JP2003133697A - プリント配線板の作製方法 - Google Patents

プリント配線板の作製方法

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JP2003133697A
JP2003133697A JP2001326335A JP2001326335A JP2003133697A JP 2003133697 A JP2003133697 A JP 2003133697A JP 2001326335 A JP2001326335 A JP 2001326335A JP 2001326335 A JP2001326335 A JP 2001326335A JP 2003133697 A JP2003133697 A JP 2003133697A
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metal conductive
layer
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printed wiring
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Munetoshi Irisawa
宗利 入沢
Kenji Hyodo
建二 兵頭
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】セミアディティブ法によるプリント配線板の製
造方法において、第一金属導電層をエッチング除去する
際の第二金属導電層の側面方向からのエッチングの影響
を少なくし、エッチング量のばらつきが少ない回路パタ
ーンを得る。 【解決手段】セミアディティブ法によるプリント配線板
を作製する方法において、フォトレジスト層を除去する
工程と第一金属導電層をエッチング除去する工程との間
で、第一および第二金属導電層の表面に樹脂層を形成す
る工程と、該樹脂層がアブレーションを起こす高エネル
ギーのレーザー光を照射することによって第二金属導電
層の側壁部分以外の樹脂層を除去する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターンを有
するプリント配線板の作製方法に関し、特にセミアディ
ティブプロセスにおいて、サイドエッチング量を抑える
ために使用して好適なプリント配線板の作製方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の電子機器の小型、多機能化に伴
い、機器内部に使用されるプリント配線板も高密度化や
回路パターンの微細化が進められており、現在では導体
幅が90〜130μm、導体間隙が150〜180μm
の微細パターンを有するプリント配線板が製造されてい
る。また、さらなる高密度化、微細配線化が進み、70
μm以下の導体幅や導体間隙の微細回路が求められるよ
うになっている。
【0003】さて、プリント配線板の作製方法として
は、一般的に、サブトラクティブ法、アディティブ法、
セミアディティブ法が知られおり、これらの方法によっ
て、微細パターンを作製する試みがされている。しか
し、サブトラクティブ法によって微細回路を形成する場
合、金属導電層のサイドエッチングによる画線の細り等
があるため、微細パターンに対して非常に不利とされて
いる。一方、アディティブ法は、微細回路に対しては有
利であるが、無電解めっきですべての金属導電層を形成
するため、タクトや信頼性が低いという問題がある。セ
ミアディティブ法は、工程が多く必要であるが、高速で
信頼性の高い電解めっき使用すること、スルーホール用
のめっき設備を利用できること、金属表面が平滑である
こと、等の多くの利点があり、微細回路を有するプリン
ト配線板の作製方法として、セミアディティブ法が現在
最も注目を集めている。
【0004】セミアディティブ法は、例えば以下の工程
でプリント配線板が作製される。まず、図1(a)に示
すような、絶縁性基板に厚みの薄い第一金属導電層を設
けた基板を用意する。次いで、図1(b)に示すよう
に、回路パターンの形成を予定する部分を除く部分にフ
ォトレジスト層を形成する。次いで、図1(c)に示す
ように、電解めっきを行って第一金属導電層が露出する
部分の表面に第二金属導電層を形成する。次いで、図1
