JP4189609B2

JP4189609B2 - サブストレート材料をプライミングする組成物及び方法

Info

Publication number: JP4189609B2
Application number: JP53323198A
Authority: JP
Inventors: テイラー，ジェームズ、エム．
Original assignee: テイラー，ジェームズ、エム．
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JP2001511218A; EP1017881A1; AU6268198A; CA2278580A1; WO1998033951A1; TW388194B

Description

発明の背景
発明の技術分野
本発明は一般にサブストレート（基板）を作製する組成物（コンポジション）、特にプリント回路基板（PCB）化学的ミリングされた合金及び化学的めっきされた合金の製造に使用される金属面及び内層を下塗り（プライミング）する改善された溶液及び方法に関する。
関連技術の説明
PCBの製造には、サブストレート材料の処理が必要である。一般的に、サブストレートの処理は、サブストレートに種々の化学溶液を順次コーティングすることにより化学的に行われる。サブストレートは、各溶液のコーティング間にすすぎ洗いするのが普通であり、最後に最終すすぎ洗い及び乾燥サイクルを行う。PCBの処理には、種々の工程を含み、材料の層がクリーニングされ、スクタビングされ、エッチングされ、パッシベートされ、処理され、マスキングされ、加工され、デポジットされ又はこれらの組合わせを行う。
PCB製造工程の最初の工程として、所望のPCB回路パターンを形成する為に使用されるスクリーンインクやフォトレジストを後で付着形成する為のクリーニング及び下塗り（プライミング）を含む。図１は、サブストレート材料の化学的クリーニング及びプライミングに使用される典型的な４つの工程技法を示す。このクリーニング及びプライニング法は、単にPCB製造業界で典型的に使用されている多くのマルチステップ技法の１つである。
第１工程中に、サブストレートを酸性溶液でコーティングし、約30秒乃至５分間クリーナ及びクロメート除去作用させる。この溶液は、普通100乃至120°Ｆの温度で塗布される。次に、サブストレートをすすぎ洗いして過剰の酸性溶液を除去する。
第２工程中にサブストレートを一般には過硫酸塩又はペルオキシ硫酸であるエッチング溶液でコーティングしてサブストレートの表面のエッチングを行う。或いは、サブストレートは軽石で物理的にスクライブしてもよい。エッチングにより、残留するクロメート（クロム酸塩）を除去し、サブストレートの表面構造を粗くする。また、エッチングは、特にサブストレートが下地に銅成分を有する場合には、サブストレートにレジストの被着を助ける。次にサブストレートをすすぎ洗いして、エッチング溶液又は軽石粒子を除去する。
第３工程は、サブストレートが化学的にエッチングされたか軽石でスクライブされたかにより異なる。もし化学的エッチングを行った場合には、すすぎ洗いに続いて第２酸性溶液に浸漬する。普通は、５％〜10％の硫酸の浸漬はスプレーを使用して、エッチングされた銅に形成され、銅をパッシベートする酸化物を除去する。酸化物を除去すると、最終すすぎ洗い及び乾燥サイクル中にレジストの積層前に生じるサブストレートの再酸化を遅らせる。軽石のスルライブの場合には、高圧すすぎ洗い媒体を使用して、軽石粒子を除くが、これを行わなければ軽石は一般に除去できない。
第４工程は、サブストレートに酸化抑制剤及び／又はレジスト接着促進剤（プロモータ）をコーティングすることを含む。この目的の為に、普通トリアゾール溶液がしようされる。次に、サブストレートをすすぎ洗いし且つ乾燥する。この時点で、サブストレートは下塗りされ且つレジスト層の塗付の適切な準備が完了する。
しかし、マルチステップの洗浄及び下塗り技法は、時間がかかり、高価となり且つ余分な廃棄物を生じることとなる。従って、PCBサブストレートを洗浄し、且つ下塗りし、更に具体的には洗浄、クロメート除去、酸化抑制、接着及びフレキシビリティ促進及び再デポジション禁止作用を有する単一工程の方法及び処方（フォーミュレーション）の必要性ある。
化学的ミリング業界では、上述したサブストレートの洗浄及び下塗りに類似する工程（プロセス）を使用する。従って、めっき合金の化学的ミリングの製造に使用されている単一工程の方法及び組成物でサブストレートの下塗りを行う必要がある。
