JP5127681B2 - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線回路基板の製造方法に関する。

従来、配線回路基板の製造時には、配線パターンが形成された後、半製品の段階で配線パターンの欠陥を検出するための自動光学検査（ＡＯＩ; automatic optical inspection）が行われる。ＡＯＩ後には、オペレータによる検査結果の確認（ベリファイ）が行われる（例えば特許文献１参照）。具体的には、ＡＯＩにおいて欠陥が検出された配線パターンの部分がＣＣＤ（電荷結合素子）等によって撮像される。その画像に基づいて、欠陥が検出された部分に実際に欠陥があるか否かをオペレータが目視によって判定する。実際に欠陥があればその半製品は不良品と認識され、廃棄または修理等の対象となる。欠陥がなければその半製品は良品と認識され、引き続き処理が行われる。
特開２００１−３５６０９９号公報

配線パターンの材料として例えば銅を用いた場合、配線パターンの表面の一部が酸化して変色することがある。通常、このような変色は配線パターンの特性に影響を与えることはなく、欠陥とはならない。

ＡＯＩにおいては、配線パターンの酸化による変色が欠陥として検出される。この場合、ＡＯＩ後のベリファイにおいても、オペレータが誤って酸化による変色を欠陥であると判定することがある。これは、ベリファイのための画像上では、酸化による変色と、凹み、欠けまたは断線等の実際の欠陥との判別が困難なためである。その結果、不良品と認識される半製品が過剰に発生し、生産性が低下する。

本発明の目的は、配線パターンの欠陥の有無を正確に認識することが可能な配線回路基板の製造方法を提供することである。

（１）本発明に係る配線回路基板の製造方法は、基板上に配線パターンを形成する工程と、検査装置によって配線パターンの外観検査を行うことにより配線パターンにおいて欠陥の可能性がある部分を検出する工程と、外観検査後に配線パターン上に表面処理層を形成する工程と、表面処理層の形成後に、外観検査により検出された配線パターンの部分を撮像する工程と、撮像する工程で得られた画像上において、外観検査により検出された配線パターンの部分に実際に欠陥があるか否かを目視により確認する工程とを備えるものである。

この配線回路基板の製造方法においては、基板上に配線パターンが形成された後、検査装置により配線パターンの外観検査が行われる。これにより、配線パターンにおいて欠陥の可能性がある部分が検出される。検査装置による外観検査の後、配線パターン上に表面処理層が形成される。その後、外観検査により検出された配線パターンの部分が撮像され、その画像上において、外観検査により検出された配線パターンの部分に実際に欠陥があるか否かが目視により確認される。

この場合、検査装置による外観検査時には、配線パターンが露出する状態である。これにより、精細な検査を行うことができ、欠陥の検出漏れを防止することができる。

また、目視による確認は、配線パターンが表面処理層によって覆われた状態の画像に基づいて行われる。そのため、配線パターンが酸化によって変色していても、目視による確認時に、その部分が欠陥として認識されることはない。

したがって、検査装置による外観検査時に、酸化によって変色した配線パターンの部分が、欠陥の可能性がある部分として検出されても、目視による確認時に、その部分に欠陥がないことが認識される。その結果、実際には欠陥がない状態の半製品が不良品として処理されることが防止され、配線回路基板の生産性が向上される。

（２）表面処理層の材料は、配線パターンの材料よりも高い耐酸化性を有してもよい。

この場合、目視による確認の前に、表面処理層が酸化して変色することが防止される。それにより、酸化して変色した表面処理層の部分が欠陥と誤認識されることが防止される。

また、高い耐酸化性を有する表面処理層によって配線パターンが覆われることにより、配線パターンの酸化が防止されるので、配線パターンの特性の低下が防止される。

（３）配線パターンは銅を含み、表面処理層は錫およびニッケルのうち少なくとも１つを含んでもよい。

この場合、表面処理層および配線パターンの酸化が防止される。また、配線パターンと他の電子部品との電気的接続性を向上させることができる。

（４）配線回路基板の製造方法は、基板として第１の絶縁層を準備する工程と、目視により確認する工程後に、配線パターンを覆うように第２の絶縁層を形成する工程とをさらに備えてもよい。

