TWI391539B - Electroplating method and electroplating device - Google Patents

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TWI391539B TW94132647A TW94132647A TWI391539B TW I391539 B TWI391539 B TW I391539B TW 94132647 A TW94132647 A TW 94132647A TW 94132647 A TW94132647 A TW 94132647A TW I391539 B TWI391539 B TW I391539B
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Description

電鍍方法及電鍍裝置
本發明係有關於一種電鍍方法及電鍍裝置，進行非貫通孔或貫通孔內的電鍍時，可於均一的孔內形成電鍍膜與具場性質的穿透孔電鍍、及導通孔電鍍。
特開H9－130050揭示一種具有導通孔的增大多層印刷電路板。
特開2002－47594號揭示一種用於製作多層印刷電路板的電鍍液與印刷電路板的製造方法，依序積層樹脂絕緣層與導體電路，然後以導通孔(via hole)連接各導體電路之間，藉由將基板浸漬於含有50~300g/l的硫酸銅、30~200g/l的硫酸、25~90mg/l的氯離子以及至少由平整劑與光澤劑構成1~1000mg/l的添加劑之電解液而進行電解，以得到導通孔的上面與導體電路的上面略為同一平面的導通孔(場導通物(field via))。
特許文獻1：特開平9－130050號特許文獻2：特開2002－47594號
然而，若根據特開平2002－47594號的電鍍液與電鍍方法，由於液濃度的管理不足或不純物的累積使電鍍液劣化，即使形成場導通物，也會如第14(C)圖所示般，於導通孔60中央部殘留深的凹陷。此比例為，形成所有的導通孔，大多會有一部分形成。具有深的凹陷的場導通物之中，於上層積層導通物的堆疊導通物或上層的導體電路不是想要的形狀，由於變形，所以電性降低，並且由於電路斷線等損傷所以使電性連接性降低。
再者，在高溫高濕的條件下或熱循環的條件下進行可靠性試驗時，於形成深的凹陷的場導通物附近，早期己經產生絕緣層或導體層(含堆疊導通物)的斷線或龜裂等的劣化，基板本身的可靠度會降低。
再者，在導通孔徑為150μm以下形成的情況或鄰接的導通孔間的距離為狹小間距的情況，場導通物具有形成深的凹陷的傾向。
再者，絕緣基材之中的貫通孔之穿透孔之中，藉由形成電鍍膜進行表裡電性連接。此時係藉由電解電鍍形成電鍍膜。
此時貫通孔內的電鍍液不平均、電鍍膜的成長停止，而具有未形成電鍍膜的部分。因此，形成的鍍膜的形狀不是想要的，且電鍍膜的厚度不均一而貫通孔內的電路變形，所以電性降低或者產生電路斷線等的損傷等，使得電性連接性降低。
再者，在高溫高濕的條件下或熱循環的條件下進行可靠性試驗時，於早期己經在貫通孔內形成的電鍍膜之中的斷線或龜裂等劣化1，基板本身的可靠度會降低。
特別是，藉由電鍍於直徑為小於300 μ m的貫通孔之穿透孔或者於貫通孔內形成電鍍膜的情況，或者於貫通孔內電鍍，於填充的情況，表現出上述電鍍膜顯著地不適合的傾向。
為了解決上述課題，本發明的目的在於提供一種電鍍裝置及電鍍方法，可容易地於形成場通孔物及穿透孔時，形成實質上平坦的場導通物。
在此所謂的實質平坦化場導通物為，即使於導通物上形成導通物的堆疊導通物構造，也沒有熱循環試驗後的電性連接可靠度(－55度×5分鐘125度×5分鐘1000次)的問題的平整程度(相對於熱循環試驗前的電阻值的電阻變化率為±10%)以內。
再者，本發明提供一種電鍍裝置及電鍍方法，於穿透孔等的貫通孔之中電鍍膜的均一性與表面的平坦性良好。
並且，這些電鍍裝置及電鍍方法能夠用於除了印刷電路板以外的被電鍍，用來填充凹部或於孔洞內形成膜。
本發明提供一種電鍍方法及電鍍裝置，相對於將絕緣體接觸或部分接觸於被電鍍面的被電鍍膜，一邊移動絕緣體，一邊進行電解電鍍。
習知，只有使被電鍍物浸漬於電鍍液之中。因此，無法排除電鍍膜形成中的液體流動偏差或不規則產生的氣泡等。因此，電鍍膜無法均一，特別是無法在導通孔的周邊均一地成長電鍍膜。再者，由於電鍍液組成的變化或是不純物的累積會使得往凹部的電鍍析出的促進會變差。因此，具有深的凹陷的場導通物，其傾向為，導通孔徑小(小於150 μ m)的情況下，或者導通孔間距狹窄的情況下，頻度有變高的傾向。
再者，即使於貫通孔的穿透孔之中的電鍍膜形成，亦無法均一地成長電鍍膜。因此，穿透孔內的膜偏差或穿透孔的表層部分的平坦性會降低。其傾向為，直徑小於300 μ m的貫通孔之穿透孔形成電鍍膜的情況，或者以電鍍方式填充貫通孔的情況，頻度有變高的傾向。
