JPH06260763A

JPH06260763A - 多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPH06260763A
Application number: JP4649793A
Authority: JP
Inventors: Makio Watabe; 真貴雄渡部; Hisashi Sugiyama; 寿杉山; Hitoshi Oka; 齊岡; Shinichiro Imabayashi; 慎一郎今林; Isamu Tanaka; 勇田中; Reiko Yano; 玲子矢野; Yukihiro Taniguchi; 幸弘谷口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-03-08
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 1994-09-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ビルドアップ法で層間絶縁樹脂層と配線パター
ン層との接着強度を向上させ、かつ絶縁性の高い層間絶
縁層を有する信頼性の高い多層配線板を得る。【構成】基板１０１上に、光硬化性と熱硬化性とを有す
る絶縁樹脂層１０２を成膜し、樹脂層１０２をＵＶ露光
して半硬化状態で表面を粗化処理し、粗面１０２’を形
成する。粗化処理は過マンガン酸カリウムのアルカリ液
で行う。引き続き加熱、もしくは下地導電膜１０３を形
成した後に加熱して完全硬化する。配線に必要な導電膜
１０４を電気銅めっきしてから、配線パターン（１０
３’、１０４’の二層膜）を形成し、層間絶縁層として
再度絶縁樹脂層１０２を成膜し、ＵＶ露光、現像処理を
経て層間接続に必要な部分にバイアホール１０６を形成
する。この後、表面粗化処理、加熱による完全硬化処
理、導電膜の形成、配線パターン形成の各工程を繰返
し、多層化を図り多層配線基板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板、もしくは良
熱伝導性の金属基板上に複数層の導体パターンを設けて
成る多層配線基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の高機能化及び半導体デバイス
の高集積化に伴い、プリント基板も高密度化が求められ
ており、現在では多層基板がその主流となっている。多
層プリント配線板の製造方法としては、大きく分けて積
層接着法とビルドアップ法との二つの方法が知られてい
る。

【０００３】積層接着法としては、例えば、特開昭６２
−２０５６９０号公報に見られるように、片面あるいは
両面に所定の導電パターンを形成した複数の絶縁基板
を、上記導電パターンの保護、層間絶縁、及び層間接着
の役目を果たすプリプレグを介して積層し、プレスによ
り成形して多層のプリント配線基板とし、上記各層の導
電パターン間において接続導通する必要のある個所には
スルーホールを設け、このスルーホール内にスルーホー
ルめっきを施して導通をとる方法が一般的である。ま
た、スルーホールはドリルにより穴明けするため、その
口径は２００ミクロン程度が限界である。

【０００４】一方、民生用各種電子機器等の小型化や薄
型化に伴い、所定の電気回路を構成する配線基板を収納
するスペースは非常に限られたものとなってきており、
この限られたスペース内に所望通りの電気回路を構成す
る配線基板を収納するためには、多層プリント配線板も
ビルドアップ法による薄板化と高密度化が必要になって
きた。

【０００５】従来のビルドアップ法としては、例えば、
特開昭５７−７２３９８号公報に見られるように、スル
ーホールめっきされた銅張り積層板をエッチングにより
回路を形成し、ランド部を残して絶縁樹脂によりマスキ
ングを行い、その上に導電性ペーストインクを印刷して
回路を形成した後、導電性ペーストインク上およびスル
ーホール部に化学銅めっき皮膜を形成し、この工程を繰
り返すことで多層化する方法等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の積層接
着法は、プリプレグを介して積層し、プレスにより成形
して製造されるため、装置及び材料費等が嵩みコストが
高くなり、且つ、各層の位置合わせが難しく多層化が困
難である。また、各層の導電パターン間において接続導
通する必要のある個所には貫通スルーホールをドリルで
穿設し、このスルーホール内にスルーホールめっきを施
して導通をとるため、スルーホールが回路配線の高密度
化を妨げるという問題があった。

【０００７】また、後者のビルドアップ法では、確かに
コストは低くなるが、この方法では導電性ペーストを印
刷により塗布するため、微細配線の形成が困難であると
共に、導電性ペーストとめっき皮膜との接着が困難であ
る。

【０００８】さらに、特開平４−１４８５９０号公報の
ように微細配線の形成に適したビルドアップ法も知られ
ているが、層間絶縁層形成工程における樹脂の硬化が光
硬化のみで行われるため、層間絶縁樹脂とめっき皮膜と
の接着力が弱い。また、この配線回路形成方法では、絶
縁層上にめっき触媒を施し、後にめっきで厚付けし、次
いで、周知のエッチング法により回路パターン形成を行
った後、直ちに層間絶縁樹脂層を形成するため、配線回
路間の絶縁層上にめっき触媒が残存した状態となり、絶
縁性が低下するおそれがある。

【０００９】基板、もしくは層間絶縁樹脂層とめっき皮
膜との接着性に関しては、その向上方法が、例えば特公
昭５５−４８７１５号公報に記載されているが、この方
法では、接着剤中のゴム変性物を酸化力の強いクロム硫
酸等によってエッチングし粗面を形成するので、接着力
は向上するが、銅回路および層間接続部であるスルーホ
ール内銅めっきが容易に溶解し、導通不良の原因とな
る。また、接着剤中にゴム変性物を混合するため、耐熱
性に難点がある。

