JP2003008199A

JP2003008199A - プリント配線基板の銅表面粗化方法ならびにプリント配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP2003008199A
Application number: JP2001179308A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Yabuuchi; 恒男藪内
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2003-01-10
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP3752161B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】プリント配線板において、銅配線表面とその
上の絶縁層との密着性を保持しつつ、配線ラインのエッ
チングによる細りを最小限に抑えた、バイアホールの狭
ピッチ化、銅めっき厚の薄層化、表層プリント配線基板
の多層化に対応する銅表面の粗化方法およびプリント配
線基板とその製造方法を提供する。【解決手段】銅１４表面に溝の浅いアンカー１６を形
成後、黒化処理により、微細凹凸部１８を形成した銅表
面粗化方法、およびこれを用いたプリント配線基板とそ
の製造方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
の銅表面粗化方法およびそれを用いたプリント配線基板
の製造方法およびプリント配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線基板は、銅層を導
体として用いて、電気的導通を図る電気構造を有する。
例えば、表層配線基板は、絶縁基板上に配設された銅層
に回路パターンを形成後、その上に絶縁体層を積層しバ
イアホール形成、絶縁体の熱硬化、絶縁体の表面平滑化
を経て電気構造が形成される。

【０００３】この製造工程において、バイアホール形成
の際に、絶縁基板上の銅層と絶縁層との密着強度が低い
と、形成されたバイアホールの底部周辺の処理被膜が、
めっき工程及びめっき前処理工程で使用する各種の薬液
に溶解する現象（ハローイングという。）が発生する。
この現象の原因は処理被膜が酸化銅であることに起因す
る。酸化銅は塩酸や硫酸と反応して金属塩となり溶解す
る。ハローイングが発生すると、その部分の銅めっきの
形成が阻害される。また、絶縁体層を積層する際、バイ
アホール底部を埋める絶縁体層とバイアホール底間に導
体と絶縁体間のハローイングのために空気の泡が残留
し、ボイドの原因となり、品質の劣化が生ずる。さら
に、電子部品搭載時の熱で、絶縁層と銅の配線パターン
との界面にはがれを生ずる等の問題があった。

【０００４】上記問題に対し、銅めっきを複数回繰り返
し、銅めっきの厚みを厚くしたり、バイアホール内の樹
脂詰まりを、真空吸引等する方法により、除去する等の
方法の他、銅表面を改質する方法として、以下の２つの
方法が行われていた。

【０００５】１つは、無機酸（ＡＰＳ（ammonium perox
osurfate），ＳＰＳ（sodium peroxosurfate）のペルオ
クソ二硫酸塩等）により銅表面をソフト・エッチングさ
せた後、黒化処理（亜塩素酸）により、酸化銅の再結晶
化させ０．０５〜０．１μｍの酸化銅デンドライトを形
成後、還元、または弱酸による酸化を銅表面に行い、微
小デンドライトの針状結晶の凹凸を保持した状態で最外
層面を金属銅とする方法である（いわゆるハローレスオ
キシ方式）。

【０００６】微小デンドライトの銅凹凸表面を作成する
場合、黒化処理の前処理として酸化銅を除去し一様な金
属銅面を析出させるためには、無機酸（ＡＰＳ,ＳＰ
Ｓ）等による銅表面のエッチング量は２μｍ程度必ず必
要である。しかし、エッチングされるため、配線パター
ンのラインがエッチング量分細ることになり、配線の細
線化への障害となっていた。また、微小デンドライトの
銅凹凸表面が、バイアホール底部の導体の場合、化学銅
めっき工程の触媒である塩酸性パラジウム水溶液への浸
漬にて、バイアホールの絶縁層と導体の界面から導体が
塩酸によって酸化され溶解する現象（ハローイング）が
発生していた。

【０００７】ハローイングサイズが、バイアホール底部
の形状に比較し大きい場合、１回の銅めっきでは、バイ
アホール底部の導体との接続部のめっきのカバーリング
が悪いため、規格を満足する銅めっき厚が確保できず、
信頼性が保証されない。このため、二次銅めっきを行
い、バイアホール底部の銅めっき厚を確保する。その結
果として、表面層の銅めっき厚も厚くなり、回路形成に
おける薄層化の障害となっていた。

