JP2001007513A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の絶縁性及び導体回路の密着強度を向上
させ、かつ基板に正確な微細パターンを形成し得るプリ
ント配線板を提供することにある。 【解決手段】 基板をアニーリングした後、無電解メッ
キ用接着剤層を形成すると共に、接着剤層表面を粗化
し、乾燥、硬化、核付与し、無電解メッキを施して導体
回路を形成する。前記接着剤層中には表面粗化前のアニ
ーリング処理に基づき、内径が５μｍ以上の気泡が発生
していないプリント配線板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は絶縁基板上に金属に
よって導体回路が形成されるプリント配線板に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種のプリント配線板を形成する方法
の一つとして、従来よりアディティブ法が提案されてい
る。この形成方法によると、ガラスエポキシ絶縁基板上
に無電解メッキ用の接着剤を塗布することにより接着剤
層を形成し、その接着剤層の表面を粗化した後に、必要
に応じてメッキレジストを形成すると共に、無電解メッ
キによって導体回路となる金属を付着させている。この
方法によると導体回路は基本的に無電解メッキによって
形成されるため、少ない製造工程によって容易かつ確実
に微細パターンを形成できるという利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記方法においては、
接着剤層を形成する前に絶縁基板を研磨した後水洗し
て、研磨くずを除去しておくことが望ましい。

【０００４】しかしながら、乾燥が充分でない基板上に
接着剤を塗布し、加熱硬化させ、プリント配線板を製造
した場合、導体回路と接着剤層との密着強度（ピール強
度）が低いものや、導体回路が設計位置に形成できてい
ないものが見られた。

【０００５】本発明者らは、鋭意研究した結果、この原
因は前者においては接着剤層中に形成される直径数十μ
ｍの気泡であり、後者においては基板の膨潤であること
がわかった。更に研究した結果、接着剤層中に形成され
る直径数十μｍの気泡や、基板の膨潤は基板中の水分が
原因であることを見出すに到った。以下に、接着剤層中
に発生する気泡、基板の膨潤について説明する。

【０００６】乾燥が充分でない基板上に接着剤を塗布
し、加熱硬化させた場合には、熱によって基板中の残留
水分が水蒸気となり、接着剤層中に直径数十μｍの気泡
を多数形成してしまう。このような大きな気泡が接着剤
層に混入すると、基板本来の絶縁性を発揮することがで
きない。また、加熱試験を行った場合など気泡が熱膨張
し、その膨張に伴って基板の寸法に狂いが生じてしま
う。更に、接着剤層表面にアンカーを形成するような場
合でも気泡が多数存在すると、基板表面におけるアンカ
ー用凹部と気泡とが連通し易くなる。そして、アンカー
効果の低下及び強度の低下を招き、このような絶縁基板
上に導体回路を形成しても、導体回路に剥離が生じてし
まう。

【０００７】また、基板が樹脂製であることに起因して
基板が水分を吸収して、樹脂が膨潤して基板の寸法が変
化するという問題がある。そして、基板の寸法変化が激
しいと、アディティブ法特有の高密度の導体回路や小径
のスルーホールまたはバイアホール等の微細パターンを
所定位置に確実に形成することができない。従って、こ
のような絶縁基板を用いて多層プリント配線板を製造し
ようとしても、高密度でかつ信頼性の高いものにするこ
とができない。

【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みて成されたも
のであり、その目的は、絶縁基板の残留水分を除去する
ことにより、基板の絶縁性及び導体回路の密着強度を向
上させ、かつ基板に正確な微細パターンを形成し得るプ
リント配線板を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、絶縁基板上に表面を粗
化した無電解メッキ用の接着剤層を形成し、その上に導
体回路を形成したプリント配線板であって、前記接着剤
層中には表面粗化前のアニーリング処理に基づき、内径
が５μｍ以上の気泡が発生していないことを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、接着剤層と導体回路との間のピ
ール強度（ＪＩＳ−Ｃ−６４８１）は、１．５ｋｇｆ／
ｃｍ以上であることを特徴とする。

