JPH02874B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高密度、高信頼性の微細厚膜導電パ
ターンの改良された製造方法に関するものであ
る。微細厚膜導電パターンは、電流値が必要とさ
れる小型コイル、高密度コネクター、高密度配線
などの分野で要求されている。コイルの製造方法
としては、通常巻き線方式が用いられているが、
この方法では小型のコイルを製造する事は困難で
あり、かつ巻き線の状態にバラツキが生じる。ま
た、35μｍ銅箔をエツチングしたいわゆるプリン
トコイルは、サイドエツチングの為、フアインパ
ターンは得られず、たかだか２〜３本／mmのパタ
ーンしか得られず、この方法も小型のコイルを製
造する事はむつかしい。しかしながら、近年モー
ターの小型化にともない、５本／mm以上のフアイ
ンパターンを有するフアインコイルの開発が要望
されている。

本発明者らは、先に金属薄板上に、レジストを
パターン部以外の部分に形成し、金属薄板を陰極
としパターン部に電解メツキにより導電体を形成
し、次いで得られた導電体を絶縁性基板に金属薄
板を上にして貼り付けた後、金属薄板をエツチン
グ除去して、厚膜フアインパターン導体を得る方
法を提案した。そしてさらに厚い導体パターンを
得るために上記の処理後、再度メツキを施す方法
も同時に提案した。しかしながら、再度メツキを
施す方法は、メツキ工程が増え、また、１回目の
メツキ工程後のエツチング工程−２回目のメツキ
工程間でレジストパターンの乱れが生じると、導
体パターン間のシヨートが発生する為取り扱いに
細心の注意が必要であつた。

本発明は上記問題点を解決した、厚い導体パタ
ーンを簡便に得る為の微細厚膜導電パターンの製
造方法に関するものである。

即ち、本発明は、厚みが10μｍを超え200μｍ以
下の亜鉛、アルミニウムまたは錫の金属薄板の表
裏両面にレジストをパターン部以外の部分に形成
し、金属薄板を陰極としパターン部にピロリン酸
銅メツキ液を用いて陰極電流密度5A／ｄm²以上
で電解メツキを行ない表裏両面に導電体を形成
し、次いで金属薄板面上のレジストを剥離し、レ
ジストで覆われていた部分の金属薄板をエツチン
グにより除去する事を含む線密度５本／mm以上で
厚み30μｍ以上の微細厚膜導電パターンの製造方
法を提供するものである。

なお、パターンとは、導体又は抵抗体の様に電
気が通じる部分を形成する形状又は模様を言い、
通常回路と呼ばれる部分である。

本発明の方法によれば厚い導電パターンを１同
のメツキで形成でき、また２回目のメツキ工程が
ないのでその工程間の取り扱いにおいて生じるレ
ジストパターンの乱れの問題もなく、かつ金属薄
板の不要部のみをエツチング除去するのでパター
ン部の金属薄板は導電体として働き抵抗値の低減
にも役立ち、エツチング工程の処理時間の短縮や
省資源にも寄与する。

以上のことから本発明の製造方法は工業的に優
れたものである。

本発明に使用される金属薄板としては、導電体
であり、かつエツチングが可能なものであれば良
いが、好ましくは電解メツキ導電体と異なるエツ
チング特性を持つものが良く、この場合は金属薄
板をエツチング除去する際に電解メツキ導電体は
エツチングされず、高精度の金属薄板エツチング
が可能となる。これに適したものとしては、アル
ミニウム、スズ、亜鉛などがある。また、膜厚と
しては10〜200μｍが好ましい範囲である。10μｍ
以下の膜厚では、取り扱い難く、かつメツキ膜厚
に分布が生じ易い。また200μｍ以上の膜厚では、
エツチング除去に時間がかかり生産性が低下し、
かつサンドエツチにより表裏メツキ層間の剥離を
引き起こす。

