JP2000252630A

JP2000252630A - ニッケルメッキされたスルーホールおよび／またはブラインド経由路を備えた基板

Info

Publication number: JP2000252630A
Application number: JP9018399A
Authority: JP
Inventors: K Michael Walsh; ケイマイケルワルシュ; A Chris Hunlas; エークリスハンラス; E Henry Rajoii Jr; イーヘンリージュニアラジョイー; G Mark Rogers; ジーマークロジャース
Original assignee: OMG Fidelity Inc
Current assignee: MacDermid Inc
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-09-14
Also published as: WO2000050230A1; AU3603900A

Abstract

(57)【要約】【課題】金属化されたスルーホールおよび/または経
由路を含むプリント回路を収容するように作製された基
板を提供する。【解決手段】基材の少なくとも片面に金属クラッド、
例えば、銅層を有する少なくとも１つの内部層を随意に
含み、基材の２つの面の表面間に延在する少なくとも１
つの無電解ニッケルメッキされたスルーホール、および
/または基材の金属クラッド面の表面と内部層の導電面
との間に延在する少なくとも１つの無電解ニッケルメッ
キされた経由路を含む誘電基材から構成されたプリント
回路を受けるように作製された基板。ニッケルは、連続
的ニッケル薄膜が金属クラッドの表面上に沈着されない
ように沈着される。随意に、金属クラッドの表面、ニッ
ケル含有スルーホールおよび/または経由路の表面は電
気メッキされた銅の層を含んでも良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
面に金属クラッドを有し、金属クラッド上に連続的なニ
ッケル薄膜を沈着させること無くニッケルで無電解メッ
キされる１つ以上のスルーホールおよび/または１つ以
上のブラインド経由路を備えた誘電体基材を含むプリン
ト回路を収容するように作製された基板に関する。

【０００２】両面多層プリント回路基板において、導電
性回路構成を含む基板の様々な層の間に導電性相互接続
を提供することが必要である。これは、電気的接続が必
要な基板内に少なくとも１つの金属化されたスルーホー
ルおよび/またはブラインド経由路を提供することによ
って達成される。導電性スルールーホールおよびブライ
ンド経由路を提供するのに広く行われている方法は、基
板を貫通してドリル穴あけまたは打ち抜かれた非導電性
スルーホールおよび/ブラインド経由路への、金属の、
典型的にはニッケルの無電解沈着によるものである。

【０００３】「スルーホール」は、誘電体基材の一方の
面の導電性表面、のその表面から誘電体基材の反対面の
導電性表面に延在し、連通する孔であると当業界では理
解されている。「ブラインド経由路」は、誘電体基材の
一方の面の導電性表面、のその表面から誘電体基材の２
つの面の間に挟まれた内部層の導電性表面に延在し、連
通する孔であると当業界では理解されている。

【０００４】プリント回路基板の表面上に付着された導
電性パターンに従って電流を導く基板を製造するため
に、非導電性、すなわち誘電性の表面への金属コーティ
ングを適用するための数多くの従来方法がある。これら
の方法は、次の３つの基本的ステップ：（１）基板の表
面を、無電解形成された金属沈着物を触媒的に受理し易
くする物質でその基板の表面を処理するステップと、
（２）処理済み基板の表面上に金属を無電解沈着させる
ステップと、（３）無電解形成された金属沈着物上にメ
ッキ金属を電着するステップとを含む。プリント回路の
パターンは、スクリーンまたはフォトレジスト結像を利
用して達成される。

【０００５】この基板は、最初は金属クラッドであって
もなくても良いが、大抵の基板は、工程の最初に、金属
クラッド、例えば銅箔または板を有し、それは、後工程
で、パターンがない部分が取り除かれる。この後の工程
は、減法（subtractive）と呼ばれる。

【０００６】スルーホールおよび/またはブラインド経
由路の金属化が採用されるプリント回路基板製造に関連
する典型的な工程では、その触媒物質は、大抵の場合パ
ラジウム金属を含む。この触媒物質を基材表面に適用す
る工程は、典型的に、パラジウムとスズ化合物の真溶液
またはコロイド状溶液との表面の接触を含む（米国特許
第3,011,920号、第3,532,518号を参照）。大抵の場合、
基材表面の触媒反応は、暴露するまたは活性触媒種の暴
露を増す促進ステップを伴う。

【０００７】基材表面上への触媒物質の沈着に続いて、
その表面は、化学的還元によるメッキがメッキ槽から触
媒された表面上への金属の沈着となる水性金属溶液との
接触によって無電解メッキされる。スルーホールおよび
/またはブラインド経由路は、通常は、ことごとく引用
によりここに含めるClyde F.Coombs, Jr.のPrinted Cir
cuit Handbook, 3^rd Edition, McGrawa-Hill Book Co.,
N.Y.,N.Y., 1988,Chapter 12.5に記述されたものなど、
無電解ニッケルまたは銅メッキとして当業界で知られる
ニッケルまたは銅還元工程でメッキされる。

【０００８】上述されたタイプの方法は、高価で、厳格
な工程管理を必要であることが分かっている。これらの
工程を利用する場合に伴うさらなる限界は、無電解金属
層の化学感受性と、有害で毒性の化学物質を使用しなけ
ればならないこととに起因する。これらの欠点を克服す
るために行われた努力は、過去において部分的な成功を
経験しただけで、それら自身の欠点をももたらした。

