JP3592827B2 - 感光性エレメント及び多層配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線基板製造分野、特にビルドアップ法による多層配線基板の製造の際に用いられる層間絶縁膜として有用な感光性エレメントを用いた多層配線基板の製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の軽薄短小化、高機能化、薄層化の流れが急速に進んできている。このため、電子部品の高密度実装が必須となり、これに対応するため、プリント配線基板も高密度化が大きな課題となってきている。プリント配線基板の高密度化の一つの方法として、最近ビルドアップ法が注目を集めている。その特徴は層間接続を従来のドリル穴開けによるスルーホールの代わりに感光性層間絶縁膜を用いて微細なバイアホールを形成することにある。
【０００３】
この具体的な例として、特開平４−１４８５９０号公報に感光性層間絶縁膜を利用する方法が開示されている。この方法では第１の回路パターン上に感光性絶縁樹脂層を設け、フォトリソグラフィーによりバイアホールを形成後、化学的な粗化処理を施す。この時の化学的な粗化処理は樹脂層と無電解メッキ銅、その上に形成される電解メッキ銅との密着力を強くするために行われ、これは樹脂表面に微細な凹凸を形成して、いわゆるアンカー効果により密着力が向上するといわれている。
【０００４】
しかしながら、特開平４−１４８５９０記載の表面凹凸形成（表面粗化処理）によっては、密着力が不十分で、さらなる向上が望まれ、また、表面の凹凸形成に用いられるクロム酸等の使用は安全上、環境上好ましくない。
【０００５】
また、特開昭６３−１２６２９７号公報には酸や酸化剤に可溶な微粒子を感光性絶縁樹脂中に分散させ、感光性絶縁樹脂を硬化後、強酸やクロム酸からなる強酸化剤で、分散した微粒子を溶解させて感光性絶縁樹脂表面に凹凸を形成して、金属メッキ膜との密着を付与しようとするものである。
【０００６】
しかし、ここに開示された技術においても、使用する処理剤の性質上、安全性、環境面からは好ましくない。さらには、この方法は感光性絶縁樹脂中に微粒子を分散させるため、工程が印刷や塗布に比べ簡易で、欠陥も少ないラミネート（加熱、加圧圧着）方式により絶縁基材上に設けようとすると、絶縁基材上に泡が混入する等の欠陥が発生し易く、実用が困難となる場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題点に着目し、ラミネート方式で感光性絶縁樹脂層形成が可能で、かつ安全上、環境上の問題を生じさせずに金属メッキ膜との密着を向上させることを可能にする感光性エレメントを用いた多層配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、仮支持体上に平均粒径もしくは平均凝集径が１〜１０μｍの微粒子を少なくとも１種含有する表面が粗面化された水性樹脂層、及びこの水性樹脂層上に感光性絶縁樹脂層を設けたことを特徴とする感光性エレメントを配線パターンが形成された絶縁基材上に加熱、加圧圧着（ラミネート）により設け、露光し、露光前若しくは後で仮支持体を剥離し、現像し該水性樹脂を溶解若しくは剥離除去しバイアホールを形成し、ポスト露光、ポストベークを行い、引き続き無電解メッキ処理、電解メッキ処理後、層間接続を行うとともに、第２層の配線を形成するする多層配線基板の製造方法により解決された。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この感光性エレメントは、仮支持体上に設けられた水性樹脂層表面が微粒子により凹凸化されて粗面化されており、その上に設けられる感光性絶縁樹脂層の水性樹脂層側表面近傍も、この凹凸に追従して粗面化されている。感光性絶縁樹脂層を絶縁基材上にラミネートし、バイアホールを形成するために露光、現像すると、この現像時に水性樹脂は溶解もしくは剥離除去され、それに伴い微粒子も脱落、もしくは溶出する。その結果、感光性絶縁樹脂層表面に凹凸が形成されることになり、金属メッキ膜との良好な密着が得られる。感光性絶縁樹脂層表面に適度の疎面を付与するには、水性樹脂層上に感光性絶縁樹脂層を塗布により設けることが好ましい。
【００１０】
本発明に用いる感光性エレメントについて具体的に説明する。仮支持体としては、ポリポリエチレンテレフタレートフィルム等のプラスティックフィルムを用いることが出来、フィルムの膜厚は１０〜７０μｍが適する。１０μｍより薄いとフィルムのハンドリングが難しくなり、しわ等の問題が発生し易くなる。また７０μｍより厚いと、ベースを通してパターン露光をする場合には、ベースによる光散乱のため解像度の劣化が大きくなり、好ましくない。ラミネート時の下地への追従性を考慮すると、更に好ましくは３０μｍ未満の膜厚が望まれる。
【００１１】
