JPH0665755B2 - 金属メツキを増強するのに適する分散液 - Google Patents
金属メツキを増強するのに適する分散液Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は非導電性物質の表面、特にプリント配線板(PW
B)の貫通孔壁へ導電性金属層を電気メツキする方法、
そのために用いる新規な分散液及びそれによつて製造さ
れたプリント配線板に関する。
B)の貫通孔壁へ導電性金属層を電気メツキする方法、
そのために用いる新規な分散液及びそれによつて製造さ
れたプリント配線板に関する。
関連技術の説明 過去25年間プリント配線板工業はプリント配線板中の貫
通孔壁を電気メツキするのに無電解メツキによる銅の付
着方法に依存してきた。貫通孔壁のメツキはプリント配
線板の両側又はこれに加えて多層板の内層の、金属回路
パターン間の接続を行なうのに必要である。
通孔壁を電気メツキするのに無電解メツキによる銅の付
着方法に依存してきた。貫通孔壁のメツキはプリント配
線板の両側又はこれに加えて多層板の内層の、金属回路
パターン間の接続を行なうのに必要である。
貫通孔壁への無電解メツキによる銅の付着は典型的には
PWBの予備クリーニングとそれに続く次の工程図に従つ
て行なわれる。
PWBの予備クリーニングとそれに続く次の工程図に従つ
て行なわれる。
これらの工程による回路板は、又電気メツキ工程の前に
光像形成(photaimage)されてもよい。通常、各貫通孔
壁上に付着したの厚さは約1±0.2ミルである。
光像形成(photaimage)されてもよい。通常、各貫通孔
壁上に付着したの厚さは約1±0.2ミルである。
慣用の無電解メツキ方法は、工業上いくつかの欠点を有
している。それは比較的に長い工程時間を必要とする。
多数の処理浴は常に監視が必要な複雑な化学作用と個々
の成分の別々の補充を必要とする。パラジウム/錫活性
剤は費用のかかる廃水処理を必要とする。その上、これ
らの無電解メツキ方法は汚染に対して非常に敏感であ
る。最後に、多数の洗浄浴は多量の水を必要とする。
している。それは比較的に長い工程時間を必要とする。
多数の処理浴は常に監視が必要な複雑な化学作用と個々
の成分の別々の補充を必要とする。パラジウム/錫活性
剤は費用のかかる廃水処理を必要とする。その上、これ
らの無電解メツキ方法は汚染に対して非常に敏感であ
る。最後に、多数の洗浄浴は多量の水を必要とする。
無電解メツキで貫通孔を被覆(メツキ)するに先立つ
て、グラフアイトを用いて被覆(メツキ)用貫通孔壁が
製造された。例えばRadovsky等による米国特許第3,099,
608号は少なくとも半コロイド状態の金属パラジウムの
薄い非導電性のフイルムを最初に貫通孔壁に付着させる
ことによつて電気メツキ用のプリント配線板の貫通孔壁
を形成させる方法を教示している。該特許はさらに電気
メツキするための導電層としてそれまでグラフアイトが
用いられてきたことを開示している(第1欄第63〜70行
と第4欄第72行から第5欄第11行参照)。この特許によ
ると、グラフアイトの使用がいくつかの欠点を有するこ
とを指摘しており、該欠点にはグラフアイトを使用する
際の調節の不足、得られる電気メツキ金属の付着の弱
さ、貫通孔直径の不均一及びグラフアイトの低い耐電性
が含まれている。
て、グラフアイトを用いて被覆(メツキ)用貫通孔壁が
製造された。例えばRadovsky等による米国特許第3,099,
608号は少なくとも半コロイド状態の金属パラジウムの
薄い非導電性のフイルムを最初に貫通孔壁に付着させる
ことによつて電気メツキ用のプリント配線板の貫通孔壁
を形成させる方法を教示している。該特許はさらに電気
メツキするための導電層としてそれまでグラフアイトが
用いられてきたことを開示している(第1欄第63〜70行
と第4欄第72行から第5欄第11行参照)。この特許によ
ると、グラフアイトの使用がいくつかの欠点を有するこ
とを指摘しており、該欠点にはグラフアイトを使用する
際の調節の不足、得られる電気メツキ金属の付着の弱
さ、貫通孔直径の不均一及びグラフアイトの低い耐電性
が含まれている。
Shortt等による米国特許第3,163,588号には、又グラフ
アイト又はその均等物が電気回路板の貫通孔壁を導電性
にするために使用され、その後でその上に電気メツキ金
属を行なうことが記載されている(第3欄45行から第4
欄2行参照)。
アイト又はその均等物が電気回路板の貫通孔壁を導電性
にするために使用され、その後でその上に電気メツキ金
属を行なうことが記載されている(第3欄45行から第4
欄2行参照)。
金属コーテイング用又はメツキ用の非導電性物質を製造
するための数多くの方法においてグラフアイトが用いら
れてきた。例えばAlois Blankによる米国特許第409,096
号はアスベスト屋根材の表面に最初に揮発性液体中の黒
鉛粉末(グラフアイト)をワニスとして塗布し次に揮発
性液体を蒸発させて黒鉛微粒子でアスベストを覆い、続
いてそのアスベスト塗布グラフアイトシートを銅電気メ
ツキ溶液中に浸漬して該アスベストシートに電流を流し
てその上に薄い銅フイルムを形成させることを教示して
いる。該銅−塗布シートは次に錫、鉛又は亜鉛の溶融金
属浴中に入れられてから該溶融浴から取り出されて溶融
金属を固化させる。その結果得られた金属塗布アスベス
トシートは、比較的柔軟性があり、熱の伝導性がなくそ
して耐炎性を有すると説明されている。
するための数多くの方法においてグラフアイトが用いら
れてきた。例えばAlois Blankによる米国特許第409,096
号はアスベスト屋根材の表面に最初に揮発性液体中の黒
鉛粉末(グラフアイト)をワニスとして塗布し次に揮発
性液体を蒸発させて黒鉛微粒子でアスベストを覆い、続
いてそのアスベスト塗布グラフアイトシートを銅電気メ
ツキ溶液中に浸漬して該アスベストシートに電流を流し
てその上に薄い銅フイルムを形成させることを教示して
いる。該銅−塗布シートは次に錫、鉛又は亜鉛の溶融金
属浴中に入れられてから該溶融浴から取り出されて溶融
金属を固化させる。その結果得られた金属塗布アスベス
トシートは、比較的柔軟性があり、熱の伝導性がなくそ
して耐炎性を有すると説明されている。
Goldbergによる米国特許第1,037,469号及びUnnoによる
米国特許第1,352,331号は、初めに非導電性物質にワツ
クスをコーテイングし、次に該ワツクスをグラフアイト
又は他の金属の微粉砕粒子のスラリーでコーテイング
し、次いで該微粒子でコーテイングされた表面を銅又は
他の金属で電気メツキすることにより非導伝性物に電気
メツキを施す方法を開示している。回路板の孔は通常非
常に直径が小さく、ワツクスに浸漬すると孔をつまらせ
て、孔壁を電気メツキ物質でコーテイングするのに妨げ
になるので、これらの方法のいずれも回路板の孔壁のコ
ーテイングには適していない。
米国特許第1,352,331号は、初めに非導電性物質にワツ
クスをコーテイングし、次に該ワツクスをグラフアイト
又は他の金属の微粉砕粒子のスラリーでコーテイング
し、次いで該微粒子でコーテイングされた表面を銅又は
他の金属で電気メツキすることにより非導伝性物に電気
メツキを施す方法を開示している。回路板の孔は通常非
常に直径が小さく、ワツクスに浸漬すると孔をつまらせ
て、孔壁を電気メツキ物質でコーテイングするのに妨げ
になるので、これらの方法のいずれも回路板の孔壁のコ
ーテイングには適していない。
Lauxによる米国特許第2,243,429号には非導電性の表面
に薄いグラフアイト層を形成させ、次いで電気メツキで
銅層を施し、最後に他の金属を電気メツキで付着させる
工程からなる非導電性表面の電気メツキ方法が記載され
ている。
に薄いグラフアイト層を形成させ、次いで電気メツキで
銅層を施し、最後に他の金属を電気メツキで付着させる
工程からなる非導電性表面の電気メツキ方法が記載され
ている。
それとは別に、非導電性物質への導電塗装としてカーボ
ンブラツク方式が使用されてきた。例えば、Saundersに
よる米国特許第4,035,265号には、グラフアイトとカー
ボンブラツクの両者と空気−硬化性のバインダーを一緒
に含有する導電性の塗料組成物が記載されている。これ
らの塗料は発熱体として用いられる建物の壁に適用する
のに適している。
ンブラツク方式が使用されてきた。例えば、Saundersに
よる米国特許第4,035,265号には、グラフアイトとカー
ボンブラツクの両者と空気−硬化性のバインダーを一緒
に含有する導電性の塗料組成物が記載されている。これ
らの塗料は発熱体として用いられる建物の壁に適用する
のに適している。
Lin等による米国特許第4,090,984号は(a)ポリアクリ
レートエマルジヨン、(b)導電性カーボンブラツク分
散液及び(c)チキソトロピツクゲル化剤からなるガラ
ス繊維用の半導電性塗料を開示している。使用される導
電性カーボンブラツク分散液は、適当な分散剤とそれに
分散された約3〜約4重量%の導電性カーボンブラツク
とからなつている。
レートエマルジヨン、(b)導電性カーボンブラツク分
散液及び(c)チキソトロピツクゲル化剤からなるガラ
ス繊維用の半導電性塗料を開示している。使用される導
電性カーボンブラツク分散液は、適当な分散剤とそれに
分散された約3〜約4重量%の導電性カーボンブラツク
とからなつている。
Allardによる米国特許第4,239,794号には導電性カーボ
ンブラツクを特定の分散剤でラテツクスバインダー中に
分散させ、次に、このカーボンブラツク分散液を不織布
に含浸させ、続いて乾燥させて水分を除去することによ
つて、不織布の表面に分散したカーボンブラツクの薄い
塗膜を形成させることが開示されている。
ンブラツクを特定の分散剤でラテツクスバインダー中に
分散させ、次に、このカーボンブラツク分散液を不織布
に含浸させ、続いて乾燥させて水分を除去することによ
つて、不織布の表面に分散したカーボンブラツクの薄い
塗膜を形成させることが開示されている。
現在、無電解メツキ技術よりももつと確実で費用のかか
らない非導電性表面への電気メツキ方法が必要とされて
いる。特に、プリント配線板の導電性層間のより効果的
な電気的接続を得るために、プリント配線板の貫通孔壁
への均一で連続した金属表面を得るためのより良い全体
的な電気メツキ方法が必要である。
らない非導電性表面への電気メツキ方法が必要とされて
いる。特に、プリント配線板の導電性層間のより効果的
な電気的接続を得るために、プリント配線板の貫通孔壁
への均一で連続した金属表面を得るためのより良い全体
的な電気メツキ方法が必要である。
本発明の第一の目的は非導電性表面への改良された電気
メツキ方法を提供することである。
メツキ方法を提供することである。
本発明の他の目的はプリント配線板の貫通孔壁に導電性
金属層を適用するための改良された電気メツキ方法を提
供することである。
金属層を適用するための改良された電気メツキ方法を提
供することである。
本発明の更に他の目的は現在知られている無電解メツキ
方法に比べてより経済的で且つ単純化されたプリント配
線板の非導電層の表面への導電性金属層の形成方法を提
供することである。
方法に比べてより経済的で且つ単純化されたプリント配
線板の非導電層の表面への導電性金属層の形成方法を提
供することである。
本発明の更に他の目的は、プリント配線板の銅板間のよ
り確実な電気的接続を得るために、プリント配線板の貫
通孔壁に電気メツキにより銅層を与えることである。
り確実な電気的接続を得るために、プリント配線板の貫
通孔壁に電気メツキにより銅層を与えることである。
本発明の簡単な説明 本発明はこれら目的を達成するために、下記の工程、す
なわち (a) 分散液中で約3.0ミクロンより小さい平均粒
子直径を有するカーボンブラツク粒子、 カーボンブラツクと相容性を有する界面活性剤の有
効分散量;及び 液体分散媒 からなるカーボンブラツク分散液(上記分散液における
カーボンブラツクの量は非導電性物質表面の実質的に全
部を被覆するのに充分な量であり、且つ分散液の約4重
量%よりも少ない量である)を調製し、 (b) 前記分散液を非導電性物質の表面に適用し (c) 前記カーボンブラツク粒子から実質的に全ての
液状分散媒を分離し、それによつてカーボンブラツク粒
子を前記の非導電性表面上に実質的に連続した層状で付
着させ;そして (d) 付着したカーボンブラツク層と非導電性物質の
表面の上に実質的に連続した導電性金属層を電気メツキ
する ことからなる非導電性物質表面に導電性金属層を電気メ
ツキする方法を提供するものである。本発明の方法は特
