JP3465016B2 - 銅表面に対する樹脂の接着性向上法およびこれに用いる高接着性無電解銅めっき浴 - Google Patents
銅表面に対する樹脂の接着性向上法およびこれに用いる高接着性無電解銅めっき浴Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅表面に対する樹
脂の接着性向上法に関し、更に詳細には、電子回路基板
等の作製工程において要求される銅回路とプリプレグ等
の樹脂の間の接着性を向上させるための方法およびこれ
に用いる無電解銅めっき液に関する。
脂の接着性向上法に関し、更に詳細には、電子回路基板
等の作製工程において要求される銅回路とプリプレグ等
の樹脂の間の接着性を向上させるための方法およびこれ
に用いる無電解銅めっき液に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の傾向として小型化、軽
薄化、高速化、高性能化などに伴い、プリント配線板も
薄型化、多層化と高密度化の要求が高まっている。この
ような要求に対応するために現在、ビルドアップ工法が
注目され、絶縁層と導体層を一層毎に積み上げてその都
度層間を接続して多層配線板を作製されることが多い。
薄化、高速化、高性能化などに伴い、プリント配線板も
薄型化、多層化と高密度化の要求が高まっている。この
ような要求に対応するために現在、ビルドアップ工法が
注目され、絶縁層と導体層を一層毎に積み上げてその都
度層間を接続して多層配線板を作製されることが多い。
【０００３】現在、多層配線板の作製は、例えば上下両
面に銅回路を形成したコア材にプリプレグと呼ばれるガ
ラス布にエポキシ系樹脂接着剤を含浸させた接着シート
を介して銅箔を接着積層し、加熱および加圧することに
より行われることが多い。そして、この手法では、銅回
路とプリプレグの密着性を確保し、また、ハローイング
と呼ばれる現象を防止するため、コア材上に形成された
銅回路の表面を、黒化処理、還元処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ
めっき処理などの化成処理を施し、平滑であった銅回路
表面構造を針状等の凹凸に代えることが行われていた。
このようにして得られた凹凸の銅表面に、接着性樹脂で
あるプリプレグが食い込み、そのアンカー（錨）効果に
より銅表面−樹脂間の優れた接着性が得られていた。
面に銅回路を形成したコア材にプリプレグと呼ばれるガ
ラス布にエポキシ系樹脂接着剤を含浸させた接着シート
を介して銅箔を接着積層し、加熱および加圧することに
より行われることが多い。そして、この手法では、銅回
路とプリプレグの密着性を確保し、また、ハローイング
と呼ばれる現象を防止するため、コア材上に形成された
銅回路の表面を、黒化処理、還元処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ
めっき処理などの化成処理を施し、平滑であった銅回路
表面構造を針状等の凹凸に代えることが行われていた。
このようにして得られた凹凸の銅表面に、接着性樹脂で
あるプリプレグが食い込み、そのアンカー（錨）効果に
より銅表面−樹脂間の優れた接着性が得られていた。
【０００４】上記処理は、接着性向上やハローイング防
止のためには有効なものであっても、よりプリント配線
板の小型化、高性能化を求める場合には問題となりつつ
あった。すなわち、プリント配線板の小型化や高性能化
を達成するためには、回路パターンをより精細に、より
高密度で形成させることが必要であるが、前記したよう
な処理で銅表面を針状等の凹凸構造に代えた場合、これ
により回路精度の悪化やバラツキなどの問題が生ずるこ
とになる。また、前記処理に部分的なむらがあれば、そ
れは直接接着不良に結びつき、プリント配線板全体の欠
陥となるおそれもあった。特に最近のビルドアップ法で
はこの問題は特に重大な問題である。すなわち、ビルト
アップ法は、一般に樹脂上に形成された銅回路に対し化
成処理を施した後、その上に絶縁樹脂をコーティング等
で形成し乾燥して樹脂皮膜層となし、その上に無電解銅
めっきまたはこれと電気銅めっきを併用して銅皮膜を形
成し、それに回路形成、化成処理、樹脂層形成と順次繰
り返して多層プリント配線板を構成するが、この際、銅
回路表面と樹脂層との密着性確保が特に問題であった。
止のためには有効なものであっても、よりプリント配線
