(57)【要約】【課題】非貫通スル−ホ−ルを有するプリント配線板の無電解めっき方法において、従来、振動させたり、揺動させたりしてめっきをしていたが、貫通スルーホールや非貫通スル−ホ−ル中に発生した水素気泡を完全に取り除くことは困難で、そのためにスルーホール内にめっき液の供給が十分行われるとはいえず、その部分のスルーホール内に目的のめっきが形成されなかった。【解決手段】  本発明は、めっき液に浸漬した前記プリント配線板に振動を与えながら無電解めっきする際に、合わせて流量に強弱をもたせたバブリングを前記プリント配線板の下方から加えることを特徴とするプリント配線板のめっき方法を提供することである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非貫通スル−ホ−ルを有するプリント配線板の無電解めっき方法において、無電解めっき液に浸漬した前記プリント配線板に振動を与えながらめっきする際に、合わせて流量に強弱をもたせたバブリングを前記プリント配線板の下方から加えることを特徴とするプリント配線板の無電解めっき方法。
【請求項２】
バブリングの流量の強弱が２段階で、弱流量の時間が強流量の時間より短いことを特徴とする請求項１のプリント配線板の無電解めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板のめっき方法に関するものである。特に、プリント配線板に振動を与えながら無電解めっきする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板には、必要に応じて、貫通スルーホールや非貫通スル−ホ−ルが設けられていて、一般的には、まず無電解めっきそして次に電解めっきというようにめっき処理によってスルーホール穴に導体を形成させている。めっき処理の際にめっき液がスルーホール内にも十分に供給されて、プリント配線板の表面と裏面だけでなく、スルーホール内にもめっきが形成されるようにする必要がある。このとき、無電解めっき反応により水素ガスが発生し気泡となってスルーホール内に留まる場合があり、スルーホール内から取り除かないとめっき反応が停止してしまうことになる。
【０００３】
そのための対策として従来、プリント配線板が浸漬されているめっき槽において、プリント配線板をめっき中で振動させてスルーホール内から水素ガスを早く離脱させていた（特許文献１）。また振動に加え、被めっき物より発生する電解熱を効果的にうばって迅速に被めっき物冷却するとともに、被めっき物のスルーホール内より除去された空気やゴミも効果的に除去しうるためにエアレーション（空気によるバブリング）を併用（特許文献２）してめっきしていた。
【特許文献１】特開昭６２−１５４７９８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８９８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記の方法でのめっきでは、振動させたり、単にエアレーションを併用させたりしても、貫通スルーホールや特に非貫通スル−ホ−ル中に発生した水素気泡を完全に取り除くことは困難で、そのためにスルーホール内にめっき液の供給が十分行われるとはいえず、その部分のスルーホール内に目的のめっきが形成されなかった。
本発明は、プリント配線板のスル−ホ−ル内の水素気泡を取り除いて、スルーホール、特により困難な非貫通スル−ホ−ル内にもめっき液の供給が十分行われるプリント配線板のめっき方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、非貫通スル−ホ−ルを有するプリント配線板の無電解めっき方法において、無電解めっき液に浸漬した前記プリント配線板に振動を与えながらめっきする際に、合わせて流量に強弱をもたせたバブリングを前記プリント配線板の下方から加えることを特徴とするプリント配線板の無電解めっき方法を提供することである。
