JP2003198099A

JP2003198099A - プリント配線板の作製方法

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Publication number: JP2003198099A
Application number: JP2001399200A
Authority: JP
Inventors: Munetoshi Irisawa; 宗利入沢; Kenji Hyodo; 建二兵頭
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送工程等の部材とプリント配線板用基板の接
触から生じるフォトレジスト層表面のキズ、汚れが発生
せず、またフォトツールの汚れが生じず、また、導電性
基板上の打痕等の凹凸部に対するフォトレジスト層の追
従性が優れ、欠陥が非常に少ない、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。【解決手段】導電性基板上に、液状フォトレジストを塗
布しフォトレジスト層を形成し、次いでフォトレジスト
層上にフィルムをラミネートしプリント配線板用積層板
を作製し、次いで回路パターンの露光、該フィルムの除
去、アルカリ現像、エッチングを行うことを特徴とする
プリント配線板の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
作製方法に関し、さらに詳しくは、搬送工程の部材とプ
リント配線板用基板の接触から生じるフォトレジスト層
表面のキズ、汚れが発生せず、またフォトレジストの転
写によるフォトツールの汚れが生じず、また、導電性基
板上の打痕やキズ等の凹凸部に対するフォトレジスト層
の追従性が優れ、欠陥が非常に少ない、プリント配線板
の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の作製方法は主にサブト
ラクティブ法とアディティブ法の２つに大別される。サ
ブトラクティブ法は電気絶縁性基板に金属導電層を設け
た導電性基板上にエッチングレジスト層を形成し、その
エッチングレジスト層で被覆されていない金属導電層を
エッチングにより取り除く方法である。この方法は、ア
ディティブ法や他の方法に比べ、回路と絶縁板の接着強
度が強くて信頼性が高く、また電気メッキ銅スルーホー
ル形成可能等の優位点があり、現在のプリント配線板製
造の主流となっている。そして、サブトラクティブ法に
於いて使用されるエッチングレジスト層としては、ドラ
イフィルム及び液状フォトレジスト等の感光材料による
光硬化性樹脂を用いた方法が一般的である。

【０００３】ドライフィルムの構造は、通常キャリアー
フィルム（ポリエチレンテレフタレート等）とカバーフ
ィルム（ポリエチレン等）の間にフォトレジストが挟ま
れている３層の構成となっている。ドライフィルムによ
ってプリント配線板を作製する方法は、まずカバーフィ
ルムを除去した面を導電性基板上に圧力と熱によりラミ
ネートし、次いで回路パターンの露光、キャリアーフィ
ルムの除去、アルカリ現像を行い、レジストパターン部
以外の金属導電層をエッチング除去することでプリント
配線板が作製される。

【０００４】ドライフィルムを使用したプリント配線板
の作製方法では、アルカリ現像直前まで、キャリアーフ
ィルムがレジスト層上に覆われているため、搬送、受け
取り、投入、露光工程等の部材からフォトレジスト層が
保護されている。そのため、フォトレジスト層に異物、
キズ、汚れ等が発生せず、取り扱い性が非常に優れてい
る。

【０００５】しかし、導電性基板上の打痕やキズ等の凹
凸部に対してフォトレジスト層が完全に追従せず、エッ
チングの際にエッチング液が打痕やキズ部から入り込
み、断線、クワレといったオープン系欠陥が生じる問題
がある。また、ポリエチレン等に代表されるカバーフィ
ルムは、生分解性でなく、モノマーおよび他の低分子量
または昇華可能な種をフォトレジストから吸収するた
め、環境的に生物学的な危険を生じさせ、また廃棄が制
限されるためコスト的に不利である。

【０００６】一方、液状フォトレジストによってプリン
ト配線板を作製する方法は、まず導電性基板上に液状フ
ォトレジストを塗布し、乾燥し、次いで回路パターンの
露光、アルカリ現像を行い、レジストパターン部以外の
金属導電層をエッチング除去することでプリント配線板
が作製される。

【０００７】液状フォトレジストを使用したプリント配
線板の作製方法では、塗布の際にフォトレジスト液が導
電性基板上の打痕やキズ等の凹凸部に入り込むため、凹
凸部に対するフォトレジスト層の追従性が非常に良く、
それによる欠陥がドライフィルムと比べて大幅に少な
い。また、カバーフィルムやキャリアーフィルムが必要
ないため経済的である。

