JP2000323814A

JP2000323814A - 配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2000323814A
Application number: JP11131384A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Aoyama; 雅一青山
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】めっき層をパターン加工して露出した絶縁物
層上の触媒粒子を，後のめっき工程に支障を来すことな
く除去する配線板の製造方法を提供すること。【解決手段】触媒粒子を付与した層間絶縁層上に銅め
っき層を形成する（＃２，＃３）。銅めっき層をパター
ン加工して外層パターンとすると（＃４），パターン間
の領域では層間絶縁層とともに触媒粒子が露出する。そ
こで，シアン化カリウムを主成分とする処理溶液で，露
出した触媒粒子を除去する（＃５）。このとき外層パタ
ーンの表面に酸化銅を主成分とする難溶性の皮膜が形成
されるので，その直後にソフトエッチングを行い，その
皮膜を除去する（＃６）。ソルダレジストの形成やニッ
ケル／金めっきなどはその後で行う（＃７，＃８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，絶縁物層と導体層
とを積層してなる配線板に関する。さらに詳細には，絶
縁物層上に触媒作用を利用して導体のめっき層を形成
し，この導体層をパターン加工してさらにその上にめっ
きを施す配線板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配線板の製造過程の一環として，層間絶
縁層として用いる絶縁物層上に導体層を形成する場合が
ある。この場合には，絶縁物層上にまず無電解めっきで
導体の薄層を形成し，その後その上にめっき速度の速い
電気めっきで必要な厚さの導体層を形成するのが普通で
ある。絶縁物に対し直接に電気めっきを施すことはでき
ないからである。ここで，一般的に層間絶縁物として用
いられる樹脂類には無電解めっき反応を引き起こす触媒
活性がないので，あらかじめ触媒粒子を付着させてから
無電解めっきを行う。形成された導体層は，パターン加
工が施された上でさらにその上層に別のめっきが施され
る。ボンディング性や外観を向上させるためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来のプロセスには，次のような問題点があった。すなわ
ち，めっきにより形成した導体層をパターン加工する
と，部分的に層間絶縁層が再び露出することになる。こ
のとき，層間絶縁層の表面に付着している触媒粒子も露
出する。よって，その後別のめっきを施す際にこの触媒
粒子が作用するため，導体パターン上のみならず層間絶
縁層上にもめっきが形成されてしまう。このためパター
ン間がショートしてしまい，これを避けるためには再度
同じパターン加工をしなければならい。

【０００４】ここで，触媒粒子は一般的にパラジウム等
の貴金属の微粉末であり，酸化性の溶液で溶解すれば除
去できることは公知である。よって，導体層のパターン
加工後に，触媒粒子を除去することは可能である。しか
し，この方法により触媒粒子を除去すると，その後の別
のめっきが導体パターン上に付かなくなってしまうので
ある。

【０００５】なお，上記において，層間絶縁層上に導体
層をめっきし，続けて後のめっきまで行ってからパター
ン加工を行えば問題はないように見える。しかし一般的
には，最初のめっき工程とその後の別のめっき工程との
間には，ソルダーレジスト形成等の別の工程が行われ
る。ソルダーレジストの形成は，導体層のパターン加工
後に行う必要がある。このため，そのような手段は採用
できない場合が多い。

【０００６】本発明は，前述の従来技術が有する問題点
の解決を目的としてなされたものである。すなわちその
課題とするところは，めっき層をパターン加工して露出
した絶縁物層上の触媒粒子を，後のめっき工程に支障を
来すことなく除去するようにした配線板の製造方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題の解決のために
なされた本発明は，絶縁物層に触媒粒子を付着させ
（１），触媒粒子の触媒作用により絶縁物層上にめっき
層を形成し（２），その後そのめっき層を部分的に除去
する（３）過程を含む配線板の製造方法であって，
（３）の工程により絶縁物層上に露出した触媒粒子を酸
化性溶液で溶解して除去し（４），その直後にエッチン
グ処理を施して（４）の際にめっき層の表面に生じた生
成物を除去し（５），その後めっき層の表面にさらにめ
っきを施す（６）過程を含んでいる。

【０００８】この製造方法では，表面の大部分が絶縁物
層である板状物を出発材料とする。まず絶縁物層に触媒
粒子が付着させられ（１），その触媒作用により絶縁物
層上にめっき層が形成される（２）。このめっき層の形
成は，通常，最初に無電解めっきを用い，その後電気め
っきを用いてなされる。ただし，めっき層の全厚を無電
解めっきで形成してもよい。このめっき層は部分的に除
去され（３），残った部分がパターン層となる。すなわ
ちパターン加工される。

