JP6719542B2 - 回路基板構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は回路基板に関し、特に回路基板構造の製造方法に関する。

従来の回路基板の製造方法では、回路基板の孔を電気めっきするとき、一定の電流密度（つまり、電流密度が一定値を維持している）を用いるのが一般的である。均一に電気めっきする効果を実現するために、従来の回路基板の製造方法では、孔充填率を増加するように小さい電流密度を使用しなければならないが、上記小さい電流密度により電気めっき時間が長くなり、さらに電気めっき効率を低減させる。

さらに、従来の回路基板の製造方法では、アスペクト比が４未満の孔を電気めっきするとき、電気めっき時間と電気めっき効率への影響が小さいが、回路基板の発展に伴い、回路基板に形成されるべきアスペクト比が高い孔の割合が高まり、それによって、従来の回路基板の製造方法のようにアスペクト比が高い孔を電気めっきする方式についてさらなる改良が必要である。

このため、本発明者は、上記欠陥を改善するために、鋭意検討を重ねて科学原理を活用した結果、設計が合理的で且つ効果的に上記欠陥を改善できる本発明を提供している。

本発明の目的は、従来の回路基板の製造方法において発生し得る欠点を効果的に改善できる回路基板構造の製造方法を提供することである。

上記目的を達成させるために、本発明は、孔を有し、孔深さを孔径で割った孔のアスペクト比が４以上である回路基板を提供する準備ステップと、第１電流密度値を有する第１電流を用いて、前記回路基板の前記孔を第１期間において電気めっきする第１電気めっきステップと、第２電流密度値を有する第２電流を用いて、前記回路基板の前記孔を第２期間において電気めっきする第２電気めっきステップとを含み、前記第１電流密度値と前記第２電流密度値は異なり、且つそれぞれ４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦにある。

本発明はさらに、孔を有し、孔深さを孔径で割った孔のアスペクト比が４以上である回路基板を提供する準備ステップと、順次実施されるＮ個の電気めっきステップとを含み、前記電気めっきステップのそれぞれにおいて、電流密度値を有する電流を用いて、前記回路基板の前記孔を電気めっきし、Ｎが２以上の正整数であり、且つＮ個の前記電気めっきステップでは、２種以上の前記電流密度値を有し、且ついずれの前記電流密度値も４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦにあり、順次実施される前記電気めっきステップのいずれかの２つにおいて、使用される２つの前記電流密度値の差が２より大きい場合、電流切替ステップを実施し、
前記電流切替ステップでは、勾配電流密度値を有する勾配電流を用いて、前記回路基板の前記孔を、切替期間において電気めっきし、前記勾配電流密度値は、前記切替期間において、使用される２つの前記電流密度値のうち先に実施された前記電流密度値から、後に実施される前記電流密度値へ徐々に変わり、前記切替期間は０〜２０分間である。

以上のように、本発明で開示されている回路基板構造の製造方法では、使用される複数の電気めっきステップ（たとえば、第１電気めっきステップと第２電気めっきステップ）は、４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦにある異なる電流密度値で、孔充填率をできるだけ確保するとともに、電気めっき効率と電気めっき効果（たとえば、好適な孔充填率を実現する）を効果的に向上させる。

本発明の特徴及び技術をより把握するために、以下、本発明に係る詳細な説明及び図面を参照できるが、このような説明及び図面は本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。

本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態１の準備ステップの模式図である。 本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態１の第１電気めっきステップと第２電気めっきステップの電流密度と時間の模式図である。 本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態１が実施された後の回路基板の構造模式図である。 本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態２の第１電気めっきステップと第２電気めっきステップの電流密度と時間の模式図である。 本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態２が実施された後の回路基板の構造模式図である。 本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態３の第１電気めっきステップと第２電気めっきステップの電流密度と時間の模式図（１）である。 本発明に係る回路基板構造の製造方法の実施形態３の第１電気めっきステップと第２電気めっきステップの電流密度と時間の模式図（２）である。

図１−図７には、本発明の実施形態が示されている。なお、本実施形態の対応図面に示された数や外形は、本発明の内容を把握できるように、本発明の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。
［実施形態１］
なお、本実施形態の説明の便宜上、図面には関連する部分構造だけが示されている。図１−図３に示されるように、本実施形態は、準備ステップ、第１電気めっきステップ、及び第２電気めっきステップを含む回路基板構造の製造方法を開示する。本実施形態では、回路基板構造の製造方法において、いずれの電気めっきステップも電気めっき装置（未図示）によって実施でき、つまり、前記いずれの電気めっきステップにおける各種パラメータも電気めっき装置で制御できる。

