JP2005347701A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビルドアップ型多層プリント配線板を製造するに際し、樹脂表面の粗化工程を省略すると共に、３０μｍ以下の細線化におけるパターン形成時の断線や、高周波化に伴う伝送損失の粗面による増大を抑制することが可能な、ビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】内層回路板と接着シートを交互に組み合わせて加熱成形することにより、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造する方法において、内層回路板に接着シートを接着させ、該シートに穴開けを行ない、次いで無電解メッキ処理を施したのち、加熱成形して前記接着シートを完全硬化させる。
【選択図】なし

Description

本発明は、多層プリント配線板の製造方法の改良に関する。さらに詳しくは、本発明は、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造するに際し、従来行なわれていた過マンガン酸カリウムなどの処理液による樹脂表面の粗化工程を省略すると共に、銅回路の裏面を平滑化することにより、３０μｍ以下の細線化におけるパターン形成時の断線や、高周波化に伴う伝送損失の粗面による増大を抑制することが可能な、ビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法に関するものである。

電子機器の高性能化、高速化に伴ってプリント配線板も高密度実装、高密度配線化が求められてきており、その要求を満足させるものとしてビルドアップ型多層プリント配線板が注目を浴びている。ビルドアップ型多層プリント配線板は、絶縁層、導体層及び層間接続のビアを一層ごとに形成し、積み上げていくものであり、絶縁層形成方法やビア形成方法によって様々な製造方法が知られている。
一方、近年、電気・電子機器の小型化に伴い、多層プリント配線板は、ますます薄型化、高密度化が求められており、接着シート（熱硬化性樹脂シート）を用いたビルドアップ型多層プリント配線板が使用されるようになってきた。

接着シートを用いるビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法としては、例えばビルドアッププロセスにアディティブ法（セミアディティブ法、フルアディティブ法）を用いる方法がある。この方法においては、コア基板を作製後、それに接着シートを貼り付け、硬化後、表面を過マンガン酸カリウムなどの強力な薬品で、樹脂表面を溶かすことにより、表面粗化を行ったのち、無電解メッキ処理、あるいは無電解メッキ処理と電解メッキ処理を施し、導体層を形成している。
しかしながら、近年、環境問題により、過マンガン酸カリウムなどの薬品の使用が問題になってきており、該薬品を使用しないプロセスが求められてきている。また、最近の回路の３０μｍ以下の細線化や、高周波化により、表面粗化することによる、パターン形成時の断線や、高周波化に伴う伝送損失の粗面による増大が問題にされるようになってきている。

本発明は、このような状況下で、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造するに際し、従来行なわれていた過マンガン酸カリウムなどの処理液による樹脂表面の粗化工程を省略すると共に、銅回路の裏面を平滑化することにより、３０μｍ以下の細線化におけるパターン形成時の断線や、高周波化に伴う伝送損失の粗面による増大を抑制することが可能な、ビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ビルドアップ型多層プリント配線板製造時に接着シートを張り付け後、穴開けを行ない、接着シートの完全硬化を行なう前に無電解メッキ処理を施すことにより、メッキ面と樹脂層との接着力を上げることができ、表面粗化なしで、ビルドアップ型多層プリント配線板を効率よく製造し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）内層回路板と接着シートを交互に組み合わせて加熱成形することにより、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造する方法において、内層回路板に接着シートを接着させ、該シートに穴開けを行ない、次いで無電解メッキ処理を施したのち、加熱成形して前記接着シートを完全硬化させることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法、
（２）接着シートが、エポキシ樹脂を必須成分とする樹脂組成物からなるものである上記（１）項に記載の多層プリント配線板の製造方法、及び
（３）ビルドアッププロセスに、セミアディティブ法を採用する上記（１）又は（２）項に記載の多層プリント配線板の製造方法、
を提供するものである。

