JP3244782B2 - プリント配線板の作製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を用いてプ
リント配線板を作製するに際し、配線板用基板上に電着
法により誘電体層を設けかつ、この誘電体層上に感光体
を利用して静電潜像を形成させ、その静電潜像を利用す
る新規なプリント配線板の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板を作製するには、
一般に絶縁性基板に銅箔を張った積層板上に感光性フィ
ルムをラミネートし、写真ネガを重ねて露光及び現像し
た後、回路パターン以外の不要の銅箔をエッチング処理
して除去し、しかる後に感光性フィルムを脱膜すること
により絶縁性基板上にプリント回路を形成していた。こ
の感光性フィルムを用いた方法では、感光性フィルムの
厚みが一般に約５０μｍと厚いため、露光及び現像して
形成される回路パターンがシャープにならず、しかも銅
箔表面に均一にラミネートすることが困難であり、特に
スルーホール部分を被覆することが殆ど不可能であっ
た。

【０００３】そこで、感光性フィルムの解像性等を向上
させるため、特開昭６２−２６２８５５号、同６４−４
６７２号公報等に記載の如く、電着法による基材への感
光性レジストの形成方法が開示されている。しかしなが
ら、電着用フォトレジストは一般的に感度が低く問題と
されていた。特に、スルーホール内部には光を照射する
ことが困難で、光照射部が処理液に可溶化するいわゆる
ポジ型の場合、十分な溶解性を得るには数１００ｍＪ/
ｃｍ²程度のエネルギーが必要とされ、光照射をレーザ
ー等を用いて行なうには不適当であった。

【０００４】更に、感光性のレジスト以外の方法による
プリント配線板の作製方法として、電子写真法を利用し
た方法が西独特許第１１１７３９１号、同第２５２６７
２０号、同第３２１０５７７号、特開昭５２−２４３７
号、同５７−４８７３６号、同５９−１６８４６２号公
報等に提案されており、特開昭６３−１２９６８９号公
報では特にレーザーの波長に感度を有する電子写真感光
体を利用したプリント配線板作製法が提案されている。
この電子写真法を利用したレーザーによる直接回路描画
では、必要露光量が５０〜１μＪ/ｃｍ²と低く、従って
使用するレーザーも低価格で低出力の半導体レーザー等
の使用が可能であるが、使用する光導電層は、光導電性
化合物を適当な樹脂とともに有機溶媒に分散もしくは溶
解させた塗液を導電性基板に塗布するか、もしくは一旦
仮基板に塗布したものを熱と圧力により導電性基板上に
転写するかして設けられていたため、前述したようなス
ルーホール内に光導電層を均一に設けることはできなか
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気絶縁性
基板に金属導電層を設けた導電性基板上に誘電体層を設
けてなるプリント配線板用基板に、電子写真法によりト
ナー画像を形成させ、次いでストリッパを用いて非画像
部光導電層を溶解除去し、かつ誘電体層除去部基板表面
をエッチングするプリント配線板の作製方法に関し、露
光画像再現性に優れ、スルーホール内も均一な処理が行
なえ、かつ電子写真の高感度特性を活かしたプリント配
線板の作製方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するため鋭意検討した結果、電気絶縁性基板に金属
導電層を設けた導電性基板上に電着法により誘電体層を
設けてなるプリント配線板用基板と、導電層を有する透
光性感光体とを対向させ、双方の導電層の間に直流電源
により直流電圧を印加した状態で感光体側から露光を行
い、該プリント配線板用基板の誘電体層上に静電潜像を
形成せしめた後、電子写真法によりトナー画像を形成さ
せ、ついでストリッパを用いて非画像部誘電体層を溶解
除去し、かつ誘電体層除去部基板表面をエッチングして
金属導電層を除去し、金属導電層のパターンを形成させ
れば良いことを見出し、本発明に至った。

【０００７】則ち、本発明はプリント配線版用金属導電
性基板を電極として電着法により誘電体層を導電性基板
上及びまたはスルーホール内に形成させ、電子写真法に
より誘電体層上にトナー現像を形成させた後にトナー画
像部以外の非画像部誘電体層を溶解除去し、かつ誘電体
層除去部基板表面をエッチング処理して金属導電層を除
去し、金属導電層のパターンを形成させてプリント配線
板を作製するものである。

【０００８】電着法は２０年以上前から行なわれている
塗装方法の一種で、既に自動車のボディーの塗装や一部
のプリント基板用フォトレジストの塗装方法として実用
化されており、基材への追従性が良く、かつ基材の表面
形状に関係なく膜厚を均一化できる等の特徴を有してお
り、一般にカチオン性もしくはアニオン性を有する樹脂
の水分散液中に電極を浸漬させて電流を流し、電極表面
にそれらのイオン種を泳動させて電極表面で化学反応を
起こさせ、イオン性を喪失させることにより樹脂を水不
溶化させる方法である。

