WO2013042582A1 - デスミア液及びデスミア処理方法 - Google Patents

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resin
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alkali metal
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西條　義司
久光 山本
雅之 内海
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上村工業株式会社
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    • C09K13/02—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide
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    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/381—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate

Definitions

  • the present invention relates to a desmear solution and a desmear treatment method, and more particularly to a desmear solution for etching a resin substrate in a desmear treatment of a printed circuit board and a desmear treatment method using the desmear solution.
  • a smear that is a resin residue is generated by frictional heat between a drill, a laser, or the like and the resin of the board.
  • a desmear process that removes smears by a chemical method is employed.
  • the most common desmear treatment method uses a chemical solution (desmear solution) comprising a permanganate such as sodium permanganate or potassium permanganate and a caustic composition.
  • a chemical solution comprising a permanganate such as sodium permanganate or potassium permanganate and a caustic composition.
  • a treatment liquid composed of about 0.4 mol / L permanganate and about 1 N caustic composition is generally used.
  • the normal desmear process is performed for the purpose of forming a predetermined surface roughness by properly removing the through-holes and vias formed in the resin substrate and at the same time appropriately etching the resin substrate surface. Is called. That is, in the desmear treatment, the smear generated by the formation of through holes and vias is removed to maintain the electrical characteristics of the printed wiring board, and the peel strength of the plating film formed on the resin substrate is increased to increase the peel strength of the plating film. There is a need to improve adhesion.
  • the desmear liquid of the conventional composition has a predetermined smear removing effect, but there is a problem that the etching proceeds to the depth direction of the resin substrate and the resin substrate is greatly roughened. Use in fields where smoothness is required has been limited. In addition, if the amount of resin decrease increases due to large roughening of the resin substrate surface, the strength of the resin substrate itself becomes weak, and the peel strength of the plating film formed on the resin substrate becomes weak, and the adhesion is significantly impaired. Was supposed to be.
  • the permanganate in the desmear liquid is reduced from hexavalent manganese to hexavalent manganese by the reaction with the resin of the substrate. Since excessive etching progresses as the surface of the substrate is greatly roughened, a large amount of hexavalent manganese is generated with respect to the processing time, and as a result, the etching rate is significantly reduced.
  • hexavalent manganese is oxidized to heptavalent manganese by electrolytic oxidation to regenerate and recycle permanganate.
  • the production rate of hexavalent manganese is very high, and a large amount of hexavalent manganese is produced in a short time, so that it is necessary to increase the anode area for electrolytic oxidation to 7-valent manganese.
  • Patent Document 2 describes performing desmear treatment using a desmear liquid in which the concentration of permanganate is lowered.
  • the technique described in Patent Document 2 forms a through-hole with a laser in a substrate having a copper metal layer formed on an insulating layer, and applies a desmear treatment to the copper layer on the surface of the metal substrate. That's it. That is, this technique is to remove the dirt on the copper layer surface of the substrate and the accumulated matter inside the through-hole, and is not intended for desmear treatment of the resin on the substrate surface, but to remove smear reliably.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and without removing smears in the non-through holes formed in the resin substrate with certainty, without greatly roughening the resin substrate surface, It aims at providing the desmear liquid which can form the plating film excellent in adhesiveness, and the desmear processing method using the desmear liquid.
  • the present inventors have determined that the concentration of permanganate is 0.2 to 0.2 in a desmear solution containing a permanganate and an alkali metal hydroxide.
  • a desmear solution containing a permanganate and an alkali metal hydroxide.
  • the desmear liquid according to the present invention contains 0.2 to 0.4 mol / L permanganate and an alkali metal hydroxide, and the molar concentration of the permanganate and the alkali metal hydroxide.
  • the ratio is 1: 5 to 1:20.
  • the desmear treatment method according to the present invention is a desmear treatment method for a resin substrate in which non-through holes are formed, wherein 0.2 to 0.4 mol / L permanganate, alkali metal hydroxide, And a desmear treatment is performed using a desmear liquid having a molar concentration ratio of the permanganate to the alkali metal hydroxide of 1: 5 to 1:20.
  • the etching amount (decrease amount) of the resin can be suppressed, the amount of hexavalent manganese produced in the permanganate in the desmear liquid can be suppressed, and the decrease in the etching rate can be suppressed.
  • the load of electrolytic oxidation on manganese can also be reduced.
  • (A) is a SIM image of the place where the wiring board which has been desmeared with the desmear liquid according to the present embodiment is cross-sectioned with FIB
  • (B) is a desmear process using a conventional desmear liquid.
  • 5 is a SIM image obtained by processing the FIB cross section of the wiring board.
  • the present embodiment specific embodiments of the desmear liquid and the desmear treatment method using the same according to the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail.
  • the desmear liquid according to the present embodiment is a desmear liquid mainly for desmearing a resin substrate having a non-through hole or via formed with a drill or a laser, and the smear generated in the non-through hole.
  • a desmear liquid that can form a plating film having a high adhesion strength with the resin substrate without causing the surface of the resin substrate to be greatly roughened.
  • the desmear liquid according to the present embodiment includes 0.2 to 0.4 mol / L permanganate and an alkali metal hydroxide, and includes a permanganate and an alkali metal hydroxide.
  • the molar ratio is 1: 5 to 1:20.
  • the permanganate may be an aqueous salt, and specific examples include sodium permanganate and potassium permanganate. These permanganates can be used singly or in combination of two or more.
  • the concentration of permanganate is about 0.2 to 0.4 mol / L.
  • the content is less than 0.2 mol / L, smears generated in non-through holes such as through holes and vias cannot be sufficiently removed, and moderate surface roughness may be formed on the resin substrate surface.
  • the adhesiveness with the plating film formed on the resin substrate cannot be weakened.
  • the content is more than 0.4 mol / L, the resin substrate surface is excessively etched and greatly roughened, the strength of the resin substrate is weakened, and the adhesion with the plating film is also weakened.
