JPH02504208A - 動的屈曲領域を有する多層回路の製造方法及び該方法により製造されたフレキシブル回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｔ！　　　ツ１　　るタ　ロ　の制゛告　゛　び呻　法によ制゛。　れｔ・フレ 　シブルロ ｌｉへ！Ｌ 本発明は高い曲げ応力に適合するスルーホール接触型フレキシブル回路ボードの 製造方法、及び該方法により製造された回路ボードに係る。

フレキシブル回路エレメントは１例えばディスク記憶装置及びプリンタのような 高い動的曲げ応力を受ける電子コンポーネントで一般に使用されている。これら のフレキシブル回路エレメントは、フレキシブル回路ボードから放出される粒子 、特にフレキシブル回路の製造で使用される摘蕾材料から放出される粒子の結果 として生じる（ディスク・ドライブ又は他の電子コンポーネントの）電気機械的 運転の支障を避けるためには、滑らかで且つ極めて清浄な表面を有していなけれ ばならない。

屈曲領域の外側に配置されたスルーホールコンタクトを有する２つの回路層を有 する高い曲げ応力用の回路ボードは通常、片面がフレキシブルであり且つ等しい 厚さの支持体及び被覆用フィルムを有するように設計される（対称積Ｎｎｉ造） 、使用される基材は、例えばポリイミドから製造された支持体フィルムであり、 その両側に銅が積層される。

一般に、銅層又は箔は接着剤層を介して支持体フィルムに結合される。（銀箔上 の）スルーホールコンタクト及び導電性パターンの形成は、除去プロセス（エツ チング）により通常方法で実施される。その結果、屈曲領域では、片面にしか導 電性通路（回路パターンンが形成されず、他方の面は完全にエッチされる。従っ て、導電体は支持体フィルムと同一の厚さの保護被覆フィルムを備える。

上記フレキシブル回路は見掛は上対称構造を有するが、導電性通路は曲げ応力下 で「中性」に維持されるラミネートの横断面、即ち引っ張り又は圧縮歪みを受け ない断面（「中性断面（ｎｅｕｔｒａｌ　５ｅｃｔｉｏｎン」ンに配置されない 。実際に、（エッチされた）支持体フィルムの接着剤層は非対称をもたらし、中 性断面は他の横断面領域に移る。更に、接着剤が露出している結果として、回路 ボードに粉塵が蓄積し、摩耗が生じ、こうして電子コンポーネントを汚染する危 険がある。

米国特許第、１ｓ２６４６２号（その内容全体は参考資料として本願の一部に加 える）は、高い曲げ応力用のスルーポール接触型フレキシブル回路ボード及びそ の製造方法により上記問題を解決せんと試みた。米国特許第４６２６４６２号は 、屈曲領域において厳密に対称な積層構造を有する高い曲げ応力用スルーホール 接触型フレキシブル回路ボードを製造することが可能な方法を提供するものであ る。該領域において、導電性通路（回路パターン）は上記「中性断面」に配置さ れる。

重要な点として、汚染物質として作用し得る接着剤層は屈曲領域に露出していな い。

米国特許第４６２６４６２号は、ポリマーフィルムに接着により固定された銅箔 から精成される標準フレキシブル回路材料から出発し、その後、ボリマーンイル ムに銅箔を選択的に接着することにより第２の銅層を加える。接着剤は回路の非 屈曲領域でしか使用されない、製造方法の特徴は、プロセス中に、最終製品の動 的屈曲断面を含む領域でポリマーフィルムと第２の銅層との間にエアギャップ（ 米国特許第４６２６４６２号の第２図の参照番号９）が形成されることにある。

米国特許第４６２６４６２号の製造方法は所期の目的には適当であるが、動的屈 曲領域を有する多層回ｎを製造する改良方法が必要とされている。

光ルズ１」工 本発明の第１のＵ様によると、接着剤を含まない（ａｄｈｅｓｉｖｅｌｅｓｓ、 以下無接着剤と呼称する）フレキシブル回路（例えば非導電性フレキシブル支持 体フィルム上に直接配置された導電性箔）から精成されるジクラッドラミネート （ｃｊｉｃｌａｄ　ｌＩＩ□ｍ１ｎａｔｅ）を形成し、適当な接着剤を使用して これを第２の導電体層に接着する１次に、ラミネートにスルーホールを形成し、 その後、スルーホール側壁に金属を無電解堆積する。次に、フォトレジストを使 用してラミネートを通常通りにエツチング処理し、次いで露出した導電性領域上 の接着剤を塗布したポリマーカバーフィルムにラミネートを積層し、スルーホー ル間の領域に動的屈曲領域を規定する。

