JP6245473B2 - フレキシブル配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく下地金属層と銅層が積層された２層銅張積層板を配線加工するフレキシブル配線板の製造方法に関する。

フレキシブル配線板は、その自在に屈曲できる性質を活かしてハードディスクの読み書きヘッドやプリンターヘッドなどの電子機器の可動部の屈曲を要する配線部分、液晶ディスプレイ装置内のわずかな隙間を通す配線部分などに広く用いられている。
使用するフレキシブル配線板は、一般的に銅層と樹脂フィルム層とからなる積層構造のフレキシブルな銅張積層板（銅張積層板：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎとも称す）に対して、サブトラクティブ法やセミアディティブ法を用いて配線加工することで作製されている。

配線加工法の一つであるサブトラクティブ法とは、銅張積層板の銅層を化学エッチング処理して配線以外の不要部分を除去する方法である。
具体的には、銅張積層板の銅層の表面にフォトレジスト層を成膜した後、このフォトレジスト層にパターニング処理を施すことにより導体配線として残したい部分以外の銅層の表面を露出させ、この銅層の露出部分を、銅を溶かすエッチング液を用いて選択的に除去することで導体配線を形成し、その後水洗するものである。

一方、セミアディティブ法とは、銅張積層板の銅層の表面に配線の形状となるように銅めっき層を設けた後、不要な銅層と下地金属層を化学エッチングで除去する方法である。
具体的には、銅層の表面に配線の形状に開口したレジスト膜を成膜した後、銅層の開口した箇所に配線として必要な膜厚まで銅めっきを施して銅めっき層を設け、レジスト除去後、化学エッチングにより不要な銅層と下地金属層を除去し、その後水洗するものである。

サブトラクティブ法やセミアディティブ法を用いて配線加工の後、必要に応じ、配線に錫めっき等を施し、錫めっき後、必要な個所にソルダーレジストを塗布し硬化させてソルダーレジスト膜を形成しフレキシブル配線板が完成する。
完成したフレキシブル配線板には半導体素子などの電子部品が実装されて回路装置となる。

このように、フレキシブル配線板を製造する過程で、ソルダーレジストなどの硬化をはじめとする熱が銅張積層板に付加されるが、銅張積層板は、銅層と樹脂フィルム層の積層体であり、銅層も樹脂フィルム層も熱による膨張収縮が起こり、これら膨張収縮による寸法変動が問題となっている。即ち、フレキシブル配線板の配線ピッチの微細化によりフレキシブル配線板と半導体素子などの電子部品とを接続する際の配線パターンとの位置合わせに係わり、半導体素子の多ピン化の進展に従い要求される精度に対応することが厳しくなってきている。

そこで、特許文献１では銅張積層板の一方の表面に補強板を剥離可能な有機物層を介して貼り合わせ、次いで補強板が貼り合わされていない面に回路パターンを形成してから、該可撓性フィルムを該補強板から剥離する回路基板の製造方法の技術が開示されている。しかしながら、補強板を張り合わせる工程、剥離する工程などの製造工程の増加や、接着に用いた有機物質による汚染などの問題が生じ易く、要求される精度に対応したフレキシブル配線板が望まれている。

特開２００３−１２４６０５号公報

このような要求に対して、本発明は銅張積層板からフレキシブル配線板を製造する過程の熱処理で、簡便な手段で寸法変動が抑えられるフレキシブル配線板の製造方法を提供するものである。

上記状況に鑑み、本発明の第１の発明は、長尺のポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく下地金属層と銅層が積層された長尺の２層銅張積層板を配線加工するフレキシブル配線板の製造方法において、その長尺のポリイミドフィルムがピロメリット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなるイミド結合を含むポリイミドであり、配線加工の際に長尺の銅張積層板の長手方向に張力を加えながら１００℃〜１５０℃の熱処理を行った後、室温まで冷却された銅張積層板を、室温及び湿度が一定の条件下で６時間以上放置した後に次の加工を行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法であり、本発明の第２の発明は、その湿度が５０％ＲＨであることを特徴とする。

本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明における下地金属層が乾式めっき法により成膜されることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。

