JPH02288293A - 銅スルーホールプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は銅スルーホールプリント配線板の製造方法に関
するものであり、特に高アスペクト比の小径スルーホー
ルを有する銅スルーホールプリント配線板を製造するの
に好適な方法を提供するものである。

従来の技術 銅スルーホールプリント配線板の製法として、銅張積層
板の必要箇所に穴をあけ、次いで無電解銅メツキを行い
さらに電解銅メツキを行ったのち、積層板上の最終的に
アルカリ性エツチング液によって除去されるべき回路以
外の部分に、アルカリ性水溶液に可溶な陰画のレジスト
膜を印刷法若しくは写真法によって形成し、このように
処理された銅張積層板を２位に長鎖アルキル基を有する
イミダゾール化合物の塩を含む水溶液に浸漬して、スル
ーホールを含む回路部分の銅表面にアルキルイミダゾー
ル化合物の銅錯体からなるエツチングレジスト膜を形成
し、前記銅張積層板をアルカリ水溶液に浸漬してアルカ
リに可溶性のレジスト膜を除去し、これをアルカリ性エ
ツチング液に接触させて、銅スルーホールプリント配線
板を製造する方法が、特公昭６４−１９５４　、特開昭
６３−５５９１、同６３−１２１９１及び同６３−２７
０９１号公報に開示されている。

発明が解決しようとする課題 このような従来の銅スルーホールプリント配線板の製法
における銅張積層板とアルキルイミダゾール化合物の塩
を含む水溶液を接触させる手段としては、プリント配線
基板を水溶液に浸漬する方法、プリント配線基板に沿っ
て水溶液を流下させる方法、プリント配線基板を水溶液
中で振動させる方法、プリント配線基板を浸漬した水溶
液を撹拌しあるいは超音波を与えて振動する方法が知ら
れている。

しかしながら、これらの方法はいずれも板厚が１．６ｍ
１１以下であり且つスルーホール径が０．４ｍｎ＋以上
、すなわちアスペクト比が４以下の銅スルーホールプリ
ント配線板の処理に適しているが、アスペクト比が４を
超える銅スルーホールプリント配線板を処理する場合に
は、アルキルイミダゾール化合物の塩を含む水溶液がス
ルーホール内の銅面に対して充分に接触せず、アルキル
イミダゾール化合物の銅錯体からなるエツチングレジス
ト膜が適確にできないので、アルカリエツチング工程に
おいてスルーホール内の銅が損傷し、不良製品の発生が
多くなる難点があった。

課題を解決するための手段 本発明者等は、このような事情に鑑み高アスペクト比の
小径銅スルーホールを有するプリント配線板を、効率良
く製造する方法について検討を重ねた結果、両面あるい
は多層の銅張積層板に銅スルーホールを形成し、且つア
ルカリ水溶液に可溶のレジストを用いて必要な陰画パタ
ーンを形成し、前記銅張積層板を２位に長鎖アルキル基
を有するイミダゾール化合物の塩を含む水溶液に接触し
て、銅張積層板の表面にアルキルイミダゾール化合物か
らなるエツチングレジスト膜を形成し、銅張積層板表面
の陰画パターン膜を除去したのち、アルカリ性エツチン
グ液に接触して銅スルーホールプリント配線板を製造す
るに当り、銅スルーホール及び陰画パターンを形成した
銅張積層板を銅張積層板とほぼ同じ面内で回動しながら
、２位に長鎖アルキル基を有するイミダゾール化合物の
塩を含む水溶液に接触させることによって、所期の目的
を達成した。

本発明の実施において、銅スルーホール及び陰画パター
ンを形成した銅張積層板を銅張積層板とほぼ同じ面内で
回動させるには、例えば図面に示したように電動機及び
減速歯車機構を介して駆動される一対の垂直状回転板（
１）（１）に、それぞれの中心から一定の距離を隔てた
位置に水平状麦稈（２）を配設してその両端部を回転板
（１）（１）に枢支連結し、麦稈（２）に所定の間隔を
置いて治具（３）（３）を平行状に懸垂し、両治具（３
）　（３）の間に銅スルーホール（５）（５）・・・を
有する銅張積層板（４）を懸架し、この銅張積層板をア
ルキルイミダゾール化合物の塩を含む水溶液を入れたタ
ンク（６）に収容して回転板（１）を作動すれば良い。

なお、銅張積層板を回動させる面は装着された銅張積層
板と同一であっても差し支えないが、銅張積層板を回動
面に対して上下方向あるいは左右方向に少し傾斜させる
ことは、スルーホール内に水溶液を導くために有効な手
段である。

