JP3637613B2

JP3637613B2 - 多層配線板の製造方法

Info

Publication number: JP3637613B2
Application number: JP27651394A
Authority: JP
Inventors: 健一富岡; 伸高根沢; 倫子河本; 弘之深井
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JPH08139458A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、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】
通常の多層配線板は、内層回路を形成した絶縁基板上に、プリプレグと呼ばれるガラス布にエポキシ樹脂を含浸し半硬化状態にした材料を銅箔と重ねて熱プレスにより積層一体化した後、ドリルで層間接続用のスルーホールと呼ばれる穴をあけ、スルーホール内壁と銅箔表面上に無電解めっきを行って、必要ならば更に電解めっきを行って回路導体として必要な厚さとした後、不用な銅を除去して多層配線板を製造する。
【０００３】
ところで、近年、電子機器の小型化、軽量化、多機能化が一段と進み、これに伴い、ＬＳＩやチップ部品等の高集積化が進みその形態も多ピン化、小型化へと急速に変化している。この為、多層配線板は、電子部品の実装密度を向上するために、微細配線化の開発が進められている。
しかしながら、配線幅の縮小には技術的に限界があり、現在量産可能な配線幅は７５〜１００μｍである。この為、単に配線幅を縮小するだけでは大幅な配線密度の向上が達成しにくい。
【０００４】
また、配線密度向上の隘路となっているのが、直径３００μｍ前後の面積を占めるスルーホールである。このスルーホールは、一般的にメカニカドリルで形成されるために比較的に寸法が大きく、この為、配線設計の自由度が乏しくなる。
【０００５】
これらの問題を解決するものとして、感光性を付与した絶縁樹脂を回路形成した絶縁基板上に形成し、フォトプロセスにより、絶縁樹脂に微小なバイアホールを形成して層間接続する方法が、特公平４−５５５５５号公報や特開昭６３−１２６２９６号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の方法は、フォトプロセスによって形成した微小なバイアホールで層間接続する多層配線板であり、従来抱えていた多層配線板の配線密度向上の問題に関して大きく寄与するものである。
しかし、前記先行技術は、めっき銅と絶縁樹脂との接着力を高めるために、平均粒径が大きい（１０μｍ以下）耐熱性の樹脂フィラーやゴム成分を感光性樹脂に含有する方法がとられている。
この為、平均粒径が大きい（１０μｍ以下）耐熱性の樹脂フィラーを絶縁層に含有した場合、表面凹凸が大きくなるためライン精度に支障がでると同時に、エポキシ等の耐熱性フィラーは、通常２重結合を有するブタジエン成分に比べて酸化性粗化液への溶解度が小さく、安定しためっき接着力が得られにくい。
【０００７】
また、ゴム成分は、粗化液溶解性という点で優れているが、通常、必要なめっき接着力を得るにはその配合量が５０重量％以上必要であり、絶縁特性などに支障をきたしやすく、また通常のゴムは、一般的な現像液に溶解しない為に現像性が悪く、現像液溶解性、耐熱性の点でも不利になりやすい。
【０００８】
本発明の目的は、絶縁性や耐熱性を損なわずに現像液溶解性、めっき導体との接着力に優れた感光性絶縁樹脂を用いた多層配線板の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層配線板の製造方法は、第１の回路を形成した絶縁基板の回路表面上に、絶縁層を形成し、絶縁層に第１の回路と接続するためのバイアホールを形成し、銅めっきによって絶縁層表面に第２の回路形成及びバイアホールの層間接続を行って多層化する配線板の製造方法において、絶縁層が、アルキル基の炭素数が６〜１８までのトリ又はジ又はモノ長鎖りん酸エステルとアミン塩よりなる内部離型剤とメタクリル酸及び／又はアクリル酸を付加したアクリロニトリルブタジエンゴムを必須成分とした感光性樹脂及び／又は感光性と熱硬化性を併用した樹脂を用いることを特徴とする。
【００１０】
本発明に用いるアルキル基の炭素数が６〜１８までのトリ又はジ又はモノ長鎖りん酸エステルとアミン塩よりなる内部離型剤は通常、紙フェノール積層板を熱プレス圧着で製造する際に、鏡板（ステンレス鏡板）との離型を行う目的で紙フェノール積層板構成樹脂に数％添加されるものを用いることができる。
