説明

配線板の製造方法及び配線板

【課題】絶縁層の粗化凹凸形状がほとんど平滑な面でも、配線導体との高い接着強度を発現する配線板の製造方法及び配線板を提供する。
【解決手段】絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程、デスミア処理工程、及び絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程、を含む配線板の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は,配線板の製造方法及び配線板に関する。
【背景技術】
【0002】
電子機器の高性能化に伴い、配線板は情報量を増やすために高密度化が必須となっている。また、最近の環境意識の高まりから、従来から使用されてきたはんだの鉛フリー化が実現化しつつある。このような背景において、高密度化に有利な配線板として、導体の厚みを任意に調整できるアディティブ法やセミアディティブ法が注目されている。アディティブ法やセミアディティブ法は、配線導体をめっきにより形成するため、導体の厚みを薄くすることが可能であり、高密度化に適している。
【0003】
一方、配線板の絶縁材料は、鉛フリー化の面からはんだ温度が上昇し、従来以上の耐熱性が要求される様になってきた。このため、アディティブ法やセミアディティブ法の配線板用絶縁材料にTgが高いイミド系材料を使用する検討が盛んにされる様になってきた。しかし、イミド系材料は、酸化性のアルカリ溶液で処理してもめっき導体との接着力の確保に必要な凹凸形状が形成されないため、配線導体との接着力が全く発生しないという大きな課題がある。
【0004】
したがって、エポキシ樹脂が従来より使用されている。しかしながら、酸化性のアルカリ処理で形成した絶縁樹脂の凹凸形状は、配線の高密度化のあい路となりつつあり、凹凸形状を小さく、あるいはほとんど平滑とする必要が生じてきている。このように、凹凸形状を小さく、あるいはほとんど平滑な状態とすると、エポキシ樹脂でも配線導体との接着力は、実用可能な領域よりも大幅に下回ってしまう。
【0005】
このような課題に対し、特開平3−6382号公報や特開平8−157692号公報では、ポリイミド表面をアルカリ水溶液で改質する提案がなされている。しかしながら、これらはアルカリで改質した表面にスパッタリングで銅を形成するため機械的な強度で接着力を発生する提案であり、コストを重視する配線板に流用することはできない。また、前記先行技術はいずれもポリイミドを対象にしたものであり、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂などポリイミド以外への展開は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平3−6382号公報
【特許文献2】特開平8−157692号公報
【特許文献3】特開2002−322278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、絶縁層の粗化凹凸形状がほとんど平滑な面でも、配線導体との高い接着強度を発現する配線板の製造方法及び配線板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は次のものに関する。
1.絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程、デスミア処理工程、及び絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程、を含む配線板の製造方法。
2.基材を準備する工程、基材の片面または両面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、をさらに含む項1に記載の配線板の製造方法。
3.pH11以上の水溶液が、水酸化化合物を含む水溶液であり、かつカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物が、アミノ酸である項1または2に記載の配線板の製造方法。
4.水酸化化合物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化マンガンからなる群から選択され、かつアミノ酸が、アラニン、グルタミン、システイン、アルギニン、アスパラギン、セリン、グルタミン酸、トレオニン、フェニルアラニン、バリン、グリシン、トリプトファン、ヒスチジン、チロシン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリンからなる群から選択される項3に記載の配線板の製造方法。
5.pH11以上の水溶液の水酸化化合物の濃度が5〜40重量%であり、かつカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液のアミノ酸の濃度が0.1〜20重量%である項3または4に記載の配線板の製造方法。
6.絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程が、デスミア処理工程の前で行われ、かつ絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程が、デスミア処理工程後であって、かつ絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程の前で行われる項1〜5いずれかに記載の配線板の製造方法。
