JP2764159B2 - メッキ層の被着方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメッキ層の被着方法
に係り、特に、プリント回路基板上にメッキ層を被着す
る場合に好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリント基板の合成樹脂で形
成された表面上に金、銅等の導電物質からなるメッキ層
を形成する場合がある。このメッキ層は、後に所定のパ
ターンでエッチング処理を施すことによって配線回路パ
ターンとなる。この場合に最も問題となるのは、メッキ
層の合成樹脂に対する接着力であり、一般に、合成樹脂
上に形成したメッキ層は密着力が弱く、剥離する危険性
が大きい。この接着力が弱いと、温度の度重なる昇降に
よってメッキ層が剥離し易くなるため、製品の耐久性が
悪化し、冷熱サイクル等の耐久試験に耐えられない製品
が多発するという問題点がある。

【０００３】そこで、特開平５−２３０２７６号公報に
記載されているように、合成樹脂の表面にフィラーを含
有した反応性樹脂を塗布する方法がある。この方法で
は、図４に示すように、フィラー１０Ｂを含む反応性樹
脂１０Ａを塗布した後に、加熱又は光照射により硬化さ
せてメッキ被着用被覆層１０を形成し、その後に、その
表面１０ａを機械的若しくは化学的に研磨することによ
ってフィラー１０Ｂの一部を表面１０ｂに露出させる。
このとき、研磨によって一部のフィラー１０Ｂは層内か
ら離脱して表面穴１１が形成される。次に、露出したフ
ィラー１０Ｂを酸によって溶出し、表面１０ｃに微細な
表面穴１２を多数形成する。

【０００４】この表面穴１１，１２の形成された表面１
０ｃ上に無電解メッキを施すことにより、メッキ層が表
面穴１１，１２内にも形成され、これがアンカーとなっ
てメッキ層の密着力を高めるので、強固な密着力を備え
たメッキ層を被着することができる。なお、フィラーは
通常複雑で不規則な形状をしているが、図中において
は、形状を略して円形として表現している。以下に説明
する他の図面においても同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のメッキ層の
被着方法においては、メッキ層の密着力を上げるために
反応性樹脂中のフィラーの含有量、材質、粒径等の条件
を所定範囲内に調節する必要があり、これらの条件を維
持するために工程管理が複雑になる。また、メッキ層の
密着力を上げるためにはフィラーの量を増加させる必要
があるが、あまりフィラーの量を増加させると、合成樹
脂の混練や塗布作業が困難になるとともにメッキ被着用
被覆層１０自体が脆弱になり、さらに、メッキ層にピン
ホールが発生したり、メッキ層の表面状態が悪化すると
いう問題点がある。

【０００６】さらに、メッキ被着用被覆層の表面１０ｂ
に形成された研磨面の表面状態により、フィラーの溶出
状態が不均一になって密着力のばらつきが発生したり、
メッキ層の平坦性が阻害されたりというメッキ層の品位
上の問題点もあった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点を解決するも
のであり、その課題は、上記のフィラーを含有した反応
性樹脂を下地として用いるメッキ層の被着方法におい
て、含有フィラーの条件に拘わらず、また、研磨面の表
面状態に影響されることなく、常にメッキ層の密着力を
高めることができ、高品位のメッキ層を得ることのでき
る被着方法を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のメッキ層の被着
方法は、反応基を有する樹脂中にフィラーを充填してな
るメッキ被着用組成物で被メッキ物を被覆する組成物被
覆工程と、前記メッキ被着用組成物を重合硬化させてメ
ッキ被着用被覆層を形成する硬化処理工程と、前記メッ
キ被着用被覆層の表面を研磨する研磨工程と、前記メッ
キ被着用被覆層の研磨面を微小粒子で叩く粗面化処理工
程と、前記メッキ被着用被覆層の粗化面から前記フィラ
ーを溶出させる溶出処理工程と、溶出処理後の前記メッ
キ被着用被覆層の表面上にメッキ処理を施すメッキ処理
工程とを有することを特徴とするものである。