【０００９】本発明の電着により形成できる誘電体層用
樹脂としては、プリント配線板基板を電極として通常の
電着法により基板上に水不溶性の層が形成でき、更に帯
電性を含む電子写真特性を満足し、ストリッパによる適
度な溶解性を有するものでなければならない。形成され
た樹脂層がアニオン性モノマの構成比が高いと水に再溶
解し易く、樹脂皮膜が脆弱になり、更にイオン電導性が
高くなって帯電性等の電子写真特性が悪化するので、本
発明に係わる電着樹脂にはアニオン性モノマに非イオン
性モノマを共重合させて樹脂組成を適宜調整する。

【００１０】アニオン性官能基を有する樹脂中、特にカ
ルボン酸基を有するモノマ含有共重合体及びフェノ−ル
樹脂は、電荷保持力が高く有利に使用できる。カルボン
酸基を有するモノマ含有共重合体としては、スチレンと
マレイン酸モノエステルとの共重合体、アクリル酸或は
メタクリル酸とそれらのアルキルエステル、アリ−ルエ
ステルまたはアラルキルエステルとの二元以上の共重合
体が好ましい。また、酢酸ビニルとクロトン酸との共重
合体も良い。フェノ−ル樹脂中特に好ましいものとして
は、フェノ−ル、o-クレゾ−ル、m-クレゾ−ル、或はp-
クレゾ−ルとホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒド
とを酸性条件下で縮合させたノボラック樹脂を挙げるこ
とができる。

【００１１】本発明に係わる誘電体層形成用電着樹脂の
具体例としては、スチレン／マレイン酸モノアルキルエ
ステル共重合体、メタクリル酸／メタクリル酸エステル
共重合体、スチレン／メタクリル酸／メタクリル酸エス
テル共重合体、アクリル酸／メタクリル酸エステル共重
合体、スチレン／アクリル酸／メタクリル酸エステル共
重合体、酢酸ビニル／クロトン酸共重合体、酢酸ビニル
／クロトン酸／メタクリル酸エステル共重合体等のスチ
レン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢
酸ビニル、安息香酸ビニル等とアクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸等
のカルボン酸含有モノマとの共重合体や、メタクリル酸
アミド、フェノ−ル性水酸基、スルホン酸基、スルホン
アミド基、スルホンイミド基、ホスホン酸基を有するモ
ノマを含有する共重合体、フェノール樹脂、キシレン樹
脂等が挙げられる。これら電着樹脂は単独でも、或は２
種以上を混合して用いても良い。

【００１２】電着するに当たっては、上記電着樹脂を少
なくとも電着液中に均一分散させるかより好ましくは溶
解させておく必要がある。そのためには、上記樹脂中の
アニオン性基を有機もしくは無機の塩基で一部または、
全部を中和しておくことが好ましい。無機の塩基として
は例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア等をまた、有機の塩基としてはトリ
エチルアミン、エタノールアミン等を用いることができ
る。

【００１３】透光性を有する電子写真感光体は透光性導
電性基板上に有機及びまたは無機の光導電層を設けるこ
とにより形成させることができる。透光性導電性基板は
ポリエステルフィルムの様な透明フィルム及びガラス基
板上に酸化錫やＩＴＯ（インジウム酸化錫）等の様な透
明導電性物質の層を蒸着もしくはスパッター等により設
けたものを使うことができる。光導電層に用いる光導電
性材料としては、有機及びまたは無機の光導電性材料が
使用できる。無機光導電性材料としては、硫化カドミウ
ム、酸化亜鉛、酸化チタン等を挙げることができる。ま
た、有機光導電性材料としては、無金属或は金属（酸化
物）フタロシアニン及びナフタロシアニン及びその誘導
体等がある。また、ペリノン化合物、オキサジアゾール
化合物、アンザンスロン化合物等の化合物及びポリビニ
ルカルバゾールの様な高分子化合物等がある。さらに、
必要に応じて、ドラム感光体で実用化されている様にい
わゆる電荷発生層と電荷輸送層とからなる機能分離型の
感光体を使用することもできる。

【００１４】印加する直流電圧としては１５００Ｖ以下
の電圧が良いが、欠陥の少なくかつコントラストの高い
トナー像を得るには２００Ｖ以上８００Ｖ以下が好まし
い。電圧が高すぎると局部的に放電が起こり感光体が破
壊されやすい。また、電圧が低すぎると形成される静電
潜像のコントラストが低くなる。誘電性の非感光体と電
子写真感光体とは対向密着させてもよく、静電潜像電圧
を高くしたいときには適当な空気間隙（一般には１〜２
０μｍ程度が良い）を設けてもよい。