仮支持体上に設ける水性樹脂層に用いる樹脂としては、水に可溶な樹脂や膨潤し得る樹脂から選ばれ、好ましくはポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン及びその誘導体、セルロース及びその誘導体、ゼラチン及びその誘導体、ポリアクリル酸及びその誘導体等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、組み合わせて用いることも出来る。
【００１２】
微粒子は、平均粒径もしくは凝集径が１〜１０μｍのものであれば、無機、有機低分子、あるいは有機高分子微粒子など特に限定されないが、その好ましい例としてシリカ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、ジルコニア、ムライト、水酸化カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、ケイソウ土、硫酸バリウム等を挙げることが出来る。これらは単独で用いても良いし、複数組み合わせて用いることも可能である。
【００１３】
この微粒子と水性樹脂の割合は、重量比で０．５〜５位の範囲が適当であり、微粒子を分散した水性樹脂溶液の安定性からは４以下が望まれる。また重量比が０．５未満では、この水性樹脂層の凹凸が十分形成されず、その結果この上に塗布される感光性絶縁樹脂層の表面凹凸形成も不十分になり、結果的に金属メッキ膜との十分な密着が得られない。
【００１４】
このような微粒子を含有する水性樹脂溶液は、通常水性樹脂を溶解した水溶液もしくはメタノール等の溶剤と水の混合溶液と微粒子を混合攪拌する事により得られる。勿論微粒子の凝集サイズが大きい場合には、ホモジナイザー等で強く攪拌したり、ペイントシェーカー等で分散することも可能である。また予め、微粒子分散液と水性樹脂を混合して得ることも可能であり、特に水性樹脂溶液の調整法は限定されない。また、仮支持体上へ面状良く塗布するため、界面活性剤を添加したり、メタノール等の溶剤を水と混合して用いても良い。更に、微粒子の沈降を防ぐ目的で分散剤等を添加することも可能である。
【００１５】
このような微粒子を含有する水性樹脂溶液は、バー塗布等でプラスティックフィルム上に塗布される。この時の乾燥後の塗膜の膜厚は通常、膜厚計の測定で概ね２〜１５μｍの範囲にする事が望ましい。２μｍより薄いと、感光性絶縁樹脂層表面の凹凸の高さが小さく金属メッキ膜との密着が不十分になる。また１５μｍより厚いとこの微粒子が含有された水性樹脂層を溶解もしくは剥離除去するために現像時間が長くなり好ましくなく、より好ましくは１０μｍ以下である。
【００１７】
本発明において、「粗面化」は、ＪＩＳ Ｋ５４００に規定された方法に従って評価し、５ｍｍの間隔の碁盤目テストにおいて少なくとも８点の評価を必要とする。
【００１８】
次に感光性エレメントの感光性絶縁樹脂層について具体的に説明する。感光性絶縁樹脂としては、本発明では感光性エレメントを配線形成済みの絶縁基材上にラミネートする方式をとるので、経時でラミネート性を阻害する程度に樹脂の硬化が進行するものは使用することが出来ない。この点の障害がなければ、絶縁性、パターン形成性、密着性、強度、耐無電解メッキ性、耐電解メッキ性等の工程適性など、ビルドアップ法による多層配線板に必要な性能を満足する限り、制限は無い。
【００１９】
好ましくは、特開平７−１１０５７７号公報、特開平７−２０９８６６号公報等に開示されるような、光重合開始剤あるいは光重合開始剤系とエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、及びスチレン／マレイン酸無水物共重合体のアミン（ベンジルアミン、シクロヘキシルアミン等）変性した樹脂を含有する感光性絶縁樹脂などが挙げられる。
【００２０】
また水性樹脂層上に塗布を行うためには、感光性絶縁樹脂溶液には塗布適性付与のために界面活性剤、マット材（微粒子）等を必要に応じて添加しても良い。塗布溶剤としては特に制限は無いが、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が好適に用いられる。感光性絶縁樹脂溶液の塗布乾燥後に、表面を保護するためポリプロピレンフィルム等をラミネートしても良い。
【００２１】
本発明に用いる感光性エレメントの構成の一例を図１−１に示した。図中１は仮支持体フィルム、２は微粒子を含有する水性樹脂層、３は感光性絶縁樹脂層、７は感光性絶縁樹脂層の保護フィルムである。
【００２２】
次に、本発明になる多層配線板の製造方法について説明する。まず配線パターンが形成された絶縁基材上に前記感光性エレメントを加熱、加圧圧着する。これは通常ラミネーターを用いて行い、ポリプロピレン保護フィルム等があれば、これを剥離し、感光性絶縁樹脂層をむき出しにして行う。
【００２３】
基材としては絶縁材料、金属材料等種々の材質を用いることができる。絶縁基材としては有機基材、無機基材あるいは両者の複合体等、特に限定はされないが、具体的にはガラエポ基板やセラミックス基板等が好ましく用いられる。このラミネート後の模式図を図１−２に示した。図中４は絶縁基材、５はあらかじめ形成された配線パターンである。この図では仮支持体フィルム１を剥離してある。
