專利名稱：電鍍方法及電鍍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對非貫通孔和貫通孔內(nèi)進行電鍍時，可以形成在孔內(nèi)形成均勻鍍膜和具有填滿性(filled performance)的通孔鍍層、導(dǎo)通孔鍍層的電鍍方法和電鍍裝置。
背景技術(shù)：
在日本特開H9-130050中，公開了有導(dǎo)通孔(via hole)的堆疊多層印刷電路板。
在日本特開2002-47594中，公開了用于制造多層印刷電路板的電鍍液和印刷電路板的制造方法，該多層印刷電路板是通過順次層疊樹脂絕緣層和導(dǎo)體電路，用導(dǎo)通孔連接導(dǎo)體電路之間而制得。將基板浸入在含有50～300g/l的硫酸銅、30～200g/l的硫酸、25～90mg/l的氯離子、以及至少由流平劑和光澤劑構(gòu)成的1～1000mg/l的添加劑的電解電鍍液中，進行電解電鍍。從而得到導(dǎo)通孔上表面與導(dǎo)體電路的上表面大致對齊的導(dǎo)通孔(填孔(filled via))。
專利文獻1 日本特開平9-130050號專利文獻2 日本特開2002-47594號發(fā)明內(nèi)容然而，根據(jù)日本特開2002-47594號的電鍍液和電鍍方法，因電鍍液濃度的控制不足、雜質(zhì)的蓄積而造成電鍍液劣化，則即使想要形成填孔，也有時會有如圖15(C)所示那樣在填孔60中央殘留深凹部的情況。其發(fā)生的比例為，有時會在全部的填孔上形成深凹部，但是在一部分填孔上形成深凹部的時候較多。對于有深凹部的填孔，由于不是在上層層疊通路的堆疊通路和上層的導(dǎo)體電路上的所期望的形狀、或發(fā)生了變形等，所以有時降低了電特性，或電路因斷線等損傷而使電連接性降低。
另外，在高溫高濕條件下和在熱循環(huán)條件下進行可靠性試驗時，在形成有深凹部的填孔的附近，絕緣層、導(dǎo)體層(包括堆疊通路)的斷線、裂紋等提前發(fā)生惡化，使基板自身的可靠性降低。
并且，在導(dǎo)通孔直徑形成為150μm以下的情況下、在相鄰的導(dǎo)通孔之間的距離為窄間距的情況下，形成填孔的深凹部的傾向顯著。
另外，通過在絕緣基材上在作為貫通孔的通孔內(nèi)也形成鍍膜，來進行表里電連接。此時，通過電解電鍍形成鍍膜。
在該情況下，有時貫通孔內(nèi)的電鍍液變得不均勻，或鍍膜停止成長而存在非形成鍍膜的部分。因此，形成的鍍膜的形狀不是所期望的形狀，鍍膜的厚度不均使貫通孔內(nèi)的電路產(chǎn)生變形，所以造成電特性降低、或電路斷線等損傷，有時使電連接性降低。
另外，在高溫高濕條件下和在熱循環(huán)條件下進行可靠性試驗時，形成于貫通孔內(nèi)的鍍膜上的斷線和裂紋等提前發(fā)生惡化，使基板自身的可靠性下降。
特別地，在作為直徑不到300μm的貫通孔的通孔內(nèi)形成鍍膜的情況下，或在通過對貫通孔內(nèi)進行電鍍而填充該貫通孔的情況下，上述鍍膜出現(xiàn)問題的傾向顯著。
本發(fā)明是為解決上述課題而作出的，其目的在于提供一種在形成填孔和通孔時可以容易形成實質(zhì)上平坦的填孔的電鍍裝置和電鍍方法。
在此所說的實質(zhì)上平坦的填孔是指對在通路上形成通路的堆疊通路構(gòu)造，在熱循環(huán)試驗(進行1000次的-55度×5分<＝>125度×5分)后的電連接可靠性達到?jīng)]有問題的水平(相對于熱循環(huán)試驗前的電阻值的電阻變化率為±10％以內(nèi))。
另外，本申請還提出對于通孔等貫通孔也具有優(yōu)良的鍍膜均勻性和表層平坦性的電鍍裝置和電鍍方法。
另外，這些電鍍裝置和電鍍方法也可用作對于除了印刷電路板之外的被電鍍物，用于填充凹部、用于形成孔內(nèi)的膜的電鍍裝置和電鍍方法。
本發(fā)明是使絕緣體接觸或部分接觸被電鍍面、并一邊使該絕緣體相對于被電鍍面移動一邊進行電解電鍍的電鍍方法和電鍍裝置。
以往，僅使被電鍍體浸入在電鍍液中。因此，不能排除鍍膜形成中的液流不均、不規(guī)則地發(fā)生氣泡等問題。因此，不能保證鍍膜的均勻，特別是不能使導(dǎo)通孔周邊的鍍膜均勻地成長。另外，因電鍍液組成的變化和雜質(zhì)的蓄積而惡化了對于向凹部電鍍析出的促進，故而形成了有深凹部的填孔。在導(dǎo)通孔直徑較小(150μm以下)時或在導(dǎo)通孔之間為窄間距時，有上述缺陷出現(xiàn)的頻度變高的傾向。
另外，在作為貫通孔的通孔中形成鍍膜時，也不能使該鍍膜均勻地成長。因此，有時會出現(xiàn)通孔內(nèi)的膜不均勻、通孔表層部分的平坦性降低。在直徑不到300μm的作為貫通孔的通孔內(nèi)形成鍍膜時或在通過電鍍填充貫通孔內(nèi)時，有上述缺陷出現(xiàn)的頻度變高的傾向。
如本發(fā)明所示，通過使絕緣體接觸或部分接觸被電鍍面，在絕緣體接觸的部分，鍍膜的成長變慢或停止鍍膜的成長。與此相反，在絕緣體未接觸的部分，鍍膜成長。因此，導(dǎo)通孔、通孔等的開口的部分的鍍膜成長。但除了該導(dǎo)通孔之外的作為導(dǎo)體部分的導(dǎo)體電路不會變得過厚。即，可以確實形成導(dǎo)通孔、通孔內(nèi)的鍍膜。但是，在除此之外的導(dǎo)體電路部分，可以形成與導(dǎo)通孔的厚度相比相對較薄、而且與現(xiàn)有技術(shù)中的導(dǎo)體電路部分相比也相對較薄的鍍膜。由此，可以形成比以往高密度化的導(dǎo)體電路。
