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技術 印刷配線板の製造方法

出願人 京セラサーキットソリューションズ株式会社
発明者 三賀朋尚
出願日 1996年8月29日 (22年10ヶ月経過) 出願番号 1996-228927
公開日 1998年3月17日 (21年3ヶ月経過) 公開番号 1998-075036
状態 特許登録済
技術分野 プリント配線間の電気接続のための印刷要素 プリント配線の製造(1)
主要キーワード 限界ポイント 感光レジスト膜 非スルーホール ファイン回路 電着レジスト膜 穴あけ後 露光テーブル パターン形成部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年3月17日)のものです。
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図面 (6)

課題

印刷配線板の製造に関する感光性レジスト膜露光工程に於いて、印刷配線板の孔内周面紫外線で露光することにより、特に高密度配線に適した微細な孔を有する印刷配線板を生産性よく製造する。

解決手段

本発明は、高密度印刷配線板の露光工程に用いる露光方法に関し、半透過性ハーフミラー層を有する光散乱光層8aを貼り付けた真空焼き枠5を印刷配線板1の両面に配置する構造を持ち、光源6より照射された紫外線平行光7を光散乱層散乱光9aに変換させることに加え、半光源側のハーフミラー層で乱反射した反射光を伴った紫外線で、微細な孔内周面を露光せしめることを特徴とする印刷配線板用露光方法。

概要

背景

従来の印刷配線板の製造方法に於いて、電着塗装による感光性レジスト膜露光工程では、あらかじめ孔あけ、孔内メッキを施した銅張積層板の孔内と表面全面に感光性レジスト膜を電着塗装した印刷配線板を準備し、マスクフィルムを印刷配線板に当接させて露光テーブル上にセットし、紫外線照射することによって感光性レジスト膜を選択的に露光させるという方法が行われている。その後、現像エッチング工程を経て所望のスルーホール非スルーホール回路を有する印刷配線板を製造している。この場合、電着塗装による感光レジスト膜は、光硬化型ネガタイプ)か、光分解型ポジタイプ)を使用するのが一般的である。いずれのタイプのレジスト膜においても、スルーホール、非スルーホールを同時形成する場合、
1)光硬化型(ネガタイプ)においては、スルーホールとなる孔内の感光性レジスト膜を露光し、エッチングレジストとする。又、孔内に銅メッキが不要な非スルーホールは、逆に紫外線をマスクフィルムで遮光することによって、現像により感光性レジスト膜を除去する。その後エッチングによって、選択的に銅を除去してスルーホール、非スルーホールを形成する。

2)光分解型(ポジタイプ)においては、ネガタイプとは逆に非スルーホールとなる孔内の感光性レジスト膜を露光して光分解し、現像により除去する。又、孔内に銅メッキが必要なスルーホールは逆に紫外線をマスクフィルムで遮光することによって、そのままエッチングレジストとして用いる。その後エッチングによって、選択的に銅を除去してスルーホール、非スルーホールを形成する。

昨今、印刷配線板の高密度化が進行し、特にファイン回路小径高アスペクト比(注:アスペクト比板厚孔径比率)スルーホール、および高アスペクト比の非スルーホールを具備することが必要不可欠となっている。しかし、従来の製造方法においては、光硬化型、光分解型のいずれの感光性レジスト膜を使用する場合においても、孔のアスペクト比の進行にともない、特に小径孔内部に、露光時、紫外線を大量照射する必要が生じている。しかし、一方、ファイン回路形成と言う視点でみると、露光時の紫外線量の増大は、感光性レジスト膜の解像性を低下させるため、自ずと高密度化対応には限界が生じてくる。この為、一部紫外線が極力平行光となるような光源を用いて対応するのが一般的であるが、スルーホール、非スルーホール部位は、逆に極力散乱光を使用しないと孔内の露光が不十分となる二率背反なる課題が生じていた。

こうした、電着塗装タイプのレジスト膜を用いる印刷配線板の製造方法上の課題を解決するために、以下のような、孔内露光量のみを可能な限り増加させようという試みが提案されている。特に孔内周面の感光性レジスト膜への露光量を増加させるための露光方法として、例えば、公知例(1):特開平4−56189号公報では平行光を散乱光に変換する光散乱層を利用して露光する方法が知られている。図4は公知例(1)の露光方法を示す断面図である。孔2を有する印刷配線板1の表面及び孔2内に電着塗装により感光性レジスト膜3を形成する(尚、この実施例では光硬化型のネガタイプレジストを使用している)。次いで、マスクフィルム4に微細凹凸のある透明シートなどの光散乱層10を貼付け印刷配線板1の両面に当接し、上下の真空焼き枠5の透明板の間に配置する。上下に配置された光源6から紫外線7を照射すると、マスクフィルム4を透過した紫外線は微細な凹凸のある透明シートなどの光散乱層10で屈折し、散乱光9aに変換される。前記の散乱光9aにより、マスクフィルム4の透明部(図中の非ハッチング部)直下の感光性レジスト膜3を露光するとともに、所望の孔内周面の感光性レジスト膜3をも照射して露光し、現像、エッチング工程を経て印刷配線板1を製造する。

