JPH02504209A - 動的屈曲領域を有する多層回路の製造方法及び該方法により製造されたフレキシブル回路 - Google Patents

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】 ・　　１ｔｆを　　るり層回　の製造　４　びν　法によ告されたフレキシブル ａ４ 立ｊし！１土一 本発明は高い曲げ応力に適合するスルーホール接触型フレキシブル回路ボードの 製造方法、及び該方法により製造され１回路ボードに係る。

フレキシブル回路エレメントは、例えばディスク記憶装置及びプリンタのような 高い動的曲げ応力を受ける電子コンポーネントで一般に使用されている。これら のフレキシブル回路エレメントは、フレキシブル回路ボードから放出される粒子 、特にフレキシブルＵ３路の製造で使用される接着材料から放出される粒子の結 果として生じる（ディスクドライブ又は他の電子コンポーネントの）［気機械的 運転の支障を避けるなめには、滑らかで且つ極めて清浄な表面を有していなけれ ばならない。

屈曲領域の外側に配置されたスルーホールコンタクトを有する２つの回路層を有 する高い曲げ応力用の回路ボードは通常、片面がフレキシブルであり且つ等しい 厚さの支持体及び被覆用フィルムを有するように設計される（対称積層構造）、 使用される基材は、例えばポリイミドから製造された支持体フィルムであり、そ の両側に銅が積層される。

一般に、銅層又は箔は接着剤層を介して支持体フィルムに結合される。（銅箔上 の）スルーホールコンタクト及び導電性パターンの形成は、除去プロセス（エツ チング）により通常方法で実施される。その結果、屈曲領域では、片面にしか導 電性通路（回路パターン）が形成されず、他方の面は完全にエッチされる。従っ て、導電体は支持体フィルムと同一の厚さの保護被覆フィルムを備える。

上記フレキシブル回路は見掛は上対称福造を有するが、導電性通路は曲げ応力下 で「中性」に維持されるラミネートの横断面、即ち引っ張り又は圧縮歪みを受け ない断面（「中性断面（ｎｅｕｔｒａｌ　５ｅｃｔｉｏｎ）」）に配置されない 、実際に、（エッチされた）支持体フィルムの接着剤層は非対称をもたらし、中 性断面は他の横断面領域に移る。更に、接着剤が露出している結果として、回路 ボードに粉塵が蓄積し、摩耗が生じ、こうして電子コンポーネントを汚染する危 険がある。

米国特許第４６２６４６２号（その内容全体は参考資料として本願の一部に加え る）は、高い曲げ応力用のスルーホール接散型フレキシブル回路ボード及びその 製造方法により上記問題を解決せんと試みた。米国特許第４６２６４６２号は、 屈曲領域において厳密に対称な積層構造を有する高い曲げ応力用スルーホール接 触型フレキシブル回路ボードを製造することが可能な方法を提供するものである 。該領域において、導電性通ＦＩ＠（回路パターン）は上記「中性断面」に配置 される。

重要な点として、汚染物質として作用し得る接着剤層は曲げ領域に露出していな い。

米国特許第４６２６４６２号は、ポリマーフィルムに接着により固定された銅箔 から構成される標準フレキシブル回路材料から出発し、その後、ポリマーフィル ムに銅箔を選択的に接着することにより第２の銅層を加える。接着剤は回路の非 屈曲領域でしか使用されない、Ｖ遣方法の特徴は、プロセス中に、最終製品の動 的屈曲断面を含む領域でポリマーフィルムと第２の銅層との間にエアギャップ（ 米国特許第４６２８４６２号の第２図の参照番号９）が形成されることにあ・　 る。

米国特許第４６２６４６２号の製造方法は所期の目的には適当であるが、動的屈 曲領域を有する多層回路を製造する改良方法が必要とされている。

几」レユヌ」丸 本発明の第１の！ｌｉ３様によると、接着剤を含まない（ａｄｈｅｓｉｖｅｌｅ ｓｓ、以下無接着剤と呼称する）フレキシブル回路（例えば非導電性フレキシブ ル支持体フィルム上に直接配置された導電性箔）から構成されるジクラッドラミ ネート（ｃｊｉｃｌａｄ　ｌａｍｉｎａｔｅ）を形成し、適当な接着剤を使用し てこれを第２の導電体層に接着する０次に、ラミネートにスルーホールを形成し 、その後、スルーホール側壁に金属を無電解堆積する。次に、フォトレジストを 使用してラミネートを通常通りにエツチング処理し、次いで露出した導電性領域 上の接着剤を塗布したポリマーカバーフィルムにラミネートを積層し、スルーホ ール間の領域に動的屈曲領域を規定する。

