JP4508800B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

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本願発明は、樹脂絶縁層に穿設した開口を介して当該樹脂絶縁層の下層と上層との導通を取るもしくはソルダーレジスト層に開口パッドを形成するプリント配線板の製造方法、及び、プリント配線板の製造装置に関するものである。
ビルドアップ多層配線板などの多層プリント配線板において、層間絶縁層及びソルダーレジスト層への開口の形成は、パターンの描かれたマスクを用いて露光・現像により行っていた。
従来技術の露光方式では、一律のマスクサイズで露光を行うため、基板自体の歪みに対して許容できる範囲が大きくできない。また、高密度化が要求されている多層プリント配線板においては、位置ズレに対する許容範囲も小さくなる。そのために、マスクを用いた露光方式では、基板の歪みに対して位置ズレしやすくなり、電気接続性や信頼性を低下させてしまった。係る課題から、層間絶縁層及びソルダーレジスト層に直接光を照射する直描露光の技術が実用化されている。
図19を参照してソルダーレジスト層への直描露光技術による開口の穿設、及び、半田バンプの形成について説明する。図19(A)に示すよう回路254が形成されたコア基板260上の未硬化のソルダーレジスト層250へ、開口形成部250Bを除いて紫外線等の光を照射して露光し、樹脂を硬化させる。次に、薬液で現像して光硬化を照射しなかった開口形成部(未硬化部分)に開口251を形成する(図19(B))。開口251に半田ペーストを印刷し、リフローを行うことで半田バンプ276を形成する(図19(C))。
このとき、基板は分割したエリア毎に露光をそれぞれ行い、その単位ごとで露光を行うことにより基板全体を露光させる。この露光について図20を参照して説明する。図20は、多数個取り用のプリント配線板30の平面を示している。この多数個取り用のプリント配線板30は、複数の個片のプリント配線板30p1、30p2、30p3、30p4・・・から成り、製造工程の最後に図中で点線で示す部位で切断され、個片のプリント配線板30p1、30p2、30p3、30p4が製造される。ここで、直描露光技術では、露光エリア毎に、直描による露光を行う。露光エリアが順次移動することで、即ち、露光エリアE0 が完了すると露光エリアE1 、露光エリアE2・・・露光エリアExまで移動する。これにより多数個取り用のプリント配線板30の全面を露光することができる。
特許文献1には、直描露光の技術が開示され、特許文献2には反射式の一括露光の技術が開示されている。
特開2000−91200号 特開2001−251051号
しかしながら、直描露光技術によって、製造された多層プリント配線板では、上述したマスク露光と比較して製品の品質を向上させることができるが、それぞれの分割したエリアでの露光時間が必要となるため、1枚の基板に掛かるトータルの露光時間が従来の露光方式に比べて時間が掛かり過ぎる。そのために、生産性が低下し、製造コストが上昇する。
それに対して、生産性を確保するために直描露光における分割した部分の露光時間を短くする(従来の露光時間の1/2以下とした露光時間)ことを検討した。それで露光して、現像した後、硬化して形成された樹脂絶縁層は、Tg点などの樹脂特性や架橋性が低下してしまった。そのために、高温放置やヒートサイクルなどの信頼性試験においても早期に劣化していることが確認されている。また、開口した形状も所望のものでなかったり、開口部底部に樹脂残りがあったりするなどの電気接続を阻害してしまった。そのために、接続性や信頼性のいずれかが従来の露光方式と比べて、低下してしまうためにプリント配線板における直描露光技術を用いることを阻害された。
この傾向は、樹脂絶縁層にバイアホールを形成した場合、ソルダレジスト層に開口パッドを形成した場合でも同様なことが発生した。
更に、光を走査して樹脂絶縁層を硬化させても、底側は硬化が十分に行えず、図19(B)に示すように、現像処理の際に、開口251の底部が広がるアンダーカット251bができてしまう。ここで、アンダーカット251bがある状態で、図19(C)に示すように半田バンプ276を形成すると、アンダーカット251bの下側に気泡Bが残り、熱膨張により拡散して半田バンプ276の接続信頼性を低下させ、また、ソルダーレジスト層にクラックを発生させることになる。このアンダーカットによる信頼性の低下は、層間絶縁層に開口を穿設し、開口にめっき膜を設けることでバイアホールを形成する際にも同様の問題が生じる。
更に、露光のみにより樹脂絶縁層を硬化させようとすると、表面側は硬化できても、底部側が十分に硬化させれないため、図19(B)中に示すように開口251のテーパ角度Θ2が小さくなって、開口表面での開口径が大きくなり、単位面積中に設け得る開口の数が制限を受けた。これが、プリント配線板の高密度化を阻む原因の1つとなった。
上述した課題を解決するため本発明の目的は、短時間でプリント配線板を製造できるプリント配線板の製造方法を提案することにある。
請求項1は、基板上に回路を形成した上に樹脂絶縁層に形成した開口を介して当該樹脂絶縁層のバイアホールを形成するプリント配線板の製造方法において:
感光性を有する樹脂絶縁層の開口形成部以外をレーザ光の走査で行う直描方式で露光し、該樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化するステップと;
前記樹脂絶縁層の露光後に電子線を該樹脂絶縁層全面へ照射し、前記樹脂絶縁層の開口形成部以外を少なくとも現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、前記開口形成部を現像で除去できる硬化レベルにするステップと;
前記樹脂絶縁層を現像して、記開口形成部に開口を形成するステップと;
前記樹脂絶縁層を加熱処理し硬化するステップと;を備えることを技術的特徴とする。
請求項2は、最外層にソルダーレジスト層を形成し、該ソルダーレジスト層を開口して、導体回路を露出し開口パッドを形成するプリント配線板の製造方法において:
感光性を有するソルダーレジスト層の開口形成部以外をレーザ光の走査で行う直描方式で露光し、該ソルダーレジスト層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化するステップと;
前記ソルダーレジスト層の露光後に電子線を該ソルダーレジスト層全面へ照射し、前記ソルダーレジスト層の開口形成部以外を少なくとも現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、前記開口形成部を現像で除去できる硬化レベルにするステップと;
前記ソルダーレジスト層を現像して、記開口形成部に開口を形成するステップと;
前記ソルダーレジスト層を加熱処理し硬化するステップと;を備えることを技術的特徴とする。
請求項1、請求項2では、樹脂絶縁層の開口形成部以外を露光し、硬化後もしくは露光と同時に樹脂絶縁層へ電子線を照射した後、樹脂絶縁層を薬液で現像して、露光されていない開口形成部に開口を形成する。電子線により樹脂絶縁層を硬化させるため、露光時間を短縮することができ、また、樹脂絶縁層のヤング率、Tg点を改善することが可能になる。樹脂絶縁層を露光後に電子線で硬化させるため、樹脂絶縁層の開口形成部以外を完全に硬化させ、開口の形状を安定させることができる。このため、アンダーカットが生じず、プリント配線板の信頼性を高めることができる。また、開口のテーパ角度が大きくなるので、狭ピッチで開口を形成することが可能になり、プリント配線板の高密度化を実現できる。
