JP3279850B2 - 配線パターン形成方法及び配線パターン形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板等にお
ける微細配線パターンを形成する方法及びそれに使用す
る配線パターン形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体の分野では、技術の飛躍的
な発展により、半導体パッケージの小型化、多ピン化、
ファインピッチ化、電子部品の極小化などが急速に進
み、いわゆる高密度実装の時代に突入している。それに
伴い、プリント配線板も片面配線から両面配線へ、さら
には多層化、薄型化が進められている。

【０００３】現在、プリント配線板の銅パターンの形成
には、主としてサブトラクティブ法とアディティブ法が
用いられている。サブトラクティブ法は、銅張り積層板
に穴を開けた後に、この穴の内部と表面に銅メッキを行
い、フォトエッチングによりパターンを形成する方法
で、技術的に完成度が高くまたコストも安いが、銅箔の
厚さなどによる制約から微細パターンの形成は困難であ
る。一方、アディティブ法は、メッキ触媒の入った積層
板のパターン以外の部分にレジストを形成して無電解銅
メッキで回路パターンを形成する方法で、微細パターン
の形成が可能であるが、コスト及び信頼性の面で難があ
る。

【０００４】多層基板の場合には、上記の方法等で作製
した片面或いは両面のプリント配線板を、ガラス布にエ
ポキシ樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグと一緒
に加圧積層して作製し、層間の接続はスルーホールを作
成し内部に無電解銅メッキ等を施すことで行っている。
また、高密度実装の進展により、多層基板においては薄
型、軽量化とその一方で単位面積当たりの高い配線能力
が求められ、一層当たりの基板の薄型化、層間の接続や
部品の搭載方法等に工夫が凝らされている。

【０００５】また、近年ではこのような要求を満たすも
のとして、基材上に導体パターン層と絶縁層を順次積層
して作製するビルドアップ型の多層配線板が開発されて
いる。この多層配線板は、銅メッキ層のフォトエッチン
グと感光性樹脂のパターニングを交互に行って作製され
るため、高精細な配線と任意の位置での層間の接続が可
能となる。しかし、この方式では、銅メッキとフォトエ
ッチングを交互に複数回行うため、工程が繁雑となり、
また基板上に１層ずつ積み上げる直列プロセスのため、
中間工程でトラブルが発生すると、製品の再生が困難と
なり、製造コストの低減に支障をきたしていた。

【０００６】これらの配線板製造方法に対し、エレクト
ロフォーミング法を利用した転写方式による導体配線パ
ターンの形成方法が発案されており、簡易且つ高精度な
方式として注目されている。この方式は、導電部と絶縁
部より形成された転写用版の導電部（即ち転写後の配線
パターンに相当する部分）にのみ予めメッキ法によって
選択的に金属パターンを形成し、このメッキパターンを
被転写体に転写することにより金属配線パターンを形成
する方式である。具体的には、転写用版上のメッキパタ
ーンの上にのみ接着性或いは粘着性の電着型絶縁樹脂層
を電着法により形成した後、該版を被転写体に圧着剥離
することにより絶縁樹脂層とメッキの２層構造パターン
部のみを転写するのであるが、本メッキパターン転写法
によれば、印刷法に近い簡易な方法により金属配線パタ
ーンを形成できるというメリットがある。また、裸出し
た配線パターンの上に連続して多層状に配線パターンを
転写形成可能であり、この場合、各層の配線パターン直
下には必ず絶縁樹脂層が存在するため、各層の絶縁は保
持される。なおこの層構成については、特願平６−１２
３２３５号に先に出願している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたメ
ッキパターン転写法は、ワーク上への配線パターン形成
時にフォトリソグラフィー工程を一切含まないことか
ら、低コスト化、プロセス簡略化の観点から非常に効果
的な方法と言える。しかしながら、本方式の最大の問題
点は、版上でのプロセスが非常に長いため、フォトリソ
グラフィー法と同様なスループットを得るためには版枚
数を大量に必要とするという点である。このため、版が
安価であればコストに大きくは反映しないが、一般的に
耐メッキ性、耐電着性、耐転写剥離性を十分に満足する
版構造を実現しようとすると、版単価はかなり高価にな
ることから、その枚数を増やすことは製品のコスト高に
つながり、低価格印刷方式としてのメッキパターン転写
法のメリットが十分に生かせないことになる。

