JPH1140944A - 多層配線板の製造方法及びそれに使用される製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビルドアップ法による多層配線板において、
導体層と絶縁樹脂層との間で膨れを発生することなく接
着強度を向上させる。 【解決手段】 回路パターンを形成した配線板の銅箔部
を黒化処理により粗化した後、フィラーを含有したプリ
プレグを表裏に重ねて熱プレスを行い、完全硬化状態の
絶縁樹脂層を形成する。次に、配線板上に形成した絶縁
樹脂層の所定部位にバイアホールを形成する。続いて絶
縁樹脂層の表面をバフ研磨し、さらに粗化液により絶縁
樹脂層の表面とバイアホール内壁部を粗化処理したうえ
で、無電解銅メッキ、厚付け電気銅メッキを施すことに
より、導体層を形成する。次いで、回路パターンマスク
を介して露光、現像後、導体層のエッチングし、さらに
ドライフィルムの剥離を行って回路パターンを形成す
る。以上の処理を終えたうえで、絶縁樹脂層のガラス転
移温度よりも高い温度で所定時間、熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁樹脂からなる
基板の表面に複数層の回路パターンを形成した多層配線
板の製造方法、特にビルドアップ法による多層配線板の
製造方法及びそのこの方法に使用される製造装置の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層配線板は、配線板の高密度化を可能
とするもので、中でもビルドアップ法により作製された
多層配線板は薄板化、高密度化に好適とされているが、
従来のビルドアップ法としては、内層の配線板の表面に
絶縁樹脂層を形成する工程、次に絶縁樹脂層のバイアホ
ールを形成する工程、絶縁樹脂層の表面を粗化する工
程、絶縁樹脂層の表面にメッキで導体層を形成する工
程、及び導体層をエッチングして回路を形成する工程か
らなり、これらの工程を繰り返すことにより多層化を達
成するものが知られている。

【０００３】このような従来のビルドアップ法によれ
ば、絶縁樹脂層は主として樹脂を光硬化により硬化させ
るようにしているため、その表面にメッキを施して形成
される導体層と絶縁樹脂層との間の密着力が弱い。そこ
で、導体層の絶縁樹脂層に対する接着力の向上を図るた
め、例えば次のような改善方法が提案されている。

【０００４】図５は特開平６−２６０７６３号公報(以
下、第１先行技術例と呼ぶ)に開示された方法に従う多
層配線板の製造方法の工程を示している。この図に示す
ように、まず、ステップＳ２１で回路パターンが形成さ
れている配線板の銅箔部を黒化処理により粗化した後、
ステップＳ２２でフィラーを含有した感光性絶縁フィル
ムを真空ラミネートし、感光型絶縁樹脂層を形成する。

【０００５】次に、ステップＳ２３でフォトマスクを介
して感光性絶縁樹脂層を露光して、半硬化状態とし、ス
テップＳ２４で現像を行って未露光部を溶解してバイア
ホールを形成し、さらにステップＳ２５で該半硬化状態
の絶縁樹脂層の表面を粗化処理した後、ステップＳ２６
で無電解メッキを施して下地導電膜を形成し、続いてス
テップＳ２７で絶縁樹脂層を熱処理して完全硬化するこ
とにより、絶縁樹脂層とメッキ層間の接着強度の向上を
図る。さらに、ステップＳ２８で下地導電膜にメッキを
施して導電膜を形成し、ステップＳ２９で、所定の回路
パターンをエッチングにより形成する。