請求項1,2では、露光では、樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化し、電子線の照射では、樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、開口形成部を現像で除去できる硬化レベルにとどめる。このため、開口形成部を現像で除去できる硬化レベルにとどめながら、樹脂絶縁層の開口形成部以外を完全に硬化させることができる。
この場合における硬化のレベルについて言及する。
現像に耐え得ないレベルの硬化とは、指で触れたくらいでは軟化したり、剥がれたりはしないが、硬化の進行が完全ではないので、露光用の現像液に対する耐性が弱いので、光照射した部分で溶け出したり、現像で除去する部分では樹脂残りを引き起こしたりしてしまう可能性があるレベルを意味する。
次に、現像に耐え得るレベルの硬化とは、従来の露光方式であるマスク露光を行ったのと同等のレベルまで硬化を行っている、いわゆる、半硬化状態(Bステージ状)を指す。硬化の進行は進んでいるために、露光用の現像液に対する耐性には強く、光照射した部分で溶け出すこともなく、開口形成部を現像で除去する部分では樹脂残りもないレベルを意味する。
請求項1、2では、露光はレーザ光を走査して行う直描方式を用いるため、従来のマスク露光と比較して、狭ピッチで微細径の開口を形成することができる。
ここで、直描方式で露光して樹脂絶縁層の開口形成部以外を完全に硬化させるためには、長時間を要する。しかし、本発明では、露光後に電子線で樹脂絶縁層を硬化させるため、直描装置自身の露光時間が短縮されることで、直描方式を用いて短時間でプリント配線板を製造することが可能となる。
また、多数個取り用の基板でエリア単位に歪みに対する位置補正をすることもできる。従来のマスク露光では、ガラスマスクの描画を行っているので、多数個取り用の基板単位でのX方向、Y方向に対する位置ズレには位置補正を行うことができた。しかしながら、多数個取り用の基板で個片単位で歪みに対する位置ズレに対する位置補正に対応しきれなかった。それに対して、直描露光では、多数個取り用の基板の個片単位でX方向、Y方向、基板の歪みに対する位置ズレに対しても、位置補正を行うことが行うことができる。
樹脂絶縁層は樹脂に無機フィラーを含んでいる。このため、樹脂絶縁層の熱膨張係数をプリント配線板のコア基板に近づけ、クラックの発生を防止することができる。請求項3、請求項の方法においては、樹脂絶縁層を現像に耐え得ないレベルの硬化と現像に耐え得るレベルの硬化と2段階で行っている。このとき、樹脂絶縁層に無機フィラーが含まれているために、現像に耐え得ないレベルの硬化であっても、樹脂自体の形状保持性が向上される。
無機フィラーには、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等を粒子を配合することができ、その粒径は、0.01〜10μmのもので、その形状は円形、楕円形、多角形等を用いることができる。このとき、粒径、形状の異なるものを2種類以上混在して樹脂絶縁層に入れてもよい。無機フィラー以外に、樹脂フィラー、金属フィラーなどを用いてもよい。
また、架橋反応を助長させるための前駆体を配合させてもよい。それにより、より効果的に反応性を高めることができ、樹脂における開口部の形状保持性が保たれて、タクト時間を長くしないようにすることをできる。
請求項では、樹脂は、光硬化性及び熱硬化性を備える樹脂を用いることが望ましい。このため、露光で、樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化し、電子線の照射で、樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得るレベルまで硬化することができる。つまり、露光においては、光硬化性を優先して硬化を進め、電子線の照射においては、熱硬化性を優先して硬化を進めることで、それぞれの反応性に特徴を持たせて硬化させることにより、開口部における形状保持性を高めることができる。
請求項では、電子線を照射させることにより、層間絶縁樹脂層もしくはソルダーレジスト層を成す感光性樹脂、光感光性樹脂、熱感光性樹脂で、反応を進行させることができる。未反応もしくは反応不十分により、不飽和状態であった結合が、電子線の照射により、結合が促され、樹脂の重合度が高められるのである。その結果として、樹脂の硬化、樹脂特性(ヤング率、架橋密度)を高められるのである。つまり、電子線の照射により、樹脂の重合(結合)の度合い(率)が高められるのである。
[第1参考例]
第1参考例では、直描露光技術により樹脂絶縁層である層間絶縁層及びソルダーレジスト層に開口を穿設する。ここで、直描露光技術とは、パターンデータに基づいて電子線を偏向器で走査、又は、レーザや光をミラーなどで反射させて、反射したパターンデータを直接プリント配線板に照射させて露光する技術である。プリント配線板の描画時にパターンを形成しているのでパターン形成に関わる装置の制御回路や実際に電子線、レーザや光を制御するための装置が必要となる。それらの動きを一括管理するためのコンピュータが必要となる。その電子線、レーザや光を制御することにより微細な配線や小径の開口を形成することが可能となる。
露光後、アルカリなどに溶液により現像させることにより、樹脂層であればバイアホールを形成、ソルダーレジストであれば開口パッドを形成し、レジストであれば、配線形成をすることができる。
第1参考例に係る直描露光装置の構成を図8を参照して説明する。
レーザ照射器220からのレーザ光は、ミラー222で反射され、レンズ224、レンズ226を透過してミラー228で反射され、レンズ230を介してプリント配線板30上に照射される。プリント配線板30は、テーブル240上にX−Y−θ方向に送られる。
コンピュータ200は、CAD等により描画データを作成し、その情報を補助記憶装置202に一時記憶しておき、パターン描画時には、描画パターン情報を補助記憶装置202から読み出し、露光インターフェイス204へ送り込む。露光インターフェイス204は、入力した情報に従って、画素データを選択し、そのデータの状態(1又は0)によってミラー222、228を揺動させる駆動電圧を発生させれるように、駆動信号をミラー駆動装置206へ入力する。ミラー駆動装置206は、駆動信号に応じてミラー222、228を揺動させる。同時に、露光インターフェイス204は、テーブル駆動装置208へ搬送信号を送り、テーブル駆動装置208は、搬送信号に基づきテーブル240をX−Y方向へ移動させる。
テーブル240に載置されるプリント配線板30には、ソルダーレジスト層、層間絶縁層等の樹脂絶縁層70が形成されている。
