JPH0451592A - 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 この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、特に短い時間で安価に且つ信軌性の
よい高密度プリント配線板を製造するものである。

従来の技術 従来量も広く行われてきた銅スルーホールプリント配線
板の製造方法としては、目詰め方法と呼ばれるものがあ
る。この方法はスルーホール内に目詰めインクを充填し
て孔を保護したのち、エツチングレジストを印刷する方
法であり、工程中で目詰めインクの溶媒が蒸発し、目詰
めインクが収縮を起こすため、エツチング液が孔の中に
入ってスルーホール内の銅メツキを溶かす惧れがあり、
また収縮によって目詰めインクの厚さが基板の厚さより
も薄くなりやすく、基板と孔との角の銅メツキが溶解し
て、いわゆるエツジ切れ現象を起こし易いので、信転性
の高い製品を与えることができなかった。

また信頼性の高い製品を得る方法として電解半田メツキ
法（半田スルーホール法）が知られているが、この方法
は目詰め法に比べて信頼性の高い製品を与えることがで
きる反面、製造に多くの時間がかかり、且つコストが高
くなるなどの欠点があった。

特公昭５０−２７０３３号及び同５１−１８８９６号公
報には、銅張積層板の表面に２位に長鎖アルキル基を有
するイミダゾール化合物またはその塩を含む溶液を直接
シルクスクリーン印刷し、自然乾燥して陽画のエツチン
グレジスト膜を形成し、酸性エツチング液に浸漬して不
要な胴部分を除去するプリント配線板の製造方法が開示
されているが、銅表面に形成したイミダゾール化合物か
らなるエツチングレジスト膜が塩基性物質であるため、
酸性エツチング液と接触した際にその一部が溶出し、回
路として保護すべき部分がエツチングされて多くの不良
品を伴うものであり、銅スルーホールプリント配線板を
製造する場合には、別途に銅メツキされた小さいスルー
ホール内の表面にイミダゾール化合物またはその塩を含
む溶液をコーティングする煩わしい作業を余儀なくされ
、工業的には実施し難いものであった。

このような諸問題を解決した銅スルーホールプリント配
線板の製造法として特公昭６４−１９５４号公報には、
アルキルイミダゾール化合物の塩を含む水溶液を陰画パ
ターンを形成した銅張積層板の表面に接触させて、銅張
積層板の銅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、次いで前記銅張積層板
を加熱乾燥したのち、陰画パターンを除去し、アルカリ
性エツチング液に接触させる方法が開示されている。

しかしながら、この方法によってビン間３本以上の高密
度パターンの銅スルーホールプリント配線板を製造する
場合には、アルキルイミダゾール化合物の膜の撥水性が
充分なものでないため、アルキルイミダゾール化合物の
化成被膜を形成したのち加熱乾燥する際に、膜が形成さ
れた銅表面に水滴が付着して残りやす（、このため乾燥
初期に化成被膜が溶解し、部分的にエツチングレジスト
膜の薄い箇所が発生するので、時として断線あるいは回
路の凹み等を引き起こす場合があった。

またドライフィルム（以下、ＤＦＲという）を用いて陰
画パターンを形成した場合、銅表面にアルキルイミダゾ
ール化合物の膜を形成したのち陰画パターンを除去する
際、ＤＦＲの剥離残りが発生しやすく、剥離時間を延長
する必要があった。

高密度パターンの銅スルーホールプリント配線板の製造
においては、０．３閣φ以下のバイヤホール用のスルー
ホール等の小径孔内に化成被膜の剥離残りが起こりやす
く、剥離処理時間の延長、剥離処理液の液温アップ、剥
離処理液の高濃度化等を行う必要があった。

発明が解決しようとする課題 最近プリント配線板の高密度化が進展するにつれ、従来
の目詰め法、半田メツキ法では信頼性あるいはコストの
点で問題があり、また前記のアルキルイミダゾール化合
物を用いる方法は安価な製造コストで、低・中密度のパ
ターンの場合は信頼性の高いプリント配線板が得られる
が、高密度のパターンの場合は未だ充分な信頼性が得ら
れるものでない。