本來，導(dǎo)通孔或通孔的周邊不會接觸絕緣體，但當(dāng)形成該周邊部分的鍍膜時，其高度變得與其它的導(dǎo)體部分的高度相等。在達到相等的高度的時刻，該導(dǎo)通孔或通孔的周邊接觸絕緣體，從而抑制了鍍膜的成長或使鍍膜的成長停止。其結(jié)果，導(dǎo)通孔(或通孔)與導(dǎo)體電路的高度相等。
另外，通過使絕緣體接觸被電鍍面、使絕緣體移動，可以使電鍍液的液流沿恒定方向流動。特別是可以使繞導(dǎo)通孔的液流沿恒定方向流動而使供給量穩(wěn)定。因此，可以消除導(dǎo)通孔周邊處的鍍膜的形成不均。因此，如果是形成導(dǎo)通孔內(nèi)時，則難以形成導(dǎo)通孔的凹部。如果是形成通孔的時，則作為表層的通孔的上端部分的變形少。
根據(jù)本發(fā)明的電鍍方法，根據(jù)絕緣體的種類、絕緣體的移動條件、電鍍液的組成、電鍍條件，向形成中途的導(dǎo)通孔或通孔供給電鍍液。由此，由于向?qū)谆蛲讖娭频毓┙o電鍍液，增加了電鍍液與被電鍍面的接觸，故而不妨礙鍍膜的成長。
換言之，通過絕緣體等，不會在導(dǎo)通孔或通孔周邊形成不定期的液流。由此形成的鍍膜的內(nèi)部結(jié)晶結(jié)構(gòu)被排列。與以往相比，可以降低鍍膜內(nèi)部的內(nèi)阻。因此，提高了電連接性，即使進行在高溫高濕下和熱循環(huán)條件下的可靠性試驗，與以往相比，也容易確保長期可靠性。在這一方面，對于通孔也具有同樣的傾向。
優(yōu)選使這些絕緣體沿被電鍍面移動。該情況下，對于被鍍膜面，可以使絕緣體沿基板的縱、橫方向移動，也可以使絕緣體沿非縱、橫方向(例如，斜向等)移動。反之，還可以通過使被電鍍面移動，從而使絕緣體相對移動。
除此之外，可以通過調(diào)整絕緣體的移動速度、絕緣體的大小、絕緣體與被電鍍面的接觸比例等，得到所期望的結(jié)果。
絕緣體的移動速度，優(yōu)選為1.0～8.0m/min。在該值不到1.0m/min時，因為不能改變液流，所以有時會發(fā)生與未使用絕緣體時相同的結(jié)果。而在該值超過8.0m/min時，由于絕緣體的移動速度變快，所以有時不能改變液流。因此，比以優(yōu)選的移動速度移動而得到的結(jié)果差。最優(yōu)選的移動速度為5.0～7.0m/min。如果移動速度在該范圍內(nèi)，則不會有在局部不能改變液流的情況。當(dāng)制造印刷電路板時，在成為產(chǎn)品的領(lǐng)域(產(chǎn)品區(qū)域)的外周存在著不成為產(chǎn)品的領(lǐng)域。本發(fā)明提及的移動速度為在產(chǎn)品區(qū)域內(nèi)的絕緣體的移動速度。
如圖13所示，當(dāng)設(shè)定作為被電鍍體的基板30的寬度方向(X1)的長度為1時，優(yōu)選絕緣體20的寬度方向(X2)的大小為1∶0.9～1∶1.5。在該值不到0.9時，因為在兩端部分不能達到絕緣體的效果，所以有時會發(fā)生與未使用絕緣體的情況相同的結(jié)果。而在該值超過1.5m/min時，由于妨礙了向基板供給電鍍液，所以有時會誘發(fā)導(dǎo)通孔和通孔的鍍膜不均。最優(yōu)選的該比例為1.0∶1.2。這是因為這樣難以發(fā)生鍍膜不均。在此，當(dāng)設(shè)定作為被電鍍體的基板3 0的高度方向(Y1)的長度為1時，優(yōu)選絕緣體20的移動方向(Y2)的大小為1∶0.2以上。這是因為由于是移動方向(Y2)，所以絕緣體20的大小不會給電鍍的質(zhì)量帶來較大的影響。但在該值為不到0.2時，施加于基板一側(cè)的載荷變得過大，而使電鍍的質(zhì)量下降。
當(dāng)設(shè)定基板大小為1時，優(yōu)選絕緣體的接觸比例為1∶0.25～1∶1。在該接觸比例不到0.25時，因為在兩端部分不能達到絕緣體的效果，所以有時會發(fā)生與未使用絕緣體的情況相同的結(jié)果。最優(yōu)選該接觸比例為1∶0.5～1∶1。其理由是這樣難以發(fā)生鍍膜不均。所謂接觸比例，如圖14(A)所示，當(dāng)使用表面有凹凸的多孔質(zhì)樹脂(海綿)作為絕緣體時，該接觸比例是指在施加壓力按壓凸部的狀態(tài)下，凸部的接觸面積與全面積(凸部的接觸面積+凹部的接觸面積)的比例。同樣地，如圖14(B)所示，當(dāng)使用樹脂刷作為絕緣體時，該接觸比例是指在毛尖被按壓的狀態(tài)下，毛尖的接觸面積與全面積(毛尖的接觸面積+毛與毛之間的間隙面積)的比例。進一步地，如圖14(C)所示，當(dāng)使用表面有凹凸或表面被粗化了的陶瓷、橡膠作為絕緣體時，該接觸比例是指在施加壓力按壓凸部的狀態(tài)下，凸部的接觸面積與全面積(凸部的接觸面積+凹部的非接觸面積)的比例。
絕緣體的接觸壓力，如圖14(A)所示，當(dāng)使用多孔質(zhì)樹脂(海綿)作為絕緣體時，或者，如圖14(B)所示，當(dāng)使用刷作為絕緣體時，相對于被電鍍面，優(yōu)選是壓入1.0～15.0mm(海綿的凸部凹陷、刷的毛尖彎曲)。當(dāng)壓入量不到1.0mm時，有時會發(fā)生與未使用絕緣體的情況相同的結(jié)果。而在壓入量超過15mm時，由于妨礙了供給電鍍液，所以有時會誘發(fā)導(dǎo)通孔和通孔的鍍膜不均。最優(yōu)選的壓入量為2～8mm。其理由是這樣難以發(fā)生鍍膜不均。另一方面，當(dāng)使用陶瓷作為絕緣體時，優(yōu)選是在該陶瓷上施加30g/cm2左右的壓力而使其壓入。
