JP2018011013A - セミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を提供する。
【解決手段】表面に銀材料層を有する基板が提供され、銀材料層の厚さは０．０５〜１μｍであり、且つ穿孔、導電化、ラミネート加工、電気めっき、膜除去、エッチング等のセミアディティブ法によりプリント回路基板が製造される。また、銀材料層の厚さが薄いため、金属導電層の厚さが薄くなり、プリント回路基板の厚さも減少する。エッチング過程では、銀材料層及び銅材料層は違うため、エッチングに用いられる溶剤の選択により、プリント回路基板上の金属導線の幅が３〜１０００μｍに制御され、金属導線が細くなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリント回路基板及びタッチパネルの製造技術分野に関する。

近年の電子設備の急速な発展に伴い、携帯電話、タブレット端末、ディスプレイ、ＧＰＳ等のプリント回路基板に対する要求が高まっている。現在のプリント回路基板では、導電層は通常銅で製造されるが、電子製品は軽量薄型化が求められているため、プリント回路基板にも薄型化が求められている。よって、プリント回路基板の薄型化は、企業の利益に直結する。

しかしながら、現在のプリント回路基板では銅材料層が電気めっきされて導電層となるが、以下の欠点が存在する。銅材料がエッチング時に電気めっきされる場合、一定のサイズの銅材料を残さねばならず、且つエッチング時には、広い回路線のみしか製造できないため、低級な製品しか製造できない。銅材料層の最初のめっきの際に、銅材料層の厚さが３μｍ以上になるため、プリント回路基板が厚くなる。電子製品が軽量薄型小型化に向けて発展しており、製品の微細化に対する要求も高まり続けているが、プリント回路基板の製造中に、導通孔の孔径を小さくする以外、回路線幅を縮小させることで製品の密度を高め、基板のサイズを減少させることも重要である。

また、プリント回路基板製造の技術は、パターン転写技術は、サブトラクティブ法技術、アディティブ法技術及びセミアディティブ法技術に大別される。サブトラクティブ法技術では、一般的には光感応性耐蝕材料が採用されてパターン転写を完成させ、且つ前記材料によりエッチング法で除去する必要がない領域が保護され、その後に酸性或いはアルカリ性のエッチング剤により保護されていない領域の銅層が除去される。但し、銅層が剥き出しのままエッチング法が行われると、サイドエッチングが発生しやすく、サブトラクティブ法技術は、微細な回路線の製造への応用が制限される。このため、軽量薄型小型化された製品には適用できなかった。

図１Ａ乃至図１Ｃは従来のアディティブ法の技術を示す概略図である。図１Ａでは、感光性樹脂板１１が提供される。図１Ｂでは、露光により非耐めっきパターン１２が形成される。図１Ｃでは、非耐めっきパターンが化学銅層１３にめっきされ、回路線パターンが形成される。アディティブ法技術は微細な回路線の製造に適合するが、但し、基材に対して特殊な要求があり、製造コストが高く、且つ技術がまだ成熟していない。このため、プリント回路基板産業に幅広く応用されてはいない。

なお、図２Ａ乃至図２Ｆは従来のセミアディティブ法の技術を示す概略図である。図２Ａでは、基板２１に化学銅層２２が形成される。図２Ｂでは、化学銅層２２に光感応耐蝕薄膜２３が形成される。図２Ｃでは、光感応耐蝕薄膜２３に耐蝕パターン２４が形成される。図２Ｄでは、耐蝕パターン２４に電気めっきにより電気めっき銅層２５が形成される。図２Ｅでは、光感応耐蝕薄膜２３が除去される。図２Ｆでは、エッチング法により余分な化学銅層２２が除去される。

前述した従来のセミアディティブ法技術は微細な回路線を製造するための主要な方法であり、その特徴は、パターンの形成は主に電気めっき及びエッチング法によるものであり、回路線のサイドエッチングに対しては小さく制御しやすいが、但し化学銅層２２は厚いため、製造されるプリント回路基板も厚くなり、且つ基板２１と化学銅層２２との間の結合力も劣り、高温下では基板２１と化学銅層２２との間が分離してしまう。化学銅層２２及び電気めっき銅層２５は共に同じ材料であり、化学銅層２２のエッチング過程中に電気めっき銅層２５に対して影響を与え、エッチング法に用いられる溶剤の選択が難しくなり、且つ電気めっき銅層２５のエッチングが制御しにくくなった。故に、回路線のサイズが精確に制御しにくくなり、高品位のプリント回路基板を製造できない。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とすることろは、セミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を提供することを主目的とする。すなわち、厚い化学銅層を薄い銀材料層に変更し、プリント回路基板の厚さを減らす効果を達成させる。

また、本発明の他の目的は、セミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を提供することにあり、すなわち、低い結合力の化学銅層を高い結合力の銀材料層に変えて、結合力を向上させる効果を達成させる。

