JP6049145B2

JP6049145B2 - タッチセンサ用配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP6049145B2
Application number: JP2014149369A
Authority: JP
Inventors: 若園　誠; 誠若園; 聖二森
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: JP2016024698A

Description

本発明は、タッチセンサ用の配線基板の製造方法に関する。

近年、直感的に操作ができ、操作方法がわかりやすいことからタッチセンサが広く普及している。また、タッチ位置の認識方式についても抵抗膜方式、静電容量方式、電磁方式、表面弾性波方式等、種々の方式が提案されている。

上記方式の中でも、ほこりや水滴の影響を受けにくく、耐久性や耐傷性が高い静電容量方式のタッチセンサの普及が進んでいる。静電容量方式には、表面型静電容量方式と投影型静電容量方式とがあるが、複数の位置を同時に検出できる投影型静電容量方式が注目されている。

投影型静電容量方式のタッチセンサとして、例えば、Ｘ軸（縦方向）の位置を検出するメッシュパターンの電極（Ｘ軸センサ）と、Ｙ軸（横方向）の位置を検出するメッシュパターンの電極（Ｙ軸センサ）とを樹脂フィルムで挟み込み、表面に保護層を配置した構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２５４４６９号公報

しかしながら、表面の保護層を、フィラーを含有するレジスト材で形成した場合、レジスト材に含有されるフィラーが凝集したり、凝集したフィラーが抜け落ちて保護層の表面に凹凸が発生する。特に、指紋認証のような微細な凹凸を検出する用途にタッチンセンサを使用する場合、この凹凸により誤作動が生じる虞れがあり問題となる。

本発明は、上記の事情に対処してなされたものであり、フィラーが凝集したり、凝集したフィラーが抜け落ちて凹凸が発生したレジスト層の表面を平坦化できるタッチセンサ用配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、タッチセンサ用配線基板の製造方法であって、絶縁層と導体層とが積層された積層体上にフィラーを含有する感光性のレジスト層を液状のレジスト材を用いて形成する形成工程と、現像液により前記レジスト層の表面に凹凸を有する表層全体を除去する除去工程と、前記レジスト層を硬化する硬化工程と、を同順に有することを特徴とする。

本発明によれば、フィラーを含有する感光性のレジスト層を形成した後、現像液によりレジスト層の表層を除去しているので、レジスト層の表面に発生した凹凸を除去して平坦化することができる。

本発明の一態様においては、前記除去工程では、前記フィラーの平均粒径以上の厚み分の前記レジスト層の表層を除去することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、フィラーの平均粒径以上の厚み分のレジスト層の表層を除去しているので、発生した凹凸をより効果的に除去することができる。このため、レジスト層の表面をより平坦化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、フィラーが凝集したり、凝集したフィラーが抜け落ちて凹凸が発生したレジスト層の表面を平坦化できるタッチセンサ用配線基板の製造方法を提供することができる。

実施形態に係る配線基板の断面図。実施形態に係る配線基板の導体層の平面図。実施形態に係る配線基板の製造途中の拡大断面図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施形態に係る配線基板は、あくまでも例示であって、導体層と絶縁層とを積層した配線基板であれば特に限定されるものではない。例えば、以下の説明では、コア基板を有する配線基板を例に実施形態を説明しているが、コア基板を有しない、いわゆるコアレス基板であってもよい。

（配線基板の構成）
図１は、実施形態に係る配線基板１００の断面図である。図２は、配線基板１００が備える導体層の平面図である。以下、図１及び図２を参照して、配線基板１００の構成について説明する。

配線基板１００は、コア基板１１と、絶縁層１２，１３と、導体層２１〜２４と、ビア導体３１と、レジスト層４１，４２とを備えている。なお、コア基板１１、絶縁層１２，１３及び導体層２１〜２４は、積層体を構成する。

コア基板１１は、耐熱性樹脂板（たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状の樹脂製基板である。

導体層２１は、コア基板１１の表面上に形成され、図１の紙面に対して平行方向に配置された複数の配線Ｌ１を有する。導体層２１は、導電性に優れる金属、例えば、銅により形成されている。図２（ａ）は、導体層２１の平面図である。図２（ａ）に示すように、導体層２１が有する複数の配線Ｌ１は、略同一の間隔で配置されている。

絶縁層１２は、導体層２１及びコア基板１１の表面上に熱硬化性樹脂組成物を積層し熱硬化させて形成されている

導体層２３は、絶縁層１２上に形成され、図１の紙面に対して垂直方向に配置された複数の配線Ｌ２を有する。つまり、配線Ｌ１と配線Ｌ２は、互いに直交する方向に延伸している。導体層２３は、導電性に優れる金属、例えば、銅により形成されている。図２（ｂ）は、導体層２３の平面図である。図２（ｂ）に示すように、導体層２３が有する複数の配線Ｌ２は、略同一の間隔で配置されている。

