JPWO2011118092A1 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

エッチング条件の修正を迅速に行い、プリント配線板の生産歩留まりの低下を抑制する。所定方向に連なり、絶縁層の主面に導電層が形成された導体張基材（１）を準備し、導体張基材（１）の一方主面の導体層の所定領域をエッチング処理して、製品となる配線パターン（１ａ）と検査に用いられる検査パターン（１ｂ）とを形成するエッチング工程と、エッチング工程の後に検査パターンの線幅を計測する計測工程と、計測された線幅に基づいてエッチング条件を制御する制御工程と、を有する。

Description

本発明は、エッチング工程を含むプリント配線板の製造方法に関する。

文献の参照による組み込みが認められる指定国については、２０１０年３月２３日に日本国に出願された特願２０１０−０６５９０８号に記載された内容を参照により本明細書に組み込み、本明細書の記載の一部とする。

リールトゥリール（Ｒ−Ｒ）方式による連続製造工程においては、配線パターンが形成されるエッチング工程の後に端子めっき処理工程、仕上げ工程、及びカッティング工程などが連続して行われている。そして、これら全ての工程が完了した後に、完成したプリント配線板の配線幅の検査が行われている。

この種の配線幅の検査手法に関し、配線パターンにレーザ光と電磁波を照射し、反射光と蛍光Ｘ線光から配線パターンの基部（銅箔と基材の境界）の幅を計測する手法が知られている（特許文献１）。

プリント配線板に形成された配線パターンの線幅はエッチング処理の影響を受けるので、線幅に異常が検出された場合には、そのときのエッチング条件の適否が検討され、次に行われるエッチング条件の修正が行われている。

特公平７−１０４１３８号公報

しかしながら、従来の製造方法では、プリント配線板の完成後に配線幅の計測が行われるので、エッチング処理完了時から配線幅の計測時までに時間がかかり、エッチング条件の適否の判断およびエッチング条件の修正が遅れてしまうため、生産歩留まりが低下するという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、エッチング処理完了時から配線幅の計測時までの時間を短縮し、エッチング条件の修正を迅速に行うことにより、生産歩留まりの低下を抑制できるプリント配線板の製造方法を提供することである。

本発明は、所定方向に連なり、絶縁層の主面に導電層が形成された導体張基材を準備し、前記導体張基材の一方主面の導体層の所定領域をエッチング処理して、製品となる配線パターンと検査に用いられる検査パターンとを形成するエッチング工程と、前記エッチング工程の後に前記検査パターンの線幅を計測する計測工程と、前記計測された線幅に基づいて前記エッチング条件を制御する制御工程と、を有するプリント配線板の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。

上記発明において、前記制御工程は、前記計測された線幅に基づいて、前記線幅と前記エッチング工程におけるエッチング条件とを予め対応づけた対応情報を参照して前記エッチング条件を制御することができる。

上記発明において、前記検査パターンは、前記所定方向に沿って互いに平行な所定の線幅の複数の線状パターンとして構成することができる。

上記発明において、前記検査パターンは、３本以上の線状パターンとして構成することができる。

上記発明において、前記制御工程は、前記複数の線状パターンの各線幅の差が所定値未満である場合は当該複数の線状パターンの線幅に基づいて前記エッチング条件を制御し、前記複数の線状パターンの各線幅の差が所定値以上である場合は当該複数の線状パターンは前記検査パターンではないと判断し、当該複数の線状パターンの線幅に基づく前記エッチング条件の制御を中止するようにすることができる。

上記発明において、前記検査パターンは、前記所定方向に対して略垂直方向の位置が異なる検査パターンを含み、前記制御工程は、前記計測工程において計測されたそれぞれの検査パターンの線幅に基づいて、それぞれの検査パターンに対応するエッチング条件を制御することができる。

上記発明において、前記計測工程は、前記導体張基材の他方主面側から光を照射した状態で、前記導体張基材の一方主面側から前記検査パターンを撮像し、当該撮像された画像に基づいて前記検査パターンの線幅を計測することができる。

上記発明において、前記計測工程は、前記導体張基材の一方主面側から前記検査パターンにレーザ光を照射し、当該レーザ光の透過光に基づいて前記検査パターンの線幅を計測することができる。

