JPH05243706A - 回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な外形形状の回路基板を安価にかつ効率
的に製造することのできる方法を提供する。 【構成】 絶縁基板１上に導体回路２を形成すると共
に、絶縁基板の一方の面の導体回路を含む所望の形状の
部分にレジスト層３を設け、他方の面はエッチング処理
に耐性を有する保護層４で全面的に覆う。この状態で絶
縁基板１のエッチング処理を行なって所望の形状の部分
の周囲を除去し、所望の形状物１０と絶縁基板１本体と
を切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板の製造方法に
関し、特にカメラ、ビデオテープ、電卓等電気機器に使
用される可撓性回路基板（Flexible printed circuit)
、可撓性リード線（以下総称して可撓性回路基板とい
う）に適した製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可撓性回路基板の一般的な製造方法で
は、金属箔が積層された電気絶縁性の可撓性テープを搬
送しながら、フォトリソグラフィーやスクリーン印刷法
などの周知の方法で複数組の導体回路を連続的に形成
し、回路形成後、各導体回路を含む所望の形状の領域を
可撓性テープ本体から切り離し、目的の回路基板を得て
いる。可撓性回路基板は、カメラ、ビデオテープ、電卓
等電気機器内部に使用されるため、機器の形状にあわせ
て、案件毎に、曲線形状を含む色々な形状に外形加工す
ることが要求されるが、従来、この種の外形加工は、金
型による打ち抜きによって行なわれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来行なわれ
ていた金型打ち抜き加工では、少量ロットの場合、金型
の費用が高価となる上、曲線形状の加工は技術的に困難
な場合が多いという問題点があった。一方、近年におい
てはレーザーを用いて外形加工を行なうことも試みられ
ているが、レーザー加工で曲線を含む種々の外形形状を
得るには複雑な動作ができる装置が必要であり、設備上
の負荷が大きい。又、所望の形状物を基板から切り離す
には、長時間レーザー光を照射しなければならず、作業
性に難もがあった。本発明はかかる点に鑑みてなされた
ものであり、複雑な外形形状の回路基板を安価にかつ効
率的に製造することのできる方法を提供することを目的
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の回路基板の製造
方法は、絶縁基板上に導体回路を形成する工程と、前記
導体回路を含む所望の形状の領域を前記絶縁基板から離
脱させる工程とを有する回路基板の製造方法において、
上記の課題を達成するために、前記絶縁基板の前記所望
の形状の領域の周囲をエッチング処理で除去することに
より、前記所望の形状の領域を前記絶縁基板から離脱さ
せるものである。

【０００５】本発明の回路基板の製造方法実施態様で
は、前記エッチング処理で前記所望の領域を離脱させる
にあたって、まず前記絶縁基板の一方の面に前記エッチ
ング処理に耐性を有する補強層を形成し、次いで前記エ
ッチング処理によって前記所望の形状の領域の周囲を所
定の範囲で除去し、しかる後、前記補強層を剥離させて
前記所望の形状の領域を前記絶縁基板から離脱させる。

【０００６】別の実施態様では、前記絶縁基板の一方の
面に前記導体回路を形成するための導体層が積層された
状態で前記絶縁基板のエッチング処理を行なって前記所
望の形状の領域の周囲を所定の範囲で除去し、次いで前
記導体層と反対側の面に前記導体層のエッチング処理に
耐性を有する補強層を設け、前記導体層のエッチング処
理によって前記導体回路を形成し、然る後、前記補強層
を剥離させて前記所望の形状の領域を前記絶縁基板から
離脱させる。

【０００７】更に本発明の回路基板製造方法は、前記絶
縁基板のエッチング処理によって前記所望の形状の領域
の周囲を除去する際に、前記所望の形状の領域と前記絶
縁基板本体の間にかけ渡される橋梁を少なくとも２箇所
に設けるなどの方法を包含する。

【０００８】

【作用】本発明では、絶縁基板上に形成した導体回路を
含む所望の形状の領域の周囲をエッチング処理で除去す
ることによって絶縁基板本体から離脱させるので、従来
のように金型による打ち抜き加工を行なう必要がない。
エッチング処理では、エッチングレジストをパターンニ
ングする際の原版を変更するだけで、容易に残存部分の
形状を変更できるので多品種少量生産の場合でもコスト
増大を避けることができる。

