JP2010080527A - Wiring-substrate manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に銅メッキ技術に係り、特に銅メッキを使った配線基板の製造方法に関する。 The present invention generally relates to copper plating technology, and more particularly to a method of manufacturing a wiring board using copper plating.
配線基板の製造では、樹脂基板の表面上に導体膜を形成する必要がある。樹脂基板表面は一般に絶縁性であるため、このような導体膜の形成は、無電解メッキにより行われる。樹脂表面に導体膜を形成する場合には、両者の密着性が大きな課題となる。 In manufacturing a wiring board, it is necessary to form a conductor film on the surface of the resin substrate. Since the resin substrate surface is generally insulative, such a conductor film is formed by electroless plating. When a conductor film is formed on the resin surface, the adhesion between the two becomes a major issue.
一般の配線基板では、樹脂基板を構成する樹脂層がセラミック粒子などのフィラーを含んでいる。そこで導電層を形成するにあたり、樹脂基板に対して表面処理を行い、樹脂基板表面に露出しているセラミック粒子をエッチングし、微細な凹凸を形成することが行われている。このような微細な凹凸を有する樹脂基板表面に形成した導電層は、前記凹凸を充填し、その結果、このような導電層では、いわゆるアンカー効果により、密着性が向上する。一般に、樹脂基板上に銅パターンを有する配線基板の場合、銅パターンと樹脂基板との接着力は、1.0kg/cm以上あれば十分と言われている。 In a general wiring board, the resin layer constituting the resin substrate includes a filler such as ceramic particles. Therefore, in forming the conductive layer, surface treatment is performed on the resin substrate, and the ceramic particles exposed on the surface of the resin substrate are etched to form fine irregularities. The conductive layer formed on the surface of the resin substrate having such fine irregularities fills the irregularities, and as a result, the adhesion of such a conductive layer is improved by a so-called anchor effect. In general, in the case of a wiring board having a copper pattern on a resin substrate, it is said that the adhesive force between the copper pattern and the resin substrate is 1.0 kg / cm or more.
また、特定の官能基を有する樹脂フィラーを有する樹脂を使った樹脂基板の場合について、銅パターンを無電解銅メッキにより形成するのに先立ち、樹脂基板表面に対し親水性化処理を行い、さらに引き続いてシランカップリング剤による処理を行うことにより、形成された銅パターンと樹脂基板との間に、1.0kg/cmの接着力を実現できる。
一方、配線基板のなかには、樹脂基板の表面を薄い樹脂層で覆った形式のものがある。 On the other hand, some of the wiring boards have a type in which the surface of the resin substrate is covered with a thin resin layer.
例えば高発熱半導体素子を担持する配線基板では、基板の熱膨張を抑制し、また弾性率を向上させるために、従来のガラス繊維の代わりに炭素繊維で補強した積層板が使われることがある。炭素繊維は導電性であり、このような積層板では、コア基板中に形成されたスルーホールやその他の開口部を絶縁するため、コア基板の表面全体を覆って、絶縁のため、薄い樹脂層を、例えば電着法などにより、形成する必要がある。 For example, in a wiring board carrying a highly heat-generating semiconductor element, a laminated board reinforced with carbon fiber may be used instead of conventional glass fiber in order to suppress thermal expansion of the board and improve the elastic modulus. Carbon fiber is conductive, and in such laminates, a thin resin layer is used to cover the entire surface of the core substrate and to insulate the through holes and other openings formed in the core substrate. For example, by electrodeposition.
しかし、電着法により被着される樹脂層にフィラーを含めることは一般に困難で、従来のようなアンカー効果を利用することができず、また樹脂フィラー上の官能基と無電解メッキ層との間の強固な化学結合を利用することもできず、基板表面に形成された無電解銅メッキ層とビルドアップ基板との間において、接着力が不十分である問題が生じる。 However, it is generally difficult to include a filler in the resin layer deposited by the electrodeposition method, the conventional anchor effect cannot be used, and the functional group on the resin filler and the electroless plating layer A strong chemical bond between them cannot be used, and there arises a problem that the adhesive force is insufficient between the electroless copper plating layer formed on the substrate surface and the build-up substrate.
