JP2012169597A - プリント配線板およびプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリント配線板101の製造方法は、少なくとも絶縁層102の一面上にキャリア基材付き銅箔が積層された積層板からキャリア基材を分離する工程と、銅箔層104上に、銅箔層104よりも厚い金属層115を全面にまたは選択的に形成する工程と、少なくとも銅箔層104をエッチングすることにより、銅箔層104および金属層115から構成される導電回路119のパターンを得る工程と、を含み、金属層115と接する銅箔層104の面(上面20)において、XRD(X−ray Diffraction)薄膜法で測定したときの面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対して、面方位(200)のピーク強度の比率が26%以下である。
【選択図】図1
Description
こうしたプリント配線板の基板上に高密度でパターン精度の高い導体回路層を効率よく形成する方法としてセミアディティブ法が行われ始めている。このセミアディティブ法を用いたプリント配線板の製造方法は、たとえば、特許文献1、および特許文献2に記載されている。
特許文献1および2に記載の製造方法は、まず、両面銅張積層板上にレジストパターンを形成し、続いて、レジストパターンの開口部内にめっき層を充填した後、このレジストパターンを除去する。この後、めっき層のパターンをマスクとして、下層の銅箔をエッチングすることにより、めっき層及び銅箔から構成される導電回路パターンを形成することが記載されている。
すなわち、従来の導電回路パターンは、上層(めっき層)と下層(銅箔)との2層で構成されており、これらの上層と下層とでは、その上面の面方位や構成材料が異なることがある。このため、上層に合わせてエッチング条件を調整したとしても、下層においてエッチング速度が速くなったり遅くなったりする。その結果、平面視において、上層(めっき層)の側壁から外側の領域に、はみ出すようにして下層(銅箔)の一部が残ること(以下、裾残りという)が生じることがあり得る。
しかし、この下層の裾残りを除去するためにエッチング量を多くすると、反対に上層(めっき層)が過剰に削られることになるので、従来の導電回路パターンを形成する工程では配線形状が不良となり得る。
少なくとも絶縁層の一面上にキャリア基材付き銅箔が積層された積層板から前記キャリア基材を分離する工程と、
前記銅箔上に、前記銅箔よりも厚い金属層を全面にまたは選択的に形成する工程と、
少なくとも前記銅箔をエッチングすることにより、前記銅箔および前記金属層から構成される導電回路パターンを得る工程と、を含み、
前記金属層と接する前記銅箔の面において、XRD薄膜法で測定したときの面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対して、前記面方位(200)のピーク強度の比率が26%以下である、プリント配線板の製造方法が提供される。
本発明者らは、こうした知見に基づいて、下層の上面(金属層と接する面)における結晶面(200)の比率を所定値以下とすることにより、従来にない良好な配線形状を実現できることを見出し、本発明に至ったものである。
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられており、銅箔および金属層が積層して構成される導電回路パターンと、を備え、
前記金属層と接する前記銅箔の面において、XRD薄膜法で測定したときの面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対して、前記面方位(200)のピーク強度の比率が26%以下である、プリント配線板が提供される。
図1は、第1の実施の形態のプリント配線板の製造方法の工程手順を示す断面図である。第1の実施の形態のプリント配線板101の製造方法は、少なくとも絶縁層102の一面上にキャリア基材付き銅箔が積層された積層板(キャリア箔付き銅張積層板10)からキャリア基材(キャリア箔層106)を分離する工程と、銅箔層104上に、銅箔層104よりも厚い金属層115を全面にまたは選択的に形成する工程と、少なくとも銅箔層104をエッチングすることにより、銅箔層104および金属層115から構成される導電回路119のパターンを得る工程と、を含む。本製造工程において、金属層115と接する銅箔層104の面(上面20)において、XRD(X−ray Diffraction)薄膜法で測定したときの面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対して、面方位(200)のピーク強度の比率が26%以下である。
このことから、銅箔の上面における面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の合計値は、その上面における各種の結晶面の面積の合計値に比例する。したがって、面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対する、面方位(200)のピーク強度の比率は、銅箔の上面における主要な結晶面に対する面方位(200)の占有面積率を示すと言える。