【０００８】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、メッキパタ
ーン転写法により高精細な配線パターンを安価にしかも
高速に形成することのできる配線パターン形成方法及び
それに使用する配線パターン形成装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の配線パターン形成方法は、複数枚の転写用
版をエンドレスに周回搬送しながら、該転写用版上に金
属のメッキパターンを形成するメッキ工程と、該転写用
版上におけるメッキパターンの上にのみ接着用絶縁樹脂
を電着してメッキ電着パターンを形成する電着工程と、
該転写用版上のメッキ電着パターンをワーク上に多層に
転写する転写工程とを連続して行うことを特徴としてい
る。

【００１０】この方法に使用する配線パターン形成装置
は、複数枚の転写用版を取り付けてエンドレスに周回搬
送する周回搬送機構と、搬送される転写用版に金属のメ
ッキパターンを形成するメッキ処理部と、搬送される転
写用版におけるメッキパターン上にのみ接着用絶縁樹脂
を電着してメッキ電着パターンを形成する電着処理部
と、搬送される転写用版上のメッキ電着パターンをワー
ク上に多層に転写する転写部とを備えるとともに、転写
用版のアライメントマークとワークのアライメントマー
クを整合して位置合わせするためのアライメント処理機
構を周回搬送機構又は転写部に設けて構成される。

【００１１】また、同様の目的を達成するため、本発明
の配線パターン形成方法は、複数枚の転写用版をエンド
レスに周回搬送しながら、該転写用版上に金属のメッキ
パターンを形成するメッキ工程と、該転写用版上におけ
るメッキパターンの上にのみ接着用絶縁樹脂を電着して
メッキ電着パターンを形成する電着工程とを連続して行
い、一旦該転写用版を取り外して該転写用版上のメッキ
電着パターンをワーク上に多層に転写する転写工程を行
うことを特徴としている。

【００１２】この方法に使用する配線パターン形成装置
は、複数枚の転写用版を取り付けてエンドレスに周回搬
送する周回搬送機構と、搬送される転写用版に金属のメ
ッキパターンを形成するメッキ処理部と、搬送される転
写用版におけるメッキパターン上にのみ接着用絶縁樹脂
を電着してメッキ電着パターンを形成する電着処理部
と、周回搬送機構から独立して設けられ、一旦取り外さ
れた転写用版上のメッキ電着パターンをワーク上に多層
に転写する転写部とを備えるとともに、転写用版のアラ
イメントマークとワークのアライメントマークを整合し
て位置合わせするためのアライメント処理機構を転写部
に設けて構成される。

【００１３】

【作用】上述の構成からなる本発明の配線パターン形成
方法においては、転写用版における絶縁されていないパ
ターン部に配線導体をメッキ法により形成し、さらに接
着用絶縁樹脂を該メッキパターン上にのみ選択的に電着
させてメッキ電着パターンを形成した後、これをワーク
上に多層に転写するが、この各工程が連続的に行われ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１５】図１は本発明に係る配線パターン形成方法
を実施する装置の一構成例を示す概略図である。

【００１６】本装置は図示の如く、転写用版１を取り付
けてエンドレスに周回搬送する周回搬送機構２と、搬送
される転写用版１に金属のメッキパターンを形成するメ
ッキ処理部３と、搬送される転写用版１におけるメッキ
パターンの上にのみ接着用絶縁樹脂を電着してメッキ電
着パターンを形成する電着処理部４と、搬送される転写
用版上のメッキ電着パターンをワーク５上に転写する転
写部６とをメインとし、その他制御系等から構成されて
いる。

