JP2990188B1

JP2990188B1 - プリント配線板の修正用パターン及びパターン修正方法

Info

Publication number: JP2990188B1
Application number: JP34997898A
Authority: JP
Inventors: 訓松本
Original assignee: TOYAMA NIPPON DENKI KK
Current assignee: TOYAMA NIPPON DENKI KK
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: JP2000174422A

Abstract

【要約】【目的】プリント配線板の配線が断線した際の修復を
簡便に行う。【構成】プリント配線板の基材１上の断線したパター
ン２の修復箇所を含む基材表面に感光性樹脂と多価の遷
移金属塩からなる酸化剤を含む混合物層を形成し、フォ
トマスク４を使用する光化学反応の方法によって前記混
合物層の一部に選択的に耐食性画像５に変換し、更にこ
の画像に導電性高分子を重合させて前記修復箇所を修正
する。プリント配線板表面の修正が必要な箇所のみに導
電性高分子を重合させることができるため、高集積度の
回路の断線にも適切に対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断線したプリント
配線板の修正用パターン及びパターン修正方法に関し、
より詳細には感光性樹脂と導電性高分子を併用してプリ
ント配線板の断線部分を修正するためのパターン及びパ
ターン修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化、高性能化に伴ってプ
リント配線板においても配線の高密度化が進展してい
る。高密度化に伴う配線の微細化において、配線の断線
が増しており、簡便で確実なる配線の修正方法の要求が
高まっている。従来の配線の修正方法は、断線箇所に対
し、配線幅と同じ幅の線材を溶接する事により配線の修
正を行ってきた。しかしながら、この方法では、線材の
微細化および作業面から、近年の微細化の進んだビルド
アップ基板に対して、対応しきれなくなってきている。
加えて、修正箇所に段差ができるため層間厚の薄くなっ
たビルドアップ基板の修正には使用できないという問題
も発生している。また、導電性ペーストを用いたパター
ン修正方法も近年幾つか報告されているが、現実問題と
してこれらの方法では微細化対応に限界があった。

【０００３】一方、高分子それ自体が電気伝導性を有す
るものとしてポリピロールやポリアニリン等の導電性高
分子が開発され、電子部品の電極等に利用されている。
例えば特開平３−４６２１４号公報にはドデシルベンゼ
ンスルホン酸とピロールのメタノール溶液を−３０℃以
下で混合し、−２０℃以上に昇温して重合する導電性ポ
リピロールを電極とする固体電解コンデンサの製造方法
が開示されている。また、日本国特許第２６０１２０７
号公報にはアニリンやピロール等と酸化剤を含む溶液を
冷却して溶剤を凍結させ、溶剤の融解温度以下で導電性
高分子を重合させるスポンジ状の導電性高分子成形体の
製造方法が開示されている。さらに、日本国特許第２６
５７９５６号公報にはポリパラフェニレンビニレン、ポ
リアニリン、ポリピロール等とエネルギーへの曝露によ
ってドーパントを発生する前駆体とを含む導電性ポリマ
ー組成物、およびこの組成物をエネルギー源に曝露して
ドーパント前駆体を分解してドーパントを生成させ、曝
露領域を導電性にする導電性ポリマー構造体の形成方
法、並びにこの導電性ポリマー構造体を溶媒に曝露し、
エネルギー源に曝露された領域以外の領域を溶解させて
除去する導電性ポリマー構造体の形成方法が開示されて
いる。また、特開昭６１−２０９２２５号公報には複素
五員環式化合物と分子量３００以下のスルホン酸塩を含
む電解液を用いて１Ｖ以下の電位で電解重合反応を行う
ことにより、電極面に高導電性の導電性高分子を形成す
る方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記技術は有機高分子
による導電性成形体の形成方法であるので、これらはそ
のまま高密度プリント配線基板のパターン修正に応用で
きない。すなわち、低温で反応を抑えた溶液を、昇温し
て重合する方法や、溶剤の融解温度以下で導電性高分子
を重合する方法では基板全面に導電性高分子が形成して
しまい、任意の形状で、しかも微細な配線にも対応でき
るものとはならない。また、導電性高分子とエネルギー
への曝露によってドーパントを発生する前駆体とを含む
組成物をエネルギー源に曝露してドーパント前駆体を分
解してドーパントを生成させ、曝露領域を導電性にする
導電性ポリマー構造体を形成し、溶媒に曝露してエネル
ギー源に曝露された領域以外の領域を溶解させて除去す
る方法ではドーパントとして利用できる化合物がオニウ
ム塩のごとき特殊な分子構造に限られ、溶剤で溶解する
導電性高分子の数も少ないため、導電性の性能を任意に
制御したものを製造することは難しい。さらに、電解重
合法では、電極面方向への広がりを抑えて必要な配線幅
のみの導電性高分子を成長させることは難しい。

