JP2018082103A - プリント配線板、その製造方法及びレジストパターンの製造方法 - Google Patents
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Description
工程(A1):内部に導体層が形成された内層基板を準備する工程、
工程(B1):前記内層基板の表面に、酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層を配置する工程、
工程(C1):酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層を、前記第1感光性樹脂層の表面に配置して、2層レジスト膜を形成する工程、
工程(D1):前記2層レジスト膜を露光して、第1導体パターン用凹部を形成する部分に、前記光塩基発生剤から塩基を発生させる工程、
工程(E1):前記2層レジスト膜を露光して、前記第1導体パターン用凹部及びビアホール用凹部を形成する部分に、前記光酸発生剤から酸を発生させる工程、
工程(F1):露光した2層レジスト膜に露光後ベークを行う工程、
工程(G1):前記露光後ベークを行った2層レジスト膜を現像液で現像して、前記第1導体パターン用凹部及びビアホール用凹部を形成する工程、
工程(H1):めっき処理又は導電性ペーストの印刷を行い、前記第1導体パターン用凹部に前記第1導体パターンを、前記ビアホール用凹部に前記ビアホールをそれぞれ形成し、前記ビアホールで前記導体層と前記第1導体パターンとを電気的に接続する工程。
工程(B2):酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層を、基板の表面に配置する工程、
工程(C2):酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層を、前記第1感光性樹脂層の表面に配置して、2層レジスト膜を形成する工程、
工程(D2):前記2層レジスト膜を露光して、有底孔を形成する部分に、前記光塩基発生剤から塩基を発生させる工程、
工程(E2):前記2層レジスト膜を露光して、前記有底孔及び貫通孔を形成する部分に、前記光酸発生剤から酸を発生させる工程、
工程(F2):露光した2層レジスト膜に露光後ベークを行う工程、
工程(G2):前記露光後ベークを行った2層レジスト膜を現像液で現像して、前記有底孔及び貫通孔を形成する工程。
図1は、本実施形態に係るプリント配線板1の断面図である。
第1絶縁層30は、第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層31の硬化物からなる。第1絶縁層30の厚みは、好ましくは1〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。第1絶縁層30の第2絶縁層40に接している面は平坦であることが好ましい。
第1感光性樹脂組成物は、酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する。第1感光性樹脂組成物は、必要に応じて、酸増幅剤、光増感剤、レジスト膜の塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、着色剤、染料、溶剤などをさらに含有してもよい。
第1高分子は、現像液には不溶であるが、酸性条件下で分解反応が進行し、現像液に可溶となる。この酸性条件下とは、PHが7未満である。第1高分子としては、一般的なポジ型レジスト、例えば、 poly(p-tert-butoxycarbonyloxy styrene)、poly(p-tert-butoxycarbonyloxy-α-methylstyrene)、poly(p-tert-butoxycarbonyloxy-α-methoxylstyrene)、poly(p-tert-butoxycarbonyloxy vinyl ether)などを用いることができる。例えば、poly(p-tert-butoxycarbonyloxy styrene)は、p-hydroxybenzaldehydeのフェノール性水酸基(アルカリ可溶性基)をt-ブチルオキシカルボニル(BOC)基(酸不安定基)で保護し(BOC保護し)、ラジカル重合によって合成でき、分子量は約1〜10万程度である。これらは、1種単独であっても、2種以上を混合して用いることができ、合成あるいは市販のものを用いることができる。酸不安定基とは、アルカリ可溶性基の保護基であり、露光により光酸発生剤から発生した酸を触媒として脱保護反応(分解反応)を起こす基をいう。
光塩基発生剤は、特定の波長の電磁波を吸収することで、塩基(図3Aに記載の符号32)を発生する。
第1感光性樹脂組成物は、酸増幅剤をさらに含有することが好ましい。これにより、後述する工程(G1)における露光後ベークを行うと、第2感光性樹脂層41中で発生した酸42が酸増幅剤を分解し、新たに一つ以上の酸を第1感光性樹脂層31中に発生させる。この増幅反応が連鎖的に生じ、ビアホール用凹部70Bを形成する部分71Bにおいて、第2感光性樹脂層41から第1感光性樹脂層31に酸が拡散しやすくなる。さらに、工程(E1)における第2露光光93の露光量を調整することで、第2感光性樹脂層41中で発生する酸42がX方向へ拡散すること(酸42の水平拡散)を抑制しやすくなる。
