JP2015119078A - プリント基板の製造方法及びそれに用いる原版 - Google Patents

Abstract

【課題】細密な回路パターンのプリント基板を少ない設備費と簡易な工程で製造すること。【解決手段】先ずステンレス製平板の表面に、回路パターンを反転させた形状のネガパターン凹部を彫り、そこに絶縁性接着剤を埋めて、表面にネガパターン絶縁部を有する原版を作成する。そしてこの原版をメッキして導電層を形成し、この導電層にプリプレグを重ねて原版と一緒に加熱加圧する。そのときの熱で軟化したプリプレグを導電層に接着し、同時に圧力でプリプレグを透孔の内部に押し込み、プリプレグと一体となった導電層を原版から剥がすと、導電層の回路パターンがプリプレグ側に転写され、製品が得られる。【選択図】図８

Description

本発明はプリント基板に細密な回路パターンを形成するための技術に関する。

一般的なプリント基板の製法は基板全面に貼った銅箔をフォトエッチングにより削って回路パターンを形成する方法である。この場合、フォトエッチングはクリーンな暗室に平行露光機や現像装置を装備するなど高額な設備を必要とし、またエッチング後にレジスト膜を剥離するなど余計な工程を必要とする。加えてこの方法は銅箔が厚いため、細密な回路パターンの形成に向かない。 これに対し転写方式によるものが提案されている。たとえば特許文献１は回路パターンを接着した転写媒体を作成し、これを絶縁基板の表面に圧着し回路パターンを絶縁基板側に転写することによりプリント基板を製造する。この方式は暗室や露光・現像装置を必要としないし、回路パターンが転写媒体からそのまま絶縁基板側に転写されるので細密性にも優れているが、途中に転写媒体を作成する手間が余計で、しかも転写媒体は使い捨て同然のため、全体にコスト高という問題がある。

特開2012-74465

このように従来の製法は高額な設備が必要であったり工程が複雑であったりして、その改善が求められていた。 本発明が解決しようとする課題は、如何に設備費を抑制し簡素な工程で細密な回路パターンのプリント基板を製造するか、ということにある。

本発明の特徴は転写とメッキを利用することにある。 先ずステンレス製平板の表面に、回路パターンを反転させた形状のネガパターン凹部を彫り、そこに絶縁性接着剤を埋めて、表面にネガパターン絶縁部を有する原版を作成する。この原版にニッケルメッキと銅メッキをこの順に施し、メッキ層による導電層を原版表面に形成する。メッキ層はネガパターン絶縁部には形成されないため、原版のニッケル表面に載ったメッキ層がそのまま回路パターンとなり、ネガパターン絶縁部に相当する部分はメッキ層が欠けた透孔となる。 次にこの導電層にプリプレグを重ねて原版と一緒に加熱加圧する。このときの熱で軟化したプリプレグが導電層に接着し、また圧力でプリプレグが透孔の内部に押し込まれる。次にプリプレグと一体となった導電層を原版から剥がすと、導電層の回路パターンがプリプレグ側に転写される。この導電層からニッケルメッキ層をエッチングで取り除けば銅の回路パターンが形成された製品が得られ、あるいはニッケルメッキ層の上に金メッキをすれば金の回路パターンが形成された製品が得られる。

このように本発明では、原版の表面にメッキ層を形成し、これをプリプレグ側に転写することにより回路パターンを形成するから、フォトエッチング法に必須のクリーンな暗室など高額な設備が不要で、原版も繰り返し使用でき経済的である。また原版に使用するステンレスは表面が平滑で精密なパターンが彫り易く、一端彫った後をレーザで修正が可能だから従来に比べ細密な回路パターンが容易に形成できる。

本発明の原版に使用するステンレス製平板の側面図である。 図１の平板にネガパターン凹部を彫り込んだ状態を示す。 図２の平板にネガパターン絶縁部を形成した状態を示す。 図３の原版にニッケルメッキを施した状態を示す。 図４のニッケルメッキに銅メッキを重ねた状態を示す。 図５のメッキ層にプリプレグを重ねる様子を示す。 図６のメッキ層にプリプレグを重ねて加熱加圧する状態を示す。 図７のプリプレグ側に導電層を接着して原版から剥がした状態を示す。 図８の導電層の回路パターンを有する製品の平面図である。

１は厚さ０.１〜１.０ｍｍ程度のステンレス製の平板で、その表面に機械加工又は薬品によるエッチングでネガパターン凹部２を彫る（ステンレス彫刻工程）。平板１の厚さが１.０ｍｍを超えると加熱しにくい。また０.１ｍｍを下回ると強度不足で取扱いが難しい。ネガパターン凹部２は所望の回路パターンを反転させた形状すなわち回路パターンのネガに相当する形状である。

