JPH06204646A - プリント配線板用無電解銅めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンカー内面に層状の結晶からなる無電解銅
めっき層を簡便にかつ効率良く形成でき、無電解銅めっ
き層の密着強度を確実に向上できるプリント配線板用無
電解銅めっき方法を提供すること。 【構成】 粗化接着層２を有する基板１を薄付け用の無
電解銅めっき浴に浸漬し、無電解銅めっき浴中の基板１
に対して振動を間欠的に与える。すると、アンカー用凹
部Ａの内面に、第１層め〜第１５層めのめっき層Ｇ1 ，
Ｇ2 〜Ｇ15からなる層状の薄付け無電解銅めっき層５が
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板用の無
電解銅めっき方法に係り、特にフルアディティブ法に好
適なプリント配線板用の無電解銅めっき方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高性能化及び
多機能化が進められており、これに使用されるプリント
配線板においてもファインパターンによる高密度化及び
高信頼化が要求されている。

【０００３】従来、プリント配線板に導体回路を形成す
る方法としては、絶縁基板に銅箔を積層した後、フォト
エッチングすることにより導体回路を形成するサブトラ
クティブ法が広く行われている。この方法によれば絶縁
基板との密着性に優れた導体回路を形成できることが周
知である。その反面、前記方法によるとエッチングでパ
ターンを形成するときのエッチング深さが大きいため、
いわゆるアンダーカットが生じてしまう。それゆえ、高
精度のファインパターンが得難く、高密度化に対応する
ことが難しいということが指摘されている。そこでサブ
トラクティブ法に代わる方法として、今日では無電解め
っきのみで導体回路を形成するフルアディティブ法が注
目されている。

【０００４】このようなフルアディティブプロセスで
は、まず基板の表面にフルアディティブ用の接着剤を用
いて接着層が形成され、次いでその接着層に対する粗化
処理によりアンカーが形成される。前記粗化接着層には
無電解銅めっきの最初の析出に必要な触媒核が付与さ
れ、所望の箇所にめっきレジスト層が形成される。次い
で、触媒核の活性化処理がなされた基板の所望の箇所に
は、厚さ３５μｍ〜４０μｍ程度の無電解銅めっき層が
形成される。

【０００５】そして、このような無電解銅めっき層を形
成する場合には、二種類の無電解銅めっき浴を用いため
っき方法、つまり薄付けめっきをした後に厚付けめっき
を施すという二段階からなるめっき方法が一般的に実施
されている。

【０００６】ところで、フルアディティブプロセスにお
いて使用される接着剤は、無電解銅めっき層による導体
回路と基板とを強固に密着させるという極めて重要な役
目を担うものである。

【０００７】このような接着剤として使用されるものに
は、一般にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂のマトリク
ス中にゴムフィラーが含まれる接着剤（以下「ゴム入り
接着剤」という）がある。ゴム入り接着剤の特徴は、可
撓性に富むことである。従って、フルアディティブ基板
にゴム入り接着剤を用いた場合、導体回路に一定値以上
の密着強度（ピール強度のＪＩＳ規格値である１．４kg
/cm ）を確保できることが知られている。

【０００８】しかし、表層部以外のゴムは粗化によって
除去されずに内部に残ることになるため、耐熱性や絶縁
信頼性が悪くなることは避けられない。このため、より
高密度なプリント配線板に使用した場合には、耐熱性や
絶縁信頼性を満足できないものと考えられている。

【０００９】このような事情のもと、最近ではゴムを全
く含まないものとして、エポキシ樹脂マトリックスに対
してエポキシフィラーを含有させた接着剤（以下「エポ
キシ系接着剤」という）が開発されるに到っている。な
お、本出願人も特開昭６１−２７６８７５号公報におい
てこの種の接着剤を開示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エポキシ系
接着剤はゴム入り接着剤と比較して可撓性が低く、めっ
き等の条件設定が変化すると無電解銅めっき層との密着
強度が不充分になる場合がある。

【００１１】なお、めっきによって析出する銅の結晶は
通常柱状になるということが従来より確認されている。
特にアンカー内の銅結晶がこのような形態であると、無
電解銅めっき層が熱衝撃を受けたときに結晶粒界に破断
が生じ易くなり、密着強度に悪影響を及ぼすことにな
る。よって、柱状結晶の成長を阻害すると共に、密着強
度を改善し得る形態の結晶を形成させることがピール強
度を向上させるうえで重要な課題となる。

