JPH0136997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は多層配線板の形成法に係り、特に耐塩
酸性にすぐれ、かつ有機樹脂製プリプレグと銅と
の密着性を高めた多層配線板の形成法に関する。

〔発明の背景〕

多層配線板を作る工程において、表面に銅配線
が形成された有機樹脂単板をホツトプレスにより
プリプレグを介して積層接着する際、有機樹脂単
板上の銅配線とプリプレグとの密着力を高めるた
めの方法として、(1)亜塩素酸ソーダ処理法および
(2)過マンガン酸塩処理法が用いられている。(1)の
処理法は亜塩素酸ソーダを含むアルカリ性の液を
用いるもので、銅配線の表面を亜塩素酸ソーダに
より酸化し、アルカリ性の液中で銅配線の表面を
酸化して銅の酸化膜を生成させる方法である。(2)
の処理法は過マンガン酸カリウムを含むアルカリ
性の液を用いるもので、銅配線の表面を過マンガ
ン酸カリウムにより酸化し、アルカリ性の液中で
銅配線の表面を酸化して銅の酸化膜を生成させる
方法である。これらの処理法によつて得られる銅
表面上の酸化膜は下地の銅との密着性がよく、か
つプリプレグ（これは有機樹脂である）との高い
密着性を有する。しかし、これらの処理法によつ
て得られる銅酸化膜は耐塩酸性に乏しいので、多
層配線板を作成するプロセス上問題がある。以下
この点を説明する。

第１図ａないしｇは先行技術に基づく多層配線
板の作成プロセスを示す。両面に銅箔２を熱圧着
した有機樹脂製の絶縁板１（第１図ａ）の銅箔２
上に電気めつきもしくは化学めつきにより、銅を
厚づけしｂ、この上にドライフイルムを用いたレ
ジストパターン４を形成しｃ、次にエツチングに
より非回路部の銅２，３を除去するｄ。次に、ド
ライフイルム４を除去した後、形成された回路部
の銅上に銅の酸化膜５を形成する。このような銅
配線のなされた単板を、その後、プリプレグ７を
介在させて積み重ね（但し、最外層には銅配線の
なされていないものを用いる）、ホツトプレスに
より加熱加圧接着し、所定の回路導体部を貫くス
ルーホールＨを明けるｆ。次に、化学めつきの前
処理としてスルーホールＨ内面にも触媒を付与
し、スルーホールＨ内面にも銅めつきができるよ
うにした上で、スルーホール内面および最外層全
面に化学めつき、もしくは電気めつきにより銅３
を厚づけした後、最外層ドライフイルムによりレ
ジストパターンを形成して最外層の非回路部の銅
（３および２）をエツチングにより除去し、さら
にドライフイルムを除去して、多層配線板を完成
するｇ。

ところで、この方式の多層配線板の形成方法で
は、ｇの工程において、スルーホール内にも銅を
化学めつきするために、この化学銅めつきの前処
理としてｆの工程後の積層物を塩酸および酸性の
触媒液に浸漬した場合、プリプレグ７と銅配線３
との間の銅酸化膜５が、スルーホールと接する部
分において、酸性液中に溶解し、プリプレグと銅
配線との密着性を低下させるという欠点がある。
また、酸性液は該銅酸化膜を溶解した部分から侵
入、残留し、後に銅配線を腐食するので多層配線
板の電気的特性および信頼性を低下させるといつ
た欠点がある。しかし、現状ではこれに対する適
切な対策がなく、そのため、配線の幅を広くし
て、酸性液への銅酸化膜の溶解あるいは酸性液に
より銅配線の一部が溶解したとしても、それに十
分耐えられるだけの余裕を持たせるというような
手段を採らざるを得なかつた。

しかし、計算機の性能により高いものが求めら
れるにしたがつて、半導体素子等のより高密度の
実装を可能にするために、銅配線はより狭い精細
なものが求められるようになつて来た。そのよう
な要求に応えることは、前述のような欠点を有す
る先行技術の多層配線板の形成方法では困難であ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、多層配線板を作成する過程に
おいてスルーホール内に銅を化学めつきするため
の前処理の際に銅酸化膜が酸性液に対して安定で
あり、かつ有機樹脂製プリプレグと銅配線とが高
密着力有するような多層配線板の形成方法を提供
するにある。

〔発明の概要〕

有機樹脂に対する銅配線の密着力を高めるため
に銅配線上に酸化膜を形成することを行うが、従
来のようにこの酸化膜の一部が多層配線板を作る
工程において酸性液に接触するため、多層配線板
の信頼性を低下させ、かつ高密度配線を形成する
のを困難なものとしてきた。

そこで、酸性液に接するスルーホールと交叉
し、且つ銅配線平面上の一部又は全てに形成され
た銅酸化物のみ電気的に還元し、銅配線の側面に
は銅酸化膜を形成して用いるようにし、これによ
り、有機樹脂に対する銅配線の密着力を十分高い
ものに維持し、かつ耐塩酸性にすぐれた多層配線
板を得ることを考え、この思想に基づき本発明の
方法を案出した。

