JP2018111863A

JP2018111863A - フィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法

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Publication number: JP2018111863A
Application number: JP2017003286A
Authority: JP
Inventors: 琢也岡町; Takuya Okamachi; 直之大村; Naoyuki Omura; 加奈子松田; Kanako Matsuda
Original assignee: Uemera Kogyo Co Ltd; C Uyemura and Co Ltd
Current assignee: Uemera Kogyo Co Ltd; C Uyemura and Co Ltd
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2037-01-12
Also published as: CN108315781A; KR20180083250A; TWI760418B; CN108315781B; TW201825715A; US11560640B2; JP6948053B2; KR102441765B1; US20180195193A1

Abstract

【課題】複数の電解めっきセル間でめっきが中断されてもめっきを十分にフィリングすることが可能なフィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法を提供することを目的とする。
【解決手段】被めっき物のビアホール及び／又はスルーホールにフィリングめっきを形成させるフィリングめっきシステムであって、複数の電解めっきセルと、前記各電解めっきセルの間に設けられた添加剤付着領域とを備え、前記添加剤付着領域で、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を含む溶液を、前記被めっき物に直接付着させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被めっき物のビアホール及び／又はスルーホールにフィリングめっきを形成させるフィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法に関する。

フィリングめっきは、主にレーザービアホールやスルーホールをめっきでフィリングする際に用いられる。ビアホールフィリングめっきによりビア・オン・ビアやパッド・オン・ビアが可能となる。また、スルーホールフィリングにより工程数の削減が可能となる。さらに、熱ストレスなどに起因するビアホール内、スルーホール内のめっき破断による故障が起こり難く、信頼性の向上も期待できる。

フィリングめっきに用いられるめっき浴の添加剤として、主にブライトナー、レベラー、キャリアーの添加剤が添加される。

特許文献１では、ビアホールフィリングめっきする電気銅めっき方法として、水溶性銅塩、硫酸、塩素イオン、ブライトナー、キャリアー及び窒素環化合物のレベラーを含有させビアフィルめっきすることが記載されている。

また、特許文献２では、水溶性銅塩、硫酸、塩化物イオン及び添加剤としてブライトナー、キャリアー及びレベラーを含有し、上記レベラーが、溶液中でカチオン化する４級窒素、３級窒素又はそれら両方を含有する水溶性ポリマーを１種以上含む電気銅めっき浴が記載されている。

特開２００６−０５７１７７号公報特開２００７−１３８２６５号公報

しかしながら、ビアホール径の大小や深さ、スルーホールの径の大小や深さは目的によって様々であり、ビアホールやスルーホールを完全にフィリングさせるため、めっき条件をいくつかの電解めっきのセルに分けて、フィリングめっきを行う場合がある。また、設備の大きさと設置場所の関係、生産性の観点から、複数の電解めっきのセルを設けて、フィリングめっきを行う場合がある。係る場合には、複数の電解めっきセル間では一度めっきが中断され、ビアホールやスルーホールへのめっきのフィリングが不十分となる可能性がある。

そこで、本発明は複数の電解めっきセル間でめっきが中断されてもめっきを十分にフィリングすることが可能なフィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るフィリングめっきシステムは、被めっき物のビアホール及び／又はスルーホールにフィリングめっきを形成させるフィリングめっきシステムであって、複数の電解めっきセルと、前記各電解めっきセルの間に設けられた添加剤付着領域とを備え、前記添加剤付着領域で、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を含む溶液を、前記被めっき物に直接付着させることを特徴とする。

このようにすれば、複数の電解めっきセル間でめっきが中断された場合であっても、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができる。

このとき、本発明の一態様では、前記添加剤は、前記レベラーと、前記ブライトナー又は前記キャリアーとを含むこととしても良い。

このようにすれば、レベラーが含有しているため、さらにフィリング性能の低下を抑制することができる。

このとき、本発明の一態様では、前記添加剤は、前記ブライトナーと、前記キャリアーとを含まないことしても良い。

このようにすれば、さらにフィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができ、またコスト面でも有利となる。

