説明

プリント配線基板の製造方法

【課題】信頼性のある導体形状や導体表面が作製可能なプリント配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁基材(1)の少なくとも一方の面に形成された導電性金属層(2)上に、感光性樹脂膜(3)を形成する工程と、前記感光性樹脂膜(3)を露光・現像して、所要のレジストパターン(4)を形成する工程と、エッチング液により露出している前記導電性金属層(3)を除去して、導体パターン(5)を形成する一段目のエッチング工程と、前記レジストパター
ン(4)の感光性樹脂膜(3)を剥離する工程と、形成された前記導体パターン(5)を再びエッ
チング液で処理する二段目のエッチング工程とを含むプリント配線基板の製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はプリント配線基板の製造方法、特に導電性金属層をエッチングにより導体パターンを形成する方法を改善したプリント配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子基板の製造法として、サブトラクティブ法が広く使用されている。サブトラクティブ法は、樹脂基板上に導電性金属層を有する積層板上に液体レジストやドライフィルム等の感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層を露光・現像して所望のレジストパターンを形成し、エッチング処理により露出部分の導電性金属層をエッチングした後、レジストパターンを剥離することによって配線パターンを形成する方法である。
【0003】
近年、電子機器の小型化に伴って電子基板の微細化が急速に進行している。特に、液晶ドライバに使用されているCOF(Chip on Film)においては、配線ピッチ微細化の要求は一層強まっており、配線ピッチが25μm以下というファイン領域のリードをもつテープ
も作られている。また、配線ピッチ微細化にともない、放熱性の向上も課題となっており、放熱性の向上のために、配線断面積の大きい配線形状が要求されている。
【0004】
なお、関連する技術として、両面に銅箔を貼り付けた銅張積層板を搬送しながら両面の銅箔をエッチングした後、銅張積層板を反転して、両面の銅箔を再度エッチングすることにより、両面の銅箔を均一に薄くするという提案がある(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平9−92958号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、断面積の大きい配線をサブトラクティブ法を用いて形成する場合、配線ピッチが微細になるほど困難となる。これは、エッチング液によるエッチングは等方的に行なわれるため、配線のトップ幅が確保できなくなるからである。即ち、図3に示すように、絶縁基材11に形成された導電性金属層12上に感光性樹脂膜13のレジストパターン14を形成し(図3(a))、エッチング液により導電性金属層12をエッチングしてゆき(図3(b)〜(d))、エッチング後に感光性樹脂膜13を剥離して配線15を形成する(図3(e))が、配線15はサイドエッチングによりトップ幅が狭くなってしまう。
【0006】
一方、エッチングを異方的に行なうことで断面積の大きい配線を形成しようとした場合、エッチング後にレジストパターンを除去すると、図4に示すように、配線15のトップ15aのエッジが尖った形状となる(なお、図中、Wtは配線15のトップ幅、Wbはボトム幅である)。この配線形状は、COFなどのプリント配線基板とICチップとを接合する際に接続不良を起こしやすい。例えば、COFテープをICチップとフリップチップ接合する場合に、トップエッジが尖った配線形状は、ICチップ側の金バンプとフィレットを形成しにくいため、問題となる。そして、この配線形状のプリント配線基板とICチップとの接続不良は、配線間が微細になるほど顕著になる。例えば、25μm以下という微細な配線ピッチでは、隣接するリード間隔が狭いためショート等の接続不良も起きやすくなる。また、フィレットを形成しにくく、さらに接合時の面圧が高くなってしまうため、フィレットの広がりによる配線間ショート等が起こり、接合時に不良となってしまうのである。
【0007】
また、サブトラクティブ法を用いて形成した配線は、その側壁面が粗い場合があり、例えば、COFで形成された配線に錫めっきをする際に、配線の側壁面が粗いと錫めっきの
異常析出が発生してしまう。
【0008】
本発明は、上記課題を解決し、信頼性のある導体形状や導体表面が作製可能なプリント配線基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】
