JP7411638B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)粗化面を備えた絶縁基材を準備する工程と、
(b)前記絶縁基材の粗化面に無電解めっきを行って、JIS B0601-2001に準拠して測定される算術平均うねりWaが0.10μm以上0.25μm以下であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される谷部の空隙容積Vvvが0.010μm3/μm2以上0.028μm3/μm2以下である表面を有する、厚さ1.0μm未満の無電解めっき層を形成する工程と、
(c)前記無電解めっき層の表面にフォトレジストを積層する工程と、
(d)前記フォトレジストに露光及び現像を行って、レジストパターンを形成する工程と、
(e)前記レジストパターンを介して前記無電解めっき層に電気めっきを施す工程と、
(f)前記レジストパターンを剥離する工程と、
(g)前記レジストパターンの剥離により露出した前記無電解めっき層の不要部分をエッチングにより除去して、配線パターンを形成する工程と、
を含む、方法が提供される。
本発明を特定するために用いられるパラメータの定義を以下に示す。
本発明は、プリント配線板の製造方法に関する。本発明の方法は、(a)絶縁基材の準備、(b)無電解めっき層の形成、(c)フォトレジストの積層、(d)レジストパターンの形成、(e)電気めっき層の形成、(f)レジストパターンの剥離、及び(g)配線パターンの形成の各工程を含む。
図1(a)に示されるように、粗化面20aを備えた絶縁基材20を準備する。絶縁基材20は両側に粗化面20aを有するものであってもよいし、一方の側にのみ粗化面20aを有するものであってもよい。絶縁基材20は、好ましくは絶縁性樹脂を含む。また、絶縁基材20はプリプレグ及び/又は樹脂シートであるのが好ましい。プリプレグとは、合成樹脂板、ガラス板、ガラス織布、ガラス不織布、紙等の基材に合成樹脂を含浸させた複合材料の総称である。プリプレグに含浸される絶縁性樹脂の好ましい例としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、樹脂シートを構成する絶縁性樹脂の例としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の絶縁樹脂が挙げられる。絶縁基材20には絶縁性を向上する等の観点からシリカ、アルミナ等の各種無機粒子からなるフィラー粒子等が含有されていてもよい。絶縁基材20の厚さは特に限定されないが、1μm以上1000μm以下が好ましく、より好ましくは2μm以上400μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上200μm以下である。絶縁基材20は複数の層で構成されていてよい。
図3(a-1)に示されるように、少なくとも一方の側に処理表面10aを有する表面処理銅箔10を用意する。処理表面10aは何らかの表面処理が施されている面であり、典型的には粗化処理面である。処理表面10aは典型的には複数のコブ(例えば粗化粒子)を備えてなる。いずれにせよ、表面処理銅箔10は両側に処理表面10aを有するものであってもよいし、一方の側にのみ処理表面10aを有するものであってもよい。両側に処理表面10aを有する場合は、SAP法に用いた場合にレーザー照射側の面(絶縁基材に密着させる面と反対側の面)も表面処理されていることになるので、レーザー吸収性が高まる結果、レーザー穿孔性をも向上させることができる。また、表面処理銅箔10は、キャリア付銅箔の形態であってもよい。この場合、キャリア付銅箔は、キャリアと、このキャリア上に設けられた剥離層と、この剥離層上に処理表面10aを外側にして設けられた表面処理銅箔10とを備えてなるのが典型的である。もっとも、キャリア付銅箔は、表面処理銅箔10を用いること以外は、公知の層構成が採用可能である。
図3(a-2)に示されるように、表面処理銅箔10の処理表面10aに絶縁基材20’(すなわち粗化面20aが形成されていない絶縁基材20)を積層して、銅張積層板12とする。こうすることで、処理表面10aの表面形状を絶縁基材20’の表面に転写することができる。絶縁基材20’の積層は熱プレス加工を伴うのが好ましく、この熱プレス加工の加工温度及び加工時間は、積層する絶縁基材20’の種類等に応じて、公知の条件に基づき適宜決定することができる。絶縁基材20’の好ましい種類等については絶縁基材20に関して上述したとおりである。なお、絶縁基材20’は予め表面処理銅箔10の処理表面10aに塗布されるプライマー層(図示せず)を介して表面処理銅箔10に積層されてもよい。この場合、プライマー層は絶縁基材の一部を構成するものとみなす。プライマー層は樹脂で構成されるのが好ましく、この樹脂は絶縁性樹脂を含むのが好ましい。所望により、次工程である表面処理銅箔10の除去に先立ち、銅張積層板12に対して、レーザー穿孔によりビアホール(図示せず)を形成してもよい。
