KR20180042851A - 다층 프린트 배선판의 제조 방법, 접착층 부착 금속박, 금속장 적층판, 다층 프린트 배선판 - Google Patents

다층 프린트 배선판의 제조 방법, 접착층 부착 금속박, 금속장 적층판, 다층 프린트 배선판 Download PDF

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하기 공정 1 내지 3을 갖는, 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
공정 1: 내층 회로 부착 기판에, 유기 절연 수지층을 통해, 지지체와, 두께가 3㎛ 이하이고, 또한 상기 내층 회로의 두께에 대하여 1/6 이하인 금속박과, 두께가 10㎛ 이하의 유기 접착층을 이 순서로 갖는 접착층 부착 금속박을, 상기 유기 절연 수지층과 상기 유기 접착층이 대향하도록 적층한 후, 상기 지지체를 박리하여, 상기 금속박을 외층 금속박층으로서 갖는 적층판 (a)를 형성하는 공정
공정 2: 상기 적층판 (a)에 레이저를 조사하여, 상기 외층 금속박층, 유기 접착층 및 유기 절연 수지층을 천공하여, 블라인드 비아 홀을 갖는 펀칭 적층판 (b)를 형성하는 공정
공정 3: 하기 공정 3-1 내지 3-4에 의해 상기 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
공정 3-1: 상기 공정 2에서 형성한 펀칭 적층판 (b)의 외층 금속박층을 에칭 제거한 후, 해당 펀칭 적층판 (b) 위에 두께 2㎛ 이하의 외층 구리층을 형성하는 공정
공정 3-2: 상기 외층 구리층 위에 도포된 레지스트에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정
공정 3-3: 상기 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 외층 구리층의 표면에 전기 구리 도금에 의해 회로층을 형성하는 공정
공정 3-4: 상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 노출된 외층 구리층을 에칭으로 제거하여, 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정

Description

다층 프린트 배선판의 제조 방법, 접착층 부착 금속박, 금속장 적층판, 다층 프린트 배선판
본 발명은 다층 프린트 배선판의 제조 방법, 접착층 부착 금속박, 금속장 적층판, 다층 프린트 배선판에 관한 것이다.
근년, 전자 기기의 소형화, 경량화, 다기능화에 수반하여, 다층 프린트 배선판은 미세 배선화와 비아 홀의 직경 축소화가 요구되고 있다. 직경 200㎛ 이하의 천공은 기계적인 드릴 가공으로는 곤란하여, 이 때문에 최근, 레이저가 널리 사용되게 되었다.
각종 레이저에 의한 비아 홀 형성은 프린트 배선용으로서 공업적으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 외층으로서 후막의 구리박을 갖는 적층판에 비아 홀을 형성하는 경우, 구리 표면은 레이저 빔을 반사하기 때문에 천공은 곤란하다. 그로 인해, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 미리 비아 홀 직경과 동일한 크기의 구멍 부분만 에칭에 의해 구리박을 제거해 두고, 구리박을 제거한 위치에 레이저 빔을 조사하여 천공할 필요가 있다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 극박 구리박을 사용하여, 직접 구리박의 위로부터 레이저에 의해 천공을 하는 방법도 있다. 이 방법은 천공 후, 극박 구리박 위에 레지스트 패턴을 형성하고, 형성된 레지스트 패턴 사이에 도금 구리층을 형성한 후, 레지스트 패턴을 제거하여 노출된 외층의 극박 구리박을 산 에칭으로 제거하여, 내층 회로와 접속된 미세한 외층 회로를 형성하는 방법이다.
일본 특허 공고 평4-3676호 공보 일본 특허 공개 평11-346060호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 레이저 조사를 위한 천공 패터닝이 필수가 되고, 구리박의 위로부터 직접 천공이 가능한 종래의 기계식 드릴 천공에 의한 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 비해, 생산성을 격하게 저하시키는 원인이 되었다. 또한, 구리박을 하프 에칭하여, 구리박의 두께를 얇게 하고 나서, 직접 구리박의 위로부터 레이저에 의해 천공을 하는 방법도 있지만, 이 방법에서는 구리박을 평면으로 균일하게 얇게 에칭할 필요가 있어, 매우 높은 기술이 필요해진다.
특허문헌 2에 기재된 방법에 의하면, 직접 구리박의 위로부터 레이저에 의해 천공을 행하는 것이 가능해진다. 그러나, 외층 회로를 형성할 때, 최종적으로는 외층의 극박 구리박을 산 에칭으로 제거할 필요가 있지만, 현행의 극박 구리박에서는 두껍고, 라인/스페이스(L/S)＝20/20㎛를 하회하는 미세 배선 형성에 있어서는, 에칭량이 많고 라인이 가늘게 되어 버리는 문제가 있다.
본 발명은 이들 종래 기술의 문제점을 해결하고, 다층 프린트 배선판의 제조 시에 있어서의 레이저에 의한 비아 홀 형성을 용이하게 하고, 또한 미세한 외층 회로를 형성할 수 있는 다층 프린트 배선판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 적합하게 사용할 수 있는, 도금 구리와의 양호한 접착성을 확보하면서, 레이저 가공 시에 언더컷이 발생하지 않는 접착층 부착 금속박, 이것을 사용한 금속장 적층판 및 다층 프린트 배선판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 종래 기술의 문제점에 대하여 검토한바, 하기의 본 발명에 의해 당해 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.
즉, 본 발명은 이하의 [1] 내지 [8]을 제공하는 것이다.
[1] 하기 공정 1 내지 3을 갖는, 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
공정 1: 내층 회로 부착 기판에, 유기 절연 수지층을 통해, 지지체와, 두께가 3㎛ 이하이고, 또한 상기 내층 회로의 두께에 대하여 1/6 이하인 금속박과, 두께가 10㎛ 이하인 유기 접착층을 이 순서로 갖는 접착층 부착 금속박을, 상기 유기 절연 수지층과 상기 유기 접착층이 대향하도록 적층한 후, 상기 지지체를 박리하여, 상기 금속박을 외층 금속박층으로서 갖는 적층판 (a)를 형성하는 공정
공정 2: 상기 적층판 (a)에 레이저를 조사하여, 상기 외층 금속박층, 유기 접착층 및 유기 절연 수지층을 천공하여, 블라인드 비아 홀을 갖는 펀칭 적층판 (b)를 형성하는 공정
공정 3: 하기 공정 3-1 내지 3-4에 의해 상기 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
공정 3-1: 상기 공정 2에서 형성한 펀칭 적층판 (b)의 외층 금속박층을 에칭 제거한 후, 해당 펀칭 적층판 (b) 위에 두께 2㎛ 이하의 외층 구리층을 형성하는 공정
공정 3-2: 상기 외층 구리층 위에 도포된 레지스트에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정
공정 3-3: 상기 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 외층 구리층의 표면에 전기 구리 도금에 의해 회로층을 형성하는 공정
공정 3-4: 상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 노출된 외층 구리층을 에칭으로 제거하여, 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
[2] 상기 금속박의, 상기 유기 접착층측의 면의 십점 평균 표면 조도 Rz가 3.0㎛ 이하인, 상기 [1]에 기재된 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
[3] 상기 유기 접착층으로서, 에폭시 수지, 고분자 성분, 에폭시 수지 경화제, 경화 촉진제 및 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재를 함유하고, 해당 무기 충전재의 함유량이 에폭시 수지 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 열경화성 수지 조성물을 사용한, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
[4] 두께가 3㎛ 이하인 금속박과 유기 접착층을 갖는 접착층 부착 금속박이며, 상기 유기 접착층으로서, 에폭시 수지, 고분자 성분, 에폭시 수지 경화제, 경화 촉진제 및 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재를 함유하고, 해당 무기 충전재의 함유량이 에폭시 수지 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 열경화성 수지 조성물을 사용한, 접착층 부착 금속박.