【０００９】この場合において、前記粗面化処理工程
は、前記メッキ被着用被覆層の内部に前記微小粒子が埋
設されない強度で、前記微小粒子を叩きつけるように設
定されることが好ましい。

【００１０】また、前記微小粒子の粒径を前記フィラー
よりも大きくすることが好ましい。

【００１１】請求項１によれば、メッキ被着用被覆層に
研磨を施すことによって、メッキ被着用被覆層の硬化し
た表層が除去されるとともにフィラーが一部露出され
る。その後に、微小粒子により研磨面を叩くことによっ
て、研磨面の表面が均一に粗化されて粗面が形成される
ため、機械研磨の痕跡が低減されるとともに表面近傍に
埋設されていたフィラーを新たに露出させる。したがっ
て、フィラーの溶出工程において、メッキ被着用被覆層
の表面に形成される表面穴をより多数形成できるととも
に、その表面状態を均一化することができるので、その
上に形成されるメッキ層の密着性、耐久性を向上させる
と同時に、メッキ層の平滑性、均質性等の品位の向上を
図ることができる。

【００１２】また、メッキ層と下層の導電体とを接続さ
せる場合には、導電体の表面上にメッキ被着用被覆層、
絶縁レジスト等の不要材質が付着していても、粗面化処
理工程においてこれらの付着物を除去することができ
る。さらに、この工程においては、導電体の表面が微小
粒子によって叩かれるために、表面に微細な凹凸が形成
されるので、メッキ層との密着性が向上する。

【００１３】請求項２によれば、微小粒子がメッキ被着
用被覆層に埋設されない強度で微小粒子を叩きつけるの
で、微小粒子がメッキ被着用被覆層に埋設されたり、メ
ッキ被着用被覆層の表面に強く付着したりすることがな
くなるため、メッキ層との間に微小粒子が残存すること
によるメッキ層の密着力の低下、耐久性の低下、平滑性
の低下等のメッキ品位の悪化を防止することができる。

【００１４】請求項３によれば、微小粒子の粒径をフィ
ラーよりも大きくすることにより、フィラーを露出させ
るために微小粒子を深く又は強く打ち込む必要がないこ
とから、微小粒子がメッキ被着用被覆層内に埋設された
り、表面に強く付着したりすることがなく、微小粒子の
残存によるメッキ層の品位の悪化を防止することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明に係
るメッキ層の被着方法を説明する。図１は本実施例のメ
ッキ層の被着方法を示す工程図である。図１（ａ）に示
すように、プリント基板等の基体２０の表面２０ａ上
に、フィラーを含有した合成樹脂をスクリーン印刷等に
より選択的に載せる。特に微細なパターンで選択的に配
置する必要がない場合には、フィラー入り合成樹脂を他
の方法で塗布してもよい。ここで、基体２０と合成樹脂
との密着性に問題のある場合には、１層以上の下地層を
形成する場合もある。

【００１６】このフィラー入り合成樹脂は、好ましくは
基体２０の表面の合成樹脂と同種のものを用い、例え
ば、エポキシ樹脂、ポリエチレン、フェノール樹脂、ウ
レタン樹脂等をベースにして、所定の硬化特性を付与す
る等の理由により、重合開始剤、着色剤、分散剤、溶剤
等を適宜配合したものである。溶剤は合成樹脂の粘度を
調節するために混入するものであり、塗布工程における
塗布厚や塗布方法によって混入量を調整する。

【００１７】この合成樹脂には、炭酸カルシウム、硫酸
バリウム、酸化マグネシウム等の微粒子がフィラーとし
て混入されている。このフィラーの粒径は、０．０５μ
ｍ〜１０μｍ程度であることが好ましく、この中で特
に、５μｍ以下であることが望ましい。また、フィラー
の配合量は、５〜２５重量％程度である。合成樹脂の厚
さは１５〜６０μｍ程度が好ましい。