一実施形態による配線基板の製造方法は、基板を覆う樹脂層の表面に第1の金属粒子を析出する工程と、前記樹脂層の表面および前記第1の金属粒子の表面を、紫外光励起オゾンあるいは酸素プラズマに曝露することにより、親水性に変化させる工程と、前記親水性に変化した樹脂層の表面および第1の金属粒子の表面を、ビニル基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基のいずれかを有するシランカップリング剤で処理する工程と、前記シランカップリング剤で処理した前記樹脂層の表面および第1の金属粒子の表面に、パラジウムよりなる第2の金属粒子を析出する工程と、前記シランカップリング剤で処理した前記樹脂層の表面および前記第1の金属粒子の表面、および前記第2の金属粒子の表面を覆って、無電解メッキにより銅層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。 According to one embodiment, a method of manufacturing a wiring board includes a step of depositing first metal particles on a surface of a resin layer covering a substrate, and a surface of the resin layer and a surface of the first metal particles are made by ultraviolet light-excited ozone or The step of changing to hydrophilic by exposing to oxygen plasma, and the surface of the resin layer changed to hydrophilic and the surface of the first metal particles are any of vinyl group, styryl group, methacryloxy group, and acryloxy group. A step of treating with a silane coupling agent having the following: depositing second metal particles made of palladium on the surface of the resin layer and the surface of the first metal particles treated with the silane coupling agent; and Covering the surface of the resin layer treated with the silane coupling agent, the surface of the first metal particles, and the surface of the second metal particles, for electroless plating Characterized in that it comprises a step of forming a Ridoso, the.
かかる構成では、シランカップリング剤に含まれるビニル基やスチリル基やメタクリロキシ基やアクリロキシ基により、前記第2の金属粒子が前記樹脂層の表面および前記第1の金属粒子の表面に効率よく補足される。一方、シランカップリング剤は、前記樹脂層上に第1の金属粒子を析出した後、親水化処理を行うことにより、前記第1の金属粒子の表面および樹脂層の表面に効率良く吸着される。そこで、前記樹脂層の表面および前記第1の金属粒子の表面、および前記第2の金属粒子の表面を覆って、無電解メッキにより銅層を形成すると、大量に捕捉されたパラジウムよりなる第2の金属粒子が触媒となり、前記無電解銅メッキ層が効率よく析出し、前記無電解銅メッキ層と樹脂層との間に強い接着力が生じる。 In such a configuration, the second metal particles are efficiently captured on the surface of the resin layer and the surface of the first metal particles by a vinyl group, a styryl group, a methacryloxy group, or an acryloxy group contained in the silane coupling agent. The On the other hand, the silane coupling agent is efficiently adsorbed on the surface of the first metal particles and the surface of the resin layer by performing a hydrophilic treatment after depositing the first metal particles on the resin layer. . Therefore, when a copper layer is formed by electroless plating so as to cover the surface of the resin layer, the surface of the first metal particle, and the surface of the second metal particle, the second layer made of palladium trapped in a large amount. The metal particles serve as a catalyst, the electroless copper plating layer is efficiently deposited, and a strong adhesive force is generated between the electroless copper plating layer and the resin layer.
[第1の実施形態]
図1A〜1Hは、第1の実施形態による配線基板の製造工程を示す図である。
[First Embodiment]
1A to 1H are views showing a manufacturing process of a wiring board according to the first embodiment.
