JP2006332346A - 基板、電子部品、及び、これらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 無電解めっき等の工程を行うことなく、電気的信頼性が高く、効率的な基板及び電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】 電子部品の基材２２に形成された開口部２８に導電材料を充填するには、まず、上部導体２４の開口２４ａを囲むように溝部２４ｂを形成し、上部導体２４を第１の導電部２４ｃと、第１の導電部２４ｃを囲む第２の導電部２４ｄとに分割する。次に、開口部２８に充填される導電体３０が第２の導電部２４ｄに接触しないように、マスク３２を形成する。続いて、下部導体２６を電極として、開口部２８の下部導体２６側から金属めっきを成長させ、開口部２８に金属めっきを充填する。そして、上部導体２４または下部導体２６を電極として、開口部２８に充填された金属めっきと上部導体２４とをめっき接続する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、基板、電子部品、及び、これらの製造方法に関する。

従来、絶縁材料からなる基材と、その上面及び下面に形成された導体層と、を備える基板（単層板）に基材を貫通する導体部を形成し、導体部を形成した単層板を重ね合わせて単層板間を接続（層間接続）した電子部品が知られている。このような電子部品に用いられる単層板の導体部は、例えば、以下のような方法によって形成されている。図１６及び図１７は、単層板の導体部の形成工程を説明するための図である。

まず、上面に導体膜２が形成され、下面に下部導体層３が形成されている、所定の厚みを有する絶縁材料からなる基材１を準備する。この基材１に導体膜２を覆うように、レジストとなるドライフィルム６を貼り付け、露光と現像を行うことで、図１６（ａ）に示すように、後述する導体部の径に相当する穴７を形成する。次に、穴７の底面に露出する導体膜２に対してエッチングを行い、穴７から露出する導体膜２を除去することにより、図１６（ｂ）に示すように、基材１を露出させる。穴７の底部に基材１を露出させた後、図１６（ｃ）に示すように、ドライフィルム６を剥離するとともに、レーザ照射によって穴７の径に相当する開口部８を形成して下部導体層３を露出させる。続いて、下部導体層３の露出面及び形成した開口部８にデスミア処理を施し、それらの表面を清浄化した後、図１６（ｄ）に示すように、基材１における上層側および開口部８に対し、一様に化学めっきとなる無電解めっきを施し、無電解めっき層９を形成する。

無電解めっき層９を形成した後、無電解めっき層９を給電膜（電極）として電解めっきを施し、図１７（ａ）に示すように、開口部８の内部および導体膜２の上側に金属１０を析出させる。そして、図１７（ｂ）に示すように、電解めっきによって開口部８の内部を金属１０で充填させた後、図１７（ｃ）に示すように、サブトラクティブ法によって、導体膜２と下部導体層３とにパターニングを行い、上部配線パターン４と下部配線パターン５とを形成するとともに、開口部８内に導体部１１を形成する。

また、単層板の導体部の形成方法としては、例えば、スルーホール内底部の無電解めっき層を用い基材と導体部との密着性の向上を図る方法や（例えば、特許文献１参照）、無電解めっき層に代えて他の処理を適用する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、無電解めっき層９を形成した後に、電解めっきを施し開口部８を金属１０で埋めようとすると、導体膜２上に無電解めっき層９と金属１０とが形成されるため、基材１の片側表面全体にめっき層が厚く形成されてしまう。この結果、パターンエッチング性が低下して、図１７（ｃ）に示すように、エッチングにて配線パターンを形成する際に、配線パターンの断面が台形になってしまい、寸法精度の低下や、幅の狭い配線パターンが形成できなくなるという問題がある。

また、無電解めっき層９を形成し、これを電極として電気めっきを施すと、この無電解めっき層９における表面と穴の内側とでは、表面の方が新鮮なめっき液が多くあたる。このため、表面での電気めっき層の成長が促進され、この結果、開口部８に金属１０が充填される前に、開口部８が電気めっき層によって塞がれ、導体部１１の内部に空隙（いわゆるボイド）が生じてしまうおそれがある。

また、無電解めっきを使用せず、他の前処理を施す場合でも同様の問題が生じるおそれがある。

ところで、電気めっきの前処理である無電解めっきまたはこれに準じる他の前処理（以下、無電解めっき等という）を使用する場合には、導体以外の部分（絶縁体部分）にもめっきを付着させるため、金属触媒が用いられる。しかし、この金属触媒が配線層の表面に残留すると、絶縁抵抗値が低下したり、配線パターンの短絡等の障害を引き起こす可能性がある。特に、近年の電子部品では狭ピッチ化が進んでおり、このような障害のおそれが一層高まっている。

かかる問題を解決すべく、本出願人は、導体部の形成領域に下部導体層を底部とする開口部を導体膜側より形成し、下部導体層を電極として開口部の底部より金属めっきを成長させ、金属めっきが導体膜に達し開口部内に導体部を形成した後に、導体膜と導体部とを電極として、これら導体膜と導体部の上面に金属めっきを成長させ、上部導体層を形成するだけの厚みを形成する方法を提案した（特許文献３参照）。

この方法によれば、無電解めっき等の工程を削除することができるので、製造工程の簡略化を達成することができる。また、導体膜をいわゆるストッパとして用いており、複数の開口部の間に容積のばらつきがあったとしても導体部が導体膜に導通した時点から電極面積が増大し、これに伴い電流密度が大幅に低下する。このため、めっきの析出速度が低下し、開口部の容積にばらつきがあっても、めっき高さに対する影響を抑えることができる。
特開平５−３３５７１３号公報 特開２００３−１１０２１１号公報 特開２００５−１９９１８号公報

