JP2009212221A

JP2009212221A - 回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2009212221A
Application number: JP2008052233A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Hotta; 輝幸堀田; Takahiro Ishizaki; 隆浩石嵜
Original assignee: C Uyemura and Co Ltd
Current assignee: C Uyemura and Co Ltd
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】めっき皮膜が基板から引き剥がれることなく、銅回路と基材の密着の向上した良好な回路基板を製造することを目的とする。
【解決手段】絶縁樹脂１３からなる基材上に、下地めっき皮膜１４ａを形成する一次めっき処理を工程と、この一次めっき処理工程にて形成された下地めっき皮膜１４ｂ上に、当該下地めっき皮膜１４ｂよりも膜厚の厚い厚付けめっき皮膜１４ｂを形成する二次めっき処理工程とを備え、一次めっき処理工程では、二次めっき処理工程において形成される厚付けめっき皮膜１４ｂの内部応力の向きと異なる向きの内部応力を有する下地めっき皮膜１４ａを形成させる無電解めっき浴を用いてめっき処理を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板の製造方法に関し、特に、プリント基板の銅配線形成方法に関し、特に、高速信号や高密度配線に適した基材を用いた回路基板を製造するのに好適な回路基板の製造方法及びこの製造方法によって製造される回路基板に関する。

エレクトロニクス産業の飛躍的発展に伴い、プリント配線基板も、高密度化、高性能化の要求が高まり需要が大きく拡大している。特に、携帯電話やノートパソコン、カメラ等の最新デジタル機器のマザー配線基板においては、その小型化・薄型化に従って、配線パターンの高密度化・微細化の要望が高まっている。また、搭載された部品と部品との間において、より高周波で接続することの要求も高まっており、このことから、高速信号を扱うことに有利な表面粗さ（微小な凹凸）の小さな基材が求められている。

現在、実装技術としては、セミアディティブ法やフルアディティブ法による回路基板の製造方法が多用されている。

一般に、フルアディティブ法と呼ばれる、回路パターンを無電解めっきのみで形成するめっき工法では、例えば、絶縁樹脂等からなる基材に触媒を付与した後、レジストにより回路パターンを形成し、電気めっきを用いずに、無電解めっき、例えば無電解銅めっきのみにより銅回路を形成する。この無電解銅めっきには、例えば、生産性を考慮して、析出速度が速く（例えば、６μｍ／ｈ）、かつ、析出した銅めっき皮膜が回路としての十分な機能を果たし得るようにするために、めっき皮膜の体積抵抗率や、伸び・抗張力等の物性が良いことが求められており、これらの観点から、一般的には、錯化剤としてエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含有させた無電解めっき浴が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような無電解銅めっき浴から得られるめっき皮膜は、その残留内部応力が高いという問題があり、この残留内部応力が高いめっき皮膜では、具体的に、下記のような問題が生じる。

すなわち、一般的に、無電解めっき処理よって形成させた無電解めっき皮膜は、アンカー効果によって基材との密着力を得ているが、近年、基材として高速信号を扱うためや高密度な配線（配線自体および配線間のスペースが狭い）を得るために、基材表面の粗さ、すなわちアンカーとなる凹凸が小さくなる傾向にあり、アンカー効果が小さい基材が多用されているという現状がある。このような表面粗さの小さい基材では、めっき皮膜に充分な密着力を与えることができなくなり、その結果、めっき皮膜が有する残留内部応力によって生じる、ひずみを開放しようとする性質により、無電解めっき処理によりめっき皮膜を形成させても、そのめっき皮膜は基材から引き剥がれてしまうという問題が生じる。

また、残留内部応力の比較的低いめっき皮膜が形成される無電解めっき浴では、その浴中に様々な添加剤が含有されており、形成されるめっき皮膜の物性が良くないという欠点があり、この残留内部応力の低いめっき皮膜のみでは電気回路の導体に適さず、良好な回路基板を製造することができない。

特開平１０−２８４８２５号公報

本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基板から、回路パターンを形成するめっき皮膜が引き剥がれることがなく、物性の良好なめっき皮膜を形成し得る回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、めっき皮膜特性の異なる２種類以上の無電解めっき浴を用いて回路として必要な厚みをめっきすることによって、基板から引き剥がれることがなく、良好な物性を維持しためっき皮膜からなる回路基板を製造し得ることを見出した。

