(57)【要約】【課題】研磨工程費も低く、絶縁層の表面が変質しないため追加工程も不要な、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】インプリント法により多数の陰刻パターンが形成された絶縁層上にメッキ層を形成する段階と、前記メッキ層の一部を、前記多数の陰刻パターン以外の絶縁層の表面が露出されるようにエッチング研磨する段階とを含む、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を提供する。【選択図】図２
2007036217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）インプリント法によって多数の陰刻パターンが形成された絶縁層上にメッキ層を形成する段階と、
（Ｂ）前記メッキ層の一部を、前記多数の陰刻パターン以外の絶縁層表面が露出されるようにエッチング研磨する段階とを含むことを特徴とする、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法。
【請求項２】
（Ａ）段階は、
（Ａ−１）多数の陽刻パターンが形成されたスタンパーを製造する段階と、
（Ａ−２）前記スタンパーと絶縁層を積層および熱圧着し、離型させて、前記多数の陽刻パターンに対応する多数の陰刻パターンを前記絶縁層に形成する段階と、
（Ａ−３）前記絶縁層上に、前記多数の陰刻パターンを埋めるようにメッキ層を形成する段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記多数の陰刻パターンは、回路パターンおよびビアホールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁層は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記メッキ層は、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施して形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記エッチング研磨は、塩化銅、塩化鉄、アルカリエッチング液および酸エッチング液のいずれか一つをエッチング液として用いて行ったことを特徴とする、請求項１に記載のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法に係り、より詳しくは、表面研磨の際に、エッチング液を用いたエッチング研磨を行い、絶縁層の表面に形成された余剰のメッキ層を除去する、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品が小型化、薄板化、高密度化、パッケージ(package)化および個人携帯化によって軽薄短小化する趨勢にあり、プリント回路基板も小型化およびパッケージ化が同時に行われている。その故に、プリント回路基板の信頼性および設計密度を高めるために、原資材の変更と共に、回路の層構成を複雑化する構造に変化しつつあり、部品もＤＩＰ(Dual In-Line Package)タイプからＳＭＴ(Surface Mount Technology)タイプへの変更と共にその実装密度が高まっている傾向にある。また、電子機器の携帯化に伴い、高機能化、インターネット、動画像、高容量のデータ送受信などによりプリント回路基板の設計が複雑になり、高難易度の技術が必要とされる。
【０００３】
プリント回路基板の小型化、高密度化を図るためには、何よりも回路パターンの微細(fine pattern)化を達成することが重要である。すなわち、高密度基板の需要が増大するにつれて、回路パターンの幅および回路パターン間の間隔(line/space)に対する要求事項は益々より細かくなっている。
【０００４】
通常、プリント回路基板の製造方法は、高い生産性と低い製造コストの利点があるフォトリソグラフィ法(photo-lithography process)を利用している。ところが、回路パターンの幅および回路パターン間の間隔が１０μｍ／１０μｍ以下の微細回路パターンを実現する場合、無電解メッキの施された伝導性物質を除去する過程において、回路パターンが過度にエッチングされてしまう側面腐食現象が現われるので、断線またはデラミネーションなどの不良が発生して微細回路パターンの実現に限界をもたらす。
【０００５】
かかる問題点を克服するために、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法が提案された。
【０００６】
図１Ａ〜図１Ｅは、従来の一例として、特許文献２に開示されたインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【０００７】
まず、図１Ａに示すように、導体回路部に凸形状２を有する金型を提供する。
その後、図１Ｂに示すように、金型１上にエポキシ樹脂を積層し、熱と圧力を加えて、図１Ｃに示すように、表面に溝部４を有する絶縁基板３を形成する。
次いで、図１Ｄに示すように、絶縁基板３上にインクジェット法を用いて導電性ペースト５を印刷し、硬化させる。
最後に、図１Ｅに示すように、導電性ペースト５の印刷面を表面研磨し、溝部４以外の導電性ペーストが除去されたプリント回路基板を完成する。
