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スルーホールフィリング用硫酸銅めっき CU-BRITE TF3

総合研究所
エレクトロニクス技術開発1部 PWB1課
石塚 博士  Hiroshi ISHIZUKA / 佐波 正浩  Masahiro SAWA / 小田 晃弘  Akihiro ODA / 大森 隆史  Takafumi OHMORI

JCU THAILAND CO., LTD.
富田 秀雄  Hideo TOMITA

はじめに

携帯電話やノートPCからスマートフォンやタブレットPCへの移行に伴い、これらに搭載されるプリント基板には、バッテリースペースを確保するため小型化、薄型化が求められている。さらに、コア層のスルーホールには一般的にコンフォーマルめっきが用いられてきたが、より導電性の高いフィルドめっきに変わりつつある。


しかし、絶縁特性上ある程度コア層に厚みを必要とする基板の場合、スルーホールのアスペクト比が高くなりボイド発生率が増加するという課題があった。本報では従来のプロセスに比べてよりボイド発生率を低減させ、優れたビアフィリング性能を有する新プロセスCU-BRITE TF3について紹介する。

従来プロセスとの比較

すでに一般的に使用されるようになったビアフィリングプロセスに比べて、スルーホールフィリングではボトムアップ成長が得られない分、添加剤による高い分極(銅の析出を抑制する)効果が必要とされる。

従来プロセスはこの分極効果が高く、優れたフィリング性能を発揮する一方で、高アスペクト比のスルーホールにおいてボイドの発生が見られる場合があった。新たに開発したCU-BRITE TF3では200μmを超える板厚のコア材に対してもボイドレスフィリングが可能となり、かつ優れたビアフィリング性能を有するプロセスとなった。
さらに、従来に比べて高い硫酸濃度で良好なフィリング性能を発揮するため、酸化銅などの塩類の溶解性が向上し、適用が困難だった不溶性アノードの使用が可能になった。


また、硫酸濃度の上昇に伴い、めっき厚バラつきが大きい微細配線パターン基板において膜厚均一性を向上させることができた。


CU-BRITE TF3は従来プロセスに比べて対ボイド性、アノード選択性、膜厚均一性などの性能が向上した。
さらにビアフィリング性も良好なことから、1つのプロセスで多層板全層のスタック構造を構築することが可能である汎用性の高いプロセスだと考えられる。

すでに一般的に使用されるようになったビアフィリングプロセスに比べて、スルーホールフィリングではボトムアップ成長が得られない分、添加剤による高い分極(銅の析出を抑制する)効果が必要とされる。

従来プロセスはこの分極効果が高く、優れたフィリング性能を発揮する一方で、高アスペクト比のスルーホールにおいてボイドの発生が見られる場合があった。新たに開発したCU-BRITE TF3では200μmを超える板厚のコア材に対してもボイドレスフィリングが可能となり、かつ優れたビアフィリング性能を有するプロセスとなった。
さらに、従来に比べて高い硫酸濃度で良好なフィリング性能を発揮するため、酸化銅などの塩類の溶解性が向上し、適用が困難だった不溶性アノードの使用が可能になった。


また、硫酸濃度の上昇に伴い、めっき厚バラつきが大きい微細配線パターン基板において膜厚均一性を向上させることができた。


CU-BRITE TF3は従来プロセスに比べて対ボイド性、アノード選択性、膜厚均一性などの性能が向上した。
さらにビアフィリング性も良好なことから、1つのプロセスで多層板全層のスタック構造を構築することが可能である汎用性の高いプロセスだと考えられる。

おわりに

スルーホールフィリング技術は、ビアフィリングと同様にプリント配線板の導電性向上、配線微細化において重要な技術である。
この技術を更に普及させるため、今後もめっき時間の短縮や高アスペクト対応などの性能向上を検討していく予定である。

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JCUテクニカルレポート 94号 2013年9月