JPH04180695A - 内層用回路板の銅回路の処理方法 - 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、多層プリント配線板の製造に使用される内層
用回路板の銅回路の処理方法に関するものである。

【従来の技術】

多層プリント配線板は、片面乃至両面に銅箔等で回路を
形成した内層用回路板にプリプレグを介して外層用回路
板もしくは銅箔を重ね、これを加熱加圧成形して内層用
回路板と外層用回路板もしくは銅箔とを積層することに
よって、製造されるのが一般的である。 この多層プリント配線板にあっては、内層用回路板に形
成した銅の回路と外層用回路板もしくは銅箔を積層させ
るプリプレグの樹脂との接着性を確保することが必要で
ある。特に内層用回路板の回路を電解銅箔によって形成
する場合、銅箔の片面は粗面に形成されるが他の片面は
平滑面に形成されており、内層用回路板の製造に際して
は粗面で銅箔を接着させているために、内層用回路板の
銅回路の表面は銀箔の平滑面となり、銅回路とプリプレ
グの樹脂との接着性は非常に低くなるものであって、接
着性を高める工夫か必要となるのである。 そこで、従来から種々の方法で銅の回路と樹脂との接着
性を高めることが検討されており、例えば銅回路の表面
に銅酸化物を形成して接着性を高めることが一般になさ
れている。銅を酸化処理して得られる銅酸化物には表面
に微細な突起が形成されることになり、この突起によっ
て銅の回路の表面を粗面化して接着性を高めることがで
きるのである。そしてこの銅回路の表面に銅酸化物を形
成する方法としては、過硫酸カリウムを含むアルカリ水
溶液、あるいは亜塩素酸ナトリウムを含むアルカリ水溶
液などを用いて処理することによっておこなうことが一
般的である。しかしながら、銅酸化物、特に酸化第二銅
は酸に溶解し易いために、多層プリント配線板にスルー
ホールをドリル加工した後にスルーホールメツキをする
際に化学メツキ液や電気メツキ液に浸漬すると、スルー
ホールの内周に露出する銅回路の断面部分の銅酸化物層
がメツキ液の酸（塩酸等）に溶解し、スルーホールの内
周から銅回路と樹脂との界面を酸が浸入する溶解侵食が
発生するいわゆるハロー現象か起こり易くなり、多層プ
リント配線板の信頼性か低下するおそれがある。 そこで本出願人は従前に特願平２−６９３６３号等にお
いて、発生期の水素による還元処理の方法を提案した。 すなわち、酸化処理して内層用回路板の銅回路の表面に
銅酸化物を形成した後に、銅回路の表面に銅酸化物より
もイオン化し易い亜鉛（Ｚｎ）粉末をコーティングし、
次いて酸で処理してＺｎを溶解させると同時にこの際に
発生する発生期の水素によって、表面の微細な凹凸を残
したまま銅酸化物を強力に還元させ、銅酸化物を酸に溶
解しにくい酸化第一銅あるいは金属銅にするのである。 そしてこのように還元処理したのち、内層用回路板を水
洗して酸を洗い流し、内層用回路板を多層プリント配線
板への成形に用いることができる。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、上記のように内層回路板の銅回路の表面にＺｎ
粉末をコーティングするにあたっては、Ｚｎ粉末を分散
懸濁した懸濁溶液中に回路板を浸漬して、銅回路の表面
にＺｎ粉末を付着させることによっておこなっているが
、Ｚｎ粉末のコーティングにはむらがあり、銅酸化物の
還元が不十分になってハローが発生するおそれがある。 そこで、還元処理不良が生じないようにするためにＺｎ
粉末のコーテイング量を多くすることが必要になり、コ
スト高になるという問題があった。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、Ｚｎ粉
末のコーティングを均一におこなってハローの発生を確
実に防止できると共に処理コストを低減することができ
