JPH04250688A - プリント配線板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属層をエッチング処
理して回路形成をおこなうプリント配線板の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板を製造するにあた
っては、積層板などで作成される配線基板の表面に張っ
た銅箔等の金属層の表面にフォトレジストを塗布し、次
に所定のパターンでフォトレジストを露光して現像した
後、エッチング処理して回路形成することによっておこ
なわれている。そして上記のフォトレジストの塗布は、
スプレー法やロールコーター法、ディップ法などでおこ
なわれているが、フォトレジストを薄い膜厚で均一に塗
布することは困難であって、フォトレジストを露光・現
像して形成されるパターンはシャープにならず、市場ニ
ーズの高いファインパターンの微細回路を作成すること
が難しいという問題があり、またスルーホールを有する
プリント配線板を製造するにあたってはスルーホールの
内周のメッキの表面にもフォトレジストを塗布する必要
があるが、これらの塗布法では難しいという問題もある
。

【０００３】このために最近、電着塗装をフォトレジス
トの塗布に応用した技術が開発され、実用に供されてい
る。すなわち、特開昭６３−１７５９２号公報や特開昭
６３−２３３８９号公報等においても開示されているよ
うに、電着型のフォトレジスト液に金属層を張った配線
基板を浸漬し、フォトレジスト液と金属層との間に直流
電流を通電すると、電気メッキと同様な原理で電極反応
によってフォトレジスト液の樹脂成分が金属層の表面に
析出し、金属層の表面にフォトレジストを電着塗装する
ことができる。金属層の表面に析出したフォトレジスト
は電気的に絶縁性であるために、金属層の表面で部分的
にフォトレジストの析出量に差が生じると、析出量が少
なく絶縁性の低い部分に析出が集中することになり、こ
の結果、非常に均一な膜厚でフォトレジストを塗布する
ことができると共に、スルーホールのような凹んだ部分
にも均一にフォトレジストを塗布することができるので
ある。

【０００４】そしてこのフォトレジストにはネガ型とポ
ジ型があり、それぞれ一長一短があるが、フォトレジス
トの表面にゴミ等の異物が付着した際の回路形成に対す
る影響はポジ型の方が小さく、この点ではポジ型のフォ
トレジストの方が有利である。すなわち、図２はネガ型
のフォトレジスト３を用いて回路形成をおこなう場合の
各工程を示すものであり、図２（ａ）のように配線基板
１に積層した金属層２の表面にネガ型フォトレジスト３
を塗装し、この上にフォトマスク４を重ねて紫外線等の
光を照射して露光をおこなう。フォトマスク４は厚み１
７５μ程度のポリエステルフィルム等で形成される透明
ベース１０の下面に黒色画像でマスクライン５を設ける
ことによって作成されるものであり、ネガ型の場合は配
線基板１に作成しようとする回路のパターンと逆パター
ンでマスクライン５を設ける。そして上記のように露光
をおこなうと、ネガ型フォトレジスト３は光が照射され
た部分は硬化反応が進行するが、フォトマスク４のマス
クライン５の部分は光が通過しないために、現像液に浸
漬すると図２（ｂ）のようにフォトレジスト３のうちマ
スクライン５に対応する部分は溶解除去される。そして
このとき、図２（ａ）のようにフォトレジスト３の表面
に異物９が付着していると、異物９によって光が遮断さ
れるために現像の際にこの部分においてもネガ型フォト
レジスト３は溶解除去される（図２（ｂ）にイで示す）
。ここで、異物９の大きさが小さいとあまり影響はなく
、異物９が大きい場合には容易に発見されると共に除去
することも容易であるためにこの場合もあまり影響はな
く、異物９として直径が１０〜２０μ程度のものが最も
問題になる。そして異物９の大きさが例えば直径２０μ
である場合、影になる部分も含めて直径２５μ程度の範
囲でフォトレジスト３に光が照射されないことになり、
ネガ型フォトレジスト３が現像液に溶解される部分の大
きさはイ＝２５μとなる。このように現像をおこなった
後に、エッチング処理をおこなって金属層２のうちフォ
トレジスト３で覆われていない部分を溶解除去すること
によって、図２（ｃ）のように回路６を形成をすること
ができるのであるが、異物９の存在によってネガ型フォ
トレジスト３が溶除去された部分においても金属層２が
エッチング作用を受け、回路６の一部に欠損部（図２（
ｃ）にロで示す）が生じる。そしてエッチング処理は一
般的にオーバーエッチングとなるようにおこなわれるた
めに、欠損部の大きさはロ＝直径６０〜７０μ程度にな
る。