【００２４】
この後露光を行うが、仮支持体フィルムをそのままにしても良いし、また剥離して露光することも可能である。特に高解像度が必要な場合は、仮支持体フィルムを剥離して露光することが望ましい。露光は超高圧水銀灯等を用いることが出来、拡散光、平行光露光いずれも使用可能である。
【００２５】
次に溶剤またはアルカリ水溶液により現像を行い、バイアホールを形成するが、現像液は溶剤の場合はクロロセン等のクロル系溶剤等、アルカリ水溶液の場合には現像主剤として０．３〜２％程度の炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、あるいはテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド等を用い、これらを溶解した水溶液を用いることが出来る。アルカリ水溶液系現像液には必要に応じて、界面活性剤やベンジルアルコールのような溶剤を添加することも可能である。現像はシャワー現像やブラシ現像、あるいは両者を組み合わせた方法で行うことが出来る。
【００２６】
現像終了後の模式図を図１−３に示した。図中６は層間接続用のバイアホールである。感光性樹脂組成物から形成された絶縁膜の表面付近にはこの時点で凹凸が形成されており、これが後工程での無電解メッキ、電解メッキにより形成される金属配線との密着に対し有効なアンカー効果を示す。
【００２７】
現像終了後、前記露光機を用い２００〜５０００ｍｊ／ｃｍ２の条件下ポスト露光を行い、更に１２０℃〜２００℃の範囲でポストベイクを行うことが望ましい。これにより、絶縁性樹脂の硬化が十分に進み、耐熱性、無電解メッキ時の耐強アルカリ性が更に向上する。
【００２８】
現像処理のみでは水性樹脂層が多く残る場合には、この残留分を除き、感光性絶縁樹脂層の表面を清浄化し後工程の無電解メッキの密着を向上させるため、ここで塩酸等の酸、あるいは水酸化ナトリウム水溶液等の処理液に浸漬処理しても良い。
【００２９】
引き続き無電解メッキ処理を行う。この場合、無電解メッキ前に樹脂表面の脱脂処理、触媒付与、触媒活性化等の前処理を行う。この行程は特に限定されるものではなく、当業者に公知の市販の処理液を適宜使用することが可能である。また、必ずしも脱脂処理を行わなくても良い。この無電解メッキは銅あるいはニッケル等を用いることが出来、膜厚は電解メッキが可能であれば良く、通常０．２〜０．５μｍ程度である。
【００３０】
更に配線パターンを形成するための電解メッキを行う。電解メッキは通常銅が配線用としては好適である。電解銅メッキ液は硫酸銅浴、ピロリン酸銅浴等を用いることが出来る。勿論これらに限定されるものではない。図２−１は、無電解メッキ層及び電解メッキ層８を形成した場合の模式図である。
【００３１】
電解銅メッキ後、通常のサブトラクティブ法により、配線を形成する。この際には、市販のフィルム状のフォトレジスト（ＤＦＲ）をラミネートして、あるいは液状のフォトレジストを塗布して、使用することができる。この結果、第２層の配線が形成され、同時にバイアホール部ではメッキ銅により、第１層と第２層の接続が取れる。図２−２に第２層の配線が形成された基板を示す。９はバイアホールが形成された層間接続部、１０は第２層の配線部である。
【００３２】
上記工程を繰り返すことにより、多層配線基板が形成される。以下実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
【実施例】
実施例１
１．感光性エレメントの作製
まず、２０μｍのポリエステルフィルム上に、下記組成の水性樹脂層をペイントシェーカーにて６０分分散後、３μｍの膜厚に塗布し、１００℃１０分で乾燥した。
【００３４】
【００３５】
次に下記組成の感光性絶縁樹脂を乾燥後の塗膜の膜厚が４２μｍになるように前記水性樹脂層上に塗布し、１００℃１５分の条件で乾燥し、感光性エレメントを得た。なお結合剤として用いたスチレン／マレイン酸共重合体ベンジルアミン変性物の合成法を下記に示す。
【００３６】
【００３７】
＜結合剤の合成例＞
スチレン／マレイン酸無水物＝６８／３２モル比の共重合体（重量平均分子量約１２０００）１５３．２重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／メチルエチルケトン＝８０／２０重量比の混合溶媒６１２．８重量部に溶解した。これにベンジルアミン２６．８重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／メチルエチルケトン＝８０／２０重量比の混合溶媒１０７．２重量部に溶解した溶液を室温で約１時間かけて滴下した。更に室温下で６時間攪拌し、溶剤を乾燥固化することで、結合剤となるスチレン／マレイン酸無水物共重合体のベンジルアミン変成物を得た。
