JP2003014672A - 金属表面の判定方法、プリント配線基板、および多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線材料となる金属の最表面状態を定量的に判
定する方法を提供し、プリント配線基板の製品ばらつき
を抑制する。 【解決手段】 判定対象金属２０１の表面に対するＸ線
照射でこの金属表面から放出される光電子を検出するこ
とで表面を解析する。そして、判定対象金属２０１の表
面を選択的に除去する。判定対象金属２０１の表面の選
択的除去で露出した判定対象金属２０１の露出面に対す
るＸ線照射でこの露出面から放出される光電子を検出す
ることで露出面（内部）を解析する。そして、判定対象
金属２０１の表面解析結果と露出面解析結果とを比較す
ることで、その表面状態を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
の配線材料に用いられる金属の表面判定方法と、その金
属を用いて作製されるプリント配線基板および多層配線
基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板には、紙フェノール基
板、ガラスエポキシ基板、フレキシブル基板、全層ＩＶ
Ｈ構造の樹脂多層基板等さまざまな形態の基板が存在す
る。これらプリント配線基板においては、電気的な配線
経路を形成する配線材料として、その導電率の高さから
銅を用いることが一般的である。そして、この銅配線を
形成する方法として、銅箔を電気絶縁性基材に接着させ
た後エッチングによって配線を形成するサブトラクト法
があり、現在、プリント配線基板の製造に広く用いられ
ている。

【０００３】また、多層配線基板の層間接続の主流とな
っていたスルーホール内壁の金属めっき導体に代えて、
多層配線基板の任意の電極を任意の配線パターン位置に
おいて層間接続できる全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板と
呼ばれるものが最近注目されている（特開平０６−２６
８３４５号公報）。この構成によれば、多層配線基板の
ビアホール内に導電体を充填して必要な各層間のみを接
続することが可能となり、部品ランド直下にインナービ
アホールを設けることができて、基板サイズの小型化や
高密度実装を実現することができる。また、インナービ
アホールにおける電気的接続は導電性ペーストを用いて
いるために、ビアホールにかかる応力を緩和することが
でき、熱衝撃等による寸法変化に対して安定な電気的接
続を実現することができる。

【０００４】ところで、サブトラクト法に用いる銅箔と
しては、電気絶縁性基材との間の密着力確保、配線パタ
ーン形成の際のフォトレジストとの間の密着力確保、銅
箔表面の変質抑制、マイグレーション抑制等の観点から
銅箔表面に表面処理層を形成したものが用いられてい
る。

【０００５】表面処理層を必要とする点においては全層
ＩＶＨ構造の樹脂多層基板も同様であるが、次の点に特
徴がある。すなわち、全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板に
おいては、各層に設けられた配線とビアホールに充填さ
れた導電性ペーストとが接触することで電気的接続を確
保しているために、ビア接続状態に配線材料である銅箔
の最表面状態が大きく影響することとなる。つまり、全
層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板においては、銅箔の最表面
状態の制御がビア接続状態を安定化させるための必須の
条件となる。以下、説明する。

【０００６】全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板では層間接
続における高い電気導通性を確保するためには、配線と
ビアとがその界面において互いに直接にかつ強固に接触
することが必要となる。そのため、配線とビアとの界面
において配線全体が表面処理層により被覆されていては
高い電気導通性を得ることができなくなってしまう。こ
のような理由により、従来から全層ＩＶＨ構造の樹脂多
層基板の配線として用いられる銅箔においては、銅箔表
面に銅箔本体が部分的（斑状態に）に露出する状態で、
前記表面処理層を銅箔表面に形成することが実施されて
いる。そのため、この種の銅箔では、形成した表面処理
層の表面において、銅箔が部分的に露出しているかどう
かを精度高く判定する必要がある。このように、サブト
ラクト法により配線を形成する際に用いられる銅箔にお
いても、全層ＩＶＨ構造樹脂多層基板に用いられる銅箔
においても、最表面の状態（表面処理層の最表面での状
態）を厳密に判定する必要がある。これに対して、従来
から銅箔等の金属の表面状態を判定する方法には、主と
して蛍光Ｘ線による分析法が用いられている。この蛍光
Ｘ線による分析法手法の原理は、金属表面にＸ線を照射
し、出てくる特性Ｘ線（蛍光Ｘ線）を検出して、その特
徴を解析することで金属表面を判定するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金属表面判定方法（蛍光Ｘ線分析法）により表面処理層
の状態を判定しようとしても、それは表面処理金属の全
付着量を定量的に判定したものにしか過ぎず、表面にお
ける状態を選択的に判定したものとはならなかった。以
下、その理由を説明する。蛍光Ｘ線分析法による金属表
面判定方法においては、金属表面からだけではなく、金
属表面から約１００μm程度厚み方向内側の領域にわた
るそれぞれの領域から特性Ｘ線が放出されることになら
ざるを得ない。つまり、蛍光Ｘ線分析法では、表面処理
により形成される成分（具体的には、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚ
ｎ、Ｔｉ等であって、これらの成分を、以下、処理形成
成分という）が行き渡るほぼ全ての金属表面付近領域か
ら特性Ｘ線が放出されることになる。そのため、このよ
うにして放出される特性Ｘ線から金属表面を判定する
と、その判定結果は最表面を選択的に判定したものとは
ならず、処理形成成分が行き渡るほぼ全ての金属表面付
近全体の状態を判定したものとなり、それは、表面処理
層構成成分の全体量（全付着量）を反映したものとなっ
てしまう。このように、蛍光Ｘ線を用いた金属表面判定
方法では、銅箔最表面の状態について厳密に判定するこ
とができず、このことがプリント配線基板の製品ばらつ
きを引き起こす原因のひとつとなっていた。

