JPS5873186A - マンドレル及びそれを使用した電鋳又は印刷配線の製造方法 - 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】 本発明は、電鋳等に使用するマンドレルおよびこれを使
用した電鋳方法又は印刷配線板の製造方法に関するもの
である。なお、本明細書で使用するアルミニウムなる用
語はアルミニウムおよびアルミニウム合金を意味するも
のである。

従来、半導体製造用金属蒸着マスク、ビジコンなどの電
子管用ファインメツシー、電気かみそりの外刃、スクリ
ーン等の一定のパターンを有する製品を製造する場合、
ステンレス鋼等の金型やノートに、樹脂インクの印刷ま
たはフォトレジストを施したマンドレルが使用されてき
た。また、ステンレス鋼板等にレジストを形成し、レジ
ストを有さない部分にめっきを施し、次いで接着剤を介
してめっき層を基材に圧着するか、または接着力を有す
る未硬化基材に圧着するかして、めっき層を基材に転写
することにより回路パターンを基材上に形成する印刷配
線板の製造方法（以下転写法ト記ス）でも、マンドレル
上のレジストは樹脂インクの印刷またはフォトレジスト
法によって施されていた。レジスト用印刷インクとして
は、数多くのものが市販されているが、エポキシ樹脂、
ポリアミド変性エポキシ樹脂等の変性エポキシ樹脂、ニ
トリル変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂、エ
ポキシ変性アルキド樹脂等の樹脂を主制とし、黒鉛、酸
化チタン等の顔料、シンナー等の溶剤等を混合したもの
が使用される。またフォトレジストとしては、カゼイン
、グレー、アラビアゴム、またはポリビニルアルコール
等の水溶性高分子−化合物と爪クロム酸塩、水溶性ビス
アジド、またはジアゾ化合物を混合した水溶性フォトレ
ジスト、環ｆヒゴムとビスアジドを混合したゴム系フォ
トレジスト、ポリビニルアルコールとケイ皮酸クロライ
ドとの縮合生成物または、ビニルモノマーとケイ皮酸基
との反応生成物の重合化合物であるポリケイ皮酸系フォ
トレジスト、キノンジアジドとノボラック樹脂等からな
るキノンジアジド系フォトレジスト等が使用されている
。

電鋳用レジストは、めっきとめっき層の剥離の繰返しに
耐える必要である。転写法では、さらにめっき層と、接
着剤または接着力を有する未硬化基板との十分な接着を
行うために、圧着が必要になる。精密な電鋳や転写では
、精密なレジスト画像を得るために、元板の表面はモ滑
にする必要がアリ、レジストとマンドレルの密着を得る
ための表面粗化は不可能である。したがって、レジスト
とマンドレル表面は化学的に結合していることが必要で
ある。さらに、レジストが厚いとめっきの剥離が困難に
なり易い。転写では、マンドレルと接着剤または接着力
を有する未硬化基材を圧着した時に、接着剤または未硬
化基剤に粘着するという問題がある。これらの問題から
、電鋳用レジストまたは転写用レジスト、特に転写用レ
ジストとして５〜１０回以上の繰返し使用に耐えるもの
は、従来の上記レジストには存在しなかった。

本発明は、アルミニウムの陽極酸化皮膜に簡単な処理を
施すことにより、電鋳または転写用レジストとして極め
て優れた特性を得ることができることからなされたもの
である。これにより、薄くて、平滑な表面に対しても優
れた密着性を有し、しかも、転写法で圧着した時に、接
着剤または未硬化基材に粘着せず、機械的にも充分な強
度を有し、耐熱性に優れたレジストを容易に得ることが
できる。

