JPH07263870A

JPH07263870A - 配線板の製造方法

Info

Publication number: JPH07263870A
Application number: JP5242394A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fukai; 弘之深井; Shin Takanezawa; 伸高根沢; Kenichi Tomioka; 健一富岡; Tomoko Kawamoto; 倫子河本; 義之 ▲つる▼; Yoshiyuki Tsuru
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】感光性材料を層間の絶縁に用いる多層配線板
の製造法において、層間絶縁層の、未露光部分の除去と
露光部分の粗化を有機溶媒を用いないでしかも同時に行
う。【構成】Ａ．絶縁基板１表面に第１の回路２を形成す
る工程、Ｂ．第１の回路２を形成した上に、光の照射に
より硬化する感光性材料及び主鎖に化１で表される構造
を有するオリゴマーを必須成分とする感光材層３を形成
する工程、【化１】Ｃ．第１の回路を露出させる部分の形状に遮蔽部５を形
成したフォトマスク４を介して前記感光材層を露光する
工程、Ｄ．酸化剤水溶液によって、露光しなかった感光
材を除去するとともに、露光して硬化した感光材層表面
に存在する、主鎖に化１で表される構造を有するオリゴ
マーを除去して硬化した感光材層表面を粗化する工程、
Ｅ．その表面に第２の回路を形成する工程を含み、前記
工程Ｂ〜Ｅを必要な回路層数に応じて繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２層以上の回路層を有
し、回路層間の絶縁層を感光性材料で形成する配線板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在多くの配線板は、ガラス布にエポキ
シ樹脂を含浸し、銅はくを重ねて積層一体化した銅張り
積層板を使用し、穴をあけ、穴内壁に無電解めっきを行
って、必要な場合には更に電解めっきを行って穴の上下
の銅はくを電気的に接続した後、不要な銅をエッチング
で除去して、配線板を製造している。また、多層配線板
についても、内層回路を形成した絶縁基板の上にプリプ
レグと呼ばれるガラス布にエポキシ樹脂を含浸し、半硬
化させた材料と、銅はくを重ねて積層一体化した後は、
穴をあけ、穴内壁に無電解めっきを行って、必要な場合
には更に電解めっきを行って穴の上下の銅はく層を電気
的に接続した後、不要な銅をエッチングで除去して、配
線板を製造している。

【０００３】ところで、このような多層配線板において
内層と外層の信号層を接続する穴は、一般にドリルによ
ってあけられている。このドリルによる穴あけ加工で
は、穴は１つ１つ順次あけられているために、工程の効
率を低下させている。また、最近さらに穴径が小さくな
る傾向にあり、使用されるドリルが細く、従って折れや
すくなるために、ドリルの穴あけスピードが遅くなり、
工程の効率を悪化させる要因となってきている。

【０００４】さらにまた、多層配線板の回路層が増加し
た場合に、プリプレグは、ガラス布を使用しているため
に、厚さを０．０８ｍｍ以下にすることが困難なことか
ら、多層配線板として仕上がった状態で、厚さが厚く、
また重量がかさむという課題がある。

【０００５】このような課題を解決するものとして、
Ａ．絶縁基板表面に第１の回路を形成する工程、Ｂ．第
１の回路を形成した上に、光の照射により硬化する感光
材層を形成する工程、Ｃ．第１の回路を露出させる部分
の形状に遮蔽部を形成したフォトマスクを介して前記感
光材層を露光し、露光しなかった箇所を選択的に除去す
る工程、Ｄ．硬化した感光材層表面を粗化する工程、
Ｅ．その表面に第２の回路を形成する工程を含み、前記
工程Ｂ〜Ｅを必要な回路層数に応じて繰り返すことによ
り、第１の回路と第２の回路とを接続するバイアホール
を有する配線板の製造方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
方法では、工程Ｃにおいて選択的に除去するために用い
るいわゆる現像液は、トリクロロエタン、塩化メチレ
ン、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコール等の有
機溶剤である。有機溶剤を現像液として用いる場合、現
像用の独自の設備が必要となり、また現像液が有機溶剤
であるためにその設備は防爆仕様となり、多大な設備投
資を要する。また、現像した後の有機溶剤は、その廃棄
処理が困難なことが多く、通常は、回収して再生しなけ
ればならず、装置や設備がおおがかりとなるものであ
る。また、第２の回路を形成するためには、硬化した感
光材層表面を粗化する工程が必要であった。本発明は、
このような光の照射により硬化する感光性材料を層間の
絶縁に用いる多層配線板の製造方法について、回路層間
の絶縁層の、回路形成前の処理の効率に優れ、かつ安全
性や作業性に優れた配線板の製造方法を提供することを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ａ．絶縁基板
表面に第１の回路を形成する工程、Ｂ．第１の回路を形
成した上に、光の照射により硬化する感光性材料及び主
鎖に化２で表される構造を有するオリゴマーを必須成分
とする感光材層を形成する工程、

