JP3330410B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の製造
方法に係り、特に導体回路を形成するときの無電解めっ
き方法に特徴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】近年、電子機器の小型化、高性能化及び
多機能化が進められており、これに使用されるプリント
配線板においてもファインパターンによる高密度化及び
高信頼性化が要求されている。

【０００３】従来、プリント配線板に導体回路を形成す
る方法としては、絶縁基板に銅箔を積層した後、フォト
エッチングすることにより導体回路を形成するサブトラ
クティブ法が広く行われている。この方法によれば絶縁
基板との密着性に優れた導体回路を形成できることが周
知である。その反面、前記方法によるとエッチングでパ
ターンを形成するときのエッチング深さが大きく、アン
ダーカットも大きくなり易い。それゆえ、高精度のファ
インパターンが得難く、高密度化に対応することが難し
いということが指摘されている。そこでサブトラクティ
ブ法に代わる方法として、今日では無電解めっきのみで
導体回路を形成するフルアディティブ法が注目されてい
る。

【０００４】このようなフルアディティブプロセスで
は、まず基板の表面にフルアディティブ用の接着剤を用
いて接着層が形成され、次いでその接着層に対する粗化
処理によりアンカーが形成される。前記粗化接着層には
無電解めっきにおいて最初の金属析出に必要な触媒核が
付与され、所望の箇所にめっきレジスト層が形成され
る。次いで、触媒核の活性化処理がなされた基板の所望
の箇所には、一般に無電解銅めっき等によって厚さ３５
μｍ〜４０μｍ程度の無電解銅めっき層が形成される。

【０００５】ところで、フルアディティブプロセスにお
いて使用される接着剤は、無電解銅めっき層による導体
回路と基板とを強固に密着させるという極めて重要な役
目を担うものである。このような接着剤として使用され
るものには、一般にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂のマ
トリクス中にゴムフィラーが含まれる接着剤（以下「ゴ
ム入り接着剤」という）がある。そして、フルアディテ
ィブ基板にゴム入り接着剤を用いた場合、導体回路に一
定値以上の密着強度（ピール強度のＪＩＳ規格値である
１．４kg/cm ）を確保できることが知られている。

【０００６】しかし、表層部以外のゴムは粗化によって
除去されずに内部に残ることになるため、必然的に耐熱
性や絶縁信頼性を悪化させてしまう。このため、より高
い耐熱性や絶縁信頼性が要求される産業用の高密度プリ
ント配線板への使用には、不向きであると考えられてい
る。

【０００７】このような事情のもと、最近ではゴムを全
く含まないものとして、エポキシ樹脂マトリックスに対
してエポキシフィラーを含有させた接着剤（以下「エポ
キシ系接着剤」という）が開発されるに到っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エポキシ系
接着剤はゴム入り接着剤と比較して耐熱性や絶縁信頼性
が良いという利点を有する反面、可撓性が低いという欠
点も有している。よって、めっき等の条件設定が変化す
ると無電解銅めっき層との密着強度が不充分になり、導
体回路に所定のピール強度が確保されなくなる場合があ
る。

【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、粗化接着層に形成される無電解め
っき層の密着強度を確実に向上させることが可能なプリ
ント配線板用無電解めっき方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、エポキシ系接着剤を用いて基板上に
粗化接着層を形成した後、その粗化接着層に無電解めっ
きを施すことによって導体回路を形成するプリント配線
板の製造方法において、エポキシ樹脂の微粒子が分散さ
れた無電解めっき浴を用いて薄付けめっきを行った後に
厚付けめっきを行い、かつ少なくとも前記薄付けめっき
以降の工程において前記基板に加熱処理を施すことをそ
の要旨とする。

【００１１】

【作用】本発明によると、めっき浴に溶解している金属
と有機物の微粒子とが共析することにより、多数の微粒
子が金属の周囲を取り囲んだ状態の薄付けめっき層が形
成される。そして、この後に加熱処理を施すことによ
り、めっき層内の微粒子の配列・形状等に変化が生じ、
結果的に粗化接着層とめっき層との界面の密着強度を向
上させるような緻密な状態となる。しかも、この加熱処
理を行うことにより、めっき層内の応力緩和及び吸蔵水
素の排出等も同時になされることになる（即ち、通常の
アニーリングと同様の働き）。

【００１２】エポキシ樹脂の微粒子（フィラー）の平均
粒径は０．５μｍ以下であることが好ましく、更には
０．１μｍ以下であることが良い。めっき浴中における
フィラーの濃度は１g/l 〜１００g/l であることが望ま
しい。この濃度が１g/l 未満であると、フィラーからな
る分散相の比率が少なくなり、密着強度が充分に改善さ
れなくなる。一方、この濃度が１００g/l を越えると、
析出した金属結晶中における分散相の比率が増加し、導
体回路の抵抗増大につながってしまう。