図1Aを参照するに、樹脂層11a〜11dを、炭素繊維層12を介して積層したコア基板11にはスルーホール11A,11Bが形成されており、前記コア基板11の表面には、前記スルーホール11A,11Bの側壁面も含めて、電着樹脂層14が、電極となる銅層13を介して、例えば1μm〜100μmの厚さで一様に形成されている。
Referring to FIG. 1A, through
次に前記図1Aの状態のコア基板11上に、ニッケル(Ni),パラジウム(Pd),スズ(Sn),金(Au)などから選ばれる金属原子よりなる第1の金属粒子15が無電解メッキにより、100nm以下の膜厚の金属層を形成するように析出し、図1Bに示す構造が得られる。このように電着樹脂層14上に100nm以下の膜厚に形成された金属層は島状構造をなし、前記電着樹脂層14の表面は、完全に金属層で覆われることはない。このように第1の金属粒子が前記電着樹脂層14を完全に覆うことがないため、後で無電解メッキによる銅層の形成が可能となる。なお前記電着樹脂層としては、例えば日本ペイント株式会社より登録商標「インシュリード」として市販されているノボラック樹脂を使うことが可能である。
Next,
図1Bに示す第1の金属粒子15の析出工程では、前記金属粒子15の前記電着樹脂層14の表面における均一な分散が促進されることから、特に前記第1の金属粒子15としてパラジウムを使うのが有利である。前記第1の金属粒子15は、凝集して島状の金属パターンを形成する場合がある。かかる島状金属パターンは0.1nm〜100nm程度の粒子径を有している。なお前記第1の金属粒子15は、各々が単一の金属原子であってもよいが、複数の金属原子が凝集した原子団であってもよい。
In the step of depositing the
次に本実施形態では前記図1Bの構造に対し、図1Cに示す紫外光励起オゾンを照射する工程(UVオゾン処理)を行い、露出されている電着樹脂層14の表面および金属粒子15の露出表面の親水性化処理を行う。このような親水性化処理により、前記露出表面には水酸基やカルボキシル基、カルボニル基などが容易に結合し、前記露出表面は、これら水酸基やカルボキシル基、カルボニル基などの作用により、親水性を示す。特に金属粒子15の露出表面における親水化の進行は顕著で、金属粒子15が前記電着樹脂層14の表面に存在することで、前記電着樹脂層14だけの場合に比べ、露出表面全体の親水性化がより進行し、水に対する接触角がさらに減少する。このため、図1Cの工程に引き続いて行われるシランカップリング剤処理の際の、シランカップリング剤に対する密着性を向上させることが可能となる。
Next, in this embodiment, the step of irradiating ultraviolet light-excited ozone shown in FIG. 1C (UV ozone treatment) is performed on the structure of FIG. 1B, and the exposed surface of the
次に前記図1Cに示すUVオゾン処理を終わったコア基板11を、図1Dに示すようにシランカップリング剤16の浴に浸漬することにより、上記のシランカップリング剤処理が行われる。本実施形態では特に前記シランカップリング剤16としてビニル基やスチリル基やメタクリロキシ基やアクリロキシ基などを有するシランカップリング剤を使う。これにより、この後の工程で、Cu層の無電解メッキ処理の際に触媒として作用するパラジウム(Pd)原子を効率よく捕捉することが可能となる。先に図1Cの工程において前記電着樹脂層14および第1の金属粒子15の露出表面がUVオゾン処理により親水性に変換されているため、シランカップリング剤は図1Dの工程において前記露出表面に連続して吸着あるいは結合される。
Next, the
次に前記コア基板11は前記シランカップリング剤の浴16から引き上げられ、乾燥された後、無電解銅メッキ工程の一つであるパラジウム析出浴により処理され、前記電着樹脂層14および第1の金属粒子15上に、図1Eに示すように、パラジウムよりなる第2の金属粒子17が析出する。
Next, the
先にも述べたように、図1Eの構造では、電着樹脂層14および第1の金属粒子15の表面が、ビニル基やスチリル基やメタクリロキシ基やアクリロキシ基などを有するシランカップリング剤により処理されているため、多量のパラジウム原子が、前記第2の金属粒子17として吸着されている。なお前記第2の金属粒子17は、各々が単一のパラジウム原子であってもよいが、複数のパラジウム原子が凝集した原子団であってもよい。
As described above, in the structure of FIG. 1E, the surfaces of the
図2は、前記図1Eの工程における前記第2の金属粒子17、すなわちパラジウム原子の吸着機構の概略を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of an adsorption mechanism of the
図2を参照するに、前記シランカップリング剤中のSi原子は、前記電着樹脂層14上の第1の金属粒子15、例えばパラジウム原子と、酸素原子を介して強固に結合しており、また他のSi原子と、別の酸素原子を介して重合している。ここで前記金属粒子15は、先に説明したように前記電着樹脂層14の表面において島状の金属層を形成していてもよい。
Referring to FIG. 2, Si atoms in the silane coupling agent are firmly bonded to the
前記Si原子にはCH基を介してCH2基が二重結合しているが、このような部分にパラジウム原子が接近すると、前記パラジウム原子は前記二重結合を切断し、前記C−H基を構成する炭素原子に結合すると考えられる。 A CH 2 group is double-bonded to the Si atom through a CH group, but when a palladium atom approaches such a portion, the palladium atom breaks the double bond, and the C—H group It is thought that it is bonded to the carbon atom that constitutes.