この内部離型剤は、アルキル基の炭素数及びりん酸とのエステル結合のアルキル基の数により、異なる離型剤が得られる。
この様なものとしては、モノエステアリールりん酸エステルトリエタノールアミン塩、ジオクチールりん酸エステルモノエタノールアミン塩、またはトリラウリールりん酸エステルトリエチルアミン塩などがある。
この内部離型剤の配合量は、感光性樹脂及び／又は感光性と熱硬化性を併用した樹脂の全固形分中に０．１〜１０重量％となるようにする。内部離型剤が０．１重量％以下では、めっき銅との接着力向上が十分でなくまた、１０重量％以上になると絶縁層の粘着性が増しフォトマスクやごみが粘着しやすくなるため好ましくない。
アクリロニトリルブタジエンゴムは、アクリロニトリル含有量が２０〜５０重量％のものであり、さらに２〜１５ｍｏｌ％のメタクリル酸やアクリル酸で変成したアクリロニトリルブタジエンゴムが使用される。
また、製造工程中で極力金属イオンを使用しないものであれば、さらに絶縁性の点からも好ましい。
その配合量は、感光性樹脂及び／又は感光性と熱硬化性を併用した樹脂の全固形分中に５〜４０重量％となるようにする。
メタクリル酸及び／又はアクリル酸を付加したアクリロニトリルブタジエンゴムが５重量％以下では、めっき銅との接着力向上が十分でなく、また４０重量％以上になると絶縁性や耐熱性が低下するために好ましくない。
【００１１】
本発明に用いる内部離型剤とメタクリル酸及び／又はアクリル酸を付加したアクリロニトリルブタジエンゴムとを含有するベースとなる感光性樹脂及び／または感光性と熱硬化性を併用した樹脂としては、特に限定するものではなく、光によって架橋可能な官能基を有した共重合体あるいは単量体を含んだ組成物及び／又は光の他に熱で架橋可能な官能基と熱開始剤を混合した組成物であれば何れも使用可能である。
また、本発明の絶縁層組成物には、微粉末シリカ、水酸化アルミニウム、シリカ、ケイ酸ジルコニウム、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の無機充填剤を混入すれば化学粗化した際の粗化凹凸を形成し易いため、めっき銅との接着力向上の点から好ましく、塗膜補強の点でも良い結果が得られる。
【００１２】
以上に説明した絶縁層組成物を用いて、多層配線板を製造する方法を、図１に従い詳しく説明する。
先ず、第１の回路を形成した絶縁基板を用意する（図１（ａ）に示す。）。
この絶縁基板は特に限定するものではなく、ガラス布−エポキシ樹脂、紙−フェノール樹脂、紙−エポキシ樹脂、ガラス布・ガラス紙−エポキシ樹脂等、通常の配線板に用いる絶縁基板が使用できる。本発明の第１の回路を形成する方法としては、銅箔と前記絶縁基板を張り合わせた銅張り積層板を用い、銅箔の不要な部分をエッチング除去するサブトラクティブ法や、前記絶縁基板の必要な箇所に無電解めっきによって回路を形成するアディティブ法等、通常の配線板の製造法に用いることができる。
【００１３】
次に、第１の回路を形成した回路表面上に前記絶縁層を形成する（図１（ｂ）に示す。）。
この形成方法は、液状の樹脂をロールコート、カーテンコート、ディプコート等の方法で塗布する方式や、前記絶縁樹脂をフィルム化してラミネートで張り合わせる方式を用いることができる。
【００１４】
次に、絶縁層に、第１の回路と接続するバイアホールを形成するために、フォトマスクを介して露光し（図１（ｃ）に示す。）、未露光部分を現像液により食刻する方法によって絶縁層に、第１の回路と接続するバイアホールを形成する（図１（ｄ）に示す。）。
露光は、通常の配線板のレジスト形成方法と同じ手法が用いられる。
また、未露光部分の現像液により食刻する現像液としては、絶縁樹脂組成物をどのような現像タイプにすることで決定されるが、アルカリ現像液、準水系現像液、溶剤現像液など一般的なものを用いることができる。
【００１５】
次に、絶縁層を酸化性粗化液で処理した後、絶縁層上に銅めっきを析出させて第２の回路形成及びバイアホールの層間接続を行う（図１（ｅ）に示す。）。
この場合、絶縁層を紫外線と熱で硬化させてから酸化性の粗化液に浸漬する手法を用いることもできる。
酸化性粗化液としては、クロム／硫酸粗化液、アルカリ過マンガン酸粗化液、フッ化ナトリウム／クロム／硫酸粗化液、ホウフッ酸粗化液などを用いることができる。