本発明の第１のＢ様の方法は、米国特許第４６２６４６２号に記載されている従 来技術の方法に比較していくっがの利点を有し、これらの利点としては、接着剤 層及びエアギャップ又はスペースが不要であるなどの点を挙げることができる。

本発明の第２のＢ様によると、最初はジクラッドラミネートを形成しない、その 代わりに、標準片面ラミネートにスルーホールを設ける１次に、導電材料（銅） を（例えばスパッタリング又は蒸着技術により）スルーホールに真空堆積し、同 時に標準ラミネートのポリマー側に導電体（銅）種子層（１０００〜１００００ 人）を堆積する。材料の両側にめっきレジストを付設し、回路トレース、パッド 及びスルーホールが別の銅で電鍍され得るように、材料の種子層側をバターニン グする。めっきレジストを剥離し、非導電性領域の銅の非常に１い層（１〜１０ ０００人）をフラッシュエッチし、種子層側に半付加的（ｓｅｍｉ−ａｄｉｔｉ ｖｅ）回路特徴を与える０次に、材料の両側にエッチレジストを付設し、標準除 去処理技術を使用して材料の層側に回路パターンを作製する。次に、露出した回 路パターンの上に、接着剤を塗布したカバーフィルムを設ける。

本発明の第２のＢ様の方法は、米国特許第４６２６４６２号の方法及び本発明の 第１の態様に勝る特徴及び利点を有する。

例えば、米国特許第４６２６４６２号では接着剤層及びエアギャップが必要であ ったが、第２の態様ではいずれも不要である。

更に、第２の態様は積層操作に関連する段階が不要であると共に、無電解堆積操 作も不要である。真空堆積プロセスは無電解堆積に伴う整備及び環境の問題を解 消し、真空堆積された種子層の接着性は無電解めっきされた種子層よりも高い。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から当業 者に理解されよう。

図　のト単ｆ：Ｂ 以下に説明する図面中、数葉の図面において類似のエレメントには類似の参照番 号を付した。

第１〜６図は本発明の第１の態様に従って形成されたフレキシブル多層回路の順 次段階を示す横断面図、第７図は第１〜６図の方法を説明するブロック図、第８ 図は第１〜６図の方法を米国特許第４６２６４６２号の方法に比較した横断面図 、第９〜１７図は本発明の第２の態様に従って形成されたフレキシブル多層回路 の順次段階を示す横断面図、第１８及び第１９図は第９〜１７図の方法を説明す るブロック図である。

好１；Ｊｌｌ！巳１ 第１〜６区及び第７図は、本発明の第１のＢ様に従う方法を示す、まず第１区に ついて説明すると、まず最初に、導電材料１４を担持するフレキシブルポリマー フィルムシート１２から楕成される第１の無接着剤ラミネート（１０）からジク ラッドラミネート（第２図の２２）３形成する（Ｆ９．蔭＾）、ポリマーフィル ムは任意の適当なフィルム（例えばポリイミド）から構成され得、導電材料１４ は任意の適当な導電体（例えば銅）から構成され得る。無接着剤ラミネートは少 なくとも次の４種の方法、即ち： １、溶液からポリマーフィルムを銅箔に流延し、乾燥し、その後、場合によって 硬化させる； ２、熱可塑性ポリマーフィルムを熱及び圧力で銅箔に接合する； ３、真空技術（蒸着、スパッタリング）を使用して導電体（金属）種子層をポリ マーフィルムに直接堆積し、その後、必要に応じて電鍍により別の銅を加える； ４、無電解堆積技術を使用して導電体く金属）種子層をポリマーフィルムに堆積 し、その後、必要に応じて電鍍により別の銅を加える 方法を含む多数の異なる既知方法から形成され得ることが理解されよう。

接着剤層２０を担持する導電材料シート１８から構成される第２の層】εに、無 接着剤ラミネート１０を積層する０次に、外側導電体層１４及び１８の間にフレ キシブルポリマーフィルム１２及び接着剤層２０をサンドイッチして成るジクラ ッドラミネート２２（第２図）を規定するように、層１０及び１６を積層する。

