KR20030095322A - 프린트배선판의 제조방법 및 그 제조방법으로 얻어진프린트배선판 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 형성한 회로의 양호한 에칭팩터를 유지하는 동시에, 에칭잔부를 해소하고, 표층 마이그레이션의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 프린트배선판의 제조방법을 제공한다. 본 발명은, 동층 및 동 이외의 이종금속층을 적층한 도전회로 형성층과 절연기재가, 상기 도전회로 형성층의 동층이 표면에 나타내어지도록 대향되게 한 동 클래드 적층판을 사용한 프린트배선판의 제조방법에 있어서, 상기 도전회로 형성층의 에칭은, 도전회로 형성층을 형성하는 동층과 동 이외의 이종금속층을 동시에 용해시키는 제1에칭공정과, 제1에칭공정의 종료 후에, 동을 용해시키지 않고 이종금속층을 구성하는 금속만을 용해시키기 위한 선택에칭액을 사용하는 제2에칭공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한 프린트배선판의 제조방법을 사용한다.

Description

프린트배선판의 제조방법 및 그 제조방법으로 얻어진 프린트배선판{METHOD OF MANUFACTURING PRINTED WIRING BOARD AND PRINTED WIRING BOARD OBTAINED BY THE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 프린트배선판의 제조방법 및 그 제조방법으로 얻어진 프린트배선판에 관한 것이다.

연속 통전한 경우의, 프린트배선판의 내구성으로서 요구되는 특성에 「내 마이그레이션(Migration)성」이 있다. 이 내 마이그레이션성은, 프린트배선판에 형성된 도전회로 사이에 리이크(Leak) 전류가 흘러, 회로 쇼트(Short) 상태를 야기하는 것에 대한 저항성을 나타내는 것이다.

내 마이그레이션성에서 말하는 마이그레이션에는, 기판의 종류에 따라서, 그 발생현상에도 여러가지 모드가 존재한다. 예컨대, 리지드 타입(Rigid Type)의 프린트배선판의 경우에는, 그 대부분의 절연기판층에는 유리클로스(Glass Cloth), 아라미드클로스(Aramid Cloth) 등의 골격재가 포함되어 있기 때문에, 관통공(Through Hole) 등의 층간 도통수단에 행해지는 도금층을 구성하는 동(銅) 성분이 통전환경의 영향을 받아, 골격재와 수지층의 계면(界面)에 따라 확산되어, 인접하는 회로와 접촉함으로써 쇼트하는 내부확산 마이그레이션이라는 모드가 존재한다. 또한, 다른 모드는, 회로 사이에 통전하고 있을 때, 외층(外層) 회로 사이에 표층(表層) 전류가 흐르고, 그 표층전류가 회로를 구성하는 동을 확산시켜서, 외층회로 사이에서 도통 브리지(Bridge)를 형성하여 회로쇼트가 발생하는 표층 마이그레이션이라고 하는 것이다.

한편, 플렉시블 타입(Flexible Type)의 프린트배선판의 경우에는, 절연기판재료로서 폴리이미드(Polyimide)수지, 폴리에틸렌(Polyethylene)수지 등을 단독으로 사용하고, 골격재를 사용하는 경우가 없기 때문에, 단지 발생하기 쉬운 것은 표층 마이그레이션이다. 즉, 회로 사이에 통전하고 있을 때, 외층회로 사이에 표층전류가 흘러, 그 표층전류가 회로를 구성하는 동 또는 주석(Tin) 등 피복도금부분의 구성금속을 확산시키고, 외층회로 사이에서 도통 브리지를 형성하여 회로쇼트가 발생한다고 하는 것이다.

