JPH11233906A

JPH11233906A - 回路板

Info

Publication number: JPH11233906A
Application number: JP10026932A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Omote; 利彦表; Yasuhito Owaki; 泰人大脇; Kenichiro Ito; 健一郎伊藤
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁層の上に導体回路が設置されて成る回路
板において、回路板を長時間あるいは高温高湿下で使用
した際に、導体回路が外部から浸入した水分によるイオ
ンマイグレーションによって短絡することを防止する。【解決手段】導体回路の絶縁層に接していない表面、
好ましくは、導体回路の絶縁層に接していない全表面を
無電解めっきにより形成される金属薄膜によって被覆す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は絶縁層の上に導体回
路が設置されて成る回路板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の高速化、高機能化に伴
い、半導体素子や磁気ヘッドなどの電子部品を搭載する
回路板には種々な形状の微細加工が要求されるととも
に、耐熱性、耐湿性等の信頼性の向上が求められてい
る。

【０００３】回路板は通常、図５に示すような絶縁層
（２）の上に導体回路（１）が設置された構成を有して
おり、このような回路板においては、導体回路が、電子
部品の形状に応じて端子間を接続するように種々な形状
となって絶縁層上に張り巡らされている。そして、電子
部品の高密度実装化に伴い、導体回路パターンの配線幅
が細くかつ配線間隔も狭くなる傾向がある。

【０００４】なお、図５は回路板の要部を示すものであ
り、導体回路の配線は1 本しか示されていないが、回路
板においては、実際には複数本の配線が隣接して設置さ
れている。以下に述べる回路板の要部を示す図１〜図４
及び図８〜図１２についても同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
回路板の従来からの問題点として、導体回路がイオンマ
イグレーションにより短絡することがある。イオンマイ
グレーションとは、回路板を長期間使用あるいは、高温
高湿下で使用した際に、外部から浸入した水分により、
導体回路を形成している金属が金属イオンとなって配線
間に流れ出し、配線間で短絡を発生する現象である。こ
のようなイオンマイグレーションによる配線間の短絡
は、当然、配線間が狭い方が起こりやすく、前述のよう
に、電子部品の高密度実装化に伴って、配線間が狭くな
れば、上記のような短絡により電子部品が損壊する可能
性が高くなり非常に問題である。

【０００６】本発明は以上のような問題を解決するため
になされたものであって、導体回路の配線間が狭い回路
板においても、イオンマイグレーションによる短絡が生
じない回路板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による回路板は、
絶縁層の上に導体回路が設置されて成る回路板におい
て、導体回路の絶縁層に接していない表面、好ましく
は、導体回路の絶縁層に接していない全表面が無電解め
っきにより形成される金属薄膜によって被覆されている
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の回路板は図１に示したよ
うに、導体回路（１）の絶縁層（２）に接していない表
面、好ましくは、全表面が無電解めっきにより形成され
る金属薄膜（３）によって被覆されている。

【０００９】なお、図１において、導体回路端面には金
属薄膜が被覆されていないが、導体回路端面には、上記
金属薄膜が被覆されていてもいなくてもよく、本発明に
おいて、上記の、導体回路の絶縁層に接していない全表
面が無電解めっきにより形成される金属薄膜によって被
覆されているとは、導体回路端面が金属薄膜により被覆
されていない場合も含む。

【００１０】また、導体回路の上記金属薄膜による被覆
率は、導体回路の絶縁層に接していない表面の表面積の
９５％以上、好ましくは９９％以上である。

【００１１】本発明の回路板は、少なくとも絶縁層の上
に導体回路が設置されている構成を有するものであり、
図２のように絶縁層（２）の下に金属基材（４）が設置
されているもの、図３のように絶縁層（２）の下に金属
基材（４）が設置され、さらに、導体回路の上にカバレ
ー（５）が形成されているもの等を含む。

【００１２】また、図３に示したような金属基材が絶縁
層の下に存在する回路板の場合、導体回路の端部が起点
となるイオンマイグレーションを防止するために、図４
に示したように、導体回路（１）の端面が絶縁層（２）
の端面より内側に入り込んだ状態にすることが好まし
い。その際、導体回路の端面は絶縁層の端面より、通
常、０．０００１〜０．０５ｍｍ、望ましくは０．００
１〜０．０４ｍｍ、さらに望ましくは０．０１〜０．０
２ｍｍ内側に入り込んでいるのが良い。

【００１３】本発明において、導体回路の材質として
は、銅、アルミウウム、タングステン等が挙げらるが、
通常、銅が用いられる。また、導体回路の厚みは、通
常、１〜５０μm である。

