JP2004266230A

JP2004266230A - 回路基板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004266230A
Application number: JP2003057646A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Fukase; 克哉深瀬
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】安価で簡便なサブトラクティブ法による回路基板を製造する場合において、導体パターンの微細化を達成することのできる回路基板の製造方法を提案する。
【解決手段】絶縁基材（１）の表面に形成した金属層（２）に、レーザ光の照射により昇華しないレジスト（４）から成る第１マスキングを介してハーフエッチングを施し、第１マスキングの上面及びハーフエッチングを施した面に、レーザ光の照射により昇華可能なレジストから成る第２マスキングを塗布し、第２マスキング（２０）を塗布した面にレーザ光を照射して、第２マスキングを昇華させ、一方、第１マスキングの投影領域内にある昇華されない第２マスキングの部分を保護膜（２２）として残し、第１マスキング及び保護層のレジストを介してエッチングすることで金属層に導体パターンを形成し、その後、第１マスキング及び保護層を剥離する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路基板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、サブトラクティブ法によって絶縁基材上に導体パターンを形成する回路基板の製造方法及びその方法によって製造された回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板を製造する場合において、サブトラクティブ法は安価で簡便な方法であり、従来から最も広く使用されている。その半面、近年における半導体装置や各種の電子機器の高密度化、微細化に伴って、回路基板におけるより微細な導体パターンを得るという点では、不利な面もある。
【０００３】
図１（ａ）〜（ｄ）は従来のサブトラクティブ法により回路基板を製造する工程を示す断面図で、エッチングにより樹脂基材の上に導体パターンを形成する工程を示す。まず、図１（ａ）に示すように、樹脂基材１に銅箔２を貼り付けた基板素材３を準備し、次に図１（ｂ）に示すように、基板素材３の銅箔２の表面にマスキング用として、ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）を形成し又は液状レジストを塗布することにより、レジスト４を形成し、周知の方法でこのレジスト４の露光、現像を行って、レジストパターン４ｂを形成する。次に、図１（ｃ）に示すように、エッチング液を吹き付けて銅箔２のレジストパターン形成部分以外の部分を溶解させて銅パターン部分を残す。そして、図１（ｄ）に示すように、レジストパターン４ｂを除去することにより、残された銅箔の部分が導体パターン５となる。
【０００４】
しかしながら、上述した従来の回路基板の製造方法によると、図１（ｃ）に示すように、導体パターン５の断面形状が、下部側、即ち樹脂基材１と銅箔２との界面６の側のパターン幅（ｂ）に対して、レジストを形成した上部側の幅（ａ）が小さい略台形の形状となる傾向にある。これは、エッチングの進行過程において、エッチング液がマスキング４の直下の部分にまで適用されるからである。特に、樹脂基材１と銅箔２との間の界面６は、一般には図示のように微小な凹凸があり、この凹凸の界面６にまで十分にエッチング液を適用するのに時間を要することもあり、その間に上述のようにエッチング液がマスキング４の直下の部分にまで適用されてしまうからである。
【０００５】
このため、パターン５の幅そのもの、或いは隣接するパターン間のピッチ（ｃ）を縮小しようとすると、パターン５の特に樹脂基材１から離れた上部の側において十分な幅を確保することが困難となり、結局、微細化を達成することが困難となっていた。
【０００６】
このような問題を解消するために、先行技術として示した特許文献１〜４においては、プリント基板等の回路基板を製造するにあたり、最初、被エッチング層をハーフエッチングした後に、レジスト層の加熱・軟化等の処理を行い、軟化したレジスト層で被エッチング層のサイドエッチングされた部分を覆い、その後被エッチング層を再びエッチングすることにより、サイドエッチングされた部分の更なるエッチングを防止して、回路パターンの断面形状が上部と底部とでパターン幅の差の少ない安定したパターンを形成する方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−１５３８８９号公報
【特許文献２】
特開平５−３２７１７９号公報
【特許文献３】
特開２００１−９４２３４号公報
【特許文献４】
