JP4992428B2 - めっき方法及びめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、非貫通孔や貫通孔内へのめっきを行う際、均一な孔内へのめっき膜の形成とフィルド性を有するスルーホールめっき、バイアホールめっきを形成することができるめっき方法とめっき装置に関するものである。

特開Ｈ９−１３００５０は、バイアホールを有するビルドアップ多層プリント配線板を開示している。
特開２００２−４７５９４は、樹脂絶縁層と導体回路とを順次積層し、導体回路間をバイアホールで接続する多層プリント配線板を作製するのに用いられるめっき液とプリント配線板の製造方法を開示し、５０〜３００ｇ／ｌの硫酸銅、３０〜２００ｇ／ｌの硫酸、２５〜９０ｍｇ／ｌの塩素イオン、および、少なくともレベリング剤と光沢剤とからなる１〜１０００ｍｇ／ｌの添加剤を含有する電解めっき液に基板を浸漬して電解めっきするとで、バイアホールの上面と導体回路の上面とが略同一になるバイアホール（フィルドビア）が得られるとしている。
特開平９−１３００５０号 特開２００２−４７５９４号

しかしながら、特開２００２−４７５９４号のめっき液とめっき方法によれば、液濃度の管理不足や不純物の蓄積によるめっき液の劣化により、フィルドビアを形成しようとしても図１５（Ｃ）に示すようにバイアホール６０中央に深い凹みが残ることがあった。その割合は、すべでのバイアホールで形成されることもあったが、一部分で形成されることの方が多かった。深い凹みを有するフィルドビアでは、上層にビアを積層するスタックビアや上層の導体回路における所望の形状ではなく、変形したりするため、電気特性を低下したり、回路が断線など損傷するため電気接続性が低下させることがあった。

また、高温高湿条件下やヒートサイクル条件下における信頼性試験を行った場合に、深い凹部が形成されたフィルドビア付近では、絶縁層や導体層（含むスタックビア）の断線やクラック等が、早期に劣化してしまい、基板自体の信頼性を低下させてしまった。
さらに、バイアホール径が１５０μｍ以下で形成された場合や隣り合うバイアホール間の距離が狭ピッチとなった場合には、フィルドビアの深い凹みが形成される傾向が顕著に現れた。

また、絶縁基材に貫通孔であるスルーホールにおいても、めっき膜を形成することにより、表裏電気接続を行っているのである。この際、電解めっきによりめっき膜を形成させている。
この場合でも貫通孔内のめっき液が不均一になったり、めっき膜の成長が止まり、めっき膜の形成がない部分があったりすることがあった。そのために、形成されるめっき膜の形状が所望のものではなく、めっき膜の厚みの不均一により貫通孔内の回路が変形したりするため、電気特性が低下したり、回路が断線等の損傷したりするために、電気接続性を低下させることがあった。

また、高温高湿条件下やヒートサイクル条件下における信頼性試験を行った場合に、貫通孔内に形成されためっき膜における断線やクラックなどが、早期に劣化してしまい、基板自体の信頼性を低下させてしまった。

特に、直径が３００μｍ未満の貫通孔であるスルーホールにめっき膜を形成する場合、もしくは貫通孔内をめっきにより、充填させる場合には、前述のめっき膜の不具合の傾向が顕著に現れた。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、本願はフィルドビア及びスルーホールを形成するにあたり、実質的平坦なフィルドビアを容易に形成できるめっき装置とめっき方法を提案することにある。
ここで言う実質的平坦なフィルドビアとは、ビア上にビアを形成するスタックビア構造にても、ヒートサイクル試験後の電気接続信頼性が（−５５度×５分⇔１２５度×５分を１０００回）問題ないレベル（ヒートサイクル試験前の抵抗値に対する抵抗変化率が±１０％以内）であることを言う。
また、スルーホールなどの貫通孔にもめっき膜の均一性と表層の平坦性に優れるめっき装置とめっき方法を提案する。
なお、これらは、プリント配線板以外にも被めっきに対して、凹部を充填させるためや孔への膜を形成させるためのめっき装置、めっき方法としても用いることが可能である。

本願発明は、被めっき面に、絶縁体を接触あるいは部分的に接触させる被めっき面に対して、絶縁体を移動しながら電解めっきを行うめっき方法及びめっき装置である。
従来は、被めっき物をめっき液に浸漬させているだけであった。そのために、めっき膜形成中の液流バラツキや不規則に発生する気泡などを排除することができない。これにより、めっき膜の均一、特に、バイアホール周辺でのめっき膜の成長を均一にすることができなかった。また、めっき液組成の変化や不純物の蓄積により凹部へのめっき析出の促進が劣化した。そのために深い凹みを有するフィルドビアとなることがあった。その傾向はバイアホール径が小い（１５０μｍ以下）場合やバイアホール間が峡ビッチピッチであった場合には、頻度が高くなる傾向にあった。

