JP6149440B2 - 多層プリント配線板の製造方法およびそれに用いるキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材 - Google Patents
多層プリント配線板の製造方法およびそれに用いるキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材 Download PDFInfo
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Description
[1] 以下の(A)〜(D)の工程を含むことを特徴とする、多層プリント配線板の製造方法;
(A)支持体/プリプレグ/銅合金めっき層/キャリア金属箔の積層構成を有するキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材を用意する工程、
(B)該キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材の支持体を剥離し、プリプレグを内層回路基板に積層する工程、
(C)プリプレグを硬化して絶縁層を形成する工程、
(D)キャリア金属箔を剥離する工程。
[2] (D)工程において、キャリア金属箔が銅合金めっき層との界面にて剥離される、上記[1]に記載の方法。
[3] キャリア金属箔と銅合金めっき層の剥離強度が0.01〜0.2kgf/cmである、上記[2]に記載の方法。
[4] 絶縁層表面の表面粗さ(Ra)が300nm以下である、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の方法。
[5] 更に、(E)ブラインドビアを形成する工程を含む、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の方法。
[6] 更に、(F)デスミア工程を含む、上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の方法。
[7] 更に、(G)銅合金めっき層を除去する工程を含む、上記[1]〜[6]のいずれか1つに記載の方法。
[8] (B)工程における積層が真空ラミネートである、上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の方法。
[9] 支持体/プリプレグ/銅合金めっき層/キャリア金属箔の積層構成を有してなる、キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[10] キャリア金属箔と銅合金めっき層の剥離強度が0.01〜0.2kgf/cmである、上記[9]に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[11] キャリア金属箔の厚みが9μm以上である、上記[9]または[10]に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[12] プリプレグの厚みが10〜35μmである、上記[9]〜[11]のいずれか1つに記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[13] 銅合金めっき層の十点平均粗さ(Rz)が2μm以下である、上記[9]〜[12]のいずれか1つに記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材
[14] 銅合金めっき層からなる金属膜を有するキャリア金属箔付き金属膜、プリプレグおよび支持体を貼り合せることによって作製されたものである、上記[9]〜[13]のいずれか1つに記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[15] ロール状に巻かれている、上記[9]〜[14]のいずれか1つに記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[16] プリプレグの硬化性樹脂組成物の含有量が50〜85質量%である、上記[9]〜[15]のいずれか1つに記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
[17] プリプレグの厚みを1としたとき繊維基材の厚みが0.4〜0.8である、上記[9]〜[16]のいずれか1つに記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、以下の(A)〜(D)の工程を少なくとも含むことが主たる特徴である。
(B)該キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材の支持体を剥離し、プリプレグを内層回路基板に積層する工程、
(C)プリプレグを硬化して絶縁層を形成する工程、
(D)キャリア金属箔を剥離する工程。
本工程では、支持体/プリプレグ/銅合金めっき層/キャリア金属箔の積層構成を有するキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材を用意する。かかるキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材は、例えば、キャリア金属箔付き金属膜と、プリプレグと、支持体とをラミネートすることによって得ることができる。
