JP2005327978A - 湿式デスミア処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法において、酸化剤を含む水溶液中で行われるデスミア工程で前記スルーホール等の壁面に段差が生じないようにすること、さらに若干残留するスミアを効率よく除去できる湿式デスミア処理方法を提供することにある。
【解決手段】 少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、前記スルーホール等の壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで超音波処理を行って完全にスミアを除去する湿式デスミア処理方法とすることによって、解決される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等やレーザビアホールのスミアを除去する湿式デスミア処理方法に関するものである。

従来、電子機器類に使用される薄型化、高密度化された多層のプリント配線基板には、複数の導体間を接続するために、スルーホールやレーザビアホール（以下スルーホール等）が形成される。このようなスルーホール等を形成するためには、ドリル加工やレーザ加工が行われるがスルーホール等内に樹脂カス（以下スミア）が発生して、その後の銅メッキ処理が困難となる。このため、スミアを除去するデスミア処理が行われる。すなわち、スルーホール等の加工が施された多層プリント配線基板を、超音波洗浄工程、膨潤工程、水洗工程、デスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程、乾燥工程からなる湿式のデスミア処理方法が行われている。しかしながらこのようなデスミア処理方法は、デスミア処理に過マンガン酸ナトリウムや過マンガン酸カリウム等が使用されるので、環境汚染や廃棄、保存等の管理の問題があるとして、２−（２アミノエトキシ）エタノール、ヒドロキシルアミン、カテコールに変更すること、デスミア工程や水洗工程で超音波を印加することが特許文献１に記載されている。しかしながらこのようなデスミア処理においては、特に過マンガン酸ナトリウムや過マンガン酸カリウム等によるデスミア処理では、スルーホール等の壁面に溶解による段差が生じることがわかった。このような段差が生じると、その後のめっき処理において、均一なめっき処理が困難となり、導通不良や耐熱衝撃性低下等の不都合が生じていた。
特開２００３−３３８６７９号公報

よって本発明が解決しようとする課題は、多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法において、酸化剤を含む水溶液中で行われるデスミア工程で前記スルーホール等の壁面に段差が生じないようにすること、さらに若干残留するスミアを効率よく除去できる湿式デスミア処理方法を提供することにある。

前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、前記スルーホール等の壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで超音波処理を行って完全にスミアを除去する湿式デスミア処理方法とすることによって、解決される。

また請求項２に記載されるように、少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、スルーホール等の壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで前記水洗工程、中和工程、水洗工程のいずれか一箇所で超音波処理を行って完全にスミアを除去する湿式デスミア処理方法とすることによって、解決される。

以上の本発明は、少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、前記スルーホール等の壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで超音波処理を行って完全にスミアを除去することによって、また前記超音波処理を、前記水洗工程、中和工程、水洗工程のいずれか一箇所で超音波処理を行って完全にスミアを除去する湿式デスミア処理方法としたので、多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等の壁面に段差が生じないように処理することができ、また若干残留するスミアを効率よく完全に除去することがでる。さらに得られた多層プリント配線基板は、スルーホール等に均一な銅メッキ処理が行え、確実に導通が可能な安定したスルーホール等を有する多層プリント配線基板となる。

以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホール等のスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、前記スルーホール等の壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついでデスミア工程に設けた超音波発振装置によって超音波処理を行なうことによって、完全にスミアを除去する湿式デスミア処理方法である。以下にフレキシブルプリント配線基板（以下ＦＰＣ）とリジッド配線基板（以下ＲＰＣ）を層間接着剤シートによって積層したフレックス・リジッド配線基板（以下Ｒ・ＦＰＣ）におけるスルーホール等を形成した場合について、図面によって説明する。