この際、表面の研磨として、定盤研磨機にスラリー(slurry)を流すＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)工法を用いる。
【０００８】
ＣＭＰ技術は、化学反応と機械研磨を組み合わせた研磨技術であって、固体の研磨材と液体の酸化材をそれぞれ水に混合したスラリーを用いて金属プラグを平坦化させる。基板を装着するキャリア、研磨パッドを装着するテーブル、および研磨スラリーが供給される装置から構成されているから、基板とパッドの２面の相対運動によって研磨が行われる。この際、相対運動面の間に、化学的な反応性を有する流体スラリーを供給する。すなわち、スラリーとの反応により生成された基板の表面の反応層を、基板とパッドの相対運動により加圧された研磨粒子が除去しながら、研磨が行われる。
【０００９】
上述したように、従来のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法は、表面研磨としてＣＭＰ工程を用いることにより、設備投資、工程維持費および消耗品費などの費用が過度にかかって製品のコストをアップさせるという問題点がある。
【００１０】
また、ＣＭＰ工法によって表面研磨を行うと、基板の表面に加工変質層が形成され、加工変質層を除去するための追加工程が必要とされるという問題点がある。
【００１１】
すなわち、ＣＭＰ工法の際に使用される研磨パッドによって基板表面層がパッド方向に押されて変質層が形成されるので、このような加工変質層を除去するための追加研磨工程が必要とされる。
【特許文献１】特開２００４−１５２９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コストの低い表面研磨工程を行って製品の価格競争力を高めた、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、追加工程の不要な表面研磨工程を行って工程の数を最小化した、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、（Ａ）インプリント法により多数の陰刻パターンが形成された絶縁層上にメッキ層を形成する段階と、（Ｂ）前記メッキ層の一部を、前記多数の陰刻パターン以外の絶縁層の表面が露出されるようにエッチング研磨する段階とを含む、インプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明に係るインプリント法を用いたインプリント回路基板の製造方法において、（Ａ）段階は、（Ａ−１）多数の陽刻パターンが形成されたスタンパーを製造する段階と、（Ａ−２）前記スタンパーと絶縁層を積層および熱圧着し、離型させて、前記多数の陽刻パターンに対応する多数の陰刻パターンを前記絶縁層に形成する段階と、（Ａ−３）前記絶縁層上に、前記多数の陰刻パターンを埋めるようにメッキ層を形成する段階とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法において、多数の陰刻パターンは、回路パターンおよびビアホールを含むことを特徴とする。
また、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法において、絶縁層は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
また、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法において、メッキ層は、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施して形成されたことを特徴とする。
また、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法において、エッチング研磨は、塩化銅、塩化鉄、アルカリエッチング液および酸エッチング液のいずれか一つをエッチング液として用いて行ったことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法によれば、表面研磨の際に、エッチング液を用いたエッチング研磨を行うことにより、研磨工程によるコストが減少するため、製品の価格競争力を高めることができる。
【００１７】
また、本発明のインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法によれば、エッチング研磨は絶縁層の表面に残ったメッキ層のみを選択的に除去するので、絶縁層の表面が変質しないため、追加工程を行うことなく、優れた表面の状態を持つプリント回路基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
図２は本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示すフローチャート、図３Ａ〜図３Ｅは本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【００２０】
まず、図２を参照して、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を説明する。
【００２１】