【０００９】

【従来の技術】従来の技術は、スルーホールやブランド
経由路を形成および金属化するための工程だけでなく両
面の多層回路基板を作製する様々な工程で充実してい
る。金属化されたスルーホールを含む両面回路基板を作
製するための工程を記載する従来技術の例は、Macdermi
d, Incorporatedに譲渡された米国特許第4,782,007号、
第4,806,200号、第4,931,148号、および第5,474,798号
だけでなく、本譲受人に譲渡された米国特許第5,770,03
2号および第5,648,125号をも含む。金属化されたブライ
ンド経由路を含む多層回路基板を作製するための構成を
記載する特許の例は、Tektronix, Inc.に譲渡された米
国特許第4,211,603号、およびMacdermid, Incorporated
に譲渡された米国特許第4,756,930号を含む。

【００１０】片面または両面プリント回路基板の製造の
ための典型的な工程では、適当な基材は、一般に、非導
電性材料の層によって互いに分離される２つ以上の銅の
板または箔から成る積層体から構成される。この非導電
層は、好ましくは、セラミックまたは、ガラス繊維で含
浸されたエポキシ樹脂などの有機材料から構成される。
孔は、基板上の適切な場所にドリル穴あけされる、また
は打ち抜かれて、金属化されると両面が相互接続され
る。その後、基板は、その汚れが除去され、スルーホー
ルを調整する、典型的にアルカリ性の、清浄組成物で処
理され、続いて、銅表面前処理剤の除去に使用される弱
酸エッチング処理、酸化、および均一な活性銅の付着が
行われる。このマイクロエッチングステップのための典
型的組成物は、過硫酸塩と硫酸-過酸化水素溶液であ
る。基板は、次に、スズ/パラジウム触媒の中和または
酸溶液で触媒作用を受け、スルーホール内および基板の
表面上に表面活性パラジウムの薄層が沈着される。基板
表面およびスルーホール上のいかなる残留スズも、促進
組成物での処理によって除去される。この基板は、次
に、典型的に、スルーホール内と、基板の表面上とに薄
銅層を沈着させるアルカリ性のキレート化された銅還元
溶液で実行される無電解銅メッキの準備が行われる。一
般に硫酸での、酸浸漬後に、この基板は、従来の銅メッ
キ溶液で金属メッキされる。但し、この金属化ステップ
が結像ステップに先んずるのがより普通である。

【００１１】パターンメッキとして知られる工程では、
乾燥薄膜フォトレジストは、基板に適用され、次に回路
の陰画像に変えるために露光され、その後、露光されて
いない部分を除去するために現像される。このレジスト
は、導電性パターンの部分でない銅を被覆する。銅パタ
ーンの厚さは、電解銅メッキによって増大される。結像
された乾燥薄膜レジストは、次に除去され、不要な銅、
すなわち導電性パターン部分でない銅を露出させ、その
不要な銅が適当なエッチング用腐蝕液、塩化第二銅、塩
化第二鉄、アンモニヤ性銅、硫酸/過酸化水素などで溶
解される。

【００１２】多層プリント回路基板は、実行された回路
基板が互いに上からスタック状に積み重ねられ、誘電体
層で被覆されることを除き、同様の工程で製造される。
このスタックは、熱と圧力とを加えて共に押圧され、接
合され、その後、所望のスルーホールおよび/またはブ
ラインド経由路が上述の方法でドリル穴あけされ、メッ
キされる。但し、ブラインド経由路を含む多層プリント
回路基板の製造に伴う１つの問題は、穴をドリルで加工
すると、ドリル穴あけ作業中の発熱のために、露出した
導電性銅金属中間層に樹脂「汚れ」が生じることであ
る。この樹脂汚れは、ブラインド経由路内の後にメッキ
される金属とこれらの銅中間層との間の絶縁体として作
用する恐れがある。故に、この汚れは、電気的接続を甘
くする恐れがあり、メッキ工程の前に除去されなければ
ならない。

【００１３】様々なアルカリ性の過マンガン酸処理が、
スルーホールおよびブラインド経由路を含むプリント回
路基板の表面の汚れを除去するための標準方法として採
用されている。このような過マンガン酸処理は、露出し
たエポキシ樹脂表面を模様付けまたは微細粗目付けする
だけでなく、汚れやドリルの切削クズを確実に排除する
ために採用されている。後者の効果は、エポキシ樹脂へ
の接着性を容易にすることによってスルーホール金属化
を著しく改善する。他の従来からのデスミア法は、硫酸
やクロム酸での処理、および基板が酸素や過フッ化炭化
水素ガス、例えばCF₄などに暴露される乾式化学法であ
るプラズマデスミア（plasma desmear）での処理を含
む。

【００１４】一般に過マンガン酸処理は、順に使用され
る３つの異なる溶液処理を含む。それらは、（１）溶剤
膨潤溶液、（２）過マンガン酸デスミア溶液、（３）中
和溶液である。典型的に、プリント回路基板は、３つの
処理溶液毎に脱イオン化された水で洗浄して、浸漬され
るか、あるいは各溶液に暴露される。このデスミア処理
が継続される場合、基板は内部層銅の清浄された状態
の、樹脂で汚れていない表面となり、後に適用される金
属化層への優れた接着性を高める。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述の両面多層回路基
板の作製に関する従来技術の工程の全ては、概して満足
のゆくものであり、認容可能な製品を製造する。但し、
それらの全てが、如何にして誘電体基板上の金属クラッ
ドの表面上に連続的金属薄膜を形成することなくスルー
ホールおよび/またはブラインド経由路の表面を金属化
するのか、についての共通の問題を有している。これら
の従来技術の工程の全ては、実際、金属クラッド上にそ
のような連続薄膜を形成し、それによって金属クラッド
の表面上に特殊メッキ用マスクおよび/またはハンダ用
マスクを使用して、その上に連続金属薄膜が形成される
のを防ぐことが必要となる。よって、人件費や材料費を
増大させることとなる追加的ステップがそのような従来
技術の工程にはつきまとう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】金属化されたスルーホー
ルおよび/または経由路を含むプリント回路を収容する
ように作製された基板を提供することが本発明の目的で
ある。

