JPH0324946A - 銅張積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は銅張積層板の製造方法に関し、更に詳しくは、
ピンホールが少なく、しかも機械的特性が等方性である
銅箔層を備えた銅張積層板を転写法で製造する方法に関
する。

（従来の技術） プリント配線板の素材である銅張積層板を製造する方法
の１つに転写法がある。

この転写ｌ去で銅張積層板を製造する際には、まず、導
電性の金属ベルトや金属単板のような導電基材の表面に
、例えば、電解銅めっき処理を施して前記導電基材表面
に銅を電着することにより、所定厚みの銅箔層を形成す
る。ついで、この銅箔層の表面に、例えばプリプレグ薄
帯を熱圧着して、銅箔層とプリプレグ薄帯を一体に積層
する。その後、この一体積層体から前記した導電基材の
みを剥離して、プリプレグ薄帯側に銅箔層を残置せしめ
る。かくして、絶縁基材の表面には、銅箔層が転写され
た銅張積層板が得られる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、最近は、プリント配線板の高機能化というこ
とから、各種素子の高密度実装が要求され、それに伴な
い微細な回路パターンを形成できる高密度プリント配線
板の研究が進められている。

このような高密度プリント配線板を得るためには、その
厚みが極めて薄い銅箔層を備えた極薄銅張積層板を素材
とすることが有利である。

一般に、ピンホールが存在していると、外観が悪く、商
品価値の低下を招く。したがって、極薄銅張積層板を転
写法で製造するに際して、ピンホールを発生させないた
めの努力が重ねられている。

転写法におけるビンホールの発生原因は必ずしも解明さ
れているわけではないが、経験的には、用いる導電基材
の表面状態と、使用めっき浴を含めた電解めっき処理時
の条件に大きく規定されるということが知られている。

例えば、転写法で用いる導電基材は、通常、ステンレス
スチール、ニッケル、銅のようナ材料のインゴットを板
状またはシート状に圧延加工して製造されているが、そ
の表面には、加工時のオイルピットのような気孔、溶製
時に生成する非金属介在物や金属間化合物等の組織欠陥
が不可避的に存在している。このような導電基材の表面
に銅箔層を形成した場合、銅の複製精度は０．０５μｍ
程度であるため、前記した欠陥はそのまま形成された銅
箔層に複製されることになる。とくに、導電基材の表面
にアンダーカット状の気孔が存在している場合には、電
解銅めっき処理時に電着銅はこの気孔周辺部分に集中的
に堆積する。そして、形成された銅箔層に絶縁基材を積
層したのちこの絶縁基材を分離すると、前記アンダーカ
ット状気孔の一部に堆積している電着銅が引きちぎられ
て導電基材側に残留することになる。その結果、得られ
た銅張積層板の銅箔層には、アンダーカット状気孔の部
分に相当する個所がピンホールとして発現する。

また、表面欠陥が表面に露出する非金属介在物や金属間
化合物である場合には、その導電性が基地金属と異なる
ため、導電基材の表面では、導電性の高低が生ずる。す
なわち、導電基材の表面において導電性のばらつきが生
ずる。そのため、電解銅めっき処理時には、導電基材の
表面における銅の電着状態が場所によって異なることと
なり、形成された銅箔層にはピンホールの発生が認めら
れるようになる。

導電基材の表面における組織欠陥のうち、上記したよう
な物理的欠陥の場合には、導電基材の表面を研磨してそ
の欠陥を除去することも可能であるが、しかし、欠陥が
基材そのものに含まれている非金属介在物や金属間化合
物の場合には、表面研磨をしてもその欠陥を除去するこ
とができない。

一方、電解銅めっき処理の条件からピンホール問題を考
えると、一般に、ビロリン酸銅や青化銅のめっき浴を用
いてかつ低電流密度で銅めっきを行なうと、これらの浴
に添加されるキレート剤の働きにより銅の電着がコント
ロールされて、形成された銅箔層へのピンホールの発生
は少なくなる傾向があることが知られている。

