KR101972425B1 - 디스미어 액 및 디스미어 처리 방법 - Google Patents

Abstract

수지 기판에 형성된 비관통혈(非貫通穴) 내의 스미어를 확실하게 제거하고, 그 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하지 않고, 밀착성이 우수한 도금 피막을 형성할 수 있는 디스미어 액 및 그 디스미어 액을 사용한 디스미어 처리 방법을 제공한다. 본 발명은, 0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과, 알칼리 금속 수산화물을 포함하고, 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물의 몰 농도비가 1:5∼1:20인 디스미어 액을 사용한다.

Description

디스미어 액 및 디스미어 처리 방법{DESMEAR SOLUTION AND DESMEAR METHOD}

본 발명은, 디스미어 액 및 디스미어 처리 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 프린트 기판의 디스미어 처리에 있어서 수지 기판을 에칭하는 디스미어 액 및 그 디스미어 액을 사용한 디스미어 처리 방법에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에서 2011년 9월 22일자로 출원된 일본 특허출원번호 2011-207031을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원을 참조함으로써, 본 출원에 채용된다.

프린트 배선 기판에 스루홀이나 비어(via)를 형성할 때, 드릴이나 레이저 등과 기판의 수지와의 마찰열로 수지 찌꺼기인 스미어가 생성된다. 전기적 특성을 유지하기 위해서는, 스루홀이나 비어의 내부에 생성된 스미어를 제거할 필요가 있으며, 일반적으로는 화학적 방법에 의해 스미어를 제거하는 디스미어 처리가 채용되고 있다.

가장 일반적인 디스미어 처리 방법으로서는, 과망간산 나트륨이나 과망간 갈륨 등의 과망간산염과 가성(苛性) 조성물로 이루어지는 약액(디스미어 액)을 사용한 것이다. 구체적으로, 이들 과망간산염과 가성 조성물로 이루어지는 디스미어 액으로서는, 일반적으로는, 0.4 mol/L 정도의 과망간산염과 1 N 정도의 가성 조성물로 이루어지는 처리액이 사용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

그런데, 통상의 디스미어 처리는, 수지 기판에 형성된 스루홀이나 비어의 내부의 스미어를 확실하게 제거함과 동시에, 수지 기판 표면을 적절하게 에칭하여 소정의 표면 거칠기를 형성하는 것을 목적으로 하여 행해진다. 즉, 디스미어 처리에서는, 스루홀이나 비어의 형성에 의해 생성된 스미어를 제거하여 프린트 배선 기판의 전기적 특성을 유지하고, 또한 수지 기판 상에 성막하는 도금 피막의 필(peel) 강도를 높여 도금 피막의 밀착성을 높이는 것이 요구되고 있다.

그러나, 종래의 조성의 디스미어 액에서는, 소정의 스미어 제거 효과는 나타내지만, 수지 기판의 깊이 방향으로까지 에칭이 진행하여 수지 기판을 많이 거칠게 하는 문제가 있고, 이 때문에, 수지 기판 표면의 평활성이 교구되는 분야로의 사용이 제한되어 있었다. 또한, 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하는 것에 의해 수지의 감소량이 많아지면, 수지 기판 자체의 강도가 약해지고, 또한 수지 기판 상에 성막하는 도금 피막의 필 강도가 약해져 밀착성이 현저하게 저하되고 있다.

또한, 디스미어 액 중의 과망간산염은, 기판의 수지와의 반응에 의하여, 7가의 망간이 6가의 망간으로 환원되어 가지만, 종래의 에칭액에서는, 전술한 바와 같이 수지 기판 표면을 많이 거칠게 할 정도로 과잉 에칭이 진행되므로, 처리 시간에 대한 6가 망간의 생성량이 많고, 그 결과로서 에칭 속도가 현저하게 저하된다. 이 문제를 해결하기 위하여, 전해 산화에 의해 6가의 망간을 7가의 망간으로 산화하여 과망간산염을 재생하여 순환적으로 사용하도록 하고 있지만, 종래 조성의 디스미어 액에서는 수지 용해량이 많으므로, 6가 망간의 생성 속도가 매우 빠르고 단시간에 많은 6가 망간이 생성되고, 7가의 망간으로 전해 산화하기 위한 애노드 면적을 크게 할 필요가 있다.

