WO2021075195A1 - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents

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WO2021075195A1
WO2021075195A1 PCT/JP2020/034940 JP2020034940W WO2021075195A1 WO 2021075195 A1 WO2021075195 A1 WO 2021075195A1 JP 2020034940 W JP2020034940 W JP 2020034940W WO 2021075195 A1 WO2021075195 A1 WO 2021075195A1
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reflectance
wiring
light
circuit board
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PCT/JP2020/034940
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隼人 高倉
柴田 直樹
恭也 大薮
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日東電工株式会社
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    • H05K2203/16Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/163Monitoring a manufacturing process

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a wiring circuit board.
  • a suspension substrate with a circuit provided with a metal support layer made of stainless steel, a base insulating layer, and a conductor pattern made of copper on one side in the thickness direction is irradiated with light from one side in the thickness direction, and the reflected light is used to irradiate the conductor.
  • a method for inspecting the quality of a pattern is known (see, for example, Patent Document 1 below).
  • Patent Document 1 the difference between the reflectance of copper with respect to light having a wavelength of 650 nm and the reflectance of stainless steel with respect to light having a wavelength of 650 nm is about 33%.
  • the present invention provides a method for manufacturing a wiring circuit board capable of inspecting a wiring layer with high accuracy by increasing the contrast between the first reflected light of the wiring layer and the second reflected light of the different reflectance layer.
  • the wiring circuit board is irradiated with inspection light containing light having one wavelength from one side in the thickness direction of the wiring circuit board, and the wiring layer is based on the reflected light reflected by the wiring circuit board.
  • the first reflected light reflected on one side in the thickness direction of the wiring layer and the first reflected light reflected on one side in the thickness direction of the different reflectance layer are provided.
  • the wiring layer is inspected based on the contrast with the reflected light, and the difference between the reflectance R1 of the wiring layer with respect to the one light and the reflectance R2 of the different reflectance layer with respect to the one light is determined.
  • the present invention (2) includes the method for manufacturing a wiring circuit board according to (1), wherein the reflectance R1 of the wiring layer is higher than the reflectance R2 of the different reflectance layer.
  • the material of the wiring layer is copper and / or gold, and the material of the heteroreflectivity layer is at least selected from the group consisting of chromium, nickel, titanium, tungsten, zinc and iron.
  • the method for manufacturing a wiring circuit board according to item 1 is included.
  • the present invention (5) includes the method for manufacturing a wiring circuit board according to any one of (1) to (4), wherein the different reflectance layer has a thickness of 0.1 ⁇ m or less.
  • the present invention (6) includes the method for manufacturing a wiring circuit board according to any one of (1) to (5), wherein the different reflectance layer is formed by sputtering in the first step.
  • the difference between the reflectance R1 of the wiring layer and the reflectance R2 of the different reflectance layer is as high as 40% or more, the first reflected light of the wiring layer and the different reflectance layer The contrast with the second reflected light can be strengthened. Therefore, the outer shape of the wiring layer can be inspected with high accuracy.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a wiring circuit board manufactured according to an embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • the image processing diagram of the wiring layer and the different reflectance layer produced based on the reflected light in the 2nd step of Example 1 is shown.
  • the method for manufacturing the wiring circuit board 1 includes a first step of preparing the wiring circuit board 1 shown in FIG. 1 and a second step of inspecting the wiring layer 5 (described later).
  • the wiring circuit board 1 has one side and the other side facing each other in the thickness direction.
  • the wiring circuit board 1 has a substantially flat plate shape extending in a plane direction orthogonal to the thickness direction.
  • the wiring circuit board 1 includes a metal support layer 2, a different reflectance layer 3 arranged on one side of the metal support layer 2 in the thickness direction, and a base insulating layer 4 arranged on one side of the different reflectance layer 3 in the thickness direction.
  • a wiring layer 5 arranged on one side in the thickness direction of the base insulating layer 4 and a cover insulating layer 6 arranged on one side and the side surface in the thickness direction of the wiring layer 5 are provided.
  • the wiring circuit board 1 preferably includes only a metal support layer 2, a different reflectance layer 3, a base insulating layer 4, a wiring layer 5, and a cover insulating layer 6.
  • the metal support layer 2 has a substantially flat plate shape.
  • the material of the metal support layer 2 will be described later.
  • the size of the metal support layer 2 is not limited.
  • the lower limit of the thickness of the metal support layer 2 is, for example, 30 ⁇ m, preferably 50 ⁇ m, and more preferably 100 ⁇ m.
  • the upper limit of the thickness of the metal support layer 2 is, for example, 10 mm, preferably 1 mm.
  • the different reflectance layer 3 has a reflectance R2 different from the reflectance R1 of the wiring layer 5 described later.
  • the different reflectance layer 3 is in contact with one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction. Further, the different reflectance layer 3 is arranged on the entire surface of the metal support layer 2 on one surface in the thickness direction.
  • the different reflectance layer 3 has a thin layer shape extending in the plane direction. Further, one surface of the different reflectance layer 3 in the thickness direction is flat and parallel to one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction.
  • the material, surface roughness and reflectance R2 of the different reflectance layer 3 will be described later.
  • the lower limit of the thickness of the different reflectance layer 3 is, for example, 1 nm.
  • the upper limit of the thickness of the different reflectance layer 3 is, for example, 1 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m, and more preferably 0.1 ⁇ m.
  • the thickness of the different reflectance layer 3 is equal to or greater than the above lower limit, a predetermined reflectance R2 can be reliably obtained.
  • the wiring circuit board 1 can be made thinner.
  • the base insulating layer 4 is in contact with one surface of the different reflectance layer 3 in the thickness direction.
  • the base insulating layer 4 has a thin layer shape extending in the plane direction.
  • Examples of the material of the base insulating layer 4 include an insulating resin such as polyimide.
  • the base insulating layer 4 has a physical property capable of detecting the reflected light 12 (second reflected light 14) (described later) by transmitting the inspection light 11 described later.