이상에 기술한 마이그레이션 현상 중, 표층 마이그레이션은, 동 클래드(Clad) 적층판을 에칭가공하여 회로형상을 형성한 후, 동층이 에칭 제거되어 노출된 절연기재(基材)의 표면에, 에칭을 하더라도 또 미량으로 잔류하는 금속성분이 존재하는 것에 의해 표층전류가 흐르기 쉽게 되어 있다고 생각된다. 도 4에, 통상의 에칭에 따른 회로형성이 종료된 상태를 나타내고 있다. 이 도 4 중 화살표로 도시한 바와 같이, 회로 에지(Edge)부의 절연기재와의 계면에는, 회로 에지부로부터 회로사이 갭의 방향으로 이종(異種) 금속층의 에칭 잔부(Etching Residue)(이하, 본 명세서에서 단지 「에칭 잔부」라 칭한다)를 확인할 수 있다. 이 에칭 잔부가, 형성된 회로에 통전하였을 때의, 회로 사이에 리이크전류를 발생시키는 기단부(起端部)가 된다고 생각된다. 그 결과, 회로를 구성하는 동이 전기영동(泳動)적으로 움직여서 회로 사이에 산화동 등의 도통 브리지를 형성함으로써 회로쇼트가 발생하는 경우가 있다.

혹은, 회로에 주석, 땜납 등의 피복도금이 행해지는 경우에는, 전술한 바와 같은 에칭 잔부가 존재하는 것에 의해, 도금 후의 회로 에지형상이 도 5에 도시한 바와 같이 요철이 있는 열악한 것으로 되어, 회로의 마무리 직선성을 현저히 손상시키는 동시에, 도금에 사용한 구성금속이 표층 마이그레이션의 원인이 된다고도 생각되어 왔다. 이들 현상에 대응하기 위해서, 회로 에칭의 방법으로서, 에칭액에 연구를 더하거나, 에칭시간을 길게 하는 등의 여러가지의 대책의 검토가 행해져 왔다.

그러나, 본 발명자 등이 확인하는 한, 동 클래드 적층판의 회로형성 에칭의시간을 길게 하면 할수록 표층 마이그레이션이 일어나기 어렵게 된다고 하는 결과는 얻어지지 않았다. 그 원인은, 다음과 같이 생각된다.

단지 에칭시간을 길게 하는 것에 의해, 전술한 에칭 잔부을 제거하려고 하더라도, 에칭시간을 함부로 길게 설정하는 것(소위 오버(Over) 에칭시간을 증가시킨다는 의미)은, 회로형상의 문제 때문에 불가능한 것이다. 즉, 프린트배선판의 회로는 전류의 도통체로서 사용되는 것으로, 제품사용에 따라서 정밀도가 좋은 회로단면으로 마무리할 필요성이 있다. 바꾸어 말하면, 에칭팩터가 양호한 회로를 얻을 필요가 있는 것이다. 근래의, 전자, 전기제품의 경박(輕薄) 단소화의 흐름을 받아, 그 속에 탑재되는 프린트배선판의 회로도 파인 피치(Fine Pitch)화의 흐름이 현저하고, 특히 신호전달회로의 미세화가 현저하여, 에칭팩터가 악화하며, 당초의 설계회로보다 가는 회로폭으로 마무리되면 저항상승을 일으켜서 신호전달의 지연을 야기하고 제품의 오동작을 야기할 우려도 존재한다.

따라서, 회로 단면형상의 에칭팩터를 악화시키는 레벨에서의 오버 에칭시간을 마련하는 것은 가능하지 않지만, 본 발명자등의 연구과정에서 판명된 것은, 통상 회로형상의 에칭팩터를 악화시키는 레벨까지 에칭시간을 길게 하여도, 도 4에서 나타낸 바와 같이 에칭 잔부는 해소되지 않고, 표층 마이그레이션의 방지에 기여하는 결과를 얻을 수 없던 것이다.

이상의 것을 생각할 때, 단지 회로에칭의 오버 에칭시간을 길게 하는 것으로 표층 마이그레이션의 문제를 해결할 수 있더라도, 형성된 회로단면이 양호한 에칭팩터를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 본 명세서에 기술하는 에칭 잔부을 없앨 수 없는 것이다. 따라서, 이 에칭 잔부가 존재하는 한, 표층 마이그레이션의 유효한 방지는 가능하지 않아, 근본적으로 에칭 잔부를 해소하는 제조방법이 요구되어 온 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 프린트배선판에 형성된 회로가 양호한 에칭팩터를 유지하는 동시에, 이종금속층의 에칭 잔부를 해소하여, 표층 마이그레이션의 발생을 유효하게 방지할 수 있는 프린트배선판의 제조방법 및 그 제조방법으로 얻어진 프린트배선판을 제공하는데 있다.

