JP2008060263A - 配線回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属支持基板2を用意し、厚みが2.0μm未満の金属箔5を、金属支持基板2の上に形成し、金属支持基板2の上に、金属箔5を被覆するように、第2金属薄膜6を形成し、第1ベース絶縁層7を、金属支持基板2の上に、第2金属薄膜6を被覆するように形成し、第3金属薄膜8を、第1ベース絶縁層7の上に形成し、導体パターン9を、第3金属薄膜8の上に形成し、第4金属薄膜11を、導体パターン9および第3金属薄膜8を被覆するように形成し、カバー絶縁層12を、第1ベース絶縁層7の上に、第4金属薄膜11を被覆するように形成する。
【選択図】図6
Description
また、近年、データの高密度化の観点から、このような回路付サスペンション基板では、信号の高周波数化が必要になるところ、高周波数化を図ると、導体パターンにおいて伝送損失が大きくなる。
また、上記の提案では、下部導体の厚さを2〜12μmにすれば、導体の伝送損失を効率よく低減できるというシミュレーションが試案されている。
そのため、このようなベース絶縁層の上に、導体パターンを形成すると、段差に起因して導体パターンの位置ずれが生じ、その精度が低下するというおそれがある。
本発明の目的は、導体パターンの伝送損失を低減させることができながら、導体パターンを精度よく形成することができ、優れた長期信頼性を確保することのできる配線回路基板およびその製造方法を提供することにある。
この配線回路基板は、導体パターンの下に金属箔が形成されているので、簡易な層構成により、伝送損失を低減させることができる。
また、第1絶縁層の上に、導体パターンを被覆するように、カバー絶縁層を形成する場合には、第1絶縁層の段差が小さく、かつ、導体パターンが精度よく形成されていることから、凹凸の少ない第1絶縁層の表面にカバー絶縁層を形成することができる。そのため、カバー絶縁層に空気溜まりが発生することを抑制することができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
この配線回路基板では、金属支持基板と金属箔との間に、第1金属薄膜が形成されているので、簡易な層構成により、伝送損失を低減させることができるとともに、金属支持基板と金属箔との密着性を十分に図ることができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
この配線回路基板では、第1金属薄膜と金属支持基板との間に、第2絶縁層が形成されているので、簡易な層構成により、伝送損失を低減させることができるとともに、第1金属薄膜と金属支持基板との密着性を十分に図ることができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
この配線回路基板では、金属箔と金属支持基板との間に、第2絶縁層が形成されているので、簡易な層構成により、伝送損失を低減させることができるとともに、金属箔と金属支持基板との密着性を十分に図ることができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
しかるに、金属箔の表面に、第1絶縁層が直接形成されている場合には、金属箔の金属が第1絶縁層に対して移行するイオンマイグレーション現象を生じる場合がある。
しかし、この配線回路基板では、第2金属薄膜を、金属箔と第1絶縁層との間に介在させることにより、第2金属薄膜がバリア層となって、イオンマイグレーション現象の発生を確実に防止することができる。
この配線回路基板によれば、金属箔は、互いに間隔を隔てて配置される複数の離間部分を備えているので、可撓性を担保しつつ、金属箔を、複数の配線に応じて形成することができる。
金属箔の厚みが2.0μm以上であると、通常、スパッタリングにより種膜を形成し、その後、その種膜の上に電解めっきによりめっき層を形成する、2つの工程で金属箔を形成する必要がある。
また、本発明の配線回路基板の製造方法は、金属支持基板を用意する工程と、前記金属支持基板の上に、金属箔を、スパッタリングにより形成する工程と、前記金属支持基板の上に、第1絶縁層を、前記金属箔を被覆するように形成する工程と、前記第1絶縁層の上に、導体パターンを形成する工程とを備えていることを特徴としている。
また、この配線回路基板の製造方法では、金属箔をスパッタリングのみにより形成するので、厚みの薄い金属箔を形成することができる。そのため、第1絶縁層の形成において、金属箔の厚みに起因する段差を小さくすることができる。その結果、その第1絶縁層の上に、導体パターンを精度よく形成することができる。