化学的めっき業界では、サブストレートの洗浄及び下塗りに上述したのと類似する工程を使用している。従って、化学めっき合金の製造に使用されている単一工程の方法及び組成物でサブストレートの下塗りを行う必要がある。
発明の概要
本発明の１つの観点は、PCBの製造に使用されるサブストレート材料を洗浄し且つ下塗りする組成物及び方法に関する。特に、この組成物及び方法は、洗浄し、クロメートを除去し、酸化を抑制し、接着を促進し、酸による攻撃を阻止し及び内層コアサブストレート及びフレキシブル組成材料の再デポジションを禁止する。従って、このが組成物は、PCBの製造で使用される材料を洗浄且つ下塗りするのに必要な工程を単一工程に低減することができる。
本発明の他の観点は、適当な酸又は複数の酸の組合わせと合体すると、ユニークな特性を有する１以上のフィルム形成アミンに関する。銅被覆されたサブストレート材料の処理に適用さると、この溶液は、スムース、非表面エッチングされた銅その他のサブストレート材料にレジスト被膜を化学的に接着（ボンディング）可能にする。
本発明の更に他の観点は、サブストレートの撓みにより接着の低下、アンダーカット又はマイクロクラックを生じさせることなくPCBにおける極細線及びスペースでエッチングを可能にする処方（又は配合）を含む。
本発明の別の観点は、サブストレート上に使用される組成物に関し、重量比約0.003％乃至約3.0％のフィルム形成アミン、約0.02％乃至約10％の非イオン界面活性剤及びpHが約6.5未満となる十分な酸より成る。
本発明は、下塗りされたサブストレートの作製方法に関し、約0.003％乃至3.0％のフィルム形成アミン及びpHが約6.5未満の十分な酸より成る溶液を用意すること、サブストレートの少なくとも一部分をこの溶液でコーティングすること及びサブストレートを乾燥することより構成される。
本発明の別の観点は、化学的ミリングされた合金及び化学めっきされた合金を洗浄し、酸化抑制し、且つ接着促進する単一の溶液及び方法に関する。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来技術で一般に使用された４工程の化学的洗浄及び下塗り処理である。
図２は、本発明による単一工程の化学的洗浄及び下塗り処理である。
好適実施形態例の詳細な説明
PCB、化学的ミリングされた合金及び化学めっきされた合金の製造で使用されるサブストレートの下塗り用の組成物及び方法に関する。この組成物は、単一工程の溶液により内部コアサブストレート及びフレキシブル組成材料の下塗りを可能にする。この溶液は（１）フィルム形成アミン又は複数のフィルム形成アミンの組合せ、（２）酸又は複数酸の組合せ及び（３）水より構成される。オプションとして界面活性剤を加えサブストレートの洗浄、クロメート除去、発泡抑制及び湿潤（ウエッティング）を補強してもよい。
本発明の目的では、洗浄、クロメート除去、酸化抑制、接着促進、柔軟性強化、再デポジション禁止、エッチング強化、湿潤剤又は上述の組合せで処理することによりサブストレートはプライム（下塗り）されたと考える。更に好ましくは、上述の全てで処理されたとき下塗りされたと考える。
フィルム形成アミンは、第一、第二、第三又は第四アミン又はそれらの派生物であり、窒素と結合されたグループは十分に疎水性であり、電荷を有するサブストレート上に配置すると、アミン溶液は、pHが７未満のとき疎水性層を形成するのもと定義する。また、サブストレートは、製剤（フォーミュレーショ）の表面張力を低下させる組成物であると定義される。
種々のフィルム形成アミンが本発明には使用可能である。好適なフィルム形成アミンは、カチオニック、両性又は非イオン性いずれでもよい。中性又はアニオンアミンも使用できるが、強酸性媒体と共に使用しない限り良好に作用しない傾向にある。好適フィルム形成アミンは、脂肪酸アミン、長鎮アルキルアミン及びメタクリレートアミンである。本発明で使用されるアミンは当業者には周知の方法で調製できるか、いくつかのソースから購入可能である。好適なアミンは、第一、第二及び第三アミン、ジアミン、アルキルアミン、C8〜C22アミン、ベーシックモノシクル第三アミン、安定化アビエチルアミン、ジアミノプロパン、デハイドロアビエチルアミン、及びこれらのエソキシレート、塩及びアダクト（付加物）であるが、これらに限定するものではない。例えば、アミンのうち、第一、第二及び第三アミンはArmeenの商品名で、またジアミンはDuomeenの商品名でアクゾケミカル社から入手可能である。
