JP2021181586A - Electrolytic copper plating solution for filling throughhole of ic board, and electrolytic plating method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、材料電気化学の領域に関し、特にＩＣボードのスルーホールを充填するための
電気銅めっき液およびその電気めっき方法に関する。
The present invention relates to the field of material electrochemical, and particularly to an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board and an electroplating method thereof.
電子製品の小型化の時代において、高良率と低コストの集積回路（ＩＣ）搭載ボードが、
確実な方法でチップと基板の高密度相互接続（ＨＤＩ）を実現することができる。ＩＣ搭
載ボードはＰＣＢの小型化技術分野の最高レベルであり、ＩＣチップとＰＣＢの間の接続
を提供する。これらの接続は導電性の銅の配線とスルーホールの電気ネットワークによっ
て実現される。電子製品の小型化、速度と携帯性において、スルーホールの相互接続する
ことは重要な要素である。過去数十年間において、配線密度は大幅に増加しており、薄い
チップ材料、精密で細い配線幅、より小さい直径のスルーホールと盲ホールなどの現在の
プリント回路の設計要求を満たすために、ＩＣ基板上のスルーホールめっきの開発がマイ
クロエレクトロニクス分野の人気のあるテーマとなっている。
In the era of miniaturization of electronic products, high-quality and low-cost integrated circuit (IC) -mounted boards have become available.
High-density interconnection (HDI) between the chip and the substrate can be achieved by a reliable method. IC-mounted boards are the highest level in the field of PCB miniaturization technology and provide the connection between the IC chip and the PCB. These connections are made possible by conductive copper wiring and through-hole electrical networks. Through-hole interconnection is an important factor in the miniaturization, speed and portability of electronic products. Over the last few decades, wiring densities have increased significantly, ICs to meet current printed circuit design requirements such as thin chip materials, precise and narrow wiring widths, smaller diameter through-holes and blind holes. The development of through-hole plating on substrates has become a popular theme in the field of microelectronics.
現在採用されているスルーホール相互接続技術は主にホール隠し樹脂、積層ホール隠し、
スルーホール充填メッキなどの技術が含まれる。この中で、ホール隠し樹脂はスルーホー
ル壁に一層などの壁の導電性銅を堆積させ、穴の中の余剰空間を穴埋め用インクで充填し
、スルーホールを充填する目的を達成する。この方法の利点は低コストであるにあり、し
かしながら1層の導電性銅だけでは信号伝送面積が小さいため，電力の大きな信号伝送に
対して放熱が大きな問題となる。積層ホール隠しとは、ブラインドビアホール（有底ホー
ル）を電気めっきした後に機械的に薄くすることをいい、露出した銅金属を積圧する方法
で重ねて銅の導電リンクを形成することをさす。この方法は複雑すぎて、複数の技術を組
み合わせて、時間がかかる。スルーホール充填めっきは新しい技術であり、このプロセス
は銅の導電面積を高め、放熱と信号伝達を増加させることが目的であり、プロセスステッ
プを減らすことができ、将来的にはホール隠し樹脂に取って代わる積層ホール隠しの必要
な技術である。
Currently adopted through-hole interconnection technology is mainly hole concealment resin, laminated hole concealment, etc.
Technologies such as through-hole filling plating are included. Among them, the hole concealing resin achieves the purpose of filling the through hole by depositing conductive copper of the wall such as one layer on the through hole wall and filling the surplus space in the hole with the hole filling ink. The advantage of this method is low cost, however, since the signal transmission area is small with only one layer of conductive copper, heat dissipation becomes a big problem for signal transmission with large power. Concealment of laminated holes refers to mechanically thinning blind via holes (bottomed holes) after electroplating, and refers to forming conductive links of copper by stacking exposed copper metals by a method of stacking. This method is too complex and takes time to combine multiple techniques. Through-hole filling plating is a new technology, the process is aimed at increasing the conductive area of copper, increasing heat dissipation and signal transmission, reducing process steps and in the future for hole concealment resin. It is a necessary technology to hide the laminated holes instead.
現状では、ＩＣ基板のスルーホールの充填の研究開発の難点は、いかにしてスルーホール
の間に隙間がないようにするかということにあり、隙間があれば大電流が通ると、電気伝
導放熱によってスルーホールの中が空洞が膨張し、回線の故障などの問題が発生する。こ
のような状況を避けるために、最も重要なポイントはスルーホール内部の銅金属を優先的
にスルーホール中心位置に堆積させて「蝶型（Ｘ型）」を形成し、さらに二つのブライン
ドビアホールを形成して充填することにより、空洞の形成を防ぐことができる。このため
、難点は，適切な添加剤と適切なめっきパラメータを選択するによるこの「蝶型」が形成
され，さらにスルーホール内に空洞や隙間などの欠陥が生じることを防止することである
。また、大部分のメーカーはパルス電源めっき装置を採用するため、大幅に設備のコスト
が高まっている。また、銅も厚いため、その後、機械的に薄くする必要があり、これによ
って、生産コストと時間が増加する。本発明の最大の改善は、この技術的な欠陥を解決し
、直流電源を採用し、生産コストを減少させることにある。スルーホールの中間成長傾向
は「蝶型」であり、空洞や隙間などの欠陥がなく、続いて完全に銅ホールを充填し、表面
銅は比較的薄いため、直接後続のプロセスを行うことができ、表面銅を薄くする必要がな
い。
At present, the difficulty in research and development of filling through-holes in IC boards is how to prevent gaps between through-holes. As a result, the cavity inside the through hole expands, causing problems such as line failure. In order to avoid such a situation, the most important point is to preferentially deposit the copper metal inside the through hole at the center position of the through hole to form a "butterfly type (X type)", and to make two blind via holes. By forming and filling, the formation of cavities can be prevented. Therefore, the difficulty is that this "butterfly" is formed by selecting the appropriate additives and appropriate plating parameters, and further prevents defects such as cavities and gaps from occurring in the through holes. In addition, most manufacturers use pulse power plating equipment, which significantly increases the cost of equipment. Also, since copper is also thick, it must then be mechanically thinned, which increases production costs and time. The greatest improvement of the present invention is to solve this technical defect, adopt a DC power supply, and reduce the production cost. The intermediate growth tendency of through-holes is "butterfly-shaped", with no defects such as cavities or gaps, followed by complete filling of copper holes, and the relatively thin surface copper allows direct subsequent processes. , There is no need to thin the surface copper.
上記の従来技術における欠陥に対しては、本発明が、ＩＣボードのスルーホールを充填す
るための電気銅めっき液及びその電気めっき方法を提供する。該電気めっき液は、従来の
ＩＣボードのスルーホール電気めっき工程における穴や隙間という欠陥、パルス電源設備
による高コスト、表面銅が厚くて多数回の機械的肉薄化加工が必要となることなど、を克
服することができ、穴による信号伝送の不安定、大抵抗、電力消費過大などの欠陥を有効
的に防止することができ、より確実的な電子製品を製造できる。
For the above-mentioned defects in the prior art, the present invention provides an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board and an electroplating method thereof. The electroplating solution has defects such as holes and gaps in the conventional IC board through-hole electroplating process, high cost due to pulse power supply equipment, thick surface copper, and many times of mechanical thinning processing. It is possible to effectively prevent defects such as instability of signal transmission due to holes, large resistance, and excessive power consumption, and it is possible to manufacture more reliable electronic products.
