JPH07154055A

JPH07154055A - プリント配線板の製造法

Info

Publication number: JPH07154055A
Application number: JP29970093A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Hatakeyama; 修一畠山; Masao Sugano; 雅雄菅野; Akishi Nakaso; 昭士中祖; Koichi Tsuyama; 宏一津山
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】効率と経済性に優れたプリント配線板の製造法
を提供すること。【構成】支持体上に粗面を有する極薄の銅とエッチング
条件の異なる金属層を形成し、その粗面を介して内層回
路を有する絶縁性基板材料と積層一体化し、その内層回
路を有する絶縁性基板材料から前記支持体を除去し、穴
をあけ、その内層回路を有する絶縁性基板材料から銅と
エッチング条件の異なる金属層を、前記粗面の形状をそ
の内層回路を有する絶縁性基板材料の表面に残した状態
でエッチング除去した後、前記金属層の粗面形状が転写
されたその内層回路を有する絶縁性基板材料の表面の必
要な箇所及び穴内壁に、無電解めっきを用いて回路導体
を形成すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無電解めっきによるプ
リント配線板の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の製造法のひとつに、絶
縁材料の必要な箇所にのみ無電解めっきで回路導体を形
成する、いわゆるアディティブ法と呼ばれる方法があ
る。この方法では、銅箔なしの絶縁基板を出発材料とし
て、基板上の必要部分にだけめっきを施して導体パター
ンを形成するため、絶縁基板と無電解めっきによって形
成される導電性金属との密着力が、プリント配線板の諸
特性にとって極めて重要となる。

【０００３】絶縁基板とめっき金属との密着力を確保す
る一般的な方法は、ＡＢＳ系、ゴム系等の接着剤層を基
板表面に設け、化学粗化液で処理することによって、接
着剤の表面に凹凸形状を付与し、この粗化面のアンカー
効果を利用するものが知られている。

【０００４】しかし、この接着剤を粗化する方法は、粗
化液を用いなければならず、そのような粗化液に使用で
きる組成のほとんどは、酸化剤を含むものであり、毒性
が強いため危険であり、作業環境が悪く管理のために経
済性が低下し、また、使用した後も特別な廃液処理が必
要となる。

【０００５】また、このように粗化可能な接着剤は、一
般的に、電気絶縁性が低く、耐湿絶縁性や高温絶縁性も
低いものが多い。さらに加えて、接着剤の耐熱性が不十
分であるため、高温での密着性低下が大きいという課題
があった。

【０００６】これに対し、接着剤を使用せず、金属箔の
粗面形状を転写して粗化を行う方法が知られている。例
えば、特開昭６２−９８６９６号公報に開示される方法
では、粗面形状の転写に銅箔を使用することが開示さ
れ、接着剤に起因する特性の低下や、接着剤の粗化に伴
う取り扱いの危険性及び環境の悪化を解消することがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６２−
９８６９６号公報に開示される方法では、粗面形状の転
写に銅箔を使用するため、多層板の製造において、内層
回路を有する絶縁性基板に粗面を有する銅箔を積層プレ
スし、穴あけした後に、形状転写用金属箔のエッチング
除去を行うと、穴内に露出した内層回路銅も同時にエッ
チングされ、いわゆるネガティブエッチバックが発生す
る。この内層回路銅のエッチバック量が大きいと、めっ
き前処理液やめっき液がエッチバック部にトラップさ
れ、その部分のみめっきが析出しない、いわゆるめっき
ボイドが発生することがあり、層間の接続信頼性が不十
分となる。

【０００８】一方、特開平３−１６１９９２号公報で
は、粗面形状を転写する金属箔の種類を特に限定しては
いないため、転写する金属箔に銅以外の金属を選定し、
かつこの金属箔を銅と異なる条件でエッチング除去する
ことで、上記ネガティブエッチバックの発生を防止する
ことが可能となると考えられる。しかし、金属箔の厚さ
を少なくとも１８μｍ以上にしなければ、作業する上で
折れやしわが発生するなど取り扱いが困難となり、この
ような銅とエッチング条件の異なる金属箔と、そのエッ
チング除去のための溶液は、銅箔や銅箔のエッチング液
と比較してより高価であり、またエッチング速度も遅い
ため、経済的でなく、生産性が低いという課題があっ
た。

【０００９】本発明は、効率と経済性に優れたプリント
配線板の製造法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線板
の製造法は、支持体上に粗面を有する極薄の銅とエッチ
ング条件の異なる金属層を形成し、その粗面を介して絶
縁性基板材料と積層一体化し、その絶縁性基板材料から
前記支持体及び金属層を、前記粗面の形状をその絶縁性
基板材料に残した状態でエッチング除去した後、前記金
属層の粗面形状が転写されたその絶縁性基板材料の表面
の必要な箇所に、無電解めっきを用いて回路導体を形成
することを特徴とする。

