(57)【要約】【課題】連続処理を行う電気めっき装置によってビアフィリングを行う場合に、ビアフィリングの時間を短縮し、めっき液浴内の陰極給電部分に析出しためっきを連続的に剥離することが可能なめっき装置を提供すること。【解決手段】フレキシブル多層配線基板のブラインドビアホールをめっき金属で埋めて形成するリールトゥリール連続電解めっき装置において、陰極給電部分が電解めっき液中に設けられ、陰極給電部分が、導電性を持つ帯体で、めっき剥離処理槽を電解めっき槽に隣接して設け、導電性を持つ帯体を連続的に電解めっき槽内とめっき剥離処理槽内を通過させること。    【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機絶縁材料からなる絶縁層と導体材料からなる配線層が交互に積層され、上下の配線層を接続するブラインドビアホールを有するフレキシブル多層配線基板の該ブラインドビアホールをめっき金属で埋めることにより形成するリールトゥリール連続電解めっき装置において、陰極給電部分が電解めっき液中に設けられていることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【請求項２】
前記陰極給電部分が、導電性を持つ帯体であることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【請求項３】
前記導電性を持つ帯体が、溶接接合及び全周圧延された金属ベルトもしくは導電性樹脂ベルトであることを特徴とする請求項２記載のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【請求項４】
前記導電性を持つ帯体が、該導電性を持つ帯体の搬送過程にて陰極給電ローラーに接触することによって陰極性をもつ帯体となることを特徴とする請求項２、又は３記載のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【請求項５】
前記導電性を持つ帯体に析出しためっきを剥離するために、めっき剥離処理槽を電解めっき槽に隣接して設け、該導電性を持つ帯体を連続的に電解めっき槽内とめっき剥離処理槽内を通過させることを特徴とする請求項２、３、又は４記載のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【請求項６】
前記導電性を持つ帯体は、絶縁性駆動ローラーによって抱き角を持って搬送され、基板を支持する為に基板の表裏少なくとも１箇所ずつ該抱き角部分を基板に密着させることを特徴とする請求項２、３、４、又は５記載のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【請求項７】
前記フレキシブル多層配線基板の搬送方式が、垂直搬送であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、又は６記載のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミド等の樹脂からなる絶縁層と導体配線層が交互に積層してなる多層構造を有するフレキシブル多層配線基板の製造に関しするものであり、特に、半導体素子搭載用インターポーザに用いられ、微小径ブラインドビアホールをリールトゥリール連続電解めっきにて形成するフレキシブル多層配線基板のめっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体素子ではトランジスターの集積度が高まり、その動作速度はクロック周波数で１ＧＨｚに達するものが、また、入出力端子数では１，０００を越えるものが出現するに至っている。
【０００３】
また、半導体素子をプリント配線基板に実装するために、ＢＧＡやＣＳＰ等のインターポーザが開発され実用化されている。
【０００４】
このような多層配線基板は、銅貼基板やセラミック基板上に絶縁樹脂層と導体配線層を交互に積み上げて形成される（例えば、特許文献１参照）。この工法にて作製された多層配線基板の絶縁層は、ポリイミド等の樹脂を塗布することにより形成し薄膜化することができる。また、導体配線層はめっきで形成でき、微細配線が可能となる。一方、上下の導体配線層を接続するビアホールはレーザ加工等にて孔を形成し、内部をめっきすることにより形成できる。
【０００５】
また、これとは別に、従来の多層プリント配線基板に銅箔付ポリイミドフィルムを接着剤で貼り合わせた構成のものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この構成においても、銅箔の薄さから微細配線を形成することが可能となり、同様に高配線密度化、薄膜化、小型化を図ることができる。さらに、テープ状のフィルムのためリールトゥリールでの処理が可能となり従来の枚葉処理とは異なり生産効率の向上も可能となる。
【０００６】
一方、上下の導体配線層を接続するビアホールの形成には、エキシマーレーザやＹＡＧ第３高調波、第４高調波を用いたレーザ加工機の導入が盛んになり、微小径のビアホール形成が行われている。上下の導体配線層を接続するビアホールは、導体材料、有機絶縁材料の順にレーザで形成して、下部導体配線層表面を露出させた後、ビアホールの下部導体配線層に堆積した有機絶縁材料の残さを除去し、無電解めっき等で電気めっきのシード層を形成し、このシード層を電極にして孔内部の側面や底部に一定厚のめっきを析出させ形成する。