第2絶縁層40は、第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層41の硬化物からなる。第2絶縁層40の厚みは、好ましくは1〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。第2絶縁層40の表面は平坦であることが好ましい。
第2感光性樹脂組成物は、酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する。第2感光性樹脂組成物は、必要に応じて、光増感剤、レジスト膜の塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、着色剤、染料、溶剤などをさらに含有してもよい。
第2感光性樹脂は、現像液には不溶であるが、酸性条件下で分解反応が進行し、現像液に可溶となる。この酸性条件下とは、PHが7未満である。第2高分子としては、例えば、poly(p-tert-butoxycarbonyloxy styrene)などを用いることができる。これらは、1種単独であっても、2種以上を混合して用いることができ、合成あるいは市販のものを用いることができる。また、第2高分子は第1高分子と同じものを用いることができる。
光酸発生剤は、特定の波長の電磁波を吸収することで、酸(図3Aに記載の符号42)を発生する。
また、ヨードニウム塩として、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4−ノニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェートなどを用いることができる。
内層基板10は、プリント配線板1の支持体として機能し、絶縁基板11と、導体層15とを備える。導体層15は、ブラインドビアホール12と、内層導体層13と、ベリードビア14とを有する。ブラインドビアホール12、内層導体層13、ベリードビア14、内層導体層13及びブラインドビアホール12は、図1に示すように、この順に配置され一体化されており、これらは互いに電気的に接続されている。
第2導体パターン20は、例えば、ピッチ変換などに利用される。第2導体パターン20を構成する材質としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、金(Au)、チタン(Ti)などの金属;これらを2種以上組み合わせた合金などを用いることができる。第2導体パターン20の厚みは、好ましくは2〜20μm、より好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは2〜5μmである。第2導体パターン20を構成する、隣接する導体の配線ピッチは、好ましくは2〜20μm、より好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは2〜5μmである。
第1導体パターン50は、例えば、電子部品が電気的に接続される部位を有する。第1導体パターン50は、図1に示すように、第2絶縁層40を貫通し、第1絶縁層30の表面を底面として形成されている。第1導体パターン50の表面は、第2絶縁層40の表面と同一平面となるように形成されている。すなわち、第1導体パターン50は、いわゆるフラッシュ導体として、第2絶縁層40に埋め込まれている。第1導体パターン50の側面と第2絶縁層40の内壁面とは接している。第1導体パターン50を構成する材質としては、第2導体パターン20を構成する材質として例示したものと同様のものを用いることができる。第1導体パターン50の厚みは、好ましくは2〜20μm、より好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは2〜5μmである。第1導体パターン50を構成する、隣接する導体の配線ピッチは、好ましくは2〜20μm、より好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは2〜5μmである。
ビアホール60は、図1に示すように、第1絶縁層30を貫通し、導体層15と第1導体パターン50とが第2導体パターン20を介して電気的に接続されるように形成されている。すなわち、ビアホール60は、図1に示すように、第1導体パターン50の内層基板10側の面の一部から内層基板10側に向かって第1絶縁層30を貫通して形成されている。ビアホール60を形成する位置は、導体層15、第1導体パターン50及び第2導体パターン20の位置、サイズなどに応じて適宜調整すればよい。ビアホール60の側面と第1絶縁層30の内壁面とは接している。ビアホール60を構成する材質としては、第2導体パターン20を構成する材質として例示したものと同様のものを用いることができる。ビアホール60の断面形状は、第1絶縁層30側から第2絶縁層40側に向かって、拡径するテーパ状であることが好ましい。ビアホール60の直径は、好ましくは5〜20μmである。