る内層用回路板の銅回路の処理方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】

本発明に係る内層用回路板の銅回路の処理方法は、内層
用回路板に設けた銅の回路を酸化処理して回路の表面に
銅酸化物を形成し、次いでＺｎ粉末の懸濁溶液中にこの
回路板を浸漬して銅酸化物の表面にＺｎ粉末をコーティ
ングした後、酸でＺｎ粉末を溶解させると同時にこの際
に発生する発生期の水素で銅酸化物を還元させるにあた
って、Ｚｎ粉末の懸濁溶液中に浸漬した回路板をその表
裏面に垂直な方向で上下方向に揺動させることを特徴と
するものである。 また本発明において、Ｚｎ粉末の懸濁溶液中に浸漬した
回路板をその表裏面に垂直な方向で鉛直方向に回転させ
るようにしてもよい。 さらに本発明において、Ｚｎ粉末の懸濁溶液中に、浸漬
した回路板の表裏両面にそれぞれ液流の強さを交互に切
り換えて液流を当てるようにしてもよい。 以下本発明の詳細な説明する。 内層用回路板としては、銅箔を張った銅張ガラスエボキ
シ樹脂積層板、銅張ガラスポリイミド樹脂積層板などの
銅箔をエツチング処理等することによって、片面もしく
は両面に銅の回路を設けて形成したものを使用すること
ができるか、その他、積層板に化学メツキや電気メツキ
で銅の回路を片面もしくは両面に形成したものなとを使
用することもできる。そしてまずこの内層用回路板の表
面を粗面化処理するのか好ましい。粗面化処理は、パフ
研摩、ソフトエツチング等による化学薬品処理、電解処
理、液体ホーニング等によっておこなうことができる。 銅箔として両面が粗面に予め形成されたものを用いる場
合には、このような粗面化処理は省略することができる
。 次に、この内層用回路板の銅回路の表面を酸化処理する
。酸化処理は、過硫酸カリウムを含むアルカリ水溶液や
、亜塩素酸ナトリウムを含むアルカリ水溶液など、酸化
剤を含むアルカリ水溶液を用いて処理することによって
おこなうことができる。このように酸化処理することに
よって銅回路の表面に銅酸化物を形成することができる
ものであり、銅酸化物は主として酸化第二銅（Ｃｕｂ）
によって形成される。そしてこの酸化処理によって銅回
路の表面には微細な突起か生成され、銅回路の表面に凹
凸を形成して粗面化することかできるのである。 このようにして内層用回路板の銅回路の表面に鋼酸化物
を形成させた後に、銅酸化物に発生期の水素を作用させ
、その強力な還元作用で銅酸化物をその表面の凹凸を残
したまま酸化第一銅あるいは金属銅に還元させるもので
ある。このように還元処理するにあたって、ます銅酸化
物（主としてＣｕｂ）よりもイオン化し易いＺｎ粉末を
銅回路の銅酸化物の表面に付着させてコーティングする
。このＺｎ粉末のコーティングは、例えば水にＺｎ粉末
を分散懸濁させることによって調製される懸濁溶液に内
層用回路板を浸漬することによっておこなうことができ
る。 そして本発明の第一の発明は、このように内層用回路板
ＡをＺｎ粉末懸濁液Ｂに浸漬するにあたって、第１図に
示すように、処理槽ｌ中のＺｎ粉末懸濁溶液Ｂ中に浸漬
した内層用回路板Ａをその表裏面に垂直な方向で上下方
向に揺動させるようにしている。すなわち第１図の例で
は、Ｚｎ粉末懸濁溶液Ｂ中に回路板へを鉛直状態に浸漬
し、そして回路板Ａの上端を中心にして回路板Ａをその
表面に垂直な方向で上下に重力方向に対して所定の角度
α、βで揺動させるようにしている。α及びβはそれぞ
れ１０以上の大きい角度である程望ましい。このように
回路板ＡをＺｎ粉末懸濁溶液Ｂ中で所定角度で揺動させ
ることによって、回路板Ａの表面にＺｎ粉末懸濁液Ｂの
液流を生じさせることができ、回路板Ａの表面にＺｎ粉
末を均一に作用させて銅回路の表面にＺｎ粉末を均一に
コーティングすることができるものである。従ってＺｎ
粉末のコーテイング量を多くする必要なく、Ｚｎ粉末の
