(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状基板の片面に電解めっきを施す装置であって、
めっき槽と、
帯状基板を搬送する搬送手段と、
導電性ローラーから成る陰極給電部と、
導電性ローラーから成る補助陰極給電部と、
絶縁性ローラーと、
前記めっき液中陰極給電部と前記補助陰極給電部とを短絡する短絡配線と、
を備え、
前記陰極給電部と前記補助陰極給電部は、前記帯状基板の非めっき形成面側に接触するように配置され、
前記絶縁性ローラーは、前記陰極給電部と前記補助陰極給電部との間で前記帯状基板のめっき形成面側に接触するように配置されてなり、
前記陰極給電部、前記補助陰極給電部および前記絶縁性ローラーは、前記めっき槽内にあることを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
請求項１において、前記めっき液中陰極給電部と前記補助陰極給電部は、アノードと対向しない場所に設置されていることを特徴とするめっき装置。
【請求項３】
請求項１において、前記めっき槽は、アノードが配置されている本槽と前記めっき液中陰極給電部と前記補助陰極給電部が配置されている補助槽とかならり、前記本槽と前記補助槽は、前記帯状基板が通過できるスリットにより繋がっていることを特徴とするめっき装置。
【請求項４】
前記短絡線で繋がっているめっき液中陰極給電部と補助陰極給電部の一方はモーターにより回動され、帯状基板を搬送する駆動ローラーであって、もう一方は前記駆動ローラーに従動する従動ローラーであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１のめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非貫通孔や貫通孔内へのめっきを行う際、均一な孔内へのめっき膜の形成とフィルド性を有するスルーホールめっき、バイアホールめっきを形成することができるめっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−２３９８９２号は、めっき槽と、めっき槽に帯状基板を進入させる進入手段と、めっき槽内に設けられるとともに下降してきた連続帯を上方へ折り返す下折り返し手段と、下折り返し手段へ向けて下降する帯状基板にめっきを施す下降めっき区間と、下折り返し手段から上昇する帯状基板にめっきを施さずにこれを通過させる非めっき区間と、非めっき区間を通過した直後の帯状基板をめっき槽から引き出す引き出し手段とからなるめっき装置を開示している。
【特許文献１】特開２０００−２３９８９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術では、陰極給電ローラを液外に出しているので、めっき槽が長くなってしまう。また、基板が液外に出ることで、バイアホール内やスルーホール内のめっき速度が遅れるという不具合やバイアホール内毎、スルーホール内毎でめっき速度が異なるという不具合が発生することがあった。【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、めっき槽内に陰極給電部を配置しても陰極給電部にめっきが析出し難いめっき装置及びめっき方法を提案することにある。
陰極給電部をめっき液内に配置しても、陰極給電部から帯状基板への打痕等の傷を減らせられるめっき装置及びめっき方法を提案する。
また、スルーホール内、バイアホール内のめっき充填性やめっき厚の均一性に優れるめっき装置及びめっき方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、めっき液中に陰極給電部（めっき液中陰極給電部）を配設し、該めっき液中陰極給電部と短絡配線で繋がっている補助陰極部をさらに備え、陰極給電部を介してめっき形成面へ通電することを技術的特徴とする。【０００６】
本願発明は、短絡線で短絡されているめっき液中陰極給電部と補助陰極給電部の少なくとも一方の陰極給電部を介して帯状基板のめっき形成面へ通電するため、帯状基板同士を接続する絶縁テープがめっき液中陰極給電部、または、補助陰極給電部に当たり、絶縁テープが当たっている給電部の通電が阻害され、或いは、弛みによって帯状基板がめっき液中陰極給電部、補助陰極給電部の一方から離れ、離れた給電部から通電できなくなることがあっても、めっき液中陰極給電部又は補助陰極給電部の他方は常に帯状基板のめっき面に接して通電しているため、めっき液中陰極給電部及び補助陰極給電部と帯状基板との間に電位差が生じず、該めっき液中陰極給電部及び補助陰極給電部の表面に電解めっき膜が析出し難くなる。このため、めっき槽内に設けた陰極給電部（めっき液中にある補助陰極給電部を含む）のメンテナンスを実質的に不要にすることが可能である。【０００７】
