JP2010089247A - 研磨用ブラシおよびこれを用いたプリント基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物全体のバラツキだけでなく、局所領域のバラツキも改善させることができるように硬度差を持つ二重コア構造の研磨用ブラシおよびこれを用いたプリント基板の製造方法の提供。
【解決手段】本発明の研磨用ブラシ１００ａは、回転軸１２０と、回転軸１２０の外面に形成された内部コア１４０と、内部コア１４０より高い硬度を有し、内部コア１４０の外面に形成された外部コア１６０とを含んでなり、本発明の研磨用ブラシ１００ａを用いたプリント基板の製造方法は、ベース基板の一面に塗布された絶縁層にトレンチを加工する段階と、前記トレンチを含んで前記絶縁層にメッキ層を形成する段階と、回転軸の外面に形成された内部コアに、前記内部コアより高い硬度を持つ外部コアを含む研磨用ブラシによって、前記メッキ層の平坦化のために研磨する段階と、前記絶縁層の表面まで前記メッキ層をエッチングする段階とを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、研磨用ブラシおよびこれを用いたプリント基板の製造方法に関する。

一般に、プリント基板は、各種熱硬化性合成樹脂からなるボードの一面または両面に銅線で配線した後、ボード上にＩＣまたは電子部品を配置固定し、これらの間の電気的配線を実現して絶縁体でコートしたものである。最近、電子産業の発達に伴い、電子部品の高機能化および軽薄短小化に対する要求が急増しており、このような電子部品を搭載するプリント基板も高密度配線化および薄板が求められている。

特に、プリント基板の高密度配線化のためにファインピッチ（ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ）を持つ回路パターンを形成するための製造工程に関する研究が盛んに行われている実情である。従来では、セミ−アディティブ工法（Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ−Ｐｒｏｃｅｓｓ；ＳＡＰ）が使用されてきている。

ところが、回路パターンがさらに微細になるほど材料、装備および費用的な限界に達し、新しい工法に対する必要性が台頭している。その新しい工法の一つとして、絶縁層上にレーザーによってトレンチを形成し、メッキ、研磨およびエッチング工程によって基板を製造するＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）工法が注目を受けている。

このようなＬＰＰ工法では、トレンチにメッキ層を形成した後、メッキバラツキを除去するために研磨工程を行うが、従来より、図１に示すように、回転軸２０に研磨粒子含有単一コア４０が形成されたブラシ１０を使用してきた。

ところが、従来のブラシ１０を用いてプリント基板のメッキ層を研磨する場合、基板全体のメッキバラツキは改善されるが、局所領域のメッキバラツキは改善されないという問題点があった。これは、単一コアが同一の硬度を持つ状態で一括的にメッキ層を研磨するから、局所領域のメッキバラツキを反映して研磨を行うことができないためである。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、その目的とするところは、被加工物全体のバラツキだけでなく、局所領域のバラツキも改善させることができるように硬度差を持つ二重コア構造の研磨用ブラシ、およびこれを用いたプリント基板の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、回転軸と、前記回転軸の外面に形成された内部コアと、前記内部コアより高い硬度を有し、前記内部コアの外面に形成された外部コアとを含む、研磨用ブラシを提供する。

ここで、前記外部コアは、前記内部コアに比べてブリネル硬度を基準として１０％以上高い硬度を持つことを特徴とする。

前記外部コアは、不織布、ウレタンのような合成樹脂に研磨粒子が塗布されていることを特徴とする。

前記外部コアにはセラミック研磨粒子が付着していることを特徴とする。

前記回転軸と前記内部コアとの間にはスポンジが設けられていることを特徴とする。

前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする。

前記内部コアおよび前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする。

分離された前記内部コアおよび前記外部コアは、相異なる硬度を持つことを特徴とする。

また、本発明の他の観点によれば、（Ａ）ベース基板の一面に塗布された絶縁層にトレンチを加工する段階と、（Ｂ）前記トレンチを含んで前記絶縁層にメッキ層を形成する段階と、（Ｃ）回転軸の外面に形成された内部コアに、前記内部コアより高い硬度を持つ外部コアを含む研磨用ブラシによって、前記メッキ層の平坦化のために研磨する段階と、（Ｄ）前記絶縁層の表面まで前記メッキ層をエッチングする段階とを含むことを特徴とする、研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法を提供する。

