JPH11121905A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

プリント配線板およびその製造方法

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JPH11121905A
JPH11121905A JP28050097A JP28050097A JPH11121905A JP H11121905 A JPH11121905 A JP H11121905A JP 28050097 A JP28050097 A JP 28050097A JP 28050097 A JP28050097 A JP 28050097A JP H11121905 A JPH11121905 A JP H11121905A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂絶縁層と導体回路の密着性を損なうこと
なく、導体回路間の絶縁性に優れ、低コストで短納期化
を図ることのできるプリント配線板を提供すること。 【解決手段】 基板の樹脂絶縁層上に導体回路が形成さ
れている構造を有するプリント配線板において、前記樹
脂絶縁層の表面には、金属核が、化学的に結合しあるい
は物理的に打ち込まれており、該樹脂絶縁層上には、前
記金属核と結合しためっき膜からなる導体回路が形成さ
れていることを特徴とするプリント配線板である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板お
よびその製造方法に関し、樹脂絶縁層と導体回路との密
着性および導体回路間の絶縁性に優れ、低コストで短納
期化を図ることのできるプリント配線板とその製造方法
について提案する。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁層と導体回路の密着性を改善
した回路基板として、特公昭56-37719号公報では、絶縁
層上に、クロムなどをスパッタリングし、さらにその上
に、電解めっき用導電層としての銅層をスパッタリング
にて形成し、この銅層上に電解めっきにより導体回路を
形成してなる回路基板が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この回
路基板では、絶縁層との密着性を改善するために導体回
路下に形成されるクロム層や電解めっき用導電層として
の銅層は、絶縁層を被覆するまでスパッタリングなどの
気相プロセスで成膜することになる。そのため、上記提
案の回路基板は、コストや納期の点で問題があった。ま
た一方で、上記回路基板は、スパッタで絶縁層表面に打
ち込まれるクロム層が除去されにくいので、導体回路間
の絶縁性に問題があった。
【0004】本発明は、従来技術が抱える上記問題を解
消するためになされたものである。その主たる目的は、
樹脂絶縁層と導体回路の密着性を損なうことなく、導体
回路間の絶縁性に優れ、低コストで短納期化を図ること
のできるプリント配線板を提供することにある。また、
本発明の他の目的は、上記プリント配線板を有利に製造
することのできる方法を提案することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨構成は以下
のとおりである。 (1) 基板の樹脂絶縁層上に導体回路が形成されている構
造を有するプリント配線板において、前記樹脂絶縁層の
表面には、金属核が、化学的に結合しあるいは物理的に
打ち込まれており、該樹脂絶縁層上には、前記金属核と
結合しためっき膜からなる導体回路が形成されているこ
とを特徴とするプリント配線板である。なお、このプリ
ント配線板において、前記金属核は、Pd、Ag、P
t、Au、Ti、CuおよびNiから選ばれるいずれか
少なくとも1種の金属からなることが好ましい。前記金
属核は、20μg/cm2 以下の付着量で樹脂絶縁層の表面
に付着していることが好ましい。
【0006】(2) 基板に設けた樹脂絶縁層上に導体回路
を形成する工程を含むプリント配線板の製造方法におい
て、樹脂絶縁層の表面に、金属核を、化学的に結合しあ
るいは物理的に打ち込んだ後、その金属核を触媒として