【００１３】また、加熱処理の際の温度は、接着剤に含
まれる樹脂及びフィラーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上
の温度であることが望ましい。その理由は、Ｔｇ未満の
温度で加熱処理を行ったとしても、樹脂に所定の物理的
・化学的変化をもたらすことができないからである。

【００１４】

〔実施例〕

工程（１）：まずフルアディティブ用の接着剤として、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル製，商品
名：Ｅ−１００１）６０重量部と、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂（油化シェル製，商品名：Ｅ−１５
４）４０重量部と、イミダゾール型硬化剤（四国化成
製，商品名：２ＰＨＺ）５重量部と、エポキシ樹脂微粒
子（東レ製，商品名：トレパールＥＰ−Ｂ、平均粒径
５．５μｍ）１０重量部と、ブチルセロソルブアセテー
ト８０重量部とを三本ローラーで攪拌・混合することに
より、本実施例にて用いるエポキシ系接着剤を調整し
た。また、接着剤を塗布するための基材として、厚さ
１．４mmのガラスエポキシ製基板１を用意した。

【００１５】そして、作製された接着剤をローラーコー
ターを使用して基板１に塗布し、加熱硬化させることに
より、基板１に厚さ約２５μｍの接着剤層を形成した。 工程（２）：次に、溶解液としてのクロム酸（Ｃｒ₂ Ｏ
₃ ）７００g/l 水溶液に基板１を７０℃で１５分間浸漬
することにより、接着剤層の表面を粗化し、粗化接着層
２とした（図１参照）。

【００１６】接着剤層を構成するエポキシ樹脂層は溶解
液に難溶であり、その中に分散されたエポキシ樹脂微粒
子は溶解液に可溶である。よって、接着剤層の表面に
は、図１に示すような直径約１５μｍのアンカー用凹部
Ａが形成される。その後、基板１を中和液（シプレイ社
製）に浸漬した後、水洗を行った。

【００１７】工程（３）：次に、粗化接着層２の表面の
脱脂を目的として、基板１を「アルキレートＪ」（商品
名：シプレイ社製）に６０℃で２分間浸漬した。そし
て、１０秒間のスプレー水洗を３回行った後、基板１を
「クリーナー／コンディショナー１１６０」（商品名：
シプレイ社製）に４０℃で２分間浸漬した（コンディシ
ョニング）。その後、基板１に１０秒間のスプレー水洗
（２５℃）を１回、１０秒間のスプレー水洗を２回行っ
た。

【００１８】工程（４）：次に、基板１を「キャタプリ
ップ４０４」（商品名：シプレイ社製）２７０g/l に４
０℃で２分間浸漬した後、「キャタポジット４４」（商
品名：シプレイ社製）３％溶液に４０℃で７分間浸漬し
た。この処理を施すことにより、パラジウム（Ｐｄ）の
周囲をスズ（Ｓｎ）が取り囲んだ状態のパラジウム・ス
ズコロイドが粗化接着層２の表面に付与される。

【００１９】工程（５）：続いて、１０秒間のスプレー
水洗を３回行った後、基板１を弱酸性の「アクセレータ
ー１９」（商品名：シプレイ社製）１７％溶液に室温で
７分間浸漬した（活性化処理）。この活性化処理を施す
ことにより、パラジウム周囲のスズイオンが２価から４
価となって溶解し、無電解銅めっきの核となる金属パラ
ジウムが露出する。その後、基板１に対して１０秒間の
スプレー水洗を３回行った。

【００２０】工程（６）：次に、基板１を５０℃で１分
間乾燥した後、粗化接着層２上にめっきレジスト「ＳＲ
−３２００」（商品名：日立化成株式会社製）をラミネ
ートし、露光マスクを通して露光した。その後、スプレ
ー現像機で現像することにより、導体回路としてのピー
ル強度測定用パターン（１ｃｍ×１０ｃｍ）３を形成す
るための窓を１０個形成した。

【００２１】工程（７）：次に、基板１を１０％の硫酸
で処理した後、「アクセレーター１９」（商品名：シプ
レイ社製）１７％溶液に浸漬することにより再び基板１
の活性化処理を行った。

【００２２】工程（８）：薄付け用の無電解銅めっき液
「ＥＬＣ−ＳＰ浴」（商品名：上村工業株式会社製）を
用意し、その中に平均粒径０．５μｍのエポキシ樹脂製
のフィラー「トレパールＥＰ−Ｂ」（商品名：東レ製）
５ｂを２０g/l 分散させた。この無電解銅めっき浴の温
度を７０℃に設定して、基板１を６０分間浸漬した。

【００２３】このような薄付けめっきを行うことによ
り、めっき浴中の銅とフィラー５ｂとが共析する。その
結果、銅結晶（平均粒径約１．０μｍ）５ａからなるマ
トリックス相中にフィラー５ｂからなる分散相を含んだ
複合めっき層５（厚さ４．０μｍ）が形成される（図３
参照）。

