JP2004174463A

JP2004174463A - 基板の洗浄方法

Info

Publication number: JP2004174463A
Application number: JP2002346846A
Authority: JP
Inventors: Munetoshi Irisawa; 宗利入沢; Kenji Hyodo; 建二兵頭
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】本発明は、基板が薄厚または小面積で洗浄液噴出圧力を十分に高くすることでも、良好な洗浄が可能な基板の洗浄方法を提供するものである。
【解決手段】透水性ベルト１上に基板２を積載して搬送し、洗浄液噴射手段３から基板面に向かって洗浄液を噴射する基板の洗浄方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前処理、水洗、レジスト剥離等のプリント配線板の洗浄に関し、洗浄が困難な基板に対しても有用な基板の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型、多機能化に伴い、機器内部に使用されるプリント配線板も高密度化が進められており、そのような条件を達成する手段として、回路パターンの微細化やプリント配線板の多層化が挙げられる。多層プリント配線板は、多層構造を成すために、一般にスルーホール、バイアホールと呼ばれる、内壁を導電体で被覆した貫通孔、非貫通孔といった細孔を通じて各層間の導通が行われている。
【０００３】
プリント配線板の基本的な製造工程には、めっき、回路形成、積層、ソルダレジスト形成等の工程があり、これらの各処理を行うにあたっては、前処理として基板面に付着した油、樹脂、酸化膜等の不純物を除去する前洗浄処理と、各処理の最後に、次の工程への洗浄液の持ち込みが生じないようにする水洗処理が行われる。また、回路形成においては、エッチング後に不要となった残存エッチングレジストを洗浄して除去するレジスト剥離処理が行われる。これら前洗浄処理、水洗処理、レジスト剥離処理は、一般的に図４に示したような水平搬送処理装置が用いられる。すなわち、ローラーコンベア５によりプリント基板を水平に搬送し、上下に配列された洗浄液噴出手段３で洗浄液６を基板２の上下両面にスプレーして基板上の除去対象物を洗浄する方法が採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
しかし、近年、高密度化が進むにつれて、貫通孔及び／または非貫通孔（以下、孔）の孔径が小さくなり、孔内の深部まで洗浄液が入り込まず、そのため、強制的に孔内部に洗浄液が流れるようにスプレーの圧力を通常より高くする手段がなされる。このような状況下においては、基板が薄厚または小面積であったり、ローラーコンベアのローラーの軸の間隔が広かったりすると、スプレーの圧力を受けて基板先頭が上下にたわみ、ローラー間隔に基板先頭がもぐり込み、ジャミングが発生し問題となった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２９２１０号公報（第１〜４頁）
【特許文献２】
特開平７−２１２０１１号公報（第１〜４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のように洗浄が困難な基板においても、良好な洗浄が可能な基板の洗浄方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために鋭意検討した結果、透水性ベルト上に基板を積載して搬送し、洗浄液噴射手段から基板面に向かって洗浄液を噴射する基板の洗浄方法によって、基板が薄厚または小面積で洗浄液噴出圧力を十分に高くすることでもジャミングが発生せず、良好な基板の洗浄が達成できた。
【０００８】
また、上記透水性ベルトの背面にサクション手段を設けることで、洗浄液の捌けが良好で、さらに貫通孔内部および透水性ベルトに接触した基板面の洗浄を促進し、速やかに洗浄を行うことができる。
【０００９】
また、上記透水性ベルト及び／または洗浄液噴射手段が基板の進行方向に対して垂直方向に揺動することで、基板面内に洗浄ムラが発生せず、さらに速やかに洗浄を行うことができる。
【００１０】
