JPH05283865A

JPH05283865A - 多層フレキシブルプリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JPH05283865A
Application number: JP7675392A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Matsuura; 友紀松浦; Hideji Sagara; 秀次相楽
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】耐熱性、寸法安定性に富んだ多層フレキシブ
ル配線基板を得る。【構成】ポリイミド樹脂を基材とした銅張基板上の銅
箔に回路パターン上に、ポリイミド層を形成した後に、
酸素プラズマによってポリイミド層の表面処理した後に
ポリイミド層上に無電解めっきおよび電気めっきによっ
て導電層を形成した後に、導電層に回路パターンを形成
するとともに、ポリイミド層に他層との導通孔となる開
口をエッチングによって形成し、開口に無電解めっきお
よび電気銅めっきによって導通部を形成する方法であっ
て、ポリイミド前駆体の塗布以降の工程を必要とする多
層配線板の層に相当する回数を繰り返すことによって多
層フレキシブル配線板を得る。【効果】無接着剤による銅箔の積層を可能としたの
で、信頼性の高い配線板を容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータや通信機
器等の各種電子機器の可動部への配線、ケーブル、コネ
クター機能を付与した複合部品や、ＬＳＩ実装用の回路
モジュール等に使用される多層配線板、特に多層フレキ
シブルプリント配線板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブルプリント配線板は、屈曲可
能な薄いベースフィルム上に金属配線を施したもので、
実装スペースの節約や信頼性の向上に役立ち、コンピュ
ータ関連機器、オーディオ製品、通信機器等に広く利用
されている。近年の電子機器の小型化、軽量化、薄型
化、高密度化に伴い、フレキシブルプリント配線板にも
リジッドプリント配線板と同様に多層化の要求が高まっ
ている。プリント配線板の多層化は、表裏は勿論内部に
も幾層ものプリント配線を有しているため、ＩＣ、ＬＳ
Ｉ、超ＬＳＩ等の集積回路との併用により、電子回路の
部品間距離の短縮、部品数と接続部分の大幅な削除を可
能にした。

【０００３】多層フレキシブルプリント配線板は従来か
らいろいろな製造方法によって実施されているが、金属
の導電層を３層有する３層フレキシブルプリント配線板
を例に挙げ、製造工程の一例を図３に示す。

【０００４】まず図３（ａ）に示すように、銅箔３１を
ポリイミド等の絶縁層を基材３２とする両面銅張基板
の、他の層を積層後に内層となる回路パターン３３をフ
ォトエッチング法等により形成し、内層と外層とを導通
するために孔を形成した後、ポリイミド樹脂の表面を活
性化処理の後に無電解銅めっきを行い、次いで電気銅め
っき行って導通孔３４を形成する。そして、図３（ｂ）
に示すように、両面銅張基板の一方に形成した回路パタ
ーンとポリイミド等の絶縁層を基材とする片面銅張基板
３５の絶縁層３６側とを、エポキシあるいはアクリル系
の樹脂を含浸したガラス繊維布等からなるプリプレグ３
７を介して積層し、図３（ｃ）に示すように、ヒートプ
レス３８によって加熱下で加圧して硬化する。次に、図
３（ｄ）に示すように、表裏導体層と内部導体層との導
通を形成するスルー孔３９を設け活性化処理の後、無電
解銅めっきおよび電気銅めっきを行い、さらに図３
（ｅ）に示すように、フォトエッチング法により表裏の
銅箔３１に回路パターン形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方法では、積層時に用いるプリプレグがエポキシあるい
はアクリル系の材料を使用しているため、耐熱性、寸法
安定性に問題を生じる。また、ポリイミド等の絶縁層を
基材とする銅張基板が絶縁層の厚さ３５〜５０μｍ、導
体である銅箔の厚さが１８〜３５μｍであるため、この
銅張基板を用いて積層すると積層後の基板総厚が厚くな
り、薄型化に反するばかりかフレキシブルプリント配線
板の特徴である可撓性が低下しかねない。また、スルー
孔により表裏導体層と内部導体層との導通を形成してい
るため、屈曲時に発生するスルーホール部への応力集中
により内壁部が断線し易くなってしまう。さらに積層ア
ライメント精度確保のために表裏及び内層のランド径が
大きくなり、表裏及び内層の導体の配線が制限され高密
度配線が困難となるとともに、設計面でも制限が大きく
なる。