めっきを行うことにより、導体回路を形成することを特
徴とするプリント配線板の製造方法である。なお、この
製造方法では、CVD(化学蒸着:Chemical Vaper Dep
osition )法、PVD(物理蒸着:Pysical Vaper Dep
osition )法により、金属核を、樹脂絶縁層の表面に化
学的に結合しもしくは物理的に打ち込むことが好まし
い。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、金属核が、樹脂絶縁層
の表面に化学的に結合しあるいは物理的に打ち込まれて
おり、かつこの金属核を触媒核としためっき膜が、導体
回路として形成されている点に特徴がある。これによ
り、本発明における導体回路は、めっき膜が樹脂絶縁層
表面に強固に付着した金属核と結合するので、樹脂絶縁
層の表面を粗化しなくても、その表面に密着する。
【0008】また、樹脂絶縁層として、フッ素樹脂など
の耐薬品性に優れた樹脂を採用すると、前述のようにし
て樹脂絶縁層表面に強固に付着させた金属核が容易に除
去されないので、導体回路間の絶縁信頼性は低下しやす
い。この点、本発明では、金属核の付着量を20μg/cm
2 以下に調整することにより、そのような絶縁信頼性の
低下を防止することができる。特に、この金属核の付着
量は、6〜10μg/cm2とすることが好適である。
【0009】前記金属核は、Pd、Ag、Pt、Au、
Ti、CuおよびNiから選ばれるいずれか少なくとも
1種の金属からなることが望ましい。これらは、無電解
めっきの触媒核として優れているからである。
【0010】前記樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、
熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の
複合体を使用できる。これらのうち、熱硬化性樹脂とし
ては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹
脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル(PPE)などが
使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ポリエチレン
テレフタレート(PET)、ポリスルフォン(PS
F)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、熱可塑型
ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルスル
フォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポ
リフェニレンスルフォン(PPES)、4フッ化エチレ
ン6フッ化プロピレン共重合体(FEP)、4フッ化エ
チレンパーフロロアルコキシ共重合体(PFA)、ポリ
エチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルエーテ
ルケトン(PEEK)、ポリオレフィン系樹脂などが使
用できる。熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体として
は、エポキシ樹脂−PES、エポキシ樹脂−PSF、エ
ポキシ樹脂−PPS、エポキシ樹脂−PPESなどが使
用できる。
【0011】以下、本発明にかかるプリント配線板を製
造する一方法について説明する。 (1) まず、基板にドリルで貫通孔を明け、貫通孔の壁面
および銅箔表面に無電解めっきを施してスルーホールを
形成する。基板としては、ガラスエポキシ基板やポリイ
ミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板、フッ
素樹脂基板などの樹脂基板、あるいはこれらの樹脂基板
の銅張積層板、セラミック基板、金属基板などを用いる
ことができる。特に、誘電率を考慮する場合は、両面銅
張フッ素樹脂基板を用いることが好ましい。この基板
は、片面が粗化された銅箔をポリテトラフルオロエチレ
ン等のフッ素樹脂基板に熱圧着したものである。無電解
