(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホール穴を含む表面に対する導電性コーティングの付着性及び被覆率を改善するためのコンディショニング組成物であって、カチオン性のポリクオタニウムコンディショニング剤と、結合剤、アニオン分散剤及びそれらの組合せから選択されるさらなる成分とを含んで成り、当該アニオン分散剤は１０００未満の分子量をもつアクリル酸ラテックスである、コンディショニング組成物。
【請求項２】
当該組成物は炭酸塩−重炭酸塩緩衝液をさらに含む、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記炭酸塩−重炭酸塩緩衝液がカリウムカチオンを含む、請求項２記載の組成物。
【請求項４】
前記組成物がさらに非イオン界面活性剤を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項５】
前記アニオン分散剤を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
前記結合剤を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
前記結合剤がカルボキシメチルセルロースである、請求項６記載の組成物。
【請求項８】
実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するための方法であって、
（ａ）  コンディショニングの施された表面を提供するべく表面をコンディショニング組成物と接触させる工程であって、該コンディショニング組成物がカチオン性のポリクオタニウムコンディショニング剤と、１０００未満の分子量をもつアクリル酸ラテックスであるアニオン分散剤及び次の群から選ばれる結合剤、すなわち、炭水化物、アニオン重合体、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ピロリジノン樹脂、ポリオール、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、エピクロロヒドリン樹脂、ビスフェノール樹脂、フェノール樹脂、天然樹脂、重合性物質、及びそれらの組み合わせ、からなる群より選ばれる結合剤、から選ばれる少なくとも１つの成分とを含んで成る工程、
（ｂ）  炭素コーティングの施された表面を提供するべく前記コンディショニングされた表面を黒鉛含有導電性コーティングと接触させる工程、
（ｃ）  電気メッキされた表面を提供するべく前記炭素コーティングされた表面を電気メッキする工程、及び
（ｄ）  実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するべく前記電気メッキされた表面をはんだ付けする工程、
を含むはんだ付け表面を提供するための方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの成分がアニオン分散剤を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの成分が結合剤を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの成分がナトリウムカルボキシメチルセルロースを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記さらなる成分が炭水化物を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】
前記さらなる成分がアニオン重合体を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１４】
前記さらなる成分がアクリル樹脂を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１５】
前記さらなる成分がスターチを含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１６】
実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するための方法であって、
（ａ）  コンディショニングの施された非導電性の表面を提供するべく表面をコンディショニング組成物と接触させ、該コンディショニング組成物はカチオン性のポリクオタニウムコンディショニング剤と、１０００未満の分子量をもつアクリル酸ラテックスであるアニオン分散剤及び結合剤から選ばれる少なくとも１つの成分とを含んで成るものであること、