【0009】
本発明の第1の態様は、絶縁基材の少なくとも一方の面に形成された導電性金属層上に、感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光・現像して、所要のレジストパターンを形成する工程と、エッチング液により露出している前記導電性金属層を除去して、導体パターンを形成する一段目のエッチング工程と、前記レジストパターンの感光性樹脂膜を剥離する工程と、形成された前記導体パターンを再びエッチング液で処理する二段目のエッチング工程とを含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法である。
上記プリント配線基板には、いわゆるプリント回路基板(PWB)、TAB(Tape Automated Bonding)テープ、COF(Chip on Film)用テープ、FPC(Flexible Printed Circuit)、BGA (Ball Grid Array)用の配線テープが含まれる。
【0010】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記一段目のエッチング工程は、サイドエッチングを抑制しつつ前記導体パターンを形成する主エッチング処理であり、前記二段目のエッチング工程は、前記形成された導体パターンを所望の形状又は表面にエッチングする処理であることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【0011】
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様において、前記一段目のエッチング工程で用いる前記エッチング液は、過酸化水素/硫酸溶液、塩化第二銅溶液、又は塩化第二鉄溶液であることを特徴とするプリント配線基板の製造方法である。
【0012】
本発明の第4の態様は、第1〜第3の態様のいずれかの態様において、前記二段目のエッチング工程で用いる前記エッチング液は、過酸化水素/硫酸溶液、塩化第二銅溶液、又は塩化第二鉄溶液であることを特徴とするプリント配線基板の製造方法である。
【0013】
本発明の第5の態様は、第1〜第3の態様のいずれかの態様において、前記二段目のエッチング工程を、電解酸洗を用いて行なうことを特徴とするプリント配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、レジストパターンで覆われた導電性金属層をエッチング液により除去して導体パターンを形成した後、レジストパターンを剥離した導体パターンを再びエッチング液で処理する二段階のエッチングを行っているため、所望の配線・ランドなどの導体の形状ないし導体表面が得られ、信頼性のあるプリント配線基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明に係るプリント配線基板の製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。図1は、この実施形態のプリント配線基板の製造における製造工程(a)〜(f)を示す工程図である。
【0016】
図1(a)に示すように、片面に導電性金属層2が形成された絶縁基材1を用意する。絶縁基材1は絶縁樹脂等の絶縁性の材料からなり、絶縁基材1は可撓性のあるフレキシブルなものでも、可撓性がないリジッドなものでも良い。また、絶縁基材1の両面に導電性金属層2を有するものでも良い。導電性金属層2は、銅箔などの金属箔、或いは銅めっき層などの金属めっき層でもよい。
【0017】
まず、絶縁基材1の導電性金属層2上に感光性樹脂膜3を形成する(図1(b))。感光性樹脂膜3は、液状レジストを導電性金属層2上に塗布して形成したもの、或いは導電性金属層2上に貼付したドライフィルムなどでもよい。
【0018】
次に、感光性樹脂膜3をフォトマスクを通して露光し、現像により所要のレジストパターン4を形成する(図1(c))。
【0019】
レジストパターン4によって覆われていない導電性金属層2をエッチング液により除去して、配線パターン(導体パターン)5を形成する(図1(d))。このエッチング処理が一段目のエッチング工程となり、大体の配線(導体)6の形状が形成される。
一段目のエッチング工程で用いられるエッチング液としては、過酸化水素/硫酸溶液(過酸化水素と硫酸の混合水溶液)、塩化第二銅溶液、又は塩化第二鉄溶液などがある。導電性金属層2のエッチングは、エッチング液を導電性金属層2にスプレーしても、或いはエッチング液に浸漬させても良い。
【0020】
配線パターン5を形成した後、レジストパターン4の感光性樹脂膜3をアルカリ水溶液等により剥離する(図1(e))。