また、陰極給電部をめっき槽内に配置することができるため、めっき槽外で給電する箇所を減らすことが可能となる。そのため、めっき槽を短くすることができる。また、めっき開始からめっき完了まで、基板がめっき槽外に出る頻度を少なくできるので、非貫通孔、貫通孔内への充填性が上がる。めっき開始からめっき終了までの間の給電部全てをめっき液中に配設することも可能である。このようにすると、めっき完了まで、帯状基板をめっき液外に出す必要が無くなり、さらにめっき槽を短くしたり、貫通孔、非貫通孔へのめっき充填性や貫通孔毎、非貫通孔毎のめき充填度合いの均一性が改善される。【０００８】
めっき液中陰極給電部または補助陰極給電部のいずれか一方は帯状基板を搬送する機構を備えていても良い。また、めっき液中陰極給電部または補助陰極給電部の少なくとも一方が帯状基板と当接していればよい。なぜなら、めっき液中陰極給電部または補助陰極給電部のいずれかからめっき形成面へ通電できるからである。そして、いずれか一方の陰極部と帯状基板間の接触が悪くなったとしても、短絡配線を介してめっき液中陰極給電部と補助陰極給電部及びめっき形成面とが導通されるので、めっき液中陰極給電部にめっきが析出し難くなる。この結果、陰極給電部をめっき液中に配設することが可能となるため、被めっき基板を液外に出す必要を少なくできる、あるいは、無にできる。そのため、めっき槽を短くしたり、非貫通孔や貫通孔へのめっきの充填性を上げたり、充填度合いのバラツキを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
[実施例１]
まず、図１を参照して本発明の実施例１に係るめっき装置の構成について説明する。
図１は、実施例１のめっき装置の全体構成を示す説明図である。
めっき装置１０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もので、幅１８０mm長さ１２０mの帯状基板を巻き取ったリール９８Ａから引き出される帯状基板３０Ａの片面に電解めっきを施し、巻き取りリール９８Ｂに巻き取る。めっき装置１０は、めっき浴１２内で帯状基板３０Ａを搬送すると共に給電を行う液中給電補助駆動部５０Ａと、気中で帯状基板３０Ａを搬送すると共に給電を行う気中給電補助駆動部５０Ｂと、めっき液への給電を行うアノード１４とを備える。アノード１４内には、めっき液に銅分を補給する銅球が収容されている。めっき槽１２内には、２台の液中給電補助駆動部５０Ａが設けられ、全体で２０mのめっきラインを構成している。【００１０】
ここで、液中給電補助駆動部５０Ａは、めっき液中陰極給電ローラ（給電部）５２と、補助陰極給電ローラ（給電部）５４とからなり、液中陰極給電ローラ５２と、補助陰極給電ローラ５４は、アノード１４と対向しない場所で、帯状基板の非めっき形成面側に配置されている。帯状基板のめっき形成面側には絶縁ローラ５６が配置されている。【００１１】
液中給電補助駆動部５０Ａのめっき液中陰極給電部５２と補助陰極給電部５４とは共に導電性のステンレスで形成され、それぞれ給電線８２、８２を介して電流を供給する整流器８０、８０に接続されている。整流器８０、８０は、規定の電流値になるように電圧を制御する。さらに、液中給電補助駆動部５０Ａのめっき液中陰極給電部５２と補助陰極給電部５４との間には、短絡配線８４が設けられている。ここで、めっき液中陰極給電部５２には補助駆動モータ６８が取り付けられ、所定の送り速度で帯状基板３０Ａを送り、補助陰極給電部５４は送られた帯状基板３０Ａに従い回動する。なお、実施例１では、めっき液中陰極給電部５２及び補助陰極給電部５４に１台の整流器８０から給電したが、それぞれに整流器８０を設けて給電することも可能である。また、めっき液中陰極給電部５２は、ステンレスに限らず、例えば、銅、真鍮、鉄等の導電性材料であってもよい。【００１２】
