JP4267974B2 - 回路基板及びその製造法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板及びその製造法に関し、特には回路配線パターンの表面保護層の形成及び多層回路基板にあっては層間絶縁層の形成に特徴を有する回路基板及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来技術】
フレキシブル回路基板等の回路基板の実装パッド部は実装部品の小型化、及び、実装の高密度化により、近年急激な微細化が促進されてきており、これに伴って、従来より配線パターンの表面に形成する表面保護層として用いられるカバーフィルムを打ち抜き、貼着する方法では対応が困難になってきている。
【０００３】
そのため近年では、上記カバーフィルムに代えて、感光性絶縁樹脂が採用されるようになってきた。この感光性樹脂は露光、現像、水洗、硬化処理を施すことにより、カバーフィルムの打ち抜き、貼着では達成が困難であった精細な開口形状と複雑な開口形状を有する表面保護層を形成することが可能となった。
【０００４】
また、回路基板の形成方法においても、ビルドアップ型回路基板が多く用いられるようになり、層間絶縁層には感光性絶縁樹脂が採用されるようになってきた。
【０００５】
その一方で回路基板の軽薄化に伴い、従来の硬い膜となるエポキシやアクリルを主としたフォトソルダーレジストでは材料特性のミスマッチに由来する基板の反りや、基板製造工程内におけるハンドリングでの割れが問題となる。これらの問題を回避するため、フォトソルダーレジストは、かさ高い分子構造をもち、柔軟な塗膜となるウレタンのようなポリマーを配合したものが開発されてきている。
【０００６】
この感光性絶縁樹脂による表面保護層または層間絶縁層をもつ回路基板の製造工程は、所要の配線パターンを形成した絶縁材ベース材への感光性絶縁樹脂皮膜の塗工またはラミネート工程、露光工程、現像工程、ＵＶキュアおよび熱硬化工程を経て絶縁膜を形成する。その後、絶縁膜を形成した回路基板の実装パッド部分へ、めっきなどの表面処理が施され製品となる。
【０００７】
多くの場合、上記感光性絶縁樹脂はアルカリ型現像液を用いて現像を行ない、その後水洗されるが、その現像工程に用いる現像液は炭酸ナトリウムを主成分とする水溶液が用いられ、現像工程中で行う水洗工程には、従来、市水水洗と純水水洗とを適宜組み合わせて行なっている。
【０００８】
しかし、従来の水洗工程では、現像工程における炭酸ナトリウムのＮａイオンが絶縁樹脂被膜中に存在するカルボキシル基と結合した形となる。このＮａは高温高湿下の通電試験において絶縁膜への吸水を促進し、かつ、これが電解質として働くため、絶縁膜の絶縁性が低下する。
【０００９】
そのため、陽極側からイオン化した銅が陰極側へ泳動、析出することにより形成されるデンドライトによるショートが発生する。また、Ｎａは高温高湿下において塗膜を形成する樹脂の分子鎖を加水分解し、膜質を劣化させるため、電気特性、機械物性が低下すると考えられる。
【００１０】
この絶縁被膜中のＮａイオンを除去するための従来技術としては、アルカリ現像後にＣａイオンやＭｇイオンを含んだ水で回路基板を洗浄する方法があり、例えば特開2000-208904公報、特開2002-162739公報、特開2002-305368公報に開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回路基板の製造において、絶縁樹脂被膜を形成した後にはめっきなどの表面処理が行なわれる。これらの工程中にはアルカリ処理を含むものもあり、現像液または現像後の水洗工程で添加したＣａイオンやＭｇイオンの一部が再びナトリウムに置換されてしまう。特開2000-208904公報、特開2002-162739公報、特開2002-305368公報に開示されている方法のみでは、このような理由から上記のようなＮａイオンに由来する問題が発生する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は回路配線パターンの表面保護層、多層回路基板にあっては層間絶縁層として感光性絶縁樹脂を用いる回路基板を製造する場合、熱硬化処理工程を終えた絶縁樹脂被膜を多価金属含有水でイオン置換することにより、表面保護層または層間絶縁層の耐環境性を向上させ、且つ柔軟性を付与した回路基板及びその製造法を提供するものである。
【００１３】
本発明による回路基板を製造するには絶縁樹脂被膜の硬化処理、または回路基板の表面処理を実施した後に行なう置換水中にＭｇイオンまたはＣａイオンより選ばれる少なくとも１種が０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、特に好ましくは０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％含まれる事を特徴とする回路基板の製造法が採用される。
【００１４】
この手法により、回路基板製造工程で感光性絶縁樹脂に浸入し、カルボキシル基と結合したＮａイオンをＭｇイオンまたはＣａイオンへと置換することで、感光性樹脂被膜の吸水および、樹脂の加水分解を抑制することにより耐環境性を有し且つ、柔軟な回路基板を安価に且つ安定的に供給できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を説明するため、回路基板を製造する場合に関して説明する。実施例においては、感光性絶縁樹脂として、ドライフィルム型レジストと同様の形態のフィルム状の感光性絶縁樹脂であって、ネガ型の紫外線硬化樹脂を用いた。
