專利名稱：印刷布線板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印刷布線板及其制造方法，尤其是涉及具有利用加成法(additive process)形成的導(dǎo)體電路的印刷布線板及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為印刷布線板的電路形成方法公知的有加成法。在加成法中，在絕緣基材的一面均勻形成了薄的導(dǎo)電層膜(種子層)的基材的種子層上，利用光刻法形成被成圖的電鍍用抗蝕劑，利用電解電鍍在抗蝕劑之間分別形成電鍍部。其后，通過去除電鍍用抗蝕劑，并蝕刻去除電鍍部間的種子層，得到導(dǎo)體電路。
與通過對均勻形成在絕緣基材上的銅箔等的導(dǎo)體層進行蝕刻從而形成電路的減成法(subtract process，或蝕刻法)形成導(dǎo)體電路相比，上述加成法可以形成線寬更窄的電路，這是公知的。從追求電子設(shè)備的小型化或高密度化的現(xiàn)狀來看，加成法在這一點上具有很大的優(yōu)點。
但是，現(xiàn)有的加成法具有下述的缺點。即，在利用光刻法曝光時，由于產(chǎn)生種子層引起的漫反射等，如圖4A所示，作為與種子層102的界面的抗蝕劑103的底部，變得具有向底部擴展的邊緣部104。由于在這種狀態(tài)下如圖4B所示實施電鍍，因而電鍍部105的底部如圖4C所示，具有像被挖去的凹陷部106。
其后，實施上述所示蝕刻，但上述凹陷部106，如圖4D所示，侵蝕得更深。保護層材料或阻焊層材料等的絕緣物覆蓋不能充分填充較深的凹陷部106，會產(chǎn)生殘留空隙的危險。上述空隙會成為遷移等的原因。
另外，由于產(chǎn)生凹陷部時，導(dǎo)體電路與絕緣基材的接觸面積變小，因此其間的連接強度降低，甚至容易產(chǎn)生導(dǎo)體電路由于熱處理而剝落的危險。并且，由于導(dǎo)體電路的截面形狀不是矩形，因此容易引起傳送高頻信號時阻抗不匹配的問題。
日本專利公開2001-196740號公報公開了一種形成無凹陷部的導(dǎo)體電路的方法。根據(jù)該方法，通過干燥處理將上述抗蝕劑底部的邊緣部部分去除后，進行用于形成電路的電鍍，由此能夠抑制凹陷的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
上述干燥處理需要具有大規(guī)模的真空箱等的干燥處理裝置，需要去除水分或抽成真空的工序，因此會有提高印刷布線板的制造成本的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種不用干燥處理和干燥處理裝置、能夠利用加成法制造的無凹陷的導(dǎo)體電路及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方式，一種印刷布線板，具有絕緣基材；以及導(dǎo)體電路，包括上述絕緣基材上的具有凹陷部的第一導(dǎo)體、及填充上述凹陷部的第二導(dǎo)體。
優(yōu)選的是，還具有介于上述絕緣基材和上述第一導(dǎo)體之間的導(dǎo)電性種子層，上述第一導(dǎo)體通過加成法形成于上述導(dǎo)電性種子層上。
并且優(yōu)選的是，上述導(dǎo)體電路的截面形狀為矩形、或具有向底部擴展的邊緣部。
并且，優(yōu)選的是，上述邊緣部伸出，使得從上述凹陷部的底部至上述邊緣部的伸出端部的寬度是上述凹陷部的深度的1～3倍。
并且，優(yōu)選的是，上述第一導(dǎo)體和上述第二導(dǎo)體，由實質(zhì)上具有相同熱膨脹系數(shù)的物質(zhì)分別構(gòu)成。