【０００８】また、バイアホール底部にハローイングが
発生すると、その部分の絶縁層と銅表面の接着力が低下
して、はんだ付け工程の熱ストレスによる剥離や絶縁性
の低下等の故障が発生するため、バイアホールの狭ピッ
チ化の障害となっていた。

【０００９】他の一つの方法は、有機酸、または硫酸過
水（硫酸＋過酸化水素）によるエッチングにより、溝の
高低差１．０〜３．０μｍ程度の大きくて溝の深いアン
カーを銅表面に生成させる方法である。

【００１０】溝の深いアンカーの銅凹凸表面を作成する
場合は、必要な引張強度を確保するには、アンカー深さ
以上となり、その分ラインが細るため、細線化の障害に
なる。また、銅表面はざらついており、金メッキを配線
パターンの上に施した後の仕上がり面もざらついて、そ
の後の電気的接続の障害となっていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑み、銅表面のエッチングによる配線パターンの細り
をなくしつつ、さらに絶縁層との接着強度を維持し、複
雑な工程を経ることなく、全工程の所要時間を大幅に短
縮する銅表面粗化処理工程に想到し、回路の更なる高密
度化に伴い、バイアホールの狭ピッチ化、導体幅の細線
化のための銅めっき厚の薄層化、さらには表層配線プリ
ント基板の多層化にも対応しうる、プリント配線基板の
製造方法を得ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプリント配線基板の銅表面粗化方法は、基
板上に銅を導体として用いる電気構造を形成するプリン
ト配線基板の銅表面粗化方法であって、少なくとも１面
に銅層を形成した基板を準備する工程と、該基板上に形
成された銅層表面の硫酸と過酸化水素によるエッチング
を含む第一ステップ、および黒化処理を含む第二ステッ
プで構成される銅表面粗化工程とを含む。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、プリント配線基板の銅層の
表面粗化方法について、本発明を具体的に説明する。

【００１４】まず、表層が銅層で形成されている基板を
準備する。基板は、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板、
紙基材フェノール樹脂積層板、コンポジット基材等種々
用いられる基板が適用される。銅層が片面でも両面であ
ってもよく、また、多層積層板であってもよい。

【００１５】本発明のプリント配線基板の銅表面粗化方
法は、絶縁層との密着性を確保するために銅層の表面を
粗化する処理として、（１）絶縁基板上に形成された銅
層の表面の硫酸と過酸化水素によるエッチングを含む第
一ステップ、および（２）黒化処理を含む第二ステッ
プ、で構成される二段階の銅表面粗化工程を含むことを
特徴とする。

【００１６】本発明の銅表面粗化方法による銅表面の変
化を模式図として、図１に示した。図１（ａ）は、準備
された基板１２に銅層１４が形成されているプリント配
線基板１０の一部断面を模式的に表した図である。
（ｂ）は、第一ステップにおいて、エッチングされ、高
低差Ｈの酸化銅デンドライトの凹凸部１６が形成されて
いることを示す。（ｃ）は、第二ステップにより第一ス
テップで形成された凹凸部１６の表面に高低差ｈの微細
な凹凸部１８が形成されていることを示す。（ｄ）は、
（ｃ）の表面部を拡大した図である。このような大小の
凹凸を形成することにより全エッチング量が少なくて
も、絶縁樹脂が複雑な凹凸部に入り込み絶縁体層との密
着性を保持することができる。

【００１７】第一ステップでデンドライトの凹凸部を形
成し、その凹凸部の表面に第一ステップの、硫酸と過酸
化水素によるエッチングは、銅表面の汚れを除去するた
めのアルカリ・酸性クリーンステップ、添加剤による有
機膜の形成ステップを経て、銅表面に凹凸部を形成す
る。

【００１８】ここで、銅表面の粗化面の細りなしに、
「凹凸部」を均一に形成する方法として、約０．３〜５
μｍの径の微粒子を銅表面に吹き付ける「ブラスト」や
硫酸と過酸化水素によるエッチング「硫酸過水エッチン
グ」による方法がある。しかし、配線パターンのライン
の表面だけでなく、ラインの側面まで、均一なアンカー
面を得るには、「硫酸過水エッチング」が有利である。
本発明では、銅表面の「硫酸過水エッチング」を行う。
「硫酸過水エッチング」により、酸化銅のデンドライト
による凹凸部を銅表面に形成させる。

