JP2005116910A - Method for manufacturing printed circuit board of composite conductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なる金属導体を備えた複合導体のプリント配線板の製造方法に関し、特に、片面側にニッケル、他面側に銅による導体が形成され、スルーホールによりこれら導体が接続され、温度センサーとして好適な複合導体のプリント配線板に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a composite conductor printed wiring board having different metal conductors, and in particular, a conductor made of nickel on one side and copper on the other side is formed, and these conductors are connected by through holes, and a temperature sensor It is related with the printed wiring board of a suitable composite conductor as.
従来から、温度センサーには、異なる金属同士を接続した際に温度差によって生じる熱起電力を利用して温度を測定する熱電対が知られている。近年、温度センサーは様々な箇所に配置され、環境温度等を検知してフィードバックすることにより、気温、液温などの各種の制御が多く行われている。 Conventionally, a thermocouple that measures temperature using a thermoelectromotive force generated by a temperature difference when different metals are connected is known as a temperature sensor. In recent years, temperature sensors are arranged at various locations, and various controls such as an air temperature and a liquid temperature are often performed by detecting and feeding back an environmental temperature or the like.
このような温度センサーの利用の典型なものとしてエアコンが挙げられる。エアコンでは室温を温度センサーで検知しながら、適切な温度制御を行うようにされている。そして、昨今では、自動車にもエアコンが標準装備されており、車載用エアコンについても同様に温度センサーを利用して制御されている(特許文献1参照)。
この車載用エアコンに用いられる温度センサーも、従来から知られる熱電対タイプである。一方、最近の自動車は、各種の制御のほとんどが電気的に行われ、その制御にはプリント配線板を用いた電子制御が行われている。そして、このプリント配線板も日進月歩で進化しており、IC、メモリーなど様々な搭載電子部品を備え、配線板それ自体で非常に多くの制御が行える機能を有するようになっている。 The temperature sensor used in this on-vehicle air conditioner is also a conventionally known thermocouple type. On the other hand, in a recent automobile, most of various controls are electrically performed, and electronic control using a printed wiring board is performed for the control. And this printed wiring board is also evolving, and it has various on-board electronic parts such as IC and memory, and has a function capable of performing a great deal of control by the wiring board itself.
このような状況下、この車載用エアコン制御の温度センサーの機能をプリント配線板それ自体に持たせようという提案がある。つまり、プリント配線板自体が温度センサーとなれば、従来の熱電対タイプのように、温度センサーとプリント配線板とを別々に配置する必要がなくなり、プリント配線板のみを自動車に搭載すればよいため、作業効率の向上、省スペース化が図れる。 Under such circumstances, there has been a proposal to give the printed wiring board itself the function of a temperature sensor for controlling an on-vehicle air conditioner. In other words, if the printed wiring board itself becomes a temperature sensor, there is no need to separately arrange the temperature sensor and the printed wiring board as in the conventional thermocouple type, and only the printed wiring board needs to be mounted on the automobile. In addition, work efficiency can be improved and space can be saved.
プリント配線板自体が温度センサーとなるためには、熱電対のように異なる金属(導体)が接続された状態の配線板を形成する必要がある。つまり、プリント配線板の中に、サーモカップルが形成されるようにプリント配線板を製造する技術が要求されるのである。本発明者の知る限りにおいて、このような温度センサーの機能を備えるプリント配線板の製造技術は存在していない。 In order for the printed wiring board itself to be a temperature sensor, it is necessary to form a wiring board in which different metals (conductors) are connected, such as a thermocouple. That is, a technique for manufacturing a printed wiring board so that a thermocouple is formed in the printed wiring board is required. As far as the present inventor is aware, there is no technique for manufacturing a printed wiring board having such a temperature sensor function.
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、温度センサーとしての機能を備える、複合導体のプリント配線板を製造する技術を提供するものである。 The present invention has been made against the background described above, and provides a technique for manufacturing a printed wiring board of a composite conductor having a function as a temperature sensor.
