(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シートを形成し、インピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板を製造する方法であって、以下に示す工程からなることを特徴とした製造方法。
（１）高導電材料のシートの第１の表面にインピーダンス材料の層を形成する工程。
（２）前記高導電材料のシートの第２の表面を支持体に取り付ける工程。
（３）前記インピーダンス材料の層上にフォトレジスト材料の層を加える工程。
（４）前記フォトレジスト材料をイメージ通りに露光して露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、次いで前記露光像形成領域を保持しながら前記露光像非形成領域を除去する工程。
（５）前記フォトレジスト材料の前記のように除去した露光像非形成領域の下にある前記インピーダンス材料の層の部分をエッチングして除き、必要に応じて前記フォトレジスト材料の前記露光像形成領域を除去し、前記高導電材料のシート上にインピーダンスエレメントのパターンを形成する工程。
（６）前記（１）〜（５）の工程により得られたプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に形成した高導電材料シートに、支持体を残したまま、その積層方向に貫通する複数の基準穴を形成する工程。
（７）絶縁体シートを、基準穴を形成した前記高精度インピーダンスエレメントのインピーダンス材料の層上に取り付け、インピーダンス材料の層が前記絶縁体シートと前記高導電材料のシートの間にくるようにする工程。
（８）前記高導電材料のシートと張り合わせられた前記支持体を除去する工程。
（９）前記支持体を除去した前記高導電材料のシートの面にフォトレジスト材料の層を形成する工程。
（１０）そのフォトレジスト材料の層に、形成する導体形状をイメージ通りに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像することで前記露光像形成領域を残し、前記露光像非形成領域を除去する工程。
（１１）除去した露光像非形成領域の下にあった前記高導電材料のシートの部分をエッチングして除き、必要に応じて前記露光像形成領域に残留するフォトレジスト材料を除去し、前記高導電材料で形成した導体のパターンが、前記インピーダンスエレメントと接触するようにする工程。
【請求項２】
インピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板を製造する方法であって、以下に示す工程からなることを特徴とした製造方法。
（１２）高導電材料シートの片面に、アディティブ法を用いてインピーダンスエレメントを直接形成する工程。
（１３）高導電材料シートの他面側に支持体を張り合わせる工程。
（１４）上述の工程を経て得られたインピーダンスエレメントを表面に形成した高導電材料シートに、支持体を備えた状態で、その積層方向に貫通する複数の基準穴を形成する工程。
（１５）絶縁体シートを、基準穴を形成した前記高精度インピーダンスエレメントのインピーダンス材料の層上に取り付け、インピーダンス材料の層が前記絶縁体シートと前記高導電材料のシートの間にくるようにする工程。
（１６）前記高導電材料のシートと張り合わせられた前記支持体を除去する工程。
（１７）前記支持体を除去した前記高導電材料のシートの面にフォトレジスト材料の層を形成する工程。
（１８）そのフォトレジスト材料の層に、形成する導体形状をイメージ通りに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像することで前記露光像形成領域を残し、前記露光像非形成領域を除去する工程。
（１９）除去した露光像非形成領域の下にあった前記高導電材料のシートの部分をエッチングして除き、必要に応じて前記露光像形成領域に残留するフォトレジスト材料を除去し、前記高導電材料で形成した導体のパターンが、前記インピーダンスエレメントと接触するようにする工程。
【請求項３】
高導電材料シートの片面に、インピーダンスエレメントを直接形成するアディティブ法は、以下に示す工程からなることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
（２０）高導電材料のシートの片面側に、感光性インピーダンス材料の層を形成する工程。
（２１）高導電材料のシートの他面側に、支持体を取り付ける工程。
（２２）前記感光性インピーダンス材料を、形成するインピーダンスエレメントのイメージ通りに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像して前記露光像形成領域を残して、前記露光像非形成領域を除去し、前記高導電材料のシート上にインピーダンスエレメントのパターンを残す工程。
【請求項４】
インピーダンスエレメントを多層プリント配線板の両外層面に形成する方法であって、以下に示す工程からなることを特徴とする製造方法。
（２３）請求項１に記載の（１）〜（５）の工程により得られた、支持体を備えたままのプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シートに基準穴を形成する工程（以下、「構成材料１」と称する。）。
（２４）請求項１〜請求項３のいずれかに記載の製造方法で得られたインピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板（以下、「構成材料２」と称する。）と前記構成材料１とを用いて、基準穴を用いて位置合わせをして、構成材料１のインピーダンスエレメントを形成した面と、構成材料２の絶縁材シートの面とが接触するよう積層する工程。
（２５）前工程で積層した状態の前記構成材料１の表面から前記支持体を除去する工程。
（２６）支持体を除去した前記構成材料１の表面にフォトレジスト材料の層を形成する工程。
（２７）形成したフォトレジスト材料の層を、導体形状のパターンに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像することで前記露光像形成領域を残したまま、前記露光像非形成領域を除去する工程。