  • the upper limit of the thickness of the base insulating layer 4 is, for example, 100 ⁇ m, preferably 50 ⁇ m
  • the lower limit of the thickness of the base insulating layer 4 is, for example, 1 ⁇ m, preferably 5 ⁇ m.
  • Light transmission of the base insulating layer 4 to light having a wavelength of 650 nm or more and 950 nm or less specifically, light having one wavelength selected from a wavelength range of 650 nm or more and 950 nm or less and used in the second step).
  • the lower limit of the rate is, for example, 70%, preferably 80%, more preferably 90%.
  • the upper limit of the light transmittance of the base insulating layer 4 is, for example, 100%.
  • the method for measuring the light transmittance is obtained in accordance with JIS K 7375 (2008).
  • the wiring layer 5 is in contact with one surface of the base insulating layer 4 in the thickness direction.
  • the wiring layer 5 integrally has a wiring 10 and a terminal (not shown) arranged at an end thereof.
  • a plurality of wirings 10 are arranged at intervals from each other. Each of the plurality of wires 10 extends in a direction orthogonal to their adjacent directions.
  • the wiring 10 has, for example, a substantially rectangular shape in cross section.
  • the wiring 10 connects one surface and the other surface facing each other in the thickness direction, one side surface connecting one end edge of one surface and one end edge of the other surface, and the other end edge of one surface and the other end edge of the other surface. Has other sides.
  • the material, surface roughness and refractive index R1 of the wiring layer 5 will be described later.
  • the lower limit of the thickness of the wiring layer 5 is, for example, 1 ⁇ m, preferably 5 ⁇ m.
  • the upper limit of the thickness of the wiring layer 5 is, for example, 50 ⁇ m, preferably 30 ⁇ m.
  • the upper limit of the width of the wiring 10 (the length in the direction orthogonal to the extending direction and the thickness direction) is, for example, 100 ⁇ m, preferably 30 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ m.
  • the lower limit of the width of the wiring 10 is, for example, 1 ⁇ m, preferably 3 ⁇ m.
  • the upper limit of the interval between adjacent wirings 10 is, for example, 100 ⁇ m, preferably 30 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ m.
  • the lower limit of the width of the wiring 10 is, for example, 1 ⁇ m, preferably 3 ⁇ m.
  • the wiring 10 can have a fine pitch.
  • the cover insulating layer 6 is arranged on one side of the base insulating layer 4 in the thickness direction so as to cover the wiring 10 and expose terminals (not shown). Specifically, the cover insulating layer 6 covers one side surface and the side surface of the wiring 10 in the thickness direction.
  • the cover insulating layer 6 has a layer shape extending in the plane direction. The thickness, material and light transmittance of the cover insulating layer 6 are the same as those of the base insulating layer 4.
  • the reflectance R1 of the wiring layer 5 is obtained by irradiating the wiring layer 5 on the wiring circuit board 1 with inspection light at an incident angle of 5 degrees and detecting the reflected light in accordance with JIS R3106 (2019). Be done.
  • the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 is obtained by the same method as described above.
  • the wavelength of light used for measuring the reflectance R1 of the wiring layer 5 and the wavelength of light used for measuring the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 are the same.
  • the incident angle is an angle formed by the irradiation direction of the inspection light and the normal direction of one surface in the thickness direction of the wiring layer 5.
  • ) is less than 40% (0% or more and less than 40%)
  • the contrast between the first reflected light 13 and the second reflected light 14 (described later) is sufficiently in the second step described later. Can't be high. Therefore, when the wiring 10 has a fine pitch, the wiring 10 cannot be inspected accurately.
  • the lower limit of the difference (
  • the upper limit of the difference (
  • the reflectance R1 of the wiring layer 5 with respect to the light having one wavelength is higher than the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 with respect to the light having one wavelength described above. ..
  • the value (R1-R2) obtained by subtracting the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 from the reflectance R1 of the wiring layer 5 is a positive number.
  • the different reflectance layer 3 becomes a low reflectance layer having a reflectance R2 lower than the reflectance R1 of the wiring layer 5. If the reflectance R1 of the wiring layer 5 is higher than the reflectance R2 of the different reflectance layer 3, the materials of the wiring layer 5 and the different reflectance layer 3 can be easily selected.
  • the reflectance R1 and material of the wiring layer 5 and the reflectance R2 and material of the different reflectance layer 3 are appropriately selected so that the above difference (
  • the upper limit of the ratio (R2 / R1) of the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 to the reflectance R1 of the wiring layer 5 is, for example, 0.5, and the lower limit is 0.1.
  • examples of the material of the wiring layer 5 include metals (conductors) such as copper, silver, gold, iron, and aluminum. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the material of the wiring layer 5 is preferably copper, a copper alloy, or gold from the viewpoint of obtaining high electrical conductivity, and more preferably copper or gold.
  • examples of the material of the heteroreflectivity layer 3 include metals and resins, preferably metals, and more preferably chromium, nickel, titanium, tungsten, zinc, and iron. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the different reflectance layer 3 and the wiring layer 5 can be adjusted.
  • the upper limit of the arithmetic surface roughness Ra of the wiring layer 5 is set to, for example, 70 nm, preferably 60 nm
  • the lower limit of the arithmetic surface roughness Ra of the heteroreflectivity layer 3 is set to, for example, 75 nm, preferably. Is set to 90 nm.
  • ) can be made 40%, and the reflectance R1 of the wiring layer 5 can be made higher than the reflectance R2 of the different reflectance layer 3.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the different reflectance layer 3 and the wiring layer 5 is obtained in accordance with JIS B 0601 (2013).
  • the material of the metal support layer 2 is not particularly limited.
  • a known or commonly used metal-based material (specifically, a metal material) can be appropriately selected and used.
  • examples of the metal-based material include metal elements classified into groups 1 to 16 in the periodic table, alloys containing two or more of these metal elements, and the like.
  • the metal-based material may be either a transition metal or a main group metal. More specifically, the metal-based materials include, for example, Group 2 metal elements such as calcium, Group 4 metal elements such as titanium and zirconium, Group 5 metal elements such as vanadium, chromium, molybdenum, and tungsten.
