JPH05335744A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電子機器に用いられるビルドアップ法に
よる多層プリント配線板の製造方法において、層間に設
けられた絶縁樹脂層上に直接回路導体層を形成する場合
にその絶縁樹脂層と配線回路導体層との密着性が悪いと
いう課題を解決し、配線回路導体層の密着性と、ビアホ
ールによる各層間の配線回路導体層の電気的接続の信頼
性の向上をはかる。 【構成】 硬質性基板１の表面に必要とする下層の配線
回路導体層２とその上に絶縁樹脂層３を設け、この絶縁
樹脂層３の所定の位置にビアホール４を設けた後で、絶
縁樹脂層３の表面をサンドブラスト法と化学的エッチン
グ法を併用して微細に粗化して粗面部６を形成した後
で、その表面を無電解銅めっき法によって金属化すると
ともに、必要とする上層の配線回路導体層５を形成す
る。 【効果】 配線回路導体層と絶縁樹脂層との密着性とビ
アホールによる多層間の配線回路導体層の接続信頼性に
優れた多層プリント配線板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等に広範に用
いられる多層プリント配線板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化や高性能化
へのニーズが増大してくるにつれて多層プリント配線板
の需要が著しく増加している。

【０００３】従来の多層プリント配線板は種々の方法に
よって作られているが、その代表的な方法として絶縁基
板上に回路導体層と絶縁層を交互に形成して多層配線化
するいわゆるビルドアップ法による製造方法がある。

【０００４】この従来の製造方法により作られた多層プ
リント配線板を図３に示す。図３において、１は硬質性
基板、２は下層の配線回路導体層、３は層間にある絶縁
樹脂層、４は絶縁樹脂層３に設けられたビアホール、５
は上層の配線回路導体層である。

【０００５】つぎにこのようなビルドアップ法による従
来の多層プリント配線板の製造方法について説明する。
通常ガラスエポキシ積層板等の合成樹脂系の硬質性基板
１の全面に銅箔等の金属箔を接着した、いわゆる銅張り
積層板を出発材料としてまずフォトエッチング法によっ
て不要とする銅箔を溶解除去することによって硬質性基
板１上に必要とする下層の配線回路導体層２を形成す
る。つぎにこの下層の配線回路導体層２の面の全体に絶
縁樹脂層３として例えば紫外線硬化型エポキシ樹脂等を
被覆し、この絶縁樹脂層３の所定の位置に接続を必要と
する下層の配線回路導体層２の一部が露出するように微
小径を有する穴、すなわちビアホール４を開ける。その
後、絶縁樹脂層３の表面を粗面化するため機械的研磨法
として例えばスコッチブライトや真鍮ブラシ等を用いて
絶縁樹脂層３の表面にブラッシング研磨を行うか、また
は化学的粗面化方法として例えば絶縁樹脂材料がエポキ
シ樹脂の場合には過マンガン酸カリウム溶液中でエッチ
ング処理を行って表面粗化を行う。つぎにその絶縁樹脂
層３の表面を活性化処理した後、無電解銅めっきまたは
電解銅めっき法を併用して金属化するとともに、フォト
エッチング法等によって所望とする上層の配線回路導体
層５を形成し、ビアホール４を導通化して上下層間の配
線回路導体層２−５間を電気的に相互接続する方法によ
って作られるのが一般的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の多層プリント配線板の製造方法では、層間の
絶縁樹脂層３をただ単にブラッシングする機械的研磨法
や、または化学的エッチング法などによって粗面化して
いるため、その表面を金属化しても導体層の強固な密着
性を得ることは極めて困難であり、そのピーリング強度
は１cm幅の導体層でせいぜい１kg程度が限界であった。

