JP2001060753A

JP2001060753A - プリント基板直描作製方法

Info

Publication number: JP2001060753A
Application number: JP23483399A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takagami; 裕二高上; Kenji Hyodo; 建二兵頭
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、電子回路の製造技術におい
て、極めて簡便に、かつ明室下で可能なコンピュータか
らのデータの直接描画方法に対応することができ且つ生
産効率のさらに向上した直描作製方法を提供することで
ある。【解決手段】基材上に少なくとも導電性層、アルカリ可
溶性樹脂層を設けてなるプリント基板を、コンピュータ
からのデータに従って熱溶融性インクを用いたインクジ
ェット方式によりレジスト画像を形成し、アルカリ可溶
性樹脂層、該導電性層を順にエッチングするプリント基
板の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板等の
電子回路をコンピュータからのデータにより直接描画す
ることによりレジスト層を設けて製造することができる
プリント基板直描作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板等の電気製品内部に使用さ
れている電子回路は、絶縁性基板上に銅等の導電性材料
で配線が形成されている。このような電子回路の製造方
法は、予め絶縁性基板上に導電性層を張り合わせた積層
板の導電性層上に、耐食性のエッチングレジスト層を設
け、露出している導電性層をエッチング除去するサブト
ラクティブ法か、絶縁性基板上に耐食性のめっきレジス
ト層を設けた後、露出している絶縁性基板上に金属めっ
き処理等で導電性層を形成するアディティブ法の二つに
大別される。

【０００３】エッチングレジスト層およびめっきレジス
ト層（以降画像層という）の製造方法は、まず金属板、
積層板、絶縁性基板、紙等の基材上にフォトポリマーを
塗布する。次いで、光を照射してフォトポリマーに化学
変化を生じさせて、現像液に対する溶解性を変化させ
る。フォトポリマーは、化学変化の種類によって二つに
分類される。光が照射された部分が重合・硬化して、現
像液に対して不溶性になるネガ型と、逆に光が照射され
た部分のフォトポリマー内の官能基が変化して、現像液
に対する溶解性を有するようになるポジ型である。何れ
の場合にも、現像液による処理後に基材上に残存する、
現像液に不溶のフォトポリマーが、画像層となる。

【０００４】フォトポリマーを用いて画像層を形成する
場合に、露光方法が解像性を決定する重要な因子の一つ
となっている。従来、露光方法としては、マスクを介し
て、紫外光または白色光を使用した密着露光方法を行う
のが主流であった。しかし、電子回路の高密度化、ファ
イン化、製造時間の短縮化が望まれるにつれて、コンピ
ュータから露光装置にデータを直接送信し、レーザを用
いてフォトポリマーを直接露光する方法への移行が図ら
れている。

【０００５】このレーザ直接描画方法へ対応するために
は、フォトポリマーの光学感度を高くしなければならな
い。フォトポリマーでは、光化学反応を伴うために、光
学感度は低く、数〜数百ｍＪ／ｃｍ²である。そのた
め、レーザ出力装置が高出力でなければならず、装置が
大きくなったり、コストが高くなるなどの問題があっ
た。

【０００６】また、フォトポリマーの光化学反応は、室
内光や太陽光下でも進行する。また、高温下でも反応性
に変化が生じる。さらに、酸素が存在すると、反応の阻
害剤となる。したがって、フォトポリマーは露光工程を
行う前までの保存、基材への塗布工程等を、暗中もしく
はセーフティライト下や、低酸素濃度下で行わなければ
ならないという欠点があった。

【０００７】その他直描による方法として、インクジェ
ット方式による導電性層のレジストを付与し、パターン
作製を行う方法が提案されている。例えば特願平１１−
１４８９８３号に記載の方法が挙げられる。しかし、導
電性層に直接印字するために、それとの接着性が良くな
いとレジストとしての機能が果たせず、配線パターン上
の欠陥となってしまうことがあった。特に異物が付着し
ている場合にはその影響は顕著であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電子
回路の製造技術において、極めて簡便に、かつ明室下で
可能なコンピュータからのデータの直接描画方法に対応
することができる熱溶融インクを用いたインクジェット
直描作製方法において、レジスト性がさらに改良され、
歩留まりが良好なプリント基板直描作製方法を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明を見出
した。

