JP2005026412A

JP2005026412A - 配線基板の圧印製造用金型及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005026412A
Application number: JP2003189563A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yamazaki; 克巳山崎; Shoichi Koyama; 昌一小山
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】転写金型と基板との間の線熱膨張係数の差をなくするか或いは減少して、エンボス加工の際に転写金型と基板とを所定温度まで加熱しても両者間の膨張差による問題を解消し、信頼性のある配線パターニングを可能にする。
【解決手段】ベース基材として、配線基板を構成する基材と線熱膨張係数の同一又は近似する線熱膨張係数を有する素材を使用し、その表面にレジストの第１パターンを形成し、この第１パターンの開口部に銅めっきを施し、第１めっきを施した表面を研磨し該第１めっき及び前記第１レジストの表面を平滑化し、平滑化した表面にレジストの第２パターンを形成し、該第２パターンの開口部に銅めっきを施し、該第２めっきを施した表面を研磨し、該第２めっき及び前記第２レジストの表面を平滑化した後、レジストを剥離する配線基板の圧印製造用金型の製造方法が提供される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線基板の圧印製造用金型及びその製造方法に関し、特に基板に形成すべき配線パターンに対応した凹凸パターンを有する型を使用してエンボス（圧印）加工により、基板面にパターニング加工を行うのに使用される配線基板の圧印製造用金型の製造方法及びこの方法により製造された金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線基板の製造にあたっては、フォトリゾグラフィ法が一般であった。即ち、基板に銅箔等の導体層を形成し、この導体層の上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを所定のパターンに露光・現像し、フォトレジストの開口部を通してエッチングを施すことにより、前記パターンに対応した導体パターンを得、残ったフォトレジストを除去する、という方法で基板上に所望の配線を形成していた。
【０００３】
しかしながら、このフォトリゾグラフィ法によると、配線基板の製造にかかるコトスが高価格となり、また近年加速しつつある配線密度の高密度化の要求に十分に対応するのが困難となりつつある。
【０００４】
また、フォトリゾグラフィ法を使用しないで、樹脂基板に金型を用いてパターン転写する方法も提案されている。このような金型を用いた従来技術が特許文献１に記載されている。
【０００５】
特許文献１では、射出成形やトランスファ成形を用いることなく、基板上の絶縁層に鮮明な配線転写を行い、更に転写された配線をあらわす凹型回路型に配線用導電ペーストを充填することによって、高い信頼性を持つ配線基板を製造することを目的とし、基板の表裏両面に絶縁層を形成するとともに、印刷配線に対応する凸型の回路型を備えた金型板を用意する。金型板の材料として好適には、金属、ガラス、セラミックスなどである。金属、ガラスに対してはエッチングを行い、ガラス、セラミックスの場合はサンドブラスト工法などを用いて凸板を形成する。このような凸型板は、基板上の絶縁層の表裏両面に凹型回路を設けるためのものである。
【０００６】
したがって、特許文献１では、このような凸型板を基板の絶縁層に押しつけることにより、絶縁層の上に配線のための凹型の回路型を形成し、凹型回路型に導電ペーストを充填し、導電ペーストの硬化後に表面を研磨して絶縁層を表面に露出させることで基板面に配線パターンを形成している。
【０００７】
また、図１には、既存技術による配線転写用の金型の製造方法を示す。まず、図１（ａ）に示すように、シリコンウエーハ１を準備する。次に、図１（ｂ）に示すように、シリコンウエーハ１の表面に銅によるシード層２を形成する。このシード層２は後の工程でめっきを施す場合の電極となるものである。次に、図１（ｃ）に示すように、シード層２上にレジストによるパターニングを行って凹凸パターン３を形成する。このレジストによる凹凸パターン３の一部は、シード層２が露出している。次に、図１（ｄ）に示すように、レジストの凹凸パターン３の上からニッケルめっき４を施す。その後、図１（ｅ）に示すように、めっきされたニッケル４の上面を研磨して平滑化し、その後、図（ｆ）に示すように、めっきされたニッケル層４以外の部分、即ちレジスト３及びシード層２を含むシリコンウエーハ１の基材を剥離して、ニッケルのみからなる転写金型５を得る。
