JPH10154863A - ２層フレキシブル配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に乾式めっき法と無電解めっき法を適用
した２層フレキシブル配線板製造において、ピンホール
による配線部欠陥がなく、かつ乾式めっき層と無電解め
っき被膜との密着性の優れた健全な２層フレキシブル配
線板を提供する。 【解決手段】 下地金属層として乾式めっき法による薄
肉の銅層を被着させた基板に触媒付与処理を施し、これ
に厚さ０．０１〜１．０μｍの無電解銅めっき被膜を形
成させた後、銅の導体層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２層フレキシブル配
線板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル配線板には、絶縁体フィル
ム上に接着剤を用いて銅箔を貼り合わせ、サブトラクテ
ィブ法によって所望の配線パターンを形成する３層フレ
キシブル配線板と、該絶縁体フィルム上に接着剤を用い
ることなしに直接下地金属層を設けた基板を用いてサブ
トラクティブ法またはアディティブ法によって所望の配
線パターンを形成する２層フレキシブル配線板とに大別
される。

【０００３】そして、一般には製造方法が簡単で、低コ
ストで製造することができる３層フレキシブル配線板が
主流を占めている。しかしながら、近年の電子機器の高
密度化にともなって配線板における配線幅も狭ピッチの
ものが求められるようになってきている。上記３層フレ
キシブル配線板の場合には、エッチングによる配線部の
形成を行うに際して、配線部の側面がエッチングされ
る、いわゆるサイドエッチングを生ずるために配線部の
断面形状が裾広がりの台形になりやすく、従って配線部
間の電気的絶縁性を確保するまでエッチングを行うと配
線ピッチ幅が広くなり過ぎてしまうために配線の狭ピッ
チ化を行うには限界があった。

【０００４】そして、このサイドエッチングによる配線
部の裾広がりは銅箔の厚さが厚いほど大きくなるので、
広がりを小さくして狭ピッチ化をするためには、従来一
般的に使用される３５μｍ厚さの銅箔に代えて１８μｍ
厚さの銅箔を使用する必要があった。しかし、このよう
な薄肉の銅箔は剛性が小さいためにハンドリング性が悪
く、そのためアルミニウムキャリアなどの補強材を貼り
合わせて剛性を高くしなければならないという問題があ
った。またこのようにするときは膜厚のばらつきやピン
ホールや亀裂の発生などの被膜欠陥が増加するなどの問
題もあった。

【０００５】従って、配線部のピッチを狭くするために
銅箔の厚さを薄くするほど配線板の製造は困難になり、
製造コストが高くなるので３層フレキシブル配線板の長
所であるコストメリットが低くなってしまう。殊に最近
においては厚さ１０数μｍ以下、数μｍの銅箔を使用し
なくては製造できないような狭ピッチの配線部を有する
配線板への要求が強まるに至って、益々３層フレキシブ
ル配線板の製造コスト高が問題になりつつある。

【０００６】そこで、接着剤を施すことなく直接絶縁体
フィルム上に銅被覆を形成することができる２層フレキ
シブル配線板が注目されるに至った。該２層フレキシブ
ル配線板は接着剤なしに直接絶縁体フィルムに乾式めっ
きまたは湿式めっきなどによって下地金属層を形成した
上に銅導体層を電気めっき法などによって形成するもの
であるから、基板自体の厚さを薄くすることができる上
に、被着させる銅導体被膜の厚さも任意の厚さに調整す
ることができる利点を有する。

【０００７】現在この種の２層フレキシブル配線板を得
るために一般的に行われている下地金属の形成法は乾式
めっき法であり、絶縁体フィルム上にニッケル等の銅以
外の金属を下地金属層として５０〜２００オングストロ
ーム程度の厚さに被着させた後、さらに乾式めっきによ
る銅被膜を形成させることで銅被膜と絶縁体フィルム間
の密着性を高めるようにしている。しかし、通常乾式め
っき法で得られる被膜には数十μｍ〜数百μｍの大きさ
のピンホールが多数存在し、形成される最終的な銅被膜
の厚さが０．２〜０．５μｍ程度であるために、２層フ
レキシブル配線板には往々にしてピンホールによる露出
部分を生ずることになる。

