JP7171059B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、被めっき層上にめっき部を形成する電子部品の製造方法、及び電子部品に関する。
例えばプリント配線板の場合、例えばガラス製の基板に積層し、表面の全面に金属膜を形成した後、フォトリソグラフィの技術により、金属膜をパターン化して金属配線を設けている。特許文献１には、高分子樹脂を含む基材の表裏両面又は片面に電気的導電性を有する金属配線をフォトリソグラフィによって形成することが開示されている。
上述のフォトリソグラフィはレジスト塗布、露光、現像、エッチング等の工程を要し、工程数が多く、煩雑である。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、難めっき材料からなる被めっき層に対しても、特殊な薬液又はフォトリソグラフィの技術を用いることなく、容易に、密着性が良好であるめっきを行うことができる電子部品の製造方法、及び銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度が０．１Ｎ／ｍｍ以上である電子部品を提供することを目的とする。
本発明に係る電子部品の製造方法は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、マスクを用いて配線パターンを形成し、該配線パターンの表面にめっき部を形成することを特徴とする。
ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光のパルス幅は非常に短く、熱拡散する前に融点を超える温度に被めっき層が加熱され、蒸発が起こるので、熱影響の少ない加工ができ、表面に微細で鋭い多角錐状の凹凸が形成される。アンカー効果により、めっき部の被めっき層への密着性が良好である。即ち、被めっき層が、めっき部との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（実施形態の概要）
実施形態の電子部品の製造方法は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、粗化した該表面上にめっき部を形成する。
上記のように、ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光により、表面を粗化した上でめっきを行う。ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光は、パルス幅がピコ秒オーダー又はフェムト秒オーダーであり、非常に短く、熱拡散する前に融点を超える温度に被めっき層が加熱され、蒸発が起こる。レーザ光が照射された部分はアブレーションが生じて除去される。熱影響の少ない加工ができ、被めっき層の表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成される。従って、アンカー効果により、めっき部の被めっき層への密着性が良好である。被めっき層が、めっき部との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
（実施形態の概要）
実施形態の電子部品の製造方法は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、粗化した該表面上にめっき部を形成する。
上記のように、ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光により、表面を粗化した上でめっきを行う。ピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光は、パルス幅がピコ秒オーダー又はフェムト秒オーダーであり、非常に短く、熱拡散する前に融点を超える温度に被めっき層が加熱され、蒸発が起こる。レーザ光が照射された部分はアブレーションが生じて除去される。熱影響の少ない加工ができ、被めっき層の表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成される。従って、アンカー効果により、めっき部の被めっき層への密着性が良好である。被めっき層が、めっき部との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
実施形態の電子部品の製造方法は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して該表面を粗化し、マスクを用いて配線パターンを形成し、該配線パターンの表面にめっき部を形成する。
上記構成によれば、熱影響の少ない加工ができ、被めっき層の表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成される。アンカー効果により、めっき部の被めっき層への密着性が良好である。被めっき層が、めっき部との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
そして、非配線パターン部分がマスクにより保護された状態で、配線パターンが形成される。配線のパターニングの精度が良好である。工程数が多く、煩雑であるフォトリソグラフィの手法を用いて配線を設ける場合と比較して、少ない工程数で、容易に配線を設けることができる。
上記構成によれば、熱影響の少ない加工ができ、被めっき層の表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成される。アンカー効果により、めっき部の被めっき層への密着性が良好である。被めっき層が、めっき部との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、良好な密着性が得られる。
