JPH06224541A

JPH06224541A - プリント配線板の作製方法

Info

Publication number: JPH06224541A
Application number: JP1102893A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hyodo; 建二兵頭
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1994-08-12
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JP3244835B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高いアスペクト比のスルーホールを有する様
な両面銅張り積層板からでも極めて感度良く、解像度の
高いプリント配線板を作製する。【構成】電気絶縁性基板の両面に金属導電層を設けた
導電性基板金属導電層上に電着法により光導電層を設
け、更に該光導電層上に反転現像を用いる電子写真法に
よりトナー画像を形成させ、次いでストリッパを用いて
トナー付着部以外の光導電層を溶解除去し、かつ場合に
応じて光導電層除去部基板表面をエッチングするプリン
ト配線板の作製方法に於て、反転現像の為の電極をトナ
ー液を介して基板の両側に設けることを特徴するプリン
ト配線板の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を用いたプ
リント配線板の作製方法に関し、より詳しくは電着法に
より配線版基板上に設けた光導電層上に電子写真反転現
像法によってトナー画像を設ける、新規なプリント配線
板の作製方法に関し、ストリッパ処理に先立って微細な
スルーホール内部に於てもトナー層が形成されたプリン
ト配線板の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板を作製するには、
一般に絶縁性基板に銅箔を張った積層板上に感光性フィ
ルムをラミネートし、写真ネガを重ねて露光及び現像し
た後、回路パターン以外の不要の銅箔をエッチング処理
して除去し、しかる後に感光性フィルムを脱膜すること
により絶縁性基板上にプリント回路を形成していた。こ
の感光性フィルムを用いた方法では、感光性フィルムの
厚みが一般に約５０μｍと厚いため、露光及び現像して
形成される回路パターンがシャープにならず、しかも銅
箔表面に均一にラミネートすることが困難であり、特に
スルーホール部分を被覆することは殆ど不可能であっ
た。

【０００３】そこで、感光性フィルムの解像性等を向上
させるため、特開昭６２−２６２８５５号、同６４−４
６７２号公報等に、電着法による基材への感光性レジス
ト形成方法が開示されている。電着法による感光性層の
形成では、ラミネート法に比して感光性層の均一な薄層
化が可能であるものの、電着用フォトレジストは一般的
に感度が低かった。従って、光照射部を処理液に可溶化
させる所謂ポジ型の場合、十分な溶解性を得るには数百
ｍＪ/ｃｍ²程度のエネルギーが必要であって、光照射を
レーザー等を用いて行なうには不適当であった。また、
スルーホール内部に光を照射することは困難であった。

【０００４】一方、感光性のレジスト以外の方法による
プリント配線板の作製方法として、電子写真法を利用し
た方法が西独特許第１,１１７,３９１号、同第２,５２
６,７２０号、同第３,２１０,５７７号、特開昭５２−
２４３７号、同５７−４８７３６号、同５９−１６８４
６２号公報等に提案されており、特開昭６３−１２９６
８９号公報では特にレーザーの波長に感度を有する電子
写真感光体を利用したプリント配線板作製法が提案され
ている。この電子写真法を利用したレーザーによる直接
回路描画では、必要露光量が５０〜１μＪ/ｃｍ²と低
く、従って使用するレーザーも低価格で低出力の半導体
レーザー等の使用が可能であるが、使用する光導電層
は、光導電性化合物を適当な絶縁性樹脂とともに有機溶
媒に分散もしくは溶解させた塗液を導電性基板に塗布す
るか、もしくは一旦仮基板に塗布したものを熱と圧力に
より導電性基板上に転写するかして設けられていたた
め、スルーホール内に光導電層を均一に設けることはで
きなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気絶縁性
基板の両面に金属導電層を設けた導電性基板金属導電層
上に光導電層を設け、更に該光導電層上に電子写真法に
よりトナー画像を形成させ、次いでストリッパを用いて
トナー付着部以外の光導電層を溶解除去し、かつ場合に
応じて光導電層除去部基板表面をエッチングするプリン
ト配線板の作製方法に於て、露光画像再現性に優れ、ス
ルーホール内も均一な処理が行なえ、かつ電子写真の高
感度特性を活かしたプリント配線板の作製方法を提供す
ることにある。更に詳しくは、スルーホール内へも均一
に光導電層を設けることの可能なプリント配線板の作製
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するため検討した結果、電気絶縁性基板の両面に金
属導電層を設けた導電性基板金属導電層上に電着法によ
り光導電層を設け、更に該光導電層上に反転現像を用い
る電子写真法によりトナー画像を形成させ、次いでトナ
ー画像部以外の光導電層を溶解除去し、かつ場合に応じ
て光導電層除去部基板表面をエッチングするプリント配
線板の作製方法に於て、反転現像の電極を基板の両側に
設ければ良いことを見出し、本発明に至った。