脂肪酸アミンは、脂肪酸をアンモニア又はアンモニア派生物と反応させることにより当業者に周知の方法で調製可能である。脂肪酸アミンの分子構造は、アンモニア（NH3）と同様に中心に窒素原子を有し、その１つ又は全ての水素を脂肪酸基Ｒで置換することにより特徴付けられる。また脂肪酸アミンは、第四アミンでもよく、中心の窒素原子は、４個の脂肪酸基に結合する。各脂肪酸基Ｒは、好ましくはC8〜C22の長鎮であり、好ましくは末端（ターミナル）カルボキシル酸機能を有する脂肪族アルキル基である。Ｒ基のアルキル鎮は、非飽和であるか付加置換基を有する。アルキル基中の多くの炭素原子の為に、この基は強度に疎水性である。しかし、窒素原子は、特にそれが４個のＲ基を有するか、３個のＲ基でプロトン付加されたとき親水性である。水又は非水性溶液中で溶解するか分散されたとき、分子の一部は周囲の溶液により強く撥水する。この撥水力は、表面又は界面の分子を方向付けし、ミセルを形成させる。
好適な脂肪酸アミンは、動物性及び植物性脂肪酸油及びトールオイル、カプリルオイル及びココナツオイル等のオイルから得たＲ基を有するアミンを含むが、これらに限定するものではない。好適なメタクリル酸アミンは、ジメチルアミノスチルメタクリレート、トリスチルアンモンルメチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド及びメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニュウムクロライドを含むが、これらに限定するものではない。
一層好適なフィルム形成アミンは、ハーキュールス社のレジングループからPolyradの商標で市販されている。最も好適なPolyradフィルム形成アミンは、Polyrad 0515及びPolyrad １１１０である。他のより好適なフィルム形成アミンは、モナインダストリーズ社から商品名Monazolineの商品名で市販されている第一有機塩基第三アミンである。最も好適なMonozloneフィルム形成アミンは、Monozlone Ｔ及びMonozlone Ｃである。他の好適フィルム形成アミンは、アクゾケミカル社からEthoduomeenの商品名で市販されている。最も好適なEthoduomeenフィルム形成アミンは、Ethoduomeen T/13、Ethoduomeen T/20及びEthoduomeen T/25である。
本発明用途には有用であるフィルム形成アミンの特性は、疎水性、迅速なフィルム形成、耐水性、フィルム耐久性、酸化抑制性、接着促進性、クリーニング、フレキシビリティ強化及び湿潤性を含むが、これらに限定するものではない。疎水性は、フィルム形成アミンの正電荷と大半のサブストレート表面に一般的である負電荷間の吸引力による。好適なフィルム形成アミンは、サブストレートとの接触により直ちに疎水性フィルム又は層を形成し且つ水洗や他のフィルムの劣化に耐える。正電荷に帯電したフィルム形成アミンと負電荷に帯電したサブストレート表面間の吸引力もまた吸着及び表面変更を生じ、酸化禁止及び接着促進を支援する。また、フィルム形成アミンの両性分子構造は、界面で分子配向を提供する。この配向により、界面張力を低下させ、これはサブストレートのクリーニング及び湿潤を助けるが、更に好ましくない発泡性も促進する。これら良好な特性を得る為に、調製には１以上のフィルム形成アミンが使用できる。
例えば、十分疎水性層を得る好適フィルム形成アミンは、Polyrad、Monozolons及びEthoduomeenを含む。十分な疎水性層を得る更に好適なフィルム形成アミンは、Polyrad 0515、Monozolone Ｔ及びEthoduomeen T/13を含む。十分に発泡を抑制し且つサブストレートを湿潤する好適フィルム形成アミンはPolyrad及びEthoduomeenを含む。十分に発泡を抑制し且つサブストレートを湿潤する一層好適であるフィルム形成アミンは、Polyrad 1110及びEthoduomeen T/25を含む。
本発明の調製を行うには、上述したフィルム形成アミンは、適当な酸又は酸の組合せと併用する。酸は、フィルム形成アミンに添加したとき、pH7未満に配合物を低下する。強酸は弱酸よりも少量を配合物に加え、配合物のpHを７未満に下げられる点でのみ弱酸よりも好ましい。
本発明において特に有用な酸が有する特性は、クロメート除去、耐洗浄、接着促進、クリーニング、酸化抑制、フレキシビリティ強化、再堆積（リデポジション）禁止及び湿潤性であるが、これらのみに限定するものではない。これらの良好な特性を得る為に、配合物は１以上の酸を使用してもよい。