【０００７】
この、孔内部の側面や底部に一定厚のめっき析出を行う電気めっき工程では、近年、高速信号を通すため、あるいは配線の自由度を上げる目的で孔内部をめっき金属で埋めてフィルドビアを形成し、ビア直上へビアホールを形成する方法が盛んに用いられている。
【０００８】
このフィルドビアめっきは、種々のポリマー、ブライトナー、レベラ−と称する添加剤によって選択的に孔内部にめっき金属を析出させる手法をとっている（例えば、特許文献３参照）。このフィルドビアめっきを銅箔付ポリイミドフィルムなどのテープ状の基板で行う場合は、リールトゥリールで連続処理を行う電気めっき装置が必要となる。
【０００９】
このリールトゥリールで連続処理を行う電気めっき装置は、通常電解めっき槽の中に陰極給電部分があると陰極給電部分にもめっきが析出してしまい、搬送部および基板に傷ができる等の支障が出る為、電解めっき槽の外のめっき液が無い部分に陰極給電部分を設置する。
【００１０】
また、連続めっき装置の場合、めっき時間と搬送速度に応じて電解めっき槽の長さが決定されるが、一基の電解めっき槽でその両端に陰極給電部分を設けたものでは、めっき槽が長い場合は基材の抵抗にもよるが、めっき時の設定電流に対して電圧が非常に大きくなり、基材の発熱等の問題があるために、複数の電解めっき槽を設け、その間に陰極給電部分を配置する場合が多い。
【００１１】
この陰極給電部分は、電解めっき槽の両端に配置され、めっき液には浸漬されずに気中に存在し、基板と陰極給電部分の接触不良により充分な給電が出来なくなるのを防止する為に、水等の液体が供給されている。しかし、フィルドビアめっきを行う場合、この陰極給電部分の水供給、および陰極給電部分が気中であるために添加剤の消失、基板の酸化、ビア内の銅濃度低下等の問題により、フィルドビアめっきが通常のめっき時間よりも長くかかる。つまり、ビアフィリングが遅れるという問題があった。
【特許文献１】特開平４−１４８５９０号公報
【特許文献２】特開２００１−５３１１５号公報
【特許文献３】特開２００１−２００３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、リールトゥリールで連続処理を行う電気めっき装置によって，多層配線基板の上下の導体配線層を接続するビアホールを穴埋めするビアフィリングを行う場合に、陰極給電部分をめっき液浴内に配置し、ビアフィリングの時間を短縮するとともに、めっき液浴内の陰極給電部分に析出しためっきを連続的に剥離することが可能なめっき装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、有機絶縁材料からなる絶縁層と導体材料からなる配線層が交互に積層され、上下の配線層を接続するブラインドビアホールを有するフレキシブル多層配線基板の該ブラインドビアホールをめっき金属で埋めることにより形成するリールトゥリール連続電解めっき装置において、陰極給電部分が電解めっき液中に設けられていることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【００１４】
また、本発明は、上記発明によるフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置において、前記陰極給電部分が、導電性を持つ帯体であることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【００１５】
また、本発明は、上記発明によるフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置において、前記導電性を持つ帯体が、溶接接合及び全周圧延された金属ベルトもしくは導電性樹脂ベルトであることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【００１６】
また、本発明は、上記発明によるフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置において、前記導電性を持つ帯体が、該導電性を持つ帯体の搬送過程にて陰極給電ローラーに接触することによって陰極性をもつ帯体となることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【００１７】
また、本発明は、上記発明によるフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置において、前記導電性を持つ帯体に析出しためっきを剥離するために、めっき剥離処理槽を電解めっき槽に隣接して設け、該導電性を持つ帯体を連続的に電解めっき槽内とめっき剥離処理
槽内を通過させることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【００１８】
また、本発明は、上記発明によるフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置において、前記導電性を持つ帯体は、絶縁性駆動ローラーによって抱き角を持って搬送され、基板を支持する為に基板の表裏少なくとも１箇所ずつ該抱き角部分を基板に密着させることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【００１９】