露光は、図20を参照して上述したように、個片分割した製品単位ごとに露光をそれぞれ行い、その単位ごとで露光を行うことにより基板全体を露光させる。まず、図20中の多数個取り用のプリント配線板30の位置決めマーク82に基づき、全体の位置決めを行った後、図中で矢印で示すように、多数個取り用のプリント配線板30において、露光エリア(E0 、E1 、E2・・・Ex)を順次ずらすことにより、露光を行う。この際、それぞれの露光エリアに対する位置決めを、位置決めマークを用いて行うことにより、エリア単位でX方向、Y方向、θ方向、基板30の歪みに対する位置ズレも補正する。
次に、第1参考例で用いる電子線照射装置について説明する。
電子線照射装置は、プリント配線板に電子線を照射するための電子線炉300と電子線を発生する電子線発生装置304からなる。電子線炉300には、プリント配線板を載置して搬送する搬送台302とが備えられている。
第1参考例でのソルダーレジスト層の露光・電子線照射装・現像処理について図12を参照して説明する。図8を参照して上述した直描露光装置を用いて、配線回路254の形成されたコア基板260上に被覆された未硬化ソルダーレジスト層250を、開口形成部250B以外を露光する(図12(A))。そして、薬液により現像処理を行い未硬化の開口形成部250Bを溶解除去して開口251を形成する(図12(B))。次に、図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、ソルダーレジスト層250を完全に硬化させる(図12(C))。開口部から露出した部分に、ニッケル、貴金属層(例えば、Ni−Au等)を形成し、最後に、開口251に半田ペーストを印刷し、リフローを行うことで半田バンプ276を形成する(図12(D))。
第1参考例での樹脂絶縁層(層間絶縁層)の露光・加熱・現像処理について図13、図14を参照して説明する。図8を参照して上述した直描露光装置を用いて、配線回路254が形成された基板260上に被覆された未硬化の樹脂絶縁層(層間絶縁層)250を、開口形成部250B以外を露光する(図13(A))。そして、薬液により現像処理を行い未硬化の開口形成部250Bを溶解除去して開口251を形成する(図13(B))。次に、図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、層間絶縁層250を完全に硬化させる(図13(C))。酸あるいは酸化剤などの粗化液を用いて、層間絶縁層250全面(樹脂の表層および開口内部)に粗化層を設けた後、層間絶縁層250の全面に無電解銅めっき膜251を形成する(図13(D))。所定パタンのレジスト253を形成してから(図14(A))、レジスト非形成部に電解銅めっき膜255を析出させる(図14(B))。レジスト253を除去してからレジスト下の無電解銅めっき膜251をエッチングで除去することで、無電解銅めっき膜251、電解銅めっき膜255からなるバイアホール259を形成する(図14(C))。ここでは、セミアディテイブ法によるバイアホール形成を説明したが、永久レジストを施して、メッキにより導体回路を形成するフルアディテイブ法により導体回路を形成することも可能である。
第1参考例では、ソルダーレジスト層、層間絶縁層250の開口形成部250B以外を露光し、ソルダーレジスト層、層間絶縁層250を薬液で現像して、露光されていない開口形成部に開口251を形成する。その後、ソルダーレジスト層、層間絶縁層250に電子線を照射して完全に硬化させる。電子線によりソルダーレジスト層、層間絶縁層250を硬化させるため、露光時間を短縮することができ、また、ソルダーレジスト層、層間絶縁層250のヤング率、Tg点を改善することが可能になる。
第1参考例では、露光は光を走査して行う直描露光方式を用いるため、図20を参照して上述したように個片単位で基板の歪みによる位置ズレも補正をすることができる。ここで、直描方式で露光してソルダーレジスト層、層間絶縁層250の開口形成部250B以外を完全に硬化させるためには、基板全体として長時間を要する。しかし、第1参考例では、露光では、ソルダーレジスト層250を現像に耐え得るレベルまで硬化させるに留まるため、直描露光方式を用いたとしてよりも短時間でプリント配線板を製造することが可能となる。ここでは、光を照射したが、電子線を走査して直描露光を行うことも可能である。
[実施例]
実施例でのソルダーレジスト層の露光・電子線照射・現像処理について図15を参照して説明する。図8を参照して上述した直描露光装置を用いて、配線回路254の形成されたコア基板260上に被覆された未硬化ソルダーレジスト層250を、開口形成部250B以外を露光する(図15(A))。この際に、ソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化させる。次に、図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、ソルダーレジスト層250を更に硬化させる(図15(B))。この際に、ソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、開口形成部250Bを現像で除去できる硬化レベルにとどめる。そして、薬液により現像処理を行い未硬化の開口形成部250Bを溶解除去して開口251を形成する(図15(C))。開口部から露出した部分に、ニッケル、貴金属層(例えば、Ni−Au等)を形成し、最後に、開口251に半田ペーストを印刷し、リフローを行うことで半田バンプ276を形成する(図15(D))。
実施例での樹脂絶縁層(層間絶縁層)の露光・加熱・現像処理について図16を参照して説明する。図8を参照して上述した直描露光装置を用いて、配線回路254が形成された基板260上に被覆された未硬化の樹脂絶縁層(層間絶縁層)250を、開口形成部250B以外を露光する(図16(A))。次に、図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、層間絶縁層250を更に硬化させる(図16(B))。この際に、層間絶縁層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、開口形成部250Bを現像で除去できる硬化レベルにとどめる。そして、薬液により現像処理を行い未硬化の開口形成部250Bを溶解除去して開口251を形成する(図16(C))。酸あるいは酸化剤などの粗化液を用いて、層間絶縁層250全面(樹脂の表層および開口内部)に粗化層を設けた後、層間絶縁層250を完全に硬化させてから全面に無電解銅めっき膜251を形成する(図16(D))。
実施例では、ソルダーレジスト層、層間絶縁層層250を露光後に電子線照射するため、ソルダーレジスト層、層間絶縁層層250の開口形成部250B以外を完全に硬化させ、開口251の形状を安定させることができる。このため、図19(B)を参照して上述した従来技術のようにアンダーカットが生じず、気泡Bの膨張に起因する半田バンプ276の剥離がなくなり、プリント配線板の信頼性を高めることができる。また、開口251のテーパ角度Θ1が大きくなるので、狭ピッチで開口251を形成することが可能になり、プリント配線板の高密度化を実現できる。