すなわち、本発明に係る回路基板の製造方法は、絶縁樹脂基材上に、無電解めっき法によってパターンを形成する回路基板の製造方法において、上記絶縁樹脂基材上に、下地めっき皮膜を形成する一次めっき処理工程と、上記一次めっき処理工程にて形成された下地めっき皮膜上に、該下地めっき皮膜よりも膜厚の厚いめっき皮膜を形成する二次めっき処理工程とを有し、上記一次めっき処理工程では、上記二次めっき処理工程において形成されるめっき皮膜の内部応力の向きと異なる向きの内部応力を有する下地めっき皮膜を形成させる無電解めっき浴を用いるを特徴とする。

また、本発明に係る回路基板は、絶縁樹脂基材上に、無電解めっき法によって、下地めっき皮膜を形成する一次めっき処理を施した後に、下地めっき皮膜よりも膜厚の厚いめっき皮膜を形成する二次めっき処理を施すことによりパターンを形成して製造する回路基板において、上記一次めっき処理にて形成される下地めっき皮膜と、上記二次めっき処理にて形成されるめっき皮膜とが、互いに異なる向きの内部応力を有することを特徴とする。

本発明に係る回路基板の製造方法によれば、絶縁樹脂基材上に、下地めっきを形成する一次めっき処理を施した後に二次めっき処理を施す無電解めっき方法において、一次めっき処理に際して、二次めっき処理において形成されるめっき皮膜の内部応力と異なる内部応力を有する下地めっき皮膜を形成させる無電解めっき浴を用いているので、基板から引き剥がれることなく、良好な物性を有しためっき皮膜を形成し、銅回路と基材の密着の向上した回路基板を製造することが可能となる。

以下、本実施の形態に係る回路基板の製造方法について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る回路基板の製造方法によって形成された回路基板の概略断面図である。図１に示すように、この回路基板１０は、絶縁層１１と、絶縁層１１上に形成された回路パターンを構成する導電層１２とからなっている。そして、絶縁層１１は、絶縁樹脂１３から構成されており、導電層１２は、具体的な回路パターンを構成する無電解めっき皮膜１４と、この回路パターンを構成する無電解めっき皮膜１４を無電解めっき処理にて析出させる際に、基板１０上の非析出部としてマスクしたマスキング剤となるめっきレジスト１５とから構成されている。

この基板１０の形成される無電解めっき皮膜１４は、下地めっき皮膜１４ａと厚付けめっき皮膜１４ｂとからなっている。具体的には、絶縁樹脂１３からなる基材上に、下地めっき皮膜１４ａを形成する一次めっき処理を施し、一次めっき処理にて形成された下地めっき皮膜１４ａ上に、二次めっき処理によって、下地めっき皮膜１４ａよりも膜厚の厚い厚付けめっき皮膜１４ｂを形成することによって製造される。そして、特に、一次めっき処理に際しては、二次めっき処理において形成される厚付けめっき皮膜１４ｂの内部応力の向きと異なる向きの内部応力を有する下地めっき皮膜１４ａを形成させる無電解めっき浴を用いることによって一次めっき処理が施される。このように、本実施の形態に係る回路基板の製造方法では、回路パターンを構成するめっき皮膜が、２種類以上の異なる特性を有するめっき皮膜１４（１４ａ，１４ｂ）からなっている。

以下、図２を参照にして、本実施の形態に係る回路基板の製造方法について、その手順に沿って詳細に説明する。なお、図２は、本実施形態に係る回路形成工程を概略的に示した断面図であり、この図２の各断面図では、一方の面しか図示されていないが、両側の面に対して処理を行う場合を除く趣旨のものではない。また、下層と導通可能とするためにビアを形成し、以下に詳述する工程を繰り返すことによって多層構造からなる多層回路基板とすることができるのは言うまでもない。

＜触媒付与、及びめっきレジスト形成＞
図１に示すように、本実施の形態に係る回路基板の製造方法は、絶縁層１１上に、回路パターンを形成する。本実施の形態において、この絶縁層１１を構成する絶縁樹脂１３は、特に限定されるものではなく周知のものを使用することができる。具体的には、例えば、エポキシ樹脂（ＥＰ樹脂）や、熱硬化性樹脂フィルムであるポリイミド樹脂（ＰＩ樹脂）、ビスマレイミド―トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ樹脂）等や、さらに熱可塑性樹脂フィルムである液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ樹脂）等、種々の樹脂を用いることができる。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にＥＰ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる板材等を使用してもよい。さらに可撓性フィルム等を用いてもよい。特に好ましい樹脂としては、後工程における無電解めっき処理時に、めっき浴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ともに、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樹脂であるとよい。また、例えばインクジェット法により、導電性ペーストを絶縁樹脂上に塗布して回路パターンを形成させる場合には、一般的に、ガラスエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ガラスポリイミド樹脂、ガラスビスマレイミド樹脂、ガラスポリフェニレンオキサイド樹脂、アラミドエポキシ樹脂、液晶ポリマーフィルム等の、導電性ペーストとの密着性の良い絶縁樹脂を選択するとよい。さらに、この絶縁樹脂１３は、例えば、導電層が形成された複数の基板を接着して多層構造とされたものを使用してもよい。