【００１０】第１の発明は、基材上に少なくとも導電性
層を設けてなるプリント基板を、コンピュータからのデ
ータに従ってレジスト画像を常温で固体の熱溶融インク
を用いたインクジェット方式により形成し、該導電性層
をエッチングすることで配線パターンを形成するプリン
ト基板の直描作製方法において、該導電性層上に疎水性
のアルカリ可溶性樹脂層を設けることを特徴としてい
る。

【００１１】これは導電性層上に樹脂層を設けること
で、搬送中及び保存中の異物の付着を防止することがで
き、またアルカリ可溶性樹脂層が疎水性であるため同様
に疎水性である熱溶融インクとの接着性が向上する。さ
らにアルカリ可溶性であるため後工程での剥離が容易に
可能となる。

【００１２】第２の発明は、少なくとも該アルカリ可溶
性樹脂層をエッチングする前に、インクジェット印字さ
れた画像部を加熱処理することを特徴としている。

【００１３】これは、インクジェット印字され固化した
熱溶融インクに再度熱を与えることで印字ドット間での
相溶を促し、またアルカリ可溶性樹脂層との接着もより
増すことで、さらに緻密なレジスト画像となる。

【００１４】第３の発明は、該導電性層を酸性水溶液で
エッチングした後のプリント基板を、該熱溶融インク及
びアルカリ可溶性樹脂層を溶解可能な処理液により処理
することを特徴としている。

【００１５】これは、インクジェット方式により配線パ
ターンを印字され、アルカリ可溶性樹脂層をパターン状
に除去し、さらに導電性層を酸性処理液にて除去し配線
パターンを形成した後に導電性層を露出する場合に、ア
ルカリ可溶性樹脂層と熱溶融インク層が共に溶解する処
理液を用いて処理することで容易に露出が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を使って、本発明の実
施の形態を説明する。

【００１７】図１〜３は本発明のプリント基板直描作製
方法の一例を表す概略図である。まず基材１上に導電性
層２、及びアルカリ可溶性樹脂層３を有するプリント基
板材料１０について、画像部に相当する部分に常温で固
体の疎水性のインク４を熱溶融させた状態でインクジェ
ット方式により印字する。このプリント基板材料１０を
温風等により加熱しアルカリ可溶性樹脂層３とインク４
の接着性を向上させる。次いで例えば苛性ソーダ水溶
液、炭酸ソーダ水溶液等アルカリ性処理液によって非印
字部のアルカリ可溶性樹脂層３を除去する。さらに酸性
処理液により導電性層２を溶解除去する（図２）。イン
ク４により印字されて保護され溶解除去されていない画
像部は、インク４とアルカリ可溶性樹脂層３の両方を溶
解する溶剤により同時に溶融除去することが可能であ
り、導電性層２が配線パターン状に露出する（図３）。

【００１８】本発明に係わる疎水性のアルカリ可溶性樹
脂層は、疎水性であり、且つ主鎖あるいは側鎖に酸性基
等の極性基を有する樹脂であり、ｐＨ８以上のアルカリ
性水溶液に溶解するものであればよい。このような素材
の例としては、スチレン、メタクリル酸エステル、アク
リル酸エステル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等と、ア
クリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等のカルボン酸基
含有モノマーあるいは酸無水物基含有モノマーとの共重
合体や、メタクリル酸アミド、ビニルピロリドン、フェ
ノール性水酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基、ス
ルホンイミド基を有するモノマーを含有する共重合体、
フェノール樹脂、部分ケン化酢酸ビニル樹脂、キシレン
樹脂、ビニルアセタール樹脂などが挙げられる。

【００１９】前記アルカリ可溶性樹脂層の形成方法とし
ては、任意の溶媒で希釈された樹脂塗液をロール塗布、
カーテン塗布、ホエラー塗布、バー塗布、スプレー塗
布、電着塗布などでプリント基板上に片面もしくは両面
に塗設し、乾燥させ溶剤を除去することで形成出来る。
上記樹脂層の厚みは、熱溶融インク印字後の非画像部で
の除去性を勘案して６μｍ以下が好ましく、さらに好ま
しくは３μｍ以下である。

【００２０】次に本発明に係わる熱溶融インクを用いた
インクジェット方式について説明する。一般にインクジ
ェット方式はインクの液滴方式により荷電制御方式、電
気変換方式に分類され、またインクの種類により熱溶融
インク方式と液体インク方式とに分類される。本発明に
係わる熱溶融インク方式は熱エネルギーにより印字する
直前に常温で固体のインクを溶融して使用する方式であ
り、用いるインクの成分は主に炭化水素系ワックス（例
えば、カルナバワックス）やアミド系ワックスが用いら
れる。さらに必要に応じ添加剤等が用いられる。その
他、日本写真学会・日本写真学会合同出版委員会編「フ
ァインイメージングとハードコピー」１６０頁〜１６１
頁、コロナ社（１９９９年）に記載の材料及び他の添加
剤を用いることで行なわれる。