レジスト層４１は、導体層２３及び絶縁層１２上に形成されている。レジスト層４１は、フィラーを含有した感光性のレジスト材（感光性樹脂）により形成されている。

導体層２２は、コア基板１１の裏面上に形成されている。ここで、導体層２２のうち、ビア導体３１と電気的に接触する部分はビアランド２２Ａを構成し、ビア導体３１と接触していない部分は配線２２Ｂを構成する。導体層２２は、導電性に優れる金属、例えば、銅により形成されている。

絶縁層１３は、導体層２２及びコア基板１１の裏面上に熱硬化性樹脂組成物を積層し熱硬化させて形成されている。絶縁層１３には、厚さ方向に貫通するビアホール１３Ａがレーザ等により形成されている。ビアホール１３Ａ内には、ビア導体３１が充填されている。ビア導体３１は、導体層２２及び導体層２４を電気的に接続する。なお、ビア導体３１は、導電性に優れる金属、例えば、銅により形成されている。

導体層２４は、接続端子２４Ａ及び配線２４Ｂを有する。接続端子２４Ａは、配線基板１００に搭載する半導体チップ（不図示）を接続するためのパッドである。導体層２４は、導電性に優れる金属、例えば、銅により形成されている。

レジスト層４２は、導体層２４及び絶縁層１３上に形成されている。レジスト層４２には、厚み方向に貫通し、接続端子２４Ａを露出させる開口部４２Ａが形成されている。また、レジスト層４２は、フィラーを含有した感光性のレジスト材（感光性樹脂）により形成されている。

ここで、レジスト層４１，４２に含有されるフィラーとしては、各種無機フィラー及び有機フィラーの少なくとも一方を用いることができるが熱膨張や放熱性の観点から無機フィラーを用いることが好ましい。

無機フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。

図３は、配線基板１００のレジスト層４１の製造途中の表面の拡大断面図である。フィラーを含有するレジスト材でレジスト層４１を形成した場合、図３に示すように、レジスト材に含有されるフィラーＦが凝集したり、凝集したフィラーＦが抜け落ちて窪みＲが生じる。このため、レジスト層４１の表面に凹凸が発生する。

上記凹凸は、フィルム状のレジスト材よりも、液状のレジスト材を用いてレジスト層４１を形成した際に顕著に発生する。そして、レジスト層４１の表面に凹凸が存在すると、該凹凸により静電容量が変化する。このため、該凹凸により誤作動が生じる虞れがある。この誤作動は、指紋認証のような微細な凹凸を検出する用途に配線基板１００を用いる場合に特に問題となる。

この実施形態に係る配線基板１００では、後述するように、レジスト層４１の表層を現像液により除去することでフィラーＦにより発生した凹凸を除去している。このため、レジスト層４１の表面が平坦化される。

（配線基板の製造方法）
図４乃至図９は、実施形態に係る配線基板１００の製造工程を示す図である。以下、図１及び図４乃至図９を参照して、配線基板１００の製造方法について説明する。なお、図１乃至図３を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

表面及び裏面に銅箔が貼付された板状の樹脂製基板（コア基板１１）を準備する。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、コア基板１１の両面に所望の形状の銅めっき層を形成する。その後、コア基板１１の両面の銅箔を所望の形状にエッチングして、表面側に導体層２１を構成する配線Ｌ１を、裏面側に導体層２２を構成するビアランド２２Ａ及び配線２２Ｂをそれぞれ形成する（図４参照）。

次に、導体層２１及び導体層２２の表面を銅表面粗化剤（例えば、メックエッチンボンドＣＺ：メック社製）により粗化する。導体層２１，２２の表面を粗化することにより、導体層２１，２２上にそれぞれ形成される絶縁層１２，１３との密着性が向上する。

次に、導体層２１，２２が形成されたコア基板１１の表面側及び裏面側に樹脂フィルムを積層し、真空下において加圧加熱することにより硬化させて絶縁層１２，１３をそれぞれ形成する（図５参照）。これにより、コア基板１１の表面及び裏面が絶縁層１２，１３によりそれぞれ覆われる。次に、絶縁層１３に対して、例えばＣＯ_２ガスレーザやＹＡＧレーザから所定強度のレーザ光を照射し、ビアホール１３Ａを形成する（図６参照）。

その後、ビアホール１３Ａを含む絶縁層１２，１３に対して粗化処理を実施する。なお、絶縁層１２，１３がフィラーを含む場合、粗化処理を実施するとフィラーが遊離して絶縁層１２，１３上に残存するため適宜水洗を行う。次に、ビアホール１３Ａに対してデスミア処理及びアウトラインエッチングを施し、ビアホール１３Ａ内を洗浄する。なお、上記水洗とデスミア処理との間にエアーブロー処理を行ってもよい。水洗により遊離したフィラーが完全に除去されていない場合でも、エアーブロー処理によりフィラーの残存をより確実に抑制することができる。