【００１４】本発明において、導体回路の絶縁層に接し
ていない表面は無電解めっきによって形成される金属薄
膜によって被覆されているが、この金属薄膜の材質とし
ては、錫、ニッケル、鉄、タングステン、アルミニウ
ム、金、白金、パラジウム、チタン、ジルコニウム等が
挙げられるが、ニッケル、金が特に好ましい。また、無
電解めっきによって形成される金属薄膜の厚みは、通
常、０．０１〜５μm であり、好ましくは０．１〜０．
５μm である。

【００１５】本発明において、導体回路の下に設置され
る絶縁層の材質としては、ポリイミド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、ポリイミド樹
脂が好ましい。また、絶縁層の厚みは、通常、３〜５０
μm である。

【００１６】本発明において、図２、図３及び図４に示
したように、絶縁層の下に金属基材を設置する場合、そ
の金属基材の材質としてはステンレス、リン青銅、銅等
が挙げられるが、ステンレスが好ましい。また、金属基
材の厚みは、通常、３〜５０μm である。

【００１７】本発明において、図３及び図４に示したよ
うに、導体回路の上にカバレーを形成する場合、カバレ
ーの材質としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、ポリイミド樹脂が
好ましい。また、カバレーの厚みは、通常、１〜２５μ
m である。なお、カバレーと前記絶縁層とは、材質ある
いは厚みが同じであっても異なっていても良い。

【００１８】次に、本発明の回路板の製造方法につい
て、図３に示したような、絶縁層（２）の下に金属基材
（４）が設置され、導体回路（１）の上にカバレー
（５）が形成された回路板を例にして説明する。なお、
ここで、説明をより具体的にするため、図３において、
導体回路（１）は銅、導体回路に無電解めっきによって
形成される金属薄膜（３）はニッケル、絶縁層（２）及
びカバレー（５）はポリイミド樹脂、金属基材（４）は
ステンレス基材から成るものとするが、本発明の回路板
の製造方法はこれらになんら限定されるものではない。

【００１９】まず、図６に示すように、予め任意の形状
に加工したステンレス基材（４）の上に絶縁層（２）と
してポリイミド樹脂の被膜を形成する。ポリイミド樹脂
は熱硬化性ポリイミド樹脂でも感光性ポリイミド樹脂で
もよいが絶縁層をパターン形成する場合は、感光性ポリ
イミド樹脂の方が好ましい。

【００２０】感光性ポリイミド樹脂を用いて、パターン
化した絶縁層を形成するには、感光性ポリイミド樹脂前
駆体をまず、上記ステンレス基材の全面に塗布した後、
所定のフォトマスクを介して露光し、現像すれば良い。

【００２１】次に、図７に示すように、絶縁層（２）の
上に、スパッタリングによりクロム薄膜（６）と銅薄膜
（７）を順次形成する。

【００２２】そして、図８に示すように、銅薄膜（７）
の上に電解銅めっきを行って銅から成る導体回路パター
ン（１）を形成する。

【００２３】このような導体回路パターンは、まず、導
体回路パターンと逆パターンのレジストを上記銅薄膜の
上に形成した後で、露出した銅薄膜の上に、電解銅めっ
きを行い、レジストを除去することによって形成するこ
とができる。レジスト除去後、導体回路パターン部以外
の不必要な上記銅薄膜及びクロム薄膜を化学エッチング
にて除去し、図８に示すような銅薄膜の上に導体回路パ
ターンが形成された状態となる。

【００２４】なお、銅導体層及び銅薄膜の化学エッチン
グはアルカリエッチングによることが好ましく、クロム
薄膜の化学エッチングには、例えば、フェリシアン化カ
リウム系のエッチング液や過マンガン酸カリウム、メタ
ケイ酸ナトリウム系等エッチング液が用いられる。

【００２５】そして、図９に示すように、導体回路パタ
ーン（１）の上に、無電解ニッケルめっきを行って、導
体回路の絶縁層に接していない表面をニッケル薄膜
（３）によって被覆する。この時、導体回路の端面はニ
ッケル薄膜が被覆されていていてもいなくても良い。
（図９においては被覆されていない。）

【００２６】そして、導体回路パターン（１）の上に、
カバレー（５）として、ポリイミド樹脂層を、導体回路
（１）の上面及び側面を覆うように形成して、図１０に
示すような本発明の回路板を得ることができる。なお、
図３と図１０は同じ構造の回路板を示すものであるが、
図３においては、前記スパッタリングにより形成された
クロム薄膜と銅薄膜は図示していない。

【００２７】上記カバレーとして用いるポリイミド樹脂
は熱硬化性ポリイミド樹脂でも感光性ポリイミド樹脂で
もよいがカバレーを、図１０に示したようにパターン形
成する場合は、感光性ポリイミド樹脂の方が好ましい。