由於本發明的絕緣體與被電鍍面接觸或部分接觸，其接觸的部分電鍍膜成長會變慢或電鍍膜成長會停止。相反地，與絕緣體未接觸的部分，會成長電鍍膜。因此，導通孔或穿透孔等的開口的部分的電鍍雖然會成長，然而此導通孔以外的導體部分之導體電路無法太厚。亦即，雖然導通孔或穿透孔內的電鍍確實地形成，然而，比起導通孔的厚度，以及比起習知技術之導體電路部分，此外的導體電路部分可形成厚度相對薄的電鍍膜。因此，比起習知，可形成高密度化的導體電路。
原本，導通孔或穿透孔的周邊，沒有和絕緣體接觸，若在該周邊部形成電鍍膜的話，其他的導體部分會變成均一的高度。此均一高度的時點，由於與絕緣體接觸，可抑制電鍍膜成長或者停止電鍍膜的放長。其結果，導通孔(或穿透孔)與導體電路會成為均一的高度。
再者，藉由使絕緣體接觸被電鍍面或者移動絕緣體，可使電鍍液的液體流動成為一定方向。特別是，使導通孔迴流的液體流動往一定方向，可安定化供給量。因此，導通孔的周邊的電鍍膜的形成能夠沒有偏差。所以，形成導通孔的場合，不容易形成導通孔的凹陷，再者，形成穿透孔的場合，表層的穿透孔的肩部分的變形小。
本案之電鍍方法，藉由絕緣體的種類、絕緣體的移動條件、電鍍液的組成、電鍍的條件，於形成途中的導通孔或穿透孔送入電鍍液。藉此，強制性的供給電鍍液於導通孔或穿透孔而增加被電鍍面的電鍍液接觸，所以電鍍膜的成長沒有阻礙。
換言之，由於絕緣體等，導通孔或穿透孔的周邊之中，不會形成不定期的液體流動。因此，形成的電鍍膜的內部結晶構造會整齊的排列。比起習知，可降低電鍍膜的內部的內部電阻。所以，電性連接性可提昇，並且，比起習知，即使在高溫高濕下或熱循環的條件下進行可靠度試驗，也容易確保經過長時間的可靠度。此在穿透孔之中也有同樣的傾向。
這些絕緣體，最好沿著被電鍍面移動。此情況，相對於被電鍍面，往基板的縱、橫方向移動絕緣體也可以，往非縱、橫的方向(例如，斜方向等)移動絕緣體也可以。相反地，藉由移動被電鍍面，而使絕緣體相對地移動也可以。
此外，也藉由調整絕緣體的移動速度、絕緣體的大小、相對於被電鍍面之絕緣體的接觸比例，可得到想要的結果。
絕緣體的移動速度最好為1.0~8.0m/min。如果小於1.0m/min的話，液體流動無法改變，所以與未使用絕緣體的情況變成同樣的結果。如果大於8.0m/min的話，由於絕緣體的移動速度變快，所以液體流動無法改變。所以，移動得到的結果變差。移動速度為5.0~7.0m/min之間最佳，在此範圍，局部性的液體流動無不改變。製造印刷電路板時，製品的領域(製品區域)的外周，存在未形成製品的區域。在此的移動速度為製品的區域的絕緣體的移動速度。
如第12圖所示，將被電鍍體之基板30的寬度方向(X1)的長度當作1時，絕緣體20的寬度方向(X2)的大小最好為1：0.9~1：1.5。小於0.9時，絕緣體的效果不及於兩端的部分，所以與未使用絕緣體的情況具有同樣的結果。超過1.5時，由於電鍍液供給於基板會有阻礙，所以會引起導通孔或穿透孔之電鍍膜的偏差。其比例於1.0~1.2最佳。此是因為不容易引起電鍍膜的偏差。在此，將被電鍍體之基板30的高度方向(Y1)的長度當作1時，絕緣體20的移動方向(Y2)的大小最好為1：0.2以上。絕緣體的大小對於電鍍品質的影響不太，其是因為小於0.2時，往基板側施加的荷重會太大，而降低電鍍的品質。
基板的大小為1時，絕緣體的接觸比例最好為1：0.25~1：1。接觸比例小於0.25時，絕緣體的效果不及於兩端的部分，所以與未使用絕緣體的情況具有同樣的結果。接觸比例最好為1：0.5~1：1。其是因為不容易引起電鍍膜的偏差。如第13(A)圖所示，使用表面具有凹凸的多 孔質樹脂(海綿)作為絕緣體時，於施加壓力而壓著凸部的狀態下，接觸比例是指凸部的接觸面積與總面積(凸部面積+凹部的非接觸面積)的比例。同樣地，如第13(B)圖所示，使用樹脂刷狀物作為絕緣體時，於壓著抵著毛前端的狀態下，接觸比例是指毛前端的接觸面積與總面積(毛前端的接觸面積+毛與毛之間之間的間隔面積)的比例。再者，如第13(C)圖所示，使用表面具有凹凸或表面粗糙化的陶瓷、橡膠作為絕緣體時，在施加壓力而壓著凸部的狀態下，接觸比例是指凸部的接觸面積與總面積(凸部接觸面積+凹部的非接觸面積)的比例。
如第13(A)圖所示，使用多孔質樹脂(海綿)作為絕緣體時，或者，如第13(B)圖所示，使用刷狀物作為絕緣體時，相對於被電鍍面，絕緣體的接觸壓力最好為1.0~15.0mm的壓入(海綿的凸部的凹陷、刷狀物的毛前端的彎曲)。小於1.0mm時，與未使用絕緣體時具有相同的結果。當壓入量大於15.0mm時，由於電鍍液的供給會有阻礙，所以會引起導通孔或穿透孔之電鍍膜的偏差。2~8mm的壓入量最佳。此是因為不容易引起電鍍膜的偏差。另一方面，使用陶瓷時作為絕緣體時，壓入時最好是施加30g/cm2 左右的壓力。
最好使絕緣體一邊接觸或部分接觸被電鍍面，相對於被電鍍面一邊移動絕緣體，一邊進行電解電鍍。藉此，於導通孔或穿透孔形成的電鍍膜容易成為想要的形狀，在表面部分的平坦性佳。由於形成的電鍍膜的配向可確實地整齊排列，不容易產生電鍍膜本身的缺陷。所以電性或電性連接性不會降低。再者，進行可靠度試驗時，於早期未發現可靠度降低。
