特開 2023-125866 電子基板処理方法、電子基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023125866

(43)【公開日】2023-09-07

(54)【発明の名称】電子基板処理方法、電子基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/18 20060101AFI20230831BHJP

   H05K 3/06 20060101ALI20230831BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20230831BHJP

   C08J 7/00 20060101ALN20230831BHJP

【ＦＩ】

H05K3/18 A

H05K3/06 A

H05K3/00 K

H05K3/00 N

C08J7/00 306

C08J7/00 CER

C08J7/00 CEZ

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022030208

(22)【出願日】2022-02-28

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 第１７回 水素・燃料電池展～ＦＣ ＥＸＰＯ２０２１～ の、下記アドレスのウェブサイト。（ ｈｔｔｐｓ：／／ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅ．ｎｅｔ／ｔｏｋｙｏｂｉｇｓｉｇｈｔ／ｔｏｋｙｏｂｉｇｓｉｇｈｔ２０２１０３ ）

(71)【出願人】

【識別番号】508022207

【氏名又は名称】コミヤマエレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104776

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100119194

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 明夫

(72)【発明者】

【氏名】久保 博義

【テーマコード（参考）】

4F073

5E339

5E343

【Ｆターム（参考）】

4F073AA06

4F073BA15

4F073BA16

4F073BA25

4F073BA31

4F073BB01

4F073CA01

4F073CA63

4F073CA65

5E339AA02

5E339AB02

5E339AC01

5E339AD03

5E339AE01

5E339BC02

5E339BD02

5E339BD03

5E339BD11

5E339BE13

5E339CC01

5E339CF16

5E339EE10

5E343AA16

5E343AA18

5E343AA19

5E343AA33

5E343BB24

5E343DD25

5E343DD26

5E343DD33

5E343DD43

5E343EE36

5E343FF16

5E343GG02

(57)【要約】

【課題】信頼性の高い電子基板を少ない工程と少ない製造コストで製造することができる電子基板処理方法、電子基板処理装置を提供する。
【解決手段】電子基板に用いる樹脂に各種の処理を施す電子基板処理方法においては、樹脂の表面に穴を開ける加工工程（ステップＳ１）と、樹脂の表面を改質するためにプラズマを照射する照射工程（ステップＳ２）と、照射工程が行われた樹脂の表面に所定の金属を鍍金する鍍金工程（ステップＳ３）とを備え、加工工程（ステップＳ１）は、照射工程（ステップＳ３）の前に行われる先穴工程として構成される。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子基板に用いる樹脂に各種の処理を施す電子基板処理方法であって、
前記樹脂の表面に穴を開ける加工工程と、
前記樹脂の表面を改質するためにプラズマを照射する照射工程と、
該照射工程が行われた前記樹脂の前記表面に所定の金属を鍍金する鍍金工程とを備え、
前記加工工程は、前記照射工程の前に行われる先穴工程として構成されることを特徴とする電子基板処理方法。

【請求項2】

前記鍍金工程において、前記加工工程において開口形成された前記穴の側面と、前記照射工程において前記改質が行われた前記樹脂の表面とに対して、同時に前記鍍金を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子基板処理方法。

【請求項3】

前記照射工程において、
前記樹脂の表面にイオンを照射して、前記樹脂の表面から該樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる脱離工程と、
該脱離工程を経た前記樹脂の表面にヒドロキシルラジカルを照射して、前記樹脂の表面にヒドロキシル基を導入する導入工程とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子基板処理方法。

【請求項4】

前記加工工程において、前記樹脂の表面に対して略垂直方向の前記穴が開口形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電子基板処理方法。

【請求項5】

前記鍍金工程において用いられる前記所定の金属は銅であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の電子基板処理方法。

【請求項6】

前記鍍金工程の後に行われる、前記樹脂の表面に電子基板を形成するためパターンエッチングを行うパターンエッチング工程を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の電子基板処理方法。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一つに記載の電子基板処理方法によって前記樹脂に各種の処理を施し、電子基板に用いる樹脂に各種の処理を施す電子基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂の表面に金属層を形成した樹脂製品の製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、各種の電子回路が形成される電子基板の基材として各種の樹脂が用いられている。例えば、ミリ波またはマイクロ波に対応可能な伝送損失が小さい電子基板、において、低誘電の樹脂製の基材が使われ始めている。この低誘電の樹脂としては、たとえば液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）またはポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂があげられるが、ＬＣＰやＰＴＦＥ等の樹脂材料は、配線材として使われる銅などの金属との密着性が悪いという問題がある。このため、基材の表面を化学的に荒らしたり、基材に密着させる銅箔などの金属の表面に凹凸を形成したりして、樹脂製の基材と銅などの金属の物理的な密着度を向上させる技術が知られている。また、樹脂製の基材の化学特性を変化させて他の金属や樹脂との結合度を強化するために、樹脂製の基材の表面にプラズマを照射して基材の表面を活性化させ、ＰＴＦＥ基材中のフッ素を、空気中の水分に由来するヒドロキシル基に置換し、基材の表面に銅箔などの金属箔や他の樹脂を強い結合度で付着させることで電子基板を形成することも行われる（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

一方、基材の表裏面に電子回路を形成して、これらの電子回路同士を導電させる場合、非導電性の樹脂で形成された基材を貫通した導電部分を設ける必要がある。そのため、基材に穴を開口形成し、この穴の内部に銅などの金属で鍍金を行うことで、非導電性の基材を貫通した導電部分を形成することが行われている。