また、貫通孔であるスルーホールでのめっき膜の形成においても、めっき膜の成長を均一にすることができなかった。そのために、スルーホール内の膜のバラツキやスルーホールの表層部分での平坦性が低下することがあった。その傾向は、直径が３００μｍ未満の貫通孔であるスルーホールにめっき膜を形成する場合、もしくは貫通孔内をめっきにより充填させる場合には、頻度が高くなる傾向にあった。

本願発明のように絶縁体が、被めっき面への接触あるいは部分的に接触することにより、その接触した部分では、めっき膜の成長が遅くなるもしくはめっき膜の成長を止める。それに反して、絶縁体が接触しない部分では、めっき膜が成長するのである。そのために、バイアホールやスルーホールなどの開口した部分のめっきは成長するが、該バイアホール以外の導体部分である導体回路は、厚くなりすぎないのである。つまり、バイアホールやスルーホール内のめっきは確実に形成されるが、それ以外の導体回路部分では、バイアホールの厚みに比べて、また、従来技術での導体回路部分と比べて相対的に厚みが薄いめっき膜を形成できるのである。それにより、従来よりも高密度化した導体回路を形成することができるのである。

元々、バイアホールもしくはスルーホール周辺では、絶縁体とは接触をすることがないが、該周辺部におけるめっき膜が形成されると、他の導体部分と均一の高さになる。その均一の高さになった時点で、絶縁体と接触することとなるために、めっき膜の成長が抑制されるもしくはめっき膜の成長を止めることになる。その結果、バイアホール（もしくはスルーホール）と導体回路と均一の高さとなる。

また、絶縁体を被めっき面に接触させることや絶縁体を移動させることによりめっき液の液流を一定方向にすることができる。特に、バイアホール回りの液流を一定方向にして供給量を安定させることができる。そのため、バイアホール周辺でのめっき膜形成のバラツキをなくすことが可能となる。そのために、バイアホールを形成する場合であれば、バイアホールの凹みが形成され難いし、スルーホールを形成する場合であれば、表層であるスルーホールの肩部分における変形が少ないのである。

本願のめっき方法によれば、絶縁体の種類、絶縁体の移動条件、めっき液の組成、めっき条件によっては、形成途中のバイアホールもしくはスルーホールへめっき液が送られる。それにより、強制的にバイアホールもしくはスルーホールへのめっき液が供給されて被めっき面に対してめっき液の接触が増えるために、めっき膜の成長を阻害しないのである。
言い換えると、絶縁体などによりバイアホールもしくはスルーホール周辺において、不定期な液流が形成されないのである。そのために形成されためっき膜の内部結晶構造が整列される。従来に比べると、めっき膜内部での内部抵抗を低減することができるのである。そのために、電気接続性が向上されるし、高温高湿下やヒートサイクル条件下の信頼性試験を行っても、従来と比べ、長期に渡り信頼性が確保されやすくなるのである。これはスルーホールにおいても同様の傾向がみられた。

これらの絶縁体は、被めっき面に沿って、移動させることが望まし。この場合は、被めっき面に対して、基板の縦、横方向へ絶縁体を移動させてもよいし、縦、横でない方向（例えば、斜め方向など）へ絶縁体を移動させてもよい。逆に被めっき面を移動させることにより、絶縁体を相対的に移動させてもよい。
これ以外にも絶縁体の移動速度、絶縁体の大きさ、被めっき面に対する絶縁体の接触割合などを調整することで、所望の結果を得ることができる。

絶縁体の移動速度は、１．０〜８，０ｍ／ｍｉｎであることが望ましい。１．０ ｍ／ｍｉｎ未満では、液流を変えることができないので、絶縁体を用いないのと同様の結果になることがある。８．０ｍ／ｍｉｎを越えると、絶縁体の移動速度が早くなるために、液流を変えることができないことがある。そのために、移動して得られる結果よりも劣ってしまう。移動速度５．０〜７．０ｍ／ｍｉｎの間が最も望ましく、その範囲であれば、局所的にも液流を変えられないことがない。プリント配線板を製造する際、製品となる領域（製品エリア）の外周に製品とならない領域が存在している。ここでの移動速度は製品エリアでの絶縁体の移動速度である。

