JP2006120667A - プリント基板の製造方法およびプリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上に高密度に配線パターンを形成することができ、信頼性の高いプリント基板として提供する。
【解決手段】 基板１０にめっき給電層として用いる導体層１２を形成する工程と、前記導体層１２の表面に所定の配線パターンを形成する第１のマスクパターンを形成し、前記導体層１２をめっき給電層とする電解めっきを施して前記導体層上に導体部１６ａを形成した後、前記第１のマスクパターンを除去する工程と、前記導体層上に導体部が形成された基板上に、前記導体部１６の所要部位を露出させた第２のマスクパターン３２を形成し、前記導体層１２をめっき給電層とする電解めっきにより前記導体部１２の露出部に保護めっきを施した後、前記第２のマスクパターン３２を除去する工程を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明はプリント基板の製造方法およびプリント基板に関し、より詳細には、プリント基板に形成される配線パターンの表面処理として金めっき等の保護めっきが施されるプリント基板の製造方法およびプリント基板に関する。

プリント基板において配線パターンを形成する方法としてはサブトラクト法が多く利用されてきた。しかし、プリント基板においても配線パターンが微細化される傾向にあることから、より微細に配線パターンを形成することができるセミアディティブ法を利用してプリント基板が製造されるようになってきた（特許文献１、２参照）。

図１０は、セミアディティブ法によって配線パターンを形成する方法を示す。セミアディティブ法では、基板１０の表面の全面に無電解銅めっき等によって薄く導体層１２を形成し（図１０(a)）、この導体層１２の表面に、フォトリソグラフィー法により配線パターンとなる部位のみを露出させるようにレジスト１４をパターニングする（図１０(b)）。次いで、導体層１２をめっき給電層とする電解銅めっきを施して配線パターンの導体部となる銅めっき層１６を形成し、続いて電解めっきにより銅めっき層１６の表面にニッケルめっき層１８と金めっき層２０を形成する（図１０(c)）。次に、レジスト１４を除去し（図１０(d)）、基板１０上で導体層１２が露出している部位を化学的にエッチングして除去することにより、配線パターン２２を形成する（図１０(e)）。
特開２００３−１８８４９６号公報 特開２００２−２６１７２号公報

セミアディティブ法は、きわめて薄く形成された導体層上に、形成すべき配線パターンにしたがってレジストをパターニングし、電解めっきによって配線パターンとなる導体部を形成する方法によるから、所定の厚さに形成した導体層をエッチングして配線パターンを形成するサブトラクト法とくらべて配線パターンを微細に形成することができる。しかしながら、セミアディティブ法によって配線パターン２２を形成した場合は、図１０(e)に示すように、配線パターン２２の側面に銅めっき層１６が露出するから、電解めっきによって形成した配線パターン２２をそのまま露出させることができず、ソルダーレジスト等の保護膜によって配線パターン２２の側面を被覆するようにしなければならない。

本発明は、電解めっき用のバスバーを形成したりすることなく、高密度に配線パターンを形成することができ、基板上に露出させる配線パターンについては配線パターンの側面を含めて金めっき等の保護めっきにより被覆され、信頼性の高いプリント基板として提供することができるプリント基板の製造方法を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、プリント基板の製造方法において、
基板にめっき給電層として用いる導体層を形成する工程と、前記導体層の表面に所定の配線パターンを形成する第１のマスクパターンを形成し、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきを施して前記導体層上に導体部を形成した後、前記第１のマスクパターンを除去する工程と、前記導体層上に導体部が形成された基板上に、前記導体部の所要部位を露出させた第２のマスクパターンを形成し、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきにより前記導体部の露出部に保護めっきを施した後、前記第２のマスクパターンを除去する工程と、前記基板上に露出する前記導体層の部位を除去することにより基板上に配線パターンを形成し、前記保護めっきが施された部位を除いて、基板上に形成された配線パターンを保護膜により被覆する工程とを備えていることを特徴とする。
なお、第１、第２のマスクパターンを形成する方法としては、ドライフィルムを使用する方法、感光性レジストを使用する方法等、種々の方法が利用できる。また、保護めっきとしては、電解ニッケルめっき、電解金めっき等の所要のめっきを施すことができる。