【００１７】転写用版１は、少なくとも片面がメッキ可
能な導電性を有する基板の上に、予め絶縁性のパターン
をフォトリソ法等により形成したものが使用される。こ
の基板としては、例えばＳＵＳ系材料のもの、絶縁材上
に金属蒸着等で表層導電層を形成したもの等を使用する
ことができる。

【００１８】周回搬送機構２は、上記枚葉状の転写用版
１が固定され、この版自体が周回するための構造であれ
ば任意のものでよく、例えばエンドレスに周回するベル
ト、チェーン等の他、レール上を走行する版固定ユニッ
ト等により形成可能である。そして、周回搬送機構２に
は複数枚の転写用版１を取り付けておき、その複数枚の
転写用版１を同時に周回搬送し、必要に応じて連続的に
転写する。実際には１０〜２０枚程度の転写用版１を搬
送チェーン等にシリアルに並べて取り付けておくことに
より連続的に処理を行うことができる。

【００１９】メッキ処理部３は、酸洗浄槽３ａ、水洗浄
槽３ｂ、メッキ槽３ｃ、水洗浄槽３ｄ、乾燥槽３ｅの各
プロセスエリアからなり、搬送される転写用版１に対し
て、酸洗浄、水洗浄、電気メッキ、水洗浄、乾燥の一連
のプロセスを連続的に処理する構成となっている。な
お、当然のことながら、このメッキ処理部３を連続して
並べて異種のメッキ（Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、ハンダ
等）の連続積層メッキとしてもよく、多層メッキにより
高機能な配線パターンの形成も可能である。

【００２０】電着処理部４は、水洗浄槽４ａ、浸漬槽４
ｂ、電着槽４ｃ、洗浄槽４ｄ、乾燥槽４ｅの各プロセス
エリアからなり、搬送されるメッキ後の転写用版１に対
して、前洗浄、電着液浸漬、電着、後洗浄、乾燥の一連
のプロセスを連続的に処理する構成となっている。

【００２１】メッキ処理部３及び電着処理部４における
各プロセスエリアは、連続性を持たせるために転写用版
１の縦型搬送に対応可能な構造となっている。即ち、図
示はしないがそれぞれの槽には縦スリットが設けられて
おり、転写用版１はこの縦スリットを通過するようにな
っている。例えばメッキ槽３ｃではメッキ時のみメッキ
槽３ｃに流入させたメッキ液に転写用版１を浸漬させる
構造としており、この間にオーバーフローした液は縦ス
リットを通して外部に回収され循環使用される。この方
式は、洗浄槽、電着槽にも適用されることになる。ま
た、縦スリットを開閉式として、間欠的に転写用版１を
静止させた状態で各プロセスを行うようにしてもよい。
このように開閉式にした場合は、転写用版１を酸洗浄槽
３ａ、水洗浄槽３ｂ、メッキ槽３ｃを通過させた後に再
び酸洗浄槽３ａに戻す等、様々なプロセス管理が可能と
なる。

【００２２】電着処理部４を通過した転写用版１は、配
線パターンに対応する導電部のみに金属のメッキと接着
用絶縁樹脂の電着がなされてメッキ電着パターンが形成
された状態になっており、その後このメッキ電着パター
ンをワーク５上へ転写するために転写部６へと移動す
る。本実施例では、被転写体としてのワーク５は巻取り
型フィルム形状をなしているが、リジット基板への転写
も勿論可能である。転写方法は接着用絶縁樹脂の特性に
よっても異なるが、一般的にはローラープレスを用いる
方法、平プレスを用いる方法等が採られる。なお、常温
でもよいが、熱をかけた方が良好に転写されることが多
い。また、常温の場合、熱をかける場合を問わず、予め
ワーク５の転写面をキュアーしておくことが好ましい。
本実施例では、連続性を考慮して熱圧着式のローラー７
を採用している。これは接着用絶縁樹脂として、熱硬化
型のエポキシ材料やポリイミド材料を使用した場合に好
適である。常温若しくは加熱転写後、一般的には最終硬
化を行うが、このエネルギーとして熱、紫外線（Ｕ
Ｖ）、電子線（ＥＢ）等を用いることが考えられ、ワー
ク巻取り型の場合では、転写後から巻き取るまでのワー
ク通過エリアにこれらを設けることにより効果的に製品
の連続作製が可能となる。

