JP2768123B2 - 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、まず内層用回路板の銅箔を所定
形状にエッチングして配線層を形成し、かつ、図４に示
すようにこの配線層が形成された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、更に、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、配線層を形成する前の
銅箔について硫酸第二銅と塩化ナトリウムが含まれた水
溶液を使用して予め表面処理を行った場合、パターン化
される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、
内層用回路板の銅箔を所定形状にエッチングして配線層
を形成すると共に、この配線層が形成された複数枚の内
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、上記配線層を形成する前に、
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
用いて銅箔を表面処理し、次いで表面処理された銅箔表
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℃の水溶液内へパター
ニング前の銅箔を備え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パターニング前
の銅箔は、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、この銅箔をパターニングして形成される
配線層と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銅箔表面に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、この銅箔をパターニ
ングして形成された配線層表面が多層配線板の製造工程
途上において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、粗面化された銅箔表面に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
た銅箔表面の色が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、上記銅箔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、この銅箔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、上記銅箔の表面処理は、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上記銅箔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、この銅箔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銅箔表面を希
硫酸等の酸性水溶液にて後処理することによりＣｕ_２Ｏ
から成る酸化膜は除去され、粗面化された銅箔表面を金
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銅箔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_２Ｏ
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
た銅箔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Ｃｕ
_２Ｏに覆われるため粗面化された銅箔表面をこのＣｕ_２
Ｏ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
その一面側にのみ銅箔を有するものでもあるいは両面側
にそれぞれ銅箔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、配線層を形成す
る前の銅箔について硫酸第二銅と塩化ナトリウムとが含
まれている水溶液にて表面処理し、次いで表面処理され
た銅箔表面を酸性水溶液、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
よりその表面が粗面化されるため、この銅箔をパターニ
ングして形成される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。

【００２９】また、粗面化された銅箔表面は金属銅単体
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
も上記銅箔から形成された配線層表面は溶解され難いた
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、内層用回路板として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）を適用し、この上記銅箔についてニュウ
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℃の条件でまず脱脂処理し、かつ、水
洗した後、エッチ（Ｅｔｃｈ）７４６（商標、シップレ
ー社製）を１５％及びＨ_２Ｏ_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。

【００３３】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銅箔を表面処理した。

【００３４】 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、表面処理された銅箔の表面には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Ｃｕ
_２Ｏから成る酸化膜で覆われた金属銅により上記銅箔表
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。

【００３５】次に、上記表面処理が施された銅箔に対し
希硫酸による後処理を行い、次いで、表面処理と後処理
が施された銅箔をフォトエッチング処理して配線層を形
成し、かつ、これを乾燥させた後、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。

【００３６】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、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、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。

【００３７】 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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】一方、上記表面処理と希硫酸による後処理
が施された銅箔についてこれをパターニングすることな
く乾燥させ、かつ、この様に処理した複数枚の内層用回
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。

【００４２】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
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。

【００４３】［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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、予め粗面
化された銅箔により配線層が構成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。

【００４８】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】内層用回路板の銅箔を所定形状にエッチン
   グして配線層を形成すると共に、この配線層が形成され
   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、 上記配線層を形成する前に、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銅箔を表面処理し、
   次いで表面処理された銅箔表面を酸性水溶液、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。