【０００６】図６は特開平７−７２６６号公報(以下、
第２先行技術例と呼ぶ)に開示された方法に従う多層配
線板の製造方法の工程を示している。この図に示すよう
に、まず、ステップＳ３１で配線板上に形成した絶縁樹
脂層が完全に硬化した後、ステップＳ３２で該絶縁樹脂
層の表面を粗化し、ステップＳ３３でその上に無電解メ
ッキにより下地導電膜を形成したうえで、ステップＳ３
４で熱処理として加熱乾燥処理を施し、次いでステップ
Ｓ３５で該下地導電膜上に電解メッキを施して導体層を
形成することにより、絶縁樹脂層とメッキ層間の接着強
度の向上を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１先行技術例では、絶縁樹脂層が半硬化状態と言う不安
定な状態下で絶縁樹脂層の粗化を行い、さらにメッキに
よって導体層を形成するようにしているため、これらの
工程中や待機時間中に絶縁樹脂の硬化が進んだり、絶縁
樹脂が各工程で使用される薬品と反応して本来の樹脂特
性が得られなくなったりするという問題点がある。

【０００８】また、第２先行技術例は、下地導電膜とし
て無電解メッキ層を形成した後に、加熱乾燥処理を施し
て絶縁樹脂層と無電解メッキ層との間の接着強化を図る
ものであるが、この場合、酸素を含む通常の雰囲気中
で、加熱乾燥処理の過程で無電解メッキ層の表面が酸化
するため、次工程での電解メッキが無電解メッキ層上に
うまく付かなくなってしまう。このため、絶縁樹脂層の
加熱乾燥処理は不活性ガス中で行わなければならないた
め、乾燥装置が大掛かりになってしまうという問題点が
生じる。

【０００９】また、いずれの方法によっても、導電膜を
形成するにあたり、無電解メッキあるいは電解メッキを
行うため、メッキ導体層形成過程で配線板の表面全体が
金属で覆われた状態となる。そして、その状態で熱処理
を行っているため、絶縁樹脂層等に含まれている吸湿水
分が熱処理時の熱によって気化し、これによって絶縁樹
脂層とメッキ導体層との間で気泡が発生することによ
り、導体層が絶縁樹脂層から剥離するという問題点があ
る。

【００１０】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、ビルドアップ法によって作製される多層
配線板において、絶縁樹脂層とメッキによる導体層間の
接着強度の向上を図った多層配線板の製造方法及びそれ
に使用される製造装置を提供することを目的とするもの
である。

【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、配線板の少なくとも一方の面上に絶縁樹
脂層を形成する工程と、前記絶縁樹脂層にバイアホール
を形成する工程と、前記絶縁樹脂層表面及びバイアホー
ル内を粗化する工程と、前記絶縁樹脂層の表面及び前記
バイアホール内にメッキによる導体層を形成する工程
と、前記導体層をエッチングして回路パターンを形成す
る工程とを、１回乃至複数回繰り返して多層化を行う配
線板の製造方法において、前記回路パターンを形成する
工程の完了後に、配線板を熱処理する工程を具備する方
法としており、この方法では更に、配線板を熱処理する
工程において、該熱処理は絶縁樹脂層のガラス転移温度
よりも高い温度で行うようにしている。

【００１２】上記多層配線板の製造方法によると、絶縁
樹脂層を完全硬化してから絶縁樹脂表面の粗化処理を施
し、さらに導体層を形成するため、導体層形成までの間
に絶縁樹脂の変質が生じない。また、絶縁樹脂が完全硬
化した堅い状態で粗化処理し、導体層を形成するように
しているため、導体層形成の時点で絶縁樹脂層と導体層
との間の所期の密着強度を達成することができる。

【００１３】そして、回路形成後に、絶縁樹脂のガラス
転移点以上の温度で熱処理することで、絶縁樹脂層と導
体層との間の応力が緩和されてより密着性が高まる。こ
のとき、回路パターン形成が既に済んでいるために、熱
処理により絶縁樹脂中の水分などが気化したところで、
回路パターン間の導体層の存在しない部分から容易に放
出される。

【００１４】上記多層配線板の製造方法に使用される製
造装置として本発明では、少なくとも回路パターン形成
工程の一部と、熱処理工程を連続して行う製造ラインを
備えたものとし、その製造ライン上の回路パターン形成
装置の一部と熱処理装置との間に、回路パターン形成工
程を終えた複数の配線板を熱処理装置に自動搬送する搬
送手段を設けたものとしている。

