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JPH118469A - ビアフィリング方法 - Google Patents

ビアフィリング方法

Info

Publication number
JPH118469A
JPH118469A JP17278197A JP17278197A JPH118469A JP H118469 A JPH118469 A JP H118469A JP 17278197 A JP17278197 A JP 17278197A JP 17278197 A JP17278197 A JP 17278197A JP H118469 A JPH118469 A JP H118469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolysis
metal
plating
hole
via hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17278197A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Honma
英夫 本間
Asao Maniwa
朝夫 真庭
Takeshi Kobayashi
健 小林
Tomoyuki Fujinami
知之 藤波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JCU Corp
Original Assignee
Ebara Udylite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Udylite Co Ltd filed Critical Ebara Udylite Co Ltd
Priority to JP17278197A priority Critical patent/JPH118469A/ja
Publication of JPH118469A publication Critical patent/JPH118469A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラインドホール等の微小孔中に金属を、金
属ピラーやポストの状態で充填するビアフィリングを簡
単な操作で、効率よく行う方法を開発すること。 【解決手段】 微小孔中に無電解金属皮膜を形成し、必
要により直流電解した後、PR電解により金属電気めっ
きを行うビアフィリング方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビアフィリング方
法に関し、更に詳細には、ブラインドホール等の微小孔
中に金属を充填し、金属ピラーやポストを形成させるビ
アフィリング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、携帯電話、パソコン、ビデオ、ゲ
ーム機等の電子機器の回路実装法として、ビルドアップ
工法が適用されるようになってきた。このビルドアップ
工法では、積層板に微小孔(スルーホールやビアホー
ル)が設けられており、この微小孔中に析出させた金属
によって各回路層間の接続が行われる。 この微小孔の
うち、ブラインドの微小孔であるビアホール(以下、
「ビアホール」という)については、ビアホールめっき
やビアフィリングによって各層間の接続が施される。今
後、さまざまな高密度化および多層化のトレンドの中
で、各層間のビアホールの接続信頼性は重要となり、ま
た特に各層の平坦化の要求が高まるものと予測される。
【0003】ビアホールの内側面および底面に金属皮膜
を形成させるビアホールめっきでは、穴の上にさらに導
体層を積み上げることは難しく、また、層間接続にあた
って、通電を保証するためには金属皮膜の析出エリアを
増大させなければならない。一方、ビアフィリング法を
用いると穴が完全に埋まり、しかもビアフィリングを行
った後のビアホールの表面が平坦であれば穴の上に穴を
形成できるのでダウンサイジングには有利である。 し
たがって、ビアホールめっきでは絶縁体の平坦化には限
界があり、それゆえ、層間のホールを埋めるいわゆるビ
アフィリングの必要性が高まっている。
【0004】従来のビアフィリングの形成は、絶縁層に
ホールを形成した底部の導体層を活性化し、電気めっき
によってピラー(柱)やポストを形成し、表面に露出し
た析出銅を研磨により平滑化する方法か、あるいは無電
解銅めっきを用いて穴の底部の導体層のみを活性化し、
無電解めっきで選択的に積み上げる方法がとられてい
た。これらの方法を採用すると、いずれにしても次の絶
縁層上にスパッタまたは無電解めっきで導体化処理をし
なければならず、きわめて煩雑な操作となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、簡単な操作
で、効率よくビアフィリングを形成する方法の開発が求
められていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ビアホール
を構成する底部の導体層、絶縁壁、表面の絶縁層の上に
まず無電解金属めっきで導体膜を形成した後、電気めっ
きで一定の膜厚を得る方法について検討した。
【0007】そしてその結果、単なる電気めっきでは、
ビアホール中に均一な金属皮膜を形成させることは困難
であるが、陰極と陽極を交換させるPR電解の手法を利
用することによりビアホール中に適度な濃度の金属イオ
ンを存在せしめることができ、均一性の優れた金属皮膜
が形成されることを見出し、本発明を完成した。
【0008】すなわち本発明は、ビアホール中に無電解
金属皮膜を形成した後、PR電解により金属電気めっき
を行うことを特徴とするビアフィリング方法である。ま
た本発明は、ビアホール中に無電解金属皮膜を形成した
後、まず直流電解により金属電気めっきを行ない、次い
でPR電解で金属電気めっきを行うことを特徴とするビ
アフィリング方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明方法が適用されるビアホー
ルは、特にその径や深さが限定されるものではないが、
一般には径10〜1000μm、深さ10〜1000μ
m程度のものである。このビアホールは、常法に従って
ビアホールの底部および側面を電導化処理し、次いで電
導化処理した底部および側面に無電解金属めっきを施し