また、カバー絶縁層を形成する場合には、空気溜まりが発生することを抑制することができるため、優れた長期信頼性を確保することができる。
本発明の配線回路基板の製造方法では、金属箔を形成するので、得られた配線回路基板の伝送損失を低減させることができる。
図1において、この配線回路基板1は、ハードディスクドライブに搭載される回路付サスペンション基板であって、長手方向に延びる金属支持基板2と、金属支持基板2の上に形成される第2絶縁層としての第2ベース絶縁層3と、第2ベース絶縁層3の上に形成される第1金属薄膜4と、第1金属薄膜4の上に形成される金属箔5と、第2ベース絶縁層3の上に、金属箔5を被覆するように形成される第2金属薄膜6と、第2ベース絶縁層3の上に、第2金属薄膜6を被覆するように形成される第1絶縁層としての第1ベース絶縁層7とを備えている。また、この配線回路基板1は、第1ベース絶縁層7の上に形成される第3金属薄膜8と、第3金属薄膜8の上に形成される導体パターン9と、第1ベース絶縁層7の上に、導体パターン9を被覆するように形成される第4金属薄膜11と、第1ベース絶縁層7の上に、第4金属薄膜11を被覆するように形成されるカバー絶縁層12とを備えている。
第2ベース絶縁層3は、金属支持基板2の表面に形成されている。より具体的には、第2ベース絶縁層3は、幅方向(長手方向に直交する方向)において、金属支持基板2の全面に形成されている。
金属箔5を形成する金属としては、例えば、銅、ニッケル、金、はんだ、またはそれらの合金などの金属が用いられ、好ましくは、銅が用いられる。金属箔5の厚みは、2.0μm未満であり、より具体的には、例えば、0.1μm以上で2.0μm未満、好ましくは、0.2〜1.5μm、さらに好ましくは、0.2〜0.5μmである。金属箔5の厚みが2.0μm以上であると、後述する第1ベース絶縁層7の段差15(図9参照)が大きくなり、導体パターン9を精度よく形成することが困難である。
第1ベース絶縁層7は、第2ベース絶縁層3の上に、第2金属薄膜6を被覆するように形成されている。
第3金属薄膜8は、第1ベース絶縁層7の表面において、導体パターン9が形成されている部分に対向するように、パターンとして形成されている。また、この第3金属薄膜8は、導体パターン9と第1ベース絶縁層7との間に介在するように形成されている。
導体パターン9は、第1ベース絶縁層7の上であって、第3金属薄膜8の表面に、幅方向において互いに間隔を隔てて配置され、長手方向に沿って平行状に設けられる複数(例えば、4本)の配線10および各配線10の長手方向両端部に設けられる図示しない端子部からなる配線回路パターンとして形成されている。
カバー絶縁層12は、第1ベース絶縁層7の上に、第4金属薄膜11を被覆するように形成されている。より具体的には、カバー絶縁層12は、幅方向において第1ベース絶縁層7の全面に形成されている。
まず、この方法では、図2(a)に示すように、金属支持基板2を用意する。
次いで、この方法では、図2(b)に示すように、金属支持基板2の表面に、例えば、上記した合成樹脂の溶液(ワニス)を均一に塗布した後、乾燥し、次いで、必要に応じて、加熱することによって硬化させ、合成樹脂からなる第2ベース絶縁層3を形成する。
第1金属薄膜4は、例えば、スパッタリング、電解めっきまたは無電解めっきなどにより、形成する。
スパッタリングとしては、例えば、上記した金属をターゲットとするスパッタリングが用いられ、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングが用いられ、これらによりクロム薄膜と銅薄膜とを順次積層する。
次いで、この方法では、図2(d)に示すように、金属箔5を、第1金属薄膜4の全面に形成する。
金属箔5は、例えば、スパッタリング、電解めっきまたは無電解めっきなどにより、形成する。
電解めっきとしては、例えば、上記した金属のめっき溶液に、図2(c)に示す製造途中の配線回路基板1を浸漬しながら、第1金属薄膜4を種膜として、第1金属薄膜4から通電する、電解めっきが用いられる。
これらのうち、好ましくは、スパッタリングにより、金属箔5を形成する。
なお、金属箔5をスパッタリングで形成すれば、図6に示すように、金属箔5は、第1金属薄膜4と一体的に形成される。
