JPH1065348A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層プリント配線板の製造方法において、層
間絶縁材層の形成時間を何の不具合を伴わずに短縮する
ことができる方法を提案すること。 【解決手段】 多層プリント配線板を製造するに当たっ
て、配線基板４の両面に層間絶縁材層を形成する際に、
前記基板４を垂直に立てた状態で一対の塗布用ロールの
ロール１間に挟み、層間絶縁材３を両面同時に塗布する
ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法であ
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、多層プリント配線
板の製造方法に関し、とくに、基板の反りや層間絶縁材
層へのゴミ混入などの不具合を招くことなく、層間絶縁
材層の形成時間の短縮を図り、生産性のより一層の改善
を図ろうとするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、多層プリント配線板の高密度化と
いう要請から、いわゆるビルドアップ多層プリント配線
板が注目されている。このビルドアップ多層プリント配
線板は、例えば、特開平６−81154 号公報に開示されて
いるような方法により製造される。即ち、コア基板上
に、未硬化の層間絶縁材（無電解めっき用接着剤）をロ
ールコータ等により塗布し、これを乾燥、硬化（露光，
現像，硬化）させて、バイアホール用開口を有する層間
絶縁材層を形成する。次いで、この層間絶縁材層の表面
を粗化したのち、その粗化面にめっきレジストを設け、
その後、レジスト非形成部分に無電解めっきを施してバ
イアホールを含む導体回路パターンを形成する。そし
て、このような工程を複数回繰り返すことにより、多層
化したビルドアップ多層プリント配線板が得られるので
ある。

【０００３】このようなビルドアップ多層プリント配線
板の製造方法において、基板の両面に配線層を形成しよ
うとすると、該基板の両面には、層間絶縁材層を形成さ
せることが必要となる。この層間絶縁材層は、まず基板
の片面に未硬化の層間絶縁材を塗布し、これを乾燥さ
せ、次いで該基板を裏返して反対面に未硬化の層間絶縁
材を塗布し、これを乾燥させ、その後、該基板の両面に
塗布した層間絶縁材を硬化させることにより、基板両面
に形成するのが一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、基板の両面に層間絶縁材層を形成
する際に、塗布、乾燥という一連の処理を表裏２回繰り
返して行う必要があり、生産性を向上させる観点からは
不利であり、層間絶縁材層の形成時間の短縮を図ること
が重要な課題となっている。

【０００５】また一方で、上記従来の方法では、層間絶
縁材を片面に塗布した基板は、層間絶縁材の乾燥処理を
終えた後、層間絶縁材が未硬化の状態（Ｂステージ状
態）のまま、他方の面にも層間絶縁材が塗布される。こ
のため、基板の両面に層間絶縁材層を形成する際に、層
間絶縁材層の形成面にゴミが付着するという不具合を招
きやすく、多層プリント配線板の不良の原因となった。

【０００６】さらに、上記従来の方法では、層間絶縁材
を片面にのみ塗布した基板は、層間絶縁材を乾燥する際
に、溶剤の揮発に伴う絶縁樹脂の収縮によって反る、と
いう不具合があった。このため、バイアホールの形成位
置にずれが生じやすく、多層プリント配線板の不良の原
因となった。

【０００７】本発明の目的は、従来技術が抱える上記課
題を解消することにあり、特に、多層プリント配線板の
製造方法において、層間絶縁材層の形成時間を何の不具
合を伴わずに短縮することができる方法を提案すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的の実
現に向け鋭意検討した結果、以下に示す内容を発明の要
旨構成とする方法を完成するに至った。すなわち、本発
明は、多層プリント配線板を製造するに当たって、配線
基板の両面に層間絶縁材層を形成する際に、前記基板を
垂直に立てた状態で一対の塗布用ロールのロール間に挟
み、層間絶縁材を両面同時に塗布することを特徴とする
多層プリント配線板の製造方法である。

【０００９】このような本発明の方法において、前記塗
布用ロールのロール長さは、基板の幅よりも短いものを
用いることが望ましく、また、前記層間絶縁材として、
酸あるいは酸化剤に難溶性の未硬化の耐熱性樹脂中に酸
あるいは酸化剤に可溶性の硬化処理された耐熱性樹脂粒
子が分散された無電解めっき用接着剤を用いることが望
ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明にかかる多層プリント配線
板の製造方法は、配線基板の両面に層間絶縁材層を形成
する際に、前記基板を垂直に立てた状態で一対の塗布用
ロールのロール間に挟み、層間絶縁材を両面同時に塗布
する、という点に特徴がある。