【００１１】また、支持体上に粗面を有する極薄の銅と
エッチング条件の異なる金属層を形成し、その粗面を介
して内層回路を有する絶縁性基板材料と積層一体化し、
その内層回路を有する絶縁性基板材料から前記支持体を
除去し、穴をあけ、その内層回路を有する絶縁性基板材
料から銅とエッチング条件の異なる金属層を、前記粗面
の形状をその内層回路を有する絶縁性基板材料の表面に
残した状態でエッチング除去した後、前記金属層の粗面
形状が転写されたその内層回路を有する絶縁性基板材料
の表面の必要な箇所及び穴内壁に、無電解めっきを用い
て回路導体を形成することを特徴とするものでもある。

【００１２】本発明に用いる粗面形状を転写する金属
は、少なくともその粗面表層が銅とは異なるエッチング
条件を有する金属で構成されていればよく、例えば、Ｎ
ｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等のほか、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、半田等
の合金も用いることができる。さらには、スミア処理に
も耐え得る金属であればより好ましく、スミア処理液と
して、アルカリ過マンガン酸溶液を用いる場合には、Ｎ
ｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ等が使用できる。なお、支持体
上に形成する金属は特にその層数を限定するものではな
く、２種以上の金属から構成される複合層であってもよ
い。

【００１３】粗面表層の金属層の厚さは、エッチング効
率及び価格の点から０．１〜１２μｍのものが良好であ
り、０．５〜５μｍ程度が最も適当である。支持体と接
する反対側の金属層の粗面度は、十点平均粗さを１８μ
ｍ（基準長さ２．５mm）以下とすべきであり、５〜１０
μｍ程度が望ましい。金属層の粗面化の方法としては、
電気めっき、無電解めっき、研磨、ホーニング、エッチ
ング等を用いることができる。

【００１４】金属層の支持体としては、銅やアルミ等の
汎用的な金属箔、鏡面仕上げされたステンレス等の金属
板、フッ素系樹脂やポリイミド等の有機質の材料からな
るフィルム及びシート、金属板にフッ素系樹脂やポリイ
ミド等をコーティングしたもの、またはガラス板等が挙
げられる。支持体の厚さに特に制限はないが、金属箔を
使用する場合には、取り扱い上及び価格の点から１０〜
１５０μｍのものが良好である。

【００１５】支持体上に形成した金属層と積層一体化す
る絶縁性基板材料には、エポキシ、変性ポリイミド、ポ
リイミド、フェノール等一般の銅張積層板に用いられる
熱硬化性樹脂やポリエチレン、テフロン、ポリエーテル
サルフォン、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂が用
いられる。これらは、紙やガラス布等の基材にワニスを
含浸させたシートや基材を含まないフィルムとして使用
できる。この他、金属層粗面にワニスを塗工・乾燥した
ものも利用可能である。

【００１６】支持体および金属層を絶縁性基板材料と積
層し、支持体を除去した後、金属層の表層を絶縁性基板
材料上から除去するにはエッチング液が用いられる。こ
の場合には、銅との選択性のあるエッチング液を使うこ
とが望ましい。例えば、ニッケル（厚さ２μｍ）をエッ
チングする場合には、ニッケルの選択エッチング液とし
て、ニッケル剥離液であるメルストリップＮ−９５０
（メルテックス株式会社製、商品名）やニッケルストリ
ッパーＢＲ（日本マクダーミッド株式会社製、商品名）
等が市販されており、これを用いることができる。上記
エッチング液の処理条件は、温度２０〜８０℃で、浸漬
時間は５〜３０分である。浸漬でなく処理液の噴霧でも
よい。

【００１７】無電解めっきに先立つ触媒処理はパラジウ
ム触媒等を用いることができる。触媒処理の代わりに触
媒入り材料を用いてもよい。無電解めっきは、無電解銅
めっき、無電解ニッケルめっき等が用いられる。プリン
ト配線板の導体としては、一般に無電解銅めっきが用い
られている。電気めっきを併用する場合は、上記の触媒
処理、無電解めっきの後に行う。

【００１８】

【作用】このように本発明の方法では、粗面形状を転写
する金属層の表層に銅とエッチング条件の異なる金属を
用いているため、転写金属箔を銅と選択エッチングする
ことで、積層プレス・ドリル穴あけ後の粗面転写用金属
のエッチングに伴う内層銅のエッチバックを防止でき、
工程が煩雑になることなく、容易に多層配線板への適用
が可能となる。また、この金属層を支持体上に形成し極
薄としているため、エッチングに伴う無駄が少なく、よ
り低コストで製造できる。

