特許 5710152 多層フレキシブルプリント配線板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5710152

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】多層フレキシブルプリント配線板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20150409BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20150409BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 N

   H05K3/46 G

   H05K3/46 Q

   H05K3/00 N

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2010-94174(P2010-94174)

(22)【出願日】2010年4月15日

(65)【公開番号】特開2011-228348(P2011-228348A)

(43)【公開日】2011年11月10日

【審査請求日】2012年10月19日

【審判番号】不服2014-3507(P2014-3507/J1)

【審判請求日】2014年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000230249

【氏名又は名称】日本メクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100103263

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 康

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100152205

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 昌司

(72)【発明者】

【氏名】松 田 文 彦

【合議体】

【審判長】 森川 元嗣

【審判官】 冨岡 和人

【審判官】 中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２８９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４７３２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H05K 3/46

H05K 3/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の可撓性絶縁ベース材と、その表面及び裏面にそれぞれ第１の銅箔及び第２の銅箔とを有し、巻き出しロールに巻かれたロール状の両面銅張積層板を準備し、
前記ロール状の両面銅張積層板の一端を、前記巻き出しロールからロール方向に引き出し、前記第１の銅箔上のシート領域に、第１のパターンを有する第１のめっきレジスト層を形成し、
巻き取りロールに巻き取られた前記ロール状の両面銅張積層板をひっくり返した後、前記ロール状の両面銅張積層板の他端を引き出し、前記第２の銅箔上の前記シート領域に、第２のパターンを有する第２のめっきレジスト層を形成し、
前記第１及び第２のめっきレジスト層が形成された前記両面銅張積層板の両面に対して電解銅めっきを行うことにより、前記第１及び第２のめっきレジスト層の開口部に露出した前記第１及び第２の銅箔上に、電解銅めっき層を形成し、
前記第１及び第２のめっきレジスト層を剥離した後、前記電解銅めっき層で被覆されていない前記第１及び第２の銅箔を除去し、それにより、前記第１の可撓性絶縁ベース材の表面及び裏面にそれぞれ、上穴用開口部を有する第１の導電パターン層と、下穴用開口部を有する第２の導電パターン層とを形成し、前記ロール方向に対する、前記上穴用開口部の径と前記下穴用開口部の径の差である第１の差が、前記ロール方向と垂直な方向に対する、前記上穴用開口部の径と前記下穴用開口部の径の差である第２の差よりも大きく、
第２の可撓性絶縁ベース材と、その片面に第３の銅箔とを有する片面銅張積層板を準備し、
前記片面銅張積層板を、接着材層を介して、前記両面銅張積層板の裏面に積層接着し、前記上穴用開口部の側からレーザ光を照射し、前記上穴用開口部及び前記下穴用開口部をコンフォーマルマスクとしたレーザ加工を行うことにより、前記第１の可撓性絶縁ベース材を厚さ方向に貫通する上穴と、前記上穴と連通し、前記接着剤層及び前記第２の可撓性絶縁ベース材を厚さ方向に貫通し、底面に前記第３の銅箔が露出した下穴と、を有するステップビアホールを形成し、
前記ステップビアホールの内壁に電解銅めっき処理を施すことにより、前記第１の導電パターン層、前記第２の導電パターン層及び前記第３の銅箔を電気的に接続するステップビアを形成する、
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。

【請求項2】

前記第１の導電パターン層の前記上穴用開口部は、前記ロール方向と平行な方向に長軸を有する長円形又は楕円形であり、前記第２の導電パターン層の前記下穴用開口部は、正円形、又は前記ロール方向と平行な方向に長軸と有する長円形若しくは楕円形であることを特徴とする請求項１に記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。

【請求項3】

前記第１の差は前記第２の差の３倍乃至９倍の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多層フレキシブルプリント配線板及びその製造方法に関し、より詳しくは、ステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の小型化および高機能化がますます進展している。それにつれて、プリント配線板及びプリント配線板に搭載される部品に対する、高密度化の要求が高まっている。特に、携帯機器に使用されるパッケージ部品については、ピン数が増加するとともに、ピン間の狭ピッチ化が進んでいる。一方、プリント配線板に対しては、パッケージ部品を搭載するための配線ルール及び携帯機器への組み込みを考慮して、薄型化が要求されている。プリント配線板を薄型化するために、ポリイミドフィルム等の可撓性絶縁ベース材を出発材料としたフレキシブルプリント配線板を採用することが考えられる。

【0003】

また、従来、電子部品等を高密度に実装するのに有利であるビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板が知られている（特許文献１の図１５等を参照）。このビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板は、両面フレキシブルプリント配線板又は多層フレキシブルプリント配線板をコア基板（内層）として、このコア基板の両面又は片面に１〜２層程度のビルドアップ層（外層）を形成し、それにより、フレキシブルプリント配線板の高密度化を図ったものである。

【0004】

上述のように、ビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板は、プリント配線板の薄型化および高密度化の点で有利である。しかしながら、その構造上、内層にもめっき層を厚く形成する必要があることから、外層の配線を微細化することは困難である。そのため、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ：Chip Size Package）のような多ピン且つ狭ピッチのパッケージ部品を搭載することは困難であった。

【0005】

この問題を解決するため、いわゆるステップビア構造を有するビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板が知られている（特許文献１の図５及び図９参照）。このプリント配線板の製造方法の概略は次の通りである。まず、内層となるコア基板上に微細な配線を形成し、その後、コア基板に外層となるビルドアップ層を積層する。そして、レーザ加工により、大径の上穴と小径の下穴から構成される階段状のステップビアホール（二重穴）を形成する（特許文献１の図９（１４）参照）。その後、このステップビアホールの内壁（底面及び側面）にめっき処理を施すことにより、層間導電路として機能するステップビアを形成する（特許文献１の図５及び図９（１５）参照）。ステップビア構造を採用することにより、外層の配線を微細化することが可能となるため、多ピン且つ狭ピッチのパッケージ部品の搭載に有利な多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。