【００１１】このような本発明の方法によれば、基板を
垂直に立てた状態にして層間絶縁材を両面同時に塗布す
るので、片面づつ塗布する従来技術の場合に比べて、よ
り短い時間で層間絶縁材層を形成することができる。ま
た本発明の方法によれば、基板に塗布した層間絶縁材を
両面同時に乾燥処理することができるので、溶剤の揮発
に伴う絶縁樹脂の収縮が基板の両面で同時に起きる結
果、基板の反りは生じない。さらに本発明の方法によれ
ば、片面づつ塗布する従来技術の場合のように、層間絶
縁材が未硬化の状態（Ｂステージ状態）のまま基板を反
転させる必要がないので、層間絶縁材の塗布面が搬送機
械等に接触せず、ゴミが付着するという不具合が生じに
くい。

【００１２】以上説明したように本発明によれば、多層
プリント配線板を製造するに当たって、層間絶縁材層の
形成時間を何の不具合を伴わずに短縮することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明にかかる多層プリント配線板
の製造方法について説明する。 (1)まず、コア基板の表面に、内層銅パターンを形成す
る。この基板への銅パターンの形成は、銅張積層板をエ
ッチングして行うか、あるいは、ガラスエポキシ基板や
ポリイミド基板、セラミック基板、金属基板などの基板
に無電解めっき用接着剤層を形成し、この接着剤層表面
を粗化して粗化面とし、ここに無電解めっきを施して行
う方法がある。なお、コア基板には、スルーホールが形
成され、このスルーホールを介して表面と裏面の配線層
を電気的に接続することができる。

【００１４】(2)次に、前記 (1)で内層銅パターンを形
成した基板の上に、層間絶縁材層を形成する。特に、本
発明では、配線基板の両面に層間絶縁材層を形成する際
に、前記基板を垂直に立てた状態で一対の塗布用ロール
のロール間に挟み、層間絶縁材を両面同時に塗布するこ
とを特徴とする。

【００１５】この層間絶縁材層を構成する層間絶縁材と
しては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミ
ドトリアジン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂
やこれらを感光化した感光性樹脂、あるいはポリエーテ
ルスルフォンなどの熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂と熱硬
化性樹脂の複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体
を使用することができる。これらの層間絶縁材はいずれ
も未硬化の絶縁樹脂であり、例えば一対の塗布用ロール
を有するロールコータを用いて基板の両面に同時に塗布
される。この概念図を図１に記載する。

【００１６】この図１に示すように、本発明の方法で
は、配線基板を垂直に立てた状態でロールコータの一対
の塗布用ロール間に挟み、下側から上側へ搬送させて基
板の両面に層間絶縁材を同時に塗布する。ここで用いら
れるロールコータには、各ロールに対して塗布面側で完
全に接触させるかあるいは 0.6mm以下の一定の隙間を有
する、ドクターバーが設けられている。また、このドク
ターバーは、各ロールとの間で未硬化の層間絶縁材を溜
めておくワニス溜めを形造っている。一方、各ロールの
表面は、ゴムあるいはウレタンなどの樹脂で構成し、こ
の樹脂表面には図２に示すように回転方向に無数の溝が
形成されている。このため、ロールが回転すると、ワニ
ス溜めに溜められた層間絶縁材がロールの溝の中に入り
込み、さらにこの層間絶縁材が基板に接触すると基板側
に転写されて基板への層間絶縁材の塗布が行われる。

【００１７】なお、基板の搬送は、図１に示すように、
下側から上側へ搬送させる方法は、基板の上方両側縁部
を支持することにより、次の工程である乾燥炉へ容易に
搬送できる点で、上側から下側へ搬送させる方法に比べ
て好適である。搬送速度は、0.5 〜５ｍ／分であること
が望ましい。

【００１８】本発明の方法において、前記塗布用ロール
のロール長さは、基板の幅よりも短いものを用いること
が望ましい。この理由は、図３に示すように、基板の両
側縁部に、層間絶縁材のない把持部を設けることができ
るからである。この把持部が設けられていると、この把
持部を持ってハンドリングができ、またこの把持部に搬
送治具を固定して搬送できるようになる。その結果、ハ
ンドリング時や搬送時に作業者の手や搬送機械器具等が
層間絶縁材層に接触せず、層間絶縁材層へのゴミ等の付
着は生じない。上記ロール長さは、基板の幅より１〜３
cm短いことが望ましい。これにより、基板の両側縁部に
0.5〜1.5 cmの層間絶縁材のない把持部を設けることが
できるからである。