【０００９】又、金型による打ち抜きでは金型や絶縁基
板自体の強度、金型の加工技術の限界などから、打ち抜
き形状に制約が多いが、エッチング処理ではエッチング
レジストを所望の形状にパターンニングすることで複雑
な形状も簡単に作ることができる。

【００１０】以下、図１を参照して本発明による回路基
板の製造方法の基本的な工程を説明する。先ず、図１
（Ａ）に示される様に、絶縁基板１上に導体回路２を形
成する。絶縁基板１の構成材や厚さはエッチング処理が
可能なものであれば特に限定されるものではないが、可
撓性回路基板を製造するにあたっては、ポリイミド、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレー
ト、液晶ポリマー等の耐熱性に優れた材料からなる厚さ
１０〜２００μｍ程度の可撓性テープを用いることが好
ましい。

【００１１】導体回路２の形成方法についても特に限定
されるものではないが、絶縁基板１の片面もしくは両面
にスパッター蒸着法などによって０．１〜１μｍ程度の
金属皮膜（銅、クロム、ニッケル等）を設けた複合基板
を用い、必要に応じて更に銅メッキを施して１〜５０μ
ｍの銅を主体とした金属箔層を形成し、この金属箔上に
フォトリソグラフィ、スクリーン印刷等の手法によりレ
ジスト層を形成し、その後金属箔をエッチング処理する
ことにより、金属配線による回路を形成することができ
る。通常は、一つの絶縁基板１上に複数組の回路を形成
するが、導体回路２を１組だけ形成する場合でも本発明
の実施にはさしつかえない。なお、複合基板としては絶
縁基板１と金属箔層が接着剤層を介さずに直接接して構
成されているものが好ましい。これは、絶縁基板１にエ
ッチング処理を施す時、接着剤層がエッチングされにく
く、接着剤層と絶縁基板１の界面にエッチング液が浸漬
して、絶縁基板１の残存させるべき部分までエッチング
されてしまう等の不都合が生じやすいからである。

【００１２】次いで、図１（Ｂ）のように絶縁基板１の
エッチング処理を行なうにあたり、絶縁基板１の一方の
面（図では導体回路２が形成されていない面）にフォト
リソグラフィ、スクリーン印刷等の手法により導体回路
２を含む所望の形状（最終的に得ようとする回路基板の
外形に対応する形状）のレジスト層３を形成する。また
絶縁基板１の他方の面にはエツチング処理に対して耐性
のある保護層４を形成する。保護層４としては、環化イ
ソプレンゴム、エポキシアクリレート等のアクリル系レ
ジスト、ポリオレフィン系樹脂などの材料を使用でき
る。この保護層４は単に絶縁基板１表面を全体的に覆っ
ているだけで良く、特にリソグラフィ機能を要求されな
いが、レジスト層３と同種の材料を使用した方が作業上
簡単である。

【００１３】上記のレジスト層３、保護層４を形成した
後、絶縁基板１にエッチング処理を施し、絶縁基板本体
から所望の形状物を離脱させる。このエッチング処理
は、エキシマレーザー、プラズマエッチング等のドライ
エッチング処理でもよいし、溶剤、反応液によるウエッ
トエッチング処理でも良い。可撓性回路基板用の絶縁テ
ープとして一般的に使用されているポリイミドの場合
は、水酸化カリウムのアルコール性水溶液がエッチング
液として利用できる。

【００１４】ここで、絶縁基板１をウエットエッチング
処理する場合、エッチング反応が絶縁基板１の厚さに到
達すれば所望の形状物は絶縁基板１本体から離脱してエ
ッチグ液中に落下し、更にエッチング反応が過剰に進ん
でしまい、形状物の周囲が侵食されて、良好な形状を得
る事ができない。このため、ウエットエッチングを行な
う場合には、落下した形状物をエッチング液中より取り
出す手段を設けるか、形状物の落下を防止する対策を講
じる必要がある。

