(57)【要約】    【課題】  非貫通孔内、貫通孔内へのめっき充填と同時に被めっき面にめっき膜を薄く形成できる電解めっき方法を提供する。    【解決手段】  絶縁体２０Ａ、２０Ｂが接触した部分では、電解めっき膜３６の成長が遅くなる。即ち、絶縁体２０Ａ、２０Ｂにより鉄イオンがめっき界面に強制的に供給され、３価の鉄イオンが２価の鉄イオンに成る還元反応が起こり、銅の析出を抑える。絶縁体２０Ａ、２０Ｂが接触しない貫通孔３１ａ内では、めっき界面に３価の鉄イオンが濃度勾配により拡散するのみで強制的には供給されず、３価の鉄イオンの還元反応が低く、電解めっき膜３６が成長し、スルーホール導体４２を充填しながら、コア基板表面の電解めっき膜３６を薄く形成することができる。【選択図】  図１３
2011058093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に開口を形成することと、
前記開口の内壁と前記基板の表面に電解めっき用のシード層を形成することと、
前記シード層を有する前記基板を電解めっき液に浸漬することと、
前記電解めっき液に絶縁体を浸漬することと、
前記基板と前記絶縁体を相対的に移動させながら前記基板に電解めっき膜を形成するとともに前記開口を該電解めっき膜で充填することと、
前記基板に導体回路を形成すること、とからなるプリント配線板の製法方法において、
前記電解めっき液は硫酸銅と硫酸と鉄イオンを含んでいる。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、
前記鉄イオン源は硫酸鉄からなる。
【請求項３】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記鉄イオンは、二価鉄イオンと、三価鉄イオンからなり、前記電解めっき液中の二価鉄イオンと三価鉄イオンの比が１：２〜１：４の範囲である。
【請求項４】
請求項２に記載のプリント配線板の製造方法において、前記硫酸鉄は硫酸鉄・七水和物であり、該硫酸鉄・七水和物の濃度は５〜１００ｇ／Ｌである。
【請求項５】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記絶縁体は長繊維、多孔質、繊維状の樹脂、ゴムの中から選択される１つである。
【請求項６】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記絶縁体は多孔質セラミック又は多孔質樹脂からなる。
【請求項７】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記絶縁体はブラシからなり、該ブラシの毛は樹脂製である。
【請求項８】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記絶縁体は樹脂製の繊維からなる。
【請求項９】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記鉄イオンの濃度は１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口を有する基板を鉄イオンを含む電解めっき液に浸漬することと開口内と基板表面に電解めっき膜を形成することとを有するプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ２００６／０３３３１５Ａ１は被めっき面に絶縁体を接触させながら貫通孔や非貫通孔を電解めっき膜で充填する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０３３３１５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術では、基板表面に形成されるめっき膜の厚みの抑制が機械的に行われているので、膜厚が厚すぎる場合が発生すると考えられる。
【０００５】
本発明は、基板の開口を電解めっき膜で充填すると同時に基板表面に形成される電解めっき膜の膜厚を薄くすることができるプリント配線板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明のプリント配線板の製造方法は、基板に開口を形成することと、
前記開口の内壁と前記基板の表面に電解めっき用のシード層を形成することと、
前記シード層を有する前記基板を電解めっき液に浸漬することと、
前記電解めっき液に絶縁体を浸漬することと、
前記基板と前記絶縁体を相対的に移動させながら前記基板に電解めっき膜を形成するとともに前記開口を該電解めっき膜で充填することと、