特に実施例において、露光では、ソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化し、電子線照射では、ソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、開口形成部250Bを現像で除去できる硬化レベルにとどめる。このため、開口形成部250Bを現像で除去できる硬化レベルにとどめながら、ソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を完全に硬化させることができる。ソルダーレジスト層としては、光官能基を有する硬化型樹脂(例えば、エポキシ系)、熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の一部に(メタ)アクリル基を有する樹脂等を用いることができる。ここで、光官能基を有する硬化型樹脂の熱硬化温度が160℃〜180℃である場合には、電子線照射処理で、樹脂の温度が60℃〜160℃となる範囲で1〜3分程度照射することにより、ソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、開口形成部250Bを現像で除去できる硬化レベルにとどめることができる。電子線照射は、露光後のソルダーレジスト層の開口形成部250Bでの変形を避けるため、露光の直後から30分以内に開始するのが望ましい。
実施例では、露光は光を走査して行う直描露光方式を用いるため、図20を参照して上述したように個片単位で基板の歪みによる位置ズレも補正をすることができる。ここで、直描方式で露光してソルダーレジスト層250の開口形成部250B以外を完全に硬化させるためには、長時間を要する。しかし、実施例では、露光では、ソルダーレジスト層、層間絶縁層250の開口形成部250B以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化させるに留まるため、直描方式を用いたとしてもより短かい時間でプリント配線板を製造することが可能となる。ここでは、光を照射したが、電子線を走査して直描露光を行うことも可能である。
実施例では、樹脂絶縁層250は樹脂に無機フィラー250aを含んでなる。また、実施例の方法においては、樹脂絶縁層を現像に耐え得ないレベルの硬化と現像に耐え得るレベルの硬化と2段階で行っている。このとき、樹脂絶縁層に無機フィラーが含まれているために、現像に耐え得ないレベルの硬化であっても、樹脂自体の形状保持性が向上される。
特に、ソルダーレジスト層に配合されることが望ましい。このため、ソルダーレジスト層の熱膨張係数をプリント配線板のコア基板に近づけ、クラックの発生を防止することができる。
また、架橋反応を助長させるための前駆体を配合させてもよい。それにより、より効果的に反応性を高めることができ、樹脂における開口部の形状保持性が保たれて、タクト時間を長くしないようにすることをできる
実施例では、ソルダーレジスト層を構成する樹脂は光硬化性及び熱硬化性を備える樹脂を用いることが望ましい。このため、露光で、樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化し、加熱で、樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得るレベルまで硬化することができる。つまり、露光においては、光硬化性を優先して硬化を進め、加熱においては、熱硬化性を優先して硬化を進めることで、それぞれの反応性に特徴を持たせて硬化させることにより、開口部における形状保持性を高めることができる。
[第2参考例]
第2参考例での樹脂絶縁層の露光・電子線照射・現像処理について図17を参照して説明する。図17(A)は、第2参考例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図17(B)は加熱工程の説明図で、図17(C)は現像工程の説明図で、図17(D)は、開口に配置した半田バンプの説明図である。
図12を参照して上述した第1参考例では、直描露光装置を用いて未硬化ソルダーレジスト層250を露光した。これに対して、第2参考例では、図17(A)に示すように黒点270Aが描かれたマスク270を用いて露光を行う。以降の工程は、第1参考例と同様であるため、説明を省略する。
[第3参考例]
第3参考例での樹脂絶縁層の露光・電子線照射・現像処理について図18を参照して説明する。図18(A)は、第3参考例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図18(B)は加熱工程の説明図で、図18(C)は現像工程の説明図で、図18(D)は、開口に配置した半田バンプの説明図である。
図15を参照して上述した実施例では、直描露光装置を用いて未硬化ソルダーレジスト層250を露光した。これに対して、第3参考例では、図18(A)に示すように黒点270Aが描かれたマスク270を用いて露光を行う。以降の工程は、実施例と同様であるため、説明を省略する。
引き続き、第1参考例において層間樹脂絶縁層を形成するために使用する樹脂フィルムについて説明する。該樹脂フィルムは、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。
本発明の製造方法において使用する層間樹脂絶縁層は、酸または酸化剤に可溶性の粒子(以下、可溶性粒子という)が酸または酸化剤に難溶性の樹脂(以下、難溶性樹脂という)中に分散したものである。なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子(以下、可溶性樹脂粒子)、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子(以下、可溶性無機粒子)、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子(以下、可溶性金属粒子)等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
上記可溶性粒子の平均粒径としては、0.01〜10μmが望ましい。この粒径の範囲であれば、2種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が0.1〜0.5μmの可溶性粒子と平均粒径が1〜3μmの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、2種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、(メタ)アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した(メタ)アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
上記可溶性粒子を、2種以上混合して用いる場合、混合する2種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることにより、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成することできる。これらのなかでは、熱硬化性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、めっき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状を保持することができるからである。
上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。さらには、1分子中に、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
