特開 2024-155302 貫通孔へのめっき方法及び回路基板

(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】P2024155302

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】貫通孔へのめっき方法及び回路基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/42 20060101AFI20241024BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20241024BHJP

   H05K 3/40 20060101ALI20241024BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H05K3/42 610B

H05K1/11 H

H05K1/11 N

H05K3/40 K

H05K3/40 E

H05K3/18 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069921

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】599141227

【氏名又は名称】学校法人関東学院

(74)【代理人】

【識別番号】100124327

【弁理士】

【氏名又は名称】吉村 勝博

(72)【発明者】

【氏名】梅田 泰

(72)【発明者】

【氏名】本間 英夫

【テーマコード（参考）】

5E317

5E343

【Ｆターム（参考）】

5E317AA24

5E317BB02

5E317BB04

5E317BB12

5E317CC25

5E317CC32

5E317CC33

5E317CC36

5E317CC39

5E317CC42

5E317CD25

5E317CD27

5E317CD32

5E317GG01

5E317GG05

5E343AA17

5E343AA18

5E343AA19

5E343AA23

5E343AA26

5E343BB24

5E343BB35

5E343BB44

5E343BB67

5E343DD25

5E343DD33

5E343DD43

5E343DD45

5E343DD48

5E343ER53

5E343FF17

5E343GG06

5E343GG20

(57)【要約】

【課題】本件発明は、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能な貫通孔へのめっき方法を提供することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するため、絶縁性基材の一方の面Ａの表面における貫通孔の少なくとも周囲と貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程１と、電解めっき法を用いて、導電性金属層Ａを通電層として、面Ａとは異なる絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて貫通孔を埋める工程２とを含み、工程２における電解めっき法は、電解めっき法に用いる電解めっき液が貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、電流密度を段階的に増加させる方法を用いることを特徴とする貫通孔へのめっき方法を採用した。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性基材に設けられた貫通孔に金属を充填して前記貫通孔の空洞部分を埋める前記貫通孔へのめっき方法であって、
前記貫通孔のアスペクト比は、前記貫通孔の径を１としたとき、前記絶縁性基材の厚さが１０以上であり、
前記絶縁性基材の一方の面Ａの表面における前記貫通孔の少なくとも周囲と前記貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程１と、
電解めっき法を用いて、前記導電性金属層Ａを通電層として、前記面Ａとは異なる前記絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて前記貫通孔を埋める工程２とを含み、
前記工程２における前記電解めっき法は、前記電解めっき法に用いる電解めっき液が前記貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、前記導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、前記電流密度を段階的に増加させる方法を用いることを特徴とする貫通孔へのめっき方法。

【請求項2】

前記電解めっき液は、硫酸銅５水和塩と硫酸とを含有する電解銅めっき液であり、前記電解銅めっき液は添加剤としてジチオビス（１－プロパンスルホン酸）２ナトリウムを含有し、前記ジチオビス（１－プロパンスルホン酸）２ナトリウムの含有量は５０ｐｐｍ以上である請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。

【請求項3】

前記工程１は、
前記面Ａの表面における前記貫通孔の少なくとも周囲に導電性金属層Ａａを成膜する工程１ａと、
前記導電性金属層Ａａの表面と前記導電性金属層Ａａの孔とを覆う導電性金属層Ａｂを形成する工程１ｂとを含み、
前記導電性金属層Ａａと前記導電性金属層Ａｂとからなる前記導電性金属層Ａを形成する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。

【請求項4】

前記工程１は、
金属箔膜を貼り合わせることによって前記導電性金属層Ａを形成する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。

【請求項5】

前記工程１と前記工程２との間に、前記貫通孔内の空気を脱気する工程を有する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。

【請求項6】

前記工程２の後に、前記面Ｂの方向に析出した前記導電性金属層Ｂの不要部分を除去するエッチング工程を有する請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法。