さらに本実施形態では図1Eの構造を銅メッキ浴に浸漬し、図1Eの構造上に無電解銅メッキ層18を、図1Fに示すように、例えば0.1μm〜10μmの膜厚に析出させる。その際、パラジウムよりなる前記第2の金属粒子17は、無電解銅の析出反応の触媒として作用し、前記無電解銅メッキ層18は、前記第2の金属粒子17を包み込むように、あるいはこれを銅原子により置換して形成される。
Furthermore, in this embodiment, the structure of FIG. 1E is immersed in a copper plating bath, and an electroless
その結果、本実施形態によれば、下地となる電着樹脂層14がフィラーを含んでいないにも係わらず、前記無電解銅メッキ層18として、均一で接着力の大きい銅層を得ることが出来る。その際、前記第1の金属粒子15は、膜厚が100nm以下の島状の金属層を形成しており、連続的な金属膜は形成しないため、無電解銅メッキ層18の形成の際、銅の析出が妨げられることはない。
As a result, according to this embodiment, it is possible to obtain a uniform and high adhesive copper layer as the electroless
さらに前記図1Fの構造上に電解メッキにより電解銅メッキ層19が形成され、図1Gの構造が得られる。図1Fに係る電解メッキ処理工程では、図示は省略するが、前記無電解銅メッキ層18上にレジストパターンがフォトリソグラフィにより形成されており、かかるレジストパターンをマスクに電解メッキ処理を行うことにより、前記無電解銅メッキ層18上に前記電解銅メッキ層19により銅配線パターンが形成される。
Further, an electrolytic copper plating layer 19 is formed on the structure of FIG. 1F by electrolytic plating to obtain the structure of FIG. 1G. In the electrolytic plating treatment step according to FIG. 1F, although not shown, a resist pattern is formed on the electroless
さらに前記銅配線パターンの間に露出している無電解銅メッキ層18をエッチングにより除去することにより、図1Hに示すように銅配線パターン19Aを有する配線基板10が得られる。
Further, by removing the electroless
以下、本実施形態を実施例について説明する。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to examples.
実施例1では、前記図1Bで説明した第1の金属粒子を析出する工程を、無電解銅メッキプロセスで使われるパラジウム析出浴を適用することで行った。 In Example 1, the step of depositing the first metal particles described in FIG. 1B was performed by applying a palladium deposition bath used in an electroless copper plating process.
より具体的には、ロームアンドハース社の商品名キャタポジット44を前記パラジウム析出浴として使い、前記図1Aの構造を前記パラジウム析出浴中に55℃の温度で3分間浸漬し、さらにこれに引き続き、活性化処理として、ロームアンドハース社のアクセラレータ19Eによる処理を、室温で6分間実行した。これにより、前記電着樹脂層14の表面に、スルーホール,11Bの側壁面も含め、パラジウムが前記第1の金属粒子15として、100nm以下の厚さで析出される。
More specifically, the product name Cataposit 44 of Rohm and Haas is used as the palladium deposition bath, and the structure of FIG. 1A is immersed in the palladium deposition bath at a temperature of 55 ° C. for 3 minutes. As an activation process, a process using an accelerator 19E manufactured by Rohm and Haas was performed at room temperature for 6 minutes. Thereby, palladium is deposited on the surface of the
なお実施例1においては前記電着樹脂層14として、先にも述べた日本ペイントのインシュリードを使っている。電着樹脂層14はフィラーを含んでいない。また図1Aの構造においてコア樹脂層11a〜11dはエポキシ樹脂層よりなり、平均粒径が0.1〜5.0μmのシリカ粉、タルク粉等の無機フィラーを含んでいる。また前記炭素繊維層12としては、炭素繊維1000本を1ヤーンとした織り布(膜厚約0.15μm)を使った。ただし本実施例ではコア樹脂層11a〜11dはエポキシ樹脂に限定されるものではなく、例えばポリイミド樹脂やBTレジンを使うことも可能である。
In Example 1, the above-mentioned Nippon Paint Insuled is used as the
次にこのようにして形成されたコア基板11に対し、図1Cで説明したUVオゾン処理を、市販のUVオゾン照射装置を40Wの出力で10分間駆動することにより行った。このUVオゾン処理後の表面をX線分光分析(XPS)法により分析した結果、ヒドロキシル基(ヒドロキシ基、水酸基)およびカルボキシル基の生成が確認された。
Next, the UV ozone treatment described with reference to FIG. 1C was performed on the
次に、このようにして処理されたコア基板11を、信越シリコーン社より商品名KBM1003として市販のビニルシランの約1.0wt%濃度の水溶液中に、約70℃の温度で浸漬し、1分後に引き上げて、十分な水洗の後、120℃において1時間乾燥し、これにより、先に図1Dで説明した処理を行った。
Next, the
図3は、このようにして得られた試料について行った、XPS分析の結果を示す。図3では光電子スペクトルのスキャンを、94〜114eVの束縛エネルギ帯域で行っている(ナロウスキャン)。図中、横軸は束縛エネルギ、縦軸は励起された光電子の相対強度である。 FIG. 3 shows the results of XPS analysis performed on the sample thus obtained. In FIG. 3, scanning of the photoelectron spectrum is performed in a constrained energy band of 94 to 114 eV (narrow scan). In the figure, the horizontal axis represents the binding energy, and the vertical axis represents the relative intensity of the excited photoelectrons.