한편, 예를 들면, 특허 문헌 2에는, 과망간산염의 농도를 저하시킨 디스미어 액을 사용한 디스미어 처리를 행하는 것에 대하여 기재되어 있다. 그러나, 이 특허 문헌 2에 기재된 기술은, 절연층 상에 동의 금속층이 형성된 기판에 대하여 레이저에 의해 관통 구멍을 형성하고, 그 금속 기판 표면의 동층에 대하여 디스미어 처리를 행하는 것이다. 즉, 이 기술은, 기판의 동층 표면의 오염이나 관통 구멍 내부의 체류물을 제거하는 것으로서, 기판 표면의 수지에 대한 디스미어 처리를 대상으로 하고 있는 것이 아니며, 스미어를 확실하게 제거함과 동시에, 수지 표면 상에 성막하는 도금 피막의 필 강도를 높여 수지 기판과의 밀착성을 향상시키기 위해 수지 기판 표면에 적절한 표면 거칠기를 형성시키고자 하는 고려는 전혀 나타내고 있지 않다.

이와 같이, 디스미어 처리에 있어서는, 스루홀이나 비어의 형성에 의해 생성된 수지 찌꺼기인 스미어를 효과적으로 제거함고 동시에, 수지 기판을 많이 거칠게 하지 않고 도금 피막과의 밀착성을 향상시킬 수 있는, 효율적인 처리를 행하는 것이 요구되고 있다.

일본 특허출원 공개번호 2004-282020호 공보 일본 특허출원 공개번호 2001-135750호 공보

이에, 본 발명은, 전술한 바와 같은 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 수지 기판에 형성된 비관통혈(非貫通穴) 내의 스미어를 확실하게 제거하고, 그 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하지 않고, 밀착성이 우수한 도금 피막을 형성할 수 있는 디스미어 액 및 그 디스미어 액을 사용한 디스미어 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 전술한 목적을 해결하기 위해 검토를 거듭한 결과, 과망간산염과, 알칼리 금속 수산화물을 함유하는 디스미어 액에 있어서, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L로 하고, 그 과망간산염에 대하여 알칼리 금속 수산화물의 함유량을 많게 함으로써, 스미어를 효과적으로 제거할 수 있는 동시에, 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하지 않고 도금 피막의 밀착성을 향상시킬 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명에 따른 디스미어 액은, 0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과, 알칼리 금속 수산화물을 포함하고, 상기 과망간산염과 상기 알칼리 금속 수산화물의 몰 농도의 비가 1:5∼1:20인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 디스미어 처리 방법은, 비관통혈이 형성된 수지 기판에 대한 디스미어 처리 방법으로서, 0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과, 알칼리 금속 수산화물을 포함하고, 상기 과망간산염과 상기 알칼리 금속 수산화물의 몰 농도비가 1:5∼1:20인 디스미어 액을 사용하여 디스미어 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 스루홀이나 비어의 내부에 생성된 스미어를 확실하게 제거할 수 있는 동시에, 수지 기판을 많이 거칠게 하지 않고 적절한 표면 거칠기를 형성할 수 있고, 밀착성이 우수한 도금 피막을 형성할 수 있다.

또한, 수지의 에칭량(감소량)을 억제할 수 있으므로, 디스미어 액 중의 과망간산염에 있어서의 6가 망간의 생성량을 억제할 수 있고, 에칭 속도의 저하를 억제하는 동시에, 7가 망간으로의 전해 산화의 부하도 저감할 수 있다.

도 1의 (A)는, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의해 디스미어 처리를 행한 배선 기판을 FIB로 단면 가공한 개소의 SIM상(像)이며, (B)는, 종래의 디스미어 액을 사용하여 디스미어 처리를 행한 배선 기판을 FIB 단면 가공한 SIM상이다.

이하에서, 본 발명에 따른 디스미어 액 및 이것을 사용한 디스미어 처리 방법에 대한 구체적인 실시 형태(이하, 「본 실시형태」라고 함)에 대하여 상세하게 설명한다.

