Labo運営、元プリント基板エンジニア2021.01.20コピーしました全3622文字PR電子部品同士を配線し、回路を形成するプリント基板。前回までは、自動車やスマートフォンに使われる身近なプリント基板や、特殊な用途で使われる高機能なプリント基板の紹介をしてきました。今回は少し視点を変えて、プリント基板を製造していく中で核となる製造工程に焦点を当て、その奥深さや技術的な内容を紹介していきます。プリント基板の製造工程には、薬液工程と機械加工工程があります。ICや受動部品の微細化の流れを受け、プリント基板の各製造工程の機械装置や材料において技術進化が続いています注1)。注1)微細化するチップ部品に合わせてプリント基板も微細化していく必要があります。それに伴い、プリント基板の加工装置はより高い加工精度が求められ、薬液工程も添加剤の開発が求められています。今回は、プリント基板を製造していく中で核となる工程である、エッチング、穴あけ、銅めっき、ソルダーレジストの4工程について、紹介していきます。薬液で回路パターンを形成エッチングとは、化学薬品の腐食作用を利用した表面処理の技法です。古くは銅板による版画印刷技法として発展してきた技術が、プリント基板のパターン形成技術に応用されています。この工程の理解のために、プリント基板の回路パターン形成において、最も代表的なドライフィルム法について説明します。ドライフィルムとは、感光性樹脂を厚さ10μ~30μmのフィルム状に加工した材料で、これを銅箔の上に貼り付けます。このドライフィルムが保護膜となり、エッチング薬液の銅腐食から回路パターンを守ります。回路形成時には、回路パターン以外の部分の保護膜を取り除き、銅箔をむき出しにします。この状態で、エッチング薬液に浸すと、被膜されていないところが腐食され、回路パターンが形成されます(図1)。エッチングによる回路パターンの形成エッチングでは、まず銅箔にドライフィルムを貼り付け、回路パターンをUVで焼き付け、UVで焼き付けた以外の部分を取り除きます(a)。その後、エッチング液をスプレーすることで、回路を形成します(b)。(図:メイコー)[画像のクリックで拡大表示]ドライフィルムには、UV(紫外線)硬化樹脂が使われることが多く、回路パターンを描いたフィルムを貼り付けたドライフィルムの上に置き、紫外線を当てて回路部分を硬化させます。それ以外の部分は、アルカリ性薬液で溶かして取り除きます。エッチング薬液は、塩化第二銅溶液が一般的です。化学反応により固体の銅箔を溶液中に溶解させます注2)。化学反応なので、エッチング量は、エッチング薬液の濃度と温度、時間で変化します。注2)塩化第二銅溶液におけるエッチングの化学反応は、Cu+CuCl2→2CuClとなります。基板製造では、基板専用の薬液スプレータイプのコンベア搬送装置を用います。エッチング量を調整したい場合は、エッチング薬液の濃度や温度を変えるのではなく、装置のコンベア速度を調整することで対応しています。回路パターン幅は、髪の毛1本分の細さである100μm程度というのが一般的です。スマートフォンなど小さくて高機能な製品向けの基板の場合は、100μmの回路パターン幅では太く、基板面積に対して信号線を収めることができません。そこで、ドライフィルムやエッチング装置などを高精細用に変えることで、回路パターン幅を40μm程度にまで細線化しています。さまざまな分野のエンジニア必見です。本書が勧めるのは「目的志向の在庫論」です。Manufacturing日本の製造業が新たな顧客提供価値を創出するためのDXとは。技術開発のトレンドや注目企業の狙いを様々な角度から分析し、整理しました。次世代電池技術やトレンドを徹底解説。NewAGC、夜間の歩行者交通事故ゼロに挑戦エレキ毎月更新。「次の一手」が分かるDXの祭典。2023年6月に大阪で開催します。情報変更・解約6/1開催ウェビナー『ChatGPTは我々の仕事をいかに変えるのか?。