そして、非配線パターン部分がマスクにより保護された状態で、配線パターンが形成される。配線のパターニングの精度が良好である。工程数が多く、煩雑であるフォトリソグラフィの手法を用いて配線を設ける場合と比較して、少ない工程数で、容易に配線を設けることができる。
上述の電子部品の製造方法において、前記表面を粗化する前に、該表面にマスクを設け、前記ピコ秒レーザ光又は前記フェムト秒レーザ光を照射して、前記表面を粗化しつつ前記マスクを除去して前記配線パターンを形成してもよい。
上記構成によれば、表面を粗化するときにマスクを除去することができ、非配線パターン部分がマスクにより保護された状態で、配線パターンが容易に形成される。
上記構成によれば、表面を粗化するときにマスクを除去することができ、非配線パターン部分がマスクにより保護された状態で、配線パターンが容易に形成される。
上述の電子部品の製造方法において、粗化した前記表面、及び残存するマスクの表面に触媒を付与して活性化し、前記マスクを剥離し、前記配線パターンの表面に、無電解銅めっき液を用いて銅めっき部を形成してもよい。
上記構成によれば、粗化部分のみに触媒を残存させて銅めっきを行うので、一度に所望の厚みの銅めっき部を形成することができる。
上記構成によれば、粗化部分のみに触媒を残存させて銅めっきを行うので、一度に所望の厚みの銅めっき部を形成することができる。
上述の電子部品の製造方法において、粗化した表面を含む前記被めっき層の表面に無電解銅めっきを行って第１銅めっき部を形成し、該第１銅めっき部の表面にマスクを設け、該マスクを開口して前記配線パターンを形成し、開口した部分に電解銅めっきを行って第２銅めっき部を形成し、前記マスクを剥離し、露出した前記第１銅めっき部をエッチングにより除去してもよい。
上記構成によれば、被めっき層の全面に第１銅めっき部を形成しているので、給電パターンを設けることなく、電解銅めっきを行って、第２銅めっき部を形成することができる。
電解銅めっきによりめっき部の厚みを厚くすることができ、被めっき層の表面からめっき部を平面視で長方形状又は台形状に突出させることができる。無電解Ｃｕめっきは、自己触媒めっきであるのが好ましい。
上記構成によれば、被めっき層の全面に第１銅めっき部を形成しているので、給電パターンを設けることなく、電解銅めっきを行って、第２銅めっき部を形成することができる。
電解銅めっきによりめっき部の厚みを厚くすることができ、被めっき層の表面からめっき部を平面視で長方形状又は台形状に突出させることができる。無電解Ｃｕめっきは、自己触媒めっきであるのが好ましい。
上述の電子部品の製造方法において、前記ピコ秒レーザ光、又は前記フェムト秒レーザ光を被めっき層の表面に照射して前記マスクを開口してもよい。
上記構成によれば、表面粗化に用いるピコ秒レーザ光、又は前記フェムト秒レーザ光を用いて、効率良く、マスクを開口することができる。
上記構成によれば、表面粗化に用いるピコ秒レーザ光、又は前記フェムト秒レーザ光を用いて、効率良く、マスクを開口することができる。
上述の電子部品の製造方法において、前記マスクはアルカリ可溶タイプのアクリルポリマーを含んでもよい、
銅めっきの場合、酸性又は中性の溶液を用いる複数の工程を有するが、上記構成によれば、これらの工程でマスクが反応により減じることがなく、アルカリ溶液を用いるマスクの除去工程においてのみ、マスクが除去される。
銅めっきの場合、酸性又は中性の溶液を用いる複数の工程を有するが、上記構成によれば、これらの工程でマスクが反応により減じることがなく、アルカリ溶液を用いるマスクの除去工程においてのみ、マスクが除去される。
上述の電子部品の製造方法において、前記フェムト秒レーザ光はフェムト秒グリーンレーザを用いて照射することにしてもよい。
フェムト秒グリーンレーザは、第二高調波であるため、比較的高出力を取り出すことができ、被めっき層が合成樹脂製等であっても、被めっき層への吸収が良好である。
フェムト秒グリーンレーザが出射する光の波長は５００ｎｍ～５３０ｎｍであるのが好ましい。パルス幅は、１フェムト秒～１０００フェムト秒であるのが好ましい。
また、ピコ秒レーザを用いる場合、ピコ秒レーザが出射する光の波長は５００ｎｍ～５３０ｎｍであるのが好ましい。パルス幅は、１ピコ秒～１０ピコ秒であるのが好ましい。
フェムト秒グリーンレーザは、第二高調波であるため、比較的高出力を取り出すことができ、被めっき層が合成樹脂製等であっても、被めっき層への吸収が良好である。
フェムト秒グリーンレーザが出射する光の波長は５００ｎｍ～５３０ｎｍであるのが好ましい。パルス幅は、１フェムト秒～１０００フェムト秒であるのが好ましい。
また、ピコ秒レーザを用いる場合、ピコ秒レーザが出射する光の波長は５００ｎｍ～５３０ｎｍであるのが好ましい。パルス幅は、１ピコ秒～１０ピコ秒であるのが好ましい。
上述の電子部品の製造方法において、前記被めっき層は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含んでもよい。
本実施の形態の電子部品の製造方法によれば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂等の難めっき性材料の被めっき層にも密着性良好にめっき部を設けることができる。
本実施の形態の電子部品の製造方法によれば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂等の難めっき性材料の被めっき層にも密着性良好にめっき部を設けることができる。
なお、難めっき材料の被めっき層に対して密着性良好にめっき部を設けることができるので、被めっき層として、従来の基板材料である紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、セラミック基板等に対しても密着性良好にめっき部を設けることができる。
上述の電子部品の製造方法において、前記めっき層は銅めっき部であり、前記被めっき層から前記めっき部を引き剥がす銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度は、０．１Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましい。
