JP5392724B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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本発明は、配線基板の製造法における、ソルダーレジストの形成方法に関するものである。
近年配線基板は、微細化が進み、配線導体の線間が狭くなり、配線導体間の絶縁性や表面処理に対する耐薬品性を確保するために表面を覆うソルダーレジストが重要な役割を果たしている。例えば配線基板における配線導体上にソルダーレジストを形成するには、まず配線導体を有する絶縁基板上にソルダーレジスト用の感光性を有する未硬化の紫外線硬化成分と熱硬化成分とを含有する樹脂組成物を被着する。ソルダーレジスト用の樹脂組成物は、液状あるいはシート状の樹脂が使用される。例えば液状のソルダーレジスト用の樹脂組成物を使用した場合、絶縁基板および配線導体の上にスクリーン印刷あるいはコーターにより液状のソルダーレジスト用の樹脂組成物が被着される。シート状のソルダーレジスト用の樹脂組成物を使用した場合、絶縁基板および配線導体の上にソルダーレジスト用の樹脂シートが真空ラミネータにより被着される。次にソルダーレジスト用の樹脂組成物に露光および現像処理を施すことにより、配線導体の一部を露出させる開口部を形成する。次にソルダーレジスト用の樹脂組成物を紫外線硬化および熱硬化させる。
ソルダーレジスト用の樹脂組成物の硬化の方法には、次の２つの方法が使用されている。一つは、ソルダーレジスト用の樹脂組成物に含有される熱硬化成分を熱硬化させた後、硬化されずに残った紫外線硬化成分を紫外線硬化させる方法である。もう一つは、ソルダーレジスト用の樹脂組成物に含有される紫外線硬化成分を紫外線硬化させた後、硬化されずに残った熱硬化成分を熱硬化させる方法である。そして、ソルダーレジスト用の樹脂組成物の硬化が完了した後、ソルダーレジストの開口部に露出している配線導体の表面にニッケルめっきや金めっき、錫めっき等の表面処理が行われる。
上述した２つの方法のうち、ソルダーレジスト用の樹脂組成物に含有される熱硬化成分を先に熱硬化させた後、残った紫外線硬化成分を紫外線硬化させる方法においては、先に熱硬化した成分が障壁となり、そのためソルダーレジスト用の樹脂組成物中に残った紫外線硬化成分の流動性が悪くなり、後に行なわれる紫外線硬化において紫外線による一様な光架橋反応が進まず、光架橋反応が部分的になる。そのため未反応部分が残り、未反応部分の成分により配線導体間のマイグレーションが発生しやすく耐電蝕性が低下するという問題が発生する。
他方、ソルダーレジスト用の樹脂組成物に含有される紫外線硬化成分を紫外線硬化させた後、残った熱硬化成分を熱硬化させる方法においては、先に行なわれる紫外線硬化により紫外線硬化成分の光架橋が一様に進み、紫外線硬化成分の架橋反応は完了するが、その分、後で行なわれる熱硬化において熱硬化成分の流動性が悪くなり、配線導体表面および絶縁基板表面の凹凸に対する熱硬化成分の追従性が悪くなる。そのためソルダーレジストと配線導体の表面および絶縁基板表面との密着度が低下するという問題が発生する。この問題は、配線導体に表面処理を施す際に表面処理の薬液がソルダーレジストと配線導体の表面および絶縁基板の表面の界面に侵入しソルダーレジストの白化等の変質を発生させる。
本発明の課題は、ソルダーレジストにおける紫外線硬化成分が一様に架橋反応して配線導体間の耐電蝕性が高いとともに、熱硬化成分が配線導体表面および絶縁基板表面の凹凸に良好に密着して耐薬品性が高い配線基板を提供することである。
本発明の配線基板の製造方法は、配線導体を有する絶縁基板の表面に、紫外線硬化成分と熱硬化成分とを含有するソルダーレジスト用の樹脂組成物を被着させる工程と、次に前記樹脂組成物を所定のパターンに露光および現像する工程と、次に露光および現像された前記樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で予備加熱処理して前記熱硬化成分を軟化溶融させるとこにより前記樹脂組成物と前記配線導体および前記絶縁基板との密着性を高める工程と、次に予備加熱処理された前記樹脂組成物に紫外線照射処理して前記紫外線硬化成分を紫外線硬化させる工程と、次に紫外線照射処理された前記樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で本加熱処理して前記熱硬化成分を熱硬化させることによりソルダーレジストとなす工程と、を行なうことを特徴とするものである。
