JPH0219992B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高密度、高信頼性の厚膜フアインパタ
ーン導電体の改良された製造方法に関するもので
ある。厚膜フアインパターン導電体は、電流値が
必要とされる小型コイル、高密度コネクター、高
密度配線などの分野で要求されている。コイルの
製造法としては、通常巻き線方式が用いられてい
るが、この方法では小型のコイルを製造する事は
困難であり、かつ巻き線の状態にバラツキが生じ
る。また35μｍ銅箔をエツチングしたいわゆるプ
リントコイルは、サイドエツチングの為、フアイ
ンパターンは得られず、たかだか２〜３本／mmの
パターンしか得られずこの方法も小型のコイルを
製造する事はむつかしい。しかしながら、近年モ
ーターの小型化にともない、10〜20本／mmのフア
インパターンを有するフアインコイルの開発が要
望されている。

本発明者らは、先に絶縁性基板上に形成された
薄膜パターンに導電体を電解メツキにより厚付け
して、厚膜フアインパターン導電体を得る方法を
提案した。しかしながら、薄膜パターンに直接電
解メツキを行う方法は、フアインパターン導電体
の長さが長過ぎるとメツキ膜厚に分布が生じる。
また、絶縁性基板上に形成されたパターン化され
ていない薄膜導電体にレジストでマスクして電解
メツキする方法は、その後レジストを剥離して狭
いフアインパターンの間隔部をエツチング除去す
る必要があり、プロセスが多くまた高精度の処理
が要求される。

本発明は上記問題点を解決した簡便で均一性に
優れた厚膜フアインパターン導電体の製造方法に
関するものである。

即ち、本発明は、金属薄板上に、レジストをパ
ターン部以外の部分に形成し、金属薄板を陰極と
しパターン部にピロリン酸銅メツキ液を用い、陰
極電流密度5A／ｄm²以上で電解メツキにより配
線密度５本／mm以上の膜厚15〜200μｍの導電体
を形成し、ついで得られた導電体を絶縁性基板に
金属薄板を上にして貼り付けた後、金属薄板をエ
ツチング除去する事を含む膜厚分布のない厚膜フ
アインパターン導電体の製造方法を提供するもの
である。

本発明の厚膜フアインパターン導電体（配線密
度５本／mm以上で膜厚15μｍ以上）の製造方法
は、絶縁性基板の片面だけに形成しても良いが、
必要に応じて両面に形成しても良く、両面に形成
する場合には絶縁性基板に穴あけしスルーホール
接続を行う事も可能であるが。また、これらを積
層して使用する事も出来る。

本発明に使用される金属薄板としては、導電体
でありかつエツチングが可能なものであれば良い
が、好ましくは電解メツキ導電体と異なるエツチ
ング特性を持つものが良く、この場合は金属薄板
をエツチング除去する際に電解メツキ導電体はエ
ツチングされず、高精度の金属薄板エツチングが
可能となる。これに適したものとしては、アルミ
ニウム、スズ、亜鉛などがある。また膜厚として
は、１〜500μｍ特に５〜200μｍ更には10〜100μ
ｍが好ましい範囲である。1μｍ以下の膜厚では、
取り扱い難く、かつメツキ膜厚に分布が生じ易
に。また500μｍ以上の膜厚では、エツチング除
去に時間がかかり生産性が低下する。

本発明において行われるパターン部以外の部分
にレジストを形成する方法としては、スクリーン
印刷或いはグラビア印刷などで形成しても良い
が、フアインパターンが得易いフオトレジストを
用いて形成するのが好ましい。形成法としては、
塗布、露光、現像プロセスを経て得る事が出来
る。フオトレジストとしては、イーストマンコダ
ツク社のKPR、KOR、KPL、KTFR、KMER、
東京応化社のTPR、OMR81、富士薬品工業の
FSRなどのネガ型、およびイーストマンコダツ
ク社のKADR、シプレー社のAZ−1350などのポ
ジ型などがあるが、耐メツキ性に優れたものが好
ましく、特にネガ型が好ましく使用される。ま
た、ドライフイルムレジストも使用可能である。
膜厚は厚い方がメツキの太り防止として役立つ
が、余り厚過ぎるとフアインパターンが得られな
くなつてしまい、0.1〜50μｍ、特に１〜10μｍが
好ましい。0.1μｍ以下ではピンホールが生じ易
い。

本発明において電解メツキを行なう方法として
は、薄膜パターン上に厚さ15μｍ以上で線密度５
本／mm以上の回路パターンを厚付けするために
は、ピロリン酸銅メツキ液を用いて、電解電流密
度5A／ｄm²以上で電解メツキすることが必要で
ある。陰極電流密度の上限は、やけにより決定さ
れ、50A／ｄm²以下が好ましい。

第１図及び第２図は、ピロリン酸銅メツキ液を
用いて陰極電流密度2A／ｄm²と5A／ｄm²下で電
解メツキしたときの電解メツキ層の断面成長を示
すもので、金属薄板上にレジストを5μｍ厚形成
し、レジスト幅40μｍ、間隔85μｍ（線密度８
本／mm）のレジストパターン上に電解メツキによ
り導電体層を成長させた場合の例である。