【００１２】そして、この問題を解消し得るものとし
て、本出願人は層状の銅結晶を析出させることが可能な
無電解銅めっき方法を特公平３−７６５９９号公報にお
いて提案している。即ち、この方法では、めっきの析出
を水洗工程を挟んで少なくとも２回中断させることによ
り、３層以上の無電解銅めっき層を形成させることを要
旨としている。

【００１３】しかしながら、前記のめっき方法はピール
強度の向上に有効である反面、複数種のめっき浴を必要
としたり、めっき浴からの基板の引き上げ・水洗を何回
も行う必要があるという不利な点もあった。ゆえに、よ
り簡便で効率の良いめっき方法の開発が望まれていた。

【００１４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、粗化接着層に形成されたアンカー
の内面に層状の結晶からなる無電解銅めっき層を簡便に
かつ効率良く形成することができ、もって無電解銅めっ
き層の密着強度の向上を図ることが可能なプリント配線
板用無電解銅めっき方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、粗化接着層を有する基板を薄付け用
の無電解銅めっき浴に浸漬し、その無電解銅めっき浴に
対して振動を間欠的に与えている。

【００１６】

【作用】通常めっきを行った場合、めっき層の表面には
めっき浴から発生した水素の気泡が付着する。このよう
な気泡が徐々に溜まり始めると、めっき層表面へのめっ
き浴の供給が次第に悪くなり、めっきの析出速度が低下
する結果となる。このようなことから、二段階めっき方
法等においては、めっき槽を常時振ったり、めっき浴を
常時攪拌する等の対策が採られている。また、上記の特
公平３−７６５９９号公報のめっき方法においては、引
き上げ・水洗工程を挟んでめっきを行うことによりそれ
に対処している。

【００１７】本発明の方法によると、めっき浴に所定の
間隔を隔てて振動を与えることにより、めっき層表面に
溜まった気泡が所定時間毎に一気に除去される。その結
果、同一のめっき浴に基板を浸漬したままでも、層状の
結晶からなる無電解銅めっき層をアンカー内面に形成す
ることが可能となる。よって、めっき浴からの引き上げ
・水洗を何度も行う従来のめっき方法に比して、簡便で
かつ効率が良いものとなる。なお、層状の結晶が形成さ
れるメカニズムについては、現在のところ明らかではな
い。但し、気泡が一気に除去されることによって、めっ
き析出速度が急激に速くなり、今までとは別の箇所から
結晶成長が開始されることが原因であろうと予測されて
いる。

【００１８】また、振動によってめっき層表面の気泡が
除去されることにより、無電解銅めっき層にふくれが全
くみられなくなる。更に、無電解銅めっき層が層状の結
晶となることにより、各層間の粒界で内部応力が緩衝さ
れ、当該部分における破断等が生じ難くなる。

【００１９】めっき浴に与える振動の時間的間隔は、使
用される薄付け用の無電解銅めっき浴の種類、温度、ｐ
Ｈ等によって変動するものである。但し、気泡の付着に
よってめっきの析出速度が著しく低下するような時間よ
りも短い時間で振動を与えることが好ましい。

【００２０】この場合の目安として、無電解銅めっき層
の析出厚みが０．１μｍ〜２．０μｍとなる毎に振動を
与えることが好ましい。更に望ましくは０．４μｍ〜
０．６μｍとなる毎に振動を与えることが良い。０．１
μｍ未満の析出厚みで振動を与えても、層状の結晶を確
実に形成することができない。一方、２．０μｍを越え
る積層厚みで振動を与えると、気泡の付着によってめっ
き析出速度が遅くなり、めっき時間が長くなってしま
う。また、柱状結晶の成長が進むことにより、所望の密
着強度が確保されなくなる虞れがある。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に基づき詳細に説明する。 〔実施例〕 工程（１）：まずフルアディティブ用の接着剤として、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル製，商品
名：Ｅ−１００１）６０重量部と、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂（油化シェル製，商品名：Ｅ−１５
４）４０重量部と、イミダゾール型硬化剤（四国化成
製，商品名：２ＰＨＺ）５重量部と、エポキシ樹脂微粒
子（東レ製，商品名：トレパールＥＰ−Ｂ、平均粒径
５．５μｍ）１０重量部と、ブチルセロソルブアセテー
ト８０重量部とを三本ローラーで攪拌・混合することに
より、本実施例にて用いるエポキシ系接着剤を調整し
た。また、接着剤を塗布するための基材として、厚さ
１．４mmのガラスエポキシ製基板１を用意した。

