JPH06177534A - 銅被覆ガラスエポキシ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細な回路を精度よく形成するために必要な
きわめて薄い銅被覆層を無電解銅めっきによりガラスエ
ポキシ樹脂プリプレグ表面に形成した銅被覆ガラスエポ
キシ基板を容易且つ安定的に製造し得る方法を提供す
る。 【構成】 ガラスエポキシ樹脂プリプレグを先ず５０〜
１５０℃の温度範囲で熱処理を加えた後に、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルムアミドお
よびＮ，Ｎ′−ジメチルアセトアミドの中から選択され
た１種または２種以上を含有する溶液を用いてエッチン
グ処理を施し、次いで触媒付与および無電解めっき処理
を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微細な回路を有するプ
リント配線板用材料として適した銅被覆ガラスエポキシ
基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板用素材として用い
られる銅張積層板を製造方法として、ガラスクロスにエ
ポキシ樹脂を含浸させたいわゆるガラスエポキシ基板と
銅箔とを熱圧着する方法が知られている。

【０００３】従来この種の銅張積層板において絶縁体表
面に形成する銅被覆層として用いられる銅箔はいわゆる
電解銅箔であり、一般にその厚みは３５μｍおよび１８
μｍのものが主流となっていた。またプリント配線板に
おける回路は銅張積層板における該回路部以外の銅箔を
エッチング処理して溶解除去することによって得られて
いるが、このエッチング操作を行なうに際して回路部の
側壁部も同時に溶解されるいわゆるサイドエッチングを
生じ、このサイドエッチングによる側壁部の溶解は、被
覆される銅箔の厚みが大きいほど顕著に生じ、また回路
の位置によって一様にならないために形状性に優れ寸法
精度の正確な回路を形成することはきわめて困難であっ
た。

【０００４】一方、最近の電子機器の発達にともなって
プリント配線板はテレビ、カメラ等の民生用機器類、コ
ンピューター等の産業機器類等に幅広く使用されるよう
になってきたが、それにつれてより高密度な配線が要求
されるようになってきた。このような要求に対応するた
めには、より薄い銅箔を用いて寸法精度よく銅張積層板
を製造することが要求され、最近では例えば９μｍ厚箔
のようなきわめて薄い電解銅箔を用いた銅張積層板が使
用されるようになってきた。

【０００５】上記したように厚さが９μｍの電解銅箔を
用いることによってかなり高密度な回路を有するプリン
ト配線板を得ることができるようになったが、厚さ９μ
ｍの電解銅箔は、それ単体では機械強度が著しく弱く取
り扱いが困難であるためにアルミニウム箔をキャリアー
として用いなければならず、このため該銅箔を基材と貼
り合わせたときに表面にアルミニウム箔をエッチングに
より除去する必要があるので工程が複雑になるしまた経
済的にも劣るものであった。また、さらにより微細な回
路を精度よく形成するためには、上記した厚みの電解銅
箔を使用しても対応が困難でありさらに銅被覆層の薄肉
化をすることが要望されるようになってきた。

【０００６】このような要望に応えるために本発明者
は、さきに基材プリプレグ表面に無電解めっきにより銅
被膜層を形成し、必要に応じてこれにさらに電気めっき
を施した後、基板に加熱加圧処理を施すことによって絶
縁体を硬化させることにより、きわめて薄い銅被膜を有
する銅張積層板を製造する方法について提案した。この
方法は、基材プリプレグを適当な溶液によってエッチン
グ処理した後、無電解めっきを施すものである。そし
て、このエッチング処理は、該プリプレグ面を化学的に
溶解して粗面を形成することによりめっき被膜の密着性
を高めるものであり、これに有効なエッチング液とし
て、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル
ホルムアミドおよびＮ，Ｎ′−ジメチルアセトアミドの
うちから選択される１種または２種以上を含有する溶液
が用いられた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した無電解めっき
処理を施す方法により、きわめて薄い銅被膜を有する銅
張積層板を得ることができ、またこの積層板における銅
被膜と絶縁体との密着強度ははんだ処理時においても低
下することがなく実用に耐え得るものであった。

