JPH0249546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は多孔性基材に裏面まで貫通したメツキ
層による回路パターンが形成された回路基板の製
法に関する。 （従来の技術及び問題点） 従来一般に用いられている印刷回路基板は、銅
張積層板にエツチングと化学もしくは電気による
銅メツキとを併用して配線パターンが形成される
いわゆるサブトラクテイブ方式によつて製造され
てきたが、この方式は製造工程が多く、しかも繁
雑であるためコスト高という欠点があつた。また
絶縁基板に化学銅メツキだけで配線パターンを直
接形成するいわゆるフルアデイテイブ方式によつ
ても最近製造されてきている。この方式は製造工
程が少なくコストが低いので有利な方法として採
用されつつあるが、未だ製造技術面においては充
分ではない。即ち、機械的性質に優れたメツキ膜
を短時間で形成できる高速メツキ液やメツキ膜を
フイルムに強固に密着させる技術、さらには微細
配線を形成させる技術等未解決部分が多い。また
銀、銅ニツケル等の金属粉末やカーボン粉末など
の導電性フイラー、合成樹脂、ガラス粉末などの
バインダー及び溶剤、添加剤より構成された導電
性インキをフイルム等の絶縁基板に印刷して配線
パターンを形成したものである。このものは製法
が簡便でありコストも安いという利点があるが、
導電性が低く基板に対する塗膜の接着力が弱い上
に塗膜の機械的強度が小さい等の欠点がある。更
に離型性金属板にメツキにより回路を作製し、フ
イルム等の絶縁基板上に塗布した接着層に転写に
より該メツキ回路を形成させることも行なわれて
いるが、メツキ自体の基板との接合が表面の接着
層のみであるためメツキ層の密着性や耐久性が悪
いという欠点をもつている。 （発明の目的） 本発明者らは、上記従来品のもつ欠点が改善さ
れた回路基板をつくる目的で従来とは全く異なつ
た基板と回路パターンとの構成を検討課題として
研究を進めてきた。その結果基板材料として多孔
性基材を使用し、印刷法を併用して該基材に表面
から裏面まで貫通したメツキ層を回路パターンと
して形成せしめることによつてその目的が達成さ
れることを見出したものである。 （発明の構成） 本発明は、多孔性基材の非回路部分にメツキレ
ジストインキでその基材の裏面まで貫通した絶縁
パターンを形成させ、次いで上記基材の片面に積
層させた金属板を電極として電解メツキにより上
記非回路部分以外の部分に上記基材の裏面まで貫
通したメツキ回路パターンを形成させた後、金属
板を剥離除去させることを特徴とするメツキ回路
基板の製法である。 本発明に用いられる多孔性基材としては、密度
0.7ｇ／cm³以下の多孔性の織布、不織布が使用に
適する。その材質は得られた回路基板の使用目的
に応じて、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレン
テレフタレート樹脂、繊維素樹脂、ポリビニルア
ルコール等の合成繊維からなる有機質材やガラス
繊維、シリカ繊維等の無機質材が選ばれるがこれ
らのものに限定されるものではない。得られた回
路基板が耐折強さが要求されるフレキシブル回路
基板の場合には芳香族ポリアミド樹脂やポリエチ
レンテレフタレート樹脂等の合成繊維からなる多
孔性基材を用いることが好ましく、又曲げ強さや
寸法安定性が要求されるリジツト回路基板の場合
にはガラス繊維やシリカ繊維からなる多孔性基材
を用いることが好ましい。 多孔性基材の密度が0.7ｇ／cm³をこえるものは
回路パターンとなるメツキ層を形成させる際に使
用されるメツキレジストインキやメツキ液の基材
への浸透性が悪くなり、レジスト層やメツキ層が
基材内部に充分に形成されず目的とするメツキ層
による回路基板が得られ難い。より一層均一なメ
ツキ層を基材の内部に形成させるためには用いら
れる多孔性基材の密度は0.5ｇ／cm³以下のものを
用いることが望ましい。しかしながら密度があま
りにも小さいものを用いるとメツキ回路パターン
形成の際の作業性が悪くなると共に基材に充分に
密着したメツキ回路パターンを形成させることが