優(yōu)選是使絕緣體接觸或部分接觸被電鍍面，并使絕緣體相對于被鍍面一邊移動一邊進行電鍍。由此，在導(dǎo)通孔和通孔上所形成的鍍膜容易成為所期望的形狀，且表層部分具有優(yōu)良的平坦性。因為所形成的鍍膜的取向確實被排列，所以鍍膜自身也難于產(chǎn)生缺陷等。因此，不會降低電特性和電連接性。進一步地，即使進行可靠性試驗，也未發(fā)現(xiàn)可靠性早期降低。
該情況下的絕緣體，優(yōu)選將從長纖維物質(zhì)、多孔質(zhì)物質(zhì)、纖維狀物質(zhì)中選擇的任意一種物質(zhì)用作絕緣體。
可以在被電鍍面的整個表面上形成金屬。在該被電鍍面的整個表面上形成金屬膜后，再通過蝕刻等，可形成所期望的電路圖案(導(dǎo)體電路)。
可以通過電解電鍍形成導(dǎo)通孔或通孔。此時，可以通過使用抗蝕劑(resist)，在非形成抗蝕劑層部分形成所期望的電路圖案。
作為構(gòu)成絕緣體的長纖維可以使用樹脂刷。該情況下，使毛尖與被電鍍面抵接。作為樹脂刷，可以使用具有耐電鍍藥液性的PP、PVC(氯乙烯)、+PTFE(四氟乙烯)等。
另外，也可以使用樹脂、橡膠。
另外，作為構(gòu)成絕緣體的多孔質(zhì)可以使用SiC等多孔質(zhì)陶瓷、海綿、PE(聚乙烯)等的多孔質(zhì)樹脂。作為多孔質(zhì)樹脂，例如也可以使用在聚酰亞胺膜上施加張力而使其內(nèi)部形成了微小孔的物質(zhì)。
而且，作為構(gòu)成絕緣體的纖維狀還可以使用氯乙烯紡織布、無紡織布等的樹脂纖維。
使絕緣體相對于被電鍍面滑動的方法也是優(yōu)選的。由此，可以使電鍍液比較均勻地在導(dǎo)通孔等的鍍膜形成部循環(huán)，可形成實質(zhì)上平坦的填孔。


圖1為表示本發(fā)明的實施例1-1-1的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖2為表示實施例1-1-1的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖3為表示實施例1-1-1的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖4為表示實施例1-1-1的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖5為表示實施例1-1-1的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖6為實施例1-1-1的多層印刷電路板的剖視圖。
圖7為表示實施例1-1-2的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖8為表示實施例1-1-3的其它例的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖9為表示實施例1-1-1的電鍍裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10為表示實施例1-2-1的電鍍裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11中的圖11(A)、圖11(B)、圖11(C)、圖11(D)為采用第1實施例的電鍍裝置制造導(dǎo)通孔的說明圖，圖11(E)為用圖11(D)中的圓D所標示的部位的放大簡圖。
圖12為表示實施例和比較例的試驗結(jié)果的圖表。
圖13為說明基板和絕緣體的大小的說明圖。
圖14中的圖14(A)為由多孔質(zhì)樹脂構(gòu)成的絕緣體的接觸比例的說明圖；圖14(B)為由刷構(gòu)成的絕緣體的接觸比例的說明圖；圖14(C)為由陶瓷構(gòu)成的絕緣體的接觸比例的說明圖。
圖15中的圖15(A)和圖15(C)為使用現(xiàn)有技術(shù)的電鍍裝置制造導(dǎo)通孔的說明圖；圖15(B)為用圖15(A)中的圓F所標示的部位的擴大簡圖。
具體實施例方式首先，參照圖9，說明本發(fā)明的實施例1-1-1的電鍍裝置的結(jié)構(gòu)。
電鍍裝置10由已裝滿電鍍液14的電鍍槽12、用于使電鍍液14循環(huán)的循環(huán)裝置16、由與印刷電路板30的表面?zhèn)鹊碾婂兠娴纸拥亩嗫踪|(zhì)樹脂(海綿)構(gòu)成的絕緣體20A、由與印刷電路板30的里面?zhèn)鹊碾婂兠娴纸拥暮＞d構(gòu)成的絕緣體20B、通過升降桿22使絕緣體20A、20B沿印刷電路板30上下動的升降裝置24構(gòu)成。
參照圖11，說明利用該電鍍裝置10形成填孔和導(dǎo)體電路。示出了如下狀態(tài)在層間絕緣層50上形成金屬層52，在該金屬層52上形成阻鍍層54(參照圖11(A))后，利用圖9所示的電鍍裝置10，通過電解電鍍，進行電解鍍膜56的加厚處理(參照圖11(B)、(C))。
在實施例1-1-1中，當(dāng)電解鍍膜56逐漸變厚時，絕緣體20與被電鍍面接觸或部分接觸，從而在其接觸的部分，電解鍍膜56的成長變慢或停止鍍膜成長。與此相反，在絕緣體20未接觸的部分，電解鍍膜56成長，在與絕緣體接觸的時刻，停止或抑制了電鍍析出，因此，如圖11(C)所示，可以容易制造其表面實質(zhì)上平坦的填孔60。
