JP2768122B2 - 多層配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接着性絶縁層を介し積
層された複数枚の内層用回路板を備える多層配線板の製
造方法に係り、特に、内層用回路板に設けられた銅箔製
の配線層と上記接着性絶縁層との接着不良が防止できる
と共に、製造工程途上で適用された適宜処理剤が上記配
線層と接着性絶縁層との界面に残留し難い多層配線板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の多層配線板は、例えば、図４〜
図１０に示すような各工程を経て製造されている。以下
その概略を説明すると、図４に示すように銅箔により構
成された配線層を有する複数枚の内層用回路板ａを外層
用銅箔ａ１と共に接着性絶縁層（プリプレグ）ｂを介し
積層して一体化し、かつ適宜穿設手段により図５に示す
ようなスルーホールｃを穿設（ドリリング）した後、こ
のスルーホールｃの内壁面を銅めっきにて覆うためスル
ーホールの化学銅めっき処理を施して図６に示すような
めっき層ｄを積層体表面とスルーホールｃ内壁面にそれ
ぞれ形成する。

【０００３】次いで、この化学銅めっき層ｄの面上にス
ルーホールｃ周辺の一部と配線層形成部位を除きフォト
レジスト層ｅをパターン状に形成する（図７参照）と共
に、このフォトレジスト層ｅから露出する部位に順次銅
の電解めっき層ｆとはんだめっき層ｇを形成（図８参
照）し、かつ、上記フォトレジスト層ｅを除去した後、
この銅の電解めっき層ｆとはんだめっき層ｇをマスクに
して図９に示すように化学銅めっき層ｄ等をエッチング
により除去し、更にこれ等面上にソルダー・レジスト層
ｈを成膜して図１０に示すような多層配線板ｉを製造す
る方法が採られている。

【０００４】ところで、上記複数枚の内層用回路板ａを
接着性絶縁層（プリプレグ）ｂを介して積層する際、内
層用回路板ａに設けられた配線層が表面平滑な銅箔によ
り構成されているため、上記接着性絶縁層ｂとの接着強
度が不十分となり配線層と接着性絶縁層ｂとが経時的に
剥離し易い欠点があった。

【０００５】このため、従来においては図１１の（Ａ）
〜（Ｂ）に示すように銅箔より成る配線層ｊの表面を、
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が１５〜２５ｇ／ｌ程度
溶解されたアルカリ性亜塩素酸ナトリウム水溶液等で表
面処理して黒色で針状結晶のＣｕＯより成る酸化膜ｋを
形成し、針状結晶の酸化膜ｋを介在させることにより接
着性絶縁層ｂとの接着強度の向上を図る方法が採られて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような方法を採る
ことで全体的には配線層ｊと接着性絶縁層ｂとの接着強
度の向上が図れる反面、ＣｕＯで構成された酸化膜ｋは
アルカリ溶液に対し耐性を有するものの酸には比較的容
易に溶解されてしまうため、上述したスルーホールの化
学銅めっき処理の際において化学銅めっきに対する触媒
性を付与するため塩酸酸性のパラジウム・錫水溶液にて
処理するような場合、図１２（Ａ）に示すようにスルー
ホールｃの内壁面から露出する積層面がこの酸性のパラ
ジウム・錫水溶液に触れその接触部位の酸化膜ｋが図１
２（Ｂ）に示すように溶解して上記配線層ｊの金属銅が
露出し、図１３に示すようにピンク色のリングｒがスル
ーホールｃの周縁に沿って形成される“ハローイング”
と称される現象が発生することがあった。

【０００７】更に、上記塩酸酸性のパラジウム・錫水溶
液処理に加えてフォトレジスト層ｅから露出する部位に
銅の電解めっき層ｆを形成する際、このめっき液にはア
ルカリ性のピロ燐酸銅溶液と酸性の硫酸銅溶液が知られ
ているが、前者のピロ燐酸銅溶液は廃液処理の問題を生
じることから後者の硫酸銅溶液が多用される傾向にあ
る。従って、この酸性の硫酸銅溶液を使用した電解めっ
き処理によって上記酸化膜ｋが溶解しピンク色のリング
が更に拡大してしまうこともあった。

