JPH09260809A

JPH09260809A - プリント回路体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09260809A
Application number: JP9768696A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Tanaka; 正善田中; Masahiko Tatsuki; 雅彦辰木; Toshiaki Nagafuji; 俊昭長藤; Masahiro Takano; 正弘高野
Original assignee: NEC Corp; Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; NEC Corp
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁基板上に導体間の絶縁信頼性の高い導体
回路を微細ピッチで形成し、高い通電電流での使用にも
耐え得るプリント回路体及びその製造方法を提供するこ
と。【解決手段】被除去材の表面に５０μｍ以上の感光性
レジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて回路パター
ン溝を形成した後、電気メッキによりその回路パターン
溝内に３５μｍ以上の、かつフォトレジスト膜の厚さを
越えない範囲での導体回路を形成し、これを絶縁基板上
に貼着し、被除去材を除去することによりプリント回路
体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路、導体パ
ッケージ（ＩＣパッケージ）、あるいは導体コネクタ等
に用いられるプリント回路体及びその製造方法に関し、
さらに詳しくは、絶縁基板上に導体回路を形成するのに
予め被除去材の表面にフォトレジスト膜を形成し、その
上にフォトマスクを重ねて露光・現像により回路パター
ン溝を形成、その後メッキ法などによりこの回路パター
ン溝内に導体回路を形成し、この導体回路を絶縁基板上
に貼着してから被除去材を除去することによりプリント
回路体を得る製造技術及びそのプリント回路体の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に知られるプリント回路体
は、絶縁基板上に導体回路パターンを形成し、その上に
カバーレイフィルムを被着してなるものである。これの
製法としては、いわゆる、（１）ウェットエッチング
法、（２）回路パターン打抜き法、（３）電解メッキ法
が代表的なものとして挙げられる。

【０００３】ウェットエッチング法は、ポリイミド樹脂
などの絶縁基板上にアルミ（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの
導体被膜を形成し、その上に導体回路形成用のレジスト
マスクを形成する。このレジストマスクは大概前記導体
被膜上に例えば光硬化性の樹脂レジストを塗布し、導
体回路形成領域を除いて光硬化させ、未硬化領域の樹脂
レジストを現像液に浸漬して除去することにより形成さ
れる。次いで塩化第二鉄あるいは塩化第二銅などの水溶
液を吹きつけて前記導体被膜をエッチングし、前記絶縁
基板上に導体回路が形成されるものである。

【０００４】回路パターン打抜き法は、絶縁基板上に形
成される導体回路をまず初めにアルミ、銅などの金属板
（あるいは金属ラミネート板）をその導体回路のパター
ン形状に打ち抜くことにより形成し、これをポリイミド
樹脂などの絶縁基板上に接着剤などによって貼着するこ
とによりプリント回路体が得られるものである。

【０００５】電解メッキ法は、被除去材としてのアルミ
などの導電性を有する金属薄板（箔）の表面に導体回路
形成用のレジストマスクを形成する。このレジストマス
クの形成方法はウェットエッチング法の場合と略同様で
ある。そしてこのレジストマスクの導体回路形成領域の
レジストを現像除去した後、これをピロリン酸銅などの
電解メッキ浴に浸漬し、前記被除去材を陰極として電解
メッキにより該被除去材上に導体回路を電析により形成
するものである。

【０００６】この導体回路が形成されたものをポリイミ
ド樹脂などの絶縁基板上に貼着し、被除去材を除去する
ことにより絶縁基板上に導体回路が形成されたプリント
回路体が得られる。この場合導体回路形成用のレジスト
マスクはそのまま残しておいてもよいし絶縁基板上に貼
合わせる前工程で予め除去しておいてもよい。この導体
回路上にカバーレイフィルムを被着すればよい。特開平
３−２７００５５号公報、特開昭６３−１６４２９５号
公報、特開昭６３−１８６９３号公報などはこの技術を
開示するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェッ
トエッチング法によるものでは、図４にそのエッチング
状態を示したように、絶縁基板４２上の導体被膜４４が
エッチングされるに際していわゆる「サイドエッチング
現象」が生じ、レジストマスク４６下の導体回路領域が
エッチング液により侵食されてえぐり取られた状態とな
る。これでは絶縁基板上に導体回路を微細ピッチで高精
度に形成することができず、パターン間隔を必要以上に
大きく採らなければならなくなって高密度のプリント回
路体の要請に応えられないという問題があった。