インプリント法により多数の陰刻パターンが形成された絶縁層上にメッキ層を形成する（Ｓ１００）。
多数の陽刻パターンが形成されたスタンパー(stamper)を絶縁層上に積層および熱圧着して、多数の陽刻パターンに対応する多数の陰刻パターンが形成された絶縁層を形成し、絶縁層上に無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施してメッキ層を形成する。
ここで、多数の陰刻パターンは、回路パターンおよびビアホールを形成する。
その後、メッキ層の一部を、多数の陰刻パターン以外の絶縁層の表面が露出されるようにエッチング研磨する（Ｓ２００）。
すなわち、メッキ層が多数の陰刻パターンの内部を充填しながら絶縁層の表面にも形成されるので、多数の陰刻パターン以外の絶縁層の表面に形成されたメッキ層の厚さだけメッキ層を除去するように、エッチング工程を用いた表面研磨を行い、インプリント法を用いたプリント回路基板を形成する。
エッチング研磨は、塩化銅、塩化鉄、アルカリエッチング液および酸エッチング液などのエッチング液を用いて行うことができる。
【００２２】
次に、図３Ａ〜図３Ｅを参照して、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を詳細に説明する。
【００２３】
まず、図３Ａに示すように、多数の陽刻パターン１２が形成されたスタンパー１０を提供する。
多数の陽刻パターン１２が形成されたスタンパー１０は、金属、ＳｉＯ２またはポリマーなどの材質であって、モールディング加工または表面加工などによって成形することができる。
【００２４】
板状素材の一側表面を加工する表面加工方法は、電子ビームリソグラフィ(electron beam lithography)、フォトリソグラフィ(photo-lithography)、ダイシング(dicing)、レーザ、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)などを用いることができる。
別の方法として、スタンパー１０の製作方法は、別個のパターンをそれぞれ製作して板状素材に付着させることもできる。
一方、多数の陽刻パターン１２は、回路パターンおよびビアホールを含むように形成する。
【００２５】
その後、図３Ｂに示すように、絶縁層１４上にスタンパー１０を積層し熱圧着した後、図３Ｃに示すように、スタンパー１０を離型させることにより、多数の陽刻パターン１２に対応する多数の陰刻パターン１６を絶縁層上に形成する。
ここで、絶縁層１４は、スタンパー１０のガラス転移温度より低いガラス転移温度を持つポリマー系列の材質を使用することができる。
また、熱圧着の際、スタンパー１０のガラス転移温度より低くて絶縁層１４のガラス転移温度より高い熱を加え、スタンパー１０の多数の陽刻パターン１２は、形状をそのまま維持しながら、絶縁層１４上に、多数の陽刻パターン１２に対応する多数の陰刻パターン１６を形成することができるようにする。
【００２６】
本発明の一実施例に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法は、絶縁層１４上に形成された多数の陰刻パターン１６にデスミア工程をさらに施し、以後の工程の際に形成されるメッキ層との結合力および表面密着力などを増加させることができる。
すなわち、デスミア工程は、絶縁層１４にスタンパー１０を熱圧着し離型させるとき、発生する摩擦熱によって多数の陰刻パターン１６の内部に絶縁材が焼け付いたスミア(smear)を除去する工程でメッキ密着力を増加させ、メッキ層との結合力を高める効果をもたらす。
デスミア工程は、一例として過マンガン酸薬品を用いた化学的な反応または高圧洗浄器を使用することができる。
【００２７】
次に、図３Ｄに示すように、絶縁層１４上にメッキ層１８を形成する。
この際、メッキ層１８は、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施して形成される。
絶縁層１４には電気分解による電解銅メッキを施すことができないため、化学銅メッキである無電解銅メッキを施した後、電解銅メッキを施してメッキ層１８を形成する。また、無電解銅メッキは、メッキ膜を厚くすることが難しく、物性も電解銅メッキに及ばないため電解銅メッキを共に行う。
【００２８】
無電解銅メッキは、メッキ液中に還元剤を含有しているため、メッキしようとする金属を還元させる析出反応によって行われる。一例として、析出反応は、脱脂過程、ソフトエッチング(soft etching)過程、予備触媒処理(pre-catalyst)過程、触媒処理過程、活性化過程、無電解銅メッキ過程および酸化防止処理過程を含むことができる。
このような無電解銅メッキ工程が完了した後、電解銅メッキは、外部から直流電流を加えることにより、（−）極では金属イオンが電子を得て金属として析出され、（＋）極では金属が電子を奪われて金属イオンとして溶出する方式で行われる。この際、メッキされる面積を計算し、直流整流器に適切な電流を加えることができる。
【００２９】
その後、図３Ｅに示すように、多数の陰刻パターン１６以外の絶縁層１４の表面に形成されたメッキ層１８をエッチング研磨し、本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板２０を形成する。
