JP2019220647A - Surface treatment method, printed wiring board manufacturing method, and surface treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面処理方法、プリント配線板の製造方法、および、表面処理装置に関する。 The present invention relates to a surface treatment method, a method for manufacturing a printed wiring board, and a surface treatment device.
プリント配線板は、プリプレグなどから形成された基材の両面に、配線と樹脂層とが交互に積層された多層配線層を備えている。基材に多層配線層が形成されるときには、まず、基材の各面において、配線を形成するための金属膜が形成され、次いで、金属膜がパターニングされることによって配線が形成される。そして、樹脂層が、配線が位置する基板の面に貼り付けられることによって、配線と樹脂層とが積層された構造が形成される。これらの処理が複数回繰り返されることによって、基材の両面に多層配線層が形成される。 The printed wiring board has a multilayer wiring layer in which wiring and resin layers are alternately laminated on both surfaces of a base material formed of a prepreg or the like. When a multilayer wiring layer is formed on a substrate, first, a metal film for forming a wiring is formed on each surface of the substrate, and then the wiring is formed by patterning the metal film. Then, a structure in which the wiring and the resin layer are stacked is formed by attaching the resin layer to the surface of the substrate on which the wiring is located. By repeating these processes a plurality of times, a multilayer wiring layer is formed on both surfaces of the base material.
プリント配線板の製造では、配線と樹脂層との密着性を高める目的で、配線の表面における表面粗さを高める処理が行われている(例えば、特許文献1を参照)。 In the manufacture of a printed wiring board, a process for increasing the surface roughness of the surface of the wiring is performed for the purpose of increasing the adhesion between the wiring and the resin layer (for example, see Patent Document 1).
ところで、プリント配線板に高周波デバイスが実装された場合には、デバイスに入力される信号、および、デバイスから出力される信号は、表皮効果によって配線の表面近傍を伝播する。そのため、配線の表面粗さを高めるために配線の表面に形成された凹凸によって、信号が遅延する。 When a high-frequency device is mounted on a printed wiring board, a signal input to the device and a signal output from the device propagate near the surface of the wiring due to a skin effect. Therefore, a signal is delayed by unevenness formed on the surface of the wiring to increase the surface roughness of the wiring.
本発明は、配線と樹脂層との密着性を高めつつ、配線における信号の遅延を抑えることを可能とした表面処理方法、プリント配線板の製造方法、および、表面処理装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a surface treatment method, a method for manufacturing a printed wiring board, and a surface treatment apparatus that can suppress signal delay in wiring while increasing adhesion between the wiring and a resin layer. And
上記課題を解決するための表面処理方法は、気相中において、処理対象における配線を有した表面にヒドロキシ基を付加することと、前記気相中において、前記ヒドロキシ基が付加された前記表面に、前記ヒドロキシ基に対する反応性を有した官能基を末端に有するシランカップリング剤を供給して、前記表面において前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させることと、を含む。 The surface treatment method for solving the above-mentioned problem is that, in a gas phase, a hydroxy group is added to a surface having wirings to be treated, and in the gas phase, the hydroxy group is added to the surface to which the hydroxy group is added. Supplying a silane coupling agent having a functional group reactive to the hydroxy group at the terminal, and condensing the hydroxy group and the silane coupling agent on the surface.
上記課題を解決するための表面処理装置は、配線を有した表面を含む処理対象を収容する気相空間を区画する処理槽と、前記気相空間に収容された前記処理対象に対して、ヒドロキシ基を付加するヒドロキシ基付加部と、前記気相空間において、前記ヒドロキシ基が付加された前記表面に前記ヒドロキシ基に対する反応性を有した官能基を末端に有するシランカップリング剤を供給するシランカップリング剤供給部と、を備える。 A surface treatment apparatus for solving the above-mentioned problem includes a treatment tank for partitioning a vapor phase space for accommodating a treatment target including a surface having wiring, A silane coupling agent that supplies a silane coupling agent having, at the terminal, a functional group reactive with the hydroxy group to the surface to which the hydroxy group has been added in the gas phase space; A ring agent supply unit.
上記各構成によれば、処理対象の表面に対して樹脂層を貼り付ける場合に、樹脂層を形成する樹脂が含む官能基と、処理対象の表面に付加されたシランカップリング剤が含む官能基であって、有機物と反応することが可能な官能基とが縮合する。言い換えれば、処理対象の表面と樹脂層とが化学的に結合する。そのため、処理対象の表面に凹凸を形成せずとも、処理対象の表面と樹脂層との密着性を高めることが可能である。結果として、配線と樹脂層との密着性を高めつつ、配線における信号の遅延を抑えることが可能である。 According to the above configurations, when the resin layer is attached to the surface to be treated, the functional group contained in the resin forming the resin layer and the functional group contained in the silane coupling agent added to the surface to be treated are included. Wherein the organic substance and the functional group capable of reacting are condensed. In other words, the surface to be treated and the resin layer are chemically bonded. Therefore, the adhesion between the surface of the processing target and the resin layer can be increased without forming irregularities on the surface of the processing target. As a result, it is possible to suppress the signal delay in the wiring while improving the adhesion between the wiring and the resin layer.
