JP4403090B2

JP4403090B2 - 配線回路基板

Info

Publication number: JP4403090B2
Application number: JP2005057704A
Authority: JP
Inventors: 淳石井; 仁紀金川; 靖人船田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP2006245220A; US20060199402A1; CN1829413A; US7182606B2; CN1829413B

Description

本発明は、配線回路基板に関し、詳しくは、回路付サスペンション基板などの配線回路基板に関する。

従来より、ステンレスからなる金属支持基板の上に、樹脂からなる絶縁層、銅からなる導体パターンが順次形成された回路付サスペンション基板が知られている。
このような回路付サスペンション基板では、金属支持基板がステンレスで形成されていることから、導体パターンにおいて伝送損失が大きくなる。
そのため、伝送損失を低減させるために、ステンレスからなるサスペンションの上に、銅または銅を主成分とする銅合金からなる下部導体を形成し、その下部導体の上に、絶縁層、記録側導体および再生側導体を順次形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１１３８７号公報

しかし、上記の提案では、サスペンションと下部導体との密着性が不十分であり、長期信頼性を確保することが困難である。
本発明の目的は、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向上させて、長期信頼性に優れる配線回路基板を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の配線回路基板は、金属支持基板と、前記金属支持基板の上に形成される金属薄膜と、前記金属薄膜の上に形成される金属箔と、前記金属箔の上に形成される絶縁層と、前記絶縁層の上に形成される配線とを備え、前記金属支持基板には、前記金属箔と対向する開口部が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の配線回路基板は、前記開口部が、エッチングにより形成されていることが好適である。
また、本発明の配線回路基板は、前記金属支持基板がステンレスからなり、前記金属箔
が銅からなることが好適である。

また、本発明の配線回路基板は、前記金属薄膜が、スパッタリングまたは電解めっきにより形成され、前記金属箔が、電解めっきにより形成されていることが好適である。
また、本発明の配線回路基板は、前記配線回路基板が、回路付サスペンション基板であることが好適である。

本発明の配線回路基板によれば、金属支持基板と金属箔との間に、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。

図１は、本発明の配線回路基板の一実施形態を示す要部断面図である。
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の上に、金属薄膜３が形成され、その金属薄膜３の上に、金属箔４が形成され、その金属箔４の上に、絶縁層としてのベース絶縁層５が形成されており、そのベース絶縁層５の上に、導体パターン６が形成され、さらに必要に応じて、導体パターン６の上にカバー絶縁層７が形成されている。

金属支持基板２は、平板状の金属箔や金属薄板からなる。なお、金属支持基板２には、金属箔４と対向する開口部９が形成されている。金属支持基板２を形成する金属としては、例えば、ステンレス、４２アロイなどが用いられ、好ましくは、ステンレスが用いられる。また、その厚みは、例えば、１５〜３０μｍ、好ましくは、２０〜２５μｍである。
また、金属薄膜３は、金属支持基板２の表面において、金属箔４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。金属薄膜３を形成する金属としては、例えば、クロム、金、銀、白金、ニッケル、チタン、ケイ素、マンガン、ジルコニウム、およびそれらの合金、またはそれらの酸化物などが用いられる。また、その厚みは、例えば、０．０１〜１μｍ、好ましくは、０．１〜１μｍである。

また、金属薄膜３は、金属支持基板２と金属箔４との密着性を考慮して、例えば、金属支持基板２の表面に、金属支持基板２との密着力の高い金属からなる第１の金属薄膜３を形成した後、その第１の金属薄膜３の表面に、金属箔４との密着力の高い金属からなる第２の金属薄膜３を積層するなど、多層で形成することもできる。
また、金属箔４は、金属薄膜３の表面において、少なくとも導体パターン６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。金属箔４を形成する金属としては、銅が好ましく用いられる。また、その厚みは、例えば、２〜５μｍであり、好ましくは、２〜４μｍである。

また、ベース絶縁層５は、金属支持基板２の表面に、金属箔４を被覆するように形成されている。ベース絶縁層５を形成する絶縁体としては、配線回路基板の絶縁体として通常用いられる、例えば、ポリイミド、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂が用いられる。これらのうち、感光性の合成樹脂が好ましく用いられ、感光性ポリイミドがさらに好ましく用いられる。また、その厚みは、例えば、５〜１５μｍ、好ましくは、８〜１０μｍである。

また、導体パターン６は、ベース絶縁層５の表面に、互いに間隔を隔てて長手方向に沿って平行状に配置される複数（例えば、４本）の配線からなる配線回路パターンとして形成されている。導体パターン６を形成する導体としては、配線回路基板の導体として通常用いられる、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る。これらのうち、銅が好ましく用いられる。また、その厚みは、例えば、５〜２０μｍ、好ましくは、７〜１５μｍであり、各配線の幅は、例えば、１５〜１００μｍ、好ましくは、２０〜５０μｍであり、各配線間の間隔は、例えば、１５〜１００μｍ、好ましくは、２０〜５０μｍである。

