JPH0194695A - 導体回路板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スルーホール付の両面もしくは多層の導体回
路板の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来１、スルーホール付の両面導体回路板を製造する方
法としては、例えば平板状導電基材の全面に金属薄膜を
形成したのちに、所望のレジストマスクを形成し、この
平板状導電基材を陰極として使用する電解メッキ法によ
り導体回路パターンを形成し、このような平板状導電基
材２個を絶縁基材を介して熱圧着して積層体を形成した
のち、所要の箇所にスルーホールを穴明は加工し、スル
ーホールメッキを行っている。

かかる両面導体回路板の製造方法において、導体回路を
形成するための電解メッキ工程としては、高品質の導体
回路を短時間で形成することが可能な、所謂高速メッキ
法が賞用されている。即ち、第１６図に示すように、平
板状導電基材１の全面に金属薄膜２を形成したのちに、
この金属薄膜２の導体回路形成領域を除く領域にレジス
トマスク３を形成し、次いで、この平板状導電基材１を
陰極とし、この陰極と平板状陽極（図示せず）を所定の
距離だけ離間させ、両電極間に高速で電解液を供給する
ことにより銅を堆積させ、導体回路４．４°を形感する
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる導体回路形成工程において、導体
回路４と導体回路４°とが非常に離隔している場合、即
ち、導体回路４．４°が夫々孤立している場合には、第
１６図に示すように導体回路４と４′　との間のブラン
ク部分に相当するレジストマスク３ａと前記導体回路４
．４′との境界に、所謂、エツジビード（ドツグボーン
）５．５’　が集中的に発生する。このエツジビード５
．５°は回路端部に電解電流が集中することにより端部
にメッキ金属が異常堆積する現象であり、この現象が発
生すると、回路の膜厚や幅が設計値よりも大幅に増大し
たり、転写積層時にエツジビード部にエア溜まりが生じ
たり、或いは、転写時にエツジビードが絶縁基材を突き
抜けてシッート等の原因となったりする。更に、高周波
回路基板においては、良好な特性を確保するためには回
路幅と絶縁間隔を厳密に設定することが要求されるため
、かかるエツジビードが発生すると畜周波特性が著しく
損なわれるという問題が生じる。このエツジビード５．
５゛の成長は電解メッキ時の電流密度が高い程著しく、
導体回路４．４゛の中央の厚さｔに対する、エツジビー
ド５．５゛の高さｔ゛の比、ｔ”／ｌが１．飢から５〜
６倍にも及んでしまう。

かかる不具合を解消するために、導体回路４．４゛間に
予めダミー回路を形成しておき、エツジビードの発生を
抑える方法が提案されている（特開昭５８−１２３７９
３号公報）、この方法においては、ダミー回路を最終的
に目的とする導体回路板に組み込まない場合は、導体回
路の転写積層に先立って当該ダミー回路のみを除去する
必要がある。しかし、金属薄膜２が介在するために、ダ
ミー回路のみを除去することは極めて困難であるという
問題がある。

一方、金属薄膜２を形成しないで、ダミー回路及び導体
回路の形成を行うと、確かに、ダミー回路のみの除去は
可能となるが、ダミー回路を除去すると導体回路間では
平板状導電基材表面が露出するため、転写時にこの平板
状導電基材表面の微細なピットに絶縁物質が侵入して、
平板状導電基材と絶縁物質が強固に密着するために、転
写ができなくなってしまい、更に、独立回路のスルーホ
ールメッキの際に当該回路への通電ができなくなるとい
う問題が生じる。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、エ
ツジビードの過度な成長を抑制し、しかも、転写性が良
好な導体回路板の製造方法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段及び作用）上記目的を達
成するために本発明によれば、平板状導電基材表面の導
体回路形成領域及び導体回路のうち、孤立する導体回路
に隣接するダミー回路形成領域を除く領域にレジストマ
スクを形成する工程と、この平板状導電基材に電解メッ
キを施して前記平板状導電基材に導体回路及びダミー回
路を形成する工程と、前記レジストマスクを剥離する工
程と、平板状導電基材表面及び導体回路を覆って金属薄
膜を形成する工程と、斯く導体回路が形成された平板状
導電基材２個を該導体回路を互いに、対向させ、絶縁基
材を介して積層して一体に圧着又は加熱圧着し積層体を
形成する工程と、この積層体から平板状導電基材のみを
剥離する工程と、この積層体にスルーホールを穴明は加
工したのちスルーホールの内壁面及び前記積層体の両面
にスルーホールメッキを施す工程と、前記導体回路同士
を電気的に接続する前記金属薄膜をエツチング除去する
工程とからなるものである。更に、本発明においては、
導体回路及びダミー回路を形成したのち、所要により、
ダミー回路の少なくとも一部を除去する。