第1参考例で用いる樹脂フィルムにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂フィルムにバイアホールやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
上記層間樹脂絶縁層において、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに対して、3〜40重量%が望ましい。可溶性粒子の配合量が3重量%未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、40重量%を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
上記層間樹脂絶縁層は、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
上記硬化剤の含有量は、樹脂フィルムに対して0.05〜10重量%であることが望ましい。0.05重量%未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることがある。一方、10重量%を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の性能を向上させることができる。
また、上記樹脂フィルムは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。
ソルダーレジスト層の組成は、上述した層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムと同様であるが、樹脂に着色剤、光沢材などを含有して、外観を変えることを行ってもよい。
[第1参考例]
引き続き、第1参考例の多層プリント配線板について説明する。
先ず、本発明の第1参考例に係るプリント配線板の構成について、断面図である図7を参照して説明する。プリント配線板10では、コア基板30内にスルーホール36が形成され、該コア基板30の両面には導体回路34が形成されている。また、該導体回路34の上には、バイアホール60及び導体回路58の形成された層間樹脂絶縁層50が配設されている。該層間樹脂絶縁層50の上には、バイアホール160及び導体回路158が形成された層間樹脂絶縁層150が配設されている。層間樹脂絶縁層150の上には、ソルダーレジスト層70が配設されている。該ソルダーレジスト層70には、開口71が形成され、上面側の該開口71には、半田バンプ76が配設されている。また、底面側の該開口71には、半田バンプ78が配設されている。
次に、本発明の第1参考例に係るプリント配線板の製造方法について説明する。先ず、製造に用いるA.層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム、B.樹脂充填剤について説明する。
A.層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製ビスフェノールA型エポキシ樹脂に光硬化性を付加したエポキシ樹脂(エポキシ当量469、油化シェルエポキシ社製エピコート1001)30重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量215、大日本インキ化学工業社製 エピクロンN−673)40重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂(フェノール性水酸基当量120、大日本インキ化学工業社製 フェノライトKA−7052)30重量部をエチルジグリコールアセテート20重量部、ソルベントナフサ20重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム(ナガセ化成工業社製 デナレックスR−45EPT)15重量部と2−フェニル−4、5−ビス(ヒドロキシメチル)イミダゾール粉砕品1.5重量部、微粉砕シリカ7重量部(平均粒径0.1μm)、シリコン系消泡剤0.5重量部を添加し、架橋性を向上させる前駆体を配合したエポキシ樹脂組成物を調製する。得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ38μmのPETフィルム上に乾燥後の厚さが50μmとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、80〜120℃で10分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製する。
B.樹脂充填剤の調製ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社製、分子量:310、YL983U)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が1.6μmで、最大粒子の直径が15μm以下のSiO2 球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−CE)170重量部およびレベリング剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が23±1℃で45〜49Pa・sの樹脂充填剤を調製する。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用いる。
(1)厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる基板30の両面に20μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30Aを出発材料とする(図1(A))。まず、この銅貼積層板30Aをドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板30の両面に下層導体回路34とスルーホール36を形成する(図1(B))。
(2)スルーホール36および下層導体回路34を形成した基板30を水洗いし、乾燥した後、NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、Na3PO4 (6g/l)を含む水溶液を黒化浴(酸化浴)とする黒化処理、および、NaOH(10g/l)、NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、スルーホール36を含む下層導体回路34の全表面に粗化面34αを形成する(図1(C))。
(3)上記Bに記載した樹脂充填剤を調製した後、下記の方法により調製後24時間以内に、スルーホール36内、および、基板30の片面の下層導体回路34非形成部に樹脂充填剤40の層を形成する。すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール36内に樹脂充填剤40を押し込んだ後、100℃、20分の条件で乾燥させる。次に、下層導体回路34非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板30上に載置し、スキージを用いて凹部となっている下層導体回路34非形成部に樹脂充填剤40の層を形成し、100℃、20分の条件で乾燥させる(図1(D))。
