JP6798140B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Description
しかしながら、配線の微細化に伴い、樹脂層表面を粗化して形成した樹脂層表面の凹凸が配線形成の歩留まり低下の原因となっている。この理由は、無電解金属めっき層が樹脂層表面の凹凸に食い込み、除去し難くなって配線ショートの原因となること、及び樹脂層表面の凹凸に起因してレジストパターンの形成精度が低下すること等が挙げられる。
これらの要求に対して、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂を用いた樹脂層に、酸素存在下で紫外線を照射し、導体層を設けた後、熱処理してから該導体層に回路を形成する、又は導体層に回路を形成してから熱処理する方法等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、こうした事情に鑑み、樹脂層の表面粗さを小さく抑制し、樹脂層の表面粗さが小さい状態でも、金属薄膜に対して高い接着性を有する樹脂付きポリイミドフィルムを提供すること、並びに、該樹脂付きポリイミドフィルムを熱硬化処理してなる樹脂層を備えたポリイミドフィルム、プリント配線板用積層体、及びプリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。
[1](A)エポキシ樹脂及び(B)活性型エステル基含有化合物を含有する樹脂組成物と、ポリイミドフィルムとを備える、樹脂付きポリイミドフィルム。
[2]前記(A)エポキシ樹脂が、炭素数3以上のアルキレングリコールに由来する構造単位を有する、上記[1]に記載の樹脂付きポリイミドフィルム。
[3]前記樹脂組成物が、さらに無機充填材を含有する、上記[1]又は[2]に記載の樹脂付きポリイミドフィルム。
[4]前記(B)活性型エステル基含有化合物が下記一般式(V)で示される構造単位を有する芳香族エステル系化合物である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂付きポリイミドフィルム。
[5]上記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂付きポリイミドフィルムを熱硬化処理してなる、樹脂層を備えたポリイミドフィルムであって、該樹脂層におけるポリイミドフィルム側の面の表面粗さが0.1μm以下である、樹脂層を備えたポリイミドフィルム。
[6]基板材料と上記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂付きポリイミドフィルムとを積層成形してなる、プリント配線板用積層体。
[7]下記工程を有する、プリント配線板の製造方法。
(1)基板材料と上記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂付きポリイミドフィルムとを積層成形してプリント配線板用積層体を形成する工程。
(2)工程(1)で得たプリント配線板用積層体を加熱する工程。
(3)下記工程(3−i)、又は下記工程(3−i)及び(3−ii)を有する工程。
(3−i)工程(1)で得たプリント配線板用積層体からポリイミドフィルムを除去する工程。
(3−ii)工程(3−i)で得たプリント配線板用積層体に紫外線を照射する工程。
(4)工程(3)で得たプリント配線板用積層体に回路パターンを形成する工程。
[8]前記工程(2)における加熱温度が160〜300℃である、上記[7]に記載のプリント配線板の製造方法。
[9]前記工程(3−ii)における紫外線の積算光量が2,000〜5,000mJ/cm2である、上記[7]又は[8]に記載のプリント配線板の製造方法。
本発明の樹脂付きポリイミドフィルムは、(A)エポキシ樹脂及び(B)活性型エステル基含有化合物を含有する樹脂組成物と、ポリイミドフィルムとを備える。以下、樹脂組成物とポリイミドフィルムについて、順に詳細に説明する。
樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂(以下、「(A)成分」と呼ぶことがある)及び(B)活性型エステル基含有化合物(以下、「(B)成分」と呼ぶことがある)を含有する。以下、樹脂組成物が含有する各成分について順に説明する。
