KR900003157B1 - 스루호울 도금의 전처리 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스루호울 도금의 전처리 방법

본 발명은 인쇄회로기판의 스루호올(through hole) 도금에 관한 것으로서, 특히 스루호울도금의 전처리 방법에 관한 것이다.

인쇄회로와 다른 인쇄회로와의 사이를 접속하기 위하여 기판에 스루호울이 설치되며, 스루호울도금이 실행된다. 인쇄회로기판의 스루호울도금의 전처리 방법은 탈지(脫脂)→물세정→동면조화(銅面粗化)물세정→황산침지→물세정→촉매처리→물세정→촉진제처리→물세정이 주요공정이며, 이 전처리의 후에 스루호올에 대한 무전해 동도금을 행한다. 이들의 공정중에 스루호울내의 공기제거를 주 목적으로한 공정은 없지만, 탈지 공정에 있어서 탈지액에 계면활성제가 들어 있으면, 액의 표면장력을 작게하여 기판에 대한 흡착성을 향상시킨다. 또 액온을 올림으로서 구멍내의 공기를 어느정도 제거하는 효과가 있다. 또 탈지조(脫脂槽)에 랙을 사용하여 기판을 처리액에 침지할 경우는, 탈지조 상단의 랙받이에 랙이 들어 갈때 기판에 다소의 충격이 가하여져, 이 충격이 구멍내의 공기를 제거하도록 작용한다. 이 때문에 기판의 에스팩트비(판두께/구멍의 지름)가 약 5이하 또는 구멍의 지름이 0.5φ이상인 경우에는, 특별한 구멍내 공기제거를 행하고 있지 않은 것이 현실이다.

그러나 인쇄회로가 고밀도로 됨에 따라서 스루호울 구멍지름이 작아지며, 또 액스팩트비(판두께/구멍의 지름)가 크게 되는 경향이 있으며, 그렇게 되면 구멍에 잔류하는 공기를 완전히 제거하는 것이 곤란해 진다. 인쇄회로기판에 전자부품을 탑재하고, 탑땜을 행하면 블루우호울(blow hole)이 발생하는 일이 있ㅇ나, 이 블루우호울의 발생원인은 대부분 스루호울내의 도금이 미소부분 시행되지 않기(마이크로보이드(micro void)라 칭함)때문에, 기판내의 가스가 이 마이크로보이드부로부터 불어 나오는 것에 기인한다. 그리고 이 마이크로보이드의 발생원인도 여러가지가 있지만, 그 하나로서 스루호울내벽에 강고하게 부착하고 있는 공기가 완전하게 제거되지 않는데 기인한다고 생각된다. 마이크로보이드의 발생률은 구멍수로하여 약 0.01%이하이지만, 기판 1매의 구멍수가 약 35,000개로 많아지면, 불량기판의 수는 결코 무시할 수 없다.

한편, 애스팩트비가 약 5이상, 구멍의 지름이 약 0.5φ이하로 되면, 스루호울의 대개 중앙부에 링모양의 동(銅)이 석출하지 않는(링보이드라 칭함) 불량이 발생한다. 이 링보이드의 발생원인으로서 크롬이온 함유 처리액을 사용할 경우는 세정부족, 혹은 증감제처리시의 액조성, 작업조건등의 부적정(不適正)이 있으나, 적정한 처리 혹은 작업을 행하더라도 발생하는 링보이드는 구멍내의 잔류공기에 의한 것으로 생각된다. 즉 애스펙비가 높아지면, 구멍내의 잔류공기도 많아져서 스루호울의 중앙부에 기포상으로 남기 때문에, 기포가 스루호울내벽과 접촉하고 있는 곳이 도금전처리 되지 않고, 동이 석출하지 않는 것으로 생각된다.

이 링보이드 대책으로서, 일본국 특허공개공보 53-46781호 혹은 동 53-46782호에 기재된 바와 같이, 기판에 저주파진동을 주거나 혹은 기계적인 충격을 으로서, 예컨대 구멍의 지름 0.4φ, 판두께 3.8mm의 기판에서, 통상처리로서는 5×10⁺³% 정도의 발생율의 것을 이와 같은 대책에 의해 2×10⁺⁵% 에 까지 저감할 수 있지만, 기판 1매의 구멍수가 많으므로 불량기판수로서는 고율로 되며, 또 불충분하다.

본 발명의 목적은 스루호울도금의 전처리방법으로서 구멍내의 공기를 대개 완전히 제거하는 데에 있다.