(d)に示すように、該フォトレジスト層を除去する。
次いで、第一金属導電層をエッチング除去することによ
り、回路パターンが形成される。
【0005】しかし、第一金属導電層をエッチング除去
する際、第二金属導電層の表面も、第一金属導電層の厚
み程度エッチングされて、厚みが薄くなるだけでなく、
画線の細りが生じ、さらに、面内位置による第二金属導
電層のエッチング量のばらつきが生じ、回路形成状態が
悪くなるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セミアディ
ティブ法によるプリント配線板の製造方法において、第
一金属導電層をエッチング除去する際の第二金属導電層
の側面方向からのエッチングの影響を少なくし、画線の
細りや面内位置による第二金属導電層のエッチング量の
ばらつきが生じない微細な回路パターンを得ることがで
きるプリント配線板の作製方法を提供しようとするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記問題点を
解決するため鋭意検討した結果、絶縁性基板に第一金属
導電層を設け、回路パターンの形成を予定する部分を除
く部分にフォトレジスト層を形成する工程と、電解めっ
きを行って第一金属導電層が露出する部分の表面に第二
金属導電層を形成する工程と、該フォトレジスト層を除
去する工程と、第一金属導電層をエッチング除去して回
路パターンを形成する工程とにより、プリント配線板を
作製する方法において、フォトレジスト層を除去する工
程と第一金属導電層をエッチング除去する工程との間
で、第一および第二金属導電層の表面に樹脂層を形成す
る工程と、該樹脂層がアブレーションを起こす高エネル
ギーのレーザー光を照射することによって第二金属導電
層の側壁部分以外の樹脂層を除去する工程を有すること
により、第二金属導電層の側壁のみに樹脂層を残存させ
ることができ、画線の細りや面内位置による第二金属導
電層のエッチング量のばらつきが少ない微細な回路パタ
ーンを有するプリント配線板を作製できた。
【0008】また、上記の第二金属導電層の側壁部分以
外の樹脂層を除去する工程において、樹脂層の膜厚分を
アブレーション除去できる最低のエネルギーのレーザー
光を照射することで、第二金属導電層の側壁に樹脂層を
残存させることができ、画線の細りや面内位置による第
二金属導電層のエッチング量のばらつきが少ない微細な
回路パターンを有するプリント配線板を作製できた。
【0009】また、上記樹脂層を電着塗装法により形成
することによって、画線のエッジまで良好に被覆された
樹脂層が形成でき、結果的に画線の細りや面内位置ばら
つきが少ない微細な回路パターンを有するプリント配線
板を作製できた。
【0010】また、上記樹脂層をスプレー法により形成
することによっても、画線のエッジまで良好に被覆され
た樹脂層が形成でき、結果的に画線の細りや面内位置ば
らつきが少ない微細な回路パターンを有するプリント配
線板を作製できた。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のプリント配線板
の作製方法について詳細に説明する。
【0012】以下、本発明の作製方法を図を用いて詳細
に説明する。図1は、本発明のプリント配線板の作製方
法を示す一概念図であり、各工程ごとに順に示してい
る。絶縁性基板(1)に第一金属導電層(2)を設け
(図1(a))、回路パターンの形成を予定する部分を
除く部分にフォトレジスト層(3)を形成する(図1
(b))。次に、電解めっきを行って第一金属導電層が
露出する部分の表面に第二金属導電層(4)を形成する
(図1(c))。次に、フォトレジスト層を除去する
(図1(d))。次に、第一および第二金属導電層の表
面に樹脂層(5)を形成する(図1(e))。次に、樹
脂層がアブレーションを起こす高エネルギーのレーザー
光を照射することによって第二金属層の側壁部分以外の
樹脂層を除去する(図1(f))。次に、第一金属導電
層をエッチング除去して回路パターンを形成する(図1
(g))。次に、残存した樹脂層を除去して(図1
(h))、プリント配線板が作製される。
【0013】本発明に係わる絶縁性基板としては、紙基
材フェノール樹脂やガラス基材エポキシ樹脂の基板がそ
の代表的なものである。絶縁性基板の厚さは60μmか