((A)成分:エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂である。耐熱性を向上させる観点からは、芳香族エポキシ樹脂であることが好ましい。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、それぞれ、好ましくは50〜3,000g/eq、より好ましくは80〜2,000g/eq、さらに好ましくは100〜1,000g/eqである。ここで、エポキシ当量は、1当量のエポキシ基あたりの樹脂の質量(g/eq)であり、JIS K 7236(2001年)に規定された方法に従って測定することができる。具体的には、自動滴定装置「GT−200型」(株式会社三菱化学アナリテック製)を用いて、200mlビーカーにエポキシ樹脂2gを秤量し、メチルエチルケトン90mlを滴下し、超音波洗浄器溶解後、氷酢酸10ml及び臭化セチルトリメチルアンモニウム1.5gを添加し、0.1mol/Lの過塩素酸/酢酸溶液で滴定することにより求められる。
エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である、「jER828EL」、「YL980」(以上、三菱化学株式会社製)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂である、「jER806H」、「YL983U」(以上、三菱化学株式会社製)等が挙げられる。
なお、「炭素数3以上のアルキレングリコールに由来する構造単位を有する」とは、炭素数3以上のアルキレングリコールをモノマとして用いて得られたものであってもよいし、炭素数3以上のアルキレングリコール骨格を有する化合物を用いて得られたものであってもよい。
炭素数3以上のアルキレングリコールに由来する構造単位を主鎖に有するエポキシ樹脂の具体例として、例えば、下記一般式(I)で示されるビニルエーテル化合物と下記一般式(II)で示される2官能性フェノール化合物とを反応させて得られるエポキシ樹脂が挙げられる。より詳細には、下記一般式(I)で示されるビニルエーテル化合物と下記一般式(II)で示される2官能性フェノール化合物とを反応させた後、エピクロロヒドリン等のエピハロヒドリンによって末端をエポキシ化することによって製造できる。当該エポキシ樹脂は、HO[−R1−O]n−H(R1及びnは、一般式(I)中のものと同じである。)で表されるアルキレンジオールに由来する構造と、下記一般式(II)で示される2官能性フェノール化合物に由来する構造とを有するとも言える。
R1が示す炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基、1,2−ジメチレン基、1,2−トリメチレン基、1,3−トリメチレン基、1,4−テトラメチレン基、1,5−ペンタメチレン基、1,6−ヘキサメチレン基、1,9−ノナメチレン基等の炭素数1〜10のアルキレン基などが挙げられる。該炭素数1〜10のアルキレン基としては、好ましくは炭素数2〜10のアルキレン基、より好ましくは炭素数2〜7のアルキレン基であり、さらに好ましくは1,6−ヘキサメチレン基である。
R2が示す炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基、1,2−ジメチレン基、1,3−トリメチレン基、1,4−テトラメチレン基、1,5−ペンタメチレン基等の炭素数1〜10のアルキレン基;エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等の炭素数2〜10のアルキリデン基などが挙げられる。該炭素数1〜10のアルキレン基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基である。該炭素数2〜10のアルキリデン基としては、好ましくは炭素数2〜5のアルキリデン基、より好ましくは炭素数2〜3のアルキリデン基、さらに好ましくはイソプロピリデン基である。R2としては、炭素数2〜10のアルキリデン基が好ましく、より好ましいものは前述の通りである。
R2は、フェノールの4位で結合していることが好ましい。
一般式(I)で示す構造単位を有するエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、「エピクロン EXA−4816」(DIC株式会社製、ビスフェノールAと長鎖脂肪族骨格を有するエポキシ樹脂)等が挙げられる。
(式(IV)中、pは、1〜5を示す。pは、好ましくは1.2〜5、より好ましくは1.4〜3である。)
活性型エステル基含有化合物は、前記(A)成分の硬化剤として機能し得る。ここで、「活性型エステル基」とは、エポキシ樹脂と反応し得るエステル基を意味する。なお、該エステル基含有化合物は、後述する紫外線の照射によって分解し、その結果、金属薄膜との接着性の向上に寄与する。
活性型エステル基含有化合物としては、例えば、脂肪族カルボン酸又は芳香族カルボン酸と、脂肪族ヒドロキシ化合物又は芳香族ヒドロキシ化合物との反応によって得られるエステル化合物が挙げられる。
