TWI451820B - 電路基板及其製造方法 - Google Patents

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Hiromitsu Takashita
Tsuyoshi Takeda
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Description

電路基板及其製造方法
本發明係關於一種電路基板以及該電路基板的製造方法。
行動電話等攜帶式資訊終端裝置、電腦以及其周邊裝置、各種資訊家電製品等的電氣裝置快速地朝高度功能化發展。伴隨於此,對於該等電氣裝置上所搭載之電路基板而言,其電氣電路也被要求更進一步高密度化。為了滿足該等電氣電路的高密度化的要求,吾人希求一種能夠正確地形成線寬以及線間隔(相隣電氣電路與電氣電路之間的部分的寬度)更狹窄的電氣電路配線的方法。在高密度化的電路配線中,容易發生配線間的短路或遷移等問題。另外,當堆疊數增加時,在電路形成面上所產生的凹凸就會變大,欲形成細微電路就會變困難。
關於電路基板的製造方法,例如利用減去法或加成法在絶緣基材上形成電氣電路等方法已為人所習知。減去法是將欲在金屬箔堆疊板的表面上形成電氣電路的部分(電路形成部分)以外的金屬箔除去(減去),以形成電氣電路的方法。另一方面,加成法是在絶緣基材上對欲形成電路的部分實施無電解電鍍,以形成既定電路的方法。
減去法,係蝕刻膜厚較厚的金屬箔,在欲形成電氣電路的部分(電路形成部分)殘留金屬箔,並除去其他部分的方法。若利用這個方法,則被除去部分的金屬會被浪費掉,增加製造成本。另一方面,加成法則是在欲形成電氣電路的部分實施無電解電鍍以形成金屬配線。因此,金屬不會被浪費掉,較少資源被無端消耗。從此點來看,加成法是較佳的電路形成方法。
參照圖5說明利用習知代表性加成法之一的全加成法形成由金屬配線所構成的電氣電路的方法。另外,圖5係示意剖面圖,用來說明利用習知的全加成法形成金屬配線的各步驟。
首先,如圖5(A)所示的,在形成有穿通孔D101的絶緣基材D100的表面上披覆電鍍觸媒D102。另外,絶緣基材D100的表面預先予以粗化。接著,如圖5(B)所示的,在披覆有電鍍觸媒D102的絶緣基材D100上形成光阻層D103。接著,如圖5(C)所示的,隔著形成既定電路圖案的光罩D110對該光阻層D103進行曝光。接著,如圖5(D)所示的,對經過曝光的光阻層D103進行顯影,形成電路圖案D104。然後,如圖5(E)如所示的,實施無電解銅電鍍等的無電解電鍍,在顯影所形成的電路圖案D104的表面以及穿通孔D101的內壁面形成金屬配線D105。藉由實施上述各步驟,在絶緣基材D100上形成由金屬配線D105所構成的電路。
在上述的習知加成法中,會在絶緣基材D100的整個表面上披覆電鍍觸媒D102。因此,會產生以下的問題。亦即,當以高精度對光阻層D103進行顯影時,便可只在光阻未保護到的部分形成電鍍。然而,當未以高精度對光阻層D103進行顯影時,如圖6所示的,可能會在本來不欲形成電鍍的部分殘留多餘的電鍍部分D106。這是因為在絶緣基材D100的整個表面上披覆電鍍觸媒D102所造成的。多餘的電鍍部分D106會導致隣接電路之間的短路或遷移等問題。該等短路或遷移問題,在形成線寬以及線間隔較狹窄的電路時更容易發生。另外,圖6係示意剖面圖,用來說明利用習知的全加成法所形成的電路的輪廓形狀。
另外,關於與上述電路基板製造方法不同的製造方法,可舉例如專利文獻1以及專利文獻2所記載的製造方法等。
專利文獻1揭示以下另一種加成法。
首先,在絶緣基板(絶緣基材)上形成具備溶劑可溶性的第1感光性樹脂層與具備鹼可溶性的第2感光性樹脂層。然後,對第1以及第2感光性樹脂層隔著具備既定電路圖案的光罩進行曝光。接著,對第1以及第2感光性樹脂層進行顯影。接著,讓觸媒吸附在包含顯影所產生之凹部的整個表面上之後,用鹼性溶液溶解具備鹼可溶性的第2感光性樹脂以除去不要的觸媒。之後,實施無電解電鍍,在觸媒存在的部分上正確地形成電路。
另外,專利文獻2揭示以下的方法。
首先,在絶緣基板(絶緣基材)上塗佈樹脂保護膜(第1步驟)。接著,在塗佈有該保護膜的絶緣基板上利用機械加工或雷射光束的照射以單獨或同時描繪的方式形成對應配線圖案的溝槽以及穿通孔(第2步驟)。接著,在該絶緣基板整個表面上形成活性化層(第3步驟)。接著,剝離該保護膜並除去該絶緣基板上的活性化層而在溝槽以及穿通孔的內壁面上殘留活性化層(第4步驟)。接著,在該絶緣基板上實施不使用電鍍保護膜的電鍍以選擇性地在該經過活性化的溝槽以及穿通孔的內壁面上形成導電層(第5步驟)。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭57-134996號公報
[專利文獻2]日本特開昭58-186994號公報
然而,若根據日本特開昭57-134996號公報所記載的方法,必須形成溶劑溶解性不同的2種感光性樹脂層,另外,在顯影時也必須用2種溶劑進行顯影,再者,在讓觸媒吸附之後必須用鹼性溶液溶解第2感光性樹脂,故製造步驟非常繁雜。
另外,日本特開昭58-186994號公報記載:在絶緣基板上塗佈熱硬化性樹脂並對其加熱使其硬化以作為保護膜之後,根據既定配線圖案對保護膜以及絶緣基板進行切削加工,或用溶劑除去絶緣基板表面的熱硬化性樹脂(日本特開昭58-186994號公報的第2頁左下欄第16行~右下欄第11行)。
日本特開昭58-186994號公報所記載的用來當作保護膜的熱硬化性樹脂,就其種類而言並無特別記載。一般的熱硬化性樹脂具備良好的耐溶劑性,故單靠溶劑難以除去。另外,該等熱硬化性樹脂與樹脂基材的密合性太高,故欲使樹脂基材表面上沒有保護膜的碎片殘留,而能夠正確地將保護膜除去,是很困難的。另外,若為了充分剝離而使用強力溶劑或長時間浸泡的話,則連基材表面的電鍍觸媒也會被除去。此時,便無法在電鍍觸媒被除去的部分上形成導電層。另外,當使用強力溶劑或長時間浸泡時,由熱硬化性樹脂所形成的保護膜會支離破碎地崩裂,保護膜中的電鍍觸媒會再次分散到溶劑中。如是再次分散到溶劑中的電鍍觸媒,若再次附著在樹脂基材表面上,該部分便可能會形成多餘的電鍍膜。因此若利用專利文獻2所揭示的方法,實難以形成具備正確輪廓的電路。
有鑑於相關問題,本發明之目的在於提供一種在絶緣基材上形成高精度之電氣電路的電路基板。另外,本發明之目的在於提供一種電路基板的製造方法,其易於在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。
本發明的其中一個態樣的電路基板包含:在表面上形成樹脂覆膜,以該樹脂覆膜的外表面為基準形成具備超過該樹脂覆膜之厚度的深度的凹部,藉此形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽,在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物,藉由將該樹脂覆膜剝離所形成的絶緣基材;以及對該絶緣基材實施無電解電鍍,藉此在該電路溝槽上所形成的無電解電鍍膜;該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度在0.5以下。
根據上述的構造,製得經過以下處理的絶緣基材:在形成樹脂覆膜之後,用雷射加工等形成具備既定圖案的電路溝槽,在以該樹脂覆膜保護不欲形成電鍍膜之部分的狀態下,對該電路溝槽的表面以及該樹脂覆膜的表面披覆電鍍觸媒或其前驅物,之後,將該樹脂覆膜除去,藉此在欲形成電鍍膜之部分上殘留電鍍觸媒或其前驅物,並將其他部分上之電鍍觸媒或其前驅物除去。對該絶緣基材實施無電解電鍍,藉此,便可在該電鍍觸媒或其前驅物所殘留之部位上,在欲形成電鍍膜之部分上,亦即在該電路溝槽上,形成無電解電鍍膜,藉此構成電氣電路。
因此,便可製得在絶緣基材上形成高精度之電氣電路的電路基板。亦即,製得所形成之電路的輪廓維持高精度的電路基板。結果,即使在例如隔開既定間隔形成複數電路的情況下,也能夠防止在電路間殘留無電解電鍍膜的碎片等,藉此防止短路或遷移等問題的發生。另外,亦可形成具備所期望之深度的電路。
另外,由於該無電解電鍍膜的厚度,如上所述的,相對於該電路溝槽的深度而言比較小,故因為該無電解電鍍膜而從電路形成面突出的凸部不易形成,即使堆疊數增加,電路形成面所產生之凹凸也比較小,比較容易形成細微電路。
因此,根據該特點亦可製得在絶緣基材上形成高精度之電氣電路的電路基板。
另外,該電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度宜在0.25以上。若根據該構造,便可製得能夠防止在絶緣基材上產生缺陷並形成更高精度之電氣電路的電路基板。
另外,該電鍍膜的厚度宜為0.1~10μm。若根據該構造,便可製得在絶緣基材上形成更高精度之電氣電路的電路基板。
另外,該電路溝槽的深度宜為1~5μm。若根據該構造,便可製得在絶緣基材上形成更高精度之電氣電路的電路基板。
另外,本發明的其中一個態樣之電路基板的製造方法包含:在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜的覆膜形成步驟;以該樹脂覆膜的外表面為基準形成具備超過該樹脂覆膜之厚度的深度的凹部,藉此在該絶緣基材上形成具備所期望的形狀以及深度的電路溝槽的電路溝槽形成步驟;對該電路溝槽的表面以及該樹脂覆膜的表面披覆電鍍觸媒或其前驅物的觸媒披覆步驟;從該絶緣基材將該樹脂覆膜除去的覆膜除去步驟;以及對已除去該樹脂覆膜的絶緣基材實施無電解電鍍,形成無電解電鍍膜的電鍍處理步驟;在該電鍍處理步驟中,以該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度在0.5以下的方式形成無電解電鍍膜。
根據該等製造方法,在絶緣基材上形成樹脂覆膜之後,用雷射加工等形成具備既定圖案的電路溝槽,在以該樹脂覆膜保護不欲形成電鍍膜之部分的狀態下,對該電路溝槽的表面以及該樹脂覆膜的表面披覆電鍍觸媒或其前驅物。之後,從該絶緣基材將該樹脂覆膜除去,藉此,便能夠比較容易地在欲形成電鍍膜的部分上殘留電鍍觸媒或其前驅物,並將其他部分的電鍍觸媒或其前驅物除去。因此,藉由實施形成無電解電鍍膜的電鍍處理步驟,便能夠比較容易地在在殘留該電鍍觸媒或其前驅物的部位上,亦即欲形成電鍍膜的部分上,形成既定厚度的無電解電鍍膜。
因此,便可輕易在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。亦即,可將所形成之電路的輪廓維持在高精度。結果,即使在例如隔著既定間隔形成複數電路的情況下,也能夠防止電路之間殘留無電解電鍍膜的碎片等,藉此,便可防止短路或遷移等問題的發生。另外,亦可形成具備所期望之深度的電路。
另外,由於該無電解電鍍膜的厚度,如上所述的,相對於該電路溝槽的深度比較小,故因為該無電解電鍍膜而從電路形成面突出之凸部比較難形成,即使堆疊數增加,在電路形成面所產生之凹凸較小,較易形成細微電路。
另外,在該電鍍處理步驟中,宜以該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度在0.25以上的方式形成無電解電鍍膜。若根據該構造,便可防止缺損的發生,且較易在絶緣基材上形成更高精度的電氣電路。
另外,該覆膜除去步驟,宜為用既定液體使該樹脂覆膜膨潤之後,或用既定液體將該樹脂覆膜的一部分溶解之後,從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離的步驟。若根據該等製造方法,便較易從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離。因此,更易在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。
另外,該樹脂覆膜對該液體的膨潤度宜在50%以上。藉由使用該等膨潤度的樹脂覆膜,便較易從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離。因此,更易在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。另外,關於該樹脂覆膜,亦包含對該液體的膨潤度較大,會被該液體溶解者。
另外,該觸媒披覆步驟宜具備在酸性觸媒金屬膠狀溶液中進行處理的步驟,在該覆膜除去步驟中的既定液體宜為鹼性溶液,該樹脂覆膜對該酸性觸媒金屬膠狀溶液的膨潤度宜未達50%,對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上。
根據該等製造方法,該樹脂覆膜在用酸性條件進行處理的觸媒披覆步驟中不易剝離,在該觸媒披覆步驟之後的用鹼性溶液進行處理的覆膜除去步驟中較易剝離。因此,該樹脂覆膜可選擇性地在該覆膜除去步驟中被剝離。因此,可在觸媒披覆步驟中正確地保護不欲形成無電解電鍍膜的部分,並在電鍍觸媒或其前驅物披覆之後的覆膜除去步驟中輕易將樹脂覆膜剝離。因此,能夠更正確地形成電路。
另外,該覆膜除去步驟宜為用既定液體將該樹脂覆膜溶解除去的步驟。若根據該等製造方法,便可輕易從該絶緣基材將該樹脂覆膜除去。因此,更容易在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。
另外,該樹脂覆膜宜為在該絶緣基材表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後經過乾燥所形成的樹脂覆膜。若使用該等樹脂覆膜,便較易在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜。因此,更易在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。
另外,該樹脂覆膜宜為將形成在支持基板上的樹脂覆膜轉印到該絶緣基材表面上所形成的樹脂覆膜。另外,該轉印所使用的樹脂覆膜,更宜為在支持基板表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後經過乾燥所形成的樹脂覆膜。若使用該等樹脂覆膜,由於能夠預先準備很多樹脂覆膜,有益於量產,是較佳的選擇。
另外,該彈性體宜為從由具有羧基的二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體所構成的群組中選出者。另外,該二烯系彈性體更宜為苯乙烯-丁二烯系共聚物。根據該等彈性體,便可藉由調整交聯度或膠化度輕易形成具備所期望之膨潤度的樹脂覆膜。另外,亦可使其對該覆膜除去步驟中所使用之該液體的膨潤度更大,較易形成會被該液體溶解的樹脂覆膜。
另外,該樹脂覆膜亦宜使用以由酸當量100~800的具有羧基的丙烯酸系樹脂所構成的樹脂為主成分的覆膜。
另外,該樹脂覆膜宜為由將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或包含該聚合物樹脂的樹脂組成物所構成者。若使用該等樹脂覆膜,便可輕易在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜。藉此,更易在絶緣基材上形成高精度的電氣電路。另外,該等樹脂覆膜多可被該覆膜除去步驟所使用的液體溶解,除了被剝離除去之外,亦可有效用於被溶解除去的情況。
另外,在該樹脂覆膜中,該聚合物樹脂的酸當量宜為100~800。
另外,該樹脂覆膜的厚度宜在10μm以下,有利於以高精度形成細微電路。
另外,該電路溝槽宜具有寬度在20μm以下的部分,有利於形成需要細微加工的天線電路等。
另外,該電路溝槽形成步驟宜為利用雷射加工形成電路溝槽的步驟,有利於以高精度形成更細微的電路。另外,藉由改變雷射的輸出等,便可輕易調整切削深度等,藉此,較易調整所形成之電路溝槽的深度,故為較佳的選擇。另外,利用雷射加工,可形成層間連接用的貫通孔,並在絶緣基材內埋入電容。
另外,該電路溝槽形成步驟宜為使用壓型法形成電路溝槽的步驟,藉由壓印成型比較容易形成電路溝槽,是較佳的選擇。
另外,在該電路溝槽形成步驟中,宜在電路溝槽形成時於該絶緣基材上形成貫通孔。若根據該等製造方法,便可在形成電路溝槽時形成可用來當作介層孔或內介層孔的貫通孔。然後,對所形成之貫通孔實施無電解電鍍,以形成介層孔或內介層孔。
另外,該絶緣基材具有形成高低差狀之高低差面,而該絶緣基材表面為該高低差面,是較佳的態樣。亦即,該絶緣基材具有形成高低差狀之高低差面,並對該高低差面實施該覆膜形成步驟、該電路溝槽形成步驟、該觸媒披覆步驟、該覆膜除去步驟以及該電鍍處理步驟,是較佳的態樣。若根據該等製造方法,便可輕易形成跨越高低差的電路。
另外,更宜包含:使該樹脂覆膜含有螢光性物質,在該覆膜除去步驟之後,利用該螢光性物質的發光以檢查覆膜除去不良情況的檢査步驟。在上述製造方法中,在線寬以及線間隔極端狹窄的情況下,也可能會有在相隣電路溝槽與電路溝槽之間,本來應除去的樹脂覆膜未完全除去,而殘留少許的問題。另外,也會有在形成電路溝槽時所除去之樹脂覆膜的碎片掉入所形成之電路溝槽內而殘留下來的問題。當電路溝槽之間有樹脂覆膜殘留時,會在該部分上形成無電解電鍍膜,進而導致遷移或短路等問題。另外,當所形成之電路溝槽內殘留有樹脂覆膜的碎片時,也會導致電氣電路的耐熱性不良或傳導損失的問題。在該等情況下,如上所述的使樹脂覆膜含有螢光性物質,在覆膜除去步驟之後,對覆膜除去面照射既定發光源,使有樹脂覆膜殘留的部分因為螢光性物質而發光,便可檢查出有無覆膜除去瑕疵或覆膜除去瑕疵的位置。
另外,本發明的另一態樣之電路基板,係利用該電路基板的製造方法所製得者。若根據該等構造,便可製得在絶緣基材上形成高精度之電氣電路的電路基板。
本發明之目的在於提供一種在絶緣基材上形成高精度之電氣電路的電路基板。另外,更提供一種較易在絶緣基材上形成高精度之電氣電路的電路基板的製造方法。亦即,能夠將無電解電鍍膜所形成之電氣電路的輪廓維持在高精度。藉此,可防止在電路形成部分以外的部分上殘留多餘的無電解電鍍膜的碎片等,藉此防止短路或遷移等問題的發生。
以下,說明本發明之實施態樣,惟本發明並非以此為限。
[第1-1實施態樣]
本實施態樣之電路基板,具備:在表面上形成樹脂覆膜,以該樹脂覆膜的外表面為基準形成具有超過該樹脂覆膜之厚度的深度的凹部,藉此形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽,在該電路溝的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物,剝離該樹脂覆膜所形成的絶緣基材;以及對該絶緣基材實施無電解電鍍而形成在該電路溝槽上的無電解電鍍膜;該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝的深度在0.5以下。
首先,說明本發明第1-1實施態樣之電路基板的製造方法。具體而言,該製造方法包含:在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜的覆膜形成步驟;以該樹脂覆膜的外表面為基準形成具有超過該樹脂覆膜之厚度的深度的凹部,藉此在該絶緣基材上形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽的電路溝槽形成步驟;在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物的觸媒披覆步驟;從該絶緣基材除去該樹脂覆膜的覆膜除去步驟;對已除去該樹脂覆膜的絶緣基材實施無電解電鍍,以形成無電解電鍍膜的電鍍處理步驟;在該電鍍處理步驟中,以該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度在0.5以下的方式形成無電解電鍍膜。
首先,說明本發明第1-1實施態樣之電路基板的製造方法。圖1係示意剖面圖,用來說明第1-1實施態樣之電路基板的製造方法中的各步驟。
首先,如圖1(A)所示的,在絶緣基材D1的表面上形成樹脂覆膜D2。另外,該步驟相當於覆膜形成步驟。
接著,如圖1(B)所示的,以該樹脂覆膜D2的外表面為基準形成具有該樹脂覆膜D2之厚度以上的深度的電路溝槽D3。另外,亦可因應需要,在該絶緣基材D1上打孔,形成貫通孔D4,作為該電路溝槽D3的一部份。另外,藉由該電路溝槽D3限定出利用無電解電鍍形成無電解電鍍膜的部分,亦即,形成電氣電路的部分。另外,該步驟相當於電路溝槽形成步驟。
接著,如圖1(C)所示的,在該電路溝槽D3的表面上以及未形成該電路溝槽D3的該樹脂覆膜D2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅體D5。另外,該步驟相當於觸媒披覆步驟。
接著,如圖1(D)所示的,從該絶緣基材D1除去該樹脂覆膜D2。藉此,便可只在該絶緣基材D1的形成有該電路溝槽D3的部分的表面上殘留電鍍觸媒或其前驅物D5。另一方面,披覆在該樹脂覆膜D2的表面上的電鍍觸媒或其前驅物D5,會在載置於該樹脂覆膜D2之上的狀態下,與該樹脂覆膜D2一併被除去。另外,該步驟相當於覆膜除去步驟。
接著,對已除去該樹脂覆膜D2的絶緣基材D1實施無電解電鍍。藉此,在殘存該電鍍觸媒或其前驅物D5的部分上形成無電解電鍍膜D6。亦即,如圖1(E)所示的,在形成該電路溝槽D3的部分上,形成無電解電鍍膜作為電氣電路D6。然後,該電氣電路D6,可由該無電解電鍍膜所構成,亦可再對該無電解電鍍膜實施無電解電鍍(填滿電鍍),以更近一步增加膜厚。具體而言,以該無電解電鍍膜D6的厚度相對於該電路溝槽D3的深度在0.5以下的方式形成無電解電鍍膜D6即可。亦即,以該無電解電鍍膜D6的厚度/該電路溝槽D3的深度在0.5以下的方式形成無電解電鍍膜D6即可。
另外,宜以該無電解電鍍膜D6的厚度相對於該電路溝槽D3的深度在0.25以上的方式形成無電解電鍍膜D6。亦即,宜以該無電解電鍍膜D6的厚度/該電路溝槽D3的深度在0.25以上的方式形成無電解電鍍膜D6。另外,該步驟相當於電鍍處理步驟。
根據上述各步驟,形成如圖1(E)所示的電路基板D10。如是形成之電路基板D10,在該絶緣基材D1上以高精度形成該電氣電路D6。
在上述的電路基板的製造方法中,該電路溝槽D3以及該無電解電鍍膜(電氣電路)D6的形狀和大小,如以下所述。圖2係該電路溝槽形成步驟之後與該電鍍處理步驟之後的絶緣基材D1的狀態說明圖。另外,圖2(A)係表示該電路溝槽形成步驟之後的狀態,圖2(B)係表示該電鍍處理步驟之後的狀態。
首先,該電路溝槽D3的形狀並無特別限定。具體而言,例如,相對於該電路溝槽D3的長邊方向的垂直剖面,可為矩形,亦可為如圖2(A)所示的U字型,若為U字型狀,則相對於配線(電氣電路)的剖面積而言配線的周圍長度較長,可降低傳播損失,特別是高頻率信號的傳播損失,故為較佳的選擇。
另外,該無電解電鍍膜D6的厚度T只要是相對於該電路溝槽D3的深度D滿足既定關係的厚度即可,其他並無特別限定。具體而言,只要是T/D在0.5以下的厚度即可,其他並無特別限定。另外,就該無電解電鍍膜D6的厚度T而言,其T/D宜在0.25以上。
當該無電解電鍍膜D6的厚度T太薄時,電氣電路(配線)的電阻會有增大的傾向。另外,當該無電解電鍍膜D6的厚度T太厚時,如前所述的,能夠降低傳播損失的優勢,特別是能夠降低高頻率信號的傳播損失的優勢會有降低的傾向。
當該無電解電鍍膜D6的厚度T相對於該電路溝槽D3的深度D(T/D)太小時,電氣電路(配線)的電阻會增大,熱歷程等因素導致斷路問題的危險性會有提高的傾向。另外,當T/D太大時,如前所述的,能夠降低傳播損失的優勢,特別是能夠降低高頻率信號的傳播損失的優勢會有降低的傾向。
另外,該無電解電鍍膜D6的具體厚度T,會因為該電路溝槽D3的深度D而有差異,惟宜在例如0.1~10μm。
另外,該電路溝槽D3的深度D只要滿足上述T/D的關係即可,其他並無特別限定,具體而言宜在例如1~5μm。
另外,該電路溝槽D3以及該無電解電鍍膜(電氣電路)D6的大小,具體而言,例如,當該無電解電鍍膜D6的具體厚度T為5μm時,該電路溝槽D3的深度D為20μm或10μm。此時T/D為0.25或0.5。
另外,該電路溝槽D3以及該無電解電鍍膜(電氣電路)D6的大小,例如,可用SEM(scanning electron microscope,掃描式電子顯微鏡)觀察相對於該電路溝槽D3的長邊方向的垂直剖面而測得。
以下,説明本實施態樣的各構成要件。
<覆膜形成步驟>
覆膜形成步驟,如上所述,係在絶緣基材D1的表面上形成樹脂覆膜D2的步驟。
(絶緣基材)
在該覆膜形成步驟中所使用的絶緣基材D1,只要是可用來製造電路基板者即可,其他並無特別限定。具體而言,例如,包含樹脂的樹脂基材等。
該樹脂基材,可採用電路基板,例如,可用來製造多層電路基板的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體範例,例如以往用來製造多層電路基板的由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。
該環氧樹脂,只要是構成可用來製造電路基板的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂、含氮樹脂、含矽酮樹脂等。另外,就該環氧樹脂以及樹脂而言,可單獨使用上述各環氧樹脂以及樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成基材時,一般而言,為了硬化,會使其含有硬化劑。關於該硬化劑,只要是可以使用的硬化劑即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑、氰酸酯樹脂等。該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。為了更進一步賦予阻燃性可使用例如經過磷變性的苯酚樹脂或是經過磷變性的氰酸酯樹脂等。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上。
另外,雖然並無特別限定,惟由於係利用雷射加工形成電路圖案,故宜使用對100~400nm波長範圍的雷射光的吸收率良好的樹脂。具體而言,例如聚醯亞胺樹脂等。
另外,該絶緣基材(絶緣層)亦可含有填料。該填料可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。若含有填料,則在雷射加工部填料會露出,填料的凹凸可提高電鍍與樹脂之間的密合。
構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。關於該無機微粒子,可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在讓所期望的功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。另外雖然並無特別限定,惟宜使用平均粒徑在絶緣層的厚度以下的填料,宜使用平均粒徑0.01~10μm的填料,更宜使用平均粒徑0.05μm~5μm的填料。
另外,該無機微粒子,為了提高在該絶緣基材中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。該矽烷偶合劑並無特別限定。具體而言,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。關於該矽烷偶合劑,可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。
另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有分散劑。該分散劑並無特別限定。具體而言,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。關於該分散劑,可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。
(樹脂覆膜)
該樹脂覆膜D2,只要可在該覆膜除去步驟除去即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:有機溶劑或鹼性溶液可輕易溶解的可溶型樹脂、由可用後述的既定液體(膨潤液)膨潤的樹脂所構成的膨潤性樹脂覆膜等。其中,從容易正確地除去這個觀點考量,尤其宜使用膨潤性樹脂覆膜。另外,該膨潤性樹脂覆膜對該液體(膨潤液)的膨潤度宜在50%以上。另外,該膨潤性樹脂覆膜,除了相對於該液體(膨潤液)實質上不會溶解但會因為膨潤而容易從該絶緣基材D1表面剝離的樹脂覆膜之外,也包含相對於該液體(膨潤液)會膨潤並會部分溶解且會因為該膨潤或溶解而容易從該絶緣基材D1表面剝離的樹脂覆膜,或是相對於該液體(膨潤液)會溶解且會因為該溶解而容易從該絶緣基材D1表面剝離的樹脂覆膜。
該樹脂覆膜D2的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:在該絶緣基材D1的表面上塗佈可形成樹脂覆膜的液狀材料之後使其乾燥的方法,在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將待其乾燥所形成的樹脂覆膜轉印到絶緣基材D1的表面上的方法等。另外,塗佈液狀材料的方法並無特別限定。具體而言,例如:習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等。
該樹脂覆膜D2的厚度宜在10μm以下,更宜在5μm以下。另一方面,該樹脂覆膜D2的厚度宜在0.1μm以上,更宜在1μm以上。當該樹脂覆膜D2的厚度太厚時,在該電路溝槽形成步驟中利用雷射加工或機械加工所形成的電路溝槽或貫通孔等部位的精度會有降低的傾向。另外,當該樹脂覆膜D2的厚度太薄時,會有樹脂覆膜難以形成均勻厚度的傾向。
接著,以較佳態樣之膨潤性樹脂覆膜為例說明該樹脂覆膜D2。
該膨潤性樹脂覆膜宜使用相對於膨潤液的膨潤度在50%以上的樹脂覆膜。再者,更宜使用相對於膨潤液的膨潤度在100%以上的樹脂覆膜。另外,當該膨潤度太低時,在該覆膜除去步驟中膨潤性樹脂覆膜會有難以剝離的傾向。
該膨潤性樹脂覆膜的形成方法並無特別限定,使用與上述樹脂覆膜D2的形成方法相同的方法即可。具體而言,例如,在該絶緣基材D1的表面上塗佈可形成膨潤性樹脂覆膜的液狀材料之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將待其乾燥所形成之膨潤性樹脂覆膜轉印到絶緣基材D1的表面上的方法等。
可形成該膨潤性樹脂覆膜的液狀材料,例如,彈性體的懸浮液或乳狀液等。關於該彈性體的具體例,例如:苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體,丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,便可藉由調整分散成懸浮液或乳狀液的彈性體樹脂粒子的交聯度或膠化度等輕易形成具備所期望之膨潤度的膨潤性樹脂覆膜。
另外,該膨潤性樹脂覆膜特別宜為膨潤度相依於膨潤液的pH值而變化的覆膜。若使用該等覆膜,藉由使該觸媒披覆步驟中的液性條件與該覆膜除去步驟中的液性條件不同,便可在觸媒披覆步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜對絶緣基材維持很高的密合力,並在覆膜除去步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜輕易地被剝離。
更具體而言,例如,當該觸媒披覆步驟具備例如在pH值1~3的範圍內的酸性電鍍觸媒膠狀溶液(酸性觸媒金屬膠狀溶液)中進行處理的步驟,且該覆膜除去步驟具備在pH值12~14的範圍內的鹼性溶液中使膨潤性樹脂覆膜膨潤的步驟時,該膨潤性樹脂覆膜對該酸性電鍍觸媒膠狀溶液的膨潤度宜未達50%,更宜在40%以下,且對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上,更宜在100%以上,最好是在500%以上。
該等膨潤性樹脂覆膜,例如:由具有既定量的羧基的彈性體所形成的片材,用於印刷配線板的形成圖案用的乾膜光阻(以下亦稱為DFR)等中的光硬化性的鹼性顯影型的光阻經過全面硬化之後所得到的片材,或是熱硬化性或鹼性顯影型片材等。
關於具有羧基的彈性體的具體例,例如:包含具有羧基的單體單位作為共聚成分,使分子中具有羧基的苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體、丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,藉由調整被分散成懸浮液或乳狀液的彈性體的酸當量、交聯度或膠化度等便可形成具備所期望之鹼性膨潤度的膨潤性樹脂覆膜。彈性體中的羧基會因為鹼性水溶液而使膨潤性樹脂覆膜膨潤,具有使膨潤性樹脂覆膜從絶緣基材表面剝離的作用。另外,酸當量係指每1當量的羧基的聚合物重量。
具有羧基的單體單位的具體例,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸以及馬來酸酐等。
關於該等具有羧基的彈性體中的羧基的含有比例,其酸當量宜為100~2000,更宜為100~800。當酸當量太小時,與溶媒或其他組成物的相溶性會降低,導致對電鍍前處理液的耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太大時,對鹼性水溶液的剝離性會有降低的傾向。
另外,彈性體的分子量宜為1萬~100萬,更宜為2萬~6萬。當彈性體的分子量太大時剝離性會有降低的傾向,太小時粘度會降低,欲維持膨潤性樹脂覆膜厚度均勻很困難,且對電鍍前處理液的耐性也會有惡化的傾向。
另外,關於該樹脂覆膜,例如:由將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或包含該聚合物樹脂的樹脂組成物所構成者。
該樹脂組成物以該聚合物樹脂為必要成分當作主要樹脂,亦可添加至少1種寡聚物、單體、填料或其他添加劑。主要樹脂宜為具備熱可塑性質的直鏈型的聚合物。有時為了控制流動性、結晶性等會接枝使其分枝。關於該分子量,其重量平均分子量為1000~500000左右,宜為5000~50000。當分子量太小時,薄膜的彎曲性或對電鍍核附著藥液的耐性(耐酸性)會有降低的傾向。另外,當分子量太大時,鹼剝離性或成為乾膜時的貼合性會有變差的傾向。再者,為了提高電鍍核的藥液耐性、抑制雷射加工時的熱變形或流動控制,亦可導入交聯點。
作為主要樹脂的該聚合物樹脂的組成,如上所述的,可將以下的(a)與(b)聚合而製得:(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的單體;(b)可與該(a)單體聚合的單體。關於習知技術,例如:日本特開平7-281437號公報、日本特開2000-231190號公報或日本特開2001-201851號公報等。關於(a)物質,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸酐、馬來酸半酯、丙烯酸丁酯等,可單獨使用,或組合2種以上。關於(b)物質,一般而言,例如:呈非酸性且在分子中具有(一個)聚合性不飽和基者,惟並非以此為限。以保持在電鍍步驟中的耐性、硬化膜的可彎曲性等各種特性的方式選擇即可。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇(vinyl alcohol)的酯類、甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,以能夠3維交聯的方式,在用於聚合物的單體中選出具備複數不飽和基的單體,並將環氧基、羥基、胺基、醯胺基、乙烯基等反應性官能基導入分子骨架。樹脂中所含有的羧基量的酸當量宜為100~2000,較佳為100~800。在此酸當量係指其中具有1當量的羧基的聚合物的重量。當酸當量太低時,與溶媒或其他組成物的相溶性或電鍍前處理液耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太高時,剝離性會有降低的傾向。另外(a)單體的組成比率為5~70質量%。
單體或寡聚物,只要是具有對電鍍核附著藥液的耐性或是可輕易用鹼除去者即可。另外為了提高乾膜(DFR)的貼合性,可考慮用可塑劑當作粘著性賦予材料。再者,為了提高各種耐性可添加交聯劑。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,亦可包含多官能性不飽和化合物。亦可為上述單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。除了上述單體以外亦可包含其他二種以上的光聚合性單體。關於單體,例如:1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、或聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙二醇二甲基丙烯酸酯等的聚氧烷二醇二甲基丙烯酸酯、2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯(dipentaerythritol penta(meth)acrylate)、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚三甲基丙烯酸酯、雙酚A二氧化丙烯醚三甲基丙烯酸酯(bisphenol A diglycidyl ether(meth)acrylate)、2,2-雙(4-甲基丙烯氧基五乙氧基苯基)丙烷(2,2-bis(4-methacryloxypentaethoxyphenyl)propane)、含有胺基甲酸酯類的多官能甲基丙烯酸酯等。亦可為上述的單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。
再者,亦可含有填料。填料並無特別限定,例如:二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、黏土、白陶土、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋅、滑石、雲母、玻璃、鈦酸鉀、灰石、硫酸鎂、硼酸鋁、有機填料等。另外光阻的厚度一般為1~10μm很薄,故填料大小宜小者為佳。可使用平均粒徑小,粗粒經過切割者,惟亦可在分散時使其碎裂,並過濾除去粗粒。
其他添加劑,例如:光聚合性樹脂(光聚合引發劑)、聚合防止劑、著色劑(染料、顏料、發色系顏料)、熱聚合引發劑、環氧基物質或胺甲酸乙酯等的交聯劑等。
在本發明的印刷板加工程序中,有時會使用雷射加工,當使用雷射加工時,必須利用雷射對光阻材料賦予剝離性。雷射加工機可選擇碳酸氣體雷射、準分子雷射或UV-YAG雷射等。該等雷射加工機具有各種固有波長,使用對該波長的吸收率較高的材料,便可提高生產效率。其中UV-YAG雷射適合用於細微加工,雷射波長為3倍高次諧波355nm、4倍高次諧波266nm,故對該等波長吸收率較高,是較佳的選擇。另一方面,有時使用吸收率低於某一程度的材料比較好。具體而言,例如,當使用UV吸收率較低的光阻時,由於UV光會穿透過光阻,故可在對基底進行絶緣層加工時使能量集中。亦即,根據雷射光的吸收率,優點各有不同,故宜因應狀況,使用雷射光吸收率經過調整的光阻。
另外,DFR以含有既定量之羧基的丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、苯酚系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂等作為樹脂成分,可使用含有光聚合引發劑的光硬化性樹脂組成物的片材。該等DFR的具體例,例如日本特開2000-231190號公報、日本特開2001-201851號公報、日本特開平11-212262號公報所揭示的光聚合性樹脂組成物的乾膜使其全面硬化所得到的片材,或市售的鹼性顯影型的DFR,例如,旭化成股份有限公司製的UFG系列等。
另外,關於其他的膨潤性樹脂覆膜,例如:含有羧基且以松香為主要成分的樹脂(例如,吉川化工股份有限公司製的「NAZDAR229」)或以苯酚為主要成分的樹脂(例如,LEKTRACHEM公司製「104F」)等。
膨潤性樹脂覆膜,用習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等的塗佈機構將樹脂的懸浮液或乳狀液塗佈在絶緣基材表面上之後使其乾燥,或用真空疊合機等將形成於支持基板上的DFR貼合於絶緣基材表面上之後使全面硬化,便可輕易形成。
另外,該樹脂覆膜,除了上述的樹脂覆膜之外,還有以下的樹脂覆膜。例如,構成該樹脂覆膜的光阻材料,還有以下的材料。
構成該樹脂覆膜的光阻材料的必要特性,例如:(1)在後述的觸媒披覆步驟中,對浸漬已形成樹脂覆膜之絶緣基材的液體(電鍍核附著藥液)的耐性較高;(2)在後述的覆膜除去步驟中,例如,藉由將已形成樹脂覆膜之絶緣基材浸漬於鹼性液體中的步驟,便可輕易除去樹脂覆膜(光阻);(3)成膜性較高;(4)乾膜(DFR)化較容易;(5)保存性較高等。
關於電鍍核附著藥液,雖然文後會有詳述,惟在例如酸性Pd-Sn膠狀觸媒系統的情況下,全部為酸性(pH值1~2)水溶液。另外,在鹼性Pd離子觸媒系統的情況下,觸媒賦予催化劑為弱鹼性(pH值8~12),除此以外為酸性。由上可知,對電鍍核附著藥液的耐性必須耐得住pH值1~11,更宜耐得住pH值1~12。另外,所謂耐得住,是指當光阻成膜樣本浸漬於藥液中時,光阻不會膨潤或溶解,而能發揮光阻的功能。另外,一般而言,浸漬溫度為室溫~60℃,浸漬時間為1~10分鐘,光阻膜厚為1~10μm左右,惟並非以此為限。
覆膜除去步驟所使用的鹼性剝離藥液,雖然文後會有詳述,惟一般而言係使用例如NaOH水溶液或碳酸鈉水溶液。其pH值為11~14,較佳為pH值12到14,便可輕易除去光阻膜。NaOH水溶液濃度為1~10%左右,處理溫度為室溫~50℃,處理時間為1~10分鐘,一般以浸漬或噴灑處理,惟並非以此為限。
為了在絶緣材料上形成光阻,成膜性也變得很重要。必須形成沒有眼孔等缺陷的均勻薄膜。另外,雖然為了簡化製造步驟或減少材料損失等會進行乾膜化,然而為了確保易處理特性,薄膜的彎曲性仍是必要的。另外用疊合機(輥子、真空)將經過乾膜化的光阻貼合在絶緣材料上。貼合的溫度為室溫~160℃,壓力或時間則隨意。如是,在貼合時便需要粘著性。因此,經過乾膜化的光阻也會兼具防止雜質附著的功能,一般會形成用載體膜、覆蓋膜夾合的3層構造,惟並非以此為限。
關於保存性,能夠在室溫下保存當然是最好的,惟也必須要能夠在冷藏、冷凍下保存。必須在該等低溫下乾膜的組成不會分離,彎曲性不會降低而裂開。
光阻材料的樹脂組成,以主要樹脂(黏合樹脂)為必須成分,亦可添加寡聚物、單體、填料或其他添加劑等至少其中1種。
主要樹脂宜為具備熱可塑性質的直鏈型聚合物。為了控制流動性、結晶性等特性亦可接枝而使其分枝。關於其分子量,算數平均分子量為1000~500000左右,宜為5000~50000。若分子量太小,則薄膜的彎曲性或電鍍核附著藥液耐性(耐酸性)會有降低的傾向。另外,若分子量太大,鹼剝離性或乾膜貼合性會有變差的傾向。再者,為了提高電鍍核附著藥液耐性、防止雷射加工時的熱變形或流動控制,亦可導入交聯點。
關於主要樹脂的組成,將以下(a)與(b)物質聚合便可得到:(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的單體;(b)可與(a)單體聚合的單體。關於習知技術,例如:日本特開平7-281437號公報、日本特開2000-231190號公報以及日本特開2001-201851號公報。關於(a)物質,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸酐、馬來酸半酯、丙烯酸丁酯等,可單獨使用,亦可組合2種以上使用。關於(b)物質,一般而言,例如:呈非酸性且在分子中具有(一個)聚合性不飽和基者,惟並非以此為限。以保持在電鍍步驟中的耐性、硬化膜的可彎曲性等各種特性的方式選擇即可。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,以能夠3維交聯的方式,在用於聚合物的單體中選出具備複數不飽和基的單體,並將環氧基、羥基、胺基、醯胺基、乙烯基等反應性官能基導入分子骨架。當樹脂中含有羧基時,樹脂中所含有的羧基量的酸當量宜為100~2000,較佳為100~800。在此酸當量係指其中具有1當量的羧基的聚合物的重量。當酸當量太低時,與溶媒或其他組成物的相溶性或電鍍前處理液耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太高時,剝離性會有降低的傾向。另外(a)單體的組成比率為5~70質量%。
單體或寡聚物,只要是具有對電鍍核附著藥液的耐性或是可輕易用鹼除去者即可。另外為了提高乾膜(DFR)的貼合性,可考慮用可塑劑當作粘著性賦予材料。再者,為了提高各種耐性可添加交聯劑。具體而言,例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,亦可包含多官能性不飽和化合物。亦可為上述單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。除了上述單體以外亦可包含其他二種以上的光聚合性單體。關於單體,例如:1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、或聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙二醇二甲基丙烯酸酯等的聚氧烷二醇二甲基丙烯酸酯、2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚三甲基丙烯酸酯、雙酚A二氧化丙烯醚三甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯氧基五乙氧基苯基)丙烷、含有胺基甲酸酯類的多官能甲基丙烯酸酯等。另外,亦可為上述的單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。
再者,亦可含有填料。填料並無特別限定,具體而言,例如:二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、黏土、白陶土、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋅、滑石、雲母、玻璃、鈦酸鉀、灰石、硫酸鎂、硼酸鋁、有機填料等。另外光阻的厚度一般為1~10μm很薄,故填料大小宜小者為佳。可使用平均粒徑小,粗粒經過切割者,惟亦可在分散時使其碎裂,並過濾除去粗粒。
其他添加劑,例如:光聚合性樹脂(光聚合引發劑)、聚合防止劑、著色劑(染料、顏料、發色系顏料)、熱聚合引發劑、環氧基物質或胺甲酸乙酯等的交聯劑等。
在本發明的印刷板加工程序中,有時會使用雷射加工,當使用雷射加工時,必須利用雷射對光阻材料賦予剝離性。雷射加工機可選擇碳酸氣體雷射、準分子雷射或UV-YAG雷射等。該等雷射加工機具有各種固有波長,使用對該波長的吸收率較高的材料,便可提高生產性。其中UV-YAG雷射適合用於細微加工,雷射波長為3倍高次諧波355nm、4倍高次諧波266nm,故對該等波長吸收率較高,是較佳的選擇。另一方面,有時使用吸收率低於某一程度的材料比較好。具體而言,例如,當使用UV吸收率較低的光阻時,由於UV光會穿透過光阻,故可在對基底進行絶緣層加工時使能量集中。亦即,根據雷射光的吸收率,優點各有不同,故宜因應狀況,使用雷射光吸收率經過調整的光阻。
<電路溝槽形成步驟>
電路溝槽形成步驟,係在絶緣基材D1上形成電路溝槽D3的步驟。
形成該電路溝槽D3的方法,並無特別限定。具體而言,例如:在形成有該樹脂覆膜D2的絶緣基材D1上,從該樹脂覆膜D2的外表面側,實施雷射加工以及模切加工等的切削加工或壓型加工等的機械加工,以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽D3。當欲形成高精度的細微電路時,宜使用雷射加工。若利用雷射加工,便可藉由改變雷射輸出以自由調整切削深度。另外,關於壓型加工,宜使用例如在奈米印刷的技術領域中所使用的利用細微樹脂的壓型加工。
另外,亦可在該電路溝槽D3的一部分上設置用來形成介層孔的貫通孔D4。
利用該步驟,限定出該電路溝槽D3的形狀以及深度或該貫通孔D4的徑長以及位置等。另外,該電路溝槽形成步驟挖掘該樹脂覆膜D2的厚度以上的厚度即可,可剛好挖掘該樹脂覆膜D2的厚度,也可挖掘超過該樹脂覆膜D2的厚度。
該電路溝槽形成步驟所形成的電路溝槽D3的寬度並無特別限定。另外,若使用雷射加工,即使線寬在20μm以下的細微電路,也可輕易形成。另外,電路溝槽的深度,係在利用填滿電鍍弭平電氣電路與絶緣基材的高低差的前提下,設置為本實施態樣所形成的電氣電路的深度。
<觸媒披覆步驟>
觸媒披覆步驟,係在該電路溝槽D3的表面以及該樹脂覆膜D2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物的步驟。此時,在已形成貫通孔D4的情況下,貫通孔D4內壁表面也會被電鍍觸媒或其前驅物披覆。
該電鍍觸媒或其前驅物D5,係在該電鍍處理步驟中利用無電解電鍍在欲形成無電解電鍍膜的部位上形成無電解電鍍膜而賦予的觸媒。電鍍觸媒,只要使用習知的無電解電鍍用觸媒即可,其他並無特別限定。另外,亦可預先披覆電鍍觸媒的前驅物,並在樹脂覆膜除去之後使電鍍觸媒生成。關於電鍍觸媒的具體例,例如:金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等,或是使該等金屬生成的前驅物。
關於披覆電鍍觸媒或其前驅物D5的方法,例如:用在pH值1~3的酸性條件下可進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。具體而言,例如以下的方法。
