(57)【要約】【課題】洗浄および無電解銅めっき液などの表面処理において、微細化した貫通スルーホールおよび非貫通バイアホールに処理液を供給し処理液の供給不足による銅めっき欠損などの不具合発生を抑える。【解決手段】本発明は、洗浄および無電解銅めっきなどの表面処理において、装置コストの安い洗浄および無電解銅めっきなどの表面処理を行なうバーチカル方式を使用し、処理液を微細な貫通スルーホール、非貫通バイアホールに処理液を供給するため、カゴに銅張り積層板と、処理液の流れを制御するための、取付け、取外し可能な整流板を配置し処理する。【選択図】図５Ｂ
2012049363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールに無電解銅めっきを施す工程からなるプリント配線板の製造方法において、
前記プリント配線板を保持する籠のスリットの前後のスリットに取り付けおよび取り外し可能な整流板を取り付けるステップと、
籠に往復運動を与えながら無電解銅めっき処理液に浸漬するステップと、からなり、
前記整流板は、その外形が前記プリント配線板と同じ、かつ前記無電解銅めっき処理液の流速を増加させる複数の羽が形成されていることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記羽は、前記整流板の本体の一部を板金加工して折り曲げて形成されていることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記羽の折り曲げ角は、３０度ないし４５度の範囲にあることを特徴とする記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載のプリント配線板の製造方法により、製造されたプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の製造方法およびプリント配線板に係り、特に銅張り積層基板に表裏および内層を接続する微細貫通スルーホール、非貫通スルーホールを形成し、その後めっき形成および回路パターン形成を行なうプリント配線板の製造方法およびプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器において、高性能化、高機能化、小型化の要求から、高密度多層プリント配線板が使用されている。この高密度多層プリント配線板は、ＬＳＩ、ＩＣおよび抵抗などの電子部品を実装する。このため、高密度多層プリント基板は、表層、裏層、内層を電気的に接続する貫通スルーホール、非貫通スルーホールおよび電子回路の配線パターンが必要である。高密度多層プリント配線板の製造工程を、図１を用いて説明する。ここで、図１は、高密度多層プリント配線板の製造工程図である。
【０００３】
図１（ａ）において、内層配線パターン１を形成し積層プレスを行なった銅張り積層板２に、図１（ｂ）に示すように、貫通スルーホール３および非貫通スルーホール４をドリルまたはレーザーにて穴明け加工を行なう。図１（ｃ）において、貫通スルーホール３、非貫通スルーホール４の洗浄および内壁の導電化を行なうめっき触媒化を行なったのちに、無電解銅めっき法にて銅膜５を形成する。このめっき銅膜５の厚みは使用されるプロセスにより相違し、０.２μｍ〜２５μｍ形成する。この後必要に応じ電解銅めっきを行ない、図１（ｄ）に示すように外層配線パターン６の形成およびソルダーレジスト７を形成し、高密度多層プリント配線板８が完成する。
【０００４】
図２を参照して、微細貫通スルーホールめっき時のめっき欠損メカニズムを説明する。図２において、部品の狭ピッチ化、高密度化に伴って、高密度多層プリント配線板は、図２（ａ）に示すように微細な貫通スルーホール９、微細な非貫通スルーホール１０を形成する。次に洗浄、無電解銅めっき工程では、穴明けした銅張り積層板１１を図２（ｂ）に示すように処理液１２に浸して、処理液１２の撹拌になどにより処理液の流れ（矢印Ａ）を利用し、貫通スルーホール、非貫通スルーホール内部に液供給１４を行ない、それぞれの処理を行なっている。しかし、微細な貫通スルーホール９、微細な非貫通スルーホール１０では、図２（ｂ）に示すように処理液の供給量が著しく少なくなる（矢印Ｂ）。このため、図２（ｃ）に示すようなめっき欠損１５を起こし、貫通スルーホール、非貫通スルーホールの接続不良発生率が高くなる。