前記基板に導体回路を形成すること、とからなる。そして、前記電解めっき液は硫酸銅と硫酸と鉄イオンを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図２】実施例１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図３】実施例１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図４】実施例１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図５】実施例１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図６】実施例１に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図７】実施例１の改変例に係る多層プリント配線板の製造方法を示す工程図である。
【図８】実施例１の更に別改変例に係るプリント配線板の製造方法を示す工程図である。
【図９】実施形態１で用いられるめっき装置の構成を示す模式図である。
【図１０】実施例２でのめっき槽内の搬送機構の全体構成を示す説明図である。
【図１１】実施例２でのめっき槽内の搬送機構の全体構成を示す説明図である。
【図１２】実施例２の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図１３】実施形態でのプリント配線板の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
[実施形態]
図９を参照して本発明の実施形態に係るめっき装置の構成について説明する。
めっき装置１０は、めっき液１２を満たしためっき槽１４と、めっき液１２を循環させるための循環装置１６と、プリント配線板３０の表面側のめっき面（基板表面）に接触している多孔質樹脂（スポンジ）から成る絶縁体２０Ａと、裏面側のめっき面（基板裏面）に接触しているスポンジから成る絶縁体２０Ｂと、絶縁体２０Ａ、２０Ｂをプリント配線板３０に沿って上下に移動させる昇降装置２４とから成る。絶縁体２０Ａ、２０Ｂは昇降装置２４により上下移動する昇降バー２２を介して移動する。プリント配線板２０は、陰極側に接続されている。めっき槽内には、図示しない陽極が設けられ、陽極内には銅球が収容されている。めっき液１２は、硫酸銅と硫酸と鉄イオンとを含んでいる。鉄イオン源としては硫酸鉄が好ましい。硫酸鉄としては、水和物が好ましく、硫酸鉄・七水和物（FeSO4・7H2O）が望ましい。空電解処理によりFe2+とFe3+の濃度を調整することができる。
【０００９】
図１３を参照して、該めっき装置１０を用いて、開口を有する基板に電解めっき膜を形成する方法について説明する。まず、第１面３０Ａと第１面とは反対側の第２面３０Ｂを有する基板３０に開口３１ａ、３１ｂを形成する（図１３（Ａ））。開口はスルーホール導体用貫通孔（スルーホール導体用開口）とバイアホールを有し、開口３１ａは貫通孔であり、開口３１ｂは非貫通孔（ビア導体用開口）である。続いて、基板３０の第１面と第２面と開口の内壁にシード層３４を形成する（図１３（Ｂ））。シード層としては、無電解めっき膜やスパッタ膜、蒸着膜を例示することができる。また、ＰｄやＣなどの導電性粒子を貫通孔の内壁と基板表面に形成することで、直接基板表面と開口の内壁に電解めっき膜を形成することができる。この場合、導電性粒子がシード層として機能する。図１３（Ｂ）のシード層３４は無電解銅めっき膜である。シード層３４を有する基板を以下のめっき液１２に浸漬する。
（めっき液１２の組成）
硫酸銅濃度：０．８±０．１ｍｏｌ／ｌ
硫酸濃度：０．５±０．１５ｍｏｌ／ｌ
塩素イオン濃度：５〜１００ｐｐｍ
鉄イオン濃度：１ｇ／ｌ〜２０ｇ／ｌ
＊鉄イオン濃度は２価の鉄イオンと３価の鉄イオンのトータルの値
＊２価の鉄イオン濃度：３価の鉄イオン濃度＝１：２〜１：４
添加剤濃度：５±１ｍｏｌ／ｌ
（めっき条件）
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ2
【００１０】
続いて、基板の第１面に絶縁体２０Ａを押し当てる。基板の第２面に絶縁体２０Ｂを押し当てる（図１３（Ｃ））。絶縁体を基板に接触させる時、絶縁体が基板の表面に接触後、さらに基板（被めっき面）の表面に対して、１．０〜１５．０ｍｍ押し込むことが望ましい。押し込み量が１．０ｍｍ未満では、絶縁体を用いないめっき方法と同等な結果になりやすい。１５．０ｍｍを越える押し込み量では、めっき液の供給が阻害されるために、開口内のめっき膜の厚さにバラツキが発生しやすい。２〜８ｍｍの押し込み量が最も望ましい。基板表面や開口内のめっき膜のバラツキが小さくなる。また、基板表面に形成される電解めっき膜の厚みが薄くなる。
【００１１】
基板３０に絶縁体２０Ａ、２０Ｂを接触させながら基板と絶縁体を相対的に移動させる（図１３（Ｃ））。基板に対する絶縁体の移動速度は、１．０〜１６．０ｍ／ｍｉｎであることが望ましい。この範囲であると、基板表面に鉄イオンを適正に供給できる。その結果、基板表面に形成される電解めっき膜の膜厚を薄くすることができる。その上、絶縁体により、開口内にめっき液を供給できるので、開口内をめっきで充填することができる。
【００１２】
本実施形態では、上述のめっき液１２にシード層を有する基板（図１３（Ｂ）参照）を浸漬する。そして、絶縁体が基板に押し当てられる。絶縁体が基板に押し当てられながら絶縁体と基板は相対的に移動させられる。その状態を保ちながら基板３０表面と開口３１ａ、３１ｂ内に電解めっき膜３６が形成される（図１３（Ｃ））。