本発明において行われるパターン部以外の部分
にレジストを形成する方法としては、スクリーン
印刷或いはグラビア印刷などで形成しても良い
が、フアインパターンが得易いフオトレジストを
用いて形成するのが好ましい。形成法としては、
塗布、露光、現像プロセスを経て得る事が出来
る。フオトレジストとしては、イーストマンコダ
ツク社のKPR、KOR、KPL、KTFR、KMER、
東京応化社のTPR、OMR81、富士薬品工業の
FSRなどのネガ型、およびイーストマンコダツ
ク社のKADR、シプレー社のAZ−1350などのポ
ジ型などがあるが、耐メツキ性に優れたものが好
ましく、特にネガ型が好ましく使用される。ま
た、ドライフイルムレジストも使用可能である。
膜厚は厚い方がメツキの太り防止として役立つ
が、余り厚過ぎるとフアインパターンが得られな
くなつてしまい、0.1〜50μｍ、特に１〜10μｍが
好ましい。0.1μｍ以下ではピンホールが生じ易
い。

表裏にそれぞれ形成するレジストパターンは、
表裏同一であつても、異つていても良いが、それ
ぞれのパターンの位置関係を合わせておく必要が
ある。

本発明において、電解メツキを行なう方法とし
ては、薄膜パターン上に厚み30μｍ以上で線密度
５本／mm以上のパターンを厚付けするためには、
ピロリン酸銅メツキ液を用い、陰極電流密度
5A／ｄm²以上で電解メツキする必要がある。陰
極電流密度の上限は、やけにより決定される。

第１図及び第２図は、ピロリン酸銅メツキ液を
用い陰極電流密度2A／ｄm²と5A／ｄm²で電解メ
ツキしたときの電解メツキ層の断面成長を示す図
で、金属薄板上にレジストを5μｍ厚形成し、レ
ジスト幅40μｍ、間隔85μｍ（線密度８本／mm）
のレジストパターン上に電解メツキにより導電体
層を成長させた場合の例である。

陰極電流密度が2A／ｄm²の電解メツキでは、
電解メツキ層の幅方向は厚み方向の約２倍の速さ
で成長し、厚さ方向で25μｍ成長したときに隣接
のメツキ層と衝突し短絡してしまう（第１図）の
に対し、陰極電流密度が5A／ｄm²の電解メツキ
では逆にメツキ層の厚さ方向の成長は、幅方向の
２倍に近い速さで成長する（第２図）。

第３図は、第１図、第２図で説明した手法で得
た電解メツキ層の幅方向の成長長さに対して成長
厚さ方向の長さをプロツトして得た電解メツキ層
の成長曲線で、ピロリン酸銅メツキ液を用いる電
解メツキでは、厚さ方向のメツキ層成長速度が幅
方向のメツキ層成長速度よりも著しく大きいとい
う異方向性のメツキ層成長が陰極電流密度5A／
ｄm²以上で生じることを示している。

また電解メツキにおいてもう一つ重要な因子と
して、メツキ膜厚／パターン間隔の比があり、上
記の陰極電流密度においてこの比を1.4以上特に
2.0以上にする事により、更に幅方向への太りが
なくなり選択的に膜厚方向にメツキされるように
なる。

上記のこれらの現象は、隣接パターン間が等電
位である時に顕著であり、本発明はこれらの効果
を最大限に発揮せしめたものである。本発明の方
法はいかなる導体膜厚の場合でも有効であるが電
解メツキ膜厚が厚い時に有効であり、電解メツキ
膜厚として金属薄板片面で15〜200μｍ、両面合
計で30〜400μｍが好ましい範囲で、両面で40μｍ
以上更には70μｍ以上の膜厚を有するフアインパ
ターンを作成するのに特に適している。

本発明の方法は、配線密度の低い所で使うこと
も可能であるが、工業的には３本／mm以上特に５
本／mm以上の配線密度に対し好適である。

更に、本発明は導電パターンの占積率が50％以
上特に70％以上の場合好適である。

レジストの剥離は市販の剥離液を使えば良く、
たとえばインダストーリーケミーラボラトリ
（Indust−Ri−Chem−Laboratory）社製レジス
トストリツパーＪ−100等を用いて、スプレー或
いは浸漬などによれば良い。ただし剥離液は、金
属薄板、メツキ金属を侵さぬ物を選ぶ必要があ
る。