并且，優(yōu)選的是，還具有導(dǎo)電性種子層，其介于上述絕緣基材和上述第一導(dǎo)體之間，與上述第二導(dǎo)體實質(zhì)上具有相同的耐蝕刻性。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，一種印刷布線板，具有絕緣基材；上述絕緣基材上的導(dǎo)電性種子層；以及導(dǎo)電性電路，位于上述導(dǎo)電性種子層上，具有電鍍層，從上述導(dǎo)電性電路的上方看，上述導(dǎo)電性種子層的輪廓，與上述導(dǎo)電性電路的輪廓一致，或包圍上述導(dǎo)電性電路的輪廓。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案，一種印刷布線板的制造方法，包括抗蝕劑層形成工序，在絕緣基材上的導(dǎo)電性種子層上形成抗蝕劑層；光刻工序，對上述抗蝕劑層進行曝光、顯影，以形成被成圖的電鍍用抗蝕劑；電鍍工序，進行電解電鍍，以在上述光刻工序中去除了上述抗蝕劑層的部分上形成導(dǎo)體電路；抗蝕劑去除工序，去除上述被成圖的電鍍用抗蝕劑；以及追加電鍍工序，進行追加電鍍，以填充上述導(dǎo)體電路所具有的凹陷。
優(yōu)選的是，上述追加電鍍工序，包括在上述抗蝕劑去除工序后電鍍?nèi)棵娴脑匐婂児ば颍缓土粝卤匾牟糠植⑷コ婂兊娜コば颉?br> 并且，優(yōu)選的是，在再電鍍工序中利用高均一性酸性銅鍍浴或填孔鍍浴。
另外，優(yōu)選的是，上述填孔鍍浴含有添加劑，該添加劑具有相對地促進電鍍液循環(huán)不良的部分的電鍍的功能?；蛘呱鲜鎏羁族冊『刑砑觿?，該添加劑具有抑制被鍍物的電鍍的功能。


圖1A是本發(fā)明的第一實施方式的各工序前的印刷布線板的截面圖。
圖1B是本發(fā)明的第一實施方式的導(dǎo)電性種子層形成后的印刷布線板的截面圖。
圖1C是本發(fā)明的第一實施方式的光刻工序的印刷布線板的截面圖。
圖1D是本發(fā)明的第一實施方式的顯影后的印刷布線板的截面圖。
圖1E是本發(fā)明的第一實施方式的電鍍后的印刷布線板的截面圖。
圖1F是本發(fā)明的第一實施方式的抗蝕劑去除后的印刷布線板的截面圖。
圖1G是本發(fā)明的第一實施方式的再電鍍后的印刷布線板的截面圖。
圖1H是本發(fā)明的第一實施方式的電鍍?nèi)コ蟮挠∷⒉季€板的截面圖。
圖2A是具有凹陷部分的再電鍍前的狀態(tài)。
圖2B是說明利用高均一性酸性銅鍍浴形成追加電鍍層的情況的截面圖。
圖2C是說明利用填孔鍍浴形成追加電鍍層的情況的截面圖。
圖3A是本發(fā)明的第二實施方式的電鍍?nèi)コ蟮挠∷⒉季€板的截面圖。
圖3B是本發(fā)明的第二實施方式的變形例的電鍍?nèi)コ蟮挠∷⒉季€板的截面圖。
圖4A是現(xiàn)有技術(shù)的光刻工序后的印刷布線板的截面圖。
圖4B是現(xiàn)有技術(shù)的電鍍后的印刷布線板的截面圖。
圖4C是現(xiàn)有技術(shù)的抗蝕劑去除后的印刷布線板的截面圖。
圖4D是現(xiàn)有技術(shù)的電鍍?nèi)コ蟮挠∷⒉季€板的截面圖。
具體實施例方式
以下參照圖1A至圖1H對本發(fā)明的第一實施方式的印刷布線板及其制造方法進行說明。
絕緣基材11如圖1A所示是由聚酰亞胺等樹脂構(gòu)成的薄膜。上述絕緣基材11的原料并不限于聚酰亞胺，可以利用可適用于電子設(shè)備的各種的絕緣樹脂?？梢允褂铆h(huán)氧玻璃(glass epoxy)、環(huán)氧芳族聚酰胺(aramid epoxy)、BT樹脂、PET、液晶聚合物等代替聚酰亞胺。
首先，實施導(dǎo)電性種子層形成工序。在上述絕緣基材11的一面上，通過濺射使鎳薄膜成長至300左右，并進一步在其上層成長3000左右的銅薄膜，由此成為圖1B所示導(dǎo)電性種子層12。上述鎳薄膜可以用其他金屬薄膜代替，但需要選擇與絕緣基材11的密合性良好的材料。銅薄膜防止上述鎳薄膜在其后的工序中由于電解電鍍浴而溶解。該金屬可以用鉻、鋁、金、銀等其他導(dǎo)電性良好的其他金屬進行替換。
其次，實施抗蝕劑層形成工序。在導(dǎo)電性種子層12上，利用滾筒層壓(roll laminate)或真空層壓，層壓干膜抗蝕劑(dry film resist)，由此形成抗蝕劑層13。也可以涂布液狀抗蝕劑以代替干膜抗蝕劑。