【００１９】本発明の方法では、上述したように基板の
両面に層間絶縁材を同時に塗布するので、乾燥炉による
層間絶縁材の乾燥処理もまた、両面同時に行うことにな
る。その結果、溶剤の揮発に伴う絶縁樹脂の収縮が基板
の両面で同時に起きるので、基板の反りは生じない。そ
れ故に、層間絶縁材層に形成されるバイアホールの位置
ずれや導体パターンの位置ずれを防止することができ
る。

【００２０】本発明の方法では、前記層間絶縁材とし
て、無電解めっき用接着剤を用いることが望ましい。こ
の無電解めっき用接着剤は、酸あるいは酸化剤に難溶性
の未硬化の耐熱性樹脂中に酸あるいは酸化剤に可溶性の
硬化処理された耐熱性樹脂粒子が分散されてなるものが
最適である。これは、酸あるいは酸化剤に可溶性の耐熱
性樹脂粒子を粗化して除去することにより、表面に蛸壺
状のアンカーを形成でき、導体回路との密着性を改善で
きるからである。

【００２１】上記無電解めっき用接着剤において、酸あ
るいは酸化剤に難溶性の耐熱性樹脂としては、感光化し
た熱硬化性樹脂、感光化した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹
脂の複合体が望ましい。感光化することにより、露光、
現像により、バイアホールを容易に形成できるからであ
る。また、熱可塑性樹脂と複合化することにより靱性を
向上させることができ、導体回路のピール強度の向上、
ヒートサイクルによるバイアホール部分のクラック発生
を防止できるからである。具体的には、エポキシ樹脂を
アクリル酸やメタクリル酸などと反応させたエポキシア
クリレートやエポキシアクリレートとポリエーテルスル
ホンとの複合体がよい。エポキシアクリレートは、全エ
ポキシ基の20〜80％がアクリル酸やメタクリル酸などと
反応したものが望ましい。

【００２２】上記無電解めっき用接着剤において、前記
耐熱性樹脂粒子としては、平均粒径が10μｍ以下の耐
熱性樹脂粉末、平均粒径が２μｍ以下の耐熱性樹脂粉
末を凝集させて平均粒径２〜10μｍの大きさとした凝集
粒子、平均粒径が10μｍ以下の耐熱性樹脂粉末と平均
粒径が２μｍ以下の耐熱性樹脂粉末との混合物、平均
粒径が２〜10μｍの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径が
２μｍ以下の耐熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか
少なくとも１種を付着させてなる疑似粒子から選ばれる
ことが望ましい。これらは、複雑なアンカーを形成でき
るからである。耐熱性樹脂粒子の樹脂としては、エポキ
シ樹脂、アミノ樹脂（メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナ
ミン樹脂）などがよい。特に、エポキシ樹脂は、そのオ
リゴマーの種類、硬化剤の種類、架橋密度を変えること
により任意に酸や酸化剤に対する溶解度を変えることが
できる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂オリ
ゴマーをアミン系硬化剤で硬化処理したものは、酸化剤
に溶解しやすい。しかし、ノボラックエポキシ樹脂オリ
ゴマーをイミダゾール系硬化剤で硬化させたものは、酸
化剤に溶解しにくい。

【００２３】なお、本発明の方法では、上記層間絶縁材
層は、１回の塗布で形成される必要はなく、複数回塗布
することにより形成してもよい。この場合、最初に未硬
化の樹脂絶縁材を本発明の方法に従って塗布し、これを
乾燥した後、さらに無電解めっき用接着剤を本発明の方
法に従って塗布して２層構造の層間絶縁材層とすること
ができる。

【００２４】(3) 上記(2) で形成した層間絶縁材層を乾
燥した後、感光性樹脂の場合は、露光、現像することに
より、また、熱硬化性樹脂の場合は、熱硬化したのちレ
ーザー加工することにより、バイアホール用の開口部を
設ける。

【００２５】(4) 上記(3) でバイアホール用の開口部を
設けた層間絶縁材層の表面を酸あるいは酸化剤で粗化処
理した後、触媒核を付与する。ここで、上記粗化処理に
使用できる酸としては、リン酸、塩酸、硫酸、あるいは
蟻酸や酢酸などの有機酸があるが、特に有機酸が望まし
い。粗化処理した場合に、バイアホールから露出する金
属導体層を腐食させにくいからである。一方、酸化剤と
しては、クロム酸、過マンガン酸塩（過マンガン酸カリ
ウムなど）が望ましい。特に、アミノ樹脂を溶解除去す
る場合は、酸と酸化剤で交互に粗化処理することが望ま
しい。また、上記触媒核の付与には、貴金属イオンや貴
金属コロイドなどを用いることが望ましく、一般的に
は、塩化パラジウムやパラジウムコロイドを使用する。
なお、触媒核を固定するために加熱処理を行うことが望
ましい。このような触媒核としてはパラジウムがよい。

