JPH0456388A - 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＊ｔｉ＊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ｆｉ４Ｍ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−船釣である。 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＃４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
の銅回路の表面は銅箔の平滑面となり、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が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、あるいは亜塩素酸す）　ＩＪ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、特開昭５６−１５３７
９７号公報や特開昭６１−１７６１９２号公報において
も報告されているように、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が起こり易くなり、多層プリ
ント配線板の信頼性が低下するおそれがある。 このために上記特開昭５６−１５３７９７号公報ではア
ルカリ性還元剤の水溶液を用い、上記特開昭６１−１７
６１９２号公報ではアミンボラン類の水溶液を用い、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こ
れを還元処理することによって、表面の微細な凹凸を残
したまま銅酸化物を酸に溶解しにくい酸化第一銅あるい
は金属銅に還元し、ハロー現象を抑制する試みがなされ
ている。しかしアルカリ性還元剤や７ミンボラン類を用
いておこなう還元処理は、還元が不十分であったり、薬
剤の価格が高価であったりするために、実用性において
問題がある。 そこで本出願人は従前に特願平２−６９３６３号におい
て、亜鉛粉末を用いた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
オン化し易い亜鉛粉末をコーティングし、次いで陵で処
理して亜鉛粉末を溶解させると同時にこの際に発生する
発生期の水素によって、銅酸化物を強力に還元させるよ
うにするのである。そしてこの方法において銅回路への
亜鉛粉末のコーティングは、水に亜鉛粉末を分散させた
液を用い、この液に内層用回路板を浸漬するなどするこ
とによって、銅回路の表面に亜鉛粉末を付着させるよう
にしておこなわれている。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、亜鉛粉末を分散させる水としては水道水が使用
されているが、銅回路の表面への亜鉛粉末の付着量がば
らついたり、付着の分布が不均一になったりする現象が
多発し、この結果、銅回路の表面の還元処理の仕上がり
にばらつきが生じるおそれがあるという問題があった。 本発明は上記の５αに鑑みて為されたものであり、銅回
路への亜鉛粉末の付着を均一にして還元処理を良好のお
こなう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２