また、バブリングの流量の強弱が２段階で、弱流量の時間が強流量の時間より短いことを特徴とする上記のプリント配線板の無電解めっき方法を提供することである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のめっき方法は、めっき液に浸漬したプリント配線板に振動を与えながら無電解めっきする際に、合わせて流量に強弱をもたせたバブリングを前記プリント配線板の下方から加えるので、行き止まりの穴である非貫通スル−ホ−ル内のめっき液圧に、圧縮と圧縮解放が交互に起こり、めっき液が流れ込もうとする流入作用と流出作用が交互に起こるので、その作用にそって、非貫通スル−ホ−ルに発生した水素気泡を、非貫通スル−ホ−ル外に効果的の押し出すことができ、非貫通スルーホール内にめっき液を十分供給することができる。また、バブリングの気体が空気または酸素の場合、液中の酸素濃度が定期的に変化し、それに合わせて水素濃度も定期的に変化する。水素濃度を定期的に変化させることにより、水素気泡にショックを与え、気泡の解放を促すことができる。それにより、非貫通スルーホール内にめっき液を十分供給することができる。
また、バブリングの流量の強弱が２段階で、バブリングの強流量の時間が弱流量の時間より長くすることで、行き止まりの穴である非貫通スル−ホ−ル内のめっき液圧を十分高かめることができるので、それが解放されたとき、非貫通スル−ホ−ルに発生した水素気泡を非貫通スル−ホ−ル外に効果的の押し出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に述べる非貫通スル−ホ−ルは、めっき時に貫通していない全ての接続穴で、２以上の複数の導体層の層間を接続するためのめっきをした穴であるインタースティシャルバイアホール（ＩＶＨ）が含まれる。また、穴内表面がめっきしたもののほか、穴内部をすべてめっきで充填するフィルドビアも含まれる。
【０００８】
本発明に述べるバブリングは、空気、酸素または窒素などの気体をバブリング用の気体とし、めっき液中にノズルからこれらの気体を泡状に排出ものである。
気体としては、酸素含有ガス、特に、酸素を定量含み供給が容易な空気が好ましい。酸素ガスは、めっき液中の溶存酸素濃度に関係し、一般的にめっき液中の溶存酸素濃度が多いと、めっき液を安定に保つほか、無電解めっき液の安定性が向上することが知られている。めっき液中の溶存酸素濃度は、無電解めっき反応によって発生する水素ガスにより低下する傾向にあるので、十分な量を供給する必要がある。
気泡は、エアーノズルより調整され吐出される微細エアーが望ましい。また、気体の量はめっき液１ｍ３あたり０．０５Ｌ／分 〜０．０７Ｌ／分程度が望ましい。
ノズルの形状は、管状のものに多数の穴を開けたものや、多孔質樹脂チューブ、吹き出し側をセラミック多孔質体にした筒状のものなどが使用できる。管状のものに多数の穴を開けたものの各穴径は、０．１ｍｍから２．０ｍｍ程度で、全て同じ穴径でも周期的に径を変えてもかまわない。
吹き出し面は、多孔質体の場合上面でもかまわないが、管状のものに穴を開けたもの場合、管の中心から下面に４５度程度離れた２方向の位置に３ｍｍから１０ｍｍピッチ程度で千鳥になるように並列に設けると、管の長さ方向に均一にガスが吹き出しやすい。
ノズル部分の配置は、特に細長い場合、被めっき体であるプリント配線板を、間隔を設けて複数立たせて、ガスを下方から吹き出させるため、プリント配線板の面方向とは直角方向の方が、個々のプリント配線にあたるガス量が均一化しやすいので好ましい。
エア−通気流量に強弱をもたせた方法は、めっき槽内でプリント配線板の下方から加えるエア−通気量に強弱の段差をもたせ、定時間間隔で繰り返す方法で、強流量は弱流量の１．１倍から３倍程度の差の量で、間隔は５から３０秒間で繰り返すことで、非貫通スル−ホ−ル内のめっき液圧を可変して非貫通スル−ホ−ルに発生した水素気泡を非貫通スル−ホ−ル外に効果的の押し出す効果がある。
【０００９】
本発明に述べる振動を与える方法は、プリント配線板を、プリント配線板を支持するめっき治具に縦に一枚以上複数並べて装着し、このめっき治具に固定して、このめっき治具をめっき槽に設置した振動脱泡装置へ装着する。
振動めっき装置は、振動装置によりめっき治具を介してプリント配線板に１から３Ｇの振動加速度を加えプリント配線板を振動させる。
【００１０】
本発明に述べる無電解めっき液は、被めっき物に還元剤によりめっきさせる一般的な液で、特に、金属イオンが還元されて金属が析出するとともに、反応により水素や窒素などのガスが発生するものが含まれる。たとえば、銅イオンの還元剤にホルムアルデヒドを使用した場合は水素ガス、ニッケルイオンの還元剤にヒドラジンを使用した場合は窒素ガスが発生する。