ら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。絶縁性
基板の内部には、導体回路や、スルーホール等を有して
もよい。これら絶縁性基板の例は「プリント回路技術便
覧」(社団法人日本プリント回路工業会編、1987刊
行、日刊工業新聞社刊)に記載されており、所望の絶縁
性基板を使用することができる。
【0014】本発明に係わる絶縁性基板に第一金属導電
層を設ける方法としては、無電解めっきが主流である
が、極薄金属箔を張り合わせる方法や金属箔張板をハー
フエッチングする方法などがある。第一金属導電層の厚
みは、0.25〜18μmが好ましい。一般的に行われ
ているセミアディティブプロセスでは、通常0.25〜
3μm程度の極薄膜厚の第一金属導電層が使用される
が、本発明に於いては、第二金属導電層側壁からのエッ
チングの影響がないため、上記のような、比較的厚い範
囲の膜厚の第一金属導電層まで適用可能である。18μ
mを越える場合は、第二金属導電層をエッチング除去す
る際のエッチング量が増えるため好ましくない。
【0015】本発明に係わるフォトレジスト層として
は、第二金属導電層用のめっき液に耐性があり、また、
第二金属導電層を形成するための電解めっきを行った際
に、フォトレジスト表面に金属層が形成されにくいもの
であり、また、剥離液に対して容易に膨潤除去できれば
特に限定するものではない。例えば、感光性エポキシ樹
脂等の感光性樹脂が挙げられる。この場合、第一金属導
電層表面にフォトレジストを塗布またはラミネートし、
ネガティブパターンの露光、現像処理を行うことによっ
て、回路パターンの形成を予定する部分を除く部分にフ
ォトレジスト層を形成できる。また、例えば、スクリー
ン印刷法によっても達成可能である。
【0016】本発明に係わる第二金属導電層は、第一金
属導電層に対して電流を流して、周知の電解めっきを行
い形成される。第二金属導電層の厚みは、数μm〜50
μm程度が一般で、第一金属導電層よりは厚く、フォト
レジスト層よりは薄い方が好ましいが、回路パターンと
なったとき適した厚さであったらよい。
【0017】本発明に係わるフォトレジスト層の除去
は、電解めっき後、アルカリ性の強い溶液または溶剤等
により除去することができる。一般的には、水酸化ナト
リウム水溶液等が使用されるが、本発明に於いても同様
に、使用するフォトレジストに見合った液を使用する。
【0018】本発明に係わる第一金属導電層をエッチン
グ除去に使用されるエッチング液は、第一金属導電層を
溶解除去できるもので、また樹脂層が耐性を有している
ものであれば良い。例えば、アルカリ性アンモニア、硫
酸−過酸化水素、塩化第二銅、過硫酸塩、塩化第二鉄、
等の一般的なエッチング液を使用できる。また、装置や
方法としては、例えば、水平スプレーエッチング、浸漬
エッチング、等の装置や方法を使用できる。これらの詳
細は、「プリント回路技術便覧」(社団法人日本プリン
ト回路工業会編、1987年刊行、日刊工業新聞社発
行)に記載されている。
【0019】本発明に係わる樹脂層は、少なくともアル
カリ可溶性ポリマーからなり、カルボン酸基、メタクリ
ル酸、メタクリル酸アミド、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、ホス
ホン酸基を有する単量体を含有する共重合体、及びフェ
ノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。具体例とし
ては、スチレン/マレイン酸モノアルキルエステル共重
合体、メタクリル酸/メタクリル酸エステル共重合体、
スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸エステル共重合
体、アクリル酸/メタクリル酸エステル共重合体、メタ
クリル酸/メタクリル酸エステル/アクリル酸エステル
共重合体、スチレン/メタクリル酸/アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸エス
テル共重合体、酢酸ビニル/クロトン酸共重合体、酢酸
ビニル/クロトン酸/メタクリル酸エステル共重合体、
安息香酸ビニル/アクリル酸/メタクリル酸エステル共
重合体等のスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル
