多層配線基板の製造方法
【課題】めっきレジスト残さの悪影響を取り除いて、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】回路形成した内層材２にプリプレグ３とその上層に金属箔４とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール５を設け、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法において、上層の配線層上の下地無電解めっき層７の膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解フィルドめっき９で前記ビアホール５を穴埋めする。
【解決手段】回路形成した内層材２にプリプレグ３とその上層に金属箔４とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール５を設け、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法において、上層の配線層上の下地無電解めっき層７の膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解フィルドめっき９で前記ビアホール５を穴埋めする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板の製造方法に関するものである。特に、電解めっきでビアホールの穴埋めするフィルドめっき前処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多層配線基板を製造するのに、銅箔付プリプレグ構成のものが提案されている。銅箔を薄くすることにより微細配線を形成することが可能となり、高配線密度化、薄膜化、小型化を図ることができる。一方、上下の導体配線層を接続するビアホールは、エキシマーレーザーやＹＡＧ第３高調波、第４高調波を用いたレーザー加工機の導入が盛んになり、微小径のビアホール形成が容易になってきている。
そして、これらを応用して、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、レーザーによりビアホールを設けて、下地無電解めっきの後、電解めっきで前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法が盛んに行われている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−３１８５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、下地無電解めっき後に、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする場合、不要部分のめっきレジスト残さが、特に前記ビアホール内の上記電解めっき形成を阻害してしまう場合がある。 本発明は、めっきレジスト残さの悪影響を取り除いて、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、上層配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールを穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供することである。
また、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、前記金属箔のビアホールを設けない部分に金属箔の欠落部分を設けて、上層の配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供することである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の方法は、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホールを設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、電解フィルドめっきする前に、その下地である上層の配線層上の下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去するので、ビアホールの穴内のめっきレジスト残さやその他の汚れを取り除くことができ、電解フィルドめっきが形成されないような不良が発生しにくい。
また、ビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっき層を設けると、ビアホール内の無電解めっき厚は、ビアホール表面である金属箔や金属箔の無い部分より厚く付く場合が多いので、ビアホールを設けない金属箔部分に、金属箔の無い部分を設けておくと、下地無電解めっき膜をエッチングしていく際、この部分の下地無電解めっき膜のありなしでの色の変化がエッチング停止の目安となり、上層配線用金属箔が必要以上エッチングされることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に述べる内層材は、配線基板の一般的な内層に用いるもので、一般的に、補強基材に樹脂組成物を含浸した樹脂含浸基材の必要枚数の上面及び又は下面に、銅、アルミニュウム、真鍮、ニッケル、鉄等の単独、合金又は複合箔からなる金属箔を積層一体化し、金属箔をエッチング等により回路形成したものである。
【０００７】
