JPH11186730A

JPH11186730A - 多層プリント配線板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11186730A
Application number: JP34018297A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shimada; 憲一島田; Kota Noda; 宏太野田; Motoo Asai; 元雄浅井
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: JP2007235165A; JPH11186729A; JPH11186728A; JP2007235164A; JP2004200720A; JP2007251190A; JP3564981B2

Abstract

(57)【要約】【課題】配線の高密度化を容易に実現でき、しかも剥
離やクラックの発生の抑制、充填材中の金属イオンの拡
散防止、レーザ光による充填材の浸食防止を有利に実現
できる多層プリント配線板を提供すること。【解決手段】基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体
回路が形成されてなり、該基板にはスルーホールが設け
られ、そのスルーホールには充填材が充填された構造を
有する多層プリント配線板において、前記スルーホール
の内壁には、粗化層が形成されてなり、さらに望ましく
は、前記スルーホールの直上に、充填材のスルーホール
からの露出面を覆う導体層が形成されていることを特徴
とする多層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、多層プリント配線
板およびその製造方法に関し、特に、配線の高密度化が
容易に実現でき、しかもヒートサイクルなどでスルーホ
ール部分にクラック等が発生しない多層プリント配線板
について提案する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、両面多層プリント配線板におけ
るコア基板には、表面と裏面を電気的に接続するための
スルーホールが形成される。ところが、このスルーホー
ルがデッドスペースとなり、配線の高密度化が著しく阻
害される。これに対し従来、このデッドスペースを少な
くするために、例えば、特開平９−8424号公報には、ス
ルーホールに樹脂を充填し、この樹脂の表面を粗化して
その粗化面に実装パッドをめっきで形成する技術が開示
されている。また、特開平２−196494号公報には、スル
ーホールに導電ペーストを充填し、スルーホールを覆う
電着膜を溶解除去してランドレススルーホールを形成す
る技術が開示されている。また、特開平１−143292号公
報には、貫通孔内に導電ペーストを充填し、銅めっきを
施してペーストを覆うめっき膜を形成する技術が開示さ
れている。さらに、特開平４−92496 号公報には、スル
ーホールの内壁を含む基板表面全域に無電解めっきによ
り、例えば銅めっき膜を形成した後に、そのスルーホー
ルに導電性材料（導電ペースト）を充填し、その導電性
材料をスルーホールに封じるように銅めっき膜で被覆す
る技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−8424号公報に記載されているような両面多層プリン
ト配線板では、スルーホールに充填された樹脂と実装パ
ッドとの密着を確保するために、その樹脂表面を粗化処
理しなければならず、また樹脂と金属では熱膨張率が異
なるため、ヒートサイクルによって、スルーホール上の
導体層が剥離したり、クラックが発生したりするという
問題があった。

【０００４】特開平２−196494号公報に記載の技術で
は、層間樹脂絶縁層のスルーホール直上の位置にレーザ
光でバイアホール用開口を形成しようとすると、その開
口から導電ペーストが露出するため、導電ペースト中の
樹脂成分まで浸食されるという問題があった。

【０００５】特開平１−143292号公報に記載されている
ようなプリント配線板では、導電ペーストが樹脂基板の
貫通孔内壁に直接接触しているので、吸湿した場合に、
金属イオンが壁面から基板内部に拡散しやすく、その金
属イオンの拡散（マイグレーション）が原因となって、
導体（スルーホール）間のショートを引き起こすという
問題があった。

【０００６】特開平４−92496 号公報に記載されている
ようなプリント配線板では、スルーホールの導体膜と導
電材料との密着が悪いために、これらの間に空隙が存在
しやすい。そのため、導電性材料とスルーホールの間に
空隙が存在すると、高温多湿条件下において、空隙中の
空気や水が起因して、スルーホール上の導体層が剥離し
たり、クラックが発生したりするという問題があった。