【００３８】
（多層配線板作製）配線としてガラエポ基板上に高さ１８μｍ、幅１００μｍの配線を２００μｍ間隔で形成した。この上に上記感光性エレメントをラミネートして感光性絶縁樹脂層を形成した。次に配線及び、層間接続用のマスクを用い拡散光で１００ｍｊ／ｃｍ2の露光量でパターン露光を行った後、０．５％炭酸ソーダの現像液を用い、４０℃、３０秒間シャワー現像を行った。この結果バイアホールが形成され、また感光性絶縁樹脂層表面に凹凸が形成された（図１−３参照）。この後、拡散光露光機で１９００ｍｊ／ｃｍ2の条件下、全面にポスト露光を行い、更に１６０℃６０分加熱処理（ポストベイク処理）を行った。
【００３９】
次にメルテックス社製の処理剤を用い、以下の手順で、無電解銅メッキまで行った。
・前処理剤（ＰＣ２３６）で、２５℃３分間浸漬処理し、２分間純水で水洗した。
・触媒付与剤（アクチベーター４４４）で、２５℃６分間浸漬処理し、２分間純水で水洗した。
・活性化処理剤（ＰＡ４９１）で、２５℃１０分間浸漬処理し、２分間純水で水洗した。
・無電解銅メッキ液（ＣＵ３９０）で、２５℃、ｐＨ１２．９の条件下１０分間浸漬処理、純水で５分間水洗した。
・１００℃１５分乾燥した。
この結果、膜厚約０．３μｍの無電解銅メッキ膜が形成された。
【００４０】
引き続き、メルテックス社製の脱脂処理剤（ＰＣ４５５）で、２５℃３０秒浸漬処理、２分間水洗後、電解銅メッキを行った。電解銅メッキ液は硫酸銅７５ｇ／ｌ、硫酸１９０ｇ／ｌ、塩素イオン約５０ｐｐｍ、及びメルテックス社製カパーグリームＰＣＭ５ｍｌ／ｌの組成で、２５℃、２．５Ａ／１００ｃｍ２、４０分の条件でメッキ行った。この結果、約２０μｍの銅が析出した（図２−１参照）。次にオーブンに入れ１６０℃６０分放置後、ドライフィルムレジストを用い、銅のエッチングを行い、配線及び層間接続部を形成した（図２−２参照）。この状態で、２６０℃２０秒間の半田耐熱試験を行ったところ配線等の剥がれ、膨れなど発生しなかった。また、ＪＩＳ Ｋ５４００による５ｍｍ間隔の碁盤目テストでも１０点の評価であり良好であった。
【００４１】
更に、この上に再度感光性エレメントをラミネートして、前記と同様にして第３層目の配線を形成したが、半田耐熱試験で問題は生じなかった。また、ＪＩＳＫ５４００による５ｍｍ間隔の碁盤目テストでも１０点の評価であり良好であった。
【００４２】
実施例２
ポストベイク処理後に、２０体積％の塩酸水溶液を用い、４０℃１０分間の処理を行った以外は実施例１と同様にして２層目の配線と層間接続部を形成した。この場合も半田耐熱試験で特に問題は生じなかった。
【００４３】
比較例１
感光性エレメントとして、酸化亜鉛ＺｎＯ−１００（住友大阪セメント社製）を未添加の水性樹脂層を塗布したものを用い、実施例１と同様にして第２層の配線と層間接続部形成を試みたが、現像後に感光性絶縁樹脂層表面には凹凸がほとんど形成されなかった。実施例１と同様なポスト露光、ポストベーク後、無電解銅メッキを行ったところ、メッキ中に樹脂表面に膨れが観察された。水洗、乾燥処理後簡単にメッキ膜が剥離し、次の工程に進むことが出来なかった。
【００４４】
【発明の効果】
感光性エレメントを配線パターン形成済みの絶縁基材上へラミネートし、露光、現像するだけで、感光性絶縁樹脂層表面に凹凸を容易に形成することが可能であり、樹脂表面をホーニング等により研磨し、クロム酸等のような安全上、環境上好ましくない処理液を用いて凹凸化させる必要がなく、ビルドアップ法による多層配線基板の製造工程を大きく簡易化させることがてきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は感光性エレメント、及びそれを用いて配線パターン上にバイアホールを形成した場合の模式図である。
【図２】図２は引き続き無電解銅メッキ、電解銅メッキを行い、更にサブトラクティブ法により第２層の配線及び層間接続を行った場合の模式図である。
【符号の説明】
１ 仮支持体フィルム
２ 微粒子含有の水性樹脂層
３ 感光性絶縁樹脂層
４ 配線パターン形成済みの絶縁基材
５ 配線
６ 層間接続用バイアホール
７ 保護フィルム
８ 無電解メッキ層及び電解銅メッキ層
９ 層間接続部
１０ 第２層配線部
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線基板製造分野、特にビルドアップ法による多層配線基板の製造の際に用いられる層間絶縁膜として有用な感光性エレメントを用いた多層配線基板の製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の軽薄短小化、高機能化、薄層化の流れが急速に進んできている。このため、電子部品の高密度実装が必須となり、これに対応するため、プリント配線基板も高密度化が大きな課題となってきている。プリント配線基板の高密度化の一つの方法として、最近ビルドアップ法が注目を集めている。その特徴は層間接続を従来のドリル穴開けによるスルーホールの代わりに感光性層間絶縁膜を用いて微細なバイアホールを形成することにある。