まず、回路パターンを形成するにあたり、上述した絶縁樹脂等から選択された最適な絶縁樹脂１３からなる基板１０に対し、清浄処理を施してクリーニングする。清浄処理は、清浄溶液中に、例えば６５℃で５分間、基板１０を浸漬して、表面のゴミ等を除去するとともに、基板に水濡れ性を与える。溶液としては、酸性溶液を用いても、アルカリ性溶液を用いてもよい。この清浄処理の工程によって、基板１０表面を清浄にし、後工程において形成させるめっき皮膜の密着性等を向上させる。

上述のようにして基板１０をクリーニングすると、次に、図２（ａ）に示すように、回路パターンを形成させる基板１０表面、すなわち絶縁樹脂１３表面に触媒１６を付与する。この触媒付与において用いられる触媒１６は、２価のパラジウムイオン（Ｐｄ^２＋）を含有した触媒液であることが好ましい。この触媒液の一例としては、例えば、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ）、塩化第一スズ（ＳｎＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ）、塩酸（ＨＣｌ）を含有する混合溶液とすることができる。また、この触媒液の濃度としては、例えば、Ｐｄ濃度が１００〜３００ｍｇ／Ｌ、Ｓｎ濃度が１０〜２０ｇ／Ｌ、ＨＣｌ濃度が１５０〜２５０ｍＬ／Ｌの各濃度組成とすることができる。そして、この触媒液中に基板１０を、例えば温度３０〜４０℃の条件で、１〜３分間浸漬させて、まずＰｄ−Ｓｎコロイドを基板１０の表面に吸着させる。そして次に常温条件下で、５０〜１００ｍＬ／Ｌの硫酸又は塩酸からなるアクセレータ（促進剤）に浸漬し、触媒１６の活性化を行う。この活性化処理によって、錯化合物のスズが除去され、パラジウム吸着粒子となり、最終的にパラジウム触媒として、その後の無電解金属めっき、例えば無電解銅めっきによる銅の析出を促進させるようにする。なお、水酸化ナトリウムやアンモニア溶液をアクセレータとして用いてもよい。また、この触媒１６付与に際しては、コンディショナー液やプレディップ液を用いて、絶縁層１１である絶縁樹脂１３と、後工程において形成する金属めっき皮膜との密着性を強固にする前処理を施してもよく、触媒１６の基板１０の表面への馴染みを良くする前処理を施すようにしてもよい。なお、触媒液は、上記のものに限られるものではなく、銅を含有した触媒液を用いて行ってもよい。また、スズを含有しない酸性コロイドタイプ又はアルカリイオンタイプの触媒液を用いることもできる。

次に、このようにして基板１０に触媒１６を付与した後、図２（ｂ）に示すように、回路パターンとなる部位を露出させるめっきレジスト１５を形成する。つまり、次の工程で回路パターンを形成するめっき金属を析出させる箇所以外をマスキングするレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、めっき処理の終了後にエッチング操作等により剥離除去してもよいが、めっき処理後に剥離除去せずに、ソルダーレジストとして機能するようにしてもよい。めっきレジスト１５の形成方法は、周知の方法を用いて行うことができる。

このようにして、めっきレジスト１５を形成すると、次に、無電解めっき法により、めっき金属皮膜を形成し、回路パターンを形成する。なお、無電解めっき法によりめっき金属を析出させるにあたり、めっきレジスト１５の形成後、１０％硫酸及びレデュサーを用いて、基板１０表面に付着している触媒１６のパラジウム吸着粒子を還元して、当該触媒１６を活性化させ、基板１０上におけるめっき金属の析出を向上させるようにしてもよい。以下、この無電解めっき工程について説明する。

＜無電解銅めっき工程＞
本実施の形態に係る回路基板の製造方法においては、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、下地となるめっき皮膜を一次めっき皮膜１４ａとして形成し、その後、その一次めっき皮膜１４ａの上に、二次めっき皮膜１４ｂの形成を行う二段めっき処理により、めっき皮膜１４（１４ａ，１４ｂ）を形成する。具体的には、無電解めっき処理工程の一例として、一次めっき処理→水洗→酸洗浄→水洗→二次めっき処理、という流れで処理されるが、これに限られるものではなく、一次めっき処理の後に、一次めっき皮膜１４ａの基板１０への密着性を向上させるために、熱処理を行うようにしてもよい。詳しくは後述する。