にプリント配線板の貫通孔壁の非導電性部分に銅のよう
な導電性金属表面を施するのに適している。プリント配
線板は通常2つの導電性金属層(例えば銅又はニツケル
板或は箔)又は多数のそれらの交互層間に位置する非導
電性層(例えばエポキシ樹脂/ガラス繊維混合物)から
なつている。貫通孔壁の非導電性部分に導電性金属層を
適用すると、導電性金属層は電気的に接続される。しか
しながら、本発明は任意の形状又は表面積を有する非導
電性物質に対してもその表面への導電性金属の電気メツ
キが有効である。
なわち (a) 分散液中で約3.0ミクロンより小さい平均粒
子直径を有するカーボンブラツク粒子、 カーボンブラツクと相容性を有する界面活性剤の有
効分散量;及び 液体分散媒 からなるカーボンブラツク分散液(上記分散液における
カーボンブラツクの量は非導電性物質表面の実質的に全
部を被覆するのに充分な量であり、且つ分散液の約4重
量%よりも少ない量である)を調製し、 (b) 前記分散液を非導電性物質の表面に適用し (c) 前記カーボンブラツク粒子から実質的に全ての
液状分散媒を分離し、それによつてカーボンブラツク粒
子を前記の非導電性表面上に実質的に連続した層状で付
着させ;そして (d) 付着したカーボンブラツク層と非導電性物質の
表面の上に実質的に連続した導電性金属層を電気メツキ
する ことからなる非導電性物質表面に導電性金属層を電気メ
ツキする方法を提供するものである。本発明の方法は特
にプリント配線板の貫通孔壁の非導電性部分に銅のよう
な導電性金属表面を施するのに適している。プリント配
線板は通常2つの導電性金属層(例えば銅又はニツケル
板或は箔)又は多数のそれらの交互層間に位置する非導
電性層(例えばエポキシ樹脂/ガラス繊維混合物)から
なつている。貫通孔壁の非導電性部分に導電性金属層を
適用すると、導電性金属層は電気的に接続される。しか
しながら、本発明は任意の形状又は表面積を有する非導
電性物質に対してもその表面への導電性金属の電気メツ
キが有効である。
更に、本発明は又上記の方法によつて製造されたプリン
ト配線板をも包含する(即ち、貫通孔壁がカーボンブラ
ツクのみ、又はカーボンブラツクとその上の金属メツキ
によつてコーテイングされたプリント配線板)。
ト配線板をも包含する(即ち、貫通孔壁がカーボンブラ
ツクのみ、又はカーボンブラツクとその上の金属メツキ
によつてコーテイングされたプリント配線板)。
好ましい態様の説明 上記のように、本発明の好ましい態様は、2つの銅板又
は銅箔を分離させている非導電性層に設けられた貫通孔
壁に銅の金属メツキ層を適用することである。この工程
には、電気メツキの前に貫通孔壁の非導電性部分に特定
のカーボンブラツク分散液を用いることが必要である。
カーボンブラツク分散液はこれまでの無電解メツキ銅浴
及びそれに付随する全ての化学工程に完全にとつてかわ
るものである。即ち、カーボンブラツク分散液は予備活
性化工程、Pd/Sn活性剤、促進剤工程及び無電解メツキ
浴それ自体と置き換わるものである。
は銅箔を分離させている非導電性層に設けられた貫通孔
壁に銅の金属メツキ層を適用することである。この工程
には、電気メツキの前に貫通孔壁の非導電性部分に特定
のカーボンブラツク分散液を用いることが必要である。
カーボンブラツク分散液はこれまでの無電解メツキ銅浴
及びそれに付随する全ての化学工程に完全にとつてかわ
るものである。即ち、カーボンブラツク分散液は予備活
性化工程、Pd/Sn活性剤、促進剤工程及び無電解メツキ
浴それ自体と置き換わるものである。
プリント配線板においては、通常銅が電気メツキ金属と
して用いられているが、ニツケル、金、銀のような他の
金属も本発明の方法によつて電気メツキに使用できる。
して用いられているが、ニツケル、金、銀のような他の
金属も本発明の方法によつて電気メツキに使用できる。
プリント配線板(プリント回路板としても知られてい
る)は通常、2つ又はそれ以上の銅板又は銅箔とそれら
を互いに分離する非導電性層とからなる積層物である。
非導電性層はエポキシ樹脂含浸ガラス繊維粒子のような
有機物が好ましい。しかしながら、非導電性層は、熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂及びそれらの混合物でも良く、
又それらはガラス繊維や充填剤のような補強材を含有し
ていてもよいし、していなくてもよい。
る)は通常、2つ又はそれ以上の銅板又は銅箔とそれら
を互いに分離する非導電性層とからなる積層物である。
非導電性層はエポキシ樹脂含浸ガラス繊維粒子のような
有機物が好ましい。しかしながら、非導電性層は、熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂及びそれらの混合物でも良く、
又それらはガラス繊維や充填剤のような補強材を含有し
ていてもよいし、していなくてもよい。
好適な熱可塑性樹脂としてはアセタール樹脂;メチルア
クリレートのようなアクリル樹脂;エチルセルロース、
酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロース
アセテートブチレート、硝酸セルロースなどのセルロー
ス樹脂;塩素化ポリエーテル;ナイロン;ポリエチレ
ン;ポリプロピレン;ポリスチレン;アクリロニトリル
−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン(ABS)共重合体のようなスチレン系重合体;
ポリカーボネート;ポリクロロトリフロロエチレン;酢
酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルブチラール、塩化
ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリ
デン及びビニルホルマールのようなビニル重合体及び共
重合体があげられる。
クリレートのようなアクリル樹脂;エチルセルロース、
酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロース
アセテートブチレート、硝酸セルロースなどのセルロー
ス樹脂;塩素化ポリエーテル;ナイロン;ポリエチレ
ン;ポリプロピレン;ポリスチレン;アクリロニトリル
−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン(ABS)共重合体のようなスチレン系重合体;
ポリカーボネート;ポリクロロトリフロロエチレン;酢
酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルブチラール、塩化
ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリ
デン及びビニルホルマールのようなビニル重合体及び共
重合体があげられる。
好適な熱硬化性樹脂にはアルキルフタレート、フラン;
メラミン−ホルムアルデヒド;フエノール−ホルムアル
デヒド、フエノール−フルフラール共重合体;の単独或
いはそれらとブタジエン−アクリロニトリル共重合体又
はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共
重合体との混合物;ポリアクリル酸エステル;シリコー
ン樹脂;尿素−ホルムアルデヒド;エポキシ樹脂;ポリ
イミド;アルキル樹脂;グリセリルフタレート;ポリエ
ステル等が包含される。
メラミン−ホルムアルデヒド;フエノール−ホルムアル
デヒド、フエノール−フルフラール共重合体;の単独或
いはそれらとブタジエン−アクリロニトリル共重合体又
はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共
重合体との混合物;ポリアクリル酸エステル;シリコー
ン樹脂;尿素−ホルムアルデヒド;エポキシ樹脂;ポリ
イミド;アルキル樹脂;グリセリルフタレート;ポリエ
ステル等が包含される。
多くのプリント配線板の設計においては、電気的な通路
又はパターンは、そのパターンの特定の個所で分離して
いる銅板間を接続することが必要である。これは通常、
銅板と非導電性層の積層物を通して該設計の所望の場所
に孔をあけ、次に分離している金属板間を接続すること
によつて行なわれる。プリント配線板の孔の直径は一般
に約0.5〜約10mmの範囲であり、好ましくは、約1〜5mm
である。
又はパターンは、そのパターンの特定の個所で分離して
いる銅板間を接続することが必要である。これは通常、
銅板と非導電性層の積層物を通して該設計の所望の場所
に孔をあけ、次に分離している金属板間を接続すること
によつて行なわれる。プリント配線板の孔の直径は一般
に約0.5〜約10mmの範囲であり、好ましくは、約1〜5mm
である。
貫通孔を穿孔したのち孔壁を比較的滑らかにするために
スクラビングするのが好ましい。多層プリント配線板の
場合には、貫通孔の内部銅中間層表面をきれいにするた
めに汚れ取り又はエツチバツク(etchback)処理を行な
うのが望ましい。適当な予備工程としては現在行なわれ
ている慣用の処理のうちの一部またはすべてを使用する
ことができる。
スクラビングするのが好ましい。多層プリント配線板の
場合には、貫通孔の内部銅中間層表面をきれいにするた
めに汚れ取り又はエツチバツク(etchback)処理を行な
うのが望ましい。適当な予備工程としては現在行なわれ
ている慣用の処理のうちの一部またはすべてを使用する
ことができる。
メツキのために貫通孔の表面が滑らかにされた後、該プ
リント配線板は本発明のカーボンブラツク分散液を受入
れ易くするために、予備クリーニングするのが好まし
い。好ましい予備クリーニング処理の1つは、最初にプ
リント配線板をクリーナー/コンデイシヨナー浴中に約
60℃で約5分間置いてグリースや他の不純物を孔壁の表
面から取除くことである。これを行なうについての好ま
しいクリーナー/コンデイシヨナーの一つは、主に水中
にモノメタノールアミンとエチレングリコールを添加し
たものからなる。好ましいクリーナー/コンデイシヨナ
ーは“クリーナー/コンデイシヨナー102"の商品名でPh
illip.A.Hunt Chem.社によつて販売されている。
リント配線板は本発明のカーボンブラツク分散液を受入
れ易くするために、予備クリーニングするのが好まし
い。好ましい予備クリーニング処理の1つは、最初にプ
リント配線板をクリーナー/コンデイシヨナー浴中に約
60℃で約5分間置いてグリースや他の不純物を孔壁の表
面から取除くことである。これを行なうについての好ま
しいクリーナー/コンデイシヨナーの一つは、主に水中
にモノメタノールアミンとエチレングリコールを添加し
たものからなる。好ましいクリーナー/コンデイシヨナ
ーは“クリーナー/コンデイシヨナー102"の商品名でPh
illip.A.Hunt Chem.社によつて販売されている。
クリーナー/コンデイシヨナーを適用した後、PWBは次
に脱イオン水で洗浄されて該板からクリーナー/コンデ
イシヨナーの残渣が取除かれる。次に、外側の銅表面を
きれいにするのが望ましい。これは該板を過硫酸ナトリ
ウムミクロエツチング溶液又は硫酸水溶液又はそれらの
両者の中に浸漬することによつて行なわわる。好ましい
過硫酸ミクロエツチング溶液としてはPhillip A.Hunt C
hem.社製のMICRO−ETCH601がある。これは1当り200g
の過硫酸ナトリウムと0.5重量%の硫酸を含有してい
る。過硫酸ナトリウムミクロエツチング溶液も硫酸溶液
も、エポキシ/ガラス繊維の表面又はPWBの貫通孔の部
分に対しては影響を及ぼさないことが知られている。上
記の穿孔又は予備クリーニングのどれもが本発明におい
て必須なものではないことを認識すべきである。慣用の
同様な処理をそのかわりに使用してもよい。
に脱イオン水で洗浄されて該板からクリーナー/コンデ
イシヨナーの残渣が取除かれる。次に、外側の銅表面を
きれいにするのが望ましい。これは該板を過硫酸ナトリ
ウムミクロエツチング溶液又は硫酸水溶液又はそれらの
両者の中に浸漬することによつて行なわわる。好ましい
過硫酸ミクロエツチング溶液としてはPhillip A.Hunt C
hem.社製のMICRO−ETCH601がある。これは1当り200g
の過硫酸ナトリウムと0.5重量%の硫酸を含有してい
る。過硫酸ナトリウムミクロエツチング溶液も硫酸溶液
も、エポキシ/ガラス繊維の表面又はPWBの貫通孔の部
分に対しては影響を及ぼさないことが知られている。上
記の穿孔又は予備クリーニングのどれもが本発明におい
て必須なものではないことを認識すべきである。慣用の
同様な処理をそのかわりに使用してもよい。