上記課題を解決するため、本発明者は、温度センサー、即ち、熱電対と同じようなサーモカップルを実現するべく、その導体としてニッケルと銅とを用い、従来からのプリント配線板技術を種々検討した結果、本発明を想到するに至った。 In order to solve the above problems, the present inventor has studied various conventional printed wiring board technologies using nickel and copper as conductors to realize a thermocouple similar to a temperature sensor, that is, a thermocouple. As a result, the present invention has been conceived.
本発明のプリント配線板の製造方法は、基材の片面にニッケル箔を、他面に銅箔をプレス成形により積層して、片面にニッケル層、他面に銅層を備える基材を形成し、該基材に穴明け加工後、めっき処理により銅めっき層を形成し、該基材の両面にフォトレジストを被覆して、ニッケル層を備える基材面側に回路形成用の第一フィルムを、銅層を備える基材面側に全面露光用の完全露光フィルムをそれぞれ配置して、露光、現象処理をし、露出した銅めっき層とその下方にあるニッケル層とを、塩化第二銅溶液或いは塩化鉄溶液にてエッチング処理をし、残存したフォトレジストを剥離後、再びフォトレジストを被覆して、ニッケル層を備える基材面側に回路形成用の第二フィルムを、銅層を備える基材面側に回路形成用の第三フィルムをそれぞれ配置して、露光、現象処理をし、露出した銅めっき層に半田めっき処理をして半田めっき層を形成し、残存したフォトレジストを剥離後、半田めっき層をマスクとしてアルカリエッチングをすることで、露出した銅めっき層及びその下方にある銅層を除去し、半田めっき層を除去することを特徴とするものである。 The method for producing a printed wiring board according to the present invention comprises a step of laminating a nickel foil on one side of a substrate and a copper foil on the other side by press molding to form a substrate having a nickel layer on one side and a copper layer on the other side. Then, after drilling the base material, a copper plating layer is formed by plating treatment, a photoresist is coated on both surfaces of the base material, and a first film for circuit formation is provided on the base material surface side provided with a nickel layer. , A fully exposed film for full surface exposure is arranged on the substrate surface side provided with a copper layer, and exposure and phenomenon treatment are performed, and the exposed copper plating layer and the nickel layer therebelow are treated with a cupric chloride solution. Alternatively, after etching with an iron chloride solution and peeling off the remaining photoresist, the photoresist is coated again, and a second film for forming a circuit is formed on the substrate surface side having a nickel layer, and a base having a copper layer is provided. A third film for circuit formation is placed on the material side. After each placement, exposure, phenomenon treatment, solder plating treatment is performed on the exposed copper plating layer to form a solder plating layer, the remaining photoresist is peeled off, and then alkali etching is performed using the solder plating layer as a mask Thus, the exposed copper plating layer and the copper layer below the copper plating layer are removed, and the solder plating layer is removed.
この本発明の製造方法により、ニッケルの導体と銅の導体とが基材を介して接続されていることを特徴とする複合導体のプリント配線板を容易に製造することが可能となる。 According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily manufacture a printed wiring board of a composite conductor characterized in that a nickel conductor and a copper conductor are connected via a base material.
本発明における複合導体のプリント配線板の製造方法は、基材の両面で、異なる金属の導体層に、即ち、ニッケル層と銅層とで導体を形成するために、回路形成を行う際に、ニッケル層側はいわゆるテンティング法によりニッケル層に回路形成を行い、銅層側はいわゆる半田剥離法により銅層に回路形成を行うものである。この製造方法により、一の基材の両面において、一面側にニッケルによる導体、他面側に銅による導体を形成するのである。 The method for producing a printed wiring board of a composite conductor according to the present invention, when forming a circuit in order to form conductors on different metal conductor layers on both sides of the substrate, that is, a nickel layer and a copper layer, On the nickel layer side, a circuit is formed on the nickel layer by a so-called tenting method, and on the copper layer side, a circuit is formed on the copper layer by a so-called solder peeling method. By this manufacturing method, on both surfaces of one base material, a conductor made of nickel is formed on one side and a conductor made of copper is formed on the other side.