【0006】

次に、図７を用いて、従来のステップビア構造を有するビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板の構造及び問題点について説明する。図７（１）は多層フレキシブルプリント配線板の上面図であり、図７（２）は図７（１）のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図７（３）は図７（１）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【0007】

図７（１）、（２）及び（３）からわかるように、ステップビア５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ及び５１Ｄは、円形の上部層間導電路５１ａと円形の下部層間導電路５１ｂを有する。上部層間導電路５１ａは、多層フレキシブルプリント配線板の表面のランド部５２と、内層のランド部５３とを電気的に接続する。一方、下部層間導電路５１ｂは、多層フレキシブルプリント配線板の裏面のランド部５４と、内層のランド部５３とを電気的に接続する。

【0008】

従来のステップビアは、図７（１）に示すステップビア５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｄのように、上部層間導電路５１ａ及び下部層間導電路５１ｂが同心円状に形成されている。

【0009】

上記のステップビア構造を有するビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板は、例えば５００μｍピッチで３００ピン前後のＣＳＰを実装することは可能である。しかしながら、例えばセンサーモジュールに代表されるように、実装部品の多ピン化及び狭ピッチ化はますます進展しており、実装部品のピン数は数百から、多いものでは数千にまで増加している。部品を接合するためのランド部のピッチは実装部品の搭載パッドのピッチと同じ寸法であるから、実装部品の狭ピッチ化に合わせて、ランド部のピッチを狭くする必要がある。さらに、多層フレキシブルプリント配線板には、膨大なピンと接合されたランド部と所定のコネクタ部とを電気的に接続することが要求される。そのため、図７（２）からわかるように、ステップビア５１Ａ及び５１Ｂ間（ステップビア５１Ｃ及び５１Ｄ間）には多数の微細な配線５５，５５，・・・が設けられている。

【0010】

例えば、ステップビアのピッチが４００μｍ、微細な配線が形成される層（内層）におけるランド部の間隔が２００μｍの場合、図７（２）に示すように内層のランド部５３，５３間に６本の配線５５を配置した場合、配線５５の配線ピッチは約３０μｍとなる。このように、配線５５，５５，・・・の設けられる領域は、多層フレキシブルプリント配線板の中でも最も小さいピッチを要求される領域である。ステップビア間に微細な配線を設けるためには、ランド部だけでなくステップビアホールの径についても、５０〜１００μｍ程度まで小さくする必要がある。

【0011】

従来、ステップビアホールを小径化しようとした場合、ロール状の可撓性ベース材料を用いることに起因してステップビアホールの上穴と下穴の位置合わせが困難になるという問題や、小径ビアホールである下穴へのめっき付きまわりが悪化する問題があった。次に、これらの問題について詳しく説明する。

【0012】

まず、ステップビアホールの上穴と下穴の位置ズレの問題について説明する。多層フレキシブルプリント配線板を製造する際、出発材料として可撓性絶縁ベース材の片面若しくは両面に銅箔が設けられた可撓性の銅張積層板が用いられる。この銅張積層板は長尺で、ロール状に巻き取られている。この長尺の銅張積層板を巻き出しロールにより巻き出しながら、シート領域と呼ばれる所定の領域ごとに露光等のプロセスを行う。そして、あるシート領域について処理を終えると銅張積層板をロール方向（搬送方向）に搬送し、次のシート領域について処理を行う。これを繰り返して、銅張積層板の表面の全てのシート領域について処理を終えると、次に、銅張積層板をひっくり返し、裏面について同様にシート領域単位で処理を行う。このように、多層フレキシブルプリント配線板の製造においては、可撓性の銅張積層板を巻き出し・巻き取りながら使用する。このため、ロール方向に銅張積層板の伸縮が生じ、露光時の位置合わせが困難になっている。

【0013】

図８を参照して、より具体的に説明する。図８（１）及び（２）に示すように、長尺の両面銅張積層板６１は、一端を巻き出しロール６２により巻き取られ、他端を巻き取りロール６３に巻き取られている。この両面銅張積層板６１のシート領域６４を単位として露光等の処理が行われる。あるシート領域６４に対して処理が終了すると、巻き出しロール６２及び巻き取りロール６３が回転し、シート領域６４をロール方向に搬送し、隣接する次のシート領域に対して処理を施す。このことからわかるように、巻き出しロール６２から巻き出された両面銅張積層板６１は、ロール方向に伸縮が生じやすい。この伸縮が問題になる工程として、フォトファブリケーション手法により、両面銅張積層板６１の表面及び裏面にコンフォーマルマスクを形成する場合を考える。このコンフォーマルマスクは、コンフォーマルレーザ加工法を用いてステップビアホールを形成するために用いられるものである。図８（２）に示すように、シート領域６４の表面にレジスト層（図示せず）を形成した後、シート領域６４上のアライメントマークＭ１と露光用のガラスマスクに形成されたアライメントマークＭ２を用いて位置合わせを行う。この位置合わせの後、露光及び現像を行い、所定のパターンに加工されたレジスト層が形成される。しかし、たとえ高精度の位置合わせが可能な装置を用いてアライメントマークＭ１，Ｍ２の位置合わせを精密に行ったとしても、両面銅張積層板６１がロール方向に伸縮することに起因する位置ズレを十分に防止することは困難である。ステップビアホール形成用のコンフォーマルマスクを形成するために、両面銅張積層板６１の両面にレジスト層を形成する場合、位置ズレの回避は特に困難である。なぜなら、それぞれ所定のパターンに加工されたレジスト層を両面銅張積層板６１の両面に形成するには、通常、まず両面銅張積層板６１の表面における複数のシート領域に順次レジスト層を形成し、その後、巻き取りロールに巻き取られた両面銅張積層板６１をひっくり返して、別のガラスマスクを用いて裏面の露光をシート領域ごとに順次行い、裏面のシート領域にレジスト層を形成する。この際、表面を露光するときの両面銅張積層板６１の伸縮度合いと、裏面を露光するときの両面銅張積層板６１の伸縮度合いを完全に一致させることは実際上極めて困難である。

