WO2005015966A1

WO2005015966A1 - プリント配線板およびその製造方法

Info

Publication number: WO2005015966A1
Application number: PCT/JP2004/011535
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Fujinami; Reiji Higuchi; Kazuharu Kobayashi
Original assignee: Fujikura Ltd.
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2005-02-17
Also published as: CN1836472A; CN1836472B; US20070158104A1; JPWO2005015966A1; US7776199B2; JP4195706B2

Abstract

　本発明は、ドライ処理およびドライ処理装置なしに、アディティブ法により製造することのできるアンダーカットのない導体回路、およびその製造方法を提供する。本発明のプリント配線板は、アンダーカットを埋めるべく追加めっきを行うことにより製造された、アンダーカットのない導体回路を有する。

Description

明細書

プリント配線板およびその製造方法

技術分野

[0001] この発明は、プリント配線板およびその製造方法に関し、特に、アディティブ法による形成された導体回路を有するプリント配線板およびその製造方法に関するものである。

^景技術

[0002] プリント配線板の回路形成法としてアディティブ法が知られてレ、る。アディティブ法では、絶縁基材の片面に薄い導電層膜 (シード層）を一様に形成した基材のシード層面にフォトリソグラフィ一によつてパターンニングされためっき用レジストを形成し、電解めつきによってレジスト間にそれぞれめっき部を形成する。その後、めっき用レジストを除去し、めっき部間のシード層をエッチング除去することにより、導体回路を得る。

[0003] 絶縁基材に一様に形成された銅箔等による導体層をエッチングすることにより回路形成を行う、サブトラタト法（ないしエッチング法）による導体回路形成に比して、前記アディティブ法は、より線幅の狭い回路の形成が可能であることが知られている。電子機器の小型化ないし高密度化が求められている現状に鑑みれば、アディティブ法はこの点において大きな利点を有する。

[0004] しかし、従来のアディティブ法は、下記のような短所を有する。すなわち、フォトリソグラフィーによる露光時において、シード層による乱反射等が起こることにより、図 4Aのごとぐシード層 102との界面であるレジスト 103の底部は、底部に向かって末広がりの裾部 104を有するようになる。この状態に図 4Bのごとくめつきを施すので、めっき部 105の底部は、図 4Cのごとぐえぐられたようなアンダーカット部 106を有する。

[0005] その後、上述のごとくエッチングを施すが、前記アンダーカット部 106は、図 4Dのごとぐより深く侵食される。深いアンダーカット部 106に対しては、カバーレイ材ゃソルダーレジスト材等の絶縁物被覆が十分に充填されず、空隙を残す虞が生ずる。前記空隙は、マイグレーション等の原因となりうる。 [0006] また、アンダーカット部が生ずると、導体回路と絶縁基材との接触面積が小さくなるので、その間の接着強度を低下し、ひいては導体回路が熱処理によって剥がれる虞を惹起しかねない。さらには、導体回路の断面形状が矩形にならないことにより、高周波信号伝送におけるインピーダンス不整合の問題を誘引しかねない。

[0007] 日本国特許公開 2001—196740号公報は、アンダーカットのない導体回路を形成する方法を開示している。この方法によれば、前記レジスト底部の裾部分をドライ処理によって除去した後に、回路形成のためのめっきを行うことにより、アンダーカットの発生を抑制している。

発明の開示

[0008] 前記ドライ処理は、大規模な真空チャンバ一等を備えたドライ処理装置を必要とし、水分の除去や真空引きといった工程を要するため、プリント配線板の製造に関わるコストを上昇せしめる問題がある。

[0009] 本発明は、ドライ処理およびドライ処理装置なしに、アディティブ法により製造することのできるアンダーカットのない導体回路、およびその製造方法を提供することを目的としている。

[0010] 本発明の第一の局面によれば、プリント配線板は、絶縁基材と、前記絶縁基材上のアンダーカット部を有する第 1の導体と、前記アンダーカット部を坦める第 2の導体と、を備えた、導体回路と、を備える。

[0011] 望ましくは、前記プリント配線板は、さらに前記絶縁基材と前記第 1の導体との間に介在された導電性シード層を備え、前記第 1の導体は、アディティブ法により前記導電性シード層上に形成されたものである、プリント配線板である。