さらに、本発明のさらなる他の目的は、セミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を提供することにあり、すなわち、銅材料層が銀材料層に複合され、銀材料層及び銅材料層は材料が異なるため、エッチング過程では、エッチング法に用いられる溶剤の選択により、回路線のサイズを精確に有効的に制御させる効果を達成させる。

上述した課題を解決し、上記目的を達成する本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法は、表面に銀材料層を有する基板が提供され、前記銀材料層の厚さは０．０５〜１μｍであり、且つ前記基板の穿孔が行われ、少なくとも１つのスルーホール或いは盲穴が形成される工程(ａ)と、銀材料層及びスルーホール或いは盲穴の穴壁に導電化処理が施され、前記スルーホール或いは盲穴に孔導電層が形成される工程(ｂ)と、感光膜層が提供され、前記感光膜層はラミネート加工により前記銀材料層に貼り付けられ、且つ前記銀材料層にはパターン転写により、第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層が形成され、前記第一部分銀材料層以外の第二部分銀材料層及び孔導電層が露出される工程(ｃ)と、銅材料層が提供され、前記銅材料層は前記乾燥塗膜層を被覆させていない第二部分銀材料層及び孔導電層に電気めっきされる工程(ｄ)と、前記第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層が除去されて、前記第一部分銀材料層が露出される工程(ｅ)と、エッチング法により前記銅材料層を被覆させていない第一部分銀材料層が除去され、前記基板の表面が露出されて、プリント回路基板が製造される工程(ｆ)とを含むことを特徴とする。

上記の技術手段により、本発明は穿孔、導電化、ラミネート加工、電気めっき、膜除去、エッチング法等のセミアディティブ法によりプリント回路基板が製造され、且つ前記銀材料層の厚さが０．０５〜１μｍまで薄くなり、金属導電層の厚さが薄くなることで、プリント回路基板の厚さも減る。また、前記銀材料層及び前記基板の結合力が強い上、前記銀材料層及び前記銅材料層が異なる材料であるため、エッチング過程において、前記金属導電層及び金属導線のサイズに合わせて金属エッチング法の溶液を選択することで、前記金属導電層及び金属導線のサイズがより正確になり、前記金属導線を細くでき、より高品質なプリント回路基板が製造可能になる。

従来のアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のセミアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のセミアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のセミアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のセミアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のセミアディティブ法の技術を示す模式図である。 従来のセミアディティブ法の技術を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示すフローチャートである。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法を示す模式図である。 本発明のラミネートを示す模式図である。 本発明のラミネートを示す模式図である。 本発明のラミネートを示す模式図である。 本発明のラミネートを示す模式図である。 本発明に係るプリント回路基板を示す断面図である。 本発明に係るプリント回路基板を示す平面図である。

本発明における一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

（一実施形態）
以下、本発明の具体的な実施形態を図３〜７に基づいて説明する。本発明の一実施形態であるセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法は、以下の方法を含む。
工程(ａ)では、表面に銀材料層３１を有する基板３０が提供され、銀材料層３１の厚さは０．０５〜１μｍである。図４Ａに示すように、銀材料層３１の電気抵抗値が低く、基板３０との間で強い結合力が発生し、且つ銀材料層３１及び基板３０の結合力は、化学銅層及び基板３０の結合力の３倍以上になる。このため、銀材料層３１の材料が少なくすみ、コストも低く、銀材料層３１の厚さを増やす必要がなく、製造されるプリント回路基板の厚さも薄くなる。基板３０で穿孔を行い、少なくとも１つのスルーホール４０或いは盲穴（ｂｌｉｎｄ ｖｉａ ｈｏｌｅ）が形成される。図４Ｂに示すように、穿孔はプリント回路基板の従来の加工手段であり、例えば、機械的穿孔或いはレーザー穿孔等であり、スルーホール４０が設けられて基板３０の上表面及び下表面の導通に用いられ、プリント回路基板の高集積化を実現させる。本実施形態では、基板３０にスルーホール４０或いは盲穴が穿孔される場合、スルーホール４０或いは盲穴の箇所に汚れや垢がつく可能性があり、穿孔後にはスルーホール４０或いは盲穴の汚れ落とし及び垢取り（工程ａ１）を行って、スルーホール４０が滑らかで汚れのない状態を確保させる。

工程(ｂ)では、前述の銀材料層３１及び前述スルーホール４０或いは盲穴の穴壁に導電化処理が施され、スルーホール４０或いは盲穴に孔導電層４１が形成される、図４Ｃに示すように、本実施形態において、スルーホール４０或いは盲穴の穴壁は化学的気相成長法或いは物理的気相成長法を経た後、孔導電層４１が形成される。