【００１１】前記アニーリング処理によって絶縁基板が
乾燥され、基板の残留水分が除去される。従って、一連
の工程を通じて絶縁基板を一定寸法に維持することがで
き、アニーリングを基準にして、パターンの形成位置、
スルーホールやバイアホールの形成位置を設計すること
により絶縁基板上に微細パターンを正確かつ確実に形成
することが可能になる。また、後発的に絶縁基板に反り
が生じたり、寸法変化したりすることがないため、導体
回路等の剥離が未然に防止できる。

【００１２】前記アニーリング処理は、接着剤層の表面
粗化前に行われることが望ましい。その理由は、接着剤
塗布の前に絶縁基板上の残留水分を充分に除去しておく
ことにより、接着剤層中に多数発生する大きな気泡を確
実に防止できるからである。従って、基板の絶縁性低
下、基板の寸法変化、アンカー効果の低下に起因する導
体回路の剥離など、接着剤層中の気泡発生に関する諸問
題を回避できる。

【００１３】また、前記アニーリング処理は５０℃〜１
５０℃で、０．５時間〜３．０時間行うことが望まし
い。この場合、高温のエアを基板に吹きつけて水分を蒸
発させるブロア乾燥機や、遠赤外線照射により基板内の
残留水分を蒸発させる遠赤外線乾燥機等が用いられる。
この処理温度が５０℃未満であると、温度が低すぎて絶
縁基板中の水分が充分に蒸発できず、基板内に水分が残
留してしまう。処理温度が１５０℃を越えると、例え
ば、基板が樹脂製である場合には特に熱によって変色、
変形する虞れあある。また、この処理時間が０．５時間
未満であると、絶縁基板中の水分除去が充分になされ
ず、基板内の残留水分により気泡が発生し易くなる。処
理時間が３．０時間を越えると、生産効率の悪化を招
く。尚、基板のアニーリング処理に際しては、基板は載
置台などの上で水平状態に保持され、それにより基板の
変形、反りが防止される。

【００１４】以下に、上述したようなプリント配線板に
ついて製造工程に従い、更に詳しく説明する。前記絶縁
基板には、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、紫外線遮
蔽材入りのガラスエポキシ樹脂基板またはガラスポリイ
ミド樹脂基板等を用いることが好適である。さらに、実
施例３に示すように、絶縁基板上には内層回路が形成さ
れていてもよい。絶縁基板表面の洗浄する工程において
基板を洗浄する方法としては、水洗が最も好適である。
絶縁基板表面の洗浄する工程では、洗浄の前に基板を粗
化処理することが有利であり、この絶縁基板の表面を粗
化する方法としては、例えば、砥粒を噴射することによ
り研磨を行うサンドブラストや、表面に砥粒が保持され
た回転バフによって研磨を行うバフ研磨等が好適であ
る。これら以外の従来の研磨方法であっても、絶縁基板
上に所望の粗面を形成することが可能であれば、充分適
用することが可能である。

【００１５】次に、前記絶縁基板と金属製の導体回路と
の接着性を改善するために、絶縁基板上に塗布される接
着剤の組成について詳細に説明する。絶縁基板上に無電
解メッキ用の接着剤層を形成、粗化する工程において接
着剤層を形成するための接着剤は、酸あるいは酸化剤に
対して可溶性でありかつ予め硬化処理された耐熱性樹脂
微粒子（フィラー樹脂）と、硬化処理することにより酸
あるいは酸化剤に対して難溶性になる耐熱性樹脂液（マ
トリックス樹脂）とからなり、前記微粒子が前記樹脂液
中に分散されていると共に、硬化処理によって前記樹脂
液が硬化されるものであることが望ましい。また、前記
マトリックス樹脂は感光性樹脂であってもよい。