本実施の形態に係る回路基板の製造方法では、一次めっき処理（下地めっき処理）において、残留内部応力が低い下地めっき皮膜１４ａが形成される無電解銅めっき浴を使用するようにしている。また、この下地めっき皮膜１４ａの残留内部応力が、後述する二次めっき処理によって形成される二次めっき皮膜（厚付けめっき皮膜）１４ｂが有する残留内部応力の向きと異なる向きの残留内部応力、換言すると逆方向の残留内部応力を有するものとなるように、その一次めっき処理に用いられる無電解めっき浴を選択する。すなわち、厚付けめっき皮膜１４ｂが圧縮内部応力を有する場合には、それとは異なる引張内部応力を有するめっき皮膜が形成される無電解めっき浴を用いて一次めっき処理を行って下地めっき皮膜１４ａを形成する。一般的には、二次めっきである高速無電解めっきから形成される厚付けめっき皮膜１４ｂの残留内部応力は圧縮内部応力となるので、この場合、下地めっき処理に用いる無電解めっき浴は、その処理によって形成される下地めっき皮膜１４ａの内部残留応力が引張内部応力となるものを選択するようにする。

このように、本実施の形態に係る回路基板の製造方法では、下地めっき皮膜１４ａを形成するにあたって、残留内部応力の低く、二次めっき処理によって形成される厚付けめっき皮膜１４ｂの残留内部応力の向きとは逆方向の向きの残留内部応力を有するめっき皮膜が得られる無電解めっき浴を用いて一次めっき処理を行うようにしているので、下地めっき皮膜１４ａの上に二次めっき処理による厚付けめっき皮膜１４ｂを形成させることによって、逆方向の残留内部応力により、互いにその応力が打ち消し合う効果が生じ、めっき皮膜１４全体としての応力を大幅に低減させることが可能となり、基板１０からめっき皮膜が引き剥がれてしまうことを防止することができるようになっている。

なお、一次めっき（下地めっき）皮膜１４ａの膜厚は特に制限しないが、二次めっき処理により形成させた厚付けめっき皮膜１４ｂとの関係において、残留内部応力の打ち消し効果が表れる程度の膜厚を有していることが必要となる。具体的には、１μｍ〜２μｍ程度の膜厚を有する下地めっき皮膜１４ａを形成することが好ましい。

下地めっき皮膜１４ａを形成する一次めっき処理に用いることが可能な無電解めっき浴は、上述したように、残留内部応力が低いものであって、一般的には、引張内部応力を有するめっき皮膜１４ａを得ることが可能な無電解めっき浴を選択する。残留内部応力が低いめっき皮膜は、その無電解めっき浴に含有されている種々の添加剤の含有量を適正に管理することによって形成される。具体的には、添加剤の含有量を増加させることによって、形成されるめっき皮膜の残留内部応力は引張内部応力になるとともに、その残留内部応力は低くなっていく。このことは、めっき浴中の添加剤の含有量を増加させることによって、皮膜に取り込まれる水素量が抑制されることによる。

なお、残留内部応力が低いめっき皮膜とは、引張内部応力の場合には＋２００ＭＰａ以下の応力を有するめっき皮膜をいい、圧縮内部応力の場合には−２００ＭＰａ以下の応力を有するめっき皮膜をいうものとする。

ここで、このような無電解めっき浴を用いて行う本実施の形態における無電解めっき処理工程について、無電解銅めっきを行う場合を例に挙げてより詳細に説明する。

まず、一次めっき処理として、上述したような、添加剤の含有量を最適化させた、±２００ＭＰａ以下の低応力の無電解銅めっき浴を使用し、浴の温度条件として２０〜４０℃に設定した当該めっき浴中に、エポキシ樹脂等からなる絶縁層１１を有し、めっきレジスト１５が施された基板１０を、約２０〜４０分浸漬させることによって、約１μｍ程度の薄い膜厚からなる下地めっき皮膜１４ａを形成させる。このようにして形成された下地めっき皮膜１４ａは、残留内部応力が５０ＭＰａ程度と低くなっており、残留内部応力によるひずみが抑制されており、基板から引き剥がれることなく基板１０上に析出付着している。なお、形成する下地めっき皮膜１４ａの膜厚としては、１μｍ〜２μｍ程度が好ましい。

