JPH0728115B2

JPH0728115B2 - プリント板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0728115B2
Application number: JP6357889A
Authority: JP
Inventors: 敢次村上; 晴夫赤星; 峰雄川本; 律司鳥羽; 元世和嶋; 政志宮崎; 敏明石丸; 昭夫中野
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Resonac Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH02244789A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プリント板に係り、特に感光性レジストを用
いた微細回路形成に適したプリント板及びその製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

近年、プリント板の微細回路形成に対する要求が一段と
強まつている。従来より、微細回路を形成する方法とし
ては、感光性樹脂を用いる写真法が適用されてきた。そ
の一つに、感光性フイルムを基板にラミネートし、露光
現像を行つて像を形成した後に基板上の金属箔をエツチ
ングしたり、パターンめつきを行つたりして回路を形成
する方法が知られている。また、より一層の微細化を目
指し、感光性フイルムと下地との密着性を高めるための
方法が種々提案されている。例えば、特開昭63−59517
号公報に記載されているように、感光性フイルムを基板
にラミネートした後で、ラミネート温度よりもさらに高
い温度で再圧着させる方法が提案されている。これによ
り、感光性レジストが基板に強く密着し、露光後の現像
での像消失が改善できるようになつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術では感光性フイルムなどを
露光前に加熱再圧着させるため、感光性フイルムなど感
光性材料が熱かぶりをおこしやすく、解像度そのものが
低下しやすいという問題があつた。したがつて、あま
り、高温で再圧着ができないなどの制約があり、大きな
効果が期待できなかつた。また、圧着後に露光現像する
ため、像の消失までは至らないものの、現像時に感光性
材料と基材との密着力が低下し、その後のエツチングや
めつきのときにそれら感光性材料の下に液が入り込み、
十分な役目を果さないなどの問題も生じやすかつた。さ
らに、感光性材料を永久レジストや永久マスクとして使
用するとき、液の浸み込みによる絶縁抵抗の低下をまね
きやすいなどの問題があつた。

本発明の目的は、感光性材料の本来の解像度をそこなう
ことなく、感光性材料と下地基板との密着性を高め、エ
ツチングやめつきによる回路形成での微細回路化を達成
することのできるプリント板を提供するとともに、永久
レジストや永久マスクとして使用するときの絶縁抵抗の
低下を防止することにより微細回路化の問題点をとり除
くことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、所望する基板
表面に感光性材料層を設け、イメージ露光及び現像を行
つてレジスト像を形成後に、回路を形成したプリント板
において、該レジスト像はレジスト像を形成後に、感光
性材料の軟化流動する温度で基板上に加熱圧着処理され
たものであるプリント板としてものであり、また、該プ
リント板の製造方法において、レジスト像を形成した
後、感光性材料の軟化流動する温度で該レジスト像を基
板上に加熱圧着して製造したものであり、更に、該プリ
ント板の製造装置として、基板表面に感光性材料層を形
成する手段、形成した感光性材料層を露光及び現像して
レジスト像を形成する手段、該レジスト像を基板上に感
光性材料の軟化流動する温度で加熱圧着する手段、得ら
れたレジスト像をもつ基板から回路を形成する手段から
なる装置としたものである。

次に、本発明をより詳細に説明する。

本発明の製造方法は、サブトラクテイブ及びアデイテイ
ブの両方のプリント板製造方法に適用可能である。例え
ば、銅張積層板に感光性フイルムをラミネートし、露
光、現像を行つて像を形成した後、加熱圧着し、像形成
部すなわち回路形成部分を残して銅をエツチング除去す
るサブトラクテイブ法に適用できる。特に、スルーホー
ルを覆うようにするいわゆるテンテイング法の場合、ス
ルーホール内へエツチング液の浸み込みが防止でき、ス
ルーホール信頼性を向上させる上で効果的である。

また、各種アデイテイブ法のめつきレジストとして適用
できる。例えば、適用できる方法としては、下地が全面
銅の場合のパターン電気めつき法、パターン化学めつき
法、セミアデイテイブ法、もしくは予め基板表面に回路
が形成されておりスルーホールを主体にめつきするパー
トリーアデイテイブ法等がある。さらに、下地が絶縁板
の場合のフルアデイテイブ法がある。