脂肪族カルボン酸と脂肪族ヒドロキシ化合物とから得られる脂肪族エステル化合物は、脂肪族鎖を含むことにより、有機溶剤への可溶性、及びエポキシ樹脂との相溶性が高くなる傾向にある。また、芳香族カルボン酸と芳香族ヒドロキシ化合物とから得られる芳香族エステル化合物は、芳香族環を有することで耐熱性が高くなる傾向にある。これらの中でも、後者の芳香族エステル化合物が好ましい。
前記芳香族カルボン酸としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ジフェニルプロパン、ジフェニルメタン、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルホン酸等の芳香族化合物の水素原子の2〜4個をカルボキシル基で置換した芳香族カルボン酸が好ましい。前記芳香族ヒドロキシ化合物としては、前記芳香族化合物の水素原子の1個を水酸基で置換した1価フェノール、又は、前記芳香族化合物の水素原子の2〜4個を水酸基で置換した多価フェノールが好ましい。活性型エステル基含有化合物としては、該芳香族カルボン酸と該芳香族ヒドロキシ化合物との混合物を原材料として、芳香族カルボン酸とフェノール性水酸基との縮合反応にて得られる芳香族エステルが好ましくは使用される。
反り低減の観点から、活性型エステル基含有化合物としては、芳香族エステル系化合物が好ましく、両末端に置換されていてもよい芳香環を有するエステル基を含有することがより好ましい。例えば、下記一般式(V)で示される構造単位を有する芳香族エステル系化合物が好ましい。
活性型エステル基含有化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂組成物は、さらに、前記(A)成分及び(B)成分に該当しないその他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば、硬化剤[前記(B)成分以外]、硬化促進剤、無機充填材、有機充填材、レベリング剤、酸化防止剤、難燃剤、揺変性付与剤、増粘剤、チキソ性付与剤、界面活性剤、カップリング剤等が挙げられ、これらから選択される少なくとも1つを含有することが好ましい。
硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、酸無水物系硬化剤等のエポキシ樹脂用硬化剤が挙げられる。硬化剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フェノール系硬化剤の市販品としては、例えば、KA−1160、KA−1163、KA−1165(いずれもDIC株式会社製、商品名)等のクレゾールノボラック型硬化剤;MEH−7700、MEH−7810、MEH−7851(いずれも明和化成株式会社製、商品名)等のビフェニル型硬化剤;TD2090(DIC株式会社製、商品名)等のフェノールノボラック型硬化剤;EXB−6000(DIC株式会社製、商品名)等のナフチレンエーテル型硬化剤;LA3018、LA7052、LA7054、LA1356(いずれもDIC株式会社製、商品名)等のトリアジン骨格含有フェノール系硬化剤などが挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、特に制限はないが、例えば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられる。
硬化促進剤としては、エポキシ樹脂の硬化に用いられる一般的な硬化促進剤を使用することができる。硬化促進剤としては、例えば、例えば、イミダゾール化合物及びその誘導体;リン系化合物;第3級アミン化合物;第4級アンモニウム化合物等が挙げられる。硬化反応促進の観点から、イミダゾール化合物及びその誘導体が好ましい。
イミダゾール化合物及びその誘導体の具体例としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−1−メチルイミダゾール、1,2−ジエチルイミダゾール、1−エチル−2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、4−エチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2'−メチルイミダゾリル−(1’)]エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2'−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2'−エチル−4'−メチルイミダゾリル−(1’)]エチル−s−トリアジン等のイミダゾール化合物;1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等の、前記イミダゾール化合物とトリメリト酸との塩;前記イミダゾール化合物とイソシアヌル酸との塩;前記イミダゾール化合物と臭化水素酸との塩などが挙げられる。イミダゾール化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機充填材により、熱膨張率の低減及び塗膜強度を向上させることができる。