도 1은, 동(銅) 클래드 적층판의 모식 단면도이다.

도 2는, 주사형 전자현미경에 의한 형성회로 에지부의 관찰상이다.

도 3은, 주사형 전자현미경에 의한 도금 후의 형성회로 에지부의 관찰상이다.

도 4는, 주사형 전자현미경에 의한 형성회로 에지부의 관찰상(종래 예)이다.

도 5는, 주사형 전자현미경에 의한 도금 후의 형성회로 에지부의 관찰상(종래예)이다.

그래서, 본 발명자등은, 예의 연구 결과, 이하에 나타내는 것 같은 프린트배선판의 제조방법을 채용함으로써, 형성된 회로가 양호한 에칭팩터를 유지하는 동시에, 이종금속층의 에칭 잔부를 해소하여, 표층 마이그레이션의 발생을 유효하게 방지할 수 있는 것을 생각하게 된 것이다. 또, 본 발명에 있어서, 프린트배선판이란, 유리에폭시기재 및 CEM3 기재등으로 대표되는 것 같은 리지드 기판, 프린터 등의 가요(可撓) 구동부에 사용되는 바와 같이 플렉시블 프린트배선판 및 액정의 드라이버로서 사용되는 TAB 필름 등의 플렉시블 기판을 문제없이 적용할 수 있는 기술이다. 따라서, 동 클래드 적층판이라는 개념도, 리지드 기판용, 플렉시블 기판용의 양쪽을 포함하는 것으로 사용하고 있다.

청구항에 기재된 발명은, 「동층 및 동 이외의 이종금속층을 적층한 도전회로 형성층과 절연기재가, 상기 도전회로 형성층의 동층이 표면에 나타나도록 대향되게 한 동 클래드 적층판의 표면에, 에칭레지스트(Etching Resist)층을 형성하고, 해당 에칭레지스트층을 노광, 현상함으로써 회로패턴이 되는 레지스트패턴을 형성하며, 그 후 도전회로 형성층을 에칭하는 것으로, 회로형성부에만 도전회로 형성층을 남기고, 그 밖의 부위의 도전회로 형성층을 제거하여 동 클래드 적층판의 절연기재부를 노출시켜서 회로패턴을 형성하는 프린트배선판의 제조방법에 있어서, 상기 도전회로 형성층의 에칭은, 제1에칭공정과 제2에칭공정으로 이루어지며, 제1에칭공정은, 도전회로 형성층을 형성하는 동층과 동 이외의 이종금속층을 동시에 용해시킬 수 있는 에칭액을 사용하여 행하는 것이고, 제2에칭공정은, 제1에칭공정의 종료 후, 이종금속층을 구성하는 동 이외의 금속만을 용해시킬 수 있는 선택에칭액을 사용하여 노출된 절연기재의 표면에 잔류하는 동 이외의 이종금속성분의 마무리 제거에칭을 하는 것을 특징으로 하는 프린트배선판의 제조방법.」이다.

본 발명을 가장 단순하게 바꿔 말한다면, 통상의 회로에칭을 행한 후에, 재차 에칭에 의해 노출된 절연수지기판의 표면에 잔류한 금속성분을 제거하는 것이라고 말할 수 있다. 이 때, 도전회로 형성층은, 「동층과 동 이외의 이종금속층을 적층한 상태로 되어 있는 회로형성층인 것」 및「제1에칭공정에서는, 동과 그 이종금속의 양쪽을 용해시키는 에칭액을 사용하고, 제2에칭공정에서는 동을 용해시키는 경우 없이 해당 이종금속만을 용해할 수 있는 선택에칭액을 사용하는 것」의 2가지에 특징을 갖는 것이라고 말할 수 있다.

