(57)【要約】【課題】プリント配線板上の位置によるめっき被膜の厚みのバラツキを解消し、均一なめっき被膜を形成することのできるプリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】めっき液が満たされカソードが配設されためっき処理槽に基板をアノードに対向してめっき液中に浸漬させ前記基板を陰極に接続させ、基板とカソードとを通電させ、さらに基板とカソードとの間に磁界を発生させて、基板の導電層表面もしくは絶縁基材あるいは絶縁層の貫通孔または非貫通孔にめっき層を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材の表層に導電層を備えた基板、もしくは絶縁基材あるいは絶縁層に貫通孔または非貫通孔を備えた基板を準備する工程と、
めっき液が満たされカソードが配設されためっき処理槽に前記基板を前記アノードに対向してめっき液中に浸漬させ前記基板を陰極に接続させる工程と、
前記カソードを陽極に接続し前記基板と前記カソードとを通電させる工程とを備え、
前記基板と前記カソードとの間に磁界を発生させて、前記基板の導電層表面もしくは絶縁基材あるいは絶縁層の貫通孔または非貫通孔にめっき層を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
磁界は前記基板の領域の一部あるいは選択的領域に対して発生させるものであ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方法。
【請求項３】
基板は一定面積からなる複数の領域からなり、磁界の発生または磁界の強さは前記基板の領域毎に異な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方法。
【請求項４】
表層の導電層上にはパターンめっきレジストが形成さ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方法。
【請求項５】
表層の導電層上にパターンめっきレジストが形成されている基板は、一定面積からなる複数の領域からなり、前記パターンめっきレジストの形成面積は各領域毎に算出され、磁界の強さは前記基板の領域毎に異なることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
複数の領域は、各領域毎に貫通孔または非貫通孔の数が計数されていることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
基板とカソードとの間に発生させる磁界は、一定範囲の角度をもって磁界を発生させるものであ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方法。
【請求項８】
磁界の発生は複数のコイルにより行うものであり、磁界の強さは各コイルへ通電する電流値により制御されるものであることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板の製造に関し、特に均一な厚みのめっき被膜を形成するめっき装置を用いたプリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子部品は、益々小型化、高集積化、高速化の傾向にある。
【０００３】
このために、プリント配線板の形態も益々、薄型、軽量化の傾向が進むとともに部品実装密度も高密度化し、導体パターンや実装用ランド微細化や導通孔の小径化が要求されている。このような導体パターンや実装用ランド微細化や導通孔の小径化に対応するプリント配線板の製造工程においては、回路形成工程の他にめっき被膜の形成工程が重要となり、特に基板表面に形成されるめっき被膜や貫通あるいは非貫通の導通孔として形成されるめっき被膜の厚みのバラツキを均一にすることが求められている。
【０００４】
従来のプリント配線板の電気銅めっき装置とめっき方法について以下に説明する。
【０００５】
図４は従来のプリント配線板の電気銅めっき装置の概略を示す図である。
【０００６】
プリント配線板２２を固定治具２３で固定して電気銅めっき槽２１に浸漬し、対向配置されたアノード（陽極／銅ボール等）２４とカソード（陰極）としてのプリント配線板２２との間を通電手段２５により通電し、めっき液中の銅イオンがプリント配線板２２側へ移動することによって電気銅めっきを行う状態を示している。
【０００７】
なお、アノード側（陽極）とカソード側（陰極）反応は、以下の通りである。
【０００８】
アノード側／陽極反応：Ｃｕ（０）→Ｃｕ2+＋２ｅ-
カソード側／陰極反応：Ｃｕ2+＋２ｅ-→Ｃｕ（０）
プリント配線板２２全面へのめっきを均一に行うため、プリント配線板２２を固定している固定治具２３を上下あるいは水平方向に揺動・往復させながら電気銅めっきを行うことや電気銅めっき槽２１にエアーを流入し、めっき液を撹拌する方法や撹拌機あるいは循環ポンプを用いてめっき液を撹拌あるいは循環する方法が知られている。
【０００９】
なお、プリント配線板２２を電気銅めっき槽２１に浸漬する前に、無電解銅めっき工程の他に、プリント配線板２１の状態を良好に保ち、めっきの付き回り性や密着性を向上させるために、脱脂・脱錆等の処理が施される。