【0021】
更に、レジストパターン4が剥離された配線パターン5の配線6を、再びエッチング液で処理する(図1(f))。このエッチング処理が二段目のエッチング工程となり、最終的な形状・表面の配線(導体)7が形成される。
二段目のエッチング工程で用いられるエッチング液には、過酸化水素/硫酸溶液、塩化第二銅溶液、又は塩化第二鉄溶液などがある。エッチングは、エッチング液をスプレーしても、或いはエッチング液に浸漬させても良い。
【0022】
一段目と二段目のエッチング工程で用いるエッチング液は、エッチング液のベース(過酸化水素と硫酸の混合水溶液、塩化第二銅、塩化第二鉄)は異なっても、同じであってもよい。ただし、一段目と二段目のエッチング工程では、エッチングの目的が異なる為、ベースとなるエッチング液の成分濃度(例えば、過酸化水素、硫酸、塩化鉄、塩化銅などの濃度)や、ベースとなるエッチング液に添加する添加剤の種類などは異なるのがよい。
即ち、一段目のエッチング工程のエッチング液は、狭い配線ピッチでも配線トップ幅を大きく残せるようなサイドエッチングを抑制したエッチング液が望ましい。二段目のエッチング工程のエッチング液は、感光性樹脂層のエッチングレジストパターンを剥離した後におこなうエッチングであり、形成された配線の断面積を極力維持したい為、形成された配線の高さ(厚み)の減少を抑え、配線トップのエッジを選択的にエッチングするエッチング液が望ましい。
また、二段目のエッチング工程のエッチング液は、一段目のエッチング工程で形成された配線の側壁面を平滑化するためのエッチング液を用いるようにしても良い。
【0023】
このような二段階のエッチングにより、配線ピッチが狭い場合にも、断面積が大きく且つ配線トップのエッジが丸みを持った配線を形成でき、ICチップとの接合時などにおいて信頼性が高いプリント配線板を効率良く製造することができる。
また、配線の側壁面が平滑なプリント配線板が得られ、例えば、配線に錫めっきを施す場合に、錫めっきの異常析出を防止できるなど、信頼性が高いプリント配線板を製造できる。
【0024】
上記実施形態において、二段目のエッチング工程を、電解酸洗を用いて行なうようにしても良い。即ち、電解酸洗用液の液中にステンレス板とプリント配線板を浸漬し、ステンレス板とプリント配線板の配線との間に電圧を印加して、上記配線の表面を研磨する。電
解酸洗では、電流は尖った形状であるエッジ部に集中するため、配線のエッジ部のみが選択的に溶解され、尖った形状である配線のエッジ部を所望の丸い形状にすることができる。
【実施例】
【0025】
次に、本発明の実施例を示してさらに詳しく説明する。
[実施例1]
平均厚さ38μmのポリイミドフィルムの表面にNi−Crからなる基材金属層を有し、この基材金属層上に平均厚さ8μmの電解銅層が形成された基材フィルムを使用した。
この基材フィルムの電解銅層の表面に感光性樹脂を塗布した後、露光・現像して、配線ピッチ25μmの感光性樹脂のレジストパターンを形成した。この感光性樹脂のレジストパターンでマスキングされた電解銅層を、塩化第二鉄(濃度:15g/L)、塩酸(濃度:0.1〜0.2g/L)から成るエッチング液を用いて、スプレー圧0.2MPa、液温
30℃で25秒間、エッチング液をスプレーしてエッチングした。次に、得られた銅配線上の感光性樹脂で形成されたレジストパターンを水酸化ナトリウム水溶液でスプレーして除去した。その後、過酸化水素(濃度:25g/L)、硫酸(濃度:100g/L)から成るエッチング液を用いて、液温40℃で120秒間、エッチング液に浸漬させてエッチング処理する二段目のエッチングをした。
上記のように形成された銅の配線パターンのトップ幅は6.5μm、ボトム幅は12.5μmであった。また、形成された配線の側壁面は平滑であった。
【0026】
[比較例1]
実施例1と比較するために、比較例1として、従来と同様に一回のエッチングのみで配線を形成した。比較例1では、実施例1と同等の基材フィルムを用いて、塩化第二鉄(濃度:15g/L)、塩酸(濃度:0.1〜0.2g/L)から成るエッチング液を用いて、液温30℃で35秒間エッチングすることで銅配線を形成し、次いで、得られた配線上の感光性樹脂で形成されたレジストパターンを水酸化ナトリウム水溶液をスプレーして除去し、プリント配線板を製造した。
この比較例1の配線のトップ幅は5.3μm、ボトム幅は12.5μmであり、形成された配線の側壁面は粗い形状であった。
【0027】
[実施例2]
平均厚さ38μmのポリイミドフィルムの表面にNi−Crからなる基材金属層を有し、この基材金属層上に平均厚さ8μmの電解銅層が形成された基材フィルムを使用した。