우선, 「동층과 동 이외의 이종금속층을 적층한 상태로 되어 있는 도전회로 형성층」이란, 도 l의 동 클래드 적층판으로 한 상태를 모식 단면도로서 도시한 바와 같이, 기재면과 동층 사이에 이종금속층이 위치하도록 사용하는 것으로서, 본 명세서에서는 동층과 해당 이종금속층을 함께, 도전회로 형성층이라 칭하는 것으로 한다. 단지, 설명의 편의상, 동층과 이종금속층은 분별하여 설명에 사용하는 것으로 한다. 이와 같은 도전회로 형성층은, 리지드 타입의 프린트배선판에서는 소위 UL내열성을 확보하기 위한 배리어층으로서 사용하는 것이 있으며, 플렉시블 타입의 프린트배선판의 내부, 접착재층을 생략하고, 플렉시블 기재에 도전회로 형성층을 직접 형성한 소위 2층 플렉시블 프린트배선판에서는, 해당 도전회로 형성층이 불가피하게 형성되는 것이다.

동 클래드 적층판으로부터 프린트배선판을 제조하는 프로세스를 간단히 설명하면, 다음 ①∼④ 와 같이 된다. ① 동 클래드 적층판의 도전회로 형성층(통상은 전해동박(銅箔) 또는 압연동박이 사용된다)의 표면을 청정화하고, 에칭레지스트의 밀착성을 향상시키기 위한 표면의 물리연마 또는 화학연마 혹은 이들을 병용하여 정면(整面)공정이 행해진다(단, 이 정면공정은 생략되는 경우도 있다). ② 정면처리가 종료하고 건조시킨 동 클래드 적층판의 도전회로 형성층의 표면에는, 레지스트 도포공정으로서 드라이(Dry) 필름, 액체 레지스트 등을 사용한 에칭레지스트층의 형성이 이루어진다. ③ 레지스트 도포공정에서 에칭레지스트층의 형성이 행해진 후, 상기 에칭레지스트층에 형성되는 회로패턴을 노광(露光)하고, 현상하는 것에 의해, 해당 에칭레지스트층을 회로패턴의 형성부위에만 잔류시키는 노광ㆍ현상공정이 행해지게 된다. ④ 그리고, 노광ㆍ현상공정이 종료한 동 클래드 적층판은, 회로에칭공정으로써, 적당한 에칭액을 사용하여, 표층에 에칭레지스트가 잔류되어있지 않은 부위의 도전회로 형성층을 용해제거함으로써, 회로패턴에 잔류시킨 에칭레지스트층의 하부에 위치하는 도전회로 형성층만을 회로패턴형상으로서 잔류시키는 것이다.

본 발명도, 기본적으로는 전술한 동 클래드 적층판을 프린트배선판으로 가공할 때의 일반적인 에칭프로세스가 기초로 되는 것이다. 그리고, 본 특허발명의 기술적인 특징은, 동층과 이종금속층으로 이루어지는 도전회로 형성층을 사용하는 것, 및 전술한 ④의 회로에칭공정에 있다. 본 발명에서는, 이 회로에칭공정을, 제1에칭공정과 제2에칭공정으로 나누어 회로패턴을 형성하는 것이다. 즉, 동층과 이종금속층으로 이루어지는 도전회로 형성층을 사용하는 경우에, 회로에칭공정을 제1에칭공정과 제2에칭공정으로 나누어 행함으로써, 표층 마이그레이션의 방지를 효과적으로 행하는 것이다.

도전회로 형성층은, 동을 최저한 필요한 필수 층으로 하고, 동 이외의 이종금속을 그곳에 적층한 것이다. 프린트배선판으로서 요구되는 기능을 만족하는 한, 동과의 선택에칭이 가능한 이종금속을 사용하여 해당 이종금속층을 형성하는 것이 가능하다고 생각된다. 그런데, 현 단계에서는, 이종금속층으로서는, 니켈, 니켈합금인 니켈-크롬계합금, 니켈-철계합금, 니켈-인(燐)계합금, 니켈-코발트-아연계합금 등을 사용하는 것이, 도전회로 형성층의 기재로의 밀착 안정성이 양호하고 박리강도가 안정하며, 내열안정성이 우수하다고 하는 견지로부터 바람직한 것이다. 이들 이종금속은, 동과의 선택에칭을 하는 것이 가능하고, 본 발명의 목적에 합치하는 것이다. 즉, 여기서 말하는 선택에칭이란, 동을 용해시키는 경우 없이 동 이외의 이종금속만을 용해시키는 에칭이다.

