JP2017022371A - 自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1エポキシ層を用意する第1段階と、前記第1銅箔上に第2エポキシ層をそれぞれ積層し、前記第2エポキシ層上に第2銅箔をそれぞれ積層する第2段階と、上面および下面を貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔の内面ならびに前記第2銅箔上に無電解銅メッキを行い、前記貫通孔の無電解銅メッキ層上と、前記第2銅箔上の無電解銅メッキ層上と、にそれぞれ電解銅メッキ層を形成する第3段階と、前記電解銅メッキ層および前記無電解銅メッキ層に所定のパターンの回路を形成するとともに、前記回路と回路の間の間隔を前記回路のサイズに形成する第4段階と、PSRインク塗布第5段階と、マーキングインク塗布第6段階と、前記貫通孔およびホールランドの部位にNiメッキ層を形成する第7段階と、前記Niメッキ層上にAuメッキ層を形成する第8段階を含む。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の実施例について関連図面を参照して詳細に説明する。
図1を参照すれば、本発明に係る自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法は、両面に第1銅箔(110)が積層された第1エポキシ層(100)を用意する第1段階(S100)と、前記第1銅箔(110)上に第2エポキシ層(200a、200b)をそれぞれ積層し、前記第2エポキシ層(200a、200b)上に第2銅箔(210)をそれぞれ積層する第2段階(S200)と、上面および下面を貫通する貫通孔(A)を形成し、前記貫通孔(A)の内面ならびに前記第2銅箔(210)上に無電解銅メッキを行い、前記貫通孔(A)の無電解銅メッキ層(215)上と、前記第2銅箔(210)上の無電解銅メッキ層(215)上と、にそれぞれ電解銅メッキ層(220)を形成する第3段階(S300)と、前記電解銅メッキ層(220)および前記無電解銅メッキ層(215)に所定のパターンの回路を形成するとともに、前記回路と回路の間の間隔を前記回路のサイズに形成する第4段階(S400)と、貫通孔(A)およびホールランドを除いた電解銅メッキ層(220)上にPSRインク(250)を塗布する第5段階(S500)と、前記PSRインク(250)上にマーキングインク(260)を塗布する第6段階(S600)と、前記貫通孔(A)およびホールランドの部位にNiメッキ層(230)を形成する第7段階(S700)と、前記Niメッキ層(230)上にAuメッキ層(240)を形成する第8段階(S800)を含む。
図2は、本発明に係る自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板を製造するための製造方法の第1段階を示す断面図である。
図3を参照すれば、第1銅箔(110)上に第2エポキシ層(200a、200b)をそれぞれ積層し、第2エポキシ層(200a、200b)上に第2銅箔(210)をそれぞれ積層する。
このように、内層回路を形成するための内層イメージング(Imaging)工程において、ドライフィルム(DRY FILM)は20μm厚さのドライフィルムを用いる。このように、20μmのドライフィルムを使用する目的は、解像度を高めるための手段であって、回路と回路の間の間隔および回路の幅の相関関係が重要になるためである。つまり、20μmのドライフィルムを用いる場合、回路の幅および回路と回路の間の間隔を50μmで具現することができる。一般的な40μmの厚さのドライフィルムを使用する場合には、50μmの回路幅間の間隔が不可能であり、40μmのドライフィルムを使用する場合には、約70μm程度の回路幅および回路と回路の間の間隔が可能である。
次いで、第1イメージング(Imaging)工程の後、所定の内層回路の銅表面を酸化させるオキサイド(oxide)工程がさらに行われる。このようなオキサイド工程は、2Cu+ClO2→Cu2O(酸化第二銅)+ClOのオキサイド反応構造式により行われるブラウン(brown)オキサイド工程で行う。
図4を参照すれば、上面および下面を貫通する貫通孔(A)を形成し、貫通孔(A)の内面ならびに第2銅箔(210)上に無電解銅メッキを行い、貫通孔(A)の無電解銅メッキ層(215)上と、第2銅箔(210)上の無電解銅メッキ層(215)上と、にそれぞれ電解銅メッキ層(220)を形成する。
ドリリング工程の後、第1銅箔(110)と第2エポキシ層(200a、200b)との間の境界面に、ドリル加工時の摩擦熱によって発生する第2エポキシ層(200a、200b)の残留物や付着物をKMnO4で除去するデスミア工程を行う。
デスミア(DESMEAR)工程の後、貫通孔(A)の中は、非伝導体の孔から伝導体の孔に切り替える方法として、化学薬品で貫通孔(A)の内部に化学メッキを行う工程を行う。