そして、この一次めっき処理によって下地めっき皮膜１４ａを形成させた後、当該基板１０に対して二次めっき処理に施す。二次めっき処理は、下地めっき皮膜１４ａ上にさらにめっき皮膜を厚付けするためのめっき処理であり、めっきレジスト１５によってマスクされた基板１０上の部位以外の部位にめっき金属を析出させていき、回路パターンを形成するためのめっき処理である。このように、二次めっき処理は、回路パターンを形成するものであることから、均一な皮膜表面を形成し、断線等を防止して接続信頼性の高いパターンを形成させることが必要となっており、この点において、フルアディティブ無電解めっき法を利用してめっき処理を行うことが好ましい。このフルアディティブ無電解めっきは、周知の方法で行うことができる。なお、めっき処理を行うに際しての種々の前処理工程等に関しては、適宜変更することが可能である。

この均一な皮膜表面を有し、めっき皮膜の厚付けを行う二次めっき処理に用いられる無電解銅めっき浴としては、例えば、錯化剤としてＥＤＴＡを用いためっき浴を用いることができる。この銅めっき浴の組成の一例としては、硫酸銅（１０ｇ／Ｌ）、ＥＤＴＡ（３０ｇ／Ｌ）を含有し、水酸化ナトリウムによってｐＨ１２．５に調整された無電解銅めっき浴を使用することができる。また、錯化剤としてロッシェル塩を用いた無電解銅めっき浴を使用してもよい。そして、この無電解銅めっき浴中に基板１０を、例えば６０〜８０℃の温度条件で３０〜６００分間浸漬することによって、厚付けめっき皮膜１４ｂを形成させていく。なお、めっき皮膜を厚くするために、長時間めっきを実施する場合には、めっき浴中に硫酸ナトリウムが蓄積してめっきの異常析出を回避するために、適宜強制的にめっき浴の一部を汲み出すようにするとよい。また、例えば、多層配線基板において下層との導通のためのビア等を形成させた場合には、液の攪拌を十分に行って、ビアにイオン供給が十分に行われるようにするとよい。攪拌方法としては空気攪拌やポンプ循環等による方法がある。

このように、本実施の形態に係る回路基板の製造方法では、下地めっき皮膜１４ａを形成する一次めっき処理を行い、この一次めっき処理にて形成された下地めっき皮膜１４ａ上に、下地めっき皮膜１４ａよりも膜厚の厚い厚付けめっき皮膜１４ｂを形成する二次めっき処理を行うことによって回路パターンを形成する。そして特に、一次めっき処理に際しては、二次めっき処理において形成される厚付けめっき皮膜１４ｂの内部応力の向きとは異なる向きの内部応力、換言すると、二次めっき処理において形成される厚付けめっき皮膜１４ｂの内部応力とは逆方向の向きの内部応力であって、一般的には引張内部応力を有する下地めっき皮膜１４ａを形成させる無電解めっき浴を用いてめっき処理を行うようにする。

また、無電解銅めっき処理工程においては、素地との密着性及び析出めっき皮膜の物性を向上させるために、めっき処理後に熱処理を行うことが好ましく、例えば、約１５０℃で１時間の熱処理を行うことが好ましい。二段めっきを採用する本実施の形態における無電解めっき処理工程においては、一次めっき処理を行った後に熱処理を行って、絶縁樹脂１３からなる基材と、一次めっき処理によって形成された下地めっき皮膜１４ａとの密着性を向上させた後に、二次めっき処理を行うようにしてもよい。また、当然に、二次めっき終了後に熱処理を行うようにしてもよい。この熱処理のタイミングに関しては、基材の性質により好適に選択することが好ましい。このように、一次めっき処理の終了後、または二次めっき処理終了後に、熱処理を行うようにすることで、めっき皮膜の基板からの引き剥がれを、より効果的に防止することができるようになる。

さらに、一次めっき処理終了後においては、例えば１０％硫酸溶液及び周知のクリーニング剤等を用いて、形成した下地めっき皮膜１４ａ表面を清浄し、二次めっき処理による厚付けめっき皮膜１４ｂの基板に対する密着性を向上させることが好ましい。特に、上述したように、一次めっき処理の終了後に熱処理を行って下地めっき皮膜１４ａの密着性を向上させる処理を行った場合には、酸化皮膜が下地めっき皮膜１４ａ上に生成されていることから、この酸化皮膜を除去して二次めっき皮膜１４ｂの密着性を高める目的で、周知の方法によってクリーニング及び酸洗浄を行うことが好ましい。

また、一次めっき処理終了後においては、上記同様に二次めっき処理による厚付けめっき皮膜１４ｂの密着性を向上させる目的で、周知の方法を用いてソフトエッチング処理を行うようにしてもよい。このソフトエッチング処理により、一次めっき処理により形成した下地めっき皮膜１４ａの表面が粗化され、二次めっき処理による厚付けめっき皮膜１４ｂの密着性を向上させることが可能となる。

