JP3699294B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂絶縁層を有するプリント配線板の製造方法に関し、特に、配線層を確実に形成することのできるプリント配線板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、樹脂製のプリント配線板を製造するにあたり、配線層は、例えば次のようにして、樹脂絶縁層上に形成されている。
即ち、図12(a)に部分拡大図を示すように、表面に樹脂絶縁層102を有する被積層基板101を用意し、その全面に無電解メッキを施して、無電解メッキ層103を形成する。
【0003】
次に、図12(b)に示すように、無電解メッキ層103上に感光性のドライフィルム104を全面に貼り付ける。さらに、図12(c)に示すように、これを露光・現像して、所定パターンのメッキレジスト層105を形成する。
次に、図13(a)に示すように、電解メッキを施し、メッキレジスト層105から露出した無電解メッキ層103上に、電解メッキを厚付けして、電解メッキ層106を形成する。その後、メッキレジスト層105を剥離して、クイックエッチングを行い、不要な無電解メッキ層103等をエッチングして除去すると、図13(b)に示すように、樹脂絶縁層102上に配線層107が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライフィルム104から所定パターンのメッキレジスト層105を形成する際(図12(b)及び(c)参照)、例えば、現像で現像液を噴射したときに、メッキレジスト層105の一部が、無電解メッキ層103から剥がれたり、浮いたりしてしまうことがある。特に、導体間隙DA(図13(b)参照)が小さい導体パターンを持つ配線層107を形成する場合、即ち、メッキレジスト層105のパターンの幅RA(図12(c)参照)が狭くなると、メッキレジスト層105がその部分で無電解メッキ層103から剥がれたり、浮いたりし易くなる。メッキレジスト層105に剥がれや浮きが生じると、その剥がれた部分の無電解メッキ層103上にも電解メッキ層が形成されるので、ショートを生じることになる。
【0005】
本発明者は、検討の結果、メッキレジスト層105と無電解メッキ層103との密着強度は、無電解メッキ層103の表面粗さに影響されることを見出した。即ち、無電解メッキ層103の表面粗さが大きいと、メッキレジスト層105が無電解メッキ層103から剥がれたり、浮いたりし易くなることを見出した。
【0006】
通常、樹脂絶縁層102上に配線層107を形成する場合、樹脂絶縁層102と配線層107(無電解メッキ層103)との密着強度を、アンカー効果により高くするために、無電解メッキ層103を形成する前に、予め樹脂絶縁層102の表面102Aを粗化している(図12(a)参照)。このように粗化された樹脂絶縁層102上に、無電解メッキ層103を形成すると、無電解メッキ層103の表面103Aも、樹脂絶縁層102の表面102Aと同様に粗面となる。このため、メッキレジスト層105が無電解メッキ層103から剥がれ易くなると考えられた。
【0007】
また、配線層107の導体間隙DAが小さくなるほど、無電解メッキ層103の表面粗さを小さくしないと、メッキレジスト層105の剥がれや浮きが生じ易いことも見出した。即ち、メッキレジスト層105の剥がれ易さは、配線層107の導体間隙DAの大きさ、及び無電解メッキ層103の表面粗さと関係があることも判ってきた。
【0008】
本発明はかかる知見に鑑みてなされたものであって、メッキレジスト層が無電解メッキ層から剥がれたり、浮いたりするのを抑制し、樹脂絶縁層上に確実に配線層を形成することのできるプリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、樹脂絶縁層上に、最も幅狭な導体間隙がX(μm)である導体パターンを有する配線層を備えるプリント配線板の製造方法であって、表面が粗化された上記樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、15≦X≦25の範囲で、式 R30≦0.061exp(0.18X)を満たす無電解メッキ層を形成する無電解メッキ層形成工程と、上記無電解メッキ層上に所定パターンのメッキレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、上記メッキレジスト層から露出した上記無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成した後、上記メッキレジスト層を剥離し、剥離後露出した上記無電解メッキ層をエッチングして、配線層を形成する配線層形成工程と、を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
【0010】
このプリント配線板は、最も幅狭な導体間隙X(μm)が15μmから25μmの範囲の導体パターンを有する配線層を備える。
本発明によれば、樹脂絶縁層は、配線層との密着強度や、さらに樹脂絶縁層を積層する場合には、樹脂絶縁層同士の密着強度を高くするために、その表面が粗化されている。そして、無電解メッキ層形成工程で、この粗化された樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30が、R30≦0.061exp(0.18X)を満たすように、例えば厚付けするなどして、無電解メッキ層を形成する。
【0011】