図3を参照するに、Si2p軌道の束縛エネルギが99.2eVであるのに対し、図中には、R−Si−O3結合あるいはR2−Si−O2結合に対応した、約103.5eVおよび102.5eVのケミカルシフトが観測されており、前記図1Dの処理の結果、ビニルシランがコア基板11の表面に吸着あるいは結合しているのが確認された。
Referring to FIG. 3, the binding energy of the Si2p orbital is 99.2 eV, whereas in the figure, about 103.3 corresponding to the R—Si—O 3 bond or the R 2 —Si—O 2 bond. Chemical shifts of 5 eV and 102.5 eV were observed, and as a result of the treatment shown in FIG. 1D, it was confirmed that vinylsilane was adsorbed or bonded to the surface of the
次に、前記図1Eで説明した工程に対応して、このようにして得られたコア基板11に対しパラジウム析出浴を、前記ロームアンドハース社のキャタポジット44を使って55℃の温度で3分間実行し、パラジウムを前記第2の金属粒子17として析出させ、前記コア基板11の表面、すなわち電着樹脂層14と第1の金属粒子15の露出表面に存在するビニルシランの二重結合と結合させる。
Next, corresponding to the process described with reference to FIG. 1E, a palladium deposition bath is applied to the
さらに前記アクセラレータ19Eによる処理を室温で6分間実行した後、図1Eの構造を無電解銅メッキ浴に浸漬し、無電解銅メッキ層18を析出させた。より具体的には、前記無電解銅メッキ浴としてロームアンドハース社の商品名カッパーミックスを使い、室温において20分間析出を行った。さらに前記無電解銅メッキ層18の形成後、得られた図1Fの構造は、120℃〜150℃の温度で約30分間の乾燥処理を施される。
Further, after the treatment by the accelerator 19E was performed for 6 minutes at room temperature, the structure of FIG. 1E was immersed in an electroless copper plating bath to deposit an electroless
このようにして得られた構造に対し光学顕微鏡観察を行った結果、前記無電解銅めっき層18は、前記電着樹脂層14の表面に、スルーホール11A,11Bの側壁面も含め、一様に形成されていることが確認された。
As a result of observing the structure thus obtained with an optical microscope, the electroless
さらにこのようにして得られた構造上に、電解メッキにより電解銅メッキ層19を厚さに形成した。より具体的には、図1Fに示す構造を、硫酸銅五水和物を50g/L〜100g/L、硫酸を150g/L〜300g/L、光沢剤や平滑剤などの添加剤を0.1%〜2%の濃度で含む電解銅メッキ液中に浸漬し、前記無電解メッキ層18を通電層とし3A/cm2の電流密度で通電を行い、前記電解銅メッキ層19を30μmの厚さに形成した。さらにこのようにして得られた構造に対し、180℃で1時間の熱処理を行った。
Further, an electrolytic copper plating layer 19 was formed to a thickness on the structure thus obtained by electrolytic plating. More specifically, the structure shown in FIG. 1F has a structure in which copper sulfate pentahydrate is 50 g / L to 100 g / L, sulfuric acid is 150 g / L to 300 g / L, and additives such as a brightener and a smoothing agent are 0.00. It is immersed in an electrolytic copper plating solution containing a concentration of 1% to 2%, energized at a current density of 3 A / cm 2 using the electroless plated
本実施例で得られた電解銅メッキ層19について、接着力(ピール強度)をピール強度テストにより測定したところ、1.1kg/cmと、所望の1.0kg/cmを超える接着力が実現されていることが確認された。 When the adhesive strength (peel strength) of the electrolytic copper plating layer 19 obtained in this example was measured by a peel strength test, an adhesive strength exceeding 1.1 kg / cm, which is 1.1 kg / cm, was realized. It was confirmed that
なお、本実施例において前記シランカップリング剤として、他のビニルシラン、例えばビニルトリアセトキシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アクリルトリメトキシシランなどを使った場合においても、前記電解銅メッキ層19について1.0kg/cmを上回る接着力が得られた。 In this embodiment, as the silane coupling agent, other vinyl silanes such as vinyl triacetoxy silane, vinyl tris (methoxyethoxy) silane, vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl triisopropoxy silane, acrylic trimethoxy silane. Even when using the above, an adhesive force exceeding 1.0 kg / cm was obtained for the electrolytic copper plating layer 19.