さらに、本発明に係る回路基板構造の製造方法は、上記複数のステップの順番又は実施形態に制限されない。たとえば、本発明の図示しないほかの実施形態では、上記複数のステップは、実際の設計ニーズに応じて、調整したり増減したりしてもよい。また、以下、それぞれ本実施形態の回路基板構造の製造方法の各ステップを説明する。

図１に示されるように、前記準備ステップを実施する。つまり、孔１１を有する回路基板１を提供する。本実施形態では、前記回路基板１として、多層板又は単層板が使用でき、且つ図１中、上記孔１１については、上記回路基板１を貫通している貫通孔を例に説明したが、本発明はそれに制限されない。たとえば、本発明の図示しないほかの実施形態では、前記孔１１は回路基板１を貫通していないブラインドホールであってもよい。

さらに、本実施形態では、孔深さＤを孔径Ｒで割った前記孔１１のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏ、ＡＲ）は４以上である。つまり、本実施形態の回路基板構造の製造方法を適用する物品又は対象は、好ましくは、アスペクト比４未満の孔を含まない。

図２に示されるように、前記第１電気めっきステップを実施する。つまり、第１電流密度値Ｉを有する第１電流Ｘを用いて、前記回路基板１の孔１１を、第１期間Ｔ１において電気めっきする。本実施形態では、前記第１期間Ｔ１は５分間〜８０分間、前記第１電流Ｘの第１電流密度値Ｉは４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦであるが、本発明はそれに制限されない。上記ＡＳＦは、電流密度単位として使用され、つまり、アンペア／平方フィートである。

図２に示されるように、前記第２電気めっきステップを実施する。つまり、第２電流密度値ＩＩを有する第２電流Ｙを用いて、前記回路基板１の孔１１を、第２期間Ｔ２において、電気めっきする。本実施形態では、前記第２期間Ｔ２は５分間〜８０分間、前記第２電流Ｙの第２電流密度値ＩＩは４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦであるが、本発明はそれに制限されない。

なお、図２と図３に示されるように、前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩは異なり、且つ前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差は、本実施形態では、上記第１電流密度値Ｉを瞬時に第２電流密度値ＩＩに切り替えるように、２以下とする。

さらに、前記回路基板構造の製造方法では、上記ステップが実施されると、前記孔１１の孔壁に電気めっきされている導電体２が形成され、且つ前記導電体２の内面が取り囲む空間２１を形成する。

さらに、前記孔１１内に上記導電体２を効果的に形成するために、前記第１電流密度値Ｉは、好ましくは、前記第２電流密度値ＩＩより小さい。前記第１電流密度値Ｉは、たとえば、４ＡＳＦ〜１２ＡＳＦ、且つ前記第２電流密度値ＩＩは、たとえば、１０ＡＳＦ〜３０ＡＳＦである。
［実施形態２］
図４及び図５には、本発明の実施形態２が示されており、本実施形態は、上記実施形態１と類似するため、２つの実施形態の共通部分（たとえば、準備ステップ）については詳細な説明を省略する。本実施形態は、実施形態１に比べて、本実施形態の回路基板構造の製造方法が実施されると、前記孔１１全体に電気めっきされ充填されている導電体３が形成される点が異なる。

具体的には、前記孔１１内に上記導電体３を効果的に形成するために、前記第１電流密度値Ｉは、好ましくは、第２電流密度値ＩＩより大きい。そのうち、前記第１電流密度値Ｉは、たとえば、１０ＡＳＦ〜６０ＡＳＦ、前記第２電流密度値ＩＩは、たとえば、４ＡＳＦ〜１５ＡＳＦである。
［実施形態３］
図６及び図７には、本発明の実施形態３が示されている。本実施形態は上記実施形態１及び実施形態２と類似するため、上記実施形態との共通部分（たとえば、準備ステップ、第１電気めっきステップ、及び第２電気めっきステップ）については詳細な説明を省略する。本実施形態は、実施形態１及び実施形態２に比べて、本実施形態の回路基板構造の製造方法では、上記第１電気めっきステップと第２電気めっきステップの間にさらに電流切替ステップを実施する点が異なる。

具体的には、前記電流切替ステップでは、勾配電流密度値を有する勾配電流Ｚを用いて、前記回路基板１の孔１１を、切替期間Ｔｃにおいて電気めっきするように実施される。上記勾配電流密度値は、切替期間Ｔｃにおいて、前記第１電流密度値Ｉから第２電流密度値ＩＩへ徐々に変わる（たとえば、増加又は減少する）。