上記表面処理方法において、前記ヒドロキシ基を付加することは、酸素と水素とを含むガスから生成されたプラズマに含まれるラジカルを前記表面に供給してもよい。上記構成によれば、プラズマに含まれるイオンを表面に供給する場合に比べて、処理対象の表面における粗さが高まることがより抑えられる。 In the above-described surface treatment method, adding the hydroxy group may supply a radical contained in a plasma generated from a gas containing oxygen and hydrogen to the surface. According to the above configuration, the roughness of the surface to be treated is suppressed from increasing as compared with the case where the ions contained in the plasma are supplied to the surface.
上記表面処理方法において、前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させることは、前記処理対象の温度が70℃以上150℃以下であることを含んでもよい。上記構成によれば、処理対象の温度を70℃以上に設定することによって、シランカップリング剤とヒドロキシ基との縮合を確実に生じさせ、かつ、処理対象の温度を150℃以下に設定することで、シランカップリング剤同士が重合することが抑えられる。 In the surface treatment method, condensing the hydroxy group and the silane coupling agent may include a temperature of the treatment target being 70 ° C or more and 150 ° C or less. According to the above configuration, by setting the temperature of the processing target to 70 ° C. or higher, condensation between the silane coupling agent and the hydroxy group is reliably caused, and the temperature of the processing target is set to 150 ° C. or lower. Thus, polymerization of the silane coupling agents is suppressed.
上記表面処理方法において、前記表面に前記ヒドロキシ基を付加することは、前記処理対象の温度が70℃以上150℃以下であることを含んでもよい。上記構成によれば、シランカップリング剤を供給するよりも前から処理対象の温度が70℃以上150℃以下であることによって、ヒドロキシ基が表面に付加された後に、処理対象の温度がシランカップリング剤とヒドロキシ基との反応を高める温度にまで高めるまでの待機時間が生じない。 In the above-mentioned surface treatment method, adding the hydroxy group to the surface may include that the temperature of the treatment target is 70 ° C or more and 150 ° C or less. According to the above configuration, since the temperature of the processing target is 70 ° C. or more and 150 ° C. or less before the supply of the silane coupling agent, the temperature of the processing target is reduced after the hydroxy group is added to the surface. There is no waiting time to increase the temperature to increase the reaction between the ring agent and the hydroxy group.
上記課題を解決するためのプリント配線板の製造方法は、上記表面処理方法によって前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させることと、前記表面に、エポキシ樹脂を含む樹脂層を貼り付けることと、を含み、前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させることは、アミノ基を末端に有する前記シランカップリング剤を供給することを含む。上記構成によれば、シランカップリング剤に由来するアミノ基が処理対象の表面に付加されるため、エポキシ樹脂が含むエポキシ基とアミノ基とが縮合する。 A method of manufacturing a printed wiring board for solving the above-mentioned problem includes condensing the hydroxy group and the silane coupling agent by the surface treatment method, and attaching a resin layer containing an epoxy resin to the surface. And condensing the hydroxy group with the silane coupling agent includes supplying the silane coupling agent having an amino group at the terminal. According to the above configuration, since the amino group derived from the silane coupling agent is added to the surface to be treated, the epoxy group contained in the epoxy resin and the amino group are condensed.
上記表面処理装置は、前記ヒドロキシ基付加部は、前記気相空間に対して、前記シランカップリング剤供給部が供給する前記シランカップリング剤とは別々に、酸素と水素とを含むガスを供給するガス供給部と、前記ガスからプラズマを生成して、前記プラズマに含まれるラジカルを前記表面に供給するラジカル供給部と、を含んでもよい。 In the above surface treatment apparatus, the hydroxy group addition section supplies a gas containing oxygen and hydrogen to the gas phase space separately from the silane coupling agent supplied by the silane coupling agent supply section. And a radical supply unit that generates plasma from the gas and supplies radicals contained in the plasma to the surface.
上記構成によれば、酸素と水素とを含むガスの通路にシランカップリング剤が混入しないため、酸素と水素を含むガスから生成されたラジカルが、シランカップリング剤のために失活することが抑えられる。 According to the above configuration, since the silane coupling agent is not mixed into the passage of the gas containing oxygen and hydrogen, radicals generated from the gas containing oxygen and hydrogen can be deactivated due to the silane coupling agent. Can be suppressed.
図1から図12を参照して、表面処理方法、プリント配線板の製造方法、および、表面処理装置の一実施形態を説明する。以下では、表面処理装置の構成、表面処理方法、プリント配線板の製造方法、および、プリント配線板の適用例を順番に説明する。 An embodiment of a surface treatment method, a method of manufacturing a printed wiring board, and a surface treatment apparatus will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the configuration of the surface treatment apparatus, the surface treatment method, the method of manufacturing the printed wiring board, and the application example of the printed wiring board will be described in order.
[表面処理装置の構成]
図1を参照して、表面処理装置の構成を説明する。
表面処理装置10は、処理槽11と、ヒドロキシ基付加部10Aと、シランカップリング剤供給部10Bと、を備えている。処理槽11は、配線を有した表面SFを含む処理対象Sを収容する気相空間11Aを区画する。ヒドロキシ基付加部10Aは、気相空間11Aに収容された処理対象Sに対して、ヒドロキシ基を付加する。シランカップリング剤供給部10Bは、気相空間11Aにおいて、ヒドロキシ基が付加された表面SFにシランカップリング剤を供給する。以下、図1を参照して、表面処理装置10の構成をより詳しく説明する。
[Configuration of surface treatment device]
The configuration of the surface treatment apparatus will be described with reference to FIG.
