JP2525030B2 - 印刷回路基板の製造方法 - Google Patents

印刷回路基板の製造方法

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JP2525030B2 JP63085996A JP8599688A JP2525030B2 JP 2525030 B2 JP2525030 B2 JP 2525030B2 JP 63085996 A JP63085996 A JP 63085996A JP 8599688 A JP8599688 A JP 8599688A JP 2525030 B2 JP2525030 B2 JP 2525030B2
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/381Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、有機系材料からなる基板の表面をエッチン
グによって粗化した後、該表面上に所定の配線パターン
をめっきによって印刷形成して印刷回路基板を製造する
方法に関するものであり、特に光透過性を有する有機系
材料からなる熱可塑性樹脂基板の表面に配線パターンを
形成するのに好適な製造方法に関するものである。
[従来の技術] 従来、有機系材料からなる基板の表面にめっきによっ
て所定の配線パターンを形成する場合には、あらかじめ
基板の表面を粗化しておき、めっきの密着性を高めるこ
とが行なわれている。第5図には、従来の印刷回路基板
の製造方法の工程が示してある。第5図(A)に示すよ
うに、表面に何も形成されていない基板1を用意する。
そして第5図(B)に示すように基板1の配線パターン
を形成すべき表面全体をジメチルホルムアミド等の溶媒
を用いて膨潤させる。この膨潤工程を一般的にプリエッ
チングと呼んでいる。プリエッチングを施すのは、エッ
チング工程だけでは、基板の表面を十分に粗化すること
ができないため、エッチングの前に基板の表面を膨潤さ
せて、後のエッチング工程による表面粗化を効果的に行
うことができるようにするためである。プリエッチング
を実施した後、例えば硫酸−クロム酸混合液を用いてプ
リエッチングした基板の表面を更に高い密度で粗化す
る。第5図(C)は、エッチングを施した後の状態を示
している。エッチングが完了した後は、公知のめっき技
術(アディティブ法)によって配線パターン2を基板1
の表面に形成する。第5図(D)は、配線パターン2を
形成した状態を示している。そして人目に触れる場所に
配置される基板の場合には、配線パターン2を形成した
部分を除いて基板1の粗化された面部1aを研磨する。第
5図(E)は面部1aを研磨した後の状態を示している。
この研磨を必要とする基板の用途としては、例えば自動
車のメータパネル等に用いられる光透過性を有する基板
(例えばポリサルホン基板)が挙げられる。この種の光
透過性を有する基板は、基板の裏側から光を当ててスイ
ッチが設けられている部分や表示部分を照明することが
要求される用途に用いられている。
[発明が解決しようとする課題] 従来の方法では、次のような問題点がある。
プリエッチング工程で用いるジメチルホルムアミド等
の溶媒は、非常に強い化学的性質を有しているため、既
存のマスキング材料ではこの溶媒に耐えることができな
い。したがって、プリエッチングは、マスキングをせず
に基板の表面全体に対して行なわざるを得ず、選択的な
プリエッチングを行うことができないという問題があ
る。
プリエッチング工程で用いるジメチルホルムアミド等
の溶媒の使用条件は、非常に厳しいものが要求される。
使用条件の管理の善し悪しが、プリエッチングの善し悪
し及び後のエッチングの善し悪しを左右する。したがっ
てプリエッチング工程の実施に、かなりの労力を費す必
要がある上、この工程を失敗すると不良品率が高くなる
という問題がある。
裏面側からの光をより有効に透過させることが要求さ
れる光透過性を有する基板に配線パターンを形成する場
合には、配線パターンを形成した後に配線パターン以外
の粗化された表面部分を研磨する必要があり、この研磨
工程が製造工程を増加させ、不良品率を増加させ、また
製品の値段を上げる原因となっていた。
本発明の目的は、上記従来の方法の問題点を解決する
印刷回路基板の製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の方法は、特に光透過性を有する有機系材料か
らなる熱可塑性樹脂基板を用いて印刷回路基板を製造す
る場合に好適な製造方法を提供する。この発明では、ま
ず熱可塑性樹脂基板の表面上に配線パターン形成部分を
露出させるようにして該表面上にマスキングコートを被
覆する。そしてマスキングコートの上からサンドブラス
ト処理を行って配線パターン形成部分を粗化する。その
後、配線パターン形成部分をエッチングにより更に粗化
する。マスキングコートの剥離は、エッチングを行う前
または後のいずれかに行う。そして配線パターン形成部
分にめっきを施す。
[作用] サンドブラストによって基板の表面を粗化した場合、
溶媒を用いてプリエッチングを行う場合と略同程度の表
面粗化を得ることができる。サンドブラストは、溶媒を
用いる従来のプリエッチングと比べて、厳しい条件管理
を必要としない。したがって、簡単に予備表面粗化をす
ることができる上、選択的に所望の部分をエッチングす
ることができる。
本発明のように、マスキングコートを用いてサンドブ
ラストによる予備表面粗化を行えば、表面粗化の不必要
な部分を粗化しないで済む。したがって特に光透過性を
有する有機系材料からなる熱可塑性樹脂基板のように、
