(57)【要約】【課題】導体厚が厚い導体層に対しても断線、欠損、ショートが発生することなく導体パターンを形成することができ、高密度のプリント配線板を提供することを目的とする。【解決手段】感光性ドライフィルムが形成されたプリント配線板製造用パネルを、第１の露光工程において、導体パターン形成用の露光フィルムを介して、感光性ドライフィルムを紫外線にて露光し、現像工程にて所定のアルカリ現像液で感光性ドライフィルムの未露光部分を現像・除去してエッチングレジストを銅はく上に形成した後、再度エッチングレジストを露光する第２の露光工程を備えることを特徴とするものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と導体層からなるプリント配線板製造用パネルに紫外線で感光する感光性ドライフィルムを貼り付ける工程と、
前記感光性ドライフィルムを紫外線で露光する第１の露光工程と、
前記感光性ドライフィルムの未露光部分を現像することによりエッチングレジストを形成する現像工程と、
前記エッチングレジストを紫外線で露光する第２の露光工程と、
前記導体層を前記エッチングレジストを介してエッチングすることにより導体パターンを形成するエッチング工程からな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】
現像工程の後、第２の露光工程前にプリント配線板製造用パネルを乾燥させ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】
第２の露光工程の紫外線の波長は、第１の露光工程の紫外線の波長よりも長いことを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
第２の露光工程における露光量は、第１の露光工程における露光量よりも低いことを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
第２の露光工程における露光量は、第１の露光工程における露光量の１０％〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
第１の露光工程における露光量と第２の露光工程における露光量との和は、前記感光性ドライフィルムの適正露光量より高いことを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
導体パターンの導体厚は５０μｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパソコン、移動体通信用機器、ビデオカメラ等、各種電子機器などに用いられるプリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子部品は、ますます小型化、高集積化、高速化、多ピン化の傾向にある。これに伴って、プリント配線板も高密度化が進み、導体パターンも高密度、細線化し、感光性ドライフィルムレジストを用いたパターン形成において、高解像性、細線密着性に対する要求が一層高まってきている。
【０００３】
以下に従来のプリント配線板の製造方法について説明する。
【０００４】
図３は従来のプリント配線板の製造方法の工程の概略図を示すものである。図３に示すように従来のプリント配線板の製造方法は、ラミネート工程、露光工程、現像工程、エッチング工程の工程順序にて導体パターンの形成を行っていた。
【０００５】
また、図４は従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図である。
【０００６】
図４の従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図は、絶縁基板１１、銅はく１２ａ、導体パターン１２ｂ、プリント配線板製造用パネル１３、感光性ドライフィルム１４、エッチングレジスト１５で構成されたものである。
【０００７】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法について、各工程での処理方法について図４を用いて以下説明する。
【０００８】
まず、絶縁基板１１と銅はく１２ａとで構成された銅張積層板を所定サイズに切断してプリント配線板製造用パネル１３を準備する。このプリント配線板製造用パネル１３の銅はく１２ａ表面をバフ研磨やソフトエッチングにより表面処理をした後に、銅はく１２ａ表面上に、ラミネート工程において、図４（ａ）に示すように感光性ドライフィルム１４を被覆、形成する。
【０００９】
