JP2006294876A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レジストの開口部に酸脱脂処理を行なうことによるレジストの形状変化を防止することにより回路強度不足や接続信頼性の低下を回避できるプリント配線板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 アディティブ法による回路形成において、基材上にレジスト開口部を形成し、上記レジスト開口部に対して、界面活性剤としてノニオン系界面活性剤のみを含む酸脱脂溶液で酸脱脂処理を行なった後、上記レジスト開口部にめっきにより回路を形成するプリント配線板の製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、めっきによりレジストの開口部に回路を形成するアディティブ法で形成するプリント配線板およびその製造方法に関し、特に、レジストの開口部に酸脱脂処理を行なうことによるレジストの形状変化を防止することにより回路強度不足や接続信頼性の低下を回避できるプリント配線板およびその製造方法に関する。

一般に、プリント配線板の形成方法としてアディティブ法が知られている。アディティブ法は、基材にレジストを形成した後、パターンニングして開口部を形成し、そのレジストの開口部にめっき処理を行い、レジストを除去して回路を形成する方法である。

このアディティブ法では、めっき処理工程前に、基材と回路の密着を向上させるため、レジストの開口部に酸脱脂処理を行っていた。すなわち、酸脱脂処理とは、めっき回路密着性向上のため、開口部を有するレジスト上に界面活性剤を含む酸性の脱脂液を塗布することにより、レジストの開口部における基材上の酸化膜や油膜、現像時に残ったレジスト残渣物等を除去する処理である。

なお、本明細書中では、アディティブ法は、無電解めっきにより絶縁基材上に直接回路形成を行なうフルアディティブ法や絶縁基材上の導電層を利用して電解めっきにより回路形成を行なうセミアディティブ法等を含むものとする。

このような技術に関しては、例えば、特開平８−１４８８０８号公報に記載されているように、絶縁基板上に接着剤層を形成し、この接着剤層の表面を過マンガン酸溶液等の酸化剤による粗化処理、およびめっき前触媒処理を行った後、めっきレジストを形成し、つづいて無電解めっきをし無電解銅めっき皮膜を形成するプリント配線板の製造方法において、めっきレジスト形成済の絶縁基板を無機ケイ素化合物，界面活性剤を含む脱脂液により脱脂処理後に無電解めっきをし無電解銅めっき皮膜を形成する技術が知られている。
特開平８−１４８８０８号

しかしながら、このような従来のアディティブ法によるプリント配線板は、以下のような問題があった。

上述のように、アディティブ法においては、めっきによる回路形成前に、基材とめっきの密着を向上させるため酸脱脂処理を行うが、この酸脱脂処理によってレジストの形状が変化する現象が起きてしまうものであった。

すなわち、この酸脱脂処理によって、図２（ａ）に示すようにレジスト２１の上部２１ａが膨らみ、レジスト２１の開口部２３が上方に向かうにつれて狭くなってしまう。アディティブ法の回路２５の形状はレジスト２１の開口部２３の形状によって決まるため、それにより、めっき処理によってレジスト２１の開口部２３に形成される回路２５は、図２（ｂ）に示すように、その上部２５ａが狭い台形になってしまう問題点があった。図２は、従来のアディティブ法における酸脱脂処理による問題点の説明図である。

なお、カチオン系界面活性剤の酸脱脂液１０％および硫酸１０％の水溶液で、４０℃４分の酸脱脂処理を行なった場合、図２（ｂ）に示すように、回路２５の側壁２５ｂの垂直線２７に対する傾きは、約１２．７度と確認された。

回路上部２５ａが狭くなると、部品実装での接合面積が減少することによる強度不足や、ＡＣＦ接合でのフィラーの接続信頼性が低下してしまうものであった。

なお、レジスト２１が変形する原因は、後で詳しく説明するが、カチオン系界面活性剤がアルカリ現像型レジストのマイナスにイオン化したカルボキシル基に引き寄せられ、レジストの高分子鎖に潜り込むことで発生すると考えられ、レジスト２１の底部は基材１（図２の場合、基材１上のシード層３）に固定されているため、上部２１ａになるほど変形が大きくなり、その間に形成された回路２５は上部２５ａが狭い台形となる。なお、従来の酸脱脂処理では、脱脂液にカチオン系界面活性剤が含まれているものであった。