このテンティング法とは、ドライフィルムなどのフォトレジストを用い、必要な回路やランドを含む銅めっきされたスルーホールを、フォトレジストでテントのように覆い、エッチング処理する工法である。より具体的には、片面にニッケル層、他面に銅層を備える基材に穴明け加工後、めっき処理により銅めっき層を形成し、該基材の両面にフォトレジストを被覆して、ニッケル層を備える基材面側に回路形成用の第一フィルムを、銅層を備える基材面側に全面露光用の完全露光フィルムをそれぞれ配置して、露光、現象処理をし、露出した銅めっき層とその下方にあるニッケル層とを、塩化第二銅溶液或いは塩化鉄溶液にてエッチング処理をするものである。 The tenting method is a method of using a photoresist such as a dry film, covering a copper plated through hole including necessary circuits and lands with a photoresist like a tent, and performing an etching process. More specifically, after drilling a base material provided with a nickel layer on one side and a copper layer on the other side, a copper plating layer is formed by plating, and a photoresist is coated on both sides of the base material. The first film for circuit formation is arranged on the substrate surface side provided with a layer, and the fully exposed film for full exposure is arranged on the substrate surface side provided with a copper layer, respectively, and exposed, phenomenon-treated, and exposed copper plating. The layer and the nickel layer therebelow are etched with a cupric chloride solution or an iron chloride solution.
これにより、ニッケル層側では、第一フィルムに印刷された回路等のパターンが形成されることになり、所定形状のニッケルによる導体が形成される。そして、他面側、即ち銅層側では、完全露光したフォトレジストが残存しているので、塩化第二銅溶液或いは塩化鉄溶液によるエッチング処理はされない状態となる。尚、本発明においては、ネガタイプのフォトレジストを用いる際の製造方法を示しているが、当然にポジタイプのフォトレジストを用いることも可能である。 Thereby, on the nickel layer side, a pattern such as a circuit printed on the first film is formed, and a conductor made of nickel having a predetermined shape is formed. On the other side, that is, on the copper layer side, the completely exposed photoresist remains, so that the etching process with the cupric chloride solution or the iron chloride solution is not performed. In the present invention, a manufacturing method using a negative type photoresist is shown, but a positive type photoresist can also be used as a matter of course.
また、半田剥離法とは、エッチングレジストとして半田めっきを用い、回路やランド等を形成した後、エッチングレジストとなっていた半田めっきを溶解除去する工法である。より具体的には、上述したテンティング法によりニッケルによる導体回路形成を行った基材に対し、残存したフォトレジストを剥離後、再びフォトレジストを被覆して、ニッケル層を備える基材面側に回路形成用の第二フィルムを、銅層を備える基材面側に回路形成用の第三フィルムをそれぞれ配置して、露光、現象処理をし、露出した銅めっき層に半田めっき処理をして半田めっき層を形成し、残存したフォトレジストを剥離後、半田めっき層をマスクとしてアルカリエッチングをすることで、露出した銅めっき層及びその下方にある銅層を除去し、半田めっき層を除去するのである。 The solder peeling method is a method of using solder plating as an etching resist, forming a circuit, a land, and the like and then dissolving and removing the solder plating that has become the etching resist. More specifically, after removing the remaining photoresist on the substrate on which the conductor circuit was formed by nickel by the above-described tenting method, the photoresist was coated again, and the substrate surface provided with the nickel layer was coated. The second film for circuit formation is placed on the substrate side with the copper layer, and the third film for circuit formation is placed on each side, exposed and processed, and the exposed copper plating layer is solder plated. After forming the solder plating layer and removing the remaining photoresist, the exposed copper plating layer and the underlying copper layer are removed by alkali etching using the solder plating layer as a mask, and the solder plating layer is removed. It is.