【００１９】エッチング剤としては、硫酸、過酸化水
素、蟻酸等の有機酸等を溶解したものに、添加剤として
リン酸、ベンゾトリアゾール誘導体を混合したものを適
宜純水で希釈したものを用いる。

【００２０】上記第一ステップにおいて、エッチングさ
れて形成される銅表面凹凸部の高低差（Ｈとする。）
は、０．１〜１．０μｍの範囲内とする。上記の範囲内
のエッチングを行うと、配線ラインの形状に影響を与え
ずラインの形状を維持したまま、銅層と絶縁体層との密
着性を確保することができる。

【００２１】次に、第二ステップとして、銅表面にさら
に微細な凹凸部を形成させる黒化処理を行う。第二段階
は、塩酸、硫酸等酸によるリンス、その後黒化処理を行
う。黒化処理は、過塩素酸ナトリウム，リン酸ナトリウ
ム，水酸化ナトリウムを純水に溶解した混合液を用い
て、銅表面に微細な酸化銅のデンドライトを形成させ
る。

【００２２】この黒化処理により、第一段階において銅
表面に形成された凹凸部の表面に、高低差ｈが０．０５
〜０．１μｍである微細な凹凸部が形成される。

【００２３】その後酸化銅の還元処理、または有機酸ま
たは弱酸による酸化処理による酸化銅の除去を施し、微
小デンドライトで形成された凹凸の表面の強度を大きく
し、めっき液への耐性を有する最外層面が金属銅の表面
粗化が完了する。

【００２４】還元処理の場合、微細凹凸部を形成する酸
化銅の表層を還元し、金属銅にするための溶液として
は、ｐＨ１１〜ｐＨ１３の水酸化ナトリウムの水溶液
に、還元剤としてホルマリン、次亜リン酸、次亜リン酸
ナトリウム、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、水素化
ホウ素ナトリウムなどを溶解したものが挙げられる。こ
れらは、水酸化ナトリウムとの組合せにおいて、一種ま
たは二種以上組み合わせて用い得る。例えば、水素化ホ
ウ素ナトリウムと水酸化ナトリウムによる還元工程と、
ホルムアルデヒドと水酸化ナトリウムによる還元工程の
２種類の還元溶液による還元方法がある。またこれらの
還元溶液に、ポリエチレングリコールを添加してもよ
い。反応条件としては、上記ｐＨ範囲内において、薬品
の濃度、各成分の配合比率にもよるが、４０℃から７０
℃の液温、で１分から３分程度が好ましい。最終的に
は、第一段階において形成された銅表面の凹凸部に、金
属銅を表層とした微細な凹凸部が形成されることを目標
とする。

【００２５】また、黒化処理後に酸化工程を行う場合
は、酸化銅を除去するための酸化剤を用いる。酸化剤と
しては、金属銅のデンドライトの形状を崩さない程度に
銅酸化膜を除去するため、ｐＨ３．５〜ｐＨ４．７の状
態で酸化剤を用いて酸化膜を除去する。酸化剤として、
有機酸または弱酸、具体的には、例えば、マクダミッド
社のＢＯ−２２０等が用いられる。

【００２６】上記第一ステップおよび第二ステップで構
成される本発明の銅表面粗化工程全体において、銅表面
は厚さ０．２〜１．２μｍの範囲内でエッチングされ
る。０．２μｍ以下であると、アンカーの役割を果たす
ことができず、接着強度向上に寄与しない。また、１．
２μｍ以上の厚さのエッチングを行うと、配線ラインの
エッチングされる量が大きく、プリント配線基板の細線
ラインの実現が困難となり高密度配線板には適用できな
い。このような、銅表面粗化工程において銅表面に形成
された凹凸部は、積層工程における絶縁体層との接着力
を強化し、さらにめっき液への耐性を有し、ハローイン
グを防止することができる。

