JP4761694B2

JP4761694B2 - Method for cleaning printed wiring board or copper-clad laminate and printed wiring board

Info

Publication number: JP4761694B2
Application number: JP2002332490A
Authority: JP
Inventors: 純男吉田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2004172152A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷配線板又は銅張積層板の化学薬品処理後の洗浄方法及び印刷配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷配線板又は銅張積層板の多層化接着前処理には、浸漬処理かごを用いた浸漬処理方式と搬送コンベアによる水平搬送方式があり（例えば、特許文献１参照）、そのどちらも化学薬品処理後に水洗又は湯洗処理等の洗浄処理を行なっている。
【０００３】
印刷配線板又は銅張積層板の化学薬品処理は、基板の銅表面に酸化銅又は金属銅の微細な結晶（大きさ1〜５μｍ以下が多い）を析出させて皮膜を形成させる処理であるが、その析出した結晶が微細なことから、化学薬品処理液中に欠落し、微細な粉状態で処理液中に浮遊し処理槽底部に堆積し存在する場合が多い。その化学処理液中に存在する結晶を除去するために、化学薬品処理液そのものの循環濾過を行なう方法が用いられる（例えば、特許文献２参照）。しかし、その化学薬品処理液は高温度（８０℃以上）、高アルカリ（ＰＨ１３以上）液、酸化剤、還元剤等の水溶液であることから、長期間耐え得るような耐久性の優れた配管及び濾過材(フィルター)を入手するのは容易でない場合があった。
【０００４】
印刷配線板又は銅張積層板は、化学薬品処理による酸化銅又は金属銅の析出が終了した後、水洗又は湯洗処理槽に、浸漬用かご毎に浸漬される。水洗又は湯洗装置としては、槽底部にエアーレーションの散気配管を用いたエアーレーション方式やポンプ゜配管を設置したスプレー噴霧式のものが用いられる（例えば、特許文献３参照）。又、槽内の処理水は、ポンプ及びフィルター配管を設置した循環濾過装置が用いられており、これらを用いて処理表面及び基材面の化学薬品残さの洗浄及び付着物の除去を行なう方法が一般的である。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−２４２５３１号公報
【特許文献２】
特開平６−２２８７６７号公報
【特許文献３】
特開平５−１０６０５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水洗又は湯洗槽等の処理装置では化学処理液を洗浄、除去することは問題ないが、銅表面及び基材面に付着した不要な酸化銅又は金属銅の結晶（以下、付着物とする。）の除去は不完全なことが多く、付着物が部分的に残った状態で水洗又は湯洗処理が終了し、多層化接着化前処理が終了する場合がある。
【０００７】
そして、基板の銅表面及び基材面に残った付着物は、多層化積層（プレス）され、印刷配線板の加工工程(穴あけ、めっき、回路加工)を施された後に、印刷配線板の導通検査において、内層ショート不良を引き起こす場合がある。
【０００８】
また、印刷配線板又は銅張積層板の化学薬品処理は、基板の銅面に酸化銅又は金属銅の微細な結晶（大きさ１〜５μｍ以下が多い）を析出させて皮膜を形成させる処理であるが、化学薬品処理液中にそれらの結晶が浮遊、堆積していることから、浮遊している結晶が付着し易く、結晶は析出してから浮遊もしくは堆積を経て付着に至るまでの間に成長もしくは凝集して、５μｍ以上の大きさになる。
【０００９】
化学薬品処理液の洗浄処理である水洗又は湯洗処理工程においては、一般的な洗浄方法を行なう限り、銅表面及び基材面の付着物の完全除去は困難である。
【００１０】
本発明は、化学薬品処理液の残さ、及び銅面及び基材面に付着した付着物を高度に除去することを目的とする。また、本発明は上記の問題点を解消し、印刷配線板又は銅張積層板の銅面及び基材面に付着した付着物を容易に除去することにより安定した品質を保つことを可能とするとともに、製造が容易でかつ安価な洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、印刷配線板又は銅張積層板の多層化前接着処理（例えば、黒化処理及び還元処理等の化学薬品処理）方法であって、印刷配線板又は銅張積層板の銅表面に酸化銅及び金属銅の微細な結晶を析出させて皮膜を形成させる化学薬品処理を施した後に、水洗又は湯洗処理等の表面洗浄を行なう際に、循環濾過を行うとともに、その被洗浄体の下側面から超音波洗浄器による超音波洗浄を行ない、形成された皮膜の形状に損傷を与えずに処理表面を洗浄して、かつ処理表面の付着物である結晶を除去することを特徴とする洗浄方法を提供する。
【００１２】
また、本願発明は、超音波洗浄器と処理水の循環濾過装置を合わせもった水洗及び湯洗槽を用いて化学薬品処理後の表面洗浄処理をすることにより、印刷配線板表面の洗浄かつ微細な結晶の再付着防止をする洗浄方法を提供する。
【００１３】
さらに、本願発明は、酸化銅若しくは金属銅による大きさ５μm以上の結晶が、回路面積１mm²当たり５個以下であることを特徴とする印刷配線板を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、印刷配線板又は銅張積層板を、浸漬用かごに多数枚(１０〜２０枚)いれ、同時に処理する方法において、化学薬品処理液での処理後に水洗及び湯洗処理を行なう際に水洗及び湯洗処理槽内に超音波洗浄器及びポンプ、フィルター配管を用いた循環濾過装置を設置し、浸漬用かごの中の被洗浄体に直接、超音波をあて洗浄する方法に関する。
【００１５】
超音波の発振は、処理槽の底部から銅張積層板に向けて下側から被洗浄体に向けて直接あてるのが好ましい。また、これと同時に、浸漬用かごの上下揺動を行なうことが好ましく、これにより、超音波を被洗浄体にむらなく当てることができる。超音波洗浄器の出力は、０．２kw〜2kwが好ましく、０．８kw〜１．５kwがより好ましい。超音波洗浄時間は、１〜５分が好ましい。浸漬用かごの上下揺動は、上下方向に３〜５ｃｍ、１０〜２０回／分を行なうことが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明では、超音波により、被洗浄体に付着した不要な酸化銅及び還元銅の結晶（付着物）が水洗槽中に浮遊することから、水洗槽にポンプ及びフィルターを用いた循環濾過を行なって水洗水の濾過をすることが好ましい。
【００１７】