[5] 상기 금속박의, 상기 유기 접착층측의 면의 십점 평균 표면 조도 Rz가 3.0㎛ 이하인, 상기 [4]에 기재된 접착층 부착 금속박.
[6] 상기 유기 접착층의 두께가 10㎛ 이하인, 상기 [4] 또는 [5]에 기재된 접착층 부착 금속박.
[7] 상기 [4] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 접착층 부착 금속박을 사용하여 이루어지는 금속장 적층판.
[8] 상기 [4] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 접착층 부착 금속박, 또는 상기 [7]에 기재된 금속장 적층판을 사용하여 이루어지는 다층 프린트 배선판.
본 발명에 따르면, 다층 프린트 배선판의 제조 시에 있어서의 레이저에 의한 비아 홀 형성을 용이하게 하고, 또한 미세한 외층 회로를 형성할 수 있는 다층 프린트 배선판의 제조 방법을 제공할 수 있고, 이것에 의해 미세한 외층 회로를 갖는 다층 프린트 배선판의 생산 효율을 현저하게 높일 수 있다. 또한, 이 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 적합하게 사용할 수 있는, 도금 구리와의 양호한 접착성을 확보하면서, 레이저 가공 시에 언더컷이 발생하지 않는 접착층 부착 금속박, 이것을 사용한 금속장 적층판 및 다층 프린트 배선판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다층 프린트 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
[다층 프린트 배선판의 제조 방법]
본 발명의 다층 프린트 배선판의 제조 방법은 하기 공정 1 내지 3을 갖는다.
공정 1: 내층 회로 부착 기판에, 유기 절연 수지층을 통해, 지지체와, 두께가 3㎛ 이하이고, 또한 상기 내층 회로의 두께에 대하여 1/6 이하인 금속박과, 두께가 10㎛ 이하인 유기 접착층을 이 순서로 갖는 접착층 부착 금속박을, 상기 유기 절연 수지층과 상기 유기 접착층이 대향하도록 적층한 후, 상기 지지체를 박리하여, 상기 금속박을 외층 금속박층으로서 갖는 적층판 (a)를 형성하는 공정
공정 2: 상기 적층판 (a)에 레이저를 조사하여, 상기 외층 금속박층, 유기 접착층 및 유기 절연 수지층을 천공하여, 블라인드 비아 홀을 갖는 펀칭 적층판 (b)를 형성하는 공정
공정 3: 하기 공정 3-1 내지 3-4에 의해 상기 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
공정 3-1: 상기 공정 2에서 형성한 펀칭 적층판 (b)의 외층 금속박층을 에칭 제거한 후, 해당 펀칭 적층판 (b) 위에 두께 2㎛ 이하의 외층 구리층을 형성하는 공정
공정 3-2: 상기 외층 구리층 위에 도포된 레지스트에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정
공정 3-3: 상기 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 외층 구리층의 표면에 전기 구리 도금에 의해 회로층을 형성하는 공정
공정 3-4: 상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 노출된 외층 구리층을 에칭으로 제거하여, 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
이하, 본 발명의 다층 프린트 배선판의 제조 방법의 실시 형태(이하, 「본 실시 형태」라고도 함)에 대하여 도 1을 사용하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시 형태의 패턴 도금법에 의한 다층 프린트 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 1에 있어서, 1은 외층 금속박층, 2는 유기 접착층, 3은 유기 절연 수지층, 4는 내층 회로, 5는 내층 수지층, 6은 블라인드 비아 홀, 7은 외층 구리층, 8은 회로층, 9는 레지스트 패턴, 10은 패드, 11은 외층 회로, 12는 내층 회로 부착 기판을 나타낸다.
<공정 1>
공정 1에서는, 내층 회로 부착 기판(12)에, 유기 절연 수지층(3)을 통해, 지지체와, 금속박(1)을 이 순서로 갖는 접착층 부착 금속박을, 유기 절연 수지층(3)과 유기 접착층(2)이 대향하도록 적층한 후, 상기 지지체를 박리하여, 상기 금속박(1)을 외층 금속박층(1)으로서 갖는 적층판 (a)를 형성한다(도 1의 (i)).
(내층 회로 부착 기판(12))
내층 회로 부착 기판(12)은 내층 회로(4)와 내층 수지층(5)을 구비한다.
내층 수지층(5)은 그의 편면 또는 양면에 내층 회로(4)가 형성되어 있는 층이고, 그 재질은 한정되지 않지만, 예를 들어 유리 에폭시 기재, 유리 폴리이미드 기재, 유리 폴리에스테르 기재, 아라미드 에폭시 기재, 컴포지트 기재 등을 들 수 있다.
내층 회로(4)는 내층 수지층(5)의 편면 또는 양면에 형성되어 있는 회로층이다. 내층 회로(4)를 구성하는 금속으로서는, 예를 들어 구리, 니켈, 알루미늄 등을 들 수 있고, 취급성, 가공성 및 비용의 관점에서, 구리가 바람직하다.
내층 회로(4)의 두께는 외층 금속박층(1)의 6배 이상인 것이 바람직하고, 6 내지 10배인 것이 보다 바람직하고, 6 내지 8배인 것이 더욱 바람직하다. 내층 회로(4)의 두께가 외층 금속박층(1)의 6배 이상이면, 레이저를 조사하여 천공을 행하였을 때에 레이저의 고열에 견디지 못하고, 내층 회로(4)가 손상되거나, 내층 회로(4)의 하측이 팽창을 발생하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
내층 회로(4)의 두께는 상기 외층 금속박층(1)의 두께와의 관계를 유지하면서, 생산성 및 미세 배선 형성성의 관점에서, 10 내지 30㎛가 바람직하고, 12 내지 25㎛가 보다 바람직하고, 15 내지 20㎛가 더욱 바람직하다.
(접착층 부착 금속박)
접착층 부착 금속박은 지지체와, 금속박(1)과, 유기 접착층(2)을 이 순서로 갖는 것이다.
〔금속박(1)〕
금속박(1)은 지지체와 유기 접착층(2) 사이에 배치되어, 공정 1에서 형성되는 적층판 (a)의 외층 금속박층(1)이 되는 것이다.
본 실시 형태의 제조 방법에 있어서, 금속박(1)의 두께는 3㎛ 이하이며, 또한 내층 회로 부착 기판(12)의 내층 회로(4)의 두께에 대하여 1/6 이하이다. 금속박(1)의 두께가 내층 회로(4)의 두께의 1/6 이하이면, 레이저로 외층 금속박층(1)마다 천공을 행할 때에, 유기 접착층(2) 및 유기 절연 수지층(3)뿐만 아니라, 내층 회로(4)에 손상을 끼쳐 버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 금속박(1)의 두께가 3㎛ 이하이면, 레이저 조사 후의 외층 금속박층(1)의 버가 많이 발생하여, 구멍 형상이 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 외층 금속박층(1)의 두께가 두꺼워지면, 천공하기 위한 레이저의 에너지를 높일 필요가 있지만, 에너지를 높일수록 발열량이 증가하기 때문에, 외층 금속박층(1)과 내층 회로(4) 사이의 수지의 손상이 커진다. 외층 금속박층(1)의 두께가 3㎛ 이하이면, 수지에 부여하는 에너지가 지나치게 커서, 비아 홀의 주위에 팽창이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 팽창은 수지의 용융 및 열분해에 의한 것이고, 프린트 배선판으로서는 특성상의 결함이 되어 바람직하지 않기 때문에, 외층 금속박층(1)의 두께를 상기 범위로 하는 것이 효과적이다.
금속박(1)으로서는, 구리박, 니켈박, 알루미늄박 등을 사용할 수 있고, 이들 중에서도, 구리박을 사용하는 것이 바람직하다. 구리박의 종류로서는, 특별히 한정되지 않고, 전해 구리박, 압연 구리박 등을 사용할 수 있다.