【０００７】則ち、本発明はプリント配線版用金属導電
性基板を電極として電着法により光導電性を示す化合物
及び電着樹脂を電着して導電性基板上及びまたはスルー
ホール内に光導電性層を形成させ、トナー液を介して基
板の両側に基板の面に対面させて電極を設け反転現像を
行う電子写真法により光導電層上にトナー画像を形成さ
せた後にトナー画像部以外の非画像部光導電層をストリ
ッパにより溶解除去し、かつ必要な場合には更に非画像
部金属導電層をエッチング処理してプリント配線板を作
製するものである。

【０００８】電着法は２０年以上前から行なわれている
塗装方法の一種で、既に自動車のボディーの塗装や一部
のプリント基板用フォトレジストの塗装方法として実用
化されており、基材への追従性が良く、かつ基材の表面
形状に関係なく膜厚を均一化できる等の特徴を有してお
り、一般にカチオン性もしくはアニオン性を有する樹脂
の水分散液中に電極を浸漬させて電流を流し、電極表面
にそれらのイオン種を泳動させて電極表面で化学反応を
起こさせ、イオン性を喪失させることにより樹脂を水不
溶化させる方法である。

【０００９】本発明の電着に使用する樹脂としては、プ
リント配線板基板を電極として通常の電着法により基板
上に水不溶性の樹脂層が形成でき、更に帯電性を含む電
子写真特性を満足し、ストリッパによる適度な溶解性を
有するものでなければならない。特にプリント配線板光
導電層除去部基板表面（銅層）を酸性エッチング処理す
るのであれば、耐エッチング性を発現させるために、ア
ニオン性官能基を有する樹脂が有利に使用される。形成
された樹脂層がアニオン性モノマの構成比が高いと水に
再溶解し易く、樹脂皮膜が脆弱になり、更にイオン電導
性が高くなって暗帯電性等の電子写真特性が悪化するの
で、本発明に係わる電着樹脂にはアニオン性モノマに非
イオン性モノマを共重合させて樹脂組成を適宜調整す
る。

【００１０】アニオン性官能基を有する樹脂中、特にカ
ルボン酸基を有するモノマ含有共重合体及びフェノ−ル
樹脂は、電荷保持力が高く有利に使用できる。カルボン
酸基を有するモノマ含有共重合体としては、スチレンと
マレイン酸モノエステルとの共重合体、アクリル酸或は
メタクリル酸とそれらのアルキルエステル、アリ−ルエ
ステルまたはアラルキルエステルとの二元以上の共重合
体が好ましい。また、酢酸ビニルとクロトン酸との共重
合体も良い。フェノ−ル樹脂中特に好ましいものとして
は、フェノ−ル、o-クレゾ−ル、m-クレゾ−ル、或はp-
クレゾ−ルとホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒド
とを酸性条件下で縮合させたノボラック樹脂を挙げるこ
とができる。

【００１１】本発明に係わる電着樹脂の具体例として
は、スチレン／マレイン酸モノアルキルエステル共重合
体、メタクリル酸／メタクリル酸エステル共重合体、ス
チレン／メタクリル酸／メタクリル酸エステル共重合
体、アクリル酸／メタクリル酸エステル共重合体、スチ
レン／アクリル酸／メタクリル酸エステル共重合体、酢
酸ビニル／クロトン酸共重合体、酢酸ビニル／クロトン
酸／メタクリル酸エステル共重合体等のスチレン、アク
リル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、
安息香酸ビニル等とアクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボン
酸含有モノマとの共重合体や、メタクリル酸アミド、フ
ェノ−ル性水酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基、
スルホンイミド基、ホスホン酸基を有するモノマを含有
する共重合体、フェノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げ
られる。これら電着樹脂は単独でも、或は２種以上を混
合して用いても良い。

