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JP3143408B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板の製造方法

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Publication number
JP3143408B2
JP3143408B2 JP8268297A JP8268297A JP3143408B2 JP 3143408 B2 JP3143408 B2 JP 3143408B2 JP 8268297 A JP8268297 A JP 8268297A JP 8268297 A JP8268297 A JP 8268297A JP 3143408 B2 JP3143408 B2 JP 3143408B2
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layer
photosensitive resin
wiring board
glass substrate
resin layer
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礼雄 仁木
元雄 浅井
洋一郎 川村
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Publication date
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
製造方法に関し、特に、露光用マスク材としてマスクパ
ターンが形成されたガラス基板を使用することにより、
露光用マスク材の寸法変化を抑制することが可能であ
り、もってバイアホール、めっきレジストパターン、ソ
ルダーレジストパターンの位置ずれを防止することが可
であり、また、ガラス基板に描画されるマスクパター
ンを設計値よりも拡大することにより、感光性樹脂層等
が硬化収縮した場合においても、設計値に沿った適正寸
法の最終製品を製造することが可能なプリント配線板の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、多層配線基板の高密度化という要
請から、いわゆるビルドアップ多層配線基板が注目され
ている。このビルドアップ多層配線基板は、例えば特公
平4−55555号公報に開示されているような方法に
より製造される。即ち、コア基板上に、感光性樹脂から
なる無電解めっき用接着剤を塗布し、これを乾燥したの
ち露光、現像することにより、バイアホール用開口を有
する層間絶縁材層を形成する。次いで、この層間絶縁材
層の表面を酸化剤等による処理にて粗化した後、その粗
化面に感光性樹脂層を露光、現像処理してめっきレジス
トを設け、その後、レジスト非形成部分に無電解めっき
を施してバイアホールを含む導体回路パターンを形成す
る。そして、このような工程を複数回繰り返すことによ
り、多層化したビルドアップ配線基板が得られるもので
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の多層プリント配線板では、感光性樹脂を露光する際
に使用するマスクフィルムとして樹脂フィルムを使用し
ており、かかるマクフィルムにおいては線熱膨張係数
が1.8×10-5/℃、湿度膨張係数が1.0×10-5
/℃と大きく、従って、周囲の温度、湿度により寸法変
化が生じ易く、その結果バイアホール位置やめっきレジ
ストパターンの位置にずれが発生してしまうという問題
がある。
【0004】また、多層プリント配線板に限らずプリン
ト配線板の表層には、半田バンプなどの半田体を形成す
る際に他の回路部分等を保護すべくソルダーレジスト層
を設けるのが一般的である。このとき、ソルダーレジス
ト層において、感光性樹脂層を露光現像して半田体形成
のための開口部が設けられるのであるが、感光性樹脂層
の露光は、前記と同様、パターンが描画された樹脂製の
マスクフィルムを介して行われており、従って、この場
合においても前述した温度、湿度による寸法変化を生じ
て、半田体形成のための開口部の位置にズレが発生して
しまうという問題が残存している。
【0005】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になれたものであり、露光用マスク材としてマクパタ
ーンが形成されたガラス基板を使用することにより、露
光用マスク材の寸法変化を抑制することが可能であり、
もってバイアホール、めっきレジストパターン、ソルダ
ーレジストパターンの位置ずれを防止することが可能
あり、また、ガラス基板に描画されるマスクパターンを
設計値よりも拡大することにより、感光性樹脂層等が硬
化収縮した場合においても、設計値に沿った適正寸法の
最終製品を製造することが可能なプリント配線板の製造
方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項1に係るプリント配線板の製造方法は、導体回路
が形成された樹脂基板上に感光性樹脂層を形成し、該感
光性樹脂層をマスクパターンが描画されたガラス基板を
介して露光し、これを現像してバイアホール形成用の開
口を設け、さらに感光性樹脂層を加熱硬化し、ついで前
記感光性樹脂層上に導体回路およびバイアホールを形成
するプリント配線板の製造方法おいて、前記ガラス基板
に描画されたマスクパターンは、設計値よりも拡大され
てなる。
【0007】ここに、記製造方法では、フォトマスク
がガラスであるため吸湿せず、また、線膨張係数もソー
ダライムガラスで8.5×10-6/℃、石英ガラスで
5.0×10-7/℃と小さいため湿度、温度による寸法
変化が殆どない。これにより、マスクパターンやレジス
トパターンに位置ずれが発生することはなく、その結
果、バイアホール位置、めっきレジストパターン位置、
ソルダーレジストパターン位置にもずれが発生すること
はない。また、湿度、温度による寸法変化が殆どないた
め、マスクを交換する必要がなく、量産に適している。