【０００７】本発明は、従来技術が抱える上記課題を解
決するためになされたものであり、その主たる目的は、
配線の高密度化を容易に実現でき、しかも剥離やクラッ
クの発生の抑制、導電ペースト（充填材）中の金属イオ
ンの拡散防止、レーザ光による導電ペースト（充填材）
の浸食防止を有利に実現できる多層プリント配線板を提
供することにある。本発明の他の目的は、このような多
層プリント配線板を有利に製造できる方法を提案するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的の
実現に向け鋭意研究した。その結果、発明者らが想到し
た発明の要旨構成は以下のとおりである。 (1) 基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体回路が形成
されてなり、該基板にはスルーホールが設けられ、その
スルーホールには金属粒子を含有する充填材が充填され
た構造を有する多層プリント配線板において、前記スル
ーホールの内壁には、粗化層が形成されていることを特
徴とすることを特徴とする多層プリント配線板である。 (2) 基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体回路が形成
されてなり、該基板にはスルーホールが設けられ、その
スルーホールには充填材が充填された構造を有する多層
プリント配線板において、前記スルーホールの直上に
は、充填材のスルーホールからの露出面を覆う導体層が
形成されてなり、前記スルーホールの内壁には、粗化層
が形成されていることを特徴とする多層プリント配線板
である。 (3) 基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体回路が形成
されてなり、該基板にはスルーホールが設けられ、その
スルーホールには充填材が充填された構造を有する多層
プリント配線板において、前記スルーホールの直上に位
置する部分には、バイアホールが形成されてなるととも
に、そのスルーホールの内壁には、粗化層が形成されて
いることを特徴とする多層プリント配線板である。

【０００９】なお、上記(1),(2) に記載の多層プリント
配線板において、前記層間樹脂絶縁層のスルーホール直
上に位置する部分には、バイアホールが形成されている
ことが好ましい。また、上記(2) に記載の多層プリント
配線板において、前記スルーホール直上の導体層には粗
化層が形成されていることが好ましい。さらに、上記
(2) に記載の多層プリント配線板において、前記充填材
は、金属粒子と、熱硬化性または熱可塑性の樹脂からな
ることが好ましい。

【００１０】(4) 少なくとも下記〜の工程、即ち、．基板にスルーホールを形成する工程、．前記スルーホールの内壁に粗化層を設ける工程、．スルーホールに金属粒子を含有する充填材を充填す
る工程、．層間樹脂絶縁層および導体回路を形成する工程、を
含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法で
ある。 (5) 少なくとも下記〜の工程、即ち、．基板にスルーホールを形成する工程、．前記スルーホールの内壁に粗化層を設ける工程、．スルーホールに充填材を充填する工程、．スルーホールの直上に、充填材のスルーホールから
の露出面を覆う導体層を形成する工程、．層間樹脂絶縁層および導体回路を形成する工程、を
含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法で
ある。 (6) 少なくとも下記〜の工程、即ち、．基板にスルーホールを形成する工程、．前記スルーホールの内壁に粗化層を設ける工程、．スルーホールに充填材を充填する工程、．層間樹脂絶縁層を形成する工程、．バイアホール用の開口をスルーホールの直上に設け
る工程、．バイアホールおよび導体回路を形成する工程、を含
むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法であ
る。

【００１１】なお、上記(4),(5) に記載の製造方法で
は、前記層間樹脂絶縁層のスルーホール直上に位置する
部分に開口を設けて、導体回路およびバイアホールを形
成することが好ましい。また、上記(5) に記載の製造方
法では、前記導体層を形成した後、該導体層の表面に粗
化層を形成することが好ましい。さらに、上記(5) に記
載の製造方法では、前記充填材として、金属粒子と、熱
硬化性または熱可塑性の樹脂からなるものを用いること
が好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の多層プリント配線板は、
充填材が充填されたスルーホールの内壁導体表面に粗化
層が形成され、さらに望ましくは、このスルーホールに
充填された充填材上にはスルーホールからの露出面を覆
う導体層が形成されている点に特徴がある。このような
本発明の構成によれば、スルーホール直上にバイアホー
ルを形成することができるので、デッドスペースを無く
して配線の高密度化を容易に実現することができる。

【００１３】本発明において、スルーホール内壁の導体
表面に粗化層が形成されるのは、充填材とスルーホール
とが粗化層を介して密着し隙間が発生しないからであ
る。もし、充填材とスルーホールとの間に空隙が存在す
ると、その直上に電解めっきで形成される導体層は、平
坦なものとならなかったり、空隙中の空気が熱膨張して
クラックや剥離を引き起こしたりし、また一方で、空隙
に水が溜まってマイグレーションやクラックの原因とな
ったりする。この点、粗化層が形成されているとこのよ
うな不良発生を防止することができる。