上記の従来技術の不足に対して、本願発明は、ＩＣボードのスルーホールを充填するため
の電気銅めっき液であって、
下記濃度の成分：
メチルスルホン酸銅：１８０〜２４０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：４０〜７０ｇ／Ｌ
塩素イオン：３０〜５０ｍｇ／Ｌ
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：２〜５ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：４０〜１００ｍｇ／Ｌ
ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）：１００〜１８０ｍｇ／Ｌ
ＤＩ純水：残量
を含むものであり、
上記成分を均一に混合することにより制作され、
ＩＣボードに対して電気めっきを行う前に、予処理液により噴出処理を行うこと、前記予
処理液がＤＩ純水とし、ＩＣボードを陰極電気めっきハンガーに固定し、陽極が両側燐銅
陽極とし、予処理液により陰極ＩＣボードにＤＩ純水噴出処理を行い、該処理が終了する
とこの電気銅めっき液中で電気めっきを行うこと、電気めっきの過程では、電気銅めっき
液によって、ＩＣボードのスルーホール内の銅金属を優先的にスルーホールの中心位置に
堆積させて、蝶型を形成することにより、２個のブラインドビアホールを形成するように
なり、それらを充填して、それにより穴の形成を防止すること、該電気めっき液により、
深さが３００μｍ、直径が１３０μｍ、中間幅が９０μｍのスルーホールを完全的に充填
することができ、表面銅厚さが８．５μｍとなることを含む、
ことを特徴とする前記電気銅めっき液を提供する。
In response to the above-mentioned shortage of the prior art, the present invention is an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board.
Ingredients with the following concentrations:
Copper Methylsulfonate: 180-240 g / L
Methylsulfonic acid: 40-70 g / L
Chlorine ion: 30-50 mg / L
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 2-5 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 40-100 mg / L
Nitisinone tetrazolium chloride (NTBC): 100-180 mg / L
DI pure water: Contains the remaining amount,
Produced by uniformly mixing the above ingredients
Before electroplating the IC board, eject treatment with a pretreatment liquid, the pretreatment liquid is DI pure water, the IC board is fixed to the cathode electroplating hanger, and the anode is a double-sided copper phosphor copper anode. DI pure water is ejected onto the cathode IC board with the pretreatment liquid, and when the treatment is completed, electroplating is performed in this electroplating solution. By preferentially depositing copper metal in the through hole at the center of the through hole to form a butterfly shape, two blind via holes are formed, which are filled and thereby the hole. Preventing formation, by the electroplating solution
Through holes with a depth of 300 μm, a diameter of 130 μm, and an intermediate width of 90 μm can be completely filled, including a surface copper thickness of 8.5 μm.
Provided is the above-mentioned electrolytic copper plating solution.
好ましくは、前記ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）はその濃度が１２０〜
１６０ｍｇ／Ｌとするもので、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）、ヤヌス
グリーン染料、ジフェニルメタン染料及びフタロシアニン染料の中の一種または多種類の
組み合わせで使用され、該ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）は添加剤系に
おいて、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）の物質上で窒素元素を含むこと
で、集中的に高電位領域に付着可能となり、ＩＣボードにおける導電物質は表面銅とスル
ーホール内となり、またスルーホールの中心位置が低電位領域となることで、銅金属を快
速的にスルーホール内まで充填することができるようになり、それにより蝶型を形成する
。
Preferably, the concentration of the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) is 120 to 120.
It is used at 160 mg / L and is used in one or a combination of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC), Janus green dye, diphenylmethane dye and phthalocyanine dye, and the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) is added. In the agent system, by containing the nitrogen element on the substance of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC), it becomes possible to intensively adhere to the high potential region, and the conductive substance in the IC board becomes the surface copper and the through hole, and also through. Since the center position of the hole is in the low potential region, the copper metal can be quickly filled into the through hole, thereby forming a butterfly shape.
好ましくは、３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）はその濃度が
２〜４ｍｇ／Ｌとするもので、該添加剤の成分において硫黄物質を含むことで、導電層表
面およびスルーホール内部まで付着することができ、抑制力が低い抑制剤としながら、電
気銅めっきを加速するとともに、ＩＣボード表面を明るくさせる機能を発揮する。
Preferably, the concentration of sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS) is 2 to 4 mg / L, and by containing a sulfur substance in the component of the additive, the surface of the conductive layer and the inside of the through hole are contained. It has the function of accelerating electrolytic copper plating and brightening the surface of the IC board, while making it an inhibitor with low inhibitory power.
好ましくは、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムはその濃度が６０〜８０ｍｇ／Ｌとす
るもので、ＩＣボードの表面銅およびスルーホール内の表面張力を低減させ、湿潤効果を
向上させ、銅金属を整然とＩＣボードのスルーホール内に電気めっきさせる機能を発揮す
る。
Preferably, the sodium dihexyl sulfosuccinate has a concentration of 60 to 80 mg / L, which reduces the surface tension in the surface copper and through holes of the IC board, improves the wetting effect, and orders the copper metal of the IC board. Demonstrates the function of electroplating inside the through hole.
好ましくは、メチルスルホン酸銅はその濃度が２００〜２４０ｇ／Ｌとするもので、電気
めっき液の銅イオンの主なソースとなり、メチルスルホン酸はその濃度が４０〜６０ｇ／
Ｌとするもことにより、電気めっき液の導電性を向上することができ、塩素イオンはその
濃度が４０〜５０ｍｇ／Ｌとする。
Preferably, copper methylsulfonic acid has a concentration of 200 to 240 g / L, which is a main source of copper ions in the electroplating solution, and methylsulfonic acid has a concentration of 40 to 60 g / L.
By setting it to L, the conductivity of the electroplating solution can be improved, and the concentration of chlorine ions is set to 40 to 50 mg / L.
上記の目的を達成するために、本願発明は、ＩＣボードのスルーホールを充填するるため
の電気銅めっき液の電気めっき方法であって、
ＩＣボードを陰極電気めっきハンガーに固定し、ただし陽極が両側燐銅陽極とし、予処理
液により陰極ＩＣボードに対してＤＩ純水噴出処理を行うこと、噴出処理を行うのは、Ｄ
Ｉ純水をスルーホール内に進入させて、噴出による圧力にて、ＩＣボードのスルーホール
内の空気を排出させることにより、空気により気泡がスルーホールの中心位置に掛けられ
ることで電気めっき効果を影響することを防止するためであること、また、スルーホール
内に気泡が掛けられたとした場合、気泡により遮断層が形成され、スルーホール内にそれ
ぞれ両方向である２個のブラインドビアホールが形成されるようになり、電気めっき液の
成分における添加剤によりホール内においてスルーホールの電気めっき効果を実現しなく
なること、
噴出処理後のＩＣボードを電気銅めっき液の溝中に配置して攪拌して、循環させて、揺れ
ることにより、電気銅めっき液の流動を加速させ、電気めっき液における銅イオンおよび
添加剤をＩＣボードのスルーホールに進入しやすくさせて、電気めっき液からスルーホー
ル内に十分な銅イオンおよび添加剤を提供することができること、添加剤の主な成分が、
硫黄または窒素含有の有機物とすることにより、高電位の位置である両側の表面銅および
ホール口の位置に付着することができ、これら位置において金属銅の成長を抑制すること
ができ、スルーホールの中心位置において優先的に電気めっきさせることができるように
なり、その結果、蝶型を形成することができること、電気銅めっき液において絶えず流れ
て十分に提供される金属銅イオンおよび添加剤を双側表面銅の付近とスルーホールのホー
ル口位置に補足させることで、電気めっき効果がより均一となるようになり、それにより
銅イオンと添加剤の消耗が速すぎることによりスルーホール内に蝶型を形成できず穴や薄
暗くなるなどを発生することを防止できること、
上記の準備処理が終わると、電源をオンにさせて電気めっきを行って、ＩＣボードのスル
ーホールの直径および深さにしたがって、電流密度と電気めっき時間を調整すること、
を含むことを特徴とする前記電気めっき方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is an electroplating method of an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board.
The IC board is fixed to the cathode electroplating hanger, but the anode is a phosphor copper anode on both sides, and the DI pure water ejection treatment is performed on the cathode IC board with the pretreatment liquid, and the ejection treatment is performed by D.
I Pure water is allowed to enter the through hole, and the air in the through hole of the IC board is discharged by the pressure generated by the ejection. This is to prevent the influence, and when air bubbles are hung in the through holes, a blocking layer is formed by the air bubbles, and two blind via holes in both directions are formed in the through holes. Therefore, the electroplating effect of through-holes cannot be realized in the holes due to the additives in the components of the electroplating solution.