【０００５】また、特開平１−１２３２２８には、光重
合によって導電性高分子からなるパターンを形成する方
法が記載されているが、この方法では、形成部以外にも
膜が形成され、クロストークや絶縁性の問題が発生す
る。特開平５−６７４０５には、基板上に感光性導電性
ペーストを用いて導体パターンを形成する導体パターン
を形成する方法が記載されているが、この方法ではペー
スト内に導電性を有する金属成分粒子の粒径がネックと
なり５０μｍ以下の微細な回路の形成ができない。これ
らの従来技術は多数の素子が集積されたプリント配線板
を対象とするものではなく、プリント配線板の断線に対
応できるものではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の主な目的の一つ
は高密度プリント配線板のパターン修正に用いられる微
細配線にも対応可能な、高導電性の修正配線およびその
製造方法を提供することにある。本発明に係るプリント
配線板の修正用パターンは、感光性樹脂及び／又は感光
性樹脂の反応生成物と導電性高分子の混合組成物からな
り、プリント配線板の修正方法は、例えばパターン修正
を行うプリント配線板に感光性樹脂と多価の遷移金属塩
からなる酸化剤を含む混合物層を形成する工程と、光化
学反応の方法によって前記混合物層の一部に選択的に耐
食性画像をパターン形成する工程、耐食性画像を現像す
る工程、および導電性高分子のモノマーを重合して前記
感光性樹脂との混合組成物とする工程とを含む操作によ
り実施できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のプリント配線板の修正パターンは感光性樹脂と
導電性高分子の混合組成物、もしくは感光性樹脂の反応
生成物と導電性高分子の混合組成物からなることを特徴
とし、感光性樹脂で欠損部分の空間的な修復を、導電性
高分子により電気的接続の回復を行うことができ、導電
性高分子の量を調節することにより、本発明のプリント
配線板の修正パターンは、高導電性なものとすることが
できる。このように修正後の断線修復部の組成物は感光
性樹脂（及び／又はその反応生成物）と導電性高分子を
含んでいるが、本発明方法を実施するためには前記両素
材の他に、多価の遷移金属塩からなる酸化剤を使用す
る。つまり本発明によるプリント配線板パターン修正方
法は、パターン修正箇所に感光性樹脂と多価の遷移金属
塩からなる酸化剤を含む混合物層を形成し、光化学反応
の方法によって耐食性画像をパターン形成する工程、耐
食性画像を現像する工程、および導電性高分子のモノマ
ーを重合して前記感光性樹脂との混合組成物とする工程
とを含むことを特徴としている。本発明のパターン修正
方法によれば、光化学反応を用いたリソグラフィー手法
が適用できるので、高密度プリント配線板に用いられる
回路幅５０μｍ以下のパターン修正も可能である。

【０００８】このように、本発明を実施することによっ
て高導電性な修正パターンを５０μｍ以下の高精度で製
造することができ、高密度プリント配線板のパターン修
正を確実に行うことができる。本発明において感光性樹
脂とは、通常の光化学反応の方法によって耐食性画像が
形成できるもの、および光化学反応の方法で得られる樹
脂であり、各種のネガ型フォトレジスト、ポジ型フォト
レジストやドライフィルムレジストが用いられるが、そ
の製造の容易さからアクリル化合物を主な成分とする感
光性樹脂が好ましく、特に、ウレタン結合を有するアク
リル化合物が好ましく、中でも炭素数４以上２２以下の
直鎖アルキレン基とウレタン結合を有するアクリル化合
物が好ましい。本発明の感光性樹脂では、分子構造の一
部に架橋構造を導入する目的で、多官能性のアクリレー
トモノマー又はオリゴマーを少なくとも含むこともでき
る。