금속박(1)으로서는, 필러블 타입의 금속박을 사용할 수도 있고, 필러블 타입 대신에, 알루미늄 캐리어 또는 니켈 캐리어를 갖는 에쳐블 타입의 금속박을 사용할 수도 있다. 즉, 금속박(1)은 필러블 타입의, 구리박, 니켈박, 알루미늄박 등이어도 되고, 에쳐블 타입의, 구리박, 니켈박, 알루미늄박 등이어도 된다.
금속박(1)의 유기 접착층(2)측의 면의 십점 평균 표면 조도 Rz는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 십점 평균 표면 조도 Rz가 3.0㎛ 이하이면, 유기 접착층(2)의 요철 내에 침입하는 금속 부분을 저감시킬 수 있다. 그 때문에 에칭량을 저감시킬 수 있고, 미세 배선 형성이 용이해진다. 금속박(1)의 표면 조도는 JIS B0601:1994에 준하여 측정할 수 있다.
금속박(1)의 시판품으로서는, 후루가와 덴키 고교 가부시키가이샤제의 F2-WS박(전해 구리박, 상품명), 미쓰이 긴조쿠 코교 가부시키가이샤제의 MT18Ex박(전해 구리박, 상품명) 등을 들 수 있다.
금속박(1)에는 필요에 따라, 방청 처리, 크로메이트 처리, 실란 커플링제 처리 등을 행해도 된다.
〔지지체〕
지지체는, 금속박(1)의 유기 접착층(2)과는 반대측의 면에 배치되는 층이고, 내층 회로 부착 기판(12)에 접착층 부착 금속박을 적층한 후에 박리되는 층이다.
접착층 부착 금속박이 지지체를 가짐으로써, 두께가 3㎛ 이하인 극박의 금속박을 사용할 때에 있어서도, 취급 시에 주름, 꺾임 등의 발생을 억제하여, 핸들링이 양호해진다.
지지체로서는, 구리박, 알루미늄박 등의 금속박, 각종 플라스틱 필름, 이형지 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 생산성의 관점에서, 구리박이 바람직하다. 또한, 지지체는 박리층을 통해 박리 가능한 상태에서, 금속박(1)을 지지하고 있는 것이 바람직하다.
〔유기 접착층(2)〕
유기 접착층(2)은, 금속박(1)의 지지체와는 반대측의 면에 배치되는 층이고, 후술하는 유기 절연 수지층(3)에 적층되는 층이다.
유기 접착층(2)에서 사용하는 수지 조성물(이하, 「접착층용 수지 조성물」이라고도 함)은 프린트 배선판의 절연 재료로서 사용되는 공지 관례의 수지 조성물을 사용할 수 있고, 내열성 및 내약품성이 양호한 열경화성 수지를 베이스로서 사용하는 것이 바람직하다.
《열경화성 수지》
접착층용 수지 조성물에 함유되는 열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지, 이소시아네이트 수지, 벤조시클로부텐 수지, 비닐 수지 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 에폭시 수지가 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
에폭시 수지로서는, 노볼락형 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하고, 비페닐 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 비페닐 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지란, 분자 중에 비페닐 유도체의 방향족환을 함유하는 노볼락형의 에폭시 수지를 말하고, 예를 들어 하기 일반식 (1)로 나타나는 에폭시 수지를 들 수 있다.
Figure pct00001
(식 중, p는 1 내지 5를 나타냄)
비페닐 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지의 시판품으로서는, 닛폰 가야쿠 가부시키가이샤제의 NC-3000(상품명, 식 (1)의 p가 1.7인 에폭시 수지), NC-3000-H(상품명, 식 (1)의 p가 2.8인 에폭시 수지) 등을 들 수 있다.
《고분자 성분》
접착층용 수지 조성물은 유전 특성, 내충격성 등의 관점에서, 고분자 성분을 함유하고 있어도 된다.
고분자 성분으로서는, 예를 들어 가교 고무 입자, 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
가교 고무 입자로서는, 가교 아크릴로니트릴부타디엔 고무 입자, 가교 스티렌부타디엔 고무 입자, 아크릴 고무 입자, 코어 셸형 고무 입자 등을 들 수 있다.
가교 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR) 입자의 구체예로서는, XER-91 시리즈(상품명, JSR 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
가교 스티렌부타디엔 고무(SBR) 입자의 구체예로서는, XSK-500(상품명, JSR 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
아크릴 고무 입자의 구체예로서는, 메타블렌(등록 상표) W300A, W450A(이상, 상품명, 미츠비시 레이온 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
코어 셸형 고무 입자의 구체예로서는, 스타필로이드(등록 상표) AC3832, AC3816N(이상, 상품명, 간츠 가세이 가부시키가이샤제), 메타블렌(등록 상표) KW-4426(상품명, 미츠비시 레이온 가부시키가이샤제), EXL-2655(상품명, 롬ㆍ앤드ㆍ하스 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
열가소성 수지로서는, 폴리비닐아세탈, 불소 수지, 폴리페닐렌에테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리부타디엔 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도, 폴리비닐아세탈이 바람직하다.
접착층용 수지 조성물 중에 고분자 성분을 함유하는 경우, 그 함유량은 열경화성 수지 100질량부에 대하여, 0.5 내지 30질량부가 바람직하고, 2 내지 20질량부가 보다 바람직하고, 5 내지 15질량부가 더욱 바람직하다. 고분자 성분의 함유량이 이 범위에 있으면, 구리박의 박리 강도 및 화학 조화(粗化) 후의 무전해 도금의 박리 강도가 높고, 땜납 내열성 등의 내열성 및 절연 신뢰성이 우수한 것이 된다.
《경화제》
접착층용 수지 조성물은 열경화성 수지의 경화제를 함유하고 있어도 되고, 특히 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유하는 경우는, 에폭시 수지 경화제를 함유하는 것이 바람직하다.
에폭시 수지 경화제로서는, 아민계 경화제, 페놀 수지계 경화제, 산 무수물계 경화제 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 페놀 수지계 경화제가 바람직하다.
페놀 수지계 경화제로서는, 노볼락형 페놀 수지가 바람직하고, 구리박의 박리 강도 및 화학 조화 후의 무전해 도금의 박리 강도가 향상되는 관점에서, 트리아진환 함유 노볼락형 페놀 수지가 보다 바람직하다.
트리아진환 함유 노볼락형 페놀 수지란, 노볼락형 페놀 수지의 주쇄에 트리아진환을 포함하는 노볼락형 페놀 수지를 나타내고, 트리아진환을 포함하는 크레졸 노볼락형 페놀 수지여도 된다. 트리아진환 함유 노볼락형 페놀 수지 중에 있어서의 질소 함유량은 10 내지 25질량％가 바람직하고, 12 내지 19질량％가 보다 바람직하다. 분자 중의 질소 함유량이 이 범위이면, 유전 손실이 지나치게 커지는 일이 없고, 접착층용 수지 조성물을 바니시로 하는 경우에, 용제에 대한 용해도가 양호하여, 미용해물의 잔존량이 억제된다. 트리아진환 함유 노볼락형 페놀 수지의 수 평균 분자량은 500 내지 600이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
트리아진환 함유 노볼락형 페놀 수지는, 예를 들어 페놀과 알데히드와 트리아진환 함유 화합물을, pH5 내지 9의 조건 하에서 반응시켜 얻을 수 있다. 그때, 페놀 대신에 크레졸을 사용하면 트리아진환 함유 크레졸 노볼락형 페놀 수지가 얻어진다. 크레졸은 o-, m-, p-크레졸 모두 사용할 수 있고, 트리아진환 함유 화합물로서는, 멜라민, 구아나민 및 그의 유도체, 시아누르산 및 그의 유도체 등을 사용할 수 있다.
