JPH0415993A - 多層プリント配線板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子を実装するに相応しいプリント基板
の製造方法に関し、特に回路の細線化や、回路間隙の微
細な高密度の要求に応え、マイグレーションの発生し難
い多層プリント配Ｓａ板の製造方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来一般に用いられているプリント配線板は銅箔等を導
電層として絶縁性フィルムに接着し、エツチング等によ
り回路を形成したものが使用されており、特に実装密度
を高めるために多層基板が用いられている。

しかしながら、近時は半導体パンケージの縮小化、実装
形態の変化に伴い、回路の細線化、回路間隙の縮小化、
並びに多層化といった高密度化が要求されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

回路の細線化、回路間隙の縮小化を総称してファイン化
と称するがファイン化をした回路の場合には、従来の銅
箔等を用いた金属箔積層板をへ一スとしたプリント配線
板では殆ど問題とされていなかったマイグレーションの
問題が顕在化し、ファイン化のネックとなることが認め
られている。

マイグレーションの問題は、銀ペーストを用いた印刷回
路基板や、銀めっき処理による半導体パンケージ等にお
けるリードフレーム等主として銀を導電材料とした配線
においては、耐蝕性や加工性上問題でない銀がファイン
化の故に問題視されてきたが銅箔を用いた回路の場合に
も問題であることが認識されてきている。

多層プリント配線板におけるマイグレーションの問題は
、対向する回路に対しである程度電圧を印加した場合、
回路間隙に存在する水分とそれに含まれる塩素イオンを
始めとする陰イオンの介在により、高電位側がアノード
となって回路を形成する金属が陽イオンとなって溶出し
、対向する低電位側の回路に析出することにより、回路
相互の絶縁抵抗が低下する現象を指す。

この時マイグレーションにより析出した金属の成長は、
回路導体の存在する同一平面上すなわち絶縁層表面で生
ずる場合と、多層の回路導体が対向して存在する絶縁層
内部で生ずる場合の２種類がある。

前者については、第２図により説明すれば、プリント基
板の同一平面上の導体回路２，２．２間に絶縁体６．６
が相互を絶縁している場合、電圧を印加すると、マイグ
レーション１が絶縁体６内で導体間を掛けわたすように
発生していることが認められる。

後者については、第３図により説明すれば、多層基板の
絶縁体６，６．６間にガラスクロス繊維部分５，５が設
けられ機械的に強化されており、その表面には導体回路
２，２が設けられ、スルーホール３．３にはその表面に
導体からなるスルーホールランド４．４が形成されてい
る。このようなプリント配線板においては、ガラスクロ
ス繊維部分５．５の表面にマイグレーションが発生する
ことが認められている。

この場合銀プリント印刷配線板を除くプリント配線板に
おいて、導体回路を形成する導電性金属としては圧倒的
に銅が使用されているが、銅は銀程ではないが、マイグ
レーションｌを相当発生する金属である。

マイグレーションを発生する金属の一般的な定義として
は、その金属を両極とする単純電極系を構成したとき、
アノードでの溶出（酸化反応）と、カソードでの析出（
還元反応）とが同時に発生する金属を指す。

従って、銅により形成された回路の表面にマイグレーシ
ョンを発注し難いような金属を被覆することにより、回
路間のマイグレーションの発生を抑制したものが知られ
ている。

なお、銅よりも相対的にマイグレーションの発生しがた
い金属としては、金、パラジウム、ニッケル等が挙げら
れる。

ここに従来の技術を見るに、サブトラクティブ法による
プリント基板、すなわち銅張積層板をベースにエツチン
グ法により作成されるプリント基板では、形成された回
路の露出表面にニッケルや金などのマイグレーションに
対して比較的安定な金属（以下、マイグレーション防止
用金属とい゛う）の薄膜をめっき法などにより形成する
方法が知られている。