【０００９】このような多官能アクリレート化合物とし
ては、例えばエチレングリコールジアクリレート等の二
官能アクリレート及びそれらのメタクリレート化合物、
トリメチロールプロパントリアクリレートなどの多官能
アクリレート及びそれらのメタクリレート化合物が挙げ
られる。また、本発明では必要に応じて、感光性樹脂の
代わりに、光硬化性樹脂に重合開始剤を添加したものを
使用できる。重合開始剤の例としては、例えばジエトキ
シアセトフェノン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾ
インメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等
のベンゾイン化合物やベンゾフェノン系化合物、チオキ
サンソン系化合物等が挙げられる。

【００１０】本発明において、導電性高分子とは高分子
それ自体が導電性の高分子化合物であり、ドーパントを
含むポリアセチレンやポリパラフェニレン等のπ電子共
役系高分子が挙げられるが、感光性樹脂との複合体の形
成し易さや導電性状態の安定性の観点からポリピロー
ル、ポリエチレンジオキシチオフェン、およびポリアニ
リンの少なくとも１種を含んだものが好ましい。本発明
の修正方法において、多価の遷移金属塩とはＦｅ²⁺、Ｃ
ｕ²⁺、Ｃｒ⁶⁺、Ｍｎ⁷⁺やＳｎ⁴⁺等をカチオンとする塩で
あり、感光性樹脂と多価の遷移金属塩からなる酸化剤を
含む混合物層を形成する方法としては、ディップコータ
ー、スピンコーター、バーコーター、ロールコーター等
の通常の塗膜形成方法を用いることができる。

【００１１】本発明の修正方法において、感光性樹脂と
多価の遷移金属塩からなる酸化剤を含む混合物層に光化
学反応の方法によって耐食性画像をパターン形成する方
法は通常の光化学反応によるものであれば特に制限はな
く、メタルマスク、フォトマスク等を用いて、可視光、
紫外光や、アルゴンレーザーやＫｒ−Ｆレーザー等を照
射して行われる。また、本発明の修正方法では光照射
後、感光性樹脂層に応じた各種現像液で現像を行い、所
定のパターンを形成する。本発明の修正方法ではこの現
像後に導電性高分子のモノマーと接触させて導電性高分
子を重合したり、あるいは光化学反応の方法によって耐
食性のパターンを形成した後、導電性高分子のモノマー
を含む有機溶剤を用いて感光性樹脂の現像と導電性高分
子の重合を同時に行うこともできる。後者の場合、有機
溶剤は特に限定されないが、重合反応のし易さからエチ
ルアルコールやブチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール等のアルコール系溶剤が好ましい。

【００１２】本発明の修正方法では導電性高分子を形成
した後、ドーピングを行って導電率を増大させたり、耐
熱性等の新たな機能を付与することができる。このよう
なドーピング方法としては導電性高分子を含む成形体を
ヨウ素等のガスに接触させたり、各種のスルホン酸やカ
ルボン酸、リン酸等の溶液に浸漬したり、塩化第一鉄等
の酸化剤溶液に浸漬する方法等が挙げられる。この際、
ドーピングの温度、時間等は特に限定されず、使用する
材料によって適宜選択される。