  • the resin substrate is excessively etched to greatly roughen the resin substrate surface. Become.
  • the surface of the resin substrate is greatly roughened as described above, the strength of the resin substrate itself is weakened, and the adhesion with the plating film formed on the surface of the substrate is also reduced. Further, if the surface of the resin substrate is greatly roughened, the wiring pattern formed on the rough surface of the substrate may be overturned, which becomes a serious problem as the wiring pattern is thinned in recent years.
  • the concentration of permanganate is 0.2 to 0.4 mol / L in the desmear liquid containing the permanganate and the alkali metal hydroxide as described above.
  • the concentration of permanganate in the conventional desmear liquid is made lower and the alkali metal hydroxide is contained in a larger amount than the permanganate.
  • the permanganate and the alkali metal hydroxide constituting the desmear liquid are contained in a molar concentration ratio of 1: 5 to 1:20.
  • alkali metal hydroxide examples include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • sodium hydroxide is more preferable from the viewpoint that it can be handled in the form of a concentrated solution because it has high solubility and is difficult to crystallize, and does not require time and labor for dissolution.
  • sodium hydroxide the effect of improving the oxidizing power of manganese described later is high, and smear can be dissolved and removed more effectively.
  • These alkali metal hydroxides can be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the alkali metal hydroxide is, as described above, 0.2 to 0.4 mol / L permanganate and alkali metal hydroxide in a molar concentration ratio of 1: 5 to 1: It is made to contain so that it may become a ratio of 20, and content of an alkali metal hydroxide is increased rather than permanganate.
  • 0.2 to 0.4 mol / L of permanganate and alkali metal hydroxide are contained in a molar concentration ratio of 1:10 to 1:20.
  • FIG. 1 (A) a wiring board on which a plating film 20 is formed and a carbon layer 30 is mounted after a desmear treatment is performed on the surface of the insulating resin 10 with the desmear liquid according to the present embodiment
  • Beam) is shown.
  • FIG. 1B shows a SIM image obtained by processing the FIB cross section of a wiring board mounted after performing a desmear process using a conventional desmear liquid.
  • symbol 40 in FIG. 1 is a filler in resin.
  • the surface of the insulating resin 10 that has been desmeared with the desmear liquid according to the present embodiment is not greatly roughened to form an appropriate surface roughness to form the plating film 20. It can be seen that the film is formed.
  • FIG. 1B when the desmear process is performed using the conventional desmear liquid, the surface of the insulating resin 10 is excessively etched, and as shown by the arrow X in the figure. It can be seen that the insulating substrate 10 has been etched to a deep position, and the resin substrate has been greatly damaged.
  • the etching further proceeds in the depth direction of the resin substrate. Then, although the smear generated in the non-through hole such as the through hole or the via is removed, as shown in FIG. 1B, the resin substrate is greatly roughened to the deep position. As a result, the strength of the resin itself is weakened, and the peel strength of the plating film formed on the resin substrate is also weakened so that the adhesion is significantly impaired.
  • the concentration of permanganate is about 0.2 to 0.4 mol / L, and the permanganate and alkali metal hydroxide
  • the molar concentration ratio is contained in a ratio of 1: 5 to 1:20 so that the content of the alkali metal hydroxide with respect to the permanganate is increased, so that the surface of the resin substrate is etched in the initial stage. Then, etching does not proceed further, and excessive etching in the depth direction of the resin substrate like the conventional desmear liquid does not occur. That is, the surface of the resin substrate is etched to be small and shallow, and an appropriate surface roughness can be formed on the surface of the resin substrate without being greatly roughened.
  • the concentration of permanganate is about 0.2 to 0.4 mol / L, but a large amount of alkali metal hydroxide is contained in the permanganate. Therefore, by increasing the alkali concentration in the desmear liquid, it becomes possible to increase the oxidizing power of manganese shown in the above reaction formula (1), to form an appropriate surface roughness, through holes and vias. Smear generated in the non-through holes such as the like can also be reliably removed.
  • the desmear liquid according to the present embodiment causes the reaction shown in the above reaction formula (1) as in the conventional case, the concentration of the permanganate is lowered to reduce the absolute amount of the reaction.
  • a large amount of alkali metal hydroxide is contained in the permanganate to improve the oxidizing power of manganese to the resin. Accordingly, excessive etching on the resin substrate can be suppressed and the surface can be prevented from being greatly roughened while maintaining the action of reliably dissolving and removing smear.
  • the resin surface is not greatly roughened, the amount of reduction of the resin substrate can be suppressed, and the strength of the resin substrate itself can be maintained.
  • moderate surface roughness can be formed, the adhesiveness of a resin substrate and a plating film can be improved.
  • the reaction absolute amount (etching amount) due to the permanganate is reduced as described above, the production amount of hexavalent manganese can be reduced.
  • the conventional electrolytic oxidation treatment for regenerating hexavalent manganese into heptavalent manganese it is not necessary to take measures such as increasing the anode area, and the number of times of electrolytic treatment can be reduced.
  • the desmear liquid can be used efficiently.
  • a stable wiring pattern can be formed by preventing the miniaturized pattern from falling over. That is, in recent years, miniaturization of electronic components has progressed, and finer wiring patterns are required. Specifically, patterns with L / S of 50/50, 20/20, or 10/10 are required. . In such a situation, if the surface of the resin substrate is greatly roughened as in the case of conventional desmear liquid (see FIG. 1B), a so-called hole (roughening) in which a fine pattern formed on the resin substrate is generated by etching. ) May cause a fall.
  • the desmear liquid according to the present embodiment as shown in FIG. 1 (A), the surface of the resin substrate is not greatly roughened, and the surface roughness becomes appropriate, so that the pattern becomes finer. However, it can be stably held without falling, and wiring defects such as disconnection and short circuit can be prevented.