【００１３】
実施形態では、鉄イオンを有する電解めっき液中で基板に絶縁体を接触させながら基板表面と基板の開口内に電解めっき膜が形成される。このため、３価の鉄イオンが基板表面の被めっき面に供給されやすい。そのため、めっき膜表面で以下の反応が起こるのではないかと推察される。
反応式(1)：２Ｆｅ３＋＋Ｃｕ⇒２Ｆｅ２＋＋Ｃｕ２＋
上述の反応が起こるとすると、絶縁体が接触している部分ではめっき膜の析出と溶解が起こると考えられる。基板表面のめっき膜の成長速度は遅くなると考えられる。それに対し、めっき開始時、開口内のめっき膜は絶縁体と接触しないので、鉄イオンにより、開口内の電解めっき膜の成長は抑制され難いと考えられる。開口内へは３価の鉄イオンが濃度勾配により拡散するので、３価の鉄イオン濃度は低いと考えられる。そのため、実施形態では開口（貫通孔や非貫通孔（バイアホール）が含まれる）をめっき膜で充填できると共に、基板表面のめっき膜の厚さが薄くなると考えられる。開口内の電解めっき膜３６が徐々に厚くなると、絶縁体２０Ａ、２０Ｂが、開口を充填するめっき膜の表面へ接触する。絶縁体に接触すると、開口を充填するめっき膜と基板表面のめっき膜の成長速度は同等になると考えられる。そのため、本実施形態により得られるめっき膜は均一で薄いめっき膜になると考えられる。
あるいは、以下の反応により、めっきの析出が抑制されるメカニズムも考えられる。
反応式(2)：Ｆｅ３＋＋Ｃｕ２＋＋３ｅ−⇒Ｆｅ２＋＋Ｃｕ
反応式(2)の場合、銅めっき膜を析出させるための電子が３価の鉄イオンを２価の鉄イオンに還元するために使われるのでめっき膜の成長が抑制されると考えられる。反応式(2)の場合も反応式(1)の場合と同様な理由で、開口内をめっきで充填することができると共に基板表面のめっき膜を薄くすることができると考えられる。
上述の反応（反応式(1)と反応式(2)）は鉄イオン以外でも起こると考えられる。しかしながら、実施形態では絶縁体を用いて鉄イオンを強制的にめっき膜表面に供給していると考えられるので、めっき液に加えられる金属イオンとしては、鉄が適していると考えられる。その理由として、鉄と銅のイオン化傾向が近いからと考えられる。鉄イオンを含む電解めっき液中で基板に絶縁体を接触させながら基板表面と基板の開口にめっき膜を形成する方法は従来技術に比べ、例えば、微細配線を形成する点で優れている。開口を有する基板に本発明の実施形態と従来技術で電解めっき膜を形成すると、本発明の実施形態で得られる電解めっき膜の厚み（基板上に形成されるめっき膜の厚み）は従来技術の電解めっき膜の厚み（基板上に形成されるめっき膜の厚み）に比べ１／２〜１／３程度である。開口は本発明の実施形態と従来技術でほぼ同等にめっき膜で充填される。
実施形態のめっき方法を用いることにより、開口をめっきで充填できると共に、開口から露出するめっき膜の表面が平坦になりやすい（図１３（Ｄ）、図１３（Ｅ）参照）。さらに、開口から露出するめっき膜の上面と基板表面に形成されるめっき膜の上面が同一レベルに位置すると共に、基板表面の電解めっき膜３６を薄く形成することができる。本実施形態のめっき方法によれば、深い開口をめっき膜で充填することと、基板表面に形成されるめっき膜の厚さを薄くすることを同時に達成できる。その後、基板表面の薄い電解めっき膜３６とシード層３４をパターニングすることで、ファインピッチな導体回路を形成することができる（図１３（Ｆ））。同時に、スルーホール導体４２とビア導体６０、導体回路５８が完成する。
【００１４】
更に、絶縁体２０として多孔質樹脂（スポンジ）やブラシからから成る絶縁体２０Ａ、２０Ｂを用いると、３価の鉄イオンが被めっき面に供給されやすい。多孔質樹脂の孔やブラシの毛と毛の間の空間からめっき液が基板表面に供給されやすいからと考えられる。基板表面に形成されるめっき膜が薄くなりやすい。
【００１５】
本願の実施形態によれば、開口を電解めっき膜で充填できる上、基板表面に形成される電解めっき膜が薄くなる。そのため、本願の実施形態は、特に、電解めっき膜を基板全面に形成し、エッチングにより導体回路を形成する方法（サブトラクティブ法、テンティング法）において、電解めっき膜を形成するプロセスに適用されることが好ましい。本願の実施形態を適用することで、ファインピッチな導体回路を形成できるので、高密度化のために有利である。
【００１６】
[実施例１]
実施例１の多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図６を参照して説明する。
図６は、実施例１の多層プリント配線板を示す断面図である。多層プリント配線板では、コア基板３０の第１面と第２面に導体回路４０が形成されていて、第１面と第２面の導体回路がスルーホール導体４２により接続されている。更に、該コア基板３０と該導体回路４０の上にビア導体６０及び導体回路５８が形成されている層間樹脂絶縁層５０と、ビア導体１６０及び導体回路１５８が形成されている層間樹脂絶縁層１５０とが形成されている。該ビア導体１６０及び導体回路１５８、層間樹脂絶縁層１５０の上には開口部７１を有するソルダーレジスト層７０が形成されている。該ソルダーレジスト層７０の開口部７１により露出するビア導体１６０及び導体回路１５８にバンプ７６Ｕ、７６Ｄが形成されている。