また前記実施例1において前記シランカップリング剤として、メタクリロキシ基を官能基とするメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、およびアクリロキシ基を有するアクリロキシプロピルトリメトキシシランを使った場合、およびスチリル基を有するp−スチリルトリメトキシシランを使った場合においても、前記電解銅メッキ層19について1.0kg/cmを上回る接着力が得られた。上述のシランカップリング剤は、いずれも二重結合を含んでいる。 In Example 1, the silane coupling agent has a methacryloxypropyltrimethoxysilane having a methacryloxy group as a functional group, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, and an acryloxy group. Even when acryloxypropyltrimethoxysilane was used and when p-styryltrimethoxysilane having a styryl group was used, an adhesive force exceeding 1.0 kg / cm was obtained for the electrolytic copper plating layer 19. All of the above-mentioned silane coupling agents contain a double bond.
(比較例)
これに対し、上記実施例1に対する比較例として、上記実施例1において、前記図1Aの構造に対し直ちに図1D〜図1Gのシランカップリング剤処理、パラジウム析出処理、無電解銅メッキ処理および電解銅メッキ処理を、同じ条件で行う実験を行った。
(Comparative example)
On the other hand, as a comparative example with respect to Example 1, in Example 1 above, the structure of FIG. 1A is immediately subjected to the silane coupling agent treatment, palladium deposition treatment, electroless copper plating treatment and electrolysis of FIGS. 1D to 1G. An experiment was conducted in which the copper plating treatment was performed under the same conditions.
しかしこの実験では前記無電解銅メッキ層18が前記電着樹脂層14表面に不均一に析出してしまい、ピール強度試験で容易に剥離してしまった。この比較例で得られた電解銅メッキ層の密着力は、0kg/cmにしかならなかった。
However, in this experiment, the electroless
このように、本実施形態によれば、基板を覆う樹脂層14の表面に第1の金属粒子15を析出し、前記樹脂層14の表面および前記第1の金属粒子15の表面を、紫外光励起オゾンに曝露して親水性に変化させ、前記親水性に変化した樹脂層14の表面および第1の金属粒子15の表面を、ビニル基やスチリル基やメタクリロキシ基やアクリロキシ基を有するシランカップリング剤16で処理し、前記シランカップリング剤で処理した前記樹脂層14の表面および第1の金属粒子の表面に、パラジウムよりなる第2の金属粒子17を析出することにより、シランカップリング剤に結合しているビニル基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基により、前記第2の金属粒子17が、前記樹脂層14の表面および前記第1の金属粒子15の表面に効率よく補足され、その後で、前記シランカップリング剤で処理した前記樹脂層14の表面および前記第1の金属粒子の表面15、および前記第2の金属粒子17の表面を覆って、無電解メッキにより銅層18を形成する際に、大量に補足されたパラジウムよりなる第2の金属粒子17が触媒となり、前記無電解銅メッキ層18が前記第2の金属粒子17を包み込むことにより、あるいは前記無電解銅メッキ層18中の銅原子が前記第2の金属粒子17を置換することにより、前記無電解銅メッキ層18と前記樹脂層17との間に強固な結合が生じる。その結果、本実施形態によれば、フィラーを含まない樹脂層14上においても無電解銅メッキ層を高い接着力で形成することが可能となる。
Thus, according to the present embodiment, the
なお本実施形態において、前記樹脂層14が電着樹脂層である必要はなく、例えば図4に示すようにコア基板11を単に溶融樹脂、例えば溶融エポキシ樹脂中に浸漬し、引き上げることにより形成した樹脂層であってもよい。この場合にも、前記図1B〜図1Gで説明したプロセスを実行することにより、接着力の大きい無電解及び電解銅メッキ層18,19を得ることができる。
In the present embodiment, the
[第2の実施形態]
次に第2の実施形態による配線基板の製造方法を、図5および図6A〜図6Dを参照しながら説明する。ただし図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a method of manufacturing a wiring board according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6A to 6D. However, in the figure, the same reference numerals are assigned to portions corresponding to the portions described above, and description thereof is omitted.