一方、銅箔層104の上面20に対するエッチングを、縦エッチングという。この縦エッチングにおいては、絶縁層102の上面に対して垂直方向にエッチングが進行する。
以上の工程により、本実施の形態のプリント配線板101が得られる(図1、図2)。
従来のプリント配線板の製造方法は、以下の工程を含む。すなわち、前述のとおり、プレーン形状の銅箔層4上に所定のパターンを有する上層の金属層14を形成し、この金属層14をマスクとして、下層の銅箔層4をエッチングにより除去する。
これに対して、こうしたスペースS2を広くすることを目的として、裾残りを除去するために、下層の銅箔層104に対するエッチング量を増加させると、金属層14が削られることになる(図3(b))。この金属層14の形状が変形すると、導電回路19の形状(配線形状)が不良となり、接続不良が発生することがあり得る、という事が判明した。
このメカニズムは明確ではないが、銅箔層104の上面20において、エッチング特性に優れる面方位(200)の比率を低くすることにより、側面24において面方位(200)の比率が高くなるので、側面24におけるサイドエッチングの速度を向上させることができると、推察される。
こうした知見から、本実施の形態においては、銅箔層104の上面20において、エッチング特性に優れる面方位(200)の比率を所定値以下としている。これにより、銅箔層104のサイドエッチング特性を向上させることができるので、従来にない良好な配線形状を実現でき、その結果、歩留まりに優れたプリント配線板が得られる。
図4に示す、スペースS2およびスペースS1は、導電回路19、119が延在する方向に対して、直交する方向の幅方向における、最も隣接している導電回路19、119の間の距離を示す。
従来のプリント配線板の製造方法においては、銅箔層4のエッチング条件は金属層14の形状をエッチングしないように調整されていたため、金属層14の外側に延在する裾残りの長さは、長くなったり短くなったりする。こうした裾残り部分を常に離間するために、図4(b)に示すように、スペースS2を充分確保する必要があった。言い換えると、スペースS2は、L1の変動に合わせて、調整する必要がある。従来のプリント配線板の製造方法においては、こうしたL1/S2の制御性は低いために、微細な配線を形成することが難しかった。
以下、第2の実施の形態のプリント配線板の製造方法について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態で省略した、詳細な製法条件や材料等について例示する。
図7および図8は、第2の実施の形態のプリント配線板の製造方法の工程手順を示す断面図である。
ナフトール型エポキシ樹脂は、例えば下記一般式(4−1)で示すことができる。また、ナフトール型エポキシ樹脂としては、例えば新日鐵化学(株)製のESN−375が挙げられる。
ナフタレンジオール型エポキシ樹脂は、例えば下記式(4−2)で示すことができる。ナフタレンジオール型エポキシ樹脂としては、例えばDIC(株)製のHP−4032Dが挙げられる。
2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂は、例えば下記式(4−3)(4−4)(4−5)で示すことができる。2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂としては、例えばDIC(株)製のHP−4700、HP−4770が挙げられる。
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、例えば下記一般式(4−6)で示すことができる。ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂としては、例えばDIC(株)製のHP−6000が挙げられる。
また、シアネート樹脂としては、下記一般式(6)で表わされるシアネート樹脂も好適に用いられる。下記一般式(6)で表わされるシアネート樹脂は、α−ナフトールあるいはβ−ナフトール等のナフトール類とp−キシリレングリコール、α,α'−ジメトキシ−p−キシレン、1,4−ジ(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ベンゼン等との反応により得られるナフトールアラルキル樹脂とシアン酸とを縮合させて得られるものである。一般式(6)のnは1以上であるが、10以下であることがさらに望ましい。nが10以下の場合、樹脂粘度が高くならず、基材への含浸性が良好で、積層板としての性能の低下を抑制できる。また、合成時に分子内重合が起こりにくく、水洗時の分液性が向上し、収量の低下を防止できる。
これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用したり、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