【０００８】しかし、ドライフィルムのようにキャリア
ーフィルムがレジスト層上に存在せず、通常のフォトレ
ジストは粘着性があるため、搬送工程、受け取りや投入
工程、露光工程等に於いて部材とフォトレジスト層が接
触すると、異物やキズや汚れ等が発生し欠陥となる。ま
た、フォトレジスト層は、外気からのゴミを吸着する。
また、フォトレジストがガラスやフィルムから成るフォ
トツールに接着し、フォトツールを汚染する問題があ
る。

【０００９】以上のように、ドライフィルムを使用する
方法に於いても液状フォトレジストを使用する方法に於
いても、それぞれ一長一短があった。そのため、ドライ
フィルムに於いては、金属導電層との接着性の向上のた
め、軟化剤や接着促進剤を複合しているが、本質的に乾
燥した膜であるため、充分な接着性および凹凸追従性は
満足できない。一方、液状フォトレジストに於いても、
架橋剤の種類や分子量を調整等を行って粘着性の改良が
進められているが、本質的にモノマーやオリゴマーなど
の低分子量の架橋剤が主成分として含まれているため、
粘着性の改良にも限界があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、搬送工程等
の部材とプリント配線板用基板の接触から生じるフォト
レジスト層表面のキズ、汚れが発生せず、またフォトレ
ジストの転写によるフォトツールの汚れが生じず、ま
た、導電性基板上の打痕やキズ等の凹凸部に対するフォ
トレジスト層の追従性が優れ、欠陥が非常に少ない、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。

【００１１】

【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、電気絶縁性基板に金属
導電層を設けた導電性基板上に、まず液状フォトレジス
トを塗布し、乾燥してフォトレジスト層を形成し、次い
でフォトレジスト層上にフィルムをラミネートしプリン
ト配線板用積層板を作製し、次いで該プリント配線板用
積層板に回路パターンを露光し、該フィルムを除去した
のちアルカリ現像を行いレジストパターンを形成し、レ
ジストパターン部以外の金属導電層をエッチング除去す
ることにより、従来の液状フォトレジストを使用する方
法とは違って、搬送工程、受け取り投入工程、露光工程
等の部材との接触に対してフォトレジスト層に異物、キ
ズ、汚れ等が発生せず、また、従来のドライフィルムを
使用する方法と比べて、導電性基板上の打痕やキズ等の
凹凸部に対するフォトレジスト層の追従性が優れ、従来
の方法に比べ欠陥が非常に少ないプリント配線板を作製
できることを見出した。

【００１２】また、上記フィルムに、ポリエチレンテレ
フタレートフィルムを使用することにより、ラミネート
適性、剥離適性、光透過性、屈折率に対して有利で、ま
た安価で、脆化せず、耐溶剤性に優れ、高い引っ張り強
度を持つこと等で非常に利用し易い。

【００１３】また、露光の際の光散乱、屈折等によっ
て、解像度が低くなるため、上記フィルムの厚みが、２
０μｍ以下の範囲であることが、より狭いラインアンド
スペースを有するプリント配線板の作製に必要であっ
た。ドライフィルムに於いては、キャリアーフィルムの
厚さが薄くなると、ドライフィルムを作製する際に乾燥
温度に耐えうる厚みが必要であるため、２０μｍ以下の
キャリアーフィルムを使用することが困難である。つま
り、ドライフィルムを用いた場合では、２０μｍ以下の
フィルムの電子写真用積層板を作製することは困難であ
る。

【００１４】また、露光の際の光散乱や屈折、エッチン
グ液まわりの関係から、フォトレジスト層の厚みが、３
〜２０μｍの範囲であることが、より狭いラインアンド
スペースを有するプリント配線板の作製に於いて必要で
あった。本発明によれば、導電性基板上への液状フォト
レジストの塗布方法に制限はないため、この範囲の膜厚
は容易に準備できる。

【００１５】

【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。

【００１６】本発明に係わる電気絶縁性基板に金属導電
層を設けた導電性基板としては、紙基材フェノール樹脂
やガラス基材エポキシ樹脂に金属導電層として銅箔等を
張り合わせたものがその代表的なものである。これら基
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、所望の基板を使用することができ
る。

【００１７】電気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。薄い基板につ
いては、複数枚張り合わせてもよい。

【００１８】金属導電層の厚さは種々の厚さのものが使
用でき、一般的には１２〜３５μｍのものが使用されて
いるが、それよりも厚いものや薄いものも使用すること
ができる。配線密度が高くなり回路の線幅が細くなるに
つれて、金属導電層は薄いものを使用することが好まし
い。数μｍの厚さのものを作製するために、表面をハー
フエッチング処理する場合もある。