【００１８】次に、このフィラー入り合成樹脂に硬化処
理を施してメッキ被着用被覆層２１を形成する。この硬
化処理は、合成樹脂が熱硬化性樹脂である場合には加熱
し、合成樹脂が光硬化性樹脂である場合には光を照射し
て行う。例えば、フィラーとして平均粒径３〜５μｍの
炭酸カルシウム又は硫酸バリウムを混入したエポキシ樹
脂ベースの合成樹脂を３０〜４５μｍの厚さに塗布した
ものに対しては、１５０℃、３０分の加熱処理を行うこ
とによって、ほぼ完全に硬化させることができる。

【００１９】この時のメッキ被着用被覆層２１の表面側
は図２（ａ）に示すようになっている。メッキ被着用被
覆層２１を１回の塗布或いは印刷工程で所望の厚さに形
成できない場合には、一旦合成樹脂２１Ａの硬化処理を
した後に、再び合成樹脂を塗布等して硬化させるという
具合に、複数工程を繰り返すことにより任意の厚さに形
成することができる。

【００２０】次に、メッキ被着用被覆層２１の表面２１
ａを、図１（ｂ）に示すようにバフ研磨により研磨し、
メッキ被着用被覆層２１の表面を約０．５〜１．０μｍ
程度取り除き、フィラー２１Ｂの一部が露出した表面２
１ｂを形成する。この表面状態は、図２（ｂ）に示され
ている。バフ研磨では、表面２１ａ近傍の硬化層を除去
するとともに、内部に埋設されたフィラー２２の一部を
表面に露出させる。この研磨工程において表面２１ｂ上
に大きく露出したフィラー２１Ｂは研磨時に除去され、
微細な表面穴３０が形成される。

【００２１】バフ研磨工程は、メッキ被着用被覆層２１
の表面２１ａ近傍に形成されたフィラー２１Ｂをあまり
含まず、しかも内部に較べて比較的硬い表面層を取り除
き、或いは部分的にこの表面層を破ることを目的とする
ものであり、バフその他の研磨部材が表面に軽く接触す
る程度で充分に用をなすものである。この工程は、バ
フ、研磨布等の機械的研磨方法に限らず、腐蝕性溶液等
を用いたエッチング等の化学的研磨方法でもよい。

【００２２】次に、図１（ｃ）に示すように、表面２１
ｂ上にアルミナ等の砥粒を水とともに吹き付け、スクラ
ブ研磨を施す。本発明者らが実際に行っている条件は、
吹き付け圧（水圧）が２ｋｇ／ｃｍ² 、砥粒の平均粒径
が約５５μｍ（メッシュ２２０番）である。このスクラ
ブ研磨は、砥粒を所定強度で叩きつける工程であればよ
く、単なるサンドブラスト（水を必要としない）であっ
てもよい。

【００２３】このスクラブ研磨工程により、メッキ被着
用被覆層２１の表面２１ｂは平均に粗化され、上記のバ
フ研磨工程において形成された縞状の研磨跡はほぼ完全
に消失して、一様な粗面となった表面２１ｃが形成され
る。このとき、図２（ｃ）に示すように、砥粒が叩くこ
とにより表面２１ｃには表面凹部４０が多数形成され、
この表面凹部４０により表面２１ｃにはさらに多数のフ
ィラー２１Ｂが露出するようになる。

【００２４】ここで、スクラブ研磨時の砥粒はフィラー
２１Ｂの粒径よりも大きく、本実施例ではフィラー２１
Ｂの粒径のほぼ１０倍以上である。このように表面２１
ｂを叩く砥粒の粒径を大きくすることにより、砥粒がメ
ッキ被着用被覆層２１内に打ち込まれ、内部に埋設され
る危険性を無くすることができる。砥粒の粒径を大きく
するのは、砥粒がメッキ被着用被覆層内若しくは表面に
残存すると、メッキ層の密着力が低下するとともに、メ
ッキ層の表面の平滑性を阻害するからである。砥粒の粒
径とスクラブ研磨時の水圧は、メッキ被着用被覆層の硬
度によって、砥粒がメッキ被着用被覆層の内部に埋め込
まれたり、表面に残存しないように調整される。