本発明はこのなかでも、化学銅めつきを主体とするプリ
ント板の製造方法に適用した場合により好適である。こ
の方法は一般的に化学銅めつきに長時間、例えば４〜40
時間かかる。そのために、めつきレジストである感光性
材料と下地基板との間にめつき液が浸み込み、めつきレ
ジストがふくれたり、剥離したりする現像があらわれや
すい。このような場合、微細な回路の形成が困難にな
る。また、パートリーアデイテイブ法やフルアデイテイ
ブ法ではめつき液の浸み込みによる絶縁抵抗の低下も生
じやすい。微細回路になればなる程、絶縁抵抗が問題に
なり、その下地は許容できなくなる。さらには液のしみ
込みによつて電食も発生しやすくなる。

本発明では感光性材料を形成し、露光現像により感光性
材料による像形成を行つた後に、加熱圧着する。加熱圧
着の条件は適用する感光性材料及び下地となる基板表面
の状態によつて変化する。加熱温度は適用する感光性材
料の軟化流動する温度が目安となる。基板表面の凹凸が
小さければ感光性材料の流動量が少なくて済み、比較的
低温で密着力を高めることができる。一般的には、加熱
温度が高く、長時間で且つ圧着圧力を高めることによつ
て密着力は増加する。しかし、適正条件を越えた場合、
感光性材料によつて形成した像が変形し歪むので十分な
注意が必要である。通常のアクリル酸エステルやメタク
リル酸エステルなどを含む感光性材料の場合、加熱圧着
の条件は100〜160℃、数秒〜30min、２〜50kgf/cm²程度
が好適である。加熱は熱板プレス、１段あるいは多段の
加熱ロールなどで行うことができる。加熱ロールの場
合、圧着時間を保持することが難しいので、比較的高い
温度で短時間加熱圧着することにより達成できる。

次に、パターン化学銅めつき法の場合について第１図の
製造工程図を用いて本発明をさらに詳しく説明する。第
１図Ａは銅表面を粗化した状態である。これはめつきレ
ジストとしての感光性材料と下地との密着力を高めるた
めに表面積を大きくするものである。粗化方法としては
高地の方法が使用できる。例えば塩化第二銅あるいは過
硫酸アンモニウムの水溶液で粗化した後、亜塩素酸塩を
含むアルカリ性水溶液で処理し、さらに微細な凹凸の酸
化膜を形成し、最終的にジメチルアミンボランなどの還
元剤で還元する方法である。

第１図Ｂはニツケルなどの金属層を設けた状態を示す。
この金属層３は必ずしも必要ではないが、感光性のめつ
きレジスト４との密着力を高めるためには有利である。
金属層めつき反応電位よりも卑な酸化膜還元電位を有す
るものが好適で、他には亜鉛、すずなどが使用できる。

第１図Ｃは感光性材料を金属層３の上に形成し、回路形
成部分の感光性材料を除去した状態を示し、残存感光性
材料をめつきレジスト４として示している。感光性材料
は一般にドライフイルムタイプが使いやすく、基板表面
にラミネートされる。ラミネートは100〜120℃前後の一
般的なホツトロールにより行うことができる。また、必
要に応じて、真空ラミネートを行うことも可能である。
この段階での過剰の高温加熱は感光性材料の熱重合を促
進し、解像度を低下させるので好ましくない。露光、現
像も一般的な方法で行うことができる。例えば希望する
回路のネガマスクを密着させ、紫外線で露光し、ひき続
き、クロロセンなどの現像剤で現像する。

めつきレジスト４である感光性材料はある程度耐めつき
性のあるものなら適用可能である。例えば、使用可能な
感光性材料は、日立化成社の感光性ドライフイルム、フ
オテツクSR−3200、フオテツクSR−3000,デユポン社の
感光性ドライフイルム、リストンフイルムなどがある。