ところで、基板サイズが大きくなると、このサイズ変更に伴って基板に形成された開口部（ビアホール）の数が多くなる。開口部の数が多くなると、開口部のばらつきも大きくなり、下部導体層と導体膜とのめっき接続において、何れかの開口部で先に導体部と導体膜とが接触すると、導体部と導体膜とが接触していない開口部ではめっき析出が不十分になり、開口部を充分にめっきで充填できなくなってしまう。これは、先に導体部と導体膜とが接触した箇所及びその付近に電流密度が集中し、その周辺の開口部への電流供給が低下してしまうためである。このため、各開口部に供給される電流分布が不均一となり、めっきの析出レートが異なってしまう。この結果、析出が不十分であったり、空隙のある析出がされたり、めっき析出高さが異なったりしてしまう。このような場合、めっき時間を長くしたり、電流供給量を増加させたり、或いは、めっきの液組成の変更など種々の方策があるが、全ての開口部に同じようにめっきを充填することは困難である。

かかる場合、特許文献３のように、導体膜をいわゆるストッパとして用いることも考えられるが、これでは、導体膜と接触していない導体部の成長が抑制されてしまうおそれがある。このため、開口部が多い場合には効率的な方法とはいえなかった。また、開口部の形状が揃っていない場合、あるいは、開口部の形状が異なっている場合など、下部導体層と導体膜とが接続されない箇所が生じるおそれがある。このため、電気的信頼性が高い基板、電子部品、及び、電気的信頼性が高く、より効率的な基板、電子部品の製造方法が求められている。

また、開口部が凹部形状であると、そこでの電子部品のはんだ付け性が低下したり、半導体素子などを直接基板にフリップチップ実装する場合などの接合の不具合につながってしまう。さらに、開口部が凹部形状であると、積層した基板の内部及び表面に下層の凹部が残り、高多層化に対応する際の接合の不具合につながってしまう。また、開口部に凹部があると、電気特性の劣化以外に熱伝導性も低下するという不具合が生じ、放熱性を妨げ、最終的には、電気特性や製品寿命の低下につながってしまう。このため、開口部をめっきで充填することにより基板の平坦化を行い、素子のフリップチップ実装や基板の高多層化、高密度化、小型化、高放熱特性、高接続信頼性を図ることが求められている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、無電解めっき等の工程を行うことなく、電気的信頼性が高く、効率的な基板及び電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、電気的信頼性が高い基板及び電子部品を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、高密度、且つ、多数の開口部を有し、小型化、モジュール化、高密度化等に対応可能な基板、電子部品、及び、これらの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る基板の製造方法は、
開口を有する第１の導電部材と第２の導電部材とに挟まれた第１の絶縁部材に、前記第１の導電部材の開口から前記第２の導電部材側に前記第１の絶縁部材を貫通する開口部を形成し、該開口部に導電材料を電気めっき法により充填する基板の製造方法であって、
前記第１の導電部材に絶縁用の溝を形成して電気的に絶縁された複数の導電部を形成する導電部形成工程と、
前記導電部形成工程により複数の導電部を形成した後に、前記第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、前記開口部の前記第２の導電部材側から電気めっきにより金属めっきを成長させ、前記開口部に金属めっきを充填する金属めっき充填工程と、
を備える、ことを特徴とする。

この構成によれば、複数の導電部を形成した後に第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、開口部の第２の導電部材側から電気めっきにより金属めっきを成長させ、開口部に金属めっきを充填しているので、めっきの電流密度が急激に変わることがなくなり、めっきによる充填を安定して行うことができる。従って、電気的信頼性が高い基板及び電子部品を提供することができる。また、効率的にめっきを開口部に充填することができる。さらに、無電解めっき工程を行っていないので、製造工程を簡略化することができる。このため、無電解めっき工程で用いられる金属触媒等の残留を防止でき、電子部品の電気的信頼性を向上させることができる。

前記導電部形成工程では、前記第１の導電部材の開口を囲むように溝を形成した第１の導電部と、前記第１の導電部材の開口を含まない第２の導電部とに分割する、ことが好ましい。例えば、前記導電部形成工程では、前記第２の導電部が前記第１の導電部を囲むように形成する。

前記導電部形成工程では、前記第１の導電部が前記第２の導電部より小さくなるように形成することが好ましい。

前記導電部形成工程では、形成される複数の導電部が配線パターンとなるように、前記第１の導電部材に絶縁用の溝を形成してもよい。

前記金属めっき充填工程により前記開口部に金属めっきが充填された後、前記第１の導電部材または第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、前記第１の導電部材に形成された絶縁用の溝に金属めっきを充填し、前記複数の導電部を電気的に接続する接続工程をさらに備えてもよい。

前記導電部形成工程により複数の導電部を形成した後に、当該複数の導電部が電気的に接続されないように、前記絶縁用の溝に第２の絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程と、
前記金属めっき充填工程により前記開口部に金属めっきが充填された後、前記第２の絶縁部材を除去する絶縁部材除去工程と、
をさらに備え、
前記金属めっき充填工程では、前記絶縁部材形成工程で前記絶縁用の溝に前記第２の絶縁部材を形成した後に、前記開口部に金属めっきを充填してもよい。

前記絶縁部材形成工程では、前記第２の導電部を完全に覆うように前記第２の絶縁部材を形成してもよい。

前記導電部形成工程では、前記絶縁用の溝を、その幅が前記第１の導電部材の厚さの２〜２０倍となるように形成してもよい。

前記第１の絶縁部材の開口部は、前記第１の導電部材の開口よりも小さく、かつ、該第１の導電部材の開口から所定の距離を有するように形成してもよい。

前記金属めっき充填工程により前記開口部に金属めっきを充填する前に、前記開口部及び当該開口部によって露出された第２の導電部材の表面を清浄化する清浄化工程を、さらに備えてもよい。