これらの中でも、フェノキシ樹脂には、ビフェニル骨格およびビスフェノールS骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、ビフェニル骨格が有する剛直性により、フェノキシ樹脂のガラス転移温度を高くすることができるとともに、ビスフェノールS骨格の存在により、フェノキシ樹脂と金属との密着性を向上させることができる。その結果、絶縁層102の耐熱性の向上を図ることができるとともに、多層基板を製造する際に、絶縁層102に対する配線部(導電回路118)の密着性を向上させることができる。また、フェノキシ樹脂には、ビスフェノールA骨格およびビスフェノールF骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのも好ましい。これにより、多層基板の製造時に、配線部の絶縁層102への密着性をさらに向上させることができる。
フェノキシ樹脂を用いる場合、その含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の1〜40重量%であるのが好ましく、5〜30重量%であるのがより好ましい。
このような反応性オリゴフェニレンオキサイドは、公知の方法により製造することができる。また、市販品を用いることもできる。例えば、OPE−2st 2200(三菱瓦斯化学社製)を好適に使用することができる。
反応性オリゴフェニレンオキサイドの重量平均分子量は、2,000〜20,000であることが好ましく、4、000〜15、000であることがより好ましい。反応性オリゴフェニレンオキサイドの重量平均分子量が20,000を超えると、揮発性溶剤に溶解し難くなる。一方、重量平均分子量が2,000未満であると、架橋密度が高くなりすぎるため、硬化物の弾性率や可撓性に悪影響がでる。
また、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂及び/又はシアネート樹脂を用いる場合には、上記樹脂組成物の全固形分中に、エポキシ樹脂は5〜50重量%であることが好ましく、更にエポキシ樹脂は5〜25重量%であることが好ましい。また、樹脂組成物の全固形分中に、シアネート樹脂は5〜50重量%であることが好ましく、更にシアネート樹脂は10〜25重量%であることが好ましい。
上記カップリング剤の添加量は、特に限定されないが、無機充填材100重量部に対して0.05〜3重量部が好ましく、特に0.1〜2重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると無機充填材を十分に被覆できないため耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると反応に影響を与え、曲げ強度等が低下する場合がある。
したがって、後述の銅箔層104のエッチング工程の前後においても、銅箔層104の上面(すなわち、金属層116(たとえば無電解めっき層110)との接触面)における面方位(200)の比率や、面方位(200)および面方位(220)の比率は同一であるといえる。
なお、こぶ状の電着物層の形成や、粗化面処理が行われることにより、銅箔層104は、バルク部分、およびバルク部分の一面に形成されたこぶ付け部分(以下、粗化足部分ともいう。)を有することとなる。
すなわち、ビッカース硬度の測定は、JIS Z 2244に準拠し、以下の手順で、アカシ社製、微小硬度計(型番MVK−2H)を用いて23℃で行う。(1)薄銅層まで形成した支持体付極薄銅箔を230℃に加熱したオーブン(窒素雰囲気)中に1時間放置した後、10×10mm角にカットする。(2)カット試料に負荷速度3μm/秒、試験荷重5gf、保持時間15秒の条件で圧痕をつけ、圧痕の測定結果からビッカース硬度を算出する。(3)任意の5点のビッカース硬度を測定した平均値を、本実施の形態のビッカース硬度の値とする。
なお、上述した銅箔層104のエッチングレートは、60gの95%硫酸、1000ccの純水、及び20ccの34.5%過酸化水素水からなり、かつ液温30℃±1℃の硫酸過水に、積層板を浸漬させるエッチング条件下において特定されるものである。
1.キャリア箔(キャリア箔層106)を除去した、極薄銅箔を両面に積層した基板(銅張積層板100)を、40mm×80mmに裁断してサンプル片を得る。サンプル片をノギスで、小数点以下2桁まで読み取り、サンプル片の片面積を算出する。
2.水平乾燥ラインにて、80℃ 1分×3回の乾燥処理をサンプル片に行う。
3.サンプル片の初期重量W0を測定する(ただし、基板重量含む)。
4.エッチング液を調整する。
4−1:95%硫酸(和光純薬社製、特級)を60g秤量し、1Lのビーカーに入れる。
4−2:純水をビーカーに投入し、計1000ccにする。
4−3:マグネチックスターラーで30±1℃で、3分攪拌する。
4−4:34.5%過酸化水素水(関東化学社製、鹿一級)を20cc秤量し、ビーカーに入れる。
5.上記エッチング液(液温30±1℃、攪拌条件マグネチックスターラー、250rmp)に浸漬する。
6.極薄箔のバルク層が完全にエッチングされるまで、30秒ごとに、処理後の重量W1を測定する(ただし、基板重量含む)。
7.エッチング重量(W0−W1)/(浸漬させた両面面積=m2)を算出し、X軸に時間(秒)、Y軸にエッチング質量(g/m2)をプロットし、0〜150秒の間を最小二乗法で、傾きKを算出する。
エッチングレート(μm/min)=K(g/sec・m2)÷8.92(銅比重g/cm3)×60(sec/min)