しかしながら、この場合には、銅の電着速度は遅く、生
産性は高くないという問題がある。

このように、従来の転写法においては、用いる導電基材
の表面に存在する組織欠陥のため、形成した銅箔層には
ピンホールが多数発生してしまう。

その結果、高密度プリント配線板の素材として有用な極
薄銅張積層板を転写法で製造する場合には、不可避的に
その生産性が低下してしまうし、また良品率も低下して
しまうという問題があった。

また、導電基材は、その製造に際し、圧延加工時におけ
る加工、および銅箔層形成前の前処理、例えば研磨工程
で、基材表面に異方性が発現する。

そのため、この基材表面に形成した銅箔層もその機械的
特性に異方性が生じて、例えば、銅箔層の縦横方向では
伸び率に差が生ずることがある。銅箔層にこのような異
方性が生ずると、銅張積層板からプリント回路板を形成
するときの加熱を伴なう工程を複数回経由する際に、回
路の信頼性に悪影響が及ぶという問題があった。

本発明は上記した問題を解決し、電解銅めっき処理時の
条件とは無関係に、ピンホールが少なく、しかも機械的
特性が等方性である銅箔層を備えた銅張積層板の製造方
法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 上記した目的を達成するために、本発明においテハ、導
電基材の表面を、Ｐｄ，　　ＰＬ　Ｒｕ，　Ｒｈ，Ａ　
ｕ　＋　Ａ　ｇの群から選ばれる少なくとも１種の貴金
属を含有する触媒液で処理する工程（以下、第１工程と
いう）；導電基材の前記処理表面に電解銅めっき処理を
施して銅箔層を形成する工程；　（以下、第２工程とい
う）前記銅箔層に絶縁基材を熱圧着して積層体とする工
程（以下第３工程という）；および、前記積層体から導
電基材のみを分離する工程（以下、第４工程という）；
を備えていることを特徴とする銅張積層板の製造方法が
提供される。

本発明は、上記した第ｌ工程に最大の特徴を有するもの
であり、以後の工程に関しては、従来からの転写法の場
合と基本的に変わることはない。

まず、第１工程は、導電基材の表面を後述する触媒液で
処理することにより、該導電基材の表面にＰｄ，Ｐｔ，
Ｒｕ，Ｒｈ．Ａｕ．Ａｇの微細な粒子を一様に吸着せし
める工程である。

用いる導電基材は格別限定されるものではなく、従来か
ら転写法で使用されている材料、形状のものであれば何
であってもよい。例えば、ステンレススチール、ニッケ
ル、銅などの材料のベルトや単板などをあげることがで
きる。

用いる触媒液は、Ｐｄ，　　Ｐｔ，　Ｒｕ，　Ｒｈ，　
Ａｕ，Ａｇの群から選ばれる少なくともｌ種の貴金属を
必須成分として含有し、プラスチックスのような非導電
性材料の表面に無電解めっきを施すときに使用されるも
のである。この触媒液には、コロイド型，溶液型，塩添
加型の３つのタイプがある。

本発明においては、これら３つのタイプのいずれをも使
用することができるが、とくにコロイド型のものが取扱
い易く好適である。また、触媒液に含有される貴金属と
しては、Ｐｄが比較的安価で、かつ入手し易く好ましい
。

例えば、Ｐｄ−Ｓｎ系触媒液のコロイドタイプのものは
、ＰｄＣｌｔとＳｎＣｊ’ｚと多量のＨ（ｌとから成る
もので、Ｓｎ”＋の還元力により生或する金属Ｐｄがα
−Ｓｎ酸の保護コロイドとしてコロイド状に液内に分散
しているものである。

例えばコロイド型の触媒液で導電基材の表面を処理する
と、前記した貴金属のコロイド粒子が導電基材の表面に
均一に吸着される。その結果、導電基材の表面に露出さ
れていた非金属介在物や金属間化合物はこれらコロイド
粒子によって被覆される。そして、その後、貴金属を取
巻く保護コロイドを例えば塩酸洗浄、水洗などの処理に
より除去すれば、導電基材の全面は微細な貴金属粒子で
被覆された状態になる。その結果、導電基材の表面にお
いては、導電性のばらつきが解消されて、吸着する貴金
属微粒子の作用で均質な導電性が付与されることになる
。