なお、本発明において「支持体/プリプレグ/銅合金めっき層/キャリア金属箔の積層構成」とは、支持体、プリプレグ、銅合金めっき層、キャリア金属箔の順に積層されていることを意味する。
キャリア金属箔付き金属膜は、銅合金めっき層からなる金属膜がキャリア金属箔の片面に形成されたものであり、キャリア金属箔の片面には剥離処理が施されることが好ましい。ここで、「キャリア金属箔」とは、金属箔が後に金属膜から剥がすものであることを意味する。
キャリア金属箔としては、例えば、銅、アルミニウムまたはSUS等による金属箔が挙げられる。なかでも、汎用性、作業性等の観点から銅箔が好ましい。銅箔としては、例えば、電解銅箔又は圧延銅箔が使用される。金属箔の銅合金めっき層が形成される片面に施される剥離処理は、特に限定はされないが、一般的には、水溶性セルロース樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性アクリル樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、CBTA等の公知の剥離剤の薄層や、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−クロム等の合金層による薄層を形成することによってなされる。剥離剤の薄層は、通常、剥離剤を適当な希釈溶剤に溶解させた溶液を金属箔に塗布、乾燥して形成され、その厚みは10〜3000nm程度が一般的である。
銅合金は、銅と銅以外の金属からなる合金を意味し、樹脂との接着性向上の観点から、Ni−Co−Cu合金、Ni−Cu合金、Co−Cu合金等が好ましく、より好ましくは、Ni−Co−Cu合金である。銅合金めっき層は、キャリア金属箔の剥離処理が施された片面上にめっき処理を行うことで形成される。めっき処理の条件等に特に制限はなく、例えば、電気めっき(電解めっき)による銅合金めっき方法に準じて行うことができる。
支持体は自己支持性を有するフィルム乃至シート状物であり、プラスチックフィルムが好適に用いられる。プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」とも略称する)フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム等が挙げられ、中でも、剥離性、作業性等の観点から、ポリオレフィンフィルムが好ましい。
プリプレグを構成する繊維基材は特に限定されず、具体的には、ガラスクロス、アラミド不織布、液晶ポリマー不織布等のプリプレグ用基材として常用されているものを用いることができる。繊維基材の具体的な例としては、ガラスクロス基材として、具体的には、旭シュエーベル(株)製スタイル1027MS(経糸密度75本/25mm、緯糸密度75本/25mm、布質量20g/m2、厚さ19μm)、旭シュエーベル(株)製スタイル1037MS(経糸密度70本/25mm、緯糸密度73本/25mm、布質量24g/m2、厚さ28μm)、(株)有沢製作所製1078(経糸密度54本/25mm、緯糸密度54本/25mm、布質量48g/m2、厚さ43μm)、(株)有沢製作所製2116(経糸密度50本/25mm、緯糸密度58本/25mm、布質量103.8g/m2、厚さ94μm)、(株)有沢製作所製1017(経糸密度95本/25mm、緯糸密度95本/25mm、布質量13g/m2、厚み15μm)、(株)有沢製作所製1000(経糸密度85本/25mm、緯糸密度85本/25mm、布質量11g/m2、厚み14μm)などが挙げられる。また液晶ポリマー不織布として、(株)クラレ製の芳香族ポリエステルからメルトブロー法により製造された不織布であるベクルス(目付け量6〜15g/m2)や(株)クラレ製のベクトランを繊維素材とする不織布などが挙げられる。
キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材は、銅合金めっき層からなる金属膜がキャリア金属箔の片面に形成されたキャリア金属箔付き金属膜、プリプレグおよび支持体を貼り合せて作製することができる。例えば、(a)キャリア金属箔付き金属膜と、支持体との間に、プリプレグを配置して、これらをラミネートする方法、(b)キャリア金属箔付き金属膜と、支持体付きのプリプレグとを、ラミネートする方法、(c)キャリア金属箔付き金属膜の金属膜上にさらに上述の硬化性樹脂組成物による硬化性樹脂組成物層を形成したものと、支持体上に上述の硬化性樹脂組成物による硬化性樹脂組成物層を形成した接着フィルムとの間に、繊維基材を配置し、これらをラミネートする方法等によって、作製される。いずれの方法においても、ラミネートは真空ラミネーターによって行うのが好ましい。また、ラミネートにおける加熱温度は、30〜120℃(好ましくは50〜100℃)の範囲から選択され、圧着圧力は、2〜20kgf/cm2(好ましくは4〜15kgf/cm2)の範囲から選択される。
本工程は、キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材の支持体を剥離し、露出させたプリプレグを内層回路基板に積層する工程である。