すなわち、本発明の多層配線板の形成方法は、
両面もしくは片面に回路導体として必要な厚さの
金属銅層を有する絶縁板の該金属銅層の表面を酸
化処理して該表面に銅酸化膜を形成する工程と、
該銅酸化膜を有機樹脂製プリプレグとの密着性が
低下しない程度に電解還元する工程と、該電解還
元された銅酸化膜の表面を回路部分についてのみ
レジストで覆い、レジストで覆われていない非回
路部分の上記金属銅層および銅酸化膜をエツチン
グにより除去することにより上記絶縁板上に銅の
回路を形成する工程と、かくして表面に銅の回路
の形成された絶縁板の複数枚を有機樹脂製プリプ
レグを介在させて積層し加圧接着する工程と（但
しその最外面には銅の回路が形成されていないも
のとする）、この積層物に銅の回路の所定部分を
貫くスルーホールを明ける工程と、該積層物の少
くともスルーホール内面に銅を化学めつきする工
程とからなることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

実施例 １ 本発明の一実施例を第２図を用いて説明する。

第１図におけると同様の両面に銅箔２を熱圧着
したガラス繊維強化エポキシ樹脂板１の銅箔２上
に銅３を化学めつきにより回路導体として必要な
厚さに付着させた後、銅３の表面を以下に示すよ
うな組成 NaOH ５ｇ/ Na₃PO₄・2H₂O 10ｇ/ NaClO₂ 30ｇ/ を有するリン酸系の水溶液で処理して、銅３の表
面に銅酸化膜５を形成し(A)、水洗後、銅酸化膜５
を後記プリプレグとの密着性を損わない程度に電
解還元した(B)、電解還元はNaOH5ｇ/水溶液
（PH12）を用い、0.2A／ｄm²で実施した。対極に
はステンレス板を用いた。

次に、上記電解還元後の銅酸化膜６上にドライ
フイルムによりレジストパターン４を形成し(C)、
ついで塩化第二鉄系の水溶液 FeCl₃ 40ｇ/ Conc・HCl 20ml／ により、非回路部の銅（２および３）をエツチン
グ除去し(D)、次にドライフイルム４を着けたまま
の状態で、再び上記と同じリン酸系の水溶液を用
いて銅配線の側面に銅酸化膜５′を形成し(E)、次
にドライフイルム４を例えば塩化メチレン等によ
り除去した(F)。

このようにして銅配線のなされた単板をガラス
繊維で強化されたエポキシ樹脂系のプリプレグ７
を介在させて積み重ね、ホツトプレスを用いて加
熱、加圧接着し（但し、最外層の単板としては最
外面側に銅配線のなされていない銅箔２のままの
ものを用いる）、所定の回路導体部分を貫くスル
ーホールＨを明けた(G)。この状態においては銅配
線３の側面に形成された銅酸化膜５′はスルーホ
ールの内面に露出せず、そこから隔離された位置
に在る。その後、スルーホール内面に化学めつき
のための触媒を付与し、次に、化学めつきにより
スルーホール内面および最外層全面に銅３を回路
導体として必要な厚さにめつきし、次いでドライ
フイルムにより最外層にレジストパターンを形成
した上でエツチングにより非回路部の銅（３およ
び２）を除去し、その後ドライフイルムを除去し
て多層配線板を完成した(H)。

このようにして完成された多層配線板の構造
は、第２図Ｈに示されたように、銅導体の平面部
は銅の酸化物で被覆されておらず、その側面部の
みが銅の酸化物で被覆されているものとなつてい
る。

上記プロセスにおいては、多層配線板は、スル
ーホールおよび最外層への化学めつき前処理工程
の際、スルーホール内において酸性液に銅酸化膜
層が直接触れることはない。このため、上記プロ
セスにしたがつて作成した多層配線板は耐塩酸性
にすぐれ、かつプリプレグと銅配線とが高密着性
を有し、ひいては配線密度も高いものとすること
ができた。実測によれば耐塩酸強度は48倍にな
り、ピール強度は1.1Kg／cmであつた。

実施例 ２ 実施例１における基板およびプリプレグ用の有
機樹脂としてエポキシの代りにポリイミドを用
い、かつ電解液のPHを6.0とし、それ以外は実施
例１と同じ方法により実施した。その結果、耐塩
酸性が50倍であり、また有機樹脂に対する銅配線
のピール強度は1.2Kg／cmであり、いずれの点も
すぐれた特性を示す高密度配線パターンを有する
多層配線板が得られた。

実施例 ３ 実施例１において、ドライフイルムの代りに液
状のレジストを用い、かつ電解液のPHを6.0とし、
それ以外は実施例１と同じ方法により実施した。
その結果、耐塩酸性および密着性にすぐれた高密
度配線パターンを有する多層配線板が得られた。
耐塩酸性は45倍、ピール強度は1.2Kg／cmであつ
た。