【００１９】金属導電層に用いる金属としては、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。

【００２０】本発明に係わる液状フォトレジストは、一
般に使用されている回路形成用液状レジスト等である。
これらのレジスト材は、樹脂、架橋剤、増感剤、添加剤
および溶剤等の成分より構成されている。感光域、感
度、露光方式によってもネガ型もしくはポジ型の違い種
々見られる。また、液性の違いから、浸漬塗布、ロール
塗布、スプレー塗布、電着塗布など、様々な塗布方式に
対応したものが見られるが、趣旨を異ならない限り何れ
のレジスト材であっても適用可能である。

【００２１】本発明に係わるフォトレジスト層の厚み
は、厚すぎると露光時の光散乱が生じ、薄すぎると、成
膜性や耐エッチング性が低下する。よって、フォトレジ
スト層の厚みは、０．１〜３０μｍが好ましく、その中
でも狭いラインアンドスペースを得るためには３〜２０
μｍが特に好ましい。

【００２２】本発明に係わるフォトレジスト層の塗布方
法は特に限定されないが、例を記せば、浸漬塗布法、バ
ーコート法、スプレーコート法、ロールコート法、スピ
ナーコート法、カーテンコート法、電着法等が挙げられ
る。また、乾燥は、使用するレジストに適した条件で実
施する。

【００２３】本発明に係わるフィルムは、上記フォトレ
ジスト層にラミネートでき、アルカリ現像直前の剥離が
可能であって、光を透過すれば、何れのフィルムであっ
ても適用できる。例えば、ポリエステルフィルム、ポリ
エチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロ
ピレンフィルム、が挙げられるが、これらはほんの一部
であってこれらに限定されるものではなく、使用する液
状フォトレジストやラミネーションの方法や剥離方法に
よって適当なものを選択して使用できる。その中でも特
に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用する
と、ラミネート適性、剥離適性、光透過性、屈折率に対
して有利で、また、安価で、脆化せず、耐溶剤性に優
れ、高い引っ張り強度を持つこと等で非常に利用し易
い。

【００２４】本発明に於けるフォトレジスト層上にフィ
ルムをラミネートする方法は、フォトレジスト層にムラ
を生じさせることなくに、間に空気やゴミをかむことな
く、波打ち等なく略均一にフィルムを設けることができ
れば、何れの方法であっても良い。乾燥後冷却しても良
いし、冷却せずに暖かい状態でラミネートしても良い。
例えば、ゴムロールを圧力で押し当ててラミネートする
装置を用いても良い。この際、ゴムロールは加熱しても
しなくても良く、フィルムと金属導電層の間から、フォ
トレジストがはみ出して流れない用に、圧力や搬送速度
やゴムロール温度を調節する必要がある。また、できれ
ば、塗布乾燥後のフォトレジスト層表面を搬送部材等に
接触させずに、直ちにラミネートしプリント配線板用積
層板を作製すると非常に欠陥数が少ない。この用にして
作製されたプリント配線板用積層板は、フォトレジスト
層表面が酸素から遮断されているため、長時間保存可能
である。また、合い紙は必要としない。

【００２５】本発明に係わる回路パターンの露光方法と
しては、キセノンランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超
高圧水銀灯、ＵＶ蛍光灯を光源とした反射画像露光、フ
ォトツールを用いた片面、両面密着露光や、プロキシミ
ティ方式、プロジェクション方式やレーザー走査露光が
挙げられる。走査露光を行う場合には、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー、アルゴンレーザー、クリプ
トンイオンレーザー、ルビーレーザー、ＹＡＧレーザ
ー、窒素レーザー、色素レーザー、エキシマレーザー等
のレーザー光源を発光波長に応じてＳＨＧ波長変換して
走査露光する、あるいは液晶シャッター、マイクロミラ
ーアレイシャッターを利用した走査露光によって露光す
ることができる。

【００２６】本発明に係わるアルカリ現像は、アルカリ
性溶液を現像液として用い、通常フォトレジスト層の硬
化しなかった不要な部分を除去し、フォトレジスト層の
回路パターンを形成する工程である。現像液は、塩基性
化合物を含有し、例えばケイ酸アルカリ金属塩、アルカ
リ金属水酸化物、リン酸および炭酸アルカリ金属塩、リ
ン酸および炭酸アンモニウム塩等の無機塩基性化合物、
エタノールアミン類、エチレンジアミン、プロパンジア
ミン類、トリエチレンテトラミン、モルホリン等の有機
塩基性化合物等を用いることができる。上記塩基性化合
物は単独または混合物として使用できる。一般的には、
炭酸ナトリウム水溶液等の弱アルカリ水溶液が使用され
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ものである。