図１３に示すように絶縁体２０の幅方向（Ｘ２）の大きさは、被めっき体である基板３０の幅方向（Ｘ１）の長さを１とすると、１：０．９〜１：１．５であることが望ましい。０．９未満では、両端部分に絶縁体の効果が及ばないために、絶縁体を用いないのと同様の結果になることがある。１．５を越えると、基板へのめっき液の供給を阻害されるために、ビアホールおよびスルーホールでのめっき膜のバラツキを誘発してしまうことがある。その比率１．０〜１．２であることが最も望ましいのである。めっき膜のバラツキが起こしにくいからである。ここで、絶縁体２０の移動方向（Ｙ２）の大きさは、被めっき体である基板３０の高さ方向（Ｙ１）の長さを１とすると、１：０．２以上であることが望ましい。移動方向（Ｙ２）であるため、絶縁体２０の大きさはめっきの品質に大きな影響を与えないが、０．２未満では、基板側へ掛かる荷重が大きくなり過ぎめっき品質を下げるからである。

絶縁体の接触割合は、１：０．２５〜１：１であることが望ましい。接触割合が０．２５未満では、両端部分に絶縁体の効果が及ばないために、絶縁体を用いないのと同様の結果になることがある。接触割合１：０．５〜１：１であることが最も望ましい。めっき膜のバラツキが起こしにくいからである。接触割合とは、図１４（Ａ）に示すように、表面に凹凸のある多孔質樹脂（スポンジ）が絶縁体として用いられる際に、圧力を掛けて凸部が押された状態において、凸部の接触面積と、全面積（凸部接触面積＋凹部の非接触面積）との割合を言う。同様に、図１４（Ｂ）に示すように樹脂ブラシが絶縁体として用いられる際に、毛先が押し当てられた状態において、毛先の接触面積と、全面積（毛先接触面積＋毛と毛との間のすき間面積）との割合を言う。更に、図１４（Ｃ）に示すように表面に凹凸の有る、又は表面が粗化されたセラミック、ゴムが絶縁体として用いられる際に、圧力を掛けて凸部が押された状態において、凸部の接触面積と、全面積（凸部接触面積＋凹部の非接触面積）との割合を言う。

絶縁体の接触圧力は、図１４（Ａ）に示すように多孔質樹脂（スポンジ）が絶縁体として用いられる場合、或いは、図１４（Ｂ）に示すようにブラシが絶縁体として用いられる場合には、被めっき面に対して、１．０〜１５．０ｍｍ押し込む（スポンジの凸部がへこむ、ブラシの毛先が撓む）ことが望ましい。１．０ｍｍ未満では、絶縁体を用いないのと同様の結果になることがある。１５．０ｍｍを越える押し込み量では、めっき液の供給が阻害されるために、そのため、ビアホールおよびスルーホールでのめっき膜のバラツキを誘発してしまうことがある。２〜８ｍの押し込み量が最も望ましい。めっき膜のバラツキが起こしにくいからである。他方、セラミックが絶縁体として用いられる際には、３０ｇ／cm^２程度の圧力を加えるように押し込むことが望ましい。

被めっき面に絶縁体を接触あるいは部分的に接触させながら、被めっき面に対して、絶縁体を移動させながら、電解めっきを行うことが望ましい。これにより、バイアホールおよびスルーホールに形成されるめっき膜が所望の形状となりやすく、表層部分における平坦性が優れる。形成されるめっき膜の配向が確実に整列されるために、めっき膜自体にも欠損等が生じにくい。そのために電気特性や電気接続性が低下することがないのである。さらに、信頼性試験を行っても、早期には信頼性が低下することが見られない。

この場合における絶縁体とは、長繊維、多孔質、繊維状のいずれかで選ばれるものを用いることが望ましい。

被めっき面の全面に金属を形成することをができる。全面に金属の膜を形成した後、エッチング等により所望の回路パターン（導体回路）を形成できる。

電解めっきによりバイアホールもしくはスルーホールを形成することができる。この際に、レジストを用いることで、レジスト非形成部に所望の回路パターンを形成できる。

絶縁体を構成する長繊維として樹脂ブラシを用いることができる。この場合、毛先を被めっき面に当接させる。樹脂ブラシとしては、耐めっき薬液性のあるＰＰ、ＰＶＣ（塩化ビニール）、＋ＰＴＦＥ（四弗化エチレン）等を用いることができる。また、樹脂、ゴムを用いてもよい。