【化２】Ｃ．第１の回路を露出させる部分の形状に遮蔽部を形成
したフォトマスクを介して前記感光材層を露光する工
程、Ｄ．酸化剤水溶液によって、露光しなかった感光材
を除去するとともに、露光して硬化した感光材層表面に
存在する、主鎖に化２で表される構造を有するオリゴマ
ーを除去して硬化した感光材層表面を粗化する工程、
Ｅ．その表面に第２の回路を形成する工程を含み、前記
工程Ｂ〜Ｅを必要な回路層数に応じて繰り返すことを特
徴とする。

【０００８】また、主鎖に化２で表される構造を有する
オリゴマーに代えて、酸化剤水溶液に可溶な無機充填剤
を用いることによっても本発明の目的を達成することが
できる。ただし、この場合は、感光材層を露光した後、
感光材層の表面を研磨する工程が必要となる。

【０００９】以下、図面により、本発明の配線板の製造
方法を、３層回路配線板を例にして説明する。

【００１０】まず、絶縁基板１の表面に、第１の回路２
を形成する（図１（ａ）参照）。回路形成法は、サブト
ラクティブ法又はアディティブ法いずれでもよい。次
に、その上に、感光材層３を形成する（図１（ｂ）参
照）。

【００１１】その次に、第１の回路２を露出させる部
分、例えばビアホール６、の形状に遮蔽部５を形成した
フォトマスク４を介して前記感光材層３を露光する（図
１（ｃ）参照）。

【００１２】さらに、その次に、感光材層３の表面に酸
化剤水溶液をスプレーする。この工程によって、露光し
なかった感光材が除去され、露光して硬化した感光材層
表面に存在する、主鎖に化２で表される構造を有するオ
リゴマーが分解されて酸化剤水溶液に溶解して、硬化し
た感光材層３の表面が粗化される（図１（ｄ）参照）。

【００１３】その後、表面に、めっき触媒を付与し、全
面にめっき導体層８を形成する（図１（ｅ）参照）。そ
してこのめっき導体層８にパターンエッチングを施し
て、第２の回路９を形成する（図１（ｆ）参照）。

【００１４】以下、第２の回路９の上に第２の感光材層
１０を形成し（図１（ｇ）参照）、露光及び酸化剤水溶
液処理を施し（図１（ｈ）参照）、第３の回路となるめ
っき導体層８１を形成し（図１（ｉ）参照）、パターン
エッチングを施して、第３の回路９１を形成する（図１
（ｊ）参照）。

【００１５】最後に、永久マスクを表面に形成して、３
層の回路がビアホールで接続された配線板が得られる。

【００１６】なお、主鎖に化２で表される構造を有する
オリゴマーに代えて、酸化剤水溶液に可溶な無機充填剤
を用いるときには、図１（ｃ）と図１（ｄ）との間に、
感光材層３の表面を研磨する工程を追加すればよい。

【００１７】配合の際に無機充填剤が感光性材料に覆わ
れ、露出していないので、酸化剤水溶液と接触しないた
めである。研磨方法については、機械的に研磨するとい
うこと以外特に限定するものではなく、数μｍ研磨でき
ればよい。

【００１８】本発明に用いる酸化剤としては、６価のク
ロム化合物と、硫酸、リン酸、フッ化ナトリウム及びホ
ウフッ化水素酸からなる群の１種以上とからなるもの、
又は７価のマンガン化合物と、水酸化カリウム及び水酸
化ナトリウムからなる群の１種以上との混合物が挙げら
れる。

【００１９】本発明に用いる感光性材料としては、エポ
キシ樹脂とエポキシ化合物をカチオン重合型光開始剤で
硬化させる組成物、またはアクリレート変性エポキシ樹
脂とアクリレート化合物をラジカル重合型光開始剤で硬
化させる組成物、重量平均分子量が１５００以下のエポ
キシ化合物などを使用できる。

【００２０】粗化成分として添加する主鎖に化２で表さ
れる構造を有するオリゴマー、又は、酸化剤水溶液に可
溶な無機充填剤の他に、熱硬化成分として、フェノール
樹脂、クレゾール樹脂、マレイミド樹脂を少量配合して
もよい。