【０００８】そして、これ等塩酸酸性のパラジウム・錫
水溶液による処理や硫酸銅溶液を使用した電解めっき処
理によって発生するピンク色リングの幅（Ｌ）は、スル
ーホールｃの径が小さくなる程拡大する傾向にあり、例
えば、直径０．８ｍｍのスルーホールでは１００μｍ以
下であるのに対し、直径０．４ｍｍ以下のスルーホール
では２００〜４００μｍ程度になることもあった。

【０００９】このような現象が発生すると、図１４に示
すようにスルーホールｃ内壁面の配線層ｊと接着性絶縁
層ｂとの界面に空隙ｓが形成されてしまうため、これ等
間の接着強度の低下が起こって経時的に剥離し易くなる
問題点があり、かつ、この空隙ｓ内に製造工程中の処理
液が残留し易くなるため、多層配線板としての信頼性を
低下させる問題点があった。

【００１０】尚、上記アルカリ性亜塩素酸ナトリウム水
溶液等による表面処理の条件を適宜調整し、針状結晶の
ＣｕＯと共に耐酸性を有するＣＵ_２Ｏが混在された酸化
膜を配線層の表面に形成してこれ等弊害を防止する方法
も考えられているが、未だ十分な結果を得るまでには至
っていない。

【００１１】このような技術的背景の下において本発明
者等が鋭意研究を重ねたところ、従来のアルカリ性亜塩
素酸ナトリウム水溶液等に代え硫酸第二銅と塩化ナトリ
ウムが含まれた水溶液を使用して上記配線層の表面処理
を行った場合、ＣｕＯを生ずることなく配線層と上記接
着性絶縁層との接着強度の増大が図れることを見出し本
発明を完成するに至ったものである。

【００１２】すなわち、本発明の課題とするところは上
記ハローイング現象を抑制することにより、内層用回路
板に設けられた銅箔製の配線層と接着性絶縁層との接着
不良が防止できると共に、製造工程途上で適用された適
宜処理剤が上記配線層と接着性絶縁層との界面に残留し
難い多層配線板の製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
銅箔により構成された配線層を有する内層用回路板の上
記配線層の表面を処理し、この処理された複数枚の内層
用回路板を接着性絶縁層を介し積層して多層配線板を製
造する方法を前提とし、上記配線層を、硫酸第二銅と塩
化ナトリウムとが含まれている水溶液を用いて表面処理
し、次いで表面処理された配線層表面を酸性水溶液、ま
たは、塩化ナトリウムが含まれていない硫酸第二銅水溶
液により後処理することを特徴とするものである。

【００１４】このような技術的手段において硫酸第二銅
と塩化ナトリウムとを含む水溶液による表面処理方法と
しては、例えば、これ等硫酸第二銅と塩化ナトリウムと
が溶解された温度３０℃〜１００℃の水溶液内へ上記配
線層を有する内層用回路板を投入し、１分間〜１０分間
程度浸漬してこれを行うものである。

【００１５】このような表面処理により銅箔にて構成さ
れた配線層は、その表面が金属銅（Ｃｕ）の状態で粗面
化され又は金属銅表面が若干ＣＵ_２Ｏに覆われた状態で
粗面化されるため、従来のアルカリ性亜塩素酸ナトリウ
ムで処理した場合と同様に上記接着性絶縁層との接着強
度の向上が図れるものである。

【００１６】しかも、従来のアルカリ性亜塩素酸ナトリ
ウムで処理した場合と相違して上記配線層表面にＣｕＯ
からなる酸化膜が形成されないため、粗面化された表面
はその耐酸性に優れている。従って、多層配線板の製造
工程途上において粗面化された配線層表面が上述した塩
酸酸性のパラジウム・錫水溶液や電解めっきにおける硫
酸銅溶液に触れてもほとんど溶解しないため、上記ハロ
ーイング現象を極力抑えることが可能となる。