【００１５】本発明に係わる電気絶縁性基板に金属導電
層を設けた導電性基板としては、「プリント回路技術便
覧」（社団法人日本プリント回路工業会編、１９８７年
刊行、日刊工業新聞社発行）に記載されているような一
般のフェノール樹脂含浸積層板、エポキシ樹脂含浸積層
板等に銅箔を貼り合わせたものを使用することができ
る。

【００１６】銅箔の厚さは種々の厚さのものが使用でき
る。一般には３５μｍから５μｍのものが使われている
がそれよりも厚いものや薄いものも使用することができ
る。配線密度が高くなり導体の線幅が細くなるにつれて
銅箔は、薄手のものを使用した方が良い。

【００１７】電着は基本的にはプリント配線用導電性基
板と適当な金属からなる対極とを上記電着樹脂を含む溶
液中に入れ、プリント配線用導電性基板と対極との間に
適当な電位を印加することにより行う。

【００１８】画像を形成させる為のトナーは、電子写真
印刷版に使用する湿式トナーを使用することができる
が、後工程である非画像部の光導電層の除去、及びそれ
により露出する導電性層のエッチング等に対して耐性を
有したものでなければならない。また、その荷電は使用
する光導電性化合物及びコロナ帯電の際の帯電極性に応
じて正、負を使い分ける必要がある。

【００１９】トナー現像は一般の電子写真印刷板の現像
と同様に、静電潜像を形成した上記感光体をトナー分散
液と接触させることにより行うが必要に応じてバイアス
を加えても良い。また、スルーホールを有するようなプ
リント配線板の場合、基板の厚みが厚くスルーホール内
部に静電潜像を形成しにくい場合は、いわゆる反転現像
法を用いる方が好ましい。

【００２０】透光性感光体からの露光には前述したよう
にレーザー光源等を用いることもできるが、これは使用
する光導電性化合物の種類等によりことなる。例えばχ
型の無金属フタロシアニンを用いると半導体レーザーを
使用することができ、ε型銅フタロシアニンを用いると
ヘリウムネオンレーザーを使用することができ、さら
に、５００ｎｍ前後に分光吸収を持つアンザンスロン化
合物を用いるとアルゴンレーザーを使用することができ
る。

【００２１】ストリッパは、トナー現像した上記誘電体
層のトナー画像が形成されていない部分を取り除く装置
であるが、基本的にはアルカリ現像液を使用したＰＳ版
用の現像処理器を使用することができる。

【００２２】エッチングは、上記ストリッパにより誘電
体層が取り除かれ露出した銅箔を取り除く工程であり、
前述した「プリント回路技術便覧」（社団法人日本プリ
ント回路工業会編、１９８７年刊行、日刊工業新聞社発
行）記載の装置等を使用することができる。また、エッ
チング液も銅箔を溶解除去できるものであれば良く、一
般のプリント基板用エッチング液を使用することができ
る。

【００２３】エッチング工程を経ることにより基本的に
は回路に必要な銅箔のパターンは得られるがエッチング
されなかった部分には誘電体層及びトナーが存在してい
る。これらはそのまま存在していても良いが回路構成部
品、チップ等の接続の際に不要となる場合がある。この
ときは、一般の感光性高分子を利用したプリント配線板
製造時と同様にさらにアルカリ度の強い溶液で処理する
ことによりこれらを除去することができる。また、必要
によってはメチルエチルケトン、ジオキサンの様な有機
溶剤を使用することもできる。

【００２４】電着工程は通常の電着塗装と同様な装置を
使用することができ、電着層に電着する基材電極と電気
を流す為の対極とを入れ、電極間に直流電流を流すこと
により光導電性層を形成することができる。形成された
光導電性層は、そのままでは一般的に多孔性であるが、
熱乾燥させることによりその穴が埋まり均一な層とな
る。また、この乾燥工程を経ることにより安定した暗闇
帯電性を持たすことができるようになる。

【００２５】

【実施例】本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はその目的を逸脱しない限り、下記の実施例
に限定されるものではない。

【００２６】電着用樹脂の作製 メチルメタクリレート４０重量部、ブチルアクリレート
４０重量部、アクリル酸２０重量部およびアゾビスイソ
ブチロニトリル２重量部からなる混合液を窒素ガス雰囲
気下において１００℃に保持したジオキサン９０重量部
中に３時間をかけて滴下し、さらに５時間かけてアクリ
ル樹脂溶液を得た。

