JPH01123083A - 印刷回路板のスミア除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、多重被膜を重合体たとえば、エポキシまた
はポリイミド樹脂重合体で積層する印刷回路板の製法と
洗浄に関する。詳述すれば、この発明は、ＮＦ３および
０２の混合ガスを用いてエポキシまたポリイミド樹脂の
プラズマのスミア除去とエッチバックに関する。

（従来の技術） スミア除去とエッチバックは、回路板二次加工工業にお
いて液状薬品とプラズマ技術の双方を実施する既知の技
術である。

米国特許第４．３２８．０８１号はプラズマスミア除去
を達成する特別室形状を記述している。この発明におけ
るスミア除去を達成する好ましいプラズマは酸素と四弗
化炭素であると第２欄第４６行目に詳説されている。

米国特許第４．４２５．２１０号は、印刷回路板または
多重被膜印刷配線板のプラズマスミア除去の多重電極セ
ット形状を開示する。再度第２欄第４６行目に、選択プ
ラズマは酸素と四弗化炭素であることを詳説している。

米国特許第４．４９６．４２０号は、プラズマスミア除
去と共に開口部を有する板を使用する多重被膜積層印刷
回路板のスミア除去法を開示する。適当な仮配合物には
、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、カプトン、ケブラー
およびエポキシが含まれる。

これらの材料のすべては、加工すなわち、最も注目に値
するものとして印刷回路板にその後、電気的接触または
集成のなめに穿孔中に塗布するものとして知られている
。

米国再発行第３０．５０５号は、固体材料を、前記分子
中の少くとも１つの炭素原子の支配量に結合する酸素と
へロカーボンから本質的になる二成分混合物を用いるプ
ラズマエツチング法を開示する。

米国特許第３．９３０．９１・３号は、金属下層からの
有機物質化粧層除去の方法において、酸素と窒素の混合
物から成るプラズマを使用する前記有機物質の除去を開
示する。前記酸素と窒素の双方がそれらの未結合元素の
形で存在する。

米国特許第４．３１０．３８０号は、ガス配合物を用い
る珪素表面の乾燥プラズマエッチ処理方法において、前
記ガス組成の配合物を三弗化塩素、三弗化窒素、三弗化
臭素および三弗化沃素から成る部類のうちから選択する
ことを開示する。

米国特許第４．３７４．６９８号は、四弗化炭素とハロ
フルオロカーボンの結合を用いる、二酸化珪素から窒化
珪素の示差エツチングのエッチ処理方法を開示する。ガ
ス腐蝕液には酸または亜酸化窒素を含んでも差し支えな
い。

米国特許第４．４７３．４３７号は、酸素と、窒素含有
混合物の乾燥プラズマを用いる有機物質被膜のエツチン
グ法を開示している。

米国特許第４．５２２．６８１号は、アルゴン、三弗化
窒素および酸素の乾燥プラズマエッチガスの使用ができ
る二酸化珪素に穴をエツチングする方法を開示している
。重合フォｌ〜レジスト物質、たとえばポリメタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メチルイソプロピルケ
トンはもらろんそのメタクリル酸との重合体も匝用でき
るフォ１〜レジスｌ〜物質のこの級が、この発明を好結
果に実施するため、標準新規ＡＣフォトレジストに対し
要求された。

米国特許第４．５６８．４１０号は、三弗化窒素と酸素
を用いる窒化珪素のエツチングの乾燥プラズマエッチ処
理法を開示する。窒化珪素のエツチングは、第５欄第６
５行目で詳説している三弗化窒素の酸素に対する相対百
分比か酸素の２０乃至３５３ＣＣ）Ｉと比較してＮＦ３
の１０乃至２０３ＣＣ）ｌという好結果が得られた。

