JPH0687514B2 - プリント回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリント回路基板の製造方法に関し、さらに
詳しくは導通孔及び非導通孔を有するプリント回路基板
をポジ型感光性電着塗料を使用して製造する方法に関す
るものである。

（従来の技術） 従来から感光性電着塗料を用いてプリント回路基板を製
造することが行なわれている。最近に至ってプリント回
路の高密度、高集積化にともない、ファインパターンで
且つ孔径が0.4mm以下の小さいスルーホールを有するプ
リント回路基板を効率よく、信頼性高く製造する方法が
望まれており、その手段として例えば、ポジ型感光性電
着塗料を用いてプリント回路基板を製造する方法が種々
提案されている（例えば、特開昭60−207139号、特開昭
61−206293号、特開昭62−157841号、特開昭63−6070号
公報など）。

ポジ型感光性電着塗料（以下、「ポジ型電着塗料」と略
すことがある）を使用してプリント回路基板を製造する
工業的利点は、電着塗装により、スルーホール内部にレ
ジスト被膜を形成することができ、かつネガ型レジスト
被膜の場合のようにレジスト被膜を活性エネルギー線に
より硬化させ、現像液に対して不溶化する必要がないた
め、露光することが困難な小径の導通孔（スルーホー
ル）を有する回路基板を容易に製造することが出来るこ
とである。また、ランドレススルーホールを有する基板
を容易に製造することが出来ることである。

（発明が解決しようとする課題） ポジ型電着塗料を用いてプリント回路基板を製造する場
合、前記した特徴を有するが、他方エッチング過程で孔
内の銅メッキを除去する必要のある非導通孔を有する回
路基板を製造する場合、孔内の露光が困難なため孔内の
レジスト被膜を現像過程で除去することが出来ず、その
ためエッチング処理により銅メッキを除去できないとい
う欠点がある。

このため、回路基板を製造したあとで、ドリルで非導通
孔を穿つか、または非導通孔部分に穴埋めインキを施し
てから銅メッキを行なった回路基板を用いる等の特別な
工程を必要とする。

しかしながら、回路基板製造後の非導通孔の穿孔では、
精度が悪い。またインキによる穴埋め方法では、塗布し
たインキを乾燥させるための工程を必要とし、処理に長
時間を要するので生産性が低下する。また電着処理中に
インキが電着浴中に溶出し、浴を汚染させるという欠点
がありポジ型電着塗料の使用による利点が大幅に減殺さ
れるという問題点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは前記した問題点を解決するために鋭意検討
を重ねた結果、従来のポジ型電着塗料を用いるプリント
回路基板の製造工程にさらに露光工程を加えることによ
って解決できることを見い出し本発明を完成するに至っ
た。

かくして、本発明に従えば、 （ｉ）導通孔及び非導通孔を形成する孔を有し、該孔及
び基板表面が銅メッキされている回路基板にポジ型感光
性レジスト被膜を電着法により形成する工程； （ii）該ポジ型感光性レジスト被膜上に、導線を形成す
る部分を活性エネルギー線から遮断するフォトマスクを
介して活性エネルギー線を照射する工程； （iii）非導通孔部分のみに活性エネルギー線を透過す
るフォトマスクを介して散乱光状の活性エネルギー線を
照射する工程； （iv）活性エネルギー線が照射されたレジスト被膜を現
像する工程；及び （ｖ）露出した銅メッキ部分をエッチング除去し、さら
に導線を形成する部分上のレジスト被膜を除去する工
程； からなるプリント回路基板の製造方法が提供される。

本発明の方法に使用されるポジ型電着塗料は、電着塗装
により導電性基板上にポジ型レジスト被膜を形成し得る
ものであれば、特に限定されることなく使用可能である
が、本発明において特に好適なものは、分子中に下記式 （式中、R₁は を表わし、R₂は水素原子、アルキル基、シクロアルキル
基又はアルキルエーテル基を表わし、R₃はアルキレン
基、シクロアルキレン基又はアルキレンエーテル基を表
わす。） で示される感光性基と中和によってイオン化するキャリ
ヤ基を有するアクリル系樹脂を主成分とする電着塗装で
ある（例えば特願昭62−245840号、特願昭62−279288号
など）。このポジ型電着塗料は、それから形成されるレ
ジスト被膜のパターン解像力が高く、また電着浴の安定
性が優れているため長期ランニング安定性が良好であ
る。

電着浴は樹脂成分のキャリヤ基の種類によってアニオン
型のものとカチオン型のものがあるが、そのいずれをも
使用することが出来る。

アニオン型電着塗装を例として本発明の工程を以下に説
明する。電着塗装されるべき基板は通常の導通孔及び非
導通孔の孔を有する銅メッキされたプリント回路基板用
銅メッキ基板であれば、厚さ、形状等に限定なく使用で
きる。

