JP4544070B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は配線基板の製造方法に関し、更に詳細には基板の少なくとも一面側に形成した導体パターンの所定表面に、電解めっきによって所望の金属から成る金属膜を形成する配線基板の製造方法に関する。

配線基板を製造する際に、樹脂基板等の基板の少なくとも一面側に形成した導体パターンの所定表面に、電解めっきによって所望の金属から成る金属膜を形成することが行なわれている。かかる電解めっきは、通常、導体パターンを形成した基板の一面側の所定箇所に形成された電解めっき用導電パターンを介してなされている（例えば下記特許文献１参照）。
この電解めっき用導電パターンを図５（ａ）（ｂ）に示す。図５（ａ）は基板１００の断面図であり、図５（ｂ）は基板１００の部分正面図である。
図５（ａ）（ｂ）に示す樹脂製の基板１００の両面には、導体パターン１０２，１０２・・が形成され、その一部はスルーホールヴィア１０４に接続されている。
かかる基板１００の一面側の端縁近傍には、端縁に沿って電解めっき用導電パターン１０６を構成するバスライン１０６ａが形成され、バスライン１０６ａから各導体パターン１０２に分岐パターン１０６ｂが延出されている。
特開２００３−１０１１９５号公報

電解めっき用導電パターン１０６（以下、めっきパターン１０６と称することがある）を用いて電解めっきを施すには、図６（ａ）に示す様に、導体パターン１０２，１０２・・の電解めっきを施す所定箇所が露出するように、電解めっきを施さない箇所をソルダレジスト層１０８によって覆うと共に、めっきパターン１０６をマスク板１１０で覆う（このマスク板１１０に代えて、テープやドライフィルムが用いられることがある）。
次いで、めっきパターン１０６から給電する電解めっきによって、図６（ｂ）に示す様に、導体パターン１０２，１０２・・の各露出面に所望の金属から成る金属層１１２を形成した後、図６（ｃ）に示す様に、めっきパターン１０６を覆うマスク板１１０を除去する。
その後、図６（ｄ）に示す様に、ソルダレジスト層１０８及び金属層１１２をマスクとするエッチングによってめっきパターン１０６を除去する。めっきパターン１０６を除去した基板１００の一面側の部分正面図を図７に示す。図７に示す様に、めっきパターン１０６を除去することによって、導体パターン１０２，１０２・・の各々は隣接する導体パターン１０２と電気的に絶縁される。

図５〜図６に示す配線基板の製造方法によれば、基板１００に形成した導体パターン１０２，１０２・・の各々の所定表面に所望金属の金属膜１１２を形成できる。
しかし、基板１００の一面側の所定箇所にめっきパターン１０６を、導体パターン１０２と同時に形成しておくことは、導体パターン１０２の設計の自由度を制限し、且つその除去のためのエッチング工程が必要なため、配線基板の製造工程を複雑化する。
そこで、本発明の課題は、電解めっき用導電パターンの形成及び除去を容易に行なうことができ、配線基板の製造工程を簡略化し得る配線基板の製造方法を提供することにある。

本発明者等は、前記課題を解決すべく種々検討した結果、インクジェット印刷法によって電解めっき用導電パターンを形成することによって、電解めっき用導電パターンを任意の時期に形成できること、インクジェット印刷法で形成した電解めっき用導電パターンは基板面から剥離し易いことを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、基板の少なくとも一面側に形成した導体パターンの所定表面に、電解めっきによって所望の金属から成る金属膜を形成する際に、該導体パターンが形成された基板の一面側に電解めっき用導電パターンをインクジェット印刷法で形成した後、前記電解めっき用導電パターンを用いた電解めっきによって、前記電解めっき用導電パターンを含む導電パターンの所定表面に所望の金属から成る金属膜を形成し、次いで、前記金属膜が表面に形成された電解めっき用導電パターンを剥離することを特徴とする配線基板の製造方法にある。

かかる本発明において、電解めっき用導電パターンを基板面から引き剥がすことによって剥離することが最も簡単である。このためには、電解めっき用導電パターンを形成する基板の一面側の所定面を、前記電解めっき用導電パターンを基板面から容易に引き剥がすことができるように平滑面に形成することが好ましい。
また、電解めっき用導電パターンは、粒径が１００ｎｍ以下の微細金属粒子が有機物層によって覆われた微細粒子を分散させたインクをインクジェットノズルから吐出し、基板の一面側の所定箇所に所望パターンを直接描画した後、焼成して前記有機物層を除去して形成される。