【０００８】本発明は、上記した課題を解決するため
に、配線材料である銅箔等の金属の最表面状態を定量的
に判定する方法を提供し、プリント配線基板の製品ばら
つきを抑制することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の金属表面判定方法では、判定対象金属の
表面に対するＸ線照射によりこの金属から放出される光
電子を検出する表面解析工程と、判定対象金属の表面を
選択的に除去する除去工程と、判定対象金属の表面の選
択的除去により露出した判定対象金属の露出面に対する
Ｘ線照射によりこの露出面から放出される光電子を検出
する内部解析工程と、前記判定対象金属の表面解析結果
と露出面解析結果との比較により、判定対象金属の表面
状態を判定する判定工程と、含んでいることに特徴を有
している。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１では、判定対象
金属の表面に対するＸ線照射によりこの金属から放出さ
れる光電子を検出する表面解析工程と、判定対象金属の
表面を選択的に除去する除去工程と、判定対象金属の表
面の選択的除去により露出した判定対象金属の露出面に
対するＸ線照射によりこの露出面から放出される光電子
を検出する内部解析工程と、前記判定対象金属の表面解
析結果と露出面解析結果との比較により、判定対象金属
の表面状態を判定する判定工程と、含んでいることに特
徴があり、これにより次のような作用を有する。Ｘ線を
照射したときに放出する光電子は表面より数十Å程の深
さより放出したものであり、放出される光電子のエネル
ギーは金属最表面の構成元素を反映したものとなる。し
かしながら、放出される光電子のエネルギーは、測定条
件、測定対象金属の状態等により大幅に変動し、前記構
成元素の量を定量化できる値とはならない。そこで、本
発明では、表面の測定を実施したのち、判定対象金属の
表面を選択的に除去し、そのうえで、露出した判定対象
金属の露出面に対して同様の解析を実施し、表面の解析
結果と露出面の解析結果とを比較している。つまり、露
出面すなわち、判定対象金属の内部の解析結果との比較
を行うことで、判定対象金属の表面を定量的なパラメー
タに基づいて解析することを可能にした。これにより、
判定対象金属の最表面に表面処理層を設けた場合などに
おいて、その表面処理層の状態を反映した表面状態を判
定することが可能となる。

【００１１】具体的には、請求項２に記載したように、
前記表面解析工程においては、判定対象金属の表面を構
成する元素の検出ピーク量を算定し、前記内部解析工程
においては、判定対象金属の露出面を構成する元素の検
出ピーク量を算定し、前記判定工程においては、判定対
象金属の表面を構成する元素の検出ピーク量と判定対象
金属の露出面を構成する元素の検出ピーク量との比率を
算出し、その比率に基づいて、判定対象金属の表面状態
を判定する、のが好ましい。この様な算出手法を用いる
ことで、金属内部の状態と比較することにより、金属最
表面の状態を定量的に表すパラメータを導入することが
でき、判定対象金属の表面状態を効率よく定量的に判定
することが可能となる。

【００１２】さらに好ましくは、請求項３に記載したよ
うに、前記判定対象金属を構成する一成分元素に対し
て、前記表面解析工程と、前記内部解析工程とを実施す
るのが好ましい。そうすれば、前記一成分元素が表面に
おいて、どの程度存在するのかを、定量的に評価判定す
ることができるようになる。