【００２１】主鎖に化２で表される構造を有するオリゴ
マーとしては、分子末端にカルボキシル基やアクリレー
ト基、シアノ基、アミノ基等の官能基を付加させたもの
が使用でき、酸化剤水溶液に溶解可能なものであれば特
に限定されるものではない。その配合量は、粗化工程の
際に感光材層上に形成される海島構造と、その後の銅と
感光材層との接着性の関係から、感光性材料固形分のう
ち１０〜３０重量％が好ましい。

【００２２】これらは、感光材全体としてみたとき、酸
価が１５〜５０になるように調整するのが好ましい。酸
価が１５未満では、酸化剤水溶液による溶解性が劣り、
精度よく未露光部分を除去できない。また、酸価が５０
を超えると、極性が大きくなり、耐アルカリ性や吸湿
性、耐熱性が悪くなる。

【００２３】酸化性の水溶液に可溶な無機充填剤として
は、水酸化アルミニウムやシリカ、アルミノケイ酸塩等
の無機充填剤があげられる。その粒径は、粗化工程の際
に感光性樹脂層上に形成される海島構造と、その後の銅
と感光性樹脂層との接着性の関係から、０．５〜１０μ
ｍが好ましく、また、感光性樹脂固形分のうち、好まし
くは１０〜４０重量％配合する。

【００２４】絶縁基板には、ガラス布−エポキシ樹脂、
紙−フェノール樹脂、紙−エポキシ樹脂、ガラス布・ガ
ラス紙−エポキシ樹脂等、通常の配線板に用いる絶縁材
料を用いることができるが、特に限定されるものではな
い。

【００２５】本発明の方法を用いて配線をより多層化す
る場合には、以上の方法を繰り返して行うが、感光材層
を形成した後に、露光に先だって、積層プレス装置やロ
ールプレス装置を用いて圧力を加え、平坦にすることが
好ましく、配線の高密度化を容易にする。また、次の感
光材層を形成する前に、その下になる回路導体表面を粗
化したり、従来の多層配線板の製造方法に用いられるよ
うに、酸化して凹凸を形成したり、酸化して形成した凹
凸を水素化ホウ素ナトリウムやジメチルアミンボラン等
のアルカリ性還元剤を用いて還元して、層間の接着性を
高めることもできる。

【００２６】

【作用】感光性材料は、露光により硬化し、酸化剤水溶
液に不溶となるが、未露光部分の感光性材料は酸化剤水
溶液ににより溶解する。一方硬化した感光材層表面に存
在する主鎖に化２で表される構造を有するオリゴマー
は、二重結合の部分で分解し溶解して、硬化した感光材
表面を粗面にする。酸化性の水溶液に可溶な無機充填剤
についても同様に硬化した感光材表面を粗面にする。こ
れにより、未露光部の除去と、露光部の粗化を同時に行
うことができる。

【００２７】

【実施例】

実施例１厚さ３５μｍの両面粗化銅はくを両面にはり合わせた銅
張りガラス布−エポキシ樹脂積層板（日立化成工業株式
会社、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７を使用）を用い、パター
ンエッチングして第１の回路を形成した。次に、ビスフ
ェノールＡ型エポキシアクリレート（昭和高分子株式会
社、商品名ＶＲ−６０を使用）２７重量％、ポリエチレ
ングリコールジアクリレート（新中村化学株式会社、商
品名Ａ−２００を使用）１５重量％、エポキシ樹脂（油
化シェルエポキシ株式会社、商品名エピコート１００１
を使用）１０重量％、ジシアンジアミド１重量％、カル
ボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルオリゴマー
（宇部興産株式会社、商品名ＨｙｃａｒＣＴＢＮ１３
００を使用）２０重量％、ベンジルジメチルケタール
（チバガイギー株式会社、商品名Ｉ−６５１を使用）１
重量％及び微粒シリカ（日本エアロジル株式会社、商品
名エアロジル２００を使用）１重量％をメチルエチルケ
トン２５重量％に溶解した。なお、ジシアンジアミドは
熱硬化剤として、ベンジルジメチルケタールはラジカル
重合型光開始剤として、微粒シリカは流動調整剤として
作用する。上記組成の感光材を離型フィルムに塗布し、
１３０℃で１５分間乾燥してドライフィルム化した。こ
のフィルムを、前記第１の回路の表面に、１２０℃で圧
力２７６ｋＰａ、送り速度０．３ｍ／分の条件でラミネ
ートして、第１の感光材層を形成した。その表面に所定
箇所に遮蔽部を設けたフォトマスクを重ね、露光条件を
１Ｊ／ｃｍ² とし、紫外線を照射した。ＫＭｎＯ₄ ：４０ｇ／ｌ、ＮａＯＨ：２６ｇ／ｌの水溶
液を５０℃に加温し、０．１６ＭＰａのスプレー圧で４
分間処理した後、ＳｎＣｌ₂ ：３０ｇ／ｌ、ＨＣｌ：３
００ｍｌ／ｌの水溶液に、常温で５分間浸漬し、水洗し
た。その表面に、塩化パラジウムを含む無電解めっき用
触媒液（日立化成工業株式会社、商品名ＨＳ−２０２Ｂ
を使用）に常温で１０分間浸漬し、水洗し、無電解銅め
っき液（日立化成工業株式会社、商品名ＣＵＳＴ２０１
を使用）に常温で２５分間浸漬し、水洗し、硫酸銅の電
解めっきを行って厚さ２０μｍの導体層を形成した。次
に、めっき導体の不要な箇所をエッチング除去するため
に、エッチングレジストを形成し、エッチングし、その
後エッチングレジストを除去して、第２の回路を形成し
た。亜塩素酸ナトリウム：４０ｇ／ｌ、ＮａＯＨ：２０ｇ／
ｌ、リン酸三ナトリウム：１０ｇ／ｌの水溶液に、８５
℃で２分間浸漬し、水洗して、８０℃で２０分間乾燥
し、第２の回路９の表面に酸化銅の凹凸を形成した。以
下、第２の感光材層形成、露光、酸化剤水溶液処理等の
工程を繰り返し、その表面に第３の回路を形成し、第２
の回路と第３の回路を接続するビアホールを有する、導
体層を形成し、エッチングして第３の回路を形成した。