  • Group 6 metal elements Group 7 metal elements such as manganese, Group 8 metal elements such as iron, Group 9 metal elements such as cobalt, Group 10 metal elements such as nickel and platinum, copper, silver, gold, etc.
  • Examples include Group 11 metal elements, Group 12 metal elements such as zinc, Group 13 metal elements such as aluminum and gallium, and Group 14 metal elements such as germanium and tin. These can be used alone or in combination.
  • ) between the reflectance R1 of the wiring layer 5 and the reflectance R3 of the metal support layer with respect to the above-mentioned light of one wavelength is, for example, 35% or less, preferably 35% or less. , 20% or less, more preferably 15% or less.
  • the reflectance R3 of the metal support layer 2 is obtained by the same method as the method for measuring the reflectance R1 of the wiring layer 5.
  • the wavelength of light used for measuring the reflectance R3 of the metal support layer 2 and the wavelength of light used for measuring the reflectance R1 of the wiring layer 5 are the same.
  • the same material as the wiring layer 5 can be mentioned. If the materials of the wiring layer 5 and the metal support layer 2 are the same, the manufacturing process becomes simple.
  • this wiring circuit board 1 is provided with a different reflectance layer 3 between the metal support layer 2 and the wiring layer 5, and the difference in reflectance between the metal support layer 2 and the different reflectance layer 3 is as high as 40% or more.
  • the contrast between the first reflected light 13 and the second reflected light 14 (described later) can be sufficiently increased.
  • the different reflectance layer 3, the base insulating layer 4, the wiring layer 5, and the cover insulating layer 6 are laminated in this order on the metal support layer 2.
  • the metal support layer 2 is prepared.
  • the different reflectance layer 3 is arranged on one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction. If the material of the different reflectance layer 3 is a metal, the different reflectance layer 3 is arranged on one surface in the thickness direction of the metal support layer 2 by, for example, sputtering or plating. If the material of the different reflectance layer 3 is a resin, the different reflectance layer 3 is arranged on one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction by, for example, coating.
  • the different reflectance layer 3 is formed by sputtering the different reflectance layer 3 in order to form a homogeneous layer.
  • the base insulating layer 4 is arranged on one surface in the thickness direction of the different reflectance layer 3 by applying the material of the base insulating layer 4.
  • the wiring layer 5 is arranged on one side of the base insulating layer 4 in the thickness direction by an additive method, a subtractive method, or the like.
  • the cover insulating layer 6 is arranged so as to cover the wiring layer 5 on one surface in the thickness direction of the base insulating layer 4 by applying the material of the cover insulating layer 6 or the like.
  • the outer shape of the wiring layer 5 is inspected.
  • the inspection device 15 is used.
  • the inspection device 15 is arranged on one side of the wiring circuit board 1 in the thickness direction.
  • the inspection device 15 includes a light emitting unit and a light receiving unit (neither of them is shown).
  • the light emitting unit can incident the inspection light 11 on the wiring circuit board 1.
  • the light emitting unit includes, for example, an LED (light emitting diode) and the like.
  • the inspection light 11 may include light having a wavelength of 650 nm or more and 950 nm or less.
  • one wavelength for example, 650 nm, 850 nm, 950 nm is selected from the above wavelength range.
  • the light receiving unit can receive the reflected light 12 (the first reflected light 13 and the second reflected light 14 described later).
  • the light receiving unit includes a camera such as a CCD camera.
  • the inspection light 11 is irradiated from the light emitting portion of the inspection device 15 to one surface of the wiring circuit board 1 in the thickness direction.
  • a part of the inspection light 11 passes through the cover insulating layer 6 located on one side in the thickness direction of the wiring layer 5 and reaches one side in the thickness direction of the wiring layer 5, where the first reflected light 13 is generated. ..
  • the upper limit of the incident angle of the inspection light 11 with respect to the wiring layer 5 is, for example, 30 degrees, preferably 15 degrees, and the lower limit is 0 degrees.
  • the incident angle is an angle formed by the traveling direction of the inspection light 11 and the normal direction of one surface in the thickness direction of the wiring layer 5.
  • the rest of the inspection light 11 passes through the cover insulating layer 6 around the wiring layer 5 and the base insulating layer 4 in order, and reaches one surface in the thickness direction of the different reflectance layer 3, where the second reflected light is transmitted. 14 is generated.
  • the upper limit of the incident angle of the inspection light 11 with respect to the different reflectance layer 3 is, for example, 30 degrees, preferably 15 degrees, and the lower limit is 0 degrees.
  • the incident angle is an angle formed by the traveling direction of the inspection light 11 and the normal direction of one surface in the thickness direction of the different reflectance layer 3.
  • the first reflected light 13 and the second reflected light 14 constitute the reflected light 12 reflected by the wiring circuit board 1.
  • the reflected light 12 includes a first reflected light 13 and a second reflected light 14.
  • the reflected light 12 includes only the first reflected light 13 and the second reflected light 14. That is, since the cover insulating layer 6 and the base insulating layer 4 are transparent, the reflected light 12 is not substantially generated on one surface of the cover insulating layer 6 in the thickness direction or one surface of the base insulating layer 4 in the thickness direction. ..
  • the different reflectance layer 3 having the above-mentioned reflectance R2 is arranged on the entire surface of one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction. Therefore, the inspection light 11 is reflected on one surface in the thickness direction of the different reflectance layer 3 before reaching one surface in the thickness direction of the metal support layer 2. As a result, reflected light 12 (third reflected light as in Comparative Examples 2 and 4) is not substantially generated on one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction.
  • the reflected light 12 is received by the light receiving unit.
  • the first reflected light 13 passes through the cover insulating layer 6 and reaches the light receiving portion.
  • the second reflected light 14 passes through the base insulating layer 4 and the cover insulating layer 6 in order, and reaches the light receiving portion.
