通孔填充方法技术

本发明专利技术提供一种操作简单并且高效地进行通孔填充的方法，其特征在于，在对具有盲通孔的基板进行导电化处理之后，使用含有下述成分（Ａ）～（Ｅ）的酸性铜镀浴进行电镀；（Ａ）１００～３００ｇ／Ｌ的硫酸铜；（Ｂ）３０～１５０ｇ／Ｌ的硫酸；（Ｃ）１０～１０００ｍｇ／Ｌ从聚乙二醇、聚丙二醇、普路罗尼克型表面活性剂等中选择的第一成分（聚合物成分）；（Ｄ）０．１～２０ｍｇ／Ｌ从磺烷基磺酸钠、双磺基有机化合物等中选择的第二成分（载体成分）：（Ｅ）０．０５～１０ｍｇ／Ｌ从聚亚烷基亚胺、１－羟乙基－２－烷基氯化咪唑啉、金胺及其衍生物等中选择的第三成分（均化剂成分）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通孔填充(via filling)方法，更详细地说，涉及将金属填充到设置在印刷线路板等基板上的盲孔(blind hole)等细孔中的。最近，作为移动电话、个人计算机、电视机、游戏机等电子装置的电路安装法，可以使用组合安装法。这种组合安装法是在积层板上设置细孔，借助于在这些细孔中析出的金属来实现各个电路层之间的连接。在这些细孔中，对于作为盲(blind)细孔的通孔(via hole)(下文统称为“通孔”)来说，一般都是利用电镀通孔或填充通孔的方法来实现各层之间的连接。其中，对那些在通孔的内侧面和底面形成了金属膜的通孔进行电镀时，难以在这些孔上淀积导体层，另外，在进行层间连接时，为了保证通电，必须增大金属膜的析出面积。另一方面，如果采用将金属填充到通孔中的通孔填充法，就能使细孔完全填满，而且，如果在通孔填充之后的通孔表面是平坦的话，就能在该平坦的孔穴上再形成孔穴，这样有利于向下定位。而通孔电镀法对绝缘体的平坦化有一定限制，因此，作为其替代的方法，一种可以将层间的细孔填满的通孔填充法的必要性正日益增高。传统的通孔填充法有下面两种，第一种方法是使处于带有小孔的绝缘层底部的导体层活化，进而采用电镀铜的方法在其上面形成接线柱，最后通过研磨除去露出到绝缘层表面上的析出铜来使基板平滑化，第二种方法是利用化学镀铜工艺来仅仅使小孔底部的导体层活化，然后利用化学镀将金属选择地淀积在活化区上。在这两种方法中，前一种方法导致析出相当厚的铜镀层，因此存在必须对铜镀层进行研磨的问题，而后一种方法的问题是，为了获得必要厚度的铜镀层，必须花费相当长的时间。因此，人们迫切要求开发一种操作简单、效率高的，本专利技术的目的是提供一种符合上述要求的技术。本专利技术者们针对能够高效地进行通孔填充操作的酸性铜镀浴进行了各种研究，结果发现，为了利用电镀来填满盲通孔，适宜使用硫酸铜浓度高而且硫酸浓度低的镀浴。也就是说，过去一般在对印刷线路基板进行镀铜时使用的硫酸铜镀浴的基本组成是硫酸铜75g/L、硫酸180g/L，但是，为了将盲通孔填满，优选使用基本组成为硫酸铜225g/L、硫酸55g/L左右的装饰用铜镀浴。然而，在按这种组成来对印刷线路基板进行电镀时，即便使用了印刷线路基板用的添加剂，所获产品的物理性能(铜镀膜的延伸率或抗拉强度)变差，而且镀层厚度的差异大，这些都是存在的问题。进而，本专利技术者们为了克服由于上述组成导致物理性能劣化的缺点而进行了反复的研究，结果发现，通过调整添加剂的配合量，可以获得一种具有与常规印刷线路基板镀浴同等物理性能，而且其通孔填充性(孔穴填满性)优良的酸性铜镀浴，并且发现，通过使用这种镀浴，可以使铜优先地析出在印刷线路基板等的盲通孔中。也就是说，本专利技术提供一种，该方法是在对具有盲通孔的基板进行导电化处理之后，使用含有下述成分(A)～(E)的酸性铜镀浴进行电镀(A)100～300g/L的硫酸铜；(B)30～150g/L的硫酸；(C)10～1000mg/L从聚丙二醇、普路罗尼克(Pluronic)非离子型表面活性剂、Tetronic型表面活性剂、聚乙二醇·甘油醚或聚乙二醇·二烷基醚中选择的第一成分；(D)0.1～20mg/L从磺烷基磺酸钠、双磺基有机化合物和二硫代氨基甲酸衍生物中选择的第二成分；(E)0.05～10mg/L从聚亚烷基亚胺、1-羟乙基-2-烷基氯化咪唑啉、金胺及其衍生物、甲基紫及其衍生物、结晶紫及其衍生物和烟鲁黑(Janus black)及其衍生物中选择的第三成分。为了实施本专利技术，必须首先对具有盲通孔的基板进行导电化处理。作为本专利技术的对象的基板，可以举出那些具有孔径50～200μm左右、深(树脂层厚度)30～100μm左右的盲通孔的印刷线路基板等的基板，作为具体基板的例子，可以举出那些可让IC裸露端(bare tip)直接插装的组装式基板等。