另外，雖然導(dǎo)通孔的開口部分的鍍膜成長，但除了該導(dǎo)通孔之外的作為導(dǎo)體部分的導(dǎo)體電路58卻不會變得過厚。即，確實形成了導(dǎo)通孔內(nèi)的鍍膜，但在除此之外的導(dǎo)體電路58部分，可以形成比導(dǎo)通孔內(nèi)的鍍膜厚度相對較薄的、也比利用未使用絕緣體20的現(xiàn)有技術(shù)的電鍍方法和電鍍裝置所制造的導(dǎo)體電路的厚度相對較薄的鍍膜。由此，可以形成比以往高密度化的導(dǎo)體電路。特別是當(dāng)在一面形成導(dǎo)體電路，并通過蝕刻形成導(dǎo)體電路時，可以以微間距形成導(dǎo)體電路，有利于高密度化。
另外，由于由多孔質(zhì)樹脂(海綿)構(gòu)成的絕緣體20可以使電鍍液的液流、特別是繞導(dǎo)通孔的液流沿恒定方向流動。因此，可以消除導(dǎo)通孔周邊的鍍膜形成不均。因此，如果是形成導(dǎo)通孔的情況下，則難以形成導(dǎo)通孔的凹部。
圖11(D)示出了如下狀態(tài)在形成電解鍍膜56后，剝離阻鍍層54，通過蝕刻除去金屬膜52，即形成了通過導(dǎo)通孔60與下層的導(dǎo)體電路34連接的導(dǎo)體電路58，圖11(E)為用圖11(D)中的圓D所標示的電解鍍膜56部位的擴大簡圖。
如圖11(E)所示，用實施例1-1-1的電鍍裝置，可以對銅的結(jié)晶結(jié)構(gòu)進行排列。認為其原因在于通過由多孔質(zhì)樹脂(海綿)構(gòu)成的絕緣體20可以使繞導(dǎo)通孔的液流沿恒定方向流動。
圖15(B)為表示未使用絕緣體20所形成的現(xiàn)有技術(shù)的填孔60(圖15(A))中用圓F所標示的電解鍍膜56部位的放大簡圖。在現(xiàn)有技術(shù)中，與圖11(E)所示的實施例1-1-1的情況不同，銅的結(jié)晶構(gòu)造沒有被排列整齊。
接著，參照圖1～圖6說明利用實施例1-1-1的電鍍裝置制造多層印刷電路板。
圖6為表示多層印刷電路板的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在多層印刷電路板中，在芯基板30的表面和背面形成有導(dǎo)體電路34。并在該導(dǎo)體電路34上設(shè)置有形成有導(dǎo)通孔60以及導(dǎo)體電路58的層間樹脂絕緣層50、形成有導(dǎo)通孔160以及導(dǎo)體電路158的層間樹脂絕緣層150。在該導(dǎo)通孔160以及導(dǎo)體電路158的上層形成有阻焊劑層70，通過該阻焊劑層70的開口部71，在該導(dǎo)通孔160和導(dǎo)體電路158上形成了凸塊76U和76D。
以下，說明圖6所示的多層印刷電路板的制造工序。
A.層間樹脂絕緣層的樹脂膜的制作在20重量份二乙二醇乙醚醋酸酯(Ethyl DiglycolAcetate)和20重量份溶劑石腦油中，攪拌并加熱溶解30重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量469，油化シエルエポキシ社制造エピ コ一ト1001)、40重量份甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量215，大日本インキ化學(xué)工業(yè)社制造エピクロンN-673)和30重量份含有三嗪結(jié)構(gòu)的苯酚酚醛清漆型樹脂(酚羥基當(dāng)量120，大日本インキ化學(xué)工業(yè)社制造フエノライトKA-7052)，向其中添加15重量份末端環(huán)氧化的聚丁二烯橡膠(ナガセ化成工業(yè)社制造デナレツクスR-45EPT)和1.5重量份2-苯基-4，5-雙(羥甲基)咪唑粉碎品、2重量份精磨硅石和0.5重量份硅類消泡劑，調(diào)制出環(huán)氧樹脂組成物。
使用輥涂機將所得到的環(huán)氧樹脂組成物涂敷在厚度為38μm的PET莫上，然后在80～120℃干燥10分鐘，使其在干燥后厚度為50μm，由此，制造出層間樹脂絕緣層用樹脂膜。
B.樹脂填料的調(diào)制將100重量份雙酚F型環(huán)氧單體(油化シエル社制造，分子量310 YL983U)、170重量份表面涂敷了硅烷偶聯(lián)劑的平均粒徑為1.6μm、最大粒徑為15μm以下的SiO2球狀粒子(アドテツク社制造，CRS1101-CE)和1.5重量份流平劑(サンノプコ社制造，ペレノ-ルS4)裝入容器，進行攪拌混合，從而調(diào)制出其粘度在23±1℃為44～49Pa·s的樹脂填料。
另外，使用6.5重量份咪唑固化劑(四國化成社制造，2E4MZ-CN)作為固化劑。
C.多層印刷電路板的制造(1)使用了在由厚度為0.8μm的玻璃環(huán)氧樹脂或BT(粘膠系馬來酰亞胺三嗪)樹脂構(gòu)成的絕緣性基板30的兩表面層壓了厚18μm的銅箔32而成的覆銅層壓板30A作為原始材料(圖1(A))。首先在該覆銅層壓板上鉆孔，實施無電解電鍍處理，蝕刻出圖案形狀，從而在基板30的兩表面形成了下層導(dǎo)體電路34和通孔36(圖1(B))。
(2)在對形成了通孔36和下層導(dǎo)體電路34的基板30進行了水洗、干燥后，進行黑化處理和還原處理。其中，黑化處理以含有NaOH(10g/l)、NaClO2(40g/l)和Na3PO4(6g/l)的水溶液為黑化液(氧化液)；還原處理以含有NaOH(10g/l)、NaBH4(6g/l)的水溶液為還原液。從而，在包括其通孔36在內(nèi)的下層導(dǎo)體電路34的整個表面上形成了粗化面36α、34α(圖1(C))。
(3)在調(diào)制了如B所述的樹脂填料后，采用下述方法，在調(diào)制后的24小時以內(nèi)，在通孔36內(nèi)、以及基板單面的非形成下層導(dǎo)體電路34部分和下層導(dǎo)體電路的外緣部形成了樹脂填料40的層(圖1(D))。