【０００６】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
ものであり、耐熱性、寸法安定性に優れ、より薄く、よ
りフレキシブルで物理的応力が緩和され、さらに高密度
配線を可能にした多層フレキシブルプリント配線板の製
造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリイミド樹
脂を基材とした銅張基板上の銅箔に回路パターンを形成
した後に、回路パターンを形成した基板の全面にポリイ
ミド前駆体を塗布し硬化処理しポリイミド層を形成した
後に、酸素プラズマによってポリイミド層の表面処理し
た後に、表面処理したポリイミド層上に無電解めっきお
よび電気めっきによって銅からなる導電層を形成した後
に、導電層に回路パターンを形成するとともに、ポリイ
ミド層に他層との導通孔となる開口をエッチングによっ
て形成し、開口に無電解めっきおよび電気銅めっきによ
って導通部を形成する方法であって、ポリイミド前駆体
の塗布以降の工程を必要とする多層配線板の層に相当す
る回数を繰り返すフレキシブル配線板の製造方法であ
る。

【０００８】すなわち、本発明はポリイミド樹脂を基材
とした両面銅張基板を用い、（ａ）前記両面銅張基板の
銅箔面に所定の開口部を設ける工程と、（ｂ）前記開口
部より露出したポリイミド樹脂部のみを選択的に除去す
る工程と、（ｃ）前記ポリイミド樹脂部が選択除去され
た部位にて表裏銅箔間の導通を行う目的で活性化の後、
無電解銅めっき及び電気銅めっきを行う工程と、（ｅ）
前記所定回路の形成がなされた両面銅張基板の回路形成
面に、溶剤含有ポリイミド系ペーストを塗布し、ポリイ
ミド系ペーストが塗布された両面銅張基板を熱処理して
ポリイミド系ペーストの硬化を促進する工程と、（ｆ）
ポリイミド系ペーストを熱硬化処理して形成されたポリ
イミド絶縁膜の表面を酸素プラズマ処理によって表面処
理する工程と、（ｇ）前記表面処理されたポリイミド絶
縁膜を活性化処理した後、無電解めっきおよび電気銅め
っきを行い金属箔の形成を行う工程と、（ｈ）前記金属
銅箔の所定部に開口部を設ける工程と、（ｉ）前記開口
部より露出したポリイミド絶縁膜を選択的に除去する工
程と、（ｊ）前記ポリイミドが選択的に除去された開口
部を通じて、前記第１の所定回路部と金属銅箔との導通
を行う目的で、活性化処理した後に、無電解銅めっき及
び電解銅めっき処理を施す工程と、（ｋ）前記銅めっき
にて形成された金属銅箔面に第２の所定回路の形成を行
う工程により多層化を可能とし上記課題を達成したもの
である。

【０００９】

【作用】本発明の製造方法により、耐熱性、寸法安定性
に優れ、より薄く、よりフレキシブルで物理的応力が緩
和され、高密度配線が可能な信頼性の高い多層ＦＰＣを
提供することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面をもとにして本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明における多層フレキシブルプリ
ント配線板である３層フレキシブルプリント配線板の製
造工程を示したものである。

【００１１】図１（ａ）に示すように銅箔１をポリイミ
ドの基材フイルム２の両面に積層した銅積層基板３の一
方の銅箔に、内層の電気回路となる銅箔と表層の銅箔と
を導通するためのバイア孔を設けるために、バイア孔用
に銅箔に孔４をエッチングによって形成する。図１
（ｂ）のように、銅箔をマスクとして、基材フイルム２
に、バイア孔用の孔５を形成する。エッチング液には、
水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物を含有した
アルコール溶液を用いることができる。図１（ｃ）に示
すように、内層導体と裏層導体とを導通させるために、
塩化パラジウム、塩化第１錫等によって基材フイルムの
表面の活性化を行った後に、無電解めっきを行い、次い
で無電解めっきで得られた銅の薄膜上に銅を電気めっき
して、バイア孔６を完成させる。図１（ｄ）に示すよう
に、内層用の導電層上に所定の回路パターン７をエッチ
ングによって形成し、図１（ｅ）に示すように、所定の
回路を形成した基板上に、加熱によってポリイミドフイ
ルムが得られるポリイミド系被覆剤等のポリアミド酸等
からなる被覆剤を塗布した後に、溶剤を加熱して除去し
た後に、さらに加熱を行って硬化処理してポリイミド層
８を形成した。