【００１３】この場合、請求項４に記載したように、一
成分元素は、判定対象金属を構成する主成分元素であれ
ば、表面における主成分元素の存在状況を定量的に評価
判定することができるようになる。例えば、判定対象金
属の表面に微量に表面処理層が形成されている状態で表
面処理層構成元素の量を判定する場合においては、表
面、内部においてそれぞれ表面処理層構成元素に対して
表面解析工程と内部解析工程とを実施すると、内部解析
工程における検出ピークが小さくなり金属最表面と金属
内部（露出面）でのピーク量の比率に検出誤差が生じ易
くなる。そこで、本発明では、判定対象金属の主成分元
素に着目して表面と金属内部（露出面）との間のピーク
量比を算出することで、金属表面、内部共に比較的大き
いピーク量が検出できるようにして、結果として検出誤
差を小さくして、確度の高い判定を実現した。

【００１４】しかしながら、請求項５に記載したよう
に、前記判定対象金属を構成する主成分元素以外の成分
元素に関する前記表面解析結果と、前記判定対象金属を
構成する主成分元素に関する前記露出面解析結果とを比
較することで、前記判定対象金属の表面状態を判定する
こともできる。

【００１５】そうすれば、露出面における主成分元素の
解析結果と、表面における主成分元素以外の成分元素の
解析結果との比較により、表面における主成分元素以外
の成分元素の存在状況を定量的に評価判定することがで
きる。例えば、判定対象金属の表面に微量に表面処理が
施され、金属内部には表面処理元素が存在しない、もし
くは極微量存在する場合には、表面での表面処理元素ピ
ーク量と、金属内部の表面処理元素とは異なる金属元素
のピーク量との間の比率を算出することで、金属表面に
存在する表面処理元素量を反映したパラメータで判定対
象金属の判定を行うことができるのである。

【００１６】なお、請求項６に記載したように、前記Ｘ
線を電子線に、前記光電子を特性Ｘ線にそれぞれ置き換
えても、上述した各請求項と同様の作用効果を得ること
ができる。すなわち、電子線を照射したときに放出され
る特性Ｘ線についても、その特性Ｘ線は判定対象金属の
表面より０．１から１０μｍほどの深さより放出される
ものであるために、放出された特性Ｘ線は金属表面の元
素構成を反映したものとなり、最表面での金属表面状態
を反映した判定を行うことができる。

【００１７】また、請求項７に記載したように、前記Ｘ
線を電子線に、前記光電子をオージェ電子にそれぞれ置
き換えても、上述した各請求項と同様の作用効果を得る
ことができる。すなわち、電子線を照射したときに放出
されるオージェ電子についても、オージェ電子は判定対
象金属の表面より数十Å程の深さより放出するものであ
るために、放出されたオージェ電子は金属表面の元素構
成を反映したものとなり、最表面での金属表面状態を反
映した判定を行うことができる。

【００１８】また、請求項８に記載したように、前記Ｘ
線を１次イオンに、前記光電子を2次イオンにそれぞれ
置き換えても、上述した各請求項と同様の作用効果を得
ることができる。すなわち、１次イオンを照射したとき
に放出される２次イオンについても、２次イオンは表面
より数十Å程の深さより放出されるものであり、放出さ
れた２次イオンは判定対象金属の表面の元素構成を反映
したものとなり、最表面での金属表面状態を反映した判
定を行うことができる。

【００１９】請求項９に記載したように、請求項１ない
し８のいずれかに記載の金属表面判定方法によってその
表面状態が良好であると判定された金属からなる配線層
を有するプリント配線基板によれば、プリント配線基板
の特性に直接影響を与える配線材料（銅箔等）の最表面
の状態でその配線材料を選別することが可能となり、こ
れにより、結果としてプリント配線基板の特性ばらつき
を抑制することができ、その基板は電気導通性に優れた
ものとなる。

【００２０】この場合、プリント配線基板は、請求項１
０に記載したように、電気絶縁性基材と、前記電気絶縁
性基材の両側に配置された配線と、前記電気絶縁性基材
を貫通して形成されたビアホールと、前記ビアホールに
充填された導電性ペーストとを備え、前記配線が前記電
気絶縁性基材の両面間で前記導電性ペーストによって電
気的に接続されたものであれば、導電性ペーストと配線
材料の接触状態の製造ばらつきを低減することができる
ようになる。これはビア接続の製造ばらつきの低減に繋
がる。