本発明の配線導体の形成方法によれば、露光および現像されたソルダーレジスト用の樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で予備加熱処理することにより熱硬化成分を十分に流動させて配線導体および絶縁基板に良好に密着させた後、紫外線照射処理をして紫外線硬化成分を一様に紫外線硬化させ、次に紫外線照射処理された樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で本加熱処理して熱硬化成分を熱硬化させることから、ソルダーレジストにおける紫外線硬化成分が一様に架橋反応して配線導体間の耐電蝕性が高いとともに、熱硬化成分が配線導体表面および絶縁基板表面の凹凸に良好に密着して耐薬品性が高い配線基板を提供することができる。
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明する。先ず、配線導体を有する絶縁基板の表面に、紫外線硬化成分と熱硬化成分とを含有するソルダーレジスト用の樹脂組成物を被着させる。配線導体の表面は、ソルダーレジスト用の樹脂組成物との密着度を高めるために、あらかじめ粗化処理により凹凸の粗化面を形成することが望ましい。ソルダーレジスト用の樹脂組成物は、液状あるいはシート状の樹脂が使用される。例えば液状の樹脂組成物を使用した場合、絶縁基板および配線導体の上にスクリーン印刷あるいはコーターにより液状の樹脂組成物を１０〜２５μｍ程度の厚みに塗布した後、７０〜８０℃の温度で２５分程度乾燥することにより被着される。シート状のソルダーレジスト用の樹脂組成物を使用した場合、絶縁基板および配線導体の上に１０〜２５μｍの厚みのシート状樹脂組成物を真空ラミネータにより積層することにより被着される。ソルダーレジスト用の樹脂組成物には、例えば紫外線により光硬化するアクリル系樹脂が紫外線硬化成分として含有され、さらにエポキシ樹脂が熱硬化成分として含有されている。次にソルダーレジスト用の樹脂組成物に露光および現像処理を行うことにより、配線導体の一部を露出させる開口部を形成する。露光エネルギーは、例えば５００〜７００ｍｊである。現像は、アルカリ系の現像液が使用される。
次にソルダーレジスト用の樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で予備加熱する。ソルダーレジスト用の樹脂組成物の熱硬化成分であるエポキシ樹脂成分が、軟化してその流動性が高まり、絶縁基板および配線導体の表面の凹凸に十分追従して良好に密着する。この工程は、ソルダーレジスト用の樹脂組成物の流動性を高めることが目的であるため、熱硬化成分の熱硬化が進まないように予備加熱の時間は短くする。例えば１４０〜１６０℃の温度、１分〜１０分の時間で予備加熱を終える。そのためエポキシ樹脂成分の硬化の進行はほとんど進まない。
次にソルダーレジスト用の樹脂組成物に紫外線照射処理して紫外線硬化成分を紫外線硬化させる。このとき、熱硬化成分であるエポキシ樹脂成分の硬化はほとんど進まないため、紫外線硬化成分であるアクリル樹脂成分の硬化の障害とはならず、アクリル樹脂成分は、未反応部分の発生無く、架橋反応が一様に進み硬化が完了する。例えば、このときの紫外線のエネルギーは、１０００〜１４００ｍｊである。