【請求項7】

請求項１に記載の貫通孔へのめっき方法を用いて前記貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いたことを特徴とする回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件出願は、絶縁性基材の貫通孔に金属を充填して貫通孔の空洞部分を埋める貫通孔へのめっき方法、及び当該貫通孔へのめっき方法によって貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いた回路基板に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子回路基板では実装密度を向上させるために積層された多層基板が用いられている。この積層された複数の絶縁基板間を電気的に接続するために、各基板に基板の上下を貫く貫通孔を設け、コンフォーマルめっきなどの技術を用いて貫通孔の表面に銅などの導電性金属を成膜する技術が用いられてきた。このコンフォーマルめっきは、貫通孔の表面に導電性金属を成膜するものであることから、貫通孔には空隙が残ることになる。貫通孔に空隙が残っていた場合、当該回路基板に電子部品を接続するためのハンダリフローなどの熱工程時に、コンフォーマルめっき後に残った貫通孔の空隙内の空気が膨張することによってめっき皮膜のクラックや回路基板の破壊といった製品品質の低下を招く不具合が発生してしまう。そこで、コンフォーマルめっき後の貫通孔の空隙内に樹脂などを充填して、貫通孔の空隙を埋めて無くす技術が採用されてきた。

【0003】

しかしながら、電子回路基板の実装密度をより一層向上させるために、電子部品の小型化や電子回路基板の配線幅や配線間隔の微細化に伴い、貫通孔においても貫通孔の長さに対する貫通孔の径が小さくなる高アスペクト化が進んでいる。そして、高アスペクト比の貫通孔に、空隙無く樹脂を充填することが困難になってきている。

【0004】

そこで特許文献１や特許文献２では、貫通孔の一方に設けた電極を給電層とした電解めっき法を用いて、導電性金属を析出積層させて貫通孔を埋めた貫通ビアを形成する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１２６８６５号

【特許文献2】特開２００６－２１０３６９号

【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や特許文献２に開示される一般的な電解めっき法を用いて高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を析出積層させる場合、ボイド（析出させた導電性金属で埋めきれずに残った空隙）の発生を抑えて導電性金属を析出積層させるには、低電流で長時間電解めっきを行う必要があり、工程が長時間化するという問題がある。

【0007】

本件発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。本件発明は、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能な貫通孔へのめっき方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するために、鋭意研究の結果、以下の貫通孔へのめっき方法に想到した。

【0009】

本件発明に係る貫通孔へのめっき方法は、絶縁性基材に設けられた貫通孔に金属を充填して前記貫通孔の空洞部分を埋める前記貫通孔へのめっき方法であって、前記貫通孔のアスペクト比は、前記貫通孔の径を１としたとき、前記絶縁性基材の厚さが１０以上であり、前記絶縁性基材の一方の面Ａの表面における前記貫通孔の少なくとも周囲と前記貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程１と、電解めっき法を用いて、前記導電性金属層Ａを通電層として、前記面Ａとは異なる前記絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて前記貫通孔を埋める工程２とを含み、前記工程２における前記電解めっき法は、前記電解めっき法に用いる電解めっき液が前記貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、前記導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、前記電流密度を段階的に増加させる方法を用いることを特徴とする貫通孔へのめっき方法を採用した。

【0010】

本件発明に係る回路基板は、上述の貫通孔へのめっき方法によって前記貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いたことを特徴とする回路基板を採用した。

【発明の効果】

【0011】

本件発明の貫通孔へのめっき方法を採用することによって、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】各工程時点での絶縁性基材に設けられた貫通孔部分の断面状態を拡大した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法及び回路基板の実施の形態に関して述べる。なお、以下に説明するものは、単に一態様を示したものであり、以下の記載内容に限定解釈されるものではない。

【0014】

１．貫通孔へのめっき方法の実施形態
本件発明に係る貫通孔へのめっき方法は、絶縁性基材に設けられた貫通孔に金属を充填して貫通孔の空洞部分を埋める貫通孔へのめっき方法である。このとき、当該貫通孔のアスペクト比は、貫通孔の径を１としたとき、絶縁性基材の厚さが１０以上である。そして、当該貫通孔へのめっき方法は、絶縁性基材の一方の面Ａの表面における貫通孔の少なくとも周囲と貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程１と、電解めっき法を用いて、導電性金属層Ａを通電層として、面Ａとは異なる絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて貫通孔を埋める工程２とを含んでいる。