本発明において金属薄板をエツチング除去する
方法としては、使用した金属薄板を溶解する溶液
を用いて、スプレー或いは浸漬などによりエツチ
ングする方法が用いられる。また、金属薄板とし
てアルミニウム、スズ、亜鉛を用いた場合は、電
解メツキ導電体をエツチングしない例えばアルカ
リ水溶液でエツチングする事が好ましいが、稀塩
酸等の酸性水溶液でエツチングする事も可能であ
る。

エツチング後は、絶縁性と信頼性を向上させ、
かつ機械強度を改善させる為に、含浸、モールド
及びコーテイングなどにより保護層を設けても良
い。保護層としては耐熱性、耐湿性、絶縁性、接
着性の優れたものが好ましく、例えば、コイル等
に使われる絶縁ワニスが好ましく、具体的にはポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポ
リウレタン、エポキシ樹脂などのポリマーおよび
ポリエステル−イソシアネート系、フエノール樹
脂−ブチラール係、フエノール樹脂−ニトリルゴ
ム系、エポキシ−ナイロン系、エポキシ−ニトリ
ルゴム系ポリマーなどが好ましい。またエツチン
グ済み微細厚膜導電パターンを絶縁性基板に貼り
付けることも考えられる。この場合絶縁性基板と
しては、フイルム基板、積層基板、ガラス基板、
セラミツク基板および絶縁層のコートされた金属
基板などが使用出来、特にフイルム状基板が好ま
しい。フイルム状基板としては、ポリエステルフ
イルム、エポキシフイルム、ポリイミドフイル
ム、ポリパラバン酸フイルム、トリアジンフイル
ムなどのフイルム状のものはすべて使用出来る
が、可撓性、耐熱性の点からポリイミドフイル
ム、ポリパラバン酸フイルム、トリアジンフイル
ムが好ましい。また第４図に示す如く電解メツキ
後のものの片側に保護層を設けるか絶縁性基板を
貼り付けた後、他の側のレジストの剥離及び金属
薄板のエツチング除去をすることも可能である。

また上記処理を施した微細厚膜導電パターンを
複数個積層することも可能であり、この場合穴あ
けをしスルーホール接続して、上下導電パターン
間の電気的接続を取ることができる。

本発明により得られた微細厚膜導電パターンは
工業的には、抵抗値の小さい小型コイル、高密度
コネクター、高密度配線などにおいて特に好適で
ある。

以下に本発明の態様を一層明確にする為に、実
施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例
に限定されるものでなく、種々の変形が可能であ
る。

実施例 １ 膜厚40μｍアルミニウム薄板上に、イーストマ
ンコダツク社製ネガ型レジスト「マイクロレジス
ト747−110cst」を乾燥後、膜厚が5μｍになる様
に表裏両面に塗布、プレベークして、回路パター
ンマスクを通して高圧水銀ランプで両面露光し、
専用の現像液およびリンス液を用いて現像し、ポ
ストベークして、回路部以外の部分にレジストを
形成した。

次いでハーシヨウ村田社製ピロリン酸銅メツキ
液を用いて、アルミニウム薄板を陰極とし、パタ
ーン部に片面当り100μｍ厚の銅を電解メツキに
より両面に形成した。インダストーリーケミーラ
ボラトリ社製レジスト−ストリツプＪ−100液を
用いてレジストを除去したのち、レジストで覆わ
れていたアルミニウム薄板を36重量％の塩酸を水
で２：３に希釈した液でエツチング除去し、エポ
キシ系表面コート材（日本ペルノツクス社製ME
−264主剤とHV−106硬化剤を重量比で100：27
に混合した物）で表面をオーバーコートした。こ
の結果配線密度10本／mm、膜厚240μｍ（内、ア
ルミニウム層40μｍを含む）、パターン間隔15μｍ
の微細厚膜導電パターンが得られた。

