(57)【要約】【課題】難めっき材料からなる被めっき層に対しても、特殊な薬液又はフォトリソグラフィの技術を用いることなく、容易に、密着性が良好であるめっきを行うことができる電子部品の製造方法、及び銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度が０．２Ｎ／ｍｍ以上である電子部品を提供する。【解決手段】パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層２の表面に照射して該表面を粗化する。粗化した該表面上にめっき層３及び４を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、
粗化した該表面上にめっき層を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記ピコ秒レーザ光又は前記フェムト秒レーザ光を照射して、前記表面を粗化しつつ配線パターンを形成し、
該配線パターンの表面に前記めっき層を形成することを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
粗化された前記表面に無電解銅めっきを行って第１銅めっき層を形成し、
該第１銅めっき層上に電解銅めっきを行って第２銅めっき層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記フェムト秒レーザ光はフェムト秒グリーンレーザを用いて照射されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記被めっき層は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記めっき層は銅めっき層であり、
前記被めっき層から前記めっき層を引き剥がす銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度は、０．２Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の電子部品の製造方法。
【請求項７】
アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含む被めっき層の表面に銅めっき層が設けられている電子部品において、
前記被めっき層から前記銅めっき層を引き剥がす銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度は、０．２Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被めっき層上にめっき層を形成する電子部品の製造方法、及び電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプリント配線板の場合、例えばガラス製の基板に積層し、表面の全面に金属膜を形成した後、フォトリソグラフィの技術により、金属膜をパターン化して金属配線を設けている。特許文献１には、高分子樹脂を含む基材の表裏両面又は片面に電気的導電性を有する金属配線をフォトリソグラフィによって形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９００８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のフォトリソグラフィはレジスト塗布、露光、現像、エッチング等の工程を要し、工程数が多く、煩雑である。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、難めっき材料からなる被めっき層に対しても、特殊な薬液又はフォトリソグラフィの技術を用いることなく、容易に、密着性が良好であるめっきを行うことができる電子部品の製造方法、及び銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度が０．２Ｎ／ｍｍ以上である電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子部品の製造方法は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、粗化した該表面上にめっき層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光のパルス幅は非常に短く、熱拡散する前に融点を超える温度に被めっき層が加熱され、蒸発が起こるので、熱影響の少ない加工ができ、表面に微細で鋭い多角錐状の凹凸が形成される。アンカー効果により、めっき層の被めっき層への密着性が良好である。即ち、被めっき層が、めっき層との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る電子部品の配線部分を示す模式的断面図である。
【図２】めっき処理を示すフローチャートである。
【図３】電子部品の製造を説明するための模式的断面図である。
【図４】実施の形態１のめっき部分を説明するための模式的断面図である。
【図５】従来のめっき部分を示す模式的断面図である。
【図６】アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、又は液晶ポリマーからなる基材のピール強度を示すグラフである。
【図７】アクリル樹脂の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射したときの加工部を示すＳＥＭ写真である。
【図８】加工部と未加工部との境界を示すＳＥＭ写真である。
【図９】アクリル樹脂製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。
【図１０】ＰＥＴ樹脂製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。
【図１１】ＰＴＦＥ製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（本発明の概要）
本発明の電子部品の製造方法は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、粗化した該表面上にめっき層を形成する。
