JP2018137282A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時間を短縮できるとともに、製造コストを低減できるプリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】プリント配線板の製造方法は、最外導体層１４，１６まで形成された中間体１００の最外層上に熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層１８’’，１９’’を形成することと、加熱処理により樹脂層１８’’，１９’’を半硬化させることと、半硬化された樹脂層１８’，１９’の一部をエッチングにより除去することで、樹脂層１８’，１９’に最外導体層１４，１６まで達する開口部２０，２２を形成することと、加熱処理により樹脂層１８’，１９’を本硬化させてソルダーレジスト層１８，１９を形成することと、を含む。
【選択図】図２Ｇ

Description

本発明は、最外層にソルダーレジスト層を備えるプリント配線板の製造方法に関する。

特許文献１は、プリント配線板の製造方法を開示している。特許文献１のプリント配線板の製造方法では、導体回路を有する絶縁基板の表面に、熱硬化性樹脂からなるソルダーレジストが印刷される。次に、ソルダーレジストに熱処理が施され、絶縁被膜が形成される。そして、絶縁被膜にレーザーが照射されることで開口部が形成される。

特開２００５−５７２９８号公報

特許文献１のプリント配線板の製造方法では、熱硬化した絶縁被膜にレーザーが照射されることで開口部が形成される。レーザーによる開口部の形成には多大な時間を要する。また、高価なレーザー装置も必要とされる。これらは、プリント配線板の製造時間および製造コストの増大を意味する。

本発明のプリント配線板の製造方法は、最外導体層まで形成された中間体の最外層上に熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成することと、加熱処理により前記樹脂層を半硬化させることと、半硬化された前記樹脂層の一部をエッチングにより除去することで、前記樹脂層に前記最外導体層まで達する開口部を形成することと、加熱処理により前記樹脂層を本硬化させてソルダーレジスト層を形成することと、を含む。

本発明の実施形態のプリント配線板の製造方法によれば、プリント配線板の製造時間が短縮されるとともに、製造コストが低減される。

本発明の一実施形態により製造されるプリント配線板を説明するための断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す断面図。

本発明のプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図１は、実施形態により製造されたプリント配線板１０の断面図である。図１に示すプリント配線板１０は、絶縁樹脂層１２と、絶縁樹脂層１２の第１面１２Ｆ１に形成された第１導体層１４と、絶縁樹脂層１２の第１面１２Ｆ１とは反対側の第２面１２Ｆ２に形成された第２導体層１６とを備えている。第１導体層１４と第２導体層１６とはビア導体１７を介して接続されていてよい。第１導体層１４および第２導体層１６は、金属、例えば銅で構成される。プリント配線板１０は、ガラスクロス等の芯材で補強されたコア層を有さないコアレス型のプリント配線板である。従って、コア層を有するプリント配線板と比べて厚みを薄くすることができる。しかし、コアレス型のプリント配線板１０は、コア層を有するプリント配線板と比較して剛性が低い。そこで、剛性を高めるため、図１に示されるプリント配線板１０は最外層に剛性の高いソルダーレジスト層１８，１９をそれぞれ備える。ソルダーレジスト層は、プリント配線板１０の片面だけに設けられていてよい。

各ソルダーレジスト層１８，１９は、光硬化性樹脂組成物よりも剛性の高い熱硬化性樹脂組成物からなる。熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂および硬化剤を含有する。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂や尿素樹脂などのアミノ樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ変成ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などが挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、単独で用いられてもよい。または２種類以上の混合樹脂が用いられてもよい。

硬化剤としては、例えば、ポリフェノール系硬化剤、ポリアミン系硬化剤、カルボン酸ヒドラジド類、ジアミノマレオニトリル類、ジシアンジアミド、イミダゾール類ポリアミンのナイロン塩およびリン酸塩、ルイス酸およびそのアミン錯体などが使用され得る。これらの硬化剤は、単独で用いられてよい。または２種類以上の硬化剤が用いられてもよい。

熱硬化性樹脂組成物には、さらに無機フィラーが含有されていてよい。無機フィラーは３０〜８０質量％含有されていてよい。無機フィラーは、アルミナおよびシリカの少なくとも１種である。無機フィラーとしてのシリカの例は、結晶性シリカ、溶融シリカ、煙霧状シリカ、ゾルゲルシリカなどである。無機フィラーは数種類組み合わせて使用されてもよい。無機フィラーの平均粒径は０．１μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。無機フィラーの最大粒径は１０μｍ以下であることが好ましい。また、無機フィラーの形状は略球形であることが好ましい。

