JP2010278222A - 両面配線回路基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両面の配線パターンの接続信頼性の高い両面配線回路基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁層１０の下面に中間層５を介して配線パターン２０が形成される。さらに、絶縁層１０には、配線パターンに達する複数の孔部１５０が形成される。絶縁層１０の上面ならびに孔部１５０の内周面および底面にシード層３０および電解めっき層４０の積層構造からなる配線パターン５０が形成される。配線パターン５０は配線部５０ａとランド５０ｂからなる。孔部１５０の底面の配線パターン２０の表面における酸素元素比率積分値が１２０％以上５３０％以下に設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁基板の両面に導体パターンが形成された両面配線回路基板およびその製造方法に関する。

従来から、種々の電気機器または電子機器（以下、電子機器等という。）に配線回路基板が用いられている。配線回路基板は、絶縁層の材料により、フレキシブル配線回路基板とリジット配線回路基板とに分類される。フレキシブル配線回路基板の絶縁層は、ポリイミド等の柔軟性に富む材料により形成される。一方、リジット配線回路基板の絶縁層は、ガラスエポキシ等の硬度の高い材料から形成される。

また、配線回路基板には、絶縁層の一面に配線パターンが形成された片面配線回路基板、および絶縁層の両面に配線パターンが形成された両面配線回路基板がある。両面配線回路基板における両面の配線パターンは、例えば、絶縁層の一面側に開口するブラインドビアホール（以下、ブラインドビアと呼ぶ）によって電気的に接続されている。

ブラインドビアを有する両面配線回路基板は、次のような工程で製造される（例えば、特許文献１参照）。まず、ポリイミド等の絶縁層上に銅等の導体層が積層された２層テープを用意する。次に、この２層テープの絶縁層を他面から選択的にエッチングすることにより、絶縁層に孔部を形成する。この場合、絶縁層の孔部は導体層により閉塞される。次に導体層を選択的にエッチングすることにより、絶縁層上に配線パターンを形成する。次に、絶縁層の下面、孔部の内周面および孔部で露出する導体層の上面にスパッタリングおよび電解めっきにより銅等からなる配線パターンを形成する。これにより、絶縁層の上面の配線パターンと下面の配線パターンとが孔部内で電気的に接続される。

特開平２００１−１４４４４１

上記両面配線回路基板は、電子機器等の小型化および軽量化に貢献している。しかしながら、ブラインドビアでの両面の配線パターン間の接続信頼性のさらなる向上が要求されている。

本発明の目的は、両面の配線パターンの接続信頼性の高い両面配線回路基板およびその製造方法を提供することである。

（１）第１の発明に係る両面配線回路基板は、一面から他面に達する孔部を有する絶縁層と、絶縁層の一面上に孔部の開口を閉塞するように形成された第１の配線パターンと、絶縁層の他面上、孔部の内面上および孔部の底面状に延びるように形成された第２の配線パターンを備え、孔部の底面の第１の配線パターンの表面における酸素元素比率積分値が１２０％以上５３０％以下であるものである。

その両面配線回路基板においては、絶縁層の一面上に孔部の開口を閉塞するように形成された第１の配線パターンと、絶縁層の他面上、孔部の内面上および孔部の底面上に延びるように形成された第２の配線パターンとが、孔部の底面で互いに接触する。この場合、孔部の底面の第１の配線パターンの表面における酸素元素比率積分値が１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下であることにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性が高くなる。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が向上する。

（２）第２の配線パターンは、絶縁層の他面上、孔部の内面上および孔部の底面上に延びるように形成されたシード層と、シード層上に形成された電解めっき層とを含んでもよい。

この場合、第１の配線パターンとシード層とが孔部の底面で互いに接触する。第１の配線パターンの表面における酸素元素比率積分値が１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下であることにより、第１の配線パターンとシード層との密着性が高くなる。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が向上する。

（３）両面配線回路基板は、絶縁層の一面と第１の配線パターンとの間に形成された防錆機能を有する中間層をさらに備え、孔部は中間層を貫通するように設けられてもよい。

この場合、孔部の底面で第１の配線パターンと第２の配線パターンとが確実に接触する。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性が十分に確保される。したがって、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が十分に向上する。

（４）酸素元素比率積分値は、オージェ分光分析により測定された孔部の底面の深さ方向の元素比率の分布から求められた値であってもよい。

この場合、オージェ分光分析により測定された酸素元素比率積分値が１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下であることにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性が十分に高くなる。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が十分に向上する。