[0012] また望ましくは、前記導体回路は、矩形または底部に向かって末広がりの裾部を有する断面形状を有する、プリント配線板である。

[0013] さらに望ましくは、前記裾部は、前記アンダーカット部の底から前記裾部の張り出しの端までの幅が、前記アンダーカット部の深さに対して 1一 3倍となるベぐ張り出している、プリント配線板である。

[0014] また望ましくは、前記第 1の導体と、前記第 2の導体は、実質的に同一の熱膨張係数を有する物質によりそれぞれ構成されてレ、る、プリント配線板である。 [0015] さらに望ましくは、前記絶縁基材と前記第 1の導体との間に介在された、前記第 2の導体と実質的に耐エッチング性を有する、導電性シード層をさらに備える、プリント配線板である。

[0016] 本発明の第二の局面によれば、プリント配線板は、絶縁基材と、前記絶縁基材上の導電性シード層と、前記導電性シード層上であってめっき層を有する導電性回路と、を備え、前記導電性回路の上方から見て、前記導線性シード層の輪郭は、前記導電性回路の輪郭に対して、一致するか、または取り囲んでいる。

[0017] 本発明の第三の局面によれば、プリント配線板の製造方法は、絶縁基材上の導電性シード層上にレジスト層を形成する、レジスト層形成工程と、パターンユングされためっき用レジストを形成すベぐ前記レジスト層に露光、現像を行う、フォトリソグラフィ一工程と、前記フォトリソグラフィー工程において前記レジスト層が除去された部分に導体回路を形成すベぐ電解めつきを行う、めっき工程と、前記パターンユングされためっき用レジストを除去する、レジスト除去工程と、前記導体回路が有するアンダー力ットを坦めるべく追加めつきを行う、追加めつき工程と、よりなる。

[0018] 望ましくは、前記追加めつき工程は、前記レジスト除去工程後に全面をめつきする再めつき工程と、必要な部分を残してめっきを除去する除去工程と、よりなる、プリント配線板の製造方法である。

[0019] さらに望ましくは、前記再めつき工程においてハイスロー浴またはビアフィル浴を利用する、プリント配線板の製造方法である。

[0020] なお望ましくは、前記ビアフィル浴は、めっき液の循環が悪い部分のめっきを相対的に促進する機能を有する添加剤を含む、プリント配線板の製造方法。あるいは、前記ビアフィル浴は、被めつき物がめっきされるのを抑制する機能を有する添加剤を含む、プリント配線板の製造方法。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1A]図 1Aは、本発明の第一の実施形態による諸工程前におけるプリント配線板の断面図である。

[図 1B]図 1Bは、本発明の第一の実施形態による導電性シード層形成後におけるプリント配線板の断面図である。 [図 1C]図 1Cは、本発明の第一の実施形態によるフォトリソグラフィー工程におけるプリント配線板の断面図である。

[図 1D]図 1Dは、本発明の第一の実施形態による現像後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 1E]図 1Eは、本発明の第一の実施形態によるめつき後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 1F]図 1Fは、本発明の第一の実施形態によるレジスト除去後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 1G]図 1Gは、本発明の第一の実施形態による再めつき後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 1H]図 1Hは、本発明の第一の実施形態によるめつき除去後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 2A]図 2Aは、アンダーカット部分を有する再めつき前の状態である。

[図 2B]図 2Bは、ノ、イスロー浴によって追加めつき層を形成した場合を説明する断面図である。

[図 2C]図 2Cは、ビアフィル浴によって追加めつき層を形成した場合を説明する断面図である。

[図 3A]図 3Aは、本発明の第二の実施形態によるめつき除去後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 3B]図 3Bは、本発明の第二の実施形態の変形例によるめつき除去後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 4A]図 4Aは、従来の技術によるフォトリソグラフィー工程後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 4B]図 4Bは、従来の技術によるめつき後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 4C]図 4Cは、従来の技術によるレジスト除去後におけるプリント配線板の断面図である。

[図 4D]図 4Dは、従来の技術によるめつき除去後におけるプリント配線板の断面図でめる。発明を実施するための最良の形態

[0022] 本発明の第一の実施形態によるプリント配線板およびその製造方法を、図 1Aから図 1Hを参照して以下に説明する。

[0023] 絶縁基材 11は、図 1 Aに示されるようにポリイミド等の樹脂からなるフィルムである。

前記絶縁基材 11の素材は、ポリイミドに限らず、電子機器に適用可能な様々な絶縁樹脂を利用することができる。ポリイミドに代えて、ガラスエポキシ、ァラミドエポキシ、 BTレジン、 PET、液晶ポリマーなどを適用することができる。