【０００５】一方、図３はポジ型のフォトレジスト３を
用いて回路形成をおこなう場合の各工程を示すものであ
り、ポジ型の場合は配線基板１に作成しようとする回路
と同じパターンでマスクライン５を設けて形成したフォ
トマスク４が使用される。そして露光をおこなうと、フ
ォトマスク４のマスクライン５の部分は光が通過しない
ためにポジ型フォトレジスト３は影響を受けないが、マ
スクライン５以外の部分は光が通過して照射される。ポ
ジ型フォトレジスト３は紫外線等の光が照射されると分
解が生じるために、現像液に浸漬すると図３（ｂ）のよ
うにフォトレジスト３のうちマスクライン５に対応する
部分を除いて溶解除去される。このとき、図３（ａ）の
ようにフォトレジスト３の表面に異物９が付着している
と、異物９によって光が遮断されるために現像の際にこ
の部分においてもポジ型フォトレジスト３は溶解されな
いで残る（図３（ｂ）にハで示す）。そして異物９の大
きさが例えば直径２０μである場合、影になる部分も含
めて直径２５μ程度の範囲でフォトレジスト３に光が照
射されないことになり、ポジ型フォトレジスト３が現像
液に溶解されないで残る部分の大きさはハ＝２５μとな
る。このように現像をおこなった後に、エッチング処理
をおこなって金属層２のうちフォトレジスト３で覆われ
ていない部分を溶解除去すると共にフォトレジスト３で
覆われた部分を残すことによって、図３（ｃ）のように
回路６を形成をすることができるのであるが、異物９の
存在によってポジ型フォトレジスト３が溶解されず残さ
れた部分においても金属層２が残り、回路６以外の部分
に金属が残る不良が発生する（図３（ｃ）にニで示す）
。そしてエッチング処理は一般的にオーバーエッチング
となるようにおこなわれるために、残存する金属の直径
は小さくなり、残存する金属不良の大きさはニ＝直径５
〜１０μ程度になる。

【０００６】上記のように、直径２０μ程度の異物が存
在すると、ネガ型フォトレジストの場合には直径６０〜
７０μ程度に大きさが拡大された不良が発生するのに対
して、ポジ型フォトレジストの場合には不良は直径５〜
１０μ程度に縮小されることになり、この点ではポジ型
のフォトレジストの方が有利であるといえる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポジ型
フォトレジストを用いて回路形成をするにあたっても、
大きさが縮小されるとはいえ異物の存在によって金属が
残存する不良は発生し、残存金属によってプリント配線
板にショート不良が発生するものであり、従って本願発
明は、ポジ型フォトレジストを用いて回路形成するにあ
たって異物の存在による不良発生を無くすことを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント配
線板の製造方法は、配線基板１の金属層２の表面にポジ
型のフォトレジスト３を電着塗装し、このフォトレジス
ト３の表面にフォトマスク４を重ねて露光した後に現像
してフォトレジスト３の露光部分を除去し、次いでエッ
チング処理して金属層２のフォトレジスト３で覆われて
いない部分を除去して回路６を形成するにあたって、設
計された回路６の幅より太い幅でマスクライン５を設け
て作成したフォトマスク４を用い、エッチング処理をオ
ーバーエッチングしておこなうことを特徴とするもので
ある。

【０００９】以下本発明を詳細に説明する。配線基板１
としてはプリント配線板の製造に用いられるものであれ
ば何ら限定されるものではなく、例えば表面に銅箔等の
金属層２を積層したフェノール樹脂積層板、エポキシ樹
脂積層板、イミド樹脂積層板などの金属張り積層板を用
いることができる。そしてこの配線基板１の金属層の表
面にポジ型の電着型フォトレジスト３を電着塗装する。