【００１６】前記耐熱性樹脂微粒子としては、例えば、
平均粒径が２μｍ以下の耐熱性樹脂粉末を凝縮させて平
均粒径２μｍ〜１０μｍの大きさとした凝集粒子、平均
粒径２μｍ〜１０μｍの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が２
μｍ以下の耐熱性樹脂粉末との粒子混合物、または平均
粒径２μｍ〜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もしくは無機微粉末の
何れか少なくとも１種を付着させてなる疑似粒子の中か
ら選択されることが望ましい。

【００１７】特に、前記粒子混合物を耐熱性樹脂微粒子
として用いることが好適であり、この樹脂によって形成
されるアンカーによれば、より確実なアンカー効果を確
保することができる。従って、その上に形成される導体
回路等に充分な剥離強度を付与することができる。

【００１８】前記接着剤の硬化は、例えば、加熱処理あ
るいは触媒添加等によって行われる。接着剤層はこの処
理によって、酸化剤等に対して難溶性のマトリックス樹
脂中に酸化剤等に対して可溶性のフィラー樹脂が分散さ
れた状態になる。この状態で、例えばクロム酸、クロム
酸塩、過マンガン酸塩、オゾン等によって酸化処理を行
うと、フィラー樹脂部分のみが選択的に溶解され、マト
リックス樹脂表面にはアンカーとしての無数の微細孔が
形成される。その結果、接着剤層の表面が粗化される。
この微細孔を有する接着剤層表面に対してメッキレジス
ト若くは導体回路を形成すれば、いわゆるアンカー効果
が得られ、この効果によりメッキレジスト及び導体回路
が接着剤層から剥離しにくくなる。

【００１９】また、前記フィラー樹脂となる耐熱性樹脂
微粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等の粉末を使用
することが好適であり、そのような樹脂微粒子の大きさ
は、所望のアンカー効果が得られる範囲として０．１μ
ｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。前記マトリッ
クス樹脂となる耐熱性樹脂としては、エポキシ樹脂、エ
ポキシ変成ポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂及びフェノ
ール樹脂等が使用可能であり、これらの樹脂に対して感
光性を付与させてもよい。この樹脂液に対して上記の樹
脂微粒子を所定量配合した後に、ブチルセロソルブ等の
溶剤を加えて攪拌することによって、前記樹脂微粒子が
均一に分散された接着剤のワニスとすることができる。

【００２０】前記接着剤ワニスを絶縁基材の表面上に塗
布する方法としては、例えばロールコーター、ディップ
コート法、スプレーコート法、スピナーコート法、カー
テンコート法及びスクリーン印刷法等の各種の手段を用
いることができる。これらの何れかの方法によって、接
着剤ワニスは厚さが１０μｍ〜１００μｍ程度に塗布さ
れる。

【００２１】接着剤ワニスの塗布、硬化及び粗化処理が
行われた後、接着剤層表面に触媒核層を形成する工程に
おいて前記接着剤層の粗面にはパラジウム−スズコロイ
ド等の触媒核が付与される。この処理によって接着剤の
粗面が活性化され、無電解メッキを行った際に金属を容
易に析出させることができる。そして、触媒核層表面に
無電解メッキによって導体回路を形成する工程では、上
記処理が行われた表面に対して所望の導体回路パターン
を形成するために、導体回路の非形成部分に対応して無
電解メッキ用のメッキレジストがラミネートされる。上
記のメッキレジストとしては、例えば、感光性のドライ
フィルム等が好適である。このようなドライフィルムに
よれば、接着剤層上に微細な導体回路を確実かつ高精度
に形成することが可能である。それ故、高密度化、高集
積化の要求に対して充分に対応することができる。