【００２５】次に、図２（ｃ）に示す表面２１ｃが形成
されたメッキ被着用被覆層２１に対して、表面の浄化処
理が行われる。この処理はスクラブ研磨後の表面２１ｃ
上に残存する砥粒や薬剤等を除去するためである。この
浄化処理は、具体的には湯や水による洗浄、ソフトエッ
チング等であるが、ソフトエッチングで用いられる硫
酸、過硫酸ソーダ等により、表面２１ｃに露出したフィ
ラー２１Ｂが溶出され、表面上に多数の表面穴が出現す
る。フィラー２１Ｂの溶出により形成される表面穴の数
は、表面凹部４０により多く露出したフィラー２１Ｂの
存在により、通常の場合に較べて増加する。

【００２６】このように表面に表面穴を多数備えたメッ
キ被着用被覆層２１の上に、図１（ｄ）に示すように、
金、銀、銅、ニッケル、亜鉛等及びこれらの合金からな
る無電解メッキを施し、表面穴に充分メッキ層が充填さ
れ、さらにメッキ被着用被覆層の表面全体がメッキ層で
充分に覆われるまでメッキ層２２を形成する。

【００２７】その後、メッキ層２２の表面に浄化処理を
施した後、同種金属を堆積させる電解メッキを施してメ
ッキ層２３を形成する。この電解メッキはメッキ層２
２，２３の厚さの合計が所望の厚さに形成されるまで実
施される。

【００２８】以上説明したように、本実施例では、機械
研磨後にスクラブ研磨を施すことにより、機械研磨時の
痕跡を消失させて研磨くせをなくし、均一な粗面を形成
できるとともに、表面近傍に存在するフィラーを露出さ
せることができるので、フィラーの溶出後の表面穴の数
を増加せしめることができ、これによって、メッキ層の
被着性を向上させ、密着力を高めると同時に、メッキ層
の平滑性を向上させることができる。

【００２９】図３には、多層回路基板の形成過程におけ
るメッキ層の形成工程を示す。この形成工程は、多層回
路基板をビルドアップ工法により順次積み上げ式に形成
していくものである。基板中に選択的に形成されたブラ
インドバイアホールの縁に相当し、表面に露出した円環
状の導電部５１と、基板表面に所定パターンに形成され
た配線部５２とをそれぞれ上方に予定される配線回路に
接続する場合には、上述のようなメッキ層の被着方法を
用いる。ここで、導電部、配線部もメッキ層によって形
成された銅パターンである。

【００３０】図３（ａ）は、上層に接続する必要のある
導電部５１及び配線部５２を回避した状態に絶縁レジス
ト６１，６２の２層を積層した状態を示している。この
絶縁レジスト６１，６２の上から、図３（ｂ）に示すよ
うに、スクリーン印刷、硬化処理によって上述と同様の
メッキ被着用被覆層６３を形成する。このメッキ被着用
被覆層６３は、導電部５１及び配線部５２の周縁部分に
接触するように、しかも導電部５１及び配線部５２の露
出部を充分に残すように被着される。

【００３１】上記メッキ被着用被覆層６３には、上記の
機械研磨、スクラブ研磨が行われ、その表面上に多数の
表面穴（図示せず）が形成される。このとき、スクリー
ン印刷のにじみによって、一部導電部５１及び配線部５
２の表面上の不要部分に形成されたメッキ被着用被覆層
の余剰部分６３ａ，６３ｂが存在すると、図３（ｃ）に
示すように、これらの上に形成されるメッキ層６４と導
電部５１，配線部５２との間にこの余剰部分６３ａ，６
３ｂが介在することとなり、導通性を悪化させるととも
に、これら接続部分におけるメッキ層の密着性を低下さ
せる。