【００１７】そのような金属化されたスルーホールおよ
び/またはブラインド経由路を含む回路基板を製造する
のに現在必要なステップ数および様々な化学物質数を低
減するスルーホールおよび/または経由路の表面を金属
化するための工程を提供することが本発明の他の目的で
ある。

【００１８】いかなる連続的金属薄膜も他の場所または
回路基板に沈着させることなく所望の金属厚さにまでス
ルーホールおよび/またはブラインド経由路のみを均一
に金属化させる工程を提供することが本発明の他の目的
である。

【００１９】両面多層回路基板の表面上に導電層の同時
金属化が存在するのを防ぐためのいかなる特別なメッキ
用マスクおよび/またはハンダマスクも用いないで所望
の厚さにまでスルーホールおよび/またはブラインド経
由路のみを均一に金属化させる工程を提供することが本
発明の他の目的である。

【００２０】本発明の追加的目的や利点は、以下で詳述
される説明から明白となり、それらの全ては添付の特許
請求の範囲で詳述される特徴によって具現化され、達成
されても良い。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に従って、プリント回路を
収容するために作製された基板、およびその製造方法が
提供される。基板であって、（ａ）２つの面と、随意
に、それらの間に挟まれた導電性表面を有する少なくと
も１つの内部層とを有する誘電体基材と、（ｂ）基材の
２つの面の少なくとも一方の面に金属クラッドと、
（ｃ）金属クラッドの表面上にニッケルの連続層が存在
しないという条件付きで、スルーホールおよび/または
ブラインド経由路の表面上に無電解沈着されたニッケル
と、を含む基板。

【００２２】典型的に、誘電体基材は、約１〜約５００
ミルの厚さを有し、セラミック、またはエポキシ、ポリ
イミド、テフロン（すなわち、ポリテトラフルオロエチ
レン）、ポリアクリレート（またはポリメタクリレー
ト）、シリコーン、またはポリシアナートなどの樹脂か
ら構成されても良い。

【００２３】好ましくは、この金属クラッドは、基材の
少なくとも片面に接合された約０．３〜約２．０ミルの
厚さを有する銅層、例えば箔または板を含む。大抵の、
プリント回路基板は、接合された銅層の表面上に約０．
８〜約１．５ミルの厚さに電気メッキが施された銅の層
をも含む。多くのプリント回路基板は、基板の両面に接
合された約０．３〜約２．０ミルの厚さの銅層と、それ
ぞれ接合された銅層の表面上に約０．８〜約１．５ミル
の厚さの電気メッキを施された銅層とを有する。

【００２４】典型的に、基材に形成されたスルーホール
は、約１０〜約４０ミルの直径を有するが、基材に形成
されたブラインド経由路は約５〜約２０ミルの直径を有
する。一般に、スルーホールおよび/またはブラインド
経由路の表面上に無電解沈着させたニッケルの厚さは、
約１〜約５００マイクロインチの範囲内である。金属ク
ラッドの表面上、および無電解沈着させたニッケルの表
面上に電気メッキを施された銅の層を収容しないこれら
の基板に対しては、無電解沈着させたニッケルの厚さ
は、典型的に少なくとも１０マイクロインチとなる。こ
の基板が金属クラッドの表面上、および無電解沈着させ
たニッケルの表面上に電気メッキを施された銅層を含む
場合、ニッケル沈着物の厚さは、典型的に約１〜約１５
マイクロインチである。

【００２５】プリント回路構成を収容するための基板を
作成する方法であって、Ａ．基材がスルーホールおよび/またはブラインド経由
路内に露出されるように、基材の両面および金属クラッ
ドを通って延在する少なくとも１つのスルーホールを形
成するステップ、および/または前記内部層の導電性表
面まで金属クラッド面およびその金属クラッドを通って
延在する少なくとも１つのブラインド経由路を形成する
ステップと、Ｂ．必要程度に、スルーホールおよび/またはブライン
ド経由路のバリを取るステップと、Ｃ．必要程度に、金属クラッド、スルーホールおよび/
またはブラインド経由路を含む基材をデスミアするステ
ップと、Ｄ．連続ニッケル層が金属クラッドの表面上に沈着され
ないようにスルーホールおよびブラインド経由路の表面
上にニッケルを無電解沈着させるステップと、を含む方
法。ステップＡ、Ｂ、Ｃは従来技術で周知されており、これ
らのステップを実行するための多数の技術がある。

【００２６】スルーホールおよび/またはブラインド経
由路は、典型的に、所望の場所に金属クラッド基材の、
ドリル穴あけ、打ち抜き、高密度レーザービームアブレ
ーションによって形成される。これらのスルーホール
は、基板全体、すなわち両面を貫通するが、ブラインド
経由路は、基板の金属クラッド面を貫き、内部基板の導
電性表面と接触できるように基板の内部にまで貫くが、
基板の反対側まで貫通しない。