【００１７】
以下、図６に示す多層プリント配線板の製造工程について説明する。
（１）厚さ０．８ｍｍの両面銅張積層板を準備する（図１（Ａ））。両面銅張積層板の絶縁層性基板（コア基板）３０はガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂とガラスクロス等の心材とからなり、コア基板３０の第１面とその第１面とは反対側の第２面に銅箔１３０Ａ、１３０Ｂが積層されている。まず、ドリルまたはレーザで両面銅張積層板に、スルーホール導体用貫通孔３２を形成する（図１（Ｂ））。
【００１８】
（２）そして、両面銅張積層板の表面、スルーホール用貫通孔３２の内壁面に触媒核を付着させる（図示せず）。次に、市販の無電解銅めっき水溶液（例えば、上村工業社製のＴＨＲＵ−ＣＵＰ）中に、触媒が付与されたコア基板を浸漬して、基板表面と貫通孔の内壁に厚さ０．３〜３．０μｍの無電解銅めっき膜３４を形成する（図１（Ｃ））。
【００１９】
（３）ついで、コア基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の組成の電解銅めっき液１２に浸漬する。その後、図９を参照して上述しためっき装置１０を用いて、以下の条件で銅張積層板の両面と貫通孔内に電解めっき膜３６を形成する（図１（Ｄ））。
〔電解めっき液〕
硫酸                      ０．５  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．８  ｍｏｌ／ｌ
硫酸鉄・七水和物                ５  ｇ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
Ｆｅ２＋：Ｆｅ３＋              １：２〜１：４
〔電解めっき条件〕
電流密度                    １  Ａ／ｄｍ2
時間                        ６５  分
温度                        ２２±２  ℃
【００２０】
このとき、図９を参照して上述したように絶縁体２０Ａ、２０Ｂとして、多孔質樹脂を用いて、被めっき面を上下に移動させながら、貫通孔３２をめっきで充填しながらコア基板上に電解銅めっき膜３６を形成する。貫通孔は電解銅めっき膜３６で充填される。このとき、絶縁体の移動速度は７m/min、コア基板に対する絶縁体の大きさは０．８０、絶縁体の押し込み量は８mmである。
【００２１】
（４）電解めっき膜３６上に所定パターンのエッチングレジスト３８を形成する（図１（Ｅ））。
【００２２】
（５）エッチングレジストから露出する電解めっき膜３６，無電解めっき膜３４と銅箔１３０Ａ、１３０Ｂをエッチングにより除去することで、スルーホール導体４０、導体回路４２が形成される（図２（Ａ））。
【００２３】
（６）次いで、導体回路４０の全表面とスルーホール導体の上面に粗化面４０αを形成する（図２（Ｂ））。
【００２４】
[ビルドアップ層の形成]
（７）コア基板３０の両面に、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム（味の素社製：商品名；ＡＢＦ−４５ＳＨ）を積層する。その後、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを硬化することでコア基板の両面に層間樹脂絶縁層５０が形成される（図２（Ｃ））。
【００２５】
（８）次に、ＣＯ2 ガスレーザにて、層間樹脂絶縁層に、直径８０μｍのビア導体用開口５０ａを形成する（図２（Ｄ））。
【００２６】
（９）バイアホール用開口５０ａを有する基板３０を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、ビア導体用開口５０ａの内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に粗面５０αを形成する（図２（Ｅ））。
【００２７】
（１０）次に、基板３０を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いする。
さらに、層間樹脂絶縁層５０の表面およびビア導体用開口５０ａの内壁面に触媒核を付着する（図示せず）。
【００２８】
（１１）次に、市販の無電解銅めっき水溶液中に、触媒が付与された基板を浸漬して、層間樹脂絶縁層の表面とビア導体用開口の内壁に厚さ０．３〜３．０μｍの無電解銅めっき膜５２を形成する（図３（Ａ））。
【００２９】
（１２）ついで、層間樹脂絶縁層を有する基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、上述の（３）と同様の電解銅めっき液１２に浸漬する。図９を参照して上述しためっき装置１０を用いて、上述の（３）と同様の条件で層間樹脂絶縁層上とビア導体用開口内に電解銅めっき膜５６を形成する（図３（Ｂ））。ビア導体用開口は電解銅めっき膜５６で充填される。