【００１２】電着するに当たっては、上記電着樹脂を少
なくとも電着液中に均一分散させるかより好ましくは溶
解させておく必要がある。そのためには、上記樹脂中の
アニオン性基を有機もしくは無機の塩基で一部または、
全部を中和しておくことが好ましい。無機の塩基として
は例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア等をまた、有機の塩基としてはトリ
エチルアミン、エタノールアミン等を用いることができ
る。

【００１３】光導電層に用いる光導電性材料としては、
有機及びまたは無機の光導電性材料が使用できる。無機
光導電性材料としては、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸
化チタン等を挙げることが出来る。また、有機光導電性
材料としては、無金属或は金属（酸化物）フタロシアニ
ン及びナフタロシアニン、及びその誘導体等がある。さ
らに必要に応じてペリノン化合物、オキサジアゾール化
合物、アンザンスロン化合物、増感色素等を併用しても
良い。

【００１４】本発明の電着に使用する電着液浴は基本的
には上記の光導電性化合物と樹脂との水混合物からなっ
ているが、水の代わりに、又水と混合して有機溶媒を使
用することもできる。また、樹脂成分や光導電性化合物
が水や有機溶媒中に分散している状態でも一部溶解して
いる状態でも良い。樹脂に対する光導電性化合物の量は
樹脂組成によっても異なるが概ね樹脂量の０．１重量部
から４０重量部程度の範囲が好ましい。また、電着液浴
の固形分濃度は、１重量％から３０重量％の範囲内で一
定に保った方が通電量による膜厚の管理がしやすい。

【００１５】本発明に係わる電気絶縁性基板に金属導電
層を設けた導電性基板としては、「プリント回路技術便
覧」（社団法人日本プリント回路工業会編、１９８７年
刊行、日刊工業新聞社発行）に記載されているような一
般のフェノール樹脂含浸積層板、エポキシ樹脂含浸積層
板等に銅箔を貼り合わせたものを使用することができ
る。

【００１６】光導電層は薄いとトナ−現像に必要な電荷
が帯電できず、逆に厚いとストリッパの劣化を促進する
ばかりか非画像部光導電層除去の際に画線細りを誘引し
て再現性の良好な画像が得られないため、膜厚を０.５
０〜１０μｍに調整するよう電着条件を設定することが
肝要である。

【００１７】銅箔の厚さは種々の厚さのものが使用でき
るが一般には３５μｍから５μｍのものが使われている
がそれよりも厚いものや薄いものも使用することができ
る。配線密度が高くなり導体の線幅が細くなるにつれて
銅箔は、薄手のものを使用した方が良い。

【００１８】電着は基本的にはプリント配線用導電性基
板と適当な金属からなる対極とを上記電着樹脂と光導電
性化合物とを含む溶液中に入れ、プリント配線用導電性
基板と対極との間に適当な電位を印加することにより行
う。

【００１９】画像を形成させる為のトナーは、電子写真
印刷版に使用する湿式トナーを使用することができる
が、後工程である非画像部の光導電層の除去、及びそれ
により露出する導電性層のエッチング等に対して耐性を
有したものでなければならない。また、その荷電は使用
する光導電性化合物及びコロナ帯電の際の帯電極性、さ
らに現像方式に応じて正、負を使い分ける必要がある。

【００２０】トナー現像は一般の電子写真印刷板の現
像と同様に帯電露光した上記感光体をトナー分散液中と
接触させることにより行うが、その現像方法は大別する
と、静電潜像と反対の極性の荷電を有するトナーを用い
る正現像法、静電潜像と同じ極性を有するトナーを用い
る反転現像法とがある。スルーホールを有するようなプ
リント配線板の場合、スルーホールの穴径に比べ基板の
厚みが大きいような場合、則ち穴径と厚みのいわゆるア
スペクト比が大きい時にはスルーホール内部に静電潜像
を形成しにくくなる。このような場合、スルーホール内
に形成される静電潜像の電位はあまり高くすることがで
きず、静電潜像と反対の極性の荷電を有するトナーを利
用した正現像方式の場合、スルーホール内部に均一にト
ナー層を形成させることは困難であり、静電潜像と同じ
極性を持つトナーを利用していわゆる反転現像方式をと
る必要がある。

【００２１】形成された光導電層の露光には前述したよ
うにレーザー光源等を用いることもできるが、これは使
用する光導電性化合物の種類等によりことなる。例えば
χ型のフタロシアニンを用いると半導体レーザーを使用
することができ、ε型銅フタロシアニン、及び５００ｎ
ｍ前後に分光吸収を持つアンザンスロン化合物を用いる
とアルゴンレーザーを使用することができる。