また、回路形成の工程に於いて、サブトラクティブ法に於けるエッチング後もしくはアディティブ法に於けるめっき後で不要となったレジストを除去する際に、上記洗浄液としてレジスト剥離液を使用することで、孔内部における残存レジストを除去することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の基板の洗浄方法について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の基板の洗浄方法は、化学研磨、スクラブ研磨、スミア除去、等のめっきや回路形成における前洗浄処理、また各処理の水洗処理、またレジスト剥離処理に適用される。それぞれ使用される洗浄液は、化学研磨処理の場合であれば硫酸過酸化水素や硝酸系液等の酸性液、スクラブ研磨の場合であれば研磨剤含有水等、スミア除去処理の場合であれば過マンガン酸系洗浄液等がそれぞれ選択される。またレジスト剥離に於いては、水酸化ナトリウム水溶液等の強アルカリ水溶液や有機アミン液が使用される。このように、本発明においては、基板面および孔内部を洗浄する際に除去すべき対象物を除去可能な洗浄液を選択して用いることであれば、如何なる洗浄工程においても適用できる。
【００１３】
図１は、本発明の基板の洗浄方法を施す基板洗浄装置の一概念図である。基板２の洗浄処理を施すべく、少なくとも基板２を搬送する透水性ベルト１と基板面に向かって洗浄液６を噴射する洗浄液噴射手段３を有する。透水性ベルト１は多孔質のもので、吹き付けられた洗浄液６が重力もしくはサクション手段４によって容易に通過する性質を有しており、洗浄液６に対する耐性を有するものであればよい。プラスチック製の網等が挙げられる。洗浄液噴出手段３は、孔内に洗浄水を流し込む程の高圧な洗浄水を供給する。細長いすき間から板状に洗浄水が噴出されるフラットノズルやスプレー状に洗浄液が噴出されるスプレーノズル等が挙げられる。また基板面および孔内部を良好に洗浄できれば如何なるノズルにおいても適用できる。洗浄液噴出手段３は、基板２に対して傾斜をつけて斜めから洗浄液６を噴出しても良い。水圧は、除去対象物の種類や洗浄の度合いや孔の深さによって調整を行う。より高圧にするため、基板２にノズルを十分の近接した位置に取り付けると好ましい。
【００１４】
本発明の基板の洗浄方法は、図２に示すように従来のローラーコンベアの方式のライン上に図１に示した本発明の基板の洗浄方法を導入することで処理しても良い。すなわち、従来方式で成し得なかった孔内部の洗浄を本発明の基板の洗浄方法によって処理し、基板上の洗浄が容易な部分は従来方式にてシャワー圧を十分弱くして洗浄する。このようにすれば、既存設備を適用でき、基板２の下面（透水性ベルト接触面）も十分に洗浄でき、洗浄のムラを気にすることなく迅速に処理ができる。
【００１５】
本発明に係わるサクション手段は、透水性ベルト１の背面に設置され、透水性ベルト上に溜まった洗浄水を吸引することで強制的に脱水する。例えば、洗浄液の粘度が高い場合や、透水性ベルトのメッシュが細かい場合等に適用される。また、レジスト剥離の場合は剥離片を生じるため、透水性ベルトのメッシュに剥離片がトラップされ水はけが悪くなる場合にサクション手段を用いる。
【００１６】
図３は、透水性ベルト１及び／または洗浄液噴出手段３の揺動の様子を表した一概念図である。図３において矢印ｃは基板２の進行方向、矢印Ａは透水性ベルト１を揺動させる支柱体７の往復運動を示している。また、矢印Ｂは洗浄液噴出手段３の往復運動を示している。本発明の基板の洗浄方法に於いて、透水性ベルト１及び／または洗浄液噴出手段３が基板２の進行方向に対して垂直方向に揺動することで、面内むら、洗浄水の捌け等が向上し、より効率的に洗浄が達成できる。
【００１７】
本発明の基板の洗浄方法を回路形成工程のレジスト剥離部に適用できる。レジスト剥離部は、サブトラクティブ法に於けるエッチング工程後もしくはアディティブ法に於けるめっき工程後に実施され、現像で使用した現像液よりもさらに強い溶液で処理することにより残存したレジストを除去することができる。一般的には、水酸化ナトリウム水溶液等が使用されるが、使用するフォトレジストに見合った液を使用する。例えば、エタノールアミン類、エチレンジアミン、プロパンジアミン類、トリエチレンテトラミン、モルホリン等の有機塩基性化合物等の混合液を用いることもできる。
【００１８】