アルミニウムの陽極酸化皮膜はそのままでも使用可能で
あるが、そのままでは微細な孔やクラックを有しやすく
、めっき液におかされる場合があり、長期にわたってレ
ジストとして使用する侍史に工夫が必要である。陽極酸
化皮膜上に樹脂等の薄い皮膜を設けると、樹脂等は微細
な孔やクラックに入り込んで密着し優れた密着が得られ
レジストとして長期にわたって十分に使用できる。本発
明の陽極酸化皮膜の処理法として最も簡便な方法は、シ
リコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等を塗付後
、布等で軽く拭い取ることにより達成される。この時、
アルミニウムの露出したパターン上にも樹脂が付着する
が、布等で拭い取ることによってめっきに対して何ら影
響がない程度に容易に除去できる。これに対し陽極酸化
皮膜上の樹脂は、陽極酸化皮膜上の四部、微細な孔また
はクラックに入り込み゛拭い去ることは不可能となる。

陽極酸化皮膜上の樹脂の欠陥は陽極酸化皮膜が補−うの
で部分的に樹脂のない部分があったとしても、大きな影
響は与えない。金属または合金に密着しない物質でも陽
極酸化皮膜には密着する場合が多いので、転写法の圧着
でも接着剤または未硬化基材に粘着しない常温硬化型シ
リコンゴム等を塗付しておけば、転写用レジストとして
十分使用できる。陽極酸化皮膜は耐摩耗性に優れほとん
ど剥落することはないので、本発明のレジストの補修は
、上述の簡単な樹脂等の再塗付で行える。本発明の陽極
酸化皮膜の処理法の詳細は後述するが、本発明は、アル
ミニウムの陽極酸化皮膜に簡単な処理を施すことにより
、上述のように優れた特徴を有する電鋳用または転写用
レジストとして好適なことからなされたものである。

本発明のマンドレルの材質は、めっき液に対する耐食性
に優れ、良好な陽極酸化皮膜の得られるアルミニウムま
たはアルミニウム合金なら特に限定されない。例えば工
業用純アルミニウム、ＪＩＳ５０５６アルミニウム合金
等が好適である。また、マンドレルの形状は箔または板
材の他、鋳造、鍛造、機械加工またはプレス等による成
型品も使用できる。

本発明の陽極酸化皮膜のパターンを形成するには、アル
ミニウム表面全体に陽極酸化皮膜を施し通常のエツチン
グレジストによる画像を形成した後、陽極酸化皮膜の不
要な部分の陽極酸化皮膜を溶解する方法と、アルミニウ
ム表面に通常のレジストを形成した後、レジストのない
部分に陽極酸化皮膜を施す方法とがある。両者ともに、
元板側面や裏面に陽極酸１ヒ皮膜を残すか否かは任意で
あるが、特に支障のない限り側面や裏面も本発明の方法
でレジストを形成することができる。

陽極酸化皮膜を部分的に溶解してパターンを形成する方
法では、陽極酸化皮膜の溶解にフッ酸または水酸化ナト
リウムを使用するので、これらに耐えるエツチングレジ
ストを使用しなければならない。米国ナノッダール社の
１６９３５　ＰＣや、西独プロトコート社の３４０Ｃ等
溶剤除去タイプのエポキシ系樹脂インクによる印刷が好
適である。また、フォトレジストとしては東京応用化学
（株）のＴＰＲ等が好適である。フッ酸や水酸化ナトリ
ウム水溶液は陽極酸化皮膜のみならずアルミニウム自体
をも溶解するので、深いエツチングを行うとサイドエッ
チＸを生じ、陽極酸化皮膜上に樹脂等を塗付した時にサ
イドエッチＸ内に残ってめっき中に剥離したり、めっき
がアンダーカットに入り込んで剥離が不可能となる。陽
極酸化皮膜が厚いと不均一溶解を生じ易くこれを避ける
ためにエツチングが深くなりがちであり、陽極酸化皮膜
は？　／ｉ以下、好ましくは５μ以下にするのがよい。