そのような処理には、例えば、回路板をクロム酸−硫酸
エツチング浴中に約60℃で約60秒間浸けてそれから取出
し、次に過剰の酸エツチング浴を除去するために、脱イ
オン水で30秒間洗浄する方法や、プラズマによる汚れ除
去なども含まれる。
エツチング浴中に約60℃で約60秒間浸けてそれから取出
し、次に過剰の酸エツチング浴を除去するために、脱イ
オン水で30秒間洗浄する方法や、プラズマによる汚れ除
去なども含まれる。
本発明の方法は予備クリーン処理を施されたPWBを次の
工程図に従つて電気メツキすることからなる。
工程図に従つて電気メツキすることからなる。
本発明のカーボンブラツク分散液が最初にクリーン処理
を行なつたPWBに適用される。この分散液は、3種の必
須成分、即ちカーボンブラツク、カーボンブラツクを分
散しうる1種またはそれ以上の界面活性剤及び水のよう
な液体分散媒を含んでいる。PWBに分散液を適用するの
に好適な方法には浸漬、スプレー、又はPWB工業で採用
されている化学薬品の他の適用方法が含まれる。このカ
ーボンブラツク分散液を用いるのに1個の処理浴で充分
であるが、再処理やその他の目的のために1個より多い
浴を使用してもよい。
を行なつたPWBに適用される。この分散液は、3種の必
須成分、即ちカーボンブラツク、カーボンブラツクを分
散しうる1種またはそれ以上の界面活性剤及び水のよう
な液体分散媒を含んでいる。PWBに分散液を適用するの
に好適な方法には浸漬、スプレー、又はPWB工業で採用
されている化学薬品の他の適用方法が含まれる。このカ
ーボンブラツク分散液を用いるのに1個の処理浴で充分
であるが、再処理やその他の目的のために1個より多い
浴を使用してもよい。
この分散液の調製においては上記3つの必須成分及び他
の任意の好ましい成分は安定な分散液を造るために完全
に混合される。これは濃厚状態にある分散液をボールミ
ル、コロイダルミル、高剪断ミル又は他の高速混合手段
に付して行なわれる。その完全に混合された分散液は後
で処理浴の所望の濃度が得られるまで撹拌しながら水で
希釈することができる。好ましい混合方法は濃厚な分散
液をガラス鉱物又はプラスチツクビーズを含有している
容器中で約1〜24時間ボールミルで混合することであ
る。この完全な混合によつてカーボンブラツク粒子は界
面活性剤で緊密に被覆されるか又は湿潤化されるように
なる。この濃厚な混合物は次いで水又は他の分散溶媒液
で所望の濃度に希釈される。処理浴は希釈と適用工程の
両方の間中、分散液の安定を保つために撹拌しておくの
が好ましい。
の任意の好ましい成分は安定な分散液を造るために完全
に混合される。これは濃厚状態にある分散液をボールミ
ル、コロイダルミル、高剪断ミル又は他の高速混合手段
に付して行なわれる。その完全に混合された分散液は後
で処理浴の所望の濃度が得られるまで撹拌しながら水で
希釈することができる。好ましい混合方法は濃厚な分散
液をガラス鉱物又はプラスチツクビーズを含有している
容器中で約1〜24時間ボールミルで混合することであ
る。この完全な混合によつてカーボンブラツク粒子は界
面活性剤で緊密に被覆されるか又は湿潤化されるように
なる。この濃厚な混合物は次いで水又は他の分散溶媒液
で所望の濃度に希釈される。処理浴は希釈と適用工程の
両方の間中、分散液の安定を保つために撹拌しておくの
が好ましい。
上で述べたように、カーボンブラツク粒子は分散液中で
約3ミクロンよりも小さい平均粒径を有していなければ
ならない。カーボンブラツク粒子の平均粒径は実質的に
平坦なメツキとメツキ層の剥離防止のために可能な限り
小さいのが望ましい。カーボンブラツク粒子の平均粒径
は分散液中で約0.1〜約3.0ミクロンであるのが好まし
く、0.2〜約2.0ミクロンがより好ましい。本明細書及び
特許請求の範囲で用いられる「平均粒径」という用語は
粒子の平均直径(数平均)を意味する。分散液における
平均直径は、Nicomp Model270サブミクロン粒子測定器
(Version3.0)又はHIAC PA−720自動粒度分析器(両方
ともPacific Scientific社より入手可能)を用いて決め
るのがよい。
約3ミクロンよりも小さい平均粒径を有していなければ
ならない。カーボンブラツク粒子の平均粒径は実質的に
平坦なメツキとメツキ層の剥離防止のために可能な限り
小さいのが望ましい。カーボンブラツク粒子の平均粒径
は分散液中で約0.1〜約3.0ミクロンであるのが好まし
く、0.2〜約2.0ミクロンがより好ましい。本明細書及び
特許請求の範囲で用いられる「平均粒径」という用語は
粒子の平均直径(数平均)を意味する。分散液における
平均直径は、Nicomp Model270サブミクロン粒子測定器
(Version3.0)又はHIAC PA−720自動粒度分析器(両方
ともPacific Scientific社より入手可能)を用いて決め
るのがよい。
全てのタイプのカーボンブラツクが本発明で使用出来、
普通に入手できるフアーネスカーボンも含まれる。しか
しながら、水でスラリーにされた時に初めは酸性又は中
性、即ち約1〜約7.5のpH、特に好ましくは約2〜約4
のpHのカーボンブラツクを用いるのが好ましい。
普通に入手できるフアーネスカーボンも含まれる。しか
しながら、水でスラリーにされた時に初めは酸性又は中
性、即ち約1〜約7.5のpH、特に好ましくは約2〜約4
のpHのカーボンブラツクを用いるのが好ましい。
好ましいタイプのカーボンブラツク粒子は約1〜約10重
量%の揮発成分を含有し、アモルフアス構造を有するも
のである。反対に、米国特許第3,099,608号及び同第3,1
63,588号で述べられている貫通孔をめつきするのに用い
られるグラフアイト粒子は、結晶形態の比較的純粋な炭
素であり、水溶液のpHには影響を及ぼさない。本発明の
カーボンブラツク粒子のかわりにグラフアイト粒子を用
いると、後続の電気メツキのあとの非導電性物に対する
銅の付着力が弱いことが指摘された。下記の比較例1と
2を参照。
量%の揮発成分を含有し、アモルフアス構造を有するも
のである。反対に、米国特許第3,099,608号及び同第3,1
63,588号で述べられている貫通孔をめつきするのに用い
られるグラフアイト粒子は、結晶形態の比較的純粋な炭
素であり、水溶液のpHには影響を及ぼさない。本発明の
カーボンブラツク粒子のかわりにグラフアイト粒子を用
いると、後続の電気メツキのあとの非導電性物に対する
銅の付着力が弱いことが指摘された。下記の比較例1と
2を参照。
好ましいカーボンブラツク粒子は、又非常に多孔性であ
り、通常約45〜約1100m2/g、好ましくは約300と約600
m2/gの間の表面積〔BET法(Brunauer−Emmett−Telle
r法)による〕を有している。
り、通常約45〜約1100m2/g、好ましくは約300と約600
m2/gの間の表面積〔BET法(Brunauer−Emmett−Telle
r法)による〕を有している。
本発明で用いるのに適しているカーボンブラツクの例と
してはCabot XC−72R Conductive,Cabot Monarch800、C
abot Monarch1300(全てCabot社製)がある。他の好適
なカーボンブラツクにはColumbian T−10189、Columbia
n Conductex975 Conductive,Columbian CC−40−220、
及びColumbian Raven3500(全てColumbian Corbon社か
ら入手可能)がある。Monarch800とRaven3500の2つが
その分散容易性と低pHにより最も好ましい。
してはCabot XC−72R Conductive,Cabot Monarch800、C
abot Monarch1300(全てCabot社製)がある。他の好適
なカーボンブラツクにはColumbian T−10189、Columbia
n Conductex975 Conductive,Columbian CC−40−220、
及びColumbian Raven3500(全てColumbian Corbon社か
ら入手可能)がある。Monarch800とRaven3500の2つが
その分散容易性と低pHにより最も好ましい。
本明細書及び特許請求の範囲で用いられている「液体分
散媒」という用語には、水と極性溶媒(プロトン性と非
プロトン性の両方)が含まれる。適切なプロトン性極性
有機溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、イソブタノール及びペンタノールのようなC1 〜 5
の低級アルコール;グリコール(例えばトリエチレング
リコール)のような多価アルコール;セロソルブのよう
なエーテルアルコール;ギ酸や酢酸のような有機酸;ト
リクロロ酢酸のような酸誘導体;メタンスルホン酸のよ
うなスルホン酸が包含される。適切な非プロトン性極性
有機溶媒としては、アセトアルデヒドのようなアルデヒ
ド;アセトンのようなケトン;トルエンやミネラルスピ
リツトのような非プロトン性芳香族溶媒;ジクロロフロ
ロメタンやジクロロジフロロメタン(FREON)のような
非プロトン性ハロゲン化炭化水素;ジメチルホルムアミ
ド(DMF);ジメチルスルホキシド(DMSO);及びギ酸
メチル、酢酸エチル及びセロソルブアセテートのような
カルボン酸エステルが包含される。価格と使用上の容易
性の点から水が好ましい液体分散媒である。飲み水に普
通にみられる石灰、弗素、ヨウ素及びその他の不純物が
含まれない脱イオン水を使用するのが好ましくそれは、
後に続く電気メツキ工程の間に他のイオンが混入するの
を最小にするためである。
散媒」という用語には、水と極性溶媒(プロトン性と非
プロトン性の両方)が含まれる。適切なプロトン性極性
有機溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、イソブタノール及びペンタノールのようなC1 〜 5
の低級アルコール;グリコール(例えばトリエチレング
リコール)のような多価アルコール;セロソルブのよう
なエーテルアルコール;ギ酸や酢酸のような有機酸;ト
リクロロ酢酸のような酸誘導体;メタンスルホン酸のよ
うなスルホン酸が包含される。適切な非プロトン性極性
有機溶媒としては、アセトアルデヒドのようなアルデヒ
ド;アセトンのようなケトン;トルエンやミネラルスピ
リツトのような非プロトン性芳香族溶媒;ジクロロフロ
ロメタンやジクロロジフロロメタン(FREON)のような
非プロトン性ハロゲン化炭化水素;ジメチルホルムアミ
ド(DMF);ジメチルスルホキシド(DMSO);及びギ酸
メチル、酢酸エチル及びセロソルブアセテートのような
カルボン酸エステルが包含される。価格と使用上の容易
性の点から水が好ましい液体分散媒である。飲み水に普
通にみられる石灰、弗素、ヨウ素及びその他の不純物が
含まれない脱イオン水を使用するのが好ましくそれは、
後に続く電気メツキ工程の間に他のイオンが混入するの
を最小にするためである。
水及びカーボンブラツクに加えて、第3の成分が分散液
中で必要であり、それはカーボンブラツクを液体分散媒
に分散させうる界面活性剤である(即ち、カーボンブラ
ツクと液体分散媒を混和性にする)。
中で必要であり、それはカーボンブラツクを液体分散媒
に分散させうる界面活性剤である(即ち、カーボンブラ
ツクと液体分散媒を混和性にする)。
1つ又はそれ以上の界面活性剤が、カーボンブラツクの
湿潤性と安定性を高めるために分散液に添加され、それ
によつてカーボンブラツクの非導電層の孔や繊維間への
浸透が最大になる。適切な湿潤剤にはアニオン系、非イ
オン系及びカチオン系界面活性剤が含まれる(又は、両
性界面活性剤のようなそれらの混合物)。界面活性剤は
カーボンブラツク分散液に溶解し、且つ安定なものでな
ければならず、好ましくは消泡性のものであるべきであ
る。一般に、水のような極性連続相中では界面活性剤は
高HLB数(8−18)を有するのが好ましい。界面活性剤
の好ましいタイプは、主に分散液のpHに依存している。
もし分散液がアルカリ性(即ち全体のpHが塩基性領域に
ある)ならばアニオン系又は非イオン系界面活性剤を用
いるのが好ましい。使用可能なアニオン系界面活性剤に
はDARVAN No.1(R.T.Vanderbilt社製)、ECCOWET LF(E
astern Color and Chemical社製)、PETROAA.PETRO UL
F(Petro Chemical社製)及びAERSOL OT (American C
yanamid社製)のようなナフタレンスルホン酸のナトリ