（ｂ）  導電性の炭素コーティングの施された表面を提供するべく前記コンディショニングされた表面を黒鉛含有導電性コーティングと接触させること、
（ｃ）  電気メッキされた表面を提供するべく前記炭素コーティングされた表面を電気メッキすること、及び
（ｄ）  実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するべく前記電気メッキされた表面をはんだ付けすること、
を含む、実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するための方法。
【請求項１７】
実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するための方法であって、
（ａ）  表面を、コンディショニングの施された表面を提供しはんだ付け後のブローホールの形成を減少させるのに有効な量のコンディショニング組成物と接触させ、該コンディショニング組成物はカチオン性のポリクオタニウムコンディショニング剤と、１０００未満の分子量をもつアクリル酸ラテックスであるアニオン分散剤及び結合剤から選ばれる少なくとも１つの成分とを含んで成るものであること、
（ｂ）  炭素コーティングの施された表面を提供するべく前記コンディショニングされた表面を黒鉛含有導電性コーティングと接触させること、
（ｃ）  電気メッキされた表面を提供するべく前記炭素コーティングされた表面を電気メッキすること、及び
（ｄ）  実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するべく前記電気メッキされた表面をはんだ付けすること、
を含む、実質的にブローホールのないはんだ付け表面を提供するための方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、炭素そしてさらに特定的には黒鉛を含有する導電性コーティングを適用することによって導電性が付与された、スルーホールをもつプリント回路板（ＰＣＢ）又はその他の基板に向けられている。本発明は、より特定的には、少なくとも１つのスルーホール穴により画定された表面又はその他の基板に対する黒鉛含有導電性コーティングの付着性及び被覆率を改善するｐＨ緩衝液、粘結剤、結合剤、分散剤及びそれらの組合せを含んで成る組成物に関する。（本書で用いられる「スルーホール」は貫通孔とヴァイアの両方を意味する）。
【０００２】
スルーホール壁及びその他の非導電性表面上により優れた導電性コーティングを提供するためには、導電性黒鉛及びカーボンブラック分散液が使用されている。かかる分散液、スルーホールをコーティングするためにかかる分散液を使用する方法、及びかかる分散液を使用することにより製造された改良型プリント配線板は、１９９５年２月１４日及び１９９５年１２月１９日付でThern らにそれぞれ発行された米国特許第５,４７６,５８０及び５,３８９,２７０号明細書の中で明らかにされている。以上で言及した特許明細書は両方共ここにその全体が参考として内含される。これらの特許を実施するのに必要とされる黒鉛組成物、クリーナ、コンディショナ及びその他の材料及び指針は、ミネソタ州Maple Plain のElectrochemicals Inc. からＳＨＡＤＯＷという商標で入手可能である。カーボンブラック又は黒鉛を含有するその他の炭素分散液は、例えば米国特許第５,１３９,６４２号明細書の中で記述されている。
【０００３】
はんだ付けは、導電性スルーホール表面とスルーホールを通して挿入された電気コンポーネントのリード線との間のスペースを濡らし充てんすることによって電気的接続を行うため、溶融熱はんだでプリント配線板のスルーホール壁及びその他の導電性表面をコーティングすることによって実施される。適切にはんだ付けされたスルーホールにはんだが充てんされる。
【０００４】
「ブローホール」に関する問題は、スルーホール壁が導電性コーティングを受け、銅の電気メッキを受けてから、溶融はんだと接触させることなどによって突然加熱された後に時折発生する。はんだ付けは、銅メッキされたスルーホール壁を非常に急速に加熱する。メッキされた銅の中に何らかの間隙又はボイドが存在する場合、熱はんだにより基板内の湿気が蒸発させられ、こうしてはんだの一部分又は全てを孔から外に吹き出し銅層を破る可能性がある。その結果が、ブローホールあるいは部分的に充てんされた又は空の孔であり、そのいずれもがはんだ付けの欠陥と見なされる。銅板内ではボイドは発生しないということが重要である。
【０００５】