本発明の第１の態様の方法は、米国特許第４６２６４６２号に記載されている従 来技術の方法に比較していくつかの利点を有し、これらの利点としては、接着剤 層及びエアギャップ又はスペースが不要であるなどの点を挙げることができる。

本発明の第２の暦様によると、最初はジクラッドラミネートを形成しない。その 代わりに、標準片面ラミネートにスルーホールを設ける６次に、導電材料〈銅） を〈例えばスパッタリング又は蒸着技術により）スルーホールに真空堆積し、同 時に標準ラミネートのポリマー側に導電体く鋼）種子層（１０００〜１００００ 人）を堆積する。材料の両側にめっきレジストを付設し、回路トレース、パッド 及びスルーホールが別の銅で電鍍され得るように、材料の種子層側をバターニン グする。めっきレジストを剥離し、非導電性領域の銅の非常に覆い層（１〜１０ ０００人）をフラッシュエッチし、種子層側に半付加的（ｓｅｍｉ−ａｄｉｔｉ ｖｅ）回路特徴と与える。次に、材料の両側にエッチレジストを付設し、標準除 去処理技術を使用して材料の層側に回路パターンを作製する。次に、露出した回 路パターンの上に、接着剤を塗布したカバーフィルムを設ける。

本発明の第２のＦＪ様の方法は、米国特許第４６２６４６２号の方法及び本発明 の第１の態様に勝る特徴及び利点を有する。

例えば、米国特許第４６２６４６２号では接着剤層及びエアギャップが必要であ ったが、第２の態様ではいずれも不要である。

更に、第２の態様は積層操作に関連する段階が不要であるは無電解堆積に伴う整 備及び環境の問題を解消し、真空堆積された種子層の接着性は無電解めっきされ た種子層よりも高い。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から当業 者に理解されよう。

面の簡単Ｕ日 以下に説明する図面中、数葉の図面において類似のエレメントには類似の参照番 号を付した。

第１〜６図は本発明の第１の態様に従って形成されたフレキシブル多層回路の順 次段階を示す横断面図、第７図は第１〜６図の方法を説明するブロック図、第８ 区は第１〜６図の方法を米国特許第４６２６４６２号の方法に比較した横断面図 、第９〜１７図は本発明の第２の態様に従って形成されたフレキシブル多層回路 の順次段階を示す横断面図、第１８及び第１９区は第９〜１７図の方法を説明す るブロック図である。

奸３」１１９Ｊ巳１ 第１〜６図及び第７図は、本発明の第１の態様に従う方法を示す、まず第１図に ついて説明すると、まず最初に、導電材料１４を担持するフレキシブルポリマー フィルムシート１２から精成される第１の無接着剤ラミネート（１０）からジク ラッドラミネート（第２図の２２）を形成する（段階＾）、ポリマーフィルムは 任意の適当なフィルム（例えばポリイミド）から構成され得、導電材ｆｌｉ１４ は任意の適当な導電体く例えば銅）から構成され得る。無接着剤ラミネートは少 なくとも次の４種の方法、即ち： １、溶液からポリマーフィルムを銅箔に流延し、乾燥し、その後、場合によって 硬化させる： ２、熱可塑性ポリマーフィルムと熱及び圧力で銅箔に接合する； ３、真空技術（蒸着、スパッタリング）を使用して導電体く金属）Ｎ子層をポリ マーフィルムに直接堆積し、その後、必要に応じて電鍍により別の銅を加える； ４、無電解堆積技術を使用して導電体く金属）種子層をポリマーフィルムに堆積 し、その後、必要に応じて電鍍により別の銅を加える 方法を含む多数の異なる既知方法から形成され得ることが理解されよう。