次に感光性ドライフィルム１４が形成されたプリント配線板製造用パネル１３を、露光工程において露光装置に搬送し、銅はく１２ａ表面に導体パターン１２ｂ形成用の露光フィルムを真空密着させ、露光フィルムの上から紫外線を照射し、感光性ドライフィルム１４の必要な部分に選択的に露光する。
【００１０】
次に表面の感光性ドライフィルム１４が露光されたプリント配線板製造用パネル１３を、現像工程において所定のアルカリ現像液で、図４（ｂ）に示すように感光性ドライフィルム１４の未露光部分を現像液に溶解することで除去し、所定の図柄にエッチングレジスト１５を形成する。
【００１１】
次にエッチング工程において、図４（ｃ）に示すようにエッチングレジスト１５が形成されたプリント配線板製造用パネル１３に塩化第二銅などのエッチング液をスプレーし、エッチングレジスト１５から露出した部分の銅はく１２ａをエッチング液に溶解して除去する。
【００１２】
最後に図４（ｄ）に示すように、水酸化ナトリウム水溶液などの剥離液をスプレーすることで、エッチングレジスト１５を剥離し、絶縁基板１１上に銅はく１２ａより構成される導体パターン１２ｂが完成していた。
【００１３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平０５−２６７８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら上記従来のプリント配線板の製造方法では、特に導体パターン厚が厚い場合には、エッチングレジストが長時間エッチング液からストレスを受けることにより、その結果エッチングレジストが剥離して断線、欠損が発生しやすくなるという問題点を有していた。
【００１６】
この問題を解決するためには、露光工程における積算光量を高くして露光を行うことにより、エッチングレジストと銅はくとの密着性を向上することが一般的であるが、この方法によれば銅はくとエッチングレジストとの密着性は向上するものの、生産性が低下するという課題を有するとともに、導体パターン間の間隔が狭い場合には、隣接する導体パターン間にも紫外線が拡散してエッチングレジスト残りが生ずるという、所謂カブリによるショートが発生する危険性があり、高密度、細線化が要求される回路パターンの製造方法としては不向きなものであった。
【００１７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、導体パターン厚が厚い場合であっても、断線、欠損、ショートといった不具合が発生することなく、高密度な回路パターン形成が可能なプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するために本発明のプリント配線板の製造方法は、絶縁基板と導体層からなるプリント配線板製造用パネルに紫外線で感光する感光性ドライフィルムを貼り付ける工程と、感光性ドライフィルムを紫外線で露光する第１の露光工程と、感光性ドライフィルムの未露光部分を現像することによりエッチングレジストを形成する現像工程と、エッチングレジストを紫外線で露光する第２の露光工程と、エッチングレジストを介して導体層をエッチングすることにより導体パターンを形成するエッチング工程からなることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、第１の露光工程において、現像工程のストレスでも剥がれない程度に露光し、その後の現像工程を経た後に、第２の露光工程において更にエッチングレジストの光重合を促進させて密着性を十分に得るだけの露光を行うことができる。
【００２０】
そのため、エッチング液からのストレスによりエッチングレジストが剥離して断線、欠損が発生することはない。また第２の露光工程は現像後に行うので、露光量が過剰となって隣接する導体パターン間にエッチングレジスト残りが生じてショートが発生することなく、導体パターンを形成することができる。このことは、特に高いエッチングレジストの密着性を必要とする導体パターン厚の大きいプリント配線板において顕著な効果を発揮する。
【００２１】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、現像工程の後、第２の露光工程前にプリント配線板製造用パネルを乾燥させることを特徴とする。
【００２２】
この構成により、感光性ドライフィルムを現像して形成したエッチングレジストに照射される紫外線が、エッチングレジスト上に付着した水滴や薬品によって減衰するのを防ぐことができる。
【００２３】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、第２の露光工程の紫外線の波長は、第１の露光工程の紫外線の波長よりも長いことを特徴とする。