【0004】

図１１は、従来の電子基板処理方法を示すフローチャートである。同図に示すとおり、従来の電子基板処理方法においては、まず、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂基材の表面に大気プラズマを照射して基板の表面を物理的に改質したり、ＰＴＦＥ等の基材の表面を化学的に粗面したり、基材に密着させる銅箔の表面を粗して凹凸を形成したりする表面改質を行う（ステップＳ１０１）。次いで、銅箔とＰＴＦＥの表面を接合させたり、銅箔とＰＴＦＥとの間に接着剤を入れて接合させる（ステップＳ１０２）、さらに、基材に開口形成して基材の表裏面を貫通させ（ステップＳ１０３）、ビア部の側面に銅鍍金を行う（ステップＳ１０４）。このとき、たとえば銅箔の厚さが１５μｍで銅鍍金の厚さが１５μｍなら、鍍金することで表面の合計の厚さは１５μｍ（銅箔）＋１５μｍ（銅鍍金）＝３０μｍとなる。このビア部の厚さと表面部分の厚さと同じにしたければスリミング工程を施して表面を削る。さらに、回路パターンを形成するために、銅箔にパターンエッチング加工を行う（ステップＳ１０５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－２８９６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の発明に基づいて基材に貫通形成させた穴に鍍金を施す場合、穴の内部は改質処理がされておらず、鍍金の良好な密着状態を確保するのが難しくなるという問題がある。また、改質処理が行われた基材の表面と改質処理が行われていない穴の内部との鍍金の密着状態に差異が生じ、基材の表面と穴の内部との導電状態に差異が生じてしまい得る問題がある。さらに、基材に銅箔を付着させた（ステップＳ１０１）のちに別途銅の鍍金を行う（ステップＳ１０４）という別個の手順で銅箔と銅の鍍金を行うため、工程が複雑化して電子基板の製造コストが高騰するという問題がある。

【0007】

本願はこのような事情に鑑みてなされたものであり、これにより、信頼性の高い電子基板を少ない工程と少ない製造コストで製造することができる電子基板処理方法、電子基板処理装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電子基板に用いる樹脂に各種の処理を施す電子基板処理方法であって、前記樹脂の表面に穴を開ける加工工程と、前記樹脂の表面を改質するためにプラズマを照射する照射工程と、該照射工程が行われた前記樹脂の前記表面に所定の金属を鍍金する鍍金工程とを備え、前記加工工程は、前記照射工程の前に行われる先穴工程として構成されることを特徴とする。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記鍍金工程において、前記加工工程において開口形成された前記穴の側面と、前記照射工程において前記改質が行われた前記樹脂の表面とに対して、同時に前記鍍金を行うことを特徴とする。

【0010】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記照射工程において、前記樹脂の表面にイオンを照射して、前記樹脂の表面から該樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる脱離工程と、該脱離工程を経た前記樹脂の表面に、プラズマで発生したヒドロキシルイオンを減じ、ヒドロキシルラジカルを選択に照射して、前記樹脂の表面にヒドロキシル基を導入する導入工程とを備えたことを特徴とする。

【0011】

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記加工工程において、前記樹脂の表面に対して略垂直方向の前記穴が開口形成されることを特徴とする。

【0012】

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記鍍金工程において用いられる前記所定の金属は銅であることを特徴とする。

【0013】

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記鍍金工程の後に行われる、前記樹脂の表面に電子基板を形成するためパターンエッチングを行うパターンエッチング工程を備えたことを特徴とする。

【0014】

請求項７に記載の発明は、電子基板に用いる樹脂に各種の処理を施す電子基板処理装置であって、請求項１乃至６の何れか一つに記載の電子基板処理方法によって前記樹脂に各種の処理を施すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

請求項１に記載の発明によれば、電子基板に用いる樹脂の表面に穴を開ける加工工程を、樹脂の表面にプラズマを照射する照射工程と、照射工程が行われた樹脂の表面に所定の金属を鍍金する鍍金工程との前に行われる先穴工程として構成することにより、プラズマの照射による樹脂の改質を樹脂の表面と穴の双方に同時に行うことができる。そして、改質された樹脂の表面と穴の内部とに、樹脂に対する密着度が高いので、従来のように上下の金属箔と連結するために必要な強度が確保できるまで内部の金属膜を厚くする必要がなく、薄い鍍金を施すことができる。この鍍金により、電子基板の表裏面間の電気の導通を良好な状態にし、樹脂に対する密着度が高く導電性の高く信頼性の高い電子基板を形成できる。また、樹脂の表面の金属箔を薄く形成した場合でも、穴の部分の金属膜を上下の金属箔と同じ厚さとすることができるので、電子基板の信頼性も向上する。穴の内部の鍍金とを同時に行うことができるので、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。これにより、信頼性の高い電子基板を少ない工程と少ない製造コストで製造することができる。

【0016】

請求項２に記載の発明によれば、樹脂の表面と穴の内部との鍍金圧を均一にすることができるので、信頼性の高い電子基板を形成できる。また、照射工程ののちに樹脂の表面にＣＶＤ法やスパッタリング等の成膜工程を用いて金属膜を形成し、さらに鍍金を行う場合には、鍍金による基板表面の金属膜と樹脂との接合と穴の内部の鍍金とを同時に行うことができるので、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。

【0017】

請求項３に記載の発明によれば、樹脂の表面に穴を開けたのち、樹脂の表面にプラズマを照射して、樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させ、樹脂の表面にヒドロキシルラジカルを照射して、樹脂の表面にヒドロキシル基を導入することにより、樹脂表面と穴の側面の双方に良好な状態で鍍金を施して、信頼性の高い電子基板を簡易な工程で製造コストを低減させながら形成できる。

【0018】

請求項４に記載の発明によれば、樹脂の表面に対して略垂直方向に開口形成された穴に鍍金を行う際に、穴の内部も良好な状態で鍍金を施して電子基板の表裏面間の電気の導通を良好な状態にし、また樹脂の表面と穴の内部との鍍金圧を均一にすることができるので、信頼性の高い電子基板を形成できる。