このように表面粗さR30の小さい無電解メッキ層を形成すると、レジスト層形成工程で、無電解メッキ層上にメッキレジスト層を形成する際、無電解メッキ層とメッキレジスト層とを密着強度を高くすることができる。このため、樹脂絶縁層の表面が大きく粗化されていても、無電解メッキ層の表面粗さR30を上記式を満たすように小さくすることで、メッキレジスト層が無電解メッキ層から剥がれたり、浮いたりするのを抑制し、歩留まり80%以上を確保することができる。
【0012】
従って、その後、配線層形成工程で、電解メッキを施す際、メッキレジスト層の剥がれや浮きが抑制されているので、ショートを生じ難く、メッキレジスト層から露出した無電解メッキ層上にだけ、電解メッキ層を形成することができる。さらに、樹脂絶縁層が粗化されていることにより、樹脂絶縁層と配線層(無電解メッキ層)との密着強度も高い。このため、樹脂絶縁層上に確実に配線層を形成することができる。
【0013】
なお、本明細書中で、30μm間10点平均粗さR30とは、30μmの間隔において、JIS規定の表面粗さRzの測定方法に準じて測定された表面粗さをいう。各点の測定は、電子顕微鏡または光学顕微鏡下で無電解メッキ層等の切断面を拡大して行う。また、プリント配線板製造後に、無電解メッキ層の表面粗さR30を測定する場合において、樹脂絶縁層にビアが形成されているときには、このビアの側面に形成された無電解メッキ層の表面粗さR30を便宜的に測定することもできる。
【0014】
ここで、樹脂絶縁層としては、配線層(無電解メッキ層)との密着性や熱膨張率等を考慮して適宜選択すれば良く、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂、BT樹脂、PPE樹脂等の樹脂や、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質PTFE等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等が挙げられる。
【0015】
また、樹脂絶縁層の表面は、配線層等との密着強度を考慮して粗化されていれば良く、その表面粗さは適宜選択することができる。また、樹脂絶縁層の表面は、例えば、クロム酸や過マンガン酸カリウムなどで化学的に粗化されたものの他、研磨などで物理的に粗化されたものでも良い。
また、メッキレジスト層の形成方法としては、例えば、感光性のドライフィルムを貼り付け、所定のパターンに露光・現像して形成すれば良い。あるいは、レジスト層を全面に塗布し、所定のパターンに露光・現像して形成しても良い。
【0016】
また、プリント配線板としては、樹脂絶縁層と配線層とを備えるものであれば良く、例えば、コア基板の片面あるいは両面に、あるいはコア基板なしで、絶縁層と配線層とを順に複数層積層したものなどが挙げられる。さらに、プリント配線板の主面上に、集積回路チップ等の電子部品を搭載したり、他の基板に接続したりするための接続パッドや、入出力端子としてのピンなどを備えるものでも良い。
【0017】
さらに、樹脂絶縁層上に、最も幅狭な導体間隙がX(μm)である導体パターンを有する配線層を備えるプリント配線板の製造方法であって、表面が粗化された上記樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、15≦X≦32の範囲で、式 R30≦0.15exp(0.12X)を満たす無電解メッキ層を形成する無電解メッキ層形成工程と、上記無電解メッキ層上に所定パターンのメッキレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、上記メッキレジスト層から露出した上記無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成した後、上記メッキレジスト層を剥離し、剥離後露出した上記無電解メッキ層をエッチングして、配線層を形成する配線層形成工程と、を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法とすると良い。
【0018】
本発明によれば、無電解メッキ層形成工程で、粗化された樹脂絶縁層上に、配線層のうち、最も幅狭な導体間隙X(μm)に対して、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、R30≦0.15exp(0.12X)を満たすように、無電解メッキ層を形成する。つまり、無電解メッキ層の表面粗さR30をさらに小さい値とする。
【0019】
このため、レジスト層形成工程で、無電解メッキ層上にメッキレジスト層を形成する際、無電解メッキ層とメッキレジスト層とを密着強度を、より高くすることができるので、メッキレジスト層の剥がれや浮きをより抑制し、歩留まり90%以上を確保することができる。
従って、その後、配線層形成工程で、よりショートを生じ難く、メッキレジスト層から露出した無電解メッキ層上にだけ、電解メッキ層を形成することができるので、より確実に配線層を形成することができる。
【0020】
さらに、樹脂絶縁層上に、最も幅狭な導体間隙がX(μm)である導体パターンを有する配線層を備えるプリント配線板の製造方法であって、表面が粗化された上記樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、15≦X≦32の範囲で、式 R30≦2.0exp(0.071X)を満たす無電解メッキ層を形成する無電解メッキ層形成工程と、上記無電解メッキ層上に所定パターンのメッキレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、上記メッキレジスト層から露出した上記無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成した後、上記メッキレジスト層を剥離し、剥離後露出した上記無電解メッキ層をエッチングして、配線層を形成する配線層形成工程と、を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法とすると良い。