困難となるので少なくとも0.1ｇ／cm³のものを用
いることが望ましい。又多孔性基材の厚みとして
は特に限定されないが、通常0.02〜0.4mmの範囲
のものが使用に適する。基材の繊維の太さとして
は細いもの程好ましく、通常５〜20μｍであるこ
とが望ましい。 本発明においてメツキによる回路パターンの形
成は電解メツキ法によるが電解メツキを行なうに
際して、前処理として化学メツキ法によるメツキ
を施した後電解メツキを行なつてもよい。 本発明において多孔性基材にメツキ回路パター
ンを形成させるに先だつて、まずメツキレジスト
インキを用いて多孔性基材のメツキ回路パターン
となる部分以外の部分に印刷を施し該インキが裏
面まで垂直方向に貫通したメツキレジストパター
ン、即ち回路基板における絶縁部分となる絶縁パ
ターンを形成させる必要がある。 上記使用されるメツキレジストインキ（以下レ
ジストインキという）はフイラー、バインダー、
添加剤及び溶剤等から調製される。該インキはメ
ツキによる回路パターンの形成後は回路基板の絶
縁層としての役割を果たすものであり、従つて耐
メツキ薬品性を有すると同時に電気絶縁性をもつ
ことが必要である。 上記フイラーとしてはタルク、シリカ、炭酸カ
ルシウム、クレイ、マイカ等の粉末が挙げられ
る。バインダーとしてはエポキシ樹脂、フエノー
ル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、イソシアネー
ト樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹
脂、飽和ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂、
EPDM、塩素化ポリエチレンゴム、フツ素ゴム、
シリコンゴム等のエラストマーなどが挙げられ、
用途及び目的に応じて選択使用される。上記バイ
ンダーには必要に応じてビニル系モノマーやアリ
ル系モノマーが併用される。添加剤としてはフイ
ラー分散剤、レベリング剤、その他当該技術分野
において通常使用される各種配合剤が必要に応じ
て用いられる。溶剤は用いられるバインダーや多
孔性基材の種類に応じて適宜選択される。バイン
ダーの硬化触媒は必要に応じて用いられるバイン
ダーに適した硬化剤が選択される。 上記各成分よりなるレジストインキを用いて印
刷により多孔性基材に表面から裏面まで貫通した
絶縁パターンを形成させるには、該インキとして
は粘度50〜1000ポイズ（25℃）の範囲にあるもの
を選ぶことが望ましい。50ポイズより低いインキ
を用いると基材の垂直方向のみでなく水平方向に
も浸透し、隣接の絶縁パターンと連通してメツキ
回路パターンを施すべき部分が閉塞される恐れが
ある。又1000ポイズより高いインキを用いるとイ
ンキが多孔性基材内部まで浸透し難くなつて裏面
まで貫通したレジスト層を形成させるのが困難と
なる。 絶縁パターンの形成には従来知られるスクリー
ン印刷機等が用いられる。 所定の絶縁パターンが形成された多孔性基材
は、次工程のメツキ回路パターンが形成される前
に乾燥及び必要ならば硬化が行なわれる。インキ
中に含まれる溶剤を風乾もしくは加熱処理により
充分乾燥させた後加熱等により硬化される。加熱
温度及び時間は主にレジストインキのバインダー
の種類や多孔性基材の種類によつて選択される。
通常指触乾燥後130〜240℃で５分間以上加熱すれ
ば充分である。乾燥後及び硬化が不充分であると
メツキ工程での耐メツキ薬品性が悪くなる場合が
あるので注意を要する。 絶縁パターンが形成された多孔性基材に電解メ
ツキによるメツキ回路パターンを形成させる方法
としては、例えば前記したように予め無電解メツ
キによるメツキ層形成後に電解メツキを施す方法
や直接電解メツキを行なう方法がある。 電解に際して電極としては、例えば剥離可能な
金属板を多孔性基材に貼り合わせて用いることが
できる。金属板を積層した多孔性基材を電解メツ
キ液に浸漬し通電することによつて絶縁パターン
以外の部分にメツキ層よりなる回路パターンが形
成されるもので、金属板は電解後多孔性基材より