【００２４】その後、１０秒間のスプレー湯洗（７０
℃）を１回、１０秒間のスプレー水洗を２回行うことに
より、基板１からめっき液を除去した。 工程（９）：次に、７０℃に設定した厚付け用の無電解
銅めっき液「ＥＬＣ−ＵＭ浴」（商品名：上村工業株式
会社製）に、水洗後の基板１を１０時間浸漬した。この
ような厚付けめっきにより、前記薄付けの複合めっき層
５の表面に厚さ２４μｍの厚付け無電解銅めっき層６を
形成した（図２参照）。

【００２５】工程（１０）：その後、基板１を熱風循環
型オーブン内にセットして、常圧かつ空気中にて２時間
の加熱処理を実施した。なお、接着剤に含まれている各
樹脂のＴｇ（最高値）が１３０℃で、フィラー５ｂのＴ
ｇが１４０℃であることから、加熱温度を前記各Ｔｇ値
よりも若干高い温度（１６０℃）に設定した。

【００２６】各工程によって得られたサンプルのピール
強度（kg/cm ）を測定するために、島津製作所製「オー
トグラフＤＣＳ−５０Ｍ」の引き上げ速度を５０mm／分
に設定し、基板１から各ピール強度測定用パターン３を
剥離した。

【００２７】その結果、ピール強度の平均値は１．７kg
/cm となり、ピール強度のＪＩＳ規格値である１．４kg
/cm を確実にクリアできることが確認された。よって、
このような好適値を常時達成することが困難であった従
来法に比べて、このめっき方法のほうが優れていること
がわかる。 〔比較例〕次に、前記実施例に対する比較例の製造方法
について説明する。

【００２８】工程（１）：実施例の工程（１）〜工程
（７）に従った。 工程（２）：ここで、薄付け用の無電解銅めっき液「Ｅ
ＬＣ−ＳＰ浴」（商品名：上村工業株式会社製）を用意
し、フィラーを分散させることなく通常の無電解銅めっ
きを行った。なお、浴温は７０℃とし、基板１の浸漬時
間は６０分間とした。そして、それ以降の工程について
は実施例に準じた。

【００２９】比較例にて得られたサンプルのピール強度
を同様の方法によって測定したところ、ピール強度の平
均値は１．２０kg/cm となり、実施例の値を下回る結果
となった。また、１．４kg/cm というピール強度のＪＩ
Ｓ規格値をクリアすることもできなかった。

【００３０】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のように変更することが可能であ
る。例えば、 （ａ）厚付けめっき工程後に加熱処理を行う前記実施例
の方法に代え、例えば薄付けめっき工程後かつ厚付けめ
っき工程後に加熱処理をするという方法を行っても良
い。なお、その場合は１０％硫酸等による洗浄が必要に
なる。

【００３１】（ｂ）平均粒径の異なるフィラーを混合し
て用いても良い。また、組成の異なるフィラーを任意に
組み合わせて用いることも可能である。 （ｃ）めっき液を攪拌することにより、フィラーを均一
に分散させながら薄付けめっきを行うことが好ましい。

【００３２】（ｄ）フィラーを分散させるための薄付け
用のめっき浴は、実施例のような無電解銅めっき浴に限
られず、例えば無電解ニッケルめっき浴、無電解亜鉛め
っき浴等であっても良い。

【００３３】（ｅ）粗化接着層上のアンカー用凹部Ａ内
に微細な二次アンカーを形成することにより、アンカー
効果の更なる向上を図ることも可能である。例えば、実
施例の工程（１）にて示した接着剤に平均粒径が０．５
μｍ程度のフィラーを追加したものを接着剤として用い
れば良い。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプリント
配線板の製造方法によれば、粗化接着層に形成される無
電解めっき層の密着強度を確実に向上させることができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のプリント配線板の製造方法において、
基板に粗化接着層を形成した状態を示す部分拡大概略正
断面図である。

【図２】複合めっき層の上に更に厚付け無電解銅めっき
層を形成した状態を示す部分拡大概略正断面図である。

【図３】複合めっき層とアンカー用凹部との界面の様子
を示す概念図である。

【符号の説明】

１…基板、２…粗化接着層、５ｂ…エポキシ樹脂の微粒
子（＝フィラー）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ系接着剤を用いて基板上に粗化接
   着層を形成した後、その粗化接着層に無電解めっきを施
   すことによって導体回路を形成するプリント配線板の製
   造方法において、 エポキシ樹脂の微粒子が分散された無電解めっき浴を用
   いて薄付けめっきを行った後に厚付けめっきを行い、か
   つ少なくとも前記薄付けめっき以降の工程において前記
   基板に加熱処理を施すことを特徴とするプリント配線板
   の製造方法。