本発明の第２の観点に係る電子部品の製造方法は、第１の観点に係る方法により製造された基板を積層することを特徴とする。

本発明の第３の観点に係る基板は、
開口を有する第１の導電部材と第２の導電部材とに挟まれた第１の絶縁部材に、前記第１の導電部材の開口から前記第２の導電部材側に前記第１の絶縁部材を貫通する開口部が形成され、該開口部に導電材料が電気めっき法により充填された基板であって、
前記第１の導電部材は、絶縁用の溝により電気的に絶縁された複数の導電部から構成され、
前記導電材料は、前記第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、前記開口部の前記第２の導電部材側から電気めっきにより充電された金属めっきである、ことを特徴とする。

この発明によれば、多数個の開口部（開口部については大きさが異なってもよいし、形状が異なっていてもよい）を備える基板においても開口部の導電材料の充填を確実に行うことができ、高い接続信頼性を得ることができる。このため、信号伝送系の配線間を接続形成したり、グランド系の配線間を接続形成したり、グランドと電磁遮蔽との配線間を接続形成したり、電源系の配線間を接続形成する開口部として、応用することができ、さらに、放熱用のフィンとしての応用展開を行うことができる。

前記第１の導電部材は、前記第１の導電部材の開口を囲むように溝を形成した第１の導電部と、前記第１の導電部材の開口を含まない第２の導電部と、から構成されていてもよい。例えば、前記第２の導電部は、前記第１の導電部を囲むように形成されている。

前記第１の導電部は、前記第２の導電部より小さくなるように形成されていることが好ましい。

前記第１の導電部材は、形成される複数の導電部が配線パターンとなるように形成されていることが好ましい。

本発明の第４の観点に係る電子部品は、第３の観点にかかる基板が積層されていることを特徴とする。

本発明によれば、無電解めっき等の工程を行うことなく、電気的信頼性が高く、効率的な基板及び電子部品を提供できる。

以下、本発明の基板、電子部品、及び、これらの製造方法について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の基板（単層板）の構成を示す断面図である。

図１に示すように、基板としての単層板２０は、第１の絶縁部材としての基材２２と、第１の導電部材としての上部導体２４と、第２の導電部材としての下部導体２６と、導体部３０と、導体部３６と、を備えている。

基材２２は、所定の厚みを有する絶縁部材から構成されている。基材２２としては、各種の絶縁性樹脂基板やセラミック基板等を用いることができる。

基材２２には、基材２２を貫通するように、下部導体２６を底面とする開口部２８が形成されている。開口部２８は、基材２２の下面側（下部導体２６側）から上面側（上部導体２４側）に向かって拡径するように形成されている。このように拡径にすることにより、開口部２８にめっきが入りやすくなり、形成される導体部３０内部にボイドが生じにくくなる。また、上部導体２４と導体部３０とが密着しやすくなり、接合強度が向上する。このため、外力によって導体部３０が開口部２８から剥離するという不具合を防止することができる。このような開口部２８は、基材２２に多数形成されている場合により効果が大きい。本発明は、基材２２に複数形成された開口部２８のばらつきが大きくなったときにも、各開口部２８に導体部３０を確実に形成可能な方法だからである。

上部導体２４は、導電体から構成され、基材２２上に形成されている。図２に単層板２０の平面図を示す。なお、図２では、上部導体２４の形状を理解しやすくするため、導体部３０及び導体部３６を省略している。図２に示すように、上部導体２４には、上部導体２４を貫通するように形成された開口２４ａと、絶縁用の溝としての溝部２４ｂと、が設けられている。

開口２４ａは、基材２２の開口部２８に対応する位置に形成されている。本実施の形態では、開口部２８が、上部導体２４の開口２４ａよりも小さく、上部導体２４の開口２４ａとの間に所定の距離を有するように形成されている。例えば、上部導体２４の開口２４ａが径２６０μｍの円形状の場合、開口部２８は、上部導体２４の開口２４ａにより露出された基材２２の上面から基材２２を貫通して下部導体２６を露出するとともに、上部導体２４の開口２４ａとの間に所定の距離を有するように、その上面が径１６０μｍの円形状に形成されている。

溝部２４ｂは、上部導体２４を貫通する溝状に形成され、上部導体２４を電気的に絶縁された複数の導電部に形成（分割）する。溝部２４ｂは、上部導体２４を複数の導電部に分割するように形成されていればよく、例えば、第１の導電部が開口２４ａを囲むように（第１の導電部に開口２４ａが含まれるように）形成されている。本実施の形態では、図２に示すように、開口２４ａの周囲を囲むように溝部２４ｂがドーナツ状に形成されている。このため、上部導体２４は、その中央に開口２４ａが形成された第１の導電部２４ｃと、第１の導電部２４ｃを囲むように形成された第２の導電部２４ｄと、に分割される。

ここで、溝部２４ｂは、開口２４ａ付近に形成される導電部ができるだけ小さくなるように形成（分割）することが好ましい。例えば、図２に示す本実施の形態の場合には、第１の導電部２４ｃが第２の導電部２４ｄより、できるだけ小さくなるように形成（分割）することが好ましい。これは、後述する、導体部３０の形成において析出されためっきが第１の導電部２４ｃと接触しても、めっきの電流密度が急激に変わらないようにするためである。また、溝部２４ｂは、複数形成されていてもよく、例えば、格子状に形成されていてもよい。