上記構成によれば、電子部品のめっき部の被めっき層への密着性が良好である。
ピール強度は、アクリル樹脂の場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上、０．３Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。ＰＥＴの場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。スライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上、０．８Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。
上記構成によれば、電子部品のめっき部の被めっき層への密着性が良好である。
ピール強度は、アクリル樹脂の場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上、０．３Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。ＰＥＴの場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。スライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上、０．８Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。
上述の電子部品の製造方法において、前記被めっき層の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上になるように、前記被めっき層の表面を粗化してもよい。
上記構成によれば、めっき部の被めっき層に対する密着性が良好である。算術平均粗さＲａは、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上の順により好ましい。
上記構成によれば、めっき部の被めっき層に対する密着性が良好である。算術平均粗さＲａは、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上の順により好ましい。
本実施の形態の電子部品は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含む被めっき層の表面に銅めっき部が設けられている電子部品において、前記被めっき層の表面は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光により粗化されており、前記被めっき層から前記銅めっき部を引き剥がす銅箔引き剥がし試験を行った場合のピール強度は、０．１Ｎ／ｍｍ以上である。
上記構成によれば、電子部品の銅めっき部の被めっき層への密着性が良好である。
ピール強度は、アクリル樹脂の場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上、０．３Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。ＰＥＴの場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。スライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上、０．８Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。
上記構成によれば、電子部品の銅めっき部の被めっき層への密着性が良好である。
ピール強度は、アクリル樹脂の場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上、０．３Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。ＰＥＴの場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。スライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上、０．８Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。
本実施の形態の電子部品は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含む被めっき層の表面に銅めっき部が設けられている電子部品において、前記被めっき層の表面は、パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光により粗化されており、前記被めっき層の算術平均粗さＲａは０．２μｍ以上である。
上記構成によれば、銅めっき部の被めっき層に対する密着性が良好である。算術平均粗さＲａは、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上の順により好ましい。
上記構成によれば、銅めっき部の被めっき層に対する密着性が良好である。算術平均粗さＲａは、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上の順により好ましい。