트리아진환 함유 노볼락형 페놀 수지의 시판품으로서는, DIC 가부시키가이샤제의 트리아진환 함유 크레졸 노볼락형 페놀 수지인 페놀라이트(등록 상표) LA-3018(상품명, 질소 함유량 18질량％) 등을 들 수 있다.
접착층용 수지 조성물이 경화제를 함유하는 경우, 그 함유량은 열경화성 수지의 종류 등에 따라 결정되지만, 예를 들어 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유하는 경우, 에폭시 수지 100질량부에 대하여, 30 내지 150질량부가 바람직하고, 50 내지 100질량부가 보다 바람직하고, 60 내지 80질량부가 더욱 바람직하다. 에폭시 수지 경화제의 함유량이 이 범위에 있으면, 경화성, 박리 강도, 땜납 내열성 등의 내열성 및 절연 신뢰성이 우수한 것이 된다.
《경화 촉진제》
접착층용 수지 조성물은 경화 촉진제를 함유하고 있어도 된다.
경화 촉진제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 잠재성의 열경화제인, 각종 이미다졸류; 1,8-디아자비시클로운데센(DBU) 등의 3급 아민류; BF3아민 착체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 접착층용 수지 조성물의 보존 안정성, B 스테이지로 했을 때의 취급성 및 땜납 내열성의 관점에서, 이미다졸류 및 DBU가 바람직하다. 이미다졸류로서는, 2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트 등을 바람직하게 들 수 있다.
접착층용 수지 조성물 중에 경화 촉진제를 함유하는 경우, 그 함유량은 열경화성 수지의 종류 등에 따라 결정되지만, 예를 들어 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유하는 경우, 에폭시 수지 100질량부에 대하여, 0.01 내지 5질량부가 바람직하고, 0.3 내지 3질량부가 보다 바람직하고, 0.5 내지 1.5질량부가 더욱 바람직하다. 경화 촉진제의 함유량이 이 범위에 있으면, 충분한 땜납 내열성, 양호한 접착층용 수지 조성물의 보존 안정성 및 B 스테이지로 했을 때의 양호한 취급성이 얻어진다.
《무기 충전재》
접착층용 수지 조성물은 무기 충전재를 함유하고 있어도 된다.
무기 충전재로서는, 실리카, 알루미나, 황산바륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 클레이, 탈크, 운모분, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 질화붕소, 붕산알루미늄, 티타늄산바륨, 티타늄산스트론튬, 티타늄산칼슘, 티타늄산비스무트, 산화티타늄, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘, 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 산화아연, 유리분, 석영분, 시라스 벌룬 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도 실리카가 바람직하다.
무기 충전재의 입자 직경은 1 내지 100㎚가 바람직하고, 3 내지 50㎚가 보다 바람직하고, 5 내지 20㎚가 더욱 바람직하다. 입자 직경은 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
무기 충전재의 비표면적은 20㎡/g 이상인 것이 바람직하다. 비표면적이 20㎡/g 이상인 경우, 무기 충전재와 수지와의 계면의 면적이 커지고, 레이저 가공 시에 열을 효율적으로 전파할 수 있기 때문에, 언더컷 억제 효과가 양호하게 발현된다. 동일한 관점에서, 무기 충전재의 비표면적은 30 내지 150㎡/g이 보다 바람직하고, 50 내지 130㎡/g이 더욱 바람직하다.
비표면적은, 예를 들어 불활성 기체의 저온 저습 물리 흡착에 의한 BET법에 의해 측정할 수 있다.
무기 충전재는 내습성을 향상시키기 위해, 실란 커플링제 등의 표면 처리제로 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 분산성을 향상시키기 위해, 소수성화 처리를 한 것이 바람직하다.
접착층용 수지 조성물이 무기 충전재를 함유하는 경우, 그 함유량은 열경화성 수지 100질량부에 대하여, 1 내지 20질량부가 바람직하고, 1 내지 15질량부가 보다 바람직하고, 1 내지 10질량부가 더욱 바람직하고, 4 내지 10질량부가 특히 바람직하다. 무기 충전재의 함유량이 상기 범위 내이면, 프리프레그 등의 유리 클로스 함유 기재와의 열전도율차가 크고, 레이저 가공 시에 언더컷이 발생하는 일이 없다. 또한, 표면에 노출되는 무기 충전재가 많아짐으로써 발생하는, 접착 강도, 도금 특성 및 층간 절연 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.
비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재의 시판품으로서는, 퓸드 실리카인 AEROSIL(등록 상표) R972(상품명)(비표면적 110±20㎡/g(카탈로그값)) 및 AEROSIL(등록 상표) R202(상품명)(비표면적 100±20㎡/g(카탈로그값))(이상, 닛폰에어로실 가부시키가이샤제), PL-1(상품명)(비표면적 181㎡/g) 및 PL-7(상품명)(비표면적 36㎡/g)(이상, 부조 가가쿠 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
《그 밖의 성분》
접착층용 수지 조성물은 상기 각 성분 외에도, 필요에 따라, 난연제, 착색제, 레벨링제, 소포제, 이온 트랩제, 자외선 불투과제, 산화 방지제, 환원제, 틱소트로피성 부여제, 계면 활성제, 커플링제 등을 함유하고 있어도 된다.
접착층용 수지 조성물의 적합한 구체적 형태로서는, 에폭시 수지, 고분자 성분, 에폭시 수지 경화제, 경화 촉진제 및 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재를 함유하고, 무기 충전재의 함유량이 에폭시 수지 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 열경화성 수지 조성물이다.
보다 구체적으로는, 예를 들어 에폭시 수지로서, 비페닐 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지 100질량부에 대하여, 에폭시 수지 경화제로서 트리아진환 함유 크레졸 노볼락형 페놀 수지(질소 함유량 18질량％, 수산기 당량 151g/mol)를 60 내지 80질량부, 고분자 성분으로서 카르복실산 변성 아크릴로니트릴부타디엔 고무 입자를 5 내지 15질량부, 경화 촉진제로서 1,8-디아자비시클로운데센을 0.01 내지 5질량부, 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재로서 퓸드 실리카를 6 내지 10질량부 함유하는 열경화성 수지 조성물이 바람직하다.
접착층용 수지 조성물은, 예를 들어 상기 각 성분을 충분히 교반 및 혼합한 후, 기포가 없어질 때까지 정치함으로써 얻어진다. 또한, 접착층용 수지 조성물이 무기 충전재를 함유하는 경우, 무기 충전재를 균일하게 분산시키는 것을 목적으로, 니더, 볼 밀, 비즈 밀, 3개 롤, 나노마이저 등의 공지의 혼합기를 사용하는 혼련 또는 분산 방법을 적용해도 된다.
접착층용 수지 조성물은 용제 중에서 혼합하여 희석 또는 분산시켜 바니시의 형태로 하는 것이 작업성의 점에서 바람직하다. 용제로서는, 메틸에틸케톤, 크실렌, 톨루엔, 아세톤, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 시클로헥사논, 에톡시에틸프로피오네이트, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
용제의 접착층용 수지 조성물에 대한 배합 비율은 접착층용 수지 조성물의 도막 형성의 설비 등에 따라 조정하면 된다.
유기 접착층(2)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 지지체 부착 금속박(1)의 표면에, 접착층용 수지 조성물의 바니시를 도포한 후, 가열하여, 반경화 상태로 하여 형성할 수 있다. 바니시를 도포하는 방법으로서는, 콤마 코터, 그라비아 코터, 다이 코터 등을 사용하여 도포하는 방법을 들 수 있다.