【００１０】したがって、本発明の目的は、このような
ビルドアップ法による従来技術の問題点を解決すること
にあり、導体回路パターンとの接着力が大きく、しかも
絶縁抵抗を低下させることのない高信頼、高密度配線に
対応できる改良された多層配線板の新規な製造方法を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では以下に説明する手段をとった。本発明の
原理を図１に例示した一工程図にしたがって説明する。
先ず、工程順に概略説明し、各工程の詳細については後
で説明することとする。同図（ａ）に示すように、基
板１０１の少なくとも一方の面上に光硬化性と熱硬化性
の両機能を有する感光性絶縁樹脂１０２を成膜する。次
いで、感光性絶縁樹脂１０２を露光し、光硬化により半
硬化状態とする。

【００１２】同図（ｂ）に示すように、半硬化状態の感
光性絶縁樹脂１０２の表面を粗化する。同図（ｃ）に示
すように、表面が粗化された樹脂層１０２’上に下地導
電膜１０３を薄く形成し、熱硬化により感光性絶縁樹脂
を完全硬化する。この熱硬化による完全硬化処理は下地
導電膜１０３を形成する前に行ってもよい。

【００１３】同図（ｄ）に示すように、下地導電膜１０
３上に配線に供するめっき導電膜１０４を形成する。同
図（ｅ）に示すように、導電膜１０３及び１０４のエッ
チングにより回路パターン１０３’及び１０４’を形成
し、第一層配線を終了する。

【００１４】同図（ｆ）に示すように、第二層目配線形
成の準備段階として層間絶縁膜となる感光性絶縁樹脂１
０２を再度成膜する。所定のマスクを用いて露光し、現
像することにより感光性絶縁樹脂層１０２にビアホール
１０６を形成する。この段階で露光により樹脂層は光硬
化により半硬化状態となる。

【００１５】同図（ｇ）に示すように、露光により半硬
化状態となった二層目の感光性絶縁樹脂１０２の表面を
同図（ｂ）と同一工程で粗化処理した後、順次先の同図
（ｃ）〜（ｆ）工程を繰り返すことにより、下地導電膜
１０３の形成、加熱熱硬化による感光性絶縁樹脂の完全
硬化、めっき導電膜１０４の形成、エッチングによる回
路パターン１０３’及び１０４’の形成を行い第二層配
線を終了する。次いで、第三層目配線形成の準備段階と
して層間絶縁膜となる感光性絶縁樹脂１０２の成膜、所
定のマスクを用いた露光、現像によるビアホール１０６
の形成を行う。

【００１６】同図（ｈ）に示すように、同図（ｇ）工程
を繰返し、第三層配線を終了する。このように、上記の
層間絶縁膜１０２の形成工程から配線回路パターンの形
成工程までを繰り返すことにより、所望の積層数を積み
上げ多層配線基板を製造するものである。

【００１７】次に、上記製造方法の各工程についてさら
に詳しく説明する。（１）基板１０１としては、絶縁基板、もしくは良熱伝
導性金属基板、さらには内層に抵抗体、コンデンサー、
インダクタンス等の回路機能を搭載した多層回路基板が
用いられる。

【００１８】（２）基板１０１上への感光性絶縁樹脂１
０２の成膜は、スクリーン印刷やロールコータ、スプレ
ーコータ等により膜厚３０〜１００μｍ程度に塗布し、
予備乾燥して成膜する。そして、本発明に用いられる感
光性絶縁樹脂１０２は、前述の通り光硬化性と熱硬化性
の両機能を有する感光性絶縁樹脂が用いられるが、詳し
くはこの項の最後にまとめて説明する。

【００１９】（３）次いで、感光性絶縁樹脂１０２の全
面にＵＶ光を照射、露光して光硬化する。露光は、通常
ＵＶを使用するが、その他例えばＸ線、電子線等のエネ
ルギービームも利用できる。

【００２０】（４）次に光硬化され半硬化状態になった
感光性絶縁樹脂１０２の表面を粗化処理して粗化面１０
２’を形成する。この粗化処理は、この後の工程で積層
される導電膜との接着強度を向上させるために必須の工
程である。粗化処理方法としては、液温５０〜９０℃の
過マンガン酸塩（例えば０．５〜０．１ｍｏｌ／ｌ）を
含むアルカリ水溶液（例えばＮａＯＨ量０．４〜０．２
ｍｏｌ／ｌ）に３分〜１０分間浸漬し、後に酸性水溶液
に５〜１０分間浸漬して中和する方法がとられる。ま
た、この粗化処理の前工程として、予め半硬化状態にな
った感光性絶縁樹脂１０２の表面をＯ₂プラズマ処理や
ＵＶ／Ｏ₃処理（ＵＶ照射下でオゾンを導入し樹脂表面
を酸化処理）により、例えば０．１μｍ以下に軽くエッ
チングしておくことも接着強度向上に有効である。

【００２１】（５）次に、樹脂の粗化面１０２’上に下
地導電膜１０３を形成する。この膜はスパッタやＣＶＤ
等の気相法で成膜しても良いし、また、無電解めっき法
で成膜しても良い。導電膜としては通常、銅やニッケル
が用いられ、好ましい膜厚は０．１〜０．５μｍ程度で
ある。

【００２２】（６）この後、粗化された感光性絶縁樹脂
１０２’を加熱により熱硬化させて完全硬化する。な
お、この熱硬化処理による完全硬化のタイミングは、
（４）の粗化処理の後であればよく、（５）の下地導電
膜１０３形成工程の前後いずれで行ってもよい。しか
し、樹脂１０２’と下地導電膜１０３との接着力をより
強固にするためには下地導電膜１０３の形成工程の後が
望ましい。

