JPS58154297A - 高密度金属コアプリント板の製造法 - 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】 本発明は熱放散性、寸法安定性に優れ、しかも高密度配
線が可能な金属コアプリント板の製造法に関する。

耐熱性、熱放散性、寸法安定性に優れたプリント板とし
て、金属板をコアとし、その表面を絶縁材料で被覆した
絶縁基板上督プリント回路を形成した金属コアプリント
板が実用化されている。金属板に穴をあげた後、表面に
絶縁材料をコーティングする方法として、電着塗装法、
流動浸漬法、静電粉体塗装法が適用されており、これら
の方法はいずれも加熱硬化時給縁材料が溶融してフロー
を生じるため、金属板の穴のコーナ部において絶縁膜が
薄くなり、穴の内壁が逆に厚（なる傾向がある。従来の
金属コアプリント板のスルーホール部の断面構造を第１
図に示す。１は金属板、２は絶縁膜、３はスルーホール
、４はめつき回路導体を表わす。従来の金属コアプリン
ト板はスルーホールコーナ部のＲが大きいため、う／ド
径はスルーホール径より約１１１１余分にとる必要があ
り、これがパターンの高密度化を妨げていた。スルーホ
ール径を小さくするため、金属板の穴径を小さくすると
絶縁材料のフローにより穴は埋まってしまうため、もう
１度穴あけ加工しなければスルーホール形成ができない
という欠点があった。このようなことから現在ランド簡
（２，５１１ｍピッチ）に１本のライ・を通すこと力掲
きな、・。又従来穴あけはドリルあるいはパンチプレス
加工で行われているが、金属板に０．１■φ以下の穴を
高い精度であけることは困難であり、更に加工後穴のコ
ーナ部にはパリが生ずるという欠点があった。

パリはコーナ部の膜厚が薄いため、絶縁特性上問題とな
るため、このパリを除去する工程が必要となる。

本発明は前記欠点を解決するためになされたものであり
、その目的は従来法に比較して高密度の金属コアプリン
ト板の製造法を提供することである。

前記目的を達成する本発明の高密度金属コアプリント板
の製造法は金属板の両面に第１層目のドライライ、ルム
状フォトレジストをラミネートする工程、フォトマスク
を介した両面露光及び現像により金属板のスルーホール
形成位置に相当する部分のフォトレジストを除去して穴
を形成し金属板表面を露出させる工程、露出した金属板
表面を両側からエツチングして穴あけを行うと共に、紋
穴にレジストのオーツく一７Ｓングな形成する工程、穴
あき金属板とフォトレジストからなるラミネート基板上
に第２層目のドライフィルム状フォトレジストをラミネ
ートすると同時に大中にフォトレジストを埋込む工程、
フォトマスクを介した両面露光及び現１′象により金属
板の大中にあるフォトレジストに穴あけを行う工程、フ
ォトレジストを熱処理又は高エネルギー線照射して耐熱
性重合体として金属コアプリント用基板を形成する工程
及び該基板上にプリント回路を形成する工程を含むこと
を特徴とする。

本発明を、図面を参照して概説すると、第２図は本発明
による高密度金属コアプリント板の製造法における各工
程をその工程製品の断面図で示したものである。５は出
発材料となる金属板であり、アルミニウム、銅、鉄、ジ
ュラルミン、ステンレス等各種材料を適用領域に応じて
使用できる。例えば熱放散性が必要な場合、熱伝導性の
良い材料が好ましく、又経済性が重要な場合、鉄等安価
な材料が使用される。厚さはフレキシビリティ、機械的
強度を左右する大きな要因となるが、高密度化のため穴
径を微小化する必要があるため０．２ｍ以下が好ましい
。この金属板５を準備し、表面を粗化又はクロム酸処理
する。（工程Ａ）金属板５０両面にドライフィルム状フ
ォトレジスト６をホットロールラミネータでラミネート
する。（工程Ｂ）減圧下でラミネートすることにより金
属板５とレジスト６の密着力は十分なものとなる。次い
でドライフィルム状フォトレジスト６０表面にフォトマ
スクを介して露光し、現像処理することにより未露光部
のレジストを溶出させ金属板の両面にレジストの穴（い
わゆる窓）７．ｌを形成し金属面を露出させる。（工程
Ｏ）レジストの穴７及び７′の形成は、その位置が金属
板の両面で一致するようにフォトマスクを位置合せして
露光する。次いで金属板をエツチング液（例えば塩化第
２鉄等の酸性液）でレジストの穴７及び／のところだけ
選択的に金属板誉エツチングし穴８を形成する。（工程
Ｄ）金属板の穴８はレジストの穴７．／より太き（なる
までエツチングするため、レジストの穴７０部分にはオ
ーツく一ハ／グ９が形成され、このオーバーハングはコ
ーナ部の絶縁特性上重要な役割を果す。次いで第２層目
のドライフィルム状フォトレジスト１０をホットロール
ラミネータでラミネートする。（工程Ｅ）この２層目の
フォトレジスト１０は第１層目の材料と異なっていても
良いが、眉間の接着性から同一系の材料が好ましい。ラ
ミネートは一般に減圧下で行われ、ラミネートと同時に
工程りであけられた穴８の中にフォトレジストが埋込ま
れる。減圧下で行わない場合、式日の中に気泡がとり込
まれる場合があり好ましくない。又金属板５の厚さがレ
ジストの厚さの１．５倍以上の場合、スルーホールを形
成した位置で段差が生ずるので、これを避けるためにあ
らかじめ穴８内に別にレジストを埋込む手段を付加して
ラミネートする必要がある。