この場合、第２の絶縁層によって配線パターンが外部環境から保護される。それにより、配線パターンの特性の低下が防止される。

本発明によれば、検査装置による外観検査時に、酸化によって変色した配線パターンの部分が、欠陥の可能性がある部分として検出されても、目視による確認時に、その部分に欠陥がないことが認識される。その結果、実際には欠陥がない状態の半製品が不良品として処理されることが防止され、配線回路基板の生産性が向上される。

以下、本発明の一実施の形態に係る配線回路基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係る配線回路基板の製造方法の概要を示すフローチャートである。図２は、本実施の形態に係る配線回路基板の製造工程の一例を示す断面図である。

まず、所定の配線パターンを形成する（図１のステップＳ１）。

具体的には、図２（ａ）に示すように、例えばステンレスからなる金属基板１０を用意する。金属基板１０の厚みは例えば５μｍ以上５０μｍ以下であり、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。金属基板１０の材料としては、ステンレスに代えてアルミニウム等の他の金属または合金等を用いてもよい。

次に、図２（ｂ）に示すように、金属基板１０上に例えばポリイミドからなるベース絶縁層１２を形成する。ベース絶縁層１２は、第１の絶縁層の一例である。ベース絶縁層１２の厚みは例えば１μｍ以上１５μｍ以下であり、２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。ベース絶縁層１２の材料としては、ポリイミドに代えてエポキシ等の他の絶縁材料を用いてもよい。

次に、図２（ｃ）に示すように、ベース絶縁層１２上に例えば銅からなる所定の配線パターン１３を形成する。配線パターン１３の厚みは例えば３μｍ以上１６μｍ以下であり、６μｍ以上１３μｍ以下であることが好ましい。配線パターン１３は、例えばセミアディティブ法を用いて形成してもよく、サブトラクティブ法等の他の方法を用いて形成してもよい。また、配線パターン１３の材料としては、銅に限らず、金（Ａｕ）、アルミニウム等の他の金属、または銅合金、アルミニウム合金等の合金を用いてもよい。

このようにして所定の配線パターン１３を形成した後、図示しない外観検査装置により、配線パターン１３の自動光学検査（ＡＯＩ; automatic optical inspection）を行う（図１のステップＳ２）。

具体的には、予め配線パターン１３の正常な状態を示す画像が画像データとして外観検査装置に記憶される。この記憶された画像データによって示される状態と色および形状等が異なる配線パターン１３の部分が、欠陥として検出される。

続いて、図２（ｄ）に示すように、配線パターン１３を覆うように無電解錫めっき層１４を形成し、配線パターン１３の表面処理を行う（図１のステップＳ３）。この表面処理により、配線回路基板上に図示しない電子部品を実装する際において、配線パターン１３と電子部品との接続性を十分に確保することができる。

錫めっき層１４は、表面処理層の一例である。ここで、表面処理層の材料としては、銅からなる配線パターン３の材料よりも高い耐酸化性を有する金属または合金を用いることが好ましい。錫めっき層１４の厚みは例えば２μｍ以下であり、０．１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。なお、錫めっき層１４の代わりに、ニッケルめっき層等の他の材料からなる層を形成してもよい。

次に、図示しないＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像装置により、ＡＯＩにおいて検出された配線パターン１３の欠陥の部分を撮像し、オペレータがその画像に基づいてＡＯＩの結果の確認（ベリファイ）を行う（図１のステップＳ４）。

ＡＯＩにおいては、実際には欠陥でない擬似欠陥も欠陥として検出されることがある。ここで、擬似欠陥とは、特性に影響を与えない外観上の欠陥をいう。例えば、配線パターン１３の酸化による変色は擬似欠陥であり、実際の欠陥ではないが、ＡＯＩにおいては欠陥として検出される。

