(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンがめっきにより形成される樹脂層表面の洗浄方法であって、
基板の一面側又は両面側にフィラーが配合された樹脂で形成された樹脂層の表面を、前記基板を膨潤液に浸漬させて前記樹脂層の表面を膨潤させた後、前記基板をデスミア液に浸漬して前記樹脂層の表面の膨潤部分を除去するデスミア処理によって粗面化して、粗面化表面に前記樹脂層に含有されているフィラーを析出させ、
次いで、周波数３５〜５０ｋＨｚの超音波振動を印加する超音波洗浄によって、前記樹脂層の粗面化表面を残存させると共に、前記樹脂層の粗面化表面に析出したフィラーを除去することを特徴とする樹脂層表面の洗浄方法。
【請求項２】
前記樹脂層の表面に形成する導体パターンを、無電解銅めっき及び電解銅めっきによって形成する銅皮膜とし、前記樹脂層を形成する樹脂に含有するフィラーとして、シリカから成る球状のフィラーを用いる請求項１記載の樹脂層表面の洗浄方法。
【請求項３】
超音波洗浄を、超音波洗浄液としての純水を用いて行う請求項１又は請求項２記載の樹脂層表面の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂層表面の洗浄化方法に関し、更に詳細には樹脂層の表面をデスミア処理によって粗面化した後、前記樹脂層の粗面化表面を洗浄する樹脂層表面の洗浄方法。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等に用いられる多層配線基板はビルドアップ法によって製造されることが多い。このビルドアップ法では、導体パターンを形成する際に、一般的にセミアディティブ法が採用されており、基板の一面側又は両面側に形成した樹脂層にビア用凹部等を形成した後、この樹脂層の表面の全面に無電解めっきによって金属皮膜を形成する。次いで、この金属皮膜上にドライフィルム等によって導体パターンを形成する部分の金属皮膜表面が露出するマスクパターンを形成した後、金属皮膜を給電層とする電解めっきを施して、導体パターン及びヴィアを形成する。その後、マスクパターンを除去して露出した金属皮膜を除去する。
かかる配線基板を製造する際に、金属皮膜と樹脂層の表面との密着性向上を図るべく、樹脂層の表面を粗面化するデスミア処理を施す。このデスミア処理には、膨潤化処理を含む。
しかし、樹脂層の粗面化表面に形成された凹部内に存在する未硬化のモノマーやオリゴマーは、デスミア処理後の簡単な洗浄では除去されず、その後の無電解めっき等に悪影響を与える。
このため、下記特許文献１には、樹脂層の粗面化表面に形成された凹部内に存在する未硬化のモノマーやオリゴマーも除去すべく、デスミア処理によって粗面化した樹脂層の表面を、周波数が２４．５ｋＨｚの超音波振動を印加する超音波洗浄を施すことが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１８８４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に提案されている様に、樹脂層にデスミア処理を施して表面を粗面化した後、周波数が２４．５ｋＨｚの超音波振動を印加して樹脂層の表面に超音波洗浄を施すことによって、未硬化のモノマーやオリゴマーに因る無電解めっき等に対する悪影響を少なくできる。
ところで、近年、樹脂層と金属皮膜との熱膨張率差（熱膨張係数差）に起因する剥離等を防止すべく、両者の熱膨張率差を可及的に小さくすべく、樹脂層を形成する樹脂にフィラーを２０重量％以上添加することが行われている。
この様に樹脂層を形成する樹脂に大量のフィラーを添加することによって、初期の目的通りに樹脂層と金属皮膜との熱膨張率差を小さくできる。
しかし、この樹脂層にデスミア処理を施して粗面化した表面に無電解めっきによって金属皮膜を形成したとき、金属皮膜の剥離強度が不充分であることが判明した。
このため、本発明者等は、大量のフィラーが添加された樹脂から成る樹脂層にデスミア処理を施して粗面化した表面に、特許文献１に提案されている周波数が２４．５ｋＨｚの超音波振動を印加して樹脂層の表面に超音波洗浄を施すことを試みた。
しかしながら、かかる超音波洗浄を施した樹脂層の表面に無電解めっきによって形成した金属皮膜の剥離強度は、充分に向上されていないことが判った。