The
処理槽11は、処理槽11を貫通する供給口11aと2つの排気口11bとを有している。供給口11aは、処理対象Sの表面SFにヒドロキシ基を付加するためのプラズマを生成する空間を構成する。排気口11bには、気相空間11A内を排気する排気部が接続されている。そのため、気相空間11A内の流体は、供給口11aから排気口11bに向かう方向に沿って流れる。
The
処理槽11内には、処理対象Sを支持する支持部12が位置している。支持部12は、例えば処理対象Sを支持するステージである。支持部12は、処理槽11のなかで、処理槽11に形成された供給口11aと対向する位置に配置されている。支持部12内には、加熱部13が位置している。加熱部13は、支持部12を加熱することによって、支持部12に配置された処理対象Sを加熱する。加熱部13は、例えば、処理対象Sを70℃以上150℃以下の温度に加熱する。
In the
処理槽11の供給口11a内には、通路部材14が位置している。通路部材14は、処理槽11に固定されている。通路部材14は、通路部材14を厚さ方向に沿って貫通する貫通孔14aを有している。通路部材14は、供給口11aに嵌まる形状を有し、通路部材14のなかで、支持部12と対向する面とは反対側の面が、供給口11aを区画する面とともにプラズマが生成されるプラズマ生成空間を構成している。貫通孔14aは、プラズマ生成空間に接続され、プラズマの通路を構成している。
A
通路部材14は、接地電位であることが好ましい。これにより、プラズマ中に含まれる電荷を有したイオンが、貫通孔14aを通る間に通路部材14によって補足される。そのため、処理槽11が区画する気相空間11Aにイオンが供給されにくくなり、かつ、気相空間11Aに供給される活性種の多くがラジカルになる。
The
通路部材14には、シャワープレート15が固定されている。シャワープレート15は、通路部材14の貫通孔14aを通じてシャワープレート15に到達したラジカルを気相空間11A内に拡散させる。
The
処理槽11の外表面には、供給口11aを塞ぐ透過窓16が位置している。透過窓16を形成する材料は、例えば石英(SiO2)などであってよい。透過窓16には、マイクロ波を透過窓16に導くための導波管17が接続されている。
On the outer surface of the
表面処理装置10は、さらに、ガス供給部21およびマイクロ波源22を備えている。ガス供給部21は、処理槽11と通路部材14とが構成するプラズマ生成空間にプラズマを生成するためのガスを供給する。ガス供給部21は、例えば酸素ガスと水素ガスとを供給する。なお、ガス供給部21は、酸素と水素をと含み、かつ、処理対象Sの表面SFにヒドロキシ基を付加することが可能なガスであれば、酸素ガスと水素ガス以外のガスを供給してもよい。例えば、酸素と水素とを含むガスは、水蒸気であってもよい。ガス供給部21が気相空間11Aに供給するガスは、処理槽11内に形成された通路、および、通路部材14の一部と処理槽11とによって形成される通路を通じて、プラズマ生成空間に供給される。
The
マイクロ波源22は、導波管17に接続されている。マイクロ波源22が導波管17にマイクロ波を照射することによって、マイクロ波は、透過窓16を介してプラズマ生成空間に照射される。
The
表面処理装置10では、ガス供給部21が水素ガスと酸素ガスとをプラズマ生成空間に供給した後に、マイクロ波源22が、導波管17および透過窓16を通じてプラズマ生成空間にマイクロ波を照射することによって、プラズマ生成空間にプラズマが生成される。プラズマには、気相空間11Aにおいて、処理対象Sの表面にヒドロキシ基を付加するためのラジカルが含まれている。すなわち、本実施形態では、ガス供給部21、および、マイクロ波源22が、ヒドロキシ基付加部10Aを構成している。
In the
処理槽11内には、シャワープレート15と支持部12とが対向する方向において、シャワープレート15と支持部12との間に、ガス供給リング18が位置している。ガス供給リング18は、処理対象Sの表面SFと対向する平面視において環状である。ガス供給リング18は、ガス供給リング18の周方向において、複数のガス供給口を有している。
In the
ガス供給リング18には、原料タンク31が、バッファ室32、2つのバルブ33、および、可変流量バルブ34を介して接続されている。原料タンク31は、気液平衡の状態で、シランカップリング剤を保持している。そのため、シランカップリング剤の蒸気が、原料タンク31から供給される。シランカップリング剤は、有機物と反応する官能基と、無機物と反応する官能基とを1つの分子中に有した有機ケイ素化合物である。シランカップリング剤は、以下の式で表すことができる。
Y‐R‐Si‐(X)3
A
YR-Si- (X) 3
なお、上述の式において、Yは有機物を反応する官能基であり、Xは無機物と反応する官能基であり、Rは脂肪族炭化水素基などの有機基である。Yは、例えば、ビニル基、エポキシ基、および、アミノ基などであってよい。Xは、水などによって加水分解する官能基である。Xは、例えば、アルコキシ基、クロロシリル基、および、アセトキシ基などであってよい。 In the above formula, Y is a functional group that reacts with an organic substance, X is a functional group that reacts with an inorganic substance, and R is an organic group such as an aliphatic hydrocarbon group. Y may be, for example, a vinyl group, an epoxy group, an amino group, or the like. X is a functional group that is hydrolyzed by water or the like. X may be, for example, an alkoxy group, a chlorosilyl group, an acetoxy group, or the like.