ベリファイ時には、オペレータが、ＡＯＩにおいて検出された欠陥が実際の欠陥であるか擬似欠陥であるかを目視によって判定する。そして、オペレータは、実際の欠陥でないと判定した半製品（図２（ｄ）の状態）を良品として振り分け、実際の欠陥であると判定した半製品を不良品として振り分ける（図１のステップＳ５）。

良品として振り分けられた半製品に対しては、引き続き製造工程に準じた処理を行う（図１のステップＳ６）。例えば、図２（ｅ）に示すように、配線パターン１３および無電解錫めっき層１４を覆うようにベース絶縁層１１上に例えばポリイミドからなるカバー絶縁層１５を形成する。カバー絶縁層１５は、第２の絶縁層の一例である。カバー絶縁層１５の厚みは例えば４μｍ以上２６μｍ以下であり、５μｍ以上２１μｍ以下であることが好ましい。カバー絶縁層１５の材料としては、ポリイミドに代えてエポキシ等の他の絶縁材料を用いてもよい。これにより、配線回路基板１が完成する。

一方、不良品として振り分けられた半製品に対しては、廃棄または修理等の処理を行う（図１のステップＳ７）。

このように、本実施の形態では、ＡＯＩの結果のベリファイの前に、配線パターン１３の表面処理が行われる。この場合、酸化によって変色した配線パターン１３の部分が無電解錫めっき層１４によって覆われる。そのため、オペレータが配線パターン１３の変色を欠陥と誤認識することが防止される。したがって、誤って不良品に振り分けられる半製品の数を低減することができ、生産性を向上させることができる。

また、配線パターン１３の表面処理は、ＡＯＩの後に行われる。すなわち、ＡＯＩ時には、配線パターン１３が露出する。この場合、配線パターン１３の露出面が鏡面状態となるため、ＡＯＩにおいて、より精細な検査を行うことが可能になる。それにより、欠陥の検出漏れが発生することを確実に防止することができる。

なお、複数の半製品が長尺状に連結されている場合等には、ベリファイ後に行う製造工程（本例ではカバー絶縁層１１の形成）の前に、良品と不良品とを振り分けることが困難となる。その場合、例えば欠陥を有する半製品に識別マークを形成し、ベリファイ後の製造工程が終了した後に、識別マークに基づいて良品と不良品とを振り分けてもよい。

また、この場合には、製造工程の終了後において、良品と不良品とを振り分けなくてもよい。すなわち、良品と不良品とが連結された状態の製品が完成する。その場合、識別マークによって良品と不良品とを判断することができるので、良品のみを選別して使用することができる。

本発明は、フレキシブル配線回路基板またはリジッド配線回路基板等の種々の配線回路基板の製造に適用することができる。

本発明は、種々の配線回路基板の製造に有効に利用することができる。

本実施の形態に係る配線回路基板の製造方法の概要を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る配線回路基板の製造工程の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 配線回路基板
１０ 金属基板
１２ ベース絶縁層
１３ 配線パターン
１４ 錫めっき層
１５ カバー絶縁層

Claims (4)

1. 基板上に配線パターンを形成する工程と、
   検査装置によって前記配線パターンの外観検査を行うことにより前記配線パターンにおいて欠陥の可能性がある部分を検出する工程と、
   外観検査後に前記配線パターン上に表面処理層を形成する工程と、
   前記表面処理層の形成後に、外観検査により検出された前記配線パターンの部分を撮像する工程と、
   前記撮像する工程で得られた画像上において、外観検査により検出された前記配線パターンの部分に実際に欠陥があるか否かを目視により確認する工程とを備えることを特徴とする配線回路基板の製造方法。
2. 前記表面処理層の材料は、前記配線パターンの材料よりも高い耐酸化性を有することを特徴とする請求項１記載の配線回路基板の製造方法。
3. 前記配線パターンは銅を含み、前記表面処理層は錫およびニッケルのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２記載の配線回路基板の製造方法。
4. 前記基板として第１の絶縁層を準備する工程と、
   前記目視により確認する工程後に、前記配線パターンを覆うように第２の絶縁層を形成する工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配線回路基板の製造方法。

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