本発明によれば、エッチング工程後に計測された配線パターンと、同一のエッチング条件で形成された検査パターンの線幅に基づいてエッチング条件を制御するので、エッチング工程直後から線幅の計測とエッチング条件の修正を行うことができる。その結果、エッチング条件の不具合による生産歩留まりの低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るプリント配線板の製造方法を適用したプリント配線板の製造装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るプリント配線板の製造方法を適用した導体張基材の平面図である。 図１に示すプリント配線板の製造装置の他の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリント配線板の製造方法で用いられる対応情報の一例を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る本実施形態のプリント配線板の製造方法について説明する。

本発明に係る実施形態のプリント配線板の製造方法は、エッチング前処理工程と、エッチング工程（エッチング条件の制御工程を含む）と、エッチング後処理工程と、計測工程と、仕上げ工程とを含んでいる。

具体的に、本実施形態のエッチング前処理工程は、基材の表面調整処理、感光レジスト層の形成処理、露光処理、現像処理を含み、エッチング工程は所定領域の導体層を除去することによる配線パターン及び検査パターンを形成する処理を含み、エッチング後処理工程は、洗浄処理、レジストの剥離処理、レジスト剥離後の洗浄処理、及び乾燥処理を含んでいる。また、仕上げ工程は、端子めっきの形成、ソルダーレジストの形成やカッティング処理を含んでいる。

図１は、本発明の実施形態に係るプリント配線板の製造方法を適用したプリント配線板の製造装置１００の側面図である。図１に示す本実施形態のプリント配線板の製造装置１００は、エッチング装置１０と、計測装置２０と、搬送装置３０とを少なくとも備えている。

上述のエッチング処理とエッチング後処理はエッチング装置１０により行われ、計測処理は計測装置２０により行われる。また、搬送装置３０は、上述の処理が連続して行えるように長尺のワーク（導体張基材）をその処理方向Ａに沿って支持及び搬送することができる。

図１に示すように、エッチング装置１０は、エッチング液１１ａを収容するエッチング槽１１と、所定の圧力・流量でエッチング液１１ａを送り出すインバータ制御が可能なポンプ１２と、送り出されたエッチング液１１ａを搬送する流路１３と、ポンプ１２により送り出されたエッチング液１１ａをワークである導体張基材１に吹き付けるスプレーノズル１４とを備えている。

また、同図に示すエッチング装置１０は、エッチング液の温度、濃度、粘度などのエッチング液の状態を制御するエッチング液管理装置１５を備えている。エッチング液管理装置１５は、エッチング槽１１内のエッチング液１１ａを加温するヒータ、エッチング液１１ａを構成する各成分をそれぞれ所定量ずつ注入可能なエッチング液供給装置を含む。

さらに、同図に示すエッチング装置１０は、上述したポンプ１２とエッチング液管理装置１５に対して線幅に基づく制御命令を出力する制御装置１６を備えている。制御装置１６がポンプ１２に制御命令を送出すると、ポンプ１２はこの制御命令に従いエッチング液の送出圧力及び／又は流量の制御を行う。同様に、制御装置１６がエッチング液管理装置１５に制御命令を送出すると、エッチング液管理装置１５はこの制御命令に従いエッチング液１１ａを所定エネルギーに応じて加温し、これとともに又はこれとは独立に、エッチング液１１ａの所定成分をエッチング槽１１に所定量だけ注入する制御を行う。

このエッチング槽１０の下流側には、エッチング後処理装置１７が設けられている。このエッチング後処理装置１７は、エッチング液を洗い流すための洗浄処理、レジスト層の剥離及びその後の洗浄処理を行う。

さらにエッチング後処理層１７の下流側には、計測装置２０が設けられている。図１に示すように、本実施形態の計測装置２０は、カメラ２１と、光源２２と、画像処理装置２３とを備えている。カメラ２１は、搬送装置３０よりも上方に設けられ、光源２２は、導体張基材１を挟んでカメラ２１に対向する位置に設けられている。画像処理装置２３は、カメラ２１により撮像された撮像画像に基づいて線状パターンの線幅を所定周期で計測し、その結果を制御装置１６に出力する。

