JP2004071703A

JP2004071703A - 多層プリント配線板の製造方法

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Publication number: JP2004071703A
Application number: JP2002226210A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Adachi; 足立　弘明; Teruo Katayose; 片寄　照雄
Original assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】炭酸ガスレーザー加工後のレーザーアッシュの少ない多層プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】マイクロエッチングされた内層回路表面を有する基板の両面または片面に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する絶縁層を形成し、その絶縁層に、炭酸ガスレーザー加工によって、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形成し、絶縁層表面及びビアホールをデスミア処理し、ビアホール及び絶縁層の表面に金属めっきを施すことにより、多層プリント配線板の製造する。
【選択図】　選択図なし。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信用、民生用、産業用等の電子機器の分野における実装方法の小型化、高密度化への指向は著しいものがあり、それに伴って用いられる材料の面でもより優れた耐熱性、寸法安定性、電気特性が要求されつつある。
例えば、ビルドアップ方式による多層プリント配線板に用いられる絶縁材料としては、従来フェノール樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられてきた。これらの樹脂は、各種の性能をバランスよく有するものの、電気特性、特に高周波領域での誘電特性が悪いという欠点を持っている。
【０００３】
この問題を解決する新しい材料として熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂が最近注目を浴び、ビルドアップ方式による多層プリント配線板を始めとする電子材料への応用が試みられている。
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、インターステイシャルビアホール（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、特にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、チップサイズパッケージ（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。
【０００４】
一般的なビルドアップ多層配線板は、内層回路板に、樹脂のみで構成される１００μｍ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。
その後の外層回路と内層回路を導通させるビアホールを形成する方法として、多くの場合に炭酸ガスレーザーが用られるが、絶縁層に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を用いる場合、炭酸ガスレーザー加工後にビアホールにレーザーアッシュが残りやすく、一般的なデスミア処理によるレーザーアッシュ除去が困難であった。
【０００５】
このため、当分野においては、炭酸ガスレーザー加工後のレーザーアッシュが少なく、一般的なデスミア処理による除去が可能で、かつ、低コストで高密度の多層プリント配線板を製造できる方法が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、特に、炭酸ガスレーザー加工により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形成する際に、レーザーアッシュの少ない、一般的なデスミア処理で除去可能な多層プリント配線板製造方法に関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）マイクロエッチングされた内層回路表面を有する基板の両面または片面に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する絶縁層を形成する工程、（ｂ）前記絶縁層に、炭酸ガスレーザー加工によって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形成する工程、及び（ｃ）前記絶縁層表面及びビアホールをデスミア処理し、ビアホール及び絶縁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を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
まず、本発明の製造方法の（ａ）工程について説明する。
（ａ）工程は、マイクロエッチングされた内層回路表面を有する基板の両面または片面に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する絶縁層を形成する工程である。
【０００９】
上記（ａ）工程で用いられる絶縁層に必須成分として含まれる熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂とは、ポリフェニレンエーテル系樹脂（変性物も含む）を成分として含有する組成物である。
このようなポリフェニレンエーテル系樹脂の好ましい例としては、　２，６−ジメチルフェノールの単独重合で得られるポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）のスチレングラフト重合体、２，６−ジメチルフェノールと２，３，６−トリメチルフェノールの共重合体、２，６−ジメチルフェノールと２−メチル−６−フェニルフェノールの共重合体、２，６−ジメチルフェノールと多官能フェノール化合物の存在下で重合して得られた多官能性ポリフェニレンエーテル樹脂、例えば特開昭６３−３０１２２２号公報、特開平１−２９７４２８号公報に開示されているような一般式（Ａ）および（Ｂ）の単位を含む共重合体等が挙げられる。
【００１０】
以上述べたポリフェニレンエーテル系樹脂の分子量については、３０℃、０．５ｇ／ｄｌのクロロホルム溶液で測定した粘度数ηｓｐ／ｃが０．１〜１．０の範囲にあるものが良好に使用できる。
また、上記ポリフェニレンエーテル系樹脂には、変性物も含まれるが、このような変成物としては、具体的には、不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂（特開昭６４−６９６２８号、特開平１−１１３４２５号、特開平１−１１３４２６号公報を参照）、ならびにポリフェニレンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および／または酸無水物との反応生成物等が挙げられる。