【００２３】上記のように、本発明では下地導電膜１０
３と感光性絶縁樹脂とは強い接着強度を必要とするの
で、感光性絶縁樹脂１０２の表面を粗化する工程、下地
導電膜１０３を形成する工程、熱硬化により感光性絶縁
樹脂を完全硬化する工程を含む接着強度向上処理を行う
ことが重要である。

【００２４】この接着強度向上処理は、前述の通り露光
された感光性絶縁樹脂１０２表面を粗化する工程、粗化
された感光性絶縁樹脂１０２’の表面に下地導電膜１０
３を形成する工程、熱硬化により感光性絶縁樹脂１０
２’を完全硬化する工程の順を経て行うか、もしくは露
光された感光性絶縁樹脂１０２表面を粗化する工程、熱
硬化により粗化された感光性絶縁樹脂１０２’を完全硬
化する工程、感光性絶縁樹脂１０２’の表面に下地導電
膜１０３を形成する工程の順を経て行う。

【００２５】接着強度を向上させるためには、感光性絶
縁樹脂１０２の硬化を光硬化と熱硬化の併用とし、露光
硬化後、加熱して樹脂層を完全硬化せずに、半硬化の状
態で粗化することにより有効な粗化面を形成する必要が
ある。樹脂表面と下地導電膜の接着は粗化した樹脂１０
２’表面と下地導電膜１０３とのアンカー効果を利用し
ており、樹脂が半硬化の状態で粗化を行うことにより良
好な凸凹が形成され、接着強度を大きくすることができ
るためである。

【００２６】この後、樹脂１０２’表面に下地導電膜１
０３を形成し、熱硬化により樹脂１０２’を完全硬化す
るか、もしくは熱硬化により樹脂１０２’を完全硬化
し、樹脂１０２’表面に下地導電膜１０３を形成する
が、熱硬化工程のタイミングは、前述の通り好ましくは
下地導電膜１０３を形成した後の方が良い。これは、下
地導電膜１０３を凹表面に入り込ませた後、熱硬化で入
り込んだ下地導電膜周辺を締め付けることにより接着強
度をさらに向上させることができるからである。

【００２７】（７）次に、下地導電膜１０３の上に、め
っきにより厚い導電膜１０４を形成するが、めっきとし
ては電気めっきでも無電解めっきでも良い。めっき膜厚
は高密度配線を考慮して、なるべく薄い方がよく実用的
には１０〜３０μｍが好ましい。また、無電解めっきの
場合には、下地導電膜１０３とその上の厚い導電膜１０
４とを区別せずに連続して形成することができる。

【００２８】（８）この後、所定の回路構成のエッチン
グレジストをマスクに不要部の導電膜１０３及び１０４
をエッチングして、回路パターン１０３’及び１０４’
を形成し、第一層配線パターの形成が終了する。

【００２９】下地導電膜１０３の形成工程が、無電解め
っきの場合には回路パターン形成工程で導電膜を除去し
た跡に、めっき触媒が残ると隣接する回路間１０５の層
間、層内絶縁不良を引き起こすので、これを除去してお
くことが望ましい。したがって、回路パターン形成工程
の後に、基板を例えばアルカリ水溶液に浸漬することに
より触媒を除去する工程を付加することが好ましい。

【００３０】（９）次いで、前述の如く第二層配線の準
備段階として再び感光性絶縁樹脂１０２を成膜し、所定
のマスクを介してＵＶ光を露光した後、現像して層間接
続用のバイアホール１０６を形成し、接続部となる導電
膜を露出させる。このバイアホール１０６形成時の露光
により、樹脂１０２は光硬化により半硬化状態となり、
次の粗化処理に対応できるものとなる。

【００３１】以下、順次前述の感光性絶縁樹脂１０２の
表面を粗化処理して粗化面１０２’を形成する工程、下
地導電膜１０３を形成する工程、熱硬化により感光性絶
縁樹脂を完全硬化する工程を含む接着強度に優れた下地
導電膜１０３を形成する工程から前述の露光、現像によ
り第三層配線の準備段階としての感光性絶縁樹脂１０２
にビアホール１０６を形成する工程までの工程を繰り返
すことで本発明の多層配線基板を製造することができ
る。

【００３２】ここで、本発明に用いる感光性絶縁樹脂１
０２について説明する。本発明に用いる感光性絶縁樹脂
は、前述の如く、光硬化性と熱硬化性との両機能を有す
るものであり、導電回路パターンとの接着強度向上のた
めに露光で重合させ、半硬化状態で粗化処理してから下
地導電膜の形成後、もしくは形成前に加熱重合により完
全硬化するものである。したがって光硬化性と熱硬化性
とを有することは必須要件であり、光硬化性を利用して
接着強度向上のための粗化処理を可能としている。

【００３３】さらに、この感光性絶縁樹脂１０２の具備
すべき特性を列挙すると以下のようになる。ａ）露光の際にはフィルム等のパターンマスクを樹脂表
面に密着して露光するので、マスクと樹脂とが接着しな
いよう、予備乾燥段階で樹脂表面は固化していなければ
ならない。そこで、本発明の感光性絶縁樹脂には、少な
くとも、室温で固形の樹脂が含まれていることが必要で
ある。

【００３４】ｂ）バイアホール形成を可能とするため、
ＵＶ光照射等の露光により硬化した部分と未硬化部分の
現像液に対する溶解度差が適切で、かつ現像後の溶解度
が良好であることが必須である。いいかえれば、適当な
溶剤による優れた現像性を備えていなければならない。

