配線基板の製造方法
【課題】絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】絶縁層1の表面に算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面1aを形成し、次に粗化面1aに無電解銅めっき層2を被着させ、次に無電解銅めっき層2の表面を黒化処理し、次に黒化処理された表面にドライフィルムレジスト3を貼着するとともに配線導体6のパターンに対応する開口を有するように露光および現像してめっきレジスト層3Aを形成し、次にめっきレジスト層3Aの開口内の無電解銅めっき層2上に電解銅めっき層5を配線導体6に対応するパターンに被着させ、次に無電解銅めっき層2上からめっきレジスト層3Aを剥離し、次に電解銅めっき層5および無電解銅めっき層2を、配線導体6のパターン間の無電解銅めっき層2が消失するまでエッチング処理することにより配線導体6を形成する。
【解決手段】絶縁層1の表面に算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面1aを形成し、次に粗化面1aに無電解銅めっき層2を被着させ、次に無電解銅めっき層2の表面を黒化処理し、次に黒化処理された表面にドライフィルムレジスト3を貼着するとともに配線導体6のパターンに対応する開口を有するように露光および現像してめっきレジスト層3Aを形成し、次にめっきレジスト層3Aの開口内の無電解銅めっき層2上に電解銅めっき層5を配線導体6に対応するパターンに被着させ、次に無電解銅めっき層2上からめっきレジスト層3Aを剥離し、次に電解銅めっき層5および無電解銅めっき層2を、配線導体6のパターン間の無電解銅めっき層2が消失するまでエッチング処理することにより配線導体6を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、配線基板における微細な配線導体を形成する方法としてセミアディティブ法が知られている。セミアディティブ法は、例えばまず図10に示すように、配線導体が形成される絶縁層11の表面を化学的あるいは物理的に処理して算術平均粗さRaで300〜1000nm程度の粗化面11aを形成する。次に図11に示すように、粗化面11aに無電解銅めっき層12を0.1〜1μm程度の厚みに被着させる。このとき、無電解銅めっき層12の表面は粗化面11aに追従した粗化面となる。次に図12に示すように、無電解銅めっき層12の表面に感光性を有するドライフィルムレジスト13を貼着する。次に図13に示すように、ドライフィルムレジスト13上に配線導体のパターンに対応したマスクパターンを有する露光マスク14を配置するとともに露光マスク14を透して紫外線を照射することによりドライフィルムレジスト13を配線導体の逆パターンに露光する。次に図14に示すように、ドライフィルムレジスト13の未露光部分を現像液で除去して現像することにより配線導体のパターンに対応した開口を有するめっきレジスト層13Aを形成する。次に図15に示すように、めっきレジスト層13Aの開口内に露出する無電解銅めっき層12上に配線導体に対応したパターンの電解銅めっき層15を5〜20μm程度の厚みに被着させる。次に図16に示すように、めっきレジスト層13Aを剥離除去する。次に、図17に示すように、露出した電解銅めっき層15および無電解銅めっき層12を、電解銅めっき層15のパターン間の無電解銅めっき層12が消失するまでエッチングする。これにより、残った電解銅めっき層15およびその下の無電解銅めっき層12から成る配線導体16を形成する方法である。
【0003】
ところで近時、配線導体16の線幅や間隔はその微細化が進んでいる。微細なパターンの配線導体16を形成するためには、配線導体16が形成される粗化面11aの粗さがなるべく小さい方が好ましい。粗化面11aの粗さが大きいと、粗化面11aの窪みに入り込んだ無電解銅めっき層12をエッチング除去するのに時間がかかり、その分パターンを形成する電解銅めっき層15もより多くエッチングされるので、微細なパターンの配線導体16を微細な間隔で形成することが困難となるからである。
【0004】
しかしながら、配線導体16が形成される粗化面11aの粗さが例えば算術平均粗さRaで300nm以下の小さいものとなると、その上に形成される無電解銅めっき層12の表面も算術平均粗さRaで300nm以下の小さいものとなり、若干の光沢を帯びてくる。このように無電解銅めっき層12の表面が光沢を帯びてくると、図18に示すように、この無電解銅めっき層12上に貼着されたドライフィルムレジスト13を露光する際に、露光マスク14を透して照射された紫外線の一部が無電解銅めっき層12の表面で反射し、それが無電解銅めっき層12とドライフィルムレジスト13との界面近傍を横方向に拡散して本来配線導体16のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層12上のドライフィルムレジスト13が感光されてしまい、その結果、図19に示すように、配線導体16のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層12上ドライフィルムレジスト13が薄く残ってしまう現象が発生する。
【0005】