図示の装置における回転板の運動半径は０．５〜３．０
ｃｍ、回転数は２０〜５００ｒｐｍの範囲が一般的であ
り、これらは銅スルーホール 張積層板の大きさ及び処理水溶液の粘度等に応じて適宜
に調整すべきである。また平行状の治具（３）（３）の
代わりに籠状の治具を用いると多くの銅張積層板を同時
に処理することができる。

本発明方法をさらに具体的に説明すると、次の二種の態
様に大別することができる。

一つの態様は必要な多数の孔を有する基板をまず触媒と
接触させて無電解銅メツキを行い、その後電解銅メツキ
をし、次いで配線として残す必要のないところに、アル
カリ水溶液に可溶のレジストを用いて陰画パターンを形
成する。

このレジストはエツチングレジストではなく、次の工程
で用いるアルキルイミダゾール化合物が金属と接触する
のを阻止するためのレジストである。次いでアルカリ水
溶液に可溶のレジストによって陰画パターンを形成した
基板を基板とほぼ同じ面内で回動しながら、アルキルイ
ミダゾール化合物の塩を含む水溶液に接触して、配線と
して残す部分の上にアルキルイミダゾール化合物の化成
被膜を形成し、これを加熱乾燥したのち、銅張積層板の
陰画パターン膜を除去し、その後アルカリ性エツチング
液と接触させる方法である。

他の態様としては、無電解銅メツキを行うまでの工程は
前記態様と同様であるが、その後アルカリ水溶液に可溶
のレジストを用いて陰画パターンを形成し、次いで電解
銅メツキを行い、その後基板を基板とほぼ同一面で回動
しながら、アルキルイミダゾール化合物の塩を含む水溶
液に接触してアルカルイミダゾール化合物の化成被膜を
形成し、その後の工程は前記と同様にする方法である。

無電解銅メツキ及び電解銅メツキの工程は、従来スルー
ホールプリント配線板の製造において用いられてきたも
のと全く同様に行うことができる。

半田スルーホール法におけると同様にプリント配線の配
線として残す部分以外の箇所には、極性基と疎水性基と
を共有するアルキルイミダゾール化合物が金属と接触し
ないようにするために、アルカリ水溶液に可溶のレジス
トを用いて陰画パターンを形成する。

この陰画パターンの形成は電解銅メツキをした後に行う
こともできるし、電解銅メツキの前に行うことも可能で
ある。本発明方法で用いるこの陰画パターンを形成する
レジストとしては、アルキルイミダゾール化合物と反応
しないものであることが必要であり、且つ電解銅メツキ
より前にこのレジストによる陰画パターンの形成を行う
場合には、電気絶縁性を有することが必要である。

本発明におけるレジストを用いて陰画パターンを形成す
るとの表現は、通常のレジストインクの印刷の他に、感
光性樹脂を用いて写真現像する方法を含み、感光性樹脂
を用いて写真現像する方法としては、露光により硬化し
て溶解性が減少するものと、露光により分解して溶解性
が増大するものがあり、その実施に当たっては銅張積層
板に感光性樹脂フィルムが既にラミネートされている基
板を用いても良いし、銅張積層板に感光性樹脂インクを
全面に塗着乾燥して使用しても良い。

本発明の方法において用いられるアルキルイミダゾール
の塩は、２位に炭素数５ないし２１のアルキル基を有す
るイミダゾールと有機酸あるいは無機酸のいずれかより
形成されるもので、これら酸の代表的なものは、酢酸、
カプリン酸、グリコール酸、パラニトロ安息香酸、パラ
トルエンスルホン酸、ピクリン酸、蓚酸、コハク酸、マ
レイン酸、フマール酸、酒石酸、アジピン酸、塩酸、硫
酸、燐酸、乳酸、オレイン酸、フタル酸等である。

本発明における銅張積層板の銅表面にアルキルイミダゾ
ール化合物の化成被膜を形成する処理については、銅の
表面を研磨、脱脂、酸洗浄によって仕上げ、引続きアル
キルイミダゾールの塩を０．０１〜５％、好ましくは０
．１〜２％含む水溶液に、数十秒から数十分の間浸漬し
て行う。