本発明に述べるプリプレグは、補強基材に樹脂組成物を含浸させ、半硬化のＢステージ状態にした接着シートで、一般的な配線基板に用いるプリプレグが使用できる。
【０００８】
上記の樹脂組成物としては、プリント配線板の絶縁材料として用いられる公知慣例の樹脂組成物を用いることができる。通常、耐熱性、耐薬品性の良好な熱硬化性樹脂がベースとして用いられ、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フッ素樹脂等の樹脂の１種類または２種類以上を混合して用い、必要に応じてタルク、クレー、シリカ、アルミナ、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の無機質粉末充填剤、ガラス繊維、アスベスト繊維、パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填剤を添加したものである。
また、樹脂組成物には、誘電特性、耐衝撃性、フィルム加工性などを考慮して、熱可塑性樹脂がブレンドされてあっても良い。さらに必要に応じて有機溶媒、難燃剤、硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性粒子、着色剤、紫外線不透過剤、酸化防止剤、還元剤などの各種添加剤や充填剤を加えて調合する。
【０００９】
上記の補強基材としては、ガラス、アスベスト等の無機質繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素樹脂等の有機質繊維、木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙、マット等を用いるものである。
【００１０】
通常、補強基材に対する樹脂組成物の付着量が、乾燥後のプリプレグの樹脂含有率で２０〜９０重量％となるように補強基材に含浸又は塗工した後、通常１００〜２００℃の温度で１〜３０分加熱乾燥し、半硬化状態（Ｂステージ状態）のプリプレグを得る。このプリプレグを通常１〜２０枚重ね、その両面に金属箔を配置した構成で加熱加圧する。成形条件としては通常の積層板の手法が適用でき、例えば多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、通常、温度１００〜２５０℃、圧力２〜１００ｋｇ／ｃｍ２、加熱時間０．１〜５時間の範囲で成形したり、真空ラミネート装置などを用いてラミネート条件５０〜１５０℃、０．１〜５ＭＰａの条件で減圧下又は大気圧の条件で行ったりする。絶縁層となるプリプレグ層の厚みは用途によって異なるが、通常０．１〜５．０ｍｍの厚みのものが良い。
【００１１】
本発明に述べる金属箔は、一般的な配線基板に用いる金属の箔が使用できる。本発明に用いる金属箔の表面粗さはＪＩＳＢ０６０１に示す１０点平均粗さ（Ｒｚ）が両面とも２．０μｍ以下であることが電気特性上好ましい。金属箔には銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔などを用いることができるが、通常は銅箔を使用する。銅箔の製造条件は、硫酸銅浴の場合、硫酸５０〜１００ｇ／Ｌ、銅３０〜１００ｇ／Ｌ、液温２０℃〜８０℃、電流密度０．５〜１００Ａ／ｄｍ２の条件、ピロリン酸銅浴の場合、ピロリン酸カリウム１００〜７００ｇ／Ｌ、銅１０〜５０ｇ／Ｌ、液温３０℃〜６０℃、ｐＨ８〜１２、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ２の条件が一般的によく用いられ、銅の物性や平滑性を考慮して各種添加剤をいれる場合もある。
【００１２】
金属箔の樹脂接着面に行う防錆処理は、ニッケル、錫、亜鉛、クロム、モリブデン、コバルトのいずれか、若しくはそれらの合金を用いて行うことができる。これらはスパッタや電気めっき、無電解めっきにより金属箔上に薄膜形成を行うものであるが、コストの面から電気めっきが好ましい。防錆処理金属の量は、金属の種類によって異なるが、合計で１０〜２０００μｇ／ｄｍ２が好適である。防錆処理が厚すぎるとエッチング阻害と電気特性の低下を引き起こし、薄すぎると樹脂とのピール強度低下の要因となりうる。さらに、防錆処理上にクロメート処理層が形成されていると樹脂とのピール強度低下を抑制できるため有用である。
【００１３】
本発明に述べるビアホールは、めっき時に貫通していない全ての接続穴で、２以上の複数の導体層の層間を接続するためのめっきをした穴であるインタースティシャルバイアホール（ＩＶＨ）が含まれる。また、穴内表面がめっきしたもののほか、穴内部がすべてめっきしたフィルドバイアも含まれる。バイアホールの直径は、絶縁層の厚さと同程度から２倍程度のものがフィルドバイアを形成しやすい。
【００１４】
本発明に述べる下地無電解めっきは、ビアホールを設けた後の、基板表面全面に設けた無電解めっきで、上層表面、ビアホール側面、ビアホール底面部の内層回路表面などにめっきされる。
【００１５】
本発明に述べるめっきレジストは、電解めっきを防止するもので、ドライフィルムや液状レジストを、基板全面に設け、露光後、炭酸ナトリウム水溶液などで、この後行う電解めっき部分を取り除くように現像したものである。
【００１６】
本発明に述べる上層配線層は、内層材の表面に設けた硬化したプリプレグよりなる層の上層に設けた配線層をさす。
【００１７】
