JP7051187B2

JP7051187B2 - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP7051187B2
Application number: JP2018115996A
Authority: JP
Inventors: 貴浩小池
Original assignee: 株式会社伸光製作所
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2038-06-19
Also published as: JP2019220549A

Description

本発明は、配線が絶縁性基材に埋め込まれたプリント配線板の製造方法に関する。

プリント配線板は、絶縁性基材の表面に金属層を備えた基材を用いて、レーザ加工やドリル加工によって貫通穴を形成し、表裏面の導通を取るめっき加工を行い、金属層をエッチング加工によって所定の配線パターンとするプリント配線板の製造方法が一般的である。
近年では配線の微細化が進み、形成したマスクの不具合や金属層のエッチング不良によって形成された配線間で電気的短絡が起こる問題を抱えている。

このような短絡問題に対し、特許文献１には、銅配線間に絶縁物を形成することで電気的短絡を防止する技術が開示されている。
又、特許文献２には、ブラスト加工によって貫通穴と凹部を絶縁性基材に形成し、貫通穴と凹部に導電部材を形成する技術が開示されている。

しかしながら、絶縁性基材の両面に金属層を備えた材料から微細な配線を形成するためには、金属層の表面にレジストによるマスクを形成し、エッチング加工を行って金属層を配線に形成するが、露光・現像によって形成したエッチング用マスクも微細なパターンであり現像時に、除去すべきレジストの一部が残るレジスト残不良が生じることがある。
このレジスト残不良の発生は、その下の金属層のエッチングが行われず、配線間が連結した状態でエッチングが行われることであり、そのために形成された配線のショートを防止できない課題を抱えている。

特開２００６－３４４９２０号公報特開２００８－１５９９６９号公報

このような状況に鑑み、本発明は微細な配線パターンであってもエッチング残不良による配線の短絡を無くしたプリント配線板の製造方法を提供するものである。

本発明の第１の発明は、基板材料の表面に、第１のレジストの硬化体による配線及び貫通穴の位置に開口部を有するパターンの第１のマスクを形成する工程と、前記第１のマスクの上に設けた、前記第１のレジストとはレジスト除去条件が異なる第２のレジストによって、前記第１のレジストの硬化体による貫通穴位置の開口部内側に開口された開口部を持つ第２のマスクを形成する工程と、前記第２のマスクの開口部から露出する前記基板材料に、貫通穴を形成するブラスト加工をする工程と、前記第１のマスクを残し、前記第２のマスクのみを除去する工程と、前記第１のマスクの開口部から露出する前記基板材料の片面若しくは両面に、凹部を形成するブラスト加工をする工程と、前記第１のマスクを除去する工程と、前記貫通穴と前記凹部が形成された前記基板材料をめっき処理して前記貫通穴及び前記凹部を金属層で充填し、前記基板材料の片面若しくは両面を被覆するめっき工程と、前記基板材料の表面と前記凹部及び貫通穴の表面に充填した金属層を、平坦面とする平坦化処理を行う研磨工程とを含むプリント配線板の製造方法である。

本発明の第２の発明は、第１の発明における第１のマスクの除去時間が、前記第２のマスクの除去時間より遅いことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。

本発明に係る製造方法によれば、ブラスト加工により配線を形成すべき部位に凹部を形成するため、形成したレジストによるマスクが部分的なエッチング残となる不良が生じた現像工程であっても、ブラスト加工によって部分的なエッチング残となったマスクの一部は、配線間に残らず除去されるために、設定した凹が形成され、その凹部に配線を形成することから短絡の無いプリント配線板が得られる。

本発明の製造方法のフローを示した図である。本発明の製造方法により得られたプリント配線板の断面図である。

本発明を、本発明に係る一実施形態を示す図１を用いて説明する。
図１（１）に示すように、絶縁性基材を基板材料として、その両面に除去時間の長い条件である第１のレジストをラミネートし、露光・現像によってレジストの硬化体による配線や貫通穴等の製品に必要な部分が開口された開口部を有する第１のマスク３０を形成する。
次に図１（２）に示すように、第１のマスクの上に第１のマスクよりも除去時間の短い条件である第２のレジストをラミネートし、露光・現像によって第２のレジストの硬化体による貫通穴の位置に開口部を有する第２のマスク３１を形成する。なお、第２のマスク３１に形成された貫通穴の開口部の大きさは、第１のマスクの貫通穴の開口部の内側に設けられる大きさである。
この絶縁性基材への第１のマスクの形成後、第２のマスクを形成する工程では、絶縁性基材に穴加工等が施されないことから絶縁性基材に加工歪が生じることがなく反り等による変形が無い状態で第１のマスクの上に第２のマスクが形成されるので、第１のマスクと第２のマスクの位置ズレを生じることなく形成できる。