此情況的絕緣體較佳為選用長纖維、多孔質、纖維狀之中的任何一種。
可於被電鍍面全面地形成金屬。全面性地形成金屬膜之後，可藉由蝕刻等形成想要的電路圖案(導體電路)。
藉由電解電鍍可形成導通孔或穿透孔。此時，藉由光阻，可於非光阻形成部形成想要的電路圖案。
可使用樹脂刷狀物成為構成絕緣體的長纖維。此時，毛前端抵接於被電鍍面。樹脂刷狀物例如可使用耐電鍍藥液性的PP、PVC(氯乙烯)＋PTFE(四氟乙烯)等。再者，也可以使用樹脂、橡膠。
再者，可使用SiC等多孔質陶瓷、海綿、PE(聚乙烯)等多孔質樹脂作為構成絕緣體的多孔質。多孔質樹脂例如也可以為，施加張力於聚亞醯胺薄膜，而於內部形成微少孔洞的物質。
並且，也可以使用氯乙烯織布、不織布等的樹脂纖維，作為構成絕緣體的纖維狀。
最好使絕緣體相對於被電鍍面滑動。藉此，由於導通孔等的電鍍形成部，可使電鍍液均等地循環，能夠形成實質上平坦的場導通物。
 [實施例1－1－1]
首先，參照第9圖以說明本發明實施例1－1－1的電鍍裝置的構造。
電鍍裝置10，係由裝滿電鍍液14的電鍍槽12、使電鍍液14循環的循環裝置16、由抵接於印刷電路板30的表面側的電鍍表面的多孔質樹脂(海綿)所構成的絕緣體20A、由抵接於內側的電鍍表面的海綿所構成的絕緣體20B、以及中間具有昇降桿22且使介於絕緣體20A與絕緣體20B沿著印刷電路板30上下移動的昇降裝置24所構成。
參照第11圖，其說明利用該電鍍裝置10而形成場導通物(field via)與導體電路。在層間絕緣層50上形成金屬層52，然後在此金屬層52上形成電鍍光阻54(參照第11(A)圖)之後，利用第9圖所示的電鍍裝置10以電鍍的方式使電解電鍍膜56增厚的狀態(參照第11(B)、(C)圖)。
實施例1－1－1之中，電解電鍍膜56慢慢地變厚時，由於絕緣體20接觸或部分接觸被電鍍面，此接觸的部分，電解電鍍膜56的成長變慢或是電鍍膜的成長停止，相反地，與絕緣體20不接觸的部分，成長電解電鍍膜56，並且接觸絕緣體的時點可停止或抑制電鍍析出，所以可容易地製造如第11(C)圖所示之表面實質上為平坦的場導通物60。
再者，雖然導通孔的開口部分的電鍍成長，然而該導通孔以外的導體部分的導體電路58不會變得太厚。亦即，雖然導通孔內的電鍍可確實地形成，然而比起導通孔的厚度與比起未使用絕緣體20的習知技術的電鍍方法及電鍍裝置的導體電路的厚度，在此之外的導體電路58的部分，可形成厚度相對薄的電鍍膜。藉此，比起習知，可形成高密度化的導體電路。特別是，形成導體電路於一面，且由蝕刻形成導體電路時，可形成精細間距的導體電路，有利於高密度化。
再者，多孔質樹脂(海綿)構成的絕緣體20之電鍍液的液體流動，特別是導通孔附近的液體流動可朝一定的方向。因此，導通孔附近的電鍍膜的形成可不存在偏差。因此，形成導通孔時，不容易形成導通孔的凹陷。
如第11(D)圖所示，形成電解電鍍膜56之後，剝離光阻54，接著藉由蝕刻以去除金屬層52，形成利用場導通物60連接下層的導體電路34與導體電路58的狀態，第11(E)圖為第11(D)圖之中圓形D所示的電解電鍍膜56部位的放大描繪圖。
如第11(E)圖所示，實施例1-1-1的電鍍裝置，銅的結晶構造呈整列排列。此是因為藉由多孔質樹脂(海綿)構成的絕緣體20，使導通孔附近的液體流動朝一定的方向。
第14(B)圖顯示未使用絕緣體20形成的習知技術的場導通物60(第14(A)圖)的圓形F所示的電解電鍍膜56部位放大描繪圖。習知技術之中與第11(E)圖所示的實施例1-1-1的情況不同，銅的結晶構造無法呈漂亮的整列排列。
接著，參照第1圖~第6圖以說明利用實施例1-1-1的電鍍裝置以製造多層印刷電路板。
第6圖為多層印刷電路板的構造剖面圖。多層印刷電路板於核心基板30的表面與內面形成有導體電路34。再者，於該導體電路34上配置有已形成場導通物60與導體電路58的層間絕緣層50以及已形成場導通物160與導體電路158的層間絕緣層150。該場導通物160與導體電路158的上層形成有銲料光阻層70，並且經由該銲料光阻層70的開口部71於場導通物160及導體電路158上形成有凸塊76U與76D。
以下說明第6圖所示的多層印刷電路板30的製造步驟。
A.層間樹脂絕緣層的樹脂薄膜的製作
將30重量部的雙酚A型環氧樹脂(環氧當量469、油化殼牌環氧公司製造的艾比夸特1001)、40重量部的甲酚漆用酚醛型環氧樹脂(環氧當量215、大日本油墨化學工業公司製造的艾比克隆N－673)及30重量部的含有三氮雜苯構造的漆用酚醛型環氧樹脂(酚性氫氧基當量120、大日本油墨化學工業公司製造的非諾來特KA－7052)於20重量部的二乙二醇乙醚乙酸酯及20重量部的溶劑石油腦之中一邊攪拌一邊加熱溶解，然後在此添加15重量部的末端環氧化聚丁二烯橡膠(長瀨化成工業公司製造的DENAREX R－45EPT)與1.5重量部的2－苯基－4,5－雙(羥甲基)咪唑粉碎品、2重量部的微粉碎矽土及0.5重量部的矽系消泡劑以調製環氧樹脂組合物。