【００１９】

【実施例】

実施例１硫酸銅めっき浴を用いて鉛を陽極とし、それに対峙させ
た回転ドラムを陰極として電気化学的にドラム上に銅箔
を電着させ、これを連続的に回転ドラムより剥離し、厚
さ３０μｍのロール状の生箔を作成し、ワット浴を用い
て、生箔のマット面に焼けめっきを行い種こぶを電着析
出させた後、平滑めっきを行い種こぶを成長させ、ニッ
ケルで粗面化を行い、銅とニッケルの２層で構成される
形状転写用金属箔を作成した。ニッケルの厚さは３μ
ｍ、ニッケル粗面の表面粗さは、十点平均粗さ７．５μ
ｍ、基準長さ２．５mmであった。次に、ガラス布基材エ
ポキシ銅張積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７（日立化成工業株式
会社製、商品名）をエッチングにより回路加工を行い内
層板を作製し、ニッケル粗面と内層板の間に、ガラス布
基材エポキシプリプレグＧＥ−６７１ＹＸ₂Ｌ（日立化
成工業株式会社製、商品名）がくるように内層板の両側
に構成し、積層プレスした。積層条件は成形圧力４０kg
/cm²、温度１７０℃、時間９０分間である。積層後、ア
ンモニウム系アルカリ銅エッチング液であるＡプロセス
（メルテックス株式会社製、商品名）を用いて、銅をニ
ッケルと選択エッチングした。次に、ＮＣドリルで穴あ
けし、アルカリ過マンガン酸カリウム水溶液でスミア処
理を行った後、ニッケルエッチング液であるメルストリ
ップＮ−９５０（メルテックス株式会社製、商品名）を
用いて、ニッケルを内層銅と選択エッチングすることで
ニッケルのみを完全に除去してから、塩化パラジウムを
含む処理液に浸漬して無電解銅めっき反応を開始させる
ためのパラジウム触媒を付与した。次にドライフィルム
フォトレジストであるフォテックＳＲ−３０００ＥＡ−
３５（日立化成工業株式会社製、商品名）を用いて、ラ
ミネート、露光、現像を順次行い、めっきレジストを形
成した。次に、下記の無電解銅めっき液に、下記の条件
で浸漬し、４層板を作製した。（組成）ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ：１ｇ／ｌＥＤＴＡ・４Ｎａ：４０ｇ／ｌ３７％ＣＨ₂Ｏ：３ｍｌ／ｌ添加剤：少々（条件）ＰＨ：１２．４めっき液温度：７０℃ めっき膜厚：３５μｍ

【００２０】実施例２厚さ０．１mmのフッ素系樹脂フィルムであるナフロンテ
ープ（ニチアス株式会社製、商品名）上にスパッタリン
グ装置を用いて、下記条件で厚さ１．５μｍのニッケル
層を形成した。（スパッタリング条件）出力：１．５ＫＷ加熱：１２０℃、４５分圧力：５×１０_- ³Torr Ａｒガス流量：３５SCCM 次に、実施例１と同じめっき浴で、実施例１と同じ方法
でナフロンテープ（ニチアス株式会社製、商品名）上の
ニッケル層に電気めっきで粗面化を行った。ニッケル層
の厚さは計５μｍ、表面粗さは、十点平均粗さ６．２μ
ｍ、基準長さ２．５mmであった。次に実施例１と同じ内
層板及びプリプレグを用いて、ニッケル粗面と内層板の
間がプリプレグとなるように構成し、積層プレスした。
積層条件は実施例１と同様である。積層後、ナフロンテ
ープ（ニチアス株式会社製、商品名）を剥離し、実施例
１と同じ方法で穴あけ、スミア処理、ニッケルのエッチ
ング、パラジウム触媒の付与、めっきレジストの形成、
無電解銅めっきを順次行い、４層板を作製した。

【００２１】比較例１実施例１で用いた銅の生箔マット面に、硫酸銅めっき浴
を使用して焼けめっき、平滑めっきを順次行い銅を電着
析出させ、粗面化を行った。この形状転写用銅箔の厚さ
は３３μｍ、粗面の表面粗さは、十点平均粗さ９．０μ
ｍ、基準長さ２．５mmであった。次に実施例１と同じ内
層板およびプリプレグを用いて、形状転写用銅箔の粗面
と内層板の間がプリプレグとなるように構成し、積層プ
レスした。積層条件は実施例１と同様である。積層後、
実施例１と同じ方法で穴あけ、スミア処理、銅のエッチ
ング、パラジウム触媒の付与、めっきレジストの形成、
無電解銅めっきを順次行い、４層板を作製した。