【００２３】転写後に転写用版１は再度洗浄槽３ａ，３
ｂを通過するが、この時点では確率的に起こる転写不良
によるメッキ残りを確実に排除する必要があるため、電
着剤の溶解、選択的メッキエッチングを施せるようにな
っていることが望ましい。例えば、銀メッキを選択的に
エッチング除去する処理剤としては、メルテックス社製
の「エンプレートＡＤ−４８５」等が好適に使用可能で
ある。

【００２４】

【００２５】多層転写の実施に際しては、周回搬送機構
２に各層用の転写用版１を連続的に配置しておき、それ
らの転写用版１にそれぞれメッキ電着パターンを形成
し、転写部６にてワーク５上に順次連続的にアライメン
ト転写を行う。また、周回搬送機構２に各層用の転写用
版１を連続して複数セット並べておき、複数セットの転
写用版１毎により連続的に処理することもできる。この
多層転写においてワーク５が巻取り型のフィルム形状の
時は、各層の転写ごとにその転写エリアが同じになるよ
うに巻き戻し移動する。そして、アライメント処理は、
周回する転写用版１の位置再現性のみを利用してもよい
し、また高いアライメント精度を要する時には、周回搬
送機構２又は転写部６に転写用版上１のアライメントマ
ークとワーク５上のアライメントマークの整合をとって
位置合わせするアライメント処理機構を設けるようにす
る。

【００２６】図２は本発明に係る配線パターン形成方法
を実施する装置の他の構成例を示す概略図である。この
装置は図１に示す装置とその転写部の構成のみが異なっ
ており、図１の装置と同じ構成部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。

【００２７】図示の如く本装置では、転写部６’が周回
搬送機構２から独立して設けられ、転写用版１上のメッ
キ電着パターンを別ラインにてワーク５上に転写するよ
うに構成されている。すなわち、メッキ処理部３と電着
処理部４を経由してメッキ電着パターンが形成された転
写用版１を周回搬送機構２から一旦取り外して転写部
６’にて転写プロセスを行う。

【００２８】

【００２９】多層転写の実施に際しては、周回搬送機構
２に各層用の転写用版１を連続的に配置しておき、それ
らの転写用版１にそれぞれメッキ電着パターンを形成
し、転写部６’にてワーク５上に順次連続的にアライメ
ント転写を行う。また、前記と同様に、周回搬送機構２
に各層用の転写用版１を連続して複数セット並べてお
き、複数セットの転写用版１毎により連続的に処理する
こともできる。この多層転写においてワーク５が巻取り
型のフィルム形状の時は、各層の転写ごとにその転写エ
リアが同じになるように巻き戻し移動させるのは先の実
施例の場合と同様である。そして、転写部６’に転写用
版上１のアライメントマークとワーク５上のアライメン
トマークの整合をとって位置合わせするアライメント処
理機構を設けるようにする。

【００３０】次に、転写部６’にて使用する転写装置に
ついて説明する。図３転写装置の一構成例を示す概略
図、図４は転写方法のプロセスフロー図である。

【００３１】図における転写用版１上には転写される配
線パターン１ａと位置合わせのためのアライメントマー
ク（図示せず）が予め形成されている。そして、配線パ
ターン１ａの構成は様々であるが、例えば、少なくとも
表面に導電性を有する電気メッキ可能な基板の上に配線
パターンと逆のパターンとなる絶縁パターンが形成され
ているものに対して全面メッキを施し、さらに接着性或
いは粘着性の電着型絶縁樹脂を電着させることにより、
パターンの上部のみに絶縁性接着層を形成した構成のも
のが使用される。もちろん連続的に異なる金属メッキを
施した多層導電層構造のものであってもよい。

