配線基板の製造方法
【課題】配線パターンのエッチングファクターを改善することができ、しかも金属の導電性等の変化による問題も生じにくい配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンＷＰを形成する工程を含む配線基板の製造方法において、下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択してエッチングすることを特徴とする。
【解決手段】上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンＷＰを形成する工程を含む配線基板の製造方法において、下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択してエッチングすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、少なくとも片面に銅層が設けられた基板に対して、その表面にレジスト膜を形成した後にエッチングを行い、この銅層を所定の配線パターンに形成する配線基板の製造方法が知られている。また、メッキスルーホールで両側の配線パターンが導電接続された両面配線基板を製造する場合、一般に、下記のような工程が採用されている。
【０００３】
即ち、図１に示すように、まず、絶縁基材１の両面に銅箔層２が積層された両面銅張積層板を用意する。これに貫通孔ＳＬをドリル等で形成した後、銅をメッキして銅メッキ層３を形成する。このとき、貫通孔ＳＬの内部もメッキされ、メッキスルーホール３ｓが形成される。次いで、銅メッキ層３の表面に所定の配線パターンに対応するレジスト４を形成すると共に、メッキスルーホール３ｓを塞ぐようなレジスト４ａでテンティングを行う。次いで、エッチングを行って、所定の配線パターンＷＰを形成し、最後にレジスト４を除去する。
【０００４】
このようなエッチングプロセス（サブトラクティブ法）によると、一般に銅箔層２の方が銅メッキ層３よりエッチング速度が小さいか又は同等であるため、配線パターンＷＰの断面形状は、図２の（ａ）又は（ｂ）に示すような形状となる。このような現象は、配線パターンＷＰの厚みが大きい場合（例えば大電流用パターン）に特に顕著になる。
【０００５】
配線パターンＷＰが図２の（ｂ）に示すような形状になると、エッチングファクターが悪化して短絡等の問題が生じ易くなり、特にファインパターンを形成する場合には、エッチング装置やエッチング液、パターン設計などに特別な工夫をする必要性が生じた。
【０００６】
このような問題を解消する方法として、下記の特許文献１には、純銅と合金銅とを使用することによって、各層のエッチング速度を変える（上層ほど速度を小さくする）エッチング工程が開示されている。これによって、エッチングによるアンダーカットを小さくすることができる。
【０００７】
しかしながら、上記プロセスのように、配線パターンの一部に合金化した銅を使用すると、その部分で金属の導電性等が変化するため、回路設計上の問題が生じ易く、特に高周波用回路において設計通り基板が機能しない場合があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２９１２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、配線パターンのエッチングファクターを改善することができ、しかも金属の導電性等の変化による問題も生じにくい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】
【００１０】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の配線基板の製造方法は、上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法において、下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択してエッチングすることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法によると、下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択するため、配線パターンの底部が迅速にエッチングされて、配線パターンのエッチングファクターを改善することができる。しかも、合金などを用いることなく、各銅層の種類を選択するだけのため、金属の導電性等の変化による問題も生じにくい。
【００１２】
上記において、前記複数の銅層が、銅箔層の上に銅メッキ層が形成されたものであることが好ましい。メッキスルーホールで両側の配線パターンが導電接続された両面配線基板を製造する場合など、通常、下側の銅箔層の方が上側の銅メッキ層よりエッチング速度が小さい（又は同等）ため、得られる配線パターンのエッチングファクターが悪化し易いが、本発明では、下側の銅箔層のエッチング速度が速くなるようにエッチング速度を調整するため、配線パターンのエッチングファクターを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の配線基板の製造方法の一例を示す工程図であり、図２は、本発明の作用効果を説明するための説明図である。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法は、上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含むものである。配線基板としては、このようなエッチング工程を製造工程として含むものであれば何れでもよく、片面配線基板の他、両面配線基板、多層配線基板、フレキシブル配線基板などでもよい。本実施形態では、図１に示すように、メッキスルーホール３ｓで両側の配線パターンＷＰが導電接続された両面配線基板をサブトラクティブ法にて製造する例を示す。
【００１５】