（作用） 孤立する導体回路、具体的には、当該導体回路の少なく
とも一例に所要の間隔を経て隣接の導体回路が存在しな
いような導体回路を形成する際、これらの導体回路に隣
接してダミー回路を同時に形成することにより、エツジ
ビードの過度な成長を抑制し、回路寸法の大幅な増大や
、転写積層時にエツジビード部に生じるエア溜まりや、
エツジビードが絶縁基材を突き抜けることにより生じる
ショート等の発生を防止する。又、金属薄膜形成工程を
後工程とすることにより、ダミー回路のみの除去を容易
に行うことができ、しかも、導体回路の転写性も良好に
保持される。更に、スルーホールを形成する回路が独立
回路であっても、金属薄膜が存在するので、通電性が良
好に保たれる。

（実施例） 以下、第１図乃至第１５図に基づき、本発明方法の一実
施例を説明する。

先ず、本発明方法の実施に使用される平板状導電基材１
１としては、メッキ工程で使用する薬品に対する耐薬品
性、耐電食性を有するものであることが望ましく、ステ
フレススチー１１手反（例えば、ハードニング処理を施
した５ＵＳ６３０が好適である）、ニッケル板、チタン
又はチタン合金板、銅又は銅合金板等が使用される。こ
の平板状導電基材２の表面の汚れ、酸化皮膜を除去する
と共に、該表面に所要の粗度を与える前処理工程を施す
（第１図（ａ））ことが好ましい、平板状導電基材１１
の表面粗度は、後工程で平板状導電基材１１上に形成さ
れるｗ４薄膜１５の密着強度やピンホールの発生、更に
は銅薄膜１５の表面粗度にも影響を与える。

この表面粗度は後述する平板状導電基材１１の剥離工程
（第１図（ロ））において容易に剥離できる密着性が得
られ、るように設定することが望ましい。

平板状導電基材１１の粗面化処理は具体的には、化学的
方法、或いは、平板状導電基材１１表面を化学的にクリ
ーニングした後、湿式サンドブラスト（液体ホーニング
）等により機械的に粗面化する方法等が使用される。

この平板状導電基材１１表面の、導体回路１３．１３′
及びダミー回路１３”が形成される部分を除いた表面に
、フォトレジスト法、印刷法等によりレジストマスク１
２を形成する（第１図（ロ）、第２図）。レジスト剤と
しては、平板状導電基材１１との密着性にすぐれたもの
が選択される。具体的には、感光性レジストフィルムを
ラミネートする方法もしくは液状の感光性レジストを塗
布後乾燥することによりレジスト層を形成し、露光・現
像によす所望のパターンのレジストマスク１２を形成す
る。尚、導体回路の線密度が低い場合には、例えばスク
リーン印刷法によりレジストマスク１２を形成してもよ
い。