【００１５】例えば、テープ状の絶縁基板１が連続的に
供給される場合、そのテープ（絶縁基板１）の下側に沿
って、受け皿としてのテープを連続的に供給するか、も
しくはベルトコンベア式に動作させることにより絶縁基
板１本体から離脱した形状物をエッチング液中より取り
出すことができる。

【００１６】また、絶縁基板１の側に所望の形状物が脱
落するのを防止する機能を持たせることもできる。つま
り、図１（Ｂ）でも設けた保護層４はエッチング処理に
耐性を有するものであれば良く、その機械強度について
は特に限定されるものではないが、この保護層４に所望
の形状物を保持するだけの強度を持たせて補強層とすれ
ば、エッチング処理で絶縁基板１本体から切り離された
形状物が落下するのを防ぐことができる。

【００１７】補強層を構成する材料はエッチング処理に
対する耐性と機械強度の両方が要求されるが、一般的に
は、高分子材料から選択される。絶縁基板１としてポリ
イミドを使用し、エッチング液が水酸化カリウム系の場
合は、環化イソプレンゴム、エポキシアクリレート等の
アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂とフィラー、ワ
ックス、コールタール、アスファルト等の添加剤より成
る混和物を１０〜３０μｍ塗布したものが、補強層とし
て好ましい。

【００１８】このような補強層を設けた状態で、所望の
形状物の周囲をエッチングする。このときエッチングさ
れる領域は、所望の形状物を絶縁基板１本体から確実に
離脱させ得る程度に広ければ良く、所望の形状物の周囲
の０．５〜２ｍｍ幅の帯域とするのが好ましい。これは
エッチング領域が広すぎると絶縁基板１（可撓性テー
プ）自体の強度が低下し、搬送強度が損なわれるという
不都合が生じるからである。

【００１９】また、補強層として、回路形成するために
設けた金属箔層を利用することもできる。この場合、導
体回路２の形成前に先ず絶縁基板１のエッチング処理を
施す。このようにすれば、絶縁基板に積層された金属箔
層が補強層として働くため、所望の形状物が脱落するの
を防止することができる。絶縁基板１のエッチング後、
金属箔にエッチング処理を施して導体回路２を形成する
が、このエッチング処理により補強層は消滅してしまう
ため、所望の形状物はエッチング液中に落下し、エッチ
ング反応が過剰に進んで導体回路２（金属配線）が細く
なってしまうという新たな不都合が生じる。かかる不都
合を避けるためには金属箔のエッチング処理時に金属箔
とは逆の面に補強層を形成すれば良い。

【００２０】この場合の補強層は、金属箔のエッチング
処理に耐性を有するとともに、切り離された所望の形状
物を絶縁基板１本体に保持するにたる強度が必要であ
り、一般的には、高分子材料から選択される。塩化第２
鉄等の銅のエッチング液に対しては、通常のエッチング
レジスト材料を初めとして、ゴム系、アクリル樹脂系、
ポリオレフィン系の材料を２〜３０μｍ塗布したものが
補強層として好ましい。

【００２１】金属箔層を絶縁基板１エッチング時の補強
層として利用する方法は、先に金属箔のエッチングを行
ない絶縁基板１のエッチング時には別の補強層を設ける
方法に比べて次の様な利点がある。即ち、一般に高分子
材料から構成される絶縁基板１のエッチング処理に耐性
を有する材料はある程度限られてくるが、金属箔層のエ
ッチング処理に耐性のある材料は種々のものが知られて
おり、作業性やコスト、入手の容易さなどを考慮して幅
広い材料の中から補強層を選択することができる。

【００２２】又、所望の形状物が絶縁基板１から脱落す
るのを防止する方法としては、補強層を設けずに２段階
の切りとり加工処理を採用することもできる。つまり、
絶縁基板１のエッチング処理を施すに際して、切りとり
予定部（エッチングで除去する部分）の二箇所以上にエ
ッチング処理が及ばない部分を残し、離脱させるべき所
望の形状物と絶縁基板１本体との間に橋梁を形成する。
従って所望の形状物はこの橋梁で保持されることにな
り、エッチング時に落下することはない。残存させた橋
梁は、エッチング終了後、金型打ち抜き、エキシマレー
ザー等を用いたレーザー加工などで適時切断すれば良
い。