以下、図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電子部品１の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１は、表面に複数の凹部２０が設けられた基層２を有する。各凹部２０の表面には、Ｃｕからなる配線部５が設けられている。配線部５は、凹部２０の底面及び側面に設けられた第１Ｃｕめっき部３と、第１Ｃｕめっき部３の表面に、凹部２０を充填するように設けられた第２Ｃｕめっき部４とを有する。第１Ｃｕめっき部３と第２Ｃｕめっき部４とは一体化されている。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電子部品１の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１は、表面に複数の凹部２０が設けられた基層２を有する。各凹部２０の表面には、Ｃｕからなる配線部５が設けられている。配線部５は、凹部２０の底面及び側面に設けられた第１Ｃｕめっき部３と、第１Ｃｕめっき部３の表面に、凹部２０を充填するように設けられた第２Ｃｕめっき部４とを有する。第１Ｃｕめっき部３と第２Ｃｕめっき部４とは一体化されている。
以下、電子部品１の製造方法について説明する。
図２はめっき処理を示すフローチャート、図３Ａ～Ｅは電子部品の製造を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図３Ａ）。
まず、基層２の表面を粗化する（Ｓ１、図３Ｂ）。フェムト秒レーザ光又はピコ秒レーザ光を照射し、基層２の表面の、配線パターンに対応する部分を除去して角溝状の凹部２０を形成し、かつ凹部２０の底面及び側面を粗化する。
図２はめっき処理を示すフローチャート、図３Ａ～Ｅは電子部品の製造を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図３Ａ）。
まず、基層２の表面を粗化する（Ｓ１、図３Ｂ）。フェムト秒レーザ光又はピコ秒レーザ光を照射し、基層２の表面の、配線パターンに対応する部分を除去して角溝状の凹部２０を形成し、かつ凹部２０の底面及び側面を粗化する。
次に、基層２の表面に無電解Ｃｕめっきを行い、めっき膜３０を形成する（Ｓ２、図３Ｃ）。無電解Ｃｕめっき液としては、強アルカリ領域でホルマリンを還元剤とする還元析出型の無電解Ｃｕめっき液を用いることができる。キレート剤としては、ＥＤＴＡ又はロッシェル塩を用いることができる。めっきの前に、無電解Ｃｕめっき液中の還元剤が基層２上で電子を放出するように触媒となるＰｄを付与する。無電解Ｃｕめっき液中のＣｕイオンが、還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元され、基層２の表面に析出し、めっき膜３０が形成される。
表面研磨を行い、非粗化部分に形成されためっき膜３０を除去する（Ｓ３、図３Ｄ）。凹部２０の底面及び側面には、第１Ｃｕめっき部３が残存する。
電解Ｃｕめっきを行い、第１Ｃｕめっき部３上に第２Ｃｕめっき部４を形成する（Ｓ４、図３Ｅ）。電解Ｃｕめっき液組成及びめっき条件の一例を下記に示す。
＜電解Ｃｕめっき液組成＞
硫酸銅・五水和物：１００ｇ／Ｌ
硫酸：１９０ｇ／Ｌ
塩素：５０ｍｇ／Ｌ
光沢剤：適量
＜電解Ｃｕめっき条件＞
液温：室温
電流密度：２Ａ／ｄｍ2
＜電解Ｃｕめっき液組成＞
硫酸銅・五水和物：１００ｇ／Ｌ
硫酸：１９０ｇ／Ｌ
塩素：５０ｍｇ／Ｌ
光沢剤：適量
＜電解Ｃｕめっき条件＞
液温：室温
電流密度：２Ａ／ｄｍ2
以上より、配線部５が形成される。配線部５は、基層２の表面から側面視で長方形状又は台形状に突出するように設けてもよい。電解Ｃｕめっきは場合により、省略することができる。
最後に、例えば８０～２００℃で、３０分間～１時間ベーキングを行う（Ｓ５）。なお、基層２がＰＥＴからなる場合、ベーキングを省略することができる。
最後に、例えば８０～２００℃で、３０分間～１時間ベーキングを行う（Ｓ５）。なお、基層２がＰＥＴからなる場合、ベーキングを省略することができる。
図４Ａ～Ｃは、本実施の形態のめっき部分を説明するための模式的断面図である。基層２にフェムト秒レーザ光を照射することにより（図４Ａ）、基層２に凹部２０が形成される（図４Ｂ）。凹部２０は、表面に微細な多角錐状の凹凸２０ａを有する。
凹部２０上に第１Ｃｕめっき部３が形成される（図４Ｃ）。アンカー効果により、密着性が顕著に向上する。
凹部２０上に第１Ｃｕめっき部３が形成される（図４Ｃ）。アンカー効果により、密着性が顕著に向上する。
図５Ａ～Ｃは、従来のめっき部分を示す模式的断面図である。基層２（図５Ａ）に、特殊の薬液等を用いてＣｕめっき層３３を設ける（図５Ｂ）。
図５Ａ～Ｃに示すように、基層２－Ｃｕめっき層３３間の化学結合に乏しく、また、基層２の表面に凹凸がないので密着性が悪く、Ｃｕめっき層３３は容易に剥離する。
図５Ａ～Ｃに示すように、基層２－Ｃｕめっき層３３間の化学結合に乏しく、また、基層２の表面に凹凸がないので密着性が悪く、Ｃｕめっき層３３は容易に剥離する。
本実施形態によれば、難めっき材料からなる基層２に対して、特殊な薬液又はフォトリソグラフィの技術を用いることなく、容易に、密着性が良好であるめっきを行うことができる。
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る電子部品１１の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１１は、表面に複数の凹部２１が設けられた基層２を有する。各凹部２１の表面には、Ｃｕからなる配線部１２が設けられている。
図６は、実施の形態２に係る電子部品１１の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１１は、表面に複数の凹部２１が設けられた基層２を有する。各凹部２１の表面には、Ｃｕからなる配線部１２が設けられている。
以下、電子部品１１の製造方法について説明する。
図７はめっき処理を示すフローチャート、図８Ａ～Ｆは電子部品１１の製造方法を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図８Ａ）。
まず、基層２の表面にマスク１３を塗布する（Ｓ１１、図８Ｂ）。）マスクとしては、アルカリ可溶タイプのアクリルポリマーを含むのが好ましい。