このように、配線導体16のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層12上にドライフィルムレジスト13が薄く残ってしまうと、図20に示すように、めっきレジスト層13Aの開口内に配線導体16のパターンに対応した電解銅めっき層15を被着させた際に、パターンの周縁部では無電解銅めっき層12と電解銅めっき層15との間にドライフィルムレジスト13の薄い層が介在することになる。そして図21に示すように、めっきレジスト層13Aを剥離除去すると、電解銅めっき層15のパターンの周縁部における無電解銅めっき層12と電解銅めっき層15との間に隙間が形成されてしまう。この状態で電解銅めっき層15および無電解銅めっき層12を、電解銅めっき層15のパターン間の無電解銅めっき層12が消失するまでエッチングすると、図22に示すように、配線導体16のパターンの周縁部では隙間の下の無電解銅めっき層12がエッチング除去されて大きくえぐれた状態となる。このように配線導体16の周縁部が大きくえぐれた状態になると、配線導体16と絶縁層11との密着が弱くなり、配線導体16が絶縁層11から剥がれてしまいやすいという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−28145号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、配線導体が形成される絶縁層の粗化面の表面粗さが算術平均粗さRaで300nm以下の場合に、その粗化面に被着させた無電解銅めっき層上に貼着させたドライフィルムレジストを露光する際に、露光マスクを透して照射された紫外線が無電解銅めっき層とドライフィルムレジストとの界面近傍を横に拡散することを有効に防止し、それにより配線導体のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層上にドライフィルムレジストが薄く残ってしまうことがなく、その結果、絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の配線基板の製造方法は、配線導体が形成される絶縁層の表面に算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面を形成し、次にこの粗化面に無電解銅めっき層を被着させ、次にこの無電解銅めっき層の表面を黒化処理し、次にこの黒化処理された表面にドライフィルムレジストを貼着するとともに配線導体のパターンに対応する開口を有するように露光および現像してめっきレジスト層を形成し、次にめっきレジスト層の開口内の無電解銅めっき層上に電解銅めっき層を配線導体に対応するパターンに被着させ、次に無電解銅めっき層上からめっきレジスト層を剥離し、次に電解銅めっき層および無電解銅めっき層を、配線導体のパターン間の無電解銅めっき層が消失するまでエッチング処理することにより電解銅めっき層およびその下の無電解銅めっき層から成る配線導体を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明の配線基板の製造方法によれば、算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面に被着させた無電解銅めっき層の表面を黒化処理した後、この黒化処理された表面にドライフィルムレジストを貼着するとともに配線導体のパターンに対応する開口を有するように露光および現像することから、露光の際に照射された紫外線は黒化処理された表面で殆ど吸収されるので無電解銅めっき層とドライフィルムレジストとの界面近傍を横に拡散することはない。したがって、配線導体のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層上にドライフィルムレジストが薄く残ってしまうことがなく、その結果、絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図2】図2は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図3】図3は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図4】図4は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図5】図5は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図6】図6は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図7】図7は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図8】図8は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図9】図9は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図10】図10は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図11】図11は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図12】図12は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図13】図13は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図14】図14は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図15】図15は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図16】図16は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図17】図17は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図18】図18は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図19】図19は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図20】図20は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図21】図21は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図22】図22は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を添付の図を基に説明する。