본 발명의 제 1 방법에 의하면, 인쇄회로판을 물에 용해가능한 액체의 비등액(沸騰液)중에 첨지함으로서 스루호울내의 공기를 이 액체의 포화증기로 치환하고, 다음에 이 인쇄회로기판을 물에 침지함으로서 스루호울내의 포화증기를 물에 용해시킨다.

또 본 발명의 제 2의 방법에 의하면, 인쇄회로판을 물에 용해가능한 액체의 비등액중에 침지함으로서 스루호울내의 공기를 이 액체의 포화증기로 치환하고, 다음에 이 액체를 냉각함으로서 스루호울내의 포화증기를 이 액체에 용해시킨다.

스루호울내에 잔류하는 공기의 압력은 대개 대기압이므로 기판을 물에 용해가능한 액체의 포화증기에 의해서 에워싸면, 돌톤(Dalton)의 법칙에 의해 이 증기가 포화증기압으로 부터 대기압으로 되기까지 팽창함으로서 구멍내에 침입하고, 구멍내의 공기는 대개 이 포화증기에 의해서 충만된다. 즉 물에 용해가능한 액체의 포화증기압이 대기압이상이라면 구멍내의 공기는 대개 완전히 없어지며, 이 액체의 증기에 의해서 치환된다. 이런 상태로 기판을 물에 침지하면, 구멍내의 물에 용해가능한 액체의 증기는 냉각되므로서 응축하여 물에 용해한다. 즉 스루호울은 물로 충만된다. 또 프린트회로판을 처리액내에 멈추게 한채 처리액을 냉각하는 경우도 스루호울내의 처리액의 포화증기는 응축하여 액체로 되며, 스루호울은 처리액에 의하여 충만된다.

제 2의 방법은 비등처리를 행한 후에 같은 액체 그대로 냉각처리를 행하기 위하여, 프린터회로판을 도중에서 이송할 필요가 없고, 이송도중에서 스루호울내의 포화증기가 재차 공기와 치환되는것을 방지한다.

이와 같이 하여, 스루호울내의 공기가 제거된 프린트회로판은 공지의 도금전처리를 행한 후, 표준적인 스루호울도금이 시행되어 지지만, 본 발명에 의해 스루호울내의 공기를 제거시킨 프린트회로판의 스루호울은 그 처리액으로 충만되어 있으며, 이 처리액은 공기중에서 건조되지만, 공기중에서 기계적 충격을 주지 않으면, 통상의 기판반송으로 스루호울내의 처리액이 빠져 재차 공기가 들어가는 일은 없다. 그리고, 도금전처리의 다음의 처리공정에서 처리액에 프린트회로판이 침지되었을 때, 공기제거시에 스루호울내에 충만된 처리액은 다음의 처리공정으로 사용되는 처리액과 용이하게 교체된다. 도금전처리 및 스루호울 도금처리의 각 처리공정간의 이송시에는 프린트회로기판의 스루호울은 그 직전의 처리액으로 충만된 채 순차 각 처리공정이 프린트회로에 시행되어 진다. 이 결과 본 발명을 사용하는 것에 의해 스루호울 보이드결함을 일으킴이 없이, 프린트회로판에 스루호울도금을 행할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 생각하겠다.

[실시예 1]

판두께 3mm의 기판에 0.3φ의 구멍을 뚫은 후, 구멍내의 공기제거처리로서 비등수중에 약 1분간 침지한다. 다음에 기판을 끌어 올리고, 약 15초이내에 25℃이하의 유동하고 있는 물에 약 1분간 침지하는 처리를 행하고, 이후 무전해 동도금약품을 사용한 표준공법(탈지→물세정→콘디셔너→물세정→소프트에칭→물세청→10% 황산침지→물세정→프레데프→증감제처리→물세정→밀착촉진제처리→물세정→무전해동도금)에 의해서 스루호울도금을 행하고, 기판을 작성하였다.

그 결과, 구멍내 공기제거처리를 하지 않는 경우 스루호울의 링보이드가 5×10⁺³% 발생했으나, 본 실시공법에서는 4000만개의 스루호울을 처리하였으나 링보이드는 발생하지 않았다.(발생률 2.5×10⁺⁶% 이하)

[실시예 2]

판두께 3mm의 기판에 구멍의 지름 0.5φ, 구멍깊이 2.5mm의 비관통구멍을 뚫은 후, 구멍내 공기제거처리로서, 비등에틸알코올중에 약 1분간 침지한다. 다음에 기판을 끌어 올리고, 약 15초이내에 25℃ 이하의 유동하고 있는 물에 약 1분간 침지하는 처리를 행하고, 이후 무전해 동도금약품을 사용한 표준공법에 의해서 스루호울 도금을 행하여 기판을 작성하였다.