【0015】

そして、工程２における電解めっき法は、電解めっき法に用いる電解めっき液が貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、電流密度を段階的に増加させる方法を用いるものである。このように、電解めっき法の電流密度を低電流密度から開始することによって、高アスペクト比の貫通孔の深部にボイドを発生させることなく導電性金属層Ｂを析出させる。そして、導電性金属層Ｂの析出が進み貫通孔が徐々に浅くなるのに応じて電流密度を段階的に増加させることによって、導電性金属層Ｂの析出を加速し、貫通孔へのめっきを短時間で完了させることができる。電流密度の段階的な増加は、導電性金属層Ｂの析出が進み貫通孔が徐々に浅くなるのに応じて行う。すなわち、電流密度の段階的な増加のタイミング時点では、導電性金属層Ｂの析出が行われる部分におけるアスペクト比が、電解めっき法を開始した時点よりも小さくなっている。したがって、電流密度を増加して導電性金属層Ｂの析出を加速したとしても、ボイドの発生を抑えることができる。

【0016】

このようにして、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法は、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能となる。この貫通孔へのめっき方法について、以下に詳細に述べる。

【0017】

図１に、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法における各工程時点での絶縁性基材に設けられた貫通孔部分の断面状態を拡大した模式図を示す。図１ではＮｏ１からＮｏ４に向かって工程が進んだときの、貫通孔部分の断面状態を拡大した模式図を示している。なお、図１において、Ｎｏ１からＮｏ４に図示した状態以外の状態がＮｏ１からＮｏ４の間に含まれることを妨げていない。

【0018】

図１のＮｏ１の状態は、絶縁性基材１０に貫通孔１１を設けた状態を示している。そして、Ｎｏ１の断面の下側が面Ａ１２であり、Ｎｏ１の断面の上側が面Ｂ１３である。絶縁性基材１０の素材は、絶縁性を有するものであれば使用することができ、例えば、ガラスエポキシやフェノール樹脂などの樹脂基材、ガラスやセラミックといった基材などを用いることができる。また、アルマイト処理などの方法を用いて、アルミニウムなどの導電性基材の表面及び導電性基材に設けた貫通孔の表面を電気的に絶縁した基材を、絶縁性基材１０として用いることもできる。貫通孔１１の形成方法は、貫通孔１１を形成することができる方法であれば使用することができ、例えば、レーザー法や、ドリルによる穿孔、エッチングによる方法などを用いることができる。そして、図１の貫通孔１１は円筒状であるが、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法における貫通孔の形状は、円柱状のものに限定されず、例えば四角柱状や多角柱状であっても良い。そしてそれぞれの形状がテーパ形状を有するものであっても良い。

【0019】

そして、当該貫通孔のアスペクト比は、貫通孔の径を１としたとき、絶縁性基材の厚さが１０以上を対象としているが、特に、貫通孔の径が１０μｍ以下の場合に、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法を好適に採用することができる。そして、貫通孔の径を１としたとき、絶縁性基材の厚さの上限は特に限定されないが、例えば絶縁性基材の厚さは２５０といった高アスペクト比の貫通孔を対象にすることができる。

【0020】

〔工程１〕
次に工程１について説明する。工程１は、絶縁性基材の一方の面Ａの表面における貫通孔の少なくとも周囲と貫通孔とを覆う導電性金属層Ａを形成する工程である。図１のＮｏ２は、工程１で、絶縁性基材１０の面Ａ１２の表面における貫通孔１１の少なくとも周囲と貫通孔１１とを覆う導電性金属層Ａ２０を形成した状態を示している。

