JPH06125160A - プリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 めっき導体層の接着強度を増し、基板の電気
絶縁性の劣化を防止することができるプリント配線基板
の製造方法を提供する。 【構成】 熱硬化型基板１を減気圧下に置いて基板１表
面に微細な凹凸面を形成する工程と、この基板１を加圧
されためっき液に浸漬して凹凸の基板１表面全面にめっ
き導体層３を形成する工程と、めっき導体層３が形成さ
れた基板１を標準気圧下に置いてフォトポリマーフィル
ム４に対して露光を行い、フォトエッチングにより所望
の導体パターン６，７を形成する工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エレクトロニクス機
器に用いるプリント配線板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント配線板では、熱硬化型基
板として紙基材フェノール樹脂基板、ガラス布基材エポ
キシ樹脂基板等が使用され、導体として銅箔を被着する
ようにしており、その接着機構は、銅箔裏面の粗面化に
よる機械的嵌合に頼っている。また、銅メッキを基板の
表面および孔壁に対して直接行う方法も提案されている
が、この場合は、クロム酸，クロム酸・硫酸，過硫酸ア
ンモン，重クロム酸アンモン等による化学処理を行って
基板面に粗面処理を施している。

【０００３】また、熱可塑性のフィルム基板、あるい
は、ガラス繊維基材板の孔壁に対してプラズマ放電によ
る粗面化処理がなされているが、対象は、耐熱性の高い
ポリイミド、ガラス繊維であり、エポキシ樹脂を対象と
する場合、プラズマスパッタリングの適用は、基板面の
炭化を招き、電気絶縁抵抗の低下が必至となる諸欠点に
ついては検討されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した銅箔の粗面化
は、銅箔メーカによって行われ、基板メーカでは行われ
ていないので、品質の管理面，輸送・保管中の変質，被
接着基材の多種多様性等、接着強度の変動の要因が多い
という問題点があった。また、化学処理による粗面化
は、廃液公害の顕在，基板の電気絶縁性の劣化，基板面
の水溶性イオンによる汚染等の諸欠点を伴っていた。

【０００５】また、プラズマスパッタリング、化学処理
等の手法を、回路基板上に塗着形成した樹脂層または樹
脂膜に対して行う場合は、基板面に対して行うのと同じ
問題点が生じていた。したがって、この発明の目的は、
めっき導体層の接着強度を増し、基板の電気絶縁性の劣
化を防止することができるプリント配線基板の製造方法
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のプリント
配線基板の製造方法は、熱硬化型基板を減気圧下に置い
て基板表面に微細な凹凸面を形成する工程と、この基板
を加圧されためっき液に浸漬して凹凸の基板表面全面に
めっき導体層を形成する工程と、めっき導体層が形成さ
れた基板を標準気圧下に置いてフォトエッチングにより
導体パターンを形成する工程とを備えている。

【０００７】請求項２記載のプリント配線基板の製造方
法は、逆スパッタリングにより基板表面に微細な凹凸面
を形成するようにしている。請求項３記載のプリント配
線基板の製造方法は、微細な凹凸面を形成した金属体を
熱硬化型基板に圧接して基板表面に微細な凹凸面を形成
するようにしている。

【０００８】請求項４記載のプリント配線基板の製造方
法は、導体パターンが形成された基板表面上に電気絶縁
樹脂を印刷する工程と、この電気絶縁樹脂が印刷され硬
化した面に対して微細な凹凸面を形成する工程と、この
凹凸面全面にめっき導体層を形成する工程と、めっき導
体層が形成された基板を標準気圧下に置いてフォトエッ
チングにより別の導体パターンを形成する工程とを含む
ようにしている。

【０００９】請求項５記載のプリント配線基板の製造方
法は、別の導体パターンを形成する際のフォトエッチン
グにおいて、液晶パネルをフォトレジストマスクとして
使用し、投射露光を行うようにしている。

【００１０】

【作用】請求項１の構成によれば、熱硬化型基板を減気
圧下に置いて基板表面に微細な凹凸面を形成し、この基
板を加圧されためっき液に浸漬して凹凸の基板表面全面
にめっき導体層を形成するので、粗面化処理層へめっき
導体層が充分にフィットした状態で形成される。めっき
は、選択法でなく全面めっきとしているので、接着強度
の維持が図られる。また、めっきパターンは、フォトエ
ッチング法により得られるので、孔壁部とパターン部と
は同じ厚さであり、表層部にスルーホールめっきの層を
重ねる無駄がなくなる。

