JPH1168317A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来困難であった導体層間の接続信頼性を十
分に満足する微小径の非貫通型のスルーホールを有し、
かつ導体層間の導通密度を高めることができた多層プリ
ント配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】 導体回路を形成した絶縁基板の表面の少
なくとも一部に形成された絶縁樹脂層の表面に銅層を形
成し、該銅層の一部を溶解除去することによって露出し
た絶縁樹脂層を、残存する銅層をマスクとして除去する
ことによって孔を形成し、該孔の側壁にめっき皮膜を形
成することによって導体層間を導通する多層プリント配
線板の製造方法において、前記形成された孔の内部に突
出した銅層を溶解除去した後、該孔の側壁にめっき皮膜
を形成する多層プリント配線板の製造方法を特徴とする
ものであり、前記孔内部に突出した銅層を溶解除去する
に際し、塩化第２鉄溶液、塩化銅溶液、過酸化水素水と
硫酸の混合液、過硫酸アンモニウム水溶液、あるいはア
ンモニア水のうち少なくとも１種からなる銅溶解液を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体層間の接続信
頼性を改善した多層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】最近の携帯用電子機器の小型、薄型化に
伴い、当然のことながら部品である多層プリント配線板
に対しても小型、薄型化、即ち高密度化が要求されてい
る。この要求に応える１つの手法として、多層プリント
配線板の導体層間の導通密度を上げるため、導通孔を従
来の貫通型のスルーホールから任意の導体層間で導通が
得られる非貫通型のスルーホールを用い、また孔の小径
化が図られている。この手法を満足させる多層プリント
配線板の製造方法としてビルドアップ工法が注目されて
おり、この工法はつぎのような工程からなるものであ
る。

【０００３】すなわち、銅箔にラミネートされた半硬化
状の絶縁樹脂層をコア材となるプリント配線板の表面に
熱圧着する。ついで銅箔にエッチングレジスト層を形成
し、露出した部分の銅箔を溶解除去する。その後、露出
した絶縁樹脂層を残存する銅箔をマスクとしてレーザー
などを用いて除去することによって孔、即ち非貫通型の
スルーホールを形成し、該孔の側壁にめっき皮膜を形成
することによってコア材の回路と絶縁樹脂層上の銅層と
の導通を確保し、該銅層をパターニングして回路を形成
する工程を所望なだけ繰り返すことによって多層プリン
ト配線板を製造する方法である。

【０００４】この方法で得られる多層プリント配線板
は、直径１００μｍ程度の非貫通型のスルーホールを導
通孔とすることが可能であり、従来のドリルなどで機械
加工された直径数百μｍの貫通型のスルーホールのみを
導通孔とした多層プリント配線板に比べ、大幅に導体層
間の導通密度を高めることを可能とした。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プリント配線板の層間
の接続信頼性を示す指標に接続信頼性試験がある。これ
はＪＩＳ Ｃ−５０１４に従い、プリント配線板に２０
℃および２６０℃に保持されたシリコンオイル等に交互
に所定時間浸漬する処理を１００回繰り返し、その前後
の層間の抵抗値の変化が１０％以内の変動であれば十分
な信頼性があると判断する試験である。さて前記ビルド
アップ工法で得られた多層プリント配線板は、一部実用
化されてはいるものの、上記した接続信頼試験を必ずし
も満足せず、したがって接続信頼性が十分とはいい難
く、その改善が望まれていた。

【０００６】本発明は、従来困難であった導体層間の接
続信頼性を十分に満足する微小径の非貫通型のスルーホ
ールを有し、かつ導体層間の導通密度を高めることがで
きた多層プリント配線板の製造方法を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記工法
で得られた多層プリント配線板が、導体層間の接続信頼
試験の際に非貫通型のスルーホール側壁に形成されため
っき皮膜の一部に亀裂が生じることによって導体層間の
抵抗値が増加して接続信頼性を十分満足できないこと、
また前記亀裂は、コア材表面に熱圧着した絶縁樹脂層と
銅層の界面付近に生じる場合が多いことを見出した。

【０００８】そして、前記課題を解決するため本発明
は、導体回路を形成した絶縁基板の表面の少なくとも一
部に形成された絶縁樹脂層の表面に銅層を形成し、該銅
層の一部を溶解除去することによって露出した絶縁樹脂
層を、残存する銅層をマスクとして除去することによっ
て孔を形成し、該孔の側壁にめっき皮膜を形成すること
によって導体層間を導通する多層プリント配線板の製造
方法において、前記形成された孔の内部に突出した銅層
を溶解除去した後、該孔の側壁にめっき皮膜を形成する
多層プリント配線板の製造方法を特徴とするものであ
り、前記孔内部に突出した銅層を溶解除去するに際し、
塩化第２鉄溶液、塩化銅溶液、過酸化水素水と硫酸の混
合液、過硫酸アンモニウム水溶液、あるいはアンモニア
水のうち少なくとも１種からなる銅溶解液を用いること
が好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】前述の従来のビルドアップ工法に
よって形成された非貫通型のスルーホールの形状は、該
スルーホールの上部にめっき皮膜が庇状に突出した形状
のものが多く、その突出部と前記スルーホールの界面の
めっき皮膜は括れた形状となり、物理的に不安定な構造
であるといえる。この状態で接続信頼試験のような熱衝
撃が繰り返し加わった場合、前記不安定な箇所に応力が
集中して亀裂が生じ、前記接続信頼性を満足し得ない多
層プリント配線板になるものと考えられる。

