JP6658722B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Description
[1] (A)支持体と、該支持体と接合する樹脂組成物層とを含む支持体付き樹脂シートを、樹脂組成物層が内層回路基板と接合するように、内層回路基板に積層する工程、
(B)支持体付き樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程、
(C)絶縁層に穴あけ加工してビアホールを形成する工程、
(D)デスミア処理を行う工程、
(E)支持体を剥離する工程、及び
(F)絶縁層の表面に導体層を形成する工程
をこの順序で含む、プリント配線板の製造方法。
[2] 工程(D)のデスミア処理が、湿式デスミア処理、乾式デスミア処理又はこれらの組み合わせである、[1]に記載のプリント配線板の製造方法。
[3] 工程(F)が、
絶縁層の表面を粗化処理すること、及び
絶縁層の表面に湿式メッキして導体層を形成すること
をこの順序で含む、[1]又は[2]に記載のプリント配線板の製造方法。
[4] 工程(F)が、
絶縁層の表面に乾式メッキして金属層を形成すること、及び
金属層の表面に湿式メッキして導体層を形成すること
をこの順序で含む、[1]又は[2]に記載のプリント配線板の製造方法。
[5] 支持体付き樹脂シートの樹脂組成物層が、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を含む、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
[6] 硬化剤が、活性エステル系硬化剤を含む、[5]に記載のプリント配線板の製造方法。
[7] 無機充填材の平均粒径が、0.01μm〜3μmである、[5]又は[6]に記載のプリント配線板の製造方法。
[8] 樹脂組成物層中の無機充填材の含有量が、樹脂組成物層の不揮発成分を100質量%としたとき、40質量%〜95質量%である、[5]〜[7]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[9] 無機充填材が、表面処理剤で表面処理されている、[5]〜[8]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の方法で製造されたプリント配線板。
[11] [10]に記載のプリント配線板を含む半導体装置。
本発明のプリント配線板の製造方法は、下記工程(A)乃至(F)をこの順序で含む。
(A)支持体と、該支持体と接合する樹脂組成物層とを含む支持体付き樹脂シートを、樹脂組成物層が内層回路基板と接合するように、内層回路基板に積層する工程
(B)支持体付き樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
(C)絶縁層に穴あけ加工してビアホールを形成する工程
(D)デスミア処理を行う工程
(E)支持体を剥離する工程
(F)絶縁層の表面に導体層を形成する工程
以下、工程又は処理についていう「この順序で含む」に関しても、同様とする。
各工程について詳細に説明する前に、本発明の製造方法で使用する支持体付き樹脂シートについて説明する。
支持体としては、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔(銅箔、アルミニウム箔等)、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルムが好適に用いられる。プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル、ポリカーボネート(以下「PC」と略称することがある。)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミドなどが挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。好適な一実施形態において、支持体は、ポリエチレンテレフタレートフィルムである。
樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は特に限定されず、その硬化物が十分な硬度と絶縁性を有するものであればよい。例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)硬化剤及び(c)無機充填材を含む樹脂組成物を用いることができる。樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は、必要に応じて、さらに熱可塑性樹脂、硬化促進剤、難燃剤及びゴム粒子等の添加剤を含んでいてもよい。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノールエポキシ樹脂、ナフトールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂及びトリメチロール型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、及びシアネートエステル系硬化剤が挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、及びジルコン酸カルシウム等が挙げられる。これらの中でも無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等のシリカが特に好適である。またシリカとしては球状シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。市販されている球状溶融シリカとして、(株)アドマテックス製「SOC2」、「SOC1」が挙げられる。
工程(A)において、支持体と、該支持体と接合する樹脂組成物層とを含む支持体付き樹脂シートを、樹脂組成物層が内層回路基板と接合するように、内層回路基板に積層する。
工程(B)において、支持体付き樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する。
工程(C)において、絶縁層に穴あけ加工してビアホールを形成する。
工程(D)において、デスミア処理を行う。
工程(E)において、支持体を剥離する。これにより、絶縁層の表面が露出する。
工程(F)において、絶縁層の表面に導体層を形成する。
絶縁層の表面を粗化処理すること、及び
絶縁層の表面に湿式メッキして導体層を形成すること
をこの順序で含む(以下、斯かる工程を「工程(F−1)」という。)。
絶縁層の表面に乾式メッキして金属層を形成すること、及び
金属層の表面に湿式メッキして導体層を形成すること
をこの順序で含む(以下、斯かる工程を「工程(F−2)」という。)。
絶縁層の表面を粗化処理すること、
絶縁層の表面に乾式メッキして金属層を形成すること、及び
金属層の表面に湿式メッキして導体層を形成すること
をこの順序で含む。
本発明の方法により製造されるプリント配線板に関しては、絶縁層の表面の算術平均粗さ(Ra)が180nm以下であることが好ましく、140nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることがさらに好ましく、90nm以下、80nm以下、70nm以下、又は60nm以下であることが特に好ましい。Ra値の下限は特に限定はされないが、0.5nm以上が好ましく、1nm以上がより好ましい。また絶縁層の表面の二乗平均平方根粗さ(Rq)は250nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましく、150nm以下であることがさらに好ましく、130nm以下、110nm以下、又は90nm以下であることが特に好ましい。Rq値の下限は特に限定されないが、導体層との密着強度を安定化させるために、10nm以上、30nm以上などとなる。