例えば、クロメート除去の為に好適な酸は、有機及び無機酸を含む。より好適な酸は、燐酸、硫酸及びヒドロキシ酢酸を含む。最も好適な酸は、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸及びスルファミド酸を含む。これらの酸は、サブストレートのクロメート層に迅速に作用して除去するので最も好適である。耐洗浄性及び接着促進性に好適な酸は有機酸及び無機酸含む。より好適な酸は、蟻酸、マロン酸、クシニック酸（cuccinic）、アスパラギン酸、リンゴ酸、酢酸、くえん酸、硝酸、燐酸、スルホン酸、メタンスルホン酸、スルファミド酸及びヒドロキシ酢酸を含む。最も好適な酸は没食子酸、マレイン酸及びフマル酸である。
配合物（塗料）は、好ましくは、重量比約0.0008％〜8.0％のフィルム形成アミン及びpHを７未満に下げる酸より構成される。更に好ましくは、配合物は重量比約0.003％〜約3.0％のフィルム形成アミン及びpHを6.5未満に下げる酸より構成される。
混合すると、フィルム形成アミンと酸とは、強い正電荷の陽イオン分子を形成し、負電荷に帯電したサブストレートに容易に結合する。この結合は、サブストレートに疎水性層を形成する。この酸は、サブストレート上に形成されたクロメートを除去し且つ疎水性結合の強化を助ける。また、疎水性結合は、それが結合されているサブストレートの酸による攻撃を禁止するが（サブストレートのクロメート層部分の如き）非帯電表面の酸による攻撃を禁止しない。従って、フィルム形成アミンと酸の併用により、疎水性層を形成し、サブストレート材料からクロメートの除去を助ける。特に、フィルム形成アミンと酸との併用により、フィルム形成を促進し、耐洗浄性、フィルム補強を実現し、疎水性層はサブストレートと銅をクラッドした内部コア材料及びフレキシブル組成物からクロメート変換コーティングを除去する。また、この併用はクリーナ、酸化抑制剤、接着剤、接着促進剤、フレキシビリティ補強剤、再堆積抑制剤及びエッチング強化剤としても作用する。
この配合物は、更にフィルム形成アミン及び酸のキャリア又は溶剤を備える。この溶剤は、好ましくは非イオン化水より成る。普通の水道水も使用可能であるが、水道水中には外部から来る金属イオンを含むので好ましくない。蒸留水も非イオン化水程好ましくはないが、その理由は、比較的高価となる為である。これに限定するものではないが、例えばグリコールエーテル及びアルコールの如き有機溶剤を水と共に使用してもよい。有機溶剤は、フィルム形成アミンを高分子量と溶解するのを助けるのに有用である。しかし、有機溶剤は、一般的に政府機関により揮発性有機化合物（VOC）であるとされている。
この配合物は、更にオプションで界面活性剤を有する。必須ではないが、界面活性剤は、クリーニング作用を増強し、クロメート除去を助け、湿潤剤として作用し及び／又は配合物の発泡を低減する。この界面活性剤は配合物の表面張力を、好ましくは７０ダイン／cm未満に、更に好ましくは50ダイン／cm未満及び最適には30ダイン/cm未満に低下させる。好適な界面活性剤は、Antroxの商品名でローン・ポーリン社から市販されている。より好適な界面活性剤は、Antrox224及びAntrox BL-214を含む。
界面活性剤は、配合物の表面張力を下げることにより、クリーニング作用及びクロメート除去作用を本質的に増加する。即ち、界面活性剤は、指紋、オイル、グリース、ほこり等（但し、これらに限定せず）の不純物の除去を迅速に行う。また、界面活性剤は、配合物の酸性部がクロメートをより効果的に湿潤させることによりクロメート層の除去スピードを上げる。逆溶解性非イオン系界面活性剤は、配合物の発泡を低減可能である。界面活性剤の曇り点に到達すると（詳細は後述する如く配合物を加熱すると生じる）、界面活性剤は、配合物から分離し始めてオイル状になる。この分離特性は、発泡を抑制するよう作用する。この反発泡性は、サブストレートに配合物（塗料）がスプレーされたとき、特に好適である。
更に、配合物にはエッチング成分を加えてクロメート除去及び／又はサブストレートを粗面化し、これによりレジストの接着促進作用をさせてもよい。好適なエッチング成分は、鉄塩、過酸化物及び酸（即ち酸化鉄）を含むが、これらに限定するものではない。更に好適なエッチング成分は、塩化鉄及び塩化銅を含む。
着色剤又は染料を配合物に添加し、配合物の識別その他の目的に使用してもよい。安定剤も配合物の安定化及びその他の目的で添加してもよい。また、他の添加物も配合物に加えて、クリーニング、クロメート除去、酸化阻止、接着促進、フレキシビリティ強化、再堆積禁止、湿潤又はこれらの組合せ（但し、これらに限定するものではない）を含むサブストレートのプライミングを助けることができる。