【0008】フォトマスクとしては、例えば、遮光イン
クによりマスクパターンがガラス基板に描画されたもの
が望ましい。遮光インクによりマスクパターンが描画さ
れたガラス基板は、ガラス基板表面に1〜10μm程度
の遮光インクで描画されたマスクパターン層がある(図
24(a)参照)。具体的には、図24(a)に示すガ
ラス基板13において、その表面にマスクパターン層1
4が遮光インクにより形成されており、また、露光する
場合にはマスクパターン層14の反対側から光を照射す
ることが望ましいため、マスクパターン層14の反対側
のガラス基板13の表面には反射防止膜15が形成され
ていてもよい。また、マスクパターン層14は透光性の
保護層16で被覆されていてもよい。マスクパターン層
14は、感光性の遮光インク組成物をガラス基板13に
塗布し、これにレーザ光をスキャニングしてパターンを
描画し、酸やアルカリで現像してマスクパターン層14
とする。
【0009】また、金属層によりマスクパターンが描画
されたガラス基板は、ガラス基板上に100〜1000
オングストローム程度の金属層からなるマスクパターン
層がある(図24(b)参照)。具体的には、図24
(b)に示すガラス基板13において、金属層17は、
クロム層からなることが望ましい。酸などによるエッチ
ングにより鮮明なパターンを形成できること、酸化しに
くいことによる。また、クロム層の表面に酸化膜を形成
してもよい。
【0010】ガラス基板として使用されるガラスは、厚
さ1〜10mmのソーダライムガラス、石英ガラスであ
ることが望ましい。ソーダライムガラスの線熱膨張係数
は、8.5×10-6/℃と小さく安価である。また、石
英ガラスの線熱膨張係数は、5.0×10-7/℃と極め
て小さい。
【0011】さらに、本願発明の更に望ましい形態とし
ては、請求項2〜6に記載のものがある。
【0012】請求項に記載されているように、導体回
路が形成された樹脂基板上に感光性樹脂層を形成し、該
感光性樹脂層をマスクパターンが描画されたガラス基板
を介して露光し、これを現像してバイアホール形成用の
開口を開け、さらに感光性樹脂層を加熱硬化し、ついで
前記感光性樹脂層上に導体回路およびバイアホールを形
成する工程を少なくとも2回以上繰り返して、感光性樹
脂層および導体回路を 積層するにあたり、各感光性樹脂
層は、設計値よりも拡大されたマスクパターンを描画し
たガラス基板を介して露光され、かつガラス基板に描画
されたマスクパターンの設計値に対する拡大率を表層に
近いほど小さくする。
【0013】更に、請求項に記載されているように、
熱硬化処理が施された樹脂基板上に感光性樹脂層を形成
し、この感光性樹脂層をマスクパターンが描画されたガ
ラス基板を介して露光し、レジストパターンを形成する
プリント配線板の製造方法において、前記ガラス基板に
描画されたマスクパターンは、設計値よりも拡大されて
なる。
【0014】また、請求項に記載されているように、
熱硬化処理が施された無電解めっき用接着剤層上に、め
っきレジスト形成のための感光性樹脂層を設け、この感
光性樹脂層をマスクパターンが描画されたガラス基板を
介して露光し、めっきレジストパターンを形成し、めっ
きを施す工程を少なくとも2回以上繰り返すプリント配
線板の製造方法において、各めっきレジスト形成のため
の感光性樹脂層は、設計値よりも拡大されたマスクパタ
ーンを描画したガラス基板を介して露光され、かつガラ
ス基板に描画されたマスクパターンの設計値に対する拡
大率を表層に近いほど小さくする。
【0015】請求項1、2の発明では、層間樹脂絶縁層
を形成するための感光性樹脂を加熱硬化(ポストベー
ク)させて耐塩基性を向上させている。無電解めっき液
は強塩基性であるため、このような加熱が必要になる。
ところが、加熱より、樹脂基板や感光性樹脂が硬化収縮
してしまい、最終製品の寸法が設計値よりも小さくなっ
てしまう。設計値通りでなければ、ICチップなどの半
導体部品を搭載できなくなり、プリント配線板として機
能しない。
【0016】更に、このような感光性樹脂を多層化する
場合、樹脂基板や下層の感光性樹脂も同時に加熱してし
まうため、樹脂基板や下層の感光性樹脂がさらに硬化収
縮してしまうため、最終製品の寸法が設計値よりもさら
に小さくなってしまうまた、感光性樹脂を多層化する
場合、表面を平滑にするため、研磨を行う場合がある
が、研磨により樹脂基板の寸法は設計値よりも大きくな
る。
【0017】例えば、図25は、プリント配線板を多層
化する場合に、樹脂基板がどのように寸法変化するかを
表した図である。Xは基板のX軸方向、YはY軸方向の
寸法変化を調べたものである。は樹脂基板をバフ研磨
した段階、は最も内層(1−2層)の感光性樹脂層を
塗布する直前の段階、は2層目のめっきレジスト層形
成直前の段階、は次層(2−3層)の感光性樹脂層を
塗布する直前の段階、は3層目のめっきレジストを形
成する直前の段階である。この図25から研磨により寸
法変化が大きくなり、加熱硬化により寸法が小さくな
り、最終的に最初の基板の大きさに対して−0.025
%のずれを発生することがわかる。
【0018】このように、最終製品の寸法を設計値に合
わせなければならず、このためには、硬化収縮を見込ん
でガラス基板に設計値よりも拡大したマスクパターンを
描画する。設計値よりも拡大したマスクパターンであれ
ば、露光、現像処理した後の加熱硬化(ポストベーク)
で樹脂基板や感光性樹脂が収縮しても設計値に収束させ
ることができる。このような設計値に対して拡大したマ
スクパターンは、ガラス基板に描画しなければならな
い。樹脂フィルムにマスクパターンを描画しても吸湿や
温度変化でフィルムの大きさが変化し、マスクパターン
の大きさまで変化してしまい、樹脂基板や感光性樹脂の
硬化収縮のみならず、樹脂フィルムの寸法変化まで考慮
しなければならないからである。
【0019】本願発明では、ガラス基板を使用してお
り、吸湿や温度変化によりガラス基板の大きさが変わら
ないため、マスクパターンの大きさの変動が極めて小さ
く、それゆえ硬化収縮の大きさ分を考慮してマスクパタ
ーンを拡大させておけば、確実に設計値に収束すること
ができるのである。