第４図は両面板における上記のサブトラクティブ法によ
るプリント基板における実施例を示す。

図において７はベース絶縁層、９はその両面の銅箔回路
、８はその表面の電解銅めっき、１０はマイグレーショ
ン防止用金属の薄膜である。

この場合銅箔回路９，９とベース絶縁素材７とを接着す
る接着剤との界面はそのままであることから過酷な環境
条件の場合に回路側面に形成されたマイグレーション防
止用金属の薄膜１０の下端部、すなわち第４図において
（Ａ）のポイントから銅が溶出し、隣接回路との間でマ
イグレーションを引き起こし、又ベース絶縁素材が薄い
プリント配線板の場合では、上記の危険性に加えて絶縁
層を挟んで対向する上下の回路間で絶縁層を貫通するマ
イグレーションの発生をも引き起こしかねない。

又第３図に示したようにスルーホール３が近接している
場合、ガラスエポキシ基板等では、絶縁素材層内部にお
いて、ガラスクロスに沿う形でマイグレーション１が成
長し、スルーホール間で短絡する現象も生している。

一方アディテイブ法によるプリント配線板、すなわち絶
縁素材層に直接めっき法などにより、所定のパターン回
路を形成するプリント配線板では、回路を形成しようと
する金属を段階的に変化させることにより、上記のサブ
トラクティブ法の場合と異なり、マイグレーション防止
用金属の薄膜をスルーホール内壁を含め、回路と絶縁素
材との界面にも形成することができる。

第５図は上記アディティブ法による形成したプリント配
線板の一例（比較例）を示す断面図であるめ。なお、第
４図と同一部分には同一符号が付しである。

図において、第１段階として無電解めっき処理により、
回路周辺並びにスルーホール内壁の絶縁素材７の表面に
マイグレーション防止用金属の薄膜１０を形成し、第２
段階で、セミアデイティブ法であれば、電解銅めっき処
理により、銅導体８を設けて主要回路を所定の厚さとし
た後、サブトラクティブ法の時と同様、形成された回路
の露出表面（上面、側面）に第１段階の時と同様なマイ
グレーション防止用金属の薄膜１０を電解あるいは無電
解めっき処理により形成する。

このように銅箔回路の全周をマイグレーション防止用金
属の薄膜で被覆することにより、上記のサブトラクティ
ブ法プリント配線板で危惧された問題を回避することが
可能となるが、アディティブ法において析出させる金属
の種類を段階的に変更することは回路形成にかかるコス
トの大幅な増大を招くことになる。

加えて回路導体と絶縁素材との接着力を改善するために
、絶縁素材表面は粗面化されており、第１段階での絶縁
素材表面にマイグレーション防止に十分な金属膜の厚さ
を均一に、かつピンホールなく形成するためには相当量
の膜厚を必要とし、回路形成に要する時間・コストとも
にサブトラクティブ法の場合とは比較にならない程多く
がかる。

又アディティブ法によるプリント配線板は、回路導体と
絶縁素材との接着強度が弱いことから、アディティブ法
によるプリント配線板のマイグレーション対策は、屈曲
動作や折り曲げ使用されるフレキシブルプリント配線板
のような用途には通用できない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、その概要は以下に記すとおりである。

本発明は、上記の如く銅よりも相対的にマイグレーショ
ンの発生し難い導電性金属薄膜を使用し、実質的にマイ
グレーションの発生し難い多層プリント配Ｍ板を得るた
めの方法であって、銅箔の少なくとも片面に、銅よりも
相対的にマイグレーションの発生し難い導電性金属薄膜
を設け複合銅箔を形成し、これを用いて多層基板を形成
するとともに、又、多層基板のスルーホールの内壁部分
に対して無電解めっき法により、銅よりも相対的にマイ
グレーションの発生し難い導電性金属薄膜を形成し、つ
ぎに銅の電解めっき処理によりスルーホール内導電部を
形成するようにし、さらに回路表面を覆うように電解め
っき法により、銅よりも相対的にマイグレーションの発
生し難い導電性金属薄膜を形成するプリント配線板°の
製造方法である。