本実施の形態に用いる銅箔の製造方法としては、特に限定されず、例えば、キャリアを有するピーラブルタイプの銅箔を製造する場合、厚み10〜50μmのキャリア箔上に剥離層となる金属等の無機化合物或いは有機化合物層を形成し、その剥離層上に銅箔をめっき処理により形成する。めっき処理の条件としては、例えば、硫酸銅浴を用いた場合には、硫酸50〜100g/L、銅30〜100g/L、液温20℃〜80℃、電流密度0.5〜100A/dm2の条件であり、ピロリン酸銅浴を用いた場合には、ピロリン酸カリウム100〜700g/L、銅10〜50g/L、液温30℃〜60℃、pH8〜12、電流密度1〜10A/dm2の条件とすることができる。また、銅箔の物性や平滑性を考慮して、上記浴中に各種添加剤を添加してもよい。なお、ピーラブルタイプの金属箔とは、キャリアを有する金属箔であり、キャリアが引き剥がし可能な金属箔である。
また、図8(d−2)に示すように、ソルダーレジスト層120を形成せずに、導電回路118の周囲に、第1のめっき層122および第2のめっき層124を形成してもよい。これらの第1のめっき層122および第2のめっき層124としては、例えば、ニッケルめっき層および金めっき層の積層体を採用してもよい。以上により、図8(d−2)に示すプリント配線板204が得られる。
次に、第3の実施の形態のプリント配線板の製造方法について説明する。
図10〜図12は、第3の実施の形態のプリント配線板の製造方法の製造工程の手順を示す断面図である。第3の実施の形態のプリント配線板の製造方法は、たとえば、第2の実施の形態で得られたプリント配線板200、202、及び204を内層回路基板として用い、この内層回路基板上にビルドアップ層をさらに形成するものである。
また、図12(c−2)に示すように、ソルダーレジスト層121を形成せずに、導電回路パターンの周囲およびパッドの周囲に、前述の第1のめっき層123および第2のめっき層125を形成してもよい。以上により、図12(c−2)に示すプリント配線板205が得られる。第3の実施の形態においても、第1および第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
前述の第1から第3の実施の形態においては、銅箔上に金属層を選択的に形成していたが、本変形例では、銅箔上に金属層を全面に形成する点が異なるものである。
以下、本変形例のプリント配線板の製造方法を説明する。
まず、図13(a)に示すように、キャリア箔付き銅張積層板10を準備する。このキャリア箔付き銅張積層板10においては、絶縁層102の両面に銅箔層104とともにキャリア箔層106が貼り付けられている。続いて、図13(b)に示すように、キャリア箔付き銅張積層板10からキャリア箔層106を引きはがす。続いて、図13(c)に示すように、銅箔層104の全面上に金属層115(めっき層)をめっき処理により形成する。続いて、図13(d)に示すように、プレーン形状の金属層115上に所定の開口パターンを有するレジスト層112を形成する。引き続き、図13(e)に示すように、このレジスト層112の開口パターン内の金属層115および銅箔層104を、例えば、エッチングにより除去する。この後、図13(f)に示すように、レジスト層112を除去する。これにより、銅箔層104および金属層115から構成される導電回路119のパターンを形成することができる。以上の工程により、本変形例のプリント配線板101が得られる。
キャリア箔に、18μm厚の電解銅箔(三井金属工業社製、3EC−VLP、光沢面の表面粗さはRa=0.2μm、Rz=1.5μm)の光沢面に接合界面層および極薄銅箔層を順次形成した。製造条件として、まずキャリア箔を酸洗浄槽(希硫酸溶液、150g/L、液温30℃)に20秒浸漬し表面の油分、酸化被膜等の除去を行った。次に、接合界面形成槽(カルボキシベンゾトリアゾール溶液、5g/L、液温40℃、pH5)に浸漬し、キャリア箔の光沢表面に接合界面層を形成した。次に、バルク銅の形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、ゼラチン濃度5ppm、塩化物イオン10ppm、液温45℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度20A/dm2の平滑めっき条件で電解し1.5μmのバルク銅層を形成した。次に、バルク銅層の表面に微細銅粒形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度100g/L、銅濃度18g/Lの硫酸溶液、液温25℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度10A/dm2のヤケめっき条件で電解した。次に、微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、液温45℃)に浸漬しながら、電流密度20A/dm2の平滑めっき条件で電解し0.5μmの微細粗化を形成し、総厚2.0μm極薄銅箔を製造した。次に、防錆処理槽(硫酸亜鉛溶液;硫酸濃度70g/L、亜鉛濃度20g/L、液温40℃)に浸漬し、電流密度15A/dm2で電解し亜鉛を用いて防錆処理を行った。ここでは、アノード電極として亜鉛板を用いた溶解性アノードとした。次に、クロメート処理槽(クロム酸溶液;クロム酸濃度5g/L、pH11.5、液温55℃)に4秒浸漬させた。最終的に、乾燥処理槽で電熱器により雰囲気温度110℃に加熱された炉内を60秒かけて通過することでキャリア箔付き銅箔を得た。尚、各槽毎の工程間には、約30秒間の水洗可能な水洗槽に浸漬洗浄している。