ガスも共通のレジストのエツチングに能力があるものと
して開示された。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、スミア除去またはエッチ処理される材料を
エポキシとポリイミドから成る部類のうちから選択する
排気室において一組の電極間に発生したプラズマガス媒
体を用いて印刷回路板のスミア除去とエッチバックの方
法において、２０乃至５０％ＮＦ３のガス混合物と、残
量が０２であることから成るプラズマでのスミア除去ま
たはエッチバックから成る改良に関する。

好ましくは、プラズマのエッチ処理室を排気して１ｏｏ
ｏ乃至３０００ミリトルの圧力範囲にすることである。

好ましくは、プラズマ発生に用いる出力密度が電極表面
の−当り０．０８乃至０．２５ワツトの範囲であること
。

最適条件としては、印刷回路板からスミア除去される材
料がエポキシであること。

好ましくは、プラズマの温度範囲が８０乃至１４０℃、
最適条件としては約１００℃であること。

最適条件としては、プラズマガス混合物が２５乃至４０
％ＮＦ、で、残量が酸素であることから成ること。

図面を参照しながら、さらに詳細に説明しよう。

（課題を解決するための手段） 両面印刷ならびに多重被膜印刷回路板または多重被膜印
刷配線板（以下双方を印刷配線板と呼ぶ）は、多数の超
小型電子回路装置の共通支持体である。二次加工中、印
刷配線板に電気的接続および、物理的適合と系統連系の
ため、印刷配線板を穴あけ切断する。従来、この問題を
処置によって液状薬品エツチング技術に変えさせてきた
。しかし、これらの液状薬品技術にはひどい欠点があり
、乾燥ブラズ”？エツチングに人気を奪われた。プラズ
マスミア除去とエッチバックは、有機表面たとえばエポ
キシ、さらに詳説すれば、好ましくない重合またはエポ
キシ堆積物の穴クリーニングの化学反応に帰する印刷配
線板または回路板の穴に塗布されな活性ガスを利用する
技術である。反応生成物は揮発性であり、それをプラズ
マエッチ処理またはスミア除去加工室における真空シス
テムによって汲み出す。

スミア除去は初期スミア処理の残しものを収り除くため
に不可欠である。印刷配線板にあけた通し穴のスミアを
、導電内部回路上に絶縁性物質または異物またはその双
方の結合が存在することとして規定している。前記の存
在を除去しない場合は、印刷配線板の穴に無電解銅メツ
キ後、不良電気的および機械的系統連系の原因になる。

プラズマエッチバックは、重合体を反応プラズマに長時
間暴露し、それによって前記導電内部被膜に凹所を設け
る。この明細書に用いられているように、「スミア除去
」の術語は通常のスミア除去とエッチバックの双方に用
いることになる。スミアは、印刷配線板の二次加工にお
ける穴あけ作業中に主として生ずる。スミアの可能性は
、不規則な積層サイクルに起因し、それは樹脂硬化問題
の原因となり結果として前記配線板上に軟質斑点を生じ
させる。不良樹脂特性もスミアに結びつくことがある。

スミアはまた、穴あけ作業を行うドリルの切れ味が悪い
かあるいは、不正確な形状寸法を具えている場合生ずる
ことがある。速度、供給量およびバックアップ材料が正
確でない場合も、スミアの原因になりうる。スミアはま
た、端子領域寸法に応じての穴の大きさおよび穴と穴の
間の距離を、適当に設計していない場合も起き得る。穴
あけおよび積層の技術の進歩は、スミアの量を減少させ
たか、無スミア穴を印刷配線板および印刷回線板の大量
生産において経済的に生産することは実質的に不可能で
ある。

最近、プラズマ技術の使用を、先行技術の液状薬品技法
の代りにスミア除去に適用できることが証明された。プ
ラズマスミア除去は結果として重犯配線板の支持体全体
に良好な均一性を与えることになる。プラズマを高エネ
ルギー準位にある物質として規定している。プラズマ状
態にある物質の物性は幾分ガス様状態にある物質と類似
している。流れのパターンと特性は、ガスが木質的に発
生期の形にあるプラズマの状態で極端に攻撃的になるこ
とである。プラズマまたは活性種を、対の無線周波出力
電極間の地域に作り、その後、目標表面に向けさせると
、それがこの発明の主題における、印刷回路板にあけら
れた代表的例としての穴になる。

