特開 2023-5147 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023005147

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】プリント配線板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/18 20060101AFI20230111BHJP

【ＦＩ】

H05K3/18 G

H05K3/18 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021106885

(22)【出願日】2021-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122622

【弁理士】

【氏名又は名称】森 徳久

(72)【発明者】

【氏名】高橋 道昌

(72)【発明者】

【氏名】古野 貴之

(72)【発明者】

【氏名】平澤 貴久

【テーマコード（参考）】

5E343

【Ｆターム（参考）】

5E343AA02

5E343AA07

5E343AA18

5E343AA33

5E343BB16

5E343BB24

5E343DD43

5E343GG08

(57)【要約】

【課題】安定した性能のプリント配線板の提供。
【解決手段】実施形態のプリント配線板の製造方法は、樹脂絶縁層上に銅箔を積層することと、前記銅箔上にめっきレジストを形成することと、前記めっきレジストから露出する前記銅箔上に第１電解めっき膜を形成することと、前記めっきレジストを除去することと、前記第１電解めっき膜で覆われていない部分の前記銅箔を除去することと、前記第１電解めっき膜上に第２電解めっき膜を形成することで、前記銅箔と前記銅箔上の前記第１電解めっき膜と前記第１電解めっき膜上の前記第２電解めっき膜からなる導体層を形成すること、とを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂絶縁層上に銅箔を積層することと、
前記銅箔上にめっきレジストを形成することと、
前記めっきレジストから露出する前記銅箔上に第１電解めっき膜を形成することと、
前記めっきレジストを除去することと、
前記第１電解めっき膜で覆われていない部分の前記銅箔を除去することと、
前記第１電解めっき膜上に第２電解めっき膜を形成することで、前記銅箔と前記銅箔上の前記第１電解めっき膜と前記第１電解めっき膜上の前記第２電解めっき膜からなる導体層を形成すること、とを有するプリント配線板の製造方法。

【請求項2】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記第１電解めっき膜の厚さは５０μｍ以上である。

【請求項3】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記第２電解めっき膜を形成することは前記銅箔を除去することの後に行われる。

【請求項4】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記第２電解めっき膜を形成することは前記第１電解めっき膜間に位置する前記銅箔の直上に前記第２電解めっき膜を形成することを含み、前記銅箔を除去することは前記銅箔の直上に形成されている前記第２電解めっき膜を除去することを含む。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、プリント配線板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、絶縁基板と絶縁基板上に形成された渦巻状のコイルパターンとを有するコイルシートを開示する。特許文献１のコイルシートの製造方法は、絶縁基板上に渦巻状の下層の導体パターンを形成することと、導体パターン上に電解めっき膜を追加で形成すること、とを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２４６３６３号公報

【発明の概要】

【0004】

［特許文献１の課題］
特許文献１の技術では、絶縁基板上に導体パターンが形成された後で、導体パターン上に電解めっき膜が形成される。この手法によると完成するコイルパターンの厚みにバラツキが生じると考えられる。コイルパターンを構成する配線間のギャップにバラツキが生じると考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のプリント配線板の製造方法は、樹脂絶縁層上に銅箔を積層することと、前記銅箔上にめっきレジストを形成することと、前記めっきレジストから露出する前記銅箔上に第１電解めっき膜を形成することと、前記めっきレジストを除去することと、前記第１電解めっき膜で覆われていない部分の前記銅箔を除去することと、前記第１電解めっき膜上に第２電解めっき膜を形成することで、前記銅箔と前記銅箔上の前記第１電解めっき膜と前記第１電解めっき膜上の前記第２電解めっき膜からなる導体層を形成すること、とを有する。

【0006】

実施形態のプリント配線板の製造方法によると、回路パターンが形成される前に、銅箔上にある程度の厚みの第１電解めっき膜が形成される。その後、第１電解めっき膜上に第２電解めっき膜を形成することで、銅箔と銅箔上の第１電解めっき膜と第１電解めっき膜上の第２電解めっき膜からなる導体層が形成される。そのため、実施形態の製造方法によると、銅箔による回路パターンの形成後に追加めっきを行う従来の方法に比べて、製造されるプリント配線板の導体層に含まれる導体回路間のギャップのバラツキ、厚みのバラツキを小さくし得る。高い占積率の導体層を有するプリント配線板が得られる。安定した性能のプリント配線板が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態のプリント配線板を模式的に示す平面図。