（２８）構成材料１の除去した露光像非形成領域の下にあった前記高導電材料のシートの部分をエッチングして除き、必要に応じて前記露光像形成領域に残留するフォトレジスト材料を除去し、前記高導電材料で形成した導体のパターンが、前記インピーダンスエレメントと接触するようにする工程。
【請求項５】
前記高導電材料は、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀、真鍮またはステンレス鋼である請求項１〜請求項４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
インピーダンスエレメントを構成する材料は、抵抗体を形成するための抵抗材料であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
抵抗材料は、ニッケル、ニッケル合金、半導体、少なくとも１種の金属若しくは合金、絶縁体、若しくは、これらを組み合わせたものである請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
抵抗材料は、２５〜１０００Ω／ｃｍ２（ｏｈｍｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ）の抵抗を備えたものである請求項６又は請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
インピーダンスエレメントを構成する材料が容量性材料からなる請求項１〜請求項８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
容量性材料は、ポリマー材料、金属酸化物、半導体材料、又はこれらの組合せからなる請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
容量性材料は、０．０１〜３０００ｎＦ（ｎａｎｏｆａｒａｄｓ）／ｃｍ２のキャパシタンスを備えているものである請求項９又は請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
インピーダンスエレメントを構成する材料が誘電性材料からなり、０．００１〜１Ｈ（ヘンリ）のインダクタンスを有する請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１３】
支持体は、前記高導電材料のシートに超音波接着することが可能な材料である請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】
支持体は、金属、ポリマー、又は、それらを組合せた複合材である請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
支持体は、金属であるアルミニウム又はステンレス鋼である請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記フォトレジスト材料は、液体レジスト、ドライフィルムである請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１７】
絶縁体シートは、補強材（骨格材）を含んだ熱硬化性または熱可塑性ポリマーからなるものを用いる請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１８】
絶縁体シートは、補強材（骨格材）を含まない熱硬化性または熱可塑性ポリマーのみからなるものを用いる請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１９】
絶縁体シートを構成する熱硬化性ポリマーは、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を用いるものである請求項１７又は請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
インピーダンスエレメントを構成する材料が、ポリマーインクである請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２１】
インピーダンスエレメントを高導電材料の表面に形成するためにスクリーン印刷プロセスを用いるものである請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度埋込みインピーダンスエレメントを備えたプリント配線板の製造方法に関する。本件発明に係る製造方法を使用することで、インピーダンスエレメントを備えたプリント配線板を高度な位置精度で製造することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリント配線板の製造方法では、絶縁支持体の表面全体に抵抗層を加え、その抵抗層の上に高導電材料層を配置する。従来の方法を用いては、サブトラクティブマスクエッチング法により、プリント配線板、絶縁領域、抵抗領域および導体領域を形成する。
【０００３】
また、他の従来の方法では、銅箔の如き高導電材料層を除去可能なマスキングシートで覆うことによってプリント配線板を製造し、電着により高導電材料層の反対面に抵抗層を形成する。次いで、マスキングシートを除去した後に、絶縁支持体と抵抗層とを合わせる。その後、銅箔の表面をフォトレジストで被覆し、導体パターンおよび抵抗体パターンに合わせてイメージ通りに露光し、フォトレジストがパターン領域に残留するように現像する。フォトレジストで被覆されていない部分の銅箔をエッチングにより除去し、エッチング液を使用して露光した抵抗層を除去することで、絶縁支持体の表面が露光される。次いで、剥離液を使用することにより残りのフォトレジストを除去する。その後、基板を再度フォトレジストで被覆し、導体パターンを有するネガを介して露光し、導体パターン領域にフォトレジストが残留するように現像する。フォトレジストで被覆されていない部分の銅箔をエッチングによって除去することで、抵抗体パターンに対応する抵抗層の表面を露光する。次いで、剥離液を使用することにより残ったフォトレジストを除去する。抵抗体パターン領域内の抵抗層にはんだ絶縁塗料等を印刷によって塗布し、次いで加熱および硬化させて抵抗層を被覆させ、抵抗体を備えたプリント配線板を得る。