本工程は、工程(B)により、内層回路基板に接着・一体化させたキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材のプリプレグを硬化して絶縁層を形成する工程である。その硬化方法は特に制限はないが、熱硬化処理を使用することが好ましい。熱硬化処理での硬化条件は硬化性樹脂の種類等によっても異なるが、硬化温度が120〜200℃、硬化時間が15〜90分の条件で行うことが好ましい。なお、形成される絶縁層表面のしわ防止の観点から、比較的低い硬化温度から高い硬化温度へ段階的に硬化させる方法、又は比較的低い硬化温度から高い硬化温度へ上昇させながら硬化させる方法が好ましい。
本工程は、キャリア金属箔を剥離する工程である。キャリア金属箔の剥離方法は特に限定されないが、手動または自動剥離装置による機械的除去によって行うことができる。市販されている自動剥離機としては、例えば、カバーフィルム自動剥離機ACPM650((株)アドテックエンジニアリング製)などが挙げられる。
(1)内層回路基板の作製
ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板[銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.8mm、松下電工(株)製R5715ES]にIPC MULTI−PURPOSE TEST BOARD NO. IPC B−25のパターン(ライン/スペース=175/175umの櫛歯パターン(残銅率50%))を形成し、さらにマイクロエッチング剤(メック(株)製CZ8100)で粗化処理を行い、内層回路基板を作製した。
各実施例および各比較例で作製した、キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材、PETフィルム付きプリプレグ等を、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP−500(商品名、名機(株)製)を用いて、上記(1)で作製した内層回路基板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後120℃、30秒間、圧力0.74MPaで圧着させることにより行った。
170℃、30分の硬化条件でプリプレグを硬化して、絶縁層を形成した。その後、キャリア金属箔又はPETフィルムを剥離した。なお、キャリア金属箔については、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端のキャリア銅箔を剥がしてつかみ具(株式会社ティー・エス・イー、オートコム型試験機 AC−50C−SL)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がすことで、キャリア金属箔の剥離強度(kgf/cm)を測定した。
松下溶接システム(株)製CO2レーザー加工機(YB−HCS03T04)を使用し、周波数2000Hzでパルス幅27μ秒、ショット数1の条件で絶縁層を穴あけして、絶縁層表面におけるビアホールのトップ径(直径)が60μmのビアホールを形成した。
上記作業後の内層回路基板を含む積層体を、膨潤液であるアトテックジャパン(株)のスエリングディップ・セキュリガントPに60℃で5分間浸漬した。次に、粗化液であるアトテックジャパン(株)のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に80℃で20分間浸漬した。最後に、中和液であるアトテックジャパン(株)のリダクションソリューション・セキュリガントPに40℃で5分間浸漬した。
実施例1〜6の銅合金めっき層、比較例1の銅箔と銅合金めっき層に関して、上記作業後の内層回路基板を含む積層体を、25℃の塩化第二鉄水溶液に、銅合金めっき層が除去されるまで浸漬した。これにより評価基板を作製した。
下記のアトテックジャパン(株)製薬液を使用した無電解銅めっきプロセスを使用して無電解銅めっきを行い、膜厚1μmの銅層を形成した。その後、電解銅めっきを行って合計30μm厚の導体層を形成して多層プリント配線板を得た。
1.アルカリクリーニング(樹脂表面の洗浄と電荷調整)
商品名:Cleaning cleaner Securiganth 902
条件:60℃で5分
2.ソフトエッチング(ビア底、導体の銅の洗浄)
硫酸酸性ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液
条件:30℃で1分
3.プレディップ(次工程のPd付与のための表面の電荷の調整が目的)
商品名:Pre. Dip Neoganth B
条件:室温で1分
4.アクティヴェーター(樹脂表面へのPdの付与)
商品名:Activator Neoganth 834
条件:35℃で5分
5.還元(樹脂に付いたPdを還元する)
商品名:Reducer Neoganth WA
:Reducer Acceralator 810 mod.の混合液
条件:30℃で5分
6.無電解銅めっき(Cuを樹脂表面(Pd表面)に析出させる)
商品名:Basic Solution Printganth MSK-DK
:Copper solution Printganth MSK
:Stabilizer Printganth MSK-DK
:Reducer Cu の混合液
条件:35℃で20分