このように、上述したような熱処理やクリーニング等の所定の処理を行うことによって、より効果的に基板１０からめっき皮膜１４が引き剥がれることを防止することが可能となり、接続信頼性のより向上した回路基板を製造することが可能となる。

なお、以上のように一次めっき後に熱処理を行い、さらにソフトエッチング等の二次めっき前処理を行った場合における、無電解めっき処理工程の流れの一例としては、「一次めっき→水洗→乾燥→熱処理→クリーナー→湯洗浄→水洗→ソフトエッチング→水洗→酸洗浄→水洗→二次めっき」となる。ただし、本実施の形態に係る回路基板の製造方法は、これに限定されるものではなく、適宜変更できることは言うまでもない。

以上のように、本実施の形態に係る回路基板の製造方法によれば、二段めっき処理によって回路パターンを構成するめっき皮膜１４を形成するようにしており、まず残留内部応力が低く、二次めっき処理によって形成される厚付けめっき皮膜１４ｂが有する残留内部応力の向きとは逆方向の向きの残留内部応力を有する下地めっき皮膜１４ａを形成することができる無電解銅めっき浴を用いて一次めっき（下地めっき）処理を行っているので、残留内部応力のひずみの開放に起因する基材からの引き剥がれを抑制することが可能となっている。さらに、常法に従った洗浄等の所定の処理の後に、その下地めっき皮膜１４ａ上に、一般的な高速無電解銅めっき浴を用いた二次めっき皮膜（厚付けめっき皮膜）１４ｂを形成し、残留内部応力が互いに逆方向の向きのめっき皮膜１４ａ、１４ｂを形成させるようにしているので、一次めっき皮膜１４ａと二次めっき皮膜１４ｂとの間において、残留内部応力の打ち消し効果を発揮させ、より効果的に、残留内部応力に起因する基材からのめっき皮膜１４の引き剥がれを防止することが可能となっている。これにより、アンカー効果の小さい高速信号や高密度配線に適した表面を有した基材においても、良好なめっき密着性と物性を有しためっき皮膜１４を形成した好適な回路基板を製造することが可能となっている。

なお、上記では無電解銅めっき浴の組成例等を示して、無電解銅めっき処理を行う場合について説明したが、めっき金属としては、銅に限られるものではなく、例えば、ニッケル等を用い、無電解ニッケルめっき浴を用いても、本実施の形態に係る回路基板の製造方法は好適に利用することができる。なお、ニッケルめっき浴の組成の一例としては、例えば、硫酸ニッケル（２０ｇ／Ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１５ｇ／Ｌ）、クエン酸塩（３０ｇ／Ｌ）を含有し、ｐＨ８〜９に調整されためっき浴を用いることができる。

また、インクジェット法等によって、回路パターンを形成した場合においても、同様に本実施の形態に係る回路基板の製造方法を適用することができる。

すなわち、具体的に一例を挙げて説明すると、周知の技術を用いて合成した、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ等から選択される１種又は２種以上の金属微粒子等からなる導電性の金属粒子を、水の他、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤等の有機溶剤の分散溶媒に均一に分散にして導電性ペーストとし、生成された導電性ペーストの液滴を、インクジェット法等を利用して絶縁樹脂の基板上に塗布することによって回路パターンを形成する。次に、このようにしてインクジェット法等を用いて導電性ペーストにより形成した回路パターンが配置された基板上に絶縁層を積層し、レーザ等を用いてトレンチを形成して、当該導電性ペーストからなる回路パターンを露出させる。そして、このようにして形成されたトレンチ内に、本実施の形態における無電解めっき方法により、めっき金属を析出させるようにする。

このように、インクジェット法等を利用して導電性ペーストからなる回路パターンを形成した場合においても、トレンチ内に本実施の形態に係る回路基板の製造方法における無電解めっき処理工程を採用してめっき金属を析出させるようにすることによって、上述したように、めっき皮膜の引き剥がれを抑制することが可能となる。そして同時に、ボイドの発生を抑制し、ボイドに起因する配線不良を回避でき、より接続信頼性の向上した基板を作成することが可能となる。また、配線の高さのばらつきを抑えることも可能となり、より均一な回路表面を有した、接続信頼性の高い回路基板を形成することができる。さらに、インクジェット法等を用いて回路パターンを形成した場合には、めっきレジストを用いて電気めっき処理や無電解めっき処理により回路パターンを形成した場合と比較して、回路パターンの位置ずれや現像不良等の発生がなく、より正確に所望とする微細な回路パターンを描画することができるようになる。