板の小型化、高性能化を求める場合には問題となりつつ
あった。すなわち、プリント配線板の小型化や高性能化
を達成するためには、回路パターンをより精細に、より
高密度で形成させることが必要であるが、前記したよう
な処理で銅表面を針状等の凹凸構造に代えた場合、これ
により回路精度の悪化やバラツキなどの問題が生ずるこ
とになる。また、前記処理に部分的なむらがあれば、そ
れは直接接着不良に結びつき、プリント配線板全体の欠
陥となるおそれもあった。特に最近のビルドアップ法で
はこの問題は特に重大な問題である。すなわち、ビルト
アップ法は、一般に樹脂上に形成された銅回路に対し化
成処理を施した後、その上に絶縁樹脂をコーティング等
で形成し乾燥して樹脂皮膜層となし、その上に無電解銅
めっきまたはこれと電気銅めっきを併用して銅皮膜を形
成し、それに回路形成、化成処理、樹脂層形成と順次繰
り返して多層プリント配線板を構成するが、この際、銅
回路表面と樹脂層との密着性確保が特に問題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】平滑面でありながら、
黒化処理等による場合と同等の銅表面−樹脂間の接着性
が保証されれば、より精密で、より高密度のプリント回
路を形成することが可能となり、より小型化およびより
高性能化したプリント配線板作製が可能となる。本発明
は、このような視点よりなされたものであり、銅表面は
平滑に保ちながら、この表面とプリプレグ等の樹脂との
間の接着性を向上させる方法を提供することをその課題
とするものである。
黒化処理等による場合と同等の銅表面−樹脂間の接着性
が保証されれば、より精密で、より高密度のプリント回
路を形成することが可能となり、より小型化およびより
高性能化したプリント配線板作製が可能となる。本発明
は、このような視点よりなされたものであり、銅表面は
平滑に保ちながら、この表面とプリプレグ等の樹脂との
間の接着性を向上させる方法を提供することをその課題
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、特定の化合物を含
む無電解銅めっきを施すことにより銅表面の構造を変化
させることなく樹脂との間の接着性を向上できることを
見出し、本発明を完成した。
を解決すべく鋭意研究を行った結果、特定の化合物を含
む無電解銅めっきを施すことにより銅表面の構造を変化
させることなく樹脂との間の接着性を向上できることを
見出し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち本発明は、銅皮膜を、硫黄化合物
を含む無電解銅めっき浴に浸漬することを特徴とする銅
表面に対する樹脂の接着性向上方法を提供するものであ
る。
を含む無電解銅めっき浴に浸漬することを特徴とする銅
表面に対する樹脂の接着性向上方法を提供するものであ
る。
【０００８】また本発明は、銅イオン、銅イオンの錯化
剤、還元剤としてホルムアルデヒドまたはその誘導体お
よび硫黄化合物を含むことを特徴とする高接着性無電解
銅めっき浴を提供するものである。
剤、還元剤としてホルムアルデヒドまたはその誘導体お
よび硫黄化合物を含むことを特徴とする高接着性無電解
銅めっき浴を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明方法において使用される無
電解銅めっき浴に添加される硫黄化合物としては、硫化
ナトリウム、硫化アンモニウム、硫化カルシウム、硫化
リチウム、硫化水素ナトリウム、硫化水素アンモニウム
等の硫化無機化合物、チオシアン酸カリウム、チオシア
ン酸アンモニウム等のチオシアン化合物、２−メルカプ
トベンゾチアゾール、チオリンゴ酸、チオシアヌル酸、
チオグリコール酸等の硫化有機化合物などが例示され
る。これらの硫黄化合物は、無電解銅めっき浴中に０.
０１〜５０ｍｇ／ｌ程度添加することが好ましく、特に
０.１〜１ｍｇ／ｌ程度添加することが望ましい。
電解銅めっき浴に添加される硫黄化合物としては、硫化
ナトリウム、硫化アンモニウム、硫化カルシウム、硫化
リチウム、硫化水素ナトリウム、硫化水素アンモニウム
等の硫化無機化合物、チオシアン酸カリウム、チオシア
ン酸アンモニウム等のチオシアン化合物、２−メルカプ
トベンゾチアゾール、チオリンゴ酸、チオシアヌル酸、
チオグリコール酸等の硫化有機化合物などが例示され
る。これらの硫黄化合物は、無電解銅めっき浴中に０.