通常のレジストによるパターンを形成した後、部分的に
陽極酸化を行う方法では、レジストが陽極酸化工程に耐
える必要があり、印刷インクとしては米国ナッツダール
社のソルダーレジスト２４０．２４１．２４２フオトレ
ジストとしては、富士薬品（株）のＰＰＰＰＲ，米国コ
ダノク社のＫＰＲ；米国ダイナーケム社ＤＣＲ−３４１
０等が好適である。この方法では、陽極酸化条件にアル
ミニウムが一部溶解して、陽極酸化皮膜を施さない表面
が陽極酸化皮膜の表面より突出した状態となりサイドエ
ッチもない状態にできるが、陽極酸化処理時間が長くな
ると、樹脂レジストが剥離し、レジスト下部の陽極酸化
皮膜がやけた状態となるので通常ＩＯμ以下、好ましく
は７μ以下にするのが良い。

いずれの方法でも、適宜、常法により研摩、脱脂、エツ
チング等により表面を清浄にすることができる。通常は
、予備処理としてパフ研摩または電解研摩による平滑化
、アセトン等による溶剤脱脂またはリン酸ナトリウム−
炭酸ナトリウム水溶液による電解脱脂を行う程度で、通
常のレジストは、陽極酸化皮膜の生成害たは溶解に耐え
る程度の密着を示す。さらに通常のレジストの密着を向
上させ、均一な陽極酸化皮膜を得るために、水酸化ナト
リウム水溶液等で軽くエツチングを行うのも良い。これ
らの処理は、陽極酸化皮膜を部分的に溶解する方法にお
いて、陽極酸化皮膜溶解後の平滑化処理として電解研摩
を使用したり、通常のレジストを使用して部分的に陽極
酸化皮膜を生成させる方法において、陽極酸化皮膜を施
さない表面と陽極酸化皮膜表面に大きな段差をつけるた
めに陽極酸化皮膜生成前に深いエツチングを行う等広汎
に使用できる。また、陽極酸化皮膜によるパターンを形
成し樹脂の塗付等を行った後、めっき前の清浄としても
これらの方法が使えるが、この処理については後述する
。

陽極酸化皮膜を部分的に溶解してパターンを得る方法で
は、本発明の樹脂等の塗付として、陽極酸化皮膜のエツ
チングレジストをそのまま残してもよいが、転写法では
、陽極酸ｆヒ皮膜の部分的な溶解に使用するレジストは
厚く、めっきが剥れ難い等の問題があり、溶解除去する
のが良い場合が多い。アルカリ除去タイプのレジストは
、アルカリで溶解する時にアルミニウムおよび陽極酸化
皮膜もおかされるのでキジロール等の溶剤で除去できる
タイプのレジストを使用し、溶剤除去を行うのが好まし
い。

陽極酸化処理としては、硫酸浴、しゆう酸浴、クロム酸
浴等での直流電解、交流電解、交直重畳電解等いずれで
も良い。特に、微細な孔を大きくするためにりん酸浴に
よる直流電解を行った・す、通常の陽極酸化処理後水酸
化ナトリウム水溶液で軽いエツチングを行ったり、陽極
酸化処理後２００°Ｃ〜５００°Ｃに加熱してクランク
を増加させたりすることは、その上に被覆する樹脂等の
密着を向上させる上で効果がある。

陽極酸化皮膜はそのままでは電鋳または転写用レジスト
として長期の使用に耐えるには不十分な点もあるので、
樹脂の塗付等が必要なことはすでに述べた。この処理方
法としては多くの方法が適用できるが、塗付法と電解法
に分けることができる。塗付法としては前述のようにシ
リコン樹ｆＪＭ等を塗付する方法が適用できる。塗付方
法としては、浸漬、スプレー、刷毛塗り、へらによる塗
付のいずれでもよい。めっきを行う部分の樹脂等は除去
しなければならないが、この方法としては前述の拭い去
る方法が最も簡便である。レジストを形成し部分的に陽
極酸化を施す方法ではこのレジストを除去する前に樹脂
等を塗付し、レジストの溶解によりレジスト上の樹脂等
を除去することも可能である。塗付法としては、この他
フッ素樹脂、７ノ化黒鉛のエマルジョンを塗付し焼付け
れば、転写法で、接着剤または接着力を有する未硬化基
材に粘着しないレジストを得ることもできる。電解法と
しては、例えばアクリル樹脂またはエポキン変性アクリ
ル樹脂等の電気泳動塗装や、チオモリブデン酸アンモニ
ウム中での電解による二硫化モリブデンの塗付も可能で
ある。電解法では、最初にレジストを形成し部分的に陽
極酸化を行う方法で、このレジストは電解時のレジスト
として利用する。

