(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基体の表面に配線導体が配設された配線基板を準備する工程と、前記配線基板をパラジウム活性液中に浸漬して前記配線導体の表面にパラジウム触媒を付着させる工程と、次に前記配線基板をシアン化カリウム水溶液中に浸漬して前記絶縁基体の表面のパラジウム残渣を除去する工程と、次に前記配線基板を無電解めっき液中に浸漬して前記パラジウム触媒が被着された配線導体の表面に無電解めっき層を被着させる工程と、から成ることを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基体の表面に配設された配線導体に無電解めっき層が被着されて成る配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＰＵ（Microprocessing Unit）等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージに用いられる配線基板として、例えばガラス−エポキシ樹脂等の電気絶縁材料から成る複数の絶縁層を積層して成る絶縁基体の各絶縁層間および表面に銅箔から成る配線導体を配設して成る配線基板が知られている。この配線基板においては、銅箔から成る配線導体が酸化腐食するのを防止するとともに配線導体と半導体素子や外部電気回路基板との電気的接続を良好かつ強固なものとする目的で配線導体の露出表面にニッケルめっき層を下地として、その上にパラジウムめっき層や金めっき層が電解めっき法や無電解めっき法により被着されている。
【０００３】
ところで、銅箔から成る配線導体の表面にニッケルめっき層を無電解めっき法により被着させる場合、銅箔から成る配線導体の表面にパラジウムから成る触媒を予め付着させ、このパラジウム触媒を核として銅箔から成る配線導体の表面に無電解ニッケルめっき層を被着させる方法が採用されている。なお、銅箔から成る配線導体の表面にパラジウム触媒を被着させるには、パラジウム活性液と呼ばれるパラジウム触媒を被着させるための溶液中に銅箔から成る配線導体が被着された配線基板を30〜90秒程度浸漬し、銅箔から成る配線導体の表面にパラジウム触媒を選択的に付着させる方法が採用されている。そして、配線導体の表面にパラジウム触媒を付着させた後は、配線基板を塩酸や硫酸等の酸性溶液中に浸漬して酸処理をするとともにこれを純水洗浄により洗浄して配線基板の配線導体以外の部分に付着したパラジウム残渣を洗い流していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような配線基板における絶縁基体は銅箔から成る配線導体との密着を強固なものとする等の目的でその表面が粗化されており、そのため表面に開口径および深さが数μｍ程度の微小な凹所が多数形成されている。そして、従来のめっき方法によると、銅箔から成る配線導体を有する配線基板をパラジウム活性液中に浸漬して配線導体の表面にパラジウム触媒を選択的に付着させたときにパラジウム活性液中のパラジウム触媒が絶縁基体表面にある微小な凹所の内側に入り込み、これが酸処理や純水洗浄だけでは十分に除去されずに残渣として残りやすく、このような残渣があるとパラジウム触媒が付着された配線導体の表面に無電解ニッケルめっき層を被着させた後、この無電解ニッケルめっき層上に無電解パラジウムめっき層や無電解金めっき層を被着させるとパラジウム触媒の残渣がある絶縁基体表面にもパラジウム触媒の残渣を核として不要なパラジウムめっき層や金めっき層が被着されてしまい、このような不要なパラジウムめっき層や金めっき層により隣接する配線導体同士が電気的に短絡したり、配線導体同士の電気的絶縁性が低下したりしてしまうという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、絶縁基体の表面に不要な無電解めっき層が被着されることがなく、配線導体同士に電気的な短絡や電気的絶縁性の低下の発生することのない配線基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