（５）第２の発明に係る両面配線回路基板の製造方法は、絶縁層とその絶縁層の一面の形成された導体層との積層構造を有する基材を用意する工程と、絶縁層の他面から絶縁層に達する孔部を形成する工程と、孔部の底面の導体層の表面における酸素元素比率積分値が１２０％・ｎｍ以上５３０％・ｎｍとなるように孔部内の底面を処理する工程と、絶縁層の他面上、孔部の内面上および孔部の底面上にスパッタリング法によりシード層を形成する工程と、導体層をエッチングすることにより第１の配線パターンを形成し、電解めっき層およびシード層をエッチングすることにより第２の配線パターンを形成する工程とを備えるものである。

その製造方法においては、絶縁層とその絶縁層の一面に形成された導体層との積層構造を有する基材が用いられ、その基材の絶縁層の他面から導体層に達する孔部が形成される。そして、孔部の底面の導体層の表面における酸素元素比率積分値が１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下となるように孔部内の底面が処理される。また、絶縁層の他面上、孔部の内面上および孔部の底面上にスパッタリング法によりシード層が形成され、そのシード層上に電解めっき層が形成される。その後、導体層をエッチングすることにより第１の配線パターンが形成され、電解めっき層およびシード層をエッチングすることにより第２の配線パターンが形成される。このようにして、両面配線回路基板が製造される。

その両面配線回路基板においては、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁層の孔部の底面で互いに接触する。この場合、孔部の底面の第１の配線パターンの表面における酸素元素比率積分値が１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下であることにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性が高くなる。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が向上する。

（６）孔部内の底面を処理する工程は、孔部内の底面を酸化作用を有するエッチング液を用いてエッチングしてもよい。

この場合、孔部の底面の導体層の表面における酸素元素比率積分値を容易に１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下にすることができる。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性を容易に向上させることができる。

（７）両面配線回路基板の製造方法は、孔部の形成後に、孔部の底面にプラズマによるアッシング処理を行う工程をさらに備えてもよい。

この場合、孔部の形成時に発生するスミア（残渣）が、プラズマによるアッシング処理によって除去される。それにより、スミアによる第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性の低下が防止される。

（８）基材は、絶縁層と導体層との間に防錆機能を有する中間層をさらに有し、孔部内の底面を処理する工程は、孔部内の底面に導体層が露出するように中間層の部分を除去するとともに、孔部内に露出した導体層の表面をエッチングすることを含んでもよい。

この場合、孔部内の底面における中間層の部分が除去されることにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが確実に接触する。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性が十分に確保される。したがって、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が十分に向上する。

本発明によれば、孔部の底面の第１の配線パターンの表面における酸素元素比率積分値が１２０％ｎｍ以上５３０％ｎｍ以下であることにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの密着性が高くなる。それにより、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの接続信頼性が向上する。

両面配線回路基板の断面図と上面図である。 両面配線回路基板の製造方法を説明するための模式的工程断面図である。 両面配線回路基板の製造方法を説明するための模式的工程断面図である。 ブラインドビアホールの底面のＳＥＭ写真である。 ブラインドビアホールの底面のオージェ分光分析の測定結果である。 ブラインドビアホールの底面のＳＥＭ写真である。 ブラインドビアホールの底面のオージェ分光分析の測定結果である。 導体層の酸素元素比率積分値と配線パターンのピール強度との関係を示す図である。 導体層の表面あらさと配線パターンのピール強度との関係を示す図である。 実施例５のサンプルとして作製した両面配線回路基板の一部を示す模式的断面図である。 実施例５および比較例４〜６における孔部の底面のＳＥＭ写真である。 実施例５におけるオイルディップ作業を行う前の配線パターンの初期抵抗測定結果を示す図である。 比較例４におけるオイルディップ作業を行う前の配線パターンの初期抵抗測定結果を示す図である。 比較例５におけるオイルディップ作業を行う前の配線パターンの初期抵抗測定結果を示す図である。 実施例５においてオイルディップ作業を５０回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 実施例５においてオイルディップ作業を１００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 実施例５においてオイルディップ作業を２００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 実施例５においてオイルディップ作業を３００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例４においてオイルディップ作業を５０回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例４においてオイルディップ作業を１００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例５においてオイルディップ作業を５０回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例５においてオイルディップ作業を１００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例５においてオイルディップ作業を２００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例５においてオイルディップ作業を３００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例６においてオイルディップ作業を５０回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。 比較例６においてオイルディップ作業を１００回行ったときの配線パターンの抵抗変化率を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る両面配線回路基板およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。

（１）両面配線回路基板
図１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態に係る両面配線回路基板の断面図および上面図である。

図１（ａ）に示すように、両面配線回路基板１は、例えばポリイミドからなる絶縁層１０を有する。絶縁層１０の下面に、中間層５を介して、例えば銅からなる配線パターン２０が形成されている。中間層５は、例えばシランカップリング剤、クロム、亜鉛およびニッケルからなる。