ここで、前記外部コアは、前記内部コアに比べてブリネル硬度を基準として１０％以上高い硬度を持つことを特徴とする。

前記外部コアは、不織布、ウレタンのような合成樹脂に研磨粒子が塗布されていることを特徴とする。

前記外部コアにはセラミック研磨粒子が付着していることを特徴とする。

前記回転軸と前記内部コアとの間にはスポンジが設けられていることを特徴とする。

前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする。

前記内部コアおよび前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする。

分離された前記内部コアおよび前記外部コアは、相異なる硬度を持つことを特徴とする。

本発明の特徴および利点は添付図面に基づいた次の詳細な説明からさらに明白になるであろう。これに先立ち、本明細書および請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的且つ辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。

本発明は、研磨用ブラシが、硬度差を持つ二重コア構造で形成されることにより、被加工物全体のバラツキだけでなく、局所領域のバラツキも改善させることができる。

また、本発明は、内部コアおよび／または外部コアが一定の間隔で分離された状態で形成され、その間隔を調整することにより、被加工物の状態または研磨範囲に応じて研磨量を調節することができる。

更に、本発明は、このような研磨用ブラシを用いてプリント基板のメッキ層を研磨することにより、究極的に回路層のバラツキも改善させることができる。

従来の技術に係る研磨用ブラシの断面図である。 本発明の好適な第１実施例に係る研磨用ブラシの断面図である。 本発明の好適な第２実施例に係る研磨用ブラシの断面図である。 本発明の好適な第３実施例に係る研磨用ブラシの断面図である。 本発明の好適な第４実施例に係る研磨用ブラシの断面図である。 本発明の好適な第５実施例に係る研磨用ブラシの断面図である。 図２に示した研磨用ブラシを用いてプリント基板を製造する方法について説明するための工程断面図である。 図３に示した研磨用ブラシを用いてプリント基板を製造する方法について説明するための工程断面図である。 図４に示した研磨用ブラシを用いてプリント基板を製造する方法について説明するための工程断面図である。 図５に示した研磨用ブラシを用いてプリント基板を製造する方法について説明するための工程断面図である。 図６に示した研磨用ブラシを用いてプリント基板を製造する方法について説明するための工程断面図である。

本発明の目的、特定の利点および新規の特徴は、添付図面に基づいた以降の詳細な説明および好適な実施例からさらに明白になるであろう。各図面の構成要素に参照符号を付するにおいて、同一の構成要素に限っては別の図面上に表示されても、できる限り同一の符号を持つようにしていることに留意すべきである。なお、本発明に関連した公知の機能およびその構成については、その具体的な説明が本発明の要旨を無駄に乱すおそれがあると判断される場合には、その具体的な説明を省略する。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。図２〜図６はそれぞれ本発明の好適な第１〜第５実施例に係る研磨用ブラシの断面図、図７〜図１１は図２〜図６に示した研磨用ブラシを用いてプリント基板を製造する方法について説明するための工程断面図である。

次に、図２を参照して、本発明の好適な第１実施例に係る研磨用ブラシ１００ａについて説明する。本実施例に係る研磨用ブラシ１００ａは、中心に設けられて駆動モータ（図示せず）からの回転力を伝達する回転軸１２０に、コア部が内部コア１４０および外部コア１６０の二重構造で形成されるが、外面に形成される外部コア１６０が内部コア１４０より高い硬度を持つことを特徴とする。

すなわち、本実施例では、内部に形成された低硬度の内部コア１４０が被加工物の状態に応じて緩衝層の役割を果たす状態で、高硬度の外部コア１６０が被加工物の研磨を行うため、研磨が被加工物の表面のバラツキを反映して行われることにより、被加工物全体の表面バラツキだけでなく、局所的な表面バラツキも改善させることができる。

ここで、内部コア１４０と外部コア１６０との硬度差は被加工物の種類に応じて適用可能であるが、ブリネル硬度を基準として外部コア１６０が内部コア１４０に比べて１０％以上高い硬度を持つことが好ましい。