【００１７】尚、粗面化された配線層表面にＣｕＯから
成る酸化膜が形成されてない技術的根拠として、処理さ
れた配線層表面の色がＣｕＯの存在を示す黒色でなしに
赤色になっている点を挙げることができ、またＸ線回折
によっても確認している。

【００１８】また、上記配線層について塩化ナトリウム
が含まれていない硫酸第二銅の水溶液にて表面処理した
ところ、この配線層表面は粗面化されておらずその表面
に多量のＣＵ_２Ｏから成る酸化膜が形成されているに過
ぎなかった。そして、この様な処理液では接着性絶縁層
との接着強度の改善が図れないことも確認している。従
って、上記配線層の表面処理は、硫酸第二銅と塩化ナト
リウムとが共に含まれている水溶液により行うことを必
要とする。

【００１９】次に、硫酸第二銅と塩化ナトリウムが含ま
れている水溶液にて配線層表面を処理した場合、その処
理条件によっては粗面化された金属銅表面にＣＵ_２Ｏか
ら成る酸化膜が不均一に形成されてしまうことがある。
このため、本発明においては以下のような方法によりそ
の均一化を図っている。

【００２０】まずその一つの方法は、上記硫酸第二銅と
塩化ナトリウムが含まれている水溶液にて上述した表面
処理を施した後、この配線層表面を希硫酸等の酸性水溶
液にて後処理する方法である。

【００２１】すなわち、上記ＣＵ_２Ｏから成る酸化膜の
酸に対する耐性は、上記ＣｕＯと較べた場合には良好で
あるが金属銅（Ｃｕ）と較べた場合には当然のことなが
ら劣っている。

【００２２】従って、上記表面処理された配線層表面を
希硫酸等の酸性水溶液にて後処理することによりＣｕ_２
Ｏから成る酸化膜は除去され、粗面化された配線層表面
を金属銅のみにより均一に構成させることができる。

【００２３】また他の方法としては、塩化ナトリウムが
含まれていない硫酸第二銅の水溶液にて後処理する方法
である。

【００２４】すなわち、塩化ナトリウムが含まれていな
い硫酸第二銅の水溶液にて配線層表面を処理した場合、
上述したようにその表面は粗面化されずに多量のＣｕ_２
Ｏが形成されることが確認されている。

【００２５】従って、この性質を利用して硫酸第二銅と
塩化ナトリウムが含まれている水溶液にて表面処理され
た配線層表面を塩化ナトリウムが含まれていない硫酸第
二銅の水溶液にて後処理することにより、その表面がＣ
ｕ_２Ｏに覆われるため粗面化された配線層表面をこのＣ
ｕ_２Ｏから成る酸化膜のみで均一に構成させることがで
きる。

【００２６】尚、これ等一連の処理が施された内層用回
路板を積層した後における多層配線板の製造工程は任意
であり、例えば、上述した従来法と同様な工程を経て製
造してもよいし他の工程を経てもよい。

【００２７】また、適用される内層用回路板については
その一面側にのみ配線層を有するものでもあるいは両面
側にそれぞれ配線層を有するものでもよく任意である。

【００２８】

【作用】請求項１に係る発明によれば、銅箔により構成
された配線層を硫酸第二銅と塩化ナトリウムとが含まれ
ている水溶液を用いて表面処理し、次いで表面処理され
た配線層表面を酸性水溶液、または、塩化ナトリウムが
含まれていない硫酸第二銅水溶液により後処理すること
により、配線層表面は粗面化され接着性絶縁層との接着
強度の増大が図れる。

【００２９】また、粗面化された配線層表面は金属銅単
体又はＣｕ_２Ｏの酸化膜で覆われた金属銅により構成さ
れているため、その表面がＣｕＯから成る酸化膜で覆わ
れている従来のものに較べてその耐酸性が著しく向上し
ている。