【０００３】
この具体的な例として、特開平４−１４８５９０号公報に感光性層間絶縁膜を利用する方法が開示されている。この方法では第１の回路パターン上に感光性絶縁樹脂層を設け、フォトリソグラフィーによりバイアホールを形成後、化学的な粗化処理を施す。この時の化学的な粗化処理は樹脂層と無電解メッキ銅、その上に形成される電解メッキ銅との密着力を強くするために行われ、これは樹脂表面に微細な凹凸を形成して、いわゆるアンカー効果により密着力が向上するといわれている。
【０００４】
しかしながら、特開平４−１４８５９０記載の表面凹凸形成（表面粗化処理）によっては、密着力が不十分で、さらなる向上が望まれ、また、表面の凹凸形成に用いられるクロム酸等の使用は安全上、環境上好ましくない。
【０００５】
また、特開昭６３−１２６２９７号公報には酸や酸化剤に可溶な微粒子を感光性絶縁樹脂中に分散させ、感光性絶縁樹脂を硬化後、強酸やクロム酸からなる強酸化剤で、分散した微粒子を溶解させて感光性絶縁樹脂表面に凹凸を形成して、金属メッキ膜との密着を付与しようとするものである。
【０００６】
しかし、ここに開示された技術においても、使用する処理剤の性質上、安全性、環境面からは好ましくない。さらには、この方法は感光性絶縁樹脂中に微粒子を分散させるため、工程が印刷や塗布に比べ簡易で、欠陥も少ないラミネート（加熱、加圧圧着）方式により絶縁基材上に設けようとすると、絶縁基材上に泡が混入する等の欠陥が発生し易く、実用が困難となる場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題点に着目し、ラミネート方式で感光性絶縁樹脂層形成が可能で、かつ安全上、環境上の問題を生じさせずに金属メッキ膜との密着を向上させることを可能にする感光性エレメントを用いた多層配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、仮支持体上に平均粒径もしくは平均凝集径が１〜１０μｍの微粒子を少なくとも１種含有する表面が粗面化された水性樹脂層、及びこの水性樹脂層上に感光性絶縁樹脂層を設けたことを特徴とする感光性エレメントを配線パターンが形成された絶縁基材上に加熱、加圧圧着（ラミネート）により設け、露光し、露光前若しくは後で仮支持体を剥離し、現像し該水性樹脂を溶解若しくは剥離除去しバイアホールを形成し、ポスト露光、ポストベークを行い、引き続き無電解メッキ処理、電解メッキ処理後、層間接続を行うとともに、第２層の配線を形成するする多層配線基板の製造方法により解決された。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この感光性エレメントは、仮支持体上に設けられた水性樹脂層表面が微粒子により凹凸化されて粗面化されており、その上に設けられる感光性絶縁樹脂層の水性樹脂層側表面近傍も、この凹凸に追従して粗面化されている。感光性絶縁樹脂層を絶縁基材上にラミネートし、バイアホールを形成するために露光、現像すると、この現像時に水性樹脂は溶解もしくは剥離除去され、それに伴い微粒子も脱落、もしくは溶出する。その結果、感光性絶縁樹脂層表面に凹凸が形成されることになり、金属メッキ膜との良好な密着が得られる。感光性絶縁樹脂層表面に適度の疎面を付与するには、水性樹脂層上に感光性絶縁樹脂層を塗布により設けることが好ましい。
【００１０】
本発明に用いる感光性エレメントについて具体的に説明する。仮支持体としては、ポリポリエチレンテレフタレートフィルム等のプラスティックフィルムを用いることが出来、フィルムの膜厚は１０〜７０μｍが適する。１０μｍより薄いとフィルムのハンドリングが難しくなり、しわ等の問題が発生し易くなる。また７０μｍより厚いと、ベースを通してパターン露光をする場合には、ベースによる光散乱のため解像度の劣化が大きくなり、好ましくない。ラミネート時の下地への追従性を考慮すると、更に好ましくは３０μｍ未満の膜厚が望まれる。
【００１１】
仮支持体上に設ける水性樹脂層に用いる樹脂としては、水に可溶な樹脂や膨潤し得る樹脂から選ばれ、好ましくはポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン及びその誘導体、セルロース及びその誘導体、ゼラチン及びその誘導体、ポリアクリル酸及びその誘導体等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、組み合わせて用いることも出来る。
【００１２】
微粒子は、平均粒径もしくは凝集径が１〜１０μｍのものであれば、無機、有機低分子、あるいは有機高分子微粒子など特に限定されないが、その好ましい例としてシリカ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、ジルコニア、ムライト、水酸化カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、ケイソウ土、硫酸バリウム等を挙げることが出来る。これらは単独で用いても良いし、複数組み合わせて用いることも可能である。
