JP2004140085A

JP2004140085A - 回路基板及びその製造方法

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Publication number: JP2004140085A
Application number: JP2002301874A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Fukase; 深瀬　克哉
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】回路基板を製造する場合において、安価で簡便なサブトラクティブ法を用い、しかも導体パターンの微細化や樹脂基材と導体パターンとの接着力を高めることを課題とする。
【解決手段】絶縁基材（１）の表面に第２導体層であるニッケル（８）を介在させて、これと異なる金属材料からなる第１導体層の銅（２）を形成した回路基板素材（１０）を用い、第１導体層の表面にマスキング（４）を形成する工程と、マスキングを介して第２導体層よりも第１導体層に対するエッチング速度の速いエッチング液Ａを適用して主として第１導体層を溶解する工程と、前記マスキングを介して第１導体層よりも第２導体層に対するエッチング速度の速いエッチング液Ｂを適用して主として第２導体層を溶解する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路基板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、サブトラクティブ法又はセミアディティブ法によって絶縁基材上に導体パターンを形成する回路基板の製造方法及びその方法によって製造した回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板を製造する場合において、サブトラクティブ法は安価で簡便な方法であり、最も広く使用されている。その半面、近年における半導体装置の高密度化、微細化に伴って、回路基板における微細な導体パターンを得るという点では、不利な面もある。
【０００３】
図１はサブトラクティブ法により回路基板を製造する工程を示す断面図で、エッチングにより樹脂基材の上に導体パターンを形成する工程を示す。図１（ａ）がエッチング前の状態、図１（ｂ）がエッチング後の状態、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ部の拡大図である。
【０００４】
まず、図１（ａ）に示すように、樹脂基材１に銅箔２を貼り付けた基板素材３を準備し、銅箔２の表面にマスキング用として、ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）を形成し又は液状レジストを塗布することにより、レジストを形成し、周知の方法で露光、現像を行って、レジストパターン４を形成する。そして、レジストパターンのエッチング液通過部分４ａを介してエッチング液を吹き付けて銅箔２のレジストパターンのエッチング液通過部分４ａの対応する領域を溶解させて銅パターン部分を残す。図１（ｂ）はエッチング後の状態を示すもので、その後、レジスト４を除去することにより、残された銅箔の部分が導体パターン６となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のサブトラクティブ法による回路基板の製造方法によると、図１（ｂ）に示すように、エッチングが進行するにしたがって、エッチング液により溶解される銅箔の領域が広がり、その領域が銅箔２と樹脂基材１との間の界面５にまで達する。
【０００６】
ところで、この界面５は一般に銅箔２と樹脂基材１との間の接着強度を高めるために銅箔２の界面５が粗面であって微小な凹凸を有するもので、この凹凸が樹脂基材１に食い込んでアンカー効果を発揮し、樹脂基材１と銅箔２との間の接着強度を高めている。
【０００７】
このため、図１（ｃ）に示すように、この凹凸部分にてコア層である樹脂１の凹凸部分の溝に嵌まり込んでいる金属片２ａが溶解されにくく、金属片２ａが完全に溶解されるまでに、導体パターン６の溶解不要なサイド領域６ａが過剰エッチングとなり、その結果、レジスト４の下部のアンダーカットが進行することとなり導体パターン６の幅が不均一で細くなる。導体パターン６の上部の幅（ａ）と下部の幅（ｂ）との差が開き、導体パターン６間のピッチ（ｃ）を小さくすることもできず、回路基板の細密化や高密度化に支障をきたすこととなる。
【０００８】
また、セミアディティブ法により回路基板を製造する場合は、サブトラクティブ法の場合と同様、フラッシュエッチング時に導体パターンの全面をエッチングすることとなるので、導体パターンの幅を十分確保することが困難となる。また、導体パターンの厚みが不均一となるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、回路基板を製造する場合において、安価で簡便なサブトラクティブ法又はセミアディティブ法を用い、その場合であっても、導体パターンの微細化を達成することのできる回路基板の製造方法、及びこのような方法によって製造された回路基板を得ることを課題とする。
【００１０】