すなわち、図5は、本発明に係る自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板における、電気銅メッキ後の貫通孔の内部のメッキ厚さ分布を示す図である。
図6を参照すれば、外層イメージング(Imaging)工程を行う。
本発明に係る自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法の特徴は、外層回路の幅と間隔を一定に保持することである。
次いで、所定の外層回路を形成した後に、1.5m/min〜2.4m/minの速度で移動するコンベアで、所定の外層に形成された回路および貫通孔(A)のホールランドに、1.3kg/cm2〜2.2kg/cm2の圧力で酸化アルミニウム(Al2O3(#420))を噴射して、所定の外層回路およびホールランドの表面に、異物を除去し且つ粗さを形成するJET Scrubbing(JET研磨)およびUltrasonic cleaning(超音波洗浄)を行う。
図7を参照すれば、貫通孔(A)およびホールランドを除いた電解銅メッキ層(220)上にPSRインク(250)を塗布する。
プリント回路基板の厚さが3.2m/mの厚さであるので、プリントしようとするB/Dを中心に固定させることができるように位置を選定した四角side外面に、同じ厚さのB/Dを固定させる(すなわち、横10m/m、縦415m/mのB/Dを印刷機Tableの四角に付着させる)。プリント時にインクの粘度、プリントの角度および圧力が重要であるため、プリントスクリーン(100〜110mesh)を45°角度の前後で1回塗布した後、1回を追加して繰り返しプリントを行う。
図10を参照すれば、PSRインク(250)上にマーキングインク(260)を塗布する。
以降、塗布された前記ソルダーレジストの表面に、さらに、JET Scrubbing(JET研磨)およびUltrasonic cleaning(超音波洗浄)工程をそれぞれ行い、JET Scrubbing(JET研磨)およびUltrasonic cleaning(超音波洗浄)工程は、2.2m/min〜2.7m/minの速度で移動するコンベアで、マーキング工程により形成された表面に、55mL/LのH2SO4(95%)およびDI water(超純水)を含む酸水洗(Acid Rinse)と、1.7kg/cm2〜2.5kg/cm2の圧力で酸化アルミニウム(Al2O3(#420))を噴射するJET Scrubbing(JET研磨)と、1200Watt×3zone/4kHzでDI water(6段リンス)と、で洗浄し、Ultrasonic cleaning(超音波洗浄)を行った後、75℃〜95℃で乾燥することによって、マーキング工程により形成された表面に、異物を除去し且つ粗さを形成する。
つまり、回路基板の特性上、商品のサイズが小さく、それぞれのPCSに分離された時には、Bare Board Testが不可能であるので、CNCルーター工程の前に、まずBare board testを実施し、製品の信頼性の検証のためにプリント回路基板の内層および外層のopen、short以外の信頼性testを実施する。Bare Board Testの作業条件は、以下の通りである。
Test Voltage=250volt
Contimuity Resistance=50Ω
Isolation Resistance=20mΩ
次いで、外形加工(CNC router M/C)を行う。
(1)B/DをCNCルーターテーブルガイド(Router table guide)に固定する。
(2)30,000rpmのズピードにセッティングされたルーターM/Cで、一次で製品のインサート(insert)機能の溝の両面部位を12m/m/secのスピードでルーター加工する(この時、一直線上の部位は、ルーター加工を行わない。)。
(3)B/DをCNCルーターテーブルから分離する。
(4)B/Dの両面に、密着力に優れ、テープの糊が残らない特殊注文用の両面テープを密着させる。
(5)B/DをCNCルーターテーブルガイドに再度固定する。
(6)30,000RPMのスピードにセッティングされたルーターM/Cで、一次でインサート機能の溝の両面周り以外の一直線上の部位を、5mm/secのスピードでルーター加工が行われていない部位を再度加工する。
(7)B/DをCNCルーターテーブルから分離した後、それぞれのB/Dで分離する。
(8)CNCルーターの1周期時間(cycle time)は、約365分ほどかかる。
(9)CNCルーターの作業条件は、以下の通りである。
RPM=120,000
ルータービット=2.0φ
次いで、外観および寸法検査を行う。
(1)ルーターが完了したそれぞれのB/D上の両面のテープを除去した後、それぞれのPCS別に分類する。
(2)プリント回路基板上の外見上で、取扱い不良など、目視検査および実完成品の寸法などを測定し、不良の有無を検出した後、検査、包装、出荷する。
