JPH1022610A - プリント回路板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体的な表面を有する基板であっても容易に
電気回路パターンを形成することができ、かつ基板本体
を損傷することなく、高精度な電気回路パターンを形成
することができる製造方法を得る。 【解決手段】 電気絶縁材料よりなる基板１１の上に導
体膜１２を形成し、この導体膜１２の上に耐エッチング
性を有するレジスト膜１３を形成した後、レジスト膜１
３において電気回路パターンの非回路部分に対応した領
域を機械加工によって除去し、次にレジスト膜１２の除
去された領域１３ａ〜１３ｂの導体膜１２をエッチング
加工によって除去することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント回路板は、ビデオカメラ及びテ
レビなどに代表される民生用機器、パソコン及びファク
シミリなどのＯＡ用機器、さらにはコンピューター及び
通信機器などに代表される産業用機器などに幅広く用い
られている。このようなプリント回路板の形成方法とし
ては、一般的に絶縁基板の上に銅箔等の導体膜を設けて
被覆し、次いでこの薄膜をエッチングすることにより導
体膜からなる電気回路を絶縁基板上に形成する方法が一
般的である。導体膜を電気回路のパターンに形成する方
法としては、導体膜上に感光性樹脂からなるフォトレジ
スト膜を設け、このフォトレジスト膜に、電気回路のパ
ターン形状、あるいは電気回路の非回路部分のパターン
形状の光を照射してエッチング加工するフォトリソグラ
フィー法が一般的に用いられている。

【０００３】しかしながら、このようなフォトリソグラ
フィー法によるエッチング加工は、基板表面が立体的な
表面を有するような場合には極めてその加工が複雑にな
り、困難なものとなる。

【０００４】図３は、立体的な表面を有する基板上に電
気回路を形成したプリント回路板の従来の製造方法の一
例を示す断面図である。樹脂やセラミックスなどの電気
絶縁材料からなる基板１の上には、銅箔などからなる導
体膜２が設けられている。図３に示すように、基板１は
台形状の凸部を有しており、立体的な表面を有してい
る。この立体的な表面の上に導体膜２が設けられてい
る。導体膜２の上には、感光性樹脂からなるレジスト膜
３が設けられている。ここでは、光照射部分が分解して
溶解するポジ型レジスト材料が設けられている。レジス
ト膜３の上には、レジスト膜３の所定箇所にのみ光照射
するためのマスク４が設けられている。マスク４には、
導体膜２に形成する電気回路パターン２の非回路部分に
相当する領域に孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，及び４ｅが
形成されている。これらの孔４ａ〜４ｅを通してレジス
ト膜３に光を照射することができる。

【０００５】図４は、図３に示す構成で、レジスト膜３
に光を照射する方法を説明するための断面図である。こ
こでは、図４（ａ）に示すように、孔４ａ，４ｃ及び４
ｅに対しほぼ垂直な方向に入射する光をまず照射する。
孔４ｂ及び４ｄに対しては、垂直な方向の光とならず、
所望の領域のレジスト膜３を照射することができない。
そこで、孔４ｂ及び４ｄの上には、それぞれカバー５ｂ
及び５ｄを設け、孔４ｂ及び４ｄに光が入射しないよう
にしている。この状態で、孔４ａ，４ｃ及び４ｅに対し
ほぼ垂直な方向の光を照射し、孔４ａ，４ｃ及び４ｅに
対応するレジスト膜３の部分を露光する。

【０００６】次に、図４（ｂ）に示すように、孔４ｂに
対しほぼ垂直方向の光を照射する。従って、孔４ａ，４
ｃ，４ｄ及び４ｅの上には、カバー５ａ，５ｃ，５ｄ及
び５ｅを設け、これらの孔に光が入射しないようにして
いる。これにより、孔４ｂに対応するレジスト膜３の領
域が露光される。