【００１３】本発明の上記および他の目的、特徴および
利点を明確にすべく、添付した図面を参照しながら、本
発明の実施形態例に基づいて、本発明を更に詳細に説明
する。図１は修正の第１段階を示すもので図１(a) はそ
の縦断正面図、図１(b) はその平面図で、図２は修正の
第２段階を示すもので図２(a) はその縦断正面図、図２
(b) はその平面図で、図３は修正されたパターンを示す
もので図３(a) はその縦断正面図、図３(b) はその平面
図である。本発明のプリント配線板のパターン修正方法
は、図１から図３に示す方法によって実施される。即
ち、図１に示すような基材１上にパターン修正を必要と
する断線パターン２を含んだプリント配線板に対し、感
光性樹脂と多価の遷移金属塩からなる酸化剤を含む混合
物層（感光性樹脂層）３を形成し、図２に示すようにフ
ォトマスク４を使用して光化学反応の方法、例えば可視
光や紫外線の照射によってパターン形成して耐食性画像
５をパターン形成する。次に、図３に示すように耐食性
画像５を現像し、導電性高分子のモノマーを重合して感
光性樹脂と導電性高分子の混合組成物の成形体からなる
修正パターン６を形成し、プリント配線板のパターン修
正を行う。

【００１４】本発明による修正方法では、感光性樹脂層
を光化学反応の方法によってパターン形成する工程を採
用しているので、フォトマスクによって任意の形状の修
正パターンを数μｍ程度まで高密度に形成することがで
きる。また、本発明では修正パターンの導電性材料とし
てカーボンや金属粉末のような粒子状材料ではなく、分
子それ自体が導電性の高分子を用いるので、形成精度は
実質的に感光性樹脂のパターン形成精度まで小さくする
ことが可能である。また、修正パターンの厚さは感光性
樹脂層の厚さであり、制御可能である。なお、ここまで
の説明において本発明は、パターン修正方法としてきた
が、本発明は酸化剤の種類および濃度を変える事によ
り、パターン抵抗値の変化が可能なため本発明の技術
は、抵抗パターンとして使用することにより、抵抗内蔵
基板が作成できる。このように本発明は、上記実施例の
パターン修正技術に限定されず、本発明の技術思想の範
囲内において、各実施例は適宣変更され得る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の詳細について実施例により具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

【００１６】実施例１パターン修正を必要とするプリント配線板に、ドデシル
ベンゼンスルホン酸第一鉄を溶解したエタノール溶液
（濃度８０重量％）を５０重量％含むウレタンアクリレ
ート系感光性樹脂（日本化薬株式会社製、ＫＡＹＡＲＡ
ＤＵＸ−３２０４、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト）を６０℃に加熱して滴下し、バーコーターを用いて
２５μｍの樹脂層を形成して室温で２４時間減圧乾燥し
た。次に、断線形状と同じ配線幅５０μｍで、断線箇所
をカバーする長さ１００μｍの開口部を有するフォトマ
スクを密着させ、紫外光を５ｍＷ／ｃｍ２の照射強度で
５秒間照射して耐食性画像を形成した。その後、得られ
た基材をブチルアルコールに浸漬して耐食性画像の現像
を行った。次に、得られた基材を５重量％のピロールを
含むメタノールに浸漬し、室温で６時間反応させて、導
電性ポリピロールが形成されたウレタンアクリレート系
感光性樹脂成形体を得た。この成形体は幅５０μｍ、長
さ１００μｍあり、プリント配線板の断線箇所の修正に
適した形状であった。

【００１７】実施例２実施例１の方法でドデシルベンゼンスルホン酸第一鉄を
含むウレタンアクリレート系感光性樹脂層を形成して耐
食性画像を形成した基材を得た。この基材を５重量％の
ピロールを含むブチルアルコールに浸漬し、室温で３０
分間保持して耐食性画像の現像とポリピロールの重合を
同時に行い、導電性ポリピロールが形成されたウレタン
アクリレート系感光性樹脂成形体を得た。この成形体は
幅５０μｍ、長さ１００μｍあり、プリント配線板の断
線箇所にの修正に適した形状であった。

【００１８】実施例３実施例１の方法でドデシルベンゼンスルホン酸第一鉄に
代えてパラトルエンスルホン酸第一鉄を使う以外は実施
例１と同様の方法でウレタンアクリレート系感光性樹脂
層を形成して耐食性画像を形成した基材を得た。この基
材を５重量％のピロールを含むイソプロピルアルコール
に浸漬し、室温で１５分間保持して耐食性画像の現像と
ポリピロールの重合を同時に行い、導電性ポリピロール
が形成されたウレタンアクリレート系感光性樹脂成形体
を得た。この成形体は直径５０μｍ、長さ１００μｍで
あり、プリント配線板の断線箇所にの修正に適した形状
であった。

