JP4343675B2 - プリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はプリント配線基板の製造方法に係り、特に基板上に電解めっきで形成された第１の金属膜の表面に第２の金属膜を無電解めっきで形成するプリント配線基板の製造方法に関する。

例えば、アディティブ法を用いてプリント配線基板を製造する場合、製造工程中に基板に対して無電解めっきを用いてシード層を形成し、このシード層に給電を行なうことにより電解めっきを行ない、これによりシード層上に電解めっき膜（第１の金属膜）を形成することが行なわれる。図１及び図２は、従来のアディティブ法を用いたプリント配線基板の製造方法の一例を示している。

プリント配線基板を製造するには、先ず図１（Ａ）に示す樹脂基板１０（以下、単に基板という）を用意する。この基板１０は、例えばガラス不織布等に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。この基板１０の上面には、図１（Ｂ）に示すように触媒１１が付与される。本例では、基板１０にＣｕパターン１５を形成するため、触媒１１としてはＰｄ（パラジウム）或いはＰｄ化合物を用いる（特許文献１参照）。

触媒１１が付与されると、続いて無電解銅めっきが実施される。これにより、基板１０の上部には、図１（Ｃ）に示すように銅の層１２（以下、シード層１２という）が形成される（シード層形成工程）。このシード層１２が形成されると、図１（Ｄ）に示すように、シード層１２の上面全面にレジスト１３が形成される。

このレジスト１３は感光性を有しており、このレジスト１３に露光・現像処理を行なうことにより、後述するＣｕパターン１５の形成位置と対応する位置に開口パターン１４を形成する。図１（Ｅ）は、レジスト１３に開口パターン１４が形成された状態を示している。この状態において、シード層１２は開口パターン１４から露出した状態となっている。

上記のようにレジスト１３に開口パターン１４が形成されると、続いて基板１０を電解めっき液に浸漬すると共にシード層１２に給電を行ない、電解銅めっきを実施する。前記のように、シード層１２は開口パターン１４の形成位置のみがレジスト１３から露出しているため銅めっきはこの開口パターン１４内に成長する。これにより、図２（Ａ）に示すように開口パターン１４内に第１の金属膜となるＣｕパターン１５が形成される（第１の金属膜形成工程）。

Ｃｕパターン１５が形成されると、図２（Ｂ）に示すようにレジスト１３が剥離され、続いてＣｕパターン１５の形成位置を除き不要なシード層１２のエッチング処理が実施される（除去工程）。これにより、図２（Ｃ）に示すようにＣｕパターン１５はそれぞれ電気的に独立した状態となる。また、Ｃｕパターン１５は変質し易いため、図２（Ｄ）に示すようにＣｕパターン１５上にこれを保護する第２の金属膜（ニッケルめっきと金めっきが順次施された２層の金属膜）として金属Ｎｉ/Ａｕ膜１６が形成される（第２の金属膜形成工程）。
特願平７−１１４４８号公報

ここで、シード層１２の無電解めっきに用いた触媒１１に注目すると、シード層１２をエッチング処理により除去した後も基板表面に触媒１１は残存しており、よってシード層１２を除去すると、基板１０上のシード層１２の除去位置に触媒１１が再び現れた状態となる（図２（Ｃ）参照）。このように、基板１０上に触媒１１が残存した状態でＮｉ/Ａｕ膜１６の無電解めっきを実施すると、触媒１１はＮｉ/Ａｕ膜１６の析出用の触媒としても機能してしまい、よって図２（Ｄ）に示すように隣接する一対のＣｕパターン１５間にもＮｉ/Ａｕ膜１６が形成されてしまうという問題点があった。

このため、従来では不要なシード層１２の除去工程が終了した後、Ｃｕパターン１５を露出しつつ触媒１１を覆うようソルダーレジストを配設し、Ｎｉ/Ａｕ膜１６を無電解めっきしても隣接する一対のＣｕパターン１５がＮｉ/Ａｕ膜１６により短絡しないようにしていた。しかしながら、近年の電子機器の高密度化及び小型化に伴いプリント配線基板も高密度化しており、よって隣接するＣｕパターン１５間の距離（図２（Ｃ）に矢印Ｌで示す。以下、パターンピッチという）も狭くなってきている。