基体の表面に配線導体が配設された配線基板を準備する工程と、この配線基板をパラジウム活性液中に浸漬して配線導体の表面にパラジウム触媒を付着させる工程と、次にこの配線基板をシアン化カリウム水溶液中に浸漬して絶縁基体の表面のパラジウム残渣を除去する工程と、次にこの配線基板を無電解めっき液中に浸漬してパラジウム触媒が被着された配線導体の表面に無電解めっき層を被着させる工程と、から成ることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体の表面にパラジウム触媒を付着させた後、配線基板をシアン化カリウム水溶液中に浸漬して絶縁基体の表面に付着したパラジウムの残渣を除去し、その後、配線基板を無電解めっき液中に浸漬して配線導体の表面に無電解めっき層を被着させることから、絶縁基体表面にパラジウム残渣に起因する不要な無電解めっき層が被着されることはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を以下の実施の形態の例を基に説明する。
【０００９】
まず、ガラス−エポキシ樹脂から成る複数の絶縁層を積層して成る絶縁基体の各絶縁層間および表面に銅箔から成る配線導体が被着形成されて成る配線基板を準備する。
【００１０】
このような絶縁基体を構成する絶縁層は、ガラス繊維を縦横に編んで形成されたガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて板状としたものであり、その上面には銅箔が予め被着されており、その銅箔を従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンにエッチングすることにより配線導体が形成される。そして、これらの各絶縁層を間に未硬化のエポキシ樹脂から成る接着剤シートを挟んで重ね合わせるとともに、加熱装置を備えたプレス装置により加熱しながらプレスし接着剤シートを硬化させることにより積層一体化される。
【００１１】
次に、この配線基板を過硫酸アンモニア（濃度５〜10％）から成るソフトエッチング液中に浸漬して銅箔から成る配線導体の表面から酸化皮膜を除去し、配線導体の表面が活性な金属銅となるようにソフトエッチングする。これにより清浄なめっき下地が形成される。
【００１２】
なお、過硫酸アンモニアから成るソフトエッチング液は、その濃度が５％未満であれば、これを用いて配線導体をソフトエッチングした場合に、配線導体の表面に酸化皮膜が残留しやすい傾向にあり、他方、10％を超えれば、オーバーエッチングとなり配線導体が所望のパターン寸法から逸脱しやすい傾向にある。したがって、過硫酸アンモニアから成るソフトエッチング液の濃度は、５〜10％の範囲が好ましい。また、過硫酸アンモニアから成るソフトエッチング液中に浸漬する時間が２分未満では、配線導体表面に酸化皮膜が残留しやすい傾向にあり、他方、４分を超えると、オーバーエッチングとなり配線導体が所望のパターン寸法から逸脱しやすい傾向にある。したがって、配線基板を過硫酸アンモニアから成るソフトエッチング液中に浸漬する時間は２〜４分の範囲が好ましい。
【００１３】
次に、ソフトエッチングが終了した配線基板を純水で洗浄して、配線基板に付着したソフトエッチング液を除去する。なお、配線基板を純水で洗浄するには、配線基板を複数の純水槽に順次浸漬したり、純水のシャワーで洗浄したりする方法が採用される。
【００１４】
次に、この配線基板の銅から成る配線導体の表面にニッケルめっき層を無電解めっき法により被着可能とするために、塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有する、パラジウムの濃度が220〜260ｐｐｍのパラジウム活性液中に配線基板を約30〜90秒浸漬して、配線導体の表面にパラジウム触媒を付着させる。これにより配線導体の表面に付着したパラジウム触媒が核となって配線導体の表面に無電解ニッケルめっき層が析出可能となる。
【００１５】