このとき、本発明の一態様では、前記添加剤付着領域で前記添加剤を含む溶液を、非通電状態の前記被めっき物に直接付着させても良い。

このようにすれば、添加剤分子が被めっき物表面に吸着しやすくなるので、フィリング性能の低下を抑制できる。

また、本発明の一態様では、前記添加剤は、前記電解めっきセル中の添加剤と同じ成分としても良い。

このようにすれば、コスト面や作業面、管理面から運用上有利となる。

また、本発明の一態様では、前記添加剤の濃度は、前記電解めっきセル中の添加剤の濃度と同じとしても良い。

このようにすれば、さらにコスト面や作業面、管理面から運用上有利となる。

また、本発明の一態様は、前記電解めっきセルは、前記被めっき物を水平又は垂直に搬送しながらめっきを行う装置としても良い。

このようにすれば、めっき中断される場合がある水平装置や垂直装置に対応可能となる。

また、本発明の他の態様では、被めっき物のビアホール及び／又はスルーホールにフィリングめっきを形成させるフィリングめっき方法であって、複数の電解めっきセルでめっき処理する間に、添加剤付着領域で少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を、前記被めっき物に直接付着させることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、複数の電解めっきセル間でめっきが中断された場合であっても、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムの概略構成を示す図である。図２（Ａ）は、ビアホールにフィリングめっきを形成させた後の断面図であり、図２（Ｂ）は、スルーホールにフィリングめっきを形成させた後の断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係るフィリングめっき方法の概略を示す工程図である。図４は、窪み量を説明するためのビアホールにフィリングめっきを形成させた後の断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

まず、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムの構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムの概略構成を示す図である。

本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステム１００は、複数の電解めっきセル間でめっきが中断されてもめっきを十分にフィリングすることが可能なフィリングめっきシステムである。本実施形態のフィリングめっきシステム１００は、図１に示すように、電解めっきセル２０と、添加剤付着領域３０と、電解めっきセル４０とを備える。また、電解めっきセル２０の前に前処理セル１０と、電解めっきセル４０の後に後処理セル５０を備えても良い。そして被めっき物は、一定の速度で前処理セル１０、電解めっきセル２０、添加剤付着領域３０、電解めっきセル４０、後処理セル５０へと搬送される。

電解めっきセル２０の前の前処理セル１０は、電解めっきの前に必要な前処理を行うためのセルである。例えば、被めっき物１１のビアホールやスルーホール内に導電性を付与させるために、化学銅めっきを行う。またその後、硫酸処理を行っても良い。既に導電性を付与させてある場合は、硫酸などでめっき前処理を行う。

前処理セル１０にて、被めっき物１１は搬送ローラー１２により搬送される。その際、スプレーノズル１３にて上記の必要な処理を行うための薬液を付着させ、処理を行い、被めっき物１１は次の電解めっきセル２０に搬送される。

そして、電解めっきセル２０にて、被めっき物１１のビアホールやスルーホールにフィリングめっきを形成させる。電解めっきセル２０は電解めっきにてめっきを行うので、例えば図１のような被めっき物を水平に搬送しながらめっきを行う装置の場合、セル内には被めっき物１１の頂部方向及び底部方向にアノード２１を水平方向に設置する。

また、電解めっきセル２０には、ビアホールやスルーホールに対しフィリングめっきを形成させるためのめっき液２２が建浴される。フィリングめっき液２２の添加剤として、主にレベラー、ブライトナー、キャリアーが添加され、添加剤の作用によりフィリングめっきを形成する。そして、電解めっきセル２０での処理後、被めっき物１１は添加剤付着領域３０へと搬送される。

添加剤付着領域３０は、上述した電解めっきセル２０と後述する電解めっきセル４０の間に設けられている。そして、添加剤付着領域３０で、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を、添加剤付着ノズル３１等にて被めっき物に直接付着させる。

このようにすれば、複数の電解めっきセル間でめっきが中断された場合であっても、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができる。詳細を後述する。

添加剤付着領域３０での処理後、電解めっきセル４０に被めっき物は搬送される。電解めっきセル４０にて、さらにフィリングめっきを行い、ビアホール内やスルーホール内をめっきでフィリングさせる。

電解めっきセル４０にてフィリングめっきを行った後、後処理セル５０に被めっき物１１は搬送される。後処理セル５０にて、必要な後処理、例えば防錆処理、水洗、乾燥等を行う。