首先,將形成有電路溝槽D3以及貫通孔D4的絶緣基材D1的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在絶緣基材D1之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性電鍍觸媒膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒亦即金屬鈀。
另外,關於酸性電鍍觸媒膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用使用酸性電鍍觸媒膠狀溶液的市售電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。
藉由該等觸媒披覆處理,便可在該電路溝槽D3的表面、該貫通孔D4的內壁表面以及該樹脂覆膜D2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物D5。
<覆膜除去步驟>
覆膜除去步驟,係從實施過該觸媒披覆步驟的絶緣基材D1將該樹脂覆膜D2除去的步驟。
除去該樹脂覆膜D2的方法,並無特別限定。具體而言,例如:用既定溶液(膨潤液)使該樹脂覆膜D2膨潤之後,從該絶緣基材D1將該樹脂覆膜D2剝離的方法;用既定溶液(膨潤液)使該樹脂覆膜D2膨潤,且使其一部分溶解之後,從該絶緣基材D1將該樹脂覆膜D2剝離的方法;以及用既定溶液(膨潤液)將該樹脂覆膜D2溶解除去的方法等。關於該膨潤液,只要是能夠使該樹脂覆膜D2膨潤者即可,其他並無特別限定。另外,該膨潤或溶解,可採用使該樹脂覆膜D2所被覆的該絶緣基材D1在該膨潤液中浸漬經過既定時間的方法等。然後,亦可在浸漬時用超音波照射以提高除去效率。另外,在使其膨潤而將其剝離時,亦可輕輕用力將其剝除。
另外,就使用該膨潤性樹脂覆膜作為該樹脂覆膜D2的情況進行說明。
關於使該膨潤性樹脂覆膜D2膨潤的液體(膨潤液),只要使用不會實質上讓該絶緣基材D1以及該電鍍觸媒或其前驅物D5分解或溶解而只會讓該膨潤性樹脂覆膜D2膨潤或溶解的液體即可,其他並無特別限定。另外,宜使用讓該膨潤性樹脂覆膜D2膨潤到容易剝離之程度的液體。該等膨潤液,可根據膨潤性樹脂覆膜D2的種類或厚度選擇較適當者。具體而言,例如:當膨潤性樹脂覆膜由二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體、將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物、含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成時,宜使用例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等的鹼性水溶液。
另外,當在觸媒披覆步驟中使用以上述酸性條件進行處理的電鍍程序時,膨潤性樹脂覆膜D2宜由在酸性條件下膨潤度未達50%,宜在40%以下,在鹼性條件下膨潤度在50%以上的例如:二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體、將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物、含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成。該等膨潤性樹脂覆膜,利用pH值12~14的鹼性水溶液,例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等,便可輕易被膨潤、剝離。另外,為了提高剝離性,亦可在浸漬時用超音波照射。另外,亦可因應需要輕輕用力將其剝除。
關於讓膨潤性樹脂覆膜D2膨潤的方法,例如:將膨潤性樹脂覆膜D2所披覆之絶緣基材D1浸漬於膨潤液中經過既定時間的方法。另外,為了提高剝離性,最好是在浸漬時用超音波照射。另外,僅膨潤而未剝離時,亦可根據需要輕輕用力將其剝除。
<電鍍處理步驟>
電鍍處理步驟,係對除去該樹脂覆膜D2之後的該絶緣基材D1實施無電解電鍍處理的步驟。
該無電解電鍍處理的方法,可使用例如:將部分披覆有電鍍觸媒或其前驅物D5的絶緣基材D1浸漬於無電解電鍍液中,只在披覆有電鍍觸媒或其前驅物D5的部分上析出無電解電鍍膜(電鍍層)的方法等。
可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
利用電鍍處理步驟,在絶緣基材D1表面殘留有電鍍觸媒或其前驅物D5的部分上析出無電解電鍍膜。如是,便可只在欲形成電路溝槽的部分正確地形成導電層。另一方面,亦可防止在不欲形成電路溝槽的部分析出無電解電鍍膜。因此,即使在狹窄的節距間隔形成複數條線寬狹小的細微電路,也不會在隣接電路之間殘留多餘的電鍍膜。因此,能夠防止短路或遷移的發生。
<檢査步驟>
在本實施態樣之電路基板的製造方法中,更可包含檢査步驟,其使該樹脂覆膜D2含有螢光性物質,並在該覆膜除去步驟之後,利用該螢光性物質的發光檢查覆膜是否徹底除去。亦即,使該樹脂皮膜D2含有螢光性物質,以在覆膜除去步驟之後,對檢査對象面照射紫外光或近紫外光,利用螢光性物質的發光,便可檢查出有無覆膜除去瑕疵或覆膜除去瑕疵位置。故在本實施態樣的製造方法中,可形成線寬以及線間隔非常狹小的電氣電路。
當形成線寬以及線間隔極端狹窄之電氣電路時,如圖3所示的,樹脂覆膜有可能會無法完全除去而殘留在絶緣基材D1表面上所形成之相隣電氣電路D8之間。此時,便會在該部分上形成無電解電鍍膜,而成為發生遷移或短路等問題的原因。在此情況下,若具備上述檢査步驟,便可檢查出覆膜除去有無瑕疵或覆膜除去瑕疵位置。另外,圖3係説明圖,用來說明使樹脂覆膜含有螢光性物質並利用螢光性物質的發光檢查出覆膜是否徹底除去的檢査步驟。
檢査步驟之樹脂皮膜D2所含有的螢光性物質,只要是被既定光源照射就會顯現出發光特性者即可,其他並無特別限定。具體例如:Fluoresceine、Eosine、Pyronine G等。
利用本檢査步驟檢查出螢光性物質之發光的部分,即為樹脂皮膜D2殘留殘渣D2a的部分。因此,除去檢查到發光的部分,便可防止無電解電鍍膜形成於該部分上。藉此,便可防止遷移或短路等問題的發生於未然。
<去膠渣處理步驟>
另外,在本實施態樣之電路基板的製造方法中,在該電鍍處理步驟實施之後,具體而言,在填滿電鍍實施前或實施後,亦可更包含實施去膠渣處理的去膠渣處理步驟。實施去膠渣處理,便可將無電解電鍍膜所附著的多餘樹脂除去。另外,在預定為具備所製得之電路基板的多層電路基板的情況下,可將該絶緣基材的未形成無電解電鍍膜的部分的表面粗糙化,以提高其與該電路基板的上層的密合性。再者,亦可對介層底實施去膠渣處理。藉此,便可除去介層底所附著的多餘樹脂。另外,該去膠渣處理並無特別限定,可使用習知的去膠渣處理。具體而言,例如:浸漬於過錳酸溶液的處理。
經過上述步驟,便形成如圖1(E)所示的電路基板D10。
[第1-2實施態樣]
在該第1-1實施態樣中,係說明在平面的絶緣基材上形成電氣電路所製得之電路基板,惟本發明並非僅限於此。具體而言,即使絶緣基材使用具有高低差狀之立體面的三維形狀的絶緣基材,也能夠製得具備正確配線之電氣電路的電路基板(立體電路基板)。
以下,説明第1-2實施態樣之立體電路基板的製造方法。
圖4係用來說明製造第1-2實施態樣之立體電路基板的各步驟的示意剖面圖。
首先,如圖4(A)所示的,在具有高低差部分的立體絶緣基材D51的表面上形成樹脂覆膜D2。另外,該步驟相當於覆膜形成步驟。
該立體絶緣基材D51可使用習知用來製造立體電路基板的各種樹脂成形體,並無特別限定。該等成形體利用射出成形製得,生產效率較佳。關於用來製得樹脂成形體的樹脂材料的具體例,例如:聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、各種聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂等。
該樹脂覆膜D2的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:與該第1-1實施態樣同樣的形成方法等。
接著,如圖4(B)所示的,以該樹脂覆膜D2的外表面為基準形成具備該樹脂覆膜D2之厚度以上的深度的電路溝槽D3。電路溝槽D3的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:與該第1-1實施態樣同樣的形成方法等。該電路溝槽D3可限定出利用無電解電鍍形成無電解電鍍膜的部分,亦即,可形成電氣電路的部分。另外,該步驟相當於電路溝槽形成步驟。
接著,如圖4(C)所示的,在該電路溝槽D3的表面以及未形成該電路溝槽D3的該樹脂覆膜D2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物D5。電鍍觸媒或其前驅物D5的披覆方法並無特別限定。具體而言,例如:與該第1-1實施態樣同樣的方法等。另外,該步驟相當於觸媒披覆步驟。利用該觸媒披覆處理,如圖4(C)所示的,便可在電路溝槽D3的表面上以及樹脂覆膜D2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物D5。
接著,如圖4(D)所示的,從該立體絶緣基材D51將該樹脂覆膜D2除去。藉此,便可只在該立體絶緣基材D51的已形成該電路溝槽D3的部分的表面上殘留電鍍觸媒或其前驅物D5。另一方面,披覆於該樹脂覆膜D2的表面上的電鍍觸媒或其前驅物D5,在載置於該樹脂覆膜D2之上的狀態下,與該樹脂覆膜D2一併被除去。另外,除去該樹脂覆膜D2的方法並無特別限定。具體而言,例如:與該第1-1實施態樣同樣的方法等。另外,該步驟相當於覆膜除去步驟。
接著,如圖4(E)所示的,對已除去該樹脂覆膜D2的立體絶緣基材D51實施無電解電鍍。藉此,在殘存該電鍍觸媒或其前驅物D5的部分上形成無電解電鍍膜D6。亦即,在已形成該電路溝槽D3或該貫通孔D4的部分上形成無電解電鍍膜D6作為電氣電路。無電解電鍍膜D6的形成方法並無特別限定。具體而言,例如;與該第1-1實施態樣同樣的形成方法等。另外,該步驟相當於電鍍處理步驟。
根據上述各步驟,如圖4(E)所示的,便可形成電路基板D60,其在三維形狀的立體絶緣基材D51上形成電氣電路D6。如是形成之電路基板D60,即使絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,也能夠形成高精度的電氣電路。另外,本實施態樣之電路基板,即使在立體電路基板的具有高低差部的面上,也能夠正確且簡易地形成電路。
[第2實施態樣]
本發明更關於一種電路基板以及該電路基板的製造方法。
行動電話等攜帶式資訊終端裝置、電腦以及其周邊裝置、各種資訊家電製品等的電氣裝置快速地朝高度功能化發展。伴隨於此,對於該等電氣裝置上所搭載之電路基板而言,其電氣電路也被要求更進一步高密度化。為了滿足該等電氣電路的高密度化的要求,吾人希求一種能夠正確地形成線寬以及線間隔(相隣電氣電路與電氣電路之間的部分的寬度)更狹窄的電氣電路配線的方法。在高密度化的電路配線中,容易發生配線間的短路或遷移等問題。
關於電路基板的製造方法,例如利用減去法或加成法在絶緣基材上形成電氣電路等方法已為人所習知。減去法是將欲在金屬箔堆疊板的表面上形成電氣電路的部分以外的金屬箔除去(減去),以形成電氣電路的方法。另一方面,加成法是在絶緣基材上對欲形成電路的部分實施無電解電鍍,以形成既定電路的方法。
減去法,係蝕刻金屬箔張堆疊板表面的金屬箔,在欲形成電氣電路的部分殘留金屬箔,並除去其他部分的方法。若利用這個方法,則被除去部分的金屬會被浪費掉,增加製造成本。另一方面,加成法則是在欲形成電氣電路的部分實施無電解電鍍以形成金屬配線。因此,金屬不會被浪費掉,無端被消耗掉的資源較少。從此點來看,加成法是較佳的電路形成方法。
參照圖11說明利用習知代表性加成法之一的全加成法形成由金屬配線所構成的電氣電路的方法。另外,圖11係示意剖面圖,用來說明利用習知的全加成法形成金屬配線的各步驟。
首先,如圖11(A)所示的,在形成有穿通孔A101的絶緣基材A100的表面上披覆電鍍觸媒A102。另外,絶緣基材A100的表面預先予以粗化。接著,如圖11(B)所示的,在披覆有電鍍觸媒A102的絶緣基材A100上形成光阻層A103。接著,如圖11(C)所示的,隔著形成既定電路圖案的光罩A110對該光阻層A103進行曝光。接著,如圖11(D)所示的,對經過曝光的光阻層A103進行顯影,形成電路圖案A104。然後,如圖11(E)如所示的,實施無電解銅電鍍等的無電解電鍍,在顯影所形成的電路圖案A104的表面以及穿通孔A101的內壁面形成金屬配線A105。藉由實施上述各步驟,在絶緣基材A100上形成由金屬配線A105所構成的電路。
在上述的習知加成法中,會在絶緣基材A100的整個表面上披覆電鍍觸媒A102。因此,會產生以下的問題。亦即,當以高精度對光阻層A103進行顯影時,便可只在光阻未保護到的部分形成電鍍。然而,當未以高精度對光阻層A103進行顯影時,如圖12所示的,可能會在本來不欲形成電鍍的部分殘留多餘的電鍍部分A106。這是因為在絶緣基材A100的整個表面上披覆電鍍觸媒A102所造成的。多餘的電鍍部分A106會導致隣接電路之間的短路或遷移等問題。該等短路或遷移問題,在形成線寬以及線間隔較狹窄的電路時更容易發生。另外,圖12係示意剖面圖,用來說明利用習知的全加成法所形成的電路的輪廓形狀。
另外,關於與上述電路基板製造方法不同的製造方法,例如:日本特開昭57-134996號公報以及日本特開昭58-186994號公報所記載的製造方法等。
日本特開昭57-134996號公報揭示以下另一種加成法。
首先,在絶緣基板(絶緣基材)上形成具備溶劑可溶性的第1感光性樹脂層與具備鹼可溶性的第2感光性樹脂層。然後,對第1以及第2感光性樹脂層隔著具備既定電路圖案的光罩進行曝光。接著,對第1以及第2感光性樹脂層進行顯影。接著,讓觸媒吸附在包含顯影所產生之凹部的整個表面上,之後用鹼性溶液溶解具有鹼可溶性的第2感光性樹脂以除去不要的觸媒。之後,實施無電解電鍍,在觸媒存在的部分上正確地形成電路。
另外,日本特開昭58-186994號公報揭示以下的方法。
首先,在絶緣基板(絶緣基材)上塗佈樹脂保護膜(第1步驟)。接著,在塗佈有該保護膜的絶緣基板上利用機械加工或雷射光束的照射以單獨或同時描繪的方式形成對應配線圖案的溝槽以及穿通孔(第2步驟)。接著,在該絶緣基板整個表面上形成活性化層(第3步驟)。接著,剝離該保護膜並除去該絶緣基板上的活性化層而只在溝槽以及穿通孔的內壁面上殘留活性化層(第4步驟)。接著,在該絶緣基板上實施不使用電鍍保護膜的電鍍以選擇性地在該經過活性化的溝槽以及穿通孔的內壁面上形成導電層(第5步驟)。
然而,若根據日本特開昭57-134996號公報所記載的方法,必須形成溶劑溶解性不同的2種感光性樹脂層,另外,在顯影時也必須用2種溶劑進行顯影,再者,在讓觸媒吸附之後必須用鹼性溶液溶解第2感光性樹脂,故製造步驟非常繁雜。
另外,日本特開昭58-186994號公報記載:在絶緣基板上塗佈熱硬化性樹脂並對其加熱使其硬化以作為保護膜,之後根據既定配線圖案對保護膜以及絶緣基板進行切削加工,或用溶劑除去絶緣基板表面的熱硬化性樹脂(日本特開昭58-186994號公報的第2頁左下欄第16行~右下欄第11行)。
日本特開昭58-186994號公報所記載的用來當作保護膜的熱硬化性樹脂,就其種類而言並無特別記載。一般的熱硬化性樹脂具備良好的耐溶劑性,故單靠溶劑難以除去。另外,該等熱硬化性樹脂與樹脂基材的密合性太高,故欲在樹脂基材表面上完全沒有保護膜的碎片殘留,而能夠正確地只將保護膜除去,是很困難的。另外,若為了充分剝離而使用強力溶劑或長時間浸泡的話,則連基材表面的電鍍觸媒也會被除去。此時,便無法在電鍍觸媒被除去的部分上形成導電層。另外,當使用強力溶劑或長時間浸泡時,由熱硬化性樹脂所形成的保護膜會支離破碎地崩裂,保護膜中的電鍍觸媒會再次分散到溶劑中。如是再次分散到溶劑中的電鍍觸媒,會再次附著在樹脂基材表面上,該部分便可能會形成多餘的電鍍膜。因此若利用日本特開昭58-186994號公報所揭示的方法,實難以形成具備正確輪廓的電路。
再者,當使用上述習知各種電路基板的製造方法,形成線寬以及線間隔狹小的電氣電路,以實現電氣電路的高密度化時,會產生以下的問題。亦即,隨著電路的線寬以及線間隔變狹小,會有構成電氣電路的金屬配線容易從絶緣基材的電路溝槽剝離的問題。電路剝離係使電子裝置的可靠度降低的原因。
具體而言,以攜帶電話為首的攜帶式資訊終端裝置所搭載的電氣電路基板可能發生的問題為例進行說明。
在攜帶式資訊終端裝置所搭載之電氣電路基板上,可安裝較大的LSI(Large Scale Integration)。該等LSI利用焊料凸塊接合在形成電氣電路基板的電路的一部分的底板(land)部分上。攜帶式資訊終端裝置由於攜帶使用故受到衝擊的機會很多。當受到衝擊時,所安裝的LSI受到外力,構成底板部分的金屬配線可能會從絶緣基材剝離。
再者,隨著電路的線寬以及線間隔變狹小,構成電路之金屬配線的強度也會跟著降低。在上述實施例中,由於這個原因,當電氣電路基板所安裝之LSI受到外力時,構成底板部分的金屬配線可能會被切斷而受到損傷。
亦即,隨著電氣電路的線寬以及線間隔變狹小,上述電路損傷問題也會跟著容易發生。
為了解決上述問題,吾人考慮採用擴大電路配線的線寬,補強金屬配線,擴大金屬配線與絶緣基材的接觸面積,以提高金屬配線與絶緣基材的密合性的方法。然而,該等方法卻無法使電路高密度化。
有鑑於相關問題,本發明之目的在於提供一種電路基板,即使在絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高,電氣電路不易受到損傷。另外,更以提供該電路基板的製造方法為目的。
本發明人,為了提高絶緣基材與電氣電路的密合性,遂著眼於絶緣基材的組成。當使用未含有填料的絶緣基材時,由於利用雷射加工或機械加工所形成的電路溝槽的表面未含有填料,故較易使其變平滑。然後,一般而言,表面平滑的電路溝槽,比較容易形成電氣電路,故決定不含會使利用雷射加工或機械加工所形成之電路溝槽的表面的平滑性降低的填料。
然而,本發明人發現,當使用未含有填料的絶緣基材時,對該絶緣基材上所形成之電路溝槽的表面披覆觸媒金屬之後再實施無電解電鍍,會產生在電路溝槽上未形成作為電氣電路用之電鍍層的地方或發生所形成之電鍍層剝落的現象。
然後,本發明人推斷該現象是因為以下的原因所造成的。
首先,因為該電路溝槽的表面很平滑,故即使在該電路溝槽的表面披覆觸媒金屬,也無法充分披覆,而會脫落。
再者,由於絶緣基材未含有填料,故熱線膨脹係數很大。具體而言,絶緣基材容易因為溫度變化而變形,而該變形對電氣電路所施加的應力超過電氣電路與絶緣基材的密合力。
然後,當利用雷射加工或機械加工形成電路溝槽時,由於絶緣基材未含有填料,故絶緣基材的耐熱性較低,會因為熱而發生溶化現象,電路溝槽的形狀會變形。亦即,電氣電路所受到的應力,會因為該變形的形狀而變得不均勻,這是因為電氣電路所受到的應力超過電氣電路與絶緣基材的密合力所造成的。
於是,本發明人,為了讓絶緣基材含有使利用雷射加工或機械加工所形成之電路溝槽的表面的平滑性降低的填料,遂思及以下之本發明。
本發明一實施態樣之電路基板包含:在表面上形成樹脂覆膜,從該樹脂覆膜的外表面側進行雷射加工或機械加工,形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽,在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆觸媒金屬,從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離所形成的絶緣基材,以及對該絶緣基材實施無電解電鍍所形成的電氣電路,該絶緣基材含有填料。
利用上述構造,便可製得即使絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高,而電氣電路不易受到損傷的電路基板。另外,該電氣電路,具體而言,是藉由實施該無電解電鍍而形成在絶緣基材的電路溝槽上。
能夠提高上述絶緣基材與電氣電路的密合性的效果,推斷是因為以下的機制的關係。
首先,在形成該電路溝槽時,對絶緣基材實施雷射加工或機械加工所形成之電路溝槽的表面會因為填料而形成微小的凹凸。然後,該微小的凹凸,能夠充分地防止該電路溝槽表面上所披覆之觸媒金屬脫落。因此,能夠防止利用無電解電鍍在該電路溝槽上所形成的電氣電路發生缺損。
再者,藉由該微小凹凸的錨定效果,便可提高在絶緣基材的電路溝槽上所形成之電氣電路與絶緣基材的密合性。
另外,該絶緣基材由於含有填料,故熱膨脹係數很小。因此,絶緣基材不易因為溫度變化而變形,所形成之電氣電路所受到之應力較少。如是,便可防止該變形使電氣電路受到應力而導致電氣電路剝離。
再者,在利用雷射加工或機械加工形成電路溝槽時,由於絶緣基材含有填料,故絶緣基材的耐熱性較高,不易發生因為熱而溶化的現象。因此,能夠充分地防止所形成之電路溝槽的形狀變形。亦即,由於能夠防止電路溝槽的形狀變形,故可使電氣電路所受到的應力平均,進而能夠防止電氣電路剝離。
由以上可知,吾人可製得一種即使絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高,而電氣電路不易損傷的電路基板。
另外,該填料的含有量相對於該絶緣基材宜為10~90質量%。藉由該等構造,便可製得即使電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高的電路基板。
另外,該填料的平均粒子徑宜為0.05~10μm。利用該等構造,便可製得即使電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高的電路基板。
另外,該填料的平均粒子徑相對於該電路溝槽的寬度、該電路溝槽的深度以及互相隣接之電路溝槽與電路溝槽之間的部分的寬度當中的最小值宜為0.25~50%。利用該等構造,便可製得即使電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高的電路基板。
另外,該填料宜為無機微粒子。利用該等構造,便可製得即使電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高的電路基板。這是因為在上述機制當中例如使絶緣基材的熱膨脹係數變小所造成的影響變大的關係。亦即,絶緣基材更不易因為溫度變化而變形,所形成之電氣電路所受到的應力變得更少。因此,能夠防止該變形對電氣電路施加應力而使電氣電路剝離。
另外,該電氣電路宜至少包含線寬5~30μm的部分。當電氣電路包含該線寬較狹窄的部分時,便可得到具備充分高密度化之電路的電路基板。另外,當電氣電路包含該線寬較狹窄的部分時,一般而言,電氣電路與絶緣基材的接觸面積較狹窄,電氣電路與絶緣基材的密合性會變低,電氣電路變容易從絶緣基材剝離。藉由上述構造,便可得到即使電氣電路包含上述線寬較狹窄的部分,電氣電路與絶緣基材的密合性也夠高,而能夠防止電氣電路從絶緣基材剝離的電路基板。
另外,本發明另一態樣之電路基板的製造方法包含:在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜的覆膜形成步驟;從該樹脂覆膜的外表面側對該絶緣基材進行雷射加工或機械加工以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽的電路溝槽形成步驟;在該電路溝槽的表面以及該樹脂覆膜的表面上披覆觸媒金屬的觸媒披覆步驟;從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離的覆膜剝離步驟;以及對該樹脂覆膜已經剝離之絶緣基材實施無電解電鍍的電鍍處理步驟;在該覆膜形成步驟中使用的該絶緣基材含有填料。
若利用上述的構造,即使在絶緣基材上形成線寬以及線間隔較狹窄的電氣電路,也能夠製得絶緣基材與電氣電路的密合性很高,電氣電路不易損傷的電路基板。
亦即,本發明的第2的實施態樣包含以下技術內容。
請求項2-1. 一種電路基板,包含:在表面上形成樹脂覆膜,從該樹脂覆膜的外表面側進行雷射加工或機械加工以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽,並在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆觸媒金屬,從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離所形成的絶緣基材;以及對該絶緣基材實施無電解電鍍所形成的電氣電路;該絶緣基材含有填料。
請求項2-2. 如請求項2-1所記載之電路基板,其中該填料的含有量相對於該絶緣基材為10~90質量%。
請求項2-3. 如請求項2-1或請求項2-2所記載之電路基板,其中該填料的平均粒子徑為0.05~10μm。
請求項2-4. 如請求項2-1~2-3中任1項所記載之電路基板,其中該填料的平均粒子徑相對於該電路溝槽的寬度、該電路溝槽的深度以及互相隣接之電路溝槽與電路溝槽之間的部分的寬度當中的最小值為0.25~50%。
請求項2-5. 如請求項2-1~2-4中任1項所記載之電路基板,其中該填料為無機微粒子。
請求項2-6. 如請求項2-1~2-5中任1項所記載之電路基板,其中該電氣電路至少包含線寬5~30μm的部分。
請求項2-7. 一種電路基板的製造方法,包含:在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜的覆膜形成步驟;從該樹脂覆膜的外表面側對該絶緣基材進行雷射加工或機械加工以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽的電路溝槽形成步驟;在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆觸媒金屬的觸媒披覆步驟;從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離的覆膜剝離步驟;以及對該樹脂覆膜已經剝離的絶緣基材實施無電解電鍍的電鍍處理步驟;在該覆膜形成步驟中所使用的該絶緣基材含有填料。
根據本發明,便可提供一種即使絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹窄,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高的電路基板。另外,更提供該電路基板的製造方法。
以下,説明本發明之實施態樣,惟本發明並非以此為限。
本實施態樣之電路基板包含:在表面上形成樹脂覆膜,從該樹脂覆膜的外表面側進行雷射加工或機械加工以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽,在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆觸媒金屬,從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離所形成的絶緣基材;以及對該絶緣基材實施無電解電鍍所形成的電氣電路;該絶緣基材含有填料。
[第2-1實施態樣]
首先,説明本發明的第2-1實施態樣之電路基板的製造方法。圖7係示意剖面圖,用來說明製造第2-1實施態樣之電路基板的各步驟。
首先,如圖7(A)所示的,在絶緣基材A1的表面上形成樹脂覆膜A2。另外,該步驟相當於覆膜形成步驟。另外,該絶緣基材A1含有填料。具體而言,例如,含有樹脂與填料的基材等。
接著,如圖7(B)所示的,在形成有該樹脂覆膜A2的絶緣基材A1上,從該樹脂覆膜A2的外表面側進行雷射加工或機械加工以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽A3。另外,用來形成該電路溝槽A3的雷射加工或機械加工,係以該樹脂覆膜A2的外表面為基準,切削超過該樹脂覆膜A2的厚度。另外,亦可因應需要,在該絶緣基材A1上打孔以形成貫通孔A4。另外,該步驟相當於電路溝槽形成步驟。
接著,如圖7(C)所示的,在該電路溝槽A3的表面上以及未形成該電路溝槽A3的該樹脂覆膜A2的表面上披覆觸媒金屬(電鍍觸媒)A5。此時,由於在該絶緣基材A1上形成該貫通孔A4,故該貫通孔A4的內壁表面上也會披覆該觸媒金屬A5。另外,該步驟相當於觸媒披覆步驟。
接著,如圖7(D)所示的,從該絶緣基材A1將該樹脂覆膜A2剝離。藉此,便可在該絶緣基材A1的形成有該電路溝槽A3或該貫通孔A4的部分的表面上殘留觸媒金屬A5。另一方面,在該樹脂覆膜A2的表面上所披覆之觸媒金屬A5,在載置於該樹脂覆膜A2之上的狀態下,與該樹脂覆膜A2一併被除去。另外,該步驟相當於覆膜剝離步驟。
接著,如圖7(E)所示的,對該樹脂覆膜A2已剝離之絶緣基材A1實施無電解電鍍。藉此,在殘存有該觸媒金屬A5的部分形成電鍍層A6。亦即,在形成有該電路溝槽A3或該貫通孔A4的部分上形成作為電氣電路的電鍍層A6。然後,電氣電路可由該電鍍層A6所構成,亦可對該電鍍層A6再次實施無電解電鍍(填滿電鍍),使其膜層更厚。具體而言,例如,如圖7(E)所示的,亦能以填埋整個該電路溝槽A3的方式形成由電鍍層A6所構成的電氣電路,使該絶緣基材與該電氣電路的高低差被消除。另外,該步驟相當於電鍍處理步驟。
藉由上述各步驟,便可形成如圖7(E)所示的電路基板A10。如是形成之電路基板A10,即使在絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹窄,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高,電氣電路不易損傷。
能夠提高上述絶緣基材與電氣電路的密合性的效果,推斷是因為以下的機制的關係。
另外,在第2-1實施態樣中,圖8係該電路溝槽形成步驟後與該電鍍處理步驟中的絶緣基材A1的狀態說明圖。圖8(A)顯示該電路溝槽形成步驟後的絶緣基材A1的狀態,圖8(B)顯示該電鍍處理步驟中的絶緣基材A1的狀態。
首先,該電路溝槽形成步驟後的絶緣基材A1,如圖8(A)所示的,藉由對絶緣基材A1實施雷射加工或機械加工,以形成電路溝槽A3。然後,在該電路溝槽A3的表面上,如圖8(A)所示的,絶緣基材A1所含有之填料A11一部分露出,因為填料A11而形成隆起。因此,該電路溝槽A3的表面會因為填料A11而形成微小凹凸。然後,利用該觸媒披覆步驟在該電路溝槽A3的表面所披覆之觸媒金屬會因為該微小凹凸的關係而不易脫落。
之後,在利用該覆膜剝離步驟將樹脂覆膜A2剝離之後,在該電鍍處理步驟中實施無電解電鍍,藉此,如圖8(B)所示的,在該電路溝槽A3上形成作為電氣電路的電鍍層A7。由於能夠防止在該電路溝槽A3的表面上所披覆的觸媒金屬脫落,故能夠充分地防止該電鍍層A7發生缺損。
再者,藉由該微小凹凸的錨定效果,便可提高在絶緣基材的電路溝槽上所形成之電氣電路與絶緣基材的密合性。
另外,由於該絶緣基材含有填料,故熱膨脹係數很小。因此,絶緣基材不易因為溫度變化而變形,所形成之電氣電路所受到的應力較少。如是,便可防止該變形使電氣電路所受到的應力導致電氣電路剝離。
再者,在利用雷射加工或機械加工形成電路溝槽時,由於絶緣基材含有填料,故絶緣基材的耐熱性較高,不易發生因為熱而溶化的現象。因此,能夠充分地防止所形成之電路溝槽的形狀變形。亦即,由於能夠防止電路溝槽的形狀變形,故可使電氣電路所受到的應力平均,進而能夠防止電氣電路剝離。
由以上可知,吾人可製得一種即使絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高,而電氣電路不易損傷的電路基板。亦即,對該電鍍層A7實施填滿電鍍所製得之電氣電路不易從絶緣基材剝離。
相對於此,本發明人發現,當使用未含有填料的絶緣基材A21時,即使採用與本實施態樣同樣的方法形成電氣電路,在電路溝槽上也會產生未形成作為電氣電路之電鍍層的部位,或是發生所形成之電鍍層剝離的現象。推斷係因為以下的原因。
另外,圖9係使用未含有填料之絶緣基材A21時絶緣基材A21的狀態說明圖。圖9(A)以及圖9(B)係分別對應圖8(A)以及圖8(B)的圖式。
首先,雷射加工或機械加工使絶緣基材A21上所形成之電路溝槽A23的表面很平滑,在該電路溝槽A23的表面上披覆觸媒金屬,會變得無法充分地披覆而會脫落。
之後,在將樹脂覆膜A22剝離之後實施無電解電鍍,如圖9(B)所示的,由於在該電路溝槽A23的表面上有未披覆到觸媒金屬的部分,故在該電路溝槽A23上會留下未形成作為電氣電路之電鍍層A25的部分A23a。
另外,由於絶緣基材A21未含有填料,故熱線膨脹係數變得很大。因此,絶緣基材A21容易因為溫度變化而變形,該變形對電鍍層A25所施加之應力,會超過電鍍層A25與絶緣基材A21的密合力,進而形成電鍍層A25的剝離部分A25a。
然後,在利用雷射加工或機械加工形成電路溝槽A23時,由於絶緣基材A21未含有填料,故絶緣基材A21的耐熱性較低,會發生因為熱而溶化的現象,進而導致電路溝槽A23的形狀變形。因此,電鍍層A25所受到之應力會因為該變形形狀而變得不平均,電鍍層A25所受到之應力超過電鍍層A25與絶緣基材A21的密合力的部分,便會形成電鍍層A25的剝離部分A25a。
由以上可知,作為電氣電路之電鍍層A25未形成在絶緣基材A21的電路溝槽A23上,反而剝離掉了。亦即,當再對該電鍍層A25實施填滿電鍍時,所得到之電氣電路容易從絶緣基材A21剝離掉。
以下,說明本實施態樣的各構造。
該絶緣基材A1含有填料。具體而言,例如:含有樹脂與填料的基材等。
關於該樹脂,只要是構成可用來製造電路基板的各種有機基板的樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂等。
該環氧樹脂,只要是構成可用來製造電路基板的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂等。另外,就該環氧樹脂而言,可單獨使用上述各環氧樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成基材時,一般而言,為了硬化,會使其含有硬化劑。關於該硬化劑,只要是可以使用的硬化劑即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑等。該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上。
該填料可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。
構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。關於該無機微粒子,可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在讓所期望的功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。
另外,該無機微粒子,為了提高在該絶緣基材中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。關於該矽烷偶合劑,具體而言,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。關於該矽烷偶合劑,可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。
另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有分散劑。關於該分散劑,具體而言,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。關於該分散劑,可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。
另外,關於該有機微粒子,具體而言,例如:橡膠微粒子等。
關於該填料,在上述各填料中,由於無機微粒子高填充化比較容易,更能發揮凹凸形狀的錨定效果,故為較佳的選擇。再者,其中的二氧化矽微粒子,除了上述效果之外,還能夠發揮低膨脹化、低吸濕化、低介電常數化、低介電損失正切化、高強度化、高彈性率化等優點,並可提高耐熱性,故為較佳的選擇。另外,當所製得之電路基板的散熱性有必要提高時,除了二氧化矽粒子之外,更宜與二氧化矽微粒子一併含有鋁微粒子或氫氧化鋁微粒子。
該填料的含有量相對於該絶緣基材宜為10~90質量%,更宜為30~90質量%,最好是60~90質量%。若該填料的含有量在上述範圍內,電氣電路會接近例如由Cu所構成之電氣電路的線膨脹係數,而能夠實現低翹曲以及低應力。另外,當該填料的含有量太少時,可能會產生未形成電鍍層的部分或會有無法充分防止電鍍層剝離的傾向。吾人認為這是因為不易在該電路溝槽或該貫通孔的表面上形成由上述填料所形成之微小凹凸。另外,當該填料的含有量太多時,絶緣基材的平滑性會降低,因此,在覆膜剝離步驟剝離樹脂覆膜時,可能會發生絶緣基材受到損傷等不良情況。
該填料的平均粒子徑宜為0.05~10μm,更宜為0.1~7μm。另外,該填料的平均粒子徑相對於該電路溝槽的寬度W、該電路溝槽的深度D以及互相隣接之電路溝槽與電路溝槽之間的部分的寬度的當中的最小值,宜為0.25~50%,更宜為0.5~40%。另外,在此所謂平均粒子徑,係指體積平均粒子徑,可使用一般的粒徑計,例如:島津製作所股份有限公司製的SALD2100粒徑計進行測量。
當該填料太小時,便可能會產生未形成電鍍層的部分或會有無法充分防止電鍍層剝離的傾向。吾人認為這是因為不易在該電路溝槽或該貫通孔的表面上形成由上述填料所形成的微小凹凸。另外,當該填料太大時,在形成高密度化之電路時,例如在形成線寬以及線間隔在10μm以下之電路時,會有無法形成所期望之電路溝槽的傾向。再者,也可能會產生未形成電鍍層的部分,或會有無法充分防止電鍍層剝離的傾向。吾人認為這是因為當填料太大時不易形成由上述填料所形成的微小凹凸。
另外,關於填料的平均粒子徑,當該電路溝槽的寬度(凹溝寬度)在10μm以下時,宜為0.05~3μm,當溝槽寬度超過10μm而在20μm以下時,宜為0.05~5μm,當溝槽寬度超過20μm而在30μm以下時,宜為0.05~7μm,當溝槽寬度超過30μm時,宜為0.05~10μm。
另外,該互相隣接之電路溝槽與電路溝槽之間的部分的寬度(溝槽間寬度),以及該電路溝槽的深度(溝槽深度),滿足與該溝槽寬度同樣的關係。
然後,該溝槽寬度、該溝槽間寬度以及該溝槽深度當中的最小值,決定填料的平均粒子徑的適當範圍。具體而言,例如,當該溝槽寬度、該溝槽間寬度以及該溝槽深度均為20μm時,宜使用平均粒子徑0.05~5μm的填料。另一方面,當該溝槽寬度以及該溝槽間寬度均為20μm,但該溝槽深度為10μm時,平均粒子徑宜使用0.05~3μm的填料。
另外,該絶緣基材的態樣並無特別限定。具體而言,例如:片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成型體等。該絶緣基材A1的厚度並無特別限定。具體而言,當為片材、薄膜、預浸材時,宜為例如10~200μm,更宜為20~100μm左右。
該樹脂覆膜A2只要能夠在該覆膜剝離步驟被剝離即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:由可用有機溶劑或鹼性溶液輕易溶解的可溶型樹脂或可用後述既定液體(膨潤液)膨潤的膨潤性樹脂所構成的樹脂覆膜等。其中,從是否能夠輕易而確實地除去這個觀點來考量,特別宜使用膨潤性樹脂覆膜。關於該膨潤性樹脂覆膜,例如:相對於後述既定液體(膨潤液)在實質上不會溶解,但會因為膨潤而容易從該絶緣基材A1表面剝離的樹脂覆膜等。
該樹脂覆膜A2的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:在該絶緣基材A1的主要表面上塗佈液狀材料之後使其乾燥的方法,或在該絶緣基材A1的主要表面上貼合預先形成之樹脂薄膜等可形成樹脂覆膜A2的薄膜的方法等。另外,塗佈液狀材料的方法並無特別限定。具體而言,例如:習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等。
該樹脂覆膜A2的厚度宜在10μm以下,更宜在5μm以下。另一方面,該樹脂覆膜A2的厚度宜在0.1μm以上,更宜在1μm以上。當該樹脂覆膜A2的厚度太厚時,在該電路溝槽形成步驟中利用雷射加工或機械加工所形成的電路溝槽或貫通孔等部位的精度會有降低的傾向。另外,當該樹脂覆膜A2的厚度太薄時,會有樹脂覆膜難以形成均勻厚度的傾向。
接著,以較佳態樣之膨潤性樹脂覆膜為例說明該樹脂覆膜A2。
該膨潤性樹脂覆膜宜使用對膨潤液的膨潤度在50%以上的樹脂覆膜。再者,更宜使用對膨潤液的膨潤度在100%以上的樹脂覆膜,更宜使用在1000%以下的樹脂覆膜。另外,當該膨潤度太低時,在該覆膜剝離步驟中膨潤性樹脂覆膜會有變得難以剝離的傾向。另外,當該膨潤度太高時,覆膜強度會降低,導致剝離時發生破損等問題,會有使剝離變困難的傾向。
該膨潤性樹脂覆膜的形成方法並無特別限定。具體而言,例如,在該絶緣基材A1的主要表面上塗佈可形成膨潤性樹脂覆膜的液狀材料之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將待其乾燥所形成之膨潤性樹脂覆膜轉印到絶緣基材A1的主要表面上的方法等。
可形成該膨潤性樹脂覆膜的液狀材料,例如:彈性體的懸浮液或乳狀液等。關於該彈性體的具體例,例如:苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體,丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,便可藉由調整分散成懸浮液或乳狀液的彈性體樹脂粒子的交聯度或膠化度等特性而輕易形成具備所期望之膨潤度的膨潤性樹脂覆膜。
另外,該膨潤性樹脂覆膜特別宜為膨潤度相依於膨潤液的pH值而變化的覆膜。若使用該等覆膜,藉由使該觸媒披覆步驟中的液性條件與該覆膜除去步驟中的液性條件不同,便可在觸媒披覆步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜對絶緣基材維持很高的密合力,並在覆膜除去步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜輕易地被剝離。
更具體而言,例如,當該觸媒披覆步驟具備例如在pH值1~3的範圍內的酸性觸媒金屬膠狀溶液中進行處理的步驟,且該覆膜剝離步驟具備在pH值12~14的範圍內的鹼性溶液中使膨潤性樹脂覆膜膨潤的步驟時,該膨潤性樹脂覆膜宜為相對於該酸性觸媒金屬膠狀溶液的膨潤度在25%以下,更宜在10%以下,且相對於該鹼性溶液的膨潤度在50%以上,更宜在100%以上,最好是在500%以上的樹脂覆膜。
關於該等膨潤性樹脂覆膜,例如:由具有既定量的羧基的彈性體所形成的片材,用於印刷配線板的形成圖案用的乾膜光阻(以下亦稱為DFR)中的光硬化性的鹼性顯影型的光阻經過全面硬化之後所得到的片材,或是熱硬化性或鹼性顯影型片材等。
關於具有羧基的彈性體的具體例,例如:包含具有羧基的單體單位作為共聚成分,使分子中具有羧基的苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體;丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體;以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,藉由調整被分散成懸浮液或乳狀液的彈性體的酸當量、交聯度或膠化度等便可形成具備所期望之鹼性膨潤度的膨潤性樹脂覆膜。彈性體中的羧基會因為鹼性水溶液而使膨潤性樹脂覆膜膨潤,具有使膨潤性樹脂覆膜從絶緣基材表面剝離的作用。另外,酸當量係指每1當量的羧基的聚合物重量。
具有羧基的單體單位的具體例,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸以及馬來酸酐等。
關於該等具有羧基的彈性體中的羧基的含有比例,其酸當量宜為100~2000,更宜為100~800。當酸當量太小時,與溶媒或其他組成物的相溶性會降低,導致對電鍍前處理液的耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太大時,對鹼性水溶液的剝離性會有降低的傾向。
另外,彈性體的分子量宜為1萬~100萬,更宜為2萬~6萬。當彈性體的分子量太大時剝離性會有降低的傾向,太小時粘度會降低,欲維持膨潤性樹脂覆膜厚度均勻很困難,且對電鍍前處理液的耐性也會有惡化的傾向。
另外,DFR以含有既定量之羧基的丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、苯酚系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂等作為樹脂成分,可使用含有光聚合引發劑的光硬化性樹脂組成物的片材。該等DFR的具體例,例如日本特開2000-231190號公報、日本特開2001-201851號公報、日本特開平11-212262號公報所揭示的光聚合性樹脂組成物的乾膜使其全面硬化所得到的片材,或市售的鹼性顯影型的DFR,例如,旭化成股份有限公司製的UFG系列等。
另外,關於其他的膨潤性樹脂覆膜,例如:含有羧基且以松香為主要成分的樹脂(例如,吉川化工股份有限公司製的「NAZDAR229」)或以苯酚為主要成分的樹脂(例如,LEKTRACHEM公司製「104F」)等。
膨潤性樹脂覆膜,用習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等的塗佈機構將樹脂的懸浮液或乳狀液塗佈在絶緣基材表面上之後使其乾燥,或用真空疊合機等將形成於支持基板上的DFR貼合於絶緣基材表面上之後使全面硬化,便可輕易形成。
另外,該電路溝槽形成步驟所形成之電路溝槽的寬度並無特別限定。具體而言,例如:該電路溝槽宜至少含有線寬5~30μm的部分。藉由該電路溝槽A3限定出以無電解電鍍形成電鍍層的部分,亦即,電氣電路形成部分。具體而言,例如:在此形成之電路溝槽的寬度成為本實施態樣所形成之電氣電路的線寬。亦即,當形成該等線寬狹窄之電氣電路時,便可得到具備充分經過高密度化之電路的電路基板。另外,當形成該等線寬狹窄之電氣電路時,一般而言,電氣電路與絶緣基材的接觸面積很狹小,電氣電路與絶緣基材的密合性變低,電氣電路容易從絶緣基材剝離。藉由上述構造,即使形成上述線寬狹窄之電氣電路時,也能夠得到電氣電路與絶緣基材的密合性夠高,能夠防止電氣電路從絶緣基材的剝離的電路基板。
另外,電路溝槽的深度,係在利用填滿電鍍弭平電氣電路與絶緣基材的高低差的前提下,設置為本實施態樣所形成的電氣電路的深度。另外,若使用雷射加工,即使線寬在20μm以下的細微電路,也可輕易形成。
該電鍍觸媒A5係在該電鍍處理步驟中利用無電解電鍍在欲形成電鍍膜的部位上形成電鍍膜而賦予的觸媒。電鍍觸媒,只要使用習知的無電解電鍍用觸媒即可,其他並無特別限定。另外,亦可預先披覆電鍍觸媒的前驅物,並在樹脂覆膜剝離之後使電鍍觸媒生成。關於電鍍觸媒的具體例,例如:金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等,或是使該等金屬生成的前驅物。
關於披覆電鍍觸媒A5的方法,例如:用在pH值1~3的酸性條件下可進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。具體而言,例如以下的方法。
首先,將形成電路溝槽A3以及貫通孔A4的絶緣基材A1的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中再進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在絶緣基材A1之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性觸媒金屬膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒亦即金屬鈀。
另外,關於酸性觸媒金屬膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用使用酸性觸媒金屬膠狀溶液的市售電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。
關於該樹脂覆膜A2的除去方法,例如:將披覆著樹脂覆膜A2的絶緣基材A1浸漬在鹼性溶液等的液體中經過既定時間,使樹脂覆膜A2被溶解除去或因為膨潤而剝離的方法。關於鹼性溶液,可使用例如1~10%左右的濃度的氫氧化鈉水溶液等。另外,亦可在浸漬時照射超音波以提高除去效率。另外,亦可在使其因為膨潤而剝離時,輕輕用力將其剝除。
另外,就使用該膨潤性樹脂覆膜作為該樹脂覆膜A2的情況進行說明。
關於使該膨潤性樹脂覆膜A2膨潤的液體(膨潤液),只要使用不會實質上讓該絶緣基材A1、膨潤性樹脂覆膜A2以及電鍍觸媒A5分解或溶解而只會讓該膨潤性樹脂覆膜A2膨潤到容易剝離之程度的液體即可,其他並無特別限定。該等膨潤液,可根據膨潤性樹脂覆膜A2的種類或厚度選擇較適當者。具體而言,例如:當膨潤性樹脂覆膜由二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體時,宜使用例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等的鹼性水溶液。
另外,當在觸媒披覆步驟中使用以上述酸性條件進行處理的電鍍程序時,膨潤性樹脂覆膜A2宜由在酸性條件下膨潤度在10%以下,在鹼性條件下膨潤度在50%以上的例如二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體所形成。該等膨潤性樹脂覆膜,利用pH值12~14的鹼性水溶液,例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等,便可輕易被膨潤、剝離。另外,為了提高剝離性,亦可在浸漬時用超音波照射。另外,亦可因應需要輕輕用力將其剝除。
