JPS60143693A - 多層配線板の形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は多層配線板の形成法に係り、特に耐塩酸性にす
ぐれ、かつ有機樹脂製つりづしジと銅との密着性を高め
た多層配線板の形成法に関する。

〔発明の背景〕

多層配線板を作る工程において、表面に銅配線が形成さ
れた有機樹脂単板をホットづしスによりづりづＬ／ジを
介して積層接着する際、有機樹脂単板上の銅配線とつり
づレフとの密着力を高めるための方法として、（１）亜
塩素酸ソータ処理法および（２）過マシガシ酸塩処理法
が用いられている。（１）の処理法は亜塩素酸ソータを
含むアシ力、り性の液を用いるもので、銅配線の表面を
亜塩素酸ソータにより酸化し、アルカリ性の液中で銅配
線の表面を酸化して銅の酸化膜を生成させる方法である
。（２）の処理法は過マシガシ酸カリウムを含むアルカ
リ性の液を用いるもので、銅配線の表面を過マシガン酸
カリウムによシ酸化し、アルカリ性の液中で銅配線の表
面を酸化して銅の酸化膜を生成させる方法である。これ
らの処理法によって得られる銅表面上の酸化膜は下地の
銅との密着性がよく、かつプリプレグ（これは有機樹脂
である）との高い密着力を有する。しかし、これらの処
理法によって得られる銅酸化膜は耐塩酸性に乏しいので
、多層配線板を作成するプロセス上問題がある。以下こ
の点を説明する。

第１図（ａ）ないしくｇ）は先行技術に基づく多層配線
板の作成プロセスを示す。両面に銅箔２を熱圧着した有
機樹脂製の絶縁板１（第１図（ａ））の鋼箔２上に電気
めっきもしくは化学めっきにより、銅を厚づけしくｂ）
、この上にドライフィルムを用いたレジス）　ａ＋ター
ン４を形成しくＣ）、次にエツチングにより非回路部の
銅２．３を除去する（ｄｌ。次に、ドライフィルム４を
除去した後、形成された回路部の鋼上に銅の酸化膜５を
形成する。このような銅配線のなされた単板を、その後
、プリプレグ７を介在させて積み隼ね（但し、最外層に
は銅配線のなされていないものを用い石、ホットプレス
にょシ加熱加圧接着し、所定の回路導体部を貫くスルー
ホールＨ内面にも銅めっきができるようにした上で、ス
ルーホール内面および最外層全面に化学めっき、もしく
は電気めっきにより銅３を厚づけした後、最外層ドライ
フィルムにょクレジストパターンを形成して最外層の非
回路部の銅（３および２）をエツチングにより除去し、
さらにドライフィルムを除去して、多層配線板を児成す
る（ｇ）。

ところで、この方式の多層配線板の形成方法では、（ｇ
）の工程において、スルーホール内にも銅を化学めっき
するために、この化学銅めっきの前処理として（ｆ）の
工程後の積層物を塩酸および酸性の触媒液に浸漬した場
合、プリプレグ７と銅配ａ３との間の銅酸化膜５が、ス
ルーホールと接する部分において、酸性液中に浴解し、
プリプレグと銅配線との密着性を低下させるという欠点
がある。

また、酸性液は該銅酸化膜を溶解した部分から侵入、残
留し、後に銅配線を腐食するので多層配線板の電気的特
性および信頼性を低下させるといった欠点がある。しか
し、現状ではこれに対する適切な対策が３（、そのため
、配線の幅を広くして、酸性液への銅酸化膜の溶解ある
いは酸性液により銅配線の一部が溶解したとしても、そ
れに十分耐えられるだけの余裕を持たせるというような
手段を採らざるを得なかった。

しかし、計算機の性能により高いものがめられるにした
がって、半導体素子等のより高密度の実装を可能にする
ために、銅配線はよジ狭い精細なものがめられるように
なって来た。そのような要求に応えることは、前述のよ
うな欠点を有する先行技術の多層配線板の形成方法では
困難である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、多層配線板を作成する過程においてス
ルーホール内に銅を化学めっきするための前処理の際に
銅酸化膜が酸性液に対して安定であり、かつ有機樹脂製
プリプレグと銅配、線とが高（５） 密着力有するような多層配線板の形成方法を提供するに
ある。