次に、上述のようにしてレジストマスク１２を形成させ
た平板状導電基材１１を陰極として、これを陽極１４に
所定の距離（例えば、３〜３０ＩＩＩＩ１１゜好ましく
は、１１〜１５＋ｕ＋）だけ離間させて対峙させ、高速
メッキにより導体回路１３．１３“及びダミー回路１３
゛を［鋳する（第１図（Ｃ）、第３図）。コの高速メッ
キの電解液としては、金属銅濃度０．２０〜２．Ｏ＋ｓ
ｏ　ｌ　／　ｌ、好ましくは、０．３５〜０．９８ｍｏ
　ｌ　／ｌ、及び硫酸濃度５０〜２２０ｇ／／！を含有
する硫酸銅メッキ液でよく、メッキの均一性を確保する
ために西独間ＬＰ−社製のＣＬＩＰＰＯＲＡＰｒＤ　Ｉ
ｓ（商品名）を１．５ｍ１ｌｌあて添加する。又、ビロ
リン酸銅液等の通常のメッキ液を使用してもよい。また
、電流密度０．１５〜４Ａ／ｃ＋ＩＩ、電極に対する接
液スピード２．６〜２０ｍ／ｓｅｃ　、電解液温度４５
〜７０°Ｃ２好ましくは６０〜６５°Ｃとなるように夫
々設定する。メッキ液温が４５°Ｃ未満であると、銅イ
オンの移動速度が低下するため電極表面に分極層が生じ
易（なり、メッキ堆積速度が低下する。一方、液温か７
０゛Ｃを越えるとメッキ液の蒸発量が多くなり濃度が不
安定なると共に、液温高温化による設備的制限が加わる
。

この電鋳工程において、導体回路１３°、１３゛　とが
許容のエツジビード高さ比ｔ’　／ｌを超えるような間
隔（例えば２ｍ以上）で離隔している場合に、その間に
ダミー回路１３”、１３”が形成されるため、電鋳時の
エツジビードの成長が抑制され、後述する転写工程にお
いて、導体回路１３′、１３”間のシッート等の発生が
防止されるという利点がある。即ち、この工程において
、前述した導体回路１３．１３″の中央の厚さｔとエツ
ジビードの平板状導電基材表面からの高さｔ”との比ｔ
’／ｌを１．０−１．８の範囲に抑えることができる。

尚、このダミー回路１３”の形成位置、個数、導体回路
１３’　との距離等は、導体回路１３°、１３゛間の距
離等に応じて適宜設定することが好ましい。

又、電流密度と電極に対する接液スピードとを上述の所
定の条件に設定することにより、平板状導電基材１１上
に毎分２５〜１００μｍの堆積速度で導体回路１３．１
３°及びダミー回路ｆ３”を堆積させることができ、し
かも、堆積する銅粒子を極めて微細にすることができ、
導体回路１３．１３゜の伸び率は抗張力を損なうことな
く１６〜２５％に達する。この伸び率は通常のメッキ法
により形成された導体回路の伸び率より１．５〜２倍以
上であり（圧延アニール銅箔と同等以上の値であり）、
極めて柔らかい銅膜を作製することが出来る。このよう
に圧延アニール銅箔と同等の性能を有することから、高
折曲性が必要なフレキシブル基板において特に有効であ
る。

銅電鋳工程において、導体回路１３．１３″及びダミー
回路１３”が所要の厚み（例えば、２μｍ〜３００　Ｉ
Ｉｍ）に達した時点で通電及びメッキ液の供給を停止し
、水洗後、レジストマスク１２の除去工程に進む（第１
図（ｄ）、第４図）。このレジストマスク１２の剥離除
去には、例えば、カセイソーダ等の溶解液が使用され、
この溶解液中に３０〜６，０秒浸漬してレジストマスク
１２を溶解除去し、水洗、乾燥する。

しかるのち、最終的に導体回路板に組み込まれないダミ
ー回路１３”を除去する（第１図（ｅ）、第５図）、具
体的には、除去すべきダミー回路１３”のみを物理的、
即ち、機械的に除去する方法、及び、導体回路１３．１
３′をレジストマスク等により保護した状態で化学エツ
チングにより除去する方法等を使用する。尚、このダミ
ー回路１３”除去工程は、前記レジストマスク１２の除
去工程に先立って行ってもよく、又、ダミー回路１３″
は必ずしも全て除去するのではなく、回路板に残留する
と支障を来す部分のみ除去し、そうでない部分は残留さ
せてもよい。

