(57)【要約】【課題】基板に設けたスルーホールやビアホール等の層間導通を形成するための孔部の内の奥方の壁面にまで安定且つ十分に薬液を行き渡らせることの出来る薬液処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】スルーホール、ビアホール等の層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理方法であって、当該基板を大気中に配置した状態で、薬液噴出手段により噴出させた薬液を当該孔部の内壁に当てる大気スプレー工程を備えることを特徴とする層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理方法を採用する。【選択図】図１
2017020060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホール、ビアホール等の層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理方法であって、
当該基板を大気中に配置した状態で、薬液噴出手段により噴出させた薬液を当該孔部の内壁に当てる大気スプレー工程を備えることを特徴とする基板の薬液処理方法。
【請求項２】
前記大気スプレー工程の前工程又は後工程として、前記基板を前記薬液中に浸漬させた状態で、液中噴出手段により当該薬液を前記孔部に向けて噴出する液中スプレー工程を備える請求項１に記載の基板の薬液処理方法。
【請求項３】
前記基板の表面と前記薬液噴出手段の噴出口との距離が５ｃｍ〜５０ｃｍであり、当該薬液噴出手段より噴出する薬液の送出圧力が０．０１Ｍｐａ〜０．３Ｍｐａである請求項１に記載の基板の薬液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願に係る発明は、孔部を設けた基板の薬液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属導体配線が両面に施された両面基板や金属導体の配線されている面を重ねて層が形成された多層基板では、内壁を金属導体で被覆したスルーホールやビアホールと呼ばれる孔部を設け、各層間の電気的な導通がなされている。当該孔部は、その内壁に金属導体を被覆するために様々な薬液処理が施されていた。
【０００３】
スルーホールやビアホール等を形成するためにあけられた孔部の内壁に施す薬液処理としては、例えば、金属導体を被覆するための無電解めっき処理やその前処理（脱脂処理、デスミア処理、触媒付与処理等）が挙げられる。例えば、当該孔部の内壁に付着した不要物（樹脂スミア等の残渣）を除去処理する際には、過マンガン酸カリウム溶液等の薬液を用いてデスミア処理を施す。この際、当該孔部内の不要物が完全に溶解除去されていないと、その後無電解めっき処理を施したときにプリント基板における層間の接続面積の減少等の不具合を招いてしまう。また、スルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔部の内壁に無電解めっき処理を施して金属導体を被覆する場合に、当該孔部の内壁に十分に無電解めっき液（薬液）を行き渡らせることが出来なければ、めっき不析出やめっき厚の低下等の不具合を招いてしまう。
【０００４】
そこで、従来では、層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理を行う際に、スルーホールやビアホールを形成するための孔部の内壁に十分に薬液を行き渡らせるよう様々な方法が採られてきた。例えば、特許文献１には、スルーホールを形成するためにあけられた孔部の内壁に無電解めっきを施して金属導体を被覆する場合に、プリント配線板をめっき液中に浸漬させ、このときにスルーホールが露出した面がめっき液の液面に対して４５度以下の角度になるように傾斜させる薬液処理方法が開示されている。また、特許文献１には、プリント配線板をめっき液中に浸漬させた状態で、当該プリント配線板を振動させたり、めっき液中に酸素ガスを供給することによって、スルーホール内に滞留した気泡を取り除く薬液処理方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、近年においては、電子機器の小型化、高性能化に伴うプリント基板の多層化、回路の微細化により、スルーホールやビアホールの小径化及び長孔化が進んでいる。そのため、特許文献１に開示されるような、従来の基板の薬液処理方法では、スルーホールやビアホールが小径で長孔の場合に、孔部の内壁隅々に薬液を行き渡らせることがことが次第に難しくなってきている。そのため、現在においては、小径化及び長孔化したスルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔の内壁に薬液処理を施すに際して、例えば図２に示すような薬液処理装置５０を用いた薬液処理方法が採用されている。
【０００６】
図２は、従来の基板の薬液処理方法を説明するために例示した薬液処理装置の概略断面図である。図２に示す薬液処理装置５０は、基板６０を浸漬させる薬液５４を貯留した薬液処理槽５１と、薬液処理槽５１内に配置された基板６０の表面に対して薬液５４を噴き付ける薬液噴出手段５２とを備えたものである。図２に示す薬液処理装置５０において、薬液噴出手段５２は、基板６０の表面に向けて薬液５４を噴出する孔をあけたノズル５３ａを所定間隔毎に備えたパイプ５３を構成に含む。なお、薬液噴出手段５２より噴出される薬液５４は、例えば、薬液処理槽５１及びパイプ５３と接続した循環ポンプ（不図示）によって、薬液処理槽５１に貯留された薬液５４がパイプ５３に移送される。