この半田めっき層をエッチングレジストとしてアルカリエッチングする際に用いるエッチング液は、銅アンモニウム錯イオンを主成分とするアルカリ水溶液を用いるもので、例えば、水酸化アンモニウム水溶液などがある。このアルカリエッチング液は、銅を溶解するものの、ニッケルは溶解することがない。そのため、銅層側において、露出した銅めっき層及びその下方の銅層をエッチングし、ニッケル層側では、露出した銅めっき層のみをエッチングすることができる。その後、エッチングレジストとしての半田めっき層を除去することで、片面側にニッケルによる導体が形成され、他面側には、銅による導体が形成され、且つ、スルーホールの銅めっき層により、異なる金属導体が基材を挟んで接続された状態となるのである。 An etching solution used for alkali etching using the solder plating layer as an etching resist is an alkaline aqueous solution mainly composed of a copper ammonium complex ion, such as an aqueous ammonium hydroxide solution. This alkaline etching solution dissolves copper, but does not dissolve nickel. Therefore, the exposed copper plating layer and the copper layer below it can be etched on the copper layer side, and only the exposed copper plating layer can be etched on the nickel layer side. Thereafter, by removing the solder plating layer as an etching resist, a conductor made of nickel is formed on one side, a conductor made of copper is formed on the other side, and different metals are formed depending on the copper plating layer of the through hole. This is because the conductor is connected with the base material interposed therebetween.
以上説明したように本発明に係る製造方法によれば、片面側にニッケル、他面側に銅による導体が形成され、スルーホールによりこれら導体が接続された、温度センサーとして好適な複合導体のプリント配線板を提供することが可能となる。 As described above, according to the manufacturing method of the present invention, a conductor made of nickel is formed on one side and copper is formed on the other side, and these conductors are connected by through holes. A wiring board can be provided.
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1(A)〜(E)、図2(F)〜(J)、図3(K)〜(O)は、本実施形態に係るプリント配線板の製造工程の手順を断面概略図によって順番に示したものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. 1 (A) to (E), FIGS. 2 (F) to (J), and FIGS. 3 (K) to (O) sequentially show the steps of the manufacturing process of the printed wiring board according to this embodiment according to the schematic cross-sectional views. It is shown in.
まず、図1(A)に示すように、層間絶縁材としてのプリプレグ(ガラスエポキシ材)1に銅箔(35μm厚)を張り合わせて、該銅箔をエッチングすることにより回路を形成し、所定の内層パターン2を備えたコア基材3を準備した。そして、このコア基材3の片面側に18μm厚のニッケル箔を、他面側には35μm厚の銅箔をそれぞれ配置して、プレス成型することにより、片面にニッケル層4、他面に銅層5を備えるコア基材3を形成した。
First, as shown in FIG. 1A, a copper foil (35 μm thickness) is bonded to a prepreg (glass epoxy material) 1 as an interlayer insulating material, and the copper foil is etched to form a circuit. A
このように異なる金属導体層を備えるコア基材3の所定位置に、ドリルによる穴明け加工を施し、穴明け部6を形成した(図1(B))。そして、無電解銅めっき処理及び電解めっき処理(電解めっき条件:液温25℃、0.9A/dm2、68min)をすることで、所定厚みの銅めっき層(厚み25μm)7を形成した(図1(C))。
Thus, the drilling process was performed to the predetermined position of the
銅めっき層7の形成後、厚さ40μmのドライフィルム8をラミネートして(図1(D))、ニッケル層4側に所定パターンを形成するための第一パターンフィルム9を配置し、銅層5側には全面露光用の完全露光フィルム10を配置して、紫外線露光(矢印)を行った(図1(E))。
After the
現像処理した後(図2(F))、露出した銅めっき層(7’)及びその下方にあるニッケル層4を、塩化第二銅のエッチング液によりエッチング処理(液温28℃、60sec)をして除去した(図2(G))。その後、残存するドライフィルム8’を除去し(図2(H))、再び、ドライフィルム8を両面にラミネートした(図2(I))。
After the development process (FIG. 2 (F)), the exposed copper plating layer (7 ′) and the
そして、コア基材3のニッケル層4側に、穴明け部6のランド部分以外のドライフィルム8が露光するようにされた第二パターンフィルム11を配置し、銅層5側に所定パターンを形成するための第三パターンフィルム12を配置して、紫外線露光を行った(図2(J))。
Then, the second pattern film 11 is arranged on the
