JP2010028067A - 印刷回路基板の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷回路基板の製造方法及びその製造装置を提供すること。
【解決手段】コンタクトホールが設けられた絶縁層１１０と、該コンタクトホールを含む該絶縁層１１０上に配設された導電層１５０と、該導電層１５０上に配設された感光性層１６０とを備える基板１００を提供し、該コンタクトホールの位置に対応する第１の位置データを生成し、該第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成し、該位置補正データに基づいて、該感光性層に露光及び現像工程を行って感光性パターンを設け、該感光性パターンに従ってパッドを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷回路基板の製造方法及びその製造装置に関するものであって、特に、コンタクトホールの位置情報に応じてパッドを設けるための露光工程の露光位置データを補正する印刷回路基板の製造方法及びその製造装置に関するものである。

印刷回路基板は、電子製品の小型化の傾向に伴って、単層構造から多層構造へと発展している。該多層構造の印刷回路基板は、交互に配設された回路層と絶縁層とを備える。ここで、該回路層には回路パターンと該回路パターンと電気的に接続されたパッドとが含まれる。この時、各絶縁層上に配設されたパッドは、前記絶縁層を貫通するコンタクトホールに配設され、各絶縁層上に配設された回路パターンを互いに電気的に接続する。

ここで、前記パッドは、露光によって一定のパターンを有する感光性パターンを設け、該感光性パターンに従って金属をエッチングするか、またはメッキ工程によって設けられる。

前記露光工程における露光方法の例としては、接触式露光工程及び非接触式露光工程が挙げられる。この時、前記接触式露光工程はマスクを用いた露光工程である。これに対し、前記非接触式露光工程はマスクを用いることなく、設計上のイメージデータを通じて所望の領域に光を照射する露光工程である。これにより、前記非接触式露光工程は、前記接触式露光工程に比べて費用をより節減し、露光工程をより単純化することができる。

しかしながら、工程の進行中には基板の歪みが発生することがあり、設計上の基板の形状と実際の基板の形状との間に誤差が発生する場合がある。そのため、前記非接触式露光工程によってパッドを設ける場合、該パッドが所望の領域、即ち前記コンタクトホール上には設けられず、層間接続の信頼性が低下することとなってしまう。

従来は、露光工程の整合度を向上させるために、印刷回路基板のエッジに基準点を設け、該基準点の位置を認識した後、該認識情報に基づいて設計上のイメージデータを補正するようなステップを含むようにしていた。しかしながら、前記基準点における情報だけで印刷回路基板の製造工程中に発生した、複合的且つ非線形的な基板の部分的な歪みを全て反映することは難しいという問題があり、層間接続の信頼性を完全に確保することができなかった。

そのため、層間接続の信頼性を確保するために、パッドを一定以上の大きさを維持するように設計すれば、デザインの自由度が低下し、印刷回路基板の集積化及び小型化を実現するのに限界があった。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、コンタクトホールの位置情報に応じてパッドを設けるための露光工程の露光位置データを補正し、露光工程の整合度を向上させることができる印刷回路基板の製造方法及びその製造装置を提供することを、その目的の一つとする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の好適な実施の形態によれば、コンタクトホールが設けられた絶縁層と、前記コンタクトホールを含む前記絶縁層上に配設された導電層と、前記導電層上に配設された感光性層とを備える基板を提供するステップと、前記コンタクトホールの位置に対応する第１の位置データを生成するステップと、前記第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成するステップと、前記位置補正データに基づいて前記感光性層に露光及び現像工程を行って感光性パターンを設けるステップと、前記感光性パターンに従ってパッドを設けるステップとを含む印刷回路基板の製造方法が提供される。

ここで、前記第１の位置データは、前記コンタクトホールの中心座標を抽出して生成されることができる。

また、前記位置補正データは、前記設計上のパッドの中心座標から前記コンタクトホールの中心座標と前記設計上のパッドの中心座標との間の差分だけ移動して設けることができる。

また、前記感光性パターンに従ってパッドを設けるステップは、前記感光性パターンを含む基板上にメッキ層を設けるステップと、前記感光性パターンを剥離するステップと、前記感光性パターンの下部に配設されたメッキ層をエッチングしてパターンを設けるステップとを含むことができる。

また、前記感光性パターンに従ってパッドを設けるステップにおいて、さらに、前記パッドと電気的に接続された回路パターンを設けることができる。

ここで、前記第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する前記第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成するステップにおいて、さらに、前記位置補正データによって前記パッドと電気的に接続された回路パターンの位置を補正することができる。