絶縁層１０には、上面から配線パターン２０に達する複数の円形の孔部１５０が形成される。各孔部１５０の底面には配線パターン２０が露出している。各孔部１５０は、上面から下面にかけて漸次径小となるテーパ形状を有する。

絶縁層１０の上面ならびに孔部１５０の内周面および底面に延びるようにシード層３０および電解めっき層４０の積層構造からなる配線パターン５０が形成されている。シード層３０は例えば、ニッケル、クロム、ニッケル−クロム合金および銅からなる。電解めっき層４０は、例えば銅からなる。図１（ｂ）に示すように、配線パターン５０は線状の配線部５０ａおよび円環状のランド５０ｂからなる。

孔部１５０、その孔部１５０内のシード層３０および電解めっき層４０の部分がブラインドビアホール（以下、ブラインドビアと呼ぶ）６０を構成する。

ブラインドビア６０の底面のシード層３０の部分が配線パターン２０に接触している。それにより、絶縁層１０の上面の２つの配線パターン５０が絶縁層１０の下面の配線パターン２０に電気的に接続される。

本実施の形態に係る両面配線回路基板においては、孔部１５０の底面の配線パターン２０の表面における酸素元素比率積分値が１２０％以上５３０％以下に設定される。それにより、後述するように、配線パターン２０と配線パターン５０との接続信頼性が高くなる。

ここで、酸素元素比率積分値とは、オージェ分光分析により測定された深さ方向の元素比率の分布において酸素の比率の積分値である。

なお、配線パターン２０が第１の配線パターンの例であり、配線パターン５０が第２の配線パターンの例である。

（２）両面配線回路基板の製造方法
図２および図３は両面配線回路基板１の製造方法を説明するための模式的工程断面図である。

最初に、図２（ａ）に示すように、絶縁層１０の下面に中間層５を介して導体層２０ａが形成された基材を用意する。導体層２０ａの材料としては、銅を用いることが好ましい。絶縁層１０の材料としては、ポリイミドを用いることが好ましい。中間層５の材料としては、接着効果を有するシランカップリング剤ならびに防錆効果を有するクロム、亜鉛およびニッケルの積層体を用いることが好ましい。

この場合、導体層２０ａ（例えば銅箔）の表面にクロム、亜鉛、コバルト、およびニッケルが積層されることにより、絶縁層１０（ポリイミド）の硬化処理時およびラミネート時における錆びの発生が防止される。また、導体層２０ａと絶縁層１０との密着性を向上させるため、導体層２０ａの上面（絶縁層１０との接触面）に粗面化処理が施されてもよい。導体層２０ａに用いる銅箔としては、例えば古河電気工業株式会社製Ｆ−ＷＳシリーズおよびＦＶ−ＷＳシリーズ、日本電解株式会社製ＨＬＡ箔およびＨＬＢ泊、ならびに圧延箔である日鉱金属株式会社製ＨＡ箔等がある。

絶縁層１０の厚みは２μｍ以上７５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。導体層２０ａの厚みは１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。中間層４の厚みは０．００１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０．００１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット第３高調波レーザ（ＵＶ−ＹＡＧレーザ）を絶縁層１０の上面に照射する。これにより、図２（ｃ）に示すように、絶縁層１０の上面から中間層５に達する複数の円形の孔部１５０ａを形成する。各孔部１５０ａは、上面から下面にかけて漸次径小となるテーパ形状を有する。

孔部１５０ａの形成後には、絶縁層１０の溶融残渣等（以下、スミアと呼ぶ。）１５が孔部１５０ａの底面に残留する。このスミア１５を酸素および四フッ化メタンの混合ガスのプラズマを用いてアッシング除去する。なお、酸素プラズマを用いてスミア１５を除去してもよく、または、アルカリ性エッチング液を用いたエッチングによりスミア１５を除去してもよい。

次に、孔部１５０ａの底面に露出した中間層５および導体層２０ａの上面を硫酸過酸化水素系エッチング液、過硫酸カリウム系エッチング液、塩化第２鉄系ソフトエッチング液またはニッケルクロムエッチング液によりソフトエッチングする。これにより、図２（ｄ）に示すように、絶縁層１０の上面から導体層２０ａに達する複数の孔部１５０が形成される。その後、孔部１５０内で露出する導体層２０ａの表面を十分に洗浄処理する。この場合、孔部１５０内で露出する導体層２０ａの表面における酸素比率積分値が１２０％以上５３０％以下となるようにエッチング条件およびプラズマ条件を設定する。