【0021】
本発明によれば、無電解メッキ層形成工程で、粗化された樹脂絶縁層上に、配線層のうち、最も幅狭な導体間隙X(μm)に対して、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、R30≦2.0exp(0.071X)を満たすように、無電解メッキ層を形成する。つまり、無電解メッキ層の表面粗さR30をさらに小さい値とする。
【0022】
このため、レジスト層形成工程で、無電解メッキ層上にメッキレジスト層を形成する際、無電解メッキ層とメッキレジスト層とを密着強度を、さらに高くすることができるので、メッキレジスト層の剥がれや浮きをさらに抑制し、歩留まりほぼ100%を確保することができる。
従って、その後、配線層形成工程で、さらにショートを生じ難く、メッキレジスト層から露出した無電解メッキ層上にだけ、電解メッキ層を形成することができるので、さらに確実に配線層を形成することができる。
【0023】
さらに、上記のプリント配線板の製造方法であって、前記樹脂絶縁層の表面の30μm間10点平均粗さR30が、前記式及びR30≧0.5μmを満たすことを特徴とするプリント配線板の製造方法とするのが好ましい。
【0024】
樹脂絶縁層の表面の30μm間10点平均粗さR30が、上記式R30≦0.061exp(0.18X)、R30≦0.15exp(0.12X)、または、R30≦2.0exp(0.071X)を満たし、かつ、R30≧0.5μmを満たす場合には、無電解メッキ層を薄付けしたとき、具体的には1μm以下に薄付けしたとき、無電解メッキ層の表面粗さも、樹脂絶縁層の表面粗さとほとんど変わらなくなる。即ち、樹脂絶縁層の表面粗さがR30≦0.061exp(0.18X)を満たすとき、無電解メッキ層の表面の30μm間10点平均粗さR30も、この式を満たす。また、樹脂絶縁層の表面粗さがR30≦0.15exp(0.12X)を満たすとき、無電解メッキ層の表面粗さR30も、この式を満たす。また、樹脂絶縁層の表面粗さがR30≦2.0exp(0.071X)を満たすとき、無電解メッキ層の表面粗さR30も、この式を満たす。
【0025】
従って、メッキレジスト層と無電解メッキ層との密着強度が高くされるので、メッキレジスト層が無電解メッキ層から剥がれたり、浮いたりするのを抑制することができる上、無電解メッキ層を薄く付ければ足りるので、その時間とコストを削減することができる。しかも、樹脂絶縁層の表面粗さR30が0.5μm以上では、樹脂絶縁層と配線層(無電解メッキ層)との密着強度も確保することができる。
【0026】
なお、樹脂絶縁層の表面粗さが、式 R30≦0.061exp(0.18X)よりも、式 R30≦0.15exp(0.12X)、さらには、式 R30≦2.0exp(0.071X)を満たすようにすれば、メッキレジスト層が無電解メッキ層から剥がれたり、浮いたりするのを抑制する効果がより高くなる。このため、プリント配線板製造時の歩留まりもより向上させることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。
本実施形態で製造されるプリント配線板1について、図1(a)に主面1A側から見た平面図を、図1(b)に図1(a)の破線部における部分拡大図を示す。
【0028】
このプリント配線板1は、図1(a)に示すように、主面1A及び裏面(図示しない)を有し、42.5×42.5mmの略正方形板状をなす。この主面1A側には、集積回路チップを搭載するためのIC搭載領域2が形成されている。また、主面1A側には、配線層3が形成されている。
図1(b)に示すように、配線層3の一部は、図中上下方向に、一定の導体間隙Xで櫛状に並んで形成されている。この部分の配線層3の導体幅DHは20μmであり、導体間隙Xは20μmである。
【0029】
なお、このプリント配線板1において、配線層3のうち、図1(b)に示す部分の導体間隙Xが、最も幅狭(20μm)にされている。このため、プリント配線板1を製造するにあたり、後述するように、樹脂絶縁層上に無電解Cuメッキ層を形成する際、この部分に対応するメッキレジスト層が、無電解Cuメッキ層から最も剥がれたり、浮いたりし易い。
【0030】
次に、上記プリント配線板1の製造方法について、図2〜図4を参照しつつ説明する。
まず、被積層基板11を用意する。図2(a)は、被積層基板11のうち図1(b)のA−A断面に対応した部分の部分拡大断面図を示す(図2〜図4の各図についても同じ。)。
この被積層基板11は、公知の手法により、BTレジンからなるコア基板12の両面に、エポキシ系樹脂からなる樹脂絶縁層13,14が積層されたものである。これら樹脂絶縁層13,14の表面13A,13B(被積層基板11の主面11A及び裏面11B)は、過マンガン酸カリウムによって予め粗化されており、その30μm間10点平均粗さR30は、約1.3μmとされている。
【0031】
次に、無電解メッキ層形成工程において、図2(b)に示すように、被積層基板11の全面に無電解Cuメッキ(奥野製薬社製メッキ液ビルドカッパー)を施し、厚さ0.7μmの無電解Cuメッキ層17,18を形成する。