実施例１のめっき装置では、短絡配線８４で電気接続されためっき液中陰極給電部５２及び補助陰極給電部５４の少なくとも一方を介して帯状基板３０Ａのめっき形成面へ通電できるため、帯状基板継ぎ目の絶縁テープ、帯状基板上に貼られた絶縁テープ等がめっき液中陰極給電部５２又は補助陰極給電部５４の一方に当たり通電が阻害され、或いは、めっき液中陰極給電部５２の傾き、帯状基板上下の張りの差、弛みによって帯状基板３０Ａがめっき液中陰極給電部５２又は補助陰極給電部５４の一方から離れ通電できなくなることがあっても、補助陰極給電部５４又はめっき液中陰極給電部５２の他方は常に帯状基板３０Ａのめっき面に接して通電しているため、めっき液中陰極給電部５２及び補助陰極給電部５４と帯状基板３０Ａとの間に電位差が生じず、該めっき液中陰極給電部５２及び補助陰極給電部５４の表面に電解めっき膜が析出しないため、めっき液中陰極給電部５２及び補助陰極給電部５４から剥離しためっき膜が帯状基板３０Ａ側に転写されて不良原因とならず、フィルドビアの品質を向上させることができる。また、めっき槽内に設けためっき液中陰極給電部５２及び補助陰極給電部５４のメンテナンスを実質的に不要にすることが可能である。【００１３】
また、実施例１のめっき装置では、非めっき面側に液中陰極給電ローラ５２と、補助陰極給電ローラ５４を配置しているので、基板が電流を遮断するので給電ローラにめっきが析出し難い。なお、実施例１では被めっき面側のローラを絶縁ローラ５６としたが、実質的にめっきが析出しない位置までアノード１４を離せば、絶縁ローラでなく、金属ローラとすることもできる。【００１４】
また、めっき液中陰極給電部５２をめっき槽１２内（めっき液中）に浸けて給電できるので、めっきが完了するまで、液外へ基板を出すことなくめっきすることが可能である。そのため、フィルドビアの凹み量を１０μｍ以下にできる。また、フィルドビア毎の凹み量の差を７μｍ以下にできる。【００１５】
引き続き、実施例１のめっき装置を用いるプリント配線板の製造について、図３及び図４を参照して説明する。
厚さ２５μｍのポリイミド帯状基板３０の表面に９μｍの銅箔３３が、裏面に１２μｍの銅箔３４がラミネートされている積層帯状基板３０Ａを出発材料とした（図３（Ａ））。まず、ライトエッチングにより表面の９μｍの銅箔３３の厚みを７μｍに調整した（図３（Ｂ）。次に、レーザにより、銅箔３３及びポリイミド帯状基板３０を貫通し、銅箔３４の裏面に至る開口３６を穿設した（図３（Ｃ））。そして、帯状基板３０Ａの表面にパラジウム触媒を付与することにより、触媒核を付着させた（図示せず）。ここで、レーザ時、銅箔に公知の黒化処理を施しておくのが望ましい。【００１６】
次に、上村工業製の無電解めっき液（スルカップPEA）中に、触媒を付与した基板を浸漬して、帯状基板３０Ａのめっき形成面に厚さ１．０μｍの無電解銅めっき膜３８を形成した（図４（Ａ））。【００１７】
ついで、帯状基板３０Ａ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、図１を参照して上述しためっき装置１０を用いて、以下の条件で電解めっきを施し電解めっき膜４０を形成した（図４（Ｂ））。
〔電解めっき液〕
硫酸                      ２．２４  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．２６  ｍｏｌ／ｌ
添加剤                    １９．５    ｍｌ／ｌ
レベリング剤                  ５０    ｍｇ／ｌ
光沢剤                        ５０    ｍｇ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度                    １  Ａ／ｄｍ2
時間                        ６５  分
温度                        ２２±２  ℃【００１８】
実施例１では、開口３６内に凹み量：５〜１０μｍ、フィルドビア毎の凹み量の差：５μｍ以内となるフィルドビア４４ができるように電解めっき膜４０を形成した（凹み量は図４（Ｃ）参照）。【００１９】
そして、所定パターンのレジストを設け、エッチングを行うことにより、導体回路４６及び導体回路４２を形成した（図４（Ｃ））。【００２０】
[実施例２]
引き続き、図２を参照して本発明の実施例２に係るめっき装置の構成について説明する。
