JP2012124452A - プリント基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層との密着面積を広くすることにより、回路パターンの剥離問題を解決し、アンダーカットによる回路パターンの損傷発生を最小化するうえ、微細な回路パターンを実現することができるプリント基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のプリント基板は、トレンチ１１０が陰刻状に形成された絶縁層１００と、一端部はトレンチ１１０に埋め込まれ、他端部は絶縁層１００から突出するようにトレンチ１１０に形成された回路パターン１５０とを含んでなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、プリント基板およびその製造方法に関する。

最近、携帯電話、デジタルカメラなどのモバイル電子機器が発達するにつれて、より小型化、薄型化および多機能化した電子機器に関する研究開発が行われている。このような趨勢は、電子機器を構成する半導体パッケージの小型化要求につながり、根本的には、半導体パッケージを構成する基板の高密度化に関する開発問題に帰結する。高密度もしくは高集積基板の実現は、主に回路幅の微細化または回路間間隔の微細化によって成し遂げられる。最近、基板の微細回路パターン形成方法として、ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）工法が知られている。

従来のＳＡＰ工法は、次の工程で行われる。

まず、絶縁層の表面に回路パターンを形成するために、無電解メッキまたはスパッタリングなどの方法を適用してシード層を形成する。

次いで、前記シード層にレジストフィルムを塗布し、レジストフィルムをパターニングしてメッキレジストパターンを形成する。レジストフィルムにパターンを転写する工程は、アートワークフィルムを用いて紫外線を選択的に照射し、露光によってレジストフィルムの未硬化部分を現像液で除去する工程で行われる。

その後、シード層を引き込み線として、電解メッキ工程を行い、レジストフィルムの除去された部分に回路パターンを形成した後、レジストフィルムを剥離させる。

その次、回路パターンが形成されていない部分のシード層をエッチングによって除去する。

ところが、前述したようなＳＡＰ工法によって形成された回路パターンは、次の問題点がある。

まず、回路パターンと絶縁層との接着力が問題となる。基本的に、金属性の回路パターンと絶縁性の絶縁層とは、互いに構成材質が異なるため、両者の密着性には限界がある。特に、回路パターンは、絶縁層の平坦な表面との接触によって密着性を保つが、微細回路パターンを形成する場合には、回路パターンと絶縁層との接触面積が非常に小さいため、結果として、回路パターンが絶縁層の表面から容易に剥離するという問題が発生する。

また、電解メッキを介して回路パターンを形成した後、回路パターン同士の間に露出されたシード層をエッチングによって除去する過程において、回路パターンにアンダーカット（ｕｎｄｅｒ ｃｕｔ）不良が発生する。このようなアンダーカット不良は、回路パターンと絶縁層との接触面積を減少させることにより、絶縁層からの微細回路パターンの剥離をさらに容易にする。

また、微細回路パターンの解像力が問題となる。通常、回路パターンは、メッキレジストのオープン領域にメッキされて形成されるが、回路パターンが過剰メッキされることを防止するためには、メッキレジストパターンの厚さを回路パターンの厚さより厚くすることが不可避である。これに対し、高解像度の回路パターンを実現するためには、メッキレジストパターンを出来る限り薄く形成しなければならない。その結果、両者択一の矛盾が発生する。

そこで、本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、絶縁層との密着面積を広くすることにより、回路パターンの剥離問題を解決し、アンダーカットによる回路パターンの損傷発生を最小化するうえ、微細な回路パターンを実現することができるプリント基板およびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、トレンチが陰刻状に形成された絶縁層と、一端部は前記トレンチに埋め込まれ、他端部は前記絶縁層から突出するように前記トレンチに形成された回路パターンとを含んでなることを特徴とするプリント基板を提供する。

また、前記絶縁層と前記回路パターンとの間にシード層をさらに含むことを特徴とする。

また、前記トレンチは、内壁がテーパー状をすることを特徴とする。

また、前記トレンチは、連続的に設けられた四角形の溝部を少なくとも２つ含んで構成されることを特徴とする。

また、前記トレンチは、連続的に設けられた逆三角形の溝部を少なくとも２つ含んで構成されることを特徴とする。

また、前記トレンチは、第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた四角形の第２溝部から構成されることを特徴とする。