【００２２】トナー現像した上記光導電層のトナー画像
が形成されていない部分を溶解除去する方法としてスト
リッパーが用いられるが、基本的にはアルカリ現像液を
使用したＰＳ版用の現像処理器を使用することができ
る。

【００２３】エッチングは、上記ストリッパにより光導
電性層が取り除かれ露出した銅箔を取り除く工程であ
り、前述した「プリント回路技術便覧」（社団法人日本
プリント回路工業会編、１９８７年刊行、日刊工業新聞
社発行）記載の装置等を使用することができる。また、
エッチング液も銅箔を溶解除去できるものであれば良
く、一般のプリント基板用エッチング液を使用すること
ができる。

【００２４】エッチング工程を経ることにより基本的に
は回路に必要な銅箔のパターンは得られるがエッチング
されなかった部分には光導電層及びトナーが存在してい
る。これらはそのまま存在していても良いが回路構成部
品、チップ等の接続の際に不要となる場合がある。この
ときは、一般の感光性高分子を利用したプリント配線板
製造時と同様にさらにアルカリ度の強い溶液で処理する
ことによりこれらを除去することができる。また、必要
によってはメチルエチルケトン、ジオキサンの様な有機
溶剤を使用することもできる。

【００２５】電着工程は通常の電着塗装と同様な装置を
使用することができ、電着層に電着する基材電極と電気
を流す為の対極とを入れ、電極間に直流電流を流すこと
により光導電性層を形成することができる。形成された
光導電性層は、そのままでは一般的に多孔性であるが、
熱乾燥させることによりその穴が埋まり均一な層とな
る。また、この乾燥工程を経ることにより安定した暗闇
帯電性を持たすことができるようになる。

【００２６】

【実施例】本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はその主旨を越えない限り、下記の実施例に
限定されるものではない。

【００２７】電着用樹脂の作製メチルメタクリレート４０重量部、ブチルアクリレート
４０重量部、アクリル酸２０重量部およびアゾビスイソ
ブチロニトリル２重量部からなる混合液を窒素ガス雰囲
気下において１００℃に保持したジオキサン９０重量部
中に３時間をかけて滴下し、さらに５時間かけてアクリ
ル樹脂溶液を得た。

【００２８】電着先に作製した電着用樹脂溶液５０重量部にχ型無金属フ
タロシアニン（大日本インキ(株)製、商品名:Fastogen
blue #8120）１重量部を添加後、トリエチルアミンを加
えて中和し、固形分含有率が１０重量％になるよう更に
脱イオン水を加えて電着用浴とした。この電着用浴を用
いて直径０．６ｍｍ及び１．２ｍｍのスルーホールを多
数有するプリント配線板用両面銅張り積層板（３００×
３００×１．６ｍｍ、銅箔厚：１８μｍ）を陽極とし、
浴温２５℃で１２０Ｖの直流電流を１分間通電して電着
を行った。得られた皮膜を水洗し、７０℃で１０分間乾
燥して厚さ約５μｍの平滑な光導電性層を両面に有する
銅張り積層板を得た。

【００２９】光導電層の評価形成された光導電性層は銅表面への密着性が良く、かつ
傷などによって銅表面に凸凹がある場合でもきれいに被
覆していた。別途断面を調べたところスルーホール内壁
上にも光導電層が均一に形成されていることが顕微鏡等
により確認された。また、この銅張り積層板の光導電特
性を川口電機製静電場測定器ＳＰ−４２８にて評価し
た。コロナ印加電圧＋６．０ＫＶを印加したところ、Ｖ
0（初期電位）＋３００Ｖ、ＤＤ₁₀（１０秒後の暗減衰
電位保持率）９１％であった。

