JPH0442596A - 多層回路基板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は多層回路基板の製造方法に関し、更に詳しくは
、スルーホールを穿設することなく、少なくとも２個の
導体回路を層状に組込むことを可能にした多層回路基板
の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来の片面多層回路板は概ね次のようにして製造されて
いる。すなわち、まず、絶縁基材の片面に、サブトラク
ト法によって、必要パターンの導体回路が形成される。

ついで、この導体回路の上に、例えばスクリーン印刷法
で、ソルダーレジストのような絶縁樹脂を所望のパター
ンで塗布したのちこれを乾燥し、更にこの上に導電性ペ
ーストの所望パターンを例えばスクリーン印刷法で塗布
する。また、最後に、この導電性ペーストの上をレベラ
ーで仕上げている場合もある。

したがって、この片面多層回路板においては、基板の表
面側に導電性ペーストから成る導体回路が形成され、絶
縁基材の中に別の導体回路が形成されていて、両者の間
にはソルダーレジストが介在するという構造になってい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上記した片面多層回路基板の場合、導体回路間に介在す
る絶縁体はプリプレグではなくソルダーレジストである
ため、まず、価格的に安価となり、また、穴の穿設加工
が不要になるという点で工業的に有利であるという利点
を備えている。

しかしながら、基板の表面側に位置する導体回路は金属
微粒子を樹脂マトリックスに分散せしめた導電性ペース
トから成るため、外部からの力に弱く、金属導体回路に
比べて容易に破壊されるという問題がある。また、その
電気抵抗は金属導体の場合に比べて著しく高く、しかも
絶縁体や導体回路との密着強度が小さい。

更に、この導電性ペーストから成る導体回路に他の素子
を半田付けすることができないため、半導体素子などを
基板に表面実装することは不可能である。素子の実装を
行おうとすれば、結局、穴加工が必要になってしまう。

本発明は、上記した問題の全てを解決し、優れた性能を
有する多層回路基板の新規な製造方法の提供を目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明においては、平
板状導電基材の表面に金属薄層を形成する工程（以下、
第１工程という）；前記金属薄層の上に所望パターンの
第１の導体回路を形成する工程（以下、第２工程という
）；形成すべき第２の導体回路と前記第１の導体回路と
の導通個所を除いた前記第１の導体回路の一部および前
記金属薄層の表面に樹脂絶縁層を形成する工程（以下、
第３工程という）；前記樹脂絶縁層の上に、形成すべき
第２の導体回路に相当するパターンで、かつ、前記第１
の導体回路と一部が接触するようにして導電性ペースト
層を形成する工程（以下、第４工程という）；前記導電
性ペースト層の表面に電気めっき法で金属めっき層を形
成する工程（以下、第５工程という）；前記金属めっき
層側の表面と絶縁基材とを接着して一体化する工程（以
下、第６エ程という）；前記一体化物から前記平板状導
電基材のみを剥離して、前記金属めっき層、前記導電性
ペースト層、前記樹脂絶縁層、前記第１の導体回路、お
よび前記金属薄層を前記絶縁基材側に転写する工程（以
下、第７エ程という）；ならびに、前記金属薄層のみを
除去する工程（以下、第８工程という）；を備えている
ことを特徴とする多層回路基板の製造方法が提供される
。

以下に、本発明方法における各工程を第１図〜第８図に
則して説明する。

まず、第１工程は平板状導電基材ｌの表面の全面に金属
薄層２を形成する工程である（第１図）。

この金属薄層２は、平板状導電基材１の表面に露出する
結晶欠陥のような組織欠陥を隠蔽して、次工程で形成す
る導体回路のパターン欠陥を防止するとともに、後述の
第６エ程において、絶縁基材と平板状導電基材とが直接
接着して、平板状導電基材の剥離と再使用が不可能にな
ることを防止するために形成される。

平板状導電基材１としては、例えば、ハードニング処理
を施したＳＵＳ　６３０のようなステンレススティール
板、ニッケル板、チタン板もしくはチタン合金板、銅板
もしくは銅合金板などをあげることができる。

金属薄層２を構成する金属としては、格別限定されるも
のではないが、通常、銅であることが好ましい。この金
属薄層２は最後の第８工程で除去される。したがって、
この除去作業が行いやすいように、その厚みは薄い方が
好ましいが、あまり薄いとピンホール発生の虞れがある
ので、通常は３〜５μｍ程度である。