特開２００２−２４６７２６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１〜４において開示されている回路基板の製造方法によると、導体パターンの上部と底部とでパターン幅の差の少ない安定したパターンを形成することができるものの、樹脂板の両面に形成された金属層について同時に且つ簡単に導体パターンを形成すること、或いは、回路基板の製造の各工程を簡単なプロセスで連続的に行うことははなはだ困難であった。
【０００９】
そこで、本発明では、回路基板を製造する場合において、安価で簡便なサブトラクティブ法を用い、その場合であっても、導体パターンの微細化を達成することのできる回路基板の製造方法、及びこのような方法によって製造された回路基板を得ることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、絶縁基材の表面に形成した金属層に、レーザ光の照射により昇華しない又は昇華速度が第２マスキングより遅いレジストから成る第１マスキングを介してハーフエッチングを施す工程と、前記第１マスキングの上面及びハーフエッチングを施した部分の面を含む全面に、レーザ光の照射により昇華可能な第２マスキングとしてのレジストを塗布する工程と、前記第２マスキングとしてのレジストを塗布した面にレーザ光を照射して、レーザ光照射域の第２マスキングを昇華させ、一方、第１マスキングの投影領域内にある昇華されない前記第２マスキングの部分を保護膜として残す工程と、前記第１マスキング及び前記保護層のレジストを介してエッチングを施し、前記金属層に導体パターンを形成する工程と、前記第１マスキング及び保護層のレジストを剥離する工程と、からなることを特徴とする回路基板の製造方法が提供される。
【００１１】
レーザ光の照射により昇華されない又は昇華速度が第２マスキングより遅い第１マスキングとしてのレジストはドライフィルムレジストであることを特徴とする。また、レーザ光の照射により昇華可能な第２マスキングとしてのレジストは、液状レジスト又は電着レジストであることを特徴とする。
【００１２】
絶縁基材の両面に金属層が形成されている場合は、前記各工程のうちの少なくとも１つの工程は、両面の金属層のそれぞれについて同時に進行させることもできる。ただし、レーザ光の照射は両面同時に行うことはできない。
【００１３】
また、本発明によると、絶縁基材の表面に形成した金属層に、レーザ光の照射により昇華しない又は昇華速度が第２マスキングより遅いレジストから成る第１マスキングを介してハーフエッチングを施し、前記第１マスキングの上面及びハーフエッチングを施した部分の面を含む全面に、レーザ光の照射により昇華可能な第２マスキングとしてのレジストを塗布し、前記第２マスキングとしてのレジストを塗布した面にレーザ光を照射して、レーザ光照射域の第２マスキングを昇華させ、一方、第１マスキングの投影領域内にある昇華されない前記第２マスキングの部分を保護膜として残し、前記第１マスキング及び前記保護層のレジストを介してエッチングを施し、前記金属層に導体パターンを形成し、前記第１マスキング及び保護層のレジストを剥離して成る回路基板が提供される。
【００１４】
更にまた、本発明によると、絶縁基材の両面に形成した金属層のそれぞれに第１マスキングを介してハーフエッチングを施す工程と、前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型液状レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型液状レジストを保護する工程と、前記第１マスキング及び保護した前記ポジ型液状レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属層に再度エッチングを施す工程と、
前記第１マスキング及び第２マスキングを除去する工程と、からなることを特徴とする回路基板の製造方法が提供される。
【００１５】
前記第１マスキングの上部からのポジ型液状レジストへの露光は、該回路基板の第１マスキング面に対して直角な方向の平行光にて行うことを特徴とする。また、前記各工程は、絶縁基材の両面に形成した金属層にそれぞれについて同時に進行されることを特徴とする。
【００１６】
更にまた、本発明によると、絶縁基材の両面に形成した金属層のそれぞれに第１マスキングを介してハーフエッチングを施し、前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型液状レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型液状レジストを保護し、前記第１マスキング及び保護したポジ型液状レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属層に再度エッチングを施し、更に、前記第１マスキング及び第２マスキングを除去してなる、前記絶縁基材の表面に金属パターンを有する回路基板が提供される。この場合において、前記絶縁基材は可撓性のもので、ＴＡＢテープとして構成されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｆ）はサブトラクティブ法を用いた本発明の第１実施形態による回路基板の製造工程を断面図で示したものである。
【００１９】