次に図１（３）に示すように、ブラスト加工によって第２のマスクの開口部から露出している絶縁性基材１０に貫通穴１１を形成する。
このブラスト加工は、一方の面側からブラスト加工を行って貫通穴１１を形成してもよいし、一方の面側から絶縁性基材の厚さの半分程度までブラスト加工によって凹部を形成した後、他方の面側からブラスト加工を行って残りの半分の厚さを貫通穴として形成してもよいが、一方の面側から貫通穴を形成するより、両面側から貫通穴を形成した方が、ブラスト加工による第２のマスクの劣化が少ないため、第２のマスクの厚さを薄くすることができる。

貫通穴を作製した後、図１（４）に示すように第２のマスクのみを除去して第１のマスクを出現させる。
この第２のマスクは、硬化したレジストを除去する除去液中への浸漬時間が第１のレジストで形成された第１のマスクより短い条件で除去が可能なレジストで形成されているので、第１のマスクが除去されることは無い。

その後、図１（５）に示すように、第１のマスクの開口部から露出している絶縁性基材１０に対し、一方の面側から配線に必要な高さに後工程で研磨する厚さを加えた深さの凹部１２をブラスト加工によって形成し、他の面側からも同様に所定の深さの凹部をブラスト加工によって形成する。
このブラスト加工による貫通穴や配線となる凹部の形成は、レジストによるマスク形成時の不良であるレジスト残不良（現像後に除去されるべき膨潤したレジストの一部がマスクの開口部に残る現象）が生じても、砥粒が衝突することによって除去されるため、貫通穴１１や凹部１２は形状不良が発生しないことになる。

次に図１（６）に示すように第１のマスクを除去する。
そして図１（７）で示されるように、貫通穴１１と凹部１２が形成された絶縁性基材１０の両面に、無電解めっき法によって銅めっき層２０を形成する。なお、符号１１ａは貫通穴１１に充填された金属層を表し、符号１２ａは、凹部１２に充填された金属層を表している。

次に図１（８）に示すように、凹部１２及び貫通穴１１に充填された金属層の銅めっき層１２ａ、１１ａの表面Ｓ_２と、絶縁性基材１０の表面Ｓ_１が略平坦面となるよう、金属層の銅めっき層と絶縁性基材１０の表面を研磨加工する。
このような工程によって、貫通穴１１に形成した銅めっき層１１ａにより表裏の配線の導通が取れた絶縁性基材１０に埋め込まれた配線を有する図２に示すようなプリント配線板１が得られる。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

厚さ６０μｍの絶縁性基材１０を基板材料として、その両面に厚さ２５μｍの第１のレジストをラミネートした。この第１のレジストは、除去液中の浸漬時間が２４０秒であるレジストを用いた。
次に配線や貫通穴の製品に必要なパターンが描写されたガラスマスクを介して露光を行い、現像を行って第１のマスク３０を形成した。

次に、剥離除去条件が第１のレジストと異なる厚さ２５μｍの第２のレジストを、第１のマスク３０の上にラミネートした。この第２のレジストは、除去液中の浸漬時間が６０秒であるレジストを用いた。
次に貫通穴のパターンが描写されたガラスマスクを介して露光を行い、現像を行って第２のマスク３１を形成した。

次に、貫通穴を作製すべく、貫通穴の位置で、第２のマスク３１と第１のマスク３０の開口部から露出している絶縁性基材１０に対して、片面側からブラスト加工を行って略半分の厚さの凹部１２を形成し、更に反対面側からブラスト加工を行い先に形成した凹部１２と結合して貫通穴１１として形成した。
次に除去液に６０秒間浸漬して第２のマスク３１を除去した。

