(57)【要約】【課題】  フィラー物質の表面を改質し、スルーホール壁面にボイドが生じない無電解銅メッキプロセスを持つプリント基板の製造方法を提供すること。【解決手段】  多層フレキシブルプリント基板のスルーホールに、無電解メッキを施して層間接続用金属導体を形成するプリント基板の製造方法において、前処理となるコンディショニング工程を、アミン系界面活性剤を主成分とする水溶液に被処理物を浸漬する第１コンディショニング工程と、ジオール類を主成分とする水溶液に被処理物を浸漬する第２コンディショニング工程との２段階で行なうことを特徴とする、プリント基板の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層フレキシブルプリント基板のスルーホールに、無電解メッキを施して層間接続用金属導体を形成するプリント基板の製造方法において、
前処理となる被処理物のコンディショニング工程を、
アミン系界面活性剤を主成分とする水溶液に被処理物を浸漬する第１コンディショニング工程と、
ジオール類を主成分とする水溶液に被処理物を浸漬する第２コンディショニング工程と
の２段階で行なうことを特徴とする、プリント基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のプリント基板の製造方法において、
前記アミン系界面活性剤には、トリエタノールアミン、２−アミノエタノールのうちの１または２種類を用いることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のプリント基板の製造方法において、
前記アミン系界面活性剤の水溶液としての濃度は、０．０４〜０．１６モル当量であることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載のプリント基板の製造方法において、
前記アミン系界面活性剤の水溶液の液温は５０〜６０℃とし、この水溶液中に６０〜３００秒浸漬することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のプリント基板の製造方法において、
前記ジオール類には、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジメチレングリコールのうちの少なくとも１、およびホウ酸ナトリウムを用いることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のプリント基板の製造方法において、
前記ジオール類の水溶液としての濃度は、０．０５〜０．２０モル当量であり、ホウ酸ナトリウムの濃度は０．０１〜０．０４ｇ／リットルであることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載のプリント基板の製造方法において、
前記ジオール類の水溶液の液温は４０〜５０℃とし、この水溶液中に６０〜７２０秒浸漬することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に使用されるフレキシブルプリント基板の製造方法に関わり、とくにスルーホールの導電化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層フレキシブルプリント基板における層間接続は、スルーホールの内壁面に導電膜を形成して行なうことが多い。そして、プリント基板のスルーホール内壁への導電化処理方法については、従来から無電解銅メッキが広く使用されており、Ｐｄ−Ｓｎコロイドを用いた導電化処理が行われる。この導電化処理において０．１〜１．０μｍの銅析出層を形成し、次に電解メッキによって１５〜２５μｍの銅メッキ層が形成される。
【０００３】
多層フレキシブルプリント基板において、積層に使用される接着剤には耐熱性を有する各種フィラーが充填されている。主に添加される物質としては、ガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物があるが、これらのフィラー物質は粒子界面が疎水性を有し、Ｐｄ−Ｓｎコロイドが吸着し難いという問題点がある。
【０００４】
従来のコンディショニング工程で使用されているコンディショナーは、トリエタノールアミンなどのアミン系界面活性剤からなり、親水性を付与する効能およびスルーホール内の基材をプラス側に帯電させる効能を有している。
【０００５】
しかし、ガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粒子界面を完全に親水性にするほどの効能はない。このため、従来のコンディショニング工程よりもさらに有効な親水化処理を行なう方法が望まれていた。
【０００６】
また、ガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粒子界面を親水性にする方法として、シランカップリング処理を行なうものがある。シランカップリングの方法としては、例えば特許文献１に示されるようなガラス基板表面の親水化処理などの方法が知られている。
【０００７】
この方法は、表面に親水基を付与し、親水性を向上させる有効な手段であるが、反応中に脱水結合させる過程があり、一般的には強アルカリ液中で処理しなければならない。
【０００８】
しかし、強アルカリ液中にプリント基板を浸漬すると、絶縁層主成分であるポリイミドが溶解するという問題がある。