유기 접착층(2)의 두께는 10㎛ 이하이고, 1 내지 7㎛가 바람직하고, 2 내지 5㎛가 보다 바람직하다. 유기 접착층(2)의 두께가 10㎛ 이하이면, 유기 접착층(2)의 내열성 및 저열팽창 계수를 양호하게 유지할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 접착층 부착 금속박을, 내층 회로 부착 기판(12)의 편면 또는 양면에, 유기 절연 수지층(3)을 통해, 유기 절연 수지층(3)과 유기 접착층(2)이 대향하도록 배치한 후, 예를 들어 150 내지 300℃에서 가열 성형하여 적층하고, 그 후, 지지체를 박리함으로써, 금속박(1)을 외층 금속박층(1)으로서 갖는 적층판 (a)를 얻을 수 있다(도 1의 (i)).
지지체를 박리 후, 외층 금속박층(1)의 표면에 대하여, 흑화 처리, 환원 흑화 처리, 맥크사제 CZ 처리 등을 실시하고, 표면에 미세한 조화 처리를 행하여, 레이저의 흡수성을 높이고, 후술하는 레이저의 천공을 더욱 용이하게 할 수도 있다.
<유기 절연 수지층(3)>
유기 절연 수지층(3)은 내층 회로(4)와 유기 접착층(2) 사이에 개재하는 층이고, 수지 조성물을 기재에 함침 또는 도공한 공지의 프리프레그를 사용할 수 있다. 기재로서는 각종 전기 절연 재료용 적층판에 사용되고 있는 주지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 E 유리, D 유리, S 유리, Q 유리 등의 무기물 섬유; 폴리이미드, 폴리에스테르, 테트라플루오로에틸렌 등의 유기 섬유, 및 그들의 혼합물 등을 들 수 있다. 기재의 형상으로서는, 예를 들어 직포, 부직포, 로빙, 촙드 스트랜드 매트, 서페이싱 매트 등을 들 수 있다. 기재의 재질 및 형상은 목적으로 하는 성형물의 용도 또는 성능에 의해 선택되고, 필요에 따라 2종 이상의 재질 및 형상을 조합할 수도 있다. 기재의 두께는 특별히 제한은 없지만, 통상 0.01 내지 0.5㎜ 정도의 것을 사용할 수 있다. 또한, 기재로서는, 실란 커플링제 등으로 표면 처리한 것, 기계적으로 개섬 처리를 실시한 것이, 내열성, 내습성 및 가공성의 점에서 바람직하다.
유기 절연 수지층(3)에 사용되는 수지 조성물은 프린트 배선판의 절연 재료로서 사용되는 공지의 수지 조성물을 사용할 수 있다. 통상은 내열성 및 내약품성이 양호한 열경화성 수지가 베이스로서 사용된다. 열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지, 이소시아네이트 수지, 벤조시클로부텐 수지, 비닐 수지 등이 예시되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
<공정 2>
공정 2는, 공정 1에서 얻어진 적층판 (a)에 레이저를 조사하여, 외층 금속박층(1), 유기 접착층(2) 및 유기 절연 수지층(3)을 천공하여, 블라인드 비아 홀(6)을 갖는 펀칭 적층판 (b)를 형성하는 공정이다(도 1의 (ii)).
천공에 사용하는 레이저로서는, 탄산 가스 레이저, YAG 레이저, UV 레이저, 엑시머 레이저 등이 일반적으로 사용되고, 가공성의 관점에서, 탄산 가스 레이저가 바람직하다. 탄산 가스 레이저로서는, 예를 들어 비아 메카닉스사제의 LC-Lseries(상품명), 미츠비시 덴키 가부시키가이샤제의 ML605GTseries, ML505DTseries(상품명) 등을 사용할 수 있다. 또한, 천공 후, 필요에 따라 디스미어 처리를 행해도 된다.
<공정 3>
공정 3은, 하기 공정 3-1 내지 3-4에 의해 내층 회로(4)와 접속된 외층 회로(11)를 형성하는 공정이다.
공정 3-1: 공정 2에서 형성한 펀칭 적층판 (b)의 외층 금속박층(1)을 에칭 제거한 후, 해당 펀칭 적층판 (b) 위에 두께 2㎛ 이하의 외층 구리층(7)을 형성하는 공정
공정 3-2: 외층 구리층(7) 위에 도포된 레지스트에 의해 레지스트 패턴(9)을 형성하는 공정
공정 3-3: 레지스트 패턴(9)이 형성되어 있지 않은 외층 구리층(7)의 표면에 전기 구리 도금으로 회로층(8)을 형성하는 공정
공정 3-4: 레지스트 패턴(9)을 제거하여 노출된 외층 구리층(7)을 에칭으로 제거하여, 내층 회로(4)와 접속된 외층 회로(11)를 형성하는 공정
(공정 3-1)
공정 3-1에서는, 공정 2에서 형성한 펀칭 적층판 (b)의 외층 금속박층(1)을 에칭 제거한 후, 해당 펀칭 적층판 (b) 위에 두께 2㎛ 이하의 외층 구리층(7)을 형성한다.
외층 금속박층(1)의 에칭은, 예를 들어 금속박으로서 구리박을 사용하는 경우, 염화제2구리(CuCl2) 100g/L, 유리 염산 농도 100g/L를 포함하는 용액을 사용하여, 온도 50℃에서 산 에칭하면 된다(도 1의 (iii)).
이어서 에칭한 펀칭 적층판 (b)의 표면 위에, 무전해 구리 도금 용액(아토텍 재팬 가부시키가이샤제, 상품명: 파라지드HL)을 사용하여, 액온 20 내지 40℃에서 5 내지 15분간의 무전해 도금을 행하여, 외층 구리층(7)(도금층)을 형성한다(도 1의 (iv)). 외층 구리층(7)은 블라인드 비아 홀의 유기 접착층(2) 및 유기 절연 수지층(3)의 표면에도 형성된다. 외층 구리층(7)은 도금 구리와 견고한 접착력을 갖는 유기 접착층(2) 위에 주로 형성되기 때문에, 외층 구리층(7)을 유기 절연 수지층(3)에 직접 도금하는 경우에 비해, 유기 절연 수지층(3)과 외층 금속박층(1) 사이에 높은 접착 강도가 얻어진다.
외층 구리층(7)의 두께는 에칭량이 적고, 보다 미세한 회로 형성을 가능하게 하는 관점에서, 2㎛ 이하이고, 0.1 내지 1.5㎛가 바람직하고, 0.2 내지 1㎛가 보다 바람직하고, 0.3 내지 0.7㎛가 더욱 바람직하다.
(공정 3-2)
이와 같이 하여 형성된 외층 구리층(7)의 표면에 레지스트를 도포하여, 레지스트 패턴(9)을 형성한다.
레지스트 패턴(9)은 공지의 방법에 의해 형성하면 되고, 예를 들어 포토레지스트를, 외층 구리층(7) 위에 라미네이트한 후, 소정의 회로를 형성한 마스크를 사용하여, 노광기에 의해 포토레지스트면을 노광함으로써, 노광부와 비노광부를 형성하고, 그 후, Na2CO3 1％ 용액에 의해 현상하여 형성할 수 있다(도 1의 (v)). 포토레지스트로서는, 히타치가세이가부시끼가이샤제의 RY-5319(상품명) 등을 사용할 수 있다.
(공정 3-3)
이어서, 레지스트 패턴(9)이 형성되어 있지 않은 외층 구리층(7)의 표면에 전기 구리 도금에 의해 회로층(8)을 형성한다(도 1의 (vi)).
전기 구리 도금은, 예를 들어 레지스트 패턴(9)이 형성되어 있지 않은 외층 구리층(7)(즉, 레지스트 패턴(9) 사이 및 블라인드 비아 홀의 표면)에, 구리를 30 내지 100g/L, 황산을 50 내지 200g/L 포함하는 용액을 사용하여, 온도 20 내지 80℃, 음극 전류 밀도 1 내지 100A/dm2의 조건에서 행할 수 있다.
