JPH0575233A - 配線板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線板の一製造工程であるレジスト現像時に
おいて、ニッケル上で発生するレジスト浮きを防止す
る。 【構成】 ニッケルめっき層が形成された基板上に銅め
っき層を形成し、次いで微細凹凸形状を有する酸化銅を
形成する。その後還元処理を行い、酸化銅の形状を変化
させることなく酸化銅を金属銅とする。この酸化銅又は
金属銅の表面にめっきレジスト像を形成して配線板を製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度配線が可能な配線
板の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型、軽量化に伴い配
線板に配線の高密度化が要求されており、それに伴って
配線幅や配線間隔又はスルーホールが狭くなっている。
このような高密度化に伴い、高湿、高温電界下での電食
による配線板の絶縁劣化が問題視されるようになってい
る。

【０００３】すなわち、銅配線下部にある絶縁材料中の
イオン性不純物に起因して配線材料である銅が移行し
て、配線間にデンドライトと呼ばれる樹脂状の銅化合物
が発生することがある。このデンドライトは、次第に成
長しブリッジとなって配線間を短絡させることがある。
その結果、配線間隔を０．１５ｍｍ以下にすることがで
きず、高密度の配線を行うには、配線の幅のみを小さく
しなければならない。したがって、配線密度に限界が生
じている。

【０００４】このデンドライトを抑制するには、配線金
属である銅と絶縁基板との間にニッケル層を形成する配
線構造あるいはニッケル単独の配線構造が好ましい。そ
の理由は、ニッケル表面は、酸素の存在下でニッケル酸
化物となっており、このニッケル酸化物は、銅及び銅酸
化物に比べ、高湿高温な環境下でも安定である。このた
めニッケルに電界が加わっても、銅に比べ金属の移行が
少なく、デンドライト抑制に効果がある。

【０００５】配線金属である銅と絶縁基板との間にニッ
ケル層が形成された配線構造を有する配線板の製造法の
一つに、絶縁基板の表面全面にニッケル層を形成後、回
路とならない部分にめっきレジスト像を形成し、電気め
っきあるいは無電解めっきで銅層を回路となる部分に形
成し、レジスト除去後、不要なニッケル層を除去する方
法がある。

【０００６】また、ニッケル層単独の配線構造を有する
配線板の製造法の一つに、絶縁基板の表面全面にニッケ
ル層を形成後、回路となる部分にエッチングレジスト像
を形成した後、回路とならない部分のニッケル層をエッ
チングする方法がある。ニッケル層は通常平滑性が高い
ため、そのままではめっきレジストあるいはエッチング
レジストとの密着力が低く、レジスト現像時においてレ
ジストの浮きや剥がれが発生しやすい。この問題を解決
するため、従来では、機械的研磨処理を行うことによ
り、ニッケル層の表面に微細な凹凸形状を形成してレジ
ストとの接触面積を拡大させ、レジストの密着性を向上
させていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このニ
ッケル層の表面処理ではニッケル層に機械的な力が加わ
るためニッケル層にクラックが入り易く、不要部分のニ
ッケルをエッチングする際に回路となる部分のニッケル
層のクラック部にエッチング液が侵入し、ライン断線あ
るいはライン浮きが生じるという問題があった。本発明
の目的は機械的な研磨を行わずに、ニッケル層上に微細
な凹凸形状を形成することにより、ライン断線、ライン
浮きがない配線板を製造することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板表面にニ
ッケル層及び銅層を順次形成した後、銅層の表面を酸化
して酸化銅を形成し、次いで酸化銅が形成された銅層表
面上にレジスト像を形成するか、酸化銅の形状を保った
まま酸化銅を銅に還元して得られた銅層表面上にレジス
ト像を形成する工程を有することを特徴とする配線板の
製造法を提供するものである。本発明が適用できる基板
としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂からなる基
板、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂からなる基
板、ＮＢＲ、アクリルゴム、シリコンゴム、ポリエチレ
ンゴム、ポリイソプレンゴム等のゴム性樹脂からなる基
板、及び前述した熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム性
樹脂等と紙基材、ガラス布、ガラス不織布、無材質フィ
ラー等とを複合化したものからなる基板等があり、ま
た、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ₂等のセラミッ
ク基板であってもよい。また、基板内部にあらかじめ配
線が形成されたものを使用してもよい。