【0014】

また、上記の露光プロセスにおいては、図８（１）からわかるように、１回の露光により露光される両面銅張積層板６１上の露光エリア６６のロール方向の長さは、両面銅張積層板６１の幅に対して例えば約１．５〜２倍にすることが好ましい。これにより、１つのシート領域６４から取れる製品（多層フレキシブルプリント配線板）６５の数を増やし、生産性を向上させることができる。しかし、露光エリア６６を両面銅張積層板６１のロール方向に大きくするにつれて、露光光の平行度を確保するのが難しくなるほか、露光エリア６６の図８（１）中左右の端にいくほど両面銅張積層板６１の伸縮に伴う位置ズレが大きくなる。即ち、生産性を向上させるために露光エリア６６を両面銅張積層板６１のロール方向に対して広げると、両面銅張積層板６１の伸縮が位置合わせ精度に与える影響が大きくなってしまう。

【0015】

上記の理由により、図７（１）及び（３）に示すステップビア５１Ｃの下部層間導電路５１ｂは、ロール方向（図中上下方向）に対して許容量以上の位置ズレを生じている。このような大きな位置ズレが発生する場合、ステップビアホールを形成するときにコンフォーマルマスクが適正に機能せず、ステップビアホールの内壁に微小な凹みやえぐれ等が発生する。このため、ステップビアホールの内壁にめっき層を形成する際、めっき液等の更新性が悪いために内壁の凹み部分にめっき層が形成されず、その結果、図７（３）に示すようなボイド５６が発生する。このようなボイド５６が発生するとめっき層が破断し易くなり、層間導電路としてのステップビアの信頼性が低下する虞がある。

【0016】

なお、図７（１）ではステップビア５１Ｃにのみ位置ズレが生じているが、実際には、コンフォーマルレーザ加工法などを用いてステップビアホールを形成する場合、可撓性のベース材料がロール方向に伸縮することにより、ステップビア５１Ｃの近傍のステップビア（例えばステップビア５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｄ）にも位置ズレが生じる可能性が高い。

【0017】

高密度実装に対応するためには、上述のようにステップビアホールの径を１００μｍ以下にすることが必要となる。しかし、この程度までステップビアホールの小径化が進むと、わずか２０〜３０μｍ程度の位置ズレが発生するだけで図７のステップビア５１Ｃのような状態になってしまう。

【0018】

次に、ステップビアホールを小径化した場合における、めっき付きまわり形状の悪化について説明する。ステップビアホールの内壁にめっき処理を施し、層間導電路であるステップビアを形成する際、ステップビアホールの上穴の径が小さい（例えばφ１００μｍ以下）場合には、めっき前処理における洗浄液や、めっき処理におけるめっき液等の更新性が悪い。その結果、図７（２）及び（３）のステップビア５１Ａの下部層間導電路５１ｂに示すように、めっきの付きまわり不良が発生することがある。より具体的には、ステップビアホール内壁に形成されるめっき層の厚みの設計上の下限値を１０μｍとしたとき、この下限値の1／２以下の厚みになる箇所が発生する場合がある。このような場合、温度サイクル等の熱衝撃によりめっき層が破断するおそれがあり、ステップビアの層間導電路としての信頼性を確保することができない。

【0019】

従来、２層間を電気的に接続する層間接続部に関して、長円形状等の非正円形を有するブラインドビアホール及びスルーホールが知られている（特許文献２、３及び４参照）。しかしながら、これらの文献はいずれも、ステップビア構造を対象としたものではなく、小径のステップビアホールを形成する際における、可撓性のベース材料の伸縮に起因した位置合わせ精度の低下という課題及びこれに対する解決手段を何ら開示していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0020】

【特許文献1】特開２００７−１２８９７０号公報

【特許文献2】特開２０００−１５１１１１号公報

【特許文献3】特開２００２−０６４２７４号公報

【特許文献4】特開平１１−２７４６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0021】

本発明は、小径のステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板を安価に且つ安定的に製造する方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0023】