  • a plating film formed on a desmeared resin substrate may be patterned with a resist, and then an etching process may be performed to prevent a short circuit.
  • an etching process may be performed to prevent a short circuit.
  • the surface of the resin substrate is greatly roughened like a conventional desmear liquid, etching residues performed to prevent a short circuit enter into a hole (roughness) formed in the depth direction of the resin substrate. It may remain. Then, the remaining etching residue may cause a short circuit between the wirings.
  • the desmear liquid according to the present embodiment since the resin substrate surface is not greatly roughened, there is no fear that the etching residue enters, and even if it temporarily enters, it can be easily removed, A short circuit between wirings can be effectively prevented.
  • the concentration of permanganate is reduced as compared with the conventional one as described above, the amount of expensive manganese used can be suppressed, and an economical viewpoint Therefore, more efficient desmear processing becomes possible.
  • the desmear treatment method according to the present embodiment is mainly applied to a resin substrate in which a non-through hole, a via, or the like is formed by a drill or a laser, and is generated inside the non-through hole.
  • the present invention is applied to desmear treatment for removing smear that is a resin residue and forming an appropriate surface roughness on the surface of the resin substrate and improving adhesion with a plating film formed on the substrate surface.
  • the desmear treatment method has a swelling treatment step and a roughening treatment step (etching treatment step).
  • a swelling solution containing an organic compound such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, ⁇ -butyrolactone and the like with a predetermined composition is used.
  • the resin substrate on which the non-through holes are formed by, for example, is immersed in a swelling liquid for a predetermined time and subjected to a swelling treatment.
  • a swelling liquid for a predetermined time is immersed in a swelling liquid for a predetermined time and subjected to a swelling treatment.
  • the treatment time of the swelling treatment is not particularly limited, but is preferably about 30 seconds to 15 minutes, more preferably about 1 to 10 minutes.
  • the treatment temperature is about 40 to 90 ° C., although it varies depending on the type and blending amount of the organic compound contained in the swelling liquid.
  • the smear that is the resin residue remaining in the non-through hole formed in the resin substrate is dissolved and removed.
  • the resin substrate surface is etched to form an appropriate surface roughness, and the peel strength of the plating film formed on the resin substrate is increased to enhance the adhesion.
  • smear is particularly likely to accumulate in the non-through hole formed in the resin substrate, and it is required to be surely removed by the roughening treatment in the desmear treatment method.
  • this roughening treatment process it is possible to reliably remove smear as described above, and at the same time, to produce a printed circuit board that improves the peel strength of the plating film formed on the resin substrate and improves the adhesion. It becomes important in doing. From the viewpoint of smear removal, a predetermined smear removal effect can be obtained by using a desmear liquid in which the concentration of permanganate is increased as in the prior art, or by increasing the reaction temperature.
  • the treatment using the conventional desmear solution dissolves the resin substrate that contacts the plating film excessively and roughens the surface of the resin substrate, thereby weakening the strength of the resin substrate and reducing the adhesion to the plating film. I will let you.
  • the permanganate and the alkali metal hydroxide are contained, and the concentration of permanganate is set to 0.2 to 0.4 mol / L.
  • the roughening treatment is performed using a desmear liquid in which the molar concentration ratio of the manganate and the alkali metal hydroxide is 1: 5 to 1:20.
  • the concentration of permanganate is set to 0.2 to 0.4 mol / L, and a large amount of alkali metal hydroxide is contained in the permanganate.
  • smear accumulated in the non-through hole can be surely dissolved and removed, and excessive etching on the resin substrate can be suppressed to prevent the surface from being greatly roughened. Roughness can be formed.
  • the surface of the resin substrate is not greatly roughened, the amount of resin decrease can be suppressed and the strength of the resin substrate itself can be maintained.
  • moderate surface roughness can be formed, the peeling strength of the plating film with respect to a resin substrate can be raised, and adhesiveness with a plating film improves.
  • the temperature condition in this desmear treatment method varies depending on the insulating resin used, but can be performed, for example, in the range of about 65 ° C. to 75 ° C.
  • This temperature condition is a relatively lower temperature than the temperature condition (about 80 ° C.) in the conventional desmear process. In this respect, the cost for raising the temperature of the desmear liquid can be kept low, and an efficient treatment becomes possible.
  • the adhesion to the resin substrate is improved by increasing the peel strength of the plating film on the relatively low temperature condition of about 65 ° C. to 70 ° C. without significantly roughening the surface of the resin substrate. Can be improved.
  • the insulating resin material constituting the resin substrate is not particularly limited, and known materials can be used. Specific examples include an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide-triazine resin, a polyphenylene ether resin, a phenol resin, a fluorine resin, and the like, and a glass cloth impregnated with these resins may be used. A reinforcing substrate other than glass may be used.
  • an insulating resin material such as a liquid crystal polymer, a polyetheretherketone resin, a polyetherimide resin, or a polyethersulfone resin, which is a thermoplastic resin film, can also be used.
  • the method for forming the non-through hole in the resin substrate is not particularly limited, and can be performed by drilling, laser irradiation, punching, or the like, but from the viewpoint of fine processing and productivity, a method by laser irradiation is particularly preferable.
  • a laser having a transmission wavelength in the infrared region, such as a carbon dioxide laser or a YAG laser, can be used as it is or by irradiating a nonlinear optical crystal and extracting ultraviolet light of 260 to 400 nm.
  • the resin substrate is not particularly limited, but a resin substrate in which the above-described insulating resin material is coated on the entire surface excluding the formed non-through hole can be used. That is, it is possible to use a resin substrate in which the portion where the desmear liquid used in the desmear treatment method contacts and acts is the surface of the insulating resin. According to the desmear treatment method according to the present embodiment, it is possible to reliably remove smear in the non-through holes and to obtain an appropriate surface roughness even on a resin substrate in which the entire surface of the substrate is coated with an insulating resin material. Thus, the adhesion with the plating film can be enhanced.