本実施形態では、前記切替期間Ｔｃは０〜２０分間であり、且つ上記切替期間Ｔｃの時間は前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差によって決定されるが、本発明はそれに制限されない。さらに、本実施形態の回路基板構造の製造方法が実施された結果、下記電流密度差と切替期間Ｔｃの関係表が得られる。

上表に記載のとおり、前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差が２以下である場合、該切替期間Ｔｃは０分間であり、つまり、上記実施形態１と実施形態２に記載の第１電流密度値Ｉが瞬時に第２電流密度値ＩＩに切り替えられる。

さらに、前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差が３〜５である場合、該切替期間Ｔｃは１〜１１分間、前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差が６〜９である場合、該切替期間Ｔｃは１２〜１９分間、前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差が１０以上である場合、該切替期間Ｔｃは２０分間である。

それによって、本実施形態の回路基板構造の製造方法では、前記第１電流密度値Ｉと第２電流密度値ＩＩの差によって、切替期間Ｔｃの時間を調整し、さらに上記回路基板１の孔１１を優れた電気めっき効果と電気めっき効率で形成することができる。

また、なお、上記実施形態１−実施形態３では、２つの電気めっきステップの場合（たとえば、第１電気めっきステップと第２電気めっきステップ）を説明したが、本発明に係る回路基板構造の製造方法で実施される電気めっきステップの回数はそれに制限されない。

さらに、本発明の図示しない実施形態では、前記回路基板構造の製造方法は、Ｎ（Ｎは２以上の正整数である）個の電気めっきステップを順次実施してもよい。前記電気めっきステップごとに、電流密度値を有する電流を用いて、上記回路基板１の孔１１を電気めっきする。さらに、上記Ｎ個の電気めっきステップでは、２種以上の電流密度値が含まれ、且ついずれの電流密度値も４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦである。

より具体的には、順次実施される前記電気めっきステップのいずれか２つにおいて、使用される２つの前記電流密度値の差が２より大きい場合、電流切替ステップを実施し、上記順次実施される前記電気めっきステップのいずれか２つにおいて、使用される２つの前記電流密度値の差が２未満である場合、該２つの電流密度値は瞬時に切り替えられる。

前記電流切替ステップでは、勾配電流密度値を有する勾配電流を用いて、前記回路基板１の孔１１を切替期間において電気めっきし、前記勾配電流密度値は、前記切替期間において、使用される２つの前記電流密度値のうち先に実施される前記電流密度値から後に実施される前記電流密度値に徐々に変わる。さらに、前記切替期間は０〜２０分間であり、具体的な時間については、実施形態３の説明を参照すればよい。

なお、上記Ｎ個の電気めっきステップに使用される電流密度値は、必要に応じて、高密度値から低密度値へ変わり、又は、低密度値から高密度値へ変わり、又は高密度値と低密度値を交互させるように制御でき、本発明では制限しない。

また、従来の回路基板の製造方法では、孔充填率をできるだけ確保する場合、アスペクト比が４より大きく且つ８未満の孔への電気めっき効率は１０％低減し、且つアスペクト比が８より大きく且つ１１未満の孔への電気めっき効率は４０％低減し、アスペクト比が１１より大きく且つ１６未満の孔への電気めっき効率は７０％低減する。従来の回路基板の製造方法では、アスペクト比が１１より大きく且つ１６未満の孔への孔充填率は６０％を実現するのが極めて困難である。

それに対して、本実施形態の回路基板構造の製造方法を適用した結果、孔充填率をできるだけ確保するとともに、アスペクト比が４より大きく且つ１６未満の孔１１への電気めっき効率は、従来の回路基板の製造方法よりも、効果的に向上する。さらに、本発明の実施形態に開示されている回路基板構造の製造方法は、アスペクト比が１１より大きく且つ１６未満の前記孔１１への孔充填率が６０％以上に達する。
［本発明の実施形態の技術的効果］
以上のように、本発明の実施形態で開示されている回路基板構造の製造方法では、使用される複数の電気めっきステップ（たとえば、第１電気めっきステップと第２電気めっきステップ）は、４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦで且つ互いに異なる電流密度値を用いることで、孔充填率を確保するとともに、電気めっき効率と電気めっき効果（たとえば、優れた孔充填率を実現する）を効果的に向上できる。

さらに、本実施形態の回路基板構造の製造方法はさらに、２つの実施される電気めっきステップの電流密度値の差（たとえば、第１電流密度値と第２電流密度値の差）に基づいて、切替期間の時間を調整し、さらに上記回路基板の孔に優れた電気めっき効果と電気めっき効率を付与できる。