【０００５】
この対策として、洗浄および無電解銅めっきなどの表面処理工程を行なう際に、銅張り積層板を水平に搬送して、処理液をスプレーにて吹き付けて貫通スルーホール、非貫通スルーホールへ強制的に供給する水平搬送方式がある。しかし、水平搬送方式は、装置コストが高く、処理液の濃度管理が難しい。さらに、水平搬送方式は、無電解銅めっきにおいて、めっき厚を厚くするため長時間の処理が必要となる。このため、水平搬送方式は、無電解銅めっきが、事実上できない。
【０００６】
一方、バーチカル処理方式は、図３Ａ（ａ）に示すような貫通スルーホール、非貫通スルーホールを穴開けした銅張り積層板１１を複数枚カゴ（籠）１６のスリットに挿入し、図３Ａ（ｂ）のように処理液１２の入った槽に浸し、一括して洗浄および無電解銅めっきなどの表面処理を行なう。バーチカル処理方式は、装置構成がシンプルでコストが安い。また、バーチカル処理方式は、処理液濃度管理が容易で、複数枚同時加工可能で生産性が高い。
【０００７】
しかし、図３Ｂの平面図で示すように、カゴ１６の外側に配置した穴開けした銅張り積層板１１では、処理液の流れが多い。一方、カゴ１６内側の銅張り積層板は、中心部ほど少ない処理液の流れが少ない。このため、カゴ１６内側の銅張り積層板は、前述したように、貫通スルーホール、非貫通スルーホールに供給される処理液が不足する可能性が高い。
【０００８】
処理液供給不足の対策として、処理液内の撹拌を強化し、処理液の流れを促進する方法として、銅張り積層板を挿入したカゴ１６に直接力を加え撹拌する方法と、製造設備で処理液自体を撹拌する方法の２つが採用されている。前者は、図３Ｂに示したように、カゴを一定周期で往復運動（矢印Ｃ）する方式、シリンダまたはバイブレータにより衝撃を与える方式などである。しかし、力をかけすぎるとカゴの破損や、可動部から異物が発生し不良を引き起こす可能性がある。後者は、処理液に振動を与え撹拌する方式や、エアーバブリングの径や強さを変化して撹拌する方式などである。しかし、装置コスト増加や、振動、撹拌部からの異物の発生など課題が多い。
両者の利点を生かしているカゴの形状で処理液の流れを改善する方式も採用されている。しかし、カゴの初期投資増大、基板の充填量の減少などが考えられる。
【０００９】
特許文献１は、本発明ではバーチカル処理でカゴ揺動にて発生する液を整流板により液供給を促進するプリント基板の微小孔処理方法を開示する。特許文献２は、バーチカル処理におけるカゴ揺動にて発生する液を整流板により液供給を促進するプリント配線板の無電解めっき方法を開示する。特許文献３は、バーチカル処理におけるカゴ揺動にて発生する液を整流板により液供給を促進する液体の攪拌方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０３−０５０７９２号公報
【特許文献２】特開２００９−０７６５５３号公報
【特許文献３】特開平０３−２７５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、洗浄および無電解銅めっき液などの表面処理において、微細化した貫通スルーホールおよび非貫通バイアホールに処理液を供給し処理液の供給不足による銅めっき欠損などの不具合発生を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題は、スルーホールに無電解銅めっきを施す工程からなるプリント配線板の製造方法において、プリント配線板を保持する籠のスリットの前後のスリットに取り付けおよび取り外し可能な整流板を取り付けるステップと、籠に往復運動を与えながら無電解銅めっき処理液に浸漬するステップと、からなり、整流板は、その外形がプリント配線板と同じ、かつ無電解銅めっき処理液の流速を増加させる複数の羽が形成されているプリント配線板の製造方法により、達成できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理液の供給不足による銅めっき欠損などの不具合発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】高密度多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】微細貫通スルーホールめっき時のめっき欠損メカニズムを説明する図である。