ここで、被めっき物の仕様や設備条件等々から、いくつかの電解めっきセルに分けてフィリングめっきを行う場合がある。係る場合にはセル間では一度めっきが中断され、ビアホールやスルーホールへのめっきのフィリングが不十分となる場合がある。

めっきが中断される例として、ビアホール径の大小や深さ、スルーホールの径の大小や深さといった製品仕様に対応するため、めっき条件をいくつかに分けて電解めっきをする場合がある。例えば、最初の電解めっきセルにて、ビアホール内やスルーホール内のめっきの付きまわりを重視するため、例えば低い銅濃度の条件でめっきし、その後の電解めっきセルにてフィリング性能重視の例えば高い銅濃度の条件でめっきする場合が挙げられる。また、設備の大きさと設置場所の関係、生産性を向上させたい場合がある。その際にめっきが中断する。

さらに、図１のような水平に搬送しながらめっきを行う場合には、被めっき物１１の下面にアノード２１から発生した酸素等のガスが溜まるため、被めっき物の上面に比べめっき性能が低下しやすい。そのため、電解めっきセルを複数のセルに分割して構成し、セルごとに被めっき物の上下面を入れ替える機構を設ける場合があり、その際にめっきが中断する。

また、電解めっきをパルスめっきにより行った場合、被めっき物の外観が悪くなりやすい。そのため、パルスめっきでの電解めっきセルでめっきした後に、直流電流で別の電解めっきセルでめっきする場合がある。その際にめっきが中断する。

さらに、ＲｏｌｌｔｏＲｏｌｌの装置では給電ローラーを設けるために、複数の電解めっきセルに分かれている。そのため、給電ローラーのあるセルとセルの間には、めっき液から被めっき物が出て、めっき反応が中断する箇所が存在する。その際にめっきが中断する。

また、パターンめっきの場合、ドライフィルム残渣の影響があるため、めっき初期は低電流密度対応可能なカバーリングの良いめっき浴でめっきし、その後は生産性を向上させるために高電流密度対応のめっき浴でめっきする場合がある。その際にめっきが中断する。

そこで、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムでは、複数の電解めっきセル間に添加剤付着領域を備え、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を、被めっき物に直接付着させることで、めっきが中断された場合であってもフィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性能を維持することができる。

上述したように、上記の添加剤を被めっき物に直接付着させる。例えば、搬送ローラー１２や、給電ローラー等に添加剤を付着させ、被めっき物に転写させるのではなく、被めっき物に直接付着させる。搬送ローラー１２や給電ローラー等に付着させては、十分に被めっき物に付着できたかが不明確であり、搬送ローラー１２や給電ローラーに連続的に付着させると、やがて上記のローラーに添加剤を含んだ液が結晶化し固着して、被めっき物に対してローラーが均一に接触できなくなり、被めっき物への添加剤付着が困難になる。また、給電ローラーに添加剤を付着させては、ローラーが給電状態にあるため、添加剤の分子の状態が変形し、被めっき物表面に対する吸着能力が低下する場合がある。さらに場合によっては、給電ローラーに上記の添加剤を付着させると、添加剤成分が分解する場合があり、十分機能を発揮する状態で、被めっき物表面に添加剤分子を吸着させることが困難になる場合がある。従って、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムでは、被めっき物に直接付着させる。このようにすることで、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性能を維持することができる。

さらに、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムでは、非通電状態の被めっき物に直接付着させることが好ましい。通電状態の被めっき物に直接付着させては、被めっき物が負に帯電しているので、上記の添加剤が被めっき物表面に吸着し難くなり、フィリング性能の低下を十分に抑制できない場合もある。そこで、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムでは、非通電状態の被めっき物に上記添加剤を付着させ、上記の添加剤分子が被めっき物表面に吸着し易くさせて、フィリング性能の低下をさらに抑制させる。特にレベラーの分子は、カチオン性を帯びているので、非通電状態の方が被めっき表面に吸着しやすいので、フィリング性能の低下抑制がより有利となる。