【０００８】また製品にエッチング工程におけるエッチ
ング液中のＮａ⁺ イオンやＣｌ^- イオンが残存すること
により、導体回路とその上に貼合わされるカバーレイフ
ィルムとの間の接着剤層に導体パスが形成され、これが
電流のリーク漏れを起こすという問題などもあった。回
路パターン打抜き法によっても導体回路パターンを微細
ピッチで打抜くことには寸法精度上限界があり、高精度
・高密度のプリント回路体を製作することは困難であっ
た。

【０００９】電解メッキ法の場合には、図５（ａ）
（ｂ）にそのメッキ状態を示したように、従来のもので
は被除去材５２上に形成される回路パターン形成用のレ
ジストマスク５４のレジスト厚さが一般に２０μｍ以下
と薄いために、レジスト厚さ（２０μｍ）以上にメッキ
すると、図５（ａ）に示したようにレジストマスク５４
上に電析物５６が盛り上がって形成されるために各導体
間の絶縁性の信頼性に欠け、また各導体間の間隔も大き
くしなければならないことから高密度のプリント回路体
を得ることができない。

【００１０】また逆にメッキ層の厚みをレジスト厚さ
（２０μｍ）以下にすると、図５（ｂ）に示したように
導体回路の各導体間の幅寸法は正確となり絶縁信頼性は
得られるものの、各導体の断面積が小さくなって通電電
流が大きくなると抵抗発熱を生じて使用に耐え得ないと
の問題がある。そしてその対策として導体回路パターン
の各導体幅寸法を大きくすることも考えられるが、これ
では高密度のプリント回路体が得られない問題が再び生
じることとなる。

【００１１】本発明の解決しようとする課題は、絶縁基
板上に微細ピッチ間隔の導体回路が得られ、かつ各導体
間の絶縁信頼性を備え、しかも高い電流容量での使用に
も耐え得るプリント回路体及びその製造方法を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のプリント回路体は、絶縁基板上に回路パター
ン溝を有する厚さ５０μｍ以上の厚膜レジスト層が設け
られると共に、該厚膜レジスト層の前記回路パターン溝
内に高さ寸法が３５μｍ以上の、かつ前記厚膜レジスト
層の厚みを越えない範囲で導体回路が形成されているこ
とを要旨とするものである。

【００１３】ここに「絶縁基板」としては、ポリイミド
樹脂系、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系などの絶縁
性樹脂系材料が一般的に用いられる。可撓性を有するも
のであれば、フレキシブル回路体としての利用も生じ
る。「厚膜レジスト層」の形成は、光感応型樹脂レジス
トを用いるのがよい。これには光硬化型、特に紫外線硬
化型のものが好適である。この厚膜レジスト層の形成方
法としては、メッキレジスト法に依るもののほか、レジ
スト塗布法に依るものが好適な方法として挙げられる。

【００１４】レジスト層の厚みは５０μｍ以上とする。
これにより導体回路の厚み寸法もある程度大きく採るこ
とができる。導体回路の厚み寸法は３５μｍ以上とする
ことにより絶縁基板上に形成される導体回路の各導体の
幅寸法をある程度小さくしても大きな断面積が得られる
のである程度の高い通電電流を流しても導体発熱が抑制
される。そして各導体の厚み寸法を大きくすることによ
りある通電電流が決まっているときに各導体の幅寸法
（導体間ピッチに対応する）を小さくすることができ、
高密度の導体回路を備えたプリント回路体が得られる。

【００１５】本発明に係るプリント回路体の製造方法
は、被除去材の表面に回路パターン形成のための厚み５
０μｍ以上のレジストマスクを形成する工程と、該被除
去材表面の前記レジストマスクにより露顕している回路
パターン形成領域に厚さ３５μｍ以上の、かつ前記レジ
ストマスクの厚みを越えない範囲で導体回路を形成する
工程と、該被除去材表面に形成された導体回路側を絶縁
基板上に貼着する工程と、前記被除去材を前記レジスト
マスクより除去する工程とからなることを要旨とするも
のである。

【００１６】ここに「被除去材」は、一般には導電性材
料が用いられ、この材料の表面に厚膜レジスト層を形成
した後、この被除去材上に導体回路を形成するに際して
この被除去材を陰極とする電解メッキ法を用いることに
より、この被除去材上に導体回路が形成される。被除去
材上に厚膜レジスト層を形成する方法としては、前述の
ようにメッキレジスト法、レジスト塗布法のどちらを採
用するものであってもよいが、厚み５０μｍ以上のレジ
スト厚膜を形成するにはレジスト塗布法に依る方が好ま
しいと言える。