実施例 ４ 実施例１における銅箔２表面の酸化処理用の液
として、リン酸系の水溶液の代りに KMnO₄ 10ｇ/ NaOH 10ｇ/ なる組成の水溶液を用いて銅箔表面を処理したこ
と以外は実施例１と同じ方法、条件により実施し
た。その結果、耐塩酸性および密着性にすぐれた
高密度配線パターンを有する多層配線板が得られ
た。耐塩酸性は47倍、ピール強度は1.1Kg／cmで
あつた。

なお上記において、耐塩酸性およびピール強度
は下記の評価法で評価したものである。

耐塩酸性： 夫々前記第１図ｆまでの工程を終えたサンプル
および第２図Ｇまでの工程を終えたサンプルを
（１＋１）塩酸水溶液中に１時間浸漬し、塩酸中
に銅酸化膜が溶解した幅を比較し、幅が広い程不
良とした。

ピール強度： 一般に用いられている周知の評価法を使用し
た。すなわち、銅膜の幅が10mmになるようにエツ
チングし、銅膜の一部をはがし、はがした部分お
よび基板の樹脂部をそれぞれ引張試験機の治具に
固定させ、10cm／minの速度で樹脂板から銅膜を
垂直方向にはがし、膜がはがれる時の応力Ｐ(Kg)
を単位長さ(cm)当りで表わしたもの（ＰKg／cm）
で表示した。

前記プロセスにおいて、銅酸化膜の電解還元の
反応は下記の如く示される。すなわち主反応とし
て、以下の反応機構が考えられる。

電解還元液のPHとしては、PH６以上であること
が好ましい。その理由はPHが約5.5以下では、 CuO＋H₂O ―――――→ Cu（OH）₂→Cu²⁺＋2OH^- のような反応が速やかに進行し、銅箔上に酸化膜
を形成した基板を電解液に浸漬した場合、所望の
形状の電解還元膜が得られにくいからである。

なお、以上の各実施例により作成された多層配
線板は、電解還元された後の銅酸化膜中に、その
形成時に用いた前記の酸化処理用液に応じリン、
マンガンもしくは塩素または酸素を含んでいるこ
とが見出された。

以上の各実施例における第２図Ａの工程におい
て、回路となるべき銅層３は化学めつきの代りに
電気めつきにより銅箔２に着けてもよい。また銅
箔２を熱圧着した絶縁基板１を用いるものとして
説明をしたが、銅箔２の代りに銅の薄層を化学め
つきにより表面に施した絶縁基板を用いてもよ
い。

なお、銅箔２又はそれに代る銅の薄層を有しな
い絶縁板を基板として用い、これに、直接、回路
導体としての必要な厚さに銅３を化学めつきによ
り着けるようにしてもよい。或いはまた、積層さ
れたとき内部に埋没する回路導体をなす銅３につ
いては、絶縁板に圧着せしめられた且つ回路導体
として必要な厚さを有する銅板から前述に準じた
レジストパターンおよびエツチングによつて、こ
れを形成してもよい。

また、以上の各実施例では、積層さるべき各単
板にはその両面に回路を形成するものとして説明
したが、所望に応じ、全ての又は一部の単板には
片面のみに回路を形成してもよい。

なお回路設計の必要によつては、最外面には銅
配線を形成しなくともよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スルーホール内に銅の化学め
つきを施すための処理の際にプリプレグと銅配線
との間の銅酸化膜はスルーホール内面に露出する
ことがないため、塩酸その他の酸性液に侵された
り内部へ侵入されることがなく、耐塩酸性に極め
て優れており、しかもプリプレグと銅配線との密
着性も十分に確保された多層配線板を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａないしｇは先行技術による多層配線板
形成法の各プロセスを図解した断面図である。第
２図ＡないしＨは本発明の実施例による多層配線
板形成法の各プロセスを図解した断面図である。 符号の説明 １…絶縁基板、２…銅箔、３…銅
めつき層、４…ドライフイルムによるレジストパ
ターン、５…銅酸化膜、６…銅の還元膜、７…プ
リプレグ、Ｈ…スルーホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両面もしくは片面に回路導体として必要な厚
   さの金属銅層を有する絶縁板の該金属銅層の表面
   を酸化処理して該表面に銅酸化膜を形成する工程
   と、該銅酸化膜を有機樹脂製プリプレグとの密着
   性が低下しない程度に電解還元する工程と、該電
   解還元された銅酸化膜の表面を回路部分について
   のみレジストで覆い、レジストで覆われていない
   非回路部分の上記金属銅層および銅酸化膜をエツ
   チングにより除去することにより上記絶縁板上に
   銅の回路を形成する工程と、かくして表面に銅の
   回路の形成された絶縁板の複数枚を有機樹脂製プ
   リプレグを介在させて積層し加圧接着する工程と
   （但しその最外面には銅の回路が形成されていな
   いものとする）、この積層物に銅の回路の所定部
   分を貫くスルーホールを明ける工程と、該積層物
   の少くともスルーホール内面に銅を化学めつきす
   る工程とからなることを特徴とする多層配線板の
   形成方法。 ２ 銅酸化膜の電解還元に用いる電解還元液はPH
   が６以上である特許請求の範囲第１項に記載の多
   層配線板の形成方法。