【０００９】パターン加工によりめっき層が除去された
箇所では，絶縁物層が露出している。その表面には，
（１）で付着させられた触媒粒子が存在している。その
触媒粒子は，酸化性溶液で溶解して除去される（４）。
その際，必然的にパターン層の表面が酸化性溶液の作用
により変性して，めっき活性のない被膜が生成する。こ
れをそのままにしておくと，後の（６）のめっき工程の
際の支障となる。そこで（４）の後直ちにエッチング処
理を施してその生成物を除去する（５）。これによりパ
ターン層の表面が本来のめっき活性のある状態となる。
よって，その後さらにめっきを行うと（６），パターン
層の表面に新たにめっき層が形成される。このとき絶縁
物層の表面には，（４）で触媒粒子が除去されているた
め，新たなめっき層が形成されることはない。このよう
にして意図どおりの配線板が製造される。

【００１０】ここにおいて，パターン層の表面生成物の
除去のためのエッチング処理（５）は，触媒粒子の除去
（４）の後直ちに行わなければならない。この「直ち
に」とは，ソルダーレジスト層の形成などの他の工程を
差し挟むことなく，という意味である。この種の工程を
経てからではパターン層の表面生成物の除去が著しく困
難になるからである。この種の工程である程度の熱履歴
が加わるためであると考えられる。また，パターン層の
表面生成物は，パターン層そのものと異なり，後のめっ
き工程（６）を無電解めっきで行う場合の触媒活性を有
しない。このことを上記ではめっき活性がないと称して
いる。

【００１１】本発明の配線板の製造方法の典型例では，
触媒粒子がパラジウム粒子であり，（２）におけるめっ
き層が銅めっき層であり，（４）における酸化性溶液が
シアンイオンと水酸化物イオンとを含む溶液である。す
なわちこの場合には，パラジウム粒子は無電解銅めっき
に対する触媒活性を有している。よって，（２）のめっ
き層の形成を，無電解銅めっきにより行うことができ
る。あるいは，無電解銅めっきと電気銅めっきとの組み
合わせにより行うことができる。一方，パラジウムは，
後のめっき工程（６）を無電解めっきで行う場合の触媒
活性をも有しているので，パターン加工（３）により露
出した部分からは除去する必要がある。パラジウムは，
シアンイオンと水酸化物イオンとを含む溶液中ではシア
ノ錯体を形成して溶解する。よって，パターン加工によ
り露出した絶縁物層上のパラジウム粒子を除去すること
ができる（４）。

【００１２】ただしその際，銅のパターン層の表面に酸
化銅を主成分とする生成物が形成されてしまう。この生
成物は後のめっき工程（６）でのめっき活性がないの
で，そのままでは支障がある。特に，この生成物を除去
しないままで他の工程を行うと，その熱履歴により当該
生成物の除去が著しく困難になってしまう。そこで，直
ちに硫酸と過酸化水素とを含む溶液を用いてエッチング
処理を行う（５）と，この生成物を除去することができ
る。これによりパターン層の表面は，金属性の銅とな
る。銅は，後のめっき工程（６）でのめっき活性を有し
ているので，銅のパターン層の上に新たにめっき層が形
成される。ここで，パターン層以外の絶縁物層上には，
めっき層が形成されない。その部分では（４）でパラジ
ウム粒子が除去されており，めっき活性を有するものが
ないからである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下，本発明を具体化した実施の
形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本実
施の形態では，図１に示す構造を有する配線板１を製造
する。なお，図１には片面側しか示されていないが，裏
面側もほぼ同様の構造である。

【００１４】図１に示す配線板１は，コア絶縁層２と，
その表面に部分的に設けられた内層パターン３（裏面も
ほぼ同様）と，内層パターン３を覆う層間絶縁層４
（同）と，その表面に部分的に設けられた外層パターン
５（同）と，外層パターン５を部分的に覆うソルダレジ
スト層９とを有している。そして，内層パターン３と外
層パターン５との導通をとるビアホール６（同）や，内
層パターン３を裏面側と導通させるスルーホール７が，
所々に設けられている。コア絶縁層２と層間絶縁層４と
ソルダレジスト層９とはいずれも，樹脂性の絶縁物で構
成されている。内層パターン３は，銅箔をパターン加工
したものである。外層パターン５は，めっきにより形成
された銅の層である。さらに，外層パターン５のうちソ
ルダレジスト層９に覆われていない部分は，ニッケル／
金めっき層１０で覆われている。本実施の形態では，概
略，図２に示す工程フローにより，図１の配線板１を製
造する。