【０００８】従来一般に、この種配線板においては配線
に必要な銅による導電性被膜の厚さは２０〜３５μｍが
適当であるとされており、このようなかなりの厚さの銅
被膜を従来一般に行われているような電気銅めっき法に
よって得ようとする場合には、電気銅めっきによる銅被
膜は基板に対して垂直方向のみならず水平方向にも成長
するので、上記したピンホールに基づく欠陥はめっき被
膜中に埋まり、ピンホールの存在による配線部の欠陥を
生ずることはなかった。

【０００９】しかしながら、本発明において指向するよ
うな狭ピッチの配線部を得ようとする場合には、前述し
たように配線部形成のための銅被膜の厚さは、理想的に
は１０μｍ以下の薄い厚さとしなければならないので、
電気銅めっき法によって銅被膜を得ようとすると被膜の
水平方向への成長が不足し、上記したピンホールによる
欠陥を埋めることができず、配線部に欠陥を生ずる恐れ
が多々あった。

【００１０】これを具体的に示すと、例えばサブトラク
ティブ法によって配線部の形成を行う場合には、次の工
程によって行われる。 （１）下地金属層を形成した絶縁体基板上に所望の厚さ
の銅導体層を形成する、（２）該銅導体層上に、配線部
のみがマスキングされ非配線部の銅被覆が露出するよう
な所望の配線パターンを有するレジスト層を設ける、
（３）露出している銅導体層をエッチング処理により除
去する、（４）最後にレジスト層を除去する。従って、
銅導体層を極めて薄く形成する場合には、もしピンホー
ルが配線部分にかかっているときは、配線部はピンホー
ルの位置で欠落して配線欠陥となるか、そうでなくても
配線部の密着不良を招く原因となる。

【００１１】上記した問題を解決する方法として、絶縁
体フィルム上に乾式めっき法でニッケルなどの下地金属
層を形成し、次いで薄い銅被膜を形成した基板に、さら
に無電解めっきによる銅被覆を施してピンホールをなく
する方法が提案されたが、この方法ではある程度ピンホ
ールをなくすことはできても、乾式めっきを２回繰り返
して行う必要があるのでコスト的に問題があった。また
絶縁体フィルム上に乾式めっきによってニッケル層、ク
ロム層またはクロム酸化物層を形成した後、薄い銅被膜
を形成させることなく直ちに無電解銅めっきを行う方法
も提案されているが、乾式めっきによって形成されるニ
ッケル、クロムまたはクロム酸化物は、その表面に形成
される酸化膜の存在によってその後に行われる無電解銅
めっきの実施に必要な触媒の吸着性が弱く、基板の使用
条件によっては下地金属層と無電解めっき被膜との密着
性が低下するという問題があって十分な解決策にはなら
なかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、乾式めっき
法と無電解めっき法を併用したフレキシブル配線板の製
造における上記した問題点を解決し、絶縁体フィルム上
に乾式めっき処理によって下地金属層を形成するに際し
て生ずるピンホールに起因する配線部欠陥がなく、かつ
乾式法めっき層と無電解めっき層との密着性の優れたフ
レキシブル配線板の製造方法を提供することを目的とす
るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、絶縁体フィルムの片面または両面に、接着
剤を介さずに直接下地金属層を形成した基板を用い、該
基板の下地金属層上にさらに銅の導体層を形成した後、
サブトラクティブ法またはアディティブ法による配線部
の形成を行うようにした２層フレキシブル配線板の製造
方法において、下地金属層として銅層を形成した基板上
に０．０１〜１．０μｍの厚さの無電解銅めっき被膜を
施し、しかる後、該無電解銅めっき被膜上に銅の導体層
を形成させる２層フレキシブル配線板の製造方法を特徴
とするものである。