[0024] まず導電性シード層形成工程を実施する。前記絶縁基材 11の片面に、スパッタリングによりニッケノレ薄膜を 300 A程度、更にその上層に銅薄膜を 3000 A程度成長させることにより、図 1Bに示す導電性シード層 12となす。前記ニッケル薄膜は、他の金属薄膜によって代えることができるが、絶縁基材 11と密着性の良好な材料を選択する必要がある。銅薄膜は、前記ニッケル薄膜が後の工程において電解めつき浴により溶解することを防止する。これらの金属は、クロム、アルミニウム、金、銀などの、導電性の良好な他の金属により置き換えることができる。

[0025] 次いで、レジスト層形成工程を実施する。導電性シード層 12上に、ロールラミネートまたは真空ラミネートにより、ドライフィルムレジストをラミネートすることにより、レジスト層 13を形成する。ドライフィルムレジストに代えて、液状のレジストを塗布してもよい。

[0026] 次いで、フォトリソグラフィー工程を実施する。前記レジスト層 13の直上に、図 1Cに示すごとくレジストパターンユング用マスク 14を配置し、紫外線 15を照射する。前記紫外線 15は、波長 365nmおよび 405nmのうち力選択した少なくともひとつのものである。ついで現像を行うことにより、図 1Dに示されるめっき用レジスト 16を形成する。ポジ型レジストを用いているので、レジスト層 13のうち、露光された部分が除去されて、露光されていない部分が残る。このようにしてパターンユングされためつき用レジスト 16は、導電性シード層 12との界面である底部に、底部に向かって末広がりの裾部 17を有する。

[0027] 次いで、めっき工程を実施する。電解銅めつき（硫酸銅めつき）を行レ、、レジスト 16 間、すなわちレジスト層 13が除去された部分に、図 1Eに示すごとぐ回路用めつき部 (第 1の導体） 18を厚さ 8 / m程度形成させる。前記電解銅めつきは、後述のハイス口一めつき浴によることにより、能率よく良好な回路用めつき部（第 1の導体） 18が形成される。回路用めつき部（第 1の導体） 18は、導体回路の主要部を構成する。

[0028] 次いで、レジスト除去工程を実施する。適切な剥離液を吹き付けることにより、図 1F に示すごとぐめっき用レジスト 16を完全に剥離する。このとき、前記裾部 17が転写されて、回路用めつき部（第 1の導体） 18には、その底面付近、すなわち導電性シード層 12との界面付近に、アンダーカット部分 19が生ずる。ここまでの工程は、従来のァディティブ法による回路形成と実質的に同一である。

[0029] 次いで、再めつき工程と除去工程とからなる、追加めつき工程を実施する。

[0030] 再めつき工程においては、硫酸銅めつきによって全面を再度めつきし、図 1Gに示すごとく、前記アンダーカット部分 19が埋まるように追加めつき層（第 2の導体） 20を形成する。再めつきのための浴は、ハイスローめつき浴によってもよいし、後述のビアフィルめつき浴によってもよレ、。

[0031] 前記再めつき工程において、めっき浴には、力パーグリーム CLX (日本リーロナ一ノレ株式会社）の商品名で提供されているスルーホールめつき用添加剤、あるいはトツプノレチナ BVF (奥野製薬株式会社）の商品名で提供されているフィルドビア用の添加剤、あるいはトップノレチナひ（奥野製薬株式会社)の商品名で提供されているフィルドビア/スルーホール同時めつき用の添加剤を添加する。

[0032] スルーホールめつき用添加剤は、めっき膜厚の均一性、すなわちスローイングパヮ一を向上せしめる作用を有し、従ってハイスローめつき浴に添加される。

[0033] フィルドビアとは、多層板や両面板のビアに、めっきで金属を隙間なく充填されたビァのことである。フィルドビア用の添加剤は、被めつき物がめっきされるのを抑制する働きを有する。前記働きは、基板表面においてはめつき液の循環がよいのでより有効に作用し、ビア内部はめつき液の循環が悪いのでより有効でないので、相対的にビア内部のめっきは促進される。従って、前記添加剤は、ビアを金属により充填せしめる作用を促進するものである。

