JPH0634443B2

JPH0634443B2 - プリント配線板の製造方法

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Publication number: JPH0634443B2
Application number: JP333485A
Authority: JP
Inventors: 敢次村上; 晴夫赤星; 峰雄川本; 元世和嶋; 昭夫田所; 鐘治川窪; 律司鳥羽
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPS61163693A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明はプリント配線板の製造方法に係り、特に、化学
めつきによりスルーホールを形成するに好適なプリント
配線板の製造方法に関する。

〔発明の背景〕

従来より、スルーホールを有するプリント配線板の製造
において、化学めつき法によつてスルーホールめつきす
る際にめつきレジストが回路パターンから剥離する問題
があり、その解決策として例えば特開昭57-52196号公報
に示されるような提案がなされている。それは、銅張積
層板の銅箔表面に化学銅めつき層を形成し、次いで、エ
ツチングによつて、銅箔と化学銅めつき層の二重構造か
らなる回路パターンを形成する。その後、該回路パター
ン状の化学銅めつき層の表面に酸化膜層を設け、さら
に、それの必要部分をソルダーマスク兼用のめつきレジ
ストでマスクする。その次に、穴の内面を含む所望部分
に化学銅めつきを施して回路を形成する方法で、酸化膜
を介して回路パターンとめつきレジストとの密着をはか
つている。このようにすることで、該剥離に伴う回路間
絶縁抵抗の低下や外観不良、ハンダブリツジなどの問題
が解決された。

しかし、上述した従来法では、銅箔表面に化学銅めつき
層を予め形成しなければならないという煩雑さがあつ
た。この化学銅めつき層を形成しないで、銅箔上に直接
に酸化膜層を形成した場合には十分な密着性を得られな
いからであり、酸化膜の性質がその膜を形成した銅の性
質に依存するためであると考えられている。

また、前記の方法では、めつきレジストを厚く形成し
て、回路パターンまで達するようなピンホールなどの欠
陥を該レジスト表面から極力減少させねばならないとい
う問題もあつた。さもないと、その後の化学銅めつき液
の工程で、めつき液の一部がピンホールなどを通して浸
みこんで、酸化膜を還元し、レジストの剥離を生じさせ
たりする。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述した従来技術の欠点を排除し、回路
パターンとめつきレジストとが良く密着して剥離するこ
とのない、スルーホールを有するプリント配線板の製造
方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

金属と有機物とを接着させる場合に、両者の間に酸化膜
を形成して接着させるとそれらの密着力が向上すること
は、従来から知られている。この点について種々調べた
結果、酸化膜が密着生を向上させるのではなくて、酸化
膜を形成する際に表面が粗くなり表面積が増したことに
よつて、機械的に密着力が増大するとの考えに到達し
た。従つて、酸化膜を形成し、その表面形状をそのまま
保ちながら酸化膜を還元して金属にすれば、酸やアルカ
リ、あるいは還元剤と接触しても、それらの影響を受け
にくく、良好な密着性が得られると考えた。この考え方
が妥当であることは、実際に種種検討した結果わかつ
た。

本発明は上記の考え方に基づいており、その特徴は、絶
縁板の表面に所望する導体回路パターンを形成し、か
つ、必要箇処に孔をあけたのち、必要部分をめつきレジ
ストでマスクして、孔および該レジストでマスクされて
いない導体回路パターン部分に化学めつきを行ない回路
を形成するプリント配線板の製造方法において、めつき
レジストによりマスクする工程より前の工程において、
導体表面に酸化膜を形成したのちに該膜を還元してなる
面を有する回路パターンを設けることにある。

次に、本発明の概要を具体的に説明する。

導体回路パターン形成用金属としては、銅が導電性など
の点から最も好ましい。アデイテイブ法などによつて回
路パターンを形成してもよいが、一般的には出発材料と
して銅張り積層板を使用し、これにエツチングなどによ
つて導体回路パターンを形成する。また、導電性金属を
含む導電ペーストの印刷により、導体パターンを形成し
ても良い。必要箇処に孔をあける。続いて、導体回路パ
ターン部分の表面に酸化膜を形成し、さらに該酸化膜を
還元する。最後に、化学めつき法により、スルーホール
を有するプリント配線板を仕上げる。これらのａ）導体
回路パターンの形成工程、ｂ）スルーホール形成用孔あ
け工程、ｃ）導体表面に酸化膜を形成する工程、ｄ）該
酸化膜を還元する工程、およびｇ）スルーホールめつき
工程は、上記ａ），ｂ），ｃ），ｄ），ｇ）の順序で行
なう必要はなく、例えばｃ），ａ），ｂ），ｄ），
ｇ）、あるいはｂ），ａ），ｃ），ｄ），ｇ）などのよ
うに、適宜にその順序を変えても何ら差支えない。