アルキルイミダゾール塩を含む水溶液の適当なｐＨは通
常３．８ないし４．５であり、処理温度は０〜１００℃
好ましくは３０〜５０°Ｃが適当である。

アルキルイミダゾールの銅表面に対する付着量は、水溶
液のｐＨが高いほど多くなり、また処理温度の上昇及び
処理時間が延びるに連れて増加する。

本発明においては、銅張積層板をアルキルイミダゾール
化合物の塩を含む水溶液に接触させて、銅表面にアルキ
ルイミダゾール化合物の化成被膜を形成し、水洗して取
り出したのち前記無色透明の化成被膜が黄褐色に変わる
まで強制的に加熱乾燥すべきであり、この場合の加熱条
件は、通常８０〜１５０°Ｃの温度範囲で数分ないし数
十分間加熱することが望ましく、８０’Ｃ以下の温度で
は加熱に長時間を要し、またｉｓｏ’ｃを超える場合は
短時間で均一に加熱する装置を必要とする。

本発明方法の実施において、銅張積層板表面の陰画パタ
ーン膜を除去するには、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムなどの強塩基性物質を含む水溶液に接触する方法が
簡便であり、またアルカリ性エツチング液としては、ア
ンモニウム複塩が一般的なものであり、特にアンモニア
−塩化アンモニウム−銅系のものが好適である。

このようにして製造されたプリント配線板は、所望によ
り稀薄塩酸水溶液を用いて洗浄し、銅表面のエツチング
レジスト膜を除去することによりソルダーレジストの付
着性を高めることができる。

作用 銅スルーホール及び陰画パターンを形成した銅張積層板
を２位に長鎖アルキル基を有するイミダゾール化合物の
塩に接触させると、銅張積層板の孔内面におけるメツキ
部及びレジストによる陰画パターンが形成されていない
部分、つまり回路部の銅の表面にアルキルイミダゾール
・銅錯体の化成被膜が形成され、この化成被膜はアルカ
リ水溶液に溶けないので、化成被膜に覆われた部分の銅
箔はアルカリエツチングを受けないが、他方陰画パター
ンのアルカリ水溶液可溶のレジスト膜は、アルカリ液に
よって除去されるので、陰画パターンの部分における銅
箔がエツチングされて、所望の電気配線回路を造り出す
ことができる。

本発明は銅張積層板をアルキルイミダゾール化合物の塩
を含む水溶液と接触する際に、銅張積層板を処理水溶液
中で銅張積層板とほぼ同じ面内で回動させているため、
銅スルーホール部における処理水溶液に乱流が発生し、
スルーホール内の気泡が素早く取り除かれ、アルキルイ
ミダゾール化合物の塩を含む水溶液が銅スルーホール内
に順次導入されて、スルーホール内の銅面にアルキルイ
ミダゾール銅錯体からなるエツチングレジスト膜が万遍
無く生成される。

実施例１ 厚さ１．６ｍｍのＰＲ−４両面銅張積層板〔商品名Ｒ−
１７０５、松下電工■製〕に直径０．２ｍｍの孔を穿ち
（アスペクト比二８）、無電解銅メツキ、続いて電気銅
メツキを行い、スルーホール内及び表面に２５〜３０μ
ｍ厚の銅メツキを形成し、次いでこの銅張積層板にアル
カリ現像型感光性フィルム〔商品名ダイヤロン５ＥＳ−
１０１、三菱レイヨン■製〕をラミネートし、露光、現
像処理を行って、陰画のレジスト膜を形成した。

さらに前記銅張積層板を過硫酸ソーダ２０％を含む１０
％硫酸水溶液に３０秒間浸漬して、銅表面をソフトエツ
チングしたのち、この銅張積層板を図面に示した装置の
治具（３）　（３）に懸架し、タンク（６）に２ウンデ
シルイミダゾール酢酸塩の２％水溶液（ｐｎｉ、４５）
を入れ且つその液温を５０°Ｃに保ち、回転板（１）（
１）の運動半径を１．５ｃｍ、回転数を３００ｒｐｍに
して、銅張積層板（４）を銅張積層板とほぼ同じ面内で
回動しながら、タンク内の処理水溶液に３分間接触させ
、次にタンク（６）に塩化第二銅０．０２％、酢酸０．
１％及びアンモニア水０．１％からなる緩衝液（ｐｆ１
５．３８．　ｗ４イ、ｔ　７７５ｐｐｍ）導入ｔＬ７．
５０°Ｃの温度に保ち、これに銅張積層板を上記と同様
の条件で回動しながら２分間接触させて取出し、水洗し
たのち１２０°Ｃの温度で１０分間熱風乾燥した。

この銅張積層板のスルーホール部を含む銅表面に形成さ
れた２−ウンデシルイミダゾール銅錯体からなる化成被
膜は、膜厚が２．８μｍ、膜の強度は５００ｇ加重時の
鉛筆硬度が２Ｈ、クロスカット後のテープ剥離試験が１
００／１００であった。