また、前記トレンチは、前記第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた逆三角形の第２溝部から構成されることを特徴とする。

一方、本発明の他の観点によれば、（Ａ）絶縁層にトレンチを陰刻状に形成する段階と、（Ｂ）前記絶縁層にレジストフィルムを塗布し、前記トレンチに対応する開口部が設けられるように前記レジストフィルムをパターニングしてメッキレジストパターンを形成する段階と、（Ｃ）前記絶縁層にメッキを施すことにより、一端部は前記トレンチに埋め込まれ、他端部は前記絶縁層の表面から突出するように回路パターンを形成する段階と、（Ｄ）前記メッキレジストパターンを除去する段階とを含んでなることを特徴とするプリント基板の製造方法を提供する。

また、前記（Ａ）段階と前記（Ｂ）段階との間に、前記絶縁層にシード層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする。

また、前記（Ｄ）段階の後、（Ｅ）前記回路パターンから露出された前記シード層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする。

また、前記（Ａ）段階は、内壁がテーパー状をするように絶縁層にトレンチを形成する段階を含むことを特徴とする。

また、前記（Ａ）段階は、少なくとも２つの連続的に設けられた四角形の溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする。

また、前記（Ａ）段階は、少なくとも２つの連続的に設けられた逆三角形の溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする。

また、前記（Ａ）段階は、第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた四角形の第２溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする。

また、前記（Ａ）段階は、第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた逆三角形の第２溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする。

本発明に係るプリント基板およびその製造方法によれば、回路パターンの一部が絶縁層に埋め込まれているので、アンダーカットによる回路パターンの剥離問題を解消し、結果として製品の収率を向上させることができる。

また、本発明に拠れば、絶縁層と回路パターンとの密着力を向上させることにより、微細な回路パターンをより安定的に形成することができる。

更に、メッキレジストを薄く形成しても回路パターンを形成することが可能であるから、高解像度の回路パターンを実現することができる。

本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図（１）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図（２）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図（３）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図（４）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図（５）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図（６）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（１−１）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（１−２）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（１−３）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（１−４）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（１−５）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（１−６）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（２）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（３）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（４）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（５）である。 本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図（６）である。

本発明の目的、特定の利点および新規の特徴は、添付図面に連関する以下の詳細な説明と好適な実施例からさらに明白になるであろう。本発明において、各図面の構成要素に参照番号を付するにおいて、同一の構成要素については、他の図面上に表示されても、出来る限り同一の番号を付することに留意すべきであろう。なお、本発明を説明するにおいて、関連した公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を無駄に乱すおそれがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

（プリント基板）
図１Ａ〜図１Ｆは、本発明の好適な実施例に係るプリント基板の断面図である。

図１Ａに示すように、本実施例に係るプリント基板は、トレンチ１１０が陰刻状に形成された絶縁層１００と、一端部はトレンチ１１０に埋め込まれ、他端部は絶縁層１００から突出するように形成された回路パターン１５０とを含んでなる。ここで、絶縁層１００と回路パターン１５０との間には、シード層１２０をさらに含むことができる。

前記絶縁層１００は、プリント基板に一般に用いられる絶縁素材で形成することができ、例えばプリプレグ（ＰＰＧ、ｐｒｅｐｒｅｇ）などの複合高分子樹脂を使用することができる。この他にも、ＦＲ−４、ＢＴなどのエポキシ系樹脂またはＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）などを含むことができ、構成材質は、特にこれに限定されるのではない。絶縁層１００の表面にトレンチ１１０が加工される。この際、一つの絶縁層１００を単独で用いてその一面または両面にトレンチ１１０を加工することが可能であるうえ、回路層が形成されたベース基板上に絶縁層１００を積層して多層構造を実現することも可能である。

前記トレンチ１１０は、絶縁層１００の表面に所定の深さの陰刻状に形成される。ここで、トレンチ１１０は、回路パターン１５０が埋め込まれる部分であって、回路パターン１５０の一端部のパターンと同一のパターンを持つように形成されなければならない。よって、図１Ａ〜図１Ｆにおいて、各トレンチ１１０間の間隔は、たとえ同一に見えても、本発明の範囲がそれに限定されることを意味するのではなく、各トレンチ１１０間の間隔は、形成しようとする回路パターン１５０の形状によって不規則的でありうる。