【０００７】また一方、従来例による多層プリント配線
板は層間の絶縁樹脂層３に設けた微小径を有するビアホ
ール４、とりわけその開口部のコーナーが鋭角となって
いるため、層間の配線回路導体層２および５間の電気的
接続の信頼性が得られ難いという課題があった。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ビルドアップ法による多層プリント配線板における
層間にある絶縁樹脂層上に密着性に優れた配線回路導体
層を形成するとともに、層間接続におけるビアホールの
導通化の信頼性を改善することができる多層プリント配
線板の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、任意の厚さを有する硬質性基板の少なくと
も一方の主面上に配線回路導体層と絶縁樹脂層を交互に
積層、形成してなるビルドアップ法による多層プリント
配線板の製造方法において、ビアホールを形成した層間
の絶縁樹脂層を先ずサンドブラスト法によってその表面
を機械的に粗面化することによってその表面に不規則な
形状をした凹凸を付与し、次いで化学的エッチング法に
よってその凹凸面を緻密に粗面化して粗面部を形成した
後で、その表面を金属化して所望とする配線回路導体層
を形成することによって多層配線化するものである。

【００１０】

【作用】したがって本発明によれば、多層プリント配線
板の層間にある絶縁樹脂層上に緻密に粗面化された極め
て良好な粗面部が形成されるとともに、サンドブラスト
研磨によって絶縁樹脂層に設けたビアホールの開口部の
コーナーが鋭角となることがなく導体の安定な接続が可
能となるので層間の配線回路導体層の電気的接続の信頼
性を著しく向上することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図１，図２
とともに図３と同一部分には同一一番号を付して詳しい
説明を省略し、相違する点について説明する。

【００１２】図１（ａ）から（ｄ）は本発明の第１の実
施例における多層プリント配線板の製造方法を説明する
ための主要製造工程の断面図であり、図１（ａ）に示す
ように、先ず硬質性基板１の主面上に必要とする下層の
配線回路導体層２を形成する。この場合、硬質性基板１
としてはガラスエポキシ積層板や紙フェノール積層板、
ガラスポリイミド積層板等の熱硬化性樹脂からなる合成
樹脂系基板やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、
ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミ
ド（ＰＥＩ）、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を射出成
型して作った合成樹脂系基板、アルミナやムライト、低
温焼結したアルミナガラス、窒化珪素、窒化アルミニウ
ム等のセラミック系基板、さらにはアルミニウム、銅、
鉄等の金属板の表面をエポキシ樹脂等により絶縁処理を
施した金属系基板を使用することができる。

【００１３】そして、これらの硬質性基板１上に下層の
配線回路導体層２を形成する方法として、本実施例では
上述した各種硬質性基板１の全面に金属銅箔を接着した
いわゆる銅張り基板を使用してフォトエッチング法等の
公知の方法によって不要部分の金属箔を溶解除去するこ
とによって所望とする下層の配線回路導体層２を形成し
た。

【００１４】次に図１（ｂ）に示すように硬質性基板１
の主面上に形成した下層の配線回路導体層２の表面全体
に絶縁樹脂層３を塗布するとともに、この絶縁樹脂層３
の所定の位置に下層の配線回路導体層２の一部が露出す
るように微小径を有する穴すなわちビアホール４を開け
た。

【００１５】この場合、この絶縁樹脂層３は多層配線の
層間絶縁層となるばかりでなく、この絶縁樹脂層３の表
面上に後工程で直接めっき法によって金属化し、回路導
体層を形成するための接着材としての機能を果たさなけ
ればならない。

【００１６】したがって、この絶縁樹脂層３を構成する
樹脂材料は絶縁層として必要な電気絶縁特性、はんだ耐
熱性、耐薬品性等はもとより、接着材としての適度な可
とう性や粘着性等の性能を具備したものを使用しなけれ
ばならない。

【００１７】また一方、この絶縁樹脂層３は上述した絶
縁層や接着材としての機能以外に、層間の配線回路導体
層を相互接続するためのビアホール４を開けるための加
工性に適した性能をも具備したものでなければならな
い。

【００１８】本実施例ではこのようなビアホール加工法
として、ＹＡＧやエキシマ等のレーザーを利用する方法
や、紫外線を利用して未露光部分の樹脂を現像処理によ
って溶解除去するフォトビアホール加工法について検討
したが、経済性や量産性等を考慮してフォトビアホール
加工法について検討した。

