JPH02122690A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプリント配線板の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来から、プリント配線板を製造するためには、サブト
ラクト法、アディティブ法、またはこれらの変形法など
各種の方法が提案されている。

これらの方法の１つとして、例えば、次のような方法が
知られている。すなわち、平板状の導電基材の全面を金
属薄膜で被覆し、ついでこの金属薄膜の表面に所定パタ
ーンのレジストマスクを形成したのち、この導電基材を
陰極とする電解めっき法を施してレジストマスクパター
ン部以外の前記金属薄膜の表面に所定厚みの導体回路を
形成し、その後前記レジストマスクを剥離除去し、つい
で、導電基材の導体回路側の面に絶縁材料を圧着または
熱圧着して両者を一体の積層体とし、この積層体から導
電基材のみを剥離したのち、表面層になっている金１）
Ｌ３１膜をエツチングして除去することにより、絶縁材
料の表面に所定の導体回路を表出させるという方法であ
る。

すなわち、この方法においては、金属薄膜を介して導ｉ
ｉｉ基材の表面に形成された導体回路が導電基材の表面
から絶縁材料の表面に転写されたことになる。

そしてこの方法において、導体回路の電解めっき法によ
る形成に関しては、高速めっき法の適用が賞用されてい
る。この高速めっき法は、金属薄膜の表面にレジストマ
スクが形成されている導電基材を陰極し、これと平板状
の陽極とを所定の間隔だけ離間して対向せしめ、両極間
に高速で例えば銅の電解液を供給して、レジストマスク
で被覆されている部分を除いた金属薄膜の表面に銅を堆
積せしめてここに銅めっき層を形成する方法で、品質の
優れた導体回路を短時間で形成できるのではなはだを用
である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、高速めっき法を適用して上記方法でプリント
配線板を製造する場合、次のような不都合な問題が生ず
る。

その第１の問題は、形成すべき導体回路のパターンが粗
な場合、電解めっきが進行する過程で、レジストマスク
で被覆されている部分を除いた金属薄膜の部分とそれに
対向する陽極との間に流れるＮＭ雷電流レジストマスク
のエツジ部表面にまわり込んだり、形成されつつある導
体回路のエツジ部に集中したりするので、導体回路とレ
ジストマスクの境界部分へのめっき金属の異常堆積現象
およびレジストマスクのエツジ部表面へのめっき金属の
堆積現象、いわゆるエツジビードが発生するという問題
である。

このエツジビードの発生は、形成された導体回路の厚み
や線幅を設計基準値から偏倚せしめるのみならず、絶縁
材料への転写時にエツジビート部にエア溜まりを発生せ
しめたり、また、このエツジビードが絶縁材料を突き抜
けて配線板のショート原因になるなど極めて不都合な問
題を引き起こす。

また、高周波回路用プリント配線板の場合、その特性を
良好に維持するためには、導体回路の線幅と回路間の間
隔を厳密に設定することが必要になるのであるが、しか
し上記したエツジビードが発生するとこの要件は実現で
きず、結局、高周波特性の低下を招く。

このようなエツジビードは、電解めっき時における電流
密度が高いほどその成長が著しく、例えば、導体回路の
厚みの２〜６倍の高さにまで成長することもある。

第２の問題は、１枚の配線板において場所により形成す
べき導体回路のパターン密度が異なる場合、エツジビー
ドの場合と同様の理由で、電解めっき時の電解電流の流
れは金属薄膜の全表面で均一にならず、その結果、パタ
ーン密度の粗密に応じたかたちでめっき金属の堆積量が
異なるという問題がある。

すなわち、１枚の配線板であっても場所によって金属め
っき層の厚み、すなわち導体回路の厚みが変動して、ば
らつきが発生するのである。

また、従来のめっき方法においても、基本的には、レジ
ストマスクの厚みより厚い導体回路の形成は不可能であ
るという問題である。エツジビードの発生がないと仮定
した場合、−ｇに、形成される導体回路の厚みはレジス
トマスクの厚みを超えることはないように設計される。

