JP2604853B2 - 回路板のスルーホール形成方法 - Google Patents

回路板のスルーホール形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回路板のスルーホール形成方法に関す
る。
〔従来の技術〕 回路基板の表面に真空蒸着法やスパッタリング法等に
より膜を形成して回路板を得る方法を用いると、メッキ
法等による場合に比べて、セラミック基板に導体膜等
(絶縁体、抵抗体、および誘導体等による成膜も可能)
を比較的容易に形成することができるし、不純物の少な
い高品質の導体膜を形成することもできる。前記真空蒸
着法等によれば、前記メッキ法等による場合に比べて、
回路基板の表面粗さが細かくても導体膜に充分な接合度
が得られるので、導体膜の厚みが充分に薄くなって同膜
部分の導電抵抗が小さくなり、高周波特性に優れた回路
板を得ることができる、等の利点を有している。
第5図は、スパッタリング法により、スルーホール用
の孔3…が明けられたアルミナ等の回路基板1の片面に
導体膜を形成するとともに前記孔3…の内周にも同時に
導体膜を形成するようにした方法の一例をあらわしてい
る。同装置は真空容器5を備え、同容器5には、Arガス
の吸気口6と、真空ポンプ7の接続された排気口8とが
開口している。この真空容器5内の空間上位には、ホル
ダー9により前記回路基板1が水平にセットされ、空間
下位には、カソード10上側に設けられたターゲット(飛
散させる部分)2が位置している。前記真空ポンプ7の
作動により、真空容器5内が吸引減圧されて真空状態に
なり、これにより、前記吸気口6を通してArガスが強制
吸引されるようになる。真空容器5内に吸引されたArガ
スにより、回路基板1とターゲット2間にArプラズマを
発生させるとともに、同プラズマにより、ターゲット2
から銅原子(飛散する物質)が飛散するようになる。そ
の結果、銅原子は回路基板1の表面に付着するととも
に、同基板1のスルーホール用孔3…の内周面にも付着
するようになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、前記方式は、回路基板1をホルダー9で支
持して行なうが、同基板1は、スルーホール用の孔3…
が裏面側において閉止するように支持されていたので、
銅原子は、回路基板1の一側面には比較的容易に到達す
るが、スルーホール用の孔3…内への流入は非常に消極
的になっていた。これを、要部を拡大してみた第6図を
用いてより具体的に説明すると、同図において、回路基
板1の厚みをT、スルーホール用の孔3の内径をd、回
路基板1の表面に付着した導体膜12の厚みをt0、スルー
ホール用孔3の内周面に付着する導体膜13の厚みをtと
した場合、 π(d/2)2t0≒πd(T+t0) …式 と近似するものとなり、 ∴t≒t0×d/4(T+t0) …式 となることが判る。式を一例として、たとえば、T=
0.635 t0=0.01を代入して、孔3の内径dを変化させた
場合にtがいくらになるかを第1表に示した。
同表にみるように、スルーホール用孔3の内径dが小
さくなればなる程、同孔3内に堆積する導体膜13の厚み
tは薄くなり、d/Tが1以下、すなわち、回路基板1の
厚みTに対してdの方がそれ以下で孔3が細長傾向にな
る場合、回路基板1の平面部分の表面に付着する導体膜
12の厚みt0の2割以下しか得られないことになる。前記
孔3内に堆積して形成される導体膜13は、第7図にみる
ように、ターゲット2側において厚く、それより奥側へ
と次第に薄くなり、これにより、導体膜13の電気抵抗値
が大きくなってしまい、場合によっては、導通不良を生
じることもあった。
これらの問題を解消するものとして、特開昭62−2220
62号公報に記載されたものがある。このものは、スパッ
タリング方法およびスパッタリングターゲットに関する
ものであるが、導体膜を形成する方式がスパッタリング
によるものに限られているとともに、棒状のターゲット
そのものを円筒体の中に挿入してスパッタリングを行な
うので、均一なスパッタリングを行なうには均一にプラ
ズマを形成する必要があり、そのためには、Arガスの分
布と放電とを均一になるように維持させるのに、適度の
電極間距離(通常は5mm程度、前記公報では4mm程度)が
必要であり、このことから、同方式は、回路板のスルー
ホール等のように微小孔径の内周面への適用には不向き
である。
前記事情に鑑みて、この発明の課題とするところは、
スルーホール用孔内周面に、軸心方向にわたって略均一
な厚さで、充分な厚さでかつ導電抵抗が小さくなるよう
に導体膜が形成されるようにすることにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題を解決するために、この発明にかかる回路板
のスルーホール形成方法は、導電性材料を気化しイオン
化して飛散させる部分を有する真空容器内に、スルーホ
ール用孔の明けられた回路基板を前記飛散させる部分に
対向しかつ基板表裏側に空間が存在するように配置する
とともに、前記回路基板の前記飛散させる部分の反対側
に配した電極に負の電圧をかけて前記電極と前記回路基
板との間に電界をかけることで、前記イオン化して飛散
する物質をスルーホール用孔に強制的に導いて同孔の内
周面に付着・堆積させるようにする。
〔作用〕
イオン化した物質を、前記回路基板の前記飛散させる
部分の反対側に配した電極と前記回路基板との間に電界
をかけることでスルーホール用孔の内周面に導くように
すると、電界効果によりイオン粒子がスルーホール用孔
内に導かれて、軸心方向にわたって略均一な厚さで、ス
ルーホール用孔の内周面に多くしかも全体にわたるよう
に付着するようになる。
〔実施例〕
以下、この発明を、その実施例をあらわす図面を参照