このとき、無電解Cuメッキ層17,18の厚さが、1μm以下と比較的薄いため、その下の樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30の影響を強く受ける。このため、無電解Cuメッキ層17,18の表面17A,18Aの30μm間10点平均粗さR30は、樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30とほぼ同等の約1.3μmとなる。
【0032】
このように樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30を、無電解Cuメッキ層17,18の所望の表面粗さR30と同等にしておくと、無電解Cuメッキ層17,18を薄く付けても、無電解Cuメッキ層17,18の表面17A,18Aで所望の粗さR30が得られるので、その時間やコストを削減することができる。しかも、樹脂絶縁層13,14が予め粗化されていることにより、樹脂絶縁層13,14と無電解Cuメッキ層17,18との密着強度は、十分に高くなっている。
【0033】
次に、レジスト層形成工程において、図3(a)に示すように、これら無電解Cuメッキ層17,18上に、アクリル系樹脂(水溶性アクリル)からなる感光性のドライフィルム(ニチゴーモートン社製NIT225)21,22をそれぞれ全面に貼り付ける。
【0034】
次に、図3(b)に示すように、貼り付けたドライフィルム21,22を、所定パターンのマスク(図示しない)を用いて露光し、その後現像して、配線層3等に対応した所定パターンのメッキレジスト層23,24を形成する。
その際、特に現像液(Na2CO31.1wt%)を噴射するときに、その圧力でメッキレジスト層23,24、中でもパターンの幅RBが最も狭くなっている部分(図3(b)で示す部分)が剥がれ易い。特に、本実施形態にように、配線層の最も幅狭な導体間隙X(20μm)が狭くなっている場合には、メッキレジスト層23,24の剥がれや浮きが発生しやすい。
【0035】
しかし、本実施形態では、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30は、約1.3μmと小さくされているので、無電解Cuメッキ層17,18とメッキレジスト層23,24との密着強度が、十分に高い。このため、この工程で、メッキレジスト層23,24が無電解Cuメッキ層17,18から剥がれたり、浮いたりし難い。
【0036】
次に、配線層形成工程において、図4(a)に示すように、電解Cuメッキを施し、メッキレジスト層23,24から露出した無電解Cuメッキ層17,18上に、厚さ15μmの電解Cuメッキ層27,28を形成する。
その際、メッキレジスト層23,24には剥がれや浮きがなく、無電解Cuメッキ層17,18に密着しているので、ショートを生じることなく、露出した無電解Cuメッキ層17,18上にだけ、電解Cuメッキ層27,28を形成することができる。
【0037】
その後、メッキレジスト層23,24を剥離し、クイックエッチングにより、露出した無電解Cuメッキ層17,18を除去して、図4(b)に示すように、配線層3,4を形成する。
このとき、エッチング液は全面に噴射されるので、露出した無電解Cuメッキ層17,18が除去されるとともに、電解Cuメッキ層27,28の表面も一部除去される。しかし、電解Cuメッキ層27,28(厚さ15μm)は、無電解Cuメッキ層17,18(厚さ0.7μm)よりも十分に厚く形成されているので、配線層3,4がエッチングにより除去されてしまうことはない。
このようにして、被積層基板11の樹脂絶縁層13,14上に配線層3,4が形成され、プリント配線板1が完成する。
【0038】
なお、本実施形態では、被積層基板11の樹脂絶縁層13,14の表面13A,14Aを過マンガン酸カリウムにより粗化しているが、樹脂絶縁層の材質に応じて、例えばクロム酸などにより粗化しても良い。また、その表面13A,14Aを研磨して粗化しても良い。
また、樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30は、約1.3μmとされているが、樹脂絶縁層13,14と配線層3とのアンカー効果をより高くしたい場合には、表面粗さR30をより大きくすることもできる。この場合、無電解メッキ層形成工程で、無電解メッキを厚く付けることにより、無電解メッキ層17,18の表面17A,18Aを所望の表面粗さ、例えばR30=1.3μmとする。
【0039】
また、本実施形態では、配線層形成工程で、メッキレジスト層23,24を剥離した後、そのままの状態で、エッチング液を噴射して、配線層3,4を形成している。しかし、メッキレジスト層23,24を剥離した後、電解Cuメッキ層27,28の表面に、NiメッキやSnメッキなどの保護膜を形成してから、エッチングを行ってもよい。この場合は、電解Cuメッキ層27,28の表面が、保護膜によってエッチング液から保護されるので、配線層3,4の表面はエッチングされなくなる。
【0040】
上記プリント配線板1の配線層3について、最も幅狭な導体間隙Xを様々に変更して、無電解Cuメッキ層17,18の表面17A,18Aの30μm間10点平均粗さR30と、レジスト層形成工程後の歩留まりとの関係について、以下に述べるように調査し、その結果を図5〜図8の各グラフに示した。
【0041】