本発明において、トレンチ１１０を加工して回路パターン１５０の一端部をトレンチ１１０に埋め込むことは、基本的に、回路パターン１５０と絶縁層１００との接触面積を広くすることにより、両者間の密着性を向上させるためである。このような前記トレンチ１１０の構造は、様々な変形が可能であり、本発明では、トレンチ１１０構造の様々な変形例を、図２Ｂ〜図２Ｆに示した。本発明の詳細な説明では、溝部１１２、１１３、１１４、１１５、１１６が少なくとも２つ設けられて１単位のトレンチ１１０が構成されることを明確に表現するために、溝部１１２、１１３、１１４、１１５、１１６と、トレンチ１１０の用語を区分して使用した。

まず、図２Ｂは、内壁がテーパー状をするトレンチ１１０の構造を示す。通常、レーザーを用いてトレンチ１１０を形成する場合、図２Ｂに示すような形状のトレンチ１１０構造が形成される。

また、図２Ｃおよび図２Ｄは、連続的に設けられた四角形の溝部１１２（図２Ｃ）または逆三角形の溝部１１３（図２Ｄ）を少なくとも２つ含んでなるトレンチ１１０の構造を示す。図１Ａまたは図１Ｂと比較するとき、トレンチの表面積がさらに広くなったことが分かる。

また、図２Ｅまたは図２Ｆは、第１溝部１１６と第１溝部１１６の底面に少なくとも２つの連続的に設けられた四角形の第２溝部１１４（図２Ｅ）または逆三角形の第２溝部１１５（図２Ｆ）から構成されるトレンチ１１０の構造を示す。すなわち、２段の溝部から構成されたトレンチ１１０構造であって、第１溝部１１６は、回路パターン１５０（図１Ｅおよび図１Ｆ参照）に対応するように、所定の幅および深さに加工され、第１溝部１１６の底面には、第１溝部より小さい２つ以上の第２溝部１１４、１１５がさらに設けられている。

一方、本発明のトレンチ１１０は、回路パターン１５０の一端部が埋め込まれる領域である。本発明において、トレンチ１１０を加工して回路パターン１５０を一部埋め込むことは、回路パターン１５０と絶縁層１００とが接触する面積を広くし、シード層１２０をエッチングして除去する過程で発生するアンダーカット不良に対する回路パターン１５０の損傷程度を減らすためである。すなわち、本発明の一部埋め込まれる回路構造は、回路パターン１５０が絶縁層１００に全部埋め込まれる従来の構造とは異なり、よって、トレンチ１１０を薄く加工しても本発明の目的達成には十分である。トレンチ１１０を薄く加工する場合、加工費用が減少し、これにより製品の生産性が増加する効果をもたらすことができる。特に、回路パターン１５０が絶縁層１００に全部埋め込まれる既存の構造において、トレンチ１１０は、回路を埋め込むために、一定の深さ以上に加工されることが要求される。ところが、レーザーを用いて絶縁層１００にトレンチ１１０を加工する場合、絶縁層１００の壁面には、角度が形成され、深さが深くなるほどトレンチ１１０の幅が小さくなるＶ形状になるので、加工可能なトレンチ１１０の深さには限界が生ずる。一方、深さの確保が不可避な場合には、トレンチ１１０の幅が広くなるしかないため、微細回路の実現が不可能になる。よって、本発明のトレンチ１１０は、絶縁層１００から浅く形成されることにより、微細回路を形成することができるという効果をもたらすことができる。

前記回路パターン１５０は、一端部がトレンチ１１０に埋め込まれ、他端部が絶縁層１００から突出するように絶縁層１００上に形成される。回路パターン１５０の構成材質に制限がないが、回路パターンは、一般に用いられる銅で形成されることが好ましい。

前記シード層１２０は、無電解メッキまたはスパッタリング工程を用いて絶縁層１００に形成された薄い金属膜であって、絶縁層１００に回路パターン１５０をメッキ工程で形成するとき、引き込み線の役割を行う。シード層１２０の形成に使用される金属としては、例えば、ニッケルまたはニッケル系合金、具体的にはニッケル−銅合金、ニッケル−クロム合金、ニッケル−銅−クロム合金などが使用できる。