本発明の第４の発明は、第１から第３の発明における下地金属層が、厚み３ｎｍ〜５０ｎｍのニッケル−クロム合金であることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。

本発明の第５の発明は、第１から第４の発明における熱処理が、フォトレジストを乾燥させる工程であることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。

本発明の第６の発明は、第１から第４の発明における熱処理が、ソルダーレジストを硬化させる工程であることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。

本発明によれば、配線ピッチが微細化したフレキシブル配線板でも、配線加工の際の寸法変動が抑制されているので、寸法のばらつきが少なく寸法精度が高いフレキシブル配線板を作製することを可能とする。

本発明の熱処理方法で処理したフィルムを用いて作製した銅張積層板の模式断面図である。 本発明の熱処理方法を好適に実施できるスパッタリング成膜装置の一具体例の正面図である。 スパッタリング成膜装置で成膜されたフィルムに対して好適に実施できる湿式めっき装置の一具体例の正面図である。

［１］銅張積層板
フレキシブル配線板の製造に用いられる銅張積層板は、接着剤を用いて電解銅箔や圧延銅箔をベース層である絶縁性の樹脂フィルムに接着した「銅箔／接着剤層／樹脂フィルム」からなる３層構造の銅張積層板（以下、３層銅張積層板とも称する）と、銅層若しくは銅箔と樹脂フィルム基材とが直接接合した「銅層若しくは銅箔／樹脂フィルム」からなる２層構造の銅張積層板（以下、２層銅張積層板とも称する）とに分類することができる。

上記２層銅張積層板は更に３種類に大別することができる。
即ち、樹脂フィルムの表面に下地金属層と銅層を順次めっきして形成した銅張積層板（通称メタライジング基板）、銅箔に樹脂フィルムのワニスを塗って絶縁層を形成した銅張積層板（通称キャスト基板）、および銅箔に樹脂フィルムをラミネートした銅張積層板（通称ラミネート基板）の３種類である。

これらのうち、メタライジング基板は銅層の薄膜化が可能であり、且つ樹脂フィルムと銅層や下地金属層との界面の平滑性が高いため、キャスト基板やラミネート基板あるいは３層銅張積層板と比較して配線ピッチの微細化に適している。キャスト基板やラミネート基板あるいは３層銅張積層板では、樹脂フィルム等と銅箔の界面のアンカー効果による密着性を向上のため、銅箔の表面うち樹脂フィルム側の表面粗さを粗くしているので、樹脂フィルムと銅箔の界面の平滑性は望めない。
そのため、本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法では、メタライジング基板を配線加工することが望ましい。

［２］メタライジング基板
図１はメタライジング基板（銅張積層板）６の一例を示す模式断面図である。
ポリイミドフィルムを用いた樹脂フィルム基材１の少なくとも片面に、樹脂フィルム基材１側から順に、下地金属層２、銅薄膜層３、および銅電気めっき層４が積層され、銅層５は銅薄膜層３と銅電気めっき層４とから構成されている。

ここで、下地金属層２は樹脂フィルム基材１と銅層５との密着性や耐熱性などの信頼性を確保するものである。従って、下地金属層２の材質は、ニッケル、クロム、またはこれらの合金の何れか１種とするのが好ましい。特に、密着強度や配線作製時のエッチングしやすさを考慮すると、ニッケル・クロム合金が適している。

下地金属層２に用いるニッケル・クロム合金は、その組成が、クロム１５質量％以上２２質量％以下が望ましく、これにより優れた耐食性や耐マイグレーション性が得られる。このうち、２０質量％クロムのニッケル・クロム合金はニクロム合金として流通しており、マグネトロンスパッタリング法のスパッタリングターゲットとして容易に入手可能である。また、ニッケルを含む合金には、クロム、バナジウム、チタン、モリブデン、コバルト等を添加しても良い。さらに、クロム濃度の異なる複数のニッケル・クロム合金の薄膜を積層して、ニッケル・クロム合金に関して濃度勾配を有する下地金属層を成膜しても良い。