また、図１には２つの電解めっきセルと１つの添加剤付着領域を記載したが、電解めっきセルは、上述した仕様や条件等によって３以上の電解めっきセルと各電解めっきセルの間に２以上の添加剤付着領域を設けても良い。生産性向上の観点から３以上の電解めっきセルと各電解めっきセルの間の２以上の添加剤付着領域を設けた方が有利な場合もある。

さらに、めっきの中断回数は電解めっきセル数に依存し、フィリング性能は中断回数が多くなればなるほど低下する。そこで本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムを用いれば、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性能を維持することができる。よってめっき中断回数が多くなればなるほど、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムの効果はより有利なものとなる。

本実施形態に係るフィリングめっきシステムは、電解めっきセルの間に設けられた添加剤付着領域で少なくともレベラーとブライトナーとキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を直接付着させる。上述したようにめっきが中断した場合でなく、電解めっきセルの前に上記添加剤を付着させ、ビアホールやスルーホールへのフィリングめっきを行っても、フィリング性能の低下を抑制できない。よって電解めっき間に上記添加剤を付着させることが重要である。

添加剤付着領域３０で付着させる添加剤は、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤であり、それらを含む溶液を被めっき物に直接付着させる。

先ずレベラーは、窒素含有有機化合物であれば良い。具体的には、ポリエチレンイミン及びその誘導体、ポリビニルイミダゾール及びその誘導体、ポリビニルアルキルイミダゾール及びその誘導体、ビニルピロリドンとビニルアルキルイミダゾール及びその誘導体とのコポリマー、ヤヌスグリーンＢなどの染料、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・二酸化硫黄共重合体、部分３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル化ジアリルアミン塩酸塩・ジアリルジメチルアンモニウムクロリド共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体、ジアリルアミン塩酸塩・二酸化硫黄共重合体、アリルアミン塩酸塩重合体、アリルアミン（フリー）重合体、アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩共重合体、ジアミンとエポキシの重合物、モルホリンとエピクロロヒドリンの重合物、ジエチレントリアミン、アジピン酸及びε−カプロラクタムからなる重縮合物のエピクロロヒドリン変性物などが挙げられるが、この具体例に挙げた化合物に限定されるものではない。

ブライトナーは、硫黄含有有機化合物であれば良い。具体的には、下に示した硫黄含有化合物などが挙げられるが、この具体例に挙げた化合物に限定されるものではない。
（式中、Ｒ1は水素原子、又は−（Ｓ）ｍ−（ＣＨ_２）ｎ−（Ｏ）ｐ−ＳＯ_３Ｍで示される基、Ｒ２は各々独立して炭素数１〜５のアルキル基、Ｍは水素原子又はアルカリ金属、ｍは０又は１、ｎは１〜８の整数、ｐは０又は１である。）

キャリアーは、ポリエーテル化合物であれば良い。具体的には、ポリエーテル化合物であれば、−Ｏ−を４個以上含有するポリアルキレングリコールを含む化合物が挙げられ、さらに具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びこれらのコポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールアルキルエーテルなどがあげられるが、この具体例に挙げた化合物に限定されるものではない。

また、上記の添加剤はレベラーとブライトナー又はキャリアーとを含むことが好ましい。レベラーを添加することによって、よりフィリング性能の低下を抑制することができる。

さらに、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤は、ブライトナーと、キャリアーとを含まない添加剤とすることがさらに好ましい。つまりレベラー単独又はレベラーとブライトナー及びキャリアー以外の添加剤を含有する添加剤や硫酸、塩酸、界面活性剤を含有させた添加剤を付着させることが好ましい。特に窒素含有有機化合物のレベラー添加剤は、カチオン性を帯びるのでブライトナーやキャリアーと比べ表面への吸着が強く、またブライトナーと、キャリアーとを含まない添加剤とすれば、ブライトナーやキャリアーとの表面への競争吸着をせずに、容易に表面へ吸着できるからである。

また、レベラー、ブライトナー及びキャリアーの他に例えば硫酸や塩酸、酢酸や蟻酸などの有機酸、界面活性剤等も、本発明の一実施形態に係る溶液として含有させ、被めっき物に付着してもよい。