実施例２のめっき装置では、めっき槽が、本槽１２Ｍと補助槽１２Ａとからなり、本槽１２Ｍと補助槽１２Ａとは、帯状基板３０Ａが通過できる程度のスリット１２ｓで繋がっている。本槽１２Ｍにはアノード１４が配置され、補助槽１２Ａには液中給電補助駆動部５０Ａが配置されている。【００２１】
実施例２のめっき装置では、アノード１４と陰極給電ローラ５２、５４とがそれぞれ別々の本槽１２Ｍと補助槽１２Ａに配設されていて、両本槽１２Ｍ、補助槽１２Ａ間は狭いスリット１２ｓで繋がっているだけなので、陰極給電ローラ５２、５４にめっきが析出し難い。このような槽構成にても、本槽１２Ｍと補助槽１２Ａとはスリット１２ｓで繋がっているので、めっき完了まで、帯状基板３０Ａはめっき液に浸漬されたままなので、フィルドビアの凹み量を１０μｍ以下にすることができる。また、フィルドビア間の凹み量のバラツキを７μｍ以下とすることができる。実施例２では、図２に示すめっき装置を用いて、帯状基板にめっきを施した。フィルドビアの凹み量、フィルドビア間の凹み量の差は実施例１と同様であった。【００２２】
[実施例３]
引き続き、実施例３に係る製造工程について、図５、図６を参照して説明する。
図１を参照して上述した実施例１では、めっき装置１０を用いて片面にフィルドビア４４を製造した。これに対して、実施例３では、積層の帯状基板１３０の両面からめっきを行いスルーホールを形成する。【００２３】
図５は、実施例３に係るめっき装置のめっき槽の構成を示している。実施例３では、図２を参照して上述した実施例２のめっき装置に対して、帯状基板３０Ａの両面にアノード１４が配置されている。【００２４】
（１）先ず、導体回路３４の形成されたコアとなる帯状基板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを積層して成る積層基板１３０にスルーホール用通孔１３６ａを穿設する（図６（Ａ））。【００２５】
（２）次に、積層基板１３０全体及びスルーホール用通孔１３６ａ内に無電解めっき膜３８を形成する（図６（Ｂ））。【００２６】
（３）図５を参照して上述した実施例２のめっき装置１０により、積層基板１３０の表面に電解めっき膜４０を形成すると共に、スルーホール用通孔１３６ａ内を電解めっき膜４０で充填する（図６（Ｃ））。【００２７】
（４）エッチングレジストを形成した後、エッチングレジスト非形成部の電解めっき膜４０及び無電解めっき膜３８をエッチングで除去した後、エッチングレジストを溶解除去し、独立の上層導体回路４６（スルーホール１３６を含む）とした（図６（Ｄ））。【００２８】
[実施例４]
実施例４では、めっきレジストを形成してめっき層を設けた。この製造工程について、図７を参照して説明する。【００２９】
ポリイミド帯状基板３０の裏面に銅箔３４がラミネートされている積層帯状基板に、レーザによりポリイミド帯状基板３０を貫通し、銅箔３４の裏面に至る開口３６を穿設する（図７（Ａ））。そして、帯状基板３０Ａの表面に無電解銅めっき膜３８を形成する（図７（Ｂ））。その後、所定パターンのレジスト層３９を形成する（図７（Ｃ））。図１を参照して上述しためっき装置１０で、電解めっきを施し電解めっき膜４０を形成する（図７（Ｄ））。最後に、レジスト層３９を剥離し、レジスト層３９下の無電解銅めっき膜３８を除去することで、フィルドビア４４を形成する（図７（Ｅ））。【００３０】
[実施例５]
実施例１のめっき装置にて、電流密度等のめっき条件を変更し、開口３６内に凹み量０〜５μｍ、フィルドビア間の凹み量の差５μｍのフィルドビア４４を作る。【００３１】
[実施例６]
実施例２のめっき装置にて、電流密度等のめっき条件を変更し、開口３６内に凹み量０〜５μｍ、フィルドビア間の凹み量の差５μｍのフィルドビア４４を作る。【００３２】
[比較例１]
比較例１においては、従来技術（特開２０００−２３９８９２号）と同様に全ての給電ローラを液外に出してめっきを行った。そのため、めっき途中で基板がめっき液外にでた。凹み量は０〜２５μｍであり、ビア間の凹み量の差は２５μｍであった。【００３３】
[実施例７]