また、本発明は、回路基板を製造する場合において、樹脂基材と金属パターンとの接合力を増加させた安定した回路基板を得ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、サブトラクティブ法による場合は、本発明によると、絶縁基材の表面に第２導体層を介在させて、該第２導体層とは異なる金属材料からなる、第１導体層を形成した回路基板素材を用い、前記第１導体層の表面にマスキングを形成する工程と、該マスキングを介して第２導体層よりも第１導体層に対するエッチング速度の速い第１エッチング液を適用して主として第１導体層を溶解する工程と、前記マスキングを介して第１導体層よりも第２導体層に対するエッチング速度の速い第２エッチング液を適用して主として第２導体層を溶解する工程と、を含むことを特徴とする回路基板の製造方法が提供される。
【００１２】
また、セミアディティブ法による場合は、本発明によると、絶縁基材の表面に第２導体層を形成した回路基板素材を用い、該第２導体層上にめっきレジスト・パターンを形成した後、該レジスト・パターンの形成されていない部位に、前記第２導体層とは異なる金属材料からなる、第１導体層のパターンをめっきにより形成する工程と、前記レジスト・パターンを除去した後、前記第１導体層パターンの形成されていない個所の前記第２導体層を第１導体層よりも第２導体層に対するエッチング速度の速いエッチング液を適用して除去する工程と、を含むことを特徴とする回路基板の製造方法が提供される。
【００１３】
第１導体層は銅又は銅系合金であり、第２導体層はニッケル、又はニッケル系合金ないし鉄ニッケル系合金であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明によると、絶縁基材の表面に第２導体層のパターンを介在させて、該第２導体層とは異なり且つ特定のエッチング液に対する溶解速度が、該第２導体層に対する溶解速度より遅い金属材料からなる、第１導体層パターンが形成されていることを特徴とする回路基板が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図２及び図３はサブトラクティブ法を用いた本発明による半導体回路基板の製造工程を断面図で示したものである。
【００１７】
図２（ａ）は基板素材３の断面図であって、樹脂基材１に周知の方法にて薄いニッケル層８（第２導体層）を介して比較的厚い銅層２（第１導体層）を形成して基板素材１０とした状態を示す。
【００１８】
図示のように、ニッケル層８と樹脂基材１との間の界面５は粗面ないし凹凸面であって金属であるニッケル層８がコア層である樹脂基材１の中に食い込んでいてアンカー効果を果たし金属・樹脂間の接合強度を高めている。
【００１９】
一方、銅層２とニッケル層８との間の界面１５は金属間接合であるため、図２（ｂ）に示すように緩やかな凹凸面か、或いは図２（ｃ）に示すように殆ど平坦面かであって、いずれの場合でも比較的滑らかである。しかし、銅層２とニッケル層８との間の金属相互間の接着強度としては十分である。
【００２０】
樹脂基材１としては、一般的にエポキシ系樹脂或いはガラス・エポキシ系樹脂が使用される。
【００２１】
図３（ａ）は、図２に示す基板素材１０の銅層２の表面にマスキング用として、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を形成し、又は液状レジストを塗布し、周知の方法で露光、現像を行って、レジストパターン４を形成したものである。なお、レジストの形成方法としては、金属の存在している部分のみにレジストを付着させる電着（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってもよい。
【００２２】
図３（ｂ）において、レジストパターンのエッチング液通過部分４ａを介してエッチング液Ａを吹き付けて銅箔２のレジストパターンのエッチング液通過部分４ａに対応する領域を溶解させて導体パターン部分６を残す。この場合において、使用するエッチング液は、銅をエッチングするために通常使用される、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）又は塩化第二銅（ＣｕＣｌ_２）水溶液等が使用される。
【００２３】
この場合のエッチングは、銅層２とニッケル層８との界面１５が平坦面に近いか又は緩やかな凹凸面であるので、銅層２の溶解部分は比較的短い時間でこの界面１５にまで達し、ニッケル層８も部分的に溶解される。しかし、この場合のエッチングは、主として銅層２を溶解させるためのもので、ニッケル層８に対する溶解はあまり問題とはしていない。いずれにしても、図１の従来例で示したような、導体パターン６のサイド部分が過剰エッチング部６ａとならない程度に、エッチング条件、例えばエッチング時間等が設定される。
【００２４】
次に、洗浄後、図３（ｃ）に示すように、エッチング液Ｂを用い同じレジストパターンのエッチング液通過部分４ａを介してエッチングを行う。この場合のエッチング液Ｂは、銅に対しては反応が遅く、一方ニッケルに対しては反応の速いエッチング液を選ぶ。
【００２５】
このようなエッチング液Ｂとしては、例えば、メック株式会社から市販されているメックリバーＮＨ−１８６２（商品名）がある。このエッチング液Ｂは、銅とニッケルが共存する基板から銅を殆ど侵さずにニッケルをエッチングする、ニッケル優先エッチング液である。
【００２６】
したがって、エッチング液Ｂでは、銅の部分である導体パターン６のサイド領域６ａを過剰にエッチングすることなく、ニッケル８のみを溶解させる。そして、その溶解部分は、ニッケル層８と樹脂層１との間の界面５に迅速に到達し、凹凸の激しい界面５における谷部分に付着しているニッケル片に対しも容易に溶解させることができる。
【００２７】
上記のようにこの実施形態では、凹凸の激しい界面５の谷部分に付着しているニッケルのエッチングに時間を要しても導体パターン６の溶解不要なサイド領域６ａを過剰エッチングすることはなく、その結果、導体パターン６の幅を細くし過ぎることはなく、均一な厚みや幅を持った導体パターン６とすることができる。