其次，實施光刻工序。在上述抗蝕劑層13正上方配置如圖1C所示的抗蝕劑成圖用掩模14，并照射紫外線15。上述紫外線15是從波長365nm和405nm中選擇的至少一種。接著，通過進行顯影，從而形成如圖1D所示的電鍍用抗蝕劑16。由于使用正性抗蝕劑，因此在抗蝕劑層13中去除被曝光的部分，留下沒有被曝光的部分。這樣，被成圖的電鍍用抗蝕劑16，在作為與導(dǎo)電性種子層12的界面的底部上具有向底部擴展的邊緣部(裾部)17。
其次，實施電鍍工序。進行電解銅電鍍(硫酸銅電鍍)，在抗蝕劑16間、即抗蝕劑層13被去除的部分上，如圖1E所示，形成厚度為8μm左右的電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18。上述電解銅電鍍通過利用后述的高均一性酸性銅鍍浴(ハイスロ一めつき浴)，高效地形成良好的電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18。電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18構(gòu)成導(dǎo)體電路的主要部分。
其次，實施抗蝕劑去除工序。通過吹送適當(dāng)?shù)膭冸x液，如圖1F所示，完全剝除電鍍用抗蝕劑16。此時，上述邊緣部17被轉(zhuǎn)印，在電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18上，在其底面附近、即與導(dǎo)電性種子層12的界面附近，生成凹陷(アンダ一カツト)部分19。至此的工序與利用現(xiàn)有的加成法進行的電路形成在實質(zhì)上是相同的。
其次，實施由再電鍍工序和去除工序構(gòu)成的追加電鍍工序。
在再電鍍工序中，利用硫酸銅電鍍再次電鍍?nèi)棵?，如圖1G所示，形成追加電鍍層(第2導(dǎo)體)20以填充上述凹陷部分19。用于再電鍍的鍍浴，既可以是高均一性酸性銅鍍浴，也可以是填孔(ビアフイル)鍍浴。
在上述再電鍍工序中，在鍍浴中添加了商品名為カパ一グリ一ムCLX(日本リ一ロナ一ル株式會社)所提供的通孔電鍍用添加劑、或商品名為トツプルチナBVF(奧野制藥株式會社)所提供的填充孔(フイルドビア)用的添加劑、或者商品名為トツプルチナα(奧野制藥株式會社)所提供的填充孔/通孔同時電鍍用的添加劑。
通孔電鍍用添加劑具有提高電鍍膜厚的均一性、即提高均勻電鍍能力(スロ一イングパワ一)的作用，因此被添加在高均一性酸性銅鍍浴中。
所謂填充孔是指，在多層板或雙面板的通孔中，通過電鍍將金屬無縫隙地填充其中的通孔。填充孔用的添加劑具有抑制被鍍物的電鍍的功能。在基板表面由于電鍍液的循環(huán)較好而能夠更有效地作用，在通孔內(nèi)部由于電鍍液的循環(huán)不好而不能有效地作用，因此上述功能可以相對地促進通孔內(nèi)部的電鍍。因此，上述添加劑具有促進通孔被金屬填充的作用。
在本發(fā)明的本實施方式中，利用填充孔用的添加劑具有的上述功能，相對地對電鍍液循環(huán)不好的凹陷部分19優(yōu)先實施電鍍。
凹陷部分19的深度從電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18的側(cè)壁開始測量約為1μm的情況下的、典型鍍浴的結(jié)構(gòu)和電鍍條件，如下所示。下述的目標(biāo)膜厚可以根據(jù)電流密度和通電時間簡單地進行設(shè)置。
(高均一性酸性銅鍍浴的情況下)硫酸銅濃度60～90g/升、硫酸濃度165～210g/升、氯離子30～75mg/升、通孔電鍍用添加劑カパ一グリ一ムCLX-A(日本リ一ロナ一ル株式會社制)3～7毫升/升、通孔電鍍用添加劑カパ一グリ一ムCLX-C(日本リ一ロナ一ル株式會社制)5～15毫升/升、電流密度0.1～4A/dm2、目標(biāo)膜厚0.5～1μm。
(填孔鍍浴的情況下)硫酸銅濃度160～240g/升、硫酸濃度40～80g/升、氯離子30～70mg/升、填充孔電鍍用添加劑トツプルチナBVF(奧野制藥株式會社)2～10毫升/升、電流密度0.1～5A/dm2、目標(biāo)膜厚0.2～3μm。