次に、このようにして導体回路１３．１３゛のみが形成
された平板状導電基材１１の全面に金属薄膜１５を形成
する。金属としては、銅、ニッケル、亜鉛等を使用し、
０．５〜５μｍの膜厚となるように形成される。薄膜の
形成方法としては、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ
等のドライ法、並びに、電解メッキ、無電解メッキ等の
湿式法等の何れの方法も使用することができる。中でも
、高速メッキ法は作業性の面からも優れており、高速メ
ッキ法により銅薄膜を形成する工程について説明すると
、平板状導電基材１１を陰極として、これを第３図のよ
うに陽極１４に所定の距離３〜３０ｍｍだけ離間させて
対峙させ、高速メッキにより平板状導電基材１１及び導
体回路１３．１３゛上にｗ４￥！ｉ膜１５を電解析出さ
せる（第１図（ｆ）、及び第６図）。

この場合の高速メッキ条件としては、４５〜７０°Ｃの
メッキ液を陰極表面において乱流状態、即ち、電極間距
離３〜３０ｍｍ、電極に対する接液スピードが２．６〜
２０．０ｍ／ｓｅｅになるように陰極電極を回転するか
、固定電極間に強制的に電解液を供給する。このとき、
メッキ液として、例えば、硫酸銅メッキ液、ピロリン酸
銅液等を使用し、陰極電流密度０．１５〜４．ＯＡ／ｃ
ｉａの電流を印加し、薄膜金属層の堆積速度が２５〜１
００　Ｉ１ｍ／ｗｉｎとなるように設定することが望ま
しい。

高速電解メッキされた銅薄膜１５は、上述した通り所要
の表面粗度を有する平板状導電基材１１に電解積層され
るので銅薄膜１５は平板状導電材１１に適度の密着力で
密着しており、次工程での転写積層を円滑に行うことが
可能となる。

次いで、このようにして得られた平板状導電基材１１を
２個用意し、これらの平板状導電基材１１上に形成され
た導体回路１３．１３”及びｗＡ′ＦｇＩ膜１５を、膜
板５導電基材１５と共に絶縁基材１６の両面に積層して
、ホットプレスによりこれらを一体に加熱圧着させる（
第１図（樽、第７図）。絶縁基材１６としては、有機材
料、及び無機材料のいずれのものでもよく、例えば、ガ
ラス、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド
系樹脂、ポリエステル系樹脂、アーラミド樹脂等の材料
を用いることができる。また、鉄、アルミ等の導電性材
料の表面にホーロウを被覆し、又アルミ表面を酸化する
アルマイト処理を施して絶縁した材料でもよい。一般に
は、ガラス布等にエポキシ樹脂を含浸させ、半硬化状ｆ
ｉｌ（Ｂステージ）にあるプリプレグに導体回路１３．
１３’及び銅薄膜１５の一部が没入する状態（第８図に
示す状態）に加熱・加圧され、これと接着される。

この転写工程において、導体回路１３．１３゛及び銅薄
膜１５は厚手の平板状導電基材１１と一体に絶縁基材１
６に積層され、加熱圧着されるので、導体回路１３．１
３°は当該平板状導電基材１１に保持されたまま転写さ
れることになり、寸法安定性が確保される。又、平板状
導電基材１１が転写時の転写治具を兼ねるので特別の治
具が不要であり、更に、導体回路１３．１３“と銅薄膜
　　。

１５とは強い密着力で結合しているため導体回路１３．
１３”が転写時にずれて移動する（所謂、スイングを起
こす）ことがなく、寸法安定性が良いので微細な導体回
路パターンを有する高密度回路にも適用可能である（例
えば、パターン幅数μｍ−数十μｍが実現出来る）。

次に、絶縁基材１６の加熱固化を待って平板状導電基材
１１を、絶縁基材１６に転写された導体回路１３．１３
”及び銅薄膜１５から剥離する（第１図（５）、第８図
）、このとき、平板状導電基材１１と銅薄膜１５との間
の密着力より、銅薄膜１５と導体回路１３．１３゛の密
着力の方が大であり、更に、平板状導電基材１１と銅薄
膜１５との間の密着力より、銅薄膜１５と絶縁基材１６
の密着力の方が大であるから、平板状導電基材１１は導
体回路１３．１３’及び銅薄膜１５との界面で分離して
絶縁基材１６側には銅薄膜１５及び導体回路１３．１３
°が一体に密着している。