た後、本発明に付される。 このビアホールは、一般に
金属箔と高分子の絶縁層が交互に積層された積層板にお
いて、金属箔間の通電を担うものである。
【0010】電気めっき層を形成させるためのPR電解
は、当然のことながらビアホール内に金属が析出するよ
うな条件でなければならない。 例えば、電圧が一定で
あれば物品が陰極である時間が長くなるようにしなけれ
ばならない。
【0011】本発明方法において、好ましいPRの条件
は、析出させる金属の種類、そのための浴組成あるいは
ビアホールの形状(口径、深さ)等によって異なり、実
験的に定めるべきである。 しかし、一般的な条件とし
ては、陰極である時間と陽極である時間は、1:1〜1
0:1程度、好ましくは2:1〜5:1程度の時間割合
で、PR周期は、1秒〜600秒程度、好ましくは10
秒〜100秒程度、全電解時間は0.1〜10時間程度
である。 また、PR電解における電流密度は、特に制
限されるものでなく、各めっき浴における一般的なもの
が採用できる。
【0012】本発明が適用可能な金属めっき浴として
は、銅、ニッケル、金、銀、パラジウム、スズやそれら
の合金、例えばはんだ等の電導性金属めっき皮膜が得ら
れるめっき浴が挙げられ、これらを析出することのでき
る種々の浴が特に制限なく利用される。
【0013】なお、本発明の実施に当たっては、実施当
初からPR電解を行っても良いが、好ましくは一定時間
直流電解を行い、開口部周辺にある程度の金属を析出さ
せてからPR電解を行った方が効率的である。
【0014】
【作用】穴が小さく、かつ深いビアホール中では、金属
イオン濃度および電流分布が共に不均一であるため、均
一電着性の優れた電気めっき皮膜を形成するためには、
一般的に電流密度を低くするかまたは撹拌を強くしなけ
ればならない。特に金属イオンについては、ビアホール
の穴径が小さくなるほど、また深さが深くなるほど穴へ
めっき液が侵入することに対して外部の流れがあまり効
果を及ぼさなくなるため、ある程度強制的に金属イオン
を供給することが必要となってくる。
【0015】本発明方法によれば、開口部分に優先的に
析出した金属を、PR電解で電極を逆転させることによ
り溶解させるものであるため、ビアホール内の析出部位
近傍の金属イオン濃度が常に過剰な状態で電気めっきが
でき、電流密度や撹拌を調整することなしに均一な成膜
が可能で、ビアフィリングが形成できるものである。
【0016】
【発明の効果】以上説明した本発明方法は、電気めっき
法という比較的簡単な手段により実施されるものである
ので、従来に比べ極めて簡単にビアフィリングを行なう
ことができ、種々の回路の製造に極めて有効なものであ
る。
【0017】
【実施例】次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれになんら制約されるものではな
い。
【0018】実 施 例 1 硫酸銅めっきによるビアフィリング:下記組成の電気銅
めっき液2dm3をめっき実験装置のセルに注入し、温
度25℃、1分間に100ml・dm-3程度の空気撹拌
を行いながら、エキシマレーザーによってテーパー状の
ブラインドビア(開口部穴径60μm、底部40μm、
深さ60μm)を形成した銅張積層板(1000mm2
(20×50mm)、厚さ60ミクロンのエポキシ樹脂
を絶縁層としてコーティング)に銅めっきを施した。
【0019】銅めっきは、下記条件で、直流、パルスお
よびPR電解の3種類を行った。また、陽極には含りん
銅(チタンケース、アノ−ドパック使用)を使用し、陽
極と陰極間の距離は50mmに固定した。
【0020】ブラインドビアを形成した銅張積層板は、
慣用の手段により、過マンガン酸塩による樹脂エッチン
グ、キャタライジング、アクセラレーティングを行い、
無電解銅めっき(シプレイ社製、#253)を約0.5
ミクロン施すことにより前処理を行った。電気銅めっき
皮膜の析出状態は、クロスカットした試料の走査型電子
顕微鏡観察の結果から評価した。
【0021】 [硫酸銅めっき液組成] 硫 酸 銅 0.24mol/dm-3 硫 酸 1.84mol/dm-3 塩化ナトリウム 100mg/dm-3 添 加 剤 HL(アトテック社製光沢剤) 20ml/dm-3 GS(アトテック社製光沢剤) 0.2ml/dm-3
【0022】[めっき条件] (1)直流電解 電流密度1.2A・dm-2 電解時間60分間 (2)パルス電解 電流密度3.6A・dm-2 直流電解を1ミリ秒(ms)、休止を2ミリ秒 (3)PR電解 電流密度1.2A・dm-2 カソード電解で約10ミクロンの皮膜を形成させた後、
上記電流密度でカソード電解60秒、アノード電解30
秒のサイクルでPR電解
【0023】[実験結果]めっき前のビアホール、直流
電解で電気銅めっきを行ったときのビアホール内への析
出状態およびパルス電解で電気銅めっきを行ったときの
ビアホール内への析出状態を図1のA、B、Cに、PR
電解で電気銅めっきを行ったときの析出状態を図2(A
は2時間電解、Bは3時間電解)に示す。 この結果か
ら明らかなように、直流電解を行った場合はビアホール
開口部に析出銅が集中し、電気銅めっきが均一に成膜さ
れず、特に底部の銅回路と壁面の境界は、著しく膜厚が
薄く、隙間が形成されていた。
【0024】またパルス電解の場合も、直流電解とはほ
とんど差異が無く、均一電着性が改善されなかった。
このことから、ビアホールでは穴径が小さくなるほど液
の循環および拡散が起こりにくくなり、一般的に設定さ
れるデューティーサイクルのパルス電解では、均一電着
性はほとんど改善できないことが確認された。
【0025】これに対しPR電解で電気銅めっきを行っ
たときは析出銅が底部から徐々に積み上がり、3時間後
にはビアホールの開口部付近まで析出銅が埋まって、い
わゆるビアフィリングが形成できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】めっき前のビアホール、直流電解で電気銅めっ
きを行ったときのビアホール内への析出状態およびパル
ス電解で電気銅めっきを行ったときのビアホール内への
析出状態を示す金属組織の写真。
【図2】PR電解で電気銅めっきを行ったときのビアホ
ール内への析出状態を示す金属組織の写真。 以 上
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤波 知之 神奈川県藤沢市城南3−1−33−1110