なお、パラジウム活性液は、そのパラジウム濃度が220ｐｐｍ未満では、配線導体の表面に必要な量のパラジウム触媒を付着させることが困難となる傾向にあり、他方、260ｐｐｍを超えると、絶縁基体の表面に過剰なパラジウム触媒が付着して不要な無電解めっき層が被着されやすくなる傾向にある。したがって、パラジウム活性液のパラジウム濃度は220〜260ｐｐｍの範囲が好ましい。
【００１６】
また、配線基板をパラジウム活性液中に浸漬する時間が30秒未満では、配線導体の表面に必要な量のパラジウム触媒を付着させることが困難となる傾向にあり、他方、90秒を超えると、絶縁基体の表面に過剰なパラジウム触媒が付着して不要な無電解めっき層が被着されやすくなる傾向にある。したがって、配線基板をパラジウム活性液中に浸漬する時間は、30〜90秒の範囲であることが好ましい。
【００１７】
また、パラジウム活性液の温度が30℃未満では、配線導体の表面に必要な量のパラジウム触媒を付着させることが困難となる傾向にあり、他方、34℃を超えると絶縁基体の表面に過剰なパラジウム触媒が付着して不要な無電解めっき層が被着されやすくなる傾向にある。したがって、配線基板を浸漬するパラジウム活性液の温度は、30〜34℃の範囲であることが好ましい。
【００１８】
次に、この配線基板を水洗して配線導体以外の部分に付着したパラジウム活性液を除去する。なおこの場合、水洗するための純水槽中に20〜30ｋＨｚで出力が500〜700Ｗの超音波を印加しながら洗浄することが好ましい。
【００１９】
次に、洗浄の終わった配線基板を濃度が５〜15％のシアン化カリウム水溶液中に30〜60秒間浸漬して、絶縁基体表面の微小な凹所内に入り込んだパラジウムの残渣を除去する。このとき、パラジウムはシアン化カリウム水溶液中に溶解しやすいので、絶縁基体表面の微小な凹所に入り込んだパラジウムの残渣はシアン化カリウム溶液中に溶解して略完全に除去される。なお、配線導体の表面に付着したパラジウム触媒もその一部が除去されるが、絶縁基体表面の微小な凹所に入り込んだパラジウムの残渣は極めて微量なので、これを除去するのに必要な時間配線基板を浸漬したとしても配線導体の表面に付着したパラジウム触媒は、その殆どが配線導体の表面に残ったままとなる。そして、このように、絶縁基体表面の微小な凹所に入り込んだパラジウムの残渣が略完全に除去されるので、この配線基板を無電解めっき液中に浸漬して配線導体の表面に無電解めっき層を被着させたとしても、絶縁基体の表面に不要な無電解めっき層が被着されることはない。
【００２０】
なお、シアン化カリウム水溶液の濃度が５％未満の場合、絶縁基体表面の微小な凹所に入り込んだパラジウムの残渣を略完全に取り除くことが困難となる傾向にあり、他方、15％を超えると、配線導体の表面に付着されたパラジウム触媒が除去されすぎてしまう危険性が大きくなる。したがって、シアン化カリウム水溶液の濃度は、５〜15％の範囲が好ましい。
【００２１】
また、配線基板をシアン化カリウム水溶液に浸漬する時間が30秒未満であると、絶縁基体表面の微小な凹所に入り込んだパラジウムの残渣を十分に除去することが困難となる傾向にあり、他方、60秒を超えると、配線導体の表面に付着されたパラジウム触媒が除去されすぎてしまう危険性が大きくなる。したがって、シアン化カリウム水溶液への配線基板の浸漬時間は30〜60秒の範囲が好ましい。
【００２２】
また、配線基板が浸漬されるシアン化カリウム水溶液の温度が15℃未満では、絶縁基体表面の微小な凹所に入り込んだパラジウムの残渣を良好に除去することが困難となる傾向にあり、他方、40℃を超えると、絶縁基体の表面が侵されて変質し耐薬品性や耐熱性等が劣化する危険性が大きなものとなる。したがって、配線基板が浸漬されるシアン化カリウム水溶液の温度は15〜40℃の範囲が好ましい。
【００２３】
次に、絶縁基体表面の微小な凹部に入り込んだパラジウムの残渣が除去された配線基板を純水で洗浄して配線基板の表面に付着したシアン化カリウムを除去する。このとき、シアン化カリウムの除去が不十分であると、後述する無電解ニッケルめっき液中にシアンが混入してしまい、このシアンによりめっきの反応性が損なわれる危険性が大きくなるので十分に洗浄することが重要である。
【００２４】