図3(a-3)に示されるように、銅張積層板12の表面処理銅箔10をエッチングにより除去して、粗化面20aを備えた絶縁基材20を得る。表面処理銅箔10のエッチングは、例えば硫酸-過酸化水素系のエッチング液等を用いてプリント配線板の製造に一般的に用いられるエッチング手法及び条件に従い行えばよく、特に限定されない。
図1(b)に示されるように、絶縁基材20の粗化面20aに無電解めっき(例えば無電解銅めっき)を行って、厚さ1.0μm未満の無電解めっき層22を形成する。無電解めっきは、市販の無電解めっき液を用いてプリント配線板の製造に一般的に用いられる手法及び条件に従い行えばよく、特に限定されない。無電解めっき層22表面は、算術平均うねりWaが0.10μm以上0.25μm以下であり、かつ、谷部の空隙容積Vvvが0.010μm3/μm2以上0.028μm3/μm2以下である。このように、粗化面20aを備えた絶縁基材20に無電解めっきを施して、上記所定の表面パラメータを有する厚さ1.0μm未満の無電解めっき層22を形成することにより、パターン不良を効果的に抑制し、かつ、微細回路形成性にも優れた、プリント配線板の製造方法を提供することができる。
図1(c)に示されるように、無電解めっき層22の表面にフォトレジスト24を積層する。フォトレジスト24を積層する際のラミネート速度は特に限定されるものではないが、典型的には1.0m/分以上2.0m/分以下である。フォトレジスト24はプリント配線板の製造に一般的に用いられる公知の材料が使用可能である。フォトレジスト24はネガ型及びポジ型のいずれであってもよく、フィルムタイプ及び液状タイプのいずれであってもよい。好ましくは、フォトレジスト24がドライフィルムレジスト24aを含む。また、フォトレジスト24は感光性フィルムであるのが好ましく、例えば感光性ドライフィルムである。図1(c)に示されるように、フォトレジスト24は、感光層としてのドライフィルムレジスト24a上にポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の支持フィルム24bがさらに積層されたものであってもよい。フォトレジスト24ないしドライフィルムレジスト24aの厚さは2μm以上35μm以下であるのが好ましく、より好ましくは5μm以上24μm以下である。
図2(d)に示されるように、フォトレジスト24に露光及び現像を行うことにより、レジストパターン26を形成する。露光及び現像は、プリント配線板の製造に一般的に用いられる公知の手法及び条件に従い行えばよく、特に限定されない。例えば、露光方法として、ネガ又はポジ用マスクパターンを用いるマスク露光法の他、Laser Direct Imaging(LDI)露光法やDigital Light Processing(DLP)露光法といった直接描画露光法等を採用することができる。露光時における露光量は5mJ/cm2以上150mJ/cm2以下であるのが好ましい。一方、現像方法としては、ウェット現像及びドライ現像のいずれであってもよい。ウェット現像の場合、用いる現像液としては炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、アミン系水溶液等の現像液であってよい。なお、フォトレジスト24が支持フィルム24bを含む場合には、支持フィルム24bを除去した後に現像を行うのが好ましい。
レジストパターン26を介して無電解めっき層22に電気めっき(例えば電気銅めっき)を施す。こうすることで、図2(e)に示されるように、レジストパターン26間に電気めっき層28を形成することができる。電気めっきは、例えば硫酸銅めっき液やピロリン酸銅めっき液等のプリント配線板の製造に一般的に用いられる各種パターンめっき手法及び条件に従い行えばよく特に限定されない。
この工程では、レジストパターン26を剥離する。その結果、図2(f)に示されるように、電気めっき層28が配線パターン状に残り、無電解めっき層22の配線パターンを形成しない不要部分が露出することになる。レジストパターン26の剥離は、水酸化ナトリウム水溶液や、アミン系溶液ないしその水溶液等が採用され、プリント配線板の一般的に用いられる各種剥離手法及び条件に従い行えばよく特に限定されない。
レジストパターン26の剥離により露出した無電解めっき層22の不要部分(すなわち配線パターンを形成しない部分)をエッチングにより除去して、配線パターン30を形成する。無電解めっき層22の不要部分のエッチングは、例えば硫酸-過酸化水素系のエッチング液等を用いてプリント配線板の製造に一般的に用いられるエッチング手法及び条件に従い行えばよく、特に限定されない。配線パターン30の厚さ(すなわち回路高さ)は2μm以上30μm以下が好ましい。配線パターン30の配線ピッチは10μm(例えばライン/スペース=5μm/5μm)から20μm(例えばライン/スペース=10μm/10μm)までの範囲内であるのが好ましい。前述した所定の表面パラメータを有する厚さ1.0μm未満の無電解めっき層22上に回路形成を行うことで、このように高度に微細化された配線パターンを形成することが可能となる。また、上記範囲内の配線ピッチの配線パターンは、ショートや凸部の発生といったパターン不良の問題が生じやすいといえるが、前述したとおり、本発明の方法によればかかる問題を効果的に解消することができる。