在對如圖2A所示狀態(tài)的凹陷部分19實施再電鍍工序的情況下，為使后述的去除工序中導(dǎo)電性種子層12的去除容易實現(xiàn)，優(yōu)選的是電鍍膜厚較小。另一方面，需要通過電鍍充分填充凹陷部分19。
利用高均一性酸性銅鍍浴進行電鍍的情況下，如圖2B所示，被鍍物被大致均一地電鍍，因此，為了填充約1μm深的凹陷部分19，需要0.5～1μm的目標(biāo)膜厚。
利用填孔鍍浴進行電鍍的情況下，如圖2C所示，優(yōu)先電鍍凹陷部分19附近，因此在上述的目標(biāo)膜厚下會導(dǎo)致電鍍厚度過厚。因此，目標(biāo)膜厚優(yōu)選為更少的0.2～0.5μm。
其次，實施去除工序。蝕刻、去除導(dǎo)電性種子層12和追加電鍍層(第二導(dǎo)體)20，使得必要的部分、即介于電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18和絕緣基材11之間的部分以及填充凹陷部分19的部分殘留。
由此，由電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18、和填充凹陷部分19的追加電鍍層(第二導(dǎo)體)20的殘存部分，如圖1H所示，構(gòu)成了無凹陷的導(dǎo)體電路21。此時，導(dǎo)體電路21為難以產(chǎn)生凹陷的形狀，因此不會由于蝕刻而產(chǎn)生或擴大凹陷。另外，蝕刻液的選定可以從更多的選擇項中選取。另外，從上方看時，導(dǎo)電性種子層12的輪廓與導(dǎo)體電路21的輪廓大致一致。另外，導(dǎo)體電路21的截面形狀大致為矩形。
另外，導(dǎo)體電路21，如圖3A所示，也可以形成為具有向底部擴展的邊緣部22。例如，在上述的再電鍍工序中，使用填孔鍍浴、且使目標(biāo)膜厚為0.5μm～3μm時，如圖2C所示，凹陷部分19附近電鍍得比其他部分厚。通過對其實施上述去除工序，形成具有邊緣部22的導(dǎo)體電路21。從上方看時，導(dǎo)電性種子層12的輪廓比導(dǎo)體電路21的輪廓大，且將其包圍。用與電路的行進方向垂直的截面切斷的導(dǎo)體電路21的截面形狀，為下部比上部寬的喇叭狀。由此能夠防止去除工序中產(chǎn)生新的凹陷。另外，提高邊緣部22相對于導(dǎo)體電路21的絕緣基材11的密合性，且抑制龜裂的發(fā)生，因此，在其后的工序中所進行的以防銹為目的的鍍鎳或金等的電鍍工序中，能夠有效防止導(dǎo)體電路21剝落。上述邊緣部22的伸出，過大時絕緣產(chǎn)生問題，過小時不能充分獲得上述效果。因此，優(yōu)選的是，從凹陷部分19的底部至邊緣部22的伸出端部的寬度dm是凹陷部分19的深度dc的1～3倍，更加優(yōu)選的是1.5～2倍。
另外，如圖3B所示，去除工序后，追加電鍍層(第二導(dǎo)體)20也可殘留少許。
并且，優(yōu)選的是，電路用電鍍部(第一導(dǎo)體)18和追加電鍍層(第二導(dǎo)體)20的熱膨脹系數(shù)大致相等，更加優(yōu)選的是由同種金屬構(gòu)成。由此，能夠防止后續(xù)工序中的熱處理等引起的熱應(yīng)力的發(fā)生，進而防止裂紋或剝落等缺陷的產(chǎn)生。
另外，優(yōu)選的是，導(dǎo)電性種子層12和追加電鍍層(第二導(dǎo)體)20具有大致相等的耐蝕刻性。由此能夠防止新的凹陷的發(fā)生。
以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明并不限于上述實施例。基于上述公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過對實施例的修改或變形實施本發(fā)明。