実施例 ２ 膜厚20μｍスズ薄板上に、イーストマンコダツ
ク社製ネガフオトレジスト「マイクロレジスト
747−110cst」を乾燥後、片面膜厚3μｍにななる
様に表裏両面に塗布、プレベークして、回路パタ
ーンマスクを通して高圧水銀ランプで両面露光
し、専用の現像液およびリンス液を用いて現像
し、ポストベークして回路部以外の部分にレジス
トを形成した。

次いで、ハーシヨウ村田社製ピロリン酸銅メツ
キ液を用いて、スズ薄板を陰極とし、パターン部
に片面当り50μｍ厚の銅を電解メツキにより両面
に形成した。インダストーリーケミーラボラトリ
社製レジストストリツプＪ−100液を用いてレジ
ストを除去したのち、レジストで覆われていたス
ズ薄板を36重量％の塩酸を水で２：３に希釈した
液でエツチング除去し、エポキシ系表面コート材
（日本ペルノツクス社製ME−264主剤とHV−106
硬化剤を重量比で100：27に混合した物）で表面
をオーバーコートした。この結果配線密度15本／
mm、膜厚120μｍ（内、スズ層20μｍを含む）、パ
ターン間隔10μｍの微細厚膜導電パターンが得ら
れた。

実施例 ３ 膜厚50μｍ亜鉛薄板上に、イーストマンコダツ
ク社製ネガ型フオトレジスト「マイクロレジスト
747−110cst」を乾燥後、膜厚が3μｍになるよう
に表裏両面に塗布、プレベークして、回路パター
ンマスクを通して高圧水銀ランプで両面露光し、
専用の現像液およびリンス液を用いて現像し、ポ
ストベークして、回路部以外の部分にレジストを
形成した。

次いで、ハーシヨウ村田社製ピロリン酸銅メツ
キ液を用いて、亜鉛薄板を陰極とし、パターン部
に片面当り150μｍの銅を電解メツキにより両面
に形成した。インダストーリーケミーラボラトリ
ー社製レジスト−ストリツプＪ−100液を用いて
レジストを除去したのち、レジストで覆われてい
た亜鉛薄板を36重量％の塩酸を水で２：３に希釈
した液でエツチング除去し、エポキシ系表面コー
ト材（日本ペルノツクス社製ME−264主剤とHV
−106硬化剤を重量比で100：27に混合した物）で
表面をオーバーコートした。この結果配線密度６
本／mm、導体膜厚350μｍ（内、亜鉛層50μｍを含
む）パターン間隔30μｍの微細厚膜導電パターン
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は2A／ｄm²の陰極電流密度で電解メツ
キを行つた場合の電解メツキ層の成長状況を示す
図、第２図は5A／ｄm²の陰極電流密度で電解メ
ツキを行つた場合の電解メツキ層の生長状況を示
す図、第３図はピロリン酸銅メツキ液を用いた電
解メツキによる電解メツキ厚の成長曲線、第４図
はレジスト剥離及びエツチング処理の一実施態様
の説明図である。 図中、１は金属薄板、２はレジスト、３は導電
体層、４は保護層を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 厚みが10μｍを超え200μｍ以下の亜鉛、アル
   ミニウムまたは錫の金属薄板の表裏両面にレジス
   トをパターン部以外の部分に形成し、金属薄板を
   陰極としパターン部にピロリン酸銅メツキ液を用
   いて陰極電流密度5A／ｄm²以上で電解メツキを
   行ない、表裏両面に導電体を形成し、次いで金属
   薄板面上のレジストを剥離し、レジストで覆われ
   ていた部分の金属薄板をエツチングにより除去す
   る事を特徴とする線密度５本／mm以上で厚み30μ
   ｍ以上の微細厚膜導電パターンの製造方法。