【００１３】
この微粒子と水性樹脂の割合は、重量比で０．５〜５位の範囲が適当であり、微粒子を分散した水性樹脂溶液の安定性からは４以下が望まれる。また重量比が０．５未満では、この水性樹脂層の凹凸が十分形成されず、その結果この上に塗布される感光性絶縁樹脂層の表面凹凸形成も不十分になり、結果的に金属メッキ膜との十分な密着が得られない。
【００１４】
このような微粒子を含有する水性樹脂溶液は、通常水性樹脂を溶解した水溶液もしくはメタノール等の溶剤と水の混合溶液と微粒子を混合攪拌する事により得られる。勿論微粒子の凝集サイズが大きい場合には、ホモジナイザー等で強く攪拌したり、ペイントシェーカー等で分散することも可能である。また予め、微粒子分散液と水性樹脂を混合して得ることも可能であり、特に水性樹脂溶液の調整法は限定されない。また、仮支持体上へ面状良く塗布するため、界面活性剤を添加したり、メタノール等の溶剤を水と混合して用いても良い。更に、微粒子の沈降を防ぐ目的で分散剤等を添加することも可能である。
【００１５】
このような微粒子を含有する水性樹脂溶液は、バー塗布等でプラスティックフィルム上に塗布される。この時の乾燥後の塗膜の膜厚は通常、膜厚計の測定で概ね２〜１５μｍの範囲にする事が望ましい。２μｍより薄いと、感光性絶縁樹脂層表面の凹凸の高さが小さく金属メッキ膜との密着が不十分になる。また１５μｍより厚いとこの微粒子が含有された水性樹脂層を溶解もしくは剥離除去するために現像時間が長くなり好ましくなく、より好ましくは１０μｍ以下である。
【００１７】
本発明において、「粗面化」は、ＪＩＳ Ｋ５４００に規定された方法に従って評価し、５ｍｍの間隔の碁盤目テストにおいて少なくとも８点の評価を必要とする。
【００１８】
次に感光性エレメントの感光性絶縁樹脂層について具体的に説明する。感光性絶縁樹脂としては、本発明では感光性エレメントを配線形成済みの絶縁基材上にラミネートする方式をとるので、経時でラミネート性を阻害する程度に樹脂の硬化が進行するものは使用することが出来ない。この点の障害がなければ、絶縁性、パターン形成性、密着性、強度、耐無電解メッキ性、耐電解メッキ性等の工程適性など、ビルドアップ法による多層配線板に必要な性能を満足する限り、制限は無い。
【００１９】
好ましくは、特開平７−１１０５７７号公報、特開平７−２０９８６６号公報等に開示されるような、光重合開始剤あるいは光重合開始剤系とエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、及びスチレン／マレイン酸無水物共重合体のアミン（ベンジルアミン、シクロヘキシルアミン等）変性した樹脂を含有する感光性絶縁樹脂などが挙げられる。
【００２０】
また水性樹脂層上に塗布を行うためには、感光性絶縁樹脂溶液には塗布適性付与のために界面活性剤、マット材（微粒子）等を必要に応じて添加しても良い。塗布溶剤としては特に制限は無いが、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が好適に用いられる。感光性絶縁樹脂溶液の塗布乾燥後に、表面を保護するためポリプロピレンフィルム等をラミネートしても良い。
【００２１】
本発明に用いる感光性エレメントの構成の一例を図１−１に示した。図中１は仮支持体フィルム、２は微粒子を含有する水性樹脂層、３は感光性絶縁樹脂層、７は感光性絶縁樹脂層の保護フィルムである。
【００２２】
次に、本発明になる多層配線板の製造方法について説明する。まず配線パターンが形成された絶縁基材上に前記感光性エレメントを加熱、加圧圧着する。これは通常ラミネーターを用いて行い、ポリプロピレン保護フィルム等があれば、これを剥離し、感光性絶縁樹脂層をむき出しにして行う。
【００２３】
基材としては絶縁材料、金属材料等種々の材質を用いることができる。絶縁基材としては有機基材、無機基材あるいは両者の複合体等、特に限定はされないが、具体的にはガラエポ基板やセラミックス基板等が好ましく用いられる。このラミネート後の模式図を図１−２に示した。図中４は絶縁基材、５はあらかじめ形成された配線パターンである。この図では仮支持体フィルム１を剥離してある。
【００２４】
この後露光を行うが、仮支持体フィルムをそのままにしても良いし、また剥離して露光することも可能である。特に高解像度が必要な場合は、仮支持体フィルムを剥離して露光することが望ましい。露光は超高圧水銀灯等を用いることが出来、拡散光、平行光露光いずれも使用可能である。
【００２５】