【0020】さらに、感光性樹脂を多層化する場合は、
各感光性樹脂層の加熱により、樹脂基板および感光性樹
脂層がどれだけ硬化収縮するかを予め調べておき、収縮
に見合った拡大率でパターンを描画しておくことによ
り、最終的に設計値に収束させることができる。設計値
に対する拡大率は、プリント配線板の内層の感光性樹脂
層を露光するパターンほど大きくなり、表層に近い感光
性樹脂層を露光するパターンほど小さくなる。表層に近
い感光性樹脂層を露光する場合は、硬化収縮が進行して
樹脂基板の大きさが設計値に近くなるため、拡大率が低
くなるからである。前記マスクパターンは、設計値に対
して0.001〜0.100%大きく拡大されてなるこ
とが望ましい。片面3層(両面6層)のプリント配線板
の場合は、0.03%程度の硬化収を、片面4層(両
面8層)のプリント配線板の場合は、0.06%程度、
片面5層(両面10層)のプリント配線板の場合は、
0.100%程度の硬化収縮を見込む必要がある。
【0021】請求項4〜6の発明では、めっきレジスト
やソルダーレジストを熱硬化処理された基板上に形成し
ている。例えば、めっきレジストは、請求項のような
フルアディティブプロセスでは、無電解めっき用接着剤
層上に直接形成され、また、請求項のようなセミアデ
ィティブプロセスでは、無電解めっき用接着剤層上に薄
く形成された無電解めっき膜上に形成され、いずれにし
ても無電解めっき用接着剤を加熱硬化(ポストベーク)
して耐塩基性を向上させている。
【0022】ところが、加熱により、樹脂基板が硬化収
縮してしまい、最終製品の寸法が設計値よりも小さくな
ってしまう。設計値通りでなければ、ICチップなどの
半導体部品を搭載できなくなったり、バイアホールの接
続不良を招いたりしてプリント配線板として機能しな
い。
【0023】さらに、このような無電解めっき用接着剤
層を多層化する場合、樹脂基板をも同時に加熱してしま
うため、樹脂基板がさらに硬化収縮し、最終製品の寸法
が設計値よりも更に小さくなってしまう。また、樹脂基
板の平滑化のために研磨を行う場合があるが、研磨によ
り樹脂基板の寸法は設計値よりも大きくなる。
【0024】このように、最終製品寸法を設計値に合わ
せなければならず、このためには、前述したように硬化
収縮を見込んでガラス基板に設計値よりも拡大したマス
クパターンを描画する。設計値より拡大したマスクパタ
ーンであれば、無電解めっき用接着剤層の加熱硬化(ポ
ストベーク)で樹脂基板が収縮しても設計値に収束させ
ることができる。また、前述のようにマスクパターン
は、ガラス基板に描画しなければならない。
【0025】さらに、無電解めっき用接着剤を多層化す
る場合は、加熱により、樹脂基板がどれだけ硬化収縮す
るかを予め調べておき、収縮に見合った拡大率でパター
ンを描画しておくことにより、最終的に設計値に収束さ
せることができる。設計値に対する拡大率は、プリント
配線板の内層のめっきレジスト形成のためのパターンほ
ど大きくなり、表層に近いめっきレジスト形成のための
パターンほど小さくなる。表層に近いめっきレジストを
形成する場合は、硬化収縮が進行して樹脂基板の大きさ
が設計値に近くなるため、拡大率が低くなるからであ
る。前記マスクパターンは、設計値に対して0.01〜
0.100%大きく拡大されてなることが望ましい。片
面3層(両面6層)のプリント配線板の場合は、0.0
3%程度の硬化収縮を、片面4層(両面8層)のプリン
ト配線板の場合は、0.06%程度の硬化収縮を、片面
5層(両面10層)のプリント配線板の場合は、0.1
00%程度の硬化収縮を見込む必要がある。
【0026】本願発明の請求項1〜7のプリント配線板
の製造方法においては、マスクパターンの拡大率は、
X、Y方向で異なっていてもよい。また、請求項2、
5、6のプリント配線板の製造方法においては、原則と
してガラス基板に描画されたマスクパターンの設計値に
対する拡大率を表層に近いほど小さくするのであるが、
研磨などを行う場合は、基板が伸びてしまうため、より
表層に近い方のマスクパターンの設計値に対する拡大率
を、そのマスクパターンよりも内層側の感光性樹脂層を
露光するために使用するマスクパターンの拡大率より大
きなものを使用することができる。
【0027】また、前記製造方法に適用されるプリント
配線板は特に限定されず、例えば、めっきレジストを形
成する場合には、無電解めっき用接着剤層が形成された
基板、無電解めっき用接着剤層に無電解めっき膜が形成
された基板などが適用できる。また、ソルダーレジスト
を形成する場合には、半田パッドとなる導体層を設けた
基板が適用される。
【0028】更に、感光性樹脂層に関して、バイアホー
ル形成用の開口を設ける感光性樹脂層は、感光性の無電
解めっき用接着剤層を用いることが望ましい。この感光
性無電解めっき用接着剤は、硬化処理された酸あるいは
酸化剤に可溶性の耐熱性樹脂粒子が、酸あるいは酸化剤
に難溶性の未硬化の感光性樹脂中に分散されてなるもの
が最適である。酸、酸化剤で処理することにより、耐熱
性樹脂粒子が溶解除去されて、表面に蛸つぼ状のアンカ
ーからなる粗化面を形成できる。
【0029】上記感光性無電解めっき用接着剤におい
て、特に硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、
平均粒径が10μm以下の耐熱性樹脂粉末、平均粒
径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末を凝集させた凝集粒
子、平均粒径が2μm〜10μmの耐熱性粉末樹脂粉
末と平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末との混合
物、平均粒径が2〜10μmの耐熱性樹脂粉末の表面
に平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末または無機粉
末のいずれか少なくとも1種を付着させてなる疑似粒
子、から選ばれるいずれか少なくとも1種を用いること
が望ましい。これらは、より複雑なアンカーを形成でき
るからである。
【0030】また、めっきレジストやソルダーレジスト