【特許文献１】特公昭59-52701号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、フィラー物質の表面を改質し、スルーホール壁面にボイドが生じない無電解銅メッキプロセスを持つプリント基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、絶縁層を形成するポリイミドと、フィラー物質であるガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粒子界面を親水性にする方法を提供することをより具体的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的達成のため、本発明では、
多層フレキシブルプリント基板のスルーホールに、無電解メッキを施して層間接続用金属導体を形成するプリント基板の製造方法において、前処理となるコンディショニング工程を、アミン系界面活性剤を主成分とする水溶液に被処理物を浸漬する第１コンディショニング工程と、ジオール類を主成分とする水溶液に被処理物を浸漬する第２コンディショニング工程との２段階で行なうことを特徴とする、プリント基板の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上述のように、第１、第２の２段階に別けて被処理物をコンディショニングすることによって、従来のアミン系界面活性剤だけで被処理物をコンディショニングしていたときは２〜３ｐｐｍ位の頻度でボイドが発生していたが、全くボイドが発生しなくなった。このことから、本発明による２段階でコンディショニングする方法の優位性が確認できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例に到る経緯および実施例を説明する。被処理物であるプリント基板のスルーホール内壁の導電化処理は、一般に、次の7工程、すなわち
(1)脱脂：未硬化樹脂成分などの非水溶性物質の除去。
(2)コンディショニング：触媒であるＰｄ−Ｓｎコロイドがマイナスの電荷を有しているので、スルーホール内の基材をプラス側に帯電させる。
(3)ソフトエッチング：銅箔表面の酸化膜除去と、凹凸を付与してメッキ剥離を抑止する。
(4)プレディップ：Ｐｄ−Ｓｎコロイドの溶媒と同じ成分に浸漬し、Ｐｄ−Ｓｎコロイドとの親和性を持たせる。
(5)アクチベーター：Ｐｄ−Ｓｎコロイドを吸着させる。
(6)アクセレレーター：Ｐｄ−ＳｎコロイドからＳｎを除去し、Ｐｄ単体を析出させる。
(7)無電解メッキ：Ｐｄを核として銅イオンを還元して析出させる。
によって行なわれる。
【００１４】
多層フレキシブルプリント基板において、積層に使用される接着剤には耐熱性を有する各種フィラーが充填されている。フィラーとして主に添加される物質としては、ガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物であるが、これらのフィラー物質は粒子界面が疎水性を有し、Ｐｄ−Ｓｎコロイドが吸着し難いという特性がある。ただし、これらフィラー物質は、スルーホール穴明け時には、接着剤樹脂に埋没しているか、ごく一部が穴壁表面に露出しているに過ぎない（図３）から、とくに問題がない。
【００１５】
しかし、多層基板に欠かせないデスミア処理の後に問題が生じる。このデスミア処理によって、接着剤樹脂がより多く除去されて、フィラー物質がスルーホール穴壁に露出して疎水性が強くなる（図４(a),(b)）。このため、「ボイド(図５(a),(b))」と呼ばれる無電解銅メッキが付かない箇所が生じ易くなる。
【００１６】
デスミア処理によって、樹脂成分であるポリイミドがより多く除去されてフィラー物質がスルーホール穴壁に露出するが、シランカップリング処理を行なうとさらに穴壁がエッチングされ、エグレが生じる(図６)。このエグレは、マイグレーションを引き起こす要因となるため、シランカップリングのような親水化処理は不適当である。
【００１７】
他方、前述したような強アルカリ溶液の問題を避けるものとして、弱アルカリ溶液のような穏やかな条件下で親水化処理を行なう方法があり、側鎖アルキル基や水酸基、カルボキシル基、アミノ基などを有する変性ポリビニルアルコールを粗水物質表面にカップリングする方法が知られている。
【００１８】
しかし、通常、ポリビニルアルコールは増粘剤にも使用されるもので、水溶液にした場合でも一般的に粘度が高いものが多いため、使用する変性ポリビニルアルコールの架橋度、プリント基板のスルーホール内径、このスルーホール内径と基板厚みとの比率によっては、プリント基板に適用しようとすると、処理溶液がスルーホール内に浸透していかない場合がある。
【００１９】
数々のコンディショナー・親水化処理の方法を試みた結果、フィラー物質であるガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粒子界面を親水性にする方法として、変性ポリビニルアルコールを使用する代りに、プロピレングリコール、トリメチレングリコールなどのジオール類をフィラー物質とカップリングする方法によって親水性付与の効果が得られることを突き止めた。
【００２０】
これらのジオール類は、水に溶解した状態で表面張力を低下させ、プリント基板のスルーホール内に容易に浸透していく性質を有する。したがって、プリント基板のスルーホール内に露出したフィラー物質であるガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粒子界面を親水性にする手段として有効である。