キャリア箔に、12μm厚の電解銅箔(古河電気工業社製、F2−WS、光沢面の表面粗さはRa=0.2μm、Rz=1.2μm)の光沢面に接合界面層および極薄銅箔層を順次形成した。製造条件として、まずキャリア箔を酸洗浄槽(希硫酸溶液、150g/L、液温30℃)に20秒浸漬し表面の油分、酸化被膜等の除去を行った。次に、接合界面形成槽(カルボキシベンゾトリアゾール溶液、5g/L、液温40℃、pH5)に浸漬し、キャリア箔の光沢表面に接合界面層を形成した。次に、バルク銅の形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、ゼラチン濃度3ppm、塩化物イオン30ppm、液温45℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度25A/dm2の平滑めっき条件で電解し1.5μmのバルク銅層を形成した。次に、バルク銅層の表面に微細銅粒形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度100g/L、銅濃度18g/Lの硫酸溶液、液温25℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度10A/dm2のヤケめっき条件で電解した。次に、微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、液温45℃)に浸漬しながら、電流密度20A/dm2の平滑めっき条件で電解し0.5μmの微細粗化を形成し、総厚2.0μmの極薄銅箔を製造した。次に、防錆処理槽(硫酸亜鉛溶液;硫酸濃度70g/L、亜鉛濃度20g/L、液温40℃)に浸漬し、電流密度15A/dm2で電解し亜鉛を用いて防錆処理を行った。ここでは、アノード電極として亜鉛板を用いた溶解性アノードとした。次に、クロメート処理槽(クロム酸溶液;クロム酸濃度5g/L、pH11.5、液温55℃)に4秒浸漬させた。最終的に、乾燥処理槽で電熱器により雰囲気温度110℃に加熱された炉内を60秒かけて通過することでキャリア箔付き銅箔を得た。尚、各槽毎の工程間には、約30秒間の水洗可能な水洗槽に浸漬洗浄している。
キャリア箔に、12μm厚の電解銅箔(古河電気工業社製、F2−WS、光沢面の表面粗さはRa=0.2μm、Rz=1.2μm)の光沢面に接合界面層および極薄銅箔層を順次形成した。製造条件として、まずキャリア箔を酸洗浄槽(希硫酸溶液;150g/L、液温30℃)に20秒浸漬し表面の油分、酸化被膜等の除去を行った。次に、接合界面形成槽(カルボキシベンゾトリアゾール溶液;5g/L、液温40℃、pH5)に浸漬し、キャリア箔の光沢表面に接合界面層を形成した。次に、バルク銅の形成槽(ピロリン酸銅溶液;ピロリン酸カリウム濃度250g/L、銅濃度25g/L、pH11、液温45℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度10A/dm2の平滑めっき条件で電解し1.5μmのバルク銅層を形成した。次に、バルク銅層の表面に微細銅粒形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度100g/L、銅濃度18g/Lの硫酸溶液、液温25℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度10A/dm2のヤケめっき条件で電解した。次に、微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、液温45℃)に浸漬しながら、電流密度20A/dm2の平滑めっき条件で電解し0.5μm微細粗化を形成し、総厚2.0μm極薄銅箔を製造した。次に、防錆処理槽(硫酸亜鉛溶液;硫酸濃度70g/L、亜鉛濃度20g/L、液温40℃)に浸漬し、電流密度15A/dm2で電解し亜鉛を用いて防錆処理を行った。ここでは、アノード電極として亜鉛板を用いた溶解性アノードとした。次に、クロメート処理槽(クロム酸溶液;クロム酸濃度5g/L、pH11.5、液温55℃)に4秒浸漬させた。最終的に、乾燥処理槽で電熱器により雰囲気温度110℃に加熱された炉内を60秒かけて通過することでキャリア箔付き銅箔を得た。尚、各槽毎の工程間には、約30秒間の水洗可能な水洗槽に浸漬洗浄している。
エポキシ樹脂として、ナフタレン変性クレゾールノボラックエポキシ樹脂(DIC社製、HP−5000)8.5重量部、フェノール硬化剤として、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(明和化成株式会社、MEH7851−4H)8.5重量部、フェノールノボラック型シアネート樹脂(LONZA社製、Primaset PT−30)17重量部、球状溶融シリカ(アドマテックス社製、SO−25R、平均粒径0.5μm)65.5重量部、エポキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.5重量部を、メチルエチルケトンに混合溶解させた。次いで、高速撹拌装置を用い撹拌して不揮発分70重量%となるように調整し、樹脂ワニスを調製した。