０１〜５０ｍｇ／ｌ程度添加することが好ましく、特に
０.１〜１ｍｇ／ｌ程度添加することが望ましい。
【００１０】本発明方法を実施するには、銅箔あるいは
通常の無電解銅めっきや電気銅めっきを施した銅皮膜
を、上記の硫黄化合物を添加した無電解銅めっき浴に浸
漬すれば良い。
通常の無電解銅めっきや電気銅めっきを施した銅皮膜
を、上記の硫黄化合物を添加した無電解銅めっき浴に浸
漬すれば良い。
【００１１】前記の硫黄化合物が添加される無電解銅め
っき浴としては、特に制限はなく通常の無電解銅めっき
浴を利用しうるが、還元剤としてホルムアルデヒドまた
はその誘導体を利用する無電解銅めっき浴が好ましい。
っき浴としては、特に制限はなく通常の無電解銅めっき
浴を利用しうるが、還元剤としてホルムアルデヒドまた
はその誘導体を利用する無電解銅めっき浴が好ましい。
【００１２】この無電解銅めっき浴においては、還元剤
としてのホルムアルデヒドや、次亜リン酸塩、ＤＭＡＢ
およびそれらの誘導体等の他、銅イオン源としての硫酸
銅、塩化第二銅、硝酸銅等や、銅イオンの錯化剤として
の、ＥＤＴＡ、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、クワドロ
ール、グリシン等やそれらの塩を利用しうる。これらの
配合量も従来のホルムアルデヒドを用いた無電解銅めっ
き浴と同程度でよい。
としてのホルムアルデヒドや、次亜リン酸塩、ＤＭＡＢ
およびそれらの誘導体等の他、銅イオン源としての硫酸
銅、塩化第二銅、硝酸銅等や、銅イオンの錯化剤として
の、ＥＤＴＡ、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、クワドロ
ール、グリシン等やそれらの塩を利用しうる。これらの
配合量も従来のホルムアルデヒドを用いた無電解銅めっ
き浴と同程度でよい。
【００１３】無電解銅めっき浴への浸漬条件も特に制約
はないが、５０〜７０℃程度の温度で、５〜３０分間程
度浸漬すれば十分である。
はないが、５０〜７０℃程度の温度で、５〜３０分間程
度浸漬すれば十分である。
【００１４】以下に、本発明による無電解銅めっき処理
のための好ましい前処理の例を示す。 ［ 基 本 操 作 工 程 ］ アルカリ脱脂工程 （５０〜７０℃；３〜１０分） ↓ ソフトエッチング工程 （２０〜３０℃；１〜５分） ↓ 酸 活 性 工 程 （２０〜３０℃；１〜５分） ↓ 無電解銅めっき工程 注）上記において、工程間に水洗を行う。
のための好ましい前処理の例を示す。 ［ 基 本 操 作 工 程 ］ アルカリ脱脂工程 （５０〜７０℃；３〜１０分） ↓ ソフトエッチング工程 （２０〜３０℃；１〜５分） ↓ 酸 活 性 工 程 （２０〜３０℃；１〜５分） ↓ 無電解銅めっき工程 注）上記において、工程間に水洗を行う。
【００１５】上記の方法により、銅皮膜と樹脂間の接着
性を上げることはできるが、更に高い接着性を得るため
には上記の如くして得た無電解銅めっき皮膜を、含硫化
合物溶液に浸漬することが好ましい。
性を上げることはできるが、更に高い接着性を得るため
には上記の如くして得た無電解銅めっき皮膜を、含硫化
合物溶液に浸漬することが好ましい。
【００１６】ここで使用する含硫化合物は、硫化無機化
合物、チオ硫酸またはその塩、チオシアン酸またはその
塩、および、硫化有機化合物から選ばれたものである。
このうち、硫化無機化合物としては、硫化ナトリウム、
硫化カルシウム、硫化アンモニウム等やそれらのポリ硫
化物、硫化水素ナトリウム、硫化水素カルシウム、硫化
水素アンモニウム等が挙げられ、チオ硫酸塩やチオシア
ン酸の塩としては、それぞれのナトリウム、カリウム等
のアルカリ金属塩等が挙げられる。硫化有機化合物とし
ては、２−メルカプトベンゾチアゾール、チオリンゴ
酸、チオシアヌル酸、チオグリコール酸等が挙げられ
る。
合物、チオ硫酸またはその塩、チオシアン酸またはその
塩、および、硫化有機化合物から選ばれたものである。
このうち、硫化無機化合物としては、硫化ナトリウム、
硫化カルシウム、硫化アンモニウム等やそれらのポリ硫
化物、硫化水素ナトリウム、硫化水素カルシウム、硫化
水素アンモニウム等が挙げられ、チオ硫酸塩やチオシア
ン酸の塩としては、それぞれのナトリウム、カリウム等
のアルカリ金属塩等が挙げられる。硫化有機化合物とし
ては、２−メルカプトベンゾチアゾール、チオリンゴ
酸、チオシアヌル酸、チオグリコール酸等が挙げられ
る。
【００１７】前記含硫化合物を溶解する溶媒としては、
水等が利用され、溶解後の含硫化合物の濃度は、０.０
１〜５０ｍｇ／ｌ程度とすることが望ましい。
水等が利用され、溶解後の含硫化合物の濃度は、０.０
１〜５０ｍｇ／ｌ程度とすることが望ましい。
【００１８】また、銅皮膜の浸漬は、２０〜５０℃程度
の温度で、１〜５分間程度とすれば十分である。
の温度で、１〜５分間程度とすれば十分である。
【００１９】斯くすることにより、銅皮膜の構造を変化
させることなく、樹脂との間の接着性を向上させること
ができ、銅皮膜と樹脂の高い接着性が要求される場合に
有利に利用できる。特に本発明方法は、従来の密着性向
上方法と比べ、精密で微細な回路を形成するために有用
なものである。
