肪族若しくは脂環族アルキル基、アリール基又はアラルキル（ARALKYL）基、官能基が置換されたアルキル基又はアリール基、ヘテロ環化合物基、高分子化合物基、及びこれらの誘導体から選択される置換基である。）

また、前記有機銀錯体化合物を含む伝導性ペーストは、前記の銀錯体化合物に、導電体、金属前駆体又はこれらの混合物の一つ以上を含むことができ、これは本発明の出願人が既に出願した特許出願第２００５−００２３０１３号に開示されている。

前記の導電体は特に制限する必要はない。即ち、本発明の目的に符合すれば公知の何れのものを使用してもよい。例えば、導電体又は金属前駆体の種類やそのサイズ又は形態などに特に限定する必要がない。即ち、導電体の種類としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｄ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒのような遷移金属群から選択されるもの、又はＡｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉのような金属群、又はＳｍ、Ｅｕのようなランタナイド（lanthanides）やＡｃ、Ｔｈのようなアクチナイド（actinides）系金属群から選択される少なくとも一つの金属、又はこれらの合金若しくは合金酸化物が挙げられる。その他にも、伝導性カーボンブラック、グラファイト、炭素ナノチューブ、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン及びその誘導体のような伝導性高分子などが挙げられる。

また、前記の金属前駆体も特に制限されない。即ち、本発明の目的に符合すれば何れも用いることができ、特に、熱処理、酸化又は還元処理、赤外線、紫外線、電子線（electron beam）、レーザ（laser）処理などにより伝導性を有するものであればより好ましい。例えば、金属前駆体は有機金属化合物や金属塩などを含み、通常一般式ＭｎＸで示すことができ、ここでＭは前記の導電体のうち金属群から選択され、ｎは１０以下の整数、またＸは酸素、硫黄、ハロゲン、シアノ、シアネート、カーボネート、ナイトレート、ナイトライト、スルフェート、ホスフェート、チオシアネート、クロレート、パークロレート、テトラフルオロボレート、アセチルアセトネート、メルカプト、アミド、アルコキシド、カルボキシレートなどを示す。具体的に、例えば、酢酸金、シュウ酸パラジウム、２−エチルヘキサン酸銀（silver２−ethylhexanoate）、２−エチルヘキサン酸銅（copper２−ethylhexanoate）、ステアリン酸鉄（iron stearate）、蟻酸ニッケル、クエン酸亜鉛（zinc citrate）のようなカルボン酸金属、硝酸銀、シアン化銅、炭酸コバルト、塩化白金、塩化金酸、テトラブトキシチタン、ジメトキシジルコニウムジクロライド、アルミニウムイソプロポキシド、テトラフルオロホウ酸スズ、バナジウムオキシド、インジウムスズオキシド、ルテニウムオキシド、タンタルメトキシド、酢酸ビスマス、ドデシルメルカプト化金、インジウムアセチルアセトネートのような金属化合物などから選択される一つ以上を共に使用することができる。また、前記導電体及び金属前駆体の形態は球形、線形、板状形又はこれらの混合形態であってもよく、ナノ粒子を含む粒子（particle）状、又は粉末（powder）、フレーク（flake）、コロイド（colloid）、ハイブリッド（hybrid）、ペースト（paste）、ゾル（sol）、溶液（solution）状又はこれらから選択された一つ以上を混合した形態など様々な状態に用いることができる。

このような導電体又は金属前駆体のサイズや使用量は伝導性ペーストの特性に符合する限り特に制限する必要はない。即ち、そのサイズは焼成後の塗膜の厚さを考慮すると５０μｍ以下、より好ましくは１ナノメートル（ｎｍ）以上２５μｍ以下が好適であり、使用量は、一定限度を超えず、焼成温度が高くなりすぎるか、塗布又はパターン形成工程に問題が生じない程度であれば良い。通常、その使用量は全体ペースト組成物に対して重量比で１〜９０％、より好ましくは１０〜７０％範囲が好適である。