一方、図１Ｂ〜図１Ｅは、本発明の好適な実施例に係る回路構造の様々な実施例を示す。それぞれの回路構造において、絶縁層１００から突出した回路パターン１５０の他端部の形状は、同一であるが、トレンチ１１０に埋め込まれた回路パターン１５０の一端部の形状は、トレンチ１１０の形状によって異なる。また、トレンチ１１０の形状は、前述した説明と同様なので、反復説明は省略する。

（プリント基板の製造方法）
図２Ａ〜図２Ｆおよび図３〜図７は、本発明の好適な実施例に係るプリント基板の製造方法を工程順に示す断面図である。

以下、これらの図を参照して、本発明に係るプリント基板の製造方法について説明する。

まず、図２Ａ〜図２Ｆに示すように、絶縁層１００を準備し、前記絶縁層１００にトレンチ１１０を陰刻状に加工する。トレンチ１１０を加工する方法としては、レーザーを用いる方法や、インプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）による方法がある。図２Ａ〜図２Ｆに示したトレンチ１１０の構造は、本発明の様々な実施例を示し、トレンチ１１０構造の詳細な説明は、前述した説明と同様なので、ここでは説明を省略する。但し、図２Ｅおよび図２Ｆでは、第１溝部１１６および第２溝部１１４、１１５から構成されており、レーザーまたはインプリントによって、第１溝部１１６および第２溝部１１４、１１５を順次加工することにより形成される。トレンチ１１０は、回路パターン１５０が埋め込まれる部分であって、回路パターン１５０の一端部のパターンと同一のパターンを持つように形成されなければならず、各トレンチ１１０間の間隔は、回路パターン１５０の形状に応じて様々に実現される。

次に、図３に示すように、トレンチ１１０の形成された絶縁層１００にシード層１２０を形成する。この際、シード層１２０は、電解メッキ工程で回路パターン１５０を形成するために、一定の厚さ（例えば、１μｍ）以上を持つように形成することが好ましい。

シード層１２０の形成方法としては、無電解メッキ方式またはスパッタリング方式を用いることができる。無電解メッキ方式は、脱脂工程、ソフトエッチング過程、予備触媒処理過程、触媒処理過程、活性化過程、無電解メッキ過程および酸化防止処理過程で行われる方式である。一方、スパッタリング方式は、プラズマなどによって発生する気体のイオン粒子を、銅ターゲットに衝突させることにより、絶縁層１００およびトレンチ１１０に無電解メッキ層を形成する方式である。

次に、図４に示すように、前記シード層１２０にレジストフィルムを塗布し、トレンチ１１０に対応するように、レジストフィルムに開口部を加工してメッキレジストパターン１３０を形成する。具体的に説明すると、シード層１２０上に、レジストフィルムを塗布し、マスクでブロッキングした状態で紫外線を照射する。マスク上には、形成しようとする回路パターン１５０に対応する位置にパターンが形成されている。その後、レジストフィルムを現像液に作用させると、紫外線の照射により硬化した部分は、そのまま残るが、硬化していない部分は、現像液によって除去されることにより、メッキレジストパターン１３０が形成される。

通常、絶縁層１００の表面に回路パターン１５０を形成するために、絶縁層１００にメッキレジストパターン１３０を積層し、メッキレジストパターン１３０から露出された領域に回路パターン１５０を形成する。この際、メッキレジストパターン１３０の厚さは、回路パターン１５０の厚さより厚くなければならない。なぜなら、メッキレジストパターン１３０の厚さが薄い場合、過剰メッキによってメッキレジストパターン１３０を越えて回路パターン１５０間の短絡が発生する可能性があるためである。ところが、メッキレジストパターン１３０を所定の高さ以上に確保すると、高解像度の回路パターン１５０を実現することができない。これに対し、本発明の回路パターン１５０は、一端部および他端部に区分することができ、回路パターン１５０の厚さは、一端部の厚さと他端部の厚さとの和で定義される。ところが、回路パターン１５０の一端部は、トレンチ１１０に埋め込まれているので、他端部が絶縁層１００から多少少なく突出しても、回路パターン１５０全体の厚さは確保されるであろう。よって、本発明は、回路パターン１５０を形成する過程で使用されるメッキレジストフィルムの厚さを薄くすることが可能であるから、高解像度の回路パターン１５０を実現することができるという利点がある。