印刷回路板のプラズマスミア除去は、典型的例として酸
素と四弗化炭素を使用して実施される。

これらのガス混合物が真空中の前記無線周波出力電極を
通過する時、前記形成された活性種は、発生期の酸素と
原子状弗素であると言われている。

これらの活性種は印刷回路板の穴にある重合体と反応し
て、排気によってその後除去される揮発性生成物を形成
する。

プラズマを用いるスミア除去法は、基本的には室、真空
ポンプ、無線周波エネルギー源および料金別納ガスを必
要とする。この室は真空に耐える必要があるが、それ以
上に重要なことは印刷回路板に順応して前記プラズマの
活性種固有の方向流動が可能であり、また回路板の支持
体全体にわたりこれらの種の均一流動が得られて均一の
成果が達成される必要のあることである。このようなプ
ラズマスミア除去装置と加工については、１９８２年５
月４日発行の米国特許第４．３２８．０８１号に詳細に
説明されている。

この発明の発明者は、０２の存在においてＮＦ３が０２
中のＣＦ４の先行技術プラズマよりもエポキシとポリイ
ミドスミアにとって明確にすぐれたスミア除去効果を提
供することを確認した。詳述すれば、この発明は、２０
乃至５０％ＮＦ３　、残量が０２、あるいは最適条件と
して２５乃至４０％旺３、残量が０２であるものを用い
てエポキシ印刷回路板のスミア除去をするとき、明確な
利点を達成できることがわかった。三弗化窒素と酸素と
の化合は今までプラズマスミア除去とエッチバック技術
に利用されて来なかった。三弗化窒素と酸素は、珪素内
蔵集積回路のエッチ処理には周知のものである。

このような珪素エッチ処理中、先行技術では、フォトレ
ジストも三弗化窒素と酸素によってエッチ処理されるこ
とが認められている。しかし、感光性重合体とエポキシ
とポリイミド重合体との間のエッチ処理特性が明確に相
違しており、そのため、エッチ処理特性が先行技術の四
弗化炭素および酸素以外のガス混合物を用いるスミア除
去作業にとって十分であることを、フォトレジスト重合
体のエッチ速度がスミア除去研究に納得させ得なかった
かもしれない。

（実施例） 図面に示されているように、この発明の発明者は、先行
技術の酸素中の四弗化炭素と対照的に酸素中の三弗化窒
素の広範な濃度範囲でのスミア除去作業に有意の向上が
あることを発見しな。図面のそれぞれの曲線は、ＩＸ１
平方インチ寸法の通常の大きさのエポキシクーポンの１
ｄ当り０．２５ワツトの出力密度で作成された。Ｙ軸エ
ッチ速度は除去物質の毎分当りのマイクロダラムで、一
方Ｘ軸濃度は酸素中の肝３またはｃＬを％で示す。図面
は、酸素中の四弗化炭素よりもむしろ酸素中の旺３を用
いる時、エポキシのスミア除去速度に向上のあることを
示す。特に、最大が２０乃至５０％ＮＦ、で幅広く、よ
り厳密に言えば、２５乃至４０％ＮＦ、で起こっている
ことである。

エポキシまたポリイミドのスミア除去のＮＦ、と酸素の
この明確な利点は、珪酸エッチにＮＦ３と酸素を用いる
先行技術の教示から推断の基礎とはなり得なかったが、
その場合でも、伝統的重合フォトレジストのエッチ特性
に有意の相異があり、また印刷回路板をエポキシ支持体
で二次加工するため、フォトレジストはエッチ処理され
るものと認められた。

下記第１表において、酸素中のＮＦ３および酸素中のＣ
Ｆ４双方のエッチ速度の有意の差を、超小型電子技術フ
ォトレジスト重合体と、印刷回路板二次加工技術でスミ
ア除去が広く要求される印刷回路板材料から成るエポキ
シ重合体に関し１ｄ当り０．２５ワツトの出力密度で説
明している。