実施例７では多層プリント配線板を製造した。この製造方法を図８を参照して説明する。実施例１の基板（図４（Ｃ）；下層基板）のフィルドビア４４側には２５μｍ厚のエポキシフィルム１３０を、銅箔３４からなる導体回路４２側には各導体回路を短絡する目的でアルミ箔４３を積層した（図８（Ａ））。その後、フィルドビア４４の直上にレーザでバイアホール３６を形成した（図８（Ｂ））。続いて、実施例１と同様のめっき条件でエポキシフィルム上とバイアホール内に無電解めっき膜３８、電解めっき膜４０を形成した（図８（Ｃ））。アルミ箔４３を剥離し、エポキシフィルム１３０上のめっき膜をパターニングしてバイアホール４４、導体回路４６を形成し、多層プリント配線板とした（図８（Ｄ））。【００３４】
[実施例８]
実施例８においては、実施例２のめっき装置、帯状基板を用い、実施例７と同様に多層プリント配線板とした。【００３５】
[実施例９]
実施例９においては、実施例５のめっき装置、帯状基板を用い、実施例７と同様に多層プリント配線板とした。【００３６】
[実施例１０]
実施例１０においては、実施例６のめっき装置、帯状基板を用い、実施例７と同様に多層プリント配線板とした。【００３７】
[比較例２]
比較例２においては、実施例１の基板を比較例１（従来技術）に変更し、実施例６と同様に多層プリント配線板とした。
ここで、実施例６、７、８、９、比較例２の導体回路形成においては、ビアホールが１００穴連結するよう回路形成してある。【００３８】
［評価試験］
実施例６、７、８、９、比較例２の多層プリント配線板内に形成されているビアホールが１００穴連結した配線の抵抗値を測定して初期値とした。その後、−５５度×５分⇔１２５度×５分を１サイクルとして、１０００回ヒートサイクルを繰り返した。１０００サイクル終了後、再度配線抵抗を測定した。その後、抵抗変化率：（１０００サイクル後の配線抵抗値−初期値の配線抵抗値）／初期値の配線抵抗値×１００が±１０％以内なら合格とした。その結果を図９中に示す。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
上述した実施例では、本実施例のめっき装置をバイアホール、スルーホールの製造に用いる例を挙げたが、本実施例のめっき装置は、プリント配線板の種々の部位の製造に好適に適用することができる。また、上述した実施例では、電解めっきを例示したが、無電解めっきにも本願の構成は適用可能である
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１に係る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２】本発明の実施例２に係る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３】実施例１のめっき装置を用いるフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す工程図である。
【図４】実施例１のめっき装置を用いるフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す工程図である。
【図５】実施例３のめっき装置のめっき槽内の搬送機構を示す斜視図である。
【図６】実施例３のめっき装置を用いるフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す工程図である。
【図７】実施例４のめっき装置を用いるフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す工程図である。
【図８】実施例７のフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す工程図である。
【図９】実施例と比較例との評価結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  めっき装置
１２  めっき槽
１４  アノード
３０  フレーム
３０Ａ  帯状基板
３０  ポリイミドフィルム
３２  駆動モータ
３３、３４  銅箔
３６  開口
３８  無電解めっき膜
４０  電解めっき層
４２  導体回路
４４  フィルドビア
４６  導体回路
５０  給電補助駆動部
５２  給電ローラ
５４  補助給電ローラ
５６  絶縁ローラ
８０  整流器
８２  給電線
８４  短絡配線
９８Ａ、９８Ｂ  リール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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