【0021】

工程１は、絶縁性基材１０の面Ａ１２の表面における貫通孔１１の少なくとも周囲と貫通孔１１とを覆う導電性金属層Ａ２０を形成することができる方法であれば、どのような方法でも用いることができる。例えば、工程１の実施形態１として、工程１は、面Ａ１２の表面における貫通孔１１の少なくとも周囲に導電性金属層Ａａを成膜する工程１ａと、導電性金属層Ａａの表面と導電性金属層Ａａの孔（すなわち貫通孔１１部）とを覆う導電性金属層Ａｂを形成する工程１ｂとを含み、導電性金属層Ａａと導電性金属層Ａｂとからなる導電性金属層Ａ２０を形成する方法が挙げられる。

【0022】

上述の工程１ａとしては、例えば、次のように行うことができる。ＴｉＯ_２および銅を含む金属錯体を面Ａ１２にコーティングし、２００－３００℃で加熱後、還元剤等を用いてコーティング表面を還元する。その後、コーティング表面にパラジウム触媒を付与し、無電解ニッケルめっきを行い導電性金属層Ａａを形成する。あるいは、コーティング表面を活性化した後、無電解銅めっきを行い導電性金属層Ａａを形成する。次に、工程１ｂとしては、例えば、電解銅めっきの厚付けを行うことによって、導電性金属層Ａａの表面と導電性金属層Ａａの孔とを覆う導電性金属層Ａｂを形成することができる。このようにして、導電性金属層Ａａと導電性金属層Ａｂとからなる導電性金属層Ａ２０を形成することができる。

【0023】

また、工程１の実施形態２としては、面Ａ１２に、金属箔膜を貼り合わせることによって導電性金属層Ａ２０を形成することもできる。例えば、膜厚が５－３０μｍの銅箔を、面Ａ１２に熱圧着することで導電性金属層Ａ２０を形成することができる。

【0024】

また、工程１の実施形態３としては、面Ａ１２にスパッタ法を用いて導電性金属層Ａ２０を形成することもできる。例えば、面Ａ１２を真空中でイオンバンバード法によって活性化したのち、面Ａ１２の表面にチタンや銅をスパッタリングすることによって導電性金属層Ａ２０を形成することができる。ここで、イオンバンバード法とは、絶縁性基材１０を入れた容器を０．１Ｐａ以下まで脱気した後に、当該容器にアルゴンガスを２０－３０Ｐａまで充填し、アルゴンガスをプラズマ化することによって絶縁性基材１０の表面を清浄し活性化する方法である。

【0025】

〔工程２〕
次に、工程２について説明する。工程２は、電解めっき法を用いて、導電性金属層Ａを通電層として、面Ａとは異なる絶縁性基材の面Ｂ方向に導電性金属層Ｂを析出させて貫通孔を埋める工程である。そして、当該電解めっき法は、電解めっき法に用いる電解めっき液が貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、導電性金属層Ｂの析出が進むのに応じて、電流密度を段階的に増加させる方法を用いるものである。図１のＮｏ３は、工程２で、面Ａ１２とは異なる絶縁性基材１０の面Ｂ１３方向に導電性金属層Ｂ２１を析出させて貫通孔１１を埋めた状態を示している。

【0026】

工程２は、次のように行うことができる。先ず導電性金属層Ａ２０を活性化する。そして、導電性金属層Ａ２０を形成した絶縁性基材１０を電解めっき液に浸漬し、導電性金属層Ａ２０を通電層として、電解めっき液が貫通孔１１内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行いながら、電流密度を低電流密度から開始し、導電性金属層Ｂ２１の析出が進むのに応じて、電流密度を段階的に増加させる方法を用いる。