下地金属層２の膜厚は、３〜５０ｎｍが望ましい。
この下地金属層２の膜厚が３ｎｍ未満では、ポリイミドフィルムからなる樹脂フィルム基材１と銅層５との密着性を保てず、耐食性や耐マイグレーション性で劣るおそれがある。一方、下地金属層２の膜厚が５０ｎｍを超えると、サブトラクティブ法やセミアディティブ法で配線加工する際に下地金属層２の十分な除去が困難な場合が生じる。
このように下地金属層２の除去が不十分な場合は、配線間のマイグレーション等の不具合が懸念される。

銅薄膜層３は、主に銅で構成され、その膜厚は、１０ｎｍ〜１μｍが望ましい。
銅薄膜層３の膜厚が１０ｎｍ未満では、後述する銅電気めっき層４を電気めっき法で成膜する際の導電性の確保が困難になり、電気めっきの際の外観不良に繋がる。銅薄膜層３の膜厚が１μｍを超えても２層銅張積層板の品質上の問題は生じないが、生産性が低下する問題を生じることから１μｍ以下が望ましい。

銅電気めっき層４の膜厚は１２μｍ以下が望ましく、銅電気めっき層４の膜厚が１２μｍを超えると配線ピッチ５０μｍ以下のフレキシブル配線板への化学エッチング配線加工（サブトラクティブ法の配線加工）が困難となる。また、２層構造の銅張積層板をセミアディティブ法で配線加工する場合は、銅層の膜厚（銅薄膜層と銅電気めっき層の合計の膜厚）はセミアディティブ法の加工での導電性を確保するために１μｍ以上あればよい。

樹脂フィルム基材１に使用するポリイミドフィルムは、芳香族ポリイミドフィルムを用いる。
ポリイミドフィルムの熱的特性は、芳香族酸無水物と芳香族ジアミンとによるイミド化合物により支配されるので、本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法では、ポリイミドフィルムが、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるイミド化合物を含有している必要がある。このイミド結合をもつポリイミドフィルムにはカプトン（登録商標 東レ・デュポン株式会社製）が知られている。カプトン（登録商標）フィルムは市場で容易に入手することができる。

ポリイミドフィルムの厚みは、柔軟性とフィルムとして形状が保てる厚みであればよく、厚み１０μｍ〜５０μｍが望ましい。

次に、メタライジング基板の製造方法の一例としては、樹脂フィルムとして用いるポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にスパッタリング法などの乾式めっき法で下地金属層を成膜し、下地金属層の表面に乾式めっき法で銅薄膜層を成膜する。下地金属層と銅薄膜層が成膜された銅薄膜層付樹脂フィルム基材の銅薄膜層の表面に、硫酸銅水溶液中で電気めっき法などの湿式めっき法で銅電気めっきを成膜する。以下、メタライジング基板の製造方法を説明する。

［３］メタライジング基板の製造方法（乾式めっき部分）
長尺のポリイミドフィルムに下地金属層や銅薄膜層を成膜するには、図２に示すロール・ツー・ロールスパッタリング装置を用いればよい。
この図２に示すロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０は、直方体状のチャンバー１２内にその構成要素のほとんどを収納した構造になっている。チャンバー１２の形状は図２の直方体形状に限られるものではなく、１０^−４Ｐａ〜１Ｐａ程度の減圧状態を維持できるのであれば円筒形状等の他の形状でもよい。

このチャンバー１２内に、長尺ポリイミドフィルムからなる樹脂フィルム基材Ｆ１が引き出される巻出ロール１３、樹脂フィルム基材Ｆ１の搬送に追従して回転するフリーロール１１ａ、１１ｂ、樹脂フィルム基材Ｆ１を外周面に巻き付けて冷却するキャンロール１４、マグネトロンカソード式のスパッタリングカソード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、キャンロール１４に隣接して設けられた前フィードロール１６ａおよび後フィードロール１６ｂ、張力センサーを備えたテンションロール１７ａ、１７ｂ、下地金属層および銅薄膜層が成膜された樹脂フィルム基材Ｆ２をロール状に巻き取る巻取ロール１８が設けられている。