上記のように、ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光により、表面を粗化した上でめっきを行う。ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光は、パルス幅がピコ秒オーダー又はフェムト秒オーダーであり、非常に短く、熱拡散する前に融点を超える温度に被めっき層が加熱され、蒸発が起こる。レーザ光が照射された部分はアブレーションが生じて除去される。熱影響の少ない加工ができ、表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成される。従って、アンカー効果により、めっき層の被めっき層への密着性が良好である。被めっき層が、めっき層との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
【００１０】
上述の電子部品の製造方法において、前記ピコ秒レーザ光又は前記フェムト秒レーザ光を照射して、前記表面を粗化しつつ配線パターンを形成し、該配線パターンの表面に前記めっき層を形成してもよい。
上記構成によれば、工程数が多く、煩雑であるフォトリソグラフィの手法を用いて配線を設ける場合と比較して、少ない工程数で、容易に配線を設けることができる。
【００１１】
上述の電子部品の製造方法において、前記表面に無電解銅めっきを行って第１銅めっき層を形成し、該第１銅めっき層上に電解銅めっきを行って第２銅めっき層を形成してもよい。
上記構成によれば、めっき層の厚みを厚くすることができ、また、被めっき層の表面からめっき層を平面視で長方形状又は台形状に突出させることができる。無電解Ｃｕめっきは、自己触媒めっきであるのが好ましい。
【００１２】
上述の電子部品の製造方法において、前記フェムト秒レーザ光はフェムト秒グリーンレーザを用いて照射することにしてもよい。
フェムト秒グリーンレーザは、第二高調波であるため、比較的高出力を取り出すことができ、被めっき層が合成樹脂製等であっても、被めっき層への吸収が良好である。
フェムト秒グリーンレーザが出射する光の波長は５００ｎｍ〜５３０ｎｍであるのが好ましい。パルス幅は、１フェムト秒〜１０００フェムト秒であるのが好ましい。
また、ピコ秒レーザを用いる場合、ピコ秒レーザが出射する光の波長は５００ｎｍ〜５３０ｎｍであるのが好ましい。パルス幅は、１ピコ秒〜１０ピコ秒であるのが好ましい。
【００１３】
上述の電子部品の製造方法において、前記被めっき層は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含んでもよい。
本実施の形態の電子部品の製造方法によれば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂等の難めっき性材料にも密着性良好にめっきを設けることができる。
【００１４】
上述の電子部品の製造方法において、前記めっき層は銅めっき層であり、前記被めっき層から前記めっき層を引き剥がす銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度は、０．２Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましい。
上記構成によれば、電子部品のめっき層の被めっき層への密着性が良好である。
ピール強度は、アクリル樹脂及びスライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましく、ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００１５】
本実施の形態の電子部品は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含む被めっき層の表面に銅めっき層が設けられている電子部品において、前記被めっき層から前記銅めっき層を引き剥がす銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度は、０．２Ｎ／ｍｍ以上である。
上記構成によれば、電子部品の銅めっき層の被めっき層への密着性が良好である。
ピール強度は、アクリル樹脂及びスライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましく、ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００１６】
以下、図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電子部品１の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１は、表面に複数の凹部２０が設けられた基層２を有する。各凹部２０の表面には、Ｃｕ配線パターン５が設けられている。
【００１７】
以下、電子部品１の製造方法について説明する。
図２はめっき処理を示すフローチャート、図３は電子部品の製造を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図３Ａ）。
まず、基層２の表面を粗化する（Ｓ１、図３Ｂ）。フェムト秒レーザ光又はピコ秒レーザ光を照射し、基層２の表面の、配線パターンを形成する部分を除去して角溝状の凹部２０を形成し、かつ凹部２０の底面及び側面を粗化する。
【００１８】
次に、基層２の表面に無電解Ｃｕめっきを行い、めっき膜３０を形成する（Ｓ２、図３Ｃ）。無電解Ｃｕめっき液としては、強アルカリ領域でホルマリンを還元剤とする還元析出型の無電解Ｃｕめっき液を用いることができる。キレート剤としては、ＥＤＴＡ又はロッシェル塩を用いることができる。めっきの前に、無電解Ｃｕめっき液中の還元剤が基層２上で電子を放出するように触媒となるＰｄを付与する。無電解Ｃｕめっき液中のＣｕイオンが、還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元され、基層２の表面に析出し、めっき膜３０が形成される。
【００１９】
表面研磨を行い、非粗化部分に形成されためっき膜３０を除去する（Ｓ３、図３Ｄ）。凹部２０の底面及び側面には、第１Ｃｕめっき層３が残存する。
【００２０】
電解Ｃｕめっきを行い、第１Ｃｕめっき層３上に第２Ｃｕめっき層４を形成する（Ｓ４、図３Ｅ）。電解Ｃｕめっき液組成及びめっき条件の一例を下記に示す。
＜電解Ｃｕめっき液組成＞