即，在基板上載置具有已在相當(dāng)于通孔和非形成下層導(dǎo)體電路部分的部分開口的版的樹脂填充用掩模，使用刮板將樹脂填料40填充到通孔內(nèi)、成為凹部的非形成下層導(dǎo)體電路部分、以及下層導(dǎo)體電路的外緣部，在100℃/20分鐘的條件下，使其干燥。
(4)為不使樹脂填料殘留在下層導(dǎo)體電路34的外緣部和通孔36的連接盤的外緣部，采用使用#600帶研磨紙(三共理化學(xué)制)的帶式研磨機(belt sander)對完成上述(3)處理的基板單面進行研磨，接著，為了除去因使用帶式研磨機研磨造成的劃傷，對下層導(dǎo)體電路的整個表面(包含通孔的連接盤表面)進行拋光(圖2(A))。對基板的另一面也同樣進行這樣一系列研磨。
接著，在100℃進行1小時加熱處理、在150℃進行1小時加熱處理，使樹脂填料40固化。
如此進行上述處理，得到這樣的基板使形成在通孔36和非形成下層導(dǎo)體電路34部分的樹脂填料40的表層部和下層導(dǎo)體電路34的表面平坦，隔著粗化面而牢固地緊密接合樹脂填料和下層導(dǎo)體電路的側(cè)面，并隔著粗化面而牢固地緊密接合通孔36的內(nèi)壁面和樹脂填料40。即，通過該工序，樹脂填料40的表面和下層導(dǎo)體電路34的表面成為大致相同平面。
(5)對上述基板進行水洗、酸性脫脂后，進行軟蝕刻，接著用噴霧器將蝕刻液噴在基板的兩表面上，對下層導(dǎo)體電路34的表面和通孔36的連接盤表面進行蝕刻，從而在下層導(dǎo)體電路34的整個表面形成了粗化面36β(圖2(B))。
作為蝕刻液，使用了由10重量份咪唑銅(II)絡(luò)合物、7重量份脲乙酸、5重量份氯化鉀構(gòu)成的蝕刻液(メツク社制造メツクエツチボンド)。
(6)在基板30的兩表面，將在A中制得的比基板稍大的層間樹脂絕緣層用樹脂膜載置在基板上，在壓力為0.4MPa、溫度為80℃、壓接時間為10秒的條件下，進行臨時壓接并將其裁斷，然后，采用以下方法，使用真空層壓裝置進行粘接，從而形成了層間樹脂絕緣層50(圖2(C))。即，在真空度為67Pa、壓力為0.4MPa、溫度為80℃、壓接時間為60秒的條件下，進行正式壓接，然后，在170℃使其熱固化30分鐘。
(7)接著，在層間樹脂絕緣層50上設(shè)置厚度為1.2mm的形成有貫通孔的掩模，使用波長為10.4μm的CO2氣體激光器，在光束直徑為4.0mm、頂環(huán)模式(top hat mode)、脈沖寬度為8.0μ秒、掩模的貫通孔的孔徑為1.0mm、1～3次發(fā)射(shot)激光的條件下，在層間樹脂絕緣層上形成了直徑為80μm的導(dǎo)通孔用開口50a(圖2(D))。
(8)將形成了導(dǎo)通孔用開口50a的基板30浸入在含60g/l高錳酸的80℃溶液中10分鐘，溶解除去存在于層間樹脂絕緣層50的表面上的環(huán)氧樹脂粒子，由此使包括導(dǎo)通孔用開口50a的內(nèi)壁在內(nèi)的層間樹脂絕緣層50的表面成為粗糙面50α(圖2(E))。
(9)接著，將結(jié)束上述處理的基板30在中和溶液(シプレイ社制造)中，然后再進行水洗。
并且，在經(jīng)粗面化處理(粗化深度為3μm)后的該基板30的表面賦予鈀催化劑，由此，使催化劑核附著在層間樹脂絕緣層50的表面和導(dǎo)通孔用開口50a的內(nèi)壁面上(未圖示)。即，將上述基板浸滲在含有氯化鈀(PdCl2)和氯化亞錫(SnCl2)的催化劑溶液中，使金屬鈀析出，由此來賦予催化劑。
(10)接著，在以下組成的無電解鍍的水溶液中浸潰已賦予了催化劑的基板，在整個粗糙面上形成厚度為0.6～3.0μm的無電解鍍銅膜52，從而，得到在包括導(dǎo)通孔用開口50a的內(nèi)壁在內(nèi)的層間樹脂絕緣層50的表面上形成有無電解鍍銅膜52的基板30(圖3(A))。
NiSO40.003mol/l酒石酸 0.200mol/l硫酸銅 0.030mol/lHCHO 0.050mol/lNaOH 0.100mol/lα，α′-聯(lián)吡啶100mg/l聚乙二醇(PEG) 0.10g/l 在34℃的溶液溫度下進行40分鐘(11)在形成有無電解鍍銅膜52的基板30上，粘貼市場出售的感光性干膜，載置掩模，以100mJ/cm2進行曝光，使用0.8％的碳酸鈉水溶液進行顯影處理，從而設(shè)置了厚度為20μm的阻鍍層54(圖3(B))。
(12)其后，使用50℃的水洗凈基板30，使其脫脂。在使用25℃的水進行水洗后，再使用硫酸進行洗凈，然后，參照圖9，利用上述電鍍裝置10，在以下的條件下實施電解電鍍，形成了電解鍍膜56(圖3(C))。
硫酸 2.24mol/l硫酸銅 0.26mol/l添加劑 19.5ml/l流平劑 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，參照圖9，如上所述，使用多孔質(zhì)樹脂作為絕緣體20A、20B，一邊使絕緣體在被電鍍面上上下滑動，一邊在非形成阻鍍層54部分上形成了厚度為20μm的電解鍍銅膜56。此時，絕緣體的移動速度為7m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為(X2/X1參照圖13)1.0，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為0.50，絕緣體的壓力用壓入量表示時為8mm。