【００１１】
本発明の振動めっき装置により、非貫通スル−ホ−ル内でめっき反応により生成したガス（水素等）がランダムにポンピング作用して非貫通スル−ホ−ル外へ脱泡される。
また非貫通スル−ホ−ル内外の無電解銅めっき液圧が変化してガス気泡の非貫通スル−ホ−ル外へ脱泡と非貫通スル−ホ−ル内への無電解銅めっき液の供給が行われ、非貫通スル−ホ−ル内の無電解めっき反応が効果的に行われる。
【００１２】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、プリント基板を振動めっき装置に設置して、強弱をもたせたバブリングでめっきする本発明の実施状態を模式的に示している。
振動めっき装置は、振動台１の両端に設けた振動モーター２により振動が誘起され、振動台１に設けたＶ字受け３と接触するＶ字部４を有するつり下げ治具５と、非貫通スルーホールを有するプリント基板６を縦に間隔をあけてセットしたかご状のめっきラック治具７とを固定治具８で固定する。また、振動台１は、防振スプリング９を介して、振動装置の底部から伸びるスプリング台受け用の支柱１０に乗っている。また、かご状のめっきラック治具７は、スプリング台受け用の支柱１０の間に設けた無電解銅めっき槽１１の中に沈める。また、エアーの通気配管１２は、無電解銅めっき槽の上面端部から挿入し、底面に設けたノズル１３よりバブリングを行う。
図２は、本発明の実施状態の振動めっき装置の例で、図２（ａ）は、正面断面図、２（ｂ）は、側面断面図を示している。
非貫通スルーホールを有するプリント基板６を面支持するめっきマガジン治具１９は、縦４０ｃｍ、横５３ｃｍ、高さ５０ｃｍからなり、一枚以上複数（最大２４枚）並べて装着したものを４個まで、かご状のめっきラック治具７（縦６０ｃｍ、横８６ｃｍ、高さ１０８ｃｍ、ステンレス製の四角形）の上下二列に収納している。
かご状のめっきラック治具７は、つり下げ治具５と、各つり下げ治具２カ所計４カ所のＶ字部とＶ字受けによりつり下げられている。
エアーの通気配管１２のノズルは、直径が１．０ｃｍの筒状で、かご状のめっきラック治具７の底面より１０ｃｍ下方にあり、ノズルの穴は、径が０．８ｍｍで、５ｃｍ間隔で、下面からそれぞれ３０から９０度（好ましくは４５度）離れた２方向の位置に設けている。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、非貫通スルーホール部の銅めっき付周り性の評価は、図３の、非貫通スルホール部の銅めっき後の断面図で示した数値に従い、下記の数式１により求めた。
【００１４】
【数１】
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ｃ：非貫通スルホール左側面のめっき厚
ｄ：非貫通スルホール右側面のめっき厚
ｅ：非貫通スルホール底面のめっき厚
ａ：非貫通スルホール入り口左側表面のめっき厚
ｂ：非貫通スルホール入り口右側表面のめっき厚
【００１５】
（実施例１）
プリント基板のコア基板材料として、ＭＣＬ−Ｅ６７ＷＫ（日立化成工業株式会社製  製品名）ガラスエポキシ樹脂銅張り積層板（厚み０．８ｍｍ）及び絶縁層材料として日立化成工業株式会社製プリプレグ製品名ＧＥＡ−６７（厚み０．０６ｍｍ）を用い、ガラスエポキシ樹脂銅張り積層板を所定の両側に内層回路を形成後、プリプレグを介して、厚み１２μｍの銅箔を重ね、積層プレス機により加圧、加熱して4層銅張り積層板を製作した。
この最外層には、片側閉塞タイプの非貫通スルーホール、（ビアトップ直径０．０８ｍｍ、０．０９ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１２５ｍｍ、絶縁層厚み０．０６ｍｍ）をレーザ加工により設けた。
次いで片側閉塞タイプの非貫通スルーホールの形成時に、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った。