【００１５】そして、前記搬送手段としては、回路パタ
ーン形成工程を経た複数の配線板を１枚以上の単位枚数
ごとに倒伏姿勢で搬送する水平搬送部と、この水平搬送
部から受け取った配線板を順次、倒伏姿勢のまま積層し
た状態でマガジンラックに収納するマガジンラック収納
部と、このマガジンラック収納部から前記配線板を収納
したマガジンラックを熱処理装置に搬送するラック単位
搬送部とにより構成されたものが挙げられる。

【００１６】また、別の搬送手段としては、回路パター
ン形成工程を経た複数の配線板を１枚以上の単位枚数ご
とに倒伏姿勢で搬送する水平搬送部と、この水平搬送部
から受け取った単位枚数の配線板の方向を90°回転させ
る配線板回転部と、この配線板回転部で搬送方向に対し
て垂直姿勢に変位させられた単位枚数の配線板を起立姿
勢の状態で熱処理装置へ搬送する垂直搬送部とにより構
成されたものが挙げられる。

【００１７】上記いずれの構成の搬送手段においても、
熱処理工程の前に複数の配線板をマガジンラックに収納
しマガジンラックごと配線板を熱処理装置に自動搬送す
るか、あるいは熱処理工程の前に、搬送方向に対して水
平搬送している配線板を90°回転して搬送するものであ
るため、搬送速度を遅くすることができ、熱処理装置と
して小型のものを使用できる利点がある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１実
施形態に係る多層配線板の製造方法の工程を示してい
る。この図に示すように、まず、ステップＳ１では回路
パターンが形成されているガラスエポキシ製の配線板の
銅箔部を黒化処理により粗化した後、ステップＳ２で厚
さ0.06mm、径5μｍ以下のフィラーを10wt％含有したガ
ラスエポキシ樹脂製のプリプレグを表裏に重ねて熱プレ
スを行い、完全硬化状態の絶縁樹脂層を形成する。

【００１９】次に、ステップＳ３でＣＯ₂ ガスレーザに
より配線板上に形成した絶縁樹脂層の所定部位に径150
μｍのブラインドバイアホールを開孔形成する。続い
て、ステップＳ４では絶縁樹脂層の表面をバフ研磨し、
さらに、ステップＳ５で過マンガン酸カリウム系の粗化
液により絶縁樹脂層の表面とバイアホール内壁部を粗化
処理し、塩酸を用いて中和後に、水洗し、さらに乾燥を
行う。次いで、粗化処理面をＳｎ、Ｐｄ系の触媒液で活
性化する。

【００２０】そして、ステップＳ６で無電解銅メッキを
施した後、ステップＳ７で厚付け電気銅メッキを施すこ
とにより、導体層を形成する。次いでステップＳ８で
は、感光性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、現像の後、導体層のエ
ッチングし、さらにドライフィルムの剥離を行って回路
パターンを形成する。以上の処理を終えたうえで、ステ
ップＳ９で絶縁樹脂層のガラス転移温度よりも高い温
度、具体的には170℃、30分の熱処理を行う。

【００２１】このようにして得られた配線板の外層銅箔
のピール強度は、熱処理前では、120gf/cm²であったのに
対して、熱処理することにより960gf/cm²に向上すると
いう結果が得られた。

【００２２】図２は本発明の第２実施形態に係る多層配
線板の製造方法の工程を示している。この図に示すよう
に、まず、ステップＳ１１では回路パターンが形成され
ているガラスエポキシ製の配線板の銅箔部を黒化処理に
より粗化した後、ステップＳ１２で厚さ0.06mm、径5μ
ｍ以下のフィラーを10wt％含有した感光性絶縁フィルム
を真空ラミネートし、絶縁樹脂層を形成する。