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微小孔中に無電解金属皮膜を形成した
    後、PR電解により金属電気めっきを行うことを特徴と
    するビアフィリング方法。
  2. 【請求項2】 微小孔中に無電解金属皮膜を形成した
    後、まず直流電解により金属電気めっきを行ない、次い
    でPR電解で金属電気めっきを行うことを特徴とするビ
    アフィリング方法。
JP17278197A 1997-06-16 1997-06-16 ビアフィリング方法 Pending JPH118469A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17278197A JPH118469A (ja) 1997-06-16 1997-06-16 ビアフィリング方法

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JP17278197A JPH118469A (ja) 1997-06-16 1997-06-16 ビアフィリング方法

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Publication Number Publication Date
JPH118469A true JPH118469A (ja) 1999-01-12

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ID=15948238

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JP17278197A Pending JPH118469A (ja) 1997-06-16 1997-06-16 ビアフィリング方法

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JP (1) JPH118469A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1122434A2 (en) 2000-02-02 2001-08-08 Yamada Corporation Pressure pump for high viscosity fluid
JP2002359468A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Toppan Printing Co Ltd フィルドビア構造を有する多層プリント配線板及びその製造方法
US6783654B2 (en) 2000-03-22 2004-08-31 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Electrolytic plating method and device for a wiring board
JP2006188745A (ja) * 2004-12-30 2006-07-20 Samsung Electro Mech Co Ltd 内部ビアホールの充填メッキ構造及びその製造方法

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JP2002359468A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Toppan Printing Co Ltd フィルドビア構造を有する多層プリント配線板及びその製造方法
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