陰極電流密度が2A／ｄm²の電解メツキでは、
電解メツキ層の幅方向は厚み方向の約２倍の速さ
で成長し、厚さ方向で25μｍ成長したときに隣接
のメツキ層と衝突し短絡してしまう（第１図）の
に対し、陰極電流密度が5A／ｄm²の電解メツキ
では逆にメツキ層の厚さ方向の成長は、幅方向の
２倍に近い速さで成長する（第２図）。

第３図は、第１図、第２図で説明した手法で得
た電解メツキ層の幅方向の成長長さに対ちて成長
厚さ方向の長さをプロツトして得た電解メツキ層
の成長曲線で、ピロリン酸銅メツキ液を用いる電
解メツキでは、厚さ方向のメツキ層成長速度が幅
方向のメツキ層成長速度よりも著しく大きいとい
う異方向性のメツキ層成長が陰極電流密度5A／
ｄm²以上で生じることを示している。

また電解メツキにおいてもう一つ重要な因子と
して、メツキ膜厚／パターン間隔の比があり、上
記の陰極電流密度においてこの比を1.4以上特に
2.0以上にする事により、更に幅方向への太りが
なくなり選択的に膜厚方向にメツキされるように
なる。

上のこれらの現象は、隣接パターン間が等電位
である時に顕著であり、本発明はこれらの効果を
最大限に発揮せしめたものである。電解メツキ膜
厚としては、15〜200μｍが好ましい範囲である
が、本発明は電解メツキ膜厚が厚い時に特に有効
であり、20μｍ以上更には35μｍ以上の膜厚を有
するフアインパターンを作成するのに特に適して
いる。更に、配線密度は５本／mm以上特に７本／
mm以上が特に好適である。

本発明に使用される絶縁性基板としては、フイ
ルム基板、積層基板、ガラス基板、セラミツク基
板および絶縁層のコートされた金属基板などが使
用出来、特にフイルム基板が好ましい。

フイルム基板としては、ポリエステルフイル
ム、エポキシフイルム、ポリイミドフイルム、ポ
リパラバン酸フイルム、トリアジンフイルムなど
フイルム状のものはすべて使用出来るが、可撓
性、耐熱性の点からポリイミドフイルム、ポリパ
ラバン酸フイルム、トリアジンフイルムが好まし
い。フイルム基板の膜厚は、高密度化という意味
では出来るだけ薄いものが好ましいが、余り薄過
ぎると作業性が悪くなり、膜厚としては５〜
200μｍ、特に10〜150μｍ、更に10〜100μｍが好
ましい範囲である。

金属薄板上にレジストでマスクして電解メツキ
を行つたものを、上記絶縁性基板に金属薄板を上
にして貼り付ける方法としては、接着剤を用いて
熱圧着する方法が好ましく用いられる。また、接
着剤を用いる場合は、特に基板を使用せず、電解
メツキ層上に接着剤を塗布するだけで良く、或い
はそれを直接貼り合わせても良い。

接着剤としては、ポリエステル−イソシアネー
ト系、フエノール樹脂−プチラール系、フノール
樹脂−ニトリルゴム系、エポキシーナイロン系、
エポキシーニトリルゴム系などがあり、耐熱性、
耐湿性、接着性の優れたものが好ましく、特にエ
ポキシーニトリルゴム系およびフエノール樹脂−
ニトリルゴム系接着剤が好ましい。接着剤の膜厚
は高密度化、接着性の点から、１〜200μｍ、特
に２〜100μｍが好ましい範囲である。

金属薄板をエツチング除去する方法としては、
使用した金属薄板を溶解する溶液を用いて、スプ
レー或いは浸漬などによりエツチングする方法が
用いられる。また、金属薄板としてアルミニウ
ム、スズ、亜鉛を用いた場合は、電解メツキ導電
体をエツチングしない例えばアルカリ水溶液でエ
ツチングする事が好ましい。また必要に応じて、
金属薄板をエツチング除去した後、露出した導電
体上に更に電解メツキして厚付けする事により、
尚一層の厚膜フアインパターン導電体が得られ
る。

また、より信頼性を向上する為に、金属薄板を
エツチング除去した後、ポリマーなどの保護層を
設けるなどの処理が行われる。

本発明により得られた厚膜フアインパターン導
電体は、抵抗値の小さい小型コイル、高密度コネ
クター、高密度配線などに好適であり、特にパタ
ーンを過巻状に形成して得られたコイルは、小型
で高性能なものである。

以下に本発明の態様を一層明確にする為に、実
施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例
に限定されるものではなく、種々の変形が可能で
ある。

実施例 １ 膜厚40μｍのアルミニウム薄板上に、イースト
マンコダツク社製ネガ型フオトレジスト「マイク
ロレジスト752」を乾燥後、膜厚が5μｍになるよ
うに塗布、プレベークして、同路パターンマスク
を通して高圧水銀ランプで露光し、専用の現像液
およびリンス液を用いて現像し、乾燥、ポストベ
ークして、回路部以外の部分にレジストを形成し
た。