以下には、上述した製造装置１００に適用される、本発明に係る本実施形態のプリント配線板の製造方法を説明する。

まず、導体張基材１を準備する。本実施形態において用いる導体張基材１は所定方向に沿って連なる長尺の基材である。本実施形態の導体張基材１は、可撓性を有する厚さ５μｍ〜２００μｍ程度のポリイミドなどの絶縁層の主面に厚さ５μｍ〜８０μｍ程度の銅箔などの導電層が形成されたものである。絶縁層の材料としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートやポリエステルなどを用いることも可能である。

図１に示すように、本実施形態の導体張基材１は、エッチング処理の進行方向（矢印Ａ）に沿って搬送装置３０に架け渡されている。各工程の各処理中において、導体張基材１は搬送装置３０のローラ３１によって支持されるとともに、エッチング処理の進行方向（矢印Ａ方向）に沿って搬送される。なお、本実施形態の導体張基材１としては、複数の枚葉状態の導体張基材１を粘着層を備えたテープで貼りつけて長尺の状態としたものを用いることもできる。

準備された導体張基材１は、先に、表面調整処理、感光レジスト層の形成、露光処理、現像処理などのエッチング前処理工程を経てエッチング工程に進み、エッチング装置１０内に進入する。

本実施形態のエッチング装置１０においては、塩化第二鉄、塩化第二銅、過酸化水素水、アルカリエッチャント液などのエッチング液を用い、導体張基材１の一方主面の導体層の所定領域にエッチング処理をすることにより、製品となる配線パターンと検査に用いられる検査パターンとが形成される。

図２は、配線パターンと検査パターンとが形成された導体張基材１の一部を示す平面図である。図中の矢印Ａは導体張基材１が搬送される所定方向を示している。図２に示すように、導体張基材１の主面には、製品となる複数の配線パターン１ａｘ，１ａｙ（総称して１ａともいう）と検査に用いられる複数の検査パターン１ｂｘ，１ｂｙ，１ｂｚ（総称して１ｂともいう）とが設けられている。なお、図２に示す破線１Ｃは、枚葉状態の複数の導体張基材１を貼り合せた接続部である。

配線パターン１ａは、いずれも所定方向（矢印Ａ）に沿うとともに、所定方向に対して略垂直方向の位置が異なるように形成された配線パターン１ａｘと配線パターン１ａｙとを含んでいる。

また、検査パターン１ｂは、所定方向（矢印Ａ）に沿うとともに、所定方向に対して略垂直方向の位置が異なるように形成された、第１検査パターン１ｂｘと、第２検査パターン１ｂｙと、第３検査パターン１ｂｚとを含んでいる。同図に示すように、第１検査パターン１ｂｘは導体張基材１の所定方向に沿う一方端に配置され、第２検査パターン１ｂｙは導体張基材１の所定方向に沿う中央部に配置され、第３検査パターン１ｂｚは導体張基材１の所定方向に沿う他方端に配置されている。

このように、導体張基材１の所定方向の略垂直方向の位置、つまり導体張基材１の短手方向の位置が異なる複数の検査パターン１ｂを設けたのは、導体張基材１の主面の全体について線幅の検査を偏りなく行うためである。

図２に示すように、導体張基材１の一方端１Ｂ１と、中央部１Ａと、他方端１Ｂ２とに、検査パターン１ｂをそれぞれ設けることにより、導体張基材１の両端部及び中央部に形成された検査パターン１ｂの線幅をそれぞれ検査することができるので、導体張基材１の主面の全体に形成された配線パターン１ａをまんべんなく検査することができるとともに、エッチング条件に偏りが生じているか否かをも判断することができる。

また、検査パターン１ｂを所定方向（矢印Ａ）に沿って形成することにより、導体張基材１の搬送中においても検査パターン１ｂの位置がずれないのでカメラを固定して検査パターン１ｂを撮像することができる。

さらに、検査パターン１ｂｘ，１ｂｚのように、導体張基材１の搬送方向に沿う端部に形成すると、これらの線状パターンの線幅を計測する計測装置２０をエッチングラインの端部に設けることができるので、計測装置２０を構成するカメラなどの機器の位置調整を容易に行うことができ、カメラなどの機器から落ちる塵が配線パターン１ａに付着することも防止することができる。また、導体張基材１の搬送方向に沿う端部は製品を作製しないトリミング部分であるので、検査パターン１ｂを導体張基材１に形成しても材料歩留まりを低下させることも無い。