【００２４】
この構成により、長波長領域の紫外線をエッチングレジストの表面に照射した場合に、エッチングレジストの深さ方向への減衰率が少ないという長所を利用することができ、紫外線をエッチングレジストと導体層との界面部へ効率良く浸透させ、エッチングレジストと導体層との密着性を効率良く向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のプリント配線板の製造方法によれば、導体パターン厚が厚いプリント配線板であっても、断線、欠損、ショートが発生しない導体パターン形成を行うことができ、高密度な導体パターンのプリント配線板を生産することが可能な優れたプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のプリント配線板の製造方法の工程の概略図
【図２】本発明のプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図３】従来のプリント配線板の製造方法の工程の概略図
【図４】従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明のプリント配線板の製造方法について説明する。
【００２８】
図１は本発明のプリント配線板の製造方法の工程の概略図を示すものである。
【００２９】
本発明のプリント配線板の製造方法は、図１に示すように、ラミネート工程、第１の露光工程、現像工程、乾燥工程、第２の露光工程、エッチング工程の順に各工程を経て導体パターンを形成するものである。
【００３０】
本発明のプリント配線板の製造方法と従来のプリント配線板の製造方法の違いは、図３と図１を比較すると分かるように、現像工程の後であって、エッチング工程の前に再度の露光工程として第２の露光工程を経ることにある。なお第２の露光工程の前に示した乾燥工程は適宜省略することができる。
【００３１】
また、図２は本発明のプリント配線板の製造方法を示す断面図である。
【００３２】
図２の本発明のプリント配線板の製造方法を示す断面図は、絶縁基板１、導体層２ａ、導体パターン２ｂ、プリント配線板製造用パネル３、感光性ドライフィルム４、エッチングレジスト５、乾燥気体６、紫外線７によって構成されたものである。
【００３３】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法の実施の形態について以下図２を用いて説明する。
【００３４】
まず、絶縁基板１と導体層２ａとで構成された銅張積層板を所定サイズに切断したプリント配線板製造用パネル３を準備する。このプリント配線板製造用パネル３の導体層２ａ上に、ラミネート工程において、図２（ａ）に示すように、感光性ドライフィルム４を貼り付けて被覆する。感光性ドライフィルム４の貼り付け方法としては、例えば、１００℃前後に加熱された一対の加熱ロールを上下に配置し、この間に感光性ドライフィルム４とプリント配線板製造用パネル３を重ねた状態で通過させて熱圧着する方法が一般的である。
【００３５】
絶縁基板１上の導体層２ａは銅はくまたは銅はくに銅めっきが施されたものが最も一般的である。その厚みは数μｍ〜数百μｍと幅広く実用化されているが、本発明は５０μｍ以上の場合に顕著に効果を発揮することができる。
【００３６】
本実施の形態においては厚みが７０μｍの銅はくの場合を説明する。導体層２ａの材質としては、銅はくの他にも導体として周知であるニッケル、アルミニウム、すず、銀、金およびこれらの合金であってもかまわない。
【００３７】
感光性ドライフィルム４の厚みは１０〜１００μｍが実用化されており、本実施の形態では厚みが４０μｍの場合を説明する。
【００３８】
また図２（ａ）においては、説明の簡略化のためプリント配線板製造用パネル３は絶縁基板１の片面のみに導体層２ａを有することとしたが、一般的には両面に導体層２ａを有する。その場合は、両面に感光性ドライフィルム４を貼り付けることで、本実施の形態として以下説明する方法と同様の方法で対応することができる。
【００３９】
なお、プリント配線板製造用パネル３の内層部分にも導体パターン２ｂを有する多層構造になっていても本発明には影響ない。
【００４０】
このプリント配線板製造用パネル３の導体層２ａ上に、感光性ドライフィルム４を貼り付けて被覆する前に、周知の方法で導体層２ａの表面処理を行うのも有効である。本実施の形態においては導体層２ａとして厚みが７０μｍの銅はくを用いているので、その表面は大気中の酸素により酸化されて酸化銅の層が形成されている。そのため表面処理としてはこの酸化銅を還元する硫酸が広く用いられている。