【００２２】そして、接着剤層表面にラミネートされた
メッキレジストを露光した後に、現像を行うことによ
り、導体回路非形成部分のみをマスクする。この状態で
無電解銅メッキ、無電解ニッケルメッキ、無電解スズメ
ッキ、無電解金メッキ及び無電解銀メッキ等を行い、前
記触媒核が付与された接着剤層表面の導体回路形成部分
に金属を析出させる。この無電解メッキがなされた後
に、メッキレジストを除去することによって所望の導体
回路パターンが得られる。この方法はフルアディティブ
法と呼ばれる。

【００２３】また、いわゆるセミアディティブ法を使用
してもよい。即ち、接着剤表面全体に無電解メッキ膜を
形成した後、メッキレジストを設け、電解メッキを行
い、メッキレジストを除去してメッキレジスト下の無電
解メッキ膜をエッチングするものである。

【００２４】いずれの方法も、無電解メッキによって導
体回路を形成する方法である。以上の製造方法は、いわ
ゆるアディティブ法による単層プリント配線板の製造方
法であるが、この方法を何回か繰り返すことで、スルー
ホール若くはバイアホールによって各層が導通されたビ
ルドアップ式多層プリント配線板を製造することができ
る。また、基板にアニーリング処理を施す上記方法によ
って得られる多層プリント配線板では、基板における寸
法変化の問題が解決されるため、より複雑な導体回路や
小径のスルーホールまたはバイアホール等の微細パター
ンを所定位置に確実に形成することが可能になる。従っ
て、従来よりもより高密度でかつ信頼性の高い多層プリ
ント配線板の製造が可能である。

【００２５】

【発明の実施形態】以下、本発明を具体化した実施例
１、実施例２及び実施例３と、これらの実施例に対する
比較例とについて図面に基づき詳細に説明する。 〔実施例１〕実施例１はアディティブ法によって単層の
プリント配線板を製造するものである。以下に製造工程
（１）〜（５）について、図１（ａ）〜（ｆ）に基づき
説明する。

【００２６】工程（１）：実施例１では絶縁基板１とし
てＦＲ−４グレードの絶縁基板ＬＥ−６７Ｎ，Ｗタイプ
（日立化成工業製）を使用した。この基板１に対して石
川表記製、高精度ジェットスクラブ研磨機ＩＪＳ−６０
０を用いて基板１の表面研磨を行い、表面粗度が７μｍ
の粗面２を得た。

【００２７】次いで研磨屑除去のために流水下にて基板
１の洗浄を行った。そして、基板１を水平状態に保持し
た後、熱風乾燥機Ｄ1（タバイスペック製、ＩＰＨ−２
００Ｍ）を用い、５０℃、１時間のアニーリング処理を
行った（図１(a)参照）。

【００２８】工程（２）：フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂（油化シェル製、商品名、Ｅ−１５４）６０重
量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル
製、商品名、Ｅ−１００１）４０重量部、 工程（３）：前記絶縁基板１上に上記接着剤のワニスを
ロールコーターを用いて塗布した後に、１００℃で１時
間及び１５０℃で５時間乾燥硬化して、厚さ５０μｍの
接着剤層３を形成した（図１(b)参照）。

【００２９】工程（４）：次に、クロム酸に１０分間浸
漬することによりエポキシ樹脂微粉末を溶解除去して、
接着剤層３の表面を粗面４とした（図１(c)参照）。そ
して、中和後に水洗してクロム酸を除去した。

【００３０】工程（５）：市販のパラジウム−スズコロ
イド触媒に浸漬して前記粗面４を活性化し、触媒核層５
を形成した。続いて、１２０℃、３０分の熱処理後、ド
ライフィルムフォトレジストをラミネートすると共に、
露光現像を行ってメッキレジスト層６を形成した（図１
(d)参照）。そして、無電解銅メッキ液（ＣｕＳＯ4・５
Ｈ2Ｏ：１１１．８g/10リットル、ＥＤＴＡ・２Ｎａ：
３８８．２g/10リットル、ＮａＯＨ：１１１．８g/10リ
ットル、ＨＣＨＯ：３５．３g/10リットル、添加剤：適
宜）に１５時間浸漬して、厚さ約３５μｍの導体回路７
を形成した（図１(e)参照）。そして、メッキレジスト
層６を除去した後、基板１を酒石酸と塩酸との混合溶液
（酒石酸５〜１００g/リットル、３５％塩酸２００〜３
５０ミリリットル/リットル）に浸漬し、被導体形成部
分の触媒を除去してプリント配線板を製造した（図１
(f)参照）。 〔実施例２〕次に、ビルドアップ法による実施例２の多
層プリント配線板の製造工程（１）〜（５）について、
図２（ａ）〜（ｆ）に基づき説明する。