まず、従来の湿式デスミア処理方法によってデスミア処理した場合のスルーホール等の状態を示す、図２について説明する。１はＲ・ＦＰＣで、スルーホール等２がドリル、パンチ等によって孔設される。Ｒ・ＦＰＣ１は、ＦＰＣ３の両側に層間接着シート４、４′を用いて、ＲＰＣ５、５′が積層された構造になっている。ＦＰＣ３は、銅貼り積層板（以下ＣＣＬ）３１とカバーレイフィルム（以下ＣＬ）３２がホットプレス等によって接着されたものである。そして前記ＣＣＬ３１には、エッチング、ダイスタンプ等の種々の方法により銅配線回路が形成される。またＲＰＣ５、５′は、銅箔５１、５１′がガラスエポキシ樹脂基材５２、５２′に接着されたものである。このような構成のＲ・ＦＰＣ１には、各層の導体を導通させるためにスルーホール等２が形成される。その後、スルーホール等２には銅メッキ層（図示せず）が施されて導通するようになる。なお、前記銅メッキ浴としては硫酸銅浴、塩化銅浴、シアン銅浴等が通常用いられる。

しかしながら、前述のスルーホール等２の形成ではスルーホール等の壁面に、ドリル、パンチ等の孔設によるスミア（樹脂カス）が発生する。そしてこのスミアは、前述の銅メッキ層を形成する際、邪魔になるので除去される。一般的に行われているのが、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムや硫酸系、クロム酸系などの酸化剤を含む水溶液中で、スミアを除去するデスミア処理方法である。この方法は、乾式のデスミア処理方法と比較してコスト的に安くできるので、多用されている。簡単にプロセスを説明すると、スルーホール等を形成したＲ・ＦＰＣ１を超音波洗浄処理、膨潤処理、水洗処理、デスミア処理、水洗処理、中和処理、水洗処理並びに乾燥処理からなる各工程によって行われる。なおＲ・ＦＰＣ１以外にも、ＦＰＣを多層に積層した多層ＦＰＣに、レーザによってビアホールを孔設する場合も、同様である。

しかしながら前述のデスミア工程は、通常デスミアを完全に除去するために長時間の処理が行われる。このために、Ｒ・ＦＰＣ１のＰＩ層や接着剤層の部分が余分に溶解され、図２のＡ、Ｂで示したような段差が発生することがわかった。このような段差がスルーホール等の壁面に生じると、その後に行われる銅メッキ処理の際に銅メッキが均一に一様にメッキされなくなり、密着性が悪く電気的特性上の問題や機械的特性が劣化する問題を生じる。このようなＲ・ＦＰＣ１は、信頼性が損なわれて好ましくない。

これに対して本発明の湿式デスミア処理方法によれば、このような問題が生じない。図１に示すようにスルーホール等２の壁面に段差が生じない、平滑なスルーホール等２の壁面とすることができる。すなわち、デスミア工程において、従来の処理のように完全にスミアが除去されるまでデスミア処理をせず、例えばスミアが若干残留してもスルーホール等の壁面に段差が生じない程度のデスミア処理とすることによって、スミアは、その後の超音波処理によって完全に除去できることがわかった。これは、デスミア工程ではスミアが溶融劣化する程度にデスミア処理されていればよいと考えられる。実験によればデスミア処理時間は、従来の処理時間の半分程度でよいことが確認された。また前記超音波処理は、デスミア装置のいずれの方向から行ってもよいことも確認された。すなわち、デスミア装置の底部から、側面から或いは上部からでも効果がある。さらにこの超音波処理は、実験によると３０秒程度で殆どの残留スミアが除去された。

以上のような本発明によるデスミア処理方法によれば、スルーホール等の壁面には殆ど段差が見られなかった。図１の概略断面図から明らかなごとく、Ａ、Ｂで示される段差が生じていない。すなわち、スルーホール等２の壁面はほぼ平滑に形成されている。このような状態のスルーホール等２の壁面であれば、銅メッキ処理を施した場合にメッキは均一でかつ密着性がよい銅メッキ層が得られることになり、導通が安定したものとなり好ましい。このように本発明のデスミア処理方法は、スミアを完全に除去するためにスルーホール等の壁面に段差を生じるまで行なう必要はなく、超音波処理を併用することによってスミアが若干残留する状態であっても、問題なく処理することができるものである。