まず、本発明の眼目である金属表面の酸化膜形成と該膜
からの還元形成について述べる。酸化膜の形成に先だつ
て、金属表面を粗化することが適当であり、例えば銅の
場合には、粗化液として塩化第２銅の酸性水溶液などを
適用できる。酸化に当つては、例えば亜塩素酸ナトリウ
ム，リン酸ナトリウム水酸化ナトリウムから成る水溶液
に浸漬することによつて、銅の表面に酸化銅層を形成で
きる。酸化膜を形成したのち、ひきつづいて該膜を還元
することが望ましい。

酸化膜を還元する方法としては、電気的な方法と化学的
な方法とがある。電気的方法による還元は、例えば、水
溶液中で酸化膜を陰極として通電することによつて行な
われる。具体的には、酸化膜が酸化銅である場合には、
支持塩として塩化ナトリウム２０ｇ／を含む水溶液中
で、該酸化銅を表面に形成された銅電極を陰極とし、ス
テンレス板を陽極に用い、室温において電流密度１００
ｍＡ／ｄｍ²程度で通電することなどによつて実施され
る。通電時間は、酸化膜の厚さにもよるが、数分以内で
十分である。また、化学的に還元する方法には、還元性
ガスに接触させる方法や還元剤を含む溶液と接触させる
方法などがある。還元性ガスとしては水素，一酸化炭
素，ジボラン，ホルムアルデヒドなどがあり、これらと
の接触による際には、反応を十分に進めるために、加熱
などを必要とする。また、還元剤を含む溶液との接触に
よる還元では、還元剤としてホルムアルデヒド，次亜リ
ン酸ナトリウム，ヒドラジン，水素化ホウ素ナトリウ
ム，ジメチルアミンボランやジエチルアミンボランなど
のボラザン類，ボラゼン類，ボラジン類などが有用であ
る。特に、強力な還元剤であるボラザン類，ボラゼン類
やボラジン類が好適である。ホルムアルデヒドや次亜リ
ン酸塩などを使用する場合には、酸化膜表面に予めパラ
ジウムコロイドなどの貴金属を付与したり、溶液中で金
属粉などを接触させることによつて、還元金属表面を形
成できる。

本発明の要である酸化膜の還元には上述した諸方法が適
用できるが、それらのうち還元剤を用いる化学的還元法
が最も簡便である。すななち、電気的に還元する場合に
は電極が必要であり、導体回路パターン形成後に酸化膜
を還元することには困難さを伴うので、酸化膜を形成す
る工程の順序が限定される。また、酸化膜を還元した後
に導体回路パターンを形成するような場合には、途中の
ハンドリングによつて還元表面が汚染されることも起り
得る。これに対して、化学的な還元法は、プリント回路
板製造過程のなかでの還元工程の位置を自由に選択でき
るという利点をもつている。

本発明では、酸化膜を金属に還元することによつて、導
体回路パターンの表面に微細な凹凸を形成し、該回路パ
ターンとめつきレジストとの密着性を高めている。通常
行なわれる機械的、化学的な粗化方法、例えば塩化第２
銅の塩酸酸性水溶液を用いて粗化する方法などによつて
は、本発明のような密着効果を得られない。

次に、スルーホール形成工程について説明する。

化学めつきのための触媒をまず孔内に付与する。触媒と
してはパラジウム，スズを含む塩酸酸性水溶液を一般的
に使用している。この触媒溶液に、上記処理を行った基
板を浸漬することによつて、孔内に触媒を付与すること
ができる。

ただし、この触媒付与が、還元表面を形成した後に行う
ように限定されることはなく、スルーホール用の孔をあ
けた後であれば、適宜に行なうことができる。例えば前
述したｂ）孔あけ工程の次に触媒付与を行い、ａ）導体
回路パターン形成、ｃ）酸化膜形成、ｄ）還元膜形成の
各工程を経たのち、めつきレジストで所要箇所をマスク
して化学めつきすることにより、スルーホールを形成す
る方法がある。この場合には、孔および、めつきレジス
トでマスクされていない金属表面にのみに化学めつきを
行なうことができる。あるいはまた、触媒付与操作を、
必要部分をめつきレジストでマスクしたのちに行ない、
孔内およびマスクされていない金属表面などに選択的に
触媒を残存させることによつても、本発明を達成するこ
とができる。このように本発明においては、必要に応じ
てａ）導体回路パターン形成、ｂ）孔あけ、ｃ）酸化膜
の形成、ｄ）該膜の還元処理、ｅ）触媒付与、ｆ）めつ
きレジスト形成の諸工程の実施順序を変えることができ
る。