表面処理銅箔を6種類用意し、この表面処理銅箔を用いて絶縁基材に表面形状を転写した。得られた絶縁基材の粗化面に無電解めっきを施して評価用積層体を作製し、各種評価を行った。具体的には、以下のとおりである。
表1に示される各パラメータを有する処理表面10aを少なくとも一方の面に備えた表面処理銅箔10を6種類用意した。これらの表面処理銅箔10のうち幾つかは市販品であり、その他は公知の方法に基づき別途作製したものである。用意した表面処理銅箔10の処理表面10aにおける各パラメータの測定ないし算出方法は以下のとおりである。
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK-X200)を用い、150倍の対物レンズを使用し、倍率3000倍、傾き補正あり、DCL/BCLによるノイズ除去あり、カットオフなし、評価長さ64.124μmの条件で、JIS B0601-2001に準拠して銅箔表面の算術平均うねりWaを測定した。
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK-X200)を用い、150倍の対物レンズを使用し、倍率3000倍、うねり除去あり(強さ5)、DCL/BCLによるノイズ除去なし 、Sフィルター(0.25μm)及びLフィルター(0.025mm)によるカットオフあり、評価領域6811.801μm2の条件で、ISO25178に準拠して銅箔表面の最大高さSz及び谷部の空隙容積Vvvを測定した。
プリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF、厚さ100μm)を2枚積層した後、図3に示されるように、この絶縁基材20’に上記(1)で用意した表面処理銅箔10を、処理表面10aが当接するように積層し、プレス温度220℃、プレス時間90分、プレス圧力40kgf/cm2の条件でプレスを行って、銅張積層板12を得た。この銅張積層板12の表面処理銅箔10を硫酸-過酸化水素系エッチング液ですべて除去し、処理表面10aの表面形状が転写された粗化面20aを有する絶縁基材20を得た。この絶縁基材20に対して、無電解銅めっき液(上村工業株式会社製、スルカップPEA)を使用して無電解銅めっきを行い、粗化面20a側に厚さ0.7μmの無電解めっき層22を形成した。こうして、SAP法においてフォトレジストが積層される直前の積層体(以下、評価用積層体という)を得た。
上記得られた評価用積層体の無電解めっき層22側表面における、各パラメータの測定を以下のとおり行った。結果は表1に示されるとおりであった。
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK-X200)を用い、150倍の対物レンズを使用し、倍率3000倍、傾き補正あり、DCL/BCLによるノイズ除去あり、カットオフなし、評価長さ64.124μmの条件で、JIS B0601-2001に準拠して評価用積層体の無電解めっき層22側表面の算術平均うねりWaを測定した。
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK-X200)を用い、150倍の対物レンズを使用し、倍率3000倍、うねり除去あり(強さ5)、DCL/BCLによるノイズ除去なし、Sフィルター(0.25μm)及びLフィルター(0.025mm)によるカットオフあり、評価領域6811.801μm2の条件で、ISO25178に準拠して評価用積層体の無電解めっき層22側表面のクルトシスSku及び谷部の空隙容積Vvvを測定した。
上記得られた評価用積層体について、各種特性の評価を以下のとおり行った。
ゴミ検出数の評価を次のようにして行った。まず、上記得られた評価用積層体の無電解めっき層22側表面に厚さ19μmのネガ型フォトレジスト24(日立化成株式会社製、RY-5319)を1.5m/分のラミネート速度で積層し、その後、図6(i)に示されるように、フォトレジスト24の表面にガラスマスク25を積層した。なお、ガラスマスク25には、100μm×100μmで区画される各領域の中心部に、ゴミ等の異物を想定した円形状の遮光部B(直径6μm、7μm、8μm又は9μm、各200個)が設けられている。このため、ガラスマスク25の遮光部Bが設けられていない部分は光が透過する一方、ガラスマスク25の遮光部Bが設けられた部分は光が透過しないものとなっている。ガラスマスク25積層後の評価用積層体に対して、露光(70mJ/cm2)及び現像を行って、レジストパターン26を形成した。現像後の評価用積層体のレジストパターン26側の表面を倍率50倍の条件でデジタルマイクロスコープ(オリンパス株式会社製、DSX510)にて観察し、図6(ii)に示されるように、レジストパターン26に形成された穴Hの個数をカウントし、ゴミ検出数とした。結果は、表1に示されるとおりであった。なお、ゴミ検出数が多い(すなわち解像性が良い)ほど、本来回路が形成されるべきでない箇所に不要な電気めっきが施されるおそれが高く、パターン不良が発生しやすいといえる。