【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、次いで銅酸化物の表面に亜鉛粉末を
付着させた後、酸で亜鉛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、電気伝導度がｏが００μＳ／Ｃｍの水に亜鉛粉
末を分散させた液を内層用回路板に接触させることによ
って銅酸化物の表面に亜鉛粉末を付着させることを特徴
とするものである。 また本発明にあって、亜鉛を分散させる水にはハロゲン
イオンが０．１〜１００ｐｐ輸含有されていることが好
ましく、さらにこの水はｓｏ、’−イオンが１０ｐｐｍ
以下であることが好ましい。 以下本発明の詳細な説明する。 内層用回路板としでは、銅箔を張った銅張〃ラスエポキ
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
ができるが、その他、積層板に化学メツ哩や電気メツキ
で銅の回路を片面もしくは両面に形成したものなどを使
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が好ましい、粗面化処理は、バフ
研摩、ン７トエッ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、この上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が生成され、銅回路の表面に凹
凸を形成して粗面化することがで終るのである。 このようにして内層用回路板の銅回路の表面にｗ４ｔ＊
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、まず銅
酸化物（主としてＣｕ　Ｏ）よりもイオン化し易い金属
である亜鉛（Ｚｎ）の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。このコーティングをおこ
なうために水に亜鉛粉末を分散させた液を用いる。 この水として従来は既述のように水道水を使用していた
ために問題が生じたものであり、水に含まれるイオンに
よる作用で亜鉛粉末の付着性にばらつ軽が生じたものと
考えられる。このため本発明では亜鉛粉末を分散させる
水としで、電気伝導度が０．１〜１００μＳ　／　ｃ−
の水を用いるようにするものである。すなわち、電気伝
導度が０．１〜１００μＳ／ｅｍの範囲の水を用いて亜
鉛粉末を分散させると、亜鉛粉末の表面に水に含まれる
イオンとの化合物、例えばＺｎＣ１ｚやＺｎＯ等が生じ
て微細な凹凸が生成され、この凹凸が銅回路の銅酸化物
の凹凸に引っ掛かって付着性が良好になり、銅酸化物の
表面に亜鉛粉末を均一に付着させることができるのであ
る。これに反して電気伝導度が０．１μＳ　／　ｃ−未
満の純水を用いると、亜鉛粉末の表面は球状の平滑面の
ままであって付着性が悪く、銅回路の銅酸化物の表面に
亜鉛粉末を均一に付着させることが困難になる。逆に電
気伝導度が１００μＳ／ｃｍを超える水を用いて亜鉛粉
末を分散させると、亜鉛粉末はその表面のみでなく内部
にまで水に含まれるイオンとの化合物になって、次工程
での還元作用が低下し、次工程の酸による処理の際に還
元が不十分な銅回路の銅酸化物が酸にｉｆＪ解してしま
うおそれがあ□る。亜鉛粉末の粒径は特に限定されるも
のではないが、平均粒子径が０．１〜１００μ−程度が
好ましい。 またこの亜鉛粉末を分散させる水には、ハロゲンイオン
を添加して０．１〜１００ｐｐ鋤の範囲で含有させてお
くのがよい。適度な濃度で塩素イオンなどのハロゲンイ
オンが存在すると、亜鉛粉末の表面に微細なＺｎＸ（Ｘ
はハロゲン）の凹凸が生じ、銅回路の銅酸化物の表面へ
の付着性が高くなるのである。ハロゲンイオンの濃度が
１００　ｐｐｍを超えると、亜鉛粉末はその表面のみで
な（内部にまでＺｎＸになって、次工程での還元作用が
低下するおそれがある。さらに、亜鉛粉末を分散させる
水に含まれるｓｏ、”−イオンの濃度は１０ｐｐｍ以下
にｌｌ！整しておくのがよい。Ｓ　０４　’−が水に含
有されると、亜鉛粉末の表面にわずかなＺｎＯで形成さ
れている微細な凹凸が除去されて、銅回路の銅酸化物の
表面への亜鉛粉末の付着性が低下するおそれがあるため
に、８０．２−イオンの濃度は１０ｐｐ−以下にｌｌ！
整しておくのが好ましいのである。 上記のようにして銅回路の酸化物層の表面に亜鉛粉末を
付着させてコーティングした後に、亜鉛粉末を酸で銅酸
化物の表面から溶解させる。亜鉛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。また酸で亜鉛粉末を溶解させるにあたっては
、酸の俗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。このように酸で亜鉛粉末を溶解させると、亜鉛は
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。このように亜鉛粉末
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
（Ｃｕｂ）を酸化第一銅（Ｃｕ２０）や金属銅（Ｃｕ）
に還元させることができる。特に、金属が酸の水溶液に
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＾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、銅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、既述の特開昭５６
−１５３７９７号公報や特開昭６１−１７６１９２号公
報においても報告されているように、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銅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亜鉛粉末がコーティングされて
いるために、この亜鉛粉末で銅酸化物を酸から保護しな
がら還元させることができ、銅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。 また亜鉛粉末が酸に溶解する際に発生する水素などのが
スが銅酸化物の表面を包むために、この〃スによっても
銅酸化物を酸から保護することができる。 上記のようにして銅回路の銅酸化物層を還元する処理を
おこなったのちに、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外る。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。 Ｘ１遺り＝ ■　両面に７０μ厚の銅箔を張って形成した１゜（１＋
＋＋Ｘ　１５０ｍｍＸ！ｇ、み１．（１＋ｗの〃ラス布
基材エポキシ０（脂Ｍ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バフ研摩して粗面化
処理した。 ■　犬に、 Ｋ　２　Ｓ　２０　ｇ　　　　　　・・・１３．／ＶＮ
ａＯＨ−５５ｇ／　／ 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、水道水をイオン交換樹脂に通して得られた電
気伝導度２μＳ／ａｍの水を用い、この水１１に嘔均粒
子径が５μ輸の亜鉛粉末を２０．入れて攪拌することに
よって分散させた。この水の５０２−の濃度は５　ｐｐ
ｍ以下であった。そしてこの亜鉛粉末を分散させた水に
内層用回路板を９０℃で２分間浸漬し、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。この後に内層
用回路板を乾燥して、銅回路の表面の亜鉛粉末の付着量
をエリ定すると共に付着分布のバラツキを観察した。 ■　このように亜鉛粉末でコーティングをおこなった後
に、３Ｎの塩酸水溶液中に内層用回路板を１分間浸漬し
て、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。このときの塩酸溶液中への銅
の溶解量を分子吸光分析により測定した。 ■　塩酸水溶液で亜鉛の溶解処理をした後、直ちに内層
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、がラ
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
．１　ｍ＋ｍ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＃ｉｍを重ね、６．７Ｘ１
０’パスカルに減圧した雰囲気下で、１７０　’Ｃ、４
０ｋｇｆ／　ｃｖｂ２．１２０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。 Ｘｌ」［ζ 実施例１において、■の工程で亜鉛粉末を分散させる水
として電気伝導度が１００μＳ　／　ｃ鯵のものを用い
るようにした他は、実施例１と同様にした。 実施例１において、■の工程で使用する電気伝導度が２
μＳ／ｃｍの水にＨＣｌを１０ｐｐ−添加した後に、亜
鉛粉末を分散させるようにした他は、実施例１と同様に
した。 大］■［（ 実施例１において、■の工程で使用する電気伝導度が２
μＳ　／　ｅ鶴の水にＨＣＩを１ｏｏｐｐ論添加した後
に、亜鉛粉末を分散させるようにした他は、実施例１と
同様にした。 ル意ＪＬＬ 実施例１において、■の工程で亜鉛粉末を分散させる水
として電気伝導度が０．１μＳ／ｃＩ！以下の純水を用
いるようにした他は、実施例１と同様にした。 ルＪｉｌＬ針 実施例１において、■の工程で使用する電気伝導度が２
μＳ／ｃｓの水にＨ，ＳＯ４を１０ｐｐｍ添加した後に
、亜鉛粉末を分散させるようにした他は、実施例１と同
様にした。 思Ｉ」ノー 実施例１において、■の工程で亜鉛粉末を分散させる水
として電気伝導度が３００μＳ／ｃＩ１１の純水を用い
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１〜３における、■の工程
で測定した銅回路の表面の亜鉛粉末の付着量と、亜鉛付
着外観の観察結果を次表に示し、また■の工程で測定し
た塩酸溶液中への銅の溶解＊ｆｉ４ｒｔｉ化物の量を１
００としたときの比率画表の結果にみられるように、電
気伝導度が０゜１〜１００μＳ／ｃｍの水を用いること
によって、亜鉛粉末の付着量を多くできると共に付着の
ばらつきもなくなること確認され、また水にハロゲンイ
オンが適度に存在することによってこの効果を高めるこ
とができることが確認される。さらに、水にｓｏ、’〜
が多く存在すると亜鉛粉末の付着性が低下することが確
認される。