金属薄層２の形成方法としては、真空蒸着法やスパッタ
リング法のような薄膜形成法であってもよいが、工業的
には、電気めっき法であることが好ましい。その場合の
電気めっき法としては、薄層の形成が短時間で行なえて
高い生産性が得られるという点で、電流密度を４０〜Ｂ
　ＯＡ／ｄｍ”程度で行なう高速めっき法が好ましい。

電気めっき法で金属薄層２を形成する場合、まず平板状
導電基材１の表面の汚れや酸化皮膜を除去し、ついで、
その表面に所望の粗面化処理が施される。

このときの表面粗度は、ここに形成される金属薄層２と
の密着強度や金属薄層２のピンホール発生状態に影響を
与える。そしてまた、後述の第７エ程において、平板状
導電基材ｌのみを金属薄層２から剥離する際に、その剥
離操作が容易に行なえる程度の密着強度が得られるよう
な粗度であることが好ましく、具体的には、１．５μｍ
以下が好ましい。このような粗面化処理は、各種の薬剤
を用いた食刻のような化学的方法、または、平板状導電
基材ｌの表面を化学的にクリーニングしたのち、湿式サ
ンドブラスト（液体ホーニング）等による機械的方法の
適用によって行なうことができる。

第２工程は、第１工程で形成された金属薄層２の上に、
目的とする多層回路基板の設計基準に基づく所定パター
ンの第１の導体回路３を形成する工程である（第２図）
。

この第１の導体回路３は、最終的に得られる多層回路基
板において、基板表面に露出した表面回路として機能す
る。したがって、第１の導体回路３の厚みは、最終的に
得られる多層回路基板における基板表面に露出した表面
回路と同じ設計基準の厚みになっている。

この第１の導体回路３は、通常、銅で構成される。この
導体回路３は、金属薄層２の上に例えばスクリーン印刷
法またはドライフィルム法で第１の導体回路３のパター
ンとポジーネガの関係にあるレジストパターンを形成し
たのち、所定個所に上記した厚みで導体材料を堆積し、
ついでレジストパターンを剥離・除去することにより形
成される。

導体材料の堆積には、金属薄層２の形成の場合と同様の
各種の方法が適用されるが、やはり、電気めっき法を適
用することが好ましい。

第３工程は、第２工程で形成された第１の導体回路３を
含む表面に所定パターンの樹脂絶縁層４を形成する工程
である（第３図）。

この場合、樹脂絶縁層４のパターンは、形成すべき第２
の導体回路と第１の導体回路３との導通個所を除いた前
記第１の導体回路３の表面および金属薄層２の表面を被
覆するようなパターンである。

この樹脂絶縁層４を形成するためには、第２工程で形成
された表面に例えばスクリーン印刷法やフォトレジスト
法などを用いて絶縁樹脂を所定のパターンで印刷塗布し
たのち、これを硬化すればよい。また、金型等で、第１
の導体回路３と第２の導体回路を接続する部分を打ち抜
いたフィルム状の絶縁樹脂を貼りつけてもよい。

用いる絶縁樹脂としては、金属薄層２や第１の導体回路
３との密着強度が高く、しかも絶縁抵抗。

耐熱性、耐薬品性などが高い樹脂が好ましく、例えば、
エポキシ系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、耐熱ア
クリル系樹脂、シアネート系樹脂。

ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル樹
脂をあげることができる。

第４工程は、第３工程で形成された樹脂絶縁層４の上に
所定パターンの導電性ペースト層５を形成する工程であ
る（第４図）。

この場合、導電性ペースト層５のパターンは、形成すべ
き第２の導体回路のパターンと略同じパターンであり、
しかも、その一部は第１の導体回路３の第２の導体回路
５への導通個所にも接触している。

この導電性ペースト層５を形成するためには、第３工程
で形成された表面に例えばスクリーン印刷法で導電性ペ
ーストを前記した所定のパターンで印刷塗布するか、ま
たは、スプレーノズル等で作画し、それを硬化させれば
よい。

用いる導電性ペーストとしては、可能な限り導電抵抗の
低いものが好ましく、また、樹脂絶縁層４や第１の導体
回路３、とりわけ第１の導体回路３との密着強度が高い
ものが好ましい。このような導電性ペーストとしては、
例えば、銅、銀、金。