【００３０】
このとき、図９を参照して上述したように絶縁体２０Ａ、２０Ｂとして、多孔質樹脂を用いて、被めっき面を上下に移動させながら、開口５０ａ内にめっきを充填すると共に、層間樹脂絶縁層５０の表面に厚さ１２μｍの電解銅めっき膜５６を形成する。このとき、絶縁体の移動速度は７m/min、コア基板に対する絶縁体の大きさは０．８０、絶縁体の押し込み量は８mmである。
【００３１】
（１３）電解銅めっき膜５６上にエッチングレジスト５４を形成する（図３（Ｃ））。
【００３２】
（１４）さらに、エッチングレジスト５４から露出する電解めっき膜５６及び無電解めっき膜５２をエッチングで除去する。その後、エッチングレジスト５４を除去することで、独立の上層導体回路５８とフィルドビア６０が形成される（図３（Ｄ））。
【００３３】
（１５）ついで、上層導体回路５８、フィルドビア６０の表面に粗化面５８α、６０αを形成する（図４（Ａ））。
【００３４】
（１６）上記（６）〜（１５）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間絶縁層１５０、導体回路１５８、フィルドビア１６０を形成し、多層配線板３００を得る（図４（Ｂ））。
【００３５】
（１７）
次に、多層配線基板３００の両面に、市販のソルダーレジスト組成物（例えば日立化成工業社製のＳＲ７２００）７０を２０μｍの厚さで塗布し（図４（Ｃ））、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行う。その後、露光・現像処理により、ソルダーレジスト組成物に導体回路やフィルドビアを露出する開口７１を形成する（図５（Ａ））。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物を硬化させ、導体回路やフィルドビアを露出する開口を有するソルダーレジスト層７０が層間樹脂絶縁層上に形成される。ソルダーレジスト層の開口から露出している導体回路やフィルドビアの上面は電子部品やピンなどを実装するためのパッドとして機能する。
【００３６】
（１８）次に、ソルダーレジスト層７０の開口から露出するパッド上にニッケル層、パラジウム層、金層をこの順で形成する。
【００３７】
（１９）この後、パッド上にはんだボールを供給し、リフローすることによりはんだバンプ（はんだ体）７６Ｕ、７６Ｄをパッド上に形成する。
【００３８】
はんだバンプ７６Ｕ、７６Ｄを有する多層プリント配線板１０が完成する（図６）。
【００３９】
[実施例１の第１改変例]
引き続き、実施例１の改変例に係る製造工程について、図７を参照して説明する。
図３を参照して上述した実施例１の工程では、無電解めっき膜５２の全面に電解めっき膜５６が形成されている。これに対して、第１改変例では、図３（Ａ）の状態の途中基板（図７（Ａ））にめっきレジスト５４を形成する（図７（Ｂ））。
【００４０】
ついで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、実施例１の（３）と同様の電解銅めっき液１２に浸漬する。実施例１の（３）と同様の条件で層間樹脂絶縁層上とビア導体用開口内に電解銅めっき膜５６を形成する（図７（Ｃ））。ビア導体用開口は電解銅めっき膜５６で充填される（図７（Ｃ））。
【００４１】
このとき、図９を参照して上述したように絶縁体２０Ａ、２０Ｂとして、多孔質樹脂を用いて、被めっき面を上下に移動させながら、層間樹脂絶縁層上とビア導体用開口内に電解銅めっき膜５６を形成する。ビア導体用開口は電解銅めっき膜５６で充填される。このとき、絶縁体の移動速度は７m/min、コア基板に対する絶縁体の大きさ０．８０、絶縁体の押し込み量は８mmである。
【００４２】
さらに、めっきレジスト５４を５％ＫＯＨで剥離除去する。その後、電解めっき膜から露出する無電解めっき膜５２を除去することで、独立の上層導体回路５８とフィルドビア６０が形成される（図７（Ｄ））。以降の工程は実施例１と同じであるので、説明を省略する。
【００４３】
[実施例１の第２改変例]
引き続き、実施例１の第２改変例に係る製造工程について、図８を参照して説明する。
第２改変例は、砂時計状のスルーホール導体を有するプリント配線板を製造する方法に関する例である。ここで、砂時計状のスルーホール導体とはコア基板３０の第１面から第２面に向かってテーパーしている第１開口と第２面から第１面に向かってテーパーしている第２開口とからなる貫通孔をめっきで充填しているスルーホール導体のことである。
【００４４】
（１）先ず、コア基板３０とコア基板の両面に銅箔１３０Ａ、１３０Ｂが貼り付けられている両面銅張積層板３０Ｃを準備する。コア基板は第１と第１面とは反対側の第２面とを有している。銅箔１３０Ａがコア基板の第１面に形成されおり、銅箔１３０Ｂがコア基板の第２面に形成されている（図８（Ａ））。
【００４５】