【００１４】また本発明において、スルーホールに充填
された充填材上に導体層が形成されるのは、層間樹脂絶
縁層中のスルーホール直上の位置にレーザ光でバイアホ
ール用開口を形成する際に、前記導体層が、充填材中の
樹脂成分まで浸食されるのを防止するからである。

【００１５】本発明において、充填材のスルーホールか
らの露出面を覆う上記導体層の表面には、スルーホール
内壁の導体表面に形成した粗化層と同様の粗化層が形成
されていることが有利である。この理由は、粗化層によ
り層間樹脂絶縁層やバイアホールとの密着性を改善する
ことができるからである。特に、導体層の側面に粗化層
が形成されていると、導体層側面と層間樹脂絶縁層との
密着不足によってこれらの界面を起点として層間樹脂絶
縁層に向けて発生するクラックを抑制することができ
る。

【００１６】このような粗化層の厚さは、 0.1〜10μｍ
がよい。この理由は、厚すぎると層間ショートの原因と
なり、薄すぎると被着体との密着力が低くなるからであ
る。この粗化層としては、スルーホール内壁の導体ある
いは導体層の表面を、酸化（黒化）−還元処理して形成
したもの、有機酸と第二銅錯体の混合水溶液で処理して
形成したもの、あるいは銅−ニッケル−リン針状合金の
めっき処理にて形成したものがよい。

【００１７】これらの処理のうち、酸化（黒化）−還元
処理による方法では、NaOH（10ｇ／ｌ）、NaClO₂（40ｇ
／ｌ）、Na₃PO₄（６ｇ／ｌ）を酸化浴（黒化浴）、NaOH
（10ｇ／ｌ）、NaBH₄（６ｇ／ｌ）を還元浴とする。

【００１８】また、有機酸−第二銅錯体の混合水溶液を
用いた処理では、スプレーやバブリングなどの酸素共存
条件下で次のように作用し、導体回路である銅などの金
属箔を溶解させる。Ｃｕ＋Ｃｕ（II）Ａ_n→２Ｃｕ（Ｉ）Ａ_n/2 ２Ｃｕ（Ｉ）Ａ_n/2＋ｎ／４Ｏ₂＋ｎＡＨ（エアレーシ
ョン）→２Ｃｕ（II）Ａ_n＋ｎ／２Ｈ₂ＯＡは錯化剤（キレート剤として作用）、ｎは配位数であ
る。

【００１９】この処理で用いられる第二銅錯体は、アゾ
ール類の第二銅錯体がよい。このアゾール類の第二銅錯
体は、金属銅などを酸化するための酸化剤として作用す
る。アゾール類としては、ジアゾール、トリアゾール、
テトラゾールがよい。なかでもイミダゾール、２−メチ
ルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル
−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾー
ル、２−ウンデシルイミダゾールなどがよい。このアゾ
ール類の第二銅錯体の含有量は、１〜15重量％がよい。
この範囲内にあれば、溶解性および安定性に優れるから
である。

【００２０】また、有機酸は、酸化銅を溶解させるため
に配合させるものである。具体例としては、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、アクリ
ル酸、クロトン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グ
ルタル酸、マレイン酸、安息香酸、グリコール酸、乳
酸、リンゴ酸、スルファミン酸から選ばれるいずれか少
なくとも１種がよい。この有機酸の含有量は、 0.1〜30
重量％がよい。酸化された銅の溶解性を維持し、かつ溶
解安定性を確保するためである。なお、発生した第一銅
錯体は、酸の作用で溶解し、酸素と結合して第二銅錯体
となって、再び銅の酸化に寄与する。

【００２１】この有機酸−第二銅錯体からなるエッチン
グ液には、銅の溶解やアゾール類の酸化作用を補助する
ために、ハロゲンイオン、例えば、フッ素イオン、塩素
イオン、臭素イオンなどを加えてもよい。このハロゲン
イオンは、塩酸、塩化ナトリウムなどを添加して供給で
きる。ハロゲンイオン量は、0.01〜20重量％がよい。こ
の範囲内にあれば、形成された粗化層は層間樹脂絶縁層
との密着性に優れるからである。