本発明に述べる金属箔の欠落部分は、内層材の上層の硬化後のプリプレグの表面に設けた、金属箔のない部分で、ビアホールを設ける時に合わせなくともかまわないが、ビアホールを設けるために、この金属箔をエッチング等により穴形状にパターニングするときに合わせて、設けるのが好ましい。また、ビアホールおよびその周辺の下地無電解めっきのエッチング具合を見るためのものなので、特に、ビアホールの近傍に一箇所以上設けるのが好ましいが、場所に余裕がない場合は、パネル（製造用の大きさの板）周辺に設けてもかまわない。
欠落部分の形は、正三角形、二等辺三角形、直角三角形などの三角形、正方形、長方形、ひし形、平行四辺形、台形などの四角形、（正）六角形、（正）八角形、（正）十二角形、（正）二十角形などの（正）ｎ角形（ｎは正の整数）、円、楕円、星型などを組み合わせた模様など特に限定はないものであり、これら単位の単独繰り返し、あるいは２種類以上組合せで使うことも可能である。大きさは、目視が可能な大きさであるのが好ましいが、ＣＣＤ等のカメラで識別できる大きさであればかまわない。
【００１８】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の多層配線基板の製造方法を示している。
【００１９】
まず、図１（ａ）に示すように、内層回路１を形成した内層材２にプリプレグ３とその上層に上層配線用の金属箔４とを積層一体化し、その上層配線用の金属箔４を穴形状にパターニングした後、パターニングした部分にレーザーによりビアホール用の穴５を設ける。
回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化する方法は、内層基板とプリプレグ、銅箔を積層プレスする方法や、片面金属箔付樹脂をラミネートとする方法を用いる。絶縁層の厚みは１０から１００μｍ程度、望ましくは２０から６０μｍがよく、金属箔の厚みは１から９μｍ程度である。片面金属箔付樹脂の作製に用いる樹脂、銅箔は積層板の時と同様のものを用い、樹脂ワニスを金属箔にキスコーター、ロールコーター、コンマコーター等を用いて塗布するか或いはフィルム状の樹脂を金属箔にラミネートして行う。樹脂ワニスを金属箔に塗布する場合は、その後、加熱ならびに乾燥させるが、条件は１００〜２００℃の温度で１〜３０分とするのが適当であり、加熱、乾燥後の樹脂組成物中における残留溶剤量は、０．２〜１０％程度が適当である。フィルム状の樹脂を金属箔にラミネートする場合は、５０〜１５０℃、０．１〜５ＭＰａの条件で真空或いは大気圧の条件が適当である。
また、ビアホール形成に用いることが出来るレーザーとしては、ＣＯ２やＣＯ、エキシマ等の気体レーザーやＹＡＧ等の固体レーザーがある。ＣＯ２レーザーが容易に大出力を得られる事からφ５０μｍ以上のＩＶＨの加工に適している。φ５０μｍ以下の微細なＩＶＨを加工する場合は、より短波長で集光性のよいＹＡＧレーザーが適しているが、内層の銅箔を貫通しないよう注意する必要がある。
また、上記の上層配線用の金属箔４をビアホール用として穴形状にパターニングするとき同時に、ここの金属箔のビアホール用の穴５の近傍に、金属箔の欠落部分６を設ける。通常のエッチングレジスト方法により容易に同時に設けることができる。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示すように、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液などのエッチング液により、上記の上層配線用の金属箔の厚さ４を１から３μｍ程度までハーフエッチングする。このとき上記上層配線用の金属箔４の厚さが最初から１から３μｍ程度であれば、さらにハーフエッチングする必要はない。
【００２１】
次に、図１（ｃ）に示すように、金属箔上、金属箔の欠落部分及びビアホール内部に触媒核を付与後、無電解めっき層７を形成する。たとえば、触媒核の付与には、パラジウムイオン触媒であるアクチベーターネオガント（アトテック・ジャパン株式会社製、商品名）やパラジウムコロイド触媒であるＨＳ２０１Ｂ（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用する。本発明における上記パラジウム触媒の銅箔上への吸着量は０．０３〜０．６μｇ／ｃｍ２の範囲であり、更に望ましくは０．０５〜０．３μｇ／ｃｍ２の範囲である。パラジウム触媒を吸着させる際の処理温度は１０〜４０℃が好ましい。処理時間をコントロールすることにより、パラジウム触媒の銅箔上への吸着量をコントロールすることができる。
また、無電解めっきには、ＣＵＳＴ２０００（日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＵＳＴ２０１（日立化成工業株式会社製、商品名）等の市販の無電解銅めっきが使用できる。これらの無電解銅めっきは硫酸銅、ホルマリン、錯化剤、水酸化ナトリウムを主成分とする。めっきの厚さは次の電気めっきが行うことができる厚さであればよく、０．１〜５μｍの範囲である。しかし後述するように無電解めっき層に付着するビアホール内めっきレジスト残渣やその他の汚れをエッチングで除去するため、より好ましくは０．５〜５．０μｍの範囲である。
【００２２】
次に、図１（ｄ）に示すように、無電解めっきを行った上にめっきレジスト８を形成する。めっきレジストの厚さは、その後めっきする導体の厚さと同程度かより厚い膜厚にするのが好適である。めっきレジストに使用できる樹脂には、ＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ（東京応化株式会社製、商品名）のような液状レジストや、ＨＷ−４２５（日立化成工業株式会社、商品名）、ＲＹ−３０２５（日立化成工業株式会社、商品名）等のドライフィルムがある。ビアホール上と導体回路となるべき個所はめっきレジストを形成しない。