【０００７】次に、図４（ｃ）に示すように、孔４ｄに
対しほぼ垂直な光を照射する。従って、孔４ａ，４ｂ，
４ｃ及び４ｅの上には、それぞれカバー５ａ，５ｂ，５
ｃ及び５ｅを載せ、これらの孔に光が入射しないように
している。この状態で、孔４ｄにほぼ垂直な方向の光を
照射することにより、孔４ｄに対応する領域のレジスト
膜３が露光される。

【０００８】以上のように、立体的な表面を有する基板
において、フォトリソグラフィー法によりエッチング加
工を行う場合は、複数回に分けて光照射を行う必要があ
り、かつ各光照射毎に該当しない領域を光照射がなされ
ないように覆う必要があった。従って、フォトリソグラ
フィー法によるエッチング加工は、工程数が多く、複雑
であった。

【０００９】一方、プリント回路板の電気回路を機械的
な加工により形成する方法として、グラビア機械を用い
る方法、放電加工を用いる方法、及びフライス工具を用
いる方法などが知られている（特公昭５９−７２３８号
公報及び特公昭４９−２３６５６号公報）。これらの方
法では、絶縁基板上の銅箔等の導体膜を機械的に除去
し、電気回路を形成している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グラビ
ア機械を用いて電気回路を形成する方法では、基板が立
体的な表面を有し、基板表面に凹凸がある場合には、電
気回路を形成することが困難であるという問題があっ
た。また放電加工によって電気回路を形成する場合に
は、基板を損傷することなく完全に導体膜を除去するこ
とが困難であった。また、フライス工具を用い電気回路
を形成する方法においても、電気回路を形成するために
は、非回路部分の導体膜を完全に除去する必要があり、
電気回路を形成する際に導体膜のみならず基板部分まで
も切削する必要があった。このため、基板強度が低下
し、また電気特性が変化するという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、基板本体を損傷すること
なく、高精度の電気回路パターンを形成することができ
るプリント回路板の製造方法に関するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント回路板
の製造方法は、電気絶縁材料よりなる基板の上に導体膜
からなる電気回路を形成したプリント回路板を製造する
方法であり、基板の上に導体膜を形成する工程と、導体
膜の上に耐エッチング性を有するレジスト膜を形成する
工程と、レジスト膜において電気回路のパターンの非回
路部分に対応した領域を機械加工によって除去する工程
と、レジスト膜の除去された領域の導体膜をエッチング
加工によって除去する工程とを備えることを特徴として
いる。

【００１３】本発明のプリント回路板の製造方法は、プ
リント回路板の基板が立体的な表面を有し、この立体的
な表面の上に電気回路を形成する場合に特に有利であ
る。しかしながら、本発明は、立体的な表面を有する基
板上に電気回路を形成するプリント回路板の製造に限定
されるものではなく、その他のプリント回路板の製造に
も適用され得るものである。

【００１４】本発明において用いることのできる電気絶
縁材料よりなる基板としては、電気絶縁性及びハンダ耐
熱性を併せ持つ成形加工の容易な材料が好ましく、各種
の熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂やセラミック等を適宜
用いることができる。具体例としては、ガラスエポキシ
基板、紙フェノール基板等の複合熱硬化性樹脂基板、フ
ッ素樹脂基板、アルミナ基板等のセラミック基板、ＢＴ
樹脂基板、不飽和ポリエステル樹脂基板、ＰＰＳ樹脂基
板等の熱可塑性樹脂等を例示することができる。これら
の基板は、複数の基材から構成されたものであってもよ
い。

【００１５】本発明において用いることができる導体膜
としては、導電性の良好なものであれば特に限定される
ものではないが、一般には銅が用いられる。基板上に導
体膜を形成する方法としては、銅箔等の金属箔を加圧加
熱加工により貼り付ける方法や、金属メッキにより形成
する方法等を採用することができる。

【００１６】導体膜の厚みは特に限定されるものではな
く、例えば、プリント回路板の導体膜として一般的に用
いられている厚みを用いることができ、具体的には５〜
２００μｍ程度の厚みを挙げることができる。