【図2】実施形態のプリント配線板を模式的に示す底面図。

【図3】実施形態のプリント配線板の一部を模式的に示す断面図。

【図4A】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4B】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4C】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4D】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4E】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4F】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図5】第１改変例のプリント配線板の一部を模式的に示す断面図。

【図6】第１改変例のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［実施形態］
図１は実施形態のプリント配線板２を示す平面図である。図２は図１のプリント配線板２を示す底面図である。図１と図２に示されるように、プリント配線板２は、樹脂絶縁層１０と、樹脂絶縁層１０の第１面１０ａ上に形成されている導体層２０と、樹脂絶縁層１０の第２面１０ｂ上に形成されている導体層３０とを有する。実施形態のプリント配線板２は、円筒状に巻くことでモータ用コイル基板として利用される。形成されたモータ用コイル基板を円筒状のヨークの内側に配置し、モータ用コイル基板の内側に回転軸と磁石を配置することによりモータが形成される（図示省略）。

【0009】

樹脂絶縁層１０は、ポリイミド、ポリアミド等の絶縁性を有する樹脂を用いて形成される。樹脂絶縁層１０は可撓性を有している。樹脂絶縁層はフレキシブル基板を形成することができる。樹脂絶縁層１０は第１面１０ａと第２面１０ｂを有している。樹脂絶縁層１０の厚みは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であり、例えば１２．５μｍである。

【0010】

導体層２０、３０は銅を用いて形成されている。導体層２０、３０は、渦巻状に形成されているコイルである。図１に示されるように、第１面１０ａ上に形成されている導体層２０は、外周から内周に向かって右回りの渦巻状に形成されている。導体層２０の外周側端部２４には、導体層２０と外部を接続する接続コード（図示省略）を接続するための接続端子が形成されている。導体層２０の内周側端部２２には、樹脂絶縁層１０の第１面１０ａと第２面１０ｂの間を貫通する貫通孔１６が形成されている。貫通孔１６内にはビア導体４５が形成されている。貫通孔１６及びビア導体４５については後で図３を参照して詳しく説明される。ビア導体４５により、第１面１０ａ上の導体層２０と第２面１０ｂ上の導体層３０とが電気的に接続されている。

【0011】

図２に示されるように、第２面１０ｂ上に形成されている導体層３０は、外周から内周に向かって左回りの渦巻状に形成されている。導体層３０の外周側端部３４には、導体層３０と外部を接続する接続コード（図示省略）を接続するための接続端子が形成されている。導体層３０の内周側端部３２は、上記のビア導体４５を介して導体層２０の内周側端部２２と電気的に接続されている。

【0012】

導体層２０、３０は、同じ面から見て同じ巻き方向の渦巻状に形成されている。第１面１０ａと第２面１０ｂ上の導体層２０、３０は、電気的に直列に接続された１つのコイルとして機能している。図示は省略されるが、第１面１０ａと導体層２０上は樹脂絶縁層で覆われている。同様に第２面１０ｂと導体層３０上は樹脂絶縁層で覆われている。

【0013】

図３は実施形態のプリント配線板２の一部の断面図である。図３は、図１と図２のＩＩＩ－ＩＩＩ間の断面図である。図３が参照されることで導体層２０、３０の構造が詳しく説明される。図３に示されるように、導体層２０は、コイル（図１）を構成する第１導体回路２０ａと、第１導体回路２０ａの隣の第２導体回路２０ｂと、第２導体回路２０ｂの隣の第３導体回路２０ｃと、第３導体回路２０ｃの隣の内周側端部２２とを有する。第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃ、内周側端部２２は、連続する１本の配線の異なる部分である。第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃ、内周側端部２２のそれぞれの間隔は１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲であり、例えば２５μｍである。第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃ、内周側端部２２の厚みは、８０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であり、例えば１０３μｍである。第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃの幅は、８０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であり、例えば１００μｍである。内周側端部２２の幅は、例えば３００μｍである。