【００２３】次に、ステップＳ１３で所定のフォトマス
クを介して感光性絶縁樹脂層を露光し、ステップＳ１４
でアルカリ性現像液(ホウ砂0.8％及びブチルカルビトー
ル10％の水溶液)によって現像を行い、径150μｍのブラ
インドバイアホールを開けた後、ステップＳ１５で後露
光を施すとともに熱処理して絶縁樹脂層を完全硬化させ
る。

【００２４】続いて前記第１実施形態と同様に、ステッ
プＳ１６で過マンガン酸カリウム系の粗化液により絶縁
樹脂層の表面とバイアホール内壁部を粗化処理し、塩酸
を用いて中和後に、水洗し、さらに乾燥を行う。次い
で、粗化処理面をＳｎ、Ｐｄ系の触媒液で活性化する。
そして、ステップＳ１７で無電解銅メッキを施した後、
ステップＳ１８で厚付け電気銅メッキを施すことによ
り、導体層を形成する。

【００２５】次いでステップＳ１９では、感光性ドライ
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、現像の後、導体層のエッチングし、さら
にドライフィルムの剥離を行って回路パターンを形成す
る。以上の処理を終えたうえで、ステップＳ２０で絶縁
樹脂層のガラス転移温度よりも高い温度、具体的には17
0℃、30分の熱処理を行う。

【００２６】このようにして得られた配線板の外層銅箔
のピール強度は、熱処理前では、160gf/cm²であったのに
対して、熱処理することにより1100gf/cm²に向上すると
いう結果が得られた。

【００２７】図３は上記本発明の第１、第２実施形態に
おいて、回路パターン形成工程の一部と熱処理工程を連
続して行う製造ラインを備えた多層配線板の製造装置の
マガジンラック収納部及びその周辺を示している。この
図に示す製造ラインでは、回路パターン形成工程を終え
た複数の配線板１を熱処理装置に自動搬送する搬送装置
２が設けられている。

【００２８】この搬送装置２は、水平搬送部３と、この
水平搬送部３の搬送下流側に配備されたマガジンラック
収納部４と、マガジンラック収納部４の搬送下流側に配
備されたラック単位搬送部５とにより構成されている。

【００２９】水平搬送部３はローラコンベア等により構
成されており、回路パターン形成工程を経た複数の配線
板を１枚ずつ倒伏姿勢で搬送する。マガジンラック収納
部４は、水平搬送部３から受け取った配線板１を順次、
倒伏姿勢のまま積層した状態でマガジンラック６に収納
する。ラック単位搬送部５は水平搬送部３と同様にロー
ラコンベア等により構成されており、マガジンラック収
納部４から単位枚数の配線板１を収納したマガジンラッ
ク６を熱処理装置に搬送する。

【００３０】マガジンラック６は単位枚数の配線板１を
水平倒伏姿勢で積層状態で収納するものである。また、
マガジンラック収納部４にはマガジンラック６を水平搬
送部３に対応する高さ位置から、該水平搬送部３よりも
下方に位置するラック単位搬送部５に対応する高さ位置
まで昇降させるラック昇降台７が設けられている。

【００３１】上記構成の搬送装置２では、倒伏姿勢で回
路パターンを形成した配線板１が、そのままの姿勢で水
平搬送部３によって１枚ずつマガジンラック収納部４上
にセットされたマガジンラック６に収納される。このと
き、ラック昇降台７はマガジンラック６に配線板１が１
枚収納されると、図外の制御手段によって１枚の配線板
１の厚さ分だけ下方に移動し、次に搬送されてきた配線
板１を収納し、また１枚分だけ下に移動する。

【００３２】この動作を単位枚数に対応する回数だけ繰
り返し、マガジンラック６中に単位枚数の配線板１が積
層収納されると、マガジンラック６ごとラック単位搬送
部５まで下降する。ラック単位搬送部５はマガジンラッ
ク６を熱処理装置のオーブン内に低速で配送し、その間
にマガジンラック６内の各配線板１の熱処理が行われ
る。