なお、本実施の形態に係る無電解銅めっき方法を適用することができる基板（被めっき物）の種類は、特に限定されず、銅、銅合金等の金属等の導電性材料、又はこれらの導電性材料とセラミック、ガラス、プラスチック、フェライト等の絶縁性材料とが複合したものであってもよい。具体的には、半導体パッケージ、プリント基板の回路、チップ部品、バンプ、コネクタ、リードフレーム等のあらゆる電子機器構成部品等にめっき皮膜を形成させることができる。なお、これらの基板は、脱脂処理や活性化処理等の所定の適切な前処理を施した上で、めっき処理が実行される。

また、本実施の形態に係る回路基板の製造方法は、上述したように、高速信号や高密度配線等の表面粗さの小さい基材に、特に好適に適用することができるが、これに限られるものではなく、表面粗さの小さくない基材にも適用することが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等があっても本発明に含まれる。

また、本発明は、上記の実施形態に係る配線基板の製造方法、ビルドアップ工法による高密度多層配線基板の製造にのみ適用されるものではなく、例えば、ウエハレベルＣＳＰ（Chip SizエポキシPackageまたはChip ScalエポキシPackage）、あるいはＴＣＰ（Tape Carrier Package）等における多層配線層の製造工程にも適用されるものである。

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、下記に詳述する実施例１及び２、並びに比較例１乃至３の各実験においては、アンカー効果の小さい、すなわち表面粗さの小さい基材を用いてめっき処理を施し、めっき皮膜の基板からの引き剥がれ性について調べた。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
一般的なビルドアップ基板のエポキシ樹脂からなる絶縁樹脂上に、触媒を付与させた。この触媒付与にあたっては、上村工業（株）製触媒付与プロセス（スルカッププロセス：クリーナーコンディショナーACL-009、プレディップPED-104、キャタリストAT-105、アクセレレータAL-106）により行った。

基板上に触媒を付与させると、ライン／スペースが５０μｍ／５０μｍの回路をめっきレジストで形成し、その後、３５〜４４℃の条件で、酸性クリーナー（上村工業（株）製スルカップMSC）、１０％硫酸及びレデュサー（上村工業（株）製アルカップレデューサーMAB）にて触媒を活性化した。

そして、低応力無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップPEA）を用いて、一次銅めっきとして膜厚１μｍの下地めっき皮膜を形成させた。その後、熱処理（１５０℃、１時間）を行い、一次銅めっきの基板に対する密着性を向上させ、次に、酸性クリーナー（上村工業（株）製スルカップMSC）及び１０％硫酸を用いて、一次銅めっき表面を洗浄後、フルアディティブ無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップSP-2）を用いて、無電解銅めっきのみで１０μｍの膜厚を有する銅回路を形成させた。

（実施例２）
実施例１とは異なり、一次めっき終了後に、熱処理や酸洗浄等の所定の処理は行わずに、そのまま二次めっきを行った以外は、実施例１と同様にめっき処理を行った。すなわち、基板上に触媒を付与後、低応力無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップPEA）にて一次銅めっきとして１μｍの下地めっき皮膜を形成させた後、引き続き、フルアディティブ無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップSP-2）を用いて、無電解銅めっきのみで１０μｍの膜厚を有する銅回路を形成させた。

（比較例１）
一般的なビルドアップ基板のエポキシ樹脂からなる絶縁樹脂上に、触媒を付与させた。この触媒付与にあたっては、上村工業（株）製触媒付与プロセス（スルカッププロセス：クリーナーコンディショナーACL-009、プレディップPED-104、キャタリストAT-105、アクセレレータAL-106）により行った。

そして、フルアディティブ無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップSP-2）を用いて、無電解銅めっきのみで１０μｍの膜厚を有する銅回路を形成するためのめっき処理を行った。

（比較例２）
比較例１と同様にして、触媒付与工程、前処理工程を行った後、触媒活性の高い薄付け無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップPSY）を用いて、一次銅めっきとして０．５μｍのめっき皮膜を形成させるためのめっき処理を行った。

その後、酸性クリーナー（上村工業（株）製スルカップMSC）及び１０％硫酸を用いて、一次銅めっき表面を洗浄後、フルアディティブ無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップSP-2）を用いて、無電解銅めっきのみで１０μｍの膜厚を有する銅回路を形成させるためのめっき処理を行った。

（比較例３）
比較例１と同様にして、触媒付与工程、前処理工程を行った後、フルアディティブ無電解銅めっき浴（上村工業（株）製スルカップSP-2）を用いて、一次銅めっきとして０．５μｍのめっきを行った後、熱処理（１５０℃、１時間）を行った。