このため、従来のようパターンピッチＬが広い場合（例えば３０μｍ以上）には隣接する一対のＣｕパターン１５の間にソルダーレジストを形成することができたが、高密度に伴いパターンピッチＬが狭くなると（３０μｍ未満）、一対のＣｕパターン１５の間にソルダーレジストを確実に形成することができなくなってきた。このため、従来のソルダーレジストを用いて触媒１１の影響を防止する方法では、一対のＣｕパターン１５間の触媒１１を確実にソルダーレジストで封止することができず、よって一対のＣｕパターン１５間にＮｉ/Ａｕ膜１６が形成されてしまうという問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高密度化を図りつつ無電解めっき時に使用する触媒によりパターン間に短絡が発生するのを確実に防止しうるプリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明では、
基板上に触媒を付与すると共に、該触媒を用いて基板上に無電解めっきによりシード層を形成するシード層形成工程と、
該シード層に給電することにより、該シード層上の配線パターンの形成領域に電解めっきにより第１の金属膜を形成する第１の金属膜形成工程と、
表面に露出する前記シード層を除去する除去工程と、
前記第１の金属膜の表面に第２の金属膜を無電解めっきにより形成する第２の金属膜形成工程とを有するプリント配線基板の製造方法であって、
前記除去工程の後で、前記第２の金属膜形成工程の前に、前記基板上に残存する前記触媒に対し不活性化処理を行なう触媒不活性化工程を実施し、
かつ、前記触媒不活性化工程は、
前記除去工程終了後に前記基板上に残存する前記触媒にチオ尿素を吸着させるチオ尿素吸着工程と、
前記第１の金属膜に付着したチオ尿素を除去するチオ尿素除去工程とを含むことを特徴とするものである。

上記発明によれば、除去工程の後で第２の金属膜形成工程の前に、基板上に残存する触媒に対し不活性化処理を行なう触媒不活性化工程を実施したことにより、第２の金属膜を無電解めっきする際、触媒は不活性化処理が行なわれているため、この触媒により第２の金属膜が生成されることを防止できる。これにより、隣接する第１の金属膜同士が第２の金属膜で短絡してしまうことを防止でき、製造されるプリント配線基板の信頼性を高めることができる。

また、除去工程終了後に基板上に残存する触媒にチオ尿素を吸着させることにより触媒の触媒活性力を有効に低減することができ、よって第２の金属膜を無電解めっきする際、隣接する一対の第１の金属膜間で短絡が発生することを防止することができる。

また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のプリント配線基板の製造方法において、
前記触媒に前記チオ尿素を吸着させる際、該チオ尿素に界面活性剤を添加することを特徴とするものである。

上記発明によれば、チオ尿素に界面活性剤を添加することにより、濡れ性が向上し、プリント配線基板の高密度化により第１の金属膜間が狭くなっても、触媒が残存する一対の第１の金属膜間に確実に界面活性剤を添加したチオ尿素を導入することができる。これにより、触媒の触媒活性力を確実に低減することができる。

また、請求項３記載の発明は、
請求項１又は２記載のプリント配線基板の製造方法において、
前記除去工程の後で、前記触媒不活性化工程の前に、前記基板上に残存する前記触媒に対しアッシング処理を行なうアッシング工程を実施することを特徴とするものである。

上記発明によれば、第１の金属膜形成工程の後で触媒不活性化工程の前に、基板上に残存する触媒に対しアッシング処理を行なうアッシング工程を実施することにより、触媒の表面はアッシングにより粗面化されるため、触媒に対する不活性化処理を確実に行なうことができ、これにより隣接する一対の第１の金属膜間で短絡が発生することを防止することができる。

上述の如く本発明によれば、触媒が不活性化されるため、第１の金属膜に第２の金属膜を無電解めっきする際に触媒上に第２の金属膜が生成することを防止できる。これにより、隣接する第１の金属膜同士が第２の金属膜で短絡してしまうことを防止でき、製造されるプリント配線基板の信頼性を高めることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図３は本発明の一実施例であるプリント配線基板の製造工程を示す図であり、図４及び図５は本発明の一実施例であるプリント配線基板の製造方法を具体的に説明するための図である。

尚、本発明に係るプリント配線基板の製造工程は、その一部の工程は従来と同一の工程を用いている。このため、図４及び図５において、図１及び図２に示した構成と同一構成については同一符号を付して説明するものとする。

図３に示すステップ１（図では、ステップをＳと略称している）で示すシード層形成工程からステップ３で示す除去工程は、図１及び図２（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明した従来の製造方法と同一の製造方法である。即ち、樹脂基板１０を用意し（図１（Ａ）参照）、この基板１０の上面にＰｄ（パラジウム）或いはＰｄ化合物等の触媒１１を付与し（図１（Ｂ）参照）、この触媒１１を用いて基板１０の上部にシード層１２（厚さが１μｍ程度）を形成（図１（Ｃ）参照）するシード層形成工程を実施する（ステップ１）。

