(57)【要約】      （修正有）【課題】ボイドの発生しないフィルドめっき方法の提供。【解決手段】孔の内壁面からのめっき厚みが孔径の１１〜１６％となるまで第１めっき処理を行って第１めっき層を形成し、その後、第１めっき処理で採用された電流密度よりも小さい電流密度で、第１めっき層の表面からのめっき厚みが孔径の２０〜２７％となるまで第２めっき処理を行って第２めっき層を形成し、第２めっき処理で採用された電流密度よりも大きい電流密度で、第３めっき処理を行って孔にめっきを充填させるフィルドめっき方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔の内壁面からのめっき厚みが孔径の１１〜１６％となるまで第１めっき処理を行って第１めっき層を形成し、
その後、第１めっき処理で採用された電流密度よりも小さい電流密度で、第１めっき層の表面からのめっき厚みが孔径の２０〜２７％となるまで第２めっき処理を行って第２めっき層を形成し、
第２めっき処理で採用された電流密度よりも大きい電流密度で、第３めっき処理を行って孔にめっきを充填させる、
フィルドめっき方法。
【請求項２】
前記第２めっき処理が、前記第１めっき処理で採用された電流密度の２０〜３０％の電流密度で行われる請求項１に記載のフィルドめっき方法。
【請求項３】
前記第３めっき処理が、前記第１めっき処理で採用された電流密度の１００％以上の電流密度で行われる請求項１または２に記載のフィルドめっき方法。
【請求項４】
前記孔が、印刷配線板のビア形成用の孔である請求項１〜３のいずれかに記載のフィルドめっき方法。
【請求項５】
前記孔が、底部に導体が形成された非貫通孔である、請求項４に記載のフィルドめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フィルドめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、めっきは、例えば表面を被覆するように形成されるめっきと、貫通孔または非貫通孔（以下、単に「孔」と記載する場合がある）を埋めるように形成されるめっき（フィルドめっき）とが挙げられる。このようなフィルドめっきは、例えば特許文献１に記載されている。フィルドめっきの場合、フィルド性（埋まり性）を向上させると、めっき内にボイドが発生しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９５７７号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示のフィルドめっき方法は、孔の内壁面からのめっき厚みが孔径の１１〜１６％となるまで第１めっき処理を行って第１めっき層を形成し、その後、第１めっき処理で採用された電流密度よりも小さい電流密度で、第１めっき層の表面からのめっき厚みが孔径の２０〜２７％となるまで第２めっき処理を行って第２めっき層を形成し、第２めっき処理で採用された電流密度よりも大きい電流密度で、第３めっき処理を行って孔にめっきを充填させる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本開示に係るフィルドめっき方法の一実施形態を示す工程説明図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｅ）は、本開示に係るフィルドめっき方法の一実施形態を採用して、印刷配線板にビアを形成する方法の一実施形態を示す工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
フィルドめっきにおいて、めっき内にボイドが発生する理由は次のとおりである。めっきの成長に伴って形成されためっき底部の角は、表面積が小さくなる。そのため、めっきの成長に伴ってブライトナー（促進剤）が、この角に最も密に吸着する。その結果、この角からのめっきの成長が過剰となるため、めっき内にボイドが発生しやすくなる。
【０００７】
本開示のフィルドめっき方法では、第２めっき処理が第１めっき処理で採用された電流密度よりも小さい電流密度で行われる。そのため、めっきの成長に伴ってめっきの表面に吸着しているブライトナーの少なくとも一部がめっき液中に分散する。その後、第２めっき処理で採用された電流密度よりも大きい電流密度で行う第３めっき処理の際に、再度ブライトナーが均一にめっき表面に吸着するため、角の過剰なめっきの成長が抑制される。その結果、めっき内にボイドが発生しにくくなる。以下、本開示のフィルドめっき方法について詳細に説明する。
【０００８】
本開示に係るフィルドめっき方法の一実施形態を、図１（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。図１（Ａ）に示すように、フィルドめっき処理を施す基材１を準備する。基材１には、めっきを充填する非貫通孔２が形成されている。