本発明によれば、第１の可撓性絶縁ベース材と、その表面及び裏面にそれぞれ第１の銅箔及び第２の銅箔とを有し、巻き出しロールに巻かれたロール状の両面銅張積層板を準備し、前記ロール状の両面銅張積層板の一端を、前記巻き出しロールからロール方向に引き出し、前記第１の銅箔上のシート領域に、第１のパターンを有する第１のめっきレジスト層を形成し、巻き取りロールに巻き取られた前記ロール状の両面銅張積層板をひっくり返した後、前記ロール状の両面銅張積層板の他端を引き出し、前記第２の銅箔上の前記シート領域に、第２のパターンを有する第２のめっきレジスト層を形成し、前記第１及び第２のめっきレジスト層が形成された前記両面銅張積層板の両面に対して電解銅めっきを行うことにより、前記第１及び第２のめっきレジスト層の開口部に露出した前記第１及び第２の銅箔上に、電解銅めっき層を形成し、前記第１及び第２のめっきレジスト層を剥離した後、前記電解銅めっき層で被覆されていない前記第１及び第２の銅箔を除去し、それにより、前記第１の可撓性絶縁ベース材の表面及び裏面にそれぞれ、上穴用開口部を有する第１の導電パターン層と、下穴用開口部を有する第２の導電パターン層とを形成し、前記ロール方向に対する、前記上穴用開口部の径と前記下穴用開口部の径の差である第１の差が、前記ロール方向と垂直な方向に対する、前記上穴用開口部の径と前記下穴用開口部の径の差である第２の差よりも大きく、第２の可撓性絶縁ベース材と、その片面に第３の銅箔とを有する片面銅張積層板を準備し、前記片面銅張積層板を、接着材層を介して、前記両面銅張積層板の裏面に積層接着し、前記上穴用開口部の側からレーザ光を照射し、前記上穴用開口部及び前記下穴用開口部をコンフォーマルマスクとしたレーザ加工を行うことにより、前記第１の可撓性絶縁ベース材を厚さ方向に貫通する上穴と、前記上穴と連通し、前記接着剤層及び前記第２の可撓性絶縁ベース材を厚さ方向に貫通し、底面に前記第３の銅箔が露出した下穴と、を有するステップビアホールを形成し、前記ステップビアホールの内壁に電解銅めっき処理を施すことにより、前記第１の導電パターン層、前記第２の導電パターン層及び前記第３の銅箔を電気的に接続するステップビアを形成する、ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0024】

これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。

【0025】

本発明によれば、可撓性絶縁ベース材のロール方向に対する上穴（上穴用開口部）と下穴（下穴用開口部）の径の差が、ロール方向と垂直な方向に対する上穴（上穴用開口部）の径と下穴（下穴用開口部）の径の差よりも大きい。このため、ロール方向に対する下穴（下穴用開口部）の位置ズレ許容量を、ロール方向と垂直な方向の位置ズレ許容量よりも大きくすることができる。その結果、可撓性絶縁ベース材がロール方向に対して伸縮した場合にも、正常なステップビアホールを得ることができる。

【0026】

さらに、本発明によれば、ステップビアホールの上穴の開口面積が増大するため、ステップビアホールの内壁にめっき層を形成する際、めっき液等の更新性が向上し、その結果、めっき付きまわり形状の良好なステップビアことができる。

【0027】

よって、本発明によれば、層間導電路として信頼性が高い小径のステップビアを有する多層フレキシブルプリント配線板を、安価に且つ安定的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係るステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を説明するための図である。（１）、（２）及び（３）は工程断面図であり、（４）は（３）に対応する上面図である。

【図2】図１に続く、本発明の実施形態に係るステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の構造を説明するための図である。（１）は、多層フレキシブルプリント配線板の上面図であり、（２）は、（１）のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、（３）は、（１）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【図4】図３（２）のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るステップビアホールの変形例を示す上面図である。

【図6】本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板への部品の実装例を示す図である。（１）は部品が実装された多層フレキシブルプリント配線板の上面図であり、（２）は（１）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図7】従来のステップビア構造を有するビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板の構造を説明するための図である。（１）は、多層フレキシブルプリント配線板の上面図であり、（２）は、（１）のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、（３）は、（１）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【図8】ロール状の両面銅張積層板に対するプロセスを説明するための図である。（１）は両面銅張積層板の上面図であり、（２）は両面銅張積層板と露光用ガラスマスクの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板について説明する。

【0030】

なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。また、図面は模式的なものであり、実施形態に係る特徴部分を中心に示すものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。

【0031】

まず、図１乃至図３を参照して、本実施形態に係るステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を説明する。

【0032】

（１）まず、可撓性絶縁ベース材１１（例えば厚さ２５μmのポリイミドフィルム）の両面に、それぞれ厚さ１μｍの銅箔１２および銅箔１３を有する両面銅張積層板１４を準備する。この両面銅張積層板１４は巻き出しロールに巻かれたロール状のものである。図１（１）中の面銅張積層板１４は、ロール状の両面銅張積層板１４の一端を巻き出しロールからロール方向に引き出した両面銅張積層板１４の一部を示す断面図である。図１（１）中、ロール方向は紙面垂直方向であり、水平方向がロール材料の幅方向である。

【0033】

（２）次に、両面銅張積層板１４の銅箔１２上のシート領域にレジスト層（図示せず）を形成する。このレジスト層の厚みは形成する配線層の厚みの1．２〜２倍程度が好ましい。なぜなら、レジスト層の厚みが配線層の厚みの１．２倍より薄い場合は、セミアディティブ工法によりめっきを行った際に、めっき厚みのばらつきにより、めっき皮膜がレジスト層の厚み以上に成長し、その結果、配線不良となる場合があるためである。一方、レジスト層の厚みが配線層の厚みの２倍より厚い場合は、微細な配線を形成することが困難になり、やはり配線不良となる場合がある。よって、ここでは、設計上の配線の厚みを１０μｍとし、レジスト層の厚みを１５μｍとした。

【0034】

（３）次に、前工程において形成された銅箔１２上のレジスト層に対して露光および現像処理を行い、レジスト層を所定のパターンにパターニングする。これにより、図１（１）に示すように、両面銅張積層板１４の銅箔１２上にめっきレジスト層１５Ａを形成する。このめっきレジスト層１５Ａは、後述するように、セミアディティブ工法によって所望の導電パターン層を形成するために用いられる。