【0019】

請求項５に記載の発明によれば、電子基板に銅鍍金を行う場合において、信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。

【0020】

請求項６に記載の発明によれば、パターンエッチングが行われる電子基板において、信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。

【0021】

請求項７に記載の発明によれば、信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程を簡略化して製造コストを低減させる電子基板処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】この実施の形態の電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置を構成するビア加工装置を模式的に示す図であって、（ａ）全体図、（ｂ）基材が載置された箇所の部分拡大図である。

【図2】同上電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置を構成するプラズマ処理装置を模式的に示す図である。

【図3】同上電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置を構成する鍍金装置を模式的に示す図であって、（ａ）全体図、（ｂ）基材が設置された箇所の部分拡大図である。

【図4】同上電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置を構成するパターンエッチング装置を模式的に示す図であって、（ａ）全体図、（ｂ）基材が載置された箇所の部分拡大図である。

【図5】同上電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置を構成する鍍金装置を模式的に示す図であって、スパッタリング等の金属膜を付与した場合で、（ａ）全体図、（ｂ）基材が設置された箇所の部分拡大図である。

【図6】同上電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置を構成するパターンエッチング装置を模式的に示す図であって、スパッタリング等の金属膜を付与した場合で、（ａ）全体図、（ｂ）基材が載置された箇所の部分拡大図である。

【図7】同上電子基板処理方法を示すフローチャートである。

【図8】この実施の形態の電子基板処理方法の照射工程（脱離工程と導入工程）が行われた基材の状態を示す図であり、（ａ）脱離工程と導入工程が行われていない基材に水滴を滴下した状態を側面から見た図、（ｂ）脱離工程と導入工程が行われていない基材の表面の拡大図、（ｃ）脱離工程と導入工程が行われた基材に水滴を滴下した状態を側面から見た図、（ｄ）脱離工程と導入工程が行われた基材の表面の拡大図、である。

【図9】この実施の形態の電子基板処理方法の加工工程が行われた基材の状態を示す図であり、（ａ）表面側の状態を示す図、（ｂ）裏面側の状態を示す図、（ｃ）穴が貫通形成された箇所を拡大した断面図、である。

【図10】この実施の形態の電子基板処理方法の鍍金工程が行われた基材の状態を示す図であり、（ａ）基材に穴が貫通形成された箇所に鍍金がされた状態の拡大図、（ｂ）基材に穴が貫通形成された箇所に鍍金がされた状態を（ａ）よりもさらに拡大した図、（ｃ）基材に穴が貫通形成された箇所に鍍金がされた状態の（ａ）とは異なる箇所の拡大図、である。

【図11】従来の電子基板処理方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１乃至図１０に、この実施の形態を示す。

【0024】

［基板製造システムの構成］
図１乃至図６は、この実施の形態の電子基板処理方法が用いられる電子基板処理装置の一部を模式的に示す図である。

【0025】

図１乃至図６に示すとおり、この実施の形態の電子基板処理装置１Ａは、図１に示すビア加工装置１０と、図２に示すプラズマ処理装置２０と、図３及び図５に示す鍍金装置３０と、図４及び図６に示すパターンエッチング装置４０とを備える。そして、電子基板処理装置１Ａにおいて、この実施の形態の電子基板処理方法が実現される。

【0026】

［ビア加工装置］
図１は、この実施の形態のビア加工装置を模式的に示す図である。

【0027】

図１に示すビア加工装置１０は、チャンバ１１内に、電子基板を形成するための樹脂製の基材１を載置するための載置台１２と、載置台１２の上方に設けられた開口装置１３とを備える。開口装置１３には、パンチング穴あけ用の工具１４が複数、載置台１２側から見た状態で略マトリクス状に設けられている。開口装置１３は、図１の矢印Ａに示す方向（図１の下方）に移動して、載置台１２上の基材１に、表面３と裏面４と貫通する穴２を開口形成するための開口手順を行う。

【0028】

なお、開口装置１３は、パンチング穴あけ用の工具１４に替えて、例えば、基材１の表面３に押圧して基材１に開口形成する方法として、液体・気体を噴射させて物理的な力で基材１に穴を開ける構成、回転式のドリル、またレーザ光の加熱で基材１に穴を開ける構成、薬品による融解で基材１に穴を開ける構成、等、基材１に開口形成するための各種構成であってもよい。また例えば、開口装置１３は、各種構成等を複数組み合わせた構成であってもよい。

【0029】

この実施の形態において、ビア加工装置１０は、パンチング穴あけ用の工具１４によって基材１の表面３と裏面４を略垂直に貫通形成した穴２を複数開口させる。ただし、ビア加工装置１０が形成する穴２は１つでもよいし、基材１の表面３や裏面４のみに形成された、貫通していない穴でもよい。また、開口装置１３が形成する穴は、基材１の表面３と裏面４に対して略垂直方向でなくてもよく、基材１の表面３と裏面４に対して斜め方向や略垂直方向に形成されていてもよい。また、開口装置１３が基材１に形成する穴２はどのような大きさでもよいし、穴２の形状は円筒形であってもよいし略四角筒状や略三角筒状など円筒形以外の形状であってもよい。

【0030】

［プラズマ処理装置の構成］
図２は、この実施の形態のプラズマ処理装置を模式的に示す図である。

【0031】

図２に示すプラズマ処理装置２０は、樹脂製の基材１の表面にイオンを照射して、基材１を構成する樹脂の原子の少なくとも一部を脱離させ、その後、樹脂にヒドロキシル基を付与することで樹脂の表面の濡れ性を改善し、表面に金属層（例えば、図３の（ｂ）や図４の（ｂ）に示す鍍金３８、あるいは、図５の（ｂ）や図６の（ｂ）に示す金属膜３７や鍍金３８）を接合させる際の接合状態を強固にすることができる。