이 도전회로 형성층은, 1) 동박의 표면에 이종금속층을 형성하는 것에 의해 동박과 일체로 된 박(箔)모양의 재료로서 얻거나, 2) 절연수지기재의 표면에 이종금속층을 형성하고, 그 이종금속층의 표면에 동층을 더 형성함으로써 절연수지기재의 표면에 직접 형성하는 방법중 어느 것을 임의로 선택하고 제조하는 것이 가능하다.

그리고, 이종금속층의 형성 및 전술한 2)의 방법에서의 동층(銅層)은, 전기화학적수법으로서의 전해법, 무전해법을 사용하여 형성하는 것으로서도, 물리적 박막형성법인 스퍼터링(Sputtering) 증착법, 화학기상 반응법등을 사용하여 형성하는 것으로서도 상관없다. 특히, 이종금속층의 형성방법에 한정을 요하는 것은 아니다.

도전회로 형성층을 구성하는 동층의 두께는, 형성하는 회로의 파인화 레벨(Fineness)에 따라서 임의 두께를 선택적으로 사용하면 좋으며, 특단의 한정은 요하지 않는다. 이에 대하여, 이종금속층의 두께는 50Å∼2㎛인 것이 바람직하다. 이 이종금속층의 두께는, 동박의 기재와의 접착에 사용하는 조화면(粗化面)과 같이 요철이 있는 표면이 있는 경우에는, 균일한 평면이라고 간주하고 환산한 값으로 하여 기재하고 있다.

이 이종금속층의 두께를 보다 엄밀하게 분별하면, 다음과 같이 말할 수 있다. 플렉시블 프린트배선판과 같이, 극히 파인(Fine)한 회로를 형성하는 경우에 사용하는 2층 기판의 경우에는, 도전회로 형성층의 두께가 일반적으로 3∼12㎛의범위로 얇게 된다. 이 때의 이종금속층의 두께는, 30Å∼수100Å의 범위인 것이 보통이다. 그리고, 본 명세서에 기술하는 에칭 잔부가 발생하는 것은, 이종금속층의 두께가 50Å 이상인 경우이다. 이에 대하여, 리지드 프린트배선판의 경우에는, 내열성을 확보하기 위한 배리어(Barrier)층으로서 사용하는 경우가 많고, 이러한 경우에는, 0.1㎛∼3㎛의 두께가 채용되는 것이다. 그러나, 상한에 관해서는, 동층과 이종금속층을 제1에칭공정에서 동시에 제거하지 않으면 안되기 때문에, 이종금속층이 지나치게 두꺼워 2㎛를 넘으면 이종금속성분의 에칭제거가 양호하게 이루어지지 않게 되어, 에칭잔류레벨이 심각하게 되는 것이다. 이들을 함께 고려하여, 본 명세서에서는, 이종금속층의 두께를 50Å∼2㎛로 하고 있는 것이다.

다음, 에칭공정에 관하여 설명한다. 제1에칭공정은, 도전회로 형성층을 구성하는 동층과 이종금속을 동시에 용해 제거하는 공정이다. 통상은, 이 에칭처리에 의해, 기본적인 회로형상이 완성된다. 따라서, 이 제1에칭공정에서 도전회로 형성층을 구성하는 대부분의 금속성분이 제거되어, 통상이라면 프린트 배선회로로서 사용하는 것이 가능해진다.

이 제1에칭공정에서 사용하는 용액은, 도전회로 형성층을 구성하는 동층과 이종금속층을 동시에 용해하기 위해서 사용하는 것이기 때문에, 산화성 에칭액인 염화 제2동용액, 염산과 과산화수소수의 혼합용액등을 사용할 수 있다.

제1에칭공정이 종료한 단계에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 회로 에지부의 절연기재와의 계면 근방의 기재 표면에, 회로 에지부로부터 회로사이 갭의 방향으로 이종금속층이 제거되지 않고서 잔류한 에칭 잔부가 발생되어 있다. 그리고, 이에칭 잔부는, 제1에칭공정의 오버 에칭시간을 길게 하는 것 만으로는 제거할 수 없다. 이는, 이종금속층을 구성하는 니켈등의 금속성분과 동의 이온화경향의 상위와, 에칭액과 용액공급 비율의 불균형(Unbalance)이 생겨서 발생하는 현상이라고 생각된다.