(4)上記(3)の処理を終えた基板30の片面を、#600のベルト研磨紙(三共理化学製)を用いたベルトサンダー研磨により、下層導体回路34の表面やスルーホール36のランド36a表面に樹脂充填剤40が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。このような一連の研磨を基板30の他方の面についても同様に行う。次いで、100℃で1時間、150℃で1時間の加熱処理を行って樹脂充填剤40を硬化させる(図1(E))。
このようにして、スルーホール36や導体回路34非形成部に形成された樹脂充填剤40の表層部および下層導体回路34の表面を平坦化し、樹脂充填剤40と下層導体回路34及びスルーホール36とが粗化面34αを介して強固に密着した絶縁性基板を得る。すなわち、この工程により、樹脂充填剤40の表面と下層導体回路34の表面とが同一平面となる。
(5)上記基板30を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板30の両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路34の表面とスルーホール36のランド表面とをエッチングすることにより、下層導体回路34の全表面に粗化面34βを形成する(図2(A))。エッチング液としては、イミダゾール銅(II)錯体10重量部、グリコール酸7重量部、塩化カリウム5重量部からなるエッチング液(メック社製、メックエッチボンド)を使用する。
(6)基板30の両面に、上記Aで作製した基板30より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50γを基板30上に載置し、圧力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間10秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付ける(図2(B))。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50γを基板30上に、真空度0.5Torr、圧力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間60秒の条件で本圧着する。
(7)次に、図8を参照して上述した露光装置を用い、露光量400mjで図20を参照して上述したように分割したエリア毎に露光を順次行い、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50γを、開口形成部50Bを除いて露光する(図2(C))。
(8)DMTG液でスプレー現像し、直径80μmのバイアホール用の開口51を設ける(図2(D))。
(8)図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムに電子線を照射して層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを硬化させ層間樹脂絶縁層50を形成する(図2(E))。
(10)バイアホール用開口51を形成した基板30を、60g/lの過マンガン酸を含む80℃の溶液に10分間浸漬し、層間樹脂絶縁層50の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口51の内壁を含む層間樹脂絶縁層50の表面に粗化面50αを形成する(図3(A))。なお、この粗化面形成工程の前に電子線照射を行うことも可能である。
(11)次に、上記処理を終えた基板30を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いする。さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板30の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層50の表面およびバイアホール用開口51の内壁面に触媒核を付着させる。
(12)次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板30を浸漬して、粗化面50α全体に厚さ0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜53を形成する(図3(B))。
〔無電解めっき水溶液〕
NiSO4 0.003 mol/l
酒石酸 0.200 mol/l
硫酸銅 0.030 mol/l
HCHO 0.050 mol/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 40 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
35℃の液温度で40分
(13)微細配線用の感光性ドライフィルム54γを無電解銅めっき膜53に貼り付ける。その後、感光性ドライフィルム50上にパターン97Aの描かれたマスク97を位置合わせして載置する(図3(C))。次いで、100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ20μmのめっきレジスト54を設ける(図3(D))。それによりL(ライン幅)/S(ライン間の間隔)=20μm/20μm〜15μm/15μmの間での配線を形成した。
(14)ついで、基板30を50度の水で洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ20μmの電解銅めっき膜56を形成する(図4(A))。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 19.5 ml/l(アトテックジャパン社製、カパラシドHL)
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2時間 65 分温度 22±2度
(15)めっきレジスト54を5%NaOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト54下の無電解めっき膜53を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜53と電解銅めっき膜56からなる厚さ18μm、線幅15〜20μmの導体回路58(バイアホール60を含む)を形成する(図4(B))。
(16)上記(5)と同様の処理を行い、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面58αを形成する(図4(C))。
(17)上記(6)〜(16)の工程を繰り返すことにより、さらに上層に、層間樹脂絶縁層150及び導体回路158(バイアホール160を含む)を形成し、多層配線板を得る(図4(D))。