さらに第２の回路を形成する方法としては、粗化した絶縁層表面に無電解めっき用の触媒を付与して、全面に無電解めっきを析出させ、必要な場合には電解めっきによって回路導体を必要な厚さにして、不要な箇所をエッチング除去して形成する方法や、めっき触媒を含有した絶縁層を用いて、めっきレジストを形成して、必要な箇所のみ無電解めっきにより回路形成する方法、及びめっき触媒を含有しない絶縁層を粗化し、めっき触媒を付与した後、めっきレジストを形成して、必要な箇所のみ無電解めっきにより回路形成する方法等を用いることができる。
【００１６】
本発明を多層化する場合には、図１（ｂ）〜図１（ｅ）に示す方法を繰り返し行い多層化する（図１（ｆ）〜図１（ｈ）に示す。）。
この際、好ましくは、次の回路層を支持する絶縁層を形成する前に、その下になる回路層導体表面を粗化して凹凸を形成したり、従来の多層配線板に用いられるように回路層導体表面を酸化して凹凸を形成したり、酸化して形成した凹凸を水素化ホウ素ナトリウムやジメチルアミンボラン等のアルカリ性還元剤を用いて還元して、層間の接着力を高めることができる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
（１）基材１に、１８μｍの両面粗化箔を両面に張り付けた銅張りガラス布エポキシ樹脂積層板であるＭＣＬ−Ｅ−６７（日立化成工業株式会社製、商品名）を用い、不要な箇所の銅箔をエッチング除去して、第１の回路２を形成する（図１（ａ）に示す。）。
（２）この表面の回路面に、下記組成の絶縁樹脂３をロールコートにより塗布し、８０℃−１０分間乾燥して膜厚６０μｍの絶縁層を形成した（図１（ｂ）に
示す。）。
（絶縁樹脂組成）
・フタル酸変性ノボラック型エポキシアクリレート、
Ｒ−５２５９（日本化薬株式会社製、商品名）・・・・・・７０重量部
・メタクリル酸を４ｍｏｌ％付加したアクリロニトリルブタジエンゴム、
ＲＮＲ−１Ｈ（日本合成ゴム株式会社製、商品名）・・・・２５重量部
・アルキルフェノール樹脂、
ヒタノール２４００（日立化成工業株式会社製、商品名）・・５重量部
・アルキル基の炭素数が８の内部離型剤、
セパール３２８（中京油脂製、商品名）・・・・・・・・・・２重量部
・光開始剤、
イルガキュア６５１（チバガイギー社製、商品名）・・・・・５重量部
・充填剤、水酸化アルミニウム
ハイジライトＨ−４２Ｍ（昭和電工株式会社製、商品名）・１０重量部
（３）バイアホールとなる部分に遮蔽部を形成したフォトマスク４を介して、露光量３００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線５を照射して（図１（ｃ）に示す。）、さらに未露光部分を１．１％炭酸ナトリウム水溶液の現像液で３０℃−２分間選択的に除去してバイアホール６を形成した。
（４）紫外線２Ｊ／ｃｍ²を絶縁層に照射して後、露光を行う。
（５）絶縁層を化学粗化するために、粗化液として、ＫＭｎＯ₄：６０ｇ／ｌ、ＮａＯＨ：４０ｇ／ｌの水溶液を作製し、５０℃に加温して５分間浸漬処理する。
ＫＭｎＯ₄浸漬処理後は、ＳｎＣｌ₂：３０ｇ／ｌ、ＨＣｌ：３００ｍｌ／ｌの水溶液に室温で５分間浸漬処理して中和し、粗化凹凸形状７を形成した（図１（ｄ）に示す。）。
（６）絶縁樹脂３の表面に第２の回路８を形成するために、まず、ＰｄＣｌ₂を含む無電解めっき用触媒であるＨＳ−２０２Ｂ（日立化成工業株式会社製、商品名）に、室温−１０分間浸漬処理し、水洗し、無電解めっきであるＬ−５９めっき液（日立化成工業株式会社製、商品名）に７０℃−３０分間浸漬し、さらに硫酸銅電解めっきを行って、絶縁層表面上に厚さ２０μｍの導体層を形成する。
次に、めっき導体の不要な箇所をエッチング除去するためにエッチングレジストを形成し、エッチングし、その後エッチングレジストを除去して、第１の回路２と接続したバイアホール６を含む第２の回路８の形成を行う（図１（ｅ）に示す。）。
（７）さらに、多層化するために、第２の回路８の導体表面を、亜塩素酸ナトリウム：５０ｇ／ｌ、ＮａＯＨ：２０ｇ／ｌ、リン酸三ナトリウム：１０ｇ／ｌの水溶液に８５℃−２０分間浸漬し、水洗して、８０℃−２０分間乾燥して第２の回路導体表面上に酸化銅の凹凸を形成する。
（８）（２）〜（７）の工程を繰り返して４層の多層配線板を作製した（図１（ｆ）〜図１（ｈ）に示す。）。
【００１８】
実施例２
実施例１で示した絶縁樹脂組成物を下記組成に変更した。また、現像液は、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２００ｍｌ／ｌ、ホウ砂：１０ｇ／ｌを含む準水系現像液を用いて、４０℃−３分間現像し、粗化前に、紫外線２Ｊ／ｃｍ² を照射し、１５０℃−３０分間の熱硬化を行った。その他は、実施例１と同様の方法で行った。
