JPH0634439B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、紫外線硬化型エツチングレジストを用いた、
アルミニウム配線を有するプリント配線板の製造方法に
関するものである。

（従来の技術） プリント配線板としては、従来銅配線を絶縁基板上に形
成したものが主流である。しかし最近は、電子部品の高
密度実装化に伴い、アルミニウム配線を有するかまたは
アルミニウムと銅配線が同一基板上に形成されたプリン
ト配線板が、半導体チツプのワイヤーボンデイングによ
る接続が可能なため注目され、製造されるようになつ
た。

そして従来の銅配線を有するプリント配線板の製造方法
としては、銅張積層板上に熱乾燥型エツチングレジスト
をスクリーン印刷により形成し、銅のエツチングを行つ
た後、該エツチングレジストを除去する方法が取られて
いた。しかしながら最近では、このエツチングレジスト
が紫外線で硬化するエツチングレジストインクがプリン
ト配線板の生産性を高めるため導入されるケースが多く
なって来ている。また、これらの熱乾燥型及び紫外線硬
化型エツチングレジストは、従来溶剤除去タイプが主流
であつたが、近年アルカリ除去タイプのインクがランニ
ングコストが安いことや公害防止の観点から多く採用さ
れる様になつている。

一方、このアルミニウムパターンを有するプリント配線
板では、アルミニウムのエツチングに強アルカリを用い
るため、この種のアルカリ除去タイプのインクは用いる
ことが出来ない。従つて通常、溶剤除去タイプの加熱乾
燥型エツチングレジストインクが用いられていた。

しかしながら、アルミニウムのエツチングレジストとし
て用いられてきた溶剤除去タイプの加熱乾燥型エツチン
グレジストインク中には溶剤が含まれており、印刷中に
このインク中の溶剤が蒸発し、スクリーン版上のインク
粘度が上昇して、印刷配線幅が変化することがあり、更
に著るしい場合には該インクが印刷中に乾燥してしまう
ため、スクリーンの目詰りによる転写不良やスクリーン
の異状な伸び等が発生し、印刷不良を生じる原因となつ
ていた。

このインク中の溶剤の蒸発を抑える必要から、インク中
の溶剤を高沸点溶剤で置換することが行なわれている
が、乾燥温度を高くし、乾燥時間も長くする必要があ
り、生産性が低下する欠点があつた。

これらの諸欠点を解決する目的で紫外線硬化型エツチン
グレジストインクが開発されているが、いずれも銅エツ
チング用レジストインクであるため、アルカリ除去タイ
プが主流であり、耐アルカリ性を必要とされるアルミニ
ウムのエツチングレジストには使用できなかつた。

この他にメツキ用の紫外線硬化型レジストインクも開発
されているが、耐薬品性を重視するため、硬化したイン
クは、高度に架橋しており、塩化メチレンで除去するこ
とが出来ても、最も一般的に使用されている１，１，１
−トリクロロエタンでは除去することが出来ない欠点を
有している。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はかかる加熱乾燥型エツチングレジストインクと
従来の紫外線硬化型インクの使用では成し得なかつた。
アルミニウム配線を有するプリント配線板の製造方法を
提供するものであり、本発明者らは前記の欠点に鑑み鋭
意検討した結果、硬化したレジストインクが耐アルカリ
性に優れ、かつ１，１，１−トリクロロエタンで除去し
得る紫外線硬化エツチングレジストインクを用いること
により、生産性に優れ、不良発生も少ないアルミニウム
配線を有するプリント配線板の製造方法を発明するに至
つた。

（課題を解決するための手段） 1. アルミニウム箔またはアルミニウム／銅複合箔を積
層したプリント配線用基板のアルミニウム箔面上に、 １) 少なくとも耐アルカリ性の紫外線硬化型エッチン
グレジストインクをスクリーン印刷する工程 ２) 次いで該レジストインクを紫外線で硬化物とした
後、強アルカリ性のエッチング液で前記アルミニウム箔
をパターン状にエッチングする工程 ３) 更に主成分として炭素原子２個を有する含塩素系
有機溶剤で前記レジストインク硬化物を除去する工程 の少なくとも３工程を有することを特徴とするプリント
配線板の製造方法である。