【００２１】
カップリング剤として、Ｃａ，Ｍｇなどのリン化合物塩もしくはホウ素化合物塩を添加することが行なわれるが、リンを含む化合物は排水処理に難があり、ホウ素化合物塩を使用することが好ましい。例えば、ホウ素酸ナトリウム、ホウフッ酸ナトリウム、ホウフッ酸マグネシウムなどが挙げられる。
【００２２】
但し、上記方法は、ガラス体や酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粒子界面のみを親水性にする効果しか得られず、これだけではポリイミド等の樹脂を親水化してプラス側に帯電させることはできない。
【００２３】
そこで、従来のコンディショナーであるトリエタノールアミンなどのアミン系界面活性剤を併用すれば、スルーホール内すべての組成物質をＰｄ−Ｓｎコロイドが吸着できる表面状態にすることができる。
【００２４】
すなわち、アミン系界面活性剤を主成分とするコンディショニング工程を、ジオール類を主成分とするコンディショニング工程に組み合わせることにより、Ｐｄ−Ｓｎコロイドを吸着し易い処理を行なうことができる。
このことから、
1) まず、従来のコンディショナーであるアミン系界面活性剤による第１のコンディショニング工程で、ポリイミド等の樹脂を親水化しプラス側に帯電させる。
【００２５】
2) 次いで水洗の後、ジオール類による第２のコンディショニング工程で、フィラー物質の親水化を行なう。
【００２６】
3) この２段階のコンディショニング工程の後、従来方法にしたがって無電解メッキまでの工程を行なう。
【００２７】
なお、アミン系界面活性剤とジオール類とを混ぜて、一度にコンディショニングを行なうこともできなくはないが、アミン系界面活性剤が効率よく反応するためのｐＨが１２〜１３であるのに対して、ジオール類での親水化の有効ｐＨ領域が９〜１１であるため、好ましくない。また、先にジオール類の親水化を行なうと、アミン系界面活性剤によってジオール類が除去されてしまうため、上記順序で別々に行なうことが好ましい。
【実施例１】
【００２８】
上記の知見の結果、第１および第２のコンディショニング工程を下記のように行なうことが最適であることが分った。
【００２９】
第１のコンディショニング工程は、アミン系界面活性剤を用いて処理を行なう。この第１のコンディショニング工程で使用されるアミン系界面活性剤には、トリエタノールアミン、２−アミノエタノールなどのうちのどれか一つ、あるいは２種類が使用され、アミン系界面活性剤水溶液としての濃度は０．０４〜０．１６モル当量で管理される。液温は５０〜６０℃が好ましく、この溶液中に被処理物が６０〜３００秒浸漬される。
【００３０】
水洗の後、ジオール類を用いる第２のコンディショニング工程となる。この第２のコンディショニング工程で使用されるジオール類には、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジメチレングリコールなどのうちのどれか一つ、あるいは２種類以上が使用され、水溶液としての濃度は０．０５〜０．２０モル当量で管理される。さらにこの中に、ホウ酸ナトリウムを０．０１〜０．０４ｇ／リットルになるように添加する。液温は４０〜５０℃が好ましく、この溶液中に被処理物が６０〜７２０秒浸漬される。
【００３１】
そして水洗の後、従来通りの無電解メッキ工程を経て、プリント基板のスルーホール導通を得ることができる。その際、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）コロイド触媒をより効率的に吸着させることができる。
【００３２】
このような２段階のコンディショニング処理を行ってから、２年以上に亘り１日当り３０００シート処理のモニタリング期間中、一度もボイドが発生しなかった。
【００３３】
図１におけるスルーホールの壁面１１、図２におけるスルーホールの壁面１２は、図３のそれと対比すれば分るように、ともに一様に滑らかであり、ボイドのない状態を示している。このように、本発明によるコンディショニング処理方法はスルーホールの壁面処理に有効性である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】プリント基板のスルーホールの断面を示しており、本発明によりコンディショニング処理した後の壁面状態を示す写真。
【図２】プリント基板のスルーホールの断面を示しており、本発明によりコンディショニング処理した後の壁面状態を示す写真。
【図３】従来の処理により、回路基板におけるボイドが発生したスルーホールの断面を示す顕微鏡写真。
【図４ａ】プリント基板のスルーホールが穴加工された直後の断面全体を撮影した顕微鏡写真。
【図４ｂ】プリント基板のスルーホールが穴加工された直後の断面を拡大して撮影した顕微鏡写真。
【図５ａ】デスミア後のスルーホールの断面全体を撮影した顕微鏡写真。
【図５ｂ】デスミア後のスルーホールの断面を拡大して撮影した顕微鏡写真。
【図６】エグレが発生したスルーホールの断面を撮影した顕微鏡写真。
【符号の説明】
【００３５】
１  ボイド発生箇所、２  ポリイミド樹脂部分、３  ガラス体、
４  フィラー物質、５  エグレ発生箇所、
１１，１２  スルーホール壁面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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