【０００８】
このような既存の方法により製造された転写金型は、この金型自体と配線パターンを形成すべき基板との間の線熱膨張係数（ＣＴＥ）に差がある（例えば、基板のＣＴＥは８〜２０ｐｐｍ、ニッケルは１０〜１３ｐｐｍとＣＴＥはニッケルの方が大きい）と、基板上の絶縁樹脂層に転写金型を押し当てて、エンボス加工を行う場合において、転写成形時に型締めして所定温度まで加熱した際に両者に生ずる膨張差により微妙な位置ズレが生じ、正確なパターニングができなくなるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００３−８１７８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、既存の技術における転写金型は、この金型と基板との間で線熱膨張係数に差があったために、転写成形時の微妙な位置ズレにより、正確なパターニングができなくなるという問題があった。また、転写用の金型の材質がニッケルに限定されていたために、基板のエンボス加工中に変形のおそれがあり、製法上のサイズの制約があった。
【００１１】
そこで、本発明では、転写金型と基板との間の線熱膨張係数の差をなくするか或いは減少して、エンボス加工に際して転写金型と基板とを所定温度まで加熱した場合であっても両者間に位置ズレの問題を解消し、エンボス加工による正確で信頼性のあるパターニングを行うことのできる配線基板の圧印製造用金型の製造方法及びその製造方法により製造された金型を提供することを課題とする。
【００１２】
【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、本発明によれば、基板に配線パターンを転写・形成する配線基板製造用金型の製造方法であって、ベース基材として、配線基板を構成する基材と線熱膨張係数の同一又は近似する線熱膨張係数を有する素材を使用し、該ベース基材の表面に第１レジストにより所定の第１パターンを形成する工程と、該第１パターンの開口部に金属（例えば銅）めっきを施す第１めっき工程と、該第１めっきを施した表面を研磨し該第１めっき及び前記第１レジストの表面を平滑化する工程と、該平滑化した表面に第２レジストにより所定の第２パターンを形成する工程と、該第２パターンの開口部に金属（例えば銅）めっきを施す第２めっき工程と、該第２めっきを施した表面を研磨し、該第２めっき及び前記第２レジストの表面を平滑化する工程と、前記第１及び第２レジストを剥離する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の圧印製造用金型の製造方法が提供される。
【００１３】
ベース素材として、銅材又は鉄・ニッケル合金に銅めっきを施したものを使用することを特徴とする。前記第１及び第２レジストを剥離した後、前記第１及び第２めっきの表面に、更に仕上げのニッケル、クロム、金、又はニッケル−コバルト合金めっきを施すことを特徴とする。
【００１４】
前記第２レジストによる第２パターンの形成は、該第２パターンの開口部が少なくとも前記第１パターンにより形成された第１めっき上の位置に対応していることを特徴とする。
【００１５】
第１めっき及び第２めっきは、銅からなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明によると、基板に配線パターンを転写・形成する配線基板製造用金型であって、配線基板を構成する基材と線熱膨張係数の同一又は近似する線熱膨張係数を有するベース基材と、該ベース基材上にめっきにより一体的に形成された配線パターンに対応する凹凸状のパターンと、からなることを特徴とする配線基板の圧印製造用金型が提供される。
【００１７】
【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。
【００１８】
図２は本発明の実施形態に係る配線基板の圧印製造用金型の製造方法を示す工程図である。
【００１９】