接着剤層２０を担持する導電材料シート１８から構成される第２の層１６に、無 接着剤ラミネート１０を積層する０次に、外側導電体層１４及び１８の間にフレ キシブルポリマーフィルム１２及び接着剤層２０をサンドイッチして成るジクラ ッドラミネート２２（第２図）を規定するように、層１０及び１６を積層次の段 階（第３図及び第７図Ｂ）では、任意の従来方法でラミネート２２にスルーホー ル２４を穿孔する。スルーホール２４間の領域は動的屈曲を受ける回路ラミネー トの領域であると窓面され、従って、第３〜６Ｘでは動的屈曲領域＾として示さ れることが理解されよう、（もっとも、スルーポールは図面に示すように両端で なく回路の一端のみに配置してもよいことが理解されよう）、その後、スルーホ ール２４の＠壁に従来の無電解めっき方法により導電材料を設ける（段Ｎ　Ｃ） 、通常、（ｌＩ！！璧は２εで示すような銅層を備える。

その後、従来の既知方法で、除去エツチング方法を使用して外側導電体層１４及 び１８に回路パターンを形成する。この方法はまず導電体層１４及び１８に適当 なエッチレジストを塗布し、次にレジストパターンを露光及び現像する〈段ＲＤ ）。

即ち、第４図に示すように、露光及び現像されたレジストパターン（２８及び２ ９）は、所望の回路パターン１４゛及び１８゛に対応する。下側の回路パターン １８′は動的フレキシブル領域へを通って２つのスルーホール２４間を連結する ことが理解されよう。

次に、第５図に示すように、外側導電材料層１４及び１８をエッチし、エッチレ ジスト２８の間の導電材料を除去しく段階！、）、回路パターン１４′及び１８ ′を形成する９次にエッチレジストを除去する（段階Ｆ）、最後に、形成された 回路パターン１４°及び１８゛内で露出した銅領域に適当な接着剤３１を塗布し 、その後、保護ポリマーカバーフィルム３２及び３４を積層する（段階Ｃ）。

第６区に示すように、上記の製造段階後に、動的応力を受ける屈曲領域（例えば 動的屈曲領域層の回路通路は「中性断面」、即ち屈曲中に生じた力に関して中性 の領域に配置され、回路ボードの表面は接着剤層が露出していないカバーフィル ム１２又は３２により保護される。更に、第６図に示す回路は、屈曲領域への内 側において厳密に対称な構造を有する。第６図に示すｉ＆終回銘は、米国特許第 ４８２６４６２号に開示されている方法を使用することにより達せられる最終回 路と実質的に同様であることが理解されよう、従って、第６区の回路２２は該特 許に詳細に記載されている特徴及び利点の全部を有する。

しかしながら、第８図から明らかなように、第１図〜第７図に示す本発明の第１ の態様は、従来技術の特許といくつかの重要な点が相異しており、特に初期ジク ラッドラミネートの作製方法が異なる。即ち、従来技術の特許は接着剤層４２を 介してポリマーフィルム４０４：接着により積層された銅箔３８から構成される 標準フレキシブル回路材料から出発し、その後、第２の接着剤４６を使用してポ リマーフィルム４０に該銅箔を選択的に接着することにより、第２の銅層４４を 加える。部分的接着剤層は（動的屈曲断面八でなく）回路の非屈曲領域のみで使 用される。即ち、従来技術の特許の方法の特徴は、最終製品の動的屈曲断面を含 む領域でポリマーフィルム４０と第２の導電体層４４との間にエアギャップ４８ が形成される点にある。これに対して、本発明の第１の態様に従う方法は、無接 着剤フレキシブル回Ｂ１０から出発し、この回路に上述のように第２の導電体層 及び接着剤層１２を加える。得られるジクラッドラミネート２２はただ１つの接 着剤層２０Ｌかもたず、（従来技術の特許のような）エアギャップはない、即ち 、本発明は接着剤の使用量が少なく且つエアギャップの形成及び正確な配置が不 要であるという意味で総合的な費用節約が得られる。