【０００７】
また、特許文献２には、スルーホールを有するプリント配線板の薬液循環による化学処理を行う薬液噴流機構について開示がされている。特許文献２に開示の薬液噴流機構は、薬液を滞留することが可能な薬液処理チャンバと、水平且つ平行に配列して移送されるプリント配線板に対して薬液を噴流するノズルを備えたパイプと、ノズルから噴き出した噴流に周囲の薬液を巻き込み増量し且つ乱流を発生させることなくプリント配線板まで薬液を導く一対の翼形状の整流板とを構成に含んだものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１５４１９２号公報
【特許文献１】特開平８−９７５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した図２に示す薬液処理装置や特許文献２に示す薬液噴流機構のように、プリント基板を薬液中に浸漬させた状態でノズルから薬液を当該プリント基板の表面へ向けて噴き付けたとしても、微細な孔部内に気泡が残存してしまうと当該孔部内の壁面の濡れ性が低下する。また、液中でノズルから薬液を噴出させても、液抵抗によって当該プリント基板の表面に与える薬液の打力が弱まり、当該孔部の内部に残存する気泡を追い出すことが出来なかった。よって、薬液を当該孔部の内の奥方の壁面にまで十分に行き渡らせることが困難であった。特に、近年の基板に設けるスルーホール及びビアホールの小径化及び長孔化を考慮すれば、特許文献２に開示の薬液噴流機構のように整流板を備えたとしても、スルーホール等の形成用の孔部の内の奥方の壁面にまで安定且つ十分に薬液を行き渡らせることは難しい。
【００１０】
以上のことから、本件発明は、基板に設けたスルーホールやビアホール等の層間導通を形成するための孔部の内の奥方の壁面にまで安定且つ十分に薬液を行き渡らせることの出来る薬液処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下に示す孔部を設けた基板の薬液処理方法を提供することで、上述した課題を達成出来ることに想到した。
【００１２】
本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、スルーホール、ビアホール等の層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理方法であって、当該基板を大気中に配置した状態で、薬液噴出手段により噴出させた薬液を当該孔部の内壁に当てる大気スプレー工程を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、前記大気スプレー工程の前工程又は後工程として、前記基板を前記薬液中に浸漬させた状態で、液中噴出手段により当該薬液を前記孔部に向けて噴出する液中スプレー工程を備えることが好ましい。
【００１４】
また、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、前記基板の表面と前記薬液噴出手段の噴出口との距離が５ｃｍ〜５０ｃｍであり、当該薬液噴出手段より噴出する薬液の送出圧力が０．０１Ｍｐａ〜０．３Ｍｐａであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、基板に設けたスルーホールやビアホール等の層間導通を形成するための孔部の内の奥方の壁面にまで安定且つ十分に薬液を行き渡らせることが出来る。従って、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法によれば、当該孔部の内の奥方の壁面にまで十分に無電解めっき液や脱脂液、デスミア液、触媒付与液等の薬液を行き渡らせて処理でき、安定的に高品質のプリント基板を製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法を説明するために例示した薬液処理装置の概略断面図である。
【図２】従来の層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理方法を説明するために例示した薬液処理装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法の一実施形態について説明する。
【００１８】
本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、スルーホール、ビアホール等の層間導通を形成するための孔部を設けた基板の薬液処理方法であって、当該基板を大気中に配置した状態で、薬液噴出手段により噴出させた薬液を当該孔部の内壁に当てる大気スプレー工程を備えることを特徴とする。
【００１９】