続いて、シード層１２の上面に開口パターン１４を有したレジスト１３を形成（図１（Ｄ），（Ｅ）参照）し、この基板１０を電解めっき液に浸漬すると共にシード層１２に給電を行ない、開口パターン１４内に配線パターンとなる厚さが２０μｍ程度のＣｕパターン１５を電解めっきにより形成する第１の金属膜形成工程を実施する（ステップ２）。

第１の金属膜形成工程が終了すると、図２（Ｂ）に示すようにレジスト１３を剥離し、続いてＣｕパターン１５の形成位置を除き不要なシード層１２をエッチングにより除去する除去工程を実施する（ステップ３）。

図４（Ａ）は、前記したステップ１〜ステップ３の処理が終了した状態を示している。しかしながら、この図４（Ａ）に示す状態から直ちに図３にステップ６で示す第２の金属膜形成工程（無電解めっき工程）を実施すると、一対のＣｕパターン１５間に残存する触媒１１に起因して一対のＣｕパターン１５間に第２の金属膜（Ｎｉ/Ａｕ膜）が形成されてしまい、一対のＣｕパターン１５間で短絡（ブリッジ）が発生してしまうことは前述した通りである。

そこで、本実施例に係るプリント配線基板の製造方法では、除去工程（ステップ３）の実施後で、第２の金属膜形成工程（ステップ６）の実施前に、ステップ５で示す基板１０上に残存する触媒１１に対し不活性化処理を行なう触媒不活性化工程（ステップ５）を実施することを特徴とするものである。更に本実施例では、除去工程（ステップ３）の実施後で、触媒不活性化工程（ステップ５）の実施前に、プラズマアッシング工程（ステップ４）を実施することも特徴としている。以下、具体的な製造方法について説明する。

図４（Ａ）に示す基板１０は、先ずプラズマアッシング装置に装着し、活性化した反応性ガス（Ｏ_２ガス，ＣＦ_４ガス等）を用いて触媒１１に対しプラズマアッシングを行なう（ステップ４）。図４（Ｂ）は、触媒１１に対しプラズマアッシングを行なっている状態を示している。

このプラズマアッシングを行なうことにより、ある程度の触媒１１は基板１０から除去される。また、除去されなかった触媒１１は、その表面が反応性ガスにより粗面化される。この際、触媒１１の表面ばかりでなく基板１０及びＣｕパターン１５もプラズマアッシングされるため、基板１０の表面及びＣｕパターン１５の表面も粗面化される。

プラズマアッシングが終了すると、続いて触媒不活性化工程（ステップ５）が実施される。触媒不活性化工程では、先ずアッシングが終了した基板１０に対して水洗処理（ステップ５−１）が実施される。水洗処理が終了すると、続いて図４（Ｃ）に示すチオ尿素吸着工程が実施される（ステップ５−２）。

このチオ尿素吸着工程では、液槽１７に装填されたＰｄ不活性処理液１８内に基板１０が浸漬される。このＰｄ不活性処理液１８は、チオ尿素と界面活性剤とが混合された溶液である。この際、界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、及び非イオン界面活性剤を用いることができる。

上記のように、基板１０をＰｄ不活性処理液１８に浸漬することにより、チオ尿素は触媒１１の表面に吸着されチオ尿素膜１９が形成される。また、チオ尿素は触媒１１ばかりでなく金属にも吸着される性質を有しているため、図５（Ｂ）に示すように、チオ尿素膜１９はＣｕパターン１５の表面にも形成される。

この際、プラズマアッシング工程において基板１０の表面、及びＣｕパターン１５の表面は粗面化されているため、一対のＣｕパターン１５間の距離Ｌが狭くても、この一対のＣｕパターン１５間にＰｄ不活性処理液１８を確実に進入させることができる。これは、Ｃｕパターン１５の粗面化された部分の濡れ性が向上しているためであると考えられる。

また、本実施例では、Ｐｄ不活性処理液１８としてチオ尿素に界面活性剤を添加したものを用いている。チオ尿素に界面活性剤を添加すると濡れ性が向上し、離間距離Ｌが狭くても一対のＣｕパターン１５間にＰｄ不活性処理液１８を確実に進入させることが可能となる。これにより、触媒１１に対しチオ尿素を確実に吸着させることができる。このように触媒１１の表面がチオ尿素膜１９により覆われることにより、触媒の触媒活性力を低減することができる。