【０００４】
上述した従来の方法における欠点は、抵抗層が薄く、その機械強度が非常に低いことである。したがって、他段階の現像ステップでは、シートの抵抗性および他の様々な特性が変動する。
【０００５】
これら様々な問題を克服するために、回路基板の導体パターン領域を金めっき膜で保護し、最終プロセスにおいて抵抗体パターン領域に対応した構成を有する銅箔をエッチングにより除去する他の方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法ではプロセスが非常に複雑になり、非常に高度な技能が要求されることを当業者なら容易に理解できるであろう。米国特許第４，３６８，２５２号には、プリント配線板を形成する他の方法が記載されている。この技術は、銅箔の両面の所定の位置に抵抗体パターン膜および導体パターン膜を形成させるものである。絶縁支持体と、高導電体層の上の抵抗体パターン膜とを直接または間接的に合わせる。上述の説明から明らかなように、この従来のプリント配線板処理技術には、複雑な処理ステップが多いということを含めて様々な欠点がある。
【０００７】
すなわち、処理に要する時間が比較的長く、製造コストが高く、収率が限定され、補助材料費が高くなる。さらに、抵抗箔を使用することによって作られた埋込み抵抗体は、電気的公差が非常に大きく、所望値の±１０％のオーダである。このような変動の大部分は、より厳密な公差の範囲内で抵抗パターンを溶かし得ないことに起因する。本発明は、これらの問題を解決するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、従来に比べて、高度な位置精度の達成できるプリント配線板の製造方法を提供するのである。
【０００９】
本発明は、まず、以下に示す工程によりプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シートを形成する。
【００１０】
（１）高導電材料のシートの第１の表面にインピーダンス材料の層を形成する工程。
（２）前記高導電材料のシートの第２の表面を支持体に取り付ける工程。
（３）前記インピーダンス材料の層上にフォトレジスト材料の層を加える工程。
（４）前記フォトレジスト材料をイメージ通りに露光して露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、次いで前記露光像形成領域を保持しながら前記露光像非形成領域を除去する工程。
（５）前記フォトレジスト材料の前記のように除去した露光像非形成領域の下にある前記インピーダンス材料の層の部分をエッチングして除き、必要に応じて前記フォトレジスト材料の前記露光像形成領域を除去し、前記高導電材料のシート上にインピーダンスエレメントのパターンを形成する工程。
【００１１】
即ち、インピーダンス材料の層は、硬化した状態でクラック（割れ）が生じやすく、本件発明に言うインピーダンスエレメントの如き場合には、非常に薄いものであるため、特に不具合が生じやすい。そこで、支持体を一旦張り付けることで、プリント配線板に加工するまでのハンドリング性を向上させることが可能となるのである。
【００１２】
そして、上記した製造方法で得られたプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シートを用いて、以下に示す工程により、インピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板を製造する。
【００１３】
（６）前記（１）〜（５）の工程により得られたプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に形成した高導電材料シートに、支持体を残したまま、その積層方向に貫通する複数の基準穴を形成する工程。
（７）絶縁体シートを、基準穴を形成した前記高精度インピーダンスエレメントのインピーダンス材料の層上に取り付け、インピーダンス材料の層が前記絶縁体シートと前記高導電材料のシートの間にくるようにする工程。
（８）前記高導電材料のシートと張り合わせられた前記支持体を除去する工程。
（９）前記支持体を除去した前記高導電材料のシートの面にフォトレジスト材料の層を形成する工程。
（１０）そのフォトレジスト材料の層に、形成する導体形状をイメージ通りに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像することで前記露光像形成領域を残し、前記露光像非形成領域を除去する工程。
（１１）除去した露光像非形成領域の下にあった前記高導電材料のシートの部分をエッチングして除き、必要に応じて前記露光像形成領域に残留するフォトレジスト材料を除去し、前記高導電材料で形成した導体のパターンが、前記インピーダンスエレメントと接触するようにする工程。
【００１４】
ここで言う絶縁体シートとは、後述するようにガラス−エポキシ基材等の材料を指しているが、ここでは回路形成を既に済ませた多層プリント配線板の構成材料である内層コア材をも含む概念として用いている。このようにすれば多層プリント配線板の製造においても応用が可能となる。この考え方は、本件発明の全体に適用できるものである。
【００１５】
また、本発明は、インピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板を製造する方法であって、以下に示す工程からなることを特徴とした製造方法に関する。
【００１６】
（１２）高導電材料シートの片面に、アディティブ法を用いてインピーダンスエレメントを直接形成する工程。
（１３）高導電材料シートの他面側に支持体を張り合わせる工程。
（１４）上述の工程を経て得られたインピーダンスエレメントを表面に形成した高導電材料シートに、支持体を備えた状態で、その積層方向に貫通する複数の基準穴を形成する工程。