【００１９】そして本実施例ではこのフォトビアホール
加工法に使用する絶縁樹脂材料として、上述した各種諸
特性を満足するところの感光性を有する液状のエポキシ
系樹脂を選定し、この樹脂をカーテンコート法によって
下層の配線回路導体層２上の全面に塗工し、乾燥後ビア
ホール４を形成するために設計したマスクを密着させて
紫外線照射を行い、現像工程で未露光部分の樹脂を溶解
除去して絶縁樹脂層３の所定の位置にビアホール４を開
け、最終的に１５０℃で６０分間加熱することによって
絶縁樹脂層３を完全硬化させた。

【００２０】それから、ビアホール４を形成したエポキ
シ樹脂からなる絶縁樹脂層３の表面にサンドブラスト法
によって先ず比較的深く、粗な凹凸を有する表面状態を
形成し、次いでクロム酸−硫酸系の溶液、または過マン
ガン酸カリウム等の酸化性の強い溶液に浸漬して粗な凹
凸を有するエポキシ樹脂からなる絶縁樹脂層３の表面層
の一部を化学的に溶解除去して絶縁樹脂層３の表面に粗
な凹凸とその凹凸面に無数の緻密なポアーを有する粗面
部６を形成した。

【００２１】そして、この緻密な粗面部６が形成された
絶縁樹脂層３を塩化第一錫と塩化パラジウムの塩酸酸性
溶液に順次浸漬して活性化処理を行い、その表面に無電
解銅めっきの触媒核となるパラジウムの微粒子核（図示
せず）を均一に付着させた後で、銅錯塩のアルカリ溶液
とホルマリンからなる無電解銅めっき液に浸漬して絶縁
樹脂層３の全面に金属銅（図示せず）を薄く析出させて
金属化し、さらに必要により電解銅めっき法によって金
属銅を厚付けし図１（ｃ）に示すように絶縁樹脂層３の
全面にわたって導電金属層７を形成した。

【００２２】そして、図１（ｄ）に示すようにフォトエ
ッチング法等の公知の方法によって不要部分８の金属銅
を溶解除去して必要とする上層の配線回路導体層５を形
成し、絶縁樹脂層３に設けたビアホール４を通して上層
および下層の配線回路導体層２−５間を電気的に相互接
続して多層プリント配線板を得た。

【００２３】ここで本発明が従来の技術と異なる最も重
要なポイントは、上述したサンドブラスト処理と化学的
エッチング処理とを巧みに組み合わせて絶縁樹脂層３の
表面を導体層との密着性に優れた最適な表面状態を形成
することにある。

【００２４】すなわちビアホール４を形成したエポキシ
樹脂からなる絶縁樹脂層３に先ずサンドブラスト処理と
して比較的硬度の高い不規則な形状をした無機質の粉末
からなる研削材をスプレーを用いて高速で吹きつけるこ
とによって比較的可とう性と弾力性に富んだ絶縁樹脂層
３の表面に研削材をめり込ませ、その表面に研削材の形
状に相当した複雑な形状を有する比較的深くて粗な梨地
状の凹凸面をつくるとともに、絶縁樹脂層３の表面を清
浄化して吸着性に富んだ活発な状態を形成し、その後に
この絶縁樹脂層３を例えば過マンガン酸カリウム溶液等
の酸化性の強い溶液に浸漬することによってエポキシ樹
脂の一部分を溶解して粗な凹凸面にさらに緻密な粗面化
状態を形成することにより複雑な孔が無数に入り組んだ
アンカー形状の粗面部６を形成し、その後に塩化錫と塩
化パラジウムの塩酸酸性溶液に順次浸漬して活性化処理
を施こすことによって表面粗化した絶縁樹脂層３の全面
または配線図形状に選択的に無電解めっきの触媒核とな
る金属パラジウムの微粒子核を吸着させ、無電解めっき
液に浸漬して金属銅を析出させることによって優れたア
ンカー効果によって密着性に優れた導電金属層７を形成
させることができる。

【００２５】なお、このサンドブラスト処理における最
適条件を検討した結果、研削材としてその粒子形状が複
雑な形をした鋭角粒のアルミナや炭化珪素等の無機質の
粉体を使用し、これらの研削材を圧縮空気を利用した乾
式法により単位面積当たり２〜６kgの圧力で絶縁樹脂層
３に高速で吹きつけて絶縁樹脂層３の表面粗さをＲ_{ma x}
で２〜１０μｍの範囲で粗面化を行い、つぎにその表面
を４０〜５０％濃度の過マンガン酸カリウム溶液を７０
℃に加温して浸漬し、化学的エッチング処理を行うこと
によって従来のブラシ研磨法と化学的エッチング法を併
用したものに比べてその表面に形成した導電金属層の密
着強度を１．５〜２倍に向上させることができた。

