JPH03268389A - 多層プリント基板の製造方法 - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、耐酸性良好な内層処理を行うことによって耐
熱性、接着性に優れたハローイング現象の少ない多層プ
リント基板の製造方法に関する。

（従来の技術） 電子機器の高度化、多様化、高信頼性に件って多層プリ
ント板の需要が増加している。　多層プリント板は１枚
以上の内層回路板、プリプレグ、銅箔等の外層導電層か
らなる多層プリント基板の外層導電層に回路形成をした
ものである。

多層プリント基板の製造において最も重要なことは、内
層回路板とプリプレグ（樹脂）との接着を良くすること
である。　この接着を良くする方法として、■内層回路
板表面に＠酸化物層を形成することか行われている。　
すなわち、第１図に示したように、ます内層回路板λの
内層銅箔２ａ上に銅酸化物層３を形成し、その上下にプ
リプレグ４を介在させ外層導電Ｎ５を重ねて成形するこ
とにより多層化し、多層化したプリント基板１はドリル
加工してスルーホール６をあける。　第１図に示したス
ルーホール６の内面には、塩酸を含むメツキ液によって
スルーホールメツキをして内層銅箔２ａ、外層導電層５
間に電気的な接続がされる。

内層回路板とプリプレグの接着向上には、上記＃Ｉ酸化
物層を形成する■の方法のほが、■内層回鍔板用の銅箔
として両面処理（粗面化）銅箔を用いる、■回路パター
ンを形成する前の内層回路板銅箔面をエツチングまたは
電気メツキによって表面を粗化する、■■の銅酸化物層
を更に電解還元又は化学還元を行う方法等があり、最も
安価な方法としてｆＪＩＡ酸化物層を形成する■の方法
が、−船釣に採用されている。

（発明が解決しようとする課題） 多層プリント板は、高密度化に伴い、小径スルーホール
が増え、ハローインクという問題がでてきた。　ハロー
イングとは、第２図に示したように、基板上を、スルー
ホールメツキのためにメツキ液に浸漬すると、スルーホ
ール６の内壁に現われた内層銅箔２ａの断面にメツキ液
中の塩酸が浸透し、特にプリプレグ４と接着している銅
酸化物層３を溶解して隙間７ができ、この結果ハンダ耐
熱性か低下する現象である。

ハローイングは、ドリル条件やスルーホールメツキ条件
にも原因かあると考えられているが、特に内層回路板と
樹脂との接着方法に起因している。

また、上記の内層回路板とプリプレグとの接着を改良し
た上記■〜■の方法には、ハローインク以外にも種々の
欠点かある。

■の方法では、前述したとおりハローイングが発生する
欠点かあり、■の方法では、両面処理銅箔の取扱いが面
倒であること、またこれをエツチング処理すると第３図
に示したような回路パターン、し」−の表面の平面部分
１１は処理銅箔面であるから粗面化されているが、エツ
チングされた側面部分１２は粗面化されておらず、耐熱
性の劣化や剥離等の原因となりやすい欠点かある。　こ
の欠点は、銅箔が厚いほど、またパターンがファイン化
するほど粗面化されていない未処理面積〈側面部分１２
）が広く、耐酸性に悪影響を与える。

また■の方法は、回路パターンの形成前に粗面化するた
め■と同様な欠点がある。　■の方法では、表面に金属
銅がむき出しとなるため、内層板表面が酸化しやすくな
り長期保存ができす、また乾燥やベーキングの際に変色
する等の欠点がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので耐酸性に
優れた内層処理を行うことによってスルーホールメツキ
時のハローイング現象を低減し、耐熱性、接着性、安定
性に優れた信頼性の高い多層プリント基板の製造方法を
提供することを目的としている。

「発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、内層回路板の表面形状をつくるためにまず第
一次銅酸化し、その酸化による厚い酸化銅層を金属銅に
還元し、そして還元した表面を薄く酸化する第二次銅酸
化の工程を行うことによって、薄い第二次酸化銅層によ
るメツキ液の塩酸の浸蝕を防止できることを見いたし、
本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、 回路パターンか形成されている内層回路板、プリプレグ
、外層導電層からなる多層プリント基板の製造方法にお
いて、内層回路板の回路パターン表面に第一次の酸化銅
層を形成する工程と、形成された第一次酸化銅層を還元
性溶液によって金属銅に還元する工程と、還元された金
属銅に再度薄い第二次の酸化銅層を形成する工程を含む
ことを特徴とする多層プリント基板の製造方法である。