【００２３】
次に、図１（ｅ）に示すように、過マンガン酸塩、クロム酸塩、クロム酸のような酸化剤などを用いてビアホール内部の樹脂残さの除去を行った後、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液などのエッチング液により、上層の配線層上の下地無電解めっき層７の厚が半分以下になるまでエッチングにより除去する。金属箔の欠落部分６上の下地無電解めっき層７が無くなるかまたは薄くなってくるのが確認できるようになったときまでエッチングするのが好ましい。
【００２４】
次に、図１（ｆ）に示すように、電気めっきによりフィルドバイア９と回路パターン１０を形成する。電気めっきには、通常プリント配線板で使用されるフィルドバイア用硫酸銅電気めっきが使用できる。めっきの厚さは、回路導体として使用でき、なおかつビアホールを導体金属で埋め込むことができればよく、１〜１００μｍの範囲である事が好ましく、１０〜５０μｍの範囲である事がより好ましい。
【００２５】
次に、図１（ｇ）に示すように、アルカリ性剥離液や硫酸あるいは市販のレジスト剥離液を用いてめっきレジスト８の剥離を行う。
【００２６】
次に、図１（ｈ）に示すように、パターン部以外の銅を好ましくは１０〜３００ｇ／Ｌの硫酸及び１０〜２００ｇ／Ｌの過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いて除去することで回路形成が終了する。エッチング終了後、アンダーカットが片側５μｍ以内であることが好ましい。
以上示した方法により２層より成る配線基板が完成する。さらに多層板を作製する場合は、この配線基板の表面を粗面化などし、この銅パターンの上に形成される層間樹脂絶縁層との密着性を向上させながら、プリプレグとその上層に金属箔とを積層などして作製する。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、回路形成した内層材に、絶縁層の厚みが３０μｍ、金属箔の厚みが５μｍの片面金属箔付樹脂フィルムを１２０℃、２ＭＰａの条件で真空ラミネートする。次に、この金属箔をビアホール用として直径８０μｍの穴形状にパターニングするとき同時に、ビアホールの近傍に一辺が１ｍｍの方形の金属箔の欠落部分を設ける。次に、直径８０μｍの穴形状部分にＣＯ２レーザーでビアホール用穴加工をする。次に、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液などのエッチング液により、上記の金属箔の厚さを２μｍまでハーフエッチングする。次に、金属箔上、金属箔の欠落部分及びビアホール内部にパラジウムコロイド触媒であるＨＳ２０１Ｂ（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用して触媒核を付与後、ＣＵＳＴ２０００（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用して厚さ２μｍの下地無電解めっき層を形成する。次に、下地無電解めっきを行った上にドライフィルムレジストであるＳＬ−１２２９（日立化成工業株式会社、商品名）を使用して厚さ２９μｍのめっきレジストを形成する。ビアホール上と導体回路となるべき個所はめっきレジストを取り除く。次に、過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液なのエッチング液により、下地無電解めっき膜厚減量パーセントが７５％になるまでエッチングにより除去する。次に、厚さ２０μｍの電気めっきにより回路パターンを形成する。次に、アルカリ性剥離液を用いてレジストの剥離を行い、パターン部以外の銅を好ましくは５０ｇ／Ｌの硫酸及び５０ｇ／Ｌの過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いて除去する。
【実施例２】
【００２８】
製作した多層配線基板の下地無電解めっき膜厚減量パーセントが、５０％のエッチング除去率以外実施例１と同様に製作する。
【実施例３】
【００２９】
製作した多層配線基板の下地無電解めっき膜厚減量パーセントが、１００％のエッチング除去率以外実施例１と同様に製作する。
【００３０】
製作した多層配線基板の下地無電解めっき膜厚減量パーセントが、０％、２５％のエッチング除去率以外実施例１と同様に製作したものを比較例とし、電解めっきのビアホール内穴埋め（電解フィルドめっき）ありなしの評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
表１に示す通り、下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきでビアホールの穴埋めすることにより、穴埋め不良をなくした。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の例を示している。
【符号の説明】
【００３３】
１…内層回路、２…内層材、３…プリプレグ、４…上層配線用の金属箔、５…ビアホール用の穴、６…金属箔の欠落部分、７…無電解めっき層、８…めっきレジスト、９…フィルドバイア、１０…回路パターン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板の製造方法に関するものである。特に、電解めっきでビアホールの穴埋めするフィルドめっき前処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多層配線基板を製造するのに、銅箔付プリプレグ構成のものが提案されている。銅箔を薄くすることにより微細配線を形成することが可能となり、高配線密度化、薄膜化、小型化を図ることができる。一方、上下の導体配線層を接続するビアホールは、エキシマーレーザーやＹＡＧ第３高調波、第４高調波を用いたレーザー加工機の導入が盛んになり、微小径のビアホール形成が容易になってきている。