また、公知例(2):特開平4−93950号公報、特開平3−35587号公報では乱反射性を有する光散乱鏡を光源と反対側の印刷配線板に配置して、表面及び孔内周面を露光する方法が知られている。図5は公知例(2)の露光方法を示す断面図である。孔2を有する印刷配線板1の表面及び孔2内に電着塗装等により感光性レジスト膜3を形成し、フォトマスクフィルム4を当接させる。次いで、露光性テーブル11上に光散乱性を有する散乱鏡12を鏡面が露光テーブル11の反対を向くように配置させ、真空焼き枠5との間に前記の印刷配線板1を置く。光源6より紫外線7を照射するとマスクフィルム4の透明部(図中の非ハッチング部)直下の感光性レジスト膜3が露光され、さらに、孔2を通過した紫外線7は、露光テーブル上に配置された散乱鏡12の鏡面により乱反射し全反射光13に変換されることによって所望の孔2内周面を露光する。その後現像、エッチング等の工程を経てパターンニングされ、印刷配線板1を製造する。

概要

印刷配線板の製造に関する感光性レジスト膜の露光工程に於いて、印刷配線板の孔内周面を紫外線で露光することにより、特に高密度配線に適した微細な孔を有する印刷配線板を生産性よく製造する。

本発明は、高密度印刷配線板の露光工程に用いる露光方法に関し、半透過性ハーフミラー層を有する光散乱光層8aを貼り付けた真空焼き枠5を印刷配線板1の両面に配置する構造を持ち、光源6より照射された紫外線平行光7を光散乱層で散乱光9aに変換させることに加え、半光源側のハーフミラー層で乱反射した反射光を伴った紫外線で、微細な孔内周面を露光せしめることを特徴とする印刷配線板用露光方法。

目的

本発明の目的は、露光量の不足がなく、生産性の高い印刷配線板の製造方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

印刷配線板の表面及び孔内に感光性レジスト膜を形成する工程と、マスクフィルムを介し前記感光性レジスト膜に紫外線照射して露光する工程と、その後現像及びエッチングにより所望のスルーホール及び非スルーホールを形成する工程とを有する印刷配線板の製造方法に於いて、半透過性ハーフミラー層を有する光散乱層を介して、紫外線平行光を照射し露光することを特徴とする印刷配線板の製造方法。

請求項2

前記半透過性のハーフミラー層が銀をポーラス蒸着させた透明シートを使用して微細凹凸エンボス加工をした透明シートとを張り合わせ2層構造としたことを特徴とする請求項1記載の印刷配線板の製造方法。

請求項3

前記半透過性のハーフミラー層が銀をポーラスに蒸着させた透明シートを使用して微細な凹凸のあるエンボス加工をした透明シートを両面に張り合わせ3層構造としたことを特徴とする印刷配線板の製造方法。

技術分野

0001

本発明は印刷配線板の製造方法に関し、特に高密度配線に適した微細な孔の形成が容易な印刷配線板の製造方法に関する。

背景技術

0002

従来の印刷配線板の製造方法に於いて、電着塗装による感光性レジスト膜露光工程では、あらかじめ孔あけ、孔内メッキを施した銅張積層板の孔内と表面全面に感光性レジスト膜を電着塗装した印刷配線板を準備し、マスクフィルムを印刷配線板に当接させて露光テーブル上にセットし、紫外線照射することによって感光性レジスト膜を選択的に露光させるという方法が行われている。その後、現像エッチング工程を経て所望のスルーホール非スルーホール回路を有する印刷配線板を製造している。この場合、電着塗装による感光レジスト膜は、光硬化型ネガタイプ)か、光分解型ポジタイプ)を使用するのが一般的である。いずれのタイプのレジスト膜においても、スルーホール、非スルーホールを同時形成する場合、
1)光硬化型(ネガタイプ)においては、スルーホールとなる孔内の感光性レジスト膜を露光し、エッチングレジストとする。又、孔内に銅メッキが不要な非スルーホールは、逆に紫外線をマスクフィルムで遮光することによって、現像により感光性レジスト膜を除去する。その後エッチングによって、選択的に銅を除去してスルーホール、非スルーホールを形成する。