また、溝部２４ｂをめっきで充填する（第１の導電部２４ｃと第２の導電部２４ｄとを電気的に接続する）場合、溝部２４ｂの幅は、上部導体２４の厚さをｔとしたとき、２ｔ〜２０ｔであることが好ましく、４ｔ〜２０ｔであることがさらに好ましい。溝部２４ｂの幅が２ｔ未満では、めっき充填された開口部２８付近の溝部２４ｂが、めっき充填されていない開口部２８よりも先にめっき充填（析出）されてしまい、全ての開口部２８をめっき充填できなくなるおそれがあるためである。また、溝部２４ｂの幅が２０ｔを超えると溝部２４ｂがめっき充填されないおそれが生じるためである。例えば、上部導体２４の厚さが１２μｍの場合、溝部２４ｂの幅は２４μｍ〜２４０μｍ程度であることが好ましく、４８μｍ〜２４０μｍ程度であることがさらに好ましい。

なお、後述する基板の製造方法における図５（ｃ）に示すように、例えば、第２の絶縁部材により溝部２４ｂを覆い、溝部２４ｂにめっきを充填しない（第１の導電部２４ｃと第２の導電部２４ｄとを電気的に接続しない）場合には、溝部２４ｂにめっきを充填しないことから、溝部２４ｂの幅に特に好ましい範囲は存在せず、例えば、２０ｔより大きくてもよい。

下部導体２６は、導電体から構成されている。下部導体２６は、基材２２の下面の全面に形成されている。

導体部３０は、金属めっきから構成され、開口部２８の内部に形成されている。導体部３６は、金属めっきから構成され、導体部３０及び上部導体２４上に形成されている。導体部３０及び導体部３６は、溶液維持費、溶液材料費の高い無電解めっき等の前処理を行わず、電気めっきのみによって形成されている。このため、後述するように、導体部３０及び導体部３６を形成する際に、無電解めっき等の前処理工程が不要になる。この結果、製造工程の短縮化が達成でき、安価に製造できる。さらに、無電解めっき等の前処理工程が不要なので、例えば、無電解めっき処理の反応速度の向上に使用される金属触媒が配線パターン側に残留するのを防止でき、電子部品の信頼性を向上させることが可能になる。また、上部導体２４と導体部３０とを電気めっき時の給電用の電極とすることができるので、電気めっきの時間管理等によって、配線パターンに必要な膜厚（上部導体２４と導体部３６との厚み）を確保することができる。

このように構成された単層板２０を、例えば、電気めっきにより形成された導体部３０または導体部３６の表面の凹凸を研磨し、さらに下部導体２６等にパターニング処理を施して電極パターンを形成した後、単層板２０を含む基板等を積層することにより多層基板（電子部品）が形成される。このように、開口部２８をめっきで充填し、単層板２０の平坦化を行うことにより、基板への素子のフリップチップ実装や基板の高多層化、高密度化、小型化、高放熱特性、高接続信頼性を図ることができる。図３及び図４に電子部品の一例を示す。

図３（ａ）では、下層に上部導体２４及び下部導体２６が形成された単層板２０の上に、下部導体が形成されていない２枚の単層板２０を配置し、例えば、熱圧着により積層することにより、図３（ｂ）に示すような電子部品を形成している。図３（ｃ）では、上部導体２４及び下部導体２６が形成された単層板２０の上に下部導体２６が形成されていない単層板を配置するとともに、単層板２０下に上部導体２４が形成されていない単層板を配置し、例えば、熱圧着により積層することにより図３（ｂ）に示すような電子部品を形成している。

図４（ａ）では、上部導体２４及び下部導体２６が形成された２枚の単層板２０の間にプリプレグ（接着シート）３８を配置し、単層板同士を接着（積層）することにより電子部品を形成している。なお、基板間の配線は、貫通孔（スルーホール）などを用いてもよい。図４（ｂ）では、上部導体２４及び下部導体２６が形成された単層板２０の上下にＲＣＣ３９を貼り付けることにより電子部品を形成している。すなわち、単層板２０を心材（コア材）に適用し、この心材（コア材）の両面に配線層を積層させたものである。

次に、基板及び電子部品の製造方法について説明する。図５は、単層板の製造工程を説明するための図である。

まず、上面の全面に上部導体２４が形成され、下面の全面に下部導体２６が形成されている、所定の厚みを有する絶縁材料からなる基材２２を準備する。次に、例えば、上部導体２４上の所定の領域にレジスト（ドライフィルム）を配置し、エッチング処理（フォトエッチング）を行うことにより、上部導体２４に、円形の開口２４ａと、開口２４ａを囲むようなドーナツ状の溝部２４ｂと、を所定数形成する。これにより、上部導体２４が、開口２４ａが形成された第１の導電部２４ｃと、第１の導電部２４ｃを囲うように配置された第２の導電部２４ｄと、に分割される。

このように、エッチング処理により開口２４ａ等を形成するのは、後述する炭酸ガスレーザ等により、低い出力、かつ、少ないショット数で開口部２８を形成できるように考慮するとともに、開口部２８の形状、位置精度を考慮したものである。このエッチング処理においては、開口部２８の形成領域と同等あるいはそれよりも大きい形状で上部導体２４のエッチングを行う。