【００２７】次に、本発明のプリント配線基板は、少な
くとも銅を導体とする回路パターン、絶縁体層で構成さ
れる電気回路を少なくとも１層有している。銅層の絶縁
体層との界面は粗化処理されており、界面の銅表面が高
低差が０．１〜１．０μｍである凹凸部とこの凹凸部の
表面に存在する高低差０．０５〜０．１μｍの微細な凹
凸部で構成されている。

【００２８】このプリント配線基板は、少なくとも１面
に銅層を有する基板に少なくとも１つの電気回路が形成
されている。以下プリント配線基板を製造する方法の１
例を説明する。

【００２９】少なくとも１つの電気構造を形成するに
は、以下の工程を経る。少なくとも１面に銅を導体に用
いて配線された基板を準備する。基板は、銅張ガラエポ
基板に配線パターンを形成した基板を複数ラミネート
し、スルーホールを設けた表層に銅層を有する多層配線
板であってもよい。基板の銅層をエッチングし、第一信
号回路を形成する。この銅表面に上記銅表面粗化工程を
施す。その後、第一絶縁体層塗布する。絶縁体層は、感
光性樹脂の塗布または感光性フィルムをラミネートして
形成してもよく、適宜選択し得る。マスクパターンを通
して露光・現像し、洗浄後硬化する。

【００３０】次にバイアホールを形成する。バイアホー
ル形成は、フォトプロセスを用いる方法により形成す
る。フォトプロセスは、高密度化に適応する方法であ
る。具体的には、感光性樹脂をコーターにより塗布し、
フォトマスクを通して露光・現像後、熱硬化により、バ
イアホールを形成する。また、バイアホールは、ソルダ
ーレジストが感光性でない場合は、レーザーまたはプラ
ズマにより形成することもできる。

【００３１】樹脂表面をレベリングし、過マンガン酸で
表面をエッチング処理する。

【００３２】無電解銅めっきで電解銅めっき用の導電層
を形成した後、電解銅めっきで所望の厚さの導体層厚さ
とする。

【００３３】上記形成した導体層を、エッチングするこ
とにより第二信号回路を形成する。多層プリント配線基
板の場合、これらの工程を繰り返して、複数の電気構造
を積層する。これらの工程において、銅層に回路パター
ンを形成後、本発明の銅表面粗化方法が施される。その
後、絶縁体層を積層する。

【００３４】以上、本発明にかかるプリント配線板の銅
表面粗化方法ならびにプリント配線板およびその製造方
法について説明したが、本発明は、絶縁体層との密着性
を保持しつつ、表面粗化でエッチングされる量を顕著に
少なくすることができ、プリント配線板の製造の種々の
工程において用いることができる。

【００３５】このように、本発明のプリント配線基板の
銅表面粗化方法は、片面プリント配線基板、両面プリン
ト配線基板、多層プリント配線基板、フレキシブルプリ
ント配線基板等種々のプリント配線基板の製造に適用す
ることができる。また、銅を導体とする配線パターン形
成、層間絶縁体層形成を交互に繰り返して電気構造を積
層するビルドアップ多層配線板にも適用できる。さらに
は、エッチング量を従来より顕著に少なくすることがで
きるという本発明の特徴から、多層配線板上にさらに複
数の高密度の電気構造を積層するため細線化が求められ
る表層配線プリント基板（ＳＬＣ）に、特に好適に用い
られる。

【００３６】具体的には、プリント配線基板の製造工程
の中で、アディティブ法においては、例えば、銅張り積
層板に貫通孔を形成後、本発明の銅表面粗化方法により
粗化する。その後、めっき触媒を付与し、この上にドラ
イレジストフィルムをラミネートし所定の回路パターン
が形成されているマスクを通して露光・現像してエッチ
ングレジストとし、銅箔をエッチングして回路形成、そ
の上に絶縁体層形成、パターニング後銅めっきしてスル
ーホールを形成する。

【００３７】また、パターン形成工程におけるラミネー
ションの前工程や、バイアホール形成後絶縁体層形成の
前工程、ソルダーレジスト塗布の際の前工程である銅表
面粗化形成において用いることができる。また、高密度
である表層プリント配線基板（ＳＬＣ）のさらなる細線
化の要求を充分満たすことができる。

