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LDS プロセスにおける
ファインピッチめっきへの取り組み
日本マクダーミッド株式会社
技術本部エレクトロニクス課
渡邉 歳哉
日本MID協会定例会
2014年11月7日
東京大学 生産技術研究所
MacDermid: Specialty Chemical Solutions
Printing Solutions
•
23カ国に2000人以上の従業員
•
全世界に3500以上の顧客
Industrial Solutions
Electronics Solutions
日本マクダーミッド株式会社
p.2
MacDermid:日本マクダーミッド株式会社
設立
昭和61年(1986年)4月1日
本社
神奈川県川崎市高津区
資本金
５，０００万円
従業員
７１名（男性４９名 女性２２名）
PCB関連製品
製品内訳
エレクトロニクス関連製品
自動車部品関連製品
印刷用機材
p.3
MacDermid:日本マクダーミッド株式会社
• 顧客地図
海外顧客 16
北海道 (7)
東北 (39)
日本マクダーミッド㈱
(大阪サテライト)
中部 (136)
外注工場 : 富士化学工業
日本マクダーミッド㈱
本社、R&D (川崎)
中国 (13)
関東 (258)
九州 (16)
近畿 (89)
四国 (1)
日本マクダーミッド㈱
(名古屋サテライト）
p.4
MacDermid:日本マクダーミッド株式会社
• かながわサイエンスパーク （KSP）
C棟 8F 分析･実験室
C棟 8F ライン室
C棟 7F 受付（営業･業務、ラボ）
p.5
MacDermid: MID メタライゼーション
表面仕上げ技術の“融合”
プラスチック上の装飾
めっき及び機能めっき
（POP)
プリント配線板用の無電解銅めっき
MIDめっきの開発と最適化にはPOPと
プリント配線板用めっきの両方の
専門知識の融合が不可欠であった
p.6
MID テクノロジー
Molded Interconnect Device (MID)
スマートフォン
• 電気回路が組み込まれた
熱可塑性プラスチック射出成形品

成形樹脂とプリント配線板の融合
今日の市場
ノートパソコン
• MIDはプラスチック基材の進歩やレーザー
ダイレクトストラクチャリング（LDS）の開発
により拡大している

医療
主要な用途は携帯電話、ノートパソコン、タブレット
等のモバイル通信機器のアンテナ
• 他市場への拡大

自動車、医療、照明、ウエアラブル端末等

デザインや機能の可能性が広がり

小型化に向けた形状や接続性の新たな選択肢
照明
自動車
日本マクダーミッド株式会社
p.7
トレンド
• ファインピッチ技術


デザイン性を広げる
小型化
• SMT性能


耐リフロー性のあるプラスチック
はんだ付け可能な表面仕上げ
• ワイヤーボンディング

適確なプラスチック、めっき厚、表面粗さ、
ファイナルフィニッシュの選択
• 軽量化

電気回路と電子部品を一体化させ、
部品点数を削減
• 製品スタイルと電気回路の一体化

未来のデザインの可能性を広げるために
融合された立体回路
日本マクダーミッド株式会社
p.8
ファインピッチのための技術
• 管理・安定しためっきプロセス


めっき前に効果的な超音波洗浄を利用し、レーザー残渣を全て除去する
レーザー回路内のめっきの保持及びエッジへの析出を最小限に抑制するた
め、無電解銅めっき処理のめっき速度をコントロール
• 新しい銅めっき添加剤

十分なめっき速度を保持しつつ、ファインピッチめっきが得られるための
添加剤を銅めっき浴に使用
• 代替となるファイナルフィニッシュ

ファインピッチめっきの妨げとなるキャタリストソリューションの排除
日本マクダーミッド株式会社
p.9
管理・安定しためっきプロセス
• ファインピッチめっき用の
銅めっきパラメーター：