本発明によれば、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造するに際し、従来行なわれていた過マンガン酸カリウムなどの処理液による樹脂表面の粗化工程を省略すると共に、銅回路の裏面を平滑化することにより、３０μｍ以下の細線化におけるパターン形成時の断線や、高周波化に伴う伝送損失の粗面による増大を抑制することが可能な、ビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。

本発明の多層プリント配線板の製造方法は、内層回路板と接着シートを交互に組み合わせて加熱成形することにより、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造する方法であって、内層回路板に接着シートを接着させ、該シートに穴開けを行ない、次いで無電解メッキ処理を施したのち、加熱成形して前記接着シートを完全硬化させることを特徴とする。具体的には、以下に示す工程を施すことにより、目的のビルドアップ型プリント配線板を効率よく製造することができる。
まず、コアになるプリント配線基板を作製する。このコアとなるプリント配線基板は、通常ＦＲ−４材、ＦＲ−５相当材、ＢＴ材、ＰＰＥ材などのプリント配線板材料を用いて作製されるが、もちろんこれらの材料に限定されるものではない。
次いで、前記のコアになるプリント配線基板に、接着シート（熱硬化性樹脂シート）を真空下又は非真空下で張り付けたのち、穴開けを行ない、樹脂表面の粗化を行わずに、該接着シートの完全硬化を行なう前のＢステージ状態にて、無電解メッキ処理を施す。ビルドアップにおける本硬化は、無電解メッキ処理後又は無電解メッキ処理と電解メッキ処理を施したあとに行う。全体の回路形成工程に特に制限はないが、本発明においては、セミアディティブ法を採用することが好ましい。
ビルドアッププロセスにセミアディティブ法を採用してビルドアップ型多層プリント配線板を製造する工程の一例について説明すると、まず、前記のようにしてコアになるプリント配線基板への接着シートの張り付け、穴開け、無電解メッキ処理及び該接着シートの完全硬化を行ったのち、メッキレジストでパターンを形成し、電解銅メッキ処理を行い、該レジストを剥離し、エッチングを行うことにより、１導体層を形成する。
次に,この上に、前記の接着シートの張り付け以降の工程を繰り返し、導体層を形成して、ビルドアップ層を積み上げていくことにより、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造する。なお、接着シートの完全硬化は、電解銅メッキ処理後に行ってもよい。

本発明において、ビルドアップ層の形成に用いられる接着シートを構成する樹脂材料に特に制限はないが、無電解メッキ処理時に、メッキ液に有害な溶出物がなく、界面剥離を起こさないなど、工程に対する耐性を有すると共に、本硬化を行い回路形成後、回路面及び上下面の層と十分な密着性を有し、冷熱サイクルなどの試験で剥離やクラックなどを発生しない材料であることが肝要である。
このような観点から、前記接着シートとしては、エポキシ樹脂を必須成分とする樹脂組成物からなるものが、好ましく用いられる。
前記樹脂組成物に含まれる各成分については特に制限はないが、（Ａ）エポキシ樹脂を必須成分として含むと共に、（Ｂ）エポキシ用硬化剤、（Ｃ）エポキシ用硬化促進剤、（Ｄ）エラストマー、（Ｅ）難燃性化合物、（Ｆ）無機充填剤などを含むことが好ましい。

当該樹脂組成物に用いる（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、一分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、等のエポキシ樹脂を使用することができる。これらのエポキシ樹脂は、通常、溶剤に溶解して使用することができる。その溶剤は、エポキシ樹脂、エポキシ用硬化剤、エポキシ用硬化促進剤、エラストマーおよびホスファゼン化合物などを溶解するものであればよいが、接着シート作製時の塗布乾燥工程において溶剤が残留しないように、沸点１６０℃以下の溶剤であることが望ましい。具体的な溶剤としては、メチルエチルケトン、トルエン、アセトン、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、シクロヘキサノン等が挙げられ、これらは単独または二種以上混合して使用することができる。

