JPH02296392A - 銅ポリイミド多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業−」二の利用分野） 本発明は耐熱性及び電気特性の優れた銅ポリイミ１〜多
層基板の製造方法に関するものである。

（従来の技術〉 近年、電子材料の高密度化に伴い、多層配線の形成技術
が重視され、これに適した種々の材料を用いた多層配線
基板やそれへの製造方法が提案されている。これらの中
でポリイミドを絶縁体として用いたものは耐熱性が良好
で且つ低誘電率で高絶縁性を有するなと電気特性も優れ
ているので注目されている。

銅ポリイミド多層基板の製造方法としては通常シーケン
シャル積層法が適用されているが、その工程を略述する
と次の通りである。すなわち、１、ポリイミドフィルム
の片面もしくは両面に接着剤を用いて銅箔を貼りつける
工程。

２、めっきレジストを印刷して焼成する工程。

３　マスクを用いて露光し５、次いで現像する工程。

４、エツチングにより銅パターンを形成する工程。

５　形成された銅パターンに銅電解めっきを施゛す工程
。

６、レジストを除去して配線板を得る工程。

７　得られた配線板を内層板とし、複数の内層板を必要
に応じ接着剤として半硬化状態の樹脂シートや熱硬化性
樹脂含浸基材を挟み込んで接着する工程。

勿論この場合においてアディティブ法を用いてポリイミ
ドフィルムの片面もしくは両面にパターンを形成した配
線板を内層板とし、上記第７エ程を実施し、得るもので
あることは云うまでもないことである。

（発明が解決しようとする課題） しかし前記したシーケンシャル積層法によるときは、材
料と一〇用いるポリイミドフィルムや銅箔の有する厚み
により得られた多層基板の厚みが大きくなり過ぎ、殊に
使用上の要求から多層基板の厚みが限定されているよう
な場合には積層数を制限せざるを得なくなると云う欠点
があった。

ｒｉ’ｉＪ故ならば多層基板の厚みを薄くしなり、限定
された厚みの中で積層数を多くするためにはポリイミド
フィルムや銀箔を薄くせざるを得ないが、例えばポリイ
ミドフィルムを極端に薄くすると銅箔を接着する工程に
おいて用いられるエポキシ系等の接着剤の耐熱性や′電
気的！Ｉｈ性の低下を防上し得す、また銅箔の厚みを極
端に薄くすると、接着時に銅箔表面に多数の皺を生じ平
滑な接着が困難となり、何れにして積層数か多くしかも
良好な品質特性を有する多層基板を得ることは困難であ
るからて゛ある。これを避（するために、ｊ同省にボ“
リアミド酸の溶液を塗布した後これをイミド化して接着
層のない片面基板を得、これをもとにして多７４７化を
行なう方法が検討され−（いるが、この方法では多層化
に際して片面基板の樹脂面一１−に導体層を追加する必
要があり、この場合にやはり接着剤の使用が避けられず
、従ってｉｉｆ記と同様な問題点を解消し得るものとは
ならなかつ′／：：。

本発明は銅ポリイミド多層基板の製造に際しての」−記
したような問題点を解決し、品質特性を害する原因とな
るような接着剤を使用することなくしかも積層して得ら
れる銅層やポリイミド層の厚みを任意に調節することに
よって全体を所望の厚みに調整し得るようなタ彫］″リ
イミド多層基板の製造法を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、基板に対するポリイミド層及び銅層の積層
を次の二つの単位工程よりなる積層工程を１回又は２回
以上繰返し行なう方法、即ち積上Ｇす型多層基板製造方
法（ビル１〜アツプ法）を採用することによって］−記
の目的を達成することに成功した。

即ち本発明は芳香族ポリアミック酸溶液を基板上に塗布
し、これを自然乾燥し次いで更にこれを１０（）〜２０
０”Ｃ：の温度にて加熱乾燥を行ない、しかる後２００
〜４（）０°Ｃの温度で３０分以−ヒの加熱処理を施す
ことによってこれをイミド化するポリイミド層形成工程
と、形成されたポリイミド層の表面に銅めっきを施し銅
層又は銅の回路パターンを形成する銅層形成工程とより
なる積層工程を１回以上行なうことによってポリイミド
層と銅層を交互に形成した銅ポリイミド多層基板を得る
ことを特徴とするものである。

（作用〉 本発明においては上記の如き二つの単位工程、即ちポリ
イミド層形成工程とこれに続く銅層形成工程を組み合わ
せた積層工程を基板の片面又は両面に対して適宜回数の
積層処理を行なうものであるが、出発材料として用いる
基板とし、ではポリイミドフィルムの片面もしくは両面
にめっき法により所望の銅の回線パターンを施したもの
を用い、その片面もしくは両面Ｑこ上記の積層工程を行
なうものであることは云うまでもない。