次の段階（第３図及び第７図Ｂ）では、任意の従来方法でラミネート２２にスル ーホール２４を穿孔する。スルーホール２４間の領域は動的屈曲を受ける回路ラ ミネートの領域であると意区され、従って、第３〜６図では動的屈曲領域へとし て示されることが理解されよう、（もっとも、スルーホールは図面に示すように 両端でなく回路の一端のみに配置してもよいことが理解されよう）、その後、ス ルーホール２４の側壁に従来の無電解めっき方法により導電材料を設ける（段階 Ｃ）８通常、側壁は２６で示すような銅層を備える。

その後、従来の既知方法で、除去エツチング方法を使用して外側導電体層１４及 び１８に回路パターンを形成する。この方法はまず導電体層１４及び１８に適当 なエッチレジストを塗布し、次にレジストパターンを露光及び現像する（段階Ｄ ）。

即ち、第４図に示すように、露光及び現像されたレジストパターン（２８及び２ ９）は、所望の回路パターン１４゛及び１８゛に対応する。下側の回路パターン １８°は動的フレキシブル領域りを通って２つのスルーホール２４間を連結する ことが理解されようや 次に、第５図に示すように、外側導電材料層１４及び１８をエッチし、エッチレ ジスト２８の間の導電材料を除去しく段１１ＷＥ）、回路パターン１４′及び１ ８゛を形成する０次にエッチレジストを除去する（段階Ｆ）、最後に、形成され た回路パターン１４′及び１８°内で露出した銅領域に適当な接着剤３１を塗布 し、その後、保護ポリマーカバーフィルム３２及び３４を積層する（段階Ｇ）。

第６図に示すように、上記の製造段階後に、動的応力を受ける屈曲領域（例えば 動的屈曲領域＾）の回銘通ｎは「中性断面」、即ち屈曲中に生じた力に関して中 性の領域に配置され、回路ボードの表面は接着剤層が露出していないカバーフィ ルムエ２又は３２により保護される。更に、第６図に示す回路は、屈曲領域への 内側において厳密に対称な構造を有する。第６図に示す最終回路は、米国特許第 ４６２６４６２号に開示されている方法を使用することにより達せられる最終回 路と実質的に同様であることが理解されよう。従って、第６図の回路２２は該特 許に詳細に記載されている特徴及び利点の全部を有する。

しかしながら、第８図から明らかなように、第１図〜第７０に示す本発明の第１ の態様は、従来技術の特許といくつかの重要な点が相異しており、特に初期ジク ラッドラミネートの作製方法が異なる。即ち、従来技術の特許は接着剤層４２を 介してポリマーフィルム４０に接着により積層された銅箔３８から構成される標 準フレキシブル回路材料から出発し、その後、第２の接着剤４６を使用してポリ マーフィルム４０に該銅箔を選択的に接着することにより、第２の銅層４４を加 える０部分的接着剤層は（動的屈曲領域へでなく）回路の非屈曲領域のみで使用 される。即ち、従来技術の特許の方法の特徴は、最終製品の動的屈曲断面と含む 領域でポリマーフィルム４０と第２の導電体１！ｉ４４との間にエアギャップ４ ８が形成される点にある。これに対して、本発明の第１の可様に従う方法は、無 接着剤フレキシブル回路１０から出発し、この回路に上述のように第２の導電体 層及び接着剤層１２を加える。得られるジクラッドラミネート２２はただ１つの 接着剤層２０Ｌかもたず、（従来技術の特許のような）エアギャップはない、即 ち、本発明は接着剤の使用量が少なく且つエアギャップの形成及び正確な配置が 不要であるという意味で総合的な費用節約が得られる。

同時に第９図及び第１８図について説明すると、本発明の第２の態様による製造 方法は、まず最初に適当な接着剤層５６により導電体箔５４に接着により接合さ れたフレキシブルポリマーフィルム５２から精成される従来の片面回路ラミネー トを使用する（段階Δ）。次に、ラミネート５０にスルーホール５８を穿孔する （段ＩＷＢ）、第１の態様と同様に、スルーホール間の領域＾は動的応力と受け る屈曲領域を含み、場合によって該屈曲領域に回路層を挿通させる。（この場合 も第１の態様と同様に、スルーホールは図面に示すように両端でなく回路の一端 のみに配置してもよい）０次に、第１の態様のようにスルーホールを無電解めっ きする代わりに、〈従来のスパッタリング又は蒸着技術を使用して）銅又は他の 導電材料をスルーホール５８内に真空堆積し、こうして約１０００〜１００００ 人、好ましくは２０００〜４０００人の厚さを有する導電体種子層６０をスルー ホール内及び基板のポリマー面に堆積する（段１１Ｃ）、好ましくは、ラミネー トをまず、非限定的な例として窟素、酸素、空気、ＣＦ、、アルゴン、ヘリウム 及びアンモニアを含むガス中でプラズマ処理する。