すなわち、導体回路の厚みはレジストマスクの厚みによ
って規定される。

現在、各種のレジスト剤が市販されているが、それらで
レジストマスクを形成した場合、その形成される厚みは
高々５０μｍまでである。しかし、レジストマスクの厚
みを厚くできるこのようなレジスト剤は、その厚みに関
する再現性が乏しいため、レジストマスクの安定した厚
みを前提として組立てられる実際の生産ラインで用いる
ことはできない、しかも、時としては、厚み７０μｍ程
度の導体回路の形成が求められるが、現在のレジスト剤
を用いて、このような厚い導体回路を高収率で製造する
ことは極めて困難である。

本発明は上記したような問題を全て解決し、エツジビー
ドを完全に防止でき、任意の厚みでかつその厚みにばら
つきのない導体回路を形成することができるプリント配
線板の製造方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 上記した目的を達成するために、本発明においては、平
板状導電基材の表面に、目的とする導体回路の厚みと同
じ厚みを有する金属めっき層を形成する工程（第１工程
）；前記めっき層の上に、目的とする導体回路と同じパ
ターンのレジストマスクを形成する工程（第２工程）；
前記パターン部以外の金属めっき層をエツチングして除
去する工程（第３工程）；前記レジストマスクを剥離し
て除去する工程（第４工程）；前記パターン部の金属め
っき層と前記導電基材との表面を被覆して金属薄膜を形
成する工程（第５工程）；前記金属薄膜に絶縁材料を圧
着または熱圧着して積層体とする工程（第６エ程）；前
記積層体から前記導電基材を剥離して金属薄膜と金属め
っき層の面を露出せしめる工程（第７エ程）；ならびに
、前記露出面から、前記金属薄膜および前記金属薄膜の
厚みに相当する分の前記金属めっき層をエツチングして
除去する工程（第８工程）；を具備していることを特徴
とするプリント配線板の製造方法が提供される。

以下に、本発明方法の各工程を第１図〜第８図に則して
説明する。

本発明における第１工程は、平板状導電基材の全面に金
属めっき層を形成する工程である（第１図）。

用いる平板状導電基材ｌとしては、後述する電解めっき
処理時に使用する薬品に対する耐薬品性、耐電食性を有
するものであることが好ましく、ステンレスティール板
（例えば、ハードニング処理を施したＳＯ３６３０）　
、ニッケル板、チタン板またはチタン合金板、銅板また
は銅合金板を使用することができる。

この導電基材の表面に形成される金属めっき層２は、最
終的には導体回路を構成するものであり、その厚みは目
的とする導体回路の厚みと同一に形成される０例えば、
導体回路の厚みが３５μｍであるプリント配線板の製造
を目的とする場合、この金属めっき層２の厚みは３５μ
ｍにする。

なお、金属めっき層２を構成する金属としては、プリン
ト配線板の導体回路を形成し得る金属であれば何であっ
てもよいが、通常は銅である。

この金属めっき層２は電解めっき法を適用して形成され
るが、その場合の電解めっき法は、高速めっき法である
ことが好ましい。

この高速めっき法で銅めっき層を導電基材の表面に形成
する場合、まず、導電基材１の表面の汚れや酸化被膜を
除去する。そのうえで、この表面に所定の粗面化処理を
施すことが好ましい。このときに刻成される表面粗度は
、ここに形成される金属めっき層２との密着強度や金属
めっき層２のピンホール発生状態、更には第５工程で形
成される金属薄膜の表面粗度にも影響を与える。そして
、導電基材１の表面粗度は、後述の第７エ程の導電基材
１と金属めっき層２との剥離処理時に、金属めっき層２
から容易に剥離できる程度の密着性が得られるような粗
度であることが好ましい、具体的には、１μｍ以下であ
ることが好ましい。

このような粗面化処理は、各種の薬剤を用いた食刻のよ
うな化学的方法、または、導電基材の表面を化学的にク
リーニングしたのち、湿式サンドブラスト（液体ホーニ
ング）等による機械的方法の適用によって行なうことが
できる。その後、この導電基材の表面を陰掻面とし、こ
の陰掻面と３〜３０閣、好ましくは１１〜１５ｍ＋ａｊ
ｉｔ隔せしめて平板状の陽極を対向せしめ、この両極間
に、銅めっき浴を高速で流して電解めっきを行なう、用
いる銅めっき浴としては、ｗ４ｍ度０．２０〜２．０　
ｌｌ１ｏｌ／ｅ、好ましくは０．３５〜０．９８ｎ＋ｏ
ｌ／ｊ！、硫酸濃度５０〜２２０　ｇ＃！の浴組成のも
のが好ましく、更には、銅めっき層の均一性を確保する
ために、西独国ＬＰＷ社製ノＣ１１ＰＰＯＲＡＰＩＤ　
（商品名）を１．５ｇ／Ｉ！、添加せしめた組成のもの
が好適である。また、ピロリン酸銅めっき浴等、通常銅
めっき法に用いられているめっき浴であってもよい。