【０００９】ニッケル層の形成法には無電解めっき法、
電気めっき法、無電解めっき法と電気めっき法の併用
法、溶射法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパ
ッタ法、イオンプレーティング法等があり、いずれを用
いても良い。このような方法で形成されたニッケル層の
厚みは好ましくは０．１μｍ〜２０μｍである。

【００１０】ニッケル層の形成後に行う銅層の形成には
上記した金属層形成法は全て適用できる。更に、置換め
っき法及び置換めっき法と上記した金属層形成法の組合
せによるものであってもよい。このような方法で銅層の
厚みは好ましくは１μｍ〜５０μｍである。

【００１１】銅層表面への酸化銅の形成法は通常、多層
配線板の内層銅箔処理工程で使用されている方法が用い
られ、亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過
硫酸カリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウムなど
の酸化剤を含む処理液に基板を浸漬する方法あるいは処
理液を基板に噴霧する方法が用いられる。この方法によ
り銅層表面にサブミクロンオーダーの微細凹凸形状を有
する酸化銅が形成される。

【００１２】配線金属である銅と絶縁基板との間にニッ
ケル層が形成された配線構造を有する配線板を製造する
ためには、酸化銅形成後の基板をアンモニアボラン、ト
リメチルアミンボラン、トリエチルアミンボラン、ジメ
チルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム、ホルマリ
ンなどの還元剤を含む処理液に浸漬して、サブミクロン
オーダーの微細凹凸形状を有する酸化銅の表面の形状を
変化させることなく金属銅に還元する。そして銅層表面
にレジスト像を形成して公知の手法によりニッケル層を
有する配線板とする。＄ 例えば、この表面の回路とな
らない部分にレジスト像を形成し、めっきレジスト像が
ない部分に無電解めっき法あるいは電気めっき法で銅を
厚付けし、めっきレジストを剥離した後、回路とならな
い部分の銅層及びニッケル層をエッチングにより除去す
る。

【００１３】また、酸化銅形成後の基板の回路とならな
い部分にめっきレジスト像を形成した後、基板を前述し
た還元処理液に浸漬して酸化銅層の表面を金属銅に還元
し、次いで、金属銅表面に銅を厚付けめっきしても良
い。また酸化銅形成後の基板の回路とならない部分にめ
っきレジスト像を形成した後、基板を塩酸を含む処理液
に浸漬しめっきレジスト像が形成されていない部分の酸
化銅を除去した後、この部分に銅を厚付けめっきしても
良い。

【００１４】ニッケル層単独の配線構造を有する配線板
を製造するためには、酸化銅層形成後の基板を前述した
還元処理液に浸漬して酸化銅表面を金属銅に還元した
後、回路となる部分にエッチングレジスト像を形成し、
エッチングレジスト像がない部分の銅層、ニッケル層を
順次エッチングで除去し、レジストを剥離した後、回路
上の銅をエッチングで除去する。

【００１５】また、酸化銅層形成後の基板の回路となる
部分にエッチングレジスト像を形成した後、エッチング
レジスト像が形成されていない部分の酸化銅を前述した
還元処理液により金属銅に還元し、エッチングレジスト
像がない部分の銅層、ニッケル層を順次エッチングによ
り除去し、レジストを剥離した後、塩酸を含む処理液に
浸漬して酸化銅を除去し、回路となる部分のニッケル層
上にある銅層をエッチングにより除去しても良い。ま
た、酸化銅形成後の基板の回路となる部分にエッチング
レジスト像を形成した後、エッチングレジスト像が形成
されていない部分の酸化銅、銅層、ニッケル層を順次除
去し、レジスト剥離した後、回路となるニッケル上にあ
る酸化銅、銅層を順次除去しても良い。

【００１６】

【作用】本発明による配線板の製造法において、ニッケ
ル上に形成された銅表面に酸化銅を形成することによ
り、基板表面にはサブミクロンオーダーの凹凸形状が機
械的の研磨処理を行うことなく形成でき、ライン断線、
ライン浮きがない配線板を製造することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による配線板の製造法の実施例
を図面に基づき説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。 実施例１ 図１及び図２の図１−１〜１−１０は製造工程を示す断
面図である。図１−１に示すように、通常の配線板に用
いる３５μｍの銅箔１の片面に、以下に示す組成の処理
液を用いて、以下に示す条件で処理して酸化銅層２を形
成した。