また、外部コア１６０は、研磨によって磨耗するから一定の厚さを有し、磨耗すれば交替できるように内部コア１４０に形成されることが好ましい。例えば、内部コア１４０にキー溝を形成し、外部コア１６０にはキー溝に嵌合される突出部を形成することにより、外部コア１６０が内部コア１４０に着脱可能に装着できる。この際、研磨のための外部コア１６０は、不織布、ウレタンのような合成樹脂に研磨粒子を塗布することにより形成できる。

次に、図３を参照して、本発明の好適な第２実施例に係る研磨用ブラシ１００ｂについて説明する。本発明に係る研磨用ブラシ１００ｂは、図２に示した研磨用ブラシ１００ａと同様に硬度差を持つ二重コア構造で形成された状態で、回転軸１２０と内部コア１４０との間にはスポンジ１1０が設けられていることに特徴がある。すなわち、本実施例では、スポンジ１1０が内部コア１４０と共に被加工物の状態に応じて緩衝層の役割を果たす。

次に、図４を参照して、本発明の好適な第３実施例に係る研磨用ブラシ１００ｃについて説明する。本実施例に係る研磨用ブラシ１００ｃは、図２に示した研磨用ブラシ１００ａと同様に硬度差を持つ二重コア構造で形成された状態で、外部コア１６０の外面に被加工物の研磨のためのセラミック研磨粒子１８０が付着していることに特徴がある。

すなわち、外部コア１６０にセラミック研磨粒子１８０が付着することにより、セラミック研磨粒子１８０が研磨を行う。ここで、セラミック研磨粒子１８０が研磨される場合、外部コア１６０にさらにセラミック研磨粒子１８０を付着させて使用することができる。一方、セラミック研磨粒子１８０は、図４では一定の間隔で外部コア１６０に形成されているが、被加工物の表面全体を研磨することができるように螺旋状に形成されてもよい。

次に、図５および図６を参照して、本発明の好適な第４実施例および第５実施例に係る研磨用ブラシ１００ｄ、１００ｅについて説明する。第４実施例に係る研磨ブラシ１００ｄは、図５に示すように、外部コア１６０が一定の間隔で分離されて形成されている。また、第５実施例に係る研磨用ブラシ１００ｅは、図６に示すように、内部コア１４０および外部コア１６０が一定の間隔で分離されて形成されている。

本実施例は、コアを分離することにより、被加工物の状態に応じて研磨効率を高めるためのものである。分離されたコアの離隔間隔は、研磨しようとする被加工物の状態に応じて適切に調節できる。例えば、狭い領域で均一な研磨を行う場合には、離隔間隔の幅を狭めることにより、高硬度の外部コア１６０に大きく影響されるように調節し、広い領域で均一な研磨を行う場合には、離隔間隔の幅を広めることにより、低硬度の内部コア１４０に大きく影響されるように調節することができる。また、離隔間隔は、内部コア１４０が緩衝剤の役割を果たすとき、分離された外部コア１６０が互いに干渉し合わない程度の幅を持つことが好ましい。

一方、分離されたそれぞれの内部コア１４０および／または外部コア１６０は、研磨量の調節ができるために相異なる硬度を持つように設計できる。これは、被加工物の表面バラツキを反映して研磨工程を行うためである。

次に、図７〜図１１を参照して、本発明の好適な実施例に係る研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法について説明する。

まず、図７に示すように、ベース基板２００上に絶縁層２２０を塗布する。ここで、ベース基板２００の一面または両面には回路層（図示せず）が形成されていることが好ましい。

その後、図８に示すように、絶縁層２２０にトレンチ２４０を加工する。この際、トレンチ２４０は、レーザーによって加工され、例えばＮｄ：ＹＡＧ（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザーまたはパルスＵＶ（ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）エキシマレーザーが使用できる。また、トレンチ２４０は、回路パターン形成のための回路パターン用トレンチ２４０Ｂ、およびこの回路パターンとベース基板２２０とを連結するためのビア用トレンチ２４０Ａを含んでなる。

次に、図９に示すように、トレンチ２４０を含んで絶縁層２２０上にメッキ層２６０を形成する。この際、メッキ層２６０は、トレンチ２４０を含んだ絶縁層２２０上に無電解銅メッキおよび電解メッキによって形成される。