また、前記導体部の所要部位を露出させるように第２のマスクパターンを形成する際に、前記導体部の上面および側面を露出させるように第２のマスクパターンを形成し、次いで、前記基板上に露出する導体層の部位を除去した後、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきにより前記導体部と該導体部の下地となる導体層の外面に保護めっきを施すことを特徴とする。導体部の上面と側面を露出させた状態で導体層の露出部分を除去した後、保護めっきを施すことによって、導体部と導体層の側面を含めた外面に保護めっきを被着することができる。
また、前記基板上に露出する導体層の部位を除去する際に、化学的エッチングを利用して前記導体層の露出する部位を選択的にエッチングすることにより、容易に導体層の露出部分を除去することができる。
また、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきとして、電解銅めっきを施すことにより、導体部として銅めっき層を形成することが有効である。

また、基板の表面に形成される配線パターンの露出面に、表面処理として保護めっきが施されたプリント基板において、前記配線パターンの一部が、配線パターンを構成する導体部の上面および側面を基板上に露出して形成され、前記導体部の露出部分の、上面および側面を含む全面が保護めっきによって被覆されていることを特徴とする。
また、前記配線パターンの導体部が銅からなり、前記保護めっきが内層に設けられたニッケルめっきと外層に設けられた金めっきとの２層構造からなることを特徴とする。

本発明に係るプリント基板の製造方法によれば、第１のマスクパターンと第２のマスクパターンを利用し、電解めっきにより配線パターンの導体部を形成し、また保護めっきを施すことによって、基板上に形成される配線パターンの導体部が外部に露出することを防止し、配線パターンの導体部が腐蝕したりすることを防止して信頼性の高いプリント基板を製造することができる。また、本発明に係るプリント基板によれば、基板上で露出する配線パターンの外面が保護めっきによって被覆されることにより、配線パターンの腐蝕を防止し信頼性の高い製品として提供される。

図１〜９は、本発明に係るプリント基板の製造方法を示す説明図である。以下、製造工程順に説明する。
図１は、基板１０の表面に導体層１２を形成し、導体層１２の表面に感光性のドライフィルム３０をラミネートし、ドライフィルム３０を露光および現像した状態を示す。
なお、導体層１２は、電解めっきによって配線パターンを形成する際のめっき給電層となるもので、無電解銅めっきあるいはスパッタリングによって形成することができる。この導体層１２は、後工程で不要部分を化学的にエッチングして除去するから、エッチングによって容易に除去できるように、通電が可能な条件で十分に薄く（１μｍ程度以下）形成する。

ドライフィルム３０に対しては、基板１０上に形成する配線パターンにしたがって露光および現像し、配線パターンを形成する部位については底面に前記導体層１２が露出する凹溝３０ａ、３０ｂを形成する。図１は、第１のマスクパターンとして、ドライフィルム３０をパターニングした説明的に示したもので、３０ａは配線パターンのうちの引き回し線部分、３０ｂは基板１０上に形成する配線パターンで独立した島状に形成される部分に対応して形成された凹溝である。

次に、導体層１２をめっき給電層とする電解銅めっきを施し、凹溝３０ａ、３０ｂ内に銅めっき層１６ａ、１６ｂを盛り上げるように形成する。図２は、凹溝３０ａ、３０ｂに銅めっき層１６ａ、１６ｂを形成した後、ドライフィルム３０を剥離して除去した状態を示す。ドライフィルム３０を除去したことによって、導体層１２の表面上に肉厚に形成された銅めっき層１６ａ、１６ｂが所定のパターンに形成される。
従来のセミアディティブ法では、銅めっき層を形成した後、金めっき等の保護めっきを施すが、本実施形態では銅めっき層１６ａ、１６ｂのみを形成する。

次に、図３に示すように、基板１０の銅めっき層１６ａ、１６ｂが形成された面に新たに別のドライフィルム３２をラミネートし、ドライフィルム３２を露光および現像する。図３は、第２のマスクパターンとしてドライフィルム３２をパターニングした状態を示す。３２ａはドライフィルム３２で引き回し線部分の銅めっき層１６ａを部分的に露出させるようにエッチングして下地の導体層１２を露出させた領域であり、３２ｂは銅めっき層１６ｂの表面を露出させた領域である。ドライフィルム３２についても、任意に露光および現像して所定のパターンで基板１０の表面を被覆することができる。