また前述の超音波処理工程は、請求項２に記載するように、前記デスミア工程でのデスミア処理は、スルーホール等の壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで前記水洗工程、中和工程、水洗工程のいずれか一箇所で超音波処理を行って、完全にスミアを除去する湿式デスミア処理方法とすることによっても同様の効果が得られる。すなわち、デスミア処理によって余分な樹脂層まで溶解されることがないので、スルーホール等の壁面に段差が生じることがなく平滑な壁面とすることができる。さらにこの発明のように、デスミア工程以外の工程に超音波発振機を配置する場合には、化学薬品を含む工程での処理ではないのでデスミア処理方法として、作業が安全に行える等のメリットもある。

以下に実験例を示して、本発明の効果を述べる。ＣＣＬとＣＬをホットプレスしたＦＰＣを、層間接着シートを用いてガラスエポキシシートに銅箔を接着したＲＰＣを積層したＲ・ＦＰＣに、直径３００μｍのスルーホールをドリルによって形成して試料とした。（実験例１〜４）また、両面ＣＣＬにＣＬを貼り合わせ、これを層間接着シートを用いてＣＣＬと積層した多層ＦＰＣに、直径１００μｍのＬＶＨ（レーザビアホール）を炭酸ガスレーザによって形成して試料とした。（実験例５〜８）さらに、両面ＣＣＬに直径１００μｍのＬＶＨ（レーザビアホール）を、炭酸ガスレーザによって形成して試料とした。（実験例９〜１２）

これ等の試料について、表１に記載したそれぞれのデスミア処理を行った。デスミア処理は、過マンガン酸ナトリウム水溶液を充填した処理槽に浸漬させたものである。また超音波処理の条件は、周波数３８ｋＨｚ、出力１００Ｗである。デスミア処理後のこれ等の試料を、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりスルーホール等の状態を観察した。結果を表１に記載した。

本発明の実施例に該当する実験例１、５および９に記載したデスミア処理によれば、スルーホール等の壁面には段差がなく平滑であり、スミアも全く見られなかった。すなわち、前記試料をデスミア処理槽中に従来方法での処理時間の半分程度の時間（短時間デスミア処理）浸漬した後、前記条件の超音波処理を１分程度続けて行なうことによって、すなわち、短時間デスミア処理と超音波処理を組合わせることによって、スルーホール等の壁面に段差を生じないで、スミアを確実に除去することができるデスミア処理方法である。

これに対して、実験例２、６および１０に記載する短時間デスミア処理のみとすると、スルーホール等の壁面に段差は生じないが、スミアがかなり残存しており問題がある。また、従来方法に該当する実験例３、７および１１の長時間デスミア処理においては、スミアは除去されるがスルーホール等の壁面には、図２に見られるようなＡやＢで示した段差が生じており、問題がある。さらに、乾式デスミア処理方法である真空中でのプラズマエッチング法によれば、スルーホール等の壁面に段差を生じることなくスミアを除去できるが、この方法はコストが非常に高くなり実用的な面から問題がある。

以上の本発明によれば、実用的な湿式デスミア処理方法によって安定して使用可能な多層プリント配線基板を提供できるので、工業的にも有用なものである。

本発明の湿式デスミア処理方法による多層プリント配線基板のスルーホール等の壁面部分を模式的に示す概略断面図である。 従来方法による多層プリント配線基板のスルーホール等の壁面の段差の状態を模式的に示す概略断面図である。

符号の説明

１ Ｒ・ＦＰＣ
２ スルーホール等
３ ＦＰＣ
３１ ＣＣＬ
３２ ＣＬ
４、４′ 層間接着剤シート
５、５′ ＲＰＣ
５１ 銅箔
５２ ガラスエポキシ層
Ａ、Ｂ 段差の状態

Claims (2)

1. 少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホールやレーザビアホールのスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、前記スルーホールやレーザビアホール壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで超音波処理を行って完全にスミアを除去することを特徴とする湿式デスミア処理方法。
2. 少なくともデスミア工程、水洗工程、中和工程、水洗工程からなる多層プリント配線基板に形成されたスルーホールやレーザビアホールのスミアを除去する湿式デスミア処理方法であって、前記デスミア工程でのデスミア処理は、スルーホールやレーザビアホール壁面部分に段差が生じない程度の処理を行ない、ついで前記水洗工程、中和工程、水洗工程のいずれか一箇所で超音波処理を行って完全にスミアを除去することを特徴とする湿式デスミア処理方法。

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