(디스미어 액)

본 실시형태에 따른 디스미어 액은, 주로, 드릴이나 레이저 등으로 비관통의 스루홀이나 비어를 형성한 수지 기판에 대하여 디스미어 처리하기 위한 디스미어 액이며, 이들 비관통혈 내에 생성된 스미어를 확실하게 제거하고, 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하지 않고, 수지 기판과의 밀착 강도의 높은 도금 피막을 형성하는 것을 가능하게 하는 디스미어 액이다.

구체적으로, 본 실시형태에 따른 디스미어 액은, 0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과, 알칼리 금속 수산화물을 포함하고, 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물의 몰 농도의 비가 1:5∼1:20이다.

과망간산염으로서는, 수용액의 염이면 되고, 구체적으로는, 과망간산 나트륨, 과망간 갈륨 등을 예로 들 수 있다. 이들 과망간산염은, 1종 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 이 디스미어 액에서는, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L 정도로 한다. 함유량이 0.2 mol/L 미만인 경우에는, 스루홀이나 비어 등의 비관통혈에 생성된 스미어를 충분히 제거하지 못하고, 또한, 수지 기판 표면에 적절한 표면 거칠기를 형성하지 못하여 수지 기판 상에 성막한 도금 피막과의 밀착성이 약해진다. 한편, 함유량이 0.4 mol/L보다 많은 경우에는, 수지 기판 표면이 과도하게 에칭되어 많이 거칠어져서, 수지 기판의 강도가 약해지고, 도금 피막과의 밀착성도 약해진다.

그런데, 스루홀이나 비어 등의 비관통혈 내에 생성된 수지 찌꺼기인 스미어는, 이하의 반응식(1)에 나타낸 바와 같이 하여, 과망간산염의 망간에 의한 산화 반응에 의해 용해 제거된다.

Mn^{7 ＋}＋(C)→Mn^{6 ＋}···(1)

이 때, 디스미어 액을 구성하는 과망간산염의 농도가 높은 경우에는, 전술한 반응에 의해 스미어의 용해 제거는 진행하지만, 수지 기판을 과잉으로 에칭하여, 수지 기판 표면이 많이 거칠어지게 된다. 이와 같이 수지 기판 표면이 많이 거칠어지면, 수지 기판 자체의 강도가 약해져, 기판 표면에 성막한 도금 피막과의 밀착성도 저하시킨다. 또한, 수지 기판 표면이 많이 거칠어지는 것에 의해, 거칠어진 기판 표면 상에 형성된 배선 패턴이 전도(顚倒)되는 경우도 있으며, 최근의 배선 패턴의 세선화가 진행되고 있는 가운에 커다란 문제점이 된다. 그러나, 한편으로는, 수지 기판 상에 성막하는 도금 피막과의 밀착성의 관점에서는, 수지 기판 표면에 적절한 표면 거칠기를 형성하는 것이 중요하며, 이에 따라, 도금 피막의 필 강도가 높아져, 수지 기판과 도금 피막과의 밀착성을 높일 수 있게 된다.

이에, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에서는, 전술한 바와 같이 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물을 함유하는 디스미어 액에 있어서, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L로 하여 종래의 디스미어 액 중의 과망간산염 농도보다 저하시키고, 또한 알칼리 금속 수산화물을 과망간산염보다 많아지도록 함유시킨다. 구체적으로는, 디스미어 액을 구성하는 과망간산염과,알칼리 금속 수산화물을, 몰 농도비로 1:5∼1:20의 비율로 되도록 함유시키는 것을 특징으로 하고 있다.

알칼리 금속 수산화물으로서는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 등을 예로 들 수 있다. 그 중에서도, 수산화 나트륨은, 용해도가 높고 결정화되기 어렵기 때문에 농축액의 형태로 취급할 수 있고, 용해 등의 행할 필요가 없는 관점에서 더욱 바람직하다. 또한, 수산화 나트륨을 사용함으로써, 후술하는 망간의 산화력의 향상 효과가 높아, 보다 효과적으로 스미어를 용해 제거할 수 있다. 이들 알칼리 금속 수산화물은, 1종 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 알칼리 금속 수산화물의 함유량으로서는, 전술한 바와 같이, 0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물을 몰 농도비로 1:5∼1:20의 비율로 되도록 함유시켜, 과망간산염보다 알칼리 금속 수산화물의 함유량이 많아지도록 하고 있다.