【００２８】感光性ポリイミド樹脂を用いて、パターン
化したカバレーを形成するには、前記絶縁層をパターン
形成する方法に準じて行えば良い。

【００２９】また、前述のように、導体回路の端部が起
点となるイオンマイグレーションを防止するためには、
導体回路の端面を絶縁層の端面より内側に入り込んだ状
態にすることが好ましく、その場合、本発明の回路板
は、例えば、図１１に示すような構造となる。なお、図
４と図１１は同じ構造の回路板を示すものであるが、図
４においては、前記スパンタリングにより形成されたク
ロム薄膜と銅薄膜は図示していない。

【００３０】図１１に示したような回路板は、以下のよ
うにして作製することができる。即ち、図１０に示した
ような回路板の導体回路端部をその端面が絶縁層の端面
より内側に０．０００１〜０．０５ｍｍ入り込むまで前
記と同様の化学エッチングをして、図１１に示すような
回路板を得ることができる。

【００３１】本発明の回路板において、導体回路パター
ンの配線幅は、通常、５〜５０μmである。なお、本
発明において、配線幅とは、無電解めっきにより導体回
路表面に形成された金属薄膜の厚みも含むものとする。

【００３２】また、導体回路パターンの配線間隔は、通
常、５〜５０μm であるが、前記した、回路導体のイオ
ンマイグレーションによる短絡は、配線間隔が４０μm
以下で特に起こりやすいので、本発明の回路板の効果が
特に発揮されるのは、導体回路パターンの配線間隔が４
０μm 以下の場合である。なお、本発明において、配
線間隔とは、上記金属薄膜が形成される前の導体回路の
配線間隔ではなく、上記金属薄膜が形成された導体回路
を配線とした場合の配線間隔を意味する。

【００３３】本発明の回路板はリジッドな回路板でもよ
いし、フレキシブル回路板でもよい。また、本発明の回
路板はハードディスク装置等の磁気ディスク装置に用い
られる図１３に示すような回路付きサスペンション基
板、あるいは、半導体実装用ヒートスプレッダー付き回
路板等に用いることができる。なお、図１３に示したス
テンレス基板（１２）上の配線パターン（１３）は、図
１０あるいは図１１に示すような絶縁層（２）、導体回
路（１）、クロム薄膜（６）、銅薄膜（７）、カバレー
（５）から構成することができる。

【００３４】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を説
明するが、本発明は実施例により何ら限定されるもので
はない。

【００３５】（実施例１）ｐ−フェニレンジアミン０．
７０２ｋｇ（６．５モル）と3,4,3',4' −ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物１．６２４ｋｇ（５．５モル）
と2,2 −ビス（3,4 −ジカルボキシフェニル）ヘキサフ
ルオロプロパン０．４４４ｋｇ（１．０モル）（酸無水
物合計量６．５モル）とをジメチルアセトアミド１９．
７２ｋｇに溶解させ、室温で７２時間攪拌した。この
後、７５℃に昇温し、粘度が５０００センチポイズに達
したとき、加熱を止め、室温まで放置、冷却した。次い
で、これに、４−ｏ−ニトロフェニル−３，５−ジメト
キシカルボニル−２，６−ジメチル−１，４−ジヒドロ
ピリジン０．９６３３ｋｇ（２．７８モル）、４−ｏ−
ニトロフェニル−３，５−ジアセチル−１，４−ジヒド
ロピリジン０．６４２２ｋｇ（２．０４モル）及びイミ
ダゾール０．１６１ｋｇ（２．３６モル）を加えて、感
光性ポリイミド樹脂前駆体の溶液を調整した。

【００３６】所定の形状に予め加工した厚み２５μm の
ステンレス（ＳＵＳ３０４）基材上に上記感光性ポリイ
ミド樹脂前駆体の溶液を塗布した後、１２０℃で２分間
加熱乾燥して、感光性ポリイミド樹脂前駆体の被膜を形
成した。次いで、マスクを介して、露光量７００ｍＪ／
ｃｍ²にて紫外線照射し、１６０℃で３分間加熱した
後、現像処理して、ネガ型画像を形成し、更に、０．０
１ｔｏｒｒの真空下、４００℃に加熱して、パターン化
したポリイミド樹脂から成る絶縁層（膜厚１０μｍ）を
形成した。

【００３７】次に、このような絶縁層を形成したステン
レス基材の全面上に連続スパッタリング処理によってク
ロムと銅をそれぞれ５００オングストローム及び１００
０オングストロームの膜厚で薄膜形成した。銅薄膜の表
面抵抗は０．２〜０．４Ω／□であった。

【００３８】この後、常法に従って、市販のドライフィ
ルムラミネートを１１０℃で銅薄膜上にラミネートした
後、露光量８０ｍＪ／ｃｍ²にてこれを露光・現像さ
せ、目的とする導体回路パターンの逆パターンとなるレ
ジストを形成した。