工程(ｃ)では、感光膜層５０が提供され、感光膜層５０はラミネート加工により銀材料層３１に貼り付けられ、且つ銀材料層３１にはパターン転写により第一部分銀材料層３１１を被覆させる乾燥塗膜層５１が形成され、第一部分銀材料層３１１以外の第二部分銀材料層３１２及び孔導電層４１が露出される。図４Ｄに示すように、本実施形態にいて、感光膜層５０の厚さは２０〜４５μｍであるが、これに限定されない。

さらに、図５Ａは、穿孔後の基板３０にラミネート加工が施され、以下の工程を含む。工程(ｃ１)では、銀材料層３１が感光膜層５０により押圧される。図５Ｂに示すように、工程(ｃ２)では、感光膜層５０にパターンを有するフィルム５２が敷設された後、露光が行われる。図５Ｃに示すように、工程(ｃ３)では、感光膜層５０の中央領域は現像が行われた後、残されたフレーム構造の乾燥塗膜層５１が除去される。また、図５Ｄに示すように、基板３０の表面の乾燥塗膜層５１により被覆されていない領域は、金属導電層が設置される領域であり、すなわち回路線パターンの領域であり、且つ乾燥塗膜層５１が押圧されると、回路パターンが一定量残留する。

工程(ｄ)では、銅材料層６０が提供され、銅材料層６０は乾燥塗膜層５１を被覆させていない第二部分銀材料層３１２及び孔導電層４１に電気めっきされる。図４Ｅに示すように、換言すれば、乾燥塗膜層５１を押圧させる基板３０の表面に銅材料層６０が電気めっきされ、乾燥塗膜層５１により被覆されていない位置には銀材料層３１が電気めっきされるため、銅材料層６０の電気めっきでは、銅材料層６０及び銀材料層３１の結合力が強いため、乾燥塗膜層５１により被覆される領域には銅材料層６０が電気めっきされず、また、スルーホール４０或いは盲穴の穴壁にも銅材料層６０が電気めっきされる。

工程(ｅ)では、第一部分銀材料層３１１を被覆させる乾燥塗膜層５１が除去されて、第一部分銀材料層３１１が露出される。図４Ｆに示すように、本実施形態において、乾燥塗膜層５１の幅が２５μｍに等しいかより大きい場合、無機膜除去液により乾燥塗膜層５１が除去される。乾燥塗膜層５１の幅が２５μｍより小さい場合、有機膜除去液により乾燥塗膜層５１が除去される。膜の除去効果が高く、膜が除去された後に基板３０の表面に銀材料層３１及び銅材料層６０が残される。

工程(ｆ)では、エッチング法により銅材料層６０を被覆させていない第一部分銀材料層３１１が除去され、基板３０の表面が露出され、プリント回路基板が製造される。図４Ｇに示すように、換言すれば、銅材料層６０により被覆されていない銀材料層３１が除去され、基板３０の表面が露出され、プリント回路基板が製造される。図６及び図７に示すように、銅材料層６０が銀材料層３１に複合されて、金属導電層７０が形成される。金属導電層７０は幅３〜１０００μｍの金属導線７１を有し、金属導線７１は孔導電層４１に電気的に接続される。本実施形態において、銀材料のエッチングに使用される溶剤により銅材料層に被覆されない銀材料層がエッチング法により除去され、残された銅材料層６０及び銅材料層６０に被覆される銀材料層３１により金属導電層７０が形成され、回路パターンが得られ、プリント回路基板が製造される。

このような構成により、本発明に係るセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法は、プリント回路基板及びタッチパネルの製造技術分野に関し、銀材料層３１の厚さが０．０５〜１μｍより薄くなり、金属導電層７０の厚さも薄くなり、プリント回路基板の厚さも減少する。また、銀材料層３１及び基板３０の結合力が強く、且つ穿孔された穴の汚れ落としが行われ、基板３０の乾燥塗膜層５１が押圧され、乾燥塗膜層５１の基板３０の電気めっきが施される銅材料層６０が押圧されて、乾燥塗膜層５１が除去される。乾燥塗膜層５１が除去された後に金属エッチング法が施され、残された金属導電層７０が回路パターンとなる。プリント回路基板等が製造される一連の工程では、銀材料層３１及び銅材料層６０は材料が異なり、エッチング過程では、金属導電層７０及び金属導線７１のサイズに合わせて金属エッチング法に用いられる溶液が選択され、金属導電層７０及び金属導線７１のサイズがより精確になり、金属導線７１が細くなり、高品質のプリント回路基板が製造される。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

３０ 基板
３１ 銀材料層
３１１ 第一部分銀材料層
３１２ 第二部分銀材料層
４０ スルーホール
４１ 孔導電層
５０ 感光膜層
５１ 乾燥塗膜層
５２ フィルム
６０ 銅材料層
７０ 金属導電層
７１ 金属導線
ａ〜ｆ 工程