無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、マイカ、カオリン、ベーマイト、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、焼成クレー等のクレー、ガラス短繊維、ガラス粉及び中空ガラスビーズ等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく使用される。ガラスとしては、Eガラス、Tガラス、Dガラス等が好ましく挙げられる。これらの中でも、熱膨張率の低減、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、シリカ、アルミナが好ましく、シリカがより好ましい。
前記シリカとしては、例えば、湿式法で製造され含水率の高い沈降シリカと、乾式法で製造され結合水等をほとんど含まない乾式法シリカが挙げられる。乾式法シリカとしては、さらに、製造法の違いにより破砕シリカ、フュームドシリカ、溶融シリカ(溶融球状シリカ)が挙げられ、これらの中でも、フュームドシリカが好ましい。
無機充填材は、耐湿性を向上させるためにシランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理されていてもよく、分散性を向上させるために疎水性化処理されていてもよい。
平均一次粒子径が100nm以下の無機充填材の市販品としては、例えば、AEROSIL R972(比表面積=110±20m2/g、平均一次粒子径≒16nm、カタログ値)、AEROSIL R202(比表面積=100±20m2/g、平均一次粒子径≒14nm、カタログ値)[以上、日本アエロジル株式会社製、商品名];PL−1(比表面積=181m2/g、平均一次粒子径=15nm、カタログ値)及びPL−7(比表面積=36m2/g、平均一次粒子径=75nm、カタログ値)[以上、扶桑化学工業株式会社製、商品名];AL−A06(比表面積=55m2/g、カタログ値)[CIKナノテック株式会社製、商品名];「SO−C1」(球状シリカ、比表面積=17m2/g、カタログ値)[株式会社アドマテックス製、商品名]等がある。
取り扱いを容易にする観点から、樹脂組成物へさらに有機溶剤を含有させてもよい。本明細書では、有機溶剤を含有する樹脂組成物を、樹脂ワニスと称することがある。
該有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤;トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶剤;ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の窒素原子含有溶剤;ジメチルスルホキシド等の硫黄原子含有溶剤などが挙げられる。これらの中でも、溶解性及び塗布後の外観の観点から、ケトン系溶剤が好ましく、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンがより好ましく、メチルエチルケトンがさらに好ましい。
有機溶剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂組成物の調製方法に特に制限はなく、従来公知の調製方法を採用できる。
例えば、前記溶媒中に、(A)エポキシ樹脂、(B)活性型エステル基含有化合物、及び必要に応じてその他の成分を加えた後、各種混合機を用いて混合・攪拌することにより、ワニスとして調製することができる。混合機としては、例えば、超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式及び自転公転式分散方式等の混合機が挙げられる。
本発明では、樹脂層の表面粗さを小さくするために、支持体としてポリイミドフィルムを用いる。ポリイミドフィルムは、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の他の成分のフィルムと比べて耐熱性が高いため、フィルム中の成分の析出が抑制され、樹脂層の表面粗さが大きくなることを抑制できる。
ポリイミドフィルムとしては、適度な強度を有し、ポリイミドフィルムを剥離する際に破れ等を引き起こさないものが好ましい。例えば、フィルム強度の観点からは、芳香族化合物が直接イミド結合で連結された芳香族ポリイミドが好ましい。
