JP3458809B2

JP3458809B2 - プリント配線板及びその製造方法

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Publication number: JP3458809B2
Application number: JP2000030262A
Authority: JP
Inventors: 亜紀夫山崎; 太郎行政; 典明種子; 明広西村
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2001217507A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品であるプ
リント配線板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の一つとしてプリント配線板が
あるが、このプリント配線板には、例えば、ガラスエポ
キシ樹脂の表面に銅皮膜を形成した、いわゆる銅張りガ
ラスエポキシ樹脂基板を用いて製造されるものがあり、
多用されている。ところで、このような銅張りガラスエ
ポキシ樹脂基板は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸
させて成形した、いわゆるガラスエポキシ樹脂板に対
し、予め接合面に接着剤を塗布した銅箔を張り合わせる
方法、或いはガラスエポキシ樹脂プリプレグと銅箔とを
熱圧着する方法などによって得られている。この際に用
いられる銅箔としては、厚みに応じて電解銅箔や圧延銅
箔が用いられ、一般にその厚みは９μｍ〜３５μｍ程度
のものが主流となっている。

【０００３】しかし、プリント配線板がテレビ、カメラ
などの民生用機器類、コンピューターなどの多種の産業
用機器類に幅広く使用されるにつれて、高密度な配線が
要求されるようになってきた。その結果、微細な回路を
精度よく形成することが必要となり、このため、銅被膜
層の薄肉化が求められてきた。これに応えるべく従来種
々の検討が成されているが、有力な技術の一つとして銅
張りガラスエポキシ樹脂基板の表面に無電解メッキ法に
より薄い銅被膜層薄膜を形成し、これにセミアディティ
ブ法やサブトラクティブ法などを適用してプリント配線
板を得ることが検討されている。

【０００４】ここで、セミアディティブ法とは、銅張り
ガラスエポキシ樹脂基板上の銅被膜層に更にメッキによ
り導体回路を形成する方法である。これを詳細に説明す
ると、まず銅張りガラスエポキシ樹脂基板上に形成され
た金属皮膜を第１の金属層とし、その上に所定のパター
ンでメッキレジスト層を形成する。この場合、メッキレ
ジスト層の厚さを、所望の回路の厚さ以上とする。次い
で、露出している第１の金属層の上に電気メッキ法によ
り銅を析出させてメッキ被膜（第２の金属層）を形成す
る。その後、前記メッキレジスト層を剥離して、第１の
金属層を露出させ、第２の金属層をマスクしてエッチン
グし、露出する第１の金属層を除去して導体回路を形成
する方法である。またサブトラクティブ法とは、銅張り
ガラスエポキシ樹脂基板から銅被膜層を溶解除去して導
体回路を形成する方法である。これを詳細に説明する
と、銅張りガラスエポキシ樹脂基板の銅皮膜上に、電気
メッキ法で所望の厚さに銅を析出させ、その上に所定パ
ターンでメッキレジスト層を形成する。次いで、露出し
た銅皮膜領域を溶解除去して、導体回路パターンを形成
し、その後前記レジスト層を剥離することによりプリン
ト配線板を製造する方法である。上記のようなセミアデ
ィティブ法やサブトラクティブ法により得られたプリン
ト配線板は、用いる銅皮膜層が従来の電解銅箔や圧延銅
箔より格段に薄く出来るため、電解銅箔や圧延銅箔を用
いた銅張りガラスエポキシ樹脂基板で作製されたプリン
ト配線板に比べ、高密度な配線を形成することが可能で
ある。

【０００５】ところで、このようにして得られたプリン
ト配線板は、通常シート状であり、半導体チップを搭載
するための導体回路部分が中央領域に複数個配列されて
いる。即ち、該プリント配線板は、導体回路部と、該導
体回路部を囲むように設けられていて、実装工程で除去
される周辺領域とから構成される。そして、このような
プリント配線板は、その後、以下のような処理が施され
る。即ち、基板回路全体を、後に実施するソルダレジス
トとの密着性を向上させるために粗面化した後、ソルダ
レジストを導体回路部分と周辺領域との表面を覆うよう
にコーティング、或いはラミネートし、このソルダレジ
スト層に所定のマスクを用いて露光・現像し、バンプパ
ッド部を露出させ、不要部を除去した後、ソルダレジス
ト層を熱硬化させ、前記バンプパット部に電気メッキが
施される。このようにして得たシート状のプリント配線
板上に半導体素子を搭載するに際しては、該プリント配
線板を搬送することが必要となる。この際に上記端部、
特にシート長手方向の周辺領域が用いられる。よって、
この周辺領域は強度が必要とされるため、通常銅被膜層
を除去することなく、その上からソルダレジスト層が設
けられる。