7.絶縁層をpH11以上の水溶液で処理する工程が、絶縁層表面をpH11以上の50〜85℃の水溶液で10〜60分間処理する工程であり、かつ絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程が、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した10〜40℃の水溶液で1〜20分間処理する工程である項1〜6いずれかに記載の配線板の製造方法。
8.絶縁樹脂が、pH11以上の水溶液で処理することにより分子構造が変化する絶縁樹脂である項1〜7いずれかに記載の配線板の製造方法。
9.絶縁樹脂が、pH11以上の水溶液で処理することによりエーテル結合やエステル結合が増加する絶縁樹脂である項1〜7いずれかに記載の配線板の製造方法。
10.配線層が、銅層である項1〜9いずれかに記載の配線板の製造方法。
11.絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程、及び絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程を複数回繰り返すことを特徴とする項1〜10いずれかに記載の配線板の製造方法。
12.項1〜11いずれかに記載の配線板の製造方法で製造された配線板。
【発明の効果】
【0009】
絶縁層の粗化凹凸形状がほとんど平滑な面でも、配線導体との高い接着強度を発現する配線板の製造方法及び配線板を提供することが可能となった。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の配線板の製造方法は、絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程、デスミア処理工程、及び絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程を含んでいる。また基材を準備する工程、基材の片面または両面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程をさらに含むことが好ましい。
【0011】
本発明の配線板の製造方法としては、基材等を使用せず配線板を製造してもよいが、基材等を用いることが好ましい。本発明に用いる基材としては、通常の配線板に用いられている公知の積層板、例えば、ガラス布エポキシ樹脂積層板、紙フェノール樹脂積層板、紙エポキシ樹脂積層板、ガラス布・ガラス紙エポキシ樹脂積層板等が使用でき特に制限はない。また、基材に回路層を形成してあっても良く、その回路形成法についても特に制限はなく、銅張積層板等を用いて、銅箔の不要な部分をエッチング除去するサブトラクティブ法や、前記基材の必要な個所に無電解めっきによって回路を形成するアディティブ法等、公知の配線板の製造法を用いることができる。
【0012】
例えばこの基材の両面または片面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する。絶縁層の形成方法にもとくに制限がなく、予め絶縁層をプラスチック支持フィルム上に形成したものをラミネート若しくはプレスで基材表面に転写する方法、あるいは絶縁樹脂をディップ法、スプレー法、噴霧法、印刷法やカーテンコートまたはロールコートする方法などが挙げられる。また、絶縁層を金属箔上に形成し、ラミネートあるいはプレスで基材面上に形成した後、銅箔を化学的に全面溶解するなどの方法もある。そして本発明の配線板の製造方法には、前記の方法で得られた絶縁層付き基材を用いることが好ましい。
【0013】
本発明の配線板の製造方法としては、例えば基材の片面または両面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成した後、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、デスミア処理工程、及び絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程を行い、その後絶縁層表面に配線層をめっきにより形成し、更に前記配線層に所定の粗化処理を行い、その後、前記配線層表面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成、更に絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、デスミア処理工程、及び絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程を行い、その後絶縁層表面に配線層をめっきにより形成するなどを繰り返し、多層化してもよい。なお配線層の粗化処理としては、一般的な配線板の製造工程に用いられている粗化処理であれば特に制限はないが、亜塩素酸ナトリウム:50g/l,NaOH:20g/l、リン酸三ナトリウム:10g/lの水溶液に85℃20分間浸漬し、水洗して、80℃20分間乾燥し、配線層表面上に酸化銅の凹凸を形成する粗化処理が好ましい。
【0014】
絶縁樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂やポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)などの熱可塑性樹脂を単独あるいは適宜混合したものを用いることができる。また、絶縁樹脂は、シリカ、溶融シリカ、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、エロジル、炭酸カルシウムなどの無機フィラーやNBR粒子やアクリルゴム粒子、これらをシェル構造にしたコアシェル粒子などの有機フィラーを含んでいても良い。
