JPH0974263A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルアディティブ法により極めて微細でか
つ、密着性に信頼がおける優れた回路を形成するプリン
ト配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】 プリント配線板を製造する工程におい
て、レジストパターンを形成した後、露出したガラスエ
ポキシ樹脂表面をホスフィン酸水溶液またはヒドラジン
含有溶液で処理し、ガラスエポキシ樹脂表面に無電解め
っきにより金属被膜を形成し、さらに熱処理を行うこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極めて微細な回路
を有するプリント配線板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来プリント配線板は、表面に銅箔を貼
り合わせたガラスエポキシ樹脂、いわゆる銅張ガラスエ
ポキシ樹脂基板を素材とし、表面の銅箔をエッチングす
ることによって回路を形成することにより得られてい
た。プリント配線板用の素材として用いられる銅張ガラ
スエポキシ樹脂基板を製造する方法としては、ガラスク
ロスにエポキシ樹脂を含浸させたいわゆるガラスエポキ
シ樹脂板と接合面に予め接着剤を塗布した銅箔を貼り合
わせる方法、ガラスエポキシ樹脂プリプレグと銅箔とを
熱圧着する方法が知られている。

【０００３】この種の銅張ガラスエポキシ樹脂基板の表
面に形成する銅被覆層として用いられる銅箔はいわゆる
電解銅箔であり、一般にその厚みは３５μｍと１８μｍ
程度のものが主流となっていた。またプリント配線板に
おける回路は銅張ガラスエポキシ樹脂積層板における該
回路部以外の銅箔をエッチング処理して溶解除去するこ
とによって得られているが、このエッチング処理を行う
に際して回路部の側壁部も同時に溶解されるいわゆるサ
イドエッチングを生じる。このサイドエッチングによる
側壁部の溶解は、被覆層である銅箔が厚いほど顕著に生
じる。また、回路の位置によって一様にエッチングされ
ないため、形状性に優れかつ寸法精度の正確な回路を形
成することは極めて困難であった。

【０００４】一方、最近の電子機器の発達に伴ってプリ
ント配線板はテレビ、カメラ等の民生用機器類、コンピ
ューター等の各種産業用機器類等に幅広く使用されるよ
うになってきたが、それにつれてより高密度な配線が要
求されるようになってきた。このような要求に対応する
ためには、いわゆるフルアディティブ法により回路を形
成する手法が採られている。一般にフルアディティブ法
による回路形成法は、絶縁体表面に所望の回路厚以上の
厚みを有するめっきレジストを形成し、露出した絶縁体
表面に無電解銅めっき法により銅層を形成した後、場合
によってはレジスト層を除去することによって回路を得
る。しかし、従来、ガラスエポキシ樹脂に直接密着性に
優れた無電解銅めっき被膜を形成することが困難であっ
たため、ガラスエポキシ樹脂表面にめっき触媒を含有し
た接着剤を塗布しこれに無電解めっきを施していた。こ
の基板は、基板表面の接着剤中の触媒を利用して無電解
銅めっきを施すに際して、その接着剤層をクロム酸等の
強酸化剤を用いエッチング処理する必要があり、工程が
複雑になる問題がある。とはいえ、フルアディティブ法
に適用できる素材が他に存在しないため一部の分野で既
に実用化されている。

【０００５】上記基板は、ガラスエポキシ樹脂と銅被膜
の界面に接着剤層が存在することから、これを用いて得
た配線板は熱的信頼性、電気絶縁性等に欠ける。そのた
め、より回路のファイン化を要求されるプリント配線板
に対しては、上記基板では対応しきれないという問題が
生じた。

【０００６】この問題を解決するために本発明者は、ガ
ラスエポキシ樹脂表面に接着剤層を介さず直接触媒を付
与した後、所望の回路部以外の部分にレジストパターン
を形成し、ガラスエポキシ樹脂表面に無電解銅めっきを
施す方法を提案した。さらに本発明者は、上記レジスト
パターンを形成した後露出したガラスエポキシ樹脂表面
を適切な濃度のヒドラジン含有溶液またはホスフィン酸
水溶液で処理することにより、めっき触媒の活性度を高
め、その後無電解銅めっきを行うことにより、微細かつ
欠損のない回路をフルアディティブ法により形成する方
法を提案した。