また、絶縁体を構成する多孔質としてＳｉＣ等の多孔質セラミック、スポンジ、ＰＥ（ポリエチレン）等の多孔質樹脂を用いることができる。多孔質樹脂として、例えば、ポリイミド膜に張力を加えて内部に微少孔を形成したものを用いることも可能である。

更に、絶縁体を構成する繊維状として塩化ビニール織布、不織布等の樹脂繊維を用いることも可能である。

絶縁体を被めっき面に対して摺動させることも好適である。これにより、バイアホール等のめっき形成部により均等にめっき液を循環させることができ、実質的に平坦なフィルドビアを形成することが可能となる。

[実施例１−１−１]
まず、図９を参照して本発明の実施例１−１−１に係るめっき装置の構成について説明する。
めっき装置１０は、めっき液１４を満たしためっき槽１２と、めっき液１４を循環させるための循環装置１６と、プリント配線板３０の表面側のめっき面に当接する多孔質樹脂（スポンジ）から成る絶縁体２０Ａと、裏面側のめっき面に当接するスポンジから成る絶縁体２０Ｂと、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを昇降桿２２を介してプリント配線板３０に沿って上下動させる昇降装置２４とから成る。

図１１を参照して、該めっき装置１０によるフィルドビア及び導体回路の形成について説明する。層間絶縁層５０の上に金属層５２を形成し、この金属層５２上にめっきレジスト５４を形成（図１１（Ａ）参照）した後、図９に示すめっき装置１０により電解めっきにより電解めっき膜５６の厚付けを行っている状態を示している（図１１（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

実施例１−１−１では、電解めっき膜５６が徐々に厚くなると、絶縁体２０が、被めっき面への接触あるいは部分的に接触することにより、その接触した部分では、電解めっき膜５６の成長が遅くなるもしくはめっき膜の成長を止める。それに反して、絶縁体２０が接触しない部分では、電解めっき膜５６が成長し、絶縁体に接触した時点でめっきの析出が停止または抑制されるので、図１１（Ｃ）に示すように表面が実質的に平坦なフィルドビア６０を容易に製造することができる。

また、バイアホールの開口した部分のめっきは成長するが、該バイアホール以外の導体部分である導体回路５８は、厚くなりすぎないのである。つまり、バイアホール内のめっきは確実に形成されるが、それ以外の導体回路５８部分では、バイアホールの厚みに比べて、また、絶縁体２０を使用しない従来技術のめっき方法及びめっき装置による導体回路厚みと比べて相対的に厚みが薄いめっき膜を形成することができる。それにより、従来よりも高密度化した導体回路を形成することができる。特に、導体回路を一面に形成し、エッチングにより導体回路を形成する際には、ファインピッチに導体回路を形成でき、高密度化のために有利である。

更に、多孔質樹脂（スポンジ）から成る絶縁体２０は、めっき液の液流、特に、バイアホール回りの液流を一定方向にすることができるのである。そのために、バイアホール周辺でのめっき膜形成のバラツキをなくすことができるのである。そのために、バイアホールを形成する場合であれば、バイアホールの凹みが形成され難いのである。

図１１（Ｄ）は、電解めっき膜５６形成後に、レジスト５４を剥離して金属膜５２をエッチングにより除去し、下層の導体回路３４とバイアホール６０により接続された導体回路５８を形成した状態を示し、図１１（Ｅ）は、図１１（Ｄ）中の円Ｄで示す電解めっき膜５６の部位を拡大したスケッチである。

図１１（Ｅ）中に示すように、実施例１−１−１のめっき装置では、銅の結晶構造は整列している。これは、多孔質樹脂（スポンジ）から成る絶縁体２０により、バイアホール回りの液流を一定方向にすることができるためと考えられる。

図１５（Ｂ）は、絶縁体２０を用いないで形成した従来技術のフィルドビア６０（図１５（Ａ））の円Ｆで示す電解めっき膜５６の部位を拡大したスケッチである。従来技術では、図１１（Ｅ）に示す実施例１−１−１の場合と異なり、銅の結晶構造が綺麗に整列していない。

引き続き、実施例１−１−１のめっき装置を用いる多層プリント配線板の製造について、図１〜図６を参照して説明する。
図６は、多層プリント配線板の構成を示す断面図である。多層プリント配線板では、コア基板３０の表面及び裏面に導体回路３４が形成されている。更に、該導体回路３４の上にバイアホール６０及び導体回路５８の形成された層間樹脂絶縁層５０と、バイアホール１６０及び導体回路１５８の形成された層間樹脂絶縁層１５０とが配設されている。該バイアホール１６０及び導体回路１５８の上層にはソルダーレジスト層７０が形成されており、該ソルダーレジスト層７０の開口部７１を介して、バイアホール１６０及び導体回路１５８にバンプ７６Ｕ、７６Ｄが形成されている。