また、次段の電解銅めっき処理時においては、この吸着
している貴金属粒子が電着銅結晶の或長核として作用す
るが、この貴金属粒子は極めて微細であるため、電着銅
は大きな結晶として成長しずらくなる。すなわち、次段
の第２工程で形成される導電基材表面の銅箔層は、微細
結晶の集合体となるため、ピンホールの発生は有効に阻
止されるようになる。

用いる触媒液において、貴金属濃度は１００〜１５０ｐ
ｐｍであることが好ましい。これらの濃度、とくに貴金
属の濃度が下限値より低い場合は、上記した効果が充分
に発揮されず、形成された銅箔層におけるピンホールの
発生数は多くなり、また発生ビンホールも大きくなるか
らである。濃度が上限値よりも高い場合は、その効果が
飽和に達して経済的に不利となるからである。

この第１工程においては、まず、所定の導電基材の表面
に脱脂、水洗等の処理を施して、表面を清浄な状態にす
る。ついで、この表面を上記した触媒液で処理する。処
理方法としては、格別限定されないが、触媒液に導電基
材を浸漬する方法が好適である。この浸漬処理の場合、
浸漬時間は３０〜６０秒程度が好適である。浸漬特間が
短すぎる場合は、導電基材表面の改質は不充分で形成し
た銅箔層におけるビンホールの発生を抑制できず、また
長すぎる場合は効果が飽和に達して無意味であるからで
ある。

触媒液による処理後は、全体を水洗したのち、次の第２
工程に移送する。

なお、触媒液による処理に先立ち、導電基材の表面を研
磨しておくと、ピンホールの発生を一層有効に抑制する
ことができる。このことは、導電基材の表面粗度が大き
くなると、電解銅めっき処理時に水素過電圧が低下して
水素発生が激しくなり、その結果、形成された銅箔層に
ピンホールが発生し易くなるという現象が抑制されるた
めであると考えられる。また、研磨することにより、導
電基材表面の不規則な凹凸はなくなるとともに、新鮮な
表面状態になるので、そのことがピンホールの発生防止
に貢献するものとも考えられる。好ましい表面粗度は、
０、１−１　ｌｌｍ程度である。

第２工程は、第１工程を経て得られた導電基材に電解銅
めっき処理を施して、その表面に所定厚みの銅箔層を形
成する工程である。

このときの処理条件、例えば、めっき浴の組成，浴温度
，浴のｐＨ，めっき時の電流密度，めっき時間などは格
別限定されるものではなく、目的とする銅箔層の関係で
、適宜好適な条件を設定すればよい。

この場合、電着銅の堆積速度を１５μｍ／ｍｉｎ以上と
する高速めっき法や、比較的遅い堆積速度のめりきｌ去
のいずれを適用しても、形成される銅箔層におけるピン
ホールの発生は抑制される。それゆえ、この工程におい
て、高速めっき法を適用すれば、極めて高能率で銅箔層
を形成することができる。

第３工程は、第２工程で形成された銅箔層に絶縁基材を
重ね合わせたのち、全体を熱圧着して一体の積層体を製
造する工程である。

絶縁基材としては、従来から転写法で用いられているも
のであれば何であってもよく、格別限定されるものでは
ない。通常、ガラス繊維にエポキシ樹脂等を含浸せしめ
たのちそれを半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレ
グが好適である。

また、熱圧着の条件もまた、格別限定されるものではな
く、従来の転写法の場合と同様であればよい。

なお、銅箔層の表面と絶縁基材との密着性を高めるため
に、前記した第２工程において、導電基材表面に形成さ
れた銅箔層の表面に、更に別のめっき条件で銅めっきを
施し、その表面を粗度が１〜５μｍ程度となるように粗
面化することが好ましい。

第４工程は、第３工程で得られた積層体から導電基材の
みを分離する工程である。

この工程を経ることにより、絶縁基材側に銅箔層が転写
され、ここに目的とする銅張積層板が得られる。

（発明の実施例） 実施例１〜４，比較例１．２ 縦５１０ｍｍ，幅３４０ｍｍ，厚み１ｍｍ、表面粗度が
ｌ〜２．０μｍであり、ハードニング処理を施したステ
ンレススチール（ＳＵＳ　３　０　４）板を６枚用意し
た。なお、このスチール板は、縦方向に圧延加工が施さ
れているものであった。