【０００７】上記方法により、微細で熱的、電気的信頼
性に優れた回路を有するプリント配線板を得ることがで
き実用化されつつある。しかし、近時ＩＣやＬＳＩの高
密度化に伴い、さらにファインピッチな回路形成を要求
され、上記方法で得られた基板のガラスエポキシ樹脂に
対する銅めっき皮膜の密着強度では充分な信頼性は得ら
れないという問題が発生した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フル
アディティブ法により極めて微細でかつ、密着性に充分
信頼がおける優れた回路を形成するプリント配線板の製
造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、本発明者が
先に提案した発明において、ガラスエポキシ樹脂と無電
解銅めっき皮膜間のアンカー効果を改良することにより
上記課題を解決できることを見出し本発明を完成させる
に至った。

【００１０】即ち、上記課題を解決するための本発明
は、ガラスエポキシ樹脂表面に触媒を付与した後、所望
の回路部以外の部分にレジストパターンを形成し、無電
解めっきによって銅皮膜を形成することによりプリント
配線板を製造する工程において、レジストパターンを形
成した後、露出したガラスエポキシ樹脂表面をヒドラジ
ン含有溶液またはホスフィン酸水溶液で処理し、その後
ガラスエポキシ樹脂表面に無電解めっきによって銅皮膜
を形成した基板に、さらに熱処理を行うものである。

【００１１】上記熱処理温度は８０〜３００℃の範囲内
で行うことが望ましい。また、上記ヒドラジン含有溶液
中のヒドラジンの濃度は０．０１〜２０ｍｏｌ／ｌの範
囲内であることが望ましい。ホスフィン酸水溶液中のホ
スフィン酸の濃度は０．０１〜５ｍｏｌ／ｌの範囲内で
あることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明はまず、ガラスエポキシ樹
脂表面に触媒を付与し、所望の回路部以外の部分にレジ
ストパターンを形成することにより、回路部となる触媒
が吸着したガラスエポキシ樹脂を露出させる。その後、
レジストの現像等の処理で被毒や吸蔵水素の放出等によ
り活性度が低下した触媒の活性度を高める処理を行う。
以上の処理により、ガラスエポキシ樹脂表面に存在する
凹凸が緻密に充填されるようにめっき皮膜が形成される
と考えられる。すなわち本発明においてガラスエポキシ
樹脂表面と無電解銅めっき皮膜の界面は、アンカー効果
が発揮され易い状態であると考えられる。本発明では、
この状態の基板に対し熱処理を施すことにより、めっき
界面のアンカー効果がより発揮された状態になるため、
密着強度が改良されたと考えられる。

【００１３】本発明で無電解銅めっき後に基板に行う熱
処理温度は８０〜３００℃の範囲で行うことが望まし
い。熱処理温度が８０℃未満では、熱処理時間を長くし
ても密着強度の改良は難しい。一方、熱処理温度が３０
０℃を超えるとエポキシ樹脂が変質し易くなり、機械的
特性等に悪影響を及ぼす危険性がある。また、熱処理時
間は、熱処理温度、ガラスエポキシ樹脂の組成、ガラス
エポキシ樹脂表面の凹凸の度合い等によって充分な効果
が得られる条件が変動するため一概には限定できず、ガ
ラスエポキシ樹脂が熱による劣化を生じない範囲内で予
め適切な範囲を求めておく必要がある。

【００１４】本発明では、レジストパターンを形成した
後、基板をヒドラジン含有溶液またはホスフィン酸水溶
液に浸漬する処理を行う。本発明で用いるヒドラジン含
有溶液のヒドラジン源は特に限定されず、例えばヒドラ
ジン一水和物、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン等を用
いることができる。