第−一上一一嚢 エッチ速度　１′−＼′ｍ〉 超小型電子技術　エポキシ −ｌノ」良底−一　３洸よ口Ｅ叙述　重ｊＬ体３５％Ｎ
Ｆ３　／６５％Ｏ２　　　　１５８　　　　　．１２８
７５０％ＮＦ、７５０％Ｏ２　　　　８０　　　　　６
４６３５％ＣＦ４　／８５％Ｏ２　　　　６０　　　　
　２０４６５０％ＣＦ４１５０％０２　　　　７４　　
　　　２５２４（発明の効果） フォＩ〜レジストエッチ処理の先行技術経験では、ポリ
イミドのような印刷回路板のエポキシまたは同様材料の
スミア除去をする時、ＮＦ３および酸素が発生するスミ
ア除去の有意の最適効果を立証できなかったと考えられ
ることは明白である。特に、最高毎分４２８７μ側のエ
ッチ速度を達成したエポキシ重合体上の３５％ＮＦ３　
／’６５％酸素プラズマガス混合物の異常活性度は、四
弗化炭素酸素混合物の先行歴史または四弗化窒素と酸素
の珪素エッチ処理によって示唆されたとは考えられない
。第１表は酸素中のＮＦ３が、酸素中の四弗化炭素と同
様一般にフォトレジスト重合体上では低活性度を有する
ことを示している。

この発明の方法は、特定の好ましい実施例に関し説明さ
れてきたが、当業者はこの発明の他の態様を考慮できる
が、その範囲については特許請求の範囲で確かめるべき
である。

【図面の簡単な説明】

図面は０２中のＣＦ４と比較して０□中の肝、のプラズ
マの相対エッチ速度の図解を示す図である。 特許出願人　　エアー、プロダクツ、アンド、ケミカル
ス、インコー ボレーテッド ０２オノＮＦ）　１ｒ：＋ｚｃＦ４ノ１Ｑ隻溶４女”ム
自隻手４女正書 昭和６３年１０月２６日 １、事件の表示 昭和６３年　特　許　願　　第２４０５９７号２、発明
の名称 、　印刷回路板のスミア除去方法′（ ４、代理人

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）スミア除去される材料をエポキシとポリイミドか
   ら成る真空室内の一対の電極間で生成されるプラズマガ
   ススミア除去媒体を用いる印刷回路板のスミア除去法に
   おいて、その改良が、２０乃至５０％ＮＦ＿３のガス混
   合物、残量がＯ＿２であることから成るプラズマを用い
   るスミア除去から成る印刷回路板のスミア除去法。
2. （２）前記真空室を、１０００乃至３０００ミリトルの
   圧力範囲に排気することを特徴とする請求項１による印
   刷回路板のスミア除去法。
3. （３）前記プラズマ発生を用いられる出力密度は、１ｃ
   ｍ＾２当り０．０８乃至０．２５ワットの範囲であるこ
   とを特徴とする請求項１による印刷回路板のスミア除去
   法。
4. （４）前記スミア除去される材料はエポキシであること
   を特徴とする請求項１による印刷回路板のスミア除去法
   。
5. （５）前記プラズマの温度は、８０乃至１４０℃の範囲
   であることを特徴とする請求項１による印刷回路板のス
   ミア除去法。
6. （６）前記プラズマの温度は、約１００℃であることを
   特徴とする請求項１による印刷回路板のスミア除去法。
7. （７）前記ガス混合物は、２５乃至４０％ＮＦ＿３、残
   量がＯ＿２であることから成ることを特徴とする請求項
   １による印刷回路板のスミア除去法。
8. （８）前記ガス混合物は、約３５％ＮＦ＿３と６５％Ｏ
   ＿２から成ることを特徴とする請求項１による印刷回路
   板のスミア除去法。