【００１０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平５−３３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来のプリント配線板の製造方法では、以下の課題がある。
【００１２】
すなわち、プリント配線板の電気銅めっき装置とめっき方法においては、プリント配線板の位置、とりわけめっき搬送治具の近傍とめっき搬送治具から離れた位置の部分において形成されるめっき被膜の厚みに大きなバラツキが生じていた。
【００１３】
これを解決するために、従来においては矩形状の平板であるプリント配線板の４辺にめっき槽内への搬送用の固定治具（通称タコ）で固定し、前記４辺にめっき搬送治具を介して通電することができるようにして、幾分かのめっき被膜の厚みのバラツキの低減を図っていた。
【００１４】
ところが近年要求される導体パターンや実装用ランド微細化や導通孔の小径化においては、更なるめっき被膜の厚みのバラツキの低減が必要となり、上記の方法では、４辺にめっき搬送治具で固定されたプリント配線板の近傍とプリント配線板の中央部では電位差が生じ、めっき被膜の厚みのバラツキを低減させることにおいては限界があった。
【００１５】
また、従来におけるめっき液の撹拌、循環の方法では、多少なりともめっき液のプリント配線板の表面での濃度の均一性が向上しめっきの析出性は改善されるものの、これらの方法においても限界があり、さらに、プリント配線板２２を固定している固定治具２３を上下あるいは水平方向に揺動・往復させる方法においても、その揺動・往復速度には限度（通常１〜２ｍ／分）があり、プリント配線板２２の表面の銅イオンの濃度をプリント配線板２２の全面の領域において均一にすることはできなかった。
【００１６】
本発明は、上記の従来の課題を解決し、プリント配線板上の位置によるめっき被膜の厚みのバラツキを解消し、均一なめっき被膜を形成することのできるめっき装置を提供しその装置の作用を応用したプリント配線板の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的を達成するための本発明のプリント配線板の製造方法は、絶縁基材の表層に導電層を備えた基板、もしくは絶縁基材あるいは絶縁層に貫通孔または非貫通孔を備えた基板を準備する工程と、めっき液が満たされカソードが配設されためっき処理槽に前記基板を前記アノードに対向してめっき液中に浸漬させ前記基板を陰極に接続させる工程と、前記カソードを陽極に接続し前記基板と前記カソードとを通電させる工程とを備え、前記基板と前記カソードとの間に磁界を発生させて、前記基板の導電層表面もしくは絶縁基材あるいは絶縁層の貫通孔または非貫通孔にめっき層を形成することを特徴とする。
【００１８】
この構成により、被めっき物としてのプリント配線板等の位置によるめっき被膜の厚みのバラツキを解消し、均一なめっき被膜を形成することのできるプリント配線板の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の作用は、めっき液中に磁界を発生させ、磁界の強弱あるいは磁界の方向を制御し、めっき液中を移動している電荷としての金属イオンの軌道へ影響を与え、結果としてアノードからカソードへの金属イオンの通過量を制御することにより、カソード側に析出するめっき厚をも制御するというものである。
【００２０】
この作用を備えためっき装置を用いてプリント配線板を製造することにより、均一なめっき導電層を有する配線パターンや貫通または非貫通孔を備えたプリント配線板を提供することができる。
【００２１】
また、均一なめっき導電層を形成できることから、めっき処理時間を大幅に短縮し、さらに被めっき物を固定する治工具を簡素化することができ、準備作業を簡素化し作業性を向上させることができるという効果をも有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態）
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は本発明のプリント配線板の製造方法を模式的に示した概略図である。
【００２４】
まず、本発明のプリント配線板の製造方法の際用いるめっき装置について説明する。
【００２５】
図２は本発明のめっき装置の概略を示す図である。
【００２６】
本発明のプリント配線板の製造に用いるめっき装置は、電気銅めっき液等を貯蔵するめっき処理槽１と、カソード２としてのプリント配線板等を固定しめっき処理槽１への搬入搬出を行うことのできる固定手段３と、めっき処理槽１内のカソード２に対向して配設される銅ボール等のアノード４と、固定手段３を介してカソード２とアノード４とに導線を介して電源から電気を供給する通電手段５と、アノード４とカソード２との間に配設された磁界制御手段６とで構成されている。
【００２７】
本実施の形態におけるめっき装置の構成の特徴である磁界制御手段６は、めっき処理槽１内のアノード４からカソード２への方向、またはカソード２からアノード４への方向に対して一定範囲の角度をもって磁界を発生させるものであり、発生する磁界の強さは制御可能である。