ポリイミドフィルムとしては市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ネオプリム(ポリイミドフィルム、三菱ガス化学株式会社製、商品名)、ユーピレックスR、ユーピレックスS、ユーピレックスSGA(以上、宇部興産株式会社製、商品名)、カプトンH、カプトンV、カプトンE、カプトンEN、カプトンENZT(以上、東レ・デュポン株式会社製、商品名)、アピカルAH、アピカルNPI(以上、株式会社カネカ製、商品名)等が挙げられる。
ポリイミドフィルムの表面粗さ(Ra)は、剥離した後の被成形体ないし被積層体の平坦性を良好なものとする観点から、例えば、好ましくは0.2μm以下、より好ましくは0.1μm以下、さらに好ましくは0.08μm以下である。なお、ここでいう「ポリイミドフィルムの表面粗さ」は、樹脂層が形成される側の面の表面粗さを示す。
また、離型剤としては、さらに、離型剤の成分が熱プレス工程時に被成形体ないし被積層体に移行し、剥離性に悪影響を与えることが少ない、熱硬化型のシリコーン樹脂が好ましい。熱硬化型のシリコーン樹脂としては、例えば、シリコーン含有アミノアルキド樹脂等が挙げられる。
離型層の厚さは0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.02〜5μmの範囲がより好ましい。この層の厚さが0.01〜10μmの範囲にあることで均一な層が得られやすくなり剥離性が向上する。また、離型剤の成分が熱板プレス後に接着層へ移行することを抑制し、剥離性に悪影響を与えることが抑えられる。さらに被成形体ないし被積層体への離型剤成分の移行による被成形体ないし被積層体の耐熱性の低下を抑えることができる。
ポリイミドフィルム上に離型層を形成する方法としては、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターあるいはこれら以外の塗布装置を用いて、フィルムに塗布する方法がある。
本発明の樹脂付きポリイミドフィルムは、例えば、前記樹脂組成物をポリイミドフィルム上に塗布した後、乾燥させ、前記樹脂組成物をBステージ化することで製造できる。より具体的には、有機溶剤を含有する樹脂組成物(樹脂ワニスとも称する。)をポリイミドフィルム上に塗工した後、例えば80〜150℃で1〜10分間乾燥処理することによって製造できる。
樹脂組成物を塗布する方法に特に制限は無いが、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、コンマコーター、リバースコーター、エアドクターコーター、リップコーター等を用いる方法が挙げられる。
乾燥処理の温度が80℃以上であり且つ乾燥処理の時間が1分以上であれば、Bステージ化した樹脂層内にボイドが発生することを効果的に抑制できる傾向にある。また、乾燥処理の温度が150℃以下であり且つ乾燥処理の時間が10分以下であれば、乾燥が進み過ぎることに起因する樹脂フロー量の低下をより抑制できる傾向にある。
なお、Bステージ化した樹脂組成物は、乾燥により、樹脂ワニス中の有機溶剤が揮散した状態であり、後述する硬化処理を行っていない未硬化の状態である。
上記乾燥後の樹脂組成物の層の厚みは、好ましくは1〜60μm、より好ましくは1〜20μm、さらに好ましくは1〜10μm、特に好ましくは2〜6μmである。該厚みが0.5μm以上であれば、金属薄膜との接着性を向上し易くなると共に、絶縁性を確保し易い傾向にある。該厚みが60μm以下であれば、製造コストを低く抑えられる傾向にある。
本発明は、前記樹脂付きポリイミドフィルムを熱硬化処理してなる、樹脂層を備えたポリイミドフィルムであって、該樹脂層におけるポリイミドフィルム側の面の表面粗さが0.1μm以下である、樹脂層を備えたポリイミドフィルムも提供する。
つまり、樹脂付きポリイミドフィルムを熱硬化処理することにより、前記樹脂組成物が硬化され、樹脂層が形成される。該樹脂層は、表面粗さが小さい状態であっても、無電解めっきにより形成される導体層(金属薄膜)との高い接着性を示す。
なお、熱硬化処理条件に特に制限は無いが、例えば、好ましくは160〜300℃、より好ましくは160〜230℃、さらに好ましくは160〜200℃で、好ましくは15〜180分加熱して硬化させる。特に、180℃で60分加熱して硬化させて得られた樹脂層の前記表面粗さが0.1μm以下であることが好ましい。
本発明は、基板材料と前記樹脂付きポリイミドフィルムとを積層成形してなるプリント配線板用積層体も提供する。好ましくは、樹脂付きポリイミドフィルムの樹脂組成物側と基板材料とが対向するように積層したプリント配線板用積層体である。