【００１５】（＃１，前工程）まず，図３に示す状態の
基板を製造する。図３の基板は，図１の配線板１におけ
る外層パターン５を形成する前の状態のものである。原
材料から図３の基板を得るまでの過程は公知技術の組み
合わせなので詳細な説明は避け，概略を述べるに留め
る。

【００１６】すなわち，両面銅貼り樹脂板（例えば，日
立製の商品名「ＭＣＬ−Ｅ６７９，１２Ｄ」等）をコア
基板としてこれに穴開け，パネルめっき，およびプラグ
埋めによりスルーホール７を形成する。そして，表裏の
銅箔にパターン加工を施す。この段階で，図３の基板に
おけるコア絶縁層２および内層パターン３が形成された
こととなる。次いで，両面にドライフィルム（例えば，
デュポン製の商品名「Ｖｉａｌｕｘ７０８１」等）をラ
ミネートし，これを露光し現像する。すると，ビアホー
ル６の箇所に穴があいた層間絶縁層４がビルドアップさ
れる。かくして，図３に示す状態の基板が得られる。な
お，図１中の外層パターン５から裏面の外層パターンに
至るスルーホールを形成する場合には，そのための貫通
穴をこの時点で開けておく。そして，後の工程のために
粗化やデスミアを行う。

【００１７】（＃２，触媒付与）次に，触媒粒子を付与
する。続く＃３のめっき工程でのめっき活性を層間絶縁
層４に持たせるためである。すなわち，塩化パラジウム
と有機酸とを含有する触媒溶液（アトテック製）に図３
の基板を浸漬して，全体にパラジウムの触媒粒子を付着
させる。これにより，模式的には図４に示すように，表
面全体にパラジウムの触媒粒子８がまぶされた状態とな
る。なお図４は，触媒粒子８を単に模式的に示すもので
あり，触媒粒子８の実際のサイズや分布密度を示唆する
ものではない。

【００１８】（＃３，銅めっき）次に，全面に銅めっき
を施す。ここで形成する銅めっき層は，パターン加工し
て外層パターン５とするためのものである。このため，
まず無電解銅めっきを行い，次いで電気銅めっきを行
う。最初に無電解銅めっきを行うのは，いきなり電気銅
めっきを行ったのでは導電性のない層間絶縁層４上にめ
っき層が形成されないからである。無電解銅めっきのめ
っき液は，ＥＤＴＡ，硫酸銅，ホルムアルデヒド，水酸
化ナトリウム等を主成分とするものを用いればよい。無
電解銅めっきによれば，前の＃２で付着させられた触媒
粒子８の作用により，層間絶縁層４の表面を含めて全面
に銅めっき層が形成される。

【００１９】無電解銅めっきにより１〜４μｍ程度の厚
さの銅めっき層を形成したら，水洗および乾燥後，めっ
き速度の速い電気銅めっきによりさらに銅めっき層を形
成する。このときには，層間絶縁層４が銅めっき層で覆
われているので，層間絶縁層４がある箇所の上にも電気
めっきが施される。電気銅めっきのめっき液は，硫酸お
よび硫酸銅を主成分とし，これに例えばアトテックジャ
パン製の商品名「カパラシドＧＬ」のような添加剤を加
えたものを用いればよい。これにより，無電解銅めっき
のめっき層と合わせて２０μｍ程度の銅めっき層が形成
されるようにする。かくして，図５に示すように，全体
が銅めっき層５１で覆われた状態の基板が得られる。な
お上記から明らかなように，図５の銅めっき層５１は，
厳密には，無電解銅めっきによる下層と電気銅めっきに
よる上層との２層構造である。

【００２０】（＃４，パターニング）次に，銅めっき層
５１にパターン加工を施す。このパターン加工は，フォ
トエッチングにより行う。このため，ドライフィルム状
のエッチングレジストを貼付し，これを露光し現像した
上で銅めっき層５１をエッチングする。これにより，図
６に示すように，銅めっき層５１がパターン加工施され
て外層パターン５となった状態が得られる。この状態で
は，銅めっき層５１が部分的に除去されている。その箇
所では，層間絶縁層４が露出している。そしてその箇所
では，先の＃２で付着させた触媒粒子８も露出してい
る。パラジウムは銅よりもイオン化傾向がさらに小さ
く，銅めっき層５１を溶解させるためのエッチングでは
溶解しないからである。