【００３０】トナー画像の形成光導電層を形成させた両面銅張り積層板の両面を暗所に
て＋２５０Ｖに帯電後、波長７８０ｎｍを備えたレーザ
ープロッターにより線幅４０μｍの静電潜像を積層板の
両面に形成させた。この潜像を、、図１に示す様な現像
電極を用い、図２に示す様に基板の両側に反転現像用電
極を配置した現像器を使い、両面銅張り積層板２１の銅
を接地して矢印方向に搬送し、二つの現像電極１３に現
像バイアス＋１２０Ｖを印加するとともにトナー供給管
１４から正帯電性液体現像剤を供給し、該現像剤をトナ
ー吐出用スリットから吐出させながら反転現像した。現
像剤としては、三菱ＯＰＣプリンティングシステム用ト
ナー「ＯＤＰ−ＴＷ」（三菱製紙（株）製）を用いた。
トナー現像後、基板を９０℃の熱風乾燥器に３分間入
れ、トナー画像を定着させた。別途断面、及びスルーホ
ール周辺部の欠陥の発生状況を調べたところ、０．６ｍ
ｍ及び１．２ｍｍ径のスルーホール５０個についてそれ
ぞれスルーホール部及び周辺部にもトナーが均一に現像
定着されていることが確認された。

【００３１】非画線部光導電層の除去三菱ＯＰＣプリンティングシステム用溶出液「ＯＤＰ−
ＤＦ_II」を用いてトナーの付着していない部分の光導電
層を除去することによりトナー像およびその下の未溶解
光導電層を画線部とする配線画像を形成した。

【００３２】エッチングアルカリ水溶液により導電性基板上に形成されたトナー
及び未溶解光導電層よりなる配線画像をエッチングレジ
ストとして、基板に３５℃に加熱されたボーメ４２゜の
塩化第二鉄エッチング液をスプレー圧力２．５ｋｇ／ｃ
ｍ²で１分間スプレーすることによりエッチングレジス
ト未被覆金属導電層のエッチングを行った。その後メチ
ルエチルケトンでトナー及び光導電層よりなるエッチン
グレジストを除去したところ、両面のエッチングレジス
ト部に線幅約４０μｍの銅回路が形成された。また、
０．６ｍｍおよび１．２ｍｍ径のそれぞれ５０個のスル
ーホール内壁及び周辺部の銅層も均一に存在しているこ
とが別途顕微鏡観察により確認された。

【００３３】

【比較例】実施例と同様にして電着法により光導電性層
を形成した後、暗所にて−２５０Ｖに帯電させ、さらに
実施例と同様にレーザープロッターで露光した。静電潜
像の形成された積層板を図３に示す様に基板の上部にだ
け反転現像電極を設け、下部には、反転現像電極と同じ
大きさの絶縁性プラスチック板２４を設けた現像器を使
い、三菱ＯＰＣプリンティングシステム用トナー「ＯＤ
Ｐ−ＴＷ」（三菱製紙（株）製）を用いて実施例と同様
にしてバイアス電圧を印加して反転現像し、両面にトナ
ー画像を形成した。トナー現像後、基板を９０℃の熱風
乾燥器に３分間入れ、トナー画像を定着させた。別途、
０．６ｍｍ及び１．２ｍｍ径のスルーホール５０個につ
いてそれぞれスルーホール部及び周辺部について欠陥の
発生状況を調べたところ、ほとんどすべてのスルーホー
ル及びスルーホール周辺部にトナーが均一に現像定着し
ていたが、１．２ｍｍのスルーホールについては、５箇
所でスルーホール下部、及びスルーホール下部周辺のト
ナーが薄くなっていることが確認された。さらに、実施
例と同様に非画線部感光層を除去、さらにエッチング処
理を行ない、上記５箇所に対応した場所を別途顕微鏡観
察したところ、一部銅層がなくなっていることが確かめ
られた。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明のプリント配
線板作製法により、高いアスペクト比のスルーホールを
有するような銅張り積層板に対して、電子写真法により
半導体レーザーのような低エネルギーの露光源を使いな
がらもきわめて解像度の高い配線回路を形成することが
できかつ、スルーホール内部の銅層も確実に保護するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する現像電極の構成図。（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は側面図。

【図２】本発明に使用する現像装置の側面図。

【図３】比較例として用いる現像装置の側面図。

【符号の説明】

１１トナー整流室１２トナー吐出用スリット１３現像電極１４トナー供給管２１静電潜像を形成した両面銅張り積層板２２入り口側絞りロール２３出口側絞りロール２４絶縁性基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性基板の両面に金属導電層を設
けた導電性基板金属導電層上に電着法により光導電層を
設け、更に該光導電層上に反転現像を用いる電子写真法
によりトナー画像を形成させ、次いでトナー画像部以外
の光導電層を溶解除去し、かつ場合に応じて光導電層除
去部基板表面をエッチングするプリント配線板の作製方
法に於て、反転現像の為の電極を基板の両側に設けるこ
とを特徴するプリント配線板の作製方法。