図７はめっき処理を示すフローチャート、図８Ａ～Ｆは電子部品１１の製造方法を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図８Ａ）。
まず、基層２の表面にマスク１３を塗布する（Ｓ１１、図８Ｂ）。）マスクとしては、アルカリ可溶タイプのアクリルポリマーを含むのが好ましい。
基層２の表面を粗化する（Ｓ１２、図８Ｃ）。フェムト秒レーザ光又はピコ秒レーザ光を照射し、基層２の表面の、配線パターンに対応する部分を除去して角溝状の凹部２１を形成し、かつ凹部２１の底面及び側面を粗化する。このとき、配線部１２を形成する部分に対応するマスク１３の部分が除去され、孔１３ａが形成される。配線のパターニングは、マスク１３の表面に形成されたマークに基づいて行ってもよく、基層２上に形成された十字マーク等に基づいて行ってもよい。
基層２に対し酸性脱脂剤を用い、例えば４５℃、５分の条件で脱脂を行う（Ｓ１３）。
塩酸系水溶液を用いてプリディップ処理を行う（Ｓ１４）。保持時間は、例えば２分である。
塩酸系水溶液を用いてプリディップ処理を行う（Ｓ１４）。保持時間は、例えば２分である。
次に、Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４を凹部２１の表面、及びマスク１３の残存している部分の表面に付与する（Ｓ１５、図８Ｄ）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４はコロイド状の粒子であり、Ｐｄ－Ｓｎの核部の表面にＳｎ－rich層、及びＳｎ2+層が順に形成されている。
活性化を行う（Ｓ１６）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４を付与した基層２を塩酸系の溶液に浸漬することでＳｎの層が除去され、内部のＰｄ触媒が露出する。Ｐｄ触媒が露出するので、Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４が存在する部分において、後述する無電解Ｃｕめっき液による反応が生じる。
活性化を行う（Ｓ１６）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４を付与した基層２を塩酸系の溶液に浸漬することでＳｎの層が除去され、内部のＰｄ触媒が露出する。Ｐｄ触媒が露出するので、Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４が存在する部分において、後述する無電解Ｃｕめっき液による反応が生じる。
アルカリ溶液を用いて、マスク１３を剥離する（Ｓ１７、図８Ｅ）。基層２のマスク１３が剥離された部分にはＳｎ－Ｐｄ触媒１４が存在しない。
そして、基層２の表面に無電解Ｃｕめっきを行い、配線部１２が形成される（Ｓ１８、図８Ｆ）。無電解Ｃｕめっき液としては、上述の強アルカリ領域でホルマリンを還元剤とする還元析出型の無電解Ｃｕめっき液を用いることができる。キレート剤としては、ＥＤＴＡ又はロッシェル塩を用いることができる。無電解Ｃｕめっき液中の還元剤が基層２上で電子を放出するように触媒として機能するＰｄが付与されている。従って、無電解Ｃｕめっき液中のＣｕイオンが、還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元され、基層２の表面に析出し、配線部１２が形成される。
そして、基層２の表面に無電解Ｃｕめっきを行い、配線部１２が形成される（Ｓ１８、図８Ｆ）。無電解Ｃｕめっき液としては、上述の強アルカリ領域でホルマリンを還元剤とする還元析出型の無電解Ｃｕめっき液を用いることができる。キレート剤としては、ＥＤＴＡ又はロッシェル塩を用いることができる。無電解Ｃｕめっき液中の還元剤が基層２上で電子を放出するように触媒として機能するＰｄが付与されている。従って、無電解Ｃｕめっき液中のＣｕイオンが、還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元され、基層２の表面に析出し、配線部１２が形成される。
本実施形態によれば、難めっき材料からなる基層２に対して、特殊な薬液又はフォトリソグラフィの技術を用いることなく、容易に、密着性が良好であるめっきを行うことができる。
実施の形態１においては、粗化部分及び非粗化部分に同一厚みのめっき膜３０を形成した後、表面研磨を行って非粗化部分のめっき膜３０を除去し、凹部２０の底面及び側面に第１Ｃｕめっき部３を残存させ、第１Ｃｕめっき部３上に第２Ｃｕめっき部４を形成し、配線部５の厚みを制御していた。
本実施の形態においては、マスク１３を用い、配線部１２に対応する基層２の粗化部分のみにＳｎ－Ｐｄ触媒１４を残存させてめっきを行うので、配線部１２のパターニングの精度が良好であり、表面研磨が不要である。配線パターンに対応する部分以外の部分がマスク１３により保護された状態で、配線パターンが容易に形成される。粗化部分のみに無電解Ｃｕめっきを行うので、所望の厚みの配線部（Ｃｕめっき部）１２を形成することができ、実施の形態１のように２段階でＣｕめっきを行う必要がない。
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３に係る電子部品１５の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１５は、表面に複数の凹部２２が設けられた基層２を有する。各凹部２２の表面には、Ｃｕからなる配線部１６が設けられている。配線部１６は、凹部２２の底面及び側面に設けられた第１Ｃｕめっき部１７と、第１Ｃｕめっき部１７の表面に、凹部２２を充填するように設けられた第２Ｃｕめっき部１８とを有する。第２Ｃｕめっき部１８は基層２の表面から側面視で長方形状又は台形状に突出している。第１Ｃｕめっき部１７と第２Ｃｕめっき部１８とは一体化されている。
図９は、実施の形態３に係る電子部品１５の配線部分を示す模式的断面図である。
