JPS6149492A

JPS6149492A - プリント厚膜微細パタ−ン導体

Info

Publication number: JPS6149492A
Application number: JP17222084A
Authority: JP
Inventors: 上遠野　隆; 亮平小山; 馨大村
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1984-08-17
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1986-03-11
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPH0652823B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は例えばシート状小型コイルに適用され、高密
度、高信頼性のプリント厚膜微細パターン導体に関する
。

〔従来の技術〕

厚膜ファインパターン導電体は、比較的大きな電流値が
必要とされる小型コイル、高密度配線などの分野で要求
されでいる。例えば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。また厚さが３５μｍの銅箔をエツチングし
て作ったいわゆるプリントコイルは、サイドエツチング
の為、ファイン・ぞターンは得られず、たかだか２〜３
本／膿の・やターンしか得られず、この方法によっても
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、３〜２０本／論
のファインノミターンを有するファインコイルの開発が
要望されている。

本発明者らは、先に特開昭５７−９１５９０号公報、特
開昭５７−１７０５８９〜１７０５９１号公報に示すよ
うに数種類の微細厚膜印刷回路基板の製造方法を提案し
、そのなかで複数の印刷回路基板を積層することの可能
性を述べた。その場合各層間を電気的に接続するには、
いわゆるスルーホールを形成する必要がある。従来、ス
ルーホール形成法としては、リベットを用いる方法、穴
の中に導電性ペーストを注入する方法、ハンダを穴、の
中に注入（ディツノ）する方法、または、穴の中に無電
解メッキ法によシ導電体を形成した後電解メッキを行な
う方法等が行なわれている。

しかしながら、膜厚が５〜２００μｍの極く薄い絶縁層
を介して導体間の接触をとる場合を考えると、前記リベ
ットを用いる方法ｕ　ｌ）べ、ト部の厚みが厚くなって
しまい、かつ生産性をあげることは難しい。前記ペース
トを注入する方法はやはシスルーホール部の厚さを均一
にする点に難があシ、しかも信頼性の点でも問題がある
。またハンダを注入する方法でもやはシ厚みを均一にす
ることが難しく、また絶縁層の耐熱性をあげておく必要
がある。無電解メツキー電解メッキ法によれば、均・−
な導体厚を有するスルーホールの作製が可能となる。こ
の場合、一般には電解メッキによって、基板面上の導体
・ぐターンを同時に形成する事が行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕電気メッキによりスルーホールを形成する場合、スルー
ホールの信頼性は、そのホール（穴）の内壁の導体厚と
密接に関係し、内壁の導体厚は厚い方がよシ好ましいが
、その内壁の導体と同時に基板上に導体パターンがメッ
キされるので、その導体ノソターンが微細／、ｏターン
の場合には、スルーホール内壁が厚すぎると、導体パタ
ーン間に電気的短絡（ショート）が発生する事になる。

そこで、この発明は、高信頼性のスルーホールを有し、
しかも高配線密度のグリント厚膜微細パターン導体を提
供する事を目的とする。

〔問題を解決する為の手段〕

この発明によれば絶縁基板の両面、または片面に導体配
線密度が３本／胴以上、導体膜厚が３０μｍ以上の微細
厚膜導体ノｅターンが形成され、かつ、（スルーホール
部導体厚）／（導体配線ピッチ）なる比が、００４５〜
１０とされる′。この比が、０．０４５よシ小さい場合
は、スルーホールの高信頼性は得られず、ヒートサイク
ルテストによシ断線に至る事が多く、前記比が１０よシ
大きい場合は、ツクターン導体間の短絡が起こる。よシ
一層、確実な結果を得る為には、この比が００７５〜７
、更には、０１９〜５である事が望ましい。

この発明の厚膜微細ツクターンは、例えば、以下のよう
にして製造される。

即ち、金属薄板上に、レジストを得ようとする微細パタ
ーン部以外の部分に形成し、その金属薄板を陰極として
微細ノｅターン部に電解メッキによシ配線密度３本／咽
以上の導電体を形成し、次いで得られた導電体を絶縁基
板面に貼シつける。その絶縁基板の他面にも同様に導電
体が貼りつけられる。この面では、特に微細ノｅターン
を含んでいる必要はないが、少なくともスルーホールラ
ンド部の導電体を含んでいる必要がある。次いで、スル
ーホールランド部に、穴あけをし、その穴の内壁への触
媒付着、金属薄板のエツチングによる除去、及び、スル
ーホール内壁への無電解メッキを行なった後、電解メッ
キを行なう。この電解メッキによって、スルーホール内
壁の導体厚を増大させ、かつ、基板上の導電体・ぐター
ンの導体厚も増大させる。この導電体・ぐターンは、配
線密度として、３本／■以上、特に５本／Ｗａｎ以上で
あり、導体厚としては、３０μｍ以上特に４０μｍ以上
、更には７０μｍ以上である。

