JPH07226575A - プリント配線板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】めっき導体／基板間の密着性に優れたプリント
配線板の製造法を提供すること。 【構成】少なくとも１種類以上の金属からなる、粗化面
を具備する金属箔を、この粗化面を介して絶縁性基板材
料と積層プレスし、次いで絶縁性基板材料から金属箔を
エッチングを含む方法によって除去後、金属箔の粗化面
形状が転写された絶縁性基板材料のレプリカ面に無電解
めっきを含む配線加工を行い、回路を形成すること。

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
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の製造法のひとつに、銅
箔なしの絶縁基板を出発材料として、基板上の必要部分
にだけめっきを行い、導体パターンを形成する方法があ
る。この方法では、絶縁基板と無電解めっきによって形
成される導電性金属との密着力がプリント配線板の諸特
性にとって極めて重要となる。

【０００３】絶縁基板とめっき金属との密着力を確保す
る一般的な方法は、ＡＢＳ系、ゴム系等の接着剤層を基
板表面に設け、化学粗化液で処理することによって、接
着剤の表面に凹凸形状を付与し、この粗化面のアンカー
効果を利用するものである。

【０００４】この他に、接着剤を用いずに粗面化を行う
方法も提案され、特開昭６２−９８６９６号公報、特開
平３−１６１９９２号公報には、粗面を有する金属箔を
絶縁基板と積層プレスし、絶縁基板上の金属箔を溶解除
去することによって基板表面に転写された粗化面を露出
し、この粗化面上に回路を形成する方法が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の方法のうち、接着剤を粗化する方法は、粗化液を用
いなければならず、使用できる粗化液のほとんどは酸化
剤を含むものであり、毒性が強く、作業環境が悪く、特
別な廃液処理も必要である。また、このように粗化可能
な接着剤は、一般的に電気絶縁性が低く、耐湿絶縁特性
や高温絶縁特性も低いのが通常である。加えて、接着剤
の耐熱性が不十分であるため、高温での密着性低下が大
きいという課題があった。

【０００６】一方、特開昭６２−９８６９６号公報及び
特開平３−１６１９９２号公報に開示された方法は、接
着剤層を使用せず、金属箔の粗化形状を転写して粗面化
を行うため、接着剤に起因する特性の低下や接着剤の粗
化に伴う取り扱いの危険性及び環境の悪化を解消するこ
とができるが、いずれの場合も面積の大きなベタパター
ンを含む導体回路を形成したり、また０．０５ｍｍ以上
のような厚い導体回路を形成する際に部分的にふくれが
発生する場合があるなど、無電解めっきによる導体金属
と絶縁基板間の密着力は必ずしも十分とは言えなかっ
た。

【０００７】本発明は、めっき導体／基板間の密着性に
優れたプリント配線板の製造法を提供することを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、接着剤を
使用せず、金属箔の粗面形状を転写することで基板表面
を粗化し、この基板粗面上に回路を形成するアディティ
ブ法によるプリント配線板の製造法において、めっき導
体／基板間の十分な密着性を確保する方法について鋭意
検討した。その結果、めっき導体／基板間の密着力は、
粗面形状を転写する金属箔の表面粗さに大きく依存し、
金属箔粗面凹凸の高さの方向のパラメータとともに横方
向のパラメータにも密接に関係することを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００９】特開昭６２−９８６９６号公報及び特開平
３−１６１９９２号公報は、金属箔の粗面形状を転写す
ることで基板表面を粗化し、この基板粗面上に回路を形
成するアディティブ法によるプリント配線板の製造法を
開示し、適用可能な金属箔粗面の十点平均粗さ（Ｒｚ）
や凹凸高さについて記載している。

【００１０】しかし、めっき導体／基板間の十分な密着
性を確保するためには、粗面形状を転写する金属箔凹凸
の高さ方向のパラメータによる規定だけでは必ずしも十
分であるとは言えず、横方向のパラメータも加える必要
があることが分かった。例えば、図１に示す２つの表面
モデルの断面曲線は、十点平均粗さ（Ｒｚ）や最大高さ
（Ｒｍａｘ）で示せば全く同一の値となるが、形状を転
写した基板表面の性質は非常に異なり、めっきを施した
際の密着性にも違いが生じる。このような２面の区別に
は、凹凸方向とともに横方向のパラメータによる表示が
適当であるが、粗面形状をを転写する金属箔の表面粗さ
を凹凸の高さの方法のパラメータのみならず横方向のパ
ラメータについても規定する技術については、従来技術
において何ら未だ開示または提案されていない。なお、
現在のところ、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１「表面
粗さの定義と表示」に採用されている表面粗さの表示法
も、凹凸の高さ方向に関する３種類のパラメータ（中心
線平均粗さ：Ｒａ十点平均粗さ：Ｒｚ、最大高さ：Ｒｍ
ａｘ、中心線平均粗さ：Ｒａ）のみである。