【００１８】 組成 ＮａＯＨ １５ｇ／ｌ Ｎａ₃ＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ ３０ｇ／ｌ ＮａＣｌＯ₂ ９０ｇ／ｌ 純水 全量で１ｌとなる量 条件 液温度 ８５℃ 銅箔浸漬時間 １２０秒

【００１９】上記条件により、酸化銅を形成した後、図
１−２に示すように、銅箔の酸化銅を形成した面に接す
るように複数枚のガラス布−エポキシプリプレグＥ−６
７（日立化成工業製、商品名）からなる絶縁基材３を配
置し、加熱加圧して積層体構造物とする。そして、通常
の配線板製造工程で用いられているＮＣドリルマシンで
所望の位置に貫通孔４を設けた後、図１−３に示すよう
に、塩化第２銅水溶液を用いて銅箔及び酸化銅層を化学
的に除去する。この構造物を塩化パラジウムを含む処理
液に浸漬して表面にめっき触媒を付着させた後、無電解
ニッケルめっき液であるブルーシューマ（日本カニゼン
社製、商品名）溶液にめっき液温度８０℃で浸漬し、図
１−４に示すニッケルめっき層５を形成した。そして、
置換銅めっき液、（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ ２．５ｇ／
ｌ、液温６０℃）を用いて、図１−５に示すように、ニ
ッケル表面に銅めっき層６を形成した。その後、酸化銅
層２を形成した際の処理液を用いて、図１−６に示すよ
うに、銅めっき層の表面に酸化銅層７を形成し、引き続
いて還元処理液（ＮａＯＨ ５ｇ／ｌ、ジメチルアミン
ボラン５ｇ／ｌ、液温５５℃）に浸漬して、図１−７に
示すように、酸化銅層７を金属銅層８に還元する。この
金属銅層８の表面にドライフィルムレジストであるＳＲ
−３０００−２２（日立化成工業製、商品名）をラミネ
ートし、露光、現像して図１−８に示すめっきレジスト
像９を形成した。

【００２０】その後、以下の組成の無電解銅めっき液に
以下の条件で浸漬して、図１−９に示すパターン銅めっ
き層１０を形成した。

【００２１】 組成 ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ １０ｇ／ｌ ＥＤＴＡ・４Ｎａ ４０ｇ／ｌ ３７％ＣＨ₂Ｏ ３ｍｌ／ｌ 条件 ｐＨ １２．３ めっき液温度 ７０℃

【００２２】無電解銅めっき後、塩化メチレン溶液をス
プレーして、めっきレジストを剥離した。そして、不要
部分の金属銅及び銅めっき層６を過硫酸アンモニウム水
溶液（２００ｇ／ｌ、液温 室温）を用いてエッチング
した。

【００２３】その後、トップリップＡＺ Ｎｏ１（奥野
製薬製、商品名）を４０ｇ／ｌ、トップリップＡＺ Ｎ
ｏ２（奥野製薬製、商品名）を５００ｍｌ／ｌ、水酸化
ナトリウム３０ｇ／ｌを配合した液温９０℃の水溶液に
浸漬して不要部分のニッケルめっき層を溶解し、更に、
めっき触媒であるパラジウムをアルカリ性の過マンガン
酸カリウム溶液に浸漬して除去し、図１−１０に示すよ
うな配線板とした。

【００２４】実施例２ 図３及び図４の図２−１〜２−１０は製造工程を示す断
面図である図２−１に示すように、通常の配線板に用い
る３５μｍの銅箔１１の片面に、以下に示す組成の処理
液を用いて以下に示す処理条件で酸化銅層１２を形成し
た。

【００２５】 組成 ＮａＯＨ １５ｇ／ｌ Ｎａ₃ＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ ３０ｇ／ｌ ＮａＣｌＯ₂ ９０ｇ／ｌ 純水 全量で１ｌとなる量 条件 液温度 ８５℃ 銅箔浸漬時間 １２０秒