關於使膨潤性樹脂覆膜A2膨潤的方法,例如:將披覆著膨潤性樹脂覆膜A2的絶緣基材A1浸漬在膨潤液中經過既定時間的方法。另外,為了提高剝離性,最好是在浸漬時用超音波照射。另外,僅受到膨潤而未剝離時,亦可根據需要輕輕用力將其剝除。
該無電解電鍍處理的方法,可使用例如:將部分披覆有電鍍觸媒A5的絶緣基材A1浸漬於無電解電鍍液中,在披覆有電鍍觸媒A5的部分上析出無電解電鍍膜(電鍍層)的方法等。
可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
無電解電鍍膜A5的膜厚並無特別限定。具體而言,例如:0.1~10μm,更宜為1~5μm左右。尤其,當使該電路溝槽A3的深度夠深時,電鍍膜厚較厚,便可輕易形成剖面積較大的金屬配線。此時,便可使金屬配線的強度提高,是較佳的作法。
利用電鍍處理步驟,在絶緣基材A1表面殘留有電鍍觸媒A5的部分上析出無電解電鍍膜。如是,便可在欲形成電路溝槽的部分上正確地形成導電層。另一方面,亦可防止在不欲形成電路溝槽的部分上析出無電解電鍍膜。因此,即使在狹窄的節距間隔形成複數條線寬狹小的細微電路,也不會在隣接電路之間殘留多餘的電鍍膜。因此,能夠防止短路或遷移等問題的發生。
[第2-2實施態樣]
在該第2-1實施態樣中,係說明在平面的絶緣基材上形成電氣電路所製得之電路基板,惟本發明並非僅限於此。具體而言,即使絶緣基材使用具有高低差狀之立體面的三維形狀的絶緣基材,也能夠製得具備正確配線之電氣電路的電路基板(立體電路基板)。
以下,說明第2-2實施態樣之立體電路基板的製造方法。
圖10係用來說明製造第2-2實施態樣之立體電路基板的各步驟的示意剖面圖。
首先,如圖10(A)所示的,在具有高低差部分的立體絶緣基材A51的表面上形成樹脂覆膜A2。另外,該步驟相當於覆膜形成步驟。
該立體絶緣基材A51可使用習知用來製造立體電路基板的各種樹脂成形體,並無特別限定。該等成形體利用射出成形製得,故生產效率較佳。關於用來製得樹脂成形體的樹脂材料的具體例,例如:聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、各種聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂等。
該樹脂覆膜A2的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:與該第2-1實施態樣同樣的形成方法等。
接著,如圖10(B)所示的,在形成有該樹脂覆膜A2的絶緣基材A51上,從該樹脂覆膜A2的外表面側進行雷射加工或機械加工以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽A3。另外,用來形成該電路溝槽A3的雷射加工或機械加工,係以該樹脂覆膜A2的外表面為基準,切削超過該樹脂覆膜A2的厚度。另外,該步驟相當於電路溝槽形成步驟。
藉由該電路溝槽A3限定出以無電解電鍍形成電鍍層的部分,亦即,電氣電路形成部分。
接著,如圖10(C)所示的,在該電路溝槽A3的表面上以及未形成該電路溝槽A3的該樹脂覆膜A2的表面上披覆觸媒金屬(電鍍觸媒)A5。另外,該步驟相當於觸媒披覆步驟。藉由該等觸媒披覆處理,如圖10(C)所示的,便可在電路溝槽A3的表面上以及樹脂覆膜A2的表面上披覆觸媒金屬A5。
接著,如圖10(D)所示的,從該立體絶緣基材A51將該樹脂覆膜A2剝離。藉此,便可在該立體絶緣基材A51的形成有該電路溝槽A3的部分的表面上殘留觸媒金屬A5。另一方面,披覆在該樹脂覆膜A2的表面上的觸媒金屬A5,在載置於該樹脂覆膜A2之上的狀態下,與該樹脂覆膜A2一併被除去。另外,該步驟相當於覆膜剝離步驟。
接著,如圖10(E)所示的,對已剝離該樹脂覆膜A2的立體絶緣基材A51實施無電解電鍍。藉此,在殘存該觸媒金屬A5的部分上形成電鍍層A6。亦即,在形成有該電路溝槽A3或該貫通孔A4的部分上,形成作為電氣電路的電鍍層A6。另外,該步驟相當於電鍍處理步驟。
根據上述各步驟,如圖10(E)所示的,便可形成電路基板A60,其在三維形狀的立體絶緣基材A51上形成電氣電路A6。如是形成之電路基板A60,即使絶緣基材上所形成之電氣電路的線寬以及線間隔很狹小,絶緣基材與電氣電路的密合性也很高,電氣電路不易損傷。另外,本實施態樣之電路基板,即使在立體電路基板的具有高低差部的表面上,也能夠正確且簡易地形成電路。
[第3實施態樣]
本發明更關於一種屬於多層電路基板的技術領域且使用加成法的多層電路基板的製造方法以及該製造方法所製造的多層電路基板。
近年,以行動電話為首之攜帶式資訊終端裝置、電腦及其周邊裝置、各種資訊家電裝置等的電氣裝置,朝高度功能化快速發展。伴隨於此,對於該等電氣裝置上所搭載的電路基板而言,其電氣電路也被要求更高密度化。為了實現該等電路基板的高密度化,吾人希求一種能夠正確地形成具備更狹窄之線寬以及線間隔的電路的方法。在高密度化的配線中,容易發生配線間的短路或遷移等問題。另外,在較細寬度的配線中,配線的機械強度會降低,電路容易因為受到衝擊等因素而被切斷。再者,堆疊數增加,在電路形成面上所產生的凹凸就會變大,欲形成細微電路就會變困難。
以往,電路基板的電路的形成方法,已知有減去法或加成法。減去法,是將欲在金屬箔堆疊板的表面上形成電路的部分以外的金屬箔除去(減去),以形成電路的方法。另一方面,加成法,是對絶緣基材上欲形成電路的部分實施無電解電鍍,以形成電路的方法。
一般而言,減去法是蝕刻膜厚較厚的金屬箔以在欲形成電路的部分上殘留金屬箔的方法。若利用這個方法,則被除去部分的金屬會被浪費掉。另一方面,加成法可僅在欲形成金屬配線的部分上形成無電解電鍍膜,故不會浪費金屬。從此點來看,加成法是較佳的電路形成方法。
習知的代表性加成法之一的全加成法,以如下方式進行。首先,在絶緣基材的表面上披覆電鍍觸媒。接著,在電鍍觸媒之上形成光阻層。接著,透過形成有既定電路圖案的光罩對光阻層的表面進行曝光。接著,對電路圖案進行顯影。然後,對顯影所形成之電路圖案的表面實施無電解電鍍,以在電路圖案的部分上形成金屬配線。藉由該等步驟便可在絶緣基材上形成電氣電路。
在上述的習知加成法中,會在絶緣基材的整個表面上披覆電鍍觸媒。因此,會產生以下的問題。亦即,當以高精度對光阻層進行顯影時,便可在光阻未保護到的部分形成電鍍膜。然而,當未以高精度對光阻層進行顯影時,可能會在本來不欲形成電路的部分殘留多餘的電鍍膜。這是因為在絶緣基材的整個表面上披覆電鍍觸媒所造成的。多餘的電鍍膜會導致隣接電路之間的短路或遷移等問題。該等短路或遷移問題,在形成線寬以及線間隔較狹窄的電路時更容易發生。
為了解決該等問題,吾人考慮應用例如日本特開昭58-186994號公報所記載之如下技術。首先,在絶緣基材上塗佈樹脂保護膜。接著,在已塗佈該保護膜之絶緣基材上利用機械加工或照射雷射光束描繪形成對應電路圖案的溝槽以及穿通孔。接著,在該絶緣基材整個表面上形成活性化層。接著,將該樹脂保護膜剝離,僅在溝槽以及穿通孔的內壁面上殘留活性化層。然後,對該絶緣基材實施電鍍,以選擇性地在該受到活性化之溝槽以及穿通孔的內壁面上形成導電層。
關於該技術,本案申請人已對使無電解電鍍用的電鍍觸媒以高精度殘留在例如電路圖案的部分或穿通孔的內壁面等欲進行無電解電鍍的部分上的發明內容提出專利申請(日本特願2008-118818以及以其為基礎的日本特願2009-104086等)。茲參照圖17說明該專利申請的電路形成方法。
首先,如圖17A所示的,在絶緣基材a的表面上塗佈樹脂皮膜b。接著,如圖17B所示的,在已塗佈樹脂皮膜b的絶緣基材a上形成具備所期望之電路圖案的溝槽c或穿通孔d。另外,雖然在圖17B中溝槽c的底面與絶緣基材a的表面一致,然而將溝槽c挖掘到比絶緣基材a的表面更深的位置也沒有關係。接著,如圖17C所示的,在溝槽c以及穿通孔d的表面上以及樹脂皮膜b的表面上披覆電鍍觸媒e。在此,電鍍觸媒在概念上包含其前驅物。接著,如圖17D所示的,將樹脂皮膜b剝離,以在溝槽c以及穿通孔d的表面上殘留電鍍觸媒e。然後,如圖17E所示的,在電鍍觸媒e殘留部分上形成無電解電鍍膜f,以製得在溝槽c以及穿通孔d的內壁面上形成精度良好之導電層的電路基板x。
另外,近年來,關於高密度化之多層電路基板的製造方法,逐層形成各層電氣電路,一邊形成作為層間連接用孔的介層孔一邊進行堆疊的增層法,已為人所習知。然而,該等增層法,若應用圖17A~圖17E所說明的加成法,可能會產生以下所說明的問題。茲參照圖18說明該問題。
首先,如圖18A所示的,準備已形成第1電氣電路h的電路基板g。另外,雖然在圖18A中電路h是載置在電路基板g的表面上,惟亦可埋設於電路基板g的表面。另外,第1電路h的形成方法亦不在所問。接著,如圖18B所示的,在已形成第1電路h的電路基板g的表面上形成絶緣層i。接著,如圖18C所示的,在絶緣層i的表面(外表面)上形成樹脂皮膜j。接著,如圖18D所示的,自所形成之樹脂皮膜j的外表面進行雷射加工,以形成具備樹脂皮膜j之厚度以上的深度的電路圖案k以及層間連接用孔m。電路圖案k包含配線用溝槽或電極墊部用孔等部位。另外,層間連接用孔m,到達電路基板g的第1電路h,使該第1電路h露出。
接著,如圖18E所示的,在樹脂皮膜j的表面、電路圖案k的表面、層間連接用孔m的表面以及所露出之第1電路h的表面上披覆電鍍觸媒n。另外,雖然從後述的無電解電鍍的觀點來看並沒有必要特別在第1電路h的表面上披覆電鍍觸媒n,然而在整個絶緣層i上披覆電鍍觸媒n可達到簡化作業之目的。接著,如圖18F所示的,從絶緣層i除去樹脂皮膜j。然後,如圖18G所示的,對絶緣層i實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒n的電路圖案k的部分上形成無電解電鍍膜以在絶緣層i上形成第2電氣電路p。另外,使無電解電鍍膜從位於層間連接用孔m之底部的第1電路h開始成長,藉此用電鍍金屬填充層間連接用孔m以形成金屬柱q。結果,絶緣層i的第2電路p與電路基板g的第1電路h透過金屬柱q在層間連接。
然而,若像這樣在電路圖案k的部分與層間連接用孔m的部分同時以無電解電鍍形成導體,則電路部分的配線用溝槽的線寬很細微且深度很淺,另外墊部用孔深度也很淺,故雖然導體形成的時間很短,但層間連接用孔的徑長比配線用溝的線寬更大,且深度比電路部分更深,因此電鍍金屬填充需要較長時間。因此,若在電路部分的導體形成終了時點無電解電鍍終了的話,如圖18G所示的,層間連接用孔的金屬填充會不夠充分,而成為電路與層間連接用孔連接不良的原因。相反地,若持續進行無電解電鍍直到層間連接用孔充分被金屬填充,則電路部分會形成太多導體而變成容易發生短路等問題。另外,有文獻提出縮小層間連接用孔的容積,以在短時間內完成層間連接用孔的金屬填充,因此,使層間連接用孔的深度變淺,並使層間連接用孔的徑長縮小。然而,就前者而言,在電路基板的設計上有很多困難,實難以實現。另外,就後者而言,層間連接用孔與電路的接觸面積會變小,層間連接的可靠度會降低。假如,使層間連接用孔的徑長縮小到與電路圖案的配線用溝槽的寬度相同或在其以下,雖然能夠在短時間內完成金屬填充,但是此時,電鍍膜會從層間連接用孔的內壁面以及底部成長出來,而且也會從電路圖案側成長出來,容易在金屬柱的內部產生孔隙。
本發明之目的在於提供一種多層電路基板的製造方法,其可解決在利用增層法製造多層電路基板時應用加成法的情況下的上述問題點,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能夠在層間連接用孔內充分而良好地填充金屬,並防止電路部分形成多餘導體。
亦即,本發明的多層電路基板的製造方法,係一種具備相互連接之電氣電路與層間連接用孔的多層電路基板的製造方法,包含:在形成有第1電氣電路的電路基板的電路形成面上形成第1絶緣層的第1絶緣層形成步驟;從外表面在該第1絶緣層上形成開孔,使第1電氣電路露出的開孔形成步驟;在露出之第1電氣電路上用電鍍金屬填充該開孔以形成金屬柱的金屬柱形成步驟;在該第1絶緣層的外表面以及該金屬柱的頂部形成第2絶緣層的第2絶緣層形成步驟;在該第2絶緣層的外表面上形成樹脂皮膜的皮膜形成步驟;在該樹脂皮膜的外表面上形成具有至少該樹脂皮膜的厚度與該第2絶緣層的厚度的合計值以上的既定深度以及既定的形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案的電路圖案形成步驟;在該樹脂皮膜的表面上以及該電路圖案的表面上披覆電鍍觸媒的觸媒披覆步驟;從該第2絶緣層除去該樹脂皮膜的皮膜除去步驟;以及對該第1絶緣層以及該第2絶緣層實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒的電路圖案的部分以及該金屬柱的露出部分形成電鍍膜以在該第1絶緣層以及該第2絶緣層上形成第2電氣電路,同時使該絶緣層的第2電氣電路與該電路基板的第1電氣電路透過該金屬柱在層間連接的電鍍步驟。
若利用上述方法,由於以電路圖案形成前的第1絶緣層形成步驟、開孔形成步驟以及金屬柱形成步驟預先用電鍍金屬填充層間連接用孔,故無須在意電路部分是否形成多餘的導體,而能夠花時間充分地在層間連接用孔內填充金屬。另外,由於電路圖案尚未形成,故電鍍膜不會從電路圖案側成長出來,可防止孔隙產生,使金屬填充情況良好。然後,由於在層間連接用孔的金屬填充完成之後,利用第2絶緣層形成步驟、皮膜形成步驟、電路圖案形成步驟、觸媒披覆步驟、皮膜除去步驟以及電鍍步驟,以圖17A~圖17E所說明的加成法形成電路部分的導體,故能夠在短時間內形成精度良好的細微導體,並防止在電路部分形成多餘的導體。根據以上內容,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能夠適當應用加成法,以增層法順利製造出多層電路基板。
金屬柱形成步驟所形成的「金屬柱」,只要厚度比構成電氣電路的導體層更厚,有在電氣電路上朝約略垂直方向突出設置的導電性凸部即可,其形狀並無特別限定。例如,除了圓柱或角柱等剖面形狀固定的柱狀之外,也包含剖面形狀在長度方向上變化的圓錐台狀或角錐台狀。
在電路圖案形成步驟形成的電路圖案的「溝槽」,主要是配線用溝槽,「開孔」係例如電極墊部用的開孔。惟因應狀況,亦可為層間連接用孔(有別於先前金屬填充完成的層間連接用孔)。
另外,若利用上述構造,由於在第1絶緣層的外表面上形成第2絶緣層,並在第2絶緣層的外表面上形成樹脂皮膜,然後在形成具備至少樹脂皮膜的厚度與第2絶緣層的厚度的合計值以上的深度的電路圖案之後,除去樹脂皮膜,故在電路圖案的部分中第2絶緣層必定會受到加工除去動作。因此,電路圖案的底面會位於挖掘到比第2絶緣層的外表面更下面的位置,而形成構成電氣電路的導體層被埋設於第2絶緣層的外表面的一部分或全部的狀態。結果,能夠增加導體層的厚度,並確保電路的機械強度。另外,還能夠消除或減少導體層從第2絶緣層突出的份量,保護電路,防止電路從絶緣層脫落,消除或減少在電路形成面上所產生之凹凸。
本發明宜在電路圖案形成步驟以金屬柱的頂部從電路圖案的底面露出且突出的方式形成電路圖案,並將以覆蓋該金屬柱頂部之方式所形成的第2電氣電路的部分當作電極用墊部。理由為金屬柱的頂部插入墊部的導體層可藉由錨定效果有效防止墊部脫落,製得能夠充分承受安裝零件之重量的墊部。
另外,本發明亦可在電路圖案形成步驟中以金屬柱的頂部不從電路圖案的底面露出或突出的方式形成電路圖案。此時,便可防止形成在金屬柱的頂部之上的導體層從絶緣層的外表面突出,並消除在電路形成面所產生之凹凸。
此時,在金屬柱形成步驟中,將電鍍金屬填充到電路圖案的底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部便不會露出或突出。亦即,當電路圖案的底面與第1絶緣層的外表面一致時,使金屬柱成長到第1絶緣層的外表面即可。另一方面,當電路圖案的底面挖掘到比第1絶緣層的外表面更下面的位置時,不使金屬柱成長到第1絶緣層的外表面,而是使成長停止在其之前的高度。藉此,便可輕易達成在電路圖案形成步驟之前的金屬柱形成步驟的階段金屬柱的頂部不會從電路圖案的底面突出這個特點。
或者,亦可在金屬柱形成步驟之後,將金屬柱的頂部除去到電路圖案底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部不會露出或突出。如是,便可確實達成修正金屬柱的頂部的位置使金屬柱的頂部不會從電路圖案的底面突出之目的。
本發明,在金屬柱形成步驟中,利用無電解電鍍使電鍍膜從露出之第1電氣電路開始成長,以用電鍍金屬填充開孔。由於利用導體亦即電氣電路當作無電解電鍍的電鍍核,故能夠合理地形成金屬柱。
另外,本發明亦可在金屬柱形成步驟中,於第1絶緣層的表面、開孔的內壁面以及露出之第1電氣電路的表面上披覆電鍍觸媒,並對電鍍觸媒披覆部分實施無電解電鍍之後,藉由實施電解電鍍,用電鍍金屬填充開孔,之後,除去在包含第1絶緣層表面的第1絶緣層外表面側析出的電鍍金屬。在包含第1絶緣層表面的第1絶緣層的外表面側形成之無電解電鍍層,被當作在電解電鍍中所需要的給電層利用,故能夠合理地形成金屬柱。
在本發明中,樹脂皮膜宜為可被既定液體溶解或膨潤而從絶緣層溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。使用該等樹脂皮膜,便可輕易而順利地從絶緣層表面將樹脂皮膜除去。若在除去樹脂皮膜時樹脂皮膜崩壞的話,披覆在該樹脂皮膜上的電鍍觸媒會飛散,所飛散之電鍍觸媒再次披覆到絶緣層上會在該部分上形成多餘的電鍍膜。若能輕易而順利地從絶緣層表面將樹脂皮膜除去的話,便能夠防止這個問題。
然後,本發明的多層電路基板,係以上製造方法所製造的多層電路基板。因此,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能順利地在層間連接用孔內充分填充金屬,進而製得電路與層間連接用孔的連接情況良好,且不會在電路部分形成多餘的導體,不易引起短路等問題的多層電路基板。
亦即,本發明的第3實施態樣包含以下技術內容。
請求項3-1. 一種具備相互連接之電氣電路與層間連接用孔的多層電路基板的製造方法,包含:在形成有第1電氣電路的電路基板的電路形成面上形成第1絶緣層的第1絶緣層形成步驟;從外表面在該第1絶緣層上形成開孔,使第1電氣電路露出的開孔形成步驟;在露出之第1電氣電路上用電鍍金屬填充該開孔以形成金屬柱的金屬柱形成步驟;在該第1絶緣層的外表面以及該金屬柱的頂部形成第2絶緣層的第2絶緣層形成步驟;在該第2絶緣層的外表面形成樹脂皮膜的皮膜形成步驟;在該樹脂皮膜的外表面形成具有至少該樹脂皮膜的厚度與該第2絶緣層的厚度的合計值以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案的電路圖案形成步驟;在該樹脂皮膜的表面上以及該電路圖案的表面上披覆電鍍觸媒的觸媒披覆步驟;從該第2絶緣層將該樹脂皮膜除去的皮膜除去步驟;以及對該第1絶緣層以及該第2絶緣層實施無電解電鍍,以在殘留電鍍觸媒的電路圖案的部分上以及該金屬柱的露出部分上形成電鍍膜並在該第1絶緣層以及該第2絶緣層上形成第2電氣電路,同時使該絶緣層的第2電氣電路與該電路基板的第1電氣電路透過該金屬柱在層間連接的電鍍步驟。
請求項3-2. 如請求項3-1所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在電路圖案形成步驟中,以金屬柱的頂部從電路圖案的底面露出且突出的方式形成電路圖案,將覆蓋該金屬柱的頂部的第2電氣電路的部分當作電極用墊部。
請求項3-3. 如請求項3-1所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在電路圖案形成步驟中,以金屬柱的頂部不從電路圖案的底面露出或突出的方式形成電路圖案。
請求項3-4. 如請求項3-3所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟中,電鍍金屬填充到電路圖案底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,使金屬柱的頂部不會露出或突出。
請求項3-5. 如請求項3-3所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟之後,將金屬柱的頂部除去到電路圖案底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,使金屬柱的頂部不會露出或突出。
請求項3-6. 如請求項3-1~3-5中任1項所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟中,在露出之第1電氣電路上以無電解電鍍使電鍍膜成長,藉此用電鍍金屬填充開孔。
請求項3-7. 如請求項3-1~3-5中任1項所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟中,在第1絶緣層的表面、開孔的內壁面以及露出之第1電氣電路的表面上披覆電鍍觸媒,在對電鍍觸媒披覆部實施無電解電鍍之後,藉由實施電解電鍍,以電鍍金屬填充開孔,之後,將在包含第1絶緣層表面的第1絶緣層的外表面側析出之電鍍金屬除去。
請求項3-8. 如請求項3-1~3-7中任1項所記載之多層電路基板的製造方法,其中,樹脂皮膜係可被既定液體溶解或膨潤而從絶緣層溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜請求項3-9. 利用請求項3-1~3-8中任1項所記載之製造方法製造的多層電路基板。
若根據本發明,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能夠適當應用加成法,利用增層法順利製造出多層電路基板。而且,由於電氣電路埋設於絶緣層,故可確保電路的機械性強度,保護電路,防止電路從絶緣層脫落,並防止在電路形成面上產生凹凸。
[第3-1實施態樣]
圖13是用來表示本實施態樣之多層電路基板F1的電氣電路F27的構造以及層間連接用孔F21(與金屬柱F22)的配置等的部分俯視圖。如圖所示,在本實施態樣中,可製造出電氣電路F27與層間連接用孔F21亦即介層孔相互連接的多層電路基板F1。電路F27包含線寬細微之配線F27a以及電極用墊部F27b。電極用墊部F27b與層間連接用孔F21重疊設置。
圖13中的I-I線表示圖14~圖16的端視圖的切斷位置。在圖14中,符號F10為電路基板,符號F11為第1電氣電路,符號F20為第1絶緣層,符號F21為層間連接用孔,符號F22為金屬柱,符號F23為第2絶緣層,符號F24為樹脂皮膜,符號F25為電路圖案,符號F26為電鍍觸媒,符號F27為第2電氣電路,符號F30表示第1絶緣層F20與第2絶緣層F23組合的整個絶緣層。如圖14I所示的,在該多層電路基板F1中,第1電氣電路F11設置在電路基板F10上,第2電氣電路F27設置在絶緣層F30(第1絶緣層F20以及第2絶緣層F23)上,絶緣層F30堆疊在電路基板F10上,第1電氣電路F11與第2電氣電路F27透過設置在第1絶緣層F20上的層間連接用孔F21(以及金屬柱F22)在層間連接。
<電路基板準備步驟>
在本實施態樣的製造方法中,首先,如圖14A所示的,準備設置有第1電氣電路F11的電路基板F10(電路基板準備步驟)。另外,雖然在圖14A中,第1電路F11是載置在電路基板F10的表面上,惟亦可埋設於電路基板F10的表面。另外,第1電路F11的形成方法不在所問。可利用例如減去法或加成法等習知電路形成方法形成。再者,電路基板可只在單面形成電路,或是在雙面均形成電路。另外,也可以是多層電路基板。
電路基板F10可採用以往在多層電路基板製造中所使用的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體例,例如:由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。電路基板F10的態樣可為片材、薄膜、預浸材,三維形狀的成形體等,並無特別限定。電路基板F10的厚度也無特別限定,例如,當為片材、薄膜、預浸材時,厚度可設為10~500μm,更宜設在20~200μm左右。另外,電路基板F10的詳細說明,準照以下記載之第1絶緣層F20的詳細說明,與其相同。
<絶緣層形成步驟>
接著,如圖14B所示的,在設置有第1電路F11的電路基板F10的表面(電路形成面)上形成第1絶緣層F20(第1絶緣層形成步驟)。該第1絶緣層F20的態樣並無特別限定。具體而言,例如:片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成形體,或由樹脂溶液塗佈所形成。該第1絶緣層F20的厚度並無特別限定。具體而言,當為片材、薄膜、預浸材時,宜設為例如10~200μm,更宜設在20~100μm左右。另外,該第1絶緣層F20亦可含有二氧化矽粒子等的無機微粒子。例如,可在電路基板F10的表面上堆疊片材、薄膜或預浸材,加壓使其擴張貼合,之後使其硬化,便可形成第1絶緣層F20,亦可加熱加壓使其硬化成形。另外,亦可在電路基板F10的表面上塗佈樹脂溶液,之後使其硬化,便可形成第1絶緣層F20。另外,亦可使用模具以及框具等工具,置入絶緣層材料,加壓使其硬化形成三維形狀的成形體,亦可對片材、薄膜或預浸材實施下料步驟,將下料所得的材料堆疊在電路基板F10的表面上,在加壓使其擴張貼合,然後使其硬化,或是加熱加壓使其硬化,進而形成三維形狀的成形體。
該第1絶緣層F20可採用以往多層電路基板製造中所使用的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體例,例如:以往多層電路基板製造中所使用的例如由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。
該環氧樹脂,只要是構成可用於電路基板製造中的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂、含氮樹脂、含矽酮樹脂等。另外,就該環氧樹脂以及樹脂而言,可單獨使用上述各環氧樹脂以及樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成基材時,一般而言,為了硬化,會使其含有硬化劑。關於該硬化劑,只要是可以使用的硬化劑即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑、氰酸酯樹脂等。
該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。為了更進一步賦予阻燃性可使用例如經過磷變性的苯酚樹脂或是經過磷變性的氰酸酯樹脂等。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上的硬化劑。
另外,雖然並無特別限定,惟由於係利用雷射加工形成電路圖案,故宜使用對100nm~400nm波長範圍的雷射光的吸收率良好的樹脂。具體而言,例如聚醯亞胺樹脂等。另外,該絶緣基材(絶緣層)亦可含有填料。該填料可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。若含有填料,則在雷射加工部填料會露出,填料的凹凸可提高電鍍與樹脂之間的密合性。構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。關於該無機微粒子,可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在使所期望的功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。另外雖然並無特別限定,惟宜使用平均粒徑在絶緣層之厚度以下的填料,宜使用平均粒徑0.01~10μm的填料,更宜使用平均粒徑0.05μm~5μm的填料。另外,該無機微粒子,為了提高在該絶緣基材中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。該矽烷偶合劑並無特別限定。具體而言,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。關於該矽烷偶合劑,可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有分散劑。該分散劑並無特別限定。具體而言,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。關於該分散劑,可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。另外,關於該有機微粒子,具體而言,例如:橡膠微粒子等。另外,例如當電路基板F10以及第1絶緣層F20使用預浸材時,亦可在電路基板F10的表面(電路形成面)上疊合第1絶緣層F20,加熱加壓堆疊使其硬化。
另外,構成電路基板F10的素材種類以及樹脂種類亦可與構成第1絶緣層F20的素材種類以及樹脂種類不同。然而,從電路基板F10與第1絶緣層F20良好密合堆疊的觀點考量,宜為彼此相性良好的不同種類,在典型上彼此更宜為相同種類。
<開孔形成步驟>
接著,如圖14C所示的,從第1絶緣層F20的表面(外表面)側進行雷射加工,以在第1絶緣層F20的表面(外表面)上形成層間連接用孔F21(開孔形成步驟)。此時,層間連接用孔F21到達電路基板F10的第1電路F11,使該第1電路F11露出。另外,雷射加工及其周邊技術的詳細說明,以其他步驟所記載之雷射加工及其周邊技術的詳細說明為準,與其相同。另外,在因為雷射加工而露出的第1電路F11之上殘留著第1絶緣層F20的樹脂殘渣亦即膠渣(圖中未顯示)。膠渣會成為導通情況不良的原因,故宜利用去膠渣處理除去。關於去膠渣處理,可使用例如浸漬過錳酸溶液以溶解除去膠渣等的習知方法,並無特別限定。然而,亦可因應狀況省略去膠渣處理。
<金屬柱形成步驟>
接著,如圖14D所示的,在露出之第1電路F11上,實施無電解電鍍或電解電鍍,用電鍍金屬填充該層間連接用孔F21,在層間連接用孔F21形成金屬柱F22(金屬柱形成步驟)。另外,當實施無電解電鍍時,第1電路F11可當作電鍍核,從第1電路F11開始成長電鍍膜。另一方面,當實施電解電鍍時,在第1絶緣層F20的表面、開孔F21的內壁面以及所露出之第1電路F11的表面披覆電鍍觸媒,在對電鍍觸媒披覆部位實施無電解電鍍之後,再實施電解電鍍,藉此,用電鍍金屬填充開孔F21,之後,將在包含第1絶緣層F20的表面在內的第1絶緣層F20的外表面側析出之電鍍金屬除去。
金屬柱F22的形狀、大小、間隔等並無特別限定。具體而言,例如,宜為約略圓柱狀,高度在5~200μm左右,底面的直徑在10~500μm左右的金屬柱F22。另外,亦可為角柱狀、圓錐台狀或角錐台狀等的金屬柱F22。
另外,圖14D表示在該金屬柱形成步驟金屬柱F22成長到第1絶緣層F20的外表面(表面)的高度的情況。若利用該等方法,便可在後述第2絶緣層形成步驟形成第2絶緣層F23之前以及在皮膜形成步驟形成樹脂皮膜F24之前,對使第1電路F11與第2電路F26在層間連接的層間連接用孔F21充分填充並形成能夠防止孔隙產生的良好金屬柱F22。<第2絶緣層形成步驟>接著,如圖14E所示的,在第1絶緣層F20的外表面以及金屬柱F22的頂部形成第2絶緣層F23(第2絶緣層形成步驟)。第2絶緣層F23與第1絶緣層F20的情況相同。具體而言,第2絶緣層F23可使用例如片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成形體等,或是由樹脂溶液塗佈所形成者。該第2絶緣層F23的厚度並無特別限定。具體而言,當為片材、薄膜、預浸材時,宜為例如3~50μm,更宜為5~40μm左右。另外,該第2絶緣層F23亦可含有二氧化矽粒子等的無機微粒子。
關於第2絶緣層F23,例如,可在第1絶緣層F20的外表面堆疊片材、薄膜以及預浸材,加壓使其擴張貼合,之後使其硬化成形,亦可在第1絶緣層F20的外表面塗佈樹脂溶液,之後使其硬化成形。另外,亦可使用模具以及框具等工具,置入形成第2絶緣層F23的材料,加壓使其硬化,以形成三維形狀的成形體。該第2絶緣層F23可採用以往多層電路基板製造中所使用的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體例,例如:以往多層電路基板製造中所使用的例如由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。另外,第2絶緣層F23的詳細說明,以先前記載之第1絶緣層F20的詳細說明為準,與其相同。
另外,構成第1絶緣層F20的素材種類以及樹脂種類亦可與構成第2絶緣層F23的素材種類以及樹脂種類不同。然而,從第1絶緣層F20與第2絶緣層F23良好密合堆疊的觀點考量,宜為彼此相性良好的不同種類,在典型上彼此更宜為相同種類。
<皮膜形成步驟>
接著,同樣如圖14E所示的,在第2絶緣層F23的外表面上形成樹脂皮膜F24(皮膜形成步驟)。樹脂皮膜(光阻)F24只要能夠在後述皮膜除去步驟除去即可,其他並無特別限定。樹脂皮膜F24宜為可用既定液體溶解或膨潤而輕易地從第2絶緣層F23的表面溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。具體而言,例如,由可用有機溶劑或鹼性溶液輕易溶解的可溶型樹脂所構成的皮膜,或由可用既定液體(膨潤液)膨潤的膨潤性樹脂所構成的皮膜等。另外,膨潤性樹脂皮膜,除了實質上不會被既定液體溶解,但會因為受到膨潤而容易從第2絶緣層F23的表面剝離的樹脂皮膜之外,還包含會被既定液體膨潤而部分溶解,且會因為受到膨潤或溶解而容易從第2絶緣層F23的表面剝離的樹脂皮膜,或會被既定液體溶解,且會因為溶解而容易從第2絶緣層F23的表面剝離的樹脂皮膜。使用該等樹脂皮膜,便可輕易從絶緣層表面將樹脂皮膜順利除去。若樹脂皮膜除去時樹脂皮膜崩壞的話,披覆在該樹脂皮膜上的電鍍觸媒會飛散,所飛散之電鍍觸媒可能會再次披覆到絶緣層上並在該部位上形成多餘的電鍍膜。當樹脂皮膜可輕易從絶緣層表面順利除去時,便可防止該等問題。
樹脂皮膜F24的形成方法並無特別限定。具體而言,例如,在第2絶緣層F23的外表面(表面)上塗佈可形成樹脂皮膜F24的液狀材料,之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將乾燥後所形成的樹脂皮膜轉印到第2絶緣層F23的表面上的方法等。另外,其他方法例如:在第2絶緣層F23的外表面(表面)上,貼合由預先形成之樹脂皮膜F24所構成的樹脂薄膜的方法等。另外,塗佈液狀材料的方法,並無特別限定。具體而言,例如,以往習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等。用來形成樹脂皮膜F24的材料,只要是能夠被既定液體溶解或膨潤而容易從第2絶緣層F23的表面溶解除去或剝離除去的樹脂即可,其他並無特別限定。宜使用對既定液體的膨潤度在50%以上的樹脂,更宜使用膨潤度在100%以上的樹脂,最好是使用膨潤度在500%以上的樹脂。另外,當膨潤度太低時,樹脂皮膜會有難以剝離的傾向。
另外,樹脂皮膜的膨潤度(SW)可根據膨潤前重量m(b)以及膨潤後重量m(a),以「膨潤度SW={[m(a)-m(b)]/m(b)}×100(%)」的算式求得。
該等樹脂皮膜,利用在第2絶緣層F23的表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後使其乾燥的方法,或是在支持基材上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後,將其乾燥後所形成的皮膜轉印在第2絶緣層F23的表面上的方法等,便可輕易製得。關於該彈性體的具體例,例如:苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體,丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,便可藉由調整分散成懸浮液或乳狀液的彈性體樹脂粒子的交聯度或膠化度等特性而輕易形成具備所期望之膨潤度的樹脂皮膜。
另外,該等樹脂皮膜特別宜為膨潤度相依於膨潤液的pH值而變化的皮膜。若使用該等皮膜,藉由使後述觸媒披覆步驟中的液性條件與後述皮膜除去步驟中的液性條件不同,便可在觸媒披覆步驟中的pH值之下使樹脂皮膜F24對第2絶緣層F23維持很高的密合力,並在皮膜除去步驟中的pH值之下使樹脂皮膜F24輕易地被剝離除去。
更具體而言,例如,後述觸媒披覆步驟具備例如在pH值1~3的範圍的酸性觸媒金屬膠狀溶液中進行處理的步驟,當後述皮膜除去步驟具備在pH值12~14的範圍的鹼性溶液中使樹脂皮膜膨潤的步驟時,該樹脂皮膜對該酸性觸媒金屬膠狀溶液的膨潤度宜在60%以下,更宜在40%以下,且對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上,更宜在100%以上,最好是在500%以上。該等樹脂皮膜,例如:由具有既定量的羧基的彈性體所形成的片材,用於印刷配線板的形成圖案用的乾膜光阻(以下亦稱為DFR)中的光硬化性的鹼性顯影型的光阻經過全面硬化之後所得到的片材,或是熱硬化性或鹼性顯影型片材等。
關於具有羧基的彈性體的具體例,例如:包含具有羧基的單體單位作為共聚成分,使分子中具有羧基的苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體、丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,藉由調整被分散成懸浮液或乳狀液的彈性體的酸當量、交聯度或膠化度等便可形成具備所期望之鹼性膨潤度的樹脂皮膜。另外,也容易形成相對於在皮膜除去步驟中所使用之既定液體的膨潤度更大,而會被該液體溶解的樹脂皮膜。彈性體中的羧基在鹼性水溶液中會使樹脂皮膜膨潤,具有讓樹脂皮膜從第2絶緣層F23的表面剝離的作用。另外,酸當量係指每1羧基的聚合物分子量。
具有羧基的單體單位的具體例,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸以及馬來酸酐等。關於該等具有羧基的彈性體中的羧基的含有比例,其酸當量宜為100~2000,更宜為100~800。當酸當量太小時(羧基的數量相對太多時),與溶媒或其他組成物的相溶性會降低,導致對無電解電鍍的前處理液的耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太大時(羧基的數量相對太少時),對鹼性水溶液的剝離性會有降低的傾向。另外,彈性體的分子量宜為1萬~100萬,更宜為2萬~50萬,最好是2萬~6萬。當彈性體的分子量太大時剝離性會有降低的傾向,太小時粘度會降低,欲維持樹脂皮膜厚度均勻很困難,且對無電解電鍍的前處理液的耐性也會有惡化的傾向。
另外,DFR以含有既定量之羧基的丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、苯酚系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂等作為樹脂成分,可使用含有光聚合引發劑的光硬化性樹脂組成物的片材。該等DFR的具體例,例如日本特開2000-231190號公報、日本特開2001-201851號公報、日本特開平11-212262號公報所揭示的光聚合性樹脂組成物的乾膜經過全面硬化所得到的片材,或市售的鹼性顯影型的DFR,例如,旭化成股份有限公司製的UFG系列等。另外,關於其他的樹脂皮膜,例如:含有羧基且以松香為主要成分的樹脂(例如,吉川化工股份有限公司製的「NAZDAR229」)或以苯酚為主要成分的樹脂(例如,LEKTRACHEM公司製「104F」)等。
樹脂皮膜F24,用習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等的塗佈機構將樹脂的懸浮液或乳狀液塗佈在第2絶緣層F23的表面上之後使其乾燥,或是用真空疊合機等工具將形成於支持基板上的DFR貼合於第2絶緣層F23的表面上之後使全面硬化,便可輕易形成。樹脂皮膜F24的厚度,例如,宜在10μm以下,更宜在5μm以下,另外,宜在0.1μm以上,更宜在1μm以上。當厚度太厚時,細微電路圖案F25在以雷射加工或機械加工形成時精度會有降低的傾向。另外,當厚度太薄時,會有難以形成膜厚平均之樹脂皮膜F24的傾向。另外,該樹脂皮膜F24宜使用例如以由酸等量在100~800左右的具有羧基的丙烯酸系樹脂所構成的樹脂(含有羧基的丙烯酸系樹脂)為主要成分的樹脂皮膜。
再者,除了上述之外,該樹脂皮膜F23亦宜具備以下特性,亦即,構成該樹脂皮膜的光阻材料的必要特性,例如:(1)在後述的觸媒披覆步驟中,對浸漬已形成樹脂皮膜之絶緣基材(電路基板或絶緣層等)的液體(電鍍核附著藥液)的耐性較高;(2)在後述的皮膜除去步驟中,例如,藉由將已形成樹脂皮膜之絶緣基材浸漬於鹼性液體中的步驟,便可輕易除去樹脂皮膜(光阻);(3)成膜性較高;(4)乾膜(DFR)化較容易;(5)保存性較高等。關於電鍍核附著藥液,雖然文後會有詳述,惟在例如酸性Pd-Sn膠狀觸媒系統的情況下,全部為酸性(pH值1~3)水溶液。另外,在鹼性Pd離子觸媒系統的情況下,觸媒賦予催化劑為弱鹼性(pH值8~12),除此以外為酸性。由上可知,對電鍍核附著藥液的耐性必須耐得住pH值1~11,更宜耐得住pH值1~12。另外,所謂耐得住,是指當光阻成膜樣本浸漬於藥液中時,光阻不會膨潤或溶解,而能發揮光阻的功能。另外,一般而言,浸漬溫度為室溫~60℃,浸漬時間為1~10分鐘,光阻膜厚為1~10μm左右,惟並非以此為限。皮膜除去步驟所使用的鹼性剝離藥液,雖然文後會有詳述,惟一般而言係使用例如NaOH水溶液或碳酸鈉水溶液。其pH值為11~14,較佳為pH值12到14,便可輕易除去光阻膜。NaOH水溶液濃度為1~10%左右,處理溫度為室溫~50℃,處理時間為1~10分鐘,一般以浸漬或噴灑處理,惟並非以此為限。為了在絶緣材料上形成光阻,成膜性也變得很重要。必須形成沒有眼孔等缺陷的均勻薄膜。另外,雖然為了簡化製造步驟或減少材料損失等會進行乾膜化,然而為了確保易處理特性,薄膜的彎曲性仍是必要的。另外可用疊合機(輥子、真空)將經過乾膜化的光阻貼合在絶緣材料上。貼合的溫度為室溫~160℃,壓力或時間則隨意。如是,在貼合時便需要粘著性。因此,經過乾膜化的光阻也會兼具防止雜質附著的功能,一般會形成用載體膜、覆蓋膜夾合的3層構造,惟並非以此為限。關於保存性,能夠在室溫下保存當然是最好的,惟也必須要能夠在冷藏、冷凍下保存。必須在該等低溫下乾膜的組成不會分離,彎曲性不會降低而裂開。
由以上觀點,該樹脂皮膜F24可為將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所製得之聚合物樹脂,或是含有該聚合物樹脂的樹脂組成物。關於習知技術,例如:日本特開平7-281437號公報、日本特開2000-231190、日本特開2001-201851等。關於(a)單體,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸酐、馬來酸半酯、丙烯酸丁酯等,可單獨使用,亦可組合2種以上使用。關於(b)單體,一般而言,例如:呈非酸性且在分子中具有(一個)聚合性不飽和基者,惟並非以此為限。以保持在電鍍步驟中的耐性、硬化膜的可彎曲性等各種特性的方式選擇即可。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,以能夠3維交聯的方式,在用於聚合物的單體中選出具備複數不飽和基的單體。另外,可將環氧基、羥基、胺基、醯胺基、乙烯基等反應性官能基導入分子骨架。
當樹脂中含有羧基時,樹脂中所含有的羧基量的酸當量宜為100~2000,較佳為100~800,更宜為100~600。當酸當量太低時,與溶媒或其他組成物的相溶性或電鍍前處理液耐性會有降低的傾向。另外(a)單體的組成比率宜為5~70質量%。樹脂組成物,其主要樹脂(黏合樹脂)以該聚合物樹脂為必須成分,亦可添加寡聚物、單體、填料或其他添加劑等至少其中1種。主要樹脂宜為具備熱可塑性質的直鏈型聚合物。為了控制流動性、結晶性等特性亦可接枝而使其分枝。關於其分子量,重量平均分子量為1,000~500,000左右,宜為5,000~50,000。若重量平均分子量太小,則薄膜的彎曲性或電鍍核附著藥液耐性(耐酸性)會降低。另外,若分子量太大,則鹼剝離性或乾膜貼合性會變差。再者,為了提高電鍍核附著藥液耐性、防止雷射加工時的熱變形或流動控制,亦可導入交聯點。
單體或寡聚物,只要是具有對電鍍核附著藥液的耐性或是可輕易用鹼除去者即可。另外為了提高乾膜(DFR)的貼合性,可考慮用可塑劑當作粘著性賦予材料。再者,為了提高各種耐性可添加交聯劑。具體而言,例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,亦可包含多官能性不飽和化合物。亦可為上述單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。除了上述單體以外亦可包含其他二種以上的光聚合性單體。關於單體,例如:1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、或聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙二醇二甲基丙烯酸酯等的聚氧烷二醇二甲基丙烯酸酯、2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚三甲基丙烯酸酯、雙酚A二氧化丙烯醚三甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯氧基五乙氧基苯基)丙烷、含有胺基甲酸酯類的多官能甲基丙烯酸酯等。亦可為上述的單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。
填料並無特別限定,具體而言,例如:二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、黏土、白陶土、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋅、滑石、雲母、玻璃、鈦酸鉀、灰石、硫酸鎂、硼酸鋁、有機填料等。另外光阻的較佳厚度為0.1~10μm很薄,故填料大小宜小者為佳。可使用平均粒徑小,粗粒經過切割者,惟亦可在分散時使其碎裂,並過濾除去粗粒。其他添加劑,例如:光聚合性樹脂(光聚合引發劑)、聚合防止劑、著色劑(染料、顏料、發色系顏料)、熱聚合引發劑、環氧基物質或胺甲酸乙酯等的交聯劑等。
在接下來說明的電路圖案形成步驟中,樹脂皮膜F23,因為雷射加工等的關係,必須利用雷射對光阻材料賦予剝離性。雷射加工機可選擇碳酸氣體雷射、準分子雷射或UV-YAG雷射等。該等雷射加工機具有各種固有波長,使用對該波長的吸收率較高的材料,便可提高生產性。其中UV-YAG雷射適合用於細微加工,雷射波長為3倍高次諧波355nm、4倍高次諧波266nm,光阻材料(樹脂皮膜F24的材料)對該等波長的UV吸收率相對較高,是較佳的選擇。UV吸收率越高,光阻F24的加工越利索,可提高生產效率。當然並非以此為限,也有選用UV吸收率相對較低之光阻材料會比較好的情況。UV吸收率越低,UV光越能夠通過光阻F24,便可集中能量對其下之第2絶緣層F23以及第1絶緣層F20進行加工,在絶緣層F20、F23係難以加工之材料時,能夠獲得特別好的結果。如是,宜對應光阻F24的雷射加工的容易度、絶緣層F20、F23的雷射加工的容易度及其關係等,設定光阻材料。
<電路圖案形成步驟>接著,如圖14F所示的,在樹脂皮膜F24的表面(外表面)上形成具有至少該樹脂皮膜F24的厚度與第2絶緣層F23的厚度的合計值(以下亦稱「合計厚度」)以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案F25(電路圖案形成步驟)。電路圖案F25可用雷射加工、切削加工或壓型加工等方式形成。另外,電路圖案F25的溝槽主要是當作配線F27a(參照圖13)用的溝槽,電路圖案F25的開孔是例如電極用墊部F27b(參照圖13)用的開孔。另外,根據狀況不同,電路圖案F25亦可包含層間連接用孔(與已在金屬柱形成步驟形成金屬柱F22的開孔F21不同的層間連接用孔)。此時,在形成具備合計厚度之電路圖案F25的情況下,如圖14F所示的,形成不挖掘到第1絶緣層F20而是在第1絶緣層F20的外表面(表面)上載置電路圖案F25的狀態。另一方面,在形成超過合計厚度的電路圖案F25的情況下,如第3-2實施態樣的圖15F或第3-3實施態樣的圖16F所示的,會形成挖掘到第1絶緣層F20而在第1絶緣層F20的外表面(表面)埋設電路圖案F25的狀態。在電路圖案F25中配線F27a用溝槽的寬度並無特別限定。另外,當使用雷射加工時,即使線寬在20μm以下的細微溝槽也很容易形成。
形成電路圖案F25的方法並無特別限定。具體而言,可使用雷射加工、切割加工等的切削加工、壓型加工等。為了形成高精度的細微電路圖案F25,宜使用雷射加工。利用雷射加工,控制雷射的輸出(能量或功率),第1絶緣層F20的挖掘深度等便比較容易調整。另外,關於壓型加工,宜採用例如奈米印刷領域中使用細微樹脂的壓型加工。
形成該等既定電路圖案F25,之後賦予無電解電鍍膜限定出第2電氣電路F27的形成部位。
另外,第3-2實施態樣所示之圖15F,係表示在該電路圖案形成步驟以先前在金屬柱形成步驟所形成之金屬柱F22的頂部從電路圖案F25的底面露出且突出的方式形成電路圖案F25的情況。這是因為,如後所述的,在利用雷射加工挖掘第1絶緣層F20時,構成第1絶緣層F20的樹脂等很容易除去,惟構成金屬柱F22的電鍍金屬卻很難除去的關係。
<觸媒披覆步驟>
接著,如圖14G所示的,在樹脂皮膜F24的表面上以及電路圖案F25的表面上披覆電鍍觸媒F26(觸媒披覆步驟)。亦即,在形成電路圖案F25的樹脂皮膜F24以及絶緣層F30的表面上以及未形成電路圖案F25的樹脂皮膜F24以及絶緣層F30的表面上全部都披覆電鍍觸媒F26。另外,從後述之無電解電鍍的觀點來看,並無必要特別在金屬柱F22的表面上披覆電鍍觸媒F26,然而在整個樹脂皮膜F24以及絶緣層F30上都披覆電鍍觸媒F26可簡化作業。在此,電鍍觸媒F26概念上包含其前驅物。