Niメッキ(4〜5μm)
Auメッキ(0.04〜0.05μm)
PSRインク
−パターン上部=30μm以上
−パターンエッジ(Edge)部位=20μm以上
マーキングインク
−マーキングインク5〜10μm
パターンエポキシ部位=80〜90μm以上
外層回路幅=200μm±10%
回路の間隔=200μm±10%
孔内のCuメッキの厚さ=35〜40μm
Land+回路の厚さ=70〜90μm
以上の説明は、本発明の技術思想の例示的な説明に過ぎないものであって、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で、様々な修正および変形が可能なものである。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、これらの実施例により、本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって解釈しなければならなく、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。
110:第1銅箔
200a、200b:第2エポキシ層
210:第2銅箔
220:電解銅メッキ層
230:Niメッキ層
240:Auメッキ層
250:PSRインク
260:マーキングインク
A:貫通孔
B:ビアホール
Claims (12)
- 両面に第1銅箔(110)が積層された第1エポキシ層(100)を用意する第1段階(S100)と、
前記第1銅箔(110)上に第2エポキシ層(200a、200b)をそれぞれ積層し、前記第2エポキシ層(200a、200b)上に第2銅箔(210)をそれぞれ積層する第2段階(S200)と、
上面および下面を貫通する貫通孔(A)を形成し、前記貫通孔(A)の内面ならびに前記第2銅箔(210)上に無電解銅メッキを行い、前記貫通孔(A)の無電解銅メッキ層(215)上と、前記第2銅箔(210)上の無電解銅メッキ層(215)上と、にそれぞれ電解銅メッキ層(220)を形成する第3段階(S300)と、
前記電解銅メッキ層(220)および前記無電解銅メッキ層(215)に所定のパターンの回路を形成するとともに、前記回路と回路の間の間隔を前記回路のサイズに形成する第4段階(S400)と、
前記貫通孔(A)およびホールランドを除いた電解銅メッキ層(220)上にPSRインク(250)を塗布する第5段階(S500)と、
前記PSRインク(250)上にマーキングインク(260)を塗布する第6段階(S600)と、
前記貫通孔(A)およびホールランドの部位にNiメッキ層(230)を形成する第7段階(S700)と、
前記Niメッキ層(230)上にAuメッキ層(240)を形成する第8段階(S800)を含み、
前記第3段階(S300)で、
前記無電解銅メッキ層(215)は、82g/Lの硫酸銅と、155g/Lのエチレンジアミン四酢酸(EDTA)と、32mL/Lのホルムアルデヒド(HCHO)と、42g/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)と、0.12g/Lのポリエチレングリコール(PEG)と、83mg/Lのビピリジル(Bipyridyl)と、を含むメッキ液で、40℃(±2℃)の温度で28分間行うことにより、1.3μm〜1.7μmの厚さで形成することを特徴とする自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記第1段階(S100)で、
前記第1エポキシ層(100)は、300μmのプリプレグで、熱膨張係数がCTE45ppm/℃であり、ガラス転移温度がTG150℃であり、熱分解温度がTD370℃であり、1oz(1オンス)の第1銅箔(110)を両面に含むことを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記第1段階(S100)と前記第2段階(S200)との間に、
第1イメージング工程をさらに含み、
前記第1イメージング工程は、
前記第1銅箔(110)上にフォトレジスト(PR)を積層し、95℃〜120℃のローラー温度と、0.2〜0.5MPaのローラーの圧力と、0.75〜0.85m/minのローラー速度と、を有するローラーによって、前記フォトレジスト上に所定の形状の回路パターンが形成されたドライフィルムを積層するドライフィルム積層(Lamination)工程(A1)と、
前記フォトレジストに所定の形状の回路パターンが形成されるように、8kWの露光機により、20〜50mJ/cm2の光量で照射される光を、所定の形状の回路パターンが形成された前記ドライフィルムに照射する露光(Exposure)工程(B1)と、
24℃〜30℃の温度の0.5%〜1.0%(VOL)の炭酸ナトリウム現像液を0.10MPa〜0.15MPaのスプレー圧力で噴射し、所定の形状の回路パターンおよびホールランドを除いた領域のフォトレジストを除去する現像(Developing)工程(C1)と、