【００１７】本発明に用いることができるレジスト膜と
しては、後工程であるエッチング加工に対し耐エッチン
グ性を有するレジスト膜であれば特に限定されるもので
はない。レジスト膜の具体例としては、錫、金、ハンダ
等のメッキによる金属レジスト、ビニル系樹脂、アクリ
ル系樹脂などからなるドライフィルム、各種レジストイ
ンク、電着レジスト等を用いることができ、さらには従
来のエッチング加工に用いられている有機または無機の
レジスト材料をそのまま用いることができる。導体膜上
にレジスト膜を形成する方法としては、メッキ、印刷、
電着等の方法を用いることができる。

【００１８】レジスト膜の厚みとしては、エッチング加
工において耐エッチング性を発揮し得る程度の厚みであ
ることが必要であり、その材質等を考慮して適宜設定さ
れる。一般的には、０．１〜７００μｍ程度の厚みが好
ましく、さらに好ましくは、５〜８０μｍ程度である。

【００１９】本発明においてレジスト膜を除去するため
の機械加工としては、カッタやエンドミルなどを用いて
導体膜を切削し除去する加工が好ましい。このような加
工に用いる機械としては、加工深さを数μｍ単位で制御
可能なものを用いることが好ましく、特に高精度のフラ
イス加工機やＮＣ加工機が望ましい。一般的には、基板
と切削工具とを相対的に移動させることによってレジス
ト膜の除去領域をパターニングする。加工に用いるカッ
タは、先端に角度を持ったミーリングカッタ、先端が球
状のボールエンドミル、先端が平坦なフラットエンドミ
ル等を挙げることができるが、加工後の線幅の均一性を
確保し易いフラットエンドミルを用いることが好まし
い。また、線幅が非常に細かい場合等のように微細な加
工を必要とする場合には小径ミーリングカッタを用いる
ことが好ましい。

【００２０】電気回路パターンの非回路部分に対応した
領域のレジスト膜は、この機械加工によってほぼ完全に
除去することが好ましい。一般に、レジスト膜２のみを
完全に除去することは難しいので、その下層の導体膜内
に到達するような加工深さでレジスト膜を除去すること
が好ましい。またこの際、加工溝の先端は基板に達しな
いように、導体膜内となるように加工深さを調節するこ
とが好ましい。

【００２１】本発明においては、レジスト膜を除去した
後、レジスト膜の除去された領域の導体膜をエッチング
加工によって除去する。このエッチング加工に用いるエ
ッチング液は、レジスト膜の種類や厚さ、導体膜及び基
板材料の種類等により適宜選択する。具体例としては、
塩化第二鉄、塩化第二銅、アルカリエッチャント、過酸
化水素−硫酸系エッチャント等を挙げることができる。

【００２２】本発明においては、レジスト膜の除去され
た領域の導体膜をエッチング加工によって除去した後、
残ったレジスト膜を除去してもよい。このレジスト膜の
除去方法は、レジスト膜の種類や基板材料の種類などに
より適宜選択される。多くの有機レジスト膜は、水酸化
ナトリウム、ジクロロメタン系剥離剤等を用いて剥離す
ることができ、また適当な溶媒に溶解させて除去しても
よい。金属レジストは無機酸を用いて除去することがで
きる。

【００２３】本発明によれば、基板を損傷することなく
レジスト膜を完全に除去することができる。また機械加
工によってレジスト膜をパターニングするので、例えば
立体形状のような形状の複雑な基板に対しても容易に電
気回路を形成することができる。従って、高精度な電気
回路パターンを安定した品質で製造することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に従うプ
リント回路板の製造方法の一実施形態を示す断面図であ
る。

【００２５】図１（ａ）に示すように、本実施形態で用
いる基板１１は、立体的な表面を有している。本実施形
態において、基板１１としては、熱可塑性不飽和ポリエ
ステル樹脂を用いている。図１（ａ）に示すように、こ
のような立体的な表面を有する基板１１の上に、銅から
なる導体膜１２を、無電解メッキ及び電気メッキによ
り、約３５μｍの厚みとなるように基板１１の上に形成
する。

