JP2002016343A - プリント基板直描作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、スルーホールを有するプリン
ト基板でも、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】スルーホールを有するプリント基板を、ド
ライフィルムにてラミネートし、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、アルカリ可溶性層、該
導電性層を順にエッチングする。

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、こ
の方法ではスルーホールを有する両面板に配線パターン
を設ける場合にスルーホール内にレジストを付与するこ
とが難しく、特に基板の厚みが厚くなればより困難とな
り、スルーホール内の導電性層、例えば銅箔の保護が十
分になしえない欠点があった。

【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
によるレジストパターン直描方法において、スルーホー
ルを有する基板にも良好に対応できるプリント基板直描
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、ベースフィルム上にア
ルカリ可溶性層を薄膜として形成したドライフィルムを
用いて、プリント基板上にアルカリ可溶性層を形成する
ことを特徴としている。

【００１１】これはスルーホールの上にもアルカリ可溶
性層をテンティングで覆うことができるため、その上に
インクジェットでのレジスト描画を可能とし、スルーホ
ール内の導電性層を保護することが可能となる。

【００１２】

【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。

【００１３】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を有するプリント基板材料１０に、アルカリ可溶性
樹脂をＰＥＴフィルムに塗布乾燥したドライフィルムを
重ね合わせ、加熱しながらラミネーションを行い、アル
カリ可溶性層３を設ける。次に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レジスト画像を描画する。この
ときにスルーホール１１の両端もアルカリ可溶性層３及
びその上に描画されたインク４により保護されている。
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画像部のアルカリ可溶性層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により保護されている画像
部は、インク４とアルカリ可溶性層３を除去し、導電性
層２が配線パターン状に露出する（図３）。

【００１４】本発明に係わるアルカリ可溶性層を形成す
るためのドライフィルムは、例えば厚さ２０〜４０μｍ
のポリエチレン等のプラスチック製のベースフィルム上
にアルカリ可溶性樹脂を塗布、乾燥させたものであり、
その厚みは１５〜１００μｍで、プリント基板に張り合
わせてベースフィルムを剥離して用いる。張り合わせの
時に加熱することで基板表面の導電性層への接着性が向
上する。好ましくは用いるアルカリ可溶性樹脂のガラス
転移温度以上とすることが好ましい。またこのドライフ
ィルムには、張り合わせ後ベースフィルムを剥離しやす
いように、ベースフィルムにあらかじめ剥離層を設ける
ことが好ましい。またアルカリ可溶性樹脂の他に視認性
染料や界面活性剤等を含有させることができる。またア
ルカリ可溶性樹脂塗設後、保存性や対傷性を高める目的
でカバーフィルムを設けてもよい。

【００１５】またアルカリ可溶性層を形成する樹脂とし
ては、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。

【００１６】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。

【００１７】熱溶融インクを用いたインクジェット方式
による描画は、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
描画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。

【００１８】プリント基板上の非画像部の露出した導電
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−硫酸液等を使用する事ができ
る。

【００１９】本発明における、熱溶融インク及びアルカ
リ可溶性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。

【００２０】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、熱溶融インクの融点
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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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
性が大きく増加し描画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、熱溶融インクの融
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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】

【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。

【００２７】実施例 あらかじめ内部に銅メッキが施されたスルーホールが設
けられた両面銅張り積層板（三菱ガス化学製、ＣＣＬ‐
Ｅ１７０）の両面に、下記のドライフィルムを張り付
け、ヒートロール装置にかけて熱ラミネートを行った後
に、ＰＥＴフィルムを剥離した。

【００２８】〔ドライフィルム〕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ＰＥＴフィルムに塗布、乾燥し
た。

【００２９】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
ピュータからの信号に従い配線パターン画像を出力し
た。

【００３０】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。

【００３１】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（４０
℃、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熱溶融インク
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無かった。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。

【００３２】〔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。

【００３３】また、スルーホールについても、内部を顕
微鏡で拡大して子細に観察したが銅が溶解された形跡は
見られなかった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明のプリント
基板の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。特にスルーホールを有する
基板でも、穴埋めインク等の特段の保護処置を行わずと
も、スルーホール内部の銅などの導電性層の保護が可能
とな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 アルカリ可溶性層 ４ インク １０ プリント基板材料 １１ スルーホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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、ベースフィルム上にアルカリ可溶性
   層を薄膜として形成したドライフィルムを用いて、プリ
   ント基板上にアルカリ可溶性層を形成することを特徴と
   するプリント基板直描作製方法。