本発明においては、最終的に除去する電解めっき用導電パターンを、配線基板に必要な導体パターンとは別に、必要な時期にインクジェット印刷法によって簡易に形成できるため、導体パターンの設計の自由度を向上できる。更に、インクジェット印刷法によれば、形成面に段差が形成されていても、形成面の形状に倣って電解めっき用導電パターンを形成できるため、基板の任意の箇所に形成できる。
また、インクジェット印刷法によって形成した電解めっき用導電パターンは、電解めっき中には剥離しないものの、他の導体パターンと比較して基板面から剥離され易いものである。このため、電解めっき用導電パターンの除去は、電解めっき用導電パターンに貼り付けた粘着テープを剥離する等の手段によって容易に行なうことができる結果、電解めっき用導電パターンの形成及び除去の工程を短縮できる。

本発明において用いる基板の一例を図１に示す。図１に示す基板１０は、図１（ａ）に示す様に、ポリイミド等の樹脂製基板１０（以下、基板１０と称することがある）の両面に銅から成る導体パターン１２，１２・・が形成され、基板１０の両面の導体パターン１２，１２・・を電気的に接続するスルーホールヴィア１４が形成されている。この導体パターン１２，１２・・の基板１０側の各端部は、図１（ａ）に示す基板１０の部分正面図である図１（ｂ）に示す様に、基板１０の端縁近傍まで延出されている。
かかる図１（ａ）（ｂ）に示す導体パターン１２，１２・・は、回路形成方法として公知のサブトラクティブ法やアディティブ法によって形成できる。
また、特開２００２−３２４９６６号公報等に提案されているインクジェット印刷法によって、導体パターン１２，１２・・を形成してもよい。この場合、基板１０の導体パターン形成面のうち、電解めっき用導電パターンを形成する部分を除いて粗面化加工を施すことによって、形成された導体パターン１２，１２・・と基板１０との密着性を向上できる。

次いで、図２（ａ）に示す様に、形成した導体パターン１２，１２・・の電解めっきを施す所定箇所が露出するように、電解めっきを施さない箇所をソルダレジスト層１８によって覆うと共に、基板１０の一面側の端縁近傍に電解めっき用導電パターン１６をインクジェット印刷法で形成する。
形成した電解めっき用導電パターン１６は、図２（ａ）に示す基板１０の部分正面図である図３（ａ）に示す様に、基板１０の端縁に沿って電解めっき用導電パターン１６を構成するバスライン１６ａが形成され、バスライン１６ａから各導体パターン１２に分岐パターン１６ｂが延出されている。かかる分岐パターン１６ｂの先端部は、図２（ａ）に示す様に、導体パターン１２の端部と接続されている。

図２（ａ）及び図３（ａ）に示す電解めっき用導電パターン１６をインクジェット印刷法によって形成するには、粒径が１００ｎｍ以下の微細金属粒子が有機物層によって覆われた微細粒子を分散させたインクをインクジェットノズルから吐出し、基板１０の一面側の所定箇所に所望パターンを直接描画した後、焼成して有機物層を除去して形成できる。
かかるインクジェット印刷法によれば、電解めっき用導電パターン１６を、導体パターン１２とは別に必要な時期に簡易に形成でき、且つ形成面に段差が形成されていても、形成面の形状に倣って形成できるため、基板の任意の箇所に形成できる。
このインクジェット印刷法に用いる微細金属粒子としては、１５０〜２００℃の焼成温度で焼成できる金属、具体的には金、銀、銅、ニッケル又はマンガンから成る、平均粒径が２〜５０ｎｍの微細金属粒子を好適に用いることができる。かかる微細金属粒子を覆う有機物層は、インク中での微細粒子の分散性を向上するためのものである。
この様な微細金属粒子が分散されたインクを吐出するインクジェットノズルとしては、ピエゾ素子を利用する圧縮により液滴を吐出するピエゾ方式を採用したインクジェットノズルを用いることが、使用するインクの制約が少なく好ましい。

インクジェットノズルから吐出し、基板１０の一面側の所定箇所に直接描画したパターンは、図４に示す様に、微細金属粒子２２が有機物層２４によって覆われた微細粒子２０，２０・・が積層されており、導電性は発現していない。かかる微細粒子２０，２０・・が積層された状態で焼成することによって、有機物層２４が除去された微細金属粒子２２，２２・・が焼成されて導電性を呈する電解めっき用導電パターン１６を形成できる。この場合の焼成温度は、金、銀、ニッケル又はマンガンから成る微細金属粒子２２では、１５０〜２００℃とすることが好ましい。
また、この焼成は、ソルダレジスト層１８を形成する際に施すキュア処理と同時に施してもよく、或いはソルダレジスト層１８のキュア処理とは別に施してもよい。