【0027】

このように、電解めっき法の電流密度を低電流密度から開始することによって、貫通孔１１の径を１としたとき、絶縁性基材１０の厚さが１０以上というような高アスペクト比の貫通孔１１の深部にボイドを発生させることなく導電性金属層Ｂ２１を析出させることができる。そして、導電性金属層Ｂ２１の析出が進み貫通孔１１が徐々に浅くなるのに応じて電流密度を段階的に増加させることによって、導電性金属層Ｂ２１の析出を加速し、貫通孔１１へのめっきを短時間で完了させることができる。すなわち、電流密度の段階的な増加のタイミング時点では、導電性金属層Ｂ２１の析出が行われる部分におけるアスペクト比が、電解めっき法を開始した時点よりも小さくなっている。したがって、電流密度を増加して導電性金属層Ｂ２１の析出を加速したとしても、ボイドの発生を抑えることができる。

【0028】

電解めっき法における電流密度は低電流密度から高電流密度へ連続的に増加させることも可能である。しかしながら、導電性金属層Ｂ２１の析出量に応じて段階的に増加させたほうが制御が比較的に容易であるので好ましい。このとき、電流密度を段階的に増加させる段階数は、段階数の上限は限定しないものの、２段階が好ましく、３段階がより好ましい。

【0029】

２段階の方法における１段階目は、高アスペクト比の貫通孔１１の深部において導電性金属層Ｂ２１の析出を行うものであることから、電解めっき液の循環が困難でありボイドが発生しやすい。そのため、ボイドが発生しないようを導電性金属層Ｂ２１の析出速度を抑えるために低電流密度とする。そして、１段階目の析出量は、特に限定されないものの、貫通孔１１の長さの１／１０程度までとすることができる。２段階の方法における２段階目は、特に限定されないものの、１段階目の電流密度の５－５０倍に増加させた電流密度で貫通孔１１をすべて埋めるまで導電性金属層Ｂ２１を析出させるものである。このように、２段階目は、導電性金属層Ｂ２１の析出が行われる部分におけるアスペクト比が小さくなっていることから、電流密度を増加させてもボイドの発生が無く、導電性金属層Ｂ２１の析出を高速に行うことができる。

【0030】

３段階の方法における１段階目は、高アスペクト比の貫通孔１１の深部において導電性金属層Ｂ２１の析出を行うものであることから、電解めっき液の循環が困難でありボイドが発生しやすい。そのため、ボイドが発生しないようを導電性金属層Ｂ２１の析出速度を抑えるために低電流密度とする。そして、１段階目の析出量は、特に限定されないものの、貫通孔１１の長さの１／１０程度までとすることができる。３段階の方法における２段階目は、特に限定されないものの、１段階目の電流密度の５０倍程度に増加させた電流密度とし、導電性金属層Ｂ２１の析出量は貫通孔１１の長さの５／１０－６／１０程度までとすることができる。３段階の方法における３段階目は、特に限定されないものの、１段階目の電流密度の８０－１５０倍に増加させた電流密度とし、貫通孔１１をすべて埋めるまで導電性金属層Ｂ２１を析出させるものである。このように、２段階目及び３段階目は、導電性金属層Ｂ２１の析出が行われる部分におけるアスペクト比が小さくなっていることから、電流密度を増加させてもボイドの発生が無く、導電性金属層Ｂ２１の析出を高速に行うことができる。そして３段階の方法における３段階目は、２段階の方法における２段階目の電流密度よりも大きくすることができることから、３段階の方法は２段階の方法よりも貫通孔１１へのめっきを短時間で完了させることができる。

【0031】

なお、電流密度の段階的な増加量や増加回数や増加タイミングは限定されるものではなく、電流密度を段階的に増加させる段階数を４段階以上とすることも可能である。貫通孔１１の形状やアスペクト比、導電性金属層Ｂ２１の析出が進み具合に応じて、ボイドの発生を抑え析出を高速化できる適切な方法を適宜用いることができ、上述は一例を示したに過ぎない。

【0032】

また、電解めっき液が貫通孔内に循環するよう強力な噴流により撹拌を行う方法は、電解めっき液が貫通孔内に循環させることができる方法であれば、どのような方法も用いることができる。例えば電解めっき液浴中において、絶縁性基材１０を一定の速度で縦横に移動させる揺動を行いながら、電解めっき液が貫通孔１１内に循環するように貫通孔１１の導電性金属層Ｂ２１の析出面に向けて、吹き出し部の近傍にドレン構造を有するノズルから電解めっき液を噴出することによって、電解めっき液を４Ｌ／ｍｉｎというような流速で高速ジェット状の噴流にして撹拌を行うなどの方法を用いることができる。