本件発明において、薬液処理の対象となる基板は、スルーホールやビアホール等の層間の導通を行うための孔部を設けたものである。よって、当該基板は、樹脂板であっても回路が形成されたプリント配線板であっても良く、孔部を備えたものであれば良い。これらスルーホールとビアホールは、本質的に異なるものではなく、開口径によって区分されるものと考えることが出来るが、いずれも基板に形成される微細な孔である。また、当該スルーホールは貫通孔であるが、ビアホールは貫通孔の他にサーフェスビアと称される有底穴も含む。ここで、当該薬液は、無電解めっき処理で用いる無電解めっき液や、無電解めっき処理の前処理で用いる脱脂処理液、デスミア処理液、触媒付与処理液等をいい、従来公知のものが適宜用いられる。
【００２０】
図１は、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法を説明するために例示した薬液処理装置の概略断面図である。本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、大気スプレー工程において、例えば図１に示すような薬液処理装置を用いることが出来る。図１に示す薬液処理装置１は、薬液処理を行う基板１０を大気中に配置する薬液処理槽２と、薬液処理槽２内に配置された基板１０の表面に対して薬液を噴き付ける薬液噴出手段３とを備えたものである。図１に示す薬液処理装置１において、薬液噴出手段３は、基板１０の表面に向けて薬液を噴出する孔をあけたノズル４ａを所定間隔毎に備えたパイプ４を構成に含む。また、薬液噴出手段３より噴出される薬液は、例えば、別途設けた薬液貯留槽（不図示）と接続した循環ポンプ（不図示）によってパイプ４に移送される。
【００２１】
本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、図１に示す如く基板１０の薬液処理を大気中で行う大気スプレー工程を備えることで、ノズル４ａより噴出される薬液の打力が液中に比べて減衰が著しく少なくなるため、基板１０に設けたスルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔部の内の奥方の壁面にまで安定且つ十分に薬液を行き渡らせることが出来る。よって、例えば薬液として過マンガン酸カリウム溶液を用いた場合には、当該孔部の内壁に付着した不要物が完全に溶解除去され、その後無電解めっき処理を施したときにプリント基板における層間の接続面積の減少等の不具合を招かない。
【００２２】
また、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法において、基板１０の表面と薬液噴出手段３の噴出口（ノズル４ａの先端）との距離が５ｃｍ〜５０ｃｍであり、薬液噴出手段３より噴出する薬液の送出圧力が０．０１Ｍｐａ〜０．３Ｍｐａであることが好ましい。ここで、基板１０の表面と薬液噴出手段３の噴出口（ノズル４ａの先端）との距離を５ｃｍ以上とすることで、基板１０表面の当該噴出口に面した部分付近にのみ薬液が噴き付けられることがなくなり、スルーホールやビアホールを形成するためにあけられた全ての孔部の内壁に安定且つ十分に薬液を行き渡らせ易くなる。また、基板１０の表面と薬液噴出手段３の噴出口（ノズル４ａの先端）との距離を５０ｃｍ以下とすることで、当該噴出口より噴出される薬液の打力が弱まるのを防ぎ、スルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔部の内壁に安定且つ十分に薬液を行き渡らせ易くなる。また、基板１０の表面と薬液噴出手段３の噴出口（ノズル４ａの先端）との距離が５ｃｍ〜５０ｃｍである場合に、薬液噴出手段３より噴出する薬液の送出圧力が０．０１Ｍｐａ以上となることで、スルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔部の内壁に薬液の流れを十分に生じさせ易くなる。また、基板１０の表面と薬液噴出手段３の噴出口（ノズル４ａの先端）との距離が５ｃｍ〜５０ｃｍである場合に、薬液噴出手段３より噴出する薬液の送出圧力が０．３Ｍｐａ以下となることで、基板１０が損傷したり、無電解めっき前処理時にスルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔部の内壁に付与された触媒が脱落する等の不具合を効果的に防ぎ易くなる。
【００２３】
なお、本件発明の薬液噴出手段３は、図１に示したような、パイプ４に薬液を噴出する孔をあけたノズル４ａを備えたものに限定されない。例えば、ノズル４ａに関しては、筒状体として放出する薬液の指向性を高めたり、薬液を噴出する孔をスリット状にして薬液が平板状に噴出する等適宜変更することが出来る。また、パイプ４に関しても、平板状体とし、且つノズル４ａを当該平板状体の基板１０側が配置される側の面全体に設けて、基板１０の表面全体に薬液を一度に噴き付ける構造にすることも出来る。また、本件発明の薬液噴出手段３は、ノズル４ａの数や配置間隔、薬液噴出時間に関しても、基板１０の大きさや形状、スルーホールやビアホールの深さや数等を考慮して適宜設定することが出来る。但し、ノズル４ａは、薬液を基板１０の両面から同じ範囲に同じ送出圧力で噴き付ける位置に配置されていることが好ましい。
【００２４】