【００１０】電着型フォトレジスト３には既出の特開昭
６３−２３３８９号公報に報告されているようにカチオ
ン型とアニオン型があるが、一般に提供されている任意
のものを用いることができる。そして配線基板１を電着
型フォトレジスト液に浸漬すると共に電着型フォトレジ
スト液に電極を差込み、配線基板１の金属層２をカチオ
ン型電着フォトレジスト液の場合は陰極に、アニオン型
電着フォトレジスト液の場合には陽極にそれぞれ接続す
ると共に、電極をカチオン型電着フォトレジスト液の場
合は陽極に、アニオン型電着フォトレジスト液の場合に
は陰極にそれぞれ接続して直流電流を流すことによって
、金属層２の表面にフォトレジスト３を析出させてフォ
トレジスト３の電着塗装をおこなうことができる。

【００１１】一方、フォトマスク４は例えば厚み１７５
μ程度のポリエステルフィルム等で形成される透明ベー
ス１０の下面に黒色画像でマスクライン５を設けること
によって作成されるものであり、既述のようにポジ型フ
ォトレジスト３を用いて回路６を作成する場合には、マ
スクライン５は作成すべき回路６と同じパターンで形成
されるものである。そして本発明では、このマスクライ
ン５は、目的とする回路６の設計された幅寸法よりも幅
広い寸法で形成するものである。直径が２０μ程度の異
物９の存在による不良の発生を防止するには、マスクラ
イン５の幅寸法は回路６の設計幅寸法より約２０μ程度
幅広に形成するのが好ましい。従って、回路６の設計寸
法が３０〜５０μであれば、マスクライン５の幅寸法は
５０〜７０μに形成されるものである。

【００１２】そして図１（ａ）に示すように、フォトレ
ジスト３の表面にフォトマスク４を重ねて密着させ、紫
外線等の光を照射して露光をおこなう。ポジ型フォトレ
ジスト３は紫外線等の光が照射された部分において分解
が生じるものであり、露光した後に現像液で処理すると
図１（ｂ）のように、フォトレジスト３のうちマスクラ
イン５に対応する部分は光が照射されていず光分解され
ていないために現像液に溶解されず、マスクライン５に
対応せず光が照射された部分は溶解除去される。このと
き、図１（ａ）のようにフォトレジスト３の表面に異物
９が付着していると、異物９によって光が遮断されるた
めに現像の際にこの部分においてもポジ型フォトレジス
ト３は溶解されないで残る（図１（ｂ）にホで示す）。 そして異物９の大きさが例えば直径２０μである場合、
影になる部分も含めて直径２５μ程度の範囲でフォトレ
ジスト３に光が照射されないことになり、ポジ型フォト
レジスト３が現像液に溶解されないで残る部分の大きさ
はホ＝２５μ程度になる。このように現像をおこなった
後に、配線基板１をエッチング液に浸漬等してエッチン
グ処理をおこなうことによって、金属層２のうちフォト
レジスト３で覆われていない部分を溶解除去すると共に
フォトレジスト３で覆われた部分を残すことによって、
図１（ｃ）のように回路６を形成をすることができる。

【００１３】ここで、フォトマスク４のマスクライン５
は回路６の設計された幅寸法よりも幅広い寸法で形成し
ているために、図１（ｂ）のよう現像処理した後に残さ
れるフォトレジスト３の幅寸法も回路６の設計された幅
寸法よりも幅広い寸法になっている。このために本発明
では、エッチング処理する際に、マスクライン５を幅広
く形成した寸法分、従来の図３（ｃ）に示す場合よりも
さらにオーバーエッチングすることによって、設計され
た回路幅で回路６を形成するようにしている。マスクラ
イン５の幅寸法を回路６の設計幅寸法より２０μ程度幅
広に形成する場合には、図３（ｃ）の場合よりもさらに
両側が１０μ程度ずつオーバーエッチングされるように
エッチング処理をおこなうものである。そしてこのよう
にオーバーエッチングをおこなう結果、異物９の存在に
よってポジ型フォトレジスト３が溶解されず残された部
分ホの下側に従来の図３（ｃ）の場合には直径５〜１０
μ程度の金属層２が残るのに対して、この残存する金属
層２もオーバーエッチングによって溶解除去されてしま
うことになり、残存金属による不良が発生することを防
ぐことができるものである。