【００１１】本発明のプリント配線板の製造法は、少な
くとも１種類以上の金属からなる、粗化面を具備する金
属箔を、この粗化面を介して絶縁性基板材料と積層プレ
スし、次いで絶縁性基板材料から金属箔をエッチングを
含む方法によって除去後、金属箔の粗化面形状が転写さ
れた絶縁性基板材料のレプリカ面に無電解めっきを含む
配線加工を行い、回路を形成することを特徴とする。

【００１２】この金属箔の粗化面は、基準長さ２．５ｍ
ｍあたりの山の個数が計１２０以上で、そのうち山の高
さ２μｍ以上のものが少なくとも１００以上ランダムに
囲まれていることが好ましい。なお、ここで用いる主な
用語の意味は、次に従う。 断面曲線：粗化面に直角な平面で粗化面を切断した時、
その切り口に現れる輪郭 山 ：断面曲線における凸部 谷 ：断面曲線における凹部 山頂 ：山の最も高いところ 谷底 ：谷の最も低いところ 平均線 ：断面曲線の抜取り部分において、粗化面の幾
何学的形状をもつ直線または曲線で、かつ、その線から
断面曲線までの偏差の二乗和が最小になるように設定し
た線 山の高さ：互いに隣合う山頂と谷底を平均線に平行な２
直線で挟んだ時、この２直線の間隔を断面曲線の凹凸に
測定した値 基準長さ：断面曲線の一定長さを抜き取った部分の長さ

【００１３】本発明に使用する金属箔は、特にその種類
を限定するものではなく、所望の粗化面を有していれば
良い。単一の金属から形成された箔のほか、２種以上の
金属層からなる複合箔や有機質フィルム・ＳＵＳ板等の
支持体の上に金属箔が形成されたものでも良い。金属箔
の厚さに特に制限はないが、支持体を使用しない場合に
は、取り扱い上及び価格の点から１２〜７０μｍのもの
が良好である。

【００１４】金属箔の粗面は、山の高さが２０μｍ以
下、望ましくは２〜１０μｍ程度が適当であり、粗面を
形成する山すべてが３〜７μｍの範囲で一様であればさ
らに好ましい。また、山の数は、断面曲線において基準
長さ２．５ｍｍあたり１２０ケ以上であり、かつ高さ２
μｍ以上の山が１００ケ以上ランダムに含まれていれば
良い。なお、表面粗さの横方向のパラメータとして、基
準長さあたりの山の数を規定することは、断面曲線おけ
る凹凸の平均間隔を規定することと同義であり、この場
合には、凹凸の平均間隔が約２０μｍ以下と言い替える
ことができる。

【００１５】金属箔の粗面化の方法は、電解析出（電気
めっき）で行う。銅で粗面を形成する場合には、硫酸銅
浴等を用いることができ、またニッケルで粗面を形成す
る場合はワット浴等を用いることができる。

【００１６】このような金属箔の粗面形状は特殊であ
り、通常、銅張り積層板に使用される銅箔とは使用目的
や要求特性の違いからその表面形態も異なり、銅張り積
層板用銅箔を粗面転写用に適用することは適当ではな
い。銅張り積層板用銅箔は、一般に、ファインライン形
成や高周波信号の高速伝達のため、その粗面をロープロ
ファイル化したものが多く、粗面形状転写用に用いるに
は、基準長さあたり山の数は問題ないものの、山の高さ
が小さく、不十分である。また、一部、山の高さの規定
を満たす銅張り積層板用銅箔もあるが、そのほとんどは
山の数が少なく、これもまた粗面形状転写用としては不
適当である。

【００１７】粗面を形成した金属箔と積層する絶縁性基
板材料には、エポキシ、変性ポリイミド、ポリイミド、
フェノール等の一般の銅張り積層板に用いられる熱硬化
性樹脂やポリエチレン、テフロン、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂が用いられ
る。これらは、紙やガラス布等の基材にワニスを含浸さ
せたシートや基材を含まないフィルムとして使用でき
る。このほか、金属箔粗面にワニス状の樹脂を塗工・乾
燥したものも利用できる。