【００１９】実施例４実施例１の方法で、ブチルナフタレンスルホン酸第一銅
を溶解したエタノール溶液（濃度６０重量％）を５０重
量％含むウレタンアクリレート系感光性樹脂（日本化薬
株式会社製、ＫＡＹＡＲＡＤＵＸ−３２０４）を６０
℃に加熱して滴下し、バーコーターを用いて２５μｍの
樹脂層を形成した。次に、幅１００μｍで長さ１００μ
ｍの開口部を有するフォトマスクを密着させ、紫外光を
５ｍＷ／ｃｍ２の照射強度で５秒間照射して耐食性画像
を形成した基材を得た。この基材を５重量％のピロール
を含むブチルアルコールに浸漬し、室温で３０分間保持
して耐食性画像の現像とポリピロールの重合を同時に行
い、導電性ポリピロールが形成されたアクリレート系感
光性樹脂成形体を得た。この成形体は幅５０μｍ、長さ
１００μｍであり、プリント配線板の修正パターンに適
した形状であった。

【００２０】実施例５実施例１の方法で、ウレタンアクリレート系樹脂として
実施例１のＫＡＹＡＲＡＤＵＸ−３２０４に代えて東
亜合成株式会社製アロニックスＭ−５７００を用いる以
外は実施例１の方法で樹脂層を形成した。次に、幅５０
μｍで長さ１００μｍの開口部を有するフォトマスクを
密着させ、紫外光を５ｍＷ／ｃｍ２の照射強度で５秒間
照射して耐食性画像を形成した基材を得た。この基材を
５重量％のピロールを含むブチルアルコールに浸漬し、
室温で３０分間保持して耐食性画像の現像とポリピロー
ルの重合を同時に行い、導電性ポリピロールが形成され
たウレタンアクリレート系感光性樹脂成形体を得た。こ
の成形体は幅５０μｍ、長さ１００μｍであり、プリン
ト配線板の修正パターンに適した形状であった。

【００２１】実施例６実施例１の方法で、ドデシルベンゼンスルホン酸第一鉄
を含むウレタンアクリレート系感光性樹脂層を形成して
耐食性画像を形成した基材を得た。この基材をブチルア
ルコールに浸漬し、室温で３０分間保持して耐食性画像
の現像を行った。次に、得られた基材を５重量％のアニ
リンを含むメタノールに浸漬し、室温で６時間反応させ
て、導電性ポリアニリンが形成されたウレタンアクリレ
ート系感光性樹脂成形体を得た。この成形体は幅５０μ
ｍ、長さ１００μｍであり、プリント配線板の修正パタ
ーンに適した形状であった。

【００２２】実施例７実施例１の方法でドデシルベンゼンスルホン酸第一鉄に
代えてパラトルエンスルホン酸第一鉄を使う以外は実施
例１と同様の方法でウレタンアクリレート系感光性樹脂
層を形成して耐食性画像を形成した基材を得た。この基
材を５重量％のエチレンジオキシチオフェンを含むブチ
ルアルコールに浸漬し、室温で１５分間保持して耐食性
画像の現像とエチレンジオキシチオフェンの重合を同時
に行い、導電性ポリエチレンジオキシチオフェンが形成
されたウレタンアクリレート系感光性樹脂成形体を得
た。この成形体は幅５０μｍ、長さ１００μｍであり、
プリント配線板の修正パターンに適した形状であった。