The IC board after the ejection treatment is placed in the groove of the electrolytic copper plating solution, stirred, circulated, and shaken to accelerate the flow of the electrolytic copper plating solution and to disperse copper ions and additives in the electrolytic copper plating solution. It is possible to easily enter the through hole of the IC board and provide sufficient copper ions and additives from the electroplating solution into the through hole, and the main component of the additive is.
By using an organic substance containing sulfur or nitrogen, it can adhere to the surface copper on both sides, which is a high potential position, and the position of the hole mouth, and the growth of metallic copper can be suppressed at these positions, and the through hole can be used. It is now possible to preferentially electroplat in the central position, resulting in the formation of a butterfly shape, bilateral metal copper ions and additives that are constantly flowing and sufficiently provided in the electrolytic copper plating solution. By supplementing the vicinity of the surface copper and the hole opening position of the through hole, the electroplating effect becomes more uniform, which causes the copper ions and additives to be consumed too quickly, resulting in a butterfly shape in the through hole. Being able to prevent the formation of holes and dimness, etc.
After the above preparation process is completed, the power is turned on to perform electroplating, and the current density and electroplating time are adjusted according to the diameter and depth of the through holes of the IC board.
The present method is provided, which comprises the above-mentioned electroplating method.
本願発明の有利な効果は、従来技術と比較して、本願発明に係るＩＣボードのスルーホー
ルを充填するための電気銅めっき液およびその電気めっき方法は下記の有利な効果がある
。
The advantageous effect of the present invention is that the electrolytic copper plating solution for filling the through hole of the IC board and the electroplating method thereof according to the present invention have the following advantageous effects as compared with the prior art.
１）該電気めっき液において、、メチルスルホン酸銅、メチルスルホン酸、塩素イオン、
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）、ジヘキシルスルホコハク
酸ナトリウム、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）が含まれる。ニトロブル
ーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）を含むので、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（
ＮＴＢＣ）の物質上では窒素元素を含んで、集中的に高電位の領域に付着可能になる。Ｉ
Ｃボードにおける導電物質が、表面銅とスルーホールホール内へとなって、またスルーホ
ールの中心位置が低電位領域となるので、快速的に銅金属をスルーホール内まで充填して
、「蝶型」を形成することができる。その結果、深さが３００μｍ、直径が１３０μｍ、
中間幅が９０μｍのスルーホールを完全的に充填することができるようになる。その場合
、表面銅の厚さが８．５μｍとなる。
1) In the electroplating solution, copper methylsulfonic acid, methylsulfonic acid, chlorine ion,
Includes sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS), sodium dihexylsulfosuccinate, nitrobluetetrazolium chloride (NTBC). Since it contains nitroblue tetrazolium chloride (NTBC), nitroblue tetrazolium chloride (
The NTBC) substance contains a nitrogen element and can be concentrated and adhered to a high potential region. I
Since the conductive substance in the C board becomes the surface copper and the through-hole hole, and the center position of the through hole becomes the low potential region, the copper metal is quickly filled into the through hole to form a "butterfly". Can be formed. As a result, the depth is 300 μm, the diameter is 130 μm,
Through holes with an intermediate width of 90 μm can be completely filled. In that case, the thickness of the surface copper is 8.5 μm.
２）その他、低コストの直流電源による電気めっきを採用することにより、スルーホール
内に穴や隙間がなく、表面銅が薄い（８．５μｍ）ＩＣボードのスルーホールが得られる
。穴による信号伝送の不安定、大抵抗、電力消費過大などの欠陥を効果的に防止すること
ができる。より確実的な電子製品を製造できるようになる。また、完全的に充填した銅の
ホールを制作でき、表面銅が薄いので、そのまま以降の工程に続くことができ、表面銅の
薄肉加工がいらなくなる。ようするに、本発明の電気めっき液により、チップパッケージ
製品の導電性能、熱性能と確実性を向上することが可能となる。
2) In addition, by adopting electroplating with a low-cost DC power source, a through hole of an IC board having no holes or gaps in the through hole and having a thin surface copper (8.5 μm) can be obtained. It is possible to effectively prevent defects such as instability of signal transmission due to holes, large resistance, and excessive power consumption. It will be possible to manufacture more reliable electronic products. In addition, a completely filled copper hole can be produced, and since the surface copper is thin, the subsequent steps can be continued as it is, eliminating the need for thinning of the surface copper. Thus, the electroplating solution of the present invention makes it possible to improve the conductive performance, thermal performance and certainty of the chip package product.
本発明をより明確に説明するために、以下に図面とともに本発明をさらに詳細に説明する
。
In order to explain the present invention more clearly, the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
本願発明は、ＩＣボードのスルーホールを充填するための電気銅めっき液であって、
下記濃度の成分：
メチルスルホン酸銅：１８０〜２４０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：４０〜７０ｇ／Ｌ
塩素イオン：３０〜５０ｍｇ／Ｌ
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：２〜５ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：４０〜１００ｍｇ／Ｌ
ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）：１００〜１８０ｍｇ／Ｌ
ＤＩ純水：残量
を含むものであり、
上記成分を均一に混合することにより制作され、
ＩＣボードに対して電気めっきを行う前に、予処理液により噴出処理を行うこと、前記予
処理液がＤＩ純水とし、ＩＣボードを陰極電気めっきハンガーに固定し、陽極が両側燐銅
陽極とし、予処理液により陰極ＩＣボードにＤＩ純水噴出処理を行い、該処理が終了する
とこの電気銅めっき液中で電気めっきを行うこと、電気めっきの過程では、電気銅めっき
液によって、ＩＣボードのスルーホール内の銅金属を優先的にスルーホールの中心位置に
堆積させて、蝶型を形成することにより、２個のブラインドビアホールを形成するように
なり、それらを充填して、それにより穴の形成を防止すること、該電気めっき液により、
深さが３００μｍ、直径が１３０μｍ、中間幅が９０μｍのスルーホールを完全的に充填
することができ、表面銅厚さが８．５μｍとなることを含む、
ことを特徴とする前記電気銅めっき液である。
The present invention is an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board.
Ingredients with the following concentrations:
Copper Methylsulfonate: 180-240 g / L
Methylsulfonic acid: 40-70 g / L
Chlorine ion: 30-50 mg / L
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 2-5 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 40-100 mg / L
Nitisinone tetrazolium chloride (NTBC): 100-180 mg / L
DI pure water: Contains the remaining amount,
Produced by uniformly mixing the above ingredients
Before electroplating the IC board, eject treatment with a pretreatment liquid, the pretreatment liquid is DI pure water, the IC board is fixed to the cathode electroplating hanger, and the anode is a double-sided copper phosphor copper anode. DI pure water is ejected onto the cathode IC board with the pretreatment liquid, and when the treatment is completed, electroplating is performed in this electroplating solution. By preferentially depositing copper metal in the through hole at the center of the through hole to form a butterfly shape, two blind via holes are formed, which are filled and thereby the hole. Preventing formation, by the electroplating solution
Through holes with a depth of 300 μm, a diameter of 130 μm, and an intermediate width of 90 μm can be completely filled, including a surface copper thickness of 8.5 μm.
The electrolytic copper plating solution is characterized by the above.
本実施例において、前記ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）はその濃度が１
２０〜１６０ｍｇ／Ｌとするもので、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）、
ヤヌスグリーン染料、ジフェニルメタン染料及びフタロシアニン染料の中の一種または多
種類の組み合わせで使用され、該ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）は添加
剤系において、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）の物質上で窒素元素を含
むことで、集中的に高電位領域に付着可能となり、ＩＣボードにおける導電物質は表面銅
とスルーホール内となり、またスルーホールの中心位置が低電位領域となることで、銅金
属を快速的にスルーホール内まで充填することができるようになり、それにより蝶型を形
成する。
In this example, the concentration of the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) is 1.