【0033】

〔電解めっき液〕
次に、工程２における電解めっきで用いる電解めっき液について説明する。工程２における電解めっきで用いる電解めっき液は、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法に用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、導電性金属層Ｂ２１の構成金属として銅を採用した場合、以下に示すような組成の電解銅めっき液を用いることができる。この場合、例えば含リン銅アノードを使用し、特に限定されないが浴温度２５±５℃で電解めっきを行うことができる。ここで、浴温度が高温であると、電解銅めっき液の分解が助長され、浴安定性が低下する。浴温度は高温であるほうが、銅の析出が促進されるものの、浴安定性を確保するための添加剤をより多く投入する必要があり、工程２のコストが増加する。そのため、適切な浴温度を選択すれば良い。

【0034】

硫酸銅５水和塩：２００－３００ｇ／Ｌ。
硫酸：５０－１００ｇ／Ｌ。
Ｃｌ^－：５０ｐｐｍ。
添加剤。

【0035】

ここで、当該電解銅めっき液の添加剤として、重合度２０００－２００００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ジチオビス（１－プロパンスルホン酸）２ナトリウム（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）から選択される少なくとも１種を当該電解銅めっき液に予め投入して用いることが好ましい。ＰＥＧなどの非イオン系界面活性剤は、絶縁性基材１０において貫通孔１１の位置における導電性金属層Ｂ２１の析出量のばらつきを無くすために添加するものであり、絶縁性基材１０の大きさに応じて添加量を選択すれば良いが、当該電解銅めっき液にＰＥＧを用いる場合は、ＰＥＧの含有量が１０ｐｐｍ以下で添加するのが好ましい。ＳＰＳなどの硫黄系有機化合物は、一般的には電解めっき法における電流密度が例えば２００Ａ／ｄｍ^２以上といった高電流の場合に添加してめっき皮膜の表面を平滑化するなどの効果をもたらすためのものである。しかし、当該電解銅めっき液においては、２００Ａ／ｄｍ^２以下の低電流密度であってもＳＰＳを用いることが好ましく、ＳＰＳの含有量が５０ｐｐｍ以上で添加することが好ましい。導電性金属層Ｂ２１である銅の品質が良く、平滑化されて光沢を有するものになるからである。なお、ＳＰＳの含有量の上限は特に限定されないが、１００ｐｐｍ以下で添加するのが好ましい。ＪＧＢなどの染料は、めっき皮膜の表面を平滑化するなどの効果をもたらすためのものであるが、過剰な添加はめっき皮膜を脆くすることから、適切な添加量を選択すれば良いが、当該電解銅めっき液にＪＧＢを用いる場合は、含有量が３０ｐｐｍ以下で添加するのが好ましい。

【0036】

〔電解銅めっき方法〕
上述の電解銅めっき液を用いて、例えば、貫通孔１１の径が１０μｍであり、絶縁性基材１０の厚さが１００μｍであった場合、すなわち、貫通孔の径を１としたとき、絶縁性基材の厚さが１０以上である場合について、工程２の電解めっき方法の例について説明する。このとき、アノードには、例えば含リン銅を使用できる。このとき、導電性金属層Ａ２０の面Ａ１２と接している側の反対側方向に析出が進まないよう、例えば、導電性金属層Ａ２０の面Ａ１２と接している側の反対側に絶縁性の樹脂などを塗布する。次に、希硫酸を用いて導電性金属層Ａ２０の面Ｂ１３側を活性化する。そして、導電性金属層Ａ２０を通電層とし、電流密度は、貫通孔１１のアスペクト比にもよるが、電解めっきの電流密度を例えば１Ａ／ｄｍ^２で開始し、導電性金属層Ｂ２１（この場合銅）を例えば１０μｍ析出する。その後、電流密度を例えば５０Ａ／ｄｍ^２に増加して導電性金属層Ｂ２１（この場合銅）をさらに例えば４５μｍ析出する。さらにその後、電流密度を例えば１００Ａ／ｄｍ^２に増加して導電性金属層Ｂ２１（この場合銅）をさらに例えば４５μｍ析出する。このようにして、貫通孔１１の内部に絶縁性基材の厚さ方向に１００μｍの導電性金属層Ｂ２１を形成することができる。