（２）次に、コア基板の第１面側からＣＯ２レーザを照射する。銅箔１３０Ａを貫通し、コア基板の第１面から第２面に向かってテーパーしている第１の開口１３６Ａを形成する（図８（Ｂ））。第１面から第２面に向かってテーパーしていることは、第１の開口の径が第１面から第２面に向かって徐々に小さくなっていることを含んでいる。ここで、第１の開口の径について補足する。第１面に平行な面で第１の開口を切断することで得られる切断面が円の場合、第１の開口の径は直径であり、楕円の場合は長径である。
【００４６】
（３）その後、コア基板の第２面側からＣＯ２レーザを照射する。レーザを照射する位置は第１の開口と対向する位置である。銅箔１３０Ｂを貫通し、コア基板の第２面から第１面に向かってテーパーしている第２の開口１３６Ｂを形成する。第２の開口を形成することで、第１の開口と第２の開口がコア基板内で繋がり、コア基板に第１の開口と第２の開口とからなる貫通孔１３６が形成される（図８（Ｃ））。第２面から第１面に向かってテーパーしていることは、第２の開口の径が第２面から第１面に向かって徐々に小さくなっていることを含んでいる。ここで、第２の開口の径について補足する。第１面に平行な面で第２の開口を切断することで得られる切断面が円の場合、第２の開口の径は直径であり、楕円の場合は長径である。
【００４７】
（４）銅箔の表面と貫通孔の内壁にスパッタ膜からなるシード層１３７を形成する（図８（Ｄ））。シード層は銅である。第１と第２の開口がテーパー形状なので、スパッタでシード層を形成しやすい。なお、無電解めっきでシード層を形成することができる。
【００４８】
（５）実施例１の（３）と同様なめっき装置、めっき液、めっき方法、めっき条件でコア基板の第１面と第２面上に電解銅めっき膜１３４を形成する。このとき、貫通孔１３６は電解銅めっき膜１３４で充填される（図８（Ｅ））。
実施例１の貫通孔は略ストレート形状であるのに対し、実施例１の第２改変例の貫通孔は砂時計形状である。同じコア基板に同じ径の貫通孔（コア基板の表裏における径）を形成する場合、砂時計形状の貫通孔の体積はストレート形状の貫通孔の体積より小さくなる。この違いにより、実施例１の第２改変例のコア基板上の電解めっき膜の厚さは実施例１のコア基板上の電解めっき膜の厚さより薄くなりやすい。つまり、実施例１の第２改変例ではファインな導体回路を形成することができる。
【００４９】
（６）実施例１と同様に、電解銅めっき膜１３４上にエッチングレジストを形成する。その後、エッチングレジストから露出する電解めっき膜１３４、スパッタ膜１３７と銅箔１３０Ａ、１３０Ｂを溶解除去し、独立の導体回路１３４Ａとスルーホール導体１４２を形成する（図８（Ｅ））。
その後、実施例１と同様にコア基板上にビルドアップ層を形成することができる。
【００５０】
[実施形態２]
図１０〜図１１を参照して本発明の実施形態２に係るめっき装置の構成について説明する。
図１１は、実施形態２のめっき装置の全体構成を示す説明図である。図１０は、めっき槽内の片側の搬送機構の構成を示す説明図である。
めっき装置２１０は、フレキシブルプリント配線板用の帯状基板にめっきを施すための装置である。この装置では、幅１８０mm長さ１２０mの帯状基板が巻き取られたリール２９８Ａから引き出される帯状基板２３０Ａの片面に電解めっきを施し、帯状基板が巻き取りリール２９８Ｂに巻き取られる。めっき装置２１０は、帯状基板２３０Ａのめっき面側に接触している絶縁性筒状の接触体２２０と、接触体（絶縁体）２２０により帯状基板２３０Ａが撓むのを防ぐ背板２２８と、陽極２０４とを有している。陽極２０４内には、めっき液に銅分を補給する銅球２０６が収容されている。図１１中に示すようにめっき槽２１２は、全体で２０mである。なお、絶縁性の接触体の代わりに、半導体の接触体を用いることもできる。実施例２の接触体は実施形態や実施例１の絶縁体２０Ａ、２０Ｂと同様な役割を有している。
【００５１】
接触体２２０は、高さ２００mm、直径１００mmのＰＶＣ（塩化ビニール）製の筒状のブラシからなる。該接触体２２０では、ブラシの先端がプリント配線板側に接触すると共に屈曲する。接触体２２０は、ステンレス製の支持バー２２０Ａに支持され、図示しないギアを介して回動される。
【００５２】
図１２を参照して、該めっき装置２１０によるフィルドビア及び導体回路の形成について説明する。図１２（Ａ）は、両面銅張フレキシブル基板である。この基板の片面に市販のドライフィルムを貼りつけ、周知の写真法でビア導体用開口３７形成位置の銅箔３３Ｕをエッチングにより除去する。銅箔３３Ｕをマスクとして炭酸ガスレーザでビア導体用開口３７を形成する（図１２（Ｂ）参照）。次いで、銅箔３３Ｕ上及びビア導体用開口３７の内壁に無電解めっき膜３４を形成し（図１２（Ｃ））、その後、図１０に示すめっき装置２１０により電解めっき膜３６を形成する（図１２（Ｄ））。この場合、接触体の一部はプリント配線板の表面の少なくとも一部に接触しながらめっき膜が形成されている。電気めっき開始時においては、接触体２２０はプリント配線板の無電解めっき膜３４に接触していて、電解めっき膜が形成されると、該電解めっき膜に接する。
【００５３】
実施例１と同様に、実施例２では、めっき液は、硫酸銅と硫酸と鉄イオンを含んでいる。めっき液が３価の鉄イオンを含んでいるので、３価の鉄イオンを高濃度に含まないめっき液に比べ、基板表面に形成される電解めっき膜の厚みが薄くなる。また、接触体を用いてめっき膜を形成しているので、ビア導体用開口を電解めっき膜で充填しやすい。