そこで、本発明の課題は、大量のフィラーが添加された樹脂から成る樹脂層にデスミア処理を施して粗面化した表面に、めっきによって形成した金属皮膜の剥離強度を充分に向上し得る樹脂層表面の洗浄方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、大量のフィラーが添加された樹脂から成る樹脂層にデスミア処理を施して粗面化した表面に、特定範囲の波長の超音波振動を印加する超音波洗浄を施すことによって、無電解めっき及び電解めっきによって形成した金属皮膜の剥離強度を向上できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、導体パターンがめっきにより形成される樹脂層表面の洗浄方法であって、基板の一面側又は両面側にフィラーが配合された樹脂で形成された樹脂層の表面を、前記基板を膨潤液に浸漬させて前記樹脂層の表面を膨潤させた後、前記基板をデスミア液に浸漬して前記樹脂層の表面の膨潤部分を除去するデスミア処理によって粗面化して、粗面化表面に前記樹脂層に含有されているフィラーを析出させ、次いで、周波数３５〜５０ｋＨｚの超音波振動を印加する超音波洗浄によって、前記樹脂層の粗面化表面を残存させると共に、前記樹脂層の粗面化表面に析出したフィラーを除去することを特徴とする樹脂層表面の洗浄方法にある。
かかる本発明において、前記樹脂層の表面に形成する導体パターンを、無電解銅めっき及び電解銅めっきによって形成する銅皮膜とし、樹脂層を形成する樹脂に含有するフィラーとして、シリカから成る球状のフィラーを好適に用いることができる。
また、超音波洗浄を、超音波洗浄液としての純水を用いて行うことによって、超音波洗浄を効果的に施すことができる。
【発明の効果】
【０００５】
大量のフィラーが添加された樹脂から成る樹脂層にデスミア処理を施して粗面化した表面には、フィラーが大量に析出している。この様にフィラーが大量に存在する樹脂層の粗面化表面に、めっきによって金属皮膜を形成しても、その剥離強度は不充分である。
かかる樹脂層の粗面化表面に、低周波数帯の超音波振動を印加する超音波洗浄を施すと、粗面化表面を形成する樹脂が削れて平坦面化し、めっきによって形成する金属皮膜の剥離強度はむしろ低下する。
一方、樹脂層の粗面化表面に、高周波帯の超音波振動を印加する超音波洗浄を施しても、樹脂層の粗面化表面には、依然として大量のフィラーが存在し、めっきによって形成する金属皮膜の剥離強度を向上できない。
これに対し、本願発明の様に、大量のフィラーが添加された樹脂から成る樹脂層にデスミア処理を施して粗面化した表面に、周波数３５〜５０ｋＨｚの超音波振動を印加する超音波洗浄によって、樹脂層の粗面化表面を平坦化することなく粗面化表面に存在するフィラーのみを除去できる。
その結果、樹脂層の粗面化表面に、めっきによって形成した金属皮膜の剥離強度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明で用いる樹脂層は、通常、樹脂基板の導体パターン等が形成された一面側又は両面側に形成されており、エポキシ等の熱硬化性樹脂が多く採用されている。かかる樹脂層を形成する樹脂中に配合されるフィラーとしては、めっきによって形成される金属皮膜と樹脂層との熱膨張率差（熱膨張係数差）を小さくし得るフィラーを用いる。このフィラーとしては、微細化が容易なシリカから成る球状のフィラーを好適に用いることができ、その粒径は５μｍ以下とすることが好ましい。
かかるフィラーの配合量は、形成される樹脂層と金属皮膜との熱膨張率差を可及的に小さくできる量、具体的には２０重量％以上（好ましくは３０重量％以上、特に好ましくは４０重量％以上）とすることが必要である。このフィラーの配合量が２０重量％未満では、形成される樹脂層と金属皮膜との熱膨張率差を充分に小さくでき難い。
基板の一面側又は両面側に樹脂層を形成する際には、所定量のフィラーを配合したペースト状の熱硬化性樹脂等の樹脂を、樹脂基板の導体パターン等が形成された一面側又は両面側に所定厚さで塗布した後、キュアーを施して硬化等することによって得ることができる。
尚、樹脂基板の導体パターン等が形成された一面側又は両面側に、半硬化状態の樹脂フィルムを加熱圧着して貼着してもよい。
【０００７】
樹脂基板の一面側又は両面側に形成した樹脂層に必要に応じてレーザ等によってヴィア用凹部を形成した後、デスミア処理を施して樹脂層の表面を粗面化する。このデスミア処理では、基板を膨潤液に浸漬し樹脂層の表面を膨潤する膨潤処理を施した後、過マンガン酸カリウム及び水酸化ナトリウムを主成分とするデスミア液に基板を浸漬し、樹脂層の表面の膨潤部分を除去して粗面化を行う。
この様にして粗面化処理を施した樹脂層の粗面化表面には、樹脂層中のフィラーが大量に析出している。
このため、本発明では、樹脂層の粗面化表面に大量に析出しているフィラーを除去すべく、樹脂層の粗面化表面に超音波洗浄を施すことが肝要である。