【００２１】（＃５，触媒除去）そこで，露出した触媒
粒子８を除去する。触媒粒子８を放置しておくと，後の
＃８の工程で，外層パターン５上ばかりでなく層間絶縁
層４上にもめっき層が生成するという害をなすからであ
る。ここでは，シアン化カリウムを主成分とし，さらに
水酸化ナトリウムを含有する処理溶液を用いて触媒粒子
８を除去する。この処理溶液中では，パラジウムがシア
ノ錯体となって溶解するのである。具体的には，図６の
状態の基板を，常温の当該処理溶液に１分間ディップ
し，水洗し，乾燥させることなく再び常温の処理溶液に
１分間ディップし，水洗する。これにより，露出してい
る触媒粒子８が除去され，図７の状態が得られる。図７
の状態では，層間絶縁層４が露出している箇所にはもは
や触媒粒子８は残存していない。

【００２２】なお，図７の状態でも，外層パターン５が
残っている箇所では依然として層間絶縁層４と外層パタ
ーン５との間に触媒粒子８が存在している。しかしこれ
は今後表に露出することがないので，＃８その他の後工
程で害をなすことはない。よって，以後の説明ではこれ
を無視する。

【００２３】また，図７の状態では，外層パターン５は
溶解こそしていないものの，その表皮に皮膜５２が形成
されている。皮膜５２は，外層パターン５が＃５の処理
溶液と反応して生成したものであり，その厚さは０．０
１μｍ程度である。皮膜５２は，酸化銅を主成分とする
難溶性の被膜であり，導電性も無電解めっきの触媒活性
もない。

【００２４】（＃６，ソフトエッチ）そこで，皮膜５２
を除去する。皮膜５２を放置しておくと，後の＃８の工
程で，めっき層が生成しないという害をなすからであ
る。ここでは，硫酸と過酸化水素とを主成分とする処理
溶液（あるいは，メック製の商品名「ＭＥＣｅｔｃｈ
ＢＯＮＤＣＺ−８１００」のような市販のソフトエッ
チング液でもよい）で皮膜５２をソフトエッチングして
除去する。具体的には，図７の状態の基板を，＃５の最
後の水洗の後，ドライヤ等で乾燥させることなく直ち
に，４０℃の当該処理溶液にディップする。皮膜５２
は，一旦乾燥するとさらに難溶化する傾向があるからで
ある。これにより，皮膜５２が溶解して除去される。皮
膜５２が除去されたら，基板を引き上げ，水洗し乾燥さ
せる。

【００２５】これにより，外層パターン５の表面は金属
性の銅となる。この状態を図８に示す。図８の状態での
外層パターン５は，図６の状態での外層パターン５より
も，＃５および＃６の処理の結果として厚さが２μｍ程
度減少している。なお，＃６では，基板を処理溶液にデ
ィップする代わりに，基板に処理溶液をスプレーしても
よい。

【００２６】（＃７，ソルダレジスト形成）次に，ソル
ダレジストの形成を行う。このため，図８の状態の基板
に感光性樹脂材を塗布し乾燥させ，露光および現像し，
さらに熱硬化させてソルダレジストを形成する。このた
めの感光性樹脂材としては，タムラ製の商品名「Ｃ６Ｇ
２」等の市販品が使用できる。ソルダレジストを形成し
た状態では，図９に示すように，外層パターン５が部分
的にソルダレジスト９に覆われている。それ以外の部分
の外層パターン５は露出している。

【００２７】もし，前出のソフトエッチング（＃６）よ
り先にソルダレジスト９の形成をしてしまうと，皮膜５
２が著しく難溶化し，容易なことでは除去できなくなっ
てしまう。ソルダレジスト９の形成の際に熱履歴がかか
るからである。よって，その後にソフトエッチングをし
ても皮膜５２を除去できず，後の＃８の工程で，めっき
層が生成しないこととなってしまう。本実施の形態で
は，ソフトエッチング（＃６）により皮膜５２を除去し
てからソルダレジスト９の形成を行うので，そのような
ことはない。