【0015】
絶縁樹脂としては、pH11以上の水溶液で処理することにより分子構造が変化する絶縁樹脂であることが好ましい。またpH11以上の水溶液で処理することによりエーテル結合やエステル結合が増加する絶縁樹脂であることが好ましい。このような分子構造が変化する絶縁樹脂あるいは、エーテル結合やエステル結合が増加する絶縁樹脂としては、例えば特開2002−322278号公報に開示されている様なイミド化を終了した溶剤可溶型ポリイミドワニスを用いることがより好ましい。この溶剤可溶型ポリイミドワニスは以下の手法で作製する。例えば、撹拌器を取り付けた1000mlのセパラブル3つ口フラスコに、シリコンコック付きトラップを備えた玉付冷却管を取り付ける。そして、ビシクロ(2,2,2)オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸ジ無水物9.93g、およびジアミノ安息香酸9.13g、さらに、γ−バレロラクトン1.2g、メチルモルフォリン2.4g、N−メチルピロリドン170g、トルエン34gを加え、常温で窒素雰囲気中で10分撹拌した後、180℃に昇温し、回転速度180rpmで1時間撹拌して反応させる。次いで、この反応液を空冷し、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ジ無水物23.54g、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン8.21g、ビスアニリンP13.78g、N−メチルピロリドン171g、トルエン34gを入れて、再び180℃に昇温し3時間反応させる。その際の回転数は180rpmとし、反応が進行するに従い回転数を100rpm,50rpmと適宜低下させる。さらに作製したワニスを、ガンマブチロラクトンで希釈して目的の溶剤可溶型ポリイミドワニスを得ることができる。
【0016】
また、この溶剤可溶型ポリイミドワニスにビフェニル系エポキシ樹脂NC3000S−H(日本化薬株式会社社製、商品名)と、アセチル型硬化剤DC−808(ジャパンエポキシレジン)を追加してなる絶縁樹脂を用いることもできる。あるいはビフェニル系エポキシ樹脂NC3000S−H(日本化薬株式会社社製、商品名)と、アセチル型硬化剤DC−808(ジャパンエポキシレジン)と、ポリエーテルイミドであるウルテム1000(日本GEプラスチック製、商品名)と、N−メチルピロリドン(BASFジャパン株式会社製)を混合してなる絶縁樹脂、あるいはビフェニル系エポキシ樹脂NC3000S−H(日本化薬株式会社社製、商品名)と、アセチル型硬化剤DC−808(ジャパンエポキシレジン)と、ポリアミドイミドCSD−130(日立化成工業株式会社製、商品名)と、N−メチルピロリドン(BASFジャパン株式会社製)を混合してなる絶縁樹脂などが挙げられる。
【0017】
絶縁樹脂は、溶剤に溶解した状態で使用するのが絶縁層の形成方法の選択度があがることから好ましい。溶剤は、メチルエチルケトン、メチルエチルイソブチルケトン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどを絶縁層の形成方法に合わせて適宜混合しながら使用する。絶縁樹脂は、加熱により硬化させる必要があり、その条件は150〜250℃、20〜90分で行うことが好ましい。また形成した絶縁層の厚みは特に制限しないが、10〜300μmが好ましく、20〜150μmがより好ましい。このようにして作製した絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する。
【0018】
本発明の配線板の製造方法では、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する。このpH11以上の水溶液としては、水酸化化合物を含む水溶液であることが好ましい。更に水酸化化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化マンガンからなる群から選択される水酸化化合物であることがより好ましく、1種または2種以上用いる。
【0019】
水溶液のpHを11以上とする理由は、絶縁樹脂の分子構造を変化させ、絶縁層表面にエーテル結合やエステル結合を増加させるために行う。このエーテル結合やエステル結合が不足すると、後のカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物の絶縁層表面への付着が充分ではなくなり、結果的に絶縁層と配線層導体との接着強度の低下を招く。pH11未満では絶縁層表面のエーテル結合やエステル結合の増加が不足するため不適切であり、このような観点からpHは高い程、エーテル結合やエステル結合を増加させることに関し効率的である。
【0020】
また、水酸化化合物としては、少量で強アルカリ側へ移行しやすいものであれば特に限定しないが、水への溶解性の点から、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを用いることが特に好ましい。さらに、その濃度としては、5〜40重量%が好ましく、より好ましくは15〜30重量%である。水酸化化合物の濃度が5重量%未満では、絶縁層表面のエーテル結合やエステル結合を増加させる効果が少なく、40重量%を超えると絶縁層表面の改質が強すぎるため、絶縁層に脆弱層の発生が懸念されるため好ましくない。また、処理条件は、50〜85℃で10〜60分間が好ましく、より好ましくは50〜70℃で20〜45分である。温度が低く、処理時間も短い場合、エーテル結合やエステル結合を増加させる効果が少なく、温度が高すぎて処理時間も長すぎる場合は、絶縁層に脆弱層が発生し、機械的や熱的なストレスで脆弱層間が破壊の基点となりやすいことから好ましくない。