次に第１２図に示すように、従来の半付加的方法を使用して回路パターンを形成 し、真空堆積した導電材料６０の上にフォトレジスト層６２を設ける。フォトレ ジストを現像して所望のパターンを規定する（８階Ｄ）。次に、銅のような導電 材ｆ１．６４ｉ電鍍し、回路トレース、パッド及びスルーホールに付加的導電材 料を設ける（段ＲＥ）、次にめっきレジスト６２を除去し、非導電性領域の非常 に薄い銅層（１〜１００００人）をフラッシュエッチして種子層側に半付加的回 路特徴を与える（段階Ｆ及びＧ）、従って、残りの導電性トレース、通路及びス ルーホールは、厚い！鍍材料層６４を担持する非常に薄いスパッタ導電材料層６ ２から精成される（第１５図）。

次に第１６図に示すように、回路材料の両側にエッチレジストを付設し、次いで 現像する（段階Ｈ）。次に標準除去処理技術を使用して回路材ｆ！５０の導電体 側５４に回路パターンを作製する。レジストを剥離し、次いで適当な接着材料７ ０及び７２を使用して回路５０に結合された非導電性ポリマーカバーフィルム６ ６及び６８を積層する（段１１ＭＩ−Ｋ）。

第１７図に示すように、上記第２の態様の製造段階は、動的応力を受ける屈曲領 域＾の回路通路が「中性断面Ｊ、即ち屈曲中に生じた力に関して中性な領域に配 置され、回路の表面がいずれも接着剤層を露出させないカバーフィルム６６及び ６Ｓにより保護されるという点において、第６図及び従来の米国特許第４６２６ ４６２号の多層回路と実質的に類似する多層回路を提供する。同様に、回路ボー ドの横断面は屈曲領域への内側で厳密に対称な構造を有する。

本発明の方法の第２の態様は、ジクラッド回路材料を形成するための初期積層に 関連する段階を省略したという点が第〕の態様の方法と異なる。更に、第２の態 様は無電解堆積操作を省略し、その代わりに真空堆積（例えばスパッタリング又 は蒸着）プロセスを使用している。真空堆積プロセスは無電解堆積に伴う整備及 び環境問題を解消し、真空堆積された種子層の接着性は無電解堆積された種子層 よりも高いことが理解されよう、従って、第２の態様は第１の態様に勝るいくつ かの特徴及び利点を提供し、その意味で第１の態様よりも好ましいと思われる。

また、本発明の第２の態様は、ジクラッドラミネートが不要であり、代わりに片 面ラミネートを使用し、スルーホールに初期導電性表面を形成するために無電解 めっき技術でなく真空堆積を使用するという点が従来特許第４６２６４６２号と 異なることが理解されよう０本発明の第１の態様と同様に、第２の態様は従来特 許の方法で必要とされたスペース又はエアギャップ及び接着剤層の形成が不要で ある。

以上、２層フレキシブル回路に関して本発明を説明したが、２種の態様で上述し た方法は３層以上を有する回路も同様に形成できることが理解されよう。

また、従来特許第４６２６４６２号と同様に、フレキシブル回路の製造は、従来 特許に記載されているようなパンチスプロケットホール（ｐｕｎｃｈｅｃｌ　５ ｐｒｏｃｋｅｔ　ｈｏｌｅｓ）及び関連技術を使用して連続的に実施され得る。

以上の説明は好適態様に関するものであるが、発明の趣旨及び範囲から逸脱する ことなく種々の変形及び置き換えが可能である。従って、以上の説明は本発明の 非限定的な具体的な説明であると理解されるべきである。