上記の添加剤は、電解めっきセル２０や４０中の添加剤と同じ成分が好ましい。例えば、電解めっきセル２０や４０中のレベラー添加剤にヤヌスグリーンＢが用いられれば、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤もヤヌスグリーンＢを用いる。また、電解めっきセル２０や４０中のブライトナー添加剤にビス−（３−ナトリウムスルホプロピル）ジスルフィドが用いられれば、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤もビス−（３−ナトリウムスルホプロピル）ジスルフィドを用いる。さらに電解めっきセル２０や４０中のキャリアー添加剤にポリエチレングリコールが用いられれば、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤もポリエチレングリコールを用いる。また、上記の添加剤は、複数の電解めっきセルの添加剤と全て同じにしても良いし、いずれか１つ又は複数の電解めっきセルの添加剤と同じにしても良い。このようにすれば、コスト面や作業面、管理面から運用上有利となる。

上記の添加剤の濃度は、電解めっきセル２０や４０中の添加剤の濃度と同じであることが好ましい。例えば、電解めっきセル２０や４０中の添加剤の濃度が２ｍｇ／Ｌであれば、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤濃度も２ｍｇ／Ｌである。また、上記の添加剤の濃度は、複数の電解めっきセルの添加剤の濃度と全て同じにしても良いし、いずれか１つ又は複数の電解めっきセルの添加剤の濃度と同じにしても良い。このようにすれば、さらにコスト面や作業面、管理面から運用上有利となる。

添加剤成分が電解めっきセル２０と４０中で異なっても、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤は電解めっきセル２０又は４０中の一方の添加剤と同じ成分が好ましい。さらに好ましくは、添加剤付着領域３０で付着させる添加剤は、後の電解めっきセル４０中と同じ成分であり、つまり、添加剤付着領域で付着させた後の電解めっきセル中の添加剤と同じ成分である。

また、同様に添加剤の濃度が電解めっきセル２０と４０中で異なっても、添加剤付着領域で付着させる添加剤の濃度は電解めっきセル２０又は４０中の添加剤と同じが好ましい。さらに好ましくは、添加剤付着領域で付着させる添加剤の濃度は、後の電解めっきセル４０中と同じであり、つまり、添加剤付着領域で付着させた後の電解めっきセル中の添加剤濃度と同じである。

図１は被めっき物１１を水平に搬送しながらめっきを行う装置を示したが、被めっき物１１を垂直に搬送しながらめっきを行うこととしてもよい。垂直の装置も水平の装置と同様に、セルを分けてめっきする場合があり、電解めっきセル間で上述した添加剤を付着させる。

付着させる量は、添加する液により被めっき物１１を濡らすことができる程度でよいが、レベラー、ブライトナー、キャリアーの添加剤が被めっき物の表面に十分に吸着する程度の量が好ましい。

また、被めっき物への添加剤付着方法は、被めっき物を水平に搬送する水平装置の場合、図１のように添加剤付着ノズル３１をスプレーとし、被めっき物に直接付着させることが好ましい。このようにすることで、被めっき物に均一に添加剤を付着させることができる。一方、被めっき物を垂直に搬送する垂直装置の場合、添加剤付着をスプレーによって直接付着させても良いし、添加剤成分を含んだ水溶液に浸漬させても良い。このようにすることで、被めっき物に均一に添加剤を付着させることができる。そして、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性能を維持することができる。

以上のようなフィリングめっきシステムとすれば、被めっき物を水平に搬送する水平装置及び被めっき物を垂直に搬送する垂直装置に対応が可能となり、多くの装置に対応することができる。

図２（Ａ）は、ビアホールにフィリングめっきを形成させた後の断面図である。ビアホールにフィリングめっきを形成させた後の断面１５０に示すように、ビアホール１５１にフィリングめっきを行い、ビアホールフィリングめっき１５２を完成させる。

また、図２（Ｂ）は、スルーホールにフィリングめっきを形成させた後の断面図である。スルーホールにフィリングめっきを形成させた後の断面１６０に示すように、スルーホール１６１にフィリングめっきを行い、スルーホールフィリングめっき１６２を完成させる。

以上のように本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステムは、ビアホール１５１又はスルーホール１６２又は、ビアホール１５１及びスルーホール１６２が混在する場合でも、フィリング性能の低下抑制が可能である。

