JP2004146533A

JP2004146533A - プリント配線板のデスミア方法

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Publication number: JP2004146533A
Application number: JP2002308857A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nishinaka; 西中賢; Taku Ito; 伊藤卓; Mutsuaki Murakami; 村上睦明
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】ポリイミド樹脂を用いたプリント配線板を両面プリント配線板や多層プリント配線板に加工する際の貫通孔や非貫通孔のデスミア工程において、従来のエポキシ樹脂によるものとは異なるスミアが付着する為に従来の過マンガン酸塩を用いたデスミア処理では十分なデスミアの効果が得られない、あるいは十分なデスミア効果を得るために処理条件を強くすると絶縁樹脂を過度に損傷してしまう、などの問題があった。
【解決手段】本発明のプリント配線板製造において、孔の開口周辺や孔壁に飛び散ったスミアをオキシアルキルアミンおよびアルカリ金属化合物を含有する溶液によって除去することにより従来の過マンガン酸カリウムを用いたデスミア工程での銅層のはがれや従来デスミアしにくかったポリイミド系樹脂を用いた絶縁基板のデスミア処理が可能になった。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に穿設される非貫通孔や貫通孔のデスミア方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電気機器の小型化、軽量化、高機能化に伴い、プリント配線板の多層化が進んでいる。多層プリント配線板を製造する為には、配線板にドリルや炭酸ガスレーザー，ＵＶレーザーなどで貫通孔は非貫通孔を穿説し開口部周辺や孔壁、底面に付着したスミアを過マンガン酸塩溶液で酸化して除去して孔内を洗浄した後無電解めっき、電解めっきを施して層間の接続を取る。（例えば特許文献１参照）あるいはプリント配線板の高密度化に対応する技術として導体層の厚みを薄くする技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。
また、高機能化、高速化のためにプリント配線板に対する低誘電率化、低誘電正接化の要求が高まっており従来のエポキシ樹脂ではこれらの要求を満足できないため、これに対応する技術として誘電率の低いポリイミド樹脂を絶縁層に用いたプリント配線板が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１７５３６
【０００４】
【特許文献２】特開平１１−２４０１０６
【０００５】
【特許文献３】特開２０００−１４３７３４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ポリイミド樹脂を用いたプリント配線板を両面プリント配線板や多層プリント配線板に加工する際の貫通孔や非貫通孔のデスミア工程において、従来のエポキシ樹脂によるものとは異なるスミアが付着する為に従来の過マンガン酸塩を用いたデスミア処理では十分なデスミアの効果が得られない、あるいは十分なデスミア効果を得るために処理条件を強くすると絶縁樹脂を過度に損傷してしまう、などの問題があった。
また、高密度化のために形成された厚みの薄い導体層、特に蒸着やスパッタリング、イオンプレーティングなどの方法で形成した導体層は従来の過マンガン酸塩のデスミア液の強い酸化力の影響で導体層にクラックやピンホールが発生したり導体層が剥れたりするという問題もあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記不具合を解消するためになされたもので、その目的とするところは、高密度、低誘電率の要求に対応したプリント配線板に穿設された非貫通孔や貫通孔のデスミア処理を確実に行うことによって、後のプリント配線板の製造工程でのパターン剥れ等の不具合が発生することのない、プリント配線板の非貫通孔や貫通孔へのデスミア方法を提供することにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１は、少なくとも一方の面に導体を備えた絶縁基板の前記導体に穿設された貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法であって、孔の開口周辺や導体層の孔壁面および下面導体層表面等に溶融付着した溶着樹脂（スミア）をオキシアルキルアミンおよびアルカリ金属化合物を含有する溶液を用いてデスミアすることを特徴とするプリント配線板の非貫通孔へのデスミア方法である。該溶液を用いることにより、導体層は樹脂層に過度の損傷を与えることなく効率的にデスミア処理ができる。