【００３５】ｃ）塗布性が良好であることが必須であ
る。すなわち、基板上にスクリーン印刷やロールコー
タ、スプレーコータ等で樹脂を塗布する際、厚さが均一
で、且つ、ボイドが残らないように、適切なインクとし
ての粘度特性を備えている必要がある。

【００３６】ｄ）繰返しはんだ付けに耐える良好な耐熱
性を有することが必須である。すなわち、およそ２６０
℃、１０秒のはんだ浸漬を約５回繰り返しても、あるい
は、これに相当する熱風、赤外線、溶剤蒸気等によるは
んだ付けによっても、樹脂層に膨れ、剥離等の異常が生
じないことが必須である。

【００３７】ｅ）高い絶縁性を保持できることが必須で
ある。すなわち、配線間の絶縁劣化を生じない優れた絶
縁性、特に、吸湿時の絶縁性を保持できることが必要で
ある。

【００３８】このような条件を満足する感光性絶縁樹脂
としては、例えば、少なくとも、室温で固形の多官能不
飽和化合物（光硬化性）、エポキシ樹脂（熱硬化性）、
アクリレートモノマー（光硬化性）、光重合開始剤（光
硬化用）、アミン系の熱硬化剤（熱硬化用）から成る感
光性絶縁樹脂や、少なくとも不飽和基を付加反応させた
２官能以上の多官能固形エポキシ樹脂（光硬化性と熱硬
化性とを有する）、アクリレートモノマー、光重合開始
剤、アミン系の熱硬化剤から成る感光性絶縁樹脂が挙げ
られる。

【００３９】これら成分の内、室温で固形の多官能不飽
和化合物としては、例えばジアリルフタレート樹脂；エ
ポキシ樹脂としては、例えばシェル石油社製の商品名
「エピコート８２８」；不飽和基を付加反応させた２官
能以上の多官能固形エポキシ樹脂としては、例えばクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂の１／２当量アクリル
酸付加物で平均分子量１３００の（株）サンノプコ社製
の商品名「ＳＮ−５Ｘ１８４５」等が挙げられる。

【００４０】また、アクリレートモノマーとしては、例
えばペンタエリスリトールトリアクリレート；光重合開
始剤としては、ベンゾインイソプロピルエーテル；アミ
ン系の熱硬化剤としては、例えばジシアンジアミド、も
しくはジアミノトリアジン誘導体等が挙げられる。特
に、ここに例示したアミン系の熱硬化剤は、めっき膜と
の接着性向上にも効果があり、望ましい。

【００４１】このような感光性絶縁樹脂としては、先に
本発明者等が提案した、例えば特開昭６２−２６５３２
１号公報に記載の樹脂等を利用することができる。

【００４２】

【作用】上記のように本発明で用いる感光性絶縁樹脂
は、光硬化性と熱硬化性との両機能を備えたものであ
り、そして樹脂の粗化処理のタイミングは、露光により
光硬化させた後の半硬化状態で行うことが重要である。
この後に熱硬化し、完全硬化した状態で粗化処理したの
では、樹脂と導電膜との接着強度が不十分であり、本発
明の目的は達成されず、粗化処理の効果が発揮されな
い。

【００４３】さらにこの粗化処理の前工程として、露光
により半硬化状態になった感光性絶縁樹脂の表面を、Ｏ
₂プラズマ処理やＵＶ／Ｏ₃処理（ＵＶ照射下でオゾンを
導入し樹脂表面を酸化処理）により、軽く（例えば０．
１μｍ以下に）エッチングしておくことも接着強度向上
に有効である。

【００４４】

【実施例】以下に多層配線基板の製造方法の一実施例を
示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、この項
の最後には、本発明の有効性を確認するために本発明か
ら逸脱した比較例を参考までに例示した。

【００４５】〈実施例１〉（１）感光性層間絶縁樹脂の調整下記（イ）〜（ヘ）の成分組成からなる感光性絶縁樹脂
を調整し、本発明の感光性層間絶縁樹脂とした。（イ）ジアリルフタレート樹脂１００ｇ（ロ）エポキシ樹脂（エピコート８２８）３０ｇ（ハ）ペンタエリスリトールトリアクリレート２０ｇ（ニ）ベンゾインイソプロピルエーテル４ｇ（ホ）ジシアンジアミド４ｇ（ヘ）２，４-ジアミノ-６-〔２’-メチルイミダゾリル- （１’）〕-エチル-ｓ-トリアジン１ｇ（ト）その他（塗布特性向上のための添加剤）適量まず、上記（イ）〜（ハ）と適量の溶剤（エチレングリ
コールモノエチルエーテルを使用）を混合し、８０℃で
３０分間加熱撹拌した。次に、樹脂組成物を常温にした
後、他の成分（ニ）〜（ト）を混合し三本ロールにて混
練し、感光性絶縁樹脂を得た。

【００４６】なお、この感光性絶縁樹脂は、光硬化性と
熱硬化性との両機能を有しており、上記各成分について
補足説明すると、（イ）は多官能不飽和化合物で、光硬
化性を有する。（ロ）はエポキシ樹脂で熱硬化性を有す
る。（ハ）はアクリレートモノマーで、光硬化性を有す
る。（ニ）は光重合開始剤であり、（ホ）と（ヘ）はそ
れぞれアミン系の熱硬化剤である。