硫酸銅・五水和物：１００ｇ／Ｌ
硫酸：１９０ｇ／Ｌ
塩素：５０ｍｇ／Ｌ
光沢剤：適量
＜電解Ｃｕめっき条件＞
液温：室温
電流密度：２Ａ／ｄｍ2 
以上より、Ｃｕ配線パターン５が形成される。Ｃｕ配線パターン５は、基層２の表面から断面視で長方形状又は台形状に突出するように設けてもよい。電解Ｃｕめっきは場合により、省略することができる。
最後に、例えば８０〜２００℃で、３０分間〜１時間ベーキングを行う（Ｓ５）。なお、基層２がＰＥＴからなる場合、ベーキングを省略することができる。
【００２１】
図４は、本実施の形態のめっき部分を説明するための模式的断面図である。基層２にフェムト秒レーザ光を照射することにより（図４Ａ）、基層２に凹部２０が形成される（図４Ｂ）。凹部２０は、表面に微細な多角錐状の凹凸２０ａを有する。
凹部２０上に第１Ｃｕめっき層３が形成される（図４Ｃ）。アンカー効果により、密着性が顕著に向上する。
【００２２】
図５は、従来のめっき部分を示す模式的断面図である。基層２（図５Ａ）に、特殊の薬液等を用いてＣｕめっき層３３を設ける（図５Ｂ）。
図５に示すように、基層２−Ｃｕめっき層３３間の化学結合に乏しく、また、基層２の表面に凹凸がないので密着性が悪く、Ｃｕめっき層３３は容易に剥離する。
【００２３】
（評価試験及び断面観察）
アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、又は液晶ポリマーからなる基材上に、上述のようにして、フェムト秒グリーンレーザを用いてＣｕ箔を設け、ピール（銅箔引き剥がし）試験を行ってピール強度を求めた。
【００２４】
ピール試験は、めっきにより銅箔を設けた基材を両面テープにより試験基板に貼り付け、試験基板を長手方向にスライドさせながら、９０°上方向へ銅箔を引き剥がすことにより行った。
試験条件は以下の通りである。
・試験装置          引張圧縮試験機（株式会社島津製作所製「ＥＺ  ＴＥＳＴ」）
・引き剥がし速度    ５０ｍｍ／ｍｉｎ
・引き剥がし方向    ９０°
・引き剥がし長さ    ３０ｍｍ
・銅箔寸法          幅５ｍｍ×長さ９０ｍｍ
・引き剥がし速度    ５４ｍｍ／ｍｉｎ
その結果を下記の表１及び図６に示す。図６の横軸のａはアクリル樹脂、ｂはＰＥＴ、ｃはＰＴＦＥ、ｄはスライドガラス、ｅはエポキシ樹脂、ｆは液晶ポリマーである。図６の縦軸は、ピール強度（Ｎ／ｍｍ）である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
フェムト秒グリーンレーザのレーザ条件１、２、３を下記の表２〜表４に示す。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
【表３】
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【００２９】
【表４】
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【００３０】
表１及び図６より、ＰＥＴで０．２〜０．２６Ｎ／ｍｍ、アクリル樹脂及びスライドガラスで０．３〜０．３４Ｎ／ｍｍ、ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーで０．７８〜０．８８Ｎ／ｍｍの高いピール強度が得られており、密着性が良好であることが分かる。
【００３１】
図７は、アクリル樹脂の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射したときの加工部を示すＳＥＭ写真であり、図８は加工部と未加工部との境界を示すＳＥＭ写真である。
図７及び図８より、アクリル樹脂の基材の表面が粗化されていることが分かる。
【００３２】
図９は、アクリル樹脂製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。図１０は、ＰＥＴ製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。図１１は、ＰＴＦＥ製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。
いずれの場合も、基材とＣｕめっき層との間に微細な凹凸があり、アンカー効果により強固に接合されていることが分かる。
【００３３】
下記の表５に、各材質の基材にレーザ条件１によりフェムト秒グリーンレーザ光を照射したときの表面粗さとしての算術平均粗さＲａ（μｍ）及び最大高さ粗さＲｚ（μｍ）を求めた結果を示す。
【００３４】
【表５】
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【００３５】
表５より、いずれの材質の基材も、未加工部と比較して、レーザ加工部が著しく表面粗さが大きくなっていることが分かる。
【００３６】
以上より、本実施の形態の電子部品の製造方法により、基層の表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成され、被めっき層が、めっき層との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、アンカー効果によりめっき層の被めっき層への密着性が良好であることが確認された。
本実施の形態の製造方法により得られた電子部品のピール強度は、０．２Ｎ／ｍｍ以上である。
【００３７】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば電子部品はプリント配線板に限定されない。めっきも配線部分に行う場合に限定されない。めっきの種類もＣｕめっきに限定されず、Ｎｉめっき等を行うことができる。  フェムト秒レーザの照射条件も実施の形態において説明した場合に限定されない。
【符号の説明】
【００３８】
１  電子部品
２  基層
２０  凹部
３  第１Ｃｕめっき層
３０  めっき膜
４  第２Ｃｕめっき層
５  Ｃｕ配線パターン
【図１】
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【図２】
2019026879.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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