現像処理した後(図3(K))、露出した銅めっき層7’上に、半田めっき液(有機酸<アルキルスルフォン酸>ベース浴、めっき条件:液温28℃、1.26A/dm2、15min)により半田めっき層13を形成した(図3(L))。続いて、残存したドライフィルム8’を除去し(図3(M))、水酸化アンモニウム溶液のアルカリエッチング液によりエッチング処理(液温50℃、90sec)をして、露出した銅めっき層7’及びその下方にある銅層5除去した(図3(N))。その後、半田めっき層13を除去した。この半田めっき層13は、硝酸溶液により除去した(液温27℃、120sec)(図3(O))。
After the development processing (FIG. 3K), a solder plating solution (organic acid <alkyl sulfonic acid> base bath, plating conditions: liquid temperature 28 ° C., 1.26 A / dm 2 ) on the exposed
以上のような工程手順を行うことで、片面側にニッケルによる導体と他面側に銅による導体とを備え、且つ、これら導体が銅めっき層7により接続された複合導体のプリント配線板を得られた。
By performing the process steps as described above, a printed wiring board of a composite conductor having a conductor made of nickel on one side and a conductor made of copper on the other side and these conductors connected by a
このようにして製造した複合導体のプリント配線板について、ニッケル層4のピール強度及び半田耐熱特性の測定を行った。ピール強度の測定は、ニッケル層に10mm幅の回路を形成し、その回路を引き剥がすことにより行った。また、半田耐熱特性は、製造したプリント配線板のサンプルを260℃の半田浴に20秒間フローティングした後、ニッケル層と基材との密着状態を目視に観察することにより行った。その結果、ニッケル層(18μm)のピール強度は1.1kN/mであり、半田耐熱試験においてもニッケル層と基材との密着状態に特に変化は認められず、実用上問題ないことが判明した。
The peel strength and solder heat resistance characteristics of the
1 プリプレグ
2 内層パターン
3 コア基材
4 ニッケル層
5 銅層
6 穴明け部
7 銅めっき層
8 ドライフィルム
9 第一パターンフィルム
10 完全露光用フィルム
11 第二パターンフィルム
12 第三パターンフィルム
13 半田めっき層
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該基材に穴明け加工後、銅めっき処理により銅めっき層を形成し、
該基材の両面にフォトレジストを被覆して、ニッケル層を備える基材面側に回路形成用の第一フィルムを、銅層を備える基材面側に全面露光用の完全露光フィルムをそれぞれ配置して、露光、現象処理をし、
露出した銅めっき層とその下方にあるニッケル層とを、塩化第二銅或いは塩化鉄溶液にてエッチング処理をし、
残存したフォトレジストを剥離後、再びフォトレジストを被覆して、
ニッケル層を備える基材面側に回路形成用の第二フィルムを、銅層を備える基材面側に回路形成用の第三フィルムをそれぞれ配置して、露光、現象処理をし、
露出した銅めっき層に半田めっき処理をして半田めっき層を形成し、
残存したフォトレジストを剥離後、半田めっき層をマスクとしてアルカリエッチングをすることで、露出した銅めっき層及びその下方にある銅層を除去し、
半田めっき層を除去することを特徴とする複合導体のプリント配線板の製造方法。 Laminating nickel foil on one side of the base material and copper foil on the other side by press molding, forming a base material comprising a nickel layer on one side and a copper layer on the other side,
After drilling the base material, a copper plating layer is formed by copper plating treatment,
A photoresist is coated on both sides of the substrate, and a first film for circuit formation is disposed on the substrate surface side provided with a nickel layer, and a fully exposed film for full exposure is disposed on the substrate surface side provided with a copper layer. And exposure, phenomenon processing,
Etching the exposed copper plating layer and the nickel layer below it with cupric chloride or iron chloride solution,
After removing the remaining photoresist, coat the photoresist again,
Arrange the second film for circuit formation on the side of the base material provided with the nickel layer, and arrange the third film for circuit formation on the side of the base material surface provided with the copper layer.
Solder plating treatment is performed on the exposed copper plating layer to form a solder plating layer,
After removing the remaining photoresist, by performing alkali etching using the solder plating layer as a mask, the exposed copper plating layer and the copper layer below it are removed,
A method for producing a printed wiring board of a composite conductor, comprising removing a solder plating layer.
A printed wiring board of a composite conductor, wherein a nickel conductor and a copper conductor are connected via a base material.
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