45℃〜53℃の温度および1.19±0.03の比重(20℃)を有する150g/L〜220g/Lの銅金属(copper metal)エッチング液が、1.5kgf/cm2(±1.0)の圧力で噴射され、所定の形状の回路パターンおよびホールランドを除いた領域の前記第1銅箔(110)が除去される蝕刻(Etching)工程(D1)と、
48℃〜60℃の温度の2%〜4.2%(VOL)の水酸化ナトリウム剥離液を、0.10MPa〜0.14MPaのスプレー圧力で噴射し、所定の形状の回路パターン上に残っているフォトレジストを除去する剥離(Stripping)工程(E1)と、をそれぞれ行って所定の内層回路を形成し、
前記ドライフィルム積層工程(A1)の時のドライフィルムは、厚さが20μmのドライフィルムを用いることを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記第1イメージング工程の後、
所定の前記内層回路の銅表面を酸化させるオキサイド(oxide)工程をさらに行い、
前記オキサイド工程は、
2Cu+ClO2→Cu2O(酸化第二銅)+ClOのオキサイド反応構造式により行われるブラウン(brown)オキサイド工程で行うことを特徴とする請求項3に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記第3段階(S300)で、
前記貫通孔の形成時、CNC(Computerlized Numeric Control)M/Cドリル加工で行い、前記第1銅箔(110)と前記第2エポキシ層(200a、200b)との間の境界面に、ドリル加工時の摩擦熱によって発生する前記第2エポキシ層(200a、200b)の残留物や付着物をKMnO4で除去するデスミア工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記第3段階(S300)で、
前記電解銅メッキ層(220)は、185g/Lの半塔式硫酸(Surfuric Acid)と、83g/Lの硫酸銅(copper sulfate)と、20mL/Lの添加剤(additive)と、51mg/Lの均染剤(levelling agent)と、51mg/Lの光沢剤(Brightner)と、を含むメッキ液を、21℃の温度で60分間、1.8A/dm2〜2.0A/dm2で電気メッキして、20μmの厚さで形成する条件で行い、
前記電気メッキを2回(2cycle)行って、前記電解銅メッキ層(220)を35μm〜40μmの厚さで形成することを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記第4段階(S400)の所定の回路は、第2イメージング工程で形成され、
前記第2イメージング工程は、
前記貫通孔(A)の領域を除いた前記電解銅メッキ層(220)上にフォトレジスト(PR)を積層し、98℃〜120℃(±5℃)のローラー温度と、0.25〜0.55MPaのローラーの圧力と、0.75〜0.85m/minのローラー速度と、を有するローラーにより、前記フォトレジスト上に所定の形状の回路パターンが形成されたドライフィルムを積層するドライフィルム積層工程(A2)と、
前記フォトレジストに所定の形状の回路パターンが形成されるように、8kWの露光機により50〜100mJ/cm2の光量で照射される光を、所定の形状の回路パターンが形成された前記ドライフィルムに照射する露光工程(B2)と、
24℃〜30℃の温度の0.5%〜1.0%(VOL)の炭酸ナトリウム現像液を0.10MPa〜0.15MPaのスプレー圧力で噴射し、所定の形状の回路パターンおよびホールランドを除いた領域のフォトレジストを除去する現像工程(C2)と、
45℃〜53℃の温度および1.19±0.03の比重(20℃)を有する150g/L〜220g/Lの銅金属エッチング液が、1.5kgf/cm2(±1.0)の圧力で噴射され、所定の形状の回路パターンおよびホールランドを除いた領域の前記第2銅箔(210)および電解銅メッキ層(220)が除去される蝕刻(Etching)工程(D2)と、
48℃〜60℃の温度の2%〜4.2%(VOL)の水酸化ナトリウム剥離液を0.14MPa〜0.16MPaのスプレー圧力で噴射し、所定の形状の回路パターン上に残っているフォトレジストを除去する剥離工程(E2)と、をそれぞれ行って所定の外層回路を形成し、
前記ドライフィルム積層工程(A2)の時のドライフィルムは、厚さが50μmのドライフィルムを用いることを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 所定の前記外層回路を形成した後、