続いて前記銅張積層板を２％の水酸化ナトリウム水溶液
と接触させて、陰画のレジスト膜を溶解除去したのち、
この銅張積層板にアルカリ性エツチング剤〔商品名ニー
プロセス、メルテックス■製］を５０°Ｃの温度で１２
０秒間スプレー噴霧して、エツチングを行った。

このようにして製造された銅スルーホールプリント配線
板は、銅スルーホール部及び回路部にボイドやスルーホ
ール欠損等の異状が全く認められず、極めて良好なもの
であった。

実施例２ 厚さ３．２ｆｆｌｆｆｌのＰＲ−４両面銅張積層板に直
径０．３ｎ＋ｍの小孔を穿ち（アスペクト比：　１０．
７）　、無電解銅メツキをしたのち、その表面に前記実
施例において用いたと同じアルカリ現像型感光性フィル
ムをラミフートし、露光、現像処理をして陰画のレジス
ト膜を形成し、次いでごの銅張積層板の回路部及びスル
ーホール内に電気銅メツキ処理をして２５〜３０μｍ厚
の銅メツキを形成した。

さらに前記銅張積層板を過硫酸ソーダ２０％を含む１０
％硫酸水溶液に３０秒間浸漬して、銅表面をソフトエツ
チングしたのち、この銅張積層板を図面に示した装置の
治具（３）　（３）に怒架し、タンク（６）に２ウンデ
シルイミダゾール酢酸塩の２％水溶液（ｐＨ４，４５）
を入れ且つその液温を５０°Ｃに保ち、回転板（１）（
１）の運動半径を２．Ｏｃｎ＋、回転数を２５Ｏｒｐｍ
にして、銅張積層板（４）を銅張積層板とほぼ同じ面内
で回動しながら、タンク内の処理水溶液に３分間接触さ
せ、のち取出し、次にタンク（６）に塩化第二銅０．０
２％、酢酸０．１％及びアンモニア水０．１％からなる
緩衝液（ｐＨ５，３８、銅イオン７５ｐｐｍ）を入れて
、５０°Ｃの温度に保ち、これに銅張積層板を上記と同
様の条件で回動しながら２分間接触させて取出し、水洗
したのち遠赤外線により、１４０°Ｃの温度で３分間乾
燥した。

この銅張積層板のスルーホール部を含む銅表面に形成さ
れた２−ウンデシルイミダゾールの銅錯体からなる化成
被膜は、膜厚が２．９μｍ、強度は５００ｇ加重時の鉛
筆硬度が３Ｈで、クロスカット後のテープ剥離試験が１
００／１００であった。

続いて前記銅張積層板を２％の水酸化ナトリウム水溶液
と接触させて、陰画のレジスト膜を溶解除去したのち、
実施例１と同様のエツチング処理を行って、銅スルーホ
ールプリント配線板を造ったとごろ、銅スルーホール部
及び回路部にボイドやスルーホール欠損等の異状は皆無
であった。

比較例１及び２ 実施例１及び実施例２のそれぞれにおいて、銅張積層板
を回動しながらタンク内の処理液に接触させる代わりに
、銅張積層板を静置したタンク内の処理液は単に浸漬し
た以外は、全く同し条件で処理して、銅スルーホールプ
リント配線板を造ったところ、いずれも回路部にはボイ
ド等を生じなかったが、スルーホールの一部に欠損が認
められた。

比較例３ 実施例１において、銅張積層板を回動しながらタンク内
の処理液に接触させる代わりに、銅張積層板を超音波に
よって振動を与えた処理液に浸漬した以外は、全く同じ
条件で処理して、銅スルーホールプリント配線板を造っ
たところ、数回の繰り返し試験において、スルーホール
の一部に欠損があるものを生じた。

発明の効果 本発明によれば、高アスペクト比の小径銅スルーホール
を有するプリント配線板を効率良く製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両面あるいは多層の銅張積層板に銅スルーホール
   を形成し、且つアルカリ水溶液に可溶のレジストを用い
   て必要な陰画パターンを形成し、前記銅張積層板を２位
   に長鎖アルキル基を有するイミダゾール化合物の塩を含
   む水溶液に接触して、銅張積層板の表面にアルキルイミ
   ダゾール化合物からなるエッチングレジスト膜を形成し
   、銅張積層板表面の陰画パターン膜を除去したのち、ア
   ルカリ性エッチング液に接触して銅スルーホールプリン
   ト配線板を製造するに当り、銅スルーホール及び陰画パ
   ターンを形成した銅張積層板を銅張積層板とほぼ同じ面
   内で回動しながら、２位に長鎖アルキル基を有するイミ
   ダゾール化合物の塩を含む水溶液に接触させることを特
   徴とする銅スルーホールプリント配線板の製造方法。