次にこのネガパターン凹部２に高耐熱性の絶縁性接着剤（たとえばみのる産業（株）の変性フッソ樹脂品番ＪＴ３５０１−ＧＹ）を埋め込み、３６０℃〜４００℃の釜にて約１時間焼成を行う。これによりステンレス製平板１の表面にネガパターン絶縁部３を有する原版４を作成する（原版作成工程）。

次にこの原版４の表面にニッケルメッキ５を施し、続いて銅メッキ６を施す（メッキ工程）。ニッケルメッキ５の厚さは約２μｍ、銅メッキ６の厚さは約５〜２５μｍが好適である。ニッケルはステンレスと銅の間に介在して両者のメッキの接着を強化する作用がある。銅をニッケルに直接メッキすると接着不良のおそれがある。このようなニッケルと銅のメッキ層から成る導電層７は、ネガパターン絶縁部３にメッキ層が形成されないため、原版４のステンレス表面に載った導電層７の形状はネガが反転した回路パターンであり、他方のネガパターン絶縁部３に相当する部分はメッキ層の欠けた透孔８となる。

次にこの導電層７の上にプリプレグ９を重ねて原版４と一緒に加熱加圧する（プリプレグ接着工程）。プリプレグはエポキシ系のＢステージ樹脂で、加熱すると軟化して接着性を生じ導電層７に接着する。また軟化したプリプレグは上下方向の圧力により透孔８の内部に入り込んでそこを塞ぐ。プリプレグ９の厚さは０.０５〜１.０ｍｍ程度である。厚さが１.０ｍｍを超えると製品の小型軽量化の妨げとなる。逆に０.０５ｍｍを下回ると製品強度に支障が出る。 なお加熱加圧前にプリプレグ９とプレス（図示省略）の間に離型フィルムを挟んでおくと型離れがしやすい。

接着が完了したら、加熱した熱を冷まし、プリプレグ９を原版４から引き剥がす（転写剥離工程）。常温に戻るとプリプレグ９は硬化し絶縁性のガラスエポキシ板となる。導電層７は原版４よりもプリプレグと強く接着しているため、プリプレグ（すなわちガラスエポキシ板９）を原版４からはがすとガラスエポキシ板９側に接着して原版から引き剥がされる。その結果、ガラスエポキシ板９側に導電層７の回路パターンが転写される。この導電層７のニッケルメッキをエッチングで取り除くと銅の回路パターンを有する製品Ａが得られ、ニッケルメッキの上に金メッキを施すと金の回路パターンを有する製品が得られる。

原版４は再利用できる。転写剥離工程後、同じ原版を使用してメッキ工程等を繰り返すことにより同じ回路パターンの製品を再生産できる。原版４の材料はメッキ液（硫酸系溶液）に強ければよくステンレスやチタンが向いているが、値段的にはステンレスが経済的である。

本発明は広くプリント基板の製造に利用でき、特に導線の太さが細い回路パターンの製造に好適である。

Claims (2)

1. ステンレス製平板の表面に、回路パターンを反転させた形状のネガパターン凹部を彫り込むステンレス彫刻工程と、
   前記ネガパターン凹部に絶縁性接着剤を埋めて、表面にネガパターン絶縁部を有する原版を作成する原版作成工程と、
   前記原版にニッケルメッキと銅メッキをこの順に施し、メッキ層による導電層を原版表面に形成するメッキ工程と、
   前記導電層にプリプレグを重ねて原版と一緒に加熱加圧するプリプレグ接着工程と、
   前記プリプレグと一体となった導電層を原版から剥がして導電層の回路パターンがプリプレグ側に転写する転写剥離工程と、
   前記の転写した導電層からニッケルメッキを取り除いて銅の回路パターンを有する製品を得るニッケルメッキ除去工程と、
   からなるプリント基板の製造方法。
2. ステンレス製平板の表面に、回路パターンを反転させた形状のネガパターン凹部を彫り込むステンレス彫刻工程と、
   前記ネガパターン凹部に絶縁性接着剤を埋めて、表面にネガパターン絶縁部を有する原版を作成する原版作成工程と、
   前記原版にニッケルメッキと銅メッキをこの順に施し、メッキ層による導電層を原版表面に形成するメッキ工程と、
   前記導電層にプリプレグを重ねて原版と一緒に加熱加圧するプリプレグ接着工程と、
   前記プリプレグと一体となった導電層を原版から剥がして導電層の回路パターンがプリプレグ側に転写する転写剥離工程と、
   前記の転写した導電層のうえに金メッキを施して金の回路パターンを有する製品を得る金メッキ工程と、
   からなるプリント基板の製造方法。
   [請求項3]
   ステンレス製平板の表面に彫り込んだ回路パターンを反転させた形状のネガパターン凹部に、絶縁性接着剤を埋め、これにより表面にネガパターン絶縁部を有することを特徴とす
   る、プリント基板の製造に使用する原版。

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