JPH0632372B2 - プリント配線板ならびにそれの製造方法と無電解めっき用接着剤 - Google Patents

プリント配線板ならびにそれの製造方法と無電解めっき用接着剤

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JPH0632372B2
JPH0632372B2 JP10404488A JP10404488A JPH0632372B2 JP H0632372 B2 JPH0632372 B2 JP H0632372B2 JP 10404488 A JP10404488 A JP 10404488A JP 10404488 A JP10404488 A JP 10404488A JP H0632372 B2 JPH0632372 B2 JP H0632372B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント配線板製造のために用いる無電解め
っき用接着剤に関し、特に耐熱性,電気絶縁性,化学的
安定性および接着性に優れた接着剤とこの接着剤を用い
たプリント配線板とそれの製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
近年、エレクトロニクスの進歩はめざましく、これに伴
い電子機器のより一層の小型化あるいは高速化が図られ
ている。このために、プリント配線板、特にICやLS
Iなどの部品を装着したプリント配線板については、フ
ァインパターンによる高密度化および高い信頼性が求め
られている。
従来、プリント配線板への導体回路の形成技術として
は、基板に銅箔を積層した後、フォトエッチングする形
式のエッチドフォイル方法と呼ばれる方法が代表的であ
る。この方法は、基板との密着性に優れた導体回路を形
成することができるという特徴があるが、一方では銅箔
の厚さが厚いためにエッチングにより高精度のファイン
パターンが得難いという大きな欠点があり、さらに製造
工程も複雑で効率が良くないなどの諸問題があった。
そこで最近では、配線板に導体回路を形成するために、
ジエン系合成ゴムを含む接着剤を基板表面に塗布して接
着層を形成し、この接着層の表面を粗化した後、無電解
めっきを施して導体回路を形成するアディティブ法が採
用されている。
しかしながら、この既知方法の下で使用されている接着
剤は組成中に合成ゴムを含むため、例えば高温時に密着
強度が大きく低下したり、はんだ付けの際に無電解めっ
き膜がふくれるなどの欠点があり、また耐熱性が低く、
表面抵抗などの電気特性が充分でない欠点があり、使用
範囲がかなり制限されている。
また、こうした無電解めっきによる導体パターンを形成
するために用いる「プリント配線板用樹脂組成物」につ
いては、特開昭53−140344号公報に開示されているもの
などがある。しかしながら、この組成物は、該組成物中
の球状粒子を形成する熱硬化性樹脂成分が蝕刻されない
もの、すなわち、酸化剤に対して不溶性であ。蝕刻粗化
されて得られる基板上の接着層が20μm程度の凹凸と
なるため、この接着層の上に形成される導体は微細パタ
ーンのものが得難く、パターン間の絶縁性も不良となり
易く、さらに耐熱性や電気特性に劣るから、部品などを
実装する上においても好ましくないなどの欠点があっ
た。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上説明したように、従来、耐熱性,電気特性および基
板と無電解めっき膜との密着性などがともに優れ、しか
も取扱いの簡単な無電解めっき用接着剤というのは未だ
知られていないし、またこのような接着剤を用いたプリ
ント配線板の製造は未だ試みられていないのが実情であ
る。
これに対し、本発明者らは先に、前述の如き欠点を解消
すべく種々研究し、特願昭60−118898号(特開昭61−27
6875号)にかかる発明を提案した。
しかしながら、この先行して提案した接着剤は、耐熱性
樹脂微粉末とマトリックス耐熱性樹脂の酸化剤に対する
溶解性に顕著な差がないとアンカーが不明確に成り易い
という解決課題を残していた。