めっきとしては銅めっきがよい。フッ素樹脂基板のよう
にめっきのつきまわりが悪い基板の場合は、有機金属ナ
トリウムからなる前処理剤(潤工社製、商品名:テトラ
エッチ)、プラズマ処理などの表面改質を行う。
【0012】次に、厚付けのために電解めっきを行う。
この電解めっきとしては銅めっきがよい。そしてさら
に、スルーホール内壁および電解めっき膜表面を粗化処
理して粗化層を設けてもよい。この粗化層には、黒化
(酸化)−還元処理によるもの、有機酸と第二銅錯体の
混合水溶液をスプレー処理して形成したもの、あるいは
銅−ニッケル−リン針状合金めっきによるものがある。
なお、必要に応じてスルーホール内に導電ペーストを充
填し、この導電ペーストを覆う導体層を電解めっきにて
形成することもできる。
【0013】(2) 前記(1) の処理を終えた基板上に、層
間樹脂絶縁層を形成する。層間樹脂絶縁層としては、熱
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂と熱
可塑性樹脂の複合体を使用できる。この層間樹脂絶縁層
は、これらの樹脂の未硬化液を塗布したり、フィルム状
の樹脂を熱圧してラミネートすることにより形成され
る。
【0014】(3) 次に、この樹脂絶縁層に被覆される下
層の導体回路との電気的接続を確保するために上記層間
樹脂絶縁層に開口を設ける。この開口の穿孔は、層間樹
脂絶縁層が感光性樹脂からなる場合は、露光、現像処理
にて行い、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる場合
は、レーザ光にて行う。このとき、使用されるレーザ光
としては、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザ、エキシマレ
ーザなどがある。レーザ光にて孔明けした場合は、デス
ミア処理を行ってもよい。このデスミア処理は、クロム
酸、過マンガン酸塩などの水溶液からなる酸化剤を使用
して行うことができ、また酸素プラズマ、CF4 と酸素
の混合プラズマなどで処理してもよい。特にCF4 と酸
素の混合プラズマは、樹脂表面に親水性基を導入するこ
とができ、後のCVDやPVD処理がしやすいため、有
利である。
【0015】(4) 開口を形成した層間樹脂絶縁層の表面
に、金属核を、CVD処理やPVD処理にて化学的に結
合させるかあるいは物理的に打ち込む。CVD処理とし
ては、アリルシクロペンタジフェニルパラジウム、ジメ
チルゴールドアセチルアセトネート、スズテトラメチル
アクリロニトリル、ジコバルトオクタカルボニルアクリ
ロニトリルなどのMO(メタルオーガニック)を供給材
料とするPE−CVD(Plasma Enhanced CVD )などが
具体的に挙げられる。また、PVD処理としては、スパ
ッタリング、イオンビームスパッタリングなどの蒸着法
が具体的に挙げられる。この金属核の付着量は、20μg
/cm2 以下に調整する。導体回路間の絶縁信頼性を確保
するためである。
【0016】(5) 前記(4) の金属核を触媒として、層間
樹脂絶縁層の表面に無電解めっきを施し、全面に無電解
めっき膜を形成する。この無電解めっきは銅めっきが最
適であり、無電解めっき膜の厚みは、 0.1〜5μmがよ
い。この理由は、後に行う電解めっきの導電層としての
機能を損なうことなく、エッチング除去できるようにす
るためである。
【0017】(6) 次に、無電解めっき膜上にめっきレジ
ストを形成する。このめっきレジストは、感光性ドライ
フィルムをラミネートして露光、現像処理して形成され
る。さらに、電解めっきを行い、導体回路部分を厚付け
する。電解めっき膜は、5〜30μmがよい。そしてさら
に、めっきレジストを剥離した後、そのめっきレジスト
下の無電解めっき膜をエッチングにて溶解除去して独立
した導体回路とし、必要に応じて前記 (2)〜(6) の工程
を繰り返すことにより、プリント配線板を製造する。エ
ッチング液としては、硫酸−過酸化水素の水溶液、過硫
酸アンモニウムや過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムな
どの過硫酸塩水溶液、塩化第二鉄や塩化第二銅の水溶液