次に、図５に示すように、前記絶縁層１００のトレンチ上に回路パターン１５０を形成する。この際、回路パターン１５０は、前記シード層１２０を引き込み線として、電解メッキ工程で形成する。電解メッキ層は、物理的特性に優れるうえ、厚いメッキ層を形成することが容易であるという利点がある。この際、回路パターン１５０の一端部は、トレンチ１１０に埋め込まれ、回路パターン１５０の他端部は、絶縁層１００の表面から突出するようにする。

次いで、図６に示すように、前記メッキレジストパターン１３０を剥離させて除去する。

その後、図７に示すように、メッキレジストパターン１３０が除去されることにより回路パターン１５０から露出されたシード層１２０を除去する。シード層１２０の除去の際に、エッチング液を噴霧するフラッシュエッチング（Ｆｌａｓｈ ｅｔｃｈｉｎｇ）工程を行うことができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例は、本発明を具体的に説明するためのものに過ぎない。本発明に係るプリント基板およびその製造方法は、これらの実施例に限定されず、本発明の技術的思想内において、当該分野における通常の知識を有する者によって多様な変形及び改良が可能なのは明白であろう。本発明の単純な変形ないし変更は、いずれも本発明の範疇内に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は、特許請求の範囲によって明確になるであろう。

本発明は、回路パターンの剥離問題を解決し、アンダーカットによる回路パターンの損傷発生を最小化するうえ、微細な回路パターンを実現することができるプリント基板およびその製造方法に適用可能である。

１００ 絶縁層
１１０ トレンチ
１１２、１１３ 溝部
１１４、１１５ 第２溝部（溝部）
１１６ 第１溝部（溝部）
１２０ シード層
１３０ メッキレジストパターン
１５０ 回路パターン

Claims (15)

1. トレンチが陰刻状に形成された絶縁層と、
   一端部は前記トレンチに埋め込まれ、他端部は前記絶縁層から突出するように前記トレンチに形成された回路パターンとを含んでなることを特徴とするプリント基板。
2. 前記絶縁層と前記回路パターンとの間にシード層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
3. 前記トレンチは、内壁がテーパー状をすることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
4. 前記トレンチは、連続的に設けられた四角形の溝部を少なくとも２つ含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
5. 前記トレンチは、連続的に設けられた逆三角形の溝部を少なくとも２つ含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
6. 前記トレンチは、第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた四角形の第２溝部から構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
7. 前記トレンチは、前記第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた逆三角形の第２溝部から構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
8. （Ａ）絶縁層にトレンチを陰刻状に形成する段階と、
   （Ｂ）前記絶縁層にレジストフィルムを塗布し、前記トレンチに対応する開口部が設けられるように前記レジストフィルムをパターニングしてメッキレジストパターンを形成する段階と、
   （Ｃ）前記絶縁層にメッキを施すことにより、一端部は前記トレンチに埋め込まれ、他端部は前記絶縁層の表面から突出するように回路パターンを形成する段階と、
   （Ｄ）前記メッキレジストパターンを除去する段階とを含んでなることを特徴とするプリント基板の製造方法。
9. 前記（Ａ）段階と前記（Ｂ）段階との間に、
   前記絶縁層にシード層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の製造方法。
10. 前記（Ｄ）段階の後、
    （Ｅ）前記回路パターンから露出された前記シード層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のプリント基板の製造方法。
11. 前記（Ａ）段階は、内壁がテーパー状をするように絶縁層にトレンチを形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の製造方法。
12. 前記（Ａ）段階は、少なくとも２つの連続的に設けられた四角形の溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の製造方法。
13. 前記（Ａ）段階は、少なくとも２つの連続的に設けられた逆三角形の溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の製造方法。
14. 前記（Ａ）段階は、第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた四角形の第２溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の製造方法。
15. 前記（Ａ）段階は、
    第１溝部、および前記第１溝部の底面に少なくとも２つ連続的に設けられた逆三角形の第２溝部から構成されたトレンチを絶縁層に形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の製造方法。

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