循環濾過に用いるポンプとしては、100L／分以上のポンプ容量のものがよい。また、フィルターは市販品を利用してもよく、取り除きたい浮遊物の大きさにより選択することができるが、好ましくは孔径1μｍ程度である。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて以下に説明する。
【００１９】
図１は、印刷配線板又は銅張積層板の一般的な化学薬品処理工程の一概略図を示す。
【００２０】
この例では、水洗槽３の底部には、超音波洗浄器４が取り付けられており、被洗浄体（基板）１が浸漬かご２内に配置された状態で水洗槽３に漬けられた際に、超音波を被洗浄体にあてることにより付着物を除くことができる。
【００２１】
また、水洗槽３に循環濾過装置５が取り付けられており、水洗槽３からポンプ６により吸引された処理液が、フィルター７を介して水洗槽３に戻されるようになっている。さらに、この例では、被洗浄体１は上下揺動９される。
【００２２】
（作用）
図１に示すように、被洗浄体の底部下側から超音波洗浄を行うことにより、処理液の洗浄除去はもとより付着物を高度に除去することが可能となり、洗浄性が大幅に向上される。超音波洗浄時に上下揺動を同時に行うとなおよい。
【００２３】
さらに、超音波洗浄にて被洗浄体より除去された付着物は、水洗槽から循環濾過装置を経ることにより、水洗液中での浮遊及び堆積することなく水洗水から高度に除去され、付着物の基板等への再付着がほとんどない。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）
厚み０．２ｍｍで銅箔厚みが１８μｍのガラスエポキシ基材の両面銅張積層板「ＭＣＬ−Ｅ−６７」（日立化成工業株式会社製、商品名）を用い、印刷配線板用内層回路板（縦６１５mm×横１０３０mm、回路板における回路部分の面積の割合は表裏それぞれ７０％）を作成した。ついで、基板を処理かご２（図２参照、高さ１１８０mm×横１２５０mm×縦２８０ｍｍ）に基板１を１０枚入れ、化学薬品処理を開始した。酸化銅析出及び金属銅析出処理の条件で化学薬品処理を行ない、処理後は水洗槽に超音波洗浄器及び循環濾過装置を設置し、基板の下側から２８kHz、１kwで１分間超音波洗浄及び浸漬かごの揺動１０回／分を行なった。エアーレーションは行なわなかった。
【００２５】
その後、基板を乾燥し、無作為に３枚の基板を抽出して、倍率１００の計測顕微鏡を用いて基板の回路間のスペース部１mm^２内に付着している酸化銅又は金属銅の大きさ５μｍ以上の結晶の数を数えた。測定は任意の５カ所を測定した。
【００２６】
（実施例２）
浸漬かごの揺動を行わなかったこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。基板乾燥後の５μｍ以上の結晶の付着数を求めた。結果を表１に示した。
【００２７】
（比較例１）
実施例１と同様に操作を行った。但し、超音波洗浄及び浸漬かごの揺動は行なわなかったが、一般的なエアーレーションを行なった。
【００２８】
他の操作は実施例１と同様にして乾燥後、大きさ５μｍ以上の結晶の付着数を求めた。結果を表１に示した。
【００２９】
（比較例２）
実施例１と同様に操作を行った。但し、水洗槽の循環濾過は行なわなかったが、エアーレーションを行った。
【００３０】
他の操作は実施例１と同様にして乾燥後、大きさ５μｍ以上の結晶の付着数を求めた。結果は表１に示す。
【００３１】
（比較例３）
実施例１と同様に操作を行った。但し、超音波洗浄は行なわなかったが、エアレーションを行った。
【００３２】
他の操作は実施例１と同様にして乾燥後、大きさ５μｍ以上の結晶の付着数を求めた。結果は表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
本発明による洗浄方法により、容易に印刷配線板又は銅張積層板の銅面及び基材面に付着した不要な酸化銅又は金属銅の結晶を高度に除去することが可能となり、品質に優れた印刷配線板及び銅貼り積層板を容易でかつ安価に製造できる方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄方法による一概略説明図である。
【図２】本願発明に用いるかごの一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１被洗浄体
２浸漬用かご
３洗浄槽
４超音波洗浄装置
５循環濾過装置
６ポンプ
７フィルター
９上下揺動[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning method after a chemical treatment of a printed wiring board or a copper clad laminate and a printed wiring board.
[0002]
[Prior art]
There are two types of pre-treatment for multilayered adhesion of printed wiring boards or copper-clad laminates: an immersion treatment method using an immersion treatment basket and a horizontal conveyance method using a conveyor (for example, see Patent Document 1), both of which are chemical treatments. Later, washing treatment such as water washing or hot water washing treatment is performed.
[0003]