続いて、上部導体２４（第１の導電部２４ｃ）の開口２４ａにより露出された基材２２の所定の領域をブラスト処理、レーザ加工またはプラズマ処理により下部導体２６が露出するまで絶縁材料を除去し、開口部２８を所定数形成する。なお、レーザ加工を適用する場合では、絶縁材料からなる絶縁部材（基材２２）への加工には、炭酸ガスレーザが用いられ、導体への加工には、ＹＡＧレーザ（Yttrium Aluminum Garnet laser）が用いられることが多いが、導体も絶縁部材の加工も炭酸ガスレーザを用いる場合もある。このため、これらのレーザを使用する場合には、開口２４ａ及び溝部２４ｂを形成する際に、上部導体２４へのエッチング処理は行われない。また、異なるレーザを使用する場合には、加工効率向上の見地から同一の位置決め機構に搭載し、導体と絶縁部材との連続加工を行うようにしてもよい。

ここで、開口部２８は、基材２２の下面側から上面側に向かって拡径するように形成することが好ましい。このように拡径にすることにより、後述する開口部２８にめっきを充填する際に、開口部２８にめっきが入りやすくなり、形成される導体部３０の内部にボイドが生じにくくなる。また、上部導体２４と導体部３０とが密着しやすくなり、接合強度が向上する。

また、開口部２８は、開口２４ａよりも小さく、開口２４ａとの間に所定の距離を有するように形成する。例えば、開口部２８は、開口２４ａから５０μｍの距離を有するように、径１６０μｍの円形状に形成する。この開口部２８を形成した状態を図５（ａ）に示す。

所定数の開口部２８を形成した後、例えば、薬品によるデスミア処理や、電気化学的にプラズマ処理等のスミア除去処理を行い、開口部２８の内部と下部導体２６の開口内側表面（開口部２８により露出した露出面）を清浄化する。レーザ等によって開口部２８を形成すると、開口部２８の内壁等にはレーザによって炭化した有機物や、金属化した付着物等が存在しやすい。これらが存在すると、開口部２８の内壁の絶縁性を低下させるため、後述する電気めっきにより開口部２８を導電材料で充填させる際に、開口部２８の内壁からのめっき成長が支配的となってしまう。これでは、開口部２８の中央の析出が不十分となり、めっきの充填性を阻害することになる。このため、本実施の形態では、所定数の開口部２８を形成した後に、開口部２８の内部等を洗浄化している。

次に、上部導体２４等の上に、開口部２８に充填される金属めっきが上部導体２４の第２の導電部２４ｄに接触しないように、第２の絶縁部材としての絶縁材料、例えば、感光性樹脂等により構成されたマスク３２を配置する。本実施の形態では、溝部２４ｂ及び第２の導電部２４ｄを完全に覆うようにマスク３２を配置する。

マスク３２は、開口部２８と、後述する電気めっき時の給電用の電極としての第１の導電部２４ｃの一部と、が露出するように、穴３２ａが形成されている。また、下部導体２６の下面にも絶縁材料、例えば、感光性樹脂等により構成されたマスク３４を形成する。これにより、図５（ｂ）に示す状態となる。

なお、後述する電気めっきを行う前にプラズマ、あるいは、ブラスト等で開口部２８及び上部導体２４の露出面や下部導体２６の開口部内側表面(下部導体２６の開口部２８により露出した露出面）を処理することが好ましい。

次に、下部導体２６を電気めっき電極（給電用の電極）として電気めっきを行う。めっきによって析出される金属は、開口部２８の最下位置、すなわち、下部導体２６の露出面から成長する。そして、下部導体２６を起点とした金属めっきの成長が続くと、開口部２８の内側は金属めっきによって充填され、図５（ｃ）に示すように、開口部２８内に導体部３０が形成される。

ここで、溝部２４ｂにより、上部導体２４が第１の導電部２４ｃと第２の導電部２４ｄとに分割されているので、仮に、析出されためっきが基板上層に達し、析出されためっきと第１の導電部２４とが接触しても、めっきの電流密度が急激に変わることがなくなる。このため、基板に形成された開口部２８の数が多く、開口部２８のばらつきが大きくなっても、めっきによる充填を安定して行うことができる。従って、電気的信頼性が高い基板及び電子部品を提供することができる。また、効率的にめっきを開口部２８に充填することができる。

また、第２の導電部２４ｄはマスク３２で完全に覆われているので、仮に、析出されためっきが基板上層に達しても、析出されためっきと第２の導電部２４ｄとは接触しない。このため、めっきの電流密度が急激に変わることがなくなる。このため、基板に形成された開口部２８の数が多く、開口部２８のばらつきが大きくなっても、めっきによる充填を安定して行うことができる。従って、電気的信頼性が高い基板及び電子部品を提供することができる。また、効率的にめっきを開口部２８に充填することができる。

さらに、下部導体２６の下面にマスク３４が形成されているので、基板上下の応力バランスが保たれ、基板の破損、変形を抑制することができる。また、下部導体２６の露出を給電部とめっき面のみにすることができ、下部導体２６が受けるダメージを低下させることができる。さらに、開口部２８内への安定しためっき析出を行うことができる。これは、めっき液が、裏面（下部導体２６）に付着すると、開口部２８の電流密度の低下が起こり、開口部２８内への安定しためっき析出ができなくなるおそれがあるためである。

全ての開口部２８がめっきで充填され、開口部２８に導体部３０が形成されると、マスク３２を上部導体２４から剥離する。また、マスク３４を下部導体２６から剥離する。これにより、図５（ｄ）に示す状態となる。

次に、上部導体２４の第１の導電部２４ｃを電気めっき電極（給電用の電極）として電気めっきを行う。めっきによって析出される金属（導体部３６）は、図５（ｅ）に示すように、開口部２８上面の充填されためっき導体（導体部３０）と上部導体２４（第１の導電部２４ｃ）とを導体接続するとともに、溝部２４ｂ内を充填することにより第１の導電部２４ｃと第２の導電部２４ｄとを導体接続する。この結果、層間接続を行うことができる。なお、下部導体２６を給電用の電極として使用して電気めっきを行ってもよい。この場合にも上部導体２４を電気めっき電極とした場合と同様に、導体部３０と上部導体２４とを導体接続させることができる。また、導体部３０の高さは、めっき条件や液組成により制御可能である。