化学めつきに先だつて、孔および、ＬＳＩのフラツトパ
ツケージを接続する導体回路パターン周辺を除いて、め
つきレジストでマスクする。該めつきレジストとしては
エポキシ系，メラミン系，ポリアミド系など、一般に使
用されているインキが適用できる。また、めつきレジス
トは実質的に化学めつきに耐えるものでなければならな
い。めつきレジストのマスキングは光反応を利用して露
光現像で形成することもできるが、量産性を考慮すると
印刷法で形成するのが有利である。

さらに、化学めつきによりスルーホールめつきを行う。
ここでは、電気伝導率の大きな銅が好適であり、化学銅
めつきにより、銅被膜を形成する。他に、化学ニツケル
めつきなども適用できる。また、スルーホールめつき膜
は信頼性の点から品質の良いめつき膜であることが好ま
しい。化学銅めつきでは、めつき膜の機械的性質を向上
させる目的で、めつき液中に２，２′−ビピリジル、シ
アン化ナトリウムなどが添加される。

以上の方法により、めつきレジストとそれに接触する導
体回路との密着性に優れたスルーホールを有するプリン
ト配線板を製造することができる。

〔発明の実施例〕

次に、実施例を記して本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１工程Ａ：両面銅張積層板の銅箔表面をブラツシングして
清浄化してのち、両面の導体回路及びスルーホール形成
予定部分の銅箔表面にエツチングレジストインクをスク
リーン印刷し、乾燥させた。次いで、露出している銅
を、塩酸酸性塩化第２銅水溶液でエツチング除去し、さ
らにエツチングレジストを除去して導体回路パターンを
形成した。

工程Ｂ：必要箇所にスルーホール形成用の孔をあけた。

工程Ｃ：次に、下記組成ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ４０ｇ／３５％ＨＣｌ４００ml／の水溶液を用いて銅箔表面を４５℃で１分間処理した。
それから水洗し、下記組成ＮａＯＨ５ｇ／ＮａＣｌＯ_２３０ｇ／Ｎａ_３ＰＯ_４１０ｇ／の水溶液に７０℃で１分間浸漬して、導体回路パターン
状の銅の表面に酸化膜層を形成した。そして再び水洗し
た。

工程Ｄ：下記組成ＮａＯＨ５ｇ／（ＣＨ_３）_２ＮＨ・ＢＨ_３６ｇ／の処理液に室温で２分間浸漬して、酸化膜を還元した。
ついで、水洗を行つた。

工程Ｅ：１８％塩酸に１分間浸漬したのち、触媒液（日
立化成工業社製，増感剤ＨＳ１０１Ｂ）に室温で５分間
浸漬した。次に、水洗を行い、３．５％塩酸に５分間浸
漬してから、また水洗し、乾燥させた。

工程Ｆ：前記工程を経た基板の一方の面に下記組成（単
位：重量部）エポキシレジンエピコート１００７（シエル化学社製）６５エピコート８２８（シエル化学社製）３５ポリビニルブチラールエスレツクＢＬ−２（積水化学社製）２．５酸化ケイ素アエロジル＃３００（日本アエロジル社製）４ケイ酸ジルコニウム４フタロシアニングリーン２アクリル酸エステル系共重合体モダフロ−（モンサント社製）３ジシアンジアミド５Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラメチルブタンジアミン１．１ブチロセルソルブ全体で３００ポアズの粘度（２０
℃で）の液になる量のめつきレジストインクをスクリーン印刷し、孔，ラン
ド及びあとで半田あげを必要とする部分以外のところを
マスクした。次いで１３０℃，２０分間加熱乾燥した。

さらに、もう一方の面を、同様にスクリーン印刷するこ
とにより必要部分をマスクしたのち、１５０℃で４０分
間加熱して、めつきレジストインクを硬化させた。

工程Ｇ：めつきレジストを施した基板を、下記組成ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ１０ｇ／エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム３０ｇ／ＨＣＨＯ（３７％）２ml／２，２′−ビピリジル３０mg／ポリエチレングリコール（平均分子量６００）１０ｇ／ＮａＯＨ１０ｇ／の化学銅めつき液に、７０℃で浸漬して約３５μｍの厚
さにまでめつきした。めつき終了後、水洗，乾燥して、
両面スルーホールプリント配線板を作成した。