次に本発明のプリント配線板の製造方法について更に詳
しく説明する。

本発明に言う、アルミニウム配線パターンを形成させる
にはアルミニウム箔またはアルミニウム／銅複合箔を積
層したプリント配線用基板を用いる。このアルミニウム
／銅複合箔の例としては、アルミニウム箔と銅箔のクラ
ツド箔もしくはアルミニウム箔に銅をメツキした箔、更
にはアルミニウム箔と銅メツキ箔の間に異種金属のメツ
キが施された箔がある。

これらの複合箔を接合する基板材料としては、フエノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル
樹脂等の有機材料もしくはこれらの有機材料にガラス繊
維やフイラーを充てんした複合材料があり、必要に応じ
て該複合箔に接着剤を用いて接合する。

更に基板材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス
等の金属材料があり、前述の複合箔をエポキシ系等の接
着剤を用いて絶縁を保つて接合することにより複合箔を
積層したプリント配線用基板を作ることができる。

次に本発明で言う第１の工程は、少なくとも耐アルカリ
性の紫外線硬化型エツチングレジストを先に記したプリ
ント配線用基板のアルミニウム箔面上にスクリーン印刷
するものである。またアルミニウム箔面上には、スクリ
ン印刷に先立つて脱脂やバフ研摩等により表面処理した
方がエツチングレジストとの密着信頼性を確保する上で
好ましい。脱脂方法は、通常アルミニウム面上を脱脂す
る時に用いられる、アルカリ脱脂、酸脱脂、溶剤脱脂で
良い。

この工程で用いられる少なくとも耐アルカリ性の紫外線
硬化型エツチングレジストとは、耐アルカリ性又は耐酸
性かつ耐アルカリ性のいずれのタイプであつてもよく、
硬化したレジストがアルミニウム箔のエツチングで用
いられる強アルカリ性のエツチング液に耐えること、及
び硬化したレジストが工業的にもよく用いられてお
り、毒性も少ない１，１，１−トリクロロエタンにて除
去できることが必要となる。

この用途に用いることのできる紫外線硬化型エツチング
レジストインクの例としては、単官能のオリゴエステ
ルアクリレート（例えば 等である。ここでｎは通常１〜３であるが特に限定する
ものではない。またベンゼン核にアルキル置換基を有す
るものも使用できる。）及び１，１，１−トリクロロ
エタンに可溶で且つ、耐酸性及び耐アルカリ性のオリゴ
マーもしくはポリマー、（例えばメチルメタクリレート
オリゴマー、アルキツド樹脂、スチレンとアクリル酸エ
ステルとの共重合体等）及びタルク等の無機フイラ
ー、更には光増感剤の４成分を少なくとも主成分とす
るものがある。

次に本発明で言う第２の工程は、該レジストインクを紫
外線で硬化し、その後、強アルカリ性のエツチング液で
該アルミニウム箔を配線パターン状にエツチングする工
程である。本工程の紫外線硬化は、高圧水銀灯、超高圧
水銀灯、ハタルハライドランプ等の紫外線ランプを装備
した市販の紫外線照射炉で行なえる。またランプの選定
は紫外線硬化型エツチングインクに含まれる光増感剤の
吸収波長によつて行なう。

また本工程のアルミニウム箔のエツチングは、苛性ソー
ダ、苛性カリ等の無機の強アルカリ性化合物の水溶液に
各種添加剤を入れたものが用いられ、その特徴はアルミ
ニウム箔をエツチングし、銅は、エツチングしない選択
エツチング剤であることにある。この強アルカリ性の無
機化合物の濃度は、５〜３０重量％が用いられる。また
このエツチング液は、液の粘度を低下させエツチング時
スプレーをし易くする意味とエツチングスピードを上げ
る意味から、通常４０゜〜７０℃に加熱して用いられ
る。この強アルカリ性の無機化合物の濃度が５重量％未
満であると、加熱してもエツチングスピードが遅く、ま
た３０重量％を超えると、加熱しても液が高粘度になり
均一なスプレーがし難くなる。