以下、図６に示す多層プリント配線板の製造工程について説明する。
Ａ．層間樹脂絶縁層の樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９、油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５、大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０、大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。

Ｂ．樹脂充填材の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ₂ 球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４４〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填材を調製した。
なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。

Ｃ．多層プリント配線板の製造
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板３０の両面に１８μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とした（図１（Ａ））。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板３０の両面に下層導体回路３４とスルーホール３６を形成した（図１（Ｂ））。

（２）スルーホール３６および下層導体回路３４を形成した基板３０を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ₂ （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ₃ ＰＯ₄ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ₄ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、そのスルーホール３６を含む下層導体回路３４の全表面に粗化面３６α、３４αを形成した（図１（Ｃ））。

（３）上記Ｂに記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール３６内、および、基板の片面の下層導体３４回路非形成部と下層導体回路の外縁部とに樹脂充填材４０の層を形成した（図１（Ｄ））。
即ち、スルーホールおよび下層導体回路非形成部に相当する部分が開口した版を有する樹脂充填用マスクを基板上に載置し、スキージを用いてスルーホール内、凹部となっている下層導体回路非形成部、および、下層導体回路の外縁部に樹脂充填材４０を充填し、１００℃／２０分の条件で乾燥させた。

（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、下層導体回路３４の外縁部やスルーホール３６のランドの外縁部に樹脂充填材が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くため、下層導体回路の全表面（スルーホールのランド表面を含む）にバフ研磨を行った（図２（Ａ））。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１５０℃で１時間の加熱処理を行って樹脂充填材４０を硬化した。

このようにして、スルーホール３６や下層導体回路３４非形成部に形成された樹脂充填材４０の表層部および下層導体回路３４の表面を平坦化し、樹脂充填材と下層導体回路の側面とが粗化面を介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面と樹脂充填材４０とが粗化面を介して強固に密着した基板を得た。即ち、この工程により、樹脂充填材４０の表面と下層導体回路３４の表面とが略同一平面となる。

（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路３４の表面とスルーホール３６のランド表面と内壁とをエッチングすることにより、下層導体回路３４の全表面に粗化面３６βを形成した（図２（Ｂ））。
エッチング液としては、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部からなるエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用した。

（６）基板３０の両面に、Ａで作製した基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に載置し、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成した（図２（Ｃ））。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６７Ｐａ、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させた。

（７）次に、層間樹脂絶縁層５０に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ₂ ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１〜３ショットの条件で層間樹脂絶縁層に、直径８０μｍのバイアホール用開口５０ａを形成した（図２（Ｄ））。

（８）バイアホール用開口５０ａを形成した基板３０を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層５０の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口５０ａの内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面を粗面５０αとした（図２（Ｅ））。

（９）次に、上記処理を終えた基板３０を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面３０に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層５０の表面およびバイアホール用開口５０ａの内壁面に触媒核を付着させた（図示せず）。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂ ）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ₂ ）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。

（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に、触媒を付与した基板を浸漬して、粗面全体に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜５２を形成し、バイアホール用開口５０ａの内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に無電解銅めっき膜５２が形成された基板３０を得た（図３（Ａ））。
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ₄ ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル １００ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３４℃の液温度で４０分

（１１）無電解銅めっき膜５２が形成された基板３０に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ² で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ２０μｍのめっきレジスト５４を設けた（図３（Ｂ））。

（１２）ついで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、図９を参照して上述しためっき装置１０を用いて、以下の条件で電解めっきを施し電解めっき膜５６を形成した（図３（Ｃ））。
〔電解めっき液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
レベリング剤 ５０ ｍｇ／ｌ
光沢剤 ５０ ｍｇ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ²
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃

このとき、図９を参照して上述したように絶縁体２０Ａ、２０Ｂとして、多孔質樹脂を用いて、被めっき面を上下に稼動させながら、めっきレジスト５４非形成部に、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜５６を形成した。このとき、絶縁体の移動速度７m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ（Ｘ２／Ｘ１：図１３参照）１．０、絶縁体の接触割合はプリント配線板に対して０．５０、絶縁体の圧力は押し込み量で８mmである。

（１３）さらに、めっきレジスト５４を５％ＫＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、独立の上層導体回路５８（フィルドビア６０を含む）とした（図３（Ｄ））。