電解めっき時の条件は、電流密度１５〜４００Ａ／ｄｎ
ｆ、めっき浴の電極に対する接液スピード２．６〜２０
ｍ／ｓｅｃ、浴温度４５〜７０”Ｃ１好ましくは６０〜
６５°Ｃに設定される。

電流密度、接液スピードを上記した数値範囲に設定する
ことにより、導電基材の表面には、２５〜１００μｍ／
ｓｉｎの堆積速度で銅めっき層が形成される。形成され
た銅めっき層は、その銅粒子が極めて微細であり、その
伸び率は抗張力を損なうことなく１６〜２５％に達し、
通常のめっき法で形成した場合に比べて１．５〜２倍の
値となる。この値は、圧延アニール銅箔と同等以上の値
である。

なお、浴温か４５°Ｃ未満の場合は、銅イオンの移動速
度が低下して電極表面に分極層が生ずるのでめっき銅の
堆積速度は小さくなり、また、浴温が７０°Ｃより高い
場合は、めっき浴の蒸発が激しく進んでめっき浴濃度は
不安定になるとともに、高温度化のための設備的制限が
加わるようになる。

第２工程は、第１工程で形成された金属めっき層の上に
、レジストマスクを形成する工程である（第２図）。

このレジストマスク３のパターンは目的とする導体回路
のパターンと同一パターンに形成される。

このときのパターンの線幅は、目的とする導体回路のパ
ターン線幅値から後述の第５工程で形成する金属薄膜の
厚みを減じた値に設定される。

このレジストマスク３は、常用のフォトレジスト法、印
刷法などの方法で形成すればよい、用いるレジスト剤と
しては、水溶性または溶剤タイプのフォトレジスト（望
ましくは、耐アルカリタイプのフォトレジスト）のいず
れであってもよく、また、前記した金属めっき層２との
密着性に優れたものであることが、精密の高い導体回路
を形成する点からして好適である。

例えば、感光性レジストフィルムを前記金属めっき層２
とラミネートしたりまたは液状の感光性レジストを金属
めっき層２に塗布したのちこれを乾燥したりしてレジス
ト層を形成し、これに露光、現象処理を施して所望パタ
ーンのレジストマスクを形成すればよい、なお、目的と
する導体回路のパターン密度が粗である場合には、例え
ばスクリーン印刷法でレジストマスクを形成してもよい
。

第３工程はエツチング工程で、第２工程で形成されたレ
ジストマスクで被覆されている部分、すなわちパターン
部以外に存在する金属めっき層を除去する工程である（
第３図）。

この工程で用いるエッチャントやエツチング時の条件は
、導電基材の材質、金属めっき層の構成金属の種類や厚
み、レジストマスクの種類などを勘案して適宜に選定さ
れる。

例えば、導電基材をステンレススティール板、金属めっ
き層を銅めっき層としたとき、エッチャントとしては、
硫酸濃度５０〜１４０　ｇ／Ｉ！、、過酸化水素濃度５
〜１５体積％の酸タイプのエッチャントや塩素濃度１４
５〜１７０　ｇ／ｆ！、ｗ４濃度１３５〜１４５　ｇ／
ｊ！、アンモニア濃度８〜ＩＯＮ液比重１．２以下、ｐ
Ｈ８〜９のアルカリタイプのエッチャントを用いること
ができる。前者のエッチャントの場合は、液温２７〜３
５℃、後者の場合は液温４０〜６０°Ｃで用いればよい
。

また、各エッチャントの液組成はエツチング除去すべき
銅めっき層の厚みによって変化させることができ、例え
ば前者のエッチャントを用いかっ銅めっき層が厚い場合
は、硫酸や過酸化水素の濃度を高めて使用すればよい、
そして、エツチング時間も、エッチャントの種類、金属
めっき層の種類と厚みなどとの関係で適宜に設定される
。

かくして、表面にレジストマスクが形成されている金属
めっき層の部分を除いた他の部分、すなわち形成すべき
導体回路のパターン部以外の金属めっき層が除去され、
この金属めっき層が除去された部分には導電基材１の表
面が露出することになる。