【００１１】請求項２または３の構成によれば、逆スパ
ッタリングにより、または微細な凹凸面を形成した金属
体を熱硬化型基板に圧接して基板表面に微細な凹凸面を
形成するようにしているので、化学処理によらずに凹凸
面を形成できる。請求項４の構成によれば、導体パター
ンが形成された基板表面上に電気絶縁樹脂を印刷する工
程と、この電気絶縁樹脂が印刷され硬化した面に対して
微細な第２の凹凸面を形成する工程と、この第２の凹凸
面全面にめっき導体層を形成する工程と、めっき導体層
が形成された基板を標準気圧下に置いてフォトエッチン
グにより別の導体パターンを形成する工程とを含むよう
にしているので、多層プリント配線板を製造する際に
も、第２の粗面化処理層へ銅めっき層が充分にフィット
した状態で形成され、接着強度の維持が図られる。

【００１２】請求項５の構成によれば、投射露光を行っ
ているので、導体パターン面と電気絶縁樹脂印刷面との
段差によるフォトフィルムとマスクとの間に生じる浮き
の影響を受けないようにして別の導体パターンを精度良
く形成することができる。また、マスクとして液晶パネ
ルを使用しているので、レーザ光により露光すれば、光
の屈折による露光位置の誤差を補正することができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、この発明の実施例であるプ
リント配線基板の製造方法に基づく製造工程を示す図
で、まず、熱硬化型基板１に対して化学処理並びにプラ
ズマ処理による粗面化処理の置き換えとして減気圧中に
て逆スパッターによって粗面化処理層２を形成する（同
図（ｂ））。使用する逆スパッタ装置の高周波パワーは
１ＫＷ、アルゴンガス封入以前の真空度は６．５×１０
^-7Ｔｏｒｒ、アルゴンガス導入後の真空度４．４×１０
^-3Ｔｏｒｒ、逆スパッタ時間は３分、基板温度は１５０
°Ｃとしている。

【００１４】熱硬化型基板或いは樹脂層として、熱変形
温度（Ｔｇ）が１５０°Ｃ以上であることが必要である
が、エポキシ樹脂のジシアンジアミド系の硬化剤を用い
た一般例では１１０°Ｃ〜１１５°Ｃで不適格であり、
ポリイミド樹脂はコスト高で金属との接着性が劣る。ま
た、ポリフェニレンサルファイド，シアネートエステル
等の樹脂は熱可塑性であり、耐化学めっき浴性について
不備である。そこで、この発明の実施例ではエポキシ樹
脂のアクロマティックアミン系を用いることによりよい
結果を得た。Ｔｇは１５０°Ｃ以上１９５°Ｃまで得ら
れ、銅との接着性，耐溶剤性に優れている。

【００１５】次に、銅箔を被着する置き換えとして、銅
の化学めっき又は銅の化学めっきに銅の電気めっきを重
ねてめっき導体層３を形成する（同図（ｃ））。この
際、液圧Ｐを加えることにより、粗面化処理層２への銅
のめっき導体層３を基板隣接部分に充分フィットさせて
いる。めっきは、エチレンジアミンソーダを用いた化学
メッキのみで、孔壁と表層部をほぼ同じ厚さ、例えば１
５ミクロン，２５ミクロンのように設定できるが、１時
間当り２〜３ミクロンと析出速度は遅くなる。そこで、
通常化学メッキの導電層を形成したのち、電気メッキに
切り換えメッキ層の形成速度を速めるようにしている。
すなわち、厚さ１５ミクロンを化学メッキのみで５時
間、電気メッキ併用で１５〜２０分で行う。この実施例
では、選択メッキを用いず、全面パネルめっきを行い、
接着強度の維持を図っている。

【００１６】めっきパターンの形成は、銅箔層に対する
のと同様にレジスト、フォトポリマーによるフィルムレ
ジストの形成を行うが、例えば、同図（ｄ）に示すよう
に、フォトポリマーフィルム４によってコンタクト露光
５を行い、選択エッチングによって所望の導体パターン
６，７を得る。その詳細度は厚さに逆比例的であり、め
っき導体層３の厚さは１０〜２０ミクロンで選択エッチ
ングによって得た導体パターン６，７の最小導体幅２０
〜４０ミクロンが得られる（同図（ｅ））。銅箔層相当
部分はエッチング終了後剥離するので、回路基板には残
留しない。

【００１７】また、孔壁部とは同じ厚さであるので、表
層部にスルーホールめっきの層を重ねる無駄がなくな
る。銅箔の厚さ３５ミクロンとスルーホールめっきの厚
さ２５ミクロンの二重構造では１２０ミクロンの最小導
体幅が限界とされる。ここで、導体幅が２００ミクロン
以上であれば、めっき接着面の凹凸は多少粗くてもよい
ので、図２（ａ）（ｂ）に示すように、仮の金属板８に
微細な粗面９を形成したものをＴｇをこえた温度で加熱
を繰り返し、熱硬化性基板１の表面に例えば１６０°Ｃ
で熱圧着してリプリカした粗面１０を得るようにしても
よい。その際フラッシュ導体１９を形成することもでき
る。例えば、ステンレス板をロール場に加工し、２００
°Ｃに加熱したのち、１９０〜１９５°ＣのＴｇを有す
る熱硬化型基板に５ｋｇ／ｃｍ² の圧力で圧着すれば、
３〜５ミクロンの粗度を得ることができる。接着強度に
ついては、逆スパッターによる場合程高い値は得られな
い。