【００３１】工程（１）：実施例２では前記実施例１で
用いた絶縁基板１１を使用した。この基板１１に対して
石川表記製のオシュレーション研磨機ＩＯＰ−６００を
用いて表面研磨を行い、表面粗度が２μｍの粗面１２を
得た。

【００３２】次いで、流水下にて基板１１の洗浄を行っ
た。そして、基板１１を水平状態に保持した後、ブロア
式乾燥機（東京化工機株式会社製）を用い、８０℃、３
時間のアニーリング処理を行った。

【００３３】そして、前記実施例１の工程（２）〜
（５）に従って（但し、粗化はＨ2ＳＯ4を使用して行っ
た。）アディティブ法を基板１１に適用し、絶縁基板１
１、接着剤層１３、粗面１２，１４、触媒核層１５及び
内層回路１６を備える配線板１０を形成した（図２(a)
参照）。

【００３４】工程（２）：クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（油化シェル製、商品名、エピコート１８０
Ｓ）の５０％アクリル化物６０重量部、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂（油化シェル製、商品名、Ｅ−１００
１）４０重量部、 工程（３）：内層回路１６に対してロールコータを用い
て上記の接着剤ワニスを塗布し、１００℃で１時間乾燥
硬化して、厚さ５０μｍの感光性接着剤層１７を形成し
た（図２(b)参照）。

【００３５】工程（４）：次に、前記工程（３）の処理
を施した配線板１０に直径１００μｍの黒円及び、打ち
抜き切断部位が黒く印刷されたフォトマスクフィルムを
密着させ、超高圧水銀灯により５００ｍj/cm2で露光し
た。これをクロロセン溶液で超音波現像処理することに
より、配線板１０上に直径１００μｍのバイアホールと
なる開口１８を形成した（図２(c)参照）。

【００３６】次いで、前記配線板１０を超高圧水銀灯に
より約３０００ｍj/cm2で露光し、更に１００℃で１時
間、その後１５０℃で３時間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た開口１
８を有する層間絶縁層２１を形成した。

【００３７】そして、クロム酸に１０分間浸漬すること
により層間絶縁層２１表面を粗面１９にかえ、中和後に
水洗してクロム酸を除去した（図２(d)参照）。 工程（５）：市販のパラジウム−スズコロイド触媒に浸
漬して触媒核層２２を形成して、窒素雰囲気下、１２０
℃、３０分で熱処理を行った。そして、ドライフィルム
フォトレジスト２０をラミネートした後に露光現像を行
った（図２(e)参照）。その後、実施例１と同組成の無
電解銅メッキ液に１５時間浸漬し、外層回路２３として
約３５μｍの銅メッキ層を形成した後（図２(f)参
照）、メッキレジストを除去し、バイアホールを備える
多層プリント配線板を製造した。 〔実施例３〕実施例３は前記実施例１及び実施例２と異
なる研磨方法が採用されるビルドアップ式の多層プリン
ト配線板であり、その製造方法について図３（ａ）〜
（ｄ）に基づき説明する。

【００３８】工程：実施例３では、基板３１上に銅層３
２が形成されたＦＲ−４グレードの銅張積層板ＭＣＬ−
Ｅ−６７（日立化成工業製）を使用した（図３(a)参
照）。そして、前記銅層３２に対し常法によってエッチ
ング処理を施し、内層回路３３を形成した（図３(b)参
照）。