【００３８】以上、本発明について説明したが、本発明
は、これらの実施の形態のみに限定されず、その趣旨を
逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき、種々の変
更、修正、改変を加えた態様で実施し得る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明のプリント配線基板の製造工程
に従って、好ましい態様を実施例で示すが、本発明はこ
れらの実施形態に限定されない。なお、実施例、比較例
中ピール強度は、ＪＩＳＣ６４８１に準拠して測定
した。

【００４０】（実施例１）ガラスエポキシ積層板の両面
に銅箔を張り合わせた厚さ１．０ｍｍの銅張積層板ＦＲ
４を準備した。ＦＲ４の銅層にドライフィルムレジスト
を熱圧着によりラミネートし、この上に予め所定の回路
パターンが形成されたネガマスクをあて、露光、現像し
てレジストの抜きパターンを形成した。これをエッチン
グレジストとして銅箔をエッチングし第一回路パターン
を形成した。

【００４１】上記回路パターンを形成した基板に２段階
からなる本発明の銅表面粗化処理をした。すなわち、銅
表面粗化工程第一ステップ：モノエタノールアミン６
ｗｔ％を純水に溶解した溶液にて上記基板を洗浄した
後、前処理としてベンゾトリアゾール＜１ｇ／ｌの純水
溶液に浸漬し有機膜を形成した。その後、硫酸過水エッ
チングを行った。エッチング液は、硫酸３２ｇ／ｌ，リ
ン酸４ｇ／ｌ，ベンゾトリアゾール＜１ｇ／ｌ，および
過酸化水素をエッチング液全量の０．５ｗｔ％，を調整
しこれらの混合液を純水で５倍に希釈して調整した。上
記液中に、液温３０〜４０℃の範囲で、約２分漬浸し
た。その後、硫酸、リン酸，過酸化水素を純水に溶解し
た溶液でリンスした。

【００４２】銅表面粗化工程第二ステップ：上記基板を
４Ｎの硫酸により室温で約７０秒酸洗浄後、過塩素酸ナ
トリウム６０ｇ／ｌ、リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌ、水
酸化ナトリウム２０ｇ／ｌの混合液を用い、黒化処理を
行った。黒化処理の条件は、８０℃、約２００秒であっ
た。その後、還元処理（Ｂ）、還元処理（Ｆ）を行っ
た。還元処理（Ｂ）は、水素化ホウ素ナトリウム２ｇ／
ｌ、水酸化ナトリウムｐＨ約１２の混合液による還元処
理を４０℃、約１分浸漬した。還元処理（Ｆ）は、ホル
ムアルデヒド３ｇ／ｌ、水酸化ナトリウムｐＨ約１２の
混合液による還元処理を６０℃、約２００秒浸漬した。
９０℃、約２８００秒加熱炉で乾燥した。

【００４３】銅表面粗化工程第一段階、第二段階におけ
る、エッチング量は、第一段階でのエッチング量は、
０．５μｍであり、全体で０．６μｍであった。

【００４４】上記作成した表面粗化処理後のめっき銅箔
面を走査電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ４２００：倍率：
×３５００）により顕微鏡写真を撮影した。図２に示
す。微細なデンドライトの針状結晶が、ランダムに形成
されているのが観察される。また、エポキシ樹脂に対す
るピール強度をＪＩＳＣ６４８１に準拠して測定し
た。１．４ｋｇ／ｃｍであった。本発明によるプリント
配線基板の製造方法により作成された銅粗化表面は、ド
ライレジストに密着し、バイア底でのハローイングの現
象は発生しなかった。配線パターンの細りは１μｍであ
った。

【００４５】銅表面粗化処理を施した基板両面に樹脂層
を形成した。基板上にスプレー塗布により絶縁体層を形
成した。用いた絶縁樹脂は、エポキシアクリレート系感
光性樹脂（チバガイギー社製）であった。

【００４６】上記の絶縁層を１００℃１時間乾燥し、所
定のマスクを介して、露光後、絶縁樹脂を選択的にエッ
チングしてパターニングした。

【００４７】通常の条件で無電解めっきにより厚さ約
０．５μｍの電気銅めっきの下地を形成、その後２５μ
ｍ厚の電気銅めっき層を形成し、上記ガラエポ銅張積層
板上に、電気構造を１層形成した。