次いで、この方法では、図2(e)に示すように、エッチングレジスト14を、金属箔5の表面に、上記した金属箔5のパターンと同一パターンで形成する。エッチングレジスト14の形成は、例えば、ドライフィルムレジストを設けて、これを露光および現像する、公知の方法が用いられる。
次いで、この方法では、図3(g)に示すように、エッチングレジスト14を、例えば、ウエットエッチングなどの公知のエッチング法または剥離によって除去する。
これにより、第1金属薄膜4を、第2ベース絶縁層3の上に、上記したパターンで形成するとともに、金属箔5を、第1金属薄膜4の表面に、上記したパターンで形成することができる。
第2金属薄膜6は、スパッタリング、電解めっきまたは無電解めっきなどにより、形成する。好ましくは、無電解めっきにより、第2金属薄膜6を形成する。
次いで、この方法では、図3(i)に示すように、第2金属薄膜6を含む第2ベース絶縁層3の全面に、例えば、第2ベース絶縁層3と同様の合成樹脂の溶液(ワニス)を均一に塗布した後、乾燥し、次いで、必要に応じて、加熱することによって硬化させ、合成樹脂からなる第1ベース絶縁層7を形成する。
第3金属薄膜8および導体パターン9は、例えば、アディティブ法などのパターンニング法により、形成する。
すなわち、アディティブ法では、まず、第1ベース絶縁層7の全面に、第3金属薄膜8(種膜)を形成する。第3金属薄膜8は、第1金属薄膜4を形成する方法と同様の方法により形成する。好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを順次積層することにより、形成する。
第4金属薄膜11は、第2金属薄膜6を形成する方法と同様の方法により形成する。好ましくは、ニッケルのめっき溶液に、予め表面処理(表面に図示しない触媒層を形成する処理)した、図4(j)に示す製造途中の配線回路基板1を浸漬する無電解ニッケルめっきにより、ニッケルからなる第4金属薄膜11を形成する。
また、カバー絶縁層12は、感光性の合成樹脂を塗布し、乾燥後、露光および現像し、必要により硬化させることにより、パターンとして形成することもできる。さらに、カバー絶縁層12の形成は、上記の方法に制限されず、例えば、予め合成樹脂をフィルムに形成して、そのフィルムを、第1ベース絶縁層7の表面に、第4金属薄膜11を被覆するように、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。
その後、導体パターン9の端子部の上面に形成されている第4金属薄膜11を、エッチングなどにより除去した後、金属支持基板2を所望の形状に外形加工して、配線回路基板1を得る。
また、例えば、金属箔5を2.0μm以上の厚さで形成した後、これを第1ベース絶縁層7で被覆する場合には、図9に示すように、金属箔5の幅方向端部において、その上を被覆する第1ベース絶縁層7に、金属箔5の厚さに対応する大きな段差(ショルダー)15が生じる。
しかし、上記した配線回路基板1では、金属箔5の厚みが2.0μm未満であるので、第1ベース絶縁層7において、金属箔5が形成される部分と、金属箔5が形成されない部分との段差15(図9参照)を小さくすることができる。そのため、その第1ベース絶縁層7の上に、導体パターン9を精度よく形成することができる。
また、この配線回路基板1では、第1金属薄膜4が、金属箔5と第2ベース絶縁層3との間に介在するように形成されているので、簡易な層構成により、伝送損失を低減させることができるとともに、金属箔5と第2ベース絶縁層3との密着性を十分に図ることができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
また、この配線回路基板1では、第2金属薄膜6を、金属箔5と第1ベース絶縁層7との間に介在させることにより、第2金属薄膜6がバリア層となって、金属箔5の金属が第1ベース絶縁層7に対して移行するイオンマイグレーション現象の発生を確実に防止することができる。
次に、本発明の配線回路基板の他の実施形態について、図5〜図8を参照して、説明する。なお、上記した各部に対応する部材については、図5〜図8の各図面において同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上記した図1に示す配線回路基板1の説明では、第2ベース絶縁層3を形成したが、これに制限されず、例えば、図5に示すように、第2ベース絶縁層3を形成せず、金属支持基板2の上に、第1金属薄膜4を直接形成することもできる。
第1ベース絶縁層7は、金属支持基板2の上に、第2金属薄膜6を被覆するように形成されている。