【００２２】この有機酸−第二銅錯体からなるエッチン
グ液は、アゾール類の第二銅錯体および有機酸（必要に
応じてハロゲンイオン）を、水に溶解して調製する。

【００２３】また、銅−ニッケル−リンからなる針状合
金のめっき処理では、硫酸銅１〜40ｇ／ｌ、硫酸ニッケ
ル 0.1〜6.0 ｇ／ｌ、クエン酸10〜20ｇ／ｌ、次亜リン
酸塩10〜100 ｇ／ｌ、ホウ酸10〜40ｇ／ｌ、界面活性剤
0.01〜10ｇ／ｌからなる液組成のめっき浴を用いること
が望ましい。

【００２４】本発明において、充填材は、金属粒子、熱
硬化性の樹脂および硬化剤からなるか、あるいは金属粒
子および熱可塑性の樹脂からなることが好ましく、必要
に応じて溶剤を添加してもよい。このような充填材は、
金属粒子が含まれていると、その表面を研磨することに
より金属粒子が露出し、この露出した金属粒子を介して
その上に形成されるめっき膜と一体化するため、ＰＣＴ
（pressure cooker test）のような過酷な高温多湿条件
下でも導体層との界面で剥離が発生しにくくなる。ま
た、この充填材は、壁面に金属膜が形成されたスルーホ
ールに充填されるので、金属イオンのマイグレーション
が発生しない。金属粒子としては、銅、金、銀、アルミ
ニウム、ニッケル、チタン、クロム、すず／鉛、パラジ
ウム、プラチナなどが使用できる。なお、この金属粒子
の粒子径は、 0.1〜50μｍがよい。この理由は、 0.1μ
ｍ未満であると、銅表面が酸化して樹脂に対する濡れ性
が悪くなり、50μｍを超えると、印刷性が悪くなるから
である。また、この金属粒子の配合量は、全体量に対し
て30〜90wt％がよい。この理由は、30wt％より少ない
と、スルーホールから露出する充填材を覆う導体層の密
着性が悪くなり、90wt％を超えると、印刷性が悪化する
からである。使用される樹脂としては、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ビスマレイミド
トリアジン（ＢＴ）樹脂、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＰＳ、Ｐ
ＥＮ、ＰＥＳ、ナイロン、アラミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ
Ｋ、ＰＥＴなどが使用できる。硬化剤としては、イミダ
ゾール系、フェノール系、アミン系などの硬化剤が使用
できる。溶剤としては、ＮＭＰ（ノルマルメチルピロリ
ドン）、ＤＭＤＧ（ジエチレングリコールジメチルエー
テル）、グリセリン、水、１−又は２−又は３−のシク
ロヘキサノール、シクロヘキサノン、メチルセロソル
ブ、メチルセロソルブアセテート、メタノール、エタノ
ール、ブタノール、プロパノール、ビスフェノールＡ型
エポキシなどが使用できる。

【００２５】特に、この充填材の最適組成としては、重
量比で６：４〜９：１のCu粉とビスフェノールＦ型の無
溶剤エポキシ（油化シェル製、商品名：Ｅ-807）の混合
物と硬化剤の組合せ、あるいは重量比で８：２：３のCu
粉とＰＰＳとＮＭＰの組合せが好ましい。この充填材
は、非導電性（比抵抗10⁸Ω・cm以上）であることが望
ましい。非導電性の方が硬化収縮が小さく、導体層やバ
イアホールとの剥離が起こりにくいからである。

【００２６】本発明において、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用いることができる。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（ＰＰ
Ｅ）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
（ＰＳＦ）、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（ＰＥ
Ｉ）、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（ＰＦ
Ａ）、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−ＰＰＥ
Ｓなどが使用できる。

【００２７】本発明では、層間樹脂絶縁層としてガラス
クロス含浸樹脂複合体を用いることができる。このガラ
スクロス含浸樹脂複合体としては、ガラスクロス含浸エ
ポキシ、ガラスクロス含浸ビスマレイミドトリアジン、
ガラスクロス含浸ＰＴＦＥ、ガラスクロス含浸ＰＰＥ、
ガラスクロス含浸ポリイミドなどがある。