このように高密度のプリント配線板を製造するために、
現在行われている目詰め法、半田メツキ法等の方法と同
等あるいはそれ以上の高い信頼性が維持でき、処理時間
も短く、且つ製造コストが安価である方法の開発が望ま
れている。

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鋭意研究を重ねた結
果、高密度の銅スルーホールプリント配線板を製造する
ためには、アルカリ水溶液に可溶のレジストを用いて銅
張積層板の表面に必要な陰画パターンを形成し、ついで
前記銅張積層板を下記の一般式で示される２位アルキル
ベンズイミダゾール化合物の塩 を含む水溶液に接触させて、銅張積層板の銅表面に前記
２位アルキルベンズ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、前記銅張積層板を加熱乾燥し
、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させ、次いでエツチングレ
ジスト膜を剥離することにより所期の目的が達成される
ことを見出し、本発明を完遂した。

本発明方法の実施において用いられる２位アルキルベン
ズイミダゾール化合物の代表的なものとしては、２−プ
ロピルベンズイミダゾール、２−ブチルベンズイミダゾ
ール、２−ペンチルベンズイミダゾール、２〜ヘキシル
ベンズイミダゾール、２−へブチルベンズイミダゾール
、２−オクチルベンズイミダゾール、２−ノニルベンズ
イミダゾール、２−デシルベンズイミダゾール、２−ウ
ンデシルベンズイミダゾール及びこれらの塩があり、炭
素数が小さいアルキル基を有するベンズイミダゾールを
用いた場合、銅金属の表面に形成された化成被膜の一部
が水洗により溶出する傾向があり、また炭素数の大きい
アルキル基を有するベンズイミダゾールを使用すると、
ベンズイミダゾールを溶解して処理液を製造するに当た
り大量の有機または無機酸が必要になるため、２−ペン
チルベンズイミダゾール、２−へキシルベンズイミダゾ
ール、２−へブチルベンズイミダゾール、２オクチルベ
ンズイミダゾール、２−ノニルベンズイミダゾール及び
これらの塩が特に好適である。

本発明方法の実施に当たっては、水に対してアルキルベ
ンズイミダゾール化合物を０．０１〜５％の範囲、好ま
しくは０，１〜２％の割合で添加すればよい。

本発明方法の実施においては、アルキルベンズイミダゾ
ール化合物は水に対して難溶性であるため、アルキルベ
ンズイミダゾール化合物を有機または無機酸と反応させ
て、水に可溶の塩にすればよい。

本発明方法の実施において用いられる有機あるいは無機
酸としては、蟻酸、酢酸、カプリン酸、プロピオン酸、
グリコール酸、アクリル酸、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、サリチル酸、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
であり、水に対して０．０１〜１５％の範囲、好ましく
は０．２〜５％の割合で添加すればよい。

また本発明方法の実施において、２位アルキルベンズイ
ミダゾール化合物に銅イオンを添加することにより、銅
表面の化成被膜の膜形成を促進することができ、その際
用いられる銅イオンを生じる物質の代表的なものとして
は、銅粉、塩化第一銅、塩化第二銅、水酸化銅、リン政
調、酢酸銅、硫酸銅、硝酸銅、臭化銅等である。

この場合、アンモニアあるいはアミン類等の緩衝作用を
有する物質を添加して、溶液のｐＨを安定にするのが望
ましく、その際用いられるアミン類としては、メチルア
ミン、ジメチルアミン、エチルアミン、モノエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン等
である。

本発明方法における銅張積層板の銅表面にアルキルベン
ズイミダゾール化合物の化成被膜を形成する処理の態様
について述べる。

銅の表面を研磨、脱脂、酸洗浄等によって仕上げ、引き
続きアルキルベンズイミダゾール化合物の塩を０．０１
〜５％、好ましくは０．１〜２％含む水溶液に数秒ない
し数分の間浸漬する。この時の処理液の液温は０〜１０
０°Ｃ１好ましくは３０〜５０°Ｃである。