또한, 더욱 바람직하게는, 0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물을 몰 농도비로 1:10∼1:20의 비율로 함유시킨다. 이에 따라, 상세한 것은 후술하지만, 과망간산염의 수지에 대한 산화력을 더 한층 높일 수 있고, 수지 기판 표면이 많이 거칠어지는 것을 억제하면서, 보다 확실하게 스미어를 용해 제거할 수 있다.

여기서, 도 1의 (A)에, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의해 절연 수지(10)의 표면에 대하여 디스미어 처리를 행한 후에 도금 피막(20)을 성막하고 카본층(30)을 실장한 배선 기판을, 집속 이온 빔(FIB: Focused Ion Beam)으로 단면 가공한 개소의 주사 이온(SIM: Scanning Ion Microscope) 상을 나타낸다. 또한, 도 1의 (B)에, 종래의 디스미어 액을 사용하여 디스미어 처리를 행한 후에 실장한 배선 기판을 FIB 단면 가공한 SIM상을 나타낸다. 그리고, 도 1의 부호 "40"으로 나타내는 개소는 수지 내의 필러이다.

도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의해 디스미어 처리한 절연 수지(10)의 표면은, 많이 거칠어지지 않고, 적절한 표면 거칠기를 형성하여 도금 피막(20)을 성막시키고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 종래의 디스미어 액을 사용하여 디스미어 처리를 행한 경우에는, 절연 수지(10)의 표면이 과잉으로 에칭된 결과, 도면에서 화살표 X로 나타낸 바와 같이 절연 수지(10)의 깊은 위치까지 에칭되어 수지 기판이 많이 거칠어져 있는 것을 알 수 있다.

즉, 종래의 디스미어 액을 사용한 경우에는, 디스미어 처리의 초기 단계에서 수지 기판의 표면을 에칭하면, 그 후 수지 기판의 깊이 방향으로 에칭을 더욱 진행해 가게 된다. 이렇게 되면, 스루홀이나 비어 등의 비관통혈 내에 생성된 스미어는 제거되어 가지만, 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수지 기판은 그 깊은 위치까지 많이 거칠어진 상태로 된다. 이에 따라, 수지 자체의 강도가 약해지는 동시에, 수지 기판 상에 성막한 도금 피막의 필 강도도 약해져서 밀착성이 현저하게 저하된다.