【００３９】次いで、ステンレス基材の裏面に軽粘着シ
ートをめっきマスクとして粘着した後、露出した銅薄膜
の上に硫酸銅電解めっきを行って、膜厚１０μm の銅め
っきから成る導体回路パターンを形成し、この後、レジ
ストを除去した。

【００４０】次いで、導体回路パターン部以外の不必要
な前記銅薄膜及びクロム薄膜をフェリシアン化カリウム
と水酸化ナトリウムの混合水溶液に３０℃で順次浸漬
し、除去した。

【００４１】この後、通常の無電解めっきを施し、膜厚
０．１μｍのニッケル薄膜を、導体回路の絶縁層に接し
ていない全表面と露出しているステンレス基材の表面に
形成した。

【００４２】次いで、ステンレス基材上の導体回路パタ
ーンに、前記絶縁層のパターン形成と同様にして、上記
感光性ポリイミド樹脂前駆体を用いて、ポリイミド樹脂
から成るカバレーを厚みが３μm になるように形成し
た。

【００４３】この後、基材を硝酸系剥離剤に室温で浸漬
して、導体回路部以外の不必要な部分の前記無電解ニッ
ケルめっき薄膜を除去し、図１０に示したような回路板
を得た。なお、図１０は回路板の要部を示すものであ
り、導体回路の配線は1 本しか示されていないが、本実
施例においては、４本の配線が設置されており、配線幅
は４０μm 、配線間隔は３０μm とした。

【００４４】（実施例２）実施例１に準じて、図１３に
示したようなハードディスク装置の回路付きサスペンシ
ョン基板を作製した。

【００４５】（比較例１）上記実施例１において、硫酸
銅電解めっきによる導体回路パターンを形成した後、レ
ジストを除去しないまま、無電解ニッケルめっきを施
し、膜厚０．５μmのニッケル薄膜を導体回路の上面に
のみ形成した。その後、レジストを除去し、実施例１と
同様にして、カバレーを形成し、図１２に示すような回
路板を得た。この回路板において、導体回路のニッケル
薄膜による被覆率は５０％であった。ここで、被覆率と
は前述のように、導体回路の絶縁層に接していない表面
の表面積の内、ニッケル薄膜が被覆されている割合を意
味する。なお、図１２は回路板の要部を示すものであ
り、導体回路の配線は1 本しか示されていないが、本比
較例１においては、上記実施例１と同様に４本の配線が
設置されており、配線幅は４０μm 、配線間隔は３０μ
m とした。

【００４６】（比較例２）比較例１に準じて、図１３に
示したようなハードディスク装置の回路付きサスペンシ
ョン基板を作製した。

【００４７】（比較実験）実施例１、比較例１の回路板
及び実施例２、比較例２の回路付きサスペンション基板
に、８０℃／８５％ＲＨの高温高湿下で直流１００Ｖの
電圧を印加した。その結果、実施例１の回路基板及び実
施例２の回路付きサスペンション基板は６０時間経過後
でも、イオンマイグレーションによる配線間の短絡は生
じず、絶縁抵抗が１０¹¹Ωであったのに対し、比較例１
の回路基板及び比較例２の回路付きサスペンション基板
は、２０時間経過後に、イオンマイグレーションによる
配線間の短絡が生じ、絶縁抵抗が１０⁵Ω以下となっ
た。

【００４８】

【発明の効果】本発明の回路板は、絶縁層の上に導体回
路が設置されて成る回路板であって、導体回路の絶縁層
に接していない表面、好ましくは、全表面が無電解めっ
きによって形成される金属薄膜によって被覆されている
ので、長期間あるいは高温高湿下で使用しても、イオン
マイグレーションによる導体回路の配線間の短絡が生じ
ず、この回路板を用いた電子機器は信頼性が大きく向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】、

【図２】、

【図３】、

【図４】、

【図１０】、

【図１１】本発明の回路板の一例の要部を示す斜視図
である。

【図５】従来の回路板の一部を示す斜視図である。

【図６】、

【図７】、

【図８】、

【図９】本発明の回路板の製造工程を示す要部の斜視
図である。

【図１２】比較例で作製した回路板の要部を示す斜視
図である。

【図１３】回路付きサスペンションの一例を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１導体回路２絶縁層３金属薄膜４金属基材５カバレー６クロム薄膜７銅薄膜１１回路付きサスペンション基板１２ステンレス基材１３回路パターン１４ジンバル１５及び１６端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層の上に導体回路が設置されて成る回
路板において、導体回路の絶縁層に接していない表面が
無電解めっきによって形成される金属薄膜によって被覆
されていることを特徴とする回路板。
【請求項２】絶縁層の上に導体回路が設置されて成る回
路板において、導体回路の絶縁層に接していない全表面
が無電解めっきによって形成される金属薄膜によって被
覆されていることを特徴とする回路板。
【請求項３】導体回路の配線間隔が４０μm 以下である
請求項１または２に記載の回路板。