次いで、ハーシヨウ村田社製ピロリン酸銅メツ
キ液を用いて、アルミニウム薄板を陰極とし、陰
極電流密度14A／ｄm²の条件で銅を100μｍ厚電解
メツキを行つた。その後、デユポン社製ポリイミ
ドフイルム「カプトン」（膜厚25μｍ）上に、ポ
スチツク社製フエノール樹脂−ニトリルゴム系接
着剤「XA564−４」を乾燥後膜厚が5μｍになる
ように塗布した絶縁性基板上に、上記電解メツキ
を行なつたものをアルミニウム薄板を上にして
150℃で30分間熱圧着して貼り付け、次いで５重
量％の水酸化ナトリウム水溶液でアルミニウム薄
板をエツチング除去して、配線密度10本／mm、膜
厚100μｍ、パターン間隔15μｍで膜厚分布のなに
厚膜フアインパターン導電体を得た。

実施例 ２ 膜厚20μｍスズ薄板上に、イーストマンコダツ
ク社製ネガ型フオトレジスト「マイクロレジスト
752」を、乾燥後、片面膜厚3μｍになるように塗
布して、プレベークを行つて、回路パターンマス
クを通して高圧水銀ランプで露光し、専用の現像
液およびリンス液を用いて現像し、乾燥、ポスト
ベークして、回路部以外の部分にレジストを形成
した。

次いで、ハーシヨウ村田社製ピロリン酸銅メツ
キ液を用いて、スズ薄板を陰極とし、陰極電流密
度10A／ｄm²の条件で銅を50μｍ厚電解メツキを
行なつた。その後、デユポン社製ポリイミドフイ
ルム「カプトン」（膜厚25μｍ）の両面に、ポス
チツク社製フエノール樹脂−ニトリルゴム系接着
剤「XA564−４」を乾燥後膜厚が片面5μｍにな
るように塗布した絶縁性基板の両面に、上記電解
メツキを行つたものをスズ薄板を上にして150℃
で30分間熱圧着して貼り付け、次いで５重量％の
水酸化ナトリウム水溶液でスズ薄板をエツチング
除去した後、スルーホール部に穴あけを行い、エ
ポキシテクノロジー社製導電性ペースト「Ｈ−
31D」用いてスルーホール接続を行つて、配線密
度15本／mm、膜厚50μｍ、パターン間隔10μｍで
膜厚分布のない厚膜フアインパターン導電体を得
た。

実施例 ３ 膜厚50μｍ亜鉛薄板上に、イーストマンコダツ
ク社製ネガ型フオトレジスト「マイクロレジスト
752」を、乾燥後、片面膜厚3μｍになるように塗
布、プレベークを行つて、回路パターンマスクを
通して高圧水銀ランプで露光し、専用の現像液お
よびリンス液を用いて現像し、乾燥、ポストベー
クして、回路部以外の部分にレジストを形成し
た。

次いで、ハーシヨウ村田社製ピロリン酸銅メツ
キ液を用いて、亜鉛薄板を陰極とし、陰極電流密
度25A／ｄm²の条件でパルスメツキし、銅を100μ
ｍ厚電解メツキを行つた。その後、電解メツキ上
にボスチツク社製フエノール樹脂−ニトリルゴム
系接着剤「XA564−４」を、乾燥後膜厚が10μｍ
になるように塗布し、これを直接亜鉛薄板が上に
なるように150℃で30分間熱圧着して貼り合せ、
次いで５重量％の水酸化ナトリウム水溶液で亜鉛
薄板をエツチング除去した後、スルーホール部に
穴あけを行い、更に同じ条件で銅を50μｍ厚電解
メツキして、配線密度８本／mm、膜厚150μｍ、
パターン間隔30μｍ膜厚分布のない厚膜フアイン
パターン導電体を得た。

比較例 陰極電流密度3A／ｄm²、電解メツキ厚25μｍと
する以外は、実施例１と同様に処理を行い、配線
密度10本の導電体を得た。その結果、シヨートが
多く使用できるものは得られなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は2A／ｄm²の陰極電流密度で電解メツ
キを行つた場合の電解メツキ層の成長状況を示す
図、第２図は5A／ｄm²の陰極電流密度で電解メ
ツキを行つた場合の電解メツキ層の生長状況を示
す図、第３図はピロリン酸銅メツキ液を用いた電
解メツキによる電解メツキ厚の成長曲線である。 図中、１は金属薄板、２はレジスト、３は導電
体層を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属薄板上に、レジストをパターン部以外の
   部分に形成し、金属薄板を陰極としパターン部に
   ピロリン酸銅メツキ液を用い、陰極電流密度
   5A／ｄm²以上で電解メツキにより配線密度５
   本／mm以上膜厚15〜200μｍの導電体を形成し、
   ついで得られた導電体を絶縁性基板に金属薄板を
   上にして貼り付けた後、金属薄板をエツチング除
   去する事を含む厚膜フアインパターン導電体の製
   造方法。