(57)【要約】【課題】基板のスルーホール内にスルーホール導体として電気抵抗の小さい銅を短時間で充分かつ確実に充填し、スルーホール導体内へのボイドの発生やスルーホール導体の表面への凹部の発生を有効に防止する。【解決手段】スルーホールが形成された基板を準備することと、基板の第１面上にスルーホールの開口を覆うように熱剥離性粘着シートを貼り付けることと、基板の第２面上およびスルーホールの内周面上に導電シード層を設けることと、銅ボールをスルーホール内に充填して熱剥離性粘着シートで保持することと、導電シード層を電極にしてスルーホール内の銅ボールの周囲に電解めっきでめっき銅を充填することと、熱剥離性粘着シートを加熱してその熱剥離性粘着シートの粘着力を低下もしくは消失させることと、粘着力が低下もしくは消失した熱剥離性粘着シートを基板から除去することと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のスルーホール導体充填方法において、
スルーホールが形成された基板を準備することと、
基板の第１面上にスルーホールの開口を覆うように熱剥離性粘着シートを貼り付けることと、
基板の第１面の反対側の第２面上およびスルーホールの内周面上に導電シード層を設けることと、
銅ボールをスルーホール内に充填して熱剥離性粘着シートで保持することと、
導電シード層を電極にしてスルーホール内の銅ボールの周囲に電解めっきでめっき銅を充填することと、
熱剥離性粘着シートを加熱してその熱剥離性粘着シートの粘着力を低下もしくは消失させることと、
粘着力が低下もしくは消失した熱剥離性粘着シートを基板から除去することと、
を含む。
【請求項２】
請求項１記載の基板のスルーホール導体充填方法において、
前記基板はガラス基板である。
【請求項３】
請求項１記載の基板のスルーホール導体充填方法において、
前記導電シード層は無電解めっき層である。
【請求項４】
請求項１記載の基板のスルーホール導体充填方法において、
前記熱剥離性粘着シートは発泡剤を含んだ粘着剤層を持つものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板等の基板のスルーホールにスルーホール導体を充填する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板等に用いられる基板は、基板表裏の導体回路の電気的接続等のために、貫通孔として多数のスルーホールを形成されて、それらのスルーホール内にスルーホール導体を充填される場合がある。
【０００３】
このようなスルーホール導体の充填方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、スルーホールの内周面に化学めっき層を形成した後その化学めっき層を電極としてスルーホール内に電気めっきで銅を充填するめっき法のほか、スルーホール内に充填したメタルペーストを加熱溶融させた後に冷却固化させる方法が知られている。
【０００４】
一方、例えば特許文献２に記載されているように、電子部品のボールグリッドアレイ型接続端子に設けるハンダボールの脱落防止のために、電子部品の下面にそれらの接続端子の配置に対応する多数の貫通孔を持つハンダボール保護板を接着剤で貼り付け、それらの貫通孔内に配置したハンダボールを、それらの貫通孔に対応する小孔が明いた係止フィルム体や貫通孔の内周面上に配置した親ハンダ性材料で貫通孔内に保持し、電子部品の実装時にリフローさせることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０４５０４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２９４６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載のめっき法では、スルーホールに電気めっきで銅が完全に充填されるまでに長時間を要したり、その充填中の銅内へのボイドの発生や充填量のばらつきが生じて電気的接続に不具合が生じたりする場合がある。また、メタルペーストを充填する方法でも、メタルペーストを加熱溶融させた後に冷却固化させる熱処理の間に、金属粒子を繋ぐバインダ樹脂の体積が減少してメタルペーストの表面に凹部ができ、電気的接続に不具合が生じる場合がある。
【０００７】
また、特許文献２記載のものでは、そのハンダボール保護板の代りに基板を用いることで、スルーホール内にハンダボールを配置することも考えられるが、ハンダの電気抵抗は銅より大きいので、ハンダボールをリフローによりスルーホール導体とすると、銅を充填する場合よりもスルーホール導体の電気抵抗が大きくなる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板のスルーホール導体充填方法は、
貫通孔であるスルーホールが形成された基板を準備することと、