〔作用〕

本発明はサブトラクティブ法によるプリント配線板をベ
ースに、上記したアディティブ法によるプリント配線板
でのマイグレーション防止構造を実現するためになされ
たものであって、フレキシブルプリント配線板を始めと
し全てのサブトラクティブ法によるプリント配線板に適
用することができるものである。

本発明によれば、予めマイグレーション防止用金属の薄
膜を具備した複合銅箔を、接着剤を介してベース絶縁素
材層と積層接着した銅張り積層板を作成し、スルーホー
ルの穴明は後無電解めっき処理により、絶縁層断面の露
出したスルーホール内壁にマイグレーション防止用金属
の薄膜を形成し、さらに無電解めっき処理により銅めっ
きを施して通常スルーホールレベルまで膜厚を厚くし、
ｉｌ常のエツチングプロセスにより、回路形成を行う。

従って回路形成終了の時点では、回路底辺の側面には予
め銅箔に形成されていたマイグレーション防止用金属の
薄膜を形成し、あるいは同等なマイグレーション防止用
金属の薄膜を形成し、回路底辺の側面に露出していた銅
箔上のマイグレーション防止用金属の薄膜と、めっきに
より形成した同様な金属薄膜によって銅箔からなる回路
の表面全周を被覆するものである。

〔実施例〕

次に本発明の実施例として第１図を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の製作プロセスを示す断面概念図である
。

図中■において、１１は銅箔を示し、銅張り積層板を作
成する以前に銅箔表面のマイグレーション防止用の導電
性金属の薄膜１０が形成され、銅箔１１とマイグレーシ
ョン防止用の導電性金属の薄膜１０とは一体となり、導
電性金属箔（複合銅箔）を構成している。７はベース絶
縁層であり、１３は上記の導電性金属箔とベース絶縁層
７とを相互に接着する絶縁性接着剤である。

銅箔１１としては３５μｍ厚で接着に供する面を粗面化
した圧延銅箔を用い、その粗面化した面に対して電解め
っき法により、マイグレーション防止用の導電性金属の
薄膜１０を形成する。

ベース絶縁層７は２５μｍ厚で接着に供する両面をサン
ドマット処理により粗面化したポリイミドフィルムを、
接着剤１３にはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主体
としたエポキシ樹脂とブタジェンゴム、ニトリルコム、
エポキシ硬化剤としてイミダゾール系硬化剤並びに増粘
剤を混練したものを用い、ポリイミドフィルム７０両面
に接着剤１３を３０μｍ厚となるように均一に塗布し、
オーブンにて１３の接着剤に含まれる溶剤を除去し、接
着剤を反硬化状態（Ｂステージ状態）とする。

次に図中■に示すように、ニッケル薄膜等のマイグレー
ション防止用の導電性金属の薄Ｍ１ｏの施された面かベ
ース絶縁層７に対向するように、ニッケルめっき銅箔で
ベース絶縁層を両面から挟むように積層し、加圧加熱し
て相互を接着し、接着剤１３を完全に硬化させＣ状態と
する。

次に図中■に示すように、■の金属箔張り積層板にスル
ーホール１２用の穴明けを行い、続いて図中■に示すよ
うに、無電解めっき処理によりニッケル薄膜等のマイグ
レーション防止用の導電性金属の薄膜工０をスルーホー
ル用の穴内壁を含む金属箔張り積層板の表面全体にマイ
グレーション防止用の導電性金属の薄膜のめっき１ｏを
施し、スルーホール内の導電性金属膜厚を十分なレベル
まで厚くする。

次に■に示すように、スルーホール内壁およびその周辺
を残して上記無電解ニッケルめっき等のマイグレーショ
ン防止用の導電性金属の薄膜１０をエツチングにより除
去した後、■に示すように銅の電解めっき処理により、
スルーホール内壁を含めた金属箔張り積層板の表面全体
に銅めっき８を施し、スルーホール内の金属膜厚を十分
に銅で厚くする。