この超音波洗浄では、樹脂層の粗面化表面に、周波数３５〜５０ｋＨｚの超音波振動を印加することが大切である。
かかる超音波洗浄の際に、樹脂層が形成された基板等を、超音波洗浄液に浸漬して、所定周波数の超音波振動を印加する。この様に、超音波洗浄の際に、超音波洗浄液を超音波振動することによって、樹脂層の表面に万遍なく印加できる。
尚、超音波洗浄水としては、純水を好適に用いることができる。
【０００８】
ここで、樹脂層の粗面化表面に印加する超音波振動を、３５ｋＨｚ未満とすると、樹脂層の粗面化表面が削られ、樹脂層の表面が平坦化される。かかる平坦化された樹脂層の表面に、めっきによって形成した金属皮膜の剥離強度は、超音波洗浄を施さなかった場合よりも低下する。
一方、樹脂層の粗面化表面に印加する超音波振動を、５０ｋＨｚを超えると、粗面化表面に析出したフィラーの除去が殆どできない。表面に析出したフィラーの除去が殆どされていない樹脂層の粗面化表面に、めっきによって形成した金属皮膜の剥離強度は、超音波洗浄を施さなかった場合と略同程度である。
このことを図１に示す。図１に示すグラフは、デスミア処理を施して粗面化した樹脂層の表面に印加した超音波振動の周波数と樹脂層の表面粗度との関係を示す。この樹脂層は、粒径５μｍ以下のシリカから成る球状のフィラーを４０重量％含有するエポキシ樹脂シートを基板の一面側に加熱圧着して形成した。この樹脂層には、通常の条件下でデスミア処理を施して、樹脂層の表面を粗面化した後、基板を超音波洗浄水としての純水中に浸漬して超音波振動を２００秒間印加した。その後、樹脂層の表面の粗度を測定した。図１において、縦軸は粗度（Ｒａ）を示し、横軸は印加した超音波振動の周波数を示す（図１の「ＵＳ無」は超音波振動の印加なしを示す）。
【０００９】
図１から明らかなように、超音波印加なしの水準（超音波洗浄処理なしの水準）に比較して、２６ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層に印加した場合には、樹脂層の表面粗度が低下している。一方、７０ｋＨｚ又は２００ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層に印かした場合の樹脂層の表面粗度は、超音波洗浄処理なしの水準と略同程度であった。
これに対し、３８ｋＨｚ又は５０ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層に印加した場合の樹脂層の表面粗度は、超音波洗浄処理なしの水準に比較して向上している。
かかる超音波振動の印加と樹脂層の表面状態との関係を図２に示す。図２は、樹脂層の横断面の表面近傍についての電子顕微鏡写真のスケッチである。
図２（ａ）は超音波洗浄処理を施さなかった樹脂層１０の表面近傍の状態であって、樹脂層１０の粗面化表面に大量のフィラー１２，１２・・が存在している。これに対し、図２（ｂ）は、２６ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層１０の表面に印加した場合の表面状態であって、樹脂層１０の表面に大量に存在していたフィラー１２，１２・・は除去されているものの、同時に粗面化表面が削られて平坦化している。このため、２６ｋＨｚの周波数の超音波振動が印加された樹脂層１０の表面粗度は、図１に示す様に、超音波洗浄処理を施さなかった樹脂層１０の表面粗度よりも低下する。
【００１０】
一方、図２（ｄ）は、７０〜２００ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層１０の表面に印加した場合の表面状態であって、樹脂層１０の粗面化表面は略残存しているものの、表面に析出したフィラー１２，１２・・も残存している。このため、７０〜２００ｋＨｚの周波数の超音波振動が印加された樹脂層１０の表面粗度は、図１に示す様に、超音波洗浄処理を施さなかった樹脂層１０の表面粗度と同程度となる。
これらに対し、図２（ｃ）は、３８ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層１０の表面に印加した場合の表面状態であって、樹脂層１０の粗面化表面が略残存していると共に、表面に析出したフィラー１２，１２・・も除去されている。このため、３８ｋＨｚの周波数の超音波振動が印加された樹脂層１０の表面粗度は、図１に示す様に、超音波洗浄処理を施さなかった樹脂層１０の表面粗度よりも向上する。
【００１１】
この様に、樹脂基板の一面側又は両面側に形成された樹脂層の粗面化表面に超音波洗浄を施した後、樹脂層の粗面化表面の全面にめっきによって金属皮膜を形成する。この金属皮膜の形成は、無電解めっきによって容易に行うことができる。