引き剥がされる。 金属板を多孔性基材に貼り合わせるには種々な
方法があるが、本発明においては、例えば予め多
孔性基材と重ねておき、該基材に絶縁パターンを
印刷する際に基材の裏面まで浸透したレジストイ
ンキによつてこれを加熱硬化させる際に接着せし
めることができる。金属板はメツキパターン形成
後多孔性基材より引き剥がすのでこの程度の接着
で十分である。引き剥がしを容易ならしめるため
にはレジストインキに予め内部離型剤を添加して
おくことが好ましい。また多孔性基材への絶縁パ
ターンの印刷と金属板との貼り合わせを同時に行
なう方法として、金属板に予めレジストインキで
所定の絶縁パターンを印刷しておき、これを多孔
性基材と重ねて加圧により該絶縁パターンを多孔
性基材に転写させて反対面まで貫通した絶縁パタ
ーンを形成させ、それと同時に金属板を該基材と
積層せしめることもできる。 上記剥離可能な金属板としては、導電性があり
且つ離型性の良好なニツケル、ステンレススチー
ル等が挙げられ、これらの金属板の表面を化成被
覆、例えばクロマイト処理を施したものを用いて
もよい。 金属板が積層された多孔性基材は、これを電解
メツキ浴に浸漬し通電により電解メツキが行なわ
れる。電解条件は、通常電流密度0.2〜60A／ｄ
m²で常温〜70℃、１〜180分間通電することによ
つて目的とするメツキ層からなる回路パターンが
形成される。メツキ層は電極となる積層された金
属板上より成長し多孔性基材に移行して形成され
るが、後工程で加圧による圧縮が付される場合に
は、該基材の表裏に貫通したメツキ層を当初より
形成させる必要はなく、適当な厚みのメツキ層を
形成させた後加圧によつて表裏貫通したメツキ層
とすることもできる。 電解メツキ浴としては銅、ニツケル、クロム、
金、銀、ロジウム、白金、ルビジウム、パラジウ
ム、錫、はんだ等の金属メツキ浴が挙げられ、こ
れらは用途に応じて選択使用される。 電解メツキによりメツキ回路パターンが形成さ
れた多孔性基材は不要となつた金属板が引き剥が
される。 メツキによる回路パターンが形成された回路基
板は、これを保護及び強化するために先のレジス
トインキを用いるか、他の絶縁材料を用いてこれ
を含浸もしくは積層することが望ましい。このよ
うな絶縁材料としてはポリイミド系、ポリエステ
ル系のフレキシブル合成樹脂フイルムやフエノー
ル樹脂やエポキシ樹脂等のリジツト絶縁材料があ
る。又プリプレグもこのような絶縁材料として使
用しうるものであり、例えば織布、不織布等にエ
ポキシ樹脂、フエノール樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、EPDM、シ
リコンゴム等のエラストマーなどを含浸させたも
のが用いられる。 絶縁材料は加熱ロールや熱プレス機等で圧着せ
しめることによつて行うことができ、前記電解メ
ツキ法において電極として用いられた金属板は絶
縁材料を積層せしめた後引き剥がすことができ
る。積層条件は使用される絶縁材料の種類により
異なるが、通常60〜200℃で加熱加圧すればよい。 （発明の効果） 本発明のメツキ回路基板はメツキ層による回路
パターンが多孔性基材内部を貫通して形成されて
いるため、導体部の耐折強度や接着強度が従来の
ものに比べて格段に優れており、又スルーホール
加工なしに多層回路板や立体回路板を製造するこ
とができる。また端子部の取出しが表裏より直に
とることができるのでコンパクトな電機機器のコ
ネクターとして利用できる他、平面コイル、面発
熱体、電磁波シールド、リボンスイツチ、フラツ
トケーブル、ポテンシヨメータ等の各種用途に利
用できる。 （実施例） 実施例 １ 0.3mm厚の耐孔食ステンレス鋼板（商品名
「NAS−45M」日本冶金工業社製）に厚さ0.065
mm、密度0.41ｇ／cm³のアラミド系不織布（商品名
「KH−3003CT」日本バイリーン社製）を重ね、
該不織布の表面に表１の組成のよりなるレジスト
インキで第１図に示されるような幅１mm、回路間
隔１mm、長さ150mmのレジスト層３よりなる絶縁
パターンを11本スクリーン印刷し、不織布の裏面
までインキを浸透させて150℃で10分間乾燥しス