The chemical treatment of a printed wiring board or a copper clad laminate is a process for forming a film by depositing fine crystals of copper oxide or metallic copper (of which the size is 1-5 μm or less) on the copper surface of the substrate. Since the precipitated crystals are fine, they are often missing in the chemical treatment liquid, float in the treatment liquid in a fine powder state, and deposit on the bottom of the treatment tank in many cases. In order to remove crystals existing in the chemical treatment liquid, a method of circulating and filtering the chemical treatment liquid itself is used (for example, see Patent Document 2). However, the chemical treatment liquid is a high temperature (80 ° C. or higher), high alkali (PH 13 or higher) liquid, an aqueous solution of an oxidizing agent, a reducing agent, etc. Obtaining a filter medium (filter) may not be easy.
[0004]
The printed wiring board or the copper-clad laminate is immersed in a water-washing bath or a hot-water bath for each car after the precipitation of copper oxide or metal copper by chemical treatment. As the water washing or hot water washing apparatus, an aeration method using an aeration diffuser pipe or a spray spray type device having a pump pipe installed at the bottom of the tank is used (for example, see Patent Document 3). In addition, the treatment water in the tank uses a circulating filtration device with a pump and filter piping, and there is a method of cleaning chemical residues on the treatment surface and the substrate surface and removing deposits using these. It is common.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-242531 [Patent Document 2]
JP-A-6-228767 [Patent Document 3]
JP-A-5-106055 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
There is no problem in cleaning and removing the chemical treatment liquid in a conventional processing apparatus such as a water washing or hot water washing tank, but unnecessary copper oxide or metal copper crystals (hereinafter referred to as deposits) adhering to the copper surface and the substrate surface. )) Is often incomplete, and the water washing or hot water washing treatment may be completed in a state where deposits remain partially, and the multilayer pre-bonding pretreatment may be completed.
[0007]
The deposits remaining on the copper surface and substrate surface of the board are multilayered (pressed) and subjected to printed wiring board processing steps (drilling, plating, circuit processing) and then the printed wiring board conduction In the inspection, an inner layer short circuit failure may be caused.
[0008]
Moreover, the chemical treatment of a printed wiring board or a copper clad laminate is a process of forming a film by depositing fine crystals of copper oxide or metallic copper on the copper surface of the substrate (mostly 1 to 5 μm or less). However, since these crystals are suspended and deposited in the chemical treatment solution, the suspended crystals are likely to adhere, and after the crystals are deposited, they are suspended or deposited until they are deposited. Grows or aggregates to a size of 5 μm or more.
[0009]
In the water washing or hot water washing treatment process that is a washing treatment of the chemical treatment liquid, it is difficult to completely remove the deposits on the copper surface and the substrate surface as long as a general washing method is performed.