基板材料としては、例えば、回路を有する絶縁基板(回路付き絶縁基板)、絶縁体である基材(絶縁基材)等が挙げられる。また、基板材料は、例えば、回路付き絶縁基板に絶縁基材を積層した積層体等の、多層配線板の製造に用いられる積層体であってもよい。
回路付き絶縁基板の回路は、公知のいずれの方法により形成されていてもよい。例えば、銅箔と前記絶縁基材とを張り合わせた銅張積層板における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、及び、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、公知のプリント配線板の製造方法を採用することができる。
本発明は、下記工程を有するプリント配線板の製造方法も提供する。
(1)基板材料と前記樹脂付きポリイミドフィルムとを積層成形してプリント配線板用積層体を形成する工程。
(2)工程(1)で得たプリント配線板用積層体を加熱する工程。
(3)下記工程(3−i)、又は下記工程(3−i)及び(3−ii)を有する工程。
(3−i)工程(1)で得たプリント配線板用積層体からポリイミドフィルムを除去する工程。
(3−ii)工程(3−i)で得たプリント配線板用積層体に紫外線を照射する工程。
(4)工程(3)で得たプリント配線板用積層体に回路パターンを形成する工程。
以下、各工程について順に説明する。
基板材料と前記樹脂付きポリイミドフィルムとを積層成形する方法としては、例えば、ラミネート方式、プレス方式等で積層成形する方法が挙げられる。
ラミネート方式は、基板材料、例えば回路付き絶縁基板の回路と、樹脂付きポリイミドフィルムの樹脂組成物側とを対向させ、例えば真空加圧ラミネータ積層装置を用いて積層する方法である。真空加圧ラミネータ積層装置を用いる場合、温度は50〜300℃程度、圧力0.2MPa以上であることが好ましい。好ましい圧力の上限値は、基板の厚み及び残存銅率等により変化するが、基板が変形するのを避ける観点から、1.0MPa以下であることが好ましい。また、真空度は15hPa以下であると、内層回路板への埋め込み性が良好となる傾向にあり、好ましい。真空度は低ければ低いほど好ましいが、装置の能力及び所定値への到達までの待ち時間等が生産性に及ぼす影響等を考慮すると、5〜10hPaの範囲が好ましい。また、熱圧着時間は10〜90秒程度が好ましい。10秒以上であると内層回路への樹脂の流動に要する時間が充分となる傾向にあり、90秒以下であれば生産性が良好となる傾向にある。より好ましい熱圧着時間は20〜50秒である。
工程(2)は、工程(1)で得たプリント配線板用積層体を加熱する工程である。本工程(2)により、前記樹脂組成物が硬化され、樹脂層が形成される。本発明では、耐熱性に優れる樹脂付きポリイミドフィルムを用いているため、ポリイミドフィルムを除去する工程の前に加熱処理を行うことができる。
加熱条件としては、次の点を考慮して選択することが好ましい。つまり、硬化を進め過ぎると、後の工程(4)におけるめっき処理時に、樹脂層と導体層との接着性が低下する恐れがあり、一方、硬化が不十分であると、後の工程(4)におけるめっき処理時に使用するアルカリ処理液に浸食され、樹脂層がめっき液に溶解する恐れがあることを考慮することが好ましい。以上を考慮すると、好ましくは160〜300℃、より好ましくは160〜230℃、さらに好ましくは160〜200℃で、好ましくは15〜180分間程度加熱して樹脂組成物を硬化させ、樹脂層を形成する条件を採用できる。
上記ドリル加工又はレーザー加工の後、ビアホール底のスミアの除去が必要な場合、酸化性粗化液を用いて除去処理することができる。酸化性粗化液としては、例えば、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、ホウフッ酸粗化液等が挙げられる。また、酸化性粗化液で除去処理する際、溶媒もしくはアルカリ液、又はこれらの混合溶液(一般には、膨潤液又はプリディップ液)に浸した後に、酸化性粗化液で除去処理してもよい。該溶媒としては、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒を使用できる。また、アルカリ液は、水に溶解した際にアルカリ性を示す液であれば特に制限はなく、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等を使用できる。さらに、溶媒とアルカリ液の混合用液としては、例えば、水酸化ナトリウムとジエチレングリコールモノブチルエーテルの混合用液等を使用でき、より具体的には、水酸化ナトリウム3g/Lとジエチレングリコールモノブチルエーテル300mL/Lの組成の溶液等を使用できる。
工程(3)は、下記工程(3−i)、又は下記工程(3−i)及び(3−ii)を有する工程である。