【００４７】（２）多層配線パターンの形成上記、感光性層間絶縁樹脂を用い、図１の工程にしたが
って多層配線基盤を製造した。先ず、図１（ａ）工程に
示すように、基板１０１としてガラス布基材エポキシ樹
脂積層板（８０ｍｍ×８０ｍｍ×厚さ０．６ｍｍ）を準
備し、この上に上記の感光性層間絶縁樹脂層１０２をス
プレーコータで厚さ約５０μｍ塗布し、８０℃で３０分
間の予備乾燥を施した。次いで、４００ｗ高圧水銀ラン
プを用い２分間ＵＶ光で露光し、表面が半硬化状態の樹
脂層とした。

【００４８】次いで、図１（ｂ）工程に示すように、こ
の樹脂層１０２と後工程のめっき皮膜との接着強度を確
保するために樹脂１０２の表面粗化処理を行った。用い
た粗化液及び粗化処理条件は、次の通りである。粗化液の組成及び処理条件：過マンガン酸カリウム０．１〜０．５ｍｏｌ
／ｌ（リットル）水酸化ナトリウム０．２〜０．４ｍｏｌ
／ｌ液温５０〜９０℃ 上記基板を、この粗化液中に３〜１０分間浸漬し、粗化
処理を施した後、５０ｖｏｌ％塩酸に３分浸漬して中和
させ、後に水洗・乾燥して粗化層１０２’を形成した。
次いで、樹脂層を完全硬化するため１５０℃で３０分間
加熱硬化を行った。

【００４９】次に、図１（ｃ）及び（ｄ）工程に示すよ
うに、下地導電膜１０３をめっき処理で形成する前処理
として、基板の粗化層１０２’をＳｎ、Ｐｄ系の触媒液
に浸漬して活性化し、無電解銅めっきにより下地導電膜
１０３を形成した。次いで、基板洗浄による電気銅めっ
きの前処理工程を経て、厚付け電気銅めっきを施し、め
っき導電膜１０４を形成した。処理液及び処理条件を下
記に示す。

【００５０】（ａ）触媒処理液及び処理条件：シップレ
ー社製の下記商品名の処理液を使用した。キャタプリップ４０４（２７０ｇ／ｌ）４５℃、３分キャタプリップ４０４（２７０ｇ／ｌ）４５℃、５分キャタポジット４４（３０ｍｌ／ｌ）アクセレータ室温、３分。

【００５１】（ｂ）無電解銅めっき液及び処理条件（下
地導電膜１０３形成用）：シップレー社製の下記商品名
のめっき液を使用した。カッパーミックス３２８Ａ（１２５ｍｌ／ｌ）室温、１分カッパーミックス３２８Ｌ（１２５ｍｌ／ｌ）カッパーミックス３２８Ｃ（２５ｍｌ／ｌ）めっき厚さ０．１μｍ。

【００５２】（ｃ）電気銅めっき前処理の洗浄液及び処
理条件：界面活性剤＊（５０ｖｏｌ％）室温、３分硫酸洗浄（１０ｖｏｌ％）室温、１分＊界面活性剤としては、シップレー社製の商品名「ニュ
ートラクリーン」を使用した。

【００５３】（ｄ）電気銅めっき液及び処理条件（めっ
き導電膜１０４形成用）：ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ（７５ｍｌ／ｌ）Ｈ₂ＳＯ₄ （９８ｍｌ／ｌ）ＨＣｌ（０．１５ｍｌ／ｌ）界面活性剤＊（１０ｍｌ／ｌ）＊界面活性剤としては、（株）荏原ユージライト製の商
品名「Ｃｕ−ボードＨＡメーキャップ」を使用した。液温室温電流密度２Ａ／ｄｍ² めっき厚さ２０μｍ以上の方法で、粗面化された樹脂層１０２’上に、無電
界銅めっきによる下地導電膜１０３を介して、電気銅め
っきにより導電膜１０４を形成した。

【００５４】次いで、図１（ｅ）工程に示すように、下
記の選択エッチング法により、めっき導電膜（１０３、
１０４）の配線パターン化を行った。すなわち、常法に
より基板のめっき導電膜１０４上に感光性エッチングド
ライフィルムをラミネートし、所定の回路パターンマス
クを介して露光し、現像、エッチング、剥離の工程によ
り、樹脂上に幅約１００μｍの回路（１０３’、１０
４’の二層構造）を形成し、回路間１０５上の不要な触
媒を除去し、第一の配線層を形成した。

【００５５】なお、触媒の除去は、５ｗｔ％ＮａＯＨの
強アルカリ水溶液に１０分間浸漬して行った。触媒の残
渣については、螢光Ｘ線分析で、触媒成分のＳｎ、Ｐｄ
に相当するピークのカウント数で測定でき、図２に示す
ように約１０分程度で除去できることがわかった。

【００５６】次に、図１（ｆ）工程に示すように、第二
の配線層形成工程においても、上記感光性絶縁樹脂１０
２を層間絶縁膜とし、同図（ａ）と同様にして塗布、乾
燥し、所定のパターンマスクを介してＵＶ露光、現像等
によりフォトビアホール１０６を形成した。なお、この
例では、１．１．１．トリクロロエタンを現像液として
用い、１分間スプレー現像を行って、径約１００μｍの
フォトビアホール１０６を形成した。これにより、フォ
トビアホール１０６が形成された感光性絶縁樹脂１０２
は、ホール１０６形成時のＵＶ露光により硬化し、次の
粗化処理に耐える程度にその表面が半硬化状態となる。