電子部品１５は、表面に複数の凹部２２が設けられた基層２を有する。各凹部２２の表面には、Ｃｕからなる配線部１６が設けられている。配線部１６は、凹部２２の底面及び側面に設けられた第１Ｃｕめっき部１７と、第１Ｃｕめっき部１７の表面に、凹部２２を充填するように設けられた第２Ｃｕめっき部１８とを有する。第２Ｃｕめっき部１８は基層２の表面から側面視で長方形状又は台形状に突出している。第１Ｃｕめっき部１７と第２Ｃｕめっき部１８とは一体化されている。
以下、電子部品１５の製造方法について説明する。
図１０はめっき処理を示すフローチャート、図１１Ａ～Ｈは電子部品１５の製造方法を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図１１Ａ）。
図１０はめっき処理を示すフローチャート、図１１Ａ～Ｈは電子部品１５の製造方法を説明するための模式的断面図である。
基層２は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス等のガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、又はポリイミド樹脂等の材料からなる（図１１Ａ）。
基層２の表面を粗化する（Ｓ２１、図１１Ｂ）。フェムト秒レーザ光又はピコ秒レーザ光を照射し、基層２の表面の、配線パターンに対応する部分を除去して角溝状の凹部２２を形成し、かつ凹部２２の底面及び側面を粗化する。
基層２に対し酸性脱脂剤を用い、例えば４５℃、５分の条件で脱脂を行う（Ｓ２２）。
塩酸系水溶液を用いてプリディップ処理を行う（Ｓ２３）。保持時間は、例えば２分である。
Ｓｎ－Ｐｄ触媒を基層２の表面に付与する（Ｓ２４）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒はコロイド状の粒子であり、Ｐｄ－Ｓｎの核部の表面にＳｎ－rich層、及びＳｎ2+層が順に形成されている。
活性化を行う（Ｓ２５）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４を付与した基層２を塩酸系の溶液に浸漬することでＳｎの層が除去され、内部のＰｄ触媒が露出する。
塩酸系水溶液を用いてプリディップ処理を行う（Ｓ２３）。保持時間は、例えば２分である。
Ｓｎ－Ｐｄ触媒を基層２の表面に付与する（Ｓ２４）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒はコロイド状の粒子であり、Ｐｄ－Ｓｎの核部の表面にＳｎ－rich層、及びＳｎ2+層が順に形成されている。
活性化を行う（Ｓ２５）。Ｓｎ－Ｐｄ触媒１４を付与した基層２を塩酸系の溶液に浸漬することでＳｎの層が除去され、内部のＰｄ触媒が露出する。
基層２の表面に無電解Ｃｕめっきを行い、めっき膜３０を形成する（Ｓ２６、図１１Ｃ）。無電解Ｃｕめっき液としては、上述の強アルカリ領域でホルマリンを還元剤とする還元析出型の無電解Ｃｕめっき液を用いることができる。キレート剤としては、ＥＤＴＡ又はロッシェル塩を用いることができる。無電解Ｃｕめっき液中のＣｕイオンが、還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元され、基層２の表面に析出し、めっき膜３０が形成される。
基層２の表面にマスク１３を塗布する（Ｓ２７、図１１Ｄ）。マスク材としては、アルカリ可溶タイプのアクリルポリマーを含むのが好ましい。マスク材は、顔料、染料、又は色素を含んでもよい。これにより、レーザ加工性が向上する。
表面を乾燥させる（Ｓ２８）。乾燥は、例えば温度２０℃～８０℃で行う。
表面を乾燥させる（Ｓ２８）。乾燥は、例えば温度２０℃～８０℃で行う。
フェムト秒レーザ光又はピコ秒レーザ光を照射し、マスク１３の配線パターンに対応する部分を開口する（Ｓ２９、図１１Ｅ）。マスクの開口は、ＵＶレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2 レーザ、又はエキシマレーザにより行ってもよい。
電解Ｃｕめっきを行い、めっき膜３０の配線部に対応する部分に第２Ｃｕめっき部１８を形成する（Ｓ３０、図１１Ｆ）。電解Ｃｕめっき液組成及びめっき条件は、実施の形態１の電解Ｃｕめっき液組成及びめっき条件と同様である。
基層２の全面にめっき膜３０を形成しているので、給電時に配線パターンが電気的に接続された状態で、電解Ｃｕめっきを行い、表面にマスク１３が存在しない配線部分に第２Ｃｕめっき部１８を形成することができる。第２Ｃｕめっき部１８は、基層２の表面から側面視で長方形状又は台形状に突出するように設ける。
アルカリ溶液を用いて、マスク１３を剥離する（Ｓ３１、図１１Ｇ）。
露出しためっき膜３０をエッチングにより除去する（Ｓ３２、図１１Ｈ）。エッチング液はＣｕを溶かすことができる液を用いる。めっき膜３０の厚みは０．１μｍ～１μｍ程度であり、第２Ｃｕめっき部１８の表面からの突出量は例えば十数μｍであり、オーダーが異なる。エッチングによりめっき膜３０は除去されるが、第２Ｃｕめっき部１８の厚みが減少しないような時間、電子部品１５をエッチング液に浸漬する。
露出しためっき膜３０をエッチングにより除去する（Ｓ３２、図１１Ｈ）。エッチング液はＣｕを溶かすことができる液を用いる。めっき膜３０の厚みは０．１μｍ～１μｍ程度であり、第２Ｃｕめっき部１８の表面からの突出量は例えば十数μｍであり、オーダーが異なる。エッチングによりめっき膜３０は除去されるが、第２Ｃｕめっき部１８の厚みが減少しないような時間、電子部品１５をエッチング液に浸漬する。
表面を乾燥させる（Ｓ３３）。乾燥は、例えば温度２０℃～８０℃で行う。
以上より、第１Ｃｕめっき部１７と第２Ｃｕめっき部１８とを有する配線部１６が形成される。
以上より、第１Ｃｕめっき部１７と第２Ｃｕめっき部１８とを有する配線部１６が形成される。
本実施形態によれば、難めっき材料からなる基層２に対して、特殊な薬液又はフォトリソグラフィの技術を用いることなく、容易に、密着性が良好であるめっきを行うことができる。