また、カバー絶縁層７は、ベース絶縁層５の表面に、導体パターン６を被覆するように形成されている。カバー絶縁層７を形成する絶縁体としては、上記したベース絶縁層５と同様の絶縁体が用いられる。また、その厚みは、例えば、３〜１０μｍ、好ましくは、４〜５μｍである。
このような配線回路基板１は、例えば、図２に示す方法によって製造することができる。

まず、図２（ａ）に示すように、金属支持基板２を用意し、その金属支持基板２の表面全体に、スパッタリングまたは電解めっきにより、金属薄膜３を形成する。
そして、図２（ｂ）に示すように、レジスト８を上記した金属箔４のパターンと反転するパターンで形成する。レジスト８の形成は、例えば、ドライフィルムレジストを用いて露光および現像する、公知の方法が用いられる。

次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト８を、めっきレジストとして、電解めっき、好ましくは、電解銅めっきにより、レジスト８から露出する金属薄膜３の表面全体に金属箔４を形成する。
そして、図２（ｄ）に示すように、レジスト８およびレジスト８が形成されていた部分の金属薄膜３を、例えば、化学エッチング（ウェットエッチング）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。

そして、図２（ｅ）に示すように、金属箔４および金属支持基板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、合成樹脂からなるベース絶縁層５を形成する。なお、ベース絶縁層５は、感光性の合成樹脂を露光および現像することにより、パターンとして形成することもできる。さらに、ベース絶縁層５の形成は、上記の方法に特に制限されず、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、金属箔４および金属支持基板２の表面に、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。

次に、図２（ｆ）に示すように、導体パターン６を、アディティブ法やサブトラクティブ法などの公知のパターンニング法により、上記した配線回路パターンに形成する。
例えば、アディティブ法により、パターンニングする場合には、まず、ベース絶縁層５の表面全体に、例えば、真空成膜法やスパッタリング法などにより、下地となる導体薄膜を形成し、その導体薄膜の表面に、ドライフィルムレジストなどを用いて露光および現像し、配線回路パターンと反転するパターンのめっきレジストを形成する。次いで、めっきにより、めっきレジストから露出する導体薄膜の表面に、導体パターン６を配線回路パターンとして形成し、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導体薄膜をエッチングなどにより除去する。なお、めっきは、電解めっき、無電解めっきのいずれでもよいが、電解めっきが好ましく用いられ、なかでも、電解銅めっきが好ましく用いられる。

また、例えば、サブトラクティブ法により、パターンニングする場合には、まず、ベース絶縁層５の表面全体に、導体層を形成する。導体層を形成するには、特に制限されず、例えば、ベース絶縁層５の表面全体に、公知の接着剤層を介して、導体層を貼着する。次いで、その導体層の表面に、ドライフィルムレジストなどを用いて露光および現像し、配線回路パターンと同一のパターンのエッチングレジストを形成する。その後、エッチングレジストから露出する導体層をエッチング（ウェットエッチング）した後、エッチングレジストを除去する。

次いで、図２（ｇ）に示すように、導体パターン６を被覆するように、ベース絶縁層５の表面に、例えば、上記した合成樹脂の溶液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、合成樹脂からなるカバー絶縁層７を形成する。なお、カバー絶縁層７は、感光性の合成樹脂を露光および現像することにより、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７の形成は、上記の方法に特に制限されず、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、導体パターン６を被覆するように、ベース絶縁層５の表面に、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。

なお、カバー絶縁層７は、図示しないが、導体パターン６の端子部となる部分が露出するように形成する。導体パターン６の端子部となる部分を露出させるには、上記した感光性の合成樹脂を用いてパターンに形成するか、あるいは、レーザやパンチにより穿孔加工する。
その後、配線回路基板１には、特性インピーダンスを調整するために、図２（ｇ）の点線で示すように、金属支持基板２をエッチングにより、金属箔４と対向するように切り抜いて、開口部９を形成する。これによって、配線回路基板１を得る。
このようにして得られる配線回路基板１では、図１に示すように、金属支持基板２の上に、金属薄膜３を介して金属箔４が積層されている。そのため、金属支持基板２のみでは、金属支持基板２に対向する導体パターン６の伝送損失が大きくなるのに対し、このように、金属箔４を金属支持基板２と導体パターン６の間に介在させることにより、導体パターン６の伝送損失を低減することができる。また、金属支持基板２と金属箔４との間に金属薄膜３を介在させることで、簡易な層構成により、金属支持基板２と金属箔４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、このように、エッチングにより金属支持基板２に開口部９を形成する場合には、従来の配線回路基板では、金属支持基板２の上に、金属箔４が直接積層されているため、金属箔４もエッチングされる。