(13)然后，在使用5％的KOH剝離除去阻鍍層54后，使用硫酸和過氧化氫的混合液，對該阻鍍層54下的無電解鍍膜52進行蝕刻處理而溶解除去該無電解鍍膜52，制得獨立的上層導(dǎo)體電路58(包括填孔60)(圖3(D))。
(14)接著，進行與上述(5)同樣的處理，在上層導(dǎo)體電路58和填孔60的表面形成了粗化面58α、60α(圖4(A))。
(15)重復(fù)進行上述(6)～(14)的工序，并形成上層的層間絕緣層150、導(dǎo)體電路158、填孔160，制得了多層電路板(圖4(B))。
(16)其次，將46.6 7重量份賦予感光性的低聚物(分子量4000)、15.0重量份溶解于甲乙酮的8 0重量％的雙酚A型環(huán)氧樹脂(油化シエル社制造，商品名エピコ一ト1001)、1.6重量份咪唑固化劑(四國化成社制造，商品名2E 4MZ-CN)、4.5重量份作為感光性單體的雙官能丙烯酸單體(日本化薬社制造，商品名R604)、1.5重量份相同的多元丙烯酸單體(共榮化學(xué)社制造，商品名DPE6A)、0.71重量份分散類消泡劑(サンノプコ社制造，S-65)裝入容器內(nèi)，進行攪拌混合，調(diào)制成混合組成物，對該混合組成物添加2.0重量份作為光聚合引發(fā)劑的二苯甲酮(關(guān)東化學(xué)社制造)和0.2重量份作為光增感劑的米希勒氏酮蚩(關(guān)東化學(xué)社制造)，從而，制得其粘度已調(diào)整為25℃時為2.0Pa·s的阻焊劑組成物。上述賦予感光性的低聚物是按照溶解后的濃度為60重量％的濃度溶解于二甘醇二甲醚(DMDG)、將甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂(日本化薬社制造)的環(huán)氧基50％丙烯基化而成的。
另外，使用B型粘度計(東京計器社制造，DVL-B型)進行粘度測定，在60min-1的情況下，使用No.4轉(zhuǎn)頭；而在6min-1的情況下，使用No.3轉(zhuǎn)頭。
(17)接著，在多層線路基板的兩表面以20μm厚度涂敷上述阻焊劑組成物70(圖4(C))，在70℃/20分鐘和70℃/30分鐘的條件下，進行干燥處理然后，使已描畫出阻焊劑開口部的圖案的厚度為5mm的光掩模緊密貼合在該阻焊劑層上，用1000mJ/cm2的紫外線進行曝光，使用DMTG溶液進行顯影處理，形成了直徑為200μm的開口71(圖5(A))。
然后，再分別在80℃、1小時的條件下、100℃、1小時的條件下、120℃、1小時的條件下和150℃、3小時的條件下，進行加熱處理，使阻焊劑層固化，形成了具有開口、其厚度為20μm的阻焊劑圖案層70。作為上述阻焊劑組成物，也可以使用市場出售的阻焊劑組成物。
(18)接著，將形成了阻焊劑層70的基板浸入在含有氯化鎳(2.3×10-1mol/l)、次磷酸鈉(2.8×10-1mol/l)和檸檬酸鈉(1.6×10-1mol/l)的pH＝4.5的無電解鍍鎳液中20分鐘，在開口部71形成了厚度為5μm的鎳鍍層72。并在80℃的條件下，將其基板浸入在含有氰化金鉀(7.6×10-3mol/l)、氯化銨(1.9×10-1mol/l)、檸檬酸鈉(1.2×10-1ml/l)和次磷酸鈉(1.7×10-1mol/l)的無電解鍍金液中7.5分鐘，在鎳鍍層72上形成了厚度為0.03μm的鍍金層74(圖5(B))。
(19)其后，在基板的載置IC芯片的面的阻焊劑層70的開口71印刷含有錫-鉛的焊錫膏，并在另一面的阻焊劑層70的開口印刷含有錫-銻的焊錫膏71，然后，在200℃進行回流焊，從而形成了焊錫凸塊(焊錫體)76U、76D，制得具有焊錫凸出76U、76D的多層印刷電路板(圖6)。
接著，參照圖7，說明實施例1-1-1的另一例的實施例1-1-2的制造工序。
參照圖3，在上述工序中，在無電解鍍膜52上設(shè)置阻鍍層54，在非形成阻鍍層部分形成了電解鍍膜56。與此相反，在圖7的工序中，在無電解鍍膜52的整個表面上形成電解鍍膜56。
(10)制得在包括導(dǎo)通孔用開口50a的內(nèi)壁在內(nèi)的層間樹脂絕緣層50的表面上形成有無電解鍍銅膜52的基板30(圖7(A))。
(11)接著，用50℃的水洗凈基板30，使其脫脂，在用25℃的水進行水洗后，再使用硫酸進行洗凈，然后，參照圖9，利用上述電鍍裝置10，在以下的條件下實施電解電鍍，形成了電解鍍56(圖7(B))。
硫酸2.24mol/l硫酸銅 0.26mol/l添加劑 19.5ml/l流平劑 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，參照圖9，如上所述，使用多孔質(zhì)樹脂作為絕緣體20A、20B，一邊使絕緣體在被電鍍面上上下滑動，一邊在無電解鍍膜52的整個上表面上形成了厚度為20μm的電解鍍銅膜56。此時，絕緣體的移動速度為7m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.1，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為0.50，絕緣體的壓力用壓入量表示時為8mm。
(12)在形成有電解鍍銅膜56的基板30上，設(shè)置抗蝕劑層54(圖7(C))。
(13)然后，通過蝕刻除去非形成抗蝕劑層54部分的電解鍍膜56和無電解鍍膜52，然后，溶解除去抗蝕劑層54，制得獨立的上層導(dǎo)體電路58(包括填孔60)(圖7(D))。
