JP6943617B2 - プリント配線板用基材及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板用基材及びプリント配線板の製造方法に関する。

今日では、あらゆる分野で電子デバイスが利用されるようになり、それらデバイスの小型化が急速にすすんでいる。それに伴い、デバイスに用いられるプリント配線板の小型化、及び配線密度の高密化、複雑化も著しい。

小型のプリント配線板の効率的な製造方法として、１枚の大判のプリント配線板用基材から多数の小型のプリント配線板を得る手法が知られている。プリント配線板が小型化する一方で、生産効率を上げるため、プリント配線板用基材は大型化している。

大判のプリント配線板用基材に、導電パターンを形成するための電気めっきを行うと、めっき膜厚にばらつきが生じやすい。このため、一枚のプリント配線板用基材から得られるプリント配線板でも、めっき膜厚が設計値より薄い、或いは厚いものが生じやすく、場合によっては、製品として使用できないプリント配線板が生じるおそれがある。

このような事態を避けるため、プリント配線板用基材の外枠領域に物理的に孔を開け、又は丸型や四角形型の導電パターンを形成し、或いはマスクを当てることで、均一な厚みのめっき層を形成する方法が開示されている（特許文献１）。当該方法により、均一な厚みのめっき層を形成することができるが、製造工程を低減し、より緻密化する回路パターン、大型化するプリント配線板用基材にも、均一な厚みのめっき層を形成することができるものが望まれている。

特開２０１０−９３０７４号公報

本発明は、プリント配線板用基材の外枠領域に孔開け加工や定形のパターンの形成等をすることなく、簡易な方法でめっき膜厚の均一化が図れるプリント配線板用基材、及びプリント配線板の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のプリント配線板用基材は、ベースフィルム及びこのベースフィルムに積層される少なくとも１つの導電層を備えるプリント配線板用基材であって、上記プリント配線板用基材が、平面視で複数の配線板個片が規則的に配列された製品と、上記製品を取り囲む外枠領域とを有し、上記外枠領域が、上記製品の外縁から５ｍｍ以内の近接領域と、上記近接領域以外の外郭領域とを含み、上記近接領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率より小さいプリント配線板用基材である。

本発明のプリント配線板用基材によれば、個々のプリント配線板のめっき膜厚のばらつきが少なく、生産性の向上、及び製品性能の個体差をなくし、製品の安定化を図ることができる。

図１は、本発明のプリント配線板用基材を示す模式的平面図である。 図２は、本発明のプリント配線板用基材の外枠領域の近接領域と外郭領域を概念的に区別したことを示す模式的平面図である。 図３は、プリント配線板用基材が複数連続したシート状の大判のプリント配線板用基材（基材用シート）を示す模式的平面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一態様に係るプリント配線板用基材は、ベースフィルム及びこのベースフィルムに積層される少なくとも１つの導電層を備えるプリント配線板用基材であって、上記プリント配線板用基材が、平面視で複数の配線板個片が規則的に配列された製品と、上記製品を取り囲む外枠領域とを有し、上記外枠領域が、上記製品の外縁から５ｍｍ以内の近接領域と、上記近接領域以外の外郭領域とを含み、上記近接領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率より小さいプリント配線板用基材である。

プリント配線板となる配線板個片が複数配列された製品と、この製品を取り囲む外枠領域とを含むプリント配線板用基材で、上記外枠領域を、上記製品の外縁から５ｍｍ以内に近接する近接領域と、上記近接領域以外の外郭領域とに区別し、上記近接領域の導電層積層面積率を、上記製品の導電層積層面積率より小さくすることにより、製品のめっき膜厚の均一化を図ることができる。

上記外郭領域の導電層積層面積率が上記製品の導電層積層面積率より大きいとよい。すなわち、導電層積層面積率を、近接領域、製品、外郭領域の順で大きくしていくことにより、めっき膜厚の均一化をより図ることができる。

上記プリント配線板用基材が、複数の上記製品と外枠領域とを含み、隣接する外枠領域の間を連結する連結領域をさらに有し、上記連結領域の導電層積層面積率が、上記外郭領域の導電層積層面積率より大きいとよい。