【００１２】図１（ｆ）に示すように、酸素プラズマ９
によってポリイミド層の表面を処理し、ポリイミド層上
への銅の付着力を高めた。図１（ｇ）に示すように、ポ
リイミド層７の表面を活性化した後に銅の無電解めっき
を行い、得られた銅の薄膜上に電気めっきによって銅箔
を形成した。

【００１３】図１（ｈ）に示す用に、銅箔１上に、図１
（ａ）に示す方法と同様の方法で、多層間のバイア孔に
相当する孔４を形成し、図１（ｉ）に示すように、図１
（ｂ）に示す方法と同様に、図１（ｈ）の工程で得られ
た孔を形成した銅箔をマスクにしてポリイミド層７に孔
５を形成した。さらに、図１（ｊ）に示すように、図１
（ｃ）に示す方法と同様に、多層間の導通を形成するバ
イア孔６を形成した。そして、図１（ｋ）に示すよう
に、両面の銅箔をエッチングして回路パターン１０を形
成した。

【００１４】以上の工程によりプリプレグを用いた方法
のように、接着層を用いることなく、耐熱性、寸法安定
性に優れたより薄く、よりフレキシブルな、高密度配線
可能な多層フレキシブルプリント配線板ＦＰＣを製造す
ることができる。

【００１５】また、図１（ｊ）に示す工程の後に、図１
（ｄ）〜図１（ｊ）と同様の工程を繰り返すことによっ
て３層以上の多層配線基板を製造することができる。図
２には、全部で６層の導電層を有する多層配線基板の一
例を示す。

【００１６】ポリイミドフイルム２２上には、導電層２
２ａが形成されており、導電層２２ａ上には、ポリイミ
ド層２３ａが設けられており、さらにポリイミド層上に
は、導電層２２ｂ、ポリイミド層２３ｂ、導電層２２
ｃ、ポリイミド層２３ｃ、導電層２２ｄ、ポリイミド２
３ｄが設けられている。

【００１７】そして、多層基板の両面には回路パターン
２４が形成されており、各導電層間を導通させるバイア
孔２５が形成されている。

【００１８】実施例１両面に厚さ１８μｍの銅箔を積層したポリイミド絶縁層
の厚さ３５μｍ銅箔積層ポリイミドフイルム（新日鉄化
学（株）製、商品名：エスパネックス両面板）の片面
に、内層となる導体回路と表層となる導体回路とを導通
するためのバイア孔を設けるため、銅箔にバイア孔用の
直径３００μｍの孔をフォトエッチング法により形成し
た。エッチングは、４２°Ｂｅの濃度の塩化第２鉄水溶
液をエッチング剤として温度４０℃、スプレー圧１．０
ｋｇｆ／ｃｍ²のスプレーエッチングによって行った。

【００１９】ついで、孔を形成した銅箔をマスクとし
て、１Ｎの水酸化カリウムのエタノールと水とを８：２
の割合で混合したアルコール溶液をエッチング剤とし
て、温度７０℃において、超音波の照射下においてバイ
アホール形成部分のポリイミド樹脂層を選択的にエッチ
ング除去した。

【００２０】次に、バイア孔内部に導電層の形成を行っ
た。まず、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂）：０．２ｇ／
ｌ、塩化第１錫（ＳｎＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ）：２０ｇ／
ｌ、塩酸（ＨＣｌ，３５％）：２００ｍｌ／ｌを純水で
全体を１０００ｍｌとした液温度：４０℃の活性化液
に、浸漬時間：２分浸漬し、ポリイミド樹脂の表面を活
性化し、硫酸銅（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）：５ｇ／ｌ、
ロッセル塩（ＫＮａＣ₄Ｈ₄Ｏ₆）：２５ｇ／ｌ、ホル
マリン（ＨＣＨＯ）：１０ｍｌ／ｌ、水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）：７ｇ／ｌ、純水で全体を１０００ｍｌと
した液を使用して、液温度：２０℃で無電解めっきを行
った。続いて、硫酸銅（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）：２４
０ｇ／ｌ、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄，比重１．８３）：５０ｇ
／ｌ、陰極電流密度：３Ａ／ｄｍ²、陰極：陽極＝１：
１、陽極：電気銅、浴電圧：３Ｖ、液温度：３０℃の条
件で銅を電気めっきした。

