JPH0279494A - プリント回路基板およびその製造方法 - 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】 本発明はプリント回路基板等の製造方法に関し、よシ具
体的には支持体に対し導体層を高度に密着させ、かつ優
れた導電性を有するように、または成る場合には各種の
電気回路への用途に関して要求されれば、制御された導
電性を有するように非導電支持体に対して導体のパター
ンを設ける方法に関する。

現在、プリント回路基板等の構造体、すなわち非導電支
持体が１以上の層において導体のノくターンによりカバ
ーされている装置は、様々な方法によシ表作されている
。

たとえば、ボード、フィルムまたはシートのような非導
電支持体には、化学蒸着、無電解めっき、あるいは電気
めっきをも含むあらゆる慣用の技術によって高い電気的
伝導性を有する物質、念とえば銅から成る金属層を設け
ることができる。フォトレジストは、パターンを付すべ
き領域全体を覆うように適用することができ、そしてパ
ターンを形成するマスクを介して露光されてもよく、現
像および慣用のす７ト・リソグラフィー（ｌｉｆｔ−１
ｉｔｈｏ−ｇｒａｐｈｙ　）技法の後、そのレジストの
一部を除去して、選択された領域においてその下にある
金属層を露出する。次いで、露出された金属の領域を適
当なエツチング剤、金属を溶解し得るが、可溶化フォト
レジストを攻撃し得ない物質、たとえば酸によｐエツチ
ングすることができる。

或はレジストパターンは、エツチングによシ除去するた
めに露出された領域を残すような方法において金属層上
にプリントしてもよい。

その他の方法も同様に導体パターンを形成するために使
用されて来た。これらには、金属から成る別の均一な層
におけるトラックのレーザ蒸発（１ａｓｅｒ　ｅｖａｐ
ｏｒａｔｉｏｎ　）および他の選択的除去技術が包含さ
れる。シリンド回路基板はまた、導体ス）　ＩＪツブを
支持体に対し選択的に適用することによりても製造され
て来た。

これらの技術は成る程度商業化されてきたし、またプリ
ント回路基板の製作に利用して役に立つものであるが、
数多くの技法がユーザには身近でないかも知れない化学
薬品の取多扱いを包含し、または廃棄問題ならびに同様
な環境障害を生ずる。

操作に際し、高度の熟練を要する他の技法は、所望され
るであろう全ての金属についての使用に関しては適切で
ないか、あるいはパターンの各種の位ｆにおいて所望さ
れるであろう金属の選択的変形とは相客れないものであ
る。

従って、経済的な問題お：び非導電支持体上に導体パタ
ーンを効果的に生成するという問題は、電子工業におけ
る重大な問題を残している。

したがって、本発明の主目的はプリント回路基板等を製
造するための改良された方法を提供することであり、そ
れによって先行技術による欠点が回避され、さらにこの
方法の融通性をこの種のプリント回路基板の作成に際し
て種々の所望効果を得るなめに使用することができる。

本発明の他の目的は、環境問題を生じさせることなく、
よシ経済的、かつ従来の方法よりも容易に利用できるプ
リント回路基板の製造方法を提供することである。

更に、本発明の目的は、改良されたプリント回路基板を
提供することである。

以下に明らかとなるであろうこれら及び他の目的は、−
数的に支持体上に金属コーティングを析出させる本願出
願人の米国特許出願ならびに関連の特許中に記載された
原理を利用してプリント回路基板を製造する方法におけ
る本発明に従って達成される。

特に、本発明者は次のような非常に驚くべきことを見出
した。それは非導電性支持体上への低温アーク蒸着によ
り析出した金属層間に強力な接着層を形成することが出
来るのに対し、フォトレジスト等の材料上のコーティン
グは極値かな密着性を有するにすぎず、その結果、接着
性フィルムまたはシートを用いるリフト・オフ　（１ｉ
ｆｔ−ｏｆｆ　）技法により、露光工程の後の残留レジ
ストを覆う金属コーティングのパターンを選択的に除去
することが出来るので、そのレジストが予め除去された
領域において、金属は支持体に対し強力な密着性を有し
たままである、ということである。

このことは高いエネルギーシステムを伴うことなく、ま
た廃棄物処理問題を招来する化学的処理を伴うことなく
、プリント回路基板製造の可能性をもたらすものであシ
、更にたとえ非熟練者による操作にも馴染む方法におい
て非常に複雑な回路板を得ることを許容する。