また、この配線回路基板1では、第1金属薄膜4が、金属箔5と金属支持基板2との間に介在するように形成されているので、簡易な層構成により、伝送損失を低減させることができるとともに、金属箔5と金属支持基板2との密着性を十分に図ることができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
図6において、この配線回路基板1では、金属箔5は、金属支持基板2の表面に形成されている。
また、上記した図6に示す配線回路基板1の説明では、金属箔5を、金属支持基板2の上に直接形成したが、これに制限されず、例えば、図7に示すように、第2ベース絶縁層3を介して、金属支持基板2の上に形成することもできる。
第2ベース絶縁層3は、金属箔5と金属支持基板2との間に介在するように形成されている。
なお、第2金属薄膜6は、金属箔5の上面および側面に、これを被覆するように、形成されている。また、この第2金属薄膜6は、金属箔5と、第1ベース絶縁層7との間に介在するように形成されている。
また、上記した図1に示す配線回路基板1では、金属箔5を、導体パターン9の幅方向最外両側の配線10間にわたって形成したが、これに制限されず、例えば、図8に示すように、複数の配線10に対応する離間部分13を備えるように、形成することもできる。
各離間部分13の幅は、例えば、10〜100μm、好ましくは、15〜50μmであり、各離間部分13間の間隔は、例えば、10〜100μm、好ましくは、15〜50μmである。
また、金属箔5が離間部分13を備えると、離間部分13に対応して、金属箔5の端部が、各離間部分13の幅方向両端部として、その分多く形成されるので、第1ベース絶縁層7には、それに対応して多くの段差15(図9参照)が生じる。
なお、図8に示す配線回路基板1の説明では、各離間部分13を、各配線10に対応するように形成したが、互いに間隔を隔てて配置すれば、これに制限されず、例えば、図示しないが、少なくとも複数の離間部分13の一部が、いずれかの配線10と厚み方向において対向するように配置することもできる。
実施例1
まず、厚み25μmのステンレスからなる金属支持基板を用意し(図2(a)参照)、
次いで、金属支持基板の全面に、金属箔としての厚み0.05μmの銅箔を、銅スパッタリングによって形成した(図2(d)参照)。次いで、金属箔のパターンと同一パターンのエッチングレジストを、金属箔の表面に、ドライフィルムレジストを設けて、それを露光および現像することにより、上記したパターンに形成した(図2(e)参照)。次いで、エッチングレジストから露出する金属箔を、化学エッチングにより除去した後(図3(f)参照)、エッチングレジストを除去した(図3(g)参照)。
次いで、第2金属薄膜を含む金属支持基板の全面に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、露光および現像し、さらに加熱硬化することにより、厚み10μmのポリイミドからなる第1ベース絶縁層を、上記したパターンで形成した(図3(i)参照)。
アディティブ法では、第1ベース絶縁層の全面に、第3金属薄膜として厚み0.03μmのクロム薄膜と厚み0.07μmの銅薄膜とを、クロムスパッタリングと銅スパッタリングとによって順次形成し、次いで、導体パターンの逆パターンのめっきレジストを、第3金属薄膜の表面に、ドライフィルムレジストを設けて、それを露光および現像することにより、形成した。次いで、めっきレジストから露出する第3金属薄膜の表面に、厚み10μmの導体パターンを、電解銅めっきにより形成した。次いで、めっきレジストおよびめっきレジストが形成されていた部分の第3金属薄膜を、化学エッチングにより除去した(図4(j)参照)。
次いで、第4金属薄膜を被覆するように、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、露光および現像し、さらに加熱硬化することにより、厚み5μmのポリイミドからなるカバー絶縁層を、第1ベース絶縁層の表面に、第4金属薄膜(端子部が形成される部分を除く。)を被覆するようなパターンで形成した(図4(l)参照)。その後、端子部の上面に形成された第4金属薄膜を、エッチングにより除去した後、金属支持基板をエッチングにより、所望の形状に切り抜き、回路付サスペンション基板を得た(図6参照)。
金属箔の形成において、金属箔の厚みを0.1μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