제2에칭공정은, 동을 용해시키는 경우 없이 이종금속의 구성금속성분만을 용해시키기 위한 것이다. 이종금속층에 니켈 혹은 니켈합금을 사용한 경우에는, 동과 니켈이 공존하는 상태에서 니켈을 우선적으로 용해시키고, 동을 거의 용해시키는 경우가 없는 니켈 선택에칭액을 사용하게 된다. 이와 같은 선택에칭을 함으로써, 회로의 동성분을 용출시키는 경우 없이, 에칭 잔부로서 잔류하고 있는 이종금속성분만을 제거한다. 그 결과, 회로의 에칭팩터를 악화시키는 경우가 없어진다.

이 니켈 선택에칭액에는, ① 550ml/l∼650ml/l 농도의 황산용액, ② 황산과 질산의 혼산용액, ③ 황산과 m-니트로벤젠술폰산과의 혼합용액중 어느 것의 기본적조성을 가지는 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 단지, 필요에 따라서 에칭 균일성을 높이거나, 에칭제어를 위한 폴리머등의 첨가제를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 멜텍 주식회사(Meltex Inc.)제의 엔스트립(ENSTRIP) 165S등을 사용하는 것도 가능하다.

①의 용액은, 보다 바람직하게는 580∼620ml/l 농도의 황산용액을 사용하며, 이 용액중에서 동 클래드 적층판을 캐소드(Cathode) 분극하여 전해에 의해 니켈층을 박리하기 위해서 사용하는 것이다. 여기서, 황산농도를 550ml/l∼650ml/l로 한 것은, 55Oml/l을 하회하는 농도에서는 니켈등의 에칭속도가 느리고, 동층측에도 손상이 생긴다. 650ml/l를 넘는 농도로 하여도 에칭속도는 증가하지 않고, 오히려 니켈의 용해 반응성은 느리게 되기 때문이다. 그리고, 보다 바람직하다고 한 580∼620ml/l 농도의 범위는, 박리속도와 용액품질의 안정성이 가장 우수한 영역이다. ② 및 ③의 용액에 관해서는, 특히 농도등의 한정은 없고, 공정을 고려하여 적정한 조건을 설정하면 좋다.

이상과 같이 제2에칭공정을 거친 프린트배선판은, 도 2에 도시한 바와 같이, 회로 에지부의 절연기재와의 계면에 존재한 에칭 잔부가 보이지 않게 된다. 이 에칭 잔부가 소멸하는 것으로, 형성된 회로에 통전한 때의, 회로 사이의 리이크 전류를 발생시키는 기단부(起端部)가 없어지게 된다. 그 결과, 마이그레이션 현상의 발생을 유효하게 방지하여, 우수한 내 마이그레이션성을 확보하는 것이 가능해진다.

또, 여기 명기해 놓지만, 본 출원에서의 회로에칭을 한 후의 에칭레지스트층의 최종 박리는, 제1에칭공정 및 제2에칭공정 양쪽의 에칭공정이 종료한 후에 행하는 것으로 하여도, 제1에칭공정과 제2에칭공정 사이에 행하는 것으로 하여도 상관없다. 제2에칭공정에서 사용하는 에칭액은, 니켈 선택에칭액을 사용하기 때문에, 회로의 동 성분 용해는 거의 일어나지 않기 때문이다.

더욱이, 제2에칭공정을 거친 프린트배선판에 형성된 회로에 주석, 땜납등의 피복도금을 행하여도, 에칭 잔부가 존재하지 않기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 도금 후의 회로 에지형상의 직선성을 양호하게 유지하는 것이 가능하고, 도금에 사용한 구성금속이 표층 마이그레이션의 원인이 되는 경우도 유효하게 방지하는것이 가능해진다. 더욱이, 도금 후의 회로형상이 대단히 미려한 것은, 파인 피치회로의 형성수율의 향상을 가능하게 하여, 생산성의 향상을 꾀할 수 있는 것이다.

바람직한 실시예

이하에, 전술해 온 발명을 사용하여 프린트배선판을 제조하고, 그 프린트배선판을 사용하여 내 마이그레이션성 평가시험을 한 결과를 나타낸다.