各ソルダーレジスト層１８，１９には、第１導体層１４または第２導体層１６の一部を導体パッド１４ａ，１６ａとして露出させる複数の開口部２０，２２が形成されている。

図１に示されるプリント配線板１０の製造方法の一実施形態が、図２Ａ〜２Ｈを参照して具体例により説明される。

図２Ａに示されるように、絶縁樹脂層１２の第１面１２Ｆ１上に第１導体層１４が形成され、かつ絶縁樹脂層１２の第２面１２Ｆ２上に第２導体層１６が形成されている中間体１００が用意される。この例では、絶縁樹脂層１２は１層であるので、第１導体層１４および第２導体層１６は共に最外導体層を構成する。このような中間体１００は適度な剛性を備える支持板（図示せず）上で形成され得る。

図２Ｂに示されるように、中間体１００の両最外層上に上述した熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層１８’’，１９’’がそれぞれ形成される。また、樹脂層１８’’，１９’’の形成は、流動性を有する熱硬化性樹脂組成物を中間体１００の最外層上に塗布するか、あるいはシート状の熱硬化性樹脂組成物を中間体１００の最外層上に貼り付けることにより行われ得る。

図２Ｃに示されるように、各樹脂層１８’’，１９’’上に金属箔２４，２５がそれぞれ貼り付けられる。金属箔２４，２５は、例えば銅箔である。金属箔２４，２５は、第１導体層１４および第２導体層１６とは異なる材料、例えばニッケル箔が用いられてもよい。金属箔２４，２５の厚みは、好ましくは０．５μｍ以上５．０μｍ以下である。また、金属箔２４，２５の貼付け後に、オーブン等の加熱装置（図示せず）により加熱処理が施され、樹脂層１８’’，１９’’は半硬化される。半硬化された樹脂層は符号１８’，１９’で示される。ここで「半硬化」とは、通常「Ｂ−Ｓｔａｇｅ」と称される状態であり、より詳しくは、熱硬化性樹脂が溶解可能な溶剤に触れた際に、熱硬化性樹脂が実質的に全て溶解する硬化状態である。

図２Ｄに示されるように、各金属箔２４，２５上に、第１開口２６ａ，２７ａを有する第１マスク２６，２７がそれぞれ形成される。第１開口２６ａ，２７ａは金属箔２４，２５の一部を露出する。第１開口２６ａ，２７ａは、第１導体層１４および第２導体層１６の導体パッド１４ａ，１６ａの形成場所に形成される。第１マスク２６，２７は金属箔２４，２５の選択的エッチングのために形成される。金属箔２４，２５の、第１マスク２６，２７によって覆われた部分だけがエッチング後に残る。第１マスク２６，２７には、通常のドライフィルムレジストが用いられる。第１開口２６ａ，２７ａは、フォトリソグラフィ技術により形成される。あるいは、第１マスク２６，２７には銅箔が用いられてもよい。

図２Ｅに示されるように、第１マスク２６，２７の第１開口２６ａ，２７ａから露出される金属箔２４，２５の部分がエッチングにより除去される。その結果、金属箔２４，２５に第２開口２８ａ，２９ａが形成される。これにより、第１マスク２６，２７と同じパターンを有する、金属箔２４，２５からなる第２マスク２８，２９が形成される。樹脂層１８’，１９’の一部は、第１マスク２６，２７の第１開口２６ａ，２７ａおよび第２マスク２８，２９の第２開口２８ａ，２９ａから露出する。

図２Ｆに示されるように、不要になった第１マスク２６，２７が除去される。第１マスク２６，２７がドライフィルムレジストからなる場合、第１マスク２６，２７は、例えば、レジスト剥離液を用いて除去される。レジスト剥離液には、例えば有機酸系の薬液等が用いられる。第１マスク２６，２７が銅箔からなる場合、第１マスク２６，２７はエッチングにより除去することができる。

図２Ｇに示されるように、第２マスク２８，２９の第２開口２８ａ，２９ａから露出する半硬化状態の樹脂層１８’，１９’の部分がエッチングにより除去される。その結果、樹脂層１８’，１９’に、第１導体層１４および第２導体層１６まで達する開口部２０，２２が形成される。すなわち、第１導体層１４および第２導体層１６の一部が開口部２０，２２から露出する。エッチングは、好ましくは、第２マスク２８，２９から露出している樹脂層１８’，１９’にエッチング液を吹き付けるスプレー法により行われる。半硬化状態の樹脂層１８’，１９’は、エッチング液の吹き付け圧力による物理的作用によって効率的に除去される。しかし、エッチングは、中間体１００をエッチング液に浸漬される浸漬法により行われてもよい。樹脂層１８’，１９’を溶解するエッチング液としては、例えば硫酸系、塩化銅系の薬液が挙げられる。