0003

2)光分解型(ポジタイプ)においては、ネガタイプとは逆に非スルーホールとなる孔内の感光性レジスト膜を露光して光分解し、現像により除去する。又、孔内に銅メッキが必要なスルーホールは逆に紫外線をマスクフィルムで遮光することによって、そのままエッチングレジストとして用いる。その後エッチングによって、選択的に銅を除去してスルーホール、非スルーホールを形成する。

0004

昨今、印刷配線板の高密度化が進行し、特にファイン回路小径高アスペクト比(注:アスペクト比板厚孔径比率)スルーホール、および高アスペクト比の非スルーホールを具備することが必要不可欠となっている。しかし、従来の製造方法においては、光硬化型、光分解型のいずれの感光性レジスト膜を使用する場合においても、孔のアスペクト比の進行にともない、特に小径孔内部に、露光時、紫外線を大量照射する必要が生じている。しかし、一方、ファイン回路形成と言う視点でみると、露光時の紫外線量の増大は、感光性レジスト膜の解像性を低下させるため、自ずと高密度化対応には限界が生じてくる。この為、一部紫外線が極力平行光となるような光源を用いて対応するのが一般的であるが、スルーホール、非スルーホール部位は、逆に極力散乱光を使用しないと孔内の露光が不十分となる二率背反なる課題が生じていた。

0005

こうした、電着塗装タイプのレジスト膜を用いる印刷配線板の製造方法上の課題を解決するために、以下のような、孔内露光量のみを可能な限り増加させようという試みが提案されている。特に孔内周面の感光性レジスト膜への露光量を増加させるための露光方法として、例えば、公知例(1):特開平4−56189号公報では平行光を散乱光に変換する光散乱層を利用して露光する方法が知られている。図4は公知例(1)の露光方法を示す断面図である。孔2を有する印刷配線板1の表面及び孔2内に電着塗装により感光性レジスト膜3を形成する(尚、この実施例では光硬化型のネガタイプレジストを使用している)。次いで、マスクフィルム4に微細な凹凸のある透明シートなどの光散乱層10を貼付け印刷配線板1の両面に当接し、上下の真空焼き枠5の透明板の間に配置する。上下に配置された光源6から紫外線7を照射すると、マスクフィルム4を透過した紫外線は微細な凹凸のある透明シートなどの光散乱層10で屈折し、散乱光9aに変換される。前記の散乱光9aにより、マスクフィルム4の透明部(図中の非ハッチング部)直下の感光性レジスト膜3を露光するとともに、所望の孔内周面の感光性レジスト膜3をも照射して露光し、現像、エッチング工程を経て印刷配線板1を製造する。

0006

また、公知例(2):特開平4−93950号公報、特開平3−35587号公報では乱反射性を有する光散乱鏡を光源と反対側の印刷配線板に配置して、表面及び孔内周面を露光する方法が知られている。図5は公知例(2)の露光方法を示す断面図である。孔2を有する印刷配線板1の表面及び孔2内に電着塗装等により感光性レジスト膜3を形成し、フォトマスクフィルム4を当接させる。次いで、露光性テーブル11上に光散乱性を有する散乱鏡12を鏡面が露光テーブル11の反対を向くように配置させ、真空焼き枠5との間に前記の印刷配線板1を置く。光源6より紫外線7を照射するとマスクフィルム4の透明部(図中の非ハッチング部)直下の感光性レジスト膜3が露光され、さらに、孔2を通過した紫外線7は、露光テーブル上に配置された散乱鏡12の鏡面により乱反射し全反射光13に変換されることによって所望の孔2内周面を露光する。その後現像、エッチング等の工程を経てパターンニングされ、印刷配線板1を製造する。

発明が解決しようとする課題

0007

公知例(1):特開平4−56189号公報では孔2内周面を露光するために、光源6から発せられた紫外線7を光散乱層10を介して散乱孔9aに変換するので、孔2内周面の露光を行う際、孔2内の露光量が増加し、高密度配線に必要とされる高アスペクト比スルーホール、非スルーホールに対しある程度有効である。しかし、発明者の研究によれば、紫外線平行光7全てが散乱光9aとなるわけではなく一部の紫外線平行光7はそのままマスクフィルム4を透過するケースがあり、効率的ではない。ファイン回路形成対応上、表面の露光量を極限まで抑制し、更に、高アスペクト比が進行し、孔2内周面を効率よく露光する必要がある場合には、露光量が不足し微細な孔2を有する高密度印刷配線板の製造に於いて限界が生じるという課題があった。