その後、図１０に示すように、メッキバラツキを持つメッキ層２６０を、図２〜図５に示した研磨用ブラシ１００を用いて平坦化する。この際、本発明に係る研磨用ブラシ１００は、硬度差を持つ二重コア構造をしているため、低硬度の内部コアはメッキバラツキを考慮して緩衝作用をした状態で高硬度の外部コアが研磨を行うため、基板全体のメッキバラツキだけでなく、局所的なメッキバラツキも改善される。

次に、図１１に示すように、絶縁層２２０の表面までメッキ層２６０をエッチングすることにより、回路層２６０ａを形成する。このようにメッキ層２６０のバラツキが二重コア構造の研磨用ブラシ１００によって改善される場合、回路層２６０ａのバラツキも減少する。

以上、本発明を具体的な実施例によって詳細に説明したが、これらの実施例は本発明を具体的に説明するためのもので、本発明を限定するものではない。当該分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形または改良を加え得ることは明らかである。それらの単純な変形または改良はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は特許請求の範囲によって明白になるであろう。

本発明に係る研磨用ブラシおよびこれを用いたプリント基板の製造方法は、絶縁層上にレーザーによってトレンチを形成し、メッキ、研磨およびエッチング工程によって基板を製造するＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）工法において、好適に利用することができる。

１００、１００ａ〜１００ｄ 研磨用ブラシ
１２０ 回転軸
１１０ スポンジ
１４０ 内部コア
１６０ 外部コア
１８０ セラミック研磨粒子
２００ ベース基板
２２０ 絶縁層
２４０ トレンチ
２６０ メッキ層
２６０ａ 回路層

Claims (16)

1. 回転軸と、
   前記回転軸の外面に形成された内部コアと、
   前記内部コアより高い硬度を有し、前記内部コアの外面に形成された外部コアとを含むことを特徴とする、研磨用ブラシ。
2. 前記外部コアは、前記内部コアに比べてブリネル硬度を基準として１０％以上高い硬度を持つことを特徴とする、請求項１に記載の研磨用ブラシ。
3. 前記外部コアは、不織布、ウレタンのような合成樹脂に研磨粒子が塗布されていることを特徴とする、請求項１に記載の研磨用ブラシ。
4. 前記外部コアにはセラミック研磨粒子が付着していることを特徴とする、請求項１に記載の研磨用ブラシ。
5. 前記回転軸と前記内部コアとの間にはスポンジが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の研磨用ブラシ。
6. 前記外部コアは、前記回転軸方向に互いに離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の研磨用ブラシ。
7. 前記内部コアおよび前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の研磨用ブラシ。
8. 分離された前記内部コアおよび前記外部コアは、相異なる硬度を持つことを特徴とする、請求項６または７に記載の研磨用ブラシ。
9. （Ａ）ベース基板の一面に塗布された絶縁層にトレンチを加工する段階と、
   （Ｂ）前記トレンチを含んで前記絶縁層にメッキ層を形成する段階と、
   （Ｃ）回転軸の外面に形成された内部コアに、前記内部コアより高い硬度を持つ外部コアを含む研磨用ブラシによって、前記メッキ層の平坦化のために研磨する段階と、
   （Ｄ）前記絶縁層の表面まで前記メッキ層をエッチングする段階とを含むことを特徴とする、研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
10. 前記外部コアは、前記内部コアに比べてブリネル硬度を基準として１０％以上高い硬度を持つことを特徴とする、請求項９に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
11. 前記外部コアは、不織布、ウレタンのような合成樹脂に研磨粒子が塗布されていることを特徴とする、請求項９に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
12. 前記外部コアにはセラミック研磨粒子が付着していることを特徴とする、請求項９に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
13. 前記回転軸と前記内部コアとの間にはスポンジが設けられていることを特徴とする、請求項９に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
14. 前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする、請求項９に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
15. 前記内部コアおよび前記外部コアは、前記回転軸方向に互に離隔した状態で多数個に分離されていることを特徴とする、請求項９に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。
16. 分離された前記内部コアおよび前記外部コアは、相異なる硬度を持つことを特徴とする、請求項１５に記載の研磨用ブラシを用いたプリント基板の製造方法。

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