【００２６】(5) 上記(4) で触媒核を付与した後、めっ
きレジストを形成する。このめっきレジストとしては、
市販品を使用してもよく、エポキシ樹脂をアクリル酸や
メタクリル酸などと反応させたエポキシアクリレートと
イミダゾール硬化剤からなる組成物、あるいはエポキシ
アクリレート、ポリエーテルスルホンおよびイミダゾー
ル硬化剤からなる組成物でもよい。ここで、エポキシア
クリレートとポリエーテルスルホンの比率は、50／50〜
80／20程度が望ましい。エポキシアクリレートが多過ぎ
ると可撓性が低下し、少な過ぎると感光性、耐塩基性、
耐酸性、耐酸化剤特性が低下するからである。エポキシ
アクリレートは、全エポキシ基の20〜80％がアクリル酸
やメタクリル酸などと反応したものが望ましい。アクリ
ル化率が高過ぎるとOH基による親水性が高くなり吸湿性
が上がり、アクリル化率が低過ぎると解像度が低下する
からである。基本骨格樹脂であるエポキシ樹脂として
は、ノボラック型エポキシ樹脂が望ましい。架橋密度が
高く、硬化物の吸水率が 0.1％以下に調整でき、耐塩基
性に優れるからである。ノボラック型エポキシ樹脂とし
ては、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック
型がある。

【００２７】(6) 上記(5) の処理でめっきレジストが形
成されなかった部分に一次めっきを施す。このとき、銅
パターンだけでなく、バイアホールを形成する。この一
次めっきとしては、銅、ニッケル、コバルトおよびリン
から選ばれる少なくとも２種以上の金属イオンを使用し
た合金めっきであることが望ましい。この理由は、これ
らの合金は強度が高く、ピール強度を向上させることが
できるからである。上記一次めっきの無電解めっき液に
おいて、銅、ニッケルおよびコバルトから選ばれる少な
くとも２種以上の金属イオンを使用することが必要であ
るが、この理由は、これらの合金は強度が高く、ピール
強度を向上させることができるからである。上記一次め
っきの無電解めっき液において、銅、ニッケル、コバル
トイオンと塩基性条件下で安定した錯体を形成する錯化
剤としては、ヒドロキシカルボン酸を用いることが望ま
しい。上記一次めっきの無電解めっき液において、金属
イオンを還元して金属元素にするための還元剤は、アル
デヒド、次亜リン酸塩（ホスフィン酸塩と呼ばれる）、
水素化ホウ素塩、ヒドラジンから選ばれる少なくとも１
種であることが望ましい。これらの還元剤は、水溶性で
あり、還元力に優れるからである。特に、ニッケルを析
出させる点では次亜リン酸塩が望ましい。上記一次めっ
きの無電解めっき液において、塩基性条件下に調整する
ためのｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１
種の塩基性化合物を用いることが望ましい。塩基性条件
下において、ヒドロキシカルボン酸はニッケルイオンな
どと錯体を形成するからである。このヒドロキシカルボ
ン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸などが望ま
しい。これらは、ニッケル、コバルト、銅と錯体を形成
しやすいからである。前記ヒドロキシカルボンの濃度が
0.1〜0.8 Ｍであることが望ましい。 0.1Ｍより少ない
と十分な錯体が形成できず、異常析出や液の分解が生じ
る。一方、0.8 Ｍを超えると析出速度が遅くなったり、
水素の発生が多くなったりするなどの不具合が発生する
からである。上記一次めっきの無電解めっき液は、ビピ
リジルを含有してなることが望ましい。この理由は、ビ
ピリジルはめっき浴中の金属酸化物の発生を抑制してノ
ジュールの発生を抑制できるからである。なお、銅イオ
ン、ニッケルイオン、コバルトイオンは、硫酸銅、硫酸
ニッケル、硫酸コバルト、塩化銅、塩化ニッケル、塩化
コバルトなどの銅、ニッケル、コバルト化合物を溶解さ
せることにより供給する。