(18)次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)に55重量%の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製)のエポキシ基45%をアクリル化した感光性付与のオリゴマー(分子量:4000)46.67重量部、メチルエチルケトンに溶解させた76重量%のビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製、商品名:エピコート1001)15.0重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)1.6重量部、感光性モノマーである2官能アクリルモノマー(日本化薬社製、商品名:R604)4.5重量部、同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ社製、S−65)0.71重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン(関東化学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン(関東化学社製)0.2重量部、無機粒子であるシリカ(平均粒径0.5μm) 2重量部を加えることにより、粘度を25℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物を得る。なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpmの場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターNo.3によった。
(19)次に、多層配線基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を25μmの厚さで塗布し、70℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行いソルダーレジスト組成物層70γを形成する(図5(A))。
(20)図8を参照して上述した露光装置を用い、図8を参照して上述した露光装置を用い、露光量400mjで図14を参照して上述したように個片ごとに分割した部分に露光を順次行い、条件でソルダーレジスト組成物層70γを、開口形成部70Bを除いて露光する(図5(B))。
(21)DMTG液でスプレー現像し、ソルダーレジスト組成物層70γに直径70μmの開口71を設ける(図5(C))。
(22)図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、ソルダーレジスト組成物層70γへ電子線を照射し、ソルダーレジスト組成物層70γを硬化させることでソルダーレジスト層(厚み20μm)70を形成する(図6(A))。
(23)次に、ソルダーレジスト層70を形成した基板を、塩化ニッケル(2.3×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(2.8×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.6×10-1mol/l)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、開口部71に厚さ5μmのニッケルめっき層72を形成する。さらに、その基板をシアン化金カリウム(7.6×10-3mol/l)、塩化アンモニウム(1.9×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.2×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(1.7×10-1mol/l)を含む無電解金めっき液に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層72上に、厚さ0.03μmの金めっき層74を形成する(図6(B))。
(24)この後、基板30のソルダーレジスト層70の開口71にスズ−鉛を含有する半田ペーストもしくは鉛レスの半田ペーストを印刷する。そして、200℃でリフローを行い、上面側の開口部71に半田バンプ76を、下面側の開口部72に半田バンプ78を形成する(図7)。その後、図20を参照して上述したように点線に沿って裁断することで個片のプリント配線板にする。
[実施例]
引き続き、本発明の実施例のプリント配線板の製造方法について説明する。この実施例は、層間樹脂絶縁層の形成及びソルダーレジスト層の形成工程を除いて図1〜図7を参照して上述した第1参考例と同様であるため、層間樹脂絶縁層の形成及びソルダーレジスト層の形成工程のみ、図10、図11を参照して説明を行う。
層間樹脂絶縁層の製造工程
(6)基板30の両面に、第1参考例と同様に層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50γを基板30上に圧着する(図10(A))。
(7)次に、図8を参照して上述した露光装置を用い、第1参考例と同じ条件で層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50γを、開口形成部50Bを除いて露光する(図10(B))。
(8)図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、露光と同時もしくは露光後30分以内に層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50γへ電子線を照射する(図10(C))。
(9)DMTG液でスプレー現像し、直径50μmのバイアホール用の開口51を設け、加熱処理を行うことで層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム50を硬化させて層間樹脂絶縁層50を形成する(図10(D))。
ソルダーレジスト層の形成工程
(20)図8を参照して上述した露光装置を用い、第1参考例と同じ条件でソルダーレジスト組成物層70γを、開口形成部70Bを除いて露光する(図11(A))。
(21)図9を参照して上述した電子線照射装置を用いて、露光と同時もしくは露光後30分以内にソルダーレジスト組成物層70γへ電子線を照射する(図11(B))。
(22)DMTG液でスプレー現像し、直径70μmの開口71を設け、そしてさらに、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で3時間の条件で加熱処理し、パッド部分71が開口した(開口径70μm)ソルダーレジスト層(厚み20μm)70を形成する(図11(C))。
[試験結果]
ここで、第1参考例に係るプリント配線板の製造装置によりプリント配線板を製造した試験結果について説明する。
ここでは、露光装置として、日立ビア製第3高調波(UV YAGレーザ)を用い、加工材料として第1参考例のソルダーレジスト組成物を露光してから、日立ハイテクノロジーズ(HL−900D(ADV))を用い、電子線の加速電圧50kVで電子線を照射し、その後、現像を行い、ニッケル−金めっきを施してから、半田バンプを形成した。
比較例では、同じ露光装置を用いて、第1参考例のソルダーレジスト組成物を直描露光のみにより現像に耐えうるレベルまで硬化させた。現像後、加熱炉で加熱してソルダーレジスト層を硬化させた。第1参考例実施例と比較例とはタクトタイムは同じであったが、プリント配線板では以下のようになった。