【００３２】しかし、本実施例のスクラブ研磨時におい
ては、メッキ被着用被覆層６３の表面と同時に導電部５
１、配線部５２の表面をも砥粒によって叩くため、これ
らの余剰部分６３ａ，６３ｂを砥粒によって除去するこ
とができる。このようにスクラブ研磨は基本的に基板表
面全体に施されるため、選択的な処置を行うためのマス
ク形成の必要がないとともに、上記のように導電パター
ンの表面をも砥粒により浄化することができる。さら
に、このスクラブ研磨工程は導電パターン自体の表面に
も凹凸を形成するので、下層との接続部分においてもメ
ッキ層の密着性を高めることが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィラーの溶出工程において、メッキ被着用被覆層の表
面に形成される表面穴をより多数形成できるとともに、
その表面状態を均一化することができるので、その上に
形成されるメッキ層の密着性、耐久性を向上させると同
時に、メッキ層の平滑性、均質性等の品位の向上を図る
ことができる。

【００３４】また、メッキ層と下層の導電体とを接続さ
せる場合には、導電体の表面上にメッキ被着用被覆層、
絶縁レジスト等の不要材質が付着していても、粗面化処
理工程においてこれらの付着物を除去することができ
る。さらに、この工程においては、導電体の表面が微小
粒子によって叩かれるために、表面に微細な凹凸が形成
されるので、導電体とメッキ層との密着性をも向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメッキ層の被着方法の実施例を説
明するための工程図（ａ）〜（ｄ）である。

【図２】同実施例におけるメッキ被着用被覆層の表面状
態を工程を追って説明するための概略説明図（ａ）〜
（ｃ）である。

【図３】同実施例を導電部、配線部の存在する基板表面
に適用した場合の状態を示す概略説明図（ａ）〜（ｃ）
である。

【図４】従来のメッキ層の被着方法を説明するためにメ
ッキ被着用被覆層の表面状態を示す概略説明図（ａ）〜
（ｃ）である。

【符号の説明】

２０ 基体 ２１ メッキ被着用被覆層 ２１Ａ 合成樹脂 ２１Ｂ フィラー ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 表面 ２２ 無電解メッキ層 ２３ 電解メッキ層 ３０ 表面穴 ４０ 表面凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 佳子 長野県岡谷市神明町４丁目１番25号 株 式会社ダイワ工業内 (72)発明者 北村 充彦 長野県岡谷市神明町４丁目１番25号 株 式会社ダイワ工業内 (56)参考文献 特開 昭64−47095（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−267840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 3/10 - 3/26,3/38 C23C 18/00 - 18/54

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応基を有する樹脂中にフィラーを充填
   してなるメッキ被着用組成物で被メッキ物を被覆する組
   成物被覆工程と、 前記メッキ被着用組成物を重合硬化させてメッキ被着用
   被覆層を形成する硬化処理工程と、 前記メッキ被着用被覆層の表面を研磨する研磨工程と、 前記メッキ被着用被覆層の研磨面を微小粒子で叩く粗面
   化処理工程と、 前記メッキ被着用被覆層の粗化面から前記フィラーを溶
   出させる溶出処理工程と、 溶出処理後の前記メッキ被着用被覆層の表面上にメッキ
   処理を施すメッキ処理工程とを有することを特徴とする
   メッキ層の被着方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記粗面化処理工程
   を、前記メッキ被着用被覆層の内部に前記微小粒子が埋
   設されない強度で、前記微小粒子を叩きつけるように設
   定することを特徴とするメッキ層の被着方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記微小粒子の粒径
   を、前記フィラーよりも大きくすることを特徴とするメ
   ッキ層の被着方法。