（１５）絶縁体シートを、基準穴を形成した前記高精度インピーダンスエレメントのインピーダンス材料の層上に取り付け、インピーダンス材料の層が前記絶縁体シートと前記高導電材料のシートの間にくるようにする工程。
（１６）前記高導電材料のシートと張り合わせられた前記支持体を除去する工程。
（１７）前記支持体を除去した前記高導電材料のシートの面にフォトレジスト材料の層を形成する工程。
（１８）そのフォトレジスト材料の層に、形成する導体形状をイメージ通りに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像することで前記露光像形成領域を残し、前記露光像非形成領域を除去する工程。
（１９）除去した露光像非形成領域の下にあった前記高導電材料のシートの部分をエッチングして除き、必要に応じて前記露光像形成領域に残留するフォトレジスト材料を除去し、前記高導電材料で形成した導体のパターンが、前記インピーダンスエレメントと接触するようにする工程。
【００１７】
即ち、エッチング法を用いるのではなくアディティブ法を用いて、インピーダンスエレメント形状を高導電材料シートの表面へ直接形成するのである。このアディティブ法としては、プリント配線板の導体を形成する場合と同様の方法、例えば、メッキ法、ペースト又はインクを用いた印刷法、マスキングによるスパッタリング蒸着法等の物理的手法等種々の手法を採用することが可能である。これによりエッチング法によるプロセスを省略することが可能となるのである。
【００１８】
本発明において、高導電材料シートの片面に、インピーダンスエレメントを直接形成するアディティブ法は、以下に示す工程からなる。
【００１９】
（２０）高導電材料のシートの片面側に、感光性インピーダンス材料の層を形成する工程。
（２１）高導電材料のシートの他面側に、支持体を取り付ける工程。
（２２）前記感光性インピーダンス材料を、形成するインピーダンスエレメントのイメージ通りに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像して前記露光像形成領域を残して、前記露光像非形成領域を除去し、前記高導電材料のシート上にインピーダンスエレメントのパターンを残す工程。
【００２０】
即ち、インピーダンスエレメントを直接形成するアディティブ法の中でも、感光性インピーダンス材料を用いて、高導電材料シートの片面に塗布し、乾燥させる方法を採用している。そして、支持体を高導電材料シートの他面側に張り付ける。このように感光性インピーダンス材料を用いると、エッチングレジストの場合と同様に、単に、露光、現像するだけで、インピーダンスエレメント形状を作り込むことが可能となり、工程の単純化が容易に可能となるのである。
【００２１】
本発明は、インピーダンスエレメントを多層プリント配線板の両外層面に形成する方法であって、以下に示す工程からなることを特徴とする製造方法に関する。
【００２２】
（２３）前記（１）〜（５）の工程により得られた、支持体を備えたままのプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シートに基準穴を形成する工程（以下、「構成材料１」と称する。）。
（２４）前記（１）〜（１１）の工程、前記（１２）〜（１９）の工程、又は前記（２０）〜（２２）の工程のいずれかにより得られたインピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板（以下、「構成材料２」と称する。）と前記構成材料１とを用いて、基準穴を用いて位置合わせをして、構成材料１のインピーダンスエレメントを形成した面と、構成材料２の絶縁材シートの面とが接触するよう積層する工程。
（２５）前工程で積層した状態の前記構成材料１の表面から前記第２の支持体を除去する工程。
（２６）支持体を除去した前記構成材料１の表面にフォトレジスト材料の層を形成する工程。
（２７）形成したフォトレジスト材料の層を、導体形状のパターンに露光し、露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、現像することで前記露光像形成領域を残したまま、前記露光像非形成領域を除去する工程。
（２８）構成材料１の除去した露光像非形成領域の下にあった前記高導電材料のシートの部分をエッチングして除き、必要に応じて前記露光像形成領域に残留するフォトレジスト材料を除去し、前記高導電材料で形成した導体のパターンが、前記インピーダンスエレメントと接触するようにする工程。
【００２３】
上記の製造方法は、（１）〜（５）の工程で得られる支持体を備えたままのプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シートに、基準穴を形成した構成材料１と、（１）〜（１１）の工程、（１２）〜（１９）の工程、又は（２０）〜（２２）の工程のいずれかにより得られたインピーダンスエレメントを片面に備えたプリント配線板である構成材料２とを積層することで、インピーダンスエレメントを多層プリント配線板の両外層面に形成する方法である。従って、以上に記載してきた基準穴は、上記の製造方法における積層時に、位置合わせ用のガイド穴として用いることになり、積層時の位置精度を高めることが可能となるのである。以下、本件明細書に記載した発明について、実施形態を通じて、より詳細に説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本件発明の実施形態について説明する。図１は、プリント回路基板を形成するための第１のステップを説明する図である。それは、任意の順序で、高導電材料シート２の片面側にインピーダンス材料層４を形成し、その高導電材料シート２の他面側に支持体８を取り付ける。次に、インピーダンス材料層４の上にフォトレジスト層６を設ける。どの図においても、説明を分かりやすくするため、寸法は現実の縮尺比に対応していないものとしていることを明記しておく。
【００２５】
高導電材料シート２に好適な材料としては、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、金、銀、ステンレス鋼、錫、亜鉛またはそれらの組合せから構成される箔などが挙げられる。該箔は、約１２μｍから約３５μｍの厚さを有することが好ましい。