下記の条件でヒートサイクル試験を行った結果、第1参考例及び実施例のプリント配線板の製造装置に係るプリント配線板では、半田バンプの接続信頼性に問題が生じなかった。これに対して、比較例では、半田バンプに接続不良、脱落が発生し、また、ソルダーレジスト層にクラックが発生した。更に、第1参考例の製造装置に係るプリント配線板は、ソルダーレジスト層のヤング率が450.5Kgf/mm、Tg点が135.4℃ であった。これに対して、比較例のプリント配線板は、ソルダーレジスト層のヤング率が 350.1Kgf/mm、Tg点が115℃であった。これにより、第1参考例のプリント配線板の製造装置では、信頼性の高いプリント配線板が製造できることが明らかになった。
また、実施例では、ソルダーレジスト層のTg点130.1℃、ヤング率447.1Kgf/mmであった。これにより、実施例のプリント配線板でも信頼性の高いプリント配線板を得られることが明らかになった。
図1(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、本発明の第1参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図2(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図3(A)、(B)、(C)、(D)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図4(A)、(B)、(C)、(D)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図5(A)、(B)、(D)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図5(A)、(B)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。 本発明の第1参考例に係るプリント配線板の断面図である。 第1参考例に係る直描露光装置の構成を示すブロック図である。 第1参考例に係る電子線照射装置の構成を示すブロック図である。 図10(A)、(B)、(C)、(D)は、実施例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図11(A)、(B)、(D)は、実施例に係るプリント配線板の製造工程図である。 図12(A)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造方法でのソルダーレジストの露光工程の説明図で、図12(B)は加熱工程の説明図で、図12(C)は現像工程の説明図で、図12(D)は、開口に配置した半田バンプの説明図である。 図13(A)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図13(B)は現像工程の説明図で、図13(C)は電子線照射工程の説明図で、図13(D)は、層間絶縁層への無電解めっき形成工程の説明図である。 図14(A)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造方法でのレジスト形成工程の説明図で、図14(B)は電解めっき膜形成工程の説明図で、図14(C)はレジスト剥離工程の説明図である。 図15(A)は、実施例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図15(B)は加熱工程の説明図で、図15(C)は現像工程の説明図で、図15(D)は、開口に配置した半田バンプの説明図である。 図16(A)は、第1参考例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図16(B)は電子線照射工程の説明図で、図16(C)は現像工程の説明図で、図13(D)は、層間絶縁層への無電解めっき形成工程の説明図である。 図17(A)は、第2参考例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図17(B)は加熱工程の説明図で、図17(C)は現像工程の説明図で、図17(D)は、開口に配置した半田バンプの説明図である。 図18(A)は、第3参考例に係るプリント配線板の製造方法での露光工程の説明図で、図18(B)は加熱工程の説明図で、図18(C)は現像工程の説明図で、図18(D)は、開口に配置した半田バンプの説明図である。 図19(A)、(B)、(C)、(D)は従来技術でのプリント配線板の製造工程図である。 多数個取り用のプリント配線板の平面図である。
30 コア基板
34 導体回路
50 層間樹脂絶縁層
51 開口
58 導体回路
60 バイアホール
70 ソルダーレジスト層
71 開口部
76、78 半田バンプ
150 層間樹脂絶縁層
158 導体回路
160 バイアホール
220 レーザ照射器
300 電子線炉

Claims (4)

  1. 基板上に回路を形成した上に樹脂絶縁層に形成した開口を介して当該樹脂絶縁層のバイアホールを形成するプリント配線板の製造方法において:
    感光性を有する樹脂絶縁層の開口形成部以外をレーザ光の走査で行う直描方式で露光し、該樹脂絶縁層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化するステップと;
    前記樹脂絶縁層の露光後に電子線を該樹脂絶縁層全面へ照射し、前記樹脂絶縁層の開口形成部以外を少なくとも現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、前記開口形成部を現像で除去できる硬化レベルにするステップと;
    前記樹脂絶縁層を現像して、記開口形成部に開口を形成するステップと;
    前記樹脂絶縁層を加熱処理し硬化するステップと;を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  2. 最外層にソルダーレジスト層を形成し、該ソルダーレジスト層を開口して、導体回路を露出し開口パッドを形成するプリント配線板の製造方法において:
    感光性を有するソルダーレジスト層の開口形成部以外をレーザ光の走査で行う直描方式で露光し、該ソルダーレジスト層の開口形成部以外を現像に耐え得ないレベルまで硬化するステップと;
    前記ソルダーレジスト層の露光後に電子線を該ソルダーレジスト層全面へ照射し、前記ソルダーレジスト層の開口形成部以外を少なくとも現像に耐え得るレベルまで硬化し、且つ、前記開口形成部を現像で除去できる硬化レベルにするステップと;
    前記ソルダーレジスト層を現像して、記開口形成部に開口を形成するステップと;
    前記ソルダーレジスト層を加熱処理し硬化するステップと;を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  3. 前記樹脂は、熱硬化性を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2のプリント配線板の製造方法。
  4. 前記硬化は電子線を照射することにより重合率が高められることを特徴とする請求項1又は請求項2のプリント配線板の製造方法。
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