を形成する場合の感光性樹脂組成物としては、特にクレ
ゾールノボラックやフェノールノボラック型エポキシ樹
脂のアクリレートとイミダゾール硬化剤からなる組成物
を用いることが望ましいが、他に市販品を使用すること
もできる。また、ソルダーレジストを形成する場合は、
フタロシアニングリーンなどの色素やアルミナ、シリカ
粒子などを添加してもよい。
【0031】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係るプリント配線
板の製造方法について、本発明のプリント配線板の製造
方法をセミアディティブ法につき具体化した実施形態に
基づき図面を参照しつつ説明する。尚、製造方法として
フルアディティブ法を採用してもよいことはいうまでも
ない。
【0032】(1)まず、コア基板1の表面に内層銅パ
ターン(導体回路)2を形成した配線基板PCを作製す
る(図1、図2)。このコア基板1への銅パターン2の
形成方法としては、銅張積層板をエッチングして行う
か、あるいは、ガラスエポキシ基板やポリイミド基板、
セラミック基板、金属基板などの基板に無電解めっき用
接着剤層を形成し、この接着剤層表面を粗化して粗化面
とし、ここに無電解めっきするか、もしくは全面無電解
めっき、めっきレジスト形成、電解めっき後、めっきレ
ジスト除去、エッチング処理し、電解めっき膜と無電解
めっき膜からなる導体回路を形成する方法がある。尚、
配線基板PCの所定位置にはスルーホールHが形成さ
れ、このスルーホールHの内面及び開口部周縁部には銅
パターン2が形成される。
【0033】尚、スルーホールの内壁、スルーホールの
ランドの側面、導体回路2の側面には粗化層が設けられ
ていることが望ましい。粗化層を側面に設けることによ
り、後述する充填樹脂18との密着を改善でき、ヒート
サイクルに起因して、樹脂18と導体回路2との境界を
起点としてその境界上の層間絶縁層に発生するクラック
を抑制することができるからである。
【0034】次に、スルーホールHの内部および配線板
PCの導体回路2間には樹脂18が充填されて、平滑性
が確保される(図3)。更に、上記配線基板PCにおけ
る下層導体回路2の表面には、銅−ニッケル−リンから
なる粗化層5が形成される(図4)。粗化層5は、無電
解めっきにより形成される。めっき液組成としては、銅
イオン濃度、ニッケルイオン濃度、次亜リン酸イオン濃
度は、それぞれ2.2×10-2〜4.1×10-2mol
/l、2.2×10-3〜4.1×10-3mol/l、
0.20〜0.25mol/lであることが望ましい。
【0035】この範囲で析出する被膜の結晶構造は針状
構造になるため、アンカー効果に優れるからである。無
電解めっき浴には上記化合物に加えて錯化剤や添加剤を
加えてもよい。
【0036】粗化層5の形成方法としては、この他に前
述した酸化−還元処理、銅表面を粒界に沿ってエッチン
グして粗化面を形成する方法などがある。具体的には、
酸化浴(黒化浴)としては、NaOH(10g/l)、
NaClO2 (40g/l)及びNa3PO4(6g/
l)からなる浴を用い、還元浴としては、NaOH(1
0g/l)及びNaBH4 (6g/l)からなる浴を用
いることが望ましい。
【0037】尚、配線板PCに形成されたスルーホール
Hを介して表面と裏面の銅パターン2が電気的に接続さ
れる。
【0038】(2)次に、前記(1)で作製した配線基
板PCの表面上に、感光性樹脂層6を形成する(図
5)。このとき、特に本実施形態の製造方法では、感光
性樹脂層6として前述した感光性無電解めっき用接着剤
を用いることが望ましい。
【0039】(3)前記のように形成した感光性無電解
めっき用接着剤層6を乾燥した後、前述したバイアホー
ル形成のための円パターン(マスクパターン)14が描
画されたガラス基板13を、円パターン14が感光性無
電解めっき用接着剤層6に密着するように載置し、露光
(図6)、現像処理する(図7)。これにより、バイア
ホール用開口Bが形成される。尚、図6では、ガラス基
板13は配線板PCの上面に載置した状態が示されてい
るが、配線板PCの下面についても同様の処理が行われ
る。
【0040】(4)次に、硬化した前記感光性無電解め
っき用接着剤層6の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を
酸あるいは酸化剤によって溶解除去し、接着剤層表面を
粗化処理する(図8)。
【0041】ここで、上記酸としては、リン酸、塩酸、
硫酸などの無機酸、あるいは蟻酸や酢酸などの有機酸が
あるが、特に有機酸を用いることが望ましい。粗化処理
した場合に、バイアホールから露出する金属導体層を腐
食させにくいからである。
【0042】一方、上記酸化剤としては、クロム酸、過
マンガン酸塩(過マンガン酸カリウムなど)を用いるこ
とが望ましい。
【0043】(5)次に、接着剤層6の表面を粗化した
配線基板PCに触媒核を付与する。触媒核の付与には、
貴金属イオンや貴金属コロイドなどを用いることが望ま
しく、一般的には、塩化パラジウムやパラジウムコロイ
ドを使用する。なお、触媒核を固定するために加熱処理
を行うことが望ましい。このような触媒核としてはパラ
ジウムがよい。
【0044】(6)次に、無電解めっき用接着剤層6の
表面に無電解めっきを施し、粗化面全面に無電解めっき
膜3を形成する(図9)。無電解めっき膜3の厚みは1
〜5μm、より望ましくは2〜3μmである。
【0045】(7)続いて、前記のように形成した無電
解めっき膜3上に感光性樹脂フィルム(ドライフィル
ム)19をラミネートし、また、めっきレジストパター
ン14が描画されたガラス基板13を、マスクパターン
14が感光性樹脂フィルム19を介して感光性無電解め
っき用接着剤層6に密着するように載置し、更に、露
光、現像処理する(図10)。これにより、めっきレジ
スト層7が無電解めっき膜3上に形成される(図1
1)。尚、図10では、配線板PCの上面における処理
状態が図示されているが、配線板PCの下面についても
同様の処理が行われる。
【0046】(8)次に、めっきレジスト非形成部(