【００１５】ヒドラジン含有溶液中のヒドラジンの濃度
は０．０１〜２０ｍｏｌ／ｌの範囲内、また、ホスフィ
ン酸水溶液中のホスフィン酸の濃度は０．０１〜５ｍｏ
ｌ／ｌの範囲内であることが望ましい。上記濃度がそれ
ぞれ０．０１ｍｏｌ／ｌ未満の場合は、処理時間を長く
したり、処理温度を高くしても触媒の活性度を充分に高
めることはできない。一方、上記濃度がそれぞれヒドラ
ジンの濃度は２０ｍｏｌ／ｌ、ホスフィン酸の濃度は５
ｍｏｌ／ｌを越える場合は、溶液の粘性が増加し、充分
に浸透しないため、触媒の活性度が不十分な箇所が生
じ、密着強度のばらつき、めっきの未析出等の問題が生
じる。

【００１６】さらにヒドラジン含有溶液またはホスフィ
ン酸水溶液による処理温度は、触媒の活性度低下の程度
や処理液中のヒドラジンの濃度、ホスフィン酸の濃度等
に関係するため限定できず、実施に際してはこの処理に
よってエポキシ樹脂およびレジストに悪影響を及ぼさな
い範囲で適切な条件を求めておけば良い。本発明でガラ
スエポキシ樹脂表面の非めっき部分に形成するレジスト
およびその形成法は特に限定されず、公知のものおよび
方法で行えば良いが、無電解めっき処理に耐性を有する
レジストを用いる必要があることは言うまでもない。さ
らに本発明で無電解銅めっき処理後上記レジストを除去
せず基板に熱処理を行う場合は、その熱処理によって変
質、変形しないレジストを選択する必要がある。

【００１７】本発明で行う無電解めっき前処理は特に限
定されず常法を用いれば良い。例えばガラスエポキシ樹
脂表面の触媒付与は、キャタライジングーアクセレレー
ティング法やセンシタイジングーアクチベーティング法
を採用すれば良い。また本発明で行う無電解銅めっき法
は特に限定されず、公知のめっき液を用い、公知のめっ
き手段を用いて行えば良い。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。

【００１９】（実施例１）縦１ｍ、幅１ｍ、厚さ１．６
ｍｍのＪＩＳ ＦＲ−４規格のガラスエポキシ樹脂板の
表面に、マット処理によりＲａが０．３μｍでありＲｍ
ａｘが１．０μｍである微細な凹凸を形成し、この微細
な凹凸を持った面をエチルアルコールで洗浄し、さらに
水洗した後、奥野製薬社製「ＯＰＣ−８０ キャタリス
トＭ」を用い２５℃で５分間、ガラスエポキシ樹脂表面
に触媒付与処理を行い水洗した。その後奥野製薬社製
「ＯＰＣ−５５５ アクセレーター」を用い２５℃で７
分間促進処理を行い水洗し、乾燥した。その後基板表面
に冨士薬品工業社製ネガ型フォトレジスト「ＦＳＲ−
Ｓ」を厚さ４０μｍに均一に塗布し、７０℃で３０分間
乾燥した。その後基板上に回路幅４０μｍ、回路間隔４
０μｍとなるようにパターニングされたフォトマスクを
セットし、１０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射した後
現像し、１３０℃で３０分間乾燥した。

【００２０】その後、該基板をヒドラジンの濃度が０．
０１ｍｏｌ／ｌのヒドラジン一水和物水溶液に２５℃で
１０分間浸漬し触媒の再活性化処理を行った後水洗し
た。

【００２１】その後ガラスエポキシ樹脂表面に、硫酸銅
５水和物を１０ｇ／ｌ、エチレンジアミン４酢酸２ナト
リウムを３０ｇ／ｌ、３７％ホルムアルデヒド溶液を５
ｍｌ／ｌ、ポリエチレングリコール（平均分子量 １０
００）を５０ｍｇ／ｌ、２，２’−ビピリジルを１０ｍ
ｇ／ｌ含有するめっき液を用い、溶液のｐＨを１２．５
に調節し、空気撹拌を行いながら６５℃で２０時間無電
解銅めっきを行った。

【００２２】その後、該基板を８０℃に設定した乾燥機
に２時間保持することによって熱処理を行った。

【００２３】以上の処理によってガラスエポキシ樹脂基
板表面に厚さ３５μｍ、幅４０μｍ、間隔４０μｍの回
路を有するプリント配線板が得られた。得られたプリン
ト配線板の回路部にめっき未着による欠損は観察されな
かった。またガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着強
度をＪＩＳ Ｃ−６４８１に従って測定したところ１．
７ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼のおける値であ
るので、電子部品として用いることができる。