(3−i)工程(1)で得たプリント配線板用積層体からポリイミドフィルムを除去する工程。
(3−ii)工程(3−i)で得たプリント配線板用積層体に紫外線を照射する工程。
プリント配線板用積層体からポリイミドフィルムを除去する方法に特に制限は無く、ポリイミドフィルムを剥離する等、公知の方法でポリイミドフィルムの除去を行うことができる。
本発明のプリント配線板の製造方法においては、工程(3−i)で得たプリント配線板用積層体に、紫外線を照射することが好ましい。
(A)エポキシ樹脂及び(B)活性型エステル基含有化合物を含有する樹脂組成物から形成される樹脂層は、前述の通り、表面の凹凸形状、つまり表面粗さが小さいにもかかわらず、導体層に対する高い接着性を発現する。その機構については必ずしも明確ではないが、工程(3−i)で得たプリント配線板用積層体が有する樹脂層へ紫外線を照射することにより、(B)成分である活性型エステル基含有化合物に由来するエステル基が分解し、樹脂層の表面にカルボニル含有基等の官能基が多数形成され、このカルボニル含有基等の官能基によって、導体層に対する高い接着性を発現しているものと推察される。なお、カルボニル含有基等の官能基に由来する酸素原子量を参照することにより、柔軟性シートの表面に存在する前記官能基数を把握することができる。柔軟性シート表面の酸素原子量は、X線光電子分光法により測定することができる。
生産性の観点からは、紫外線照射装置はコンベア式であることが好ましい。紫外線ランプとして、最大波長が300〜450nmの範囲を有するものとして、例えば、水銀ショートアークランプ、高圧水銀ランプ、毛細管型超高圧ランプ、高圧ランプ、メタルハライドランプ等を用いることができる。これらのランプにおいて、紫外線の波長が全域で広いメタルハライドランプが好ましい。
工程(4)は、工程(3)で得たプリント配線板用積層体(具体的には樹脂層上)に回路パターンを形成する工程である。工程(4)は、まず無電解めっきにより導体層を形成してから、回路パターンを形成することによって実施できる。
まず、樹脂層に対して、パラジウムを付着させるためのめっき触媒付与処理を行った後、無電解めっき処理を行って、樹脂層上に好ましくは厚み0.3〜1.5μmの無電解めっき層を形成する。めっき触媒付与処理は、樹脂層付き絶縁フィルムを塩化パラジウム系のめっき触媒液に浸漬して行われ、無電解めっき処理は、無電解めっき液に浸漬して行われる。無電解めっき液としては、公知の無電解めっき液を使用することができ、特に制限されないが、無電解銅めっき液を用いることが好ましい。
各例で作製した評価基板の導体層の一部を銅エッチング液「過硫酸アンモニウム(APS)」(三菱ガス化学株式会社製)によりエッチング処理して、幅10mm、長さ100mmの回路パターンを形成し、回路パターンの一端を回路パターンと樹脂層の界面で剥がしてつかみ具でつかみ、「オートグラフAG−100C」(株式会社島津製作所製)を用いて、室温で垂直方向に引張り速度50mm/分で引き剥がした時の荷重を測定し、接着強度を求めた。値が大きいほど、金属薄膜(導体層)との接着性に優れる。
各例で得た評価基板の導体層をエッチング処理によって除去し、露出した樹脂層の表面粗さ(Ra)を、高精度3次元表面形状測定装置「Wyko NT9100」(Veeco社製)を用いて下記測定条件にて測定した。なお、樹脂層を設けなかった比較例においては、露出した透明絶縁フィルムの表面粗さを測定した。
−表面粗さの測定条件−
内部レンズ:1倍
外部レンズ:50倍
測定範囲:0.120×0.095mm
測定深度:10μm
測定方式:垂直走査型干渉方式(VSI方式)
(1)基板材料の作製
回路を有する絶縁基板上に40μm厚のプリプレグ「GEA−679FG(R)」(日立化成株式会社製)を重ね、その上下に銅箔「GTS−12」(古河電工株式会社製)を粗化面が外側になるように重ね、さらに鏡板と、クッション紙を重ねて、プレス機を用いて、3.0MPa、180℃で1時間加熱硬化させて積層サンプルを得た後、エッチングにより銅箔を除去し、基板材料とした。
脂肪族変性エポキシ樹脂「エピクロン EXA−4816」(DIC株式会社製、ビスフェノールAと長鎖脂肪族骨格を有するエポキシ樹脂)100.0g、活性型エステル基含有硬化剤「EXB−9451」(DIC株式会社製、エステル当量220g/eq)44.3g及び2−フェニルイミダゾール「2PZ」(四国化成工業株式会社製)0.30gを、溶媒であるメチルエチルケトン96.4gに溶解させ、固形分濃度が60質量%の熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニスA)を得た。