生産効率を上げる等のため、上記プリント配線板用基材が、複数枚の上記製品と外枠領域を含み、さらに大判のシート状のものとする場合、上記複数枚の製品と外枠領域とを連結する部分が必要となる。この連結部分の領域、すなわち連結領域の導電層積層面積率を、上記外郭領域の導電層積層面積率より大きくすることで、複数の製品と外枠領域とを有するプリント配線板用基材のめっき膜厚の均一化を図ることができる。

上記連結領域がベタパターンであるとよい。上記連結領域がベタパターンであれば、連結領域の導電層積層面積率を管理することなく、上記外郭領域の導電層積層面積率より大きいものとすることができる。

上記近接領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率の５０％以上９５％以下であるのが好ましい。上記近接領域の導電層積層面積率と、上記製品の導電層積層面積率との比率が上記範囲にあることで、製品のめっき膜厚の均一化を図ることができる。

上記外郭領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率の１２０％以上１５０％以下であるのが好ましい。上記外郭領域の導電層積層面積率と、上記製品の導電層積層面積率との比率が上記範囲にあることで、製品のめっき膜厚の均一化をより図ることができる。

上記連結領域の導電層積層面積率が、上記外郭領域の導電層積層面積率の１０５％以上であるのが好ましい。上記連結領域の導電層積層面積率と、上記外郭領域の導電層積層面積率との比率が上記下限を満たさないと、製品のめっき膜厚の均一化を図ることができないおそれがある。

上記製品の導電層におけるめっき膜厚のばらつきが平均膜厚の１５％以内であるとよい。上記製品の導電層におけるめっき膜厚のばらつきが平均膜厚の１５％以内であれば、製品に含まれる全てのプリント配線板に個体差が生じることなく安定した製品を得ることができる。

上記プリント配線板用基材が、上記製品を被覆するカバーレイを備えるとよい。上記製品を被覆するカバーレイを備えることで、製品に積層されためっき皮膜が破損等するのを防ぐことができる。

本発明の一態様に係るプリント配線板の製造方法は、ベースフィルム及びこのベースフィルムに積層される少なくとも１つの導電層を備えるプリント配線板用基材を用いたプリント配線板の製造方法であって、上記プリント配線板用基材が、平面視で複数の配線板個片が規則的に配列された製品と、上記製品を取り囲む外枠領域とを有し、上記外枠領域が、上記製品の外縁から５ｍｍ以内の近接領域と、上記近接領域以外の外郭領域とを含み、上記導電層に電気めっきを用いてめっき皮膜を積層するめっき工程と、上記配線板個片を上記製品から取り出してプリント配線板を得る分離工程とを備え、上記めっき工程で、上記近接領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率より小さいプリント配線板の製造方法である。

導電層にめっき皮膜を積層してプリント配線板用基材とする際に、上記近接領域の導電層積層面積率が上記製品の導電層積層面積率より小さいことで、上記製品に均一なめっき膜厚が形成される。そして、この製品から取り出されるプリント配線板は、個体差がなく、一定の性能を安定して発揮することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るプリント配線板基板の説明をする。

［第一実施形態］
＜プリント配線板用基材＞
本発明の一態様に係るプリント配線板用基材１は、図１に示すように、配線板個片２が複数配列された製品３と、この製品３を取り囲む外枠領域４とを備える。外枠領域４は、配線板個片２を含まず、配線板個片２をプリント配線板として取り出す際に、製品３から分離・除去される。配線板個片２、及びプリント配線板用基材１は、いずれも平面視で略矩形に形成され、配線板個片２はプリント配線板用基材１に十数個から数百個が配置される。

（製品）
製品３は、複数の配線板個片２が規則的に配列されて構成される。このような形態で製造される小型のプリント配線板は、いわゆるアレイと呼ばれる、小片のコイル等であることが多い。当該配線板個片２は、絶縁性を有するベースフィルム上の導電層に、めっき皮膜を積層することにより導電パターンが形成されて、プリント配線板用基材１の製品３以外の部分を分離・除去し、製品３から個々の配線板個片２を取り出すことで、プリント配線板となる。