なお、図２（ｃ）におけるスミア１５の除去処理および図２（ｄ）におけるエッチング処理を繰り返し複数回行ってもよい。また、図２（ｄ）におけるエッチング処理後に、例えば窒素プラズマを用いて孔部１５０内で露出する導体層２０ａの部分の表面処理を行ってもよい。

孔部１５０の上端部の直径は５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。

次に、図３（ｅ）に示すように、スパッタリングにより絶縁層１０の上面ならびに孔部１５０の内周面および底面に延びるように、シード層３０を形成する。シード層３０は、例えば、ニッケル膜、クロム膜、ニッケル−クロム膜および銅膜の積層構造を有する。シード層３０の厚みは０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましい。

次に、図３（ｆ）に示すように、電解めっきにより、シード層３０上に電解めっき層４０を形成する。電解めっき層４０の材料としては、銅を用いることが好ましい。電解めっき層４０の厚みは１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。

次に、図３（ｇ）に示すように、電解めっき層４０およびシード層３０の所定領域をエッチングにより除去することにより、図１（ｂ）示したように、線状の配線部５０ａおよび円環状のランド５０ｂからなる配線パターン５０を形成する。また、導体層２０ａの所定領域をエッチングにより除去することにより配線パターン２０を形成する。

以上の工程を経て、本実施の形態に係る両面配線回路基板１が完成する。

（３）実施例および比較例
（３−１）孔部１５０ａ、１５０の底面の状態
ここで、図２（ａ）〜（ｄ）の工程により絶縁層１０に孔部１５０を形成した。絶縁層１０の厚みは２０μｍであり、中間層５の厚みは２．５μｍであり、孔部１５０ａ、１５０の上部の直径は５０μｍである。図２（ｃ）の工程では、孔部１５０ａの底面に残留したスミア１５を酸素および四フッ化メタンの混合ガスのプラズマを用いてアッシング除去した。また、図２（ｄ）の工程では、孔部１５０の底面を過硫酸カリウム系エッチング液を用いて４０℃で４５秒ソフトエッチングし、中間層５を取り除いた。

そして、図２（ｃ）の工程の孔部１５０ａの底面の状態および図２（ｄ）の工程後の孔部１５０の底面の状態をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した。また、図２（ｃ）の工程後の孔部１５０ａの底面の深さ方向の元素比率の分布および図２（ｄ）の工程後の孔部１５０の底面の深さ方向の元素比率の分布をオージェ分光分析装置を用いて測定した。

オージェ分光分析では、孔部１５０ａ，１５０の底面をアルゴンイオンを用いて深さ方向にエッチングしながら元素の比率を測定した。この場合、表面から深さ２０ｎｍ未満の範囲では、２．５ｎｍの深さごとに元素比率を測定し、深さ２０ｎｍ以上５０ｎｍ未満の範囲では５ｎｍの深さごとに元素比率を測定し、深さ５０ｎｍ以上では１０ｎｍごとに元素比率を測定した。

図４は図２（ｃ）の工程後の孔部１５０ａの底面のＳＥＭ写真であり、図５は図２（ｃ）の工程後の孔部１５０ａの底面のオージェ分光分析の測定結果を示す図である。また、図６は図２（ｄ）の工程後の孔部１５０の底面のＳＥＭ写真であり、図７は図２（ｄ）の工程後の孔部１５０の底面のオージェ分光分析の測定結果を示す図である。なお、図５および図７において、横軸は配線パターン２０（導体層２０ａ）および中間層５の深さ方向における位置を示し、縦軸は元素比率を示す。

図４に示すように、孔部１５０ａの底面上に粒状物が観察される。また、図５に示すように、孔部１５０ａの底面の浅い領域では炭素の比率が高く、銅の比率が低くなっている。酸素の比率は検出限界以下である。これにより、孔部１５０ａの底面上の粒状物は有機物からなるスミア１５であると考えられる。この結果から、図２（ｃ）の工程後には、孔部１５０ａの底面上にスミア１５が残留していることがわかる。

図６に示すように、孔部１５０の底面は平坦な状態になっている。また、図７に示すように、孔部１５０の底面の極めて浅い領域のみで炭素が検出され、極めて浅い領域から銅の比率が増加している。また、孔部１５０の底面の浅い領域で酸素が検出されている。この結果から、図２（ｄ）の工程後には、孔部１５０の底面上にほとんどスミア１５が存在しないことがわかる。また、孔部１５０の底面の浅い領域に酸素が存在することがわかる。

上記の酸素元素比率積分値は、オージェ分光分析の測定結果における酸素の比率を深さ方向に積算する（酸素の比率の分布を表す曲線の下の面積を求める）ことにより算出することができる。

