JP3158204B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板の製造方法

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彰彦 後藤
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/07Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
    • H05K2203/0756Uses of liquids, e.g. rinsing, coating, dissolving
    • H05K2203/0773Dissolving the filler without dissolving the matrix material; Dissolving the matrix material without dissolving the filler

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  • Chemically Coating (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無電解めっき用接着剤
を用いるプリント配線板の製造方法に関し、特には接着
剤層の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスの進歩はめざま
しく、これに伴い電子機器のより一層の小型化あるいは
高速化が図られている。このためにプリント配線板、特
にICやLSIなどの部品を装着したプリント配線板に
ついては、ファインパターンによる高密度化及び高い信
頼性が求められている。
【0003】従来、プリント配線板への導体回路の形成
技術としては、基板に銅箔を積層した後、フォトエッチ
ングする形式のエッチドフォイル方法と呼ばれる方法が
代表的である。この方法は、基板との密着性に優れた導
体回路を形成することができるという特徴があるが、一
方では銅箔の厚さが厚いためにエッチングにより高精度
のファインパターンが得難いという大きな欠点があり、
さらに、製造工程も複雑で効率が良くないなどの諸問題
があった。
【0004】そこで、本発明者らは、先に特開昭61−
276875号にて、配線板に導体回路を形成するため
に、エポキシ樹脂フィラーを含む熱硬化性接着剤を基板
表面に塗布して接着層を形成し、この接着層の表面を粗
化した後、無電解めっきを施して導体回路を形成するア
ディティブ法を提案している。
【0005】この接着層の形成は、塗布後乾燥を行った
後に硬化反応が生ずる一定温度に所定の時間保つことに
より行っているが、従来の加熱乾燥では樹脂中から十分
に溶剤成分を除去できないため、残留した溶剤成分及び
それにより発生した接着層内部の気泡が、接着層の強度
や耐熱性、耐湿性を低下させるという解決課題があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、無電解めっ
き用接着剤の形成の際、溶剤の残留を防ぎ、また気泡の
発生を少なくすることにより、接着層の硬度や耐湿性、
耐熱性を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らはア
ディティブプロセスでプリント配線板を製造するに至
り、接着剤層のマトリックスとして、イミダゾール系硬
化剤と軟化点が80℃以下のものを30%以上を含む
ポキシ樹脂含んだ接着剤をセロソルブ系または、メチル
エチルケトンに分散させたものを選択し、これに耐熱性
樹脂粉末を混合したものを接着剤溶液とし、この接着剤
溶液を基板上に塗布し、乾燥硬化させて接着層を形成す
る際に乾燥条件として、温度80〜100℃、時間1
〜3時間にて加熱し、溶剤分を揮発させた後、硬化温度
にて硬化することにより、前述の課題を解決することが
できた。
【0008】
【作用】イミダゾール硬化剤の反応開始温度は、100
℃であり、硬化剤の反応開始温度以下で、なるべく高い
温度(80〜100℃)においての加熱を行うことによ
り硬化は進まずに樹脂が軟化し、見掛けの粘度の低下が
生じ溶剤が十分揮発する。
【0009】溶剤が十分に揮発した結果、硬化反応率が
向上し、架橋密度が上がり耐熱性や樹脂温度が改善され
る。また、気泡の発生を抑えることで、気泡中への水分
の収蔵が減り耐湿性が向上する。
【0010】本発明では、加熱時間は1分〜3時間であ
ることは必要である。特に、メチルエチルケトンを用い
た場合は、1分〜30分加熱することが望ましく、セロ
ソルブ系の溶剤では、15分〜3時間加熱することが望
ましい。この理由は、1分以下では、溶剤の揮発が不十
分であり、3時間以上では生産性が低下し、また硬化が
進んでしまい、逆に溶剤が揮発しにくいからである。す
るからである。
【0011】本発明では、接着剤は、メチルエチルケト
ンあるいはセロソルブ系溶剤から選ばれる少なくとも1
種であることが必要である。この理由は、エポキシ樹脂
に対する溶解性が高く、除去しやすいからである。セロ
ソルブ系溶剤は、常温で揮発せず、ロールコータによる
塗布に最適である。メチルエチルケトンは、フィルム化
に最適である。
【0012】セロソルブ系溶剤とは、エーテルアルコー
ル、エーテルアセテートを指し、ブチルセロソルブ、メ
チルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、メチル