しつつ詳しく説明する。
第1図は、この発明にかかる回路板のスルーホール形
成方法の一実施例を装置としてあらわしている。同図
は、プラズマによりイオン化した金属粒子(飛散する物
質)をスルーホール用孔の内周面に有効に導くために電
界を利用したものをあらわしている。同図にみるよう
に、真空容器40には下部一側に吸気口41が、また、他側
には真空ポンプ42に接続された排気口43が開口してい
る。同容器40の中間高さにはホルダー44が設けられ、同
ホルダー44には、回路基板45が水平にセットされるよう
になっている。ホルダー44と回路基板45とは、これらの
表裏側に空間が存在するようにもする部材になってい
る。同基板45にはスルーホール用の孔46…が設けられて
いる。容器40の下部には蒸発源たるマグネトロンスパッ
タ47が設置されているとともに、容器40内の回路基板45
上方に少し離れた位置には、マグネトロンスパッタ47と
は反対側になるように電極(陰極)48が水平に設けられ
ている。同陰極48は回路基板45と同様に平板からなり、
回路基板45全体に上方から対向するようになっている。
なお、前記ホルダー44は、吸気口41側においては容器40
内を上下に仕切るようになっているが、排気口43側にお
いては電極48側の空間に吸引力が作用し得るようになっ
ている。
まず、真空容器40内を排気により真空(たとえば、×
10-4〜×10-6Torr程度)にして、吸気口41を通してArガ
ス(たとえば、×10-2〜×10-4Torr)を適量導入する。
マグネトロンスパッタ47に電圧(たとえば、500〜1000
V)をかけることによりプラズマを形成し、同スパッタ4
7より導電性の金属粒子(Cu粒子)を飛散させるように
するとともに、プラズマによりイオン化させる。このCu
粒子をスルーホール用孔46内に確率良く付着・堆積させ
るため、前記電極48に負の電圧(たとえば、数100V〜数
kV)をかけるようにする。これにより、イオン化したCu
粒子はスルーホール用孔46…を通るように誘導される。
その状態は第2図にみるようであり、Cuイオン50はArイ
オン51とともに電極48の方向へ力Fで引き寄せられるよ
うになる。この力Fは、電極48に印加される電界強度E
に比例して、F=eEとなる(eはイオンの電荷量)。結
果的に、Cuイオン50は、第3図にみるように、電極48に
よる電界効果によりスルーホール用孔46の内周面の方向
に軌道修正されて同内周面に飛着するようになる。イオ
ン化したCuイオン50の飛行速度vは、電極48への印加電
圧を1kVとしたとき、毎秒約55000mの超高速度となり、
イオン化したCu粒子50は電界効果により軌道修正されな
がら瞬時にしてスルーホール用孔46の内周面に向かって
飛着するため、同内周面へのCu粒子50の付着の確率が大
幅に向上する。プラズマ中から飛来するArイオン51につ
いても同様に、電界効果によりスルーホール用孔46の内
周面に向かって飛着し、一部は導体膜52内にも混入はす
るが、常に、Cuの導体膜52の面を衝撃するため、強固で
均一な膜52が形成されるようになる。
なお、第4図にみるように、電極53に針状の突起54を
設けて、先端が孔46内に臨むようにすると、電界効果が
より効果的なものになって孔46内へのイオンの付着確率
が大幅に向上するようになるとともに、Arイオンの衝撃
による効果もより向上し得るようになる。前記蒸発源は
マグネトロンカソード以外に、金属粒子をイオン化して
飛散させ得るようなものであればよく、たとえば、電子
ビーム方式の蒸発源や抵抗加熱方式の蒸発源とイオン源
やプラズマ発生源との組み合わせ等であってもよい。
〔発明の効果〕
この発明にかかる回路板のスルーホール形成方法は、
以上のようにするため、スルーホール用孔内周面に、軸
心方向にわたって略均一な厚さで、充分な厚さでかつ導
電抵抗が小さくなるように導体膜が形成されるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかる回路板のスルーホール形成方
法の一実施例を装置としてあらわす模式図、第2図およ
び第3図はその要部を拡大してイオンの流れをあらわす
模式図、第4図は電極に針状の突起を設けた実施例をあ
らわす拡大図、第5図は従来のスルーホール形成方法を
装置としてあらわす模式図、第6図は同スルーホール用
孔内に導体膜が堆積する量を概算により示すための拡大
模式図、第7図は同孔内の入口側に導体膜が堆積した様
子をあらわす拡大図である。 45……回路基板、40……真空容器、41……吸気口、42…
…真空ポンプ、46……スルーホール用孔、47……飛散さ
せる部分、50……飛散物質、52……導体膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 周介 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−223400(JP,A) 特開 昭59−200755(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性材料を気化しイオン化して飛散させ
    る部分を有する真空容器内に、スルーホール用孔の明け
    られた回路基板を前記飛散させる部分に対向しかつ基板
    表裏側に空間が存在するように配置するとともに、前記
    回路基板の前記飛散させる部分の反対側に配した電極に
    負の電圧をかけて前記電極と前記回路基板との間に電界
    をかけることで、前記イオン化して飛散する物質をスル
    ーホール用孔に強制的に導いて同孔の内周面に付着・堆
    積させるようにする回路板のスルーホール形成方法。
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