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性提供一種不用干燥處理和干燥處理裝置、能夠利用加成法制造的無凹陷的導(dǎo)體電路及其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種印刷布線板，其特征在于，具有絕緣基材；以及導(dǎo)體電路，包括上述絕緣基材上的具有凹陷部的第一導(dǎo)體、及填充上述凹陷部的第二導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷布線板，其特征在于，還具有介于上述絕緣基材和上述第一導(dǎo)體之間的導(dǎo)電性種子層，上述第一導(dǎo)體通過加成法形成于上述導(dǎo)電性種子層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷布線板，其特征在于，上述導(dǎo)體電路的截面形狀為矩形、或具有向底部擴展的邊緣部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的印刷布線板，其特征在于，上述邊緣部伸出，使得從上述凹陷部的底部至上述邊緣部的伸出端部的寬度是上述凹陷部的深度的1～3倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷布線板，其特征在于，上述第一導(dǎo)體和上述第二導(dǎo)體，由實質(zhì)上具有相同熱膨脹系數(shù)的物質(zhì)分別構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷布線板，其特征在于，還具有導(dǎo)電性種子層，其介于上述絕緣基材和上述第一導(dǎo)體之間，與上述第二導(dǎo)體實質(zhì)上具有相同的耐蝕刻性。
7.一種印刷布線板，其特征在于，具有絕緣基材；上述絕緣基材上的導(dǎo)電性種子層；以及導(dǎo)電性電路，位于上述導(dǎo)電性種子層上，具有電鍍層，從上述導(dǎo)電性電路的上方看，上述導(dǎo)電性種子層的輪廓，與上述導(dǎo)電性電路的輪廓一致，或包圍上述導(dǎo)電性電路的輪廓。
8.一種印刷布線板的制造方法，其特征在于，包括抗蝕劑層形成工序，在絕緣基材上的導(dǎo)電性種子層上形成抗蝕劑層；光刻工序，對上述抗蝕劑層進行曝光、顯影，以形成被成圖的電鍍用抗蝕劑；電鍍工序，進行電解電鍍，以在上述光刻工序中去除了上述抗蝕劑層的部分上形成導(dǎo)體電路；抗蝕劑去除工序，去除上述被成圖的電鍍用抗蝕劑；以及追加電鍍工序，進行追加電鍍，以填充上述導(dǎo)體電路所具有的凹陷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的印刷布線板的制造方法，其特征在于，上述追加電鍍工序，包括在上述抗蝕劑去除工序后電鍍?nèi)棵娴脑匐婂児ば?；和留下必要的部分并去除電鍍的去除工序?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷布線板的制造方法，其特征在于，在上述再電鍍工序中利用高均一性酸性銅鍍浴。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷布線板的制造方法，其特征在于，在上述再電鍍工序中利用填孔鍍浴。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的印刷布線板的制造方法，其特征在于，上述填孔鍍浴含有添加劑，該添加劑具有相對地促進電鍍液循環(huán)不良的部分的電鍍的功能。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的印刷布線板的制造方法，其特征在于，上述填孔鍍浴含有添加劑，該添加劑具有抑制被鍍物的電鍍的功能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不用干燥處理和干燥處理裝置、能夠利用加成法制造的無凹陷的導(dǎo)體電路及其制造方法。本發(fā)明的印刷布線板，具有通過以填充凹陷的方式進行追加電鍍而制造的、無凹陷的導(dǎo)體電路。
文檔編號H05K3/22GK1836472SQ20048002315
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月12日
發(fā)明者藤浪秀之, 樋口令史, 小林一治 申請人:株式會社藤倉