まず、配線層3が、最も幅狭な導体間隙Xが20μmである導体パターンを有する上記プリント配線板1について、以下の調査を行った。即ち、樹脂絶縁層13,14の表面13A,14Aの30μm間10点平均粗さR30を適宜変更することにより、無電解Cuメッキ層17,18の表面17A,18Aの30μm間10点平均粗さR30を様々に変化させた多数の試料ついて、レジスト層形成工程後の歩留まりを調査した。そして、これらの調査をもとに、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30とメッキレジスト層23,24形成後の歩留まりとの関係について、図5のグラフにまとめた。
図5に示すグラフの横軸は、無電解Cuメッキ層17,18の表面17A,18Aの30μm間10点平均粗さR30(μm)を示し、縦軸は、メッキレジスト層23,24形成後の歩留まり(%)を示す(図6〜図8についても同じ。)。
【0042】
なお、レジスト層形成工程で、メッキレジスト層23,24が、無電解メッキ層17,18から剥がれたり、浮いたりすることなく形成された試料については、配線層形成工程において、ショートを生じることなく、確実に配線層3,4を形成することができた。これに対し、メッキレジスト層23,24が無電解メッキ層17,18から剥がれたり浮いたりした試料は、いずれもショートを生じた。
【0043】
このグラフから判るように、配線層3のうち最も幅狭な導体間隙がX=20μmでは、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が、図中にB100で示すように、0.97μm以下で、歩留まりがほぼ100%になる。一方、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が0.97μm以上になると、歩留まりが徐々に低下し始める。特に、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が約2μmを越えると、急激に歩留まりが低下する。
なお、このグラフより、レジスト層形成工程後の歩留まりを80%以上にするには、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を、図中にB80で示すように、R30=1.96μm以下にすれば良いことが判る。また、歩留まりを90%以上にするには、図中にB90で示すように、R30=1.67μm以下にすれば良く、また、歩留まりをほぼ100%にするには、図中にB100で示すように、R30=0.97μm以下にすれば良いことが判る。
【0044】
次に、上記プリント配線板1の配線層3について、最も幅狭な導体間隙Xを20μmから15μmに変更したプリント配線板についても、上記調査と同様にして調査を行った。即ち、樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30を適宜変更することにより、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を様々に変化させた多数の試料ついて、レジスト層形成工程後の歩留まりを調査した。そして、これらの調査をもとに、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30とメッキレジスト層形成後の歩留まりとの関係について、図6のグラフにまとめた。
【0045】
このグラフから判るように、配線層のうち最も幅狭な導体間隙がX=15μmでは、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30が約0.9μm以下で、レジスト層形成工程後の歩留まりが高くなる。一方、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30が約1.5μm以上では、メッキレジスト層形成後の歩留まりは、ほとんどない。
【0046】
最も幅狭な導体間隙がX=20μmである上記調査と比べると、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を小さい値にしないと、歩留まりが高くならない。また、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30が約0.9μmを越えると、大きな割合で歩留まりが低下していく。
なお、このグラフより、レジスト層形成工程後の歩留まりを80%以上にするには、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を、図中にA80で示すように、R30=0.90μm以下にすれば良いことが判る。また、歩留まりを90%以上にするには、図中にA90で示すように、R30=0.76μm以下にすれば良く、また、歩留まりをほぼ100%にするには、図中にA100で示すように、R30=0.50μm以下にすれば良いことが判る。
【0047】
次に、上記プリント配線板1の配線層3について、最も幅狭な導体間隙Xを20μmから25μmに変更したプリント配線板についても、上記各調査と同様にして以下の調査を行った。即ち、樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30を適宜変更することにより、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を様々に変化させた多数の試料ついて、レジスト層形成工程後の歩留まりを調査した。そして、これらの調査をもとに、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30とメッキレジスト層形成後の歩留まりとの関係について、図7のグラフにまとめた。
【0048】