図２に示すように、本実施形態の検査パターン１ｂは、所定方向（矢印Ａ）に沿って互いに平行に形成された線状のパターンである。検査パターン１ｂの形状は特に限定されないが、所定方向に沿う平行な２辺を有する平行四辺形、台形、長方形などの形状にすることが望ましい。本実施形態の検査パターン１ｂは、所定の線幅（Ｗ１〜Ｗ３）である。本実施形態において、線幅Ｗ１〜Ｗ３は同じ値である（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３）が、異なる値とすることも可能である。

これに対し、配線パターン１ａは、所定方向に沿うパターンのみで構成されることはなく、様々な方向に沿うパターンが複雑に入り組んで構成されているため、導体張基材１の搬送中にその線幅を計測することは極めて困難である。すなわち、本発明に係る実施形態では、検査パターン１ｂを単純な線状パターンで構成することにより、導体張基材１の搬送中においてもその線幅を計測することができる。

また、本実施形態の配線パターン１ａと検査パターン１ｂは、同時にエッチングレジストが形成され、同時にエッチング処理が施される。つまり、本実施形態の製造方法では、共通の条件の下で、導体張基材１の導電層が除去され配線パターン１ａと検査パターン１ｂとが形成されているので、検査パターン１ｂの線幅を配線パターン１ａの線幅とみなすことができる。したがって、本実施形態では、エッチング処理後の配線パターン１ａの線幅を、検査パターン１ｂの線幅を用いて正確に検査することができる。

さらに、検査パターン１ｂを複数の線状パターンから構成することにより、線状パターンの本数を比べることができるので、導体張基材１に生じた傷を誤って検査パターン１ｂとして認識することも防止できる。

特に、検査パターン１ｂを３本以上の線状パターンとすれば、導体張基材１にエッチングにより形成されたアルファベットのＥなどの文字と区別できるので、導体張基材１の製品記号等を誤って検査パターン１ｂとして認識することも防止できる。

以上説明したエッチング処理が完了したら、ワークである導体張基材１に対して洗浄処理、レジスト剥離処理、レジスト剥離後の洗浄処理、及び乾燥処理などのエッチング後処理工程が行われ、その後に計測工程に進む。

次の計測工程では、計測装置２０が検査パターン１ｂの線幅を計測する。図１で説明したように、光源から撮像対象となる検査パターン１ｂを含む所定領域の裏面（他方主面）に光を照射し、カメラ２１が導体張基材１の一方主面側から検査パターン１ｂを含む所定領域を撮像する。

特に限定されないが、導体張基材１の他方主面の検査パターン１ｂを含む所定領域、つまり撮像される所定領域の裏面側の導電層を予め除去しておくことが望ましい。検査パターン１ｂに対応する領域の導電層が残っていると光源２２からの光が透過しないため、光量が不足して鮮明な撮像画像を得ることができないからである。

画像処理装置２３は、得られた撮像画像に含まれる検査パターン１ｂの外縁を抽出（エッジ検出処理）し、その線状パターンの線幅を計測する。画像処理装置２３は、線幅の情報を制御装置１６へ送出する。

また、図３は、他の計測装置２０を備えるプリント配線板の製造装置１００を示す図である。図３に示すように、計測装置２０は、レーザ光源２４と、ディテクタ２５と、光量データ処理装置２６とを備えている。レーザ光源２４は、搬送装置３０よりも上方に設けられ、ディテクタ２５は、導体張基材１を挟んでレーザ光源２４に対向する位置に設けられている。

特に限定されないが、導体張基材１の他方主面の検査パターン１ｂに対応する領域、つまり撮像される所定領域の裏面側の導電層を予め除去しておくことが望ましい。検査パターン１ｂに対応する領域の導電層が残っているとレーザ光源２４からの光が透過しないため、レーザ光の透過光を受光することができずに、正確な光量の分布データを得ることができないからである。

光量データ処理装置２６は、得られた光量の分布データから検査パターン１ｂの外縁を抽出し、その線状パターンの線幅を計測する。光量データ処理装置２６は、線幅の情報を制御装置１６へ送出する。

なお、導体張基材１の一方主面から検査パターン１ｂにレーザ光を照射し、検査パターン１ｂの表面で反射した光を受光し、この受光データに基づいて検査パターン１ｂの線幅を計測することも可能である。この場合は、導体張基材１の他方主面の検査パターン１ｂに対応する領域、つまりレーザ光が照射される所定領域の裏面側には導電層が形成されていることが望ましい。検査パターン１ｂに対応する領域の導電層が残っているとレーザ光源からの光が透過せず、レーザ光の反射光を強めることができ、正確な光量の分布データを得ることができるからである。