【0032】

図２に示す、この実施の形態のプラズマ処理装置２０は、真空チャンバ２１と、ファインプラズマガン（Fine Plasma Gun 以下「ＦＰＧ」と称する。）２２と、保持台２３と、カバー２４と、保持側電源２５と、プラズマ側電源２６とを備えている。

【0033】

保持側電源２５と保持台２３と真空チャンバ２１とは保持側回路２８を形成している。また、プラズマ側電源２６とＦＰＧ２２と真空チャンバ２１とは、プラズマ側回路２９を形成している。

【0034】

なお、図２には、ＦＰＧ２２で発生したプラズマに生じたイオンとラジカルが、真空チャンバ２１の内部において、イオン２２ａとラジカル２２ｂの飛散方向の一部を矢印によって模式的に示している。後述するとおり、この実施の形態におけるイオン２２ａは窒素イオンやアルゴンイオンで、ラジカル２２ｂはヒドロキシルラジカルである。ただし、ラジカル２２ｂはヒドロキシルラジカル以外のいかなるラジカルであってもよい。

【0035】

また、真空チャンバ２１はグランド２７に接続されている。グランド２７は、保持側回路２８とプラズマ側回路２９の基準となる電位を設定する。

【0036】

ＦＰＧ２２は、真空チャンバ２１内の上部に配置されて、真空チャンバ２１内に導入された処理ガス（図示せず）をプラズマ化する。ＦＰＧ２２は、例えば国際公開第２０１４／１７５７０２号に記載されているものが採用できる。ＦＰＧ２２から発せられるプラズマは、窒素およびアルゴンの少なくとも一方を含んでいることが好ましい
保持台２３は、基材１が存在する位置に依存する少なくとも一部に、保持側電源９からの保持側電圧（後述）の印加を受ける。

【0037】

カバー２４は基材１と同じ材料からなって保持台２３の上面を覆い、ＦＰＧ２２から基材１にプラズマが均一に照射されるように構成されている。

【0038】

保持側電源２５は直流電源であり、プラスの電極が保持台２３側に接続され、マイナスの電極が真空チャンバ２１側に接続されて、保持側回路２８に直流電圧を印加する。プラズマ側電源２６は、直流電源であり、プラスの電極が保持台２３側に、マイナスの電極が真空チャンバ２１側に接続されて、プラズマ側回路２９に直流電圧を印加する。なお、保持側回路２８とプラズマ側回路２９には、それぞれ回路の通電状態のＯＮ・ＯＦＦを切り替えるスイッチ（図示せず）が設けられている。

【0039】

［鍍金装置］
図３及び図５は、この実施の形態の鍍金装置を模式的に示す図である。図３の（ａ）及び図５の（ａ）は、この実施の形態の鍍金装置の全体構成を模式的に示しており、図３の（ｂ）及び図５の（ｂ）は、基材１の、ビア加工装置１０によって穴２が開口形成された部分を模式的に示す部分拡大図である。

【0040】

図３及び図５に示す鍍金装置３０は、チャンバ３１内に、直流電源３２と、鍍金槽３３とを備える。直流電源３２の正極（＋）側にはアノード３５の電極が接続され、負極（－）側にはカソードとして基材１が接続されて、それぞれ鍍金槽３３に浸かっている。鍍金槽３３には金属イオンを含む鍍金溶液３４が入っており、直流電源３２の通電による電気分解によって基材１の表面に所定の金属を付着させる。この実施の形態では、所定の金属は、金属膜３７に用いる金属と同じ銅であるが、金属膜３７に用いる金属と異なる金属でもよい。なお、図３の鍍金装置３０は直流電源３２を用いた電気めっき法による鍍金を行うが、樹脂の表面は電気を通さないので、この処理の前に金属イオンの化学反応を用いた無電解めっき法による鍍金を行う。

【0041】

図５は、基本的には図３に示す鍍金装置３０と同じ構成であるが、変形例として、基材１に金属膜３７を付着させたのちに鍍金を行う構成を示している。そのため、図５の（ｂ）に示すように、基材１の表面や裏面に加え、穴２の内部も、金属膜３７の上に更に鍍金３８が施された状態となっている。

【0042】

［エッチング工程を行う装置］
図４及び図６は、この実施の形態のエッチング工程を行う装置の一部を模式的に示す図である。図４の（ａ）及び図６の（ａ）は、この実施の形態のエッチング工程の一部を行う露光装置の全体構成を模式的に示しており、図４の（ｂ）及び図６の（ｂ）は、基材１の、ビア加工装置１０によって穴２が開口形成された部分を模式的に示す部分拡大図である。

【0043】

図４及び図６に示す、この実施の形態のエッチング工程に用いるパターンエッチング装置４０においては、チャンバ４１内に、載置台４２と、露光装置本体部４３とを備える。露光装置本体部４３は、例えば基材１の表面に金属の鍍金３８が形成された状態（図４の（ｂ）参照）や、基材１の表面に金属膜３７や金属の鍍金３８が形成された状態（図６の（ｂ）参照）が形成された状態で、フォトレジスト（図示せず）が塗布されて載置台４２に載置された基材１を露光し、基材１上に回路パターンの現像を行う。

【0044】

図６は、基本的には図４に示すパターンエッチング装置４０と同じ構成であるが、変形例として、基材１に金属膜３７を付着させたのちに露光を行う構成を示している。そのため、図６の（ｂ）に示すように、基材１の表面や裏面に加え、穴２の内部も、金属膜３７の上に更に鍍金３８が施された状態で露光を行うものとなっている。

【0045】

さらに、エッチング工程においては、エッチング装置（図示せず）による、回路パターンの現像が行われた基材１をエッチング液（図示せず）に浸して、基材１上の不要なフォトレジスト等や未感光部分等を除去する工程も行われる。なお、エッチング装置（図示せず）においては、エッチング液を用いるウェットエッチング法のみならず、チャンバ４１内で発生させた放電プラズマを使用してエッチングを行うドライエッチング法が用いられてもよい。