実施の形態１においては、図３Ｄに示すように、配線パターンが電気的に接続されていないので、電解Ｃｕめっきを行うために、給電パターンを要する。
本実施形態においては、上述したように全面にめっき膜３０が形成されているので、給電パターンを設けることなく、電解Ｃｕめっきを行って第２Ｃｕめっき部１８を形成することができる。配線パターンを接続するための給電パターンが不要であるので、工程数を減らすことができる。
実施の形態１においては、図３Ｄに示すように、配線パターンが電気的に接続されていないので、電解Ｃｕめっきを行うために、給電パターンを要する。
本実施形態においては、上述したように全面にめっき膜３０が形成されているので、給電パターンを設けることなく、電解Ｃｕめっきを行って第２Ｃｕめっき部１８を形成することができる。配線パターンを接続するための給電パターンが不要であるので、工程数を減らすことができる。
本実施の形態においては、マスク１３を用い、配線部１６に対応する基層２の粗化部分のみにＣｕめっきを行うので、配線部１６のパターニングの精度が良好であり、表面研磨も不要である。配線パターンに対応する部分以外の部分がマスク１３により保護された状態で、配線パターンが容易に形成される。形成する第２Ｃｕめっき部１８の厚みの自由度も高い。
以下、本実施の形態の製造方法により製造した試験基板の評価試験及び断面観察について説明する。
（評価試験及び断面観察）
アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、又は液晶ポリマーからなる基材上に、上述のようにして、フェムト秒グリーンレーザを用いて実施の形態１の製造方法によりＣｕ箔を設け、ピール（銅箔引き剥がし）試験を行ってピール強度を求めた。
アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、スライドガラス、エポキシ樹脂、又は液晶ポリマーからなる基材上に、上述のようにして、フェムト秒グリーンレーザを用いて実施の形態１の製造方法によりＣｕ箔を設け、ピール（銅箔引き剥がし）試験を行ってピール強度を求めた。
ピール試験は、めっきにより銅箔を設けた基材を両面テープにより試験基板に貼り付け、試験基板を長手方向にスライドさせながら、９０°上方向へ銅箔を引き剥がすことにより行った。
試験条件は以下の通りである。
・試験装置 引張圧縮試験機（株式会社島津製作所製「ＥＺ ＴＥＳＴ」）
・引き剥がし速度 ５０ｍｍ／ｍｉｎ
・引き剥がし方向 ９０°
・引き剥がし長さ ３０ｍｍ
・銅箔寸法 幅５ｍｍ×長さ９０ｍｍ
・引き剥がし速度 ５４ｍｍ／ｍｉｎ
その結果を下記の表１及び図１２に示す。図１２の横軸のａはアクリル樹脂、ｂはＰＥＴ、ｃはＰＴＦＥ、ｄはスライドガラス、ｅはエポキシ樹脂、ｆは液晶ポリマーである。図１２の縦軸は、ピール強度（Ｎ／ｍｍ）である。
試験条件は以下の通りである。
・試験装置 引張圧縮試験機（株式会社島津製作所製「ＥＺ ＴＥＳＴ」）
・引き剥がし速度 ５０ｍｍ／ｍｉｎ
・引き剥がし方向 ９０°
・引き剥がし長さ ３０ｍｍ
・銅箔寸法 幅５ｍｍ×長さ９０ｍｍ
・引き剥がし速度 ５４ｍｍ／ｍｉｎ
その結果を下記の表１及び図１２に示す。図１２の横軸のａはアクリル樹脂、ｂはＰＥＴ、ｃはＰＴＦＥ、ｄはスライドガラス、ｅはエポキシ樹脂、ｆは液晶ポリマーである。図１２の縦軸は、ピール強度（Ｎ／ｍｍ）である。
フェムト秒グリーンレーザのレーザ条件１、２、３を下記の表２～表４に示す。表２中、「繰り返し周波数」はパルス／ｓｅｃである。
表１及び図１２より、ＰＥＴで０．２～０．２６Ｎ／ｍｍ、アクリル樹脂で０．１～０．３４Ｎ／ｍｍ、スライドガラスで０．３Ｎ／ｍｍ、ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーで０．７５～０．８８Ｎ／ｍｍの高いピール強度が得られており、密着性が良好であることが分かる。ピール強度は０．１Ｎ／ｍｍ以上であるのが好ましい。アクリル樹脂の場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上、０．３Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。ＰＥＴの場合、０．２Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。スライドガラスの場合、０．３Ｎ／ｍｍ以上であるのがより好ましい。ＰＴＦＥ、エポキシ樹脂、及び液晶ポリマーの場合、０．７Ｎ／ｍｍ以上、０．８Ｎ／ｍｍ以上の順により好ましい。
図１３は、アクリル樹脂の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射したときの加工部を示すＳＥＭ写真であり、図１４は加工部と未加工部との境界を示すＳＥＭ写真である。
図１３及び図１４より、アクリル樹脂の基材の表面が粗化されていることが分かる。
図１３及び図１４より、アクリル樹脂の基材の表面が粗化されていることが分かる。
図１５は、アクリル樹脂製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。図１６は、ＰＥＴ製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。図１７は、ＰＴＦＥ製の基材にフェムト秒グリーンレーザ光を照射し、Ｃｕめっきを設けたときの断面を示すＳＥＭ写真である。
いずれの場合も、基材とＣｕめっき層との間に微細な凹凸があり、アンカー効果により強固に接合されていることが分かる。
いずれの場合も、基材とＣｕめっき層との間に微細な凹凸があり、アンカー効果により強固に接合されていることが分かる。
下記の表５に、各材質の基材にレーザ条件１によりフェムト秒グリーンレーザ光を照射したときの表面粗さとしての算術平均粗さＲａ（μｍ）及び最大高さ粗さＲｚ（μｍ）を求めた結果を示す。