在该基板上，除了有通孔(via-hole)之外，也可以混杂有通孔(through-hole)，另外，也可以存在沟槽。对该基板的导电化处理可以按常规的方法例如化学镀金属法或溅射法来进行。接着对经过导电化处理的基板使用含有上述成分(A)～(E)的酸性铜镀液进行镀铜。在这种酸性铜镀浴的组成中，作为成分(A)的硫酸铜的浓度适宜为100～300g/L，优选为180～250g/L。另一方面，作为成分(B)的硫酸的浓度适宜为30～150g/L，优选为40～80g/L。所说成分(A)和成分(B)的含量与传统装饰用硫酸铜镀浴中的相应含量相同。另外，除了上述成分(A)和成分(B)之外，优选还存在氯离子，其浓度按氯浓度计优选为20～100mg/L，特别优选为40～80mg/L。另外，作为成分(C)的第一成分，一般也称为聚合物成分，作为其具体例子，可以举出下面的聚合物。(1)由下面式(Ⅰ)表示的聚丙二醇HO-(C3H6O)n1-H(Ⅰ)(式中，n1表示1～20的数)(2)下面式(Ⅱ)表示的普路罗尼克(pluronic)非离子型表面活性剂HO-(C2H4O)12-(C3H6O)m2-(C2H4O)n2-H(Ⅱ)(式中，n2和l2表示1～30的数，m2表示10～100的数)(3)由下面式(Ⅲ)表示的Tetronic型表面活性剂 (式中，n3表示1～200的数，m3表示1～40的数)(4)由下面式(Ⅳ)表示的聚乙二醇·甘油醚 (式中，n4、m4和l4各自表示1～200的数)(5)由下面式(Ⅴ)表示的聚乙二醇·二烷基醚R1O-(C2H4O)n5-OR2(Ⅴ)(式中，R1和R2表示氢原子或碳原子数1～5的低级烷基，n5表示2～200的数)上述的成分(C)，可以使用其中的任一种，或将其中任意几种混合使用，作为其浓度，适宜为10～1000mg/L左右，优选为50～300mg/L左右。另外，作为成分(D)的第二成分，一般也称为载体成分，作为其具体例子，可以举出下面的化合物。(1)由下面式(Ⅵ)表示的磺烷基磺酸盐HS-L1-SO3M1(Ⅵ)(式中，L1表示碳原子数1～18的饱和或不饱和的亚烷基，M1表示碱金属)(2)由下面式(Ⅶ)表示的双磺基有机化合物X1-L2SSL3-Y1(Ⅶ)(式中，L2或L3表示碳原子数1～18的饱和或不饱和的亚烷基，X1和Y1表示硫酸盐残基或磷酸盐残基)(3)由下面式(Ⅷ)表示的二硫代氨基甲酸衍生物 (式中，R3和R4表示氢原子或碳原子数1～3的低级烷基，L4表示碳原子数3～6的亚烷基，X2表示硫酸盐残基或磷酸盐残基)上述的成分(D)也可以使用其中的任一种，或将其中任意几种混合使用，作为其浓度，适宜为0.1～20mg/L左右，优选为0.5～5mg/L左右。另外，作为成分(E)的第3成分，一般是被称为均化剂(leveller)的成分，作为其具体例，可以举出下面的化合物。(1)由下面式(Ⅸ)表示的聚亚烷基亚胺 (式中，L5、L6和L7表示碳原子数1～3的低级亚烷基，n6和m5表示1～200的数)(2)由下面式(Ⅹ)表示的1-羟乙基-2-烷基咪唑啉盐 (式中，R5表示碳原子数14～20的饱和或不饱和的烷基，X3表示卤素原子)(3)由下面式(Ⅺ)表示的金胺及其衍生物 (式中，R6、R7、R8和R9表示氢原子或碳原子数1～3的低级烷基)(4)由下面式(Ⅻ)表示的甲基紫或结晶紫及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通孔填充方法，其特征在于， 在对具有盲通孔的基板进行导电化处理之后，使用含有下述成分（Ａ）～（Ｅ）的酸性铜镀浴进行电镀： （Ａ）１００～３００ｇ／Ｌ的硫酸铜； （Ｂ）３０～１５０ｇ／Ｌ的硫酸； （Ｃ）１０～１０００ｍｇ／Ｌ从聚丙二醇、普路罗尼克非离子型表面活性剂、Ｔｅｔｒｏｎｉｃ型表面活性剂、聚乙二醇.甘油醚或聚乙二醇.二烷基醚中选择的第一成分； （Ｄ）０．１～２０ｍｇ／Ｌ从磺烷基磺酸钠、双磺基有机化合物和二硫代氨基甲酸衍生物中选择的第二成分； （Ｅ）０．０５～１０ｍｇ／Ｌ从聚亚烷基亚胺、１－羟乙基－２－烷基氯化咪唑啉、金胺及其衍生物、甲基紫及其衍生物、结晶紫及其衍生物和烟鲁黑及其衍生物中选择的第三成分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川昌巳，萩原秀树，君塚亮一，
申请(专利权)人：荏原优莱特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]