【００２２】そして、作製された接着剤をローラーコー
ターを使用して基板１に塗布し、加熱硬化させることに
より、基板１に厚さ約２５μｍの接着剤層を形成した。 工程（２）：次に、溶解液としてのクロム酸（Ｃｒ₂ Ｏ
₃ ）７００ｇ／ｌ水溶液に基板１を７０℃で１５分間浸
漬することにより、接着剤層の表面を粗化し、粗化接着
層２とした（図１参照）。

【００２３】接着剤層を構成するエポキシ樹脂層は溶解
液に難溶であり、その中に分散されたエポキシ樹脂微粒
子は溶解液に可溶である。よって、接着剤層の表面に
は、図１に示すような直径約１５μｍのアンカー用凹部
Ａが形成される。その後、基板１を中和液（シプレイ社
製）に浸漬した後、水洗を行った。

【００２４】工程（３）：次に、粗化接着層２の表面の
脱脂を目的として、基板１を「アルキレートＪ」（商品
名：シプレイ社製）に６０℃で２分間浸漬した。そし
て、１０秒間のスプレー水洗を３回行った後、基板１を
「クリーナー／コンディショナー１１６０」（商品名：
シプレイ社製）に４０℃で２分間浸漬した（コンディシ
ョニング）。その後、基板１に１０秒間のスプレー水洗
（２５℃）を１回、１０秒間のスプレー水洗を２回行っ
た。

【００２５】工程（４）：次に、基板１を「キャタプリ
ップ４０４」（商品名：シプレイ社製）２７０ｇ／ｌに
４０℃で２分間浸漬した後、「キャタポジット４４」
（商品名：シプレイ社製）３％溶液に４０℃で７分間浸
漬した。この処理を施すことにより、パラジウム（Ｐ
ｄ）の周囲をスズ（Ｓｎ）が取り囲んだ状態のパラジウ
ム・スズコロイドが粗化接着層２の表面に付与される。

【００２６】工程（５）：続いて、１０秒間のスプレー
水洗を３回行った後、基板１を弱酸性の「アクセレータ
ー１９」（商品名：シプレイ社製）１７％溶液に室温で
７分間浸漬した（活性化処理）。この活性化処理を施す
ことにより、パラジウム周囲のスズイオンが２価から４
価となって溶解し、無電解銅めっきの核となる金属パラ
ジウムが露出する。その後、基板１に対して１０秒間の
スプレー水洗を３回行った。

【００２７】工程（６）：次に、基板１を５０℃で１分
間乾燥した後、粗化接着層２上にめっきレジスト「ＳＲ
−３２００」（商品名：日立化成株式会社製）をラミネ
ートし、露光マスクを通して露光した。その後、スプレ
ー現像機で現像することにより、導体回路としてのピー
ル強度測定用パターン（１ｃｍ×１０ｃｍ）３を形成す
るための窓を１０個形成した。

【００２８】工程（７）：次に、基板１を１０％の硫酸
で処理した後、「アクセレーター１９」（商品名：シプ
レイ社製）１７％溶液に浸漬することにより再び基板１
の活性化処理を行った。

【００２９】工程（８）：ここで、薄付け用の無電解銅
めっき液「ＥＬＣ−ＳＰ浴」（商品名：上村工業株式会
社製）を用意し、浴温を５０℃に設定した後、このめっ
き浴に基板１を１５０分間浸漬した。

【００３０】前記薄付けめっき開始後、めっきが約０．
５μｍ析出した時点（本実施例では開始１０分後）でめ
っき槽内に浸漬された基板１を保持するラックに対し、
エアシリンダにより上下動を加え、基板１に対して強い
振動を与えた。この振動によって、図３に示すようにま
ず第１層めのめっき層Ｇ1 の表面から気泡４を一気に除
去した。この後の同様に、めっきが約０．５μｍ析出す
る毎に強い振動を与えることにより、気泡４の除去を行
いながら、第２層め〜第１５層めのめっき層Ｇ2 〜Ｇ15
を形成した。

【００３１】そして、最終的には図４に示すように、全
体の厚さが約７．５μｍの薄付け無電解銅めっき層５を
形成した。その後、１０秒間のスプレー湯洗（７０℃）
を１回、１０秒間のスプレー水洗を２回行うことによ
り、基板１から薄付け用めっき液を除去した。

【００３２】工程（９）：次に、水洗後の基板１を７０
℃に設定した厚付け用の無電解銅めっき液「ＥＬＣ−Ｕ
Ｍ浴」（商品名：上村工業株式会社製）に１０時間浸漬
し、厚さ２２．５μｍの厚付け無電解銅めっき層６を形
成し、合計３０μｍのめっき厚を得た（図２参照）。そ
の後、基板１に対して１５０℃で２時間のアニーリング
を実施して、一連の工程を終了した。