（３−２）実施例１〜４および比較例１〜３
以下の条件で実施例１〜４および比較例１〜３のサンプルを作製し、導体層の表面粗さおよび酸素元素比率積分値、ならびに配線パターンのピール強度を調べた。

（３−２−１）実施例１
銅からなる導体層の表面に防錆剤が添加された基材（古河電工株式会社製銅箔）を用意した。この基材の表面に、硫酸過酸化水素系エッチング液（１Ｌあたり過酸化水素水を４０ｍＬ、硫酸を１００ｇ、上村工業株式会社製ＭＳＥ−７を５０ｍＬおよび純水を８５５ｍＬ含む）を用いてエッチングを行うことにより、導体層上の防錆剤を除去するとともに、導体層の表面のソフトエッチングを行った。この場合、エッチング温度を４０℃とし、エッチング時間を１分とした。その後、導体層の表面を十分に水洗いした後に乾燥した。

次に、導体層の表面にスパッタリングによって２０ｎｍの厚みのニッケル−クロム合金膜および１３０ｎｍの厚みの銅膜を順に形成した。この場合、ニッケル−クロム合金膜および銅膜によりシード層が構成される。そして、電解めっきにより、銅からなる３０μｍの厚みの電解めっき層を形成した。その後、シード層および電解めっき層の所定領域をエッチングすることにより、導体層上に１ｍｍ幅の配線パターンを形成した。このようにしてピール強度測定用のサンプルを得た。

（３−２−２）実施例２
硫酸過酸化水素系エッチング液による基材のエッチング時間を３分とした点を除いて、上記実施例１と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−２−３）実施例３
硫酸過酸化水素系エッチング液による基材のエッチング時間を５分とした点を除いて、上記実施例１と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−２−４）実施例４
硫酸過酸化水素系エッチング液の代わりに過硫酸カリウム系エッチング液（メルテックス社製ＡＤ−４８５）を用いた。また、過硫酸カリウム系エッチング液による基材のエッチング温度を４０℃とし、エッチング時間を３０秒とした。これらの点を除いて、上記実施例１と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−２−５）比較例１
過硫酸カリウム系エッチング液による基材のエッチング温度を２０℃とし、エッチング時間を１０分とした点を除いて、上記実施例４と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−２−６）比較例２
硫酸過酸化水素系エッチング液を用いて基材のエッチングを行う代わりに、１．４ｋｗの酸素プラズマを用いて基材の表面処理を行った。この場合、酸素プラズマによる処理時間を３分とした。これらの点を除いて、上記実施例１と同様に、ピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−２−７）比較例３
酸素プラズマを用いた基材の表面処理時間を５分とした点を除いて、上記比較例２と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−２−８）酸素元素比率積分値、表面粗さおよびピール強度の測定
実施例１〜４および比較例１〜３において、基材表面のエッチング処理または酸素プラズマ処理を行った後、導体層の表面を十分に清浄した状態で、Ｂｅｅｃｏ社製光干渉顕微鏡を用いて導体層の表面粗さ（中心線平均粗さ：Ｒａ）を計測した。

また、基材表面のエッチング処理または酸素プラズマ処理を行った後、導体層の表面を十分に清浄にした状態で、導体層の深さ方向の元素比率の分布をオージェ分光分析装置を用いて測定した。この場合、導体層の表面をアルゴンイオンを用いて深さ方向にエッチングしながら元素比率の分布を測定し、酸素元素比率積分値を算出した。

導体層の表面から深さ２０ｎｍ未満の範囲では、深さ２．５ｎｍごとに元素の比率を測定し、深さ２０ｎｍ以上５０ｎｍ未満の範囲では、深さ５ｎｍごとに元素の比率を測定し、深さ５０ｎｍ以上では、深さ１０ｎｍごとに元素の比率を測定した。

また、実施例１〜４および比較例１〜３において作製したサンプルを用いて配線パターン５０のピール強度を測定した。具体的には、９０°の引き剥がし角度、および２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で配線パターンを引き剥がすときの力を計測した。

表１に、実施例１〜４および比較例１〜３における導体層の表面粗さ、酸素元素比率積分値およびピール強度を示す。なお、実施例１〜４および比較例１に関しては、硫酸過酸化水素系エッチング液または過硫酸カリウム系エッチング液による導体層のエッチング量が表１に示される。また、図８は導体層の酸素元素比率積分値と配線パターン５０のピール強度との関係を示す図である。さらに、図９は導体層の表面粗さとピール強度との関係を示す図である。