【0046】

［基材］
この実施の形態において、基材１を構成する樹脂は、疎水表面を有するものであれば特に制限がないが、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡやＰＣＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリイミド、またはＬＣＰが挙げられる。具体的には、フッ素樹脂の場合、基材１の素材としての樹脂は、フッ素と炭素を含んでおり、樹脂の疎水表面から脱離する原子は主にフッ素と炭素である。分子結合が切れ、活性化した表面にヒドロキシル基を付与すること付与することで、フッ素樹脂の疎水表面を大きく親水化することができる。また、この現象は樹脂表面のみでおきている現象であり、その下のフッ素を含む樹脂の母材は、絶縁性が高く、比誘電率や誘電正接が小さい。その結果、信号の伝送損失が小さくなり、電気基板として優れている素材である。

【0047】

また、基材１の素材として用いられる樹脂は、上記の材質以外にも、ポリテトラフルオロエチレンや、全芳香族ポリエステルを含む液晶ポリマー等であってもよい。

【0048】

［処理工程］
図７は、この実施の形態の電子基板処理装置１Ａにおける処理工程のフローチャートである。以下、同フローチャートを参酌しながら、この実施の形態における電子基板の処理工程を説明する。

【0049】

［ステップＳ１：ビア加工（加工工程）］
電子基板処理装置１Ａのビア加工装置１０においては、載置台１２に、板状の樹脂製の基材１を載置し、開口装置１３を下降させてパンチング穴あけ用の工具１４により、基材１に穴を開口形成する（加工工程）。これにより、図１に示すように、基材１には表面３と裏面４とを貫通する複数の穴２が開口形成される。

【0050】

［ステップＳ１：先穴工程としての加工工程］
ステップＳ１の加工工程は、後述する照射工程（ステップＳ２）、成膜工程、鍍金工程（ステップＳ３）よりも前の工程として行われる。すなわち、加工工程における基材１への穴２の開口形成は、照射工程（ステップＳ２）、成膜工程、鍍金工程（ステップＳ３）に対する先穴工程として行われる。なお、加工工程は、照射工程（ステップＳ２）のみ、成膜工程のみ、鍍金工程のみ、に対する先穴工程として行われてもよい。さらには、加工工程は、照射工程（ステップＳ２）のうちの脱離工程のみや、導入工程のみに対する先穴工程として行われてもよい。

【0051】

［ステップＳ２：表面改質（照射工程、脱離工程、導入工程）］
加工工程を終えた基材１は、ビア加工装置１０からプラズマ処理装置２０に移送される。プラズマ処理装置２０においては、保持台２３に載置された基材１の表面にイオンとラジカルを照射する（照射工程）。この照射工程においては、まずプラズマの照射によって基材１を構成する樹脂の原子の少なくとも一部を脱離させる（脱離工程）。脱離工程の後、基材１を構成する樹脂にヒドロキシル基を付与することで基材１の表面３の濡れ性を改善する（導入工程）。

【0052】

照射工程の開始前は、保持側回路２８もプラズマ側回路２９も通電されていない状態である。

【0053】

照射工程の脱離工程においては、基材１の表面３（図２の上面側）にＦＰＧ２２からプラズマを発生させ、イオンとラジカルを照射して、基材１の表面３の樹脂の原子の少なくとも一部を脱離させる。具体的には、真空チャンバ２１内に窒素、アルゴンの処理ガスを導入し、プラズマ側回路２９に通電させ、ＦＰＧ２２で処理ガスの窒素イオンと窒素ラジカル、アルゴンイオンとアルゴンラジカルを生成させる。図２に示すように、発生したイオン２２ａやラジカル２２ｂは基材１に衝突し、主にイオン２２ａの衝突の衝撃によって、基材１の表面３から樹脂の原子が脱離する。そして、プラズマ側回路２９の通電状態を解除すると脱離工程は終了する。

【0054】

次に、保持側回路２８に通電させ、保持台２３上の基材１に保持側電圧としてのプラスの電圧を印加し、照射工程の導入工程を行う。

【0055】

導入工程においては、保持側回路２８をＯＮとし、保持側電源２５の電圧を保持台２３に印加させた状態で、真空チャンバ２１内に、脱離工程で使用した窒素および／またはアルゴンに替えて処理ガスである水蒸気を導入する。次いで、プラズマ側回路２９をＯＮとし、プラズマ側電源２６からＦＰＧ２２に通電させると、真空チャンバ２１内に充填された処理ガスのプラズマが生成する。このときの保持側回路２８の電圧はプラズマ側回路２９の電圧より小さいことが望ましい。

【0056】

この状態において、ＦＰＧ２２により真空チャンバ２１内の処理ガスにプラズマ（イオンとラジカルが発生）が発生すると、プラズマ中のプラスのイオン２２ａは、プラスイオンなので保持台２３がプラス電位になっているために反発し、電位差が大きいグランド電位の真空チャンバ２１の方向にほとんど移動する。一方、プラズマ中の極性がないラジカル２２ｂ（ヒドロキシルラジカル）は、基材１に照射される。ラジカル２２ｂ（ヒドロキシルラジカル）を基板本体２２に照射することによって、基材１の表面にヒドロキシル基が導入される。そして、保持側回路２８、プラズマ側回路２９の通電を解除することで、導入工程が終了する。

【0057】

なお、導入工程でヒドロキシル基が導入された基材１の表面は、水との接触角が１０°以下、より望ましくは６°以下となっていることが望ましい。このようにすれば、後述の成膜工程や鍍金工程（ステップＳ３）において、基材１の表面に金属膜や金属鍍金が強固に密着する。