っきレジスト層7が形成されていない部分)に電解めっ
き膜4を形成し、導体回路、ならびにバイアホール10
0を設ける(図12)。ここで、上記無電解めっきとし
ては、銅めっきを用いることが望ましい。
【0047】(9)更に、めっきレジスト層7を除去し
た後、硫酸と過酸化水素の混合液や過硫酸ナトリウム、
過硫酸アンモニウムなどのエッチング液で無電解めっき
膜3を溶解除去して、独立した導体回路とする(図1
3)。更に、露出した粗化面上の残留Pd触媒核をクロ
ム酸で除去する。
【0048】(10)続いて、バイアホール100、導
体パターン4の表面に粗化層5を形成する(図14)。
ここに、粗化層5の形成方法としては、エッチング処
理、研磨処理、酸化還元処理、めっき処理がある。酸化
還元処理は、NaOH(10g/l)、NaClO2
(40g/l)、Na3 PO4 (6g/l)を酸化浴
(黒化浴)、NaOH(10g/l)、NaBH4 (5
g/l)を還元浴とする。
【0049】また、銅−ニッケル−リン合金層による粗
化層5を形成する場合は無電解めっきにより析出させ
る。この合金の無電解めっき液としては、硫酸銅1〜4
0g/l、硫酸ニッケル0.1〜6.0g/l、クエン
酸10〜20g/l、次亜リン酸塩10〜100g/
l、ホウ酸10〜40g/l、界面活性剤0.01〜1
0g/lからなる液組成のめっき浴を用いることが望ま
しい。
【0050】(11)次に、前記処理により得られた配
線基板PC上に、感光性樹脂層として感光性無電解めっ
き用接着剤層6を形成する(図15)。
【0051】(12)更に、前記(3)〜(9)の工程
を繰り返して行って更に上層の導体回路を設け、半田パ
ッドとして機能する導体層10とバイアホール100を
形成する(図16乃至図19)。
【0052】(13)次いで、必要に応じてバイアホー
ル、導体層、ランド等の表面に粗化層5を設ける(図2
0)。粗化層5の形成方法としては、(10)で説明し
た方法と同様である。
【0053】(14)次に、前記(12)の処理を終え
たプリント配線板PCの両面に、ソルダーレジスト組成
物を塗布する(図21)。プリント配線板PCの両面に
ソルダーレジスト層8を塗布形成する際に、前記プリン
ト配線板PCを垂直に立てた状態でロールコータの一対
の塗布用ロールのロール間に挟み、下側から上側へ搬送
させて配線基板PCの両面にソルダーレジスト組成物を
同時に塗布することが望ましい。この理由は、現在のプ
リント配線板PCの基本仕様は両面であり、カーテンコ
ート法(樹脂を滝のように上から下へ流し、この樹脂
の”カーテン”に基板をくぐらせて塗布する方法)で
は、片面しか塗布できないからである。ソルダーレジス
ト組成物は、粘度を25℃で1〜10Pa・sとするこ
とにより基板を垂直に立てて塗布しても流れず、また転
写も良好である。
【0054】(15)次に、ソルダーレジスト組成物の
塗膜を乾燥し、この塗膜に、開口部が円パターン14と
して描画したガラス基板13を円パターン14が描画さ
れた側をソルダーレジスト層8に密着させて、露光、現
像処理することにより、パッド部分を露出させた開口部
を形成する(図21)。また、プリント配線板PCの反
対側面にはランドを露出させる。このようにして開口部
を形成したソルダーレジスト層8を、更に80℃〜15
0℃で1〜10時間の熱処理により硬化させる。これに
より、開口部を有するソルダーレジストパターン層8は
導体回路の表面に設けた粗化層と密着する。
【0055】(16)次に、前記開口部から露出した前
記半田パッド、ランド部上に、ニッケル層11−金層1
2からなる金属層を形成する。
【0056】(17)次に、前記開口部から露出した前
記半田パッド部上に半田体9、90を供給する。(図2
2)。半田体9、90の供給方法としては、半田転写法
や印刷法を用いることができる。ここで、半田転写法
は、プリプレグにはんだ箔を貼合し、このはんだ箔を開
口部分に相当する箇所のみを残してエッチングすること
により半田パターンを形成して半田キャリアフィルムと
し、この半田キャリアフィルムを、基板のソルダーレジ
スト開口部分にフラックスを塗布した後、半田パターン
がパッドに接触するように積層し、これを加熱して転写
する方法である。
【0057】一方、印刷法は、パッドに相当する箇所に
貫通孔を設けたメタルマスクを基板に載置し、半田ペー
ストを印刷して加熱処理する方法である。
【0058】以上説明した方法により、プリント配線板
PCが製造される。
【0059】
【実施例】以下、実施例に基づいて説明する。
【0060】(実施例) (1)厚さ0.6mmのガラスエポキシ樹脂またはBT
(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなるコア基板1
の両面に18μmの銅箔がラミネートされてなる銅張積
層板を出発材料とした。この銅張積層板の銅箔を常法に
従いパターン状にエッチング、穴明け、無電解めっきを
施すことにより、基板の両面に内層導体回路2とスルー
ホールHを形成した。基板上の内層導体回路及びスルー
ホール及びその内壁に前述した酸化(黒化)−還元処理
を行って、表面全体を粗化した。
【0061】更に、下層導体回路2間、スルーホールH
内にビスフェノールF型エポキシ樹脂を充填した。ビス
フェノールF型エポキシ樹脂を硬化させた後、ベルトサ
ンダーおよびバフ研磨により研磨してビスフェノールF
型エポキシ樹脂及び酸化(黒化)−還元処理による粗化
層を除去して内層導体回路上面及びスルーホールのラン
ド上面を露出させた。あらかじめBT樹脂基板に設けた
穴の位置間隔を測定して、研磨前と研磨後の樹脂基板の
伸びを測定した(図25の、)。2回の研磨により
基板の伸びは、X方向で約0.01%、Y方向で約0.
007%であった。
【0062】(2)前記(1)で内層銅パターンを形成
した基板を水洗いし、乾燥した後、その基板を酸性脱脂
してソフトエッチングし、次いで、塩化パラジウムと有
機酸からなる触媒溶液で処理して、Pd触媒を付与し、
この触媒を活性化した後、硫酸銅8g/l、硫酸ニッケ
ル0.6g/l、クエン酸15g/l、次亜リン酸ナト
リウム29g/l、ホウ酸31g/l、界面活性剤0.