【００２６】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。図２の（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施例にお
ける多層プリント配線板の製造方法を説明するための工
程断面図であり、図２において９は貫通穴である。

【００２７】先ず図２（ａ）に示すように、いろいろな
材質からなる絶縁性基板１の表裏面に必要とする下層の
配線回路導体層２を形成し、配線回路導体層２を貫通す
る貫通穴９を導通化して両面配線板を作った。そして図
２（ｂ）に示すようにこの両面配線板の表裏面に設けら
れた配線回路導体層２の面と貫通穴９の内部に充填する
ように第１の実施例と同様の感光性エポキシ樹脂からな
る絶縁性樹脂を塗布して乾燥した後に、この絶縁樹脂層
３の必要な位置に両面に形成された下層の配線回路導体
層２の一部分がそれぞれ露出するようにビアホール４を
開け、絶縁樹脂層３の全面を第１の実施例と同様にサン
ドブラスト処理と化学的エッチング法を併用してその表
面層の粗面化処理を行って粗面部６を形成し、その後に
活性化処理と、無電解銅めっきを行って図２（ｃ）に示
すように絶縁樹脂層３の全面に金属銅からなる導電金属
層７を形成し、さらに必要によって電解銅めっきによっ
て導電金属層７を厚付けしてから、フォトエッチング法
等の公知の方法によって不要部分８の金属銅を除去し、
図２（ｄ）に示すように必要とする上層の配線回路導体
層５を形成し、絶縁樹脂層３に設けたビアホール４と貫
通穴９を通して硬質性基板１の表裏面に形成した配線回
路導体層２−５を電気的に相互接続して配線回路層を多
層化した多層プリント配線板を得た。

【００２８】このような方法によって製造した多層プリ
ント配線板は、層間の配線回路導体層２，５を接続する
貫通穴９が絶縁性樹脂で埋め込まれた構成となるため、
回路設計の自由度が向上して回路のより一層の高密度化
をはかることができる。

【００２９】なお、本実施例における下層の配線回路導
体層２の形成にあたっては、第１の実施例と同様に銅張
り基板を使用して必要な位置に先ず貫通穴９を開けて、
無電解めっきと電解めっき法を併用してその貫通穴９を
導通化した後で、フォトエッチング法によって必要とす
る配線回路導体層２を形成する方法でもよいが、この方
法では下層の配線回路導体層２が銅箔の厚みと貫通穴９
を導通化するためのスルーホールの導体めっきの厚さ分
が加わった厚さとなるため、その表面を絶縁性樹脂でコ
ーティングした場合に絶縁樹脂層３が平滑化されにく
く、層間絶縁性が損なわれるため、その改善策として本
実施例では銅箔を張らない硬質性基板１を使用してその
表面に層間絶縁性樹脂と同一の樹脂をコーティングして
接着剤層を構成し、貫通穴９を開けた後で、サンドブラ
スト処理と化学的エッチング処理を併用して絶縁樹脂層
３の表面を粗面化し、活性化処理と無電解銅めっき処理
を順次経て全面を金属化し、最終的にフォトエッチング
法によって所望とする上層の配線回路導体層５を形成す
る方法を実施した。

【００３０】こうすることによって、多層配線の層間絶
縁の信頼性が向上するとともに、絶縁樹脂層３の平滑化
によってファインパターンの形成が容易にできるという
効果が得られることとなる。