【００１６】
先ず、常法に従って適当な絶縁ベース材面上に所要の配線パターンを形成した後、この配線パターンの表面に表面保護層を形成する工程に移行する。この表面保護層は、感光性絶縁樹脂によるラミネート工程、露光工程、現像工程、ＵＶキュア工程、熱硬化工程を経て形成される。絶縁膜を形成した後、回路基板は必要に応じてめっきなどの表面処理が施され製品となる。
【００１７】
本発明は、熱硬化後もしくは表面処理工程後にＭｇイオンまたはＣａイオンを含む置換水を用いて回路基板を処理することでカルボキシル基と結合したＮａイオンを除去し、ＭｇイオンまたはＣａイオンへと置換するものである。
また、本発明の熱硬化後もしくは表面処理工程後におこなうＭｇイオンまたはＣａイオン置換は単独で用いても良いし、特開2000-208904公報、特開2002-162739公報、特開2002-305368公報に開示されているアルカリ現像後にＣａイオンやＭｇイオンを含んだ水で回路基板を洗浄する方法と併用しても良い。
【００１８】
ここで、置換水中のＭｇイオンまたはＣａイオンの濃度を種々検討した結果、高温高湿下における絶縁性、絶縁樹脂被膜へ可撓性を付与し、且つ又、安価な回路基板を提供するための装置条件における本発明の効果が得られる範囲として、置換水中のＭｇイオンまたはＣａイオンの濃度が０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、特に０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲で効果的な作用を確認した。
【００１９】
電解金めっき処理を行なった後の回路基板をＭｇイオンが１ｗｔ％含有する置換水で処理し、高温高湿下における耐環境性能を調査した結果では、温度８５℃、相対湿度８５％の環境で１０００時間通電試験を経たものでも表面保護層としての絶縁膜において絶縁抵抗値の低下はなく、回路のショートは発生しなかった。
【００２０】
また、電解金めっき処理を行なった後の回路基板をＭｇイオンが１ｗｔ％含有する置換水で処理した後、回路基板より絶縁樹脂被膜を単離し、破断伸びを測定した結果、ＭｇまたはＣａで置換しなかった場合に比較して伸びが向上し、可撓性が付与できていることを確認した。
【００２１】
【発明の効果】
従来の現像液または現像後の水洗水にＭｇやＣａを添加する方法では、熱硬化後に行なわれるめっきなどの表面処理工程でＭｇやＣａが再びＮａに置換されることがあるため、表面処理後も絶縁被膜中にＮａイオンが多く存在するが、本発明の製造工程を採用することにより、熱硬化後または表面処理工程後にＭｇまたはＣａを添加した水で処理することでＮａを除去し、ＭｇまたはＣａに置換することができる。
【００２２】
従って、本発明では絶縁樹脂被膜の吸水や加水分解による、耐環境性の低下という問題のみならず、樹脂の加水分解による絶縁樹脂被膜の脆さを改善できる。
【００２３】
また、コスト高となるような特段の装置や手法を要することなく且つ、最も安定しコスト的にも最適な現像条件を維持しながら改善することができるので、安定的に且つ、安価に回路基板を提供することが可能である。

Claims (4)

  1. 回路配線パターンの表面保護層として感光性絶縁樹脂を用いる回路基板において、前記感光性絶縁樹脂の熱硬化処理工程以後に行われるＮａイオンを含むアルカリ処理工程を経由することにより前記感光性絶縁樹脂に吸着されるＮａイオンを、前記アルカリ処理工程を含む表面処理工程後にＭｇイオンまたはＣａイオンより選ばれる少なくとも１種に置換してこの感光性絶縁樹脂を構成したことを特徴とする回路基板。
  2. 多層回路基板の回路配線導体層間の絶縁層として感光性絶縁樹脂を用いる回路基板において、前記感光性絶縁樹脂の熱硬化処理工程以後に行われるＮａイオンを含むアルカリ処理工程を経由することにより前記感光性絶縁樹脂に吸着されるＮａイオンを、前記アルカリ処理工程を含む表面処理工程後にＭｇイオンまたはＣａイオンより選ばれる少なくとも１種に置換してこの感光性絶縁樹脂を構成したことを特徴とする回路基板。
  3. 回路配線パターンの表面保護層として感光性絶縁樹脂を用いる回路基板の製造法において、前記感光性絶縁樹脂の熱硬化処理工程以後に行われるＮａイオンを含むアルカリ処理工程を経由することにより前記感光性絶縁樹脂に吸着されるＮａイオンを、前記アルカリ処理工程を含む表面処理工程後にＭｇイオンまたはＣａイオンより選ばれる少なくとも１種に置換することを特徴とする回路基板の製造法。
  4. 多層回路基板の回路配線導体層間の絶縁層として感光性絶縁樹脂を用いる回路基板の製造法において、前記感光性絶縁樹脂の熱硬化処理工程以後に行われるＮａイオンを含むアルカリ処理工程を経由することにより前記感光性絶縁樹脂に吸着されるＮａイオンを、前記アルカリ処理工程を含む表面処理工程後にＭｇイオンまたはＣａイオンより選ばれる少なくとも１種に置換することを特徴とする回路基板の製造法。
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