【０００６】近年半導体素子実装速度の高速化は目覚ま
しい。このため、用いるプリント配線板の厚みの均一性
が求められ、周辺領域の厚みも可能な限り導体回路部の
厚みに近づけることが望まれるようになってきた。しか
しながら、導体回路部では銅被覆層がない部分があり、
周辺領域では銅被覆層が全面に存在することから、周辺
領域の厚みは導体回路部の厚みより厚くならざるを得な
いという問題がある。こうしたプリント配線板を用いて
高速実装を行った場合、必ずしも十分な加工精度が得ら
れない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】こうした問題を解決す
べく検討されているものに、周辺領域の銅被覆層を、格
子状に銅被覆層が残るようにエッチングし、その上にソ
ルダレジスト層を設けることが試みられ、一部実施され
ている。この方法は、こうすることにより、周辺領域の
厚みを薄くし、導体回路部の厚みに近づけようとするも
のである。この方法は確かに周辺領域の厚みを導体回路
部の厚みに近づけることを可能にした。しかしながら、
前記したソルダレジストをコーティング或いはラミネー
トする際に、周辺領域に設けられた開口部分の基板樹脂
表面とソルダレジストとが密着せず、ソルダレジストと
基板樹脂表面との間に気泡を巻き込むという事態が発生
した。このように気泡を巻き込んだ場合、該プリント配
線板は不良品として廃棄せざるを得ない。この結果、製
品歩留まりを悪化させることとなり、改善が望まれてい
た。

【０００８】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、導体回路部と、該導体回路部の周囲に設けられた
周辺領域と、所定部分のみ開口されて該導体回路部と周
辺領域とを覆うように設けられたソルダレジスト層とか
ら主として構成されるプリント配線板において、周辺領
域の表面とソルダレジスト層との間に気泡が存在し得な
いようにしたプリント配線板とその製造方法を提供しよ
うとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるプリント配線板は、導体回路部を設け
た中央領域と前記導体回路部を取り囲んでいて一辺の長
さが１００乃至３３０μｍの何れかである方形をなす同
じ大きさの所定の間隔を置いて格子状に配列された多数
の開口を設けた金属皮膜で被覆された周辺領域とを有す
る絶縁基板と、少なくとも前記導体回路部のバンプパッ
ド部が露出するように前記中央領域と周辺領域を被覆し
たソルダレジスト層とを含んでいる。本発明によれば、
前記絶縁基板は好ましくはガラスエポキシ樹脂から成っ
ており、また、金属皮膜は好ましくは銅から成ってい
る。

【００１０】上記目的を達成するため、本発明によるプ
リント配線板の製造方法は、一側表面に金属皮膜を設け
た絶縁基板を準備するステップと、前記金属皮膜を用い
て前記絶縁基板の中央領域に導体回路部を形成するステ
ップと、前記導体回路部を含む前記金属皮膜全体を粗面
化するステップと、前記中央領域を取り囲む周辺領域の
前記金属皮膜に一辺の長さが１００乃至３３０μｍの何
れかである方形をなす同じ大きさの互いに所定の隔を置
いて配置された多数の開口を形成するステップと、前記
中央領域と前記周辺領域の表面全体にソルダレジスト層
を形成した後所定のマスクを用いて露光し現像するステ
ップと、少なくとも前記導体回路部のバンプパッド部の
ソルダレジストを除去した後前記ソルダレジスト層を硬
化させるステップと、露出した前記金属皮膜表面に電気
メッキを施すステップとを含んでいる。また、本発明の
製造方法によれば、前記導体回路部は、セミアディティ
ブ法又はサブトラクティブ法により形成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
及び実施例に基づき説明する。図１は製造過程にある本
発明に係るプリント配線板の一実施例を示す平面図、図
２は図１に示したプリント配線板の導体回路部周辺領域
の一部拡大平面図である。図１に示す如く、本発明に係
るプリント配線板は、両側部に搬送用の孔１ａが穿設さ
れたサイドレール部１ｂを有する帯状の例えばガラスエ
ポキシ樹脂等から成る絶縁基板１上に例えば１２駒所定
の間隔を置いて連設された方形のユニットとして形成さ
れ、製造の最終工程で個々に切り離されて製品とされ
る。各ユニットの中央領域１Ａには所定の導体回路部が
形成され、前記サイドレール部１ｂを含むその周辺領域
１Ｂには後述する多数の開口２が形成されている。

