JP7464040B2 - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2019年3月28日出願の日本出願第2019-063746号に基づく優先権を主張し、上記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
上記回路の形成工程においては、剥離工程中でのエッチング液のシャワーによる圧力や搬送時におけるリングローラー等の接触による物理的な力が配線部に加わる。セミアディティブ法により形成されるファインピッチ回路は、配線部の設置面積が小さい為、横側からの力に弱く、特に、配線部がない領域と配線部が密集している領域との境界に設けられる配線部の剥がれが生じやすくなる。さらに、平均アスペクト比が高い配線部は、この影響がより顕著となる。
本開示のプリント配線板は、平均アスペクト比が高い配線部を備える場合に、配線部が形成される配線領域と配線部がない無配線領域との境界に設けられる配線部の剥がれを抑制できる。また、本開示のプリント配線板の製造方法は、平均アスペクト比が高い配線部を備える場合に、配線部が形成される配線領域と配線部がない無配線領域との境界に設けられる配線部の剥がれを抑制できるプリント配線板を製造することができる。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
従来、上記最外境界配線部の剥がれを抑制するために、回路形成後にカバーコートで回路をカバーすることが行われている。しかし、上記カバーコートでカバーするまでに行われた回路形成工程でエッチング液のシャワー等の物理的な力に晒されてしまうため、上記カバーコートでカバーする手段では最外境界配線部の剥がれを十分に抑制することは困難である。一方、当該プリント配線板によれば、上記カバーコートでカバーするまでの工程においても、上記最外境界配線部の剥がれに対する抑制効果を得ることができる。
さらに、ファインピッチ回路の場合、ベースフィルムが曲がりやすくなることで、しわが入りやすい傾向があるが、最外境界配線部の平均幅が30μm以上であることでしわの発生を低減できる。
以下、本開示の実施形態に係るプリント配線板及びプリント配線板の製造方法について図面を参照しつつ詳説する。
図1は、一実施形態に係るプリント配線板50を示す模式的部分平面図であり、図2は、図1のプリント配線板50のX領域における模式的部分断面図である。図1に示すようにプリント配線板50は、平面視でU字型の折返し領域を有する複数本の配線部を含む導電パターンを備える。複数本の配線部は、配線を短絡させることなく、略等間隔で配設されている。複数本の配線部は、ベースフィルム1において最外側に位置し、かつ上記配線部が形成される配線領域22と上記配線部がない無配線領域12との境界に設けられる最外境界配線部11と、上記最外境界配線部11以外の複数の配線部である内側配線部10とから構成されている。より詳細には、配線領域22とは、ベースフィルム1が複数本の配線部を含む領域である。また、上記複数本の配線部は、1つの最外境界配線部11と最外境界配線部11以外の複数の内側配線部10とを含む。一方、無配線領域12とは、ベースフィルム1における配線領域22の最外側に位置する最外境界配線部11のさらに最外側の配線部がない領域をいう。そして、上記最外境界配線部11は、上記配線領域22における上記ベースフィルム1の最外側、かつ配線領域22と無配線領域12との境界に形成される。また、図2に示すように、プリント配線板50は、ベースフィルム1の表面に直接的又は間接的に積層され、導電性を有するシード層2と、シード層2の表面に直接的又は間接的に積層され、複数本の配線部を含む導電パターン20とを備える。最外境界配線部11及び内側配線部10は、シード層2と、シード層2に積層される金属層3とを有する。
ベースフィルム1は、合成樹脂を主成分とし、電気絶縁性を有する。ベースフィルム1は、導電パターンを形成するためのベースフィルムである。ベースフィルム1は可撓性を有していてもよい。ベースフィルム1が可撓性を有する場合、当該プリント配線板50はフレキシブルプリント配線板として用いることができる。
シード層2は、ベースフィルム1の一方の面側に電気めっきを施すためのめっき形成用の金属層である。また、シード層2は、ベースフィルム1の一方の面に金属粒子を含むインクを塗布し、金属粒子を焼結させた金属粒子の焼結層であってもよい。シード層2の主成分としては、例えばニッケル、金、銀、タングステン、モリブデン、銅、スズ、コバルト、クロム、鉄、亜鉛等が挙げられ、中でもベースフィルム1との密着性が高く、かつめっき開始表面として適する銅が好ましい。シード層2の平均厚さとしては、平面方向において切れ目が生じるのを防止しつつ、エッチングによる除去効率を高める観点から、例えば10nm以上2μm以下程度とすることができる。
金属層3は電気めっきによって形成される。金属層3の主成分としては、銅、ニッケル、銀等が挙げられ、中でも導電性が高く、比較的安価であると共に、シード層2の主成分が銅である場合にシード層2との高い密着性が得られる銅が好ましい。金属層3の主成分が銅である場合、金属層3は、比較的安価でかつ厚さを調節しやすい等の観点から、添加剤を含む硫酸銅めっき浴を用いた電気めっきによって形成されることが好ましい。