【００２７】本発明のプリント配線板の作製方法では、
レジストパターン部以外の露出した金属導電層をエッチ
ングにより除去する。エッチング工程では、「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）記載の方法等を
使用することができる。エッチンング液は金属導電層を
溶解除去できるもので、また少なくともフォトレジスト
層が耐性を有しているものであれば良い。一般に金属導
電層に銅層を使用する場合には塩化第二鉄水溶液、塩化
第二銅水溶液等を使用することができる。

【００２８】レジストパターンはエッチング工程後、ア
ルカリ現像で使用した現像液よりもさらにアルカリ性の
強い溶液で処理すること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。また、必要に応じてメチルエ
チルケトン、ジオキサン、メタノール、エタノール、プ
ロパノール等を使用することもできる。

【００２９】

【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。

【００３０】実施例両面銅張積層板（面積３４０ｍｍ×５１０ｍｍ、銅箔厚
１８μｍ、基材厚み０．２ｍｍ、三菱ガス化学製、ＣＣ
Ｌ−Ｅ１７０）を一様に顕微鏡で観察することにより打
痕またはキズを２０カ所を見つけ、それらがエッチング
後でも判別可能なように座標を記録した。次に、ネガ型
の液状フォトレジスト（太陽インキ製造(株)製、「ＰＥ
Ｒ−２０」）を塗布、乾燥させ、銅張積層板上にフォト
レジスト層を設けた。

【００３１】乾燥後、フォトレジスト層の表面が搬送ロ
ールや受け取り機と接触する前の段階にて、加圧ゴムロ
ールラミネート簡易装置を用いて、２０μｍのポリエチ
レンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムと
略す）をフォトレジスト層上にラミネートし、プリント
配線板用積層板を作製した。

【００３２】ＰＥＴフィルムをラミネートした後のプリ
ント配線板用積層板は、搬送系を通り、受け取り装置を
使用して回収し保管した後、投入機を使用して露光ライ
ンに投入したが、その際、装置とプリント配線板用積層
板のと間である程度は強い接触があった。露光では、密
着ＵＶ露光機にて、フォトツールを使用して露光を実施
した。露光操作を１００回以上繰り返すことによって
も、フォトツール上へのレジストの接着や転写、また、
各装置上のレジストの接着や転写が全く生じず、また、
フォトレジスト層はＰＥＴフィルムに覆われているた
め、フォトレジスト層表面のキズや汚れも発生していな
かった。

【００３３】次いで、ＰＥＴフィルムを剥離した後、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、露光部以外のフォトレジス
ト層を除去し、レジストパターンを形成した。さらに、
レジストパターンを形成した基板を塩化第二鉄溶液（４
０℃、スプレー圧：３．０ｋｇ／ｃｍ²）で処理し、レ
ジストパターンで被覆されていない部分の銅層を除去し
た。次いで、４０℃の３．０重量％水酸化ナトリウム溶
液で処理し、残存するレジスト層を除去し、プリント配
線板を得た。

【００３４】得られたプリント配線板を顕微鏡で観察し
たところ、クワレや断線等のオープン系欠陥で約３個／
ｍ²、短絡や突起や残銅のショート系欠陥で約３個／ｍ²
の発生数であった。また、発生したオープン系欠陥が、
最初の段階で座標を記録した打痕またはキズと一致する
かを確認したところ、約５％がその凹凸由来の欠陥であ
ることが分かった。

【００３５】比較例１両面銅張積層板（面積３４０ｍｍ×５１０ｍｍ、銅箔厚
１８μｍ、基材厚み０．２ｍｍ、三菱ガス化学製、ＣＣ
Ｌ−Ｅ１７０）を使用し、ネガ型の液状フォトレジスト
（太陽インキ製造(株)製、「ＰＥＲ−２０」）を塗布、
乾燥させ、銅張積層板上にフォトレジスト層を設けた。

【００３６】乾燥後、搬送系を通り、露光ラインへ送
り、密着ＵＶ露光機にて、フォトツールを使用して露光
を実施した。この操作を１００回以上繰り返したとこ
ろ、フォトツール上へのレジストの接着物や転写がみら
れた。また、搬送系のロール等にレジストの付着物が確
認された。