先ず、図1に示すように、絶縁層1の表面に算術平均粗さRaが30〜300nmの粗化面1aを形成する。絶縁層1としては、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレン樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー等の樹脂成分を含む電気絶縁材料が好適に用いられる。また絶縁層1の表面に算術平均粗さRaが30〜300nmの粗化面1aを形成するには、絶縁層1の表面を化学的にエッチングする方法や、物理的に研磨する方法、あるいは算術平均粗さRaが30〜300nmの表面を有する金属箔の表面に絶縁層1を密着させて形成した後、金属箔をエッチング除去して金属箔表面の凹凸を転写する方法等が採用される。なお、粗化面1aの算術表面粗さRaが30nm未満であると、粗化面1a上に後述する配線導体6を強固に密着させることが困難となる傾向にあり、300nmを超えると、微細なパターンの配線導体6を微細な間隔で形成することが困難となる。
【0012】
次に、図2に示すように、絶縁層1の粗化面1aに無電解銅めっき層2を被着させる。無電解銅めっき層2の厚みは0.1〜1μmの範囲が好ましい。無電解銅めっき層2の厚みが0.1μm未満の場合、無電解銅めっき層2の表面に後述する電解銅めっき層5を良好に被着させることが困難となる傾向にあり、1μmを超えると、後述するように、無電解銅めっき層2をエッチングする際にそのエッチングに長時間を要することになる。なお、無電解銅めっき層2を被着させるには、周知の無電解銅めっき法を採用すればよい。
【0013】
次に、図3に示すように、無電解銅めっき層2の表面を黒化処理して黒化膜2aを形成する。黒化処理には、例えば過硫酸ナトリウム等の酸化剤を含有する黒化処理液を用いればよい。なお、黒化処理を行なった後に、その表面を還元処理してもよい。このとき、黒化膜2aの表面は、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度で10以下の範囲であることが好ましい。また、黒化膜2aの厚みは0.05〜0.3μmの範囲が好ましい。黒化膜の厚みが0.05μm未満であると、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度で10以下の範囲とすることが困難となる傾向にあり、0.3μmを超えると、黒化膜2aの上に後述する電解銅めっき層5を良好に被着させることが困難となる傾向にある。
【0014】
次に、図4に示すように、黒化膜2aの表面に感光性を有するドライフィルムレジスト3を貼着する。ドライフィルムレジスト3の厚みは10〜30μm程度である。
【0015】
次に、図5に示すように、ドライフィルムレジスト3上に後述する配線導体6のパターンに対応したマスクパターンを有する露光マスク4を配置するとともに露光マスク4を透して紫外線を照射することによりドライフィルムレジスト3を配線導体6の逆パターンに露光する。このとき、露光マスク4を透して照射された紫外線は、黒化膜2aの表面で殆ど吸収されるので黒化膜2aとドライフィルムレジスト3との界面近傍を横に拡散することはない。したがって、配線導体6のパターンとなる部位の周縁部における黒化膜2a上のドライフィルムレジスト3が感光されてしまうことはない。
【0016】
次に、図6に示すように、ドライフィルムレジスト3の未露光部分を現像液で除去して現像することにより配線導体6のパターンに対応した開口を有するめっきレジスト層3Aを形成する。このとき上述したように、配線導体6のパターンとなる部位の周縁部における黒化膜2a上のドライフィルムレジスト3は感光されていないことから、きれいに除去されて配線導体6のパターンとなる部位の周縁部に薄く残ってしまうことはない。
【0017】
次に、図7に示すように、めっきレジスト層3Aの開口内に露出する黒化膜2aの表面に厚みが5〜20μmの電解銅めっき層5を配線導体6に対応したパターンに被着させる。電解銅めっき層5を被着させるには、周知の電解銅めっき法を採用すればよい。このとき、配線導体6のパターンとなる部位の周縁部においてはドライフィルムレジスト3が完全に除去されていることから無電解銅めっき層2上に形成された黒化膜2aと電解銅めっき層5とが隙間なく密着する。
【0018】
次に、図8に示すように、めっきレジスト層3Aを剥離して除去する。めっきレジスト層3Aの剥離には、例えば水酸化ナトリウム等を含むアルカリ系の剥離液を用いればよい。
【0019】
次に、図9に示すように、配線導体6のパターン間の黒化膜2aを含む無電解銅めっき層2が消失するまで電解銅めっき層5および黒化膜2aおよび無電解銅めっき層2をエッチング処理して黒化膜2aを含む無電解銅めっき層2および電解銅めっき層5から成る配線導体6を形成する。このとき、配線導体6のパターンは、その周縁部が無電解銅めっき層2上に形成された黒化膜2aと電解銅めっき層5とが隙間なく密着していることから、横方向に大きくエッチングされることはなく絶縁層1に対して強固に密着した状態となる。さらに、絶縁層1の粗化面1aは算術平均粗さRaで30〜300nmと比較的粗度の低い面となっていることから、粗化面1aの窪みに入り込んだ無電解銅めっき層2をエッチング除去するのに長時間を要しないので、その分パターンを形成する電解銅めっき層5もより少なくエッチングされるので、微細なパターンの配線導体6を微細な間隔で形成することができる。したがって本発明の製造方法によれば、絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板を提供することができる。
【実施例1】
【0020】