図5は、前記図1Cで説明した工程に対応し、前記電着樹脂層14および第1の金属粒子15の露出表面を親水性に変化させているが、本実施形態ではUVオゾン処理の代わりに、酸素プラズマ照射を行う。
FIG. 5 corresponds to the process described with reference to FIG. 1C, and the exposed surfaces of the
酸素プラズマは、例えば空気中にマイクロ波を供給することにより発生され、前記電着樹脂層14および第1の金属粒子15の露出表面に作用して、前記露出表面に水酸基やカルボキシル基、カルボニル基などを結合させる。その結果、前記露出表面はこれら水酸基やカルボキシル基、カルボニル基などの作用により、親水性を示す。先にも説明したように、特に金属粒子15の露出表面における親水化の進行は顕著で、金属粒子15が前記電着樹脂層14の表面に存在することで、前記電着樹脂層14だけの場合に比べ、露出表面全体の親水性化がより進行し、水に対する接触角がさらに減少する。このため、図1Cの工程に引き続いて行われるシランカップリング剤処理の際の、シランカップリング剤に対する密着性を向上させることが可能となる。
The oxygen plasma is generated, for example, by supplying microwaves into the air, and acts on the exposed surfaces of the
ところで本実施形態では、このような親水化処理を酸素プラズマ処理により行っている。例えばかかる酸素プラズマ処理は、前記図1Aの状態のコア積層板11を大気中あるいは酸素雰囲気中に保持し、市販の酸素プラズマ照射装置を駆動することにより実行される。
By the way, in this embodiment, such hydrophilic treatment is performed by oxygen plasma treatment. For example, such oxygen plasma treatment is performed by holding the
このような酸素プラズマ照射の結果、前記電着樹脂層14は部分的にエッチングされ、その際、前記第1の金属粒子15がマスクとなり、前記電着樹脂層14の表面には図6Aの拡大図に示すように凹部14Aが、典型的には0.1μm〜1μm程度深さに形成される。なお図6Aの例では、前記第1の金属粒子15が前記電着樹脂層14の表面において、径が0.1nm〜100nm程度の島状金属パターン15Aを形成している。前記電着樹脂層14の酸素プラズマによるエッチングは略等方的に進行し、前記凹部14Aは隣接する金属パターン15Aの下部に部分的に食い込んだ形状になっている。
As a result of the oxygen plasma irradiation, the
そこで、図6Aの構造を、前記図1Dの構造に関連して説明した工程に対応して図6Bの拡大図に示すようにシランカップリング剤16の浴中に浸漬し、さらに前記図1Eの構造に関連して説明した工程に対応して、図6Cの拡大図に示すように、前記図6Bの構造上にパラジウムよりなる第2の金属粒子17を析出させる。
Therefore, the structure of FIG. 6A is immersed in a bath of
さらに前記図1Fで説明した工程に対応して前記図6Cの構造上に無電解メッキにより、無電解銅メッキ層18を、前記第2の金属粒子17を触媒にして析出させる。その際、図6Dの拡大図に示されるように、前記無電解銅メッキ層18が前記第2の金属粒子17を包み込むように、あるいは前記第2の金属粒子17をCu原子で置換するように析出させる。このようにして形成された無電解銅メッキ層18は、前記凹部14Aを充填するように形成されており、その結果、アンカー効果により、前記電着樹脂層14に対し優れた接着力を示す。
Further, corresponding to the process described with reference to FIG. 1F, an electroless
さらに図1Gで説明したように前記図6Dの構造上に、図示は省略するが前記電解銅メッキ層19を形成する。その際、前記電解銅メッキ層19の成膜を、レジストパターンをマスクに使って実行し、露出している無電解銅メッキ層18をエッチングで除去することにより、図1Hで説明したように、銅配線パターン19Aを有する配線基板10を得ることができる。
Further, as described in FIG. 1G, the electrolytic copper plating layer 19 is formed on the structure of FIG. At that time, the electrolytic copper plating layer 19 is formed using a resist pattern as a mask, and the exposed electroless
このように本実施形態では、前記電着樹脂層14がフィラーを含まないにもかかわらず、前記電着樹脂層14中にアンカー効果を生じる凹部14Aが形成され、前記無電解銅メッキ層18、およびその上に形成される電解銅メッキ層19について、優れた接着力が実現される。
Thus, in this embodiment, although the
実施例2では、前記実施例1において、親水性化処理をUVオゾン処理から酸素プラズマ照射処理に変更し、無電解銅メッキ層18の形成を行った。上記以外は、実施例1と同じである。