次いで、第１のマスク３０の開口部から露出している絶縁性基材１０に対し、片面側から約１５μｍの深さの凹部１２をブラスト加工によって形成し、反対面側も約１５μｍの深さとなる凹部１２をブラスト加工によって形成した。
この工程では、第１のマスク３０や第２のマスク３１を形成する露光・現像工程において、レジストが現像によって膨潤した状態で残るレジスト残が生じていたとしても、ブラスト加工によって物理的に膨潤したレジストは除去されることから、レジスト残の状況が解消されて所定形状の貫通穴１１や凹部１２が形成されることになる。
次に除去液に２４０秒間浸漬して、第１のマスク３０を剥離除去した。

その後、貫通穴１１と凹部１２が形成された絶縁性基材１０の表面に無電解めっき法によって銅めっき層２０を形成した。
次に凹部１２及び貫通穴１１に形成した銅めっき層１１ａ、１２ａの表面Ｓ_２と絶縁性基材１０の表面Ｓ_１が略平坦面となるよう、形成しためっき層と絶縁性基材の表面を研磨加工した。
以上の工程によって、貫通穴１１に形成した銅めっき層１１ａにより表裏の配線の導通が取れた絶縁性基材１０に埋め込まれた配線を有するプリント配線板１を得た。
従来の製造方法により微細パターンである製品の製造では、数％のエッチング残による配線短絡不良が発生していたが、本発明の製法では同じ微細パターンであるにもかかわらず、短絡不良は発生しなくなった。

さらに、従来方法との比較では、本発明は銅層の無い絶縁性基材を用いて、「第１のレジストによる第１のマスク形成、第２のレジストによる第２のマスク形成、ブラスト加工による貫通穴形成、第１のマスク除去、ブラスト加工による凹部形成、第２のマスク除去、無電解めっき、研磨」の８工程の加工処理を行うことでプリント配線板が得られる。
一方、従来の方法は、銅張積層基板を用いて、「貫通穴用第１のレジストによる第１のマスク形成、銅層エッチング、レーザによる貫通穴形成、第１のマスク除去、貫通穴と全面に無電解めっき、第２のレジストによるマスク形成、エッチングによる配線形成、第２のマスク除去」の８工程の加工処理を行うことでプリント配線板を得ている。
このように本発明と従来の方法とは、工程数は同じであり、本発明の製造方法を採用しても製造におけるパフォーマンスの低下はなく、不良が低減されたプリント配線板が得られる。

１プリント配線板
１０絶縁性基材（基板材料）
１１貫通穴
１１ａ貫通穴１１に充填された銅めっき層
１２凹部（配線）
１２ａ凹部１２に充填された銅めっき層
２０銅めっき層
３０第１のマスク
３１第２のマスク
Ｓ_１絶縁性基材（基板材料）表面
Ｓ_２貫通穴及び凹部に充填された銅めっき層の表面

Claims

基板材料の表面に、第１のレジストの硬化体による配線及び貫通穴の位置に開口部を有するパターンの第１のマスクを形成する工程と、
前記第１のマスクの上に設けた、前記第１のレジストとはレジスト除去条件が異なる第２のレジストによって、前記第１のレジストの硬化体による貫通穴位置の開口部内側に開口された開口部を持つ第２のマスクを形成する工程と、
前記第２のマスクの開口部から露出する前記基板材料に、貫通穴を形成するブラスト加工をする工程と、
前記第１のマスクを残し、前記第２のマスクのみを除去する工程と、
前記第１のマスクの開口部から露出する前記基板材料の片面若しくは両面に、凹部を形成するブラスト加工をする工程と、
前記第１のマスクを除去する工程と、
前記貫通穴と前記凹部が形成された前記基板材料をめっき処理して前記貫通穴及び前記凹部を金属層で充填し、前記基板材料の片面若しくは両面を被覆するめっき工程と、
前記基板材料の表面と前記凹部及び貫通穴の表面に充填した金属層を、平坦面とする平坦化処理を行う研磨工程とを含むプリント配線板の製造方法。
前記第１のマスクの除去時間が、前記第２のマスクの除去時間より遅いことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。