１０− 金属板５の穴８の中□腎フォトレジスト１０カと埋込ま
れるとき、レジスト６のオーバー／−／グ９は六８の内
壁に折り曲がる形状となるが、レジスト６は工程Ｃの露
光で硬化を生じているた−Ｊめ、ラミネート時の熱と圧
力でフローすることな（、金属板５０穴８のコーナ部を
均一に被覆することになる。これに対しレジスト１０は
露光前であるので、熱と圧力でフローを生じ、穴８の中
に埋込まれる。従来の金属コアプリント板は第１図で説
明したようにスルーホールコーナ部における絶縁膜が薄
いため、絶縁耐圧が低い欠点があったが、本発明ではオ
ーバーハング９が穴８のコーナ部を均一に被覆するため
、コーナ部における絶縁耐圧が高い。次いでフォトマス
クを介して露光し、現像処理することにより、金属板５
０穴８中に埋込まれたフォトレジスト１０に穴８より小
さな穴１１をあける。

（工程Ｆ）この穴あけはレーザ加工により１穴づつ行う
ことも可能であるが、本発明のようにフォトファブリケ
ーションで一括して穴あけすることが好ましい。次いで
フォトレジスト６及び１０は熱処理あるいは高エネルギ
ー線照射により、露光で十分に反応しなかった未反応感
光基を完全に反応させて、熱安定性に優れたそして有機
溶媒に不溶な絶縁性重合体１２に変化させ、プリント用
基板を形成する。（工程Ｇ）次いで絶縁性重合体１２０
表面をプラズマ処理あるいは放電処理により粗化し、ア
ディティブプロセスによりめっき回路導体１３を形成し
高密度金属コアプリント板を得る。（工程Ｈ）ここで行
う表面処理はアディティブめっきと絶縁性重合体１２０
間の接着性を向上させるためであり、絶縁性重合体１２
の上に接着剤を塗布しても良い。粗化は前記ドライプロ
セスによる処理以外に、ウェットプロセスとしてクロム
酸粗化も有効である。以上金属板５を絶縁化して、その
上にプリント回路を形成する場合について説明したが、
金属板５をシールド層あるいは′電源層として利用する
ためにはプリント回路と金属板５を電気的に接続する必
要がある。この場合は多層プリント板の製造技術で利用
されている穴あけ後めっきする方法をそのまま応用でき
る。第２図の工程Ｇまで終了した段階で金属板５と電気
的に接続したいところに第６図のような穴１４を形成し
金属面１５を露出させる。次いで工程Ｈで金属板５と電
気的に接続されるプリント回路と電気的に接続されない
プリント回路が同時に形成される。