【０００８】しかしながら、上記の方法において基材プ
リプレグはエポキシ樹脂が半硬化状態で存在するため
に、エッチング処理に際してのエポキシ樹脂の溶解速度
が著しく早く、均一なエッチング処理を行なうことが困
難であって、エポキシ樹脂部の厚みにばらつきを生じや
すいという問題があった。このような問題を解決するた
めに上記したエッチング液の溶解能力を抑制する必要が
あり、具体的にはエッチング液の溶液濃度を適正な範囲
内に調節しなければならないのでその管理が煩雑であ
り、安定的な操業を行なうことが困難であった。

【０００９】本発明の目的は、基材プリプレグ表面にエ
ッチング処理を施した後、無電解銅めっきを行ない加熱
圧着処理を施すことにより銅被覆ガラスエポキシ基板を
得るに際し、エッチング液に対する煩雑な濃度管理を行
なうことなしに安定的に操業を行ない、しかも優れた密
着強度を有する薄肉の銅被覆層を形成することのできる
ような銅被覆ガラスエポキシ基板の製造方法を提供する
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ガラスエポキシ基板にお
ける絶縁体基材として用いるガラスエポキシ樹脂プリプ
レグは、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた後、
熱処理を施してエポキシ樹脂を硬化させたものが提供さ
れるが、通常この熱処理はエポキシ樹脂に銅箔に対して
適当な密着性を保有させるためにエポキシ樹脂を十分に
硬化させずに半硬化の状態にしておくのが一般的であ
る。

【００１１】本発明者は、このようなガラスエポキシ樹
脂プリプレグの表面に対して上記したＮ−メチル−２−
ピロリドン等の有機溶液をエッチング液としてエッチン
グ処理を施した場合に、該ガラスエポキシ樹脂プリプレ
グに対するエッチング液の溶解速度の調整が困難である
のは、該溶解速度がエッチング液の溶解濃度によるほか
に基材として提供されたガラスエポキシ樹脂プリプレグ
の熱処理条件、換言すれば基材におけるエポキシ樹脂の
硬化の程度に著しく影響されること、従って絶縁体基材
として提供されたガラスエポキシ樹脂プリプレグにさら
に適当な温度条件で熱処理を施してエポキシ樹脂の硬化
度を適切な状態に調整しておけば、エッチング処理にお
ける該プリプレグ表面の溶解速度の調整に際しての溶液
濃度の調節許容限界を大幅に緩和させることができ、操
業の安定化を計ることができることを見出し本発明を完
成するに至った。

【００１２】即ち、上記の課題を解決するための本発明
は、ガラスエポキシ樹脂プリプレグに無電解銅めっきを
施し、さらに必要に応じて電解銅めっきを施した後基板
を加熱加圧することにより銅被覆ガラスエポキシ基板を
得る工程において、ガラスエポキシ樹脂プリプレグを先
ず５０〜１５０℃の温度範囲で熱処理を加えた後に、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルム
アミドおよびＮ，Ｎ′−ジメチルアセトアミドの中から
選択された１種または２種以上を含有する溶液（以下、
エッチング有機溶液という）を用いてエッチング処理を
施し、しかる後触媒付与および無電解めっきを施すこと
を特徴とする銅被覆ガラスエポキシ基板の製造方法であ
る。

【００１３】

【作用】絶縁体基材として入手されるガラスエポキシ樹
脂プリプレグは、上記したように、プリプレグを構成す
るエポキシ樹脂が半硬化状態であるために、エッチング
液として使用されるＮ−メチル−２−ピロリドン等のエ
ッチング有機溶液に対する溶解性が著しく高く、従って
該有機溶液の濃度を適正範囲に調整して溶解速度を抑制
してやらなければ、エッチングむらを生じやすく絶縁体
の厚みが不均一となってプリント配線板等の電子部品用
の素材として信頼性に欠ける。