【0021】
また絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程が、デスミア処理工程の前で行われることが好ましい。一般的にはデスミア処理工程は、酸化性水溶液を用い処理する。この酸化性水溶液は、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムを水酸化ナトリウムで強アルカリにした水溶液が一般的である。また、クロム酸や重クロム酸ナトリウムを硫酸水溶液とした酸化性水溶液も使用可能であるが、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムを水酸化ナトリウムで強アルカリにした水溶液が好ましい。
【0022】
例えば過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムを水酸化ナトリウムで強アルカリにした水溶液で処理する場合、60〜85℃で5〜20分間処理するのが通常であり、好ましくは、70〜80℃で10〜15分間処理する。例えばクロム酸や重クロム酸ナトリウムを硫酸水溶液の場合は、30〜50℃で5〜20分間処理するのが通常であり、好ましくは、35〜45℃で10〜15分間処理する。なお、この酸化性水溶液で処理する前に、スウェラーと呼ばれてる、ジエチレングリコールモノブチルエーテルと水酸化ナトリウムの水溶液で処理しても良い。このスウェラーは、絶縁樹脂に層間接続のためのビアホールをレーザやドリルで形成した際の樹脂残渣除去に有効である。その条件は、例えば60〜85℃で2〜20分間処理するのが通常であり、好ましくは、70〜80℃で5〜15分間処理する。
【0023】
酸化性水溶液で処理した後は、酸化性水溶液中成分のマンガンやクロムを中和する必要がある。中和液としては、例えばマンガンの場合、硫酸ヒドロキシルアミン水溶液、硫酸/過酸化水素水水溶液を用いて、40〜45℃で3〜10分間処理するか、あるいはSnCl2/HClの水溶液に室温(25℃)で3〜10分間処理する。また例えばクロムの場合は、亜硫酸水素ナトリウムで室温(25℃)、5〜10分間処理する。
【0024】
また絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程が、デスミア処理工程後であって、かつ絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程の前で行われることが好ましい。特にデスミア処理工程の中和処理後、配線形成工程のめっき用金属触媒の付与工程の前に行われることが好ましい。
【0025】
本発明の配線板の製造方法は、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程を含んでいる。カルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物としては、水溶性であれば特に制限はなく、例えばアミノ酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酢酸、蟻酸、プロピオン酸、安息香酸、オレイン酸、ラウリン酸、リノール酸、リノレン酸などのカルボン酸、それらの誘導体であるアミド、エステルなどが挙げられるが、アミノ酸が好ましい。アミノ酸としては、アラニン、グルタミン、システイン、アルギニン、アスパラギン、セリン、グルタミン酸、トレオニン、フェニルアラニン、バリン、グリシン、トリプトファン、ヒスチジン、チロシン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリンからなる群から選択されるアミノ酸であることがより好ましく、1種または2種以上用いる。これらのアミノ酸として、アミノ酸構造中の末端カルボキシル基までの炭素数が短い方がさらに接着強度の向上効果があり、特に好ましい。
【0026】
これらのアミノ酸の濃度は0.1〜20重量%が好ましく、より好ましくは1〜10重量%である。0.1重量%未満では絶縁層と配線層との接着強度が不足し、20重量%を超えると絶縁層表面にアミノ酸が必要以上に付着するため電気特性が低下する。また、処理条件は、10〜40℃で1〜20分間が好ましく、より好ましくは15〜30℃で2〜10分間である。温度が低く、処理時間も短い場合、アミノ酸の絶縁層表面への付着量が不足するため、接着強度が低下し、また温度が高すぎて処理時間も長すぎても接着強度が低下する。温度が高すぎて、処理時間も長すぎる場合に接着強度が低下するのは、絶縁層に脆弱層が発生し、機械的や熱的なストレスで脆弱層間が破壊の基点となっているためである。
【0027】
本発明の配線板の製造方法は、絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程を含んでいる。例えば絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理した後、無電解めっき反応に必要な、めっき用金属触媒である金属パラジウムを付着しやすくさせるための工程(コンディショナー処理工程)へ移行する。さらに、金属パラジウムを付着する工程へと移行して最終的に無電解めっき工程に至る。よって本発明の配線板の製造方法におけるめっきとは、無電解めっきであることが好ましい。めっきにより形成される配線層の金属は、めっき可能な金属であれば特に制限がなく、銅、ニッケル、金などの通常の配線板で使用する金属を用いてもよいが、作業性、経済性を考慮すれば銅が好ましい。