次いで、基板１０に化学的エッチングを施して、図３に示す状態で基板１０上に露出している導体層１２の部位を除去する。図４が、基板１０上で露出する導体層１２が除去された状態を示す。
化学的エッチングによる場合は導体層１２をエッチングする際に、基板１０上で露出している銅めっき層１６ａ、１６ｂの部分も化学的に侵される可能性はあるが、銅めっき層１６ａ、１６ｂにくらべて導体層１２の厚さははるかに薄いから、導体層１２をエッチングして除去する際に銅めっき層１６ａ、１６ｂは殆ど影響を受けることがない。このエッチング操作により、銅めっき層１６ｂを除いてドライフィルム３２によって被覆されている領域の導体層１２と、領域３２ａでは銅めっき層１６ａが形成されている下地部分の導体層１２が基板１０上に残る。

次に、導体層１２をめっき給電層として銅めっき層１６ａ、１６ｂの保護めっきとして電解ニッケルめっきと電解金めっきを施す。図５が電解ニッケルめっきと電解金めっきを施した状態で、銅めっき層１６ａ、１６ｂの表面に保護めっき３４ａ、３４ｂが被着された状態を示す。
この保護めっき３４ａ、３４ｂを施す工程では、銅めっき層１６ａ、１６ｂでドライフィルム３２によって被覆されておらず、外部に露出している部位に保護めっき３４ａ、３４ｂが被着する。銅めっき層１６ａ、１６ｂを形成した部位については、導体層１２が下地層として残っているから、電解めっきによって銅めっき層１６ａ、１６ｂの露出部分に保護めっき３４ａ、３４ｂを施すことができる。

図９に、銅めっき層１６ａに保護めっき３４ａを施した状態を、銅めっき層１６ａの断面方向から見た状態で示す。電解ニッケルめっきと電解金めっきをこの順に施すことにより、内層のニッケルめっき層３５と外層の金めっき層３６からなる２層構造の保護めっき３４ａが、銅めっき層１６ａおよび導体層１２の側面および上面を包囲するように設けられている。
銅めっき層１６ａの先端面も、ニッケルめっき層３５と金めっき層３６とによって被覆され、図４に示す銅めっき層１６ａで外部に露出している部位は保護めっき３４ａによって完全に被覆された状態になる。

次に、基板１０に被着しているドライフィルム３２を剥離して除去する（図６）。ドライフィルム３２を除去することにより、基板１０上に導体層１２が露出しする。島状に形成された銅めっき層１６ｂでは、導体層１２上に銅めっき層１６ｂが形成され、銅めっき層１６ｂの上面上に保護めっき３４ｂが被着する。
次に、基板１０上に露出する導体層１２を化学的にエッチングして除去する（図７）。導体層１２は銅めっき層１６ａ、１６ｂにくらべてはるかに薄いから、導体層１２をエッチングして除去する操作によって、銅めっき層１６ａ、１６ｂおよび保護めっき３４ａ、３４ｂには影響を与えずに、基板１０上で露出する部位の導体層１２が選択的に除去される。
こうして、基板１０上に独立したパターンで配線パターン４０、４２が形成される。配線パターン４０は引き回し線として形成されたもの、配線パターン４２は独立した島状に形成されたものである。

図８は基板１０上に形成された配線パターン４０、４２を保護膜としてのソルダーレジスト３８により被覆して最終的にプリント基板５０を製造した状態を示す。感光性のソルダーレジスト３８を使用し、ソルダーレジスト３８を所定のパターンで露光および現像することにより、所定領域を露出させるようにして基板１０の表面をソルダーレジスト３８によって被覆することができる。
図示例では、ソルダーレジスト３８は配線パターン４０の端部の保護めっき３４ａが被着された部位と、配線パターン４２の保護めっき３４ｂが被着された領域内を露出させ、他の配線パターン４０、４２の部位を被覆するように設けている。これによって、プリント基板５０で外部に露出する部位は保護めっき３４ａ、３４ｂが被着された部位のみとなる。