1g/l、pH=9からなる無電解めっき浴にてめっき
を施し、銅導体回路の全表面にCu−Ni−P合金の厚
さ2.5μmの粗化層5(凹凸層)を形成した。尚、導
体回路の側面、スルーホールのランド側面、スルーホー
ル内壁に存在する酸化−還元の粗化層は簡略化のため省
略した。
【0063】更に、0.1mol/lホウふっ化スズ−
1.0mol/lチオ尿素液からなる無電解スズ置換め
っき浴に50℃で1時間浸漬し、前記粗化層5の表面に
厚さ0.3μmのスズ置換めっき層を設けた。
【0064】(3)DMDG(ジエチレングリコールジ
メチルエーテル)に溶解したクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%ア
クリル化物を35重量部、ポリエーテルスルフォン(P
ES)12重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成製、
商品名:2E4MZ-CN)2重量部、感光性モノマーであるカ
プロラクトン変成トリス(アクロキシエチル)イソシア
ヌレート(東亜合成製、商品名:アロニックスM325 )
4重量部、光開始剤としてのベンゾフェノン(関東化学
製)2重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン(関東
化学製)0.2重量部、さらにこの混合物に対してエポ
キシ樹脂粒子の平均粒径 3.0μmのものを10.3
重量部、平均粒径0.5μmのものを3.09重量部を
混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)を3
0重量部添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で
粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練して
感光性接着剤溶液(層間樹脂絶縁材)を得る。
【0065】(4)前記(3)で得た感光性接着剤溶液
を、前記(2)の処理を終えた基板の両面に、ロールコ
ータを用いて塗布し、水平状態で20分間放置してか
ら、60℃で30分間の乾燥を行い、厚さ60μmの接
着剤層6を形成した。
【0066】(5)前記(4)で接着剤層6を形成した
基板の両面に、厚さ5μmの遮光インクによってバイア
ホールと同形の円パターン(マスクパターン)14が描
画された厚さ5mmのソーダライムガラス基板13を円
パターンが描画された側を接着剤層6に密着させて載置
し、紫外線を照射して露光した。マスクパターンは、設
計値よりも0.03%大きめに形成されている。
【0067】(6)露光した基板をDMTG(トリエチ
レングリジメチルエーテル)溶液でスプレー現像するこ
とにより、接着剤層に100μmφのバイアホールとな
る開口を形成した。さらに、当該基板を超高圧水銀灯に
て3000mJ/cm2で露光し、 100℃で1時間、
その後150℃で5時間にて加熱処理することにより、
フォトマスクフィルムに相当する寸法精度に優れ、開口
(バイアホール形成用開口)を有する厚さ50μmの接
着剤層を形成した。なお、バイアホールとなる開口に
は、粗化層を部分的に露出させる。
【0068】(7)前記(5)、(6)でバイアホール
形成用開口を形成した基板を、クロム酸に2分間浸漬
し、接着剤層表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除
去して、当該接着剤層の表面を粗化し、その後、中和溶
液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗した。
【0069】(8)前記(7)で粗面化処理(粗化深さ
5μm)を行った基板に対し、パラジウム触媒(アトテ
ック製)を付与することにより、接着剤層およびバイア
ホール用開口の表面に触媒核を付与した。この段階で
(図25の)では、樹脂基板の最初の大きさに対して
X方向で約−0.009%、Y方向で約−0.002%
程度の寸法変化を示している。従って、約0.02%の
寸法変化である。よって、設計値よりも0.03%より
大きめのマスクパターンで形成されたバイアホール用開
口は、設計値よりも0.01%大きなものとなる。
【0070】(9)以下の組成の無電解銅めっき浴中に
基板を浸漬して、粗面全体に厚さ3μmの無電解銅めっ
き膜3を形成した。
【0071】無電解めっき液 EDTA 150 g/l 硫酸銅 20 g/l HCHO 30ml/l NaOH 40 g/l α、α’−ビピリジル 80mg/l PEG 0.1g/l 無電解めっき条件 70℃の液温度で30分 (10)市販の感光性樹脂フィルム(ドライフィルム)
を無電解銅めっき膜に張り付けるともに、厚さ600オ
ングストロームのクロム層によって、めっきレジスト非
形成部分がマスクパターン14として描画された厚さ5
mmのソーダライムガラス基板13を、クロム層が形成
された側を感光性樹脂フィルムに密着させて、110m
J/cm2で露光、0.8%炭酸ナトリウムで現像処理
し、厚さ15μmのめっきレジストパターン7を設け
た。マスクパターンは、設計値よりも0.008%大き
めに形成されている。
【0072】(11)ついで、以下の条件で電解銅めっ
きを施し、厚さ15μmの電解銅めっき膜4を形成し
た。
【0073】電解めっき液 硫酸 180 g/l 硫酸銅 80 g/l 添加剤(アトテックジャパン製 商品名カパラシドGL) 1ml/l 電解めっき条件 電流密度 1A/dm2 時間 30分 温度 室温 (12)めっきレジスト7を5%KOHで剥離除去した
後、硫酸と過酸化水素混合液でエッチングを行い、無電
解めっき膜3を溶解除去して無電解銅めっき膜3と電解
銅めっき膜4からなる厚さ18μmの内層導体回路を形
成した。更に、800g/lのクロム酸に1〜2分浸漬
して残留Pd触媒核を除去した。
【0074】(13)導体回路を形成した基板を、硫酸
銅8g/l、硫酸ニッケル0.6g/l、クエン酸15
g/l、次亜リン酸ナトリウム29g/l、ホウ酸31
g/l、界面活性剤0.1g/lからなるpH=9の無
電解めっき液に浸漬し、該導体回路の表面に厚さ3μm
の銅−ニッケル−リンからなる粗化層5を形成した。
【0075】粗化層5をEPMA(蛍光X線分析装置)
で分析したところ、Cu(98mol%)、Ni(1.
5mol%)、P(0.5mol%)の組成比を示し
た。
【0076】そしてさらに、その基板を水洗いし、0.