【００２７】スルーホールおよび/またはブラインド経
由路を形成する工程は、しばしば、それらの孔の周辺に
バリまたは他の凹凸ができることとなり、それができる
と、最終的なメッキ工程に重大な支障をきたす、故にバ
リ取り処理によって除去されなければならない。典型的
なバリ取りステップは、砂、蒸気噴射、機械的研磨など
を含む。

【００２８】典型的に、この結果得られる基板は、従来
のアルカリ性の過マンガン酸処理によって、または硫
酸、クロム酸での処理によって、または基板が酸素や、
CF₄などの過フッ化炭化水素ガスに暴露される乾燥化学
法であるプラズマデスミアによって、必要程度までデス
ミアされる。一般に、過マンガン酸処理は、順次使用さ
れる３つの異なる処理：（１）溶剤膨潤溶液、（２）過
マンガン酸デスミア溶液、および（３）中和溶液を含
む。典型的に、この基板は、３つの処理溶液毎に水です
すがれ、各溶液内に浸される。

【００２９】ステップＤは、次の順次ステップで行われ
ても良い：（i）１つ以上の湿潤材および/または界面活性剤で随意
のステップＢおよび/またはＣに続いて誘電体基材を調
整するステップと、（ii）必要程度に、ステップ（i）
から得られる調整済み誘電体基材を水ですすぐステップ
と、（iii）ステップ（ii）から得られる誘電体基材
の、典型的に接合された銅箔層である金属クラッド表面
を随意にマイクロエッチングするステップと、（iv）随
意のステップ（iii）に続いて、（ａ）VIII族およびIB
遷移金属から成るグループから選ばれた金属のイオン、
（ｂ）スズイオン、および（ｃ）酸および/または緩衝
塩を含む水性感光液と、調整済み誘電体基材を接触させ
るステップと、（v）必要程度に、ステップ（iv）から
得られる過敏化された基材を水ですすぐステップと、
（vi）ニッケルへの自触媒作用のある金属塩の水性溶液
で、ステップ（v）から得られる過敏化された基材を活
性化するステップ、（vii）必要程度に、ステップ（v
i）から得られる活性化された基材を水ですすぐステッ
プと、（viii）（ａ）ニッケルイオンと、（ｂ）沈殿防
止錯生成剤と、（ｃ）酸性状態でニッケルイオンをニッ
ケル金属に還元することができ、いかなるホルムアルデ
ヒドまたはいかなるホルムアルデヒド生成組成物をも含
有しない還元剤と、（ｄ）１つ以上の安定剤、および
（ｅ）１つ以上の銅錯生成剤、を含む水性の酸性無電解
ニッケル沈着溶液と、ステップ（vii）から得られる活
性化された基材を接触させるステップと、（ix）必要程
度に、ステップ（viii）から得られる基材を水ですすぐ
ステップと。

【００３０】ステップ（i）において、調整は、一般
に、典型的に水、過酸化水素、重硫酸ナトリウムなどの
少なくとも１つの酸性硫酸化合物（中和剤）、および１
つ以上の有機アミンおよび湿潤剤、例えば、アルキルグ
リコールエーテル、および/または陰イオン性、陽イオ
ン性、非イオン性および/または両性界面活性剤、例え
ば、ポリオキシエチレンオクチルフェノール縮合物、エ
チレンオキシド-アセチレングリコール付加物など、を
含む水性の中和および調整溶液と基板を接触させること
によって実行される。

【００３１】水でのすすぎに関するステップ（ii）、
（v）、（vii）、および（ix）は随意である。但し、
水、好ましくは脱イオン水でのすすぎが、先のステップ
実行中に基板の表面と接触した物質または組成物を除去
するためにステップ毎に実行されるのが良い。

【００３２】金属クラッド表面のマイクロエッチングに
関するステップ（iii）は、従来の技術で周知されてお
り、本質的に随意である。このステップの目的は、金属
クラッド表面に、後に適用される感光剤や活性剤のため
の定着部分を提供するだけでなく、電気メッキによって
適用される銅の層など後に適用される層への接合を容易
にするために微細凹凸表面構造にすることである。

【００３３】金属クラッド表面の過敏化に関するステッ
プ（iv）は従来技術で周知されている。典型的に、基板
は、約２０〜約５０℃の温度で約１０秒〜１０分間感光
剤に浸される。この感光剤は、典型的に、（ａ）VIII族
およびIB遷移金属から成るグループから選択された金属
のイオン、（ｂ）スズイオン、および（ｃ）酸および/
または緩衝塩を含む水性溶液から成る。この金属は、塩
化物または硝化物などの塩の状態のマンガン、鉄、コバ
ルト、ニッケル、銅、プラチナ、銀、金、またはパラジ
ウム（好ましい）などであっても良い。スズイオンは、
典型的に塩化第一スズの状態で存在する。緩衝塩は、通
常は塩化ナトリウムである。

【００３４】次のステップ、すなわち、ステップ（vi）
は、過敏化された表面の活性化に関する。このステップ
は、従来技術で周知されており、時には播種ステップと
も呼ばれる。このステップは、ニッケルに対して自触媒
作用がある金属塩の水性溶液と過敏化された基材を接触
させることを含む。活性化ステップは、典型的に、約１
０秒〜約５分間、約２０〜約５０℃の温度で活性剤内に
過敏化された基材を浸すことによって実行される。この
活性溶液は、典型的に、約０．１〜２規定の濃度で都合
良く利用される塩酸などの酸と共に、プラチナ、銀、
金、またはパラジウムの、後者が好ましい、塩化物など
のVIII族およびIB貴金属の塩を含有する。