上述したように、本実施形態の導体張基材１には、所定方向（搬送方向）に対して略垂直方向の位置が異なる第１検査パターン１ｂｘ、第２検査パターン１ｂｙ、及び第３検査パターン１ｂｚが形成されているので、第１〜第３検査パターン１ｂのそれぞれを撮像するための３台の計測装置２０が設けられている。

具体的に、本実施形態の３台の計測装置２０は、図１の紙面に垂直な方向に沿って（セットされた導体張基材１の短手方向に沿って）、導体張基材１の一方端部（図２の１Ｂ１）に対応する位置、導体張基材１の中央部（図２の１Ａ）に対応する位置、導体張基材１の他方端部（図２の１Ｂ２）に対応する位置にそれぞれ設けられている。

各計測装置２０は、第１検査パターン１ｂｘの線状パターンの第１線幅と、第２検査パターン１ｂｙの線状パターンの第２線幅と、第３検査パターン１ｂｚの線状パターンの第３線幅とをそれぞれ計測する。本実施形態の計測装置２０は、計測された各線幅に、その線幅が計測された位置を示す位置情報を付加して制御装置１６に送出する。この位置情報は、計測装置２０が設置された場所の位置情報、計測される検査パターン１ｂの導体張基材１の主面における位置情報などである。また、位置情報として計測装置２０の識別子を用いることも可能である。計測装置２０が識別できれば、その計測位置も知ることができるからである。

これらの位置情報は、製造装置１００において、エッチング装置１０のスプレーノズルの位置情報、エッチング槽１１の底面の位置情報などと対応づけられている。つまり、本実施形態のプリント配線板の製造装置１００は、線幅に対応づけられた位置情報に基づいて、計測された第１検査パターン１ｂｘ、第２検査パターン１ｂｙ、第３検査パターン１ｂｚのそれぞれに対向し、エッチング液１１ｂを噴き付ける各スプレーノズル１４、各検査パターン１ｂｘ〜１ｂｚが通過するエッチング槽１１の位置を特定することができる。

続いて、エッチング条件の制御工程について説明する。本発明の実施形態におけるエッチング条件の制御工程には、制御装置１６が設けられている。制御装置１６は、先述した計測工程において計測された検査パターン１ｂの線幅に基づいてエッチング条件を制御する。

本実施形態の制御装置１６は、計測装置２０により計測された検査パターン１ｂの各線状パターンの線幅を取得し、検査パターン１ｂの線幅とエッチング工程におけるエッチング条件とを予め対応づけた対応情報を参照し、取得した線幅に基づいてエッチング条件を制御する。

まず、制御装置１６は、計測装置２０から検査パターン１ｂの線幅を取得すると、取得した値が検査パターン１ｂの線状パターンの線幅（Ｗ１〜Ｗ３）であるかどうかを確認する。制御指令を生成する前に、他のパターンや導体張基材１の傷や印字を検査パターン１ｂとして誤認識していないかどうかを確認するためである。

具体的に、制御装置１６は、線状パターンの線幅（Ｗ１〜Ｗ３）が同じ線幅で構成されており（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３）、取得した複数の線状パターンの各線幅の差が所定値未満である場合は、取得した線幅が検査パターン１ｂの線状パターンの線幅（Ｗ１〜Ｗ３）であると判断する。他方、制御装置１６は、線状パターンの線幅（Ｗ１〜Ｗ３）が同じ線幅で構成されているのに（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３）、取得した複数の線状パターンの各線幅の差が所定値以上である場合は、取得した線幅が検査パターン１ｂの線状パターンの線幅ではないと判断する。そして、制御装置１６は、各線幅の差が所定値未満である場合は、取得した線幅に基づいてエッチング条件の制御を行い、各線幅の差が所定値以上である場合は取得した線幅に基づいてエッチング条件の制御を行わず、直前の制御を継続する。

このように、予め所定の線幅に形成された複数の線状パターンの線幅を比較することによって、その線状パターンが検査パターン１ｂを構成するものであるか否かを判断することができる。これにより、導体張基材１の表面に生じた傷や導体張基材１の表面に記された印字などを、誤って検査パターン１ｂの線状パターンとして認識することを防止することができる。