導電パターンを形成する方法として、代表的にはアディティブ法とサブトラクティブ法があるが、導電パターンが微細パターンである場合、必要な部分にのみめっき皮膜を積層させていくことができるアディティブ法が好適とされ、中でもセミアディティブ法が現在の主流となっている。セミアディティブ法により導電パターンを形成する工程とは、概略次の通りである。（ａ）まず、絶縁性を有するベースフィルムに導電性を有するシード層（導電層）を積層する。（ｂ）次に、このシード層に感光性レジストを積層し、露光・現像等により、導電パターンに対応するパターニングを行い、レジストパターンを形成する。（ｃ）この状態で、めっき液の中で通電されることにより、レジストパターンのない露出されたシード層（以下、露出シード層という）にめっき被膜が積層される。（ｄ）最後に、レジストパターン、及びレジストパターンが積層されていた部分のシード層をエッチング等により除去し、導電パターンが形成される。

（外枠領域）
外枠領域４は、平面視で製品３を囲繞する形で、プリント配線板用基材１の一部として存在する。外枠領域４は、最終的には製品３から分離・除去されるものであるから、本来的にはめっき皮膜を積層する必要はない。しかしながら、製品３に、めっき被膜を均一な厚みで積層させるため、外枠領域４にも導電層を設け、露出シード層にめっき皮膜を積層させることが好ましい。

すなわち、電気めっき工程において、プリント配線板用基材１の外周端部（外縁）では、めっき液中の電流分布が物理的に乱れ、この電流分布の乱れが要因となり、製品３に向かう電流分布も乱れることにより、製品３の露出シード層（導電層）に積層されるめっき膜厚にばらつきが生じる。従って、一枚のプリント配線板用基材１内の製品３から得られるプリント配線板であっても、めっき膜厚が薄い、又は厚いものが発生し、個々のプリント配線板に性能差が生じたり、場合によってはめっき膜厚が設計値を満足できず、不良品として廃棄されるプリント配線板が発生する等のおそれがある。そこで、電気めっき工程でプリント配線板用基材１の外周端部（外縁）の電流分布を制御し、製品３への電流分布を均一かつ安定させるため、外枠領域４にも導電層を設け、露出シード層にめっき皮膜を積層するのが好ましい。

本発明の実施形態に係るプリント配線用基板１の外枠領域４は、その領域を内側と外側とで区別されている。つまり、外枠領域は、内側の一定の領域、具体的には、製品の外縁から５ｍｍ以内の領域を近接領域５、残りの外側の領域を外郭領域６として、二つの領域に区別されている。

上述したように、外枠領域４からはプリント配線板が得られないため、外枠領域４に積層されるめっき皮膜は、回路等としてパターニングされたものである必要はなく、何らかの形でめっき被膜が積層されればよい。そして、近接領域５のめっき被膜が積層される面積率、つまり、近接領域５の導電層積層面積率が、製品３の導電層積層面積率より小さいことで、製品３へ向かう電流分布を安定かつ均一にさせることができ、製品３におけるめっき膜厚の均一化を図ることができる。なお、「導電層積層面積率」とは、プリント配線板用基材のめっき皮膜が積層される面に所定の領域を設定し、その領域に存在する積層されためっき皮膜（露出シード層）の面積の比率のことをいう。

本発明の実施形態に係る外枠領域４は、孔開け等の加工をする必要もなく、電気めっきをする際にマスクを当てる等の必要もない。また、外枠領域４の露出シード層を、ダミーパターンとするパターン設計をする必要もなく、円形、矩形、メッシュ状等と定形とする必要もない。製品４の導電層積層面積率に対する近接領域５の導電層積層面積率の管理のみで、容易に製品３のめっき膜厚の均一化を図ることができる。

また一方で、近接領域５の導電層積層面積率が製品３の導電層積層面積率より小さいのであれば、近接領域５の露出シード層を、パターニングして回路とすることも可能である。例えば、近接領域５をプリント配線板の特性インピーダンスを測定する試験基板（テストクーポン）を得るためのクーポン領域とすることができる。

近接領域５の導電層積層面積率は、製品３の導電層積層面積率より小さいものであれば特に限定されるものではないが、製品３の導電層積層面積率に対して５０％以上９５％以下とすることが好ましい。近接領域５の導電層積層面積率と製品３の導電層積層面積率との比率を上記範囲とすることで、製品３へ向かう電流分布を安定かつ均一にさせることができ、製品３のめっき膜厚の均一化を図ることができる。