【００１４】本発明においては、エッチング処理を行な
う前のガラスエポキシ樹脂プリプレグに適当な条件で熱
処理を施すことによってエポキシ樹脂を適度に硬化して
前記エッチング有機溶液に対する耐性を高めてやり、こ
れによってエッチング処理に際してのガラスエポキシ樹
脂プリプレグのエッチング有機溶液によるエッチング速
度を抑制することができるので、結果的にエッチング有
機溶液の濃度調整のための許容幅が広げられ。特に厳密
な濃度調整を行なうことなしに安定した操業を行なうこ
とができるのである。

【００１５】本発明において、無電解めっき処理前に行
なうガラスエポキシ樹脂プリプレグの熱処理温度は５０
〜１５０℃の範囲で行なうのが望ましい。熱処理温度が
５０℃未満であるときは、長時間の熱処理を行なっても
エポキシ樹脂に対して硬化度を高める硬化が得られな
い。一方、熱処理温度が１５０℃を超えると熱処理後室
温まで冷却したガラスエポキシ樹脂プリプレグのＮ−メ
チル−２−ピロリドン等のエッチング有機溶液に対する
耐性が高くなり過ぎてエッチング処理を行なうことが困
難になる。また、熱処理時間は、熱処理温度および絶縁
体基材として用いられるガラスエポキシ樹脂プリプレグ
の組成や、処理前のエポキシ樹脂の硬化度等と関係があ
り一概に定めることはできず、実操業に際して適正条件
をもとめておく必要がある。

【００１６】また本発明で行なうエッチング処理温度、
時間およびエッチング有機溶液中のＮ−メチル−２−ピ
ロリドン等の有機溶質の濃度は、ガラスエポキシ樹脂プ
リプレグの熱処理条件によって変わるので一概に定めら
れない。またさらに本発明で行なうエッチング処理後の
触媒付与および無電解めっき処理は特に限定されず、従
来公知の処理方法を行なえばよく、例えば触媒付与方法
としては、一般的なキャタライジング・アクセレーティ
ング法あるいはセンシタイジング・アクティベーティン
グ法を採用すればよく、また無電解めっき法としては、
例えば銅源として硫酸銅を用い、銅錯化剤としてエチレ
ンジアミン四錯酸を用い、還元剤としてホルムアルデヒ
ドを用いた一般的な無電解銅めっき液を用いて常法によ
る処理条件にて銅の無電解めっきを行なえばよい。

【００１７】この場合、無電解銅めっきによってガラス
エポキシ樹脂プリプレグの表面に必要とする最終厚みま
で銅被覆層を形成してもよいが、無電解めっき処理を導
電層として必要十分な厚みを持った銅被覆層を形成した
後に、さらにこの上に電気めっきにより所望の最終厚み
になるように銅被覆層を肉盛り形成してもよい。この場
合における電解銅めっきについても常法によって行なえ
ばよいのでその詳細説明は省略する。

【００１８】本発明で行なう無電解銅めっき後、あるい
は必要に応じて引き続き行なわれる電解めっき後におい
て行なわれる基板の加熱加圧処理条件は、無電解めっき
に先立ってガラスエポキシ樹脂プリプレグに対して行な
われる熱処理要件、言換えればエポキシ樹脂の硬化度と
関係があり、特に限定されるものでないが、通常の場合
例えば１７０℃の温度で、４０ｋｇ／ｍｍ^２程度の圧力
を２時間程度加えることによって行なえばよい。

【００１９】このような本発明の方法によれば、極高密
度配線に対応するプリント配線板用素材として適した数
μｍ程度のごく薄い銅被覆層をプリプレグ表面に形成し
た銅張積層板を安定的に且つ容易に得ることができるの
で、極めて効率的である。なお、勿論本発明の方法によ
って従来のような９μｍ以上の厚い銅被覆層を有する銅
張積層板を得ることも可能である。