がよい。
【0018】前述したプリント配線板の製造方法では、
導体回路をセミアディティブ法にて形成したが、本発明
では、導体回路をフルアディティブ法にて形成すること
ができる。このフルアディティブ法は、層間樹脂絶縁層
の表面に、金属核を、CVD処理やPVD処理にて化学
的に結合させるかあるいは物理的に打ち込んだ後、感光
性ドライフィルムをラミネートするかあるいは液状の感
光性樹脂を塗布し、露光、現像処理してめっきレジスト
を設け、レジスト非形成部分に厚付けの無電解めっきを
施して導体回路を形成する方法である。このような方法
でも、めっきレジスト下の金属核量を20μg/cm2 以下
に調整することにより、導体回路間の絶縁信頼性を確保
できる。以下、実施例をもとに説明する。
【0019】
【実施例】
(実施例1) (1) 厚さ0.8mm のポリテトラフルオロエチレン樹脂(以
下、商品名:テフロンと略記する)基板1に、基板側の
片面が粗化された厚さ18μmの銅箔2がラミネートされ
ている銅張積層板(松下電工製、商品名:R4737)を出
発材料とした(図1(a) 参照)。まず、この銅張積層板
をドリル削孔し、内壁面を有機金属ナトリウムからなる
改質剤(潤工社製、商品名:テトラエッチ)で処理して
表面の濡れ性を改善した(図1(b) 参照)。
【0020】次に、パラジウム−スズコロイドを付着さ
せ、下記組成で無電解めっきを施して、基板全面に 0.7
μmの無電解めっき膜を形成した。 〔無電解めっき水溶液〕 EDTA 150 g/l 硫酸銅 20 g/l HCHO 30 ml/l NaOH 40 g/l α、α’−ビピリジル 80 mg/l PEG 0.1 g/l 〔無電解めっき条件〕 70℃の液温度で30分
【0021】さらに、以下の条件で電解銅めっきを施
し、厚さ15μmの電解銅めっき膜を形成した(図1(c)
参照)。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 180 g/l 硫酸銅 80 g/l 添加剤(アトテックジャパン製、商品名:カパラシドG
L)1 ml/l 〔電解めっき条件〕 電流密度 1A/dm2 時間 30分 温度 室温
【0022】(2) 全面に無電解銅めっき膜と電解銅めっ
き膜からなる導体(スルーホール3を含む)を形成した
基板を、水洗いし、乾燥した後、NaOH(10g/l)、Na
ClO2(40g/l)、Na3PO4(6g/l)を酸化浴(黒化
浴)、NaOH(10g/l)、NaBH 4 (6g/l)を還元浴
とする酸化還元処理に供し、そのスルーホール3を含む
導体の全表面に粗化層4を設けた(図1(d) 参照)。
【0023】(3) 次に、銅粒子を含む導電ペースト5
を、スルーホール3内にスクリーン印刷によって充填
し、乾燥、硬化させた。そして、導体上面の粗化層4お
よびスルーホール3からはみ出した導電ペースト5を、
#600 のベルト研磨紙(三共理化学製)を用いたベルト
サンダー研磨により除去し、さらに、このベルトサンダ
ー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行い、基板
表面を平坦化した(図1(e)参照)。
【0024】(4) 前記(3) で平坦化した基板表面に、常
法に従ってパラジウムコロイド触媒を付与してから無電
解銅めっきを施すことにより、厚さ 0.6μmの無電解銅
めっき膜6を形成した(図1(f) 参照)。
【0025】(5) ついで、以下の条件で電解銅めっきを
施し、厚さ15μmの電解銅めっき膜7を形成し、導体回
路9となる部分の厚付け、およびスルーホール3に充填
された導電ペースト5を覆う導体層10となる部分を形成
した。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 180 g/l 硫酸銅 80 g/l 添加剤(アトテックジャパン製、商品名:カパラシドG
L)1 ml/l 〔電解めっき条件〕 電流密度 1A/dm2 時間 30分 温度 室温
【0026】(6) 導体回路9および導体層10となる部分
を形成した基板の両面に、市販の感光性ドライフィルム
を張り付け、マスク載置して、100 mJ/cm2 で露光、0.