本発明において使用されるドライフィルム状フォトレジ
ストについて説明する。本発明のようにプリント板の絶
縁材料としてフォトレジストを使用する場合、特性イン
ピーダンスとの関係より絶縁膜厚は５０μｍ以上必要で
あり、液体フォトレジストでは作業性に劣るため、ドラ
イフィルム状フォトレジストとして適用する必要がある
。更にフォトレジストは最終的には金属板上で絶縁材料
として残置使用されるため、耐熱性、寸法安定性が要求
される。最近ソルダマスクとして市販されたドライフィ
ルム状フォトレジストがプリント板の表面絶縁材料とし
て使用されているが、ガラス転移点（ｒｇ）　　が５０
・、・」・ 〜６０℃と低（、本発明の尚密度金属コアプリン）ｌの
絶縁材料とじて使用できない。この市販トライフィルム
状フォトレジストはフィルム形成のための基材重合体に
光感応性オリゴマを混ぜてフィルム化したものであり、
熱的特性は殆んど基材重合体で決定される。基材重合体
として光感応性オリゴマとの相溶性からアクリル系重合
体が選ばれているため、熱的特性の向上を望むことがで
きない。

本発明者等の多角的な検討によれば、本発明に適するフ
ォトレジスト用重合体としては、ラミネートに必要な熱
と加圧による充分なフロー特性を有すると共に、前記オ
ーバーハングの形成とそれによる金属板の穴の均一な被
覆の形成を達成するに必要な特性を有する重合体が望ま
しいことが認められた。そして本発明の望ましいフォト
レジストは一般式（１） 〔式中Ｒ１は同−又は異なり、かつ−７−１Ｚは同−又
は異なり、かつ水素原子、低級アルキル基又はフェニル
基を示す）を示し、Ｒ２は同−又は異なり、かつ −Ｇ　−０＝　ＯＨ−Ｖ　　（但しＵｌｌ！同−又は異
なり、かつ水素原子、メチル基、フェニル基を示す）を
示し、Ｘは同−又は異なり、水素原子、塩素原子又は臭
素原子を示し、ｎは正の整数を示す〕で表される光感応
性フェノキシ樹脂を主成分とするフォトレジストである
。

前記一般式（１）で示めされる光感応性フェノキシ樹脂
は下記一般式（ＩＩ） で表されるフェノキシ樹脂に、一般式（匍　　　Ｕ １１ −　ａ　−ｃ　＝　ＯＨ−Ｖ　　　　・−・−−−−−
・（ｍ）で表される光感応性基を導入することにより製
造される。（前記一般式■及び■におけるＲ７゜Ｘ、Ｕ
及びＶは前記一般式Ｉのそれと同一の意義を有する。） 前記一般式■で示めされるフェノキン樹脂それ自体はｎ
が８０〜１２０の既知のフェノキシ樹脂であり、一般式
■で示めされる光感応性基は具体的にはアクリロイル基
、メタクリロイル基、シンナモイル基である。

光感応性基を導入するためには、例えばフェノキシ樹脂
１モルに対してメタクリロイルクロライド２モルを、ジ
メチルアセトアミド中で０℃で２４時間反応させた後、
性成物をメタノールで沈殿することにより行われ、又同
様にフェノキシ樹脂１モルに対してシンナモイルクロラ
イド２モルをジオキサン中で、室温で２１時間反応させ
た後、生成物をメタノールで沈殿することにより行われ
る。

前記光感応性フェノキシ樹脂に一般の光感応性樹脂に配
合される増感剤及び必要に応じ架橋剤重合開始剤を配合
してフォトレジストとする。

このフォトレジストは紫外光だけでなく、電子線等のエ
ネルギー線でも硬化し溶剤に不溶化する。又加熱によっ
ても硬化を生じ溶剤に不溶となる。フォトレジストへの
露光エネルギーは穴あけ加工精度上必要最低限とし、加
工後のエネルギー線照射、熱処理にｉら、フォトレジス
ト中の未反応二重結合を完全に反応させ、熱特性に優れ
た絶縁性重合体とする。このようにし℃と高（、熱膨張
係数は２〜５Ｘ１０／”Ｃと小さく、高密度金属コアプ
リント用基板の絶縁材料として十分な特性を有していた
。そして硬化前はフローを生じやすいのでラミネート処
理に適し、硬化後は剛直な特性に変化するため、−金属
コアプリント板に最適な材料である。

上記組成のフォトレジストをメチルエチルケトン等の溶
剤に溶解し、この溶液をポリエステル等の支持体フィル
ム上に塗布、乾燥し、次にその上にポリエチレンカバー
シートを設はサンドイッチ構造のドライフィルムとする
。使用に当ってはポリエチレンカバーシートをはがした
フィルムをホットロールラミネータでラミネートシ、露
光前ポリエステルフィルムをはがして露光・現像する。