이에 비해, 본 실시형태에 따른 디스미어 액을 사용한 경우에는, 과망간산염의 농도가 0.2∼0.4 mol/L 정도이고, 또한 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물과의 몰 농도비를 1:5∼1:20의 비율로 함유시켜, 과망간산염에 대하여 알칼리 금속 수산화물의 함유량이 많아지도록 하고 있으므로, 초기 단계에서 수지 기판의 표면을 에칭하면 그 이상으로 에칭은 진행되지 않아, 종래의 디스미어 액과 같은 수지 기판의 깊이 방향으로의 과도한 에칭은 생기지 않는다. 즉, 수지 기판 표면에 대하여 작게 얕게 에칭하게 되어, 많이 거칠어지지 않고, 수지 기판 표면에 적절한 표면 거칠기를 형성할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에서는, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L 정도로 하고 있지만, 그 과망간산염에 대하여 알칼리 금속 수산화물을 많이 함유시키도록 하고 있으므로, 디스미어 액 중의 알칼리 농도가 높아지는 것에 의해, 상기 반응식(1)에 나타내는 망간의 산화력을 높이는 것이 가능하게 되고, 적절한 표면 거칠기를 형성하는 동시에, 스루홀이나 비어 등의 비관통혈 내에 생성된 스미어도 확실하게 제거할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 따른 디스미어 액은, 종래와 마찬가지로 상기 반응식(1)에 나타내는 반응을 생기게 하고는 있지만, 과망간산염의 농도를 낮게 하여 그 반응의 절대량을 적게 하고, 한편으로, 알칼리 금속 수산화물을 과망간산염에 대하여 많이 함유시켜 망간의 수지에 대한 산화력을 향상시키도록 하고 있다. 이에 따라, 스미어를 확실하게 용해 제거하는 작용을 유지하면서, 수지 기판에 대한 과도한 에칭을 억제하여 표면이 많이 거칠어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수지 표면이 많이 거칠어지지 않으므로, 수지 기판의 감소량을 억제하고, 수지 기판 자체의 강도를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 적절한 표면 거칠기를 형성할 수 있으므로, 수지 기판과 도금 피막과의 밀착성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의하면, 전술한 바와 같이 과망간산염에 의한 반응 절대량(에칭량)이 적어지므로, 6가 망간의 생성량을 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 종래 행해지고 있는 6가 망간을 7가 망간으로 재생하는 전해 산화 처리에 있어서, 예를 들면, 애노드 면적을 증가시키는 등의 조치를 강구할 필요가 없어지고, 또한 전해 처리의 횟수도 저감시킬 수 있어 효율적으로 디스미어 액을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의하면, 미세화한 패턴의 전도 등을 방지하여 안정적인 배선 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 최근에는, 전자 부품의 미세화가 진행되어, 배선 패턴의 세밀화가 요구되고 있고, 구체적으로는, L/S가 50/50, 20/20, 또는 10/10과 같은 패턴이 요구되고 있다. 이와 같은 상황에 있어서, 종래의 디스미어 액과 같이 수지 기판 표면을 많이 거칠어지게 하면(도 1의 (B) 참조), 수지 기판 상에 형성된 미세한 패턴이 에칭에 의해 생긴, 이른바 구멍(穴)(거칠음)에 의해 전도할 우려가 생긴다. 이에 비해, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의하면, 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수지 기판 표면이 많이 거칠어지지 않고, 적절한 표면 거칠기로 되므로, 패턴이 미세화해도 전도하지 않는 등 안정적으로 유지되고, 단선이나 쇼트 등의 배선 불량을 방지할 수 있다.

또한, 배선 기판의 실장에 있어서, 디스미어 처리한 수지 기판 상에 성막한 도금 피막에 대하여, 레지스트로 패터닝하고, 그 후, 쇼트 방지를 위한 에칭 처리를 행하는 경우가 있다. 이 때, 종래의 디스미어 액과 같이 수지 기판 표면을 많이 거칠어지게 하면, 수지 기판의 깊이 방향으로 형성된 구멍(훼손) 중에, 쇼트 방지를 위해 행한 에칭 찌꺼기가 들어가 잔존하는 경우가 있다. 이렇게 되면, 이 잔존한 에칭 찌꺼기가, 배선 사이의 쇼트의 원인이 될 가능성이 있다. 이에 비해, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에 의하면, 수지 기판 표면이 많이 거칠어지지 않기 때문에, 에칭 찌꺼기가 들어갈 염려가 없고, 또한 만일 들어가더라도 용이하게 제거할 수 있어 배선 사이의 쇼트 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 디스미어 액에서는, 전술한 바와 같이 종래보다 과망간산염의 농도를 저감시키고 있으므로, 고가의 망간의 사용량을 억제할 수 있고, 경제적인 관점에서도, 디스미어 처리를 보다 효율적으로 행할 수 있다.

(디스미어 처리 방법)

다음으로, 전술한 디스미어 액을 사용한 디스미어 처리 방법에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 디스미어 처리 방법은, 주로, 드릴이나 레이저 등에 의해 비관통의 스루홀이나 비어 등을 형성한 수지 기판에 대하여 행해지는 것이며, 비관통혈의 내부에 생성된 수지 찌꺼기인 스미어를 제거하고, 수지 기판 표면에 적절한 표면 거칠기를 형성시켜, 기판 표면 상에 성막하는 도금 피막과의 밀착성을 높이는 것을 목적으로 하는 디스미어 처리에 적용된다.