次に、本発明の実施例について説明する。まず、ガラス−樹脂基板の表面に厚みが35μmのエポキシ樹脂系の絶縁層を有する絶縁基板を準備した。ガラス−樹脂基板としては、日立化成工業社製の0.4mm厚みのKCL−E−679FGを用いた。また樹脂層としては、味の素社製のABFを用いた。次に、絶縁層の表面を過マンガン酸カリウムを含む粗化液で処理して算術平均粗さRaが100〜300nmとなるように粗化した。粗化液としては、ロームアンドハース社製のPromoter213を用いた。次に、粗化された絶縁層の表面にアクチベータ処理およびアクセレレータ処理を行いパラジウム触媒を付着させた。アクチベータとしては日本マクダーミッド社製のアクチベータ180HPを用い、絶縁層の粗化が終わった絶縁基板を、パラジウム濃度165mg/lで温度が28℃のアクチベータ溶液中に6分間浸漬することによりアクチベータ処理をした。アクセレレータとしては日本マクダーミッド社製のコンディショナー190を用い、アクチベータ処理が終わった絶縁基板を、酸性度0.105(N)で温度が25℃のアクセレレータ溶液中に7分間浸漬することによりアクセレレータ処理をした。
【0021】
次に、パラジウム触媒を付着させた絶縁層の表面に無電解銅めっき層を0.5μmの厚みに被着させた。無電解銅めっき液としては、日本マクダーミッド社製のCu−150を用い、絶縁層の表面にパラジウム触媒が付着した絶縁基板を、銅濃度1.3g/lで温度が30℃の無電解銅めっき液中に34分間浸漬することにより無電解銅めっき処理を行なった。
【0022】
次に、無電解銅めっき層の表面に黒化処理を施して黒化膜を形成した。黒化処理液としては、日立化成工業社製のHISTを用い、NaOH濃度5〜25g/L、Na3PO4濃度2〜15g/L、NaClO2濃度30〜80g/L、処理時間170〜600秒、処理温度85℃で処理を行った。このときの黒化膜の算術表面粗さRaは300〜400nm程度であり、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度が3〜13であった。
【0023】
次に、黒化膜上に厚みが25μmのめっきレジスト層を形成した。めっきレジスト層としては、デュポン社製のJSF125を用い、真空ラミネータを用いて無電解銅めっき層上に貼着した後、幅が22μmで長さが6mmの帯状の開口を18μmの隣接間隔で平行に多数有するように露光および現像した。
【0024】
次に、めっきレジスト層の開口内に露出する無電解銅めっき層上に厚みが15μmの電解銅めっき層を被着させた。電解銅めっき液としては、奥野製薬社製の硫酸銅溶液を用い、めっきレジストが形成された絶縁基板を、銅濃度55.0g/lで温度が23℃の電解銅めっき液中に浸漬するとともに電流密度1.1A/dm2の電流を75分間印加することにより電解銅めっき処理を行なった。
【0025】
次に、黒化膜上からめっきレジスト層を剥離して除去した。めっきレジスト層の剥離液としては、佐々木化学社製の水酸化ナトリウム溶液を用い、電解銅めっき層が被着された絶縁基板を、水酸化ナトリウム濃度が20g/lで温度が60℃の剥離液中に4分間浸漬することによりめっきレジスト層を剥離した。以上のようにして、絶縁層の表面に厚みが0.5μmの無電解銅めっき層およびその上に厚みが0.1μmの黒化膜が形成されているとともに、この黒化膜上に幅が22μmで長さが6mm、厚みが15μmの帯状の電解銅めっき層のパターンが18μmの隣接間隔で多数形成された本発明による第1〜第3の試料(試料番号1〜3)を作製した。
【0026】
また、無電解銅めっき層の表面に黒化処理を施さない以外は上述の試料と同様にして比較のための第4の試料(試料番号4)を作成した。第4の試料における無電解銅めっき表面の算術平均粗さRaは100nm程度であり、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度が200以上であった。さらに、無電解銅めっき層の表面に黒化処理を施す代わりに酸による粗化処理を施した以外は上述の試料と同様して比較のための第5の試料(試料番号5)を作成した。なお、第5の試料における粗化処理には、メック社製のCZ−8101を用い、処理温度25℃、エッチング量1.0μm、銅濃度25g/Lで処理を行った。このときの粗化面の算術平均粗さRaは280nm程度であり、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度が75であった。
【0027】
次に、これらの本発明による試料および比較のための試料を、電解銅めっき層から露出する無電解銅めっき層が消失するまでエッチング処理して絶縁層の表面に配線導体を形成した。エッチング液には、荏原ユージライト社製SACを用い、処理温度30℃、SAC条件(35wt%−H2O:5vol%、98wt%−H2SO4:5vol%,Cu:20g/L)処理時間3分で処理を行った。
【0028】
このようにして得られた本発明による試料および比較のための試料について、その断面を顕微鏡で観察して配線導体の周縁部のえぐれの幅を測定した。また、各試料の配線導体上にニチバン株式会社製のセロハンテープCT405AP−18を貼着後、引き剥がして配線導体に剥がれが発生するかどうかを確認した。その結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
表1に示すように、本発明による試料(試料No.1,2,3)においては、えぐれの幅は0.4〜0.7μmと小さく、剥がれの発生もなかった。それに対して比較のための試料(試料No.4,5)では、えぐれの幅が3.3μm以上と大きいとともに剥がれが発生した。
【符号の説明】
【0031】
1 絶縁層
1a 粗化面
2 無電解銅めっき層
2a 黒化膜
3 ドライフィルムレジスト
3A めっきレジスト層
5 電解銅めっき層
6 配線導体