以上の方法では、まず、金属薄板上の導電体・ぐターン
が、絶縁基板上に貼シつけられ、金属薄板が、エツチン
グによシ除去され、絶縁基板上に導電体・ぐターンを形
成したが、他の方法でも可能である。例えば、厚さ５μ
ｍ〜３５μｍの金属薄板を絶縁基板の両面に形成してお
き、エツチングによシ、導電体パターンを形成する方法
、或いは、絶縁基板上に無電解メッキや蒸着によって導
電体・ぐターンを形成する方法などがある。但し、前述
の方法では、レノスト形成−電解メッキにより、微細か
つ厚膜の導電体パターンの形成が容易で６．？、導電体
膜厚がよシ厚い方が好ましい場合は、最適の方法である
。この方法の細目は、以下の如くである。

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、好ましくは電解メッ
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ッチング除去する際に電解メッキ
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。これに適した金属薄板としては、アル
ミニウム、スズ、亜鉛などがある。またその膜厚として
は、１〜５００μｍ１特に５〜２００μｍ１更には１０
〜１００μｍが好ましい範囲である。１μｍ以下の膜厚
では、取り扱い難く、かつメッキ膜厚に分布が生じ易い
。また５００μｍ以上の膜厚では、エツチング除去に時
間がかかシ生産性が低下する。

この金属薄板上の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、微細（ファイン）・ぐタ
ーンが得易いフォトレノストを用いて形成するのが好ま
しい。その形成法としては、塗布、露光、現像プロセス
を経て得る事が出来る。フォトレノストとしては、イー
ストマンコダック社のＫＰＲ、ＫＯＲ、ＫＰＬ　、　Ｋ
ＴＦＲ、ＫＭＥＲ。

東京応化社のＴＰＲ、０ＭＲ８１、富士薬品工業のＦＳ
Ｒなどのネガを、およびイーストマンコダック社のＫＡ
ＤＨ、シゾレー社のＡＺ−１３５０などのポジ型などが
あるが、耐メッ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、ドライフィルムレジス
トも使用可能である。このレジストの膜厚は厚い方がメ
ッキの太シ防止として役立つが、余シ厚過ぎると微細パ
ターンが得られなくなってし捷い、０１〜５０μｍ１特
に１〜１０μｍが好ましい。０１μｍ以下ではピンホー
ルが生じ易い。

電解メッキの種類としては、導電体であれば何でも良い
が、銀、金、銅、ニッケル、スズなどが好ましく、特に
導電性および経済性の点から銅が好ましい。銅の電解メ
ッキとしては、シアン化銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ
、硫酸銅メッキ、ホウフッ化鋼メッキなどがあるが、特
にピロリン酸銅メッキが好ましい。微細パターンを電解
メッキする場合、重要な因子としては陰極の電流密度が
ちυ、陰極電流密度が小さい場合、膜厚方向以上に幅方
向への太りが生じ、陰極電流密度としてば３　Ａ／ｄｍ
２以上、特に５　Ａ／ｄｍ２以上、更には８　Ａ、’ｄ
ｍ”以上が好ましく、陰極電流密度を大きくすると幅方
向への太シが抑制される。陰極電流密度は高い程好寸し
く、パルスメッキなども好ましく用いられる。陰極電流
密度の上限はやけにより決定され、５０　Ａ　／　ｄｍ
２以下が好ましい。電解メッキ膜厚としては、１５μｍ
以上が好ましい範囲であるが、この方法は電解メッキ膜
厚が厚い時に特に有効であシ、２０μｍ以上、更には３
５μｍ以上の膜厚を電解メッキするのに特に適している
。更に、導体配線密度は３本／閏以上、特に５本／泪以
上の時に好適である。