【００１７】被除去材の表面に導体回路を形成したもの
を絶縁基板上に貼着するには、接着剤を用いて熱圧着す
る方法が良く用いられる。接着剤としては、耐熱性のも
のが好ましい。エポキシ系、フェノール系、あるいはポ
リエステル−イソシアネート系のものなどが好適であ
る。尚、前記被除去材を導体回路より除去するに際して
は、予め被除去材の表面にシリコーン系材料などの離型
剤を塗布しておくのも良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施の形態に係るプリント回路体の断面を示している。
図示のようにこのプリント回路体１０は、２５μｍ厚さ
の可撓性（フレキシブル性）を有するポリイミド樹脂フ
ィルム製の絶縁基板１２上にエポキシ系接着剤層１４を
介して約７０〜８０μｍ厚さの回路パターン溝１６を有
する厚膜レジストマスク１８が設けられ、さらに該厚膜
レジストマスク１８の回路パターン溝１６内には銅（Ｃ
ｕ）電析物による導体回路２０が形成されている。

【００１９】該導体回路２０の幅寸法はおよそ０．０７
５ｍｍ（７５μｍ）、その高さ寸法は３５μｍ以上で前
記厚膜レジストマスク１８の厚みを越えない範囲（実際
には６０μｍ程度）となっている。そして該導体回路２
０と前記厚膜レジストマスク１８とはその上面が面一と
なっており、その上をやはりエポキシ系接着剤層２２を
介して２５μｍ厚さのポリイミド樹脂フィルム製のカバ
ーレイフィルム２４により被覆されている。

【００２０】図２（ａ）（ｂ）は、このプリント回路体
１０の製造工程を示している。この製造工程は、大きく
分けて厚膜レジスト塗布工程、回路パターン形成工程、
電気メッキ工程、絶縁基板接着工程、被除去材除去工
程、カバーレイ貼着工程からなっている。初めに厚膜レ
ジスト塗布工程について説明すると、この工程では被除
去材としての厚さ０．０８ｍｍ（８０μｍ）の金属（ア
ルミ）箔２６の表面に紫外線硬化型の樹脂レジストを厚
膜に塗布することにより行われる。

【００２１】この厚膜レジスト層２８の材料は、この実
施例ではシプレイ・ファーイースト社製ネガ型フォトレ
ジスト「ＥＡＧＬＥＮＴ−９０」を用いている。その
塗布方法としては、フォトレジストの粘度を８０〜９０
ｍＰａ・ｓに調節し、ディップコーターにて引き上げ速
度１５ｍｍ／ｓで塗布した後、自然乾燥を３０分行い、
さらに強制乾燥を１３０℃×３０分行う。そしてこの塗
布・乾燥を３回繰り返すことによりアルミ箔２６の表面
に厚膜レジスト層２８が約７０〜８０μｍの厚さで形成
されるものである。

【００２２】次に回路パターン形成工程について説明す
ると、上述のアルミ箔２６上に形成された厚膜レジスト
層２８に露光・現像により回路パターン溝３０を形成す
るものであるが、これに際しては、フォトマスク（図示
せず）をレジスト塗布面に密着し、オーク社製紫外線露
光機「ＨＭＷ５３２」にて紫外線を露光量１５００ｍＪ
／ｃｍ² まで照射して露光部分を硬化させる。次いでス
プレー式現像機にてシプレイ・ファーイースト社製ＮＴ
−９０用専用現像液を３５℃で２７０秒間吹き付けて未
露光部分を除去する。

【００２３】次に電気メッキ工程について説明すると、
このようにしてアルミ箔２６上の厚膜レジスト層２８に
回路パターン溝３０を形成した後、これの回路パターン
溝３０内に銅電析により導体回路３２を形成する。この
導体回路３２の形成に電気銅メッキ法を採用するもので
あるが、この電気銅メッキ法は、先ずピロ燐酸銅メッキ
浴を用いて１次メッキを５μｍの厚みになるまで析出さ
せた後、硫酸銅メッキ浴を用いて２次メッキを厚み５５
μｍで行っている。したがってアルミ箔２６上に電析さ
れる導体の高さは６０μｍとなり、これは厚膜レジスト
層２８の厚みを越えない寸法となっている。