以下本発明を実施例につき説明するが、木兄□１１ 引まこれによりな工゛□ら限定されるものではない。

実施例１ Ｑ、ｌｆｉ厚さの銅板の両面に第１層目のドライフィル
ム状フォトレジスト（厚さ５０μｍ）をラミネートした
。

増感剤（ジメチルアミノベンゾフェノン）　　　　　５
部架摘剤（″“９“ｙ）−ｗＦ！７７３’　　　　　、
。部リレート） 開始剤（ベンゾインエチルエーテキル）　　　　　　　
５部ドライフィルム状フォトレジストは上記組成物の塩
化メチレン溶液を厚さ２５μｍのポリエチレンテレフ゛
タレートライルム上に塗布乾燥することにより製造した
。厚さは５０μｍと７５μｍとし、前者を第１層目レジ
スト、後者を第２層目レジストとした。ラミネートは日
立化成工業（株）製真空ラミネータを用い、４０１１１
Ｈｇの真空雰囲気下で温度８０℃で行った。

ｇ１層目のドライフィルムのポリエチレンテレフタトー
レフィルムをは（すし、ｏ、１ｗφの黒丸が１．２５−
ピッチで形成されたフォトマスクを置き、オーク製作新
製フェニックス３０００形両面露光機を用い１ｏ　Ｏｍ
Ｊ　７ｃｒｒｉ’で露光した。

金属板両側の・マスク位置合せはガイドビンを用いて行
った。露光後、塩化メチレンを用い２０℃で９０秒間ス
プレー現像し、レジストに０．１■φの穴を形成した。

次に４０℃の塩化第２鉄液な２分間スプレーし、金属板
を両側からエツチングして０．２１ａｌの径の穴をあけ
た。レジストのオーバーハングは金属板の穴の端から５
０μｍであった。第２層目のドライフィルム状フォトレ
ジスト（厚さ７５μｍ）を第１層目と同一条件でラミネ
ートした。この時金属板の穴はフォトレジストのフロー
により気泡が無い状態で埋込まれた。穴部と他の部分の
段差はほとんど認められなかった。前記フォトマスクを
ガイドビンで位置合せして、両面露光を行った。露光エ
ネルギーは１５０ｍＪ／ｄであった。塩化メチレンで現
象し、金属板にあけられた穴のほぼ中央に０．１１０Ｉ
φの穴があけられた。これを２００℃、３０分の条件で
加熱処理し、第１層目と第２層目のフォトレジストを一
体化すると同時に熱安定性に優れた絶縁性重合体とした
。絶縁性重合体表面の粗化のため酸素雰囲気中（２Ｘ１
０−’　Ｔｏｒｒ）でプラズマ処理（１ｏｏｗｘｓ分）
を行った。

次いで１０％グルタミン酸銀塩水溶液を塗布乾燥後、フ
ォトマスクを介して紫外光を照射し、プリント回路とな
る部分だけにめっき核となる銀粒子を析出させた。定着
後熱電解鋼めっきにより回路部を選択的に導体化した。

めっき厚さは２５μｍであった。

得られた高密度金属コアプリント板は１．２５■ピツチ
に２本以上のラインを通すことが可能であった。熱衝撃
試験（−６５℃Ｘ３０分→１２５℃×３０分）２００サ
イクル後でも回路の切断はな（、絶縁性重合体に割れの
発生も認めら１な”９た・　　　　　：、、、　Ｊ、。

実施例２ ０．１１１Ｏ１１厚さのアルミニウム板の両面に第１層
目のドライフィルム状フォトレジストを実施例１と同様
にラミネートした。以下特に断らない限り実施例１と同
じである。

ドライフィルム状フォトレジストの組成は下記のとおり
である。

増感剤（ミヒラーズケ上ン）　　　　　　　　　５部フ
ォトマスクを介して露光（２００ｍＪ／１Ｍｒ２）し、
塩化メチレンで現像し０．１１１＋１１φのレジストの
穴を形成した。塩化第２鉄水溶液を９０秒スプレーして
、金属板に穴あけした。第２層目のレジストをラミネー
トし、ｓｏｏｍＪ／ｉのエネルギーで露光し、金属板の
穴の中央にｏ、ｉｍ＋φの穴をあけた。穴あけ後、フォ
トレジスト表面に２イナツクを用いて、１００Ｍｒａｄ
　　のエネルギーの加速電子線を照射した後、回路形成
を６９、、。□ヵ、ゎｑ、＊　（７）ａ　＊〜、３ア７
．。