電鍍觸媒F26係為了在後述電鍍步驟中欲形成無電解電鍍膜的部分上形成該電鍍膜而預先賦予的觸媒。電鍍觸媒F26可使用習知的無電解電鍍用觸媒,其他並無特別限定。另外,亦可預先披覆電鍍觸媒F26的前驅物,在樹脂皮膜F24的除去後使電鍍觸媒F26生成。關於電鍍觸媒F26的具體例,例如:除了金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等金屬之外,還包含可生成該等金屬的前驅物。
關於披覆電鍍觸媒F26的方法,例如:用可在pH值1~3的酸性條件下進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。更具體而言例如以下的方法。首先,將形成電路圖案F25的樹脂皮膜F24以及絶緣層F30的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中再進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在樹脂皮膜F24以及絶緣層F30之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性觸媒金屬膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒F26亦即金屬鈀。另外,關於酸性觸媒金屬膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用市售的使用酸性觸媒金屬膠狀溶液的電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。
利用該等觸媒披覆處理,便可如圖14G所示的,在樹脂皮膜F24的表面上以及電路圖案F25的表面上披覆電鍍觸媒F26。
<皮膜除去步驟>
接著,如圖14H所示的,從絶緣層F30(更具體而言為第2絶緣層F23)除去樹脂皮膜F24(皮膜除去步驟)。亦即,當樹脂皮膜F24為可溶型樹脂時,使用有機溶劑或鹼性溶液將樹脂皮膜F24溶解,從絶緣層F30的表面除去。另外,當樹脂皮膜F24為膨潤性樹脂時,使用既定液體使樹脂皮膜F24膨潤,再將其從絶緣層F30的表面剝離除去。
利用該皮膜除去步驟,便可在絶緣層F30的電路圖案F25形成部分的表面上殘留電鍍觸媒F26。另一方面,披覆在樹脂皮膜F24的表面上的電鍍觸媒F26,會與樹脂皮膜F24一起從絶緣層F30被除去。在此,從防止從絶緣層F30除去之電鍍觸媒F26飛散而再次披覆於絶緣層F30的表面上的觀點來看,樹脂皮膜F24從絶緣層F30除去時不四分五裂地崩壞而保持連續整個除去會比較好。關於使樹脂皮膜F24溶解或膨潤的液體,只要是不會使電路基板F10、絶緣層F30以及電鍍觸媒F26實質分解或溶解,而可使樹脂皮膜F24溶解或膨潤到容易從絶緣層F30溶解除去或剝離除去之程度的液體即可,其他並無特別限定。該等樹脂皮膜除去用液體,可根據樹脂皮膜F24的種類或厚度等選擇較適當者。具體而言,例如,在使用光硬化性環氧樹脂作為光阻樹脂的情況下,可使用有機溶劑或鹼性水溶液的光阻除去劑等。另外,例如,當樹脂皮膜F24由二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等彈性體所形成時,或者,當樹脂皮膜F24是將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂,或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物時,或是由前述含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成時,宜使用例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等的鹼性水溶液。
另外,當在觸媒披覆步驟中使用以上述酸性條件進行處理的電鍍程序時,樹脂皮膜F24宜由在酸性條件下膨潤度在60%以下,宜在40%以下,在鹼性條件下膨潤度在50%以上的例如二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體所形成,或是由將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物所形成,或是由前述含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成。該等樹脂皮膜,利用pH值11~14,較佳為pH值12~14的鹼性水溶液,例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等,便容易被溶解或膨潤,而被溶解除去或剝離除去。另外,為了提高溶解性或剝離性,亦可在浸漬時用超音波照射。另外,亦可因應需要輕輕用力將其剝除。
關於除去樹脂皮膜F24的方法,例如:將被樹脂皮膜F24披覆的絶緣層F30浸漬在樹脂皮膜除去用液體中經過既定時間的方法等。另外,為了提高剝離除去性或溶解除去性,特別宜在浸漬時用超音波照射。另外,當很難剝離除去或溶解除去時,可因應需要輕輕用力剝除。
<電鍍步驟>
接著,如圖14I所示的,對絶緣層F30實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒F26的電路圖案F25的部分上以及金屬柱F22的露出部分上形成無電解電鍍膜以在該絶緣層F30(亦即第1絶緣層F20以及第2絶緣層F23)上形成第2電氣電路F27。並且,使該絶緣層F30的第2電路F27與電路基板F10的第1電路F11透過該金屬柱F22在層間連接(電鍍步驟)。利用該等無電解電鍍處理,便可在形成電路圖案F25的部分上析出精度良好的無電解電鍍膜。無電解電鍍處理的方法,可使用例如將部分披覆有電鍍觸媒F26的絶緣層F30浸漬在無電解電鍍液中,以在披覆有電鍍觸媒F26的部分上析出無電解電鍍膜的方法。可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
無電解電鍍膜的膜厚並無特別限定。具體而言,例如:0.1~10μm,更宜為1~5μm左右。
利用電鍍步驟,在絶緣層F30表面殘留有電鍍觸媒F26的部分上析出無電解電鍍膜。如是,便可只在欲形成第2電路F27的部分上形成精度良好的導電層。另一方面,亦可防止在未形成電路圖案F25的部分上析出無電解電鍍膜。因此,即使在狹窄的節距間隔形成複數條線寬狹小的細微配線F27a,也不會在隣接配線F27a之間殘留多餘的電鍍膜。因此,能夠防止短路或遷移等問題的發生。利用該等電鍍步驟,便可在絶緣層F30的表面的經過雷射加工的部分上析出無電解電鍍膜。藉此,在絶緣層F30的表面上形成新的第2電路F27,同時該絶緣層F30的第2電路F27與電路基板F10的第1電路F11透過層間連接用孔F21或金屬柱F22在層間連接。
經過或重複該等步驟,便可如圖13所示的,製造出在絶緣層F30的表面上具有第2電路F27的多層電路基板F1。然後,在該多層電路基板F1中,在各層中電氣電路F11、F27與層間連接用孔F21相互連接,同時各層的電氣電路F11、F27之間透過層間連接用孔F21在層間連接。
若利用本實施態樣所說明之製造方法,藉由調整相對於絶緣層F30的電路圖案F25的深度,便可自由調整第2電路F27的膜厚或深度。例如,可將第2電路F27形成在絶緣層F30的較深的部分,或是使複數第2電路F27形成在彼此深度不同的位置上。另外,在絶緣層F30的較深的部分形成第2電路F27,便可形成厚度較厚的電路F27。膜厚較厚的電路剖面積較大,故具有較高的強度與電容量。
在本實施態樣的製造方法中,由於利用形成電路圖案F25之前的第1絶緣層形成步驟、開孔形成步驟與金屬柱形成步驟,預先用電鍍金屬填充層間連接用孔F21,故無須在意第2電路F27是否形成多餘導體,而能夠花時間充分進行層間連接用孔F21的金屬填充。另外,在進行層間連接用孔F21的金屬填充時,由於電路圖案F25尚未形成,故電鍍膜不會從電路圖案側成長出來,可防止孔隙的發生,使金屬填充情況良好。然後,由於在層間連接用孔F21的金屬填充完成之後,利用第2絶緣層形成步驟、皮膜形成步驟、電路圖案形成步驟、觸媒披覆步驟、皮膜除去步驟以及電鍍步驟,以加成法形成第2電路F27的導體,故能夠在短時間內形成精度良好的細微導體,進而防止在第2電路F27上形成多餘的導體。根據以上內容,即使細微電路圖案F25與層間連接用孔F21混合存在,也能夠適當應用加成法,利用增層法順利製造出多層電路基板F1。在本實施態樣的製造方法中,於第1絶緣層F20的外表面上形成第2絶緣層F23,於第2絶緣層F23的外表面上形成樹脂皮膜F24,在形成具備至少樹脂皮膜F24的厚度與第2絶緣層F23的厚度的合計值以上的深度的電路圖案F25之後,將樹脂皮膜F24除去,故在電路圖案F25的部位上第2絶緣層F23必定被加工除去。
因此,電路圖案F25的底面位於挖掘到比第2絶緣層F23的外表面更下方的位置,構成第2電路F27的導體層形成一部或全部埋設於第2絶緣層F23的外表面的狀態。結果,便可增加導體層的厚度,並確保第2電路F27的機械強度。另外,可消除或減少導體層從第2絶緣層F23突出之量,保護第2電路F27,防止第2電路F27從絶緣層F30脫落,消除或減少在電路形成面上所產生之凹凸。在本實施態樣的製造方法中,於金屬柱形成步驟,利用無電解電鍍在露出之第1電氣電路F11上使電鍍膜成長,以在層間連接用孔F21填充電鍍金屬。由於導體亦即電氣電路F11被利用作為無電解電鍍的電鍍核,故能夠合理形成金屬柱F22。
另外,在本實施態樣的製造方法中,於金屬柱形成步驟,在第1絶緣層F20的表面、層間連接用孔F21的內壁面以及露出之第1電氣電路F11的表面上披覆電鍍觸媒F25,在對電鍍觸媒披覆部實施無電解電鍍之後,再實施電解電鍍,藉此用電鍍金屬填充層間連接用孔F21,之後,除去在包含第1絶緣層F20的表面在內的第1絶緣層F20的外表面側析出的電鍍金屬。由於在包含第1絶緣層F20的表面在內的第1絶緣層F20的外表面側形成之無電解電鍍層被利用當作電解電鍍所必須之給電層,故可合理形成金屬柱F22。在本實施態樣的製造方法中,樹脂皮膜F24宜為可被既定液體溶解或膨潤而從第2絶緣層F23(或絶緣層F30)溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。使用該等樹脂皮膜F24,便可輕易而順利地從第2絶緣層F23的表面將樹脂皮膜F24溶解除去或剝離除去。若在除去樹脂皮膜F24時樹脂皮膜F24崩壞的話,披覆在該樹脂皮膜F24上的電鍍觸媒F26會飛散,飛散之電鍍觸媒F26再次披覆到絶緣層F30上會在該部分上形成多餘的電鍍膜。由於能夠輕易而順利地從絶緣層F30表面將樹脂皮膜F24除去,故可防止該等問題。
本實施態樣的製造方法所製造之多層電路基板F1,即使細微電路圖案F25與層間連接用孔F21混合存在,對層間連接用孔F21的金屬填充也能夠充分而順利地進行,電路F11、F27與層間連接用孔F21的連接情況良好,且能夠防止電路F27部分形成多餘的導體,進而製得不易產生短路等問題的多層電路基板F1。因此,能夠適當應用加成法,利用增層法順利製造出多層電路基板F1。結果便可製得形成有形狀精度很高之電氣電路F27的多層電路基板F1。使用該等多層電路基板F1的製造方法,便能夠製造出可用於配線F27a的寬度以及配線F27a的間隔很狹小的IC基板、行動電話用印刷配線板、立體電路基板等用途的多層電路基板F1。另外,在多層電路基板的製造方法中,使樹脂皮膜F24含有螢光性物質,便可在上述皮膜除去步驟之後,對檢査對象面照射紫外光或近紫外光,利用螢光性物質的發光檢查皮膜是否徹底除去。在本實施態樣的多層電路基板的製造方法中,可形成配線F27a的線寬以及配線F27a的間隔非常細小的金屬配線F27a。在此情況下,可能會有例如在互相隣接的金屬配線F27a之間的樹脂皮膜F24無法完全除去而殘留下來的問題。當金屬配線F27a之間殘留樹脂皮膜F24時,會在該部分上形成電鍍膜,導致遷移或短路等問題。此時,使樹脂皮膜F24含有螢光性物質,便可在皮膜除去步驟之後,對皮膜除去面照射既定發光源,使皮膜F24殘留部分因為螢光性物質而發光,藉此檢查出皮膜是否徹底除去或皮膜未徹底除去的位置。
本檢査步驟使用之樹脂皮膜F24所含有的螢光性物質,只要既定光源照射會顯現出發光特性即可,其他並無特別限定。具體例如:Fluoresceine、Eosine、Pyronine G等。利用本檢査步驟檢測出螢光性物質的發光的部分,即為殘留樹脂皮膜F24的部分。因此,除去檢測出發光的部分,便可防止電鍍膜形成於該部分上。藉此,便可防止遷移或短路等問題的發生於未然。
[第3-2實施態樣]
參照圖15說明本發明的第3-2實施態樣。另外,與第3-1實施態樣相同或相當的構成要件使用相同符號,省略其說明,增加第3-2實施態樣之特徵部分的說明。
該第3-2實施態樣,如圖15F所示的,在電路圖案形成步驟中,從樹脂皮膜F24的外表面開始形成超過樹脂皮膜F24的厚度與第2絶緣層F23的厚度的合計值的電路圖案F25。藉此,在電路圖案F25的部分,除了樹脂皮膜F24以及第2絶緣層F23被除去之外,更挖掘到第1絶緣層F20,使電路圖案F25的底面位於比第1絶緣層F20的外表面更內側的位置。然後,該第3-2實施態樣,如圖15F所示的,在電路圖案形成步驟中,從電路圖案F25的底面開始,以圖15D的金屬柱形成步驟所形成之金屬柱F22的頂部突出的方式形成電路圖案F25。這是因為,當利用雷射加工挖掘到第1絶緣層F20時,構成第1絶緣層F20的樹脂等很容易被除去,但構成金屬柱F22的電鍍金屬很難被除去所造成的。
在本實施態樣的製造方法中,在電路圖案形成步驟,宜以金屬柱F22的頂部從電路圖案F25的底面突出的方式形成電路圖案F25,並將覆蓋該金屬柱F22之頂部的第2電氣電路F27的部分(參照圖15I)當作電極用墊部F27b(參照圖13)。金屬柱F22的頂部會插入墊部F27b的導體層,利用錨定效果有效防止墊部F27b從絶緣層F30脫落,進而製得能夠充分承受安裝零件之重量的墊部F27b。
[第3-3實施態樣]
參照圖16說明本發明的第3-3實施態樣。另外,與第3-1實施態樣相同或相當的構成要件使用相同符號,其說明省略,增加第3-3實施態樣的特徵部分的說明。該第3-3實施態樣,如圖16D所示的,在金屬柱形成步驟中,金屬柱F22並未成長到第1絶緣層F20的外表面的高度。相反的,金屬柱F22的電鍍膜成長到電路圖案F25的底面的位置(參照圖16F)。亦即,金屬柱F22並未成長到第1絶緣層F20的外表面,而是成長到在其之前的高度就停止。藉此,便比較容易達到在電路圖案形成步驟之前的金屬柱形成步驟的階段金屬柱F22的頂部不會從電路圖案F25的底面突出之目的。然後,如圖16F所示的,在電路圖案形成步驟中,以金屬柱F22的頂部未從電路圖案F25的底面突出的方式形成電路圖案F25。結果,如圖16I所示的,在電鍍步驟中,便可防止形成在金屬柱F22的頂部之上的導體層從第2絶緣層F23的外表面突出,並消除或減少在絶緣層F30的電路F27形成面上所產生之凹凸。因此,即使堆疊數增加,電路形成面所產生之凹凸也不會變大,而能夠形成細微電路。
或者,亦可如第3-1實施態樣的圖14D所示的,在金屬柱形成步驟,使金屬柱F22成長到第1絶緣層F20的表面的高度之後,利用例如軟蝕刻等方式除去金屬柱F22的頂部直到電路圖案F25的底面的位置,藉此,如圖16F所示的,在電路圖案形成步驟中,便能夠以金屬柱F22的頂部未從電路圖案F25的底面突出的方式形成電路圖案F25。如是,修正金屬柱F22的頂部的位置,便可確實達到金屬柱F22的頂部未從電路圖案F25的底面突出之目的。
[第4實施態樣]
本發明,屬於多層電路基板的技術領域,係關於一種使用加成法的多層電路基板的製造方法以及該製造方法所製造的多層電路基板。
近年,以行動電話為首的攜帶式資訊終端裝置、電腦及其周邊裝置、各種資訊家電裝置等的電氣裝置,朝高度功能化快速發展。伴隨於此,對於該等電氣裝置上所搭載之電路基板而言,其電氣電路也被要求更高密度化。為了實現該等電路基板的高密度化,吾人希求一種能夠正確地形成具備更狹窄之線寬以及線間隔的電路的方法。在高密度化的配線中,容易發生配線之間的短路或遷移等問題。另外,在較細寬度的配線中,配線的機械強度會降低,電路容易因為受到衝擊等因素而被切斷。再者,堆疊數增加,在電路形成面上所產生之凹凸就會變大,欲形成細微電路就會變困難。以往,電路基板的電路的形成方法,已知有減去法或加成法。減去法,是將欲在金屬箔堆疊板的表面上形成電路的部分以外的金屬箔除去(減去),以形成電路的方法。另一方面,加成法,是對絶緣基材上欲形成電路的部分實施無電解電鍍,以形成電路的方法。一般而言,減去法是蝕刻膜厚較厚的金屬箔以在欲形成電路的部分上殘留金屬箔的方法。若利用這個方法,則被除去部分的金屬會被浪費掉。另一方面,加成法可只在欲形成金屬配線的部分上形成無電解電鍍膜,故不會浪費金屬。從此點來看,加成法是較佳的電路形成方法。習知的代表性加成法之一的全加成法,以如下方式進行。首先,在絶緣基材的表面上披覆電鍍觸媒。接著,在電鍍觸媒之上形成光阻層。接著,透過已形成既定電路圖案的光罩對光阻層的表面進行曝光。接著,對電路圖案進行顯影。然後,對顯影所形成之電路圖案的表面實施無電解電鍍,以在電路圖案的部分上形成金屬配線。藉由該等步驟便可在絶緣基材上形成電氣電路。在上述的習知加成法中,會在絶緣基材的整個表面上披覆電鍍觸媒。因此,會產生以下的問題。亦即,當以高精度對光阻層進行顯影時,便可在光阻未保護到的部分形成電鍍膜。然而,當未以高精度對光阻層進行顯影時,可能會在本來不欲形成電路的部分殘留多餘的電鍍膜。這是因為在絶緣基材的整個表面上披覆電鍍觸媒所造成的。多餘的電鍍膜會導致隣接電路之間的短路或遷移等問題。該等短路或遷移問題,在形成線寬以及線間隔較狹窄的電路時更容易發生。
為了解決該等問題,吾人考慮應用例如日本特開昭58-186994號公報所記載之如下技術。首先,在絶緣基材上塗佈樹脂保護膜。接著,在已塗佈該保護膜之絶緣基材上利用機械加工或照射雷射光束描繪形成對應電路圖案的溝槽以及穿通孔。接著,在該絶緣基材整個表面上形成活性化層。接著,將該樹脂保護膜剝離,只在溝槽以及穿通孔的內壁面上殘留活性化層。然後,對該絶緣基材實施電鍍,以選擇性地只在該受到活性化之溝槽以及穿通孔的內壁面上形成導電層。關於該技術,本案申請人已對使無電解電鍍用之電鍍觸媒以高精度殘留在例如電路圖案的部分或穿通孔的內壁面等欲進行無電解電鍍的部分上的發明內容提出專利申請(日本特願2008-118818以及以其為基礎的日本特願2009-104086等)。茲參照圖23說明該專利申請之電路形成方法。
首先,如圖23A所示的,在絶緣基材a的表面上塗佈樹脂皮膜b。接著,如圖23B所示的,在已塗佈樹脂皮膜b的絶緣基材a上形成具備所期望之電路圖案的溝槽c或穿通孔d。另外,雖然在圖23B中溝槽c的底面與絶緣基材a的表面一致,然而亦可將溝槽c挖掘到比絶緣基材a的表面更深的位置。接著,如圖23C所示的,在溝槽c以及穿通孔d的表面上以及樹脂皮膜b的表面上披覆電鍍觸媒e。在此,電鍍觸媒在概念上包含其前驅物。接著,如圖23D所示的,將樹脂皮膜b剝離,以在溝槽c以及穿通孔d的表面上殘留電鍍觸媒e。然後,如圖23E所示的,在電鍍觸媒e殘留部分上形成無電解電鍍膜f,以製得在溝槽c以及穿通孔d的內壁面形成精度良好之導電層的電路基板x。另外,近年來,關於高密度化之多層電路基板的製造方法,逐層形成各層電氣電路,一邊形成作為層間連接用孔的介層孔一邊進行堆疊的增層法,已為人所習知。然而,該等增層法,若應用圖23A~圖23E所説明之加成法,可能會產生以下所説明的問題。茲參照圖24説明該問題。
首先,如圖24A所示的,準備已形成第1電氣電路h的電路基板g。另外,雖然在圖24A中電路h是載置在電路基板g的表面上,惟亦可埋設於電路基板g的表面。另外,第1電路h的形成方法亦不在所問。接著,如圖24B所示的,在已形成第1電路h的電路基板g的表面上形成絶緣層i。接著,如圖24C所示的,在絶緣層i的表面(外表面)上形成樹脂皮膜j。接著,如圖24D所示的,自所形成之樹脂皮膜j的外表面進行雷射加工,以形成具備樹脂皮膜j的厚度以上的深度的電路圖案k以及層間連接用孔m。電路圖案k包含配線用溝槽或電極墊部用孔等部位。另外,層間連接用孔m,到達電路基板g的第1電路h,使該第1電路h露出。
接著,如圖24E所示的,在樹脂皮膜j的表面、電路圖案k的表面、層間連接用孔m的表面以及所露出之第1電路h的表面上披覆電鍍觸媒n。另外,雖然從後述的無電解電鍍的觀點來看並沒有必要特別在第1電路h的表面上披覆電鍍觸媒n,然而在整個絶緣層i上披覆電鍍觸媒n可達到簡化作業之目的。接著,如圖24F所示的,從絶緣層i除去樹脂皮膜j。然後,如圖24G所示的,對絶緣層i實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒n的電路圖案k的部分上形成無電解電鍍膜以在絶緣層i上形成第2電氣電路p。另外,使無電解電鍍膜從層間連接用孔m的底部的第1電路h成長,藉此用電鍍金屬填充層間連接用孔m以形成金屬柱q。結果,絶緣層i的第2電路p與電路基板g的第1電路h透過金屬柱q在層間連接。
然而,若像這樣在電路圖案k的部分與層間連接用孔m的部分同時以無電解電鍍形成導體,則電路部分的配線用溝槽的線寬很細微且深度很淺,且墊部用孔深度也很淺,故雖然導體形成的時間均很短,但層間連接用孔的徑長比配線用溝的線寬更大,且深度比電路部分更深,因此電鍍金屬填充需要較長時間。因此,若在電路部分的導體形成終了時點無電解電鍍終了的話,如圖24G所示的,層間連接用孔的金屬填充會不夠充分,而成為電路與層間連接用孔連接不良的原因。相反地,若持續進行無電解電鍍直到層間連接用孔充分被金屬填充,則電路部分會形成太多導體而容易發生短路等問題。另外,有文獻提出縮小層間連接用孔的容積,以在短時間內完成層間連接用孔的金屬填充,因此,使層間連接用孔的深度變淺,並使層間連接用孔的徑長縮小。然而,就前者而言,在電路基板的設計上有很多困難,難以實現。另外,就後者而言,層間連接用孔與電路的接觸面積會變小,層間連接的可靠度會降低。假如,使層間連接用孔的徑長縮小到與電路圖案的配線用溝槽的寬度相同或在其以下,雖然能夠在短時間內完成金屬填充,但是此時,電鍍膜會從層間連接用孔的內壁面以及底部成長出來,而且也會從電路圖案側成長出來,故容易在金屬柱的內部產生孔隙。
本發明之目的在於提供一種多層電路基板的製造方法,其可解決在利用增層法製造多層電路基板時應用加成法的情況下的上述問題點,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能夠在層間連接用孔內充分而順利地填充金屬,並防止電路部分形成多餘導體。
亦即,本發明的多層電路基板的製造方法,係一種具備相互連接之電氣電路與層間連接用孔的多層電路基板的製造方法,包含:在形成有第1電氣電路的電路基板的電路形成面上形成絶緣層的絶緣層形成步驟;從外表面在該絶緣層上形成開孔,使第1電氣電路露出的開孔形成步驟;在露出之第1電氣電路上用電鍍金屬填充該開孔以形成金屬柱的金屬柱形成步驟;在該絶緣層的外表面以及該金屬柱的頂部形成樹脂皮膜的皮膜形成步驟;從該樹脂皮膜的外表面形成具有至少該樹脂皮膜之厚度以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案的電路圖案形成步驟;在該樹脂皮膜的表面上以及該電路圖案的表面上披覆電鍍觸媒的觸媒披覆步驟;從該絶緣層除去該樹脂皮膜的皮膜除去步驟;以及對該絶緣層實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒的電路圖案的部分以及該金屬柱的露出部分形成電鍍膜以在該絶緣層上形成第2電氣電路,同時使該絶緣層的第2電氣電路與該電路基板的第1電氣電路透過該金屬柱在層間連接的電鍍步驟。
若利用上述方法,由於以電路圖案形成前的絶緣層形成步驟、開孔形成步驟以及金屬柱形成步驟預先用電鍍金屬填充層間連接用孔,故無須在意電路部分是否形成多餘的導體,而能夠花時間充分地在層間連接用孔內填充金屬。另外,由於電路圖案尚未形成,故電鍍膜不會從電路圖案側成長出來,可防止孔隙產生,使金屬填充情況良好。然後,由於在層間連接用孔的金屬填充完成之後,利用皮膜形成步驟、電路圖案形成步驟、觸媒披覆步驟、皮膜除去步驟以及電鍍步驟,以圖23A~圖23E所說明的加成法形成電路部分的導體,故能夠在短時間內形成精度良好的細微導體,並防止在電路部分形成多餘的導體。根據以上內容,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能夠適當應用加成法,以增層法順利製造出多層電路基板。
金屬柱形成步驟所形成的「金屬柱」,只要厚度比構成電氣電路的導體層更厚,有在電氣電路上朝約略垂直方向突出設置的導電性凸部即可,其形狀並無特別限定。例如,除了圓柱或角柱等剖面形狀固定的柱狀之外,也包含剖面形狀在長度方向上變化的圓錐台狀或角錐台狀。
在電路圖案形成步驟所形成之電路圖案的「溝槽」,主要是配線用溝槽,「開孔」係例如電極墊部用的開孔。惟因應狀況,亦可為層間連接用孔(有別於先前金屬填充完成的層間連接用孔)。當在電路圖案形成步驟形成具備與樹脂皮膜厚度相同之深度的溝槽及/或開孔時,由於電路圖案留在絶緣層的外表面之上,故構成電氣電路的導體層形成載置在絶緣層的外表面之上的狀態。另一方面,當形成具備超過樹脂皮膜厚度之深度的溝槽及/或開孔時,由於電路圖案的一部或全部位於挖掘到比絶緣層的外表面更下方的位置,故構成電氣電路的導體層形成一部或全部埋設於絶緣層外表面的狀態。在後者的情況下,可增加導體層的厚度,確保電路的機械性強度。另外,還能夠消除或減少導體層從絶緣層突出之量,保護電路,防止電路從絶緣層脫落,消除或減少在電路形成面上所產生之凹凸。
本發明宜在電路圖案形成步驟以金屬柱的頂部從電路圖案的底面露出且突出的方式形成電路圖案,並將以覆蓋該金屬柱的頂部的方式形成之第2電氣電路的部分當作電極用墊部。理由為金屬柱的頂部插入墊部的導體層可利用錨定效果有效防止墊部脫落,製得能夠充分承受安裝零件之重量的墊部。
另外,本發明亦可在電路圖案形成步驟中以金屬柱的頂部不從電路圖案的底面露出或突出的方式形成電路圖案。此時,便可防止形成在金屬柱頂部之上的導體層從絶緣層的外表面突出,並消除在電路形成面上所產生之凹凸。
此時,在金屬柱形成步驟中,將電鍍金屬填充到電路圖案底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部便不會露出或突出。亦即,當電路圖案的底面與絶緣層的外表面一致時,使金屬柱成長到絶緣層的外表面即可。另一方面,當電路圖案的底面挖掘到比絶緣層的外表面更下面的位置時,不使金屬柱成長到絶緣層的外表面,而是使成長停止在其之前的高度。藉此,便可輕易達成在電路圖案形成步驟之前的金屬柱形成步驟的階段金屬柱的頂部不會從電路圖案的底面突出這個特點。
或者,亦可在金屬柱形成步驟之後,將金屬柱的頂部除去到電路圖案底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部便不會露出或突出。如是,便可確實達到修正金屬柱的頂部的位置使金屬柱的頂部不會從電路圖案的底面突出之目的。
另外,本發明提供另一種具有相互連接之電氣電路與層間連接用孔的多層電路基板的製造方法,包含:在形成有第1電氣電路的電路基板的電路形成面上形成絶緣層的絶緣層形成步驟;在該絶緣層上從外表面形成開孔,使第1電氣電路露出的開孔形成步驟;在露出之第1電氣電路上用電鍍金屬填充該開孔以形成金屬柱的金屬柱形成步驟;在該絶緣層的外表面上以及該金屬柱的頂部上形成樹脂皮膜的皮膜形成步驟;從該樹脂皮膜的外表面形成具有至少該樹脂皮膜厚度以上之既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案的電路圖案形成步驟;在該樹脂皮膜的表面上以及該電路圖案的表面上披覆電鍍觸媒的觸媒披覆步驟;將該樹脂皮膜從該絶緣層除去的皮膜除去步驟;以及實施無電解電鍍以在殘留電鍍觸媒的電路圖案的部分上以及該金屬柱的露出部分上形成電鍍膜並在該絶緣層上形成第2電氣電路,同時使該絶緣層的第2電氣電路與該電路基板的第1電氣電路透過該金屬柱在層間連接的電鍍步驟;在該金屬柱形成步驟中,將電鍍金屬填充到未到達電路圖案的底面的位置,藉此,在該電路圖案形成步驟中,以金屬柱的頂部不從電路圖案的底面突出的方式形成電路圖案,在該皮膜除去步驟中,除去樹脂皮膜,使金屬柱的頂部在比電路圖案的底面更後退之置露出,當絶緣層的外表面到電路圖案的底面的距離為d1,電路圖案的底面到金屬柱的頂部的距離為d2時,0<d2≦d1×30%。根據上述另一態樣,便可在電路圖案形成步驟,以金屬柱的頂部不會從電路圖案的底面突出的方式形成電路圖案。另外,在皮膜除去步驟中,將樹脂皮膜除去,使金屬柱的頂部在比電路圖案的底面更後退之位置露出。此時,亦能夠防止形成在金屬柱的頂部之上的導體層從絶緣層的外表面突出,並消除在電路形成面上所產生之凹凸。
而且,由於當絶緣層的外表面到電路圖案的底面的距離(亦即電路圖案的深度)為d1,電路圖案的底面到金屬柱的頂部的距離(亦即金屬柱的頂部比電路圖案的底面更後退的深度)為d2時,0<d2≦d1×30%,故該後退之深度d2比電路圖案的深度d1更小。因此,能夠充分而順利地進行電路部分的導體形成與層間連接用孔的金屬填充,使電路與層間連接用孔的連接情況十分良好。另外,在金屬柱形成步驟中,電鍍金屬填充到未到達電路圖案的底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部未從電路圖案的底面突出,在皮膜除去步驟中,使金屬柱的頂部在比電路圖案的底面更後退之位置露出,故在電路圖案形成步驟以及皮膜除去步驟之前的金屬柱形成步驟的階段,金屬柱的頂部不從電路圖案的底面突出這個特徵便比較容易達成。本發明,在金屬柱形成步驟中,係利用無電解電鍍使電鍍膜從露出之第1電氣電路開始成長,以用電鍍金屬填充開孔。由於利用導體亦即電氣電路當作無電解電鍍的電鍍核,故能夠合理地形成金屬柱。
另外,本發明亦可在金屬柱形成步驟中,於絶緣層的表面、開孔的內壁面以及露出之第1電氣電路的表面上披覆電鍍觸媒,並對電鍍觸媒披覆部實施無電解電鍍,之後再實施電解電鍍,以用電鍍金屬填充開孔,之後,除去在包含絶緣層表面在內的絶緣層外表面側析出的電鍍金屬。在包含絶緣層表面在內的絶緣層的外表面側形成之無電解電鍍層,被利用當作在電解電鍍中所必要的給電層,故能夠合理地形成金屬柱。
在本發明中,樹脂皮膜宜為可被既定液體溶解或膨潤而從絶緣層溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。使用該等樹脂皮膜,便可輕易而順利地從絶緣層表面將樹脂皮膜除去。若在除去樹脂皮膜時樹脂皮膜崩壞的話,披覆在該樹脂皮膜上的電鍍觸媒會飛散,所飛散之電鍍觸媒再次披覆到絶緣層上會在該部分上形成多餘的電鍍膜。若能輕易而順利地從絶緣層表面將樹脂皮膜除去的話,便能夠防止這個問題。然後,本發明的多層電路基板,係以上述製造方法所製造的多層電路基板。因此,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能順利地在層間連接用孔充分填充金屬,進而製得電路與層間連接用孔的連接情況良好,不會在電路部分形成多餘的導體,且不易引起短路等問題的多層電路基板。
亦即,本發明的第4實施態樣包含以下技術內容。請求項4-1. 一種具有相互連接之電氣電路與層間連接用孔的多層電路基板的製造方法,包含:在形成有第1電氣電路的電路基板的電路形成面上形成絶緣層的絶緣層形成步驟;從外表面在該絶緣層上形成開孔,使第1電氣電路露出的開孔形成步驟;在露出之第1電氣電路上用電鍍金屬填充該孔以形成金屬柱的金屬柱形成步驟;在該絶緣層的外表面以及該金屬柱的頂部形成樹脂皮膜的皮膜形成步驟;從該樹脂皮膜的外表面形成具有至少該樹脂皮膜的厚度以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案的電路圖案形成步驟;在該樹脂皮膜的表面上以及該電路圖案的表面上披覆電鍍觸媒的觸媒披覆步驟;從該絶緣層除去該樹脂皮膜的皮膜除去步驟;以及對該絶緣層實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒的電路圖案的部分以及該金屬柱的露出部分形成電鍍膜並在該絶緣層上形成第2電氣電路,同時使該絶緣層的第2電氣電路與該電路基板的第1電氣電路透過該金屬柱在層間連接的電鍍步驟。請求項4-2. 如請求項4-1所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在電路圖案形成步驟中,以金屬柱的頂部從電路圖案的底面露出且突出的方式形成電路圖案,以覆蓋該金屬柱的頂部之方式所形成的第2電氣電路的部分被當作電極用墊部。請求項4-3. 如請求項4-1所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在電路圖案形成步驟中,以金屬柱的頂部不從電路圖案的底面露出或突出的方式形成電路圖案。
請求項4-4. 如請求項4-3所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟中,電鍍金屬填充到電路圖案的底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部不會露出或突出。
請求項4-5.如請求項4-3所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟之後,將金屬柱的頂部除去到電路圖案的底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱的頂部不會露出或突出。
請求項4-6.一種具有相互連接之電氣電路與層間連接用孔的多層電路基板的製造方法,包含:在形成有第1電氣電路之電路基板的電路形成面上形成絶緣層的絶緣層形成步驟;在該絶緣層上從外表面形成開孔,使第1電氣電路露出的開孔形成步驟;從露出之第1電氣電路用電鍍金屬填充該開孔以形成金屬柱的金屬柱形成步驟;在該絶緣層的外表面以及該金屬柱的頂部形成樹脂皮膜的皮膜形成步驟;從該樹脂皮膜的外表面形成具有至少該樹脂皮膜厚度以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案的電路圖案形成步驟;在該樹脂皮膜的表面上以及該電路圖案的表面上披覆電鍍觸媒的觸媒披覆步驟;將該樹脂皮膜從該絶緣層除去的皮膜除去步驟;以及實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒的電路圖案的部分以及該金屬柱的露出部分上形成電鍍膜並在該絶緣層上形成第2電氣電路,同時使該絶緣層的第2電氣電路與該電路基板的第1電氣電路透過該金屬柱在層間連接的電鍍步驟;在該金屬柱形成步驟中,電鍍金屬填充到未到達電路圖案的底面的位置,在該電路圖案形成步驟中,以金屬柱的頂部不從電路圖案的底面突出的方式形成電路圖案,在該皮膜除去步驟中,以金屬柱的頂部在比電路圖案的底面更後退之位置露出的方式除去樹脂皮膜,當絶緣層的外表面到電路圖案的底面的距離為d1,電路圖案的底面到金屬柱的頂部的距離為d2時,0<d2≦d1×30%。
請求項4-7. 如請求項4-1~4-6中任1項所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟中,從露出之第1電氣電路開始利用無電解電鍍使電鍍膜成長,藉此用電鍍金屬填充開孔。
請求項4-8. 如請求項4-1~4-6中任1項所記載之多層電路基板的製造方法,其中,在金屬柱形成步驟中,在絶緣層的表面、開孔的內壁面以及露出之第1電氣電路的表面上披覆電鍍觸媒,並對電鍍觸媒披覆部實施無電解電鍍,之後再實施電解電鍍,以用電鍍金屬填充開孔,之後,將在包含絶緣層表面在內的絶緣層的外表面側析出的電鍍金屬除去。請求項4-9. 如請求項4-1~4-8中任1項所記載之多層電路基板的製造方法,其中,樹脂皮膜為可被既定液體溶解或膨潤而從絶緣層溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。請求項4-10. 一種利用請求項4-1~4-9中任1項所記載之製造方法製造的多層電路基板。根據本發明,即使細微電路圖案與層間連接用孔混合存在,也能夠適當應用加成法,並利用增層法順利製造多層電路基板。[第4-1實施態樣]圖19係用來表示本實施態樣之多層電路基板G1的電氣電路G26的構造以及層間連接用孔G21(與金屬柱G22)的配置等的部分俯視圖。如圖所示的,本實施態樣提供一種電氣電路G26與層間連接用孔G21亦即介層孔相互連接之多層電路基板G1。電路G26包含線寬細微之配線G26a與電極用墊部G26b。電極用墊部G26b與層間連接用孔G21重疊設置。
圖19中的I-I線表示圖20~圖22的端視圖的切斷位置。圖20中,符號G10為電路基板,符號G11為第1電氣電路,符號G20為絶緣層,符號G21為層間連接用孔,符號G22為金屬柱,符號G23為樹脂皮膜,符號G24為電路圖案,符號G25為電鍍觸媒,符號G26為第2電氣電路。如圖20I所示的,在該多層電路基板G1中,形成在電路基板G10上的第1電氣電路G11與形成在電路基板G10上所堆疊之絶緣層G20上的第2電氣電路G26,透過形成在絶緣層G20上的層間連接用孔G21(與金屬柱G22)在層間連接。
<電路基板準備步驟>在本實施態樣的製造方法中,首先,如圖20A所示的,準備已設置第1電氣電路G11的電路基板G10(電路基板準備步驟)。另外,雖然在圖20A中,第1電路G11是載置在電路基板G10的表面上,惟亦可埋設於電路基板G10的表面。另外,第1電路G11的形成方法不在所問。可利用例如減去法或加成法等習知電路形成方法形成。再者,電路基板可只在單面形成電路,或是在雙面均形成電路。另外,也可以是多層電路基板。電路基板G10可採用以往在多層電路基板製造中所使用的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體例,例如:由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。電路基板G10的態樣可為片材、薄膜、預浸材,三維形狀的成形體等,並無特別限定。電路基板G10的厚度也無特別限定,例如,當為片材、薄膜、預浸材時,厚度可設在10~500μm,更宜設在20~200μm左右。另外,電路基板G10的詳細說明,準照以下記載之絶緣層G20的詳細說明,與其相同。
<絶緣層形成步驟>接著,如圖20B所示的,在設置有第1電路G11的電路基板G10的表面(電路形成面)上形成絶緣層G20(絶緣層形成步驟)。該絶緣層G20的態樣並無特別限定。具體而言,例如:片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成形體,或由樹脂溶液塗佈所形成。該絶緣層G20的厚度並無特別限定。具體而言,當為片材、薄膜、預浸材時,宜設在例如10~200μm,更宜設在20~100μm左右。另外,該絶緣層G20亦可含有二氧化矽粒子等的無機微粒子。絶緣層G20,例如,可在電路基板G10的表面上堆疊片材、薄膜或預浸材,加壓使其擴張貼合,之後使其硬化成形,亦可加熱加壓使其硬化成形。另外,絶緣層G20,亦可在電路基板G10的表面上塗佈樹脂溶液,之後使其硬化成形。另外,亦可使用模具以及框具等工具,置入絶緣層材料,加壓使其硬化形成三維形狀的成形體,亦可對片材、薄膜或預浸材實施下料步驟,將下料所得的材料堆疊在電路基板G10的表面上,在加壓使其擴張貼合之後,使其硬化,或是加熱加壓使其硬化,進而形成三維形狀的成形體。
該絶緣層G20可採用以往多層電路基板製造中所使用的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體例,例如:以往多層電路基板製造中所使用的例如由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。該環氧樹脂,只要是構成可用於電路基板製造中的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂、含氮樹脂、含矽酮樹脂等。另外,就該環氧樹脂以及樹脂而言,可單獨使用上述各環氧樹脂以及樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成基材時,一般而言,為了硬化,會使其含有硬化劑。關於該硬化劑,只要是可以使用的硬化劑即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑、氰酸酯樹脂等。該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。為了更進一步賦予阻燃性,可使用例如經過磷變性的苯酚樹脂或是經過磷變性的氰酸酯樹脂等。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上的硬化劑。另外雖然並無特別限定,惟由於係利用雷射加工形成電路圖案,故宜使用對100 nm~400nm波長範圍的雷射光的吸收率良好的樹脂。具體而言,例如聚醯亞胺樹脂等。
另外,該絶緣基材(絶緣層)亦可含有填料。該填料可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。若含有填料,則在雷射加工部填料會露出,填料的凹凸可提高電鍍與樹脂之間的密合性。構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。關於該無機微粒子,可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在讓所期望的功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。另外,雖然並無特別限定,惟宜使用平均粒徑在絶緣層厚度以下的填料,宜使用平均粒徑0.01~10μm的填料,更宜使用平均粒徑0.05μm~5μm的填料。另外,該無機微粒子,為了提高在該絶緣基材中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。該矽烷偶合劑並無特別限定。具體而言,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。關於該矽烷偶合劑,可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有分散劑。該分散劑並無特別限定。具體而言,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。關於該分散劑,可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。另外,關於該有機微粒子,具體而言,例如:橡膠微粒子等。
另外,例如,當電路基板G10以及絶緣層G20使用預浸材時,亦可在電路基板G10的表面(電路形成面)上疊合絶緣層G20,加熱加壓堆疊使其硬化。
另外,構成電路基板G10的素材種類以及樹脂種類亦可與構成絶緣層G20的素材種類以及樹脂種類不同。然而,從電路基板G10與絶緣層G20良好密合堆疊的觀點考量,宜為彼此相性良好的不同種類,典型上彼此更宜為相同種類。
<開孔形成步驟>
接著,如圖20C所示的,從絶緣層G20的表面(外表面)側進行雷射加工,以在絶緣層G20上形成層間連接用孔G21(開孔形成步驟)。此時,層間連接用孔G21到達電路基板G10的第1電路G11,使該第1電路G11露出。另外,雷射加工及其周邊技術的詳細說明,以其他步驟所記載之雷射加工及其周邊技術的詳細說明為準,與其相同。
另外,在因為雷射加工而露出之第1電路G11之上殘留著絶緣層G20的樹脂殘渣亦即膠渣(圖中未顯示)。膠渣會成為導通情況不良的原因,故宜利用去膠渣處理除去。關於去膠渣處理,可使用例如浸漬過錳酸溶液以溶解除去膠渣等的習知方法,並無特別限定。然而,亦可因應狀況省略去膠渣處理。
<金屬柱形成步驟>
接著,如圖20D所示的,在露出之第1電路G11上,實施無電解電鍍或電解電鍍,用電鍍金屬填充該層間連接用孔G21,在層間連接用孔G21形成金屬柱G22(金屬柱形成步驟)。另外,當實施無電解電鍍時,第1電路G11可當作電鍍核,從第1電路G11使電鍍膜成長。另一方面,當實施電解電鍍時,在絶緣層G20的表面、開孔G21的內壁面以及所露出之第1電路G11的表面披覆電鍍觸媒,在對電鍍觸媒披覆部位實施無電解電鍍之後,再實施電解電鍍,藉此,用電鍍金屬填充開孔G21,之後,將在包含絶緣層G20的表面在內的絶緣層G20的外表面側析出的電鍍金屬除去。金屬柱G22的形狀、大小、間隔等並無特別限定。具體而言,例如,宜為約略圓柱狀,高度在5~200μm左右,底面的直徑在10~500μm左右的金屬柱G22。另外,角柱狀、圓錐台狀或角錐台狀等的金屬柱G22亦無不可。
另外,圖20D表示在該金屬柱形成步驟中金屬柱G22成長到絶緣層G20的外表面(表面)的高度的情況。然而,並非以此為限,在金屬柱形成步驟中,金屬柱G22亦可成長到未到達絶緣層G20的表面的位置。當然,是以金屬柱G22成長超過後述電路圖案形成步驟所形成之電路圖案G24的底面的位置作為條件。若利用該等方法,便可在後述皮膜形成步驟形成樹脂皮膜G23之前,對使第1電路G11與第2電路G26在層間連接的層間連接用孔G21充分填充,並形成能夠防止孔隙產生的良好金屬柱G22。
<皮膜形成步驟>
接著,如圖20E所示的,在絶緣層G20的外表面以及金屬柱G22的頂部形成樹脂皮膜G23(皮膜形成步驟)。樹脂皮膜(光阻)G23只要能夠在後述皮膜除去步驟除去即可,其他並無特別限定。樹脂皮膜G23宜為可用既定液體溶解或膨潤而輕易地從絶緣層G20的表面溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。具體而言,例如,由可用有機溶劑或鹼性溶液輕易溶解的可溶型樹脂所構成的皮膜,或由可用既定液體(膨潤液)膨潤的膨潤性樹脂所構成的皮膜等。另外,膨潤性樹脂皮膜,除了實質上不會被既定液體溶解,但會因為受到膨潤而容易從絶緣層G20的表面剝離的樹脂皮膜之外,還包含會被既定液體膨潤而部分溶解,且會因為受到膨潤或溶解而容易從絶緣層G20的表面剝離的樹脂皮膜,或會被既定液體溶解,且會因為溶解而容易從絶緣層G20的表面剝離的樹脂皮膜。使用該等樹脂皮膜,便可輕易從絶緣層表面順利除去樹脂皮膜。若樹脂皮膜除去時樹脂皮膜崩壞的話,披覆在該樹脂皮膜上的電鍍觸媒會飛散,所飛散之電鍍觸媒可能會再次披覆到絶緣層上並在該部位上形成多餘的電鍍膜。當樹脂皮膜容易從絶緣層表面順利除去時,便可防止該等問題。
樹脂皮膜G23的形成方法並無特別限定。具體而言,例如,在絶緣層G20的表面(外表面)上塗佈可形成樹脂皮膜G23的液狀材料,之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將乾燥後所形成之樹脂皮膜轉印到絶緣層G20的表面上的方法等。另外,其他方法例如:在絶緣層G20的表面(外表面)上,貼合由預先形成之樹脂皮膜G23所構成的樹脂薄膜的方法等。另外,塗佈液狀材料的方法,並無特別限定。具體而言,例如,以往習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等。用來形成樹脂皮膜G23的材料,只要是能夠被既定液體溶解或膨潤而容易從絶緣層G20的表面溶解除去或剝離除去的樹脂即可,其他並無特別限定。宜使用對既定液體的膨潤度在50%以上的樹脂,更宜使用膨潤度在100%以上的樹脂,最好是使用膨潤度在500%以上的樹脂。另外,當膨潤度太低時,樹脂皮膜會有難以剝離的傾向。
另外,樹脂皮膜的膨潤度(SW)可根據膨潤前重量m(b)以及膨潤後重量m(a),以「膨潤度SW={[m(a)-m(b)]/m(b)}×100(%)」的算式求得。該等樹脂皮膜,利用在絶緣層G20的表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後使其乾燥的方法,或是在支持基材上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後,將乾燥後所形成之皮膜轉印在絶緣層G20的表面上的方法等,便可輕易製得。關於該彈性體的具體例,例如:苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體,丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,便可藉由調整分散成懸浮液或乳狀液的彈性體樹脂粒子的交聯度或膠化度等輕易形成具備所期望之膨潤度的樹脂皮膜。
另外,該等樹脂皮膜特別宜為膨潤度相依於膨潤液的pH值而變化的皮膜。若使用該等皮膜,藉由使後述觸媒披覆步驟中的液性條件與後述皮膜除去步驟中的液性條件不同,便可在觸媒披覆步驟中的pH值之下使樹脂皮膜G23對絶緣層G20維持很高的密合力,並在皮膜除去步驟中的pH值之下使樹脂皮膜G23輕易地被剝離除去。
更具體而言,例如,當後述觸媒披覆步驟具備例如在pH值1~3的範圍內的酸性觸媒金屬膠狀溶液中進行處理的步驟,而後述皮膜除去步驟具備在pH值12~14的範圍內的鹼性溶液中使樹脂皮膜膨潤的步驟時,該樹脂皮膜對該酸性觸媒金屬膠狀溶液的膨潤度宜在60%以下,更宜在40%以下,且對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上,更宜在100%以上,最好是在500%以上。該等樹脂皮膜,例如:由具有既定量的羧基的彈性體所形成的片材,用於印刷配線板的形成圖案用的乾膜光阻(以下亦稱為DFR)中的光硬化性的鹼性顯影型的光阻經過全面硬化之後所得到的片材,或是熱硬化性或鹼性顯影型片材等。關於具有羧基的彈性體的具體例,例如:含有具有羧基的單體單位作為共聚成分,使分子中具有羧基的苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體、丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,或聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,藉由調整被分散成懸浮液或乳狀液的彈性體的酸當量、交聯度或膠化度等特性便可形成具備所期望之鹼性膨潤度的樹脂皮膜。另外,也容易形成對於在皮膜除去步驟中所使用之既定液體的膨潤度更大,而會被該液體溶解的樹脂皮膜。彈性體中的羧基會因為鹼性水溶液而使樹脂皮膜膨潤,具有使樹脂皮膜從絶緣層G20的表面剝離的作用。另外,酸當量係指每1羧基的聚合物分子量。