【００１１】
次に、絶縁層に用いられる樹脂として、上記ポリフェニレン系樹脂以外に配合される樹脂としては、本発明の目的である基板用材料として基板物性を損なわないものであればよい。このような樹脂としては、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、多官能性アクリロイル化合物、多官能性メタクリロイル化合物、多官能性マレイミド、多官能性メタクリロイル化合物、多官能性マレイミド、多官能性シアン酸エステル、多官能性イソシアネート、不飽和ポリエステル、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン・スチレン−ブタジエン−スチレン等の架橋性ポリマー、種々の熱可塑性樹脂、種々の熱硬化性樹脂等が挙げられる。これらのものは、一般に積層成形して作製される基板の物性を向上させる目的で配合される。
【００１２】
本発明に用いられる熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の好ましい例としては、ポリフェニレンエーテルおよびトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリルシアヌレート、ポリフェニレンエーテルおよびスチレンブタジエンブロックコポリマーおよびトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリルシアヌレート、不飽和基を含むポリフェニレンエーテルおよびトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリルシアヌレート、不飽和基を含むポリフェニレンエーテルおよびトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリルシアヌレートおよびエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および／または酸無水物との反応生成物およびトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリルシアヌレート、ポリフェニレンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および／または酸無水物との反応生成物およびトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリルシアヌレートおよびエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１３】
これらの系における各成分の配合量は、目的に応じて選択される。
本発明の熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂は、更にその用途に応じて所望の性能を付与させる目的で本来の性質を損なわない範囲の量の充填剤や添加剤を配合して用いることができる。
このような充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、タルク、雲母、ガラスビーズ、ガラス中空球等を挙げることができる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、帯電防止剤、蛍光剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤等が挙げられる。さらに、難燃性の一層の向上を図る目的で塩素系、臭素系、リン系、シリコン系の難燃剤や、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_５等の難燃助剤を併用することもできる。
【００１４】
さらには、他の熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂を一種または二種以上配合することも可能である。
このような熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリ（４−メチル−ペンテン）等のポリオレフィン類およびその誘導体、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン６・１０、ナイロン１２などのポリアミド類およびその誘導体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート・ポリエチレングリコールブロック共重合体などのポリエステル類およびその誘導体、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニルおよびその共重合体、ポリ塩化ビニリデンおよびその共重合体、ポリメチルメタクリレート類、アクリル酸（またはメタクリル酸）エステル共重合体類、
【００１５】
ポリスチレン類、アクリロニトリルスチレン共重合体類、アクリロニトリルスチレンブタジエン系共重合体等のポリスチレン類およびその共重合体類、ポリ酢酸ビニル類、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール類、エチレン酢酸ビニル共重合体およびその加水分解物類、ポリビニルアルコール類、スチレンブタジエンブロック共重合体類、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のゴム類、ポリメトキシエチレン、ポリエトキシエチレン等のポリビニルエーテル類、ポリアクリルアマイド、ポリホスファーゼン類、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、側鎖に液晶成分を含有する側鎖型液晶ポリマー等が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド前駆体等が挙げられる。
【００１６】
本発明におけるマイクロエッチングされた内層回路表面を有する基板は、両面銅張積層板やビルドアップ基板の内層回路表面をマイクロエッチングしたものである。この際に用いられる基板は、エポキシ樹脂−ガラスクロス基板、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂−ガラスクロス基板、エポキシ樹脂ビルドアップ基板、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂ビルドアップ基板等いずれでもかまわない。
【００１７】
本発明におけるマイクロエッチングとは、金属表面を僅かに溶解し、清浄な金属面とする処理で、過硫酸ナトリウム、硫酸−過酸化水素液などが使用され、ソフトエッチング、フラッシュエッチングなどとも呼ばれる。このようなものとしては、例えば、株式会社荏原電産のネオブラウンプロセス、カッパーボンド処理、メック株式会社のメックエッチボンドシステム、日本マクダーミッド株式会社のマルチボンドシステム、シプレイ・ファーイースト株式会社のサーキュボンド、日本アルファメタルズ株式会社のアルファプレップなどが挙げられる。