【００２４】次に絶縁基板接着工程について説明する
と、このようにしてアルミ箔２６上の回路パターン溝３
０内に導体回路３２が形成されたものを、２５μｍ厚さ
のポリイミド樹脂フィルムによる絶縁基板３４上にエポ
キシ系樹脂接着剤により接着する。この絶縁基板３４の
接着に際しては、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリイミドフ
ィルムを厚さ３５μｍのエポキシ系接着剤を介して１．
３ＭＰａの圧力で１６０℃×５分間の熱圧着を行ってい
る。

【００２５】そして次に被除去材除去工程としてアルミ
箔２６を前述の厚膜レジスト層２８から引き剥がすこと
により絶縁基板３４上に厚膜レジスト層２８と該厚膜レ
ジスト層の回路パターン溝３０内に電気銅メッキによる
導体回路３２が形成されたものが得られる。

【００２６】そして該厚膜レジスト層２８と導体回路３
２とを覆うようにその上にカバーレイフィルム３６を被
着することにより前述のプリント回路体１０が得られ
る。このカバーレイフィルム３６の被着は、厚さ２５μ
ｍの熱硬化性ポリイミドフィルムを厚さ３５μｍのエポ
キシ系接着剤を介して１．３ＭＰａの圧力で１６０℃×
２０分間の熱圧着を行うことによりなされる。

【００２７】次に各種の試験を行ったのでその結果につ
いて説明する。初めに次の表１は、本発明によるメッキ
導体回路品（本発明品）と、従来のウェットエッチング
方式による導体回路品（従来品）とで各導体の幅寸法公
差および各導体間のピッチ寸法公差を比較したものであ
る。

【００２８】

【表１】

【００２９】これによれば、本発明品の導体幅寸法公差
は±０．０１ｍｍと従来品（±０．０３ｍｍ）に較べて
小さく、また導体間ピッチ寸法公差も本発明品は±０．
０２ｍｍと従来品（±０．０３ｍｍ）に較べて小さいこ
とが判る。これは、図１に示した本発明品に係るプリン
ト回路体１０の断面図と、図４に示した従来品に係るプ
リント回路体１０の断面図との比較においても判るよう
に、本発明品に係るプリント回路体１０の場合には、厚
膜レジスト層に形成される回路パターン溝１６内の全体
にわたって銅が電析されるものであるから、絶縁基板１
２上に形成される導体回路パターンの各導体幅寸法はそ
の回路パターン溝１６の幅寸法により規定される。

【００３０】したがって本発明品の場合にはその回路パ
ターン溝１６の幅寸法は導体回路パターン用のフォトマ
スクに形成される回路パターンの寸法精度によりほとん
ど定められるものであることからこのような高精度の導
体幅寸法公差が得られるものである。また絶縁基板１
２上に形成される導体回路２０の各導体の端面は絶縁基
板１２に対して略垂直であるので各導体間のピッチ寸法
公差も小さいものが得られるのである。

【００３１】これに対して従来品は係るプリント回路体
１０の場合には図４の説明でも述べたように、ケミカル
エッチングにより導体回路の各導体の端面がサイドエッ
チングを受けるためにえぐり取られたようになるので正
確な導体幅寸法公差や導体間ピッチ寸法公差が得られ
ず、このことから導体幅寸法公差や導体間ピッチ寸法公
差が大きくなるものである。

【００３２】次に本発明品と従来のエッチング品との比
較において同一配線パターンでの実際に電流を流したと
きの通電電流と温度上昇との関係を調べたのでこれを次
の表２及び図３に示して説明する。各導体の幅寸法は
０．０７５ｍｍ（７５μｍ）である。

【００３３】

【表２】

【００３４】初めに表２について説明すると、本発明品
（メッキ品）と従来品（ウェッチエッチング品）とで
は、通電電流を上げていったときに本発明品の場合には
０．７５Ａまでの範囲ではそれ程温度上昇が見られな
い。これに対して従来品の場合には０．５０Ａ辺りから
大きく温度上昇することが判った。これをグラフに示し
たものが図３である。

【００３５】この結果を考察するに、従来品の場合には
導体の高さが３５μｍであり、各導体がウェットエッチ
ング工程によりサイドエッチングを受けているためにそ
の断面積が小さくなり、その結果発熱抵抗が大きくなっ
て通電により過敏に発熱したものと思われる。そしてこ
れに対して本発明品の場合には各導体の断面積が略導体
幅寸法×導体高さ寸法で規定されるために発熱抵抗が大
きくなることもなく従来品のようには発熱することはな
いものと考察されるものである。