実施例3
金属箔の形成において、金属箔の厚みを0.2μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
金属箔の形成において、金属箔の厚みを0.5μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
実施例5
金属箔の形成において、金属箔の厚みを1.5μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
金属箔の形成において、金属箔の厚みを1.8μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
比較例1
金属箔の形成において、金属箔の厚みを2.0μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
金属箔の形成において、金属箔の厚みを4.0μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。
比較例3
金属箔および第2金属薄膜を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、回路付サスペンション基板を得た。すなわち、第1ベース絶縁層を、金属支持基板の全面に形成した。
(1) 伝送効率評価
各実施例および各比較例において得られた回路付サスペンション基板において、出力信号強度(POUT)と入力信号強度(PIN)とを測定し、下記式(1)のように、出力信号強度の入力信号強度に対する比率として、伝送効率を評価した。その結果を表1に示す。
(2) 凹凸評価
各実施例および各比較例において得られた回路付サスペンション基板において、金属箔の端部の近傍(比較例3では、幅方向最外側の配線の近傍)における、配線の位置ずれを観察することにより、回路付サスペンション基板の凹凸を評価した。その結果を、表1に示す。なお、表1中、凹凸の評価は以下の通りとした。
△:配線の位置ずれがわずかに認められた
2 金属支持基板
3 第2ベース絶縁層
4 第1金属薄膜
5 金属箔
6 第2金属薄膜
7 第1ベース絶縁層
9 導体パターン
10 配線
13 離間部分
Claims (8)
- 金属支持基板と、
前記金属支持基板の上に形成され、厚みが2.0μm未満である金属箔と、
前記金属支持基板の上に、前記金属箔を被覆するように形成される第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に形成される導体パターンと
を備えていることを特徴とする、配線回路基板。 - さらに、前記金属箔と前記金属支持基板との間に介在するように形成される第1金属薄膜を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
- さらに、前記第1金属薄膜と前記金属支持基板との間に介在するように形成される第2絶縁層を備えていることを特徴とする、請求項2に記載の配線回路基板。
- さらに、前記金属箔と前記金属支持基板との間に介在するように形成される第2絶縁層を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
- さらに、前記金属箔と前記第1絶縁層との間に介在するように形成される第2金属薄膜を備えていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の配線回路基板。
- 前記導体パターンは、互いに間隔を隔てて配置される複数の配線を備え、
前記金属箔は、前記配線と厚み方向において少なくとも一部が対向するように、互いに間隔を隔てて配置される複数の離間部分を備えていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の配線回路基板。 - 前記金属箔は、スパッタリングにより形成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の配線回路基板。
- 金属支持基板を用意する工程と、
前記金属支持基板の上に、金属箔を、スパッタリングにより形成する工程と、
前記金属支持基板の上に、第1絶縁層を、前記金属箔を被覆するように形成する工程と、
前記第1絶縁層の上に、導体パターンを形成する工程と
を備えていることを特徴とする、配線回路基板の製造方法。
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