利用滾筒塗佈機塗佈38 μ m上述所得的環氧樹脂組合物於PET薄膜上，使得乾燥後的厚度為50 μ m，再於80~120℃乾燥10分鐘，以製作層間樹脂絕緣層用樹脂薄膜。
B.樹脂填充材的調製
取100重量部的雙酚F型環氧樹脂單體(油化殼牌公司製造的分子量310YL983U)、170重量部之表面塗佈有矽烷偶合劑的平均粒徑1.6 μ m、最大粒子直徑15 μ m以下的SiO2 球狀粒子(ADOMATIC公司製造的CRS 1101－CE)以及1.5重量部的平整劑(SANNOPCO公司製造的貝雷諾爾S4)於容器之中，藉由攪拌混合以調製23±1℃的黏度為44~49Pa．s的樹脂填充材。
並且，使用6.5重量部的咪唑硬化劑(四國化成公司製造的2E4MZ－CN)成為硬化劑。
C.多層印刷電路板的製造
(1)以厚度0.8mm的玻璃環氧樹脂或BT(雙馬來醯亞胺－三氮雜苯)樹脂構成的絕緣性基板30的兩面堆疊18 μ m的銅箔18之披覆銅積層板30A為出發材料(第1(A)圖)。首先，對此披覆銅積層板進行鑽孔，然後施以無電鍍處理，再藉由蝕刻成為圖案狀，以在基板30的兩面形成導體電路34與穿透孔36(第1(B)圖)。
(2)水洗已形成穿透孔36以及下層導體電路34的基板30，接著乾燥後，於含有NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、Na3 PO4 (6g/l)水溶液之黑化浴(氧化浴)進行黑化處理以及於含有的NaOH(10g/l)、NaBH4 (6g/l)、還原浴進行還原處理，以在含有此穿透孔36的下層導體電路34的全表面形成粗化表面36 α、34 α(第1(C)圖)。
(3)調製上述B記載的樹脂填充材後，以下述方法於調製24小時以內，在穿透孔36以及基板的單面的下層導體電路34非形成部與下層導體電路的外緣部形成樹脂填充材40的層(第1(D)圖)。
亦即，在基板上載置具有相當於穿透孔及下層導體電路非形成部的部分開口版的樹脂填充用罩幕，然後使用刮墨刀(squeeze)於穿透孔內、成為凹部的下層導體電路非形成部以及下層導體電路的外緣部填入樹脂填充材40，再於100℃/20分鐘的條件下乾燥。
(4)藉由使用# 600的帶狀研磨紙(三共理化學製造)的帶狀磨砂機研磨，以研磨完成上述(3)的處理基板的單面，使得下層導體電路34的外緣部或穿透孔36的圓形外緣部不殘留樹脂填充材，其次，為了去除因帶狀磨砂機研磨造成的損傷，於下層導體電路全表面(包含穿透孔的圓形表面)進行拋光研磨(第2(A)圖)。於基板的另一表面也同樣地進行如上所述的一連串的研磨。
其次，在100℃進行1小時的加熱處理，在150℃進行1小時的加熱處理，以硬化樹脂填充材40。
如此，平坦化形成於穿透孔36或下層導體電路34非形成部的樹脂填充材40的表層部以及下層導體電路34的表面，然後隔著粗化面強固地密合樹脂填充材與下層導體電路的側面，並且得到隔著粗化面強固地密合穿透孔36的內壁面與樹脂填充材40的基板。亦即，藉由此步驟，樹脂填充材40的表面與下層導體電路34的表面略成為可一平面。
(5)水洗、酸性脫脂上述基板之後，軟蝕刻，其次，以噴灑方式提供蝕刻液於基板的兩面，藉由蝕刻下層導體電路34的表面與穿透孔36的圓形表面與內壁，以在下層導體電路34的全表面形成粗化面36 β(第2(B)圖)。
蝕刻液可使用10重量部的咪唑銅(II)錯合物、7重量部的乙二醇酸與5重量部的氯化鈣構成的蝕刻液(MEC社製造的MECETCHBOND)。
(6)比起以A製作的基板稍微大一點的層間樹脂絕緣層用樹脂薄膜設置於基板30的兩面，然後以0.4Mpa的壓力、80℃的溫度、壓縮時間10秒的條件暫時壓縮接著裁斷後，使用以下的方法藉由使用真空疊層裝置貼附，以形成層間樹脂絕緣層50(第2(C)圖)。亦即，以真空度67Pa、壓力0.4MPa、溫度80℃、壓縮時間60秒的條件下於基板上正式壓縮層間樹脂絕緣層用樹脂薄膜，之後於170℃硬化30分鐘。
(7)其次，於層間樹脂絕緣層50經由形成有厚度1.2mm的貫通孔的罩幕，接著以波長10.4 μ m的CO2 氣體雷射、光束徑4.0mm、頂尖熱模式、脈波寬8.0 μ秒、罩幕的貫通孔徑1.0mm、1~3的發射條件下，形成直徑80 μ m的導通孔用開口50a(第2(D)圖)。
(8)將已形成導通孔用開口50a的基板30浸漬於60g/l的過錳酸的80℃溶液之中10分鐘，然後藉由溶解去除存在於層間樹脂絕緣層50的表面的環氧樹脂粒子，以於含有導通孔用開口50a的內壁的層間樹脂絕緣層50的表面形成粗化面50 α(第2(E)圖)。
(9)其次，將完成上述處理的基板30浸漬於中和溶液(希普勵(Shipley)公司製造)之中，接著水洗。