【００３５】本発明の基本的な特徴は、金属クラッド表
面上に連続ニッケル薄膜が沈着しないように、スルーホ
ールおよび/またはブラインド経由路の表面上にのみニ
ッケルを無電解沈着させることに関するステップ（vii
i）についてである。この結果は、（ａ）ニッケルイオ
ン、（ｂ）沈殿防止錯生成剤、（ｃ）いかなるホルムア
ルデヒドまたはいかなるホルムアルデヒド生成組成物も
含有しない、酸性状態でニッケルイオンをニッケル金属
に還元できる還元剤、（ｄ）１つ以上の安定剤、および
（ｅ）１つ以上の銅錯生成剤、を含む水性の酸性無電解
ニッケル金属沈着溶液の槽内に、好ましくは撹拌して、
基板を浸すことによって達成される。

【００３６】無電解ニッケル沈着ステップは、約１５秒
〜約５分間、約２０〜約５０℃の温度で実行される。好
ましくは、基板は、槽が毎時、約２〜約２０回、好まし
くは５〜１５回も回転して撹拌が加えられる槽内で無電
解ニッケル溶液と接触される。代わりに、基板が、上述
の接触時間と槽回転速度とに相当する速度で槽を通過す
るコンベヤベルト上に配置されても良い。そのような条
件であれば、ニッケルは、スルーホールおよび/または
ブランド経由路の表面上に約２〜約１５マイクロインチ
の厚さに確実に沈着されよう。基板が電気メッキを施さ
れた銅の後に適用される層を収容しようとする場合、ニ
ッケル厚さは、若干薄目、例えば、約１〜約１０マイク
ロインチであっても良い。ニッケル沈着物の厚さを増す
ことは、上述範囲内の接触時間および温度の最高端でス
テップ（viii）を実行することによって容易に達成され
る（逆に、より厚さの薄いニッケル沈着物を得るには、
上述範囲の下端の接触時間および温度を使用することに
よって達成される）。

【００３７】水性の酸性無電解ニッケル沈着溶液内のニ
ッケルは、典型的に硫酸ニッケルなどの塩の状態で存在
する。

【００３８】沈殿防止錯生成剤は、エチレンジアミン四
酢酸またはそのナトリウム塩、琥珀酸、酢酸ナトリウ
ム、クエン酸ナトリウム、酒石酸カリウムナトリウム、
ニトリロ四酢酸またはそのアルカリ金属塩、グルコン酸
またはそのエステルトリエタノールアミン、グルコノγ
-ラクトン、エチレンジアミンアセテートなどの化合物
であっても良い。

【００３９】酸性状態でニッケルイオンをニッケル金属
に還元できる還元剤は、水素化ホウ素アルカリ金属、次
亜燐酸アルカリ金属、ジメチルアミンボラン、イソプロ
ピルアミンボラン、トリメトキシ-水素化ホウ素ナトリ
ウムなどの、いかなるホルムアルデヒドまたはいかなる
ホルムアルデヒド生成組成物も含有しないタイプのもの
である。

【００４０】安定剤は、ニッケル沈着溶液の自然分解を
防ぐためにあり、有用な安定剤は、酢酸鉛、酢酸第二ク
ロム、チオジグリコール酸などを含む。

【００４１】ニッケル沈着溶液は、スルーホールおよび
/またはブラインド経由路のニッケル沈着中に誘電体基
材上の金属クラッドの表面上に連続薄膜としてニッケル
が決して沈着されないようにするために一つ以上の金属
錯生成剤を含有していなければならない。典型的な基板
では、金属クラッドは、誘電体基材の表面に接合された
銅の層（通常は銅箔）を含み、そのような場合、金属錯
生成剤は、ステップ（viii）を通じて継続的に約０．５
〜約４ppm、好ましくは１〜２ppmのレベルに維持される
銅錯生成剤である。適当な銅錯生成剤は、チオ尿素、ベ
ンゾトリアゾール、チオシアン酸ナトリウムおよびそれ
らの混合物を含む。

【００４２】典型的に、基板は、スルーホールおよび/
またはブラインド経由路内のニッケル沈着に続いて電気
メッキを施した銅の層を収容する。無論、電気メッキを
施した銅は、誘電体基材上の金属クラッドの表面上だけ
でなく、スルーホールおよび/またはブラインド経由路
の表面上に沈着されたニッケルの表面上にも沈着する。
続いて、基板は、所望イメージ（例えば、感光性重合体
の状態での写真平版による）を受け、銅の不要部分が溶
解されて除去し、金属クラッドの表面上に所望の回路パ
ターンを残すようにしても良い。代わりに、基板は、基
板の金属化され、結像された表面上に完成パターンの状
態で銅などの金属を沈着させることによってパターン状
にメッキされても良い。これらの完成ステップは、従来
技術のものであり、プリント回路構成を収容するように
作製された基板、およびそのような基板を作製する方法
に向けられる本発明の一部をなすものではない。

【００４３】

【実施例】次の非限定的例は本発明を例示するのに役立
つ。

【００４４】例５０枚の試験パネルがこの例で採用された。各パネル
は、１oz.の銅箔が基板の両面に積層されたガラス繊維
補強エポキシ基板から成った。約１５，０００個の、直
径が約２０ミルのスルーホールは、工業基準に従って各
基板を貫通するようにドリル穴あけされ、その後、従来
式の水平バリ取り機械を用いてバリ取りが行われた。ド
リル穴あけ作業による削りクズは、次に下記の順次ステ
ップによってパネルから除去された。