評価基板の導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具(株式会社ティー・エス・イー、オートコム型試験機 AC−50C−SL)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定し、めっき剥離強度が0.5kgf/cm以上を〇、0.5kgf/cm未満を×とした。
評価基板作成時に、塩化第二鉄水溶液に浸漬した時間が、1分未満の場合を○(良)、1分以上2分未満を△(可)、2分以上を×(不可)とした。なお、比較例1は5分以上かかった。
評価基板の絶縁層表面について、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製WYKO NT3300)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値によりRa値を求めた。そして、それぞれ10点の平均値を求めることにより測定値とした。Raが300nm以下の場合を〇(良)、Raが300nm以上、400nm未満を△(可)、400nm以上の場合を×(不可)とした。
評価基板を200mm×200mmの試験片に切断し、光干渉型表面粗度、表面形状測定装置(Wyko NT9300(日本Veeco(株))を用いて表面状態を観察し、アンジュレーションが3μm未満の場合を○(合格)、3μm以上を×(不合格)と評価した。
評価基板を200mm×200mmの試験片に切断し、マイクロスコープ(KEYENCE(株)製 マイクロスコープVH−5500)を用いて表面状態を観察し、ガラスクロスの露出が0箇所の場合は○(良)、1箇所以上3箇所以下の場合は△(可)、4箇所以上ある場合は×(不可)と評価した。
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量180、三菱化学(株)製「エピコート828EL」)20部と、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(エポキシ当量269、日本化薬(株)製「NC3000」)18部、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂(エポキシ当量163、DIC(株)製「HP4710」)8部、フェノキシ樹脂(重量平均分子量38000、三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のMEK溶液)5部、ポリビニルブチラール樹脂(積水化学(株)製「KS−1」、固形分15%のエタノールとトルエンの1:1溶液)とをMEK5部、シクロヘキサノン5部に撹拌しながら加熱溶解させた。そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂(水酸基当量125、DIC(株)製「LA7054」、窒素含有量約12質量%、固形分60質量%のMEK溶液)15部、ナフトール系硬化剤(水酸基当量215、新日鐵化学(株)製「SN−485」、固形分60質量%のMEK溶液)15部、反応型難燃剤(水酸基当量162、(株)三光製「HCA−HQ」、リン含有量9.5%)5部、球形シリカ(平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製「SOC2」、アミノシラン処理付き)130部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニスを作製した。該ワニスを、(株)有沢製作所製1017ガラスクロス(厚み15μm)に含浸し、縦型乾燥炉にて110℃で5分間乾燥させプリプレグを作製した。プリプレグ中の硬化性樹脂組成物含有量は74質量%、プリプレグの厚みは30μmであった。その後、キャリア金属箔付き金属膜(JX日鉱日石金属工業(株)製「JXUT−FN」、銅合金めっき層(Ni−Co−Cu):厚み3μm、Rz0.8μm、銅キャリア(銅箔):厚み18μm)とポリプロピレンフィルム(厚み15μm)との間にプリプレグを配置し、自動ラミネーター VA770特殊型(大成ラミネーター(株)製)を用いて、加熱温度80℃、圧着圧力3kgf/cm2、で貼り合わせながらロール状に巻き取り、金属箔付きプリプレグ含有複合材を作製した。金属箔付きプリプレグ含有複合材の厚みは66μmであった((株)ミツトヨ製、接触式層厚計 MCD−25MJによる測定値)。
キャリア金属箔付き金属膜の銅合金めっき層の厚みを1.5μmとしたこと以外は、実施例1と全く同様にして金属箔付きプリプレグ含有複合材を作製した。
キャリア金属箔付き金属膜の銅合金めっき層の厚みを5μmとしたこと以外は、実施例1と全く同様にして金属箔付きプリプレグ含有複合材を作製した。
キャリア金属箔付き金属膜の銅キャリア(銅箔)の厚みを12μmとしたこと以外は、実施例1と全く同様にして金属箔付きプリプレグ含有複合材を作製した。
キャリア金属箔付き金属膜(JX日鉱日石金属工業(株)製「JXUT−FN」)を、キャリア金属箔付き金属膜(JX日鉱日石金属工業(株)製「JXUT−II」、銅合金めっき層(Ni−Co−Cu):厚み3μm、Rz1.5μm、銅キャリア(銅箔):厚み18μm)としたこと以外は、実施例1と全く同様にして金属箔付きプリプレグ含有複合材を作製した。