【００２６】次に、図１（ｂ）に示すように、導体膜１
２の上に、電着レジストからなるレジスト膜１３を厚み
約１０μｍとなるように形成する。このレジスト膜１３
は、電気泳動法により形成することができ、負に帯電し
たアニオン性の高分子が電気メッキと似た工程により正
極に形成される。

【００２７】次に、図１（ｃ）に示すように、レジスト
膜１３を完全に除去し、さらに導体膜１２の一部を除去
するような加工溝の深さとなるように、溝１３ａ〜１３
ｅをフライス加工機を用いて形成する。このフライス加
工においては、ミーリングカッタを用いている。

【００２８】次に、エッチング液として、塩化第２鉄水
溶液を用いて、導体膜１２をエッチングし、導体膜１２
に、分離溝１２ａ〜１２ｅを形成する。これらの分離溝
１２ａ〜１２ｅ以外の領域の導体膜１２は、レジスト膜
１３により覆われているため、エッチング加工がなされ
ず、分離溝１２ａ〜１２ｅの部分のみがエッチング加工
され、これらの領域の導体膜１２が完全に除去される。

【００２９】次に、図２（ｅ）に示すように、レジスト
膜１３を除去する。これにより、基板１１上に、分離溝
１２ａ〜１２ｅによって導体膜１２がパターニングされ
た電気回路が形成される。

【００３０】以上のように、本実施形態では、レジスト
膜１３のパターニングを、機械加工により行っており、
この際の加工溝の先端が導体膜１２内であるため、基板
を損傷することなく、導体膜をパターニングし電気回路
を形成することができる。

【００３１】また本発明において、先端に角度をもった
ミーリングカッタ及びボールエンドミルを使用すれば、
レジスト膜１３及び導体膜１２へのミーリングカッタ及
びボールエンドミルの切り込み深さを制御することによ
り、導体の縁巾及び線間隔を任意に制御することができ
るため回路形成上極めて有効であり、広範囲への応用が
可能である。

【００３２】本発明は、上記実施形態で用いた基板、導
体膜、及びレジスト膜に限定されるものではなく、種々
の基板材料、導体膜材料、及びレジスト膜材料を用いる
ことができる。また、機械加工の方法も、上記実施形態
で採用した方法に限定されるものではない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、基板本体を損傷するこ
となく、電気回路パターンを形成することができる。ま
た、立体的な表面を有する基板であっても、高精度な電
気回路パターンを容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う一実施形態のプリント回路板の製
造方法を説明するための断面図。

【図２】本発明に従う一実施形態のプリント回路板の製
造方法を説明するための断面図。

【図３】従来の立体的な表面を有するプリント回路板の
製造方法の一例を示す断面図。

【図４】従来の立体的な表面を有するプリント回路板の
製造方法の一例を示す断面図。

【符号の説明】

１１…基板 １２…導体膜 １２ａ〜１２ｅ…分離溝 １３…レジスト膜 １３ａ〜１３ｅ…加工溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁材料よりなる基板の上に導体膜
   からなる電気回路を形成したプリント回路板の製造方法
   であって、 前記基板上に前記導体膜を形成する工程と、 前記導体膜の上に耐エッチング性を有するレジスト膜を
   形成する工程と、 前記レジスト膜において、前記電気回路のパターンの非
   回路部分に対応した領域を機械加工によって除去する工
   程と、 前記レジスト膜の除去された領域の前記導体膜をエッチ
   ング加工によって除去する工程とを備えるプリント回路
   板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記基板が立体的な表面を有し、前記電
   気回路がこの立体的な表面上に形成される請求項１に記
   載のプリント回路板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記レジスト膜に対する機械加工が切削
   工具によってなされ、前記基板と前記切削工具とを相対
   的に移動させることによって前記レジスト膜の除去領域
   のパターンが形成される請求項１または２に記載のプリ
   ント回路板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記レジスト膜の除去加工において、除
   去部分の膜厚方向の先端が前記導体膜内に到達するよう
   に除去加工する請求項１〜３のいずれか１項に記載のプ
   リント回路板の製造方法。