JP2008103532A

JP2008103532A - 多層プリント配線板の内層処理方法及び内層処理方法により得られる回路基板

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Publication number: JP2008103532A
Application number: JP2006284916A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Hiroyama; 幸久廣山; Kazuhiko Sakayori; 和彦坂従; Kiyoshi Hasegawa; 清長谷川
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】樹脂と銅箔との接着性を銅箔のグレードによらず優れたものとし、外観処理ムラ並びにはんだ耐熱試験時、銅箔／樹脂界面で剥離し膨れ現象を発生させることのない高信頼性プリント配線板の内層処理方法及び内層処理方法により得られる回路基板を提供する。
【解決手段】内層回路基板とプリプレグとを積層一体化してなる多層プリント配線板の製造プロセスにおいて、内層回路基板に形成された銅回路表面をブラスト粗化、続いて化学粗化液により浸漬粗化処理後に遠赤外乾燥工程を少なくとも有することを特徴とする多層プリント配線板の内層処理方法及び内層処理方法により得られる回路基板。
【選択図】なし

Description

本発明は、多層プリント配線板の内層処理方法及び内層処理方法により得られる回路基板に関する。

多層プリント配線板の製造に於いて、多層プリント配線板の高密度、高多層化に伴い信頼性の高いプリント板が要求されている。この要求特性の一つにはんだ実装時の配線回路と樹脂界面の高はんだ耐熱特性がある。

一般には、多層プリント配線板の製造工程において内層回路銅箔面とプレプレグを接着させるために黒化処理と呼ばれる銅箔表面に微細な針状の酸化第一銅または酸化第二銅を形成する処理が行われている。

しかし、この黒化処理法を用いた場合、酸が内層銅回路と樹脂との界面を侵蝕する、いわゆるハローイング現象が生じ、さらにははんだ付けによる実装時、銅箔／樹脂界面で剥離し膨れが発生し、多層プリント配線板の信頼性が低下するという問題がある。したがって、この黒化処理法はスルーホール間やスルーホールと配線回路間の距離が接近しつつある近年において最適な内層処理方法であるとはいえない。

これまでに上記黒化処理の問題を解決すべく、黒化処理液の処理条件を変えて銅回路上に生成される酸化第二銅を酸に溶解し難い酸化第一銅にする方法、有機キレート剤の処理液で溶解して除去する方法、黒化処理後にアルカリ還元溶液で金属銅に還元処理する方法（例えば、特許文献１、２等）などが実用化され普及しており、さらに、近年では、内層回路板の薄板化に伴い、黒化処理法や黒化処理後に化学還元を行う処理法の代替法として、エッチング型化学粗化処理（例えば、特許文献３、４、５及び６）により、内層銅箔と樹脂の接着性を図る方法も普及してきている。

特公平０３−０５０４３１号公報特許第１５７４２７５号明細書特許第２７４０７６８号明細書特開平０９−０４１１６３号公報特開平１０−０９６０８８号公報特開平１１−０２１５１７号公報

しかしながら、上記内層処理方法においては銅箔の微細な凹凸形状が外観処理ムラ、高はんだ耐熱特性に影響し、特に黒化・還元処理した内層基板は２４時間以内に積層しないと金属銅に還元された基板表面が再酸化されて外観ムラ、はんだ耐熱試験時銅箔／樹脂界面で剥離し膨れが発生する。

また、最近、多層プリント配線板の耐熱性または高周波特性を向上させる為に、ビスフェノールＡ型樹脂やノボラック樹脂等から耐熱エポキシ樹脂、トリアジン樹脂、ビスマレイミド、ポリフェニレンエーテル樹脂等が使われるようになってきたが、これらガラス転移温度が高い樹脂は、ビスフェノールＡ型樹脂やノボラック樹脂よりも硬いために従来の多層化接着法では実装時のはんだ耐熱特性に劣るという欠点を有する。

本発明は、樹脂と銅箔との接着性を銅箔のグレードによらず優れたものとし、外観処理ムラ及びはんだ耐熱試験時、銅箔／樹脂界面で剥離し膨れ現象を発生させることのない高信頼性プリント配線板の内層処理方法及び内層処理方法により得られる回路基板を提供するものである。

本発明は、内層回路基板とプリプレグとを積層一体化してなる多層プリント配線板の製造プロセスにおいて、内層回路基板に形成された銅回路表面をブラスト粗化、続いて化学粗化液により浸漬粗化処理後に遠赤外乾燥工程を少なくとも有することを特徴とする多層プリント配線板の内層処理方法に関する。