次に図３を用いて、本発明の一実施形態に係るフィリングめっき方法を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るフィリングめっき方法の概略を示す工程図である。図３に示すように、前処理セルＳ１０にて上述した前処理セルで行ったことと同様の前処理を行い、電解めっきセルＳ２０にて電解めっきを行う。

そして、後述する電解めっきセルＳ４０でめっき処理する間に、添加剤付着領域Ｓ３０で、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を前記被めっき物に直接付着させる。その後、後処理セルＳ５０にて、必要な後処理、例えば防錆処理、水洗、乾燥等を行う。

次に、本発明の一実施形態に係るフィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法について、実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

ブランク条件として、電解めっきセルは分割せず、めっきの中断は行わなかった。また、開口径９０μｍ、深さ８０μｍのビアホールを有する基板に化学銅めっき後、１．５Ａ／ｄｍ^２、６０分で電解銅めっきを行った。めっき浴の条件は、硫酸銅５水塩２２０ｇ／Ｌ、硫酸５０ｇ／Ｌ、塩化物イオン４０ｍｇ／Ｌ、ブライトナーとしてビス−（３−ナトリウムスルホプロピル）ジスルフィドを２ｍｇ／Ｌ、キャリアーとしてポリエチレングリコール（平均分子量１００００）を２００ｍｇ／Ｌ、レベラーとしてヤヌスグリーンＢを１ｍｇ／Ｌ、浴温２５℃で２Ｌ／分の噴流撹拌条件でめっき付けした。

（実施例１）
実施例１として、めっきの電解めっきセルを分割しめっき中断回数を１とし、添加剤付着領域での添加剤の処理（以下めっき中断時の処理）は、レベラーとしてヤヌスグリーンＢ水溶液を付着させた。また電解銅めっき、めっき浴の条件、噴流撹拌条件はブランクと同様とした。また、めっき１回の中断時間は２分とした。さらに、めっき前の処理には、レベラー、ブライトナー、キャリアーの添加剤は付着させなかった。

（実施例２）
実施例２として、めっき中断回数を１０とし、めっき中断時の処理は、ブライトナーとしてビス−（３−ナトリウムスルホプロピル）ジスルフィド水溶液を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（実施例３）
実施例３として、めっき中断回数を実施例２と同様に１０とし、めっき中断時の処理は、キャリアーとしてポリエチレングリコール（平均分子量１００００）水溶液を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（実施例４）
実施例４として、めっき中断回数を実施例２と同様に１０とし、めっき中断時の処理は、レベラーとしてヤヌスグリーンＢ水溶液を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（比較例１）
比較例１として、めっき中断回数を１とし、めっき中断時の処理にイオン交換水を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（比較例２）
比較例２として、めっき中断回数を１０とし、めっき中断時の処理にイオン交換水を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（比較例３）
比較例３として、めっき中断回数を比較例２と同様に１０とし、めっき中断時の処理は空中で放置とした。その他の条件は実施例１と同様とした。

（比較例４）
比較例４として、めっき中断回数を比較例２と同様に１０とし、めっき前の処理には、ブライトナーとしてビス−（３−ナトリウムスルホプロピル）ジスルフィド水溶液を付着させた。また、めっき中断時の処理にイオン交換水を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（比較例５）
比較例５として、めっき中断回数を比較例２と同様に１０とし、めっき前の処理には、キャリアーとしてポリエチレングリコール（平均分子量１００００）水溶液を付着させた。また、めっき中断時の処理にイオン交換水を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

（比較例６）
比較例６として、めっき中断回数を比較例２と同様に１０とし、めっき前の処理には、レベラーとしてヤヌスグリーンＢ水溶液を付着させた。また、めっき中断時の処理にイオン交換水を付着させた。その他の条件は実施例１と同様とした。

ブランク、実施例１〜４及び比較例１〜６で電解銅めっきした後に図４に示すように、ビアホールにフィリングめっきを形成させた後の断面１５０において、ビアホール１５１内にめっきされたビアホールフィリングめっき１５２の窪みｈ１５３をＢＲＵＫＥＲ社製白色干渉式顕微鏡ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ-Ｘで測定した。まためっき皮膜の外観を観察した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、ブランクにおけるめっきの窪み量は３μｍであった。まためっき中断回数が１である実施例１の窪み量も３μｍとなった。一方、めっき中断時にレベラーを付着させていない、比較例１の窪み量は１２μｍとなった。よってめっき中断時にレベラーを付着させると、めっきが中断された場合であっても、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができた。