第４工程は、第３工程で得られた導体回路のパターン部
に存在するレジストマスクを剥離して除去する工程であ
る（第４図）。

具体的には、第３工程終了後、得られたものをレジスト
マスクの溶解液に浸漬してこのレジストマスクを溶解せ
しめればよい。

かくして、この第４工程終了後には、導電基材１の表面
に所定の回路パターンの導電回路４が形成されている基
板が得られる。

第５工程は、上記基板の全面に金属薄膜を形成する工程
である（第５図）。この金属薄膜５を構成する金属とし
ては、銅、ニッケル、亜鉛等をあげることができ、また
この膜厚は０．５〜５μｍ程度であることが好ましい。

この金属薄膜の形成方法としては、真空蒸着、スパッタ
リング、ＣＶＤ等のドライ法や電解めっき、無電解めっ
き等の湿式法のいずれであってもよい。

と（に、前記した第１工程で適用した高速めっき法は作
業性の面からしても好適である。この場合、金属薄膜と
して銅薄膜を形成するときには、その高速めっき法の条
件は、第１工程の条件をそのまま通用すればよい。

第６エ程は、前工程で得られた基板の金属薄膜の面に絶
縁材料６を圧着または熱圧着して積層体とする工程であ
る（第６図）。

ここで用いる絶縁材料としては、有機材料、無機材料の
いずれであってもよく、例えば、ガラス、エポキシ系樹
脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、アラミド樹脂等の材料を用いることができる
。また、鉄、アルミ等の導電性材料の表面にホーロウを
被覆したものやアルミ表面にアルマイト処理を施して絶
縁した材料でもよい。

この工程においては、ガラス布等にエポキシ樹脂を含浸
させ、半硬化状態（Ｂステージ）にあるプリプレグに金
属薄膜と導体回路５の部分が埋め込まれる状態にまで圧
着したのち、このプリプレグを熱硬化せしめることによ
り両者を一体化させた状態であることが好ましい。

第７エ程は、前記積層体から導を基材を剥離する工程で
あり、そのことにより、金属薄膜５と導体回路４を絶縁
材料側に転写する工程である（第７図）。

この工程においては、金属薄膜５と絶縁材料６との間の
密着力の方が、導電基材と金属めっき層、および導電基
材と金属ｉｉｌ膜の間におけるそれぞれの密着力よりも
大きくなるので、導電基材の剥離は容易に行なうことが
できる。

この転写工程において、導体回路４と金属薄膜５は厚手
の平板状導電基材と一体の状態で絶縁基材に積層されて
絶縁材料に加熱圧着されるので、導体回路４は導電基材
に保持されたままの状態で転写されることになり、その
寸法安定性が確保される。しかも、導電基材が転写時の
転写治具を兼ねているので特別の治具が不要であり、更
に、導体回路４と金属薄膜５とは強い密着力で結合して
いるため転写時に導体回路４がずれて移動する（いわゆ
る、スイングを起こす）ことがなく、良好な寸法安定性
が得られるので、導体回路のパターン密度が密であって
も精度高く転写することができる（例えば、パターン線
幅数μｍ−数十μｍが実現できる）。

第８工程は、前工程において絶縁材料側に転写された金
属薄膜と導体回路とから成る露出面から金属薄膜の厚み
に相当する部分をエツチング除去する工程である（第８
図）。

このエツチング処理時においては、導体回路のパターン
以外の絶縁材料面に存在する金属薄膜が除去されるが、
このとき同時に、この金属ＶｆｉＰ１４の厚みに相当す
る厚みだけ導体回路の金属めっき層も除去されることに
なる。しかしながら、絶縁材料に埋め込まれた導体回路
の側にもエツチング除去される厚みと同じ厚みの金属薄
膜が存在しているので、全体として、導体回路の厚みは
第１工程で形成した厚みと同じ厚みになる。

以上の８工程を経ることにより、絶縁材料の表面には所
定の導体回路パターンが形成されたプリント配線板が製
造される。

（発明の実施例） ハードニング処理を施したＳＯ３６３０の単板の表面を
オシレーション付ロータリ羽布研磨装置によって研磨し
て表面粗度を０．５μｍにした。

この単板を陰極、黒鉛板を陽極として極間距離を４ｍｍ
に保持し、極間に、浴組成が硫酸濃度５０ｇ／ｌ、銅濃
度１ｍｏｌ／ｆのめっき浴を接液スピード５　ｍ／ｓｅ
ｃで供給し、電流密度８０Ａ／ｄポで電解めっきを行な
い、厚み３５μｍの銅めっき層を形成した。