通常の黒化処理では、表面の酸化銅層か酸に弱くハロー
イングとなりやすいことから、酸化銅層によらずに表面
に凹凸を形成することがハローイングを防止する最もよ
い方法と考えられるか、酸化銅層の有する優れた安定性
、耐熱性等をも失ってはならない。　一方、酸化鋼層が
厚いとハローイングが起こりやすく、薄いと耐酸性に優
れて、へローイングが起こりにくいと考えられる。　そ
れはブラウンオキサイド（黒化処理に比べ、低温、低温
度アルカリによる薄い酸化銅処理によるもの）が耐酸性
に優れていることからも立証できる。

しかし酸化銅層を薄くするだけでは引剥し強度か低下す
るので好ましくない。　従って引剥し強度が低下せず、
しかもハローイングが起こらない程度に酸化銅層を薄く
することが必要である。　本発明はこれらの背景から出
発し、第一次酸化工程と第二次酸化工程とを組み合せた
ものである。

以下、本発明の多層プリント基板の製造方法について詳
述する。

本発明に用いる内層回路板としては、通常内層回路板と
して使用されるものであればよく、特に制限するもので
はない、　通常、ガラス布基材エポキシ、ガラス布基材
ポリイミド等の両面銅張積層板等が使用される。　両面
銅張積層板に回路形成をした内層回路板は、過酸化水素
−硫酸水溶液等に浸漬しエツチングを行って粗面化した
後、希塩酸で洗浄し十分水洗するのがよい。

本発明における第一次の酸化鋼層を形成する方法として
は、特に制限はなく、アルカリ性亜塩素酸ナトリウム水
溶液、アルカリ性過硫酸カリ水溶液、硫化カリ塩化アン
モニア水溶液等に浸漬して酸化銅層を形成することかで
きる。　例えば、Ｎａ　ＣＩ　Ｏ４、Ｎａ　ＯＨ，Ｎａ
　２ＰＯａ−２Ｈ２０水溶液で第一次酸化をする場合、
通常採用される８０〜１００°Ｃの温度で数分間浸漬し
、その後水洗して第一次の酸化銅層を形成させる。

本発明の還元性溶液によって還元する方法としては、還
元剤として通常使用される例えば、次亜リン酸、次亜リ
ン酸ナトリウム、抱水ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、硫
酸ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム、Ｎ、Ｎ′−ト
リメチルホラサン、Ｎ。

Ｎ′−ジメチルボラゼン等を水で溶解したアルカリ性溶
液に、常温で数分間浸漬して第一次の酸化銅層を還元す
る。　この場合、還元力を高めるために加熱することも
できる。

本発明における第二次の酸化銅層を形成する方法として
は、Ｎａ　Ｃｌ　０４、Ｎａ　０Ｈ５Ｎａ　２　ＰＯ４
・２Ｈ２０水溶液等に浸漬するが、第一次の酸化銅層の
場合に比べてより低温で、アルカリ濃度をより低くし、
薄い酸化銅層を形成するようにする。　例えば Ｎａ　Ｃｌ　Ｏ，１０〜２０　ｇ／　ＩＮａ　ＯＨ’　
　　　　　　３〜１５　ｑ／ｌＮａ２ＰＯ，・２Ｈ２０
５！１１／Ｊ 温度　　　　　　　　　６５〜８０”Ｃのアルカリ性亜
塩素酸ナトリウム水溶液に５〜１０分間浸漬して第二次
の酸化銅層を形成する。

この第一次酸化工程、還元工程及び第二次酸化工程の３
工程は連続的に行うことか効率的で望ましいが、非連続
的にすること、また必要な２工程のみ連続的に行うこと
もできる。