導電パターン20を構成する複数の配線部は、複数本の配線部のうち、ベースフィルム1において最外側に位置し、かつ上記配線部が形成される配線領域と上記配線部がない無配線領域12との境界に設けられる最外境界配線部11と、最外境界配線部11以外の複数の内側配線部10とから構成されている。複数の内側配線部10は、線状かつ略同一形状に形成されている。複数の内側配線部10は、それぞれ幅が小さく、かつ狭ピッチで配設されている。換言すると、複数の内側配線部10は、ファインピッチで配設されている。
次に、図2~図6を参照して、図1のプリント配線板50の製造方法の一例について説明する。
シード層積層工程では、導電性を有するシード層2をベースフィルム1の表面に直接的又は間接的に積層する。シード層積層工程では、例えば無電解めっき、金属微粒子分散液の塗布及び焼成等によって、図3に示すように、ベースフィルム1の略全表面にシード層2を形成する。
図3に示すように、上記シード層積層工程では、ベースフィルム1の一方の面の略全面に電気めっきを施すためのめっき形成用のシード層2を積層する。上記シード層積層工程でシード層2を積層する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば蒸着法、スパッタリング法等が挙げられる。また、上述したように、上記シード層積層工程では、ベースフィルム1の一方の面の略全面に金属粒子を含むインクを塗布し、この金属粒子を焼結させることで、ベースフィルム1の一方の面に金属粒子の焼結層を積層してもよい。
レジストパターン形成工程では、上記シード層積層工程で積層されたシード層の表面に複数の内側配線部10の反転形状を有するレジストパターンRを形成する。レジストパターン形成工程ではシード層2の表面にレジスト膜を積層し、図4に示すように、フォトリソグラフィ技術により、レジストパターンRを形成する。
金属層積層工程では、上記レジストパターン形成工程で形成されたレジストパターンから露出する上記シード層の表面に、電気めっきにより金属層3を積層する。上記金属層積層工程では、図5に示すように、シード層2の表面に金属層3を積層する。上記金属層積層工程では、シード層2の表面のうち、レジストパターンRの非積層領域(レジストパターンRの開口に対応する領域)に金属層3を積層する。
レジストパターン剥離工程では、上記レジストパターン形成工程で形成したレジストパターンRを剥離する。上記レジストパターン剥離工程では、まずレジストパターンRをシード層2から剥離することでレジストパターンRを除去する。具体的には、ベースフィルム1、シード層2、金属層3及びレジストパターンRを有する上記金属層積層工程後の積層体を剥離液に浸漬させることで、レジストパターンRを剥離液により膨張させる。これにより、レジストパターンRとシード層2との間に反発力が生じ、レジストパターンRがシード層2から剥離する。この剥離液としては公知のものを用いることができる。
シード層剥離工程では、上記レジストパターン剥離工程後に露出するシード層2を剥離する。このエッチングにはシード層2を形成する金属を浸食するエッチング液が使用される。このように、レジストパターンR及びレジストパターンRと平面視で重なり合うシード層2の領域を除去することで複数の内側配線部10及び最外境界配線部11を製造する。レジストパターン剥離工程及びシード層剥離工程後の導電パターン20は、図2に示した通りである。
今回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。本開示の範囲は、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。
そして、最外境界配線部31の平均幅が30μm以上である。また、内側配線部30の平均幅は20μm以下であり、内側配線部30の平均アスペクト比が1.5以上である。従って、プリント配線板100においても、複数の内側配線部30の平均アスペクト比が高い場合でも、最外境界配線部31の剥がれを抑制できる。
平均厚さ25μmのポリイミドフィルムからなるベースフィルムを用意した。このベースフィルムの両面側に、平行に配設される10本の配線部を含む導電パターンをセミアディティブ法によって形成した。具体的には、始めに銅からなる平均厚さ0.4μmのシード層を積層した(シード層積層工程)。次に、上記シード層の表面の略全面にアクリル系ドライフィルムレジストの熱圧着によってフォトレジスト膜を積層した後、フォトマスクを用いて上記フォトレジスト膜を選択的に露光することにより、上記フォトレジスト膜に現像液に溶解する部分と溶解しない部分とを形成し、現像液を用いて上記溶解する部分を洗い流すことで、複数の配線部の形成領域に対応する開口を有するレジストパターンを形成した(レジストパターン形成工程)。
(外観評価による剥がれの判定)