[0010]
An object of this invention is to remove highly the residue of a chemical processing liquid, and the deposit | attachment adhering to the copper surface and the base-material surface. In addition, the present invention solves the above-mentioned problems and makes it possible to maintain stable quality by easily removing deposits adhering to the copper surface and base material surface of a printed wiring board or copper-clad laminate. Another object of the present invention is to provide a cleaning method that is easy to manufacture and inexpensive.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a pre-multilayer adhesion treatment (for example, chemical treatment such as blackening treatment and reduction treatment) of a printed wiring board or a copper clad laminate, which is applied to the copper surface of the printed wiring board or the copper clad laminate. After performing chemical treatment that deposits fine crystals of copper oxide and metallic copper to form a film, when performing surface washing such as water washing or hot water washing treatment, circulation filtration is performed and The ultrasonic cleaning is performed from the lower surface by an ultrasonic cleaner, the processing surface is cleaned without damaging the shape of the formed film, and the crystals that are attached to the processing surface are removed. A cleaning method is provided.
[0012]
In addition, the present invention provides a cleaning and fine cleaning of the surface of a printed wiring board by performing a surface cleaning treatment after chemical treatment using a water washing bath and a hot water washing bath having an ultrasonic cleaner and a circulating filter for treated water. A cleaning method for preventing redeposition of crystals is provided.
[0013]
Furthermore, the present invention provides a printed wiring board characterized in that the number of crystals of 5 μm or more due to copper oxide or metallic copper is 5 or less per 1 mm ^{2 of} circuit area.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is a method in which a printed wiring board or a copper-clad laminate is placed in a large number of immersion baskets (10 to 20 sheets) and processed at the same time. The present invention also relates to a method of installing a circulating filtration device using an ultrasonic cleaner, a pump, and a filter pipe in a water-washing and hot-water washing treatment tank, and applying ultrasonic waves directly to a body to be cleaned in a dipping basket.
[0015]
The ultrasonic oscillation is preferably applied directly from the bottom of the treatment tank toward the copper-clad laminate and from the lower side toward the object to be cleaned. At the same time, it is preferable to swing the dipping basket up and down, so that ultrasonic waves can be uniformly applied to the object to be cleaned. The output of the ultrasonic cleaner is preferably 0.2 kw to 2 kw, more preferably 0.8 kw to 1.5 kw. The ultrasonic cleaning time is preferably 1 to 5 minutes. The vertical swing of the dipping basket is preferably 3 to 5 cm in the vertical direction and 10 to 20 times / minute.
[0016]
Furthermore, in the present invention, unnecessary copper oxide and reduced copper crystals (adhered matter) adhering to the object to be cleaned are floated in the washing tank by ultrasonic waves. Therefore, circulating filtration using a pump and a filter in the washing tank. It is preferable to perform washing water and filter the washing water.
[0017]
As a pump used for circulation filtration, a pump capacity of 100 L / min or more is preferable. A commercially available filter may be used and can be selected depending on the size of the suspended matter to be removed, but preferably has a pore diameter of about 1 μm.
[0018]
Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a general chemical treatment process for a printed wiring board or a copper clad laminate.
[0020]
In this example, an ultrasonic cleaner 4 is attached to the bottom of the rinsing tank 3, and the object to be cleaned (substrate) 1 is immersed in the rinsing tank 3 in a state where it is placed in the immersion basket 2. Adherents can be removed by applying ultrasonic waves to the object to be cleaned.
[0021]
In addition, a circulating filtration device 5 is attached to the water rinsing tank 3 so that the processing liquid sucked by the pump 6 from the water rinsing tank 3 is returned to the water rinsing tank 3 through the filter 7. Furthermore, in this example, the body 1 to be cleaned is swung up and down 9.
[0022]
(Function)
As shown in FIG. 1, by performing ultrasonic cleaning from below the bottom of the object to be cleaned, it is possible to remove not only the treatment liquid but also the deposits to a high degree, and the cleaning performance is greatly improved. . It is even better to simultaneously swing up and down during ultrasonic cleaning.
[0023]
Furthermore, the deposits removed from the object to be cleaned by ultrasonic cleaning are highly removed from the washing water without floating and depositing in the washing solution by passing through a circulating filtration device from the washing tank, and the deposits are removed. There is almost no redeposition to the substrate.