8 %炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μmのエッチ
ングレジスト8を形成した(図2(a) 参照)。
【0027】(7) そして、エッチングレジスト8を形成
してない部分のめっき膜を、硫酸と過酸化水素の混合液
を用いるエッチングにて溶解除去し、さらに、エッチン
グレジスト8を5%KOHで剥離除去して、独立した導
体回路9および導電ペースト5を覆う導体層10を形成し
た(図2(b) 参照)。
【0028】(8) 次に、導体回路9および導電ペースト
5を覆う導体層10の表面にCu−Ni−P合金からなる厚さ
2.5μmの粗化層(凹凸層)11を形成し、さらにこの粗
化層11の表面に厚さ 0.3μmのSn層を形成した(図2
(c) 参照、Sn層については図示しない)。その形成方法
は以下のようである。即ち、基板を酸性脱脂してソフト
エッチングし、次いで、塩化パラジウムと有機酸からな
る触媒溶液で処理して、Pd触媒を付与し、この触媒を
活性化した後、硫酸銅8g/l、硫酸ニッケル 0.6g/
l、クエン酸15g/l、次亜リン酸ナトリウム29g/
l、ホウ酸31g/l、界面活性剤 0.1g/l、pH=9
からなる無電解めっき浴にてめっきを施し、導体回路9
および導電ペースト5を覆う導体層10の表面にCu−Ni−
P合金の粗化層11を設けた。ついで、ホウフッ化スズ
0.1 mol/l、チオ尿素 1.0 mol/l、温度50℃、pH
=1.2 の条件でCu−Sn置換反応させ、粗化層11の表面に
厚さ 0.3μmのSn層を設けた(Sn層については図示しな
い)。
【0029】(9) 基板の両面に、厚さ25μmのテフロン
シート(デュポン製、商品名:テフロンR FEP)を温
度 200℃、圧力20kg/cm2 で積層した後、300 ℃でアニ
ーリングして層間樹脂絶縁層12を設けた(図2(d) 参
照)。
【0030】(10)波長10.4μmの CO2ガスレーザにて、
テフロン樹脂絶縁層12に直径40μmのバイアホール用開
口13を設けた(図2(e) 参照)。さらに、CF4 と酸素
の混合気体を用いるプラズマ処理により、デスミアおよ
びテフロン樹脂絶縁層12の表面の改質を行った。この改
質により、表面にはOH基やCOOH基などの親水性基
が確認された。プラズマ処理条件は、 500W,500mTor
r,10分である。
【0031】(11)Pdをターゲットにしたスパッタリン
グを、気圧 0.6Pa、温度 100℃、電力200W、時間1分
間の条件で行い、Pd核をテフロン樹脂絶縁層12の表面
に打ち込んだ。このとき、スパッタリングのための装置
は、日本真空技術(株)製のSV−4540を使用した。打ち
込まれるPd量は、10μg/cm2 以下とした。このPd
量は、基板を6N塩酸水溶液に浸漬し、溶出した総Pd
量を原子吸光法にて測定し、その総Pd量を露出面積で
除して求めた。
【0032】(12)前記(11)の処理を終えた基板に対して
前記(1) の無電解めっきを施し、厚さ0.7μmの無電解
めっき膜14をテフロン樹脂絶縁層12の表面に形成した
(図3(a) 参照)。
【0033】(13)前記(12)で無電解めっき膜14を形成し
た基板の両面に、市販の感光性ドライフィルムを張り付
け、フォトマスクフィルムを載置して、 100mJ/cm2
露光、0.8%炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μm
のめっきレジスト16を設けた(図3(b) 参照)。
【0034】(14)さらに、前記(1) の電解めっきを施し
て、厚さ15μmの電解めっき膜15を形成し、導体回路9
の部分の厚付け、およびバイアホール17の部分のめっき
充填を行った(図3(c) 参照)。
【0035】(15)そしてさらに、めっきレジスト16を5
%KOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト16下の
無電解めっき膜14を硫酸と過酸化水素の混合液を用いる
エッチングにて溶解除去し、無電解銅めっき膜14と電解
銅めっき膜15からなる厚さ16μmの導体回路9(バイア
ホール17を含む)を形成して、多層プリント配線板を製
造した(図3(d) 参照)。
【0036】(実施例2)Agを、気圧 0.6Pa、温度 1
00℃、電力 200W、時間1分間の条件でテフロン樹脂絶
縁層に付着させたこと以外は、実施例1と同様にしてプ
リント配線板を製造した。
【0037】(実施例3)Ptを、気圧 0.6Pa、温度 1
00℃、電力 200W、時間2分間の条件でテフロン樹脂絶
縁層に付着させたこと以外は、実施例1と同様にしてプ
リント配線板を製造した。
【0038】(実施例4)Auを、気圧 0.6Pa、温度 1
00℃、電力 200W、時間1分間の条件でテフロン樹脂絶
縁層に付着させたこと以外は、実施例1と同様にしてプ
リント配線板を製造した。
【0039】(実施例5)Tiを、気圧 0.6Pa、温度 1
00℃、電力 200W、時間5分間の条件でテフロン樹脂絶
縁層に付着させたこと以外は、実施例1と同様にしてプ
リント配線板を製造した。
【0040】(実施例6)Cuを、気圧 0.6Pa、温度 1
00℃、電力 200W、時間2分間の条件でテフロン樹脂絶
縁層に付着させたこと以外は、実施例1と同様にしてプ
リント配線板を製造した。
【0041】(実施例7)Niを、気圧 0.6Pa、温度 1
00℃、電力 200W、時間3分間の条件でテフロン樹脂絶
縁層に付着させたこと以外は、実施例1と同様にしてプ
リント配線板を製造した。
【0042】このようにして製造したプリント配線板に
ついて、ピール強度を測定したところ、実施例1では
0.7kg/cm、実施例2では 0.5kg/cm、実施例3では 0.