また、本発明は、前記化学粗化液が、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含むアゾール類を含有してなる請求項１記載の多層プリント配線板の内層処理方法に関する。
さらに、本発明は、多層プリント配線板の内層処理方法により得られる回路基板に関する。

本発明によれば、樹脂と銅箔との接着性を銅箔グレードによらず優れたものとし、外観処理ムラ及びはんだ耐熱試験時、銅箔／樹脂界面で剥離し膨れ現象を発生させることのない高信頼性のプリント配線板の内層処理方法及び内層処理方法により得られる回路基板を提供することが可能となる。

本発明に用いる化学粗化液としては、特に制限はなく、例えば、一般に用いられているもので、硫酸、過酸化水素及びアゾール類を含むもの等が挙げられる。硫酸の濃度としては、２０〜４００ｇ／Ｌであることが好ましく、２０〜２００ｇ／Ｌであることがより好ましく、５０〜１００ｇ／Ｌであることが特に好ましい。

また、過酸化水素の濃度としては、１０〜２００ｇ／Ｌであることが好ましく、１０〜１００ｇ／Ｌであることがより好ましく、１０〜５０ｇ／Ｌであることが特に好ましい。また、アゾール類の濃度としては、０．５〜４０ｇ／Ｌであることが好ましく、０．５〜３０ｇ／Ｌであることがより好ましく、０．５〜２０ｇ／Ｌであることが特に好ましい。

高はんだ耐熱性の観点からは、化学粗化液が、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含有するものであることが好ましく、その濃度は、０．５〜２０ｇ／Ｌであることが好ましく、０．５〜１０ｇ／Ｌであることがより好ましく、０．５〜７ｇ／Ｌであることが特に好ましい。

１，２，３−ベンゾトリアゾールを含有する化学粗化液を用いる場合には、まず、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含んだ化学粗化液で１次粗化処理した後に、続いて１，２，３−ベンゾトリアゾールを含む化学粗化液で２次粗化処理することが好ましく、これにより粗化処理ムラ対策とはんだ耐熱試験時の膨れ防止を図ることができる。

また、上記１，２，３−ベンゾトリアゾールの他に添加されるアゾール類としては、微細な凹凸を形成させ、腐食抑制剤として働くものであれば特に制限はないが、例えば、５−アミノテトラゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、１−メチルテトラゾール、２−メチルテトラゾール、５−メチルトリアゾール、１−フェニルテトラゾール、イミダゾール、５−フェニルテトラゾール、チアゾール、ピラゾール、イソオキサゾール、１，２，３−トリアゾール、インダゾール、１，２，４−トリアゾール等が挙げられ、好ましくは、５−アミノテトラゾールである。

上記のような化学粗化液を用いて、内層回路板の内層を処理する方法としては、定法にしたがって行えばよく、例えば、スプレー法、ディップ法によりこれらの溶液を内層回路板の銅回路表面に供給する。
また、処理温度及び処理時間は、粗化量が最低でも粗化処理のトータルで０．５μｍ以上となるように適宜決定することが好ましい。なお、粗化液への浸漬処理は必要に応じ２回以上行ってもよい。

本発明に用いる銅箔としては、特に制限はなく、例えば一般的に用いられているもので、鉄、亜鉛、クロム、シリカ、ニッケル、マグネシウム等を含んだ銅合金箔を使用してもよい。

また、本発明に用いる物理的研磨方法により銅表面に凹凸を形成する方法は，一般に知られているウェットットブラスト、ドライブラスト処理が用いられる。このブラスト処理に用いる研磨材としては、特に制限はなく、例えば、一般に用いられているもので、粒径が♯１００〜♯２０００のアルミナ粒を用い、吐出圧力を９．８×１０^４Ｐａ〜３．９×１０^５Ｐａの条件で処理すれば、銅箔の表面粗さを０．３〜１０．０μｍ（Ｒｍａｘ）に自由に制御できるので好ましい。

また、必要に応じてブラストに続いて化学粗化処理後にシランカップリング処理を施してもよい。
さらに、必要に応じてブラスト処理前、化学粗化処理前に脱脂処理を施してもよい。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は、本発明を何ら制限するものではない。
実施例１
あらかじめエポキシ樹脂を使用した銅張積層板〔（日立化成工業、商品名Ｅ−６７、両面板：厚み０．４ｍｍ）、圧延銅箔厚７０μｍ（日鉱マテリアルズ製、商品名ＢＨＭ−７０）〕に内層回路を形成し内層用の回路板を作製し、これを水平搬送装置により、ブラスト、続いて化学粗化処理を次の方法により処理した。