【００２８】このような無電解めっき液により形成され
た一次めっき膜は、無電解めっき用接着剤層の粗化面に
対する追従性に優れ、粗化面の形態をそのままトレース
する。そのため、一次めっき膜は、粗化面と同様にアン
カーを持つ。従って、この一次めっき膜上に形成される
二次めっき膜は、このアンカーにより、密着性が確保さ
れるのである。従って、一次めっき膜は、ピール強度を
支配するために、上述したような無電解めっき液によっ
て析出する強度が高いめっき膜が望ましく、一方、二次
めっき膜は、電気導電性が高く、析出速度が早いことが
望ましいので、複合めっきよりも単純な銅めっき液によ
って析出するめっき膜が望ましい。

【００２９】(7) 上記(6) で形成した一次めっき膜の上
に二次めっきを施して、一次めっき膜と二次めっき膜か
らなるバイアホールを含む導体回路を形成する。この二
次めっきによるめっき膜は、銅めっき膜であることが望
ましい。上記二次めっきの無電解めっき液は、銅イオ
ン、トリアルカノールアミン、還元剤、ｐＨ調整剤から
なる無電解めっき液において、銅イオンの濃度が 0.005
〜0.015mol／ｌ、ｐＨ調整剤の濃度が、0.25〜0.35 mol
／ｌであり、還元剤の濃度が0.01〜0.04 mol／ｌである
無電解めっき液を用いることが望ましい。このめっき液
は、浴が安定であり、ノジュールなどの発生が少ないか
らである。上記二次めっきの無電解めっき液において、
トリアルカノールアミンの濃度は0.1〜0.8 Ｍであるこ
とが望ましい。この範囲でめっき析出反応が最も進行し
やすいからである。このトリアルカノールアミンは、ト
リエタノールアミン、トリイソパノールアミン、トリメ
タノールアミン、トリプロパノールアミンから選ばれる
少なくとも１種であることが望ましい。水溶性だからで
ある。上記二次めっきの無電解めっき液において、還元
剤は、アルデヒド、次亜リン酸塩、水素化ホウ素塩、ヒ
ドラジンから選ばれる少なくとも１種であることが望ま
しい。水溶性であり、塩基性条件下で還元力を持つから
である。ｐＨ調整剤は、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種で
あることが望ましい。

【００３０】(8)こうして得られた多層プリント配線板
の表層は、層間絶縁剤層の表面が粗化され、その粗化面
にめっきレジストが形成され、このめっきレジストの非
形成面に導体回路が露出した状態で設けられた構造にな
っている。このため、露出した上記導体回路は、はんだ
層を形成する部分に開口を有するソルダーレジストで被
覆して保護する。

【００３１】(9)そして、上記ソルダーレジスト開口部
のはんだ層を形成する部分（パッド部分）に、ニッケル
−金めっきを施し、この部分に、はんだ転写法やスクリ
ーン印刷法などにより、はんだ層を形成する。なお、は
んだ転写法は、フィルム上にはんだパターンを形成し、
このはんだパターンをパッドに接触させながら加熱リフ
ローしてはんだをパッドに転写する方法である。なお、
はんだ層ははんだバンプであってもよい。

【００３２】(10)最後に、配線基板に設けた把持部を切
断除去する。また、量産の場合は、一つのワークサイズ
の基板から複数の製品ピースをダイシングマシンなどに
よる加工で切り出すが、この加工の際に前記把持部を切
断除去することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の反りや層間絶縁材層へのゴミ混入などの不具合を招
くことなく、層間絶縁材層の形成時間の短縮を図り、多
層プリント配線板の生産性をより一層改善することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法における層間絶縁材層の形成
方法を示す図である。

【図２】本発明の製造方法に用いる塗布用ロールの表面
構造を示す図である。

【図３】基板の両側縁部に層間絶縁材のない把持部を設
けた状態を示す図である。

【符号の説明】

１ ロール ２ ドクターバー ３ 層間絶縁材 ４ 配線基板 ５ 把持部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリント配線板を製造するに当たっ
   て、配線基板の両面に層間絶縁材層を形成する際に、前
   記基板を垂直に立てた状態で一対の塗布用ロールのロー
   ル間に挟み、層間絶縁材を両面同時に塗布することを特
   徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記塗布用ロールのロール長さは、基板
   の幅よりも短いものを用いる請求項１に記載の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記層間絶縁材として、酸あるいは酸化
   剤に難溶性の未硬化の耐熱性樹脂中に酸あるいは酸化剤
   に可溶性の硬化処理された耐熱性樹脂粒子が分散された
   無電解めっき用接着剤を用いる請求項１に記載の製造方
   法。