セロソルブアセテートが好適である。
【0013】本発明では、イミダゾール硬化剤を使用す
ることが必要であるが、この理由は、エポキシ樹脂の耐
クロム酸性を向上させることができるからである。前記
イミダゾール硬化剤としては、2−フェニル系硬化剤で
あることが望ましい。前記2ーフェニル系硬化剤とは、
下記の化学式で表される化合物を指す。
【0014】
【化1】
【0015】化学式中で、R1、R2は、それぞれアル
キル基、CH2 OH、Hを指す。アルキル基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が好適であ
る。このような2ーフェニル系硬化剤を使用する理由
は、ポットライフ(樹脂と硬化剤を混練してから硬化を
始めるまでの時間)が長いからである。また、2ーフェ
ニル系硬化剤を使用して硬化させたエポキシ樹脂は、電
気特性、耐湿性が高いからである。
【0016】本発明によれば、基材に前記接着剤層を形
成する方法としては、例えばローラーコート法、ディッ
プコート法、スプレーコート法、スピナーコート法、カ
ーテンコート法、スクリーン印刷法などの各種の手段を
適用することができる。基材としては、ガラスエポキシ
基板、ポリエチレンテレフタレートなどのフィルムを用
いてもよい。
【0017】本発明において用いられる接着剤層を形成
する樹脂としては、エポキシ樹脂、であることが必要で
ある。この理由は、電気特性、耐湿性に優れ、硬化温度
が低く扱い安いからである。前記エポキシ樹脂は軟化点
が80℃以下のものを30%以上含むものである。この
理由は、乾燥温度での樹脂の溶融粘度を低下させること
ができ、溶剤揮発に有利だからである。
【0018】本発明の無電解めっき用接着剤は、酸もし
くは酸化剤に対して難溶性の樹脂からなるマトリックス
中に酸もしくは酸化剤に対して可溶性の硬化処理された
耐熱性樹脂粉末が分散してなることが望ましく、その耐
熱性樹脂粉末は、1)平均粒径10μm以下、2)前記耐
熱性樹脂粉末は、平均粒径2μm以下の耐熱性樹脂粉末
を凝集させて平均粒径2〜10μmの大きさとした凝集粒
子、3)平均粒径2〜10μmの耐熱性樹脂粉末と平均粒
径2μm以下の耐熱性樹脂粉末との混合物平均粒径2〜
10μmの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径2μm以下の
耐熱性樹脂粉末もしくは平均粒径2μm以下の無機粉末
のいずれか少なくとも1種を付着させてなる擬似粒子か
ら選ばれることが望ましい。
【0019】また本発明において用いられる耐熱性樹脂
粉末としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂、ポリイミド樹脂の中から選ばれる何れ
かすくなくとも一種を使用することが有利である。
【0020】
【実施例】(実施例1) (1)フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェ
ル製,商品E−154)100部 (軟化点40℃) イミダゾール硬化剤(四国化成製,商品名2PHZ)4
部 この硬化剤は、化1中で、R1はCH2 OH、R2はC
3 に相当する構造式を持つ。 エポキシ樹脂微粉末(東レ製,商品名トレパールEP−
B 平均粒径5.0μm)15部 以上の組成にブチルセロソルブアセテート溶液を添加
し、三本ロールにて混練して接着剤を得た。
【0021】(2)この接着剤をロールコーター(大日
本スクリーン製造製,商品名RCP−352)を使用し
て銅箔が貼着されていないガラスエポキシ絶縁板(日立
化成製作所製,商品名スタンドライト積層板LE−67
NW)上に塗布した後、80℃3時間,100℃1時
間,120℃3時間,150℃15時間加熱させて、厚
さ35μmの接着層を形成した。
【0022】(3)この基板を、クロム酸(CrO3
800g/l水溶液からなる酸化剤に70℃で15分間
浸漬して接着層の表面を粗化してから中和溶液に浸漬
し、水洗した。
【0023】(4)接着剤の表面を粗化した基板にパラ
ジウム触媒(シプレイ社製,商品名キャタポジット4
4)を付与して接着層の表面を活性化させ、下記に組成
を示すアディティブ法用電解めっき液に12時間浸漬し
て、めっき膜の厚さ25μmの無電解銅めっきを施し
た。
【0024】 硫酸銅(CuSO4 ・5H2 O) 0.06モル 1 リットル ホルマリン 0.30モル 1 リットル 水酸化ナトリウム 0.35モル EDTA 0.35モル 添加剤 少々 メッキ温度 70℃ pH 12.4
【0025】(実施例2) (1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル
製,商品名E−1001)50部 (軟化点64℃) クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬,商品
名104s)50部 イミダゾール硬化剤(四国化成製,商品名2P4MH
Z)5部, この硬化剤は、化1中で、R1、R2ともにCH2 OH
に相当する構造式を持つ。 エポキシ樹脂微粉末(東レ製,商品名トレパール 平均
粒径3.0μm)20部 ベンゾグアナミン樹脂微粉末(日本触媒化学製,商品名
エポスターS−6平均粒径0.5μm)15部 以上の組成にブチルセロソルブ溶液を添加し、三本ロー
ルにて混練して接着剤を得た。
【0026】(2)この接着剤をGAPコーター(ヤス