【００４８】（実施例２）上記実施例の、表面粗化第二
ステップにおいて、上記基板を４Ｎの硫酸により室温で
約７０秒酸洗浄後、過塩素酸ナトリウム６０ｇ／ｌ、リ
ン酸ナトリウム１０ｇ／ｌ、水酸化ナトリウム２０ｇ／
ｌの混合液を用い、黒化処理を行った。黒化処理の条件
は、８０℃、約２００秒であった。その後の還元処理
（Ｂ）還元処理（Ｆ）に変えて、酸化処理を行った以外
は、実施例１と同様の工程を経て、ガラエポ銅張積層板
上に電気構造１層を形成した。酸化処理は、酸化剤とし
てマクダミッド社のＢＯ−２２０Ａ，Ｂを用い、温度約
６０℃約２００秒浸漬した。

【００４９】表面粗化処理を行った時点の銅表面の走査
電子顕微鏡写真を撮影した（日立製作所製走査電子顕微
鏡Ｓ４２００：倍率：×３５００）。図３に示す。エポ
キシ樹脂に対するピール強度をＪＩＳＣ６４８１に準
拠して測定した。１．４ｋｇ／ｃｍであった。本発明に
よるプリント配線基板の製造方法により作成された銅粗
化表面は、ドライレジストに密着し、バイア底でのハロ
ーイングの現象は発生しなかった。配線パターンの細り
は１μｍであった。

【００５０】（実施例３）上記実施例１で得られたプリ
ント配線基板に、さらに銅層を形成した。実施例１と同
様にして、回路パターンを形成し、銅表面粗化方法で処
理した。その後実施例１と同様にして、さらに１層の電
気構造を積層した。エッチング量は、０．６μｍであ
り、ハローイングは発生せず、絶縁層と銅層の密着性は
良好であった。これを繰り返し、両面各４層の電気構造
を有する表層配線プリント基板を得た。

【００５１】（比較例１）（銅表面粗化処理工程（硫酸
過水エッチング方式））モノエタノールアミン６ｗｔ％
を純水に溶解した溶液にて洗浄し、ベンアゾトリアゾー
ル＜１ｇ／ｌの純水溶液に浸漬し有機膜を形成した。硫
酸過水エッチングを行った。エッチング液は、硫酸３２
ｇ／ｌ，リン酸４ｇ／ｌ，ベンゾトリアゾール＜１ｇ／
ｌ，及び過酸化水素をエッチング液全量の１．５ｗｔ
％，を調整し、これらの混合液を純水で５倍に希釈して
調整した。上記液中に、液温３０−４０℃、２分漬浸し
た。その後、硫酸０．５ｇ／ｌ，リン酸０．０４ｇ／
ｌ，ベンゾトリアゾール０．００３ｇ／ｌ，過酸化水素
０．００６ｇ／ｌを純水に溶解した溶液でリンスした。
リンス後、９０℃、約３０分加熱炉で乾燥した。

【００５２】表面粗化処理を行った時点の銅表面の走査
電子顕微鏡写真を撮影した（日立製作所製走査電子顕微
鏡Ｓ４２００：倍率：×３５００）。図４に示す。ま
た、エポキシ樹脂とのピール強度を測定した。１．２ｋ
ｇ／ｃｍであった。銅表面粗化工程における、エッチン
グ量は、全体で１〜３μｍであり、ハローイング・サイ
ズは、１８〜２６μｍである。