  • a resin substrate in which a general insulating resin (ABF-GX13, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) is laminated on a printed circuit board FR-4 having a copper layer as an inner layer is used.
  • 50 blind bore holes having a diameter of 40 ⁇ m were formed, and the treatment shown in Table 1 below was performed.
  • the substrate subjected to the above process was evaluated for peel strength, surface roughness (Ra), resin reduction, via bottom smear residue, and hexavalent manganese production after treatment.
  • peel strength A cut was made into a width of 1 cm, and evaluation was performed based on JIS-C5012 using AUTOGRAPH AGS-X manufactured by Shimadzu Corporation.
  • -Surface roughness (Ra) measurement Measured using a laser microscope (VK-8550) manufactured by Keyence Corporation.
  • -Resin reduction amount The resin reduction amount was calculated by measuring the weight before and after the desmear treatment.
  • the concentration of permanganate was 0.2 to 0.4 mol / L, and the content of alkali metal hydroxide was increased relative to the permanganate.
  • Examples 1 to 8 having a molar concentration ratio of 1: 5 to 1:20 smear was completely removed, and an appropriate surface roughness was formed without greatly roughening the surface of the resin substrate.
  • the peel strength also increased.
  • the amount of resin decrease can be suppressed to a small extent, and excessive etching has not progressed in the depth direction of the resin. Furthermore, since excessive etching was suppressed and the amount of resin decrease was small, the amount of hexavalent manganese produced was also small.
  • Comparative Example 1 On the other hand, in Comparative Example 1, a large amount of smear remains even though the temperature is set high, the surface roughness is as large as 0.7, the amount of resin reduction increases, and the resin including the resin depth direction is removed. It has been greatly affected. And in connection with it, the peel strength of the plating film was also weak and it was inferior to adhesiveness. Moreover, due to excessive etching that greatly damaged the resin, the amount of hexavalent manganese produced was very high at 0.72.

Abstract

　樹脂基板に形成された非貫通穴内のスミアを確実に除去するとともに、その樹脂基板表面を大きく荒らすことなく、密着性に優れためっき皮膜を形成することができるデスミア液及びそのデスミア液を用いたデスミア処理方法を提供する。本発明は、０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩と、アルカリ金属水酸化物とを含み、過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物のモル濃度比が１：５～１：２０であるデスミア液を用いる。

Description

デスミア液及びデスミア処理方法
　本発明は、デスミア液及びデスミア処理方法に関し、より詳しくは、プリント基板のデスミア処理において樹脂基板をエッチングするデスミア液及びそのデスミア液を用いたデスミア処理方法に関する。
　本出願は、日本国において２０１１年９月２２日に出願された日本特許出願番号特願２０１１－２０７０３１を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願を参照することにより、本出願に援用される。
　プリント配線基板にスルーホールやビアを形成する際、ドリルやレーザー等と基板の樹脂との摩擦熱で樹脂カスであるスミアが生成する。電気的特性を維持するためには、スルーホールやビアの内部に生成したスミアを除去する必要があり、一般的には化学的方法によってスミアを除去するデスミア処理が採用されている。
　最も一般的なデスミア処理方法としては、過マンガン酸ナトリウムや過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸塩と苛性組成物からなる薬液（デスミア液）を使用したものである。具体的に、これら過マンガン酸塩と苛性組成物からなるデスミア液としては、一般的には、０．４ｍｏｌ／Ｌ程度の過マンガン酸塩と１Ｎ程度の苛性組成物からなる処理液が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