ウム又はカリウム塩が包含される。好ましいアニオン系
界面活性剤にはMAPHOS55、56、8135、60A、L6(Mazer C
hemical社製)のような中性リン酸エステル系のものが
ある。カーボンブラツク分散液用に最も適しているのは
MAPHOS56である。適切な非イオン系界面活性剤としては
POLY−TERGENTB−シリーズ(Olin社製)のようなエトキ
シル化ノニルフエノール又はPOLY−TERGENT SL−シリー
ズ(Olin社製)のようなアルコキシル化鎖状アルコール
があげられる。
湿潤性と安定性を高めるために分散液に添加され、それ
によつてカーボンブラツクの非導電層の孔や繊維間への
浸透が最大になる。適切な湿潤剤にはアニオン系、非イ
オン系及びカチオン系界面活性剤が含まれる(又は、両
性界面活性剤のようなそれらの混合物)。界面活性剤は
カーボンブラツク分散液に溶解し、且つ安定なものでな
ければならず、好ましくは消泡性のものであるべきであ
る。一般に、水のような極性連続相中では界面活性剤は
高HLB数(8−18)を有するのが好ましい。界面活性剤
の好ましいタイプは、主に分散液のpHに依存している。
もし分散液がアルカリ性(即ち全体のpHが塩基性領域に
ある)ならばアニオン系又は非イオン系界面活性剤を用
いるのが好ましい。使用可能なアニオン系界面活性剤に
はDARVAN No.1(R.T.Vanderbilt社製)、ECCOWET LF(E
astern Color and Chemical社製)、PETROAA.PETRO UL
F(Petro Chemical社製)及びAERSOL OT (American C
yanamid社製)のようなナフタレンスルホン酸のナトリ
ウム又はカリウム塩が包含される。好ましいアニオン系
界面活性剤にはMAPHOS55、56、8135、60A、L6(Mazer C
hemical社製)のような中性リン酸エステル系のものが
ある。カーボンブラツク分散液用に最も適しているのは
MAPHOS56である。適切な非イオン系界面活性剤としては
POLY−TERGENTB−シリーズ(Olin社製)のようなエトキ
シル化ノニルフエノール又はPOLY−TERGENT SL−シリー
ズ(Olin社製)のようなアルコキシル化鎖状アルコール
があげられる。
もし分散液全体が酸性ならば特定の陰イオン系界面活性
剤又は陽イオン系界面活性剤を用いるのが好ましい。陰
イオン系界面活性剤のうちで使用可能なものは上で述べ
たナフタレンスルホン酸のナトリウム又はカリウム塩で
ある。使用できる陽イオン系界面活性剤には、AMMONYXT
(Onyx Chemical社製)のようなセチルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライド;AEROSOLC−61(American Cy
anamid社製)のようなエタノール化アルキルグアニジン
アミン錯体;リポコール(lipocal);DOWFAX 2AI(Dow
Chemical社製)のようなドデシルジフエニルオキサイド
ジスルホン酸(DDODA);STRODEX(Dexter Chemical社
製)のようなDDODAのナトリウム塩;及び有機リン酸エ
ステル錯体の塩が包含される。好ましい界面活性剤に
は、MAFO13のような脂肪アミンに基づく複雑なアミノ酸
の両性のカリウム塩及びMAZEEN S−5又はMAZTREAT(Ma
zer Chemical社製)のようなカチオン系エトキシ化大豆
(soya)アミンがあげられる。界面活性剤の混合物も使
用することができる。
剤又は陽イオン系界面活性剤を用いるのが好ましい。陰
イオン系界面活性剤のうちで使用可能なものは上で述べ
たナフタレンスルホン酸のナトリウム又はカリウム塩で
ある。使用できる陽イオン系界面活性剤には、AMMONYXT
(Onyx Chemical社製)のようなセチルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライド;AEROSOLC−61(American Cy
anamid社製)のようなエタノール化アルキルグアニジン
アミン錯体;リポコール(lipocal);DOWFAX 2AI(Dow
Chemical社製)のようなドデシルジフエニルオキサイド
ジスルホン酸(DDODA);STRODEX(Dexter Chemical社
製)のようなDDODAのナトリウム塩;及び有機リン酸エ
ステル錯体の塩が包含される。好ましい界面活性剤に
は、MAFO13のような脂肪アミンに基づく複雑なアミノ酸
の両性のカリウム塩及びMAZEEN S−5又はMAZTREAT(Ma
zer Chemical社製)のようなカチオン系エトキシ化大豆
(soya)アミンがあげられる。界面活性剤の混合物も使
用することができる。
分散液中のカーボンブラツクの量は、分散液の約4重量
%より少なくなければならず、好ましくは約2重量%以
下である。カーボンブラツクを高濃度で使用すると望ま
しくないメツキ特性が生ずることが見出された。同じ理
由から、固形分濃度(即ち、液体分散媒以外の全ての成
分)は、分散液の約10重量%より少ないのが好ましく、
約5.6重量%より少ないのがもつと好ましい。
%より少なくなければならず、好ましくは約2重量%以
下である。カーボンブラツクを高濃度で使用すると望ま
しくないメツキ特性が生ずることが見出された。同じ理
由から、固形分濃度(即ち、液体分散媒以外の全ての成
分)は、分散液の約10重量%より少ないのが好ましく、
約5.6重量%より少ないのがもつと好ましい。
本発明の上記3つの必須成分、即ち、カーボンブラツ
ク、液体分散媒及び界面活性剤だけで分散液を生成させ
てもよい。ある場合には他の好ましい成分を分散液に添
加するのが望ましい。
ク、液体分散媒及び界面活性剤だけで分散液を生成させ
てもよい。ある場合には他の好ましい成分を分散液に添
加するのが望ましい。
カーボンブラツク含有分散液に添加する好ましい成分の
1つにアルカリ水酸化物のような強塩基性物質がある。
適切な強塩基性物質としては水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム、及び水酸化リチウムのようなアルカリ金属水
酸化物があげられる。所望により、水酸化アンモニウム
又は水酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属水酸化
物を用いてもよい。水酸化カリウムが最も好ましい強塩
基性物質である。本明細書及び特許請求において「アル
カリ水酸化物」という用語は、これらの強塩基性物質を
意味する。カーボンブラツク分散液のpHを約10〜約14、
好ましくは約10〜約12にするのに充分な割合でアルカリ
水酸化物がカーボンブラツク分散液に添加される。
1つにアルカリ水酸化物のような強塩基性物質がある。
適切な強塩基性物質としては水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム、及び水酸化リチウムのようなアルカリ金属水
酸化物があげられる。所望により、水酸化アンモニウム
又は水酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属水酸化
物を用いてもよい。水酸化カリウムが最も好ましい強塩
基性物質である。本明細書及び特許請求において「アル
カリ水酸化物」という用語は、これらの強塩基性物質を
意味する。カーボンブラツク分散液のpHを約10〜約14、
好ましくは約10〜約12にするのに充分な割合でアルカリ
水酸化物がカーボンブラツク分散液に添加される。
アルカリ水酸化物はそれ単独で又はシリカと一緒に分散
液に添加されてもよい。好ましいシリカはヒユームドシ
リカである。好ましいヒユームドシリカは高密度粒子の
形状のものであり、Cabot社よりCAB−O−SIL MS−7SD
の商品名で市販されている。しかしながら、嵩密度及び
粒子径の適した他のヒユームドシリカも使用できる。ヒ
ユームドシリカの適切な嵩密度は一般に約5〜10ポンド
/立方フイートの範囲である。ヒユームドシリカの適切
な粒子直径は一般に約0.005〜約0.025ミクロンの範囲で
あり、より好ましくは約0.01〜0.015ミクロンの範囲で
ある。
液に添加されてもよい。好ましいシリカはヒユームドシ
リカである。好ましいヒユームドシリカは高密度粒子の
形状のものであり、Cabot社よりCAB−O−SIL MS−7SD
の商品名で市販されている。しかしながら、嵩密度及び
粒子径の適した他のヒユームドシリカも使用できる。ヒ
ユームドシリカの適切な嵩密度は一般に約5〜10ポンド
/立方フイートの範囲である。ヒユームドシリカの適切
な粒子直径は一般に約0.005〜約0.025ミクロンの範囲で
あり、より好ましくは約0.01〜0.015ミクロンの範囲で
ある。
一緒に使用すると、アルカリ水酸化物はその場でヒユー
ムドシリカ粒子と反応して相当する溶解性アルカリシリ
ケートを形成する。過剰のアルカリ水酸化物が存在する
と分散液は水酸化物とシリケートを含有する。水酸化リ
チウムと水酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属水
酸化物は、シリケート沈殿物を生ずるのでシリカと一緒
に使用すべきではない。
ムドシリカ粒子と反応して相当する溶解性アルカリシリ
ケートを形成する。過剰のアルカリ水酸化物が存在する
と分散液は水酸化物とシリケートを含有する。水酸化リ
チウムと水酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属水
酸化物は、シリケート沈殿物を生ずるのでシリカと一緒
に使用すべきではない。
カーボンブラツク粒子の多孔性は、分散液からのアルカ
リシリケートの吸着を強化する。その結果、乾燥後にカ
ーボンブラツク粒子の孔におけるアルカリシリケートの
濃度が比較的高くなる。孔にアルカリシリケートが存在
すると、次に続く電気メツキ工程でのカーボンブラツク
粒子の導電性が強化される。
リシリケートの吸着を強化する。その結果、乾燥後にカ
ーボンブラツク粒子の孔におけるアルカリシリケートの
濃度が比較的高くなる。孔にアルカリシリケートが存在
すると、次に続く電気メツキ工程でのカーボンブラツク
粒子の導電性が強化される。
本発明の他の態様では、アルカリ水酸化物及びシリカを
鉱酸で置き換えてもよい。HCl、H2SO4、H3PO4等の適当
な鉱酸によつてカーボンブラツク分散液を酸性にしても
よい。HNO3は銅と望ましくない反応を生ずるので除くべ
きである。一般に、酸の適切な濃度は約1規定である。
鉱酸で置き換えてもよい。HCl、H2SO4、H3PO4等の適当
な鉱酸によつてカーボンブラツク分散液を酸性にしても
よい。HNO3は銅と望ましくない反応を生ずるので除くべ
きである。一般に、酸の適切な濃度は約1規定である。
下記にカーボンブラツクの水性アルカリ分散液の適切な
典型的処方例について、種々の成分に対する一般的な割
合いの範囲と好ましい割合いの範囲との両方を示す。 成 分 一般的な範囲 好ましい範囲 カーボンブラツク 0.1〜4重量部 0.2〜2重量% 界面活性剤 0.01〜4重量% 0.05〜2重量% 水酸化アルカリ 0〜1重量% 0.4〜0.8重量% ヒユームドシリカ 0〜1重量% 0.2〜0.8重量% 水 残 余 残 余 カーボンブラツクの分散液は典型的には撹拌容器に入れ
られ、プリント配線板がその中に浸漬されるか、分散液
で噴霧されるか、さもなければ分散液に接触させられ
る。浸漬浴中の分散液の温度は約15〜約35℃の範囲、好
ましくは約20〜30℃の範囲に維持され、そこに予備処理
されたプリント配線板が浸漬される。浸漬時間は一般に
約1〜約10分、好ましくは約3〜約5分である。浸漬の
間に、カーボンブラツク含有分散液はプリント配線板の
孔に浸透し、非導電層の成分を形成しているガラス繊維
及びエポキシ樹脂を湿らせ、それらと接触する。浸漬さ
れた該板は次にカーボンブラツク含有分散液の浴から取
り出され、次いで、分散液がまだつまつているプリント
配線板の孔のつまりを取り除くために圧縮空気に曝すの
がよい。それとともに、銅板の表面から過剰のカーボン
ブラツク含有塩基性分散液が除去される。
典型的処方例について、種々の成分に対する一般的な割
合いの範囲と好ましい割合いの範囲との両方を示す。 成 分 一般的な範囲 好ましい範囲 カーボンブラツク 0.1〜4重量部 0.2〜2重量% 界面活性剤 0.01〜4重量% 0.05〜2重量% 水酸化アルカリ 0〜1重量% 0.4〜0.8重量% ヒユームドシリカ 0〜1重量% 0.2〜0.8重量% 水 残 余 残 余 カーボンブラツクの分散液は典型的には撹拌容器に入れ