得られたプリント配線板はめつきレジストと導体回路と
の間に剥離など全く生じておらず、良好な密着性を示し
た。

実施例２両面銅張積層板の銅箔表面をブラツシングして清浄化
し、必要箇所にスルーホール形成用の孔をあけた。次い
で、実施例１の工程Ｃ及びＤに記載したのと同様の方法
で銅箔表面を処理したのち、実施例１の工程Ｅと同様の
方法で、孔および基板表面に触媒を付与した。この基板
の両面に感光性ドライフイルムをラミネートし、露光現
像して導体回路形成部分以外のドライフイルムを除去
し、エツチングレジストを形成した。次いで、露出して
いる銅を過硫酸アンモニウム水溶液（濃度２００ｇ／
）でエツチング除去した。さらに、ドライフイルムを
剥離除去した。次いで、実施例１の工程Ｆ，Ｇを順次行
い、両面スルーホールプリント配線板を作成した。

得られたプリント配線板は、めつきレジストと導体回路
との間の剥離などはなく、良好な密着性を示した。

実施例３両面銅張積層板の銅箔表面をブラツシングして清浄化
し、必要個所にスルーホール形成用の孔をあけた。次い
で、銅箔表面を下記組成ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ４０ｇ／３５％ＨＣｌ５００ml／の水溶液で４５℃，１分間処理した。

水洗後、さらに、下記組成ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ３ｇ／（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２Ｃｕ２０ｇ／（ＣＨ_３ＣＯＯ）ＮＨ_４６０ｇ／ＮＨ_４Ｃｌ５ｇ／ＮＨ_４ＯＨ１０ｇ／の液に７５℃，１５分間浸漬して銅箔表面に酸化膜層を
形成した。ここで水洗を行つた後、ＮａＯＨ水溶液（濃
度４ｇ／）中で電解還元を行つた。このとき、対極は
ステンレス板とした。電流密度は５０ｍＡ／ｄｍ²と
し、室温で１０分間通電し、酸化膜を還元した。水洗を
行つた後、実施例１の工程Ｅと同様の方法で、孔および
基板表面に触媒を付与した。次に、基板両面に感光性ド
ライフイルムをラミネートし、露光現像後、露出してい
る銅を過硫酸アンモニウム水溶液（濃度２００ｇ／）
に浸漬してエツチング除去した。さらに、ドライフイル
ムを除去し、導体回路パターンを形成した。その後、実
施例１の工程Ｆ，Ｇと同様の処理を順次行い、両面スル
ーホールプリント配線板を完成させた。

得られたプリント配線板は、めつきレジストと導体回路
との間に剥離などは全くなく、良好な密着性を示した。

実施例４実施例１の工程Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを順次行つた。水洗乾燥
後、実施例１の工程Ｆを行い、めつきレジストを形成し
た。次いで、一方の面の孔以外の基板表面をアルカリ可
溶性インクをスクリーン印刷してマスクした。乾燥後、
もう一方の面も同様にアルカリ可溶性インクをスクリー
ン印刷してマスクした。乾燥後、実施例１の工程Ｅを行
い、孔内に触媒を付与した。アルカリ可溶性インクを除
去した後、実施例１の工程Ｇを行つて両面スルーホール
プリント配線板を作成した。

比較例実施例１において工程Ｃ，Ｄを行わなかつた以外は実施
例１と全く同様の方法で両面スルーホールプリント配線
板を作成した。

得られたプリント配線板は、めつきレジストと導体回路
の間が部分的に剥離しており、密着性は不十分であつ
た。

〔発明の効果〕

実施例により詳述したように、本発明の方法を適用する
ことにより、めつきレジストと導体回路パターンと間に
良好な密着性を得ることができる。

また、本発明の方法は、両面スルーホールプリント配線
板だけでなく、多層プリント配線板や、片面スルーホー
ルプリント配線板などにも広く適用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和嶋元世茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者田所昭夫茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者川窪鐘治茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者鳥羽律司神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁板の表面に所望する導体回路パターン
を形成し、かつ、必要箇処に孔をあけたのち、必要部分
をめつきレジストでマスクして、孔および該レジストで
マスクされていない導体回路パターン部分に化学めつき
を行い回路を形成するプリント配線板の製造方法におい
て、めつきレジストによりマスクする工程より前の工程
において、導体表面に酸化膜を形成したのちに該膜を還
元してなる面を有する回路パターンを設けることを特徴
とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、導体回路
が銅からなることを特徴とするプリント配線板の製造方
法。
【請求項３】特許請求の範囲第２項において、化学めつ
きが化学銅めつきであることを特徴とするプリント配線
板の製造方法。
【請求項４】特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れ
かにおいて、酸化膜の還元が還元力のある化合物による
化学反応によって行われることを特徴とするプリント配
線板の製造方法。