　ところで、通常のデスミア処理は、樹脂基板に形成したスルーホールやビアの内部のスミアを確実に除去すると同時に、樹脂基板表面を適度にエッチングして所定の表面粗さを形成することを目的として行われる。すなわち、デスミア処理では、スルーホールやビアの形成により生成したスミアを除去してプリント配線基板の電気的特性を維持するとともに、樹脂基板上に成膜するめっき皮膜のピール強度を高めてめっき皮膜の密着性を高めることが求められている。
　しかしながら、従来の組成のデスミア液では、所定のスミア除去効果は奏するものの、樹脂基板の深さ方向にまでエッチングが進行して樹脂基板を大きく荒らしてしまうという問題があり、そのために樹脂基板表面の平滑性が求められる分野への使用が制限されていた。また、樹脂基板表面を大きく荒らしてしまうことによって樹脂の減少量が多くなると、樹脂基板自体の強度が弱くなり、また樹脂基板上に成膜するめっき皮膜のピール強度が弱くなり密着性が著しく損なわれることになっていた。
　また、デスミア液中の過マンガン酸塩は、基板の樹脂との反応によって、７価のマンガンが６価のマンガンに還元されていくことになるが、従来のエッチング液では、上述のように樹脂基板表面を大きく荒らすほどに過剰なエッチングが進行するため、処理時間に対する６価マンガンの生成量が多く、その結果としてエッチング速度の低下が顕著となっていた。この問題を解決するために、電解酸化により６価のマンガンを７価のマンガンに酸化して過マンガン酸塩を再生し循環使用するようにしているが、従来の組成のデスミア液では樹脂溶解量が多いために６価マンガンの生成速度が非常に速く短時間に多くの６価マンガンが生成し、７価のマンガンに電解酸化するためのアノード面積を大きくする必要が生じていた。
　一方で、例えば特許文献２においては、過マンガン酸塩の濃度を低くしたデスミア液を用いたデスミア処理を行うことが記載されている。しかしながら、この特許文献２に記載の技術は、絶縁層上に銅の金属層が形成された基板に対してレーザーにより貫通孔を形成し、その金属基板表面の銅層に対してデスミア処理を施すというものである。すなわち、この技術は、基板の銅層表面の汚れや貫通孔内部の滞留物を除去するというものであって、基板表面の樹脂に対するデスミア処理を対象としているものではなく、スミアを確実に除去すると同時に、樹脂表面上に成膜するめっき皮膜のピール強度を高めて樹脂基板との密着性を向上させるために樹脂基板表面に適度な表面粗さを形成させようとする考え方は全く示されていない。
　このように、デスミア処理においては、スルーホールやビアの形成により生成した樹脂カスであるスミアを効果的に除去すると同時に、樹脂基板を大きく荒らすことなくめっき皮膜との密着性を向上できる効率的な処理を施すことが求められている。
特開２００４－２８２０２０号公報 特開２００１－１３５７５０号公報
　そこで、本発明は、上述のような従来の実情に鑑みてなされたものであり、樹脂基板に形成された非貫通穴内のスミアを確実に除去するとともに、その樹脂基板表面を大きく荒らすことなく、密着性に優れためっき皮膜を形成することができるデスミア液及びそのデスミア液を用いたデスミア処理方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上述した目的と解決するために鋭意検討を重ねた結果、過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とを含有するデスミア液において、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌとするとともに、その過マンガン酸塩に対してアルカリ金属水酸化物の含有量を多くすることにより、スミアを効果的に除去できるとともに、樹脂基板表面を大きく荒らすことなくめっき皮膜の密着性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち、本発明に係るデスミア液は、０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩と、アルカリ金属水酸化物とを含み、該過マンガン酸塩と該アルカリ金属水酸化物のモル濃度の比が１：５～１：２０であることを特徴とする。
　また、本発明に係るデスミア処理方法は、非貫通穴が形成された樹脂基板に対するデスミア処理方法であって、０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩と、アルカリ金属水酸化物とを含み、該過マンガン酸塩と該アルカリ金属水酸化物のモル濃度比が１：５～１：２０であるデスミア液を用いてデスミア処理を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、スルーホールやビアの内部に生成したスミアを確実に除去できるとともに、樹脂基板を大きく荒らすことなく適度な表面粗さを形成させることができ、密着性に優れためっき皮膜を形成することができる。
　また、樹脂のエッチング量（減少量）を抑えることができるので、デスミア液中の過マンガン酸塩における６価マンガンの生成量を抑制することができ、エッチング速度の低下を抑制するとともに、７価マンガンへの電解酸化の負荷も低減できる。
（Ａ）は、本実施の形態に係るデスミア液によりデスミア処理を行った配線基板をＦＩＢで断面加工した箇所のＳＩＭ像であり、（Ｂ）は、従来のデスミア液を用いてデスミア処理を行った配線基板をＦＩＢ断面加工したＳＩＭ像である。
　以下、本発明に係るデスミア液及びそれを用いたデスミア処理方法についての具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について詳細に説明する。
　（デスミア液）
　本実施の形態に係るデスミア液は、主として、ドリルやレーザー等で非貫通のスルーホールやビアを形成した樹脂基板に対してデスミア処理するためのデスミア液であり、それら非貫通穴内に生成したスミアを確実に除去するとともに、樹脂基板表面を大きく荒らすことなく、樹脂基板との密着強度の高いめっき皮膜を形成することを可能にするデスミア液である。
　具体的に、本実施の形態に係るデスミア液は、０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩と、アルカリ金属水酸化物とを含み、過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物のモル濃度の比が１：５～１：２０である。
　過マンガン酸塩としては、水溶液の塩であればよく、具体的には、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等が挙げられる。これらの過マンガン酸塩は、１種単独又は２種以上を混合して用いることができる。
　また、このデスミア液では、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌ程度とする。含有量が０．２ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、スルーホールやビア等の非貫通穴に生成したスミアを十分に除去できず、また、樹脂基板表面に適度が表面粗さを形成させることができず樹脂基板上に成膜しためっき皮膜との密着性が弱くなる。一方で、含有量が０．４ｍｏｌ／Ｌより多い場合には、樹脂基板表面が過度にエッチングされ大きく荒らされてしまい、樹脂基板の強度が弱くなり、めっき皮膜との密着性も弱くなる。