絶縁層の表面の算術平均粗さ(Ra)及び二乗平均平方根粗さ(Rq)は、非接触型表面粗さ計を用いて測定することができる。非接触型表面粗さ計の具体例としては、ビーコインスツルメンツ製の「WYKO NT3300」が挙げられる。
絶縁層と導体層との剥離強度の測定は、JIS C6481に準拠して行うことができる。
本発明の方法により製造されたプリント配線板を用いて、半導体装置を製造することができる。
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路を形成した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0.3mm、松下電工(株)製「R5715ES」)の両面を、メック(株)製「CZ8100」にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理をおこなった。
実施例及び比較例で作製した支持体付き樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP-500」)を用いて、樹脂組成物層が内層回路基板と接するように、内層回路基板の両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間ラミネート処理することにより行った。
積層された支持体付き樹脂シートを、80℃で30分間、次いで170℃で30分間加熱し、樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成した。
日立ビアメカニクス(株)製CO2レーザー加工機「LC−2E21B/1C」を使用して、支持体上から絶縁層を穴あけ加工して、ビアホールを形成した。絶縁層表面におけるビアホールのトップ径(直径)は50μmであった。なお、穴あけ加工の条件は、マスク径1.60mm、フォーカスオフセット値0.050、パルス幅25μs、エネルギー0.33mJ/ショット(出力0.66W、周波数2000Hz)、アパーチャー13、ショット数2、バーストモードであった。
ビアホールの形成後、絶縁層を形成した内層回路基板を、支持体の付着した状態のまま、デスミア処理した。デスミア処理後の基板について、ビアホール底部のスミア除去性を評価した。なお、デスミア処理としては、下記湿式デスミア処理又は乾式デスミア処理を実施した。
湿式デスミア処理:
絶縁層を形成した内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で5分間、次いで酸化剤溶液(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で20分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションショリューシン・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間、浸漬した後、80℃で15分間乾燥した。
乾式デスミア処理:
絶縁層を形成した内層回路基板を、真空プラズマエッチング装置(Tepla社製100−E PLASMA SYSTEM)を使用して、O2/CF4(混合ガス比)=25/75、真空度100Paの条件にて、5分間処理を行った。
支持体を剥離して、絶縁層の表面を露出させた。
絶縁層の露出表面に導体層を形成した。導体層は、下記湿式法又は乾式法により形成した。なお、下記湿式法は先述の工程(F−1)に、下記乾式法は工程(F−2)に、それぞれ対応する。
湿式法:
絶縁層を形成した内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で10分間、次いで粗化液(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で20分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションショリューシン・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間、浸漬した後、80℃で30分間乾燥した。乾燥後の基板を「評価基板A」と称する。
その後、評価基板Aを、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に40℃で5分間浸漬し、次いで無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、セミアディティブ法に従って、エッチングレジストを形成し、露光・現像によるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、25μmの厚さで導体層を形成した。導体パターン形成後、190℃にて60分間加熱してアニール処理を行った。得られたプリント配線板を「評価基板B」と称する。
乾式法:
乾式法においては、支持体を剥離して絶縁層の表面を露出させた基板を「評価基板A」と称する。評価基板Aに、スパッタリング装置(キャノンアネルバ(株)製「E−400S」)を用いて、チタン層(厚さ30nm)、次いで銅層(厚さ300nm)を形成した。得られた基板を、150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、セミアディティブ法に従って、エッチングレジストを形成し、露光・現像によるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、25μmの厚さで導体層を形成した。導体パターン形成後、190℃にて60分間加熱してアニール処理を行った。得られたプリント配線板を「評価基板B」と称する。
評価基板Aについて、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値によりRa値、Rq値を求めた。それぞれ、無作為に選んだ10点の平均値を求めることにより測定した。
絶縁層と導体層の剥離強度の測定は、評価基板Bについて、JIS C6481に準拠して行った。具体的には、評価基板Bの導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定し、剥離強度を求めた。測定には、引っ張り試験機((株)TSE製「AC−50C−SL」)を使用した。
ビアホール底部の周囲を走査電子顕微鏡(SEM)にて観察し、得られた画像からビアホール底部の壁面からの最大スミア長を測定した。スミア除去性は、以下の基準に従って評価した。
評価基準:
○:最大スミア長が3μm未満
×:最大スミア長が3μm以上
(1)樹脂ワニス1の調製
ビスフェノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量約165、新日鐵化学(株)製「ZX1059」、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量約185、三菱化学(株)製「YX4000HK」)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ当量約290、日本化薬(株)製「NC3000H」)10部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のメチルエチルケトン(MEK)溶液)10部を、ソルベントナフサ20部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、ナフトール系硬化剤(水酸基当量215、新日鐵化学(株)製「SN−485」、固形分60%のMEK溶液)18部、トリアジン含有フェノールノボラック系硬化剤(水酸基当量146、DIC(株)製「LA−1356」、固形分60%のMEK溶液)6部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分2質量%のMEK溶液)4部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製「SOC2」、単位面積当たりのカーボン量0.39mg/m2)120部、を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス1を調製した。