【００１２】導体回路部は、一般的な銅張りガラスエポ
キシ樹脂基板等を用いて形成され得るが、前述のセミア
ディティブ法、サブトラクティブ法、フルアディティブ
法の何れを用いても形成することが出来る。無電解メッ
キ法を用いてガラスエポキシ樹脂基板の如き絶縁基板１
の表面上に導体回路部を形成する場合は、該絶縁基板１
の表面にメッキ触媒としてパラジウム或いはそれを含む
合金が付与された後、無電解メッキ法により金属皮膜が
形成される。また、フルアディティブ法を用いて導体回
路部を形成する場合は、絶縁基板表面に上記触媒を付着
させた後、その上面にレジスト層を設け、所望のマスク
を用いてパターニングし、露出した触媒付きの絶縁基板
表面に金属皮膜を形成して導体回路部を作成する。この
際、導体回路部即ち各ユニットの中央領域１Ａを取り囲
む周辺領域１Ｂにも、図２に示した如く、格子状に多数
の開口２を有する金属皮膜を形成する。

【００１３】このようにして、絶縁基板表面に形成され
た導体回路部を、例えば化学研磨，バフ研磨或いはジェ
ットスクラブ（砥石吹き付け）などによって粗面化して
ソルダレジストとの密着性を良くした後、絶縁基板表面
全体にソルダレジストを塗布またはラミネートして該表
面全体を被覆し、導体回路部中央部に存在するバンプパ
ッド部上のソルダレジスト層を露光・現像することによ
り除去して該バンプパッド部を露出させ、熱処理してソ
ルダレジスト層を紫外線照射して硬化させ、その後、露
出したバンプパッド部にニッケル−金メッキ或いは金メ
ッキを施して、プリント配線基板を完成する。

【００１４】ここで、周辺領域１Ｂに多数の開口２を設
ける理由について説明する。一般に、ソルダレジスト層
の形成には膜厚精度を保持するためにスクリーン印刷法
が使用されるが、導体回路部の配線形状（密度）によ
り、同一条件で塗布しても、周辺領域１Ｂが金属皮膜で
完全に被覆されている場合には、導体回路部に比べて周
辺領域におけるソルダレジストの膜厚が著しく厚くな
り、製品として不都合が生じる。この不都合をなくすた
めに、周辺領域１Ｂの金属皮膜に格子状に多数の開口２
を設けて、導体回路部即ち中央領域１Ａと周辺領域１Ｂ
に形成されるソルダレジスト層の厚さを可能な限り近づ
けるようにしている。この場合、多数の開口２を格子状
に配置したのは、周辺領域１Ｂに適度の強度を付与する
ためで、特にサイドレール部１ｂの強度を適当に保持さ
せて、製造時における絶縁基板１の搬送時にジャミング
等支障を来すことのないようにするためである。

【００１５】周辺領域１Ｂの強度を適正に保持するため
に、隣接する各開口間の距離即ち開口２の配列ピッチを
適当に選択する必要があることは云うまでもないが、開
口２内にソルダレジストが十分に入り込むようにするた
めには、開口２の一辺の長さＬが或る値以上であること
が必要である。ソルダレジストが開口２内に十分に入り
込まないと、ソルダレジストの塗布時絶縁基板表面上の
導体層とソルダレジスト層との間に気泡が巻き込まれ、
不良品を生む結果となる。また、開口２の一辺の長さＬ
（図２参照）は、用いられる金属皮膜の厚さと関連し、
金属皮膜が厚くなればなる程長くなければならない。実
験によれば、金属皮膜の厚さを一般的に回路形成に用い
られる２０μｍ前後とした場合、上記諸条件を考慮し
て、開口２の一辺の長さＬは、１００乃至３００μｍで
あることが好ましく、１４０乃至３３０μｍとするとよ
り好ましいことが分かった。開口２の形状は図２に示す
ように正方形であることが好ましいが、長方形又は三角
形であってもよい。