【００３３】そして、得られたサンプルのピール強度
（kg/cm ）を測定するために、島津製作所製「オートグ
ラフＤＣＳ−５０Ｍ」の引き上げ速度を５０mm／分に設
定し、基板１から各ピール強度測定用パターン３を剥離
した。

【００３４】その結果、ピール強度の平均値は１．６２
kg/cm となり、ピール強度のＪＩＳ規格値である１．４
kg/cm を確実にクリアできることが確認された。よっ
て、このような好適値を常時達成することが困難であっ
た従来法に比べて、このめっき方法のほうが優れている
ことがわかる。また、各ピール強度測定用パターン３の
観察を行ったところ、ふくれや剥離等は全くみられなか
った。 〔比較例〕次に、前記実施例に対する比較例のめっき方
法について説明する。

【００３５】工程（１）：実施例の工程（１）〜工程
（７）に従った。 工程（２）：ここで、薄付け用の無電解銅めっき液「Ｅ
ＬＣ−ＳＰ浴」（商品名：上村工業株式会社製）を用意
し、浴温を５０℃に設定した後、このめっき浴に基板１
を１５０分間浸漬した。そして、薄付けめっきを通じて
絶えずめっき浴に弱い揺動を与えながら、無電解銅めっ
き層を析出させた。そして、それ以降の工程について
は、実施例に準じた。

【００３６】比較例にて得られたサンプルのピール強度
を同様の方法によって測定したところ、ピール強度の平
均値は１．０４kg/cm となり、実施例の値を大きく下回
る結果となった。また、１．４kg/cm というピール強度
のＪＩＳ規格値をクリアすることもできなかった。更
に、各ピール強度測定用パターンの観察を行ったとこ
ろ、一部のものにふくれや剥離等がみられた。そして、
更に微視的な観察を行ったところ、アンカー用凹部の内
面に形成された無電解銅めっき層は柱状の結晶形態を呈
していることが確認された。

【００３７】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のように変更することが可能であ
る。例えば、 （ａ）間欠的な振動を与える方法としては、実施例にて
行った方法のほか、例えば超音波による方法、めっき槽
全体を振動する方法、めっき浴を短時間に急激に攪拌す
る方法、浸漬された基板をめっき浴内で短時間に急激に
揺動する方法等が可能である。つまり、めっき浴と被め
っき物である基板１との界面に、所定の振動を与え得る
方法であれば、どのようなものであっても良い。

【００３８】（ｂ）間欠的な振動を与える場合、必ずし
も時間的な間隔を等間隔にする必要はなく、上述したよ
うな析出厚みが０．１μｍ〜２．０μｍとなる毎に振動
を与えるという条件を満たしていればその範囲内で変更
しても良い。

【００３９】（ｃ）間欠的な振動を与える場合、薄付け
めっき時のみならず厚付けめっきの際にも行っても勿論
良い。厚付けめっきの際にもかかる振動を与えること
で、より密着強度等に優れた無電解銅めっき層を得るこ
とが可能になる。

【００４０】（ｄ）本発明はプリント配線板以外のもの
に対するめっきにも応用することが可能である。すなわ
ち、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン
共重合）樹脂やゴム製品等の有機材料へのめっきに止ま
らず、金属やセラミックス等の無機材料へのめっき等が
可能である。

【００４１】（ｅ）また、めっきの析出を水洗工程を挟
んで少なくとも２回中断させることにより３層以上の無
電解銅めっき層を形成させるめっき方法において、本発
明のような間欠的な振動を与えても勿論良い。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプリント
配線板用無電解銅めっき方法によれば、めっき浴に与え
る間欠的な衝撃によってアンカー内面に層状の結晶から
なる無電解銅めっき層が簡便にかつ効率良く形成される
ため、無電解銅めっき層の密着強度を確実に向上できる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のプリント配線板用無電解銅めっき方法
において、基板に粗化接着層を形成した状態を示す部分
拡大概略正断面図である。

【図２】層状の薄付け無電解銅めっき層の上に更に厚付
け無電解銅めっき層を形成した状態を示す部分拡大概略
正断面図である。

【図３】薄付けめっきによって形成される第１層めのめ
っき層を示す概念図である。

【図４】層状の薄付け無電解銅めっき層を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

１ 基板、２ 粗化接着層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粗化接着層を有する基板を薄付け用の無電
   解銅めっき浴に浸漬し、その無電解銅めっき浴に対して
   振動を間欠的に与えることを特徴とするプリント配線板
   用無電解銅めっき方法。