この方法に使用される絶縁性基板としては、フィルム基
板、積層基板、ガラス基板、セラミック基板および絶縁
層のコートされた金属基板などが使用出来、特にフィル
ム基板が好ましい。フイル−ム状基板としては、ポリエ
ステルフィルム、エポキシフィルム、ポリイミドフィル
ム、ポリパラノぐン酸フィルム、トリアジンフィルムな
どフィ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ィルム、ポリノやレノやン酸
フィルム、トリアジンフィルムが好ましい。フィルム状
絶縁性基板の膜厚は、高密度化という意味では出来るだ
け薄いものが好ましいが、余シ薄過ぎると作業性が悪く
なシ、膜厚としては５〜２００μｍ１特に１０〜１５０
μｍ１更に１０〜１００μｍが好ましい範囲である。

金属薄板上にレジストでマスクして電解メッキを行った
ものを、上記絶縁性基板に金属薄板を上にして貼シ付け
る方法としては、接着剤を用いて熱圧着する方法が好ま
しく用いられる。また、接着剤を用いる場合は、特に絶
縁性基板を使用せず、電解メッキ層上に接着剤を塗布す
るだけでも良く、或いはそれらを直接貼シ合わせても良
い。

接着剤としては、ポリエステル−イソシアネート系、フ
ェノール樹脂−ブチラール系、フェノール樹脂−二トリ
ルゴム系、エポキシ−ナイロン系、エポキンーートリル
ゴム系、アクリル樹脂系などがあシ、耐熱性、耐湿性、
接着性の優れたものが好ましく、特にエポキシ系および
フェノール樹脂系接着剤が好ましい。接着剤の膜厚は高
密度化、接着性の点から、１〜２００μｍ１特に２〜１
００μｍが好ましい範囲である。

次にスルーホールの穴あけは、パリやカス等が発生せず
、穴の周囲の導体層が絶縁層から剥離しなければいかな
る方法によっても良く、例えばドリルやパンチ等を使え
ば良い。

無電解メッキのための活性化処理では、通常の無電解メ
ッキ用活性化剤が用いられるが、金属薄板がアルミニウ
ム、亜鉛、スズの場合は、通常の活性化剤は使用出来ず
、浴中に金属薄板が溶出し浴を著しく劣化させたシ、あ
るいは金属薄板が全で溶出し、回路部の導電体以外の部
分が活性化処理されない様に浴を中性領域、ｐＨ＝：４
〜１０、特にｐＨ＝５〜９５に管理出来るものが使用さ
れる。

これに使用出来るものとしては、ツクラジウムの有機錯
体があり、例えば活性化液としては、シェーリング社の
アクチベーター・ネオガント８３４、還元液としては、
シェーリング社のりデューサー・ネオガン）ＷＡをそれ
ぞれ硫酸、はう酸でＰＨ調節して使用することが出来る
。また、活性化処理の前処理には、金属薄板上あるいは
スルーホール内壁部の汚れをとるために表面活性化剤に
よる脱脂工程及び無電解メッキによる析出する金属の密
着性向上のための粗面上のために過硫酸アンモニウム水
溶液からなるソフトエツチング工程を設けた方が良い。

無電解メッキの種類としては、導電性と経済性の点から
銅が好ましいが、ニッケル、銀、金等導電体ならば何で
も良い。金属薄板がアルミニウム、亜鉛、スズの場合、
金属薄板除去→無電解メッキのゾロセスをとれば通常の
無電解メッキ液が使用出来るが、無電解メツキリ金属薄
板除去のプロセスの場合は中性領域、ＰＨ−４〜１０の
無電解メッキ液を使用する必要がある。これらの例とし
ては、ニラ’ｒ　＃　、（７）　場合日本カニゼン社製
シュー７−８−６８０などがある。

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
などによシエッ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、亜均を用いた場合は
、電解メッ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。

次いで、前述したと同じ様に電解メッキを行なうが、こ
の時に（スルーホール部導体厚）／（導体配線ピッチ）
の比が００４５〜１０になる様に調節する。

以下に、この発明の態様を一層明確にする為に実施例を
あげて説明するが、この発明は以下の実施例に限定され
るものではなくて、種々の変形が可能である。

「実施例１」膜厚４０μｍのアルミニウム薄板（金属薄板）上に、イ
ーストマンゴダック社製ネガ型レジスト「マイクロレノ
ストア　４７−１１’Ｏｃｓｔ　ｊを乾燥後、膜厚が５
μｍになる様に塗布、プレベークして、回路パターンマ
スクを通して直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、回路
部以外の部分にレノストを形成した。