【００２８】実施例２厚さ３５μｍの両面粗化銅はくを両面にはり合わせた銅
張りガラス布−エポキシ樹脂積層板（日立化成工業株式
会社、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７を使用）を用い、パター
ンエッチングして第１の回路を形成した。次に、ビスフ
ェノールＡ型エポキシアクリレート（昭和高分子株式会
社、商品名ＶＲ−６０を使用）２７重量％、ポリエチレ
ングリコールジアクリレート（新中村化学株式会社、商
品名Ａ−２００を使用）１５重量％、エポキシ樹脂（油
化シェルエポキシ株式会社、商品名エピコート１００１
を使用）１０重量％、ジシアンジアミド１重量％、水酸
化アルミニウム（昭和電工株式会社、商品名Ｈ−４２を
使用）２５重量％、ベンジルジメチルケタール（チバガ
イギー株式会社、商品名Ｉ−６５１）１重量％及び微粒
シリカ（日本エアロジル株式会社、商品名エアロジル２
００を使用）１重量％をメチルエチルケトン２０重量％
に溶解した。以下、酸化剤水溶液処理の前にサンドペー
パーにより感光材層表面を研磨するこうていを加えた他
は、実施例１と同様にして３層の回路を有する配線板を
得た。

【００２９】実施例３厚さ３５μｍの両面粗化銅はくを両面にはり合わせた銅
張りガラス布−エポキシ樹脂積層板（日立化成工業株式
会社、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７を使用）を用い、パター
ンエッチングして第１の回路を形成した。次に、脂環式
エポキシ樹脂（ユニオンカーバイド社、商品名ＵＶＲ−
６１１０を使用）３０重量％、エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ株式会社、商品名エピコート１００１を使
用）１０重量％、ジシアンジアミド２重量％、水酸化ア
ルミニウム（昭和電工株式会社、商品名Ｈ−４２を使
用）２５重量％、カチオン十号型光開始剤（ユニオンカ
ーバイド社、商品名ＵＶＩ−６９７０を使用）２重量％
及び微粒シリカ（日本エアロジル株式会社、商品名エア
ロジル２００を使用）１重量％をメチルエチルケトン３
０重量％に溶解した。以下、実施例２と同様にして、３
層の回路を有する配線板を得た。