また、本発明は、上記発明によるフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置において、前記フレキシブル多層配線基板の搬送方式が、垂直搬送であることを特徴とするフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、ブラインドビアホールをめっき金属で埋めることにより形成するリールトゥリール連続電解めっき装置において、陰極給電部分が電解めっき液中に設けられており、めっき剥離処理槽を電解めっき槽に隣接して設け、導電性を持つ帯体を連続的に電解めっき槽内とめっき剥離処理槽内を通過させるので、ビアフィリングの時間を短縮し、陰極給電部分に析出しためっきを連続的に剥離するフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
一般的な電解めっき装置は、図１に示す通り，巻き出しリール（１０１）と巻取りリール（１０５）を備え、フレキシブル多層配線基板の巾方向を垂直にして搬送するリールトゥリール連続電解めっき装置である。
【００２３】
図２は、図１に示すリールトゥリール連続電解めっき装置において、陰極給電部分（１０２）と電解めっき槽（１０３）で構成される１ユニットを示したものである。
【００２４】
リールトゥリールめっき装置は１つの電解めっき槽では槽の長さが長くなり、両端での給電では基材の抵抗により、設定電流に対し電圧が大きくなり基材の発熱等の問題が生じるため、図１に示すように、通常は、電解めっき槽（１０３）を複数設け、その間に陰極給電部分（１０２）を配置してある。
【００２５】
また、電解めっき槽には基板（１０６）が通る片側または両側に陽極（１０４）が配置してある。また、めっき槽には噴流を行うためのノズル（１０７）も設置する。
【００２６】
また、リールトゥリール電解めっきでは、搬送方向の膜厚ばらつきは搬送により平均化されるが、巾方向については膜厚のばらつきが発生してしまう。特に、基板の両端に電流線の集中が見られるため、基板の上下端に遮蔽板（１０８）を設置し、基板の上下への電流線の集中を防止し、巾方向のばらつきを制御する。
【００２７】
また、搬送方式は水平搬送でもかまわないが、水平搬送で両面めっきの場合、下側にも陽極が存在しメンテナンスに問題があるため垂直搬送が好ましい。
【００２８】
本発明のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置の一実施例の構成を図３を用いて説明する。めっきされる基板（２０１）は、リールトゥリールの垂直搬送により電解めっき槽（２０２）へ搬送される。電解めっき槽（２０２）には、基板（２０１）の両側に陽極（２０３）が配置され噴流を行う噴流ノズル（２０４）、及び膜厚制御用遮蔽板（２０５）が配置されている。
【００２９】
本発明においては陰極給電部分として、導電性を持つ帯体（２０９）を用いる。導電性を持つ帯体（２０９）は、絶縁性駆動ローラー（２０８）に、ある抱き角を持って電解めっき槽（２０２）内に配置される。
【００３０】
導電性を持つ帯体（２０９）は、絶縁性駆動ローラー（２０８）からめっき液サイドオーバーフロードレン槽（２０７）を抜け、洗浄ノズル１（２１１）にて表面のめっき液が落され、駆動付きの陰極給電ローラー（２１０）を介し、めっき剥離処理槽（２１２）、洗浄ノズル２（２１５）を経てエアーナイフ（２１６）を通過後、再び電解めっき槽へと投入されるループ状の動きを繰り返す。
【００３１】
なお、図３中、白太矢印は基板（２０１）の搬送方向を示している。
【００３２】
導電性を持つ帯体（２０９）は、整流器（２１７）の陰極端子ケーブル（２１９）が接続されたロータリーコネクター（２２０）を介した陰極給電ローラー（２１０）により、陰極の極性をもつこととなる。この導電性を持つ帯体（２０９）が基板（２０１）と電解めっき槽（２０２）内で接触することにより，めっき液中内への給電が可能となる。
【００３３】
この陰極給電部分は、図３に示すように、絶縁性駆動ローラー（２０８）を対向に配置することにより基板（２０１）の表裏を支持し、搬送及び表裏への給電を安定した状態で行う。また、支持後の搬送ラインを再びパスラインのセンター位置に戻す必要があるので、例えば、支持ローラーを３本以上とするか、或いはバックアップロール（２０６）を用いパスラインをセンター位置に戻す。
【００３４】
また、めっき剥離処理槽（２１２）については、剥離液への浸漬と噴流ノズル（２１３）による処理が行えるようにめっき剥離処理槽（２１２）の両端には剥離液オーバーフロードレン（２１４）を有する構造としている。
【００３５】
また、めっき条件については、めっき槽の長さにおいて、フィリングに十分なめっき時間を確保できる搬送速度、陰極電流密度等をパラメーターとする。このようなめっき方法にて形成したフレキシブル多層配線基板は、ビアホールを適切なめっき時間でビアフィリングすることが可能である。
【実施例１】
【００３６】
以下に、具体的な実施例により本発明を説明する。尚、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３７】
基板には両面銅箔付ポリイミドテープ（三井化学製：ネオフレックス（商品名）：Ｃｕ／ＰＩ／Ｃｕ＝９μｍ／３０μｍ／９μｍ）を使用した。この基板にビアホールを加工する為に、波長３５５ｎｍの紫外線レーザを使用しビアホール加工を行った。加工したビアホール径は３０μｍであった。
【００３８】