回路形成性の評価を次のようにして行った。図1に示されるように、上記得られた評価用積層体の無電解めっき層22側表面に厚さ15μmのネガ型フォトレジスト24(旭化成株式会社製、UFG-155)を1.5m/分のラミネート速度で積層し、その後、狙いの回路幅が7μmとなるように、フォトレジスト24上にライン/スペース(L/S)=9μm/6μmのマスクを積層した。図2に示されるように、マスク積層後の評価用積層体に対して、露光(70mJ/cm2)及び現像を行い、レジストパターン26を形成した。レジストパターン26形成後の評価用積層体に対して、公知の条件で電気銅めっきを行い、レジストパターン26間に電気めっき層28を形成した。電気めっき層28形成後の評価用積層体に対して、レジストパターン26の剥離を行い、それにより露出した無電解めっき層22の不要部分を硫酸-過酸化水素系エッチング液を用いたエッチングにより除去して、回路高さ11μmの配線パターン30を形成した。このときのエッチング量は、予め無電解めっき層22のエッチング速度を測定しておき、いわゆるジャストエッチング(0.7μm相当)よりもさらに0.3μm相当をエッチングする、いわゆるオーバーエッチングの条件で行った。こうして得られた配線パターン30の回路幅を、倍率5000倍の条件でSEMにて観察した。この回路幅は、SEMの1視野内における配線パターン30の回路トップ幅を1μm間隔で10点測長し、それらの平均値を算出することにより決定した。得られた回路幅を以下の基準に従い評価した。結果は、表1に示されるとおりであった。
‐評価A:6.6μm以上
‐評価B:5.6μm以上6.6μm未満
‐評価C:4.6μm以上5.6μm未満
‐評価D:4.6μm未満
Claims (8)
- プリント配線板の製造方法であって、
(a)粗化面を備えた絶縁基材を準備する工程と、
(b)前記絶縁基材の粗化面に無電解めっきを行って、JIS B0601-2001に準拠して測定される算術平均うねりWaが0.10μm以上0.25μm以下であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される谷部の空隙容積Vvvが0.010μm3/μm2以上0.028μm3/μm2以下である表面を有する、厚さ1.0μm未満の無電解めっき層を形成する工程と、
(c)前記無電解めっき層の表面にフォトレジストを積層する工程と、
(d)前記フォトレジストに露光及び現像を行って、レジストパターンを形成する工程と、
(e)前記レジストパターンを介して前記無電解めっき層に電気めっきを施す工程と、
(f)前記レジストパターンを剥離する工程と、
(g)前記レジストパターンの剥離により露出した前記無電解めっき層の不要部分をエッチングにより除去して、配線パターンを形成する工程と、
を含む、方法。 - 前記工程(a)が、
(a-1)JIS B0601-2001に準拠して測定される算術平均うねりWaが0.20μm以上0.35μm以下であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される谷部の空隙容積Vvvが0.030μm3/μm2以上0.050μm3/μm2以下である処理表面を有する、表面処理銅箔を用意し、
(a-2)前記表面処理銅箔の前記処理表面に絶縁基材を積層して、前記処理表面の表面形状を前記絶縁基材の表面に転写した後、
(a-3)エッチングにより前記表面処理銅箔を除去して、前記粗化面を備えた絶縁基材を得ること
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記無電解めっき層の表面における、前記算術平均うねりWaが0.20μm以上0.25μm以下である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記無電解めっき層の表面における、前記谷部の空隙容積Vvvが0.017μm3/μm2以上0.025μm3/μm2以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記無電解めっき層の厚さが0.3μm以上1.0μm未満である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フォトレジストがドライフィルムレジストを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ドライフィルムレジストの厚さが2μm以上35μm以下である、請求項6に記載の方法。
- 前記配線パターンの厚さが2μm以上30μm以下である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
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