【００１８】上記したように選択メッキを避けて全面メ
ッキとする理由は、次の通りである。すなわち、表層パ
ターンの側部メッキが避けられるために、配線パターン
の詳細度についてより優れ、スルーホールめっき部の厚
さが表層部導体に加えられないので、エッチングファク
タがよく、配線パターンの詳細度についてより優れると
ともに、強アルカリ液への長時間浸漬を避けて基板の樹
脂の特殊劣化を未然に防止することができるからであ
る。

【００１９】メッキ導体と基板との接着強度を維持する
ための凹凸加工は、主として減気圧中にて行う低温度逆
スパッタリングにより大幅に向上するが、メッキ液によ
り加圧すると嵌入効果が得られ、特に、接着強度の耐熱
安定性を向上させる。フォトエッチング条件は、加圧も
減圧もしない噴霧雰囲気中が適当である。次に、簡易多
層構造を得る製造方法について説明する。

【００２０】図３は、多層プリント配線基板の製造工程
を示す図で、まず、図１に示す製造工程によって導体パ
ターン６，７が得られた基板１に対して第２の基板面と
なる電気絶縁樹脂１１を全面或いは窓部１２を残して印
刷し、この印刷面に対して第２の粗面２０を上記と同様
に形成する（同図（ａ））。印刷樹脂としては、耐メッ
キ性が良く、Ｔｇの高い、芳香族アミンとしての硬化剤
の５０重量部配合物が使用されている。

【００２１】樹脂は、全面に印刷してもよいが、印刷法
であるから非印刷部分を窓部として、ボトムレススルー
ホールの壁とする。窓部の底は、第１の基板面であり、
すでに配線パターン６，７を形成しているから、導体部
と絶縁部分があり、導体部分をボトムスルーホールめっ
きの受容体とする。窓部１２には第１基板の導体パター
ン６，７と第２基板面の導体とのコンタクト部分１５
（ヴィアホール）が形成される。

【００２２】この樹脂印刷体には、上記したように、ア
ロマティックアミン硬化剤を５０ｖｏｌパーセント配合
したエポキシ樹脂を用い、１５０°Ｃ，３０分の熱硬化
を行い、厚さ３０ミクロンとしている。この樹脂面の平
面部、孔壁面部に対して、再び逆スパッタを適用して第
２の粗面を形成するが、この際、必要によっては、表面
あるいは穴の底部に対しても同時に行ってもよい。スパ
ッタ装置の高周波パワーは１ｋｗ、アルゴンガス封入以
前の真空度６．５×１０^-7Ｔｏｒｒ、アルゴンガス導入
後の真空度４．０×１０^-3Ｔｏｒｒ、逆スパッタ時間は
３〜５分、基板温度を１４５°Ｃとする。表面精度は
０．２〜０．３ミクロンとなる。

【００２３】次に、逆スパッタ面に対する銅の電着を１
ｋｇ／ｃｍ² の加圧条件下で行い、市販のスルーホール
めっき使用の液と層を用い、約１０分で１５ミクロンの
厚さの銅のパネルめっき体とする。このパネルめっき体
に対して、第２のフォトポリマフィルム１４を用いて選
択露光１３を行い、エッチングレジストとする（同図
（ｂ）（ｃ））。１６は第２フォトポリマーマスク部の
光硬化を示す。

【００２４】次に、塩化第２銅，塩化第２鉄等によるエ
ッチングによって第２の導体パターン１７を得る（同図
（ｅ））。この際、既に形成した下部導体がエッチング
液にさらされることはない。銅めっきの上にニッケルめ
っきを重ねた場合でも同時エッチングが可能である。金
めっきは王水、アルミめっきは硝酸を使うので、２段階
エッチングとなる。

【００２５】めっき厚さを１５ミクロンとすれば、最小
導体幅を２５〜３０ミクロンで形成することが可能であ
るが、被エッチング面は、下面導体の影響を受けて多少
の起伏２１を伴うので、最小導体幅は５０〜６０ミクロ
ン程度とする。この起伏２１の影響を避けるには、図４
に示すように、投影露光１９を液晶パネル１８をマスク
としてＹＡＧレーザを用いて行うようにしてもよい。コ
ンタクト露光方式では、この起伏の程度が露光の都度変
化するからである。また、マスクとして液晶パネル１８
を用い、レーザ光によって露光すれば、光の屈折による
第２のフォトポリマーフィルム１４の露光位置の誤差を
補正することができる。ただし、マスクの寿命は１００
露光程度であるので、消去書き入れをその都度行う必要
が生じる。