られ、プリント配線板がその中に浸漬されるか、分散液
で噴霧されるか、さもなければ分散液に接触させられ
る。浸漬浴中の分散液の温度は約15〜約35℃の範囲、好
ましくは約20〜30℃の範囲に維持され、そこに予備処理
されたプリント配線板が浸漬される。浸漬時間は一般に
約1〜約10分、好ましくは約3〜約5分である。浸漬の
間に、カーボンブラツク含有分散液はプリント配線板の
孔に浸透し、非導電層の成分を形成しているガラス繊維
及びエポキシ樹脂を湿らせ、それらと接触する。浸漬さ
れた該板は次にカーボンブラツク含有分散液の浴から取
り出され、次いで、分散液がまだつまつているプリント
配線板の孔のつまりを取り除くために圧縮空気に曝すの
がよい。それとともに、銅板の表面から過剰のカーボン
ブラツク含有塩基性分散液が除去される。
カーボンブラツクで覆われた該配線板は次に用いられた
分散液中の実質的に全ての水(即ち、約95重量%以上)
が除去され、カーボンブラツクを含有する乾燥した付着
物を非導伝性層の孔及び他の露出表面に残す処理工程に
移される。これは、室温における蒸発、真空、昇温下で
の該配線板の短時間加熱又は他の同じような方法によつ
て行われる。昇温下での加熱が好ましい方法である。加
熱は、通常、約75℃〜約120℃、好ましくは約80℃〜98
℃、で約5〜約45分間行われる。孔壁の被覆を完全にす
るために、カーボンブラツク分散液への板の浸漬工程及
び次の乾燥工程は、1回又はそれ以上繰り返して行うこ
とができる。
分散液中の実質的に全ての水(即ち、約95重量%以上)
が除去され、カーボンブラツクを含有する乾燥した付着
物を非導伝性層の孔及び他の露出表面に残す処理工程に
移される。これは、室温における蒸発、真空、昇温下で
の該配線板の短時間加熱又は他の同じような方法によつ
て行われる。昇温下での加熱が好ましい方法である。加
熱は、通常、約75℃〜約120℃、好ましくは約80℃〜98
℃、で約5〜約45分間行われる。孔壁の被覆を完全にす
るために、カーボンブラツク分散液への板の浸漬工程及
び次の乾燥工程は、1回又はそれ以上繰り返して行うこ
とができる。
この乾燥工程によつてカーボンブラツク分散液で完全に
コーテイングされた板が得られる。この分散液は望まし
い穿孔された孔の表面を被覆するだけでなく、望ましく
ない銅板又は箔の表面をも被覆する。そのために光像形
成工程の前に全てのカーボンブラツク銅板又は銅箔の表
面から除去されなければならない。
コーテイングされた板が得られる。この分散液は望まし
い穿孔された孔の表面を被覆するだけでなく、望ましく
ない銅板又は箔の表面をも被覆する。そのために光像形
成工程の前に全てのカーボンブラツク銅板又は銅箔の表
面から除去されなければならない。
銅表面、特に穿孔された孔のヘリからのカーボンブラツ
クの除去は、孔壁のガラス繊維及びエポキシ樹脂表面の
コーテイングを完全に残した状態で、機械的なスクラビ
ング処理又はミクロエツチングによつて行われるのが好
ましい。ミクロエツチングが使用の際の容易性から好ま
しい。適切な過硫酸ナトリウムミクロエツチング剤は、
“MMICRO−ETCH 601"であり、Philip A.Hunt Chemical
社から入手でき、そして上に記載したとおりである。こ
のミクロエツチング作用のメカニズムは銅箔上に付着し
たカーボンブラツクを直接侵すのではなくて、むしろコ
ーテイングに対する接着作用を与える銅の初めの2〜3
原子層をもつぱら侵すことによるものである。それ故、
完全にコーテイングされた板はミクロエツチング溶液中
に浸漬されて、銅表面からカーボンブラツクを“箔状
(blake)”で分離して溶液中にミクロ−箔の形状で移
す。ミクロ−箔はミクロエツチング浴からポンプを用い
て過されるか又はPWB工業界で普通用いられている堰
型過装置によつて除去される。カーボンブラツクの分
散、任意工程であるミクロエツチングおよび後続の脱イ
オン水による任意の洗浄はPWBをポリプロプレン又はポ
リ塩化ビニル(PVC)で造られた浴中に浸漬し、再循環
ポンプ又はエアーポンプで撹拌しながら行われる。
クの除去は、孔壁のガラス繊維及びエポキシ樹脂表面の
コーテイングを完全に残した状態で、機械的なスクラビ
ング処理又はミクロエツチングによつて行われるのが好
ましい。ミクロエツチングが使用の際の容易性から好ま
しい。適切な過硫酸ナトリウムミクロエツチング剤は、
“MMICRO−ETCH 601"であり、Philip A.Hunt Chemical
社から入手でき、そして上に記載したとおりである。こ
のミクロエツチング作用のメカニズムは銅箔上に付着し
たカーボンブラツクを直接侵すのではなくて、むしろコ
ーテイングに対する接着作用を与える銅の初めの2〜3
原子層をもつぱら侵すことによるものである。それ故、
完全にコーテイングされた板はミクロエツチング溶液中
に浸漬されて、銅表面からカーボンブラツクを“箔状
(blake)”で分離して溶液中にミクロ−箔の形状で移
す。ミクロ−箔はミクロエツチング浴からポンプを用い
て過されるか又はPWB工業界で普通用いられている堰
型過装置によつて除去される。カーボンブラツクの分
散、任意工程であるミクロエツチングおよび後続の脱イ
オン水による任意の洗浄はPWBをポリプロプレン又はポ
リ塩化ビニル(PVC)で造られた浴中に浸漬し、再循環
ポンプ又はエアーポンプで撹拌しながら行われる。
多層型の板の場合にはこのミクロエツチング工程は特に
好ましい。なぜならば、乾燥工程後に、外側の銅板又は
箔だけでなく孔内に露出している銅の内側の板又は箔も
カーボンブラツクでコーテイングされている。それ故、
このミクロエツチング工程は3つの非常に望ましい働き
を同時に果す。
好ましい。なぜならば、乾燥工程後に、外側の銅板又は
箔だけでなく孔内に露出している銅の内側の板又は箔も
カーボンブラツクでコーテイングされている。それ故、
このミクロエツチング工程は3つの非常に望ましい働き
を同時に果す。
A.ミクロエツチングは銅板又は箔或は多層孔中の銅の内
側の板又は箔に接着している全ての余分なカーボンブラ
ツク物質を取り去る。
側の板又は箔に接着している全ての余分なカーボンブラ
ツク物質を取り去る。
B.ミクロエツチングは銅表面を化学的にきれいにしそし
てわずかミクロエツチングして乾燥フイルムを適用する
ため又は、銅を電気メツキで付着させるための秀れたベ
ースとする。
てわずかミクロエツチングして乾燥フイルムを適用する
ため又は、銅を電気メツキで付着させるための秀れたベ
ースとする。
C.ミクロエツチングは穿孔された孔の囲りの銅板又は箔
の縁を化学的にきれいにする。これは孔壁表面の電解的
に付着した銅と外側の銅箔との間の境界面がカーボンブ
ラツク物質で汚染されないようにする。
の縁を化学的にきれいにする。これは孔壁表面の電解的
に付着した銅と外側の銅箔との間の境界面がカーボンブ
ラツク物質で汚染されないようにする。
任意のミクロエツチング工程及びその後の水洗工程の後
に、PWBは、光像形成工程及びその後の電気メツキ又は
直接的な盤電気メツキ工程へと送られる。
に、PWBは、光像形成工程及びその後の電気メツキ又は
直接的な盤電気メツキ工程へと送られる。
このように処理されたプリント配線板は次に適当な電気
メツキ浴に浸漬され、非導電層の孔壁上に銅の被覆が行
われる。
メツキ浴に浸漬され、非導電層の孔壁上に銅の被覆が行
われる。
本発明はPWBの貫通孔壁へ金属層を適用するのに慣用の
電気メツキ処理の全ての使用を意図しているものであ
る。したがって、本発明は特定の電気メツキ浴に限定さ
れるものではない。
電気メツキ処理の全ての使用を意図しているものであ
る。したがって、本発明は特定の電気メツキ浴に限定さ
れるものではない。
典型的な銅電気メツキ浴は下記の成分を次の割合いで含
むものである。
むものである。
電気メツキ浴は一般に撹拌され、好ましくは約20℃〜約
25℃の温度に維持される。電気メツキ浴には通常銅から
なるアノードが備えられ、メツキすべきプリント配線板
はカソードとして電気メツキ回路に接続される。例えば
2つの銅板の間に位置する非導伝層の孔壁上に約1ミル
±0.2までの厚さの銅メツキが生成されるように、1平
方フイート当り約15アンペアの電流を約60〜90分間電気
メツキ回路に流す。この孔壁の銅メツキはプリント配線
板の銅層間に電流路を形成させる。所望により、他の適
切な電気メツキ条件を用いてもよい。所望ならば、他の
銅塩又はニッケル、金、銀等の塩のような他の金属塩を
含有する電気メツキ浴が使用される。
25℃の温度に維持される。電気メツキ浴には通常銅から
なるアノードが備えられ、メツキすべきプリント配線板
はカソードとして電気メツキ回路に接続される。例えば
2つの銅板の間に位置する非導伝層の孔壁上に約1ミル
±0.2までの厚さの銅メツキが生成されるように、1平
方フイート当り約15アンペアの電流を約60〜90分間電気
メツキ回路に流す。この孔壁の銅メツキはプリント配線
板の銅層間に電流路を形成させる。所望により、他の適
切な電気メツキ条件を用いてもよい。所望ならば、他の
銅塩又はニッケル、金、銀等の塩のような他の金属塩を
含有する電気メツキ浴が使用される。
プリント配線板は銅メツキ浴から取り出され、水洗され
そして乾燥されて、プリント配線板の製造技術で知られ
ているように、フオトレジスト化合物を適用して次の処
理へと供給される。
そして乾燥されて、プリント配線板の製造技術で知られ
ているように、フオトレジスト化合物を適用して次の処
理へと供給される。
カーボンブラツク液浴中での浸漬時間を過剰にしても、
カーボンブラツクコーテイングの厚さは認められるほど
増加しないことが見出された。このことは、これが表面
吸着工程であり、一旦孔の輪郭の全表面が覆われるとも
はや物質の堆積が生じないことを意味していると思われ
る。
カーボンブラツクコーテイングの厚さは認められるほど
増加しないことが見出された。このことは、これが表面
吸着工程であり、一旦孔の輪郭の全表面が覆われるとも
はや物質の堆積が生じないことを意味していると思われ
る。
非導電性表面に銅層が電気メツキされる本発明の方法
は、多くの予期しない効果を与え、それには次のような
ものが含まれる。
は、多くの予期しない効果を与え、それには次のような
ものが含まれる。
1.従来の無電解銅メツキ技術で必要であつた予備活性
剤、Pd/Sn活性剤及び促進剤の使用が不要である。
剤、Pd/Sn活性剤及び促進剤の使用が不要である。
2.慣用の無電解法に比べて、本発明の方法によると電気
メツキ用のPWBを得るために処理工程が少くてよく、そ
して処理時間も短くてよい。又、無電解メツキ法に比べ
て汚染の問題が著しく少ない。
メツキ用のPWBを得るために処理工程が少くてよく、そ
して処理時間も短くてよい。又、無電解メツキ法に比べ
て汚染の問題が著しく少ない。
3.無電解メツキ浴の使用に関連する安定性の問題及び副
反応の問題がない。洗浄浴中の普通の痕跡量のイオン性
不純物はカーボンブラツク分散液にはほとんど影響を及
ぼさない。その上、処理中の温度変化も影響を与えない
ことが明らかになつている。
反応の問題がない。洗浄浴中の普通の痕跡量のイオン性
不純物はカーボンブラツク分散液にはほとんど影響を及
ぼさない。その上、処理中の温度変化も影響を与えない
ことが明らかになつている。
4.貫通孔壁に電気メツキされた銅の均一な厚さが一層達
成され、そして、電気メツキされた部分における形状欠
陥やボイドが最少になるか又はなくなる。孔内での接着
の熱的特性及び接着の物理的特性が秀れている。
成され、そして、電気メツキされた部分における形状欠
陥やボイドが最少になるか又はなくなる。孔内での接着
の熱的特性及び接着の物理的特性が秀れている。
5.電気メツキされた銅層が非導電性表面のエポキシ及び
ガラス繊維上に均一に付着し、標準的な結合物(so/de
r)衝撃試験では“剥離(pullaway)”がない。
ガラス繊維上に均一に付着し、標準的な結合物(so/de
r)衝撃試験では“剥離(pullaway)”がない。
6.従来技術において欠点として知られている、電気メツ
キを行うのに必要とされていた高い導電性のグラフアイ
ト又は粉末金属が不要である。本発明の方法の多孔質カ
ーボンブラツク粒子は明らかに銅−含有電解液を多量に
吸着して電気コンダクタンスと非導電性層表面への電気
メツキを達成する。
キを行うのに必要とされていた高い導電性のグラフアイ
ト又は粉末金属が不要である。本発明の方法の多孔質カ
ーボンブラツク粒子は明らかに銅−含有電解液を多量に
吸着して電気コンダクタンスと非導電性層表面への電気