【００２１】熱溶融インクを用いたインクジェット方式
による印字は、インク吐出口が複数設けられた走査ヘッ
ドあるいはラインヘッドをヘッドの走査方向あるいはラ
イン方向と交差する方向にヘッドを動かすか、あるいは
印字するプリント基板を搬送することで行うことができ
る。またプリント基板の側面を保持して、両面側に印字
ヘッドを配置して両面同時に印字することは、作業効率
が良く好ましい。

【００２２】プリント基板上の非印字部の露出した導電
性層を除去するエッチング工程における方法及びその処
理に用いるエッチング液等は、「プリント回路技術便覧
−第二版−」（（社）プリント回路学会編、１９９３年
発行、日刊工業新聞社発刊）記載の方法、エッチング液
等を使用する事ができる。例えば導電性層が銅であれ
ば、アンモニアエッチング液、塩化第二鉄液、塩化第二
銅液、及び過酸化水素−硫酸液等のアルカリもしくは酸
性の水溶液を使用する事ができる。

【００２３】本発明における、熱溶融インク及びアルカ
リ可溶性樹脂層を溶解可能な処理液には、例えばジクロ
ロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン
化炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール、プ
ロパノール等のアルコール類、エチレングリコールモノ
メチルエーテル等のグリコールエーテル類、テトラヒド
ロフラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン
等の環状エーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエス
テル類、トルエン、キシレン、ベンジルアルコール等の
芳香族化合物類などの有機溶剤を用いることができる。

【００２４】また、上記エッチング工程後に残存するイ
ンクジェットによるインキ画像は、固形インクの融点以
上の温度の温水であれば除去可能であるため、水を主体
としてアルカリ性化合物及びまたは有機溶剤を含む処理
液を加温して用いることも出来る。さらに消泡剤や界面
活性剤等の添加剤を加えておくことも出来る。

【００２５】アルカリ性化合物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウ
ム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、リン酸ナトリウム、
アンモニア、エタノールアミン類等、無機及び有機のア
ルカリ源を挙げることができる。

【００２６】水を主体とした処理液に好ましく添加され
る有機溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ベンジルアルコール、等の低級アルコールや芳
香族アルコール類や、エチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール等の多価アルコール類、エーテルアルコー
ル類、エーテルエステル類、エーテル類、ケトン類、エ
ステル類等を挙げることができる。

【００２７】本発明のプリント基板の直描製造方法にお
いてはインク間およびアルカリ可溶性樹脂層との接着を
向上させるために加熱することができる。係る加熱手段
としては、温風加熱、ハロゲンランプ、パネルヒータ等
の赤外線輻射加熱等が挙げられる。過加熱によりインク
流動性が大きく増加し印字位置から大幅に逸脱すること
やアルカリ可溶性樹脂が熱変性して溶解性が変化するこ
とがないように最適な温度範囲および時間をコントロー
ルすることが好ましい。さらに好ましくは、過加熱する
ことなく最適に加熱できる、微小なピンを加熱し接触式
で行うもの、あるいは集光式、レーザー式等の非接触式
などで有効加熱面積が用いるインクジェット装置による
印字のドット径よりも小さくなるように、固形インクの
融点あるいは軟化点を参考として設定することが出来る
ものも用いることが出来る。

【００２８】次に、本発明に係わるプリント基板を説明
する。本発明に係わるプリント基板は、プリント配線板
として最終的に絶縁性基板の片側もしくは両面に導電性
層の配線パターンを形成し得るものである。本発明に係
わる絶縁性基板としては、ガラス基材エポキシ樹脂板、
紙基材フェノール樹脂板、紙基材エポキシ樹脂板、ガラ
ス基材ポリイミド樹脂板、ポリエステルフィルム、ポリ
イミドフィルム、ポリアミドフィルム、及びポリフッ化
ビニルフィルム等が挙げられる。また、絶縁性基板の厚
さは８０μｍ〜３．２ｍｍ程度であり、プリント配線板
としての最終使用形態により、その材質と厚さが選定さ
れる。薄い基板については、複数枚張り合わせて用いて
も良い。