図２（ａ）において、樹脂基材１に周知の方法にて銅箔２を形成して基板素材３とした状態を示す。樹脂基材１としては、一般的にエポキシ系樹脂或いはガラス・エポキシ系樹脂が使用される。
【００２０】
次に、図２（ｂ）において、銅箔の上面に、第１マスキング４として、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を形成し、周知の方法で露光、現像を行って、レジストパターン４ｂを形成する。
【００２１】
次に、図２（ｃ）において、レジストパターンの第１マスキング４に向けてエッチング液を吹き付けてハーフエッチングを施す。このハーフエッチングにより、銅箔２の第１マスキング４のエッチング液通過部分４ａの下側の銅箔２の周辺領域を溶解させる。そして、銅箔２の溶解する部分１１がパターン１７の上部の所望の幅を残すことになるように、ハーフエッチングの条件（エッチング時間、噴射圧力、噴射量等）を調整する。
【００２２】
これにより、図示のように、銅箔２の第１レジストパターン４ｂに近接する上部においては、銅箔２の溶解した部分１１がレジストパターンのエッチング液通過部分４ａの幅（ｄ）より銅箔２の内側へ若干食い込んでいて、溶解された部分１１の幅（ｅ）がレジストパターン間隔（ｄ）より大きく、半面、銅箔２の上部と樹脂基材１に接触する界面６との間の中間領域では、丸みを帯びていて、断面形状が全体として略Ｕ字形状の溝１１が形成される。
【００２３】
次に、図２（ｄ）において、前工程でハーフエッチングを施した部分の全面にポジ型液状レジスト１２を塗布する。この状態で、ポジ型液状レジスト１２を塗布した部分の全面に平行光１３で露光する。このように露光に使用する光１３は、この回路基板の第１マスキング４の面に対して直交する方向に第１レジストパターン４ｂに向けて照射する平行光であることが望ましいが、ポジ型液状レジスト１２内への光線の届く範囲が深い場合は、必ずしも平行光である必要はない。
【００２４】
この露光工程により、ポジ型液状レジスト１２の光に露光された部分、即ち、ポジ型液状レジスト１２の第１レジストパターン４ｂの上部にある領域部分１２ａ及びこの第１マスキング４ｂのエッチング液通過部分４ａの直下にある領域部分１２ｂが露光される。換言すると、第１レジストパターン４ｂの下側の領域であって、前工程であるハーフエッチングの際に、レジストパターンの間隔（ｄ）より銅箔２の内側へ若干食い込んで溶解された領域１２ｃは、露光されないまま残ることとなる。なお、第２マスキング１２のレジスト形成方法としては、金属の存在している部分のみにレジストを付着させるポジ型電着（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってもよい。
【００２５】
なお、この実施形態において、第１マスキング及び第２マスキングを構成する２つの感光レジスト、即ちドライ・フィルム・レジスト４とポジ型液状レジスト又はポジ型電着レジスト１２を使用しているが、これらの感光レジストの感光波長と使用する露光波長との間を適宜組み合わせることが必要である。このため、例えば、ポジ型液状レジスト又はポジ型電着レジスト１２を露光する平行光１３の波長は、ポジ型液状レジスト又はポジ型電着レジスト１２に対しては吸収されるが、ドライ・フィルム・レジスト４に対しては透過しないあるいは透過しにくいような波長のものを選定する。
【００２６】
次に、図２（ｅ）において、ポジ型液状レジスト１２の露光された部分１２ａ、１２ｂを現像することにより、感光したポジ型液状レジストの部分１２ａ、１２ｂのみ溶解する。したがって、ポジ型液状レジスト１２の溶解した部分１２ａ、１２ｂを除去することが可能となる。ポジ型液状レジスト１２の溶解していない部分１２ｃは、そのまま残り、前述の略Ｕ字形状の溝１１は両側の内壁が平行な溝１４となり、このポジ型液状レジスト１２の溶解されていない部分１２ｃがマスクパターン（第２マスキング）として次の工程で使用できるようになる。
【００２７】
次に、そのまま残してある銅箔２の表面のドライフィルムレジスト（第１マスキング）４及びポジ型液状レジストの残存した部分１２ｃ（第２マスキング）をマスクパターンとして、第二次エッチングを施す。これにより、平行溝１４の下側の銅箔の部分１５が溶解され、溶解部分は、銅箔２と樹脂基材１とが接触する界面６にまで達する。
【００２８】
次に、ドライフィルムレジスト４及び残存しているポジ型液状レジスト１２ｃを剥離する。
【００２９】
これにより、図２（ｆ）に示すように、深さ方向に中央部で幅が狭く上部及び下部で断面が円形に膨らんだダルマ形状の溝１６が形成される。即ち、導体パターン１７としては、その断面形状において幅の最も小さい部分の幅（ｇ）と最も大きい部分の幅（ｈ）との差が、図１に示す従来例のように導体パターンの断面形状が台形である場合の幅の差（ｂ−ａ）に比べてはるかに小さくなり、したがって、隣接するパターン間のピッチ（ｃ）をより狭くすることができ、回路基板の微細化を達成することができる。また、パターンの幅（ｇ）を、従来の方法で形成した際の幅（ａ）よりも、はるかに広くすることができる。
【００３０】
