(57)【要約】  導体が銅から製造された後にさらなる処理が続く、電子部品、特にプリント回路基板の導体の耐腐食性を改善する方法において、さらなる処理に先立って導体が予備処理を受け、導体の表面上に存在するイオンまたはイオン不純物は、浄化処理によって除去され、および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いて処理され、それによって、改善された耐腐食性を有する導体および／またはプリント回路基板の製造が、特により高湿および随意的により高温の雰囲気で使用されるときに可能になる。
2012503864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品、特にプリント回路基板の導体の耐腐食性を改善する方法であって、導体が銅から製造された後にさらなる処理が続き、導体がさらなる処理に先立って予備処理を受け、導体の表面上に存在するイオンおよび／またはイオン不純物が、浄化処理によって除去され、および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いて処理されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
浄化処理が、少なくとも１つの還元またはエッチング組成物を用いて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
浄化処理に硫酸が使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
浄化処理に、硫酸と、過酸化水素、ギ酸、塩酸、フェノールスルホン酸などからなる群より選択された付加的還元剤との混合物が使用されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
錯化組成物としてアンモニアが使用されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
たとえばＥＤＴＡ、酒石酸水素カリウム、エチレンジアミン、ニトリロ三酢酸など、少なくとも１つの有機錯化組成物が使用されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が噴霧法において実行されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が、５０℃未満、特に４０℃未満の温度で、少なくとも１秒、特に少なくとも１０秒にわたって実行されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理が実行された後に、保護層が導体に塗布されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
有機保護剤、特に有機銅表面保護剤が、はんだ付け性を保持するための保護層として塗布されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理および／または保護層の塗布の実行に続く、最大４８時間、特に最大１０時間の期間の後に、さらなる処理が実行されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品、特にプリント回路基板の導体の耐腐食性を改善する方法に関し、導体が銅から製造された後に、さらなる処理が続く。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板の製造に関連して導体路の形成に続くさらなる処理は、たとえば、さらなる層もしくは素子を用意および塗布するための、もしくはプリント回路基板層を構成するための、はんだマスクの塗布および硬化、またはさらなるもしくは付加的プリント回路基板層の配置もしくは形成を含んでもよい。特にそのようなプリント回路基板の寸法、特に厚みがさらにますます減少し、場合によっては導体路の寸法および導体路間の距離もさらに減少する中で、個々の重複するプリント回路基板層の導体路の間で、特に湿気および高温の条件下で使用されるときに、以下に指摘される問題が発生する場合もある。
【０００３】
プリント回路基板の製造に関連して、およびそのようなプリント回路基板の使用に先立って、プリント回路基板に数多くの試験を受けさせることが知られており、具体的には、湿気条件下で、および必要であれば、周囲温度に対して上昇した温度を含む条件下で、使用されるプリント回路基板は、いわゆるＨＡＳＴ（高加速ストレス試験：Ｈｉｇｈ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｔｅｓｔ）を受ける。このような試験において、試験対象のプリント回路基板はたとえば、周囲圧力よりもわずかに高い、たとえば１．２バールの圧力の下で、１１０℃の周囲温度および８５％の相対湿度で少なくとも２６４時間の間、１０Ｍオームを超える抵抗に耐えなければならない。このような試験条件の下で、および一般的には、高湿および高温の条件下での使用中に、従来の製造方法によって製造された複数のプリント回路基板が、特に銅を含む導体路の形成後に、腐食の影響を受けることがわかっており、これはプリント回路基板のますます複雑化する構造のため、たとえば厚みが減少し、そのため特に、これに応じて相互距離も５０マイクロメートル未満に減少し、たとえば、プリント回路基板の部分の接触のための、これに続くはんだマスクの塗布またはさらなるプリント回路基板層の塗布が、この後にもたらされる。