並且，藉由給予鈀觸媒於粗糙化處理(粗糙化深度3 μ m)的該基板30的表面，以將觸媒核附著於層間樹脂絕緣層50的表面以及導通孔用開口50a的內壁面(圖未顯示)。亦即，浸漬上述基板於含有氯化鈀(PdCl2 )與氯化亞鍚(SnCl2 )的溶液中，利用析出鈀金屬而給予觸媒。
(10)接下來，在以下組成的無電解銅電鍍水溶液中，浸漬給予觸媒的基板之後，於整個粗糙表面形成厚度0.6~3.0 μ m的無電解銅電鍍膜52，而得到於含有導通孔用開口50a的內壁的層間樹脂絕緣層50的表面形成無電解銅電鍍膜52的基板30(第3(A)圖)。
[無電解電鍍水溶液]
NiSO4 0.003mol/l酒石酸 0.200mol/l硫酸銅 0.030mol/l HCHO 0.050mol/l NaOH 0.100mol/l α、α’－聯二吡啶 100mg/l聚乙二醇(PEG) 0.10g/l
[無電解電鍍條件]
以34℃的液溫進行40分鐘(11)於形成無電解銅電鍍膜52的基板30上，貼上市售的感光性乾膜，再放置罩幕，以100mJ/cm2 曝光之後，利用0.8%的碳酸鈉水溶液進行顯影處理，以設置厚度20μm的電鍍光阻54(第3(B)圖)。
(12)接著，將基板30以50℃旳水洗淨、脫脂，然後以25℃的水洗淨之後，再以硫酸洗淨，然後參照第9圖，使用上述的電鍍裝置10，以下列的條件施以電解電鍍而形成電解電鍍膜56(第3(C)圖)。
[電解電鍍液]
硫酸 2.24mol/l
硫酸銅 0.26mol/l
添加劑 19.5mol/l
平整劑 50mg/l
光澤劑 50mg/l
[電解電鍍的條件]
電流密度 1A/dm2
時間 65分鐘
溫度 22±2℃
此時，參考第9圖，藉由使用多孔質樹脂作為上述絕緣體20A、20B，一邊上下移動被電鍍面，一邊於未形成電鍍光阻54部分形成厚度20μm的電解銅電鍍膜56。此時，絕緣體的移動速度7m/min，相對印刷電路板，絕緣體的大小(X2/X1：參考第12圖)1.0，相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為0.50，而絕緣體的壓力為壓入量為8mm。
(13)並且，以5%的KOH剝除電鍍光阻54之後，以硫酸與過氧化氫的混合液蝕刻處理而溶解除去此電鍍光阻54下方的無電解電鍍膜52，而成為獨立的上層導體電路58(含有場導通物60)(第3(D)圖)。
(14)接著，進行上述(5)相同的處理，在上層導體電路58、場導通物60的表面形成粗化面58 α、60 α(第4(A)圖)。
(15)藉由重複上述(6)~(14)的步驟，進一步形成上層的層間樹脂絕緣層150、導體電路158與場導通物160，而得到多層印刷電路(第4(B)圖)。
(16)接下來，將46.67重量部之甲酚漆用酚醛型環氧樹脂(日本化藥社製)的50%的環氧基丙烯化之賦予感光性的低聚物(分子量：4000)溶解於二乙二醇二甲醚(DMDG)而成為60重量%之溶液、15.0重量部之80重量%的雙酚A型環氧樹脂(油化殼牌公司製造，商品名：艾比夸特1001)溶解於甲基乙基酮、1.6重量部的咪唑硬化劑(四國化成公司製造，商品名：2E4MZ－CN)、4.5重量部的感光性單體之2官能丙烯酸單體(日本化藥公司製造、商品名：R604)、1.5重量部的相同多價丙烯酸單體(共榮化學社製，商品名：DPE6A)、0.71重量部的分散系消泡劑(聖諾普科公司製造，S－65)，置於容器中攪拌混合而調製成混合組合物，相對於此混合組合物，然後藉由加入2.0重量部之作為光聚合起始劑的二苯甲酮(關東化學公司製造)與0.2重量部的光增感劑的米希勒酮(關東化學公司製造)，以得到在25℃下調整黏度成為2.0Pa.s之銲料光阻組合物。
再者，黏度測定是利用以B型黏度計(東京計器公司製造，DVL－B型)，在60min－ 1 情況下使用轉子No.4，或者6min－ 1 的情況下、轉子No.3。
(17)其次，在多層印刷電路板的兩面，塗佈厚度20 μ m的上述銲料光阻組合物70(第4(C)圖)，然後以70℃加熱20分鐘、70℃加熱30分鐘的條件下進行乾燥處理之後，將已描繪銲料光阻開口部的圖案之厚度5mm的光罩黏著於銲料光阻層，接著以1000mJ/cm2 的紫外線曝光之後，以DMTG溶液進行顯像處理，而形成直徑200 μ m的開口71(第5(A)圖)。
此外，分別以80℃加熱1小時、100℃加熱1小時、120℃加熱1小時、150℃加熱3小時的條件，進行加熱處理而使銲料光阻層硬化且具有開口，而形成厚度20 μ m的銲料光阻層70。上述銲料光阻組合物，也可以使用市售的銲料光阻組合物。
(18)接著，將形成有銲料光阻層70的基板，浸漬於含有氯化鎳(2.3×10－ 1 mol/l)、次亞磷酸鈉(2.8×10－ 1 mol/l)、檸檬酸鈉(1.6×10－ 1 mol/l)的pH值＝4.5的無電解鎳電鍍液中20分鐘，在開口部71形成厚度5 μ m的鎳電鍍層72。並且，將此基板以80℃的條件下浸漬於含有氰化金鉀(7.6×10－ 3 mol/l)、氯化銨(1.9×10－ 1 mol/l)、檸檬酸鈉(1.2×10－1mol/l)、次亞磷酸鈉(1.7×10－ 1 mol/l)的無電解金屬電鍍液中7.5分鐘之後，在鎳電鍍層72上，形成厚度0.03 μ m的金屬電鍍層74(第5(B)圖)。