表１に示すように、実施例１〜４では、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下の範囲内であった。この場合、ピール強度が２．０〜３．５［ｋｎ／ｍ］と高かった。

一方、比較例１では、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］より小さく、比較例２，３では、酸素元素比率積値が５３０［％・ｎｍ］より大きかった。この場合、ピール強度が０．０〜０．９５［ｋｎ／ｍ］と低かった。

図８から、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下の範囲内である場合にピール強度が１．５［ｋｎ／ｍ］以上になることがわかる。

一方、図９から、導体層の表面粗さはピール強度と直接的に関係していないことがわかった。

これにより、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下である場合には、ピール強度が高くなることがわかった。

（３−３）実施例５および比較例４〜６
以下の条件で実施例５および比較例４〜６のサンプルを作製し、導体層の表面粗さ、酸素元素比率、および抵抗変化率を調べた。

（３−３−１）実施例５
図２および図３に示した製造方法に基づいて、以下に示す両面配線回路基板を作製した。

図１０は、実施例５のサンプルとして作製した両面配線回路基板１ａの一部を示す模式的断面図である。なお、図１０においては、中間層５の図示が省略される。

図１０の両面配線回路基板１ａについて、図１の両面配線回路基板１と異なる点を説明する。図１０の両面配線回路基板１ａにおいては、絶縁層１０の下面に複数の配線パターン２０が形成される。各配線パターン２０の一端部上および他端部上における絶縁層１０の部分に孔部１５０がそれぞれ形成される。

隣り合う配線パターン２０を互いに電気的に接続するように、２つの孔部１５０の内周面および底面ならびに絶縁層１０の上面に沿うように配線パターン５０が形成される。この場合、各配線パターン５０の一端部は、一方の配線パターン２０上に形成された孔部１５０の内周面および底面に沿うように形成され、他端部は、他方の配線パターン２０上に形成された孔部１５０の内周面および底面に沿うように形成される。

これにより、複数の配線パターン２０，５０が互いに電気的に接続される。本例では、ブラインドビアの総数が１２０個になるように、配線パターン２０，５０の数がそれぞれ設定される。

なお、図２（ａ）の工程における基材として、厚み１２μｍの銅膜と厚み２０μｍのポリイミド膜とが中間層５を介して積層された基材（新日鐵化学株式会社製エスパネックスＭ２層ＣＣＬ）を用いた。また、シード層３０の材料として、ニッケルおよびクロムからなる合金を用い、導体層２０ａおよび電解めっき層４０の材料として銅を用いた。また、孔部１５０ａ、１５０の上部の直径を５０μｍとした。

図２（ｂ）の工程においては、ＵＶ−ＹＡＧレーザを用いて孔部１５０ａを形成した。また、図２（ｃ）の工程において、酸素プラズマを用いてスミア１５を除去した。また、図２（ｄ）の工程において、過硫酸カリウム系エッチング液（メルテックス製ＡＤ−４８５）を用いて孔部１５０ａの底面に露出した中間層５および導体層２０ａの上面をエッチングした。エッチング温度を４０℃とし、エッチング時間を３０秒とした。この場合、酸素プラズマによるスミア１５の除去処理および過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理を繰り返し２回行った。その後、窒素プラズマを用いて導体層２０ａの表面処理を行った。

（３−３−２）比較例４
酸素プラズマによるスミア１５の除去処理、過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理、および窒素プラズマによる処理を行わない点を除いて、上記実施例５と同様に図１０のサンプルを作製した。

（３−３−３）比較例５
酸素プラズマによるスミア１５の除去処理を１回のみ行い、過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理および窒素プラズマによる処理を行わない点を除いて、上記実施例５と同様に図１０のサンプルを作製した。

（３−３−４）比較例６
酸素プラズマによるスミア１５の除去処理および過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理を１回のみ行う点を除いて、上記実施例５と同様に図１０のサンプルを作製した。

（３−３−５）孔部底面の観察、ならびに表面粗さ、酸素元素比率、初期抵抗値および抵抗変化率の測定
実施例５および比較例４〜６において、孔部１５０，１５０ａの底面の状態をＳＥＭで観察した。この場合、実施例５および比較例６においては、窒素プラズマによる処理を行った後に孔部１５０の底面の状態を観察した。比較例４においては、ＵＶ−ＹＡＧレーザの照射後に孔部１５０ａの底面の状態を観察した。比較例５においては、酸素プラズマによるスミア１５の除去処理を行った後に孔部１５０ａの底面の状態を観察した。

図１１は、実施例５および比較例４〜６における孔部１５０，１５０ａの底面のＳＥＭ写真である。なお、図１１には、孔部１５０，１５０ａの１０００倍のＳＥＭ写真および５０００倍のＳＥＭ写真がそれぞれ示される。