また、前記コンタクトホールは、ビアホールまたは貫通孔であってもよい。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の他の好適な実施の形態によれば、基板に設けられたコンタクトホールの位置を認識し、第１の位置データを生成するイメージセンサ部と、前記第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成する制御部と、前記位置補正データによって露光する露光部とを含む印刷回路基板の製造装置が提供される。

本発明によれば、実際の基板に設けられたコンタクトホールの位置情報に応じて設計上のパッドの位置情報を補正することによって、基板の部分的な歪みの全てを解消することができ、露光工程の整合度を向上させることができるという効果を奏する。

また、前記露光工程の整合度が向上することによって、印刷回路基板の回路の集積化及び小型化を実現することができるという効果を奏する。

さらに、前記露光工程の整合度が向上することによって、印刷回路基板の層間接続の信頼性を向上させることができるという効果を奏する。

本発明のさらなる目的、本発明によって得られる利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態から一層明らかにされるであろう。また、図面において幾つかの層及び領域を明確に表すために厚さを拡大して示した。また明細書全体に渡って同一部分に対しては同一符号を付して説明する。

図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態による印刷回路基板の製造方法を説明するための断面図である。各図において、印刷回路基板は４層構造の断面を有することと示したが、これに限定されるのではない。

図１を参照すると、まず、印刷回路基板を製造するための基板１００を備える。該基板１００には、絶縁層１１０ａと、導電層１５０と、感光層１６０とが含まれる。

絶縁層１１０ａは、絶縁性を有する材質、例えばポリイミド樹脂及びエポキシ樹脂等で構成することができる。さらに、絶縁層１１０ａ内部に内部絶縁層１１０ｂと、該内部絶縁層１１０ｂの両面に各々配設された内部回路パターン１２０とを備えることができる。しかしながら、本発明の実施の形態において、絶縁層１１０ａの内部に配設された内部絶縁層１１０ｂ及び内部回路パターン１２０の構造はこれに限定されるものではない。

絶縁層１１０ａに、コンタクトホールＰ１、Ｐ２を設ける。コンタクトホールＰ１、Ｐ２は様々な形態で設けられてもよい。例えば、コンタクトホールＰ１、Ｐ２は、貫通孔Ｐ１及びビアホールＰ２等であってもよい。ここで、貫通孔Ｐ１は、絶縁層１１０ａの両面に各々配設されるべき回路パターンを互いに電気的に接続するために、絶縁層１１０ａ、さらに内部絶縁層１１０ｂを貫通する。また、ビアホールＰ２は、絶縁層１１０ａの外側面に配設されるべき回路パターンと内部回路パターン１２０とを互いに電気的に接続するために、絶縁層１１０ａがエッチングされて内部回路パターン１２０と電気的に接続された内部パッド１３０を露出する。ここで、コンタクトホールＰ１、Ｐ２は、機械ドリル法またはレーザドリル法を用いて設けられる。コンタクトホールＰ１、Ｐ２を含む絶縁層１１０ａ上に、導電層１５０を設ける。導電層１５０は無電解メッキ層であってもよい。例えば、導電層１５０は、銅から成ることができる。

ここで、コンタクトホールＰ１、Ｐ２が貫通孔Ｐ１の場合、導電層１５０は絶縁層１１０ａの両面に各々配設された回路パターンを互いに電気的に接続する。また、コンタクトホールＰ１、Ｐ２がビアホールＰ２の場合、導電層１５０は内部回路パターン１２０と電気的に接続される。

導電層１５０上には、感光性層１６０が設けられている。該感光性層１６０は、光により分解されるかまたは硬化するような特性を有する。感光性層１６０はフィルムの形態を有し、導電層１５０上に付着して設けられる。または、感光性層１６０は感光性樹脂を塗布及び乾燥して設けられる。本発明の実施の形態においては、これに限定されるものではない。

感光性層１６０に対して、特定の波長領域を有する光を用いて露光工程が行われる。該露光工程において、前記光を照射する位置は、露光装置に備えられた設計上のデータによって制御することができる。この時、基板１００を設ける工程、例えばコンタクトホールＰ１、Ｐ２の形成工程、メッキ層１５０の形成工程及び感光性層１６０の形成工程等で基板１００が部分的に変形される場合もある。しかしながら、前記設計上のデータによって露光工程を行う場合、露光整合度が低下し、印刷回路基板の層間接続の信頼性が低下することがある。