アルキルベンズイミダゾール化合物の銅表面に対する付
着量は、液温か高いほどあるいは処理時間が長くなるほ
ど増加する。

本発明方法の実施においては、通常アルキルベンズイミ
ダゾール化合物の塩を含む水溶液中に、銅張積層板を浸
漬する方法が採られるが、特にこれに限定されるもので
はなく、任意の接触方法、たとえば処理液を銅張積層板
に沿って流下させるなどの方法も可能である。

また銅張積層板の銅表面と処理液を十分に接触させるた
めに、処理液中で銅張積層板を振動させたり、あるいは
処理液に攪拌を与えることが好ましく、また超音波を作
用させて処理液に振動を与えることも、銅表面に気泡が
付着するのを阻止するために有効である。

本発明方法の実施においては、銅張積層板をアルキルベ
ンズイミダゾール化合物の塩を含む水溶液に接触させて
銅表面に化成被膜を形成し、水洗して取り出たのち前記
の無色透明の化成被膜が褐色に変わるまで強制的に加熱
乾燥させるべきであり、この場合の加熱条件は通常８０
〜１５０℃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１５０°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
ーンを除去するには、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等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。また銅表面のアル
キルベンズイミダゾールの化成被膜は、アルカリ水溶液
に溶けないので、アルカリ性エツチング液を用いること
により、容易に不要部分の銅をエツチングすることがで
きる。

作用 銅にアルキルベンズイミダゾール化合物の塩を含む水溶
液を接触させると、アルキルベンズイミダゾール化合物
と銅との錯体形成反応及びアルキルベンズイミダゾール
間の水素結合とファンデルワールス力の両作用により膜
が成長し、最終的にはアルキルベンズイミダゾール−銅
錯体と共役したベンゼン環を含む安定した化成被膜が銅
表面上に形成される。

従って、銅張積層板をアルキルベンズイミダゾール化合
物の塩を含む水溶液に浸漬すると、陰画パターンが形成
されていない回路部分及びスルーホール内の銅表面にア
ルキルベンズイミダゾールの化成被膜を容易に形成する
ことができる。

さらに銅表面のアルキルベンズイミダゾールの化成被膜
は加熱乾燥させると、アルキルベンズイミダゾール・銅
錯体にある種の重合反応が起こり、エツチングの際に優
れたレジスト作用を有する硬い化成被膜を生じ、エツチ
ング工程における不良率が著しく低下される。

銅表面のアルキルベンズイミダゾールの化成被膜は、緻
密で均一な被膜が形成されるので水に対する撥水性が良
好であり、被膜形成ののち部分的な溶出が発生しにくく
、均一な膜厚を持つ化成被膜が得られ、エツチング処理
をしたのち銅回路の凹みあるいは断線が起こりにくい。

また化成被膜が加熱乾燥による変質を受けにくいので、
エツチング後の化成被膜の剥離も酸性水溶液を用いるこ
とにより容易に行える。

陰画パターンを形成するために用いるＤＦＲに対しては
、アルキルベンズイミダゾールは塩基性が低いので吸着
しにく（、ＤＦＲの剥離性が低下しないものと考えられ
る。

実施例１〜９ １．６ｍｍ厚のガラスエポキシ両面銅張積層板〔ＦＲ−
４、商品名：　Ｒ−１７０５（松下電工■製）］に小孔
をあけ、無電解銅メツキをし次いで電解銅メツキをして
、孔の内部及び両面に２０〜３０μの銅メツキを形成し
た。

次にアルカリ可溶のレジストインク〔商品名二ＫＭ−１
０（太陽インキ製造■製）〕を用いスクリーン印刷によ
り、厚さ２０μ程度の陰画パターン塗膜を形成し、８０
℃の温度で１０分間乾燥した。

さらに前記基板を５％塩酸水溶液に浸漬後水洗し、銅表
面を清浄した後、表１に示すとおりの組成からなる処理
液を同表に示す処理条件で処理したところ、銅張積層板
の同表面上に付着したアルキルベンズイミダゾールの化
成被膜の厚みは表１に示すとおりであった。