次いで、絶縁基材１６の両面に積層された導体回路１３
．１３の間を接続するためのスルーホール１７を形成す
る（第１図（ｉ）、第９図）ｐこのスルーホール形成工
程には、通常の方法例えばドリル等を使用した切削加工
を適用することができる。

しかるのち、後述するスルーホールメッキに備えて、ス
ルーホール１７の内壁面１７ａを含む積層体全面に化学
銅メッキにより銅薄層１８を形成する（第１０図）。

次に、銅薄層１８上の上記スルーホール１７の内壁面１
７ａ、スルーホール１７開口周縁部即ちランド部、及び
必要に応じてコネクタ部等フラッシュ回路とすることが
望ましくない部分を除く領域にレジストマスク１９を形
成する（第１図０）、第１１図）、この工程は上記第１
図（ｄ）の工程で述べたのと同様にして実行することが
できる。

しかるのち、上記レジストマスク１９が形成されていな
い領域に、例えば、ビロリン酸銅浴又は硫酸銅浴（光沢
硫酸銅メッキ液）等を使用した銅の電解メッキにより、
スルーホールメッキを施しスルーホールメッキ７１２０
を形成したのち（第１図（ト）、第１２図）、レジスト
マスク１９を剥離除去する（第１図（１）、第１３図）
。本発明においては、上記した化学銅メッキ工程及びこ
の電解メッキによるスルーホール工程を一括してスルー
ホールメッキ工程と称する。このスルーホールメ・ノキ
工程においては、スルーホール１７が形成された導体回
路１３が独立回路であっても、絶縁基材１６の全面に亘
り銅薄１１１１５が形成されているため、通電性が極め
て高いという利点がある。

尚、スルーホールメッキ工程は第１０図乃至第１２図に
示した工程に限定されるものではなく、例えば、第１６
図乃至第１８図に示す手順を経て実施することもできる
。即ち、スルーホール１７を形成した絶縁基材１６表面
のランド部、及び必要に応じてコネクタ部等フラッシュ
回路とすることが望ましくない部分を除く領域にレジス
トマスク１９°を形成する（第１６図）。次いで、化学
銅メッキにより銅薄層１８゛を形成しく第１７図）、続
いて、電解メッキによりスルーホールメッキ層２０゛を
形成する（第１８図）。しかるのち、上記と同様にして
レジストマスク１９″を除去し、銅ｍ１ｌ１５のエツチ
ングを行う（第１４図）。かかるスルーホールメッキ工
程によれば、無電解メッキとスルホールメッキとを続け
て行うことが可能であるため、作業性が向上するという
利点がある。但し、上記工程においては、レジストマス
ク１９゛形成後に無電解メッキ即ち化学銅メッキを行う
ため、レジスト材としては、無電解メッキが施されない
ように例えば触媒毒等を含有し、且つ、アルカリ性の無
電解メッキ液により侵されないよう耐アルカリ性のもの
を選択することが望ましい。

又、種々の制約から耐アルカリ性のレジスト材を使用で
きない場合は、例えば、酸性ニッケルメッキ等の酸性メ
ッキにより無電解メッキを実施すればよい。

次いで、銅薄膜１５及び導体回路１３．１３゜の表面の
エツチングを行い、導体回路板を完成する（第１図に）
、第１４図）、この時、必要に応じてスルーホールメッ
キ層２０を例えばドライフィルムを使用したテンティン
グ法等により保護してもよい。このエツチング工程は、
例えば、湿式エツチングにより実行することが可能であ
る。この工程により、積層体の両面の導体回路１３．１
３゛に挾まれた各領域では、絶縁基材１６が露出した状
態となる。