メツキを達成する。
7.貫通孔中のカーボンブラツクコーテイングは、電気メ
ツキ処理の前に行われる後続の光像形成工程において損
われない。又、光像形成の前の物理的なスクラビングは
孔のコーテイングに有害な影響を及ぼさない。本発明の
方法はプリント配線板の非導電性部分の孔壁に電気メツ
キにおいて使用するのに特に適しているが、当業者は本
発明の方法によつて他の非導電性物質の表面が導電性金
属によつてコーテイングされうることを認めるであろ
う。
ツキ処理の前に行われる後続の光像形成工程において損
われない。又、光像形成の前の物理的なスクラビングは
孔のコーテイングに有害な影響を及ぼさない。本発明の
方法はプリント配線板の非導電性部分の孔壁に電気メツ
キにおいて使用するのに特に適しているが、当業者は本
発明の方法によつて他の非導電性物質の表面が導電性金
属によつてコーテイングされうることを認めるであろ
う。
8.本発明の方法は特別の銅電気メツキ浴化学薬品又は特
別の光沢用添加剤を必要としない。それは現在米国で市
販されている全ての電気メツキ浴、つや消しと光沢仕上
げの両方のタイプ、と適合する。
別の光沢用添加剤を必要としない。それは現在米国で市
販されている全ての電気メツキ浴、つや消しと光沢仕上
げの両方のタイプ、と適合する。
9.本発明のカーボンブラツク液浴はそれの成分の実施濃
度において広い自由度を有している。又、浴がなお実施
可能な量の成分を含有しているか否かの決定は、塩基度
のpH滴定と%による固形分含量を決定することによつて
容易に行われる。この浴の維持が簡単なことは無電解メ
ツキ法の多くの工程に必要な広範な化学的な監視とは対
照的である。
度において広い自由度を有している。又、浴がなお実施
可能な量の成分を含有しているか否かの決定は、塩基度
のpH滴定と%による固形分含量を決定することによつて
容易に行われる。この浴の維持が簡単なことは無電解メ
ツキ法の多くの工程に必要な広範な化学的な監視とは対
照的である。
次の実施例は、本発明をさらに充分に明らかにするため
のものであり、それによつて限定することを意図するも
のではない。全ての部及びパーセントは特記されていな
い限り重量によるものである。
のものであり、それによつて限定することを意図するも
のではない。全ての部及びパーセントは特記されていな
い限り重量によるものである。
回路板の説明 いくつかの積層回路板が本発明の方法により処理され
た。各回路板はエポキシ樹脂/ガラス繊維層の反対側に
加圧融着によつて2枚の35ミクロンの厚さの薄い銅板を
固着させたものからなつている。各板におけるエポキシ
樹脂/ガラス繊維層の厚さは約1.55mmであつた。これら
の回路板は、巾が約20cmで長さが約28cmであつた。約50
〜約100個の孔があり、その直径は約1.0mmで、銅板とエ
ポキシ樹脂/ガラス繊維層を通して穿孔した。
た。各回路板はエポキシ樹脂/ガラス繊維層の反対側に
加圧融着によつて2枚の35ミクロンの厚さの薄い銅板を
固着させたものからなつている。各板におけるエポキシ
樹脂/ガラス繊維層の厚さは約1.55mmであつた。これら
の回路板は、巾が約20cmで長さが約28cmであつた。約50
〜約100個の孔があり、その直径は約1.0mmで、銅板とエ
ポキシ樹脂/ガラス繊維層を通して穿孔した。
実施例 1 これらの穿孔された回路板の1つを、最初に該板の表面
を機械的にスクラビングし、次いでそれを次の順序で水
性浴(各々が約4.0容積)中に所定の時間浸漬するこ
とによつてその貫通孔を銅電気メツキするために作製し
た。
を機械的にスクラビングし、次いでそれを次の順序で水
性浴(各々が約4.0容積)中に所定の時間浸漬するこ
とによつてその貫通孔を銅電気メツキするために作製し
た。
1.クリーナー/コンデイシヨナー(5分) 2.脱イオン水による洗浄(2分) 3.過硫酸ナトリウムミクロエツチング(1分) 4.脱イオン水による洗浄(2分) 5.10%H2SO4(2分) 6.脱イオン水による洗浄(2分) 7.カーボンブラツク予備メツキ(被覆)分散液(4分)
〔110℃で乾燥(10分)〕 8.過硫酸ナトリウムミクロエツチング(1分) 9.脱イオン水による洗浄(1分) 浴1は主にモノメタノールアミンとエチレングリコール
が水中に存在するクリーナー/コンデイシヨナー配合物
を含有する水溶液であり、板の孔壁表面から油脂や不純
物を除去するためのものであつた。このクリーニングを
促進するために浴は約60℃に加熱された。クリーナー/
コンデイシヨナー配合物はPhilip A.Hunt Chemical社に
よつてクリーナー/コンデイシヨナー102の商品名で販
売されている。
〔110℃で乾燥(10分)〕 8.過硫酸ナトリウムミクロエツチング(1分) 9.脱イオン水による洗浄(1分) 浴1は主にモノメタノールアミンとエチレングリコール
が水中に存在するクリーナー/コンデイシヨナー配合物
を含有する水溶液であり、板の孔壁表面から油脂や不純
物を除去するためのものであつた。このクリーニングを
促進するために浴は約60℃に加熱された。クリーナー/
コンデイシヨナー配合物はPhilip A.Hunt Chemical社に
よつてクリーナー/コンデイシヨナー102の商品名で販
売されている。
浴3は室温の水性浴で、脱イオン水/リツトル当り200g
の過硫酸ナトリウムと濃硫酸0.5重量%を含有してい
た。その目的は板の銅表面をミクロエツチングすること
であつた。この過硫酸ナトリウムミクロエツチングはPh
ilip A.Hunt Chemical社から入手できる“MICRO−ETCH
601"であつた。
の過硫酸ナトリウムと濃硫酸0.5重量%を含有してい
た。その目的は板の銅表面をミクロエツチングすること
であつた。この過硫酸ナトリウムミクロエツチングはPh
ilip A.Hunt Chemical社から入手できる“MICRO−ETCH
601"であつた。
浴5は10重量%のH2SO4を含有する室温の脱イオン水浴
であつた。この浴は該板の表面から銅酸化物を除去する
ことであつた。
であつた。この浴は該板の表面から銅酸化物を除去する
ことであつた。
浴7は、本発明のカーボンブラツク予備メツキ成分を含
有する室温の脱イオン水であつた。この浴における処理
成分は次のとおりであつた。
有する室温の脱イオン水であつた。この浴における処理
成分は次のとおりであつた。
浴の残りは脱イオン水であつた。
MAPHOS 56アニオン系界面活性剤−Mazer Chemical
社(90重量%の界面活性剤、10重量%のH2O)。
社(90重量%の界面活性剤、10重量%のH2O)。
固体水酸化カリウムペレツト(86重量%KOH、14重
量%水)。
量%水)。
CAB−O−SIL MS−7SDヒユームドシリカ(Cabot社
製)。
製)。
RAVEN 3500カーボンブラツク(Cabot社製)。
浴#7のこのカーボンブラツク分散液はこの分散液の濃
厚物をビンの容積の約1/3に石のビーズを入れた広口
ビン中でボールミリングすることによつて調製された。
連続相が得られるように界面活性剤が脱イオン水/KOH
/シリカ中に溶解された。次にカーボンブラツクが添加
された。ミリング時間は6時間であつた。ミリング後
に、該濃厚化物は上記の割合の分散液を調製するのに充
分な脱イオン水で希釈された。
厚物をビンの容積の約1/3に石のビーズを入れた広口
ビン中でボールミリングすることによつて調製された。
連続相が得られるように界面活性剤が脱イオン水/KOH
/シリカ中に溶解された。次にカーボンブラツクが添加
された。ミリング時間は6時間であつた。ミリング後
に、該濃厚化物は上記の割合の分散液を調製するのに充
分な脱イオン水で希釈された。
浴8は浴5と同じミクロエツチング処方であつた。その
目的は板の銅表面をミクロエツチングしてその表面から
付着したカーボンブラツクを除去することである。ガラ
ス繊維/エポキシ上に付着したカーボンブラツクは、こ
のミクロエツチングにより影響を受けなかつた。
目的は板の銅表面をミクロエツチングしてその表面から
付着したカーボンブラツクを除去することである。ガラ
ス繊維/エポキシ上に付着したカーボンブラツクは、こ
のミクロエツチングにより影響を受けなかつた。
洗浄浴2、4、6及び9は1つの処理浴から次のものへ
と化学成分が持ち越されるのを防止するために用いられ
た。
と化学成分が持ち越されるのを防止するために用いられ
た。
この浴の順序に従つて処理を行つた後で回路板は次いて
撹拌手段と加熱手段を有する電気メツキ浴中に入れられ
たが、この浴は次の組成からなつていた。
撹拌手段と加熱手段を有する電気メツキ浴中に入れられ
たが、この浴は次の組成からなつていた。
回路板は約4の容積を有する電気メツキ容器中でカソ
ードとして接続された。2本の銅棒が電解液中に入れら
れ、アノードとして電池回路に接続された。銅棒は約8c
mの長さで巾約3.2cm及び厚さ約0.6cmであつた。各々の
表面は約25cm2であつた。1平方フイート当り15アンペ
アの直流を電気メツキ浴の電極に85分間流した。浴はそ
の間中約25℃の温度に維持され、そしてエアスプレーに
よつて撹拌が行われた。その間の終りに回路板は電解液
から取り出されて電気メツキ回路から分離され、脱イオ
ン水で洗浄され、そして乾燥された。
ードとして接続された。2本の銅棒が電解液中に入れら
れ、アノードとして電池回路に接続された。銅棒は約8c
mの長さで巾約3.2cm及び厚さ約0.6cmであつた。各々の
表面は約25cm2であつた。1平方フイート当り15アンペ
アの直流を電気メツキ浴の電極に85分間流した。浴はそ
の間中約25℃の温度に維持され、そしてエアスプレーに
よつて撹拌が行われた。その間の終りに回路板は電解液
から取り出されて電気メツキ回路から分離され、脱イオ
ン水で洗浄され、そして乾燥された。
得られた電気メツキされた板を試験した結果、孔壁は比
較的に均一な銅層でメツキされており(1.0ミル±0.2ミ
ル)そして“ドツグボーニング(dog boning)”は観察
されなかつた(即ち、この後の方の効果はメツキ層がPW
Bの銅積層に近い部厚さになる望ましくない状態であ
る)。標準的な では、エポキシ/ガラス繊維層成分の孔壁からのメツキ
された銅の剥離はなかつた。
較的に均一な銅層でメツキされており(1.0ミル±0.2ミ
ル)そして“ドツグボーニング(dog boning)”は観察
されなかつた(即ち、この後の方の効果はメツキ層がPW
Bの銅積層に近い部厚さになる望ましくない状態であ
る)。標準的な では、エポキシ/ガラス繊維層成分の孔壁からのメツキ
された銅の剥離はなかつた。
IPCテストNo.2.6.8Bソルダーフロートテストによる熱応
力理論(Thermal Stress Methodology Via Solder Floa
t Test)”、ここで、そしてこれ以後は標準ソルダー衝
撃テスト(standard solder shock test)と称する。
力理論(Thermal Stress Methodology Via Solder Floa
t Test)”、ここで、そしてこれ以後は標準ソルダー衝
撃テスト(standard solder shock test)と称する。
実施例 2〜8 RAVEN 3500以外の異なつたタイプのカーボンブラツクを
用いて本発明の有効性を説明するために実施例1の工程
が繰り返された。カーボンブラツクメツキ浴7がわずか
に変性されていくつかの異なつたタイプのカーボンブラ
ツクがテストされた。これらの浴の処理成分は次の通り
であつた。
用いて本発明の有効性を説明するために実施例1の工程
が繰り返された。カーボンブラツクメツキ浴7がわずか
に変性されていくつかの異なつたタイプのカーボンブラ
ツクがテストされた。これらの浴の処理成分は次の通り
であつた。
各浴の残りは脱イオン水であつた。最も重要な特徴は孔
壁にメツキされた銅の接着であつた。
壁にメツキされた銅の接着であつた。
実施例2〜8の全ての板はエポキシ/ガラス繊維の貫通
孔にメツキされた銅の標準ソルダー衝撃テスト(IPCテ
ストNo.2.6.2B)で良好な接着を示した。得られた電気
メツキ板の試験は孔壁が各々の場合に比較的に均一な銅
層(1ミル±0.2ミル)で覆われており、そして“ドツ
グボーニング(dog boning)”は観察されなかつた。
孔にメツキされた銅の標準ソルダー衝撃テスト(IPCテ
ストNo.2.6.2B)で良好な接着を示した。得られた電気
メツキ板の試験は孔壁が各々の場合に比較的に均一な銅
層(1ミル±0.2ミル)で覆われており、そして“ドツ
グボーニング(dog boning)”は観察されなかつた。