（１４）ついで、上記（５）と同様の処理を行い、上層導体回路５８、フィルドビア６０の表面に粗化面５８α、６０αを形成した（図４（Ａ））。

（１５）上記（６）〜（１４）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間絶縁層１５０、導体回路１５８、フィルドビア１６０を形成し、多層配線板を得た（図４（Ｂ））。

（１６）次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量：４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５．０重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（日本化薬社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部、を加えることにより、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物を得た。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｍｉｎ^-1の場合はローターＮｏ．４、６ｍｉｎ^-1の場合はローターＮｏ．３によった。

（１７）次に、多層配線基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物７０を２０μｍの厚さで塗布し（図４（Ｃ））、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成した（図５（Ａ））。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、開口を有し、その厚さが２０μｍのソルダーレジストパターン層７０を形成した。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。

（１８）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０^-3ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成した（図５（Ｂ））。

（１９）この後、基板のＩＣチップを載置する面のソルダーレジスト層７０の開口７１に、スズ−鉛を含有するはんだペーストを印刷し、さらに他方の面のソルダーレジスト層７０の開口にスズ−アンチモンを含有するはんだペースト７１を印刷した後、２００℃でリフローすることによりはんだバンプ（はんだ体）７６Ｕ、７６Ｄを形成し、はんだバンプ７６Ｕ、７６Ｄを有する多層プリント配線板を製造した（図６）。

引き続き、実施例１−１−１の別例の実施例１−１−２に係る製造工程について、図７を参照して説明する。
図３を参照して上述した工程では、無電解めっき膜５２の上にめっきレジスト５４を設け、めっきレジスト非形成部に電解めっき膜５６を形成した。これに対して、図７の工程では、無電解めっき膜５２の全面に電解めっき膜５６を形成する。

（１０）バイアホール用開口５０ａの内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に無電解銅めっき膜５２が形成された基板３０を得た（図７（Ａ））。

（１１）ついで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、図９を参照して上述しためっき装置１０を用いて、以下の条件で電解めっきを施し電解めっき膜５６を形成した（図７（Ｂ））。
〔電解めっき液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
レベリング剤 ５０ ｍｇ／ｌ
光沢剤 ５０ ｍｇ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ²
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃

このとき、図９を参照して上述したように絶縁体２０Ａ、２０Ｂとして、多孔質樹脂を用いて、被めっき面を上下に稼動させながら、無電解めっき膜５２上の全面に、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜５６を形成した。このとき、絶縁体の移動速度７m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．１、絶縁体の接触割合はプリント配線板に対して０．５０、絶縁体の圧力は押し込み量で８mmである。

（１２）電解銅めっき膜５６が形成された基板３０にエッチングレジスト５４を設けた（図７（Ｃ））。

（１３）さらに、エッチングレジスト５４非形成部の電解めっき膜５６及び無電解めっき膜５２をエッチングで除去した後、エッチングレジスト５４を溶解除去し、独立の上層導体回路５８（フィルドビア６０を含む）とした（図７（Ｄ））。

引き続き、実施例１−１−１の更に別例として実施例１−１−３に係る製造工程について、図８を参照して説明する。
図３を参照して上述した例では、めっき装置１０を用いてフィルドビア６０を製造した。これに対して、別例では、スルーホールを形成する。

（１）先ず、導体回路３４の形成されたコア基板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを積層して成る積層基板１３０にスルーホール用通孔１３６ａを穿設する（図８（Ａ））。

（２）次に、積層基板１３０全体及びスルーホール用通孔１３６ａ内に無電解めっき膜５２を形成する。

（３）図９を参照して上述した実施例１−１−１のめっき装置１０により、積層基板１３０の表面に電解めっき膜５６を形成すると共に、スルーホール用通孔１３６ａ内を電解めっき膜５６で充填する。このとき、絶縁体の移動速度８m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．２、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合１．０、絶縁体の圧力は押し込み量で８mmであった。

（４）エッチングレジストを形成した後、エッチングレジスト非形成部の電解めっき膜５６及び無電解めっき膜５２をエッチングで除去した後、エッチングレジストを溶解除去し、独立の導体回路１３４（スルーホール１３６を含む）とした（図８（Ｄ））。

[実施例１−２−１]
図１０は、実施例１−２−１に係るめっき装置１０を示している。図９を参照して上述した実施例１−１−１では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂが、プリント配線板３０の一部にのみ接する構造となっていた。これに対して、実施例１−２−１では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂが、プリント配線板３０の全面に接しながら、上下に摺動する構成となっている。このとき、絶縁体の移動速度６m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．２、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合１．０、絶縁体の圧力は押し込み量で８mmであった。