1.5m/min〜2.4m/minの速度で移動するコンベアで、所定の前記外層に形成された回路および前記貫通孔(A)のホールランドに、1.3kg/cm2〜2.2kg/cm2の圧力で酸化アルミニウム(Al2O3(#420))を噴射して、所定の前記外層回路および前記ホールランドの表面に、異物を除去し且つ粗さを形成するJET研磨(JET Scrubbing)および超音波洗浄(Ultrasonic cleaning)(1200W×3Zone/4kHz)を行うことを特徴とする請求項7に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記JET研磨および超音波洗浄の後、前記回路および前記ホールランドの表面に均一な粗さを形成し、前記ソルダーレジストの塗布時の密着力を向上するためのマイクロソフトエッチング工程を行い、
前記マイクロソフトエッチング工程は、1.2m/min〜2.4m/minの速度で移動するコンベアで、85mL/Lの95%硫酸(H2SO4)と、65mL/Lの35%過酸化水素(H2O2)と、所定の超純水(DI water)と、33mL/Lのエッチング液と、を含み、1.030〜1.040の比重および3.00以下のpHを有するマイクロソフトエッチング液を用いて、32℃(±5℃)の温度でエッチングすることにより、2.2μm〜3.4μmのエッチング率を有する条件で行われることを特徴とする請求項8に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記PSRインクを塗布する工程の条件は、
270±10poiseの主材と30±10poiseの硬化剤とが混合され、150±10poiseのインクの粘度を有し、1.48〜1.52の比重を有するPSRインク(250)を、100〜120meshのプリントシルクスクリーンを用いて、75℃で18分〜22分の間の1次早期硬化(pre−curing)、および75℃で18分〜22分の間の2次早期硬化(pre−curing)を行った後、150℃で65分〜80分の間の後硬化(post−curing)を行う乾燥と、450〜550mJ/cm2の光量で照射される露光と、32℃±1℃の温度の1wt%の炭酸ナトリウム現像液が、100〜140秒の間、2.2〜2.8kgf/cm2のスプレー圧力で噴射される現像と、によって行われることを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記ソルダーレジストが塗布された工程の後、塗布された前記ソルダーレジストの表面に、さらに、JET研磨および超音波洗浄工程をそれぞれ行い、
前記JET研磨および超音波洗浄工程は、2.2m/min〜2.7m/minの速度で移動するコンベアで、前記マーキング工程により形成された表面に、55mL/LのH2SO4(95%)およびDI water(超純水)を含む酸水洗(Acid Rinse)と、1.7kg/cm2〜2.5kg/cm2の圧力で酸化アルミニウム(Al2O3(#420))を噴射するJET研磨と、1200Watt×3zone/4kHzでDI water(6段リンス)と、で洗浄し、超音波洗浄を行った後、75℃〜95℃で乾燥することによって、前記マーキング工程により形成された表面に、異物を除去し且つ粗さを形成することを特徴とする請求項10に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。 - 前記ニッケルメッキ層および前記金メッキ層は、
44g/Lの塩化ニッケル(Nickel Chloride)と、110g/Lのアミノトリメチレンホスホン酸(aminotrimethylene phosphonic acid)と、110g/Lの硫酸ニッケル(Nickel sulfate)と、54g/Lのアスコルビン酸(Ascorbic acid)と、54g/Lのホウ酸(Boric acid)と、0.12g/Lの光沢剤と、を含むニッケルメッキ液を、53℃の温度で、0.3〜0.4A/dm2の電流密度で15分〜20分の間、電気メッキして4μm〜5μmの厚さでニッケルメッキ層を形成し、
17g/Lのカリウム金シアン化物(Potassium gold cyanide)と、120g/Lのクエン酸カリウム(Tripotassium citrate monohydrate)と、65g/Lのクエン酸無水物(Citric anhydride)と、0.6g/Lのヘキサメチレンテトラミン(Hexamethylene tetramine)と、0.6g/Lの3−ピリジンカルボン酸(3−pyridine carboxylic acid)と、を含む金(soft gold)メッキ液を、55℃の温度と、4.5pHで、12A/dm2の電流密度で15分〜20分の間、電気メッキして0.04μm〜0.05μmの厚さで、金メッキ層を形成することを特徴とする請求項1に記載の自動車用のブレーキペダルのコイルプリント回路基板の製造方法。
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