【００２１】本発明の金属表面判定方法により判定され
た金属を用いて全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板を作製す
る方法としては、請求項１１に記載したように、電気絶
縁性基材に対して、その厚み方向に貫通するビアホール
を形成する工程と、前記ビアホールに導電粒子と熱硬化
性樹脂とからなる導電性ペーストを充填する工程と、前
記電気絶縁性基材の表面に、請求項１ないし８のいずれ
かに記載の金属表面判定方法によりその表面が良好であ
ると判定された金属からなる配線材料を設ける工程と、
前記電気絶縁性基材と前記導電性ペースとを加熱加圧し
硬化させる工程と、を含み、前記加熱加圧工程により、
ビアホール両端に設けられた配線材料と前記導電性ペー
ストとを電気的に接続する、という方法が挙げられる。
この方法によれば、電気導通性に優れた全層ＩＶＨ構造
の樹脂多層基板を作製することが可能となる。

【００２２】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。 （実施の形態１）図１に本発明の一実施形態にかかる金
属表面の判定方法の概略を示す。ここで、判定対象とな
る金属は金属表面に表面処理がほどこされたものであ
り、この表面処理の状態が製品特性に影響を与え、表面
処理状態を詳細に管理選別する必要がある金属材料であ
れば構わない。

【００２３】なお、本実施の形態では、判定の対象金属
として、プリント配線基板に用いられる銅箔の例を取り
上げ説明することにするが、金属材料についてはこれに
限定されるものではない。

【００２４】図２にプリント配線基板に用いられる銅箔
の断面図を示している。銅箔２０１の両面に表面処理層
２０２が形成されている。表面処理層２０２としては、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｏ等の金属およびこれら金
属の合金や、防錆効果を持つ有機防錆膜が代表例として
挙げることができる。これらの表面処理層材料は電気絶
縁性基材との密着力確保、配線パターン形成の際のフォ
トレジストとの密着力確保、部品実装性、銅箔表面の変
質抑制、マイグレーション抑制等の各要求特性について
特性改善を目的としたものである。表面処理層２０１は
所定の厚みをもって形成されるが、他の材料との界面と
なる表面処理層２０１の最表面の状態が製品特性に対し
て大きな影響を与える。また、この表面処理は片面のみ
に施されている場合、両面に施されている場合等、要求
特性に応じて様々である。

【００２５】図１に示す表面解析工程で銅箔２０１の最
表面の状態を解析する。解析手法としては、銅箔にＸ線
を照射し放出される光電子を検出する解析手法、いわゆ
るＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ、ＥＳＣＡ）の手法を用
いることができる。この場合に得られる情報の深さは放
出される光電子の脱出深さに対応し、数十Åの極表面の
情報である。

【００２６】次に、除去工程にて銅箔表面を除去する。
表面の除去については、真空中でのスパッタリング、ウ
エットエッチング、ドライエッチング、研磨等による物
理的除去を用いることができる。表面解析工程において
Ｘ線光電子分光分析法を用いる場合は、分析が真空雰囲
気化で行われる。そのため、真空雰囲気下で連続してス
パッタリングによって銅箔表面を除去すれば、表面への
水、カーボン、酸素等の付着がなくより好ましい。

【００２７】次に、内部解析工程で銅箔内部が露出され
た状態を再度の解析を行う。ここでの解析は表面解析工
程と同様、銅箔にＸ線を照射し放出される光電子を検出
する解析手法、いわゆるＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ、
ＥＳＣＡ）の手法を用いる。

【００２８】また、除去工程での除去量については、銅
箔２０１における表面処理層２０２の形成厚みに依存す
ることになるものの、銅箔２０１の構成材料の主成分で
ある銅（Ｃｕ）の解析量が飽和する深さまで除去するこ
とが好ましく、そうすれば、安定した解析データを得る
ことができる。

【００２９】次に、判定工程で、表面解析工程での解析
結果と内部解析工程での解析結果とを比較して銅箔の表
面状態を判定する。図３に解析結果の一例を示す。図３
においては、表面処理層２０２を構成する元素であるＺ
ｎとＣｕとＮｉについての表面解析結果と内部解析結果
とを合わせて示している。内部解析結果については、１
回のスパッタリングによって約３０Å表面を除去し除去
面を解析することを１０回繰り返した。

【００３０】図３では一番下側が最表面の分析結果を示
し、上に行くほど内部の分析結果に対応する。各分析結
果でピークがそれぞれの金属元素の存在に対応してい
る。図３では説明のために、内部解析を１０回行った結
果を示しているが、本発明はこのような手法に限定され
るものではなく、比較すべき内部データは少なくともひ
とつ設定すればよい。