【００５４】
接触体の大きさは、帯状基板内のめっきされる部分と同等以上あることが望ましい。接触体の押し込み量（接触体の先端がプリント配線板の表面に接触した時点からさらに押し込む量）は、プリント配線板表面に対して、１．０〜１５．０mm押し込むことが望ましい。１．０mm未満では、接触体を用いないめっき方法と同様の結果になることがある。１５．０mmを越える押し込み量では、基板表面に３価の鉄イオンを供給し難いと考えられる。また、ビア導体用開口内やスルーホール導体用開口内に接触体が入り込み易くなり、開口内の３価の鉄イオン濃度が高くなると考えられる。２〜８mmの押し込み量が最も望ましい。めっき膜のバラツキが起こしにくいからである。
【００５５】
接触体は、可撓性を備えるブラシ、ヘラのいずれかで選ばれるものを用いることが望ましい。可撓性を備えることで、基板の凹凸に追従し、凹凸面に均一な厚みでめっき膜を形成することができる。
【００５６】
接触体として樹脂ブラシを用いることができる。この場合、毛先を被めっき面に接触させる。ここで、毛の直径は、開口の径よりも大きいことが望ましい。これは、開口内に毛先が入り込まず、穴内にめっき膜を適正に充填できるからである。樹脂ブラシとしては、耐めっき薬液性のあるＰＰ、ＰＶＣ（塩化ビニール）、ＰＴＦＥ（四弗化エチレン）等を用いることができる。また、樹脂、ゴムを用いてもよい。更に、毛先として塩化ビニール織布、不織布等の樹脂繊維を用いることも可能である。
【００５７】
[実施例２]
実施例２のめっき装置を用いるプリント配線板の製造（サブトラクティブ法、テンティング法）について、図１２を参照して説明する。
厚さ２５μｍのポリイミド帯状基板２３０の表面（第１面）に９μｍの銅箔３３Ｕが、裏面（第２面）に１２μｍの銅箔３３Ｄがラミネートされている積層帯状基板２３０Ａを出発材料とする（図１２（Ａ））。まず、第２面の銅箔はレジストで覆われる。次に、ライトエッチングにより表面の９μｍの銅箔３３Ｕの厚みを７μｍに調整する。その後、第１面の銅箔にブラックオキサイド処理を施す。第１面側からレーザにより、銅箔３３Ｕ及びポリイミド帯状基板３０を貫通し、銅箔３３Ｄの裏面に至るビア導体用開口３７を形成する（図１２（Ｂ））。そして、帯状基板２３０Ａの表面にパラジウム触媒を付与する（図示せず）。
【００５８】
次に、上村工業製の無電解めっき液（スルカップ）中に、触媒が付与された基板を浸漬して、帯状基板２３０Ａの第１面上に厚さ１．０μｍの無電解めっき膜（シード層）３４を形成する（図１２（Ｃ））。
【００５９】
ついで、帯状基板２３０Ａを５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の組成の電解銅めっき液を有するめっき槽に浸漬する。図１０を参照して上述しためっき装置２１０を用いて、以下の条件でシード層上に電解めっき膜３６を形成する（図１２（Ｄ））。
〔電解めっき液〕
硫酸                      ０．５  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．８  ｍｏｌ／ｌ
硫酸鉄・七水和物          １００    ｇ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
Ｆｅ２＋：Ｆｅ３＋              １：２〜１：４
〔電解めっき条件〕
電流密度                    ５．０〜３０    ｍＡ／ｃｍ2
時間                        １０〜９０  分
温度                        ２２±２  ℃
ここで、電流密度は、５．０〜３０ｍＡ／ｃｍ2、特に、１０ｍＡ／ｃｍ2以上が望ましい。
【００６０】
そして、所定パターンのレジストを帯状基板の両面に形成し、エッチングを行うことにより、導体回路４２Ｕ及び導体回路４２Ｄを形成する（図１２（Ｅ））。いわゆるサブトラクティブ法、テンティング法である。
【００６１】
[実施例３]
実施例１の第２改変例において、電解めっき液の組成が以下の組成に変更されている。それ以外は実施例１の第２改変例と同様である。
〔電解めっき液〕
硫酸                      ０．５  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．８  ｍｏｌ／ｌ
硫酸鉄・七水和物              ５０  ｇ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
Ｆｅ２＋：Ｆｅ３＋              １：２〜１：４
【００６２】
[実施例４]
実施例１の第２改変例において、電解めっき液の組成が以下の組成に変更されている。それ以外は実施例１の第２改変例と同様である。
〔電解めっき液〕
硫酸                      ０．５  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．８  ｍｏｌ／ｌ
