JP3683896B2 - プリント配線基板からの銀メッキ剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線基板から銀メッキを剥離する剥離方法に関する。特に、有害な化学物質を含む剥離溶液や、陽極電解法における外部電流装置を用いることなく、化学的に銀メッキを剥離する剥離方法に関する。

プリント配線が用いられる電子機器の製造過程において、プリント配線基板と電子部品は、スルーホール、サラウンディングパッド、ランドおよびその他の接点とリード線を半田付けすることにより電気接続されている。

その際、半田付けの作業効率を上げるためには、プリント配線をする際に、スルーホール、サラウンディングパッド、ランドおよびその他の接点を効果的に配置する必要がある。
また、リード線もしくは電子部品表面と、集積的に電気接続するために、半田付けによって水和性を向上させる必要もある。
そこで、これらの必要性を満たすために、プリント配線の製造に際しては、半田付け作業の作業効率を高めるという観点で、様々な工夫がなされてきた。

また、これまでは、半田付け作業は、銅表面に対して行うことが難しかった。その理由は、主に銅表面の清浄度が保てないためであり、また、半田付け作業の際に、酸素のない環境で行うことが出来ないためである。
そこで、半田付けを行う最適な表面を作るために、腐食防止剤として銀を浸漬メッキする方法が発見され、特にプリント配線基板の製造に用いられている。
ここで使用する銀イオンの供給源として、様々な銀化合物が用いられている。より具体的には、米国特許公報番号６２００４５１において開示されているように、レッドラインらにより、銀メッキプロセスの例として明らかにされている。
なお、ここで行なう浸漬メッキは、半田付けを行う表面に銀薄膜を生成することが目的であって、銀薄膜の厚さとしては、半田付け表面として効果的であり、かつ腐食防止性を発揮できる厚さとして、０．０２５４〜２５．４μｍ（１〜１００マイクロｉｎｃｈ）の範囲が一般的である。

また、かかる浸漬メッキ方法は、一般に、置換反応によるものであり、メッキされる表面が溶液内に溶解するのと同時に、メッキ溶液内の金属が部材表面に付着する。その結果、浸漬メッキは表面活性化を行うこと無しに開始することができる。
また、メッキ金属がメッキされる金属よりも高価であることを考慮した場合、成膜制御性の良さと、非電解メッキ法のように高価な自己触媒活性を含むメッキ溶液および前処理として表面活性化処理が必要ない点で、浸漬メッキ法の方が費用をかけることなく行なうことができる。
一方、プリント配線基板の製造工程においては、表面に付着している全部もしくは一部の銅や他の金属を剥離する場合がある。この場合、例えば、基板表面に部分的に存在する銅の上に、直接的にニッケルや金などをメッキしたり、剥き出しとなっている銅表面に対して半田によるマスクをしたりする方法が用いられている。
その他、不良ピースの処理の過程で、銅膜層下にある材料を再利用するために、銅膜層と銀メッキ層とを剥離する必要性が生じる場合もある。

そこで、銀膜層を基板から剥離するのに効果的な剥離方法として、シアン化合物、クロム化合物および強酸水溶液を用いる方法がよく知られている。さらに、これらの化学物質を用いる場合や、用いない場合もあるが、陽極電解法を用いる方法も同様に知られている。

より具体的には、抑制剤である酸もしくはシアン化合物溶液が挙げられる。酸としては、スルフィン酸、スルホン酸および他の無機酸を用いることができ、シアン化合物溶液としては、公知の処理剤として、シアン化アルカリ金属類、シアン化アルカリ土類金属類およびシアン化アンモニウムを用いることができる。また、抑制剤としてはニトロ化合物がよく知られており、より具体的には、ニトロベンゼン、ニトロベンゼン酸、ニトロベンゾアルデヒド、ニトロパラフィン、およびニトロアルカリがある。

しかしながら、上述のような銀メッキの剥離方法は、シアン化合物やクロム化合物など環境問題と絡む物質であることから使用することができず、半田マスク下にある下地層や基板への損失の影響も見られている。また、プリント配線基板へ通電しなければならず、陽極電解法を利用することもできないという問題がある。

そこで、米国法定発明登録制度（ＳＩＲ）のＨ１ １３６において、ジャニコウスキーは、メッキ溶液および／またはアルカリ性水酸化物及びエチレンジアミンを含んだ剥離溶液からなる水溶液を用いて、電解メッキ法による銀メッキする方法を明らかにしている。
このメッキ溶液および／または剥離溶液はシアン化合物を含んではいないが、その方法には陽極電解法が用いられている。

さらに、米国特許公報番号５００２６４９においてスミスは、ある選択的な表面から電気的または化学的に、銀を含めたメッキを剥離する装置を明らかにしており、その装置は陽極電解法を用いており、電気的もしくは化学的のどちらかで剥離が可能となっている。しかしながら、メッキを剥離する際に使用する化学的な剥離溶液には、シアン化合物が含まれている。