【００５７】次に、図１（ｇ）工程に示すように、図１
（ｂ）〜（ｆ）工程を前述の如く繰返し、感光性絶縁樹
脂１０２の粗化１０２’、無電界銅めっきによる下地導
電膜１０３形成、電気銅めっき１０４、回路パターン形
成（１０３’、１０４’の二層構造）を行い、多層化し
て第二の配線層を形成する。次いで、第三の配線層形成
の準備として感光性絶縁樹脂１０２を層間絶縁膜として
形成し、フォトビアホール１０６の形成を行った。

【００５８】最後に、図１（ｈ）工程に示すように、上
記図１（ｇ）工程と同様の工程を繰り返すことにより第
三の配線層を形成して三層構造の多層配線基板を製造し
た。

【００５９】（３）多層配線基板の特性評価以上の方法で製造した本発明の多層配線基板について、
特性評価を行った。なお、評価方法としては共通して主
に重要な感光性絶縁樹脂の特性について評価し、以下の
項目にしたがい判定した。

【００６０】１）現像性：１．１．１．トリクロロエタ
ン、あるいは他の溶剤のスプレー現像を常温で１分間行
った際、未露光部が完全に溶解し、かつ、露光部の樹脂
に膨潤等がないフォトビアホール１０６が形成できたも
のを良とした。２）耐熱性：２６０℃のはんだ槽に１０秒間浸漬して、
室温まで空冷する。この操作を５回繰り返した後の観察
で、樹脂にフクレ、剥離、あるいは、めっき皮膜のクラ
ック、フクレ、剥離等の異常が無いものを良とした。３）絶縁性：吸湿時の基板の絶縁比抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ
以上となるものを良とした。４）接着性：回路パターンと樹脂との接着性をはかるの
が目的であり、電気銅めっき工程後、１ｃｍ幅にナイフ
で切り込み、９０度に引き剥がしたときのピール強を測
定した。また、実用性を加味し目標値を６００ｇ／ｃｍ
と定めることとした。

【００６１】以上の評価結果を表１に示す。本発明によ
り製造した多層配線板は、上記いずれの評価項目につい
ても優れていることがわかった。

【００６２】

【表１】

【００６３】〈実施例２〉実施例１と同様の感光性絶縁
樹脂を用い、実施例１と同様の工程で多層配線基板を製
造した。実施例１と異なる点は、粗面化された樹脂層１
０２’を完全硬化するための１５０℃で３０分間の加熱
硬化を図１（ｃ）工程の下地導電膜１０３の形成後に行
ったことである。実施例１と同様、基板特性について評
価を行いその結果を表２に示す。この工程で製造された
多層配線板も実施例１と同様に、いずれの評価項目につ
いても優れていることがわかった。特に、表中の接着性
の項目を対比すれば明らかなように、この例は実施例１
より樹脂と回路パターンとの接着性が大きいことがわか
った。

【００６４】

【表２】

【００６５】〈実施例３〉実施例１と同様の感光性絶縁
樹脂を用い、実施例１と同様の工程で多層配線基板を製
造した。異なる点は、実施例１では、下地導電膜１０３
を無電解銅めっきで行っているのに対し、この例では、
無電解ニッケルめっきで形成したことである。用いた無
電解ニッケルめっき液（２種類）及びめっき条件は下記
のであり、それぞれの基板を製造した。

【００６６】（１）無電解ニッケルめっき液及びめっ
き条件：めっき液＊ＳＢ−５５（Ｎｉ−Ｂ）原液使用＊
カニゼン社製の商品名液温６０℃ めっき時間１分めっき厚さ０．１μｍ（２）無電解ニッケルめっき液及びめっき条件：めっき液＊ブルーシューマー（Ｎｉ−Ｐ）原液を１／
５に稀釈して使用＊カニゼン社製の商品名液温８０℃ めっき時間１分めっき厚さ０．１μｍ以上、実施例１と同様、基板特性について評価を行いそ
の結果を表３に示す。この工程で製造される多層配線板
も、実施例１と同様に、いずれの評価項目についても優
れていることがわかった。表中の接着性の項目を対比す
れば明らかなように、実施例１の下地導電膜１０３を銅
で形成したときよりも、ニッケルを用いたこの例の方が
樹脂との接着強度が大きいことがわかった。これは、銅
よりニッケルの方が硬いためと考える。

【００６７】

【表３】

【００６８】〈実施例４〉実施例１と同様の感光性絶縁
樹脂を用い、実施例１と同様の工程で多層配線基板を製
造した。実施例１と異なる点は、絶縁樹脂１０２の粗化
層１０２’の形成方法おいて、粗化液で処理する前に、
まずドライエッチングにより表層を軽くエッチング
（０．１μｍ程度）し、次いで、実施例１と同様に過マ
ンガン酸系の処理液で粗化を行った。用いたドライエッ
チング装置及び処理条件は下記の２通りである。

【００６９】（１）Ｏ₂プラズマアッシャ（アネルバ製
ＤＥＭ−４５１Ｍを使用）：Ｏ₂流量５０ｓｃｃｍガス圧１０ＰａＲＦパワー３００Ｗ自己バイアス −７１０Ｖ処理時間５〜３０ｍｉｎ（２）ＵＶ／Ｏ₃（紫外線ランプによる照射下で、オゾ
ン処理）：Ｏ₃流量８ＮＬ／ｍｉ
ｎ一時電流５Ａ温度１６０℃±１
０ランプからの距離１５ｃｍ処理時間５〜３０ｍｉｎ実施例１と同様、基板特性について評価を行いその結果
を表４に示す。この工程で製造される多層配線板も、実
施例１と同様にいずれの評価項目についても優れている
ことがわかった。特に、表中の接着性の項目を対比すれ
ば明らかなように、この例は実施例１より樹脂と回路パ
ターンとの接着性が大きいことがわかった。