酸エステル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等と上記カル
ボン酸含有単量体との共重合体等が挙げられる。これら
のアルカリ可溶性ポリマーは単独でも、あるいは2種以
上を混合しても良い。
【0020】本発明に係わる樹脂層の形成は、溶剤に溶
解もしくは分散した上記樹脂を含む塗布液を塗布し、加
熱により溶剤を除去することによって、所望の膜厚に形
成する。塗布方法は、ディップコート法、バーコート
法、スプレー法、ロールコート法、スピナーコート法、
スクリーン印刷法、電着塗装法等により行うことができ
るが、所望の膜厚を形成できれば特に限定されない。ま
た、多数回塗り、多層塗布も適用できる。
【0021】上記に挙げた樹脂を電着塗装法により膜形
成すると少なくとも第二金属導電層表面への追従性、接
着性が良好で表面やエッジ部分にムラを少なく塗布可能
であるので好ましい。電着法を適用する場合、「プリン
ト回路技術便覧−第二版−」((社)プリント回路学会
編、日刊工業新聞社発刊)等に記載されている電着塗装
法を適用する。また、特開平6−224541号公報や
特願平8−298363号等に記載の様な電子写真用の
液体現像装置を使用することもできる。
【0022】同様に、スプレー塗布によっても、少なく
とも第二金属導電層表面への追従性、接着性が良好で表
面やエッジ部分にムラを少なく塗布可能であるので好ま
しい。例えば、「特殊機能塗料とコーティング」((株)
シーエムシー発刊)等に記載のスプレー法、もしくは静
電スプレー法を適用できる。
【0023】本発明に係わる、樹脂層がアブレーション
を起こす高エネルギーのレーザー光を照射することによ
って第二金属導電層の側壁部分以外の樹脂層を除去する
工程では、該レーザー光が、絶縁性基板に対して全面に
略垂直に照射する。そのため、第二金属層の側壁部分以
外の樹脂層はアブレーションされるが、側壁部分は充分
なエネルギーがあたらないためアブレーションせず除去
されない。樹脂がアブレーション可能であれば、レーザ
ー光源は限定されないが、例えばレーザー光の光源とし
ては、一般によく知られている、YAGレーザー、ルビ
ーレーザー等の固体レーザー、He−Neレーザー、A
rレーザー、CO2レーザー、Krレーザー、COレー
ザー、He−Cdレーザー、N2レーザー、エキシマレ
ーザー等の気体レーザー、InGaPレーザー、AlG
aAsレーザー、GaAsPレーザー、InGaAsレ
ーザー、InAsPレーザー、CdSnP2レーザー、
GaSbレーザー等の半導体レーザー、化学レーザー、
色素レーザー等を挙げることができる。
【0024】
【実施例】以下本発明を実施例により詳説するが、本発
明はその主旨を超えない限り、下記実施例に限定される
ものではない。
【0025】実施例1 両面銅張積層板(面積340mm×510mm、銅箔厚
12μm、基材厚み0.1mm、三菱ガス化学製)をハ
ーフエッチングし銅厚2μmの基板を用意し(図1
(a))、その第一金属導電層の表面に感光性樹脂シー
トを熱圧着したのち、フォトツールを介してネガティブ
回路を露光した。なお、50μmの導体幅および導体間
隙を有する画像が9面付けされた画像を用いた。次い
で、1重量%の炭酸ナトリウム水溶液(液温35℃)に
てアルカリ現像を行うことにより、回路パターンの形成
を予定する部分を除く部分にフォトレジスト層を形成し
た(図1(b))。
【0026】次いで、電解銅めっきを行って、第一金属
導電層が露出した部分の表面に、厚み25μmの第二金
属導電層を形成した(図1(c))。次いで、40℃の
3.0重量%水酸化ナトリウム溶液で処理し、フォトレ
ジスト層を除去した(図1(d))。
【0027】次いで、n−ブチルメタクリレート/n−
ブチルアクリレート/アクリル酸=4/3/3(重量
比)の共重合体(重量平均分子量2万)が10重量%と
1−メトキシ−2−プロパノール/1,3−ジオキソラ
ン=1/1が90重量%の水溶性アクリル樹脂液を、デ
ィップコート法によって塗布し、第一および第二金属導
電層の表面に3μmの樹脂層を形成した(図1
(e))。
【0028】次いで、YAGレーザーを用いて、絶縁基
板に対して略垂直に、全面に渡って樹脂層を除去できる
最低のエネルギーの光を照射し、第二金属導電層の側壁