前記のように本発明に用いられる伝導性ペースト組成物は、前記の銀錯体化合物又は銀錯体化合物と導電体や金属前駆体又は少なくとも一つ以上のこれらの混合物で構成され、これに必要に応じて、公知の溶媒、安定剤、分散剤、バインダー樹脂（binder resin）、還元剤、界面活性剤（surfactant）、湿潤剤（wetting agent）、チキソトロープ剤（thixotropic agent）又はレベリング（levelling）剤のような添加剤などを本発明の伝導性ペースト組成物の構成員として含むことができる。

また、本発明の出願人によって特許出願第２００３−００１９７２４号に開示された有機銀組成物を含む伝導性ペーストを用いることができる。前記有機銀組成物はアミン系化合物と、ラクトン系化合物、ラクタム系化合物、カーボネート系化合物、環状酸無水物系化合物のように酸化銀と反応して有機銀を形成する有機化合物との混合物に酸化銀を反応させて溶解して製造されることを特徴とする有機銀組成物であって、これを含む伝導性ペースはパターン形成時に基材付着性、印刷性及び高い伝導性を与えるなどの利点がある。

前記のような伝導性ペーストを用いて回路パターンを形成すると共に、ビアホールに伝導性ペーストを充填してめっき底層を形成するプリンティング方法としては、グラビアプリンティング、インクジェットプリンティング、オフセットプリンティング、シルクスクリーンプリンティング、ロータリースクリーンプリンティング、フレキソプリンティング、インプリンティング方法を用いるなど如何なる方法によってプリンティングしてもよく、これは基材の形態及び材質に応じて選択することができるが、生産効率及び作業性、印刷解像度、ビアホール充填効率などを考慮すると、シルクスクリーンプリンティング、ロータリースクリーン、又はフレキソプリンティングの方法が好ましい。

このようにして得られた回路パターンとビアホールに酸化又は還元処理や熱処理、赤外線、紫外線、電子線、レーザ処理のような後処理工程を施して金属又は金属酸化物パターンを形成するために用いることができる。前記の後処理工程は、通常の不活性雰囲気下で熱処理することで行うこともできるが、必要に応じて、空気、窒素、一酸化炭素の中で又は水素と空気又は他の不活性ガスとの混合ガスでも処理することができる。通常、熱処理は８０〜４００℃、好ましくは９０〜３００℃、より好ましくは１００〜２５０℃で行われることが薄膜の物性のために好ましい。さらに、前記範囲内で低温と高温で２段階以上の加熱処理を施すことも薄膜の均一性のために好ましい。例えば、８０〜１５０℃にて１〜３０分間処理し、１５０〜３００℃にて１〜３０分間処理することが好ましい。

（４段階：前記片面フレキシブル銅張積層板の銅張積層面とめっき底層が形成されたビアホール及び／又は回路パターンにめっきを施す段階）

４段階でカバーレイ層が形成されたフレキシブル銅張積層板の銅張積層面、めっき底層が形成されたビアホール及び／又は回路パターンに電気めっきを施す段階であって、これを図２ｄに図示した。

めっき方法としては、従来のめっき方式を用いることができるが、均一な電着、良好な被膜分布（厚さ偏差最小）、ボイド（Void）または窪み（Dent）を最小化するために、電解めっきまたは無電解めっき法を選択して用いることが好ましく、その材質としては銅、金、銀、白金、ニッケルなどが用いられることができる。

（５段階：前記伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する段階）

３段階で伝導性ペーストを用いて印刷して回路パターンが形成された印刷面にカバーレイ層を形成する段階であって、後述するエッチング工程で印刷方法により形成された回路パターンを外部環境から保護するための目的としてカバーレイ層を形成する段階である。これを図２ｅに図示した