【００１４】

【実施例】次に本発明を実施例によって例証する。 実施例　　厚み１８μの銅箔を積層したＦＲ−４タイプ
のエポキシ樹脂積層板を配線基板として用い、銅箔の表
面にフォトレジストを電着塗装した。フォトレジストの
電着塗装は、ポジ型の電着型フォトレジストとして日本
ペイント社製「フォトＥＤＰ−１０００」を用い、液温
を２５℃±１℃に調整しつつ５０ｍＡ／ｄｍ２　の条件
で定電流法で通電することによって、７〜８μの塗膜厚
みに形成するようにしておこなった。

【００１５】一方、積層板に回路の幅寸法を５０μ、回
路間のギャップ寸法を５０μとして回路設計をし、これ
に対応してフォトマスクにライン幅が７０μ、ライン間
のギャップが３０μのマスクラインを設けた。そしてこ
のフォトマスクを銅箔に塗装したフォトレジストの表面
に重ねて３５０ｍｊ／ｃｍ２　の条件で露光した。この
ように露光した後に、積層板を３２℃に調整した１％の
メタ珪酸ソーダ溶液に６秒間浸漬して現像をおこない、
次いで４５℃に調整した塩化第二鉄溶液に積層板を５０
秒間浸漬してエッチング処理をおこなうことによって回
路形成をし、さらに４５℃に調整したメタ珪酸ソーダ溶
液に積層板を１００秒間浸漬してフォトレジストを剥離
することによって、回路形成がされたプリント配線板を
得た。このプリント配線板において回路の仕上がり寸法
は銅線幅寸法が４０μ、ギャップ幅寸法が６０μであっ
た。

【００１６】比較例　　ライン幅が５０μ、ライン間の
ギャップが５０μのマスクラインを設けてフォトマスク
を作成するようにし、またエッチング処理の時間を７０
秒に設定しておこなうようにした他は、実施例と同様に
して回路形成がされたプリント配線板を得た。このプリ
ント配線板において回路の仕上がり寸法は銅線幅寸法が
４０μ、ギャップ幅寸法が６０μであった。

【００１７】上記のように作成した実施例と比較例のプ
リント配線板について、ショート不良の発生率を測定し
たところ、実施例のものでは０％であるのに対して、比
較例のものでは５％であった。従って比較例のものでは
異物の存在に伴う残銅不良が発生しているのに対して、
実施例のものではこのような残銅不良の発生を防止でき
ることが確認される。

【００１８】

【発明の効果】上記のように本発明は、設計された回路
の幅より太い幅でマスクラインを設けて作成したフォト
マスクを用い、エッチング処理をオーバーエッチングし
ておこなうようにしたので、露光の際に異物が存在して
現像した際にポジ型フォトレジストに溶解されない部分
が残っても、この残った部分の下側の金属層はオーバー
エッチングによって溶解除去されてしまうことになり、
残存金属によるショート不良が発生することを防ぐこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の各工程を示す断面図である。

【図２】従来法の各工程を示す断面図である。

【図３】他の従来法の各工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　配線基板 ２　　金属層 ３　　フォトレジスト ４　　フォトマスク ５　　マスクライン ６　　回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　配線基板の金属層の表面にポジ型のフ
   ォトレジストを電着塗装し、このフォトレジストの表面
   にフォトマスクを重ねて露光した後に現像してフォトレ
   ジストの露光部分を除去し、次いでエッチング処理して
   金属層のフォトレジストで覆われていない部分を除去し
   て回路形成するにあたって、設計された回路の幅より太
   い幅でマスクラインを設けて作成したフォトマスクを用
   い、エッチング処理をオーバーエッチングしておこなう
   ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】　　設計された回路の幅より約２０μ太い
   幅でマスクラインを設けて作成したフォトマスクを用い
   る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。