【００１４】本発明において、絶縁体フィルムの片面ま
たは両面に下地金属層として形成する銅層は、乾式めっ
き法によって形成されることが好ましく、その厚さは
０．０５μｍ〜０．５μｍであることが好ましい。ま
た、銅による下地金属層を形成した基板に施される無電
解めっき被膜の厚さは、０．０１〜１．０μｍとするこ
とが必要であり、さらに無電解銅めっき被膜上に形成す
る銅の導体層は、電気めっき法によって形成され、その
厚さは３〜１８μｍであることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、上記したように絶縁体
フィルム上に下地金属層として乾式めっき法によるニッ
ケル、クロム、クロム酸化物層の代わりに銅層を形成し
た基板を用い、その基板上にさらに無電解銅めっきを被
着させるときは、基板の絶縁体フィルムが露出している
ピンホールを著しく減少させることができる上に、無電
解銅めっきが容易になりかつ無電解銅めっき被膜と下地
金属層との密着性も従来より優れていることを見出して
なされたものである。

【００１６】ここで、下地金属層に従来一般的に行われ
るニッケル、クロム、またはクロム酸化物層の代わりに
銅層を形成させる理由について説明すると、絶縁体フィ
ルムに乾式めっきによる下地金属層を形成させる場合
に、ニッケルやクロム等は銅に比べて高い密着性を示す
が、その反面前述したように無電解銅めっきを施すに際
しての触媒付与を十分行うことができず、従って、無電
解めっき性が悪く、また形成された無電解めっき被膜と
の密着性も低いのに対し、銅ではそのようなことがない
からである。また、乾式めっき技術の進歩により、絶縁
性フィルムに対する銅の乾式めっきによる密着性が従来
より改善されたこともその理由の１つである。

【００１７】本発明の方法をさらに具体的に説明すると
以下の如くである。先ずポリイミドフィルム等の絶縁体
フィルム上の片面または両面に真空蒸着法などの乾式め
っき法により下地金属層として０．０５〜０．５μｍ程
度厚さの銅被膜を被着させて基板として使用する。次に
基板全体に無電解めっき処理のための触媒付与処理を行
ってピンホールにより露出した絶縁体フィルム表面と下
地金属銅層表面に触媒を付与する。

【００１８】しかる後、無電解銅めっき法によって基板
面に無電解銅めっき被膜を形成させることで基板面全体
を良導体化させ、これによってピンホールの影響を受け
ることなく次工程での電気銅めっき処理を基板全面に亘
って行わせることが可能となり、以後の導体層形成工程
においては、容易に５〜１８μｍ程度の比較的薄肉の健
全な電気銅めっき被膜を均一に形成させることができ
る。

【００１９】その後は常法に従って、該銅導体層上にフ
ォトレジスト技法等を駆使して所望の配線パターンを有
するレジスト層を形成し、これによって露出した銅導体
層から下地金属層までをエッチング処理して除去し、最
後に残留レジスト層を化学的に剥離除去することによっ
て配線部の部分的な欠落による配線欠陥がなく、また配
線間の絶縁性の確保された狭ピッチの配線部を形成した
フレキシブル配線板を得ることができる。

【００２０】本発明において触媒として用いる金属種
は、無電解めっき液に含まれる錯体化された金属イオン
種よりも電位的に貴なものであればよく、例えば金、白
金、銀、パラジウム等が使用できる。しかし、簡便さを
考慮すれば、触媒付与剤として広く市販されているパラ
ジウム系の触媒付与剤、例えばパラジウム−錫の酸性溶
液や、アルカリ性のパラジウム錯体溶液、あるいは錫を
含まない酸性パラジウム溶液などが適当である。触媒の
付与方法は特に限定されず、通常行われるセンシタイジ
ング・アクチベーション法やキャタリスト・アクセレー
ター法など状況に応じて適宜選択すればよい。