【００１８】金属箔を絶縁性基板材料と積層した後、金
属箔を絶縁性基板材料上から除去するにはエッチング液
が用いられる。例えば、銅箔（厚さ３５μｍ）をエッチ
ングする場合には、このエッチング液にはプリント配線
板のエッチング液として一般的に使用されている過硫酸
アンモニウム、塩化銅と塩酸の水溶液、塩化鉄と塩酸の
水溶液等の他、銅アンモニム錯体を主体とするアルカリ
性水溶液等も使うことができる。上記のエッチング液の
処理条件は、温度３０〜８０℃で、浸漬時間は５〜３０
分間である。浸漬でなく、処理液の噴霧でも良い。エッ
チング前には金属箔表面を機械的に研磨するのが望まし
い。

【００１９】無電解めっきに先立つ触媒処理はパラジウ
ム触媒等を用いることができる。触媒処理の代わりに触
媒入り材料を用いても良い。無電解めっきは、無電解銅
めっき、無電解ニッケルめっき等が用いられる。プリン
ト配線板の導体としては、一般に銅めっきが用いられて
いる。無電解銅めっきだけで導体を形成する場合は、厚
付け用無電解銅めっき液を用いるのが良い。電気めっき
を併用する場合は、上記の触媒処理後に無電解めっきを
行った後電気めっきを行う。

【００２０】

【作用】このように、本発明の方法により、金属箔と樹
脂層を積層した後、金属箔を除去した樹脂基板の表面に
は、金属箔の凹凸形状が転写され、効果的なアンカー形
成によって、接着剤層を設けなくても、無電解めっきと
樹脂基板との十分な密着性の確保が可能となり、めっき
ふくれのない、強力な引き剥がし強さを有する導体パタ
ーンを形成できる。

【００２１】

【実施例】銅原料を硫酸溶液に溶解し、鉛を陽極とし、
それに対峙させた回転ドラムを陰極として電気化学的に
ドラム上に銅箔を電着させ、これを連続的に回転ドラム
より剥離し、厚さ約３０μｍのロール状の生箔（原箔）
を作製した。次いで、硫酸銅めっき浴を用いて、生箔に
焼けめっきを行い種こぶを電着析出させた後、平滑めっ
きを行い種こぶを成長させ、粗面化を行った。次に、銅
箔粗面が、ガラス布基材エポキシプリプレグであるＧＥ
−６７１ＹＸ₂Ｌ（日立化成工業株式会社製；商品名）
と接するように構成し、積層プレスした。このときの積
層条件は、成形圧力４０ｋｇ／ｃｍ²、温度１７０℃、
時間９０分間である。次に、ＮＣドリルで穴あけを行っ
てから、塩化第二銅エッチング液を用いて銅箔を完全に
除去し、塩化パラジウムを含む処理液に浸漬して無電解
銅めっきを開始させるためのパラジウム触媒を付与し
た。次に、ドライフィルムフォトレジストであるフォテ
ックＳＲ−３０００ＥＢ−３５（、日立化成工業株式会
社製；商品名）を用いて、ラミネート、露出、現像を順
次行い、めっきレジストを形成した。次に、下記条件の
無電解銅めっきを行い、両面板を作製した。 ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ ：１ｇ／ｌ ＥＤＴＡ・４Ｎａ ：４０ｇ／ｌ ３７％ＣＨ₂Ｏ ：３ｍｌ／ｌ めっき液添加剤 ：少々 ｐＨ ：１２．４ めっき液温度 ：７０℃ めっき膜厚 ：３５μｍ

【００２２】比較例１ 実施例１で用いた生箔に、実施例１で使用した硫酸銅め
っき浴中の添加剤を変えて焼けめっき、平滑めっきを順
次行い銅を電着析出させ、粗面化を行った。次に、実施
例１と同じ方法で積層、穴あけ、銅箔のエッチング、パ
ラジウム触媒の付与、めっきレジストの形成、無電解銅
めっきを順次行い、両面板を作製した。

【００２３】比較例２ 実施例１で用いた生箔に、実施例１で使用した硫酸銅め
っき浴を用いて、実施例１とは異なるめっき条件で焼け
めっき、平滑めっきを順次行い銅を電着析出させ、粗面
化を行った。次に、実施例１と同じ方法で積層、穴あ
け、銅箔のエッチング、パラジウム触媒の付与、めっき
レジストの形成、無電解銅めっきを順次行い、両面板を
作製した。