このように、めっき（導体部３０）と開口部２８上面側のめっき（導体部３６）とについて、それぞれ独立しためっきの析出（形成）が行えるようにしているので、めっきの充填部のボイドを無くし、析出高さを安定化させ、導体層間を良好な充填により導体接続を行うことができる。

また、無電解めっき工程を行っていないので、製造工程の簡略化を達成することができる。また、無電解めっき処理の反応速度の向上に使用される金属触媒が配線パターン側に残留することを防止でき、電子部品の電気的信頼性を向上させることができる。さらに、上部導体２４に所望のパターニング処理を施す際に、パターンエッチング性が低下することがなくなる。このため、上部導体２４の寸法精度がよくなり、従来よりも配線の寸法精度を向上させることができる。従って、電子部品の回路定数の狭公差化が容易に実現できる。また、配線幅の狭いパターンも形成することができる。この結果、より高周波化を実現するための配線パターンへの対応が行えるようになる。

続いて、単層板２０の上部に突出しためっき（導体部３０、導体部３６）の凹凸を研磨することにより、図１に示す基板を製造することができる。また、下部導体２６等に所定のパターニング処理を施して電極パターンを形成し、例えば、図３（ａ）に示すように、電極パターンが形成された単層板２０に下部導体２６が形成されていない２枚の単層板２０を配置し、絶縁層に熱可塑性樹脂を用いて熱圧着することにより、図３（ｂ）に示すような電子部品を製造することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、上部導体２４を第１の導電部２４ｃと第２の導電部２４ｄとに分割した後、下部導体２６を給電用の電極として電気めっきを行い、開口部２８にめっきを充填しているので、析出されためっきと第１の導電部２４ｃとが接触しても、めっきの電流密度が急激に変わることがなくなる。このため、基板に形成された開口部２８の数が多く、開口部２８のばらつきが大きくなっても、めっきによる充填を安定して行うことができる。従って、電気的信頼性が高い基板及び電子部品を提供することができる。また、効率的にめっきを開口部２８に充填することができる。

また、本実施の形態によれば、無電解めっき等の工程を削除することができるので、製造工程の簡略化を達成することができる。また、上部導体２４に所望のパターニング処理を施す際に、パターンエッチング性が低下することがなくなる。このため、上部導体２４の寸法精度がよくなる。

さらに、本実施の形態によれば、第２の導電部２４ｄがマスク３２に完全に覆われているため、析出されためっきが基板上層に達しても、析出されためっきと第２の導電部２４ｄとは接触しない。このため、めっきの電流密度を急激に変えることがなくなり、めっきによる充填をさらに安定して行うことができる。

また、本実施の形態によれば、導体部３０と導体部３６とについて、それぞれ独立しためっきの析出（形成）が行えるようにしているので、めっきの充填部のボイドを無くし、析出高さを安定化させ、導体層間を良好な充填により導体接続を行うことができる。このため、電子部品の電気的信頼性を向上させることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。

上記実施の形態では、溝部２４ｂ及び第２の導電部２４ｄを完全に覆うようにマスク３２を配置し、下部導体２６を給電用の電極として電気めっきを行い、開口部２８にめっきを充填した場合を例に本発明を説明したが、上部導体２４を分割した後、下部導体２６を給電用の電極として電気めっきを行い、開口部２８にめっきを充填すればよく、マスク３２を配置していなくてもよい。この場合にも、めっきの電流密度が急激に変わることがなく、めっきによる充填を安定して行うことができる。

また、マスク３２は、開口部２８に充填される導電体が第２の導電部２４ｄに接触しないように形成されていればよく、例えば、図６（ａ）に示すように、第１の導電部２４ｃ上に、例えば、リング状のマスク４１を配置するとともに、第２の導電部２４ｄ上にマスク４２を配置してもよい。この場合、下部導体２６を電気めっき電極（給電用の電極）として電気めっきを行うことにより、図６（ｂ）に示すように、開口部２８に金属めっきが充填され、第１の導電部２４ｃを電気めっき電極（給電用の電極）として電気めっきを行うことにより、図６（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、めっき導体（導体部３０）と上部導体２４（第１の導電部２４ｃ及び第２の導電部２４ｄ）とが導体接続される。

上記実施の形態では、開口部２８の径が開口２４ａの径よりも小さく、開口部２８と開口２４ａとの間に所定の距離を有するように形成されている場合を例に本発明を説明したが、例えば、図７に示すように、開口部２８の径と開口２４ａの径とが同じであってもよい。この場合にも、分割された第２の導電部２４ｄに金属めっきが接触しないようにマスク３２を配置することにより、開口部２８の充填を安定した速度で継続して行うことができる。

上記実施の形態では、１つの開口２４ａ（開口部２８）を囲むように１つの溝部２４ｂが形成されている場合を例に本発明を説明したが、溝部２４ｂは、上部導体２４を複数の導電部に分割するように形成されていればよい。複数の導電部に分割することにより、めっきの電流密度が変わりにくくなるためである。

例えば、図８（ａ）〜図８（ｈ）に示すように、複数の開口２４ａを囲むように、所定数の溝部２４ｂを形成してもよく、電子部品ごとに分割されるように、複数の溝部２４ｂを形成してもよい。