【００３２】転写用の版１は先ず図４（ａ）の左側に示
すようにテーブル１０上に載置されてクランプにより固
定され、整合操作部Ａにて常時同一位置となるよう位置
合わせされる。すなわち、テーブル１０はＸＹθ方向に
調整可能であり、整合操作部Ａにはテーブル１０の上方
にて版１のアライメントマークを観察するカメラもしく
は顕微鏡を用いた観察系１１が設置してある。そして、
観察系１１内の基準点、例えば接眼のクロスライン、カ
メラモニター上の電子ラインに手動で合わせる方法、さ
らには画像処理により重心点を求める等の方式により自
動で画面内基準点に合わせる方法など適宜の手段により
版１上のアライメントマークを観察しながらテーブル１
０の向きを調整して版１上のアライメントマークが常に
同じ位置になるよう調整が可能である。

【００３３】整合操作部Ａにて位置合わせを終了した版
１は、図４（ａ）に示すように、テーブル１０に載った
ままの状態で移動手段１２により次の転写操作部Ｂへと
移動する。移動手段１２としては、剛性を有する高精度
リニアガイド等を使用し、移動を一軸で制限して繰り返
し再現性の精度を高めるようにする。これは特に多層転
写の場合に重要である。

【００３４】転写操作部Ｂでは、固定軸で支持された転
写駆動用ローラー７にワーク５であるフィルムが部分的
に巻かれており、版１の上にワーク５が当接した状態で
版１の裏面から転写プレス用ローラー１３により加圧す
るようになっている。そして、図４（ｂ）に示すように
両ローラー７，１３で転写用版１及びワーク５が挟持さ
れた後、版１はテーブル１０のクランプから外され、転
写時には図４（ｃ）に示すように転写駆動用ローラー７
と転写プレス用ローラー１３の圧力及び回転力により進
行方向に送り出され、これに伴い転写用版１上の配線パ
ターン１ａはワーク５に転写される。このように、転写
時においては、転写駆動用ローラー７と転写プレス用ロ
ーラー１３の平行及び回転精度のみにより転写精度が決
定されるので、転写時の不良要因を最小限に留めること
ができる。

【００３５】また、ワーク５への配線パターン１ａの転
写は加圧のみではなく、熱転写も可能とすべく両ローラ
ー７，１３に加熱システムを有している。加熱を必要と
する絶縁性接着層としては、例えば、熱可塑性ポリイミ
ド系樹脂、エポキシ系樹脂等が考えられる。

【００３６】なお、ワーク５であるフィルムは転写駆動
用ローラー７に部分的に巻かれているが、さらに転写有
効部に関して詳述すると、フィルムの被転写有効部の両
端はクランプ１４，１５により保持される構造となって
いる。これは転写時に転写駆動用ローラー７の回転とワ
ーク５であるフィルムが十分に同期するよう配慮したも
のである。さらには、フィルム経路の中間点にダンサー
ロール１６，１７を配設しておき、転写時の転写駆動用
ローラー７の回転によるフィルムの伸縮を吸収するよう
にしている。

【００３７】多層転写の場合、第１層目の転写を終えた
転写駆動用ローラー７は、引き続き第２層目を転写する
ため、第１層目が転写されたフィルムをクランプしたま
ま回転の初期位置に戻る。その後、同様のプロセスの繰
り返しにより２層目以降を転写し、目標の多層転写を達
成する。多層転写を終了した後はクランプ１４，１５を
外し、巻取りロール１８、１９によるフィルムの送出し
と巻取り操作により一定長さが送られ、次の転写部位に
て再びクランプ１４，１５により保持される。これを繰
り返すことにより、ワーク５であるフィルム上に高精度
の多層配線パターンが形成可能である。