本発明に用いるプリプレグとしては、通常多層プリント
基板用として使用されているものであればいかなるもの
でもよく、特に限定されるものではない。

また、外層導電層としては、銅箔等の金属箔を使用する
のがよいが、積層成形後にアディティブ法等により形成
したものでもよく、特に限定されるものではない。

こうして得られた内層回路板、プリプレグ、外層導電層
を積層成形一体にして多層プリント基板を製造すること
ができる。

（作用） 本発明の多層プリント基板の製造方法は、内層回路板の
処理工程として、第一次酸化銅を形成する工程、これを
還元する工程、更に還元したものに薄く第二次酸化銅を
形成する工程を設けることによって、ハローイング現象
の低減と酸化銅本来の安定性と耐熱性をともに維持させ
ることかできるものである。　これによって内層回路板
の取扱いが簡単で、また長期保存等ができるものとなる
。

（実施例） 次に本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例　１ （１）カラス布基材エポキシ樹脂＠張積層板に回路を形
成して内層回路板とした。　これを）（２０２３４Ｑ／
Ｉ Ｈ２ＳＯ，４６（］／Ａ 温度　　　　　　　常温 の水溶液に２分間浸漬し、エツチングを行い粗面化した
後、希塩酸で洗浄した。

（２）この内層回路板を十分水洗し Ｎａ　ＣＩ　０．　　　　　　　３０（１／Ｉ！ＮａＯ
Ｈ２５ａ／Ａ Ｎａ　２　ｐｏ、ｔ　−２Ｈ２０５Ｑ／Ｉ！温度　　　
　　　　　　　　８５°Ｃ の水溶液に３分間浸漬して第一次の酸化銅層を形成した
。

（３）次に ＮａＢＨ４２ｇ／１ ＮａＯＨ１０ｇ／ｊ！ （ＣＨ３）　２ＮＨ２０ｇ／Ｉｔ 温度　　　　　　　　常温 の水溶液に３分間浸漬して第一次の酸化銅層を還元した
。

（４）これを Ｎａ　ＣＩ　Ｏ，１０！１１／ｌ ＮａＯＨ３Ｑ／Ｉ Ｎａ　２　ＰＯ，・２Ｈ２０５Ｑ／１ 温度　　　　　　　　　　　８０℃ の水溶液に５分間浸漬して第二次の酸化銅層を形成し、
十分水洗した後乾燥させ、１０５℃で３０分間ベーキン
グを行って内層回路板を処理した。

実施例　２ 実施例１において（２）の第一次の酸化銅を形成する工
程で、 Ｎａ　Ｃ１Ｏ，３０ｇ／ｌ ＮａＯＨＩＯｇ／Ｉ Ｎａ　２　ＰＯ４−２Ｈ２０５（１／Ｉ温度　　　　　
　　　　　　８０℃ の水溶液で５分間浸漬した以外は、すべて実施例１と同
一にして内層回路板を処理した。

実施例　３ 実施例１において（３）の還元する工程で、ＢＨ３ＮＨ
（ＣＨ３）　２　５ｇ／ｌ ＮａＯＨ１０ｃ＋／１ ポリエチレングリコール　５１ｑ／　１温度　　　　　
　　　　　　常温 の水溶液で２分間浸漬した以外は、すべて実施例１と同
一にして内層回路板を処理しな。

実施例　４ 実施例３において（４）の第二次の酸化銅形成工程を Ｎａ　ＣＩ　０４２０Ｑ／ｌ ＮａＯＨ１５（］／ｊ！ Ｎａ　２　Ｐ　Ｏ−・２　Ｈ２０５ｇ／　１温度　　　
　　　　　　　　６５℃ の水溶液で１０分間浸漬した以外は、すべて実施例３と
同一にして内層回路板を処理した。

比較例　１ 実施例１において（３）の還元工程及び（４）の第二次
酸化銅層の形成工程を行わなかった以外は実施例１と同
様にして内層回路板を処理した。

比較例　２ 実施例２において（２）の第一次酸化銅層の形成工程及
び（３）の還元工程を行わなかった以外は実施例２と同
様にして内層回路板を処理した。

比較例　３ 実施例１において（４）の第二次酸化銅層の形成を行わ
なかった以外は実施例１と同様にして内層回路板を処理
した。

比較例　４ 実施例３において（４）の第二次酸化銅の形成工程を行
わなかった以外は実施例３と同様にして内層回路板を処
理した。

比較例　５ カラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板に回路形成した内
層回路板を ＤＴＰＡ　−５Ｎａ　　　　　　５２ｇ／ｊＩＣｕ　Ｓ
ｏ、−５Ｈ２０５（ｌｊ／ｊ！ｐ）［４，５ 温度　　　　　　　　　　　４５℃ の水溶液中、電流密度５Ａ／ｄｌ′１２で１５秒間陰極
電解し、水洗乾燥して内層回路板を粗面化した。