本発明の他の効果は、本発明者の先行の特許もしくは特
許出願中に記載された大面積コーティング技法の利用に
より、過去において製作ま喪は処理することが困難であ
った大面積プリント回路基板を容易に、かつパターンを
形成するス）　ＩＪツブの高い均一性をもって製造し得
ることである。

本発明方法の別な効果は、支持体が、それ自体高度の感
温性を有する物質でありてもよいことである。それは、
その析出の間、支持体物質の温度上昇が全く見られない
からである。

更に本発明方法は、成る領域における析出物の組成の選
択的変更を許容して、電気伝導度または強度特性を変化
させ、所望のポテンシャルの電気的効果を提供し、ある
いはたとえば、銀または金あるいは炭化タングステンと
金との組合せのようなものでさえも、顕著な摩耗および
接触圧を受ける接触領域に配することを許容する。

より具体的には、本発明の方法は、非導電支持体であっ
て、プリント回路パターンを受けるためにこれまで使用
されて来たあらゆる物質、たとえば合成樹脂または複合
基板、ガラスまたはセラミック、あるいは絶縁性合成樹
脂フィルムで覆われた金属であってもよい非導電性支持
体を、減圧空間内で電気アークを印加するための一対の
電極に近接させる工程を包含する。

好ましいのは、減圧空間が、コーティング作業の持続時
間中、最大で圧力１０−′トールまで引かれた真空とな
ることである。図示のように、この空間内に一対の電極
が設けられておシ、そして電極の一方を接近させ、かつ
他の電極との接触から引き離せるような手段を設けるこ
とができるので、これら電極間に電気アークが反復的に
印加される。

これらの電極間には低電圧、高電流電源、好ましくはり
、Ｃ，電源を接続することが可能である。

本発明者は、電極間に印加される電圧が４０乃至１５０
ボルト、そして電源がアーク電流４０乃至１５０アンペ
アを供給し得るものであるとき、最良の結果が得られる
ことを見出した。

一方の電極と他方のそれとの接触によってアークを印加
すると、そのアークは析出すべき金属から構成される電
極の少なくとも一方から電極物質を気化させる。この目
的のための代表的な金属には銅、銀およびニッケルがあ
る。有利なのは、優先的に蒸発される、両電極の内の犠
牲電極が対向電極よシ細いことである。

勿論、合金、たとえば銀と鋼、銅と金、銀、金および銅
等から成る合金を析出させるべき場合、優先的に蒸発さ
れる電極は合金から構成することができる。

更にまたとえば本出願人の米国特許中に記載されるよう
に、析出すべき他の金属から成る他方の電極を設け、特
定インターバルの間、選択的に析出される金属を変更す
るように周期的あるいは間欠的にり、Ｃ，電源の極性を
逆転させることが可能である。

また、組成の変化を所望する場合、作用させることの出
来る異なった金属から成る別のアーク印加電極−を設け
ることによりその組成を変更することもできる。

支持体上に金属コーティングを適用した後、該コーティ
ングに接着剤または粘着性表面、たとえば３Ｍコーボレ
ーシ１ンによシ市販されているような商品名ｒ　５ｃｏ
ｔｃｈ　Ｊのテープの製造に使用されている触圧接着剤
または感圧接着剤のいずれかを適用することによシリフ
ト書オフさせることができるが、前記支持体は接着を促
進させるために、たとえばガラスまたはセラミックの場
合にはサンドブラストを掛けることにより、また合成樹
脂の場合には溶剤蒸気で処理することにより、あるいは
電子ビーム表面処理によって、所望により好ましくは３
０ミルまでの厚さに前処理してもよい。

明らかに、金属による支持体のコーティングに先立って
、この支持体は、マスクを介して露光されてその中に所
望導体パターンの潜像を生成し得るフォトレジストによ
ってコーティングすればよく、このフォトレジストは従
来の方法で現像された後、支持体を露光したままとする
。

従って、本発明の低温アーク蒸着によシ金属コーティン
グが適用されると、そのコーティングはマスクのパター
ンに従ってフォトレジストの残留ランド（１ａｎｄｓ　
）ならびに支持体の露出領域を均一に覆う。