次に溶剤またはアルカリ水溶液により現像を行い、バイアホールを形成するが、現像液は溶剤の場合はクロロセン等のクロル系溶剤等、アルカリ水溶液の場合には現像主剤として０．３〜２％程度の炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、あるいはテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド等を用い、これらを溶解した水溶液を用いることが出来る。アルカリ水溶液系現像液には必要に応じて、界面活性剤やベンジルアルコールのような溶剤を添加することも可能である。現像はシャワー現像やブラシ現像、あるいは両者を組み合わせた方法で行うことが出来る。
【００２６】
現像終了後の模式図を図１−３に示した。図中６は層間接続用のバイアホールである。感光性樹脂組成物から形成された絶縁膜の表面付近にはこの時点で凹凸が形成されており、これが後工程での無電解メッキ、電解メッキにより形成される金属配線との密着に対し有効なアンカー効果を示す。
【００２７】
現像終了後、前記露光機を用い２００〜５０００ｍｊ／ｃｍ２の条件下ポスト露光を行い、更に１２０℃〜２００℃の範囲でポストベイクを行うことが望ましい。これにより、絶縁性樹脂の硬化が十分に進み、耐熱性、無電解メッキ時の耐強アルカリ性が更に向上する。
【００２８】
現像処理のみでは水性樹脂層が多く残る場合には、この残留分を除き、感光性絶縁樹脂層の表面を清浄化し後工程の無電解メッキの密着を向上させるため、ここで塩酸等の酸、あるいは水酸化ナトリウム水溶液等の処理液に浸漬処理しても良い。
【００２９】
引き続き無電解メッキ処理を行う。この場合、無電解メッキ前に樹脂表面の脱脂処理、触媒付与、触媒活性化等の前処理を行う。この行程は特に限定されるものではなく、当業者に公知の市販の処理液を適宜使用することが可能である。また、必ずしも脱脂処理を行わなくても良い。この無電解メッキは銅あるいはニッケル等を用いることが出来、膜厚は電解メッキが可能であれば良く、通常０．２〜０．５μｍ程度である。
【００３０】
更に配線パターンを形成するための電解メッキを行う。電解メッキは通常銅が配線用としては好適である。電解銅メッキ液は硫酸銅浴、ピロリン酸銅浴等を用いることが出来る。勿論これらに限定されるものではない。図２−１は、無電解メッキ層及び電解メッキ層８を形成した場合の模式図である。
【００３１】
電解銅メッキ後、通常のサブトラクティブ法により、配線を形成する。この際には、市販のフィルム状のフォトレジスト（ＤＦＲ）をラミネートして、あるいは液状のフォトレジストを塗布して、使用することができる。この結果、第２層の配線が形成され、同時にバイアホール部ではメッキ銅により、第１層と第２層の接続が取れる。図２−２に第２層の配線が形成された基板を示す。９はバイアホールが形成された層間接続部、１０は第２層の配線部である。
【００３２】
上記工程を繰り返すことにより、多層配線基板が形成される。以下実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
【実施例】
実施例１
１．感光性エレメントの作製
まず、２０μｍのポリエステルフィルム上に、下記組成の水性樹脂層をペイントシェーカーにて６０分分散後、３μｍの膜厚に塗布し、１００℃１０分で乾燥した。
【００３４】
次に下記組成の感光性絶縁樹脂を乾燥後の塗膜の膜厚が４２μｍになるように前記水性樹脂層上に塗布し、１００℃１５分の条件で乾燥し、感光性エレメントを得た。なお結合剤として用いたスチレン／マレイン酸共重合体ベンジルアミン変性物の合成法を下記に示す。
【００３６】
＜結合剤の合成例＞
スチレン／マレイン酸無水物＝６８／３２モル比の共重合体（重量平均分子量約１２０００）１５３．２重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／メチルエチルケトン＝８０／２０重量比の混合溶媒６１２．８重量部に溶解した。これにベンジルアミン２６．８重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／メチルエチルケトン＝８０／２０重量比の混合溶媒１０７．２重量部に溶解した溶液を室温で約１時間かけて滴下した。更に室温下で６時間攪拌し、溶剤を乾燥固化することで、結合剤となるスチレン／マレイン酸無水物共重合体のベンジルアミン変成物を得た。
【００３８】
（多層配線板作製）配線としてガラエポ基板上に高さ１８μｍ、幅１００μｍの配線を２００μｍ間隔で形成した。この上に上記感光性エレメントをラミネートして感光性絶縁樹脂層を形成した。次に配線及び、層間接続用のマスクを用い拡散光で１００ｍｊ／ｃｍ2の露光量でパターン露光を行った後、０．５％炭酸ソーダの現像液を用い、４０℃、３０秒間シャワー現像を行った。この結果バイアホールが形成され、また感光性絶縁樹脂層表面に凹凸が形成された（図１−３参照）。この後、拡散光露光機で１９００ｍｊ／ｃｍ2の条件下、全面にポスト露光を行い、更に１６０℃６０分加熱処理（ポストベイク処理）を行った。
【００３９】
次にメルテックス社製の処理剤を用い、以下の手順で、無電解銅メッキまで行った。