【0035】

その後、両面銅張積層板１４をロール方向に搬送しつつ、シート領域ごとに上記の工程を行い、めっきレジスト層１５Ａを形成する。両面銅張積層板１４の表面の全てのシート領域についてめっきレジスト層１５Ａを形成し終えると、巻き取りロールに巻き取られた両面銅張積層板１４をひっくり返し、その後、一端を巻き出しながら、下記のように裏面の処理を行う。

【0036】

（４）次に、両面銅張積層板１４の銅箔１３上のシート領域にレジスト層（図示せず）を形成する。このレジスト層の厚みは、銅箔１２上のレジスト層の場合と同様の理由で１５μｍとした。

【0037】

（５）次に、前工程において形成された銅箔１３上のレジスト層に対して露光および現像処理を行い、レジスト層を所定のパターンにパターニングする。これにより、図１（２）に示すように、両面銅張積層板１４の銅箔１３上にめっきレジスト層１５Ｂを形成する。このめっきレジスト層１５Ｂは、前述のめっきレジスト層１５Ａと同様、セミアディティブ工法によって所望の導電パターン層を形成するために用いられる。

【0038】

（６）次に、図１（３）からわかるように、めっきレジスト層１５Ａ及び１５Ｂが形成された両面銅張積層板１４の両面に対して電解銅めっきを行う。これにより、めっきレジスト層１５Ａ及び１５Ｂの開口部に露出した銅箔１２及び銅箔１３上にそれぞれ、電解銅めっき層１６及び１７を形成する。ここでは、電解銅めっき層１６，１７の厚みは１０μｍとした。

【0039】

（７）次に、図１（３）に示すように、めっきレジスト層１５Ａ及び１５Ｂを剥離した後、フラッシュエッチングにより、電解銅めっき層１６，１７で被覆されていない銅箔１２及び銅箔１３を除去する。このフラッシュエッチングには、シード層（銅箔１２及び銅箔１３）に含まれる金属に対する選択性を有するエッチャントを用いる。例えば、シード層がニッケルを含有する場合、エッチャントとして、硝酸と塩酸の混合液を用いることができる。

【0040】

ここまでの工程で、図１（３）及び（４）に示すように、銅箔１２（１３）及び電解銅めっき層１６（１７）から構成される導電パターン層を、可撓性絶縁ベース材１１の両面に有する両面回路基材１８を得る。図１（４）は両面回路基材１８の上面図を示している。図１（３）及び（４）からわかるように、導電パターン層は、所定の位置に開口部を有する。両面回路基材１８の表面に形成された導電パターン層の開口部であるコンフォーマルマスク１９（上穴用開口部）は、ステップビアホールの上穴を形成するために機能する。一方、両面回路基材１８の裏面に形成された導電パターン層の開口部であるコンフォーマルマスク２０（下穴用開口部）は、ステップビアホールの下穴を形成するために機能する。本工程において、コンフォーマルマスク１９に対してコンフォーマルマスク２０の位置がずれてしまうと、ステップビアホールの下穴は上穴に対して位置ズレを起こす。その結果、前述のように、ボイドの発生やめっき付きまわり形状の悪化によりステップビアの信頼性が低下する。しかし、本実施形態では、図１（４）に示すように、コンフォーマルマスク１９は長円形状に形成され、この長円の長軸はロール方向に平行である。このため、可撓性絶縁ベース材１１（両面銅張積層板１４）がロール方向に伸縮することによって、コンフォーマルマスク１９に対してコンフォーマルマスク１８がロール方向に位置ズレを起こしたとしても、ロール方向の位置ズレ許容量が大きいため、正常なステップビアホールを形成することができる。

【0041】

なお、本実施形態では、コンフォーマルマスク１９の長円の長軸の長さを、短軸の長さの２倍とした。即ち、長軸の長さを１６０μｍとし、短軸の長さを８０μｍとした。一方、図１（４）からわかるように、コンフォーマルマスク２０は正円形状（直径６０μｍ）に形成した。この場合、ロール方向と９０°で交わる方向（即ち、両面銅張積層板１４の幅方向）に対する位置ズレ許容量は、±１０μｍ以内である。それに対して、ロール方向の位置ズレ許容量は±５０μｍ以内となり、伸縮の発生する方向に対する位置ズレ許容量を大幅に増大させることができる。

【0042】

（８）次に、図２（１）に示すように、両面回路基材１８の裏面（図２（１）中下側）に、接着材層２４（例えば厚さ１５μｍ）を介して、片面銅張積層板２３を積層接着する。この片面銅張積層板２３は、可撓性絶縁ベース材２１（例えば厚さ２５μｍのポリイミドフィルム）の片面に、例えば厚さ１２μｍの銅箔２２を有するものである。片面銅張積層板２３は、可撓性絶縁ベース材２１が接着剤層２４に接するように両面回路基材１８の裏面に積層される。なお、接着材層２４は、ローフロータイプのプリプレグ、又はボンディングシート等の流れ出しの少ない接着剤を用いて形成することが好ましい。
（９）次に、図２（２）に示すように、コンフォーマルマスク１９の側（図２（２）中上側）からレーザ光を照射し、コンフォーマルマスク１９及び２０を用いてコンフォーマルレーザ加工を行う。これにより、上穴２６と下穴２７とを有するステップビアホール（導通用孔）２５を形成する。上穴２６は可撓性絶縁ベース材１１を貫通し、底面に電解銅めっき層１７が露出している。下穴２７は、上穴２６と連通しており、接着剤層２４と可撓性絶縁ベース材２１を貫通している。また、下穴２７は上穴２６よりも径が小さく、下穴２７の底面には銅箔２２が露出している。前述のように、本工程のレーザ加工を行う際に、コンフォーマルマスク１９は上穴２６を形成するためのマスクとして働き、コンフォーマルマスク２０は下穴２７を形成するためのマスクとして働く。なお、ステップビアホール２５を形成するレーザ加工において、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等のレーザ光を用いることが可能である。