【００２８】
具体的な磁界制御手段６としては、図１に示すように表面を絶縁体で被覆された導体を複数回の巻き数で形成されたコイル６ａを用いることが望ましく、装置の構造上容易に実現することが可能となる。
【００２９】
前述の導体の表面を被覆する絶縁体は、めっき液に浸食されない材質のものを選定することが望ましい。
【００３０】
また、磁界制御手段６として、コイル６ａを用いることにより導体へ通電する電流値を可変制御することが容易であり、これにより磁界を制御することができる。
【００３１】
また、コイル６ａは構造が容易であるため、磁界制御手段として複数のコイルを用いることも可能であり、各コイルに通電する電流値を可変制御することもできることから各コイルの磁界の強さを独立して制御することもできる。
【００３２】
これにより、磁界制御手段は、めっき処理槽１内のカソード２の全面積に対して部分的かつ選択的な面積の領域に対応して磁界を発生させることができる。
【００３３】
このことから、カソードとしてのプリント配線板等の被めっき物の位置におけるめっき厚を制御することができる。
【００３４】
また、磁界制御手段６を構成するコイル６ａは図中の矢印に示すように、めっき処理槽１内を上下方向あるいは左右方向に移動可能な構造とすることにより、カソード２の特定位置に対して選択的、集中的に磁界を発生させることができ、被めっき物の位置に起因するめっきの析出量を制御することができる。
【００３５】
めっき厚が大になる位置は、発生させた磁界により、銅イオンの電荷をカソード２から遠ざけるように制御（図中に矢印Ａで示す）し、逆にめっき厚が小となる位置は、発生させた磁界により、銅イオンの電荷をカソード２へ近づけるように制御（図中に矢印Ｂで示す）することが可能となる。
【００３６】
前述したように、発生させた磁界の影響により、電荷をカソード２から遠ざけるように制御する場合や、逆に電荷をカソード２へ近づけるように制御する場合にあっては、以下に述べる速度を有する電荷と磁界の関係を考慮する必要がある。
【００３７】
すなわち、めっき処理槽内において本実施の形態における磁界制御手段６により発生した磁界の磁束密度をＢとし、めっき液中の銅イオンの電荷をｑとし、アノードとカソードの電位差により生じためっき液中での銅イオンの速度をｖとし、磁界の方向と銅イオンの速度のなす角度をθとすると、電荷としての銅イオンは、Ｆ＝ｑｖＢ  ｓｉｎθの力を速度方向に対して垂直な方向に受ける。このため、速度ｖでめっき液中を移動している銅イオンは、磁界の影響を受けその軌道を曲げられることになる。
【００３８】
本発明は、この物理的作用を応用するものであって、移動するめっき液中の銅イオンをカソードから遠ざけるように制御、あるいは電荷をカソード２へ近づけるように制御するものである。
【００３９】
すなわち、アノードからカソードへ速度ベクトルｖで移動する銅イオンに対して一定範囲の角度で回転が可能である磁界制御手段によって、銅イオンをカソードであるプリント配線板から遠ざける、あるいは、近づけるように角度を調整することで実現することができるというものである。
【００４０】
なお、前述の一定範囲の角度で回転が可能である磁界制御手段とは、例えば図中右下に示すコイル６ａが水平方向あるいは垂直方向に関して０°〜１８０°の範囲で磁界の方向を調整することが可能な構成を示すもので、具体的には０°〜９０°の範囲で角度を調整できれば足りるものである。
【００４１】
次に、上記のめっき装置を用いた本発明のプリント配線板の製造方法を以下に説明する。
【００４２】
まず、図３に示すような、絶縁基材の表層に銅箔等の導電層を備えた基板２を準備する。基板２は絶縁基材あるいは絶縁層に貫通孔または非貫通孔を備えた基板であってもよい。
【００４３】
次に基板２を図２に示すように固定手段３でチャッキングし、銅板あるいは銅ボール等のカソード４が配設されためっき処理槽１のめっき液中にカソード４に対向して基板２を浸漬させ、かつ固定手段３を介して陰極に接続させた状態とする。
【００４４】
次に、通電手段５によりカソードを電源の陽極に接続し、基板２とカソード４とを通電させる。
【００４５】
本発明においては、基板２とカソード４との間に配設された磁界制御手段６により磁界を発生させた状態で、基板２の導電層表面もしくは絶縁基材あるいは絶縁層の貫通孔または非貫通孔にめっき層を形成する。
【００４６】
本発明のプリント配線板の製造方法の特徴は、磁界制御手段６により発生した磁界を介して基板２にめっき導電層を形成するものであって、特に、磁界は前記基板の領域の一部あるいは選択的領域に対して発生させることによりその効果を発揮するものである。
【００４７】
その製造方法の詳細を以下に説明する。
【００４８】
図３に示す基板２は、一枚の基板を一定面積からなる複数の領域（ブロック）に分割した境界線を示したものであり、９分割の事例を示したものである。本発明のプリント配線板の製造方法は、基板の各領域毎に磁界の発生または磁界の強さを異なるものとし、その状態で各領域に対してめっき導電層を形成するものである。