本発明に係わる基板２とは、プリント基板またはリードフレーム用基板が挙げられる。プリント基板であれば、フレキシブル基板、リジッド基板に分類され、フレキシブル基板は通常がポリエステルやポリイミドが絶縁材料として用いられ、その他にもアラミド、ポリエステル−エポキシベースが用いられている。フレキシブル基板の絶縁層の厚さは１３μｍ〜１２５μｍ程度で、その両面もしくは片面に１２〜３５μｍ程度の銅箔が設けられており、非常に可撓性があるためエッチングの際にたわみが多く、本発明の基板の洗浄方法が好適に使用される。また、リジッド基板であったら、紙基材またはガラス基材にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂等を浸漬させた絶縁性基板を必要枚数重ね、その片面もしくは両面に金属箔を載せ、加熱、加圧して積層されたものが挙げられる。また、内層配線パターン加工後、プリプレグ、金属箔等を積層して作製する多層用のシールド板、また貫通孔や非貫通孔を有する多層板も挙げられる。厚さは６０μｍから３．２ｍｍ程度であり、プリント基板としての最終使用形態により、その材質と厚さが選定される。これらプリント基板は、例えば「プリント回路技術便覧−第二版−」（（社）プリント回路学会編、日刊工業新聞社発刊）や「多層プリント回路ハンドブック」（Ｊ．Ａ．スカーレット編、（株）近代化学社発刊）に記載されているものを使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明を実施例により詳説するが、本発明はその主旨を超えない限り、下記実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
０．３ｍｍφの貫通孔（スルーホール）と６０μｍφの非貫通孔（ビアホール）を形成した両面銅張積層板（２００×３００×０．０６ｍｍ、銅厚３５μｍ）を用意し、液状フォトレジスト（互応化学工業製ＥＫＩＲＥＳＩＮＰＥＲ−８００ＤＢ−３０７Ｎ）を孔内部までレジスト液が浸るようにディップ塗布を実施した。次に紫外線パターン露光、アルカリ現像、エッチングを実施した。
【００２１】
エッチング後の基板を、まず樹脂性ネットコンベア（透水性ベルト）上にのせて搬送し、スプレーノズルから３．０質量％水酸化ナトリウム水溶液（４０℃、スプレー圧：６．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて、約３０秒間基板面にスプレーを施し、孔内部に残存していたレジストを除去した。次に、図４に示すようなローラーコンベア（串ロール径４０ｍｍ、軸間隔７０ｍｍ）で搬送するレジスト剥離装置において、緩やかなスプレー圧（１．０ｋｇ／ｃｍ^２）の条件のもと基板裏面（透水性ベルト面）の残存レジストを除去することで、ジャミングの発生なく良好なレジスト剥離が実施できた。
【００２２】
実施例２
実施例１と同様にして基板を用意し、液状フォトレジストを塗布、露光、アルカリ現像、エッチングを実施した。
【００２３】
エッチング後の基板を、樹脂性ネットコンベア（透水性ベルト）上にのせて搬送し、０．５ｍｍ幅のスリットノズルから３．０質量％水酸化ナトリウム水溶液（４０℃、水圧：６．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて約２０秒間基板面に吹き付け、一方透水性ベルトの背面にサクションボックスを設け洗浄液の吸引を施した。実施例１に比べ短時間で孔内部に残存していたレジストを除去できた。次に、図４に示すようなローラーコンベア（串ロール径４０ｍｍ、軸間隔７０ｍｍ）で搬送するレジスト剥離装置において、緩やかなスプレー圧（１．０ｋｇ／ｃｍ^２）の条件のもと基板裏面（透水性ベルト面）の残存レジストを除去することで、ジャミングの発生なく良好なレジスト剥離が実施できた。
【００２４】
実施例３
実施例１と同様にして基板を用意し、液状フォトレジストを塗布、露光、現像、エッチングを実施した。
【００２５】
エッチング後の基板を、樹脂性ネットコンベア（透水性ベルト）上にのせて搬送し、０．５ｍｍ幅のスリットノズルから３．０質量％水酸化ナトリウム水溶液（４０℃、水圧：６．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて約２０秒間基板面に吹き付け、さらに同時に、透水性ベルトおよびスリットノズルを基板の進行方向に対して垂直方向に約１往復／秒で揺動させた。結果、実施例１に比べ短時間で孔内部に残存していたレジストを除去できた。次に、図４に示すようなローラーコンベア（串ロール径４０ｍｍ、軸間隔７０ｍｍ）で搬送するレジスト剥離装置において、緩やかなスプレー圧（１．０ｋｇ／ｃｍ^２）の条件のもと基板裏面（透水性ベルト面）の残存レジストを除去することで、ジャミングの発生なく良好なレジスト剥離が実施できた。
【００２６】
実施例４