前記基板と同様の処理を行って得られた銅張積層板のレ
ジストインクを３％水酸化ナトリウム水溶液を用いて除
去し、１２０’Ｃの温度で１０分間加熱乾燥させた。次
いでアルカリ性エツチング剤〔アンモニア−塩化アンモ
ニウム−銅Ｌ　比重１．１〜１．２、商品名：Ａ−プロ
セス（メルテックス製）〕を用い、５０°Ｃの温度で前
記化成被膜を形成した基板に夫々スプレーしてエツチン
グを行い、その後３．５％塩酸水溶液に浸漬して回路上
のエツチングレジスト膜を溶解除去し、銅スルーホール
プリント配線板を製造した。

いずれの基板も銅回路の断線及び凹み等の発生がないも
のであった。

なお、アルキルベンズイミダゾールの化成被膜の厚みは
、所定の大きさの試験片を０．５％塩酸水溶液に浸漬し
、溶解したイミダゾール類の濃度を紫外線分光光度計を
用いて測定し、化成被膜の厚みに換算したものである。

実施例１０〜１４及び比較例 実施例１で用いたのと同様の電解銅メツキを施した銅張
積層板に、水溶性のＤＦＲ（商品名：５ＥＳ−１０５、
（三菱レイヨン■製）〕を用いて、高密度の陰画パター
ンを形成した。

さらに前記基板を５％塩酸水溶液に浸漬後水洗し、銅表
面を清浄した後、表２に示すとおりの組成からなる処理
液を同表に示す処理条件で処理したところ、銅表面の水
洗後の撥水性（目視）、ＤＦＲへのイミダゾール類の吸
着炭（銅面上のイミダゾール量を１００とした場合のＤ
ＦＲ上のイミダゾール量）、ＤＦＲの剥離時間（１２０
”Ｃの温度で１０分間加熱乾燥後、３％Ｎａｏｈ水溶液
を液温５０℃でスプレーし、完全に剥離するまでに要す
る時間）及び化成被膜の剥離時間（１２０°Ｃの温度で
１０分間加熱乾燥後、３．５％ＨＣＩ水溶液を液温５０
℃でスプレーし、０．３　ａｍφの小径孔内の化成被膜
が完全に剥離するまでに要する時間）は表２に示すとお
りの結果であった。

前記基板と同様の処理を行って得られた銅張積層板を夫
々１２０°Ｃの温度で約１０分間加熱乾燥し、次いで実
施例１で用いたのと同様のアルカリ性エツチング剤を用
いてエツチング処理を行い、その後３．５％塩酸水溶液
に浸漬して回路上のエツチングレジスト膜を溶解除去し
、高密度の銅スルーホールプリント配線板を製造した。

アルキルベンズイミダゾールを用いた基板はいずれも断
線及び銅回路の凹み等の発生がなかったが、比較例のア
ルキルイミダゾールを用いた基板は、一部銅回路に凹み
が発生した。

発明の効果 本発明方法によれば、安価なコストで、且つ不良率の発
注が極めて低く信顧性に冨む高密度の銅スルーホールプ
リント配線板を製造することが可能であり、実践面にお
ける効果は顕著である。

手続補正書 平成２年７月１９日 平成２年特許願第１６２４３３号 ２、　発明の名称 銅スルーホールプリント配線板の製造方法３、補正をす
る者 事件との関係：特許出願人 ４、拒絶理由通知の日付 自　　発 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書１７頁下から８行目のｒ　Ｎａｏｈ　」を
［水酸化

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ水溶液に可溶のレジストを用いて銅張積
   層板の表面に必要な陰画パターンを形成し、ついで前記
   銅張積層板を下記の一般式で示される２位アルキルベン
   ズイミダゾール化合物の塩 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒは炭素数３以上のアルキル基、ＨＡは有
   機または無機の酸を表わす。） を含む水溶液に接触させて、銅張積層板の銅表面に前記
   ２位アルキルベンズ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、前記銅張積層板を加熱乾燥し
   、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させ、次いでエッチングレ
   ジスト膜を剥離す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。