【００３３】図４は別形態の搬送装置を示している。こ
の搬送装置８は、水平搬送部９と、この水平搬送部９の
搬送下流側に配備された配線板回転部１０と、配線板回
転部１０の搬送下流側に配備された垂直搬送部１１とに
より構成されている。

【００３４】水平搬送部９は図３に示した搬送装置２と
同様にローラコンベア等により構成されており、回路パ
ターン形成工程を経た複数の配線板を１枚ずつ倒伏姿勢
で搬送する。配線板回転部１０は、節度的に90°ずつ回
転する回転駆動軸１２に90°毎に都合４本のアーム１３
を設け、各アーム１３の先端部に配線板１を収容するポ
ケット１４を設けたもので、水平搬送部９から配線板１
を１枚ずつ受け取って、90°回転させ、垂直搬送部１１
へ送る。

【００３５】垂直搬送部１１は配線板１を１枚ずつ起立
姿勢で保持する多数の保持体１４を配列したベルトコン
ベアにより構成されており、配線板回転部１０で搬送方
向に対して垂直姿勢に変位させられた配線板１を起立姿
勢の状態で熱処理装置へ搬送する。

【００３６】上記構成の搬送装置８では、倒伏姿勢で回
路パターンを形成した配線板１が、そのままの姿勢で水
平搬送部９によって１枚ずつ配線板回転部１０のポケッ
ト１４に収容される。配線板１を収容した配線板回転部
１０は回転駆動軸１２回りに90°矢印方向に回転する。
これによってポケット１４内の配線板１は垂直に起立し
た姿勢となり、垂直搬送部１１に受け取られる。そし
て、垂直搬送部１１により搬送方向に対して起立した姿
勢を保持しながら、熱処理装置のオーブン内に低速で配
送され、その間に熱処理が行われる。

【００３７】なお、上記構成の搬送装置２，８では水平
搬送部３，９から配線板１を１枚ずつ搬送するようにし
ているが、複数枚を単位枚数とし、これらの配線板１を
並列状態で同時に搬送する形態としてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によるときは、配線板の少なくとも一方の面上に絶縁樹
脂層を形成した後、前記絶縁樹脂層にバイアホールを形
成し、次いで前記絶縁樹脂層表面及びバイアホール内を
粗化したうえで、前記絶縁樹脂層の表面及び前記バイア
ホール内にメッキによる導体層を形成し、しかる後、前
記導体層をエッチングして回路パターンを形成する工程
を、１回乃至複数回繰り返して多層化を行い、前記回路
パターンの形成完了後に、配線板を熱処理するようにし
ている。このように、絶縁樹脂層を完全に硬化してから
次の工程を行うので、絶縁樹脂の特性劣化を起こすこと
なく、絶縁樹脂層と導体層との間の接着強度の向上を図
ることができる。また、無電解メッキと電解メッキを連
続で行えるので、質の良い導体層が形成できる。

【００３９】また、請求項２によるときは、回路パター
ン形成後に絶縁樹脂のガラス転移点以上の温度で熱処理
を行うために、熱処理による配線板中の水分やガスの放
出が容易であり、絶縁樹脂層と導体層との間の膨れを起
こさないで接着強度を向上できる。

【００４０】請求項３によるときは、製造ライン上の回
路パターン形成装置の一部と熱処理装置との間に、回路
パターン形成工程を終えた複数の配線板を熱処理装置に
自動搬送する搬送手段を設けたものとしており、請求項
４では、前記搬送手段として、回路パターン形成工程を
経た複数の配線板を倒伏姿勢で搬送してマガジンラック
に納め、マガジンラックごと熱処理装置に搬送するよう
に構成しており、また、請求項５では、別の搬送手段と
して、倒伏姿勢で搬送した配線板を途中で90°回転させ
て垂直姿勢に変位させ、起立姿勢のまま熱処理装置に搬
送するように構成している。