【発明の効果】

上述のように本発明にあっては、電気伝導度が０．１〜
１００μＳ／ｃｍの水に亜鉛粉末を分散させた液を内層
用回路板に接触させることによって銅回路の銅酸化物の
表面に亜鉛粉末を付着させるようにしたので、この水に
分散させた亜鉛粉末には適度な凹凸が生成されて銅酸化
物の表面への付着性が向上し、銅酸化物の表面に亜鉛粉
末を十分に且つ均一に付着させて、銅酸化物の還元を安
定しておこなわせることができるもので１９また、この
亜鉛粉末を分散させるン ＋１７５／ンイオンが０．１〜１００ｐｐ艶含るものや
、ＳＯ１′−イオンの濃度が１０ｐｐ−以下のものを用
いることによって、銅酸化物の表面への亜鉛粉末の付着
性をさらに高めることがで終るものである。

Claims (4)

【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、次いで銅酸化物の表面に
   亜鉛粉末を付着させた後、酸で亜鉛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、電気伝導度が０．１〜１００μＳ／
   ｃｍの水に亜鉛粉末を分散させた液を内層用回路板に接
   触させることによって銅酸化物の表面に亜鉛粉末を付着
   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）電気伝導度が０．１〜１００μＳ／ｃｍの水には
   ハロゲンイオンが０．１〜１００ｐｐｍ含有されている
   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）電気伝導度が０．１〜１００μＳ／ｃｍの水はＳ
   Ｏ＿４＾２＾−イオンが１０ｐｐｍ以下であることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の内層用回路板の銅回路
   の処理方法。
4. （４）電気伝導度が０．１〜１００μＳ／ｃｍの水に亜
   鉛粉末を分散させた液に内層用回路板を浸漬させること
   によって、銅酸化物の表面に亜鉛粉末を付着させること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内層用
   回路板の銅回路の処理方法。