Nitisinone tetrazolium chloride (NTBC), 20-160 mg / L,
Used in one or more combinations of Janus Green dyes, diphenylmethane dyes and phthalocyanine dyes, the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) is nitrogen on the material of the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) in an additive system. By containing the element, it becomes possible to intensively adhere to the high potential region, the conductive material in the IC board becomes inside the surface copper and the through hole, and the center position of the through hole becomes the low potential region, so that the copper metal can be rapidly adhered. It becomes possible to fill the inside of the through hole, thereby forming a butterfly shape.
本実施例において、３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）はその
濃度が２〜４ｍｇ／Ｌとするもので、該添加剤の成分において硫黄物質を含むことで、導
電層表面およびスルーホール内部まで付着することができ、抑制力が低い抑制剤としなが
ら、電気銅めっきを加速するとともに、ＩＣボード表面を明るくさせる機能を発揮する。
In this example, the concentration of 3-thiol-1-sodium propanesulfonate (MPS) is 2 to 4 mg / L, and by containing a sulfur substance in the component of the additive, the surface of the conductive layer and through It can adhere to the inside of the hole, and while it is an inhibitor with low inhibitory power, it has the function of accelerating electrolytic copper plating and brightening the surface of the IC board.
本実施例において、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムはその濃度が６０〜８０ｍｇ／
Ｌとするもので、ＩＣボードの表面銅およびスルーホール内の表面張力を低減させ、湿潤
効果を向上させ、銅金属を整然とＩＣボードのスルーホール内に電気めっきさせる機能を
発揮する。
In this example, the concentration of sodium dihexyl sulfosuccinate is 60 to 80 mg /
With L, the surface copper on the surface of the IC board and the surface tension in the through hole are reduced, the wetting effect is improved, and the copper metal is neatly electroplated in the through hole of the IC board.
とりわけ、メチルスルホン酸銅はその濃度が２００〜２４０ｇ／Ｌとするもので、電気め
っき液の銅イオンの主なソースとなり、メチルスルホン酸はその濃度が４０〜６０ｇ／Ｌ
とするもことにより、電気めっき液の導電性を向上することができ、塩素イオンはその濃
度が４０〜５０ｍｇ／Ｌとするもので、塩素イオンが、二水和塩化銅、塩化ナトリウムま
たは塩酸の中の一種または複数種から提供され、ＩＣボードの表面銅およびホール内の銅
金属の明るさと平坦性を向上することができ、ＩＣボード電気めっきの質量を改善するこ
とができる。
In particular, copper methylsulfonic acid has a concentration of 200 to 240 g / L, which is the main source of copper ions in the electroplating solution, and methylsulfonic acid has a concentration of 40 to 60 g / L.
By doing so, the conductivity of the electroplating solution can be improved, and the concentration of chloride ion is 40 to 50 mg / L, and the chlorine ion is of dihydrated copper chloride, sodium chloride or hydrochloric acid. Provided from one or more of them, it can improve the brightness and flatness of the surface copper of the IC board and the copper metal in the holes, and can improve the mass of the IC board electroplating.
上記の目的を実現するために、また、本願発明は、ＩＣボードのスルーホールを充填する
るための電気銅めっき液の電気めっき方法であって、
ＩＣボードを陰極電気めっきハンガーに固定し、ただし陽極が両側燐銅陽極とし、予処理
液により陰極ＩＣボードに対してＤＩ純水噴出処理を行うこと、噴出処理を行うのは、Ｄ
Ｉ純水をスルーホール内に進入させて、噴出による圧力にて、ＩＣボードのスルーホール
内の空気を排出させることにより、空気により気泡がスルーホールの中心位置に掛けられ
ることで電気めっき効果を影響することを防止するためであること、また、スルーホール
内に気泡が掛けられたとした場合、気泡により遮断層が形成され、スルーホール内にそれ
ぞれ両方向である２個のブラインドビアホールが形成されるようになり、電気めっき液の
成分における添加剤によりホール内においてスルーホールの電気めっき効果を実現しなく
なること、
噴出処理後のＩＣボードを電気銅めっき液の溝中に配置して攪拌して、循環させて、揺れ
ることにより、電気銅めっき液の流動を加速させ、電気めっき液における銅イオンおよび
添加剤をＩＣボードのスルーホールに進入しやすくさせて、電気めっき液からスルーホー
ル内に十分な銅イオンおよび添加剤を提供することができること、添加剤の主な成分が、
硫黄または窒素含有の有機物とすることにより、高電位の位置である両側の表面銅および
ホール口の位置に付着することができ、これら位置において金属銅の成長を抑制すること
ができ、スルーホールの中心位置において優先的に電気めっきさせることができるように
なり、その結果、蝶型を形成することができること、電気銅めっき液において絶えず流れ
て十分に提供される金属銅イオンおよび添加剤を双側表面銅の付近とスルーホールのホー
ル口位置に補足させることで、電気めっき効果がより均一となるようになり、それにより
銅イオンと添加剤の消耗が速すぎることによりスルーホール内に蝶型を形成できず穴や薄
暗くなるなどを発生することを防止できること、
上記の準備処理が終わると、電源をオンにさせて電気めっきを行って、ＩＣボードのスル
ーホールの直径および深さにしたがって、電流密度と電気めっき時間を調整すること、
を含むことを特徴とする前記電気めっき方法を提供する。
In order to realize the above object, and the present invention is an electroplating method of an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board.
The IC board is fixed to the cathode electroplating hanger, but the anode is a phosphor copper anode on both sides, and the DI pure water ejection treatment is performed on the cathode IC board with the pretreatment liquid, and the ejection treatment is performed by D.
I Pure water is allowed to enter the through hole, and the air in the through hole of the IC board is discharged by the pressure generated by the ejection. This is to prevent the influence, and when air bubbles are hung in the through holes, a blocking layer is formed by the air bubbles, and two blind via holes in both directions are formed in the through holes. Therefore, the electroplating effect of through-holes cannot be realized in the holes due to the additives in the components of the electroplating solution.
The IC board after the ejection treatment is placed in the groove of the electrolytic copper plating solution, stirred, circulated, and shaken to accelerate the flow of the electrolytic copper plating solution and to disperse copper ions and additives in the electrolytic copper plating solution. It is possible to easily enter the through hole of the IC board and provide sufficient copper ions and additives from the electroplating solution into the through hole, and the main component of the additive is.
By using an organic substance containing sulfur or nitrogen, it can adhere to the surface copper on both sides, which is a high potential position, and the position of the hole mouth, and the growth of metallic copper can be suppressed at these positions, and the through hole can be used. It is now possible to preferentially electroplat in the central position, resulting in the formation of a butterfly shape, bilateral metal copper ions and additives that are constantly flowing and sufficiently provided in the electrolytic copper plating solution. By supplementing the vicinity of the surface copper and the hole opening position of the through hole, the electroplating effect becomes more uniform, which causes the copper ions and additives to be consumed too quickly, resulting in a butterfly shape in the through hole. Being able to prevent the formation of holes and dimness, etc.
After the above preparation process is completed, the power is turned on to perform electroplating, and the current density and electroplating time are adjusted according to the diameter and depth of the through holes of the IC board.
The present method is provided, which comprises the above-mentioned electroplating method.
とりわけ、噴出時間が５〜１０ｍｉｎとし、電気めっき交換時間が５〜１０ｍｉｎとし、
電気めっきする際における電流密度が１〜１．５Ａ／ｄｍ２とし、温度が２５〜３５℃と
し、攪拌速率が１００〜２００ｒ／ｍｉｎとする。
In particular, the ejection time is 5 to 10 min, the electroplating replacement time is 5 to 10 min, and the ejection time is 5 to 10 min.
The current density during electroplating is 1 to 1.5 A / dm 2 , the temperature is 25 to 35 ° C., and the stirring speed is 100 to 200 r / min.