第１図Ｃの後に、本発明の特徴とする加熱圧着を行う。
加圧条件は5kgf/cm²前後が、加熱条件はラミネート時の
温度より10〜50℃高い温度が適している。温度を高くす
るのは露光により感光性材料が反応し硬化するためであ
る。加熱圧着は感光性材料が軟化流動する温度で、その
時間は隙間をうめるのに必要とする時間で通常は10分前
後で達成できる。このように、基板表面にめつきレジス
ト４を十分食い込ませておくことにより、後のめつき工
程でのふくれ、剥離等を実質的に防ぐことができる。

第１図のＤはパターン化学銅めつきを行う回路予定部分
の金属層を選択的に除去した状態を示す。この工程は必
ずしも必要としないが、金属層が亜鉛やすずの場合は除
く方が信頼性上好適である。

第１図Ｅはパターン化学銅めつき５を行つた状態を示
す。回路厚は通常30〜80μｍ程度必要とされるため、化
学銅めつきに10〜80時間かかる。この間、めつきレジス
トの下側へのめつき液しみ込みは上述したレジストの加
熱圧着によつて防止できる。金属層３によつて、めつき
液が浸み込んだ場合でも剥離が生じるような反応は抑制
できるが、銅層２を完全に金属層３で被うことは難し
く、特に15時間を越えるような長時間のめつきでは多少
のレジスト剥離が生じる場合がある。これは、銅層２の
表面を粗化し、微細凹凸を形成したため、銅層２のすみ
ずみまで金属層３で被うことが難しいためと考えられ
る。加熱圧着によつてこのようなレジストのふくれや剥
離は問題ない程度まで減少させることができる。尚、第
１図Ｅの化学銅めつき５は電気銅めつきに代えることも
可能である。

本発明の重要な部分の説明は上記のとおりである。以下
第１図Ｆ〜Ｉは従来の公知技術で行うことができる。す
なわち、第１図Ｆはエツチングレジストとして半田めつ
き層６を形成した状態、第１図Ｇはめつきレジストを剥
離除去した状態、第１図Ｈはケツチングにより、回路以
外の銅層を除去した状態、第１図Ｉはエツチングレジス
トの半田めつきを除去した状態を示している。

〔作用〕

本発明のプリント板は、感光性材料を露光減少後に加熱
圧着する。そのため、得られたレジスト像は、現像時に
生じた密着力低下が加熱圧着により回復あるいは密着力
が大幅に向上するので、次工程のエツチングやめつきで
感光性材料下へのエツチング液やめつき液の浸み込みが
防止でき、微細回路を形成することが可能となる。既に
像形成が終了しているので、加熱温度を高めても熱重合
反応に伴う解像度低下等は発生しない。また、加熱温度
を十分高くすることができるので、感光性材料の軟化流
動が十分で、感光性材料と下地基板との隙間を実質的に
なくすることができ、密着力を大幅に向上させることが
容易となる。

〔実施例〕

次に本発明を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ない。

実施例１ 1.6mm厚の両面銅張ガラスエポキシ積層板（銅箔厚18μ
ｍ）に0.4mm径のドリルで孔をあけた。表面をブラシ研
磨した後、高圧水洗で孔内を洗浄した。過硫酸アンモニ
ウム水溶液による銅のソフトエツチングを行つた後、酸
洗し、化学銅めつきのための触媒（日立化成社製増減剤
HS101B）に浸漬して処理した。次に、化学銅めつきを３
μｍの厚さほど行い、さらに孔内を含めた全面にパネル
電気銅めつきを平均厚さ30μｍ行つた。ひき続いて表面
のバフ研磨とパーミス研磨を順次行つて表面を調整し
た。

次いで、デユポン社製の感光製ドライフイルム、リスト
ン1220を110℃に加熱したホツトロールにより基板上へ
ラミネートした。次いで、0.4mm径のパツドを有し、且
つ0.12mmの幅を有する像を露光、現像によつて形成し
た。次に、140℃で10分間、5kgf/cm²の圧力で加熱プレ
スを行つた。次に、塩化第二銅を含むエツチング液でス
プレーエチングし、導体回路を基板両面に形成した。表
面に残存しているエツチングレジストを塩化メチレンに
より除去して最終的にプリント板を作製した。