  • the first reflected light 13 and the second reflected light 14 received by the light receiving unit generate a contrast based on the difference in the intensity of the light. Specifically, the difference in reflectance between the first reflected light 13 generated on one side in the thickness direction in the wiring layer 5 and the second reflected light 14 generated on one side in the thickness direction in the different reflectance layer 3. Since (
  • the outer shape of the wiring layer 5 is detected to determine the quality of the wiring layer 5.
  • the difference between the reflectance R1 of the wiring layer 5 and the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 is as high as 40% or more, so that the first wiring layer 5 is used.
  • the contrast between the reflected light 13 and the second reflected light 14 of the different reflectance layer 3 can be increased.
  • the outer shape of the wiring layer 5 can be inspected with high accuracy.
  • the materials of the wiring layer 5 and the different reflectance layer 3 can be easily selected.
  • copper and / or gold having high electrical conductivity and high reflectance R1 can be selected as the material of the wiring layer 5, and the wiring layer 5 is used as the material of the heteroreflectivity layer 3.
  • a material having a reflectance lower than R1 at least one metal selected from the group consisting of chromium, nickel, titanium, tungsten, zinc and iron can be selected.
  • the first reflected light 13 of the wiring layer 5 and the first reflected light 13 of the different reflectance layer 3 2 Since the contrast with the reflected light 14 can be strengthened, even if the difference between the reflectance R1 of the wiring layer 5 and the reflectance R3 of the metal support layer 2 is as low as 20% or less, the outer shape of the wiring layer 5 Can be inspected with high accuracy.
  • the different reflectance layer 3 has a thickness of 0.1 ⁇ m or less, the wiring circuit board 1 can be made thinner.
  • the different reflectance layer 3 is formed by sputtering, a homogeneous different reflectance layer 3 can be formed, and therefore, a stable contrast can be obtained in the inspection of the second step.
  • Example 1 A metal support layer 2 having a thickness of 100 ⁇ m and a material of a copper alloy (copper-titanium alloy) was prepared.
  • the reflectance R3 of the metal support layer 2 with respect to light having a wavelength of 650 nm was 81.1%.
  • a heteroreflectivity layer 3 having a thickness of 0.05 ⁇ m and a material of chromium was formed on one surface of the metal support layer 2 in the thickness direction by sputtering.
  • the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 with respect to light having a wavelength of 650 nm was 42.0%.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the heteroreflectivity layer 3 was 100 nm.
  • a base insulating layer 4 having a thickness of 15 ⁇ m and a material of polyimide was formed on one surface of the different reflectance layer 3 in the thickness direction by coating, exposing and developing the material.
  • the light transmittance of the base insulating layer 4 with respect to light having a wavelength of 650 nm was 90%.
  • a wiring layer 5 having a thickness of 10 ⁇ m and a material of copper was formed on one surface of the base insulating layer 4 in the thickness direction by an additive method.
  • the width of the wiring 10 was 10 ⁇ m.
  • the distance between the adjacent wirings 10 was 10 ⁇ m.
  • the reflectance R1 of the wiring layer 5 with respect to light having a wavelength of 650 nm was 94.6%. That is, the difference between the reflectance R1 of the wiring layer 5 and the reflectance R2 of the different reflectance layer 3 was 52.6%.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the wiring layer 5 was 50 nm.
  • a cover insulating layer 6 having a thickness of 15 ⁇ m and a material of polyimide was formed so as to cover the wiring 10 and expose the terminals (not shown).
  • the light transmittance of the cover insulating layer 6 with respect to light having a wavelength of 650 nm was 90%.
  • the wiring circuit board 1 was prepared (first step).
  • the above-mentioned inspection device 15 is arranged on one side of the wiring circuit board 1 in the thickness direction, and the wiring circuit board 1 is irradiated with inspection light 11 which is red light including a wavelength of 650 nm from the light emitting portion toward the wiring circuit board 1.
  • the outer shape of the wiring 10 of the wiring layer 5 was recognized based on the reflected light 12 including the first reflected light 13 and the second reflected light 14 (second step).
  • FIG. 2 shows an image processing diagram of the wiring layer 5 based on the detection of the light receiving portion.
  • Example 15 to Comparative Example 5 The first step and the second step were carried out in the same manner as in Example 1 except that the layer structure, the physical characteristics of each layer, and the wavelength used in the second step were changed according to Tables 1 to 3.
  • Example 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 3 provided with the different reflectance layer 3 the first reflected light 13 in the wiring layer 5 and the second reflected light in the different reflectance layer 3 are provided. A contrast with 14 was produced, and based on this, the following was evaluated.
  • the method of the present invention is used for manufacturing a wiring circuit board.