【0014】

同様に導体層３０は、コイル（図２）を構成する第１導体回路３０ａと、第１導体回路３０ａの隣の第２導体回路３０ｂと、第２導体回路３０ｂの隣の第３導体回路３０ｃと、第３導体回路３０ｃの隣の内周側端部３２とを有する。第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃ、内周側端部３２は、連続する１本の配線の異なる部分である。第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃ、内周側端部３２のそれぞれの間隔は１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲であり、例えば２５μｍである。第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃ、内周側端部３２の厚みは、８０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であり、例えば１０３μｍである。第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃの幅は、８０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であり、例えば１００μｍである。内周側端部３２の幅は、例えば３００μｍである。

【0015】

導体層２０は、銅箔１２ａ～１２ｄと、第１電解めっき膜４０ａ～４０ｄと、第２電解めっき膜５０ａ～５０ｄとを有する。導体層３０は、銅箔１４ａ～１４ｄと、第１電解めっき膜４１ａ～４１ｄと、第２電解めっき膜５１ａ～５１ｄとを有する。以下銅箔１２ａ～１２ｄが区別されずに総称される場合は「銅箔１２」と表される。第１電解めっき膜４０ａ～４０ｄ、第２電解めっき膜５０ａ～５０ｄ、銅箔１４ａ～１４ｄ、第１電解めっき膜４１ａ～４１ｄ、第２電解めっき膜５１ａ～５１ｄについても同様である。

【0016】

上記の通り、内周側端部２２の下の銅箔１２ｄと樹脂絶縁層１０には貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６内にはビア導体４５が設けられる。ビア導体４５により導体層２０の内周側端部２２と導体層３０の内周側端部３２とが電気的に接続される。

【0017】

以下では導体層２０の構成要素が説明される。銅箔１２は、樹脂絶縁層１０の第１面１０ａ上に形成されている銅の薄膜である。銅箔１２は樹脂絶縁層１０の第１面１０ａ上に予め形成されている。銅箔１２は無電解めっき膜であってもよい。銅箔１２の厚みは１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であり、例えば３μｍである。

【0018】

第１電解めっき膜４０は、銅箔１２上に形成されている金属層である。第１電解めっき膜４０は銅で形成される。第１電解めっき膜４０ｄの一部は貫通孔１６内に充填されてビア導体４５を形成する。第１電解めっき膜４０の厚みは５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であり、例えば９０μｍである。第１電解めっき膜４０ａ～４０ｃの幅は例えば２８０μｍである。

【0019】

第２電解めっき膜５０は、第１電解めっき膜４０上に形成されている金属層である。第２電解めっき膜５０は、第１電解めっき膜４０の側方の第１面１０ａ上にも形成されている。第２電解めっき膜５０は、第１電解めっき膜４０の上面と、第１電解めっき膜４０の側面と、第１電解めっき膜４０の直下の銅箔１２の側面を覆っている。第２電解めっき膜５０の厚みは５μｍ以上３０μｍ以下の範囲であり、例えば１０μｍである。

【0020】

以下では導体層３０の構成要素が説明される。図３に示されるように、銅箔１４は、樹脂絶縁層１０の第２面１０ｂ上に形成されている銅の薄膜である。銅箔１４は樹脂絶縁層１０の第２面１０ｂ上に予め形成されている。銅箔１４は無電解めっき膜であってもよい。銅箔１４の厚みは銅箔１２とほぼ同じである。

【0021】

第１電解めっき膜４１は、銅箔１４上に形成されている金属層である。第１電解めっき膜４１は銅で形成される。第１電解めっき膜４１の厚みは第１電解めっき膜４０とほぼ同じである。

【0022】

第２電解めっき膜５１は、第１電解めっき膜４１上に形成されている金属層である。第２電解めっき膜５１は、第１電解めっき膜４１の側方の第２面１０ｂ上にも形成されている。第２電解めっき膜５１は、第１電解めっき膜４１の上面と、第１電解めっき膜４１の側面と、第１電解めっき膜４１の直下の銅箔１４の側面を覆っている。第２電解めっき膜５１の厚みは第２電解めっき膜５０とほぼ同じである。

【0023】

実施形態では、導体層２０、３０に形成されている第１導体回路２０ａ、３０ａ、第２導体回路２０ｂ、３０ｂ等の導体回路は、従来に比べてギャップのバラツキ、厚みのバラツキが小さい。安定した性能のプリント配線板２が得られる。