具有羧基的單體單位的具體例,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸以及馬來酸酐等。關於該等具有羧基的彈性體中的羧基的含有比例,其酸當量宜為100~2000,更宜為100~800。當酸當量太小時(羧基的數量相對太多時),與溶媒或其他組成物的相溶性會降低,導致對無電解電鍍的前處理液的耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太大時(羧基的數量相對太少時),對鹼性水溶液的剝離性會有降低的傾向。另外,彈性體的分子量宜為1萬~100萬,更宜為2萬~50萬,最好是2萬~6萬。當彈性體的分子量太大時剝離性會有降低的傾向,太小時粘度會降低,欲維持樹脂皮膜厚度均勻很困難,且對無電解電鍍的前處理液的耐性也會有惡化的傾向。
另外,DFR以含有既定量之羧基的丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、苯酚系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂等作為樹脂成分,可使用含有光聚合引發劑的光硬化性樹脂組成物的片材。該等DFR的具體例,例如日本特開2000-231190號公報、日本特開2001-201851號公報、日本特開平11-212262號公報所揭示的光聚合性樹脂組成物的乾膜使其全面硬化所得到的片材,或市售的鹼性顯影型的DFR,例如,旭化成股份有限公司製的UFG系列等。另外,關於其他的樹脂皮膜,例如:含有羧基且以松香為主要成分的樹脂(例如,吉川化工股份有限公司製的「NAZDAR229」)或以苯酚為主要成分的樹脂(例如,LEKTRACHEM公司製「104F」)等。
樹脂皮膜G23,用習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等的塗佈機構將樹脂的懸浮液或乳狀液塗佈在絶緣層G20的表面上之後使其乾燥,或是用真空疊合機等工具將形成於支持基板上的DFR貼合於絶緣層G20的表面上之後使其全面硬化,便可輕易形成。樹脂皮膜G23的厚度,例如,宜在10μm以下,更宜在5μm以下,另外,宜在0.1μm以上,更宜在1μm以上。當厚度太厚時,在以雷射加工或機械加工形成細微電路圖案G24時精度會有降低的傾向。另外,當厚度太薄時,會有難以形成膜厚平均之樹脂皮膜G23的傾向。
另外,該樹脂皮膜G23宜使用例如以由酸等量在100~800左右的具有羧基的丙烯酸系樹脂所構成的樹脂(含有羧基的丙烯酸系樹脂)為主要成分的樹脂皮膜。
再者,除了上述之外,該樹脂皮膜G23亦宜具備以下特性,亦即,構成該樹脂皮膜的光阻材料的必要特性,例如:(1)在後述的觸媒披覆步驟中,對浸漬已形成樹脂皮膜之絶緣基材(電路基板或絶緣層等)的液體(電鍍核附著藥液)的耐性較高;(2)在後述的皮膜除去步驟中,例如,藉由將已形成樹脂皮膜之絶緣基材浸漬於鹼性液體中的步驟,便可輕易除去樹脂皮膜(光阻);(3)成膜性較高;(4)乾膜(DFR)化較容易;(5)保存性較高等。關於電鍍核附著藥液,雖然文後會有詳述,惟在例如酸性Pd-Sn膠狀觸媒系統的情況下,全部為酸性(pH值1~3)水溶液。另外,在鹼性Pd離子觸媒系統的情況下,觸媒賦予催化劑為弱鹼性(pH值8~12),除此以外為酸性。由上可知,對電鍍核附著藥液的耐性必須耐得住pH值1~11,更宜耐得住pH值1~12。另外,所謂耐得住,是指當光阻成膜樣本浸漬於藥液中時,光阻不會膨潤或溶解,而能發揮光阻的功能。另外,一般而言,浸漬溫度為室溫~60℃,浸漬時間為1~10分鐘,光阻膜厚為1~10μm左右,惟並非以此為限。皮膜除去步驟所使用的鹼性剝離藥液,雖然文後會有詳述,惟一般而言係使用例如NaOH水溶液或碳酸鈉水溶液。其pH值為11~14,較佳為pH值12到14,便可輕易除去光阻膜。NaOH水溶液濃度為1~10%左右,處理溫度為室溫~50℃,處理時間為1~10分鐘,一般以浸漬或噴灑處理,惟並非以此為限。為了在絶緣材料上形成光阻,成膜性也變得很重要。必須形成沒有眼孔等缺陷的均勻薄膜。另外,雖然為了簡化製造步驟或減少材料損失等會進行乾膜化,然而為了確保易處理特性,薄膜的彎曲性仍是必要的。另外可用疊合機(輥子、真空)將經過乾膜化的光阻貼合在絶緣材料上。貼合的溫度為室溫~160℃,壓力或時間則隨意。如是,在貼合時便需要粘著性。因此,經過乾膜化的光阻也會兼具防止雜質附著的功能,一般會形成用載體膜、覆蓋膜夾合的3層構造,惟並非以此為限。關於保存性,能夠在室溫下保存當然是最好的,惟也必須要能夠在冷藏、冷凍下保存。必須在該等低溫下乾膜的組成不會分離,彎曲性不會降低而裂開。
由以上觀點,該樹脂皮膜G23可為將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所製得之聚合物樹脂,或是含有該聚合物樹脂的樹脂組成物。關於習知技術,例如:日本特開平7-281437號公報、日本特開2000-231190、日本特開2001-201851等。關於(a)單體,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸酐、馬來酸半酯、丙烯酸丁酯等,可單獨使用,亦可組合使用2種以上。關於(b)單體,一般而言,例如:呈非酸性且在分子中具有(一個)聚合性不飽和基者,惟並非以此為限。以保持在電鍍步驟中的耐性、硬化膜的可彎曲性等各種特性的方式選擇即可。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,以能夠3維交聯的方式,在用於聚合物的單體中選出具備複數不飽和基的單體。另外,可將環氧基、羥基、胺基、醯胺基、乙烯基等反應性官能基導入分子骨架。
當樹脂中含有羧基時,樹脂中所含有的羧基量的酸當量宜為100~2000,較佳為100~800,更宜為100~600。當酸當量太低時,與溶媒或其他組成物的相溶性或電鍍前處理液耐性會有降低的傾向。另外(a)單體的組成比率宜為5~70質量%。樹脂組成物,其主要樹脂(黏合樹脂)以該聚合物樹脂為必須成分,亦可添加寡聚物、單體、填料或其他添加劑等至少其中1種。主要樹脂宜為具備熱可塑性質的直鏈型聚合物。為了控制流動性、結晶性等特性亦可接枝而使其分枝。關於其分子量,重量平均分子量為1,000~500,000左右,宜為5,000~50,000。若重量平均分子量太小,則薄膜的彎曲性或電鍍核附著藥液耐性(耐酸性)會降低。另外,若分子量太大,則鹼剝離性或乾膜貼合性會變差。再者,為了提高電鍍核附著藥液耐性、防止雷射加工時的熱變形或流動控制,亦可導入交聯點。
單體或寡聚物,只要是具有對電鍍核附著藥液的耐性或是可輕易用鹼除去者即可。另外為了提高乾膜(DFR)的貼合性,可考慮用可塑劑當作粘著性賦予材料。再者為了提高各種耐性可添加交聯劑。具體而言,例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,亦可包含多官能性不飽和化合物。亦可為上述單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。除了上述單體以外亦可包含其他二種以上的光聚合性單體。關於單體,例如:1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、或聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙二醇二甲基丙烯酸酯等的聚氧烷二醇二甲基丙烯酸酯、2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚三甲基丙烯酸酯、雙酚A二氧化丙烯醚三甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯氧基五乙氧基苯基)丙烷、含有胺基甲酸酯類的多官能甲基丙烯酸酯等。亦可為上述的單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。
填料並無特別限定,具體而言,例如:二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、黏土、白陶土、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋅、滑石、雲母、玻璃、鈦酸鉀、灰石、硫酸鎂、硼酸鋁、有機填料等。另外光阻的較佳厚度為0.1~10μm很薄,故填料大小宜小者為佳。可使用平均粒徑小,粗粒經過切割者,惟亦可在分散時使其碎裂,並過濾除去粗粒。
其他添加劑,例如:光聚合性樹脂(光聚合引發劑)、聚合防止劑、著色劑(染料、顏料、發色系顏料)、熱聚合引發劑、環氧基物質或胺甲酸乙酯等的交聯劑等。在接下來說明的電路圖案形成步驟中,樹脂皮膜G23,因為雷射加工等的關係,必須利用雷射對光阻材料賦予剝離性。雷射加工機可選擇碳酸氣體雷射、準分子雷射或UV-YAG雷射等。該等雷射加工機具有各種固有波長,使用對該波長的吸收率較高的材料,便可提高生產效率。其中UV-YAG雷射適合用於細微加工,雷射波長為3倍高次諧波355nm、4倍高次諧波266nm,光阻材料(樹脂皮膜G23的材料)對該等波長的UV吸收率相對較高,是較佳的選擇。UV吸收率越高,光阻G23的加工越利索,可提高生產效率。當然並非以此為限,也有選用UV吸收率相對較低之光阻材料會比較好的情況。UV吸收率越低,UV光越能夠通過光阻G23,便可集中能量對其下之絶緣層G20進行加工,在絶緣層G20係難以加工之材料時,能夠獲得特別好的結果。如是,宜對應光阻G23的雷射加工的容易度、絶緣層G20的雷射加工的容易度及其關係等,設定光阻材料。
<電路圖案形成步驟>接著,如圖20F所示的,在樹脂皮膜G23的表面(外表面)上形成具有至少該樹脂皮膜G23的厚度以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案G24(電路圖案形成步驟)。電路圖案G24可用雷射加工、切削加工或壓型加工等方式形成。另外,電路圖案G24的溝槽主要是當作配線G26a(參照圖19)用的溝槽,電路圖案G24的開孔是例如電極用墊部G26b(參照圖19)用的開孔。另外,根據狀況不同,電路圖案G24亦可包含層間連接用孔(與已在金屬柱形成步驟形成金屬柱G22的開孔G21不同的層間連接用孔)。此時,在形成具備樹脂皮膜G23的厚度的電路圖案G24的情況下,如圖20F的左邊的金屬柱G22所示的,形成不挖掘到絶緣層G20而是在絶緣層G20的表面(外表面)上載置電路圖案G24的狀態。另一方面,在形成超過樹脂皮膜G23的厚度的電路圖案G24的情況下,如圖20F的右邊以及中央的金屬柱G22、G22所示的,會形成挖掘到絶緣層G20而在絶緣層G20的表面(外表面)埋設電路圖案G24的狀態。
在電路圖案G24中配線G26a用溝槽的寬度並無特別限定。另外,當使用雷射加工時,即使線寬在20μm以下的細微溝槽也很容易形成。
形成電路圖案G24的方法並無特別限定。具體而言,可使用雷射加工、切割加工等的切削加工、壓型加工等。為了形成高精度的細微電路圖案G24,宜使用雷射加工。利用雷射加工,控制雷射的輸出(能量或功率),絶緣層G20的挖掘深度等便比較容易調整。另外,關於壓型加工,例如,宜採用在奈米印刷領域中使用細微樹脂的壓型加工。形成該等既定電路圖案G24,之後賦予無電解電鍍膜限定出第2電氣電路G26的形成部位。另外,圖20F,係表示在該電路圖案形成步驟以先前在金屬柱形成步驟所形成之金屬柱G22的頂部從電路圖案G24的底面露出且突出的方式形成電路圖案G24的情況。這是因為,如後所述的,在利用雷射加工挖掘絶緣層G20時,構成絶緣層G20的樹脂很容易除去,惟構成金屬柱G22的電鍍金屬卻很難除去的關係。
<觸媒披覆步驟>接著,如圖20G所示的,在樹脂皮膜G23的表面上以及電路圖案G24的表面上披覆電鍍觸媒G25(觸媒披覆步驟)。亦即,在已形成電路圖案G24的表面上以及未形成電路圖案G24的表面上整個均披覆電鍍觸媒G25。另外,從後述的無電解電鍍的觀點考量,雖然沒有必要特別在金屬柱G22的表面上披覆電鍍觸媒G25,但在整個絶緣層G20上披覆電鍍觸媒G25可使作業簡易化。在此,電鍍觸媒G25在概念上包含其前驅物。電鍍觸媒G25係為了在後述電鍍步驟中欲形成無電解電鍍膜的部分上形成該電鍍膜而預先賦予的觸媒。電鍍觸媒G25可使用習知的無電解電鍍用觸媒,其他並無特別限定。另外,亦可預先披覆電鍍觸媒G25的前驅物,在樹脂皮膜G23除去後使電鍍觸媒G25生成。關於電鍍觸媒G25的具體例,例如:除了金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等金屬之外,還包含可生成該等金屬的前驅物。關於披覆電鍍觸媒G25的方法,例如:用可在pH值1~3的酸性條件下進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。更具體而言例如以下的方法。
首先,將形成有電路圖案G24的絶緣層G20的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中再進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在絶緣層G20之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性觸媒金屬膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒G25亦即金屬鈀。另外,關於酸性觸媒金屬膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用市售使用酸性觸媒金屬膠狀溶液的電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。利用該等觸媒披覆處理,便可如圖20G所示的,在樹脂皮膜G23的表面上以及電路圖案G24的表面上披覆電鍍觸媒G25。
<皮膜除去步驟>接著,如圖20H所示的,從絶緣層G20除去樹脂皮膜G23(皮膜除去步驟)。亦即,當樹脂皮膜G23為可溶型樹脂時,使用有機溶劑或鹼性溶液將樹脂皮膜G23溶解,從絶緣層G20的表面除去。另外,當樹脂皮膜G23為膨潤性樹脂時,使用既定液體使樹脂皮膜G23膨潤,再從絶緣層G20的表面剝離除去。利用該皮膜除去步驟,便可在絶緣層G20的形成電路圖案G24的部分的表面上殘留電鍍觸媒25。另一方面,披覆在樹脂皮膜G23的表面上的電鍍觸媒G25,會與樹脂皮膜G23一起從絶緣層G20被除去。在此,從防止自絶緣層G20除去之電鍍觸媒G25飛散而再次披覆於絶緣層G20的表面上的觀點來看,樹脂皮膜G23從絶緣層G20除去時不四分五裂地崩壞而保持連續整個除去會比較好。關於使樹脂皮膜G23溶解或膨潤的液體,只要是不會使電路基板G10、絶緣層G20以及電鍍觸媒G25實質分解或溶解,而可使樹脂皮膜G23溶解或膨潤到容易從絶緣層G20溶解除去或剝離除去之程度的液體即可,其他並無特別限定。該等樹脂皮膜除去用液體,可根據樹脂皮膜G23的種類或厚度等選擇較適當者。具體而言,例如,在使用光硬化性環氧樹脂作為光阻樹脂的情況下,可使用有機溶劑或鹼性水溶液的光阻除去劑等。另外,例如,當樹脂皮膜G23由二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等彈性體所形成時,或者,當樹脂皮膜G23是將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂,或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物時,或是由前述含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成時,宜使用例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等的鹼性水溶液。
另外,當在觸媒披覆步驟中使用以上述酸性條件進行處理的電鍍程序時,樹脂皮膜G23宜由在酸性條件下膨潤度在60%以下,宜在40%以下,在鹼性條件下膨潤度在50%以上的例如二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體所形成,或是由將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物所形成,或是由前述含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成。該等樹脂皮膜,利用pH值11~14,較佳為pH值12~14的鹼性水溶液,例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等,便容易被溶解或膨潤,而被溶解除去或剝離除去。另外,為了提高溶解性或剝離性,亦可在浸漬時用超音波照射。另外,亦可因應需要輕輕用力將其剝除。關於除去樹脂皮膜G23的方法,例如:將被樹脂皮膜G23披覆的絶緣層G20浸漬在樹脂皮膜除去用液體中經過既定時間的方法等。另外,為了提高剝離除去性或溶解除去性,特別宜在浸漬時用超音波照射。另外,當很難剝離除去或溶解除去時,可因應需要輕輕用力將其剝除。
<電鍍步驟>接著,如圖20I所示的,對絶緣層G20實施無電解電鍍,在殘留電鍍觸媒G25的電路圖案G24的部分上以及金屬柱G22的露出部分上形成無電解電鍍膜以在該絶緣層G20上形成第2電氣電路G26。並且,使該絶緣層G20的第2電路G26與電路基板G10的第1電路G11透過該金屬柱G22在層間連接(電鍍步驟)。利用該等無電解電鍍處理,便可在形成電路圖案G24的部分上析出精度良好的無電解電鍍膜。無電解電鍍處理的方法,可使用例如將部分披覆有電鍍觸媒G25的絶緣層G20浸漬在無電解電鍍液中,以在披覆有電鍍觸媒G25的部分上析出無電解電鍍膜的方法。可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
無電解電鍍膜的膜厚並無特別限定。具體而言,例如:0.1~10μm,更宜為1~5μm左右。利用電鍍步驟,在絶緣層G20表面殘留有電鍍觸媒G25的部分上析出無電解電鍍膜。如是,便可只在欲形成第2電路G26的部分上形成精度良好的導電層。另一方面,亦可防止在未形成電路圖案G24的部分上析出無電解電鍍膜。因此,即使在狹窄的節距間隔形成複數條線寬狹小的細微配線G26a,也不會在隣接配線G26a之間殘留多餘的電鍍膜。因此,能夠防止短路或遷移等問題的發生。利用該等電鍍步驟,便可在絶緣層G20的表面的經過雷射加工的部分上析出無電解電鍍膜。藉此,在絶緣層G20的表面上形成新的第2電路G26,同時該絶緣層G20的第2電路G26與電路基板G10的第1電路G11透過層間連接用孔G21或金屬柱G22在層間連接。
經過或重複該等步驟,便可如圖19所示的,製造出在絶緣層G20的表面上具有第2電路G26的多層電路基板G1。然後,在該多層電路基板G1中,在各層中電氣電路G11、G26與層間連接用孔G21相互連接,同時各層的電氣電路G11、G26之間透過層間連接用孔G21在層間連接。若利用本實施態樣所說明之製造方法,藉由調整電路圖案G24相對於絶緣層G20的深度,便可自由調整第2電路G26的膜厚或深度。例如,可將第2電路G26形成在絶緣層G20的較深的部分,或是將複數第2電路G26形成在彼此深度不同的位置上。另外,在絶緣層G20的較深的部分形成第2電路G26,便可形成厚度較厚的電路G26。膜厚較厚的電路剖面積較大,故具有較高的強度與電容量。
在本實施態樣的製造方法中,由於利用形成電路圖案G24之前的絶緣層形成步驟、開孔形成步驟與金屬柱形成步驟,預先用電鍍金屬填充層間連接用孔G21,故無須在意第2電路G26是否形成多餘導體,而能夠花時間充分進行層間連接用孔G21的金屬填充。另外,在進行層間連接用孔G21的金屬填充時,由於電路圖案G24尚未形成,故電鍍膜不會從電路圖案側成長出來,可防止孔隙產生,使金屬填充情況良好。然後,由於在層間連接用孔G21的金屬填充完成之後,利用皮膜形成步驟、電路圖案形成步驟、觸媒披覆步驟、皮膜除去步驟以及電鍍步驟,以加成法形成第2電路G26的導體,故能夠在短時間內形成精度良好的細微導體,進而防止在第2電路G26上形成多餘的導體。根據以上內容,即使細微電路圖案G24與層間連接用孔G21混合存在,也能夠適當應用加成法,利用增層法順利製造出多層電路基板G1。在本實施態樣的製造方法中,在電路圖案形成步驟,宜以金屬柱G22的頂部從電路圖案G24的底面突出的方式形成電路圖案G24(參照圖20F),並將以覆蓋該金屬柱G22之頂部的方式形成的第2電氣電路G26的部分當作電極用墊部G26b(參照圖19)。金屬柱G22的頂部會插入墊部G26b的導體層,利用錨定效果有效防止墊部G26b從絶緣層G20脫落,進而製得能夠充分承受安裝零件之重量的墊部G26b。
在本實施態樣的製造方法中,於金屬柱形成步驟,利用無電解電鍍在露出之第1電氣電路G11上使電鍍膜成長,以在層間連接用孔G21填充電鍍金屬。由於導體亦即電氣電路G11被利用作為無電解電鍍的電鍍核,故能夠合理形成金屬柱G22。另外,在本實施態樣的製造方法中,於金屬柱形成步驟,在絶緣層G20的表面、層間連接用孔G21的內壁面以及露出之第1電氣電路G11的表面上披覆電鍍觸媒G25,在對電鍍觸媒披覆部實施無電解電鍍之後,再實施電解電鍍,藉此用電鍍金屬填充層間連接用孔G21,之後,除去在包含絶緣層G20的表面在內的絶緣層G20的外表面側析出的電鍍金屬。由於在包含絶緣層G20的表面在內的絶緣層G20的外表面側形成之無電解電鍍層被利用當作電解電鍍所必須之給電層,故可合理形成金屬柱G22。在本實施態樣的製造方法中,樹脂皮膜G23宜為可被既定液體溶解或膨潤而從絶緣層G20溶解除去或剝離除去的樹脂皮膜。使用該等樹脂皮膜G23,便可輕易而順利地從絶緣層G20的表面將樹脂皮膜G23溶解除去或剝離除去。若在除去樹脂皮膜G23時樹脂皮膜G23崩壞的話,披覆在該樹脂皮膜G23上的電鍍觸媒G25會飛散,飛散之電鍍觸媒G25再次披覆到絶緣層G20上會在該部分上形成多餘的電鍍膜。由於能夠輕易而順利地從絶緣層G20表面將樹脂皮膜G23除去,故可防止該等問題。
本實施態樣的製造方法所製造的多層電路基板G1,即使細微電路圖案G24與層間連接用孔G21混合存在,對層間連接用孔G21的金屬填充也能夠充分而順利地進行,電路G11、G26與層間連接用孔G21的連接情況良好,且能夠防止電路部分形成多餘的導體,進而製得不易產生短路等問題的多層電路基板G1。因此,能夠適當應用加成法,利用增層法順利製造出多層電路基板G1。結果,便可製得形成有形狀精度很高之電氣電路G26的多層電路基板G1。使用該等多層電路基板G1的製造方法,便能夠製造出可用於配線G26a的寬度以及配線G26a的間隔很狹小的IC基板、行動電話用印刷配線板、立體電路基板等用途的多層電路基板G1。另外,在多層電路基板的製造方法中,使樹脂皮膜G23含有螢光性物質,便可在上述皮膜除去步驟之後,對檢査對象面照射紫外光或近紫外光,利用螢光性物質的發光檢查皮膜是否徹底除去。在本實施態樣的多層電路基板的製造方法中,可形成配線G26a的線寬以及配線G26a的間隔非常細小的金屬配線G26a。在此情況下,可能會有例如互相隣接之金屬配線G26a之間的樹脂皮膜G23無法完全除去而殘留下來的問題。當金屬配線G26a之間殘留樹脂皮膜G23時,會在該部分上形成電鍍膜,導致遷移或短路等問題。此時,使樹脂皮膜G23含有螢光性物質,便可在皮膜除去步驟之後,對皮膜除去面照射既定發光源,使皮膜G23殘留部分因為螢光性物質而發光,藉此檢查出皮膜是否徹底除去或皮膜未徹底除去的位置。
本檢査步驟使用之樹脂皮膜G23所含有的螢光性物質,只要既定光源照射會顯現出發光特性即可,其他並無特別限定。具體例如:Fluoresceine、Eosine、Pyronine G等。利用本檢査步驟檢測出螢光性物質的發光的部分,即為殘留樹脂皮膜G23的部分。因此,除去檢測出發光的部分,便可防止電鍍膜形成於該部分上。藉此,便可防止遷移或短路等問題的發生於未然。
[第4-2實施態樣]參照圖21,說明本發明的第4-2實施態樣。另外,與第4-1實施態樣相同或相當的構成要件使用相同符號,省略其說明,並增加第4-2實施態樣的特徵部分的說明。該第4-2實施態樣,如圖21D所示的,在金屬柱形成步驟中,金屬柱G22未成長到絶緣層G20的表面的高度。相反地,金屬柱G22的電鍍膜成長到電路圖案G24的底面的位置。亦即,不使金屬柱G22成長到絶緣層G20的外表面,而是成長到在其之前的高度就停止。藉此,便可在電路圖案形成步驟之前的金屬柱形成步驟的階段,輕易達成金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面露出或突出之目的。然後,如圖21F所示的,在電路圖案形成步驟中,以金屬柱G22的頂部不從電路圖案G24的底面露出或突出的方式形成電路圖案G24。結果,如圖21I所示的,在電鍍步驟中,便可防止形成於金屬柱G22頂部上的導體層從絶緣層G20的表面(外表面)突出,進而消除或減少在絶緣層G20的電路G26形成面上所產生的凹凸。因此,即使堆疊數增加,在電路形成面上所產生之凹凸也不會變大,而能夠形成細微電路。或者,亦可如第4-1實施態樣的圖20D所示的,在金屬柱形成步驟,使金屬柱G22成長到絶緣層G20的表面的高度之後,利用例如軟蝕刻等方式將金屬柱G22的頂部除去到電路圖案G24的底面的位置,藉此,如圖21F所示的,在電路圖案形成步驟中,便能夠以金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面突出的方式形成電路圖案G24。如是,修正金屬柱G22的頂部的位置,便可確實達到金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面突出之目的。
[第4-3實施態樣]參照圖22說明本發明的第4-3實施態樣。另外,與第4-1實施態樣相同或相當的構成要件使用相同符號,其說明省略,增加第4-3實施態樣的特徵部分的說明。該第4-3實施態樣,如圖22F所示的,在電路圖案形成步驟中,形成與樹脂皮膜G23的厚度相同深度的溝槽及/或開孔,不從絶緣層G20的表面開始挖掘電路圖案G24。相反地,使電路圖案G24的底面與絶緣層G20的表面一致。結果,如圖22I所示的,在電鍍步驟中,第2電路G26形成載置於絶緣層G20的表面上的狀態。然而,即使細微電路圖案G24與層間連接用孔G21混合存在,也能夠適當應用加成法,利用增層法順利製造多層電路基板G1,對於該等本發明之技術特徵沒有任何影響。
[第4-4實施態樣]參照圖25說明本發明的第4-4實施態樣。另外,與第4-1實施態樣相同或相當的構成要件使用相同符號,省略其詳細說明。另外,省略材料的說明,只說明步驟。
<電路基板準備步驟>在本實施態樣的製造方法中,首先,如圖25A所示的,準備已形成第1電氣電路G11的電路基板G10(電路基板準備步驟)。
<絶緣層形成步驟>接著,如圖25B所示的,在已形成第1電路G11的電路基板G10的表面(電路形成面)上形成絶緣層G20(絶緣層形成步驟)。<開孔形成步驟>接著,如圖25C所示的,從絶緣層G20的表面(外表面)進行雷射加工,在絶緣層G20上形成層間連接用孔G21(開孔形成步驟)。此時,層間連接用孔G21到達電路基板G10的第1電路G11,使該第1電路G11露出。<金屬柱形成步驟>接著,如圖25D所示的,從露出之第1電路G11,利用無電解電鍍或電解電鍍,用電鍍金屬填充該層間連接用孔G21,在層間連接用孔G21中形成金屬柱G22(金屬柱形成步驟)。該第4-4實施態樣,如圖25D所示的,在金屬柱形成步驟中,金屬柱G22未成長到絶緣層G20的表面的高度。電鍍金屬填充到未到達在電路圖案形成步驟中所形成之電路圖案G24的底面的位置。
<皮膜形成步驟>接著,如圖25E所示的,在絶緣層G20的外表面以及金屬柱G22的頂部形成樹脂皮膜G23(皮膜形成步驟)。<電路圖案形成步驟>接著,如圖25F所示的,從樹脂皮膜G23的表面(外表面)形成具有至少該樹脂皮膜G23的厚度以上的既定深度以及既定形狀的溝槽及/或開孔以形成電路圖案G24(電路圖案形成步驟)。電路圖案G24可利用雷射加工、切削加工或壓型加工等方式形成。
該第4-4實施態樣,如圖25F的符號A所示的,在電路圖案形成步驟中,於金屬柱G22之上殘留樹脂皮膜G23。亦即,由於在金屬柱形成步驟中金屬柱G22未成長到電路圖案G24的底面的位置的關係而殘留下來。該殘留之樹脂皮膜G23會在之後的皮膜除去步驟中被除去。藉此,在該電路圖案形成步驟中,以金屬柱G22的頂部不會從電路圖案G24的底面突出的方式形成電路圖案G24。或者,亦可在電路圖案形成步驟中,將覆蓋金屬柱G22的樹脂皮膜G23除去直到金屬柱G22的頂部露出。亦即,在金屬柱G22的上部,將樹脂皮膜G23挖掘到比電路圖案G24的底面更深之處。藉此,在該電路圖案形成步驟中,金屬柱G22的頂部便不會從電路圖案G24的底面突出,而係以金屬柱G22的頂部在比電路圖案G24的底面更後退之位置露出的方式形成電路圖案G24。在該第4-4實施態樣中任一種方式均可。
<觸媒披覆步驟>接著,如圖25G所示的,在樹脂皮膜G23的表面上以及電路圖案G24的表面上披覆電鍍觸媒G25(觸媒披覆步驟)。<皮膜除去步驟>接著,如圖25H所示的,將樹脂皮膜G23從絶緣層G20除去(皮膜除去步驟)。藉此,金屬柱G22的頂部在比電路圖案G24的底面更後退之位置露出。
<電鍍步驟>接著,如圖25I所示的,在絶緣層G20上實施無電解電鍍,以在殘留電鍍觸媒G25的電路圖案G24的部分上以及金屬柱G22的露出部分上形成無電解電鍍膜,藉此在該絶緣層G20上形成第2電氣電路G26。在金屬柱G22的露出部分上未殘留電鍍觸媒G25,以金屬柱G22的金屬為起點使無電解電鍍膜形成並成長。而且,該絶緣層G20的第2電路G26與電路基板G10的第1電路G11透過該金屬柱G22在層間連接(電鍍步驟)。該第4-4實施態樣,如圖25F所示的,在電路圖案形成步驟,以金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面突出的方式形成電路圖案G24。另外,在皮膜除去步驟,除去樹脂皮膜,使金屬柱G22的頂部在比電路圖案G24的底面更後退的位置露出。結果,如圖25I所示的,可防止形成於金屬柱G22的頂部之上的導體層從絶緣層G20的外表面突出,進而消除並減少在絶緣層G20的電路G26形成面上所產生的凹凸。
更詳而言之,如圖26放大所示的,當絶緣層G20的外表面到電路圖案G24的底面的距離(亦即電路圖案G24的深度)設為d1,電路圖案G24的底面到金屬柱G22的頂部的距離(亦即金屬柱G22的頂部比電路圖案G24的底面更後退的深度)設為d2時,0<d2≦d1×30%。
如是,由於當絶緣層G20的外表面到電路圖案G24的底面的距離(電路圖案G24的深度)設為d1,電路圖案G24的底面到金屬柱G22的頂部的距離(後退的深度)設為d2時0<d2≦d1×30%,故該後退的深度d2比電路圖案G24的深度d1更小。因此,電路G26部分的導體形成與層間連接用孔G21的金屬填充能夠充分而順利地進行,使電路G26與層間連接用孔G21的連接情況十分良好。另外,對應d1的值或d2的值,或是電路圖案G24的配線G26a用溝槽的寬度或電極用墊部G26b用的開孔的尺寸大小等,除了0<d2≦d1×30%之外,亦可為0<d2≦d1×20%或0<d2≦d1×40%等。另外,在金屬柱形成步驟中,電鍍金屬填充到未到達電路圖案G24的底面的位置,藉此,在電路圖案形成步驟中,金屬柱G22的頂部不會從電路圖案G24的底面突出,且在皮膜除去步驟中,金屬柱G22的頂部會在比電路圖案G24的底面更後退之位置露出,故便能夠在電路圖案形成步驟以及皮膜除去步驟之前的金屬柱形成步驟的階段,輕易達到金屬柱G22的頂部不從電路圖案G24的底面突出之目的。
如以上所述,在從絶緣層G20的表面挖掘電路圖案G24的情況下,第4-1實施態樣係金屬柱G22的頂部與絶緣層G20的表面相同高度~超過電路圖案G24的底面的高度(金屬柱G22的頂部從電路圖案G24的底面突出)的態樣,第4-2實施態樣係金屬柱G22的頂部與電路圖案G24的底面相同高度(金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面突出)的態樣,第4-4實施態樣係金屬柱G22的頂部未達電路圖案G24的底面的高度(金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面突出)的態樣。
[第4-1實施態樣的追加說明]
接著,參照圖27,更詳細說明第4-1實施態樣的(C)開孔形成步驟、(E)皮膜形成步驟、(G)觸媒披覆步驟。
如第4-1實施態樣的金屬柱形成步驟所說明的,金屬柱G22亦可為圓錐台狀或角錐台狀。圖27C,係表示在第4-1實施態樣的(C)開孔形成步驟中,形成具備絶緣層G20的表面側的徑長比第1電路G11側的徑長更大之形狀的層間連接用孔G21的情況。因此,如圖27E所示的,在第4-1實施態樣的(E)皮膜形成步驟中,在絶緣層G20的表面以及金屬柱G22的頂部形成樹脂皮膜G23的時點,於層間連接用孔G21中所填充之金屬柱G22也會形成絶緣層G20的表面側的徑長比第1電路G11側的徑長更大的形狀。亦即,金屬柱G22的上部的徑長比下部的徑長更大。然後,如圖27E的箭號所示的,在電路圖案形成步驟對樹脂皮膜G23的表面照射雷射時,金屬柱G22的粗徑部會形成遮蔽,而在金屬柱G22的側部產生絶緣層G20未除去之部分。結果,如圖27G所示的,在第4-1實施態樣的(G)觸媒披覆步驟中,於將電鍍觸媒G25披覆於電路圖案G24的表面上的時點,電鍍觸媒G25會披覆到絶緣層G20未除去之部分G20a上。
因此,在金屬柱G22的側面未披覆電鍍觸媒G25,故在金屬柱G22的側面未析出無電解電鍍膜。亦即,金屬柱G22的側面未與第2電氣電路G26接觸,金屬柱G22與第2電氣電路G26可能會發生接觸不良。當然,如圖20I所示的,在金屬柱G22的頂面上析出之無電解電鍍膜與在電路圖案G24內析出之無電解電鍍膜連接的話就不會有問題。然而,電鍍觸媒G25難以覆蓋到從電路圖案G24的底面突出的金屬柱G22的頂部的邊緣,因此很難形成電鍍,故在金屬柱G22的頂面上析出之無電解電鍍膜與在電路圖案G24內析出之無電解電鍍膜很難連接。
因此,在金屬柱G22的頂部從電路圖案G24的底面突出的第4-1實施態樣的情況下,宜避免上部比下部更粗的金屬柱G22。尤其,在使金屬柱G22成長到絶緣層G20的表面的高度的情況下,宜避免上部比下部更粗的金屬柱G22。相對於此,在金屬柱G22的頂部未從電路圖案G24的底面突出的第4-2實施態樣以及第4-4實施態樣的情況下,即使是上部比下部更粗的金屬柱G22,也不會有金屬柱G22與第2電氣電路G26連接不良的問題。
[第5實施態樣]本發明更係關於一種埋設由導電體所構成之電路層而形成的電路基板。以往,埋設由導電體所構成之電路層的電路基板,可利用CMP(Chemical Mechanical Polish;化學機械研磨)法形成(例如日本特開2000-49162號公報)。圖33表示CMP法的一個實施例。CMP法,首先,如圖33(A)所示的,在絶緣基材K1的表面上利用雷射加工形成電路溝槽K3(溝槽部)。接著,如(B)所示的,在包含該電路溝槽K3在內的絶緣基材K1的整個表面上形成無電解電鍍膜K6。然後,如(C)所示的,對該無電解電鍍膜K6施加電壓,在絶緣基材K1的整個表面上形成電解電鍍膜K21。之後,如(D)所示的,使用研磨器K22將電解電鍍膜K21以及無電解電鍍膜K6超出絶緣基材K1表面的部位研磨除去,使絶緣基材K1的表面露出。利用以上步驟,便可製得埋設有電路層K13的電路基板K10。在該電路基板K10上,將電路層K13之間的距離設定為例如25μm~30μm左右的寬度,便可製得高精度的電路基板K10。
然而,以上述方式形成之電路基板K10,如圖34(A)到(B)所示的,由於對包含電路溝槽K3在內的絶緣基板K1的表面實施電鍍處理,並將多餘的電鍍膜研磨除去,故電路基板K10的表面會因為研磨而變粗糙。然後,如圖34(C)所示的,由於研磨器K22對絶緣基材K1與電鍍膜施加之研磨力不同,故電鍍膜被除去所形成之電路層K13的表面與絶緣基材K1的表面會產生高低差,電路基板K10的表面會變得不平滑,可能會產生電氣特性降低的問題。再者,如(B)所示的,當絶緣基材K1含有填料K11時,填料K11會在絶緣基材K1的表面上露出,另外,由於露出之填料K11會因為研磨而被破壞,故表面的填料K11會無法維持原來的形狀。然後,露出的填料K11粉碎掉落的機率變高,在之後的步驟中可能會因為填料K11而造成污染。另外,由於對絶緣基材K1的表面進行研磨,故可能會以露出表面之填料K11為起點而產生微小裂縫。另外,由於露出表面之填料K11被破壞,故熱膨脹性或強度等基材特性可能會降低。
另外,關於製造埋設有由導電體所構成之電路層的電路基板的其他方法,例如習知的轉印法。轉印法,係將表面形成有電路層的剝離材料以電路層表面對向絶緣基材表面的方式貼合在絶緣基材表面上,從絶緣基材將剝離材料剝離,使電路層轉印並埋入絶緣基材而形成電路基板。然而,由於轉印法係將電路層推壓埋設於絶緣基材的表面,故電路層係以與絶緣基材的外表面的樹脂覆膜接觸的方式形成,會有電路層與絶緣基材的密合性較低的問題。關於提高密合性的方法已知有CZ處理,CZ處理可對設於剝離材料之金屬箔的表面(電路層的底面)進行處理,雖然能夠提高電路層底面的密合性,但無法提高側面的密合性,故在形成寬度狹小之電路層時無法獲得充分的密合性。另外,轉印法一般而言電路層的深度均等,故無法以簡單的方式形成深度不同的電路層。另外,轉印法所形成之電路層其電路層之間的距離欲縮短有其極限,故無法製得電路層之間的距離很短的高精度電路配線。
另外在轉印法的情況下,在將電路層轉印到絶緣基材上之前,必須在剝離材料上形成電路,該電路以往係用一般的電路形成方法,例如減去法、累加法等方法形成,故很難形成寬30μm以下的細微配線。再者即使能夠形成細微配線,若剝離材料與電路層的密合度太強,便無法轉印到絶緣基材上,而產生電路的轉印殘跡。另外若剝離材料與電路層的密合度太弱,則在剝離材料形成電路的步驟中或是在處理的過程中,電路層就會剝離。因此控制剝離材料與電路層的密合度是非常困難的。配線若更細微,則剝離材料與電路層的密合面積更小,密合度的控制就會變得更難,更無法將細微配線的電路層轉印到絶緣基材上。
另外,在使絶緣基材多層化的情況下,若採用轉印法,則由於並非在絶緣基材上形成電路,而是預先在剝離材料上形成電路,然後轉印到絶緣基板的兩面上,故很難在層間對準電路圖案的位置,因此很難以高精度對準位置。有鑑於上述問題,本發明之目的在於提供一種即使填料被破壞而露出表面基材特性也不會降低,電路層的密合性很高的高精度電路基板。
亦即,本發明的第5的實施態樣包含以下技術內容。請求項5-1.一種在利用含有填料之樹脂所形成的絶緣基材的表面上埋設由導電體所構成之電路層而形成的電路基板,其特徵為:絶緣基材的露出表面以填料不會被破壞的方式形成,電路層的與絶緣基材的接觸面會順著填料的該接觸面的突出形狀而形成凹凸形狀。請求項5-2.如請求項5-1所記載之電路基板,其中,電路層的與絶緣基材的接觸面會與從該接觸面突出的至少一部份的填料接觸。請求項5-3.如請求項5-1或5-2所記載之電路基板,其中,在絶緣基材的露出表面填料未露出。請求項5-4.如請求項5-1~5-3中任1項所記載之電路基板,其中,絶緣基材的與電路層的接觸面利用雷射加工形成使填料突出的凹凸形狀。
請求項5-5.如請求項5-1~5-4中任1項所記載之電路基板,其中,電路層係由導電體的電鍍所形成。請求項5-6.如請求項5-1~5-5中任1項所記載之電路基板,其中,電路層的露出表面很平坦且在與絶緣基材的分界線上無高低差。
若利用請求項5-1的發明,由於絶緣基材的露出表面以填料未被破壞的方式形成,以表面維持形狀的方式將填料填充於絶緣基材,故能夠防止填料被破壞而使熱膨脹性或強度等的基材特性降低。另外,由於電路層的與絶緣基材的接觸面順著填料的突出形狀形成凹凸形狀,電路層與絶緣基材以凹凸狀組合接觸,故能夠提高電路層與絶緣基材的密合性。
若利用請求項5-2的發明,由於電路層在與絶緣基材的接觸面與填料接觸,使電路層不透過樹脂層而是直接與絶緣基材的內部接觸,故可更進一步提高電路層的密合性。另外,由於電路層以在埋設表面亦即底面與側面與填料接觸的方式形成,故能夠形成即使形成寬度很狹小也不會脫落而密合性很高的電路配線,進而製得高精度的電路基板。若利用請求項5-3的發明,在絶緣基材的露出表面填料不會露出,由於填料未露出,故能夠防止填料粉碎掉落,並防止以填料起點的微小裂縫產生。若利用請求項5-4的發明,絶緣基材的與電路層的接觸面利用雷射加工形成,以在該接觸面使填料突出,讓接觸面形成凹凸形狀以提高密合性。另外,利用雷射加工比較容易就各電路層設定電路層的深度,便能夠以簡單的方式製得具有不同深度的電路層的電路基板。
若利用請求項5-5的發明,電路層利用導電體的電鍍形成,便比較容易製得配合填料突出之絶緣基材的形狀而形成凹凸形狀的電路層,進而以簡單的方式製得密合性較高的高精度電路基板。若利用請求項5-6的發明,藉由使電路層的露出表面很平坦,便可提高電氣特性,同時消除在電路層與絶緣基材之分界線上的高低差,並使電路基板很平坦,進而製得很薄且很平滑的電路基板。
圖28係表示本發明之電路基板K10的實施態樣的一個實施例的剖面圖。電路基板K10在由含有填料K11之樹脂所形成的絶緣基材K1的表面上埋設由導電體所構成的電路層K13。填料K11可使用具有適當形狀者,在圖示的態樣中,係使用球狀的填料K11。電路層K13的表面(露出表面)形成平坦表面。亦即,電路層K13的高度T(深度)遍及電路層的寬度W方向幾乎相等。電路層K13的高度T幾乎相等,電氣特性便可提高。然後,在圖示的態樣中,電路層K13的表面與絶緣基材K1的表面沒有高低差。藉此電路基板K10的整個表面很平坦,如是便可製得很薄且很平滑的電路基板K10。
絶緣基材K1的露出表面,與用CMP法形成的情況不同,填料K11不會被破壞。亦即,在用CMP法形成的情況下,會形成如圖34所示的填料K11被破壞且露出的絶緣基材K1,然而圖28所示之電路基板K10,在絶緣基材K1的露出表面附近的填料K11不會被破壞而會維持該形狀。然後,在絶緣基材K1的露出表面,填料K11不會露出,具體而言,未含有填料K11的表面樹脂層K12形成絶緣基材K1的露出表面。表面樹脂層K12係由未含有填料K11的樹脂成分所構成,其形成覆蓋絶緣基材K1的整個表面的薄膜。在此,樹脂成分係指形成絶緣基材K1的填料K11以外的成分,如後所述的,除了樹脂之外,還包含硬化劑或分散劑等成分。在圖示中,表面樹脂層係比亻-亻’線更靠表面側(外側)的膜層。由於用該表面樹脂層K12覆蓋填料K11,故能夠防止填料K11露出表面並產生填料掉落或微小裂縫的問題。
另外,電路層K13的埋設於絶緣基材K1的表面(與絶緣基材K1的接觸面),順著填料K11的該接觸面的突出形狀而形成凹凸形狀。亦即,絶緣基材K1的與電路層K13的接觸面形成填料K11突出的凹凸形狀,順著該絶緣基材K1的凹凸形狀,電路層K13也形成凹凸形狀。電路層K13與絶緣基材K1像這樣形成凹凸形狀接觸,便能夠使電路層K13與絶緣基材K1的密合性提高,並形成高精度的電路。
電路層K13的與絶緣基材K1的接觸面,雖然也可以與未含有填料K11的絶緣基材K1的樹脂層接觸,然而在圖示的態樣中,電路層K13係與向該電路層K13的接觸面突出的填料K11接觸。亦即,與該電路層K13抵接的絶緣基材K1的表面(後述的電路溝槽K3的露出面)未設置表面樹脂層K12,填料K11露出,電路層K13與該露出之填料K11接觸。如是,由於電路層K13未透過表面樹脂層K12而直接與絶緣基材K1的內部接觸,故能夠更進一步提高電路層K13的密合性。
與電路層K13接觸的填料K11,如圖所示的,填料K11宜在未被破壞而維持原本形狀的狀態下進行接觸。電路層K13與填料K11為球狀時未被破壞而突出的半球狀的球面接觸。如是,使填料K11不透過其他膜層而直接與電路層K13接觸,以接觸樹脂基材K11的內部的方式形成電路層K13的底面以及側面,藉此更進一步提高密合性。因此,為了更進一步提高密合性,最好是形成填料K11的一部分從電路溝槽K3的露出面突出並露出的態樣。另外,電路層K13以在埋設表面亦即底面以及側面與填料K11接觸的方式形成。亦即,除了底面的密合性之外,側面的密合性也提高。因此,即使電路層K13所形成的寬度狹小,由於電路層K13在側面密合,故能夠形成不會脫落的高密合性電路層K13,進而能夠製得電路層K13的寬度W很狹小的高精度電路基板K10。另外,電路層K13之間的寬度也能夠縮小。在本發明的電路基板K10中,由於如上所述的使密合性提高,故電路層K13的寬度能夠形成得很狹小,具體而言,電路層K13的寬度(W)與高度(T)的比(W/T)宜在0.1以上30以下。亦即,具有W/T在該範圍內的電路層K13的電路基板K10是較佳的態樣。藉此,便可使電路層K13的寬度縮小,進而製得高精度的電路基板K10。若W/T比該範圍更小會有無法實際應用的疑慮。相反的若W/T比該範圍更大則可能無法達到高精度化(電路的高密度化)之目的。另外,亦可將電路層K13形成立體狀的電極,此時,不設定(W/T)的上限也沒有關係。
在本發明的電路基板K10中,由於能夠不受電路層K13的高度T的影響,而獲得較高的密合性,故比較容易針對每一層電路層K13設定電路層K13的高度T(深度)。因此,能夠以簡單的方式製得具有不同深度之電路層K13的電路基板K10。另外,電路基板K10雖圖示為平板狀,惟如後所述,電路基板K10亦可為立體電路基板K60。亦即,本發明並非僅限於在平面的絶緣基材K1上形成電路層K13的電路基板K10。具體而言,絶緣基材K1若使用具有高低差狀之立體面的三維形狀的絶緣基材K1,便可如圖32所示的,製得具備正確配線之電路層K13的電路基板K10(立體電路基板K60)。
[電路基板的製造方法]茲說明本發明的電路基板K10的製造方法。本發明的電路基板K10可由包含以下步驟之方法製得:在絶緣基材K1的表面上形成樹脂覆膜K2的覆膜形成步驟;以該樹脂覆膜K2的外表面為基準形成具備比該樹脂覆膜K2的厚度更深的深度的凹部以形成電路圖案部的電路圖案形成步驟;在該電路圖案部的表面上以及該樹脂覆膜K2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物K5的觸媒披覆步驟;從該絶緣基材K1除去該樹脂覆膜K2的覆膜除去步驟;以及在除去該樹脂覆膜K2之後的殘留該電鍍觸媒或其前驅物K5的部位上形成無電解電鍍膜K6的電鍍處理步驟。雖然製造方法並非僅限於該方法,然而以該方法形成上述電路基板K10是較佳的選擇。
利用該等製造方法會比較容易在欲形成電鍍膜的部分上殘留電鍍觸媒或其前驅物K5並將電鍍觸媒或其前驅物K5從其他部分除去。因此,藉由實施形成無電解電鍍膜K6的電鍍處理步驟,便可輕易在殘留該電鍍觸媒或其前驅物K5的部位上亦即欲形成電鍍膜的部分上形成無電解電鍍膜K6。因此,便能夠以比較容易的方法在絶緣基材K1表面上形成高精度的電路層K13。亦即,能夠使所形成之電路的輪廓維持高精度。結果,即使在例如隔開既定間隔距離形成複數電路的情況下,也能防止無電解電鍍膜的碎片等殘留在電路之間,因此,能夠防止短路或遷移等問題的發生。另外,能夠形成所期望之深度的電路。圖29係用來說明在上述電路基板的製造方法中的各步驟的示意剖面圖。首先,如圖29(A)所示的,在絶緣基材K1的表面上形成樹脂覆膜K2。另外,該步驟相當於覆膜形成步驟。
接著,如圖29(B)所示的,以該樹脂覆膜K2的外表面為基準形成具備比該樹脂覆膜K2的厚度更深的深度的凹部,使填料K11露出表面進而形成電路圖案部。凹部比樹脂覆膜K2的厚度更深便可使填料K11露出。該電路圖案部可為挖掘該絶緣基材K1所得到的電路溝槽K3,另外,亦可因應需要,在該絶緣基材K1上對部分該電路溝槽K3打孔以形成貫通孔K4。另外,可藉由該電路溝槽K3限定出利用無電解電鍍形成無電解電鍍膜的部分,亦即,限定出形成有電路層K13的部分。另外,該步驟相當於電路圖案形成步驟。另外,以下關於電路圖案部,係以電路溝槽K3為中心進行說明。
接著,如圖29(C)所示的,在該電路溝槽K3的表面上以及未形成該電路溝槽K3的該樹脂覆膜K2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物K5。另外,該步驟相當於觸媒披覆步驟。接著,如圖29(D)所示的,將該樹脂覆膜K2從該絶緣基材K1除去。藉此,在該絶緣基材K1的形成有該電路溝槽K3的部分的表面上殘留電鍍觸媒或其前驅物K5。另一方面,披覆在該樹脂覆膜K2的表面上的電鍍觸媒或其前驅物K5,在載置於該樹脂覆膜K2之上的狀態下,與該樹脂覆膜K2一併被除去。另外,該步驟相當於覆膜除去步驟。接著,對已除去該樹脂覆膜K2的絶緣基材K1實施無電解電鍍。藉此,在殘存該電鍍觸媒或其前驅物K5的部分上形成無電解電鍍膜K6。亦即,如圖29(E)所示的,在形成有該電路溝槽K3的部分上,形成無電解電鍍膜K6當作電路層K13。然後,電路層K13可由該無電解電鍍膜K6所構成,亦可再對該無電解電鍍膜K6實施無電解電鍍(填滿電鍍)使其膜厚更厚。具體而言,亦可如圖29(E)所示的,以將該電路溝槽K3或該貫通孔K4整個填埋起來的方式,形成由無電解電鍍膜K6所構成的電路層K13,使該絶緣基材K1與該電路層K13的高低差被消除掉。另外,該步驟相當於電鍍處理步驟。