本発明の目的は、従来の無電解めっき用接着剤が有する
前述の如き欠点および先行技術が抱えている課題を解消
し、耐熱性,電気特性および無電解めっき膜との密着性
に極めて優れ、かつ比較的容易に実施できる無電解めっ
き用接着剤およびこの接着剤を用いた有利なプリント配
線板とそれの製造方法を提案するところにある。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明者らは、本発明者らが先行して提案した前
記発明の改良を目指し、より一層明確なアンカーを容易
に形成することのできる接着剤を開発すべく鋭意研究し
た結果、耐熱性樹脂微粉末として、平均粒径2μm以下
の微粒子を凝集させてなる2次粒子を用いることによ
り、前述の課題を解消することができることを新規に知
見し、本発明を完成するに到った。すなわち、 酸化剤に対して可溶性の、予め硬化処理した耐熱性樹脂
微粉末を、硬化処理することにより酸化剤に対して難溶
性となる性質を有する未硬化の耐熱性樹脂液中に分散さ
せてなる接着剤と、 基板上に、この接着剤を塗布して乾燥硬化させることに
より接着層を形成し、前記接着層の表面部分に分散して
いる前記微粉末の少なくとも一部を溶解除去して接着層
の表面を粗化し、次いで無電解めっきを施すことを特徴
とする配線板の製造方法において、前記耐熱性樹脂微粉
末として、平均粒径2μm以下の微粒子を凝集させてな
る2次粒子を用いると、本発明にかかるプリント配線板
が有利に製造できる。
このようにして得られる本発明にかかるプリント配線板
は、基板上に、酸化剤に対して可溶性である硬化処理し
た耐熱性樹脂微粉末を、硬化処理することにより酸化剤
に対して難溶性となる性質を有する未硬化の耐熱性樹脂
液中に分散させてなる無電解めっき用接着剤層を設け、
この接着剤層を介してめっき導体層を形成してなるプリ
ント配線板において、前記接着剤層の耐熱性樹脂微粉末
として、平均粒径2μm以下の微粒子を凝集させること
により得られる2次粒子からなるものを用いたことを特
徴とするものである。
〔作 用〕
本発明にかかる無電解めっき用接着剤は、酸化剤により
溶解することができる予め硬化処理された耐熱性樹脂微
粉末を、硬化処理することにより酸化剤に対して難溶性
となる性質を有する未硬化の耐熱性樹脂液中に分散させ
てなるものにおいて、前記耐熱性樹脂微粉末として平均
粒径2μm以下の微粒子を凝集させることにより得られ
る2次粒子からなるものである。
プリント配線板の無電解めっきに際してこのような接着
剤を用いる理由は、基板と無電解めっき膜との密着強度
が高くなり、ひいては導体パターンの信頼性の高いもの
が得られるからである。すなわち、予め硬化処理された
耐熱性樹脂微粉末を耐熱性樹脂液中に分散させたもの
を、基板上に塗布し乾燥硬化させると、マトリックスを
形成する耐熱性樹脂(以下、マトリックスを形成する耐
熱性樹脂のことを「マトリックス耐熱性樹脂」という)
中に耐熱性樹脂微粉末が均一に分散した状態の接着層が
形成される。そして、一方では前記耐熱性樹脂微粉末と
前記マトリックス耐熱性樹脂とは酸化剤に対する溶解性
に差異をもたせてあるために、前記接着層を酸化剤で処
理した場合、接着層の表面部分に分散している微粉末の
うち酸化剤に対して可溶性のあるのものだけが溶解除去
される。その結果、接着層の表面に明確なアンカーが形
成され、接着層の表面を粗化できる。しかもその効果
は、第2図に示すように、前記耐熱性樹脂微粉末として
微粒子を凝集させてなる2次粒子を用いているため、ア
ンカー自体の形状をより複雑にすることができるからで
ある。
さて、本発明に使用する耐熱性樹脂微粉末は、予め硬化
処理されたものである。この耐熱性樹脂微粉末につい
て、硬化処理されていないものを用いると、耐熱性樹脂
液あるいはこの樹脂を溶剤を用いて溶解した液中に添加
した場合に液中に溶解してしまう。したがって、このよ
うな未硬化樹脂微粉末を含む接着剤を基板に塗布し乾燥
硬化すると、マトリックス耐熱性樹脂と耐熱性樹脂微粉
末が共融した状態の接着層となる。その結果として、上
述した酸化剤の処理に当たって、接着層がほぼ均一に溶