【００４５】１）孔膨潤（Hole Swell）パネルはア
ルキルグリコールエーテルを含有する水性溶液(「OMG F
idelity UP310」)内に１４０°Fで５分間浸された。

【００４６】２）すすぎパネルは、
５８°Fで４分間の浸漬時間で、４０ガロンの水槽内に
３gpmの流量で流れる水道水ですすがれた。

【００４７】３）過マンガン酸塩パネルは、
水酸化ナトリウムおよび過マンガン酸カリウムを含有す
る水性溶液（「OMGFidelity UP315」）内に１７５°Fで
１２分間浸された。

【００４８】４）すすぎパネルは、
５７°Fで２分間の浸漬時間で、４０ガロンの水槽内に
１gpmの流量で流れる水道水ですすがれた。

【００４９】５）中和剤パネルは、
硫酸、過酸化水素、および重硫酸ナトリウムを含有する
水性溶液（「OMGFidelity UP320」）内で浸された。

【００５０】６）すすぎパネルは、
５８°Fで４分間の浸漬時間で、４０ガロンの水槽内に
２gpmの流量で流れる水道水ですすがれた。

【００５１】ステップ６）から得られるこれらのパネル
は、次に、下記の順次ステップで詳述されるように調整
され、活性化され、過敏化され、無電解ニッケル沈着溶
液と接触された。

【００５２】７）調整パネルは、
脱イオン水、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、非イオン性界面活性剤、および第四アミンから成る
水性溶液（「OMG Fidelity UP330」）内に１1５°Fで４
分間浸された。

【００５３】８）すすぎパネルは、
５８°Fで４分間の浸漬時間で、４０ガロンの水槽内に
３gpmの流量で流れる水道水ですすがれた。

【００５４】９）マイクロエッチングパネルは、
過酸化水素、硫酸、およびフェノールスルホン酸ナトリ
ウムから成る水性溶液(「OMG Fidelity UP335」)内での
１００°Fで２分間の浸漬によってマイクロエッチング
が行われた。

【００５５】１０）すすぎパネルは、
５８°Fで４分間の浸漬時間で、４０ガロンの水槽内に
３gpmの流量で流れる水道水ですすがれた。

【００５６】１１）予備浸漬パネルは、
塩化ナトリウムおよび重硫酸ナトリウムを含有する水性
溶液（「OMGFidelity UP340A」）内に８４°Fで１分間
浸された。

【００５７】１２）過敏化脱イオン
水、HCl、塩化第一スズ、レゾルシノール、および塩化
パラジウムから成る（「OMG Fidelity UP340A」）およ
び（「OMGFidelity UP340B」）の溶液内に９５°Fで３
分間浸された。

【００５８】１３）すすぎパネルは、
すすぎ毎に５７°Fで１分間の浸漬時間で、４０ガロン
の水槽内に１gpmの流量で流れる水道水で２度すすがれ
た。

【００５９】１４）活性化パネルは、
脱イオン水、HCl、および塩化パラジウムから成る（「O
MG FidelityUP350」）の溶液内に８７°Fで１分間浸さ
れた。

【００６０】１５）すすぎパネルは、
５８°Fで４分間の浸漬時間で、４０ガロンの水槽内に
３gpmの流量で流れる水道水ですすがれた。

【００６１】ステップ１５）から得られる２５枚のパネ
ルは、１２５°Fで４分間の「標準」ニッケル槽内での
浸漬による無電解ニッケル沈着を受け、ステップ１５か
ら得られる残りの２５枚のパネルは、１２５°Fで４分
間の「制御された」ニッケル槽内での浸漬による無電解
ニッケル沈着を受けた。最初に、各槽の組成は、同じで
あった、すなわち、それぞれが２．５体積％の「OMG Fi
delity UP385A」および１５体積％の「OMG Fidelity UP
385B」から成る「制御された」ニッケル槽だけでなく
「標準」も同じであった。最初に、各層のpHは、６．２
であり、それは、１ppmの総量で存在する銅錯生成剤と
共に３．０g/lのニッケル含有量と３２g/lの還元剤含有
量とを有した。

【００６２】この「OMG Fidelity UP385A」配合は、硫
酸ニッケルと蒸留水とから成った。「OMG Fidelity UP3
85B」配合は、脱イオン化水、有機酸、ホウ砂、次亜燐
酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、酢酸塩、エチレンジ
アミン四酢酸ナトリウム、およびチオシアン酸ナトリウ
ムとチオ尿素とから成る２つの銅錯生成剤から成った。

【００６３】最初の１０枚のパネルは、銅箔の表面上に
いかなるニッケルメッキも施されることなく「標準」ニ
ッケル槽を通過し、ニッケルは約５マイクロインチの平
均厚さでスルーホールの表面上に沈着された。この時点
で、銅錯生成剤のレベルは０．６ppmまで降下した。追
加的パネルが「標準」槽を通過すると、ニッケルは銅箔
の表面上にメッキし始め、ニッケルは約５マイクロイン
チの平均厚さでスルーホールの表面上に沈着し続け、銅
錯生成剤のレベルは降下し続けた。銅錯生成剤のレベル
がほぼ０ppmまで降下した時点で、「標準」ニッケル槽
から出てくるパネルの全てが、平均１２マイクロインチ
の厚さのニッケル沈着物でそれらの銅箔表面の全てが被
覆された。