外枠領域４の、近接領域５を除いた残りの領域が外郭領域６となる。外郭領域６にも、製品３のめっき膜厚の均一化を図るため導電層を設け、露出シード層にめっき皮膜を積層することが好ましい。外郭領域６の導電層積層面積率を、製品３の導電層積層面積率より大きくすることで、製品３のめっき膜厚の均一化をより図ることができる。

つまり、製品３の導電層積層面積率に比して、製品３の周辺（近接領域５）の導電層積層面積率を低くし、さらにその周辺（外郭領域６）の導電層積層面積率を高くすることで、製品３に向かう電流分布をより安定させることができ、めっき膜厚の均一化をより図ることができる。

外郭領域６の導電層積層面積率は、製品３の導電層積層面積率より大きいものであれば特に限定されるものではないが、製品３の導電層積層面積率に対して１２０％以上１５０％以下とすることが好ましい。外郭領域６の導電層積層面積率と製品３の導電層積層面積率との比率を上記範囲とすることで、製品３へ向かう電流分布をより安定かつ均一にさせることができ、製品３のめっき膜厚の均一化をより図ることができる。

外枠領域４には、位置決め用等のマーキング、或いは文字・数字により型式等が表示されることがある。そして、このマーク、及び文字・数字をめっき被膜で表現されることが多い。当該外郭領域６を、このような印字用領域とすることも可能である。

製品３内におけるめっき膜厚のばらつきが平均膜厚の１５％以内であることが好ましい。製品３の導電層としてのめっき膜厚のばらつきが１５％以内であれば、製品３内から取り出される全てのプリント配線板に性能差が生じることもなく、不良品が発生することもない。上述のように、各領域の導電層積層面積率を管理して製造することで、製品３のめっき膜厚のばらつきが１５％以内とすることが容易に可能となる。なお、「めっき膜厚のばらつきが平均膜厚の１５％以内」とは、製品３内のめっき膜厚の最大値・最小値が、製品３内のめっき膜厚の平均値から１５％以内であることをいう。

プリント配線板用基材１が、製品３を被覆するカバーレイを備えるのが好ましい。プリント配線板は、プリント配線板用基材１から外枠領域４を分離・除去し、製品３の配線板個片２を個々に切り分ける分離工程を経て、得られる。当該分離工程は、プリント配線板用基材１を製造する場所で行われる場合と、当該プリント配線板用基材１から得られるプリント配線板を搭載するデバイスを製造する場所で行われる場合とがある。デバイスを製造する場所で当該分離工程が行われる場合には、プリント配線板用基材１の保管、輸送に際し、製品３に形成された導電パターンが破損等するおそれがある。プリント配線板用基材１が製品３を被覆するカバーレイを備えることにより、プリント配線板用基材１の保管、輸送時等に、製品３の導電パターンが破損等するのを防ぐことができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の一態様に係るプリント配線板用基材８について説明する。図３に示すように、プリント配線板用基材８は、複数の製品３及び外枠領域４を有する大判のシート状のものである（以下、プリント配線板用基材８を基材用シート８ということがある）。基材用シート８は、外枠領域４と、隣接する外枠領域とを連結する連結領域７を有する。基材用シート８は、平面視で略矩形に形成され、配線板個片２は１つの製品３内に十数個から数百個が配置されることから、基材用シート８からは数百個のプリント配線板が一度に製造される。

（連結領域）
連結領域７は、外枠領域４と、この外枠領域４に連なる他の外枠領域とを連結する。すなわち、複数の製品及び外枠領域を連結して大判のプリント配線板用基材８（基材用シート８）とするための連結領域７は、外枠領域４とは独立して存在する。連結領域７は、製品３から配線板個片２をプリント配線板として取り出す際に、分離・除去される。

連結領域７も、外枠領域４と同様、最終的には分離・除去されるのであるから、本来的にはめっき皮膜を積層する必要はない。しかし、複数の製品３及び外枠領域４を備えることで、より大型化する基材用シート８に含まれる全ての製品３のめっき膜厚の均一化を図るため、連結領域７に導電層を設け、露出シード層にめっき皮膜を積層することが好ましい。連結領域７の導電層積層面積率を、外郭領域６の導電層積層面積率より大きくすることで、複数の製品３に向かういずれの電流分布も安定させることができ、全ての製品３のめっき膜厚の均一化を図ることができる。