藉由上述各步驟,形成如圖29(E)所示的電路基板K10。如是形成之電路基板K10,可在該絶緣基材K1上形成高精度的電路層K13。
以下,說明各步驟。<覆膜形成步驟>覆膜形成步驟,如上所述,係在絶緣基材K1的表面上形成樹脂覆膜K2的步驟。
(絶緣基材)絶緣基材K1,只要是由含有填料K11的樹脂所形成的(樹脂基材)即可,其他並無特別限定。另外,關於該樹脂,只要是構成電路基板製造用之各種有機基板的樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如,環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等。該環氧樹脂,只要是構成可用來製造電路基板的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂、含氮樹脂、含矽酮樹脂等。另外,就該環氧樹脂以及樹脂而言,可單獨使用上述各環氧樹脂以及樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成基材時,一般而言,為了硬化,會使其含有硬化劑。關於該硬化劑,只要是可以使用的硬化劑即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑、氰酸酯樹脂等。該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上。該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。
為了更進一步賦予阻燃性可使用例如經過磷變性的苯酚樹脂或是經過磷變性的氰酸酯樹脂等。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上。另外雖然並無特別限定,惟由於係利用雷射加工形成電路圖案,故宜使用對100 nm~400nm波長範圍的雷射光的吸收率良好的樹脂。具體而言,例如聚醯亞胺樹脂等。然後,該絶緣基材K1含有填料K11。該填料K11可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。由於含有填料K11,若在雷射加工部位使填料K11以未被破壞的狀態露出,填料K11突出所形成之凹凸面便可提高電鍍與樹脂的密合性。構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。關於該無機微粒子,可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在使所期望的功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。
另外,該無機微粒子,為了提高在該絶緣基材中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。另外,該絶緣基材,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。關於該矽烷偶合劑,具體而言,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。該矽烷偶合劑可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。另外,該絶緣基材K1,為了提高該無機微粒子在該絶緣基材中的分散性,亦可含有分散劑。關於該分散劑,具體而言,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。該分散劑可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。
另外,關於該有機微粒子,具體而言,例如:橡膠微粒子等。關於填料K11的粒徑,宜為絶緣基材K1的厚度以下的平均粒徑,具體而言,平均粒徑宜為0.01~10μm,平均粒徑更宜為0.05~5μm。若填料K11的粒徑在該範圍內,在絶緣基材K1的表面上形成未含有填料K11的表面樹脂層K12就會比較容易,另外,填料K11露出之電路溝槽K3與電路層K13的密合性也會提高。當填料K11的平均粒徑比上述的範圍更小時,填料K11突出所形成之凹凸形狀所導致的密合效果可能會變小,相反的若填料K11的平均粒徑比上述的範圍更大時,便可能無法形成細微的電路溝槽K3。平均粒徑可藉由使用雷射繞射粒徑分布計的光散射法進行測量,求得作為球體相當直徑(算數平均粒徑)。
填料K11的形狀並無特別限定,可使用球狀者。除此之外,亦可使用破碎狀等形狀的填料K11。其中,宜使用球狀填料。填料K11的含有量,宜相對於硬化後的樹脂基材K1的總量為10~95質量%,更宜為30~90質量%,最好是50~85質量%。在填料K11的含有量進入該範圍的情況下,更進一步提高填料K11的含有量,可使樹脂基材K1的熱膨脹接近所形成之導體電路的熱膨脹,藉此便可提高基板在熱環境下的可靠度。當填料K11的含有量比該範圍更低時,電路層K13與絶緣基材K1的密合性會變差,另外,熱膨脹會變大,基板在熱環境下的可靠度便有降低之虞。相反的當填料K11的含有量比該範圍更高時,填料K11會從絶緣基材K1的表面露出,在將絶緣基材K1與其他基材堆疊成形時,可能會流動性變差而產生擦傷瑕疵之虞。
絶緣基材K1係由含有上述成分的樹脂組成物以適當方式成形的構件。亦可在樹脂組成物中添加溶劑。此時,絶緣基材K1會在具有流動性的狀態下調整過形狀之後,再使其硬化,藉此,便可在絶緣基材K1的表面上形成未含有填料K11的表面樹脂層K12。亦即,由於樹脂組成物具有流動性,在硬化之前填料K11不會直接露出於表面而會埋入內部,故樹脂成分(填料K11以外的成分)的膜層會形成在未硬化的絶緣基材K1的表面上。然後,由於維持該狀態使其硬化而形成絶緣基材K1,故可形成表面樹脂層K12,便可使填料K11不露出於絶緣基材K1的表面。觀察絶緣基材K1的表面,發現填料K11未露出,便可確認表面樹脂層K12已形成。另外,如CMP法,若採用研磨絶緣基材K1的表面的方法,由於表面樹脂層K12被研磨除去,且接近表層的填料K11也會受到研磨,故從表面可觀察到填料K11受到研磨而露出的態樣。另外,該絶緣基材K1的態樣並無特別限定。具體而言,可為片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成形體等。該絶緣基材K1的厚度並無特別限定。具體而言,若是片材、薄膜、預浸材的話,例如宜為10~200μm,更宜為20~100μm左右。另外,該絶緣基材K1亦可含有二氧化矽粒子等的無機微粒子。
(樹脂覆膜)
該樹脂覆膜K2,只要能夠在該覆膜除去步驟除去即可,其他並無特別限定。具體而言,例如,可用有機溶劑或鹼性溶液輕易溶解的可溶型樹脂,或是由可用後述既定液體(膨潤液)膨潤之樹脂所構成的膨潤性樹脂覆膜等。其中,從徹底除去比較容易的觀點來看尤其宜使用膨潤性樹脂覆膜。另外,該膨潤性樹脂覆膜對該液體(膨潤液)的膨潤度宜在例如50%以上。藉由使用具有該等膨潤度的樹脂覆膜,便可輕易將該樹脂覆膜從該絶緣基材剝離。如是,便更容易在絶緣基材K1的表面上形成高精度的電路層K13。另外,該樹脂覆膜K2亦包含相對於該液體的膨潤度較大而會被該液體溶解者。
另外,該膨潤性樹脂覆膜,除了相對於該液體(膨潤液)實質上不會溶解但會因為膨潤而容易從該絶緣基材K1表面剝離的樹脂覆膜之外,也包含相對於該液體(膨潤液)會膨潤,更會至少一部分溶解,且會因為該膨潤或溶解而容易從該絶緣基材K1表面剝離的樹脂覆膜,或是相對於該液體(膨潤液)會溶解,且會因為該溶解而容易從該絶緣基材K1表面剝離的樹脂覆膜。
該樹脂覆膜K2的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:在該絶緣基材K1的表面上塗佈可形成樹脂覆膜的液狀材料之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後將乾燥後所形成的樹脂覆膜轉印到絶緣基材K1的表面上的方法等。另外,塗佈液狀材料的方法並無特別限定。具體而言,例如:習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等。
關於該樹脂覆膜K2的厚度,從能夠以高精度方式形成細微電路的觀點來看,宜在10μm以下,更宜在5μm以下。另一方面,關於該樹脂覆膜K2的厚度,宜在0.1μm以上,更宜在1μm以上。當該樹脂覆膜K2的厚度太厚時,在該電路圖案形成步驟中利用雷射加工或機械加工所形成之電路溝槽K3或貫通孔K4等的電路圖案部的精度會有降低的傾向。另外,當該樹脂覆膜K2的厚度太薄時,會有難以形成平均膜厚之樹脂覆膜K2的傾向。接著,關於該樹脂覆膜K2,舉例說明較佳的膨潤性樹脂覆膜。該膨潤性樹脂覆膜宜為對膨潤液的膨潤度在50%以上的樹脂覆膜。再者,更宜為對膨潤液的膨潤度在100%以上的樹脂覆膜。另外,當該膨潤度太低時,在該覆膜除去步驟中膨潤性樹脂覆膜會有難以剝離的傾向。
該膨潤性樹脂覆膜的形成方法並無特別限定,使用與上述樹脂覆膜K2的形成方法相同的方法即可。具體而言,例如,在該絶緣基材K1的表面上塗佈可形成膨潤性樹脂覆膜的液狀材料之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將乾燥後所形成之膨潤性樹脂覆膜轉印到絶緣基材K1的表面上的方法等。可形成該膨潤性樹脂覆膜的液狀材料,例如,彈性體的懸浮液或乳狀液等。關於該彈性體的具體例,例如:苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體,丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,便可藉由調整分散成懸浮液或乳狀液的彈性體樹脂粒子的交聯度或膠化度等特性而輕易形成具備所期望之膨潤度的膨潤性樹脂覆膜K2。
如是,該樹脂覆膜K2宜為在該絶緣基材K1表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後使其乾燥所形成之樹脂覆膜K2。若使用該等樹脂覆膜K2,便可輕易在絶緣基材K1的表面上形成樹脂覆膜。因此,便能夠更容易在絶緣基材K1的表面上形成高精度的電路層K13。
另外,該樹脂覆膜K2宜為將支持基板上所形成之樹脂覆膜K2轉印到該絶緣基材K1的表面上所形成的樹脂覆膜K2。另外,該轉印所使用之樹脂覆膜更宜為在支持基板表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後使其乾燥所形成之樹脂覆膜K2。若使用該等樹脂覆膜K2,便可預先準備好很多樹脂覆膜K2,從量產性優異的觀點來看是較佳的選擇。該彈性體宜從具有羧基的二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體所構成之群組選出者為佳。另外,該二烯系彈性體更宜為苯乙烯-丁二烯系共聚物。若使用該等彈性體,便可調整交聯度或膠化度以輕易形成具備所期望之膨潤度的樹脂覆膜。另外,可使對在該覆膜除去步驟中所使用的該液體的膨潤度更大,亦可輕易形成會被該液體溶解的樹脂覆膜。另外,該樹脂覆膜亦宜使用以由酸當量100~800的具有羧基的丙烯酸系樹脂所構成的樹脂為主成分的覆膜。另外,該膨潤性樹脂覆膜特別宜為膨潤度相依於膨潤液的pH值而變化的覆膜。若使用該等覆膜,藉由使該觸媒披覆步驟中的液性條件與該覆膜除去步驟中的液性條件不同,便可在觸媒披覆步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜對絶緣基材維持很高的密合力,並在覆膜除去步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜輕易地被剝離。
更具體而言,例如,當該觸媒披覆步驟具備例如在pH值1~3的範圍內的酸性電鍍觸媒膠狀溶液(酸性觸媒金屬膠狀溶液)中進行處理的步驟,且該覆膜除去步驟具備在pH值12~14的範圍內的鹼性溶液中使膨潤性樹脂覆膜膨潤的步驟時,該膨潤性樹脂覆膜對該酸性電鍍觸媒膠狀溶液的膨潤度宜在60%以下,更宜在40%以下,且對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上,更宜在100%以上,最好是在500%以上。
該等膨潤性樹脂覆膜,例如:由具有既定量之羧基的彈性體所形成的片材,用於印刷配線板的形成圖案用的乾膜光阻(以下亦稱為DFR)中的光硬化性的鹼性顯影型的光阻經過全面硬化之後所得到的片材,或是熱硬化性或鹼性顯影型片材等。
關於具有羧基之彈性體的具體例,例如:包含具有羧基的單體單位作為共聚成分,使分子中具有羧基的苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體、丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,藉由調整被分散成懸浮液或乳狀液的彈性體的酸當量、交聯度或膠化度等特性,便可形成具備所期望之鹼性膨潤度的膨潤性樹脂覆膜。彈性體中的羧基會因為鹼性水溶液而使膨潤性樹脂覆膜膨潤,具有使膨潤性樹脂覆膜從絶緣基材表面剝離的作用。另外,酸當量係指每1當量的羧基的聚合物重量。
具有羧基的單體單位的具體例,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸以及馬來酸酐等。關於該等具有羧基的彈性體中的羧基的含有比例,其酸當量宜為100~2000,更宜為100~800。當酸當量太小時,與溶媒或其他組成物的相溶性會降低,導致對電鍍前處理液的耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太大時,對鹼性水溶液的剝離性會有降低的傾向。
另外,彈性體的分子量宜為1萬~100萬,更宜為2萬~6萬。當彈性體的分子量太大時剝離性會有降低的傾向,太小時粘度會降低,欲維持膨潤性樹脂覆膜厚度均勻很困難,且對電鍍前處理液的耐性也會有惡化的傾向。另外,關於該樹脂覆膜,例如由將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或包含該聚合物樹脂的樹脂組成物所構成者。若使用該等樹脂覆膜,便比較容易在絶緣基材K1的表面上形成樹脂覆膜。如是,便更容易在絶緣基材K1的表面上形成高精度的電路。另外,該等樹脂覆膜大多可用在該覆膜除去步驟所使用之液體溶解,除了剝離除去之外,亦可有效溶解除去。
該樹脂組成物以該聚合物樹脂為必要成分當作主要樹脂,亦可添加至少1種寡聚物、單體、填料或其他添加劑。另外,DFR以含有既定量之羧基的丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、苯酚系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂等作為樹脂成分,可使用含有光聚合引發劑的光硬化性樹脂組成物的片材。該等DFR的具體例,例如日本特開2000-231190號公報、日本特開2001-201851號公報、日本特開平11-212262號公報所揭示的光聚合性樹脂組成物的乾膜經過全面硬化所得到的片材,或市售的鹼性顯影型的DFR,例如,旭化成股份有限公司製的UFG系列等。另外,關於其他的膨潤性樹脂覆膜,例如:含有羧基且以松香為主要成分的樹脂(例如,吉川化工股份有限公司製的「NAZDAR229」)或以苯酚為主要成分的樹脂(例如,LEKTRACHEM公司製「104F」)等。膨潤性樹脂覆膜,用習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等的塗佈機構將樹脂的懸浮液或乳狀液塗佈在絶緣基材表面上之後使其乾燥,或用真空疊合機等將形成於支持基板上的DFR貼合於絶緣基材表面上之後使其全面硬化,便可輕易形成。另外,該樹脂覆膜,除了上述的樹脂覆膜之外,還有以下的樹脂覆膜。例如,構成該樹脂覆膜的光阻材料,還有以下的材料。構成該樹脂覆膜的光阻材料的必要特性,例如:(1)在後述的觸媒披覆步驟中,對浸漬已形成樹脂覆膜之絶緣基材的液體(電鍍核附著藥液)的耐性較高;(2)在後述的覆膜除去步驟中,例如,藉由將已形成樹脂覆膜之絶緣基材浸漬於鹼性液體中的步驟,便可輕易除去樹脂覆膜(光阻);(3)成膜性較高;(4)乾膜(DFR)化較容易;(5)保存性較高等。
關於電鍍核附著藥液,雖然文後會有詳述,惟在例如酸性Pd-Sn膠狀觸媒系統的情況下,全部為酸性(pH值1~2)水溶液。另外,在鹼性Pd離子觸媒系統的情況下,觸媒賦予催化劑為弱鹼性(pH值8~12),除此以外為酸性。由上可知,對電鍍核附著藥液的耐性必須耐得住pH值1~11,更宜耐得住pH值1~12。另外,所謂耐得住,是指當光阻成膜樣本浸漬於藥液中時,光阻不會膨潤或溶解,而能發揮光阻的功能。另外,一般而言,浸漬溫度為室溫~60℃,浸漬時間為1~10分鐘,光阻膜厚為1~10μm左右,惟並非以此為限。
覆膜除去步驟所使用的鹼性剝離藥液,雖然文後會有詳述,惟一般而言係使用例如NaOH水溶液或碳酸鈉水溶液。其pH值為11~14,較佳為pH值12到14,便可輕易除去光阻膜。NaOH水溶液濃度為1~10%左右,處理溫度為室溫~50℃,處理時間為1~10分鐘,一般以浸漬或噴灑處理,惟並非以此為限。為了在絶緣材料上形成光阻,成膜性也變得很重要。必須形成沒有眼孔等缺陷的均勻薄膜。另外,雖然為了簡化製造步驟或減少材料損失等會進行乾膜化,然而為了確保易處理特性,薄膜的彎曲性仍是必要的。另外用疊合機(輥子、真空)將經過乾膜化的光阻貼合在絶緣材料上。貼合的溫度為室溫~160℃,壓力或時間則隨意。如是,在貼合時便需要粘著性。因此,經過乾膜化的光阻也會兼具防止雜質附著的功能,一般會形成用載體膜、覆蓋膜夾合的3層構造,惟並非以此為限。
關於保存性,能夠在室溫下保存當然是最好的,惟也必須要能夠在冷藏、冷凍下保存。必須在該等低溫下乾膜的組成不會分離,彎曲性不會降低而裂開。
光阻材料的樹脂組成,以主要樹脂(黏合樹脂)為必須成分,亦可添加寡聚物、單體、填料或其他添加劑等至少其中1種。主要樹脂宜為具備熱可塑性質的直鏈型聚合物。為了控制流動性、結晶性等特性亦可接枝而使其分枝。關於其分子量,算數平均分子量為1000~500000左右,宜為5000~50000。若分子量太小,則薄膜的彎曲性或電鍍核附著藥液耐性(耐酸性)會有降低的傾向。另外,若分子量太大,鹼剝離性或乾膜貼合性會有變差的傾向。再者,為了提高電鍍核附著藥液耐性、防止雷射加工時的熱變形或流動控制,亦可導入交聯點。
關於主要樹脂的組成,將以下(a)與(b)物質聚合便可得到:(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的單體;(b)可與(a)單體聚合的單體。關於習知技術,例如:日本特開平7-281437號公報、日本特開2000-231190號公報以及日本特開2001-201851號公報。關於(a)物質,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸酐、馬來酸半酯、丙烯酸丁酯等,可單獨使用,亦可組合2種以上使用。關於(b)物質,一般而言,例如:呈非酸性且在分子中具有(一個)聚合性不飽和基者,惟並非以此為限。以保持在電鍍步驟中的耐性、硬化膜的可彎曲性等各種特性的方式選擇即可。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,以能夠3維交聯的方式,在用於聚合物的單體中選出具備複數不飽和基的單體,並將環氧基、羥基、胺基、醯胺基、乙烯基等反應性官能基導入分子骨架。當樹脂中含有羧基時,樹脂中所含有的羧基量的酸當量宜為100~2000,較佳為100~800。在此酸當量係指其中具有1當量的羧基的聚合物的重量。當酸當量太低時,與溶媒或其他組成物的相溶性或電鍍前處理液耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太高時,剝離性會有降低的傾向。另外(a)單體的組成比率為5~70質量%。
單體或寡聚物,只要是具有對電鍍核附著藥液的耐性或是可輕易用鹼除去者即可。另外為了提高乾膜(DFR)的貼合性,可考慮用可塑劑當作粘著性賦予材料。再者,為了提高各種耐性可添加交聯劑。具體而言,例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,亦可包含多官能性不飽和化合物。亦可為上述單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。除了上述單體以外亦可包含其他二種以上的光聚合性單體。關於單體,例如:1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、或聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙二醇二甲基丙烯酸酯等的聚氧烷二醇二甲基丙烯酸酯、2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚三甲基丙烯酸酯、雙酚A二氧化丙烯醚三甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯氧基五乙氧基苯基)丙烷、含有胺基甲酸酯類的多官能甲基丙烯酸酯等。另外,亦可為上述的單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。
再者,亦可含有填料。填料並無特別限定,具體而言,例如:二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、黏土、白陶土、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋅、滑石、雲母、玻璃、鈦酸鉀、灰石、硫酸鎂、硼酸鋁、有機填料等。另外光阻的厚度一般為1~10μm很薄,故填料大小宜小者為佳。可使用平均粒徑小,粗粒經過切割者,惟亦可在分散時使其碎裂,並過濾除去粗粒。其他添加劑,例如:光聚合性樹脂(光聚合引發劑)、聚合防止劑、著色劑(染料、顏料、發色系顏料)、熱聚合引發劑、環氧基物質或胺甲酸乙酯等的交聯劑等。
在加工程序中,例如,有時會使用雷射加工,當使用雷射加工時,必須利用雷射對光阻材料賦予剝離性。雷射加工機可選擇例如碳酸氣體雷射、準分子雷射或UV-YAG雷射等。該等雷射加工機具有各種固有波長,使用對該波長的吸收率較高的材料,便可提高生產性。其中UV-YAG雷射適合用於細微加工,雷射波長為3倍高次諧波355nm、4倍高次諧波266nm,故對該等波長吸收率較高,是較佳的選擇。另一方面,有時使用吸收率低於某一程度的材料比較好。具體而言,例如,當使用UV吸收率較低的光阻時,由於UV光會穿透過光阻,故可在對基底進行絶緣層加工時使能量集中。亦即,根據雷射光的吸收率,優點各有不同,故宜因應狀況,使用雷射光吸收率經過調整的光阻。
<電路圖案形成步驟>
電路圖案形成步驟係在絶緣基材K1上形成電路溝槽K3等電路圖案部的步驟。電路圖案部,如上所述,除了電路溝槽K3之外,亦可包含貫通孔K4。形成該電路圖案部的方法並無特別限定。具體而言,例如,在形成有該樹脂覆膜K2的絶緣基材K1上,從該樹脂覆膜K2的外表面側,實施雷射加工以及模切加工等的切削加工或壓型加工等的機械加工,形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽K3的方法等。當欲形成高精度的細微電路時,宜使用雷射加工。若利用雷射加工,便可藉由改變雷射輸出等方式,自由調整切削深度等。亦即,當該電路圖案形成步驟係利用雷射加工形成電路圖案部的步驟時,便能夠以高精度形成更細微的電路,故為較佳的選擇。另外,藉由改變雷射的輸出等,便可輕易調整切削深度等,因此,從較易調整所形成之電路溝槽K3的深度此點來看亦為較佳的選擇。另外,可利用雷射加工形成層間連接用的貫通孔,並將電容埋入絶緣基材K1內。
另外,關於壓型加工,宜使用例如在奈米印刷的技術領域中所使用的利用細微樹脂的壓型加工。如是,當該電路圖案形成步驟係使用壓型法形成電路圖案部的步驟時,利用沖壓成形便可輕易形成電路圖案部,故為較佳的選擇。另外,亦可在部分電路溝槽K3上設置用來形成介層孔的貫通孔K4。若利用該製造方法,便可在形成電路圖案部時形成介層孔或內介層孔用的貫通孔。然後,對所形成之貫通孔實施無電解電鍍,便可形成介層孔或內介層孔。利用該步驟,便可限定出該電路溝槽K3的形狀以及深度或該貫通孔K4的徑長以及位置等的電路圖案部的形狀。另外,該電路圖案形成步驟,只要挖掘得比該樹脂覆膜K2的厚度更深即可,惟亦可挖掘超過該樹脂覆膜K2的厚度,或貫通絶緣基材K1。另外,利用該步驟,便可使填料K11在電路溝槽K3的露出面露出。然後,若利用雷射加工這種方法形成電路溝槽K3的話,便能夠以不破壞填料K11而維持其形狀並使其一部分從電路溝槽K3的露出面突出的方式形成溝槽。亦即,該電路溝槽K3的露出面係絶緣基材K1的內部層受到雷射加工所形成之面,填料K11分散之內部層露出於外部。然後,由於不對硬化之絶緣基材K1的外表面,而是對露出於該外部之絶緣基材K1的內部層,在披覆觸媒之後實施無電解電鍍,故可使絶緣基材K1的內部與電路層K13直接接觸,進而提高密合性。另外,填料K11是否露出可從表面觀察到。該電路圖案形成步驟所形成之電路溝槽K3等的電路圖案部的寬度並無特別限定。另外,當使用雷射加工時,亦可輕易形成線寬在20μm以下的細微電路。因此,當該電路圖案部的寬度有在20μm以下的部分,或形成需要細微加工的天線電路等時,是較佳的選擇。另外,電路溝槽K3的深度,在利用填滿電鍍消除電路層K13與絶緣基材K1的高低差的情況下,會成為電路層K13的深度。
<觸媒披覆步驟>
觸媒披覆步驟,係在該電路溝槽K3的表面以及該樹脂覆膜K2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物的步驟。此時,在已形成貫通孔K4的情況下,貫通孔K4內壁表面也會被電鍍觸媒或其前驅物所披覆。
該電鍍觸媒或其前驅物K5,係在該電鍍處理步驟中利用無電解電鍍在欲形成無電解電鍍膜的部位上形成無電解電鍍膜而賦予的觸媒。電鍍觸媒,只要使用習知的無電解電鍍用觸媒即可,其他並無特別限定。另外,亦可預先披覆電鍍觸媒的前驅物,並在樹脂覆膜除去之後使電鍍觸媒生成。關於電鍍觸媒的具體例,例如:金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等,或是使該等金屬生成的前驅物。
關於披覆電鍍觸媒或其前驅物K5的方法,例如:用在pH值1~3的酸性條件下可進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。具體而言,例如以下的方法。首先,將形成電路溝槽K3以及貫通孔K4的絶緣基材K1的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中再進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在絶緣基材K1之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性電鍍觸媒膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒亦即金屬鈀。
另外,關於酸性電鍍觸媒膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用市售使用酸性電鍍觸媒膠狀溶液的電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。
另外,該觸媒披覆步驟具備在酸性觸媒金屬膠狀溶液中進行處理的步驟,在該覆膜除去步驟中的既定液體為鹼性溶液,該樹脂覆膜對該酸性觸媒金屬膠狀溶液的膨潤度宜在60%以下,對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上。
若利用該等製造方法,該樹脂覆膜在以酸性條件進行處理的觸媒披覆步驟中不易被剝離,在該觸媒披覆步驟之後的以鹼性溶液進行處理的覆膜除去步驟較易被剝離。因此,該樹脂覆膜可選擇性地在該覆膜除去步驟中被剝離。因此,能夠在觸媒披覆步驟中正確地保護不欲形成無電解電鍍膜的部分,並在電鍍觸媒或其前驅物披覆之後的覆膜除去步驟中輕易將樹脂覆膜剝離。因此,能夠以更正確的方式形成電路。
藉由該等觸媒披覆處理,便可在該電路溝槽K3的表面、該貫通孔K4的內壁表面以及該樹脂覆膜K2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物K5。
<覆膜除去步驟>覆膜除去步驟係從實施過該觸媒披覆步驟的絶緣基材K1將該樹脂覆膜K2除去的步驟。除去該樹脂覆膜K2的方法,並無特別限定。具體而言,例如:用既定溶液(膨潤液)使該樹脂覆膜K2膨潤之後,從該絶緣基材K1將該樹脂覆膜K2剝離的方法;用既定溶液(膨潤液)使該樹脂覆膜K2膨潤,且使其一部分溶解之後,從該絶緣基材K1將該樹脂覆膜K2剝離的方法;以及用既定溶液(膨潤液)將該樹脂覆膜K2溶解除去的方法等。關於該膨潤液,只要是能夠使該樹脂覆膜K2膨潤者即可,其他並無特別限定。另外,該膨潤或溶解,可採用使該樹脂覆膜K2所披覆的該絶緣基材K1在該膨潤液中浸漬經過既定時間的方法等。然後,亦可在浸漬時用超音波照射以提高除去效率。另外,在使其膨潤而將其剝離時,亦可輕輕用力將其剝除。該覆膜除去步驟,宜為在用既定液體使該樹脂覆膜K2膨潤之後,或用既定液體使該樹脂覆膜K2一部分溶解之後,再從該絶緣基材K1將該樹脂覆膜K2剝離的步驟。若利用該等製造方法,便比較容易從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離。藉此,更容易在絶緣基材上形成高精度的電路。
另外,該覆膜除去步驟亦宜為用既定液體將該樹脂覆膜溶解除去的步驟。若利用該等製造方法,便比較容易從該絶緣基材將該樹脂覆膜除去。藉此,更容易在絶緣基材上形成高精度的電路。另外,就使用該膨潤性樹脂覆膜作為該樹脂覆膜K2的情況進行說明。
關於使該膨潤性樹脂覆膜K2膨潤的液體(膨潤液),只要使用不會實質上讓該絶緣基材K1以及該電鍍觸媒或其前驅物K5分解或溶解而只會讓該膨潤性樹脂覆膜K2膨潤或溶解的液體即可,其他並無特別限定。另外,宜使用讓該膨潤性樹脂覆膜K2膨潤到容易剝離之程度的液體。該等膨潤液,可根據膨潤性樹脂覆膜K2的種類或厚度選擇較適當者。具體而言,例如:當膨潤性樹脂覆膜由二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體、將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物、含有羧基的丙烯酸系樹脂所構成時,宜使用例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等的鹼性水溶液。另外,當在觸媒披覆步驟中使用以上述酸性條件進行處理的電鍍程序時,膨潤性樹脂覆膜K2宜由在酸性條件下膨潤度在60%以下,宜在40%以下,在鹼性條件下膨潤度在50%以上的例如:二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體、將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物、含有羧基的丙烯酸系樹脂所構成。該等膨潤性樹脂覆膜,利用pH值12~14的鹼性水溶液,例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等,便可輕易被膨潤、剝離。另外,為了提高剝離性,亦可在浸漬時用超音波照射。另外,亦可因應需要輕輕用力將其剝除。關於使膨潤性樹脂覆膜K2膨潤的方法,例如:將膨潤性樹脂覆膜K2所披覆之絶緣基材K1浸漬於膨潤液中經過既定時間的方法。另外,為了提高剝離性,最好是在浸漬時用超音波照射。另外,僅膨潤而未剝離時,亦可根據需要輕輕用力將其剝除。
<電鍍處理步驟>
電鍍處理步驟係在該樹脂覆膜K2除去之後的該絶緣基材K1上實施無電解電鍍處理的步驟。該無電解電鍍處理的方法,可使用例如:將部分披覆有電鍍觸媒或其前驅物K5的絶緣基材K1浸漬於無電解電鍍液中,只在披覆有電鍍觸媒或其前驅物K5的部分上析出無電解電鍍膜(電鍍層)的方法等。可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
無電解電鍍膜K6的膜厚並無特別限定。具體而言,例如:0.1~10μm,更宜為1~5μm左右。尤其,當使該電路溝槽K3的深度夠深時,電鍍膜厚較厚,便可輕易形成剖面積較大的金屬配線。此時,便可使金屬配線的強度提高,是較佳的作法。利用電鍍處理步驟,在絶緣基材K1表面殘留有電鍍觸媒K5的部分上析出無電解電鍍膜K6。如是,便可在欲形成電路溝槽的部分上正確地形成導電層。另一方面,亦可防止在不欲形成電路溝槽的部分上析出無電解電鍍膜。因此,即使在狹窄的節距間隔形成複數條線寬狹小的細微電路,也不會在隣接電路之間殘留多餘的電鍍膜。因此,能夠防止短路或遷移等問題的發生。形成該無電解電鍍膜K6的部分成為電路層K13。亦即,電路層K13係由電鍍觸媒或其前驅物K5與無電解電鍍膜K6所構成的導電體層。然後,由於用上述步驟形成電路層K13,故電路層K13的被埋設的底面或側面不透過其他膜層與填料K11接觸而形成電路層K13,因此能夠得到較高的密合性。另外,在圖示的態樣中,電路層K13與絶緣基材K1的表面沒有高低差,惟亦可使電路層K13比絶緣基材K1更突出,並將電路層K13的一部分埋設在絶緣基材K1之內。
<檢査步驟>
在電路基板K10的製造方法中,更可包含檢査步驟,其使該樹脂覆膜K2含有螢光性物質,並在該覆膜除去步驟之後,利用該螢光性物質的發光檢查覆膜是否徹底除去。亦即,使該樹脂皮膜K2含有螢光性物質,以在覆膜除去步驟之後,對檢査對象面照射紫外光或近紫外光,利用螢光性物質的發光,便可檢查出有無覆膜除去瑕疵或覆膜除去瑕疵位置。故在電路基板的製造方法中,可形成線寬以及線間隔非常狹小的電路層K13。
在上述的製造方法中,當線寬以及線間隔非常狹窄時,在相隣電路圖案部與電路圖案部之間,亦可能會有本來應被除去的樹脂覆膜未被完全除去而殘留少許的情況發生。另外,在電路圖案部形成時被除去的樹脂覆膜的碎片也能會進入所形成之電路圖案部而殘留下來。當電路圖案部之間殘留樹脂覆膜K2時,在該部分上會形成無電解電鍍膜K6,而可能成為遷移或短路等問題的原因。另外,當在所形成之電路圖案部上殘留樹脂覆膜K2的碎片時,也會成為電路層K13的耐熱性不良或傳導損失的原因。在該等情況下,如上所述的使樹脂覆膜含有螢光性物質,在覆膜除去步驟之後,對覆膜除去面照射既定發光源使樹脂覆膜殘留部分因為螢光性物質而發光,藉此便可檢查出覆膜是否未被徹底除去或覆膜未被徹底除去的部位。
具體而言,例如,如圖30所示的,當形成線寬以及線間隔非常狹窄的電路層K13時,在絶緣基材K1的表面上所形成之相隣電路配線K8之間,可能會有樹脂覆膜未被完全除去而殘留之虞。在該等情況下,會在該部分上形成無電解電鍍膜K6,進而導致遷移或短路等問題的發生。即使在該等情況下,只要具備上述檢査步驟,便能夠檢查出覆膜是否未被徹底除去或覆膜未被徹底除去的部位。
另外,圖30係用來說明使樹脂覆膜含有螢光性物質,利用螢光性物質的發光檢查出覆膜除去不良情況的檢査步驟的說明圖。可用於該檢査步驟之樹脂皮膜K2所含有的螢光性物質,只要是被既定光源照射就會顯現出發光特性者即可,其他並無特別限定。具體例如:Fluoresceine、Eosine、Pyronine G等。利用本檢査步驟檢查出螢光性物質發光的部分,即為樹脂皮膜K2殘留殘渣K2a的部分。因此,除去檢查到發光的部分,便可防止無電解電鍍膜形成於該部分上。藉此,便可防止遷移或短路等問題的發生於未然。
<去膠渣處理步驟>
另外,在電路基板K10的製造方法中,在該電鍍處理步驟實施之後,具體而言,在填滿電鍍實施前或實施後,亦可更包含實施去膠渣處理的去膠渣處理步驟。實施去膠渣處理,便可將無電解電鍍膜所附著的多餘樹脂除去。另外,在預定為具備所製得之電路基板的多層電路基板的情況下,可將該絶緣基材的未形成無電解電鍍膜的部分的表面粗糙化,以提高其與該電路基板的上層的密合性。再者,亦可對介層底實施去膠渣處理。藉此,便可除去介層底所附著的多餘樹脂。另外,該去膠渣處理並無特別限定,可使用習知的去膠渣處理。具體而言,例如:浸漬於過錳酸溶液的處理。經過上述步驟,便可形成如圖29(E)所示之電路基板K10。另外,在該電路圖案形成步驟中,由於挖掘超過該樹脂覆膜K2的厚度,故可在如圖31所示的絶緣基材K1的較深部位形成由無電解電鍍膜K6所構成的電路層K13。具體而言,如圖31(A)所示的,可在複數導電層之間於彼此深度不同的位置(圖中的無電解電鍍膜K6a~K6d)形成電路。此時,電鍍處理在電路溝槽K3的中途停止,無電解電鍍膜K6形成相同厚度。另外,無電解電鍍膜K6形成電路溝槽K3的底面與側面。另外,如圖31(B)所示的,在絶緣基材K1上形成具有既定深度的電路溝槽K3之後,以利用無電解電鍍處理填埋電路溝槽K3的方式形成電路層K13(圖中的無電解電鍍膜K6e~K6h)。如是,在以電鍍填滿電路溝槽K3的情況下,當電鍍到達表面時便不會繼續累積而會停止。該處理可選擇適合該等處理的電鍍藥液實施。該態樣,由於較易形成剖面積較大的電路,故可使電路的電氣容量增加,是較佳的態樣。
如是,由於能夠個別對每一電路層K13設定電路溝槽K3的深度,故能夠以簡單的方式製得深度(高度T)不同的電路層K13。[立體電路基板的製造方法]圖32係用來說明製造立體電路基板K60的各步驟的示意剖面圖。
在立體電路基板K60中,絶緣基材K1具備形成高低差狀的高低差面,該絶緣基材K1表面成為該高低差面。亦即,絶緣基材K1具有形成高低差狀的高低差面,亦宜對該高低差面實施該覆膜形成步驟、該電路圖案形成步驟、該觸媒披覆步驟、該覆膜除去步驟以及該電鍍處理步驟,以製造立體電路基板K60。若利用該等製造方法,便較易形成跨越高低差的電路層K13。首先,如圖32(A)所示的,在具有高低差部分的立體絶緣基材K51的表面上形成樹脂覆膜K2。另外,該步驟相當於覆膜形成步驟。
該立體絶緣基材K51可使用習知用來製造立體電路基板的各種樹脂成形體,並無特別限定。該等成形體利用射出成形製得,故生產效率較佳。關於用來製得樹脂成形體的樹脂材料的具體例,例如:聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、各種聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等。然後,在本發明中,樹脂成形體含有填料K11。另外,在圖32中省略記載填料K11。
該樹脂覆膜K2的形成方法並無特別限定。具體而言,例如,與在平面狀電路基板K10的實施例中的形成方法相同的形成方法等。
接著,如圖32(B)所示的,以該樹脂覆膜K2的外表面為基準形成具有比該樹脂覆膜K2的厚度更深之深度的電路溝槽K3等的電路圖案部。電路圖案部的形成方法並無特別限定。具體而言,例如,與該電路基板K10的態樣相同的形成方法等。藉由該電路溝槽K3等的電路圖案部,限定出利用無電解電鍍形成無電解電鍍膜的部分,亦即,限定出形成電路層K13的部分。另外,該步驟相當於電路圖案形成步驟。
接著,如圖32(C)所示的,在該電路溝槽K3等的電路圖案部的表面上以及未形成該電路圖案部的該樹脂覆膜K2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物K5。披覆電鍍觸媒或其前驅物K5的方法並無特別限定。具體而言,例如,與在該電路基板K10的態樣相同的方法等。另外,該步驟相當於觸媒披覆步驟。利用該等觸媒披覆處理,便可如圖32(C)所示的,在電路溝槽K3等的電路圖案部的表面上以及樹脂覆膜K2的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物K5。
接著,如圖32(D)所示的,從該立體絶緣基材K51將該樹脂覆膜K2除去。藉此,便可在該立體絶緣基材K51的該電路溝槽K3等的電路圖案部的形成部分的表面上殘留電鍍觸媒或其前驅物K5。另一方面,披覆在該樹脂覆膜K2的表面上的電鍍觸媒或其前驅物K5,在載置於該樹脂覆膜K2之上的狀態下,與該樹脂覆膜K2一併被除去。另外,除去該樹脂覆膜K2的方法並無特別限定。具體而言,例如,與該電路基板K10的態樣相同的方法等。另外,該步驟相當於覆膜除去步驟。
接著,如圖32(E)所示的,對已除去該樹脂覆膜K2的立體絶緣基材K51實施無電解電鍍。藉此,在殘存該電鍍觸媒或其前驅物K5的部分上形成無電解電鍍膜K6。亦即,在形成有該電路溝槽K3或該貫通孔K4的部分上形成作為電路層K13的無電解電鍍膜K6。無電解電鍍膜K6的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:與該電路基板K10的態樣相同的形成方法等。另外,該步驟相當於電鍍處理步驟。
藉由上述各步驟,如圖32(E)所示的,便可形成在三維形狀的立體絶緣基材K51上設置電路層K13的立體電路基板K60作為電路基板K10。如是形成之立體電路基板K60,即使在絶緣基材K1上所形成之電路層K13的線寬以及線間隔很狹窄,也能夠以高精度形成電路配線。另外,如是形成之立體電路基板K60,即使對於基板具有高低差部之面,也能夠正確且簡易地形成電路。
[第6實施態樣]
本發明更關於一種具備絶緣層、電氣電路以及介層的電路基板。
行動電話等攜帶式資訊終端裝置、電腦以及其周邊裝置、各種資訊家電製品等的電氣裝置快速地朝高度功能化發展。伴隨於此,對於該等電氣裝置上所搭載之電路基板而言,其電氣電路L2也被要求更進一步高密度化。為了滿足該等電氣電路L2的高密度化的要求,吾人希求一種能夠正確地形成線寬以及線間隔(相隣電氣電路L2與電氣電路L2之間的部分的寬度)更狹窄的電氣電路L2的方法。
關於製作該等電路基板,近年來,有利用半導體裝置製造過程所採用的CMP(Chemical Mechanical Polish)法(參照日本特開2000-49162號公報),在絶緣層1的電路溝槽4內形成電氣電路2。在圖42所示的實施例中,首先對於在圖42(A)所示之背面側設置第一電氣電路L7的絶緣層L1的表面側實施雷射加工,形成如圖42(B)所示的電路溝槽L4。此時,更對電路溝槽L4的底部實施雷射加工,以形成從電路溝槽L4的底部到第一電氣電路L7的表面的通孔L5。在該通孔L5的底部露出的第一電氣電路L7的表面上殘留著膠渣L11。接著,用去膠渣處理液處理該絶緣層L1的表面側,以除去如圖42(C)所示的該膠渣L11。於此同時使絶緣層L1的表面側粗糙化以提高電鍍附著性。
接著,如圖42(D)所示的,對該絶緣層L1的表面側實施無電解電鍍處理以形成無電解電鍍膜L10。接著,如圖42(E)所示的,對該無電解電鍍膜L10的表面實施電解電鍍處理以堆積電鍍層。藉此,利用在通孔L5內堆積之電鍍層形成介層L3,同時利用在電路溝槽L4內堆積之電鍍層形成第二電氣電路L2。另外,電鍍層更以覆蓋絶緣層L1的整個表面的方式堆積。接著,如圖42(F)所示的,利用CMP法將絶緣層L1的表面側的電鍍層研磨除去。藉此使絶緣層L1的表面以及第二電氣電路L2的表面露出於外部。然而,若以這種方式製作電路基板,會有設置在絶緣層L1的第二電氣電路L2的傳送損失變大的問題。有鑑於上述問題點,本發明之目的在於提供一種能夠降低設置在絶緣層的電路溝槽內並與介層連接的電氣電路的傳送損失的電路基板。
本發明人檢討在習知技術中電氣電路L2的傳送損失的發生原因,發現是因為在利用去膠渣處理除去通孔L5內的膠渣L11的同時電路溝槽L4的內面也會因為去膠渣處理液而粗糙化。因此如圖43所示的,在電路基板中電氣電路L2與絶緣層L1的界面被粗糙化,結果,電氣電路L2便產生傳送損失。根據這個發現,本發明人在專心致力研究之後,便完成本發明。本發明之電路基板具備絶緣層L1、設置在該絶緣層L1之上的電氣電路L2以及介層L3,在該絶緣層L1之上形成有電路溝槽L4以及與該電路溝槽L4連通的通孔L5,該電氣電路L2設在該電路溝槽L4內,同時該介層L3設在該通孔L5內,該電路溝槽L4的內面的表面粗糙度比該通孔L5的內面的表面粗糙度更小。在本發明中,該通孔的內面的表面粗糙度與電路溝槽的內面的表面粗糙度的比(通孔的內面的表面粗糙度/電路溝槽的內面的表面粗糙度)宜在1.05~200的範圍內。
另外,在本發明中,該電路溝槽L4的內面的JIS(Japanese Industrial Standards;日本工業規格)B0601:2001所規定之表面粗糙度(算術平均粗糙度)Ra宜在0.01~0.5μm的範圍內。另外,在本發明中,該通孔L5的內面的JIS B0601:2001所規定的表面粗糙度(算術平均粗糙度)Ra宜在0.5~2μm的範圍內。亦即,本發明的第6實施態樣包含以下技術內容。請求項6-1. 一種電路基板,具備絶緣層、設置在該絶緣層上的電氣電路以及介層,在該絶緣層上形成有電路溝槽以及與該電路溝槽連通的通孔,該電氣電路設置在該電路溝槽內,同時該介層設置在該通孔內,該電路溝槽的內面的表面粗糙度比該通孔的內面的表面粗糙度更小。
請求項6-2. 如請求項6-1所記載的電路基板,其中,該通孔的內面的表面粗糙度與電路溝槽的內面的表面粗糙度的比(通孔的內面的表面粗糙度/電路溝槽的內面的表面粗糙度)在1.05~200的範圍內。請求項6-3. 如請求項6-1或6-2所記載的電路基板,其中,該電路溝槽的內面的JIS B0601:2001所規定之表面粗糙度Ra在0.01~0.5μm的範圍內。
請求項6-4. 如請求項6-1乃至請求項6-3中任一項所記載的電路基板,其中,該通孔的內面的JIS B0601:2001所規定的表面粗糙度Ra在0.5~2μm的範圍內。
若根據本發明,藉由降低絶緣層的電路溝槽的內面的表面粗糙度,使電路溝槽與該電路溝槽的內側的電氣電路的界面平滑化,便可降低電氣電路的傳送損失。以下,說明本發明的實施態樣。
圖35表示本發明之電路基板的構造的一個實施例。該電路基板具有依序堆疊第一絶緣層L6、第一電氣電路L7、絶緣層L1(第二絶緣層L1)、電氣電路L2(第二電氣電路L2)的構造。第一絶緣層L6的表面很平坦,在該第一絶緣層L6的表面上堆疊設置第二電氣電路L2。第二絶緣層L1以在第一絶緣層L6的表面上與該第一絶緣層L6接觸的方式堆疊,因此第一電氣電路L7埋設於第二絶緣層L1內。在第二絶緣層L1的表面上形成電路溝槽L4,在該電路溝槽L4內設置第二電氣電路L2。另外第二絶緣層L1形成有使第一電氣電路L7與第二電氣電路L2連通的通孔L5,在該通孔L5內設有使第一電氣電路L7與第二電氣電路L2導通的介層L3。
在該電路基板中,該電路溝槽L4的內面的表面粗糙度比該通孔L5的內面的表面粗糙度更小。因此,電路溝槽L4的內面與設於該電路溝槽L4內的第二電氣電路L2之間的界面的平滑性變高,藉此,第二電氣電路L2的傳送損失變小。為了使該第二電氣電路L2的傳送損失充分降低,電路溝槽L4的內面的表面粗糙度宜在0.01~0.5μm的範圍內,更宜在0.05~0.4μm的範圍內。像這樣使電路溝槽L4的內面的表面粗糙度在0.5μm以下,尤其使其在0.4μm以下,便可充分提高電路溝槽L4的內面與第二電氣電路L2之間的界面的平滑性,使傳送損失明顯降低。
另外,通孔L5的內面的表面粗糙度宜在0.5~2μm的範圍內,更宜在0.5~1.5μm的範圍內。此時,通孔L5的內面的構成介層L3的導體(電鍍層)與第二絶緣層L1的密合力提高,使電路基板的可靠度提高。
另外,該通孔L5的內面的表面粗糙度與電路溝槽L4的內面的表面粗糙度的比(通孔L5的內面的表面粗糙度/電路溝槽L4的內面的表面粗糙度)宜在1.05~200的範圍內,更宜在1.2~50的範圍內。該等電路基板可用適當的方法製造。以下,表示該電路基板的製造方法的實施例。[第一的製造法]圖36以及圖37表示電路基板的第一製造方法。茲說明該電路基板的第一製造方法。第一絶緣層L6只要是可用於電路基板的製造過程中者即可,其他並無特別限定。具體而言,例如,可使用含有樹脂的樹脂基材等。
該樹脂基材,可採用電路基板,例如,多層電路基板的製造過程中所使用的各種有機基板,並無特別限定。關於有機基板的具體例,例如以往用來製造多層電路基板的由環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等樹脂所構成的基板。該環氧樹脂,只要是構成可用於電路基板之製造過程中的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂、含氮樹脂、含矽酮樹脂等。另外,就該環氧樹脂以及樹脂而言,可單獨使用上述各環氧樹脂以及樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成基材時,一般而言,為了硬化,會使其含有硬化劑。關於該硬化劑,只要是可以使用的硬化劑即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑、氰酸酯樹脂等。該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。為了更進一步賦予阻燃性可使用例如經過磷變性的苯酚樹脂或是經過磷變性的氰酸酯樹脂等。另外,關於該硬化劑,可單獨使用上述各硬化劑,亦可組合使用2種以上。
另外雖然並無特別限定,惟由於係利用雷射加工形成電路圖案,故宜使用對100~400nm波長範圍的雷射光的吸收率良好的樹脂。具體而言,例如聚醯亞胺樹脂等。另外,該第一絶緣基層L6亦可含有填料。該填料可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。若含有填料,則在雷射加工部位填料會露出,填料的凹凸可提高電鍍與樹脂之間的密合。構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。關於該無機微粒子,可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在使所期望的功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。另外雖然並無特別限定,惟宜使用平均粒徑在第一絶緣層L6的厚度以下的填料,宜使用平均粒徑0.01~10μm的填料,更宜使用平均粒徑0.05μm~5μm的填料。