このグラフから判るように、配線層のうち最も幅狭な導体間隙がX=25μmでは、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が、図中にC100で示すように、1.35μm以下で、歩留まりがほぼ100%になる。一方、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が1.35μm以上になると、歩留まりが徐々に低下し始める。しかし、配線層のうち最も幅狭な導体間隙がX=20μmの場合と比べると、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が大きくなっても、歩留まりの低下の割合が小さい。
なお、このグラフより、レジスト層形成工程後の歩留まりを80%以上にするには、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を、図中にC80で示すように、R30=5.32μm以下にすれば良いことが判る。また、歩留まりを90%以上にするには、図中にC90で示すように、R30=3.91μm以下にすれば良く、また、歩留まりをほぼ100%にするには、図中にC100で示すように、R30=1.35μm以下にすれば良いことが判る。
【0049】
次に、上記プリント配線板1の配線層3について、最も幅狭な導体間隙Xを20μmから32μmに変更したプリント配線板についても、上記各調査と同様にして以下の調査を行った。即ち、樹脂絶縁層13,14の表面粗さR30を適宜変更することにより、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を様々に変化させた多数の試料ついて、レジスト層形成工程後の歩留まりを調査した。そして、これらの調査をもとに、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30とメッキレジスト層形成後の歩留まりとの関係について、図8のグラフにまとめた。
【0050】
このグラフから判るように、配線層のうち最も幅狭な導体間隙がX=32μmでは、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が、図中にD100で示すように、1.74μm以下で、歩留まりがほぼ100%になる。一方、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が1.74μm以上になると、歩留まりが徐々に低下し始める。しかし、導体間隙がそれぞれX=15,20,25μmである上記各調査と比べると、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30が大きくなったとき、歩留まりの低下の割合がさらに小さくなっている。
なお、このグラフより、レジスト層形成工程後の歩留まりを90%以上にするには、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を、図中にD90で示すように、R30=5.59μm以下にすれば良いことが判る。また、歩留まりをほぼ100%にするには、図中にD100で示すように、R30=1.74μm以下にすれば良いことが判る。
【0051】
以上の各調査から、配線層のうち、最も幅狭な導体間隙Xが大きくなるにつれて、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30が大きくても良いことが判る(図5〜図8参照)。
つまり、所望の歩留まりを得るには、最も幅狭な導体間隙Xが小さいほど、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を小さくする必要があり、逆に、最も幅狭な導体間隙Xが大きくなると、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30が大きくても良いという相関関係を有する。また、より高い歩留まりを得るためには、無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30をより小さくしなけらばならない。
【0052】
そこで、レジスト層形成工程後に、80%、90%及びほぼ100%の歩留まりをそれぞれ得るために必要な無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30を求めるために、配線層のうち最も幅狭な導体間隙Xと無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30との関係について調べた。図9〜図11のグラフを参照しつつ、以下に説明する。
【0053】
まず、メッキレジスト層形成後の歩留まりを80%以上とする場合の最も幅狭な導体間隙Xと無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30との関係について、図9に示す。このグラフの横軸は、配線層のうち最も幅狭な導体間隙X(μm)を示し、縦軸は、無電解Cuメッキ層17,18の表面17A,18Aの30μm間10点平均粗さR30(μm)を示す(図10及び図11についても同じ。)。なお、図中のA80,B80,C80の各点は、図5〜図7に示すA80,B80,C80にそれぞれ対応している。
【0054】
このグラフは、上記調査より求めた各グラフ(図5〜図7参照)より、最も幅狭な導体間隙が、X=15,20,25μmのそれぞれについて、歩留まりが80%となるときの表面粗さR30を求め、これらの点(A80,B80,C80)をもとに近似したグラフである。このグラフは、式 R30=0.061exp(0.18X)で表される。