【００２３】この橋梁は、後工程での切断を容易にする
上で、切り取るべき所望の形状が直線領域であるところ
に設けることが好ましい。このようにすれば、取り替え
刃を使用した簡易金型、単純動作のレーザー装置等で橋
梁を切断することができる。また橋梁を二箇所に設ける
場合には、離脱させるべき所望の形状が平行直線領域で
ある部分で、かつ絶縁基板１の一端から等距離のところ
に橋梁を設け、橋梁の幅を等しくすれば、橋梁の打ち抜
き加工が更に容易になる。又、橋梁の幅は１〜５ｍｍ程
度が、橋梁の強度と後工程の橋梁の打ち抜き加工性の点
でより望ましい。橋梁の切断は、エッチング処理時に設
けたレジスト層３、保護層４の剥離処理の前後いずれか
でも可能であるが、後に行なう方が剥離処理をテープ上
のまま連続的に行なえるので有利である。橋梁を残す方
法では、橋梁の切断工程が増えることになるが、前述の
如く、橋梁の位置や大きさに配慮すれば、単純な装置で
非常に簡単に行なえ、従来のように複雑で高価な金型や
複雑な動作が可能なレーザー装置を使用しなくとも良
い。又、加工長が橋梁の幅のみであるから非常に短時間
に行なえる。

【００２４】上記の様にして、導体回路２の形成と、絶
縁基板１のエッチング処理を行なった後、レジスト層
３、保護層４（場合によって補強層）を剥離し、図１
（Ｃ）の様な所望の外形形状の回路基板を得る。

【００２５】

【実施例】実施例１ 図２を参照して本発明の第１実施例を説明する。先ず、
絶縁基板として５０μｍ厚のポリイミドテープ２１（カ
プトンＥ；米国デュポン社）を用意し、このテープ２１
の片面にスパッター蒸着法によって０．１〜１μｍ程度
の金属皮膜（銅、クロム、ニッケル等）を設け、更に銅
メッキを施して１８μｍ厚の銅を主体とした銅箔層を形
成した。この様にして作製した銅箔／ポリイミド複合テ
ープの銅箔上にフォトレジスト（東京応化工業社製ＰＭ
ＥＲ Ｐ−Ｒ３０Ｓ；ポジレジスト）を塗布乾燥して露
光し、アルカリ系現像液（東京応化工業社製ＰＭＥＲ
現像液Ｐ−１Ｓ）により現像した。然る後、塩化第二鉄
水溶液にて銅箔をエッチングし、その後アルカリ系剥離
（東京応化工業社製ＰＭＥＲ剥離液 ＰＳ）にてレジス
ト材を剥離して図２（Ａ）の様に銅箔回路２を複数組形
成した。

【００２６】次いで、環化イソプレンゴムを主体とした
レジスト（ネガレジスト）をポリイミド側に１０μｍ
（レジスト層２３）、銅箔回路がある側に２０μｍ（補
強レジスト層２５）塗布乾燥した。そして、ポリイミド
側のレジスト層２３は離脱させるべき所望の形状（例え
ば後述する図４に示す様な形状）の周囲１ｍｍを除き露
光し、銅箔側は全面露光した。レジスト層２３を現像し
た後、複合テープを５規定の水酸化カリウム水溶液に５
０℃にて１．５時間浸漬してポリイミドテープ２１のエ
ッチングを行なった（図２（Ｂ））。このとき所望の形
状の部分は図に示される様に補強レジスト層２５によっ
て支持されておりエッチング液中に落下することはな
い。ポリイミドテープ２１のエッチング終了後、トルエ
ンを用いてレジスト層２３、補強レジスト層２５を剥離
し、所望の形状物１０を複合テープ本体から離脱させ、
図２（Ｃ）のごとき回路基板を得た。

【００２７】実施例２ 図３を参照して本発明の第２実施例を説明する。実施例
１と同様なの銅箔／ポリイミド複合テープを用意し、環
化イソプレンゴムレジスト（ネガレジスト）をポリイミ
ド側に１０μｍ塗布し、所望の形状の領域の周囲１ｍｍ
を除き露光した。レジスト層の現像後、複合テープを５
規定の水酸化カリウム水溶液に５０℃にて１．５時間浸
漬してプリイミドテープ２１のエッチングを行ない、エ
ッチング終了後、トルエンにてレジスト層を剥離した
（図３（Ａ））。この段階で所望の形状の部分は図３
（Ａ）に示される様に銅箔層２２ａによって支持されて
いるので、エッチング液中に落下することはない。