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Abstract

配線回路基板1の製造方法は、金属支持層2、異反射率層3、ベース絶縁層4および配線層5を厚み方向一方側に向かって順に備える配線回路基板1を準備する第1工程と、波長650nm以上、950nm以下の光のうち、一の波長を有する光を含む反射光12を、配線回路基板1の厚み方向一方側から、配線回路基板1に照射し、配線回路基板1で反射した反射光12に基づいて、配線層5を検査する第2工程とを備える。第2工程では、配線層5の厚み方向一方面で反射した第1反射光13と、異反射率層3の厚み方向一方面で反射した第2反射光14とのコントラストに基づいて、配線層5の外形形状を検査する。一の波長を有する光に対する配線層5の反射率R1と、一の波長を有する光に対する異反射率層3の反射率R2との差が、40%以上である。

Description

配線回路基板の製造方法
 本発明は、配線回路基板の製造方法に関する。
 従来、ステンレスからなる金属支持層、ベース絶縁層、および、銅からなる導体パターンを厚み方向一方側に備える回路付サスペンション基板に、厚み方向一方側から、光を照射し、その反射光によって、導体パターンの良否を検査する方法が知られている(例えば、下記特許文献1参照。)。
 特許文献1では、波長650nmの光に対する銅の反射率と、波長650nmの光に対するステンレスの反射率との差が33%程度であることから、それらの差に基づくコントラストによって、導体パターンの外形形状を認識している。
特開2012-059756号公報
 近年、配線層のファインピッチ化に伴って、検査においてより一層優れた精度が求められ、そのため、より一層強いコントラストが求められる。
 しかし、上記した金属支持層および導体パターンでは、コントラストを強くするには限界がある。
 本発明は、配線層の第1反射光と異反射率層の第2反射光とのコントラストを強くして、高い精度で配線層を検査できる、配線回路基板の製造方法を提供する。
 本発明(1)は、金属支持層、異反射率層、絶縁層および配線層を厚み方向一方側に向かって順に備える配線回路基板を準備する第1工程と、波長650nm以上、950nm以下の光のうち、一の波長を有する光を含む検査光を、前記配線回路基板の厚み方向一方側から、前記配線回路基板に照射し、前記配線回路基板で反射した反射光に基づいて、前記配線層の外形形状を検査する第2工程とを備え、前記第2工程では、前記配線層の厚み方向一方面で反射した第1反射光と、前記異反射率層の厚み方向一方面で反射した第2反射光とのコントラストに基づいて、前記配線層を検査し、前記一の光に対する前記配線層の反射率R1と、前記一の光に対する前記異反射率層の反射率R2との差が、40%以上である、配線回路基板の製造方法を含む。
 本発明(2)は、前記配線層の反射率R1が、前記異反射率層の反射率R2より高い、(1)に記載の配線回路基板の製造方法を含む。
 本発明(3)は、前記配線層の材料が、銅および/または金であり、前記異反射率層の材料が、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、亜鉛および鉄からなる群から選択される少なくとも1つの金属である、(1)または(2)に記載の配線回路基板の製造方法を含む。
 本発明(4)は、前記配線層の反射率R1と、前記一の光に対する前記金属支持層の反射率R3との差が、20%以下である、(1)~(3)のいずれか一項に記載の配線回路基板の製造方法を含む。
 本発明(5)は、前記異反射率層が、0.1μm以下の厚みを有する、(1)~(4)のいずれか一項に記載の配線回路基板の製造方法を含む。
 本発明(6)は、前記第1工程では、前記異反射率層を、スパッタリングにより形成する、(1)~(5)のいずれか一項に記載の配線回路基板の製造方法を含む。
 本発明の製造方法では、配線層の反射率R1と、異反射率層の反射率R2との差が、40%以上と高いことから、配線層の第1反射光と、異反射率層の第2反射光とのコントラストを強くすることができる。そのため、配線層の外形形状を高い精度で検査できる。
図1は、本発明の製造方法の一実施形態で製造される配線回路基板の断面図である。 実施例1の第2工程において、反射光に基づいて作製した配線層および異反射率層の画像処理図を示す。
 本発明の配線回路基板の製造方法の一実施形態を説明する。
 配線回路基板1の製造方法は、図1に示す配線回路基板1を準備する第1工程と、配線層5(後述)を検査する第2工程とを備える。
 <第1工程>
 配線回路基板1は、厚み方向に対向する一方面および他方面を有する。配線回路基板1は、厚み方向に直交する面方向に延びる略平板形状を有する。
 配線回路基板1は、金属支持層2と、異反射率層3と、絶縁層の一例としてのベース絶縁層4と、配線層5と、カバー絶縁層6とを厚み方向一方側に向かって順に備える。配線回路基板1は、金属支持層2と、金属支持層2の厚み方向一方面に配置される異反射率層3と、異反射率層3の厚み方向一方面に配置されるベース絶縁層4と、ベース絶縁層4の厚み方向一方面に配置される配線層5と、配線層5の厚み方向一方面および側面に配置されるカバー絶縁層6とを備える。配線回路基板1は、好ましくは、金属支持層2と、異反射率層3と、ベース絶縁層4と、配線層5と、カバー絶縁層6とのみを備える。
 金属支持層2は、略平板形状を有する。金属支持層2の材料は、後述する。金属支持層2のサイズは、限定されない。金属支持層2の厚みの下限は、例えば、30μm、好ましくは、50μm、より好ましくは、100μmである。金属支持層2の厚みの上限は、例えば、10mm、好ましくは、1mmである。
 異反射率層3は、後述する配線層5の反射率R1と異なる反射率R2を有する。異反射率層3は、金属支持層2の厚み方向一方面に接触している。また、異反射率層3は、金属支持層2の厚み方向一方面全面に配置されている。異反射率層3は、面方向に延びる薄層形状を有する。また、異反射率層3の厚み方向一方面は、平坦であって、金属支持層2の厚み方向一方面と平行する。
 異反射率層3の材料、表面粗さおよび反射率R2は、後述する。
 異反射率層3の厚みの下限は、例えば、1nmである。異反射率層3の厚みの上限は、例えば、1μm、好ましくは、0.5μm、より好ましくは、0.1μmである。
 異反射率層3の厚みが上記した下限以上であれば、所定の反射率R2を確実に得ることができる。異反射率層3の厚みが上記した上限以下であれば、配線回路基板1の薄型化を図ることができる。
 ベース絶縁層4は、異反射率層3の厚み方向一方面に接触している。ベース絶縁層4は、面方向に延びる薄層形状を有する。ベース絶縁層4の材料としては、ポリイミドなどの絶縁性樹脂が挙げられる。