【図３Ａ】バーチカル処理式表面処理を説明する斜視図である。
【図３Ｂ】バーチカル処理式表面処理を説明する平面図である。
【図４】銅めっき付きまわり率検討におけるめっき厚測定位置を説明する断面図である。
【図５Ａ】整流板構造を説明する斜視図である。
【図５Ｂ】整流板使用時の処理液の流れを説明する平面図である。
【図６】整流板による貫通スルーホールへの処理液供給状態を説明する断面図である。
【図７】整流板の角度を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。
【００１６】
まず、銅めっき付きまわり率について、説明する。発明者等は、処理液の供給不足を判定する尺度として、貫通スルーホール部の銅めっき付きまわり率の評価を行なった。銅めっきの付きまわり率は、図４の貫通スルーホール部の銅めっき後の断面図で示した数値により、式１で求める。
【００１７】
銅めっき付きまわり率
＝（（ａ＋ｂ）／２））÷（（ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）／４））×１００          …（式１）
ここで、ａ：図４のスルーホール中心左側のめっき厚
ｂ：スルーホール中心右側のめっき厚
ｃ：スルーホール入口左上側のめっき厚
ｄ：スルーホール入口右上側のめっき厚
ｅ：スルーホール入口左下側のめっき厚
ｆ：スルーホール入口右下側のめっき厚
すなわち、銅めっき付きまわり率は、スルーホール入口のめっき厚さに対するスルーホール中心のめっき厚さの比である。スルーホール中心のめっき厚さは、処理液の供給不足があると薄くなるので、銅めっき付きまわり率が大きいほど、処理液が供給されていることを意味する。
【００１８】
高多層プリント配線板の内層材料として、ＭＣＬ−Ｅ−６７、ガラスエポキシ樹脂銅張り積層板および接着剤としてプリプレグＧＥＡ−６７を用いて、内層材料に所定の配線パターンを形成し、層間および上下面にプリプレグを配置したのち、表層に０.０１８ｍｍの銅箔を重ね、加熱プレスで積層接着して厚み２.４ｍｍの銅張り積層板１１を製作した。
【００１９】
銅張り積層板１１にＮＣ穴あけ機にて穴径０.１５、０.２０、０.３０ｍｍの貫通スルーホールを加工し、銅張り積層板表裏のバリを研磨したのち、貫通スルーホール内の異物を完全に除去するため１０ＭＰａの高圧水洗にて洗浄を行なった。
【００２０】
一方、図５Ａに示す洗浄および無電解銅めっきなどの表面処理液に耐えうる材料を選定し、長さ３０ｍｍ、角度４５度に曲がった形状のハネ（羽）２４と開口部とを加工した整流板２５を用意した。整流板２５の外形は、銅張り積層板１１と同一である。無電解銅めっきは、高温、高アルカリであるため、これら条件に耐えうる材料として、ＳＵＳ３０４にて整流板２５を作成した。
【００２１】
次に、図５Ｂ（ａ）に示すように、整流板２５と、穴明けした銅張り積層板１１を交互にカゴ１６に挿入する。なお、整流板２５の枚数は、積層板１１の枚数＋１として、整流板２５で銅張り積層板１１を囲んだ。整流板２５、穴明けした銅張り積層板１１を交互に配置したカゴ１６にて、ＮＣ穴あけ時に貫通スルーホール内壁に溶着した樹脂（スミア）を除去するデスミア処理と、スルーホール内壁を導電化するめっき触媒化処理を行なった。
【００２２】
続いて、カゴ１６を用いて無電解銅めっき法で貫通スルーホールおよび表面に２５μｍ成膜を行なった。無電解銅めっき処理は、図５Ｂ（ｂ）に示すように処理液１２に浸し、カゴ１６を一定周期で板厚方向に往復動作させた。整流板２５のハネによって処理液が押されることで、穴明けした銅張り積層板１１に対して斜め方向の液流れ（矢印Ｄ）が発生する。
【００２３】
図６（ａ）に示す整流板により発生した斜め方向の液流れは、穴明けした銅張り積層板１１と整流板２５にぶつかることで乱流となり、貫通スルーホールに供給される流量（矢印Ｅ）が増加する。このため、図６（ｂ）に示したように、めっき欠損のない貫通スルーホール２８が形成される。
【００２４】
次いで、銅めっきした基板に外層配線パターン形成およびソルダーレジストを形成し、完成した多層プリント配線板の貫通スルーホールの銅めっき付きまわり性を、貫通スルーホールの断面観察を行ない銅めっき厚測定により判定した。
【００２５】
比較として従来の作業条件である整流板を挿入せず無電解銅めっきを行なった基板の銅めっき付きまわり性を含めて評価結果を表１に示す。