1mol/lホウふっ化スズ−1.0mol/lチオ尿
素液からなる無電解スズ置換めっき浴に50℃で1時間
浸漬し、前記粗化層の表面に厚さ0.3μmのスズ置換
めっき層を形成した。この段階(図25の)では、樹
脂基板は最初の大きさに対してX方向、Y方向とも約−
0.010%の寸法変化を示している。
【0077】(14)(4)〜(13)の工程を繰り返
すことにより、さらに半田パッドを形成し、その表面に
粗化層5を設けた。但し、粗化層表面はスズ置換めっき
層を形成しなかった。バイアホール形成のためのマスク
パターンは、設計値よりも0.003%大きめに形成さ
れている。また、めっきレジスト形成のためのマスクパ
ターンは、設計値通りの大きさである。
【0078】尚、めっきレジスト形成直前の段階(図2
5の)では、樹脂基板は最初の基板の大きさに対して
X方向で−0.025%、Y方向で−0.020%の寸
法変化を示している。
【0079】(15)一方、DMDGに溶解させた60
重量%のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化
薬製)のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与
のオリゴマー(分子量4000)を46.67重量部、
メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、エピコート10
01)15.0重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成
製、商品名:2E4MZ-CN)1.6重量部、感光性モノマー
である多価アクリルモノマー(日本化薬製、商品名:R
604 )3重量部、同じく多価アクリルモノマー(共栄社
化学製、商品名:DPE6A )1.5重量部、分散系消泡剤
(サンノプコ社製、商品名:S−65)0.71重量部を
混合し、さらにこの混合物に対して光開始剤としてのベ
ンゾフェノン(関東化学製)を2重量部、光増感剤とし
てのミヒラーケトン(関東化学製)を0.2重量部加え
て、粘度を25℃で2.0Pa・sに調整したソルダー
レジスト組成物を得た。
【0080】なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計
器、 DVL-B型)で 60rpmの場合はローターNo.
4、6rpmの場合はローターNo.3によった。
【0081】(16)基板にソルダーレジスト組成物を
20μmの厚さで塗布した。
【0082】(17)次いで、70℃で20分間、70
℃で30分間の乾燥処理を行った後、厚さ600オング
ストロームのクロム層によって、ソルダーレジスト開口
部の円パターン(マスクパターン)14が描画された厚
さ5mmのソーダライムガラス基板13を、クロム層が
形成された側をソルダーレジスト層に密着させて100
0mJ/cm2の紫外線で露光し、DMTG現像処理し
た。
【0083】さらに、80℃で1時間、100℃で1時
間、120℃で1時間、150℃で3時間の条件で加熱
処理し、半田パッドの上面、バイアホールおよびランド
部分を開口した(開口径200μm)ソルダーレジスト
パターン層8(厚み20μm)を形成した。
【0084】(18)次に、ソルダーレジストパターン
層を形成した基板を、塩化ニッケル30g/l、次亜リ
ン酸ナトリウム10g/l、クエン酸ナトリウム10g
/lからなるpH=5の無電解ニッケルめっき液に20
分間浸漬して、開口部に厚さ5μmのニッケルめっき層
を形成した。さらに、その基板を、シアン化金カリウム
2g/l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナト
リウム50g/l、次亜リン酸ナトリウム10g/lか
らなる無電解金めっき液に93℃の条件で23秒間浸漬
して、ニッケルめっき層11上に厚さ0.03μmの金
めっき層12を形成した。
【0085】(19)そして、ソルダーレジストパター
ン層の開口部に、はんだペーストを印刷して200℃で
リフローすることによりはんだバンプ(半田体)9を形
成し、はんだバンプを有するプリント配線板を製造し
た。
【0086】前記したプリント配線板の製造方法によれ
ば、従来の樹脂製フォトマスクフィルムで見られたバイ
アホールの位置ずれ、レジストパターンの位置ずれを完
全に防止することができる。量産時においては、従来1
〜5%の位置ずれ不良が見られたが、前記製造方法によ
ればこのような不良の発生を防止できる。
【0087】また、ガラス基板からなるフォトマスク
は、温度、湿度による寸法変化がなく、数十回の露光が
可能である。露光回数とマスクの寸法変化との関係を図
23に示す。図23において、横軸は露光回数、縦軸は
マスク寸法変化量(μm)を表す。また、角丸印はガラ
ス基板からなるフォトマスクを使用して行った実験結果
を示し、黒丸印は従来の樹脂製フォトマスクを使用して
行った実験結果を示す。
【0088】図23から明らかなように、ガラス基板の
フォトマスクを使用した場合には、露光回数が50回程
度まではマスク寸法に殆ど変化が発生しないことが分か
る。これに対して、樹脂製フォトマスクを使用した場合
には、露光回数が50回程度の範囲においても、マスク
寸法が大きく変化することが分かり、また、露光回数が
増加するに従ってマスク寸法の変化が大きくなってい
く。
【0089】これらの実験結果から、樹脂製のフォトマ
スクを使用する場合に比して、ガラス基板製のフォトマ
スクを使用する場合の方が、マスク寸法の変化は少な
く、従って、極めて精度良くバイアホール、めっきレジ
ストパターン、ソルダーレジストパターンの位置ずれを
防止することができるものである。
【0090】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係るプリン
ト配線板の製造方法によれば、フォトマスクの寸法変化
を抑制でき、その結果、バイアホールの位置ずれ、ま
た、めっきレジストパターン、ソルダーレジストパター
ンの位置ずれを完全に防止することができる。また、ガ
ラス基板に描画されるマスクパターンを設計値よりも拡
大することにより、感光性樹脂層等が硬化収縮した場合
においても、プリント配線板の寸法を設計値に収束させ
ることができる。
【0091】このように、本発明は、露光用マスク材と
してマクパターンが形成されたガラス基板を使用する
ことにより、露光用マスク材の寸法変化を抑制すること
が可能であり、もってバイアホール、めっきレジストパ
ターン、ソルダーレジストパターンの位置ずれを防止す
ることが可能であり、また、ガラス基板に描画されるマ
スクパターンを設計値よりも拡大することにより、感光
性樹脂層等が硬化収縮した場合においても、設計値に沿
った適正寸法の最終製品を製造することが可能なプリン
ト配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コア基板の断面図である。
【図2】内層銅パターンを形成した配線板の断面図であ
る。
【図3】内層銅パターン間及びスルーホール内部に樹脂
を充填した状態の配線板の断面図である。
【図4】内層銅パターンに粗化層を形成した配線板の断
面図である。