【００２８】この後、フォトレジスト（東京応化工業社
製ＰＭＥＲ Ｐ−Ｒ３０Ｓ；ポジレジスト）をポリイミ
ド側に１０μｍ（補強レジスト層２７）、銅箔２２ａ側
に２μｍ（レジスト層２６）塗布乾燥し、銅箔２２ａ側
のみ露光して、アルカリ系現像液（東京応化工業社製Ｐ
ＭＥＲ 現像液Ｐ−１Ｓ）により現像した。然る後、塩
化第二鉄水溶液にて銅箔２２ａをエッチングし、図３
（Ｂ）のように銅箔回路２２を形成した。その後、アル
カリ系剥離液（東京応化工業社製ＰＭＥＲ剥離液 Ｐ
Ｓ）にてレジスト材（レジスト層２６、補強レジスト層
２７）剥離し、複合テープ本体から所望の形状物１０を
離脱させ、図３（Ｃ）のような回路基板を得た。

【００２９】実施例３ 図４を参照して本発明の第３実施例を説明する。実施例
１と同様な銅箔／ポリイミド複合テープを用意し、実施
例１と同様にして銅箔回路を形成した。次いで、環化イ
ソプレンゴムを主体としたレジスト（ネガレジスト）を
ポリイミド側、銅箔回路側ともに１０μｍ塗布乾燥して
レジスト層とし、ポリイミド側のレジスト層は離脱させ
るべき所望の形状１０の周囲１ｍｍ、孔を設ける部分１
１及び橋梁２８として残存させる部分を除いて露光し、
銅箔回路側は全面露光した。レジスト層を現像した後、
複合テープを５規定の水酸化カリウム水溶液に５０℃に
て１．５時間浸漬してポリイミドテープ２１のエッチン
グを行ない、図中斜線を付した部分を除去した。図に示
される様に本実施例では、所望の形状物１０は、ポリイ
ミドテープ２１本体との間に残存している橋梁２８によ
って保持されているので、形状物１０がエッチング液中
に脱落することはない。エッチング終了後、橋梁２８を
残したままレジスト材を剥離し、最後に橋梁２８を打ち
抜き加工で切断して所望の外形形状の回路基板を得た。
なお、上記の説明ではテープ上の絶縁基板を用いて可撓
性回路基板を製造する例を示したが、エッチングによっ
て所望の形状物を離脱させることが可能であれば、本発
明をリッジト回路基板の製造に適用しても良いことは言
うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上の様に本発明では、エッチング処理
によって所望の形状の領域を絶縁基板本体から離脱させ
るので、複雑な外形形状の回路基板を簡単に製造するこ
とができる。又、多品種少量生産の場合、従来の打ち抜
き加工では金型のコストが割高となるが、本発明では少
量ロットでも安価に製造にすることができる。加えて、
本発明で行なうエッチング処理は従来の設備を利用して
行なうことが可能であるので、レーザー加工の様に複雑
で高価な設備を新たに設ける必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明による製造方法の基本
的な工程を説明するための断面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施例による製
造方法の工程を説明するための断面図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２実施例による製
造方法の工程を説明するための断面図である。

【図４】本発明の第３実施例による製造方法の工程を説
明するための断面図である。

【符号の説明】

１…絶縁基板、２…導体回路、３…レジスト層、４…保
護層、１０…所望の形状物、２１…ポリイミドテープ、
２２…銅箔回路、２２ａ…銅箔、２３，２６…レジスト
層、２５，２７…補強レジスト層、２８…橋梁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 収 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に導体回路を形成する工程
   と、前記導体回路を含む所望の形状の領域を前記絶縁基
   板から離脱させる工程とを有する回路基板の製造方法に
   おいて、 前記絶縁基板の前記所望の形状の領域の周囲をエッチン
   グ処理で除去することにより、前記所望の形状の領域を
   前記絶縁基板から離脱させることを特徴とする回路基板
   の製造方法。