テンレス鋼板を不織布に接着させた。 上記ステンレス鋼板接着の不織布を表２の組成
のピロリン酸銅浴に浸漬して1.2A／ｄm²で60℃、
１分間、更に9A／ｄm²で60℃、30分間電解メツ
キを行なつて上記絶縁パターン以外の空隙に電極
となるステンレス鋼板上より不織布内部を貫通し
て厚さ45μｍの銅メツキ層を形成させた。十分に
水洗し乾燥させた後、厚さ0.55mmのアラミド系不
織布（商品名「JH−3002CT」日本バイリーン社
製）に表３の樹脂組成物を固形分換算で100ｇ／
m²含浸させたプリプレグを上記メツキ回路を形成
した不織布に重ね、70℃で２分間熱プレスで加圧
してプリプレグを接着させた。不要となつたステ
ンレス鋼板を引き剥がし、この面にも上記プリプ
レグを重ねて更に120℃、25分間、15Kg／cm²の条
件でプレス硬化させ、両面を絶縁材料４で保護さ
れメツキ層２が多孔性基材内部を貫通したメツキ
回路基板を得た。第１図に該メツキ回路基板の概
略図を示した。表７に該基板の性能を示した。 表１ レジストインキ 重量部 マイカ粉（「スズライトマイカＳ−325」レプコ社
製） 20 コロイダルシリカ（「アエロジルＲ−972」日本ア
エロジル社製） 10 ウレタン樹脂（「アデカボンタイターUCX−904」
旭電化工業社製） 40 ポリイソシアネート（「スミジユールＮ−75」住
友バイエル社製） 10 ポリエステル樹脂（「スタフイツクスLC」富士写
真フイルム社製） 30 酢酸カルビトール 120 シランカツプリング剤（「KBM−503」信越シリ
コーン社製） 0.5 チタンカツプリング剤（「プレンアクトTTS」味
の素社製） 0.5 界面活性剤（「デユオミンTDO」ライオンアグノ
社製） １ 表２ 電解メツキ液 ピロりん酸銅 100ｇ ピロりん酸カリウム 300ｇ アンモニア水（28％） ５ml 蒸留水 1000ml 表３ プリプレグ用樹脂組成物 重量部 コロイダルシリカ（アエロジルＲ−972） 10 ウレタン樹脂（「アデカボンタイターUCX−904」
旭電化工業社製） 45 ポリエステル樹脂（スタフイツクスLC） 45 ポリイソシアネート（スミジユールＮ−75）10 メチルエチルケトン 200 トルエン 150 酢酸エチル 50 実施例 ２ 実施例１と同じ厚さ0.065mm、密度0.41ｇ／cm³
のアラミド系不織布を用い、前処理として下記配
合のセンシタイジング液に25℃で５分間浸漬し充
分に水切り後、下記配合のアクテイベーテイング
液に60℃で３分間浸漬し水切り後120℃で５分間
乾燥させた。 センシタイジング液 SnCl₂ 15ｇ 35％HCl ５ml 蒸留水 1000ml アクテイベーテイング液 PdCl₂ １ｇ 35％HCl ２ml 蒸留水 1000ml 上記前処理した不織布を実施例１と同様にして
ステンレス鋼板と重ね同様な絶縁パターンを印刷
して不織布の裏面までインキを浸透させ、インキ
を加熱硬化させると同時にステンレス鋼板を不織
布に接着させた。 上記ステンレス鋼板接着の不織布を無電解メツ
キ液（商品名「シユーマーｓ−550」日本カニゼ
ン社製）に80℃で５分間浸漬し、上記絶縁パター
ン以外の部分にニツケルメツキを施した後、更に
表４の電解メツキ液に浸漬してステンレス鋼板を
電極として40A／ｄm²、60℃で20分間通電した。
水洗後ステンレス鋼板を引き剥がし、高密度にメ
ツキ層が不織布の表面から裏面まで貫通して形成
されたメツキ回路基板を得た。表７に該基板の性
能を示した。 表４ 電解メツキ液 硫酸ニツケル 124ｇ 塩化ニツケル 45ｇ ホウ酸 30ｇ 蒸留水 1000ml 実施例 ３ 実施例１と同じステンレス鋼板に厚さ0.06mm、
密度0.2ｇ／cm³のガラス不織布（商品名「キユム
ラスEP−4012」日本バイリーン社製）を重ね、
該不織布に下記表５の組成よりなるレジストイン
キで第２図に示されるようなレジスト層３よりな
る絶縁パターンをスクリーン印刷し、インキが不
織布の裏面まで浸透しステンレス鋼板にまで到達
させた後、180℃で20分間加熱してインキの乾燥
硬化と同時にステンレス鋼板を不織布に接着させ
た。 上記ステンレス鋼板接着の不織布を電解メツキ