無電解メッキにより導電性にされたスルーホール内のブローホールの問題及びその技術が使用された場合のブローホールに対する解決法は、「ＰＴＨはんだすみ肉でのブローホール形成」という共通の題でＣＩＲＣＵＩＴ  ＷＯＲＬＤ，第12巻第４号（１９８６），第１３巻第１号（１９８６）及び第１３巻第２〜３号（１９８７）に公表された一連の論文の中で記述されている。関連論文は、Ｃ.Ｌeaの「ＰＴＨはんだ付けされたアセンブリでのブローホールの有害性」，ＣＩＲＣＵＩＴ  ＷＯＲＬＤ第１６巻第４号（１９９０）である。この段落中の論文は全てここに、無電解銅技術におけるブローホールについての論述のため、全体が参考として内含される。
【０００６】
スルーホールの穴に対する銅の電気メッキは、米国特許第５,７２５,８０７号明細書で記述されているようにいくつかの問題を提起する。中でも主要なものは、無視できる程度の抵抗、均等な厚み、耐久性及びはんだ衝撃試験に耐える能力をもつコーティングを備えた導電性スルーホールに対する必要条件である。この必要条件は、スルーホールに対し導電性の炭素粒状コーティングを適用することによって少なくとも一部は満たされる。粒状コーティングの炭素は、カーボンブラック又は黒鉛のいずれかである。米国特許第５,７２５,８０７号明細書に記述されている粒状コーティングは、先行技術に比べ全く異なる利点及び改良を提供しているものの、粒状コーティングの結合、より特定的にはスルーホールの表面に対する黒鉛粒子の結合の質を改善する必要性がなおも残っている。
発明の簡単な要約
従って、本発明の目的は、スルーホール及びガラス繊維のクリーニング及びコンディショニングにおいて改善を提供することにある。
【０００７】
もう１つの目的は、コンディショニングを受けた表面に対する炭素粒子の付着性を改善するためのプリント配線板コンディショナを提供することにある。
【０００８】
さらにもう１つの目的は、スルーホール壁又はその他の基板上のカーボン粒子の被覆率の連続性を改善する基板コンディショナを提供することにある。
【０００９】
もう１つの目的は、より少ないブローホールしか生成しないスルーホールのはんだ付け方法を提供することにある。
【００１０】
これらの目的のうち少なくとも１つは、全体的に又は一部分、本発明によって対処される。
【００１１】
我々は、少なくとも１つのスルーホールによって画定された表面に対する炭素粒子の結合及び連続的な被覆率が、ｐＨ緩衝液、粘結剤、分散剤又はそれらの組合せの中から選択された１つの成分を、炭素粒子の適用前に基板に適用されるコンディショニング配合物に対し添加することによって大幅に改善される、ということを発見した。
発明の詳細な説明
本発明について以下では１又はそれ以上の実施形態に関連して記述するが、本発明がこれらの実施形態に制限されるものでないということを理解すべきである。反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に内含されうるような全ての変形形態、変更及び等価物を内含している。
【００１２】
本発明は、通常のコンディショニング成分の他に、少なくとも１つのスルーホール穴によって画定された表面又はその他の基板に対する黒鉛を含有する導電性コーティングの付着性及び被覆率を改善する、結合剤、ｐＨ緩衝液、分散剤及びそれらの組合せのうちの単数又は複数のものを内含するコンディショニング組成物に関する。
【００１３】
本発明において使用するために考慮されているクリーニング組成物、コンディショニング組成物及びクリーナ／コンディショナ組成物については、参照により内含されている米国特許第５,７２５,８０７号及び５,６９０,８０５号明細書及びその中に参照により内含されている資料において詳述されている。
【００１４】
かかる組成物の有用な成分のいくつかについて以下で記述する。
【００１５】
コンディショニング剤
コンディショニング工程においては、基板は、本質的物質、一般的にはポリアミドアミン、カチオン重合体、カチオン界面活性剤などといったようなカチオン性物質であるコンディショニング剤と接触させられる。コンディショニング剤は、付着性プロモータとして適用され、従って基板は、炭素分散液と基板を接触させることにより後に適用されるアニオン炭素粒子に対する誘引性をもつことになる。
【００１６】
コンディショナは、以下のもの及びこれらのコンディショナの組合せから成る群中から選択されるコンディショニング剤のアルカリ水溶液又は分散液でよい。
SANDOLEC CF
SANDOLEC CU
SANDOLEC CS
SANDOLEC CL
SANDOLEC CT
CALLAWAY 6818
