JP4755454B2 - プリント基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はプリント基板の製造方法に関し、より詳細には、プリント基板に形成される配線パターンの表面処理として金めっき等の保護めっきが施されるプリント基板の製造方法に関する。

プリント基板において配線パターンを形成する方法としてはサブトラクト法が多く利用されてきた。しかし、プリント基板においても配線パターンが微細化される傾向にあることから、より微細に配線パターンを形成することができるセミアディティブ法を利用してプリント基板が製造されるようになってきた（特許文献１、２参照）。

図１１は、セミアディティブ法によって配線パターンを形成する方法を示す。セミアディティブ法では、基板１０の表面の全面に無電解銅めっき等によって薄く導体層１２を形成し（図１１(a)）、この導体層１２の表面に、フォトリソグラフィー法により配線パターンとなる部位のみを露出させるようにレジスト１４をパターニングする（図１１(b)）。次いで、導体層１２をめっき給電層とする電解銅めっきを施して配線パターンの導体部となる銅めっき層１６を形成し、続いて電解めっきにより銅めっき層１６の表面にニッケルめっき層１８と金めっき層２０を形成する（図１１(c)）。次に、レジスト１４を除去し（図１１(d)）、基板１０上で導体層１２が露出している部位を化学的にエッチングして除去することにより、配線パターン２２を形成する（図１１(e)）。
特開２００３−１８８４９６号公報 特開２００２−２６１７２号公報

セミアディティブ法は、きわめて薄く形成された導体層上に、形成すべき配線パターンにしたがってレジストをパターニングし、電解めっきによって配線パターンとなる導体部を形成する方法によるから、所定の厚さに形成した導体層をエッチングして配線パターンを形成するサブトラクト法とくらべて配線パターンを微細に形成することができる。しかしながら、セミアディティブ法によって配線パターン２２を形成した場合は、図１１(e)に示すように、配線パターン２２の側面に銅めっき層１６が露出し、配線パターン２２の側面部分が金めっき等の保護めっきによって被覆されないから、ソルダーレジスト等の保護膜によって配線パターン２２の側面を被覆するようにしなければならない。

本発明は、電解めっき用のバスバーを形成したりすることなく、高密度に配線パターンを形成することができ、基板上に露出させる配線パターンについては配線パターンの側面を含めて金めっき等の保護めっきにより被覆され、信頼性の高いプリント基板として提供することができるプリント基板の製造方法を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、基板にめっき給電層として用いる導体層を形成する工程と、前記導体層の表面に所定の配線パターンを形成するためのめっき用マスクパターンを形成し、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきを施して前記導体層上に導体部を形成する工程と、前記めっき用マスクパターンを除去した後、前記導体層と前記導体部とが形成された基板上に、前記導体部の所要部位を露出させた第１のマスクパターンを形成し、該第１のマスクパターンが基板に被着された状態で、前記基板上に露出する前記導体層の部位を除去する工程と、該第１のマスクパターンを除去した後、前記導体部で保護めっきを施す部位を露出させる第２のマスクパターンを形成し、該第２のマスクパターンが基板に被着された状態で、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきにより、前記導体層を含む前記導体部の露出部に保護めっきを施す工程と、該第２のマスクパターンを除去し、前記基板上に露出する前記導体層の部位を除去することにより基板上に配線パターンを形成し、次いで、前記基板に保護膜を被着する工程とを備え、前記第１のマスクパターンを除去した後、前記第２のマスクパターンを形成する工程は、前記導体部について、該第１のマスクパターンによって被覆していた領域を内包するように該第２のマスクパターンによって被覆する領域を設定することを特徴とする。
なお、前記めっき用マスクパターンあるいは第１、第２のマスクパターンを形成する方法としては、ドライフィルムを使用する方法、感光性レジストを使用する方法等、種々の方法が利用できる。また、保護めっきとしてはニッケルめっき、金めっき等の所要のめっきを施すことができる。