（絶縁樹脂組成）
・ビスフェノール型エポキシ、
エピコート８３４（油化シェル株式会社製、商品名）・・・２５重量部
・フェノールノボラック型エポキシアクリレート、
ＳＰ−４０１０（昭和高分子株式会社製、商品名）・・・・５０重量部
・メタクリル酸を７ｍｏｌ％付加したアクリロニトリルブタジエンゴム、
ＨＴ−１（日本合成ゴム株式会社製、試作品名）・・・・・２０重量部
・アルキルフェノール樹脂、
ヒタノール２４００（日立化成工業株式会社製、商品名）・・５重量部
・アルキル基の炭素数が１２の内部離型剤、
セパールＤ−４８９（中京油脂製、商品名）・・・・・・・・３重量部
・光開始剤、
イルガキュア６５１（チバガイギー社製、商品名）・・・・・５重量部
・熱硬化剤、
ジシアンジアミド（和光純薬製）・・・・・・・・・・・・・２重量部
・充填剤、水酸化アルミニウム
ハイジライトＨ−４２Ｍ（昭和電工株式会社製、商品名）・１０重量部
【００１９】
実施例３
実施例１で示した絶縁樹脂組成物を下記組成に変更した。また、現像液は、エチルエトキシプロピオレート：１０００ｍｌ／ｌの溶剤系現像液を用いて、３０℃−５分間現像し、粗化前に、紫外線２Ｊ／ｃｍ² を照射し、１５０℃−３０分間の熱硬化を行った。その他は、実施例１と同様の方法で行った。
（絶縁樹脂組成）
・ビスフェノールＡ型エポキシ、
エピコート１００４（油化シェル株式会社製、商品名）・・２０重量部
・ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、
ＶＲ−６０（昭和高分子株式会社製、商品名）・・・・・・６０重量部
・メタクリル酸を４ｍｏｌ％付加したアクリロニトリルブタジエンゴム、
ＰＮＲ−１Ｈ（日本合成ゴム株式会社製、商品名）・・・・１５重量部
・アルキル基の炭素数が１８の内部離型剤、
セパール３６５（中京油脂製、商品名）・・・・・・・・・・２重量部
・光開始剤、
イルガキュア６５１（チバガイギー社製、商品名）・・・・・５重量部
・熱硬化剤、
ジシアンジアミド（和光純薬製）・・・・・・・・・・・・・２重量部
・充填剤、水酸化アルミニウム
ハイジライトＨ−４２Ｍ（昭和電工株式会社製、商品名）・１０重量部
【００２０】
比較例１
実施例１において、アクリロニトリルブタジエンゴム及び、内部離型剤を用いない組成系とした。その他は同様の方法で行った。
【００２１】
比較例２
実施例２において、メタクリル酸及び／又はアクリル酸を付加しないアクリロニトリルブタジエンゴムを５０重量部とし、内部離型剤を用いない組成系とした。その他は同様の方法で行った。
【００２２】
以上のようにして作製した多層配線板の特性を、表１に示した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の絶縁樹脂組成物を用いることで、絶縁性や耐熱性を損なわずにめっき銅との接着力及び微小バイアホール形成性に優れたビルドアップ方式の多層配線板を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の一実施例を説明するための各工程における断面図である。
【符号の説明】
１．絶縁基板
２．第１の回路
３．絶縁樹脂
４．フォトマスク
５．紫外線
６．バイアホール
６１．バイアホール
７．粗化面
７１．粗化面
８．第２の回路
９．絶縁樹脂

Claims

第１の回路を形成した絶縁基板の回路表面上に、絶縁層を形成し、絶縁層に第１の回路と接続するためのバイアホールを形成し、銅めっきによって絶縁層表面に第２の回路形成及びバイアホールの層間接続を行って多層化する配線板の製造方法において、絶縁層が、アルキル基の炭素数が６〜１８までのトリ又はジ又はモノ長鎖りん酸エステルとアミン塩よりなる内部離型剤とメタクリル酸及び／又はアクリル酸を付加したアクリロニトリルブタジエンゴムを必須成分とした感光性樹脂及び／又は感光性と熱硬化性を併用した樹脂を用いることを特徴とする多層配線板の製造方法。
アルキル基の炭素数が６〜１８までのトリ又はジ又はモノ長鎖りん酸エステルとアミン塩よりなる内部離型剤とメタクリル酸及び／又はアクリル酸を付加したアクリロニトリルブタジエンゴムが、感光性樹脂及び／又は感光性と熱硬化性を併用した樹脂の全固形分中に内部離型剤が０．１〜１０重量％、メタクリル酸及びアクリル酸を付加したアクリロニトリルブタジエンゴムが５〜４０重量％含んだ絶縁層である、特許請求項第１項記載の多層配線板の製造方法。