CYASTAT SP
CYASTAT LS
CYASTAT SN
CYANAMER A-370
MAGNIFLOC 496
DAXAD CP2
PRIMAFLO C C3
CAT-FLOC
CAT-FLOC T
RETEN 210
POLYTEC 7M
PERCOL 727
PERCOL 763
OCTOPOL SDE-25
OCTOPOL SDM-40
GLO-CLEAR 2202
GLO-CLEAR 2220
GLO-CLEAR 2283
PRIFRAC 2990
ALUBRAFSOFT GSS
FIBRABON 35
DENSEFLOC 30
CALLAWAY 6817
CALLAWAY 6831
コンディショナはまた、一般に塩基を含有することになる。ここで考慮されている塩基としては、例えばモノ、ジ又はトリエタールアミンなどのエタノールアミン類といった低級アルカノールアミン（低級アルカノールは１〜４炭素のアルコール部分として定義づけられる）、アルカリ金属水酸化物、炭酸塩及び重炭酸塩、例えば水酸化カリウム、炭酸カリウム又は重炭酸カリウムといったような、一般にアルカリ性物質、組成物のpHを好ましくは少なくとも約９まで上昇させる能力をもつその他の物質、及びかかる物質の混合物が内含される。
【００１７】
結合剤
本発明の一部の組成物の１つの成分は、炭素粒子を結合するための水溶性又は分散性結合剤である。結合剤は、電気メッキのため導電性にされるべき非導電性（すなわち誘電性）基板の表面に対し分散した炭素粒子が付着するのを助けると考えられている。結合剤は、組成物の約０〜約１５重量％，又は約０.２〜約１０重量％又は約０.５〜約６重量％又は約１.５〜約３重量％として存在することができる。
【００１８】
本発明の結合剤は、好ましくは、炭素粒子に付着する能力及びアニオン分散剤（以下で記述するような）を受入れる能力の両方をもつあらゆる天然又は合成の重合体、重合可能な単量体又はその他の粘性又は固体物質（又はその前駆物質）である。例えば、結合剤は、単糖類及び多糖類（又はより広義には炭水化物）及びアニオン重合体から成る群から選択される水溶性又は水分散性物質であり得る。標準的には、本発明の目的にとって、結合剤の２重量％のテスト水溶液は２５℃で２５〜８００ｃｐの範囲内の粘度を有することになるが、ここでは、結合剤のその他の濃度及び完全なスルーホールコーティング組成物のその他の粘度も考慮されている。
【００１９】
ここで使用するべく考慮される単糖類結合剤としては、テトロース、ペントース及びヘキソースが含まれる。ここで使用するために考慮される多糖類結合剤（本発明の目的上二糖類及びそれ以上の糖類を内含する）としては、スクロース（てんさい、サトウキビ又はその他の供給源由来のもの）、マルトース、フルクトース、ラクトース、スタキオース、マルトペントース、デキストリン、セルロース、コーンスターチ、その他のでんぷん及び多糖類ガム質が含まれる。ここで使用するために考慮される多糖類ガム質としては、寒天、アラビアガム、キサンタン（例えばニュージャージー州Rahway のMerck & Co. Inc, のKelco 部門から入手可能なＫＥＬＺＡＮ工業グレートのキサンタンガム）、ペクチン、アルギン酸塩、トラガカントガム、デキストラン及びその他のガム質が含まれる。ここで使用するために考慮される誘導体多糖類としては、酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース及びカルボキシメチルセルロースが含まれる。ここで使用するために考慮されるヘミセルロース多糖類としては、ｄ−グルコ−ｄ−マンナン、ｄ−ガラクト−ｄ−グルコ−ｄ−マンナンその他が含まれる。ここで考慮されるアニオン重合体としては、アルキルセルロース又はカルボキシアルキルセルロース、その低及び中粘度アルカリ金属塩が内含される。これらの例としては、メチルセルロース（ＣＡＳ登録番号：９００４−６７−５）、ナトリウムカルボキシメチルセルロース又は「ＣＭＣ」、ＣＡＳ登録番号：９００４−３２−４、セルロースエーテル、及びニトロセルロースが内含される。かかるアニオン重合体の例としては、全てバージニア州のAqualon Company of Hopewell から市販されているＫＬＵＣＥＬヒドロキシプロピルセルロース、ＡＱＵＡＬＯＮ ＣＭＣ７Ｌカルボキシメチルセルロースナトリウム及びＮＡＴＲＯＳＯＬヒドロキシエチルセルロース、デラウェア州WilmingtonのHerculesから入手可能なエチルセルロース、ミシガン州Midland のダウ・ケミカル社から入手可能なＭＥＴＨＯＣＥＬセルロースエーテル、及びやはりHerculesから入手可能なニトロセルロースがある。ナトリウムＣＭＣは、セルロースから誘導されたアニオン水溶性重合体である。ナトリウムＣＭＣは、増粘剤、粘結剤，安定化剤、保護コロイド、懸濁剤及びレオロジー又はフロー調整剤として作用すると考えられている。