本発明は、上述の如き従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、レジストの開口部に酸脱脂処理を行なうことによるレジストの形状変化を防止することにより回路強度不足や接続信頼性の低下を回避できるプリント配線板およびその製造方法を提供することである。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、アディティブ法による回路形成において、基材上にレジスト開口部を形成し、上記レジスト開口部に対して、界面活性剤としてノニオン系界面活性剤のみを含む酸脱脂溶液で酸脱脂処理を行なった後、上記レジスト開口部にめっきにより回路を形成するプリント配線板の製造方法を特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の製造方法によって得られるプリント配線板であって、上記回路の断面が略矩形であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の製造方法によって得られるプリント配線板であって、上記回路の側壁が略垂直であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、絶縁基材上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、上記レジスト層に露光、現像を行い、開口部を有するめっき用レジストを形成するめっき用レジスト形成工程と、上記めっき用レジストの開口部に対して、ノニオン系界面活性剤および酸性の水溶液からなる酸脱脂溶液で、所定の温度および時間の酸脱脂処理を行なう酸脱脂処理工程と、上記めっき用レジストの開口部に対して、電解めっきを行い、めっき用レジストの未形成部に導体回路となるめっき部を形成するめっき部形成工程と、上記めっき用レジストを除去するレジスト除去工程と、を具備するプリント配線板の製造方法を特徴とする。

上述の如く本発明によれば、アディティブ法による回路形成において、レジストの開口部に酸脱脂処理を行なうことによるレジストの形状変化を防止することにより回路強度不足や接続信頼性の低下を回避できるという効果がある。

以下に本発明の実施の形態を説明する前に、本発明の作用効果をよりよく理解するために、従来の問題点であるレジストの開口部に酸脱脂処理を行なうことによるレジストの形状変化の原理について説明する。

まず、めっき回路形成前の酸脱脂処理の目的と成分、考えられるレジストの変形原因を示すと図３のようになる。図３は、めっき回路形成前の酸脱脂処理の目的と成分、考えられるレジストの変形原因の説明図である。

図３に示すように、めっき回路形成前の酸脱脂処理は、めっき回路密着性向上のために、酸化膜除去と油膜除去、現像時に残ったレジスト残渣物を除去することを目的としており、レジスト変形原因として考えられる要因としては温度と脱脂液の成分が挙げられる。

そこで、まず、レジスト変形原因として温度による影響があるか否かを調べるため、５０℃の温水のみで４分間酸脱脂処理したが、この場合、レジストの変形は起こらなかった。

次に、レジスト変形原因として各主成分による影響があるか否かを調べるため、５０℃でリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）３０％の水溶液で４分間酸脱脂処理したが、この場合、レジストの変形は起こらなかった。

次に、５０℃で硫酸（Ｈ_３ＳＯ_４）３０％の水溶液で４分間酸脱脂処理したが、この場合、レジストの変形は起こらなかった。

次に、５０℃でカチオン系界面活性剤（ｎ−ドデシルアミン塩酸塩）１０％の水溶液で４分間酸脱脂処理したが、この場合、レジストの変形が確認された。

次に、５０℃でノニオン系界面活性剤は１０％の水溶液で４分間酸脱脂処理したが、この場合、レジストの変形は起こらなかった。なお、ここで、ノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコール型：Ｒ−Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）ｎＨ（ポリエチレングリコールなど）あるいは多価アルコール型：Ｒ−ＣＯＯＣＨ_２Ｃ（ＣＨ_２ＯＨ）３（イソプロピルアルコール、イソノニルフェノールエトキシレートなど）が使用された。

すなわち、カチオン系界面活性剤のみでレジストの変形が確認されたわけである。

以上の結果から、レジストが変形する原因は、図４に示すように、カチオン系界面活性剤がアルカリ現像型レジストのマイナスにイオン化したカルボキシル基に引き寄せられ、レジストの高分子鎖に潜り込むことで発生すると推察される。

そのため、前述したように、レジストの底部は基材に固定されているため、上部になるほど変形が大きくなり、その間に形成された回路は上部が小さい台形となる。すなわち、レジストの底部は基材に固定されているため、上部になるほど変形が大きくなり、その間に形成された回路は上部が狭い台形となる。図４は、カチオン系界面活性剤１０％および硫酸１０％の水溶液で、４０℃４分の酸脱脂処理を行なった場合の、カチオン系界面活性剤で起こるレジスト変形の膨潤の説明図である。