当該樹脂組成物に用いる（Ｂ）成分のエポキシ用硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化に使用されている化合物であれば特に制限なく使用でき、例えば、アミン硬化系として、ジシアンジアミド、芳香族ジアミンなどが挙げられ、フェノール硬化系として、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂などが挙げられ、これらは単独又は二種以上混合して使用することができる。
このエポキシ用硬化剤の含有量は、硬化性及び硬化物物性のバランスなどの点から、前記（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対し、通常１〜５０質量部程度、好ましくは５〜３０質量部の範囲で選定される。
一方、（Ｃ）成分のエポキシ用硬化促進剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化促進剤に使用されているものであり、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィンなどが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独又は二種以上混合して使用することができる。
このエキシポ用硬化促進剤の含有量は、硬化促進性及び硬化樹脂物性のバランスなどの点から、前記（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対し、通常０.１〜１０質量部程度、好ましくは０.３〜５質量部の範囲で選定される。

当該樹脂組成物に用いる（Ｄ）成分のエラストマーとしては、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴムなどの各種合成ゴム、ゴム変性の高分子量化合物、高分子エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリイミド、変性ポリアミドイミド等が挙げられ、これらは単独または二種以上混合して使用することができる。好ましくは合成ゴム、ゴム変性高分子化合物、高分子エポキシ樹脂が使用される。
このエラストマーの含有量は、組成物の固形分量に基づき、通常５〜８０質量％、好ましくは１０〜５０質量％の範囲で選定される。
また、（Ｅ）成分の難燃性化合物としては、臭素系化合物、燐含有化合物、窒素含有化合物などを用いることができるが、実質的にハロゲンを含まないもので、耐熱性、耐湿性、難燃性、耐薬品性等の観点から、融点が８０℃以上であるホスファゼン化合物などが好ましい。具体的な例としては、シクロホスファゼンオリゴマーなどが挙げられる。
この難燃性化合物の含有量は、組成物の固形分量に基づき、通常５〜２０質量％、好ましくは７〜１５質量％の範囲で選定される。

当該樹脂組成物に（Ｆ）成分として用いる無機充填剤としては特に制限はなく、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、溶融シリカ、合成シリカなどが挙げられ、これらは単独又は二種以上混合して使用することができる。
この無機充填剤の粒径については特に制限はないが、平均粒径で、通常０．２〜５μｍ程度であり、好ましくは０．５〜２μｍである。また、その含有量は、組成物の固形分量に基づき、通常４〜１５質量％程度、好ましくは５〜１２質量％である。
前記の接着シート用樹脂組成物は、エポキシ樹脂を必須成分とすると共に、エポキシ用硬化剤、エポキシ用硬化促進剤、エラストマー、難燃性化合物及び無機充填剤を含むことができるが、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて、微粉末の無機質又は有機質の充填剤、顔料及び劣化防止剤などを含有させることができる。
当該樹脂組成物は、メチルエチルケトン、トルエン、アセトン、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、シクロヘキサノンなど、又はこれらの混合物からなる媒体に、前記の各成分を均一に溶解又は分散させることにより、調製することができる。

このようにして得られた樹脂組成物を、前記媒体を用いて塗工に好適な濃度に調節し、キャリアフィルム上に塗工し、加熱乾燥処理したのち、剥離するといった通常の方法により、ビルドアップ用の接着シートを作製することができる。
この接着シートを、ビルドアップ型多層プリント配線板製造時にコア層に張り付けたのち、穴開けを行ない、該接着シートの本硬化を行なう前に、無電解メッキ処理を施すことにより、メッキ面と樹脂層との接着力を上げることができ、表面粗化なしで、セミアディティブ法などの所定の回路を形成する通常の方法により、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造することができる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例で得られたビルドアップ型多層配線板の諸特性は、以下に示す要領に従って評価した。
（１）銅回路の接着力
工程中でサンプルを抜き出し、ビルドアップ樹脂層に形成した厚さ２５μｍの銅回路の９０°引き剥がし強さを測定した。
（２）はんだ耐熱性
多層配線板を５０ｍｍ角に切断し、煮沸吸湿処理を行い、水分を拭き取った後、２６０℃、２８０℃及び３００℃のはんだ浴に１分間フロートさせ、膨れの有無を目視により観察し、下記の基準で評価した。
○：膨れなし
×：膨れあり
（３）耐燃性
銅張積層板の銅箔をエッチングにより全て除去して試験片を作製し、ＵＬ−９４難燃性試験を実施した。
（４）絶縁抵抗
１ｍｍ間隔クシ型テストパターンで、室温にて測定した。
（５）無電解メッキ時の汚染
汚染の有無を目視により観察し、下記の基準で評価した。
○：汚染なし
×：汚染あり