解され、粗面化に必要な接着層表面の選択的な溶解除去
ができなくなり、明確なアンカーの形成を阻むこととな
る。
これに対し、この耐熱性樹脂微粉末が予め硬化処理され
ていると、耐熱性樹脂液あるいはこの樹脂を溶解する溶
剤に対して難溶性となるため、マトリックス耐熱性樹脂
液中に耐熱性樹脂微粉末が均一に分散している状態の接
着剤を得ることができ、その結果、前述のように明確で
しかも均一なアンカーの形成を容易にすることができる
のである。
かかる耐熱性樹脂微粉末としては、耐熱性と電気絶縁性
に優れ、通常の薬品に対して安定であり、予め硬化処理
することにより耐熱性樹脂液あるいはこの樹脂を溶解す
る溶剤に対して難溶性となすことができ、さらにクロム
酸などの酸化剤により溶解することができるものを用い
る。例えば、エポキシ樹脂,ポリエステル樹脂,ビスマ
レイミド−トリアジン樹脂のなかから選ばれるいずれか
少なくとも1種である。なかでも、前記エポキシ樹脂は
特性的にも優れており最も好適である。
この微粉末を硬化処理する方法としては、加熱により硬
化させる方法あるいは触媒を添加して硬化させる方法な
どを用いることができるが、なかでも加熱硬化させる方
法は最も実用的である。
なお、酸化剤による処理に当たっては、例えばクロム
酸、クロム酸塩、過マンガン酸塩、オゾンなどの酸化剤
を用いる。特にクロム酸と硫酸の混酸水溶液は有利に使
用することができる。
さて、本発明においては、上記耐熱性樹脂微粉末につい
て、特に平均粒径が2μm以下の微粒子を凝集させるこ
とによって得られる2次粒子とした第1図に示すような
形状のものを用いる。このような形状の微粉末を用いる
と、酸化剤による処理に伴う溶解除去によって形成され
るアンカーの形状を複雑なものにすることができる。す
なわち、凝集させてない(2次粒状でない)第3図に示
すような1次粒子を用いた場合に形成されるアンカー
(第4図示)に比べ、本発明のものは形状をより複雑に
することができ、高いピール強度、プル強度などの密着
強度と安定性が得られるからである。ただし、平均粒径
が2μmを超える粒子を凝集させてなる2次粒子化した
微粉末では、形成されるアンカーの深さが深くなりすぎ
てファインパターンの形成には好ましくない。したがっ
て、本発明の該樹脂微粉末は、平均粒径が2μm以下の
微粒子を凝集させて2次粒子にすることが重要であり、
特に1μm以下のものを用いることが好適である。な
お、この耐熱性樹脂微粉末の表面には、マトリックス耐
熱性樹脂との接合を良くするために、マトリックスに溶
解しない程度に、半硬化層または未反応官能基を付与し
てもよい。
さて、上述のように粒径2μm以下の微粉末を凝集させ
ることによって形成する2次粒子の粒度としては、平均
粒径が10μm以下の大きさにするが、より好ましくは
5μm以下の大きさがよい。その理由は、平均粒径が1
0μmよりも大きいと、前述の如き溶解除去によってて
形成されるアンカーの密度が低くなり、かつ不均一にな
り易いためである。その結果、密着強度と製品の信頼性
が低下し、さらには接着層表面の凹凸が必要以上に激し
くなるので、導体の微細パターンが得にくく、かつ部品
などを実装する上でも不都合が生じるからである。
このようにして得られる2次粒子の性質としては、混合
時に解離して1次粒子に戻ることがない程度の接着力で
凝集されていることが必要である。
このような2次粒子からなる耐熱性樹脂微粉末は、例え
ば、耐熱性樹脂を熱硬化させてからジェットミルや凍結
粉砕機などを用いて微粉砕したり、硬化処理する前に耐
熱性樹脂溶液を噴霧乾燥したり、あるいはより好ましい
方法である、未硬化の耐熱性樹脂エマルジョンに水溶液
硬化剤を加えて撹拌したりして得られる1次微粒子を、
熱風乾燥器などで単に加熱させるか、あるいは各種バイ
ンダーを添加,混合して乾燥させるなどして凝集させ
る。そして、その後、ボールミル、超音波分散機などを
用いて解砕し、さらに風力分級機などにより分級するこ
とにより作製する。
このようにして得られる耐熱性樹脂微粉末の形状は、球
形だけでなく各種の複雑な形状を有しており、これによ