次いでバーショウ行田社製ビロリン酸銅メッキ液を用い
て、アルミニウム薄板を陰極とし７、初め電流密度０．
５　Ａ／ｄｍ２で平均膜厚２μｍに鋼メッキした後、電
流密度を８　Ａ７ｄｍ２に増加させ、計２００μｍ厚の
銅を回路部に形成した。その後１、デュポン社製ポリイ
ミドフィルム「カシトン」（膜厚２５μｍ）の両面にボ
スチック社製フェノール樹脂−二トリルゴム系接着剤ｒ
　Ｘ　Ａ　５６４−４　Ｊを乾燥後の膜厚が５μｍにな
るように塗布した絶縁性基板の両側から、上記電解メッ
キを行ったものをアルミニウム薄板を外側にして１５０
℃で３０分間熱圧着して貼り付け、次にスルーホール形
成部にドリルで０．７０ｒｅｎφの穴をあけた。その後
すでにＰＨ調整済みのシェーリング社製の活性化液アク
チベーター・ネオガント８３４、還元液リデー−サー・
ネオガン）ＷＡを使って活性化処理し、それからアルミ
ニウム薄板を３６重量係の塩酸を水で２：３に希釈した
液でエツチング除去した。そのあと無電解銅メッキ（室
町化学製ＭＫ−４３０）を行ない、次いでバーショウ行
田社製ピロリン酸銅メッキ液を用いて、電流密度８Ａ／
ｄｍ２で膜厚２００μｍの銅メッキを更に行ない、配線
密度５本／咽、導体膜厚４００μｍで、（スルーホール
部の４体厚）／（導体配線ピッチ）＝２であるプリント
厚膜微細ツクターン導体を得た。１２０℃、１時間と一
６０℃、１時間のヒートサイクル試験３００サイクルを
、上記スルーホール１０００個について実施した結果、
スルーホール部に、断線、亀裂の生じたものは皆無であ
った。

「実施例２」膜厚５０μｍ亜鉛薄板（金属薄板）上に、イーストマン
コダック社製ネガ型しソスト「マイクロレノストア４７
−１１０ｃｓｔ　Ｊを乾燥後、膜厚が２μｍになる様に
塗布、ゾレベークして、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、回路部以外の部分に
レノストを形成した。

次いでバーンヨウ行田社製ピロリン酸銅メッキ液を用い
て、亜鉛薄板を陰極とし、初め電流密度ＩＡ／ｄｍ２で
平均膜厚５μｍ銅メ銅メッキ後、電流密度を５　Ａ　／
　ｄｍ２に増加させ、計５０μｍ厚の銅を回路部に形成
した。その後絶縁フェス（日立化成［ＷＩ−６４０）で
導電パターン面をオーバーコートシ、セメダイン社製５
Ｇ−ＥＰＯＥＰ−００８工ポキシ樹脂系接着剤を用いて
、亜鉛薄板を外側にして２枚貼シ合わせる。次にスルー
ホール形成部にドリルで０．７０ｍｍφの穴をあけた。

その後すてにＰＨ調整ずみのシエーリング社製の活性化
液アクチベーター・ネオガント８３４、還元液リデーー
サー・ネオガン）ＷＡを使って活性化処理し、無電解ニ
ッケルメッキ（日本カニゼン社製シューマーＳ−６８０
）を行なった。その後亜鉛薄板を３３６重量係の塩酸を
水で２：３に希釈した液でエツチング除去した。次いで
バーショウ行田社製ピロリン酸銅メッキ液を用いて、電
流密度５Ａ／ｄｍ２で、膜厚５０μｍの銅メッキを更に
行ない、配線密度５本／叫導体膜厚１００μｍ、（スル
ーホール部導体厚）／（配線ピッチ）−０，２５である
プリント厚膜微細パターン導体を得た。１２０℃、１時
間と一６０℃、１時間のヒートサイクル試験、３００サ
イクルを、上記スルーホール１０００個について実施し
た結果、断線、亀裂の生じたものは皆無であった。

