JP2002198659A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビルドアップ多層プリント配線板の製造工程
において、工程を短縮することにより、高密度配線を有
する多層プリント配線板を安価に製造する。 【解決手段】（ａ）内層回路基板の両面または片面に、
下記の各成分を必須成分として含有する絶縁接着剤層を
形成する工程、（イ）重量平均分子量１０³〜１０⁵のサ
ルフォン基を有する熱可塑性樹脂、（ロ）エポキシ当量
５００以下の多官能エポキシ樹脂、（ハ）エポキシ樹脂
硬化剤、及び（ニ）無機充填材（ｂ）前記絶縁接着剤層
に、内層回路と表面に形成される外層回路とを接続する
ためのビアホールをレーザー加工により形成する工程、
及び（ｃ）ビアホールをデスミア処理することなく、ビ
アホール及び絶縁接着剤層の表面に金属めっきを施す工
程を有することを特徴とする多層プリント配線板の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルドアップ多層
プリント配線板の製造行程において、レーザーによるビ
アホール形成後に、デスミア処理を行うことなく、金属
めっきによる導通回路形成の際高いめっき密着性を得る
ことが出来る多層プリント配線板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルドアップ方式による多層プリント配
線板は高密度部品実装を目的とし、ＩＶＨ形成と高密度
配線を低コストで実現するために開発されてきた。近
年、特にＢＧＡ、ＣＳＰなどの高密度パッケージの採用
が進み、ビルドアップ多層配線板の開発に拍車がかかっ
ている。一般的なビルドアップ多層配線板は、内層回路
板に、エポキシ樹脂等の樹脂のみで構成される１００μ
ｍ厚以下の層間絶縁層と銅箔とを積み重ねながら成形す
る。

【０００３】その後の外層回路形成においては、成形後
基板の外層銅箔をエッチングすることによって回路を形
成する方法と、外層銅箔を全てエッチングして、金属め
っきにて回路を形成する方法がある。外層銅箔を全てエ
ッチングして金属めっきを行う方法は、微細回路を形成
するには非常に有効な方法であるが、めっき金属と樹脂
との密着性が問題になってくる。めっき金属との密着性
が低いと熱衝撃や物理的な衝撃により、めっき金属と層
間絶縁層との間で剥離が生じてしまう。

【０００４】めっき金属との密着性を向上するには通
常、デスミア処理を行って樹脂を部分的に溶解させて、
微細な凹凸を形成し、アンカー効果により密着性を上げ
る。しかしながら、このデスミア処理は、処理液の管理
が難しく、廃液の処理も問題になってくる。更に、デス
ミア工程は、アルカリ膨潤、過マンガン酸処理、中和の
３工程を標準としており、この工程なしに十分なめっき
密着性が得られれば、工程短縮でき、高密度の多層プリ
ント配線板を低コストで提供することが出来る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決すべく検討結果なされたものであり、金属め
っきによる外層回路配線形成に関し、デスミア処理を行
うことなく、高いめっき密着性を有する多層プリント配
線板製造方法に関するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）（ａ）
内層回路基板の両面または片面に、下記の各成分を必須
成分として含有する絶縁接着剤層を形成する工程、
（イ）重量平均分子量１０³〜１０⁵のサルフォン基を有
する熱可塑性樹脂、（ロ）エポキシ当量５００以下の多
官能エポキシ樹脂、（ハ）エポキシ樹脂硬化剤、及び
（ニ）無機充填材（ｂ）前記絶縁接着剤層に、内層回路
と表面に形成される外層回路とを接続するためのビアホ
ールをレーザー加工により形成する工程、及び（ｃ）前
記絶縁接着剤層表面及びビアホールをデスミア処理する
ことなく、ビアホール及び絶縁接着剤層の表面に金属め
っきを施す工程を有することを特徴とする多層プリント
配線板の製造方法、（２）絶縁接着剤の（イ）成分が、
（ニ）成分を除く成分の合計重量の２０〜６０重量％で
ある第（１）項記載の多層プリント配線板の製造方法、
（３）絶縁接着剤の（ニ）成分が、（イ）、（ロ）、
（ハ）成分の合計重量の１０〜８０重量％である第
（１）又は（２）項記載の多層プリント配線板の製造方
法、（４）絶縁接着剤の（ハ）成分が、サルフォン基を
有するアミン系硬化剤であることを特徴とする第
（１），（２）又は（３）項記載の多層プリント配線板
の製造方法、（５）内層回路基板に絶縁接着剤層を形成
する工程において、絶縁接着剤を銅箔に途工してなる絶
縁接着剤付き銅箔を内層回路基板に積層することを特徴
とする第（１）、（２）、（３）又は（４）項記載の多
層プリント配線板の製造方法、である。