硫酸鉄・七水和物              １００  ｇ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
Ｆｅ２＋：Ｆｅ３＋              １：２〜１：４
実施例３と実施例４とを比較すると、実施例４では開口から露出するめっき膜が凹になりやすい。実施例４では３価の鉄イオンが多いため開口内のめっき成長が遅いからと推察している。鉄イオン濃度として、１ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌであると、開口から露出するめっき膜の平坦性が高くなるので、その上に層間樹脂絶縁層を形成しやすい。
めっき液中の鉄イオンは、二価鉄イオンと、三価鉄イオンからなり、電解めっき液中で二価の鉄イオン濃度と三価の鉄イオン濃度の比が１：２〜１：４の範囲であると、基板表面のめっき膜の析出が効果的に抑制される。開口内の充填と基板表面のめっき膜の薄膜化が両立しやすい。
硫酸鉄・七水和物が、電解めっき液１０００ｍＬ中に５〜１００ｇの範囲で添加されることが望ましい。鉄イオン濃度が、１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌであると、開口をめっきで充填することができる上、基板表面のめっき膜を薄くすることができる。
【００６３】
[実施例５]
実施例１の第２改変例において、電解めっき液の組成が以下の組成に変更されている。それ以外は実施例１の第２改変例と同様である。
〔電解めっき液〕
硫酸                          ０．６５  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                        ０．７    ｍｏｌ／ｌ
硫酸鉄・七水和物              ５０  ｇ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
Ｆｅ２＋：Ｆｅ３＋              １：２〜１：４
【００６４】
[実施例６]
実施例１の第２改変例において、電解めっき液の組成が以下の組成に変更されている。それ以外は実施例１の第２改変例と同様である。
〔電解めっき液〕
硫酸                        ０．３５  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                        ０．９  ｍｏｌ／ｌ
硫酸鉄・七水和物              ５０  ｇ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
Ｆｅ２＋：Ｆｅ３＋              １：２〜１：４
【００６５】
本発明の実施形態と実施例では、被めっき面に絶縁体を接触させ、絶縁体を被めっき面に対して相対的に移動させながら電解めっきを行っている。絶縁体が、接触している被めっき面では、めっき膜の成長が遅くなる。絶縁体により鉄イオンが被めっき面に強制的に供給されることで、被めっき面で鉄イオンの還元反応が起こり、電解めっき膜の成長が抑えられると考えられる。それに反して、絶縁体が接触しない部分では、被めっき面に鉄イオンが濃度勾配により拡散するため、被めっき面で鉄イオンの還元反応が少なく、電解めっき膜の成長速度が速いと考えられる。そのため、ビア導体用やスルーホール導体用の開口内では電解めっき膜は早く成長するが、開口以外の被めっき面上のめっき膜は、厚くなりすぎない。つまり、ビア導体用やスルーホール導体用の開口は電解めっき膜で確実に充填されるが、被めっき面（基板表面）では、開口内に形成される電解めっき膜の厚みに比べて、また、従来技術での導体回路の膜厚と比べて相対的に厚みが薄いめっき膜を形成できる。本発明の実施形態や実施例では、薄いめっき膜をパターニングするので、従来よりも微細な導体回路を形成し易い。
【符号の説明】
【００６６】
１０  めっき装置
２０Ａ、２０Ｂ  絶縁体
３０  基板
３２  スルーホール用開口
３４  無電解めっき膜
３６  電解めっき膜
４０  スルーホール導体
４２  導体回路
５８  導体回路
６０  ビア導体
【図１】
2011058093.tif 000003
【図２】
2011058093.tif 000004
【図３】
2011058093.tif 000005
【図４】
2011058093.tif 000006
【図５】
2011058093.tif 000007
【図６】
2011058093.tif 000008
【図７】
2011058093.tif 000009
【図８】
2011058093.tif 000010
【図９】
2011058093.tif 000011
【図１０】
2011058093.tif 000012
【図１１】
2011058093.tif 000013
【図１２】
2011058093.tif 000014
【図１３】
2011058093.tif 000015