これを解決するために、前記設計上のデータは実際の基板１００の歪みを考慮して補正された後、該補正データによって露光工程を行う。具体的には、前記露光工程を行う前に、イメージセンサ３１０を用いて感光性層を含む基板１００のイメージを取り込む。ここで、イメージセンサ３１０はＣＣＤカメラであってもよい。ここで、コンタクトホールＰ１、Ｐ２の設けられた領域とコンタクトホールＰ１、Ｐ２の設けられていない領域との間の厚さ差のため、光学的特性が異なって示される。これにより、基板１００で設けられたコンタクトホールＰ１、Ｐ２の位置を確認することができる。この時、イメージセンサ３１０は、前記イメージからコンタクトホールＰ１、Ｐ２の中心座標を抽出し、コンタクトホールＰ１、Ｐ２の位置と対応する第１の位置データを生成することができる。

これに加えて、図中には示さなかったが、基板１００のエッジにはフィディシャルマークを備えることができる。イメージセンサ３１０は該フィディシャルマークを撮像し、基板１００の位置情報を得る。また、前記フィディシャルマークは、基板１００の位置情報の他にコンタクトホールＰ１、Ｐ２の位置に対する基準点として用いられることができる。

前記設計上のパッド位置に対応する第２の位置データと前記第１の位置データとを比較した後、前記第１の位置データと前記第２の位置データとの間の誤差だけ前記第２の位置データを補正して補正データを生成する。即ち、前記補正データは、前記設計上のパッドの中心座標から前記コンタクトホールの中心座標と前記設計上のパッドの中心座標との差分だけ移動した座標値であってもよい。

前記露光装置は、感光層１６０に対して前記補正データにより露光工程を行って、図２でのように、感光性パターン１６２を設ける。感光性パターン１６２は後述のパッドが設けられる領域を露出する。また、感光性パターン１６２は、パッド形成領域以外に回路パターンの形成領域もさらに露出することができる。

これに加えて、前記露光工程を行う前に、前記フィディシャルマークを用いて測定された基板の基準点と前記補正データ上の基板の基準点とが一致するように、前記基板を整列した後、露光工程を行うことができる。

従って、前記基板１００に設けられたコンタクトホールＰ１、Ｐ２の位置を認識した後、パッドを設けることによって、前記コンタクトホールを設ける工程で生じる基板１００の部分的な歪みにより露光整合度が低下することを防止することができる。

感光性パターン１６２をメッキレジストとして用いて、感光性パターン１６２を含む基板１００上に電解銅メッキ層を設けた後、前記感光性パターン及び前記感光性パターンの下部に配設された無電解銅メッキ層を除去し、図３でのように、パッド１８０、１９０を設けることができる。

さらに、パッド１８０、１９０の他に、パッド１８０、１９０と電気的に接続された回路パターン１７０が設けられることができる。この時、前記位置補正データに基づいて回路パターン１７０の位置も共に補正され、回路パターン１７０の露光整合度が向上することとなる。

本発明の実施の形態において、パッドの形成工程は半付加工程等によって設けることと説明したが、これに限定されるのではない。例えば、前記パッドの形成工程は、付加工程及び減法工程等によって実行されることができる。ここで、前記減法工程は、導電層を設け、該導電層のエッチングによって回路パターンを設けるような方法である。また、前記付加工程は、絶縁層上に無電解メッキ法によって回路パターンを設けるような方法である。

図中に示されているが、説明しない符号１４０は、内部絶縁層１１０ｂの両面に各々配設された内部回路パターン１２０を互いに電気的に接続するために、内部絶縁層１１０ｂを貫通する内部貫通孔であってもよい。

図４は、本発明の第１の実施の形態による露光工程の整合方式を説明するための図であって、実際の基板とデザイン上の基板とが互いにオーバーラップしていることを示している。

図４を参照すると、マスクを用いることなく、所望の領域に光を照射するために、露光装置は設計上のデータを用いて感光層上に直接イメージングし、所望の形状を有する感光性パターンを設ける。

ここで、設計上の基板２１０にはデザインパッドパターン２１２が設計されている。この時、該デザインパッドパターン２１２の中心と実際製作された基板２２０上のコンタクトホール２２２の中心との間の誤差だけ前記デザインパッドパターン２１２の中心を移動させ、デザインパッドパターン２１２の位置情報を補正する。これにより、該補正されたデザインパッドパターン２２３は、基板の部分的な歪みを認識した後に補正されているので、前記実際の基板２２０に部分的な歪みを発生させ、コンタクトホール２２２とパッドとの整合度が低下することを防止することができる。