실시형태: 여기서는, 리지드 타입의 프린트배선판에 있어서, FR-4기판의 양면에 회로를 형성한 양면 프린트배선판을 제조하고, 그 양면프린트배선판을 사용하여 내 마이그레이션성 평가시험을 하였다.

가장 먼저 프린트배선판 제조에 사용하는 동 클래드 적층판을 제조하였다. 동 클래드 적층판의 제조에 사용한 것은, 기재와의 접착에 사용하는 조화면(粗化面)에 0.5㎛ 두께의 니켈층을 이종금속층으로서 구비한 18㎛ 두께의 전해동박(이하, 단지 「전해동박」이라 칭한다)과, 1O0㎛ 두께의 FR-4 유리에폭시 프리프레그(Prepreg)이다. 그리고, 상기 프리프레그의 양면에, 조화면을 대향시킨 상태에서 전해동박을 포개어 열간프레스 성형함으로써, 소위 양면 동 클래드 적층판을 제조하였다.

그리고, 상기 양면 동 클래드 적층판의 양면의 도전회로 형성층에 에칭레지스트층을 형성하였다. 이 에칭레지스트층의 형성에는, 니치고 알포 주식회사(Nichigo Alfo Co., Ltd.)의 드라이 필름을 사용하였다. 그리고, 해당 에칭레지스트층에 형성하는 도전 회로패턴을 노광하여 현상하였다.

그 후, 제1에칭공정으로서, 염화동 에칭액에 의해, 도전회로 형성층을 에칭함으로써 일단 프린트배선판의 상태로 하였다. 이 단계에서의 마무리 회로 에지부를 주사형 전자현미경으로 확인하였지만, 도 4에 나타낸 바와 같이 에칭 잔부가 확인되어, 이 부위를 EPMA 분석하니 니켈인 것이 확인되었다. 그리고, 이 단계에서의 회로단면으로부터 구한 에칭팩터는, 1.76이었다.

제1에칭공정이 종료하면, 제2에칭공정으로서, 동을 용해시키는 경우가 없는 니켈의 선택 에칭액을 사용하고, 60초간 재차 에칭을 행하였다. 이 때 사용한 니켈의 선택에칭은, 60Oml/l의 농도가 되도록 특급 황산을 이온교환물에 가한 황산용액을 사용하였다. 그리고, 최후에 수세하였다. 이와 같이, 제2에칭공정을 한 결과, 주사형 전자현미경으로 마무리 회로 에지부를 확인하더라도, 에칭 잔부는 보이지 않고 소실되어 있고, EPMA 분석으로도 니켈의 검출은 없었다. 더욱이, 이 단계에서의 회로단면으로부터 구한 에칭팩터는 1.75이고, 측정오차가 있는 것도 고려하면, 제1에칭공정 종료시점의 값과 거의 변해있지 않은 것을 알 수 있다.

이상과 같이 하여 도전회로의 형성이 종료되면, 에칭레지스트층의 박리작업을 하였다. 여기서 사용되는 박리액은, 시판(市販)의 알카리성 레지스트 박리액을 사용하고, 경화한 에칭레지스트층을 팽윤(澎潤) 제거함으로써 행하였다. 이 에칭레지스트층의 제거작업을 종료하고, 양면 프린트배선판을 얻는다.

전술한 양면 프린트배선판의 표면에 형성한 도전회로형상은, 내 마이그레이션 시험평가에 사용하는 테스트 패턴을 복수개 얻을 수 있다. 즉, 하나의 테스트 패턴은, 회로폭 100㎛, 회로사이 갭 100㎛, 길이 10cm의 100개의 직선 도전을 규정하고, 그 중, 전원의 양극과 접속하는 50개의 직선 도전과 전원의 음극과 접속하는 50개의 직선 도전회로가, 평행하고도 교대로 배치되는 빗(Comb)형 회로이다. 이를 내 마이그레이션성 평가를 위해 사용한다. 그리고, 이 빗형 도전회로에 1bolt전원을 접속한 상태에서, 10-6mol/l 농도의 염산용액중에 침지하고, 마이그레이션을 일으켜 인접하는 직선 도전회로 사이에서 50mA의 쇼트 전류가 흐르기 시작하기 까지의 시간을 측정하였다. 그 결과, 1253초였다.