No.1~No.5のプリント配線板において、0.1MPa、0.3MPa及び0.5MPaの3つのシャワー圧の条件でドライフィルム剥離液のシャワーをあてて上記レジストパターン剥離工程を実施した場合のそれぞれの最外境界配線部の状態を、顕微鏡による目視にて判定した。具体的には、最外境界配線部の剥がれの状態を以下のA~Cの三段階で評価した。この評価結果を表1に示す。また、0.3MPaのシャワー圧でレジストパターン剥離工程を実施し、評価BとなったNo.1のプリント配線板、及び0.5MPaのシャワー圧でレジストパターン剥離工程を実施し、評価CとなったNo.1のプリント配線板の最外境界配線部の外観を示す電子顕微鏡写真を図6に示す。
A:最外境界配線部の剥がれが発生していない
B:最外境界配線部の倒れが観察され、最外境界配線部の剥がれが発生していると判断できる
C:最外境界配線部が導電パターンにおける所定の場所に存在しておらず、最外境界配線部の剥がれの状態がより悪化していると判断できる
表1に示すように、最外境界配線部の平均幅が30μm以上であるNo.3及びNo.4のプリント配線板は、0.1MPa、0.3MPa及び0.5MPaの全てのシャワー圧の条件下においても最外境界配線部の剥がれが発生しなかった。
一方、最外境界配線部の平均幅が30μm未満であるNo.1及びNo.2のプリント配線板は、0.3MPa及び0.5MPaのシャワー圧の条件下において最外境界配線部の剥がれが発生し、シャワー圧が高くなるにつれて最外境界配線部の剥がれの状態が悪化していた。
また、参考例として示す内側配線部の平均アスペクト比が小さいNo.5のプリント配線板は、最外境界配線部の平均幅が30μm未満であっても、0.1MPa、0.3MPa及び0.5MPaの全てのシャワー圧の条件下において、最外境界配線部の剥がれが発生していなかった。
以上のことから、平均アスペクト比が高い配線部を備えるプリント配線板はシャワーによる圧力が配線部に加わると、配線部がない領域と配線部が密集している領域との境界に設けられる配線部の剥がれが生じやすくなるが、当該プリント配線板はこのような平均アスペクト比が高い配線部を備えるプリント配線板であっても、上記境界に設けられる配線部の剥がれを抑制できることがわかる。
2 シード層
3 金属層
10、30 内側配線部
11、31 最外境界配線部
12、32 無配線領域
20、55 導電パターン
22、33 配線領域
50、100 プリント配線板
Claims (4)
- 絶縁性を有するベースフィルムと、
上記ベースフィルムの表面に形成される複数本の配線部と
を備えており、
上記配線部がベースフィルムの表面に直接又は間接に積層されるシード層と上記シード層に積層される金属層とを有し、
上記ベースフィルムが上記複数本の配線部を含む配線領域と上記配線部を含まない無配線領域とを有し、
上記複数本の配線部が1又は複数の最外境界配線部と上記最外境界配線部以外の複数の内側配線部とを含み、
上記最外境界配線部が、上記配線領域における上記ベースフィルムの最外側、かつ上記配線領域と上記無配線領域との境界に形成され、
上記最外境界配線部における平均厚さが40μm以上であり、かつ平均幅が30μm以上200μm以下であり、
上記内側配線部の平均幅が上記最外境界配線部の平均幅よりも小さく、
上記ベースフィルムの平均厚さが50μm以下であるプリント配線板。 - 上記最外境界配線部の平均幅が50μm以上である請求項1に記載のプリント配線板。
- 複数本の配線部を含む導電パターンを、セミアディティブ法により、絶縁性を有するベースフィルムの表面に直接的又は間接的に形成するプリント配線板の製造方法であって、
導電性を有するシード層を上記ベースフィルムの表面に直接的又は間接的に積層するシード層積層工程と、
上記シード層の表面に上記複数本の配線部の反転形状を有する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、
上記レジストパターンから露出する上記シード層の表面に電気めっきにより金属層を積層する金属層積層工程と、
上記レジストパターンを剥離するレジストパターン剥離工程と、
上記レジストパターン剥離工程後に露出する上記シード層を剥離するシード層剥離工程と
を備え、
上記ベースフィルムが上記複数本の配線部を含む配線領域と上記配線部を含まない無配線領域とを有し、
上記複数本の配線部が1又は複数の最外境界配線部と上記最外境界配線部以外の複数の内側配線部とを含み、
上記最外境界配線部が、上記配線領域における上記ベースフィルムの最外側、かつ上記配線領域と上記無配線領域との境界に形成され、
上記最外境界配線部における平均厚さが40μm以上であり、かつ平均幅が30μm以上200μm以下であり、
上記内側配線部の平均幅が上記最外境界配線部の平均幅よりも小さく、
上記ベースフィルムの平均厚さが50μm以下であるプリント配線板の製造方法。 - 上記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で、ドライフィルムフォトレジストを用いて上記レジストパターンを形成する請求項3に記載のプリント配線板の製造方法。
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