この例では、まず、絶縁基材１の両面に銅箔層２が積層された両面銅張積層板を用意する。絶縁基材１としては、例えばエポキシ樹脂、フェーノール樹脂、ポリイミド樹脂からなる絶縁膜や、これらの樹脂等をガラス繊維布等に含浸したプリプレグの硬化物、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等が使用される。
【００１６】
両面銅張積層板の銅箔層２は、絶縁基材１との熱圧着によって一般に形成されるが、メッキ等によって形成することも可能である。銅箔層２の厚みは、厚みのバランスを取ることによって、エッチングファクターの改善効果を効率良く得る上で、３〜２００μｍが好ましい。
【００１７】
一般に、銅箔層２の方が銅メッキ層３よりエッチング速度が小さいか、又は同等であるため、従来の配線パターンＷＰの断面形状は、図２の（ａ）又は（ｂ）に示すような形状となっていた。本発明では、下側の銅層（本実施形態では銅箔層２）ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択することにより、配線パターンが図２（ｃ）に示す断面形状となり、エッチングファクターを改善することができる。
【００１８】
このようにエッチング速度が速い銅箔層２は、例えば図３に示すようなエッチング速度のプロフィールを有するものである。この銅箔層２の場合、従来の銅箔より２０％ほどエッチング速度を早めることができ、銅メッキ層３と比較しても、１０〜２０％ほどエッチング速度を早めることができる。
【００１９】
このようなエッチング速度が大きい銅箔としては、例えば不純物の含有量が多い銅箔や、結晶構造が密である銅箔、無電解銅メッキによる製法で得られた銅箔が有効である。
【００２０】
次いで、この両面銅張積層板に貫通孔ＳＬを形成するが、この工程はドリリング、パンチ、レーザ等によって行うことができる。貫通孔ＳＬの直径は、例えば１００〜２０００μｍである。
【００２１】
次いで、銅をメッキして銅メッキ層３を形成するが、このとき、貫通孔ＳＬの内部もメッキされ、メッキスルーホール３ｓが形成される。銅メッキ層３の厚みは、厚みのバランスを取ることによって、エッチングファクターの改善効果を効率良く得る上で、５〜１００μｍが好ましい。
【００２２】
メッキは、電解メッキでも無電解メッキでもよいが、電解メッキで得られた銅メッキ層３のほうが、エッチング速度が小さくなるため好ましい。メッキ液としては、市販のメッキ液を使用することができる。
【００２３】
次いで、銅メッキ層３の表面に所定の配線パターンに対応するレジスト４を形成すると共に、メッキスルーホール３ｓを塞ぐようなレジスト４ａでテンティングを行う。レジスト４の形成方法は、何れでもよいが、例えばドライフィルムレジスト、液状感光性樹脂、印刷インク、などを用いて行うことができる。ドライフィルムレジストを用いる場合、ドライフィルムレジストをラミネートした後、所定のパターンで露光、現像することにより、所望のレジストパターンが形成される。
【００２４】
次いで、エッチングを行って、所定の配線パターンＷＰを形成する。配線パターンＷＰは、エッチング後の銅箔層２ａとエッチング後の銅メッキ層３ａとで構成される。エッチングには、銅箔層２と銅メッキ層３のエッチング速度が異なるようなエッチング液が使用され、塩化第２銅、塩化第２鉄、アルカリエッチング液などのエッチング液を使用することができる。エッチング方法としては、浸漬法、スプレー法（シャワー法を含む）、発泡エッチング法などが挙げられる。
【００２５】
エッチングの程度は、エッチング時間や液濃度によって調整できるが、本発明では、図２（ｃ）に示すように、配線パターンＷＰの上面の線幅に対して、底面の線幅が９０％〜１２０％の範囲内となるように、条件設定するのが好ましい。本発明は、エッチングファクターが改善されるため、従来、ファイン化する場合にエッチング時の工夫が必要となっていた、配線パターンＷＰの上面の線幅が２０〜１００μｍの場合に特に有効である。
【００２６】
次いで、レジスト４を除去するが、薬剤等で剥離することができる。これによって、メッキスルーホール３ｓで両側の配線パターンＷＰが導電接続された両面配線基板を得ることができる。
【００２７】
次いで、必要に応じて、各種金属のメッキ工程、ソルダレジストやカバーレイの形成工程を実施してもよい。また、多層配線基板等の場合には、更に配線基板の積層一体化、層間接続構造の形成、上層へのビルドアップなどの工程を更に行うことができる。
【００２８】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、銅箔層の上に銅メッキ層が形成された２層の銅層をエッチングする例を示したが、複数の銅層は３層以上であってもよい。その場合、下側の銅層ほど順にエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択すればよい。
【００２９】
（２）また、本発明では、複数の銅層は、全て銅メッキ層又は全て銅箔層であってもよく、前述の実施形態と比較して、銅メッキ層と銅箔層の上下が逆になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の配線基板の製造方法の一例を示す工程図
【図２】本発明の作用効果を説明するための説明図
【図３】本発明に使用される銅箔と従来の銅箔とのエッチング速度を比較した例を示すグラフ
【符号の説明】
【００３１】
１ 絶縁基材
２ 銅箔層
２ａ エッチング後の銅箔層
３ 銅メッキ層
３ａ エッチング後の銅メッキ層
３ｓ メッキスルーホール
４ レジスト
ＷＰ 配線パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、少なくとも片面に銅層が設けられた基板に対して、その表面にレジスト膜を形成した後にエッチングを行い、この銅層を所定の配線パターンに形成する配線基板の製造方法が知られている。また、メッキスルーホールで両側の配線パターンが導電接続された両面配線基板を製造する場合、一般に、下記のような工程が採用されている。
【０００３】