【００６４】「制御された」ニッケル槽内で、最初の１
０枚のパネルが槽を通過した後に、銅錯生成剤の槽レベ
ルを１〜１．５ppmのレベルに維持し続けることができ
るように追加的な同量の２つの銅錯生成剤が「制御され
た」ニッケル槽内に添加されたことを除いて、同工程が
使用された。

【００６５】「制御された」ニッケル槽を通過する全て
のパネルは、銅箔の表面上にニッケルが認識できるほど
沈着することもなく、約５マイクロインチの平均厚さで
スルーホールの表面上にニッケルが沈着されたことに留
意すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハンラスエークリスアメリカ合衆国、ニュージャージー 07719、ベルマー、フォーティーンスアヴェニュー 505 (72)発明者ラジョイーイーヘンリージュニアアメリカ合衆国、ニュージャージー 07661、リバーエッジ、ザブリスキープレイス 229 (72)発明者ロジャースジーマークアメリカ合衆国、ニュージャージー 07044、ヴェローナ、ウエストオーバーロード 31 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB01 BB02 BB03 BB04 BB12 BB15 CC32 CC33 CC52 CD01 CD12 CD25 GG16 5E346 AA13 AA15 AA42 AA43 BB15 CC04 CC08 CC09 CC10 CC17 CC32 CC37 CC51 DD23 DD24 DD25 FF02 FF03 FF07 FF10 FF13 FF14 FF15 GG01 GG15 GG16 GG17 GG22 GG27 HH32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント回路構成を収容するように作製
された基板であって、（ａ）２つの面、および前記２つの面の間に挟まれた導
電性表面を具備する随意の少なくとも１つの内部層を有
する誘電体基材と、（ｂ）前記基材の前記２つの面の少なくとも１つの面に
設けられた金属クラッドと、（ｃ）前記基材の前記両面および前記金属クラッドを通
って延在する少なくとも１つのスルーホール、および/
または前記金属クラッド面およびそれの前記金属クラッ
ドを通って前記内部層の導電性表面まで延在する少なく
とも１つのブラインド経由路と、を含み、前記クラッド
の表面上にニッケルの連続層が存在しないという条件
で、前記スルーホールおよび/またはブラインド経由路
が前記スルーホールおよび/または前記ブラインド経由
路の表面上に無電解沈着されたニッケルを含む、基板。
【請求項２】前記金属クラッドが前記基板の前記２つ
の面の少なくとも１つの面に接合された銅の層を含む、
請求項１記載の基板。
【請求項３】銅の層が、前記接合された銅層の表面上
および前記スルーホールおよび/または前記ブラインド
経由路の前記表面上に無電解沈着された前記ニッケルの
前記表面上に電気メッキされる、請求項２記載の基板。
【請求項４】前記基板が約１〜約５００ミルの厚さを
有する、請求項１記載の基板。
【請求項５】前記基板が、セラミック、またはエポキ
シ樹脂、ポリイミド、テフロン、アクリル樹脂、シリコ
ーン樹脂、およびシアナート樹脂から成るグループから
選択された樹脂を含む、請求項１記載の基板。
【請求項６】前記基板がガラス繊維補強エポキシ樹脂
を含む、請求項５記載の基板。
【請求項７】前記接合された銅層が約０．３〜約２．
０ミルの厚さを有する、請求項２記載の基板。
【請求項８】前記電気メッキを施した銅層が約０．８
〜約１．５ミルの厚さを有する、請求項３記載の基板。
【請求項９】各面がそれに接合された銅層を含み、そ
れぞれのそのような層は約０．３〜約２．０ミルの厚さ
を有し、電気メッキを施された銅層はそれぞれの接合さ
れた銅層の表面上で約０．８〜約１．５ミルの厚さを有
する、請求項３記載の基板。
【請求項１０】前記スルーホールが約１０〜約４０ミ
ルの直径を有する、請求項１記載の基板。
【請求項１１】前記ブラインド経由路が約５〜約２０
ミルの直径を有する、請求項１記載の基板。
【請求項１２】前記スルーホールおよび/または前記
ブラインド経由路の前記表面上の前記無電解沈着ニッケ
ルの厚さが約１〜約５００マイクロインチの範囲内であ
る、請求項２記載の基板。
【請求項１３】前記スルーホールおよび/または前記
ブラインド経由路の前記表面上の前記無電解沈着ニッケ
ルの厚さが約１〜約１５マイクロインチの範囲内であ
る、請求項３記載の基板。
【請求項１４】プリント回路構成を収容するための基
板を作成する方法、前記基板が、２つの面の少なくとも
１つの面に金属クラッドを備えた前記２つの面、および
前記２つの面の間に挟まれた導電性表面を具備する随意
の少なくとも１つの内部層を有する誘電体基材を含む、
前記方法であって、Ａ．前記基材がスルーホールおよび/またはブラインド
経由路内に露出されるように、前記基材の両面および前
記金属クラッドを通って延在する少なくとも１つの前記
スルーホールを形成するステップ、および/または前記
内部層の導電性表面まで金属クラッド面およびその金属
クラッドを通って延在する少なくとも１つの前記ブライ
ンド経由路を形成するステップと、Ｂ．必要程度に、前記スルーホールおよび/または前記
ブラインド経由路のバリを取るステップと、Ｃ．必要程度に、前記金属クラッド、前記スルーホール
および/または前記ブラインド経由路を含む前記基材を
デスミアするステップと、Ｄ．連続ニッケル薄膜が前記金属クラッドの前記表面上
に沈着されないように前記スルーホールおよび/または
