(57)【要約】【課題】微細な回路パターンを高精度で、かつ、歩留まりよく安定に形成可能なプリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁基板上に設けられた導電層の表面を黒化する黒化処理工程と、黒化された該表面にドライフィルムを積層し、該ドライフィルムを露光、現像するフォトリソグラフィ工程と、該フォトリソグラフィ工程により露出した導電層をエッチングして回路パターンを形成するエッチング工程とを有するプリント配線板の製造方法である。また、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程の間に再露光する再露光工程を行えば、黒化処理工程を省略してもよい。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に設けられた導電層の表面を黒化する黒化処理工程と、黒化された該表面にドライフィルムフォトレジストを積層し、該ドライフィルムフォトレジストを露光、現像するフォトリソグラフィ工程と、該フォトリソグラフィ工程により露出した導電層をエッチングして回路パターンを形成するエッチング工程とを有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記黒化処理工程は、酸化処理によりなされることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記フォトリソグラフィ工程と前記エッチング工程の間に、再露光する再露光工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
絶縁基板上に設けられた導電層の表面にドライフィルムフォトレジストを積層し、該ドライフィルムフォトレジストを露光、現像するフォトリソグラフィ工程と、該フォトリソグラフィ工程の後に、再露光する再露光工程と、該再露光工程の後に、前記フォトリソグラフィ工程により露出した導電層をエッチングして回路パターンを形成するエッチング工程とを有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記再露光の際の露光量が２０ｍＪ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項３または４に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板の回路パターンを形成する方法としては、絶縁基板上に銅箔がラミネートされた銅張り積層板の銅箔表面を、過酸化水素と硫酸とを含む水溶液などで処理して清浄化した後、銅箔表面にドライフィルムフォトレジスト（以下、単にドライフィルムという。）を積層し、フォトマスクを用いて露光、現像を行い、ついで、エッチング剤を用いてエッチング処理することにより、銅箔を所望の回路パターンとする方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近では、電子機器の軽薄短小化に伴って配線回路の高密度化、高精度化が一層進み、プリント配線板にはより微細な回路パターンが形成されることが求められていて、上述した従来の方法では、微細な回路パターンを高精度で、かつ、歩留まりよく安定に形成することが困難になってきている。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、微細な回路パターンを高精度で、かつ、歩留まりよく安定に形成可能なプリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のプリント配線板の製造方法は、絶縁基板上に設けられた導電層の表面を黒化する黒化処理工程と、黒化された該表面にドライフィルムを積層し、該ドライフィルムを露光、現像するフォトリソグラフィ工程と、該フォトリソグラフィ工程により露出した導電層をエッチングして回路パターンを形成するエッチング工程とを有することを特徴とする。
本発明の第２のプリント配線板の製造方法は、絶縁基板上に設けられた導電層の表面にドライフィルムを積層し、該ドライフィルムを露光、現像するフォトリソグラフィ工程と、該フォトリソグラフィ工程の後に、再露光する再露光工程と、該再露光工程の後に、前記フォトリソグラフィ工程により露出した導電層をエッチングして回路パターンを形成するエッチング工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
以下、本発明を実施形態例を挙げて詳細に説明する。
本実施形態例のプリント配線板の製造方法は、絶縁基板上に設けられた導電層の表面にドライフィルムを積層し、ドライフィルムを露光、現像するフォトリソグラフィ工程の前に、導電層の表面を黒化する黒化処理工程を有している。
ここで、絶縁基板材料としては特に制限はなく、エポキシ樹脂や、可撓性を有するポリイミド、ポリエステル、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル、フッ素樹脂、フェノール樹脂などが例示でき、樹脂中にガラス繊維などを含んでいてもよい。また、導電層としては銅箔などの公知のものが使用できる。
【０００７】
導電層の表面を黒化処理する方法としては特に制限はなく、黒色塗料を塗布する方法、黒色薄膜を貼着する方法などが挙げられるが、好ましい方法として、この表面を酸化処理して酸化被膜を形成することにより黒化する方法がある。