カーボン、白金、パラジウム、タングステン、モリブテ
ン／マンガンペーストなどをあげることができる。

第５工程は、第４工程で形成した導電性ペースト層５の
上に電気めっき法で金属めっき層６を形成する工程であ
る（第５図）。

層６を構成する金属は、通常、銅である。この金属めっ
き層６は、第４工程で得られた基板を、平板状導電基材
１を陰極にした状態でめっき浴と接解させて電気めっき
を行なえばよい。

導電性ペースト層５と平板状導電基材１は、金属薄層２
および第１の導体回路３を介して導通しているので、導
電性ペースト層５の表面および第１の導体回路の導通個
所にはめっき浴中の金属が析出して、前記導電性ペース
ト層５と同じパターン、すなわち第２の導体回路と同じ
パターンの金属めっき層６が形成される。

この金属めっき層６およびその下に位置する導電性ペー
スト層５は、後述の第６エ程において、絶縁基材に埋設
され、第２の導体回路になる。

かくして、この第５工程が終了した時点では、金属薄層
２の上に、第１の導体回路３と、これに導通ずる第２の
導体回路になる金属めっき層６（および導電性ペースト
層５）ならびに第１の導体回路と第２の導体回路の間の
絶縁樹脂層４が形成される。

第６エ程は、第５工程で得られた基板の導体回路側の面
に絶縁基材７を接着する工程である（第６図）。

絶縁基材としては、有機材料、無機材料いずれであって
もよく、例えば、ガラス、エポキシ系樹脂、フェノール
系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、シア
ネート系樹脂、ポリアラミド樹脂などの材料を用いるこ
とができる。また、鉄、アルミなどの導電性材料の表面
にホーロウ被覆したものや、アルミ表面にアルマイト処
理を施して絶縁化した材料を用いてもよい。

とくに、絶縁基材としては、ガラスの織布または不織布
にエポキシ樹脂のような樹脂を含浸せしめて半硬化状態
にあるプリプレグは好適である。

この場合には、軟らかいプリプレグの中に、金属めっき
層５などの表面が埋め込まれる状態にまで両者を圧着し
のち、プリプレグを熱硬化せしめて一体化すればよい。

第７エ程は、第６エ程で得られた一体化物から平板状導
電基材１のみを剥離する工程である（第７図）。

この工程を経ることによって、今までの工程によって形
成された金属めっき層６．導電性ペースト層５．樹脂絶
縁層４．第１の導体回路３．金属薄層２の全てが絶縁基
材７側に転写される。そして、全体の基板の表面は金属
薄層２で覆われた状態になる。

第８工程は、第７エ程で得られた基板の表面から金属薄
層２を除去する工程である。除去方法としては、通常、
エツチング除去が行われる。

かくして、第１の導体回路３が表面に露出し、第２の導
体回路は金属めっき層６として絶縁基材７の中に位置す
る片面２層回路基板が得られる。

なお、絶縁基材７の両面に、第５工程を経て得られた基
板を一体化すれば、両面４層回路基板にすることもでき
る。

本発明方法によって形成された片面２層回路基板を積み
重ねることにより更に多層化を実現することができる。

このとき、スルーホールの加工が必要になるが、ファイ
ン多層基板になっているので回路密度が向上し、片面実
装が可能になる。

また、第１工程で３〜５μｍの金属薄層を形成させる代
わりに、１８〜７０μｍの金属層を形成し、粗面化処理
を行ない、前記した第２工程を行なわずに、第３工程か
ら第７エ程を行なったのち、金属層上にドライフィルム
法またはスクリーン印刷法でレジストパターンを形成し
、ついで、エツチングによって第１の導体回路を最後に
形成させることも可能である。

（発明の実施例） ハードニング処理を施したＳＵＳ　６３０の単板１の表
面をオシレーション付ロータリ羽布研磨装置によって研
磨して表面粗度を０．５μｍにした。

この単板を陰極、黒鉛板を陽極として極間距離をｌロー
に保持し、極間に、浴組成が硫酸濃度２００ｇ／ｆ、銅
濃度１５０　ｇ／ｌのめっき浴を接液スピード５ｍ／ｓ
ｅｃで供給し、電流密度８０Ａ／ｄｍ”で電解めっきを
行い、厚み２〜５μｍの銅めっき層２を形成した（第１
工程）。

ついで、この銅めっき層２の上に、レジスト剤（サンフ
ォートＡＱ−４０３３，旭化成工業■製）を用いて所定
パターンのレジストマスクを形成したのち、前記第１工
程と同じ条件で電気めっきを行い、銅めっき層２の上に
厚み３５μｍで銅を電着し、更に２％水酸化ナトリウム
溶液中に３分間浸漬してレジストを除去した。