一方、電気的な影響を受けないノニオン（非イオン）系界面活性剤ではレジストの変形は発生しない。

そこで、本発明では、酸脱脂に使用する界面活性剤を、電気的な影響を受けないノニオン（非イオン）系界面活性剤とすることで、レジストの変形を防ぐようにしている。

本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１を参照して、本発明を実施したプリント配線板の製造方法の実施形態について説明する。図１は、本発明を実施したプリント配線板の製造方法の実施形態の工程図である。

まず、図１（ａ）に示すように、ＰＩ（ポリイミド）からなる絶縁性の基材１を用意し、その基材１上にＮｉまたはＮｉ−ＣｒおよびＣｕ（ニッケルまたはニッケルクロムおよび銅）からなる導電性シード層３を形成する（図１（ｂ））。

次に、シード層３上にＤＦ５（ドライフィルムレジスト）をラミネートし（図１（ｃ））、ＤＦラミネート層５を部分的に露光９して硬化させ（図１（ｄ））、現像して、開口部１１ａを有するめっき用レジスト１１を形成する（図１（ｅ））。なお、この例では、めっき用レジスト１１の膜厚は、１０マイクロメータとなっている。

次に、図１（ｆ）に示すように、めっき用レジスト１１の開口部１１ａに対して、ノニオン系界面活性剤（イソノニルフェノールエトキシレート）０．６−０．８％および硫酸８−１２％の水溶液で、４０℃、４分の酸脱脂処理を行なう。

ここで、上述のように、めっき用レジスト１１の変形は見られなかった。

次に、電解めっきによりめっき用レジスト１１の開口部１１ａに導体回路となるめっき部１５を形成する（図１（ｇ））。この例では、電流密度２．０Ａ/ｄｍ^２の電解めっきで、設定膜厚８マイクロメータとなっている。

次に、めっき用レジスト１１を除去し（図１（ｈ））、導電性シード層３の不要部分を除去して回路１５の形成されたプリント配線板が完成される（図１（ｉ））。

ここで、回路１５の側壁１５ｂの垂直線に対する傾きは、約０度、すなわち側壁１５ｂは垂直と確認された。すなわち、回路１５は、その回路断面が略矩形となる。なお、ここでは、回路幅Ｌ/Ｓ＝１０/１０マイクロメータの部分で評価している。

なお、ノニオン系界面活性剤としては、上記イソノニルフェノールエトキシレート、イソプロピルアルコール（多価アルコール型）、ポリエチレングリコールポリエチレングリコール型（ポリエチレングリコール型）に限定されず、ノニオン系（非イオン）であればどれでも良い。

また、この実施形態の場合、セミアディティブ法に本発明を適用したが、フルアディティブ法等の他のアディティブ法に本発明を適用することもできる。

本発明を実施したプリント配線板の製造方法の実施形態の工程図である。 従来のアディティブ法における酸脱脂処理による問題点の説明図である。 めっき回路形成前の酸脱脂処理の目的と成分、考えられるレジストの変形原因の説明図である。 カチオン系界面活性剤で起こるレジスト変形の膨潤の説明図である。

符号の説明

１…基材、３…シード層、５…ＤＦ、１１…めっき用レジスト、１１ａ…開口部、
１５…回路、１５ｂ…側壁、２１…レジスト、２１ａ…レジスト上部、２３…開口部、
２５…回路、２５ａ…回路上部、２５ｂ…側壁、２７…垂直線

Claims (4)

1. アディティブ法による回路形成において、基材上にレジスト開口部を形成し、上記レジスト開口部に対して、界面活性剤としてノニオン系界面活性剤のみを含む酸脱脂溶液で酸脱脂処理を行なった後、上記レジスト開口部にめっきにより回路を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法によって得られるプリント配線板であって、上記回路の断面が略矩形であることを特徴とするプリント配線板。
3. 請求項１に記載の製造方法によって得られるプリント配線板であって、上記回路の側壁が略垂直であることを特徴とするプリント配線板。
4. 絶縁基材上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   上記レジスト層に露光、現像を行い、開口部を有するめっき用レジストを形成するめっき用レジスト形成工程と、
   上記めっき用レジストの開口部に対して、ノニオン系界面活性剤および酸性の水溶液からなる酸脱脂溶液で、所定の温度および時間の酸脱脂処理を行なう酸脱脂処理工程と、
   上記めっき用レジストの開口部に対して、電解めっきを行い、めっき用レジストの未形成部に導体回路となるめっき部を形成するめっき部形成工程と、
   上記めっき用レジストを除去するレジスト除去工程と、を具備することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
   
   

Images