かくしたものを■に示すように、金属箔張り積層板の両
面に所定の回路パターンを描くためのエツチングレジス
トを形成し、エツチング処理により、不要部分の銅箔並
びにめっき金属からなる金属箔部分を除去して所定の回
路パターンを形成する。

次に■に示すように、電解めっき処理により、回路部分
の表面に露出している部分にマイグレーション防止用の
導電性金属として二・７ケル等の導電性金属の薄膜１０
を形成し、図中■において銅箔に予め形成されているニ
ッケル等の導電性金属の薄膜１０とともに、回路の銅構
成部分をニッケルの薄膜により完全に被覆しで本発明の
多層回路板を得る。

本発明を実施するにあたり、回路パターン形成後の電解
めっき処理によるマイグレーション防止用の導電性金属
の薄膜の形成は、例えば部品実装等の半田付けに供する
回路部分や、マイグレーションの発生がパターン上発生
し得ないような部分について、めっきマスキングを施し
て回避することが可能であり、従って同一パターン内で
マイグレーション防止部分とそうで無い部分とを製作し
得ることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、上記の方法により、多層回路配線
板を製造しているので、以下に記す効果を生じている。

１）スルーホール内壁の銅からなる導電部と絶縁素材断
面部分との間に、マイグレーションの発生し難い金属の
薄膜が存在するために、近接するスルーホール間に発生
するマイグレーションによる短絡を防止することができ
る。

２）回路の銅で構成される部分をマイグレーションの発
生し難い金属の薄膜で全周被覆することにより、回路間
隙の微細な回路においてマイグレーションの発生を防止
することができる。

３）アディティブ法による基板の作成工程の煩雑さやコ
ストの問題が解消され、サブ［・ラッテイブ法とめっき
処理の併用により、経済的で能率のよい製作ができる。

４）金属箔張り積層板形成時点で、既にその境界面にマ
イグレーションの発生し難い金属の薄膜が形成されてい
るため、フレキシブルプリント配線板のような絶縁素材
層の薄い配線板においても絶縁素材層を上下に貫通して
発生するマイグレーションを防止することができる。

５）形成された回路は、金属箔張り積層板形成時点で、
十分な接着力により接着されているため、アディティブ
法によるプリント配線板のような導体剥離を発生し難い
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法による両面プリント配線板の製作
工程を示す断面図、第２図は絶縁体表面の回路間に発生
したマイグレーションを示す上面図、第３圓は両面板に
おけるガラスクロス繊維に沿って絶縁層内部乙こ発止し
たマイグレーションを示す断面図、第４図は、マイグレ
ーションノ防止をサブトラクティブ法で施した従来のプ
リント配線板の断面図、第５図はスルーホール内壁を含
みアディティブ法によりマイグレーションを防止した従
来のプリント配線板の断面図である。 １１　：銅箔 １２ニスルーホール用穴 １３：接着剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅箔の少なくとも片面に、銅よりも相対的にマイグレー
   ションの発生し難い導電性金属薄膜を設け複合銅箔を形
   成する工程と、２枚以上の該複合銅箔を該マイグレーシ
   ョンの発生し難い導電性金属薄膜を接合面としてベース
   絶縁層側に向け、絶縁性接着剤により接着してベース絶
   縁層に２層以上の導電層を有する積層板を形成する工程
   と、積層板の２層以上の導電層間を電気的に接合するた
   めのスルーホールの穴明け加工する工程と、スルーホー
   ル穴の内壁部分に対して無電解めっき法により、銅より
   も相対的にマイグレーションの発生し難い導電性金属薄
   膜を形成し、さらに銅の電解めっき処理によりスルーホ
   ールランドを形成するとともに積層板全体の表面を被覆
   する工程と、回路を形成する導電層の表面をエッチング
   して回路パターンを形成する工程と、回路パターンの全
   周を電解めっき処理により、銅よりも相対的にマイグレ
   ーションの発生し難い導電性金属薄膜を形成する工程と
   からなることを特徴とする多層プリント配線板の製造方
   法。