カバーレイ層を形成する方法としては、一般的に用いられている数〜数十μｍのカバーレイ用ポリイミドフィルムを用いてカバーレイパンチング、積層、ホットプレスの工程を経て形成する方法と、フォトソルダレジスト（ＰＳＲ）インク、エポキシ樹脂、またはポリアミック酸を含む焼付塗料を用いて印刷、硬化の工程を経てカバーレイ層を形成する方法が挙げられる。この際、印刷方法としては、シルクスクリーンプリンティング、スプレコータプリンティング、ロールコータプリンティング、フローコータプリンティング等の方法が挙げられる。

また、赤外線又は紫外線を用いて、熱硬化性インクを用いて印刷又はコーティングした後、硬化の工程を経てカバーレイ層を形成することができ、この際、印刷方法としては、生産効率及び作業性、印刷性などを考慮し、シルクスクリーンプリンティング及びロータリースクリーンプリンティングの方法が好ましい。

（６段階：従来のエッチング方法で回路パターンを形成する段階）

５段階でめっきが形成された銅張積層板で銅箔が形成された一面に従来のエッチング方法により回路パターンを形成する段階であって、ドライフィルム（Dry film）密着、露光、現像、腐食の工程を経て基板で実際に使用する回路を形成する。この際、めっき厚さの調節が必要な場合にはソフトエッチングを行ってＣｕ層の厚さを調節することができる。

また、（３段階）伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階の前段階として、伝導性ペーストとフィルム基材の付着力を高めるためにプライマー層を形成する段階をさらに含むことができる。

プライマー組成物は固体状と液体状のものが用いられることができ、固体状の塗料は、大きく熱硬化性樹脂及び硬化剤で構成され、液体状の塗料は、固体状の塗料に溶媒を含む硬化型と、溶媒を蒸発させて樹脂膜を形成する乾燥型と、モノマーと光開始剤を含む光硬化型とを有することができる。これらの樹脂は少なくとも一つ以上の下塗塗料の構成員として含まれる。これに必要に応じてレベリング剤（leveling agent）、湿潤剤（we tting agent）、付着増進剤（adhesion promoter）、光安定剤（ultraviolet stabilizer）などを用いることができる。

このように得られたプライマー組成物は、スプレー（Spray）コーティング、ディップ（Dip）コーティング、ロール（Roll）コーティングなどによって基材にコーティングして付着力を向上させるためにプライマー処理を施す。

一方、前記５段階の伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を先ず形成し、前記４段階の片面銅張積層板の銅張積層面とめっき底層が形成されたビアホールにめっきを施すことができる。

これは前記４段階と５段階の順序が変更された工程であって、ＰＣＢ仕様によって伝導性ペーストの印刷パターンだけでも目的した伝導度などの信頼性を十分に得られる場合、不要な部分にまでめっきされることを防止することを目的とする。

本発明の上述した従来の両面プリント回路基板の製造方法によると、精密で高い伝導度を有する回路パターンの形成が可能であると共に、原材料の節約、工程短縮などの効果があり、屈曲、曲がりや熱的又は物理的衝撃にも断線される恐れがない信頼度の高い両面フレキシブルプリント回路基板を提供することができる。本発明で両面積層プリント回路基板の一面の回路は伝導性ペーストを用いてプリンティング法によって製造される回路パターンを有するが、これをめっき層やカバーレイ層及びめっき層とカバーレイ層を同時に形成させることによりエッチング時に回路パターンが保護され、接着や熱的及び物理的衝撃によって接着面に脱離又はクラックなどが生じる問題を改善することで製品の信頼度を増加させる効果がある。

本発明による両面フレキシブル回路基板の製造方法のフローチャートである。本発明の実施例による両面フレキシブル回路基板の製造方法の段階別の製造工程図の一実施例である。本発明の実施例による両面フレキシブル回路基板の製造方法の段階別の製造工程図の他の一実施例である。本発明の実施例による両面フレキシブル回路基板の製造方法の段階別の製造工程図のまた他の一実施例である。