【００２４】（実施例２）実施例１において触媒の活性
化処理をホスフィン酸の濃度が０．０１ｍｏｌ／ｌのホ
スフィン酸水溶液を用い、２５℃で１０分間行った以外
は実施例１と同様な手順でプリント配線板を得た。得ら
れたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損は
観察されず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路の密
着強度は１．７ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼の
おける値である。

【００２５】（実施例３）実施例１において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を３００℃で２分間行った以
外は実施例１と同様な手順でプリント配線板を得た。得
られたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損
は観察されず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路の
密着強度は１．７ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼
のおける値である。

【００２６】（実施例４）実施例３において触媒の活性
化処理をホスフィン酸の濃度が０．０１ｍｏｌ／ｌのホ
スフィン酸水溶液を用い、２５℃で１０分間行った以外
は実施例３と同様な手順でプリント配線板を得た。得ら
れたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損は
観察されず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路の密
着強度は１．８ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼の
おける値である。

【００２７】（実施例５）実施例１において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を１５０℃で３０分間行った
以外は実施例１と同様な手順でプリント配線板を得た。
得られたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠
損は観察されず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路
の密着強度は１．７ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信
頼のおける値である。

【００２８】（実施例６）実施例５において触媒の活性
化処理をヒドラジンの濃度が２０ｍｏｌ／ｌのヒドラジ
ン含有溶液を用い、２５℃で１分間行った以外は実施例
５と同様な手順でプリント配線板を得た。得られたプリ
ント配線板の回路部にめっき未着による欠損は観察され
ず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着強度は
１．８ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼のおける値
である。

【００２９】（実施例７）実施例５において触媒の活性
化処理をホスフィン酸の濃度が０．０１ｍｏｌ／ｌのホ
スフィン酸水溶液を用い、２５℃で１０分間行った以外
は実施例５と同様な手順でプリント配線板を得た。得ら
れたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損は
観察されず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路も密
着強度は１．８ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼の
おける値である。

【００３０】（実施例８）実施例５において触媒の活性
化処理をホスフィン酸の濃度が５ｍｏｌ／ｌのホスフィ
ン酸水溶液を用い、２５℃で１分間行った以外は実施例
５と同様な手順でプリント配線板を得た。得られたプリ
ント配線板の回路部分にめっき未着による欠損は観察さ
れず、またガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着強度
は１．７ｋｇｆ／ｃｍであり、これは充分信頼のおける
値である。

【００３１】（比較例１）実施例１において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を行わない以外は実施例１と
同様な手順でプリント配線板を得た。得られたプリント
配線板の回路部にめっき未着による欠損は観察されなか
ったが、ガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着強度は
１．０ｋｇｆ／ｃｍであり、これを電子部品として用い
るには信頼性に欠ける。

【００３２】（比較例２）実施例２において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を行わない以外は実施例２と
同様な手順でプリント配線板を得た。得られたプリント
配線板の回路部にめっき未着による欠損は観察されなか
ったが、ガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着強度は
１．０ｋｇｆ／ｃｍであり、これを電子部品として用い
るには信頼性に欠ける。

【００３３】（比較例３）実施例１において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を７０℃で５時間行った以外
は実施例１と同様な手順でプリント配線板を得た。得ら
れたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損は
観察されなかったが、ガラスエポキシ樹脂に対する回路
の密着強度は１．３ｋｇｆ／ｃｍであり、これを電子部
品として用いるには信頼性に欠ける。

【００３４】（比較例４）実施例２において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を７０℃で５時間行った以外
は実施例２と同様な手順でプリント配線板を得た。得ら
れたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損は
観察されなかったが、ガラスエポキシ樹脂に対する回路
の密着強度は１．３ｋｇｆ／ｃｍであり、これを電子部
品として用いるには信頼性に欠ける。