【００１６】次に、本発明を検討例、実施例及び比較例
に基づき説明する。検討例この検討例は、中央領域１Ａに形成される導体回路部の
周辺領域１Ｂに形成される開口２の配列ピッチと大きさ
の条件を求めるために行われた実験結果を示すものであ
る。先ず、検討片として用意した厚さ１８μｍの銅箔を
張った厚さ２００μｍのガラスエポキシ樹脂基板の表面
に、旭化成工業（株）製のドライフィルム型フォトレジ
スト（商品名「ＡＱ２５５９」）を厚さ２５μｍとなる
ように均一にラミネートした。その後、図２に示したよ
うに、各検討片のフォトレジスト層上に、開口２の配列
ピッチが４００μｍであり、開口２の一辺の長さＬが、
２０μｍ，３０μｍ，４０μｍ，５０μｍ，６０μｍ，
７０μｍ，８０μｍ，９０μｍ，１００μｍ，１２０μ
ｍ，１４０μｍ，１６０μｍ，１８０μｍ，２００μ
ｍ，２５０μｍ，３００μｍとなるように夫々パターニ
ングされたフォトマスクを載置し、６０ｍＪ／ｃｍ²の
紫外線を照射した後、現像し、露出した銅箔部をエッチ
ング法により除去し、各４００ケの開口２が格子状に形
成された基板を得た。次にこの基板上に残存するフォト
レジスト層を除去し、粒径１００μｍの砥粒を吹き付け
て粗面化した後、太陽インキ（株）製のソルダレジスト
（商品名「ＰＳＲ４０００ＡＵＳ」）を厚さ２５〜３０
μｍとなるように塗布した。その後、これを乾燥し、紫
外線を照射して硬化させた。その後、各開口２に気泡が
存在するかどうかを倍率４０倍の光学顕微鏡にて４００
個繰り返し観察し、気泡が存在する開口の数を数え、そ
の平均値をレジスト欠損数とした。その結果が下表に示
されている。その後、ソルダレジストを剥離し、開口２
の一辺の実際の長さＬ（以下、開口寸法という）を測定
した。その平均値が下表に合せて示されている。Ａ（μｍ）レジスト欠損数設計値実際値個／４００２０４３２５８３０５１１７３４０６１１０１５０７０３５６０８３７７０９５９８０１０７０９０１１５０１００１２７０１２０１４７０１４０１７２０１６０１９００１８０２０７０２００２３００２５０２７７０３００３３００３５０３８２０この表から明らかなように、開口２の一辺の長さＬが１
００μｍ以上の場合は、気泡が全く存在せず、プリント
配線板として問題のない合格品が得られることが分か
る。

【００１７】実施例１厚さ１８μｍの銅箔を張った厚さ２００μｍのガラスエ
ポキシ樹脂基板の表面に、旭化成工業（株）製のドライ
フィルム型フォトレジスト（商品名「ＡＱ２５５９」）
を厚さ２５μｍで均一にラミネートした。その後、所定
のマスクを用いて６０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射した
後、現像し、露出した銅箔部をエッチングして除去し、
図１に示す如く、中央部に所定の配線回路とバンプパッ
ド部を有する導体回路部を作成し、その両側に、開口の
配列ピッチ４００μｍ、実質開口寸法１２０μｍで格子
状に配列された多数の開口を有する導体回路部周辺部を
作成した。次にこの基板表面に粒径１００μｍの砥粒を
吹き付けて粗面化した後、太陽インキ（株）製のソルダ
レジスト（商品名「ＰＳＲ４０００ＡＵＳ」）を厚さ２
５〜３０μｍとなるように塗布した。その後、所定のマ
スクを載置して露光、現像してバンプパッド部を露出さ
せ、次いで紫外線を照射してソルダレジストを硬化させ
た。その後、バンプパッド部にニッケルメッキを施し、
引き続き金メッキを施し、外形を整えた。このようにし
て１シートに１２ユニットの導体回路部と、シート長手
方向で導体回路部の両脇に導体回路部周辺部とを有する
プリント配線板１を５０枚作成し、導体回路部とその両
脇の導体回路部周辺部の厚さを全数測定し、その平均値
を測定した。その結果、導体回路部の平均厚さは２６４
μｍであり、導体回路部周辺部の平均厚さは２７５μｍ
であった。また、導体回路部周辺部でのソルダレジスト
の密着状態を調査したが、気泡の巻き込みによる不良は
なかった。

【００１８】実施例２銅箔の厚さを２５μｍとし、導体回路部周辺部における
実質開口寸法を１４０μｍとした以外は実施例１と同様
にしてプリント配線板１を５０枚作成し、導体回路部と
その両脇の導体回路部周辺部の厚さを全数測定し、その
平均値を測定した。その結果、導体回路部の平均厚さは
２６３μｍであり、導体回路部周辺部の平均厚さは２７
３μｍであった。また、導体回路部周辺部でのソルダレ
ジストの密着状態を調査したが、気泡の巻き込みによる
不良はなかった。