【0028】
絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程において、配線層は、通常のアディティブ法、セミアディティブ法、テンティング法などの工程を利用し作製すれば良く、特に制限はない。なお配線形成工程における処理液等は、例えば、日立化成工業株式会社から販売しているコンディショナー液(商品名CLC−501)、プリディップ液(商品名PD−201)、金属パラジウム液(商品名HS−202B)、活性化処理液(商品名ADP−501)、厚付け無電解銅めっき液(商品名L−59)、無電解めっき液Cust−4600(日立化成工業株式会社製、商品名)、無電解銅めっき液(商品名Cust−201)等が適用できる。
【0029】
例えばアディティブ法の場合、絶縁層表面にめっきレジストを形成し、更に厚付け無電解銅めっき液(商品名L−59,日立化成工業株式会社製)により配線層を形成する。また例えばセミアディティブ法の場合、絶縁層表面に薄付け無電解銅めっき液(商品名Cust−201)により下地銅めっき層を形成し、さらにその表面にめっきレジストを形成し、電気銅めっきにより、必要な厚みまでめっきアップし、めっきレジストを剥離後、下地銅めっき層をエッチングで除去し、配線層を形成する。また例えばテンティング法の場合、絶縁層表面に薄付け無電解銅めっき液(商品名Cust−201)により下地銅めっき層を形成し、さらに電気銅めっきにより、必要な厚みまでめっきアップし、その表面にエッチングレジストを形成、不要な銅をエッチングし、配線層を形成する。また本発明の配線板は、前記した配線板の製造方法を用い、得ることができ、例えば多層配線板とすることも可能である。
【実施例】
【0030】
以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0031】
(実施例1)
ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.8mmt、両面粗化箔を両面に有する日立化成工業株式会社製商品名MCL−E−679)に、エッチングを施して片面に回路層(以下、第1回路層とする)を有する回路板を作製し、基材とした。絶縁樹脂として、イミド化を終了した溶剤可溶型ポリイミドワニスを用いた。
【0032】
この溶剤可溶型ポリイミドワニスは、撹拌器を取り付けた1000mlのセパラブル3つ口フラスコに、シリコンコック付きトラップを備えた玉付冷却管を取り付け、ビシクロ(2,2,2)オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸ジ無水物9.93g、およびジアミノ安息香酸9.13g、さらに、γ−バレロラクトン1.2g、メチルモルフォリン2.4g、N−メチルピロリドン170g、トルエン34gを加え、常温で窒素雰囲気中で10分撹拌した後、180℃に昇温し、回転速度180rpmで1時間撹拌して反応させる。次いで、この反応液を空冷し、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ジ無水物23.54g、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン8.21g、ビスアニリンP13.78g、N−メチルピロリドン171g、トルエン34gを入れて、再び180℃に昇温し3時間反応させる。その際の回転数は180rpmとし、反応が進行するに従い回転数を100rpm,50rpmと適宜低下させる。さらに作製したワニスを、ガンマブチロラクトンで希釈したものを用いた。この溶剤可溶型ポリイミドワニスを、ロールコータで前記回路板上の両面に絶縁層を形成した。次いで、溶剤の揮発及び硬化するため、200℃60分間熱処理を施し、厚み30μmの絶縁層を形成し、絶縁層付き回路板(基材)とした。以下、「絶縁層付き回路板(基材)」を、「回路板」と略す。
【0033】
この絶縁層に層間接続用のビアホールを、日立ビアメカニクス製CO2レーザ加工機(LCO−1B21型)を使用し、ビーム径80μm、周波数500Hzでパルス幅5μsec、ショット数7の条件で、加工して作製した。次いで、ビアホールが形成された絶縁層表面を、pH11以上の水溶液として、純水に水酸化カリウムを20重量%溶解した水溶液を作製し、この水溶液に処理条件として60℃30分間回路板を浸漬し、絶縁層表面を処理した。
【0034】
次にデスミア処理工程として、膨潤液であるジエチレングリコールモノブチルエーテル:200ml/L、NaOH:5g/Lの水溶液を作製し、70℃に加温して5分間回路板を浸漬し、絶縁層表面を膨潤処理した。次に、酸化性水溶液として、KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液を作製し、80℃に加温して10分間回路板を浸漬し、絶縁層表面をデスミア処理した。引き続き、中和液(SnCl2:30g/L、HCl:300ml/L)の水溶液に室温(25℃)で5分間回路板を浸漬処理して、絶縁層表面を中和処理した。
【0035】
そして、カルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物としてアミノ酸であるシステインを選択した。システインを純水に5重量%溶解した水溶液に、前記中和処理まで行った回路板を25℃10分間の処理条件で浸漬した。次いで、配線形成工程として、界面活性剤を含んだコンディショナーのCLC−501(日立化成工業株式会社製、商品名)に、60℃5分間浸漬処理し、水洗し、さらに、PdCl2を含む無電解めっき用触媒であるHS−202B(日立化成工業株式会社製、商品名)で23℃10分間浸漬処理し、水洗し、無電解銅めっきであるCust−201めっき液(日立化成工業株式会社製、商品名)に室温(25℃)15分間浸漬し、さらに硫酸銅電解めっきを行った。その後、アニールを180℃30分間行い絶縁層表面上に厚さ20μmの銅導体層を形成した。