 また、ベース絶縁層4は、後述する検査光11を透過させて、反射光12(第2反射光14)(後述)を検知できる物性を有する。具体的には、ベース絶縁層4の厚みの上限は、例えば、100μm、好ましくは、50μmであり、ベース絶縁層4の厚みの下限は、例えば、1μm、好ましくは、5μmである。波長650nm以上、950nm以下の光(具体的には、波長650nm以上、950nm以下の波長範囲から選択される一の波長を有し、第2工程で用いられる光)に対するベース絶縁層4の光透過率の下限は、例えば、70%、好ましくは、80%、より好ましくは、90%である。ベース絶縁層4の光透過率の上限は、例えば、100%である。光透過率の測定方法は、JIS K 7375(2008)に準拠して、求められる。
 配線層5は、ベース絶縁層4の厚み方向一方面に接触している。配線層5は、配線10と、その端部に配置される端子(図示せず)とを一体的に有する。配線10は、互いに間隔を隔てて複数配置される。複数の配線10のそれぞれは、それらの隣接方向に対する直交方向に延びる。配線10は、例えば、断面視略矩形状を有する。配線10は、厚み方向に対向する一方面および他方面と、一方面の一端縁および他方面の一端縁を連結する一側面と、一方面の他端縁および他方面の他端縁を連結する他側面とを有する。
 配線層5の材料、表面粗さおよび屈折率R1は、後述する。
 配線層5の厚みの下限は、例えば、1μm、好ましくは、5μmである。配線層5の厚みの上限は、例えば、50μm、好ましくは、30μmである。
 配線10の幅(延びる方向および厚み方向に直交する方向長さ)の上限は、例えば、100μm、好ましくは、30μm、より好ましくは、20μmである。配線10の幅の下限は、例えば、1μm、好ましくは、3μmである。
 隣接する配線10間の間隔の上限は、例えば、100μm、好ましくは、30μm、より好ましくは、20μmである。配線10の幅の下限は、例えば、1μm、好ましくは、3μmである。
 配線10の幅および間隔が上記した上限以下であれば、配線10をファインピッチにすることができる。
 カバー絶縁層6は、配線10を被覆し、図示しない端子を露出するように、ベース絶縁層4の厚み方向一方面に配置されている。具体的には、カバー絶縁層6は、配線10の厚み方向一方面および側面を被覆する。カバー絶縁層6は、面方向に延びる層形状を有する。カバー絶縁層6の厚み、材料および光透過率は、ベース絶縁層4のそれらと同様である。
 <異反射率層および配線層の、材料、表面粗さおよび反射率>
 (反射率差)
 波長650nm以上、950nm以下の光のうち、一の波長を有する光に対する配線層5の反射率R1と、上記した一の波長を有する光に対する異反射率層3の反射率R2との差(|R1-R2|)は、40%以上である。
 配線層5の反射率R1は、JIS R3106(2019)に準拠し、検査光を、配線回路基板1における配線層5に対して入射角5度で照射し、反射光を検出することにより、求められる。異反射率層3の反射率R2は、上記と同様の方法によって求められる。
 配線層5の反射率R1の測定で用いられる光の波長と、異反射率層3の反射率R2の測定で用いられる光の波長とは、同一である。
 なお、入射角は、検査光の照射方向と、配線層5の厚み方向一方面の法線方向との成す角度である。
 差(|R1-R2|)が40%未満(0%以上40%未満)であれば、後述する第2工程において、第1反射光13および第2反射光14(後述)のコントラストを十分に高くすることができない。そのため、配線10がファインピッチ化であるときに、配線10を精度よく検査することができない。
 差(|R1-R2|)の下限は、好ましくは、45%、より好ましくは、50%である。
 一方、差(|R1-R2|)の上限は、特に限定されない。
 好ましくは、波長650nm以上、950nm以下の光のうち、一の波長を有する光に対する配線層5の反射率R1は、上記した一の波長を有する光に対する異反射率層3の反射率R2より高い。換言すれば、配線層5の反射率R1から異反射率層3の反射率R2を差し引いた値(R1-R2)は、正数である。これにより、異反射率層3は、配線層5の反射率R1より低い反射率R2を有する低反射率層となる。配線層5の反射率R1が異反射率層3の反射率R2より高ければ、配線層5および異反射率層3の材料の選択が容易である。
 配線層5の反射率R1および材料と、異反射率層3の反射率R2および材料とは、上記した差(|R1-R2|)が40%以上となるように、適宜選定される。
 なお、配線層5の反射率R1に対する異反射率層3の反射率R2の比(R2/R1)の上限は、例えば、0.5であり、また、下限は、0.1である。
 具体的には、配線層5の材料としては、銅、銀、金、鉄、アルミニウムなどの金属(導体)が挙げられる。これらは、単独使用または2種以上併用することができる。配線層5の材料として、好ましくは、高い電気伝導率を得る観点から、銅、銅合金、金が挙げられ、より好ましくは、銅、金が挙げられる。
 一方、異反射率層3の材料としては、金属、樹脂が挙げられ、好ましくは、金属が挙げられ、より好ましくは、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、亜鉛、鉄が挙げられる。これらは、単独使用または2種以上併用することができる。
 また、材料の選定に代えて、または、材料の選定とともに、異反射率層3および配線層5の算術表面粗さRaを調整することもできる。具体的には、配線層5の算術表面粗さRaの上限を、例えば、70nm、好ましくは、60nmに設定し、異反射率層3の算術表面粗さRaの下限を、例えば、75nm、好ましくは、90nmに設定する。これにより、反射率の差(|R1-R2|)を40%、かつ、配線層5の反射率R1を異反射率層3の反射率R2より高くできる。なお、異反射率層3および配線層5の算術表面粗さRaは、JIS B 0601(2013)に準拠して、求められる。
 <金属支持層の材料および反射率>
 金属支持層2の材料は、特に限定されない。金属支持層2の材料としては、例えば、公知ないし慣用の金属系材料(具体的には、金属材料)から適宜選択して用いることができる。具体的には、金属系材料としては、周期表で、第1族~第16族に分類されている金属元素や、これらの金属元素を2種類以上含む合金などが挙げられる。なお、金属系材料としては、遷移金属、典型金属のいずれであってもよい。より具体的には、金属系材料としては、例えば、カルシウムなどの第2族金属元素、チタン、ジルコニウムなどの第4族金属元素、バナジウムなどの第5族金属元素、クロム、モリブデン、タングステンなどの第6族金属元素、マンガンなどの第7族金属元素、鉄などの第8族金属元素、コバルトなどの第9族金属元素、ニッケル、白金などの第10族金属元素、銅、銀、金などの第11族金属元素、亜鉛などの第12族金属元素、アルミニウム、ガリウムなどの第13族金属元素、ゲルマニウム、錫などの第14族金属元素が挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。