実施例２工程1:1.6mm厚の両面銅張ガラスエポキシ積層板（銅箔
厚18μｍ）に0.4mm径のドリルで孔をあけた。表面をブ
ラシ研磨した後高圧水洗で孔内を洗浄した。次いで、過
硫酸アンモニウム水溶液によつて表面のソフトエツチン
グを行い、さらに酸洗した。ひき続き、化学銅めつきの
ための触媒（日立化成社製増感剤HS101B）に浸漬して活
性化した。次に、酸洗いをしてから下記組成の化学銅め
つき液に70℃で２時間浸漬し、。約６μｍの厚さの化学
銅めつき層を形成した。

工程2:工程１を終了した後、表面を酸洗いし、過硫酸ア
ンモニウム水溶液化（200g/l）で軽く粗化した。次い
で、下記組成の液で70℃、２分間処理し微細凹凸を有す
る酸化膜層を形成した。

さらに下記組成の処理液で上記酸化膜を還元した。

水洗を行つて十分表面をきれいにした後、0.05A/dm²で
４分間無光沢の電気ニツケルめつき液でめつきした。水
洗乾燥後、デユポン社製の感光性ドライフイルム、リス
トン1220を110℃に加熱したホツトロールによりラミネ
ートした。さらに、露光現像を行うことによつて、回路
形成部分以外にめつきレジストを形成した。次に、140
℃で１時間加熱してエージングした。

工程3:工程２終了後、熱板プレスにより、基板を100
℃、30分、5kgf/cm²で加熱圧着した。

工程4:次に、過硫酸アンモニウム水溶液（200g/l）に浸
漬し、表面に露出しているニツケルめつき層を銅ととも
にエツチングして除去した。酸洗、水洗を行つた後、下
記組成の化学銅めつき液に72℃で25時間浸漬して約50μ
の厚さのパターン化学銅めつきを行つた。

めつき終了後、十分水洗し、パターン化学銅めつきまで
の工程を完了した。

実施例３実施例２の工程３で熱板プレスにより基板を120℃、30
分、5kgf/cm²で加熱圧着した以外は実施例２と全く同様
の方法でパターン化学銅めつきまでの工程を完了した。

実施例４実施例２の工程３で熱板プレスにより基板を140℃、10
分、5kgf/cm²で加熱圧着した以外は実施例２と全く同様
の方法でパターン化学銅めつきまでの工程を完了した。

実施例５実施例２の工程３で熱板プレスにより基板を160℃、２
分、5kgf/cm²で加熱圧着した以外は実施例２と全く同様
の方法でパターン化学銅めつきまでの工程を完了した。

実施例６実施例２の工程３で熱板プレスにより基板を140℃、５
分、10kgf/cm²で加熱圧着した以外は実施例２と全く同
様の方法でパターン化学銅めつきまでの工程を完了し
た。

実施例７実施例２の工程３で熱ロールにより基板を160℃、20
秒、3kgf/cm²加熱圧着した以外は実施例２と全く同様の
方法でパターン化学銅めつきまでの工程を完了した。

実施例８ 0.8mm厚のガラスエポキシ積層板の両面にアクリロニト
リルブタジエンゴム変性フエノール樹脂を主成分とする
熱硬化性接着剤を塗布し、160℃で２時間硬化した。必
要個所に0.4mm径の孔をあけた後、クロム硫酸にて接着
剤表面を粗化した。次に水酸化ナトリウム水溶液で処理
した後、15％塩酸に浸漬後直ちに触媒液（日立化成社製
増感剤HS101B）に浸漬した。水洗後、３％塩酸で処理
し、さらに水洗を行つた。十分風乾したのち、120℃で3
0分乾燥した。

次いで、日立化成社の感光性ドラムフイルム、フオテツ
クSR−3200を110℃に加熱したホツトロールによりラミ
ネートした。さらに露光現像を行うことによつて回路形
成部分以外にめつきレジストによる像を形成した。次い
で、基板を140℃、15分間、7kgf/cm²の圧力で熱板を用
いて加熱圧着した。次いで、界面活性剤を含む水溶液で
処理、水洗した後、下記組成の化学銅めつき液に72℃、
12時間浸漬して、約30μｍの厚さのめつき膜を得た。