次に、紫外線照射処理が終わったソルダーレジスト用の樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で本加熱処理して熱硬化成分であるエポキシ樹脂を硬化させる。本加熱処理は、１４０〜１６０℃の温度で５０〜７０分間加熱処理することにより行われる。このとき先に架橋反応の進んだ紫外線硬化成分は、網の目のようにソルダーレジスト全体に光架橋反応が進むため熱硬化成分の流動性は悪くなる。しかしながら、最初にガラス転移点以上の温度で予備加熱を行なうことでソルダーレジスト用の樹脂組成物と絶縁基板および配線導体とが良好に密着しているため、本加熱処理後のソルダーレジストと絶縁基板および配線導体とは強固に密着する。したがって本発明の配線基板の製造方法によれば、ソルダーレジストにおける紫外線硬化成分が一様に架橋反応して配線導体間の耐電蝕性が高いとともに、熱硬化成分が配線導体表面および絶縁基板表面の凹凸に良好に密着して耐薬品性が高い配線基板を提供することができる。
表面がエポキシ樹脂からなる絶縁基板を準備するとともに、この絶縁基板の表面に直径が１２０μｍの複数の円形の配線パターンと幅が２５μｍで隣接間隔が２５μｍの櫛歯状の配線パターンとを有する厚みが２０μｍの銅めっき層からなる配線導体を被着させたテスト基板を準備した。
次にこのテスト基板の表面に紫外線硬化成分および熱硬化成分を含有する厚みが２０μｍの感光性の樹脂組成物フィルムを貼着するとともに円形の配線パターンの中央部を８０μｍの直径で露出させる開口部を形成するとともに櫛歯状の配線パターンを覆うように露光および現像処理を行なった。
次にこのテスト基板を１２０℃の温度で１０分間、予備加熱処理した後、１２００ｍｊ／ｃｍ２の紫外線照射処理を行い、最後に１６０℃で６０分間、本加熱処理することにより紫外線硬化および熱硬化したソルダーレジストを形成して本発明による試料を得た。また、同様のテスト基板に同様の樹脂組成物フィルムを貼着するとともに同様の露光および現像処理を行なった後、予備加熱処理を行なわずに１２００ｍｊ／ｃｍ２の紫外線照射処理を行い、次に１６０℃で６０分間、加熱処理することにより紫外線硬化および熱硬化したソルダーレジストを形成して一つめの比較のための試料を得た。さらに、同様のテスト基板に同様の樹脂組成物フィルムを貼着するとともに同様の露光および現像処理を行なった後、予備加熱処理を行なわずに１５０℃で６０分間、加熱処理し、次に１２００ｍｊ／ｃｍ２の紫外線照射処理を行うことにより紫外線硬化および熱硬化したソルダーレジストを形成して二つめの比較のための試料を得た。
次に上述した本発明による試料および比較のための試料における円形の配線パターンの露出部にニッケルめっきおよび金めっきを施すとともに、ソルダーレジストの白化を観察した。さらに、これらの試料を１３０℃、２気圧、８５％の湿度の環境下で櫛歯状の配線パターン間に５．５Ｖの電圧を印加しながら１６２時間放置後、櫛歯状の配線パターン間に発生した酸化銅の幅を測定した。その結果、本発明による試料では、ソルダーレジスト層の白化はソルダーレジストの開口縁から１０μｍ未満であり、かつ酸化銅の幅も１０μｍ以下で、良好な耐薬品性および耐電蝕性を示した。それに対し、比較のための一つめの試料では、酸化銅の幅は１０μｍ以下で耐電蝕性は良好であったものの、白化はソルダーレジストの開口縁から１０〜３０μｍ程度発生し、耐薬品性に劣っていた。また比較のための二つ目の試料では、白化はソルダーレジストの開口縁から１０μｍ以下で耐薬品性は良好であったものの、酸化銅の幅は１０μｍを超えてしまい、耐電蝕性に劣っていた。
Claims (1)
- 配線導体を有する絶縁基板の表面に、紫外線硬化成分と熱硬化成分とを含有するソルダーレジスト用の樹脂組成物を被着させる工程と、次に前記樹脂組成物を所定のパターンに露光および現像する工程と、次に露光および現像された前記樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で予備加熱処理して前記熱硬化成分を軟化溶融させるとこにより前記樹脂組成物と前記配線導体および前記絶縁基板との密着性を高める工程と、次に予備加熱処理された前記樹脂組成物に紫外線照射処理して前記紫外線硬化成分を紫外線硬化させる工程と、次に紫外線照射処理された前記樹脂組成物をそのガラス転移点以上の温度で本加熱処理して前記熱硬化成分を熱硬化させることによりソルダーレジストとなす工程と、を行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
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