ＦＩＧ、８Ａ　　　　　　　　　ＦＩＧ、８Ｃ米緋県針第４，６２６，４６２号 　　　　　　　　坪７図のブタへＦＩＧ、　８８　　　　　　　　　　ＦＩＧ、 　８Ｄ−国際ｔＩｌ斎報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．第１の接着剤層により第１の導電体層に接着により固定された第１のフレキ シブル非導電性支持体フィルムを含む回路ラミネートを設ける段階と、スルーホ ールに隣接する領域が屈曲領域を規定するように、該回路ラミネートに少なくと も２つの相互に離間されたスルーホールを形成する段階と、少なくとも該第１の 支持体フィルム上及び該スルーホール内に導電材料の薄層を真空堆積する段階と 、該屈曲領域の外側の位置において該第１の支持体フィルムに真空堆積された該 導電体薄層に第１の回路パターンを形成する段階と、該屈曲領域の少なくともと 一部に相当する位置において第１の導電体層から第２の回路パターンを形成する 段階と、該第１の支持体フィルムを露出するべく該屈曲領域に配置された該第１ の支持体フィルムに真空堆積された該導電体薄層の部分を除去し、該第１の回路 パターンの間に配置された該第１の支持体フィルムに真空堆積された該導電体薄 層の部分を除去する段階とを含む、フレキシブル回路の製造方法。
2. ２．第１の回路パターンに第２の接着剤層を設ける段階と、該第２の接着剤層に 第１の非導電性カバーフィルムを設ける段階とを含み、該屈曲領域が該第２の接 着剤層及び該第１のカバーフィルムを含まない請求項１に記載の方法。
3. ３．該第２の回路パターンに第２の接着剤層を設ける段階と、該第２の接着剤層 に第１の非導電性カバーフィルムを設ける段階とを含む請求項１に記載の方法。
4. ４．該第２の回路パターンに第３の接着剤層を設ける段階と、該第３の接着剤層 に２の非導電性カバーフィルムを設ける段階とを含む請求項３に記載の方法。
5. ５．スルーホールを形成する段階が、該回路ラミネートにスルーホールを穿孔す る段階を含む請求項１に記載の方法。
6. ６．該第１の回路パターンを形成する段階が、予め選択された第１の回路パター ンに対応する以外の場所で、該第１の支持体フィルムに真空堆積された該導電体 薄層にめっきレジストを塗布する段階と、該めっきレジストパターンを露光する 段階と、該エッチレジストパターンを現像する段階と、予め選択された第１の回 路パターンに対応する場所で、該めっきレジストパターンの間に導電材料を電鍍 する段階と、真空堆積された導電材料の該薄層を露出するべく、該現像しためっ きレジストパターンを除去する段階と、真空堆積した導電材料の該露出した薄層 をフラッシュエッチする段階とを含む請求項１に記載の方法。
7. ７．該第２の回路パターンを形成する段階が、予め選択された第２の回路パター ンに対応するエッチレジストを該第１の導電体層に塗布する段階と、該エッチレ ジストパターンを露光する段階と、該エッチレジストパターンを現像する段階と 、該第１の導電体層をエッチする段階と、該第２の回路パターンを露出するべく 、該現像したエッチレジストパターンを除去する段階とを含む請求項１に記載の 方法。
8. ８．該第１の導電体層に導電材料の薄層を真空堆積する段階を含む請求項１に記 載の方法。
9. ９．該第１の導電体層に導電材料の薄層を真空堆積する段階を含む請求項７に記 載の方法。
10. １０．該第１の導電体層にエッチレジストを塗布する前に、該第１の導電体層に 真空堆積された該導電体薄層をエッチする段階を含む請求項９に記載の方法。
11. １１．該第２の回路パターンを形成する段階が、予め選択された第２の回路パタ ーンに対応するエッチレジストを該第１の導電体層に塗布する段階と、該エッチ レジストパターンを露光する段階と、該エッチレジストパターンを現像する段階 と、該第１の導電体層をエッチする段階と、該第２の回路パターンを露出するべ く該現像されたエッチレジストパターンを除去する段階とを含む請求項６に記載 の方法。
12. １２．スパッタした該導電体薄層上で該スルーホール中に導電材料層を電鍍する 段階を含む請求項１に記載の方法。
13. １３．該真空堆積段階が導電材料の薄層をスパッタする段階を含む請求項１に記 載の方法。
14. １４．該真空堆積段階が導電材料の薄層を蒸着する段階を含む請求項１に記載の 方法。
15. １５．該導電材料が銅である請求項１に記載の方法。
16. １６．請求項１に記載の段階を含む方法で形成されたフレキシブル回路エレメン ト。