【００２０】
結合剤として使用するためここで考慮されるアクリル樹脂としては、重合性単量体及び重合体、例えば一般にアクリルラテックスとして知られている乳化重合体が含まれる。これらの単量体には、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸グリシジルその他が含まれる。アクリル重合体としては、以上の単量体のうちのいずれか１種又は２種以上のものの重合体、ＳＥＰＡＲＡＮ  ＮＰ１０、ＳＥＰＡＲＡＮ  ＭＧＬ、ＳＥＰＡＲＡＮ８７０及びＳＥＰＡＲＡＮ ＭＧ２００重合体といったようなポリアクリルアミド重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸プロピル、ポリアクリル酸イソプロピル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸イソブチル、ポリアクリル酸ペンチル、ポリアクリル酸ヘキシル、ポリアクリル酸ヘプチル、ポリアクリル酸オクチル、及びポリアクリル酸イソボルニル及びその他のポリアクリレートのようなアクリル酸エステル重合体が含まれる。市販されている適切なアクリル樹脂としては、ペンシルベニア州PhiladelphiaのRohm and Haas Company が販売しているＮＡＬＣＯ６０３，ＰＵＲＩＰＬＯＣ  Ｃ３１及びＡＣＲＹＳＯＬ（商標）アクリル樹脂が含まれる。
【００２１】
その他の結合剤もここでは同様に考慮される。本書で考慮されるビニル樹脂には、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルエーテル及びポリ塩化ビニルが含まれる。ここで考慮されるピロリジノン樹脂には、ポリ（Ｎ−ビニル−２ピロリジノン）が内含されている。この種の代表的市販物質としては、ＰＶＰＫ−６０樹脂、ＰＶＰ／ＶＡ Ｅ３３５樹脂、ＰＶＰ／ＶＡ１５３５樹脂、そしてＧＡＦ Corporation から販売されているその他の樹脂がある。ここで考慮されるポリオールとしてはポリビニルアルコールがある。ここで考慮されるポリビニルアルコールとしては、ＥＬＶＡＮＯＬ９０−５０、ＥＬＶＡＮＯＬ ＨＶ、ＥＬＶＡＮＯＬ８５−８０、その他が含まれる。
【００２２】
結合剤としてここで使用するために考慮されるカチオン樹脂及びその他の物質としては、ポリエチレンイミン、メチルアミノエチル樹脂、塩化アルキルトリメチルアンモニウムその他が含まれる。結合剤として使用するのには、オレフィンアルコールのエステル、アミノアルキルエステル、エーテルアルコールのエステル、シクロアルキルエステル及びハロゲン化アルコールのエステルも同様に考慮される。Union Carbide Corp. からＮＳＲ Ｎ−１０、ＮＳＲ Ｎ３０００及びＮＳＲ３０１という商品名で入手可能な物質といったようなポリ酸化エチレンもここで考慮される。
【００２３】
ここで考慮されているさらなる結合剤としては、エポキシ樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、エピクロロヒドリン樹脂、ビスフェノール樹脂、ケンタッキー州LouisvilleのBorden Packaging and Industrial Productsから入手可能なＤＵＲＩＴＥ  ＡＬ−５８０１Ａ樹脂といったようなフェノール樹脂、及び天然樹脂ならびに重合性物質例えば、ダンマル、マニラ、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンその他が含まれる。
【００２４】
使用される結合剤の量の実用的上限は、フィルムとして被着された後の組成物中で導電性固体を希釈することによって、結果として得られた導電性コーティングの導電性を著しく阻害する量であると考えられている。
【００２５】
分散剤
本発明の一部組成物のもう１つの成分はアニオン分散剤である。アニオン分散剤は、約１０００ダルトン未満の分子量をもち、従って、それは結合剤に比べて実質的に小さい分子である。
【００２６】
アニオン分散剤は、疎水性末端と親水性（アニオン）末端を有する。それは、結合した炭素粒子をとり囲み、結合した粒子を分散させることによって機能する。各アニオン分散剤の疎水性末端が結合剤の疎水性領域に誘引され、かくしてアニオン分散剤のアニオン末端を水性の周囲分散媒質中へと突き出させると考えられている。各々の結合した炭素粒子に充分な分散剤が結合した場合、各粒子をとり囲む球状のアニオン電荷は、粒子を互いに反発させ、ひいては分散させる。