【００２８】また本発明において、層間樹脂絶縁層とし
ては、無電解めっき用接着剤を用いることができる。こ
の無電解めっき用接着剤としては、硬化処理された酸あ
るいは酸化剤に可溶性の耐熱性樹脂粒子が、硬化処理に
よって酸あるいは酸化剤に難溶性となる未硬化の耐熱性
樹脂中に分散されてなるものが最適である。この理由
は、酸や酸化剤で処理することにより、耐熱性樹脂粒子
が溶解除去されて、表面に蛸つぼ状のアンカーからなる
粗化面が形成できるからである。

【００２９】上記無電解めっき用接着剤において、特に
硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、平均粒
径が10μｍ以下の耐熱性樹脂粉末、平均粒径が２μｍ
以下の耐熱性樹脂粉末を凝集させた凝集粒子、平均粒
径が２〜10μｍの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が２μｍ以
下の耐熱性樹脂粉末との混合物、平均粒径が２〜10μ
ｍの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径が２μｍ以下の耐
熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか少なくとも１種
を付着させてなる疑似粒子、平均粒径が 0.1〜0.8 μ
ｍの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が 0.8μｍを超え２μｍ
未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、平均粒径が 0.1〜
1.0 μｍの耐熱性樹脂粉末、から選ばれるいずれか少な
くとも１種を用いることが望ましい。これらは、より複
雑なアンカーを形成できるからである。この無電解めっ
き用接着剤で使用される耐熱性樹脂は、前述の熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複
合体を使用できる。

【００３０】本発明において、基板上に形成された導体
層（スルーホールに充填された充填材を覆うものを含
む）と層間樹脂絶縁層上に形成された導体回路は、バイ
アホールで接続することができる。この場合、バイアホ
ールは、めっき膜や充填材で充填してもよい。

【００３１】以下、本発明の多層プリント配線板を製造
する方法について一例を挙げて具体的に説明する。な
お、以下に述べる方法は、セミアディティブ法による多
層プリント配線板の製造方法に関するものであるが、本
発明における多層プリント配線板の製造方法では、フル
アディティブ法やマルチラミネーション法、ピンラミネ
ーション法を採用することができる。

【００３２】(1) スルーホールの形成．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（商品名：潤工社製：テトラ
エッチ）、プラズマ処理などの表面改質を行う。

【００３３】．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る。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。

【００３４】(2) 充填材の充填．前記(1) で形成したスルーホールに充填材を充填す
る。具体的には、充填材は、スルーホール部分に開口を
設けたマスクを載置した基板上に、印刷法にて塗布する
ことによりスルーホールに充填され、充填後、乾燥、硬
化させる。

【００３５】この充填材には、金属粉と樹脂の密着力を
上げるために、シランカップリング剤などの金属表面改
質剤を添加してもよい。また、その他の添加剤として、
アクリル系消泡剤やシリコン系消泡剤などの消泡剤、シ
リカやアルミナ、タルクなどの無機充填剤を添加しても
よい。また、金属粒子の表面には、シランカップリング
剤を付着させてもよい。

【００３６】このような充填材は、例えば、以下の条件
にて印刷される。即ち、テトロン製メッシュ版の印刷マ
スク版と45℃の角スキージを用い、Cuペースト粘度： 1
20Pa・ｓ、スキージ速度：13mm／min 、スキージ押込み
量：１mmの条件で印刷する。

【００３７】．スルーホールからはみ出した充填材お
よび基板の電解めっき膜表面の粗化層を研磨により除去
して、基板表面を平坦化する。研磨は、ベルトサンダー
やバフ研磨がよい。

【００３８】(3) 導体層の形成（なお、請求項１または
６に記載の発明では、この工程を経ずに直接、工程(4)
が実施される。）．前記(2) で平坦化した基板の表面に触媒核を付与し
た後、無電解めっき、電解めっきを施し、さらにエッチ
ングレジストを形成し、レジスト非形成部分をエッチン
グすることにより、導体回路部分および充填材を覆う導
体層部分を形成する。その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。