【０００９】
基材１は、一般にめっき処理に供される材質であれば、特に限定されない。基材は、例えば、樹脂（エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、またはポリフェニレンエーテル樹脂のような有機樹脂）などで形成されている。基材１には、補強材が含まれていてもよい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などの絶縁性布材が挙げられる。さらに、基材１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。
【００１０】
基材１が、例えば絶縁樹脂などの絶縁材料で形成されている場合、電解めっきによるフィルドめっき処理に供する前に、基材１の上下面および非貫通孔２の内周面には、無電解めっき処理によってめっき層（図示せず）が形成される。その後、非貫通孔２が形成された基材１は、めっき液中に浸漬され、フィルドめっき処理に供される。
【００１１】
図１（Ｂ）に示すように、非貫通孔２内にめっきを成長させる。通常、めっき液内にはブライトナーが含まれており、析出しためっきの表面にブライトナー３が吸着することによって、めっきの成長が促進される。図１（Ｃ）に示すように、非貫通孔２の内壁面からのめっき厚みｄ１が、非貫通孔２の孔径ｄの１１〜１６％となるまでめっき処理を行う。このめっき処理を「第１めっき処理」とし、第１めっき処理で形成されためっき層を「第１めっき層」とする。例えば、非貫通孔２の孔径ｄが１００μｍの場合、第１めっき層４１の厚みｄ１は１１〜１６μｍである。ボイドの発生をより抑制することができる点で、非貫通孔２の内壁面からのめっき厚みｄ１が、非貫通孔２の孔径ｄの１１〜１４％となるまで第１めっき処理を行ってもよい。
【００１２】
第１めっき処理は、一般的な電解めっき処理に採用される電流密度、例えば１．５〜２Ａ／ｄｍ2程度で行ってもよい。一定の電流密度でめっき処理を行うと、図１（Ｂ）に示すように、第１めっき層４１のめっきの成長に伴って形成されためっき底部の角４１’にブライトナー３が密に吸着する。その結果、図１（Ｃ）に示すように、めっき底部の角４１’のめっきの成長が促進され、非貫通孔２の側壁面などよりも厚くなる。
【００１３】
そこで、第１めっき処理、すなわち非貫通孔２の内壁面からのめっき厚みｄ１が、非貫通孔２の孔径ｄの１１〜１６％となるまでめっき処理を行った後、電流密度を小さくする。電流密度を小さくすることによって、図１（Ｃ）に示すように、析出しためっきの表面に吸着しているブライトナー３の少なくとも一部がめっき液中に分散する。電流密度を小さくし、ブライトナー３の吸着量を少なくした状態で、過剰な成長を抑制しながらめっきを成長させる。
【００１４】
図１（Ｄ）に示すように、第１めっき層４１の表面からのめっき厚みｄ２が、非貫通孔２の孔径ｄの２０〜２７％となるまで、過剰な成長を抑制しながらめっき処理を行う。このめっき処理を「第２めっき処理」とし、第２めっき処理で形成されためっき層を「第２めっき層」とする。例えば、非貫通孔２の孔径ｄが１００μｍの場合、第２めっき層４２の厚みｄ２は２０〜２７μｍである。ボイドの発生をより抑制することができる点で、第１めっき層４１の表面からのめっき厚みｄ２が、非貫通孔２の孔径ｄの２０〜２４％となるまで第２めっき処理を行ってもよい。
【００１５】
第２めっき処理は、第１めっき処理で採用される電流密度よりも小さい電流密度で行えば特に限定されない。ブライトナー３の吸着とめっきの成長とのバランスを考慮すると、例えば、第１めっき処理で採用される電流密度の２０〜３０％程度の電流密度で行ってもよい。具体的には、０．３〜０．６Ａ／ｄｍ2程度の電流密度で、第２めっき処理を行ってもよい。
【００１６】
図１（Ｄ）に示すように、第２めっき処理、すなわち第１めっき層４１の表面からのめっき厚みｄ２が、非貫通孔２の孔径ｄの２０〜２７％となるまでめっき処理を行った後、第２めっき処理の電流密度よりも大きい電流密度で、非貫通孔２にめっきが充填されるまでめっき処理を行う。このめっき処理を「第３めっき処理」とする。
【００１７】
第３めっき処理を、第２めっき処理の電流密度よりも大きい電流密度で行うことによって、第２めっき層４２の表面にブライトナー３を均等に再吸着させることができる。その結果、めっきが非貫通孔２の底部から開口方向（図１（Ｄ）に示す矢印方向）に成長し、図１（Ｅ）に示すように、非貫通孔２の内部にめっきが充填される。このようにして、非貫通孔２の内部に、ボイドの発生が抑制されたフィルドめっき４が形成される。
【００１８】