さらに本発明に言う第３の工程は、第２の工程を終えた
エツチングレジストを除去する前の基板（以下、プリン
ト配線用基板に回路を形成し、最終的にプリント配線板
とするまでの途中の工程にあるものを基板という）を、
主成分が炭素原子２個を有する含塩素系有機溶剤で洗浄
し、該レジストインクを除去することにある。ここで炭
素原子２個を有する含塩素系有機溶剤とは、１，１，１
−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロ
ロエチレン等であり、毒性の点から１，１，１−トリク
ロロエタンが好ましい。

本発明におけるプリント配線板の製造方法においては、
上記３工程を少なくとも具備する必要があるが、それ以
降の工程としては、例えばアルミニウム箔張基板を用い
た場合では、銅メツキによる半田付部分の形成があり、
アルミニウム／銅複合箔張基板を用いた場合では、更に
銅エツチングレジスト形成後、過硫酸アンモニウム水溶
液や硫酸−過酸化水素系エツチング剤で銅のみを選択的
にエツチングし、パターン形成する工程が挙げられる。
その他、半田レジストの形成も通常、後工程として行な
われる場合が多い。

（実施例） 次に本発明の実施例を説明する。

実施例１ 大きさが２００×２００mm、厚さ１．０mmのアルミニウ
ム板上に８０μｍの厚みを有するエポキシ系絶縁層を介
して、４０μｍのアルミニウムと１０μｍの銅との複合
箔をアルミニウム面を上にして接合したプリント配線用
基板２００枚を使用した。

まず基板の裏面のアルミニウムがエツチング液が侵かさ
れない様に粘着剤付ポリマーフイルムで保護した。アル
カリ脱脂剤でアルミニウム箔面を脱脂後、耐酸性かつ耐
アルカリ性のアクリル系紫外線硬化型エツチングレジス
トインクを用いて自動印刷機で２００枚の連続印刷を行
つた。尚この印刷に用いたスクリーン版は３００メツシ
ユのポリエステル製スクリーンであり、使用パターンは
最小線幅５０μｍで５０μｍずつ太くなつた、線幅・線
間隔が同じ４本のＬ字状配線を２００×２００mmのサイ
ズに１０行、１０列配置したもの（最大線幅は３００μ
ｍ）である。インクの粘度上昇は、２００枚印刷後で約
１０％であつた。

印刷した基板は、即４．０ｍ／minのコンベアスピード
を有し、８０Ｗ３燈の高圧水銀灯を装備した紫外線照射
装置へ投入し、硬化した。印刷からレジスト硬化までに
要した時間は４０分であつた。

レジストを硬化した基板を顕微鏡で検査した結果、パタ
ーンの解像性は大変良く、１５０μｍの線が解像できて
いた。またスクリーンの目詰り等の不良は皆無であつ
た。設計幅２５０μｍの線幅を５０枚目ごとに測定した
ところ２７０μｍ±１５μｍの範囲内に入つており、安
定した印刷が出来ていた。

次に紫外線硬化したエツチングレジスト付基板に、 苛性ソーダ２０重量％他を含む強アルカリ性の水溶液を
６０℃で２分間スプレーし、複合箔のアルミニウム箔を
パターン状にエツチングした。その後、基板を水洗乾燥
し、１，１，１−トリクロロエタンを室温でスプレーし
て、該エツチングレジストを剥離した。

最終的に得られたアルミニウム配線の顕微鏡検査ではエ
ツチング中の有害なレジスト剥れはなく、また配線上の
レジストの残存もなかつた。

実施例２ 実施例１で出来上つたアルミニウム配線上に実施例１で
使用した同じスクリーン版、同じ配線パターン、同じ紫
外線硬化型エツチングレジストインクを用いて、該配線
パターンが部分的に直交する様にエツチングレジストイ
ンクを２００枚の基板に連続印刷した。