塗付の場合の樹脂は極めて多くのものが適用できるが、
特に転写法では、接着剤または未硬化基材との離型性、
塗付の容易さ、陽極酸化皮膜に対する保護性の点からシ
リコン樹脂が最も有用である。シリコン樹脂としては市
販の室温硬化型シリコンゴム（信越化学（株）のＫＥ−
４２ＲＴＶ、ＫＥ−４４１ＲＴＶ、　ＫＥ−４７１ＲＴ
Ｖ　）　カ取扱い易いが、耐スクラッチ性等の点でシリ
コンの初期の樹脂状化合物をドルオール、セルソルブ等
に溶解したシリコンゴムスを塗付し、１５０°Ｃ−１６
０°Ｃで焼付けた硬い塗膜の方が優れている。鉄、コバ
ルト、亜鉛等の塩類を乾燥剤として使用してもよい。黒
鉛等の顔料の添加は任意であるが、アルミニウム粉の添
加はレジストの寿命を短くする。純シリコン樹脂の代り
にフロロシリコンゴムを使用すれば耐溶剤性が向上する
が、アルキド変性シリコン樹脂、フェノール変性シリコ
ン樹脂等の変性シリコン樹脂は接着剤または未硬化基材
によっては粘着する場合がある。室温硬化型シリコンゴ
ムの場合、例えば通常の溶剤除去型エポキシ系樹脂イン
クでレジストを形成し、部分的に陽極酸化皮膜を形成し
、そのままシリコン樹脂を塗付し、紙または布等でシリ
コンゴムを絞り取り、その後溶剤中でインクレジストの
溶解とともにその上層のシリコンゴムを剥落させること
により、めっきすべき表面への付着を防止する方法が適
用できる。溶剤中でのレジストの溶解は、超音波をかけ
ることで促進されるが、陽極酸（ヒ皮膜」二のシリコン
ゴムは保持できる。

インクレジストまたはフォトレジストの溶解とともに塗
付した樹脂を溶解させる方法ではめっきの前処理は不要
である。しかしながら、７ノ素樹脂のように高温での焼
付けを必要とする場合や、インクレジストやフォトレジ
ストを溶解する溶剤が、塗付した樹脂等をおかす場合に
は、レジストを除去した後樹脂を塗付することになるの
で、めっきすべき表面に樹脂が残存する。拭き取りが部
分であれば、この場合でも前処理は不要であるが水酸化
ナトリウム等で軽くエツチングを行えば、アルミニウム
が溶解しその上の残存樹脂分も剥落する。

アルミニウムの上に直接めっきし、このめっき層を剥離
または転写して製品とする場合には、アルミニウムに対
し腐食性の少ないめっき液を選定することが重要である
。例えば、銅めつきセあればピロリン酸銅めっき液が、
ニッケルめっきであれば、 のように塩化物の少ない浴が好ましい。また、めっき液
中で長時間放置することは避け、電圧を印加した状態で
めっき液に浸漬するべきである。

アルミニウムの腐食を防止する目的で、めっきを行う部
分に、あらかじめ防食のためのめっきを行うのも良い方
法である。クロムめっきを行えば、その上のめっきは容
易に剥離できるし、銅めっきやニッケルめっきも、クロ
ム酸処理等により、その上のめっきが剥離できるように
なる。