[実施例２−１−１]
図９を参照して上述した実施例１−１−１のめっき装置では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを多孔性樹脂で構成した。これに対して、実施例２−１−１では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを多孔性セラミック（ＳｉＣ）で構成し、このとき、絶縁体の移動速度５m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ０．９、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合０．５、絶縁体の圧力は押し込み圧４０g/cm^２で電解めっき膜を形成した。

[実施例２−２−１]
実施例２−２−１では、実施例２−１−１において、めっき装置が、絶縁体の移動速度７m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．２０、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合１．０、絶縁体の圧力は押し込み圧４０g/cm^２で電解めっき膜を形成した。

[実施例３−１−１]
図９を参照して上述した実施例１−１−１のめっき装置では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを多孔性樹脂で構成した。これに対して、実施例３−１−１では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂをプリント配線板側に毛の先端が当接するＰＶＣ（塩化ビニール）製のブラシで構成し、このとき、絶縁体の移動速度６m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ０．９、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合０．７５、絶縁体の圧力は押し込み量で２mmで電解めっき膜を形成した。

[実施例３−２−１]
実施例３−２−１では、実施例３−１−１において、めっき装置が、絶縁体の移動速度６m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．０、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合０．７５、絶縁体の圧力は押し込み量で２mmで電解めっき膜を形成した。

[実施例４−１−１]
図９を参照して上述した実施例１−１−１のめっき装置では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを多孔性樹脂で構成した。これに対して、実施例４−１−１では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを塩化ビニール織布で構成し、このとき、絶縁体の移動速度７m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．０、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合１．０、絶縁体の圧力は押し込み量で８mmで電解めっき膜を形成した。

[実施例４−２−２]
実施例４−２−１では、実施例４−１−１において、めっき装置が、絶縁体の移動速度７m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．２、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合１．０、絶縁体の圧力は押し込み量で８mmで電解めっき膜を形成した。

[実施例５−１−１]
図９を参照して上述した実施例１−１−１のめっき装置では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを多孔性樹脂で構成した。これに対して、実施例５−１−１では、絶縁体２０Ａ、２０Ｂをゴムで作成した板状体で構成し、このとき、絶縁体の移動速度５m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ０．９０、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合０．５、絶縁体の圧力は押し込み量１．０mmで電解めっき膜を形成した。

[実施例５−２−１]
実施例５−２−１では、実施例５−１−１において、めっき装置が、絶縁体の移動速度７m/min、絶縁体のプリント配線板に対する大きさ１．１、プリント配線板に対する絶縁体の接触割合１．０５、絶縁体の圧力は押し込み量１．０mmで電解めっき膜を形成した。
[比較例]
実施例１−１−１の電解銅めっき工程において、絶縁体２０Ａ、２０Ｂを用いないでめっきした。それ以外は実施例１−１−１と同様である。

＜評価試験＞
実施例１−１−１〜実施例５−２−１、及び、従来技術のめっき装置を用いてフィルドビアを形成して評価を行った結果（比較例）について図１２中に示す。
ここで、評価として(1) 穴埋めの状態（ここで、フィルドビアの表面に深い凹部（導体回路５８の表面からフィルドビアの凹部の下端までの深さ（図１５（Ｃ）参照）が１０μｍ以上のフィルドビア）が無い物を○、有る物を×とした）、(2)物性値（図１１（Ｅ）を参照して上述したように銅結晶が綺麗に整列している物を○、図１５（Ｂ）を参照して上述したように綺麗に整列していない物を×とした） (3) 抵抗値（ビア上にビアを形成したスタックビアを含む特定回路の抵抗値を測定し、許容値以内の物を○、許容値を超える物を×とた）(4)ヒートサイクル試験（条件：−５５℃×５分⇔１２５℃×５分、回数：１０００回、規格：（３）の特定回路の試験後の抵抗率変化が±１０％以内の物を○、それ以外を×とした。＊抵抗変化率＝（試験後の特定回路の抵抗値―試験前の特定回路の抵抗値）／試験前の特定回路の抵抗値×１００）。