【００３１】表面解析結果と内部解析結果との比較につ
いては、図３に示すピーク高さの比較で行っても構わな
いが、図４に示すように元素の検出感度補正等を行いピ
ーク面積を算出すれば比較が行い易くなる。図４では図
３のピーク面積より算出した各元素の検出量を縦軸に、
横軸にスパッタ回数をプロットした。図４では右に行く
ほど内部の元素状態を示すことになる。

【００３２】図４ではスパッタ８回以降では内部の状態
がほとんど変化していないのがわかる。そこで、状態が
ほとんど変化していない８回目以降の元素検出量と表面
解析での元素検出量とを比較し比率を算出することで、
安定した定量評価を実現している。以下、銅箔２０１
（評価対象金属）上に表面処理層２０２を設けた本実施
形態における最表面部位での主成分元素の分布状態を測
定する場合を例にして具体的に説明する。

【００３３】評価対象金属の主成分（Ｃｕ等）の表面露
出状態が製品を判定する基準となる場合には、次のよう
に測定する。表面処理層２０２の構成元素ではなく、銅
箔２０１の主成分元素（Ｃｕ）に着目し、この主成分元
素（Ｃｕ）について、最表面での検出量と銅箔内部（露
出面）での検出量とを比較する。すなわち、元素検出量
が安定した測定結果（図４ではスパッタ８回以降の測定
結果）におけるＣｕ検出量をY（図４ではおよそ５００
００の値を示している）とし、スパッタ０回（最表面）
におけるＣｕ検出量をＸ（図４では、およそ３０００程
度を示している）とする。この場合には、最表面部位に
おけるＣｕ検出量と銅箔２０１の内部における安定した
Ｃｕ検出量との比較結果（＝Ｘ／Ｙ＝３０００／５００
００）を、最表面部位におけるＣｕ量を定量化したパラ
メータとして用いることができる。

【００３４】また、評価対象金属の表面に形成した表面
処理層の形成状態が製品を判定する基準となるために、
表面処理層２０２を構成する元素の量を測定する場合に
おいては、次のように測定する。すなわち、測定対象元
素（表面処理層構成元素）が銅箔２０１内部でほとんど
存在しなたために、同一元素のデータを、最表面部位
と、銅箔２０１内部とで比較すると検出誤差が生じ易く
なり、その結果、比率算出時に誤差が生じやすくなる。
そこで、図４に示すように、Ｃｕといった評価対象金属
の主成分に着目し、銅箔２０１内部におけるＣｕの検出
量と、最表面部位における表面処理層構成元素金属の検
出量との間の比率をとれば、比較的誤差の少ない比率評
価を実現することができる。具体的にいえば、表面処理
層２０２の構成元素であるＺｎの最表面部位における検
出量をＵ（図４では、およそ６０００の値を示してい
る）とする。この場合には、最表面部位におけるＺｎの
検出量と銅箔２０１の内部における安定したＣｕ検出量
との比較結果（＝Ｕ／Ｙ＝６０００／５００００）を、
最表面部位におけるＺｎ量を定量化したパラメータとし
て用いることができる。

【００３５】上記した比率と実際の基板での要求特性と
の相関をとることで、合否判定のしきい値を決定すれ
ば、確度の高い合否判定を実現することができる。各種
プリント配線基板における要求特性として、銅箔（配線
パターン）と電気絶縁性基材との間の密着強度、銅箔と
フォトレジストとの間の密着強度、銅箔へのはんだ濡れ
性、マイグレーション等をとれば、プリント配線基板の
銅箔として必要な特性を満たすものを選別し提供するこ
とができる。

【００３６】なお、上述した実施形態においては、表面
解析の手法として、Ｘ線を照射し放出される光電子を検
出する解析手法、いわゆるＸ線光電子分光分析（ＸＰ
Ｓ、ＥＳＣＡ）の手法を用いる例を示した。しかしなが
ら、本発明はこのような手法に限定されるものではな
く、表面解析の手法としては、前記Ｘ線を電子線に、前
記光電子を特性Ｘ線に置き換えても同様の効果が得られ
る。この解析手法はＸ線マイクロ分析（ＸＭＡ、ＥＰＭ
Ａ）と呼ばれている。電子線を照射したときに放出され
る特性Ｘ線についても、特性Ｘ線は表面より０．１〜１
０μm程の深さより放出したものであって、放出された
特性Ｘ線は金属表面の元素構成を反映したものとなり、
最表面の状態（最表面での金属表面処理状態を含む）を
反映した判定を行うことができる。