原料タンク31からガス供給リング18に向けてシランカップリング剤が供給される通路において、バッファ室32は、2つのバルブ33に挟まれている。バッファ室32は、原料タンク31から可変流量バルブ34に供給されるシランカップリング剤の流量におけるばらつきを抑える。可変流量バルブ34は、シランカップリング剤が供給される通路において、2つのバルブ33よりも下流に位置している。可変流量バルブ34は、ガス供給リング18に供給されるシランカップリング剤の流量を制御する。すなわち、本実施形態では、原料タンク31、バッファ室32、バルブ33、可変流量バルブ34、および、ガス供給リング18が、シランカップリング剤供給部を構成している。
In the passage where the silane coupling agent is supplied from the
このように、表面処理装置10において、ヒドロキシ基付加部10Aは、気相空間11Aに対して、シランカップリング剤供給部10Bが供給するシランカップリング剤とは別々に、酸素と水素とを含むガスを供給するガス供給部21を含んでいる。また、ヒドロキシ基付加部10Aは、酸素と水素とを含むガスからプラズマを生成して、プラズマに含まれるラジカルを表面に供給するラジカル供給部を含んでいる。
Thus, in the
すなわち、ヒドロキシ基の付加に用いられる酸素ガスおよび水素ガスは、上述したように、処理槽11および通路部材14によって構成される通路を通じて、気相空間11Aに供給される。一方で、シランカップリング剤は、原料タンク31からガス供給リング18までを繋ぐ通路によって気相空間11Aに供給される。酸素ガスおよび水素ガスと、シランカップリング剤とが、個別の通路を通じて気相空間11Aに供給されるため、酸素と水素とを含むガスの通路にシランカップリング剤が混入しない。それゆえに、酸素と水素を含むガスから生成されたラジカルが、シランカップリング剤のために失活することが抑えられる。なお、本実施形態では、マイクロ波源22と通路部材14とが、ラジカル供給部を構成する。
That is, the oxygen gas and the hydrogen gas used for adding the hydroxy group are supplied to the
本実施形態の表面処理装置10によれば、処理対象Sの表面にヒドロキシ基を付加することと、ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることとを1つの処理槽11内で行うことが可能である。そのため、処理対象Sの表面にヒドロキシ基を付加することと、ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることとが各別の処理槽において行われる場合と比べて、装置の設置面積を小さくすることが可能である。
According to the
[表面処理方法]
図2から図4を参照して、表面処理方法を説明する。図2から図4では、表面処理方法において実施される工程が、模式的に示されている。
[Surface treatment method]
The surface treatment method will be described with reference to FIGS. 2 to 4 schematically show steps performed in the surface treatment method.
表面処理方法は、ヒドロキシ基を付加することと、処理対象Sの表面SFにおいて、ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることとを含む。ヒドロキシ基を付加することは、気相中において、処理対象Sにおける配線を有した表面にヒドロキシ基を付加する。ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることは、気相中において、ヒドロキシ基が付加された表面に、シランカップリング剤を供給して、前記表面において前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させる。 The surface treatment method includes adding a hydroxy group and condensing the hydroxy group and the silane coupling agent on the surface SF of the treatment target S. The addition of the hydroxy group adds the hydroxy group to the surface of the processing target S having the wiring in the gas phase. Condensing the hydroxy group and the silane coupling agent is, in the gas phase, supplying the silane coupling agent to the surface to which the hydroxy group has been added, and the hydroxy group and the silane coupling agent on the surface. Is condensed.
これにより、処理対象Sの表面SFに対して樹脂層を貼り付ける場合に、樹脂層を形成する樹脂が含む官能基と、処理対象Sの表面SFに付加されたシランカップリング剤が含む官能基であって、有機物と反応することが可能な官能基とが縮合する。言い換えれば、処理対象Sの表面SFと樹脂層とが化学的に結合する。そのため、処理対象Sの表面SFに凹凸を形成せずとも、処理対象Sの表面SFと樹脂層との密着性を高めることが可能である。結果として、配線と樹脂層との密着性を高めつつ、配線における信号の遅延を抑えることが可能である。以下、図2から図4を参照して、表面処理方法をより詳しく説明する。 Accordingly, when the resin layer is attached to the surface SF of the processing target S, the functional group contained in the resin forming the resin layer and the functional group contained in the silane coupling agent added to the surface SF of the processing target S Wherein the organic substance and the functional group capable of reacting are condensed. In other words, the surface SF of the processing target S and the resin layer are chemically bonded. Therefore, the adhesion between the surface SF of the processing target S and the resin layer can be increased without forming irregularities on the surface SF of the processing target S. As a result, it is possible to suppress the signal delay in the wiring while improving the adhesion between the wiring and the resin layer. Hereinafter, the surface treatment method will be described in more detail with reference to FIGS.
図2が示すように、表面処理方法では、まず、水素ガスおよび酸素ガスから生成されたプラズマに含まれるラジカルRが、処理対象Sの表面SFに供給される。そのため、プラズマに含まれるイオンを表面に供給する場合に比べて、処理対象Sの表面SFにおける粗さが高まることがより抑えられる。水素ガスおよび酸素ガスの混合ガスは、水素と酸素とを含むガスの一例である。これにより、処理対象Sの表面SFにヒドロキシ基(OH基)が付加される。上述したように、処理対象Sの表面SFは、配線を含む。そのため、配線にもヒドロキシ基が付加される。配線を形成するための材料は、例えば金属であってよく、金属は例えば銅であってよい。 As shown in FIG. 2, in the surface treatment method, first, radicals R included in plasma generated from hydrogen gas and oxygen gas are supplied to the surface SF of the processing target S. Therefore, compared with the case where the ions contained in the plasma are supplied to the surface, the increase in the roughness of the surface SF of the processing target S is further suppressed. A mixed gas of hydrogen gas and oxygen gas is an example of a gas containing hydrogen and oxygen. Thereby, a hydroxy group (OH group) is added to the surface SF of the processing target S. As described above, the surface SF of the processing target S includes the wiring. Therefore, a hydroxy group is also added to the wiring. The material for forming the wiring may be, for example, a metal, and the metal may be, for example, copper.