評価試験の結果からも、本願発明のめっき装置及びめっき方法によれば、実質的平坦なフィルドビアを構成できることが分かった。
また、本願発明のめっき装置及びめっき方法によれば、スタックビア構造（ビアの直上にビアを形成した構造）を含む回路の抵抗値を許容値に収め、ヒートサイクルに対しても高い信頼性を有することが明らかになった。これは、めっき液やめっき条件が多少変化したとしても、絶縁体があるため、絶縁体と接触するまで、めっき膜が成長するので、実質的平坦なフィルドビアになると推察している。ここで言う実質的平坦なフィルドビアとは、スタックビア構造を含む回路の抵抗値がヒートサイクル試験１０００サイクル後でも、その抵抗変化率（（ヒートサイクル試験後の抵抗値―初期値）／初期値＊１００）が±１０％以内に収まる程度のフィルドビアである。実施例の結果から、マージンを考えると、実質的平坦なフィルドビアは、凹部の深さ（図１５（Ｃ））が例えば７μｍ以下のバイアホールを言う。

なお、この評価試験と共に、実施例と比較例のプリント配線板の導体回路の厚みを測定した。実施例１−１−１〜実施例５−１−１では、導体回路５８の厚みを（図１１（Ｃ）中にｈ１で示す）をレジストの厚みはより薄くすることができた。

上述した実施例では、本実施例のめっき装置をバイアホール、スルーホールの製造に用いる例を挙げたが、本実施例のめっき装置は、プリント配線板の種々の部位の製造に好適に適用することができる。

本発明の実施例１−１−１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−１の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−１に係る多層プリント配線板の断面図である。 実施例１−１−２に係る多層プリント配線板の製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−３に別例に係るプリント配線板の製造方法を示す工程図である。 実施例１−１−１に係るめっき装置の構成を示す模式図である。 実施例１−２−１に係るめっき装置の構成を示す模式図である。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）、図１１（Ｄ）は、第１実施例のめっき装置によるバイアホール製造の説明図であり、図１１（Ｅ）は、図１１（Ｄ）中の円Ｄで示す部位を拡大したスケッチである。 実施例と比較例との試験結果を示す図表である。 基板と絶縁体との大きさを説明する説明図である。 図１４（Ａ）は多孔質樹脂からなる絶縁体の接触割合の説明図であり、図１４（Ｂ）はブラシからなる絶縁体の接触割合の説明図であり、図１４（Ｃ）はセラミックからなる絶縁体の接触割合の説明図である。 図１５（Ａ）、図１５（Ｃ）は、従来技術のめっき装置によるバイアホール製造の説明図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）中の円Ｆで示す部位を拡大したスケッチである。

Claims (11)

1. 非貫通孔もしくは貫通孔が施された基板の被めっき面に絶縁体を接触あるいは部分的に接触させ、被めっき面に対して絶縁体を移動させながら電解めっきを行い被めっき面の表面に金属を形成するめっき方法であって：
   前記絶縁体の移動速度が１．０〜８．０ｍ／ｍｉｎであり；
   絶縁体の移動方向の大きさは、被めっき面の移動方向の長さを１とすると０．２以上であり；
   前記絶縁体の基板への接触割合は、絶縁体の接触面積と絶縁体の全面積との割合で０．２５：１〜１：１であることを特徴とするめっき方法。
2. 前記被めっき面は、平板状のプリント配線板のめっき面であることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。
3. 前記絶縁体は平板状である請求項２に記載のめっき方法。
4. 前記電解めっきによりバイアホールもしくはスルーホールにめっき膜を形成することを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。
5. 前記絶縁体として、長繊維、多孔質、繊維状の樹脂、ゴムのいずれかで選ばれるものを用いる請求項１に記載のめっき方法。
6. 前記多孔質として多孔質セラミック又は多孔質樹脂を用いる請求項５に記載のめっき方法。
7. 前記長繊維として樹脂ブラシを用いる請求項５に記載のめっき方法。
8. 前記繊維状として樹脂繊維を用いる請求項５に記載のめっき方法。
9. 前記絶縁体を前記被めっき面に対して摺動させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１のめっき方法。
10. 以下のＡ〜Ｃを含むことを特徴とするめっき方法：
    A; 基板の被めっき面に絶縁体の少なくとも一部を接触させ；
    B; 被めっき面と前記絶縁体を相対的に移動させることであって、
    前記絶縁体の移動速度が１．０〜８．０ｍ／ｍｉｎであり；
    絶縁体の移動方向の大きさは、被めっき面の移動方向の長さを１とすると０．２以上であり；
    前記絶縁体の基板への接触割合は、絶縁体の接触面積と絶縁体の全面積との割合で０．２５：１〜１：１である；
    C; 被めっき面にめっき膜を形成すること。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか１の方法を用いるめっき装置。

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