【0058】

なお、基材１の表面に加え、裏面（図２に示す下側）にも脱離工程と導入工程を行い、基材１の表裏面双方にヒドロキシル基を導入してもよい。この場合、裏面（図２の下側）にもＦＰＧ２２、保持側回路２８、プラズマ側回路２９と同様の構成を設けて基材１の裏面側にも表面側と同様の工程を行っても良いし、表面側の工程が終了した基材１を裏返して裏面側を図２に示す上面側に向けたのち、脱離工程と導入工程を行うようにしてもよい。

【0059】

ステップＳ２の照射工程によって表面改質が行われた基材１の表面や裏面には、後述の成膜工程や鍍金工程（ステップＳ３）において、基材１の表面に金属膜や金属鍍金が強固に密着する。また、ステップＳ２の照射工程においては、ステップＳ１において基材１に開口形成された穴２の内部３６（穴２の側面）にもヒドロキシル基が導入されるので、後述の成膜工程や鍍金工程（ステップＳ３）において、基材１の穴２の内部にも金属膜や金属鍍金が強固に密着する。

【0060】

［ステップＳ２の後の工程（成膜工程）］
図示しないが、ステップＳ２の照射工程を行った基材１は、成膜装置（図示せず）に移送されて、基材１の表面や裏面に金属膜を成膜させる工程（成膜工程）が行われてもよい。図５の（ｂ）や図６の（ｂ）には、この成膜工程によって基材１の表面や裏面に金属膜３７が生成された状態を模式的に示している。

【0061】

成膜工程においては、基材１の表面３や裏面４に金属膜３７を蒸着する。金属膜３７の蒸着は、例えばＣＶＤ法（化学気相成長法）やＰＶＤ法（スパッタリング法）等によって行う。金属膜３７としては、所定の金属、例えばこの実施の形態では銅による銅膜が挙げられるが、他の所定の金属の金属膜３７、たとえば銀膜、金膜などでもよい。

【0062】

なお、ステップＳ１の加工工程において、基材１には穴２が開口形成されているので、ＣＶＤ法による成膜工程においては、基材１の表面３や裏面４のみならず、穴２の内部（あるいは穴２の表面３や裏面４に近い部分）にも金属膜３７が形成される。

【0063】

なお、図３の（ｂ）及び図４の（ｂ）には、ステップＳ２とステップＳ３との間に成膜工程が行われていない基材１が示されている。

【0064】

［ステップＳ３：銅鍍金（鍍金工程）］
ステップＳ２での照射工程（脱離工程と導入工程）に加え、成膜工程が行われ、表面３側や裏面４側に金属膜３７が形成された基材１は、プラズマ処理装置２０から鍍金装置３０に移送される。鍍金装置３０において、基材１は直流電源３２の負極（－）側のカソードとして接続され、金属イオン溶液が充填された鍍金槽３３に漬けられて鍍金が行われる（鍍金工程）。

【0065】

鍍金工程においては、基材１の金属鍍金を行う部分以外の箇所にマスキング（図示せず）が施され、この状態で基材１が直流電源３２の負極（－）側のカソードとして接続されて、鍍金が行われる。鍍金が行われたのち、マスキング（図示せず）を除去すると、基材１のマスキング（図示せず）が施されていなかった箇所に金属鍍金が施された状態が形成される。

【0066】

図３の（ｂ）には、この実施の形態の鍍金工程による処理結果の一例として、基材１に、直接、鍍金工程（無電解鍍金＋電解鍍金）が行われた状態が模式的に示されている。図３の（ｂ）に示すように、鍍金３８は、無電解鍍金膜の上に電解鍍金が積層された状態となっており、金属層が形成され、導電状態が良好なものとなっている。

【0067】

例えば、ウェアラブル機器に搭載されるフレキシブル基板は、搭載される機器の用途と性質上平面方向の大きさも高さ方向の大きさも小さい方が好ましい。このため、このフレキシブル基板に用いられる基材１の厚さは、その目的に適合するように薄くしていく必要がある。さらにパターン密度を上げるために、パターン線幅を細くしなければならない。そして、パターン線幅が細くなれば、適切な加工を施すためには高さ方向の大きさもそれに応じて小さくする必要がある。そのため、線幅を細くすれば、それに応じて鍍金の厚さも薄くする必要が出てくる。このように鍍金の厚さも薄くしたいとき、直接、鍍金工程（無電解鍍金＋電解鍍金）を行えば、製造時の制約によって穴内部の鍍金をコントロールする必要がなく、上下の銅箔が穴内部を鍍金した時に厚くなった分を削るスリミングも不要で、図３の（ｂ）に示すような同じ厚さの銅層を実現でき、信頼性も向上する。

【0068】

一方、図５の（ｂ）には、この実施の形態の鍍金工程による処理結果の別の一例として、成膜工程によって基材１に金属膜３７が形成されたのちに基材１に鍍金工程（電解鍍金）が行われた状態が示されている。図５の（ｂ）に示すように、鍍金３８は、金属膜３７の上に積層された状態となっており、金属膜３７と鍍金３８の積層によって厚い金属層が形成されている。これにより、導電状態が良好なものとなっている。

【0069】

なお、ステップＳ１の加工工程において基材１には穴２が開口形成され、ステップＳ２において、表裏面を表面改質しているので、図３や図５に示すとおり、鍍金工程においては、基材１の表面改質した表面３や裏面４のみならず、穴２の内部３６にも鍍金３８が施される。鍍金槽３３内の金属イオン溶液は穴２の内部にも入り込んで穴２の内部も良好な状態で鍍金が行われるので、穴２の内部が、表面側から裏面側にかけた側面全体に鍍金３８による金属層を形成することができる。これにより、基材１に形成された電子基板（図示せず）は、穴２の内部の通電状態が良好な状態となり、基材１に形成された電子基板（図示せず）の表面側と裏面側に形成された電子回路同士を良好な導電状態に形成することができる。