従って、本発明のプライミング（下塗り）配合物は、サブストレート上に疎水性層を形成し且つサブストレートのクロメート層を除去するのに十分な量の適当な酸と混合されたフィルム形成アミンより成る。溶媒として好ましくは水を使用し且つ界面活性剤もオプションで添加してサブストレートのクリーニング、反発泡又は湿潤させてもよい。配合物のいくつかの例を以下に列挙する。
例１
約20ガロン（75.7リットル）の非イオン化水をクリーンな50ガロン（189.3リットル）の混合タンク内に室温で入れて配合物を調製する。約20オンス（567グラム）のPolyrad 0515フィルム形成アミンを加えて水中にて攪拌する。次に、塩酸を溶液中に混合し、質量で約50％の酸濃度と重量比約0.28％のフィルム形成アミン濃度となるようにする。約５ポンド（2.27Ｋｇ）のAntarox LF222（界面活性剤）を溶液中に混合する。
例２
約20ガロン（75.7リットル）の蒸留水を50ガロン（189.3リットル）の混合タンク中に室温で入れて配合物を調製する。重量約18オンス（510.3グラム）のPolyrad 0515フィルム形成アミンを入れて水中に分散する。更に18オンス（510.3グラム）のPolyrad 1110フィルム形成アミンを加えてタンク中に分散して約0.5％のアミン濃度とする。次に、70％ヒドロキシ酢酸溶液（一般にグリコール酸と称す）を徐々に加え、溶液が透明となり且つ粒子が未反応でヒドロキシ酢酸塩を形成するようにする。次に、マレイン酸（muriatic acid）を溶液中に混合し、酸の体積を約50％としフィルム形成アミンの濃度を約0.5％とする。
例３
約20ガロン（75.7リットル）の非イオン化水を50ガロン（189.3リットル）の透明な混合タンクに室温で入れて配合物を調製する。十分な量のMonazolons Ｔフィルム形成アミンとマレイン酸（muriatic acid）をタンクに入れてMonazoline濃度を約0.8％となり且つマレイン酸の体積濃度が約28％となるようにする。次に、約22ポンド（9.98Ｋｇ）又は重量比約５％の塩化鉄ヒドレートを（エッチング剤として）添加する。次に、溶液が透明になるまで混合する。
例４
約２ガロン（7.6リットル）の水道水を透明な５ガロン（18.9リットル）の混合タンクに室温で入れて配合物を調製する。重量約２オンス（56.7グラム）のMonazolone Ｔフィルム形成アミンを酢酸と混合して中和する。次に、体積比約80％のマレイン酸と体積比約30％の燐酸をタンクに混合する。その溶液は体積比50％の酸と重量比約0.08％のフィルム形成アミンである。約１％のAntarox LF224を非イオン湿潤剤として溶液に混合する。
例５
約18ガロン（80.6リットル）の蒸留水と約４ガロン（15.1リットル）のイソプロピルアルコールを透明な50ガロン（189.3リットル）の混合タンクに室温で入れて配合物を調製する。重量約18オンス（510.3グラム）のEthoduomeen T/13フィルム形成アミンを加えて、このフィルム形成アミンの重量比濃度が約0.3％となるようにする。約１％のAntarox BL-214を混合する。
例６
約20ガロン（75.7リットル）の非イオン化水を透明な50ガロン（189.3リットル）の混合タンクに室温で入れて配合物を調製する。重量約20オンス（567グラム）のEthoduomeen T/13フィルム形成アミンを加える。次に、マレイン酸を添加して中和する。次に、塩酸を重量比約50％の最終酸濃度に添加する。約２％のAntarox LF222を溶液に混合する。次に、約0.001％のFO8C Blue ＃１の色素、約0.001のUranine色素及び体積比約10％のジエチレングリコールブチルエーテルを添加する。
本発明の配合物は、好ましくは次の方法で調製される。例えば、１つのフィルム形成アミン、１つの酸及び１つの界面活性剤より成る配合物を詳述する。50ガロン（189.3リットル）の透明容器に約20ガロン（75.7リットル）の蒸留水を室温で入れる。重量約20オンス（567グラム）のPolyrad 0515フィルム形成アミンを容器に入れて攪拌する。この攪拌は、好ましくは従来の攪拌ブレードを用いて約10分間行い、フィルム形成アミンが水中に十分に分散するようにする。十分に分散したとき、溶液は曇り且つフィルム形成アミン粒子は溶解する。次に、約25ガロン（94.8リットル）の塩酸を容器に入れて、酸の体積比が溶液の約50％且つフィルム形成アミンの量が体積比約0.28％となるようにする。溶液を約30分間攪拌して、酸が溶液中に十分に分散するようにする。十分に分散すると、溶液中に粒子は見えなくなり且つpHは７以下となる。次に、体積比約１％のAntarox LF224を容器内に入れて攪拌する。