In Example 2, the hydrophilization treatment in Example 1 was changed from UV ozone treatment to oxygen plasma irradiation treatment, and the electroless
ピール強度試験の結果、本実施例で得られた電解銅メッキ層19は、前記電着樹脂層14に対して1.3kg/cmの接着力(ピール強度)を有していることが確認された。これは実施例1のものよりも大きく、上記のアンカー効果が実際に得られていることを示している。またこのようなアンカー効果が得られることから、前記電着樹脂層14の表面において前記第1の金属粒子15を構成する金属原子は、前記無電解銅メッキ層18が前記凹部14Aにおいて効果的に把持されるように、径が0.1nm〜100nm程度の島状金属パターン15Aを形成していることが推察される。
As a result of the peel strength test, it was confirmed that the electrolytic copper plating layer 19 obtained in this example had an adhesive force (peel strength) of 1.3 kg / cm with respect to the
以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was described about preferable embodiment, this invention is not limited to this specific embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the summary described in the claim.
11 コア樹脂基板
11A,11B スルーホール
11a,11b,11c 積層板構成樹脂層
12 炭素繊維
13 銅層
14 電着樹脂層
14A 凹部
15 第1の金属粒子
15A 島状金属層パターン
16 シランカップリング剤
17 第2の金属粒子(パラジウム原子)
18 無電解銅メッキ層
19 電解銅メッキ層
19A 銅配線パターン
141 樹脂層
11
18 Electroless copper plating layer 19 Electrolytic
Claims (5)
前記樹脂層の表面および前記第1の金属粒子の表面を、紫外光励起オゾンあるいは酸素プラズマに曝露することにより、親水性に変化させる工程と、
前記親水性に変化した樹脂層の表面および第1の金属粒子の表面を、ビニル基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基のいずれかを有するシランカップリング剤で処理する工程と、
前記シランカップリング剤で処理した前記樹脂層の表面および第1の金属粒子の表面に、パラジウムよりなる第2の金属粒子を析出する工程と、
前記シランカップリング剤で処理した前記樹脂層の表面および前記第1の金属粒子の表面、および前記第2の金属粒子の表面を覆って、無電解メッキにより銅層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。 Depositing first metal particles on the surface of the resin layer covering the substrate;
Changing the surface of the resin layer and the surface of the first metal particles to hydrophilicity by exposing them to ultraviolet light-excited ozone or oxygen plasma; and
Treating the surface of the resin layer changed to hydrophilic and the surface of the first metal particles with a silane coupling agent having any of a vinyl group, a styryl group, a methacryloxy group, and an acryloxy group;
Depositing second metal particles made of palladium on the surface of the resin layer and the surface of the first metal particles treated with the silane coupling agent;
Covering the surface of the resin layer treated with the silane coupling agent, the surface of the first metal particles, and the surface of the second metal particles, and forming a copper layer by electroless plating;
A method for manufacturing a wiring board, comprising:
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