させることなく、樹脂との間の接着性を向上させること
ができ、銅皮膜と樹脂の高い接着性が要求される場合に
有利に利用できる。特に本発明方法は、従来の密着性向
上方法と比べ、精密で微細な回路を形成するために有用
なものである。
【００２０】
【作用】本発明方法により、銅めっき皮膜と樹脂との間
の接着性が向上する理由は必ずしも明らかにされてはい
ないが、無電解銅めっき中に含まれる硫黄化合物が銅皮
膜中に共析し、これが接着性樹脂中のエポキシ基などと
反応して接着性を高めるものと推定される。
の接着性が向上する理由は必ずしも明らかにされてはい
ないが、無電解銅めっき中に含まれる硫黄化合物が銅皮
膜中に共析し、これが接着性樹脂中のエポキシ基などと
反応して接着性を高めるものと推定される。
【００２１】
【実施例】次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるもので
はない。
するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるもので
はない。
【００２２】実 施 例 １
樹脂との密着性試験：市販の両面銅張板（５×１０ｃ
ｍ）を用い、下記工程および条件で前処理した後、添加
物として硫黄化合物を含む下記組成の無電解銅めっき浴
に浸漬した。浸漬後、各サンプルを水洗し、乾燥させた
後、エポキシ樹脂（日立化成工業（株）製）を５００μ
ｍの厚さで塗布した。７０℃で３０分乾燥後に、各サン
プルの接着強度を、後記の９０°引き剥がし試験により
調べた。 この結果も表１に併せて示す。
ｍ）を用い、下記工程および条件で前処理した後、添加
物として硫黄化合物を含む下記組成の無電解銅めっき浴
に浸漬した。浸漬後、各サンプルを水洗し、乾燥させた
後、エポキシ樹脂（日立化成工業（株）製）を５００μ
ｍの厚さで塗布した。７０℃で３０分乾燥後に、各サン
プルの接着強度を、後記の９０°引き剥がし試験により
調べた。 この結果も表１に併せて示す。
【００２３】［ 前 処 理 工 程 ］
アルカリ脱脂＊ （ ６０℃、５分 ）
↓
ソフトエッチング＊＊（ 室温、２分 ）
↓
酸 活 性＋（ 室温、２分 ）
* ＯＰ−１４４（荏原ユージライト（株）製）
** PERPOSIT ETCH 748（シップレーファーイースト
（株）製） + １０％−Ｈ２ＳＯ４
（株）製） + １０％−Ｈ２ＳＯ４
【００２４】［ 無電解銅めっき ］
無電解めっき浴組成
硫酸銅五水和物 ０.０３Ｍ
ＥＤＴＡ・四水和物 ０.２４Ｍ
ホルマリン ０.２Ｍ
ジピリジル １０ｐｐｍ
添加物 （ 表 １ ）
無電解めっき条件
浴 温 ６０℃
ｐＨ １２.５
浸漬時間 １５分
【００２５】［ ９０°引き剥がし試験 ］１０ｍｍ幅
にナイフを入れた試料の銅片端をインストロンテスター
によりクロスヘッドスピード３ｍｍ／ｓｅｃ.で垂直に
引き剥がした。 なお、樹脂又は銅箔の引き剥がし面の
状態も、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。
にナイフを入れた試料の銅片端をインストロンテスター
によりクロスヘッドスピード３ｍｍ／ｓｅｃ.で垂直に
引き剥がした。 なお、樹脂又は銅箔の引き剥がし面の
状態も、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。
【００２６】
【表１】
【００２７】この結果から明らかなように、硫黄化合物
を含む無電解銅めっきで処理した銅皮膜の樹脂との接着
性は、これを含まない場合に比べ明らかに高くなってい
た。
を含む無電解銅めっきで処理した銅皮膜の樹脂との接着
性は、これを含まない場合に比べ明らかに高くなってい
た。
【００２８】実 施 例 ２
は ん だ 耐 熱 性 試 験 ：実施例１の各サンプルにつ
いて、次のようにしてはんだ耐熱性試験を行った。すな
わち、各サンプルを２６０℃に加熱したはんだ槽に浮か
べ、樹脂のフクレ発生までの時間を耐熱時間として測定
した。この結果を表２に示す。
いて、次のようにしてはんだ耐熱性試験を行った。すな
わち、各サンプルを２６０℃に加熱したはんだ槽に浮か
べ、樹脂のフクレ発生までの時間を耐熱時間として測定
した。この結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】この結果より、硫黄化合物を含む無電解銅
めっきで処理した銅皮膜の樹脂との耐熱性および密着性
は、これを含まない場合に比べ高くなっていることが明
らかになった。
めっきで処理した銅皮膜の樹脂との耐熱性および密着性
は、これを含まない場合に比べ高くなっていることが明
らかになった。
【００３１】
【発明の効果】本発明方法によれば、銅皮膜の表面に凹
凸を作ることなく樹脂との接着性を上げることができる
ので、銅皮膜と樹脂との高い接着性が要求される場合に
有利に利用でき、特に、精密で、高密度のプリント回路
を形成し、より小型化かつ高性能化したプリント配線板
作製のために極めて有用なものである。 以 上
凸を作ることなく樹脂との接着性を上げることができる
ので、銅皮膜と樹脂との高い接着性が要求される場合に
有利に利用でき、特に、精密で、高密度のプリント回路