続いて、制御装置１６は、制御に用いる線幅又は線幅の評価値を求める。計測装置２０から取得する線幅の値が１つであれば、制御装置１６はその線幅に基づいてエッチング条件の制御を行うことができる。また、複数の計測装置２０から線幅と位置情報を取得できる場合には、各線幅に付加された位置情報を利用することにより、それぞれの検査パターン１ｂの線幅に基づいてそれぞれの検査パターン１ｂに対応するエッチング条件を制御することができる。

他方、異なる位置に配置された計測装置２０から複数の線幅を取得した場合には、複数の線幅から求めた一つの評価値に基づいてエッチング条件を制御することができる。ここで、複数の線幅から一つの評価値を求める手法は特に限定されず、取得した計測値の平均値、中央値、標準値などの代表値を線幅の評価値としてもよいし、予め設定した線幅の基準値（設計値）に対する実際の計測値の偏差に基づく評価値とすることもできる。

このように、導体張基材１の異なる位置にそれぞれ形成された検査パターン１ｂの線幅に基づいて、エッチング条件を制御することにより、導体張基材１のどの場所においても基準値（設計値）に近似した線幅の配線パターン１ａが形成されるように、エッチング条件を制御することができる。

続いて、制御装置１６は、検査パターン１ｂの線幅とエッチング工程におけるエッチング条件とを予め対応づけた対応情報を参照する。

特に限定されないが、検査パターン１ｂの線幅に影響を与えるエッチング条件としては、エッチング液の温度、濃度、銅濃度、鉄濃度、粘度、エッチング液を導体張基材１に吹き付けるときのスプレー圧、スプレーの粒径、ワーク（導体張基材１）の搬送速度、導体張基材１からのエッチング液を排出する速度などを挙げることができる。制御装置１６は、これらのエッチング条件のうち一つ又は二つ以上を組み合わせて制御することができる。

図４は対応情報の一態様を示す図である。図４に示すように、対応情報は、線幅とエッチング条件の制御値とが対応づけられている。本例では、線幅の基準値（設計値）とエッチング制御の初期値を原点とし、線幅の基準値（設計値）に対する増減に応じた制御値が定義されている。つまり、本実施形態の対応情報には、計測された線幅と理想的な線幅である基準値（設計値）との差に応じて、次に形成される検査パターン１ｂの線幅を基準値（設計値）に近づかせるためのエッチング条件の制御値が定義されている。

特に限定されないが、線幅と制御値の対応関係は、図４に示すように増加関数ｆ１及びｆ２や、減少関数ｆ３及びｆ４などにより表すことができるし、図４に示すような単純増加又は単純減少に限られず、極値（増減）を含む関数により表すこともできる。これらの対応関係は、実験的に求めることができる。

例えば、エッチング条件の制御値がエッチング液を導体張基材１に吹き付けるときのスプレー圧であり、線幅が基準値よりも太くなる傾向にある場合には、エッチング処理の効率を上げるため、スプレー圧を初期値よりも高い圧力に調節することが適切である。このため、スプレー圧と線幅との対応関係を増加関数ｆ１及びｆ２などにより定義することができる。

同様に、エッチング液の温度と線幅との対応関係、エッチング液の濃度と線幅との対応関係もｆ１又はｆ２などの増加関数により定義することができる。

他方、エッチング条件の制御値が導体張基材１の搬送速度であり、線幅が基準値よりも太くなる傾向がある場合には、エッチング時間を延長させるため、搬送速度を初期値よりも遅い速度に調節することが適切である。このため、搬送速度と線幅との対応関係をｆ３又はｆ４などの減少関数により定義することができる。

同様に、導体張基材１からのエッチング液を排出する速度と線幅との対応関係も、線幅が基準値よりも太くなる傾向がある場合には、エッチング時間を延長させるため、エッチング液の排出速度を初期値よりも遅い速度に調節することが適切である。また、エッチング液の粘度と線幅との対応関係においては粘度が増加すると拡散が制限されるので、線幅が基準値よりも太くなる傾向がある場合には拡散を進めるために粘度を低くすることが適切である。このため、搬送速度と線幅との対応関係やエッチング液の粘度と線幅との対応関係をｆ３又はｆ４などの減少関数により定義することができる。