また、図１において、基板１０はその表面（スルーホールやビアホールが露出した面）が地面に対して垂直となるように配置されているが、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法では、基板１０の配置姿勢に関して特に限定されない。例えば、基板１０がその表面を地面に対して平行となるように配置された場合には、パイプ４を基板１０の上方及び下方にそれぞれ配置することが出来る。また、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法では、薬液処理槽２内で基板１０を移動させながらノズル４ａより薬液を噴き付けることが出来るが、薬液処理槽２内で基板１０を静止させた状態でノズル４ａより薬液を噴き付けることも出来る。仮に、薬液処理槽２内で基板１０を静止させた状態でノズル４ａより薬液を噴出する場合には、別途駆動手段（不図示）を設け、当該駆動手段により基板１０の表面全体に最終的に薬液が当たるようにパイプ４を往復動させることも出来る。
【００２５】
また、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、上述した大気スプレー工程の前工程又は後工程として、上述した基板を上述した薬液中に浸漬させた状態で、液中噴出手段により当該薬液を上述した孔部に向けて噴出する液中スプレー工程を備えることが好ましい。
【００２６】
本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、基板に設けた層間導通を形成するための孔部内壁の薬液処理を、大気中で行う大気スプレー工程と薬液中に浸漬して行う液中スプレー工程とを組み合わせることで相乗効果が発揮され、当該孔部の内壁に当該薬液をより効果的に行き渡らせることが可能となる。そのため、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法では、大気スプレー工程と液中スプレー工程とを組み合わせ、更に当該大気スプレー工程において上述したように基板の表面と薬液噴出手段の噴出口との距離を５ｃｍ〜５０ｃｍとし、且つ当該薬液噴出手段より噴出する薬液の送出圧力を０．０１Ｍｐａ〜０．３Ｍｐａとすることで、スルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔の直径が０．０５ｍｍ以下の極小径であっても、当該孔の内部に安定且つ十分に薬液を行き渡らせることが出来る。
【００２７】
なお、本件発明の液中スプレー工程は、上述した大気スプレー工程の前で行うか、又は後で行うかを薬液処理の内容によって適宜選択することが出来る。例えば、大気スプレー工程を行う前に液中スプレー工程を行うことにより、まず、液中スプレー工程で基板に設けた孔部の内の奥方を除いた壁面を確実に薬液を行き渡らせて濡れ性を良くした状態とし、その後大気スプレー工程を行うことで、円滑に当該孔部の内の奥方の壁面にまで確実且つ十分に薬液を行き渡らせて当該孔部内に滞留した気泡を追い出すことが出来る。他方、液中スプレー工程を行う前に大気スプレー工程を行うことにより、まず、大気スプレー工程で基板に設けた孔部の内の奥方を除いた壁面を確実に薬液を行き渡らせて濡れ性を良くした状態とし、その後液中スプレー工程を行うことで、円滑に当該孔部の内の奥方の壁面にまで確実且つ十分に薬液を行き渡らせて当該孔部内に滞留した気泡を追い出すことが出来る。なお、本件発明の基板に設けた孔部の内壁に無電解めっき液による薬液処理を施す場合には、当該液中スプレー工程を当該大気スプレー工程の後に行う方がより好ましい。なぜなら、無電解めっき処理では、液中スプレー工程で当該孔部の内の奥方の壁面にまで薬液を行き渡らせる方が、金属イオンと還元剤との化学反応を促進させて、より効果的に金属イオンを当該壁面上に金属として還元析出させることができ、めっき不析出やめっき厚の低下等の不具合を招き難いからである。
【００２８】
ここで、本件発明の液中スプレー工程に関しては、図２等に示した従来の方法を用いることができ、液中噴出手段に関する条件（ノズルの数や配置間隔、薬液噴出時間）に関しても大気スプレー工程の薬液噴出手段と同様に、基板の大きさや形状、スルーホールやビアホールの深さや数等を考慮して適宜設定することが出来る。但し、図２中のノズル５３ａに関しては、大気スプレー工程と同様に、薬液を基板６０の両面から同じ範囲に同じ送出圧力で噴き付ける位置に配置されていることが好ましい。また、当該液中スプレー工程では、基板の表面と液中噴出手段の噴出口との距離を５ｃｍ〜５０ｃｍとし、当該液中噴出手段より噴出する薬液の送出圧力を０．０１Ｍｐａ〜０．３Ｍｐａとすることが、スルーホールやビアホールを形成するためにあけられた孔部の内壁に安定且つ十分に薬液を行き渡らせる上でより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法は、基板に設けたスルーホールやビアホールを形成するための孔部の内の奥方の壁面にまで安定且つ十分に薬液を行き渡らせることが出来る。従って、本件発明に係る孔部を設けた基板の薬液処理方法によれば、基板に設けたスルーホールやビアホールを形成するための孔部の内壁全面にめっきを均一に析出させることができ、安定的に高品質のプリント基板を製造することが出来る。
【符号の説明】
【００３０】
１      薬液処理装置（大気スプレー工程用）
２      薬液処理槽
３      薬液噴出手段
４      パイプ
４ａ    ノズル
１０    基板
【図１】
2017020060.tif 000003
【図２】
2017020060.tif 000004