【００２７】
本発明の組成物内で考慮されるアニオン分散剤の量は、結合した炭素粒子を水性分散媒質中に分散させるのに充分な量である。使用される分散剤の量は、炭素粒子のサイズ及びそれに結合した結合剤の量によって左右される。概して、炭素粒子が小さくなればなるほど、より大きい粒子を分散させるのに必要となる量に比べ少ない量の分散剤しか必要とされなくなる。いずれかの特定の場合において必要とされる分散剤の量を決定するためには、当業者は、粒子を分散させるのに充分な量が添加されるまで、結合した炭素粒子に対し量を少しづつ増加させながら分散剤を添加することから始めることができる。この分散剤の量が、分散剤の最小有効量である。炭素粒子の分散に不利な影響を及ぼすことなく、増加量の分散剤を添加することが可能であろう。粒子が分散した状態にとどまるようにするためには、必要とされるよりも１０パーセント多い量の分散剤を添加することができると思われる。かくして本発明の目的にとっては、本発明の組成物中で使用されるアニオン分散剤の量は、結合した炭素粒子を分散させるために有効な量でなくてはならない。例えば、アニオン分散剤は、組成物の約０〜約１０重量％，代替的には約０.０１〜約５重量％，代替的には約０.１〜約２重量％として存在しうる。
【００２８】
使用されるアニオン分散剤の量の実用的上限は、フィルムとして被着された後の組成物中の導電性固体を希釈することによって結果として得られた導電性コーティングの導電性を著しく阻害する量であるものと考えられる。
【００２９】
適切なアニオン分散剤としてはアクリルラテックス、アルカリ金属ポリアクリレートの水溶液及び類似の物質がある。ここで考慮される具体的分散剤としては、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）Ｉ−１９５５、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）Ｇ１１０及びＡＣＲＹＳＯＬ（商標）Ｉ−５４５分散剤があり、これらは全て、ペンシルベニア州PhiladelphiaのRohm and Haas Co. から市販されている。ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）分散剤は単独でも一緒にしても使用可能である。
【００３０】
緩衝液
本発明の組成物及び方法は、広いｐＨ範囲にわたって実施できるものである。当該組成物は、約４〜約１４の範囲内のｐＨを有することができる。代替的ｐＨ範囲は、約９〜約１１であり、もう１つは約９.５〜約１０.５であり、さらにもう１つは約１０.７〜約１１である。
【００３１】
好ましくは、ｐＨはｐＨ緩衝液により維持される。緩衝液は、本発明の組成物で多数のプリント板が処理されるにつれて実施中に発生し得るようなｐＨの変化を排除するか又は最小限におさえることにより機能する。一定の又はほぼ一定のｐＨに維持することにより、組成物をプリント板相互の間で確実に再現性あるものにすることができる。緩衝系を用いるもう１つの利点は、単数又は複数の緩衝液成分の常態を測定し調整して適切なプロセス制御を維持することができるということにある。
【００３２】
好ましい範囲内のｐＨは、炭酸塩−重炭酸塩緩衝液により提供され得る。リン酸塩、酢酸塩、ホウ酸塩、バルビタールなどといったようなその他のｐＨ緩衝系の使用も当該技術分野において周知である。緩衝液のアニオンは、ナトリウム、カリウム、又はリチウムといったようなアルカリ金属カチオン又はアンモニウムカチオンといったあらゆる適切なカチオンと結びつくことができる。
【００３３】
クリーニング／コンディショニング
本発明は、非導電性基板のクリーニング又はコンディショニングの両方のために単一の処理を使用することによって実施することもできる。組合せ型のクリーナ／コンディショナを作ろうとする場合、クリーニング用成分をコンディショナに添加することができる。コンディショナ配合物のために先に明示した成分以外に、ここで考慮される主要なクリーニング用成分は、非イオン界面活性剤、グリコール又はキレート化剤のうちの１種又は２種以上のものである。
【００３４】
ここで考慮される非イオン界面活性剤には以下のものとそれらの組合せが含まれる。
TERGITOL 15-S-9
TERGITOL 15-S-15
NEODOL 25-12
IGEPAL CO730
IGEPAL CO887
TERGITOL NP-15