前記樹脂ワニスをガラス織布(坪量104g、厚さ87μm、日東紡製Eガラス織布、WEA−116E)に含浸し、150℃の加熱炉で2分間乾燥して、プリプレグ中のワニス固形分が約50重量%のプリプレグを得た。
前記プリプレグ2枚重ね、キャリア箔付き極薄銅箔(金属箔1)を重ねて、圧力3MPa、温度200℃で1時間加熱加圧成形し、絶縁層が厚さ0.20mmの両面に銅箔を有する積層板を得た(図7(a))。
その後、パラジウム溶液(上村工業社製、MAT−2B/MAT−2A)に液温55℃で5分間浸漬し、触媒付与し、上村工業社製、スルカップPEA−6Aを使用し、液温36℃で15分間浸漬し、無電解めっき層を0.7μm形成した(図7(d))。
この無電解めっき層の表面に、厚さ25μmの紫外線感光性ドライフィルム(旭化成社製、サンフォートUFG−255)をホットロールラミネーターにより貼り合わせ、最小線幅/線間が20/20μmのパターンが描画されたガラスマスク(トピック社製)を使用して、位置を合わせ、露光装置(小野測器EV−0800)にて露光、炭酸ソーダ水溶液にて現像し、レジストマスクを形成した(図7(e))。次に、無電解めっき層を給電層電極として、電解銅めっき(奥野製薬社製81−HL)を3A/dm2、25分間行って、厚さ約20μmの銅配線のパターンを形成した(図8(a))。次に、剥離機を用いて、モノエタノールアミン溶液(三菱ガス化学社製R−100)により、前記レジストマスクを剥離した(図8(b))。そして給電層である無電解めっき層及び下地銅箔(2μm)をフラッシュエッチング(三菱ガス化学社製 CPE−800、液温:30℃、スプレー圧0.23MPa)で180秒間処理することにより除去して、L/S=20/20μmのパターンを形成し(パターン状エッチング)、プリント配線板を得た(図8(c))。
最後に、図8(d−1)に示すように、回路表面にソルダーレジスト(太陽インキ社製、PSR4000/AUS308)を形成し、ニッケルめっき層(奥野製薬工業社製、ICPニコロンGM)を、液温80℃で12分間浸漬し2.5μm、ついで金めっき層(奥野製薬工業社製、フラッシュゴールド330)を、液温80℃で9分間浸漬し0.05μmを形成し、プリント配線板を得た。尚、図8(d−2)に示すように、回路表面にソルダーレジストを形成しない場合もある。
キャリア箔付き極薄銅箔を金属箔2に変えた以外は、実施例1と同じにした。
キャリア箔付き極薄銅箔を金属箔3に変えた以外は、実施例1と同じにした。
給電層である無電解めっき層及び下地銅箔(2μm)のフラッシュエッチングの条件を下記の通り変更した以外は、実施例1と同じにした。
給電層である無電解めっき層及び下地銅箔(2μm)をフラッシュエッチング(三菱ガス化学社製 CPE−800、液温:30℃、スプレー圧0.23MPa)で240秒間処理することにより除去して、L/S=20/20μmのパターンを形成し(パターン状エッチング)、プリント配線板を得た。
積層板に用いる樹脂組成物を変えた以外は、実施例1と同じにした。
エポキシ樹脂として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC−3000)11重量部、ビスマレイミド化合物(ケイアイ化成工業社製、BMI−70)20重量部、4,4'−ジアミノジフェニルメタン3.5重量部、水酸化アルミニウム(昭和電工製HP−360)65重量部、エポキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.5重量部を、メチルエチルケトンに混合溶解させた。次いで、高速撹拌装置を用い撹拌して不揮発分70重量%となるように調整し、樹脂ワニスを調製した。
前記樹脂ワニスをガラス織布(坪量104g、厚さ87μm、日東紡製Eガラス織布、WEA−116E)に含浸し、150℃の加熱炉で2分間乾燥して、プリプレグ中のワニス固形分が約50重量%のプリプレグを得た。前記プリプレグ2枚重ね、キャリア箔付き極薄銅箔(金属箔1)を重ねて、圧力3MPa、温度200℃で1時間加熱加圧成形し、絶縁層が厚さ0.20mmの両面に銅箔を有する積層板を得た。
(金属箔4の製造)
キャリア箔に、35μm厚の電解銅箔(古河電気工業社製、F2−WS、光沢面の表面粗さはRa=0.2μm、Rz=1.2μm)の光沢面に接合界面層および極薄銅箔層を順次形成した。製造条件として、まずキャリア箔を酸洗浄槽(希硫酸溶液、150g/L、液温30℃)に20秒浸漬し表面の油分、酸化被膜等の除去を行った。次に、接合界面形成槽(カルボキシベンゾトリアゾール溶液、5g/L、液温40℃、pH5)に浸漬し、キャリア箔の光沢表面に接合界面層を形成した。次に、バルク銅の形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、液温45℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度2A/dm2の平滑めっき条件で電解し1.5μmのバルク銅層を形成した。次に、バルク銅層の表面に微細銅粒形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度100g/L、銅濃度18g/Lの硫酸溶液、液温25℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度10A/dm2のヤケめっき条件で7秒間電解した。