【0043】

ここで、本工程のレーザ加工の詳細について説明する。加工用レーザとしては、加工速度が速く、生産性に優れた炭酸ガスレーザ（三菱電機（株）製，ML605GTXIII-5100U2）を用いた。アパーチャー等によりレーザのビーム径を２００μｍに調整した後、パルス幅１０μＳｅｃ，パルスエネルギー５ｍＪのレーザパルスを５ショット照射して、ステップビアホール２５を形成した。レーザのビーム径を長円形のコンフォーマルマスク１９の長軸の長さよりも大きく調整しておき、コンフォーマルマスク１９の長円の中心を狙ってレーザパルスを照射することで、長円形の上穴２６及び正円形の下穴２７を好適に形成することができる。なお、レーザのビーム径をコンフォーマルマスク１９の長軸の長さよりも大きく調整できない場合は、照射ターゲット位置を長軸上の例えば３又は４つの点に分けて、レーザパルスを長軸方向にシフトさせながら照射するようにしてもよい。ガルバノミラーを揺動させることによって、レーザビームの照射ターゲット位置を、長軸の長さよりも広範囲に移動させることができる。よって、照射ターゲット位置を分割しても、生産性に影響を及ぼすことなくレーザ加工を行うことができる。上記のレーザ条件により、従来の同心円状のステップビアホールと同様にして、長円形の上穴２６を有するステップビアホール２５を形成することが可能である。

【0044】

（１０）次に、ステップビアホール２５内の樹脂残渣を除去するためのデスミア工程として、プラズマ処理及びウェットエッチングを行う。このエッチングにより、図２（２）に示すように、ステップビアホール２５内の銅箔１３は除去される。

【0045】

（１１）次に、電解銅めっき層１６上およびステップビアホール２５の内壁に、導電化処理とそれに続く電解銅めっき処理を施す。これにより、図２（３）に示すように、ステップビアホール２５の内壁（側面と底面）及び電解銅めっき層１６の上に電解銅めっき層２８を形成する。層間導通を確保するために、電解銅めっき層２８の厚みは、例えば１５〜２０μｍとする。これにより、上部層間導電路２９ａ及び下部層間導電路２９ｂを有するステップビア２９が形成される。ステップビア２９の上部層間導電路２９ａは、表面側のランド部３０と内層のランド部１７ｂを電気的に接続するものであり、下部層間導電路２９ｂは内層のランド部１７ｂと裏面側のランド部３１を電気的に接続する。

【0046】

本工程のめっき処理は、ステップビアホール２５の開口面が片側（図中上側）のみであることから、ステップビアホール２５の開口面側に対してのみめっき処理を施す、いわゆる片面めっきとした。このため、裏面の銅箔２２上には電解銅めっき層２８は形成されない。なお、片面めっきは、裏面の銅箔２２を覆うようにめっきマスクを形成した後にめっき処理を行うことで実現してもよいし、めっき装置若しくはめっき治具等に遮蔽板を設けた後にめっき処理を行うことで実現してもよい。このように両面めっきではなく片面めっきにすることで、銅箔２２上に余分な銅めっき皮膜が形成されず、銅箔２２の膜厚が厚くなることを防ぐことができる。銅箔２２が薄く保たれることにより、銅箔２２を高精度に加工して、ランド部等の微細なパターンを形成することが可能となる。

【0047】

（１２）次に、図２（４）に示すように、フォトファブリケーション法を用いて電解銅めっき層２８を所定のパターンに加工することにより、ランド部３０を形成する。同様に、フォトファブリケーション法を用いて銅箔２２を所定のパターンに加工することにより、裏面にランド部３１を形成する。

【0048】

以上の工程を経て、本実施形態に係るステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板３２を得る。この後、必要に応じて、はんだ付けが不要な部分には保護用のフォトソルダーレジスト層を形成し、ランド部等の表面には半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施す。その後、複数の多層フレキシブルプリント配線板３２，３２，・・・が作製されたロール材料を、シート領域毎にカットする。最後に、金型による抜き打ち等により外形加工を行う。なお、ロール材料のカットは、めっきレジスト層１５Ａ及び１５Ｂの形成後かつ外形加工前であれば、任意の工程で行うことができる。

【0049】

次に、図３を用いて、本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の構造について詳しく説明する。

【0050】

図３は、本実施形態に係る長穴ステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板３２の上面図および断面図である。図３（１）は多層フレキシブルプリント配線板３２の上面図である。図３（２）は図３（１）のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図３（３）は図３（１）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【0051】

図３（１）、（２）及び（３）からわかるように、多層フレキシブルプリント配線板３２に形成されたステップビア２９は、長円形の上部層間導電路２９ａと正円形の下部層間導電路２９ｂを有する。

【0052】

また、多層フレキシブルプリント配線板３２の表面にはランド部３０が設けられ、裏面にはランド部３１が設けられている。ランド部３１は、ステップビアの開口面がないため平坦性が良く、従って部品を実装するためのランドとして好適である。

【0053】

内層の配線１７ａ及びランド部１７ｂは、前述の製造工程において電解銅めっき層１７を加工して形成されたものである。この配線１７ａは、多層フレキシブルプリント配線板３２のランド部１７ｂと、外部とのコネクタ部とを電気的に接続する。ランド部１７ｂは、ステップビア２９により、ランド部３０及びランド部３１と電気的に接続されている。