部分以外の樹脂層をアブレーション除去した(図1
(f))。
【0029】次いで、硫酸−過酸化水素系のエッチング
液(40℃、スプレー圧:3.0kg/cm2)で処理
し、第一金属導電層をエッチングした。次いで、1重量
%の炭酸ナトリウム水溶液(液温35℃)にて、第二金
属導電層の側壁に残存した樹脂層を除去し、回路パター
ンを作製し、プリント配線板を得た。得られたプリント
配線板を顕微鏡で観察したところ、マスク上で50μm
の導体幅及び間隙であった部分が、基板上の位置によら
ず9面とも、45〜50μmの導体幅で形成されてお
り、エッチング量のばらつきが少なく微細な回路パター
ンのプリント配線板を作製することができた。
【0030】実施例2 パラジウム−スズコロイド型のめっき触媒を付与したエ
ポキシ樹脂を無電解銅めっき液(CuSO4、キレート
剤、還元剤、PH調整剤)に浸漬し、絶縁性基板表面に
0.5μmの第一金属導電層を設けた(図1(a))。
その第一金属導電層表面に感光性樹脂シートを熱圧着し
たのち、フォトツールを介してネガティブ回路を露光し
た。なお、50μmの導体幅および導体間隙を有する画
像が9面付けされた画像を用いた。次いで、1重量%の
炭酸ナトリウム水溶液(液温35℃)にてアルカリ現像
を行うことにより、回路パターンの形成を予定する部分
を除く部分にフォトレジスト層を形成した(図1
(b))。
【0031】次いで、電解銅めっきを行って、第一金属
導電層が露出した部分の表面に、厚み25μmの第二金
属導電層を形成した(図1(c))。次いで、40℃の
3.0重量%水酸化ナトリウム溶液で処理し、フォトレ
ジスト層を除去した(図1(d))。
【0032】次いで、メチルメタクリレート/ブチルア
クリレート/アクリル酸/アゾビスイソブチロニトリル
=4/3/3/0.2(重量比)の共重合体(重量平均
分子量1万7千)が35重量%と1,3−ジオキソラン
が65重量%の水溶性アクリル樹脂液に、トリエチルア
ミンを加え中和した後、固形分含有率が10重量%にな
るように脱イオン水を加えた電着用浴とした。この電着
用浴を用いて、用意した第一および第二金属導電層から
なる基板(図1(d))に電着を行い、基板表面の凹凸
に良好に追従した約3μmの樹脂層を得た(図1
(e))。
【0033】次いで、YAGレーザーを用いて、絶縁性
基板に対して略垂直に、全面に渡って高密度エネルギー
光を照射し、第二金属導電層の側壁部分以外の樹脂層を
アブレーション除去した(図1(f))。
【0034】次いで、酸化第二鉄系のエッチング液(4
0℃、スプレー圧:3.0kg/cm2)で処理し、第
一金属導電層をエッチングした。次いで、1重量%の炭
酸ナトリウム水溶液(液温35℃)にて、第二金属導電
層の側壁に残存した樹脂層を除去し、回路パターンを作
製し、プリント配線板を得た。得られたプリント配線板
を顕微鏡で観察したところ、マスク上で50μmの導体
幅及び間隙であった部分が、基板上の位置によらず9面
とも、45〜50μmの導体幅で形成されており、エッ
チング量のばらつきが少なく微細な回路パターンのプリ
ント配線板を作製することができた。
【0035】実施例3 実施例1と同様にして、フォトレジスト層除去工程終了
後の第一および第二金属導電層からなる基板を用意し
た。次いで、静電スプレーコーター((株)ファーネス
製)にて、n−ブチルメタクリレート/n−ブチルアク
リレート/アクリル酸=4/3/3(重量比)の共重合
体(重量平均分子量2万)が25重量%と1−メトキシ
−2−プロパノールアセテートが75重量%の水溶性ア
クリル樹脂液を塗布し、基板表面の凹凸に良好に追従し
た約2μmの樹脂層を得た(図1(e))。
【0036】以後の工程は、実施例1と同様にして行
い、プリント配線板を得た。得られたプリント配線板を
顕微鏡で観察したところ、マスク上で50μmの導体幅
及び間隙であった部分が、基板上の位置によらず9面と
も、45〜50μmの導体幅で形成されており、エッチ
ング量のばらつきが少なく微細な回路パターンのプリン
ト配線板を作製することができた。
【0037】比較例1 両面銅張積層板(面積340mm×510mm、銅箔厚
12μm、基材厚み0.1mm、三菱ガス化学製)をハ
ーフエッチングし銅厚2μmの基板を用意し(図1
(a))、その第一金属導電層表面に感光性樹脂シート