次に、微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、液温45℃)に浸漬しながら、電流密度10A/dm2の平滑めっき条件で電解し0.5μmの微細粗化を形成し、総厚2.0μmの極薄銅箔を製造した。次に、防錆処理槽(硫酸亜鉛溶液;硫酸濃度70g/L、亜鉛濃度20g/L、液温40℃)に浸漬し、電流密度10A/dm2で電解し亜鉛を用いて防錆処理を行った。ここでは、アノード電極として亜鉛板を用いた溶解性アノードとした。次に、クロメート処理槽(クロム酸溶液;クロム酸濃度5g/L、pH11.5、液温55℃)に4秒浸漬させた。最終的に、乾燥処理槽で電熱器により雰囲気温度110℃に加熱された炉内を60秒かけて通過することでキャリア箔付き銅箔を得た。尚、各槽毎の工程間には、約30秒間の水洗可能な水洗槽に浸漬洗浄している。
キャリア箔付き極薄銅箔を金属箔4に変えた以外は、実施例1と同じにしてプリント配線板を得た。
(金属箔5の製造)
キャリア箔に、35μm厚の電解銅箔(古河電気工業社製、F2−WS、光沢面の表面粗さはRa=0.2μm、Rz=1.2μm)の光沢面に接合界面層および極薄銅箔層を順次形成した。製造条件として、まずキャリア箔を酸洗浄槽(希硫酸溶液;150g/L、液温30℃)に20秒浸漬し表面の油分、酸化被膜等の除去を行った。次に、接合界面形成槽(カルボキシベンゾトリアゾール溶液;5g/L、液温40℃、pH5)に浸漬し、キャリア箔の光沢表面に接合界面層を形成した。次に、バルク銅の形成槽1(ピロリン酸銅溶液;ピロリン酸カリウム濃度320g/L、銅濃度80g/L、25%アンモニア水2ml/L、pH8.5、液温40℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度1.5A/dm2の平滑めっき条件で電解し、続いてバルク銅の形成槽2(硫酸銅溶液;硫酸濃度100g/L、銅濃度200g/L、液温45℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度3A/dm2の平滑めっき条件で電解し1.5μmのバルク銅層を形成した。次に、バルク銅層の表面に微細銅粒形成槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度100g/L、銅濃度18g/Lの硫酸溶液、液温25℃)に浸漬しながら、キャリア箔の片面に対し、平板のアノード電極(鉛)を平行配置し、電流密度5A/dm2のヤケめっき条件で電解した。次に、微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき槽(硫酸銅溶液;硫酸濃度150g/L、銅濃度65g/L、液温45℃)に浸漬しながら、電流密度10A/dm2の平滑めっき条件で電解し0.5μmの微細粗化を形成し、総厚2.0μmの極薄銅箔を製造した。次に、防錆処理槽(硫酸亜鉛溶液;硫酸濃度70g/L、亜鉛濃度20g/L、液温40℃)に浸漬し、電流密度15A/dm2で電解し亜鉛を用いて防錆処理を行った。ここでは、アノード電極として亜鉛板を用いた溶解性アノードとした。次に、クロメート処理槽(クロム酸溶液;クロム酸濃度5g/L、pH11.5、液温55℃)に4秒浸漬させた。最終的に、乾燥処理槽で電熱器により雰囲気温度110℃に加熱された炉内を60秒かけて通過することでキャリア箔付き銅箔を得た。尚、各槽毎の工程間には、約30秒間の水洗可能な水洗槽に浸漬洗浄している。
キャリア箔付き極薄銅箔を金属箔5に変えた以外は、実施例1と同じにしてプリント配線板を得た。
各実施例および比較例で得られたプリント配線板を用いて、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示し、得られた結果を表1に示す。
全自動粉末X線回折装置(Philips社製、PW1700型)、線源としてCu−Kα線を使用して測定した。2θ走査で検出される面方位(111)、(200)、(220)および(311)からの回折線のピーク積分強度をそれぞれ求めるものである。尚、サンプルは、製造例で得られたキャリア箔付き銅箔を真空プレス機で200℃1時間、圧力3MPaの条件で熱処理する前後の薄箔表面を試料面として用いた。尚詳細な測定条件は下記に示す。
<測定条件>
X線源:Cu−Kα
電圧:40kV
電流:50mA
入射角:1.0deg
回折角度:30〜120deg
スキャンスピード:0.02deg/秒
FIB−FESEM(日立製作所社製 集束イオンビーム加工観察装置FB2000A、日立製作所社製 電界放射型走査電子顕微鏡 S−4500))を用いて、試料断面を集束イオンビーム加工し調製後、SEM像で10000倍の視野として、任意の3点を観察した。尚、サンプルは、製造例で得られたキャリア箔付き銅箔を真空プレス機で200℃1時間、圧力3MPaの条件で熱処理する前後の薄銅箔表面を試料面として用いた。
走査型電子顕微鏡(日本電子社製、装置名:JSM−6060LV)を用いて、配線の真上、および斜め配線形状を観察した。尚、サンプルは、プリント配線板(図8(c))を用いた。
各符号は、以下の通りである。
○:薄銅箔部分の裾残りがない
×:薄銅箔部分の裾残りがある