これらのうち、巻出ロール１３、キャンロール１４、前フィードロール１６ａ、および巻取ロール１８には回転駆動手段であるサーボモータが備わっている。更に巻出ロール１３および巻取ロール１８の各々は、パウダークラッチ等によるトルク制御によって搬送中の樹脂フィルム基材の張力バランスを保っている。フリーロール１１ａ、１１ｂ、キャンロール１４、およびテンションロール１７ａ、１７ｂは、外周面が硬質クロムめっきで仕上げられている。

キャンロール１４の内部にはチャンバー１２の外部から供給される冷媒や温媒が循環しており、これによりキャンロール１４の外周面を略一定の温度に調整することができる。このキャンロール１４の外周面に対向してスパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄが配置されている。キャンロール１４の外周面の幅方向におけるスパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄの寸法は、樹脂フィルム基材Ｆ１の幅よりも大きいのが好ましい。

［４］メタライジング基板の製造方法（湿式めっき部分）
上記乾式めっき法で銅薄膜層が成膜された銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２は、次に湿式めっき法により銅電気めっき層の成膜が行われる。
湿式めっき法を行う装置としては、例えば硫酸銅などのめっき浴中にて不溶性アノードを用いて電気めっきを行う装置を挙げることができる。なお、使用する銅めっき浴の組成は、通常用いられるプリント配線板用のハイスロー硫酸銅めっき浴でも良い。

図３には、かかる電気めっき装置の一具体例として、ロール・ツー・ロール電気めっき装置２０（以下電気めっき装置２０とも称する。）が示されている。
この電気めっき装置２０は、下地金属層と銅薄膜層を成膜して得られた銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２をロール・ツー・ロールで連続的に搬送することで電気めっき槽２１内のめっき液２８への浸漬状態と非浸漬状態とを繰り返し、めっき液２８に浸漬している間に電気めっきにより金属薄膜の表面に銅電気めっき層を成膜するものである。これにより所定の膜厚の銅層が形成された２層構造の銅張積層板Ｓを作製することができる。なお、銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２の搬送速度は、数ｍ〜数十ｍ／分の範囲が好ましい。

具体的に説明すると、銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２は、巻出ロール２２から巻き出され、給電ロール２６ａを経て、電気めっき槽２１内のめっき液２８に浸漬される。めっき液２８内に入った銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２は、反転ロール２３により搬送方向が反転された後、めっき液面２８ａより上に引き上げられる。反転ロール２３での反転の直前および直後の搬送経路を走行する銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２に対向する位置にはそれぞれアノード２４ａおよびアノード２４ｂが設けられている。各アノードは給電ロールとの間で電圧が印加されるようになっており、例えば給電ロール２６ａ、アノード２４ａ、めっき液、銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２および電源により電気めっき回路が構成される。これにより銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２の表面に電気めっき処理が施される。

即ち、１１個の給電ロール２６ａ〜２６ｋおよび１０個の反転ロール２３により銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２にはめっき液２８への浸漬状態と非浸漬状態とが複数回（図３では合計１０回）繰り返され、これにより銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２の銅薄膜層上に徐々に銅層が成膜され、２層構造の銅張積層板を形成していく。最終の反転ロール２３で搬送方向が反転せしめられた２層構造の銅張積層板Ｓは給電ロール２６ｋを経た後、巻取ロール２９に巻き取られる。なお、各アノードを構成する不溶性アノードには導電性セラミックで表面をコーティングした公知のものを使用することができる。

電気めっき槽２１の外部には、めっき液２８に銅イオンを供給する機構が設けられている。このめっき液２８への銅イオンの供給は、酸化銅水溶液、水酸化銅水溶液、炭酸銅水溶液等で供給するのが好ましい。あるいは、めっき液中に微量の鉄イオンを添加して、無酸素銅ボールを溶解して銅イオンを供給する方法でもよい。

電気銅めっき中における電流密度は、アノード２４ａから搬送方向下流に進むにつれて電流密度を段階的に上昇させ、アノード２４ｑから２４ｔで最大の電流密度となるようにするのが好ましい。このように電流密度を上昇させることで、銅層の変色を防ぐことができる。
また、銅層の膜厚が薄い場合に電流密度が高いと銅層の変色が起こりやすいため、めっき中の電流密度は０.１〜８Ａ／ｄｍ^２が望ましい。この電流密度が８Ａ／ｄｍ^２より高くなると銅電気めっき層の外観不良が発生するおそれがある。
銅電気めっき層が成膜されて、２層銅張積層板のメタライジング基板が得られ、そのメタライジング基板は、配線加工に適した幅にスリッターで裁断される。