上記のチオ尿素吸着工程（ステップ５−２）が終了すると、水洗処理（ステップ５−３）を実施した後、不要なチオ尿素膜１９を除去するチオ尿素除去工程（ステップ５−４）が実施される。不要なチオ尿素膜１９とは、Ｃｕパターン１５の表面に形成されたチオ尿素膜１９である。

このチオ尿素膜１９の除去は、図５（Ｂ）に示すようにエッチングを用いて除去される。但し、このエッチング処理を実施しても、エッチング液は銅をエッチングするものを用いているため、触媒１１に吸着されているチオ尿素膜１９は除去されない。このチオ尿素除去工程（ステップ５−４）が終了すると、水洗処理（ステップ５−５）が実施され、これにより触媒不活性化工程（ステップ５が終了する）。図５（Ｃ）は、触媒不活性化工程が終了した状態を示している。

続いて、Ｃｕパターン１５の表面に第２の金属膜を形成する第２の金属膜形成工程（ステップ６）を実施する。本実施例では、第２の金属膜としてニッケルめっきと金めっきとが順次施された２層の金属膜であるＮｉ/Ａｕ膜２０を形成する。また、このＮｉ／Ａｕ膜２０は、無電解めっきにより形成される。

本実施例では、上記のように第２の金属膜形成工程（ステップ６）を実施する際、基板１０上に残存する触媒１１はアッシング処理により従来に比べて少なくなっており、かつ触媒不活性化工程（ステップ５）を実施することにより、残存する触媒１１の表面には確実にチオ尿素膜１９が形成されている。

従って、Ｎｉ／Ａｕ膜２０の無電解めっき時において、触媒１１の残存位置にＮｉ／Ａｕ膜が形成されるようなことはない。これにより、隣接するＣｕパターン１５がＮｉ／Ａｕ膜で短絡することを防止でき、よって製造されるプリント配線基板の信頼性を高めることができる。

尚、上記した実施例では第１の金属膜としてＣｕを用い、第２の金属としてＮｉ／Ａｕを用い、また無電解めっき用の触媒としてＰｄを用いた例を示したが、各材料はこれに限定されるものではなく、適宜選定が可能であり、またその場合でも本願発明を適用できることは勿論である。

図１は、従来の一例であるプリント配線基板の製造方法を説明するための図である（その１）。 図２は、従来の一例であるプリント配線基板の製造方法を説明するための図である（その２）。 図３は、本発明の一実施例であるプリント配線基板の製造方法を示す工程図である。 図４は、本発明の一実施例であるプリント配線基板の製造方法を説明するための図である（その１）。 図５は、本発明の一実施例であるプリント配線基板の製造方法を説明するための図である（その２）。

符号の説明

１０ 基板
１１ 触媒
１２ シード層
１３ レジスト
１４ 開口パターン
１５ Ｃｕパターン
１６ Ｎｉ／Ａｕ膜
１７ 液槽
１８ Ｐｄ不活性処理液
１９ チオ尿素膜
２０ Ｎｉ／Ａｕ膜

Claims (3)

1. 基板上に触媒を付与すると共に、該触媒を用いて基板上に無電解めっきによりシード層を形成するシード層形成工程と、
   該シード層に給電することにより、該シード層上の配線パターンの形成領域に電解めっきにより第１の金属膜を形成する第１の金属膜形成工程と、
   表面に露出する前記シード層を除去する除去工程と、
   前記第１の金属膜の表面に第２の金属膜を無電解めっきにより形成する第２の金属膜形成工程とを有するプリント配線基板の製造方法であって、
   前記除去工程の後で、前記第２の金属膜形成工程の前に、前記基板上に残存する前記触媒に対し不活性化処理を行なう触媒不活性化工程を実施し、
   かつ、前記触媒不活性化工程は、
   前記除去工程終了後に前記基板上に残存する前記触媒にチオ尿素を吸着させるチオ尿素吸着工程と、
   前記第１の金属膜に付着したチオ尿素を除去するチオ尿素除去工程とを含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
2. 請求項１記載のプリント配線基板の製造方法において、
   前記触媒に前記チオ尿素を吸着させる際、該チオ尿素に界面活性剤を添加することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のプリント配線基板の製造方法において、
   前記除去工程の後で、前記触媒不活性化工程の前に、前記基板上に残存する前記触媒に対しアッシング処理を行なうアッシング工程を実施することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。

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