図２Ｈに示されるように、不要になった金属箔２４，２５からなる第２マスク２８，２９が除去される。そのために例えば、中間体１００がエッチング液に浸漬される。第２マスク２８，２９が第１導体層１４および第２導体層１６と同じ材料から形成されている場合には、第２マスク２８，２９の第２開口２８ａ，２９ａから露出する第１導体層１４および第２導体層１６の部分を被覆するようにレジストなどの保護膜が形成されていてもよい。しかし、第１導体層１４および第２導体層１６の厚みが第２マスク２８，２９のそれよりも十分に厚い場合には、保護膜の形成なしでエッチングが施されてもよい。また、第２マスク２８，２９の除去後または除去前に、加熱処理が施され、樹脂層１８’，１９’は本硬化される。これにより、ソルダーレジスト層１８，１９が形成される。「本硬化」とは、上記「半硬化」よりも熱硬化性樹脂をさらに硬化させることをいう。本硬化は、半硬化のための加熱処理よりも、高温または長時間の加熱により実現可能である。本硬化のための加熱処理は、半硬化のときと同様、オーブン等の加熱装置（図示せず）を用いて行われ得る。

その後、図示されていないが、第１導体層１４および第２導体層１６の露出面には、ＯＳＰ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｓｎ等の表面処理が施されてよい。

実施形態の製造方法によれば、熱硬化性樹脂組成物からなるソルダーレジスト層１８，１９の開口部２０，２２は、エッチングにより形成される。開口部２０，２２は一度に形成され得る。従って、プリント配線板１０の製造に要する時間は、開口部２０，２２を１つずつレーザー加工する製造方法と比べて短縮される。また、高価なレーザー装置も必要とされないため、プリント配線板１０の製造にかかるコストは低減される。

また、実施形態の製造方法によれば、第２マスク２８，２９の材料には金属箔２４，２５が使用されている。そのため、樹脂層１８’，１９’のエッチング時に中間体１００が変形し難くなる。その結果、樹脂層１８’，１９’に形成される開口部２０，２２の寸法精度は高くなる。

さらに、実施形態の製造方法によれば、樹脂層１８’，１９’のエッチングは、第２マスク２８，２９から露出している樹脂層１８’，１９’にエッチング液を吹き付けるスプレー法により行われる。そのため、半硬化状態の樹脂層１８’，１９’は、エッチング液の吹き付け圧力による物理的作用によって効率的に除去される。

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明から逸脱しない範囲で種々の変更、修正が可能である。例えば、上記実施形態では、コア層を有しないコアレス型のプリント配線板を製造する例が示されたが、本発明のプリント配線板の製造方法は、コア層を有するプリント配線板の製造にも適用され得る。本発明のプリント配線板の製造方法は、絶縁樹脂層と導体層が交互に積層された多層構造のプリント配線板の製造にも適用され得る。また、上記実施形態では、第２マスクとして金属箔が用いられると説明されたが、第２マスクには、ドライフィルムレジストが用いられてもよい。

１０ プリント配線板
１２ 絶縁樹脂層
１２Ｆ１ 絶縁樹脂層の第１面
１２Ｆ２ 絶縁樹脂層の第２面
１４ 第１導体層
１６ 第２導体層
１８，１９ ソルダーレジスト層
１８’，１９’ 半硬化状態の樹脂層
１８’’，１９’’ 未硬化状態の樹脂層
２０，２２ 開口部
２４，２５ 金属箔
２６，２７ 第１マスク
２６ａ，２７ａ 第１開口
２８，２９ 第２マスク
２８ａ，２９ａ 第２開口
１００ 中間体

Claims (3)

1. プリント配線板の製造方法であって、
   最外導体層まで形成された中間体の最外層上に熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成することと、
   加熱処理により前記樹脂層を半硬化させることと、
   半硬化された前記樹脂層の一部をエッチングにより除去することで、前記樹脂層に前記最外導体層まで達する開口部を形成することと、
   加熱処理により前記樹脂層を本硬化させてソルダーレジスト層を形成することと、を含む。
2. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、
   半硬化された前記樹脂層の一部をエッチングにより除去することで、前記樹脂層に前記最外導体層まで達する開口部を形成することは、前記樹脂層の上に金属箔を形成することと、前記金属箔の上に第１開口を有する第１マスクを形成することと、前記第１開口で露出される金属箔を除去することで第２開口を有する第２マスクを形成することと、前記第２開口で露出する前記樹脂層をエッチングで除去することと、を含む。
3. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、
   エッチングによる前記樹脂層の一部の除去は、前記樹脂層にエッチング液を吹きつけるスプレー法により行われる。

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