구체적으로, 디스미어 처리 방법은, 팽윤 처리 공정과 조화 처리 공정(에칭 처리 공정)을 가진다.

먼저, 팽윤 처리 공정에서는, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, γ-부티로락톤 등의 유기 화합물을 소정의 조성으로 함유하는 팽윤액을 사용하고, 레이저 등에 의해 비관통혈이 형성된 수지 기판을 팽윤액에 소정 시간 침지하여 팽윤 처리를 행한다. 이와 같이 하여 수지 기판에 대하여 팽윤 처리를 행함으로써, 후속 공정의 조화(粗化) 처리 공정에 있어서 스미어를 제거하기 용이하게 한다. 또한, 수지 기판을 팽윤시킴으로써, 조화 처리 공정을 거쳐 얻어지는 수지 기판과 도금 피막과의 밀착성을 더 한층 높일 수 있다.

팽윤 처리의 처리 시간으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 30초∼15분간 정도로 하는 것이 바람직하고, 1∼10 분간 정도로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 처리 온도로서는, 팽윤액에 함유되는 유기 화합물의 종류나 배합량 등에 따라 상이하지만, 40∼90 ℃ 정도로 한다.

다음으로, 조화 처리 공정에서는, 수지 기판에 형성된 비관통혈 내에 잔존하는 수지 찌꺼기인 스미어를 용해 제거한다. 또한, 이 조화 처리 공정에서는, 수지 기판 표면을 에칭하여 적절한 표면 거칠기를 형성시켜, 수지 기판 상에 성막하는 도금 피막의 필 강도를 높여 밀착성을 높인다.

여기서, 수지 기판에 형성한 비관통혈에는, 특히 스미어가 머무르기 쉽고, 디스미어 처리 방법에 있어서의 조화 처리에 의해 확실하게 제거하는 것이 요구된다. 또한 한편으로는, 이 조화 처리 공정에서는, 전술한 바와 같이 스미어를 확실하게 제거함과 동시에, 수지 기판 상에 성막하는 도금 피막의 필 강도를 높여 밀착성을 높이는 것이 양호한 프린트 기판을 제조하는 데 있어서 중요하게 된다. 스미어 제거의 관점에서는, 종래와 같이 과망간산염의 농도를 높게 한 디스미어 액을 사용하거나, 또는 반응 온도를 높임으로써, 소정의 스미어 제거 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 종래의 디스미어 액을 사용한 처리에서는, 도금 피막과 접촉하는 수지 기판을 과잉으로 혼합하여 수지 기판 표면을 많이 거칠어지게 하여, 수지 기판의 강도를 약하게 할 뿐만 아니라, 또한 도금 피막과의 밀착성을 저하시키게 된다.

이에, 본 실시형태에 따른 디스미어 처리 방법에서는, 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물을 함유하고, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L로 하고, 이 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물의 몰 농도비를 1:5∼1:20의 비율로 한 디스미어 액을 사용하여 조화 처리를 행한다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 디스미어 처리 방법에서는, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L로 하고, 또한 알칼리 금속 수산화물을 과망간산염에 대하여 많이 함유시킨 디스미어 액을 사용하여 조화 처리를 행함으로써, 망간 수지에 대한 절대 반응량을 저감시키는 한편, 이 망간의 수지에 대한 산화력을 향상시키도록 하고 있다.

이와 같은 디스미어 처리 방법에 의하면, 비관통혈에 쌓인 스미어를 확실하게 용해 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 수지 기판에 대한 과도한 에칭을 억제하여 표면이 많이 거칠어지는 것을 방지하고, 수지 기판 표면에 적절한 거칠기를 형성할 수 있다. 또한, 수지 기판 표면이 많이 거칠어지지 않으므로, 수지의 감소량을 억제하고, 수지 기판 자체의 강도를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 적절한 표면 거칠기를 형성할 수 있으므로, 수지 기판에 대한 도금 피막의 필 강도를 높일 수 있고, 도금 피막과의 밀착성이 향상된다.

