銅の成膜方法

電子部品の配線には、銅薄膜をパターニングしたものが多く使われています。この銅薄膜はフィルムなどの基材上に成膜されますが、その成膜方法としては電解めっき、無電解めっき、スパッタ及び真空蒸着が一般的に知られています。
この記事ではこれら銅薄膜の成膜方法について紹介します。
また、NISSHAが保有する銅薄膜の微細パターニング技術も最後に紹介します。

電解めっきは金属の表面処理として広く使われる成膜方法でいくつかの特長があります。

中でも大きな特長として、コストが安く、さまざまな金属材料に対して成膜可能な点が挙げられます。また、被膜を形成する速度が速いことも電解めっきの特長です。電流の調整により、厚みのある膜を形成することもできます。

電解めっきの品質はめっき液や電極形状、電流の調整などによって決まります。特にめっき液の管理は重要で、pH測定や比重測定、温度測定など、めっき液の状態を定期的にチェックする必要があります。また、めっき液中の不純物を取り除くためのろ過装置なども必要になります。

一方でデメリットもあります。
電解めっきでの金属の析出量は陰極となる基材の電流密度の影響を受けます。陰極の電流密度は基材の膜厚や形状によって変化するため、均一な膜厚のめっき被膜を形成するにはそれらのパラメーターの影響を考慮する必要があります。

他にも、電気が通らない不導体の材質には電解めっきができないという特徴もあります。

無電解めっきは素材をめっき液に浸すことで、均一な被膜を生成できます。電気めっきでは難しいとされている複雑形状の素材に対しても均一に成膜が可能です。
また、無電解めっきはプラスチックやセラミックなどの不導体にも成膜可能です。特に、プリント基板などの絶縁性の高い素材に電気配線を作る場合は、無電解めっきによって銅をめっきします。
無電解めっきにおいては、めっき対象とめっき液が接することで起こる反応を利用するため、対象物がめっきに覆われると反応が止まります。そのため、めっき厚のコントロールは難しく、なかなか厚みを出しにくいといった特徴もあります。