本発明は、新たな銀メッキの剥離溶液と剥離方法を提供し、先行技術に用いられているような、有害な化学物質を使用したり、陽極電解法を使用したりすることなく、銀メッキを剥離する方法を提供する。
さらに、本発明における剥離溶液は、銀がメッキされている基板や半田マスクを損失させることもない。
よって、本発明によれば、従来からの先行技術における問題点を解決し、さらにプリント配線基板から銀メッキを化学的に剥離するための剥離溶液、及び銀メッキの効率的な剥離方法を提供するものである。

すなわち、本発明の目的は、下地金属に損傷を与えることなく、プリント配線基板から銀メッキを剥離する剥離方法を提供するものである。さらに他の目的として、半田マスクを損失させることなく選択的に銀メッキを剥離することである。

本発明によれば、プリント配線基板から銀メッキを剥離する剥離方法が提供され、その方法は下記工程を順次含むことを特徴とする銀メッキ剥離方法である。
（ａ）酸化剤、アルカリ性ｐＨ調整剤および銀溶解剤からなる銀剥離溶液（但し、シアン系化合物及びクロム系化合物を実質的に含まない。）に、プリント配線基板を接触させる工程。
（ｂ）中和溶液により、プリント集積基板を中和する工程。

本発明において使用するプリント配線基板は、銀メッキする表面の下地金属として、銅、ニッケル、金などを有している。
そこで、本発明では、銀メッキ剥離処理剤により、下地金属に損傷を与えることなく、銀メッキを剥離する方法を提供する。
なお、この剥離方法は、メッキ厚さの規格交差が狭いプリント配線基板の製造において重要な方法である。また、剥離溶液の化学的性質として、半田マスクを損失させずに銀を選択的に剥離することが可能である。さらに、密着性低下、リフティング、基板に対する漂白または退行、もしくは半田マスクの剥離（溶出）などがプロセス終了後に発生することもない。

また、本発明における剥離溶液は、強酸化剤、アルカリ性ｐＨ調整剤および銀溶解剤からなる。より具体的には、本発明に用いる強酸化剤として、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、亜塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウムが好ましく、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウムがより好ましい。
また、本発明における剥離溶液は、ｐＨ調整剤として、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの水酸化物が好ましい。また、銀溶解剤としては、スクシンイミド、アンモニア（水酸化アンモニウム）または他のアンモニウムイオン供給源を含むことが好ましい。
さらに、本発明における剥離溶液には、炭酸アンモニウムや炭酸水素アンモニウムなどの他の成分を選択的に加えることも好ましい。

次に、酸化剤の水溶液中の濃度は、１〜３０ｇ／リットルの範囲内の値であることが好ましい。
また、アルカリ性ｐＨ調整剤の濃度は、７〜２５ｇ／リットルの範囲内の値であることが好ましく、その範囲に制御することにより、ｐＨを１１〜１３．５の範囲内の値に維持することができる。
また、銀溶解剤の濃度は、１〜５ｇ／リットルの範囲内の値であることが好ましい。もし、必要であれば、選択的に他の物質を加えることができ、その物質濃度としては、２〜５ｇ／リットルの範囲内の値であることが好ましい。

また、かかる剥離溶液を用いた剥離作業の手順に関して、まずプリント配線基板を剥離溶液に５分間浸漬させる。
ここで剥離溶液は、一般に３５〜４６°Ｃ（９５〜１１５°Ｆ）に加熱される。その際、剥離の進行程度は、定期的に観察するか、もしくは、基板の損失重量を計測することによって、推定することができる。

最後に、プリント配線基板表面から銀が十分除去されたのち、標準的な中和方法によって、基板上にある残留汚染物を取り除く。なお、そのような中和溶液としては、硫酸ヒドロキシルアミンや硫酸を含むことが好ましい。

本発明によれば、有害な化学物質や陽極電解法を使用することなく、銀メッキを剥離することができるようになった。
また、本発明によれば、銀メッキされている基板や半田マスクを損失させることも少なくなった。すなわち、本発明は、従来の先行技術における問題点を解決し、さらにプリント配線基板から銀メッキを効果的に剥離することが可能となる銀メッキ剥離方法である。

Claims (8)

1. プリント配線基板から銀メッキを剥離する剥離方法であって、下地金属からなる配線部分の少なくとも一部が銀メッキされている前記プリント配線基板において、下記工程（ａ）および（ｂ）を順次含むことを特徴とする銀メッキ剥離方法。
   （ａ）前記プリント配線基板を、酸化剤、アルカリ性ｐＨ調整剤および銀溶解剤からなる銀メッキ剥離溶液（但し、シアン系化合物及びクロム系化合物を実質的に含まない。）に接触させる工程
   （ｂ）前記プリント配線基板を、中和溶液により中和する工程
2. 前記工程（ａ）および（ｂ）が、繰り返し行われることを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。
3. 前記酸化剤が、過マンガン酸カリウムであることを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。
4. 前記アルカリ性ｐＨ調整剤が、水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。
5. 前記銀溶解剤が、スクシンイミドおよびアンモニアからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。
6. 前記中和溶液が、硫酸ヒドロキシルアミンおよび硫酸を含むことを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。
7. 前記下地金属が、銅、ニッケルおよび金からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。
8. 前記剥離溶液が、炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の銀メッキ剥離方法。