【００２６】
インピーダンス材料層４は、好ましくは導体上に抵抗体を形成するための抵抗材料で構成され、トランジスタまたは他の超小型電子デバイスを形成するための容量性材料、誘導性材料および活性材料を用いることができる。典型的には、それらは１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００２７】
抵抗材料としては、ニッケル、ニッケル含有合金、半導体、少なくとも１種の金属若しくは合金、絶縁体、若しくは、これらを組み合わせたものを挙げることができる。抵抗材料は、２５〜１０００Ω／ｃｍ２（ｏｈｍｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ）の抵抗を有することが好ましい。
【００２８】
好適な容量性材料としては、ポリマー材料、金属酸化物、半導体材料、またはそれらの組合せが含まれる。容量性材料は、好ましくは０．０１〜３０００ｎＦ（ｎａｎｏｆａｒａｄｓ）、より好ましくは０．５〜２０００ｎＦのキャパシタンスを有するものである。
【００２９】
好適な誘導性材料としては、ハネウエル  アモルファスメタルズ社から２６０５  ＳＡ１という商品名で市販されている鉄、ホウ素およびシリカの複合体の如きアモルファス金属、ならびに同じくハネウエル  アモルファスメタルズ社から２７１４  Ａという商品名で市販されているコバルト、鉄、ホウ素およびシリカの複合体であるアモルファス金属などが挙げられる。これらは、溶融金属を冷却ドラムに流し込んで該材料を急冷し、アモルファス状態にすることによって製造される。めっき、スパッタリングまたは蒸着のような技術によって導体上に誘導性材料を形成することができる。誘導性材料は、約０．００１〜１Ｈ（ヘンリ）のインダクタンスを有することが好ましい。
【００３０】
支持体は、金属、ポリマーまたはその組合せからなることができる。好適な金属としては、アルミニウムやステンレス鋼などが挙げられる。該支持体は、０．１２ｍｍ〜０．５１ｍｍの厚さを有することが好ましい。支持体は、高導電材料のシートに超音波接着できる材料からなることが、より好ましい。最も好ましくは、参考により本明細書に引用する米国特許第５，９４２，３１４号に開示された技術によって、支持体を高導電シートに超音波接着または溶接する。超音波接着の利点は、接着物に対する化学的または熱的攻撃に耐えうることである。これは、インピーダンス材料を応用および処理するための技術に幅をもたせるものである。
【００３１】
フォトレジスト材料は、ポジティブワーキングであってもネガティブワーキングであってもよく、また液体レジストであっても、ドライフィルムの如き乾燥膜であってもよい。ネガティブフォトレジスト配合物に放射光をイメージ通りに照射すると、放射光を照射した部分が現像液に溶解しにくくなるのに対し、フォトレジストの非露光部は現像液に対して比較的高い溶解度を維持する。したがって、露光したネガティブワーキングレジストを現像液で処理すると、レジスト膜の非露光部が除去されることにより、フォトレジスト配合物が形成された支持基板表面の所望の部分が被覆されない。
【００３２】
ポジティブワーキングフォトレジスト配合物を放射光に対してイメージ通りに露光すると、放射光に対して露光した部分が現像液に溶解しやすくなるのに対して、非露光部は現像液に対して比較的低い溶解度を維持する。したがって、露光したポジティブワーキングフォトレジストを現像液で処理すると、レジスト膜の露光部が除去され、フォトレジスト膜の中にポジティブ画像が生成される。
【００３３】
ポジティブワーキングフォトレジスト配合物のほうが一般に解像度が優れるため、ポジティブワーキングフォトレジスト配合物のほうがネガティブワーキングレジスト配合物より好まれる。好適なフォトレジスト配合物は、当業界においてよく知られており、Ｏ−キノンジアジドとノボラックまたはポリ（４−ヒドロキシスチレン）の如きアルカリ水溶液可溶性または湿潤性樹脂との混合物などを挙げることができる。米国特許第４，６９２，３９８号、第４，８３５，０８６号、第４，８６３，８２７号および第４，８９２，８０１号に好適なフォトレジストが記載されている。好適なフォトレジストは、ニュージャージー州Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅのクライアントコーポレーション社からＡＺ−４６２０およびＡＺ−１１１として市販されているものを購入できる。
【００３４】
本発明では、前述の感光性配合物を適当な基板上に塗布および乾燥させる。浸漬、噴霧、ローラ、旋回およびスピン・コーティングを含む、フォトレジスト技術に使用される従来の何らかの方法によって、調製済みのレジスト液を基板に塗布することができる。例えば、スピン・コーティングの場合は、使用する回転装置の種類およびスピン・コーティングプロセスに見込まれる時間に応じて所望の厚さの膜を確保するために、固形物含有率に関してレジスト液を調整することができる。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態では、フォトレジスト配合物が上面に均一に広がるように、回転速度が約５００から約６０００ｒｐｍ、好ましくは約１５００から約４０００ｒｐｍの回転ホイール上で、約５から約６０秒間、好ましくは約１０秒から約３０秒間、フォトレジスト配合液を上面に集中的に塗布することによってフォトレジスト層を形成する。
【００３６】
フォトレジスト層の厚さは、塗布されるフォトレジスト配合液の量に応じて変化しうるが、典型的には約５００Åから約５０，０００Å、好ましくは約２０００Åから約１２０００Åの範囲にある。塗布されるフォトレジスト配合物の厚さは、基板のサイズに応じて約１ｍｌから約１０ｍｌ、好ましくは約２ｍｌから約８ｍｌである。
【００３７】