【００２０】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例１ 基材に縦１ｍ、横１ｍ、厚み１ｍｍの松下電工社製ガラ
スエポキシ樹脂プリプレグを使用し、これを１２０℃で
３０分間の加熱処理を行なった後室温で３０分間冷却し
た。その後、該プリプレグ表面をＮ，Ｎ′−ジメチルア
セトアミドに２５℃で１０分間浸漬しエッチング処理し
た後水洗を行ない、次に奥野製薬社製の「ＯＰＣ−８０
キャタリスト Ｍ」を用いて２５℃で５分間の触媒付
与処理を行ない水洗した。その後、奥野製薬社製「ＯＰ
Ｃ−５５５ アクセレーター」を用いて２５℃で７分間
の促進処理を行ない水洗した。以上の処理を行なった
後、表１に示す条件で無電解銅めっきを施して、ガラス
エポキシ樹脂プリプレグ表面に厚さ２μｍの銅被覆層を
形成した。

【００２１】

【表１】 （めっき液組成） ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ ： １０ｇ／ｌ ＥＤＴＡ・２Ｎａ ： ３０ｇ／ｌ ＰＥＧ＃１０００ ： ０．５ｇ／ｌ ２，２′−ビピリジル ： １０ｍｇ／ｌ ３７％ＨＣＨＯ ５ｍｌ／ｌ （めっき条件） 温 度 ： ６５℃ 攪 拌 ： 空気攪拌 ｐＨ ： １２．５ 時 間 ： １時間 その後、得られた積層板に温度１７０℃で４０ｋｇ／ｍ
ｍ^２の圧力を２時間加えることによって厚さ２μｍの銅
被覆を有する銅被覆ガラスエポキシ基板を得ることがで
きた。

【００２２】得られた銅被覆ガラスエポキシ基板を２９
０℃に加熱したはんだ浴上に３０秒間浮かべたが銅被覆
層にはふくれやはげ等の欠陥は見られず、またその密着
性も良好であった。さらにガラスエポキシ樹脂部の厚み
は均一であり、基板表面は滑らかで凹凸は観察されなか
った。 実施例２ 基材に実施例１と同様のガラスエポキシ樹脂プリプレグ
を用い、無電解銅めっきを行なう前に該ガラスエポキシ
樹脂プリプレグに施す熱処理を５０℃で２時間行ない、
その後のエッチング処理をＮ，Ｎ′−ジメチルホルムア
ミドを含有する溶液を用いて２５℃で２分間行なった以
外は実施例１と同様な手順で無電解銅めっきを１０分間
施し、引き続き表２に示す条件で電気銅めっきを施して
厚さ３μｍの銅被覆を該ガラスエポキシ樹脂プリプレグ
表面に形成した。

【００２３】

【表２】 （電気めっき液組成） ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ ： ８０ｇ／ｌ Ｈ_２ＳＯ_４ ： １８０ｇ／ｌ （めっき条件） 温 度 ： ２３℃ 陰極電流密度 ： ３Ａ／ｄｍ^２ 陽 極 ： 含りん銅 攪 拌 ： 空気攪拌およびカソード ロッカー 時 間 ： ５分 その後得られた基板に実施例１と同様の手順で加熱加圧
処理を行なって、厚さ３μｍの銅被覆を有する銅被覆ガ
ラスエポキシ基板を得ることができた。