【００３０】従って、多層配線板の製造工程途上におい
て塩酸酸性のパラジウム・錫水溶液による処理や硫酸銅
溶液が適用された電解めっき処理等適宜酸処理を施して
も上記配線層表面が溶解され難いため、上述したハロー
イング現象を極力抑制することが可能となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００３２】［実施例１］ まず、表裏両面に銅箔が貼着されたガラス・エポキシ銅
張積層板（３４０ｍｍ×５１０ｍｍ×０．３ｍｍ）を用
い、従来同様、フォトエッチング処理により上記銅箔を
パターニングして内層用回路板を製造した。

【００３３】次に、ニュウトラル・クリーン６８（商
標、シップレー社製）の２５％溶液を用い６０℃の条件
で上記内層用回路板の両面側に形成された銅箔製の配線
層を脱脂処理し、かつ、水洗した後、エッチ（Ｅｔｃ
ｈ）７４６（商標、シップレー社製）を１５％及びＨ_２
Ｏ_２を１０％含む処理液を用いて６０秒間のソフトエッ
チング処理を施すと共に水洗し、更に、硫酸を主成分と
する固形酸（４４ｇ／ｌ）を用いて酸洗しかつ水洗し
た。

【００３４】このように前処理された内層用回路板を以
下の表面処理液内に浸漬しその配線層を表面処理した。

【００３５】 表面処理液の組成：ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ ２５ｇ／ｌ ＮａＣｌ ２００ｇ／ｌ 処理液温度：５０℃ 処理時間：５分 尚、表面処理された配線層の表面にはＣｕＯから成る酸
化膜は存在せず、金属銅（Ｃｕ）単体又はその一部がＣ
ｕ_２Ｏから成る酸化膜で覆われた金属銅により上記配線
層表面が構成されていることをＸ線回折装置により確認
している。

【００３６】次に、上記表面処理が施された配線層に対
し希硫酸による後処理を行い、次いで、表面処理と後処
理が施された内層用回路板を乾燥させた後、複数枚の内
層用回路板を外層用銅箔と共に接着性絶縁層を介し加熱
加圧して重合し、多層配線板を製造した。

【００３７】そして、従来と同様にこの多層配線板をド
リルにより孔開け加工して直径０．３５ｍｍのスルーホ
ールを形成し、従来同様、酸洗等を行った後、スルーホ
ール内壁を塩酸酸性のパラジウム・錫水溶液で処理する
と共に化学銅めっきし、更に水洗、酸洗等の常套処理を
施し、かつ、従来同様のフォトレジスト層を形成した
後、下記条件で電解銅めっき処理を施した。

【００３８】 めっき液の組成：ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ ６０〜７０ｇ／ｌ Ｈ_２ＳＯ_４ ２００〜２１０ｇ／ｌ めっき温度：常温 電流密度：およそ１．８Ａ／ｄｍ^２ めっき厚み：約１５μｍ 次に、従来同様、はんだめっき処理、フォトレジスト層
剥離処理、エッチング処理、ソルダー・レジスト層形成
処理等を経て多層配線板を製造した。

【００３９】この様にして求めた多層配線板について図
１に示すようにその配線層１に生じたピンクリングの幅
Ｌを測定した。

【００４０】また、同様の工程により６０のサンプルを
併せて製造し、各サンプル中のピンクリングの幅Ｌの最
大値、最小値、平均値、標準偏差、変動係数を求めた。

【００４１】この結果を表１に示す。また、そのヒスト
グラムを図２に示す。

【００４２】一方、上記内層用回路板についてその銅箔
をパターニングすることなく上記表面処理液内に浸漬し
て銅箔を表面処理すると共に希硫酸で後処理し、かつ、
これを乾燥させた後、これ等複数枚の内層用回路板を接
着性絶縁層を介し加熱加圧して重合し、上記多層配線板
とは異なる積層体を複数製造した。そして、これ等の積
層体について、その表面処理と後処理が施された銅箔と
接着性絶縁層間のピール強度（接着強度）を測定したと
ころいずれの積層体も０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上の好結果
を示しており、従って、この実施例に係る多層配線板に
おいてはその配線層と接着性絶縁層との間の接着強度が
充分であることを確認している。