回路基板への電着塗装は、従来のポジ型感光性レジスト
被膜の形成と同様にして行なうことができる。すなわ
ち、回路基板を陽極として電着塗料浴中に浸漬し、対極
との間に20〜400Vの直流を導電することにより行なわれ
る。一般に通電時間は、30〜300秒程度である。回路基
板上に形成されるレジスト被膜の膜厚は２〜100μｍ、
好ましくは２〜20μｍの範囲である。

通電終了後回路基板を電着浴より引き上げ、水洗した
後、レジスト被膜中に含まれる水分等を熱風、エアナイ
フなどで除去する。

ついでレジスト被膜を電着塗装により形成させた回路基
板上に、導線を形成する部分を活性エネルギー線から有
効に遮断し得るフォトマスクを介して活性エネルギー線
を照射する。スルーホール部はランド付スルーホールの
場合はランド径に対応する円内（又は領域）を活性エネ
ルギー線より遮断し得るフォトマスクを使用し、ランド
レススルーホールの場合もスルーホール部に対して活性
エネルギー線を遮断するフォトマスクを使用する。ポジ
型レジスト被膜の露光に使用する活性エネルギー線とし
ては250〜450nmの波長を有する光線がよい。これらの光
源としては太陽光、水銀灯、キセノンランプ、アーク灯
などが挙げられる。照射は通常１〜20秒の範囲で行なわ
れる。またランド付スルーホールと非導通孔のみよりな
る回路基板の場合は光源として平行光及び散乱光を使用
することが出来るが、ランドレススルーホールの場合は
平行光かそれに準ずる光源を使用する必要がある。

ついで、フォトマスクを、非導通孔となるべき部分のみ
を活性エネルギー光線が通過出来るものに取り替えて再
度露光する。この場合の露光は光源となるランプの種類
は前述と同じであるが、散乱光であることが必要であ
る。

光源を散乱光とするためには光源と基板の間にディフュ
ーザーを設けるか、又は光源を基板に対して又は基板を
光源に対して平行に移動させることによって行なうこと
ができる。

活性エネルギー線の照射量は、平面部に比較して孔内の
露光量が少なくなるため、非導通孔の孔径、基板の板厚
にもよるが、通常最初の照射の1.5〜５倍程度が必要で
ある。

露光を終了した基板は、炭酸ソ−ダ、メタケイ酸ソー
ダ、アミン等の１〜３％程度の弱アルカリ性の現像液で
現像した後、基板上に露出した銅メッキ部分（非回路部
分）を例えば塩化第二銅水溶液等のエッチング液により
処理して除去する。次いで回路パターン上のレジスト被
膜（未露光部）を３〜10％程度の苛性ソーダ等の強アル
カリ性剥離液又は未露光のレジスト被膜を溶解し得る溶
剤等で処理することにより除去する。かくして、基板上
に導通孔及び非導通孔を有する回路が形成される。

ポジ型電着塗料として、カチオン型のものを使用する場
合は、回路基板を陰極とすること、エッチング液として
水酸化アンモニウムと塩化アンモニウムの混合液等のア
ルカリ性エッチング液を使用すること及び未露光のレジ
スト被膜の除去に酸又は溶剤を使用する以外はアニオン
型の場合と同様にして実施することが出来る。

（作用及び効果） 本発明の方法によれば、回路基板上のレジスト被膜をま
ず導線を形成する部分を遮断するフォトマスクを介して
露光し、ついで非導通孔部分のみを光透過させるフォト
マスクを介して散乱光を照射する、２回の露光工程を実
施することによって、導通孔と非導通孔を有するプリン
ト回路基板を従来の方法に比較して極めて生産性よく製
造することができる。

（実施例） 以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明す
る。部及び％は、重量部及び重量％を示す。

ポジ型感光性電着塗装の製造例−１ ４つ口フラスコに1,2−ナフトキノンジアジド−５−ス
ルホン酸クロライド269部及びジオキサン1345部を入れ
室温で攪拌しながら、Ｎ−メチルエタノールアミン150
部を１時間で滴下した。滴下終了後、約３時間攪拌を継
続し、赤外スペクトルの3300cm^-1付近のアミノ基の吸収
がなくなるのを確認した後反応を終了した。

次に、この溶液を脱イオン水中に入れ、反応中発生した
塩酸をトラップした４級アミンを除去した。次いで酢酸
イソブチルで生成物を抽出した後、溶媒を留去し、減圧
乾燥器に入れ乾燥し、水酸基含有オルトキノンジアジド
化合物（ａ）を得た。

ついで、ジブチル錫ジラウレート0.5部とトリレンジイ
ソシアネート174部を60℃に加熱したなかに、上記化合
物（ａ）309部をジオキサン1,500部に溶解した溶液を１
時間かけて滴下し、その温度に４時間保持し、化合物
（ｂ）溶液を得た。該化合物（ｂ）溶液2,157部に、2,
3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン77部をジオキサン3
00部に溶解いた溶液を加え、さらに60℃でIRスペクトル
の2250cm^-1付近のイソシアネートの吸収が消失するまで
反応させた後、多量の脱イオン水中に反応混合物を投入
して析出した固形分を濾別し、水で良く洗浄した後50℃
で減圧乾燥して感光剤Ａを得た。