【００２２】比較例２アクリロニトリルブタジエンゴム、アルキルフェノール
樹脂、エポキシ樹脂、シリカ、珪酸ジルコニウムをニー
ダおよび攪拌機を用いて酢酸セロソルブとメチルエチル
ケトンの混合溶媒に溶解させて、固形分２５％の接着剤
溶液を作製した。次に、実施例１で用いた内層板の両側
に実施例１で用いたプリプレグがくるように構成して、
実施例１と同じ条件で積層プレスし、プレス後の表面に
乾燥後の厚さが約２５μｍとなるように浸漬塗布し、１
７０℃で６０分間加熱硬化して接着剤付基板を作製し
た。その後、この接着剤層を化学粗化するためにクロム
酸混酸（クロム酸：５５g/l、硫酸：３００ml/l）に４
０℃で１５分間浸漬し、中和処理を行ってから実施例１
と同じ方法で穴あけ、パラジウム触媒の付与、めっきレ
ジストの形成、無電解銅めっきを順次行い、４層板を作
製した。

【００２３】以上のようにして４層板を作製した後、基
板とめっき膜の密着力および基板の耐熱性を評価するた
めに、２５℃・１５０℃中でのめっき膜の引き剥し強さ
を測定した。めっき膜の引き剥し幅は１０mm、引き剥し
角度は９０゜、引き剥し速度５０mm／分で行った。次
に、層間の接続信頼性及びネガティブエッチバックの発
生を調べるためにホットオイル試験とスルーホールの断
面観察を行った。ホットオイル試験は、２６０℃・１０
sec/室温・１０secを１サイクルとして、抵抗上昇率を
１０サイクル毎に測定し、抵抗上昇率が１０％以上とな
るサイクル数を調べた。比較例１の場合は、ホットオイ
ル試験において２０サイクルで抵抗上昇率が１０％に達
し、接続信頼性が不十分であった。スルーホール断面を
観察した結果、内層銅にはネガティブエッチバックが発
生しており、このエッチバック量は約３０μｍであっ
た。比較例２の場合は、室温での引き剥し強さは十分で
あるものの、高温では引き剥し強さの低下が大きい。

【００２４】以上の結果より、本発明によるプリント配
線板は、めっき膜／基板間の密着力が高く、かつ高温で
の密着力低下が少なく耐熱性にも優れ、さらに、層間の
接続信頼性も十分であることがわかる。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、従来の方法に比べて、めっき金属と基板との密着力
が高く、耐熱性・接続信頼性に優れたプリント配線板
を、効率よく、かつ経済的に製造する方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の一実施例の各工程
を示す断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の他の実施例の各工
程を示す断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｈ）は、従来例の各工程を示す断面
図である。

【図４】（ａ）〜（ｇ）は、他の従来例の各工程を示す
断面図である。

【図５】本発明の一実施例の効果及び作用を説明するた
めの断面図である。

【図６】従来例の課題を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１．銅箔２．ニッケル層３．プリプレグ４．内層銅５．樹脂基板６．内層板７．スルーホール８．めっきレジスト９．無電解銅めっき１０．フッ素系樹脂
シート１１．銅層１２．接着剤（粗化
前）１３．接着剤（粗化後）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津山宏一茨城県下館市大字小川1500番地日立化成工業株式会社下館研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に粗面を有する極薄の銅とエッチ
ング条件の異なる金属層を形成し、その粗面を介して絶
縁性基板材料と積層一体化し、その絶縁性基板材料から
前記支持体及び金属層を、前記粗面の形状をその絶縁性
基板材料に残した状態でエッチング除去した後、前記金
属層の粗面形状が転写されたその絶縁性基板材料の表面
の必要な箇所に、無電解めっきを用いて回路導体を形成
することを特徴とするプリント配線板の製造法。
【請求項２】支持体上に粗面を有する極薄の銅とエッチ
ング条件の異なる金属層を形成し、その粗面を介して内
層回路を有する絶縁性基板材料と積層一体化し、その内
層回路を有する絶縁性基板材料から前記支持体を除去
し、穴をあけ、その内層回路を有する絶縁性基板材料か
ら銅とエッチング条件の異なる金属層を、前記粗面の形
状をその内層回路を有する絶縁性基板材料の表面に残し
た状態でエッチング除去した後、前記銅とエッチング条
件の異なる金属層の粗面形状が転写されたその内層回路
を有する絶縁性基板材料の表面の必要な箇所及び穴内壁
に、無電解めっきを用いて回路導体を形成することを特
徴とするプリント配線板の製造法。
【請求項３】銅とエッチング条件の異なる金属層の粗面
表層が、１種以上の金属層で構成されていることを特徴
とするプリント配線板の製造法。