【００３９】．そして、エッチングレジストを剥離し
て、独立した導体回路および導体層とした後、その導体
回路および導体層の表面に、粗化層を形成する。導体回
路および充填材を覆う導体層の表面に粗化層を形成する
と、その導体は、層間樹脂絶縁層との密着性に優れるの
で、導体回路および充填材を覆う導体層の側面と樹脂絶
縁層との界面を起点とするクラックが発生しない。また
一方で、充填材を覆う導体層は、電気的に接続されるバ
イアホールとの密着性が改善される。この粗化層の形成
方法は、前述したとおりであり、黒化（酸化）−還元処
理、針状合金めっき、あるいはエッチングして形成する
方法などがある。

【００４０】さらに、粗化後に、基板表面の導体層に起
因する凹凸を無くすため、導体回路間に樹脂を塗布して
充填し、これを硬化し、表面を導体が露出するまで研磨
して平坦化することが望ましい。樹脂としては、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、イミダゾ
ール硬化剤および無機粒子からなる樹脂を使用すること
が望ましい。ビスフェノール型エポキシ樹脂は、粘度が
低く、塗布しやすいからである。特に、ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂は、溶剤を使用しなくてもよいため、
加熱硬化時に溶剤が揮発することに起因するクラックや
剥離を防止でき、有利である。そしてさらに、研磨後に
導体層表面に粗化層を設けることが望ましい。

【００４１】なお、導体層の形成方法として、以下の工
程を採用することができる。即ち、前記(1),(2) の工程
を終えた基板にめっきレジストを形成し、次いで、レジ
スト非形成部分に電解めっきを施して導体回路および導
体層部分を形成し、これらの導体上に、ホウフッ化ス
ズ、ホウフッ化鉛、ホウフッ化水素酸、ペプトンからな
る電解半田めっき液を用いて半田めっき膜を形成した
後、めっきレジストを除去し、そのめっきレジスト下の
無電解めっき膜および銅箔をエッチング除去して独立パ
ターンを形成し、さらに、半田めっき膜をホウフッ酸水
溶液で溶解除去して導体層を形成する。

【００４２】(4) 層間樹脂絶縁層および導体回路の形成．このようにして作製した配線基板の上に、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。また、本発明では、層間樹
脂絶縁材として前述した無電解めっき用接着剤を用いる
ことができる。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着してラミ
ネートすることにより形成される。

【００４３】．次に、この層間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、また酸素プラズマなどで処理して
もよい。

【００４４】．開口を有する層間樹脂絶縁層を形成し
た後、必要に応じてその表面を粗化する。上述した無電
解めっき用接着剤を層間樹脂絶縁層として使用した場合
は、表面を酸化剤で処理して耐熱性樹脂粒子のみを選択
的に除去して粗化する。また、熱硬化性樹脂や熱可塑性
樹脂を使用した場合でも、クロム酸、過マンガン酸塩な
どの水溶液から選ばれる酸化剤による表面粗化処理が有
効である。なお、酸化剤では粗化されないフッ素樹脂
（ポリテトラフルオロエチレン等）などの樹脂の場合
は、プラズマ処理やテトラエッチなどにより表面を粗化
する。

【００４５】．次に、無電解めっき用の触媒核を付与
する。一般に触媒核は、パラジウム−スズコロイドであ
り、この溶液に基板を浸漬、乾燥、加熱処理して樹脂表
面に触媒核を固定する。また、金属核をＣＶＤ、スパッ
タ、プラズマにより樹脂表面に打ち込んで触媒核とする
ことができる。この場合、樹脂表面に金属核が埋め込ま
れることになり、この金属核を中心にめっきが析出して
導体回路が形成されるため、粗化しにくい樹脂やフッ素
樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）のように樹脂と
導体回路との密着が悪い樹脂でも、密着性を確保でき
る。この金属核としては、パラジウム、銀、金、白金、
チタン、銅およびニッケルから選ばれる少なくとも１種
以上がよい。なお、金属核の量は、20μｇ／cm²以下が
よい。この量を超えると金属核を除去しなければならな
いからである。

【００４６】．次に、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。無電
解めっき膜の厚みは 0.1〜５μｍ、より望ましくは 0.5
〜３μｍである。．そして、無電解めっき膜上にめっきレジストを形成
する。めっきレジストは、前述のように感光性ドライフ
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、独立した導体回路（バイアホールを含む）を
形成する。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。以下、実施例をもとに説明する。