【００４３】この様に、従来法において直径０．４ｍｍ
以下のスルーホールにおいてはそのピンクリングの幅
（Ｌ）が２００〜４００μｍと大きかったものを本発明
の表面処理を適用したことにより約５０μｍ以下（スル
ーホールの直径が０．３５ｍｍにおいて）にでき、か
つ、配線層と接着性絶縁層間の接着強度も充分であるこ
とが確認された。

【００４４】［実施例２］ スルーホールの径を０．５ｍｍとした点を除き実施例１
に係る製造方法と略同一である。

【００４５】そして、実施例１と同様に、６０のサンプ
ルを同様の工程で製造し、各サンプル中のピンクリング
の幅Ｌの最大値、最小値、平均値、標準偏差、変動係数
を求め、この結果を表１に示す。また、そのヒストグラ
ムを図３に示す。

【００４６】また、多層配線板とは別に製造された複数
の積層体について、その表面処理と希硫酸による後処理
が施された銅箔と接着性絶縁層間のピール強度も併せて
測定したところ、実施例１と同様、いずれの積層体も
０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上の好結果を示した。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、銅箔によ
り構成された配線層表面が粗面化されて接着性絶縁層と
の接着強度の向上が図れ、かつ、その表面の酸に対する
耐性も著しく向上している。

【００４９】従って、多層配線板の製造工程途上におい
て塩酸酸性のパラジウム・錫水溶液による処理や硫酸銅
溶液が適用された電解めっき処理等適宜酸処理を施して
も上記配線層表面が溶解され難いため上述したハローイ
ング現象を極力抑制することが可能となり、配線層と接
着性絶縁層との接着不良が防止できると共に上記配線層
と接着性絶縁層との界面に酸処理剤等が残留し難くなっ
て多層配線板としての信頼性を著しく向上できる効果を
有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る多層配線板の一部拡大斜視図。

【図２】実施例１に係る多層配線板のピンクリングの径
と発生率の関係を示すヒストグラム。

【図３】実施例２に係る多層配線板のピンクリングの径
と発生率の関係を示すヒストグラム。

【図４】従来の多層配線板の製造工程途上の斜視図。

【図５】従来の多層配線板の製造工程途上の斜視図。

【図６】従来の多層配線板の製造工程途上の斜視図。

【図７】従来の多層配線板の製造工程途上の斜視図。

【図８】従来の多層配線板の製造工程途上の斜視図。

【図９】従来の多層配線板の製造工程途上の斜視図。

【図１０】製造された従来の多層配線板の概略斜視図。

【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｂ）は従来の配線層表面を
酸化処理する工程説明図。

【図１２】図１２（Ａ）〜（Ｂ）はスルーホール形成後
における従来の多層配線板の一部拡大断面図。

【図１３】スルーホール形成後における従来の多層配線
板の一部拡大斜視図。

【図１４】図１３のＷ−Ｗ面の部分断面図。

【符号の説明】

１ 配線層

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 3/46 H05K 3/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅箔により構成された配線層を有する内層
   用回路板の上記配線層の表面を処理し、この処理された
   複数枚の内層用回路板を接着性絶縁層を介し積層して多
   層配線板を製造する方法において、 上記配線層を、硫酸第二銅と塩化ナトリウムとが含まれ
   ている水溶液を用いて表面処理し、次いで表面処理され
   た配線層表面を酸性水溶液、または、塩化ナトリウムが
   含まれていない硫酸第二銅水溶液により後処理すること
   を特徴とする多層配線板の製造方法。