【００１０】従来のビルドアップ工法によって形成され
た非貫通型のスルーホールが前記したような形状になる
原因は、銅層をマスクとして絶縁樹脂層をレーザーなど
で除去して孔を形成する際に、該孔の内部に銅層が突出
した状態に形成されることと、その後無電解めっき処理
などで導通化された孔の側壁、銅層、および孔の底部に
露出した回路部に電気めっきを施すことによって、銅層
が突出した状態にある孔の側壁にさらにめっき皮膜が形
成されることにより、前記のような物理的に不安定な形
状になると考えられる。

【００１１】本発明において、銅層をマスクとして絶縁
樹脂層を除去して孔を形成した後、めっき処理を行う前
に孔の内部に突出した銅層を化学的に溶解除去すること
が肝要である。このような溶解除去処理を行った後、め
っき処理をすれば銅層と絶縁樹脂層の界面付近の形状
は、突出部や括れの少ない物理的に安定した形状とな
り、接続信頼試験などの熱衝撃が加わっても亀裂が生じ
る可能性は少なくなる。

【００１２】本発明で実施する孔内部に突出した銅層の
溶解除去方法は特に限定されないが、塩化第２鉄溶液、
塩化銅溶液、過酸化水素水と硫酸の混合液、過硫酸アン
モニウム水溶液、アンモニア水などのうち１種または数
種の銅溶解液を用いることが好ましい。しかし該銅溶解
液の組成、濃度、溶解方法および条件などは目的に応じ
適宜選択することができる。また、孔内部に突出した銅
層の溶解除去の際に、その他の部分の銅層も若干溶解さ
れるが、通常溶解は物理的に不安定な形状の箇所におい
てより速やかに行われるため、目標とする箇所を優先的
に溶解除去する条件を予め求め、この条件にしたがって
溶解を実施すればよく、またその後のめっき処理で最終
的に厚みを制御すればよい。

【００１３】本発明では、前記工程に至るまでの多層プ
リント配線板の製造方法は特に限定しておらず、前述の
公知の方法などに従って製造することも可能である。ま
た残存する銅層をマスクとして行う、非貫通型のスルー
ホールとなる部分の絶縁樹脂層の除去手段も特に限定さ
れないが、レーザー、サンドブラストなどの手段を用い
ることもできる。

【００１４】

【実施例】次に実施例および比較例によって本発明をさ
らに詳細に説明する。 （実施例）縦３３５ｍｍ、横５１０ｍｍ、厚さ０．４ｍ
ｍ（銅厚１８μｍ）の両面銅張ガラスエポキシ樹脂基板
を用い、銅皮膜を塩化第２鉄でパターニングすることに
よって最小ピッチ１５０μｍの回路を有する両面プリン
ト配線板を調製し、これをコア材とした。得られたコア
材の表面に、厚さ１８μｍの電解銅箔の粗面部に形成さ
れた厚さ８０μｍでＢステージに硬化されたエポキシ樹
脂層を電解銅箔ともに１７０℃で１時間、３０ｋｇｆ／
ｃｍ^２の圧力を加え熱圧着した。次に銅箔表面に厚さ３
０μｍのドライフィルムレジストをラミネートし、フォ
トリソグラフィー技法によりエッチングレジスト層を形
成した。その後露出した銅層部分を塩化第２鉄溶液を用
いたエッチングにより除去し直径１００μｍの孔を形成
し、次いでレジスト層を４％水酸化ナトリウム水溶液を
用い４０℃で１分間処理することによって剥離した。さ
らに前記銅箔をマスクとし、露出したエポキシ樹脂層を
炭酸ガスレーザーを用い、加工エネルギー２１Ｊ／ｃｍ
^２、ショット数４で除去した。

【００１５】以上の処理で、エポキシ樹脂層にマスクと
して用いた銅箔との接合部において直径９０μｍ、コア
材との接合部において直径７０μｍの非貫通型のスルー
ホールを形成した。すなわち、非貫通型のスルーホール
と銅箔との接合部の界面には、マスクとして用いた銅箔
が１５μｍに亘って突出していた。次にエポキシ樹脂基
板を、塩化銅を１００ｇ／リットル、塩化アンモニウム
を１００ｇ／リットル、アンモニア水を４００ミリリッ
トル／リットル、炭酸アンモニウムを１０ｇ／リットル
含有する溶液に４０℃で５分間浸漬することによって突
出した部分の銅層を溶解除去した。