そして、これらを応用して、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、レーザーによりビアホールを設けて、下地無電解めっきの後、電解めっきで前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法が盛んに行われている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−３１８５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、下地無電解めっき後に、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする場合、不要部分のめっきレジスト残さが、特に前記ビアホール内の上記電解めっき形成を阻害してしまう場合がある。 本発明は、めっきレジスト残さの悪影響を取り除いて、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、上層配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールを穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供することである。
また、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、前記金属箔のビアホールを設けない部分に金属箔の欠落部分を設けて、上層の配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法を提供することである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の方法は、回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホールを設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、電解フィルドめっきする前に、その下地である上層の配線層上の下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去するので、ビアホールの穴内のめっきレジスト残さやその他の汚れを取り除くことができ、電解フィルドめっきが形成されないような不良が発生しにくい。
また、ビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっき層を設けると、ビアホール内の無電解めっき厚は、ビアホール表面である金属箔や金属箔の無い部分より厚く付く場合が多いので、ビアホールを設けない金属箔部分に、金属箔の無い部分を設けておくと、下地無電解めっき膜をエッチングしていく際、この部分の下地無電解めっき膜のありなしでの色の変化がエッチング停止の目安となり、上層配線用金属箔が必要以上エッチングされることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に述べる内層材は、配線基板の一般的な内層に用いるもので、一般的に、補強基材に樹脂組成物を含浸した樹脂含浸基材の必要枚数の上面及び又は下面に、銅、アルミニュウム、真鍮、ニッケル、鉄等の単独、合金又は複合箔からなる金属箔を積層一体化し、金属箔をエッチング等により回路形成したものである。
【０００７】
本発明に述べるプリプレグは、補強基材に樹脂組成物を含浸させ、半硬化のＢステージ状態にした接着シートで、一般的な配線基板に用いるプリプレグが使用できる。
【０００８】
上記の樹脂組成物としては、プリント配線板の絶縁材料として用いられる公知慣例の樹脂組成物を用いることができる。通常、耐熱性、耐薬品性の良好な熱硬化性樹脂がベースとして用いられ、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フッ素樹脂等の樹脂の１種類または２種類以上を混合して用い、必要に応じてタルク、クレー、シリカ、アルミナ、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の無機質粉末充填剤、ガラス繊維、アスベスト繊維、パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填剤を添加したものである。
また、樹脂組成物には、誘電特性、耐衝撃性、フィルム加工性などを考慮して、熱可塑性樹脂がブレンドされてあっても良い。さらに必要に応じて有機溶媒、難燃剤、硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性粒子、着色剤、紫外線不透過剤、酸化防止剤、還元剤などの各種添加剤や充填剤を加えて調合する。
【０００９】
上記の補強基材としては、ガラス、アスベスト等の無機質繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素樹脂等の有機質繊維、木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙、マット等を用いるものである。