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、配線基板における微細な配線導体を形成する方法としてセミアディティブ法が知られている。セミアディティブ法は、例えばまず図10に示すように、配線導体が形成される絶縁層11の表面を化学的あるいは物理的に処理して算術平均粗さRaで300〜1000nm程度の粗化面11aを形成する。次に図11に示すように、粗化面11aに無電解銅めっき層12を0.1〜1μm程度の厚みに被着させる。このとき、無電解銅めっき層12の表面は粗化面11aに追従した粗化面となる。次に図12に示すように、無電解銅めっき層12の表面に感光性を有するドライフィルムレジスト13を貼着する。次に図13に示すように、ドライフィルムレジスト13上に配線導体のパターンに対応したマスクパターンを有する露光マスク14を配置するとともに露光マスク14を透して紫外線を照射することによりドライフィルムレジスト13を配線導体の逆パターンに露光する。次に図14に示すように、ドライフィルムレジスト13の未露光部分を現像液で除去して現像することにより配線導体のパターンに対応した開口を有するめっきレジスト層13Aを形成する。次に図15に示すように、めっきレジスト層13Aの開口内に露出する無電解銅めっき層12上に配線導体に対応したパターンの電解銅めっき層15を5〜20μm程度の厚みに被着させる。次に図16に示すように、めっきレジスト層13Aを剥離除去する。次に、図17に示すように、露出した電解銅めっき層15および無電解銅めっき層12を、電解銅めっき層15のパターン間の無電解銅めっき層12が消失するまでエッチングする。これにより、残った電解銅めっき層15およびその下の無電解銅めっき層12から成る配線導体16を形成する方法である。
【0003】
ところで近時、配線導体16の線幅や間隔はその微細化が進んでいる。微細なパターンの配線導体16を形成するためには、配線導体16が形成される粗化面11aの粗さがなるべく小さい方が好ましい。粗化面11aの粗さが大きいと、粗化面11aの窪みに入り込んだ無電解銅めっき層12をエッチング除去するのに時間がかかり、その分パターンを形成する電解銅めっき層15もより多くエッチングされるので、微細なパターンの配線導体16を微細な間隔で形成することが困難となるからである。
【0004】
しかしながら、配線導体16が形成される粗化面11aの粗さが例えば算術平均粗さRaで300nm以下の小さいものとなると、その上に形成される無電解銅めっき層12の表面も算術平均粗さRaで300nm以下の小さいものとなり、若干の光沢を帯びてくる。このように無電解銅めっき層12の表面が光沢を帯びてくると、図18に示すように、この無電解銅めっき層12上に貼着されたドライフィルムレジスト13を露光する際に、露光マスク14を透して照射された紫外線の一部が無電解銅めっき層12の表面で反射し、それが無電解銅めっき層12とドライフィルムレジスト13との界面近傍を横方向に拡散して本来配線導体16のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層12上のドライフィルムレジスト13が感光されてしまい、その結果、図19に示すように、配線導体16のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層12上ドライフィルムレジスト13が薄く残ってしまう現象が発生する。
【0005】
このように、配線導体16のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層12上にドライフィルムレジスト13が薄く残ってしまうと、図20に示すように、めっきレジスト層13Aの開口内に配線導体16のパターンに対応した電解銅めっき層15を被着させた際に、パターンの周縁部では無電解銅めっき層12と電解銅めっき層15との間にドライフィルムレジスト13の薄い層が介在することになる。そして図21に示すように、めっきレジスト層13Aを剥離除去すると、電解銅めっき層15のパターンの周縁部における無電解銅めっき層12と電解銅めっき層15との間に隙間が形成されてしまう。この状態で電解銅めっき層15および無電解銅めっき層12を、電解銅めっき層15のパターン間の無電解銅めっき層12が消失するまでエッチングすると、図22に示すように、配線導体16のパターンの周縁部では隙間の下の無電解銅めっき層12がエッチング除去されて大きくえぐれた状態となる。このように配線導体16の周縁部が大きくえぐれた状態になると、配線導体16と絶縁層11との密着が弱くなり、配線導体16が絶縁層11から剥がれてしまいやすいという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−28145号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、配線導体が形成される絶縁層の粗化面の表面粗さが算術平均粗さRaで300nm以下の場合に、その粗化面に被着させた無電解銅めっき層上に貼着させたドライフィルムレジストを露光する際に、露光マスクを透して照射された紫外線が無電解銅めっき層とドライフィルムレジストとの界面近傍を横に拡散することを有効に防止し、それにより配線導体のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層上にドライフィルムレジストが薄く残ってしまうことがなく、その結果、絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の配線基板の製造方法は、配線導体が形成される絶縁層の表面に算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面を形成し、次にこの粗化面に無電解銅めっき層を被着させ、次にこの無電解銅めっき層の表面を黒化処理し、次にこの黒化処理された表面にドライフィルムレジストを貼着するとともに配線導体のパターンに対応する開口を有するように露光および現像してめっきレジスト層を形成し、次にめっきレジスト層の開口内の無電解銅めっき層上に電解銅めっき層を配線導体に対応するパターンに被着させ、次に無電解銅めっき層上からめっきレジスト層を剥離し、次に電解銅めっき層および無電解銅めっき層を、配線導体のパターン間の無電解銅めっき層が消失するまでエッチング処理することにより電解銅めっき層およびその下の無電解銅めっき層から成る配線導体を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明の配線基板の製造方法によれば、算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面に被着させた無電解銅めっき層の表面を黒化処理した後、この黒化処理された表面にドライフィルムレジストを貼着するとともに配線導体のパターンに対応する開口を有するように露光および現像することから、露光の際に照射された紫外線は黒化処理された表面で殆ど吸収されるので無電解銅めっき層とドライフィルムレジストとの界面近傍を横に拡散することはない。