(19)然後，在載置基板的IC晶片的表面之銲料光阻層70的開口71上，印刷含有錫－鉛銲料糊狀物，並且在另一面的銲料光阻層70的開口，印刷含有錫－銻銲料糊狀物71之後，藉由以200℃再回流形成銲料凸塊(銲料體)76U、76D，以製造含有銲料凸塊76U、76D的多層印刷電路板(第6圖)。
接著，參考第7圖，說明實施例1－1－1的另一例的實施例1－1－2的製造步驟。
參考第3圖的上述步驟，於無電解電鍍膜52上設置電鍍光阻54，而於沒有形成電鍍光阻部位形成電解電鍍膜56。相對於此，第7圖的步驟，於在無電解電鍍膜52上全面形成電解電鍍膜56。
(10)得到在含有導通孔用開口50a的內壁之層間樹脂絕緣層50的表面上，形成有無電解銅電鍍膜52的基板30(第7(A)圖)。
(11)其次，將基板30以50℃旳水洗淨而脫脂，然後以25℃的水洗淨之後，再以硫酸洗淨，然後參照第9圖，使用上述的電鍍裝置10，以下列的條件施以電解電鍍而形成電解電鍍膜56(第7(B)圖)。
[電解電鍍液]
硫酸 2.24mol/l硫酸銅 0.26mol/l添加劑 19.5ml/l平整劑 50mg/l光澤劑 50mg/l
[電解電鍍條件]
電流密度 1A/dm2 時間 65分鐘溫度 22±2℃
此時，參考第9圖，藉由使用多孔質樹脂作為上述絕緣體20A、20B，一邊使被電鍍面上下移動，一邊於無電解電鍍膜52上全面形成厚度20 μ m的電解銅電鍍膜56。此時，絕緣體的移動速度7m/min，相對於印刷電路板的大小，絕緣體為1.1，相對印刷電路板，絕緣體接觸比例為0.50，而絕緣體的壓力為壓入量8mm。
(12)在形成電解銅電鍍膜56的基板30上設置蝕刻光阻54(第7(C)圖)。
(13)並且，以蝕刻去除未形成蝕刻光阻54部位的電解電鍍膜56以及無電解電鍍膜52，再溶解去除蝕刻光阻54，成為獨立的上層導體電路58(包含場導通物60)(第7(D)圖)。
接著，參考第8圖說明實施例1－1－1的另一例子的實施例1－1－3的製造步驟。
利用參考第3圖的上述例子，使用電鍍裝置10以製造場導通物60。相對於此，在另例中形成穿透孔。
(1)首先，在形成有導體電路34的核心基板30A、30B、30C疊層而構成的疊層基板130上，穿透設置穿透孔用通透孔136a(第8(A)圖)。
(2)其次，在疊層基板130全體以及穿透孔用通透孔136a內，形成無電解電鍍膜52。
(3)參考第9圖，藉由上述的實施例1－1－1的電鍍裝置10，在疊層基板130的表面，形成電解電鍍膜56，同時，填充電解電鍍膜56於穿透孔用通透孔136a內。此時，絕緣體的移動速度8m/min，相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.2，相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為1.0，而絕緣體的壓力為壓入量8mm。
(4)形成蝕刻光阻，然後蝕刻去除未形成蝕刻光阻部位的電解電鍍膜56以及無電解電鍍膜52之後，溶解去除蝕刻光阻，而成為獨立的導體電路134(含有穿透孔136a)(第8(D)圖)。
[實施例1－2－1]
第10圖顯示實施例1－2－1的電鍍裝置10。參考第9圖，上述實施例1－1－1之中，絕緣體20A、20B成為只與印刷電路板30的一部份接觸的構造。相對於此，實施例20A、20B為，一邊連接於印刷電路板30的全部，一邊成為上下滑動的構造。此時，絕緣體的移動速度6m/min，相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.2，相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為1.0，而絕緣體的壓力為壓入量8mm。
[實施例2－1－1]
參考第9圖，上述實施例1－1－1的電鍍裝置之中，絕緣體20A、20B是以多孔性樹脂構成。相對於此，實施例2－1－1的絕緣體20A、20B是以多孔性陶瓷(SiC)構成。此時，絕緣體的移動速度為5m/min、相對於印刷電路板絕緣體的大小為0.9、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為0.5以及絕緣體的壓力為壓入量40g/cm2 而形成電解電鍍膜。
[實施例2－2－1]
實施例2－2－1，在實施例2－1－1中，電鍍裝置以絕緣體的移動速度7m/min、相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.20、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為1.0以及絕緣體的壓力的壓入壓力40g/cm2 而形成電解電鍍膜。