(2)支持体付き樹脂シート1の作製
支持体として、アルキド樹脂系離型剤で離型処理したPETフィルム(リンテック(株)製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。該支持体の離型面に、ダイコーターにて樹脂ワニス1を塗布し、180℃〜120℃(平均100℃)にて5分間乾燥させ、樹脂組成物層1を形成した。樹脂組成物層1の厚さは30μmであった。次いで、樹脂組成物層1の支持体と接合していない面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子特殊紙(株)製「アルファンMA−411」、厚さ15μm)の平滑面側を貼り合わせて、保護フィルム/樹脂組成物層1/支持体という層構成を有する支持体付き樹脂シート1を得た。
(1)樹脂ワニス2の調製
ビスフェノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量約165、新日鐵化学(株)製「ZX1059」、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量約185、三菱化学(株)製「YX4000HK」)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ当量約290、日本化薬(株)製「NC3000H」)10部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のMEK溶液)10部を、ソルベントナフサ30部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、活性エステル化合物(活性基当量約223、DIC(株)製「HPC8000−65T」、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)20部、ナフトール系硬化剤(水酸基当量215、新日鐵化学(株)製「SN−485」、固形分60%のMEK溶液)12部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分2質量%のMEK溶液)4部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製、「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製「SOC2」、単位面積当たりのカーボン量0.39mg/m2)150部、を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス2を調製した。
(2)支持体付き樹脂シート2の作製
上記(1)で調製した樹脂ワニス2を使用して、作製例1と同様にして、保護フィルム/樹脂組成物層2/支持体という層構成を有する支持体付き樹脂シート2を得た。
支持体付き樹脂シート1を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、プリント配線板を製造した。
実施例1においては、デスミア処理として乾式デスミア処理を実施すると共に、乾式法により導体層を形成した。各評価結果を表2に示す。
支持体付き樹脂シート2を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、プリント配線板を製造した。
実施例2においては、デスミア処理として湿式デスミア処理を実施すると共に、湿式法により導体層を形成した。各評価結果を表2に示す。
支持体付き樹脂シート2を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、プリント配線板を製造した。
実施例3においては、デスミア処理として乾式デスミア処理を実施すると共に、湿式法により導体層を形成した。各評価結果を表2に示す。
上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順において、(5)デスミア処理と(6)支持体の剥離との順番を入れ替えた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。各評価結果を表2に示す。
なお、比較例1においては、乾式デスミア処理後の基板を「評価基板A」として使用した。
上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順において、(5)デスミア処理を省いた以外は、実施例2と同様にしてプリント配線板を製造した。各評価結果を表2に示す。
上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順において、(5)デスミア処理と(6)支持体の剥離との順番を入れ替えた以外は、実施例2と同様にしてプリント配線板を製造した。各評価結果を表2に示す。
Claims (8)
- (A)支持体と、該支持体と接合する樹脂組成物層とを含む支持体付き樹脂シートを、樹脂組成物層が内層回路基板と接合するように、内層回路基板に積層する工程、
(B)支持体付き樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程、
(C)絶縁層に穴あけ加工してビアホールを形成する工程、
(D)デスミア処理を行う工程、
(E)支持体を剥離する工程、及び
(F)絶縁層の表面に、絶縁層との剥離強度が0.4kgf/cm以上の導体層を形成する工程をこの順序で含む、プリント配線板の製造方法であって、
支持体がプラスチックフィルムであり、
工程(F)が、絶縁層の表面の粗化処理を行わずに、絶縁層の表面に乾式メッキして金属層を形成することを含む、プリント配線板の製造方法。 - 工程(D)のデスミア処理が、湿式デスミア処理、乾式デスミア処理又はこれらの組み合わせである、請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
- 工程(F)が、
前記金属層を形成すること、及び
金属層の表面に湿式メッキして導体層を形成すること
をこの順序で含む、請求項1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。 - 支持体付き樹脂シートの樹脂組成物層が、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 硬化剤が、活性エステル系硬化剤を含む、請求項4に記載のプリント配線板の製造方法。
- 無機充填材の平均粒径が、0.01μm〜3μmである、請求項4又は5に記載のプリント配線板の製造方法。
- 樹脂組成物層中の無機充填材の含有量が、樹脂組成物層の不揮発成分を100質量%としたとき、40質量%〜95質量%である、請求項4〜6のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 無機充填材が、表面処理剤で表面処理されている、請求項4〜7のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
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