【００２６】上記条件により、酸化銅を形成した後、図
２−２に示すように、銅箔の酸化銅層を形成した面に接
するように複数枚のガラス布−エポキシプリプレグＥ−
６７（日立化成工業製、商品名）からなる縁基材１３を
配置し、加熱加圧して積層体構造物とする。そして、通
常の配線板製造工程で用いられているＮＣドリルマシン
で所望の位置に貫通孔１４を設けた後、図２−３に示す
ように、塩化第２銅水溶液を用いて銅箔及び酸化銅を化
学的に除去した。この構造物を塩化パラジウムを含む処
理液に浸漬して表面にめっき触媒を付着させた後、無電
解ニッケルめっき液であるブルーシューマ（日本カニゼ
ン社製、商品名）溶液に液温８０℃で浸漬し、図２−４
に示すニッケルめっき層１５を形成した。そして、置換
銅めっき液（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ ２．５ｇ／ｌ、液温
６０℃）を用いて、図２−５に示すように、ニッケル表
面に銅めっき層１６を形成した。その後、酸化銅層１２
を形成した際の処理液を用いて、図２−６に示すよう
に、銅めっき層の表面に酸化銅層１７を形成し、引き続
いて還元処理液（ＮａＯＨ ５ｇ／ｌ、ジメチルアミン
ボラン５ｇ／ｌ、液温５５℃）に浸漬して、図２−７に
示すように、酸化銅層１７を金属銅層１８に還元した。
この金属銅層１８の表面にドライフィルムレジストであ
るＰＨＴ−１４５Ｆ−４０（日立化成工業製、商品名）
をラミネートし、露光、現像して図２（８）に示すエッ
チングレジスト像１９を形成した。その後、不要部分の
金属銅層１８及び銅めっき層１６を過硫酸アンモニウム
水溶液（２００ｇ／ｌ、液温 室温）を用いてエッチン
グし、トップリップＡＺＮｏ１（奥野製薬製、商品名）
を４０ｇ／ｌ、トップリップＡＺ Ｎｏ２（奥野製薬
製、商品名）を５００ｍｌ／ｌ、水酸化ナトリウム３０
ｇ／ｌを配合した液温９０℃の水溶液に浸漬して不要部
分のニッケルめっき層を溶解し、更に、めっき触媒であ
るパラジウムをアルカリ性の過マンガン酸カリウム溶液
により除去して、図２−９に示す構造体とした。そし
て、エッチングレジストを塩化メチレン溶液をスプレー
することにより剥離し、ニッケルめっき層上にある金属
銅及び銅めっき層を過硫酸アンモニウム水溶液を用いて
エッチングすることにより図２−１０に示す配線板を得
た。

【００２７】

【発明の効果】本発明により下記のような効果が達成で
きる。 （１） ニッケル上でのレジスト現像時にレジスト浮き
やレジスト剥がれを低減でき、かつニッケルエッチング
時にライン断線やライン浮き等も低減できるため配線板
の製造歩留り向上が期待できる。 （２） レジスト像形成時の基板表面形状がサブミクロ
ンオーダーの凹凸形状となっているため、紫外線が基板
表面で吸収されやすく、レジスト露光時の基板からの紫
外線乱反射が低減可能となり、より微細なレジスト像が
形成可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の１−１〜１−７の工程
を説明するための断面図である。

【図２】本発明による実施例１の１−８〜１−１０の工
程を説明するための断面図である。

【図３】本発明による実施例２の２−１〜２−７の工程
を説明するための断面図である。

【図４】本発明による実施例２の２−８〜２−１０の工
程を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１ 銅箔 ２ 酸化銅層 ３ 絶縁基材 ４ 貫通孔 ５ ニッケルめっき層 ６ 銅めっき層 ７ 酸化銅層 ８ 金属銅層 ９ めっきレジスト像 １０ パターン銅めっき層 １１ 銅箔 １２ 酸化銅層 １３ 絶縁基材 １４ 貫通孔 １５ ニッケルめっき層 １６ 銅めっき層 １７ 酸化銅層 １８ 金属銅層 １９ エッチングレジスト像

フロントページの続き (72)発明者 畠山 修一 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内 (72)発明者 大塚 和久 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面にニッケル層及び銅層を順次形
   成した後、銅層の表面を酸化して酸化銅を形成し、次い
   で酸化銅が形成された銅層表面上にレジスト像を形成す
   るか、酸化銅の形状を保ったまま酸化銅を銅に還元して
   得られた銅層表面上にレジスト像を形成する工程を有す
   ることを特徴とする配線板の製造法。