【００２９】また、この片面もしくは両面に設ける導電
性層は、金属あるいは導電性高分子（プラスチック）等
の有機物等のある程度以上の導電性があるものであれば
よい。金属としては、銅、銀、アルミニウム、ステンレ
ス、ニクロム、及びタングステン等が挙げられる。金属
導電層の厚さは５〜３５μｍが一般的であるが、高い解
像度をもたらすためには、金属導電層の厚みは薄い方が
好ましい。これら絶縁性基板及びその上に金属導電層を
設けた積層板としては、「プリント回路技術便覧−第二
版−」（(社)プリント回路学会編、１９９３年発行、日
刊工業新聞社発刊）記載のものを使用する事ができる。

【００３０】

【実施例】以下本発明を実施例により詳説するが、本発
明はその趣旨を逸脱しない限り、下記実施例に限定され
るものではない。

【００３１】実施例及び比較例両面銅張り積層板（三菱ガス化学製、ＣＣＬ‐Ｅ１７
０）の両面に、ロールコータによりメタクリル酸／メタ
クリル酸ｎ−ブチル／アクリル酸ｎ−ブチル共重合体
（重量比：３／３／４、重量平均分子量３．５万）の
１，３−ジオキソラン溶液を塗布、乾燥した（基板
（Ａ））。次に熱溶融インクを印字出来るインクジェッ
トプリンター（日立工機（株）製ＳＪ０２Ａ）でコンピ
ューターからの信号に従い配線パターン画像を出力し
た。

【００３２】このプリント基板を９０℃に設定したオー
ブンにて５分間処理した。

【００３３】次にこの画像を形成した銅張り積層板を、
５％炭酸ナトリウム水溶液により処理して熱溶融インク
による画像部以外のアルカリ可溶性樹脂層を除去した。
続いて、エッチング液として市販の塩化第二鉄溶液（４
０℃、スプレー圧：３．０ｋｇ／ｃｍ²）で処理し、熱
溶融インクで被覆されていない部分の銅箔を除去し、続
いてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用いて固形インク
及びアルカリ可溶性層を除去したところ配線パターンに
従って導電性層である銅が残存した積層板が得られた。
銅配線パターンを詳細に観察したが、部分的に銅が溶解
したピンホール状の欠陥は見られず、またヒートサイク
ル試験により調査したが１０００回目まで断線は無かっ
た。

【００３４】〔ヒートサイクル試験〕２６０℃のシリコ
ンオイル中に５秒浸漬後、室温に戻す。これを１００セ
ット実施後毎に配線パターンの導通をチェックした。

【００３５】〔保存性試験〕プリント基板（Ａ）とアル
カリ可溶性樹脂層を設け無かった基板（Ｂ）を、常温で
６０日間保存した後に上記同様に画像形成、エッチン
グ、インク及びアルカリ可溶性層剥離を行ったところ、
（Ｂ）の基板は配線パターン上でのピンホールが多数発
見されたが（Ａ）では一切見られなかった。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明のプリント
基板直描作製方法によれば、配線パターンの作製がすべ
て明室で可能で従来の方法に比べ工程が簡素化されまた
装置コストも低減できる。またパターン形成での歩留ま
りが向上し、導電性層のエッチングレジストの剥離も容
易に可能であり、プリント基板の作製におけるトータル
コストの削減に寄与するといった秀逸な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント基板直描作製方法の一例を表
す概略図である。

【図２】本発明のプリント基板直描作製方法の一例を表
す概略図である。

【図３】本発明のプリント基板直描作製方法の一例を表
す概略図である。

【符号の説明】

１基材２導電性層３アルカリ可溶性樹脂層４インク１０プリント基板材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に少なくとも導電性層を設けてな
るプリント基板を、コンピュータからのデータに従って
レジスト画像を常温で固体の熱溶融インクを用いたイン
クジェット方式により形成し、該導電性層をエッチング
することで配線パターンを形成するプリント基板の直描
作製方法において、該導電性層上に疎水性のアルカリ可
溶性樹脂層を設けることを特徴とするプリント基板直描
作製方法。
【請求項２】少なくとも該アルカリ可溶性樹脂層をエ
ッチングする前に、インクジェット印字された画像部を
加熱処理することを特徴とする請求項１記載のプリント
基板直描作製方法。
【請求項３】該導電性層を酸性水溶液でエッチングし
た後のプリント基板を、少なくとも該熱溶融インク及び
アルカリ可溶性樹脂層を溶解可能な処理液により処理す
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
基板直描作製方法。