いくつかの板では孔中のメツキの約5〜約10%で2,3の
ボイドが観察されたが、これは、界面活性剤MAPHOS 56
の特定のカーボンブラツクとのわずかな不適合性による
ものと考えられる。このわずかな不適合性はこれらの特
定のカーボンブラツクが、好ましいCabot Monarch 1300
及びColumbian Raven 3500に比べてpHが高いことによる
ものと考えられる。テストされた特定のカーボンブラツ
ク及びそれらの物理的性質及び得られるボイド効果を下
の表1に示す。
ボイドが観察されたが、これは、界面活性剤MAPHOS 56
の特定のカーボンブラツクとのわずかな不適合性による
ものと考えられる。このわずかな不適合性はこれらの特
定のカーボンブラツクが、好ましいCabot Monarch 1300
及びColumbian Raven 3500に比べてpHが高いことによる
ものと考えられる。テストされた特定のカーボンブラツ
ク及びそれらの物理的性質及び得られるボイド効果を下
の表1に示す。
実施例9〜15 本発明の生産能力を示すために、カーボンブラツク分散
液中にシリカを含有させずに実施例1の工程を繰返し
た。実施例2〜8のカーボンブラツク予備被覆(メツ
キ)浴#7をシリカなしで造り、それ故各分散液におけ
る成分の割合は次のとおりであつた。
液中にシリカを含有させずに実施例1の工程を繰返し
た。実施例2〜8のカーボンブラツク予備被覆(メツ
キ)浴#7をシリカなしで造り、それ故各分散液におけ
る成分の割合は次のとおりであつた。
上記成分の残りは脱イオン水であつた。全ての被覆板は
標準ソルダー衝撃テストによつてテストした時に良好な
接着を有した。それらは、“ドツグボーニング”示さ
ず、そして平坦な銅メツキを有した。これらのカーボン
ブラツク分散液で予備処理された銅メツキ回路板の他の
結果を下記の表2に示す。表2のこれらの結果を表1の
結果と比較すると成分中でのシリカの不存在は回路板の
貫通孔のメツキに不利に作用しないことを示している。
標準ソルダー衝撃テストによつてテストした時に良好な
接着を有した。それらは、“ドツグボーニング”示さ
ず、そして平坦な銅メツキを有した。これらのカーボン
ブラツク分散液で予備処理された銅メツキ回路板の他の
結果を下記の表2に示す。表2のこれらの結果を表1の
結果と比較すると成分中でのシリカの不存在は回路板の
貫通孔のメツキに不利に作用しないことを示している。
関連する実験では、アクリロニトリルブタジエンスチレ
ン(ABS)共重合体クーポンが実施例8(SiO2含有)又
は実施例15(SiO2不含)と同様にカーボンブラツク分散
液で処理され次に電気メツキされた。メツキ工程で、実
施例8(SiO2含有)と同様の分散液が約2回メツキさ
れ、実施例15の分散液も同様である。両者とも標準テー
プ剥離テスト(IPCテストNo.2、4、1)によつてテス
トした時良好なメツキ接着を有していた。
ン(ABS)共重合体クーポンが実施例8(SiO2含有)又
は実施例15(SiO2不含)と同様にカーボンブラツク分散
液で処理され次に電気メツキされた。メツキ工程で、実
施例8(SiO2含有)と同様の分散液が約2回メツキさ
れ、実施例15の分散液も同様である。両者とも標準テー
プ剥離テスト(IPCテストNo.2、4、1)によつてテス
トした時良好なメツキ接着を有していた。
実施例 16〜19 本発明の有効性を示すために、シリカを含有しないでカ
ーボンブラツク分散液中のKOHの量を変えて実施例1の
操作を再び繰返した。カーボンブラツク予備被覆(メツ
キ)分散液浴#7は、各成分の割合が下記のとおりであ
つた。
ーボンブラツク分散液中のKOHの量を変えて実施例1の
操作を再び繰返した。カーボンブラツク予備被覆(メツ
キ)分散液浴#7は、各成分の割合が下記のとおりであ
つた。
表3は得られたpHと分散液の特性を示す。実施例19(濃
度ゼロ)はMAPHOS 56界面活性剤が酸性領域で安定では
なく、したがつて酸性のRAVEN 3500を分散させるには効
果がなかつたので分散液としては劣つたものあつた。最
も良好な分散液特性は生成した分散液のpHが高い時に認
められた。実施例19を除いてこれらの実験の全ては、ほ
んのわずかのボイド(該板の孔の約5〜約10%がボイド
を有した)を有する良好で均一なメツキ(1ミル±0.2
ミル)を示し、そして、標準ソルダー衝撃テストを行つ
た時良好な接着を示した。
度ゼロ)はMAPHOS 56界面活性剤が酸性領域で安定では
なく、したがつて酸性のRAVEN 3500を分散させるには効
果がなかつたので分散液としては劣つたものあつた。最
も良好な分散液特性は生成した分散液のpHが高い時に認
められた。実施例19を除いてこれらの実験の全ては、ほ
んのわずかのボイド(該板の孔の約5〜約10%がボイド
を有した)を有する良好で均一なメツキ(1ミル±0.2
ミル)を示し、そして、標準ソルダー衝撃テストを行つ
た時良好な接着を示した。
実施例 20〜25 カーボンブラツク分散液中にシリカ又はKOHのいずれか
を含有させないで、本発明の有効性を示すために再び実
施例1の操作が繰返された。かわりに、酸性カーボンブ
ラツク予備被覆(メツキ)分散液浴#7が用いられた。
各分散液における選ばれた界面活性剤及びカーボンブラ
ツクの割合は各々2.5重量%であつた。分散液を調製す
る前に、分散液の残りを構成している脱イオン水はHCl
で1.0規定溶液に酸性化された。用いられたカーボンブ
ラツク粒子と界面活性剤は分散液及びボイド特性ととも
に表4に示す。表4から分るように、ボイド特性は実施
例20、23及び25ではボイドがより少なかつた(孔のたつ
た約1〜2%にボイドがあつた)。全ての実施例が標準
ソルダー衝撃テストで良好な接着を示した。
を含有させないで、本発明の有効性を示すために再び実
施例1の操作が繰返された。かわりに、酸性カーボンブ
ラツク予備被覆(メツキ)分散液浴#7が用いられた。
各分散液における選ばれた界面活性剤及びカーボンブラ
ツクの割合は各々2.5重量%であつた。分散液を調製す
る前に、分散液の残りを構成している脱イオン水はHCl
で1.0規定溶液に酸性化された。用いられたカーボンブ
ラツク粒子と界面活性剤は分散液及びボイド特性ととも
に表4に示す。表4から分るように、ボイド特性は実施
例20、23及び25ではボイドがより少なかつた(孔のたつ
た約1〜2%にボイドがあつた)。全ての実施例が標準
ソルダー衝撃テストで良好な接着を示した。
実施例 26 商業的なパターンメツキ工程の採用 多層及び両サイド銅エポキシ/ガラス繊維回路板が本発
明の方法によつて商業的な工程で処理された。銅板及び
エポキシ樹脂/ガラス繊維層を通して少くとも50個の
孔、直径約1.0mmが穿孔され、そしてイガとり(バリと
り)された。
明の方法によつて商業的な工程で処理された。銅板及び
エポキシ樹脂/ガラス繊維層を通して少くとも50個の
孔、直径約1.0mmが穿孔され、そしてイガとり(バリと
り)された。
これらの穿孔されそしてばり取りされた回路板は、最初
に板の表面を機械的にスクラビングし、次いで以下の順
序で水性浴中に所定の時間浸漬することによつて像形成
及び銅メツキ用に作製された。
に板の表面を機械的にスクラビングし、次いで以下の順
序で水性浴中に所定の時間浸漬することによつて像形成
及び銅メツキ用に作製された。
浴1.クリーナー/コンデイシヨナー (4分) 浴2.洗浄 (2分) 浴3.過硫酸ナトリウムミクロエツチング (1分) 浴4.洗浄 (2分) 浴5.10%H2SO4溶液 (2分) 浴6.洗浄 (2分) 浴7.カーボンブラツク予備メツキ分散液 (4分) 〔185〜190℃で10分乾燥〕 浴8.過硫酸ナトリウムミクロエツチング (2分) 浴9.洗浄 (2分) 浴1は板の孔壁表面から油脂と他の不純物を除去するた
めの水中のモノメタノールアミンとエチレングリコール
から本質的になるクリーナー/コンデイシヨナー成分を
含有する水溶液であつた。このクリーニングを促進する
ために浴は約148゜Fに加熱された。クリーナー/コンデ
イシヨナーはPhilip A.Hunt Chemical社によつてクリー
ナー/コンデイシヨナー102の商品名で販売されてい
る。
めの水中のモノメタノールアミンとエチレングリコール
から本質的になるクリーナー/コンデイシヨナー成分を
含有する水溶液であつた。このクリーニングを促進する
ために浴は約148゜Fに加熱された。クリーナー/コンデ
イシヨナーはPhilip A.Hunt Chemical社によつてクリー
ナー/コンデイシヨナー102の商品名で販売されてい
る。
浴3は室温の水性浴であり、そして0.5重量%の濃度H2S
O4と一緒に脱イオン水1リツトル当り200gの過硫酸ナト
リウムを含有していた。その目的は板の銅表面をミクロ
エツチングすることであつた。ミクロエツチングは、Ph
ilip A.Hunt Chemical社より入手できるMICRO−ETCH 60
1であつた。
O4と一緒に脱イオン水1リツトル当り200gの過硫酸ナト
リウムを含有していた。その目的は板の銅表面をミクロ
エツチングすることであつた。ミクロエツチングは、Ph
ilip A.Hunt Chemical社より入手できるMICRO−ETCH 60
1であつた。
浴5は10重量%のH2SO4を含有する室温の脱イオン水の
浴であつた。この浴の目的は板の表面から銅酸化物を除
去することであつた。
浴であつた。この浴の目的は板の表面から銅酸化物を除
去することであつた。
浴7は本発明のカーボンブラツク予備メツキ(予備被
覆)成分を含有する脱イオン水の室温の浴であつた。こ
の浴における処理成分は次のとおりであつた。
覆)成分を含有する脱イオン水の室温の浴であつた。こ
の浴における処理成分は次のとおりであつた。
浴は残りは脱イオン水であつた。
浴8は浴3と同じミクロエツチング組成であつた。その
作用は板の銅表面をミクロエツチングしてそれらの表面
から付着したカーボンブラツクを除くことである。
作用は板の銅表面をミクロエツチングしてそれらの表面
から付着したカーボンブラツクを除くことである。
洗浄浴2、4、6及び9は1つの処理浴から次ものへと
化学薬品を持越すことを防止するために用いられた。
化学薬品を持越すことを防止するために用いられた。
上記の浴の順序で処理された後、回路板は次いで機械的
にスクラビングされ、そして像形成工程、続いて銅電気
メツキ工程に送られた。
にスクラビングされ、そして像形成工程、続いて銅電気
メツキ工程に送られた。
得られた電気メツキ板の試験により孔壁が比較的均一な
銅層(即ち、約1ミル±0.2ミル)で覆われそして“ド
ツグボーニング”がないことが分つた。標準ソルダー衝
撃テストでは、エポキシ/ガラス繊維層成分の孔壁に電
気メツキされた銅は良好な接着(即ち、剥離しない)を
有していた。これらのメツキされた回路板は又、IPCテ
スト2.4.21“熱的な接着強度”及びIPC−TR−578に記載
されている2ミル(MIL)仕様(Specification)S5110C
“長期熱衝撃試験及び熱サイクル試験”に合格した。
銅層(即ち、約1ミル±0.2ミル)で覆われそして“ド
ツグボーニング”がないことが分つた。標準ソルダー衝
撃テストでは、エポキシ/ガラス繊維層成分の孔壁に電
気メツキされた銅は良好な接着(即ち、剥離しない)を
有していた。これらのメツキされた回路板は又、IPCテ
スト2.4.21“熱的な接着強度”及びIPC−TR−578に記載
されている2ミル(MIL)仕様(Specification)S5110C
“長期熱衝撃試験及び熱サイクル試験”に合格した。
アニオン系界面活性剤MAPHOS 56−Mazer Chemical
社製(90重量%の界面活性剤、10重量%の水)。
社製(90重量%の界面活性剤、10重量%の水)。
固体水酸化カリウムペレット(86重量%のKOH、14
重量%の水)。
重量%の水)。
CAB−O−SIL MS−7SDヒユームドシリカ(Cabot社
製) RAVEN 3500カーボンブラツク(Cabot社製) 比較例 1及び2 カーボンブラツク予備メツキ浴7がグラフアイトを含有
するように変性されたことを除いて実施例1の操作が繰
り返された。2つのグラフアイト配合物は次のとおり調
製された。
製) RAVEN 3500カーボンブラツク(Cabot社製) 比較例 1及び2 カーボンブラツク予備メツキ浴7がグラフアイトを含有
するように変性されたことを除いて実施例1の操作が繰
り返された。2つのグラフアイト配合物は次のとおり調
製された。
各配合物の残りは、脱イオン水であつた。固体の平均粒
度はHIAC粒度測定器で測り、そして両方の配合物とも3.