［５］フレキシブル配線板の製造方法の概要
配線ピッチが微細化されたフレキシブル配線板の製造方法としては、サブトラクティブ法として以下のものが知られている。
配線加工に適した幅に裁断されたメタライジング基板には、銅層の表面にフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を露光、現像して所望のパターンを形成する。次に、こうして形成されたフォトレジストパターンをマスクとして、露出した銅層を化学エッチングして、フォトレジストパターンと略相似形状の銅層と下地金属層からなる配線パターンを形成する。次いでフォトレジスト層をアルカリ溶液等により剥離除去した後、配線パターン間に残存する下地金属層をエッチング除去することにより、配線パターンが形成される。配線パターンを形成した後に、錫めっきを施し、ソルダーレジスト膜が形成されてフレキシブル配線板となる。

［６］フォトレジスト膜形成工程
フォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成工程は、液状のフォトレジストをスクリーン印刷など公知の塗布方法で銅層表面に塗布され、塗布後、加熱乾燥される。液状フォトレジストの加熱乾燥の際に銅張積層板も熱が加わる熱処理がされる。液状フォトレジストの乾燥条件は、温度１００℃〜１５０℃であり時間として５分以上である。
なお、フォトレジスト膜はドライフィルムタイプのフォトレジスト（ドライフィルム）を銅層の表面にラミネートしてもよい。ドライフィルムレジストをラミネートする場合は公知のラミネート方法で、温度１００℃〜１５０℃で数秒以上加圧密着される。瞬間的ではあるが、ドライフィルムレジストのラミネートでも銅張積層板には加熱される熱処理が行われる。

［７］露光工程
フォトレジスト膜形成工程の次は露光工程である。銅張積層板の銅層の表面に形成されたフォトレジスト膜は、露光工程においては、銅層に配線パターンを形成するために、所定パターンからなるフォトマスクを介して紫外線をフォトレジストに照射し、露光部を形成する。

［８］現像工程
露光工程の次は現像工程である。露光されたフォトレジストは、現像工程においては、露光領域を現像液で溶解除去し、開口部を有するフォトレジストパターンが形成される。現像液は、例えば、温度３０℃〜５０℃の炭酸ナトリウム水溶液やトリエタノールアミン水溶液等のアルカリ溶液をシャワー噴射して行われる。

［９］化学エッチング工程
現像工程の次は化学エッチング工程である。フォトレジストパターンが形成された後、化学エッチング工程で、銅張積層板は配線パターンに加工される。エッチング液は銅層や下地金属層がエッチングできる組成が望ましい。
使用するエッチング液としては、例えば、塩化第二銅水溶液や塩化第二鉄水溶液が用いられる。処理条件としては、例えば、温度が４０〜５０℃、シャワー圧力が０．１〜０．７ＭＰａ、処理時間が２０〜１２０秒という条件でエッチング液を噴射してエッチング処理が行われる。このとき、下地金属層も同時にエッチング除去される。また、必要に応じて過マンガン酸塩水溶液などの下地金属層除去剤をシャワー噴射して下地金属層除去工程を加えてもよい。

この化学エッチング工程を経て配線パターンが形成されると、フォトレジストパターンはフォトレジスト剥離工程で剥離される。フォトレジスト剥離工程においては、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液で、フォトレジストパターンが溶解除去される。フォトレジスト除去工程の後、水洗による薬液除去の後、エアーナイフ等の液切により乾燥される。化学エッチング工程とフォトレジスト剥離工程は連続して行われる。フォトレジスト剥離工程を経て次工程の錫めっき工程へ移る。

［１０］錫めっき工程
錫めっき工程においては、化学エッチング工程により形成された銅層の配線の表面上に、公知の無電解錫めっき法で、錫めっき層が形成される。錫めっき工程の後水洗による薬液除去の後、エアーナイフ等の液切により乾燥される。乾燥後は次工程のソルダーレジスト膜形成工程へ移る。