り形成されるアンカーの形状もより複雑になるため、高
いピール強度、プル強度などの密着強度をもたらす。
次に、前記耐熱性樹脂微粉末を分散させるマトリックス
耐熱性樹脂は、耐熱性,電気絶縁性,化学的安定性およ
び接着性に優れ、かつ硬化処理することにより酸化剤に
対して難溶性となる特性を有する樹脂を用いる。例え
ば、エポキシ樹脂,エポキシ変成ポリイミド樹脂,ポリ
イミド樹脂,フェノール樹脂のなかから選ばれるいずれ
か少なくとも1種、場合によってはこれらの樹脂に感光
性を付与させたものを用いる。この感光性を付与させた
ものは、ビルドアップ配線基板の層間絶縁材用接着剤と
して好適である。
前述のように、前記耐熱性樹脂微粉末と、硬化処理され
た後のマトリックス耐熱性樹脂とでは、酸化剤に対する
溶解特性に大きな差異がある。したがって、前記接着層
の表面部分に分散している耐熱性樹脂微粉末を、酸化剤
を用いて溶解除去すると、前記酸化剤に対して難溶性の
マトリックス耐熱性樹脂はほとんど溶解されずに基材と
して残り、明確なアンカーが接着層の表面に形成される
こととなる。なお、同じ種類の耐熱性樹脂であっても、
例えば耐熱性樹脂微粉末として酸化剤に溶け易いエポキ
シ樹脂を用い、他方前記マトリックス耐熱性樹脂として
酸化剤に対して比較的溶け難いエポキシ樹脂を組合わせ
て使用しても同じような効果を得ることができる。
なお、前記微粉末を分散させるための耐熱性樹脂液とし
ては、溶剤を含まない耐熱性樹脂液をそのまま使用する
ことができるが、とくに耐熱性樹脂を溶剤に溶解した耐
熱性樹脂液は低粘度であるから、微粉末を均一に分散さ
せやすく、また基板に塗布し易いので有利に使用するこ
とができる。そして、この耐熱性樹脂を溶解するのに使
用する溶剤としては、通常の溶剤、例えば、メチルエチ
ルケトン,メチルセルソルブ,エチルセルソルブ,ブチ
ルカルビトール,ブチルセルロース,テトラリン,ジメ
チルホルムアミド,ノルマルメチルピロリドンなどを用
いることができる。また、前記マトリックスとなる耐熱
性樹脂液は、例えば、シリカ,アルミナ,酸化チタン,
ジルコニアなどの無機質微粉末からなる充填剤を適宜配
合してもよい。
前記マトリックス耐熱性樹脂に対する耐熱性樹脂微粉末
の配合量は、マトリックス耐熱性樹脂固形分 100重量部
に対して2〜350 重量部の範囲内とするか、特に5〜20
0 重量部の範囲は基板と無電解めっき膜との密着強度を
高くし得るので好適である。耐熱性樹脂微粉末の配合量
が2重量部より少ないと溶解除去して形成されるアンカ
ーの密度が低くなり基板と無電解めっき膜との充分な密
着強度が得られず、一方350 重量部よりも多くなると密
着層全体がほとんど溶解されるので明確なアンカーが形
成されない。
次に上記接着剤を用いたプリント配線板の製造方法につ
いて説明する。
ます、前記耐熱性樹脂微粉末をマトリックスとなる耐熱
性樹脂液中に分散させた接着剤を基板に塗布する。この
塗布の方法としては、例えば、ローラコート法,ディッ
プコート法,スプレーコート法,スピナーコート法,カ
ーテンコート法,スクリーン印刷法などの各種の手段の
いずれでもよい。
この段階の処理において、塗布して乾燥硬化して基板上
に得られる接着層の厚さは、通常、2〜40μm程度であ
るが、この接着層を金属基板や多層配線板の層間絶縁膜
を兼ねて使用する場合にはそれ以上に厚く塗布すること
もできる。なお、本発明において使用する基板として
は、例えば、プラスチック基板,セラミック基板,金属
基板,フィルム基板などを使用することができ、具体的
にはガラスエポキシ基板,ガラスポリイミド基板,アル
ミナ基板,低温焼成セラミック基板,窒化アルミニウム
基板,アルミニウム基板,鉄基板,ポリイミドフィルム
基板などである。
本発明においては、これらの基板を用い、片面配線板,
両面スルーホール配線板,例えばCu/ポリイミド多層
プリント配線板のような多層プリント配線板などを製作
することができる。なお、前記接着剤は、一般的な塗布
形式のものだけに限らず、板状あるいはフィルム状のも
のを基板表面に貼着して接着剤層を形成する形態のもの
であってもよい。