更に、上記工程終了後に所望により、導体回路板の両面
にソルダーレジスト印刷を行って、ソルダーレジスト層
２１を形成してもよい（第１図（ｎ）、第１５図）。

上記実施例においては、孤立する導体回路として、所定
間隔以上離隔した２個の導体回路１３．１３°を有する
導体回路板について記述したが、孤立する導体回路とし
てはこれに限るものではなく、基板上の回路部分と離隔
して設けられた端子、或いは、同種に回路部分と離隔す
る外枠等、その少なくとも一側に所要の間隔を経て導体
部分が存在しないような導体部分を有するものであれば
上記本発明の製造工程を適用することは極めて有効であ
る。

尚、上記実施例においては、金属薄膜として導体回路と
同種の金属即ち銅薄膜を形成した場合について記述した
が、金ｉ薄膜として導体回路と異種の金属を用いると第
１４図に示した金属薄膜のエツチング工程において、金
属薄膜のみを選択的にエツチングするエッチャントを使
用することにより作業性が向上するという利点がある。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、平板状導電基材表
面の導体回路形成領域及び導体回路のうち、孤立する導
体回路に隣接するダミー回路形成領域を除く領域にレジ
ストマスクを形成する工程と、この平板状導電基材に電
解メッキを施して前記平板状導電基材に導体回路及びダ
ミー回路を形成する工程と、前記レジストマスクを剥離
する工程と、平板状導電基材表面及び導体回路を覆って
金属薄膜を形成する工程と、斯く導体回路が形成された
平板状導電基材２個を該導体回路を互いに対向させ、絶
縁基材を介して積層して一体に圧着又は加熱圧着し８１
層体を形成する工程と、この積層体から平板状導電基材
のみを剥離する工程と、この積層体にスルーホールを穴
明は加工したのちスルーホールの内壁面及び前記積層体
の両面にスルーホールメッキを施す工程と、前記導体回
路同士を電気的に接続する前記金属薄膜をエツチング除
去する工程とから構成したので、導体回路の形成時にエ
ツジビードの過度な成長を抑制して、回路の膜厚、回路
幅等、回路設計値からの逸脱を防止し、高周波回路にあ
っては高周波特性の低下を防止するなどの効果を奏する
。しかも、転写性及びスルーホールメッキ工程における
通電性を良好に保持することができるという種々の利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る導体回路板の製造方法の製造手順
を示す工程フローチャート、第２図乃至第１５図は、第
１図に示す各工程における導体回路板の断面構成図、第
１６図乃至第１８図は、第１図におけるスルーホールメ
ッキ工程の他の実施態様を示す導体回路板の断面構成図
、第１９図は従来の導体回路板の製造方法における導体
回路形成工程を示す断面構成図である。 ５．５゛・・・工ンジビード、１１・・・平板状導電基
材、１２．１９・・・レジストマスク、１３．１３°・
・・導体回路、１３°”・・・ダミー回路、１５・・・
金属薄膜、１６・・・絶縁基材、１７・・・スルーホー
ル、２０．２０’　・・・スルーホールメッキ層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板状導電基材表面の導体回路形成領域及び導体
   回路のうち、孤立する導体回路に隣接するダミー回路形
   成領域を除く領域にレジストマスクを形成する工程と、
   この平板状導電基材に電解メッキを施して前記導電基材
   に導体回路及びダミー回路を形成する工程と、前記レジ
   ストマスクを剥離する工程と、導電基材表面及び導体回
   路を覆って金属薄膜を形成する工程と、斯く導体回路が
   形成された平板状導電基材２個を該導体回路を互いに対
   向させ、絶縁基材を介して積層して一体に圧着又は加熱
   圧着し積層体を形成する工程と、この積層体から平板状
   導電基材のみを剥離する工程と、この積層体にスルーホ
   ールを穴明け加工したのちスルーホールの内壁面及び前
   記積層体の両面にスルーホールメッキを施す工程と、前
   記導体回路同士を電気的に接続する前記金属薄膜をエッ
   チング除去する工程とからなることを特徴とする導体回
   路板の製造方法。
2. （２）前記導体回路及びダミー回路を形成したのち、ダ
   ミー回路の少なくとも一部を除去する工程を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導体回路板の
   製造方法。