【0036】
次に、めっき銅導体の不要な箇所をエッチング除去するために銅表面の酸化皮膜を#600のバフロール研磨で除去した後、エッチングレジストを形成し、エッチングし、その後エッチングレジストを除去して、第1の回路と接続したバイアホールを含む配線層(第2の回路導体)を形成した。
【0037】
さらに、多層化するために、前記配線層(第2の回路導体)表面を、亜塩素酸ナトリウム:50g/l,NaOH:20g/l、リン酸三ナトリウム:10g/lの水溶液に処理条件として85℃20分間浸漬し、水洗して、80℃20分間乾燥して前記配線層(第2の回路導体)表面上に酸化銅の凹凸を形成した。更に前記と同様の方法により、前記配線層(第2の回路導体)表面上に絶縁層を形成した。更に前記と同様に、層間接続用のビアホール形成、pH11以上の水溶液による処理、デスミア処理、カルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液による処理、めっきによる配線(第3の回路導体)形成を行い、3層の多層配線板を作製した。
【0038】
(実施例2)
絶縁樹脂を下記の様な絶縁樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0039】
ビフェニル系エポキシ樹脂NC3000S−H(日本化薬株式会社社製、商品名)20重量部と、アセチル型硬化剤DC−808(ジャパンエポキシレジン)5重量部と、実施例1で作製した溶剤可溶型ポリイミドワニス75重量部と、溶剤としてN−メチルピロリドン(BASFジャパン株式会社製)30重量部とを混合し、絶縁樹脂とした。
【0040】
(実施例3)
絶縁樹脂を下記の様な絶縁樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0041】
ビフェニル系エポキシ樹脂NC3000S−H(日本化薬株式会社社製、商品名)20重量部と、アセチル型硬化剤DC−808(ジャパンエポキシレジン)5重量部と、ポリエーテルイミドであるウルテム1000(日本GEプラスチック製、商品名)75重量部と、溶剤としてN−メチルピロリドン(BASFジャパン株式会社製)30重量部とを混合し、絶縁樹脂とした。
【0042】
(実施例4)
絶縁樹脂を下記の様な絶縁樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0043】
ビフェニル系エポキシ樹脂NC3000S−H(日本化薬株式会社社製、商品名)20重量部と、アセチル型硬化剤DC−808(ジャパンエポキシレジン)5重量部と、ポリアミドイミドCSD−130(日立化成工業株式会社製、商品名)75重量部と、溶剤としてN−メチルピロリドン(BASFジャパン株式会社製)30重量部とを混合し、絶縁樹脂とした。
【0044】
(実施例5)
水酸化カリウムに換えて水酸化ナトリウムに変更し、その濃度を30重量%とした以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0045】
(実施例6)
システインに換えて、濃度は同一のままメチオニンに変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0046】
(実施例7)
システインに換えて、濃度は同一のままリジンに変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0047】
(実施例8)
システインに換えて、濃度は同一のままグルタミン酸に変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0048】
(実施例9)
システインに換えて、濃度は同一のままアルギニンに変更した以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0049】
(実施例10)
Cust−201に換えて、ニッケルを含有するCust−4600(日立化成工業株式会社製、商品名)に置き換えた以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0050】
(比較例1)
カルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物であるシステイン(アミノ酸)を溶解した水溶液による処理を行なわなかった以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。
【0051】
実施例1〜10及び比較例1で作製した多層配線板について、以下に示す配線層との接着強度測定、絶縁層の表面粗さ測定、288℃はんだ耐熱性試験を行った。その結果を表1、2に示した。
【0052】
(配線層との接着強度測定)
最外層の配線層(第3の回路導体)の一部に幅10mm、長さ100mmの部分を形成し、この一端を剥がしてつかみ具でつかみ、垂直方向に約50mm室温(25℃)中で引き剥がした時の荷重を測定した。
【0053】
(絶縁層の表面粗さ)
最外層の配線層(第3の回路導体)をエッチングにより銅を除去した試験片を作製する。この試験片を2mm角程度に切断し、株式会社キーエンス社製超深度形状測定顕微鏡VK−8500型を用いて、試験片中の異なる箇所3点について、測定長さ149μm、倍率2000倍、分解能0.05μmの条件で測定し、測定長さ149μm中の粗さの最大部から最小部を引いた値を絶縁層の表面粗さとし、3箇所の平均値を算出した。