次に、上述のようにして形成した接着層について、その
表面に分散している耐熱性樹脂微粉末の少なくともその
一部を、酸化剤を用いて溶解除去する。この溶解除去の
方法としては、前記酸化剤溶液を用い、接着層を有する
基板をその溶液中に浸漬するか、または基板に溶液をス
プレーするなどの手段によって行なう。この処理によっ
て基板の表面の、いわゆる接着層の表面を粗化すること
ができるものである。なお、耐熱性樹脂微粉末の溶解除
去を効果的なものにするために、前記接着層の表面部分
を、微粉研摩剤によるポリシングや液体ホーニングによ
って予め軽く除去することは有利な方法である。
次に、接着層表面を粗化した基板に対し無電解めっきを
施す。この無電解めっきとしては、例えば無電解めっ
き,無電解ニッケルめっき,無電解スズめっき,無電解
金めっき,無電解銀めっきなどである。特に無電解銅め
っき,無電解ニッケルめっき,無電解金めっきのいずれ
か少なくとも1種が好適である。なお、前記無電解めっ
きを施した上に、さらに異なる種類の無電解めっきある
いは電気めっきを行なったり、ハンダをコートしたりし
てもよい。
なお、本発明方法の実施により得られるプリント配線板
は、その他の既知の方法で導体回路を形成することがで
き、例えば基板に無電解めっきを施してから回路をエッ
チングする方法や無電解めっきを施す際に直接回路を形
成する方法などを適用することができる。
〔実施例〕
実施例1 (1) エポキシ樹脂微粉末(東レ製、商品名:トレパー
ルEP−B,平均粒径 0.5μm)を、熱風乾燥器内にて
180 ℃で3時間加熱処理して凝集させた。この凝集させ
たエポキシ樹脂微粉末を、アセトン中に分散させ、ボー
ルミルにて5時間解砕した後、風力分級機を使用して分
級し、平均粒径3.5 μmの2次粒子からなるエポキシ樹
脂微粉末を作製した。
(2) フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェ
ル製、商品名:E−154)60重量部、ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名:E−1001)40
重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成製、商品名:2
P4MHZ)4重量部、前記(1)で作製したエポキシ樹
脂微粉末50重量部からなるものに、ブチルセルソルブ溶
剤を添加しながらホモディスパー分散機で粘度120 cps
に調整し、次いで3本ロールで混練して接着剤を得た。
(3) 前記(2)で得られた粘着剤を、ローラーコーターを
使用して銅箔が貼着されていないガラスポリイミド基板
(東芝ケミカル製、商品名:東芝デュライト積層板−E
L)に塗布した後、100 ℃で1時間、さらに150 で5時
間乾燥硬化させて厚さ20μmの接着層を形成した。
(4) 前記(3)で得られた基板を、クロム酸(Cr2O3)500g/
水溶液からなる酸化剤に70℃で15分間浸漬して接着層
の表面を粗化してから、中和溶液(シプレイ製、商品
名:PM950)に浸漬し水洗した。
(5) 前記(4)で得られた接着層の表面を粗化した基板
に、パラジウム触媒(シプレイ社製、商品名:キャタポ
ジット44)を付与して接着層の表面を活性化させ、下記
に示す組成のアディティブ法用無電解めっき液に11時間
浸漬して、めっき膜の厚さ25μmの無電解銅めっきを施
した。
硫酸銅(CuSO4・5H2O) 0.06 モル/ ホルマリン(37%) 0.30 モル/ 苛性ソーダ(NaOH) 0.35 モル/ EDTA 0.12 モル/ 添加剤 少々 めっき温度:70〜72℃ pH:12.4 上述のようにして製造した配線板は、さらに硫化銅めっ
き浴中で電気めっき厚さ35μmの銅めっきを施した。
このようにして製造したプリント配線板について、ま
ず、基板と銅めっき膜との密着強度を JIS−C−6481の
方法で測定した。その結果、ピール強度は1.85kg/cmで
あった。また100 ℃の煮沸水に2時間浸漬することによ
る接着層の表面抵抗の変化は、初期値7×1014Ω・cm