【００４７】

【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18μｍの銅箔２がラミネートされ
てなる銅張積層板（松下電工製のガラスフッ素樹脂基
板、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
有機酸からなる改質剤（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）。

【００４８】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２μ
ｍ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／ｌＨＣＨＯ 30 ml／ｌＮａＯＨ 40 ｇ／ｌ α、α’−ビピリジル 80 mg／ｌＰＥＧ 0.1 ｇ／ｌ〔無電解めっき条件〕 70℃の液温度で30分

【００４９】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ＧＬ）１ ml／ｌ〔電解めっき条件〕電流密度１Ａ／dm² 時間 30分温度室温

【００５０】(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）。

【００５１】(3) 次に、平均粒径10μｍの銅粒子を含む
充填材５（タツタ電線製の非導電性穴埋め銅ペースト、
商品名：ＤＤペースト）を、スルーホール３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
充填材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）。

【００５２】(4) 前記(3) で平坦化した基板表面に、パ
ラジウム触媒（アトテック製）を付与し、常法に従って
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）。

【００５３】(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
された充填材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ＧＬ）１ ml／ｌ〔電解めっき条件〕電流密度１Ａ／dm² 時間 30分温度室温

【００５４】(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）。

【００５５】(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および充填材５を覆う導体層10を形成した（図
２(b) 参照）。

【００５６】(8) 次に、導体回路９および充填材５を覆
う導体層10の表面にCu−Ni−Ｐ合金からなる厚さ 2.5μ
ｍ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７および充
填材５を覆う導体層８の表面にCu−Ni−Ｐ合金の粗化層
10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10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）。

【００５７】(9) 基板の両面に、厚さ25μｍのテフロン
シート（デュポン製のＦＥＰフィルム、商品名：テフロ
ン^RＦＥＰ）を温度 200℃、圧力20kg／cm²で積層した
後、290 ℃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）。

【００５８】(10)波長10.6μｍの紫外線レーザにて、テ
フロン樹脂絶縁層12に直径25μｍのバイアホール用開口
13を設けた（図２(e) 参照）。さらに、テフロン樹脂絶
縁層12の表面をプラズマ処理して粗化した。プラズマ処
理条件は、 500Ｗ，500mTorr，10分である。

【００５９】(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℃、電圧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、20μｇ／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。

【００６０】(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）。

【００６１】(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で
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）。

【００６２】(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）。 (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）。

【００６３】（実施例２）スルーホールに銅ペーストを
充填したが、その銅ペーストのスルーホールからの露出
面を覆う導体層を設けなかったこと以外は、実施例１と
同様にして多層プリント配線板を製造した。この方法で
は、レーザ光で樹脂絶縁層に開口を設ける際に、銅ペー
ストの表面まで除去されやすく、窪みが発生する場合が
あった。

【００６４】（実施例３）充填剤として下記の組成物を
使用したこと以外は、実施例１と同様にして多層プリン
ト配線板を製造した。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル製、Ｅ−807 ） 100 重量部イミダゾール硬化剤（四国化成製、2E4MZ-CN） 5 重量部粒子径15μｍ以下の銅粉（福田金属箔粉工業製、SCR-Cu-15 ） 735 重量部アエロジル（＃200 ） 10 重量部消泡剤（サンノプコ製、ペレノールＳ４） 0.5 重量部

【００６５】（比較例１）基板に貫通孔を設け、その貫
通孔に直接銅ペーストを充填したこと以外は、実施例１
と同様にして多層プリント配線板を製造した。

【００６６】（比較例２）スルーホールにエポキシ樹脂
を充填し、そのスルーホールから露出したエポキシ樹脂
表面をクロム酸で粗化した後に導体層で被覆したこと以
外は、実施例１と同様にして多層プリント配線板を製造
した。

【００６７】（比較例３）スルーホール内壁の導体表面
に粗化層を設けなかったこと以外は、実施例１と同様に
して多層プリント配線板を製造した。

【００６８】このようにして製造した実施例および比較
例の多層プリント配線板について、−55℃×15分、常温
×10分、125 ℃×15分で1000回のヒートサイクル試験を
実施した。また、湿度 100％、温度 121℃、圧力２気圧
の条件下で 200時間のＰＣＴ試験（pressure cooker te
st) を実施し、スルーホール間の銅マイグレーションの
有無を観察した。