とりわけ、前記電気めっき交換時間は５〜１０ｍｉｎとするのは電気めっき液における銅
イオンおよび添加剤をＩＣボードのスルーホール内に進入させるためである。
In particular, the electroplating replacement time is set to 5 to 10 min in order to allow copper ions and additives in the electroplating solution to enter the through holes of the IC board.
とりわけ、前記電流密度は１〜１．５Ａ／ｄｍ２の間において、電流密度はＩＣボードの
スルーホールの充填効果を決定し、電流密度が過小や過大である場合、スルーホール内等
における壁成長や両端における突起成長を引き起こやすく、それによりスルーホール内に
隙間が形成されるようになり、適当に電流密度を調整することにより、蝶型という性能指
標を満足するという条件下で、生産の時間を節約することができ、前記電気めっき温度は
２５〜３５℃とするように、適当に温度を増加することにより、ＩＣボードのスルーホー
ルのホール充填にかかる電気めっき効率を向上することができ、前記攪拌速率は１００〜
２００ｒ／ｍｉｎの間において、攪拌速率は電気めっき液における銅イオンおよび添加剤
の交換速度に影響を与える。
In particular, when the current density is between 1 and 1.5 A / dm 2 , the current density determines the filling effect of the through hole of the IC board, and when the current density is too small or too large, the wall growth in the through hole or the like. It is easy to cause protrusion growth at both ends, which causes gaps to be formed in the through hole, and by adjusting the current density appropriately, it is possible to produce under the condition that the performance index of butterfly shape is satisfied. Time can be saved, and the electroplating efficiency for filling the through holes of the IC board can be improved by appropriately increasing the temperature so that the electroplating temperature is 25 to 35 ° C. , The stirring speed is 100 to
At 200 r / min, the stirring rate affects the exchange rate of copper ions and additives in the electroplating solution.
本願発明は従来技術と比較して、本願発明に係るＩＣボードのスルーホールを充填するた
めの電気銅めっき液およびその電気めっき方法は下記の有利な効果がある。
As compared with the prior art, the present invention has the following advantageous effects in the electrolytic copper plating solution for filling the through holes of the IC board and the electroplating method thereof according to the present invention.
１）該電気めっき液において、、メチルスルホン酸銅、メチルスルホン酸、塩素イオン、
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）、ジヘキシルスルホコハク
酸ナトリウム、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）が含まれる。ニトロブル
ーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）を含むので、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（
ＮＴＢＣ）の物質上では窒素元素を含んで、集中的に高電位の領域に付着可能になる。Ｉ
Ｃボードにおける導電物質が、表面銅とスルーホールホール内へとなって、またスルーホ
ールの中心位置が低電位領域となるので、快速的に銅金属をスルーホール内まで充填して
、「蝶型」を形成することができる。その結果、深さが３００μｍ、直径が１３０μｍ、
中間幅が９０μｍのスルーホールを完全的に充填することができるようになる。その場合
、表面銅の厚さが８．５μｍとなる。
1) In the electroplating solution, copper methylsulfonic acid, methylsulfonic acid, chlorine ion,
Includes sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS), sodium dihexylsulfosuccinate, nitrobluetetrazolium chloride (NTBC). Since it contains nitroblue tetrazolium chloride (NTBC), nitroblue tetrazolium chloride (
The NTBC) substance contains a nitrogen element and can be concentrated and adhered to a high potential region. I
Since the conductive substance in the C board becomes the surface copper and the through-hole hole, and the center position of the through hole becomes the low potential region, the copper metal is quickly filled into the through hole to form a "butterfly". Can be formed. As a result, the depth is 300 μm, the diameter is 130 μm,
Through holes with an intermediate width of 90 μm can be completely filled. In that case, the thickness of the surface copper is 8.5 μm.
２）その他、低コストの直流電源による電気めっきを採用することにより、スルーホール
内に穴や隙間がなく、表面銅が薄い（８．５μｍ）ＩＣボードのスルーホールが得られる
。穴による信号伝送の不安定、大抵抗、電力消費過大などの欠陥を効果的に防止すること
ができる。より確実的な電子製品を製造できるようになる。また、完全的に充填した銅の
ホールを制作でき、表面銅が薄いので、そのまま以降の工程に続くことができ、表面銅の
薄肉加工がいらなくなる。ようするに、本発明の電気めっき液により、チップパッケージ
製品の導電性能、熱性能と確実性を向上することが可能となる。
2) In addition, by adopting electroplating with a low-cost DC power source, a through hole of an IC board having no holes or gaps in the through hole and having a thin surface copper (8.5 μm) can be obtained. It is possible to effectively prevent defects such as instability of signal transmission due to holes, large resistance, and excessive power consumption. It will be possible to manufacture more reliable electronic products. In addition, a completely filled copper hole can be produced, and since the surface copper is thin, the subsequent steps can be continued as it is, eliminating the need for thinning of the surface copper. Thus, the electroplating solution of the present invention makes it possible to improve the conductive performance, thermal performance and certainty of the chip package product.
以下、本発明の具体的な実施例を示す。
実施例１
下記成分とした。
メチルスルホン酸銅：２２０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：５０ｇ／Ｌ
塩素イオン：５０ｍｇ／Ｌ（、二水和塩化銅、塩化ナトリウムまたは塩酸の中の一種また
は複数種から提供される）
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：４ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：６０ｍｇ／Ｌ
ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）：５０ｍｇ／Ｌ
Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown.
Example 1
The following ingredients were used.
Copper Methylsulfonate: 220 g / L
Methylsulfonic acid: 50 g / L
Chloride ion: 50 mg / L (provided from one or more of copper dihydrate, sodium chloride or hydrochloric acid)
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 4 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 60 mg / L
Nitisinone tetrazolium chloride (NTBC): 50 mg / L
電気めっき液の調整は下記のとおりであった。
電気めっき液１Ｌを例とした。水３００ｍｌに、順次にメチルスルホン酸銅２２０ｇ、メ
チルスルホン酸５０ｇ、二水和塩素化銅（塩化銅二水和物）０．１１４ｇ、３−チオール
−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）０．００４ｇ、ジヘキシルスルホコハク
酸ナトリウム０．０６ｇ、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）０．０５ｇを
加える。ついでに、攪拌して溶解させる。そして、液位を１Ｌにさせるように水を補充し
た。
The adjustment of the electroplating solution was as follows.
Taking 1 L of the electroplating solution as an example. In 300 ml of water, 220 g of copper methylsulfonate, 50 g of methylsulfonic acid, 0.114 g of dihydrated chlorinated copper (copper chloride dihydrate), and sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS) 0. 004 g, 0.06 g of sodium dihexyl sulfosuccinate, and 0.05 g of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) are added. Then, stir to dissolve. Then, water was replenished so that the liquid level became 1 L.
本実施例による電気銅めっき液により、電気めっきを実施する工程にかかるパラメータは
、下記とした。
噴出時間：５ｍｉｎ
電気めっき液交換時間：５ｍｉｎ
温度：３５±２℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ２
攪拌速率：２００ｒ／ｍｉｎ
攪拌時間：１２０ｍｉｎ
The parameters related to the process of performing electroplating with the electrolytic copper plating solution according to this example are as follows.
Eruption time: 5 min
Electroplating solution replacement time: 5 min
Temperature: 35 ± 2 ° C
Current density: 1A / dm 2
Stirring speed: 200r / min
Stirring time: 120 min
このように実施した結果、直径が１３０μｍ、高度が３００μｍのＩＣボードのスルーホ
ール材が得られた。ボードの切断面の模様が、図１に示されるものとなった。図１に示す
模様から、ＩＣボードのスルーホールの成長過程が良くなかったが、スルーホールの内部
に空洞が出現していることがわかった。それにより、信号伝送の不安定、大抵抗、電力消
費過大などの欠陥が生じる。
As a result of this implementation, a through-hole material for an IC board having a diameter of 130 μm and an altitude of 300 μm was obtained. The pattern on the cut surface of the board is as shown in FIG. From the pattern shown in FIG. 1, it was found that the growth process of the through hole of the IC board was not good, but a cavity appeared inside the through hole. As a result, defects such as instability of signal transmission, high resistance, and excessive power consumption occur.