【００１０】
通常、補強基材に対する樹脂組成物の付着量が、乾燥後のプリプレグの樹脂含有率で２０〜９０重量％となるように補強基材に含浸又は塗工した後、通常１００〜２００℃の温度で１〜３０分加熱乾燥し、半硬化状態（Ｂステージ状態）のプリプレグを得る。このプリプレグを通常１〜２０枚重ね、その両面に金属箔を配置した構成で加熱加圧する。成形条件としては通常の積層板の手法が適用でき、例えば多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、通常、温度１００〜２５０℃、圧力２〜１００ｋｇ／ｃｍ２、加熱時間０．１〜５時間の範囲で成形したり、真空ラミネート装置などを用いてラミネート条件５０〜１５０℃、０．１〜５ＭＰａの条件で減圧下又は大気圧の条件で行ったりする。絶縁層となるプリプレグ層の厚みは用途によって異なるが、通常０．１〜５．０ｍｍの厚みのものが良い。
【００１１】
本発明に述べる金属箔は、一般的な配線基板に用いる金属の箔が使用できる。本発明に用いる金属箔の表面粗さはＪＩＳＢ０６０１に示す１０点平均粗さ（Ｒｚ）が両面とも２．０μｍ以下であることが電気特性上好ましい。金属箔には銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔などを用いることができるが、通常は銅箔を使用する。銅箔の製造条件は、硫酸銅浴の場合、硫酸５０〜１００ｇ／Ｌ、銅３０〜１００ｇ／Ｌ、液温２０℃〜８０℃、電流密度０．５〜１００Ａ／ｄｍ２の条件、ピロリン酸銅浴の場合、ピロリン酸カリウム１００〜７００ｇ／Ｌ、銅１０〜５０ｇ／Ｌ、液温３０℃〜６０℃、ｐＨ８〜１２、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ２の条件が一般的によく用いられ、銅の物性や平滑性を考慮して各種添加剤をいれる場合もある。
【００１２】
金属箔の樹脂接着面に行う防錆処理は、ニッケル、錫、亜鉛、クロム、モリブデン、コバルトのいずれか、若しくはそれらの合金を用いて行うことができる。これらはスパッタや電気めっき、無電解めっきにより金属箔上に薄膜形成を行うものであるが、コストの面から電気めっきが好ましい。防錆処理金属の量は、金属の種類によって異なるが、合計で１０〜２０００μｇ／ｄｍ２が好適である。防錆処理が厚すぎるとエッチング阻害と電気特性の低下を引き起こし、薄すぎると樹脂とのピール強度低下の要因となりうる。さらに、防錆処理上にクロメート処理層が形成されていると樹脂とのピール強度低下を抑制できるため有用である。
【００１３】
本発明に述べるビアホールは、めっき時に貫通していない全ての接続穴で、２以上の複数の導体層の層間を接続するためのめっきをした穴であるインタースティシャルバイアホール（ＩＶＨ）が含まれる。また、穴内表面がめっきしたもののほか、穴内部がすべてめっきしたフィルドバイアも含まれる。バイアホールの直径は、絶縁層の厚さと同程度から２倍程度のものがフィルドバイアを形成しやすい。
【００１４】
本発明に述べる下地無電解めっきは、ビアホールを設けた後の、基板表面全面に設けた無電解めっきで、上層表面、ビアホール側面、ビアホール底面部の内層回路表面などにめっきされる。
【００１５】
本発明に述べるめっきレジストは、電解めっきを防止するもので、ドライフィルムや液状レジストを、基板全面に設け、露光後、炭酸ナトリウム水溶液などで、この後行う電解めっき部分を取り除くように現像したものである。
【００１６】
本発明に述べる上層配線層は、内層材の表面に設けた硬化したプリプレグよりなる層の上層に設けた配線層をさす。
【００１７】
本発明に述べる金属箔の欠落部分は、内層材の上層の硬化後のプリプレグの表面に設けた、金属箔のない部分で、ビアホールを設ける時に合わせなくともかまわないが、ビアホールを設けるために、この金属箔をエッチング等により穴形状にパターニングするときに合わせて、設けるのが好ましい。また、ビアホールおよびその周辺の下地無電解めっきのエッチング具合を見るためのものなので、特に、ビアホールの近傍に一箇所以上設けるのが好ましいが、場所に余裕がない場合は、パネル（製造用の大きさの板）周辺に設けてもかまわない。
欠落部分の形は、正三角形、二等辺三角形、直角三角形などの三角形、正方形、長方形、ひし形、平行四辺形、台形などの四角形、（正）六角形、（正）八角形、（正）十二角形、（正）二十角形などの（正）ｎ角形（ｎは正の整数）、円、楕円、星型などを組み合わせた模様など特に限定はないものであり、これら単位の単独繰り返し、あるいは２種類以上組合せで使うことも可能である。大きさは、目視が可能な大きさであるのが好ましいが、ＣＣＤ等のカメラで識別できる大きさであればかまわない。
【００１８】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の多層配線基板の製造方法を示している。
【００１９】
まず、図１（ａ）に示すように、内層回路１を形成した内層材２にプリプレグ３とその上層に上層配線用の金属箔４とを積層一体化し、その上層配線用の金属箔４を穴形状にパターニングした後、パターニングした部分にレーザーによりビアホール用の穴５を設ける。