具体的には、まず、０．８質量％水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液で導電層の表面を洗浄、脱脂する。ついで、この表面を水洗した後、１３質量％過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩水溶液で、この表面を処理する。この処理により、導電層の表面はある程度酸化されるとともに、粗化される。ついで、この表面を水洗し、硫酸などの酸で中和処理し、再度水洗する。
そして、例えば５．２質量％亜塩素酸ナトリウムと、０．８質量％リン酸三ナトリウムと、１．３質量％水酸化ナトリウムとが溶解した、亜塩素酸ナトリウムを主成分とする溶液などの酸化処理溶液でさらに処理することにより、この表面を酸化し黒化する。ついで、水洗、湯洗、乾燥を適宜行う。
【０００８】
酸化処理溶液としては、上述したような亜塩素酸ナトリウムを主成分とする溶液に限定されず、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、過炭酸ナトリウムなど酸化性の成分が主成分のものであればよい。その他にも酸化性の成分としては、硝酸アンモニウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、硝酸テトラエチルアンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸ルビジウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウムなどの硝酸塩；過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ルビジウム、過塩素酸ストロンチウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸マグネシウムなどの過塩素酸塩；過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩；亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウムなどの亜硝酸塩；過ホウ酸ナトリウム、過ホウ酸カリウムなどの過ホウ酸塩；過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウムなどの過ヨウ素酸塩などが挙げられる。
また、酸化処理溶液による処理方法としては、酸化処理溶液をスプレーにより導電層に吹き付ける方法や、酸化処理溶液が入った容器内に、導電層が形成された絶縁基板を浸漬する方法などが挙げられる。酸化処置溶液の温度は６０〜９５℃程度であることが好ましく、処理時間は例えば６０〜６００秒で適宜設定できる。
【０００９】
こうして黒化処理工程を行った後、黒化された導電層の表面にドライフィルムを積層し、さらに、このドライフィルムの上に所望のパターンが形成されたフォトマスクを被せ、ついで、このフォトマスクを介してドライフィルムを露光、現像するフォトリソグラフィ工程を行う。
ここでドライフィルムとしては、感光性組成物からなる厚さ２５〜５０μｍ程度の通常のドライフィルムが使用でき、例えば、デュポンＭＲＣドライフィルム（株）製リストンなどが使用できる。
導電層の表面にドライフィルムを積層する方法としては、例えば、８０〜１２０℃程度に加熱された一対のロールで、導電層が形成された絶縁基板とドライフィルムとを導電層とドライフィルムとが接するようにして挟み、熱圧着する方法がある。
露光の方法としては、紫外線ランプを備えた通常の露光装置が使用でき、また、現像液としては、１質量％炭酸ナトリウム溶液などの公知のアルカリ性現像液が使用できる。また、露光量はドライフィルムの種類や感度などに応じて適宜設定できるが、通常、４０〜１２０ｍＪ／ｃｍ２である。
【００１０】
このように導電層の表面を黒化処理してからフォトリソグラフィ工程を行うと、露光時に照射される活性光の導電層表面における反射率を低く抑えることができる。反射率が低くなるとハレーションが抑制され、その結果、フォトマスクに沿って高精度かつ効果的に露光することができ、回路パターンのライン幅の太りを抑制できる。
さらに、黒化処理として特に上述したような酸化処理を行うと、単に導電層表面を黒くしたことにより反射率を低下できるだけでなく、酸化に伴ってその表面に微細な凹凸が形成される。その結果、アンカー効果が発現して、導電層表面とドライフィルムとの密着性が高まり、フォトマスクのパターンにより正確に沿う高精度で露光することができる。
【００１１】
フォトリソグラフィ工程の後、フォトリソグラフィ工程により露出した導電層をエッチングするエッチング工程を行い、フォトマスクのパターンに沿った回路パターンを形成する。
ここで導電層表面に黒化処理として特に酸化処理がなされていると、上述したように、その表面には酸化に伴って微細な凹凸が形成されているので、導電層表面とその表面に部分的に残されているドライフィルムとが確実に密着し、エッチング工程中にドライフィルムが欠けたり、導電層から剥がれたりしにくい。その結果、エッチングをドライフィルムに沿って精度良く行うことができ、微細な回路パターンを形成する場合であっても断線や、回路パターンの外表面側が底部側よりも細くなる「サイドエッチ」を防ぐことができる。なお、エッチング工程で使用するエッチング剤としては、例えば、塩化第二鉄、塩化第二銅を含有する溶液などが挙げられる。また、エッチング工程終了後には、残存しているドライフィルムを、水酸化ナトリウム水溶液などのドライフィルム剥離剤で取り除く。