接著，參照圖8，說明實施例1-1-1的再一例的實施例1-1-3的制造工序。
在參照圖3所述的實施例中，使用電鍍裝置10制造了填孔60。與此相反，在本例中，形成了通孔。
(1)首先，在層疊了形成有導(dǎo)體電路34的芯基板30A、30B、30C而成的層疊基板130上，開設(shè)通孔用通孔136a(圖8(A))。
(2)接著，在整個層疊基板130和通孔用通孔136a內(nèi)形成無電解鍍膜52。
(3)利用參照圖9所述的實施例1-1-1的電鍍裝置10，在層疊基板130的表面上形成電解鍍膜56，并用電解鍍膜56填充通孔用通孔136a內(nèi)部。此時，絕緣體的移動速度為8m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.2，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為1.0，絕緣體的壓力以壓入量表示為8mm。
(4)在形成了抗蝕劑層后，通過蝕刻除去非形成抗蝕劑層部分的電解鍍膜56和無電解鍍膜52，然后，溶解除去抗蝕劑層，制得獨立的導(dǎo)體電路134(包括通孔136a)(圖8(D))。
圖10表示實施例1-2-1的電鍍裝置10。在參照圖9所述的實施例1-1-1中，是絕緣體20A、20B僅與印刷電路板30的一部分接觸的結(jié)構(gòu)。與此對反，在實施例1-2-1中，是絕緣體20A、20B一邊與印刷電路板30的整個表面接觸一邊上下滑動的結(jié)構(gòu)。此時，絕緣體的移動速度為6m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.2，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為1.0，絕緣體的壓力以壓入量表示為8mm。
在參照圖9所述的實施例1-1-1的電鍍裝置中，用多孔性樹脂構(gòu)成絕緣體20A、20B。與此相反，在實施例2-1-1中，用多孔性陶瓷(SiC)構(gòu)成絕緣體20A、20B。此時，絕緣體的移動速度為5m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為0.9，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為0.5，絕緣體的壓力為壓入壓力40g/cm2，從而形成了電解鍍膜。
實施例2-2-1，是在實施例2-1-1中，絕緣體的移動速度為7m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.20，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為1.0，絕緣體的壓力為壓入壓力40g/cm2，如此形成電解鍍膜。
在參照圖9所述的實施例1-1-1的電鍍裝置中，使用多孔性樹脂構(gòu)成絕緣體20A、20B。與此相反，在實施例3-1-1中，使用其毛頂端與印刷電路板一側(cè)抵接的PVC(氯乙烯)制的刷構(gòu)成絕緣體20A、20B。此時，以絕緣體的移動速度為6m/min、絕緣體相對于印刷電路板的大小為0.9、絕緣體與印刷電路板的接觸比例為0.75、絕緣體的壓力以壓入量表示為2mm，形成了電解鍍膜。
實施例3-2-1，是在實施例3-1-1中，電鍍裝置是使絕緣體的移動速度為6m/min、絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.0、絕緣體與印刷電路板的接觸比例為0.75、絕緣體的壓力以壓入量表示為2mm，形成了電解鍍膜。

在參照圖9所述的實施例1-1-1的裝置中，使用多孔性樹脂構(gòu)成絕緣體20A、20B。與此相反，在實施例4-1-1中，使用氯乙烯紡織布構(gòu)成絕緣體20A、20B。此時，絕緣體的移動速度為7m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.0，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為1.0，絕緣體的壓力以壓入量表示為8mm，形成了電解鍍膜。
實施例4-2-1，是在實施例4-1-1中，電鍍裝置是使絕緣體的移動速度為7m/min、絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.2、絕緣體與印刷電路板的接觸比例為1.0、絕緣體的壓力以壓入量表示為8mm，形成了電解鍍膜。
在參照圖9所述的實施例1-1-1的裝置中，使用多孔性樹脂構(gòu)成絕緣體20A、20B。與此相對，在實施例5-1-1中，使用由橡膠作成的板狀體構(gòu)成絕緣體20A、20B，此時，絕緣體的移動速度為5m/min，絕緣體相對于印刷電路板的大小為0.90，絕緣體與印刷電路板的接觸比例為0.5，絕緣體的壓力以壓入量表示為1.0mm，形成了電解鍍膜。
實施例5-2-1，是在實施例5-1-1，電鍍裝置是使絕緣體的移動速度為7m/min、絕緣體相對于印刷電路板的大小為1.1、絕緣體與印刷電路板的接觸比例為1.05、絕緣體的壓力以壓入量表示為1.0mm，形成了電解鍍膜。
在實施例1-1-1的電解鍍銅工序中，沒有使用絕緣體20A、20B。除此之外，其余均與實施例1-1-1相同。
<評價試驗>