図２（ａ）において、ベース基材１０として銅材、又は鉄・ニッケル合金に銅めっきを施したもの、を使用する。鉄・ニッケル合金としては、例えば５０アロイ、４２アロイ又は３６アロイ、等を使用する。このようにベース基材１０として銅材又は鉄・ニッケル合金に銅めっきを施したものを使用するのは、線熱膨張係数が基板（図示せず）の素材の線熱膨張係数と同一又は近似するものを使用するのが好適であること、また次工程におけるパターニングやめっき工程を行い易い材質のものが好適であること、等の理由による。
【００２０】
図２（ｂ）において、ベース基材１０の上にレジスト１２によりパターニングを行う。パターニングの方法としては、ベース基材１０にレジストを塗布し、マスキング（図示せず）の所定パターンに沿ってレジストの露光・現像を行い、所定のレジストパターン１２を形成する。
【００２１】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジストパターン１２のパターン開口部に銅めっき１４を形成する。その際、ベース基材１０を電解めっき処理の電極として用いることができる。次いで、図２（ｄ）に示すように、銅めっきを施した部分を含む全面を研磨して表面を平滑化する。したがって、この表面には銅めっき層及びレジスト層が露出する。
【００２２】
次いで、図２（ｅ）に示すように、表面に再度レジスト１６によりパターニングする。レジストによるパターニングの方法は、前述の図２（ｂ）の工程におけるレジストのパターニング方法と同様のものとすることができる。即ち、表面の全面にレジストを塗布し、所定のパターンに沿って当該レジストの露光・現像を行い、所定のレジストパターン１６を形成する。この場合において、レジストパターン１６の開口部に、めっきされた銅１４の表面が露出するようにする。
【００２３】
次いで、図２（ｆ）に示すように、再度レジストパターン１６のパターン開口部に銅めっき１８を形成する。この場合も、前述と同様、レジストパターン１６の開口部に露出している銅めっき層１４を電極として電解銅めっき１８を施すことができる。次に、前述と同様、図２（ｇ）に示すように、銅めっき１８を施した部分を含む全表面を研磨して平滑化する。
【００２４】
次いで、図２（ｈ）に示すように、レジスト１２、１６を剥離する。これにより、ベース基材１０の上に銅めっき１４、１８による凹凸形状が残される。最後に、図２（ｉ）に示すように、仕上げめっきを施し、銅めっきによる凹凸パターンを調整する。このようにして、ベース材料であるベース基材１０とめっきにより形成された銅の凹凸パターン部１４、１８とが一体化された金型２０が得られる。
【００２５】
図３は図１の既存の製造方法により製造した配線基板の圧印製造用の金型を用いて基板に配線パターン型を形成する方法を概略的に示し、図４は図２のような本発明の実施形態にて製造した本発明の配線基板の圧印製造用の金型を用いて基板に配線パターン型を形成する方法を概略的に示したものである。
【００２６】
図３（ａ）では、型締め前の金型５を示す。金型５は前述のようにニッケルにより構成されており、配線パターンを形成するための凸条５ａを有する。この凸条５ａの先端の突起５ｂの部分は配線パターン２４との間でヴィアを形成する部分であり、５ｃは配線パターンとなる溝を形成する部分である。一方、基板２２には絶縁樹脂層２３に配線パターン２４が形成され、更に絶縁樹脂層２６で覆われている。図３（ｂ）に示す型締め（クランプ）工程では、金型５の凸条５ａが絶縁樹脂層２６に食い込んでいる。この時、先端部５ｂは配線パターン２４と接触している。図３（ｃ）に示す加熱工程では、金型５の線熱膨張係数と基板２２側の線熱膨張係数との差により、金型５と基板２２との間でズレαが生ずる。図３（ｄ）は型開き硬化後の状態を示す。
【００２７】
図４（ａ）では、型締め前の金型２０を示す。この金型２０は前述のようにベース基材１０とめっきにより形成された銅の凹凸パターン部１４、１８とが一体化されたものである。前述と同様、凸条２０ａの先端の突起２０ｂの部分は既存の配線パターン２４との間でヴィアを形成する部分であり、２０ｃの部分は配線パターンとなる溝を形成する部分である。一方、基板２２には絶縁樹脂層２３に既存の配線パターン２４が形成され、更に絶縁樹脂層２６で覆われている。図４（ｂ）に示す型締め（クランプ）工程では、金型２０の凸条２０ａが絶縁樹脂層２６に食い込んでいる。図４（ｃ）に示す加熱工程では、金型２０の線熱膨張係数と基板２２側の線熱膨張係数との差が同一か又は少ないため、加熱された状態で両者に膨張差がなく、金型５と基板２２との間でズレが生ずることはない。図４（ｄ）は型開き硬化後の状態を示す。後の工程において、絶縁樹脂層２６に形成されたパターン溝条に導体パターンが形成される。