ダセイキ製 Automatic Film Applicater)を使用してガ
ラスエポキシ銅張積層板(日立化成工業製,MCL−E
−67)上に塗布したあと、80℃3時間,100℃3
時間,120℃3時間,150℃10時間,加熱させて
厚さ70μmの接着層を形成した。
【0027】(3)実施例1と同様にして、接着層表面
を粗化して、接着層の表面に触媒を付与し、活性化した
後めっき膜の厚さ25μmの無電解めっきを施した。
【0028】(実施例3) (1)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化
薬,商品名102s)80部 (軟化点55から80
℃) ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製,商品
E−1007)20部 イミダゾール硬化剤(四国化成製,商品名2PZ)5部 この硬化剤は、化1中で、R1、R2ともHに相当する
構造式を持つ。 エポキシ樹脂微粉末(東レ製,商品名トレパール 平均
粒径0.5μm)30部 以上の組成にメチルエチルケトン溶液を添加し、サンド
ミルにて混練して接着剤を得た。
【0029】(2)この接着剤をロールコーターを使用
して、PETシート上に塗布した後、80℃10分加熱
を行った。
【0030】(3)この接着剤ドライフィルムをラミネ
ーター(MCK製,MLP−600D)を使用して銅箔
が貼着されていないガラスエポキシ絶縁板(日立化成工
業製スタタンドライト積層板LE−61N)上に貼着し
た後、120℃3時間,150℃1時間の加熱を行い接
着層を形成した。
【0031】(4)実施例1と同様にして接着剤表面を
粗化して接着層の表面に触媒を付与し、活性化した後、
めっき膜の厚さ25μmの無電解めっきを施した。
【0032】(比較例1) (1)フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェ
ル製,商品名E−154)100部(常温で液体) イミダゾール硬化剤(四国化成製,商品名2PHZ)4
部 エポキシ樹脂微粉末(東レ製 トレパール 平均粒径
5.0μm)15部 以上の組成にブチルセロソルブアセテート溶液を添加
し、三本ロールにて混練して接着剤を得た。
【0033】(2)この接着剤をロールコーター(大日
本スクンリーン製造製,商品名RCP−352)を使用
して銅箔が貼着されていないガラスエポキシ基板(日立
化成製作所製,商品名スタンドライト積層板LE−67
NW)上に塗布した後、150℃5時間加熱させて厚さ
35μmの接着剤層を形成した。
【0034】(3)実施例1と同様にして、接着剤層表
面を粗化して、接着層の表面に触媒を付与し、活性化し
た後めっき膜の厚さ25μmの無電解めっきを施した。
以上の実施例及び比較例により製造されたプリント配線
板について、気泡の数、反応率、ガラス転移点、吸水
率、B'g特性(AもしくはEモードでの破断率を%で示
した)の各項目の評価を行った結果を表1に示した。気
泡の数は、電子顕微鏡写真からの目視測定である。反応
率は、エポキシ樹脂のエポキシ基の反応した割合であ
る。測定は、接着剤層のフィルムをFT−IR(フーリ
エ変換赤外線吸収スペクトル)にて測定した。ガラス転
移点は、粘弾性スペクトロメータにより測定した。吸水
率は、50℃で24時間加熱乾燥し、これを蒸留水中に
24時間浸漬、その前後での重量差を測定し、これを%
で表示した。B'g特性は、金線によるワイヤーボンディ
ングを行い、この金線ワイヤーを引張り、AもしくはE
モードでの破断率を%で示した。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば耐熱
性、耐湿性、樹脂硬度に優れた、プリント配線板を提供
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/18 C23C 18/18 C23C 18/20

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基材上に、酸もしくは酸化剤に対して難溶
    性の未硬化の樹脂からなるマトリックス中に酸もしくは
    酸化剤に対して可溶性の硬化処理された耐熱性樹脂粉末
    が分散してなる無電解めっき用接着剤溶液を塗布し、こ
    れを硬化させ無電解めっき用接着剤層を設け、ついでこ
    れを粗化して、無電解めっきを施すプリント配線板の製
    造方法であって、前記無電解めっき用接着剤溶液は、エ
    ポキシ樹脂、イミダゾール系硬化剤および耐熱性樹脂粉
    末が、メチルエチルケトンあるいはセロソルブ系溶剤か
    ら選ばれる少なくとも一種の溶剤中に分散されて、前記
    マトリックス中のエポキシ樹脂は軟化点が80℃以下の
    ものを30%以上含み、かつその無電解めっき用接着剤
    溶液を基板に塗布した後、80〜100℃温度で加熱し
    溶剤分を揮発させた後、エポキシ樹脂を硬化することを
    特徴とするプリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】前記イミダゾール硬化剤は、2−フェニル
    系硬化剤である請求項1に記載のプリント配線板の製造
    方法。
  3. 【請求項3】前記加熱時間は、1分〜3時間である請求
    項1に記載のプリント配線板の製造方法。
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