に対して3×1013Ω・cmであった。さらに、表面温度
を300 ℃に保持したホットプレートに配線板の表面を密
着させて10分間加熱する耐熱性試験を行なったところ、
何の異常も認められなかった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、耐熱性,電気特
性および基板と無電解めっき膜との密着性がともに極め
て優れ、とくに表面粗化に対する作用やアンカー効果に
も著しく優れるプリント配線板への無電解めっき用接着
剤を提供できる。
しかも、このような接着剤の採用により、プリント配線
板の製造に際しても、表面粗化のために複雑な工程を経
る必要がなく、したがって、導体パターンの形成が容易
に実施できる。
この意味において本発明は、利用分野も高密度で高精度
のプリント配線板,ハイブリットIC配線板,LSIを
実装する多層配線板などと広く適用され得るから、産業
上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、微粒子を凝集させてなる本発明で用いる2次
粒子の正面図、 第2図は、前記2次粒子を用いることにより接着層表面
に形成されるアンカーの形状を示す部分断面図、 第3図は、従来例における1次粒子の正面図、 第4図は、前記1次粒子を用いることにより接着層表面
に形成される従来例アンカーの形状を示す部分断面図で
ある。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に、酸化剤に対して可溶性である硬
    化処理した耐熱性樹脂微粉末を、硬化処理することによ
    り酸化剤に対して難溶性となる性質を有する未硬化の耐
    熱性樹脂液中に分散させてなる無電解めっき用接着剤層
    を設け、この接着剤層を介してめっき導体層を形成して
    なるプリント配線板において、前記接着剤層の耐熱性樹
    脂微粉末として、平均粒径2μm以下の微粒子を凝集さ
    せることにより得られる2次粒子からなるものを用いた
    ことを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】基板上に、酸化剤により溶解することがで
    きる硬化処理した、平均粒径2μm以下の微粒子を凝集
    させることにより得られた2次粒子からなる耐熱性樹脂
    微粉末を、硬化処理することにより酸化剤に対して難溶
    性となる性質を有する未硬化の耐熱性樹脂液中に分散さ
    せてなる接着剤を塗布し、乾燥硬化させることにより接
    着剤層を形成し、前記接着剤層の表面をこの部分に分散
    している前記耐熱性樹脂微粉末の一部を溶解除去するこ
    とにより粗化し、次いで粗化された前記接着剤層表面の
    上に無電解めっきを施してプリント配線板を製造するこ
    とを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の接着剤として、板状ある
    いはフィルム状のものを用いることを特徴とするプリン
    ト配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】酸化剤に対して可溶性である硬化処理した
    耐熱性樹脂微粉末を、硬化処理することにより酸化剤に
    対して難溶性となる性質を有する未硬化の耐熱性樹脂液
    中に分散させてなる無電解めっき用接着剤において、前
    記耐熱性樹脂微粉末として、平均粒径2μm以下の微粒
    子を凝集させることにより得られる2次粒子からなるも
    のを用いることを特徴とする無電解めっき用接着剤。
  5. 【請求項5】請求項4に記載の接着剤において、前記2
    次粒子の粒度を平均粒径で10μm以下にしたことを特徴
    とする無電解めっき用接着剤。
  6. 【請求項6】請求項4に記載の接着剤が、板状もしくは
    フィルム状のものである無電解めっき用接着剤。
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