[實施例3－1－1]
參考第9圖的上述實施例1－1－1的電鍍裝置，絕緣體20A、20B是以多孔性樹脂構成。相對於此，實施例3－1－1的絕緣體20A、20B是於印刷電路板側之毛的前端抵接PVC(氯乙烯)製的刷狀物所構成，此時，以絕緣體的移動速度6m/min，相對於印刷電路板絕緣體的大小為0.9、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為0.75以及絕緣體的壓力為壓入量2mm而形成電解電鍍膜。
[實施例3－2－1]
實施例3－2－1，在實施例2－1－1中，電鍍裝置以絕緣體的移動速度6m/min、相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.0、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為0.75以及絕緣體的壓力為壓入量2mm而形成電解電鍍膜。
[實施例4－1－1]
參考第9圖的上述實施例1－1－1的電鍍裝置，絕緣體20A、20B是以多孔性樹脂構成。相對於此，實施例4－1－1的絕緣體20A、20B是以氯乙烯樹脂織布構成，此時，以絕緣體的移動速度7m/min，相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.0、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為1.0以及絕緣體的壓力為壓入量8mm而形成電解電鍍膜。
[實施例4－2－1]
實施例4－2－1，在實施例4－1－1中，電鍍裝置以絕緣體的移動速度7m/min、相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.2、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為1.0以及絕緣體的壓力為壓入量8mm以形成電解電鍍膜。
[實施例5－1－1]
參考第9圖的上述實施例1－1－1的電鍍裝置，絕緣體20A、20B是以多孔性樹脂構成。相對於此，實施例5－1－1的絕緣體20A、20B是以作成板狀物的橡膠構成，此時，以絕緣體的移動速度5m/min，相對於印刷電路板絕緣體的大小為0.9、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為0.5以及絕緣體的壓力為壓入量1.0mm以形成電解電鍍膜。
[實施例5－2－1]
實施例5－2－1，在實施例5－1－1中，電鍍裝置以絕緣體的移動速度7m/min、相對於印刷電路板絕緣體的大小為1.1、相對於印刷電路板，絕緣體的接觸比例為1.05以及絕緣體的壓力為壓入量1.0mm而形成電解電鍍膜。
[比較例]
在實施例1－1－1的電解銅電鍍步驟之中，不使用絕緣體20A、20B電鍍。其餘與實施例1-1-1相同。
<評價試驗>
關於使用實施例1-1-1~實施例5-2-1，以及習知技術的電鍍裝置形成場導通物之進行評價的結果，如表1所示。
此處，作為評價(1)穴埋設的狀態(在此，於場導通物的表面深的凹部(由導體電路58的表面至場導通物的凹部下端的深度(參考第14(C)圖)10μm以上的場導通物)，沒有東西標記為○，有東西則標記為X，(2)物性值(參考第11(E)圖之上述的銅結晶，呈漂亮的整列排列標記為○，參考第14(B)圖之上述沒有呈漂亮的整列排列則標記為X)，(3)阻值(測定含有在導通物上形成具導通物的堆疊導通物的特定電路的阻值，在容許值以內標記為○，超出容許值標記為X)，(4)熱循環試驗(條件：55℃×5分鐘<->125℃×5分鐘，次數：1000次，規格：(3)的特定電路試驗之後的阻值率變化在±10%標記為○，以外標記為X)，*阻值變化率=(試驗後的特定電路的阻值-試驗前的特定電路的阻值/試驗前的特定電路的阻值×100)。
由評價試驗的結果可以了解，根據本發明的電鍍裝置與電鍍方法，構成了實質上平坦的場導通物。
再者，根據本發明的電鍍裝置以及電鍍方法，含有堆疊導通物構造(於導通物的正上方形成導通物的構造)的電路的阻值在容許值之內，相對於熱循環而即使高明顯地具有信賴性。此電鍍液或電鍍條件即使有一些變化，由於具有絕緣體，電鍍膜成長至與絕緣體接觸時，會成為實質上平坦的場導通物。此處所謂實質平坦的場導通物，含有堆疊導通物構造的電路的阻值熱循環試驗1000次之後，其阻值變化率(熱循環試驗後的阻值-初期值/初期值*100)也會在10%程度內。由實施例的結果，考慮到裕度，實質上平坦的場導通物，例如為，凹部的深度(第14(C)圖)為7μm以下的導通孔。
再者，此評價試驗結果，同時測定實施例與比較例的印刷電路板的導體電路的厚度。實施例1-1-1~實施例 5-1-1，比起光阻的厚度，導體電路58的厚度(在第11(D)圖中以h1表示)可以較薄。