このような洗浄は、例えば大きさが100〜200リットル程度の純水槽に毎秒0.1〜0.2リットル程度の純水を供給しながらオーバーフローさせ、この純水槽に配線基板を0.5〜４分間浸漬することが好ましい。浸漬する時間が短すぎる場合、配線基板の表面に付着したシアン化カリウムを十分に除去することができなくなる危険性が大きく、他方、長すぎる場合には、配線基板の製造に長時間を要し、生産の効率が悪化する。
【００２５】
次に、表面に付着したシアン化カリウムが除去された配線基板を無電解ニッケルめっき液中に浸漬して配線導体の表面に厚みが５〜15μｍ程度の無電解ニッケルめっき層を被着させる。このとき、配線導体の表面にはパラジウム触媒が付着されているのでこの配線導体の表面に無電解ニッケルめっき層が良好に被着される。他方、絶縁基体の表面の微小な凹所内に入り込んだパラジウムの残渣は略完全に除去されているので、この絶縁基体の表面には不要な無電解ニッケルめっき層が被着されることはない。
【００２６】
なお、無電解ニッケルめっき液としては、例えば次亜リン酸系の還元剤を用いたリン系無電解ニッケルめっき液（リン含有率７〜９％、温度80〜90℃）を用いればよく、この無電解めっき液中に40〜70分間程度浸漬すれば、配線導体の表面に厚みが５〜15μｍ程度の無電解ニッケルめっき層が被着される。
【００２７】
そして、最後にこの無電解ニッケルめっき層が配線導体の表面に被着された配線基板を純水で洗浄した後に無電解パラジウムめっき液中に浸漬して配線導体表面の無電解ニッケルめっき層上に厚みが0.2〜1.5μｍ程度の無電解パラジウムめっき層を被着させ、その後、これを純水で洗浄した後に無電解金めっき液中に浸漬して無電解パラジウムめっき層上に厚みが0.4〜1.5μｍ程度の無電解金めっき層を被着させることにより、本発明による配線基板が完成する。このとき、絶縁基体の表面の微小な凹所内に入り込んだパラジウム残渣は略完全に除去されているので、無電解パラジウムめっき層や無電解金めっき層は配線導体上のみに被着され、絶縁基体の表面には不要な無電解パラジウムめっき層や無電解金めっき層が被着されることはない。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体間に電気的な短絡や電気的絶縁不良のない配線基板を得ることができる。
【００２８】
なお、無電解パラジウムめっき液としては、例えばパラジウム濃度２ｇ／リットルで置換／還元タイプの無電解パラジウムめっき液を用いればよく、この無電解パラジウムめっき液中に20〜150分間程度浸漬すれば、配線導体表面のニッケルめっき層上に厚みが0.2〜1.5μｍ程度の無電解パラジウムめっき層が被着される。
【００２９】
また、無電解金めっき液としては、例えば金濃度２ｇ／リットルで還元剤が亜硫酸から成る無電解金めっき液を用いればよく、この無電解金めっき液中に40〜150分間程度浸漬すれば、配線導体表面のパラジウムめっき層上に厚みが0.4〜1.5μｍ程度の無電解金めっき層が被着される。
【００３０】
なお、本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では、配線導体の表面に被着させる無電解ニッケルめっき層としてリン系の無電解ニッケルめっき層を用いたが、配線導体の表面に被着させる無電解ニッケルめっき層としては、ボロン系の無電解ニッケルめっき層を用いてもよい。さらに、上述の実施の形態の例では、無電解ニッケルめっき層の上に無電解パラジウムめっき層および無電解金めっき層を順次被着させたが、無電解ニッケルめっき層の上に無電解金めっき層のみを直接被着させてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体の表面にパラジウム触媒を付着させた後、配線基板をシアン化カリウム水溶液中に浸漬して絶縁基体の表面に付着したパラジウムの残渣を除去し、その後、配線基板を無電解めっき液中に浸漬して配線導体の表面に無電解めっき層を被着させることから、絶縁基体表面にパラジウム残渣に起因する不要な無電解めっき層が被着されることはない。したがって、無電解めっき層が被着された配線導体同士の間に電気的な短絡や絶縁不良のない配線基板を得ることができる。