【００１９】実施例３表面粗化に用いる砥粒の粒径を５０μｍとした以外は実
施例１と同様にしてプリント配線板１を５０枚作成し、
導体回路部とその両脇の導体回路部周辺部の厚さを全数
測定し、その平均値を測定した。その結果、導体回路部
の平均厚さは２６４μｍであり、導体回路部周辺部１Ｂ
の平均厚さは２７４μｍであった。また、導体回路部周
辺部でのソルダレジストの密着状態を調査したが、気泡
の巻き込みによる不良はなく、実施例１と同様に良好で
あった。

【００２０】比較例１銅箔の厚さを１８μｍとし、導体回路部周辺部における
実質開口寸法を３５０μｍとした以外は実施例１と同様
にしてプリント配線板１を５０枚作成し、導体回路部と
その両脇の導体回路部周辺部の厚さを全数測定し、その
平均値を測定した。その結果、導体回路部の平均厚さは
２６４μｍであり、導体回路部周辺部の平均厚さは２６
６μｍであった。また、導体回路部周辺部でのソルダレ
ジストの密着状態を調査したが、気泡の巻き込みによる
不良はなかった。導体回路部周辺部の強度が弱く、実装
工程で用いることができなかった。

【００２１】比較例２銅箔の厚さを１８μｍとし、導体回路部周辺部における
実質開口寸法を９０μｍとした以外は実施例１と同様に
してプリント配線板１を５０枚作成し、導体回路部とそ
の両脇の導体回路部周辺部の厚さを全数測定し、その平
均値を測定した。その結果、導体回路部の平均厚さは２
６４μｍであり、導体回路部周辺部の平均厚さは２７８
μｍであった。導体回路部周辺部でのソルダレジストの
密着状態を調査したところ、気泡の巻き込みによる不良
が多発し実用に耐えるものとならなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上述べた通り本発明の方法によれば、
導体回路部の周辺領域に設けた格子状に配列された多数
の開口の一辺の長さを１００〜３３０μｍとすることに
より、当該領域の厚みを導体回路部の厚みに近づけ得る
ばかりでなく、ソルダレジストと絶縁基板の表面とを、
気泡を巻き込むことなく、確実に接合できる。よって、
本発明の方法で作成されたプリント配線板を用いれば、
信頼性の高い半導体装置を組み立てることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造過程にある本発明に係るプリント配線板の
一実施例を示す平面図である。

【図２】図１に示したプリント配線板の導体回路部周辺
領域の一部拡大平面図である。

【符号の説明】

１絶縁基板１Ａ中央領域１Ｂ周辺領域１ａ搬送用の孔１ｂサイドレール部２開口Ｌ開口の一辺の長さ

フロントページの続き (72)発明者西村明広長野県上伊那郡箕輪町大字中箕輪12238 株式会社伸光製作所内 (56)参考文献特開平１−296690（ＪＰ，Ａ) 特開平４−158592（ＪＰ，Ａ) 特開平５−299786（ＪＰ，Ａ) 特開平10−150250（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 1/02 H05K 3/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導体回路部を設けた中央領域と前記導体回
路部を取り囲んでいて一辺の長さが１００乃至３３０μ
ｍの何れかである方形をなす同じ大きさの所定の間隔を
置いて格子状に配列された多数の開口を設けた金属皮膜
で被覆された周辺領域とを有する絶縁基板と、少なくと
も前記導体回路部のバンプパッド部が露出するように前
記中央領域と周辺領域を被覆したソルダレジスト層とを
含むプリント配線板。
【請求項２】前記絶縁基板はガラスエポキシ樹脂から成
っている請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】前記金属皮膜は銅から成っている請求項１
又は２に記載のプリント配線板。
【請求項４】一側表面に金属皮膜を設けた絶縁基板を準
備するステップと、前記金属皮膜を用いて前記絶縁基板
の中央領域に導体回路部を形成するステップと、前記導
体回路部を含む前記金属皮膜全体を粗面化するステップ
と、前記中央領域を取り囲む周辺領域の前記金属皮膜に
一辺の長さが１００乃至３３０μｍの何れかである方形
をなす同じ大きさの互いに所定の隔を置いて配置された
多数の開口を形成するステップと、前記中央領域と前記
周辺領域の表面全体にソルダレジスト層を形成した後所
定のマスクを用いて露光し現像するステップと、少なく
とも前記導体回路部のバンプパッド部のソルダレジスト
を除去した後前記ソルダレジスト層を硬化させるステッ
プと、露出した前記金属皮膜表面に電気メッキを施すス
テップとを含むプリント配線板の製造方法。
【請求項５】前記導体回路部は、セミアディティブ法又
はサブトラクティブ法により形成される請求項４に記載
のプリント配線板の製造方法。