(공정 3-4)
이어서, 레지스트 패턴(9)을 제거한 후, 노출된 외층 구리층(7)을 에칭으로 제거하여, 내층 회로(4)와 접속된 외층 회로(11)를 형성한다.
레지스트 패턴(9)은, 예를 들어 NaOH 3％ 용액을 사용하는 통상의 방법으로 용해 제거할 수 있고, 이에 의해, 회로층(8)이 형성됨과 함께 회로층(8) 사이에 외층 구리층(7)이 노출된다(도 1의 (vii)).
이어서, 노출된 외층 구리층(7)을 에칭으로 제거한다. 본 실시 형태에서는 외층 구리층(7)의 두께가 일반적으로 사용되는 구리박과 비교하여 극히 얇기 때문에, 일반적인 플래시 에칭액(과산화수소/황산계)으로 단시간 처리하여 용해시킬 수 있다. 그로 인해, 회로층(8)을 주석 도금으로 보호하지 않고, 회로층(8) 사이의 외층 구리층(7)을 제거하고, 외층 회로(11)를 형성할 수 있다(도 1의 (viii)). 이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에서는 사용하는 외층 구리층(7)이 종래의 구리박보다도 더욱 얇기 때문에, 에칭량이 적고, 보다 미세한 회로 형성이 가능해진다.
본 발명의 제조 방법은 3층 이상의 다층의 내층 회로 부착 기판에 대해서도 적용할 수 있다. 또한, 각 공정을 반복함으로써, 블라인드 비아 홀을 갖는 층의 다층화도 가능하고, 임의의 층 수를 갖는 다층 프린트 배선판의 제조에 적용할 수 있다.
[접착층 부착 금속박]
본 발명의 접착층 부착 금속박은, 두께가 3㎛ 이하인 금속박과 유기 접착층을 갖는 접착층 부착 금속박이며, 상기 유기 접착층으로서, 에폭시 수지, 고분자 성분, 에폭시 수지 경화제, 경화 촉진제 및 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재를 함유하고, 무기 충전재의 함유량이 에폭시 수지 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 열경화성 수지 조성물을 사용한 접착층 부착 금속박이다.
본 발명의 접착층 부착 금속박을 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 적용함으로써, 표면 조도가 작고, 또한 도금 구리와의 양호한 접착성을 확보하면서, 레이저 가공 시에 언더컷부가 발생하지 않는, 다층 프린트 배선판을 제조할 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 접착층 부착 금속박은 본 발명의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 접착층 부착 금속박을 구성하는 금속박, 유기 접착층의 적합한 형태는 본 실시 형태의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에서 설명한 금속박, 유기 접착층의 적합한 형태와 마찬가지이다.
[금속장 적층판 및 다층 프린트 배선판]
본 발명의 금속장 적층판은 본 발명의 접착층 부착 금속박을 사용하여 이루어지는 것이다.
또한, 본 발명의 다층 프린트 배선판은, 본 발명의 접착층 부착 금속박 또는 본 발명의 금속장 적층판을 사용하여 이루어지는 것이다.
본 발명의 금속장 적층판은 본 실시 형태의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 있어서의 공정 1에 의해 제조할 수 있고, 각 구성 부재 및 적합한 제조 조건은 본 실시 형태의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에서 설명한 바와 같다.
또한, 본 발명의 다층 프린트 배선판은 상기 본 실시 형태의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 의해 제조할 수 있고, 각 구성 부재 및 적합한 제조 조건은 본 실시 형태의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에서 설명한 바와 같다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
[접착층용 수지 조성물의 제작]
(제조예 1)
하기에 나타내는 각 성분을 혼합하여, 접착층용 수지 조성물 A의 바니시(고형분 농도 약 70질량％)를 얻었다.
〔열경화성 수지〕
ㆍ 비페닐 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지: NC-3000-H(상품명, 닛폰 가야쿠 가부시키가이샤제) 100질량부
〔고분자 성분〕
ㆍ 카르복실산 변성 아크릴로니트릴부타디엔 고무 입자: XER-91SE-15(상품명, JSR 가부시키가이샤제) 10질량부
〔에폭시 수지 경화제〕
ㆍ 트리아진환 함유 크레졸 노볼락형 페놀 수지: 페놀라이트(등록 상표) LA-3018-50(상품명, 질소 함유량 18질량％, 수산기 당량 151g/mol, DIC 가부시키가이샤제) 70질량부
〔경화 촉진제〕
ㆍ 이미다졸 유도체 화합물(1-시아노에틸-2페닐이미다졸륨트리멜리테이트): 2PZ-CNS(상품명, 시코쿠 가세이 고교 가부시키가이샤제) 1질량부
〔용제〕
ㆍ 메틸에틸케톤
[다층 프린트 배선판의 제조]
(실시예 1)
지지체로서 구리박을 갖는 극박 구리박(지지체의 구리박 두께 18㎛, 극박 구리박의 두께 3㎛, 미츠이 긴조쿠 코교 가부시키가이샤제, 상품명: MT18Ex-3, 조화면 표면 조도 Rz＝2.0㎛)의 극박 구리박의 표면에, 제조예 1에서 얻은 접착층용 수지 조성물 A의 바니시를 도포하고, 170℃에서 10분 정도 건조하여, 접착층 부착 극박 구리박을 얻었다. 형성된 유기 접착층의 두께는 3.0㎛였다.
이어서, 양면에 흑화 처리를 실시한 내층 회로(재질: 구리, 회로의 두께는 양면 모두 18㎛)가 형성된 내층 회로 부착 기판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: MCL-679FG, 두께 0.5㎜)의 양면에, 상기에서 얻은 접착층 부착 극박 구리박을, 유기 접착층과 내층 회로가 대향하도록 적층하고, 185℃에서 60분간, 압력 20㎏/㎠의 조건에서 진공 프레스를 사용하여 성형한 후, 지지체를 박리하여, 내층 회로 부착 4층판(적층체 (a))을 얻었다.
이어서, 내층 회로 부착 4층판(적층체 (a))의 외층 구리박의 소정의 위치에, 탄산 가스 레이저(미츠비시 덴키 가부시키가이샤제, 상품명: ML505DT)를 사용하여, 빔 직경 220㎛, 전류 12A, 펄스 폭 50㎛의 조건에서 4샷 조사하여 블라인드 비아 홀을 형성하여 펀칭 4층판(펀칭 적층판 (b))을 얻었다.
이어서, 이 펀칭 4층판(펀칭 적층판 (b))의 외층 구리층을 염화제2구리 에칭에 의해 제거한 후, 이 펀칭 4층판의 표면 위에, 무전해 구리 도금 용액(아토텍 재팬 가부시키가이샤제, 상품명: 카파라지드(등록 상표) HL)을 사용하여, 액온 30℃에서 8분간의 무전해 도금을 행하여, 두께가 약 0.5㎛인 도금층(외층 구리층)을 형성했다.
이와 같이 하여 형성된 외층 구리층의 표면에 포토레지스트(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: RY-5319)를 라미네이트한 후, 소정의 회로를 형성한 마스크를 사용하여, 노광기에 의해 포토레지스트면을 조사하여, 노광부와 비노광부를 형성했다. 노광 후, Na2CO3 1％ 용액에 의해 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다.
이어서, 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 외층 구리층의 표면에, 황산구리욕을 사용하여, 액온 25℃, 전류 밀도 1.0A/dm2의 조건에서 전기 구리 도금을 행하여, 두께 10㎛의 구리의 회로층을 형성했다. 도금 종료 후, 레지스트 패턴을 NaOH 3％ 용액을 사용하여 용해 제거하여 외층 구리층을 노출시켰다. 계속해서, 플래시 에칭액(과산화수소/황산계)으로 외층 구리층을 용해하여, 라인/스페이스(L/S)＝10/10㎛의 미세한 외층 회로를 형성했다.