0008

また、公知例(2):特開平4−93950号公報および特開平3−35587号公報では乱反射性を有する散乱鏡12を利用して孔2内周面の露光を行う。しかし、公知例:特開平4−93950号公報は、散乱鏡12は片面のみの配置としており、両面に配線を有する印刷配線板1を製造するためには2回の露光作業が必要である為、生産性の低下を招くという課題がある。さらに、特開平3−35587号公報は露光工程に於いてパターン形成部分のための光を照射する工程と次いで光照射すべき孔2以外の部分をマスクとして所望の孔内壁のみに光照射を行う工程の2回の露光作業を必要がある為、同じく生産性の低下を招くという課題があった。

0009

本発明の目的は、露光量の不足がなく、生産性の高い印刷配線板の製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

前述の課題を解決するために、本発明では印刷配線板の表面及び孔内に感光性レジスト膜を形成する工程と、前記感光性レジスト膜にマスクフィルムを介し、紫外線平行光を照射して露光する工程と、その後現像及びエッチングにより所望のパターンを形成する工程とを有する印刷配線板の製造方法に於いて、半透過性ハーフミラー層を有する光散乱層を介して紫外線平行光を照射し露光することを特徴とする印刷配線板の製造方法を提供することにある。

0011

本発明による製造方法によれば、印刷配線板の露光工程に於いて、半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層を、感光性レジスト膜を電着塗装した印刷配線板の両面に配置することにより、上下に配置された光源より発せられた紫外線平行光が、半透過性ハーフミラー層を有する光散乱層によって、
1)まず、一方の光源から発生した紫外線平行光の一部が光散乱層の効果により、透過する際、屈折し散乱光となり、孔内の露光効率が増加する。

0012

2)そのまま透過しようとする紫外線平行光の一部が、反対面のハーフミラー層で反射、散乱し、更に孔内周面に形成された感光性レジスト膜の露光効率を増加させる。尚、ハーフミラー層で反射した一部の紫外線平行光が、元の光源側へ抜ける際にも光源側のハーフミラー層にて反射、散乱し、更に孔内の露光効率を一層高める効果が生じる。尚、反対側の光源から発生した紫外線平行光についても同様の作用が働くことはいうまでもないことである。

発明を実施するための最良の形態

0013

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

0014

図1は本発明の第1の実施の形態の印刷配線板の製造方法を示す断面図、図2図1の半透過性ハーフミラー層を有する光散乱層の構成を示す断面図である。本発明の第1の実施の形態の印刷配線板の製造方法は、図1に示すように、まず、穴あけ後銅めっき処理を施した印刷配線板1の表面及び孔内2周面に電着塗装法等により感光性レジスト膜3を形成する。なお、本実施の形態では、感光性レジスト膜3に、日本ペイント(株)製ポジ型(光分解型)電着レジスト(P−1000)を用い約7〜9μmの厚みの感光性レジスト膜3を形成した。

0015

次いで、スルーホールとなる孔2b部は遮光し、所望の非スルーホールとなる孔2a部に対して紫外線平行光7を透過させるようなマスクフィルム4を印刷配線板1に当接し、半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層8aを貼り付けた、厚みが3〜10mm程度の透明アクリルからなる真空焼き枠5にセットする。特に図2に示されるような半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層8aには、例えば光散乱層10として、微細な凹凸のエンボス加工をした、厚みが0.1〜0.3mm程度の透明シート(ソマール(株):エンボスY等)を使用し、ハーフミラー層14として、銀をポーラス蒸着させた、厚みが約0.05mm程度のハーフミラータイプのシートモダンプラスチック工業(株):サンマイルド等)を使用して、両者を張り合わせ2層構造を持たせ、これを透明アクリルからなる真空焼き枠5のマスクフィルム側に配置する。

0016

次に、光源6より紫外線平行光7を照射すると、フォトマスクフィルム透明部(図中の非ハッチング部)直下の感光性レジスト膜3が露光される。この時、非スルーホールとなる孔2a部の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層8aを透過する紫外線平行孔7は、凹凸のエンボス加工をした透明シートから成る光散乱層10により屈折し、散乱光9aに変換される。さらに非スルーホールとなる孔2aの孔内を通過した散乱光9aの一部は、反光源側の焼き枠の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層8aにより乱反射されるため反射光9bを伴った光で光2内周面を露光することができる。また、前記の反射光9bの一部は再度光源側の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層8aで再反射光9cとなり孔2内周面を露光する効果も持つ。