〔発明の概要〕

有機樹脂に対する銅配線の密着力を高めるために銅配線
上に酸化膜を形成することを行うが、従来のようにこの
酸化膜の一部が多層配線板を作る工程において酸性液に
接触するため、多層配線板の信頼性を低下させ、かつ高
密度配線を形成するのを困難なものとしてきた。

そこで、酸性液に接するスルーホールと交叉し、且つ銅
配線平面上の一部又は全てに形成された銅酸化物のみ電
、気的に還元し、銅配線の側面には銅酸化膜を形成して
用いるようにし、これにより、有機樹脂に対する銅配線
の密着力を十分高いものに維持し、かつ耐塩酸性にすぐ
れた多層配線板を得ることを考え、この思想に基づき本
発明の方法を案出した。

すなわち、本発明の多層配線板の形成方法は、両面もし
くは片面に回路導体として必要な卑さの金属銅層を有す
る絶縁板の該金属鋼層の表面を酸（６） 化処理して該表面に銅酸化膜を形成する工程と、該銅酸
化膜を有機樹脂製プリプレグとの密着性が低下しない程
度に電Ｍ還元する工程と、該電解還元された銅酸化膜の
表面を回路部分についてのみレジストで秒い、レジスト
で覆われていない非回路部分の上記金属銅層および銅酸
化膜をエツチングにより除去することにより上記絶縁板
上に銅の回路を形成する工程と、かくして表面に銅の回
路の形成された絶縁板の抄数枚を有機樹脂製プリプレグ
を介在させて積層し加圧接着する工程と（但しその最外
面には銅の回路が形成されていないものとする）、この
積層物に銅の回路の所定部分を貫くスルーホールを明け
る工程と、該積層物の少くともスルーホール内面に銅を
化学めっきする工程とからなることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

実施例１ 本発明の一実施例を第２図を用いて説明する。

第１図におけると同様の両面に銅箔２を熱圧着したガラ
ス繊維強化エポキシ樹脂板１の銅箔２上に銅３を化学め
っきにより回路導体として必贋な厚さに付着させた彼、
銅３の表面をり下に示すような組成 ＮａＯＨＳ　ｇ／Ｚ Ｎａ３ＰＯ４−２Ｔ（２０１０１１／ＺＮａＣ１０２３
０Ｊ’／／’ を有するリン酸系の水溶液で処理して、銅３の表面に銅
酸化ｖ５を形成しくＡ）、水洗後、銅酸化膜５を後記プ
リプレグとの密着性を損わない程度に電解還元した（Ｂ
）。聞°解還元はＮａＯＨ５９μ水溶液（ｐＨ１２）を
用い、０．２Ａ／ｄｍ”で実施した。対極にはステンレ
ス板を用いた。

次に、上記電解還元後の銅酸化膜６上にドライフィルム
によりレジストパターン４　全形成しくＣ）、ついで塩
化第二鉄系の水溶液 ＦｅＣ１５４０１／／Ｚ Ｃｏｎｅ　、ＨＣｌ−２０ｍｌ／Ｚ により、非回路部の銅（２および３）をエツチング除去
しく′Ｄ）、次にドライフィルム４を着けたままの状態
で、再び上記と同じリン酸系の水溶液を用いて銅配線の
側面に銅酸化膜５′を形成しくＥ）、次にドライフィル
ム４を例えば塩化メチレン等により除去した（勅。