【００２８】
図４はセミアディティブ法を用いた本発明の回路基板の製造工程を断面図で示したものである。セミアディティブ法による場合は、絶縁基材である樹脂層１の表面に第２導体層であるニッケル層８を形成した回路基板素材２０を使用する。ニッケル層８樹脂層１との間の界面５は、金属・樹脂間の接合領域であるから、前述のように粗面とし、凹凸を持った面である。
【００２９】
まず図４（ａ）に示すように、ニッケル層８の表面にめっきレジスト・パターン１４を形成した後、レジスト・パターンの形成されていない部位、即ち開放部１４ａに、銅層２（導体パターン）を電解めっきにより形成する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト１４を剥離した後、前述のエッチング液Ｂによりエッチングを行うことで、導体パターン６の形成されていない樹脂層１の上面に存在していたニッケル層８を溶解させる。これにより、導体パターン６が形成される。
【００３１】
なお、エッチング液Ｂによるエッチングの際に導体パターン６自体も多少は溶解されるが、前述のように、このエッチング液Ｂは銅に対してはエッチング速度が遅く、ニッケルに対してはエッチング速度が速いので、銅の導体パターン６の上面領域やサイド領域での過剰エッチング部分６ｂは極くわずかであるので、導体パターン６の厚みや幅に大きな影響を与えることはない。
【００３２】
以上のようにして、本発明の回路基板の製造方法では、サブトラクティブ法又はセミアディティブ法のいずれによっても回路基板の製造が可能である。
【００３３】
以上添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【００３４】
例えば、上述の実施形態においては、第１導体層を銅とし、第２導体層をニッケルとして説明したが、第１導体層を例えば銅系合金、第２導体層をニッケル系合金又は鉄ニッケル系合金としても良い。或いは、第１導体層と第２導体層は特定のエッチング液に対しエッチング速度が互いに異なる金属材料であれば、あらゆる金属の組み合わせが可能である。
【００３５】
一方、上述の実施形態においては、エッチング液Ａを塩化第二鉄水溶液あるいは塩化第二銅水溶液、エッチング液ＢをメックリバーＮＨ−１８６２（商品名）として説明したが、特定の金属に対してエッチング速度が互いに異なるエッチング液であればあらゆるエッチング液の組み合わせが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回路基板の製造方法は、サブトラクティブ法でもセミアディティブ法のいずれも適用可能である。また、回路基板において導体パターンの金属材料を２層に形成したので、導体パターンの樹脂基材に対する接着力が強固で、且つ微細で高密度の導体パターンの形成が可能となる。また、十分な厚みや幅をもった平滑な表面の導体パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サブトラクティブ法による従来の回路基板の製造工程の断面図である。
【図２】サブトラクティブ法による本発明の回路基板の製造に用いる回路基板素材の断面図である。
【図３】サブトラクティブ法による本発明の回路基板の製造工程の断面図である。
【図４】セミアディティブ法による本発明の回路基板の製造工程の断面図である。
【符号の説明】
１…樹脂基材
２…第１金属層（銅）
１０、２０…基板素材
５、１５…界面
４…レジスト
４ａ、１４ａ…エッチング液通過部
１４…めっきレジスト
６…導体パターン
６ａ、６ｂ…過剰エッチング部分
８…第２金属層（ニッケル）

Claims

絶縁基材の表面に第２導体層を介在させて、該第２導体層とは異なる金属材料からなる、第１導体層を形成した回路基板素材を用い、
前記第１導体層の表面にマスキングを形成する工程と、
該マスキングを介して第２導体層よりも第１導体層に対するエッチング速度の速い第１エッチング液を適用して主として第１導体層を溶解する工程と、
前記マスキングを介して第１導体層よりも第２導体層に対するエッチング速度の速い第２エッチング液を適用して主として第２導体層を溶解する工程と、
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
絶縁基材の表面に第２導体層を形成した回路基板素材を用い、該第２導体層上にめっきレジスト・パターンを形成した後、該レジスト・パターンの形成されていない部位に、前記第２導体層とは異なる金属材料からなる、第１導体層のパターンをめっきにより形成する工程と、
前記レジスト・パターンを除去した後、前記第１導体層パターンの形成されていない個所の前記第２導体層を第１導体層よりも第２導体層に対するエッチング速度の速いエッチング液を適用して除去する工程と、
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
第１導体層は銅又は銅系合金であり、第２導体層はニッケル、又はニッケル系合金ないし鉄ニッケル系合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板の製造方法。
絶縁基材の表面に第２導体層のパターンを介在させて、該第２導体層とは異なり且つ特定のエッチング液に対する溶解速度が該第２導体層に対する溶解速度より遅い金属材料からなる、第１導体層パターンが形成されていることを特徴とする回路基板。
第１導体層は銅又は銅系合金であり、第２導体層はニッケル、又はニッケル系合金ないし鉄ニッケル系合金であることを特徴とする請求項４に記載の回路基板。