【０００７】本発明において使用する絶縁接着剤につい
て説明する。この絶縁接着剤において、（イ）成分の重
量平均分子量１０³〜１０⁵のサルフォン基を有する熱可
塑樹脂は、プレス成形時の樹脂軟化を小さくし、絶縁層
の厚みを維持すること、組成物に可撓性を付与するこ
と、絶縁樹脂の高耐熱化の目的で配合され、更には、サ
ルフォン基という極性基を有しているためめっき金属と
の密着性を向上させる。（イ）成分としては、代表的な
ものとしてポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォ
ン、ポリエーテルサルフォン、ビスフェノールＳ型フェ
ノキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。このサルフォン基を有する熱可塑樹脂の割合
は、好ましくは樹脂全体に対して２０〜６０重量％であ
る。２０重量％より少ないと、粘度が高くならず厚みを
保つことが不十分となり、従ってプレスした後の絶縁層
間厚みの確保が不十分となりやすい。一方、６０重量％
より多いと、プレス成形時の溶融粘度が高くなり、流れ
が悪くなることから、内層回路基板との密着性や内層回
路基板凹凸への追従性が悪くなり、成形ボイド発生の原
因となる。また、このサルフォン基を有する熱可塑樹脂
の末端が水酸基、カルボキシル基、あるいはアミノ基で
変性されていれば、エポキシ樹脂との反応性も良いこと
から熱硬化後に（イ）成分の熱可塑性樹脂とエポキシ樹
脂との相分離を抑えるとともに、硬化物の耐熱性も向上
するので、好ましい。

【０００８】上記サルフォン基を有する熱可塑樹脂単独
では、めっき金属との密着性は得られるものの、内層回
路基板との密着性に欠けること、プレス成形後の接着性
が十分でないこと、及び銅箔にコートするために溶剤に
溶解して所定温度のワニスとしたときに、粘度が高く、
コート時の塗れ性、作業性が良くない。このような欠点
を改善するために（ロ）成分であるエポキシ当量５００
以下の多官能エポキシ樹脂を配合する。この（ロ）成分
の配合割合は樹脂全体の１０〜５０重％である。１０重
量％未満では上記の効果が十分に期待できず、また、５
０量％を越えると前記サルフォン基を有する熱可塑性樹
脂の効果が十分に発現しなくなる。（ロ）成分のエポキ
シ樹脂としてはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビス
フェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
アミノフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。これ
らエポキシ樹脂は数種類使用することができる。

【０００９】（ハ）エポキシ樹脂硬化剤は通常のエポキ
シ樹脂硬化剤が使用されるが、サルフォン基を有するア
ミン系硬化剤が好ましい。硬化剤中にサルフォン基を有
することにより、（イ）のサルフォン基を有する熱可塑
性樹脂と（ロ）成分との相溶性を良くし、均一な硬化物
がえられ、安定した絶縁樹脂層が得られる。また、相溶
性が良くなる事により、誘電特性、特に誘電損失を小さ
くすることが可能になる。更にはサルフォン基を有する
ことにより（イ）成分同様にめっき金属の密着性が向上
する。エポキシ樹脂硬化剤の配合量は当量比で（ロ）成
分に対して０．７〜１．２が望ましい。この範囲を外れ
ると、耐熱性や電気特性が低下し、さらには吸水率が上
昇するようになる。

【００１０】（ニ）成分の無機充填材は、低線膨張化、
耐熱性、耐燃性の向上、レーザービア開孔後の底残り樹
脂量減少等の為に配合される。プリント配線基板の加工
において使用する薬液の関係より耐酸性、耐アルカリ性
などの耐薬品性が強く、電気特性を低下させにくく誘電
率が低いものが好ましい。例えば、溶融シリカ、結晶性
シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アルミ
ナ、水酸化マグネシウム、クレー、硫酸バリウム、マイ
カ、タルク、ホワイトカーボン、Ｅガラス微粉末などで
あり、なかでも金属めっきの密着性に問題のない、溶融
シリカ、硫酸バリウムが好ましく使用される。（ニ）成
分は、（イ）、（ロ）、（ハ）成分の合計重量の１０〜
８０重量％であることが好ましい。１０重量％未満だと
前述の無機充填材の効果が十分に現れず、また、８０重
量％を越えると接着剤のプレス成形時の溶融粘度が高く
なり、内層回路間への埋め込み性が低下するようにな
る。この無機充填材はレーザービア開孔後の底残り樹脂
量の減少に大きな役割をしている。更に、レーザーショ
ットを通常ショット数（炭酸ガスレーザーの場合２〜３
ショット）に１ショット程度プラスすることで、底残り
をなくすことができ、過マンガン酸によるデスミア処理
により底残り樹脂を除去する工程が必要が無くなる。