このようにして銅配線のなされた単板をガラス繊維で強
化されたエポキシ樹脂系のプリプレグ７を介在させて積
み重ね、ホットプレスを用いて加熱、加圧接着しく但し
、最外層の単板としては最外面側に銅配線のなされてい
ない銅箔２のままのものを用いる）、所定の回路導体部
分を貫くスルー＊−ルＨを明けた（Ｇ）。この状態にお
いては銅配線３の側面に形成された銅酸化膜５′はスル
ーホールの内面に露出せず、そこから隔離された位置に
在る。その後、スルーホール内面に化学めっきのための
触媒を付与し、次に、化学めっきによりスルーホール内
面および最外層全面に銅３を回路導体として必要な厚さ
にめっきし、次いでドライフィルムにより最外層にレジ
ストパターンを形成した上でエツチングにより非回路部
の銅（３および２）を除去し、その後ドライフィルムを
除去して多層配線板を完成した（６）。

（９） このようにして完成された多層配線板の構造は、第２図
■に示されたように、銅導体の平面部は銅の酸化物で被
覆されておらず、その側面部のみが銅の酸化物で被覆さ
れているものとなっている。

上記のプロセスにおいては、多層配線板は、スルーホー
ルおよび最外層への化学めっき前処理工程の際、スルー
ホール内において酸性液に銅酸化膜層が直接触れること
はない。このため、上記プロセスにしたがって作成した
多層配線板は耐塩酸性にすぐれ、かつプリプレグと銅配
線とが高密着性を有し、ひいては配線密度も高いものと
することができた。実？１４１１によれば耐塩酸強度は
４８倍になり、ビール強度は１．１　ｋｇムであった。

実施例２ 実施例１における基板およびプリプレグ用の有機樹脂と
してエポキシの代りにポリイミドを用い、かつ電解液の
−を６．０とし、それ以外は実施例１と同じ方法により
実施した。その結果、耐塩酸性が５０倍であり、また有
機樹脂に対する銅配線のビール強度は１．２　ｋＦＬ／
ｃｍであり、いずれの点もすぐ（１０） れた特性を示す高密度配線パターンを有する多層配線板
が得られた。

実施例３ 実施例１において、ドライフィルムの代すに液状のレジ
ストを用い、かつ電解液のＰＨを６．０とし、それ以外
は実施例１と同じ方法により実施した。

その結果、耐塩酸性および密着性にすぐれた高密度配線
ノｆターンを有する多層配線板が得られた。

耐塩酸性は４５倍、ビール強度は１．２　ｋｇ／ｃＩｎ
であった。

実施例４ 実施例１における銅箔２表面の酸化処理用の液として、
リン酸系の水溶液の代りに ＫＭｎＯ４１０ｙμ ＮａＯＨ１０ｇμ なる組成の水溶液を用いて銅箔表面を処理したこと以外
は実施例１と同じ方法９条件によシ実施した。その結果
、耐塩酸性および密着性にすぐれた高密度配線パターン
を有する多層配線板が得られた。耐塩酸性は４７倍、ビ
ール強度は１．１　ｋｇＡＭＬであった。

なお上記において、耐塩酸性およびビール強度は下記の
評価法で評価したものである。

耐塩酸性： 夫々前記第１図（ｆ）までの工程を終えたサンプルおよ
び第２図（Ｇ）までの工程を終えたサンプルを（１＋１
）塩酸水溶液中に１時間浸漬し、塩酸中に銅酸化膜が溶
解した幅を比較し、＼准Ｎ＼鵞翫＼騰物補Ｎ〜＼鵬壜箋
較＼＼幅が広い程不良とした。

ビール強度ニ 一般に用いられている周知の評価法を使用した。

すなわち、銅膜の幅が１０−になるようにエツチングし
、銅膜の一部をはがし、はがした部分および基板の樹脂
部をそれぞれ引張試験機の治具に固定させ、１０ｃｍ／
ｍｉｎの速度で樹脂板から銅膜を垂直方向にはがし、膜
がはがれる時の応力Ｐ（ｋｇ）を拳位長さくｃｒｎ）当
りで衣わしたもの（ｐｋｇ／ｚ）で表示した。