【００５３】銅表面処理粗化工程を上記のように行った
以外は、実施例１と同様にして、プリント配線基板を作
成した。配線パターンの細りは２〜７μｍであった。

【００５４】（比較例２）（銅表面粗化処理工程（従来
法である、いわゆるハローレスオキシ方式））水酸化ナ
トリウム４０ｇ／ｌによるアルカリ処理（６０℃、約３
００秒）後、チオ硫酸ナトリウム５０ｇ／ｌ，硫酸２Ｎ
の水溶液によりソフトエッチングを行った（４０℃、約
６０秒）。エッチング量は、１．６μｍであった。４．
０Ｎの硫酸による酸洗浄を室温で約７０秒後、過塩素酸
ナトリウム６０ｇ／ｌ、リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌ、
水酸化ナトリウム２０ｇ／ｌの混合液を用い、黒化処理
を行った。条件は、８０℃、約２００秒であった。その
後、還元処理（Ｂ）、還元処理（Ｆ）を行った。還元処
理（Ｂ）は、水素化ホウ素ナトリウム２ｇ／ｌ、水酸化
ナトリウム約ｐＨ１２の混合液による還元処理４０℃、
約６０秒浸漬した。還元処理（Ｆ）は、ホルムアルデヒ
ド３ｇ／ｌ、水酸化ナトリウム約ｐＨ１２の混合液によ
る還元処理６０℃、約２００秒浸漬した。リンス後、９
０℃、約２８００秒加熱炉で乾燥した。

【００５５】表面粗化処理を行った時点の銅表面の走査
電子顕微鏡写真を撮影した（日立製作所製走査電子顕微
鏡Ｓ４２００：倍率：×３５００）。図５に示す。ま
た、エポキシ樹脂とのピール強度を測定した。１．４ｋ
ｇ／ｃｍであった。銅表面粗化工程における、エッチン
グ量は、１〜３μｍであった。

【００５６】銅表面処理粗化工程を上記のように行った
以外は、実施例１と同様にして、プリント配線基板を作
成した。１８〜２６μｍのサイズのハローイングが発生
した。配線パターンの細りは２〜７μｍであった。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるプリン
ト配線基板の製造方法を適用することにより、以下の効
果が得られ、表層配線プリント基板の一層の高密度化へ
の障害を解決することが可能となる。

【００５８】表層配線プリント基板において、銅めっき
工程でのハローイングの発生を従来の黒化処理工程以下
に抑えることができるため、バイアホール底部の導体と
の接続部において、良好な銅めっきのカバーリングが得
られ、薄い銅めっきにで、バイアホールの接続部の信頼
性を確保することができる銅めっき厚が確保できる。

【００５９】その結果、より細い回路の形成ができ、銅
めっき工程でのバイアホール底部の導体との接続部にお
いて、ハローイングの発生を従来のノン・ハロー黒化処
理工程以下に抑えられるため、バイアホールの狭ピッチ
化が可能となる。

【００６０】ラインが細らないため、細線化が可能とな
る。また、銅表面のざらつきが少なく、パット面、金め
っき面の仕上がり面もさらつきがない、信頼性の高い半
導体デバイス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２段階の銅表面粗化処理を施したプ
リント配線基板の一部断面模式図である。