 金属系材料としては、配線層5の反射率R1と、上記した一の波長の光に対する金属支持層の反射率R3との差(|R1-R3|)が、例えば、35%以下、好ましくは、20%以下、より好ましくは、15%以下となるような材料が選択される。
 なお、金属支持層2の反射率R3は、配線層5の反射率R1の測定方法と同様の方法によって求められる。なお、金属支持層2の反射率R3の測定で用いられる光の波長と、配線層5の反射率R1の測定で用いられる光の波長とは、同一である。
 そのような金属系材料としては、好ましくは、配線層5と同一の材料が挙げられる。配線層5および金属支持層2の材料が同一であれば、製造工程が簡便となる。
 他方、配線層5および金属支持層2の材料が同一であれば、配線層5および金属支持層2における反射光のコントラストがなくなる。しかしながら、この配線回路基板1は、金属支持層2および配線層5の間に異反射率層3を備え、金属支持層2および異反射率層3の反射率の差が40%以上と高いため、第2工程において、第1反射光13および第2反射光14(後述)のコントラストを十分に高くできる。
 第1工程において、配線回路基板1を準備するには、例えば、金属支持層2に、異反射率層3、ベース絶縁層4、配線層5およびカバー絶縁層6を順に積層する。
 例えば、まず、金属支持層2を準備する。
 次いで、異反射率層3を金属支持層2の厚み方向一方面に配置する。異反射率層3の材料が金属であれば、例えば、スパッタリング、めっきなどよって、異反射率層3を金属支持層2の厚み方向一方面に配置する。異反射率層3の材料が樹脂であれば、例えば、塗布などによって、異反射率層3を金属支持層2の厚み方向一方面に配置する。
 好ましくは、均質な層を形成するために、異反射率層3をスパッタリングで、異反射率層3を形成する。
 続いて、ベース絶縁層4の材料の塗布などによって、ベース絶縁層4を異反射率層3の厚み方向一方面に配置する。
 続いて、アディティブ法、サブトラクティブ法などによって、配線層5をベース絶縁層4の厚み方向一方面に配置する。
 その後、カバー絶縁層6の材料の塗布などによって、カバー絶縁層6を、ベース絶縁層4の厚み方向一方面に、配線層5を被覆するように配置する。
<第2工程>
 第2工程では、配線層5の外形形状を検査する。
 例えば、第2工程では、検査装置15が用いられる。検査装置15は、配線回路基板1の厚み方向一方側に配置する。検査装置15は、発光部および受光部(いずれも図示せず)を含む。
 発光部は、検査光11を配線回路基板1に対して入射可能である。発光部は、例えば、LED(発光ダイオード)などを含む。
 検査光11は、波長650nm以上、950nm以下の光を含んでいればよい。検査光11は、上記した波長範囲から、一の波長(例えば、650nm、850nm、950nm)が選択される。
 受光部は、反射光12(後述する第1反射光13および第2反射光14)を受光可能である。受光部は、CCDカメラなどのカメラを含む。
 第2工程を実施するには、検査光11を、検査装置15の発光部から配線回路基板1の厚み方向一方面に照射する。
 検査光11の一部は、配線層5の厚み方向一方側に位置するカバー絶縁層6を透過して、配線層5の厚み方向一方面に至り、ここで、第1反射光13を生成する。
 検査光11の配線層5に対する入射角の上限は、例えば、30度、好ましくは、15度であり、また、下限は、0度である。入射角は、検査光11の進む方向と、配線層5の厚み方向一方面の法線方向との成す角度である。
 検査光11の残部は、配線層5の周囲のカバー絶縁層6、および、ベース絶縁層4を順に順に透過し、異反射率層3の厚み方向一方面に至り、ここで、第2反射光14を生成する。
 検査光11の異反射率層3に対する入射角の上限は、例えば、30度、好ましくは、15度であり、また、下限は、0度である。入射角は、検査光11の進む方向と、異反射率層3の厚み方向一方面の法線方向との成す角度である。
 第1反射光13および第2反射光14は、配線回路基板1で反射した反射光12を構成する。反射光12は、第1反射光13および第2反射光14を含む。
 好ましくは、反射光12は、第1反射光13および第2反射光14のみを含む。つまり、カバー絶縁層6およびベース絶縁層4が透明であることから、カバー絶縁層6の厚み方向一方面、または、ベース絶縁層4の厚み方向一方面では、反射光12が実質的に生成されない。
 また、金属支持層2の厚み方向一方面全面に、上記した反射率R2を有する異反射率層3が配置されている。そのため、検査光11は、金属支持層2の厚み方向一方面に至る前に、異反射率層3の厚み方向一方面で反射される。その結果、金属支持層2の厚み方向一方面では、反射光12(比較例2および4のような第3反射光)が実質的に生成されない。
 反射光12は、受光部で受光される。第1反射光13は、カバー絶縁層6を透過して、受光部に至る。第2反射光14は、ベース絶縁層4およびカバー絶縁層6を順に透過して、受光部に至る。
 受光部で受光される第1反射光13および第2反射光14は、それらの光の強度差に基づくコントラストを生じる。具体的には、配線層5において厚み方向一方面で生成された第1反射光13と、異反射率層3において厚み方向一方面で生成された第2反射光14とは、反射率の差(|R1-R2|)が40%以上と高いことから、強いコントラストを生じる。
 このコントラストに基づいて、配線層5の外形形状を検査する。
 例えば、配線層5の外形形状を検知して、配線層5の良否を判定する。
 そして、上記した配線回路基板1の製造方法において、配線層5の反射率R1と、異反射率層3の反射率R2との差が、40%以上と高いことから、配線層5の第1反射光13と、異反射率層3の第2反射光14とのコントラストを強くすることができる。
 そのため、配線層5がファインピッチであっても、配線層5の外形形状を高い精度で検査できる。
 また、配線層5の反射率R1が、異反射率層3の反射率R2より高ければ、配線層5および異反射率層3の材料の選択が容易である。
 具体的には、配線層5の材料として、電気伝導率が高く、かつ、反射率R1が高い銅および/または金を選択でき、その上で、異反射率層3の材料として、配線層5の反射率R1より低い材料として、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、亜鉛および鉄からなる群から選択される少なくとも1つの金属を選択できる。