【0024】

［実施形態のプリント配線板２の製造方法］
図４Ａ～図４Ｆは実施形態のプリント配線板２の製造方法を示す。図４Ａ～図４Ｆは断面図である。図４Ａは、樹脂絶縁層１０と、第１面１０ａ上に予め設けられた銅箔１２と、第２面１０ｂ上に予め設けられた銅箔１４とを示す。樹脂絶縁層１０は銅箔１２、１４付きのフレキシブル基板である。この時点では銅箔１２、１４は第１面１０ａ、第２面１０ｂの全面を覆っている。

【0025】

銅箔１２の上方からレーザーが照射される。図４Ｂに示されるように、銅箔１２と樹脂絶縁層１０を貫通する貫通孔１６が形成される。

【0026】

図４Ｃに示されるように、銅箔１２上にめっきレジスト６０が形成される。めっきレジスト６０は、第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃ、内周側端部２２が形成されるべき位置（図３参照）に開口６２ａ～６２ｄを有している。開口６２ａ～６２ｄは銅箔１２を露出する。同様に銅箔１４上にめっきレジスト６１が形成される。第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃ、内周側端部３２が形成されるべき位置（図３参照）に開口６３ａ～６３ｄを有している。開口６３ａ～６３ｄは銅箔１４を露出する。めっきレジスト６０、６１の幅は例えば３５μｍである。めっきレジスト６０、６１の厚みは１００μｍ以上であり、例えば１１２μｍである。開口６２ａ～６２ｃ、６３ａ～６３ｃの幅は例えば９０μｍである。開口６２ｄ、６３ｄの幅は例えば２８０μｍである。

【0027】

図４Ｄに示されるように、電解めっき（パターンめっき）が行われ、めっきレジスト６０から露出する銅箔１２上に第１電解めっき膜４０ａ～４０ｄが形成される。同様にめっきレジスト６１から露出する銅箔１４上に第１電解めっき膜４１ａ～４１ｄが形成される。この時点の第１電解めっき膜４０、４１の厚みは例えば１００μｍである。開口６２ａ～６２ｃ、６３ａ～６３ｃ内に形成される第１電解めっき膜４０ａ～４０ｃ、４１ａ～４１ｃの幅は例えば９０μｍである。開口６２ｄ、６３ｄ内に形成される第１電解めっき膜４０ｄ、４１ｄの幅は例えば２８０μｍである。

【0028】

図４Ｅに示されるように、めっきレジスト６０、６１が除去される。これにより、第１電解めっき膜４０には銅箔１２を露出する開口７０が形成される。第１電解めっき膜４１には銅箔１４を露出する開口７１が形成される。この時点では開口７０、７１の幅はめっきレジスト６０、６１（図４Ｃ）の幅と同じであり、例えば３５μｍである。

【0029】

フラッシュエッチングが行われる。図４Ｆに示されるように、開口７０から露出する銅箔１２が除去される。銅箔１２ａ～１２ｄが形成される。第１電解めっき膜４０の一部も除去される。開口７１から露出する銅箔１４が除去される。銅箔１４ａ～１４ｄが形成される。第１電解めっき膜４１の一部も除去される。銅箔１２、１４が除去されるとともに、第１電解めっき膜４０、４１が全体的に小さくなる。第１電解めっき膜４０、４１は例えば１か所あたり５μｍ程度除去される。この時点では、開口７０、７１の幅は例えば４５μｍに広がる。第１電解めっき膜４０、４１の厚みは例えば９０μｍである。第１電解めっき膜４０ａ～４０ｃ、４１ａ～４１ｃの幅は例えば８０μｍである。

【0030】

その後、追加の電解めっきが行われる。図３に示されるように、第１電解めっき膜４０の上面と、第１電解めっき膜４０の側面と、第１電解めっき膜４０の直下の銅箔１２の側面を覆う第２電解めっき膜５０が形成される。同様に、第１電解めっき膜４１の上面と、第１電解めっき膜４１の側面と、第１電解めっき膜４１の直下の銅箔１４の側面を覆う第２電解めっき膜５１が形成される。第２電解めっき膜５０、５１の厚みは例えば１０μｍである。