【００３９】その後、高精度ジェットスクラブ研磨機を
用いて前記実施例１の工程（１）と同様の方法にて表面
研磨を行い、前記基板３１表面を表面粗度が５μｍの粗
面３４に変えた（図３(c)参照）。そして、内層回路３
３の表面を粗面３５に変えるために、内層回路３３表面
を酸化した後に再びその表面を還元する、いわゆる黒化
還元処理を行った（図３(d)参照）。内層回路３３の表
面粗度は３μｍ（１μｍ〜５μｍが好適範囲）であっ
た。

【００４０】次いで基板３１の水洗を行った後に水平に
保持して、遠赤外線乾燥機Ｄ2によって１２０℃、３０
分間のアニーリング処理を行った。この後、実施例２の
工程（２）〜工程（５）に従い、ビルドアップ法によっ
てバイアホールを備えた多層プリント配線板を製造し
た。 〔比較例〕前記実施例１〜実施例３に対する比較例で
は、先ず実施例１で使用した基板と同じ基板に対してジ
ェットスクラブ研磨及び水洗を行った。その後、アニー
リング処理を行うことなく、前記実施例１の工程（２）
〜工程（５）の手順に従い、同様の方法にて単層のプリ
ント配線板を製造した。

【００４１】以上の方法によって製造された実施例１，
２，３及び比較例の各プリント配線板における接着剤層
の特性を比較評価するために、接着剤層中の気泡の発生
状況、及び接着剤層の平面度及びメッキレジスト形成位
置の設計値からのずれについて調査を行った。

【００４２】表１に示すように、接着剤層中の気泡の発
生状況を調査した結果、何れの実施例１，２，３におい
ても接着剤層中に内径５μｍ以上の気泡は発生していな
かった。それに対して比較例では接着剤層中に内径５μ
ｍ以上の気泡が多数発生しているのが認められた。ま
た、接着剤層の平面度について調査した結果、各実施例
１，２，３においては、表１に示すように接着剤層の平
滑性が優れていたのに対して、比較例の接着剤層の平滑
性は何れの実施例よりも劣っていた。また、各実施例の
プリント配線板では、導体回路に特に剥離は認められな
かった。それに対して比較例では、導体回路に剥離が多
く見られ、かつ、配線板に電子部品等を載置した場合に
実装不良が生じ易かった。また、メッキレジストの形成
位置のずれは、実施例１〜３においては、比較例より小
さく良好であった。

【００４３】

【表１】 尚、表中の○印は接着剤層の平面度がプラスマイナス５
μｍ未満の場合、×印は接着剤層の平面度がプラスマイ
ナス５μｍ以上の場合それぞれ示している。また、表中
ピール強度については、ＪＩＳ−Ｃ−６４８１に従って
測定を行った。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプリント
配線板によれば、基板の絶縁性及び導体回路の密着強度
が向上し、樹脂の膨張も抑制でき、基板に正確な微細パ
ターンを形成できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）〜（ｆ）は実施例１のプリント配線板
の製造工程を示す概略図である。

【図２】 （ａ）〜（ｆ）は実施例２のプリント配線板
の製造工程を示す概略図である。

【図３】 （ａ）〜（ｄ）は実施例３のプリント配線板
の製造工程を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板、３ 接着剤層、７ 導体回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板（１）上に表面を粗化した無電
   解メッキ用の接着剤層（３）を形成し、その上に導体回
   路（７）を形成したプリント配線板であって、 前記接着剤層（３）中には表面粗化前のアニーリング処
   理に基づき、内径が５μｍ以上の気泡が発生していない
   ことを特徴とするプリント配線板。
2. 【請求項２】 接着剤層（３）と導体回路（７）との間
   のピール強度（ＪＩＳ−Ｃ−６４８１）は、１．５ｋｇ
   ｆ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のプ
   リント配線板。