また、めっき中断回数が１０である実施例２、３及び４の窪み量は、それぞれ５μｍ、６μｍ、３μｍであった。また、めっき皮膜外観は光沢を有した。一方、比較例２及び３の窪み量は、それぞれ５８μｍ、７２μｍと大きな窪みとなった。また、めっき比較例２における皮膜外観は白曇り、比較例３における皮膜外観はザラおよび白曇りであった。よってめっき中断時にレベラーを付着させると、めっきが中断された場合であっても、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができ、めっき皮膜外観も良好であった。また上記の結果から、めっき中断回数が多くなれば、フィリング性能の低下を抑制する効果は大きく、まためっき皮膜外観への影響も大きかった。

また、実施例２、３及び４を比較すると、めっき中断時にレベラーを付着させた実施例４が最も窪み量が小さく、ブランクの窪み量と同じ値となった。よって、めっき中断時にレベラーを付着させることは特に効果的であった。

めっき前の処理にブライトナー、キャリアー、レベラーをそれぞれ付着させ電解銅めっきを行った比較例４、５及び６では、窪み量がそれぞれ６０μｍ、５６μｍ、６３μｍと窪み量は大きかった。よってめっき前の処理に添加剤を付着させ電解銅めっきを行っても効果的ではなかった。従って、めっき中断時にレベラー等の添加剤を付着させた実施例は、フィリング性能の低下を抑制する効果としてより効果的であった。

以上より、本実施形態に係るフィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法を適用することによって、複数の電解めっきセル間でめっきが中断された場合であっても、フィリング性能の低下を抑制し、高いフィリング性を維持することができた。

なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、フィリングめっきシステム及びフィリングめっき方法の構成、動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１０前処理セル１１被めっき物１２搬送ローラー１３スプレーノズル２０電解めっきセル２１アノード２２めっき液３０添加剤付着領域３１添加剤付着ノズル４０電解めっきセル５０後処理セル
１５０ビアにフィリングめっきを形成させた後の断面１５１ビアホール１５２ビアホールフィリングめっきｈ１５３窪み１６０スルーホールにフィリングめっきを形成させた後の断面１６１スルーホール１６２スルーホールフィリングめっき
Ｓ１０前処理Ｓ２０電解めっきＳ３０添加剤付着Ｓ４０電解めっきＳ５０後処理

Claims

被めっき物のビアホール及び／又はスルーホールにフィリングめっきを形成させるフィリングめっきシステムであって、
複数の電解めっきセルと、
前記各電解めっきセルの間に設けられた添加剤付着領域とを備え、
前記添加剤付着領域で、少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を含む溶液を、前記被めっき物に直接付着させることを特徴とするフィリングめっきシステム。
前記添加剤は、前記レベラーと、前記ブライトナー又は前記キャリアーとを含むことを特徴とする請求項１記載のフィリングめっきシステム。
前記添加剤は、前記ブライトナーと、前記キャリアーとを含まないことを特徴とする請求項１記載のフィリングめっきシステム。
前記添加剤付着領域で前記添加剤を含む溶液を、非通電状態の前記被めっき物に直接付着させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィリングめっきシステム。
前記添加剤は、前記電解めっきセル中の添加剤と同じ成分であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィリングめっきシステム。
前記添加剤の濃度は、前記電解めっきセル中の添加剤の濃度と同じであることを特徴とする請求項４に記載のフィリングめっきシステム。
前記電解めっきセルは、前記被めっき物を水平又は垂直に搬送しながらめっきを行う装置であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のフィリングめっきシステム。
被めっき物のビアホール及び／又はスルーホールにフィリングめっきを形成させるフィリングめっき方法であって、
複数の電解めっきセルでめっき処理する間に、添加剤付着領域で少なくとも窒素含有有機化合物を含むレベラーと、硫黄含有有機化合物を含むブライトナーと、ポリエーテル化合物を含むキャリアーから選ばれる１種以上の添加剤を、前記被めっき物に直接付着させることを特徴とするフィリングめっき方法。