図2A、図2B、図3A、図3B、図4A、図4B及び図5(以下、図2〜図5)は、本実施形態に係るプリント配線板の製造方法を説明するための概略断面図である。図3A及び図3B中の矢印は、露光時の光の照射方向を示す。図3A、図3B及び図4Aでは、塩基32を「−」を、酸42を「+」を用いて表しており、第1感光性樹脂層31及び第2感光性樹脂層41の、露光により発生した塩基32又は酸42が存在する部位のハッチングは省略している。図2〜図5において、図1に示す実施形態の構成部材と同一の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
工程(A1):内部に導体層15が形成された内層基板10を準備する工程、
工程(B1):内層基板10の表面に第2導体パターン20を形成し、第2導体パターン20を覆うように内層基板10の表面に、酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層31を配置する工程、
工程(C1):酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層41を、第1感光性樹脂層31の表面に配置して、2層レジスト膜71を形成する工程、
工程(D1):2層レジスト膜71を露光して、第1導体パターン用凹部70Aを形成する部分71Aに、光塩基発生剤から塩基32を発生させる工程、
工程(E1):2層レジスト膜71を露光して、第1導体パターン用凹部70Aを形成する部分71A及びビアホール用凹部70Bを形成する部分71Bに、光酸発生剤から酸42を発生させる工程、
工程(F1):露光した2層レジスト膜71に露光後ベークを行う工程、
工程(G1):露光後ベークを行った2層レジスト膜72を現像液で現像して、第1導体パターン用凹部70A及びビアホール用凹部70Bを形成する工程、
工程(H1):めっき処理又は導電性ペーストの印刷を行い、第1導体パターン用凹部70Aに第1導体パターン50を、ビアホール用凹部70Bにビアホール60をそれぞれ形成し、ビアホール60及び第2導体パターン20で導体層15と第1導体パターン50を電気的に接続する工程。なお、以下、2層レジスト膜71は露光後ベークを行う前の2層レジスト膜を指し、2層レジスト膜72は露光後ベークを行った後の2層レジスト膜を指す。
工程(A1)では、内部に導体層15が形成された内層基板10を準備する。第1感光性樹脂層31を配置する前に、内層基板10の表面に前処理を施すことが好ましい。前処理としては、洗浄処理、密着性向上処理などが挙げられる。洗浄処理としては、例えば、UVオゾン処理、超音波洗浄などが挙げられる。密着性向上処理としては、脱水ベーク及びヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理などが挙げられる。HMDS処理は、内層基板10の表面にメチル基を結合させて内層基板10の表面を疎水性にするための処理である。脱水ベークにより内層基板10中の水分を除去し、HMDS処理により内層基板10に対する第1感光性樹脂の密着性を高めることができる。
工程(B1)では、図2Aに示すように、内層基板10の表面に第2導体パターン20を形成し、第2導体パターン20を覆うように内層基板10の表面に、第1感光性樹脂層31を配置する。
工程(C1)では、第2感光性樹脂層41を、第1感光性樹脂層31の表面に配置して、図2Bに示すように、2層レジスト膜71を形成する。
工程(D1)では、2層レジスト膜71を露光して、図3Aに示すように、第1導体パターン用凹部70Aを形成する部分71Aに、光塩基発生剤から塩基32を発生させる。光塩基発生剤から発生する塩基32は、工程(E1)で発生する酸42を中和し、酸42の作用による第1高分子の分解反応を遮断する。そのため、第1感光性樹脂層31の部分71Aは、現像液により溶解除去されない。
工程(E1)では、2層レジスト膜71を露光して、図3Bに示すように、第1導体パターン用凹部70Aを形成する部分71A及びビアホール用凹部70Bを形成する部分71Bに、光酸発生剤から酸42を発生させる。光酸発生剤から発生する酸42の作用により、第1高分子及び第2高分子の分解反応が進行し、第1感光性樹脂層31及び第2感光性樹脂層41は、現像液に対する溶解性が高くなる。そのため、酸42の作用により第1感光性樹脂層31及び第2感光性樹脂層41の分解反応が進行した部分は、現像液により溶解除去される。
工程(F1)では、露光した2層レジスト膜71に露光後ベーク(PEB、Post−Exposure−Bake)を行う。これにより、工程(D1)及び工程(E1)における露光時の2層レジスト膜71中で生じる定在波の影響を遮断し、潜像を形成することができる。すなわち、露光後ベークを行うことにより、酸42の拡散を促進するとともに、第1高分子及び第2高分子の分解反応の速度を加速する。その結果、第1感光性樹脂層31のビアホール用凹部70Bを形成する部分71Bに酸42が拡散し、第1感光性樹脂層31の部分71Bの分解反応が進行しやすくなる。第1感光性樹脂層31の部分71Aでは、塩基32が拡散しているため、酸42は中和されて、第2感光性樹脂層41中で発生した酸42は、第1感光性樹脂層31中にほとんど拡散しない。一方で、第1感光性樹脂層31の部分71Bでは、塩基32が拡散していないため、第2感光性樹脂層41中で発生した酸42は、第1感光性樹脂層31中に拡散する。これにより、図4Aに示すように、酸42が拡散した部分71Bを有する第1絶縁層30の表面に、酸42が拡散した部分71A及び部分71Bを有する第2絶縁層40を積層してなる、2層レジスト硬化膜が得られる。