「実施例３」デュポン社製ポリイミドフィルム「カブトン」（膜厚２
５μｍ）の、スルーホール形成部分に、・ぐンチングに
よｐ、０．８５ｍｍφの穴をあけ、表面処理を行ない、
次いで、シェーリング社製の活性化液アクチベーター・
ネオガント８３４、還元液リデューサ−・ネオガン）Ｗ
Ａを使い活性化処理を行ない、その後無電解銅メッキ（
室町化学製ＭＫ−４３０）を膜厚５μｍとなるように行
った。次いで、イーストマンゴダック社製ネガ型レジス
ト「マイクロレノス）　−１１０ｃｓｔＪを、乾燥後、
膜厚が３μｍになる様に塗布プリベークして、回路ｉ４
ターンマスクを通して露光し、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、回路部にレジ
ストを形成し、その後、パターン以外の銅部分を、塩化
第二鉄溶液にょシェ、チング除去し、更に、インダスト
−リーラポラトリ社製レジストーストリッ７’ｒＪ−１
０ＯＪ液を用いて、レジスト剥離を行なった。次いで、
バーショウ行田社製ビロリン酸銅メッキ液を用いて、電
流密度１０Ａ／而２で、膜厚２４５μｍの銅メッキを行
ない、配線密度５本／　ｍｍ　、導体膜厚２５０μｍ、
（スルーホール部導体厚）／（配線ピッチ）−４である
プリント厚膜機−７細パタ７−−ン／導体を得た。１２
０℃、１時間と一６０℃、１時間のヒートサイクル試験
、３００サイクルを、上記スルーホール１０００個につ
いて、実施した結果、断線、亀裂の生じたものは皆無で
あった。

「実施例４」膜厚４０μｍのアルミニウム薄板上に、イーストマンゴ
ダック社製ネガ型レジスト［マイクロレジスト７４７−
１１０　ｃｓｔ　Ｊを乾燥後、膜厚が５μｍになる様に
塗布、ゾレベークして、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、回路部以外の部分に
レジストを形成した。次いでバーショウ行田社製ピロリ
ン酸銅メッキ液を用いて、アルミニウム薄板を陰極とし
、初め電流密度０．１Ａ／ｄｍ２で、平均膜厚０５μｍ
銅メツキした後、電流密度を８Ａ／ｄｍ２に増加させ、
１００μｍ厚の銅を回路部に形成した。その後絶縁フェ
ス（日立化成製ＷＩ−６４０）で導電、Ｊターン面をオ
ーバーコートし、セメダイン社製５Ｇ−ＥＰＯＥＰ−０
０８工ポキン樹脂系接着剤を用いて、アルミニウム薄板
を外側にして２枚貼シ合わせる。

次にスルーホール形成部にドリルで１５縮φの穴をあけ
た。その後すでにｐＨ調整ずみの／ニーリング社製の活
性化液アクチベーター・ネオガント８３４、還元液リデ
ー−サー・ネオガン）ＷＡを使って活性化処理し、それ
からスズ薄板を５重量係の水酸化ナトリウム水溶液でエ
ツチング除去した。そのあと無電解銅メッキ（室町化学
製ＭＫ−４３０）を行ない、次いでバーショウ行田社製
ビロリン酸鋼メッキ液を用いて、電流密度８Ａ／ｄｍ２
で膜厚１００μｍの銅メッキを行ない、配線密度１０（
本／　ｍｍ　、導体膜厚２００μｍ、（スルーホール部
導体厚）／（配線ピッチ）　−２，５であるプリント厚
膜微細パターン導体を得た。１２０℃、１時間と一６０
℃、１時間のヒートサイクル試験、３００サイクルヲ、
上記スルーホール１０００個について実施した結果、断
線、亀裂の生じたものは皆無であった。

「比較例１」前記、実施例４において、無電解銅メッキ後、（スルー
ホール部導体厚）／（配線ピッチ）＝０．０３となる様
に、電解銅メッキを行なった。得られたスルーホール１
０００個について、１２０℃、１時間と一６０℃、１時
間のヒートサイクル試験、３００サイクルを実施した結
果、２０個に断線が生じ、６０個に亀裂が生じた。

「比較例２」前記、実施例４において、無電解鋼メッキ後、（スルー
ホール部導体厚）／（配線ピッチ）−１５となる様に電
解銅メッキを行った結果、導体線間に短絡が生じた。

〔発明の効果〕

この発明によれば、高い信頼性のスルーホールを有する
プリント厚膜微細パターン導体が得られ、実用上、抵抗
値の小さい小型コイル、高密度配線などを、よシ高性能
なものとして提供できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁状基板の両面、または片面に、導体配線密度
３本／ｍｍ以上、導体膜厚３０μｍ以上の導電体を有し
、かつ、その両面間の導体を電気的に接続するスルーホ
ールが形成され、そのスルーホール部の導体厚の上記導
体配線のピッチに対する比が、０．０４５〜１０である
ことを特徴とするプリント厚膜微細パターン導体。