【００３６】かくして上記実施例でも判るように本発明
のプリント回路体によれば、絶縁基板１２上に形成され
る導体回路２０の高さ寸法が３５μｍ以上確保されてお
り、その断面形状も各導体の端面がストレートになって
いるために通電面積が十分に得られ、０．５Ａ程度の高
い通電電流に対しても発熱量が抑制される。またその導
体回路の高さ寸法は厚膜レジスト層の厚さを越えないの
で厚膜レジスト層上に導体の盛り上がりやはみ出し部分
が生じることはなく、各導体の通電面積が確保されてい
ることとも相まって微細ピッチ間隔で寸法精度良く、高
密度のプリント回路体が得られるものである。

【００３７】また本発明のプリント回路体によれば、絶
縁基板上に形成される導体メッキ面、レジスト面が同一
平面となるため、このプリント回路体が例えばコネクタ
ーなどに応用されたときにこのコネクターを接続のため
アダプタに挿入する時に接続部の損傷が少ないとの利点
も有するものである。

【００３８】本発明は上記した実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の改変が可能である。たとえば上記実施例では電解メ
ッキ法により被除去材（アルミ箔）上の厚膜レジスト層
に形成される回路パターン溝内に導体電析による導体回
路を形成したが、無電解メッキ法あるいは蒸着法（物理
的・化学的の両方を含む）などに依ってもよい。又、被
除去材を除去する方法として引き剥したが、エッチング
液で溶解する等によって除去しても良い。

【００３９】

【発明の効果】本発明のプリント回路体によれば、絶縁
基板上に形成される導体回路の各導体が厚膜レジストマ
スクの回路パターン溝内に導体物質の電析により形成さ
れ、その高さ寸法は厚膜レジストの厚みを越えない範囲
で３５μｍ以上が確保されており、しかもその導体の端
面はストレートであるために、導体に高い電流が流れて
もその通電抵抗は小さく、微細ピッチ間隔で寸法精度の
高い導体回路を有する高密度のプリント回路体が得ら
れ、その品質の安定性は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプリント回路体の断面
図である。

【図２】図１に示したプリント回路体の製造工程図であ
る。

【図３】本発明品（メッキ品）と従来品（ウェットエッ
チング品）との比較における通電電流と温度上昇との関
係を示した図である。

【図４】従来のウェットエッチング品のプリント回路体
の断面図である。

【図５】従来のメッキ品のプリント回路体の問題点を指
摘するために示した説明図である。

【符号の説明】

１０プリント回路体１２絶縁基板１６回路パターン溝１８厚膜レジストマスク２０導体回路２６被除去材（アルミ箔）２８厚膜レジスト層３０回路パターン溝３２導体回路３４絶縁基板

フロントページの続き (72)発明者辰木雅彦愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者長藤俊昭東京都港区芝５丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者高野正弘東京都港区芝５丁目７番１号日本電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に回路パターン溝を有する厚
さ５０μｍ以上の厚膜レジスト層が設けられると共に、
該厚膜レジスト層の前記回路パターン溝内に高さ寸法が
３５μｍ以上の、かつ前記厚膜レジスト層の厚みを越え
ない範囲で導体回路が形成されていることを特徴とする
プリント回路体。
【請求項２】被除去材の表面に回路パターン形成のた
めの厚み５０μｍ以上のレジストマスクを形成する工程
と、該被除去材表面の前記レジストマスクにより露顕し
ている回路パターン形成領域に厚さ３５μｍ以上の、か
つ前記レジストマスクの厚みを越えない範囲で導体回路
を形成する工程と、該被除去材表面に形成された導体回
路側を絶縁基板上に貼着する工程と、前記被除去材を前
記レジストマスクより除去する工程とからなることを特
徴とするプリント回路体の製造方法。
【請求項３】前記レジストマスク形成工程は、光感応
型レジストを被除去材の表面に塗布する工程と、該レジ
スト塗布工程によって被除去材表面に塗布されたレジス
ト層を露光・現像することによって回路パターン溝を形
成する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載さ
れるプリント回路体の製造方法。
【請求項４】前記被除去材は導電性材料により構成さ
れており、前記導体回路を形成する工程において前記導
体回路は該被除去材を陰極とする電解メッキにより形成
されることを特徴とする請求項２又は３に記載されるプ
リント回路体の製造方法。