　ところで、スルーホールやビア等の非貫通穴内に生成した樹脂カスであるスミアは、以下の反応式（１）に示すようにして、過マンガン酸塩のマンガンによる酸化反応によって溶解除去される。
　Ｍｎ７＋ ＋ （Ｃ） → Ｍｎ６＋　・・・（１）
　このとき、デスミア液を構成する過マンガン酸塩の濃度が高い場合には、上述した反応によりスミアの溶解除去は進行するものの、樹脂基板を過剰にエッチングしてしまい、樹脂基板表面を大きく荒らすことになってしまう。このように樹脂基板表面が大きく荒らされると、樹脂基板自体の強度が弱くなり、基板表面に成膜しためっき皮膜との密着性も低下させてしまう。また、樹脂基板表面を大きく荒らしてしまうことにより、荒れた基板表面上に形成した配線パターンが転倒しまうこともあり、近年の配線パターンの細線化が進む中で大きな問題となる。しかしながら一方で、樹脂基板上に成膜するめっき皮膜との密着性の観点からすると、樹脂基板表面に適度な表面粗さを形成することが重要となり、これによってめっき皮膜のピール強度が高まり、樹脂基板とめっき皮膜との密着性を高めることが可能となる。
　そこで、本実施の形態に係るデスミア液では、上述のように過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とを含有するデスミア液において、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌとして従来のデスミア液中の過マンガン酸塩濃度よりも低くするとともに、アルカリ金属水酸化物を過マンガン酸塩よりも多くなるように含有させる。具体的には、デスミア液を構成する過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とを、モル濃度比で１：５～１：２０の割合となるように含有させることを特徴としている。
　アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。その中でも、水酸化ナトリウムは、溶解度が高く結晶化し難いため濃縮液の形態で取り扱うことができ、溶解等の手間を要しないという観点からより好ましい。また、水酸化ナトリウムを用いることにより、後述するマンガンの酸化力の向上効果が高く、より効果的にスミアを溶解除去することができる。これらのアルカリ金属水酸化物は、１種単独又は２種以上を混合して用いることができる。
　また、アルカリ金属水酸化物の含有量としては、上述のように、０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とをモル濃度比で１：５～１：２０の割合となるように含有させ、過マンガン酸塩よりもアルカリ金属水酸化物の含有量が多くなるようにしている。
　また、より好ましくは、０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とをモル濃度比で１：１０～１：２０の割合で含有させる。これにより、詳しくは後述するが、より一層に過マンガン酸塩の樹脂に対する酸化力を高めることができ、樹脂基板表面が大きく荒らされることを抑制しながら、より確実にスミアを溶解除去することができる。
　ここで、図１（Ａ）に、本実施の形態に係るデスミア液により絶縁樹脂１０の表面に対してデスミア処理を行った後にめっき皮膜２０を成膜しカーボン層３０を実装した配線基板を、集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）で断面加工した箇所の走査イオン（ＳＩＭ：Scanning Ion Microscope）像を示す。また、図１（Ｂ）に、従来のデスミア液を用いてデスミア処理を行った後に実装した配線基板をＦＩＢ断面加工したＳＩＭ像を示す。なお、図１中の符号４０で示す箇所は樹脂内のフィラーである。
　図１（Ａ）に示されるように、本実施の形態に係るデスミア液によりデスミア処理した絶縁樹脂１０の表面は、大きく荒らされることなく、適度な表面粗さを形成してめっき皮膜２０を成膜させていることが分かる。一方で、図１（Ｂ）に示されるように、従来のデスミア液を用いてデスミア処理を行った場合では、絶縁樹脂１０の表面が過剰にエッチングされた結果、図中矢印Ｘで示すように絶縁樹脂１０の深い位置までエッチングされ、樹脂基板が大きく荒らされてしまっていることが分かる。
　つまり、従来のデスミア液を用いた場合には、デスミア処理の初期段階で樹脂基板の表面をエッチングすると、その後さらに樹脂基板の深さ方向にエッチングを進めていくようになる。すると、スルーホールやビア等の非貫通穴内に生成したスミアは除去されていくものの、図１（Ｂ）に示されるように、樹脂基板はその深い位置まで大きく荒らされた状態となる。これにより、樹脂自体の強度が弱くなるとともに、樹脂基板上に成膜しためっき皮膜のピール強度も弱くなり密着性が著しく損なわれてしまう。
　それに対し、本実施の形態に係るデスミア液を用いた場合では、過マンガン酸塩の濃度が０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌ程度であるとともに、過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とのモル濃度比を１：５～１：２０の割合で含有させ、過マンガン酸塩に対してアルカリ金属水酸化物の含有量が多くなるようにしているので、初期段階で樹脂基板の表面をエッチングすると、それ以上にエッチングは進まず、従来のデスミア液のような樹脂基板の深さ方向への過度なエッチングは生じない。すなわち、樹脂基板表面に対して小さく浅くエッチングするようになり、大きく荒らすことなく、樹脂基板表面に適度な表面粗さを形成させることができる。
　また、本実施の形態に係るデスミア液では、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌ程度としているものの、その過マンガン酸塩に対してアルカリ金属水酸化物を多く含有させるようにしているため、デスミア液中のアルカリ濃度が高まることにより、上記反応式（１）に示すマンガンの酸化力を高めることが可能となり、適度な表面粗さを形成させるとともに、スルーホールやビア等の非貫通穴内に生成したスミアも確実に除去することができる。
　このように、本実施の形態に係るデスミア液は、従来と同様に上記反応式（１）に示す反応を生じさせてはいるものの、過マンガン酸塩の濃度を低くしてその反応の絶対量を少なくし、一方で、アルカリ金属水酸化物を過マンガン酸塩に対して多く含有させてマンガンの樹脂に対する酸化力を向上させるようにしている。これにより、スミアを確実に溶解除去する作用を維持しながら、樹脂基板に対する過度なエッチングを抑制して表面が大きく荒らされることを防止することができる。また、樹脂表面が大きく荒らされないことから、樹脂基板の減少量を抑え、樹脂基板自体の強度を保つことができる。また、適度な表面粗さを形成させることができるので、樹脂基板とめっき皮膜との密着性を高めることができる。