［１１］ソルダーレジスト膜形成工程
ソルダーレジスト膜形成工程は、スクリーン印刷により、所定パターンのソルダーレジストを配線パターン上に印刷する。ソルダーレジストには、ポリイミド系（日立化成工業株式会社製：ＳＮ−９０００）やウレタン系（日本ポリテック株式会社製：ＮＰＲ−３３００）のものが使用可能であり、いずれも加熱により硬化するソルダーレジストである。
ソルダーレジスト印刷の後、ソルダーレジストは加熱硬化される。ソルダーレジストの加熱硬化条件は、温度１００℃〜１５０℃の範囲に加熱される。ソルダーレジスト加熱硬化でも、銅張積層板には、熱処理が施される。
ソルダーレジスト硬化工程の後、フレキシブル配線板の製品として完成する。そして、必要に応じて電子部品の実装しやすい大きさに裁断される。

［１２］フレキシブル配線板の製造工程での熱処理
フレキシブル配線板を製造する一連の工程のフォトレジスト膜形成工程、露光工程、現像工程、化学エッチング工程、錫めっき工程、ソルダーレジスト膜形成工程のそれぞれの工程では、長尺の銅張積層板がロール・ツー・ロールで搬送される。ロール・ツー・ロールで搬送されて熱処理がされるので、銅張積層板には、長手方向（ＭＤ方向）に張力が加えられる。また、張力をかけながら搬送しないと、銅張積層板が熱処理で変形する。

各工程の処理速度（単位時間に処理できるフレキシブル配線板の数）が異なるので、フォトレジスト膜形成工程、露光工程、現像工程、化学エッチング工程、錫めっき工程、ソルダーレジスト膜形成工程を分離して行うことが望ましい。

フォトレジスト膜形成工程やソルダーレジスト膜形成工程ではフォトレジストの加熱乾燥やソルダーレジストの加熱硬化等の熱処理が施されるので、銅張積層板にも熱処理が加えられる。１２０℃に加熱された銅張積層板は、加熱後２０分間も室温中に放置すれば、その温度は室温（例えば２０℃〜２５℃）まで低下する。発明者は鋭意研究の結果、加熱処理の後、銅張積層板が室温に低下しても、一定時間以上、室温に放置した後でなければ、寸法の変動が一定にならないことを突き止めた。すなわち、加熱処理後、銅張積層板の寸法は伸びる傾向があるが、一定時間以上放置すれば寸法変化率は一定となり、その熱処理によりそれ以上銅張積層板の寸法が伸びることはなく、寸法変動が一定の伸び率で止まることを意味する。さらに、発明者は、寸法変化率が一定の値になる時間が、ポリイミドフィルムの種類により異なることも突き止めた。

銅張積層板を熱処理し、室温まで低下させた後、一定時間放置することで、銅張積層板の寸法変化率が一定になることを、フレキシブル配線板の製造方法に応用するならば、たとえば、フォトレジスト膜形成工程で、フォトレジストを加熱乾燥させた後に一定時間放置してから次の露光工程へ進まないと、銅張積層板の寸法変化（寸法の伸び）によりフォトレジストパターンの間隔が変動して、再現性良く配線パターンを形成することができなくなる。

また、熱処理後の銅張積層板を一定時間以上、室温に放置すれば、その熱処理でそれ以上、銅張積層板は、伸びないことから、熱処理後の各工程間の滞留時間をある一定時間にすればよいことも意味する。このことは、銅張積層板の寸法変動を抑制するために長時間にわたって工程を滞留させたりする必要はないことを意味する。

銅張積層板のポリイミドフィルムに４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるイミド化合物を含有しているならば、１００℃〜１５０℃の温度範囲で熱処理後の銅張積層板の室温中での放置時間は６時間以上あればよい。
すなわち４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるイミド化合物を含有しているポリイミドフィルムを用いた銅張積層板を１００℃〜１５０℃の温度範囲で熱処理した後に、室温中に６時間以上放置すれば、銅張積層板の寸法の伸びは、一定の寸法変化率のままで変動しないのである。