めつき終了後十分水洗乾燥し両面スルーホールプリント
板を作製した。

比較例１実施例１において感光性ドライフイルムを露光現像した
後の加熱プレスを行わなかつた以外は実施例１と全く同
様の方法でプリント板を作製した。

比較例２実施例２の工程３を行わなかつた以外は実施例２と全く
同様の方法でパターン化学銅めつきまでの工程を完了し
た。

比較例３実施例８におけるめつきレジストの加熱圧着を行わなか
つた以外は実施例８と全く同様の方法でプリント板を作
製した。

以上述べた実施例及び比較例によつて得られた結果を次
に述べる。実施例１によつて得られたプリント板は２万
個のスルーホールに全く異常は認められなかつた。これ
に対して比較例１で得られたプリント板は２万個中３ケ
所のスルーホールにエツチング液が浸み込み局部的に銅
がエツチングされていた。エツチング液が浸み込んでい
たスルーホールのパツド部分を観察した結果、異物が付
着していることがわかつた。実施例１でも７ケ所に異物
の付着が認められたが、エツチング液のしみ込みはなか
つた。

また、実施例２〜７までは、25時間の化学銅めつきにも
拘らず、レジストのふくれや剥離はごくわずかであり、
パターン形成上全く支障がなかつた。また、加熱圧着に
よるレジストの変形はほとんど認められなかつた。

一方、比較例２の場合は、レジストのはがれやふくれが
局部的に見受けられた。次の工程で半田めつきを行つた
結果、レジストのはがれた部分にもめつきされ、回路形
成上問題の生じることがわかつた。実施例３で回路間隔
0.3mm、0.1mmの場合とも、40℃、湿度95％、96時間後の
絶縁抵抗が10¹⁴Ω／□（DC100V印加）であつた。これに
対して、比較例３では、回路間隔0.3mmで10¹⁴Ω／□で
あつたが0.1mmの場合は10¹³Ω／□に低下していた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、感光性材料の解像度をそこなうことな
く、下地基板との密着性を向上させることができる。こ
れにより、サブトラクテイブ法ではスルーホールなどへ
のエツチング液のしみ込みが防止できるので微細且つ信
頼性の高いプリント板を作成することができる。また、
パターンめつき法、パートリーアデイテイブ法では微細
で精度の良いプリント板を作製することができる。さら
に、フルアデイテイブ法では回路間隙が近接しても絶縁
抵抗の低下などが生じないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のプリント配線板の製造工程
図である。１…絶縁板、２…銅層、３…金属層、４…めつきレジス
ト、５…化学銅めつき、６…半田めつき

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川本峰雄茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者鳥羽律司神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内 (72)発明者和嶋元世神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内 (72)発明者宮崎政志神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内 (72)発明者石丸敏明茨城県日立市東町４丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者中野昭夫茨城県日立市東町４丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内 (56)参考文献特開昭50−118674（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−93994（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所望する基板表面に感光性材料層を設け、
イメージ露光及び現像を行つてレジスト像を形成後に、
回路を形成したプリント板において、該レジスト像は、
レジスト像を形成後に、感光性材料の軟化流動する温度
で基板上に加熱圧着処理されたものであることを特徴と
するプリント板。
【請求項２】所望する基板表面に感光性材料層を設け、
イメージ露光及び現像を行つてレジスト像を形成後、回
路を形成するプリント板の製造方法において、レジスト
像を形成した後、感光性材料の軟化流動する温度で該レ
ジスト像を基板上に加熱圧着することを特徴とするプリ
ント板の製造方法。
【請求項３】請求項２記載において、レジスト像はエツ
チングレジスト像あるいはめつきレジスト像であること
を特徴とするプリント板の製造方法。
【請求項４】請求項２又は３記載において、感光性材料
が感光性ドライフイルムであることを特徴とするプリン
ト板の製造方法。
【請求項５】基板表面に感光性材料層を形成する手段、
形成した感光性材料層を露光及び現像してレジスト像を
形成する手段、該レジスト像を基板上に感光性材料の軟
化流動する温度で加熱圧着する手段、得られたレジスト
像をもつ基板から回路を形成する手段からなるプリント
板の製造装置。
【請求項６】請求項５記載において、加熱圧着する手段
が熱板プレス又は１段あるいは多段の加熱ロールである
ことを特徴とするプリント板の製造装置。