次に、絶縁層１２，１３に対して、電解めっきのためのシード層（第１の導体層）を形成する。なお、シード層は、従来公知の手法、例えば、無電解銅めっき、スパッタ（ＰＶＤ）や真空蒸着等により形成することができる。その後、絶縁層１２，１３上のシード層上に所望のパターンの開口を有する感光性樹脂からなるドライフィルムを形成し、ドライフィルムの非形成部分に電解銅めっきを行うことにより、第２の導体層を形成する。

その結果、ビア導体３１が形成されるとともに、導体層２３を構成する配線Ｌ２と、導体層２４を構成する接続端子２４Ａ及び配線２４Ｂがそれぞれ形成される。次に、ドライフィルムをＫＯＨ等の剥離液を用いて剥離した後、ドライフィルムの下のシード層（第１の導体層）をエッチングにより除去する（図７参照）。

次に、導体層２３及び導体層２４の表面を銅表面粗化剤（例えば、メックエッチンボンドＣＺ：メック社製）により粗化する。導体層２３，２４の表面を粗化することにより、導体層２３，２４上にそれぞれ形成されるレジスト層４１，４２との密着性が向上する。

次に、導体層２３，２４及び絶縁層１２，１３上に、それぞれフィラーを含有する感光性のレジスト材を塗布してレジスト層４１，４２を形成する（図８参照）。次に、レジスト層４１の表層を除去したのち露光を行い硬化させる。また、露光・現像により接続端子２４Ａを露出させる開口部４２Ａをレジスト層４２に形成し、本実施形態の配線基板１００を得る（図１参照）。

なお、本実施形態においては、必要に応じて、レジスト層４２の開口部４２Ａから露出する接続端子２４Ａを覆うようにして、例えばＮｉ／Ａｕめっき膜からなるバリアメタル層を形成してもよい。

図９は、レジスト層４１の表層を除去する工程をより詳しく説明するための図である。レジスト層４１の表層には、レジスト材に含有されるフィラーＦが凝集したり、凝集したフィラーＦが抜け落ちて窪みＲが生じる。このため、レジスト層４１の表面に凹凸が発生している（図９（ａ）参照）。

初めに、炭酸ナトリウム水溶液（濃度１重量％）等の現像液に、未感光のレジスト層４１を短時間浸漬する。該浸漬により、レジスト層４１の表層が改質される（図９（ｂ）参照）。なお、この浸漬は、レジスト層４１の表層が、含有されるフィラーの平均粒径以上の厚み分改質される程度の時間とすることが好ましい。含有されるフィラーの平均粒径以上の厚み分のレジスト層４１の表層を除去することで、発生した凹凸のほとんどを除去することができるためである。

次に、水洗を行い、改質により膨潤したレジスト層４１を乳化させる（図９（ｃ）参照）。次に、レジスト層４１の膨潤・乳化した部分を除去する（図９（ｄ）参照）。その後、露光等を行いレジスト層４１を硬化させる。

以上のように、本発明のタッチセンサ用配線基板の製造方法は、コア基板１１と、絶縁層１２，１３と、導体層２１〜２４とで構成される積層体上にフィラーを含有する感光性のレジスト層４１を形成する工程と、現像液によりレジスト層４１の表層を除去する工程と有している。

このため、フィラーが凝集したり、凝集したフィラーが抜け落ちて凹凸が発生したレジスト層４１の表面を平坦化することができる。この結果、タッチセンサ用配線基板１００が誤作動を起こす虞れを低減することができる。

さらに、本発明では、フィラーの平均粒径以上の厚み分のレジスト層４１の表層を除去しているので、発生した凹凸のほとんどを除去することができる。

１００…配線基板
１１…コア基板
１２，１３…絶縁層
１３Ａ…ビアホール
２１〜２４…導体層
３１…ビア導体
４１，４２…レジスト層
４２Ａ…開口部
Ｌ１，Ｌ２…配線

Claims

タッチセンサ用配線基板の製造方法であって、
絶縁層と導体層とが積層された積層体上にフィラーを含有する感光性のレジスト層を液状のレジスト材を用いて形成する形成工程と、
現像液により前記レジスト層の表面に凹凸を有する表層全体を除去する除去工程と、
前記レジスト層を硬化する硬化工程と、
を同順に有することを特徴とするタッチセンサ用配線基板の製造方法。
前記除去工程では、前記フィラーの平均粒径以上の厚み分の前記レジスト層の表層を除去することを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ用配線基板の製造方法。