この基材フィルムの電解銅層の表面に感光性樹脂を塗布した後、露光・現像して、配線ピッチ25μmの感光性樹脂のレジストパターンを形成した。この感光性樹脂のレジストパターンでマスキングされた電解銅層を、過酸化水素(濃度:20g/L)、硫酸(濃度:4g/L)、ピリジン(濃度:0.1g/L)、フェノールスルホン酸ナトリウム・1
水和物(濃度:1g/L)から成るエッチング液を用いて、スプレー圧0.1MPa、液
温40℃で約300秒間、エッチングした。形成された配線は、図4に示すように、配線トップの幅が広く、かつ配線トップのエッジは尖った形状であった。この配線のトップ幅は12.5μm、ボトム幅は12μmであった。
得られた配線上の感光性樹脂で形成されたレジストパターンを水酸化ナトリウム水溶液をスプレーして除去した。次いで、過酸化水素(濃度:80g/L)、硫酸(濃度:25g/L)から成るエッチング液を用いて、液温30℃で30秒間処理する二段目のエッチングをした。その結果、図2に示すように、配線7のトップ7aのエッジは丸みを帯びた形状にすることができた(なお、7bは配線7の側壁面である)。この配線のトップ幅は10μm、ボトム幅は11μmであった。
【0028】
次に、上述したように、二段階のエッチング処理により作製した実施例2のCOF用テ
ープを、ICチップとフリップチップ接合したところ、二段目のエッチングを行なわずに一段目のエッチングのみで配線を形成した比較例2のCOF用テープと比較して、ICチップとの接合性が向上することが確認できた。
このように、二段階エッチングを行うことで、配線トップの形状を所望の形状にすることが可能であるため、ICチップとの接合時に、面圧を抑制でき、フィレットの広がりによる配線間ショート等、接合時の不良を低減できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に係るプリント配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図2】本発明の実施形態の製造方法により形成される配線形状の一例を示す断面図である。
【図3】従来のサブトラクティブ法を用いて配線を形成する方法を示す工程図である。
【図4】従来方法により形成される配線形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【0030】
1 絶縁基材
2 導電性金属層
3 感光性樹脂膜
4 レジストパターン
5 配線パターン(導体パターン)
6 配線(導体)
7 配線(導体)
7a 配線のトップ
7b 配線の側壁面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁基材の少なくとも一方の面に形成された導電性金属層上に、感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜を露光・現像して、所要のレジストパターンを形成する工程と、
エッチング液により露出している前記導電性金属層を除去して、導体パターンを形成する一段目のエッチング工程と、
前記レジストパターンの感光性樹脂膜を剥離する工程と、
形成された前記導体パターンを再びエッチング液で処理する二段目のエッチング工程とを含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項2】
前記一段目のエッチング工程は、サイドエッチングを抑制しつつ前記導体パターンを形成する主エッチング処理であり、前記二段目のエッチング工程は、前記形成された導体パターンを所望の形状又は表面にエッチングする処理であることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項3】
前記一段目のエッチング工程で用いる前記エッチング液は、過酸化水素/硫酸溶液、塩化第二銅溶液、又は塩化第二鉄溶液であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項4】
前記二段目のエッチング工程で用いる前記エッチング液は、過酸化水素/硫酸溶液、塩化第二銅溶液、又は塩化第二鉄溶液であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項5】
前記二段目のエッチング工程を、電解酸洗を用いて行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−258482(P2008−258482A)
【公開日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−100406(P2007−100406)
【出願日】平成19年4月6日(2007.4.6)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】