コーティングを万遍なくおこなうことができるものであ
り、処理コストが高くなるということがなくなるもので
ある。 また本発明の第二の発明は、Ｚｎ粉末懸濁溶液Ｂ中に浸
漬した回路板Ａをその表裏面に垂直な方向で鉛直方向に
回転させるようにしている。すなわち第２図の例では、
Ｚｎ粉末懸濁溶液Ｂ中に回路板Ａを一方の面が上になる
ように水平状態に浸漬し、そして他方の面か上になるよ
うに表裏反転させるよう矢印方向に１８０°の角度で回
転させている。この回転は間欠的におこなうようにして
も連続的におこなうようにしてもいずれでもよい。この
ように回路板ＡをＺｎ粉末懸濁溶液Ｂ中て回転させるこ
とによって、回路板Ａの表面にＺｎ粉末懸濁液Ｂの液流
を生じさせて回路板Ａの表面にＺｎ粉末を均一に作用さ
せることかできるものであり、またＺｎｎ粉末懸濁液空
中沈降して回路板Ａの表面に堆積するＺｎ粉末の量も表
裏両面で等しくなり、この結果銅回路の表面にＺｎ粉末
を均一にコーティングすることができるものである　　
゛さらに本発明の第三の発明は、Ｚｎ粉末の懸濁溶液中
に浸漬した回路板の両面にそれぞれ液流の強さを交互に
切り換えて液流を当てるようにしている。すなわち第３
図の例では、Ｚｎ粉末懸濁溶液Ｂ中に回路板Ａを鉛直状
態に浸漬し、そしてプロペラ２を回転駆動させることに
よって処理槽１内に液流を発生させ、回路板Ａの両面に
それぞれこの液流を直角に吹き当てるようにしである。 このとき第３図（ａ）のように回路板への一方の面に強
い液流（二重矢印で示す）を当てると同時に回路板Ａの
他方の面に弱い液流（−重矢印で示す）を当てるように
し、この後に、液流の強弱を切り換えて第３図（ｂ）の
ように回路板Ａの一方の面に当てる液流を弱くすると同
時に回路板Ａの他方の面に当てる液流を強くするように
してあり、この第３図（ａ）、（ｂ）の操作を繰り返し
おこなわせるようにしである。液の流速は、強のほうは
回路板Ａのセットが外れない程度であれば特に規制され
るものではなく、また弱のほうはＯｍ／秒でもよい。こ
のように回路板Ａの両面に末懸濁溶液Ｂの液流を吹き当
てることによって、回路板Ａの表面にＺｎ粉末を均一に
作用させることができるものであり、また液流の強さを
交互に切り換えて液流を当てるようにしているために、
Ｚｎ粉末の作用を一層均一にすることができ、この結果
、銅回路の表面にＺｎ粉末を均一にコーティングするこ
とができるものである。 尚、上記第１図、第２図、第３図の各方法を組み合わせ
てＺｎ粉末をコーティングするようにしてもよく、この
場合、特に第１図と第３図の方法の組み合わせ、第２図
と第３図の方法の組み合わせが良好である。 上記のようにして銅回路の酸化物層の表面にＺｎ粉末を
付着させてコーティングした後に、Ｚｎ粉末を酸で銅酸
化物の表面から溶解させる。Ｚｎ粉末を溶解させる酸は
特に限定されるものではないが、銅酸化物の溶解と還元
速度の点から、酸化力の低い硫酸や塩酸などの水溶液が
好ましい。また酸でＺｎ粉末を溶解させるにあたっては
、酸の浴に内層用回路板を浸漬したり、内層用回路板に
酸をスプレーしたりすることによっておこなうことがで
きる。このように酸でＺｎ粉末を溶解させると、このＺ
ｎは銅酸化物よりもイオン化し易いために銅酸化物より
優先的に陽イオンの状態で溶解される。このようにＺｎ
粉末が酸に溶解される際に水素が発生し、この水素で銅
回路の銅酸化物に還元作用が働き、銅酸化物中の酸化第
二銅（ＣＵＯ）を酸化第一銅（Ｃｕ＊Ｏ）や金属銅（Ｃ
ｕ）に還元させることができる。特に、Ｚｎが酸の水溶
液に溶解する際に生成される水素の発生直後の状態、す
なわち発生期の水素は極めて反応性に富み、還元作用が
非常に高いものであり、しかもこの発生期の水素は銅酸
化物の表面に直接作用するために、鋼酸化物を強力に還
元させることができる。このように銅回路の表面に形成