図１１に示すように、実施例５の孔部１５０の底面は、スミアおよび中間層５が除去されて清浄であるとともに、滑らかな状態であった。一方、比較例４の孔部１５０ａの底面には、スミアおよび中間層５が残留していた。比較例５の孔部１５０ａの底面には、中間層５が残留していた。比較例６の孔部１５０の底面は、スミアおよび中間層５が除去されて清浄であるが、粗面状態であった。

また、実施例５および比較例４〜６において、ＳＥＭによる観察を行ったときと同じ状態で、孔部１５０，１５０ａの底面の表面粗さおよび酸素元素比率積分値を計測した。なお、表面粗さおよび酸素元素比率積分値の計測方法は、上記実施例１〜４および比較例１〜３と同様とした。

また、実施例５および比較例４，５において、配線パターン５０のランド５０ｂ（図１参照）の径を１２０μｍ、１６０μｍ、２００μｍおよび２５０μｍにそれぞれ設定し、比較例６において、配線パターン５０のランド５０ｂの径を２００μｍおよび２５０μｍに設定し、配線パターン２０，５０の抵抗変化率を調べた。この場合、作製した両面配線回路基板１ａを２６０℃のオイルおよび２５℃のオイルに交互に１０秒ずつ浸す作業（以下、オイルディップ作業と呼ぶ）を繰り返し行った。実施例５および比較例５では、オイルディップ作業を３００回行い、比較例４，６では、オイルディップ作業を１００回行った。

図１２〜図１４は、実施例５および比較例４，５において、オイルディップ作業を行う前の配線パターン２０，５０の初期抵抗値の測定結果を示す図である。

図１５〜図１８は、実施例５において、オイルディップ作業を５０回、１００回、２００回および３００回行ったときの配線パターン２０，５０の抵抗変化率をそれぞれ示す図である。図１９および図２０は、比較例４において、オイルディップ作業を５０回および１００回行ったときの配線パターン２０，５０の抵抗変化率をそれぞれ示す図である。図２１〜図２４は、比較例５において、オイルディップ作業を５０回、１００回、２００回および３００回行ったときの配線パターン２０，５０の抵抗変化率をそれぞれ示す図である。図２５および図２６は、比較例６において、オイルディップ作業を５０回および１００回行ったときの配線パターン２０，５０の抵抗変化率をそれぞれ示す図である。

表２に、実施例５および比較例４〜６における孔部１５０内の導体層２０ａのエッチング量、表面粗さ、酸素比率積分値および抵抗変化率を示す。

表２に示すように、実施例５では、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下の範囲内であった。

また、図１２、図１５〜図１８および表２に示すように、実施例５では、抵抗変化率が０．２％と低かった。

一方、表２に示すように、比較例４，６では、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］より小さく、比較例５では、酸素元素比率積分値が５３０［％・ｎｍ］より大きかった。

また、図１３、図１４、図１９〜図２６および表２に示すように、比較例４〜６では、抵抗変化率が４０〜１２９．４％と高かった。

これにより、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下である場合には、配線パターン２０，５０の抵抗変化率が低いことがわかった。この結果から、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下である場合には、配線パターン２０，５０の接続信頼性が良好であることがわかった。

（３−４）実施例６および比較例７〜９
以下の条件で実施例６および比較例７〜９のサンプルを作製し、配線パターンのピール強度を調べた。

（３−４−１）実施例６
厚み１２μｍの銅膜と厚み２０μｍのポリイミド膜とが中間層５を介して積層された基材（新日鐵化学株式会社製エスパネックスＭ２層ＣＣＬ）を用意した。この基材のポリイミド膜にＵＶ−ＹＡＧレーザを用いて１ｍｍの幅および５０ｍｍの長さを有する長尺状の孔部を形成した。

次に、孔部内において、上記実施例５と同様の処理（酸素プラズマによるスミアの除去処理、過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理、および窒素プラズマによる処理）を行った（図２（ｂ）〜図２（ｄ）の工程）。この場合、孔部の底面の酸素元素比率積分値が上記実施例５の孔部１５０の底面の酸素元素比率積分値と等しくなる。

次に、スパッタリングによってポリイミド層の表面および孔部の側面および底面にシード層としてニッケル−クロム合金膜および銅膜を順に形成した。その後、電解めっきにより、シード層上に銅からなる電解めっき層を形成した。このようにしてピール強度測定用のサンプルを得た。