【００１２】
このように、フォトリソグラフィ工程の前に導電膜表面を黒化処理しておくことにより露光時における活性光の反射を抑制しラインの太りを抑制できるが、特に黒化処理として酸化処理を行うことにより、導電膜表面に微細な凹凸を形成してアンカー効果を発現させることもでき、微細なパターンであっても精度よくフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を行える。そして、さらに、フォトリソグラフィ工程終了後、エッチング工程を行う前に、導電層上に残されたドライフィルムを再露光する再露光工程を行うことが好ましい。
【００１３】
再露光工程における露光量は、ドライフィルムの種類や感度によっても異なるが、通常、２０ｍＪ／ｃｍ２以上であることが好ましい。
このように再露光工程を行うことによって、導電層上に残されたドライフィルムをより硬化させて導電層との密着性をさらに高めることができ、エッチング工程中にドライフィルムが欠けたり、導電層から剥がれたりすることなく、微細な回路パターンであっても断線などのトラブルを生じさせることなく形成できる。よって、回路パターンの「サイドエッチ」をより一層抑制することができる。
また、このようにフォトリソグラフィ工程の後に、再露光工程を行うことで、フォトリソグラフィ工程においては現像の解像度が良好となる露光量で露光でき、再露光工程においてはドライフィルムの硬化が良好となる露光量でそれぞれ露光することができ好ましい。
また、このような再露光工程を行う場合には、必ずしも黒化処理工程を行わなくてもエッチング工程の精度を上げることができるが、黒化処理工程と再露光工程とをともに行うことにより、より一層効果が高まる。
【００１４】
エッチング工程により回路パターンを形成し、得られたプリント配線板について、さらに必要に応じて、銅防錆剤で防錆処理してもよい。また、さらに必要に応じて形成された回路パターンの表面を酸化処理溶液で酸化処理してもよい。酸化処理方法は、黒化処理工程としてなされる酸化処理と同じ方法で行えばよい。このように、形成された回路パターンの表面をさらに酸化処理することによって、得られたプリント配線板を樹脂接着層を介して複数積層し、多層プリント配線板を製造する際における、回路パターンと樹脂接着層との密着性も向上させることができる。
【００１５】
以上説明したように、このようなプリント配線板の製造方法においては、フォトリソグラフィ工程よりも前段に、絶縁基板上に設けられた導電層の表面を黒化する黒化処理工程を有しているので、露光時に照射される活性光の導電層表面における反射率を低く抑え、効果的に高精度で露光し、回路パターンのラインの太りを抑制することができる。また、特に、黒化処理として酸化処理を行うと、アンカー効果により導電層表面とドライフィルムとの密着性を増すこともでき、フォトリソグラフィ工程における露光の精度や、エッチング工程の精度を高めることができる。
また、このようなプリント配線板の製造方法において、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程の間に再露光工程を行うことによって、エッチング工程での精度をさらに向上させ、回路パターンの「サイドエッチ」を一層抑制することができる。
よって、このような製造方法によれば、微細な回路パターンを高精度で、かつ、歩留まりよく安定に形成可能である。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。
［実施例１］
（黒化処理（酸化処理）工程）
厚さ３５μｍの銅箔が積層されたＦＲ−４材（三菱瓦斯化学（株）製耐熱性ガラス繊維含有エポキシ樹脂積層基材ＣＣＬ−Ｅ１７０）からなる厚さ１５０μｍの絶縁基板を用意し、銅箔の表面を、まず、０．８質量％水酸化ナトリウム水溶液で洗浄、脱脂した。ついで、この表面を水洗した後、１３質量％過硫酸アンモニウムに浸漬し、銅箔表面を粗化した。ついで、この表面を水洗した後硫酸で中和処理し、再度水洗した。ついで、５．２質量％亜塩素酸ナトリウムと、０．８質量％リン酸三ナトリウムと、１．３質量％水酸化ナトリウムとを含む酸化処理溶液に８７℃で浸漬し、２分間保持した後、水洗、湯洗、乾燥を行い、銅箔の表面に黒色の酸化被膜を形成した。
【００１７】
また、以下のようにして酸化処理後の銅箔の表面の反射率を測定した。
まず、図１に示すように反射率が９０％の基準板１０（ＫＯＤＡＫ　ＧｒａｙＣａｒｄ　Ｗ−ｓｉｄｅ）を用意し、この表面の点Ａに、４５°の角度で、かつ４５０ｍｍ離れた位置から５０Ｗのハロゲンランプ光１１を照射し、その際の点Ｂにおける輝度を輝度計１２（ミノルタ（株）製、ＬＳ−１１０）で測定した。その結果、３回の測定の平均が２８０８．０（ｃｄ／ｍ２）であった。
ついで、基準板１０の代わりに、上述のようにして酸化処理された銅箔を有する絶縁基板を設置し、銅箔の表面の点Ａに同様にしてハロゲンランプ光を照射し、その際の点Ｂにおける輝度を測定した。その結果、３回の測定の平均が２７．７（ｃｄ／ｍ２）であった。
基準板１０の輝度との比率から、酸化処理された銅箔の表面の点Ａの反射率は０．８９％と算出された。
【００１８】
（フォトリソグラフィ工程）