【００３１】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明
は、ビアホールを設けた層間の絶縁樹脂層にサンドブラ
スト処理を行うことによって先ず絶縁樹脂層の表面に研
削材による複雑な形状で打痕された比較的粗な凹凸を有
する表面状態を形成し、次いで化学的エッチング法によ
ってその凹凸面をさらに緻密に粗面化して無数のポアを
有する粗面部を形成した上に、無電解めっき法によって
導電金属層を析出させることによって必要とする配線回
路導体層を形成したものであり、したがって本発明によ
って製造された多層プリント配線板は絶縁樹脂層が有す
る優れたアンカー効果やサンドブラスト処理による樹脂
表面の清浄化や活性化等の表面改質によって、その表面
に形成された配線回路導体層の密着性が著しく改善され
るとともに、サンドブラスト処理によってビアホールの
開口部に適度な曲面を有するテーパーが形成され、露出
した下層の配線回路導体層の表面をも軽く研削されて清
浄化された導体層が新たに露出するため、後工程の無電
解銅めっき処理において各層間の配線回路導体層の電気
的接続の信頼性を著しく改善することができるという特
別の効果が得られるものである。

【００３２】また一方、硬質性基板の両面に設けた配線
回路導体層を接続するための導通化した貫通穴に絶縁性
樹脂を埋め込み、配線回路導体層の面に絶縁樹脂層を形
成してその表面をサンドブラスト法と化学的エッチング
法を併用して粗面化し、配線回路導体層を形成すること
により多層配線化したものは貫通穴が表面に現れないた
め回路設計の自由度が大きくなり、回路の高密度化がは
かれるという効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例の多層プリント
配線板の製造方法における初期段階の断面図 （ｂ）は同中間段階の断面図 （ｃ）は同終期段階の断面図 （ｄ）は同完成した多層プリント配線板の断面図

【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例の多層プリント
配線板の製造方法における初期段階の断面図 （ｂ）は同中間段階の断面図 （ｃ）は同終期段階の断面図 （ｄ）は同完成した多層プリント配線板の断面図

【図３】従来の製造方法により製造された多層プリント
配線板の断面図

【符号の説明】

１ 硬質性基板 ２ 下層の配線回路導体層 ３ 絶縁樹脂層 ４ ビアホール ５ 上層の配線回路導体層 ６ 粗面部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意の厚さを有する硬質性基板の少なくと
   も一方の主面上に配線回路導体層と絶縁樹脂層とを交互
   に積み重ね、その絶縁樹脂層の所定の位置に設けたビア
   ホールを通して層間の配線回路導体層を電気的に相互接
   続したビルドアップ法による多層プリント配線板の製造
   方法であって、前記ビアホールを形成した絶縁樹脂層の
   表面をサンドブラスト処理と化学的エッチング処理を併
   用して粗面化を行って粗面部を形成し、その表面を金属
   化し、所望とする配線回路導体層を形成することにより
   前記配線回路導体層を電気的に相互接続する多層プリン
   ト配線板の製造方法。
2. 【請求項２】硬質性基板が任意の厚さを有する合成樹脂
   基板やセラミックス基板さらには表面に絶縁化処理を施
   した金属基板である請求項１記載の多層プリント配線板
   の製造方法。
3. 【請求項３】サンドブラスト処理は圧縮空気を利用して
   研削材を絶縁樹脂層に吹きつける乾式法で行い、その研
   削材は粒形が鋭角状であるアルミナや炭化ケイ素等を主
   成分とした無機質の粉末である請求項１記載の多層プリ
   ント配線板の製造方法。
4. 【請求項４】任意の厚さを有する硬質性基板の表裏両面
   にそれぞれ所望とする下層の配線回路導体層を設け、そ
   の配線回路導体層を貫通する貫通穴を導通化してその内
   部に絶縁樹脂を充填するとともに、前記配線回路導体層
   の全面に絶縁樹脂層を被覆し、その絶縁樹脂層の所定の
   位置に前記下層の配線回路導体層の一部が露出するよう
   にそれぞれビアホールを設けた後で、この絶縁樹脂層の
   表面をサンドブラスト処理と化学的エッチング処理を併
   用して粗面化して粗面部を形成し、その後に前記絶縁樹
   脂層の表面を金属化して所望とする上層の配線回路導体
   層を設けることによりビアホールを通して前記下層の配
   線回路導体層と電気的に相互接続することを特徴とする
   多層プリント配線板の製造方法。
5. 【請求項５】下層の配線回路導体層が硬質性基板の主面
   に層間絶縁性樹脂と同種の樹脂からなる接着材を介して
   直接めっき法によって形成した下層の配線回路導体層で
   ある請求項４記載の多層プリント配線板の製造方法。