產業上利用的可能性
上述的實施例之中，是使用本實施例的電鍍裝置於導通孔、穿透孔的製造為例，然而，本實施例的電鍍裝置能夠適用於印刷電路板的各個部位的製造。
10‧‧‧電鍍裝置
12‧‧‧電鍍槽
14‧‧‧電鍍液
16‧‧‧循環裝置
20、20A、20B‧‧‧絕緣體
22‧‧‧昇降桿
24‧‧‧昇降裝置
30‧‧‧印刷電路板
34‧‧‧導體電路
34α‧‧‧粗化面
36‧‧‧穿透孔
36α‧‧‧粗化面
36β‧‧‧粗化面
40‧‧‧樹脂填充材
50‧‧‧層間樹脂絕緣層
50a‧‧‧導通孔用開口
50α‧‧‧粗化面
52‧‧‧無電解銅電鍍膜
54‧‧‧蝕刻光阻
56‧‧‧電解電鍍膜
58‧‧‧導體電路
58α‧‧‧粗化面
60‧‧‧場導通物
60α‧‧‧粗化面
70‧‧‧銲料光阻層
71‧‧‧開口部
72‧‧‧鎳電鍍層
74‧‧‧金屬電鍍層
76D、76U‧‧‧凸塊
130‧‧‧疊層基板
134‧‧‧導體電路
150‧‧‧層間樹脂絕緣層
158‧‧‧導體電路
160‧‧‧場導通物
D‧‧‧圓形
F‧‧‧圓形
h1‧‧‧厚度
h2‧‧‧厚度
X1、X2‧‧‧寬度方向
Y1‧‧‧高度方向
Y2‧‧‧移動方向
136、136a‧‧‧穿透孔用穿透孔
30A、30B、30C‧‧‧披覆銅積層板
第1(A)圖至第1(D)圖為顯示本發明的實施例1-1-1的多層印刷電路板製造方法步驟圖。
第2(A)圖至第2(E)圖為顯示實施例1-1-1的多層印刷電路板製造方法的步驟圖。
第3(A)圖至第3(D)圖為顯示實施例1-1-1的多層印刷電路板製造方法的步驟圖。
第4(A)圖至第4(C)圖為顯示實施例1-1-1的多層印刷電路板製造方法的步驟圖。
第5(A)圖至第5(B)圖為顯示實施例1-1-1的多層印刷電路板製造方法的步驟圖。
第6圖為實施例1-1-1中的多層印刷電路板的剖面圖。
第7(A)圖至第7(D)圖為顯示實施例1-1-2中的多層印刷板製造方法的步驟圖。
第8(A)圖至第8(D)圖為顯示實施例1-1-3中另一印刷電路板製造方法的步驟圖。
第9圖為顯示實施例1-1-1中電鍍裝置的構造示意圖。
第10圖為顯示實施例1-2-1中電鍍裝置的構造示意圖。
第11圖、第11(A)圖、第11(B)圖、第11(C)圖、第11(D)圖為藉由第1實施例的電鍍裝置之接觸孔製造的說明圖。
第11(E)圖為放大第11(D)圖中以圓形D顯示部分的描繪圖。
第12圖為說明基板與絕緣體的尺寸的說明圖。
第13(A)圖為由多孔質樹脂組成的絕緣體的接觸比例)的說明圖。
第13(B)圖為由刷狀物組成的絕緣體的接觸比例的說明圖。
第13(C)圖為由陶瓷組成的絕緣體的接觸比例的說明圖。
第14(A)圖、第14(C)圖為藉由習知技術的電鍍裝置之導通孔製造的說明圖。
第14(B)圖為放大第14(C)圖中以圓形F顯示部分的描繪圖。
10．．．電鍍裝置
12．．．電鍍槽
14．．．電鍍液
16．．．循環裝置
20A、20B．．．絕緣體
22．．．昇降桿
24．．．昇降裝置
30．．．印刷電路板

Claims (9)

  1. 一種電鍍方法，其特徵在於：使絕緣體接觸或部分接觸被電鍍面，並且相對於被電鍍面一邊移動絕緣體，一邊進行電解電鍍，其中上述被電鍍面係於非貫通孔或貫通孔之中施行。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍方法，其中在上述被電鍍面的表面形成金屬。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍方法，其中藉由上述電解電鍍於導通孔或穿透孔形成電鍍膜。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍方法，其中上述絕緣體係選自長纖維、多孔質、纖維狀的樹脂、或橡膠。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電鍍方法，其中上述多孔質係使用多孔質陶瓷或多孔質樹脂。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電鍍方法，其中上述長纖維係使用樹脂刷狀物。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之電鍍方法，其中上述纖維狀樹脂係使用樹脂纖維。
  8. 如申請專利範圍第1、2、或3項所述之電鍍方法，其中係使上述絕緣體相對於被電鍍面滑動。
  9. 一種電鍍方法，其特徵在於包含A~C：A：使至少一部分的絕緣體接觸被電鍍面；B：使被電鍍面與上述絕緣體相對地移動；及C：形成一電鍍膜於被電鍍面上，其中上述被電鍍面係於非貫通孔或貫通孔之中施行。
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