【００６９】その結果、実施例の多層プリント配線板に
よれば、スルーホールの直上にバイアホールを形成でき
るので容易に高密度化を実現でき、しかもヒートサイク
ル試験やＰＣＴ試験によるクラックおよびマイグレーシ
ョンは観察されなかった。これに対し、比較例１の多層
プリント配線板では、テフロン基板中のガラスクロスに
沿って銅の拡散（マイグレーション）が観察された。ま
た、比較例２および３の多層プリント配線板では、スル
ーホール付近に被覆した導体層の剥離が観察された。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の多層プリン
ト配線板によれば、配線の高密度化を容易に実現でき、
しかも剥離やクラックの発生を抑制したり、充填材中の
金属イオンの拡散を防止でき、さらに、スルーホールに
充填した充填材上に導体層を形成することにより、レー
ザ光による充填材の浸食を防止できる、多層プリント配
線板を提供することができる。

【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充填材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

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体
回路が形成されてなり、該基板にはスルーホールが設け
られ、そのスルーホールには金属粒子を含有する充填材
が充填された構造を有する多層プリント配線板におい
て、前記スルーホールの内壁には、粗化層が形成されている
ことを特徴とすることを特徴とする多層プリント配線
板。
【請求項２】基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体
回路が形成されてなり、該基板にはスルーホールが設け
られ、そのスルーホールには充填材が充填された構造を
有する多層プリント配線板において、前記スルーホールの直上には、充填材のスルーホールか
らの露出面を覆う導体層が形成されてなり、前記スルー
ホールの内壁には、粗化層が形成されていることを特徴
とすることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項３】前記層間樹脂絶縁層の前記スルーホール
直上に位置する部分には、バイアホールが形成されてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載の多層プリ
ント配線板。
【請求項４】前記スルーホール直上の導体層には、粗
化層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載
の多層プリント配線板。
【請求項５】前記充填材は、金属粒子と、熱硬化性ま
たは熱可塑性の樹脂からなることを特徴とする請求項２
に記載の多層プリント配線板。
【請求項６】基板上に、層間樹脂絶縁層を介して導体
回路が形成されてなり、該基板にはスルーホールが設け
られ、そのスルーホールには充填材が充填された構造を
有する多層プリント配線板において、前記スルーホールの直上に位置する部分には、バイアホ
ールが形成されてなるとともに、そのスルーホールの内
壁には、粗化層が形成されていることを特徴とする多層
プリント配線板。
【請求項７】少なくとも下記〜の工程、即ち、．基板にスルーホールを形成する工程、．前記スルーホールの内壁に粗化層を設ける工程、．スルーホールに金属粒子を含有する充填材を充填す
る工程、．層間樹脂絶縁層および導体回路を形成する工程、を
含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項８】少なくとも下記〜の工程、即ち、．基板にスルーホールを形成する工程、．前記スルーホールの内壁に粗化層を設ける工程、．スルーホールに充填材を充填する工程、．スルーホールの直上に、充填材のスルーホールから
の露出面を覆う導体層を形成する工程、．層間樹脂絶縁層および導体回路を形成する工程、を
含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項９】前記層間樹脂絶縁層の前記スルーホール
直上に位置する部分に開口を設けて、導体回路およびバ
イアホールを形成することを特徴とする請求項６または
７に記載の製造方法。
【請求項10】前記導体層を形成した後、該導体層の表
面に粗化層を形成することを特徴とする請求項７に記載
の製造方法。
【請求項11】前記充填材として、金属粒子と、熱硬化
性または熱可塑性の樹脂からなるものを用いることを特
徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項12】少なくとも下記〜の工程、即ち、．基板にスルーホールを形成する工程、．前記スルーホールの内壁に粗化層を設ける工程、．スルーホールに充填材を充填する工程、．層間樹脂絶縁層を形成する工程、．バイアホール用の開口をスルーホールの直上に設け
る工程、．バイアホールおよび導体回路を形成する工程、を含
むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。