對實施例1-1-1～實施例5-2-1、以及使用現(xiàn)有技術(shù)的電鍍裝置形成填孔的例子(比較例)，進行了評價，其結(jié)果示于圖12。
在此，作為評價，(1)孔的填充狀態(tài)(在此，將在填孔的表面沒有深凹部(從導(dǎo)體電路58的表面至填孔的凹部下端的深度(參照圖15(C))為10μm以上的填孔)表示為○，將在填孔的表面有深凹部表示為×)；(2)物性值(將如圖11(E)所述那樣的銅結(jié)晶整齊排列的表示為○，將如圖15(B)所述那樣未整齊排列的表示為×)；(3)電阻值(測定包括在通路上再形成通路的堆疊通路在內(nèi)的特定電路的電阻值，其電阻值在容許值以內(nèi)的表示為○，其電阻值超過容許值的表示為×)；(4)熱循環(huán)試驗(條件-55度×5分鐘<＝>125度×5分鐘；次數(shù)1000次；規(guī)格將(3)的特定電路的測試后的電阻變化率在±10％以內(nèi)的表示為○，除此之外的表示為×。*電阻變化率＝(試驗后的特定電路的電阻值-試驗前的特定電路的電阻值)/試驗前的特定電路的電阻值×100)。
從評價試驗的結(jié)果可以得知，根據(jù)本發(fā)明的電鍍裝置和電鍍方法，可以形成實質(zhì)上平坦的填孔。
另外，可以明確根據(jù)本發(fā)明的電鍍裝置和電鍍方法，使包括堆疊通路結(jié)構(gòu)(通路正上方再形成通路的結(jié)構(gòu))在內(nèi)的電路的電阻值在容許值之內(nèi)，對于熱循環(huán)試驗也具有高可靠性。這是因為即使電鍍液和電鍍條件多少有些變化，但由于存在絕緣體，鍍膜只能成長至與該絕緣體接觸，所以形成實質(zhì)上平坦的填孔。在此提及的實質(zhì)上平坦的填孔，是指包括堆疊通路結(jié)構(gòu)在內(nèi)的電路的電阻值，即使是在1000次熱循環(huán)試驗后，其電阻變化率(熱循環(huán)試驗后的電阻值-初始值)/初始值×100)也在±10％以內(nèi)程度的填孔。從實施例的結(jié)果來看，考慮到余量，實質(zhì)上平坦的填孔是指其凹部的深度(圖15(C))例如為7μm以下的導(dǎo)通孔。
另外，在進行該評價試驗的同時，還測定了實施例和比較例的印刷電路板的導(dǎo)體電路的厚度。在實施例1-1-1～實施例5-1-1中，可以使導(dǎo)體電路58的厚度(在圖11(C)中，用h1表示)比抗蝕劑的厚度薄。
工業(yè)上的可利用性在上述實施例中，列舉了將本實施例的電鍍裝置用于制造導(dǎo)通孔、通孔的例子，然而，本實施例的電鍍裝置也可適用于制造印刷電路板的各種部位。
權(quán)利要求
1.一種電鍍方法，其特征在于，使絕緣體接觸或部分接觸被電鍍面，并一邊使該絕緣體相對于被電鍍面移動，一邊進行電解電鍍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍方法，其特征在于，在上述被電鍍面的表面上形成金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍方法，其特征在于，在被電鍍面上形成有非貫通孔或貫通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍方法，其特征在于，通過上述電解電鍍在導(dǎo)通孔或通孔上形成鍍膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍方法，其特征在于，將從長纖維物質(zhì)、多孔質(zhì)物質(zhì)、纖維狀的樹脂、橡膠中選擇的任意一種物質(zhì)用作上述絕緣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電鍍方法，其特征在于，將多孔質(zhì)陶瓷或多孔質(zhì)樹脂用作上述多孔質(zhì)物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電鍍方法，其特征在于，將樹脂刷用作上述長纖維物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電鍍方法，其特征在于，將樹脂纖維用作上述纖維狀物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的電鍍方法，其特征在于，使上述絕緣體相對于上述被電鍍面滑動。
10.一種電鍍方法，其特征在于，包含以下A～CA使絕緣體的至少一部分接觸被電鍍面；B使上述絕緣體與被電鍍面相對移動；C在被電鍍面上形成鍍膜。
11.一種電鍍裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1～10中任一項所述的電鍍方法。
全文摘要
本發(fā)明提供在形成填孔時不形成凹部的電鍍裝置和電鍍方法。電鍍裝置(10)包括與印刷電路板(30)的由被電鍍面抵接的多孔質(zhì)樹脂(海綿)構(gòu)成的絕緣體(20A、20B)；使絕緣體(20A、20B)沿印刷電路板(30)上下動作的升降裝置(24)。當(dāng)電解鍍膜(56)逐漸變厚時，使絕緣體(20)接觸被電鍍面，從而在其接觸的部分，電解鍍膜(56)的成長停止。由此，可以制造其表面平坦的填孔(60)。
文檔編號C25D5/06GK101027431SQ20058003220
公開日2007年8月29日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者中井通, 川合悟, 丹羽洋, 巖田義幸 申請人:揖斐電株式會社