図3が示すように、ヒドロキシ基が付加された処理対象Sの表面SFにシランカップリング剤SCが供給される。シランカップリング剤SCは、例えば、上述したXとして例えばメトキシ基(CH3O基)を有してよい。メトキシ基を有するシランカップリング剤SCは、以下の式で表すことができる。
Y‐R‐Si‐(OCH3)3
As shown in FIG. 3, the silane coupling agent SC is supplied to the surface SF of the processing target S to which the hydroxy group has been added. The silane coupling agent SC may have, for example, a methoxy group (CH 3 O group) as X described above, for example. The silane coupling agent SC having a methoxy group can be represented by the following formula.
YR-Si- (OCH 3 ) 3
メトキシ基は、ヒドロキシ基と反応性を有する官能基である。メトキシ基とヒドロキシ基とは縮合する。 A methoxy group is a functional group reactive with a hydroxy group. The methoxy group and the hydroxy group condense.
ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることは、処理対象Sの温度が70℃以上150℃以下であることを含むことが好ましい。すなわち、ヒドロキシ基とシランカップリング剤SCとを縮合させるときには、上述した加熱部13によって、処理対象Sを70℃以上150℃以下に含まれる温度に加熱することが好ましい。処理対象Sの温度を70℃以上に設定することによって、シランカップリング剤とヒドロキシ基との縮合を確実に生じさせ、かつ、処理対象Sの温度を150℃以下に設定することで、シランカップリング剤同士が重合することが抑えられる。
It is preferable that the condensation of the hydroxy group and the silane coupling agent includes that the temperature of the treatment target S is 70 ° C. or more and 150 ° C. or less. That is, when the hydroxy group and the silane coupling agent SC are condensed, it is preferable to heat the processing target S to a temperature included in the range of 70 ° C to 150 ° C by the above-described
なお、表面SFにヒドロキシ基を付加することは、処理対象Sの温度が70℃以上150℃以下であることを含むことが好ましい。すなわち、表面SFにヒドロキシ基を付加するときには、加熱部13によって、処理対象Sを70℃以上150℃以下に含まれる温度に加熱することが好ましい。これにより、シランカップリング剤を供給するよりも前から処理対象Sの温度が70℃以上150℃以下であることによって、ヒドロキシ基が表面SFに付加された後に、処理対象Sの温度がシランカップリング剤とヒドロキシ基との反応を高める温度にまで高めるまでの待機時間が生じない。
In addition, it is preferable that adding a hydroxy group to the surface SF includes that the temperature of the processing target S is 70 ° C. or more and 150 ° C. or less. That is, when adding a hydroxy group to the surface SF, it is preferable that the
図4が示すように、メトキシ基とヒドロキシ基との縮合によって、処理対象Sの表面SFには、シリコンを含む有機基が付加される。これにより、表面SFに付加された複数の有機基によって、表面SFに単分子層が形成される。表面SFに付加された有機基は、有機物との反応性を有した官能基であるYを含む。そのため、単分子層は、単分子層上に貼り付けられる樹脂層に対する反応性を有する。 As shown in FIG. 4, an organic group containing silicon is added to the surface SF of the processing target S by condensation of the methoxy group and the hydroxy group. Thereby, a monomolecular layer is formed on the surface SF by the plurality of organic groups added to the surface SF. The organic group added to the surface SF includes Y, which is a functional group having reactivity with an organic substance. Therefore, the monolayer has reactivity with the resin layer attached on the monolayer.
処理対象Sの表面SFにヒドロキシ基を付加することと、ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることとを液相中で行った場合には、処理対象Sに対して水分が吸着する。そのため、表面処理以降の工程や、プリント配線板の特性に水分が影響することを避ける上で、処理対象Sを十分に乾燥させる必要がある。これに対して、本実施形態の表面処理方法によれば、処理対象Sの表面にヒドロキシ基を付加することと、ヒドロキシ基とシランカップリング剤とを縮合させることとを気相中で行う。そのため、処理対象Sに対して水分が吸着しない。それゆえに、処理対象Sを乾燥するための時間を省略することができる。 When adding a hydroxy group to the surface SF of the processing target S and condensing the hydroxy group with the silane coupling agent in a liquid phase, moisture is adsorbed to the processing target S. Therefore, it is necessary to sufficiently dry the processing target S in order to avoid the influence of moisture on the processes after the surface treatment and the characteristics of the printed wiring board. On the other hand, according to the surface treatment method of the present embodiment, the addition of the hydroxy group to the surface of the treatment target S and the condensation of the hydroxy group with the silane coupling agent are performed in the gas phase. Therefore, moisture does not adsorb to the processing target S. Therefore, time for drying the processing target S can be omitted.