上記の図２（ａ）〜図２（ｆ）において説明及び図示した回路基板は樹脂基板１の片面に銅箔２が形成されたものであったが、樹脂基板１の両面に銅箔２が形成された基板についても同様に適用し得るものである。また、この場合において、両面に形成された銅箔について同時に上記の処理工程を実施し、同時に回路パターンを形成することができ、両面形成された回路パターンのいずれもが断面形状において上部と下部の幅の差を小さくすることができる。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｇ）はサブトラクティブ法を用いた本発明の第２実施形態による回路基板の製造工程を断面図で示したものである。
【００３２】
図３（ａ）〜図３（ｃ）の工程は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す第１実施形態の各工程と同じであり、同様にして、ハーフエッチングが行われる。なお、第１マスキング４としてのドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）は、第１及び第２実施形態のいずれにおいても、レーザ光の照射により昇華しないレジストである必要がある。
【００３３】
図３（ｄ）において、前工程でハーフエッチングを施した部分の全面、即ち、第１マスキング４のレジストパターン部４ｂの上面及びハーフエッチングにより形成された溝１１の表面を含む全面に、カバーリング特性のある、即ちレーザ光を照射することにより昇華可能な第２のレジスト２０を塗布する。したがって、ハーフエッチングにより形成された溝の側部、即ち第１マスキング４の下部の投影領域内のサイドエッチング部についても、第２のレジスト２０が塗布される。この第２のレジスト２０は、液状レジスト又は電着レジスト等であるが、感光性のあるレジストである必要はない。このように、第２のレジスト２０は感光性のものである必要がないので、レジストとしての材料の選択が広範で容易となる。もっとも、レジストの密着性及び剥離性は必要があることはいうまでもない。
次にこの状態で、図３（ｅ）に示すように、第２のレジスト２０を塗布した領域の全面に対して、レーザ光２１を照射する。レーザ光２１の照射により第１レジストパターン４ｂの下側の領域を除く第２のレジスト２０がアブレーション（昇華）される。このため、第１レジストパターン４ｂの下側の領域内における第２のレジスト２０がハーフエッチングの際のサイドエッチング領域としての窪んだ部分において保護層２２として残されることとなる。
【００３４】
次に、図３（ｆ）において、銅箔２の表面のドライフィルムレジスト（第１マスキングパターン）４ｂ及び第２のレジストの昇華されなかった保護層２２（第２マスキング）をマスクパターンとして、第二次のエッチングを施す。これにより、溝１４の下側の銅箔の部分１５が溶解され、溶解部分は、銅箔２と樹脂基材１とが接触する界面６にまで達する。
【００３５】
次に、ドライフィルムレジスト（第１マスキング）４ｂ及び第２のレジストの昇華されなかった保護層２２を剥離する。
【００３６】
これにより、図３（ｇ）に示すように、深さ方向に中央部で幅が狭く上部及び下部で断面が円形に膨らんだダルマ形状の溝１６が形成される。即ち、導体パターン１７としては、その断面形状において幅の最も小さい部分の幅（ｇ）と最も大きい部分の幅（ｈ）との差が、図１に示す従来例のように導体パターンの断面形状が台形である場合の幅の差（ｂ−ａ）に比べてはるかに小さくなり、したがって、隣接するパターン間のピッチ（ｃ）をより狭くすることができ、回路基板の微細化を達成することができる。
【００３７】
なお、図３（ａ）〜図３（ｇ）に示した第２実施形態においても、絶縁基材１の上下両面に銅箔を形成したものにおいて、両面に同時に各工程を実施し、同時に回路パターンを形成することもできる。
【００３８】
以上添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【００３９】
例えば、上述の実施形態においては、樹脂基材１の表面に導体パターンを形成する場合について説明したが、本発明は、例えば、図４において第３実施形態として示すように、樹脂基材を使用せずに金属板２からリードフレームを製造したり、あるいは樹脂基材として可撓性のあるものを使用することによりタブテープ（ＴＡＢ−ＴＡＰＥ）を製造することができる。このように、本発明はサブトラクティブ法により製造するあらゆる回路基板の製品について適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路基板において導体パターンのピッチを狭くすることができる。また、導体パターンの上部の幅を確保することができ、上部付近のパターン幅と下部付近のパターン幅との差を小さくすることができる。更にまた、厚い導体パターンの回路基板に対してサブトラクティブ法を適用することが可能となる。また、本発明では第２レジストとして感光性を要しないものを使用し得るのでレジストの材料の選択を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のサブトラクティブ法により製造された回路基板の断面図である。