【００１１】さらに、銅箔や内層回路基板との密着力を
高めたり、耐湿性を向上させるためにエポキシシラン等
のシランカップリング剤あるいはチタネート系カップリ
ング剤、ボイドを防ぐための消泡剤の添加も可能であ
る。

【００１２】本発明において、層間絶縁接着剤は、これ
を銅箔に塗工した絶縁接着剤付き銅箔の形にて使用する
ことができる。かかる絶縁接着剤付き銅箔を得るには、
接着剤粘度が塗工に最適な粘度になるよう溶剤を配合
し、コンマコーター、ナイフコーター等の塗工機にて銅
箔のアンカー面に塗工し、その後加熱乾燥する。溶剤と
しては、接着剤を銅箔に塗布し乾燥した後において、接
着剤中に残らないものを選択しなければならない。例え
ば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレ
ン、ｎ−ヘキサン、メタノール、エタノール、メチルセ
ルソルブ、エチルセルソルブ、シクロヘキサノン、ジメ
チルホルムアミドなどが用いられる。

【００１３】この層間絶縁接着剤層の厚みは１５μｍ〜
１２０μｍが好ましい。１５μｍより薄いと層間絶縁性
が不十分となることがあり、１２０μｍより厚いと層間
絶縁性は問題ないが、作製が容易でなく、またこのよう
なビルドアップ多層配線板は携帯機器用などとして、軽
くて薄い多層配線板としての機能を考えれば好ましくな
い。この絶縁接着剤付き銅箔は、通常の真空プレスによ
り内層回路基板にラミネートし硬化させて、容易に外層
回路を有する多層プリント配線板を形成することができ
る。

【００１４】次に、本発明の工程を説明する。 （ａ）これまで説明したように、絶縁接着剤からなる層
を内層回路基板の両面または片面に形成する工程に次い
で、（ｂ）前記絶縁接着剤層に、内層回路と表面に形成
される外層回路とを接続するためのビアホールをレーザ
ー加工により形成する工程、及び（ｃ）前記絶縁接着剤
層表面及びビアホールをデスミア処理することなく、ビ
アホール及び絶縁接着剤層の表面に金属めっきを施す工
程、を経て多層プリント配線板が得られる。

【００１５】（ｂ）ビアホールをレーザー加工により形
成する工程において、レーザーは通常炭酸ガスレーザー
やＵＶレーザーが使用され、そのショット数は炭酸ガス
レーザーの場合、２〜３ショットであり、通常のショッ
ト数より１ないし２ショット多くすればレーザービアの
底残りを防止することができる。次に、本発明において
は、絶縁接着剤成分として（イ）重量平均分子量１０³
〜１０⁵のサルフォン基を有する熱可塑性樹脂、（ロ）
エポキシ当量５００以下の多官能エポキシ樹脂、（ハ）
エポキシ樹脂硬化剤、及び（ニ）無機充填材からなる樹
脂組成を使用しているので、デスミア処理を行うことな
く、ビアホール及び絶縁接着剤層の表面に金属めっきを
施す工程を実施する。ここで、金属めっきは通常の無電
解めっき法が実施される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００１７】＜実施例１＞樹脂組成分として末端水酸基
変性ポリエーテルサルフォン（平均分子量２４０００）
５０重量％、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキ
シ当量１７５ ）３５重量％、ジアミノジフェニルサル
フォン１４．５重量％、硬化促進剤として２−メチルイ
ミダゾール０．５重量％をＤＭＦ、ＭＥＫ混合溶媒に溶
解した。このワニス中の樹脂固形分１００重量部に対し
てチタネートカップリング剤０．２重量部、平均粒径
０．５μｍの溶融シリカ５０重量部の割合で添加し、均
一に分散するまで攪拌して接着剤ワニスを作製した。前
記絶縁樹脂ワニスを厚さ１８μｍの銅箔のアンカー面に
コンマコーターにて塗工し、乾燥樹脂厚８０μｍの接着
剤付き銅箔を得た。更に、基材厚０．１ｍｍ、銅箔厚３
５μｍのガラスエポキシ両面銅張積層板をパターン加工
して内層回路板を得た。銅箔表面を黒化処理した後、内
層回路板両面に上記接着剤付き銅箔をセットした。

【００１８】セットされた製品を製品間に１．６ｍｍス
テンレス製あて板を挟み、１段に１５セット投入し、昇
温３℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎ、圧力１０〜３０Ｋｇ
／ｃｍ２、真空度−７６０〜−７３０ｍｍＨｇの条件
で、真空プレスを用いて製品温度１７５℃、４０分以上
確保して加熱、プレスし多層プリント配線板を作製し
た。得られた多層プリント配線板の外層銅箔を全面エッ
チングし、炭酸ガスレーザーにてレーザービアホールを
形成し、その後デスミア工程を通さずにめっき工程へ移
り、全面に厚み２０μｍの銅めっきを行った。