また、前記基板上に露出する導体層の部位を除去する際に、化学的エッチングを利用して前記導体層の露出する部位を選択的にエッチングすることを特徴とする。
また、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきとして電解銅めっきを施し、前記導体部として銅めっき層を形成することを特徴とする。

本発明に係るプリント基板の製造方法によれば、基板に形成した導体層をめっき給電層として電解めっきにより配線パターンの導体部を形成することができ、また、前記導体層をめっき給電層として保護めっきを施すことができることから、めっき用のバスラインを設けることなく、基板上に形成される配線パターンの露出部分に確実に保護めっきを施すことができる。

図１〜８は、本発明に係るプリント基板の製造方法についての製造工程を示す説明図である。以下、製造工程順に説明する。
図１は、基板１０の表面に導体層１２を形成し、導体層１２の表面に感光性のドライフィルム３０をラミネートし、ドライフィルム３０を露光および現像してめっき用のマスクパターンを形成した状態を示す。
なお、導体層１２は、電解めっきによって配線パターンを形成する際のめっき給電層となるもので、無電解銅めっきあるいはスパッタリングによって形成することができる。この導体層１２は、後工程で不要部分を化学的にエッチングして除去するから、エッチングによって容易に除去できるように、通電が可能な条件で十分に薄く（１μｍ程度以下）形成する。

めっき用のマスクパターンは、基板１０上に形成する配線パターンにしたがってドライフィルム３０に対し露光および現像を施し、配線パターンを形成する部位については底面に前記導体層１２が露出する凹溝３０ａ、３０ｂを形成する。凹溝３０ａは配線パターンでワイヤボンディング等に用いられる配線部分、凹溝３０ｂは基板１０上に独立した島状（円形パッド状）に形成される部分あるいははんだボール等の外部接続端子が形成される部分として示している。

次に、導体層１２をめっき給電層とする電解銅めっきを施し、凹溝３０ａ、３０ｂ内に銅めっき層１６ａ、１６ｂを盛り上げて形成する。図２は、凹溝３０ａ、３０ｂに導体部として銅めっき層１６ａ、１６ｂを形成した後、ドライフィルム３０を剥離して除去した状態を示す。ドライフィルム３０を除去することにより、導体層１２の表面上に肉厚に形成された銅めっき層１６ａ、１６ｂが露出する。
従来のセミアディティブ法では、銅めっき層を形成した後、ドライフィルム３０を被着した状態で金めっき等の保護めっきを施すが、本実施形態では銅めっき層１６ａ、１６ｂを形成した後に、ドライフィルム３０を除去する。

図３は、銅めっき層１６ａ、１６ｂを形成した後、基板１０の表面に再度、ドライフィルムをラミネートし、ドライフィルムを露光および現像して第１のマスクパターン３２を形成した状態を示す。第１のマスクパターン３２は、プリント基板を形成した際に、側面部分を含めて配線パターンを露出する部分（領域）を露出させるようにパターニングして形成する。図示例の第１のマスクパターン３２では、引き回し用の配線となる銅めっき層１６ａのパターン端部を含む領域が露出領域３２ａとなっている。この露出領域３２ａでは、引き回し用の配線パターン１６ａの端部と、基板１０の表面に形成された導体層１２が露出する。

図４は、次に、基板１０にエッチングを施して基板１０上で露出している導体層１２を除去した状態を示す。銅めっき層１６ａの厚さは導体層１２の厚さにくらべてはるかに厚いから、銅めっき層１６ａをレジスト等によって被覆することなくエッチングすることによって、銅めっき層１６ａにはほとんど影響を与えずに基板１０上で露出している導体層１２の部分のみを除去することができる。