この様にして形成した電解めっき用導電パターン１６を用いた電解めっきによって、図２（ｂ）に示す様に、導電パターン１２，１２・・の露出箇所に金属膜２６を形成する。
かかる電解めっきによって形成する金属膜２６としては、所望の金属から成る金属膜２６を形成できるが、金やニッケルから成る金属膜２６を形成することが好ましい。
この電解めっきを、図２（ｂ）に示す様に、電解めっき用導電パターン１６を露出状態として施してもよい。電解めっき用導電パターン１６上に形成された金属膜２６は、後述する様に、電解めっき用導電パターン１６と共に回収再利用できるからである。

ところで、インクジェット印刷法によって基板１０の一面側に直接描画した後、焼成して形成した電解めっき用導電パターン１６の基板１０との接合面は、図４に示す様に、基板１０の平滑面に対して凹凸面となっている。このため、電解めっき用導電パターン１６の剥離は、図２（ｃ）に示す様に、その上面に形成された金属膜２６と共に基板面から引き剥がすことによって容易に行なうことができる。
かかる電解めっき用導電パターン１６の剥離手段としては、電解めっき用導電パターン１６に貼り付けた粘着テープを剥離する手段を好適に用いることができる。粘着テープを剥離する際に、粘着テープに付着して金属膜２２が上面に形成された電解めっき用導電パターン１６が剥離される。
剥離された金属膜２６が上面に形成された電解めっき用導電パターン１６は、粘着テープに付着しているため、回収して再利用を図ることができる。

かかる電解めっき用導電パターン１６の剥離は、電解めっき用導電パターン１６を形成した基板１０の基板面を平滑面とすることによって容易に行なうことができる。このため、基板１０の基板面を、導体パターン１２，１２・・との密着性を向上すべく粗面加工する場合には、電解めっき用導電パターン１６を形成する部分の基板面を、保護フィルム等で保護して粗面化することを防止し、その平滑面状態を保持することが好ましい。
電解めっき用導電パターン１６を剥離した基板面の部分正面図を図３（ｂ）に示す。導体パターン１２の端部に電解めっき用導電パターン１６の一部が残留しているが、配線基板の導体パターンとしては問題にならない程度のものである。

この様にして得られた配線基板は、必要に応じて更に加工が施されて最終製品を得ることができる。
かかる配線基板の製造工程では、インクジェット印刷法によって電解めっき用導電パターン１６を形成するため、その形成及び除去を容易に行なうことができ、従来の配線基板の製造工程よりも、その工程数を減少できる。
また、導体パターン１２と電解めっき用導電パターン１６とを同時に形成することを要しないため、導体パターン１２の設計の自由度を向上できる。
以上、説明してきた図１〜４では、基板１０として樹脂基板について説明してきたが、シリコン基板やセラミック基板を基板１０として用いることができる。
また、図１〜４では、両面側に導体パターン１２，１２・・が形成された基板１０を用いたが、本発明では、一面側のみに導体パターン１２，１２・・が形成された基板であっても用いることができる。

本発明に係る配線基板の製造工程の前期工程を説明するための横断面図及び部分正面図である。 本発明に係る配線基板の製造工程の後期工程を説明するための横断面図である。 図２（ａ）に示す配線基板に対応する部分正面図及び図２（ｃ）に示す配線基板に対応する部分正面図である。 本発明で採用するインクジェット印刷法で用いるインク中の微細粒子について説明する説明図である。 従来の配線基板の製造工程の前期工程を説明するための横断面図及び部分正面図である。 従来の配線基板の製造工程の後期工程を説明するための横断面図である。 従来の配線基板の製造工程の後期工程で形成された配線基板の部分正面図である。

符号の説明

１０ 基板
１２ 導体パターン
１４ スルーホールヴィア
１６ 電解めっき用導電パターン
１６ａ バスライン
１６ｂ 分岐パターン
１８ ソルダレジスト層
２０ 微細粒子
２２ 微細金属粒子
２４ 有機物層
２６ 金属膜
２８ 金属膜

Claims (3)

1. 基板の少なくとも一面側に形成した導体パターンの所定表面に、電解めっきによって所望の金属から成る金属膜を形成する際に、
   該導体パターンが形成された基板の一面側に電解めっき用導電パターンをインクジェット印刷法で形成した後、
   前記電解めっき用導電パターンを用いた電解めっきによって、前記電解めっき用導電パターンを含む導電パターンの所定表面に所望の金属から成る金属膜を形成し、
   次いで、前記金属膜が表面に形成された電解めっき用導電パターンを剥離する配線基板の製造方法であって、
   前記電解めっき用導電パターンを形成する部分の基板面を、平滑に形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 電解めっき用導電パターンを基板面から引き剥がすことによって剥離する請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 電解めっき用導電パターンを、粒径が１００ｎｍ以下の微細金属粒子が有機物層によって覆われた微細粒子を分散させたインクをインクジェットノズルから吐出し、基板の一面側の所定箇所に所望パターンを直接描画した後、焼成して前記有機物層を除去して形成する請求項１または請求項２記載の配線基板の製造方法。

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