【0070】

［ステップＳ４：パターンエッチング（パターンエッチング工程）］
鍍金工程ののち、基材１は鍍金装置３０から、エッチング工程を行う各種装置に移送されてパターンエッチングが行われる（ステップＳ４：パターンエッチング工程）。

【0071】

図４に、この実施の形態のステップＳ４の一例を模式的に示す。具体的には、まず、基材１は、表面３や裏面にフォトレジスト（図示せず）が塗布された状態で、図４の（ａ）に示すようにパターンエッチング装置４０の載置台４２に載置されて露光装置本体部４３で露光工程が行われ、さらに、エッチング装置（図示せず）において、エッチング液（図示せず）による処理が行われ、基材１上に塗布されたフォトレジストや基材１の未感光部分等が除去される。

【0072】

これにより、図４の（ｂ）に示すように、基材１の表面３や裏面４の未感光部分４５が除去されて、基材１の表面３と裏面４に回路パターン４６が形成される。

【0073】

基材１の表面３側と裏面４側とは、穴２の内部の鍍金３８によって電気的に強固に接続されているので、表面３側と裏面４側に形成される電子回路は、良好な導電性をもって接続される。

【0074】

一方、図６に、この実施の形態のステップＳ４の別の一例を模式的に示す。同図は、成膜工程によって基材１に金属膜３７が形成された場合の一例である。この場合においても、基材１の表面３側と裏面４側とは、穴２の内部の鍍金３８によって電気的に強固に接続されているので、表面３側と裏面４側に形成される電子回路は、良好な導電性をもって接続される。

【0075】

ステップＳ１～ステップＳ４の工程ののち、基材１に対して必要な各種工程が行われることで、基材１を用いた電子基板（図示せず）が製造される。

【0076】

［作用効果］
以上、この実施の形態においては、樹脂製の基材１の表面に穴を開ける加工工程（ステップＳ１）を、基材１の表面にプラズマを照射する照射工程（ステップＳ２）と、照射工程（ステップＳ２）が行われた樹脂の表面に銅を鍍金する鍍金工程（ステップＳ３）との前に行われる先穴工程として構成することにより、基材１の表面に加え、基材１に開口形成した穴２にもイオンとラジカルを照射したのちに鍍金を行うことができるので、プラズマの照射による樹脂の改質を樹脂の表面と穴の双方に同時に行うことができる。そのため、樹脂表面と穴の内部の双方に良好な状態で鍍金を施すことができる。そして、穴の内部も良好な状態で鍍金を施して電子基板の表裏面間の電気の導通を良好な状態にし、また、樹脂の表面と穴の内部との鍍金圧を均一にすることができるので、信頼性の高い電子基板を形成できる。さらに、照射工程ののちに樹脂の表面にスパッタリング等で金属箔を形成する場合には、この金属箔にプラズマを照射できるので、金属箔上にも良好な状態で鍍金を施して信頼性を向上させることができる。このように、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。これにより、この実施の形態においては、信頼性の高い電子基板を少ない工程と少ない製造コストで製造することができる。

【0077】

この実施の形態においては、基材１の表面に穴を開けたのち、基材１の表面に窒素イオンやアルゴンイオンを照射して、樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させ、樹脂の表面にヒドロキシルラジカルを照射して、基材１の表面にヒドロキシル基を導入することにより、基材１表面と穴２の側面の双方に良好な状態で鍍金を施して、信頼性の高い電子基板を簡易な工程で製造コストを低減させながら形成できる。

【0078】

この実施の形態においては、基材１の表面に対して略垂直方向に開口形成された穴２に鍍金を行う際に、穴２の内部も良好な状態で鍍金を施して電子基板の表裏面間の電気の導通を良好な状態にし、また基材１の表面と穴２の内部との鍍金圧を均一にすることができるので、信頼性の高い電子基板を形成できる。

【0079】

この実施の形態においては、電子基板に銅鍍金を行う場合において、信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。

【0080】

ここで、例えば、ウェアラブル機器に搭載されるフレキシブル基板は、搭載される機器の用途と性質上平面方向の大きさも高さ方向の大きさも小さい方が好ましい。このため、このフレキシブル基板に用いられる基材１の厚さは、その目的に適合するように薄くしていく必要がある。さらにパターン密度を上げるために、パターン線幅を細くしなければならない。そして、パターン線幅が細くなれば、適切な加工を施すためには高さ方向の大きさもそれに応じて小さくする必要がある。そのため、線幅を細くすれば、それに応じて鍍金の厚さも薄くする必要が出てくる。このように鍍金の厚さも薄くしたいとき、直接、鍍金工程（無電解鍍金＋電解鍍金）を行えば、製造時の制約によって穴内部の鍍金だけを厚くする必要がなく、上下の銅箔が穴内部を鍍金した時に厚くなった分を削るスリミングも不要で、同じ厚さの銅層を実現でき、信頼性も向上する（図３の（ｂ）参照）。これにより、この実施の形態においては、より信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程をより簡略化して製造コストを低減させることができる。

【0081】

この実施の形態においては、パターンエッチングが行われる電子基板において、信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程を簡略化して製造コストを低減させることができる。

【0082】

この実施の形態においては、信頼性の高い電子基板を形成し、製造工程を簡略化して製造コストを低減させる電子基板処理装置１Ａを提供できる。

【0083】

なお、上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、言うまでもない。すなわち、本発明の課題解決に適するものであれば、本実施の形態について、多様な変形例や応用例が考えられる。