次いで、リフト・オフ接着剤ストリップ、テープまたは
シートを金属コーティングに対して軽く押圧し、ついで
支持体から引き離すことが出来、その結果、それらの領
域において支持体に金属析出物を密着した１まとなるが
、金属はフォトレジストをコーティングしたそれらの領
域から除去されることが判明している。

その除去に関して必要とされる何らかの溶剤を伴い、ま
たは伴わずに慣用の洗浄操作によシフオドレジストを除
去すると、フォトレジストの元の露出領域に対応する輪
郭のはっきシ形成されたストリップ中に金属層が残留す
ることが見出されている。

本方法は回路基板の材料、たとえばＦＲ−４に対し特に
適用可能であることが見出された。

本発明の上記および他の目的、特徴および効果は添、付
図面を参照する以下の説明から一層容易に明らかとなる
であろう。

第１図において、本発明によるプリント回路基板の製造
工程が示されている。

すでに説明したように、必要であるかも知れない支持体
のあらゆる前処理を含む最初の工程において、フォトレ
ジストは、参照符号１０で示す工程において、従来のコ
ーテイング性によシ適用されてもよい。

次いで、このフォトレジスト層を１１においてマスクを
介して露光させ、そしてその回路部を１２において現像
し、次に全ての非架橋フォトレジストを、プリント回路
基板の形成において慣用的であるように、洗い流す。

これがランドの形態で支持体上にフォトレジストのパタ
ーンを残留させ、次いでこのランド間でプリント回路基
板の表面が露光される。コーティング工程１６の減圧エ
ンクロージャ１５内の支持体１４上のストリップ１３と
して示されるプリント回路基板上のフォトレジストパタ
ーンは、次に金属、たとえば第２図に示されるように、
銅から成る層１Ｔとしてコーティングされる。コーティ
ング操作に関して、符号１８で示されるフォトレジスト
パターンはキャリジ２１上に１ここでは水平に配置され
て示される一対の電極１９および２０に近接させられて
おシ、キャリジ２１はコーティング工程中、減圧エンク
ロージャ１５内でプリント回路基板に沿ってレール２２
および２３上を移動可能である。これら電極の少なくと
も一方、たとえば細い電極１９は銅から構成されておシ
、他方の大きい方の電極２０も同様に銅から構成されて
、いてもよい。

電極１９および２０間には、直流電源２４が接続されて
おり、そして電極１９には、本出願人の米国特許出願お
よび特許に記載されているような電極往復駆動機構２５
が備えられてお９、これは電極１９を電極２Ｇと接触さ
せ、また電極２０との接触から解放することが出来る。

反復される接触および離間の結果、電極１９を電極２０
から引き離したときに、電気アーク２６が電極１９およ
び２０間で発生し、そして２７で示すように、移動アー
クが事実上電極１９の全長に沿って発展する。このアー
クは電極１９の物質を蒸発させ、そしてキャリジは、フ
ォトレジストのランド３０（第２図参照）ならびに支持
体１４の露光表面３１上に均一な厚さ、たとえば３０ミ
ルの均一な金属の層が形成されるまで支持体に沿って往
復するのでフォトレジストおよび露出支持体上に銅が析
出される。この金属層は先に言及したように第２図中に
符号１７によシ示される。

この金属コーティング作業に関して、容器１５は圧力を
最大で１０−’トールに減圧されるべきであり、かつ電
源２４は４０乃至１５０ボルトならびに４０乃至１５０
アンペアを供給できるものであるべきである。

これらの電極を１０乃至１２０回／分で接触させたシ、
離したシすると、接触ごとに前のアークは消滅し、そし
て分離ごとに新しい蒸気を生成するアークを発生する。

支持体を所望の厚さにコーティングすると、それは工程
３２において接着剤剥離操作を受ける。

この工程で、合成樹脂フォイル３４および感圧接着剤３
５、たとえば３Ｍコーボレーシ璽ンによシ市販されてい
る商品名ｒ　５ｃｏｔｃｈ　Ｊテープにおいて使用され
るタイプのものから成る接着剤シートまたはストリップ
３３を金属コーティングに適用し、次いでこれを第２図
中の矢印Ａで示されるように除去する。

この図から理解されるように、ランド３０をカバーして
いる金属３６は奇麗に引き剥がされ、支持体１４に接着
された非常に接着性の強い金属ストリップ３７を残す。

工程３８において引上げ工程が終結したとき、残存フォ
トレジストは洗い流されて、プリント回路基板４Ｇを残
し、この基板中でストリップ３７はギャップ３９によシ
分離されている。