[プリント配線板の製造方法]
図5から図11を参照して、プリント配線板の製造方法を説明する。以下では、プリント配線板の製造方法のなかで、処理対象Sの表面SFに単分子層が形成される工程と、単分子層を介して処理対象Sの表面SFに樹脂層が貼り付けられる工程とについてのみ詳しく説明する。なお、図6および図7では、図示の便宜上、有機基から構成される単分子層を所定の厚さを有した1つの層として図示している。
[Manufacturing method of printed wiring board]
A method for manufacturing a printed wiring board will be described with reference to FIGS. Hereinafter, in the method of manufacturing a printed wiring board, a step of forming a monomolecular layer on the surface SF of the processing target S and a step of bonding a resin layer to the surface SF of the processing target S via the monomolecular layer Only will be described in detail. In FIGS. 6 and 7, for convenience of illustration, a monomolecular layer composed of an organic group is illustrated as one layer having a predetermined thickness.
プリント配線板の製造方法は、上述した表面処理方法によってヒドロキシ基とシランカップリング剤SCとを縮合させることと、処理対象Sの表面に、エポキシ樹脂を含む樹脂層を貼り付けることとを含む。ヒドロキシ基とシランカップリング剤SCとを縮合させることは、アミノ基を末端に有するシランカップリング剤SCを供給することを含む。これにより、シランカップリング剤に由来するアミノ基が処理対象Sの表面SFに付加されるため、エポキシ樹脂が含むエポキシ基とアミノ基とが縮合する。以下、図5から図11を参照して、プリント配線板の製造方法をより詳しく説明する。 The method for manufacturing a printed wiring board includes condensing a hydroxy group and a silane coupling agent SC by the above-described surface treatment method, and attaching a resin layer containing an epoxy resin to the surface of the processing target S. Condensing the hydroxy group with the silane coupling agent SC includes providing the silane coupling agent SC having an amino group at the terminal. Thereby, the amino group derived from the silane coupling agent is added to the surface SF of the processing target S, so that the epoxy group and the amino group contained in the epoxy resin are condensed. Hereinafter, a method for manufacturing a printed wiring board will be described in more detail with reference to FIGS.
図5が示すように、プリント配線板を製造するときには、まず、プリプレグなどから形成された基材41を準備する。そして、基材41が有する貫通孔41aを埋め、かつ、処理対象Sの表面SFを構成する配線42を基材41に形成する。これにより、処理対象Sを得ることができる。本実施形態では、配線42が、基材41の表面41Fおよび裏面41Rの両方に位置することによって、処理対象Sにおける第1面SF1の一部と、第2面SF2の一部とを構成している。すなわち、本実施形態では、処理対象Sの第1面SF1と第2面SF2との両方が、処理対象Sの表面SFにおける一例である。
As shown in FIG. 5, when manufacturing a printed wiring board, first, a
図6が示すように、処理対象Sの第1面SF1および第2面SF2に対するヒドロキシ基の付加と、ヒドロキシ基とシランカップリング剤SCとの縮合とを行うことによって、処理対象Sの第1面SF1および第2面SF2に、上述した有機基から構成される単分子層43を形成する。なお、図6では、配線42上にのみ単分子層43が図示されているが、実際には、基材41のなかで配線42から露出した部分にも、単分子層43が形成されている。
As shown in FIG. 6, by adding a hydroxy group to the first surface SF1 and the second surface SF2 of the processing target S and condensing the hydroxy group with the silane coupling agent SC, the first processing target S is processed. On the surface SF1 and the second surface SF2, the
図7が示すように、エポキシ樹脂を含む樹脂層44を処理対象Sの第1面SF1および第2面SF2の各々に貼り付ける。これにより、単分子層43を構成する有機基が含むアミノ基と、エポキシ樹脂の末端に位置するエポキシ基とが反応することによって、アミノ基とエポキシ基とが化学的に結合する。以下、図8から図11を参照して、アミノ基とエポキシ基との結合についてより詳しく説明する。
As shown in FIG. 7, a
図8は、樹脂層44を形成するエポキシ樹脂の構造における一例を示している。
図8が示すように、エポキシ樹脂の各末端には、エポキシ基(C2H4O基)が位置している。図8において、一方の末端におけるエポキシ基が、破線で囲まれている。樹脂層44は、所定の分子量を有した複数のエポキシ樹脂、言い換えればポリマーによって形成されている。
FIG. 8 shows an example of the structure of the epoxy resin forming the
As shown in FIG. 8, an epoxy group (C 2 H 4 O group) is located at each end of the epoxy resin. In FIG. 8, the epoxy group at one end is surrounded by a broken line. The
図9が示すように、樹脂層44の表面には、樹脂層44を構成するポリマーのなかで、一部のポリマーの末端に位置するエポキシ基が露出している。処理対象Sの表面SFを構成する配線42には、シリコンを含む有機基が付加されている。なお、処理対象Sの第1面SF1および第2面SF2に有機基を付加するために用いされたシランカップリング剤SCは、アミノ基(NH2基)を末端に有する。そのため、第1面SF1および第2面SF2に付加された有機基も、アミノ基を末端に有している。
As shown in FIG. 9, the epoxy group located at the end of a part of the polymer constituting the
図10が示すように、アミノ基はエポキシ基に対する反応性を有しているため、アミノ基とエポキシ基との縮合によって、樹脂層44が含むポリマーが、有機基を介して処理対象Sの第1面SF1または第2面SF2の各々に結合する。
As shown in FIG. 10, since the amino group has reactivity with the epoxy group, the polymer included in the
図11が示すように、アミノ基は2つのエポキシ基と縮合することが可能であるため、アミノ基が他のポリマーが有するエポキシ基とさらに縮合することによって、樹脂層44が含む他のポリマーが、同一の有機基を介して第1面SF1または第2面SF2に結合する。
As shown in FIG. 11, since the amino group can be condensed with two epoxy groups, the amino group is further condensed with the epoxy group of another polymer, so that the other polymer contained in the
なお、プリント配線板が製造されるときには、図6および図7を用いて先に説明した工程と、樹脂層44に形成済の配線に接続する新たな配線を形成する工程とが、各面に対して交互に複数回繰り返される。これによって、基材41の表面41Fおよび裏面41Rの各々に多層配線層が形成される。
When the printed wiring board is manufactured, the steps described above with reference to FIGS. 6 and 7 and the step of forming a new wiring connected to the wiring already formed on the
[プリント配線板の適用例]
図12を参照して、プリント配線板の適用例を説明する。
図12が示すように、プリント回路板50は、プリント配線板51と、複数のモールドチップ60とを備えている。各モールドチップ60は、はんだ52によってプリント配線板51に実装されている。本実施形態のプリント配線板は、プリント配線板51に適用することが可能である。
[Application example of printed wiring board]
Referring to FIG. 12, an application example of the printed wiring board will be described.