MIRANOL 2M-CA
MIRANOL 2M-CT
MIRANOL CM-SF
MIRANOL J2M-SF
MIRANOL S2M-SF
ここで考慮されているアルキレングリコールには、１〜４炭素のアルキレングリコール及びその２量体及びオリゴマーが含まれる。ここ中で考慮される具体的アルキレングリコールにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及びかかる物質の混合物が含まれる。
【００３５】
ここで考慮されるキレート化剤には、例えばナトリウムＥＤＴＡ（Ｎａ4ＥＤＴＡ）といったエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）のアルカリ金属塩が含まれる。その他の適切なキレート化剤も、当業者であれば容易に見い出すことができる。
【００３６】
図１及び２を参照すると、基板のクリーニング及びコンディショニングは、クリーナ／コンディショナを含有する浴の中に適切な基板を入れ、次にリンス工程が続き、その後ＳＨＡＤＯＷ（商標）１又はＳＨＡＤＯＷ（商標）２といったような炭素コーティング組成物とそれに続く電気メッキ工程を行なう、段階的手順の一部を成す。
【００３７】
本発明によるクリーナ／コンディショナ及びコンディショナは、発明者らがボイド形成に関連すると考えているブローホールの問題を低減させることがわかっている。
【００３８】
ボイドは、基板に対し塗布される導電性コーティングが何らかの形で不充分であるために発生すると考えられている。例えば黒鉛コーティングといったような導電性コーティングが基板を適切に被覆できない場合、導電性コーティングの銅電気メッキは結果としてボイドを発生させる。ボイドを回避するためには、導電性コーティングは基板に対し均等にかつ一貫して塗布され、所定の場所にとどまらなくてはならない。基板の表面に対する導電性コーティングの付着性及び被覆率は、ブローホールの出現を最小限におさえる上で重要な要因であると考えられている。
【００３９】
本発明は、本発明の組成物がなぜスルーホールの表面に対する炭素コーティングの被覆率及び付着性を改善させるかについて、何らかの理論によって制限されるわけではないが、発明者らは、組成物が次のように機能すると考えている。すなわち、組成物がスルーホールの非導電性表面と接触させられると、組成物の薄層は、基板の表面とのきわめて非共有結合的な相互作用によって表面に付着するものと考えられる。
【００４０】
導電性炭素組成物が本発明の組成物での処理を受けた基板と接触させられると、炭素は、優れた被覆率を達成するため連続して均等な形で表面に付着する。導電性炭素層のその後の銅電気メッキは、ほとんど又は全くボイドを生成しない。本発明の銅メッキされたスルーホールのはんだ付けは結果として、ブローホールの問題をほとんど又は全くひき起こさない。
【００４１】
クリーニング及びコンディショニング剤の有効性を調べるための１つの方法は、高温油の熱衝撃試験を行なうことによるものである。高温油は、銅メッキされた基板特に銅メッキされたスルーホールの望ましくないボイドを検出する方法を提供するため、熱はんだに置換わるものである。銅メッキされたスルーホールは、高温油と接触させられ、熱衝撃は、あらゆるボイド内に捕捉された水分を蒸発させる。高温油試験の対象となるスルーホール及びヴァイアは、薄片に切り、ボイドについて顕微鏡で検査することができる。代替的には、プリント配線板が処理されるのと同様にスルーホールを従来通りに電気メッキすることができ、その後、スルーホールはプリント板を切断することによって薄片に切られ、メッキされたスルーホールを顕微鏡検査の下で固まり（lumpiness）、剥れ（pullaway）、及びボイドについて評価される。
【００４２】
本発明のクリーニングコンディショニングプロセスの有効性は、背面照明技術を用いて黒鉛の被覆度を調べることによって一部評価され、随伴するブローホール評価を伴う高温油試験手順によってさらに評価される。
【００４３】
背面照明技術
背面照明技術においては、１〜１０又は１０％〜１００％の範囲にありうるバックライト値に関して被覆度を調べるために、低拡大率で処理済み基板が検査される。
【００４４】
高温油試験手順