レジスト配合液を基板に塗布した後、約２０℃から２００℃で基板に加熱処理を施す。このような加熱処理は、光増感剤を実質的に熱劣化させることなく、フォトレジスト中の残留溶剤の濃度を下げたり抑制するために行われる。概して、溶剤の濃度を最小限にすることが望まれるため、実質的に全ての溶媒が蒸発し、ミクロン単位の厚さの薄いフォトレジスト配合膜が基板上に残るまでこの加熱処理が行われる。好ましい実施形態では、約５０℃から約１５０℃で加熱処理が行われる。より好ましい範囲は約７０℃から約９０℃である。この加熱処理は、溶剤除去の変化率が比較的小さくなるまで行われる。温度および時間の選択は、ユーザが望むレジスト特性、ならびに使用される装置、および商業的にのぞましい塗布時間に依存する。
【００３８】
加熱処理、即ち、ホットプレート処理について商業的に許容しうる処理時間は約３分以内、より好ましくは約１分以内である。一例では、９０℃で３０秒間の処理が有益である。熱対流炉においてこれらの温度で処理する場合は、処理時間が約２０から４０分間に設定しなければならなくなる。
【００３９】
フォトレジスト層を基板上に形成した後、ＡｒＦレーザまたはエッチマスク等を介してそれを光学線に対してイメージ通りに露光する。この露光により、露光像形成領域と露光像非形成領域とを形成する。次いで、露光像非形成領域を現像液で溶解除去する。フォトレジスト層の露光像非形成領域のみが現像液にイメージ通りに溶解するのに十分な量のＵＶ光線を使用し、露光像形成領域を形成しなければならない。
【００４０】
ＵＶ露光量は、好ましくは約５ｍＪ／ｃｍ２から約３００ｍＪ／ｃｍ２、より好ましくは約５ｍＪ／ｃｍ２から約１００ｍＪ／ｃｍ２、さらに好ましくは約１０ｍＪ／ｃｍ２から約３０ｍＪ／ｃｍ２である。
【００４１】
現像ステップは、好適な現像液に浸漬させることによって実施できる。例えば窒素噴射攪拌により現像液を攪拌することが好ましい。現像液として好適なアルカリ水溶液の典型的な例としては、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、または水酸化カリウムの如き周期表の第１族および第２族に属する金属の水酸化物の水溶液が挙げられる。
【００４２】
例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）および水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）などの水酸化テトラアルキルアンモニウムの如き、金属イオンのない有機塩基の水溶液。より好ましくは、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）が好ましい。さらに、要望に応じて、現像液として使用されるアルカリ水溶液は、得られる現像効果を向上させるために、界面活性剤の如き何らかの添加剤を追加的に含有していてもよい。
【００４３】
図２は、フォトレジスト材料をイメージ通りに露光して露光像形成領域と露光像非形成領域を形成し、次いで露光像形成領域を保持しながら露光像非形成領域を除去した結果を示す図である。次いで、図３に示すように、除去したフォトレジスト材料の露光像非形成領域の下にあるインピーダンス材料の層の部分におけるインピーダンス材料をエッチングして除きて、高導電体シート２の上にインピーダンスエレメントのパターンを残す。エッチングは、インピーダンス材料層４をエッチング剤に接触させることによって行うことができ、それは水平または垂直式のコンベヤ式噴霧型装置によって行うことができる。プラズマシステムを使用して材料のドライエッチングを行うこともできる。図３ではフォトレジスト６の残余は除去されており、図４ではフォトレジスト６の残余は除去されていない。即ち、この段階でのフォトレジスト６を残留させたまま用いても、除去して用いても支障がないのである。
【００４４】
以上のようにして得られたプリント配線板用の高精度埋込みインピーダンスエレメントを表面に備えた高導電材料シート２の、インピーダンスエレメント４の表面に、絶縁体シート１２の片面を取り付ける。そして、位置合わせ用の基準穴１０を形成し、図５に示す如き状態になる。基準穴１０は、位置合わせ用に用いるため、複数個を設けることが好ましい。
【００４５】
絶縁体シート１２は、補強材（骨格材）を含んだ、または補強材を含まない熱硬化性または熱可塑性ポリマーからなるものである。好適な絶縁体シート１２としては、エポキシ樹脂ガラス繊維、ポリエステルガラス繊維、ポリイミドガラス繊維、ポリアミドイミドガラス繊維、フェノール樹脂紙、およびエポキシ樹脂紙から作られた形成構造体、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミドイミド、ならびに軟質エポキシ樹脂ガラス繊維または軟質ポリアミド紙から作られた軟質絶縁シートまたはフィルムが挙げられる。エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミドおよびゴムのような樹脂およびゴムなどの樹脂およびゴムを接着層として使用したセラミック板およびガラス板の如き無機材料も絶縁体として使用することが可能である。絶縁体シート１２はエポキシまたはポリイミドからなることが好ましい。
【００４６】
次いで、支持体８を除去して図６の如き状態となる。次いで、図７に示すように、他のフォトレジスト層６を高導電材料のシートの背面に設ける。次いで、フォトレジスト層６を上述したのと同様に露光および現像し、図８のようになる。次いで、除去したフォトレジスト層６の露光像非形成領域の下にある高導電材料シート２の部分をエッチングして除き、更にエッチング法で、高導電材料の導体のパターンを、図９に示すように形成する。
【００４７】
導体形成に用いるエッチング液としては、一般的に知られたエッチング液を使用することができる。例えば銅箔の場合は、インピーダンス材料の材質の耐食性を考慮することにより、塩化鉄、過硫化アンモニウム、塩化第二銅、クロム酸硫酸混合溶液、および様々なアンモニアキレートタイプのエッチング液が使用される。接触点の間の距離が約０．０２５ｍｍから約１００ｍｍであるインピーダンスエレメント４の異なる接触点において、少なくともいくつかのインピーダンスエレメント４が少なくとも２つの導体に接触するように、導体を形成する。このようにして得られたのが構成材料１である。
【００４８】
