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公開番号2024155302
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023069921
出願日2023-04-21
発明の名称貫通孔へのめっき方法及び回路基板
出願人学校法人関東学院
代理人個人
主分類H05K 3/42 20060101AFI20241024BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】本件発明は、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能な貫通孔へのめっき方法を提供することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するため、絶縁性基材の一方の面Aの表面における貫通孔の少なくとも周囲と貫通孔とを覆う導電性金属層Aを形成する工程1と、電解めっき法を用いて、導電性金属層Aを通電層として、面Aとは異なる絶縁性基材の面B方向に導電性金属層Bを析出させて貫通孔を埋める工程2とを含み、工程2における電解めっき法は、電解めっき法に用いる電解めっき液が貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、導電性金属層Bの析出が進むのに応じて、電流密度を段階的に増加させる方法を用いることを特徴とする貫通孔へのめっき方法を採用した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁性基材に設けられた貫通孔に金属を充填して前記貫通孔の空洞部分を埋める前記貫通孔へのめっき方法であって、
前記貫通孔のアスペクト比は、前記貫通孔の径を１としたとき、前記絶縁性基材の厚さが１０以上であり、
前記絶縁性基材の一方の面Ａの表面における前記貫通孔の少なくとも周囲と前記貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程１と、
電解めっき法を用いて、前記導電性金属層Ａを通電層として、前記面Ａとは異なる前記絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて前記貫通孔を埋める工程２とを含み、
前記工程２における前記電解めっき法は、前記電解めっき法に用いる電解めっき液が前記貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、前記導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、前記電流密度を段階的に増加させる方法を用いることを特徴とする貫通孔へのめっき方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記電解めっき液は、硫酸銅５水和塩と硫酸とを含有する電解銅めっき液であり、前記電解銅めっき液は添加剤としてジチオビス（１－プロパンスルホン酸）２ナトリウムを含有し、前記ジチオビス（１－プロパンスルホン酸）２ナトリウムの含有量は５０ｐｐｍ以上である請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。
【請求項３】
前記工程１は、
前記面Ａの表面における前記貫通孔の少なくとも周囲に導電性金属層Ａａを成膜する工程１ａと、
前記導電性金属層Ａａの表面と前記導電性金属層Ａａの孔とを覆う導電性金属層Ａｂを形成する工程１ｂとを含み、
前記導電性金属層Ａａと前記導電性金属層Ａｂとからなる前記導電性金属層Ａを形成する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。
【請求項４】
前記工程１は、
金属箔膜を貼り合わせることによって前記導電性金属層Ａを形成する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。
【請求項５】
前記工程１と前記工程２との間に、前記貫通孔内の空気を脱気する工程を有する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。
【請求項６】
前記工程２の後に、前記面Ｂの方向に析出した前記導電性金属層Ｂの不要部分を除去するエッチング工程を有する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。
【請求項７】
請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法を用いて前記貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いたことを特徴とする回路基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本件出願は、絶縁性基材の貫通孔に金属を充填して貫通孔の空洞部分を埋める貫通孔へのめっき方法、及び当該貫通孔へのめっき方法によって貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いた回路基板に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子回路基板では実装密度を向上させるために積層された多層基板が用いられている。この積層された複数の絶縁基板間を電気的に接続するために、各基板に基板の上下を貫く貫通孔を設け、コンフォーマルめっきなどの技術を用いて貫通孔の表面に銅などの導電性金属を成膜する技術が用いられてきた。このコンフォーマルめっきは、貫通孔の表面に導電性金属を成膜するものであることから、貫通孔には空隙が残ることになる。貫通孔に空隙が残っていた場合、当該回路基板に電子部品を接続するためのハンダリフローなどの熱工程時に、コンフォーマルめっき後に残った貫通孔の空隙内の空気が膨張することによってめっき皮膜のクラックや回路基板の破壊といった製品品質の低下を招く不具合が発生してしまう。そこで、コンフォーマルめっき後の貫通孔の空隙内に樹脂などを充填して、貫通孔の空隙を埋めて無くす技術が採用されてきた。
【０００３】
しかしながら、電子回路基板の実装密度をより一層向上させるために、電子部品の小型化や電子回路基板の配線幅や配線間隔の微細化に伴い、貫通孔においても貫通孔の長さに対する貫通孔の径が小さくなる高アスペクト化が進んでいる。そして、高アスペクト比の貫通孔に、空隙無く樹脂を充填することが困難になってきている。
【０００４】
そこで特許文献１や特許文献２では、貫通孔の一方に設けた電極を給電層とした電解めっき法を用いて、導電性金属を析出積層させて貫通孔を埋めた貫通ビアを形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１２６８６５号
特開２００６－２１０３６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示される一般的な電解めっき法を用いて高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を析出積層させる場合、ボイド（析出させた導電性金属で埋めきれずに残った空隙）の発生を抑えて導電性金属を析出積層させるには、低電流で長時間電解めっきを行う必要があり、工程が長時間化するという問題がある。
【０００７】
本件発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。本件発明は、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能な貫通孔へのめっき方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、鋭意研究の結果、以下の貫通孔へのめっき方法に想到した。
【０００９】
本件発明に係る貫通孔へのめっき方法は、絶縁性基材に設けられた貫通孔に金属を充填して前記貫通孔の空洞部分を埋める前記貫通孔へのめっき方法であって、前記貫通孔のアスペクト比は、前記貫通孔の径を１としたとき、前記絶縁性基材の厚さが１０以上であり、前記絶縁性基材の一方の面Ａの表面における前記貫通孔の少なくとも周囲と前記貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程１と、電解めっき法を用いて、前記導電性金属層Ａを通電層として、前記面Ａとは異なる前記絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて前記貫通孔を埋める工程２とを含み、前記工程２における前記電解めっき法は、前記電解めっき法に用いる電解めっき液が前記貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、前記導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、前記電流密度を段階的に増加させる方法を用いることを特徴とする貫通孔へのめっき方法を採用した。
【００１０】
本件発明に係る回路基板は、上述の貫通孔へのめっき方法によって前記貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いたことを特徴とする回路基板を採用した。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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