したがって、配線導体のパターンとなる部位の周縁部における無電解銅めっき層上にドライフィルムレジストが薄く残ってしまうことがなく、その結果、絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図2】図2は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図3】図3は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図4】図4は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図5】図5は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図6】図6は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図7】図7は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図8】図8は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図9】図9は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図10】図10は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図11】図11は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図12】図12は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図13】図13は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図14】図14は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図15】図15は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図16】図16は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図17】図17は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図18】図18は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図19】図19は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図20】図20は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図21】図21は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図22】図22は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を添付の図を基に説明する。先ず、図1に示すように、絶縁層1の表面に算術平均粗さRaが30〜300nmの粗化面1aを形成する。絶縁層1としては、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレン樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー等の樹脂成分を含む電気絶縁材料が好適に用いられる。また絶縁層1の表面に算術平均粗さRaが30〜300nmの粗化面1aを形成するには、絶縁層1の表面を化学的にエッチングする方法や、物理的に研磨する方法、あるいは算術平均粗さRaが30〜300nmの表面を有する金属箔の表面に絶縁層1を密着させて形成した後、金属箔をエッチング除去して金属箔表面の凹凸を転写する方法等が採用される。なお、粗化面1aの算術表面粗さRaが30nm未満であると、粗化面1a上に後述する配線導体6を強固に密着させることが困難となる傾向にあり、300nmを超えると、微細なパターンの配線導体6を微細な間隔で形成することが困難となる。
【0012】
次に、図2に示すように、絶縁層1の粗化面1aに無電解銅めっき層2を被着させる。無電解銅めっき層2の厚みは0.1〜1μmの範囲が好ましい。無電解銅めっき層2の厚みが0.1μm未満の場合、無電解銅めっき層2の表面に後述する電解銅めっき層5を良好に被着させることが困難となる傾向にあり、1μmを超えると、後述するように、無電解銅めっき層2をエッチングする際にそのエッチングに長時間を要することになる。なお、無電解銅めっき層2を被着させるには、周知の無電解銅めっき法を採用すればよい。
【0013】
次に、図3に示すように、無電解銅めっき層2の表面を黒化処理して黒化膜2aを形成する。黒化処理には、例えば過硫酸ナトリウム等の酸化剤を含有する黒化処理液を用いればよい。なお、黒化処理を行なった後に、その表面を還元処理してもよい。このとき、黒化膜2aの表面は、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度で10以下の範囲であることが好ましい。また、黒化膜2aの厚みは0.05〜0.3μmの範囲が好ましい。黒化膜の厚みが0.05μm未満であると、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度で10以下の範囲とすることが困難となる傾向にあり、0.3μmを超えると、黒化膜2aの上に後述する電解銅めっき層5を良好に被着させることが困難となる傾向にある。