ちなみに、塩化鉄エッチング液においては、塩化第二鉄の濃度にはエッチング速度が最大になる最適濃度があり、高すぎるとエッチング速度が遅くなる傾向がある。また、塩化銅エッチング液においても、塩化第二銅の濃度にはエッチング速度が最大になる最適濃度があり、高すぎるとエッチング速度が遅くなる傾向がある。このような場合における対応関係は、単純増加又は単純減少の関係ではなく、実験に基づいて極値（増減）を含む関数により定義することが望ましい。

さらに、対応関係は線幅と複数のエッチング条件を対応づけるものであってもよい。例えば、塩化第二銅の溶解には塩素イオンが必要であり、塩酸濃度を上げるとエッチング速度が速くなる傾向があるので、このような場合における対応関係は、銅濃度と線幅のみで対応関係を定義するのではなく、銅濃度と塩酸濃度の両方を線幅に対応づけた対応関係を定義することが望ましい。このように、複数のエッチング条件が複合的に作用する場合には、実験結果に基づいて複数の条件を制御対象とした対応関係を定義することが望ましい。

制御装置１６は、所定周期ごとに取得した（計測された）線幅に基づいて、対応情報を参照し、現在のエッチング条件の制御値を新たに取得した線幅に応じた制御値に変更する。また、制御装置１０は、計測された線幅が所定の管理値域を超えた場合に、制御値を変更するようにしてもよい。この管理値域は、基準値（設計値）に基づいて予め任意に設定された所定値域である。このような制御を繰り返し行うことにより、新たにエッチング処理がなされ、新たに計測された線幅が基準値に収束することを期待することができる。

また、制御装置１６は、エッチング条件の制御値を各スプレーノズル１４などの部分ごとに別々に設定することもできる。上述したように、本実施形態の導体張基材１には所定方向（搬送方向）に対して略垂直方向の位置が異なる第１検査パターン１ｂｘと、第２検査パターン１ｂｙと、第３検査パターン１ｂｚとが形成されており、各検査パターン１ｂの線状パターンの線幅には位置情報が付加されている。このため、制御装置１６は、計測されたそれぞれの検査パターン１ｂの線幅に基づいて、それぞれの検査パターン１ｂに対応する、つまり検査パターン１ｂのエッチング処理に影響を与えるエッチング条件をそれぞれ制御することができる。例えば、制御装置１６は、導体張基材１の一方端側に設けられた第１検査パターン１ｂｘの線幅に基づいて、この第１検査パターン１ｂｘにエッチング液１１ａを吹き付けるスプレーノズル１４群のスプレー圧のみを個別に制御することができる。

このように、本実施形態では、対応情報において検査パターン１ｂの線幅の値とエッチング条件の制御値とが関係づけられているので、順次形成される検査パターン１ｂの線幅が基準値（設計値）に近づくようにエッチング条件の制御値をフィードバック制御することができる。このため、次にエッチング処理がされる検査パターン１ｂや配線パターン１ａの線幅は基準値（設計値）に近づくことが期待できる。これにより、作製されるプリント配線板の性能のばらつきを小さくすることができる。

ところで、従来の検査手法では、プリント配線板の完成後に線幅を計測し、線幅が許容値域内であれば良品と判断し、線幅が許容値域外であれば不良品と判断することで製品の不良率を検査していた。しかしながら、この手法では不良率とエッチング条件との対応関係を明らかにすることが困難であるため、不良率に基づいてエッチング条件を直ちに修正することが難しく、修正が遅れてしまう。このため、エッチング条件によって線幅が太く形成される傾向や線幅が細く形成される傾向が続き、生産歩留まりの低下を防ぐことができなかった。

これに対し、本実施形態では、エッチング処理後に計測された検査パターン１ｂの線幅の値に基づいて、予め定義された線幅とエッチング条件の制御値との対応情報を参照してエッチング条件をフィードバック制御できるので、エッチング条件の修正を迅速に行い、エッチング条件を適当に保つことができるので、エッチング条件の不具合による生産歩留まりの低下を防ぐことができる。