回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化する方法は、内層基板とプリプレグ、銅箔を積層プレスする方法や、片面金属箔付樹脂をラミネートとする方法を用いる。絶縁層の厚みは１０から１００μｍ程度、望ましくは２０から６０μｍがよく、金属箔の厚みは１から９μｍ程度である。片面金属箔付樹脂の作製に用いる樹脂、銅箔は積層板の時と同様のものを用い、樹脂ワニスを金属箔にキスコーター、ロールコーター、コンマコーター等を用いて塗布するか或いはフィルム状の樹脂を金属箔にラミネートして行う。樹脂ワニスを金属箔に塗布する場合は、その後、加熱ならびに乾燥させるが、条件は１００〜２００℃の温度で１〜３０分とするのが適当であり、加熱、乾燥後の樹脂組成物中における残留溶剤量は、０．２〜１０％程度が適当である。フィルム状の樹脂を金属箔にラミネートする場合は、５０〜１５０℃、０．１〜５ＭＰａの条件で真空或いは大気圧の条件が適当である。
また、ビアホール形成に用いることが出来るレーザーとしては、ＣＯ２やＣＯ、エキシマ等の気体レーザーやＹＡＧ等の固体レーザーがある。ＣＯ２レーザーが容易に大出力を得られる事からφ５０μｍ以上のＩＶＨの加工に適している。φ５０μｍ以下の微細なＩＶＨを加工する場合は、より短波長で集光性のよいＹＡＧレーザーが適しているが、内層の銅箔を貫通しないよう注意する必要がある。
また、上記の上層配線用の金属箔４をビアホール用として穴形状にパターニングするとき同時に、ここの金属箔のビアホール用の穴５の近傍に、金属箔の欠落部分６を設ける。通常のエッチングレジスト方法により容易に同時に設けることができる。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示すように、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液などのエッチング液により、上記の上層配線用の金属箔の厚さ４を１から３μｍ程度までハーフエッチングする。このとき上記上層配線用の金属箔４の厚さが最初から１から３μｍ程度であれば、さらにハーフエッチングする必要はない。
【００２１】
次に、図１（ｃ）に示すように、金属箔上、金属箔の欠落部分及びビアホール内部に触媒核を付与後、無電解めっき層７を形成する。たとえば、触媒核の付与には、パラジウムイオン触媒であるアクチベーターネオガント（アトテック・ジャパン株式会社製、商品名）やパラジウムコロイド触媒であるＨＳ２０１Ｂ（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用する。本発明における上記パラジウム触媒の銅箔上への吸着量は０．０３〜０．６μｇ／ｃｍ２の範囲であり、更に望ましくは０．０５〜０．３μｇ／ｃｍ２の範囲である。パラジウム触媒を吸着させる際の処理温度は１０〜４０℃が好ましい。処理時間をコントロールすることにより、パラジウム触媒の銅箔上への吸着量をコントロールすることができる。
また、無電解めっきには、ＣＵＳＴ２０００（日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＵＳＴ２０１（日立化成工業株式会社製、商品名）等の市販の無電解銅めっきが使用できる。これらの無電解銅めっきは硫酸銅、ホルマリン、錯化剤、水酸化ナトリウムを主成分とする。めっきの厚さは次の電気めっきが行うことができる厚さであればよく、０．１〜５μｍの範囲である。しかし後述するように無電解めっき層に付着するビアホール内めっきレジスト残渣やその他の汚れをエッチングで除去するため、より好ましくは０．５〜５．０μｍの範囲である。
【００２２】
次に、図１（ｄ）に示すように、無電解めっきを行った上にめっきレジスト８を形成する。めっきレジストの厚さは、その後めっきする導体の厚さと同程度かより厚い膜厚にするのが好適である。めっきレジストに使用できる樹脂には、ＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ（東京応化株式会社製、商品名）のような液状レジストや、ＨＷ−４２５（日立化成工業株式会社、商品名）、ＲＹ−３０２５（日立化成工業株式会社、商品名）等のドライフィルムがある。ビアホール上と導体回路となるべき個所はめっきレジストを形成しない。
【００２３】
次に、図１（ｅ）に示すように、過マンガン酸塩、クロム酸塩、クロム酸のような酸化剤などを用いてビアホール内部の樹脂残さの除去を行った後、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液などのエッチング液により、上層の配線層上の下地無電解めっき層７の厚が半分以下になるまでエッチングにより除去する。金属箔の欠落部分６上の下地無電解めっき層７が無くなるかまたは薄くなってくるのが確認できるようになったときまでエッチングするのが好ましい。
【００２４】
次に、図１（ｆ）に示すように、電気めっきによりフィルドバイア９と回路パターン１０を形成する。電気めっきには、通常プリント配線板で使用されるフィルドバイア用硫酸銅電気めっきが使用できる。めっきの厚さは、回路導体として使用でき、なおかつビアホールを導体金属で埋め込むことができればよく、１〜１００μｍの範囲である事が好ましく、１０〜５０μｍの範囲である事がより好ましい。
【００２５】
次に、図１（ｇ）に示すように、アルカリ性剥離液や硫酸あるいは市販のレジスト剥離液を用いてめっきレジスト８の剥離を行う。
【００２６】
次に、図１（ｈ）に示すように、パターン部以外の銅を好ましくは１０〜３００ｇ／Ｌの硫酸及び１０〜２００ｇ／Ｌの過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いて除去することで回路形成が終了する。エッチング終了後、アンダーカットが片側５μｍ以内であることが好ましい。