導体層１２の露出部分を除去した後、第１のマスクパターン３２を除去し、基板１０の表面に、再度ドライフィルムをラミネートし、露光および現像して、銅めっき層１６ａ、１６ｂについて保護めっきを施す部位を露出させる第２のマスクパターン３３を形成する。図５は、第２のマスクパターン３３を形成した状態を示す。
第２のマスクパターン３３は、第１のマスクパターン３２により被覆していた基板１０の被覆領域よりも広く被覆領域を設定し、引き回し用の配線パターンとなる銅めっき層１６ａについては、第１のマスクパターン３２による被覆領域を内包するように第２のマスクパターン３３の被覆領域を設定する。
３３ａが基板１０上における引き回し用の配線パターン１６ａ部分での露出領域であり、３３ｂが円形のパッド状に形成された銅めっき層１６ｂでの露出領域である。円形のパッド部分は、はんだボール等の外部接続端子を接合する部位であり、金めっき等の保護めっきを施すことから、この第２のマスクパターン３３を形成する際に露出させるようにパターン形成する。

次に、第２のマスクパターン３３により基板１０を被覆した状態で、導体層１２をめっき給電層として保護めっきを施す。図６が保護めっき３４を施した状態を示す。銅めっき層１６ａ、１６ｂの下地層として導体層１２が形成されているから、導体層１２をめっき給電層とする電解めっきを施すことによって銅めっき層１６ａ、１６ｂの露出部分に確実に保護めっき３４を施すことができる。
保護めっきとしては、たとえば電解ニッケルめっき、電解金めっきがこの順に施される。第２のマスクパターン３３から露出している引き回し用の銅めっき層１６ａでは、銅めっき層１６ａとその下地層である導体層１２を含め、配線パターンとなる側面部分、上面部分、突端面部分に保護めっき３４が被着する。円形パッド状に形成された銅めっき層１６ｂではその露出面に保護めっき３４が被着する。

図７は、次に、第２のマスクパターン３３を除去した状態を示す。引き回し用の銅めっき層１６ａの先端部に保護めっき３４が被着し、円形パッド状に形成された銅めっき層１６ｂの上面に保護めっき３４が被着している。
図８は、次に、基板１０上に露出している導体層１２をエッチングし、基板１０上で銅めっき層１６ａ、１６ｂを独立した配線パターン４０、４２として形成した状態を示す。この工程で導体層１２をエッチングして除去する場合も銅めっき層１６ａ、１６ｂについてはレジスト等によって保護することなくエッチングする方法によって、導体層１２の露出部分を選択的にエッチングして除去することができる。

図９は、最後に、基板１０の表面を保護膜としてのソルダーレジスト３８により被覆し、ソルダーレジスト３８を露光および現像して基板１０上で配線パターン４０、４２の所要部位を露出させた状態を示す。引き回し用の配線パターン４０では、保護めっき３４を被着した領域にソルダーレジスト３８の境界線が重複位置して、保護めっき３４が施された部位が確実に外部に露出させるようにし、円形パッド状に形成した配線パターン４２では保護めっき３４が施された領域内にソルダーレジスト３８が開口するようにして、保護めっき３４が施された部位のみが外部に露出するようにする。
こうして、所定の配線パターン４０、４２が形成されたプリント基板が得られる。

図１０は、最終的にプリント基板を形成した状態で、外部に露出して形成される配線パターン４０で保護めっき３４が施されたパターン端部での断面図（配線パターンを幅方向に切断した方向での断面図）を示す。基板１０の表面にめっき給電層として使用した導体層１２が被着形成され、導体層１２に銅めっき層１６ａが形成され、導体層１２と銅めっき層１６ａの外面に、内層側からニッケルめっき層３５と金めっき層３６が形成されている。
本発明に係るプリント基板の製造方法によれば、基板の外面に露出して形成される配線パターンの部分については、このように導体層１２を含めて導体部分の側面、上面、先端面等の外部に露出する部分が完全に保護めっき３４によって被覆されるようになる。