【００４１】
また硫酸と過酸化水素の混合液を用いて銅はく還元すると同時に数μｍだけエッチング処理を施すことも可能である。また、硫酸と過酸化水素の混合液にさらに専用添加剤を添加して銅はく表面を粗化する処理も普及してきている。本発明はいずれの表面処理を行った場合であっても実施することができる。本実施の形態では表面処理として３ｗｔ％の硫酸で５秒間処理を施した。
【００４２】
感光性ドライフィルム４をラミネートしたプリント配線板製造用パネル３は次に、第１の露光工程において、導体パターン形成用の露光フィルム（図示せず）を介して紫外線で露光される。ここでは露光フィルムを感光性ドライフィルム４の上面に配置して真空密着させ、この露光フィルムの上から紫外線を照射することにより露光する。
【００４３】
この時の露光量は、一般には２０〜１００ｍＪ／ｃｍ2の条件が代表的であるが、感光性ドライフィルム４の種類および厚みあるいは後工程である現像工程、エッチング工程の条件に応じて設定された適正量を用いる。
【００４４】
本実施の形態では５０ｍＪ／ｃｍ2が適正露光量である。この感光性ドライフィルム４としては、現在では、紫外線が照射した箇所が選択的に光重合されるタイプが主流である。そのため、露光フィルムとしては、導体パターン２ｂを形成したい部分は紫外線を透過させるように無色透明とし、導体パターン２ｂを形成しない部分は紫外線を透過させない遮光部分とする所謂ネガパターンを用いる。
【００４５】
次に表面の感光性ドライフィルム４が露光されたプリント配線板製造用パネル３を、現像工程において、図２（ｂ）に示すように、所定の現像液で感光性ドライフィルム４の未露光部を現像除去し、エッチングレジスト５を形成する。現像液としては炭酸ナトリウムが一般的であり、その濃度は１ｗｔ％の炭酸ナトリウムが標準的である。本実施の形態においては、スプレー圧力１．０〜２．０ｋｇ／ｃｍ2のスプレー方式にて処理時間４５〜６０秒の条件が適当である。
【００４６】
次に現像を終えたプリント配線板製造用パネル３は、図２（ｄ）に示すように、第２の露光工程に搬送され、再度露光が施される。ここでの第２の露光工程においては、すでに現像を行って形成したエッチングレジスト５に再度、紫外線７を照射し、これによりエッチングレジスト５の光重合を更に促進して、導体層２ａとの密着性を向上するという効果を奏することができる。その露光量は、第１の露光工程の露光量より低くてもよく、生産性を考慮すれば第１の露光工程における露光量の１０％〜５０％の範囲が適当である。
【００４７】
また、エッチングレジスト５のエッチング工程における密着性を確保するという観点からすれば、第１の露光工程における露光量と第２の露光工程における露光量の和が適正露光量よりも高ければよく、本実施の形態において、例えば、第１の露光工程における露光量を４０ｍＪ／ｃｍ2とし、第２の露光工程における露光量を２０ｍＪ／ｃｍ2とすることで、合計で適正露光量の５０ｍＪ／ｃｍ2を上回る６０ｍＪ／ｃｍ2を確保するという方法も有効である。これらは生産性を考慮した場合の例であり、第２の露光工程における露光量をこれよりも高い値としてもよい。
【００４８】
第１の露光工程は、高密度な描画を行うために高解像性が必要とされ、現在では平行光が主流である。しかし第２の露光工程はすでに現像を行って形成したエッチングレジスト５に対して行うものであるので、上記の平行光に限定される必要はない。むしろ散乱光のほうが、エッチングレジスト５の側面を斜めから照射することが可能となり、エッチングレジスト５と導体層２ａとの界面部の密着性を向上することができる。
【００４９】
また、第２の露光工程の紫外線７の波長は、第１の露光工程の紫外線の波長よりも長いほうがよい。
【００５０】
本実施の形態の第１の露光工程に相当するマスクフィルムを介する露光においては、一般に長波長領域を避ける傾向にある。長波長領域の紫外線を吸収したプリント配線板製造用パネル３や露光装置が高熱に加熱されるおそれがあり、プリント配線板製造用パネル３の寸法変化によるマスクフィルムとの合致精度の低下や露光設備の劣化が懸念されるからである。
【００５１】
しかし一方で長波長領域の紫外線７をエッチングレジスト５の表面に照射した場合に、エッチングレジスト５の深さ方向への減衰率が少ないという長所があり、この特性を利用すれば、紫外線７をエッチングレジスト５と導体層２ａとの界面部へ効率良く浸透させ、エッチングレジスト５と導体層２ａとの密着性を効率良く向上させることができる。したがって、第２の露光工程の紫外線７の波長として、第１の露光工程の紫外線の波長よりも長いものを用いることにより、エッチングレジスト５と導体層２ａとの密着性を向上させることができる。