ここで、本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法の熱処理温度を１００℃〜１５０℃とするのは一般的にフレキシブル配線板の製造工程で用いられる液状フォトレジストの推奨される乾燥温度範囲や、ソルダーレジストの推奨される硬化温度範囲による。また、熱処理の保持時間の影響はないので、各工程で必要な熱処理時間を適宜選択すればよい。熱処理の保持時間を規定しないのは、熱処理後の銅張積層板の寸法変化は、銅張積層板が熱処理温度に曝され、室温まで降温される過程の膨張と収縮による銅張積層板の内部応力の緩和が、室温に放置した際の、銅張積層板の寸法の伸びとなると考えられる。なお、張力は、熱処理で銅張積層板にしわが生じたりしない範囲で適宜加えればよい。

銅張積層板の寸法の伸びが一定の変化率で止まっていれば、露光工程で用いるフォトマスクなどを、その寸法変化率を考慮して設計すれば、配線ピッチが５０μｍ以下の微細化した配線パターンにも対応でき、寸法精度が高いフレキシブル配線板を作製することが可能になるので、電子部品を接続する際の電子部品と配線パターンとの位置合わせ問題も是正できるのである。
また、フォトレジスト膜形成工程と露光工程以外でも、銅張積層板の寸法変動が止まっていれば、フレキシブル配線板の寸法精度を高くすることができる。

これまで、サブトラクティブ法を例に本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法を説明してきたが、セミアディティブ法で配線加工する際も本発明のフレキシブル配線板の製造方法を適用すればよい。

以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。

図２のロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０を用いて、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるイミド化合物を含有する厚み３８μｍの長尺のポリイミドフィルム「カプトン（登録商標）ＥＮＡ」の表面に、スパッタリング法により厚み２５ｎｍのクロムを２０質量％含むニッケル−クロム合金からなる下地金属層と、その下地金属層の表面に厚み１００ｎｍの銅薄膜層を成膜して、銅薄膜層付樹脂フィルム基材を得た。得られた銅薄膜層付樹脂フィルム基材の銅薄膜層の表面に図３の電気めっき装置２０を使用して厚み８μｍの銅電気めっき層を成膜して実施例１に係る銅張積層板を作製した。

得られた銅張積層板をＩＰＣ−ＴＭ−６５０ ２．２．４規格に規定されるＭｅｔｈｏｄ Ａに準拠してＭＤ方向（銅張積層板の長手方向）の寸法変化率を測定した。
試料の外寸をＭＤ方向×ＴＤ方向（銅張積層板の幅方向）が２０ｃｍ×１６ｃｍであることと、試料のＭＤ方向とＴＤ方向に略平行となるように両方向に６ｃｍ間隔で寸法変化測定用の位置穴を開けたことと、熱負荷条件を大気中１２０℃の下５分間保持したことと、試料のＭＤ方向（銅張積層板の長手方向）に９Ｎの張力を付加したことと、熱処理後、試料を温度２３℃湿度５０％ＲＨ下２０分間に放置して冷却した後、さらに温度２３℃湿度５０％ＲＨ下に放置して１時間後、３時間後、６時間後、２４時間後、４８時間後のＭＤ方向の冷却直後に対する寸法変化率を測定したこと以外は同規格に準拠して測定を行った。その結果を表１に示す。

実施例１のポリイミドフィルムを「カプトン（登録商標）ＥＮＣ」とした以外は実施例１と同条件により実施例２に係る銅張積層板を作成し、熱処理後の寸法変化率を測定した。その結果を表１に示す。

実施例１で作製した銅張積層板を、実施例１で用いた試料と同じく、外寸がＭＤ方向×ＴＤ方向（銅張積層板の幅方向）が２０ｃｍ×１６ｃｍなるように裁断し、寸法変化測定用の位置穴をあけた実施例３に係る評価用基板を作製した。
その評価用基板に液状フォトレジストをスピンコートした後、実施例１と同様に張力を掛けて、大気中１１０℃１５分間オーブンで乾燥した。オーブンから取出し後、温度２３℃湿度５０％ＲＨ下に放置して冷却し、冷却後の放置時間が６時間後にＴＤ方向に平行でＭＤ方向の寸法変化測定用の位置穴間に２０μｍピッチ（配線２０μｍ、スペース２０μｍ）のストライプが形成されたフォトマスクで露光を行った。
寸法変化測定用の位置穴の間隔の冷却直後と露光後の寸法をそれぞれ測定し、その寸法変化率を求めた。その結果、寸法変化率は０．００６％であった。