工程(G1)では、露光後ベークした2層レジスト膜72を現像液で現像して、第1導体パターン用凹部70A及びビアホール用凹部70Bを形成する。これにより、酸42の作用により、第1高分子及び第2高分子の分解反応が進行した部分が溶解除去され、図4Bに示すレジストパターン70が得られる。
工程(H1)では、めっき処理又は導電性ペーストの印刷を行い、第1導体パターン用凹部70Aに第1導体パターン50を、ビアホール用凹部70Bにビアホール60をそれぞれ形成し、図1に示すように、ビアホール60及び第2導体パターン20で導体層15と第1導体パターン50とを電気的に接続する。
工程(H1)でめっき処理又は導電性ペーストの印刷を行うと、図5に示すように、第2絶縁層40の表面に導体80が残存しやすい。この導体80により、電気的に接続すべきでない第1導体パターン50同士が電気的に接続されるおそれがある。そこで、工程(H1)を行なった後に、第2絶縁層40の表面に残存する導体80を除去する工程(I1)を行なってもよい。
図6A〜図6Fは、本実施形態に係るレジストパターンの製造方法を説明するための概略断面図である。図6C及び図6D中の矢印は、露光時の光の照射方向を示す。図6C〜図6Eでは、塩基32を「−」を、酸42を「+」を用いて表しており、第1感光性樹脂層31及び第2感光性樹脂層41の、露光により発生した塩基32又は酸42が存在する部位のハッチングは省略している。
工程(B2):図6Aに示すように、酸分解性を有する第1感光性樹脂と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層31を、基板10の表面に配置する工程、
工程(C2):酸分解性を有する第2感光性樹脂と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層41を、第1感光性樹脂層31の表面に配置して、図6Bに示すように、2層レジスト膜71を形成する工程、
工程(D2):2層レジスト膜71を露光して、図6Cに示すように、有底孔70Cを形成する部分71Cに、光塩基発生剤から塩基32を発生させる工程、
工程(E2):2層レジスト膜71を露光して、図6Dに示すように、有底孔70Cを形成する部分71C及び貫通孔70Dを形成する部分71Dに、光酸発生剤から酸42を発生させる工程、
工程(F2):露光した2層レジスト膜71に、図6Eに示すように露光後ベークを行う工程、
工程(G2):露光後ベークした2層レジスト膜72を現像液で現像して、図6Fに示すように、有底孔70C及び貫通孔70Dを形成する工程。
工程(B2)〜工程(G2)は、上述したプリント配線板の製造方法における工程(B1)〜工程(G1)と同様である。有底孔70Cの深さ70Hは、得られるレジストパターンの使用用途などに応じ適宜調整すればよく、第2露光光93の露光量などを制御することにより調整することができる。有底孔70C及び貫通孔70Dの形状、サイズなどは、得られるレジストパターンの使用用途などに応じ適宜調整すればよい。
このようにして得られるレジストパターン70は、図6Fに示すように、第1絶縁層30の表面に第2絶縁層40を積層してなり、有底孔70C及び貫通孔70Dを有する。
第1高分子として合成した「poly(p-tert-butoxycarbonyloxy styrene)」、光塩基発生剤として、合成した「1,3-bis[1-(2-nitro-4,5-dimethoxybenzyloxycarbonyl)-4-piperidyl]propane」、有機溶剤として、テトラヒドロフラン(THF)、を準備した。
10 内層基板、基板
15 導体層
20 第2導体パターン
30 第1絶縁層
31 第1感光性樹脂層
32 塩基
40 第2絶縁層
41 第2感光性樹脂層
42 酸
50 第1導体パターン
60 ビアホール
70 レジストパターン
70A 第1導体パターン用凹部
70B ビアホール用凹部
70C 有底孔
70D 貫通孔
71、72 2層レジスト膜
80 導体
90 第1マスクフィルム
92 第2マスクフィルム
Claims (12)
- 内部に導体層が形成された内層基板と、
前記内層基板の表面に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の表面に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層を貫通し、前記第1絶縁層の表面を底面として形成された第1導体パターンと、
前記第1絶縁層を貫通し、前記導体層と前記第1導体パターンとを電気的に接続するように形成されたビアホールとを備え、