かかる無電解めっきを施す樹脂層の粗面化表面に対し、公知の前処理を施すことができる。この前処理としては、樹脂層の表面に無電解めっきの触媒であるパラジウム等を付着させるキャタリスト処理や付着した触媒を活性化するアクセレータ処理を上げることができる。また、無電解めっきとしては、無電解銅めっきを好適に採用できる。
基板の一面側又は両面側に形成された樹脂層の粗面化表面に超音波洗浄を施した後、樹脂層の粗面化表面の全面に無電解銅めっきを施し、更に電解銅めっきを施して形成した厚さ約３０μｍの銅皮膜の剥離強度と超音波洗浄において樹脂層の表面に印加した超音波振動の周波数及び超音波振動の印加時間との関係を図３に示す。
【００１２】
図３から明らかなように、超音波振動の印加なしの水準（超音波洗浄処理なしの水準）に比較して、２６ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層に印加した水準では、銅皮膜の剥離強度は低下している。しかも、周波数２６ｋＨｚの超音波振動の印加時間を長くするに従っても、銅皮膜の剥離強度は低下している。これは、図１及び図２に示す如く、２６ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層１０に粗面化表面に印加することによって、樹脂層１０の表面が平坦化され、形成された銅皮膜のアンカー効果が低下したことに因るものと推察される。
一方、７０ｋＨｚ又は２００ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層に印加した水準の銅皮膜の剥離強度は、超音波洗浄処理なしの水準の剥離強度と略同じ剥離強度であって、超音波振動の印加時間を変更しても略一定している。これは、図２（ｄ）に示す如く、樹脂層１０の粗面化表面は略残存しているものの、粗面化表面に析出したフィラー１２，１２・・も残存しているためである。
これらに対し、３８ｋＨｚの周波数の超音波振動を樹脂層の表面に印加した水準の銅皮膜の剥離強度は、超音波洗浄処理なしの水準の剥離強度に比較して向上されており、超音波振動の印加時間を変更しても略一定している。これは、図２（ｃ）に示す様に、樹脂層１０の粗面化表面が略残存していると共に、表面に析出したフィラー１２，１２・・も除去されているため、銅皮膜は樹脂層の粗面化表面によるアンカー効果等が充分に発揮されていることに因るものと推察される。
【００１３】
基板の一面側又は両面側に形成された樹脂層の粗面化表面の全面に、無電解めっきによって金属皮膜を形成した後、この金属皮膜上にドライフィルム等によって導体パターンを形成する部分の金属皮膜表面が露出するマスクパターンを形成した後、金属皮膜を給電層とする電解めっきを施して、導体パターン及びヴィアを形成する。その後、マスクパターンを除去して露出した金属皮膜を除去することによって配線基板を形成できる。
更に、樹脂層の導体パターン等が形成された面に積層した樹脂層に必要に応じてヴィア用凹部を形成し、次いで、同様にしてデスミア処理及び超音波洗浄を施した後、導体パターン及びヴィアを形成することによって、多層配線基板を形成できる。
かかる配線基板の製造工程において、樹脂層の粗面化表面に形成された剥離強度が向上された金属皮膜を基にして形成された導体パターンは剥離され難く歩留率を向上できる。しかも、得られた配線基板では、樹脂層の粗面化表面と導体パターンとの密着性の向上と、フィラーを大量に配合して樹脂層と導体パターンとの熱膨張率差を可及的に小さくできることとが相俟って、熱膨張率差に起因する樹脂層と導体パターンとの剥離等を防止でき、その信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】デスミア処理を施して粗面化した樹脂層の表面に印加した超音波振動の周波数と樹脂層の表面粗度との関係を示すグラフである。
【図２】デスミア処理を施した樹脂層の粗面化表面に超音波振動を印加した後の樹脂層の表面状態について説明する電子顕微鏡写真のスケッチである。
【図３】基板に形成した樹脂層の粗面化表面に超音波洗浄を施した後、この粗面化表面の全面に、めっきで形成した金属皮膜の剥離強度と超音波洗浄で印加した超音波振動の周波数及び超音波振動の印加時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１５】
１０  樹脂層
１２  フィラー
【図１】
0004724547.tif 000002
【図２】
0004724547.tif 000003
【図３】
0004724547.tif 000004