また、配線パターン１ａの線幅（回路幅）のばらつきはインピーダンスのばらつきを生じさせるが、本実施形態の製造方法によれば、エッチング条件を適当に保つことにより配線パターン１ａの線幅（回路幅）のばらつきを抑制することができる。このため、本実施形態の製造方法によれば、特にインピーダンス(Zｏ)制御を行うプリント配線板の品質の向上を図ることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、本実施形態ではエッチング後処理工程の後に計測処理を行うとともにエッチング条件の制御処理を行うプリント配線板の製造方法の例を説明したが、エッチング処理の直後（エッチング後処理工程の前）に計測処理及び制御処理を行うこともできる。これにより、エッチング処理により形成された検査パターンの線幅データを、直ちにエッチング条件の制御要因としてフィードバックし、エッチング条件をより迅速に修正することができる。

また、計測処理及び制御処理は、エッチング処理直後でなくても、エッチング後処理工程の途中や仕上げ工程の途中で行うことも可能である。このようなタイミングで計測処理及び制御処理を行うことができれば、従来技術のように仕上げ工程の後、つまりプリント配線板の完成後に線幅を検査するよりも迅速にエッチング条件を修正することができる。この結果、エッチング条件が不適当な状態である時間を短縮し、不良品が製造され続けられることによる生産歩留まりの低下を抑制することができる。

このように、エッチング処理後に、早いタイミングでエッチング条件の修正をすることができれば、同一のロットの基材が処理されている最中に、つまり、一のロットの基材の処理が完了する前にエッチング条件を修正することができる。このため、同一ロットの製品群に生じるバラツキを抑制できるという効果も併せて期待できる。

１００…プリント配線板の製造装置
１０…エッチング装置
１１…エッチング槽
１１ａ…エッチング液
１２…ポンプ
１３…流路
１４…スプレーノズル
１５…エッチング液管理装置
１６…制御装置
１７…エッチング後処理装置
２０…計測装置
２１…カメラ
２２…光源
２３…画像処理装置
２４…レーザ光源
２５…ディテクタ
２６…光量データ処理装置
３０…搬送装置
３１…ローラ
１…導体張基材
１ａ…配線パターン
１ａｘ…第１配線パターン，配線パターン
１ａｙ…第２配線パターン，配線パターン
１ｂ…検査パターン
１ｂｘ…第１検査パターン，検査パターン
１ｂｙ…第２検査パターン，検査パターン
１ｂｚ…第３検査パターン，検査パターン

Claims (8)

1. 所定方向に連なり、絶縁層の主面に導電層が形成された導体張基材を準備し、前記導体張基材の一方主面の導体層の所定領域をエッチング処理して、製品となる配線パターンと検査に用いられる検査パターンとを形成するエッチング工程と、
   前記エッチング工程の後に前記検査パターンの線幅を計測する計測工程と、
   前記計測された線幅に基づいて前記エッチング条件を制御する制御工程と、を有するプリント配線板の製造方法。
2. 前記制御工程は、前記検査パターンの線幅と前記エッチング工程におけるエッチング条件とを予め対応づけた対応情報を参照し、前記計測された線幅に基づいて前記エッチング条件を制御す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。
3. 前記検査パターンは、前記所定方向に沿って互いに平行な所定の線幅の複数の線状パターンであ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。
4. 前記検査パターンは、３本以上の線状パターンであることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
5. 前記制御工程は、前記複数の線状パターンの各線幅の差が所定値未満である場合は当該複数の線状パターンの線幅に基づいて前記エッチング条件を制御し、前記複数の線状パターンの各線幅の差が前記所定値以上である場合は当該複数の線状パターンは前記検査パターンではないと判断し、当該複数の線状パターンの線幅に基づく前記エッチング条件の制御を中止することを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
6. 前記検査パターンは、前記所定方向に対して略垂直方向の位置が異なる検査パターンを含み、
   前記制御工程は、前記計測工程において計測されたそれぞれの検査パターンの線幅に基づいて、それぞれの検査パターンに対応するエッチング条件を制御する請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
7. 前記計測工程は、前記導体張基材の他方主面側から光を照射した状態で、前記導体張基材の一方主面側から前記検査パターンを撮像し、当該撮像された画像に基づいて前記検査パターンの線幅を計測す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。
8. 前記計測工程は、前記導体張基材の一方主面側から前記検査パターンにレーザ光を照射し、当該レーザ光の透過光に基づいて前記検査パターンの線幅を計測す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。

Images