上述してきたものとは別個に、図１０から図１７に示すような工程で、構成材料２を製造した。この図１０は、高導電材料シート１０２の片面にインピーダンス材料層１０４を形成し、次いで高導電材料シート１０２の他面側に支持体１０８を取り付けたことを示す図である。次いで、他のフォトレジスト材料層１０６をインピーダンス材料層１０４の上に設ける。
【００４９】
図１１は、フォトレジスト材料１０６をイメージ通りに露光し、次いで露光像形成領域を保持しながら露光像非形成領域を除去した結果を示す図である。
【００５０】
図１２は、フォトレジスト材料１０６を除去した露光像非形成領域の下にあったインピーダンス材料層１０４を、イメージ通りにエッチングして除き、フォトレジストを除去した結果を示す図である。エッチングおよびフォトレジストの除去は、上述のステップと同様のステップで実施する。
【００５１】
図１３は、高導電材料シート１０２、支持体１０８、および任意にいくつかのインピーダンスエレメント１０４に設けられた基準穴１００を示す図である。ここで、構成材料２が完成したことになる。
【００５２】
図１４は、構成材料１の絶縁体シート１２と、構成材料２のインピーダンスエレメント１０４とを接触させ、基準穴１０、１００とを用いて位置合わせして積層した結果を示している。
【００５３】
次いで、構成材料２の支持体１０８を除去し、図１５に示すように、その部位にフォトレジスト層１０６を設けた。
【００５４】
図１６は、フォトレジスト層１０６をイメージ通りに露光および現像した結果を示している。
【００５５】
そして、高導電材料シート１０２をエッチングして、残留しているフォトレジスト層１０６を除去することで、図１７に示す如き、両面にインピーダンスエレメントおよび導体を備えて成るプリント配線板を製造した。
【００５６】
上述の説明は、インピーダンス材料の全シートを導電材料のシートに取り付けた後に、フォトレジストイメージングおよびエッチングによりパターン形成を行うことでインピーダンスエレメントを形成する詳細を示すものであるが、インピーダンスエレメントのパターンを高導電材料のシートに形成することによってインピーダンスエレメントを形成しうることも本発明の意図のなかに含まれる。
【００５７】
例えば、様々な金属添加物を有する抵抗性ポリマーインクをインピーダンスエレメントのパターンとして直接形成することにより、そのようなことが可能である。該ポリマーインクとしては、カリフォルニア州サンディエゴのＯｒｍｅｔ社、ケント（英国）のＥｌｅｃｔｒａ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、およびニュージャージー州ロッキーヒルのＰａｒｅｌｅｃ社から入手可能なものなどが挙げられる。そのような形成はよく知られているスクリーン印刷プロセスによって行うことができる。あるいは、インピーダンスエレメントそのものが感光性を有していてもよい。
【００５８】
その層を導電材料上に設け、標準的な石版現像技術によって画像化する。好適な感光性インピーダンス材料としては、バシル（スイス）のＣｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ社やＥｌｅｃｔｒａ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社から入手可能なものが挙げられる。以下の非制限的な実施例は、本発明を説明するのに役立つ。
【００５９】
実施例１：  電解銅箔にリン酸ニッケルの抵抗層をめっきにより形成し、ロール状に巻き取った。そのロール状の電解銅箔を巻きだしながら、アルミニウムロールから巻き出された支持体となるアルミニウムと接着するため超音波接着装置に通す。これにより、それら２つの材料を、抵抗層を外側に向けながら縁に沿って貼り合わせた。
【００６０】
次いで、それを切断して個々のシート（以後パネルと称する）にする。熱間圧延ラミネータを使用することによりインピーダンス材料層にフォトレジスト乾燥塗膜を設け、ハロゲン化銀アートワークおよび紫外線照射装置を使用して露光した。炭酸塩溶液中で非露光レジストを現像除去し、リン酸ニッケル層を露光した。塩化第二銅溶液中でエッチングすることによりこの層を除去して、ここで設定したインピーダンスエレメントを残した。
【００６１】
次いで、苛性アルカリ溶液（ＫＯＨ）中でフォトレジストを剥がした。さらに、参考として、パネルの境界部にターゲットを設定した。これらのターゲットを利用して、パネルに位置決め穴をあける。これらの位置決め穴は、参考として、すなわち上面から反対面の抵抗体までの銅のなかに回路をイメージングするのに使用されることになる。
【００６２】
更に、露出した銅を保護し、次のステップにおける良好な接着性を確保するために、パネルを酸化する。次いで、パネルを位置合せ板の位置決めピンの上に配置し、抵抗体の層に対してエポキシプレプレグを配置する。反対面には、抵抗体の層をアルミニウムによって支えられた銅の上に設けた他のパネルを配置するか、または銅の層を使用することができる。樹脂を硬化させるのに必要な熱および圧力のもとでパネルを圧縮する。
【００６３】
圧縮後、そのパネルをトリミングして樹脂バリを除去し、アルミニウムセパレータを取り除く。次に、フォトレジストの層を両面に設け、ハロゲン化銀アートワークおよびＵＶ照射装置を使用して露光することにより、形成された核の仕上げを行うことができる。既に設けた位置決め穴を利用して、アートワークを核に合わせて配置させる。
【００６４】
非露光部を現像除去し、下のリン酸ニッケル抵抗体を攻撃しないアンモニア性エッチング液を使用して銅をエッチングする。次いでフォトレジストを剥がしてコア材に仕上げた。個々で導電トレースを抵抗エレメントの上部に形成して回路を完成させる。
【００６５】
銅を保護し、良好な接着性を与えるためにコア材を酸化し、そのコア材を他のコア材と張り合わせて多層プリント回路板を作った。
【００６６】
実施例２：  インピーダンスエレメントのエッチング後にフォトレジストを剥がさない点を除いては、実施例１と同様の方法とした。
【００６７】