ント板が得られた。熱衝撃試験２００サイクル線でも回
路の切断はなかった。

実施例６ ｏ、ｉｏｍ厚さのステンレス板の両面に日立化成社製ド
ライフィルム状フォトレジスト（ＳＲ１００ＯＮ、アク
リル系重合体を基材とする。）をラミネートした。実施
例１と同様にしてレジストに穴あけ後、塩化第２鉄を３
分間スプレーして０．２ｍφの穴をあけた。、第２層目
のフォトレジストをラミネートした後、露光・現像によ
り、金属板の穴の中央に０．１■φの穴をあけ、２００
℃、１０分の加熱処理を行った。これより厳しい条件で
の熱処理はレジストの劣化があるため好ましくない。表
面処理後回路形成を行うことにより、高密度金属コアプ
リント板を得た。熱衝撃試験１００サイクル後絶縁性重
合体に亀裂が発生し絶縁耐圧が低下した。しかし回路の
切断等の問題は生じなかった。従来法で一番高密度が可
能である電着塗装法により製造されるプリント板と本発
明のプリント板の回路−元を次表に比較して示す。従来
法はスルーホール径と穴径が大きいため、２．５■ピツ
チにライ／１本通すことが困難であるのに対し本発明で
は１．２５■ピツチに２本以上のラインを形成しうろこ
とがわかる。

表　金属コアプリント板の回路諸元 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、その
製造工程においてオーバーハングが金属板の穴のコーナ
部を均一に被覆するため、コーナ部における絶縁耐圧が
高いプリント用基板が製造され、又従来法による金属コ
アプリント板と比較して高密度化できる利点がある。更
にフォトレジストとしてフェノキシ樹脂の架橋した構造
のものを用いれば、耐熱性と寸法安定性に浸れた金属コ
アプリント板が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属コアプリント板の断面図、第２図は
本発明による高密度金属コアプリント板の製造法を、各
工程の製品の断面図で示した図面、第３図は金属板と電
気的に接続するためにあけられた穴の断面図を示す。 図中１，５・・・金属板、２・・・絶縁層、３・・・ス
ルーホール、４，１３・・・めっき回路導体、６・・・
第１層目ドライフィルム状レジスト、７・・・レジスト
の穴、８・・・金属板の穴、９・・・レジストのオーバ
ーハング、１０・・・第２層目のドライフィルム状フォ
トレジスト、１１．１４・・・穴、１２・・・絶縁性重
合体、１５・・・金属面 特許出願人　日本電信電話公社 ′１ 代理人中　本　宏 第１図 第３図 ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　金属板の両面に第１層目のドライフィルム状フォ
   トレジストをラミネートする′工程、フォトマスクを介
   した両面露光及び現像により金属板のスルーホール形成
   位置に相当する部分のフォトレジストを除去して穴を形
   成し金属板表面を露出させる工程、露出した金属板表ｍ
   を両側からエツチングして穴あけを行うと共に、該穴に
   レジストのオーバーハングを形成する工程、穴あき金属
   板とフォトレジストからなるラミネート基板上に第２層
   目のドライフィルム状フォトレジストをラミ、ネートス
   ルと同時に大中にフォトレジストを埋込む工程、フォト
   マスクを介した両面露光及び現像により金属板の大中に
   あるフォトレジラドに穴あけを行う工程、フォトレジス
   トを熱処理又は高エネルギー線照射して耐熱性重合体と
   して金属コアプリント用基板を形成する工程及び該基板
   上にプリント回路を形成する工程を含むことを特徴とす
   る高密度金属コアプリント板の製造法。 ２、該トライフィルム状フォトレジストが一般〔式中Ｒ
   １は同−又は異なり、かつ−Ｃ−１乙 ２は同−又は異なり、かつ水素原子、低級ア、ルキル基
   又はフェニル基を示す）を示’、ｓＲ２は同−又は異な
   り、かつ Ｏυ −ｃ−ｃ＝ｃＨ−ｖ　　（但しｕ、ｖは同−又は異なり
   、かつ水素原子、−メチル基、フェニル基を示す）を示
   し、Ｘは同−又は異なり、水素原子、塩素原子又は臭素
   原子を示し、ｎは正の整数を示す〕で表される光感応性
   フェノキシ樹脂を主成分とするフォトレジストである特
   許請求の範囲第１項記載の高密度金属コアプリント板の
   製造法。