　また、本実施の形態に係るデスミア液によれば、上述のように過マンガン酸塩による反応絶対量（エッチング量）が少なくなることから、６価マンガンの生成量を低減させることができる。これにより、従来行われている６価マンガンを７価マンガンに再生する電解酸化処理にあたって、例えばアノード面積を増加させたりする等の措置を講ずる必要がなくなり、また電解処理の回数も減らすことができ、効率的にデスミア液を用いることができる。
　さらに、本実施の形態に係るデスミア液によれば、微細化したパターンの転倒等を防止して安定的な配線パターンを形成することができる。すなわち、近年では、電子部品の微細化が進み、配線パターンの細密化が要求され、具体的には、Ｌ／Ｓが５０／５０、２０／２０、あるいは１０／１０といったパターンが要求されている。このような状況において、従来のデスミア液のように樹脂基板表面を大きく荒らしてしまうと（図１（Ｂ）参照）、樹脂基板上に形成した微細なパターンがエッチングにより生じた、いわゆる穴（荒れ）によって転倒するおそれが生じる。これに対し、本実施の形態に係るデスミア液によれば、図１（Ａ）に示されるように、樹脂基板表面が大きく荒らされることなく、適度な表面粗さとなることから、パターンが微細化しても転倒等することなく安定的に保持され、断線やショート等の配線不良を防止することができる。
　また、配線基板の実装において、デスミア処理した樹脂基板上に成膜しためっき皮膜に対して、レジストでパターニングし、その後、ショート防止のためのエッチング処理を行う場合がある。このとき、従来のデスミア液のように樹脂基板表面を大きく荒らしてしまうと、樹脂基板の深さ方向に形成された穴（荒れ）の中に、ショート防止のために行ったエッチング残渣が入り込んで残存してしまうことがある。すると、その残存したエッチング残渣が、配線間のショートの原因になってしまう可能性がある。これに対し、本実施の形態に係るデスミア液によれば、樹脂基板表面が大きく荒らされることがないため、エッチング残渣が入り込んでしまう心配がなく、また仮に入り込んでも容易に除去することができ、配線間のショート等を効果的に防止することができる。
　またさらに、本実施の形態に係るデスミア液では、上述のように従来よりも過マンガン酸塩の濃度を低減させていることから、高価なマンガンの使用量を抑えることができ、経済的な観点からも、より効率的なデスミア処理が可能となる。
　（デスミア処理方法）
　次に、上述したデスミア液を用いたデスミア処理方法について説明する。本実施の形態に係るデスミア処理方法は、主として、ドリルやレーザー等によって非貫通のスルーホールやビア等を形成させた樹脂基板に対して施されるものであり、非貫通穴の内部に生成した樹脂カスであるスミアを除去するとともに、樹脂基板表面に適度な表面粗さを形成させ、基板表面上に成膜するめっき皮膜との密着性を高めることを目的とするデスミア処理に適用される。
　具体的に、デスミア処理方法は、膨潤処理工程と粗化処理工程（エッチング処理工程）とを有する。
　先ず、膨潤処理工程では、例えばＮ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、γ－ブチロラクトン等の有機化合物を所定の組成で含有する膨潤液を用い、レーザー等によって非貫通穴が形成された樹脂基板を膨潤液に所定時間浸漬して膨潤処理を施す。このようにして樹脂基板に対して膨潤処理を施すことにより、後工程の粗化処理工程においてスミアを除去し易くする。また、樹脂基板を膨潤させることにより、粗化処理工程を経て得られる樹脂基板とめっき皮膜との密着性をより一層に高めることができる。
　膨潤処理の処理時間としては、特に限定されないが、３０秒～１５分間程度とすることが好ましく、１～１０分間程度とすることがより好ましい。また、処理温度としては、膨潤液に含有する有機化合物の種類や配合量等に応じて異なるが、４０～９０℃程度とする。
　次に、粗化処理工程では、樹脂基板に形成された非貫通穴内に残存する樹脂カスであるスミアを溶解除去する。また、この粗化処理工程では、樹脂基板表面をエッチングして適度な表面粗さを形成させ、樹脂基板上に成膜するめっき皮膜のピール強度を高めて密着性を高める。
　ここで、樹脂基板に形成した非貫通穴には、特にスミアが溜まり易く、デスミア処理方法における粗化処理によって確実に除去することが求められる。また一方で、この粗化処理工程では、上述のようにスミアを確実に除去すると同時に、樹脂基板上に成膜するめっき皮膜のピール強度を高めて密着性を高めることが良好なプリント基板を製造する上で重要となる。スミア除去の観点からすると、従来のように過マンガン酸塩の濃度を高くしたデスミア液を用いることや、または反応温度を高くすることによって、所定のスミア除去効果を得ることはできる。しかしながら、従来のデスミア液を用いた処理では、めっき皮膜と接触する樹脂基板を過剰に溶解して樹脂基板表面を大きく荒らすことになり、樹脂基板の強度を弱めるとともにめっき皮膜との密着性を低下させることになる。
　そこで、本実施の形態に係るデスミア処理方法では、過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とを含有し、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌとするとともに、この過マンガン酸塩とアルカリ金属水酸化物とのモル濃度比を１：５～１：２０の割合としたデスミア液を用いて粗化処理を行う。このように、本実施の形態に係るデスミア処理方法では、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌにするとともに、アルカリ金属水酸化物を過マンガン酸塩に対して多く含有させたデスミア液を用いて粗化処理を行うことにより、マンガンの樹脂に対する絶対反応量を減らす一方で、そのマンガンの樹脂に対する酸化力を向上させるようにしている。
　このようなデスミア処理方法によれば、非貫通穴に溜まったスミアを確実に溶解除去できるとともに、樹脂基板に対する過度なエッチングを抑制して表面が大きく荒らされることを防止し、樹脂基板表面に適度な粗さを形成することができる。また、樹脂基板表面が大きく荒らされないことから、樹脂の減少量を抑え、樹脂基板自体の強度を保つことができる。また、適度な表面粗さを形成させることができるので、樹脂基板に対するめっき皮膜のピール強度を高めることができ、めっき皮膜との密着性が向上する。
　このデスミア処理方法における温度条件としては、使用する絶縁樹脂によっても異なるが、例えば約６５℃～７５℃の範囲で行うことができる。この温度条件は、従来のデスミア処理における温度条件（約８０℃）よりも比較的低い温度である。この点において、デスミア液を昇温するためのコストを低く抑えることができ、効率的な処理が可能となる。本実施の形態に係るデスミア処理方法では、６５℃～７０℃程度の比較的低い温度条件で、樹脂基板表面を大きく荒らすことなく、一方でめっき皮膜のピール強度を高めて樹脂基板との密着性を向上させることができる。