비교예: 여기서는, 리지드 타입의 프린트배선판에 있어서, FR-4 기판의 양면에 회로를 형성한 양면 프린트배선판을 제조하고, 그 양면 프린트배선판을 사용하여 내 마이그레이션성 평가시험을 하였다.

즉, 이 비교예에서의 양면 프린트배선판의 제조방법은, 실시형태의 제2에칭공정을 생략한 것이며 그 밖의 공정은 동일하다. 따라서, 여기서의 상세한 설명은 중복된 기재가 되기 때문에 생략한다. 그리고, 실시형태와의 비교가 가능하도록, 내 마이그레이션성 평가결과만을 나타내는 것으로 한다.

실시형태와 같이, 양면 프린트배선판의 표면에 형성된 도전회로형상은, 내 마이그레이션 시험평가에 사용하는 테스트 패턴을 복수개 얻을 수 있다. 내 마이그레이션 평가시험의, 테스트 패턴 및 시험방법도 실시형태와 같기 때문에, 여기서의 기재는 생략하는 것으로 한다. 내 마이그레이션 평가시험에 의해, 직선 도전회로 사이에서 50mA의 쇼트전류가 흐르기 시작하기까지의 시간을 측정하였다. 그 결과, 453초이었다.

이상과 같이 본 발명의 특징인 제2에칭공정을 경유하여 얻어지는 프린트배선판은, 회로 에지부의 절연기재와의 계면에 존재한 에칭 잔부가 보이지 않고, 이 에칭 잔부가 소멸함으로써, 형성된 회로에 통전한 때의 표층 마이그레이션의 발생을 유효하게 방지하여 우수한 내 마이그레이션성을 확보하는 것이 가능해진다. 더욱이, 해당 프린트배선판에 형성된 회로에 주석, 땜납 등의 피복도금을 행하더라도, 에칭 잔부가 존재하지 않기 때문에, 도금 후 회로 에지형상의 직선성을 양호하게 유지하는 것이 가능하고, 도금에 사용한 구성 금속이 표층 마이그레이션의 원인이 되는 경우도 유효하게 방지하는 것이 가능해지는 것이다. 더욱이, 도금 후의 회로형상이 매우 미려한 것은, 파인(Fine) 피치회로의 형성수율의 향상을 가능하게 하여, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 동층(銅層) 및 동 이외의 이종금속층을 적층한 도전회로 형성층과 절연기재가, 상기 도전회로 형성층의 동층이 표면에 나타나도록 대향되게 한 동 클래드(Clad) 적층판의 표면에, 에칭레지스트(Etching Resist)층을 형성하고, 상기 에칭레지스트층을 노광, 현상함으로써 회로패턴으로 되는 레지스트패턴을 형성하며, 그 후 도전회로 형성층을 에칭함으로써, 회로형성부에만 도전회로 형성층을 남기고, 그 밖의 부위의 도전회로 형성층을 제거하고 동 클래드 적층판의 절연기재부를 노출시켜서 회로패턴을 형성하는 프린트배선판의 제조방법에 있어서,

   상기 도전회로 형성층의 에칭은 제1에칭공정과 제2에칭공정으로 이루어지고,

   제1에칭공정은, 도전회로 형성층을 형성하는 동층과 동 이외의 이종금속층을 동시에 용해시킬 수 있는 에칭액을 사용하여 행하는 것이며,

   제2에칭공정은, 제1에칭공정의 종료 후, 이종금속층을 구성하는 동 이외의 금속만을 용해시킬 수 있는 선택에칭액을 사용하여 노출된 절연기재의 표면에 잔류하는 동 이외의 이종금속성분의 마무리 제거 에칭을 하는 것을 특징으로 하는 프린트배선판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   도전회로 형성층을 구성하는 동 이외의 이종금속층이 니켈 또는 니켈합금이고, 또한, 제2에칭공정에서 사용하는 선택에칭액이, 이하의 ①∼③의 어느 하나의용액인 것을 특징으로 하는 프린트배선판의 제조방법.

   ① 550ml/l∼650ml/l 농도의 황산용액

   ② 황산과 질산의 혼산(混酸)용액

   ③ 황산과 m-니트로벤젠술폰산의 혼합용액
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 프린트배선판.