[0024]
【Example】
Example 1
Using a glass epoxy base double-sided copper clad laminate “MCL-E-67” (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) having a thickness of 0.2 mm and a copper foil thickness of 18 μm, 615 mm in length × 1030 mm in width, and the ratio of the area of the circuit portion in the circuit board is 70% on each side). Next, 10 substrates 1 were placed in a treatment basket 2 (see FIG. 2, height 1180 mm × width 1250 mm × length 280 mm), and chemical treatment was started. Chemical treatment is performed under the conditions of copper oxide deposition and metal copper deposition treatment. After the treatment, an ultrasonic cleaner and a circulating filter are installed in the water washing tank, and ultrasonic cleaning is performed for 1 minute at 28 kHz and 1 kW from the bottom of the substrate. The immersion basket was rocked 10 times / minute. Aeration was not performed.
[0025]
Thereafter, the substrate is dried, three substrates are extracted at random, and the size of copper oxide or metal copper adhering in the space 1 mm ² between the circuits of the substrate using a measuring microscope with a magnification of 100 is used. The number of crystals of 5 μm or more was counted. Measurement was performed at arbitrary five locations.
[0026]
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that the immersion basket was not rocked. The adhesion number of the crystal | crystallization of 5 micrometers or more after board | substrate drying was calculated | required. The results are shown in Table 1.
[0027]
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was performed. However, ultrasonic cleaning and swinging of the immersion basket were not performed, but general aeration was performed.
[0028]
Other operations were carried out in the same manner as in Example 1, and the number of crystals having a size of 5 μm or more was determined after drying. The results are shown in Table 1.
[0029]
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed. However, circulation filtration of the washing tank was not performed, but aeration was performed.
[0030]
Other operations were carried out in the same manner as in Example 1, and the number of crystals having a size of 5 μm or more was determined after drying. The results are shown in Table 1.
[0031]
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed. However, ultrasonic cleaning was not performed, but aeration was performed.
[0032]
Other operations were carried out in the same manner as in Example 1, and the number of crystals having a size of 5 μm or more was determined after drying. The results are shown in Table 1.
[0033]
[Table 1]

[0034]
【The invention's effect】
The cleaning method according to the present invention makes it possible to easily remove unnecessary copper oxide or metal copper crystals adhering to the copper surface and base material surface of a printed wiring board or a copper clad laminate, and has excellent quality. It is possible to provide a method capable of easily and inexpensively manufacturing a printed wiring board and a copper-clad laminate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a cleaning method according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of a car used in the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 To-be-cleaned body 2 Immersion basket 3 Cleaning tank 4 Ultrasonic cleaning apparatus 5 Circulation filtration apparatus 6 Pump 7 Filter 9 Vertical swing

Claims

印刷配線板又は銅張積層板の多層化前接着処理方法において、印刷配線板又は銅張積層板の銅表面に酸化銅又は金属銅の微細な結晶を析出させて皮膜を形成させる化学薬品処理を施した後に、水洗又は湯洗処理等の表面洗浄を行なう際に、循環濾過を行うとともに、前記印刷配線板又は銅張積層板の下側面から超音波洗浄器による発振を行なって、形成された皮膜の形状に損傷を与えずに処理表面を洗浄し、かつ処理表面の付着物である結晶を除去することを特徴とする洗浄方法。In the pre-multilayer adhesion treatment method for printed wiring boards or copper clad laminates, chemical treatment is performed to form a film by depositing fine crystals of copper oxide or metal copper on the copper surface of the printed wiring board or copper clad laminate. After performing, when performing surface cleaning such as water washing or hot water washing treatment, it is formed by circulating filtration and oscillating with an ultrasonic cleaner from the lower surface of the printed wiring board or copper clad laminate. A cleaning method characterized by cleaning a treated surface without damaging the shape of the film and removing crystals that are attached to the treated surface.

超音波洗浄器と処理水の循環濾過装置を合わせもった水洗又は湯洗槽を用いて化学薬品処理後の表面洗浄処理をすることにより、印刷配線板表面の洗浄かつ微細な結晶の再付着防止をする請求項１に記載の洗浄方法。 Cleaning the surface of printed wiring boards and preventing the reattachment of fine crystals by surface cleaning after chemical treatment using a water-washing or hot-water bath equipped with an ultrasonic cleaner and a circulating filter for treated water The cleaning method according to claim 1.

酸化銅若しくは金属銅による大きさ５μm以上の結晶が回路面積１mm²当たり５個以下である、請求項１又は２の洗浄方法により洗浄した印刷配線板。The printed wiring board cleaned by the cleaning method according to claim 1 or 2, wherein there are 5 or less crystals of copper oxide or metal copper having a size of 5 µm or more per 1 mm ^{2 of} circuit area.