　本実施の形態に係るデスミア処理方法を適用することができる樹脂基板について、この樹脂基板を構成する絶縁樹脂材としては、特に限定されるものではなく、周知のものを用いることができる。具体的には、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等が挙げられ、またこれら樹脂をガラスクロスに含浸させたものであってもよく、ガラス以外の補強基材を用いたものであってもよい。また、熱可塑性樹脂フィルムである液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂等の絶縁樹脂材等も用いることができる。
　また、樹脂基板に対する非貫通穴の形成方法としては、特に限定されず、ドリルやレーザー照射、あるいはパンチング等によって行うことができるが、微細加工や生産性の観点から、レーザー照射による方法が特に好ましい。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー等の赤外領域に発信波長をもつレーザーをそのまま、あるいは非線形型光学結晶に照射して２６０～４００ｎｍの紫外光を取り出して使用することができる。
　また、樹脂基板としては、特に限定されないが、形成した非貫通穴を除く全面に、上述した絶縁樹脂材が被覆されたものを用いることができる。すなわち、当該デスミア処理方法において用いるデスミア液が接触し作用する部分が、全て絶縁樹脂の表面となる樹脂基板を用いることができる。本実施の形態に係るデスミア処理方法によれば、このような基板の全面に絶縁樹脂材が被覆された樹脂基板に対しても、非貫通穴内のスミアを確実に除去するとともに、適度な表面粗さを形成させて、めっき膜との密着性を高めることができる。
　以下、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、下記のいずれかの実施例に本発明が限定されるものではない。
　本実施例では、内層に銅層を有するプリント基板ＦＲ－４上に、一般的な絶縁樹脂（ＡＢＦ－ＧＸ１３，味の素ファインテクノ株式会社製）を積層させた樹脂基板を用い、その樹脂基板にレーザーで直径４０μｍのブラインドボアホールを５０穴形成し、下記表１に示す処理を行った。
　また、下記表１に示すプロセス中の粗化処理においては、各実施例及び比較例において下記表２に示す組成のデスミア液を用い、各処理条件でそれぞれ行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上のようなプロセスを施した基板に対し、ピール強度、表面粗さ（Ｒａ）、樹脂減少量、ビア底スミア残渣、及び処理後の６価マンガン生成量についての評価を行った。なお、各評価は、それぞれ以下の装置等を用いて行った。
・ピール強度：１ｃｍ幅に切りこみを入れ、株式会社島津製作所製のAUTOGRAPH AGS-Xを用いて、ＪＩＳ－Ｃ５０１２に基づき評価を行った。
・表面粗さ（Ｒａ）測定：キーエンス株式会社製のレーザー顕微鏡（VK-8550）を用いて測定した。
・樹脂減少量：デスミア処理前後の重量測定により樹脂減少量を算出した。
・ビア底スミア残渣確認：５０穴についてスミアが残っているビア数をカウントした。
・６価マンガン生成量：株式会社島津製作所製の紫外分光光度計（UV-2450）を用いて、樹脂基板１ｄｍ２処理後にデスミア液中に生成した６価マンガン量を測定した。
　下記表３に、各実施例及び比較例における評価結果をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示す結果から分かるように、過マンガン酸塩の濃度を０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌとするとともに、この過マンガン酸塩に対してアルカリ金属水酸化物の含有量を多くし、モル濃度比で１：５～１：２０の割合とした実施例１～８では、スミアを完全に除去できたとともに、樹脂基板表面を大きく荒らすことなく適度な表面粗さを形成し、めっき皮膜のピール強度も高くなった。また、樹脂減少量も少なく抑えることができ、樹脂の深さ方向にも過度なエッチングが進まなかったことが分かる。さらに、過度なエッチングが抑制され樹脂減少量が少なかったことから、６価マンガンの生成量も少なかった。
　一方で、比較例１では、温度を高く設定したにもかかわらずスミアが多く残存し、表面粗さが０．７と大きく、樹脂減少量も多くなり、樹脂の深さ方向を含めて樹脂を大きく荒らしてしまった。そして、それに伴い、めっき皮膜のピール強度も弱く、密着性に劣るものであった。また、樹脂を大きく荒らす過度なエッチングが生じたことにより、６価マンガンの生成量も０．７２と非常に多かった。
　また、比較例２及び４では、スミアは完全に除去できたものの、過マンガン酸塩の濃度を高くしたことにより、樹脂の表面粗さが０．７と大きく、また樹脂減少量も多くなり、樹脂の深さ方向を含めて樹脂を大きく荒らしてしまった。また、それに伴い、めっき皮膜のピール強度も十分なものではなかった。また、樹脂を大きく荒らす過度なエッチングが生じたことにより、６価マンガンの生成量も共に０．７５と非常に多かった。
　また、比較例３及び５では、過マンガン酸塩の濃度を０．１ｍｏｌ／Ｌとしたことにより、表面粗さ及び樹脂減少量も少なくでき、表面を大きく荒らすことはなく、６価マンガンの生成量も少なかったものの、適度な表面粗さを形成することができず、めっき皮膜のピール強度も著しく弱いものであった。また、スミアの大半が残存してしまった。
　１０　絶縁樹脂、２０　めっき皮膜、３０　カーボン層、４０　フィラー

Claims (8)

  1. 　０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩と、アルカリ金属水酸化物とを含み、該過マンガン酸塩と該アルカリ金属水酸化物のモル濃度比が１：５～１：２０であることを特徴とするデスミア液。
  2. 　上記モル濃度比が、１：１０～１：２０であることを特徴とする請求項１記載のデスミア液。
  3. 　上記アルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１又は２記載のデスミア液。
  4. 　非貫通穴が形成された樹脂基板に対するデスミア処理に用いることを特徴とする請求項１記載のデスミア液。
  5. 　上記樹脂基板は、形成された非貫通穴を除く全面に樹脂が被覆されたものであることを特徴とする請求項４記載のデスミア液。
  6. 　非貫通穴が形成された樹脂基板に対するデスミア処理方法であって、
    　０．２～０．４ｍｏｌ／Ｌの過マンガン酸塩と、アルカリ金属水酸化物とを含み、該過マンガン酸塩と該アルカリ金属水酸化物のモル濃度比が１：５～１：２０であるデスミア液を用いてデスミア処理を行うことを特徴とするデスミア処理方法。
  7. 　上記樹脂基板に対して膨潤処理を行った後に、上記デスミア液を接触させることを特徴とする請求項６記載のデスミア処理方法。
  8. 　上記絶縁樹脂は、形成された非貫通穴を除く全面に樹脂が被覆されたものであることを特徴とする請求項６又は７記載のデスミア処理方法。
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