이 디스미어 처리 방법에 있어서의 온도 조건으로서는, 사용하는 절연 수지에 따라 상이하지만, 예를 들면, 약 65℃∼75℃의 범위에서 행할 수 있다. 이 온도 조건은, 종래의 디스미어 처리에 있어서의 온도 조건(약 80℃)보다 비교적 낮은 온도이다. 이 점에 있어서, 디스미어 액을 승온(昇溫)시키기 위한 비용을 낮게 억제할 수 있고, 효율적인 처리가 가능하게 된다. 본 실시형태에 따른 디스미어 처리 방법에서는, 65℃∼70℃ 정도의 비교적 낮은 온도 조건에서, 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하지 않고, 한편으로는 도금 피막의 필 강도를 높여 수지 기판과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태에 따른 디스미어 처리 방법을 적용할 수 있는 수지 기판에 대하여, 이 수지 기판을 구성하는 절연 수지재로서는, 특별히 한정되지 않고, 주지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드트리아진 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 페놀 수지, 불소 수지 등이 있고, 또한 이들 수지를 유리 클로스(glass cloth)에 함침시킨 것이라도 되고, 유리 이외의 보강 기재(基材)를 사용한 것이라도 된다. 또한, 열가소성 수지 필름인 액정 폴리머, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르술폰 수지 등의 절연 수지재 등도 사용할 수 있다.

또한, 수지 기판에 대한 비관통혈의 형성 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 드릴이나 레이저 조사, 또는 펀칭 등에 의해 행할 수 있지만, 미세 가공이나 생산성의 관점에서, 레이저 조사에 의한 방법이 특히 바람직하다. 레이저로서는, 탄산 가스 레이저, YAG 레이저 등의 적외 영역에 발신 파장을 가지는 레이저를 그대로 사용할 수도 있고, 또는 비선형형 광학 결정에 조사하여 260∼400 ㎚의 자외광을 취출하여 사용할 수도 있다.

또한, 수지 기판으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 형성된 비관통혈을 제외한 전체면에, 전술한 절연 수지재가 피복된 것을 사용할 수 있다. 즉, 상기 디스미어 처리 방법에 있어서 사용하는 디스미어 액이 접촉하고 작용하는 부분이, 모두 절연 수지의 표면이 되는 수지 기판을 사용할 수 있다. 본 실시형태에 따른 디스미어 처리 방법에 의하면, 이와 같은 기판의 전체면에 절연 수지재가 피복된 수지 기판에 대해서도, 비관통혈 내의 스미어를 확실하게 제거하고, 적절한 표면 거칠기를 형성시켜, 도금 막과의 밀착성을 높일 수 있다.

[실시예]

이하에서, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. 그리고, 하기 중 어느 하나의 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에서는, 내층에 동층을 가지는 프린트 기판 FR-4 상에, 일반적인 절연 수지(ABF-GX13, 아지노모토 파인 테크노 가부시키가이샤 제조)를 적층시킨 수지 기판을 사용하여, 그 수지 기판에 레이저로 직경 40㎛의 블라인드 보어홀(blind borehole)을 50개 형성하고, 하기 표 1에 기재된 처리를 행하였다.

또, 하기 표 1에 기재된 프로세스 중의 조화 처리에 있어서는, 각 실시예 및 비교예에 있어서 하기 표 2에 기재된 조성의 디스미어 액을 사용하여, 각 처리 조건에서 각각 행하였다.

[표 1]

[표 2]

이상과 같은 프로세스를 행한 기판에 대하여, 필 강도, 표면 거칠기(Ra), 수지 감소량, 비어 바닥 스미어 찌꺼기, 및 처리 후의 6가 망간 생성량에 대한 평가를 행하였다. 그리고, 각 평가는, 각각 이하의 장치 등을 사용하여 행하였다.

·필 강도: 1 cm 폭으로 새김눈을 형성하여 가부시키가이샤 시마즈 제작소에서 제조한 AUTOGRAPH AGS-X를 사용하여, JIS-C5012에 기초하여 평가를 행하였다.

·표면 거칠기(Ra) 측정: 키엔스 가부시키가이샤에서 제조한 레이저 현미경(VK-8550)을 사용하여 측정하였다.

·수지 감소량: 디스미어 처리 전후의 중량 측정에 의해 수지 감소량을 산출하였다.