 また、異反射率層3を備えない従来の配線回路基板1の製造方法において、配線層5の反射率R1と、金属支持層2の反射率R3との差が、20%以下と低い場合には、差に基づくコントラストが弱い。そのため、配線層5の外形形状を高い精度で検査できない。
 しかし、この実施形態のように、異反射率層3を備える配線回路基板1の製造方法によれば、上記したように、配線層5の第1反射光13と、異反射率層3の第2反射光14とのコントラストを強くできるので、たとえ、配線層5の反射率R1と、金属支持層2の反射率R3との差が、20%以下と低くても、配線層5の外形形状を高い精度で検査できる。
 さらに、異反射率層3が0.1μm以下の厚みを有するので、配線回路基板1の薄型化を図ることができる。
 また、第1工程では、異反射率層3をスパッタリングで形成すれば、均質な異反射率層3を形成でき、そのため、第2工程の検査において安定したコントラストを得ることができる。
 以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合(割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
  実施例1
 厚みが100μm、材料が銅合金(銅-チタン合金)である金属支持層2を準備した。
波長650nmの光に対する金属支持層2の反射率R3は、81.1%であった。
 続いて、厚みが0.05μm、材料がクロムである異反射率層3を、金属支持層2の厚み方向一方面に、スパッタリングによって形成した。波長650nmの光に対する異反射率層3の反射率R2は、42.0%であった。異反射率層3の算術表面粗さRaは、100nmであった。
 続いて、厚みが15μm、材料がポリイミドであるベース絶縁層4を、材料の塗布、露光および現像によって、異反射率層3の厚み方向一方面に形成した。波長650nmの光に対するベース絶縁層4の光透過率は、90%であった。
 続いて、厚みが10μm、材料が銅である配線層5を、ベース絶縁層4の厚み方向一方面に、アディティブ法により形成した。配線10の幅は、10μmであった。隣接する配線10間は、10μmであった。
 波長650nmの光に対する配線層5の反射率R1は、94.6%であった。つまり、配線層5の反射率R1と異反射率層3の反射率R2との差は、52.6%であった。
 配線層5の算術表面粗さRaは、50nmであった。
 その後、厚みが15μm、材料がポリイミドであるカバー絶縁層6を、配線10を被覆し、端子(図示せず)を露出するように、形成した。波長650nmの光に対するカバー絶縁層6の光透過率は、90%であった。
 これによって、配線回路基板1を準備した(第1工程)。
 上記した検査装置15を、配線回路基板1の厚み方向一方側に配置し、発光部から配線回路基板1に向けて、波長650nmを含む赤色光である検査光11を照射し、配線回路基板1で生成され、第1反射光13および第2反射光14を含む反射光12に基づいて、配線層5の配線10の外形を認識した(第2工程)。
 受光部の検知に基づく配線層5の画像処理図を図2に示す。
  実施例15~比較例5
 層構成、各層の物性および第2工程で用いられる波長を表1~3に従って変更した以外は、実施例1と同様にして、第1工程および第2工程を実施した。
 なお、実施例2~12および比較例1~4の第2工程では、波長650nmの光を用いた。実施例13~15および比較例5の第2工程では、波長850nmの光を用いた。
  評価
 第2工程における配線10の検査について、下記の通り評価した。
 詳しくは、異反射率層3を備える、実施例1~実施例15と比較例1と比較例3とでは、配線層5における第1反射光13と、異反射率層3における第2反射光14とのコントラストを生じ、これに基づき、下記を評価した。
 異反射率層3を備えない比較例2および比較例4では、配線層5における第1反射光13と、金属支持層2における第3反射光とのコントラストを生じ、これに基づき、下記を評価した。
○:反射光12における強いコントラストに基づき、配線10の外形形状を明瞭に認識できた。
×:反射光12におけるコントラストが弱く、そのため、配線10の外形形状を明瞭に認識できなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。
 本発明の方法は、配線回路基板の製造に用いられる
1 配線回路基板
2 金属支持層
3 異反射率層
4 ベース絶縁層
5 配線層
11 検査光
12 反射光
13 第1反射光
14 第2反射光
R1 配線層の反射率
R2 異反射率層の反射率
R3 金属支持層の反射率

Claims (6)

  1.  金属支持層、異反射率層、絶縁層および配線層を厚み方向一方側に向かって順に備える配線回路基板を準備する第1工程と、
     波長650nm以上、950nm以下の光のうち、一の波長を有する光を含む検査光を、前記配線回路基板の厚み方向一方側から、前記配線回路基板に照射し、前記配線回路基板で反射した反射光に基づいて、前記配線層の外形形状を検査する第2工程とを備え、
     前記第2工程では、前記配線層の厚み方向一方面で反射した第1反射光と、前記異反射率層の厚み方向一方面で反射した第2反射光とのコントラストに基づいて、前記配線層を検査し、
     前記一の光に対する前記配線層の反射率R1と、前記一の光に対する前記異反射率層の反射率R2との差が、40%以上であることを特徴とする、配線回路基板の製造方法。
  2.  前記配線層の反射率R1が、前記異反射率層の反射率R2より高いことを特徴とする、
    請求項1に記載の配線回路基板の製造方法。
  3.  前記配線層の材料が、銅および/または金であり、
     前記異反射率層の材料が、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、亜鉛および鉄からなる群から選択される少なくとも1つの金属であることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板の製造方法。
  4.  前記配線層の反射率R1と、前記一の光に対する前記金属支持層の反射率R3との差が、20%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板の製造方法。
  5.  前記異反射率層が、0.1μm以下の厚みを有することを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板の製造方法。
  6.  前記第1工程では、前記異反射率層を、スパッタリングにより形成することを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板の製造方法。
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