基板の第１面上にスルーホールの開口を覆うように熱剥離性粘着シートを貼り付けることと、
基板の第１面の反対側の第２面上およびスルーホールの内周面上に導電シード層を設けることと、
銅ボールをスルーホール内に充填して熱剥離性粘着シートで保持することと、
導電シード層を電極にしてスルーホール内の銅ボールの周囲に電解めっきでめっき銅を充填することと、
熱剥離性粘着シートを加熱してその熱剥離性粘着シートの粘着力を低下もしくは消失させることと、
粘着力が低下もしくは消失した熱剥離性粘着シートを基板から除去することと、
を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態の基板のスルーホール導体充填方法では、スルーホールが形成された基板の第１面上に熱剥離性粘着シートを貼り付けた後、基板の第２面上およびスルーホールの内周面上に導電シード層を設け、銅ボールをスルーホール内に充填して熱剥離性粘着シートで保持し、その状態で、導電シード層を電極にしてスルーホール内の銅ボールの周囲に電解めっきでめっき銅を充填し、その後、熱剥離性粘着シートを加熱してその熱剥離性粘着シートの粘着力を低下もしくは消失させ、その粘着力が低下もしくは消失した熱剥離性粘着シートを基板から除去することにより、基板のスルーホール内に銅ボールとめっき銅とからなる銅を充填する。
【００１０】
従って、本発明の実施形態の基板のスルーホール導体充填方法によれば、短い作業時間で、基板のスルーホール内にスルーホール導体として電気抵抗の小さい銅を充分かつ確実に充填することができ、それにより、スルーホール導体内へのボイドの発生やスルーホール導体表面への凹部の発生を有効に防止でき、スルーホール導体の高さを容易に揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の基板のスルーホール導体充填方法の各工程を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の基板のスルーホール導体充填方法の各工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の基板のスルーホール導体充填方法の各工程を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の基板のスルーホール導体充填方法の各工程を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の基板のスルーホール導体充填方法の各工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の基板のスルーホール導体充填方法の各工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の基板のスルーホール導体充填方法の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法は、図１〜図６に示す工程を順次に行うことで、基板に形成された貫通孔であるスルーホールにスルーホール導体を充填する。
【００１３】
この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法では先ず、図１に示されるように、基板１を準備する。基板１は、図１では下向きの第１面１ａとその第１面１ａの反対側の、図１では上向きの第２面１ｂとを有しており、基板１には、それら第１面１ａと第２面１ｂとを繋ぐ貫通孔である複数のスルーホール２が形成されている。基板１の厚さは、例えば０．２５μｍ〜０．８０μｍとされ、スルーホール２の内径は、例えば０．２５μｍ〜０．６μｍとされている。
【００１４】
この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法で用いる基板１は、例えばガラス基板とすることができ、そのガラス基板は、例えばＴＧＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｇｌａｓｓ  Ｖｉａ）を持つインターポーザや光通信用基板、または高速通信用の高周波基板等に用いることができる。また、そのガラス基板のガラス材料は、特に限定されず、例えば石英ガラスや無アルカリガラス、硼珪酸ガラス等を用いることができる。
【００１５】
スルーホール２を形成する手段に特に限定はなく、ブラスト、レーザ加工、放電加工などを使用することができる。ブラストによってスルーホール２を形成する場合、スルーホール２の内周面を粗面化することができ、後述の導電シード層との密着性が向上する。
【００１６】
この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法では次に、図２に示されるように、基板１の第１面１ａ上に、スルーホール２の開口を覆うように熱剥離性粘着シート３を、その熱剥離性粘着シート３の粘着剤が付着した面を第１面１ａに向けて貼り付ける。