図９（ａ）に、２つの開口２４ａ（開口部２８）を囲むように１つの溝部２４ｂが形成されている場合の単層板２０の構成を示す。この場合、図９（ｂ）に示すように、第１の導電部２４ｃ上に、例えば、リング状のマスク４１を配置するとともに、第２の導電部２４ｄ上にマスク４２、導電部２４ｅ上にマスク４３を配置し、下部導体２６を電気めっき電極（給電用の電極）として電気めっきを行うことにより、図９（ｃ）に示すように、開口部２８に金属めっきが充填され、第１の導電部２４ｃを電気めっき電極（給電用の電極）として電気めっきを行うことにより、図９（ｄ）に示すように、めっき導体（導体部３０）と上部導体２４（第１の導電部２４ｃ〜導電部２４ｅ）とが導体接続される。

さらに、図１０に示すように、基材２２上に形成される複数の導電部２４ｆが所望の配線パターンとなるように、上部導体２４に溝部２４ｂを形成してもよい。この場合、基板の製造において、配線パターンを再度形成し直す必要がなくなり、基板の製造工程をさらに簡略化することができる。図１０に示す基板（単層板）の製造工程を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、図１０のＸ−Ｘ’断面における基板の製造工程を示す図である。

まず、図１１（ａ）に示すように、上部導体２４及び下部導体２６が積層された基材２２に、上部導体２４上にドライフィルム５１を配置するとともに、下部導体２６下にドライフィルム５２を配置する。次に、図１１（ｂ）に示すように、ドライフィルム５１を配線パターンに対応した形状に露光・現像し、このドライフィルム５１をマスクとしてエッチング処理を行うことにより、図１１（ｃ）に示すように、上部導体２４の所定位置に開口２４ａ及び溝部２４ｂを形成する。ここで、図１０に示すように、導電部２４３の下には開口部２８が形成されていないので、溝部２４ｂを形成することにより導電部２４３が形成される。続いて、開口２４ａにより露出された基材２２の所定の領域をレーザ加工またはプラズマ処理により下部導体２６が露出するまで絶縁材料を除去し、図１１（ｄ）に示すように、開口部２８を形成する。次に、図１１（ｅ）に示すように、ドライフィルム５１、５２を除去し、デスミア処理、薬液処理またはプラズマ処理等により開口部２８に付着した付着物を除去する。続いて、図１１（ｆ）に示すように、上部導体２４上にドライフィルム５３を配置するとともに下部導体２６下にドライフィルム５４を配置する。そして、ドライフィルム５３を露光・現像し、図１１（ｇ）に示すように、導電部２４３をドライフィルム５３で覆う。ここで、導電部２４３の外周をドライフィルム５３で覆うようにしてもよい。

次に、下部導体２６を電気めっき電極として電気めっきを行い、図１２（ａ）に示すように、開口部２８内に導体部３０（３０ａ〜３０ｅ）を形成する。さらに、図１２（ｂ）に示すように、導体部３０（３０ａ〜３０ｅ）とその周囲の上部導体２４とが接続するまで電気めっきを行った後、ドライフィルム５３、５４を除去する。これにより、図１２（ｃ）に示すように、基材２２上に導電部２４１〜２４３が形成される。次に、図１２（ｄ）に示すように、上部導体２４上にドライフィルム５５を配置するとともに下部導体２６下にドライフィルム５６を配置し、図１２（ｅ）に示すように、下部導体２６の形状に応じてドライフィルム５６を露光・現像する。そして、図１２（ｆ）に示すように、ドライフィルム５６をマスクとしてエッチング処理を行った後、ドライフィルム５５、５６を除去することにより、図１２（ｇ）に示すように、基板を製造することができる。

また、図１１（ｆ）に示す状態からドライフィルム５３を露光・現像し、図１３（ａ）に示すように、導電部２４３、溝部２４ｂ、及び、開口部２８の周囲にドライフィルム５３を形成してもよい。この場合、図１３（ｂ）〜図１３（ｄ）に示すように、前述の図１２（ａ）〜図１２（ｃ）と同様の手順により、基材２２上に導電部２４１〜２４３を形成できる。また、前述の図１２（ｄ）〜図１２（ｇ）と同様の手順により、基板を製造することができる。なお、例えば、図１３（ｃ）に示す状態から導電部２４１、２４２の上面を研磨することにより、導電部２４１、２４２の上面を平坦にすることができる。

また、図１１（ｆ）に示す状態からドライフィルム５３を露光・現像し、図１４（ａ）に示すように、導電部２４３、及び、導電部２４１と導電部２４２との間にドライフィルム５３を形成してもよい。この場合にも、図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）に示すように、前述の図１２（ａ）〜図１２（ｃ）と同様の手順により、基材２２上に導電部２４１〜２４３を形成できる。また、前述の図１２（ｄ）〜図１２（ｇ）と同様の手順により、基板を製造することができる。

上記実施の形態では、開口部２８が下部導体２６側から上部導体２４に向かって拡径となるように形成されている場合を例に本発明を説明したが、例えば、図１５（ａ）に示すように、開口部２８が上部導体２４側から下部導体２６に向かって拡径となるように形成されていてもよい。また、図１５（ｂ）に示すように、開口部２８の径が変化しない場合であってもよい。

上記実施の形態では、基材２２の上に上部導体２４を形成し、基材２２の下に下部導体２６を配置した場合を例に本発明を説明したが、これらが逆であってもよい。

本発明は各種の基板及び電子部品に適用可能であり、例えば、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）に本発明を適用することも可能である。この場合の応用例として、低温同時焼成セラミック基板のスルーホールを、本発明の基板の製造方法を用いて形成することが可能である。また、低温同時焼成セラミック基板を用いた、より好ましい電子部品（多層基板）の応用例として、例えば、コア層に従来の低温同時焼成セラミック基板を用い、表層のみを本発明の基板を張り合わせることにより、多層基板を形成することが可能である。