【００３７】また、表面解析手法として、前記Ｘ線を電
子線に、前記光電子をオージェ電子に置き換えても同様
の効果が得られる。この解析手法はオージェ電子分光分
析（ＡＥＳ）と呼ばれている。電子線を照射したときに
放出されるオージェ電子についても、オージェ電子は表
面より数十Å程の深さより放出したものであって、放出
されたオージェ電子は金属表面の元素構成を反映したも
のとなり、最表面の状態（最表面での金属表面処理状態
を含む）を反映した判定を行うことができる。

【００３８】また、表面解析手法として、前記Ｘ線を１
次イオンに、前記光電子を２次イオンに置き換えても同
様の効果が得られる。この解析手法は２次イオン質量分
析(ＳＩＭＳ)と呼ばれている。１次イオンを照射したと
きに放出される２次イオンについても、２次イオンは表
面より数十Å程の深さより放出したものであり、放出さ
れた２次イオンは金属表面の元素構成を反映したものと
なり、最表面の状態（最表面での金属表面処理状態を含
む）を反映した判定を行うことができる。

【００３９】次に、全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板に配
線パターンと用いる銅箔の表面状態の判定を行う場合を
説明する。

【００４０】図５に、全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板の
断面構造を示している。電気絶縁性基材５０１に貫通孔
５０２が形成され、貫通孔５０２内には導電性ペースト
５０３が充填されている。この導電性ペースト５０３は
貫通孔５０２の両側にある配線５０４と電気的に接続し
ている。この配線５０４は銅箔をエッチングして形成さ
れている。このような貫通孔５０２における電気的接続
を確保するうえで、配線５０４である銅箔と導電性ペー
スト５０３との間の接触状態を強固に維持することが重
要である。つまり配線材料である銅箔の表面処理状態が
層間接続における電気的接続に大きな影響を与える。

【００４１】銅箔の表面に過剰な防錆処理層を付着させ
たり、銅を酸化等で変質させた場合には、導電性ペース
ト５０３内の導電性粒子と配線５０４（銅箔）との接点
における電気抵抗値が高くなり、結果として接続抵抗値
が高くなって、基板特性のばらつきが大きくなる。この
ように、配線５０４（銅箔）と導電性粒子との間の接触
状態が悪い場合には、信頼性試験等での抵抗値増加が顕
著となり、プリント配線基板の品質を損ねる要因とな
る。

【００４２】そこで、上記銅箔の判定方法によって銅箔
の最表面の銅露出率を算出し、算出した銅露出量に基づ
いて銅箔を判定して銅箔の選別を行うことで、ビア接続
抵抗値を安定化させることができる。本実施形態におい
ては、スパッタ１０回によって約３００Å表面を除去し
た露出面における銅（銅箔の主成分）の検出量と最表面
での銅（銅箔の主成分）の検出量との間の比率を算出す
ることで銅の露出率を決定した。しかしながら、内部解
析として用いる検出データはスパッタ１０回したのちの
露出面に対する解析結果に限られるものではなく、深さ
方向の元素状態が大きく変動しない領域であれば構わな
い。

【００４３】また、ここでは、表面解析として最表面の
検出量を用い露出比率を算出したが、最表面に付着した
カーボンや水分等の影響で解析結果が製品特性と相関が
取りにくい場合には、最表面をスパッタによってわずか
に除去し露出した面での解析データを最表面での検出量
としても構わない。

【００４４】図６に銅露出率と接続抵抗値の関係を示
す。この評価については、貫通孔５０２の径が約５０μ
m、電気絶縁性基材５０１の厚みが約２５μmである全層
ＩＶＨ構造の樹脂多層基板における1穴のビア接続抵抗
値を評価したものである。この構成の基板においては、
選別のしきい値をマージン込みで２０％以上に設定すれ
ば、ばらつきの少ない安定した品質が得られている。こ
のしきい値はこれに限られるものではなく基板構成が変
わった場合は実際の製品の特性にあわせて設定すれば良
い。

【００４５】次に、全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板の製
造方法について図７を参照して説明する。図７（ａ）〜
（ｉ）は、主要な製造工程について断面図を示した。

【００４６】これらの図において、符号７０１は被圧縮
性の多孔質基材よりなる電気絶縁性基材である。図７
（ａ）に示すように、電気絶縁性基材７０１の両側に保
護フィルム７０２をラミネート加工によって貼り付け
る。