した銅酸化物を還元させることによって、銅酸化物を酸
に溶解しにくいものにすることができるものであり、酸
に溶解することによって発生するハロー現象を防ぐこと
が可能になるのである。ここで、上記のように酸を作用
させる際に銅回路の表面に形成した鋼酸化物が酸に溶解
されると、銅の酸化で形成された凹凸粗面が消失されて
しまうおそれがあるが、銅酸化物の表面には銅酸化物よ
りも優先して酸に溶解されるＺｎ粉末がコーティングさ
れているために、このＺｎ粉末で銅酸化物を酸から保護
しながら還元させることかでき、綱の酸化で形成される
凹凸粗面を保持しつつ銅酸化物を酸に溶解しにくい状態
に還元することができるものである。またＺｎ粉末が酸
に溶解する際に発生する水素などのガスが鋼酸化物の表
面を包むために、このガスによっても銅酸化物を酸から
保護することかできる。 このようにして酸で処理して還元処理をおこなった後に
、内層用回路板を直ちに強アルカリの溶液に浸漬したり
、内層用回路板に強アルカリの溶液をスプレーしたりし
て内層用回路板に付着する酸を中和して除去し、そして
さらに直ちに水洗や湯洗等して乾燥し、あとはこの内層
用回路板を用いて、通常の工程で多層プリント配線板を
製造することができる。すなわち、この内層用回路板に
プリプレグを介して外層用回路板（あるいは他の内層用
回路板）やもしくは銅箔を重ね、これを加熱加圧して積
層成形することによってプリプレグをボンディング層と
して多層に積層し、さらにスルーホールをドリル加工し
て設けると共に化学メツキ等によってスルーホールメツ
キを施し、さらにエツチング等の処理をして外層回路を
形成することによって、多層プリント配線板を製造する
ことができる。

【実施例】

次に本発明を実施例によって説明する。 実施例１ ■　両面に３５μ厚の銅箔を張って形成した厚み１．０
ｍｍのガラス布基材エポキシ樹脂積層板を用いて内層用
回路板を作成し、内層用回路板の銅回路の表面をパフ研
摩して粗面化処理した。 ■　次に、 ＫｔＳｔＯ−・・・１５ｇ／ ＮａＯＨ・　５０ｇ／ の組成の過硫酸カリウム浴を６０℃に調整し、この酸化
処理浴に内層用回路板を３分間浸漬して銅回路の表面を
酸化処理した。 ■　次に、水１リットルに平物粒子径が５μｍの亜鉛粉
末を１０ｇ分散懸濁させた浴を９０°Ｃに加温し、この
懸濁液に内層用回路板を浸漬して銅回路の表面に亜鉛粉
末を付着させてコーティングした。 ■　このとき内層用回路板Ａは籠ラックに１０枚を平行
に入れてセットし、第１図に示すように内層用回路板へ
が鉛直になるように懸濁液Ｂ中に浸漬し、そして揺動角
度α及びβをそれぞれｌＯ６に設定して６回／分のサイ
クルの揺動速度でゆっくりと回路板Ａを揺動させて、亜
鉛粉末のコーティング処理を２分間おこなった。 ■　このように亜鉛粉末でコーティングをおこなった後
に、２０％Ｈ，Ｓｏ、水溶液中に内層用回路板を１分間
浸漬して、銅回路表面の亜鉛を溶解除去した。この際に
銅回路の表面の銅酸化物は還元作用を受けた。 ■　次に、ＮａＯＨを０．４重量％添加した強アルカリ
水溶液（ｐＨ１３，ｌ）中に内層用回路板を１分間浸漬
して中和処理をおこない、この後に、内層用回路板を流
水で水洗して乾燥した。 ■　そしてこのように処理した内層用回路板の両面に、
ガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸乾燥して調製した厚
み０．１ｍｍのプリプレグを三枚ずつ重ねると共に、さ
らにその外側に厚み１８μの銅箔ヲ重ね、６．７Ｘ１０
’パスカルに減圧した雰囲気下で、１７０℃、４０　ｋ
ｇｆ　／ｃｍ’、１２０分間の条件で二次積層成形する
ことによって多層板を得た。 実施例２ 実施例１において、■の亜鉛粉末のコーティング処理を
、ＩＯｏの角度で揺動させるのではなく、籠ラック全体
を回転させて第２図のように内層用回路板Ａを回転させ