【図２】サブトラクティブ法による本発明の第１実施形態に係る回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】サブトラクティブ法による本発明の第２実施形態に係る回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４】サブトラクティブ法による本発明の第３実施形態に係る回路基板の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１…樹脂基材
２…銅箔
３…基板素材
４…レジストパターン
４ｂ…第１マスキングパターン
１１…Ｕ字形溝
１２…第２マスキング（ポジ型液状レジスト）
１２ｃ…第２マスキング
１３…平行光
１４…平行溝
１５…第二次エッチング
１６…銅パターン
２０…第２マスキングとなるレジスト
２１…レーザ光
２２…保護層

Claims

絶縁基材の表面に形成した金属層に、レーザ光の照射により昇華しない又は昇華速度が第２マスキングより遅いレジストから成る第１マスキングを介してハーフエッチングを施す工程と、
前記第１マスキングの上面及びハーフエッチングを施した部分の面を含む全面に、レーザ光の照射により昇華可能なレジストから成る第２マスキングを塗布する工程と、
前記第２マスキングとしてのレジストを塗布した面にレーザ光を照射して、レーザ光照射域の第２マスキングを昇華させ、一方、第１マスキングの投影領域内にある昇華されない前記第２マスキングの部分を保護膜として残す工程と、
前記第１マスキング及び前記保護層のレジストを介してエッチングを施し、前記金属層に導体パターンを形成する工程と、
前記第１マスキング及び保護層のレジストを剥離する工程と、からなることを特徴とする回路基板の製造方法。
第１マスキングはレーザ光の照射により昇華しないレジストから成ることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
第１マスキングとしてのレジストはドライフィルムレジストであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板の製造方法。
レーザ光の照射により昇華可能な第２マスキングとしてのレジストは、液状レジスト又は電着レジストであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
前記各工程のうちの少なくとも１つの工程は、絶縁基材の両面に形成した金属層にそれぞれについて同時に進行されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
絶縁基材の表面に形成した金属層に、レーザ光の照射により昇華しない又は昇華速度が第２マスキングより遅いレジストから成る第１マスキングを介してハーフエッチングを施し、前記第１マスキングの上面及びハーフエッチングを施した部分の面を含む全面に、レーザ光の照射により昇華可能なレジストから成る第２マスキングを塗布し、前記第２マスキングを塗布した面にレーザ光を照射して、レーザ光照射域の第２マスキングを昇華させ、一方、第１マスキングの投影領域内にある昇華されない前記第２マスキングの部分を保護膜として残し、前記第１マスキング及び前記保護層のレジストを介してエッチングを施し、前記金属層に導体パターンを形成し、前記第１マスキング及び保護層のレジストを剥離して成る回路基板。
絶縁基材の両面に形成した金属層のそれぞれに第１マスキングを介してハーフエッチングを施す工程と、
前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型液状レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型液状レジストを保護する工程と、
前記第１マスキング及び保護した前記ポジ型液状レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属層に再度エッチングを施す工程と、
前記第１マスキング及び第２マスキングを除去する工程と、からなることを特徴とする回路基板の製造方法。
前記第１マスキングの上部からのポジ型液状レジストへの露光は、該回路基板の第１マスキング面に対して直角な方向の平行光にて行うことを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
前記各工程は、絶縁基材の両面に形成した金属層にそれぞれについて同時に進行されることを特徴とする請求項７又は８に記載の回路基板の製造方法。
絶縁基材の両面に形成した金属層のそれぞれに第１マスキングを介してハーフエッチングを施し、前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型液状レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型液状レジストを保護し、前記第１マスキング及び保護したポジ型液状レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属層に再度エッチングを施し、更に、前記第１マスキング及び第２マスキングを除去してなる、前記絶縁基材の表面に金属パターンを有する回路基板。
前記絶縁基材は可撓性のもので、ＴＡＢテープとして構成されることを特徴とする請求項６又は１０に記載の回路基板。