高温油試験手順及び付随するブローホール評価は、ここでは、１つのクリーナ／コンディショナ配合物であるＳＨＡＤＯＷ（商標）２黒鉛分散液に関して説明される。高温油試験手順及び付随するブローホール評価は、「ＳＨＡＤＯＷ（商標）浴」を提供するためのＳＨＡＤＯＷ（商標）２（８％）１部（Electrochemicals Inc. から入手可）及び１部のＤＩ（脱イオン水）、マイクロエッチ溶液すなわち７５ｇ／ｌの過硫酸ナトリウムと１％ｖ/ｖの硫酸、１５％ｖ/ｖのAcid Cleaner ７Ａ（Electrochemicals Inc. から入手可）を別々に１リットル量（ＤＩを伴う）作ることによって実施できる。これらの溶液に銅フックにかけた１〜４個のクーポン（すなわち基板）を手で入れ、表４に列挙された工程を実施する。
【００４５】
【表１】
0005005867.tif 000002
【００４６】
ブローホール評価
表４の工程１２が完了した後、ガスが発生する孔の数を測定するべくブローホール評価が実施される。精確な計数を確保するため、ＶＣＲ及びカメラを使用することができる。ブローホール評価は以下のように実施することができる。
（ｉ）  クーポンを被覆するのに充分な量の油（この油のための供給源等）を加熱する（２３５℃まで加熱する）。撹拌棒を用いて油を撹拌する。
（ｉｉ）  ＶＣＲと共に適切なカメラを設置し、加熱された油に焦点を合わせることによりカメラの焦点をチェックする。カメラ及びＶＣＲを始動する。
（ｉｉｉ）  撹拌棒をオフに切換え、トング及び保護用顔面マスクを用いて、高温油の中にクーポンを入念に入れる。約５秒間カメラを用いてクーポンを記録する。
（ｉｖ）  高温油からクーポンを取り出す。記録を停止する。
（ｖ）  ＶＣＲテープを巻戻し、３秒（±１／３０秒）の間隔で前送りすることによってモニターで記録を再生する。ガスの発生した孔の数及び合計孔数を計数する。「高温油試験％」の結果は、以下のように計算される。
【００４７】
高温油試験％＝〔（ガス発生孔数）÷（合計孔数）〕×１００
以下の例は、本発明の特定的ではあるが制限的意味のない実施形態に相当する。
【００４８】
例１
ＳＨＡＤＯＷ（商標）１コロイド黒鉛分散液で達成された被覆度に対する粘結剤を伴う及び粘結剤を伴わない異なるクリーニング及びコンディショニング剤（「ＣＬ／ＣＯＮＤ」）の効果を調べた。配合物及び得られた観察結果は、表２に記されている。
【００４９】
【表２】
0005005867.tif 000003
【００５０】
*１＞  「配合物」欄中の「％」値は、浴で使用される販売されている状態のクリーナ／コンディショナの割合を表し、これは全ての例にあてはまる。
*２＞  脱イオン水であり、全ての例にあてはまる。
*３＞  実際には、作業用クリーナ／コンディショナは１４０°Ｆ〜１６０°Ｆ（６０℃〜７１℃）の範囲内に維持された。これは全ての例にあてはまる。
【００５１】
例２
ミシガン州Port Huron, P.O.box 611757のAcheson Colloids Company、ニュージャージー州AsburyのAsbury Graphite Mills Inc.により販売されているＡＱＵＡＤＡＧ Ｅで達成される被覆度に対する粘結剤あり及び粘結剤なしの異なるクリーニング及びコンディショニング剤（「ＣＬ／ＣＯＮＤ」）の効果を調べた。配合物及び得られた観察結果は表３に記されている。
【００５２】
【表３】
0005005867.tif 000004
【００５３】
例３
ＳＨＡＤＯＷ（商標）１及びＳＨＡＤＯＷ（商標）２の配合物を用いた異なるクリーニング及びコンディショニング剤（「ＣＬ／ＣＯＮＤ」）の効果を調べた。配合物と得られた観察結果は、表４に記されている。
【００５４】
【表４】
0005005867.tif 000005
【００５５】
【表５】
0005005867.tif 000006
【００５６】
以上の例は、炭素含有が適用される前に適用されるクリーナ／コンディショナ又はコンディショナ配合物に対して上で明らかにしたとおりの粘結剤及び／又は分散剤を添加することによってさらに良好な被覆率及びより少ないブローホールを得ることができるということを示している。
【００５７】
本発明は以上で好ましい又は例示的な実施形態及び実施例に関連づけて記述されているが、これらは、網羅的である又は本発明を制限することを意図されたものではない。むしろ本発明は、特許請求の範囲によって規定されているような、本発明の精神及び範囲内に内含される全ての変形形態、修正及び等価物を網羅することが意図されたものである。
【図面の簡単な説明】
以下は、本発明の例示を目的とし、それを制限することを目的とせずに提示される図面の簡単な説明である。
図１は、本発明の１つの側面を描いた概略的流れ図を示す。
図２は、本発明の１つの側面における化学的工程を示す。
【図１】
0005005867.tif 000007
【図２】
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