【００２７】電着 上記で作製した電着用樹脂溶液５０重量部にトリエチエ
ルアミンを加え中和した後固形分含有率が１０重量％に
なるよう脱イオン水を加えて電着用浴とした。この電着
用浴を用いて直径０．６ｍｍのスルーホールを多数有す
るプリント配線板用両面銅張り積層板（５０Ｘ１０００
Ｘ１．０ｍｍ、銅箔の厚さ５μｍ）を陽極とし、浴温２
５℃で１２０Ｖの直流電流を１分間通電して電着を行っ
た。塗膜を水洗し、７０℃で１０分間乾燥して厚さ約５
μｍの平滑な誘電体層を両面に有する銅張り積層板を得
た。形成された誘電体層は銅表面への密着性が良く、か
つ傷などによる凸凹がある場合でもきれいに被覆してい
た。別途断面を調べたところスルーホール内壁上にも誘
電体層が均一に形成されていることが顕微鏡等により確
認された。

【００２８】電子写真感光体の作製 χ型無金属フタロシアニン３重量部、ジオキサン２０重
量部、ブチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体１
５重量部をペイトシェーカーで１時間分散した後、バー
コーターで透明導電性フィルム（三菱化成工業〓、ＩＰ
−００１）上に塗布し膜厚約３μｍの電子写真感光体を
作製した。

【００２９】静電潜像の形成 上記電子写真感光体の感光面とプリント配線板用基板の
誘電体層塗布面とを重ね合わせ、外部から感光体とプリ
ント配線板用基板の導電層に５００Ｖの電圧を印加しつ
つ、配線パターンを半導体レーザーを有するフォトプロ
ッターにより露光し、プリント配線板用基板の一方の誘
電体層上に正の静電潜像を形成した。同様な操作を繰り
返しプリント配線板基板の反対面の誘電体層上にも静電
潜像を形成した。

【００３０】トナー画像の形成 この静電潜像を有するプリント配線板用基板を、相対向
する２枚の電極とダイヤファックスマスター用液体現像
剤「ＬＯＭ−ＥＤIII」（プラストナー）（三菱製紙社
製）を含む現像器中に浸漬し、プリント配線板用基板の
導電層に相対する２枚の電極に対し５００Ｖの電圧を印
加して反転現像を行い、トナー画像を形成させた。さら
に、トナー画像を形成させたプリント配線板用基板を９
０℃３分間乾燥させることによりトナー画像を定着させ
た。別途断面を調べたところ、スルーホール部にもトナ
ーが均一に定着されていることが確認された。

【００３１】非画線部感光層の除去 米国ポリクローム社製のアルカリ製現像液「デコーティ
ングソリューション８７２」を水で１２倍に希釈したア
ルカリ水溶液を用いてトナーの付着していない部分の誘
電体層を除去することによりトナー像およびその下の誘
電体層を画線部とする配線画像を形成した。

【００３２】エッチング アルカリ水溶液により導電性基板上に形成されたトナー
及び未溶解誘電体層よりなる配線画像をエッチングレジ
ストとして、基板に３５℃に加熱されたボーメ４２゜の
塩化第二鉄エッチング液をスプレー圧力２．５ｋｇ／ｃ
ｍ²で１分間スプ レーすることにより導電層のエッチン
グを行った。その後メチルエチルケトンでトナー及び誘
電体層よりなるエッチングレジストを除去したところエ
ッチングレジストに線幅約４０μｍの銅回路が形成され
た。また、スルーホール内壁の銅層も均一に存在してい
ることが別途顕微鏡観察により確認された。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明のプリント配
線板作製法により、スルーホールを有するような銅張り
積層板内部にも均一な誘電体層を形成した後、電子写真
法により半導体レーザーのような低エネルギーの露光源
を使いながらもきわめて解像度の高い配線回路を形成す
ることができる。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁性基板に金属導電層を設けた導
   電性基板上に電着法により誘電体層を設けてなるプリン
   ト配線板用基板と導電層を有する透光性感光体とを対向
   させ、双方の導電層の間に直流電源により直流電圧を印
   加した状態で感光体側から露光を行い、該プリント配線
   板用基板の誘電体層上に静電潜像を形成せしめた後、ト
   ナ−画像を形成させ、次いでストリッパを用いて非画像
   部誘電体層を溶解除去し、かつ誘電体層除去部基板表面
   をエッチングし金属導電層を除去し、金属導電層のパタ
   ーンを形成することを特徴とするプリント配線板の作製
   方法。
2. 【請求項２】 導電性基板上の誘電体層がアルカリ可溶
   性樹脂層である請求項１記載のプリント配線板の作製方
   法。
3. 【請求項３】 感光体側からの露光を誘電体層を設けて
   なる請求項１記載のプリント配線板用基板の両面に行な
   う請求項１記載のプリント配線板作製方法。
4. 【請求項４】 露光をレーザー光により行う請求項１記
   載のプリント配線板作製方法。
5. 【請求項５】 トナー画像を形成させる際に反転現像法
   を用いる請求項１記載の配線板作製方法。