【００２４】比較例３ アクリロニトリルブタジエンゴム、アルキルフェノール
樹脂、エポキシ樹脂、シリカ、珪酸ジルコニウムをニー
ダ及び撹拌機を用いて酢酸セロソルブとメチルエチルケ
トンの混合溶媒に溶解させて、固形分２５％の接着剤溶
液を作製し、これを、ガラス布基材エポキシ基板である
Ｅ−６７（日立化成工業株式会社製；商品名）表面に乾
燥後の厚さが約２５μｍとなるように浸漬塗布し、１７
０℃で６０分間加熱硬化して接着剤付き基板を作製し
た。実施例１と同じ方法で穴あけ後、この接着剤層を化
学粗化するためにクロム酸混酸（クロム酸：５５％ｌ、
硫酸：３００ｍｌ／ｌ）に４０℃で１５分間浸漬し、水
洗して中和した。その後、実施例１と同じ方法でパラジ
ウム触媒の付与、めっきレジストの形成、無電解銅めっ
きを順次行い、両面板を作製した。

【００２５】粗面形状の転写に用いた銅箔の表面粗さを
調べるため、微細形状測定器ＥＴ−３０ＨＫ（小坂研究
所製；商品名）を用いて十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定
し、また求めたチヤートを断面曲線として、基準長さ
２．５ｍｍあたりの山の高さと数をカウントした。検出
器（触針）の仕様は、先端曲率半径：０．５μｍ、頂
角：９０度である。なお、カウントにあたっては、高さ
１μｍ以上の山のみを対象とし、それより小さいものに
ついては外した。また、山頂と隣合う谷底の標高がそれ
ぞれ異なり、谷底の選び方で山の高さが変わる場合に
は、山の高さが大きくなる方を選択した。その結果を表
１に示す。

【００２６】次に、基板とめっき膜の密着力を評価する
ために、まず外観からめっきふくれの有無を観察し、次
に２５℃及び１５０℃中でめっき膜の引き剥がし強さを
測定した。めっき膜の引き剥がし幅は１０ｍｍ、引き剥
がし角度は９０度、引き剥がし速度は５０ｍｍ／分で行
った。その結果を表２に示す。

【００２７】比較例１で用いた粗面転写用の銅箔は、Ｒ
ｚ値が実施例よりも大きく、高さ６μｍ以上の山の数は
実施例に比べて多いものの、山の数のトータル数は実施
例よりも少ない。比較例２で用いた銅箔は、実施例に比
べ山のトータル数が多いものの、山の高さの小さいもの
が多く、高さ２μｍ以上の山は実施例よりも少ない。ま
た、比較例１及び２の場合は、基板とめっき膜の密着力
が不十分であるために、無電解銅めっきでふくれが発生
した。

【００２８】この結果より、本発明によるプリント配線
板の製造法は、めっき膜／基板間の密着力が十分に確保
されており、また比較例３の接着剤層を設けこれを粗化
する方法に比べ高温での密着力の低下の少ないことが分
かる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明では接着剤を用い
ずに粗面化を行っているため、接着剤に起因する特性の
低下及び接着剤の粗化に伴う取り扱いの危険性や環境の
悪化を解消し、かつ耐熱性・電気絶縁特性に優れ、めっ
き膜と絶縁基板との十分な密着性を有するプリント配線
板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明するための、金属箔粗面の
断面を示す概念図である。

【図２】（ａ）は本発明の一実施例を示す粗面転写用金
属箔表面の断面写真、（ｂ）は従来例を示す粗面転写用
金属箔表面の断面写真、（ｃ）は他の従来例を示す粗面
転写用金属箔表面の断面写真である。

【図３】（ａ）は本発明の一実施例を示す表面の位置と
荒さの関係を示す線図、（ｂ）は従来例を示す表面の位
置と荒さの関係を示す線図、（ｃ）は他の従来例を示す
表面の位置と荒さの関係を示す線図である。

【図４】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明の一実施例
を説明するための各工程の断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ従来例を説明する
ための各工程の断面図である。

【符号の説明】

１ 銅箔 ２ プリプレグ ３ スルーホール ４ めっきレジスト ５ 無電解銅めっき ６ 樹脂基板 ７ 接着剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１種類以上の金属からなる、粗
   化面を具備する金属箔を、この粗化面を介して絶縁性基
   板材料と積層プレスし、次いで絶縁性基板材料から金属
   箔をエッチングを含む方法によって除去後、金属箔の粗
   化面形状が転写された絶縁性基板材料のレプリカ面に無
   電解めっきを含む配線加工を行い、回路を形成すること
   を特徴とするプリント配線板の製造法。
2. 【請求項２】金属箔の粗化面が、基準長さ２．５ｍｍあ
   たりの山の個数が計１２０以上で、そのうち山の高さ２
   μｍ以上のものが少なくとも１００以上ランダムに囲ま
   れていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配
   線板の製造法。
3. 【請求項３】金属箔の粗化方法が、電解析出であること
   を特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板
   の製造法。