本実施の形態の単層板の構成を示す図である。 図１の単層板の平面図である。 図１の単層板を積層した電子部品の構成を示す図である。 図１の単層板を備える他の電子部品の構成を示す図である。 図１の単層板の製造工程を説明する図である。 他の実施の形態の単層板の製造工程を説明するための図である。 他の実施の形態の単層板の構成を示す図である。 溝部の他の例を示す図である。 他の実施の形態の単層板の製造工程を説明する図である。 単層板の他の例を示す図である。 図１０の単層板の製造工程を説明する図である。 図１０の単層板の製造工程を説明する図である。 図１０の単層板の他の製造工程を説明する図である。 図１０の単層板の他の製造工程を説明する図である。 開口部の他の例を示す図である。 従来の単層板の製造工程を説明するための図である。 従来の単層板の製造工程を説明するための図である。

符号の説明

２０ 単層板
２２ 基材（第1の絶縁部材）
２４ 上部導体（第１の導電部材）
２４ａ 開口
２４ｂ 溝部
２４ｃ 第１の導電部
２４ｄ 第２の導電部
２６ 下部導体（第２の導電部材）
２８ 開口部
３０ 導体部（穴埋め金属めっき）
３２ マスク（第２の絶縁部材）
３２ａ 穴
３６ 導体部（金属めっき）

Claims (18)

1. 開口を有する第１の導電部材と第２の導電部材とに挟まれた第１の絶縁部材に、前記第１の導電部材の開口から前記第２の導電部材側に前記第１の絶縁部材を貫通する開口部を形成し、該開口部に導電材料を電気めっき法により充填する基板の製造方法であって、
   前記第１の導電部材に絶縁用の溝を形成して電気的に絶縁された複数の導電部を形成する導電部形成工程と、
   前記導電部形成工程により複数の導電部を形成した後に、前記第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、前記開口部の前記第２の導電部材側から電気めっきにより金属めっきを成長させ、前記開口部に金属めっきを充填する金属めっき充填工程と、
   を備える、ことを特徴とする基板の製造方法。
2. 前記導電部形成工程では、前記第１の導電部材の開口を囲むように溝を形成した第１の導電部と、前記第１の導電部材の開口を含まない第２の導電部とに分割する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
3. 前記導電部形成工程では、前記第２の導電部が前記第１の導電部を囲むように形成する、ことを特徴とする請求項２に記載の基板の製造方法。
4. 前記導電部形成工程では、前記第１の導電部が前記第２の導電部より小さくなるように形成する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の基板の製造方法。
5. 前記導電部形成工程では、形成される複数の導電部が配線パターンとなるように、前記第１の導電部材に絶縁用の溝を形成する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
6. 前記金属めっき充填工程により前記開口部に金属めっきが充填された後、前記第１の導電部材または第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、前記第１の導電部材に形成された絶縁用の溝に金属めっきを充填し、前記複数の導電部を電気的に接続する接続工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
7. 前記導電部形成工程により複数の導電部を形成した後に、当該複数の導電部が電気的に接続されないように、前記絶縁用の溝に第２の絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程と、
   前記金属めっき充填工程により前記開口部に金属めっきが充填された後、前記第２の絶縁部材を除去する絶縁部材除去工程と、
   をさらに備え、
   前記金属めっき充填工程では、前記絶縁部材形成工程で前記絶縁用の溝に前記第２の絶縁部材を形成した後に、前記開口部に金属めっきを充填する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
8. 前記絶縁部材形成工程では、前記第２の導電部を完全に覆うように前記第２の絶縁部材を形成する、ことを特徴とする請求項７に記載の基板の製造方法。
9. 前記導電部形成工程では、前記絶縁用の溝を、その幅が前記第１の導電部材の厚さの２〜２０倍となるように形成する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
10. 前記第１の絶縁部材の開口部は、前記第１の導電部材の開口よりも小さく、かつ、該第１の導電部材の開口から所定の距離を有するように形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
11. 前記金属めっき充填工程により前記開口部に金属めっきを充填する前に、前記開口部及び当該開口部によって露出された第２の導電部材の表面を清浄化する清浄化工程を、さらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法により製造された基板を積層する、ことを特徴とする電子部品の製造方法。
13. 開口を有する第１の導電部材と第２の導電部材とに挟まれた第１の絶縁部材に、前記第１の導電部材の開口から前記第２の導電部材側に前記第１の絶縁部材を貫通する開口部が形成され、該開口部に導電材料が電気めっき法により充填された基板であって、
    前記第１の導電部材は、絶縁用の溝により電気的に絶縁された複数の導電部から構成され、
    前記導電材料は、前記第２の導電部材を電気めっき時の給電用の電極として、前記開口部の前記第２の導電部材側から電気めっきにより充電された金属めっきである、ことを特徴とする基板。
14. 前記第１の導電部材は、前記第１の導電部材の開口を囲むように溝を形成した第１の導電部と、前記第１の導電部材の開口を含まない第２の導電部と、からなる、ことを特徴とする請求項１３に記載の基板。
15. 前記第２の導電部は、前記第１の導電部を囲むように形成されている、ことを特徴とする請求項１４に記載の基板。
16. 前記第１の導電部は、前記第２の導電部より小さくなるように形成されている、ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の基板。
17. 前記第１の導電部材は、形成される複数の導電部が配線パターンとなるように形成されている、ことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の基板。
18. 請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の基板が積層されている、ことを特徴とする電子部品。

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