[0034] 本発明の本実施形態においては、フィルドビア用の添加剤が有する上述の作用を利用して、相対的にめっき液の循環の悪いアンダーカット部分 19に優先的にめっきを施す。 [0035] アンダーカット部分 19の深さが回路用めつき部（第 1の導体） 18の側壁から測って約 1 /i mである場合の典型的なめっき浴の構成とめっき条件は、下記のとおりである。下記において目標膜厚は、電流密度と通電時間によって容易に設定可能である。

[0036] (ハイスローめつき浴の場合）

硫酸銅濃度 60— 90g/リットル、硫酸濃度 165— 210g/リットル、塩素イオン 30 一 75mgZリットノレ、スルーホールめつき用添加剤力パーグリーム CLX—A (日本リーロナール株式会社製） 3— 7ミリリットノレ Zリットノレ、スルーホールめつき用添加剤カパーグリーム CLX—C (日本リーロナール株式会社製） 5 15ミリリットル/リットル、電流密度 0. 1— 4AZdm²、目標膜厚 0. 5 l x m。

[0037] (ビアフィルめつき浴の場合）

硫酸銅濃度 160— 240gZリットル、硫酸濃度 40— 80g/リットル、塩素イオン 30 一 70mgZリットル、フィルドビアめつき用添加剤トツプルチナ BVF (奥野製薬株式会社製） 2— 10ミリリットル/リットル、電流密度 0. 1— 5A/dm²、目標膜厚 0. 2— 3 /i m₀

[0038] 図 2Aに示す状態のアンダーカット部分 19に再めつき工程を実施する場合、後述する除去工程における導電性シード層 12の除去を容易ならしめるために、めっき膜厚は小さいほうが望ましレ、。一方、アンダーカット部分 19はめつきによって十分に坦める必要がある。

[0039] ハイスロー浴によるめつきの場合は、図 2Bに示されるように、被めつき物はほぼ均一にめつきされるので、約 1 μ ΐηの深さのアンダーカット部分 19を坦めるためには、 0 . 5— 1 /i mの目標膜厚が必要である。

[0040] ビアフィル浴によるめつきの場合は、図 2Cに示されるように、アンダーカット部分 19 付近が優先的にめっきされるので、上述のごとき目標膜厚では結果的にめっき厚が厚すぎることとなる。それゆえ、目標膜厚は、より少ない 0. 2-0. 5 z mが最適である

[0041] 次いで、除去工程を実施する。導電性シード層 12および追加めつき層（第 2の導体 ) 20を、必要な部分、すなわち回路用めつき部（第 1の導体） 18と絶縁基材 11との間に介在する部分およびアンダーカット部分 19を坦めている部分が残るように、エッチ「除去する。

[0042] これにより、回路用めつき部（第 1の導体） 18と、アンダーカット部分 19を埋める追加めっき層（第 2の導体） 20の残存部分とから、図 1Hに示すごとぐアンダーカットのない導体回路 21が得られる。このとき、導体回路 21はアンダーカットが起こりにくい形状になってレ、るから、エッチングによってアンダーカットが発生なレ、し拡大することがない。また、エッチング液の選定は、より広い選択肢から選択することができる。また、上方向から見たときに、導電性シード層 12の輪郭と導体回路 21の輪郭とは、ほぼ一致している。また導体回路 21の断面形状は、ほぼ矩形になっている。

[0043] なお、導体回路 21は、図 3Aに示されるように、その底部に向かって末広がりの裾部 22を有するように形成することもできる。例えば前述の再めつき工程において、ビァフィル浴を使用し、目標膜厚 0. 5 111ー3 111とすると、図 2Cに示されるごとぐァンダーカット部分 19付近が他の部分よりもより厚くめっきされる。これに前述の除去ェ程を実施すると、裾部 22を有する導体回路 21が形成される。上方向から見たときには、導電性シード層 12の輪郭は、導体回路 21の輪郭よりも大きぐそれを取り囲んでいる。回路の走行方向に対して直交する断面で切断した導体回路 21の断面形状は、上部より下部のほうが広がったベルボトム状である。これにより、除去工程における新たなアンダーカットの発生を防止することができる。また、裾部 22は導体回路 21の絶縁基材 11に対する密着性を高め、かつ亀裂の発生を抑制するので、さらに後の工程で行う防鲭を目的とするニッケルや金等をめつきする工程において、導体回路 2 1が剥離することを効果的に防止する。裾部 22の張り出しは、大きすぎると絶縁に問題が生じ、小さすぎると前記効果が十分に得られない。従って、アンダーカット部分 1 9の深さ dcに対し、アンダーカット部分 19の底から裾部 22の張り出しの端部までの幅 dmは 1一 3倍であることが好ましぐ更に好ましくは 1. 5 2倍であることが好ましい。