그 결과, 구멍내 공기제거처리를 하지 않는 경우 구멍의 바닥은 100% 도금이 석출하지 않지만, 본 실시공법에서는 100% 도금이 석출하였다.

[실시예 3]

판두께 3.8mm, 스루호울 구멍지름 0.4φ의 프린트회로판을 비등수중에 침지하고, 약 1분간 비등처리한다. 다음에, 20~25℃의 물을 주수(注水)하고, 액온을 80℃이하로 냉각하고, 약 1분간 침지한다.

다음에, 일반적인 무전해 동도금약품을 사용한 표준공법으로 스루호울도금을 행하여 회로판을 작성하였다.

스루호울내의 공기제거처리를 행하지 않은 경우, 스루호울보이드결함이 2×10^-5% 발생하였으나, 본 실시예에 의하면, 스루호울보이드결합의 발생은 전혀 일어나지 않았다.

[실시예 4]

판두께 3.8mm, 스루호울구멍의 지름 0.4φ의 프린트회로판을 비등한 에틸알코올중에 침지하고, 약 1분간 비등처리한다. 다음에, 냉각기로서 에틸알코올의 액온을 40℃ 이하로 냉각하고, 약 1분간 침지하는 처리를 행한다. 다음에, 표준공법으로 스루호울도금을 행하고 회로판을 작성하였다.

본 실시예에 의하면, 스루호울보이드결함의 발생은 전혀 없었다.

더구나, 상기 실시예에 있어서는, 물에 용해가능한 액체로서 물 또는 에틸알코올을 사용했지만, 그 밖의 알코올, 아세톤, 아민류, 에스테르, 케톤등, 말하자면, 물에 용해가능한 액체라면 무엇이든지 좋고, 또 이들의 혼합액이라도 좋다.

또 작업조건은 애스팩트비, 물에 용해가능한 액체의 종류, 액온 및 침지하는 처리액의 온도에 의해 결정된다. 구멍깊이를 h cm, 구멍지금을 d cm, 에스팩트비 D=h/d로 하고, 물에 가용인 액체(어떤 종류의 액체의 혼합이더라도 좋다)의 포화증기를 생성할 때의 온도를 T₁°K, 그 증기의 수증기를 제외한 증기압을 P₁atm, T₁°K에 있어서의 수증기압을 P₁°atm, 냉각시의 처리액 온도를 T₂°K, T₂°K에 있어서의 증기압을 P₂°atm으로 하면, (2/3)×T₁(1-P₂°)÷T₂(1-P₁°-P₁)〉h/d=D를 만족하는 P₁, T₁및 T₂를 선정하면 좋다.

본 발명에 의하면, 스루호울내의 공기를 완전히 제거하여 스루호울도금 전처리를 행할 수 있기 때문에, 마이크로보이드 혹은 링보이드가 없는 스루호울도금이 가능한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 인쇄회로기판의 스루호울도금의 전처리공정으로서, 상기 인쇄회로판을 물에 용해가능한 액체의 비등액중에 침지하는 것에 의해서 상기 스루호울내의 공기를 그 액체의 포화증기로 치환하고, 다음에 상기 인쇄회로판을 물에 침지하는 것에 의해서 상기 스루호울내의 상기 포화증기를 물에 용해시키는 것을 특징으로 하는 스루호울도금의 전처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄회로판의 스루호울을 구멍뚫기한 후, 상기 인쇄회로판을 상기 액체의 비등액(沸騰液)중에 침지하는 것을 특징으로 하는 스루호울도금의 전처리 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스루호울내의 포화증기를 물에 용해시킨 후 상기 인쇄회로판의 탈지공정을 행하는 것을 특징으로 하는 스루호울도금의 전처리 방법.
4. 인쇄회로판의 스루호울도금의 전처리공정으로서, 상기 인쇄회로판을 물에 용해가능한 액체의 비등액중에 침지하는 것에 의해서 상기 스루호울내의 공기를 그 액체의 포화증기로 치환하고, 다음에 상기 액체를 냉각하는 것에 의해서 상기 스루호울내의 포화증기를 상기 액체에 용해시키는 것을 특징으로 하는 스루호울도금의 전처리 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 인쇄회로판의 스루호울을 구멍뚫기한 후, 상기 인쇄회로판을 상기 액체의 비등액(沸騰液)중에 침지하는 것을 특징으로 하는 스루호울도금의 전처리 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 스루호울내의 포화증기를 상기 액체에 용해시킨 후 상기 인쇄회로판의 탈지공정을 행하는 것을 특징으로 하는 스루호울도금의 전처리 방법.