以下、本発明の好ましい実施例を参照して本発明をより具体的に説明する。

[実施例１]
（片面銅張積層板の製造）
ポリイミドフィルム基板上に１８μｍ（micron）厚さを有する金属箔をエポキシＮＢＲ（Epoxy−NBR）系接着剤を用いて銅箔に接着した後、ラミネート方法によって被着する。

（ビアホールの形成）
Ｃｕ層が形成された銅張積層板のビアホールを形成する位置にパンチングマシン（ヤマハ社製）でパンチングしてビアホールを形成した。

（伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層形成）

攪拌機が取り付けられた反応器に２−エチルヘキシルアムモニウム２−エチルヘキシルカルバメート７３．６１ｇ（２４３．３４ｍＭ）と酸化銀１８．８ｇ（８１．１ｍＭ）を入れて３時間攪拌した後、この反応液を１２５０メッシュフィルタを用いてフィルタリングし、未反応の酸化銀を除去した後、銀固形分が１８．９％である伝導性銀ペーストを製造した

このように製造された伝導性銀ペーストを基板の銅箔層が形成された面の裏面にロータリースクリーンプリンティングによって所望のパターンを形成する。印刷時に貫通孔に伝導性銀ペーストが同時に充填され、基板の両面が互いに連結される接続導体を形成した。

（めっき）
銅張積層板の銅箔面、伝導性ペーストが印刷された回路パターン及びめっき底層が形成されたビアホールに電気めっきを施すために、基板を３５℃にて硫酸銅が１２５ｇ／Ｌの濃度である溶液で満たされた水槽を通過させて、銅を陽極に、プリント回路基板を陰極にして、２．５Ａ／ｍ^２の電流を印加し、伝導性銀ペーストによって導電層が形成された貫通孔の内壁を１８μｍ（micron）の厚さで銅めっき層を形成した。

（カバーレイ層の形成）
１２．５μｍ（micron）のポリイミドフィルムにホットメルト硬化樹脂がコーティングされたフィルムをホットメルトラミネート方法によって被着し、カバーレイ層を形成した。

（エッチング）
軟性の３０μｍドライフィルムを用いて温度１００℃、圧力３．５ｋｇ／ｃｍ^２、速度１．５ｍ／ｍｉｎでドライフィルムを密着し、光量１８ｍｊ／ｃｍ^２のＵＶ（紫外線）光源を照射した後、ＨＣｌとＮａＣｌＯ_３を４８℃、ノズル圧力１．５ｋｇ／ｃｍ^２、速度２．５ｍ／ｍｉｎで腐食し、ＮａＯＨを用いて剥離し、所望のパターンを形成した。

[実施例２]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターンを形成し、ビアホールに充填してめっき底層を形成する段階で伝導性ペーストを下記のように製造して用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

攪拌機が取り付けられた反応器にイソプロピルアンモニウムイソプロピルカルバメート１５．３４ｇ（８１．１ｍＭ）と２−エチルヘキシルアムモニウム２−エチルヘキシルカルバメート４９．０７ｇ（１６２．２ｍＭ）に酸化銀１８．８ｇ（８１．１ｍＭ）を入れて３時間攪拌した後、この反応液をメッシュフィルタを用いてフィルタリングし、未反応の酸化銀を除去した後、銀固形分が２１％である伝導性銀ペーストを製造した。

[実施例３]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層を形成する段階で伝導性ペーストを下記のように製造して用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

攪拌機が取り付けられた反応器に２−エチルヘキシルアムモニウム２−エチルヘキシルカルバメート８１２．１ｇ（２．６８ｍＭ）と酸化銀１８７．９ｇ（０．８９ｍＭ）を入れて３時間攪拌して銀錯化合物を製造する。攪拌機が取り付けられた反応器に製造された銀錯化合物２０．４４ｇと銀ナノ粒子（Ferro社製）３６．４２ｇ、２−エチルヘキシルアムモニウム２−エチルヘキシルカルバメート４３．１４ｇを入れて１次攪拌する。１次攪拌された混合物を３本ロールミルを用いて２次分散して銀固形分が４０％である伝導性銀ペーストを製造した。