前記(2)で得た樹脂ワニスAを、キャリアフィルムであるポリイミドフィルム「ユーピレックス25S」(宇部興産株式会社製、厚さ25μm)上にダイコ−ターを用いて塗工し、140℃で10分間乾燥することにより、樹脂層の厚みが4μmである樹脂付きポリイミドフィルムを作製した。
さらに、前記(1)で得られた基板材料の片面に、前記(3)で得た樹脂付きポリイミドフィルムの樹脂層が対向するようにして、真空加圧ラミネータ「MVLP−500」(名機株式会社製、商品名)を用いて、温度120℃、圧力0.5MPa、圧着時間30秒間の条件で積層した。
こうして得られたプリント配線板用積層体を、180℃、60分間の条件にて加熱処理して樹脂組成物を熱硬化し、次いで、ポリイミドフィルムを剥離した。
その後、コンベア式紫外線照射装置を用いて、メタルハライドランプ(最大波長350〜380nm)にて、積算光量が4,000mJ/cm2になるように紫外線を照射した。
無電解めっきの前処理として、コンディショナー液「CLC−601」(日立化成株式会社製)に上記(4)で得られたプリント配線板用積層体を60℃で5分間浸漬した後、水洗し、プリディップ液「PD−201」(日立化成株式会社製)に室温にて2分間浸漬した。次に、PdCl2を含む無電解めっき用触媒である「HS−202B」(日立化成株式会社製)に室温にて10分間浸漬処理した後、水洗し、無電解銅めっき液である「CUST−201めっき液」(日立化成株式会社製)に室温にて15分間浸漬し、無電解めっき処理を行った。さらに、硫酸銅溶液を用いて硫酸銅電解めっきを行った。
その後、アニール処理を180℃で30分間行い、樹脂層の表面上に厚さ20μmの導体層を形成し、プリント配線板用の評価基板とした。該評価基板を用い、前記方法に従って、金属薄膜との接着性及び表面粗さを測定及び評価した。結果を表1に示す。
実施例1の(4)において、樹脂付きポリイミドフィルムを積層しなかったこと以外は同様(但し、ポリイミドフィルムの剥離作業もなくなる。)にして、プリント配線板用の評価基板を作製し、前記方法に従って、金属薄膜との接着性及び表面粗さを測定及び評価した。結果を表1に示す。
実施例1の(3)において、ポリイミドフィルムの代わりにポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム「TR−1」(ユニチカ株式会社製、厚さ38μm)を用いたこと以外は同様にして、プリント配線板用の評価基板を作製し、前記方法に従って、金属薄膜との接着性及び表面粗さを測定及び評価した。結果を表1に示す。
一方、樹脂付きポリイミドフィルムを積層しなかった比較例1のプリント配線板用の評価基板では、金属薄膜との接着性が大幅に低下した。また、ポリイミドフィルムの代わりにPETを用いた比較例2では、析出したオリゴマー成分により凹凸が生じ、樹脂層の表面粗さが大きくなった。
Claims (5)
- 下記工程を有する、プリント配線板の製造方法。
(1)基板材料と樹脂付きポリイミドフィルムとを積層成形してプリント配線板用積層体を形成する工程。但し、前記樹脂付きポリイミドフィルムは、(A)エポキシ樹脂及び(B)活性型エステル基含有化合物を含有する樹脂組成物の層と、ポリイミドフィルムとを備え、前記樹脂組成物の層の厚みが1〜6μmの樹脂付きポリイミドフィルムである。
(2)工程(1)で得たプリント配線板用積層体を加熱する工程。
(3)下記工程(3−i)及び(3−ii)を有する工程。
(3−i)工程(1)で得たプリント配線板用積層体からポリイミドフィルムを除去する工程。
(3−ii)工程(3−i)で得たプリント配線板用積層体に紫外線を積算光量2,000〜5,000mJ/cm 2 で照射する工程。
(4)工程(3)で得たプリント配線板用積層体に回路パターンを形成する工程。 - 前記工程(2)における加熱温度が160〜300℃である、請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記樹脂付きポリイミドフィルムにおいて、(A)エポキシ樹脂が、炭素数3以上のアルキレングリコールに由来する構造単位を有する、請求項1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記樹脂付きポリイミドフィルムにおいて、前記樹脂組成物が、さらに無機充填材を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記樹脂付きポリイミドフィルムにおいて、前記(B)活性型エステル基含有化合物が下記一般式(V)で示される構造単位を有する芳香族エステル系化合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
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