走査型電子顕微鏡(日本電子社製、装置名:JSM−6060LV)を用いて、配線の断面形状を観察し、薄銅箔の最大幅をL1、電気パターンめっきの最小幅をL2を算出して計算した。尚、サンプルは、プリント配線板(図8(c))を用いた。
微細配線間の電気絶縁信頼性は、印加電圧10V、温度130℃湿度85%の条件で、連続測定で評価した。尚、サンプルは、上記実施例で得られたプリント配線板(図12(b))を用いた。尚、絶縁抵抗値が108Ω未満となる時点で終了とした。
各符号は以下の通りである。
◎:200時間を超えた。
○:100時間以上200時間以下であった。
×:100時間未満であった。
2 絶縁層
4 銅箔層
10 キャリア箔付き銅張積層板
14 金属層
19 導電回路
20 上面
22 下面
24 側面
100 銅張積層板
101 プリント配線板
102 絶縁層
104 銅箔層
105 銅箔層
106 キャリア箔層
107 キャリア箔層
108 貫通孔
109 孔
110 無電解めっき層
111 無電解めっき層
112 レジスト層
113 レジスト層
114 めっき層
115 金属層
116 金属層
118 導電回路
119 導電回路
120 ソルダーレジスト層
121 ソルダーレジスト層
122 第1のめっき層
123 第1のめっき層
124 第2のめっき層
125 第2のめっき層
130 絶縁層
132 めっき層
200 プリント配線板
201 プリント配線板
202 プリント配線板
203 プリント配線板
204 プリント配線板
205 プリント配線板
Claims (11)
- 少なくとも絶縁層の一面上にキャリア基材付き銅箔が積層された積層板から前記キャリア基材を分離する工程と、
前記銅箔上に、前記銅箔よりも厚い金属層を全面にまたは選択的に形成する工程と、
少なくとも前記銅箔をエッチングすることにより、前記銅箔および前記金属層から構成される導電回路パターンを得る工程と、を含み、
前記金属層と接する前記銅箔の面において、XRD薄膜法で測定したときの面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対して、前記面方位(200)のピーク強度の比率が26%以下である、プリント配線板の製造方法。 - 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記金属層と接する前記銅箔の前記面において、前記ピーク強度の和に対して、前記面方位(200)および(220)のピーク強度の和の比率が32%以下である、プリント配線板の製造方法。 - 請求項1または2に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記銅箔は、長辺の平均長さが2μm以下の結晶粒を有している、プリント配線板の製造方法。 - 請求項3に記載のプリント配線板の製造方法であって、
断面視において、前記長辺の平均長さが2μm以下の前記結晶粒が占める面積率が80%以上である、プリント配線板の製造方法。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記銅箔の膜厚が、0.1μm以上5μm以下である、プリント配線板の製造方法。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記金属層を選択的に形成する前記工程は、
前記銅箔上に開口パターンを有するレジストを形成する工程と、
前記開口パターン内かつ前記銅箔上に、めっき処理により前記金属層となるめっき層を形成する工程と、
前記レジストを除去する工程と、を含み、
前記導電回路パターンを得る前記工程は、前記銅箔をソフトエッチングする工程を含む、プリント配線板の製造方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記金属層を全面にまたは選択的に形成する前記工程の前に、
前記積層板に貫通孔又は非貫通孔を形成する工程と、
少なくとも前記貫通孔又は非貫通孔の内壁に薬液を接触させる工程と、
無電解めっきにより、少なくとも前記銅箔上及び、前記貫通孔の内壁上又は前記非貫通孔の内壁上に無電解めっき層を形成する工程と、をさらに含む、プリント配線板の製造方法。 - 絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられており、銅箔および金属層が積層して構成される導電回路パターンと、を備え、
前記金属層と接する前記銅箔の面において、XRD薄膜法で測定したときの面方位(111)、(200)、(220)および(311)のピーク強度の和に対して、前記面方位(200)のピーク強度の比率が26%以下である、プリント配線板。 - 請求項8に記載のプリント配線板であって、
前記金属層が2層以上のめっき膜を含む、プリント配線板。 - 請求項8又は9に記載のプリント配線板であって、
断面視において、前記導電回路パターンの延在方向と直交する幅方向における前記銅箔の最大幅をL1とし、前記金属層の最小幅をL2としたとき、
前記L1は、L2と同一、又はL2より小さい、プリント配線板。 - 請求項10に記載のプリント配線板であって、
平面視において、前記銅箔の第1面から第2面に向かって、前記銅箔の面積が小さくなる、プリント配線板。
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