【００２１】また、触媒付与処理に際しての前処理は、
特に限定はないが下地金属層と無電解めっき被膜の密着
性を高めるために脱脂等の清浄化処理を施しておくこと
が望ましい。しかしながら、この前処理によって下地金
属層の銅層が溶解するような条件で処理することは厳に
避けなければならない。

【００２２】また、本発明において使用する無電解めっ
き液は、含まれる金属イオンが自己触媒性を有し、かつ
ヒドラジン、ホスフィン酸ナトリウム、ホルマリン等の
還元剤によって還元されて金属析出する還元析出型のも
のであればいずれでもよいが、本発明の趣旨からいっ
て、下地金属層において生成するピンホールにより露出
している絶縁体フィルムの導電性の不備を改修すること
が主たる目的であるから、導電性が良好で比較的作業性
のよい無電解銅めっき液が最適である。

【００２３】なお、この無電解銅めっき法で得るめっき
被膜の厚さは、基板面におけるピンホールによる欠陥修
復が可能でかつ電気銅めっき処理を施す際に、電気銅め
っき液によって溶解されない程度の厚さである０．０１
μｍ以上が必要であり、また電気銅めっきが十分行える
厚みであれば厚いぶんにはかまわない。しかし、めっき
速度が電気銅めっきに比較して遅く、生産性に欠けるの
で１．０μｍ以下とする必要が有り、好ましくは０．５
μｍ以下とする。０．５μｍ以下でも十分その効果が得
られるからである。

【００２４】このようにして無電解銅めっき被膜を形成
させた基板は、その後常法による電気銅めっきによる導
体層の形成およびサブトラクティブ法またはアディティ
ブ法による所望の配線部の形成を行うことによって、ピ
ンホールによる影響を受けない健全な狭ピッチの配線部
を有する２層フレキシブル配線板とすることができる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の実施例を比較例とともに掲げ
る。実施例１ 厚さ５０μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社
製、製品名「カプトン２００Ｖ」）を１２ｃｍ×１２ｃ
ｍの大きさに切り出し、その片面に真空蒸着法によって
銅薄膜を０．２５μｍの厚さに被着させて基板を作製し
た。

【００２６】次に、該基板を弱アルカリ性の脱脂剤に１
分間浸漬し、引き続き、２分間水洗して表面洗浄処理を
行った。次いで基板をキャタライジング液、アクセレー
ティング液（共に奥野製薬（社）製）に浸漬して基板表
面に触媒を付与した。引き続き基板を表１に示す組成の
無電解銅めっき液に浸漬して表面に０．５μｍの厚さに
無電解銅めっき被膜を成膜した。このときのめっき液の
条件は、６０℃、ｐＨ＝１２．５であり、空気攪拌機で
液を攪拌する処理を行った。

【００２７】

【表１】 硫酸銅 ：１０ｇ／リットル ＥＤＴＡ ：３０ｇ／リットル ＨＣＨＯ（３６％溶液）： ５ミリリットル／リットル ＰＥＧ１０００ ： ０．５ｇ／リットル ジピリジル ：１０ｍｇ／リットル

【００２８】無電解めっき処理後、引き続いて表２に示
す組成の電気銅めっき液を用いて基板に電気めっき処理
を行い、厚さ５μｍの銅被膜を形成した。このときのめ
っき条件は、めっき液の温度は室温とし、マグネティッ
クスターラーによる攪拌を行い、通電時の電流密度３Ａ
／ｄｍ^２とし、めっき時間を９分間とした。