即ち、図１に示すように、まず、絶縁基材１の両面に銅箔層２が積層された両面銅張積層板を用意する。これに貫通孔ＳＬをドリル等で形成した後、銅をメッキして銅メッキ層３を形成する。このとき、貫通孔ＳＬの内部もメッキされ、メッキスルーホール３ｓが形成される。次いで、銅メッキ層３の表面に所定の配線パターンに対応するレジスト４を形成すると共に、メッキスルーホール３ｓを塞ぐようなレジスト４ａでテンティングを行う。次いで、エッチングを行って、所定の配線パターンＷＰを形成し、最後にレジスト４を除去する。
【０００４】
このようなエッチングプロセス（サブトラクティブ法）によると、一般に銅箔層２の方が銅メッキ層３よりエッチング速度が小さいか又は同等であるため、配線パターンＷＰの断面形状は、図２の（ａ）又は（ｂ）に示すような形状となる。このような現象は、配線パターンＷＰの厚みが大きい場合（例えば大電流用パターン）に特に顕著になる。
【０００５】
配線パターンＷＰが図２の（ｂ）に示すような形状になると、エッチングファクターが悪化して短絡等の問題が生じ易くなり、特にファインパターンを形成する場合には、エッチング装置やエッチング液、パターン設計などに特別な工夫をする必要性が生じた。
【０００６】
このような問題を解消する方法として、下記の特許文献１には、純銅と合金銅とを使用することによって、各層のエッチング速度を変える（上層ほど速度を小さくする）エッチング工程が開示されている。これによって、エッチングによるアンダーカットを小さくすることができる。
【０００７】
しかしながら、上記プロセスのように、配線パターンの一部に合金化した銅を使用すると、その部分で金属の導電性等が変化するため、回路設計上の問題が生じ易く、特に高周波用回路において設計通り基板が機能しない場合があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２９１２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、配線パターンのエッチングファクターを改善することができ、しかも金属の導電性等の変化による問題も生じにくい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】
【００１０】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の配線基板の製造方法は、上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法において、下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択してエッチングすることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法によると、下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択するため、配線パターンの底部が迅速にエッチングされて、配線パターンのエッチングファクターを改善することができる。しかも、合金などを用いることなく、各銅層の種類を選択するだけのため、金属の導電性等の変化による問題も生じにくい。
【００１２】
上記において、前記複数の銅層が、銅箔層の上に銅メッキ層が形成されたものであることが好ましい。メッキスルーホールで両側の配線パターンが導電接続された両面配線基板を製造する場合など、通常、下側の銅箔層の方が上側の銅メッキ層よりエッチング速度が小さい（又は同等）ため、得られる配線パターンのエッチングファクターが悪化し易いが、本発明では、下側の銅箔層のエッチング速度が速くなるようにエッチング速度を調整するため、配線パターンのエッチングファクターを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の配線基板の製造方法の一例を示す工程図であり、図２は、本発明の作用効果を説明するための説明図である。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法は、上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含むものである。配線基板としては、このようなエッチング工程を製造工程として含むものであれば何れでもよく、片面配線基板の他、両面配線基板、多層配線基板、フレキシブル配線基板などでもよい。本実施形態では、図１に示すように、メッキスルーホール３ｓで両側の配線パターンＷＰが導電接続された両面配線基板をサブトラクティブ法にて製造する例を示す。
【００１５】
この例では、まず、絶縁基材１の両面に銅箔層２が積層された両面銅張積層板を用意する。絶縁基材１としては、例えばエポキシ樹脂、フェーノール樹脂、ポリイミド樹脂からなる絶縁膜や、これらの樹脂等をガラス繊維布等に含浸したプリプレグの硬化物、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等が使用される。
【００１６】
両面銅張積層板の銅箔層２は、絶縁基材１との熱圧着によって一般に形成されるが、メッキ等によって形成することも可能である。銅箔層２の厚みは、厚みのバランスを取ることによって、エッチングファクターの改善効果を効率良く得る上で、３〜２００μｍが好ましい。
【００１７】
一般に、銅箔層２の方が銅メッキ層３よりエッチング速度が小さいか、又は同等であるため、従来の配線パターンＷＰの断面形状は、図２の（ａ）又は（ｂ）に示すような形状となっていた。本発明では、下側の銅層（本実施形態では銅箔層２）ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択することにより、配線パターンが図２（ｃ）に示す断面形状となり、エッチングファクターを改善することができる。
【００１８】
このようにエッチング速度が速い銅箔層２は、例えば図３に示すようなエッチング速度のプロフィールを有するものである。この銅箔層２の場合、従来の銅箔より２０％ほどエッチング速度を早めることができ、銅メッキ層３と比較しても、１０〜２０％ほどエッチング速度を早めることができる。