【００２６】上記した実施例における熱硬化型基板に対
する銅めっき導体の接着強度を引き剥がし法により比較
した測定結果を（表１）に示す。測定結果は、1.0mm 幅
のピーリング値を１cm当り(kg/cm) に換算している。

【００２７】

【表１】

【００２８】（表２）は熱硬化型基板に対して減気圧下
で凹凸加工を行う場合の達成度の比較、（表３）はめっ
き液への加圧度と接着強さの増加割合の比較を示し、そ
れぞれ減気圧における凹凸処理とめっき液を加圧してめ
っき処理する場合の効果の違いを示している。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】（表４）は凹凸金属板による粗面加工によ
る接着強度の増加割合を示し、（表５）は電気絶縁樹脂
印刷層に対する銅めっき導体の接着強度の違いを示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】

【表５】

【００３４】（表６）はフォトポリマーフィルムによる
コンタクト露光と液晶マスクとレーザ光による投射露光
によるフォトエッチングの精度の違いを示す表である。

【００３５】

【表６】

【００３６】以上の測定結果の比較表をみてもこの発明
の実施例によるプリント配線基板の粗面化処理層への導
体層の接着強度が向上したことがわかる。また、粗面化
処理を化学的処理によって行わないので、廃液公害の発
生防止や基板の電気絶縁性の劣化防止も図られている。

【００３７】

【発明の効果】この発明のプリント配線基板の製造方法
によれば、熱硬化型基板を減気圧下に置いて基板表面に
微細な凹凸面を形成し、この基板を加圧されためっき液
に浸漬して凹凸の基板表面全面にめっき導体層を形成す
るので、粗面化処理層へ導体めっき層が充分にフィット
した状態で形成され、また、めっきは選択法でなく全面
めっきとしているので、導体層の接着強度の向上を図る
ことができる。また、粗面化処理を化学的処理によって
行わないので、廃液公害の発生防止や基板の電気絶縁性
の劣化防止を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例であるプリント配線基板の製
造工程を示す図である。

【図２】凹凸面を形成した金属体を基板に圧接して粗面
を形成する場合の処理を示す図である。

【図３】多層構造のプリント配線基板を製造する場合の
工程を示す図である。

【図４】液晶パネルをマスクとして投射露光を行う場合
の処理を示す図である。

【符号の説明】

１ 熱硬化型基板 ２ 粗面化処理層 ３ めっき導体層 ４ フォトポリマーフィルム ５ コンタクト露光 ６，７ 選択エッチングによって得られた導体パター
ン ８ 金属板 ９ 金属板面の凹凸粗面 10 金属板の圧着により形成した粗面 11 印刷された電気絶縁樹脂層 12 樹脂窓部 14 第２フォトポリマーフィルム 15 導体層のコンタクト部分 16 第２フォトポリマーマスク部の光硬化 17 第２導体層のパターン 18 液晶マスク 19 レーザ光による投射露光 20 第２の粗面 21 起伏

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化型基板を減気圧下に置いて基板表
   面に微細な凹凸面を形成する工程と、この基板を加圧さ
   れためっき液に浸漬して凹凸の基板表面全面にめっき導
   体層を形成する工程と、めっき導体層が形成された基板
   を標準気圧下に置いてフォトエッチングにより導体パタ
   ーンを形成する工程とを備えたプリント配線基板の製造
   方法。
2. 【請求項２】 逆スパッタリングにより基板表面に微細
   な凹凸面を形成するようにした請求項１記載のプリント
   配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 微細な凹凸面を形成した金属体を熱硬化
   型基板に圧接して基板表面に微細な凹凸面を形成するよ
   うにした請求項１記載のプリント配線基板の製造方法。
4. 【請求項４】 導体パターンが形成された基板表面上に
   電気絶縁樹脂を印刷する工程と、この電気絶縁樹脂が印
   刷され硬化した面に対して微細な凹凸面を形成する工程
   と、この基板を加圧されためっき液に浸漬して凹凸面全
   面にめっき導体層を形成する工程と、めっき導体層が形
   成された基板を標準気圧下に置いてフォトエッチングに
   より別の導体パターンを形成する工程とを含む請求項
   １，２または３記載のプリント配線基板の製造方法。
5. 【請求項５】 別の導体パターンを形成するフォトエッ
   チングにおいて、液晶パネルをフォトレジストマスクと
   して使用して投射露光を行うようにした請求項４記載の
   プリント配線基板の製造方法。