【００４７】続いて、図７（ｂ）に示すように、電気絶
縁性基材７０１と保護フィルム７０２の全てを貫通する
貫通孔７０３をレーザー加工等の手法によって形成す
る。

【００４８】次に図７（ｃ）に示すように、貫通孔７０
３に導電性ペースト７０４を充填する。その後、両面の
保護フィルム７０２を剥離し、この状態で基材両面から
配線材料である銅箔７０５を積層配置すると図７（ｄ）
に示す状態になる。銅箔７０５としては、表面が粗化さ
れ表面処理層が形成された銅箔を用いるのが好ましい。
そして、銅箔７０５は本発明の表面判定方法により、最
表面における銅露出率が２０％以上と評価されたものを
用いる。

【００４９】次に、図７（ｅ）に示す工程により、銅箔
７０５を加熱加圧することにより銅箔７０５と電気絶縁
性基材７０１とを接着させる。この時、電気絶縁性基材
７０１は被圧縮性の特徴を持つため、加熱加圧によって
厚み方向に収縮することとなる。また、この加熱加圧工
程によって導電性ペースト７０４は厚み方向に圧縮され
る。この圧縮によって導電性ペースト７０４内の導電粒
子どうしが高密度に接触し、同時に銅箔７０５と導電性
ペースト７０４との間の電気的接続が実現する。

【００５０】次に、図７（ｆ）に示すように、銅箔７０
５をパターニングすることによって、配線７１０を有す
る両面配線基板７０６が完成する。

【００５１】次に、図７（ｇ）に示すように、両面配線
基板７０６の両面に、図７（ａ）〜（ｄ）に示したのと
同様の工程で形成した導電性ペースト充填済み電気絶縁
性基材７０７と銅箔７０５とを積層配置させる。

【００５２】次に、図７（ｈ）に示す工程により、銅箔
７０５を加熱加圧することにより、銅箔７０５と電気絶
縁性基材７０７とに接着させる。このとき、同時に両面
配線基板７０６と電気絶縁性基材７０７とを接着する。
この加熱加圧工程で図７（ｅ）に示した工程と同様に電
気絶縁性基材７０７が厚み方向に収縮し、導電性ペース
ト７０９が厚み方向に圧縮される。この圧縮によって、
電気絶縁性基材７０７内の導電性ペースト７０４が、銅
箔７０５と両面配線基板７０６の配線７１０とに高密度
に接触することで、銅箔７０５と配線７１０との間の電
気的な接続が実現される。

【００５３】次に、表層の配線材料７０５をパターニン
グして表層の配線７１０を形成することによって図７
（ｉ）に示す多層配線基板７１１が完成する。ここで
は、多層配線基板として４層基板の例を示したが、多層
配線基板の層数は４層に限定されるものではなく、同様
の工程でさらに多層化することができる。

【００５４】このような製造方法で形成された全層ＩＶ
Ｈ構造の多層基板は、配線材料である銅箔７０５の表面
処理が良好なビア接続特性を満足する範囲内にあり、結
果としてビア接続が低く、ばらつきが小さく、接続信頼
性に優れたプリント配線基板を提供できるのである。

【００５５】なお、全層ＩＶＨ構造の樹脂多層基板の構
造としては、図５に示したものに限定されるものではな
く、導電性ペーストと銅箔の接触でビア接続を行うプリ
ント配線基板であれば同様の効果が得られることは言う
までもない。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属最表
面の構成元素の状態と、金属表面を除去し露出した金属
内部の構成元素の状態を比較することで金属の最表面状
態を定量的に判定することが可能となり、最表面での金
属表面状態を反映した金属の判定を行うことが可能とな
る。

【００５７】また、この金属表面判定方をプリント配線
基板の製造に適用すれば、銅箔の表面処理の寄与する特
性においてばらつきの少ないプリント配線基板を提供す
るこが可能となる。

【００５８】さらにプリント配線基板として全層ＩＶＨ
構造樹脂多層基板に適用すれば、ビア接続抵抗値が低
く、ばらつきが小さく、接続信頼性に優れたプリント配
線基板を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる金属表面判定方法を示す工程
フロー図である。