【0037】

なお、上述した工程２の電解めっき方法の例は、一例であり、貫通孔のアスペクト比や形状などに応じて、電解めっきの開始時電流密度や、電流密度を段階的に増加させる増加量及び増加タイミング、添加剤は、適切なものを適宜選択することができる。このようにして、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法を採用することによって、絶縁性基材の高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能となる。

【0038】

〔脱気工程〕
上述した工程１と工程２との間に、貫通孔１１内の空気を脱気する脱気工程を有することが好ましい。工程１を経た絶縁性基材１０は、絶縁性基材１０の面Ａ１２の表面における貫通孔１１の少なくとも周囲と貫通孔１１とを覆う導電性金属層Ａ２０を形成した状態になっている。すなわち、貫通孔１１は面Ａ１２側を塞がれた状態になっており、貫通孔１１内の空気が容易には抜けない。そこで、脱気工程を行って貫通孔１１内の空気を脱気することによって、電解めっきで用いる電解めっき液が貫通孔１１内に循環できるようになるからである。

【0039】

脱気する方法は、貫通孔１１内の空気を脱気することができる方法であれば採用することができる。例えば、工程１を経た絶縁性基材１０を水に浸漬した状態で絶縁性基材１０又は水に超音波による振動を与えることによって、貫通孔１１内の空気を脱気する方法が挙げられる。また、工程１を経た絶縁性基材１０を水に浸漬した状態で水温を上げたり下げたりすることによって、貫通孔１１内の空気の膨張により貫通孔１１内の空気を脱気する方法が挙げられる。また、工程１を経た絶縁性基材１０を水に浸漬した状態で当該水の入った容器を真空にすることで、貫通孔１１内の空気を脱気する方法などが挙げられる。

【0040】

〔エッチング工程〕
上述した工程２の後に、絶縁性基材１０の面Ｂ１３の方向に析出した導電性金属層Ｂ２１の不要部分を除去するエッチング工程を有することが好ましい。図１のＮｏ３は、工程２で、面Ａ１２とは異なる絶縁性基材１０の面Ｂ１３方向に導電性金属層Ｂ２１を析出させて貫通孔１１を埋めた状態を示しているが、導電性金属層Ｂ２１が面Ｂ１３の上部に盛り上がった状態になっている。このような導電性金属層Ｂ２１の盛り上がった部分が不要だった場合、エッチング工程で除去することができるからである。図１のＮｏ４は、導電性金属層Ｂ２１における面Ｂ１３の上部に盛り上がった部分を、エッチング工程で除去した状態を示している。

【0041】

エッチング方法は、導電性金属層Ｂ２１の不要部分を除去することができる方法であれば採用することができる。例えば、工程２で上述した電解銅めっきを行った場合、導電性金属層Ｂ２１は銅であることから、次のような組成のエッチング液を用いて導電性金属層Ｂ２１の不要部分を除去することができる。この場合、浴温度２０－３０℃とし、エッチングを行う絶縁性基材１０を２００－１２００ｒｐｍで回転させながらエッチングを行うことができる。