本発明においてポリイミド層形成工程Ｃご用いる芳香族
系ポリアミック酸は、芳香族テトラカルホン酸二無水物
とこれと同モルの芳香族ジアミンとを反応させてポリイ
ミド前駆体を形成さぜ／ごものであって、その使用（こ
際してはジメチルアセＩ・アミド、ジメチルホルムアミ
ド、Ｎメチル２ピロリドン、ジエチレンクリコールジメ
チルエーテル等を溶媒として用いる。

溶液濃度、塗布量等の塗布条件は所望するポリイミド層
の厚み等によって任意に調整する。基板上への溶液の塗
布はスビンコー１〜法、バーコート法、スプレーコート
法あるいはコールコート法など適宜の方法を採用して行
なってよい。

溶液塗イ１ｊ後に乾燥を行なうのは溶液中の溶媒が塗布
層に残存しなま＼でイミド化のための加熱処理を施すと
発泡を生じて平滑なポリイミド層が得られないからであ
る。しかして塗布層中の溶媒を十分に除去するなめには
、塗布後の基板を表面か湿潤でない状態になるまで自然
乾燥し、次いて更にこれを１００〜２００’Ｃの温度に
加熱乾燥することが必要である。

基板上に塗布したポリアミック酸をイミド化するために
は少なくとも２００°Ｃ以上の温度が必要である。しか
し余り高温てイミド化を行なうと生成したポリイミドが
、環化重合、鎖切断、脱水素等の反応を起こし熱劣化す
るため、加熱温度は４００°Ｃ以上に留めることが望ま
しい。加熱は適宜の方法によって行なってよく加熱雰囲
気等特別な指定はない。イミド化によって形成するポリ
イミド層の厚みは所望される積層基板の厚み、積層数等
を勘案して適宜定められるが、５〜３０！ｚｍの範囲に
することが好ましい。

銅層形成工程では基板のポリイミド化層の表面に銅の化
学めっきを施すか、化学めっき後更に電気めっきを施こ
ずことによって銅層を形成し、要すればこれを用いて回
路パターンを形成し、その後に必要に応じ表面処理を加
える。これらの各処理は常法に従って行なわれる。

第１図乃至第６図は銅ポリイミド基板の両面に上記二つ
の工程を組合わぜな積層工程を繰返し行なって多層基板
を製造する場合を例にとって本発明の方法を工程順に図
示したものである。

第１図に示すものは出発材料として用いな鉗ｌポリイミ
ド基板であって、ポリイミドフィルム１の両面に常法に
よってめっき法による銅の回路パターン２を形成したも
のである。

第１−図の基板の両面に所望量のポリアミック酸溶液を
スピンコード法等の適宜の塗布法により塗布することに
よって、ポリアミック溶？夜が回路パターン２による凹
凸を隙間なく完全に埋めて平滑なポリアミック酸層が形
成されるようにした後、これを乾燥し加熱してイミド化
し、第２図に示す如く所望の厚さのポリイミド層３を得
る。

次いで層間接続をするために、第３図に示す如く回路部
分のポリイミド層にエツチングを施して開［１部４を設
け、次にポリイミド表面５を粗面化し、これに触媒活性
化処理を施した後銅の化学めっきを行ない、更に要すれ
ば銅の電気めっきを施すことによって所望の厚みの銅層
を形成し、次いでこれにエツチング処理を施すことによ
って第４図に示す如き回路パターン２゛を形成する。

上記の積層工程を繰返すことによって第５図及び第６図
に示す如くポリイミド層３と銅の回路パターン２゛とを
交互に積層した銅ポリイミド多層基板を得ることが出来
る。

なお回路の貫通接続を必要とする場合には第６図に示す
如く積層後基板にドリル等による穴開は加工をおこなっ
て、スルーホール６を形成せしめればよい。

以」二連へた如く本発明の方法によって得られる多層基
板は接着剤を使用しないので熱的、電気的特性が優れて
おり電子材料として好適である。

（実施例〉 次に本発明の実施例について述べる。

実施例］− 厚さ５０μＩｌｌのポリイミドフィルム（宇部興産社製
「ユーピレックス５０ＳＪ）の両面にめ−）き法により
銅回路パターン（ＪＩさ各１５μＴＴＩ）を設けた外ｌ
ポリイミド基板の両面にペンゾフエノンテ１〜ラカルボ
ン酸二無水物と、これと同モルのジアミノベンゾフェノ
ンとをジエチレングリコールジメチルエーテル中て反応
させて得なポリアミック酸溶液（三井東圧化学社製ｒ　
１．ａ　ｒ、ｃ−１’　Ｐ　Ｉワニスタイプ’Ｊ　）に
ジメチルアセトアミドを加え、濃度調整をしたポリマー
溶液を塗布し、室温で乾燥して湿潤性かとれた時点で１
５０℃に１時間加熱乾燥を行ない、しかる後３００“°
Ｃに１８時間加熱処理を施すことによってイミド化し、
厚さ各々２０μｍのポリイミド層を基板の両面に形成し
た。