加工したビアホールを光学顕微鏡にて観察したところ、ビアホール開口端部にビア加工によるドロスが発生していることを確認した。そこでドロス部分を除去する為に物理研磨を行った。
【００３９】
その後、ビアホール底部に堆積した樹脂残さを除去する為に、過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムを３対２の割合でイオン交換水に溶解させ、約５０℃に加熱した。この混合液中に基板を浸漬させ樹脂残さを除去した。
【００４０】
次いで、電気めっきのシード層を形成する為に、通常の無電解銅めっき処理を行った。
【００４１】
電解銅めっきは垂直搬送のリールトゥリール連続電解めっき装置で行った。めっき槽の長さは９ｍで、めっき槽の両端に給電ローラーが設置されている。なお、めっき槽内には基板表裏２対１組の導電性を持つ帯体による陰極給電部分を３ｍ間隔にて計２組設置した。
【００４２】
導電性を持つ帯体は、全周圧延処理された厚さ０．３ｍｍの無継目ステンレスベルトを使用した。めっき槽内の絶縁性駆動ローラーは塩化ビニル製のものを使用した。また、剥離液としては過硫酸ソーダー２００ｇ／ｌを使用し，剥離処理前後の導電性を持つ帯体の
洗浄には硫酸２０ｇ／ｌを使用した。
【００４３】
電解めっき槽には、陽極として基板の両側にチタンケースの中に含リン銅ボールを入れたものを設置した。また、陽極と陽極の間に噴流用のノズルを設置し、基板の上下部分に膜厚ばらつき制御用の遮蔽板を塩ビプレートにて設置した。
【００４４】
めっき液の組成は、硫酸銅５水和物２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌ、塩素５０ｍｇ／ｌ、めっき添加剤２５ｍｌ／ｌとした。めっきの電流密度と、めっき時間は枚葉処理でビアフィリングが可能な１ＡＳＤ、３０分に設定するために搬送速度を０．３ｍ／ｍｉｎに設定した。
【００４５】
その後、基板の断面観察を行い銅の充填不良を調査したが、ビアフィリングが完了していない不良部分は１，０００個調査した中０個であった。また，めっき処理中の無継目ステンレスベルトは基板に対し常にめっき未着の状態にて接することができ、基板への傷及び打痕などの発生はなかった。
【実施例２】
【００４６】
比較として、長さ３ｍのめっき槽の前後に気中露出した陰極給電部分が設けてあり，直列に３槽めっき槽が並んでいるめっき装置を用い、同様にめっきを行った．その後基板の断面観察を行ったが、すべてのビアにおいてフィリングが完了せずビア部分に凹みが残っていた。
【実施例３】
【００４７】
比較として、めっき装置のめっき槽を９ｍとし、その両端に陰極給電ローラーを設置し、めっき槽１つでめっきを行った。なお、陰極給電ローラーはめっき液には浸さず気中に設置した。搬送速度は０．３ｍ／ｍｉｎで電流密度は１Ａ／ｄｍ2 とした。
【００４８】
その結果、９ｍという長いめっき槽を給電しているため、基板の抵抗により設定電流に対し電圧が最大５Ｖ前後まで上昇し、基板の表面温度が７０℃程度まで上昇していることが確認された。したがって９ｍという長いめっき層を両端のみで給電するのは無理と判断した。
【００４９】
また、別な比較として、めっき装置のめっき槽を９ｍとし、３ｍおきに陰極給電ローラーをめっき液中に配置しめっきを行った。全てのビアにおいてフィリングが完了しビア部分の凹みも無かったが、めっき処理時間が長時間になるにつれ陰極給電ローラーにはめっきが析出し、基板表面には傷、ビア部以外の凹み等が発生した。
【００５０】
以上の結果より、長いめっき層を両端のみで給電することは難しいため、途中に陰極給電ローラーを設置することが必要であり、途中に設置する陰極給電ローラーは気中に設置するのではなく、液中に設置しておくことによりフィリングが可能であり、且つ陰極給電部分に析出しためっきを連続剥離することにより基板の傷、打痕等を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一般的なリールトゥリール連続電解めっき装置の構成図である。
【図２】図１のリールトゥリール連続電解めっき装置の１ユニットの構成図である。
【図３】本発明のフレキシブル多層配線基板の電解めっき装置の一実施例の構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１…巻き出しリール
１０２…陰極給電部分
１０３…電解めっき槽
１０４…アノード
１０５…巻取りリール
１０６…基板
１０７…噴流ノズル
１０８…膜厚制御用遮蔽板
２０１…基板
２０２…電解めっき槽
２０３…アノード
２０４…噴流ノズル
２０５…膜厚制御用遮蔽板
２０６…バックアップロール
２０７…めっき液サイドオーバーフロードレン
２０８…絶縁性駆動ローラー
２０９…導電性を持つ帯体
２１０…陰極給電ローラー
２１１…洗浄ノズル１
２１２…めっき剥離処理槽
２１３…噴流ノズル
２１４…剥離液オーバーフロードレン
２１５…洗浄ノズル２
２１６…エアナイフ
２１７…整流器
２１８…陽極端子ケーブル
２１９…陰極端子ケーブル
２２０…ロータリーコネクター
【図１】
2005113173.tif 000003
【図２】
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【図３】
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