以上は本発明の好適実施形態であり、本発明の保護範囲を制限するものではなく、本発明の特許請求の範囲を逸脱せずに実施される均等な変形や修飾はいずれも本発明の特許請求の範囲の保護範囲に属する。

１：回路基板
１１：孔
２：導電体
２１：空間
３：導電体
Ｘ：第１電流
Ｙ：第２電流
Ｚ：勾配電流
Ｔ１：第１期間
Ｔ２：第２期間
Ｔｃ：切替期間
Ｉ：第１電流密度値
ＩＩ：第２電流密度値
Ｒ：孔径
Ｄ：孔深さ

Claims (10)

1. 回路基板構造の製造方法であって、
   孔を有し、孔深さを孔径で割った孔のアスペクト比が４以上である回路基板を提供する準備ステップと、
   第１電流密度値を有する第１電流を用いて、前記回路基板の前記孔を第１期間において電気めっきする第１電気めっきステップと、
   第２電流密度値を有する第２電流を用いて、前記回路基板の前記孔を第２期間において電気めっきする第２電気めっきステップと、
   前記第１電気めっきステップと前記第２電気めっきステップとの間の電流切替ステップと、
   を含み、
   前記第１電流密度値と前記第２電流密度値は異なり、且つそれぞれ４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦにあり、
   前記電流切替ステップは、前記第１電流密度値と前記第２電流密度値との間の差に応じて決定される切替期間を有し、前記切替期間は、実質的に０から２０分間の間で、前記差が大きくなるにつれて長くされ、前記差が２ＡＳＦ以下である場合に実質的に０である、
   回路基板構造の製造方法。
2. 前記孔の孔壁に電気めっきされている導電体が形成され、前記導電体の内面が取り囲む空間を形成し、且つ前記第１電流密度値は前記第２電流密度値未満である請求項１に記載の回路基板構造の製造方法。
3. 前記第１電流密度値は４ＡＳＦ〜１２ＡＳＦ、且つ前記第２電流密度値は１０ＡＳＦ〜３０ＡＳＦである請求項２に記載の回路基板構造の製造方法。
4. 前記孔を充填するように電気めっきされている導電体が形成され、且つ前記第１電流密度値は前記第２電流密度値より大きい請求項１に記載の回路基板構造の製造方法。
5. 前記第１電流密度値は１０ＡＳＦ〜６０ＡＳＦ、且つ前記第２電流密度値は４ＡＳＦ〜１５ＡＳＦにある請求項４に記載の回路基板構造の製造方法。
6. 前記電流切替ステップは、前記差が２ＡＳＦよりも大きい場合に、勾配電流密度値を有する勾配電流を用いて、前記回路基板の前記孔を前記切替期間において電気めっきすることを含み、前記勾配電流密度値は前記切替期間において、前記第１電流密度値から前記第２電流密度値へ徐々に変わる、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回路基板構造の製造方法。
7. 前記差が１０以上である場合、前記切替期間は２０分間である請求項６に記載の回路基板構造の製造方法。
8. 前記差が３〜５である場合、前記切替期間は１〜１１分間である請求項６に記載の回路基板構造の製造方法。
9. 前記差が６〜９である場合、前記切替期間は１２〜１９分間である請求項６に記載の回路基板構造の製造方法。
10. 回路基板構造の製造方法であって、
    孔を有し、孔深さを孔径で割った孔のアスペクト比が４以上である回路基板を提供する準備ステップと、
    順次実施されるＮ個の電気めっきステップとを含み、
    前記電気めっきステップのそれぞれにおいて、電流密度値を有する電流を用いて、前記回路基板の前記孔を電気めっきし、Ｎが２以上の正整数であり、且つＮ個の前記電気めっきステップでは、２種以上の前記電流密度値を有し、且ついずれの前記電流密度値も４ＡＳＦ〜６０ＡＳＦにあり、
    順次実施される前記電気めっきステップのいずれかの２つにおいて、電流切替ステップを実施し、
    前記電流切替ステップは、前記電流切替ステップの前及び後の前記電流密度値の間の差に応じて決定される切替期間を有し、前記切替期間は、実質的に０から２０分間の間で、前記差が大きくなるにつれて長くされ、
    前記差が２ＡＳＦ以下である場合、前記切替期間は実質的に０であり、
    前記差が２ＡＳＦよりも大きい場合、前記電流切替ステップは、勾配電流密度値を有する勾配電流を用いて、前記回路基板の前記孔を、前記切替期間において電気めっきすることを含み、前記勾配電流密度値は、前記切替期間において、使用される２つの前記電流密度値のうち先に実施された前記電流密度値から、後に実施される前記電流密度値へ徐々に変わる、
    回路基板構造の製造方法。

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