【図5】内層銅パターン上に感光性樹脂層を形成した配
線板の断面図である。
【図6】感光性樹脂層上にガラス基板を載置して露光を
行っている状態を示す配線板の断面図である。
【図7】感光性樹脂層を現像した後の配線板の断面図で
ある。
【図8】感光性樹脂層を粗化処理した後の配線板の断面
図である。
【図9】感光性樹脂層上に無電解めっき膜を形成した配
線板の断面図である。
【図10】無電解めっき膜上のドライフィルム上にガラ
ス基板を載置して露光を行っている状態を示す配線板の
断面図である。
【図11】無電解めっき膜上にめっきレジスト層を形成
した配線板の断面図である。
【図12】電解メッキ膜を形成した配線板の断面図であ
る。
【図13】導体回路を形成した配線板の断面図である。
【図14】導体回路に粗化層を形成した配線板の断面図
である。
【図15】感光性樹脂層を形成した配線板の断面図であ
る。
【図16】感光性樹脂層に粗化層を形成した配線板の断
面図である。
【図17】感光性樹脂層の粗化層上に無電解めっき膜を
形成した配線板の断面図である。
【図18】無電解めっき膜上に電解メッキ膜を形成した
配線板の断面図である。
【図19】導体層とバイアホールを形成した配線板の断
面図である。
【図20】導体層とバイアホールに粗化層を形成した配
線板の断面図である。
【図21】ソルダーレジスト層上にガラス基板を載置し
て露光を行っている状態を示す配線板の断面図である。
【図22】ソルダーレジスト層の開口部に半田体を供給
した配線板の断面図である。
【図23】露光回数とマスクの寸法変化との関係を示す
グラフである。
【図24】ガラス基板を模式的に示す断面図である。
【図25】プリント配線板を多層化する場合に、樹脂基
板がどのように寸法変化するかを表した図である。
【符号の説明】
1 コア基板 2 内層導体回路 3 無電解銅めっき膜 4 電解銅めっき膜 5 粗化層 6 感光性樹脂層(感光性無電解めっき用接着剤
層) 7 めっきレジスト 8 ソルダーレジスト 9、90 半田体(半田バンプ) 10 半田パッド 11 ニッケル層 12 金層 13 ガラス基板 14 マスクパターン PC 配線板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−63366(JP,A) 特開 平4−162642(JP,A) 特開 平5−323574(JP,A) 特開 平8−335780(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/46

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体回路が形成された樹脂基板上に感光
    性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をマスクパターンが
    描画されたガラス基板を介して露光し、これを現像して
    バイアホール形成用の開口を開け、さらに感光性樹脂層
    を加熱硬化し、ついで前記感光性樹脂層上に導体回路お
    よびバイアホールを形成するプリント配線板の製造方法
    において、前記ガラス基板に描画されたマスクパターン
    は、設計値よりも拡大されてなることを特徴とするプリ
    ント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 導体回路が形成された樹脂基板上に感光
    性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をマスクパターンが
    描画されたガラス基板を介して露光し、これを現像して
    バイアホール形成用の開口を開け、さらに感光性樹脂層
    を加熱硬化し、ついで前記感光性樹脂層上に導体回路お
    よびバイアホールを形成する工程を少なくとも2回以上
    繰り返して、感光性樹脂層および導体回路を積層するに
    あたり、 各感光性樹脂層は、設計値よりも拡大されたマスクパタ
    ーンを描画したガラス基板を介して露光され、かつガラ
    ス基板に描画されたマスクパターンの設計値に対する拡
    大率を表層に近いほど小さくすることを特徴とするプリ
    ント配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記マスクパターンは、設計値に対して
    0.001〜0.100%大きく拡大されている請求項
    1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】 熱硬化処理が施された樹脂基板上に感光
    性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をマスクパターン
    が描画されたガラス基板を介して露光し、レジストパタ
    ーンを形成するプリント配線板の製造方法において、 前記ガラス基板に描画されたマスクパターンは、設計値
    よりも拡大されてなることを特徴とするプリント配線板
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 熱硬化処理が施された無電解めっき用接
    着剤層上に、めっきレジスト形成のための感光性樹脂層
    を設け、この感光性樹脂層をマスクパターンが描画され
    たガラス基板を介して露光し、めっきレジストパターン
    を形成し、めっきを施す工程を少なくとも2回以上繰り
    返すプリント配線板の製造方法において 各めっきレジスト形成のための感光性樹脂層は、設計値
    よりも拡大されたマスクパターンを描画したガラス基板
    を介して露光され、かつガラス基板に描画されたマスク
    パターンの設計値に対する拡大率を表層に近いほど小さ
    くすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  6. 【請求項6】 熱硬化処理が施された無電解めっき用接
    着剤層上に、無電解めっき膜を形成し、ついでめっきレ
    ジスト形成のための感光性樹脂層を設け、この感光性樹
    脂層をマスクパターンが描画されたガラス基板を介して
    露光し、めっきレジストパターンを形成し、無電解めっ
    きを施し、めっきレジストパターンを除去して、めっき
    レジスト下の無電解めっき膜を溶解除去する工程を少な
    くとも2回以上繰り返すプリント配線板の製造方法にお
    いて、 各めっきレジスト形成のための感光性樹脂層は、設計値
    よりも拡大されたマスクパターンを描画したガラス基板
    を介して露光され、かつガラス基板に描画されたマスク
    パターンの設計値に対する拡大率を表層に近いほど小さ
    くすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記マスクパターンは、設計値に対して
    0.001〜0.100%大きく拡大されてなる請求項
    4〜13のいずれか一つに記載のプリント配線板の製造
    方法。
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