液（商品名「BDT 200」日本エレクトロプレイ
テイング社製）に浸漬してステンレス鋼板を電極
として40℃、0.4A／ｄm²で２分間通電して絶縁
パターン以外の部分にステンレス鋼板上より2μ
ｍの金メツキ層を形成させた。次いでこれを実施
例２と同じ電解メツキ液（表４）に浸漬して60
℃、40A／ｄm²で12分間通電しステンレス鋼板上
より不織布内部を貫通して総量で40μｍの金メツ
キ層及びニツケルメツキ層を堆積させた。十分に
水洗後80℃で10分間乾燥させた後、下記表６の樹
脂組成物を含浸させたガラス不織布（商品名「キ
ユムラスEP−4035」日本バイリーン社製）を基
材とするプリプレグ（樹脂含量400ｇ／m²）をメ
ツキ回路パターンの形成された不織布と重ね、55
℃に加熱したシリコンゴムロールを通して加圧し
てプリプレグを接着させると同時にステンレス鋼
板を引き剥がした後、150℃、30Kg／cm²で20分間
加圧して絶縁材料４により保護強化され、メツキ
層２の回路パターンが形成された回路基板を得
た。該基板の平面図を第２図にその断面図を第３
図に示した。 得られた回路基板をロータリースイツチとして
回路に組込み金属接点150ｇの接点圧で1200rpm
の摺動試験（JISC−6437に準ずる）を行なつた
ところ1000万回の摺動に十分耐えることができ
た。 表５ レジストインキ 重量部 マイカ粉（スズライトマイカＳ−325） 30 コロイダルシリカ（アエロジルＲ−972） 10 フエノール樹脂（「PR−1440M」三菱瓦斯化学社
製） 100 酢酸カルビトール 30 シランカツプリング剤（KBM−503） 0.5 チタンカツプリング剤（プレンアクトTTS）
0.5 界面活性剤（デユオミンTDO） １ 表６ プリプレグ用樹脂組成物 重量部 ジアリルフタレート系樹脂（「ダプレン」大阪曹
達社製） 90 ジアリルテレフタレート 10 ジクミルパーオキサイド ２ メチルエチルケトン 150 トルエン 30 比較例 １ ポリイミドフイルムを基材としたフレキシブル
な片面銅張板（商品名「ニカフレツクスF30T」
ニツカン工業社製、基材の厚さ50μｍ、電解銅箔
35μｍ）にサブトラクテイブ方式で実施例１と同
様な回路パターンを銅層に形成させ、カバーレイ
フイルム（商品名「ニカフレツクスCIS−2535」
ニツカン工業社製）をプレス圧40Kg／cm²、温度
150℃で40分間加熱積層させてフレキシブル印刷
回路基板を得た。表７に該基板の性能を示した。 比較例 ２ 1.6mm厚のエポキシ樹脂ガラス布銅張積層板
（商品名「エドライトCCL−Ｅ 130」電解銅箔
35μｍ、三菱瓦斯化学社製）にサブトラクテイブ
方式で実施例３と同様な回路パターンを銅層に形
成させてから更に電解メツキ法で銅回路パターン
上に2μｍ厚の金メツキを施して回路基板を作製
した。 得られた回路基板を実施例３と同様にロータリ
ースイツチとして摺動試験を行なつたところ100
万回で不合格となつた。 実施例１、２及び比較例１によつて得られた回
路基板の性能試験結果を表７に示した。表７中の
耐折強度は、回路に通電しながら曲率半径0.25
mm、荷重0.5Kgで試験を行ない、回路が断線した
時の回数で示した。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１によつて得られたメツキ回路
基板の概略図である。第２図は実施例３によつて
得られたメツキ回路基板の平面図であり、第３図
は第２図Ａ−A′断面図である。 １：多孔性基材、２：メツキ層、３：レジスト
層、４：絶縁材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多孔性基材の非回路部分にメツキレジストイ
   ンキでその基材の裏面まで貫通した絶縁パターン
   を形成させ、次いで上記基材の片面に積層させた
   金属板を電極として電解メツキにより上記非回路
   部分以外の部分に上記基材の裏面まで貫通したメ
   ツキ回路パターンを形成させた後、金属板を剥離
   除去させることを特徴とするメツキ回路基板の製
   法。