·비어 바닥 스미어 찌꺼기 확인: 50 개의 구멍에 대하여 스미어가 남아 있는 비어수를 카운트했다.

·6가 망간 생성량: 가부시키가이샤 시마즈 제작소에서 제조한 자외선 분광 광도계(UV-2450)를 사용하여, 수지 기판 1 dm² 처리 후에 디스미어 액 중에 생성된 6가 망간량을 측정하였다.

하기 표 3에, 각 실시예 및 비교예에 있어서의 평가 결과를 정리하여 나타내었다.

[표 3]

표 3에 나타낸 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 과망간산염의 농도를 0.2∼0.4 mol/L로 하고, 이 과망간산염에 대하여 알칼리 금속 수산화물의 함유량을 많게 하여, 몰 농도비로 1:5∼1:20의 비율으로 한 실시예 1∼8에서는, 스미어를 완전하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 수지 기판 표면을 많이 거칠게 하지 않고 적절한 표면 거칠기를 형성하고, 도금 피막의 필 강도도 높았다. 또한, 수지 감소량도 적게 억제할 수 있고, 수지의 깊이 방향으로도 과도한 에칭이 진행되지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 과도한 에칭이 억제되고 수지 감소량이 적었던 것으로부터, 6가 망간의 생성량도 적었다.

한편, 비교예 1에서는, 온도를 높게 설정함에도 불구하고 스미어가 많이 잔존하고, 표면 거칠기가 0.7로 크고, 수지 감소량도 많아져서, 수지의 깊이 방향을 포함하여 수지를 많이 거칠게 하였다. 그리고, 이에 따라, 도금 피막의 필 강도도 약하고, 밀착성도 뒤떨어졌다. 또한, 수지를 많이 거칠게 하는 과도한 에칭이 생긴 것에 의하여, 6가 망간의 생성량도 0.72로 매우 많았다.

또한, 비교예 2 및 4에서는, 스미어는 완전하게 제거할 수는 있었지만, 과망간산염의 농도를 높게 한 것에 의해, 수지의 표면 거칠기가 0.7로 크고, 또한 수지 감소량도 많아져서, 수지의 깊이 방향을 포함하여 수지를 많이 거칠게 하였다. 또한, 이에 따라, 도금 피막의 필 강도도 충분한 것은 아니었다. 또한, 수지를 많이 거칠게 하는 과도한 에칭이 생긴 것에 의하여, 6가 망간의 생성량도 0.75로서 매우 많았다.

또한, 비교예 3 및 5에서는, 과망간산염의 농도를 0.1 mol/L로 한 것에 의해, 표면 거칠기 및 수지 감소량도 적게 할 수 있고, 표면을 많이 거칠게 하지는 않고, 6가 망간의 생성량도 적기는 했지만, 적절한 표면 거칠기를 형성할 수 없고, 도금 피막의 필 강도도 현저하게 약하였다. 또한, 스미어의 대부분이 잔존하였다.

10: 절연 수지, 20: 도금 피막, 30: 카본층, 40: 필러

Claims (8)

1. 비관통혈이 형성된 수지 기판에 대한 디스미어 처리 방법으로서,
   0.2∼0.4 mol/L의 과망간산염과, 알칼리 금속 수산화물을 포함하고, 상기 과망간산염과 상기 알칼리 금속 수산화물의 몰 농도비가 1:5∼1:20인 디스미어 액을 사용하여 디스미어 처리를 행하고, 65℃~70℃의 온도 범위에서 수행하며, 상기 수지 기판의 비관통혈 내부에 생성된 스미어를 제거하는 것을 특징으로 하는, 디스미어 처리 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수지 기판에 대하여 팽윤(澎潤) 처리를 행한 후에, 상기 디스미어 액을 접촉시키는, 디스미어 처리 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수지 기판은, 형성된 비관통혈을 제외한 전체면에 수지가 피복된 것인, 디스미어 처리 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 몰 농도비가, 1:10∼1:20인, 디스미어 처리 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 알칼리 금속 수산화물은, 수산화 나트륨인, 디스미어 처리 방법.
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