このグラフより、配線層のうち最も幅狭な導体間隙Xに対して、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30を、式 R30≦0.061exp(0.18X)を満たす値とすれば、メッキレジスト層形成後の歩留まりを80%以上にすることができることになる。
【0055】
次に、メッキレジスト層形成後の歩留まりを90%以上とする場合の最も幅狭な導体間隙Xと無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30との関係について、図10に示す。なお、図中のA90,B90,C90,D90の各点は、図5〜図8に示すA90,B90,C90,D90にそれぞれ対応している。
このグラフも、上記調査より求めた各グラフ(図5〜図8参照)より、最も幅狭な導体間隙が、X=15,20,25,32μmのそれぞれについて、歩留まりが90%となるときの表面粗さR30を求め、これらの点(A90,B90,C90,D90)をもとに近似したグラフである。このグラフは、式 R30=0.15exp(0.12X)で表される。
このグラフより、配線層のうち最も幅狭な導体間隙Xに対して、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30を、式 R30≦0.15exp(0.12X)を満たす値とすれば、メッキレジスト層形成後の歩留まりを90%以上にすることができることになる。
【0056】
次に、メッキレジスト層形成後の歩留まりをほぼ100%とする場合の最も幅狭な導体間隙Xと無電解Cuメッキ層17,18の表面粗さR30との関係について、図11に示す。なお、図中のA100,B100,C100,D100の各点は、図5〜図8に示すA100,B100,C100,D100にそれぞれ対応している。
このグラフも、上記調査より求めた各グラフ(図5〜図8参照)より、最も幅狭な導体間隙が、X=15,20,25,32μmのそれぞれについて、歩留まりがほぼ100%となる値のうち、最も大きい表面粗さR30をそれぞれ求め、これらの点(A100,B100,C100,D100)をもとに近似したグラフである。このグラフは、式 R30=2.0exp(0.071X)で表される。
このグラフより、配線層のうち最も幅狭な導体間隙Xに対して、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30を、式 R30≦2.0exp(0.071X)を満たす値とすれば、メッキレジスト層形成後の歩留まりをほぼ100%にすることができることになる。
【0057】
このように、図9〜図11のグラフより、配線層のうち最も幅狭な導体間隙が15≦X≦25の範囲において、R30≦0.061exp(0.18X)を満たすように、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30を設定すれば、メッキレジスト層形成後の歩留まり80%以上を得ることができる。
また、配線層のうち最も幅狭な導体間隙が15≦X≦32の範囲において、R30≦0.15exp(0.12X)を満たすように、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30を設定すれば、メッキレジスト層形成後の歩留まり90%以上を得ることができる。
また、配線層のうち最も幅狭な導体間隙が15≦X≦32の範囲において、R30≦2.0exp(0.071X)を満たすように、無電解Cuメッキ17,18の表面粗さR30を設定すれば、メッキレジスト層形成後の歩留まりほぼ100%を得ることができる。
【0058】
以上で説明したように、本実施形態のプリント配線板の製造方法でよれば、無電解メッキ層形成工程において、配線層のうち最も幅狭な導体間隙Xに対して、表面の30μm間10点平均粗さR30が、R30≦0.061exp(0.18X)、R30≦0.15exp(0.12X)、及び、R30≦2.0exp(0.071X)を満たすように、無電解Cuメッキ層17,18が形成される。
【0059】
このため、レジスト層形成工程において、所定パターンのメッキレジスト層を形成する際、メッキレジスト層と無電解Cuメッキ層17,18との密着強度を十分に高くすることができる。よって、この工程で、メッキレジスト層の一部が、無電解Cuメッキ層17,18から剥がれたり、浮いたりするのを抑制することができる。
従って、その後配線層形成工程で、電解Cuメッキ層27,28を形成する際、所定の位置にだけ、確実に電解Cuメッキ層27,28を形成することができるので、確実に配線層を形成することができ、プリント配線板の製造時の歩留まりを向上させることができる。
【0060】
以上において、本発明を各実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、配線層は、一定の導体間隙Xで導体が櫛上に並んだ導体パターンを有しているが(図1(b)参照)、導体同士が平行に並んでいない導体パターンをなす配線層においても、本発明を適用することができる。このような場合でも、導体間隙が最も幅狭な部分で、メッキレジスト層が無電解Cuメッキ層から最も剥がれ易くなるので、本発明の適用により、この部分のメッキレジスト層の剥がれや浮きを抑制することができ、この部分でのショートの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1に係るプリント配線板を示す図であり、(a)は主面側から見た平面図を示し、(b)は(a)の破線部における部分拡大図を示す。