【００２１】ついで、４２°Ｂｅの塩化第２鉄水溶液を
エッチング液として、温度４０℃、スプレー圧１．０ｋ
ｇ／ｃｍ²のスプレーエッチングにより、内層となる銅
箔に所定の回路を形成した後、内層の導体を形成した側
に、ポリイミド前駆体（新日鉄化学（株）製商品名、ポ
リイミドペーストＳＰＩ−２００Ｎ）を、１５０メッシ
ュの版を用いてスクリーン印刷法により２４μｍの均一
な厚さに塗布し絶縁層を形成した。その後、コンベア式
の遠赤外線炉で１３０℃、１０分間加熱して溶剤成分で
あるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を蒸発さ
せ、２７０℃、２分間の加熱によってポリイミドペース
トを完全に硬化させてポリイミド層を形成した。得られ
たポリイミド層の表面を、酸素プラズマによって表面処
理した。酸素プラズマによる処理は、ドライテック社製
ＭＡＴＲＩＸ−１０２で酸素ガス圧１．２Ｔｏｒｒ、酸
素ガス流量１５０ｍｌ／分、処理時間１２０秒間の条件
で行った。

【００２２】次に、上記したバイア孔の表面に導通を得
るために銅を形成した方法と同一の方法によって、ポリ
イミド層の表面を活性化処理した後に、無電解銅めっき
と電気銅めっきを行ってポリイミド層上に銅箔を積層し
た。表裏の銅箔を所定のパターンによって同時にエッチ
ングすることによって３層の導体層を有する多層配線基
板を得た。得られた多層配線基板は接着剤を使用してお
らず、耐熱性、寸法安定性に優れ、薄く、またフレキシ
ブルであった。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の多層ＦＰＣの製造
方法によれば、無接着剤タイプの多層ＦＰＣの製造が可
能であるため耐熱性に優れる。また、ポリイミド絶縁
層、導体層の厚さを任意に変えられるため、より薄く、
よりフレキシブルなフレキシブルプリント配線板を提供
することができる。さらに、ドリル加工法によるスルー
ホールをいっさい形成せずに表裏導通が可能であり、フ
ォトリソグラフィー法による精度の向上が図れることに
加え、バイア孔数によらず一括形成が可能であるため、
より高密度の多層フレキシブルプリント配線板を容易に
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層フレキシブル配線板の製造方法の
一実施例を説明する図。

【図２】本発明の方法によって製造した導電層が６層の
多層フレキシブル配線板の一実施例を説明する図。

【図３】従来の多層ＦＰＣの製造方法を説明する図。

【符号の説明】

１…銅箔、２…基材フイルム、３…銅積層基板、４…孔
（銅箔）、５…孔（基材フイルム）、６…バイア孔、７
…回路パターン、８…ポリイミド層、９…酸素プラズ
マ、１０…回路パターン、２１…ポリイミドフイルム、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ…導電層、２３ａ、２
３ｂ、２３ｃ、２３ｄ…ポリイミド層、２４…回路パタ
ーン、２５…バイア孔、３１…銅箔、３２…基材、３３
…回路パターン、３４…導通孔、３５…片面銅張基板、
３６…絶縁層、３７…プリプレグ、３８…ヒートプレ
ス、３９…スルー孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミド樹脂を基材とした銅張基板上
の銅箔に回路パターンを形成した後に、回路パターンを
形成した基板の全面にポリイミド前駆体を塗布の後に硬
化処理しポリイミド層を形成した後に、酸素プラズマに
よってポリイミド層の表面処理し、表面処理したポリイ
ミド層上に無電解めっきおよび電気めっきによって銅か
らなる導電層を形成した後に、導電層に回路パターンを
形成するとともに、ポリイミド層に他層との導通孔とな
る開口をエッチングによって形成し、開口に無電解めっ
きおよび電気銅めっきによって導通部を形成する方法で
あって、ポリイミド前駆体の塗布以降の工程を必要とす
る層に相当する回数を繰り返すことを特徴とする多層フ
レキシブル配線板の製造方法。