図中に示された符号２１１は、デザイン上のデザインフィディシャルマーク２１１であり、符号２２１は実際の基板に設けられたフィディシャルマーク２２１である。この時、露光工程を行う前に、フィディシャルマーク２２１とデザインフィディシャルマーク２１１とが互いに一致するように、実際の基板２２０が整列されることとなる。

従って、本発明の実施の形態でのように、コンタクトホール２２２を設け、コンタクトホール２２２の位置情報に基づいて設計上の位置情報を補正した後、露光工程を行うことによって、前記基板の部分的な歪みが発生しても露光整合度を向上させることができる。これにより、基板のデザインの自由度が向上し、印刷回路基板の集積化及び小型化を促進させることができる。さらに、印刷回路基板の層間接続の信頼性を確保することができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態による印刷回路基板の製造装置の構成図である。

図５を参照すると、本発明の実施の形態による印刷回路基板の製造装置は、イメージセンサ３１０と、制御部３２０と、露光部３３０とを含む。

イメージセンサ３１０は、ＣＣＤカメラであってもよい。イメージセンサ３１０は、基板１００のイメージ、特に基板１００に設けられたコンタクトホールの位置を認識して前記第１の位置データを生成する。

制御部３２０は、イメージセンサ３１０から生成された第１の位置データを取得し、該制御部に入力された設計上のコンタクトホールの第２の位置データとの間で比較分析し、該第２の位置データを補正して位置補正データを生成する。

露光部３３０は、前記位置補正データにより基板１００上において選択的に露光工程を行う。ここで、露光部３３０は特定の波長領域、例えば１７７ｎｍ〜１１μｍの波長を有する光を出射する光源と、該光源から出射した光の経路を変更するガルバノメータとを含むことができる。この時、該ガルバノメータを制御することによって、所望の領域に光を選択的に照射することができる。

さらに、前記印刷回路基板の製造装置は、基板１００をイメージセンサ３１０から露光部３３０へ運搬するステージ３４０を含むことができる。

今回開示された実施の形態は例示にすぎず、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態による印刷回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 同じく、印刷回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 同じく、印刷回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施の形態による露光工程の整合方式を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態による印刷回路基板の製造装置の構成図である。

符号の説明

１００ 基板
１１０ａ 絶縁層
１１０ｂ 内部絶縁層
１２０ 内部回路パターン
１３０ 内部パッド
１６０ 感光性層
１６２ 感光性パターン
１７０ 回路パターン
１８０、１９０ パッド
３１０ イメージセンサ
３２０ 制御部
３３０ 露光部

Claims (8)

1. コンタクトホールが設けられた絶縁層と、該コンタクトホールを含む前記絶縁層上に配設された導電層と、前記導電層上に配設された感光性層とを備える基板を提供するステップと、
   前記コンタクトホールの位置に対応する第１の位置データを生成するステップと、
   前記第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成するステップと、
   前記位置補正データに基づいて、前記感光性層に露光工程及び現像工程を行って感光性パターンを設けるステップと、
   前記感光性パターンに従ってパッドを設けるステップと、
   を含むことを特徴とする印刷回路基板の製造方法。
2. 前記第１の位置データが、前記コンタクトホールの中心座標を抽出して生成されることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
3. 前記位置補正データが、前記設計上のパッドの中心座標から前記コンタクトホールの中心座標と前記設計上のパッドの中心座標との差分だけ移動して設けられることを特徴とする請求項２に記載の印刷回路基板の製造方法。
4. 前記感光性パターンに従ってパッドを設けるステップが、
   前記感光性パターンを含む基板上にメッキ層を設けるステップと、
   前記感光性パターンを剥離するステップと、
   前記感光性パターンの下部に配設されたメッキ層をエッチングして前記パッドを設けるステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
5. 前記感光性パターンに従ってパッドを設けるステップにおいて、前記パッドと電気的に接続された回路パターンが、さらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
6. 前記第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する前記第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成するステップにて、
   前記位置補正データによって前記パッドと電気的に接続された回路パターンの位置がさらに補正されることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
7. 前記コンタクトホールが、ビアホールまたは貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
8. 基板に設けられたコンタクトホールの位置を認識し、第１の位置データを生成するイメージセンサと、
   前記第１の位置データと設計上のパッド位置に対応する第２の位置データとの間の誤差に対応する位置補正データを生成する制御部と、
   前記位置補正データに従って露光を行う露光部と、
   を備えることを特徴とする印刷回路基板の製造装置。

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