【0042】

硫酸：５ｇ／Ｌ。
Ｈ_２Ｏ_２：５０－１５０ｇ／Ｌ。
ポリエチレングリコール（安定剤）：５－１５ｇ／Ｌ。

【0043】

２．回路基板の実施形態
本件発明に係る回路基板は、上述の貫通孔へのめっき方法によって貫通孔の空洞部分に金属を充填して埋めた絶縁性基材を用いた回路基板を採用したものである。そして、上述の貫通孔へのめっき方法の工程の前、又は途中、又は後で絶縁性基材の表面に導電性金属層による回路パターンを形成したものを用いることができる。本件発明に係る回路基板は、上述の貫通孔へのめっき方法を採用することによって、高アスペクト比の貫通孔を採用することができ、かつ、高アスペクト比の貫通孔に導電性金属を充填して、貫通孔の空洞部分をボイドの発生無く埋めることが短時間で可能となる。

【0044】

また、本件発明に係る回路基板は、図１に示すような絶縁性基材１０を１枚で用いても良いし、本件発明に係る貫通孔へのめっき方法を用いて制作した絶縁性基材１０を複数枚積層させて張り合わせた多層の回路基板としても良い。

【0045】

以上説明した本件発明に係る実施の形態は、本件発明の一態様であり、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、以下実施例を挙げて本件発明をより具体的に説明するが、本件発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【実施例0046】

実施例１では、径が１０μｍの貫通孔１１を設けた厚さ１００μｍのガラス製絶縁性基材１０を用いた。そしてガラス製絶縁性基材１０を脱脂後、上述した工程１ａとして、ＴｉＯ_２および銅を含む金属錯体を面Ａ１２にコーティングし、２００－３００℃で加熱後、還元剤を用いてコーティング表面を還元した。その後、コーティング表面にパラジウム触媒を付与し、無電解ニッケルめっきを行い導電性金属層Ａａを形成した。次に、上記で説明した工程１ｂとして、以下に示す電解銅めっき液を用いて、アノードに含リン銅を使用し、電解電流密度：１５０Ａ／ｄｍ^２で電解銅めっきの厚付けを行うことによって、導電性金属層Ａａの表面と導電性金属層Ａａの孔とを覆う膜厚が約１０μｍの導電性金属層Ａｂを形成した。このようにして、導電性金属層Ａａと導電性金属層Ａｂとからなる導電性金属層Ａ２０を形成した。

【0047】

硫酸銅５水和塩：２５０ｇ／Ｌ。
硫酸：５０ｇ／Ｌ。
ＰＥＧ：０ｐｐｍ。
ＳＰＳ：５０ｐｐｍ。
ＪＧＢ：３０ｐｐｍ。
Ｃｌ^－：５０ｐｐｍ。
浴温度：２５±５℃。
攪拌方法：高速ジェット攪拌。

【0048】

次に、工程２として、以下に示す電解銅めっき液を用いて、アノードに含リン銅を使用し、電解銅めっきを行った。このとき、電流密度を段階的に増加させる段階数は、２段階の方法を用い、１段階目の電流密度を１Ａ／ｄｍ^２とし、１段階目の析出量は１０μｍとした。次に、２段階目の電流密度を５Ａ／ｄｍ^２とし、２段階目の析出量は９０μｍとした。

【0049】

硫酸銅５水和塩：２５０ｇ／Ｌ。
硫酸：５０ｇ／Ｌ。
ＰＥＧ：０ｐｐｍ。
ＳＰＳ：５０ｐｐｍ。
ＪＧＢ：３０ｐｐｍ。
Ｃｌ^－：５０ｐｐｍ。
浴温度：２５±５℃。
撹拌方法：揺動、及び高速ジェット撹拌（流速４Ｌ／ｍｉｎ）。

【実施例0050】

実施例２は、実施例１と同じ絶縁性基材１０を用い、実施例１と同じ工程１を実施した。

【0051】

次に、工程２として、実施例１と同じ電解銅めっき液を用いて、アノードに含リン銅を使用し、電解銅めっきを行った。このとき、電流密度を段階的に増加させる段階数は、２段階の方法を用い、１段階目の電流密度を１Ａ／ｄｍ^２とし、１段階目の析出量は１０μｍとした。次に、２段階目の電流密度を５０Ａ／ｄｍ^２とし、２段階目の析出量は９０μｍとした。