（３−４−２）比較例７
孔部内において、上記比較例４と同様に、酸素プラズマによるスミアの除去処理、過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理、および窒素プラズマによる処理を行わなかった。この場合、孔部の底面の酸素元素比率積分値が上記比較例４の孔部１５０ａの底面の酸素元素比率積分値と等しくなる。この点を除いて、上記実施例６と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−４−３）比較例８
孔部内において、上記比較例５と同様に、酸素プラズマによるスミアの除去処理を１回のみ行い、過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理および窒素プラズマによる処理を行わなかった。この場合、孔部の底面の酸素元素比率積分値が上記比較例５の孔部１５０ａの底面の酸素元素比率積分値と等しくなる。この点を除いて、上記実施例６と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−４−４）比較例９
孔部内において、上記比較例６と同様に、酸素プラズマによるスミア１５の除去処理および過硫酸カリウム系エッチング液によるエッチング処理を１回のみ行わなかった。この場合、孔部の底面の酸素元素比率積分値が上記比較例６の孔部１５０の底面の酸素元素比率積分値と等しくなる。この点を除いて、上記実施例６と同様にピール強度測定用のサンプルを作製した。

（３−４−５）ピール強度の測定
実施例６および比較例７〜９のサンプルを用いて、シード層および電解めっき層からなる導体層のピール強度を測定した。ピール強度の測定条件は、上記実施例１〜４および比較例１〜３と同様とした。

表３に、実施例６および比較例７〜９における導体層のピール強度を示す。

表３に示すように、実施例６においては、ピール強度が３．１［ｋＮ／ｍ］と高く、比較例７〜９においては、ピール強度が０．０１〜１．３［ｋＮ／ｍ］と低かった。これにより、酸素元素比率積分値が１２０［％・ｎｍ］以上５３０［％・ｎｍ］以下である場合には、ピール強度が高くなることがわかった。

本発明は種々の電子機器等に利用することができる。

１ 両面配線回路基板
５ 中間層
１０ 絶縁層
１５ スミア
２０、５０ 配線パターン
２０ａ 導体層
３０ シード層
４０ 電解めっき層
５０ａ 配線部
５０ｂ ランド
６０ ブラインドビアホール
１５０、１５０ａ 孔部

Claims (8)

1. 一面から他面に達する孔部を有する絶縁層と、
   前記絶縁層の一面上に前記孔部の開口を閉塞するように形成された第１の配線パターンと、
   前記絶縁層の他面上、前記孔部の内面上および前記孔部の底面状に延びるように形成された第２の配線パターンを備え、
   前記孔部の底面の前記第１の配線パターンの表面における酸素元素比率積分値が１２０％以上５３０％以下であることを特徴とする両面配線回路基板。
2. 前記第２の配線パターンは、
   前記絶縁層の他面上、前記孔部の内面上および前記孔部の底面上に延びるように形成されたシード層と、
   前記シード層上に形成された電解めっき層とを含むことを特徴とする請求項１記載の両面配線回路基板。
3. 前記絶縁層の前記一面と前記第１の配線パターンとの間に形成された防錆機能を有する中間層をさらに備え、
   前記孔部は前記中間層を貫通するように設けられることを特徴とする請求項１または２記載の両面配線回路基板。
4. 前記酸素元素比率積分値は、オージェ分光分析により測定された前記孔部の底面の深さ方向の元素比率の分布から求められた値であることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の両面配線回路基板。
5. 絶縁層とその絶縁層の一面の形成された導体層との積層構造を有する基材を用意する工程と、
   前記絶縁層の他面から前記絶縁層に達する孔部を形成する工程と、
   前記孔部の底面の前記導体層の表面における酸素元素比率積分値が１２０％・ｎｍ以上５３０％・ｎｍとなるように前記孔部内の底面を処理する工程と、
   前記絶縁層の他面上、前記孔部の内面上および前記孔部の底面上にスパッタリング法によりシード層を形成する工程と、
   前記導体層をエッチングすることにより第１の配線パターンを形成し、前記電解めっき層および前記シード層をエッチングすることにより第２の配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする両面配線回路基板の製造方法。
6. 前記孔部内の底面を処理する工程は、前記孔部内の底面を酸化作用を有するエッチング液を用いてエッチングすることを特徴とする両面配線回路基板の製造方法。
7. 前記孔部の形成後に、前記孔部の底面にプラズマによるアッシング処理を行う工程をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の両面配線回路基板の製造方法。
8. 前記基材は、前記絶縁層と前記導体層との間に防錆機能を有する中間層をさらに有し、
   前記孔部内の底面を処理する工程は、前記孔部内の底面に前記導体層が露出するように前記中間層の部分を除去するとともに、前記孔部内に露出した前記導体層の表面をエッチングすることを含むことを特徴とする請求項６または７記載の両面配線回路基板の製造方法。

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