1ミクロンの直径と10.7の平均容積であつた。メツキ
後、回路板の貫通孔の欠陥を検査した。比較例1の配合
物で予備メツキ処理された板は、わずかのボイドしか認
められなかつたが、ソルダー衝撃テストで不合格であつ
た。孔中の銅メツキはエポキシ/ガラス繊維層から剥離
してしまつた。エポキシ/ガラス繊維層と剥離した銅メ
ツキとの間に乾燥したグラフアイト分散液の層が可視的
に観察された。厚い層は、銅の接着不足によるものと思
われた。比較例2の配合物で処理された板では、ボイド
のない孔は皆無か又はほとんどなかつた。この後者のグ
ラフアイト配合物では、ボイドのない孔がないため標準
衝撃テストを行うことができなかつた。要するに、両方
のグラフアイト配合物は上述した実施例のカーボンブラ
ツク配合のものと比較して銅電気メツキに対しては全く
劣つていた。
度はHIAC粒度測定器で測り、そして両方の配合物とも3.
1ミクロンの直径と10.7の平均容積であつた。メツキ
後、回路板の貫通孔の欠陥を検査した。比較例1の配合
物で予備メツキ処理された板は、わずかのボイドしか認
められなかつたが、ソルダー衝撃テストで不合格であつ
た。孔中の銅メツキはエポキシ/ガラス繊維層から剥離
してしまつた。エポキシ/ガラス繊維層と剥離した銅メ
ツキとの間に乾燥したグラフアイト分散液の層が可視的
に観察された。厚い層は、銅の接着不足によるものと思
われた。比較例2の配合物で処理された板では、ボイド
のない孔は皆無か又はほとんどなかつた。この後者のグ
ラフアイト配合物では、ボイドのない孔がないため標準
衝撃テストを行うことができなかつた。要するに、両方
のグラフアイト配合物は上述した実施例のカーボンブラ
ツク配合のものと比較して銅電気メツキに対しては全く
劣つていた。
実施例 27 GAF社によつて市販されている平均分子量約10,000のポ
リビニルピロリドン(PVP)を界面活性剤として使用し
て実施例1の操作を繰返した。得られた回路板の特性
は、実施例1で造られた回路板の性質と本質的に同じで
あつた。
リビニルピロリドン(PVP)を界面活性剤として使用し
て実施例1の操作を繰返した。得られた回路板の特性
は、実施例1で造られた回路板の性質と本質的に同じで
あつた。
実施例 28 液体分散媒として、水のかわりに各々、メタノール、イ
ソプロピルアルコール、t−ブチルアルコール又はポリ
エチレングリコールを用いて実施例1の操作を繰返し
た。いずれの場合も、得られた回路板において孔壁を覆
つている銅にいくらかのボイドがあつたが、標準結合衝
撃テストを合格した。
ソプロピルアルコール、t−ブチルアルコール又はポリ
エチレングリコールを用いて実施例1の操作を繰返し
た。いずれの場合も、得られた回路板において孔壁を覆
つている銅にいくらかのボイドがあつたが、標準結合衝
撃テストを合格した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガリーナ・ピスメンナヤ アメリカ合衆国ニユージヤージー州 (07650)パリセイズパーク.イーストル ービアベニユー25 (56)参考文献 特開 昭50−56331(JP,A)
Claims (15)
- 【請求項1】 分散液中で約3.0ミクロンより小さい
平均粒径を有するカーボンブラツク粒子; カーボンブラツクと相容性のある界面活性剤の有効
分散量;及び 液体分散媒 からなる非導電性表面の金属メツキを増強するのに適す
る分散液(前記分散液において、カーボンブラツクの量
は非導電性物質表面の実質的に全部を被覆するに充分な
量であり且つ分散液の約4重量%よりも少ない量であ
る)。 - 【請求項2】更に分散液のpHを約10〜約14の範囲に上昇
させるのに充分な量の少なくとも1種の水酸化アルカリ
を分散液中に含有している特許請求の範囲第1項記載の
分散液。 - 【請求項3】水酸化アルカリが水酸化カリウム、水酸化
ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム及び
水酸化カルシウムからなる群から選ばれる特許請求の範
囲第2項記載の分散液。 - 【請求項4】更にヒユームドシリカ粒子と水酸化アルカ
リとの反応によつて形成されるアルカリシリケートを分
散液中に含有している特許請求の範囲第2項記載の分散
液。 - 【請求項5】液体分散媒が水である特許請求の範囲第1
項記載の分散液。 - 【請求項6】液体分散液が炭素数1〜15のアルキルアル
コールである特許請求の範囲第1項記載の分散液。 - 【請求項7】約10重量%より少ない固形分を含有してい
る特許請求の範囲第1項記載の分散液。 - 【請求項8】カーボンブラツク粒子の初めのpHが約1〜
約7.5である特許請求の範囲第1項記載の分散液。 - 【請求項9】カーボンブラツク粒子の初めのpHが約2〜
約4である特許請求の範囲第8項記載の分散液。 - 【請求項10】カーボンブラツク粒子が多孔質の粒子で
ある特許請求の範囲第1項記載の分散液。 - 【請求項11】界面活性剤がリン酸エステルアニオン系
界面活性剤である特許請求の範囲第1項記載の分散液。 - 【請求項12】 分散液中で約3.0ミクロンより小さ
い平均粒径を有するカーボンブラツク粒子; カーボンブラツクと相容性のある界面活性剤の有効
分散量;及び 液体分散媒 からなる分散液(前記分散液において、カーボンブラツ
クの量は非導電性物質表面の実質的に全部を被覆するの
に充分な量であり且つ分散液の約4重量%よりも少ない
量である)を適用することにより、貫通孔の壁の非導電
性部分にカーボンブラツクの実質的に連続した層が付着
されているプリント配線板。 - 【請求項13】カーボンブラツクの連続した層中にアル
カリシリケートが混合されている特許請求の範囲第12項
記載のプリント配線板。 - 【請求項14】 分散液中で約3.0ミクロンより小さ
い平均粒径を有するカーボンブラツク粒子; カーボンブラツクと相容性のある界面活性剤の有効
分散量;及び 液体分散媒 からなる分散液(前記分散液において、カーボンブラツ
クの量は非導電性物質表面の実質的に全部を被覆するの
に充分な量であり且つ分散液の約4重量%よりも少ない
量である)を適用することにより、貫通孔の壁の非導電
性部分にカーボンブラツクの実質的に連続した層が付着
され、その上に金属メツキが施されているプリント配線
板。 - 【請求項15】金属が銅である特許請求の範囲第14項記
載のプリント配線板。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US72196485A | 1985-04-11 | 1985-04-11 | |
US721,964 | 1985-04-11 | ||
US06/802,892 US4619741A (en) | 1985-04-11 | 1985-11-29 | Process for preparing a non-conductive substrate for electroplating |
US802,892 | 1985-11-29 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61081249A Division JPS62133099A (ja) | 1985-04-11 | 1986-04-10 | 非導電性物質の表面に導電性金属層を電気メツキする方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03207890A JPH03207890A (ja) | 1991-09-11 |
JPH0665755B2 true JPH0665755B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=27110515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2131324A Expired - Lifetime JPH0665755B2 (ja) | 1985-04-11 | 1990-05-23 | 金属メツキを増強するのに適する分散液 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0665755B2 (ja) |
CA (1) | CA1294425C (ja) |
DE (1) | DE3680699D1 (ja) |
HK (1) | HK98491A (ja) |
SG (1) | SG80291G (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100034965A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Retallick Richard C | Direct Metallization Process |
CN111910231B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-09-27 | 东莞市百镀通五金电镀实业有限公司 | 一种玻纤增强塑胶粗化处理用粗化液及粗化方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5056331A (ja) * | 1973-09-19 | 1975-05-17 | ||
JPS523986A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-12 | Yoshitaka Aoyama | Process for detecting position of cylinder rod and apparatus therefor |
JPS608713B2 (ja) * | 1977-08-18 | 1985-03-05 | 住友ノ−ガタック株式会社 | 部分的に金属メッキが施された樹脂製品 |
-
1986
- 1986-04-10 DE DE8686302661T patent/DE3680699D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-23 CA CA000615622A patent/CA1294425C/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-23 JP JP2131324A patent/JPH0665755B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-04 SG SG80291A patent/SG80291G/en unknown
- 1991-12-05 HK HK98491A patent/HK98491A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HK98491A (en) | 1991-12-13 |
DE3680699D1 (de) | 1991-09-12 |
SG80291G (en) | 1991-11-15 |
JPH03207890A (ja) | 1991-09-11 |
CA1294425C (en) | 1992-01-21 |
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