同時に第９図及び第１８図について説明すると、本発明の第２の態様による製造 方法は、まず最初に適当な接着剤層５６により導電体箔５４に接着により接合さ れたフレキシブルポリマーフィルム５２から構成される従来の片面回路ラミネー トを使用する（段階＾）０次に、ラミネート５０にスルーホール５８す穿孔する （段階Ｂ）、第１の態様と同様に、スルーホール間の領域＾は動的応力を受ける 屈曲領域を含み、場合によって該屈曲領域に回路層を挿通させる。（この場合も 第１の態様と同様に、スルーホールは図面に示すように両端でなく回路の一端の みに配置してもよい）、次に、第１の態様のようにスルーホールを無電解めっき する代わりに、（従来のスパッタリング又は蒸着技術を使用して）銅又は他の導 電材料をスルーホール５８内に真空堆積し、こうして約１０００〜１００００人 、好ましくは２０００〜４０００人の厚さを有する導電体種子層６０をスルーホ ール内及び基板のポリマー面に堆積する（段階Ｃ）、好ましくは、ラミネートを まず、非限定的な例として望素、酸素、空気、　ＣＦ、、アルゴン、ヘリウム及 びアンモニアを含むガス中でプラズマ処理する。

次に第１２図に示すように、従来の半付加的方法を使用して回路パターンを形成 し、真空堆積した導電材料６０の上にフォトレジスト層６２を設ける。フォトレ ジストを現像して所望のパターンを規定する（段階Ｄ）９次に、銅のような導電 材料６４を電鍍し、回路トレース、パッド及びスルーホールに付加的導電材料を 設ける（段階Ｅ）０次にめっきレジスト６２を除去し、非導電性領域の非常に薄 い銅層（１〜１００００人）をフラッシュエッチして種子層側に半付加的回路特 徴を与える（段階Ｆ及びＣ）、従って、残りの導電性トレース、通路及びスルー ホールは、厚いｔ鍍材料層６４を担持する非常に薄いスパッタ導電材料層６２か ら構成される（第１５図）。

次に第１６図に示すように、回ｌｉ′８材料の両側にエッチレジストを付設し、 次いで現像する（段階Ｈ）８次に標準除去処理技術を使用して回銘材ｆＩ５０の 導電体側５４に回路パターンを作製する。レジストを剥離し、次いで適当な接着 材料７０及び７２を使用して回路５０に結合された非導電性ポリマーカバーフィ ルム６６及び６８を積層する（段階Ｉ〜Ｋ）。

第１７図に示すように、上記第２の態様のｇ！造段階は、動的応力を受ける屈曲 領域への回路通路が「中性断面」、即ち屈曲中に生じた力に間して中性な領域に 配置され、回路の表面がいずれも接着剤層を露出させないカバーフィルム６６及 び６８により保護されるという点において、第６図及び従来の米国特許第４６２ ６４６２号の多層回路と実質的に類似する多層回路を提供する。同様に、回路ボ ードの横断面は屈曲領域への内側で厳密に対称な構造を有する。

本発明の方法の第２の態様は、ジクラッド回路材利を形成するための初期積層に 関連する段階を省略したという点が第１の態様の方法と異なる。更に、第２の態 様は無電解堆積操作を省略し、その代わりに真空堆８Ｉ（例えばスパッタリング 又は蒸着）プロセスを使用している。真空堆積プロセスは無電解堆積に伴う整備 及び環境問題を解消し、真空堆積された種子層の接着性は無電解堆積された種子 層よりも高いことが理解されよう。従って、第２の態様は第１の態様に勝るいく つかの特徴及び利点を提供し、その意味で第１の態様よりも好ましいと思われる 。

また、本発明の第２の態様は、ジクラッドラミネートが不要であり、代わりに片 面ラミネートを使用し、スルーホールに初期導電性表面を形成するために無電解 めっき技術でなく真空堆積を使用するという点が従来特許第４６２６４６２号と 異なることが理解されよう１本発明の第１の態様と同様に、第２の態様は従来特 許の方法で必要とされたスペース又はエアギャップ及び接着剤層の形成が不要て ゛ある。