このうちの４枚の片面につき、オシレーション付ロータ
リー研削装置を用いることにより、その表面の粗度を０
．５〜０．８μｍにした。

６枚の単板すべてに脱脂，酸洗，水洗処理を施してその
表面を清浄にしたのち、研削処理を施した単板４枚、研
削処理をしていない単板２枚については、第１表に示し
た時間、触媒液に浸漬した。

このときの触媒液は、Ｐｄ−Ｓｎ系アクチベータ（コロ
イド型，Ｐｄ濃度１３０ｐｐｍ）である。

これらの単板を触媒液から取り出し、充分に水洗した。

ついで、６枚の単板全てに、下記条件で高速めっきを施
し厚み５μｍの銅箔層を形成した。

めっき浴：　ＣＬＩＳＯ４”　５Ｈｚ０１５０ｇ／ｊｌ
’，Ｈ２ＳＯ４２ｏｏｇ／ｌ， 浴　　温：６０゜Ｃ，　陽極：白金・鉛極，めっき浴の
単板表面における接岐スピード：７　ｍ／ｓｅｃ， 電流密度：８０Ａ／ｄｒｒｌ’，めっき時間＝１５秒。

得られた各単板の銅箔層側の表面を、厚み５０μｍのガ
ラスーエポキシ樹脂プリプレグの片面に重ね合わせ、温
度１７０℃、圧力２５ｋｇ／ｃａｒで１時間熱圧着した
のち、３０分かけて３０℃にまで冷却し、単板を剥離し
た。

単板は円滑に剥離され、ここに極薄銅張積層板が得られ
た。

これらの極薄銅張積層板を暗室中のライトテーブルに置
き、銅箔層の表面を倍率１００倍の実体顕微鏡で観察し
た。５　１　０ｍｍＸ　３　４　０ｍ＋＋＋の面積内に
存在するピンホールの個数、大きさを計測した。

また、各銅箔層をそれぞれ絶縁基材から注意深く剥離し
て、それら銅箔層の縦方向，横方向における伸び率（％
）を測定し、その縦・横比を算出した。以上の結果を一
括して第１表に示した。

（以下余白） 表の結果から明らかなように、表面粗度が同一であって
も、触媒液で処理した場合は、ピンホールの発生個数が
著しく減少する（実施例３と比較例ｌ）。また、触媒液
処理を施す場合、表面粗度を小さくしたものは、明らか
にピンホールの大きさが小さくなる（実施例１と実施例
４）。

また、本発明方広で形成される銅箔層はその機械的特性
が等方性を示す。

これは、単板が縦方向に圧延加工されていることに基づ
く表面の異方性を、微細な貴金属粒子が吸着してめっき
発生核となることにより緻密な析出となり、結晶成長の
重要部分である初期析出機構に関し、物性の等方性に影
響を与えるためと考えられる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法によれば、導
電基材の表面欠陥が触媒液による処理によって生成した
貴金属粒子で均一に被覆されることになり、その結果、
導電基材の表面には均一な銅箔層の形戊が可能となって
、ビンホールの発生が抑止されることになる。

それゆえ、本発明方法は、高密度プリント配線板の素材
として賞用されているが、しかしピンホール発生問題を
抱えている極薄銅張積層板の製造に適用して極めて有効
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電基材の表面を、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａ
   ｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種の貴金属を含
   有する触媒液で処理する工程； 導電基材の前記処理表面に電解銅めっき処理を施して銅
   箔層を形成する工程； 前記銅箔層に絶縁基材を熱圧着して積層体とする工程；
   および、 前記積層体から導電基材のみを分離する工程；を備えて
   いることを特徴とする銅張積層板の製造方法。
2. （２）前記触媒液による処理に先立って、前記導電基材
   の表面に研磨処理を施す請求項１記載の銅張積層板の製
   造方法。