実施例２
下記成分とした。
メチルスルホン酸銅：２0０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：５０ｇ／Ｌ
塩素イオン：５０ｍｇ／Ｌ（、二水和塩化銅、塩化ナトリウムまたは塩酸の中の一種また
は複数種から提供される）
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：４ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：６０ｍｇ／Ｌ
ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）：１２０ｍｇ／Ｌ
Example 2
The following ingredients were used.
Copper Methylsulfonate: 200 g / L
Methylsulfonic acid: 50 g / L
Chloride ion: 50 mg / L (provided from one or more of copper dihydrate, sodium chloride or hydrochloric acid)
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 4 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 60 mg / L
Nitisinone tetrazolium chloride (NTBC): 120 mg / L
電気めっき液の調整は下記のとおりであった。
電気めっき液１Ｌを例とした。水３００ｍｌに、順次にメチルスルホン酸銅２００ｇ、メ
チルスルホン酸５０ｇ、二水和塩素化銅（塩化銅二水和物）０．１１４ｇ、３−チオール
−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）０．００４ｇ、ジヘキシルスルホコハク
酸ナトリウム０．０６ｇ、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）０．１２ｇを
加える。ついでに、攪拌して溶解させる。そして、液位を１Ｌにさせるように水を補充し
た。
The adjustment of the electroplating solution was as follows.
Taking 1 L of the electroplating solution as an example. In 300 ml of water, 200 g of copper methylsulfonate, 50 g of methylsulfonic acid, 0.114 g of dihydrated chlorinated copper (copper chloride dihydrate), and sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS) 0. Add 004 g, 0.06 g of sodium dihexyl sulfosuccinate, and 0.12 g of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC). Then, stir to dissolve. Then, water was replenished so that the liquid level became 1 L.
本実施例による電気銅めっき液により、電気めっきを実施する工程にかかるパラメータは
、下記とした。
噴出時間：５ｍｉｎ
電気めっき液交換時間：５ｍｉｎ
温度：３５±２℃
電流密度：１Ａ／ｄｍ２
攪拌速率：２００ｒ／ｍｉｎ
攪拌時間：６０ｍｉｎ
The parameters related to the process of performing electroplating with the electrolytic copper plating solution according to this example are as follows.
Eruption time: 5 min
Electroplating solution replacement time: 5 min
Temperature: 35 ± 2 ° C
Current density: 1A / dm 2
Stirring speed: 200r / min
Stirring time: 60 min
このように実施した結果、直径が１３０μｍ、高度が３００μｍのＩＣボードのスルーホ
ール材が得られた。ボードの切断面の模様が、図２に示されるものとなった。図２に示す
模様から、ICボードのスルーホールの成長過程は良好で、スルーホールの中間の突起が顕
著であり、空洞が発生する恐れがない。
As a result of this implementation, a through-hole material for an IC board having a diameter of 130 μm and an altitude of 300 μm was obtained. The pattern on the cut surface of the board is as shown in FIG. From the pattern shown in FIG. 2, the growth process of the through-holes of the IC board is good, the protrusions in the middle of the through-holes are remarkable, and there is no possibility that cavities are generated.
実施例３
下記成分とした。
メチルスルホン酸銅：２２０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：６０ｇ／Ｌ
塩素イオン：５０ｍｇ／Ｌ（、二水和塩化銅、塩化ナトリウムまたは塩酸の中の一種また
は複数種から提供される）
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：２ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：６０ｍｇ／Ｌ
ジフェニルメタン染料：１４０ｍｇ／Ｌ
Example 3
The following ingredients were used.
Copper Methylsulfonate: 220 g / L
Methylsulfonic acid: 60 g / L
Chloride ion: 50 mg / L (provided from one or more of copper dihydrate, sodium chloride or hydrochloric acid)
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 2 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 60 mg / L
Diphenylmethane dye: 140mg / L
電気めっき液の調整は下記のとおりであった。
電気めっき液１Ｌを例とした。水３００ｍｌに、順次にメチルスルホン酸銅２２０ｇ、メ
チルスルホン酸６０ｇ、二水和塩素化銅（塩化銅二水和物）０．１１４ｇ、３−チオール
−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）０．００２ｇ、ジヘキシルスルホコハク
酸ナトリウム０．０６ｇ、ジフェニルメタン染料０．１４ｇを加える。ついでに、攪拌し
て溶解させる。そして、液位を１Ｌにさせるように水を補充した。
The adjustment of the electroplating solution was as follows.
Taking 1 L of the electroplating solution as an example. In 300 ml of water, 220 g of copper methyl sulfonate, 60 g of methyl sulfonic acid, 0.114 g of dihydrated chlorinated copper (copper chloride dihydrate), and sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS) 0. Add 002 g, 0.06 g of sodium dihexyl sulfosuccinate and 0.14 g of diphenylmethane dye. Then, stir to dissolve. Then, water was replenished so that the liquid level became 1 L.
本実施例による電気銅めっき液により、電気めっきを実施する工程にかかるパラメータは
、下記とした。
噴出時間：５ｍｉｎ
電気めっき液交換時間：１０ｍｉｎ
温度：２５±２℃
電流密度：１.２Ａ／ｄｍ２
攪拌速率：１５０ｒ／ｍｉｎ
攪拌時間：１２０ｍｉｎ
The parameters related to the process of performing electroplating with the electrolytic copper plating solution according to this example are as follows.
Eruption time: 5 min
Electroplating solution replacement time: 10 min
Temperature: 25 ± 2 ° C
Current density: 1.2A / dm 2
Stirring speed: 150r / min
Stirring time: 120 min
このように実施した結果、直径が１３０μｍ、高度が３００μｍのＩＣボードのスルーホ
ール材が得られた。ボードの切断面の模様が、図３に示されるものとなった。図３に示す
模様から、ICボードのスルーホールはすでに「蝶型」となっており、空洞の発生はなく、
チップパッケージ製品の導電性、熱性能、信頼性を高めることができる。
As a result of this implementation, a through-hole material for an IC board having a diameter of 130 μm and an altitude of 300 μm was obtained. The pattern on the cut surface of the board is as shown in FIG. From the pattern shown in Fig. 3, the through holes of the IC board are already "butterfly-shaped", and there are no cavities.
It is possible to improve the conductivity, thermal performance, and reliability of chip package products.
実施例４
下記成分とした。
メチルスルホン酸銅：２４０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：５０ｇ／Ｌ
塩素イオン：４０ｍｇ／Ｌ（、二水和塩化銅、塩化ナトリウムまたは塩酸の中の一種また
は複数種から提供される）
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：４ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：６０ｍｇ／Ｌ
ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）：１６０ｍｇ／Ｌ
Example 4
The following ingredients were used.
Copper Methylsulfonate: 240 g / L
Methylsulfonic acid: 50 g / L
Chloride ion: 40 mg / L (provided from one or more of copper dihydrate, sodium chloride or hydrochloric acid)
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 4 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 60 mg / L
Nitisinone Tetrazolium Chloride (NTBC): 160mg / L
電気めっき液の調整は下記のとおりであった。
電気めっき液１Ｌを例とした。水３００ｍｌに、順次にメチルスルホン酸銅２４０ｇ、メ
チルスルホン酸５０ｇ、二水和塩素化銅（塩化銅二水和物）０．０９１ｇ、３−チオール
−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）０．００４ｇ、ジヘキシルスルホコハク
酸ナトリウム０．０６ｇ、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）０．１６ｇを
加える。ついでに、攪拌して溶解させる。そして、液位を１Ｌにさせるように水を補充し
た。
The adjustment of the electroplating solution was as follows.