【０００９】
本発明の第２は、前記絶縁基板がポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とするプリント配線板の貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法である。前記溶液は、ポリイミド樹脂由来のスミアに対して効果的なデスミア性能を発揮する。
【００１０】
本発明の第３は、前記オキシアルキルアミンが２−エタノールアミンであることを特徴とするプリント配線板のデスミア方法である。２−エタノールアミンは入手が容易であり、かつ安定したデスミア性能を発揮する。
【００１１】
本発明の第４は、前記アルカリ金属化合物が水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムであることを特徴とするプリント配線板のデスミア方法である。水酸化カリウムや水酸化ナトリウムは入手や取り扱いが容易であり、かつこれを用いた溶液は安定したデスミア性能を発揮する。
【００１２】
本発明の第５は、貫通孔または非貫通孔が導体に直接ＵＶレーザーを照射することによって穿説されたものであることを特徴とするプリント配線板の貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法である。配線板の高密度化と生産性のバランスからＵＶレーザーが最も優れている。
【００１３】
本発明の第６は、前記絶縁基板の少なくとも表裏に設けられた導体層厚みがそれぞれ１μｍ以下であることを特徴とするプリント配線板の貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法である。プリント配線板の高密度化のために薄く設けられた導体層に対し、本発明の溶液は不要な損傷を与えないために特に本発明の効果が顕著に現れる。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施の形態について説明する。
絶縁層の両面に導体が積層された絶縁基板の所望とする位置の導体及び絶縁層を除去して貫通孔または非貫通孔を形成する。
【００１５】
次いで、孔の開口周辺や孔壁に飛び散ったスミアをオキシアルキルアミンおよびアルカリ金属化合物を含有する溶液によって除去する。その後、積層板全体に無電解導体めっき及び電解導体めっきを施すことによって、両面を電気的に接続し、次いで、外層に回路形成を施すことによって、プリント配線板の非貫通孔を得る。
【００１６】
絶縁層を形成する樹脂はポリイミド樹脂が、電気絶縁性、誘電特性、耐熱性などの観点から好適である。ポリイミド樹脂としては、鐘淵化学工業社製のアピカルなどの非熱可塑性ポリイミドフィルムや溶液状の可溶性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂が使用しうる。また、これらの材料を任意に組合わせて混合体、積層体等にしてもよく、ポリイミド樹脂中にエポキシ樹脂やシアナート樹脂などを混合することも可能である。その他、無機あるいは有機のフィラーの添加、コロナやプラズマなど各種表面処理を施しても良い。
【００１７】
これらの絶縁基板に導体層を形成する方法としては、熱可塑性ポリイミド樹脂等を接着剤層として非熱可塑性ポリイミドフィルムと銅箔を貼り合わせる方法、ポリイミド樹脂表面に蒸着、スパッタ、イオンプレーティングなどの方法で薄膜の導体層を形成する方法、あるいは銅箔に溶液状のポリイミド樹脂を塗布乾燥する方法などが利用できる。
【００１８】
耐熱性、電気絶縁性や高密度パターンの形成性の観点から、非熱可塑性ポリイミドフィルムにスパッタによって薄膜の導体層を形成した構成が最も好適である。あるいは非熱可塑性ポリイミドフィルム表面に耐アルカリ性に優れた熱可塑性ポリイミド樹脂を塗布した上にスパッタによって薄膜導体層を形成したものも、デスミア用工程や、無電解銅めっき工程に対して優れた特性を発揮する。
【００１９】
本発明の絶縁基板に貫通孔または非貫通孔を穿設する方法としては公知の任意の方法を適用できる。すなわちドリル、導体層をエッチング除去した後に樹脂を炭酸ガスレーザーで穴開けする方法、ＵＶレーザーで導体層、樹脂層を同時に穴開けする方法などが例示される。これらの方法による貫通孔や非貫通孔は穴形状や均一性の点で優れているので好ましい。特にＵＶレーザーによる方法は、小径の穴開けが可能であることから特に好ましい。これらの方法は貫通孔ないし非貫通孔の開口部付近や孔壁、孔底などにスミアが付着するために本発明によるデスミアの効果が顕著にあられる。
【００２０】
また、絶縁基板の片側の面に導体層を設け、他方の面に接着剤層を設けた積層体を回路を作製したプリント配線板にプレスやラミネートなどの方法で積層した多層プリント配線板において、層間接続のために穿設した貫通孔あるいは非貫通孔をデスミア処理することももちろん可能である。
【００２１】