[0044] なお、図 3Bに示されるように、除去工程後、追加めつき層（第 2の導体） 20が若干残ってもよい。

[0045] さらに、回路用めつき部（第 1の導体） 18と追加めつき層（第 2の導体） 20は、熱膨張係数をほぼ等しくすることが好ましぐさらに好ましくは同じ金属により構成する。これにより、後工程における熱処理等による熱応力の発生が防止され、ひいてはクラックや剥離などの欠陥の発生が防止される。

[0046] また、導電性シード層 12と追加めつき層（第 2の導体） 20は、ほぼ同等の耐エッチング性を有するのが好ましい。これにより、新たなアンダーカットの発生が防止される

[0047] 本発明の好適な実施例を記述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、該技術分野の通常の技術を有する者が、実施例の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。

産業上の利用の可能性

[0048] ドライ処理およびドライ処理装置なしに、アディティブ法により製造することのできるアンダーカットのなレ、導体回路、およびその製造方法が提供される。

Claims

請求の範囲

[1] 絶縁基材と、

前記絶縁基材上のアンダーカット部を有する第 1の導体と、前記アンダーカット部を埋める第 2の導体と、を備えた、導体回路と、

を備えた、プリント配線板。

[2] さらに前記絶縁基材と前記第 1の導体との間に介在された導電性シード層を備え、前記第 1の導体は、アディティブ法により前記導電性シード層上に形成されたものである、請求項 1のプリント配線板。

[3] 前記導体回路は、矩形または底部に向かって末広がりの裾部を有する断面形状を有する、請求項 1のプリント配線板。

[4] 前記裾部は、前記アンダーカット部の底から前記裾部の張り出しの端までの幅力前記アンダーカット部の深さに対して 1一 3倍となるベぐ張り出している、請求項

3のプリント配線板。

[5] 前記第 1の導体と、前記第 2の導体は、実質的に同一の熱膨張係数を有する物質によりそれぞれ構成されている、請求項 1のプリント配線板。

[6] 前記絶縁基材と前記第 1の導体との間に介在された、前記第 2の導体と実質的に耐エッチング性を有する、導電性シード層をさらに備える、請求項 1のプリント配線板。

[7] 絶縁基材と、

前記絶縁基材上の導電性シード層と、

前記導電性シード層上であってめっき層を有する導電性回路と、を備え、前記導電性回路の上方から見て、前記導線性シード層の輪郭は、前記導電性回路の輪郭に対して、一致するか、または取り囲んでいる、プリント配線板。

[8] 絶縁基材上の導電性シード層上にレジスト層を形成する、レジスト層形成工程と、

ノターンニングされためっき用レジストを形成すベぐ前記レジスト層に露光、現像を行う、フォトリソグラフィー工程と、

前記フォトリソグラフィー工程において前記レジスト層が除去された部分に導体回路を形成すベぐ電解めつきを行う、めっき工程と、

前記パターンニングされためっき用レジストを除去する、レジスト除去工程と、前記導体回路が有するアンダーカットを埋めるべく追加めつきを行う、追加めつき工程と、

を含む、プリント配線板の製造方法。

[9] 前記追加めつき工程は、前記レジスト除去工程後に全面をめつきする再めつき工程と、必要な部分を残してめっきを除去する除去工程と、を含む、請求項 8のプリント配線板の製造方法。

[10] 前記再めつき工程においてハイスロー浴を利用する、請求項 9のプリント配線板の製造方法。

[11] 前記再めつき工程においてビアフィル浴を利用する、請求項 9のプリント配線板の製造方法。

[12] 前記ビアフィル浴は、めっき液の循環が悪い部分のめっきを相対的に促進する機能を有する添加剤を含む、請求項 11のプリント配線板の製造方法。

[13] 前記ビアフィル浴は、被めつき物がめっきされるのを抑制する機能を有する添加剤を含む、請求項 11のプリント配線板の製造方法。