以上示した方法により２層より成る配線基板が完成する。さらに多層板を作製する場合は、この配線基板の表面を粗面化などし、この銅パターンの上に形成される層間樹脂絶縁層との密着性を向上させながら、プリプレグとその上層に金属箔とを積層などして作製する。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、回路形成した内層材に、絶縁層の厚みが３０μｍ、金属箔の厚みが５μｍの片面金属箔付樹脂フィルムを１２０℃、２ＭＰａの条件で真空ラミネートする。次に、この金属箔をビアホール用として直径８０μｍの穴形状にパターニングするとき同時に、ビアホールの近傍に一辺が１ｍｍの方形の金属箔の欠落部分を設ける。次に、直径８０μｍの穴形状部分にＣＯ２レーザーでビアホール用穴加工をする。次に、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液などのエッチング液により、上記の金属箔の厚さを２μｍまでハーフエッチングする。次に、金属箔上、金属箔の欠落部分及びビアホール内部にパラジウムコロイド触媒であるＨＳ２０１Ｂ（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用して触媒核を付与後、ＣＵＳＴ２０００（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用して厚さ２μｍの下地無電解めっき層を形成する。次に、下地無電解めっきを行った上にドライフィルムレジストであるＳＬ−１２２９（日立化成工業株式会社、商品名）を使用して厚さ２９μｍのめっきレジストを形成する。ビアホール上と導体回路となるべき個所はめっきレジストを取り除く。次に、過硫酸アンモニウム、硫酸−過酸化水素水混合水溶液なのエッチング液により、下地無電解めっき膜厚減量パーセントが７５％になるまでエッチングにより除去する。次に、厚さ２０μｍの電気めっきにより回路パターンを形成する。次に、アルカリ性剥離液を用いてレジストの剥離を行い、パターン部以外の銅を好ましくは５０ｇ／Ｌの硫酸及び５０ｇ／Ｌの過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いて除去する。
【実施例２】
【００２８】
製作した多層配線基板の下地無電解めっき膜厚減量パーセントが、５０％のエッチング除去率以外実施例１と同様に製作する。
【実施例３】
【００２９】
製作した多層配線基板の下地無電解めっき膜厚減量パーセントが、１００％のエッチング除去率以外実施例１と同様に製作する。
【００３０】
製作した多層配線基板の下地無電解めっき膜厚減量パーセントが、０％、２５％のエッチング除去率以外実施例１と同様に製作したものを比較例とし、電解めっきのビアホール内穴埋め（電解フィルドめっき）ありなしの評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
表１に示す通り、下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきでビアホールの穴埋めすることにより、穴埋め不良をなくした。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の例を示している。
【符号の説明】
【００３３】
１…内層回路、２…内層材、３…プリプレグ、４…上層配線用の金属箔、５…ビアホール用の穴、６…金属箔の欠落部分、７…無電解めっき層、８…めっきレジスト、９…フィルドバイア、１０…回路パターン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、上層配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、前記金属箔のビアホールを設けない部分に金属箔の欠落部分を設けて、上層配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法。
【請求項１】
回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、上層配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
回路形成した内層材にプリプレグとその上層に金属箔とを積層一体化し、その金属箔を穴形状にパターニングした後レーザーによりビアホール用の穴を設けて、下地無電解めっきし、上層配線用にめっきレジストを設けてから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法にあたって、前記金属箔のビアホールを設けない部分に金属箔の欠落部分を設けて、上層配線層上の前記下地無電解めっき膜厚が半分以下になるまでエッチングで除去してから、電解めっきで上層配線層の形成と前記ビアホールの穴埋めする多層配線基板の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−３８０９４（Ｐ２００９−３８０９４Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８９３３（Ｐ２００７−１９８９３３）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００２３３０００）日立エーアイシー株式会社 (153)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００２３３０００）日立エーアイシー株式会社 (153)
【Ｆターム（参考）】
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