【００４１】したがって、本発明の製造装置によるとき
は、熱処理工程では、配線板を厚さ方向に並べることに
なり、従来の水平搬送に比べて１０倍以上の密度に配す
ることができるので、搬送速度を十分に遅くできるた
め、短い熱処理装置が使用可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製
造方法の工程を示すフローチャート

【図２】 本発明の第２実施形態に係る多層配線板の製
造方法の工程を示すフローチャート

【図３】 本発明の第１、第２実施形態において、回路
パターン形成工程の一部と熱処理工程を連続して行う製
造ラインを備えた多層配線板の製造装置のマガジンラッ
ク収納部及びその周辺を模式的に示す側面図

【図４】 配線板回転部を備えた別形態の搬送装置を模
式的に示す側面図

【図５】 第１の先行技術例における工程を示すフロー
チャート

【図６】 第２の先行技術例における工程を示すフロー
チャート

【符号の説明】

１ 配線板 ２ 搬送装置 ３ 水平搬送部 ４ マガジンラック収納部 ５ ラック単位搬送部 ６ マガジンラック ７ ラック昇降台 ８ 搬送装置 ９ 水平搬送部 １０ 配線板回転部 １１ 垂直搬送部 １２ 回転駆動軸 １３ アーム １４ ポケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｙ Ｂ６５Ｇ 49/07 Ｂ６５Ｇ 49/07 Ａ (72)発明者 森 正利 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線板の少なくとも一方の面上に絶縁樹
   脂層を形成する工程と、前記絶縁樹脂層にバイアホール
   を形成する工程と、前記絶縁樹脂層表面及びバイアホー
   ル内を粗化する工程と、前記絶縁樹脂層の表面及び前記
   バイアホール内にメッキによる導体層を形成する工程
   と、前記導体層をエッチングして回路パターンを形成す
   る工程とを、１回乃至複数回繰り返して多層化を行う配
   線板の製造方法において、前記回路パターンを形成する
   工程の完了後に、配線板を熱処理する工程を具備するこ
   とを特徴とする多層配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 配線板の熱処理は、絶縁樹脂層のガラス
   転移温度よりも高い温度で行う請求項１に記載の多層配
   線板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２の多層配線板の製造方
   法における少なくとも回路パターン形成工程の一部と、
   熱処理工程を連続して行う製造ラインを備えた多層配線
   板の製造装置であって、前記製造ライン上の回路パター
   ン形成装置の一部と熱処理装置との間に、回路パターン
   形成工程を終えた複数の配線板を熱処理装置に自動搬送
   する搬送手段が設けられていることを特徴とする多層配
   線板の製造装置。
4. 【請求項４】 搬送手段は、回路パターン形成工程を経
   た複数の配線板を１枚以上の単位枚数ごとに倒伏姿勢で
   搬送する水平搬送部と、この水平搬送部から受け取った
   配線板を順次、倒伏姿勢のまま積層した状態でマガジン
   ラックに収納するマガジンラック収納部と、このマガジ
   ンラック収納部から前記配線板を収納したマガジンラッ
   クを熱処理装置に搬送するラック単位搬送部とにより構
   成されている請求項３に記載の多層配線板の製造装置。
5. 【請求項５】 搬送手段は、回路パターン形成工程を経
   た複数の配線板を１枚以上の単位枚数ごとに倒伏姿勢で
   搬送する水平搬送部と、この水平搬送部から受け取った
   単位枚数の配線板の方向を90°回転させる配線板回転部
   と、この配線板回転部で搬送方向に対して垂直姿勢に変
   位させられた単位枚数の配線板を起立姿勢の状態で熱処
   理装置へ搬送する垂直搬送部とにより構成されている請
   求項３に記載の多層配線板の製造装置。