るよう、にして、２分間おこなうようにした他は、実施
例１と同様にした。 実施例３ 実施例１において、■の亜鉛粉末のコーティング処理を
、第２図のように懸濁液Ｂに浸漬した内層用回路板Ａを
水平に３０秒間保持した後に１８０°の角度で反転させ
るよう回転させる動作を繰り返させるようにして、２分
間おこなうようにした他は、実施例１と同様にした。 実施例４ 実施例１において、■の亜鉛粉末のコーティング処理を
、第３図に示すように内層用回路板Ａが鉛直になるよう
に懸濁液Ｂ中に浸漬し、左右から交互に０．２ｍ／秒の
流速で懸濁液Ｂを吹きつけるようにして、２分間おこな
うようにした他は、実施例１と同様にした。 比較例１ 実施例１において、■の工程での懸濁液の亜鉛粉末の濃
度を５０ｇ／リットルに設定し、また■の処理をおこな
わないようにした他は、実施例１と同様にした。 比較例２ 実施例１において、■の亜鉛粉末のコーティング処理を
、第１図の回路板Ａを上下に直線状に振動させるように
した他は、実施例１と同様にした上記実施例１〜４及び
比較例１〜２における亜鉛粉末のコーテイング量を測定
した。結果を吹製にその平均値（又）と標準偏差（σ、
−３）で示した。またこの亜鉛粉末のコーティング処理
の際のコストを、比較例１を「ＩＪとして相対比較して
示した。さらに実施例１〜４及び比較例１〜２で得た多
層板に、０．４ｍｍφのドリルビットを用いて８０００
０ｒｐｍの回転数、１．６ｍ／ｍｉｎの送り速度でスル
ーホールの加工をおこなった。このスルーホールを加工
した多層板を１７，５％のＭＣＩ水溶液中にＩＯ分子ｆ
！Ｉ浸漬し、ハローの発生の有無を観察した。結果を多
層板の観察枚数２０枚（分母）に対する発生枚数（分子
）で示す前表の結果にみられるように、各実施例のもの
はハローの発生率が低く、亜鉛粉末が均一にコーティン
グされていることが確認される。また処理コストも比較
的低コストであった。

【発明の効果】

上述のように本発明にあっては、Ｚｎ粉末の懸濁溶液中
に浸漬した回路板をその表裏面に垂直な方向で上下方向
に揺動させるようにし、あるいはＺｎ粉末の懸濁溶液中
に浸漬した回路板をその表裏面に垂直な方向で鉛直方向
に回転させるようにし、あるいはＺｎ粉末の懸濁溶液中
に浸漬した回路板の表裏両面にそれぞれ液流の強さを交
互に切り換えて液流を当てるようにしたので、回路板の
表面にＺｎ粉末を均一に作用させて銅回路の表面にＺｎ
粉末を均一にコーティングすることができ、Ｚｎ粉末の
コーテイング量を多くする必要なくＺｎ粉末のコーティ
ングを万遍なくおこなうことができるものであり、処理
コストが高くなることなく還元処理を均一におこなって
ハローの発生を確実に防止することができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明
の方法を示す概略図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内層用回路板に設けた銅の回路を酸化処理して回
   路の表面に銅酸化物を形成し、次いでＺｎ粉末の懸濁溶
   液中にこの回路板を浸漬して銅酸化物の表面にＺｎ粉末
   をコーティングした後、酸でＺｎ粉末を溶解させると同
   時にこの際に発生する発生期の水素で銅酸化物を還元さ
   せるにあたって、Ｚｎ粉末の懸濁溶液中に浸漬した回路
   板をその表裏面に垂直な方向で上下方向に揺動させるこ
   とを特徴とする内層用回路板の銅回路の処理方法。
2. （２）Ｚｎ粉末の懸濁溶液中に浸漬した回路板をその表
   裏面に垂直な方向で鉛直方向に回転させることを特徴と
   する請求項１に記載の内層用回路板の銅回路の処理方法
   。
3. （３）Ｚｎ粉末の懸濁溶液中に浸漬した回路板の表裏両
   面にそれぞれ液流の強さを交互に切り換えて液流を当て
   ることを特徴とする内層用回路板の銅回路の処理方法。