印刷した基板は、実施例１と同様に即、紫外線硬化装置
を通し、レジストインクを硬化させた。硬化したレジス
トインクを顕微鏡で検査した結果、４０μｍの厚みを有
するアルミニウム配線に直交した部分のレジストインク
には有害な断線や（第１図）やにじみ（第２図）がなか
つた。

次に紫外線硬化したエツチングレジスト付基板を硫酸２
０容量％とパーマエツチ（荏原電産(株)商品名：５０容
量％の過酸化水素を主成分とする）１２容量％とから成
るエツチング剤で５４℃１分間スプレーエツチングし
た。その後、基板を水洗乾燥し、１，１，１−トリクロ
ロエタンを室温でスプレーして、該エツチングレジスト
を剥離した。

最終的に得られたアルミニウム配線と銅配線からなる混
合配線の顕微鏡検査では、エツチング中の有害なレジス
ト剥れはなく、また配線上のレジストの残存もなかつ
た。

比較例１ 実施例１と同じプリント配線用基板を用い、熱乾燥型レ
ジストインクで強アルカリ耐性のあるＭＲ−５００（ア
サヒ化研社製）を使用して、スクリーン印刷を実施例１
と同様２００枚連続して行つたところ、１０枚目までの
印刷においてはインクの出が悪かつた。更に５０〜１０
０枚目では良好な印刷が出来たものの、１００枚目以降
ではインクのかすれが出始めた。印刷後のインクの粘度
上昇は約２００％であつた。

次に１１０℃で１０分間、送風乾燥機で乾燥の後、印刷
した配線を顕微鏡で検査したところ、良好に印刷できた
基板でも解像できた配線幅は最小２００μｍであり、そ
の他の基板ではインクのかすれが多く、悪い基板では断
線した配線も見られた。

印刷から乾燥までに要した時間は６０分であつたが、実
際のプリント配線板の製造においてはインクのかすれが
生じると製品にならないため、一担印刷をストツプし、
版を溶剤で拭くため、作業時間は大幅に増え、生産性が
低下することになる。

尚、実施例１と同条件でエツチングした後の検査ではエ
ツチング時の異常なレジストの剥れはなかつた。

（発明の効果） 以上のとおり本発明は、硬化膜が耐アルカリ性と特殊な
溶剤への溶解性を有する紫外線硬化型エツチングレジス
トインクを用いたアルミニウム配線の製造方法であり、
生産性及び信頼性の両方が高い特徴を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例２における配線の有害な断線を説明す
るためのプリント配線板の部分拡大断面図である。ま
た、第２図は同じく実施例２における段差部に印刷され
たエツチングレジストインクの有害なにじみを示す部分
拡大平面図である。 符号１……アルミニウム板 ２……絶縁層 ３……銅箔 ４……アルミニウム配線 ５……レジストインク ６……エツチングにより断線する部分 ７……にじみ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−33894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−284991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−30840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−276394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−122878（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−33642（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム箔またはアルミニウム／銅複
   合箔を積層したプリント配線用基板のアルミニウム箔面
   上に 1) 少なくとも耐アルカリ性の紫外線硬化型エッチング
   レジストインクをスクリーン印刷する工程 2) 次いで該レジストインクを紫外線で硬化物とした
   後、強アルカリ性のエッチング液で前記アルミニウム箔
   をパターン状にエッチングする工程 3) 更に主成分として炭素原子２個を有する含塩素系有
   機溶剤で前記レジストインク硬化物を除去する工程 の少なくとも３工程を有することを特徴とするプリント
   配線板の製造方法。
2. 【請求項２】プリント配線用基板が金属板上の少なくと
   も一主面上に絶縁層を介して積層されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のプリント配線板の製
   造方法。
3. 【請求項３】紫外線硬化型エッチングレジストインク硬
   化物が５〜３０重量％の苛性ソーダを主成分とするエッ
   チング液に耐え、かつ１、１、１−トリクロロエタンで
   除去できることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のプリント配線板の製造方法。