【００１７】
熱剥離性粘着シート３としては、例えば発泡剤として熱膨張性マイクロカプセルを含んだ粘着剤層を設けたポリエステルシート、好ましくはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート、より好ましくは日東電工株式会社製の電子部品工程用熱剥離シート：登録商標名リバアルファの例えば９０℃タイプを使用することができ、リバアルファの場合は粘着剤層が常温で粘着力を持つので常温で基板１に貼り付けることができる。
【００１８】
熱剥離性粘着シート３としてはまた、例えば上記ＰＥＴシート等のベースシート上の粘着剤が加熱により軟化して粘着および剥離可能となる一方で室温では接着剤のように硬化する、ワックス代替タイプの感温性粘着シートを使用することもでき、その場合は加熱して粘着剤を軟化させた状態で基板１に貼り付ける。
【００１９】
次いで、図３に示されるように、基板１の第２面１ｂ上およびスルーホール２の内周面２ａ上に、無電解めっき、スパッタ、真空蒸着等によって、例えば銅からなる薄い導電シード層４を形成する。導電シード層４は、スルーホール２の開口内に露出する熱剥離性粘着シート３上にも形成してもよい。
【００２０】
この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法では次に、図４に示されるように、銅ボール５を、各スルーホール２内に充填して熱剥離性粘着シート３でスルーホール２内に保持する。
【００２１】
銅ボール５は、スルーホール２の内径より少し小さい直径のもの、例えばスルーホール２の内径の６０％〜９０％の範囲内の実質的に均一な直径のものとする。これにより、スルーホール２内の空間の大きな部分を銅ボール５が占めることになるとともに、後述する電解銅めっきの際のスルーホール２内での電解めっき液の充填および循環が可能になる。
【００２２】
次いで、図５に示されるように、導電シード層４を電極にして電解めっきにより、基板１の第２面１ｂ上にめっき銅６の層を形成するとともに各スルーホール２内の銅ボール５の周囲にめっき銅６を充填する。その際、電解めっき液は基板１の第２面１ｂ上に加えて各スルーホール２内の銅ボール５の周囲も循環し、スルーホール２内の銅めっきへのボイドの発生を抑制もしくは防止する。
【００２３】
この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法では次に、図６に示されるように、熱剥離性粘着シート３を加熱してその熱剥離性粘着シート３の粘着力を低下もしくは消失させる。この加熱は、熱剥離性粘着シート３が、発泡剤として熱膨張性マイクロカプセルを含んだ粘着剤層を設けたポリエステルシートの場合はその発泡剤の発泡温度以上、例えば１３０℃の温度で、粘着力が低下もしくは消失するまで行い、リバアルファ９０℃タイプの場合は、１００℃〜１２０℃で１分程度行う。
【００２４】
次いでこの実施形態の基板のスルーホール導体充填方法では、粘着力が低下もしくは消失した熱剥離性粘着シート３を基板１の第１面１ａ上から例えば手作業で剥離させ、これにより、各スルーホール２内に実質的に銅ボール５とその周囲のめっき銅６とからなるスルーホール導体７が充填された基板１が形成される。
【００２５】
なお、図６に示される基板１ではその後、第１面１ａ側および第２面１ｂ側の表面をそれぞれ例えば研磨等で平坦に削って、それら第１面１ａおよび第２面１ｂとスルーホール２の開口内に露出するスルーホール導体７の表面とを同一高さに揃えている。
【００２６】
この実施形態の基板のスルーホール導体充填方法によれば、短い作業時間で、基板１のスルーホール２内にスルーホール導体７として電気抵抗の小さい銅からなる銅ボール５およびめっき銅６を充分かつ確実に充填することができ、それにより、スルーホール導体７内へのボイドの発生やスルーホール導体７の表面への凹部の発生を有効に防止でき、スルーホール導体７の高さを容易に揃えることができる。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができ、例えば、図５に示される基板１の第２面１ｂ側のめっき銅６の層を導体層として残し、その導体層に既知のエッチング等により回路パターンを形成してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板
１ａ  第１面
１ｂ  第２面
２  スルーホール
３  熱剥離性粘着シート
４  導電シード層
５  銅ボール
６  めっき銅
７  スルーホール導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020098823.tif 000007
【図６】
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