【図２】本発明の銅表面粗化方法により処理を施した
実施例１で得られた銅表面の走査電子顕微鏡写真であ
る。

【図３】本発明の銅表面粗化方法により処理を施した
実施例２で得られた銅表面の走査電子顕微鏡写真であ
る。

【図４】従来行われていた銅表面粗化処理を施した比
較例１の銅表面の走査電子顕微鏡写真である。

【図５】従来行われていた銅表面粗化処理を施した比
較例２の銅表面の走査電子顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１０；プリント配線基板１２；基板１４；銅層１６；凹凸部１８；微細な凹凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藪内恒男滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地日本アイ・ビー・エム株式会社野洲事業所内Ｆターム(参考） 4K026 AA06 CA16 CA18 CA26 CA34 CA36 EA08 EB02 EB05 4K057 WA05 WB04 WE03 WE25 WN10 5E343 AA02 AA12 BB24 BB67 CC34 CC43 CC45 CC50 CC52 EE52 GG01 GG04 5E346 AA12 AA15 AA32 AA43 AA51 CC08 CC32 DD03 DD22 DD32 DD33 EE06 EE14 EE18 EE19 FF01 GG15 GG17 GG27 GG28 HH11 HH13 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に銅を導体として用いる電気構造
を形成するプリント配線基板の銅表面粗化方法であっ
て、少なくとも１面に銅層を形成した基板を準備する工
程と、該基板上に形成された銅層表面の硫酸と過酸化水
素によるエッチングを含む第一ステップ、および黒化処
理を含む第二ステップで構成される銅表面粗化工程とを
含むプリント配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項２】銅表面粗化工程全体において、銅表面が
厚さ０．２〜１．２μｍの範囲内でエッチングされる、
請求項１記載のプリント配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項３】前記第一ステップの硫酸と過酸化水素に
よるエッチングにおいて、銅表面に高低差Ｈが０．１〜
１．０μｍの凹凸部が形成される、請求項２記載のプリ
ント配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項４】前記第二ステップにおいて、銅表面に形
成されたアンカーの表面に、高低差ｈが０．０５〜０．
１μｍである微細な凹凸部が形成される、請求項２記載
のプリント配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項５】前記第一ステップが、（１）アルカリ・
酸性クリーンステップ、（２）添加剤による有機膜を形
成するステップ、（３）硫酸と過酸化水素によるエッチ
ングステップを含む、請求項３記載のプリント配線基板
の製造方法。
【請求項６】前記第二ステップが、（１）硫酸による
酸洗浄ステップ、（２）過塩素酸ナトリウム，リン酸ナ
トリウム，水酸化ナトリウムを用いて銅表面に酸化銅の
微細な凹凸部を形成する黒化処理ステップ、（３）還元
または酸化により微細な凹凸部に金属銅を発生させるス
テップ、および（４）乾燥ステップを含む、請求項４記
載のプリント配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項７】前記第二ステップが、（１）硫酸による
酸洗浄ステップ、（２）過塩素酸ナトリウム，リン酸ナ
トリウム，水酸化ナトリウムを用いて銅表面に酸化銅の
微細な凹凸部を形成する黒化処理ステップ、（３）水素
化ホウ素ナトリウム，水酸化ナトリウムを用いた還元ス
テップおよびホルムアルデヒド，水酸化ナトリウムを用
いた還元ステップ、および（４）乾燥ステップを含む、
請求項６記載のプリント配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項８】前記第二ステップが、（１）硫酸による
酸洗浄ステップ、（２）過塩素酸ナトリウム，リン酸ナ
トリウム，水酸化ナトリウムを用いて銅表面に酸化銅の
微細な凹凸部を形成する黒化処理ステップ、（３）有機
酸または弱酸を用いて銅表面を酸化するステップ、およ
び（４）乾燥ステップを含む、請求項６記載のプリント
配線基板の銅表面粗化方法。
【請求項９】少なくとも銅を導体とする回路パター
ン、絶縁体層で構成される電気回路を少なくとも１層有
するプリント配線基板において、該銅層の絶縁体層との
界面が粗化されており、該界面の銅表面が高低差が０．
１〜１．０μｍである凹凸部と該凹凸部の表面に存在す
る高低差０．０５〜０．１μｍの微細な凹凸部で構成さ
れている、プリント配線基板。
【請求項１０】少なくとも１面に銅による回路パター
ンが形成された多層プリント配線基板を準備する工程、
該多層プリント配線板上に形成された銅層に配線パター
ンを形成する工程、該配線パターンが形成された銅層表
面を請求項１乃至請求項８のいずれかに記載するプリン
ト配線基板の銅表面粗化方法により粗化する工程、該表
面粗化された銅層に絶縁体層を積層する工程、バイアホ
ール形成工程、該絶縁体層の熱硬化工程、該絶縁体層の
表面平滑化工程を含む、少なくとも１層の電気構造を形
成するプリント配線基板を製造する、請求項９に記載の
プリント配線基板の製造方法。
【請求項１１】請求項１０記載のプリント基板の製造
方法により製造されたプリント配線基板の少なくとも１
面に銅層を形成する工程、該多層プリント配線板上に形
成された銅層に配線パターンを形成する工程、該配線パ
ターンが形成された銅層表面を請求項１乃至請求項８に
記載するプリント配線基板の銅表面粗化方法により粗化
する工程、該表面粗化された銅層に絶縁体層を積層する
工程、バイアホール形成工程、該絶縁体層の熱硬化工
程、該絶縁体層の表面平滑化工程を含む、さらに少なく
とも１層の電気構造を形成するプリント配線基板を製造
する、プリント配線基板の製造方法。