Taking 1 L of the electroplating solution as an example. In 300 ml of water, 240 g of copper methyl sulfonate, 50 g of methyl sulfonic acid, 0.091 g of dihydrated chlorinated copper (copper chloride dihydrate), and sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS) 0. Add 004 g, 0.06 g of sodium dihexyl sulfosuccinate, and 0.16 g of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC). Then, stir to dissolve. Then, water was replenished so that the liquid level became 1 L.
本実施例による電気銅めっき液により、電気めっきを実施する工程にかかるパラメータは
、下記とした。
噴出時間：１０ｍｉｎ
電気めっき液交換時間：１０ｍｉｎ
温度：３０±２℃
電流密度：１.５Ａ／ｄｍ２
攪拌速率：２００ｒ／ｍｉｎ
攪拌時間：２４０ｍｉｎ
The parameters related to the process of performing electroplating with the electrolytic copper plating solution according to this example are as follows.
Eruption time: 10 min
Electroplating solution replacement time: 10 min
Temperature: 30 ± 2 ° C
Current density: 1.5A / dm 2
Stirring speed: 200r / min
Stirring time: 240 min
このように実施した結果、直径が１３０μｍ、高度が３００μｍのＩＣボードのスルーホ
ール材が得られた。ボードの切断面の模様が、図４に示されるものとなった。図４に示す
模様から、ICボードのスルーホールの充填が完了し、空洞や隙間などの不良現象がなく、
表面は滑らかで、表面銅は薄く、チップのパッケージ製品の導電性、熱性能と信頼性を高
めることができる。
As a result of this implementation, a through-hole material for an IC board having a diameter of 130 μm and an altitude of 300 μm was obtained. The pattern on the cut surface of the board is as shown in FIG. From the pattern shown in FIG. 4, the filling of the through holes of the IC board is completed, and there are no defective phenomena such as cavities and gaps.
The surface is smooth and the surface copper is thin, which can enhance the conductivity, thermal performance and reliability of the packaged products of the chip.
上記4つの実施例を総合すると、ICボードのスルーホールは「蝶型」として成長している
と結論付けられる。従来のＩＣボードのスルーホール電気めっき工程における穴や隙間と
いう欠陥、パルス電源設備による高コスト、表面銅が厚くて多数回の機械的肉薄化加工が
必要となることなど、を克服することができ、穴による信号伝送の不安定、大抵抗、電力
消費過大などの欠陥を有効的に防止することができ、より確実的な電子製品を製造できる
。
Combining the above four examples, it can be concluded that the through-holes on the IC board are growing as "butterfly-shaped". It is possible to overcome defects such as holes and gaps in the through-hole electroplating process of conventional IC boards, high cost due to pulse power supply equipment, and the thick surface copper that requires a large number of mechanical thinning processes. It is possible to effectively prevent defects such as instability of signal transmission due to holes, large resistance, and excessive power consumption, and it is possible to manufacture more reliable electronic products.
以上の開示は本発明の実施例に過ぎないが、本発明はこれに限定されるものではなく、い
かなる当業者が考えることができる変化は本発明の保護範囲に含まれるべきである。
The above disclosure is merely an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and any changes that can be considered by those skilled in the art should be included in the scope of protection of the present invention.
Claims (9)
下記濃度の成分：
メチルスルホン酸銅：１８０〜２４０ｇ／Ｌ
メチルスルホン酸：４０〜７０ｇ／Ｌ
塩素イオン：３０〜５０ｍｇ／Ｌ
３−チオール−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（ＭＰＳ）：２〜５ｍｇ／Ｌ
ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム：４０〜１００ｍｇ／Ｌ
ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）：１００〜１８０ｍｇ／Ｌ
ＤＩ純水：残量
を含むものであり、
上記成分を均一に混合することにより制作され、
ＩＣボードに対して電気めっきを行う前に、予処理液により噴出処理を行うこと、前記予
処理液がＤＩ純水とし、ＩＣボードを陰極電気めっきハンガーに固定し、陽極が両側燐銅
陽極とし、予処理液により陰極ＩＣボードにＤＩ純水噴出処理を行い、該処理が終了する
とこの電気銅めっき液中で電気めっきを行うこと、電気めっきの過程では、電気銅めっき
液によって、ＩＣボードのスルーホール内の銅金属を優先的にスルーホールの中心位置に
堆積させて、蝶型を形成することにより、２個のブラインドビアホールを形成するように
なり、それらを充填して、それにより穴の形成を防止すること、該電気めっき液により、
深さが３００μｍ、直径が１３０μｍ、中間幅が９０μｍのスルーホールを完全的に充填
することができ、表面銅厚さが８．５μｍとなることを含む、
ことを特徴とする電気銅めっき液。 An electrolytic copper plating solution for filling through holes in IC boards.
Ingredients with the following concentrations:
Copper Methylsulfonate: 180-240 g / L
Methylsulfonic acid: 40-70 g / L
Chlorine ion: 30-50 mg / L
Sodium 3-thiol-1-propanesulfonate (MPS): 2-5 mg / L
Sodium dihexyl sulfosuccinate: 40-100 mg / L
Nitisinone tetrazolium chloride (NTBC): 100-180 mg / L
DI pure water: Contains the remaining amount,
Produced by uniformly mixing the above ingredients
Before electroplating the IC board, eject treatment with a pretreatment liquid, the pretreatment liquid is DI pure water, the IC board is fixed to the cathode electroplating hanger, and the anode is a double-sided copper phosphor copper anode. DI pure water is ejected onto the cathode IC board with the pretreatment liquid, and when the treatment is completed, electroplating is performed in this electroplating solution. By preferentially depositing copper metal in the through hole at the center of the through hole to form a butterfly shape, two blind via holes are formed, which are filled and thereby the hole. Preventing formation, by the electroplating solution
Through holes with a depth of 300 μm, a diameter of 130 μm, and an intermediate width of 90 μm can be completely filled, including a surface copper thickness of 8.5 μm.
An electrolytic copper plating solution characterized by this.
Ｌとするもので、ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）、ヤヌスグリーン染料
、ジフェニルメタン染料及びフタロシアニン染料の中の一種または多種類の組み合わせで
使用され、該ニトロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）は添加剤系において、ニト
ロブルーテトラゾリウム塩化物（ＮＴＢＣ）の物質上で窒素元素を含むことで、集中的に
高電位領域に付着可能となり、ＩＣボードにおける導電物質は表面銅とスルーホール内と
なり、またスルーホールの中心位置が低電位領域となることで、銅金属を快速的にスルー
ホール内まで充填することができるようになり、それにより蝶型を形成することを特徴と
する請求項１に記載の電気銅めっき液。 The concentration of the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) is 120 to 160 mg /
L is used in one or a combination of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC), Janus green dye, diphenylmethane dye and phthalocyanine dye, and the nitroblue tetrazolium chloride (NTBC) is an additive system. In the above, by containing the nitrogen element on the substance of nitroblue tetrazolium chloride (NTBC), it becomes possible to intensively adhere to the high potential region, and the conductive substance in the IC board becomes the surface copper and the through hole, and also in the through hole. The electrolytic copper according to claim 1, wherein the central position becomes a low potential region, so that the copper metal can be quickly filled into the through hole, thereby forming a butterfly shape. Dyeing liquid.
Ｌとするもので、該添加剤の成分において硫黄物質を含むことで、導電層表面およびスル
ーホール内部まで付着することができ、抑制力が低い抑制剤としながら、電気銅めっきを
加速するとともに、ＩＣボード表面を明るくさせる機能を発揮するものとすることを特徴
とする請求項１に記載の電気銅めっき液。 The concentration of 3-thiol-1-propane sulfonate sodium (MPS) is 2-4 mg /
It is L, and by containing a sulfur substance in the component of the additive, it can adhere to the surface of the conductive layer and the inside of the through hole, and while making it an inhibitor with low inhibitory power, it accelerates electrolytic copper plating and at the same time. The electrolytic copper plating solution according to claim 1, wherein the IC board surface is characterized by exhibiting a function of brightening the surface.