另外,該無機微粒子,為了提高在該第一絶緣層L6中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。另外,該第一絶緣層L6,為了提高該無機微粒子在該第一絶緣層L6中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。該矽烷偶合劑並無特別限定。具體而言,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。關於該矽烷偶合劑,可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。另外,該第一絶緣層L6,為了提高該無機微粒子在該第一絶緣層L6中的分散性,亦可含有分散劑。該分散劑並無特別限定。具體而言,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。關於該分散劑,可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。
另外,關於該有機微粒子,具體而言,例如:橡膠微粒子等。另外,該第一絶緣層L6的態樣並無特別限定。具體而言,可為片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成形體等。該第一絶緣層L6的厚度並無特別限定。具體而言,若是片材、薄膜、預浸材的話,例如宜為10~500μm,更宜為20~200μm左右。另外,該第一絶緣層L6亦可含有二氧化矽粒子等的無機微粒子。在該第一絶緣層L6的表面上形成第一電氣電路L7。第一電氣電路L7可利用減去法、加成法等的習知電氣電路形成方法形成製得。
如圖36(A)所示的,在第一絶緣層L6的表面上堆疊第二絶緣層L1。藉此,第一電氣電路L7埋設於第二絶緣層L1內。第二絶緣層L1係由例如與第一絶緣層L6同樣的各種有機基板所形成。另外,第二絶緣層L1亦能夠以在第一絶緣層L6的表面上塗佈樹脂溶液之後使其硬化的方式形成。關於用於該等方法中的樹脂溶液,可使用以往多層電路基板的製造過程中所使用的環氧樹脂、聚苯醚樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂等的樹脂溶液,並無特別限制。另外,亦可例如在第一絶緣層L6的表面上疊合絶緣基材,利用加熱加壓形成第二絶緣層L1。當使用預浸材當作絶緣基材時,宜利用該加熱加壓步驟使其硬化。接著,如圖36(B)所示的,在第二絶緣層L1的表面上形成樹脂覆膜L8(覆膜形成步驟)。
該樹脂覆膜L8,只要是能夠在覆膜除去步驟中除去者即可,其他並無特別限定。具體而言,例如,可用有機溶劑或鹼性溶液輕易溶解的可溶型樹脂,或由可用後述既定液體(膨潤液)膨潤的樹脂所構成的膨潤性樹脂覆膜L8等。其中,從容易正確地除去的觀點來看特別宜使用膨潤性樹脂覆膜L8。另外,關於該膨潤性樹脂覆膜L8,例如,對該液體(膨潤液)的膨潤度宜在50%以上。另外,該膨潤性樹脂覆膜L8,除了相對於該液體(膨潤液)實質上不會溶解但會因為膨潤而容易從該第二絶緣層L1表面剝離的樹脂覆膜L8之外,也包含相對於該液體(膨潤液)會膨潤,更會至少一部分溶解,且會因為該膨潤或溶解而容易從該第二絶緣層L1表面剝離的樹脂覆膜L8,或是相對於該液體(膨潤液)會溶解,且會因為該溶解而容易從該第二絶緣層L1表面剝離的樹脂覆膜L8。該樹脂覆膜L8的形成方法並無特別限定。具體而言,例如:在該第二絶緣層L1的表面上塗佈可形成樹脂覆膜L8的液狀材料之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後將乾燥後所形成的樹脂覆膜L8轉印到第二絶緣層L1的表面上的方法等。另外,塗佈液狀材料的方法並無特別限定。具體而言,例如:習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等。關於該樹脂覆膜L8的厚度,宜在10μm以下,更宜在5μm以下。另一方面,關於該樹脂覆膜L8的厚度,宜在0.1μm以上,更宜在1μm以上。當該樹脂覆膜L8的厚度太厚時,在該電路圖案形成步驟中利用雷射加工或機械加工所形成之電路溝槽L4或通孔L5等的電路圖案部的精度會有降低的傾向。另外,當該樹脂覆膜L8的厚度太薄時,會有難以形成均勻膜厚的樹脂覆膜L8的傾向。接著,關於該樹脂覆膜L8,以較佳的膨潤性樹脂覆膜L8舉例說明之。
關於該膨潤性樹脂覆膜L8,宜使用對膨潤液的膨潤度在50%以上的樹脂覆膜L8。再者,更宜使用對膨潤液的膨潤度在100%以上的樹脂覆膜L8。另外,當該膨潤度太低時,在該覆膜除去步驟中膨潤性樹脂覆膜L8會有難以剝離的傾向。
該膨潤性樹脂覆膜L8的形成方法並無特別限定,使用與上述樹脂覆膜L8的形成方法相同的方法即可。具體而言,例如,在該第二絶緣層L1的表面上塗佈可形成膨潤性樹脂覆膜L8的液狀材料之後使其乾燥的方法,或是在支持基板上塗佈該液狀材料之後,將待其乾燥所形成之膨潤性樹脂覆膜L8轉印到第二絶緣層L1的表面上的方法等。可形成該膨潤性樹脂覆膜L8的液狀材料,例如,彈性體的懸浮液或乳狀液等。關於該彈性體的具體例,例如:苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體,丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體,以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,便可藉由調整分散成懸浮液或乳狀液的彈性體樹脂粒子的交聯度或膠化度等特性而輕易形成具備所期望之膨潤度的膨潤性樹脂覆膜L8。另外,該膨潤性樹脂覆膜L8特別宜為膨潤度相依於膨潤液的pH值而變化的覆膜。若使用該等覆膜,藉由使該觸媒披覆步驟中的液性條件與該覆膜除去步驟中的液性條件不同,便可在觸媒披覆步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜L8對絶緣基材維持很高的密合力,並在覆膜除去步驟中的pH值之下使膨潤性樹脂覆膜L8輕易地被剝離。
更具體而言,例如,當該觸媒披覆步驟具備例如在pH值1~3的範圍內的酸性電鍍觸媒膠狀溶液(酸性觸媒金屬膠狀溶液)中進行處理的步驟,且該覆膜除去步驟具備在pH值12~14的範圍內的鹼性溶液中使膨潤性樹脂覆膜L8膨潤的步驟時,該膨潤性樹脂覆膜L8對該酸性電鍍觸媒膠狀溶液的膨潤度宜在60%以下,更宜在40%以下,且對該鹼性溶液的膨潤度宜在50%以上,更宜在100%以上,最好是在500%以上。
關於該等膨潤性樹脂覆膜L8,可使用例如:由具有既定量之羧基的彈性體所形成的片材,用於印刷配線板的形成圖案用的乾膜光阻(以下亦稱為DFR)中的光硬化性的鹼性顯影型的光阻經過全面硬化之後所得到的片材,或是熱硬化性或鹼性顯影型片材等。
關於具有羧基的彈性體的具體例,例如:包含具有羧基的單體單位作為共聚成分,使分子中具有羧基的苯乙烯-丁二烯系共聚物等的二烯系彈性體、丙烯酸酯系共聚物等的丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等。若利用該等彈性體,藉由調整被分散成懸浮液或乳狀液的彈性體的酸當量、交聯度或膠化度等特性,便可形成具備所期望之鹼性膨潤度的膨潤性樹脂覆膜L8。彈性體中的羧基會因為鹼性水溶液而使膨潤性樹脂覆膜L8膨潤,具有使膨潤性樹脂覆膜L8從絶緣基材表面剝離的作用。另外,酸當量係指每1當量的羧基的聚合物重量。具有羧基的單體單位的具體例,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸以及馬來酸酐等。關於該等具有羧基的彈性體中的羧基的含有比例,其酸當量宜為100~2000,更宜為100~800。當酸當量太小時,與溶媒或其他組成物的相溶性會降低,導致對電鍍前處理液的耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太大時,對鹼性水溶液的剝離性會有降低的傾向。
另外,彈性體的分子量宜為1萬~100萬,更宜為2萬~6萬。當彈性體的分子量太大時剝離性會有降低的傾向,太小時粘度會降低,欲維持膨潤性樹脂覆膜L8的厚度均勻很困難,且對電鍍前處理液的耐性也會有惡化的傾向。
另外,DFR以含有既定量之羧基的丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、苯酚系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂等作為樹脂成分,可使用含有光聚合引發劑的光硬化性樹脂組成物的片材。關於該等DFR的具體例,例如日本特開2000-231190號公報、日本特開2001-201851號公報、日本特開平11-212262號公報所揭示的光聚合性樹脂組成物的乾膜經過全面硬化所得到的片材,或市售的鹼性顯影型的DFR,例如,旭化成股份有限公司製的UFG系列等。另外,關於其他的膨潤性樹脂覆膜L8,例如:含有羧基且以松香為主要成分的樹脂(例如,吉川化工股份有限公司製的「NAZDAR229」)或以苯酚為主要成分的樹脂(例如,LEKTRACHEM公司製「104F」)等。
膨潤性樹脂覆膜L8,用習知的旋轉塗佈法或棍塗佈法等的塗佈機構將樹脂的懸浮液或乳狀液塗佈在絶緣基材表面上之後使其乾燥,或用真空疊合機等將形成於支持基板上的DFR貼合於絶緣基材表面上之後使其全面硬化,便可輕易形成。另外,該樹脂覆膜L8,除了上述的樹脂覆膜之外,還有以下的樹脂覆膜。例如,構成該樹脂覆膜L8的光阻材料,還有以下的材料。
構成該樹脂覆膜L8的光阻材料的必要特性,例如:(1)在後述的觸媒披覆步驟中,對浸漬已形成樹脂覆膜L8之絶緣基材的液體(電鍍核附著藥液)的耐性較高;(2)在後述的覆膜除去步驟中,例如,藉由將已形成樹脂覆膜L8之絶緣基材浸漬於鹼性液體中的步驟,便可輕易除去樹脂覆膜L8(光阻);(3)成膜性較高;(4)乾膜(DFR)化較容易;(5)保存性較高等。關於電鍍核附著藥液,雖然文後會有詳述,惟在例如酸性Pd-Sn膠狀觸媒系統的情況下,全部為酸性(pH值1~2)水溶液。另外,在鹼性Pd離子觸媒系統的情況下,觸媒賦予催化劑為弱鹼性(pH值8~12),除此以外為酸性。由上可知,對電鍍核附著藥液的耐性必須耐得住pH值1~11,更宜耐得住pH值1~12。另外,所謂耐得住,是指當光阻成膜樣本浸漬於藥液中時,光阻不會膨潤或溶解,而能發揮光阻的功能。另外,一般而言,浸漬溫度為室溫~60℃,浸漬時間為1~10分鐘,光阻膜厚為1~10μm左右,惟並非以此為限。
覆膜除去步驟所使用的鹼性剝離藥液,雖然文後會有詳述,惟一般而言係使用例如NaOH水溶液或碳酸鈉水溶液。其pH值為11~14,較佳為pH值12到14,便可輕易除去光阻膜。NaOH水溶液濃度為1~10%左右,處理溫度為室溫~50℃,處理時間為1~10分鐘,一般以浸漬或噴灑處理,惟並非以此為限。為了在絶緣材料上形成光阻,成膜性也變得很重要。必須形成沒有眼孔等缺陷的均勻薄膜。另外,雖然為了簡化製造步驟或減少材料損失等會進行乾膜化,然而為了確保易處理特性,薄膜的彎曲性仍是必要的。另外用疊合機(輥子、真空)將經過乾膜化的光阻貼合在絶緣材料上。貼合的溫度為室溫~160℃,壓力或時間則隨意。
如是,在貼合時便要求粘著性。因此,經過乾膜化的光阻也會兼具防止雜質附著的功能,一般會形成用載體膜、覆蓋膜夾合的3層構造,惟並非以此為限。
關於保存性,能夠在室溫下保存當然是最好的,惟也必須要能夠在冷藏、冷凍下保存。必須在該等低溫下乾膜的組成不會分離,彎曲性不會降低而裂開。另外,關於該樹脂覆膜L8,例如由將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或包含該聚合物樹脂的樹脂組成物所構成者。該樹脂組成物以該聚合物樹脂為必要成分當作主要樹脂,亦可添加至少1種寡聚物、單體、填料或其他添加劑。主要樹脂宜為具備熱可塑性質的直鏈型的聚合物。有時為了控制流動性、結晶性等會接枝使其分枝。關於該分子量,其算數平均分子量為1000~500000左右,宜為5000~50000。當分子量太小時,薄膜的彎曲性或對電鍍核附著藥液的耐性(耐酸性)會有降低的傾向。另外,當分子量太大時,鹼剝離性或成為乾膜時的貼合性會有變差的傾向。再者,為了提高電鍍核的藥液耐性、抑制雷射加工時的熱變形或流動控制,亦可導入交聯點。
作為主要樹脂的該聚合物樹脂的組成,如上所述的,可將以下的(a)與(b)聚合而製得:(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的單體;(b)可與該(a)單體聚合的單體。關於習知技術,例如:日本特開平7-281437號公報、日本特開2000-231190號公報以及日本特開2001-201851號公報等。關於(a)物質,例如:(甲基)丙烯酸、富馬酸、桂皮酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸酐、馬來酸半酯、丙烯酸丁酯等,可單獨使用,或組合2種以上。關於(b)物質,一般而言,例如:呈非酸性且在分子中具有一個聚合性不飽和基者,惟並非以此為限。以保持在電鍍步驟中的耐性、硬化膜的可彎曲性等各種特性的方式選擇即可。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類,甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,以能夠3維交聯的方式,在用於聚合物的單體中選出具備複數不飽和基的單體,並將環氧基、羥基、胺基、醯胺基、乙烯基等反應性官能基導入分子骨架。樹脂中所含有的羧基量的酸當量宜為100~2000,較佳為100~800。在此酸當量係指其中具有1當量的羧基的聚合物的重量。當酸當量太低時,與溶媒或其他組成物的相溶性或電鍍前處理液耐性會有降低的傾向。另外,當酸當量太高時,剝離性會有降低的傾向。另外(a)單體的組成比率為5~70質量%。
單體或寡聚物,只要是具有對電鍍核附著藥液的耐性或是可輕易用鹼除去者即可。另外為了提高乾膜(DFR)的貼合性,可考慮用可塑劑當作粘著性賦予材料。再者,為了提高各種耐性可添加交聯劑。具體而言,有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯類等。另外還有醋酸乙烯酯等的乙烯醇的酯類、甲基丙烯腈、苯乙烯或可聚合的苯乙烯衍生物等。另外利用在分子中具有一個上述聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的聚合也可製得。再者,亦可包含多官能性不飽和化合物。亦可為上述單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。除了上述單體以外亦可包含其他二種以上的光聚合性單體。關於單體,例如:1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、或聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙二醇二甲基丙烯酸酯等的聚氧烷二醇二甲基丙烯酸酯、2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚三甲基丙烯酸酯、雙酚A二氧化丙烯醚三甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯氧基五乙氧基苯基)丙烷、含有胺基甲酸酯類的多官能甲基丙烯酸酯等。另外,亦可為上述的單體或使單體反應的寡聚物的其中任一種。
再者,亦可含有填料。填料並無特別限定,例如:二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、黏土、白陶土、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鋅、滑石、雲母、玻璃、鈦酸鉀、灰石、硫酸鎂、硼酸鋁、有機填料等。另外光阻的厚度一般為1~10μm很薄,故填料大小宜小者為佳。可使用平均粒徑小,粗粒經過切割者,惟亦可在分散時使其碎裂,並過濾除去粗粒。其他添加劑,例如:光聚合性樹脂(光聚合引發劑)、聚合防止劑、著色劑(染料、顏料、發色系顏料)、熱聚合引發劑、環氧基物質或胺甲酸乙酯等的交聯劑等。在本發明的印刷板加工程序中,有時會使用雷射加工,當使用雷射加工時,必須利用雷射對光阻材料賦予剝離性。雷射加工機可選擇碳酸氣體雷射、準分子雷射或UV-YAG雷射等。該等雷射加工機具有各種固有波長,使用對該波長的吸收率較高的材料,便可提高生產性。其中UV-YAG雷射適合用於細微加工,雷射波長為3倍高次諧波355nm、4倍高次諧波266nm,光阻材料對該等波長的吸收率可望在50%以上。
接著,如圖36(C)所示的,將部分樹脂覆膜L8除去同時在該除去部分中更從第二絶緣層L1的表面將樹脂除去,以在第二絶緣層L1上形成電路溝槽L4(電路溝槽形成步驟)。形成該電路溝槽L4的方法,並無特別限定。具體而言,例如:在形成有該樹脂覆膜L8的第二絶緣層L1上,從該樹脂覆膜L8的外表面側,實施雷射加工以及模切加工等的切削加工或壓型加工等的機械加工,以形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽L4。當欲形成高精度的細微電氣電路L2時,宜使用雷射加工。若利用雷射加工,便可藉由改變雷射輸出以自由調整切削深度。另外,關於壓型加工,宜使用例如在奈米印刷的技術領域中所使用的利用細微樹脂的壓型加工。
利用該步驟,限定出該電路溝槽L4的形狀、深度以及位置等電路圖案的形狀。該電路溝槽形成步驟所形成之電路溝槽L4的寬度並無特別限定。另外,當使用雷射加工時,即使線寬在20μm以下的細微電氣電路L2也能夠輕易形成。另外,電路溝槽L4的深度,在電氣電路L2與第二絶緣層L1的高低差被消除的情況下,成為本實施態樣所形成之電氣電路L2的深度。在像這樣形成電路溝槽L4時,設定加工條件,使該電路溝槽L4的內面的表面粗糙度Ra在較佳的0.01~0.5μm的範圍內。接著,如圖36(D)所示的,在電路溝槽L4以及樹脂覆膜L8的外表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物L9(觸媒披覆步驟)。利用該等觸媒披覆處理,便可在電路溝槽L4的內面以及未經過雷射加工的樹脂覆膜L8的整個表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物L9。該電鍍觸媒或其前驅物L9,係在該電鍍處理步驟中利用無電解電鍍在欲形成無電解電鍍膜L10的部位上形成無電解電鍍膜L10而賦予的觸媒。關於電鍍觸媒,只要使用習知的無電解電鍍用觸媒即可,其他並無特別限定。另外,亦可預先披覆電鍍觸媒的前驅物,並在樹脂覆膜L8除去之後使電鍍觸媒生成。關於電鍍觸媒的具體例,例如:金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等,或是使該等金屬生成的前驅物。
關於披覆電鍍觸媒或其前驅物L9的方法,例如:用在pH值1~3的酸性條件下可進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。具體而言,例如以下的方法。首先,將形成電路溝槽L4以及通孔L5的第二絶緣層L1的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中再進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在第二絶緣層L1之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性電鍍觸媒膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒亦即金屬鈀。另外,關於酸性電鍍觸媒膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用使用酸性電鍍觸媒膠狀溶液的市售電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。藉由該等觸媒披覆處理,便可在該電路溝槽L4的內面、該通孔L5的內壁表面以及該樹脂覆膜L8的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物L9。
接著,如圖36(E)所示的,用既定液體將樹脂覆膜L8膨潤或溶解以將其除去(覆膜除去步驟)。藉由該步驟,便可在雷射加工所形成之電路溝槽L4的內面上殘留電鍍觸媒或其前驅物L9,並將除此以外的樹脂覆膜L8的表面上所附著的電鍍觸媒或其前驅物L9除去。
除去該樹脂覆膜L8的方法,並無特別限定。具體而言,例如:用既定溶液(膨潤液)使該樹脂覆膜L8膨潤之後,從該第二絶緣層L1將該樹脂覆膜L8剝離的方法;用既定溶液(膨潤液)使該樹脂覆膜L8膨潤,且使其一部分溶解之後,從該第二絶緣層L1將該樹脂覆膜L8剝離的方法;以及用既定溶液(膨潤液)將該樹脂覆膜L8溶解除去的方法等。關於該膨潤液,只要是能夠使該樹脂覆膜L8膨潤者即可,其他並無特別限定。另外,該膨潤或溶解,可採用使該樹脂覆膜L8所被覆的該第二絶緣層L1在該膨潤液中浸漬經過既定時間的方法等。然後,亦可在浸漬時用超音波照射以提高除去效率。另外,在使其膨潤而將其剝離時,亦可輕輕用力將其剝除。另外,關於該樹脂覆膜L8,就使用該膨潤性樹脂覆膜L8的情況進行說明。
關於使該膨潤性樹脂覆膜L8膨潤的液體(膨潤液),只要使用不會實質上使該第二絶緣層L1以及該電鍍觸媒或其前驅物L9分解或溶解而只會讓該膨潤性樹脂覆膜L8膨潤或溶解的液體即可,其他並無特別限定。另外,宜使用讓該膨潤性樹脂覆膜L8膨潤到容易剝離之程度的液體。該等膨潤液,可根據膨潤性樹脂覆膜L8的種類或厚度選擇較適當者。具體而言,例如:當膨潤性樹脂覆膜L8由二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體、將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物、含有羧基的丙烯酸系樹脂所形成時,宜使用例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等的鹼性水溶液。
另外,當在觸媒披覆步驟中使用以上述酸性條件進行處理的電鍍程序時,膨潤性樹脂覆膜L8宜由在酸性條件下膨潤度在60%以下,在鹼性條件下膨潤度在50%以上的例如:二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體等的彈性體、將(a)在分子中具有至少1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或含有該聚合物樹脂的樹脂組成物、含有羧基的丙烯酸系樹脂所構成。該等膨潤性樹脂覆膜L8,利用pH值12~14的鹼性水溶液,例如濃度1~10%左右的氫氧化鈉水溶液等,便可輕易被膨潤、剝離。另外,為了提高剝離性,亦可在浸漬時用超音波照射。另外,亦可因應需要輕輕用力將其剝除。
關於使膨潤性樹脂覆膜L8膨潤的方法,例如:將膨潤性樹脂覆膜L8所披覆之第二絶緣層L1浸漬於膨潤液中經過既定時間的方法。另外,為了提高剝離性,最好是在浸漬時用超音波照射。另外,僅膨潤而未剝離時,亦可根據需要輕輕用力將其剝除。接著,如圖37(A)所示的,對殘留著電鍍觸媒或其前驅物L9的電路溝槽L4的內面實施無電解電鍍處理,形成無電解電鍍膜L10(電鍍處理步驟)。利用該步驟,在電路溝槽L4的內面上析出無電解電鍍膜L10。
關於該無電解電鍍處理的方法,可使用例如:將部分披覆有電鍍觸媒或其前驅物L9的第二絶緣層L1浸漬於無電解電鍍液中,在披覆有電鍍觸媒或其前驅物L9的部分上析出無電解電鍍膜L10(電鍍層)的方法等。
可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有該金屬Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
無電解電鍍膜L10的膜厚並無特別限定。具體而言,例如,0.1~10μm,更宜為1~5μm左右。利用電鍍處理步驟,在第二絶緣層L1表面殘留有電鍍觸媒或其前驅物L9的部分上析出無電解電鍍膜L10。如是,便可只在欲形成電氣電路L2的部分正確地形成無電解電鍍膜L10。另一方面,亦可防止在不欲形成電氣電路L2的部分析出無電解電鍍膜L10。因此,即使在狹窄的節距間隔形成複數條線寬狹小的細微電氣電路L2,也不會在隣接電氣電路L2之間殘留多餘的電鍍膜。因此,能夠防止短路或遷移等問題的發生。接著,如圖37(B)所示的,在第二絶緣層L1上,利用雷射加工等方式形成從電路溝槽L4的底面到第一電氣電路L7的表面的通孔L5。此時,在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7的表面上殘留著膠渣L11。
接著,對通孔L5的內面實施去膠渣處理,如圖37(C)所示的將該膠渣L11除去。該去膠渣處理並無特別限定,可採用習知的去膠渣處理。具體而言,例如,浸漬過錳酸溶液的處理。藉由該去膠渣處理,使通孔L5的內面的樹脂變粗糙,並使該通孔L5的內面的表面粗糙度變大,由於電路溝槽L4的內面被無電解電鍍膜L10覆蓋,故電路溝槽L4的內面不會因為去膠渣處理液而變粗糙。因此,電路溝槽L4的內面的表面粗糙度比通孔L5的內面的表面粗糙度更小。
在去膠渣處理之後,如圖37(D)所示的,對電路溝槽L4的內面以及通孔L5的內面實施無電解電鍍處理。此時,存在於電路溝槽L4的內面的無電解電鍍膜L10以及在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7發揮作為電鍍核的作用,電鍍層在電路溝槽L4的內側以及通孔L5的內側成長。藉此,在電路溝槽L4的內側形成第二電氣電路L2,同時在通孔L5的內側形成使第二電氣電路L2與第一電氣電路L7導通的介層L3。另外,亦可一邊對第一電氣電路L7施加電壓一邊實施電解電鍍處理。此時,電鍍層從在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7的表面開始堆積,在該電鍍層填充通孔L5內部以及電路溝槽L4內部形成第二電氣電路L2以及介層L3。經過該等步驟,便可製作出如圖35所示的電路基板L10。藉此,利用增層法,即使在堆疊電氣電路L2寬度或電氣電路L2間隔狹窄的第二電氣電路L2的情況下,亦可形成能夠防止短路或遷移等問題發生的第二電氣電路L2。
[第二製造方法]圖38以及圖39表示電路基板的第二製造方法。茲說明該電路基板的第二製造方法。另外,與第一製造方法共通的事項省略對其詳細說明。首先,與第一的製造法相同,如圖38(A)所示的,在第一絶緣層L6上設置第一電氣電路L7,更設置第二絶緣層L1。接著,如圖38(B)所示的,對第二絶緣層L1實施雷射加工等,形成從第二絶緣層L1的表面到達第一電氣電路L7的表面的通孔L5。此時,在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7的表面上殘留著膠渣L11。
接著,如圖38(C)所示的,對通孔L5的內面實施去膠渣處理以除去該膠渣L11。藉由該去膠渣處理,通孔L5的內面的樹脂變粗糙,該通孔L5的內面的表面粗糙度變大。去膠渣處理後,如圖38(D)所示的,對通孔L5的內面實施無電解電鍍處理。此時,在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7發揮作為電鍍核的作用,電鍍層在通孔L5的內側成長。藉此,在通孔L5的內側形成介層L3。另外,亦可一邊對第一電氣電路L7施加電壓一邊實施電解電鍍處理。此時,電鍍層從在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7的表面開始堆積,該電鍍層填充通孔L5內部,形成介層L3。
接著,如圖38(E)所示的,在第二絶緣層L1的表面上形成樹脂覆膜L8(覆膜形成步驟)。接著,如圖39(A)所示的,除去部分樹脂覆膜L8,同時在該除去部分上更從第二絶緣層L1的表面將樹脂除去,以在第二絶緣層L1上形成電路溝槽L4(電路溝槽形成步驟)。如是由於在對通孔L5內部實施去膠渣處理之後形成電路溝槽L4,故電路溝槽L4的內面的表面粗糙度比通孔L5的內面的表面粗糙度更小。此時電路溝槽L4的一部分與該通孔L5重疊,通孔L5的上部與電路溝槽L4形成一體。
當如是形成電路溝槽L4時,設定加工條件,使該電路溝槽L4的內面的表面粗糙度Ra在較佳的0.01~0.5μm的範圍內。接著,如圖39(B)所示的,在電路溝槽L4以及樹脂覆膜L8的外表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物L9(觸媒披覆步驟)。接著,如圖39(C)所示的,用既定液體膨潤或溶解樹脂覆膜L8以將其除去(覆膜除去步驟)。藉由該步驟,便可使電鍍觸媒或其前驅物L9殘留在雷射加工所形成之電路溝槽L4的內面上,並將除此以外的樹脂覆膜L8的表面上所附著的電鍍觸媒或其前驅物L9除去。
接著,如圖39(D)所示的,對殘留著電鍍觸媒或其前驅物L9的電路溝槽L4的內面實施無電解電鍍處理,使電鍍層在電路溝槽L4的內側成長,並形成第二電氣電路L2。藉此,在電路溝槽L4內設置第二電氣電路L2同時利用介層L3導通該第二電氣電路L2與第一電氣電路L7,以製作出如圖35所示的電路基板L10。
[第三製造方法]
圖40以及圖41表示電路基板的第三製造方法。茲說明該電路基板的第三製造方法。另外,與第一製造方法共通的事項省略對其詳細說明。
首先與第一製造方法相同,如圖40(A)所示的,在第一絶緣層L6上設置第一電氣電路L7,更設置第二絶緣層L1。
在該第二絶緣層L1上,如圖40(B)所示的,不設置樹脂覆膜L8,而是從第二絶緣層L1的表面將樹脂除去,以在第二絶緣層L1上形成電路溝槽L4(電路溝槽形成步驟)。
當如是形成電路溝槽L4時,設定加工條件,使該電路溝槽L4的內面的表面粗糙度在較佳的0.01~0.5μm的範圍內。
接著,如圖40(C)所示的,在包含電路溝槽L4的內面在內的第二絶緣層L1的外表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物L9(觸媒披覆步驟)。利用該等觸媒披覆處理,便可在電路溝槽L4的內面以及未經過雷射加工的第二絶緣層L1的整個表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物L9。
接著,如圖40(D)所示的,對包含披覆著電鍍觸媒或其前驅物L9的電路溝槽L4的內面在內的第二絶緣層L1的外表面實施無電解電鍍處理,形成無電解電鍍膜L10(電鍍處理步驟)。利用該步驟,在包含電路溝槽L4的內面在內的第二絶緣層L1的外表面上析出無電解電鍍膜L10。
接著,如圖41(A)所示的,在第二絶緣層L1上,利用雷射加工等方式形成從電路溝槽L4的底面到達第一電氣電路L7的表面的通孔L5。此時,在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7的表面上殘留著膠渣L11。
接著,如圖41(B)所示的,對通孔L5的內面實施去膠渣處理以將該膠渣L11除去。藉由該去膠渣處理,通孔L5的內面的樹脂變粗糙,該通孔L5的內面的表面粗糙度變大,由於電路溝槽L4的內面被無電解電鍍膜L10覆蓋,故電路溝槽L4的內面不會因為去膠渣處理液而變粗糙。因此,電路溝槽L4的內面的表面粗糙度比通孔L5的內面的表面粗糙度更小。
在去膠渣處理之後,如圖41(C)所示的,對第二絶緣層L1的外表面側實施無電解電鍍處理。此時,無電解電鍍膜L10以及在通孔L5底部露出之第一電氣電路L7發揮作為電鍍核的作用,電鍍層在電路溝槽L4的內側、通孔L5的內側以及第二絶緣層L1的表面成長。藉此,在電路溝槽L4的內側形成第二電氣電路L2,同時在通孔L5的內側形成使第二電氣電路L2與第一電氣電路L7導通的介層L3,電鍍層更在第二絶緣層L1的表面成長。另外,亦可一邊對第一電氣電路L7以及無電解電鍍膜L10施加電壓一邊實施電解電鍍處理使電鍍層成長。
接著,如圖41(D)所示的,利用CMP(Chemical Mechanicl Polish)法將第二絶緣層L1的表面側的電鍍層研磨除去。藉此使第二絶緣層L1的表面以及第二電氣電路L2的表面露出於外部。經過該等步驟,製作出如圖35所示的電路基板L10。
[第7實施態樣]
本發明更關於一種可用於各種電子、電氣裝置的電路基板。
為了實現電子、電氣裝置的高性能化,吾人期望能夠得到一種電路以細微且高密度的方式配線的電路基板。為了像這樣以細微且高密度的方式形成電路,習知文獻揭示在絶緣基材的表面上將溝槽形成圖案形狀,並在該溝槽內填充金屬導體以形成電路的技術內容(參照例如日本特開2009-81211號公報等)。
像這樣,藉由在絶緣基材的溝槽內填充金屬導體以形成電路,即使細微且高密度,也能夠防止電路斷線,同時確保相隣電路間的絶緣性,形成可靠度較高的電路。
圖48係表示對絶緣基材M1的溝槽M2填充金屬導體M3以設置電路M4所形成之電路基板的一個實施例。亦即,首先如圖48(A)所示的在絶緣基材M1的表面上將電路形成用的溝槽M2形成圖案形狀,在該絶緣基材M1的整個表面上,亦包含溝槽M2的內部,以圖48(B)的方式塗佈無電解電鍍用的電鍍觸媒M5。接著,浸漬無電解電鍍液以進行無電解電鍍,藉此在電鍍觸媒M5所附著的表面上形成無電解電鍍膜M6。無電解電鍍膜M6如圖48(C)所示的形成在包含溝槽M2內部在內的絶緣基材M1的整個表面上。無電解電鍍膜M6形成較薄的膜厚,像這樣在形成無電解電鍍膜M6之後,一邊對無電解電鍍膜M6通直流電流,一邊浸漬電解電鍍液以進行電解電鍍,藉此如圖48(D)所示的在無電解電鍍膜M6的表面上析出電解電鍍層M7。藉由像這樣於溝槽M2內在無電解電鍍膜M6的表面上析出電解電鍍層M7,便可在溝槽M2內填充由無電解電鍍膜M6與電解電鍍層M7所構成的金屬導體M3。此時,由於在絶緣基材M1的溝槽M2以外的表面上也形成無電解電鍍膜M6或電解電鍍層M7,如上所述的在形成電解電鍍層M7之後,研磨絶緣基材M1的表面,如圖48(E)所示的,將絶緣基材M1的表面所露出之無電解電鍍膜M6或電解電鍍層M7除去,藉此便可使各溝槽M2內所填充之金屬導體M3彼此獨立,並以溝槽M2內的金屬導體M3形成電路M4。
如上所述的,實施無電解電鍍以及電解電鍍,便可在溝槽M2內填充金屬導體M3以形成電路M4。然而,在圖48的習知實施例中,溝槽M2內所填充之金屬導體M3大部分是由電氣電鍍所形成的,像這樣由電解電鍍所形成之金屬導體M3,其結晶粒塊大小會不平均(參照後述的圖47)。然後當該等結晶粒塊大小不平均時,金屬導體M3的力學特性、熱特性、電氣特性會降低,電路M4的可靠度會產生問題。
有鑑於上述問題點,本發明之目的在於提供一種電路基板,其能夠以粒塊平均且細微化之結晶形成電路形成用溝槽內的金屬導體,電路的可靠度較高。
本發明之電路基板,在絶緣基材M1的表面上形成電路形成用溝槽M2,同時在電路形成用溝槽M2內填充利用電鍍所形成的金屬導體M3,該金屬導體M3的結晶粒塊的平均直徑長度在10μm以下。
如是,由於在電路形成用溝槽M2內所填充之金屬導體M3,其結晶粒塊的平均直徑長度在10μm以下,是由平均且細微化的結晶粒塊所形成的,故可提高金屬導體M3的力學特性、熱特性、電氣特性。
另外,在本發明中,電路形成用溝槽M2內的金屬導體M3是由無電解電鍍所形成的。
藉由像這樣以無電解電鍍形成金屬導體M3,便可如上所述的以粒塊平均且細微化的結晶形成金屬導體。
亦即,本發明的第7實施態樣包含以下技術內容。
請求項7-1. 一種電路基板,其特徵為:在絶緣基材的表面上形成電路形成用溝槽,同時在電路形成用溝槽內填充由電鍍所形成的金屬導體,該金屬導體的結晶粒塊的平均直徑長度在10μm以下。
請求項7-2. 如請求項7-1所記載的電路基板,其中,電路形成用溝槽內的金屬導體是由無電解電鍍所形成的。
若利用本發明,由於電路形成用溝槽M2內利用電鍍所填充之金屬導體M3,其結晶粒塊的平均直徑長度在10μm以下,且係由平均且細微化的結晶粒塊所形成,故金屬導體M3的力學特性、熱特性、電氣特性能夠提高,並形成可靠度的較高的電路M4。
以下,説明本發明的實施態樣。
關於本發明之絶緣基材M1,只要是可用於電路基板的製造過程中者即可,其他並無特別限定,具體而言,可舉例如含有樹脂的樹脂基材等。關於該樹脂,只要是構成可用於電路基板的製造過程中的各種有機基板的樹脂即可,其他並無特別限定,具體而言,例如:環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂等。
關於上述的環氧樹脂,只要是構成可用於電路基板之製造過程中的各種有機基板的環氧樹脂即可,其他並無特別限定。具體而言,例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、芳烷基環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛型環氧樹脂、聯苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、倍環戊二烯型環氧樹脂、苯酚類與具有苯酚性羥基之芳香族醛的縮合產物的環氧化物、三聚異氰酸三縮水甘油酯、脂環族環氧樹脂等。再者,為了賦予阻燃性,亦可使用經過溴化或磷變性的上述環氧樹脂、含氮樹脂、含矽酮樹脂等。可單獨使用上述各環氧樹脂,亦可組合使用2種以上。
另外,當用上述各樹脂構成絶緣基材M1時,一般而言,會使其含有硬化劑。硬化劑並無特別限定。具體而言,例如:二氰二胺、苯酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氨基三嗪酚醛系硬化劑、氰酸酯樹脂等。關於該苯酚系硬化劑,例如:酚醛型、芳烷型、萜烯型等硬化劑。為了更進一步賦予阻燃性,可使用經過磷變性的苯酚樹脂或是經過磷變性的氰酸酯樹脂等。可單獨使用該等硬化劑,亦可組合使用2種以上。
另外雖然並無特別限定,惟由於係利用雷射加工形成電路圖案,故宜使用對100~400nm波長範圍的雷射光的吸收率良好的樹脂。具體而言,例如聚醯亞胺樹脂等。
絶緣基材M1亦可含有填料。該填料可為無機微粒子,亦可為有機微粒子,並無特別限定。由於含有填料,在雷射加工部填料會露出,填料的凹凸可提高電鍍與樹脂之間的密合。
構成該無機微粒子的材料,具體而言,例如:氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、二氧化矽(SiO2 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、氧化鈦(TiO2 )等的高介電常數填充材料;硬鐵氧磁體等的磁性填充材料;氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氫氧化鋁(Al(OH)2 )、三氧化銻(Sb2 O3 )、五氧化銻(Sb2 O5 )、胍鹽、硼酸鋅、鉬化合物、硬脂酸鋅等的無機系阻燃劑;滑石(Mg3 (Si4 O10 )(OH)2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣(CaCO3 )、雲母等。可單獨使用上述無機微粒子,亦可組合使用2種以上。該等無機微粒子,由於熱傳導性、相對介電常數、阻燃性、粒徑分布、色調的自由度等很高,故在使所期望之功能選擇性發揮的情況下,進行適當摻合以及粒徑設計,便可輕易達到高度填充化之目的。另外雖然並無特別限定,在表面上形成上述樹脂的絶緣層以製作出絶緣基材M1時,宜使用平均粒徑在絶緣層的厚度以下的填料,尤其宜使用平均粒徑在0.01~10μm之範圍內的填料,更宜使用平均粒徑在0.05μm~5μm之範圍內的填料。
另外該無機微粒子,為了提高在絶緣基材M1中的分散性,可用矽烷偶合劑進行表面處理。或者,在絶緣基材M1中,為了提高無機微粒子在絶緣基材M1中的分散性,亦可含有矽烷偶合劑。關於該矽烷偶合劑,例如:環氧矽烷系、巰基矽烷系、胺基矽烷系、乙烯基矽烷系、苯乙烯基矽烷系、甲基丙烯醯氧基矽烷系、丙烯醛氧基矽烷系、鈦酸鹽系等的矽烷偶合劑等。可單獨使用上述矽烷偶合劑,亦可組合使用2種以上。
另外在絶緣基材M1中,為了提高無機微粒子在絶緣基材M1中的分散性,亦可含有分散劑。關於該分散劑,例如:烷醚系、山梨酸酯系、烷基聚醚胺系、高分子系的分散劑等。可單獨使用上述分散劑,亦可組合使用2種以上。
另外,關於有機微粒子,具體而言,例如:橡膠微粒子等。
在本發明中絶緣基材M1的態樣並無特別限定,具體而言,可形成片材、薄膜、預浸材以及三維形狀的成形體等。另外絶緣基材M1的厚度並無特別限定,例如,在片材、薄膜、預浸材的情況下,宜為10~200μm,更宜為20~100μm左右。
然後,首先在該絶緣基材M1的表面上將電路形成用的溝槽M2形成如圖44(A)所示的樣子。該溝槽M2形成與設置在絶緣基材M1的表面上的電路圖案相同的圖案形狀。
關於形成該電路形成用溝槽M2的方法並無特別限定,例如,對絶緣基材M1實施雷射加工、模切加工等的切削加工或壓型加工等的機械加工等,以形成具備所期望之圖案形狀、寬度以及深度的溝槽的加工方法等。當欲以高精度形成細微電路時,宜使用雷射加工。若採用雷射加工,便可藉由改變雷射輸出等方式,自由調整切削深度等參數。另外,關於壓型加工,宜使用例如在奈米印刷的技術領域中所使用的利用細微樹脂的壓型加工。另外亦可設置用來形成介層孔等部位的貫通孔作為電路形成用溝槽M2的一部分。
藉由在絶緣基材M1上形成溝槽M2的這個步驟,限定出在絶緣基材M1上所形成之電路M4的圖案形狀、寬度、厚度。如是形成之溝槽M2的寬度並無特別限定,當使用雷射加工時,便較易以線寬在20μm以下的細微寬度形成溝槽M2。另外溝槽M2的深度會成為電路M4的厚度。
如上所述的在絶緣基材M1的表面上形成電路形成用的溝槽M2之後,使電鍍觸媒M5附著於該溝槽M2形成側的絶緣基材M1的表面上。電鍍觸媒M5如圖44(B)所示的附著於包含溝槽M2的內周圍面在內的絶緣基材M1的整個表面上。
電鍍觸媒M5在進行無電解電鍍時會成為使電鍍金屬析出的核。關於電鍍觸媒M5,使用習知的無電解電鍍用的觸媒即可,其他並無特別限定,另外亦可披覆電鍍觸媒的前驅物,使電鍍觸媒生成。關於電鍍觸媒M5的具體例,例如:金屬鈀(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等,或是,使該等金屬生成的前驅物。
關於披覆電鍍觸媒M5(包含其前驅物)的方法,例如:用可在pH值1~3的酸性條件下進行處理的酸性Pd-Sn膠狀溶液進行處理之後,再用酸溶液進行處理的方法。具體而言,例如以下的方法。首先,將形成電路形成用溝槽M2的絶緣基材M1的表面上所附著的油分等在界面活性劑的溶液(清潔劑、調和劑)中進行既定的時間燙洗。接著,因應需要,用過硫酸鈉-硫酸系的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,在pH值1~2的硫酸水溶液或鹽酸水溶液等的酸性溶液中再進行酸洗。接著,浸漬於濃度0.1%左右的以氯化亞錫水溶液等為主要成分的預浸液中進行使氯化物離子吸附在絶緣基材M1之表面上的預浸處理。之後,再浸漬於含有氯化亞錫與氯化鈀且pH值1~3的酸性Pd-Sn膠狀物等的酸性電鍍觸媒膠狀溶液以凝集並吸附Pd以及Sn。然後,在所吸附的氯化亞錫與氯化鈀之間產生氧化還原反應(SnCl2 +PdCl2 →SnCl4 +Pd↓)。藉此,析出電鍍觸媒亦即金屬鈀。
另外,關於酸性電鍍觸媒膠狀溶液,可使用習知的酸性Pd-Sn膠狀觸媒溶液等,亦可採用使用酸性電鍍觸媒膠狀溶液的市售電鍍程序。關於該等程序,例如:Rohm and Haas電子材料股份有限公司所系統化販售者。
如上所述的在使電鍍觸媒M5附著於包含電路形成用溝槽M2的內周圍面在內的絶緣基材M1的表面上之後,進行無電解電鍍處理。關於無電解電鍍處理的方法,可採用將電鍍觸媒M5所披覆之絶緣基材M1浸漬於無電解電鍍液中,以在披覆有電鍍觸媒M5的部位上析出無電解電鍍金屬的方法等。
可用於無電解電鍍的金屬,例如:銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)等。其中,以Cu為主成分的電鍍由於導電性優異,是較佳的選擇。另外,當含有該金屬Ni時,耐蝕性或與焊料的密合性優異,是較佳的選擇。
然後藉由該無電解電鍍,便可如圖44(C)所示的,形成很薄的無電解電鍍膜M6。該無電解電鍍膜M6形成在包含披覆著電鍍觸媒M5的溝槽M2內部在內的絶緣基材M1的整個表面上。另外該無電解電鍍膜M6宜為具有成為無電解電鍍之基礎的厚度的薄膜,例如,形成0.1~1.0μm左右的厚度。
接著,將形成有無電解電鍍膜M6的該絶緣基材M1,浸漬於例如將液溫提高以使電鍍速度提高的無電解電鍍液中,繼續無電解電鍍。藉由像這樣繼續進行無電解電鍍,如圖44(D)所示的,在無電解電鍍膜M6之上析出無電解電鍍金屬並堆疊無電解電鍍層M8,該無電氣電鍍層M9將溝槽M2內部填埋起來,進而在溝槽M2內部填充由無電解電鍍膜M6與無電解電鍍層M8所構成的金屬導體M3。
如是進行無電解電鍍的處理直到用無電解電鍍層M8填埋溝槽M2內部。此時,無電解電鍍膜M6也會形成在溝槽M2的內周圍面以外的絶緣基材M1的表面上,在絶緣基材M1的表面上也會堆疊無電解電鍍層M8。然後,藉由對絶緣基材M1的表面進行研磨加工,將絶緣基材M1的表面所露出之無電解電鍍膜M6以及無電解電鍍層M8除去。該研磨並無特別限定,可實施例如CMP(Chemical Mechanical Polishing:化學機械研磨)法。CMP法係一邊使化學研磨液流過一邊用研磨墊研磨絶緣基材M1之表面的方法。亦可在實施該等CMP法之前,用蝕刻液大略地將突出於絶緣基材M1之表面的無電解電鍍膜M6以及無電解電鍍層M8溶解除去。
如上所述,將絶緣基材M1表面的無電解電鍍膜M6以及無電解電鍍層M8除去,藉此,便可如圖44(E)所示的,使在各溝槽M2內所填充之由無電解電鍍膜M6與無電解電鍍層M8所構成的金屬導體M3於各溝槽M2各自獨立,並以該各溝槽M2所填充之金屬導體M3形成電路M4。形成電路M4的該金屬導體M3,藉由研磨,其表面與絶緣基材M1的表面形成單一表面。然後,由於形成該電路M4的金屬導體M3,如上所述的係以無電解電鍍的方式所形成的,故金屬導體M3會由粒塊平均且細微化之結晶所形成(參照後述的圖46),可提高金屬導體M3的力學特性、熱特性、電氣特性,並形成可靠度較高的電路M4。
在此,金屬導體M3的結晶粒塊的大小,平均直徑長度設定在10μm以下,更宜在5μm以下,最好是在3μm以下。結晶粒塊的平均直徑長度越小越好,並未設定下限。使結晶粒塊的平均直徑長度這麼小,便可使金屬導體M3的結晶粒塊平均且細微化,並使金屬導體M3的力學特性、熱特性、電氣特性提高。該平均直徑長度,係指在如後述的圖46或圖47所得到之SIM影像中的任意位置上,拉出長度100μm的直線,對配置在該100μm的直線之上的各結晶粒塊,測量其沿著100μm之直線上的長度,算出該各結晶粒塊的長度的測量值的平均值。亦即,求出配置在100μm之直線上的結晶粒塊的數量,將100μm除以該結晶粒塊數量,便可求出結晶粒塊的平均直徑長度。
圖45表示本發明的另一實施態樣。上述圖44的實施態樣,係將電鍍觸媒M5形成如圖44(B)所示之態樣,之後如圖44(C)所示的形成很薄的無電解電鍍膜M6,並在該無電解電鍍膜M6之上形成無電解電鍍層M8,在圖45的實施態樣中,如圖45(A)所示的,在使電鍍觸媒M5附著於包含溝槽M2內部在內的絶緣基材M1的表面上之後,將絶緣基材M1繼續浸漬在無電解電鍍液中,藉此,如圖45(B)所示的,不形成很薄的無電解電鍍膜M6,而是只用無電解電鍍層M8填埋溝槽M2內部,亦即只用無電解電鍍層M8在溝槽M2內部填充金屬導體M3。此時無電解電鍍層M8除了形成於溝槽M2內部之外,也形成在絶緣基材M1的表面上,將絶緣基材M1的表面上所露出之無電解電鍍層M8研磨除去,藉此,便可如圖45(C)所示的,在各溝槽M2內填充金屬導體M3以形成電路M4。
[實施例]
以下,根據實施例更具體說明本實施態樣的製造方法。另外,本發明的範圍在解釋上並不因為以下的實施例而受到任何限制。
(實施例1)
在厚度100μm的環氧樹脂基材[松下電工(股)公司製的R1766]的表面上形成厚度2μm的苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的覆膜。另外,覆膜的形成,係在該環氧樹脂基材的主要表面上,塗佈苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,酸當量600,粒子徑200nm,固體形態成分15%],並在80℃下經過30分鐘的乾燥所製得者。
然後,對已形成覆膜的環氧樹脂基材,利用雷射加工形成寬度20μm、深度20μm的具備如圖1(B)所示之形狀的溝槽。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的ESI公司製的MODEL5330。
接著,將已形成溝槽的環氧樹脂基材浸漬於清潔調和劑[界面活性劑溶液,pH<1:Rohm and Haas電子材料(股)公司製C/N3320]中,之後,用水清洗。然後,用過硫酸鈉-硫酸系的pH<1的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,用PD404[Shipley-Fareast(股)公司製,pH<1]進行預浸步驟。然後,浸漬於包含氯化亞錫與氯化鈀的pH1的酸性Pd-Sn膠狀溶液[CAT44,Shipley-Fareast(股)公司製]中,使作為無電解銅電鍍核的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附於環氧樹脂基材上。