【００１９】
このようなエッチング速度が大きい銅箔としては、例えば不純物の含有量が多い銅箔や、結晶構造が密である銅箔、無電解銅メッキによる製法で得られた銅箔が有効である。
【００２０】
次いで、この両面銅張積層板に貫通孔ＳＬを形成するが、この工程はドリリング、パンチ、レーザ等によって行うことができる。貫通孔ＳＬの直径は、例えば１００〜２０００μｍである。
【００２１】
次いで、銅をメッキして銅メッキ層３を形成するが、このとき、貫通孔ＳＬの内部もメッキされ、メッキスルーホール３ｓが形成される。銅メッキ層３の厚みは、厚みのバランスを取ることによって、エッチングファクターの改善効果を効率良く得る上で、５〜１００μｍが好ましい。
【００２２】
メッキは、電解メッキでも無電解メッキでもよいが、電解メッキで得られた銅メッキ層３のほうが、エッチング速度が小さくなるため好ましい。メッキ液としては、市販のメッキ液を使用することができる。
【００２３】
次いで、銅メッキ層３の表面に所定の配線パターンに対応するレジスト４を形成すると共に、メッキスルーホール３ｓを塞ぐようなレジスト４ａでテンティングを行う。レジスト４の形成方法は、何れでもよいが、例えばドライフィルムレジスト、液状感光性樹脂、印刷インク、などを用いて行うことができる。ドライフィルムレジストを用いる場合、ドライフィルムレジストをラミネートした後、所定のパターンで露光、現像することにより、所望のレジストパターンが形成される。
【００２４】
次いで、エッチングを行って、所定の配線パターンＷＰを形成する。配線パターンＷＰは、エッチング後の銅箔層２ａとエッチング後の銅メッキ層３ａとで構成される。エッチングには、銅箔層２と銅メッキ層３のエッチング速度が異なるようなエッチング液が使用され、塩化第２銅、塩化第２鉄、アルカリエッチング液などのエッチング液を使用することができる。エッチング方法としては、浸漬法、スプレー法（シャワー法を含む）、発泡エッチング法などが挙げられる。
【００２５】
エッチングの程度は、エッチング時間や液濃度によって調整できるが、本発明では、図２（ｃ）に示すように、配線パターンＷＰの上面の線幅に対して、底面の線幅が９０％〜１２０％の範囲内となるように、条件設定するのが好ましい。本発明は、エッチングファクターが改善されるため、従来、ファイン化する場合にエッチング時の工夫が必要となっていた、配線パターンＷＰの上面の線幅が２０〜１００μｍの場合に特に有効である。
【００２６】
次いで、レジスト４を除去するが、薬剤等で剥離することができる。これによって、メッキスルーホール３ｓで両側の配線パターンＷＰが導電接続された両面配線基板を得ることができる。
【００２７】
次いで、必要に応じて、各種金属のメッキ工程、ソルダレジストやカバーレイの形成工程を実施してもよい。また、多層配線基板等の場合には、更に配線基板の積層一体化、層間接続構造の形成、上層へのビルドアップなどの工程を更に行うことができる。
【００２８】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、銅箔層の上に銅メッキ層が形成された２層の銅層をエッチングする例を示したが、複数の銅層は３層以上であってもよい。その場合、下側の銅層ほど順にエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択すればよい。
【００２９】
（２）また、本発明では、複数の銅層は、全て銅メッキ層又は全て銅箔層であってもよく、前述の実施形態と比較して、銅メッキ層と銅箔層の上下が逆になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の配線基板の製造方法の一例を示す工程図
【図２】本発明の作用効果を説明するための説明図
【図３】本発明に使用される銅箔と従来の銅箔とのエッチング速度を比較した例を示すグラフ
【符号の説明】
【００３１】
１ 絶縁基材
２ 銅箔層
２ａ エッチング後の銅箔層
３ 銅メッキ層
３ａ エッチング後の銅メッキ層
３ｓ メッキスルーホール
４ レジスト
ＷＰ 配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法において、
下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択してエッチングすることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記複数の銅層が、銅箔層の上に銅メッキ層が形成されたものである請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項１】
上下に積層された複数の銅層をエッチングして所定の配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法において、
下側の銅層ほどエッチング速度が速くなるように、各銅層の種類を選択してエッチングすることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記複数の銅層が、銅箔層の上に銅メッキ層が形成されたものである請求項１記載の配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−９５９１０（Ｐ２００７−９５９１０Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８１８４４（Ｐ２００５−２８１８４４）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００１０３２２０）エルナー株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００１０３２２０）エルナー株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
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