連結領域７は、ベタパターンとするのが好ましい。連結領域７の略全面に露出シード層が存在することで、連結領域７の導電層積層面積率を管理することなく、外郭領域６の導電層積層面積率より大きくすることが容易にできる。なお、「ベタパターン」とは、所定の領域を設定し、その領域の略全面にめっき皮膜が積層されることをいう

連結領域７の導電層積層面積率は、外郭領域６の導電層積層面積率より大きいものであれば特に限定されるものではないが、外郭領域６の導電層積層面積率に対して１０５％以上とすることが好ましい。連結領域７の導電層積層面積率と外郭領域６の導電層積層面積率との比率が、上記下限を満たさないと、複数の製品３のめっき膜厚の均一化を図ることができないおそれがある。

［その他の実施形態］
以上開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

上記実施形態では、外枠領域を近接領域と外郭領域とに区別して導電層積層面積率を管理したが、これに限られず、さらに細分化して３以上の領域とし、導電層積層面積率を細かく管理することによって、めっき膜厚の均一化を図ることも、本発明の意図するところである。

上記実施形態では、連結領域を外枠領域から独立した領域としているが、プリント配線板用基材の外枠領域と、他のプリント配線板用基材の外枠領域とが、直接接続されて基材用シートが構成されている場合、外郭領域の一部を接続領域とすることができる。

以上説明したように、本発明は簡易な方法でめっき膜厚の均一化が図れるため、効率的に多数のプリント配線板を製造することに好適に用いられる。

１ プリント配線板用基材
２ 配線板個片
３ 製品
４ 外枠領域
５ 近接領域
６ 外郭領域
７ 連結領域
８ プリント配線板用基材（基材用シート）

Claims (10)

1. ベースフィルム及びこのベースフィルムに積層される少なくとも１つの導電層を備えるプリント配線板用基材であって、
   上記プリント配線板用基材が、平面視で複数の配線板個片が規則的に配列された製品と、上記製品を取り囲む外枠領域とを有し、
   上記外枠領域が、上記製品の外縁から５ｍｍ以内の近接領域と、上記近接領域以外の外郭領域とを含み、
   上記近接領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率より小さいプリント配線板用基材。
2. 上記外郭領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率より大きい請求項１に記載のプリント配線板用基材。
3. 上記プリント配線板用基材が、複数の上記製品と外枠領域とを有し、隣接する外枠領域の間を連結する連結領域をさらに有し、
   上記連結領域の導電層積層面積率が、上記外郭領域の導電層積層面積率より大きい請求項２に記載のプリント配線板用基材。
4. 上記連結領域が、ベタパターンである請求項３に記載のプリント配線板用基材。
5. 上記近接領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率の５０％以上９５％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリント配線板用基材。
6. 上記外郭領域の導電層積層面積率が、上記製品の導電層積層面積率の１２０％以上１５０％以下である請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のプリント配線板用基材。
7. 上記連結領域の導電層積層面積率が、上記外郭領域の導電層積層面積率の１０５％以上である請求項３又は請求項４に記載のプリント配線板用基材。
   
8. 上記製品の導電層におけるめっき膜厚のばらつきが、平均膜厚の１５％以内である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプリント配線板用基材。
9. 上記製品を被覆するカバーレイをさらに備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプリント配線板用基材。
10. ベースフィルム及びこのベースフィルムに積層される少なくとも１つの導電層を備えるプリント配線板用基材を用いたプリント配線板の製造方法であって、
    上記プリント配線板用基材が、平面視で複数の配線板個片が規則的に配列された製品と、上記製品を取り囲む外枠領域とを有し、
    上記外枠領域が、上記製品の外縁から５ｍｍ以内の近接領域と、上記近接領域以外の外郭領域とを含み、
    上記導電層に電気めっきを用いてめっき皮膜を積層するめっき工程と、
    上記配線板個片を上記製品から取り出してプリント配線板を得る分離工程と
    を備え、
    上記めっき工程で、上記近接領域の導電層積層面積率が上記製品の導電層積層面積率より小さいプリント配線板の製造方法。
    

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