【００３０】比較例厚さ３５μｍの両面粗化銅はくを両面にはり合わせた銅
張りガラス布−エポキシ樹脂積層板（日立化成工業株式
会社、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７を使用）を用い、パター
ンエッチングして第１の回路を形成した。次に、ビスフ
ェノールＡ型エポキシアクリレート（昭和高分子株式会
社、商品名ＶＲ−６０を使用）２７重量％、ポリエチレ
ングリコールジアクリレート（新中村化学株式会社、商
品名Ａ−２００を使用）１４重量％、エポキシ樹脂（油
化シェルエポキシ株式会社、商品名エピコート１００１
を使用）２５重量％、ジシアンジアミド１．５重量％、
ベンジルジメチルケタール（チバガイギー株式会社、商
品名Ｉ−６５１を使用）１．５重量％及び微粒シリカ
（日本エアロジル株式会社、商品名エアロジル２００を
使用）１重量％をメチルエチルケトン２５重量％に溶解
した。上記組成の感光材を離型フィルムに塗布し、８０
℃で５分間乾燥してドライフィルム化した。このフィル
ムを、前記第１の回路の表面に、１２０℃で圧力２７６
ｋＰａ、送り速度０．３ｍ／分の条件でラミネートし
て、第１の感光材層を形成した。その後実施例１の工程
と同様の方法で、第２の回路となる形状に遮蔽部を形成
したフォトマスクを介して露光し、現像液としてトルク
ロロエタンを用い、１８℃で０．１６ＭＰａのスプレー
圧で４分間処理した後、１５０℃で３０分間乾燥し、実
施例１の現像・粗化条件と同一の方法で表面を粗化し
た。その後、実施例１と同様の方法により第２の回路お
よび第１の回路と第２の回路を接続するビアホールを形
成し、積層前処理を行い、以上の方法を繰り返すことに
よって、３層の回路を有する配線板を得た。

【００３１】以上のようにして得られた配線板につい
て、次のようにして試験した。（引き剥がし強度）ＪＩＳ−Ｃ−６４８１に基づいて試
験した。（はんだ耐熱性）８５℃８５％ＲＨの条件で２４時間放
置し、取り出したサンプルを２６０℃のはんだ槽に浮か
べて、回路が剥離するまでの時間を求めた。（絶縁抵抗）８５℃８５％ＲＨの条件で、導体間に直流
１００Ｖ／０．１ｍｍのバイアス電圧を印加し、１００
０時間後の絶縁抵抗を測定した。これらの試験結果を表
１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明の方法により、感光性材料を層間
の絶縁に用い、絶縁層をはさむ回路間を接続するビアホ
ールを有する配線板を製造するとき、感光材層の未露光
部の除去と、露光部の粗化を同時に行うことができ、配
線板としたときに銅と感光材層との間に高い密着性が得
られる。また、この際使用する設備は、従来の配線板の
製造工程中のデスミア処理装置をそのまま使用すること
ができ、特別な装置は要しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、
（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）及び（ｊ）はそれぞ
れ、本発明の実施例に関する工程における状態を説明す
るための断面図である。

【符号の説明】

１絶縁基板２第１の回路３感光材層４フォトマスク５遮蔽部６ビアホール８めっき導体層９第２の回路１０第２の感光材層８１第３の回路となるめっき導体層９１第３の回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河本倫子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 (72)発明者 ▲つる▼ 義之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】Ａ．絶縁基板表面に第１の回路を形成す
る工程、Ｂ．第１の回路を形成した上に、光の照射によ
り硬化する感光性材料及び主鎖に化１で表される構造を
有するオリゴマーを必須成分とする感光材層を形成する
工程、【化１】Ｃ．第１の回路を露出させる部分の形状に遮蔽部を形成
したフォトマスクを介して前記感光材層を露光する工
程、Ｄ．酸化剤水溶液によって、露光しなかった感光材
を除去するとともに、露光して硬化した感光材層表面に
存在する、主鎖に化１で表される構造を有するオリゴマ
ーを除去して硬化した感光材層表面を粗化する工程、
Ｅ．その表面に第２の回路を形成する工程を含み、前記
工程Ｂ〜Ｅを必要な回路層数に応じて繰り返すことを特
徴とする配線板の製造方法。
【請求項２】Ａ．絶縁基板表面に第１の回路を形成す
る工程、Ｂ．第１の回路を形成した上に、光の照射によ
り硬化する感光性材料及び酸化剤水溶液に可溶な無機充
填剤を必須成分とする感光材層を形成する工程、Ｃ．第
１の回路を露出させる部分の形状に遮蔽部を形成したフ
ォトマスクを介して前記感光材層を露光する工程、Ｄ．
前記感光材層の表面を研磨した後、酸化剤水溶液によっ
て、露光しなかった感光材を除去するとともに、露光し
て硬化した感光材層表面に存在する酸化剤水溶液に可溶
な無機充填剤を除去して硬化した感光材層表面を粗化す
る工程、Ｅ．その表面に第２の回路を形成する工程を含
み、前記工程Ｂ〜Ｅを必要な回路層数に応じて繰り返す
ことを特徴とする配線板の製造方法。