上記実施例１及び２、並びに比較例１乃至３のめっき処理で得られた各回路基板について、基板からのめっき皮膜の引き剥がれの様子について調べた。具体的には、目視及び引き剥がし検査（密着力測定）をすることによって調べた。なお、引き剥がし検査にあたっては、めっき皮膜が形成された部分において、検査用に幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ幅の測定領域を確保し、オートグラフＡＧＳ−１００Ｄ（島津製作所（株）製）を用いて測定した。以下の表１に検査結果をまとめた。

表１において、実施例１及び２、並びに比較例１乃至３の実験での、めっき皮膜の引き剥がれに関する項目における、表中の「○」は、めっき処理後、形成させためっき皮膜が基板から引き剥がれることなく、良好な回路基板であったことを示す。また、表中の「×」は、めっき処理後、又はめっき処理中に、形成させためっき皮膜が基板から引き剥がれてしまい、回路基板が不良であったことを示す。

この表１にまとめた実験結果からも判るように、本実施の形態に係る無電解めっき方法を適用した実施例１では、形成しためっき皮膜が基板から引き剥がれることなく、表面粗さの小さい基板でも良好に析出付着した。また、同様に本実施の形態に係る無電解めっき方法を適用した実施例２においても、一次めっきの処理後、当該一次めっき処理により形成しためっき皮膜の密着性を高めるための熱処理を行わなくとも、形成しためっき皮膜は基板から引き剥がれることなく、良好に析出付着した。

これらに対して、残留内部応力の高いめっき皮膜を形成するめっき浴を用い、二段めっきを行うことなく、従来の無電解めっき方法を実施した比較例１では、めっき皮膜の形成途中に基板からめっき皮膜の引き剥がれが起こり、良好な回路基板を形成することができなかった。また、一次めっきとして触媒活性の高いめっき浴を用いて薄付めっきを行った比較例２では、触媒への反応性が高い無電解銅めっき浴を用いて下地めっき処理を施したが、一次めっき処理途中においてめっき皮膜が基板から引き剥がれてしまった。また、比較例３では、二段めっきを行い、さらに一次めっき終了後に密着性を向上させるための熱処理を行ったものの、二次めっきのめっき処理途中において、めっき皮膜が基板から引き剥がれ、良好な回路基板を形成させることはできなかった。

これらの結果から、本実施の形態に係る回路基板の製造方法は、従来の方法とは異なり、アンカー効果の小さい基板においても、めっき皮膜が基板から引き剥がれることなく、良好な金属めっきの析出付着を実現させることが可能となり、高速信号や高密度配線に適した、接続信頼性の高い回路基板を製造できることが明らかとなった。

本実施の形態に係る回路基板の製造方法よって製造された配線基板の一部の断面図の一例である。本実施の形態に係る回路基板の製造工程を説明するための概略図である。

符号の説明

１０基板、１１絶縁層、１２導電層、１３絶縁樹脂、１４めっき皮膜、１４ａ一次めっき皮膜（下地めっき皮膜）、１４ｂ二次めっき皮膜（厚付けめっき皮膜）、１５めっきレジスト、１６触媒

Claims

絶縁樹脂基材上に、無電解めっき法によってパターンを形成する回路基板の製造方法において、
上記絶縁樹脂基材上に、下地めっき皮膜を形成する一次めっき処理工程と、
上記一次めっき処理工程にて形成された下地めっき皮膜上に、該下地めっき皮膜よりも膜厚の厚いめっき皮膜を形成する二次めっき処理工程とを有し、
上記一次めっき処理工程では、上記二次めっき処理工程において形成されるめっき皮膜の内部応力の向きと異なる向きの内部応力を有する下地めっき皮膜を形成させる無電解めっき浴を用いることを特徴とする回路基板の製造方法。
上記一次めっき処理工程では、引張内部応力を有する下地めっき皮膜を形成させる無電解めっき浴を用いることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。
上記一次めっき処理工程の後に、下地めっき皮膜が形成された基材を熱処理することを特徴とする請求項１又は２記載の回路基板の製造方法。
絶縁樹脂基材上に、無電解めっき法によって、下地めっき皮膜を形成する一次めっき処理を施した後に、下地めっき皮膜よりも膜厚の厚いめっき皮膜を形成する二次めっき処理を施すことによりパターンを形成して製造する回路基板において、
上記一次めっき処理にて形成される下地めっき皮膜と、上記二次めっき処理にて形成されるめっき皮膜とが、互いに異なる向きの内部応力を有することを特徴とする回路基板。
上記一次めっき処理にて形成される下地めっき皮膜は、引張内部応力を有することを特徴とする請求項４記載の回路基板。