ＳＵＳ単板単板上に所定パターンの銅回路（厚み３５μ
ｍ）３が形成されている基板が得られた（第２工程）。

ついで、この基板の表面にスクリーン印刷法によってエ
ポキシ系絶縁樹脂（ＯＣＲ−２００Ｇ。

■アサヒ化学研究所製）を印刷塗布したのち、温度１５
０℃で乾燥して銅めっき層２の全面と銅回路３の一部を
覆う樹脂絶縁層４を形成した（第３工程）。

その後、樹脂絶縁層４の上に、スクリーン印刷法によっ
て、銅ペースト（Ｓ−５０００，■三井金属製）を印刷
塗布し、温度１８０℃で乾燥した。

形成すべき第２の導体回路のパターンと近似し、かつそ
の一部は銅回路３と接続する導電性ペースト層５が形成
された（第４工程）。

ついで、第４工程で形成された導電性ペースト層５の上
に電気めっき法で厚み１０μｍの銅めっき層６を形成し
た（第５工程）。

めっき条件は、電流密度１０Ａ／ｄｍ’、めっき時間１
０分であったことを除いては、第１工程の場合と同じで
ある。

この基板の上に、ガラスエポキシ樹脂系プリプレグ（商
品名：エドライトＣＣＬ、三菱瓦斯化学■製）７を重ね
、全体を圧２５ｋｇ／ｃｉ、温度１７０℃で熱圧着した
（第６エ程）。

得られた一体化物からＳＵＳ単板単板上を剥離した。プ
リプレグ７の側に銅めっき層２から層６の部分の全てが
転写された（第７エ程）。

ついで、液組成が、硫酸９２ｇ／ｌ−，過酸化水素１０
体積％、液温３０℃であるエッチャントに浸漬して厚み
３μｍの銅めっき層２をエツチング除去した（第８工程
）。

表面に銅回路３が露出し、内部に銅めっき層６が第２の
回路として埋設された片面２層回路基板が得られた。

基板表面に位置する銅回路３のビール強度は１．０−１
．９ｋｇ／ｌ、５ｍｍ口、第２の回路の導通抵抗は、従
来の導電性ペーストから成る回路のそれよりも約１／ｌ
Ｏ低い値であった。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法によれば、基
板の表面に位置する回路は金属導体から成るので、従来
の導電性ペーストの場合に比べ、そのビール強度は著し
く向上する。しかも、この回路への半田付けが可能であ
るため、各種の素子を表面実装することができるように
なる。

また、別の回路となる導電性ペースト層は絶縁基材に埋
設された状態で位置し、しかもその表面には金属導体の
電気めっき層が形成されているので、この別の回路は外
部からの障害から防御されていると同時に導通抵抗も低
くなる。

更に、本発明方法によれば、これら回路形成はスルーホ
ールの穿設を必要としないため、全体として、低コスト
で多層回路基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は、本発明方法の各工程を説明するた
めの概略部分断面図である。 １・・・平板状導電基材、２・・・金属薄層、３・・・
第１の導体回路、４・・・樹脂絶縁層、５・・・導電性
ペースト、６・・・金属めっき層、７・・・絶縁基材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平板状導電基材の表面に金属薄層を形成する工程；前
   記金属薄層の上に所望パターンの第１の導体回路を形成
   する工程；形成すべき第２の導体回路と前記第１の導体
   回路との導通個所を除いた前記第１の導体回路の一部お
   よび前記金属薄層の表面に樹脂絶縁層を形成する工程；
   前記樹脂絶縁層の上に、形成すべき第２の導体回路に相
   当するパターンで、かつ、前記第１の導体回路と一部が
   接触するようにして導電性ペースト層を形成する工程；
   前記導電性ペースト層の表面に電気めっき法で金属めっ
   き層を形成する工程；前記金属めっき層側の表面と絶縁
   基材とを接着して一体化する工程；前記一体化物から前
   記平板状導電基材のみを剥離して、前記金属めっき層，
   前記導電性ペースト層，前記樹脂絶縁層，前記第１の導
   体回路，および前記金属薄層を前記絶縁基材側に転写す
   る工程；ならびに、前記金属薄層のみを除去する工程；
   を備えていることを特徴とする多層回路基板の製造方法
   。