【００２８】
以上のように、本発明では、配線パターンの転写・形成用の金型は、そのベース基材が、絶縁樹脂を含む配線基板の素材の線熱膨張係数と近い材質のものを使用することにより、エンボス加工の際に配線基板及び金型を所定温度まで加熱しても、両者の線熱膨張係数が近似しているため加工パターンに位置ズレが生ずることを防止できる。また、本発明では、ベース基材の上にパターン部分を銅めっきにて形成しているので、既存のプリント基板製造工程を用いて低コストでエンボス加工用金型を製造することができる。また、ベース基材の材質を変えることで熱収縮率のコントロールを可能とすることもできる。
【００２９】
以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施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。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ニッケルめっきの代わりに銅めっきを使用するために、既存の設備を使用することができ、もって配線パターンの転写・形成用の金型の製造コストの低減を図ることができ、またベースの材料を適宜選択できるため、基板との熱収縮ギャップを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既存の配線基板の圧印製造用金型の製造方法を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る配線基板の圧印製造用金型の製造方法を示す。
【図３】図１の既存の製造方法により製造した配線基板の圧印製造用の金型を用いて基板に配線パターン型を形成する方法を概略的に示す。
【図４】本発明の実施形態にて製造した本発明の配線基板の圧印製造用の金型を用いて基板に配線パターン型を形成する方法を概略的に示す。
【符号の説明】
１０…金型基材
１２…レジスト
１４…銅めっき
１６…レジスト
１８…銅めっき
２０…金型

Claims

基板に配線パターンを転写・形成する配線基板の圧印製造用金型の製造方法であって、
ベース基材として、配線基板を構成する基材と線熱膨張係数の同一又は近似する線熱膨張係数を有する素材を使用し、該ベース基材の表面に第１レジストにより所定の第１パターンを形成する工程と、
該第１パターンの開口部に金属めっきを施す第１めっき工程と、
該第１めっきを施した表面を研磨し該第１めっき及び前記第１レジストの表面を平滑化する工程と、
該平滑化した表面に第２レジストにより所定の第２パターンを形成する工程と、
該第２パターンの開口部に再度金属めっきを施す第２めっき工程と、
該第２めっきを施した表面を研磨し、該第２めっき及び前記第２レジストの表面を平滑化する工程と、
前記第１及び第２レジストを剥離する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の圧印製造用金型の製造方法。
前記ベース基材として、銅材又は鉄・ニッケル合金に銅めっきを施したものを使用することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
前記第１及び第２レジストを剥離した後、該剥離した第１及び第２めっきの表面に、更に仕上げの金属めっきを施すことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
前記第１めっき及び第２めっきは、銅からなることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
前記第２レジストによる第２パターンの形成は、該第２パターンの開口部が少なくとも前記第１パターンにより形成された第１めっき上の位置に対応していることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
仕上げの金属めっきは、ニッケル、クロム、金、又はニッケルコバルト合金又はこれらの組合わせからなることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
基板に配線パターンを転写・形成する配線基板製造用金型であって、配線基板を構成する基材と線熱膨張係数の同一又は近似する線熱膨張係数を有するベース基材と、該ベース基材上にめっきにより一体的に形成された配線パターンに対応する凹凸状のパターンと、からなることを特徴とする配線基板の圧印製造用金型。