As shown in FIG. 12, the printed
各モールドチップ60は、プリント配線板61、複数のICチップ62、はんだ63、および、モールド樹脂64を備えている。各ICチップ62は、はんだ63によってプリント配線板61に実装されている。モールド樹脂64は、複数のICチップ62の全体と、各ICチップ62をプリント配線板61に接続するはんだ63とを覆っている。本実施形態のプリント配線板は、プリント配線板61に適用することが可能である。
Each
プリント配線板51,61を備えるプリント回路板50によれば、ICチップ62として、高周波を信号として用いる高周波デバイスが実装されたとしても、プリント配線板51,61において信号の遅延が生じることが抑えられる。
According to the printed
以上説明したように、表面処理方法、プリント配線板の製造方法、および、表面処理装置の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)樹脂層44を形成する樹脂が含む官能基と、処理対象Sの表面SFに付加されたシランカップリング剤が含む官能基であって、有機物と反応することが可能な官能基とが縮合する。言い換えれば、処理対象Sの表面SFと樹脂層44とが化学的に結合する。そのため、処理対象Sの表面SFに凹凸を形成せずとも、処理対象Sの表面SFと樹脂層44との密着性を高めることが可能である。結果として、配線42と樹脂層44との密着性を高めつつ、配線42における信号の遅延を抑えることが可能である。
As described above, according to the surface treatment method, the method for manufacturing a printed wiring board, and the embodiment of the surface treatment device, the following effects can be obtained.
(1) A functional group included in the resin forming the
(2)プラズマに含まれるイオンを表面に供給する場合に比べて、処理対象Sの表面SFにおける粗さが高まることがより抑えられる。
(3)処理対象Sの温度を70℃以上に設定することによって、シランカップリング剤SCとヒドロキシ基との縮合を確実に生じさせ、かつ、処理対象Sの温度を150℃以下に設定することで、シランカップリング剤SC同士が重合することが抑えられる。
(2) Roughness on the surface SF of the processing target S is suppressed more than when the ions contained in the plasma are supplied to the surface.
(3) By setting the temperature of the processing target S to 70 ° C. or more, condensation of the silane coupling agent SC and the hydroxy group is reliably caused, and the temperature of the processing target S is set to 150 ° C. or less. Thus, polymerization of the silane coupling agents SC is suppressed.
(4)シランカップリング剤SCを供給するよりも前から処理対象Sの温度が70℃以上150℃以下であることによって、ヒドロキシ基が表面に付加された後に、処理対象Sの温度がシランカップリング剤とヒドロキシ基との反応を高める温度にまで高めるまでの待機時間が生じない。 (4) Before the supply of the silane coupling agent SC, the temperature of the processing target S is 70 ° C. or more and 150 ° C. or less. There is no waiting time to increase the temperature to increase the reaction between the ring agent and the hydroxy group.
(5)シランカップリング剤SCに由来するアミノ基が処理対象Sの表面SFに付加されるため、エポキシ樹脂が含むエポキシ基とアミノ基とが縮合する。
(6)酸素と水素とを含むガスの通路にシランカップリング剤SCが混入しないため、酸素と水素を含むガスから生成されたラジカルが、シランカップリング剤SCのために失活することが抑えられる。
(5) Since the amino group derived from the silane coupling agent SC is added to the surface SF of the processing target S, the epoxy group contained in the epoxy resin and the amino group are condensed.
(6) Since the silane coupling agent SC is not mixed into the passage of the gas containing oxygen and hydrogen, radicals generated from the gas containing oxygen and hydrogen are prevented from being deactivated due to the silane coupling agent SC. Can be
なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
[ヒドロキシ基付加部]
・ヒドロキシ基付加部10Aは、紫外線照射部と、オゾン供給部とから構成されてもよい。オゾン供給部が処理対象Sの表面にオゾンを供給し、かつ、紫外線照射部が、オゾンが供給されている表面SFに紫外線を照射することによって、表面SFにヒドロキシ基を付加することが可能である。
The above-described embodiment can be modified and implemented as follows.