・前処理剤（ＰＣ２３６）で、２５℃３分間浸漬処理し、２分間純水で水洗した。
・触媒付与剤（アクチベーター４４４）で、２５℃６分間浸漬処理し、２分間純水で水洗した。
・活性化処理剤（ＰＡ４９１）で、２５℃１０分間浸漬処理し、２分間純水で水洗した。
・無電解銅メッキ液（ＣＵ３９０）で、２５℃、ｐＨ１２．９の条件下１０分間浸漬処理、純水で５分間水洗した。
・１００℃１５分乾燥した。
この結果、膜厚約０．３μｍの無電解銅メッキ膜が形成された。
【００４０】
引き続き、メルテックス社製の脱脂処理剤（ＰＣ４５５）で、２５℃３０秒浸漬処理、２分間水洗後、電解銅メッキを行った。電解銅メッキ液は硫酸銅７５ｇ／ｌ、硫酸１９０ｇ／ｌ、塩素イオン約５０ｐｐｍ、及びメルテックス社製カパーグリームＰＣＭ５ｍｌ／ｌの組成で、２５℃、２．５Ａ／１００ｃｍ２、４０分の条件でメッキ行った。この結果、約２０μｍの銅が析出した（図２−１参照）。次にオーブンに入れ１６０℃６０分放置後、ドライフィルムレジストを用い、銅のエッチングを行い、配線及び層間接続部を形成した（図２−２参照）。この状態で、２６０℃２０秒間の半田耐熱試験を行ったところ配線等の剥がれ、膨れなど発生しなかった。また、ＪＩＳ Ｋ５４００による５ｍｍ間隔の碁盤目テストでも１０点の評価であり良好であった。
【００４１】
更に、この上に再度感光性エレメントをラミネートして、前記と同様にして第３層目の配線を形成したが、半田耐熱試験で問題は生じなかった。また、ＪＩＳＫ５４００による５ｍｍ間隔の碁盤目テストでも１０点の評価であり良好であった。
【００４２】
実施例２
ポストベイク処理後に、２０体積％の塩酸水溶液を用い、４０℃１０分間の処理を行った以外は実施例１と同様にして２層目の配線と層間接続部を形成した。この場合も半田耐熱試験で特に問題は生じなかった。
【００４３】
比較例１
感光性エレメントとして、酸化亜鉛ＺｎＯ−１００（住友大阪セメント社製）を未添加の水性樹脂層を塗布したものを用い、実施例１と同様にして第２層の配線と層間接続部形成を試みたが、現像後に感光性絶縁樹脂層表面には凹凸がほとんど形成されなかった。実施例１と同様なポスト露光、ポストベーク後、無電解銅メッキを行ったところ、メッキ中に樹脂表面に膨れが観察された。水洗、乾燥処理後簡単にメッキ膜が剥離し、次の工程に進むことが出来なかった。
【００４４】
【発明の効果】
感光性エレメントを配線パターン形成済みの絶縁基材上へラミネートし、露光、現像するだけで、感光性絶縁樹脂層表面に凹凸を容易に形成することが可能であり、樹脂表面をホーニング等により研磨し、クロム酸等のような安全上、環境上好ましくない処理液を用いて凹凸化させる必要がなく、ビルドアップ法による多層配線基板の製造工程を大きく簡易化させることがてきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は感光性エレメント、及びそれを用いて配線パターン上にバイアホールを形成した場合の模式図である。
【図２】図２は引き続き無電解銅メッキ、電解銅メッキを行い、更にサブトラクティブ法により第２層の配線及び層間接続を行った場合の模式図である。
【符号の説明】
１ 仮支持体フィルム
２ 微粒子含有の水性樹脂層
３ 感光性絶縁樹脂層
４ 配線パターン形成済みの絶縁基材
５ 配線
６ 層間接続用バイアホール
７ 保護フィルム
８ 無電解メッキ層及び電解銅メッキ層
９ 層間接続部
１０ 第２層配線部
Claims (2)
- 仮支持体上に平均粒径もしくは平均凝集径が１〜１０μｍの微粒子を少なくとも１種含有する表面が粗面化された水性樹脂層、及びこの水性樹脂層上に感光性絶縁樹脂層を設けたことを特徴とする感光性エレメントを、配線パターンが形成された絶縁基材上に加熱、加圧圧着し、露光し、露光前若しくは後で仮支持体を剥離し、現像し該水性樹脂を溶解若しくは剥離除去し、ポスト露光、ポストベークを行い、引き続き無電解メッキ処理、電解メッキ処理後、層間接続を行うとともに、第２層の配線を形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
- 仮支持体上に平均粒径もしくは平均凝集径が１〜１０μｍの微粒子を少なくとも１種含有する表面が粗面化された水性樹脂層、及びこの水性樹脂層上に感光性絶縁樹脂層を設けたことを特徴とする感光性エレメントを、配線パターンが形成された絶縁基材上に加熱、加圧圧着し、露光し、露光前若しくは後で仮支持体を剥離し、現像し該水性樹脂を溶解若しくは剥離除去し、ポスト露光、ポストベークを行い、引き続き無電解メッキ処理、電解メッキ処理後、層間接続を行うとともに、第２層の配線を形成する際、前記工程中の現像後、ポスト露光後、もしくはポストベイク後に少なくとも１回アルカリ若しくは酸水溶液処理を行うことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
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