以上、２層フレキシブル回路に関して本発明を説明したが２２種の態様で上述し た方法は３層以上を有する回路も同様に形成できることが理解されよう。

また、従来特許第４６２６４６２号と同様に、フレキシブル回路の製造は、従来 特許に記載されているようなパンチスブロケッ）・ホール（ｐｕｎｃｂｅｃｌ　 ５ｐｒｏｅｋｅｔ　ｈｏｉｅｓ）及び関連技術を使用して連続的に実施され得る 。

以上の説明は好適態様に関するものであるが、発明の趣旨及び範囲から逸脱する ことなく種々の変形及び置き換えが可能である。従って、以上の説明は本発明の 非限定的な具体的な説明であると理解されるべきである。

ｌｈ表乎’３−５０・１２０８（５） ＦＩＧ、　８Ａ　　　　　　　　ＦＩＧ、　８ＣＩ際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．第１の導電体層を担持する第１のフレキシブル非導電性支持体フィルムを設 ける段階と、第１の接着剤層を担持する第２の導電体層を設ける段階と、第１の 支持体フィルム及び接着剤層が第１及び第２の導電体層の間にサンドイッチされ るようなフレキシブルジクラッドラミネートを規定するべく、第１の支持体フィ ルム、第１の導電体層、第２の導電体層及び第１の接着剤層を積層する段階と、 スルーホールに隣接する領域が屈曲領域を規定するように、少なくとも２つの相 互に離間された導電性スルーホールを該ジクラッドラミネートに形成する段階と 、該屈曲領域の外側の位置において第１の導電体層に第１の回路パターンを形成 する段階と、該屈曲領域の少なくとも一部に相当する位置において第２の導電体 相に第２の回路パターンを形成する段階と、第１の支持体フィルムを露出するべ く該屈曲領域における第１の導電体層の部分を除去する段階とを含む、フレキシ ブル回路の製造方法。
2. ２．除去されなかった第１の導電体層に第２の接着剤層を設ける段階と、該第２ の接着剤層に第１の非導電性カバーフィルムを設ける段階とを含み、該屈曲領域 が該第２の接着剤層及び該第１のカバーフィルムを含まない請求項１に記載の方 法。
3. ３．該第２の導電体層に第３の接着剤層を設ける段階と、該第３の接着剤層に第 ２の非導電性カバーフィルムを設ける段階とを含む請求項１に記載の方法。
4. ４．該第２の導電体層に第３の接着剤層を設ける段階と、該第３の接着剤層に第 ２の非導電性カバーフィルムを設ける段階とを含む請求項２に記載の方法。
5. ５．導電性スルーホールを形成する段階が、該ジクラッドラミネートにスルーホ ールを形成する段階と、こうして形成されたスルーホールの側壁を無電解めっき する段階とを含む請求項１に記載の方法。
6. ６．該第１の回路パターンを形成する段階が、予め選択された第１の回路パター ンに対応するエッチレジストを該第１の導電体層に塗布する段階と、該エッチレ ジストパターンを露光する段階と、該エッチレジストパターンを現像する段階と 、該第１の導電体層をエッチする段階と、該第１の回路パターンを露出するべく 該露光されたエッチレジストパターンを除去する段階とを含む請求項１に記載の 方法。
7. ７．該第２の回路パターンを形成する段階が、予め選択された第２の回路パター ンに対応するエッチレジストを該第２の導電体層に塗布する段階と、該エッチレ ジストパターンを露光する段階と、該エッチレジストパターンを現像する段階と 、該第２の回路パターンを露出するべく該現像されたエッチレジストパターンを 除去する段階とを含む請求項１に記載の方法。
8. ８．該第２の回路パターンを形成する段階が、予め選択された第２の回路パター ンに対応するエッチレジストを該第２の導電体層に塗布する段階と、該エッチレ ジストパターンを露光する段階と、該エッチレジストパターンを現像する段階と 、該第２の回路パターンを露出するべく該現像されたエッチレジストパターンを 除去する段階とを含む請求項６に記載の方法。
9. ９．該導電材料が銅を含む請求項１に記載の方法。
10. １０．請求項１に記載の製造方法に従って形成されたフレキシブル回路エレメン ト。
11. １１．請求項２に記載の製造方法に従って形成されたフレキシブル回路エレメン ト。
12. １２．請求項５に記載の方法に従って形成されたフレキシブル回路エレメント。