JPH02876B2 - - 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。

しかしながら、金属薄板全面をエツチングする
為に、金属薄板を導電体として使用し得ず、また
エツチング液の疲労が大きい為に、エツチング液
の消費が大であつた。

本発明は、厚膜導体パターンを経済的に製造す
る為の改良された微細厚膜導電体パターンの製法
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一
方の面(イ)にレジストを導体パターン部以外の部分
に形成し、他方の面(ロ)にはレジストを導体パター
ン部に形成し、金属薄板を陰極として(イ)面の導体
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以上で電解メツキにより導電
体を形成し、次いで(ロ)面側から金属薄板を導電パ
ターン状にエツチング除去する事を特徴とする線
密度５本／mm以上で厚み20μｍ以上の微細厚膜導
電体パターンの製法を提供するものである。

ここで(イ)面、(ロ)面は形成するレジストパターン
の形状が異なるだけであり、金属薄板自体が異な
る面を持つものではない。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。

本発明の方法は金属薄板の不要部のみをエツチ
ング除去する為に、導体パターン部の金属薄板は
導電体として作用し、導体パターンの実質厚みが
大きくなり、またエツチング液の消費も少なく、
省資源にも寄与し得るものである。また、本発明
の方法はレジスト剥離を行わずに金属薄板をパタ
ーン状にエツチングするものであり、工程の簡略
化は勿論の事、導体形状の保持の面で優れてお
り、取り扱いが容易である。以上の点から明らか
な如く、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す
る。

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、
表裏逆のパターンを形成する必要があり、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、厚み20μｍ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、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
層を生成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
のメツキ層を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み方向の成長は、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。

電解メツキ膜厚は特に制限はないが、本発明は
電解メツキ膜厚が厚い時に特に有効であり、15〜
200μｍ、特に20〜200μｍ、更には35〜200μｍが
好ましい範囲である。

本発明の方法は、配線密度の低いところで使う
事も可能であるが、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。

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、希塩
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−ブチラール系、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
貼り付けることも可能である。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
た金属薄板などが使用出来、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、メツキ面に保護層を設ける
かまたは絶縁基板を貼り付けた後、エツチングを
行う事も可能である。

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、一方の面には回路部以外の部分に、
また他方の面には回路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、回路
部以外の部分にレジストを形成した面の回路パタ
ーン部に100μｍ厚の銅を電解メツキにより形成
した。次いで、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140μｍ
（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
ク社製ネガ型フオトレジスト「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
ストベークして一方の面には回路部以外の部分
に、また他方の面には回路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、回路部以外
の部分にレジストを形成した面の回路パターン部
に50μｍ厚の銅を電解メツキにより形成した。次
いで、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70μｍ（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、
専用の現象液およびリンス液を用いて現象し、ポ
ストベークして、一方の面には回路部以外の部分
に、また他方の面には回路部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、回路部以外
の部分にレジストを形成した面の回路パターン部
に150μｍの銅を電解メツキにより形成した。次
いで、亜鉛薄板を36重量％の塩酸で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200μｍ（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
ンが得られた。

【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である。 図中、１は金属薄板、２はレジスト、３は導電
体層を示す。

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一方の面(イ)にはレ
   ジストを導体パターン部以外の部分に形成し、他
   方の面(ロ)にはレジストを導体パターン部に形成
   し、金属薄板を陰極として(イ)面の導体パターン部
   にピロリン酸銅メツキ液を用いて陰極電流密度
   5A／ｄm²以上で電解メツキにより導電体を形成
   し、次いで(ロ)面側から金属薄板を導体パターン状
   にエツチング除去する事を特徴とする線密度５
   本／mm以上で厚み20μｍ以上の微細厚膜導電体パ
   ターンの製造法。