【００４９】
特に、表層の導電層（銅箔）上にパターンめっきレジストが選択的に形成され、パターンめっきレジストが存在しない導電層（銅箔）上にめっき導電層を形成する工法、いわゆる、「パターンめっき法」あるいは「セミアディティブ法」と称されるプリント配線板の形成方法においては、本発明は有効である。
【００５０】
すなわち、表層の導電層（銅箔）上にパターンめっきレジストが形成されている基板は一枚の基板において、配線パターンの粗密や電源パターンやグランドパターンの配線設計により基板上の位置によって単位面積当たりのパターンめっきレジストの形成面積が大きく異なる場合がある。
【００５１】
その上、めっき処理槽内での基板上の位置に起因するめっきの付き回り性のバラツキ要因が加わり、形成される配線パターンの厚みは、一枚の基板上の位置や配線パターンの形成密度によって大きなバラツキが生じることがあった。
【００５２】
同様に、絶縁基材に形成した貫通孔へめっき導電層（スルーホール）を形成したプリント配線板や、絶縁層に形成した非貫通孔へめっき導電層を形成したビルドアッププリント配線板においても、配線設計上の都合や制約により、基板上の位置によって貫通孔または非貫通孔の単位面積当たりの形成数や形成密度が大きく異なる場合があった。
【００５３】
このため、形成されるプリント配線板の貫通孔または非貫通孔へのめっき導電層の厚みも一枚の基板上の位置や貫通孔、非貫通孔の形成密度によって大きなバラツキが生じることもあった。
【００５４】
上記の課題に対して本発明のプリント配線板の製造方法は、まず、表層の導電層（銅箔）上にパターンめっきレジストが形成されている基板を、前述した一定面積からなる９分割の領域（ブロック）とし、各領域毎にパターンめっきレジストの形成面積を算出する。なお、配線設計データを活用すれば容易に算出することができる。
【００５５】
次に、各領域毎にパターンめっきレジストの形成面積および領域の基板上の位置に応じて、発生する磁界の強さまたは磁界の影響を各領域毎に異なるものとする。
【００５６】
その手法の概略を以下に説明する。
【００５７】
パターンめっきレジストの形成面積が大の場合は、析出するめっき厚が大となる場合が多いので、銅イオンをこの領域から遠ざけるように制御する。強く遠ざける場合は、磁界を強くすることも可能であるし、磁界制御手段の角度により銅イオンの軌道をこの領域から遠ざけるように磁界の方向を調整することも可能である。
【００５８】
逆にパターンめっきレジストの形成面積が小の場合は、析出するめっき厚が小となる場合が多いので、銅イオンをこの領域へ近づけるように制御する。より効率的に近づける場合は、磁界を弱くすることも可能であるし、磁界制御手段の角度により銅イオンの軌道をこの領域へ近づけるように磁界の方向を調整することも可能である。なお、磁界の方向の調整については、前述の図２に示した通りである。
【００５９】
同様に、スルーホールを形成したプリント配線板や、非貫通孔へめっき導電層を形成したビルドアッププリント配線板においても、各領域毎に貫通孔または非貫通孔の数を計数し、その数に応じて発生する磁界の強さまたは磁界の影響を各領域毎に異なるものとするものである。
【００６０】
なお、本事例の説明における磁界の影響とは、磁界の強さを含め、磁界の方向（正方向と逆方向を含む）の調整による磁界の発生に起因する銅イオンのカソードへの移動の影響をいう。
【００６１】
本実施の形態においては、磁界制御手段としてコイルを用いたが、磁界を強化するためにコイル内に磁性材料を加えることも可能である。その場合、前記磁性材料はめっき液に耐性を有する樹脂等で被覆する必要がある。またコイル以外で磁界を発生し磁界の強さを制御することが可能であれば、磁界制御手段として用いることができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、めっき液中に磁界を発生させ、磁界の強弱あるいは磁界の方向を制御し、めっき液中を移動している電荷としての金属イオンの軌道へ影響を与え、結果としてアノードからカソードへの金属イオンの通過量を制御することにより、カソード側に析出するめっき厚をも制御することができるという作用を応用してプリント配線板を製造することにより、均一なめっき導電層を有する配線パターンや貫通孔または非貫通孔を備えたプリント配線板を提供することができる。
【００６３】
これにより、本発明の産業上の利用可能性は大といえる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態にプリント配線板の製造方法を示す概略図
【図２】同実施の形態におけるめっき装置の構成を示す概略図
【図３】同実施の形態における基板の概略図
【図４】従来のめっき装置を示す概略図
【符号の説明】
【００６５】
１  めっき処理槽
２  カソード（基板）
３  固定手段
４  アノード
５  通電手段
６  磁界制御手段
６ａ  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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