しかし、この配線回路基板１では、金属支持基板２の上に、金属薄膜３が積層され、その金属薄膜３の上に、金属箔４が積層されているため、エッチングにより、金属支持基板２に開口部９を形成する場合に、金属薄膜３がバリア層になり、金属箔４がエッチングされることを防止することができる。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されることはない。
実施例１
厚み２５μｍのステンレスからなる金属支持基板の上に、金属薄膜として、厚み０．０３μｍのクロム薄膜と厚み０．０７μｍの銅薄膜とをスパッタリングによって順次形成した（図２（ａ）参照）。そして、金属箔のパターンと反転するパターンのめっきレジストを、ドライフィルムレジストを用いて形成した（図２（ｂ）参照）。次いで、めっきレジストから露出する金属薄膜の表面全体に、金属箔として、厚み４．０μｍの銅箔を電解銅めっきにより形成した（図２（ｃ）参照）。そして、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金属薄膜を、化学エッチングにより除去した後（図２（ｄ）参照）、金属箔および金属支持基板の表面に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを塗布後、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のポリイミド樹脂からなるベース絶縁層を、金属箔の表面全体を被覆するようなパターンとして形成した（図２（ｅ）参照）。次いで、そのベース絶縁層の表面に、アディティブ法によって、配線回路パターンで、厚み１０μｍの導体パターンを形成した（図２（ｆ）参照）。さらに、導体パターンを被覆するように、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のポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層を、導体パターンの表面全体（端子部を除く。）を被覆するようなパターンとして形成した（図２（ｇ）参照）。その後、端子部に金めっきを施し、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。

実施例２
金属薄膜を、厚み０．０３μｍのニッケルクロム合金薄膜に変更した以外は、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
金属薄膜を、厚み１μｍの電解金めっき膜（電解金めっきにより形成）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
金属薄膜を形成せずに、金属支持基板の上に、直接、電解銅めっきにより銅箔を形成した以外は、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２
金属薄膜および金属箔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。

評価
（銅箔エッチング評価）
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の金属支持基板を、特性インピーダンスを調整するために、所定の形状にエッチングして開口部を形成したときに、実施例１〜３においては、金属薄膜がバリア層となり、金属箔としての銅箔がエッチングされていないことが確認された。一方、比較例１においては、金属箔としての銅箔がエッチングされていることが確認された。
（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（Ｐ_OUT）と入力信号強度（Ｐ_IN）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。

伝送効率（％）＝Ｐ_OUT／Ｐ_IN （１）
（密着性評価）
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を、温度−４０℃の条件下に放置後、温度１２０℃の条件下に放置し、これを１サイクルとして、１０００サイクル後の各回路付サスペンション基板について、金属支持基板と金属箔との間の密着力をテープ剥離により評価した。その結果を表１に示す。

本発明の配線回路基板の一実施形態を示す要部断面図である。図１に示す配線回路基板の製造方法を示す製造工程図であって、（ａ）は、金属支持基板の上に、スパッタリングまたは電解めっきにより、金属薄膜を形成する工程、（ｂ）は、金属薄膜の上に、金属箔のパターンと反転するパターンで、レジストを形成する工程、（ｃ）は、レジストから露出する金属薄膜の上に、電解めっきにより、金属箔を形成する工程、（ｄ）は、レジストおよびレジストが形成されていた部分の金属薄膜を除去する工程、（ｅ）は、金属箔を含む金属支持基板の上に、ベース絶縁層を形成する工程、（ｆ）は、ベース絶縁層の上に、導体パターンを形成する工程、（ｇ）は、導体パターンを被覆するように、ベース絶縁層の上に、カバー絶縁層を形成する工程を示す。

符号の説明

１配線回路基板
２金属支持基板
３金属薄膜
４金属箔
５ベース絶縁層
６導体パターン

Claims

金属支持基板と、前記金属支持基板の上に形成される金属薄膜と、前記金属薄膜の上に形成される金属箔と、前記金属箔の上に形成される絶縁層と、前記絶縁層の上に形成される配線とを備え、
前記金属支持基板には、前記金属箔と対向する開口部が形成されていることを特徴とする、配線回路基板。
前記開口部が、エッチングにより形成されていることを特徴する、請求項１に記載の配線回路基板。
前記金属支持基板がステンレスからなり、前記金属箔が銅からなることを特徴とする、
請求項１または２に記載の配線回路基板。
前記金属薄膜が、スパッタリングまたは電解めっきにより形成され、前記金属箔が、電
解めっきにより形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の配線回路基板。
前記配線回路基板が、回路付サスペンション基板であ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。