(株)有沢製作所製1017ガラスクロス(厚み15μm)を(株)有沢製作所製1000ガラスクロス(厚み14μm)に変更したこと以外は、実施例1と全く同様にして金属箔付きプリプレグ含有複合材を作製した。プリプレグ中の硬化性樹脂組成物含有量は75質量%、プリプレグの厚みは25μmであった。
キャリア金属箔付き金属膜(JX日鉱日石金属工業(株)製「JXUT−FN」)を、金属箔付き金属膜(JX日鉱日石金属工業(株)製「HLPFN」、厚み12μmの金属箔上に厚み3μmの銅合金めっき層が形成されているもの。銅合金メッキ層のRz0.8μm)としたこと以外は、実施例1と全く同様にして金属箔付きプリプレグを作製した。
キャリア金属箔付き金属膜(JX日鉱日石金属工業(株)製「JXUT−FN」)を、PETフィルム(38μm)としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてPET付きプリプレグを作製した。
Claims (18)
- 以下の(A)〜(D)の工程を含むことを特徴とする、多層プリント配線板の製造方法;
(A)支持体/プリプレグ/銅合金めっき層/キャリア金属箔の積層構成を有するキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材であって、キャリア金属箔の片面に剥離処理が施されており、その上に銅合金めっき層が形成されている前記キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材を用意する工程、
(B)該キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材の支持体を剥離し、プリプレグを内層回路基板に積層する工程、
(C)プリプレグを硬化して絶縁層を形成する工程、
(D)キャリア金属箔を剥離する工程。 - (D)工程において、キャリア金属箔が銅合金めっき層との界面にて剥離される、請求項1に記載の方法。
- キャリア金属箔と銅合金めっき層の剥離強度が0.01〜0.2kgf/cmである、請求項2に記載の方法。
- 絶縁層表面の表面粗さ(Ra)が300nm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 更に、(E)ブラインドビアを形成する工程を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 更に、(F)デスミア工程を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 更に、(G)銅合金めっき層を除去する工程を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- (B)工程における積層が真空ラミネートである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 支持体/プリプレグ/銅合金めっき層/キャリア金属箔の積層構成を有してなり、キャリア金属箔の片面に剥離処理が施されており、その上に銅合金めっき層が形成されている、キャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- キャリア金属箔と銅合金めっき層の剥離強度が0.01〜0.2kgf/cmである、請求項9に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- キャリア金属箔の厚みが9μm以上である、請求項9または10に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- プリプレグの厚みが10〜35μmである、請求項9〜11のいずれか1項に記載のキ ャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- 銅合金めっき層の十点平均粗さ(Rz)が2μm以下である、請求項9〜12のいずれか1項に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- 銅合金めっき層からなる金属膜を有するキャリア金属箔付き金属膜、プリプレグおよび支持体を貼り合せることによって作製されたものである、請求項9〜13のいずれか1項に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- ロール状に巻かれている、請求項9〜14のいずれか1項に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- プリプレグの硬化性樹脂組成物の含有量が50〜85質量%である、請求項9〜15のいずれか1項に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- プリプレグの厚みを1としたとき繊維基材の厚みが0.4〜0.8である、請求項9〜16のいずれか1項に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
- 銅合金めっき層は、硬化後のプリプレグの表面粗さを調節するために該プリプレグに接する層であり、かつ、硬化後のプリプレグから除去されるべき層である、請求項9〜17のいずれか1項に記載のキャリア金属箔付きプリプレグ含有複合材。
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