【図２】 プリント配線基板に用いられる銅箔の構造を
示す断面図である。

【図３】 本発明にかかる金属表面判定方法における解
析例である。

【図４】 本発明にかかる金属判定方法における解析例
である。

【図５】 本発明にかかる全層ＩＶＨ構造樹脂多層基板
の構造を示す断面図である。

【図６】 本発明にかかる金属表面判定方法における合
否判定基準例である。

【図７】 本発明にかかる全層ＩＶＨ構造樹脂多層基板
の製造方法を主要な工程ごとに示す断面図である。

【符号の説明】

２０１ 銅箔 ２０２ 表面処理層 ５０１ 電気絶縁性基材 ５０２ 貫通孔 ５０３ 導電性ペースト ５０４ 配線 ７０１ 電気絶縁性基材 ７０２ 保護フィルム ７０３ 貫通孔 ７０４ 導電性ペースト ７０５ 銅箔 ７０６ 両面配線基板 ７０７ 電気絶縁性基材 ７１０ 配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｇ Ｆターム(参考） 2G001 AA01 AA03 AA05 AA10 BA05 BA06 BA08 BA09 BA30 CA01 CA03 CA05 CA10 GA08 KA01 KA20 LA11 MA05 NA11 NA13 PA07 RA01 RA04 2G052 AA11 AB01 EC12 EC14 EC18 GA18 5E317 AA24 BB12 CC22 CC25 CD05 CD29 GG11 5E346 AA15 AA43 CC08 CC32 DD12 DD32 EE33 FF18 GG15 GG19 GG28 GG31 HH07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 判定対象金属の表面に対するＸ線照射に
   よりこの金属から放出される光電子を検出する表面解析
   工程と、 判定対象金属の表面を選択的に除去する除去工程と、 判定対象金属の表面の選択的除去により露出した判定対
   象金属の露出面に対するＸ線照射によりこの露出面から
   放出される光電子を検出する内部解析工程と、 前記判定対象金属の表面解析結果と露出面解析結果との
   比較により、判定対象金属の表面状態を判定する判定工
   程と、 を含むことを特徴とする金属表面判定方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の金属表面判定方法にお
   いて、 前記表面解析工程においては、判定対象金属の表面を構
   成する元素の検出ピーク量を算定し、 前記内部解析工程においては、判定対象金属の露出面を
   構成する元素の検出ピーク量を算定し、 前記判定工程においては、判定対象金属の表面を構成す
   る元素の検出ピーク量と判定対象金属の露出面を構成す
   る元素の検出ピーク量との比率を算出し、その比率に基
   づいて、判定対象金属の表面状態を判定する、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の金属表面判定
   方法において、 前記判定対象金属を構成する一成分元素に対して、前記
   表面解析工程と、前記内部解析工程とを実施する、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の金属表面判定方法にお
   いて、 前記一成分元素は、前記判定対象金属を構成する主成分
   元素である、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の金属表面判定
   方法において、 前記判定対象金属を構成する主成分元素以外の成分元素
   に関する前記表面解析結果と、前記判定対象金属を構成
   する主成分元素に関する前記露出面解析結果とを比較す
   ることで、前記判定対象金属の表面状態を判定する、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の金
   属表面判定方法において、 前記Ｘ線を電子線に、前記光電子を特性Ｘ線にそれぞれ
   置き換える、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載の金
   属表面判定方法において、 前記Ｘ線を電子線に、前記光電子をオージェ電子にそれ
   ぞれ置き換える、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし５のいずれかに記載の金
   属表面判定方法において、 前記Ｘ線を１次イオンに、前記光電子を2次イオンにそ
   れぞれ置き換える、 ことを特徴とする金属表面判定方法。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の金
   属表面判定方法によってその表面状態が良好であると判
   定された金属から配線層を構成した、 ことを特徴とするプリント配線基板。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のプリント配線基板に
    おいて、 当該プリント配線基板は、 電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材の両側に配置さ
    れた配線と、前記電気絶縁性基材を貫通して形成された
    ビアホールと、前記ビアホールに充填された導電性ペー
    ストとを備え、前記配線が前記電気絶縁性基材の両面間
    で前記導電性ペーストによって電気的に接続されたもの
    である、 ことを特徴とするプリント配線基板。
11. 【請求項１１】 電気絶縁性基材に対して、その厚み方
    向に貫通するビアホールを形成する工程と、 前記ビアホールに導電粒子と熱硬化性樹脂とからなる導
    電性ペーストを充填する工程と、 前記電気絶縁性基材の表面に、請求項１ないし８のいず
    れかに記載の金属表面判定方法によりその表面が良好で
    あると判定された金属からなる配線材料を設ける工程
    と、 前記電気絶縁性基材と前記導電性ペースとを加熱加圧し
    硬化させる工程と、 を含み、 前記加熱加圧工程により、ビアホール両端に設けられた
    配線材料と前記導電性ペーストとを電気的に接続する、 ことを特徴とする多層配線基板の製造方法。