[Hydroxy group addition part]
-The hydroxy
・ヒドロキシ基付加部10Aは、プラズマ中に含まれるイオンを処理対象Sの表面SFに供給することによって、表面SFにヒドロキシ基を付加してもよい。こうした構成であっても、処理対象Sの表面SFを荒らすことによって処理対象Sと樹脂層44との密着性を高める場合と比べて、プリント配線板における信号の遅延を抑えることは可能である。
The hydroxy
[シランカップリング剤供給部]
・シランカップリング剤の蒸気圧が、シランカップリング剤を気相空間11Aに供給する期間にわたってシランカップリング剤の流量を安定に維持できる程度に高い場合には、シランカップリング剤供給部10Bにおいて、バッファ室32と、バッファ室32よりも上流に位置するバルブ33とを省略することができる。
[Silane coupling agent supply unit]
If the vapor pressure of the silane coupling agent is high enough to stably maintain the flow rate of the silane coupling agent over the period of supplying the silane coupling agent to the
[シランカップリング剤]
・シランカップリング剤は、有機物と反応する官能基としてアミノ基以外の官能基を有してもよい。この場合には、シランカップリング剤が含む官能基として、樹脂層に含まれるポリマーの末端に位置する官能基と縮合することが可能な官能基が選択されればよい。
[Silane coupling agent]
-The silane coupling agent may have a functional group other than an amino group as a functional group which reacts with an organic substance. In this case, a functional group capable of condensing with a functional group located at a terminal of the polymer contained in the resin layer may be selected as the functional group contained in the silane coupling agent.
10…表面処理装置、10A…ヒドロキシ基付加部、10B…シランカップリング剤供給部、11…処理槽、11A…気相空間、11a…供給口、11b…排気口、12…支持部、13…加熱部、14…通路部材、14a,41a…貫通孔、15…シャワープレート、16…透過窓、17…導波管、18…ガス供給リング、21…ガス供給部、22…マイクロ波源、31…原料タンク、32…バッファ室、33…バルブ、34…可変流量バルブ、41…基材、41R…裏面、42…配線、43…単分子層、44…樹脂層、50…プリント回路板、51,61…プリント配線板、52,63…はんだ、60…モールドチップ、62…ICチップ、64…モールド樹脂、R…ラジカル、S…処理対象、SC…シランカップリング剤、41F,SF…表面、SF1…第1面、SF2…第2面。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記気相中において、前記ヒドロキシ基が付加された前記表面に、前記ヒドロキシ基に対する反応性を有した官能基を末端に有するシランカップリング剤を供給して、前記表面において前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させることと、を含む
表面処理方法。 In the gas phase, adding a hydroxy group to the surface of the processing object having wiring,
In the gaseous phase, a silane coupling agent having a functional group reactive with the hydroxy group at a terminal is supplied to the surface to which the hydroxy group is added, and the hydroxy group and the silane are added to the surface. Condensing with a coupling agent.
請求項1に記載の表面処理方法。 The surface treatment method according to claim 1, wherein adding the hydroxy group supplies radicals contained in plasma generated from a gas containing oxygen and hydrogen to the surface.
請求項1または2に記載の表面処理方法。 The surface treatment method according to claim 1, wherein condensing the hydroxy group and the silane coupling agent includes a temperature of the treatment target being 70 ° C. or more and 150 ° C. or less.
請求項3に記載の表面処理方法。 The surface treatment method according to claim 3, wherein adding the hydroxy group to the surface includes that the temperature of the treatment target is 70 ° C. or more and 150 ° C. or less.
前記表面に、エポキシ樹脂を含む樹脂層を貼り付けることと、を含み、
前記ヒドロキシ基と前記シランカップリング剤とを縮合させることは、アミノ基を末端に有する前記シランカップリング剤を供給することを含む
プリント配線板の製造方法。 Condensing the hydroxy group and the silane coupling agent by the surface treatment method according to any one of claims 1 to 4,
Affixing a resin layer containing an epoxy resin to the surface,
The method of manufacturing a printed wiring board, wherein condensing the hydroxy group and the silane coupling agent includes supplying the silane coupling agent having an amino group at a terminal.
前記気相空間に収容された前記処理対象に対して、ヒドロキシ基を付加するヒドロキシ基付加部と、
前記気相空間において、前記ヒドロキシ基が付加された前記表面に前記ヒドロキシ基に対する反応性を有した官能基を末端に有するシランカップリング剤を供給するシランカップリング剤供給部と、を備える
表面処理装置。 A processing tank that partitions a gas phase space that contains a processing target including a surface having wiring,
For the processing object accommodated in the gas phase space, a hydroxy group addition unit that adds a hydroxy group,
A silane coupling agent supply unit for supplying a silane coupling agent having a functional group reactive with the hydroxy group at the terminal to the surface to which the hydroxy group is added in the gas phase space. apparatus.
前記ガスからプラズマを生成して、前記プラズマに含まれるラジカルを前記表面に供給するラジカル供給部と、を含む
請求項6に記載の表面処理装置。
The hydroxy group addition unit, for the gas phase space, separately from the silane coupling agent supplied by the silane coupling agent supply unit, a gas supply unit that supplies a gas containing oxygen and hydrogen,
The surface treatment apparatus according to claim 6, further comprising: a radical supply unit configured to generate plasma from the gas and supply radicals included in the plasma to the surface.
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