また例として、１つのフィルム形成アミン及び２つの酸より成る配合物を詳述する。室温で50ガロン（189.3リットル）の透明容器に約20ガロン（75.7リットル）の非イオン化水を入れる。重量約20オンス（567グラム）のPolyrad 0515フィルム形成アミンを容器に入れて攪拌する。この攪拌は、従来の攪拌ブレードを用いて約10分間行い、フィルム形成アミンが水内に十分に分散するようにする。十分に分散したとき、溶液は曇っており且つフィルム形成アミン粒子は溶解する。次に、体積約0.1ガロン（0.38リットル）のヒドロキシ酢酸を容器に入れて約10分間又は混合物が中和するまで攪拌する。溶液を十分攪拌すると、それは透明状態になる。溶液にオプションで加熱して中和させ、次に約25ガロン（94.6リットル）の塩酸を容器に入れて最終的な塩酸の体積比が溶液の約50％となるようにしてもよい。
上述した方法により調製された配合物を、容器内に保存し、サブストレートに塗布する為に現場（オンサイト）で稀釈される。この配合物は最初のパーセンテージ量の体積が好ましくは１％〜25％、最も好適には約10％に稀釈される。
（１例として）10％の稀釈は、次の工程により実行される。50ガロン（189.3リットル）の容器に、好ましくは蒸留水である45ガロン（170.3リットル）の水を入れる。容器は好ましくはプラスチック又は複合材料で製である。プラスチックや複合材料に比して反応性であり且つ配合物内の酸により攻撃され易いので、金属はそれ程好ましくない。水は約55°Ｆ〜125°Ｆ（12.8〜51.7℃）、好ましくは75°Ｆ〜105°Ｆ（23.9〜40.6℃）、更に好ましくは85°Ｆ〜95°Ｆ（29.4〜35.0℃）に加熱される。次に、５ガロン（18.9リットル）の配合物をこの容器に入れて攪拌する。攪拌は、好ましくは従来の混合ブレードで約５分間行い、上述した如く配合物が十分に水中に分散するようにする。その結果得られた稀釈された配合物の温度は、好ましくは90°Ｆ〜150°Ｆ（32.2〜65.6℃）、好ましくは100°Ｆ〜130°Ｆ（37.8〜54.4℃）、最も好ましくは110°Ｆ〜120°Ｆ（43.3〜48.9℃）に再調整される。そこで、この稀釈された配合物はサブストレートに塗布可能である。
１％〜２５％以外の濃度の配合物も上述した方法で調製可能である。形成濃度は、いくつかの要因により変化する。斯る要因には、配合物がサブストレートと接触する時間を含む。典型的な接触時間は、約10秒乃至約10分である。他の要因には、クロメート層の厚さを含む。クロメート厚さは、サブストレート毎に及びサブストレートのメーカーにより約0.001mm乃至約5mmまで変化する。好適濃度％に影響する他の要因には、配合物をサブストレートに適用する温度である。一般に、温度が高いと、クロメート除去処理は早い。稀釈した配合物の調製に使用される容器は１ガロン（3.79リットル）から5,000ガロン（18,925リットル）の範囲であってもよい。この範囲は、サブストレートの大きさと量及びサブストレートが配合物の接触時間及び速度に依存する。
ここに開示する配合物は、クリーナ、クロメート除去、酸化阻止、接着促進、フレキシビリティ強化、再堆積阻止、エッチング強化、湿潤又はこれらの組合せ機能を有するが、これらに限定するものではない。
クリーナとしては、この配合物は、サブストレートの指紋、オイル、汚れ等を除去する。これは、サブストレートのプライミング及びその後の処理に先立ち又はその一部としてサブストレートの初期クリーニングを行う。
また、この配合物は、クロメート除去作用を有する。クロメートは、配合物の酸部分によりサブストレートから除去され、特にそこから自由水素原子を除去する。
また、この配合物は酸化抑制機能を有する。サブストレート上のこの配合物（塗料）により形成された疎水性層により酸化が抑制され、この配合物はサブストレートと酸煙及び環境間の障壁として作用する。
また、この配合物は、レジストとサブストレートとの接着を促進する。サブストレートのクロメートを選択する疎水性層は、レジストの化学的接着剤として作用する。レジストは、一般にフォトレジスト又はスクリーンインクより成り且つサブストレートがプライミング（下塗り）されて回路イメージを形成した後に塗布されるのが一般的である。この接着は、完全に排除できないとしても、薄いサブストレートへの不完全接着という問題を大幅に低減可能である。