０．３ｍｍφの貫通孔（スルーホール）と６０μｍφの非貫通孔（ビアホール）を形成した両面銅張積層板（２００×３００×０．０６ｍｍ、銅厚３５μｍ）を用意した。次に、その基板を、樹脂性ネットコンベア（透水性ベルト）上にのせて搬送し、スプレーノズルから化学研磨用の硫酸過酸化水素水（３０℃、水圧：５．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて約４０秒間基板面に吹き付け、さらに、サクションで吸引すると共に、透水性ベルトおよびスプレーノズルを基板の進行方向に対して垂直方向に約１往復／秒で揺動させた。穴内の凹凸を電子顕微鏡で観測したところ、化学研磨が行き届いたため、めっきのダマがない良好な洗浄が達成できたことが分かった。
【００２７】
実施例５
銅張積層板（２００×３００×０．０６ｍｍ、銅厚１８μｍ）にドリルおよびレーザーによって０．３ｍｍφの貫通孔と６０μｍφの非貫通孔を開けた基板を用意した。次ぎに、その基板を、樹脂性ネットコンベア（透水性ベルト）上にのせて３ｍ／ｍｉｎで搬送し、スプレーノズルからスミア除去用の硫酸および過マンガン酸溶液で（水圧：５．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて基板面に吹き付け、さらに、サクションで吸引すると共に、透水性ベルトおよびスプレーノズルを基板の進行方向に対して垂直方向に約１往復／秒で揺動させた。穴内の凹凸を電子顕微鏡で観測したところ、バリやスミアのこりの無い良好な洗浄が達成できた。
【００２８】
比較例１
実施例１と同様にして基板を用意し、液状フォトレジストを塗布、露光、現像、エッチングを実施した。
【００２９】
エッチング後の基板を、ローラーコンベア（串ロール径４０ｍｍ、軸間隔７０ｍｍ）にて搬送し、スプレーノズルから３．０質量％水酸化ナトリウム水溶液（４０℃、スプレー圧：１．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて、約３０秒間基板面にスプレーを施したが、孔内部にレジストが残存しレジスト剥離が達成できなかった。
【００３０】
比較例２
実施例１と同様にして基板を用意し、液状フォトレジストを塗布、露光、現像、エッチングを実施した。
【００３１】
エッチング後の基板を、ローラーコンベア（串ロール径４０ｍｍ、軸間隔７０ｍｍ）にて搬送し、スプレーノズルから３．０質量％水酸化ナトリウム水溶液（４０℃、スプレー圧：６．０ｋｇ／ｃｍ^２）にて、約３０秒間基板面にスプレーを施したが、ローラー間に基板の先頭が入り込みジャミングが発生しレジスト剥離が達成できなかった。
【００３２】
比較例３
０．３ｍｍφの貫通孔（スルーホール）と６０μｍφの非貫通孔（ビアホール）を有する両面銅張積層板（２００×３００×０．０６ｍｍ、銅厚３５μｍ）を、ローラーコンベア（串ロール径４０ｍｍ、軸間隔７０ｍｍ）にて搬送し、硫酸液、過マンガン酸溶液、硫酸過酸化水素水の液を用いて、スプレー圧を５ｋｇ／ｃｍ^２にて処理を施したが何れの液を用いても、ローラー間に基板の先頭が入り込みジャミングが発生した。ジャミングが発生しない程度のスプレー圧にて処理を施したが、孔内部の洗浄のこりが確認された。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の基板の洗浄方法においては、基板が薄厚または小面積で洗浄液噴出圧力を十分に高くすることでも、ジャミングが発生せず良好な基板の洗浄方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板の洗浄方法を施す基板洗浄装置の一概念図。
【図２】従来方式の洗浄ライン上に本発明の基板の洗浄方法を導入した一概念図。
【図３】透水性ベルト及び／または洗浄液噴出手段の揺動の様子を表した一概念図。
【図４】従来の水平搬送型の基板の洗浄装置の一概念図。
【符号の説明】
１透水性ベルト
２基板
３洗浄液噴出手段
４サクション手段
５ローラーコンベア
６洗浄液
７支柱体

Claims

透水性ベルト上に基板を積載して搬送し、洗浄液噴射手段から基板面に向かって洗浄液を噴射する基板の洗浄方法。
上記透水性ベルトの背面にサクション手段を設けることを特徴とする請求項１記載の基板の洗浄方法。
上記透水性ベルト及び／または洗浄液噴射手段が基板の進行方向に対して垂直方向に揺動することを特徴とする請求項１または２に記載の基板の洗浄方法。
上記洗浄液がレジスト剥離液であって、基板上の残存レジストを除去することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の基板の洗浄方法。