【００１６】その後、前記樹脂基板の所望の箇所に直径
４００μｍの貫通型のスルーホールをドリルによって形
成した。次いで該樹脂基板をデスミア（商品名：シプレ
ィ社製）処理溶液に７０℃で５分間浸漬し、貫通型のス
ルーホール内に残留するエポキシ樹脂の削り屑、および
非貫通型スルーホールの底部とコア材の回路表面との間
に残存するエポキシ樹脂を溶解除去した。

【００１７】続いて樹脂基板を触媒付与液『ＯＰＣ−８
０キャタリストＭ』（商品名：奥野製薬製）に２５℃で
５分間浸漬し、水洗した後、触媒活性促進液『ＯＰＣ−
５５５アクセレーター』（商品名：奥野製薬製）に２５
℃で５分間浸漬した後水洗した。その後硫酸銅５水和物
を１０ｇ／リットル、エチレンジアミン４酢酸２ナトリ
ウムを３０ｇ／リットル、濃度３７％のホルムアルデヒ
ド溶液を５ミリリットル／リットル、ポリエチレングリ
コール（分子量１０００）を０．５ｇ／リットル、２，
２′−ビピリジルを１０ｍｇ／リットル含有し、ｐＨを
１２．５に調整した６５℃の無電解銅めっき液に樹脂基
板を２０分間浸漬することによって、非貫通型のスルー
ホール側壁部を含めた樹脂基板表面に厚さ０．５μｍの
銅めっき皮膜を形成した。

【００１８】その後硫酸銅５水和物を８０ｇ／リット
ル、硫酸を１８０ｇ／リットル、塩素イオンを６０ｍｇ
／リットル、光沢剤を１０ミリリットル／リットル含有
する２３℃の電気銅めっき液に浸清し、含りん銅板をア
ノ一ドとし、陰極電流密度３Ａ／ｄｍ^２で３０分間電気
銅めっきを行い、非貫通型のスルーホール側壁部を含め
た樹脂基板表面に厚さ１８μｍの銅めっき皮膜を形成し
た。さらに表面の銅めっき皮膜に従来法に従ってフォト
リソグラフィー技法によって最小ピッチ１５０μｍの間
隔にエッチングレジストをパターニングした後、４０ボ
ーメの塩化第２鉄溶液を用い、温度５０℃、シャワー圧
２．０ｋｇ／ｃｍ^２で４０秒間エッチングを行った後、
レジスト層を剥離することによって回路形成を行った。
なおこれらの回路パターンは、非貫通型のスルーホール
の接続信頼性を評価できるように形成されていた。以上
の工程を経ることによって、４層のプリント配線板を得
ることができた。

【００１９】得られたプリント配線板にＪＩＳ Ｃ−５
０１４に従い熱サイクル試験を行い、その前後の層間の
電気抵抗値を測定した結果、抵抗値の変化率は５％であ
り、これは導体層間の接続信頼性を十分満足するもので
あった。

【００２０】（比較例）実施例に示した多層プリント配
線板の製造工程の中で、非貫通型のスルーホール内部に
突出した銅層を溶解除去する工程を実施しなかった以外
は実施例と同様な工程で多層プリント配線板を製造し
た。得られた多層プリント配線板に、実施例と同様の熱
サイクル試験を行い、その前後の導体層間の抵抗値を測
定した結果、抵抗値の変化率は１５％であり、これは導
体層間の接続信頼性を十分に満足するとはいい難いもの
であった。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、従来
困難であった導体層間の接続信頼性を十分に満足する微
小径の非貫通型のスルーホールを有し、かつ導体層間の
導通密度を高めることができた多層プリント配線板の製
造方法を提供することが可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体回路を形成した絶縁基板の表面の少
   なくとも一部に形成された絶縁樹脂層の表面に銅層を形
   成し、該銅層の一部を溶解除去することによって露出し
   た絶縁樹脂層を、残存する銅層をマスクとして除去する
   ことによって孔を形成し、該孔の側壁にめっき皮膜を形
   成することによって導体層間を導通する多層プリント配
   線板の製造方法において、前記形成された孔の内部に突
   出した銅層を溶解除去した後、該孔の側壁にめっき皮膜
   を形成することを特徴とする多層プリント配線板の製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記孔内部に突出した銅層を、塩化第２
   鉄溶液、塩化銅溶液、過酸化水素水と硫酸の混合液、過
   硫酸アンモニウム水溶液、あるいはアンモニア水のうち
   少なくとも１種からなる銅溶解液により溶解除去するこ
   とを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製
   造方法。