【図2】実施形態1に係るプリント配線板の製造方法を示す部分拡大断面図であり、(a)は被積層基板を示し、(b)は無電解Cuメッキ層を形成した状態を示す。
【図3】実施形態1に係るプリント配線板をの製造方法を示す部分拡大断面図であり、(a)はドライフィルムを貼り付けた状態を示し、(b)はメッキレジスト層を形成した状態を示す。
【図4】実施形態1に係るプリント配線板をの製造方法を示す部分拡大断面図であり、(a)は電解Cuメッキ層を形成した状態を示し、(b)は配線層を形成した状態を示す。
【図5】実施形態1に係り、導体間隙20μmにおける無電解Cuメッキの表面粗さと歩留まりとの関係を示すグラフである。
【図6】実施形態1に係り、導体間隙15μmにおける無電解Cuメッキの表面粗さと歩留まりとの関係を示すグラフである。
【図7】実施形態1に係り、導体間隙25μmにおける無電解Cuメッキの表面粗さと歩留まりとの関係を示すグラフである。
【図8】実施形態1に係り、導体間隙32μmにおける無電解Cuメッキの表面粗さと歩留まりとの関係を示すグラフである。
【図9】実施形態1に係り、歩留まり80%における導体間隙と無電解Cuメッキの表面粗さとの関係を示すグラフである。
【図10】実施形態1に係り、歩留まり90%における導体間隙と無電解Cuメッキの表面粗さとの関係を示すグラフである。
【図11】実施形態1に係り、歩留まり100%における導体間隙と無電解Cuメッキの表面粗さとの関係を示すグラフである。
【図12】従来技術に係るプリント配線板の製造方法を示す部分拡大断面図であり、(a)は樹脂絶縁層上に無電解メッキ層を形成した状態を示し、(b)は無電解メッキ層上にドライフィルムを貼付した状態を示し、(c)はメッキレジスト層を形成した状態を示す。
【図13】従来技術に係るプリント配線板の製造方法を示す部分拡大断面図であり、(a)は電解メッキ層を形成した状態を示し、(b)は配線層を形成した状態を示す。
【符号の説明】
1 プリント配線板
3,4 配線層
11 被積層基板
13,14 樹脂絶縁層
13A,14A (樹脂絶縁層の)表面
17,18 無電解Cuメッキ層
17A,18A (無電解Cuメッキ層の)表面
23,24 メッキレジスト層
27,28 電解Cuメッキ層
X 導体間隙
Claims (3)
- 樹脂絶縁層上に、最も幅狭な導体間隙がX(μm)である導体パターンを有する配線層を備えるプリント配線板の製造方法であって、
表面が粗化された上記樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、15≦X≦25の範囲で、
式 R30≦0.061exp(0.18X)
を満たす無電解メッキ層を形成する無電解メッキ層形成工程と、
上記無電解メッキ層上に所定パターンのメッキレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
上記メッキレジスト層から露出した上記無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成した後、上記メッキレジスト層を剥離し、剥離後露出した上記無電解メッキ層をエッチングして、配線層を形成する配線層形成工程と、
を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 樹脂絶縁層上に、最も幅狭な導体間隙がX(μm)である導体パターンを有する配線層を備えるプリント配線板の製造方法であって、
表面が粗化された上記樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、15≦X≦32の範囲で、
式 R30≦0.15exp(0.12X)
を満たす無電解メッキ層を形成する無電解メッキ層形成工程と、
上記無電解メッキ層上に所定パターンのメッキレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
上記メッキレジスト層から露出した上記無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成した後、上記メッキレジスト層を剥離し、剥離後露出した上記無電解メッキ層をエッチングして、配線層を形成する配線層形成工程と、
を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 樹脂絶縁層上に、最も幅狭な導体間隙がX(μm)である導体パターンを有する配線層を備えるプリント配線板の製造方法であって、
表面が粗化された上記樹脂絶縁層上に、表面の30μm間10点平均粗さR30(μm)が、15≦X≦32の範囲で、
式 R30≦2.0exp(0.071X)
を満たす無電解メッキ層を形成する無電解メッキ層形成工程と、
上記無電解メッキ層上に所定パターンのメッキレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
上記メッキレジスト層から露出した上記無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成した後、上記メッキレジスト層を剥離し、剥離後露出した上記無電解メッキ層をエッチングして、配線層を形成する配線層形成工程と、
を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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