【0054】

配線１７ａ及びランド部１７ｂについて、図４を用いて詳しく説明する。図４は、図３（２）のＣ−Ｃ’線に沿う断面図を示している。この図４からわかるように、配線１７ａは、上部層間導電路２９ａ（上穴２６）の長軸方向と平行に走るものとして、ステップビア２９，２９間に配置されている。このように配線１７ａを配置することにより、配線１７ａの配線密度を低下させずに、ステップビア２９（上穴２６）の開口面積を大きくすることができる。

【0055】

次に、ステップビアホールの上穴（コンフォーマルマスク１９）及び下穴（コンフォーマルマスク２０）の寸法と、位置ズレ許容量との関係について、数値を用いて具体的に説明する。

【0056】

表１は、従来の上穴、下穴ともに正円形の場合と、本実施形態の上穴が長円形、下穴が正円形の場合のそれぞれについて、位置ズレ許容量の長軸短軸比をまとめたものである。ここで、“位置ズレ許容量の長軸短軸比”とは、長軸方向の位置ズレ許容量（ｘ）と短軸方向の位置ズレ許容量（ｙ）の比（ｘ／ｙ）を意味する。

【表1】

【0057】

表１には、上穴の長軸の長さが異なる３つの例を示している。即ち、上穴の長軸の長さは、例１では１２０μｍであり、例２では１６０μｍであり、例３では２４０μｍである。短軸の長さはいずれ例も８０μｍである。このように、上穴（コンフォーマルマスク１９）の長軸の長さは、短軸の長さの１．５〜３倍程度とすることが好ましい。１．５倍より小さい場合、位置ズレ許容量が十分でない可能性がある。一方、３倍より大きい場合、位置ズレ許容量は増加するものの、前述のステップビアホール２５をレーザ加工で形成するのに要する時間が増加し、その結果、生産性が低下する可能性がある。

【0058】

表１に示すように、長軸の長さと短軸の長さの比は、例１、例２及び例３において、それぞれ１．５倍、２倍及び３倍である。この長軸の長さと短軸の長さの比をそれぞれ“位置ズレ許容量の長軸短軸比”に変換すると、３倍、５倍、９倍となる。このように、本実施形態によれば、長軸方向の位置ズレ許容量を短軸方向の位置ズレ許容量（即ち、従来の位置ズレ許容量）に比べて、３倍乃至９倍と大幅に増大させることができる。

【0059】

以上説明したように、本実施形態では、ステップビアホール２５の上穴２６を長円形とし、且つ下穴２７を正円形とする。これにより、下穴２７用のコンフォーマルマスク２０の長軸方向の位置ズレに対する許容量を、従来よりも大幅に増大させることができる。このため、多層フレキシブルプリント配線板の製造過程において可撓性絶縁ベース材１１がロール方向（搬送方向）に伸縮した場合にも、正常なステップビアホール２５を形成することができる。その結果、本実施形態によれば、層間導電路として信頼性の高いステップビア２９を有する多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。

【0060】

さらに、従来に比べてステップビアホール２５の上穴２６が大きくなるため、ステップビアホールの内壁にめっき処理を施す際における、めっき液等の更新性が向上する。このため、めっき付きまわりの安定したステップビアを形成できる。その結果、本実施形態によれば、層間導電路としてのステップビアの信頼性をさらに向上させることができる。

【0061】

次に、図５を用いて、本実施形態に係るステップビアホールの変形例について説明する。図５（１）〜（４）はいずれも、ロール方向（図中上下方向）に対する位置ズレ許容量を増加させることが可能なステップビアホールの上面図を示している。

【0062】

図５（１）に示すステップビアホール１０１は、上穴１０１ａだけでなく、下穴１０１ｂも長円形に形成されている。このような形状の場合にも、従来の同心円状のステップビアホールと比較して、長軸方向に対する位置ズレ許容量を増加させることができる。また、この変形例の場合、下穴１０１ｂの開口面積も従来の正円形に比べて大きくなるので、めっき液等の更新性をさらに向上させることができる。

【0063】

図５（２）に示すステップビアホール１０２は、長円形の上穴１０２ａと、楕円形の下穴１０２ｂとを有する。下穴１０２ｂが楕円形であるため、めっき液等の更新性を向上させることができるとともに、回転方向（図５（２）中の矢印の方向）の位置ズレマージンを増大させることができる。つまり、前述のめっきレジスト層１５Ｂを形成するためにレジスト層を露光する際、下穴１０２ｂの角が長円形と比較して丸い分だけ、図５（１）のステップビアホール１０１よりも回転方向に対する位置ズレの許容量を増加させることができる。

【0064】

図５（３）に示すステップビアホール１０３は、正円形の上穴１０３ａと、長円形の下穴１０３ｂとを有する。図５（３）に示すように、長円形の下穴１０３ｂは長軸がロール方向と直交する方向に設けられているものの、上穴１０３ａが正円形であるため、回転方向（図５（３）中の矢印の方向）に対する位置ズレ許容量を増大させることができる。

【0065】

図５（４）に示すステップビアホール１０４は、略正方形の上穴１０４ａと、略長方形の下穴１０４ｂとを有する。この略長方形の下穴１０４ｂは、長辺がロール方向と直交する方向に設けられているものの、上穴１０４ａが略正方形であるため、回転方向（図５（４）中の矢印の方向）に対する位置ズレ許容量を増加させることができる。