実施例３：  超音波接着装置を使用して銅箔ロールから巻き出された銅箔を、アルミニウムロールから巻き出されたアルミニウム支持体に取り付ける。それらのロールを切断して個々のパネルにする。後続操作の参考として、パネルに位置決め穴をあける。（処理面が内側または外側を向くように銅箔がアルミニウムに接着されている）パネルの銅面に対しては、スクリーン印刷技術を用いて、抵抗性ポリマーインクを塗布する。あるいは、自動分配装置を使用して当該インクを塗布することができる。オーブンのなかでインクを乾燥および硬化させる。これによって、インピーダンスエレメントを形成した。
【００６８】
次いで、パネルを位置合せ板の位置決めピンの上に配置し、抵抗体に対してガラス−エポキシプレプレグを配した。プレプレグの反対面には、インピーダンスエレメントを備えた他のパネルまたは（アルミニウムを取り付けた）単なる銅箔のシートを配置する。プレプレグを硬化させるのに必要な熱および圧力のもとでパネルをラミネートする。パネルをプレスから除去し、トリミングする。実施例１の方法と同様に、アルミニウムを除去し、銅をエッチングして導体形成を行った。
【００６９】
実施例４：  インピーダンスエレメントを形成するための、感光性インピーダンス材料を、銅面全体に塗布する点を除いては実施例３と同様である。即ち、ハロゲン化銀アートワークおよびＵＶ照射装置を使用してそれを画像化し、非露光部を現像除去することで、インピーダンスエレメントを作成した。オーブン中で残留するインピーダンスエレメントを十分に硬化させ、次いで実施例３の処理フローに従う。
【００７０】
好ましい実施形態を参照しながら本発明を具体的に示して説明したが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることを当業者なら容易に理解するであろう。請求項は、開示の実施形態、上述の変形形態、およびそれらと同等のあらゆる形態を包括するものと解釈されることを意図するものである。
【００７１】
【発明の効果】
本件発明に係る高精度埋込みインピーダンスエレメントを備えたプリント配線板の製造方法を用いることで、従来の製造方法と比較して、インピーダンスエレメントを備えたプリント配線板として、極めて回路の位置精度に優れ、結果として電気的意味合いにおける公差も非常に小さな、高精度なプリント配線板の供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  高導電材料のシートの片面に形成されたインピーダンス材料の層、その導電材料のシートの反対面に形成された支持体、およびインピーダンス材料に形成されたフォトレジスト材料の層を示す図である。
【図２】  フォトレジスト材料をイメージ通りに露光し、次いで露光像形成領域を保持しながら露光像非形成領域を除去した結果を示す図である。
【図３】  フォトレジスト材料の除去した露光像非形成領域の下にあるインピーダンス材料の層の部分におけるインピーダンス材料をイメージ通りにエッチングして除き、次いでフォトレジストを除去した結果を示す図である。
【図４】  フォトレジスト材料の除去した露光像非形成領域の下にあるインピーダンス材料の層の部分におけるインピーダンス材料をイメージ通りにエッチングして除き、フォトレジストを除去しなかった結果を示す図である。
【図５】  高導電材料のシートに設けられた基準穴、およびその高導電材料のシートに取り付けられれた絶縁体シートを示す図である。
【図６】  支持体を除去した結果を示す図である。
【図７】  高導電材料のシートの背面に設けられた他のフォトレジストの層を示す図である。
【図８】  露光および現像後のフォトレジストを示す図である。
【図９】  フォトレジスト材料の除去部の下にある高導電材料をエッチングして除き、いくつかのインピーダンスエレメントに接触する導体のパターンを残した結果を示す図である。
【図１０】  第２の支持体に取り付けられた第２の高導電材料のシート上に設けられ、その上に他のフォトレジスト材料の層を有する第２のインピーダンス材料の層を示す図である。
【図１１】  フォトレジスト材料をイメージ通りに露光し、次いで露光像形成領域を保持しながら露光像非形成領域を除去した結果を示す図である。
【図１２】  除去したフォトレジスト材料の露光像非形成領域の下にあるインピーダンス材料の層の部分におけるインピーダンス材料をイメージ通りにエッチングして除き、インピーダンスエレメントを形成し、次いでフォトレジストを除去した結果を示す図である。
【図１３】  高導電材料のシートに設けられた基準穴を示す図である。
【図１４】  絶縁体シートの背面に第２の高導電材料のシートを取り付けた結果を示す図である。
【図１５】  第２の高導電材料のシートから第２の支持体を除去し、その導電材料シートの背面に他のフォトレジストの層を加えた様子を示す図である。
【図１６】  フォトレジストをイメージ通りに露光および現像した結果を示す図である。
【図１７】  第２の導電材料のシートをエッチングして導体を形成し、フォトレジストを除去した結果を示す図である。
【符号の説明】
２、１０２  高導電材料シート
４、１０４  インピーダンス材料層
６、１０６  フォトレジスト材料層
８、１０８  支持体
１０  基準穴
１２  絶縁体
【図１】
0004591987.tif 000002
【図２】
0004591987.tif 000003
【図３】
0004591987.tif 000004
【図４】
0004591987.tif 000005
【図５】
0004591987.tif 000006
【図６】
0004591987.tif 000007
【図７】
0004591987.tif 000008
【図８】
0004591987.tif 000009
【図９】
0004591987.tif 000010
【図１０】
0004591987.tif 000011
【図１１】
0004591987.tif 000012
【図１２】
0004591987.tif 000013
【図１３】
0004591987.tif 000014
【図１４】
0004591987.tif 000015
【図１５】
0004591987.tif 000016
【図１６】
0004591987.tif 000017
【図１７】
0004591987.tif 000018