次いで、本発明による前述の４層銅張り積層板に２Ｇの振動を与えながら、合わせて流量に強弱〔強流量：０．０７Ｌ／Ｌ・分で１７秒間、弱流量：０．０５Ｌ／Ｌ・分で１０秒間の繰返し〕をもたせた空気によるバブリングを４層銅張り積層板の下方から加える無電解銅めっき方法を適用して、非貫通スルーホール及び基板表面に、厚さ12μｍの無電解銅めっき膜を形成した。
次いで、銅めっき膜を形成した４層銅張り積層板の両面に写真法により焼付け、現像、エッチングを行い、非貫通スルーホールの連結した接続回路を形成し、接続パターンを形成したプリント基板の非貫通スルーホール部の銅めっき付周り性を非貫通スルーホール内壁部の断面観察を行い、銅めっき膜厚測定により判定した。
【００１６】
（比較例１）
通気流量を一定（０．０７Ｌ／Ｌ・分）にしたエアーバブリング以外実施例１と同様に、無電解銅めっき法で非貫通スルーホール及び基板表面に１２μｍの銅めっき膜を形成した。
次いで実施例１と同様に、銅めっき膜を形成したプリント基板の両面に非貫通スルーホールの連結した接続パターンを形成し、断面観察による非貫通スルーホール内壁部の断面観察を行い、銅めっき膜厚測定により非貫通スルーホール部の銅めっき付周り性を判定した。
【００１７】
（比較例２）
エアーバブリングを適用しない以外実施例１と同様に、無電解銅めっき法で非貫通スルーホール及び基板表面に１２μｍの銅めっき膜を形成した。
次いで実施例１と同様に、銅めっき膜を形成したプリント基板の両面に非貫通スルーホールの連結した接続パターンを形成し、断面観察による非貫通スルーホール内壁部の断面観察を行い、銅めっき膜厚測定により非貫通スルーホール部の銅めっき付周り性を判定した。
【００１８】
実施例１、比較例１及び比較例２の非貫通スルーホールの銅めっき付き周り性評価結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
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表１より、実施例及び比較例１、比較例２から、本発明の振動めっき装置及び流量に強弱をもたせたエアーバブリングを適用した無電解銅めっき方法により、非貫通スルーホールへの良好な銅めっき付き周り性を得ることができることがわかる。
【００２０】
（実施例２、３、４及び５）
エア−バブリングの強流量時間と弱流量時間を表２のようにした以外実施例１と同様に、厚付け無電解銅めっき法で非貫通スルーホール及び基板表面に１２μｍの銅めっき膜を形成した。
次いで実施例１と同様に、銅めっき膜を形成したプリント基板の両面に非貫通スルーホールの連結した接続パターンを形成し、ビアトップ直径０．１０ｍｍの非貫通スルーホール内壁部の断面観察を行い、銅めっき膜厚測定により非貫通スルーホール部の銅めっき付周り性を判定した。
【００２１】
実施例２、３、４、５及び実施例１の、ビアトップ直径が０．１０ｍｍの非貫通スルーホールの銅めっき付き周り性評価結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
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表２より、強流量時間が、弱流量時間より長いほうが、同じか、短いより、貫通スルーホールへの良好な銅めっき付き周り性を得ることができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る振動めっき装置とバブリングによるプリント配線板の無電解めっき方法を模式的に示している。
【図２】本発明の実施状態の振動めっき装置の例を示している。
【図３】非貫通スルホール部のめっき後の断面図を模式的に示している。
【符号の説明】
【００２４】
１…振動台、２…振動モータ−、３…Ｖ字受け、４…Ｖ字部、５…つり下げ治具、６…プリント基板、７…めっきラック治具、８…固定治具、９…防振スプリング、１０…スプリング台受け用の支柱、１１…無電解銅めっき槽、１２…エアー配管、１３…ノズル、１４…非貫通スルーホール、１５…無電解銅めっき、１６…プリプレグ、１７…銅箔、１８…コア基板、１９…めっきマガジン治具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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