【0066】

上記の変形例に限らず、各々の例の上穴と下穴を組み合わせることができる。例えば、上穴と下穴がともに楕円形のステップビアホールでもよい。この下穴の長軸の方向は上穴の長軸の方向と平行である。また、正円形の上穴と、略長方形の下穴から構成されるステップビアホールでもよい。この下穴の長辺の方向はロール方向と垂直な方向である。

【0067】

その他、上穴がロール方向と平行な方向な長軸を有する楕円形であって、下穴が正円形、若しくは上穴と同じ方向に長軸を有する楕円形であってもよい。

【0068】

次に、図６を用いて、本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板への部品の実装例について説明する。図６（１）は、本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板に部品４４が実装された様子を示す上面図である。図６（２）は図６（１）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図６（１）からわかるように、部品４４は部品搭載領域４１に実装されている。

【0069】

図６（２）からわかるように、部品４４は多層フレキシブルプリント配線板３２の裏面のランド部３１にバンプ４５を介して実装されている。これにより、ランド部３０に実装する場合に比べて平坦度の高い状態で部品４４を実装することができる。その結果、接合部分にボイド等が発生する虞がなく、信頼性の高い接合を得ることができる。

【0070】

図６（１）からわかるように、多層フレキシブルプリント配線板３２の内層に設けられた配線１７ａは、部品搭載領域４１Ａ（４１Ｂ）から配線領域４２Ａ（４２Ｂ）を通ってコネクタ部４３Ａ（４３Ｂ）に引きまわされており、部品搭載領域４１のランド部３１と、コネクタ部４３Ａ，４３Ｂとを電気的に接続している。より詳細には、部品搭載領域４１の上半分の領域である部品搭載領域４１Ａのランド部３１とコネクタ部４３Ａを電気的に接続する配線１７ａは、部品搭載領域４１Ａに配置されたランド部３１から配線領域４２Ａを通ってコネクタ部４３Ａに引き回されている。同様に、部品搭載領域４１の下半分の領域である部品搭載領域４１Ｂのランド部３１とコネクタ部４３Ｂを電気的に接続する配線１７ａは、部品搭載領域４１Ｂに配置されたランド部３１から配線領域４２Ｂを通ってコネクタ部４３Ｂに引き回されている。

【0071】

実装された部品４４は、例えば、ピン数が非常に多いセンサーモジュールであり、微細な配線１７ａの引きまわし方向は略１方向に限定される。このような場合には、ステップビア２９の長軸方向に走るように配線１７ａを設けることで、配線１７ａの配線密度を損なうことなく、ステップビア２９の開口部の面積を大きくすることが可能である。

【0072】

以上説明したように、本実施形態では、ステップビアホールの上穴を長円形とし、その長軸方向がフレキシブルプリント配線板のロール材料のロール方向に対して平行になるようにする。これにより、ステップビアホール用のコンフォーマルマスクを形成する露光工程において、可撓性のベース材料がロール方向に伸縮した場合にも、正常なステップビアホールを形成することが可能となる。その結果、本実施形態によれば、層間導電路として信頼性の高いステップビアを有する多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。

【0073】

さらに、本実施形態では、従来のステップビアホールに比べて上穴が大きくなるため、ステップビアホールの内壁にめっき層を形成する際における、めっき液等の更新性が向上する。このため、めっき付きまわり形状の良好なステップビアを形成できる。即ち、本実施形態によれば、層間導電路としてさらに信頼性の高いステップビアを有する多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。

【0074】

また、本実施形態によれば、位置ズレ許容量の増大により、露光エリアをロール方向に広げて１つのシート領域の面積を拡大することができる。これにより、１つのシート領域から取れる多層フレキシブルプリント配線板の数を増やすことができ、生産性を向上させることができる。

【0075】

以上の本実施形態の奏する効果から明らかなように、本発明によれば、新たな工程や装置を導入することなく、安価に且つ安定的に、小径のステップビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板を製造することができる。

【0076】

なお、本発明に係るステップビアホールの上穴及び下穴の形状は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではない。より一般的には、可撓性のベース材料のロール方向に対する、コンフォーマルマスク１９（上穴２６）の径とコンフォーマルマスク２０（下穴２７）の径の差が、ロール方向と垂直な方向に対する、コンフォーマルマスク１９（上穴２６）の径とコンフォーマルマスク２０（下穴２７）の径の差よりも大きければよい。このようにすることで、ロール方向に対する位置ズレ許容量を増加させることが可能となる。

【0077】

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

【符号の説明】

【0078】

１１，２１ 可撓性絶縁ベース材
１２，１３，２２ 銅箔
１４ 両面銅張積層板
１５Ａ，１５Ｂ めっきレジスト層
１６，１７，２８ 電解銅めっき層
１７ａ，５５ 配線
１７ｂ，３０，３１，５２，５３，５４ ランド部
１８ 両面回路基材
１９，２０ コンフォーマルマスク
２３ 片面銅張積層板
２４ 接着材層
２５，１０１，１０２，１０３，１０４ ステップビアホール
２６，１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ 上穴
２７，１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ 下穴
２９，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ ステップビア
２９ａ，５１ａ 上部層間導電路
２９ｂ，５１ｂ 下部層間導電路
３２ 多層フレキシブルプリント配線板
４１，４１Ａ，４１Ｂ 部品搭載領域
４２Ａ，４２Ｂ 配線領域
４３Ａ，４３Ｂ コネクタ部
４４ 部品
４５ バンプ
５６ ボイド
６１ （ロール状の）両面銅張積層板
６２ 巻き出しロール
６３ 巻き取りロール
６４ シート領域
６５ 製品（多層フレキシブルプリント配線板）
６６ 露光エリア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】