実施例１
カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポール１０７２」（日本ゼオン社製商品名）２０．５質量部、ビフェニル骨格含有多官能型エポキシ樹脂「ＮＣ−３０００」（日本化薬社製商品名、エポキシ当量２８５）５６．５質量部、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン（アミン当量６２）１２．０質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．２質量部、水酸化アルミニウム１０質量部、シクロフェノキシホスファゼンオリゴマー（融点１００℃）１０質量部及び老化防止剤のＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン１質量部を、メチルエチルケトン／トルエン質量比＝６／４の混合溶剤に溶解希釈し、固形分３０質量％の樹脂組成物を製造した。
この樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布し、厚み４０μｍの接着シートを作製した。このシートを、厚み０．４ｍｍのＦＲ−４コア基板を希塩酸で酸洗浄後良く水洗いし、８０℃で３０分間乾燥後に、コア基板の回路の両面に加熱真空ラミネーターで張付け、レーザーでビアホールの穴開けを行った。次いで、無電解メッキ処理を行なってから、１５０℃で５０分間加熱硬化を行った。この加熱硬化後、通常のセミアディティブプロセスで、板厚０．６ｍｍのビルドアップ型多層配線板を作製した。
このビルドアップ型多層配線板の諸特性の評価結果を第１表に示す。

実施例２
カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポール１０７２」（前出）２０．５質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「エピコート１００１」（ジャパンエポキシレジン社製商品名、エポキシ当量４７５）５６．０質量部、フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０４）１２．５質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．２質量部、水酸化アルミニウム１０質量部、シクロフェノキシホスファゼンオリゴマー（融点１００℃）１０質量部及び老化防止剤のＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン１質量部を、メチルエチルケトン／トルエン質量比＝６／４の混合溶剤に溶解希釈し、固形分３０質量％の樹脂組成物を製造した。
この樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布し、厚み４０μｍの接着シートを作製した。このシートを、厚み０．４ｍｍのＦＲ−４コア基板を希塩酸で酸洗浄後良く水洗いし、８０℃で３０分間乾燥後に、コア基板の回路の両面に加熱真空ラミネーターで張付け、レーザーでビアホールの穴開けを行った。次いで、無電解メッキ処理を行なってから、１５０℃で５０分間加熱硬化を行った。この加熱硬化後、通常のセミアディティブプロセスで、板厚０．６ｍｍのビルドアップ型多層配線板を作製した。
このビルドアップ型多層配線板の諸特性の評価結果を第１表に示す。