上述した課題を解決し、上記目的を達成する本発明に係るセミアディティブ法によりプ
リント回路基板を作成する方法は、表面に銀材料層を有する基板が提供され、前記銀材料層の厚さは０．０５μｍであり、且つ前記基板の穿孔が行われ、少なくとも１つのスルーホール或いは盲穴が形成される工程(ａ)と、前記銀材料層及び前記スルーホール或いは盲穴の穴壁に導電化処理が施され、前記スルーホール或いは盲穴に孔導電層が形成される工程(ｂ)と、厚さが２０〜４５μｍの感光膜層が提供され、前記感光膜層はラミネート加工により前記銀材料層に貼り付けられ、且つ前記銀材料層にはパターン転写により、第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層が形成され、前記第一部分銀材料層以外の第二部分銀材料層及び孔導電層が露出される工程(ｃ)と、銅材料層が提供され、前記銅材料層は前記乾燥塗膜層を被覆させていない第二部分銀材料層及び孔導電層に電気めっきされる工程(ｄ)と、前記第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層の厚みが２５μｍ以上の場合、前記乾燥塗膜層は無機除去液により除去され、前記第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層の厚みが２５μｍ未満の場合、前記乾燥塗膜層は有機除去液により除去されて、前記第一部分銀材料層が露出される工程(ｅ)と、エッチング法により前記銅材料層を被覆させていない第一部分銀材料層が除去され、前記基板の表面が露出されて、プリント回路基板が製造され、前記銅材料層は前記銀材料層に複合され、金属導電層が形成され、前記金属導電層は前記孔導電層に電気的に接続される幅３μｍの金属導線を有する工程(ｆ)とを含むことを特徴とする。

上記の技術手段により、本発明は 孔、導電化、ラミネート加工、電気めっき、膜除去、エッチング法等のセミアディティブ法によりプリント回路基板が製造され、且つ前記銀材料層の厚さが０．０５μｍまで薄くなり、金属導電層の厚さが薄くなることで、プリント回路基板の厚さも減る。また、前記銀材料層及び前記基板の結合力が強い上、前記銀材料層及び前記銅材料層が異なる材料であるため、エッチング過程において、前記金属導電層及び金属導線のサイズに合わせて金属エッチング法の溶液を選択することで、前記金属導電層及び金属導線のサイズがより正確になり、前記金属導線を細くでき、より高品質なプリント回路基板が製造可能になる。

Claims (5)

1. 表面に銀材料層を有する基板が提供され、前記銀材料層の厚さは０．０５〜１μｍであり、且つ前記基板の穿孔が行われ、少なくとも１つのスルーホール或いは盲穴が形成される工程(ａ)と、
   前記銀材料層及び前記スルーホール或いは盲穴の穴壁に導電化処理が施され、前記スルーホール或いは盲穴に孔導電層が形成される工程(ｂ)と、
   感光膜層が提供され、前記感光膜層はラミネート加工により前記銀材料層に貼り付けられ、且つ前記銀材料層にはパターン転写により、第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層が形成され、前記第一部分銀材料層以外の第二部分銀材料層及び孔導電層が露出される工程(ｃ)と、
   銅材料層が提供され、前記銅材料層は前記乾燥塗膜層を被覆させていない第二部分銀材料層及び孔導電層に電気めっきされる工程(ｄ)と、
   前記第一部分銀材料層を被覆させる乾燥塗膜層が除去されて、前記第一部分銀材料層が露出される工程(ｅ)と、
   エッチング法により前記銅材料層を被覆させていない第一部分銀材料層が除去され、前記基板の表面が露出されて、プリント回路基板が製造される工程(ｆ)と、
   を含むことを特徴とするセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法。
2. 前記工程(ａ)と前記工程(ｂ)との間には、前記スルーホール或いは盲穴に穴の汚れ落とし及び垢取りが行われる工程(ａ１)を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法。
3. 前記工程(ｂ)では、前記スルーホール或いは盲穴の穴壁は化学気相成長或いは物理的気相成長法を経た後、前記孔導電層が形成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法。
4. 前記工程(ｃ)では、前記ラミネート加工は、前記感光膜層により前記銀材料層が押圧される工程(ｃ１)と、前記感光膜層にパターンを有するフィルムが敷設された後、露光が行われる工程(ｃ２)と、前記感光膜層の中央領域は現像が行われた後、残されたフレーム構造の乾燥塗膜層が除去される工程(ｃ３)とを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法。
5. 前記銅材料層は前記銀材料層に複合され、金属導電層が形成され、前記金属導電層は前記孔導電層に電気的に接続される幅３〜１０００μｍの金属導線を有することを特徴とする、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のセミアディティブ法によりプリント回路基板を作成する方法。

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