【００３５】（比較例５）実施例１において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を３１０℃で１分間行った以
外は実施例１と同様な手順でプリント配線板を得た。得
られたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損
は観察されず、ガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着
強度は１．６ｋｇｆ／ｃｍであったがエポキシ樹脂が変
色し、これを電子部品として用いることはできない。

【００３６】（比較例６）実施例２において無電解銅め
っき後に基板に施す熱処理を３１０℃で１分間行った以
外は実施例２と同様な手順でプリント配線板を得た。得
られたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損
は観察されず、ガラスエポキシ樹脂に対する回路の密着
強度は１．６ｋｇｆ／ｃｍであったがエポキシ樹脂が変
色し、これを電子部品として用いることはできない。

【００３７】（比較例７）実施例１において触媒の活性
化処理を何も行わない以外は実施例１と同様な手順でプ
リント配線板を得た。得られたプリント配線板の回路部
にめっき未着による欠損が観察されたため、これを電子
部品として用いることはできない。

【００３８】（比較例８）実施例５において触媒の活性
化処理をヒドラジンの濃度が０．００５ｍｏｌ／ｌのヒ
ドラジン一水和物水溶液を用い、５０℃で１時間行った
以外は実施例５と同様な手順でプリント配線板を得た。
得られたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠
損が観察されたため、これを電子部品として用いること
はできない。

【００３９】（比較例９）実施例５において触媒の活性
化処理をヒドラジンの濃度が２０．５ｍｏｌ／ｌのヒド
ラジン一水和物水溶液を用い、２５℃で１分間行った以
外は実施例５と同様な手順でプリント配線板を得た。得
られたプリント配線板の密着強度は１．７ｋｇｆ／ｃｍ
であったが、回路部のごく一部分にめっきの未着による
欠損が観察されたため、これを用いてプリント配線板等
の電子部品を製造した場合、配線の断線等の問題が生じ
る可能性があるため、信頼性に欠ける。

【００４０】（比較例１０）実施例５において触媒の活
性化処理をホスフィン酸の濃度が０．００５ｍｏｌ／ｌ
のホスフィン酸水溶液を用い、５０℃で１時間行った以
外は実施例５と同様な手順でプリント配線板を得た。得
られたプリント配線板の回路部にめっき未着による欠損
が観察されたため、これを電子部品として用いることは
できない。

【００４１】（比較例１１）実施例５において触媒の活
性化処理をホスフィン酸の濃度が５，５ｍｏｌ／ｌのホ
スフィン酸水溶液を用い、２５℃で１分間行った以外は
実施例５と同様な手順でプリント配線板を得た。得られ
たプリント配線板の密着強度は１．７ｋｇｆ／ｃｍであ
ったが、回路部のごく一部分にめっきの未着のよる欠損
が観察されたため、これを電子部品として用いるには信
頼性に欠ける。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によるときは、
フルアディティブ法によってガラスエポキシ樹脂表面
に、極めて微細で、欠損なく、かつ密着性に優れた回路
を形成することが可能となる。従って、本発明により得
られるプリント配線板は、高密度実装が可能な、かつ信
頼性に優れた電子部品となる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラスエポキシ樹脂表面に触媒を付与した
   後、所望の回路部以外の部分にレジストパターンを形成
   し、無電解めっきによって銅皮膜を形成することにより
   プリント配線板を製造する工程において、レジストパタ
   ーンを形成した後、露出したガラスエポキシ樹脂表面を
   ヒドラジン含有溶液またはホスフィン酸水溶液で処理
   し、その後ガラスエポキシ樹脂表面に無電解めっきによ
   って銅皮膜を形成し、さらに熱処理を行うことを特徴と
   するプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】上記熱処理温度は、８０〜３００℃の範囲
   内で行うことを特徴とする請求項１に記載のプリント配
   線板の製造方法。
3. 【請求項３】上記ヒドラジン含有溶液中のヒドラジンの
   濃度が０．０１〜２０ｍｏｌ／ｌの範囲内であることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリント配線
   板の製造方法。
4. 【請求項４】上記ホスフィン酸水溶液中のホスフィン酸
   の濃度が０．０１〜５ｍｏｌ／ｌの範囲内であることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリント配線
   板の製造方法。