比較例　６ 両面処理銅箔を使用したカラス布エポキシ樹脂銅張積層
板に印刷法により回路形成して内層回路板とした。

以上実施例１〜４及び比較例１〜６で得られたそれぞれ
の内層回路板を用いて、エポキシ樹脂を含浸したプリプ
レグを介して銀箔を重ねて　１７０℃。

２５　ｋｏｆ／ｃｎ’で９０分間加熱加圧一体に成形し
て多層プリント基板を製造した。

実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた内層回路板、
多層プリント基板について処理表面の安定性、耐熱性、
耐ハローイング性、内層銀箔の引剥し強さの諸試験を行
ったのでその結果を第１表に示したか、本発明の多層プ
リント基板はすべて特性に優れており、頚著な効果が確
認された。

＊１　、内層回路板を温度５０°Ｃ１湿度９０％ＲＨの
条件で６０分間放置した後、表面の変色、色ムラの有無
を試験した。　◎印・・・変色ムラなし、×印・・・変
色ムラ有り ＊２　：内層回路板を温度３０°Ｃ１湿度９０％ＲＨの
条件で１０日間放置した後、表面の変色、色ムラの有無
を試験した。　◎印・・・変色ムラなし、Ｘ印・・・変
色ムラ有り。

＊３：内層銅箔に７０μｍの銅箔を使用し、この表面に
幅１００μｍのラインを２００μｍ間隔を格子状にパタ
ーンニングし、これを内層板として積層して多層プリン
ト基板をつくり、その後外層銅箔をエツチングし、２８
８℃の半田浴に３０秒間浸漬し、フクロの有無を試験し
た。　◎印・・・フクロなし、×印・・・フクレ有り。

＊４：多層プリント基板の外層導電層をエツチング除去
し、これにドリル径０．４φ、送り１．５ｎ／分１回転
数８０．０ＯＯｒ、　ｐ、　ｒｇの条件で３枚重ねて穴
明けを行い、これを試料とじて２０％の塩酸に１２０分
浸漬し、ハローイングの長さを計測した。

＊５：内層回路板の基材と、内層銀箔との引剥し強さを
ＪＩＳ法に基づき試験しな。

＊６：２６０°Ｃ，２０秒間の熱処理後、常態引き剥し
強さにおけると同じ試験を行った。

［発明の効果コ 以上の説明及び第１表から明らかなように、本発明の多
層プリント基板の製造方法によれば、耐酸性良好な内層
回路板の処理を行うことによって、表面状態か安定で取
扱いやすく、スルーホール時のハローイング現象を低減
し、耐熱性、接着性の優れた、多層プリント基板を製造
することかできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関連する多層プリント基板の層構成を
説明する端面図、第２図は本発明の課題であるハローイ
ング現象を説明する基板端面図、第３図は本発明におけ
る粗面化課題を説明する回路パターンの斜視図である。 １・・・多層プリント基板、　２・・・内層回路板、２
ａ・・・内層銅箔、　３・・・銅酸化物層、　４・・・
プリプレグ、　５・・・外層導電層、　６・・・スルー
ホール、１０・・・回路パターン、　　１１・・・粗面
化されて１する平面部分、　１２・・・粗面化されない
側面部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　回路パターンが形成されている内層回路板、プリプ
   レグ、外層導電層からなる多層プリント基板の製造方法
   において、内層回路板の回路パターン表面に第一次の酸
   化銅層を形成する工程と、形成された酸化銅層を還元性
   溶液によって金属銅に還元する工程と、還元された金属
   銅に再度薄い第二次の酸化銅層を形成する工程を含むこ
   とを特徴とする多層プリント基板の製造方法。