(비교예 1)
실시예 1에서 사용한 접착층 부착 극박 구리박에 있어서, 두께 3㎛의 극박 구리박을, 두께가 9㎛인 구리박(미쓰이 긴조쿠 코교 가부시키가이샤제, 상품명: 3EC-VLP)으로 바꾼 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 접착층 부착 구리박을 얻었다. 이어서, 해당 접착층 부착 구리박과, 양면에 흑화 처리를 실시한 내층 회로(회로 두께는 양면 모두 35㎛)가 형성된 내층 회로 부착 기판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: MCL-679FG, 두께 0.5㎜)을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 내층 회로 부착 4층판을 얻었다.
얻어진 내층 회로 부착 4층판의 외층 구리박의 소정의 위치에, 실시예 1과 동일 조건 하에서 탄산 가스 레이저를 조사했지만, 실시예 1의 배인 8샷 조사해도, 블라인드 비아 홀의 형성은 불안정하고, 위치에 따라서는 형성 불능인 경우도 있었다. 또한, 샷수를 늘리면 레이저의 열에 의한 수지의 손상이 격심하여, 블라인드 비아 홀 형성에 성공한 경우라도, 외층 구리박 표면의 개구부에 비해, 외층 구리박의 바로 아래의 유기 접착층 및 유기 절연 수지층의 수지에 큰 구멍이 형성되어, 외층 구리박이 언더컷된 상태가 되어, 후공정에서의 도금에 현저한 지장을 초래했다.
(비교예 2)
실시예 1에 있어서, 내층 회로 부착 4층판의 내층 회로를 형성하는 구리박으로서, 9㎛의 두께의 구리박(미쓰이 긴조쿠 코교 가부시키가이샤제, 상품명: 3EC-VLP)을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 내층 회로 부착 4층판을 제작했다.
얻어진 내층 회로 부착 4층판의 외층 구리박의 소정의 위치에, 실시예 1과 동일 조건에서 레이저를 동일 샷수 조사했다. 외견상으로는 실시예 1과 동일한 블라인드 비아 홀이 형성되었지만, 단면을 관찰하면, 레이저 조사부의 내층 회로와 내층 기재의 디라미네이션이 관찰되었다. 이 디라미네이션은 땜납 리플로우의 열로 더욱 성장하여, 최종적으로는 비아의 도통 파단에 이르는 경우도 있는 중대한 결함이었다.
(비교예 3)
실시예 1에 있어서, 접착층 부착 극박 구리박의 유기 접착층의 두께를 15㎛로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 내층 회로 부착 4층판을 제작했다.
얻어진 내층 회로 부착 4층판의 외층 구리박의 소정의 위치에, 실시예 1과 동일 조건에서 레이저를 동일 샷수 조사했다. 실시예 1과 외견이 동일한 블라인드 비아 홀이 형성되었지만, 이 펀칭 4층판은 흡습 처리 후(121℃, 습도 100％, 2기압의 조건에서 2시간)의 땜납 리플로우의 열처리에 의해 디라미네이션이 발생했다.
(비교예 4)
실시예 1과 동일한 방법에 의해 펀칭 4층판을 제작한 후, 이 표면의 외층 구리박(두께 3㎛의 극박 구리박) 위에 종래 공지의 방법에 의해, 포토레지스트(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: RY-5319)를 라미네이트했다. 즉, 실시예 1에서는 극박 구리박을 에칭 제거한 후, 무전해 도금을 행하여, 해당 도금층 위에 포토레지스트를 형성했지만, 비교예 4에서는 극박 구리박 위에 직접 포토레지스트를 라미네이트했다. 그 후, 소정의 회로를 형성한 마스크를 사용하여, 노광기에 의해 포토레지스트면을 노광하여, 노광부와 비노광부를 형성했다. 노광 후, Na2CO3 1％ 용액에 의해 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다.
이어서, 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 외층 구리박의 표면에, 실시예 1과 동일한 방법으로, 무전해 구리 도금, 전기 구리 도금을 행하여, 구리의 회로층을 형성했다. 도금 종료 후, 레지스트 패턴을 NaOH 3％ 용액을 사용하여 용해 제거하여 외층 구리층을 노출시켰다. 이어서, 플래시 에칭액(과산화수소/황산계)으로 외층 구리박을 용해하여, 라인/스페이스(L/S)＝10/10㎛의 미세한 외층 회로를 형성했다. 그러나, 일부에 라인이 가늘게 되어 있는 개소가 있고, 또한 라인이 쓰러져 있는 개소도 확인되었다.
상기 실시예 및 비교예의 결과로부터, 본 발명의 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 의해, 레이저 조사에 의한 블라인드 비아 홀의 형성이 용이해지고, 얻어진 블라인드 비아 홀은 그 후의 다층 프린트 배선판의 제조 공정에서 악영향을 끼치는 것이 아님을 알 수 있다.
또한, 외층 회로의 형성 시에, 극박 구리박과 유기 절연 수지 사이에, 도금 구리와의 높은 접착성을 갖는 유기 접착층을 배치함으로써, 하지가 되는 도금층을 극히 얇게 할 수 있고, 미세 배선의 형성이 가능해지는 것도 알 수 있다.
이어서, 본 발명의 접착층 부착 금속박을 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 적용함으로써, 표면 조도가 작고, 또한 도금 구리와의 양호한 접착성을 확보하면서, 레이저 가공 시에 언더컷부가 발생하지 않는, 다층 프린트 배선판을 제조할 수 있음을 실시예를 나타내어 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
[접착층용 수지 조성물의 제작]
(제조예 2)
하기에 나타내는 각 성분을 분산기(요시다 기카이 고교 가부시키가이샤제, 제품명: 나노마이저(등록 상표))를 사용하여 혼합하여, 접착층용 수지 조성물 B의 바니시(고형분 농도 약 35질량％)를 얻었다.
〔열경화성 수지〕
ㆍ 비페닐 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지: NC-3000S-H(상품명, 닛폰 가야쿠 가부시키가이샤제) 100질량부
〔고분자 성분〕
ㆍ 카르복실산 변성 아크릴로니트릴부타디엔 고무 입자: XER-91SE-15(상품명, JSR 가부시키가이샤제) 10질량부
〔에폭시 수지 경화제〕
ㆍ 트리아진환 함유 크레졸 노볼락형 페놀 수지: 페놀라이트(등록 상표) LA-3018-50(상품명, 질소 함유량 18질량％, 수산기 당량 151g/mol, DIC 가부시키가이샤제) 70질량부
〔경화 촉진제〕
ㆍ 1,8-디아자비시클로운데센(DBU)(간토 가가쿠 가부시키가이샤제) 1질량부
〔무기 충전재〕
ㆍ 퓸드 실리카: AEROSIL(등록 상표) R972(상품명, 비표면적 110±20㎡/g, 닛폰 에어로실 가부시키가이샤제) 8질량부
〔용제〕
ㆍ 메틸에틸케톤
[접착층 부착 금속박 및 접착층 부착 배선판용 적층판의 제작]
(실시예 2)
폭 540㎜, 두께 3㎛의 전해 구리박(미쓰이 긴조쿠 코교 가부시키가이샤제, 제품명: MT18Ex-3, 조화면 표면 조도 Rz＝2.0㎛)의 접착면(조화면)에, 제조예 2에서 얻은 접착층용 수지 조성물 B의 바니시를 도포하고, 잔류 용제가 1질량％ 이하가 되도록 190℃에서 5분 정도 건조하여, 접착층 부착 구리박을 얻었다. 형성된 유기 접착층의 두께는 3.0㎛였다.