配線パターンを形成する部分以外の表面は滑らかな状態
にしておくことが要求される基板を用いて配線パターン
を形成する場合には、この方法が最適である。特に、マ
スキングコートの剥離をエッチングの後に行うようにす
れば、エッチング溶液によって表面粗化が不用な表面部
分が侵されるのを阻止することができる。
[実施例] 以下図面を参照して、本発明の方法の実施例を詳細に
説明する。
第1図は、本発明の方法の一実施例を製造工程の各段
階における基板の状態をそれぞれ示している。
第1図(A)は、有機系材料からなる基板10を準備し
た状態である。有機系材料からなる基板としては、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂等を紙基材,ガラス基材等と
組み合わせたものが最も良く知られているが、本実施例
ではポリサルホン,ポリアリルサルホン,ポリエーテル
サルホン,ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹
脂をモールド工法を用いて製造した熱可塑性樹脂基板の
うち、ポリサルホン基板を用いている。熱可塑性樹脂基
板は、耐熱性が高く、寸法安定性が良く、広い周波数及
び温度範囲で誘電率が安定しているという特性から、自
動車のメータパネル等の基板として用いられるようにな
ってきた。これらの基板の中でも、ポリサルホン基板
は、価格の安さ及び光透過性の良さから、最近使用要求
が非常に高まっている。そこで本実施例では、このポリ
サルホン基板を試験材料として選択した。
まず基板10の上に所定の配線パターンの配線パターン
形成部分11を残すようにして、公知のマスキング用熱効
果性樹脂塗料、例えば株式会社アサヒ化学研究所が「ス
トリップマスク#228T」の商標で販売しているビニル樹
脂系塗料を用いてスクリーン印刷でマスキングコート12
を印刷する[第1図(B)]。現在の技術では、一回の
印刷で略50μ程度の膜厚を得ることができるが、必要に
応じて数回の印刷を行ってもよい。印刷後、100℃の温
度で約20分間乾燥を行って、マスキング用熱硬化性樹脂
塗料を硬化させる。
次にサンドブラストにより基板10のマスキングコート
12を印刷した側の表面の粗化処理を行う[第1図
(C)]。サンドブラストとは、所定の硬度を有する粒
体又は粉末を基体の表面に吹き付けて表面を切削加工す
る表面処理技術である。本実施例では、コランダム粉末
(#200メッシュ程度)を3〜5kgの空気圧力で加速し
て、粉末のノズルスピードが50mm/s程度になる装置を用
いてサンドブラスト処理を行った。ノズルの先端を基板
10の表面から約300mm離した状態で適宜にノズルを移動
させて、基板10の表面の特にマスキングコート12によっ
て形成された配線パターン形成部分11にコランダム粉末
を吹き付けた。吹き付け時間は、基板10の硬度及び配線
パターン形成部分11の広さによって異なる。
サンドブラストによって配線パターン形成部分11の表
面を粗化した後、マスキングコート12を剥離する[第1
図(D)]。マスキングコート12を、エッチングの溶媒
に耐え得る材質で形成した場合には、後述するエッチン
グ処理を施した後にマスキングコート12の剥離を行うこ
ともできる。実験によると、マスキングコート12によっ
て覆われていた表面が滑らかな部分即ち粗化されていな
い部分13は、短い時間のエッチングでは殆ど表面が粗化
されることはなかった。このことから、マスキングコー
ト12をエッチングの前に剥離することが許容される。
エッチング処理は、例えば硫酸455ml/,りん酸90ml
/,無水クルム酸45g/,水455ml/を混合した溶液
に、基板10を浸漬して行う。本実施例においては、溶液
の温度を75〜80℃に保持して、基板を溶液に約5分間浸
漬した。第1図(E)はエッチング処理を施した後の状
態を示している。第2図(A)は、実際にエッチング処
理を行った後の配線パターン形成部分の表面粗さを表面
粗さ計で測定した結果の一例をしている。また比較のた
めに第2図(B)には、従来の溶媒を用いてプリエッチ
ングを行った後に、エッチングを行って配線パターン形
成部分の粗化を行った場合の配線パターン形成部分の表
面粗さを表面粗さ計で測定した結果の一例を示してあ
る。両図を対比すれば判るように、本発明の方法によっ
て表面粗化を行った場合には、従来よりも表面の凹凸の
深さが深くなる。最大深さで比較した場合、本発明の方
法で粗化を行うと、凹部の深さが従来の約2倍以上にな
ることが判る。なお第2図では判らないが、顕微鏡で粗
化した基板の表面を見てみると、従来の方法で粗化した
場合と本発明の方法で粗化した場合とでは、表面に形成
される凹凸の状態がかなり異なっているのが判った。従
来の方法で粗化を行った場合には、粗化された面は細い
溝が網目のように形成された凹凸形状になるが、本発明
の方法で粗化を行った場合には、粗化された面は幅広の
溝と山部が不規則に入り組んだ凹凸形状になる。したが
って、従来の方法と比べて、粗化の緻密性及び均質性と
いう点では、本発明の方法は若干劣ることが判った。し
かしながら本発明の方法によれば凹部の深さが深いこと
から判るように、短時間でエッチングを十分に行うこと
ができることが判った。
なおエッチング溶液は、基板の材料に合わせて適宜の
ものを用いることができ、浸漬時間もエッチング溶液と
基板材料の相違によって適宜に実験的に定めればよい。
ポリサルホン基板を用いる場合には、温度条件にもよる
が、前述のエッチング溶液を用いた場合で、許容浸漬時
間は5〜10分であった。これ以上浸漬時間を長くする
と、サンドブラストによって表面粗化を行っていない部