[実施例４]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層を形成する段階で伝導性ペーストを下記のように製造して用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

攪拌機が取り付けられた反応器に２−エチルヘキシルアムモニウム２−エチルヘキシルカルバメート８１２．１ｇ（２．６８ｍＭ）と酸化銀１８７．９ｇ（０．８９ｍＭ）を入れて３時間攪拌して銀錯化合物を製造する。攪拌機が取り付けられた反応器に製造された銀錯化合物２５．５２ｇと銀ナノ粒子（Ferro社製）４５．５３ｇ、２−エチルヘキシルアムモニウム２−エチルヘキシルカルバメート２８．９５ｇを入れて１次攪拌する。１次攪拌された混合物を３本ロールミルを用いて２次分散して銀固形分が５０％である伝導性銀ペーストを製造した。

[実施例５]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層を形成する段階で伝導性ペーストを下記のように製造して用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

コンデンサが設けられた丸底フラスコに４０ｇの酸化銀を６０重量％のエチルアミン（水溶液）１００ｇに入れて超音波を用いて分散しながら１０℃を維持し、３０分間攪拌した。この溶液に連続して３０ｇのγ−ブチロラクトンと３０ｇのメチルエチルケトン混合液を５ｍｌ／ｍｉｎの速度で滴下した後、連続して容器を９５〜１００℃を維持した状態で４０分間還流させ、酸化銀を溶解した。反応混合物を１０℃で減圧蒸留して過量のエチルアミンを除去し、銀固形分が３６．５％である伝導性銀ペーストを製造した。

[実施例６]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層を形成する段階で伝導性ペーストを下記のように製造して用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

コンデンサが設けられた丸底フラスコに４０ｇの酸化（Ｉ）銀を１００ｇの６０重量％のベンジルアミン（水溶液）に入れて超音波を用いて分散させながら１０℃を維持し、３０分間攪拌した。この溶液に連続して３０ｇのエチレンカーボネートと４０ｇのアセトニトリル混合液を５ｍｌ／ｍｉｎの速度で滴下した後、連続して容器を９５〜１００℃を維持しながら４０分間還流させ、酸化銀を溶解した。反応混合物を３５℃で減圧蒸留して過量のベンジルアミンを除去し、銀固形分が３２．０％である伝導性銀ペーストを製造した。

[実施例７]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層を形成する段階でグラビア印刷機で印刷する印刷方法を用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

[実施例８]
実施例１で、伝導性ペーストで回路パターン形成及びビアホールに充填し、めっき底層を形成する段階でフレキソプリンティング方式で印刷する印刷方法を用いること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

[実施例９]
実施例１でカバーレイ層を先ず形成した後、めっきを施すこと以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

[実施例１０]
実施例１で伝導性ペーストで回路パターンを形成し、ビアホールに充填し、めっき底層を形成する前にビスフェノール−Ａ型の液体状樹脂（国都化学社製）を１７０℃の乾燥炉でロールツーロール（Roll−to−Roll）印刷法によってフィルム移動速度を１０ｍ／ｍｉｎとして、３５０ｎｍの厚さでプライマー層を形成すること以外には実施例１と同一の方法を用いて両面プリント回路基板を製造した。

本発明による両面プリント回路基板の製造方法によると、精密で高い伝導度を有する回路パターンの形成が可能であると共に、原材料の節約、工程短縮などの効果があり、屈曲、曲がりや熱的又は物理的な衝撃にも断線される恐れがない信頼度の高い両面フレキシブルプリント回路基板を提供することができる。