第３めっき処理で採用される電流密度は、第２めっき処理で採用される電流密度よりも大きければ特に限定されない。めっき速度を高めてめっきを効率よく析出させるために、第３めっき処理は、第１めっき処理で採用された電流密度の１００％以上の電流密度で行ってもよい。さらに、ブライトナー３の吸着量を考慮すると、第３めっき処理は、第１めっき処理で採用された電流密度の１８０％以下の電流密度で行ってもよい。例えば、第３めっき処理は、２〜２．５Ａ／ｄｍ2程度の電流密度で行ってもよい。
【００１９】
本開示に係るフィルドめっき方法によって形成されためっきは、例えば、めっき金属の結晶格子寸法の違いで確認できる。すなわち、第２めっき処理は、第１めっき処理および第３めっき処理と比較して、電流密度が低くブライトナーの吸着量が少ない。そのため、第２めっき層を形成しているめっき金属の結晶格子寸法は、第１めっき層および第３めっき層を形成しているめっき金属の結晶格子寸法と、明らかに異なる。例えば、上述の電流密度で第１〜第３めっき処理を行った場合、第１めっき層および第３めっき層を形成している銅の結晶格子寸法は、０．５２〜０．５９μｍ程度である。一方、第２めっき層を形成している銅の結晶格子寸法は、０．２〜０．２６μｍ程度である。
【００２０】
本開示に係るフィルドめっき方法が採用される技術分野は特に限定されない。例えば、印刷配線板のビア形成に採用されてもよい。本開示に係るフィルドめっき方法の一実施形態を採用して、印刷配線板にビアを形成する方法の一実施形態を、図２（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。
【００２１】
図２（Ａ）に示すように、絶縁層１１を準備する。絶縁層１１には貫通孔１２が形成されている。絶縁層１１は、例えば上述の有機樹脂などで形成されている。絶縁層１１の下面には、銅箔などの導体１１１が形成されている。この導体１１１によって貫通孔１２の下面は塞がれており、貫通孔１２は見かけ上、非貫通孔となっている。この貫通孔１２はビア形成用の孔に相当する（以下、「ビア形成用の孔１２」と記載する場合がある）導体１１１の下面には、他の絶縁層１１’が形成されている。絶縁層１１と絶縁層１１’とは、同じ材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。
【００２２】
図２（Ｂ）に示すように、ビア形成用の孔１２にめっき（ビア）を成長させる。図２（Ｃ）に示すように、ビア形成用の孔１２の内壁面からのビアの厚みが、ビア形成用の孔１２の孔径の１１〜１６％となるまで、第１めっき処理を行う。この第１めっき処理によって第１ビア１４１を形成する。ボイドの発生をより抑制することができる点で、第１ビア１４１の厚みが、ビア形成用の孔１２の孔径の１１〜１４％となるまで第１めっき処理を行ってもよい。第１めっき処理で採用される電流密度は上述のとおりであり、詳細な説明は省略する。
【００２３】
次いで、第１めっき処理によって第１ビア１４１を形成した後、電流密度を小さくする。電流密度を小さくすることによって、図２（Ｃ）に示すように、析出しためっきの表面に吸着しているブライトナー１３の少なくとも一部がめっき液中に分散する。ブライトナー１３の吸着量を少なくした状態で、過剰な成長を抑制しながらビアを成長させる。
【００２４】
図２（Ｄ）に示すように、第１ビア１４１の表面からのビアの厚みが、ビア形成用の孔１２の孔径の２０〜２７％となるまで、過剰な成長を抑制しながら第２めっき処理を行う。この第２めっき処理によって第２ビア１４２を形成する。ボイドの発生をより抑制することができる点で、第２ビア１４２の厚みが、ビア形成用の孔１２の孔径の２０〜２４％となるまで第２めっき処理を行ってもよい。第２めっき処理で採用される電流密度についても上述のとおりであり、詳細な説明は省略する。
【００２５】
図２（Ｄ）に示すように、第２めっき処理によって第２ビア１４２を形成した後、第２めっき処理の電流密度よりも大きい電流密度で、ビア形成用の孔１２にビアが充填されるまで第３めっき処理を行う。第３めっき処理で採用される電流密度についても上述のとおりであり、詳細な説明は省略する。
【００２６】
第３めっき処理を、第２めっき処理の電流密度よりも大きい電流密度で行うことによって、第２ビア１４２の表面にブライトナー１３を均等に再吸着させることができる。その結果、めっきがビア形成用の孔１２の底部から開口方向に成長し、図２（Ｅ）に示すように、ビア形成用の孔１２の内部にビアが充填される。このようにして、ビア形成用の孔１２の内部に、ボイドの発生が抑制されたフィルドビア１４が形成される。
【符号の説明】
【００２７】
１  基材
２  非貫通孔
３、１３  ブライトナー
４、  フィルドめっき
４１  第１めっき層
４２  第２めっき層
１１、１１’  絶縁層
１１１  導体
１２  貫通孔（ビア形成用の孔）
１４  フィルドビア
１４１  第１ビア
１４２  第２ビア
【図１】
2018003052.tif 000002
【図２】
2018003052.tif 000003