【0084】

［実施例］
図８乃至図１０に、この実施の形態の実施例を示す。

【0085】

図８は、この実施の形態の電子基板処理装置１Ａの電子基板処理方法において製造された基材１の部分拡大図である。

【0086】

図８に示す、（ａ）（ｂ）は表面改質前のＰＴＦＥによる基材１の部分拡大図であり、（ａ）は水接触角を測定するための側面拡大図、（ｂ）は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面拡大画像である。また、（ｃ）（ｄ）は、表面改質工程により表面にＯ－Ｈ基を付与した改質後のＰＴＦＥによる基材１の部分拡大図であり、（ｃ）は水接触角を測定するための側面拡大図、（ｄ）は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面拡大画像である。この工程は、上記ステップＳ２の表面改質工程に相当する。

【0087】

図８に示すとおり、表面改質前の基材１の表面の水接触角は大きく、水は水滴となっている（図８（ａ）参照）のに対し、表面改質後の基材１の水接触角は小さく、水は表面に広がっている（図８（ｃ）参照）。また、表面改質前の基材１の表面は疎水基のみで形成されており（図８（ｂ）参照）、他の樹脂や金属を密着性の高い状態で接合させるのが難しいのに対し、表面改質後の基材１の表面は親水基で構成されており（図８（ｄ）参照）、他の樹脂や金属を密着性の高い状態で接合させるのが容易になっている。

【0088】

図９は、表面改質が行われたＰＴＦＥ樹脂の基材１にドリルで穴を開けた基材１を示している。同図に示す基材１には直径０．５ｍｍのドリルで複数の穴（１０個×１０個）が開口形成されている。また、基材１には表面側のみに本発明の表面改質工程による表面改質が行われており、裏面側は、比較のために、本発明の表面改質工程による表面改質が行われていない状態となっている。

【0089】

図９の（ａ）は基材１の表面側の全体図、（ｂ）は基材１の裏面側の全体図、（ｃ）は穴の断面図である。（ａ）（ｂ）に示すように、基材１には表裏面を貫通する穴がマトリクス状に形成されている。

【0090】

図９の実施例においては、図９の（ｃ）の矢印（Ｂ）に示す、基材１の表面３側のみに表面改質工程（ステップＳ２参照）を行っている。そのため、矢印（Ｃ）に示す、基材１の表面３側のほぼ全面には良好に密着した状態で銅鍍金によって形成された金属膜が付着している。一方、図９の（ｂ）は、マトリックス状の穴が形成された部分の周囲の（Ｄ１）（Ｄ２）（Ｄ３）（Ｄ４）に、鍍金によって形成された金属膜が剥離した部分が形成されている。また、図９の（ｃ）に示すように、穴が形成された部分を拡大すると、裏面４側は、矢印（Ｄ５）に示すように、銅鍍金によって形成された金属膜が密着しておらず、隙間があいた状態で付着していない部分ができてしまっている。

【0091】

なお、図９の（ｃ）に示すように、基材１の表面３側は、矢印（Ｅ）に示すように、穴２の開口部に発生したバリ（突出した部分）においても、良好な状態で銅膜と銅鍍金で形成された金属膜が良好に密着した状態で基材１に付着していることがわかる。

【0092】

図１０の（ａ）及び（ｂ）は、他の事例であるが図９に示す基材１の表面３側の穴２の断面に相当する部分を拡大した図である。図１０の（ｂ）に示すように、基材１の表面３側のみならず、矢印（Ｆ）に示す、穴２の内部に厚い鍍金が密着した状態で付着している。そして、矢印（Ｆ）に示す、穴２の内部の基材１の凹凸形状のある部分にも、基材１の凹凸形状に沿って、鍍金によって形成された金属膜が密着した状態で付着していることがわかる。

【0093】

図１０の（ｃ）も、他の事例であるが図９に示す基材１の裏面４側の穴２の断面に相当する部分を拡大した部分拡大図である。同図に示すように、基材１の裏面４側においては、矢印（Ｇ）に示す穴２の開口部のバリ（突出した部分）や、矢印（Ｈ）に示す裏面４の面部分にも、鍍金によって形成された金属膜が基材１から剥離した部分ができてしまっていることがわかる。

【0094】

以上に示すとおり、本発明を実施することで、基材１の表面に凹凸形状があっても、表面改質工程が行われた基材に鍍金工程を行うことで、導電性の高い状態で高い密着性を確保して基材に鍍金を施すことができることが確認でき、さらに、穴の内部にも導電性の高い状態で高い密着性を確保して鍍金を施すことが可能となることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本実施形態の電子基板処理装置１Ａ、および電子基板処理方法は、例えば、高速大容量の情報を通信する携帯電話に用いる回路基板の製造に用いられる。フッ素樹脂の比誘電率は空気の次に低いので、フッ素樹脂基板は、高周波基板の素材に特に適している。フッ素樹脂を用いた回路基板は、他の一般的な素材を用いた回路基板と比べて、高周波電流を流しても比誘電率および誘電正接が低く、誘電損失が小さい。

【0096】

本実施形態の電子基板処理装置１Ａ、および電子基板処理方法をフッ素樹脂基板の製造に適用した場合、製造した基板の親水性が向上し、銅配線との密着性が向上でき、高周波数帯での使用に耐えうる回路基板が提供できる。この高周波数帯での使用に適用できる技術は、ウェアラブル機器や携帯電話本体にとどまらず、携帯電話の基地局に使われる基板、家庭内、工場内、もしくは地域専用の通信用の基板、または自動車もしくはドローンなどの自動運転に用いられるミリ波レーダー用の基板にも適用できる。また、本実施形態の電子基板処理装置、及び電子基板処理方法は、上記以外の多様な分野の基板の製造にも用いられる。

【符号の説明】

【0097】

１Ａ・・・電子基板処理装置
１・・・基材（樹脂）
Ｓ１・・・加工工程
Ｓ２・・・照射工程（脱離工程、導入工程）
Ｓ３・・・鍍金工程
Ｓ４・・・パターンエッチング工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】