【0014】
次に、図4に示すように、黒化膜2aの表面に感光性を有するドライフィルムレジスト3を貼着する。ドライフィルムレジスト3の厚みは10〜30μm程度である。
【0015】
次に、図5に示すように、ドライフィルムレジスト3上に後述する配線導体6のパターンに対応したマスクパターンを有する露光マスク4を配置するとともに露光マスク4を透して紫外線を照射することによりドライフィルムレジスト3を配線導体6の逆パターンに露光する。このとき、露光マスク4を透して照射された紫外線は、黒化膜2aの表面で殆ど吸収されるので黒化膜2aとドライフィルムレジスト3との界面近傍を横に拡散することはない。したがって、配線導体6のパターンとなる部位の周縁部における黒化膜2a上のドライフィルムレジスト3が感光されてしまうことはない。
【0016】
次に、図6に示すように、ドライフィルムレジスト3の未露光部分を現像液で除去して現像することにより配線導体6のパターンに対応した開口を有するめっきレジスト層3Aを形成する。このとき上述したように、配線導体6のパターンとなる部位の周縁部における黒化膜2a上のドライフィルムレジスト3は感光されていないことから、きれいに除去されて配線導体6のパターンとなる部位の周縁部に薄く残ってしまうことはない。
【0017】
次に、図7に示すように、めっきレジスト層3Aの開口内に露出する黒化膜2aの表面に厚みが5〜20μmの電解銅めっき層5を配線導体6に対応したパターンに被着させる。電解銅めっき層5を被着させるには、周知の電解銅めっき法を採用すればよい。このとき、配線導体6のパターンとなる部位の周縁部においてはドライフィルムレジスト3が完全に除去されていることから無電解銅めっき層2上に形成された黒化膜2aと電解銅めっき層5とが隙間なく密着する。
【0018】
次に、図8に示すように、めっきレジスト層3Aを剥離して除去する。めっきレジスト層3Aの剥離には、例えば水酸化ナトリウム等を含むアルカリ系の剥離液を用いればよい。
【0019】
次に、図9に示すように、配線導体6のパターン間の黒化膜2aを含む無電解銅めっき層2が消失するまで電解銅めっき層5および黒化膜2aおよび無電解銅めっき層2をエッチング処理して黒化膜2aを含む無電解銅めっき層2および電解銅めっき層5から成る配線導体6を形成する。このとき、配線導体6のパターンは、その周縁部が無電解銅めっき層2上に形成された黒化膜2aと電解銅めっき層5とが隙間なく密着していることから、横方向に大きくエッチングされることはなく絶縁層1に対して強固に密着した状態となる。さらに、絶縁層1の粗化面1aは算術平均粗さRaで30〜300nmと比較的粗度の低い面となっていることから、粗化面1aの窪みに入り込んだ無電解銅めっき層2をエッチング除去するのに長時間を要しないので、その分パターンを形成する電解銅めっき層5もより少なくエッチングされるので、微細なパターンの配線導体6を微細な間隔で形成することができる。したがって本発明の製造方法によれば、絶縁層に対して強固に密着した微細な配線導体を有する配線基板を提供することができる。
【実施例1】
【0020】
次に、本発明の実施例について説明する。まず、ガラス−樹脂基板の表面に厚みが35μmのエポキシ樹脂系の絶縁層を有する絶縁基板を準備した。ガラス−樹脂基板としては、日立化成工業社製の0.4mm厚みのKCL−E−679FGを用いた。また樹脂層としては、味の素社製のABFを用いた。次に、絶縁層の表面を過マンガン酸カリウムを含む粗化液で処理して算術平均粗さRaが100〜300nmとなるように粗化した。粗化液としては、ロームアンドハース社製のPromoter213を用いた。次に、粗化された絶縁層の表面にアクチベータ処理およびアクセレレータ処理を行いパラジウム触媒を付着させた。アクチベータとしては日本マクダーミッド社製のアクチベータ180HPを用い、絶縁層の粗化が終わった絶縁基板を、パラジウム濃度165mg/lで温度が28℃のアクチベータ溶液中に6分間浸漬することによりアクチベータ処理をした。アクセレレータとしては日本マクダーミッド社製のコンディショナー190を用い、アクチベータ処理が終わった絶縁基板を、酸性度0.105(N)で温度が25℃のアクセレレータ溶液中に7分間浸漬することによりアクセレレータ処理をした。
【0021】
次に、パラジウム触媒を付着させた絶縁層の表面に無電解銅めっき層を0.5μmの厚みに被着させた。無電解銅めっき液としては、日本マクダーミッド社製のCu−150を用い、絶縁層の表面にパラジウム触媒が付着した絶縁基板を、銅濃度1.3g/lで温度が30℃の無電解銅めっき液中に34分間浸漬することにより無電解銅めっき処理を行なった。
【0022】
次に、無電解銅めっき層の表面に黒化処理を施して黒化膜を形成した。黒化処理液としては、日立化成工業社製のHISTを用い、NaOH濃度5〜25g/L、Na3PO4濃度2〜15g/L、NaClO2濃度30〜80g/L、処理時間170〜600秒、処理温度85℃で処理を行った。このときの黒化膜の算術表面粗さRaは300〜400nm程度であり、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度が3〜13であった。
【0023】
次に、黒化膜上に厚みが25μmのめっきレジスト層を形成した。めっきレジスト層としては、デュポン社製のJSF125を用い、真空ラミネータを用いて無電解銅めっき層上に貼着した後、幅が22μmで長さが6mmの帯状の開口を18μmの隣接間隔で平行に多数有するように露光および現像した。
【0024】