前記第1絶縁層は、酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層の硬化物からなり、
前記第2絶縁層は、酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層の硬化物からなる
プリント配線板。 - 前記第1感光性樹脂層と前記第2感光性樹脂層とは、吸収する光のピーク波長が異なる請求項1に記載のプリント配線板。
- 前記第1感光性樹脂組成物は、酸増幅剤をさらに含有する請求項1又は2に記載のプリント配線板。
- 前記内層基板の表面に第2導体パターンが形成されており、前記導体層と前記第1導体パターンとは前記第2導体パターンを介して電気的に接続されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 以下の工程(A1)〜工程(H1)を含む、プリント配線板の製造方法。
工程(A1):内部に導体層が形成された内層基板を準備する工程、
工程(B1):前記内層基板の表面に、酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層を配置する工程、
工程(C1):酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層を、前記第1感光性樹脂層の表面に配置して、2層レジスト膜を形成する工程、
工程(D1):前記2層レジスト膜を露光して、第1導体パターン用凹部を形成する部分に、前記光塩基発生剤から塩基を発生させる工程、
工程(E1):前記2層レジスト膜を露光して、前記第1導体パターン用凹部及びビアホール用凹部を形成する部分に、前記光酸発生剤から酸を発生させる工程、
工程(F1):露光した2層レジスト膜に露光後ベークを行う工程、
工程(G1):前記露光後ベークを行った2層レジスト膜を現像液で現像して、前記第1導体パターン用凹部及びビアホール用凹部を形成する工程、
工程(H1):めっき処理又は導電性ペーストの印刷を行い、前記第1導体パターン用凹部に前記第1導体パターンを、前記ビアホール用凹部に前記ビアホールをそれぞれ形成し、前記ビアホールで前記導体層と前記第1導体パターンとを電気的に接続する工程。 - 前記第1感光性樹脂組成物は、酸増幅剤をさらに含有する請求項5に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記工程(D1)を行った後に、前記工程(E1)を行う請求項5又は6に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記工程(E1)を行った後に、前記工程(D1)を行う請求項5又は6に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記光酸発生剤及び光塩基発生剤は、吸収する光のピーク波長がそれぞれ異なり、
前記工程(D1)において、前記光酸発生剤のピーク波長よりも前記光塩基発生剤のピーク波長に近い波長の光で露光し、
前記工程(E1)において、前記光塩基発生剤のピーク波長よりも前記光酸発生剤のピーク波長のピーク波長に近い波長の光で露光する
請求項5〜8のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。 - 前記工程(B1)において、前記内層基板の表面に第2導体パターンを形成し、前記第2導体パターンを覆うように前記内層基板の表面に前記第1感光性樹脂層を配置し、
前記工程(H1)において、前記ビアホール及び前記第2導体パターンで前記導体層と前記第1導体パターンとを電気的に接続する
請求項5〜9のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。 - 以下の工程(B2)〜工程(G2)を含む、レジストパターンの製造方法。
工程(B2):酸分解性を有する第1高分子と、光塩基発生剤とを含有する第1感光性樹脂組成物からなる第1感光性樹脂層を、基板の表面に配置する工程、
工程(C2):酸分解性を有する第2高分子と、光酸発生剤とを含有する第2感光性樹脂組成物からなる第2感光性樹脂層を、前記第1感光性樹脂層の表面に配置して、2層レジスト膜を形成する工程、
工程(D2):前記2層レジスト膜を露光して、有底孔を形成する部分に、前記光塩基発生剤から塩基を発生させる工程、
工程(E2):前記2層レジスト膜を露光して、前記有底孔及び貫通孔を形成する部分に、前記光酸発生剤から酸を発生させる工程、
工程(F2):露光した2層レジスト膜に露光後ベークを行う工程、
工程(G2):前記露光後ベークを行った2層レジスト膜を現像液で現像して、前記有底孔及び貫通孔を形成する工程。 - 前記第1感光性樹脂組成物は、酸増幅剤をさらに含有する請求項11に記載のレジストパターンの製造方法。
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2016
- 2016-11-17 JP JP2016224525A patent/JP6876952B2/ja active Active
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