【００３８】以上、実施例を挙げて説明したが、本発明
は上記の実施例に限定されるものではない。例えば、メ
ッキを施す前に転写用版１に剥離処理を施しておくよう
にしてもよいし、メッキ後に表面を粗面化する工程を設
けておき、電着パターンとの密着性を上げるようにして
もよい。また、ワーク５への転写前に検査装置を設けて
おき、不良なメッキ電着パターンを転写しないようにす
ることも可能である。また、ワーク５が巻取り型のフィ
ルム形状の時は、転写後にキュアーして固めてから巻き
取るようにしてもよい。

【００３９】また、本発明の配線パターン形成装置は、
電着処理部４のみを使用して単に電着工程だけを行うこ
ともできる。この場合、転写用版１に剥離処理を施して
おくようにするとよく、特に単層転写の場合にあって
は、ワーク５に接着剤又は粘着剤を塗布しておくように
するとよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワーク上に多層転写するメッキパターン転写法における
一連の繁雑なプロセスを、複数の同種パターン若しくは
異種パターンの転写用版を周回させることにより連続的
に効率良く処理することができる。したがって、高価な
転写用版の使用枚数を従来より相対的に少なくすること
ができ、これにより低価格印刷方式としてのメッキパタ
ーン転写法のメリットを十分に生かしながらプリント配
線板等における微細配線パターンを低コストで形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配線パターン形成方法を実施する
装置の一構成例を示す概略図である。

【図２】本発明に係る配線パターン形成方法を実施する
装置の他の構成例を示す概略図である。

【図３】転写部にて使用する転写装置の一例を示す概略
図である。

【図４】図３に示す転写装置による転写動作の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 転写用版 ２ 周回搬送機構 ３ メッキ処理部 ４ 電着処理部 ５ ワーク ６，６’ 転写部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の転写用版をエンドレスに周回搬
   送しながら、該転写用版上に金属のメッキパターンを形
   成するメッキ工程と、該転写用版上におけるメッキパタ
   ーンの上にのみ接着用絶縁樹脂を電着してメッキ電着パ
   ターンを形成する電着工程と、該転写用版上のメッキ電
   着パターンをワーク上に多層に転写する転写工程とを連
   続して行うことを特徴とする配線パターン形成方法。
2. 【請求項２】 複数枚の転写用版を取り付けてエンドレ
   スに周回搬送する周回搬送機構と、搬送される転写用版
   に金属のメッキパターンを形成するメッキ処理部と、搬
   送される転写用版におけるメッキパターン上にのみ接着
   用絶縁樹脂を電着してメッキ電着パターンを形成する電
   着処理部と、搬送される転写用版上のメッキ電着パター
   ンをワーク上に多層に転写する転写部とを備えるととも
   に、転写用版のアライメントマークとワークのアライメ
   ントマークを整合して位置合わせするためのアライメン
   ト処理機構を周回搬送機構又は転写部に設けたことを特
   徴とする配線パターン形成装置。
3. 【請求項３】 複数枚の転写用版をエンドレスに周回搬
   送しながら、該転写用版上に金属のメッキパターンを形
   成するメッキ工程と、該転写用版上におけるメッキパタ
   ーンの上にのみ接着用絶縁樹脂を電着してメッキ電着パ
   ターンを形成する電着工程とを連続して行い、一旦該転
   写用版を取り外して該転写用版上のメッキ電着パターン
   をワーク上に多層に転写する転写工程を行うことを特徴
   とする配線パターン形成方法。
4. 【請求項４】 複数枚の転写用版を取り付けてエンドレ
   スに周回搬送する周回搬送機構と、搬送される転写用版
   に金属のメッキパターンを形成するメッキ処理部と、搬
   送される転写用版におけるメッキパターン上にのみ接着
   用絶縁樹脂を電着してメッキ電着パターンを形成する電
   着処理部と、周回搬送機構から独立して設けられ、一旦
   取り外された転写用版上のメッキ電着パターンをワーク
   上に多層に転写する転写部とを備えるとともに、転写用
   版のアライメントマークとワークのアライメントマーク
   を整合して位置合わせするためのアライメント処理機構
   を転写部に設けたことを特徴とする配線パターン形成装
   置。