Claims

両面プリント回路基板の製造方法であって、
（イ）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（ロ）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（ハ）前記片面銅張積層板の銅張積層面とは反対面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（ニ）前記片面銅張積層板の銅張積層面、めっき底層が形成されたビアホール及び前記伝導性ペーストを印刷して形成された回路パターンにめっきを施す段階と、
（ホ）前記伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する段階と、
（ヘ）前記銅張積層板の銅張積層面をエッチングして回路を形成する段階と、
を含む、両面プリント回路基板の製造方法。
両面プリント回路基板の製造方法であって、
（イ）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（ロ）前記銅張積層板の銅張積層面とは反対面に接着力を向上するためのプライマー層を形成する段階と、
（ハ）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（ニ）前記プライマー層上に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（ホ）前記片面銅張積層板の銅張積層面、めっき底層が形成されたビアホール及び前記伝導性ペーストを印刷して形成された回路パターンにめっきを施す段階と、
（ヘ）前記伝導性ペーストの印刷面にカバーレイ層を形成する段階と、
（ト）前記銅張積層板の銅張積層面をエッチングして回路を形成する段階と、
を含む、両面プリント回路基板の製造方法。
前記（ロ）段階と（ハ）段階の工程順序を入れ替えることを特徴とする、請求項２に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
両面プリント回路基板の製造方法であって、
（イ）片面銅張積層板を準備する段階、又はベース基材の一面に銅層を形成して片面銅張積層板を製造する段階と、
（ロ）前記片面銅張積層板にビアホールを形成する段階と、
（ハ）前記片面銅張積層板の銅張積層面とは反対面に伝導性ペーストを印刷して回路パターンを形成すると共に、ビアホールにめっき底層を形成する段階と、
（ニ）前記印刷した回路パターン面にカバーレイ層を形成する段階と、
（ホ）前記銅張積層面及びめっき底層が形成されたビアホールにめっきを施す段階と、
（ヘ）前記銅張積層板の銅張積層面をエッチングして回路を形成する段階と、
を含む、両面プリント回路基板の製造方法。
前記伝導性ペーストは有機銀錯体化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記有機銀錯体化合物は、下記化学式１の一つ以上の銀化合物と、下記化学式２、化学式３又は化学式４の一つ以上のアンモニウムカルバメート系又はアンモニウムカーボネート系化合物を反応させて得られることを特徴とする、請求項５に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
［化学式１］
Ａｇ_ｎＸ
（前記ｎは１〜４の整数であり、Ｘは酸素、硫黄、ハロゲン、シアノ、シアネート、カーボネート、ナイトレート、ナイトライト、スルフェート、ホスフェート、チオシアネート、クロレート、パークロレート、テトラフルオロボレート、アセチルアセトネート、カルボキシレート及びこれらの誘導体から選択される置換基である）
［化学式２］