【0054】
(288℃はんだ耐熱性)
作製した多層配線板を25mm角に切断し、288℃±2℃に調整したはんだ浴に浮かべ、ふくれが発生するまでの時間を測定した。
【0055】
【表1】

【0056】
【表2】

【0057】
表1,2から明らかな様に、本発明の手法を用いた配線板は、絶縁層の表面粗さが小さく比較的平滑な領域でも配線層との接着強度が良好で、微細配線化に適しており、また288℃はんだ耐熱性にも優れている。このような結果から、本発明の配線板の製造方法により、配線の微細化や環境対応性に優れた配線板を得ることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程、デスミア処理工程、及び絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程、を含む配線板の製造方法。
【請求項2】
基材を準備する工程、基材の片面または両面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、をさらに含む請求項1に記載の配線板の製造方法。
【請求項3】
pH11以上の水溶液が、水酸化化合物を含む水溶液であり、かつカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物が、アミノ酸である請求項1または2に記載の配線板の製造方法。
【請求項4】
水酸化化合物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化マンガンからなる群から選択され、かつアミノ酸が、アラニン、グルタミン、システイン、アルギニン、アスパラギン、セリン、グルタミン酸、トレオニン、フェニルアラニン、バリン、グリシン、トリプトファン、ヒスチジン、チロシン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリンからなる群から選択される請求項3に記載の配線板の製造方法。
【請求項5】
pH11以上の水溶液の水酸化化合物の濃度が5〜40重量%であり、かつカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液のアミノ酸の濃度が0.1〜20重量%である請求項3または4に記載の配線板の製造方法。
【請求項6】
絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程が、デスミア処理工程の前で行われ、かつ絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程が、デスミア処理工程後であって、かつ絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程の前で行われる請求項1〜5いずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項7】
絶縁層をpH11以上の水溶液で処理する工程が、絶縁層表面をpH11以上の50〜85℃の水溶液で10〜60分間処理する工程であり、かつ絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程が、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した10〜40℃の水溶液で1〜20分間処理する工程である請求項1〜6いずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項8】
絶縁樹脂が、pH11以上の水溶液で処理することにより分子構造が変化する絶縁樹脂である請求項1〜7いずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項9】
絶縁樹脂が、pH11以上の水溶液で処理することによりエーテル結合又はエステル結合が増加する絶縁樹脂である請求項1〜7いずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項10】
配線層が、銅層である請求項1〜9いずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項11】
絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程、絶縁層表面をpH11以上の水溶液で処理する工程、絶縁層表面をカルボン酸を構造中に1つ以上含む化合物を溶解した水溶液で処理する工程、及び絶縁層表面に配線層をめっきにより形成する配線形成工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項1〜10いずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項12】
請求項1〜11いずれかに記載の配線板の製造方法で製造された配線板。

【公開番号】特開2011−23771(P2011−23771A)
【公開日】平成23年2月3日(2011.2.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−249175(P2010−249175)
【出願日】平成22年11月5日(2010.11.5)
【分割の表示】特願2005−181847(P2005−181847)の分割
【原出願日】平成17年6月22日(2005.6.22)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】