本発明でデスミアに用いる薬液は特開平１０−９７０８１に開示されている、ポリイミド樹脂の溶解性に優れたものであり、かつポリイミドフィルムを異方的に侵食する特性を持つ。すなわちポリイミドフィルムを厚み方向（Ｚ方向）に選択的に溶解し、ＸＹ方向には溶解しない。したがってデスミア液として孔径を広げる、絶縁樹脂と導体層の界面を侵食して導体層を引き剥がすなどの問題を引き起こすことなく孔壁をクリーニングできる。
【００２２】
特に水酸化カリウム／エタノールアミン／水からなる水溶液が経済性、デスミア特性などの点で好ましい。水酸化カリウムの濃度は１０〜５０重量％が好ましく、２０〜４０重量％がより好ましい。エタノールアミンの濃度は１０〜９０重量％が好ましく、４０〜７０重量％がより好ましい。処理温度は２０〜８０℃程度まで可能であるが、処理の安定性、均一性の観点から２０〜５０℃がより好適である。
以下実施例及び比較例を挙げて本発明方法を更に説明する。
【００２３】
（実施例１）ポリイミドフィルム（鐘淵化学工業株式会社製アピカルＮＰＩ、２５μｍ厚み）の両面にスパッタリングにより銅を形成した絶縁基板にＵＶレーザーを用いて貫通孔を形成した。開口部の周辺は樹脂状のものがうっすらと堆積していた。このサンプルを水酸化カリウム／エタノールアミン／水を重量比２／５／１で混合した混合液に３０℃５分間浸漬し、十分水洗したところ、開口部周辺の樹脂状堆積物は除去されていた。一方、銅スパッタ層やポリイミドフィルム層、貫通孔壁面は何ら損傷を受けていなかった。
【００２４】
（実施例２）ポリイミドフィルム（鐘淵化学工業株式会社製アピカルＮＰＩ、１２．５μｍ厚み）の一方の面にスパッタリングにより銅を形成し、他方の面にポリイミド樹脂接着剤層を形成した積層体を回路を形成したＢＴレジン基板に積層した後ＵＶレーザーを用いて非貫通孔を形成した。開口部の周辺は樹脂状のものがうっすらと堆積していた。また非貫通孔の孔底（ＢＴレジン基板の銅箔部が露出）にはレーザーのエネルギーによって変性した樹脂スミアが付着していた。このサンプルを水酸化カリウム／エタノールアミン／水を重量比２／５／１で混合した混合液に３０℃５分間浸漬し、十分水洗したところ、開口部周辺、および孔底の樹脂状堆積物やスミアは除去されていた。一方、銅スパッタ層やポリイミドフィルム層、非貫通孔壁面は何ら損傷を受けていなかった。
【００２５】
（比較例１）実施例１と同様の貫通孔を穿設したサンプルを過マンガン酸カリウム５０ｇ／ｌ、水酸化ナトリウム４０ｇ／ｌのデスミア溶液に７０℃１０分間浸漬したところ、過マンガン酸カリウムの強い酸化力の影響で銅スパッタ膜にクラックが入り、１部銅が剥離した。一方開口部周辺の堆積物は十分に除去できなかった。また、孔壁などポリイミドが露出した部分はポリイミドが溶解するなどして損傷がはげしかった。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明のプリント配線板製造において、孔の開口周辺や孔壁に飛び散ったスミアをオキシアルキルアミンおよびアルカリ金属化合物を含有する溶液によって除去することにより従来の過マンガン酸カリウムを用いたデスミア工程での銅層のはがれや従来デスミアしにくかったポリイミド系樹脂を用いた絶縁基板のデスミア処理が可能になった。

Claims

少なくとも一方の面に導体を備えた絶縁基板の前記導体に穿設された貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法であって、孔の開口周辺や導体層の孔壁面および下面導体層表面等に溶融付着した溶着樹脂あるいは樹脂分解物（スミア）をオキシアルキルアミンおよびアルカリ金属化合物を含有する溶液を用いてデスミアすることを特徴とするプリント配線板のデスミア方法。
請求項１記載の絶縁基板がポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とするプリント配線板のデスミア方法。
請求項１記載のオキシアルキルアミンが２−エタノールアミンであることを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板のデスミア方法。
請求項１記載のアルカリ金属化合物が水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプリント配線板のデスミア方法。
貫通孔または非貫通孔が導体に直接ＵＶレーザーを照射することによって穿説されたものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプリント配線板の貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法。
前記絶縁基板の少なくとも表裏に設けられた導体層厚みがそれぞれ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプリント配線板の貫通孔または非貫通孔へのデスミア方法。