5kg/cm、実施例4では 0.5kg/cm、実施例5では 0.7k
g/cm、実施例6では 0.7kg/cm、実施例7では 1.0kg
/cmであり、層間樹脂絶縁層表面に粗化層を設けていな
いにも関わらず、実用的なピール強度が得られることが
わかる。また、いずれの実施例においても導体回路間の
ショートは見られなかった。さらに、実施例の記載から
も明らかなように、導体回路形成時の気相プロセスは、
わずか1分程度で非常に短く、所期した特性を有するプ
リント配線板の低コスト化、短納期化を実現できる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
体回路の密着強度を低下させることなく、導体回路間の
絶縁信頼性を確保し、しかも、プリント配線板の低コス
ト化およびその製造の短納期化を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(f) は、本発明にかかる多層プリント配
線板の製造工程の一部を示す図である。
【図2】(a) 〜(e) は、本発明にかかる多層プリント配
線板の製造工程の一部を示す図である。
【図3】(a) 〜(d) は、本発明にかかる多層プリント配
線板の製造工程の一部を示す図である。
【符号の説明】
1 基板 2 銅箔 3 スルーホール 4,11 粗化層 5 導電ペースト 6,14 無電解めっき膜 7,15 電解めっき膜 8 エッチングレジスト 9 導体回路 10 導体層 12 層間樹脂絶縁層(テフロン樹脂絶縁層) 13 バイアホール用開口 16 めっきレジスト 17 バイアホール

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の樹脂絶縁層上に導体回路が形成さ
    れている構造を有するプリント配線板において、 前記樹脂絶縁層の表面には、金属核が、化学的に結合し
    あるいは物理的に打ち込まれており、該樹脂絶縁層上に
    は、前記金属核と結合しためっき膜からなる導体回路が
    形成されていることを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 前記金属核は、Pd、Ag、Pt、A
    u、Ti、CuおよびNiから選ばれるいずれか少なく
    とも1種の金属からなることを特徴とする請求項1に記
    載のプリント配線板。
  3. 【請求項3】 前記金属核は、20μg/cm2 以下の付着
    量で樹脂絶縁層の表面に付着していることを特徴とする
    請求項1に記載のプリント配線板。
  4. 【請求項4】 基板に設けた樹脂絶縁層上に導体回路を
    形成する工程を含むプリント配線板の製造方法におい
    て、 樹脂絶縁層の表面に、金属核を、化学的に結合しあるい
    は物理的に打ち込んだ後、その金属核を触媒としてめっ
    きを行うことにより、導体回路を形成することを特徴と
    するプリント配線板の製造方法。
  5. 【請求項5】 樹脂絶縁層の表面に、CVD(化学蒸
    着)法あるいはPVD(物理蒸着)法により、金属核
    を、化学的に結合しもしくは物理的に打ち込むことを特
    徴とする請求項4に記載の製造方法。
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