【0031】

銅箔１２ａ～１２ｄと第１電解めっき膜４０ａ～４０ｄと第２電解めっき膜５０ａ～５０ｄによって第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃ、内周側端部２２が形成される。導体層２０が形成される。同様に、銅箔１４ａ～１４ｄと第１電解めっき膜４１ａ～４１ｄと第２電解めっき膜５１ａ～５１ｄによって第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃ、内周側端部３２が形成される。導体層３０が形成される。この結果、実施形態のプリント配線板２（図３）が得られる。

【0032】

実施形態の製造方法によると、回路パターンが形成される前に、銅箔１２、１４上にある程度の厚みの第１電解めっき膜４０、４１が形成される。その後、第１電解めっき膜４０、４１上に第２電解めっき膜５０、５１を形成することで導体層２０、３０が形成される。そのため、実施形態の製造方法によると、銅箔による回路パターンの形成後に追加めっきを行う従来の方法に比べて、製造される導体層２０、３０に含まれる導体回路２０ａ～２０ｃ、３０ａ～３０ｃ間のギャップのバラツキ、厚みのバラツキを小さくし得る。高い占積率の導体層２０、３０を有するプリント配線板２が得られる。安定した性能のプリント配線板２が得られる。

【0033】

［実施形態の第１改変例］
図５は、実施形態の第１改変例を示す。第１改変例では、第１電解めっき膜４０、４１間の一部に銅箔１２、１４が存在する。第２電解めっき膜５０、５１は、第１電解めっき膜４０、４１上と、第１電解めっき膜４０、４１間の銅箔１２、１４上に形成されている。

【0034】

第１改変例のプリント配線板２の製造方法は途中まで実施形態と同様である。第１改変例でも実施形態と同様に図４Ａ～図４Ｅで説明される工程が実行される。第１改変例では、めっきレジスト６０、６１が除去（図４Ｅ）された後、フラッシュエッチングより先に追加の電解めっきが行われる。この結果図６に示されるように、第１電解めっき膜４０の上面と、第１電解めっき膜４０の側面と、第１電解めっき膜４０間に位置する銅箔１２（開口７０から露出する銅箔１２）の上面を覆う第２電解めっき膜５０が形成される。第１電解めっき膜４１の上面と、第１電解めっき膜４１の側面と、第１電解めっき膜４１間に位置する銅箔１４（開口７１から露出する銅箔１４）の上面を覆う第２電解めっき膜５１が形成される。

【0035】

第１改変例では、その後フラッシュエッチングが行われる。図５に示されるように、開口７０内の第２電解めっき膜５０とその直下の銅箔１２が除去される。銅箔１２ａ～１２ｄが形成される。第１電解めっき膜４０を覆う第２電解めっき膜５０の一部も除去される。同様に、開口７１内の第２電解めっき膜５１とその直下の銅箔１４が除去される。銅箔１４ａ～１４ｄが形成される。第１電解めっき膜４１を覆う第２電解めっき膜５１の一部も除去される。第１電解めっき膜４０、４１を覆う第２電解めっき膜５０、５１が全体的に小さくなる。

【0036】

この結果、第１導体回路２０ａ、第２導体回路２０ｂ、第３導体回路２０ｃ、内周側端部２２が形成される。導体層２０が形成される。同様に、第１導体回路３０ａ、第２導体回路３０ｂ、第３導体回路３０ｃ、内周側端部３２が形成される。導体層３０が形成される。第１改変例のプリント配線板２（図５）が得られる。

【0037】

第１改変例の製造方法によると、追加の電解めっきが行われる時点で銅箔１２、１４の全部が残っているため、銅箔１２、１４の一部を追加の電解めっきの為の電力を供給するリードとして使用することができる。別途リードを設けておく必要がない。

【符号の説明】

【0038】

２：プリント配線板
１０：樹脂絶縁層
１２（１２ａ～１２ｄ）、１４（１４ａ～１４ｄ）：銅箔
２０、３０：導体層
４０（４０ａ～４０ｄ）、４１（４１ａ～４１ｄ）：第１電解めっき膜
５０（５０ａ～５０ｄ）、５１（５１ａ～５１ｄ）：第２電解めっき膜
６０、６１：めっきレジスト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図5】

【図6】