また、この配合物は表面エッチングの必要性を排する。表面エッチングは、PCB処理で一般にサブストレートで行われている。フィルム形成アミン層とレジスト間の強固な化学結合力により表面エッチングは不要になる。化学結合力は、サブストレートがクローム以外の金属であるとき特に強力である。よって、サブストレートから銅の除去が相当低減されるので、サブストレートとして銅材料が使用可能である。更に、鉄塩の如きエッチング成分は、配合物と混合するか配合物と混和することにより、クロメート除去を迅速に行い及び／又は（上述の如く）レジストの接着を強力にする。
また、この配合物は再堆積抑制作用を有する。クロメート、汚れ等の再堆積は、配合物がサブストレート上に形成される疎水性アミン層により禁止される。
また、この配合物は、フレキシビリティ（可撓性）強化作用を有する。通常の銅クラッドされたサブストレート材料では、フォトレジストは銅／レジスト界面で金属の触媒効果がある。この触媒効果により、スペクトラムの紫外線部の照射に晒されると、接着境界で自由ラジカル重合を生じる。これにより、フィルムの接着及びフレキシビリティと干渉するある程度の脆化を生じる。この脆化は、ストリップ中にレジストの最後の分子層を銅から除去するのを阻止する。しかし、この配合物により生成された疎水性層に接着されたフォトレジストは、銅と接触せず、銅は化学線に晒された後でも十分なフレキシビリティを保持する。もし中性スクリーンインクをフォトレジストの代わりに使用すると、斯る触媒効果は生じない。銅サブストレートのフレキシビリティは、サブストレートの又はその一部を撓めたとき、耐クラック性及び耐破壊性を付与する。
この配合物を用いてPCB製造に使用されるサブストレート材料の下塗り（プライム）を行う処理は、この配合物を調製すること、この配合物でサブストレートの少なくとも一部分をコーティングすること、サブストレートをすすぎ洗いすること及びサブストレートを乾燥することより成る。この処理の詳細は、次のとおりである。
配合物の調製は、濃縮又は稀釈いずれでも、上述の如く行われる。
次に、サブストレートの配合物によるコーティング（塗布）は、浸漬、スプレー（噴霧）又は流し塗り等の種々の方法があるが、これらの方法に限定されるものではない。使用するコーティング技法によらず、配合物を保持する容器は、製造ライン状の操作に組込まれる寸法及び構成であるのが好ましく、これにより、サブストレートのコーティングも製造操作の一部となし得る。好適な浸漬時間は20秒〜５秒間であり且つ好ましくはクロメート層が除去され且つサブストレートが疎水性となるまでの時間である。このコーティング工程は、サブストレートが上述の如く十分にコーティングされるまで必要に応じて（又はサブストレートが必要な時間コーティングされるまで）何回でも反復する。
次に、サブストレートをすすぎ洗いして配合物の残留物を除き且つ斑点を阻止する。しかし、すすぎ洗いは必須ではない。すすぎ洗いは、サアブストレートを水、有機溶剤等（但し、これらに限定せず）の溶液でコーティングして行う。好ましくは、サブストレートは蒸留水又はイソプロピルアルコール（ISA）、より好適には、非イオン化水ですすぎ洗いする。イオンがなく、クリーニング速度が早く、比較的安価であり且つ製造工程に組込み易いので非イオン化水がより好ましい。このすすぎ洗い工程は、配合物の残留物を十分に除去する為に必要に応じて何回でも反復する。
次に、サブストレートを乾燥し、これによりサブストレートを好ましくないしずくや斑点を生じることなく次の処理を可能にする。しかし、サブストレートを必ずしも乾燥する必要はないが、好ましくは、サブストレートは強制空気流により乾燥する。強制熱風は、その乾燥速度、比較的安価且つ製造ラインへの組込み容易性により好ましい。しかし、ISA、自然空気流、遠心機その他の乾燥技法も使用可能である。
この配合物をPCBの製造に使用されるサブストレート及び内部層コア材料及びフレキシブル複合材料のクリーニング及びプライミングに使用することに加えて、この配合物は化学的ミリング処理にも使用可能である。ここで、化学的ミリングとは、一般に金属性合金の製造を意味する。特に、化学的ミリングは、大きな金属シートを例えばリードフレーム等の複雑な寸法形状のパターンや空隙を有する小さい個別部品に処理することである。
化学的ミリングは、金属シートの表面及び／又は裏面にレジストを塗布する。次に、金属シートを紫外線スペクトラムの化学線に露出する。この露出により、レジストで保護されていない領域を現像して除去する、即ち完全にエッチングする。好ましくは、金属シートは、ニッケル鉄合金、銅、ニッケル、コバルト、これらの組合せ等である。この処理により、複雑な寸法パターン又は空隙を有する個別金属部品が形成される。