を形成し、より小型化かつ高性能化したプリント配線板
作製のために極めて有用なものである。 以 上
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フロントページの続き
(72)発明者 高橋 秀臣
神奈川県横浜市金沢区六浦町4834 関東
学院大学内
(72)発明者 永田 英史
神奈川県横浜市金沢区六浦町4834 関東
学院大学内
(72)発明者 望月 勇
神奈川県横浜市金沢区六浦町4834 関東
学院大学内
(72)発明者 小林 健
神奈川県横浜市金沢区六浦町4834 関東
学院大学内
(56)参考文献 特開 平３−215699（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−306622（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−209354（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−192218（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−153281（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−23862（ＪＰ，Ａ)
特公 平３−76599（ＪＰ，Ｂ２)
特公 平７−37113（ＪＰ，Ｂ２)
特公 平４−55550（ＪＰ，Ｂ２)
エレクトロニクス実装学会誌，Ｖｏ
ｌ．１，Ｎｏ．１，ＰＰ．66−69
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 18/40
Claims (4)
- 【請求項１】 銅箔あるいはこれに通常の無電解銅めっ
きや電気銅めっきを施した銅皮膜を、硫黄化合物を含む
無電解銅めっき浴に浸漬して無電解銅めっき皮膜を形成
し、この銅表面と樹脂とを接着させることを特徴とする
銅表面に対する樹脂の接着性向上方法。 - 【請求項２】 硫黄化合物が、硫化金属化合物、チオシ
アン化合物または硫化有機化合物である請求項第１項記
載の銅表面に対する樹脂の接着性向上方法。 - 【請求項３】 無電解銅めっき浴が、ホルムアルデヒド
またはその誘導体を還元剤とするものである請求項第１
項または第２項のいずれかの項記載の銅表面に対する樹
脂の接着性向上方法。 - 【請求項４】 請求項第１項ないし第３項のいずれかの
項記載の銅表面に対する樹脂の接着性向上方法に使用す
る、銅イオン、銅イオンの錯化剤、還元剤としてホルム
アルデヒドまたはその誘導体および硫黄化合物を含む無
電解銅めっき浴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24263298A JP3465016B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 銅表面に対する樹脂の接着性向上法およびこれに用いる高接着性無電解銅めっき浴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24263298A JP3465016B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 銅表面に対する樹脂の接着性向上法およびこれに用いる高接着性無電解銅めっき浴 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073177A JP2000073177A (ja) | 2000-03-07 |
| JP3465016B2 true JP3465016B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=17091950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24263298A Expired - Fee Related JP3465016B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 銅表面に対する樹脂の接着性向上法およびこれに用いる高接着性無電解銅めっき浴 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465016B2 (ja) |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP24263298A patent/JP3465016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| エレクトロニクス実装学会誌，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．１，ＰＰ．６６−６９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000073177A (ja) | 2000-03-07 |
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