別の４つ口フラスコにメチルイソブチルケトン1000部を
仕込み100℃に加熱した中にｎ−ブチルアクリレート500
部、アクリル酸90部、メチルメタアクリレート300部、
スチレン110部及びアゾビスイソブチロニトリル３部の
混合物を３時間かけて滴下し、その温度に３時間保った
後、メチルイソブチルケトンを減圧下に溶液の固形分が
75％になるまで溜去した。。この樹脂溶液に感光剤A300
部をジメチルジグライム900部に溶解した溶液を加えよ
く混合した後、トリエチルアミン63部、ブリルセロソル
ブ100部を加え中和した後該混合物を1000〜1500rpmの速
度で攪拌しつつ脱イオン水10150部を徐々に加え安定な
水分散体を得た。

ポジ型感光性電着塗料の製造例−２ ４つ口フラスコに、ジメチルジグライム1,030部を仕込
み100℃に加熱したなかにｎ−ブチルアクリレート500
部、アクリル酸90部、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト130部、メチルメタアクリレート280部及びアゾビスイ
ソブチロニトリル３部の混合物を３時間かけて滴下しそ
の温度に３時間保った後60℃まで冷却し、製造例−１で
出た化合物（ｂ）の溶液1340部及びジブリル錫ジラウレ
ート1.0部を加え60℃で赤外スペクトルの2250cm^-1付近
のイソシアネートの吸収が消失するまで反応させた後、
減圧下に固形分が60％になるまで濃縮した。この樹脂溶
液にトリエチルアミン63部及びブチルセロソルブ100部
を加え中和した後、該混合物を1,000〜1,500rpmの速度
で攪拌しつつ脱イオン水10,650部を徐々に加えて安定な
水分散体を得た。

実施例−１ 板厚1.6mm、孔径0.3mmφの導通孔となるべき孔及び孔径
1.0mmφの非導通孔となるべき孔を有する銅メッキ基板
（メッキ厚50μ）を25℃に保った製造例−１の浴塗料中
に浸漬し、電流密度50mA/dm²で２分間通電を行った後水
洗・乾燥して膜厚10μのレジスト被膜を得た。該レジス
ト被膜で覆われた基板に、導線（回路）を形成する部分
を活性エネルギー線から遮断するフォトマスク（マスク
Ａという）を介して80W/cmの超高圧水銀灯で200jm/cm²
の光量を照射した。

ついで、マスクＡの代りに非導通孔部分のみに活性エネ
ルギー線を透過するフォトマスク（マスクＢという）を
介して、スキャニング型露光機（超高圧水銀灯80W/cm）
で600mj/cm²の光量を照射した。

得られた露光基板に30℃の２％メタケイ酸ソーダ水溶液
を２分間吹き付け、水洗し現像を行った。次いで、塩化
第２鉄溶液でエッチングを行ないさらに塩化メチレンで
未露光レジスト被膜を剥離して回路基板を得た。

孔内の銅メッキの状態を観察したところ導通孔となるべ
き孔は完全に銅メッキが残っており、また非導通孔とな
るべき孔は完全に銅メッキが除去されていた。

実施例−２ 製造例−２で得た電着塗料浴を用いること及び未露光レ
ジスト被膜の剥離に５％苛性ソーダ水溶液を使用する以
外は実施例−１と全く同様にして回路基板を得た。孔内
の状態は実施例−１と全く同じであり良好な結果を得
た。

比較例−１ 実施例−１においてマスクＢを使用する露光を実施しな
い以外は実施例−１と同様にして回路基板を得た。

導通孔となるべき孔は実施例−１と同様完全に銅メッキ
が残っていたが、非導通孔となるべき孔内にも銅メッキ
が完全に残っており、非導通孔にならなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ｉ）導通孔及び非導通孔を形成する孔を
   有し、該孔及び基板表面が銅メッキされている回路基板
   にポジ型感光性レジスト被膜を電着法により形成する工
   程； （ii）該ポジ型感光性レジスト被膜上に、導線を形成す
   る部分を活性エネルギー線から遮断するフォトマスクを
   介して活性エネルギー線を照射する工程； （iii）非導通孔部分のみに活性エネルギー線を透過す
   るフォトマスクを介して、散乱光状の活性エネルギー線
   を照射する工程； （iv）活性エネルギー線が照射されたレジスト被膜を現
   像する工程；及び （ｖ）露出した銅メッキ部分をエッチング除去し、さら
   に導線を形成する部分上のレジスト被膜を除去する工
   程； からなるプリント回路基板の製造方法。