表５より、いずれの材質の基材も、未加工部と比較して、レーザ加工部が著しく表面粗さが大きくなっていることが分かる。
次に、基材としてアクリル樹脂を用い、フェムト秒グリーンレーザ光の照射による表面粗さを変え、実施の形態１の製造方法によりＣｕ箔を設けたときの、表面粗さとＣｕ箔の密着性との関係を調べた。その結果を下記の表６に示す。密着性の評価は、めっきの密着性試験方法のテープ試験（ＪＩＳ Ｈ８５０４ １５．１）に準じて行った。このテープ試験においては、張り付けない部分を３０～５０ｍｍ残して試験用テープ（ＪＩＳ Ｚ １５２２に規定された粘着テープ）をめっき面に張り付け、残した部分のテープを持ち、めっき面に垂直になるように強く引っ張り、テープを瞬間に引きはがす。引きはがしたテープの粘着面にめっきの付着があれば，めっきは密着不良とする。試験箇所を目視によって観察し，めっきのはく離又は膨れが明らかなときは，密着不良とする。
フェムト秒グリーンレーザのレーザ条件４及び５を下記の表７に示す。
表６より、算術平均粗さＲａ（μｍ）が０．２μｍ以上である場合、Ｃｕめっき部の密着性が良好であることが分かる。算術平均粗さＲａ（μｍ）は、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上の順により好ましい。
表６より、最大高さ粗さＲｚ（μｍ）は２μｍ以上である場合、Ｃｕめっき部の密着性が良好であることが分かる。最大高さ粗さＲｚ（μｍ）は、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上の順により好ましい。
表６より、最大高さ粗さＲｚ（μｍ）は２μｍ以上である場合、Ｃｕめっき部の密着性が良好であることが分かる。最大高さ粗さＲｚ（μｍ）は、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上の順により好ましい。
以上より、本実施の形態の電子部品の製造方法により、基層の表面に微細で鋭い多角錐形状の凹凸が形成され、被めっき層が、めっき層との間で化学結合が得られにくい、又は表面に凹凸が得られにくい難めっき材料からなる場合であっても、アンカー効果によりめっき層の被めっき層への密着性が良好であることが確認された。
本実施の形態の製造方法により得られた電子部品のピール強度は、０．１Ｎ／ｍｍ以上である。
本実施の形態の製造方法により得られた電子部品のピール強度は、０．１Ｎ／ｍｍ以上である。
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、請求の範囲と均等の意味及び請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば電子部品はプリント配線板に限定されない。めっきも配線部分に行う場合に限定されない。めっきの種類もＣｕめっきに限定されず、Ｎｉめっき等を行うことができる。
フェムト秒レーザの照射条件も実施の形態において説明した場合に限定されない。
例えば電子部品はプリント配線板に限定されない。めっきも配線部分に行う場合に限定されない。めっきの種類もＣｕめっきに限定されず、Ｎｉめっき等を行うことができる。
フェムト秒レーザの照射条件も実施の形態において説明した場合に限定されない。
１、１１、１５ 電子部品
２ 基層
２０、２１、２２ 凹部
３、１７ 第１Ｃｕめっき部
３０ めっき膜
４、１８ 第２Ｃｕめっき部
５、１２、１６ 配線部
１３ マスク
１４ Ｓｎ－Ｐｄ触媒
２ 基層
２０、２１、２２ 凹部
３、１７ 第１Ｃｕめっき部
３０ めっき膜
４、１８ 第２Ｃｕめっき部
５、１２、１６ 配線部
１３ マスク
１４ Ｓｎ－Ｐｄ触媒
Claims (6)
- 基材に配線が形成された電子部品の製造方法であって、
パルス幅の単位がピコ秒であるピコ秒レーザ光、又はフェムト秒であるフェムト秒レーザ光を前記基材表面に照射して配線パターンを形成する第１の工程と、
Ｓｎ－Ｐｄ触媒を前記基材の表面に付与した後、前記基材の表面に第１の銅めっき層を形成する第２の工程と、
前記第１の銅めっき層上にマスクを形成する第３の工程と、
レーザ光を前記配線パターンに対応する前記マスクの表面に照射し、前記マスクを開口させる第４の工程と、
第２の銅めっき層を、前記配線パターン部の前記第１の銅めっき層に形成する第５の工程と、
前記マスクを剥離する第６の工程と、
前記マスクの剥離により露出した前記第１の銅めっき層を、除去する第７の工程を行うことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 前記基材は、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ガラス、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
- 前記第１の銅めっき層は、無電解銅めっき層であり、
前記第２の銅めっき層は、電解銅めっき層であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。 - 前記フェムト秒レーザ光のパルス幅は、１フェムト秒～１０００フェムト秒であり、
前記ピコ秒レーザ光のパルス幅は、１ピコ秒～１０ピコ秒であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。 - 前記第１の工程において、前記レーザ光の照射により前記基材の表面を粗化し、
粗化された前記基材の表面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。 - 前記マスクは、アルカリ溶液で可溶するアクリルポリマーを含み、
前記マスクは、染料を含んでいることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
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