実施例３
ビフェニル骨格含有多官能型エポキシ樹脂「ＮＣ−３０００」（前出）２７．０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「エピコート１００１」（ジャパンエポキシレジン社製商品名、エポキシ当量４７５）３０．０質量部、フェノキシ樹脂「ＹＰ−５０」（東都化成社製商品名）２０．０質量部、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン（アミン当量６２）１３．０質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．１５質量部、水酸化アルミニウム１０質量部、シクロフェノキシホスファゼンオリゴマー（融点１００℃）９質量部及び老化防止剤のＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン１質量部を、メチルエチルケトン／トルエン質量比＝６／４の混合溶剤に溶解希釈し、固形分３０質量％の接着シート用樹脂を製造した。
この樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布し、厚み４０μｍの接着シートを作製した。このシートを、厚み０．４ｍｍのＦＲ−４コア基板を希塩酸で酸洗浄後良く水洗いし、８０℃で３０分間乾燥後に、コア基板の回路の両面に加熱真空ラミネーターで張付け、レーザーでビアホールの穴開けを行った。次いで、無電解メッキ処理を行なってから、１５０℃で５０分間加熱硬化を行った。この加熱硬化後、通常のセミアディティブプロセスで、板厚０．６ｍｍのビルドアップ型多層配線板を作製した。
このビルドアップ型多層配線板の諸特性の評価結果を第１表に示す。

比較例１
実施例１と同一の樹脂組成物を製造し、この樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布し、厚み４０μｍの接着シートを作製した。このシートを、厚み０．４ｍｍのＦＲ−４コア基板を希塩酸で酸洗浄後良く水洗いし、８０℃で３０分間乾燥後に、コア基板の回路の両面に加熱真空ラミネーターで張付け、１５０℃５０分間加熱硬化後、レーザーでビアホールの穴開けを行い、通常のセミアディティブプロセスで、板厚０．６ｍｍのビルドアップ型多層配線板を作製した。
このビルドアップ型多層配線板の諸特性の評価結果を第１表に示す。

比較例２
実施例２と同一の樹脂組成物を製造し、この樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布し、厚み４０μｍの接着シートを作製した。このシートを、厚み０．４ｍｍのＦＲ−４コア基板を希塩酸で酸洗浄後良く水洗いし、８０℃で３０分間乾燥後に、コア基板の回路の両面に加熱真空ラミネーターで張付け、１５０℃５０分間加熱硬化後、レーザーでビアホールの穴開けを行い、通常のセミアディティブプロセスで、板厚０．６ｍｍのビルドアップ型多層配線板を作製した。
このビルドアップ型多層配線板の諸特性の評価結果を第１表に示す。

比較例３
実施例３と同一の樹脂組成物を製造し、この樹脂組成物をキャリアフィルムに塗布し、厚み４０μｍの接着シートを作製した。このシートを、厚み０．４ｍｍのＦＲ−４コア基板を希塩酸で酸洗浄後良く水洗いし、８０℃で３０分間乾燥後に、コア基板の回路の両面に加熱真空ラミネーターで張付け、１５０℃５０分間加熱硬化後、レーザーでビアホールの穴開けを行い、通常のセミアディティブプロセスで、板厚０．６ｍｍのビルドアップ型多層配線板を作製した。
このビルドアップ型多層配線板の諸特性の評価結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明によれば、ビルドアップ型多層配線板製造時に接着シートを張り付け後、穴開けを行ない、接着シートの本硬化を行なう前に無電解メッキ処理を行なうことにより、メッキ面と樹脂層との接着力を上げることができ、表面粗化無しで、ビルドアップ型多層配線板を製造することができる。

本発明のビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法によれば、過マンガン酸カリウム等の強力な薬品で、樹脂表面を溶かすことにより表面粗化を行なう工程を無くすとともに、銅回路の表面を平滑化することにより、３０μｍ以下の細線化時のパターン形成時の断線や、高周波化に伴う伝送損失の粗面による増大を抑制することが可能である。

Claims (3)

1. 内層回路板と接着シートを交互に組み合わせて加熱成形することにより、ビルドアップ型多層プリント配線板を製造する方法において、内層回路板に接着シートを接着させ、該シートに穴開けを行ない、次いで無電解メッキ処理を施したのち、加熱成形して前記接着シートを完全硬化させることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 接着シートが、エポキシ樹脂を必須成分とする樹脂組成物からなるものである請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
3. ビルドアッププロセスに、セミアディティブ法を採用する請求項１又は２に記載の多層プリント配線板の製造方法。