エッチング研磨は、多数の陰刻パターン１６以外の絶縁層１４の表面に形成されたメッキ層１８の厚さだけエッチング液を用いてメッキ層１８の一部を除去することにより、多数の陰刻パターン１６の内部はメッキ層１８で充填し、多数の陰刻パターン１６以外の絶縁層１４の表面は露出させる。
メッキ層１８で充填された多数の陰刻パターン１６は、回路パターンおよびビアホールに形成できる。
好ましくは、多数の陰刻パターン１６以外の絶縁層１４の表面に形成されたメッキ層１８の厚さより所定の厚さだけさらにオーバーエッチング研磨し、さらに優れた表面研磨状態を持つようにすることができる。
この際、所定の厚さは、絶縁層厚の０％〜１０％であることが好ましい。
【００３０】
エッチング液としては、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）、アルカリ(Alkali)エッチング液および過酸化水素／硫酸系（Ｈ２Ｏ２／Ｈ２ＳＯ４）エッチングなどを用いることができる。
塩化銅（ＣｕＣｌ２）エッチング液は、ＨＣｌやＮＨ４Ｃｌなどの添加剤をさらに入れると、安定的なエッチングを行うことができ、再生反応によるエッチング液の組成を一定の状態に保ち易いので、精密なエッチング固定に有利である。
塩化鉄（ＦｅＣｌ３）エッチング液は、エッチング速度が比較的速くて価格も安いから、広く用いられるが、化学反応により生成される水酸化鉄がエッチング機の表面を焦茶色に汚染させ、水で洗い流しても綺麗にならないという欠点がある。
アルカリエッチング液は、精度の高いエッチングに適し、他のエッチング液に比べて寿命が長くてエッチング速度が速い。また、エッチング可能な材料の種類も、半田や金、銀、ニッケル、ロジウム、錫、鉛−ニッケル合金など様々であり、公害防止の面においても有利な特性をもっている。
過酸化水素／硫酸系（Ｈ２Ｏ２／Ｈ２ＳＯ４）エッチング液は、適量の安定剤、触媒、抑制剤を含んだ腐食溶液であって、効率がよく、安定性に優れる。エッチングされた銅を硫酸銅として回収してエッチング溶液を半永久的に使用する閉鎖的なエッチングシステム(Closed Etching System)を構成することができるという利点があるが、溶液が高価であるという欠点もある。
【００３１】
本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法は、多数の陰刻パターン１６以外の絶縁層１４の表面に形成されたメッキ層１８を除去する表面研磨の際に、エッチング液を用いたエッチング研磨を行うことにより、従来のＣＭＰ工程などを用いた表面研磨より低廉な費用がかかって製品の価格競争力を高めるという効果をもたらす。
【００３２】
また、エッチング研磨は、絶縁層１４の表面に残ったメッキ層１８のみを選択的にエッチングする表面研磨であって、追加工程を行うことなく、絶縁層１４の表面の変質なしに表面の状態を優秀にするという効果をもたらす。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。本発明の範囲は、特許請求の範囲の解釈によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】従来の一例としてインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１Ｂ】従来の一例としてインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１Ｃ】従来の一例としてインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１Ｄ】従来の一例としてインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１Ｅ】従来の一例としてインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｂ】本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｃ】本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｄ】本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｅ】本発明に係るインプリント法を用いたプリント回路基板の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    スタンパー
１２    陽刻パターン
１４    絶縁層
１６    陰刻パターン
１８    メッキ層
２０    プリント回路基板
【図１Ａ】
2007036217.tif 000003
【図１Ｂ】
2007036217.tif 000004
【図１Ｃ】
2007036217.tif 000005
【図１Ｄ】
2007036217.tif 000006
【図１Ｅ】
2007036217.tif 000007
【図２】
2007036217.tif 000008
【図３Ａ】
2007036217.tif 000009
【図３Ｂ】
2007036217.tif 000010
【図３Ｃ】
2007036217.tif 000011
【図３Ｄ】
2007036217.tif 000012
【図３Ｅ】
2007036217.tif 000013