【００７０】

【表４】

【００７１】〈実施例５〉実施例１の樹脂組成物の成分
中、（イ）ジアクリルフタレート樹脂（多官能不飽和化
合物）と（ロ）エピコート８２８（エポキシ樹脂）の代
わりに、不飽和基を付加反応させた２官能以上の多官能
固形エポキシ樹脂（光硬化性と熱硬化性とを有するも
の）として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の１
／２当量アクリル酸付加物で平均分子量１３００のもの
〔（株）サンノプコ社製の商品名「ＳＮ−５Ｘ１８４
５」を使用〕を１３０ｇ配合し、実施例１と同様の工程
で層間絶縁膜を形成し多層配線基板を製造した。層間絶
縁膜の特性は実施例１と略同等であった。

【００７２】〈比較例１〉この比較例は、実施例１と同
様の感光性絶縁樹脂を用い、実施例１と同様の工程で多
層配線基板を製造した。異なる点は、ＵＶ露光後に樹脂
層１０２を完全硬化するため１５０℃で３０分間加熱硬
化させた後、粗化処理を行ったことである。すなわち、
粗化処理のタイミングをＵＶ露光後の半硬化状態で行う
のではなく、完全硬化後に行ったことである。実施例１
と同様、基板特性について評価を行いその結果を表５に
示す。

【００７３】この工程で製造される多層配線板は、評価
項目１）の現像性については、優れた特性であったもの
の、その他の項目２）〜４）については、粗化処理時間
が１時間以下で不良となった。これは、実施例と比較
し、接着強度が弱いためである。また、粗化時間（処理
液浸漬時間）を長くすればある程度の強度がでる。これ
は、樹脂を完全硬化したため、耐薬品性が向上し、粗化
し難くなったためと考える。さらには、これら結果か
ら、本発明により粗化面形成時間の短縮に有効であるこ
ともわかった。また、熱硬化を全く行わないものについ
ては、評価項目１）の現像性のみが良好なだけであるこ
ともわかった。

【００７４】

【表５】

【００７５】〈比較例２〉実施例１と同様の感光性絶縁
樹脂を用い、実施例１と同様の工程で多層配線基板を製
造した。異なる点は、絶縁樹脂１０２の粗化層１０２’
の形成方法おいて、粗化処理液の過マンガン酸カリウム
のアルカリ液の代わりに、クロム酸系の処理液で粗化を
行ったことである。用いた処理液は、以下の通りであ
る。

【００７６】無水クロム酸２０〜４５０ｇ／ｌりん酸０〜１００ｍｌ／
ｌ硫酸２００〜６００ｍｌ／
ｌ液温６０℃ 実施例１と同様、基板特性について評価を行った。しか
し、層間接続部の銅めっきが溶解し接続不良となった。
すなわち、樹脂層１０２の粗化処理は、図１（ｆ）、
（ｇ）工程に示したように、樹脂層１０２にビアホール
６を設け層間接続部の銅めっきを露出させた状態で行う
が、この時にクロム酸系の処理液で樹脂層表面を粗化す
ると露出した銅めっき層が溶解するという問題が発生し
た。このように、粗化処理液としては実施例１の過マン
ガン酸カリウムのアルカリ液が有効であることが確認さ
れた。

【００７７】〈比較例３〉実施例１と同様の工程で多層
配線基板を製造した。ただし、この比較例では感光性絶
縁樹脂１０２の組成を異なるものとした。すなわち、下
記のように樹脂の熱硬化剤を酸無水物としたもの（本発
明ではアミン系硬化剤を使用）と、樹脂の組成が光硬化
性成分のみとしたもの（本発明では光硬化性成分と熱硬
化性成分とを含む）との２種類を準備し、これらについ
て、それぞれ実施例１と同様に基板特性について評価を
行った。

【００７８】（１）樹脂組成物（イ）ジアリルフタレート樹脂（光硬化性）１００ｇ（ロ）エピコート８２８（熱硬化性）３０ｇ（ハ）ペンタエリスリトールトリアクリレート（光硬化性）２０ｇ（ニ）ベンゾインイソプロピルエーテル（光硬化剤）４ｇ（ホ）無水ピロメリット酸（酸無水物からなる熱硬化剤）１０ｇ（ヘ）その他（塗布特性向上のための添加剤）適量（２）樹脂組成物（イ）ジアリルフタレート樹脂（光硬化性）１００ｇ（ロ）ペンタエリスリトールトリアクリレート（光硬化性）２０ｇ（ハ）ベンゾインイソプロピルエーテル（光硬化剤）４ｇ（ニ）その他（塗布特性向上のための添加剤）適量この工程で製造される多層配線板は、評価項目１）のに
現像性については、優れた特性であったものの、その他
の項目２）〜４）については、不良となった。これは、
実施例と比較し、接着強度が弱いためである。これら結
果から、本発明による、特定の熱硬化剤の重要性、さら
には、熱硬化性樹脂組成物の重要性が明らかとなった。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１枚の絶縁基板に複数層の電気的回路が形成でき、コス
トが大きく低減できるばかりでなく、本プロセスによ
り、絶縁層と銅めっき皮膜との接着力が強い、信頼性の
高い、高密度多層プリント配線板が容易且つコンパクト
に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となる多層配線基板の製造工
程を示す断面図。