具体例 支持体としてＦＲ−４回路基板材料をフォトレジストの
薄いフィルムでコーティングすることによシブリント回
路基板を形成する。次に、回路パターンをマスクを介し
た露光および洗い流される非架橋部分くよるフォトレジ
ストの現像によシ形成する。上に説明された技法を用い
るが、支持体および一対の電極の相対的運動を伴うこと
なく、フォトレジストと、このフォトレジストの除去に
よって現れる支持体の露出部分とが約３０ミクロンの銅
でコーティングされる。この目的のために、２本の銅電
極が使用され、アーク印加速度は約３０回／分であり、
印加電圧は約９０ボルト、そしてアーク電流は約６０ボ
ルトであった。

商品名ｒ　５ｃｏｔｃｈ　Ｊテープを使用して、銅をフ
ォトレジストのランドから上昇させて、支持体に直接接
着された銅を残留させた。

次いで、得られた生成物の接触領域の他は全て金または
炭化チタンでコーティングするものとし、第一の場合は
アーク蒸着ユニット中の銅電極を金電極で置換した。ま
た成る場合には、炭化タングステン・コーティングの望
ましいことが判明しており、これは銅の対向電極の代わ
シに炭素電極に近接したタングステン電極を同様な方法
で利用することによシ適用された。全ての場合の蒸着相
において、圧力は約１Ｏ−１ｌトールには上昇させなか
った。

得られた生成物は高い導電率を有する、非常に大きい密
着性を有する銅ストリップを備えていることが見出され
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を例示するための一部をブロック
図で示す斜視図、第２図は剥離操作を例示するプリント
回路基板の一部の拡大概略断面図、第３図はレジストの
残留部を除去した後のプリント回路基板の同一部分を示
す断面図である。 １０・・・フォト、レジスト、１３．３７・・・ストリ
ップ、１４・・・支持体、１７・・・金属層、１８・・
・フォトレジストパターン、１９．２０・・・電極、２
６・・・電気アーク、３０・・・フォトレジストランド
、３１・・・露出表面、３６・・・金属、４０・・・プ
リント回路基板。 特許　出　願人　ハイパー・チクノロシーズ番インコー
ルイテッド代理人弁理士　　１）　澤　　博　　昭　　
　　；（外２名）　゛″°′−゛□−゛′ 図面の浄書（内容に変更なし） ４区 ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路素子の製造方法であって、 （ａ）非導電性支持体にフォトレジストを塗布する工程
   と、 （ｂ）前記フォトレジストを露光して、前記支持体上に
   、前記支持体の露光された領域を 間に有するフォトレジストのランドを形成 する工程と、 （ｃ）排気された空間内で、少なくとも一方が金属から
   なる一対の電極を前記支持体に接 近させ、この両電極を互いに接触させ、つ いで引き離すことを繰り返して前記電極の 一方から前記金属を蒸発させて前記支持体 上に金属のコーティングを形成することに より、前記ランドおよび前記露光領域を少 なくとも１種の金属のコーティングを設け る工程と、 （ｄ）前記コーティングに接着剤層を接着させ、ついで
   この接着材層を前記支持体から前記 接着剤層を引き離し、これによって前記露 光領域では前記支持体に接着させたまま、 前記ランドを覆っている前記コーティング の金属を除去する工程と、 （ｅ）前記ランドを前記支持体から除去する工程と、 を備えた方法。
2. （２）最大で１０＾−＾５トールの圧力まで減圧した真
   空中で、電圧４０乃至１５０ボルト、電流４０乃至１５
   ０アンペアの電流を前記電極間に流して電気アークを発
   生させることにより前記コーティングが前記ランドおよ
   び前記露光領域に対し設けられる請求項１記載の方法。
3. （３）前記支持体が合成樹脂、組成物、ガラスまたはセ
   ラミック材料である請求項２記載の方法。
4. （４）前記金属が銅またはニッケルである請求項２記載
   の方法。
5. （５）前記領域内の前記支持体に対して接着性を有する
   コーティングの選択された部分上にアーク蒸着によって
   別の物質を析出させる工程を含む請求項４記載の方法。
6. （６）前記別の物質が金である請求項５記載の方法。
7. （７）前記別の物質が炭化タングステンである請求項５
   記載の方法。
8. （８）請求項１記載の方法により製造されたプリント回
   路基板。