【００１９】＜実施例２＞樹脂組成分として末端水酸基
変性ポリエーテルサルフォン（平均分子量２４０００）
５０重量％、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量１７５）３０重量％、ジアミノジフェニルサ
ルフォン１４．５重量％、硬化促進剤として２−メチル
イミダゾール０．５重量％をＤＭＦ、ＭＥＫ混合溶媒に
溶解した。このワニス中の樹脂固形分１００重量部に対
してチタネートカップリング剤０．２重量部、平均粒径
０．５μｍの溶融シリカ８０重量部の割合で添加し、均
一に分散するまで攪拌して接着剤ワニスを作製した。以
下、実施例１と同様にして多層プリント配線板を得た。

【００２０】＜比較例１＞樹脂組成分としてビスＡ型フ
ェノキシ樹脂（平均分子量３００００）５０重量％、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７
５ ）３０重量％、ジアミノジフェニルサルフォン１
４．５重量％、硬化促進剤として２−メチルイミダゾー
ル０．５重量％をＤＭＦ、ＭＥＫ混合溶媒に溶解した。
このワニス中の樹脂固形分１００重量部に対してチタネ
ートカップリング剤０．２重量部、平均粒径０．５μｍ
の溶融シリカ８０重量部の割合で添加し、均一に分散す
るまで攪拌して接着剤ワニスを作製した。以下、実施例
１と同様にして多層プリント配線板を得た。

【００２１】＜比較例２＞樹脂組成分として末端水酸基
変性ポリエーテルサルフォン（平均分子量２４０００）
１０重量％、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量１７５）６５重量％、ジアミノジフェニルサ
ルフォン２４．５重量％、硬化促進剤として２−メチル
イミダゾール０．５重量％をＤＭＦ、ＭＥＫ混合溶媒に
溶解した。このワニス中の樹脂固形分１００重量部に対
してチタネートカップリング剤０．２重量部、平均粒径
０．５μｍの溶融シリカ５重量部の割合で添加し、均一
に分散するまで攪拌して接着剤ワニスを作製した。以
下、実施例１と同様にして多層プリント配線板を得た。

【００２２】得られた多層プリント配線板について、め
っきピール強度、吸湿半田耐熱性、レーザービア底残り
有無を測定し、表１に示す結果を得た。

【表１】

【００２３】（測定方法） 内層回路板試験片：線間１５０μｍピッチ、クリアラン
スホール１．０ｍｍφ １．めっきピール強度：ＪＩＳ Ｃ ６４８６による ２．吸湿半田耐熱性 吸湿条件：プレッシャークッカー処理、１２１℃、２気
圧、６０分 試験条件：５個の試験片について実施、試験片全てが２
６０℃、１２０秒間で膨れがなかったものを○とした。 ３．レーザービア底残り：レーザービアの断面を顕微鏡
観察し、底残りの有無を調べた。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、特定の層間絶縁接着剤を使用
したことにより、ビルドアップ多層プリント配線板の製
造工程において、金属めっきによる外層回路形成の際
に、レーザーによるビアホール形成後、デスミア処理を
行うことなくし金属めっきを実施して、高いめっき密着
性が得られる。従って、デスミア工程を省略することに
より、高密度配線を有する多層プリント配線板を安価に
製造することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）内層回路基板の両面または片面
   に、下記の各成分を必須成分として含有する絶縁接着剤
   層を形成する工程、 （イ）重量平均分子量１０³〜１０⁵のサルフォン基を有
   する熱可塑性樹脂、 （ロ）エポキシ当量５００以下の多官能エポキシ樹脂、 （ハ）エポキシ樹脂硬化剤、及び （ニ）無機充填材 （ｂ）前記絶縁接着剤層に、内層回路と表面に形成され
   る外層回路とを接続するためのビアホールをレーザー加
   工により形成する工程、及び（ｃ）前記絶縁接着剤層表
   面及びビアホールをデスミア処理することなく、ビアホ
   ール及び絶縁接着剤層の表面に金属めっきを施す工程を
   有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 絶縁接着剤の（イ）成分が、（ニ）成分
   を除く成分の合計重量の２０〜６０重量％である請求項
   １記載の多層プリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 絶縁接着剤の（ニ）成分が、（イ）、
   （ロ）、（ハ）成分の合計重量の１０〜８０重量％であ
   る請求項１又は２記載の多層プリント配線板の製造方
   法。
4. 【請求項４】 絶縁接着剤の（ハ）成分が、サルフォン
   基を有するアミン系硬化剤であることを特徴とする請求
   項１，２又は３記載の多層プリント配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 内層回路基板に絶縁接着剤層を形成する
   工程において、絶縁接着剤を銅箔に途工してなる絶縁接
   着剤付き銅箔を内層回路基板に積層することを特徴とす
   る請求項１、２、３又は４記載多層プリント配線板の製
   造方法。