即ち、ブラスト機（マコー（株）製、商品名ＰＦＥ−３００Ｎ）を用いて銅箔及び基板表面を均一にブラスト処理した。なおブラスト処理条件は、研磨材として♯３２０のアルミナ粒（マコー（株）製、商品名マコランダムＡ♯３２０）を用い吐出圧力１９．６×１０^４Ｐａの条件で３０秒間処理した。

続いて、十分に水洗を行った後に、粗化液として７５重量％硫酸水溶液８０ｍｌ／Ｌ、３５重量％過酸化水素水６０ｍｌ／Ｌ、５−アミノテトラゾール２ｇ／Ｌ及び１，２，３−ベンゾトリアゾール３ｇ／Ｌを溶解してなる化学粗化液に３０℃で３０秒間スプレー処理、水洗した。その後、８０℃で１分間乾燥し基板を得た。

続いて、１２０℃（基板表面温度）で３０秒間遠赤外乾燥〔ミナモト電機製遠赤外ヒータ：２０ＫＷ（１ＫＷ×２０本）〕させ表面粗さ１０．０μｍ（Ｒｍａｘ）の粗化基板を得た。この内層回路板にガラスクロス−エポキシ樹脂からなるプリプレグＥ−６７（日立化成工業株式会社、商品名）を表裏に張り合わせ、最外層に７０μｍの圧延銅箔（日鉱マテリアルズ製、商品名ＢＨＮ−７０）を圧力５０ｋｇ／ｃｍ^２、温度１７０℃、時間９０分の条件で積層してプレス成形して４層銅張積層板を作製した。なお銅の粗化量は表面粗さ計、または電子天秤にて重量法により測定した。

実施例２
銅箔に電解銅箔（日本電解製、商品名ＮＤＧＲ−７０）を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を製作した。

実施例３
銅箔に銅合金箔（日立金属製、商品名Ｃ−１９４）を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を製作した。

実施例４
銅箔に銅合金箔（古河電工製、商品名ＥＦＴＥＥＣ−６４Ｆ）を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を製作した。

実施例５
銅箔に銅合金箔（日鉱金属製、商品名Ｃ−７０２５）を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を製作した。

比較例１
遠赤外乾燥工程において、遠赤外を（温風乾燥処理のみ）除いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を作製した。

比較例２
遠赤外乾燥工程において、遠赤外を（温風乾燥処理のみ）除いた以外は、実施例２と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を作製した。

比較例３
遠赤外乾燥工程において、遠赤外を（温風乾燥処理のみ）除いた以外は、実施例３と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を作製した。

比較例４
遠赤外乾燥工程において、遠赤外を（温風乾燥処理のみ）除いた以外は、実施例４と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を作製した。

比較例５
遠赤外乾燥工程において、遠赤外を（温風乾燥処理のみ）除いた以外は、実施例５と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て４層銅張積層板を作製した。

上記で作製した各４層銅張積層板について、処理後の外観、半田耐熱性を評価した。その結果を表１に示す。なお、評価方法は、下記の通りである。
・外観；目視
外観判断基準 ○：良（処理ムラ発生なし）
×：不良（処理ムラあり）

・半田耐熱性；５０ｍｍ角に切断した試験片１０枚を１３０℃で２時間乾燥させた後、プレッシャークッカーテスト（１２１℃、２気圧）を２時間実施した。その後、２６０℃の半田浴に２０秒間づつ３回浸漬させた後の基材／内層銅間の膨れの有無を実体顕微鏡にて２０倍観察した。
はんだ耐熱判断基準 ○：良（膨れ発生なし）
×：不良（膨れ発生あり）

表１に示されるように、実施例１〜５の４層銅張積層板は、外観、半田耐熱性に優れていることが明らかである。

本発明になる多層プリント配線板の製造法を示す断面図である。

符号の説明

１内層回路基板
２内層回路基板上の回路銅箔
３プリプレグ
４銅箔

Claims

内層回路基板とプリプレグとを積層一体化してなる多層プリント配線板の製造プロセスにおいて、内層回路基板に形成された銅回路表面をブラスト粗化、続いて化学粗化液により浸漬粗化処理後に遠赤外乾燥工程を少なくとも有することを特徴とする多層プリント配線板の内層処理方法。
前記化学粗化液が、１，２，３−ベンゾトリアゾールを含むアゾール類を含有してなる請求項１記載の多層プリント配線板の内層処理方法。
請求項１又は２記載の内層処理方法により得られる回路基板。