前記のプロセスにおいて、銅酸化膜の電解還元の反応は
下記の如く示される。すなわち主反応として、以下の反
応機構が考えられる。

＋Ｈ２Ｏ ＣｕＯ−一→Ｃｕ（ＯＨ）２→Ｃｕ　＋２０Ｈ−電解還
元液の−としては、ｐＨ６以上であることが好ましい。

その理由はｐＴ（が約５．５以下では、ＣｕＯＩ　Ｃｕ
（ＯＨ）（−＋　Ｃｕ”　＋　２０Ｈ−のような反応が
速やかに進行し、銅箔上に酸化膜を形成した基板を電解
液に浸漬した場合、所望の形状の電解還元膜が得られに
くいからである。

なお、以上の各実施例によシ作成された多層配線板は、
電解還元された後の銅酸化膜中に、その形成時に用いた
前記の酸化処理用液に応じリン、マンガンもしくは塩素
または酸素を含んでいることが見出された。

以上の各実施例における第２図（４）の工程において、
回路となるべき銅層３け化学めっきの代りに電気めっき
により銅箔２に着けてもよい。また銅箔２を熱圧着した
絶縁基板１を用いるものとして（１３） 説明をしたが、銅箔２の代りに銅の薄層を化学めっきに
より表面に施した絶縁基板を用いてもよい。

なお、銅箔２又はそれに代る銅の薄層を有しない絶縁板
を基板として用い、これに、直接、回路導体としての必
要な厚さに銅３を化学めっきにより着けるようにしても
よい。琥いはまた、積層されたとき内部に埋没する回路
導体をなす銅３ｖＣついては、絶縁板に圧着せしめられ
た且つ回路導体として必要な厚さを有する鋼板から前述
に準じたレジストパターンおよびエツチングによって、
これを形成してもよい。

また、以上の各実施例では、積層さるべき各単板にはそ
の両面に回路を形成するものとして説明したが、所望に
応じ、全ての又は一部の単板には片面のみに回路を形成
してもよい。

なお回路設計の必要によっては、最外面には銅配線を形
成しなくともよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スルーホール内に銅の化学めっきを施
すための処理の際にシリプレグと銅配線（１４） との間の銅酸化膜はスルーホール内面に露出することが
ないため、塩酸その他の酸性液に侵されたり内部へ侵入
されることがなく、耐塩酸性に極めて優れており、しか
もプリプレグと銅配線との密着性も十分に確保された多
層配線板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｇ）は先行技術による多層配線板
形成法の各プロセスを図解した断面図である。 第２図（Ａ）ないし＠は本発明の実施例による多層配線
板形成法の各プロセスを図解した断面図である。 符号の説明 １・・・絶縁基板　２・・・銅箔 ３・・・銅めっき層 ４・・・ドライフィルムによるレジストパターン５・・
・銅酸化膜　６・・・銅の還元膜７・・・プリプレグ　
Ｈ・・・スルーホール（１５） 第１図 第２図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １両面もしくは片面に回路導体として必要な厚さの金属
   銅層を有する絶縁板の核金属銅層の表面を酸化処理して
   該表面に銅酸化膜を形成する工程と、該銅酸化膜を有機
   樹脂製プリプレグとの密着性が低下しない程度に電解還
   元する工程と、該電解還元ぎれた銅酸化膜の表面を回路
   部分についてのみレジストで覆い、レジストで覆われて
   いない非回路部分の上記金属銅層および銅歳化膜をエツ
   チングによシ除去することにより上記絶縁板上に銅の回
   路を形成する工程と、かくして表面に銅の回路の形成さ
   れた絶縁板の複数枚を有機樹脂製シリプレグを介在させ
   て積層し加圧接着する工程と（但しその最外面には銅の
   回路が形成されていないものとする）、この積層物に銅
   の回路の所定部分を貫くスルーホールを明ける工程゛と
   、該積層物の少くともスルーホール内面に銅を化学めっ
   きする工程とからなることを特徴とする多層配線板の形
   成方法。 ２　銅酸化膜の電解還元に用いる電解還元液はｐＨが６
   以上である特許請求の範囲第１項に記載の多層配線板の
   形成方法。