【００２３】

【発明の効果】本発明では、感光性樹脂及び／又はその
反応生成物と導電性高分子との混合物層を断線パターン
の欠損部分を修復するようにしてあり、前記感光性樹脂
で欠損部分の空間的な修復を、導電性高分子により欠損
部分の電気的接続の回復を行うことができる。この際、
導電性高分子の形成を感光性樹脂表面の選択された一部
分としているため、従来技術のように断線部分以外に不
要な樹脂や高分子が被覆されて不都合が生ずることがな
い。特にフォトマスクを使用すると、必要な長さ及び幅
で修復ができるため、断線パターンの欠損部分のみに前
記混合物層を存在させることができ、残りの部分には樹
脂や高分子が存在せず、従って近年の高密度のプリント
配線板でもその断線が生じた際に、他の素子に悪影響を
及ぼすことなく、断線パターンの修復を行うことができ
る。また、導電性高分子の量を調節することにより、本
発明のプリント配線板の修正パターンを、高導電性なも
のとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】修正の第１段階を示すもので図１(a) はその縦
断正面図、図１(b) はその平面図。

【図２】修正の第２段階を示すもので図２(a) はその縦
断正面図、図２(b) はその平面図。

【図３】修正されたパターンを示すもので図３(a) はそ
の縦断正面図、図３(b) はその平面図。

【符号の説明】

１基材２パターン３感光性樹脂層４フォトマスク５耐食性画像６修正パターン

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光性樹脂及び／又は感光性樹脂の反応
生成物と導電性高分子の混合組成物からなるプリント配
線板の修正用パターン。
【請求項２】前記感光性樹脂が、アクリル化合物を主
な成分とすることを特徴とする請求項１記載のプリント
配線板の修正用パターン。
【請求項３】前記アクリル化合物がウレタン結合を有
するものであることを特徴とする請求項２記載のプリン
ト配線板の修正用パターン。
【請求項４】前記アクリル化合物が、炭素数４以上２
２以下のアルキレン基、とウレタン結合を有するもので
あることを特徴とする請求項２記載のプリント配線板の
修正用パターン。
【請求項５】前記導電性高分子が、ポリピロール、ポ
リエチレンジオキシチオフェン、およびポリアニリンか
ら成る群から選択される少なくとも１種を含んだもので
あることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかに記
載のプリント配線板の修正用パターン。
【請求項６】パターン修正を行うプリント配線板に感
光性樹脂と多価の遷移金属塩からなる酸化剤を含む混合
物層を形成する工程と、光化学反応の方法によって前記
混合物層の一部に選択的に耐食性画像をパターン形成す
る工程、耐食性画像を現像する工程、および導電性高分
子のモノマーを重合して前記感光性樹脂との混合組成物
とする工程とを含むことを特徴とするプリント配線板の
パターン修正方法。
【請求項７】前記耐食性画像を現像する工程、および
導電性高分子のモノマーを重合する工程が、導電性高分
子のモノマーを含む有機溶剤を用いて同時に行われるこ
とを特徴とする請求項６記載のプリント配線板のパター
ン修正方法。
【請求項８】前記有機溶剤が、アルコール系溶剤を主
な成分とすることを特徴とする請求項７記載のプリント
配線板のパターン修正方法。
【請求項９】前記感光性樹脂が、アクリル化合物を主
な成分とすることを特徴とする請求項６〜８のいずれか
に記載のプリント配線板のパターン修正方法。
【請求項１０】前記アクリル化合物がウレタン結合を
有するものであることを特徴とする請求項９記載のプリ
ント配線板のパターン修正方法。
【請求項１１】前記のアクリル化合物が、炭素数４以
上２２以下のアルキレン基、とウレタン結合を有するも
のであることを特徴とする請求項９記載のプリント配線
板のパターン修正方法。
【請求項１２】前記導電性高分子のモノマーを含む溶
液が、ピロール、エチレンジオキシチオフェン、および
アニリンの少なくとも１種を含むアルコール溶液である
ことを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載のプ
リント配線板のパターン修正方法。
【請求項１３】混合物層をプリント配線板の基材のほ
ぼ全面に形成し、その後前記混合物層をフォトマスクを
使用して断線パターン部分を残して被覆し、該断線パタ
ーン部分のみに耐食性画像をパターン形成しかつ現像
し、更に該耐食性画像中で導電性高分子のモノマーを重
合して感光性樹脂と導電性高分子の混合組成物を形成す
ることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板の
パターン修正方法。