このように黒化された銅箔の上に、厚さ３８μｍのドライフィルム（デュポンＭＲＣドライフィルム（株）製リストン）を配し、８５℃に加熱された一対のロールで挟み、熱圧着した。ついで、ドライフィルムの上に、ライン／スペースが９０μｍ／９０μｍのフォトマスク（富士写真フイルム（株）製Ｌａｓｅｒ　ＦＩＬＭ）を配し、露光装置（オーク社製散乱光タイプ露光装置）を使用し、露光量８５ｍＪ／ｃｍ２で露光した。ついで、３０℃において現像液として１質量％炭酸ナトリウム水溶液で処理し、未露光部分を除去し現像した。
【００１９】
（ドライフィルムの解像性評価）
ここで、銅箔上に形成されたドライフィルムのパターンを光学顕微鏡で観察したところ、ライン／スペース＝９０μｍ／９０μｍであって使用したフォトマスクと同じであり、ドライフィルムの解像性は良好であった。
【００２０】
（再露光工程）
ついで、銅箔上に形成されたドライフィルムのパターンを、先に使用したものと同じ露光装置で露光量４０ｍＪ／ｃｍ２で再露光した。
（エッチング工程）
その後、塩化第二鉄を含むエッチング剤でエッチングし、回路パターンを形成し、水洗後、３．５質量％水酸化ナトリウム水溶液で残存しているドライフィルムを除去した。
【００２１】
（回路パターンの解像性評価）
ここで、形成された回路パターンを光学顕微鏡で観察したところ、回路パターンの外表面側のライン／スペースは６０μｍ／１２０μｍ、回路パターンの底部側のライン／スペースは８０μｍ／１００μｍであり、回路パターンの外表面側の方が底部側よりもラインの幅が大きかったが、その差は２０μｍであり小さかった。
なお、図２は、回路パターン１３が形成された絶縁基板１４の断面図であり、Ｌｏで表される距離が回路パターン１３の外表面側のラインの幅、Ｓｏで表される距離が回路パターン１３の外表面側のスペースの幅、Ｌｂで表される距離が回路パターン１３の底部側のラインの幅、Ｓｂで表される距離が回路パターン１３の底部側のスペースの幅である。
【００２２】
［実施例２〜４］
使用したフォトマスクのライン／スペースを、実施例２では１００μｍ／８０μｍ、実施例３では１１０μｍ／７０μｍ、実施例４では１２０μｍ／６０μｍとした以外は、実施例１と同様に各工程および各評価を行った。
解像性評価結果を表１に示す。
【００２３】
［実施例５〜８］
再露光工程を省略した以外、その他の各工程および各評価について実施例１と同様に行った。使用したフォトマスクのライン／スペースは、実施例５では９０μｍ／９０μｍ、実施例６では１００μｍ／８０μｍ、実施例７では１１０μｍ／７０μｍ、実施例８では１２０μｍ／６０μｍとした。
解像性評価結果を表１に示す。
【００２４】
［比較例１〜４］
酸化処理工程と再露光工程とを省略した以外、その他の各工程および各評価について実施例１と同様に行った。使用したフォトマスクのライン／スペースは、比較例１では９０μｍ／９０μｍ、比較例２では１００μｍ／８０μｍ、比較例３では１１０μｍ／７０μｍ、比較例４では１２０μｍ／６０μｍとした。
解像性評価結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】
2004095894.tif 000002
【００２６】
【表２】
2004095894.tif 000003
【００２７】
表１および表２から、酸化処理を行った実施例１〜８では、ドライフィルムのライン／スペースがフォトマスクのライン／スペースと同じであり、解像性が優れていた。また、回路パターンについても外表面側と底部側との差が小さく、回路パターンの「サイドエッチ」が小さかった。特に、再露光工程を行った実施例１〜４では回路パターンの「サイドエッチ」が一層抑制されていた。
一方、酸化処理もアフターキュア工程もなされていない比較例１〜４では、ドライフィルムのライン／スペースとフォトマスクのライン／スペースとの間にずれがあり、解像性が劣っていた。また、回路パターンについても比較例１〜２では「サイドエッチ」が顕著であり、使用したフォトマスクのスペースが細い比較例３〜４では、ライン／スペースが測定できる程度の回路パターンを形成することができなかった。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプリント配線板の製造方法によれば、高精度で微細な回路パターンを安定に歩留まりよく形成することができるので、電子機器の軽薄短小化に伴う配線回路の高密度化、高精度化にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸化処理後の銅箔の表面の反射率を測定する方法を説明する説明図である。
【図２】絶縁基板と、この上に形成された回路パターンを示す断面図である。
【図１】
2004095894.tif 000004
【図２】
2004095894.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月13日(2002.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態例を挙げて詳細に説明する。
本実施形態例のプリント配線板の製造方法は、絶縁基板上に設けられた導電層の表面にドライフィルムを積層し、ドライフィルムを露光、現像するフォトリソグラフィ工程の前に、導電層の表面を黒化する黒化処理工程を有している。
ここで、絶縁基板材料としては特に制限はなく、エポキシ樹脂や、可撓性を有するポリイミド、ポリエステル、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル、フッ素樹脂、フェノール樹脂などが例示でき、樹脂中にガラス繊維などを含んでいてもよい。また、導電層としては銅箔などの公知のものが使用できる。