【図２】本発明の一実施例となる触媒除去処理工程にお
ける処理時間と除去量との関係を示した特性図。

【符号の説明】

１０１…基板（絶縁基板もしくは良熱伝導性の金属基
板）、１０２…感光性絶縁樹脂層、１０２’…
表面粗化された絶縁樹脂層、１０３…下地導電膜、
１０４…電気銅めっき膜、１０３’、１０
４’…配線パターン、１０５…配線パターンの間隙、
１０６…バイヤホール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今林慎一郎神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者田中勇神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者矢野玲子神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者谷口幸弘神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビルドアップ法で多層配線基板を製造する
方法において、基板の少なくとも一方の面上に、感光性と熱硬化性とを有する感光性絶縁樹脂を成膜す
る工程、この感光性絶縁樹脂を露光し、光硬化することにより
半硬化状態とする工程、前記露光により半硬化状態とされた感光性絶縁樹脂表
面を粗化処理する工程、下地導電膜を形成する工程、熱硬化により感光性絶縁樹
脂を完全硬化する工程を含む接着強度に優れた下地導電
膜を形成する工程、前記下地導電膜上にめっき導電膜を形成する工程、前記導電膜を所定のマスクを介してエッチングするこ
とにより、回路パターンを形成する工程、第二層配線形成の準備段階として、前記の感光性絶
縁樹脂を前記回路パターン上を含む基板上に成膜する工
程、所定のマスクを介して露光、現像により前記感光性絶
縁樹脂にバイヤホールを形成すると共に、前記露光によ
り感光性絶縁樹脂を半硬化状態とする工程、次いで前記
工程からまでを配線層の積層数に見合った回数繰り
返す工程を具備して成る多層配線基板の製造方法。
【請求項２】請求項１記載の接着強度に優れた下地導
電膜を形成する工程を、（１）露光により半硬化状態とされた感光性絶縁樹脂表
面を粗化処理する工程、（２）下地導電膜を形成する工程、（３）熱硬化により感光性絶縁樹脂を完全硬化する工
程、の順を経て下地導電膜を形成する工程として成る多層配
線基板の製造方法。
【請求項３】請求項１記載の接着強度に優れた下地導
電膜を形成する工程を、（１）露光により半硬化状態とされた感光性絶縁樹脂表
面を粗化処理する工程、（２）熱硬化により感光性絶縁樹脂を完全硬化する工
程、（３）下地導電膜を形成する工程、の順を経て下地導電膜を形成する工程として成る多層配
線基板の製造方法。
【請求項４】請求項２もしくは３記載のの露光により
半硬化状態とされた感光性絶縁樹脂表面を粗化処理する
工程の前処理工程として、Ｏ₂プラズマ、もしくはＵＶ
／Ｏ₃処理により感光性絶縁樹脂表面を軽くエッチング
処理する工程を付加して成る多層配線基板の製造方法。
【請求項５】請求項２もしくは３記載のの露光により
半硬化状態とされた感光性絶縁樹脂表面を粗化処理する
工程を、過マンガン酸塩のアルカリ水溶液からなる粗化
液での処理と、酸性水溶液での中和処理とを有する工程
で構成して成る多層配線基板の製造方法。
【請求項６】請求項５記載の粗化液を、液温５０〜９０
℃で、過マンガン酸塩の濃度０．５〜０．１ｍｏｌ／ｌ
として成る多層配線基板の製造方法。
【請求項７】請求項１記載のの下地導電膜を形成する
工程を、無電解めっき工程として成る多層配線基板の製
造方法。
【請求項８】請求項１記載のの下地導電膜を形成する
工程を、無電解めっき工程とすると共に、の導電膜を
所定のマスクを介してエッチングすることにより、回路
パターンを形成する工程の後に、無電解めっき工程の前
処理工程として予め樹脂上に形成しためっき触媒を、ア
ルカリ水溶液で除去する工程を付加して成る多層配線基
板の製造方法。
【請求項９】請求項１記載の感光性絶縁樹脂を、少なく
とも室温で固形の多官能不飽和化合物、エポキシ樹脂、
アクリレートモノマー、光重合開始剤、及びアミン系の
熱硬化剤から成る絶縁樹脂組成物で構成して成る多層配
線基板の製造方法。
【請求項１０】請求項１記載の感光性絶縁樹脂を、少な
くとも不飽和基を付加反応させた２官能以上の多官能固
形エポキシ樹脂、アクリレートモノマー、光重合開始
剤、及びアミン系の熱硬化剤から成る絶縁樹脂組成物で
構成して成る多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】請求項９及び１０記載のアミン系熱硬化
剤を、ジシアンジアミド、もしくはジアミノトリアジン
誘導体で構成して成る多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】上記下地膜を、銅もしくはニッケルで構
成すると共に、その膜厚を０．１〜０．５μｍとして成
る請求項１乃至３何れか記載の多層配線基板の製造方
法。
【請求項１３】上記の下地導電膜上にめっき導電膜を
形成する工程を、無電解銅めっき、もしくは電解銅めっ
き処理で、膜厚１０〜３０μｍに形成する工程として成
る請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１４】上記の感光性と熱硬化性とを有する感
光性絶縁樹脂を成膜する工程において、感光性絶縁樹脂
の厚さを３０〜１００μｍとして成る請求項１記載の多
層配線基板の製造方法。
【請求項１５】上記基板を、絶縁基板、良熱伝導性金属
基板、もしくは内層に予め回路機能を搭載した基板で構
成して成る請求項１記載の多層配線基板の製造方法。