電鋳の場合にはめっき層は端部をナイフの先端で引剥し
、その部分を引き上げると、元板からめっき層が剥離で
きる。

転′ゲの場合は、フィルム状接着剤を介して基材に圧着
するか、接着剤を塗付した基材に圧着した後基材と元板
を引剥せば、めっき層を基材に転写することが可能であ
る。

以上述べてきたよフに、本発明のマ、ンドレルは平滑な
素材上に密着のよいレジストが形成され、特に転写法に
よる印刷配線板の形成への使用が好適である。

以下、本発明の具体的実施例について説明する。

（実施例１） Ｑ、　２ｍ　ｍのアルミニウム箔に、陽極酸化処理を施
した。陽極酸化処理条件は、硫酸３０％、浴温１５°Ｃ
で交流電圧１５Ｖとし、１分間行った。この上に、熱硬
化性シリコン接着剤ＳＥ−［７０１（トーレ・シリコン
（株）製）をスクリーン印刷してレジストを形成した。

レジストを１２０°Ｃで７分間硬化後、７ノ酸ｌＯ％の
溶液に２分間浸漬して、レジストの形成されていない部
分の陽極酸化皮膜を溶解した。その上に、ビロリン酸銅
めっき液から３５ツノの銅めっきを施し、あらかじめエ
ポキシ系接着剤を塗付、半硬化させたポリイミドフィル
ムに転写した。転写条件を１　’８０°Ｃ１４０ｋｆ／
ｃｍ２．１５分としたところ、良好な可撓性印刷配線板
が得られた。同一の条件で、５回めっきと転写を繰返し
たが、レジストに異常は見られなかった。

（実施例２） ０、３　ｍｍのＪＩＳ５０５６　アルミニウム箔を深絞
り加工して、半球状のマンドレルを得、これにニッケル
電鋳を施して、半球状のニッケルメツシュを作製した。

深絞り前に、メツシーの孔に相当する部分に、レジスト
インクＮｎ１６９３５　（米国ナノッダール社製）をス
クリーン印刷し、深絞り加工後、陽極酸化処理を行った
。処理条件は、硫酸２０％、浴温１０’Ｃ１電圧２０Ｖ
で、１０分間行った。さらに、２・’　ＨＮＯ３６％の
水溶液中に５分間浸漬した後、１重量％の二硫化モリブ
デン溶液を含有するエフ／　−ル溶液中で、試料を陽極
とし、２５０Ｖで１０分間、電着処理を行い、陽極酸化
皮膜上に二硫化モリブデンを沈着させた。アカトン中で
超音波振動をシーえることにより、レジストを除去し、
これをマンドレルとして、ワット浴より２５μのニッケ
ル電鋳を行った。アルミニウム合金箔を、水酸化ナトリ
ウム６％の溶液中で溶解除去することにより、良好なメ
ツシーを得た。

１′

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金上に陽極酸
   化皮膜によるパターンを形成したことを特徴とするマン
   ドレル。
2. （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金上Ｋ　陽極
   酸化皮膜によるパターンを形成し、更に該パターン上に
   ７ノ素樹脂、シリコン樹脂、フッ化黒鉛または二硫化黒
   鉛の単独又は混合物の層を設けたことを特徴とするマン
   ドレル。
3. （３）アルミニウムまたはアルミニウム合金上に陽極酸
   化皮膜によるパターンを形成し更に該パターン上にフッ
   素樹脂、シリコン樹脂、フッ化黒鉛または二硫化黒鉛の
   単独又は混合物の層を設けたマンドレルを用い、該マン
   ドレルのパターンの形成されていない部分にめっきを施
   し、該めっき部をはがすことを特徴とする電鋳方法。 （＝１．）アルミニウムまたはアルミニウム合金上に陽
   極酸化皮膜によるパターンを形成し更に該ノｆクーン玉
   にフッ素樹脂、シリコン樹脂、フッ化黒鉛または二硫化
   黒鉛の単独または混合物の層を設けたマンドレルヲ用い
   、該マンドレルのパターンの形成されていない部分にめ
   っきを施し、次いで接着剤を介してめっき層を基材に圧
   着するかまたは接着力を有する未硬化基材に圧着するか
   して、めっき層を基材に転写することにより回路パター
   ンを製造方法。