【００２４】得られた銅被覆ガラスエポキシ基板を２９
０℃に加熱したはんだ浴上に３０秒間浮かべたが銅被覆
層にふくれやはげ等の欠陥は見当たらず、またその密着
性も良好であった。さらに基板のガラスエポキシ樹脂部
の厚みは均一であり、基板表面に凹凸は観察されなかっ
た。 実施例３ 実施例１において、無電解銅めっきを施す前にガラスエ
ポキシ樹脂プリプレグに施す熱処理を１５０℃で２分間
行ない、その後のエッチング処理をＮ−メチル−２−ピ
ロリドン溶液を用い２５℃で２０分間行なった以外は実
施例１と同様な手順で厚さ２μｍの銅被覆を有する銅被
覆ガラスエポキシ基板を得た。

【００２５】得られた銅被覆ガラスエポキシ基板を２９
０℃に加熱したはんだ浴上に３０秒間浮かべたが、銅被
覆層にはふくれやはげ等の欠陥が見られず、またその密
着性も良好であった。また基板のガラスエポキシ樹脂部
の厚みは均一であり、基板面は平滑で凹凸は観察されな
かった。 実施例４ 実施例１において、ガラスエポキシ樹脂プリプレグに施
すエッチング処理をＮ−メチル−２−ピロリドンを２０
容積％含み、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルムアミドを２０容
積％含み、残部がＮ，Ｎ′−ジメチルアセテアミドの溶
液を用いて２５℃で１０分間行なった以外は実施例１と
同様な手順で厚さ２μｍの銅被覆層を有する銅被覆ガラ
スエポキシ基板を得た。

【００２６】得られた銅被覆ガラスエポキシ基板を２９
０℃に加熱したはんだ浴上に３０秒間浮かべたが、銅被
覆層にはふくれやはげ等の欠陥が見られず、またその密
着性も良好であった。また基板のガラスエポキシ樹脂部
の厚みは均一であり、基板面は平滑で凹凸は観察されな
かった。 比較例１ 実施例１において、無電解銅めっきを施す前にガラスエ
ポキシ樹脂プリプレグに施す熱処理を４０℃で１０時間
行なった以外は実施例１と同様な手順で厚さ２μｍの銅
被覆を有する銅被覆ガラスエポキシ基板を得た。

【００２７】得られた銅被覆ガラスエポキシ基板のガラ
スエポキシ部の厚みは著しくばらつきがあり、基板面に
凹凸が観察された。この基板はプリント配線板等の電子
部品の素材として用いるには信頼性に欠けるものであ
る。 比較例２ 実施例１において、無電解銅めっきを施す前にガラスエ
ポキシ樹脂プリプレグに施す熱処理を１６０℃で１分間
行なった以外は実施例１と同様な手順で厚さ２μｍの銅
被覆を有する銅被覆ガラスエポキシ基板を得た。

【００２８】得られた銅被覆ガラスエポキシ基板を２９
０℃に加熱したはんだ浴上に３０秒間浮かべたところ銅
被覆層にはふくれが多数観察された。この基板はプリン
ト配線板等の電子部品の素材として用いるのに信頼性に
欠けるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によるときは、
きわめて薄く、且つはんだ付け等の熱衝撃にも十分耐え
得る密着強度を有する銅被覆層を形成した銅被覆ガラス
エポキシ基板を容易且つ安定的に得ることができ、得ら
れた銅張積層板を用いることによって極微細な回路を有
する高密度プリント配線板を有利に得ることができるの
でその効果は大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスエポキシ樹脂プリプレグに無電解
   銅めっきを施し、必要に応じてさらに電解銅めっきを施
   した後、基板を加熱加圧することにより銅被覆ガラスエ
   ポキシ基板を得る工程において、ガラスエポキシ樹脂プ
   リプレグを５０〜１５０℃の温度範囲にて熱処理を施し
   た後に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメ
   チルホルムアミドおよびＮ，Ｎ′−ジメチルアセトアミ
   ドのうちから選択された１種または２種以上を含有する
   溶液を用いてエッチング処理を施し、次いで触媒付与処
   理を施した後無電解めっきを施すことを特徴とする銅被
   覆ガラスエポキシ基板の製造方法。