を熱圧着したのち、フォトツールを介してネガティブ回
路を露光した。なお、50μmの導体幅および導体間隙
を有する画像が9面付けされた画像を用いた。次いで、
1重量%の炭酸ナトリウム水溶液(液温35℃)にてア
ルカリ現像を行うことにより、回路パターンの形成を予
定する部分を除く部分にフォトレジスト層を形成した
(図1(b))。
【0038】次いで、電解銅めっきを行って、第一金属
導電層が露出した部分の表面に、厚み25μmの第二金
属導電層を形成した(図1(c))。次いで、40℃の
3.0重量%水酸化ナトリウム溶液で処理し、フォトレ
ジスト層を除去した(図1(d))。
【0039】次いで、硫酸−過酸化水素系のエッチング
液(40℃、スプレー圧:3.0kg/cm2)で処理
し、第一金属導電層をエッチングし、回路パターンを作
製し、プリント配線板を得た。得られたプリント配線板
を顕微鏡で観察したところ、マスク上で50μmの導体
幅及び間隙であった部分が、30〜45μmであり、エ
ッチング量のばらつきが多い回路パターンのプリント配
線板となった。
【0040】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明のプリント
配線板の作製方法では、セミアディティブプロセスにお
いて、第二金属導電層の側壁面に樹脂層を形成でき、こ
れによってエッチング量のばらつきが少なく微細な回路
パターンのプリント配線板を作製することができるとい
う秀逸な効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリント配線板の作製方法を示す一概
念図。
【符号の説明】 1 絶縁性基板 2 第一金属導電層 3 フォトレジスト層 4 第二金属導電層 5 樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E339 AB02 AD03 AE10 BC02 BD03 BD08 BD11 BE13 CD01 CE01 CE12 CE15 CF06 CG00 DD03 GG02 5E343 AA02 AA11 BB16 BB24 BB67 BB71 CC62 DD43 DD76 DD80 EE17 ER11 ER45 GG06 GG08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板に第一金属導電層を設け、回
    路パターンの形成を予定する部分を除く部分にフォトレ
    ジスト層を形成する工程と、電解めっきを行って第一金
    属導電層が露出する部分の表面に第二金属導電層を形成
    する工程と、該フォトレジスト層を除去する工程と、第
    一金属導電層をエッチング除去して回路パターンを形成
    する工程とにより、プリント配線板を作製する方法にお
    いて、フォトレジスト層を除去する工程と第一金属導電
    層をエッチング除去する工程との間で、第一および第二
    金属導電層の表面に樹脂層を形成する工程と、該樹脂層
    がアブレーションを起こす高エネルギーのレーザー光を
    照射することによって第二金属導電層の側壁部分以外の
    樹脂層を除去する工程を有することを特徴とするプリン
    ト配線板の作製方法。
  2. 【請求項2】 上記の第二金属導電層の側壁部分以外の
    樹脂層を除去する工程において、樹脂層の膜厚分をアブ
    レーション除去できる最低のエネルギーのレーザー光を
    照射することを特徴とする請求項1記載のプリント配線
    板の作製方法。
  3. 【請求項3】 上記樹脂層を電着塗装法により形成する
    ことを特徴とする請求項1または2記載のプリント配線
    板の作製方法。
  4. 【請求項4】 上記樹脂層をスプレー法により形成する
    ことをを特徴とする請求項1または2記載のプリント配
    線板の作製方法。
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JP2007081214A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd プリント配線基板の製造方法

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