【００２８】（＃８，ニッケル／金めっき）次に，ニッ
ケル／金めっきを行う。外層パターン５の表面のボンデ
ィング性や外観を改善するためである。まず，硫酸ニッ
ケル，クエン酸，次亜リン酸ナトリウム，ホウ酸，界面
活性剤を含有するめっき液を用いて無電解めっきにより
ニッケルめっき層を形成する。次に，シアン化金カリウ
ム，塩化アンモニウム，クエン酸ナトリウム，次亜リン
酸ナトリウムを含有するめっき液を用いて無電解めっき
により金めっき層を形成する。これにより，外層パター
ン５のうちソルダレジスト９に覆われていない部分にニ
ッケル／金めっき層１０が生成し，図１の状態が得られ
る。

【００２９】もし，＃５の触媒除去がなされていない
と，外層パターン５以外の部分の層間絶縁層４が露出し
ている箇所にもニッケル／金めっき層が生成してしま
い，パターン間の短絡が生じる。本実施の形態では，＃
５で層間絶縁層４上から触媒粒子８を除去しているの
で，そのようなことはない。

【００３０】また，もし＃６のソフトエッチが＃５の触
媒除去の直後になされていないと，外層パターン５のう
ちソルダレジスト９に覆われていない部分にもニッケル
／金めっき層１０が生成しない。このため，後のボンデ
ィング不良等の不具合が生じてしまう。本実施の形態で
は，＃５の触媒除去の直後に＃６のソフトエッチを行
い，外層パターン５の表面の皮膜５２を除去してからそ
の後の工程を行うようにしているので，そのようなこと
はない。

【００３１】以上詳細に説明したように本実施の形態で
は，外層パターン５たる銅めっき層５１をパターン加工
して層間絶縁層４とともに触媒粒子８が露出したとき
に，シアン化カリウムを主成分とする処理溶液で露出し
た触媒粒子８を除去するようにしている。そしてその直
後にソフトエッチングを行い，外層パターン５の表面に
生じた皮膜５２を除去するようにしている。このため，
ニッケル／金めっきを施す時点では，露出している層間
絶縁層４上には触媒粒子８が存在しておらず，かつ，外
層パターン５の表面は金属性の銅である。よって，パタ
ーン間の層間絶縁層４上にニッケル／金めっき層が生成
してしまうことがなく，かつ，外層パターン５のうちソ
ルダレジストに覆われていない部分には確実にニッケル
／金めっき層１０が生成する。かくして，外層パターン
５間の短絡もなく，ニッケル／金めっきの不良もない配
線板１が製造される。

【００３２】なお，前述の実施の形態は単なる例示にす
ぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって
本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の
改良，変形が可能である。例えば，さらに多層の配線板
を製造する場合にも適用可能である。また，各部分の具
体的構造や組成も，適宜変更してよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，めっき層をパターン加工して露出した絶縁物層
上の触媒粒子を，後のめっき工程に支障を来すことなく
除去するようにした配線板の製造方法が提供されてい
る。これにより，パターン間の短絡や上層めっきの不良
がない配線板が製造できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る製造方法により製造される配
線板の構造を示す断面図である。

【図２】実施の形態に係る製造方法の工程フロー図であ
る。

【図３】層間絶縁層を形成した状態の断面図である。

【図４】触媒粒子を付与した状態の断面図である。

【図５】全面に銅めっき層を形成した状態の断面図であ
る。

【図６】銅めっき層を加工して外層パターンとした状態
の断面図である。

【図７】露出した触媒粒子を除去した状態の断面図であ
る。

【図８】外層パターンに生成した皮膜を除去した状態の
断面図である。

【図９】ソルダレジストを形成した状態の断面図であ
る。

【符号の説明】

４層間絶縁層５外層パターン５１銅めっき層５２皮膜８触媒粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁物層に触媒粒子を付着させ（１），
前記触媒粒子の触媒作用により前記絶縁物層上にめっき
層を形成し（２），その後前記めっき層を部分的に除去
する（３）過程を含む配線板の製造方法において，前記
（３）の工程により前記絶縁物層上に露出した前記触媒
粒子を酸化性溶液で溶解して除去し（４），その直後に
エッチング処理を施して前記（４）の際に前記めっき層
の表面に生じた生成物を除去し（５），その後前記めっ
き層の表面にさらにめっきを施す（６）過程を含むこと
を特徴とする配線板の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載する配線板の製造方法に
おいて，前記触媒粒子がパラジウム粒子であり，前記
（２）におけるめっき層が銅めっき層であり，前記酸化
性溶液がシアンイオンと水酸化物イオンとを含むことを
特徴とする配線板の製造方法。
【請求項３】請求項２に記載する配線板の製造方法に
おいて，前記（５）で用いるエッチング処理液が硫酸と
過酸化水素とを含むことを特徴とする配線板の製造方
法。