【００３７】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、露
光部以外のフォトレジスト層を除去し、レジストパター
ンを形成した。さらに、レジストパターンを形成した基
板を塩化第二鉄溶液（４０℃、スプレー圧：３．０ｋｇ
／ｃｍ²）で処理し、レジストパターンで被覆されてい
ない部分の銅層を除去した。次いで、４０℃の３．０重
量％水酸化ナトリウム溶液で処理し、残存するレジスト
層を除去し、プリント配線板を得た。

【００３８】得られたプリント配線板を顕微鏡で観察し
たところ、クワレや断線等のオープン系欠陥で１５個／
ｍ²、短絡や突起や残銅のショート系欠陥で１０個／ｍ²
の発生数であり、実施例に比較して、格段に多くの欠陥
が発生した。

【００３９】比較例２両面銅張積層板（面積３４０ｍｍ×５１０ｍｍ、銅箔厚
１８μｍ、基材厚み０．２ｍｍ、三菱ガス化学製、ＣＣ
Ｌ−Ｅ１７０）を顕微鏡で観察することにより打痕また
はキズを２０カ所を見つけ、それらがエッチング後でも
判別可能なように座標を記録した。次に、ネガ型のドラ
イフィルムをラミネートし、プリント配線板用積層板を
作製した。

【００４０】次にプリント配線板用積層板は、搬送系を
通り、受け取り装置を使用して回収し保管した後、投入
機を使用して露光ラインに投入したが、その際、装置と
プリント配線板用積層板のと間である程度は強い接触が
あった。露光では、密着ＵＶ露光機にて、フォトツール
を使用して露光を実施した。露光操作を１００回以上繰
り返すことによっても、フォトツール上へのレジストの
接着や転写、また、各装置上のレジストの接着や転写が
全く生じなかった。

【００４１】次いで、キャリアーフィルムを剥離した
後、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、露光部以外のフォト
レジスト層を除去し、レジストパターンを形成した。さ
らに、レジストパターンを形成した基板を塩化第二鉄溶
液（４０℃、スプレー圧：３．０ｋｇ／ｃｍ²）で処理
し、レジストパターンで被覆されていない部分の銅層を
除去した。次いで、４０℃の３．０重量％水酸化ナトリ
ウム溶液で処理し、残存するレジスト層を除去し、プリ
ント配線板を得た。

【００４２】得られたプリント配線板を顕微鏡で観察し
たところ、クワレや断線等のオープン系欠陥で約１０個
／ｍ²、短絡や突起や残銅のショート系欠陥で約３個／
ｍ²の発生数であった。また、発生したオープン系欠陥
が、最初の段階で座標を記録した打痕またはキズと一致
するかを確認したところ、約６０％がその凹凸由来の欠
陥であることが分かり、実施例に比較して格段に凹凸に
対する追従性が悪いことが分かった。

【００４３】

【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、まず液状フォトレジストを塗布
し、乾燥してフォトレジスト層を形成し、次いでフォト
レジスト層上にフィルムをラミネートすることによっ
て、従来の液状レジストを使用する方法とは違って、搬
送、受け取りや投入、露光工程等の部材とフォトレジス
ト層との接触から生じる異物、キズ、汚れ等がなく、フ
ォトレジストの転写によるフォトツールの汚れが生じ
ず、また、従来のドライフィルムを使用する方法と比
べ、導電性基板上の打痕やキズ等の凹凸部に対するフォ
トレジスト層の追従性が優れ、欠陥が非常に少ない、プ
リント配線板を作製できるという秀逸な効果をもたら
す。

フロントページの続きＦターム(参考） 5E314 AA34 CC15 FF05 GG17 GG19 5E339 AB02 BC01 BC02 BC03 BD11 CC01 CC02 CE11 CE12 CE17 CE18 CE19 CF16 CF17 CG04 GG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性基板に金属導電層を設けた導
電性基板上に、まず液状フォトレジストを塗布し、乾燥
してフォトレジスト層を形成し、次いでフォトレジスト
層上にフィルムをラミネートしプリント配線板用積層板
を作製し、次いで該プリント配線板用積層板に回路パタ
ーンを露光し、該フィルムを除去したのちアルカリ現像
を行いレジストパターンを形成し、レジストパターン部
以外の金属導電層をエッチング除去することを特徴とす
るプリント配線板の作製方法。
【請求項２】上記フィルムが、ポリエチレンテレフタ
レートフィルムである請求項１記載のプリント配線板の
作製方法。