0017

前記の光の散乱は印刷配線板の反対側に配置された光源より照射された紫外線平行光7にも全く同様に行われる。したがって、孔2a内周面の露光不足等の不良が無く、高密度配線に適した微細な孔の露光が可能となるとともに、スルーホール及び微細非スルーホールの形成が1度の露光作業で製造することが可能となる。

0018

下記に本発明の具備的実施例を示す。印刷配線板1として、板厚1.6mmのガラスエポキシ積層板を用い、感光性レジスト膜3に光分解型電着レジスト(P−100)を電着塗装させた。露光工程に於いて、本発明の実施例の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層8aを用いたケース、従来例の光散乱層10を用いたケース、光散乱層を用いないケースについて、露光量と非スルーホールの形成性及び解像度の関係を調査した結果を表1に示した。

0019

0020

一般的に光分解型の電着レジスト膜の露光は、レジスト面上で200400mJ/cm2 の露光量で行われる。露光量の条件は150、300、450mJ/cm2 で行い、非スルーホールの形成性は0.8、1.2、1.6の孔径を使用した。また、解像度はマスクフィルムの回路幅(W0 )に対する、露光、現像後の感光性レジスト膜の回路幅(W)の変動量(|W0 −W|)で示した。

0021

露光工程で非スルーホールを同時形成する場合、高アスペクト比に成る程、孔内の露光量が低下するため、紫外線の露光量を増大する必要がある。従来例では露光量が300mJ/cm2 の場合、1.6(アスペクト比1)の非スルーホールの形成が限界ポイントとなる為、1.2の非スルーホールを形成するには450mJ/cm2 の露光量を照射しなければならない。これに対し本発明の実施の形態の露光方法によると、露光量が300mJ/cm2 の場合でも0.8(アスペクト比2)の如く高アスペクトスルーホールの孔内露光を均一にかつ十分に行うことができる。

0022

一方、解像度の観点でみると、露光量の増大は感光性レジスト膜の解像度を低下させる傾向を示す。本発明の実施例と従来例を比較した場合、各露光量における回路幅変動量に相違は見らず解像度は同等であるが、両者は光散乱層を利用するため照射光斜光成分が多く、光散乱層無しのケースと比較すると解像度が劣ってしまうという不利な点を有する。しかし光散乱層無しのケースは孔内の露光はほとんど行われないために、非スルーホールの同時形成は不可能である。このように露光量に対して非スルーホールの形成性と解像度は密接な関係を持つが、本発明の実施例によれば、従来例と比較して解像度を低下させることなく、かつ孔内露光量のみを可能な限り増加させることができる。

0023

図3は本発明の第2の実施の形態の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層の構成を示す断面図である。本発明の第2の実施の形態の印刷配線板の製造方法は、図2で示される第1の実施の形態の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層は2層構造となっているが、第2の実施の形態のハーフミラー層では、図3に示すように、銀をポーラスに蒸着させた、厚みが約0.5mm程度のハーフミラータイプのシートに、微細な凹凸のエンボス加工をした、厚みが、0.1〜0.3mm程度の透明シートを両面に張り合わせた3層構造としても第1の実施の形態の半透過性ハーフミラー層と同様の効果が得られる。

発明の効果

0024

以上説明したように本発明によれば、従来露光技術に対して、孔内周面の露光不足のない高密度配線に適した微細な孔を有する印刷配線板を1度の露光作業で製造することが可能となる。また、マスクフィルム側に配置した微細な凹凸を有する透明シートにより、真空引きを行う際の焼き枠内のエアー抜け性が向上し、エアー溜まりにより発生する密着不良や部分的な解像度の低下不良を防止できるという効果が得られる。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明の第1の実施の形態の印刷配線板の製造方法を示す断面図である。
図2図1の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層の構成を示す断面図である。
図3本発明の第2の実施の形態の半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層の構成を示す断面図である。
図4公知例(1)の露光方法を示す断面図である。
図5公知例(2)の露光方法を示す断面図である。

--

0026

1印刷配線板
2 孔
2a非スルーホールとなる孔
2bスルーホールとなる孔
3感光性レジスト膜
4マスクフィルム
5真空焼き枠
6光源
7紫外線平行光
8a半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層
8b 半透過性のハーフミラー層を有する光散乱層(3層構造)
9a散乱光
9b 半反射光
9c再反射光
10 光散乱層
11露光テーブル
12散乱鏡
13全反射光
14 半透過性のハーフミラー層

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