次いで該ポリイミド層の表面を化学的に粗面化した後、
奥野製薬工業社による（ｌ　ｌ）Ｃプロセスを利■して
銅の化学めっきをほどこし、更にこれに銅の電気めっき
を施して各々１５μｍの銅層をポリイミド層の両表面に
形成しな。この両銅層に常法によりエツチング処理を施
して回路パターンを形成し４層基板を作成した。

得られた基板は接着剤の使用がないなめ良好な耐熱性と
電気特性を示し、電子材料用の配線基板としＣ好適であ
った。

実施例２ 厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（東し・デュポン社
製「カプトン１００１］、、　ｊ〉の両面にめっき法に
より銅回路パターン（厚さ各１０μｍ）を設げな銅ポリ
イミド基板の両面に、ヘンゾフエノンテ１へラカルボン
酸二無水物と、これと同モルのジアミノベンゾフェノン
とをジエチレングリコールジメチルエーテル中で反応さ
せて得たポリアミック酸溶液（三井東圧化学社製ｒ１．
−ａｒｃ、−ＴＰＩワニスタイプＪ）にジエチレングリ
コールジメチルエーテルを加え、濃度調整、をしたポリ
マー溶液を塗布し実施例１−と同様にイミド化し厚さ各
々１５ノｚｍのポリイミド層を両面に形成し／：：。

次いてポリイミド層の各面を化学的に４．１１向化した
後、奥野製薬工業社による０１）Ｃプ１コセスを利用し
て銅の化学めっきを施して各１０ノ屈ηグ）厚さグ）銅
層を両面のポリイミド層表面に形成しな。この両銅層に
常法によりエツチング処理を旋し７て回路パターンを形
成した。以上の積層工程を更に繰返して６層基板を作成
した。

得られた基板は接着剤を用いないノとめ良好な１１１Ｎ
熱性と電気特性を示し、電子材料用の配線基板として好
適であった。

比較例 厚さ２５μｍのポリイミドフィルムく東し・デュポン社
製［カブ１〜ン１００１−１　、Ｊ　）の両面にめっき
法６ごより銅回路パターン（厚さ各１（）μｍ）を設け
た銅ボリイミ１〜基板の両面に、ヘンソフエノンテ１ヘ
ラカルボン酸二無水物と、これと同モルのジアミノベン
ゾフェノンとをジエチレンクリコールジメチルエーテル
中で反応させて得たポリアミック酸溶液（三井東圧化学
社製ｒｌａｒｃ−ｒＰｆワニスタイブー１）にジエチレ
ングリコールジメチルエーテルを加え、濃度調整をした
ポリマー溶液を塗布し、実施例］−と同様にしてイミド
化し、厚さが各々１５メ１ｍのポリイミド層を形成しな
。

次いて、厚さ１８メｚｍの純銀箔をエポキシ系接着剤を
用いて各ポリイミド層の表面に接着し、この両面の銅層
をエツチング処理して回路パターンを形成しな。以−に
の工程を更に繰返して６層基板を作成しな。

得られた基板はイオン性不純物を吸着しやすいエポキシ
系接着剤層を内部に７１層も含んているので良好な耐熱
性と電気的特性が得られず電子部品用の配線板として不
適であった。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の銅ポリイミド多層基板製造
方法によれば、積層されるポリイミド層や銅層の厚さを
任意に設定出来るため、可撓性に優れた多層基板を容易
に製造することが出来、また本発明の方法によって得ら
れた多層基板は内部に接着剤層を含まないなめに、これ
を含む従来法によるものに較べて遥かに耐熱性や電気的
特性が優れており、１−８Ｉ技術の高度化や高集積化に
伴う配線系の細密化、高度化に十分に対応することが出
来るので、これら電子部品の配線板として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の銅ポリイミド多層基板製造
方法の１一実施態様における工程図を示したものである
。 １・・・ポリイミドフィルム、２．２゛・・・銅回路パ
ターン、３・・・ポリイミド層、４・・・開口部、５・
・・ポリイミド層表面、６・・・スルーポール 特許出願人　　住友金属鉱山株式会社 第 図 第 図 第 図 ＾４− 弔 図 弔 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香族ポリアミック酸溶液を基板上に塗布した後
   これを自然乾燥し、次いで更に１００〜２００℃の温度
   で乾燥した後、２００〜４００℃の温度で３０分以上加
   熱処理を施すポリイミド層形成工程と、これにより得ら
   れたポリイミド層の表面に銅めっきを施し銅層又はこれ
   に銅の回路パターンを形成する銅層形成工程の二つの工
   程を組合わせてなる積層工程を１回以上行なうことを特
   徴とする銅ポリイミド多層基板の製造方法。
2. （２）積層工程は基板の両面に対して行なう請求項１記
   載の銅ポリイミド多層基板の製造方法。
3. （３）積層工程は基板の片面に対して行なう請求項１記
   載の銅ポリイミド多層基板の製造方法。