分13がある程度まで粗化されてしまうことが確認され
た。なお前述のようにエッチング溶液によって侵される
ことのない材質のマスキングコートを用いて、エッチン
グの際にマスキングコートを残しておくようにすれば、
エッチング溶液に基板を浸漬させてもサンドブラストに
よって表面粗化を行っていない部分13が粗化されること
がない。したがって、基板の材質によってはマスキング
コートの剥離をエッチング処理の後に行うことが好まし
い。
エッチングを行った後、基板を水洗いしてエッチング
溶液を除去し、第1図(F)に示すように公知のアディ
ティブ法を用いて配線パターン形成部分11にめっきの配
線パターン14を印刷形成した。
上記のようにして製造した印刷回路基板の配線パター
ンの密着強度試験を行ったが、従来の方法で製造したも
のと比べて遜色のない密着強度を得られることが判っ
た。密着強度試験としては、粘着テープ剥離試験,半田
引張強度試験及び半田くわれ性試験を行った。粘着テー
プ剥離試験では、従来方法と本発明の方法との間に大き
な差はなかった。半田引張強度試験では、寸法の異なる
正方形のラウンドをそれぞれ複数個用意して、このラウ
ンドに半田を付け、半田に引っ張り力を加えた。第3図
は、この試験の結果を示している。なおこの試験では各
寸法のラウンドを10個づつ用意した。第3図では、バラ
ツキの範囲を縦線の長さで示している。この図から判る
ように、本発明の方法で製造した基板の方が、バラツキ
が大きいが、従来品と比べて強度には大きな差はなかっ
た。また10個のラウンドに対する半田くわれ性試験にお
いては、第4図の試験結果に見られるように従来品と比
べて大差がなかった。なおこの試験で使用した半田コテ
は15Wのものである。以上の試験から、本発明の方法に
よれば従来の方法で製造した印刷回路基板と比べて、大
差のない印刷回路基板を製造することができることが確
認された。
上記実施例は、基板として光透過性を有するポリサル
ホン基板を用いた場合の例であるが、この実施例によれ
ば、基板表面の選択的なエッチングを行える上、エッチ
ング後に表面の研磨を必要としないので、製造工程を削
減して不良品率を大幅に低下させることができた。
なお上記実施例で用いた基板に限らず、本発明の方法
によれば、他の有機材料基板においても略同様の結果が
得られた。
[発明の効果] 本発明によれば、サンドブラストで予備表面粗化を行
なうので、厳しい条件管理を必要とすることなく、簡単
にエッチングの前の予備表面粗化を行なうことができ、
不良品率を大幅に低下させることができる。
また本発明によればマスキングコートを用いてサンド
ブラストによる予備表面粗化を行うので、表面粗化の不
必要な部分を粗化しないで済む。したがって特に光透過
性を有する有機系材料からなる熱可塑性樹脂基板のよう
に、配線パターンを形成する部分以外の表面は滑らかな
状態にしておくことが要求される基板を用いて配線パタ
ーンを形成する場合において、研磨工程を行なう必要性
をなくして、製造工程を減少させ、また不良品率を低下
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)ないし(F)はそれぞれ本発明の方法の実
施例の工程の過程を示す図、第2図(A)は本発明の方
法で粗化した基板の表面粗さを示す図、第2図(B)は
従来の方法で粗化した基板の表面粗さを示す図、第3図
は半田引張強度試験の試験結果を示す図、第4図は半田
くわれ試験の試験結果を示す図、第5図(A)ないし
(E)はそれぞれ従来の方法の工程の過程を示す図であ
る。 1,10……基板、11……配線パターン形成部分、12……マ
スキングコート、13……粗化されていない部分、14……
配線パターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 精二 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番 地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 中田 剛 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番 地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 横山 充 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番 地 北陸電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−60869(JP,A) 特開 昭59−54290(JP,A) 特開 昭55−93287(JP,A) 特公 昭56−25453(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光透過性を有する有機系材料からなる熱可
    塑性樹脂基板の表面上の配線パターン形成部分を露出さ
    せるようにして前記表面上にマスキングコートを被覆す
    る工程と、 前記マスキングコートの上からサンドブラスト処理を行
    って前記配線パターン形成部分を粗化する工程と、 前記配線パターン形成部分をエッチングして更に粗化す
    る工程と、 前記エッチングを行う前または後に前記マスキングコー
    トを剥離する工程と、 粗化した前記配線パターン形成部分にめっきを施す工程
    とからなる印刷回路基板の製造方法。
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