Ｃボードの表面銅およびスルーホール内の表面張力を低減させ、湿潤効果を向上させ、銅
金属を整然とＩＣボードのスルーホール内に電気めっきさせる機能を発揮するものとする
ことを特徴とする請求項１に記載の電気銅めっき液。 Sodium dihexyl sulfosuccinate has a concentration of 60 to 80 mg / L, and I
The claim is characterized in that the surface tension in the surface copper and the through hole of the C board is reduced, the wetting effect is improved, and the copper metal is neatly electroplated in the through hole of the IC board. The electrolytic copper plating solution according to 1.
イオンの主なソースとなり、
メチルスルホン酸はその濃度が４０〜６０ｇ／Ｌとするもことにより、電気めっき液の導
電性を向上することができ、
塩素イオンはその濃度が４０〜５０ｍｇ／Ｌとするもので、塩素イオンが、二水和塩化銅
、塩化ナトリウムまたは塩酸の中の一種または複数種から提供され、ＩＣボードの表面銅
およびホール内の銅金属の明るさと平坦性を向上することができ、ＩＣボード電気めっき
の質量を改善することができる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気銅めっき液。 Copper methylsulfonate has a concentration of 200 to 240 g / L and is the main source of copper ions in the electroplating solution.
By setting the concentration of methylsulfonic acid to 40 to 60 g / L, the conductivity of the electroplating solution can be improved.
Chloride ions have a concentration of 40 to 50 mg / L, and chloride ions are provided from one or more of dihydrated copper chloride, sodium chloride or hydrochloric acid, and are provided in the surface copper and holes of the IC board. The brightness and flatness of copper metal can be improved, and the mass of IC board electroplating can be improved.
The electrolytic copper plating solution according to claim 1.
、
ＩＣボードを陰極電気めっきハンガーに固定し、ただし陽極が両側燐銅陽極とし、予処理
液により陰極ＩＣボードに対してＤＩ純水噴出処理を行うこと、噴出処理を行うのは、Ｄ
Ｉ純水をスルーホール内に進入させて、噴出による圧力にて、ＩＣボードのスルーホール
内の空気を排出させることにより、空気により気泡がスルーホールの中心位置に掛けられ
ることで電気めっき効果を影響することを防止するためであること、また、スルーホール
内に気泡が掛けられたとした場合、気泡により遮断層が形成され、スルーホール内にそれ
ぞれ両方向である２個のブラインドビアホールが形成されるようになり、電気めっき液の
成分における添加剤によりホール内においてスルーホールの電気めっき効果を実現しなく
なること、
噴出処理後のＩＣボードを電気銅めっき液の溝中に配置して攪拌して、循環させて、揺れ
ることにより、電気銅めっき液の流動を加速させ、電気めっき液における銅イオンおよび
添加剤をＩＣボードのスルーホールに進入しやすくさせて、電気めっき液からスルーホー
ル内に十分な銅イオンおよび添加剤を提供することができること、添加剤の主な成分が、
硫黄または窒素含有の有機物とすることにより、高電位の位置である両側の表面銅および
ホール口の位置に付着することができ、これら位置において金属銅の成長を抑制すること
ができ、スルーホールの中心位置において優先的に電気めっきさせることができるように
なり、その結果、蝶型を形成することができること、電気銅めっき液において絶えず流れ
て十分に提供される金属銅イオンおよび添加剤を双側表面銅の付近とスルーホールのホー
ル口位置に補足させることで、電気めっき効果がより均一となるようになり、それにより
銅イオンと添加剤の消耗が速すぎることによりスルーホール内に蝶型を形成できず穴や薄
暗くなるなどを発生することを防止できること、
上記の準備処理が終わると、電源をオンにさせて電気めっきを行って、ＩＣボードのスル
ーホールの直径および深さにしたがって、電流密度と電気めっき時間を調整すること、
を含むことを特徴とする電気めっき方法。 It is an electroplating method of an electrolytic copper plating solution for filling through holes of an IC board.
The IC board is fixed to the cathode electroplating hanger, but the anode is a phosphor copper anode on both sides, and the DI pure water ejection treatment is performed on the cathode IC board with the pretreatment liquid, and the ejection treatment is performed by D.
I Pure water is allowed to enter the through hole, and the air in the through hole of the IC board is discharged by the pressure generated by the ejection. This is to prevent the influence, and when air bubbles are hung in the through holes, a blocking layer is formed by the air bubbles, and two blind via holes in both directions are formed in the through holes. Therefore, the electroplating effect of through-holes cannot be realized in the holes due to the additives in the components of the electroplating solution.
The IC board after the ejection treatment is placed in the groove of the electrolytic copper plating solution, stirred, circulated, and shaken to accelerate the flow of the electrolytic copper plating solution and to disperse copper ions and additives in the electrolytic copper plating solution. It is possible to easily enter the through hole of the IC board and provide sufficient copper ions and additives from the electroplating solution into the through hole, and the main component of the additive is.
By using an organic substance containing sulfur or nitrogen, it can adhere to the surface copper on both sides, which is a high potential position, and the position of the hole mouth, and the growth of metallic copper can be suppressed at these positions, and the through hole can be used. It is now possible to preferentially electroplat in the central position, resulting in the formation of a butterfly shape, bilateral metal copper ions and additives that are constantly flowing and sufficiently provided in the electrolytic copper plating solution. By supplementing the vicinity of the surface copper and the hole opening position of the through hole, the electroplating effect becomes more uniform, which causes the copper ions and additives to be consumed too quickly, resulting in a butterfly shape in the through hole. Being able to prevent the formation of holes and dimness, etc.
After the above preparation process is completed, the power is turned on to perform electroplating, and the current density and electroplating time are adjusted according to the diameter and depth of the through holes of the IC board.
An electroplating method comprising.
する際における電流密度が１〜１．５Ａ／ｄｍ２とし、温度が２５〜３５℃とし、攪拌速
率が１００〜２００ｒ／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項６に記載の電気めっき方法
。 The ejection time is 5 to 10 min, the electroplating replacement time is 5 to 10 min, the current density during electroplating is 1 to 1.5 A / dm 2 , the temperature is 25 to 35 ° C, and the stirring speed is 100 to 200 r. The electroplating method according to claim 6, wherein / min is used.
よび添加剤をＩＣボードのスルーホール内に進入させるためであることを特徴とする請求
項６に記載の電気めっき方法。 The electroplating method according to claim 6, wherein the electroplating replacement time is set to 5 to 10 min in order to allow copper ions and additives in the electroplating solution to enter the through holes of the IC board.
ルの充填効果を決定し、電流密度が過小や過大である場合、スルーホール内等における壁
成長や両端における突起成長を引き起こやすく、それによりスルーホール内に隙間が形成
されるようになり、適当に電流密度を調整することにより、蝶型という性能指標を満足す
るという条件下で、生産の時間を節約することができ、
前記電気めっき温度は２５〜３５℃とするように、適当に温度を増加することにより、Ｉ
Ｃボードのスルーホールのホール充填にかかる電気めっき効率を向上することができ、
前記攪拌速率は１００〜２００ｒ／ｍｉｎの間において、攪拌速率は電気めっき液におけ
る銅イオンおよび添加剤の交換速度に影響を与える、
ことを特徴とする請求項６に記載の電気めっき方法。 The current density is between 1 and 1.5 A / dm 2 , and the current density determines the filling effect of the through hole of the IC board. If the current density is too small or too large, wall growth or both ends in the through hole or the like. It is easy to cause protrusion growth in the above, which causes gaps to be formed in the through hole, and by adjusting the current density appropriately, the production time can be increased under the condition that the performance index of the butterfly shape is satisfied. Can save,
By appropriately increasing the temperature so that the electroplating temperature is 25 to 35 ° C., I
It is possible to improve the electroplating efficiency required for filling the through holes of the C board.
The stirring speed is between 100 and 200 r / min, and the stirring speed affects the exchange rate of copper ions and additives in the electroplating solution.
The electroplating method according to claim 6, wherein the method is characterized by the above.
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