【００２９】

【表２】 硫酸銅 ： ８０ｇ／リットル 硫酸 ：２００ｇ／リットル 光沢剤 ：適宜 塩素イオン ：５０ｍｇ／リットル

【００３０】得られた基板に対し、銅被膜側から光を当
ててピンホールの有無を確認したところ１２ｃｍ×１２
ｃｍの領域内では光の透過は認められず、ピンホールが
存在しないことが分かった。この基板を用いて配線幅４
０μｍ、配線ピッチ８０μｍのフレキシブル配線板を常
法によるサブトラクティブ法に基づいて作製したとこ
ろ、配線部分にピンホールに起因する断線等の欠陥のな
い製品が得られた。

【００３１】なお、本実施例においては、サブトラクテ
ィブ法によってポリイミドフィルムの片面に配線パター
ンを有する片面フレキシブル配線板についての作製例を
示したが、絶縁体フィルムの両面に配線部を有する両面
フレキシブル配線板、あるいはセミアディティブ法によ
り作製された片面または両面フレキシブル配線板につい
ても同様の優れた結果が得られることが確認されてい
る。

【００３２】比較例１ 脱脂処理後の基板に、触媒の付与処理および無電解めっ
き被膜の形成を行わななかった以外は実施例１と同様の
手順で電気銅めっきによる銅導体層の形成を行った。こ
の基板以外に対し、銅被膜側から光を当ててピンホール
の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内全
域で光の透過が認められ、ピンホールの存在が確認され
た。そしてピンホールの大きさは数十μｍから数百μｍ
でその数は真空蒸着による下地金属作製時に生じたピン
ホールの数とほぼ同等であった。この基板を用いて実施
例１と同様の手順で配線幅４０μｍ、配線ピッチ８０μ
ｍの片面フレキシブル配線板をサブトラクティブ法に基
づいて作製したところ、配線部分にピンホールに起因す
る欠落や断線等の欠陥が多数確認され、得られた製品は
不良であることが分かった。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の２層フレキ
シブル配線板の製造方法によるときは、絶縁体フィルム
上に乾式めっき法によって下地金属層を形成させた場合
に生ずるピンホールに基づく絶縁体露出部分を含む基板
上に無電解めっきによる銅被覆を該露出部分を覆うよう
にして容易に形成することができるので、基板表面は全
面に亘って完全に良導体化され、この結果、電気銅めっ
きによって３〜１８μｍというような極めて薄い銅の導
体層を形成した場合にも、ピンホールによる影響を受け
ることのない健全な基板を得ることができる。従って、
この基板を使用することによって配線部に欠陥のない信
頼性の高い２層フレキシブル配線板を効率よく得ること
ができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体フィルムの少くとも片面に、接着
   剤を介さずに直接下地金属層を形成した基板を用い、該
   基板の下地金属層上に銅の導体層を形成した後、サブト
   ラクティブ法またはアディティブ法による配線部の形成
   を行うようにした２層フレキシブル配線板の製造方法に
   おいて、下地金属層として薄肉の銅層を形成した基板上
   に０．０１〜１．０μｍの厚さの無電解銅めっき被膜を
   施し、しかる後該無電解銅めっき被膜上の銅の導体層を
   形成させることを特徴とする２層フレキシブル配線板の
   製造方法。
2. 【請求項２】 絶縁体フィルムの片面または両面に直接
   形成する下地金属層としての銅層は、乾式めっき法によ
   って形成され、その厚さは０．０５〜０．５μｍである
   ことを特徴とする請求項１記載の２層フレキシブル配線
   板の製造方法。
3. 【請求項３】 無電解銅めっき被膜を形成するに際し、
   前処理として触媒付与処理を施すことを特徴とする請求
   項１記載の２層フレキシブル配線板の製造方法。
4. 【請求項４】 銅による下地金属層を形成した基板に施
   される無電解めっき被膜の厚さは、０．０１〜１．０μ
   ｍであることを特徴とする請求項１記載の２層フレキシ
   ブル配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 無電解銅めっき被膜上に形成する銅の導
   体層は、電気銅めっきによって形成され、その厚さは３
   〜１８μｍであることを特徴とする請求項１記載の２層
   フレキシブル配線板の製造方法。