ついで、この銅めっき層の上に、レジスト剤（サンフォ
ー）ＡＱ−５０８２，旭化成工業■製）ヲ用いて所定パ
ターンのレジストマスクを形成した。

その後、銅濃度１３５　ｇ／／！、塩素濃度１４８ｇ／
ｌ、アンモニア濃度８．８Ｎ、ｐＨ８，５（２５°Ｃ）
、液温５０°Ｃのエッチャントを、スプレー圧１、５　
ｋｇ／ｄで２分間スプレーしたのち、これを取出して充
分に水洗し、ついで２％水酸化ナトリウム溶液中３分間
浸漬してレジストを除去した。

ＳＵＳ単板の上に所定パターンの銅回路（厚み３５μｍ
）が形成されている基板が得られた。

ついで、この基板の表面に、前記と同様の条件で電解め
っきを施して、厚み３μｍのｗ４薄膜を形成した。

この銅薄膜の上に、ガラスエポキシ樹脂系プリプレグ（
商品名：ニドライ）ＣＣＬ、三菱瓦斯化学■製）を当接
し、全体を圧２５ｋｇ／ｃｄ、温度１７０°Ｃで熱圧着
した。

得られた積層体から５ＵＳｓ板を剥離した。プリプレグ
の側に銅薄膜と銅回路パターンが転写された。

ついで、液組成が、硫酸９２ｇ／ｌ、過酸化水素１０体
積％、液温３０°Ｃであるエッチャントに浸漬して厚み
３μｍのｗ４薄膜および銅回路の表面を除去し、厚み３
５μｍの銅回路パターンを有するプリント配線板を製造
した。

この配線板において、銅回路の表面は平滑でしかも回路
幅はいずれの個所においても同じでばらつきはなかった
。

比較のために、同じＳＯ３の単板の上に、まずレジスト
マスクを形成したのち、これに実施例と同じ条件下で高
速めっきを施してレジストマスク以外の個所に銅めっき
層を形成したところ、めっきで形成するパターンが細い
個所には両パターンにまたがるエンジビードが発生し、
しかし形成するパターンが太い個所ではめっき層の厚み
はレジストマスクの高さにまで到らないという状態であ
った。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法においては、
第１工程で導電基材の全面に同じ厚みで形成される金属
めっき層のうち、エツチング処理後に残留する部分がそ
のまま導体回路になるので、いわゆる工ンジビードはそ
もそもが発生しなくなる。また、従来、導体回路の回路
パターンの粗密に応じて生起していた導体回路のめっき
厚が場所によって異なるという問題も解消され、いずれ
の場所においても均一な厚みの導体回路が形成される。

更に、本発明方法において形成される導体回路の厚みは
、レジストマスクの厚みとは無関係で、第１工程で形成
する金属めっき層の厚みで規定されるので、任意の厚み
の導体回路を有するプリント配線板の製造が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は、いずれも各工程における配線板の断
面図である。 １・・・導電基材、２・・・金属めっき層、３・・・レ
ジストマスク、４・・・導体回路、５・・・金属薄膜、
６・・・絶縁材料。 第 図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平板状導電基材の表面に、目的とする導体回路の厚みと
   同じ厚みを有する金属めっき層を形成する工程；前記め
   っき層の上に、目的とする導体回路と同じパターンのレ
   ジストマスクを形成する工程；前記パターン部以外の金
   属めっき層をエッチングして除去する工程；前記レジス
   トマスクを剥離して除去する工程；前記パターン部の金
   属めっき層と前記導電基材との表面を被覆して金属薄膜
   を形成する工程；前記金属薄膜に絶縁材料を圧着または
   熱圧着して積層体とする工程；前記積層体から前記導電
   基材を剥離して金属薄膜と金属めっき層の面を露出せし
   める工程；ならびに、前記露出面から、前記金属薄膜お
   よび前記金属薄膜の厚みに相当する分の前記金属めっき
   層をエッチングして除去する工程；を具備していること
   を特徴とするプリント配線板の製造方法。