前記ブラインド経由路の表面上にニッケルを無電解沈着
させるステップと、を含む方法。
【請求項１５】前記金属クラッドが前記基材の前記２
つの面の少なくとも１つの面に接合された銅の層を含
む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】銅の層が、前記接合された銅層の表面
上と前記スルーホールおよび/または前記ブラインド経
由路の前記表面上に無電解沈着された前記ニッケルの前
記表面上とに電気メッキされる、請求項１５記載の方
法。
【請求項１７】前記基材が約１〜約５００ミルの厚さ
を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】前記基材が、セラミック、またはエポ
キシ樹脂、ポリイミド、テフロン、アクリル樹脂、シリ
コーン樹脂、およびシアナート樹脂から成るグループか
ら選択された樹脂を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】前記基板がガラス繊維補強エポキシ樹
脂を含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】前記接合された銅層が約０．３〜約
２．０ミルの厚さを有する、請求項１５記載の方法。
【請求項２１】前記電気メッキを施した銅層が約０．
８〜約１．５ミルの厚さを有する、請求項１６記載の方
法。
【請求項２２】前記誘電体基材の各面が、それに接合
された約０．３〜約２．０ミルの厚さを有する銅層と、
それぞれの接合された銅層の表面上で約０．８〜約１．
５ミルの厚さを有する電気メッキを施された銅層とを含
む、請求項１６記載の方法。
【請求項２３】前記スルーホールが約１０〜約４０ミ
ルの直径を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項２４】前記ブラインド経由路が約５〜約２０
ミルの直径を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項２５】前記スルーホールおよび/または前記
ブラインド経由路の前記表面上の前記無電解沈着ニッケ
ルの厚さが、約１〜約５００マイクロインチの範囲内で
ある、請求項１５記載の方法。
【請求項２６】前記スルーホールおよび/または前記
ブラインド経由路の前記表面上の前記無電解沈着ニッケ
ルの厚さが、約１〜約１５マイクロインチの範囲内であ
る、請求項１６記載の方法。
【請求項２７】ステップＤは、（i）１つ以上の湿潤剤および/または界面活性剤で随意
のステップＢおよび/またはＣに続いて前記誘電体基材
を調整するステップと、（ii）必要程度に、ステップ（i）から得られる前記調
整済み誘電体基材を水ですすぐステップと、（iii）ステップ（ii）から得られる前記誘電体基材の
金属クラッド表面を随意にマイクロエッチングするステ
ップと、（iv）随意のステップ（iii）に続いて、（ａ）VIII族
およびIB遷移金属から成るグループから選ばれた金属の
イオン、（ｂ）スズイオン、および（ｃ）酸および/ま
たは緩衝塩を含む水性感光液と、前記調整済み基材を接
触させるステップと、（v）必要程度に、ステップ（iv）から得られる前記過
敏化された基材を水ですすぐステップと、（vi）ニッケルへの自触媒作用のある金属塩の水性溶液
で、ステップ（v）から得られる前記過敏化された基材
を活性化するステップ、（vii）必要程度に、ステップ（vi）から得られる前記
活性化された基材を水ですすぐステップと、（viii）（ａ）ニッケルイオンと、（ｂ）沈殿防止錯生
成剤と、（ｃ）酸性状態でニッケルイオンをニッケル金
属に還元することができ、いかなるホルムアルデヒドま
たはいかなるホルムアルデヒド生成組成をも含有しない
還元剤と、（ｄ）１つ以上の安定剤、および（ｅ）１つ
以上の銅錯生成剤、を含む水性の酸性無電解ニッケル金
属沈着溶液と、ステップ（vii）から得られる前記活性
化された基材を接触させるステップと、（ix）必要程度に、ステップ（viii）から得られる前記
基材を水ですすぐステップと、によって順次に実行され
る、請求項１４記載の方法。
【請求項２８】ステップ（iv）の前記水性溶液に採用
された前記金属がパラジウムを含む、請求項２７記載の
方法。
【請求項２９】ステップ（vi）の前記水性溶液に採用
された前記金属がパラジウムを含む、請求項２７記載の
方法。
【請求項３０】前記誘電体基材の前記表面上の前記金
属クラッドが銅の層を含み、ステップ（viii）の前記水
性溶液内に採用された前記金属錯生成剤が、チオ尿素、
ベンゾトリアゾール、チオシアン酸ナトリウムおよびそ
れらの混合物から成るグループから選択された銅錯生成
剤を含む、請求項２７記載の方法。
【請求項３１】前記銅錯生成剤がステップ（viii）を
通じて継続的に約０．８〜約４．０ppmのレベルに維持
される、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】前記銅錯生成剤がステップ（viii）を
通じて継続的に約１．０〜約２．０ppmのレベルに維持
される、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】ステップ（viii）での前記水性の酸性
無電解ニッケル金属沈着溶液との前記活性化された誘電
体基材の前記接触が、毎時約２〜約２０回の槽回転速度
でその溶液が撹拌されながら、約１５秒〜約５分間、約
２０〜約５０℃の温度で起こる、請求項２７記載の方
法。
【請求項３４】前記溶液が毎時５〜１５回の槽回転速
度で撹拌される、請求項３３記載の方法。