次に、めっきレジスト層の開口内に露出する無電解銅めっき層上に厚みが15μmの電解銅めっき層を被着させた。電解銅めっき液としては、奥野製薬社製の硫酸銅溶液を用い、めっきレジストが形成された絶縁基板を、銅濃度55.0g/lで温度が23℃の電解銅めっき液中に浸漬するとともに電流密度1.1A/dm2の電流を75分間印加することにより電解銅めっき処理を行なった。
【0025】
次に、黒化膜上からめっきレジスト層を剥離して除去した。めっきレジスト層の剥離液としては、佐々木化学社製の水酸化ナトリウム溶液を用い、電解銅めっき層が被着された絶縁基板を、水酸化ナトリウム濃度が20g/lで温度が60℃の剥離液中に4分間浸漬することによりめっきレジスト層を剥離した。以上のようにして、絶縁層の表面に厚みが0.5μmの無電解銅めっき層およびその上に厚みが0.1μmの黒化膜が形成されているとともに、この黒化膜上に幅が22μmで長さが6mm、厚みが15μmの帯状の電解銅めっき層のパターンが18μmの隣接間隔で多数形成された本発明による第1〜第3の試料(試料番号1〜3)を作製した。
【0026】
また、無電解銅めっき層の表面に黒化処理を施さない以外は上述の試料と同様にして比較のための第4の試料(試料番号4)を作成した。第4の試料における無電解銅めっき表面の算術平均粗さRaは100nm程度であり、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度が200以上であった。さらに、無電解銅めっき層の表面に黒化処理を施す代わりに酸による粗化処理を施した以外は上述の試料と同様して比較のための第5の試料(試料番号5)を作成した。なお、第5の試料における粗化処理には、メック社製のCZ−8101を用い、処理温度25℃、エッチング量1.0μm、銅濃度25g/Lで処理を行った。このときの粗化面の算術平均粗さRaは280nm程度であり、JISZ8741に規定の測定角60゜における光沢度が75であった。
【0027】
次に、これらの本発明による試料および比較のための試料を、電解銅めっき層から露出する無電解銅めっき層が消失するまでエッチング処理して絶縁層の表面に配線導体を形成した。エッチング液には、荏原ユージライト社製SACを用い、処理温度30℃、SAC条件(35wt%−H2O:5vol%、98wt%−H2SO4:5vol%,Cu:20g/L)処理時間3分で処理を行った。
【0028】
このようにして得られた本発明による試料および比較のための試料について、その断面を顕微鏡で観察して配線導体の周縁部のえぐれの幅を測定した。また、各試料の配線導体上にニチバン株式会社製のセロハンテープCT405AP−18を貼着後、引き剥がして配線導体に剥がれが発生するかどうかを確認した。その結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
表1に示すように、本発明による試料(試料No.1,2,3)においては、えぐれの幅は0.4〜0.7μmと小さく、剥がれの発生もなかった。それに対して比較のための試料(試料No.4,5)では、えぐれの幅が3.3μm以上と大きいとともに剥がれが発生した。
【符号の説明】
【0031】
1 絶縁層
1a 粗化面
2 無電解銅めっき層
2a 黒化膜
3 ドライフィルムレジスト
3A めっきレジスト層
5 電解銅めっき層
6 配線導体
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配線導体が形成される絶縁層の表面に算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面を形成する工程と、前記粗化面に無電解銅めっき層を被着させる工程と、前記の無電解銅めっき層の表面を黒化処理する工程と、前記黒化処理された表面にドライフィルムレジストを貼着するとともに配線導体のパターンに対応する開口を有するように露光および現像してめっきレジスト層を形成する工程と、前記めっきレジスト層の開口内の無電解銅めっき層上に電解銅めっき層を被着させる工程と、前記無電解銅めっき層上からめっきレジスト層を剥離する工程と、前記電解銅めっき層および無電解銅めっき層を、配線導体のパターン間の無電解銅めっき層が消失するまでエッチング処理することにより電解銅めっき層およびその下の黒化処理された無電解銅めっき層から成る配線導体を形成する工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項1】
配線導体が形成される絶縁層の表面に算術平均粗さRaが300nm以下の粗化面を形成する工程と、前記粗化面に無電解銅めっき層を被着させる工程と、前記の無電解銅めっき層の表面を黒化処理する工程と、前記黒化処理された表面にドライフィルムレジストを貼着するとともに配線導体のパターンに対応する開口を有するように露光および現像してめっきレジスト層を形成する工程と、前記めっきレジスト層の開口内の無電解銅めっき層上に電解銅めっき層を被着させる工程と、前記無電解銅めっき層上からめっきレジスト層を剥離する工程と、前記電解銅めっき層および無電解銅めっき層を、配線導体のパターン間の無電解銅めっき層が消失するまでエッチング処理することにより電解銅めっき層およびその下の黒化処理された無電解銅めっき層から成る配線導体を形成する工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【公開番号】特開2012−33642(P2012−33642A)
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−171017(P2010−171017)
【出願日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【出願人】(304024898)京セラSLCテクノロジー株式会社 (213)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【出願人】(304024898)京セラSLCテクノロジー株式会社 (213)
【Fターム(参考)】
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