【００２６】
表１  銅めっき付きまわり性評価結果                 
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
整流板あり          整流板なし
貫通スルーホール径（ｍｍ）    長さ３０ｍｍ
角度４５度        
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
０.３０ｍｍ                  １００％            １００％
０.２０ｍｍ                  １００％              ９５％
０.１５ｍｍ                    ９５％              ８５％
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
表１より、整流板を用いることにより、貫通スルーホールへの良好な銅めっき付きまわり性を得ることがわかる。また、同様に非貫通スルーホールにおいても、供給される液量の増加により付きまわり改善効果がある。
【００２７】
整流板のハネ角度について、図７に示すハネ角度θを１５度、３０度、６０度として、作成した整流板を用いて、同様に無電解銅めっき法にて、貫通スルーホールおよび基板表面に２５μｍの銅めっきを行なった。次に、銅めっきした基板に外層配線パターン形成およびソルダーレジストを形成した。完成した多層プリント配線板の貫通スルーホールの銅めっき付きまわり性を、貫通スルーホールの断面観察を行ない銅めっき厚測定により判定した。評価結果を表２に示す
表２  銅めっき付きまわり性評価結果                      
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
貫通スルーホール径（ｍｍ）    整流板      整流板      整流板      整流板
角度１５度  角度３０度  角度４５度  角度６０度
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
０.３０ｍｍ                １００％    １００％    １００％    １００％
０.２０ｍｍ                  ９５％    １００％    １００％      ９５％
０.１５ｍｍ                  ９０％      ９５％      ９５％      ９５％
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
表２より、整流板２５のハネ角度θは、３０度ないし４５度の範囲において、貫通スルーホールへの良好な銅めっき付きまわり性を得ることができることがわかった。
なお、カゴ１６の往復動作は、板厚方向に垂直方向（図５Ｂ（ｂ）の左右方向）でもよい。貫通スルーホールおよび非貫通スルーホールは、ともにスルーホールである。
【００２８】
本実施例によれば、バーチカル方式において、微細貫通スルーホール、非貫通スルーホールに液を供給するために、処理液の流れを制御する目的の整流板を取付け、取外し可能なので、一般品との混流生産が可能で、構造がシンプルで安価に生産できる。
【符号の説明】
【００２９】
１…内層パターン、２…銅張り積層板、３…貫通スルーホール、４…非貫通スルーホール、５…銅めっき、６…外層パターン、７…ソルダーレジスト、８…多層プリント配線板、９…微細な貫通スルーホール、１０…微細な非貫通スルーホール、１１…穴あけした銅張り積層板、１２…処理液、１５…銅めっき欠損、１６…カゴ（籠）、２４…ハネ（羽）、２５…整流板、２８…めっき欠損のない貫通スルーホール。
【図１】
2012049363.tif 000003
【図２】
2012049363.tif 000004
【図３Ａ】
2012049363.tif 000005
【図３Ｂ】
2012049363.tif 000006
【図４】
2012049363.tif 000007
【図５Ａ】
2012049363.tif 000008
【図５Ｂ】
2012049363.tif 000009
【図６】
2012049363.tif 000010
【図７】
2012049363.tif 000011