接著,浸漬於pH<1的催化劑藥液[ACC19E,Shipley-Fareast(股)公司製]中,以產生鈀核。然後,將環氧樹脂基材置於pH14的5%氫氧化鈉水溶液中進行超音波處理並浸漬10分鐘。藉此,表面的SBR覆膜被膨潤,而徹底被剝離。此時,在環氧樹脂基材表面上未殘留SBR覆膜的碎片等。然後,將環氧樹脂基材浸漬於無電解電鍍液[CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast(股)公司製]中進行無電解銅電鍍處理。
利用無電解銅電鍍處理,析出厚度5μm的無電解銅電鍍膜。使用SEM(掃描型顯微鏡)觀察經過無電解銅電鍍處理的環氧基材表面,發現在經過切削加工的部分上,正確地形成無電解電鍍膜。
另外,膨潤性樹脂覆膜的膨潤度根據以下方式求出。
在脫模紙上塗佈用來形成膨潤性樹脂覆膜的SBR懸浮液,在80℃下經過30分鐘的乾燥。藉此形成厚度2μm的樹脂覆膜。然後,強制剝離所形成之覆膜,製得試料。
然後,將所製得之試料秤取0.02g左右。將此時的試料重量當作膨潤前重量m(b)。然後,將所秤取之試料浸漬於20±2℃的氫氧化鈉5%水溶液10ml中經過15分鐘。另外,其他試料也同樣浸漬於20±2℃的鹽酸5%水溶液(pH1)10ml中經過15分鐘。
然後,用離心分離器以1000G進行約10分鐘的離心分離處理,除去試料所附著之水分等。然後,測量離心分離後的膨潤試料的重量,當作膨潤後重量m(a)。從所得到的膨潤前重量m(b)以及膨潤後重量m(a),根據「膨潤度SW=[m(a)-m(b)]/m(b)×100(%)」的算式,算出膨潤度。另外,其他條件準用JIS L 10158.27(鹼性膨潤度的測量方法)進行。
此時,對pH14的氫氧化鈉5%水溶液的膨潤度為750%。另一方面,對pH1的鹽酸5%水溶液的膨潤度為3%。
(實施例2)
除了用含有羧基的聚合物[日本Zeon(股)公司製,酸當量500,重量平均分子量25000,固體形態成分20%]取代苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,酸當量600,粒子徑200nm,固體形態成分15%]以外,其他與實施例1相同。
此時,對pH14的氫氧化鈉5%水溶液的膨潤度為1000%。另一方面,對pH1的鹽酸5%水溶液的膨潤度為30%。
如以上所述的,若利用本實施態樣之製造方法,藉由剝離膨潤性樹脂覆膜,便可在基材表面的欲形成電路的部分上披覆電鍍觸媒。因此,便可在披覆有電鍍觸媒的部分上正確地形成無電解電鍍膜。另外,由於膨潤性樹脂覆膜因為膨潤作用而較易被剝離,故覆膜除去步驟也較易正確地進行。
然後,用SEM(掃描型顯微鏡)觀察以上述方式製得之電路基板的相對於所形成之電路溝槽的長邊方向的垂直剖面。所形成之無電解電鍍膜的厚度T約為5μm,電路溝槽的深度D約為20μm。此時,T/D約為0.25。
(第2實施例)
以下,根據實施例更具體說明本實施態樣的製造方法。另外,本發明的範圍在解釋上並不因為以下的實施例而受到任何限制。
(實施例2-1)
首先,準備由平均粒子徑0.5μm的二氧化矽粒子(Admatechs股份有限公司製的SO-C2)、雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製的850S)以及作為硬化劑的二氰二胺(日本Carbide工業股份有限公司製的DICY)所構成的基材,作為絶緣基材。另外,該絶緣基材係該二氧化矽粒子的含有量相對於該絶緣基材為30質量%且厚度為100μm的基材。
接著,在該絶緣基材的表面上,形成厚度2μm的苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的覆膜(樹脂覆膜)。另外,覆膜的形成,係在該絶緣基材的主要表面上,塗佈苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,酸當量600,粒子徑200nm,固體形態成分15%],並在80℃下經過30分鐘的乾燥所製得者。
然後,對已形成樹脂覆膜的絶緣基材,利用雷射加工形成寬度20μm、深度20μm、長度30mm的約略長方形剖面的電路溝槽。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的雷射光照射裝置(ESI公司製的MODEL5330)。
接著,將已形成電路溝槽的絕緣基材浸漬於清潔調和劑(界面活性劑溶液,pH<1:Rohm and Haas電子材料股份有限公司製C/N3320)中,之後,用水清洗。然後,用過硫酸鈉-硫酸系的pH<1的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,用PD404(Shipley-Fareast股份有限公司製,pH<1)進行預浸步驟。然後,浸漬於包含氯化亞錫與氯化鈀的pH1的酸性Pd-Sn膠狀溶液[CAT44,Shipley-Fareast(股)公司製]中,使作為無電解銅電鍍核(觸媒金屬)的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附於絕緣基材上。
接著,浸漬於pH<1的催化劑藥液(ACC19E,Shipley-Fareast股份有限公司製)中,以產生鈀核。然後,將絶緣基材置於pH14的5%氫氧化鈉水溶液中進行超音波處理並浸漬10分鐘。藉此,表面的SBR覆膜被膨潤,而徹底被剝離。此時,在絕緣基材表面上未殘留SBR覆膜的碎片等。然後,將絕緣基材浸漬於無電解電鍍液(Shipley-Fareast股份有限公司製的CM328A、CM328L、CM328C)中進行無電解銅電鍍處理。
利用該無電解銅電鍍處理,在該電路溝槽上形成厚度5μm的電鍍層。再者,實施無電解銅電鍍處理(填滿電鍍)直到填埋該電路溝槽。另外,膨潤性樹脂覆膜的膨潤度根據以下方式求得。
在脫模紙上塗佈用來形成膨潤性樹脂覆膜的SBR懸浮液,在80℃下經過30分鐘的乾燥。藉此形成厚度2μm的樹脂覆膜。然後,強制剝離所形成之覆膜,製得試料。
然後,將所製得之試料秤取0.02g左右。將此時的試料重量當作膨潤前重量m(b)。然後,將所秤取之試料浸漬於20±2℃的氫氧化鈉5%水溶液10ml中經過15分鐘。另外,其他試料也同樣浸漬於20±2℃的鹽酸5%水溶液(pH1)10ml中經過15分鐘。
然後,用離心分離器以1000G進行約10分鐘的離心分離處理,除去試料所附著之水分等。然後,測量離心分離後的膨潤試料的重量,當作膨潤後重量m(a)。從所得到的膨潤前重量m(b)以及膨潤後重量m(a),根據「膨潤度SW=[m(a)-m(b)]/m(b)×100(%)」的算式,算出膨潤度。另外,其他條件準用JIS L1015 8.27(鹼性膨潤度的測量方法)進行。
此時,對pH14的氫氧化鈉5%水溶液的膨潤度為750%。另一方面,對pH1的鹽酸5%水溶液的膨潤度為3%。
(實施例2-2)
除了將該二氧化矽粒子含有量為30質量%的絶緣基材,用50質量%的絶緣基材取代以外,其他與實施例1相同。
(實施例2-3)
除了將含有平均粒子徑為0.5μm的二氧化矽粒子的絶緣基材,用含有平均粒子徑為1.5μm的二氧化矽粒子的絶緣基材取代以外,其他與實施例1相同。
(實施例2-4)
除了將含有平均粒子徑為0.5μm的二氧化矽粒子,且該含有量為30質量%的絶緣基材,用含有平均粒子徑為1.5μm的二氧化矽粒子,且該含有量為50質量%的絶緣基材取代以外,其他與實施例1相同。
(實施例2-5)
除了將含有平均粒子徑為0.5μm的二氧化矽粒子,且該含有量為30質量%的絶緣基材,用含有平均粒子徑為1.7μm的二氧化矽粒子,且該含有量為75質量%的絶緣基材取代以外,其他與實施例1相同。
(實施例2-6)
除了將含有平均粒子徑為0.5μm的二氧化矽粒子的絶緣基材,用含有平均粒子徑為0.05μm的二氧化矽粒子的絶緣基材取代以外,其他與實施例1相同。
(實施例2-7)
除了將含有平均粒子徑為0.5μm的二氧化矽粒子,且該含有量為30質量%的絶緣基材,用含有平均粒子徑為0.05μm的二氧化矽粒子,且該含有量為50質量%的絶緣基材取代以外,其他與實施例1相同。
(比較例2-1)
除了用未含有填料的絶緣基材[由雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製的850S)與作為硬化劑的二氰二胺(日本Carbide工業股份有限公司製的DICY)所構成的基材]作為絶緣基材以外,其他與實施例1相同。
該實施例2-1~7以及比較例2-1根據以下方式進行評價。
(電路溝槽的形狀)
首先,將已形成電路溝槽的絶緣基材朝與該電路溝槽的延伸方向垂直的方向,在7處位置切斷。用顯微鏡(Hirox股份有限公司製的KH-7700)觀察該切斷剖面。然後,根據以下的評價基準進行評價。
◎:完全沒有確認出有樹脂溶出的位置(0處位置)。
○:確認出有樹脂溶出的位置,在7處位置中,有1處位置。
△:確認出有樹脂溶出的位置,在7處位置中,有2處位置。
×:確認出有樹脂溶出的位置,在7處位置中,有3處位置以上。
(電鍍未附著)
藉由該無電解電鍍在絶緣基材的電路溝槽(寬度20μm、長度30mm)上所形成之電鍍層,在進行填滿電鍍之前,用顯微鏡(Hirox股份有限公司製的KH-7700),觀察所形成之電鍍層整體。然後,根據以下的評價基準進行評價。
◎:完全沒有確認出未形成電鍍層的位置(0處位置)。
○:確認出未形成電鍍層的位置,有1處位置。
△:確認出未形成電鍍層的位置,有2處位置。
×:確認出未形成電鍍層的位置,有3處位置以上。
(電鍍剝離)
藉由該無電解電鍍在絶緣基材的電路溝槽(寬度20μm、長度30mm)上所形成之電鍍層,在進行填滿電鍍之前用顯微鏡(Hirox股份有限公司製的KH-7700)觀察所形成之電鍍層整體。然後,根據以下的評價基準進行評價。
◎:完全沒有確認出電鍍層剝離的位置(0處位置)。
○:確認出電鍍層剝離的位置,有1處位置。
△:確認出電鍍層剝離的位置,有2處位置。
×:確認出電鍍層剝離的位置,有3處位置以上。
上述評價結果顯示於表1。
由表1可知,在使用含有填料亦即二氧化矽粒子的絶緣基材的情況下(實施例2-1~7),比起使用未含有填料的絶緣基材的情況,在形成電路溝槽時,更能夠防止在電路溝槽內發生樹脂溶出問題。再者,實施例2-1~7,比起比較例2-1,更能夠防止電鍍未附著或電鍍剝離的問題。因此,若根據實施例2-1~7,便可製得電氣電路與絶緣基材的密合性較高的電路基板。
(第3實施例)
(A)電路基板準備步驟:準備將硬化之鍍銅堆疊板(松下電工股份有限公司製的「R1515T」)的銅箔蝕刻除去以形成既定電氣電路的電路基板(厚度:500μm)。
(B)第1絶緣層形成步驟:在該電路基板的電路形成面上堆疊由環氧樹脂片材所形成的第1絶緣層。亦即,將由包含雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製的「850S」)、作為硬化劑的二氰二胺(日本Carbide工業股份有限公司製的「DICY」)、作為硬化促進劑的2-乙基-4-甲基咪唑(四國化成工業股份有限公司製的「2E4MZ」)、作為無機填料的熔融二氧化矽(電氣化學工業股份有限公司製的「FB1SDX」)、矽烷偶合劑(Momentive Performance Materials Japan有限責任公司製的「A-187」)、作為溶劑的丁酮(MEK)以及N,N-二甲基甲醯胺(DMF)的樹脂組成物所構成的片材(厚度:60μm)載置在該電路基板的電路形成面上,然後,在由該樹脂組成物所構成的片材的外表面上載置PET薄膜(東洋紡績股份有限公司製的「TN100」),將該堆疊體在0.4Pa、100℃下經過1分鐘的加壓加熱成形使其貼合,之後,再於175℃下經過90分鐘的加熱硬化,使該片材硬化。之後,將PET薄膜剝離,以製得在電路基板上堆疊第1絶緣層的堆疊體。
(C)開孔形成步驟:對該第1絶緣層,從外表面進行雷射加工,以在第1電路上形成徑長50μm的開孔,使第1電路露出。雷射加工使用具備UV-YAG雷射的雷射光照射裝置(ESI公司製的「MODEL5330」)進行。
(D)金屬柱形成步驟:在形成開孔之後,將基板浸漬於35℃的硫酸系蝕刻液經過5分鐘,對因為基板形成開孔所露出之第1電路的表面進行酸性清洗處理。然後,在用水沖洗之後,為了在基板開孔形成位置上形成金屬柱,將基板浸漬於70℃的無電解銅電鍍液(上村工業股份有限公司製的「SP-2」)經過7~8小時,使電鍍從開孔底部的第1電氣電路部析出、成長並形成金屬柱。
(E)第2絶緣層形成步驟以及皮膜形成步驟:接著,與該第1絶緣層形成步驟相同,在該第1絶緣層的外表面以及該金屬柱的頂部上堆疊形成與第1絶緣層相同的第2絶緣層(厚度:10μm)。接著,在該第2絶緣層的外表面上使用旋轉塗佈法,塗佈苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,粒子徑200nm,固體形態成分15%],在80℃下經過30分鐘的乾燥,以形成厚度2μm的樹脂皮膜。
(F)電路圖案形成步驟:接著,對已形成樹脂皮膜的堆疊體,利用雷射加工在既定的位置上形成寬度20μm、深度15μm的細微溝槽作為電路圖案。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的ESI公司製的MODEL5330。
(G)觸媒披覆步驟:接著,將經過雷射加工的堆疊體浸漬於清潔調和劑(C/N3320)中,之後用水清洗。然後,為了防止所附著之錫-鈀膠狀物的分解,使用PD404[Shipley-Fareast(股)公司製]進行預浸步驟。然後,浸漬於觸媒液[CAT44,Shipley-Fareast(股)公司製]中,使成為無電解銅電鍍核的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附到形成有樹脂皮膜的堆疊體上。
(H)皮膜除去步驟:接著,將吸附有錫-鈀膠狀物的堆疊體,置於5%氫氧化鈉水溶液中進行超音波處理並浸漬10分鐘,使表面的SBR皮膜膨潤,並將樹脂皮膜剝離除去。接著,對堆疊體表面照射紫外光。此時,藉由紫外光的照射確認出有部分發出螢光。確認發出螢光的部分,用布擦拭除去。
(I)電鍍步驟:接著,將堆疊體浸漬於催化劑藥液[ACC19E,Shipley-Fareast(股)公司製]中,以產生鈀核。然後,將堆疊體浸漬於無電解電鍍液[CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast(股)公司製]中進行無電解銅電鍍處理。藉此,析出厚度3μm的無電解銅電鍍膜。然後,進行無電解銅電鍍處理(填滿電鍍)直到將該電路溝槽填埋。
利用SEM(掃描型顯微鏡)觀察經過上述無電解電鍍處理的堆疊體表面,可確認出在經過雷射加工的溝槽部分上,以高精度的方式形成由無電解電鍍膜所構成的金屬配線。
另外,樹脂皮膜的膨潤度根據以下方式測量。亦即,在脫模紙上塗佈用來在絶緣基材上形成樹脂皮膜而塗佈的SBR懸浮液,在80℃下經過30分鐘的乾燥,形成與在環氧樹脂基板上所形成之厚度相同的厚度,亦即厚度2μm的皮膜。然後,強制剝離所形成之皮膜當作試料。然後,將所製得之試料秤取0.02g左右。此時的試料重量當作膨潤前重量m’。然後,將所秤取之試料浸漬於20±2℃的氫氧化鈉5%水溶液10ml中經過15分鐘。然後,用離心分離器在1000G下進行約10分鐘的離心分離處理,將試料所附著的水分等除去。然後,測量離心分離後的膨潤試料的重量,當作膨潤後重量m。根據所得到的膨潤前重量m’以及膨潤後重量m,從「膨潤度SW=(m-m’)/m’×100(%)」的算式,算出膨潤度。另外,其他條件準用JIS L1015 8.27(鹼性膨潤度的測量方法)進行。此時,所得到的膨潤度約為750%。
(第4實施例)
(A)電路基板準備步驟:準備將硬化之鍍銅堆疊板(松下電工股份有限公司製的「R1515T」)的銅箔蝕刻除去以形成既定電氣電路的電路基板(厚度:500μm)。
(B)絶緣層形成步驟:在該電路基板的電路形成面上堆疊由環氧樹脂片材所形成的絶緣層。亦即,將由包含雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製的「850S」)、作為硬化劑的二氰二胺(日本Carbide工業股份有限公司製的「DICY」)、作為硬化促進劑的2-乙基-4-甲基咪唑(四國化成工業股份有限公司製的「2E4MZ」)、作為無機填料的熔融二氧化矽(電氣化學工業股份有限公司製的「FB1SDX」)、矽烷偶合劑(Momentive Performance Materials Japan有限責任公司製的「A-187」)、作為溶劑的丁酮(MEK)以及N,N-二甲基甲醯胺(DMF)的樹脂組成物所構成的片材(厚度:60μm)載置在該電路基板的電路形成面上,然後,在由該樹脂組成物所構成的片材的外表面上載置PET薄膜(東洋紡績股份有限公司製的「TN100」),將該堆疊體在0.4Pa、100℃下經過1分鐘的加壓加熱成形使其貼合之後,再於175℃下經過90分鐘的加熱硬化,使該片材硬化。之後,將PET薄膜剝離,以製得在電路基板上堆疊絶緣層的堆疊體。
(C)開孔形成步驟:對該絶緣層,從外表面進行雷射加工,以在第1電路上形成徑長50μm的開孔,使第1電路露出。雷射加工使用具備UV-YAG雷射的雷射光照射裝置(ESI公司製的「MODEL5330」)進行。
(D)金屬柱形成步驟:在形成開孔之後,將基板浸漬於35℃的硫酸系蝕刻液經過5分鐘,對因為基板形成開孔所露出之第1電路的表面進行酸性清洗處理。然後,在用水沖洗之後,為了在基板開孔形成位置上形成金屬柱,將基板浸漬於70℃的無電解銅電鍍液(上村工業股份有限公司製的「SP-2」)中經過7~8小時,使電鍍從開孔底部的第1電氣電路部析出、成長並形成金屬柱。
(E)皮膜形成步驟:接著,在該絶緣層的外表面上使用旋轉塗佈法,塗佈苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,粒子徑200nm,固體形態成分15%],在80℃下經過30分鐘的乾燥,以形成厚度2μm的樹脂皮膜。
(F)電路圖案形成步驟:接著,對已形成樹脂皮膜的堆疊體,利用雷射加工在既定的位置上形成寬度20μm、深度15μm的細微溝槽作為電路圖案。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的ESI公司製的MODEL5330。
(G)觸媒披覆步驟:接著,將經過雷射加工的堆疊體浸漬於清潔調和劑(C/N3320)中,之後用水清洗。然後,為了防止所附著之錫-鈀膠狀物的分解,使用PD404[Shipley-Fareast(股)公司製]進行預浸步驟。然後,浸漬於觸媒液[CAT44,Shipley-Fareast(股)公司製]中,使成為無電解銅電鍍核的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附到形成有樹脂皮膜的堆疊體上。
(H)皮膜除去步驟:接著,將吸附有錫-鈀膠狀物的堆疊體,在5%氫氧化鈉水溶液中進行超音波處理並浸漬10分鐘,使表面的SBR皮膜膨潤,並將樹脂皮膜剝離除去。接著,對堆疊體表面照射紫外光。此時,藉由紫外光的照射確認出有部分發出螢光。確認發出螢光的部分,用布擦拭除去。
(I)電鍍步驟:接著,將堆疊體浸漬於催化劑藥液[ACC19E,Shipley-Fareast(股)公司製]中,以產生鈀核。然後,將堆疊體浸漬於無電解電鍍液[CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast(股)公司製]中進行無電解銅電鍍處理。藉此,析出厚度3μm的無電解銅電鍍膜。然後,進行無電解銅電鍍處理(填滿電鍍)直到將該電路溝槽填埋。
利用SEM(掃描型顯微鏡)觀察經過上述無電解電鍍處理的堆疊體表面,可確認出在經過雷射加工的溝槽部分上,以高精度的方式形成由無電解電鍍膜所構成的金屬配線。
另外,樹脂皮膜的膨潤度,根據以下方式測量。亦即,在脫模紙上塗佈用來在絶緣基材上形成樹脂皮膜而塗佈的SBR懸浮液,在80℃下經過30分鐘的乾燥,形成與在環氧樹脂基板上所形成之厚度相同的厚度,亦即厚度2μm的皮膜。然後,強制剝離所形成之皮膜當作試料。然後,將所製得之試料秤取0.02g左右。此時的試料重量當作膨潤前重量m’。然後,將所秤取之試料浸漬於20±2℃的氫氧化鈉5%水溶液10ml中經過15分鐘。然後,用離心分離器在1000G下進行約10分鐘的離心分離處理,將試料所附著的水分等除去。然後,測量離心分離後的膨潤試料的重量,當作膨潤後重量m。根據所得到的膨潤前重量m’以及膨潤後重量m,從「膨潤度SW=(m-m’)/m’×100(%)」的算式,算出膨潤度。另外,其他條件準用JIS L1015 8.27(鹼性膨潤度的測量方法)進行。此時,所得到的膨潤度約為750%。
(第5實施例)
(實施例5-1)
首先,在支持體基板上形成絶緣基材K1。
關於絶緣基材K1的材料,使用包含雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製的「850S」)、作為硬化劑的二氰二胺(日本Carbide工業股份有限公司製的「DICY」)、作為硬化促進劑的2-乙基-4-甲基咪唑(四國化成工業股份有限公司製的「2E4MZ」)、作為無機填料的球狀的熔融二氧化矽(電氣化學工業股份有限公司製的「FB1SDX」,平均粒徑1.7μm)、矽烷偶合劑(Momentive Performance Materials Japan有限責任公司製的「A-187」)、作為溶劑的丁酮(MEK)以及N,N-二甲基甲醯胺(DMF)的樹脂組成物。
將由該樹脂組成物所構成的片材狀的絶緣基材K1(厚度60μm),載置於支持體基板的電路形成面上,然後,在由該樹脂組成物所構成之片材的外表面上載置PET薄膜(東洋紡績股份有限公司製的「TN100」),將該堆疊體在0.4Pa、100℃下經過1分鐘的加壓加熱成形使其貼合之後,再於175℃下經過90分鐘的加熱硬化使該絶緣基材K1硬化。之後,剝離PET薄膜,製得在支持體基板上堆疊絶緣基材K1的堆疊體。該絶緣基材K1係填料相對於硬化後的絶緣基材K1含有75wt%的基材。
另外,利用光學顯微鏡觀察絶緣基材K1的表面以及剖面,確認填料K11未露出,並形成表面樹脂層K12。
然後,在絶緣基材K1的表面上形成厚度2μm的苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的樹脂覆膜K2。另外,樹脂覆膜K2的形成,係在該環氧樹脂基材的主要表面上,塗佈苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,酸當量600,粒子徑200nm,固體形態成分15%],並在80℃下經過30分鐘的乾燥所形成者。
然後,對形成有樹脂覆膜K2的絶緣基材K1,進行利用雷射加工形成寬度20μm、深度30μm的約略長方形剖面的溝槽形成加工,以形成電路溝槽K3。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的ESI公司製的MODEL5330。用光學顯微鏡觀察經過雷射加工之後的表面,確認填料K11露出於經過雷射加工的絶緣基材K1的表面(電路溝槽K3的露出表面)。
接著,將形成有電路溝槽K3的絶緣基材K1浸漬於清潔調和劑[界面活性劑溶液,pH<1:Rohm and Haas電子材料(股)公司製C/N3320]中,之後,用水清洗。然後,用過硫酸鈉-硫酸系的pH<1的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,使用PD404[Shipley-Fareast(股)公司製,pH<1]進行預浸步驟。然後,浸漬於包含氯化亞錫與氯化鈀的pH1的酸性Pd-Sn膠狀溶液[CAT44,Shipley-Fareast(股)公司製],使成為無電解銅電鍍核的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附於絶緣基材K1上。藉此,將電鍍觸媒或其前驅物K5披覆在絶緣基材K1的表面上與樹脂覆膜K2的表面上。
接著,浸漬於pH<1的催化劑藥液[ACC19E,Shipley-Fareast(股)公司製]中,以產生鈀核。該鈀核成為無電解電鍍的電鍍核。
然後,將絶緣基材K1置於pH14的5%氫氧化鈉水溶液中進行超音波處理並浸漬10分鐘。藉此,使表面的樹脂覆膜K2(SBR覆膜)受到膨潤而被徹底剝離。此時,在絶緣基材K1的表面上未殘留樹脂覆膜K2的碎片等。然後,將絶緣基材K1浸漬於無電解電鍍液[CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast(股)公司製]中,進行無電解銅電鍍處理。
利用無電解銅電鍍處理,析出厚度3~5μm的無電解銅電鍍膜K6。用SEM(掃描型顯微鏡)觀察經過無電解銅電鍍處理的絶緣基材K1的表面,發現在經過切削加工的部分上正確地形成無電解電鍍膜K6。該無電解電鍍膜K6成為電路層K13。
另外,膨潤性樹脂覆膜的膨潤度根據以下方式求得。
在脫模紙上塗佈用來形成膨潤性樹脂覆膜的SBR懸浮液,在80℃下經過30分鐘的乾燥。藉此形成厚度2μm的樹脂覆膜。然後,強制剝離所形成之覆膜,製得試料。
然後,將所製得之試料秤取0.02g左右。將此時的試料重量當作膨潤前重量m(b)。然後,將所秤取之試料浸漬於20±2℃的氫氧化鈉5%水溶液10ml中經過15分鐘。另外,其他試料也同樣浸漬於20±2℃的鹽酸5%水溶液(pH1)10ml中經過15分鐘。
然後,用離心分離器以1000G進行約10分鐘的離心分離處理,除去試料所附著之水分等。然後,測量離心分離後的膨潤試料的重量,當作膨潤後重量m(a)。從所得到的膨潤前重量m(b)以及膨潤後重量m(a),根據「膨潤度SW=[m(a)-m(b)]/m(b)×100(%)」的算式,算出膨潤度。另外,其他條件準用JIS L1015 8.27(鹼性膨潤度的測量方法)進行。
此時,對pH14的氫氧化鈉5%水溶液的膨潤度為750%。另一方面,對pH1的鹽酸5%水溶液的膨潤度為3%。
根據以上步驟,便可製得如圖28所示的電路基板K10。
(實施例5-2)
除了使用含有羧基的聚合物[日本Zeon(股)公司製,酸當量500,重量平均分子量25000,固體形態成分20%]取代苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon(股)公司製,酸當量600,粒子徑200nm,固體形態成分15%]作為樹脂覆膜K2以外,其他與實施例1相同。
此時,對pH14的氫氧化鈉5%水溶液的膨潤度為1000%。另一方面,對pH1的鹽酸5%水溶液的膨潤度為30%。
藉此,便可製得如圖28所示的電路基板K10。
若利用以上的實施例的製造方法,藉由剝離膨潤性樹脂覆膜,便可在基材表面的欲形成電路的部分上披覆電鍍觸媒。藉此,便可在披覆有電鍍觸媒的部分上正確地形成無電解電鍍膜。另外,由於膨潤性樹脂覆膜會因為膨潤作用而輕易被剝離,故覆膜除去步驟也比較容易正確地進行。
(第6實施例)
第一絶緣層L6使用厚度100μm的環氧樹脂基材(松下電工股份有限公司製的R1766),在該第一絶緣層L6的一面上,利用減去法形成由銅所構成的厚度20μm、寬度50μm的第一電氣電路L7。
將包含雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製的「850S」)、作為硬化劑的二氰二胺(日本Carbide工業股份有限公司製的「DICY」)、作為硬化促進劑的2-乙基-4-甲基咪唑(四國化成工業股份有限公司製的「2E4MZ」)、作為無機填料的球狀的熔融二氧化矽(電氣化學工業股份有限公司製的「FB1SDX」,平均粒徑1.7μm)、矽烷偶合劑(Momentive Performance Materials Japan有限責任公司製的「A-187」)、作為溶劑的丁酮(MEK)以及N,N-二甲基甲醯胺(DMF)的樹脂組成物所構成的厚度100μm的片材載置在該第一絶緣層L6的設有第一電氣電路L7的表面上,然後,在由該樹脂組成物所構成之片材的外表面上載置PET薄膜(東洋紡績股份有限公司製的「TN100」),將該堆疊體在0.4Pa、100℃下經過1分鐘的加壓加熱成形使其貼合之後,再於175℃下經過90分鐘的加熱硬化,之後將PET薄膜剝離,以堆疊第二絶緣層L1。
在該第二絶緣層L1的表面上用苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)形成厚度2μm的樹脂覆膜L8。另外,樹脂覆膜L8的形成,係在該環氧樹脂基材的主要表面上,塗佈苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)的丁酮(MEK)懸浮液[日本Zeon股份有限公司製,酸當量600,粒子徑200nm,固體形態成分15%],在80℃下經過30分鐘的乾燥所形成者。
然後,對設有樹脂覆膜L8的第二絶緣層L1,利用雷射加工形成寬度20μm、深度30μm的約略長方形剖面的電路溝槽L4。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的ESI公司製的MODEL5330。
如是形成之電路溝槽L4的內面的表面粗糙度Ra為0.2μm。
接著,將形成有溝槽的第二絶緣層L1的外表面浸漬於清潔調和劑[界面活性劑溶液,pH<1:Rohm and Haas電子材料股份有限公司製C/N3320]中,之後,用水清洗。然後,用過硫酸鈉-硫酸系的pH<1的軟蝕刻劑進行軟蝕刻處理。然後,使用PD404(Shipley-Fareast股份有限公司製,pH<1)進行預浸步驟。然後,浸漬於包含氯化亞錫與氯化鈀的pH1的酸性Pd-Sn膠狀溶液(CAT44,Shipley-Fareast股份有限公司製)中,使成為無電解銅電鍍核的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附於電路溝槽L4的內面以及樹脂覆膜L8的表面上。接著,浸漬於pH<1的催化劑藥液(ACC19E,Shipley-Fareast股份有限公司製),以產生鈀核。
接著,將第二絶緣層L1的外表面置於pH14的5%氫氧化鈉水溶液中進行超音波處理並浸漬10分鐘。藉此,使表面的樹脂覆膜L8受到膨潤而徹底被剝離。此時,在第二絶緣層L1的表面上未殘留樹脂覆膜L8的碎片等。
接著,將第二絶緣層L1浸漬於無電解電鍍液(CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast股份有限公司製)中,進行無電解銅電鍍處理。利用無電解銅電鍍處理,析出厚度3~5μm的無電解銅電鍍膜。用SEM(掃描型顯微鏡)觀察經過無電解銅電鍍處理的第二絶緣層L1,發現在電路溝槽L4的內面上正確地形成了無電解電鍍膜L10。
接著,對電路溝槽L4的底部實施雷射加工,以形成從該電路溝槽L4的底部到第一電氣電路L7的表面的直徑50μm的通孔L5。
接著利用去膠渣溶液(Swelling Dip Securiganth P、Concentrate Compact CP Atotech公司製),在膨潤80℃、5分,蝕刻80℃、10分的條件下進行去膠渣處理。
去膠渣處理後的通孔L5的內面的表面粗糙度為1.4μm。
接著,將第二絶緣層L1浸漬於無電解電鍍液(CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast股份有限公司製)中,進行無電解銅電鍍處理。利用無電解銅電鍍處理,在通孔L5內以及電路溝槽L4內堆積電鍍層,形成介層L3以及第二電氣電路L2。
如是製得之電路基板的第二電氣電路L2的傳送損失用網路分析器(Azient公司製8753E)測量。另外,對在該實施例1中利用去膠渣處理使電路溝槽L4的內面粗糙化所得到的電路基板也同樣測量第二電氣電路L2的傳送損失。結果確認出傳送損失比在實施例1中利用去膠渣處理使形成於第二絶緣層L1上的電路溝槽L4的內面粗糙化的電路基板更低。
(第7實施例)
(實施例7-1)
使用厚度100μm的環氧樹脂基材[松下電工(股)公司製的R1766]作為絶緣基材M1。然後對該絶緣基材M1的表面利用雷射加工形成寬度20μm、深度30μm的約略長方形剖面的溝槽M2[參照圖44(a)]。另外,雷射加工使用具備UV-YAG雷射的ESI公司製的MODEL5330。
然後,將形成有該溝槽M2的絶緣基材M1,在清潔調和劑[界面活性劑溶液,pH<1:Rohm and Haas電子材料(股)公司製C/N3320]中以38℃的條件浸漬5分鐘,進行清潔調和劑處理,之後,用50℃的熱水清洗1分鐘。接著,使用PD404[Shipley-Fareast(股)公司製,pH<1],在38℃、1分鐘的條件下進行預浸步驟,並用水清洗。然後,將包含氯化亞錫與氯化鈀的pH1的酸性Pd-Sn膠狀溶液[CAT44,Shipley-Fareast(股)公司製]在38℃的條件下浸漬3分鐘,進行觸媒處理,使成為無電解銅電鍍核的鈀在錫-鈀膠狀的狀態下吸附於絶緣基材M1上,並用水清洗。接著,在pH<1的催化劑藥液[ACC19E,Shipley-Fareast(股)公司製]中用38℃的條件浸漬7分鐘,進行催化處理以產生鈀核作為電鍍觸媒M5[參照圖44(B)]。
之後,將該附著有電鍍觸媒M5的絶緣基材M1,在無電解銅電鍍液[CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast(股)公司製]中,於38℃的條件下浸漬15分鐘,進行無電解銅電鍍處理,析出膜厚1μm的無電解銅電鍍膜M6[參照圖44(C)]。接著,在60℃下經過15分鐘的乾燥,並在180℃下加熱60分鐘,並使其退火。
接著,將上述形成有無電解銅電鍍膜M6的絶緣基材M1於酸性清潔劑中以40℃、5分鐘的條件進行洗淨,並以40℃的熱水進行1分鐘的水洗。接著用硫酸系蝕刻處理液,在25℃下進行0.5分鐘的微蝕刻處理,並用水清洗。然後在25℃下進行1分鐘的酸洗處理,並用水清洗。
之後,在無電解電鍍液[CM328A、CM328L、CM328C、Shipley-Fareast(股)公司製]中,用70℃的條件浸漬300分鐘,進行無電解銅電鍍處理,析出膜厚35μm的無電解銅電鍍層M8,溝槽M2內部被該無電解電鍍層M8完全填埋[圖44(D)]。接著,在60℃下經過15分鐘的乾燥。
接著,利用CMP法研磨絶緣基材M1的表面,除了溝槽M2內所填充之無電解銅電鍍膜M6以及無電解銅電鍍層M8之外,並將在絶緣基材M1的表面上所露出的無電解銅電鍍膜M6以及無電解銅電鍍層M8除去[圖44(E)]。如是,便可利用由溝槽M2內所填充之無電解銅電鍍膜M6以及無電解銅電鍍層M8所構成的金屬導體M3形成電路M4,製得電路基板。
形成電路M4的金屬導體M3係如上所述利用無電解銅電鍍所形成,用SIM(Scaning Ion Microscope:掃描離子顯微鏡)觀察金屬導體M3的結晶,發現如圖46如所示的,結晶粒塊平均且細微化。然後根據圖46的SIM影像,用上述方法所測量到的結晶粒塊的平均直徑長度為4μm。
(比較例7-1)
與實施例1同樣,在絶緣基材M1的表面上加工形成溝槽M2[參照圖48(A)],且用與實施例1相同的條件進行處理,在絶緣基材M1的表面上形成電鍍觸媒M5[參照圖48(B)]。再進一步用與實施例1相同的條件進行處理,在絶緣基材M1的表面上形成無電解銅電鍍膜M6[參照圖48(C)]。
像這樣在絶緣基材M1上形成無電解銅電鍍膜M6之後,用酸性清潔劑在40℃、1分鐘的條件下進行洗淨,並用40℃的熱水進行1分鐘的水洗。接著在25℃下進行1分鐘的酸洗處理,並用水清洗。
之後,對無電解銅電鍍膜M6導通電流密度1A/dm2 的直流電流,並在電解銅電鍍液(上村工業社製「EVF-UF」)中,於25℃的條件下浸漬90分鐘,進行電解銅電鍍處理,析出膜厚35μm的電解銅電鍍層M7,將溝槽M2內部以該電解銅電鍍層M7完全填埋[圖48(D)]。接著,在60℃下進行15分鐘的乾燥。
接著,利用CMP法研磨絶緣基材M1的表面,除了在溝槽M2內所填充之無電解銅電鍍膜M6以及電解銅電鍍層M7之外,將在絶緣基材M1的表面上所露出之無電解銅電鍍膜M6以及電解銅電鍍層M7除去[圖48(E)]。像這樣,利用由溝槽M2內所填充之無電解銅電鍍膜M6以及無電解銅電鍍層M7所構成的金屬導體M3形成電路M4,製得電路基板。
形成電路M4的金屬導體M3係如上所述利用電解銅電鍍所形成,用SIM觀察金屬導體M3的結晶,發現如圖47所示的,結晶粒塊很大,且不平均。然後根據圖47的SIM影像,用上述方法所測量到的結晶粒塊的平均直徑長度為12μm。
A、X...符號
A1、A21、A100、a、D1、D21、D100、K1、M1...絶緣基材
A2、A22、D2、D22、K2、L8...樹脂覆膜
A3、A23、D3、D23、L4、K3...電路溝槽
A4、D4、K4...貫通孔
A5...觸媒金屬
A6...電鍍層(電氣電路)
A10、A60、D10、D60、F10、G10、K10、g、x...電路基板
A11、D11、K11...填料
A51、D51...立體絶緣基材
A101、D101...穿通孔
A102、D102、F26、G25、M5、e、n...電鍍觸媒
A103、D103...光阻層
A104、D104、F25、G24、k...電路圖案
A105、D105...金屬配線
A106、D106...電鍍部分
A110、D110...光罩
A23a...未形成電鍍層的部分
A7、A25...電鍍層
A25a...電鍍層剝離的部分
D...深度
D2a、K2a...殘渣
D5...電鍍觸媒或其前驅物
D6...無電解電鍍膜(電氣電路)
D8...電氣電路
F1、G1...多層電路基板
F11、h...第1電氣電路
F20...第1絶緣層
F21、m...層間連接用孔
F22、G22、q...金屬柱
F23...第2絶緣層
F24、G23、b、j...樹脂皮膜
F27...第2電氣電路
F27a、G26a...配線
F27b、G26b...電極用墊部
F30...絶緣層(絶緣層全體)
G11...第1電氣電路
G20、i...絶緣層
G20a...絶緣層未除去的部分
G21...層間連接用孔
G26...第2電氣電路
K5...電鍍觸媒或其前驅物
K6、K6a~K6h、L10、M6、f...無電解電鍍膜
K8...電路配線
K12...表面樹脂層
K13...電路層
K21...電解電鍍膜
K22...研磨器
K51...立體絶緣基材
K60...立體電路基板
L1...絶緣層(第二絶緣層)
L2...電氣電路(第二電氣電路)
L3...介層
L5...通孔
L6...第一絶緣層
L7...第一電氣電路
L9...電鍍觸媒或其前驅物
L11...膠渣
M2...電路形成用溝槽
M3...金屬導體
M4...電路
M7...電解電鍍層
M8...無電解電鍍層
T...厚度(或高度)
W...寬度
I-I、...剖面線
c...溝槽
d...穿通孔
d1、d2...距離
p...第2電路
圖1(A)~(E)係用來說明第1-1實施態樣之電路基板的製造方法的各步驟的示意剖面圖。
圖2(A)~(B)係在第1-1實施態樣中,該電路溝槽形成步驟之後與該電鍍處理步驟之後的絶緣基材D1的狀態的說明圖。
圖3係用來說明使樹脂覆膜含有螢光性物質並利用螢光性物質的發光來檢查覆膜除去瑕疵的檢査步驟的說明圖。
圖4(A)~(E)係用來說明製造第1-2實施態樣之立體電路基板的各步驟的示意剖面圖。
圖5(A)~(E)係用來說明利用習知的全加成法形成金屬配線的各步驟的示意剖面圖。
圖6係用來說明係用習知的全加成法所形成之電路的輪廓形狀的示意剖面圖。
圖7(A)~(E)係用來說明製造第2-1實施態樣之電路基板的各步驟的示意剖面圖。
圖8(A)~(B)係在第2-1實施態樣中,該電路溝槽形成步驟之後與該電鍍處理步驟中的絶緣基材A1的狀態的說明圖。
圖9(A)~(B)係在使用未含有填料的絶緣基材A21的情況下的絶緣基材A21的狀態的說明圖。
圖10(A)~(E)係用來說明製造第2-2實施態樣之立體電路基板的各步驟的示意剖面圖。
圖11(A)~(E)係用來說明利用習知的全加成法形成金屬配線的各步驟的示意剖面圖。
圖12係用來說明利用習知的全加成法所形成之電路的輪廓形狀的示意剖面圖。
圖13係用來表示本發明的實施態樣之多層電路基板的電氣電路的構造以及層間連接用孔的配置等的部分俯視圖。
圖14係沿著圖13的I-I線的端視圖,表示第3-1實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)第1絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)第2絶緣層形成步驟以及皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖15係沿著圖13的I-I線的端視圖,表示第3-2實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)第1絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)第2絶緣層形成步驟以及皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖16係沿著圖13的I-I線的端視圖,表示第3-3實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)第1絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)第2絶緣層形成步驟以及皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖17(A)~(E)係用來說明利用加成法形成電路基板的電路的步驟圖。
圖18(A)~(G)係用來說明利用增層法製造多層電路基板時在應用加成法的情況下的問題的步驟圖。
圖19係用來表示本發明的實施態樣之多層電路基板的電氣電路的構造以及層間連接用孔的配置等的部分俯視圖。
圖20係沿著圖19的I-I線的端視圖,表示第4-1實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖21係沿著圖19的I-I線的端視圖,表示第4-2實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖22係沿著圖19的I-I線的端視圖,表示第4-3實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖23(A)~(E)係用來說明利用加成法形成電路基板的電路的步驟圖。
圖24(A)~(G)係用來說明利用增層法製造多層電路基板時在應用加成法的情況下的問題的步驟圖。
圖25係沿著圖19的I-I線的端視圖,表示第4-4實施態樣之多層電路基板的製造方法的(A)電路基板準備步驟、(B)絶緣層形成步驟、(C)開孔形成步驟、(D)金屬柱形成步驟、(E)皮膜形成步驟、(F)電路圖案形成步驟、(G)觸媒披覆步驟、(H)皮膜除去步驟以及(I)電鍍步驟。
圖26係為了說明第4-4實施態樣的特徵而用圖25的符號X所包圍的部分的放大圖。
圖27係為了更詳細說明第4-1實施態樣的圖20的(C)開孔形成步驟、(E)皮膜形成步驟、(G)觸媒披覆步驟的放大圖。
圖28係表示本發明的電路基板的實施態樣的一個實施例的剖面圖。
圖29(A)~(E)係用來說明本發明的電路基板的製造方法的各步驟的示意剖面圖。
圖30係用來說明使樹脂覆膜含有螢光性物質並利用螢光性物質的發光來檢查覆膜除去不良情況的檢査步驟的說明圖。
圖31(A)以及(B)係表示在電路圖案形成步驟中挖掘絶緣基材超過樹脂覆膜的厚度以形成電路圖案部(電路溝槽)時所形成之無電解電鍍膜的示意剖面圖。
圖32(A)~(E)係用來說明製造本發明的電路基板(立體電路基板)的各步驟的示意剖面圖。
圖33(A)~(D)係表示利用習知方法製造電路基板的態樣的一個實施例的剖面圖。
圖34係表示習知電路基板的一個實施例的剖面圖,(A)係表示用CMP法研磨之前的狀態,(B)、(C)係表示研磨後的狀態。
圖35係表示本發明的實施態樣的一個實施例的電路基板的剖面圖。
圖36(A)乃至(E)係表示同上電路基板的第一製造法的步驟的剖面圖。
圖37(A)乃至(D)係表示同上第一製造法的接續圖36所示之步驟的步驟的剖面圖。
圖38(A)乃至(E)係表示同上電路基板的第二製造法的步驟的剖面圖。
圖39(A)乃至(D)係表示同上第二製造法的接續圖38所示之步驟的步驟的剖面圖。
圖40(A)乃至(D)係表示同上電路基板的第三製造法的步驟的剖面圖。
圖41(A)乃至(D)係表示同上第三製造法的接續圖40所示之步驟的步驟的剖面圖。
圖42(A)乃至(F)係表示習知電路基板的製造步驟的一個實施例的剖面圖。
圖43係表示習知電路基板的一個實施例的剖面圖。
圖44係表示本發明的實施態樣的一個實施例,(A)乃至(E)係製造過程之各步驟的概略剖面圖。
圖45係表示本發明的實施態樣的另一實施例,(A)乃至(C)係表示製造過程的各步驟的概略剖面圖。
圖46係實施例1的導體金屬的SIM影像的照片,(A)係10000倍的SIM照片,(B)係3000倍的SIM照片。
圖47係比較例1的導體金屬的SIM影像的照片,(A)係10000倍的SIM照片,(B)係3000倍的SIM照片。
圖48係表示習知例的圖式,(A)乃至(E)係製造過程的各步驟的概略剖面圖。
D1...絶緣基材
D2...樹脂覆膜
D3...電路溝槽
D4...貫通孔
D5...電鍍觸媒或其前驅物
D6...無電解電鍍膜(電氣電路)
D10...電路基板

Claims (19)

  1. 一種電路基板的製造方法,包含:覆膜形成步驟,其在絶緣基材表面上形成樹脂覆膜;電路溝槽形成步驟,其以該樹脂覆膜的外表面為基準形成具備超過該樹脂覆膜厚度之深度的凹部,藉此在該絶緣基材上形成具備所期望之形狀以及深度的電路溝槽;觸媒披覆步驟,其在該電路溝槽的表面上以及該樹脂覆膜的表面上披覆電鍍觸媒或其前驅物;覆膜除去步驟,其從該絶緣基材將該樹脂覆膜除去;以及電鍍處理步驟,其對已除去該樹脂覆膜的絶緣基材實施無電解電鍍,以形成無電解電鍍膜;在該電鍍處理步驟中,以該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度在0.5以下的方式形成無電解電鍍膜;且該覆膜除去步驟,係以既定液體使該樹脂覆膜膨潤之後,或以既定液體將該樹脂覆膜的一部分溶解之後,從該絶緣基材將該樹脂覆膜剝離的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,在該電鍍處理步驟中,以該無電解電鍍膜的厚度相對於該電路溝槽的深度在0.25以上的方式形成無電解電鍍膜。
  3. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該樹脂覆膜對該液體的膨潤度在50%以上。
  4. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該觸媒披覆步驟包含在酸性觸媒金屬膠狀溶液中進行處理的步驟,在該覆膜除去步驟中的既定液體為鹼性溶液,該樹脂覆膜對該酸性觸媒金屬膠狀溶液的膨潤度未達50%,對該鹼性溶液的膨潤度在50%以上。
  5. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該覆膜除去步驟係以既定液體將該樹脂覆膜溶解除去的步驟。
  6. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該樹脂覆膜,係在該絶緣基材表面上塗佈彈性體的懸浮液或乳狀液之後,經過乾燥所形成的樹脂覆膜。
  7. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該樹脂覆膜,係將形成在支持基板上的樹脂覆膜轉印到該絶緣基材表面上所形成的樹脂覆膜。
  8. 如申請專利範圍第6項之電路基板的製造方法,其中,該彈性體,係從由具有羧基的二烯系彈性體、丙烯酸系彈性體以及聚酯系彈性體所構成的群組中選出者。
  9. 如申請專利範圍第8項之電路基板的製造方法,其中,該二烯系彈性體為苯乙烯-丁二烯系共聚物。
  10. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該樹脂覆膜以由酸當量100~800的具有羧基的丙烯酸系樹脂所構成的樹脂為主成分。
  11. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該樹脂覆膜係由將(a)在分子中至少具有1個聚合性不飽和基的羧酸或酸酐的至少1種以上的單體以及(b)可與該(a)單體聚合的至少1種以上的單體聚合所得到的聚合物樹脂或包含該聚合物樹脂的樹脂組成物所構成。
  12. 如申請專利範圍第11項之電路基板的製造方法,其中,該聚合物樹脂的酸當量為100~800。
  13. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該樹脂覆膜的厚度在10μm以下。
  14. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該電路溝槽具有寬度在20μm以下的部分。
  15. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該電路溝槽形成步驟係利用雷射加工形成電路溝槽的步驟。
  16. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該電路溝槽形成步驟係利用壓型法形成電路溝槽的步驟。
  17. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中, 在該電路溝槽形成步驟中,於形成電路溝槽時在該絶緣基材上形成貫通孔。
  18. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,該絶緣基材具有形成高低差狀的高低差面,該絶緣基材表面為該高低差面。
  19. 如申請專利範圍第1項之電路基板的製造方法,其中,更包含檢査步驟,其使該樹脂覆膜含有螢光性物質,並在該覆膜除去步驟之後,利用該螢光性物質的發光檢査出覆膜除去瑕疵。
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