이어서, 접착층 부착 배선판용 적층판은 다음과 같이 하여 제조했다.
동장 적층판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명, MCL-E-679FG(R), 두께 0.4㎜)의 양면의 구리층(내층판)을, 구리 표면 조화액(맥크 가부시키가이샤제, 상품명: CZ-8100)을 사용하여 조화했다. 이어서, 조화 후의 양면의 구리층(내층판)에, 각각 프리프레그(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: GEA-679FG(R), 두께 0.06㎜)를 1장 겹치고, 또한, 상기에서 얻은 접착층 부착 구리박을, 접착층용 수지 조성물 B가 도포된 면이 프리프레그에 접하도록 겹쳤다. 이 적층체의 양면을, 각각 경판과 쿠션지를 이 순서로 겹치고, 프레스기를 사용하여, 3.0㎫, 185℃에서 1시간 가열 경화시켜, 접착층 부착 배선판용 적층판을 얻었다.
(실시예 3)
실시예 2에 있어서, 무기 충전재를 AEROSIL(등록 상표) R202(상품명, 비표면적 100±20㎡/g, 닛폰 에어로실 가부시키가이샤제)로 변경한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 접착층 부착 배선판용 적층판을 제작했다.
(실시예 4)
실시예 2에 있어서, 무기 충전재의 배합량을 10질량부로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 접착층 부착 배선판용 적층판을 제작했다.
(참고예 1)
실시예 2에 있어서, 무기 충전재를 구상 실리카(가부시키가이샤 애드마텍스제, 상품명: SO-C1, 비표면적 17㎡/g)로 변경한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 접착층 부착 배선판용 적층판을 제작했다.
(참고예 2)
실시예 2에 있어서 무기 충전재의 배합량을 25질량부로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 접착층 부착 배선판용 적층판을 제작했다.
이어서, 얻어진 접착층 부착 배선판용 적층판에 대하여, 하기의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(도금 박리 강도의 측정)
각 예에서 얻은 접착층 부착 배선판용 적층판의 양면의 구리박을 전면 에칭한 후, PdCl2을 포함하는 무전해 도금용 촉매인 액티베이터 네오간트(등록 상표) 834(상품명, 아토텍 재팬 가부시키가이샤제)에 35℃에서 5분간 침지 처리했다. 이어서, 무전해 구리 도금용인 도금액 프린토간트(등록 상표) MSK-DK(상품명, 아토텍 재팬 가부시키가이샤제)에 실온에서 15분간 침지하고, 또한 전류 밀도 2A/dm2로, 90분간 황산구리 전해 도금을 행하였다. 그 후, 170℃에서 30분간 어닐 처리를 행하여, 두께 30㎛의 도체층을 형성했다. 형성한 도체층에 에칭 처리에 의해, 폭 10㎜, 길이 100㎜의 도체층 부분을 형성하고, 그의 일단을 회로층과 수지의 계면에서 박리하여 파지 도구로 파지하고, 실온 중에서, 수직 방향으로 잡아당겨 속도 약 50㎜/분으로 박리했을 때의 하중을 측정했다.
(레이저 가공성 및 단면 관찰)
각 예에서 얻은 접착층 부착 배선판용 적층판이 필요한 개소에 층간 접속용의 비아 홀을, 구리박 표면으로부터 다이렉트 레이저 가공으로 형성했다. 비아 홀은 미츠비시 덴키 가부시키가이샤제의 레이저 가공기(상품명: ML-605GTX)를 사용하여, 비아 직경 60㎛, 주파수 500㎐, 펄스 폭 5μs, 샷수 3샷, 펄스 에너지 0.8mJ의 조건에서 가공하여 형성했다. 그 후, 실시예 2와 마찬가지로 하여 조화 처리를 행한 후, 단면 가공을 행하여, 비아 홀의 단면을 형성했다. 해당 비아 홀의 단면을 주사형 전자 현미경(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제, 상품명: S-2600N)을 사용하여 관찰하고, 언더컷의 유무를 확인했다. 비아 홀의 단면에 있어서, 언더컷이 발생하지 않은 경우를 「A」라고 하고, 언더컷이 발생한 경우를 「B」라고 했다.
Figure pct00002
표 1의 결과로부터, 실시예 2 내지 4에서 제작한 적층판은 우수한 도금 박리 강도를 나타내고, 무전해 구리 도금과의 고접착력을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2 내지 4에서 제작한 적층판에 형성한 비아 홀에 언더컷은 발생하고 있지 않고, 양호한 레이저 가공성을 발현하는 것을 알 수 있다.
1 : 외층 금속박층(금속박)
2 : 유기 접착층
3 : 유기 절연 수지층
4 : 내층 회로
5 : 내층 수지층
6 : 블라인드 비아 홀
7 : 외층 구리층
8 : 회로층
9 : 레지스트 패턴
10 : 패드
11 : 외층 회로
12 : 내층 회로 부착 기판

Claims (8)

  1. 하기 공정 1 내지 3을 갖는, 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
    공정 1: 내층 회로 부착 기판에, 유기 절연 수지층을 통해, 지지체와, 두께가 3㎛ 이하이고, 또한 상기 내층 회로의 두께에 대하여 1/6 이하인 금속박과, 두께가 10㎛ 이하인 유기 접착층을 이 순서로 갖는 접착층 부착 금속박을, 상기 유기 절연 수지층과 상기 유기 접착층이 대향하도록 적층한 후, 상기 지지체를 박리하여, 상기 금속박을 외층 금속박층으로서 갖는 적층판 (a)를 형성하는 공정
    공정 2: 상기 적층판 (a)에 레이저를 조사하여, 상기 외층 금속박층, 유기 접착층 및 유기 절연 수지층을 천공하여, 블라인드 비아 홀을 갖는 펀칭 적층판 (b)를 형성하는 공정
    공정 3: 하기 공정 3-1 내지 3-4에 의해 상기 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
    공정 3-1: 상기 공정 2에서 형성한 펀칭 적층판 (b)의 외층 금속박층을 에칭 제거한 후, 해당 펀칭 적층판 (b) 위에 두께 2㎛ 이하의 외층 구리층을 형성하는 공정
    공정 3-2: 상기 외층 구리층 위에 도포된 레지스트에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정
    공정 3-3: 상기 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 외층 구리층의 표면에 전기 구리 도금에 의해 회로층을 형성하는 공정
    공정 3-4: 상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 노출된 외층 구리층을 에칭으로 제거하여, 내층 회로와 접속된 외층 회로를 형성하는 공정
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속박의, 상기 유기 접착층측의 면의 십점 평균 표면 조도 Rz가 3.0㎛ 이하인, 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 접착층으로서, 에폭시 수지, 고분자 성분, 에폭시 수지 경화제, 경화 촉진제 및 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재를 함유하고, 해당 무기 충전재의 함유량이 에폭시 수지 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 열경화성 수지 조성물을 사용한, 다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  4. 두께가 3㎛ 이하인 금속박과 유기 접착층을 갖는 접착층 부착 금속박이며, 상기 유기 접착층으로서, 에폭시 수지, 고분자 성분, 에폭시 수지 경화제, 경화 촉진제 및 비표면적이 20㎡/g 이상인 무기 충전재를 함유하고, 해당 무기 충전재의 함유량이 에폭시 수지 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 열경화성 수지 조성물을 사용한, 접착층 부착 금속박.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속박의, 상기 유기 접착층측의 면의 십점 평균 표면 조도 Rz가 3.0㎛ 이하인, 접착층 부착 금속박.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 유기 접착층의 두께가 10㎛ 이하인, 접착층 부착 금속박.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 접착층 부착 금속박을 사용하여 이루어지는 금속장 적층판.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 접착층 부착 금속박, 또는 제7항에 기재된 금속장 적층판을 사용하여 이루어지는 다층 프린트 배선판.
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