本発明の配合物は、単一の溶液で、他の用途と共に化学的ミリングの製造で使用される合金のクリーニング（洗浄）、酸化防止及び接着促進をする。この配合物のクリーニング、酸化防止及び接着促進特性は上述のとおりである。この配合物は、上述と同様に調製され且つ適用される。従って、金属シートはレジストの塗布前に、上述の如く配合物又はその稀釈物でコーティングされる。
この配合物をPCB製造及び化学的ミリングで使用されるサブストレートのプライミングに使用することに加えて、この配合物は、化学めっき処理にも応用可能である。ここで、化学めっきとは、一般的な金属合金の処理、特にサブストレート材料に金属合金をデポジットすることを意味する。
化学めっきは、サブストレート又はその一部にレジストを塗布する工程を含む。レジストを塗布した後、サブストレートを紫外線スペクトラムの化学線に露出する。この露出により、レジストで保護されていない領域を現像して、後でめっきする。この処理により、銅、錫、鉛、ニッケル及び金等の個別金属合金及びそのパターンがサブストレートにめっきできる。
本発明の配合物は、単一の溶液により、化学めっき製造で使用される合金のクリーニング、酸化防止、サブストレートの保護及び接着の促進等を行う。この配合物のクリーニング、酸化防止、サブストレート保護及び接着促進特性は上述した。この溶液は上述と同様に調製され且つ適用される。最も好適な酸はH2SO4である。従って、サブストレートは、レジストの塗布前に溶液でコーティングされる。

Claims

脂肪酸アミン、C8-C22アルキルアミン又はメタクリレートアミンから選ばれた0.003％乃至3.0％のフィルム形成用アミン及びpHを6.5未満にするのに十分な酸より成る溶液を調製すること、
サブストレートの少なくとも一部分を前記溶液でコーティングすること、
それにより前記サブストレートの上に前記サブストレートの酸化を抑制する膜を形成すること、及び
該膜の上にレジストを形成することより成ることを特徴とするプライムされたサブストレートを調製する方法。
前記コーティング工程は前記サブストレートを前記溶液に浸漬することにより成ることを特徴とする請求項１の方法。
前記コーティング工程は前記サブストレートの少なくとも一部分に前記溶液をスプレーすることより成ることを特徴とする請求項１の方法。
更に前記コーティング工程後且つ前記レジスト形成工程前に前記サブストレートをすすぎ洗いし乾燥することを特徴とする請求項１の方法。
複数のフィルム形成用アミンを使用して前記サブストレートの酸化を阻止することを特徴とする請求項１の方法。
複数の酸を使用してpHを４未満に下げることを特徴とする請求項１の方法。
前記酸は塩酸、硫酸、スルファミド酸、メタンスルホン酸、没食子酸、マレイン酸及びフマル酸より成るグループから選択されることを特徴とする請求項１の方法。
プリント回路基板の製造用のプライムされたサブストレートにおいて、前記サブストレートは少なくともその一部分が溶液を乾燥してコーティングされ酸化を抑制するフィルムが形成され、前記溶液は脂肪酸アミン、C8-C22アルキルアミン又はメタクリレートアミンから選ばれた0.003％乃至3.0％のフィルム形成用アミン及びpHを6.5未満にする十分な酸より成り、更にレジストが前記フィルムの上に形成され、前記フィルムは前記サブストレート及び前記レジスト面間の界面において前記レジストが前記サブストレートと接触するのに抗してモノマー及びポリマーの触媒重合を阻止することにより接着を促進するものであることを特徴とするプライムされたサブストレート。
前記フィルムは銅内部層及びフレキシブル組成物をプライムすることを特徴とする請求項８のサブストレート。
前記フィルムは前記サブストレートのプライミングを単一溶液のコーティングに低減することを特徴とする請求項８のサブストレート。
前記サブストレートは前記レジストのフレキシビリティを維持し、撓みにより前記レジストコーティングにクラック、ひび割れ及び剥離を生じさせないことを特徴とする請求項８のサブストレート。
プライムされる前のサブストレートは合金からなることを特徴とする請求項８のサブストレート。
プライムされる前のサブストレートは銅からなることを特徴とする請求項８のサブストレート。
更に、前記コーティング工程後に前記サブストレートを乾燥することを特徴とする請求項１の方法。
前記溶液が更に0.02％乃至10％の非イオン界面活性剤を有することを特徴とする請求項１の方法。