図８に示すプリント基板５０では、基板１０上でソルダーレジスト３８によって被覆されていない領域に配置される配線パターン２０は、配線パターン４０の導体部となる銅めっき層１６ａと銅めっき層１６ａの下地層である導体層１２の側面を含む外面全体が保護めっき３４ａによって完全に被覆されているから配線パターン４０の露出部が腐蝕したりすることがなく、信頼性の高いプリント基板として提供することが可能になる。本実施形態の構成は、たとえば、プリント配線基板で接続電極を基板上で露出させるタイプの製品に有効に利用できる。
また、本実施形態のプリント基板の製造方法は、セミアディティブ法と同様に、基板１０上に薄く導体層１２を形成して配線パターン４０、４２を形成する方法によっているから、サブトラクト法にくらべて配線パターン４０、４２を微細に形成することが可能になる。
また、セミアディティブ法によることで、独立した島状に配線パターンを形成する場合でも、電解めっき用のバスバーを配置する必要がなく、この点においても配線パターンの高密度配置が可能になる。

本発明に係るプリント基板の製造方法を示す説明図である。 基板上に銅めっき層を形成した状態を示す説明図である。 基板にドライフィルムを被着し、露光および現像した状態を示す説明図である。 導体層をエッチングした状態を示す説明図である。 保護めっきを施した状態を示す説明図である。 ドライフィルムを除去した状態を示す説明図である。 導体層をエッチングした状態を示す説明図である。 保護膜を設けた状態を示す説明図である。 配線パターンに設けた保護めっきの構成を示す断面図である。 セミアディティブ法による配線パターンの形成方法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 基板
１２ 導体層
１４ レジスト
１６、１６ａ、１６ｂ 銅めっき層
１８ ニッケルめっき層
２０ 金めっき層
２２ 配線パターン
３０、３２ ドライフィルム
３０ａ、３０ｂ 凹溝
３４ａ、３４ｂ 保護めっき
３５ ニッケルめっき層
３６ 金めっき層
３８ ソルダーレジスト
４０、４２ 配線パターン
５０ プリント基板

Claims (6)

1. 基板にめっき給電層として用いる導体層を形成する工程と、
   前記導体層の表面に所定の配線パターンを形成する第１のマスクパターンを形成し、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきを施して前記導体層上に導体部を形成した後、前記第１のマスクパターンを除去する工程と、
   前記導体層上に導体部が形成された基板上に、前記導体部の所要部位を露出させた第２のマスクパターンを形成し、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきにより前記導体部の露出部に保護めっきを施した後、前記第２のマスクパターンを除去する工程と、
   前記基板上に露出する前記導体層の部位を除去することにより基板上に配線パターンを形成し、前記保護めっきが施された部位を除いて、基板上に形成された配線パターンを保護膜により被覆する工程とを備えていることを特徴とするプリント基板の製造方法。
2. 前記導体部の所要部位を露出させるように第２のマスクパターンを形成する際に、前記導体部の上面および側面を露出させるように第２のマスクパターンを形成し、次いで、前記基板上に露出する導体層の部位を除去した後、前記導体層をめっき給電層とする電解めっきにより前記導体部と該導体部の下地となる導体層の外面に保護めっきを施すことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の製造方法。
3. 前記基板上に露出する導体層の部位を除去する際に、化学的エッチングを利用して前記導体層の露出する部位を選択的にエッチングすることを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の製造方法。
4. 前記導体層をめっき給電層とする電解めっきとして、電解銅めっきを施すことにより、導体部として銅めっき層を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のプリント基板の製造方法。
5. 基板の表面に形成される配線パターンの露出面に、表面処理として保護めっきが施されたプリント基板において、
   前記配線パターンの一部が、配線パターンを構成する導体部の上面および側面を基板上に露出して形成され、前記導体部の露出部分の、上面および側面を含む全面が保護めっきによって被覆されていることを特徴とするプリント基板。
6. 前記配線パターンの導体部が銅からなり、前記保護めっきが内層に設けられたニッケルめっきと外層に設けられた金めっきとの２層構造からなることを特徴とする請求項５記載のプリント基板。
   

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