【００１８】
本発明におけるマイクロエッチングされた内層回路表面を有する基板の両面または片面に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する絶縁層を形成する方法としては、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する樹脂付き金属箔、フィルムを用いる方法、基板表面に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する絶縁材料を塗布し硬化前の絶縁層を形成する方法などが挙げられ、このようにして得た絶縁層を加熱等の方法により硬化することによって得られるものである。その製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、絶縁層を複数層重ね合わせ、加熱加圧下に各層間を接着せしめると同時に熱硬化を行い、所望の厚みの絶縁層を得ることができる。また、一度接着硬化させた絶縁層と硬化前の絶縁層を組み合わせて新たな層構成の絶縁層を得ることも可能である。
【００１９】
上記の積層成形と硬化については、通常熱プレス等を用いて同時に行うことができるが、両者をそれぞれ単独で行ってもよい。すなわち、あらかじめ積層成形して得た未硬化あるいは半硬化の複合材料を、熱処理または別の方法で処理することによって硬化させることができる。
また、成形および硬化の条件としては、温度：８０〜３００℃、圧力：０．１〜１０００ｋｇ／ｃｍ^２、時間：１分〜１０時間の範囲が好ましく、より好ましくは、温度：１５０〜２５０℃、圧力：１〜５００ｋｇ／ｃｍ^２、時間：１分〜５時間の範囲である。
【００２０】
次に、本発明の製造方法の（ｂ）工程について説明する。
本発明の（ｂ）工程は、前記絶縁層に、炭酸ガスレーザー加工によって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形成する工程である。
この（ｂ）工程において、炭酸ガス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、１〜２ショットでる。
【００２１】
次に、本発明の製造方法の（ｃ）工程について説明する。
本発明の（ｃ）工程は、前記絶縁層表面及びビアホールをデスミア処理し、ビアホール及び絶縁層の表面に金属めっきを施す工程である。
本発明の（ｃ）工程におけるデスミア処理には、アルカリ膨潤、過マンガン酸処理、中和の３工程が標準として含まれる。そして、ビアホール及び絶縁層の表面に金属めっきを施す工程が実施される。また、金属めっきとしては、通常の無電解めっき法が用いられる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例に基づき、本願発明の実施形態の例を具体的に説明する。
なお、実施例及び比較例では、レーザービアを顕微鏡観察し、レーザーアッシュの程度を観察した。
（実施例１）
＜無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテルの合成＞
特公平７−３７５６７号の参考例３に記載の方法により無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテルの合成を行った。すなわち、ドラムブレンダーを用い、　ポリフェニレンエーテル１００質量部と無水マレイン酸２質量部、パーヘキサ２５Ｂ（日本油脂社製）１質量部を室温でドライブレンドした後、シリンダー温度３００℃、スクリュー回転数２３０ｒｐｍの条件で二軸押し出し機により押し出して無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテルを得た。
【００２３】
＜樹脂付き金属箔の作成＞
上記無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテル５５質量部、　トリアリルイソシアヌレート（日本化成社製）４７質量部、　タフテックＨ１０４１（旭化成株式会社製）１０質量部、ＦＵＳＥＬＥＸ　Ｅ−２（株式会社龍森製、平均粒径７μｍ　）１００質量部、パーヘキシン２５Ｂ（日本油脂社製）８質量部、ＳＡＹＴＥＸ８０１０（アルベマール浅野株式会社製）２５質量部をトルエンに溶解もしくは分散させてワニスを作製し、銅箔に塗布し、エアーオーブン中で乾燥させて樹脂厚６０μｍの樹脂付き金属箔を得た。
【００２４】
＜基板の作成＞
３５μｍの銅箔からなる厚さ０．８ｍｍのエポキシ樹脂−ガラスクロス両面銅張り積層板（ＦＲ−４）を用い、日本マクダーミッド株式会社のマルチボンドシステムでマイクロエッチングを行い基板を得た。
【００２５】
＜試験板の作成＞
上記基板の両面に上記樹脂付き金属箔を積層し、面圧３０Ｋｇ／ｃｍ^２、温度１８０℃、９０分間、真空プレス成形を行った後、両面の金属箔をエッチング除去して試験板を得た。
【００２６】
＜炭酸ガスレーザー加工＞
上記試験板を、松下電器産業社製の炭酸ガスレーザー（ＹＢ−ＨＣＳ０１Ｙ０１）にて１ショットで、外径１５０、１００，７０μｍのビアホールを空けた試験板を得た。ビアホールを空けた試験板のビア底を観察した結果、レーサーアッシュはビア底面積の２０％観察された。
【００２７】
＜デスミア処理＞
上記ビアホールを空けた試験板を、日本マクダーミッド株式会社のマキュダイザープロセスでデスミア処理し、ビア底を観察した結果、レーサーアッシュは見られなかった。
【００２８】
［マキュダイザープロセス］
・アルカリ膨潤条件
薬液：マキュダイザー９２０４　１００ｖｏｌ％
温度、時間：６０℃、２０分間
・過マンガン酸処理条件
薬液：マキュダイザー９２７６　７．５ｖｏｌ％，　ＤＳ−２２４　１３．５ｖｏｌ％，水７９ｖｏｌ％
温度、時間：８０℃、２０分間
・中和条件
薬液：マキュダイザー９２７９　１０ｖｏｌ％，　９８％硫酸　２ｖｏｌ％，水８８ｖｏｌ％
温度、時間：４３℃、５分間
【００２９】
（比較例１）
実施例１の＜基板の作成＞において、マルチボンドシステムのマイクロエッチングの代わりに、日立化成株式会社製の黒化処理システムで基板を処理した点を除き、実施例１と同様の工程を実施した。その結果、＜炭酸ガスレーザー加工＞の後、レーサーアッシュは、ビア底全面に観察され、＜デスミア処理＞の後も、レーサーアッシュはビア底全面に観察された。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の製造方法を用いることにより、レーザーアッシュの少ない多層プリント配線板が提供される。

Claims

（ａ）マイクロエッチングされた内層回路表面を有する基板の両面または片面に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を必須成分として含有する絶縁層を形成する工程、（ｂ）前記絶縁層に、炭酸ガスレーザー加工によって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形成する工程、及び（ｃ）前記絶縁層表面及びビアホールをデスミア処理し、ビアホール及び絶縁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。