超音波クリーニング
• レーザー残渣の除去を可能にする
特別に処方された薬品

管理されたストライク銅めっき
従来の銅めっきプロセス
• 多種のLDS基材に対応

安定したビルド銅めっき
• エッジへの析出を防ぐ緩やかなめっき
速度
クリーニング
LDS Select
Prep 2000
銅ストライク
MID Copper
100 XB
銅ビルド
MID Copper
100 XB
最適化されたプロセス
日本マクダーミッド株式会社
p.10
管理・安定しためっきプロセス
• ファインパターンめっきの
ニーズに対応できる銅
めっきプロセスの改良
• ライン間隔の目標：
40～100 µm
• エッジへの析出の低減と
スペースの完全性を保つ
ための銅めっきプロセスの
管理パラメータの設定
40 µm
日本マクダーミッド株式会社
p.11
新しい銅めっき添加剤
• 新開発品


めっき速度を犠牲にすることなく過剰な析出をコントロール
する独自の添加剤を採用
めっき速度 5 µm/hrが可能
通常のファインピッチめっきは2～3 µm/hr

高速で高品質のめっき皮膜を維持
日本マクダーミッド株式会社
p.12
新しい銅めっき添加剤
添加剤なし
添加剤あり
添加剤を使用することでより直線的なラインが得られる
日本マクダーミッド株式会社
p.13
粒子構造の比較
SEM画像 5000倍
添加剤なし
添加剤あり
添加剤を使用することでより細かい粒子の皮膜が得られる
日本マクダーミッド株式会社
p.14
新しい銅めっき添加剤
回路幅 = 868.6 µm
ギャップ = 364.2 µm
添加剤なし
回路幅 = 815.1 µm
ギャップ = 411.0 µm
添加剤あり
添加剤を使用すると回路幅は広がることなく、ギャップも狭まらなかった
日本マクダーミッド株式会社
p.15
代替となるファイナルフィニッシュ
• 従来: EN（無電解ニッケル） または
ENIG（無電解ニッケル/置換金） プロセス


銅上にニッケルを析出させるのにパラジウム触媒が必要
触媒は回路間のギャップに残り無電解ニッケルのエッジ
への析出や過剰な析出を促進させることがある
無電解ニッケルめっき前
無電解ニッケルめっき後
日本マクダーミッド株式会社
p.16
代替となるファイナルフィニッシュ
• 代替: MID Silver 100 プロセス


銅上の銀は置換反応なので触媒を必要としない
銀は銅上にのみ析出するのでエッジへの析出や過剰な
析出を防止することができる
銀めっき前
銀めっき後
日本マクダーミッド株式会社
p.17
プロセスフロー – MID Silver vs. ENIG
MID 初期銅めっきサイクル
工程
温度 ℃
時間
工程
温度℃
時間
MID Silver Pre-Dip
45
1
酸プレディップ
室温
1
MID Silver 100
55
3
水洗
室温
1
純水洗
室温
2
MID Ni Initiator
43
3
MID Anti-Tarnish
54
1.5
水洗
室温
1
温水洗
50
3
酸ポストディップ
室温
1
乾燥
n/a
n/a
MID MP Nickel 100
88
15
水洗
室温
2
MID Gold 100
85
10
水洗
室温
2
乾燥
n/a
n/a
合計時間
11 分
• 工数の削減 =
製造時間の短縮
• 浴温の低下 =
エネルギーコストの削減
合計時間
40 分
日本マクダーミッド株式会社
p.18
代替となるファイナルフィニッシュ
• 試験方法： ASTM B117-09


NSST 96時間
長時間の悪環境でも良好な耐食性を示す
MID ニッケル金
MID Silver 100
MID Silver 100はAnti-Tarnish処理をする事でニッケル金よりも
NSSTで高い耐食性を示す
日本マクダーミッド株式会社
p.19
まとめ
• LDS MIDにおけるファインピッチめっき適用には
多くのアプローチがあります・・・

コントロールされためっきプロセスからのアプローチ

新しい添加剤からのアプローチ

代替となるファイナルフィニッシュからのアプローチ
• ファインピッチめっき性能によりデザインの可能性
が広がり、MIDをより新しく革新的な市場へと拡大
させることができます
日本マクダーミッド株式会社
p.20
MIDに限界はありません
日本マクダーミッド株式会社
p.21