［化学式３］

［化学式４］

（前記Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５及びＲ_６は互いに同一又は異なってもよく、それぞれ水素、炭素数１〜３０の脂肪族若しくは脂環族アルキル基、アリール基又はアラルキル（ARALKYL）基、官能基が置換されたアルキル基又はアリール基、ヘテロ環化合物基、高分子化合物基、及びこれらの誘導体から選択される置換基である。）
前記伝導性ペーストは導電体、金属前駆体又は一つ以上のこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記導電体はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｄ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ａｃ及びＴｈから選択される少なくとも一つ以上の金属、これらの合金若しくは合金酸化物、又は、伝導性カーボンブラック、グラファイト、炭素ナノチューブ及び伝導性高分子群から選択される何れか一つ以上の成分を含むことを特徴とする、請求項７に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記金属前駆体は下記化学式５の金属化合物群から選択される一つ以上であることを特徴とする、請求項７に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
［化学式５］
ＭｎＸ
（前記のＭは請求項８の導電体のうち金属群であり、ｎは１０以下の整数であり、Ｘは酸素、硫黄、ハロゲン、シアノ、シアネート、カーボネート、ナイトレート、ナイトライト、スルフェート、ホスフェート、チオシアネート、クロレート、パークロレート、テトラフルオロボレート、アセチルアセトネート、メルカプト、アミド、アルコキシド、カルボキシレート及びこれらの誘導体から選択される置換基である。）
前記金属前駆体が、酢酸金、シュウ酸パラジウム、２−エチルヘキサン酸銀、２−エチルヘキサン酸銅、ステアリン酸鉄、蟻酸ニッケル、クエン酸亜鉛、酢酸ビスマス、硝酸銀、シアン化銅、炭酸コバルト、塩化白金、塩化金酸、テトラブトキシチタン、ジメトキシジルコニウムジクロライド、アルミニウムイソプロポキシド、テトラフルオロホウ酸スズ、バナジウムオキシド、インジウムスズオキシド、ルテニウムオキシド、タンタルメトキシド、ドデシルメルカプト化金、及び、インジウムアセチルアセトネートからなる群より選択される何れか一つ以上の成分を含むことを特徴とする、請求項９に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記導電体、金属前駆体又はこれらの混合物が、ペースト組成物に対して１〜９０重量％用いられることを特徴とする、請求項７に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記導電体又は金属前駆体が、粒子、粉末、フレーク、コロイド、ハイブリッド、ペースト、ゾル、溶液及びこれらの混合から選択されるいずれかの状態であることを特徴とする、請求項７に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記導電体及び金属前駆体の形状が、球形、線形、板状形及びこれらを混合した形状からなる群より選択される何れか一つ以上であることを特徴とする、請求項７に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
（ハ）段階では、伝導性ペーストを用いて、グラビアプリンティング、インクジェットプリンティング、オフセットプリンティング、シルクスクリーンプリンティング、ロータリースクリーンプリンティング、フレキソプリンティング、及び、インプリンティングから選択される方法を用いる、請求項１に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記回路パターンとめっき底層を伝導性ペーストを印刷して形成した後、酸化処理、還元処理、熱処理、赤外線処理、紫外線処理、電子線処理、及び、レーザ処理から選択される後処理工程を施すことを特徴とする、請求項１に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記熱処理は８０〜４００℃の温度で行われる、請求項１５に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記カバーレイ層は、カバーレイ用ポリイミドフィルムをパンチング、積層又はホットプレスにより形成する方法、フォトソルダレジスト（ＰＳＲ）インクを印刷及び硬化の工程を経て形成する方法、又は、硬化性インクを硬化して形成する方法から選択される何れか一つの方法を用いて製造される、請求項１に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
ポリイミド基材層の一面に銅箔層、銅めっき層が順に形成され、その反対面に伝導性ペーストのプリンティングによって形成された回路パターン層、カバーレイ層が順に形成され、前記銅箔層と前記回路パターン層とは伝導性ペーストプリンティングによって形成されためっき底層によって連結されるビアホールを備える、両面プリント回路基板。
前記回路パターン層及びめっき底層と前記基材層との間にプライマーコーティング層をさらに備える、請求項１８に記載の両面プリント回路基板。
前記回路パターン層と前記カバーレイ層との間に銅めっき層をさらに備える、請求項１８に記載の両面プリント回路基板。
前記伝導性ペーストは有機銀錯体化合物を含むことを特徴とする、請求項４に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
（ハ）段階では、伝導性ペーストを用いて、グラビアプリンティング、インクジェットプリンティング、オフセットプリンティング、シルクスクリーンプリンティング、ロータリースクリーンプリンティング、フレキソプリンティング、及び、インプリンティングから選択される方法を用いる、請求項４に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記回路パターンとめっき底層を伝導性ペーストを印刷して形成した後、酸化処理、還元処理、熱処理、赤外線処理、紫外線処理、電子線処理、及び、レーザ処理から選択される後処理工程を施すことを特徴とする、請求項４に記載の両面プリント回路基板の製造方法。
前記カバーレイ層は、カバーレイ用ポリイミドフィルムをパンチング、積層又はホットプレスにより形成する方法、フォトソルダレジスト（ＰＳＲ）インクを印刷及び硬化の工程を経て形成する方法、又は、硬化性インクを硬化して形成する方法から選択される何れか一つの方法を用いて製造される、請求項４に記載の両面プリント回路基板の製造方法。