【００５２】
通常、露光工程で用いる紫外線は一つの波長だけではなく複数の波長から構成されたものが用いられている。その場合における上記の第１または第２の露光工程の紫外線の波長とは、最も強度の強い波長、すなはち、分光分布をとった場合のピーク値を示す波長を表すこととする。
【００５３】
なお、第２の露光工程の露光は第１の露光工程での露光とは異なり、露光フィルムを必要とはしない。すでに現像を行って形成したエッチングレジスト５の全面に紫外線７を照射すればよいからである。そのため、第２の露光工程は、現像、エッチングと連結された一連の設備の中にインラインで設置され、搬送されるプリント配線板製造用パネル３に対して連続的に照射するという方式を採用することも可能である。
【００５４】
また現像処理を行った後、第２の露光工程の前に図１に示す乾燥工程において、プリント配線板製造用パネル３を図２（ｃ）のように乾燥気体６を用いて熱風乾燥することも有効である。これにより、現像を行って形成したエッチングレジスト５に照射される紫外線７がエッチングレジスト５上に付着した水滴や薬品によって減衰するのを防ぐことができるからである。
【００５５】
第２の露光工程を終えたプリント配線板製造用パネル３は、次に、エッチング工程において、エッチング装置へ搬送され、図２（ｅ）に示すように、エッチング溶液にてエッチングレジスト５の間に露出した導体層２ａに対してエッチングが行われる。エッチング液としては、塩化第二銅と塩酸の混合溶液、塩化第二鉄と塩酸の混合溶液、過酸化水素と硫酸の混合溶液、あるいは銅アンモニウム錯塩によるアルカリエッチング液が一般に用いられている。いずれにしても、酸またはアルカリ等の反応性の高い薬品によって行われるものであるので、エッチングレジスト５の密着性が問題となる。
【００５６】
本実施の形態においては、塩化第二銅と塩酸の混合溶液を用い、スプレー圧力１．５ｋｇ／ｃｍ2のスプレー方式にて処理時間６０秒にて実施した。この処理時間は導体層２ａの厚みにほぼ比例するものであり、本実施の形態で用いた７０μｍの銅はくの場合は、３５μｍの銅はくの場合と比較して倍の処理時間を要した。そのため、７０μｍの銅はくの場合のエッチングレジスト５の耐薬品性としては、３５μｍの銅はくの場合よりも倍の時間に耐え得るものが要求され、高いエッチングレジスト５の密着性が必要とされる。
【００５７】
本発明においては、上述の通り、エッチングレジスト５と導体層２ａとの間に高い密着性を確保することができ、その結果、導体厚の厚い導体層２ａであっても、断線、欠損が発生することなく導体パターン２ｂを形成することができる。
【００５８】
エッチング処理の後は、３ｗｔ％の水酸化ナトリウムの水溶液でエッチングレジスト５が剥離され、図２（ｆ）に示すように絶縁基板１上に導体層２ａより構成される導体パターン２ｂが完成する。
【００５９】
導体パターン２ｂが形成されたプリント配線板製造用パネル３は、その後周知の方法により、ソルダレジスト形成、部品図印刷、導体パターンの表面処理が施され、プリント配線板が完成する。また、導体パターン２ｂが形成されたプリント配線板製造用パネル３を内層用基板として積層し、再度導体パターン形成を行って多層基板とすることもできる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を用いることにより、導体厚が５０μｍ以上のような厚い導体パターンであっても、断線、欠損、ショートが発生することなく、高密度な導体パターン２ｂを形成することができるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかるプリント配線板の製造方法は、エッチングレジストと導体パターンの密着性を向上させることにより、導体厚が厚い導体層に対しても断線、欠損、ショートが発生することなく、高密度な導体パターンを形成することができ、パソコン、移動体通信用機器、ビデオカメラ等、各種電子機器用として優れたプリント配線板の製造方法を提供するものであり、産業上の利用可能性は大といえる。
【符号の説明】
【００６２】
１  絶縁基板
２ａ  導体層
２ｂ  導体パターン
３  プリント配線板製造用パネル
４  感光性ドライフィルム
５  エッチングレジスト
６  乾燥気体
７  紫外線
【図１】
2013182971.tif 000003
【図２】
2013182971.tif 000004
【図３】
2013182971.tif 000005
【図４】
2013182971.tif 000006