上記実施形態において説明したように、本発明に係るプリント基板の製造方法によれば、基板１０にめっき給電層としての導体層１２を形成して配線パターンを形成する方法を採用したことにより、独立の島状に配線パターンを形成するような場合でも、保護めっきを施す等の目的でめっき用のバスラインを設ける必要がない。この結果、最終的にプリント基板の製品に不要なバスラインが残ることがなく、電気的特性の優れたプリント基板として提供することが可能になる。
また、バスライン等の不要な導体ラインを設ける必要がないとともに、導体層１２を用いる配線パターンの形成方法によることで、従来のサブトラクティブ法によって配線パターンを形成する方法にくらべて、微細な配線パターンを形成することが可能になる。

また、プリント基板に形成される配線パターンにおいて、側面部分を含めて基板上に露出する部分については、下地のめっき給電層として使用される導体層１２の部分を含め、完全に保護めっき３４によって被覆された状態で形成される。したがって、基板１０上にソルダーレジストによって被覆されない状態で配線パターンを独立して露出させた場合でも、腐蝕等の問題を生じさせない信頼性の高いプリント基板として提供することが可能になる。

基板にドライフィルムを被着してめっき用のマスクパターンを形成した状態を示す説明図である。 導体層上に銅めっき層を形成した状態を示す説明図である。 基板に第１のマスクパターンを形成した状態を示す説明図である。 第１のマスクパターンを被着した状態で導体層をエッチングして除去した状態を示す説明図である。 基板に第２のマスクパターンを形成した状態を示す説明図である。 配線パターンの露出部分に保護めっきを施した状態を示す説明図である。 第２のマスクパターンを除去した状態を示す説明図である。 導体層の露出部分をエッチングして除去した状態を示す説明図である。 ソルダーレジストにより基板を被覆した状態を示す説明図である。 配線パターンに設けた保護めっきの構成を示す断面図である。 セミアディティブ法による配線パターンの形成方法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 基板
１２ 導体層
１４ レジスト
１６、１６ａ、１６ｂ 銅めっき層
１８ ニッケルめっき層
２０ 金めっき層
２２ 配線パターン
３０ ドライフィルム
３０ａ、３０ｂ 凹溝
３２ 第１のマスクパターン
３３ 第２のマスクパターン
３４ 保護めっき
３５ ニッケルめっき層
３６ 金めっき層
３８ ソルダーレジスト
４０、４２ 配線パターン
５０ プリント基板

Claims (3)

1. 基板にめっき給電層として用いる導体層を形成する工程と、
   前記導体層の表面に所定の配線パターンを形成するためのめっき用マスクパターンを形成し、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきを施して前記導体層上に導体部を形成する工程と、
   前記めっき用マスクパターンを除去した後、前記導体層と前記導体部とが形成された基板上に、前記導体部の所要部位を露出させた第１のマスクパターンを形成し、該第１のマスクパターンが基板に被着された状態で、前記基板上に露出する前記導体層の部位を除去する工程と、
   該第１のマスクパターンを除去した後、前記導体部で保護めっきを施す部位を露出させる第２のマスクパターンを形成し、該第２のマスクパターンが基板に被着された状態で、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきにより、前記導体層を含む前記導体部の露出部に保護めっきを施す工程と、
   該第２のマスクパターンを除去し、前記基板上に露出する前記導体層の部位を除去することにより基板上に配線パターンを形成し、次いで、前記基板に保護膜を被着する工程とを備え、
   前記第１のマスクパターンを除去した後、前記第２のマスクパターンを形成する工程は、前記導体部について、該第１のマスクパターンによって被覆していた領域を内包するように該第２のマスクパターンによって被覆する領域を設定することを特徴とするプリント基板の製造方法。
2. 前記基板上に露出する導体層の部位を除去する際に、化学的エッチングを利用して前記導体層の露出する部位を選択的にエッチングすることを特徴とする請求項１記載のプリント基板の製造方法。
3. 前記導体層をめっき給電層とする電解めっきとして電解銅めっきを施し、
   前記導体部として銅めっき層を形成することを特徴とする請求項１記載のプリント基板の製造方法。

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