放置時間を２４時間とした以外は実施例３と同様にエッチング加工を行い、実施例４の試験片を作製した。
ＭＤ方向の冷却直後と露光後の寸法変化率を測定したところ、０．００６％であった。

放置時間を４８時間とした以外は実施例３と同様にエッチング加工を行い、実施例５の試験片を作製した。
ＭＤ方向の冷却直後と露光後の寸法変化率を測定したところ、０．００６％であった。

（比較例１）
放置時間を１時間とした以外は実施例３と同様にエッチング加工を行い、比較例１に係る試験片を作製した。
ＭＤ方向の冷却直後と露光後の寸法変化率を測定したところ、０．００４％であった。

実施例１及び実施例２の測定結果を示す表１より、熱処理後、室温に６時間以上放置すると、熱処理前に対する寸法変化率は一定になることがわかる。このことは、室温に６時間以上放置すれば、寸法変動が止まることを意味している。
さらに、露光工程を経た場合に、放置時間が６時間以上の実施例３（６時間）、実施例４（２４時間）、実施例５（４８時間）では、寸法変化率に変化が無く一定の値を示し、試料寸法に対して露光工程の影響を受けないことを示唆している。

また、放置時間６時間の実施例３と、放置時間１時間の比較例１を比べると、比較例１は実施例３よりも２．４μｍだけ寸法変化測定用の位置穴の間隔が狭いことがわかる。
このような寸法変化の違いは、実操業において放置時間が異なる試料が次工程へ移ると、寸法が異なったまま配線加工されることになり、フレキシブル配線板生産時の寸法精度が確保できず、結果的に電子部品との接続不良を起こす可能性が高いことを示唆している。
なお、量産時には配線の寸法の伸びを一定に管理していれば、その寸法の伸びを見込んで配線パターンを設計すればよい。

Ｆ１ 樹脂フィルム基材
Ｆ２ 銅薄膜層付樹脂フィルム基材
Ｓ ２層構造の銅張積層板
１ 樹脂フィルム基材
２ 下地金属層
３ 銅薄膜層
４ 銅電気めっき層
５ 銅層
６ 銅張積層板
１０ ロール・ツー・ロールスパッタリング装置
１１ａ、１１ｂ フリーロール
１２ チャンバー
１３ 巻出ロール
１４ キャンロール
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ スパッタリングカソード
１６ａ 前フィードロール
１６ｂ 後フィードロール
１７ａ、１７ｂ テンションロール
１８ 巻取ロール
２０ ロール・ツー・ロール電気めっき装置
２１ 電気めっき槽
２２ 巻出ロール
２３ 反転ロール
２４ａ〜２４ｔ アノード
２６ａ〜２６ｋ 給電ロール
２８ めっき液
２８ａ めっき液面
２９ 巻取ロール

Claims (6)

1. 長尺のポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく下地金属層と銅層が積層された長尺の２層銅張積層板を配線加工するフレキシブル配線板の製造方法において、
   前記長尺のポリイミドフィルムがピロメリット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなるイミド結合を含むポリイミドであり、
   配線加工の際に長尺の銅張積層板の長手方向に張力を加えながら１００℃〜１５０℃の熱処理を行った後、室温まで冷却された銅張積層板を、室温及び湿度が一定の条件下で６時間以上放置した後に次の加工を行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。
2. 前記湿度が５０％ＲＨであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線板の製造方法。
3. 前記下地金属層が乾式めっき法により成膜されることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル配線板の製造方法。
4. 前記下地金属層が、厚み３ｎｍ〜５０ｎｍのニッケル−クロム合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板の製造方法。
5. 前記熱処理が、フォトレジストを乾燥させる工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板の製造方法。
6. 前記熱処理が、ソルダーレジストを硬化させる工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板の製造方法。

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