この理由によって、このようなプリント回路基板がその後、特に高湿度および場合によっては高温の雰囲気で使用されるときに故障することになり、これはたとえば、上述の試験において発生し、このような高湿および場合によっては高温の条件下での長期間使用のための点検をシミュレートすることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の最小限の試験期間の満了に先立って、または上記で特定された好ましくない条件の下でこのようなプリント回路基板を使用している間に、短絡回路の形成などを伴う、このような不良は特に、具体的には相互間のわずかな距離を含む導体路の間の、デンドライトの形成およびひいては電子に基づく導電性、または銅フィラメントの形成およびひいてはイオンに基づく導電性に起因する。しかしながら、かなり長い間知られて記載されてきた、ならびにますます短い導体距離および場合によってはさらに小さい導体厚で、このような点検または試験に合格せずに撥ねてきた製品の大部分の原因となった、これらの知られている現象およびメカニズムを回避する方法は、提案されていない。
【０００５】
したがって、本発明は、そのようなプリント回路基板の使用のオプションが、特に高湿環境において改善され、ＨＡＳＴのような試験を成功裏に完了または合格するためのオプションが増加する一方で不合格部分が減少するという主旨の、電子部品、特にプリント回路基板の導体路の耐腐食性の改善を可能にする、当初定義された類の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】
【０００６】
これらの目的を解決するために、当初定義された類の方法は基本的に、さらなる処理に先立って導体が予備処理を受けることを特徴とし、導体の表面上に存在するイオンおよび／またはイオン不純物は、浄化処理によって除去され、および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いて処理される。この点において、本発明によれば、予備処理は、さらなる処理に先立って、および具体的には、はんだマスクの塗布またはさらなるプリント回路基板層の形成に先立って、導体または導体路に提供され、この予備処理において、導体路の表面上に存在するイオンまたはイオン不純物が浄化処理によって除去されるか、または導体路が少なくとも１つの錯化組成物で処理され、この処理または予備処理の後に、導体路の表面に、実質的に金属銅または銅錯体を提供することができるようになり、その存在は特に、これに続く処理ステップにおいて、たとえばはんだマスクの塗布の間または後に、およびはんだマスクの硬化のために印加されるような高温での、酸化銅の形成を回避または大きく減少させることになる。たとえばＨＡＳＴの実行およびＨＡＳＴの試験の最中など、高温および高湿の条件下でこのようなプリント回路基板を使用するとき、このような酸化銅はその後、銅製フィラメントおよび／またはデンドライトの形成または成長の上述のメカニズムを促進する微小環境を形成または提供して、そのような導体またはそのような導体を含むプリント回路基板がさらなる結果においてそれぞれの要件を満たさないようにする。本発明によって提供される浄化処理によって、導体の表面上の銅イオンおよび／またはイオン不純物の大部分が除去され、たとえばその後の処理または処理ステップの間、銅イオンの大きな不足のために特に酸化銅の形成が大きく防止または回避されるようになっており、さらなる結果としてデンドライトまたは銅製フィラメントの形成の上述の現象またはメカニズムに必要な好ましい条件が、提供されないか、もはや提供されないようにする。同様にして、錯化組成物を用いた処理によって、導体路の表面上に存在する銅イオンの数を同様に著しく減少または最小化することが可能になっており、さらなる結果として、特に高い相対湿度の雰囲気での使用中に、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長に伴う問題を同様に回避して、それぞれの点検または試験の成功裏の完了を可能にするようにしている。さらに、導体路の近傍、特に誘電体上に、場合によって提供されるかまたは存在する遊離銅イオンでさえ、イオン除去洗浄液および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた提案された処理によって除去され、たとえば誘電体の表面にもともと存在していたそのような遊離銅イオンがその後、特に隣接する導体路の間の小さな相互距離の領域において、デンドライトまたは銅製フィラメントの形成に好ましい条件をもはや提供することができなくなるようにすることが、予想される。
【０００７】
このようにして、さらなる処理に先立って、単純な浄化ステップおよび／または錯化組成物を用いた処理を提供することによって、金属銅または銅錯体を実質的に含む銅製導体路表面および、いかなる場合も、著しく減少した数の遊離銅イオンおよび／またはイオン不純物を利用可能にすることができ、その後の処理ステップ、および具体的には高温でのその後の処理において、酸化銅の形成のための土台がもはや存在しなくなるようにする。このような予備処理ステップは、たとえば、知られている浄化ステップと組合せられ、または大部分が置き換えられることが可能であり、既存のプリント回路基板製造工場が、特に前記改善された耐腐食性を実現するために変更される必要がなく、特に浄化処理に使用される材料または物質のみが、部分的に置き換えられるかまたは補完されるだけでよくなる。
【０００８】
導体路の表面上に存在する遊離イオンおよび／またはイオン不純物の適切で確実な除去を実現するために、本発明による方法の好適な実施形態により、少なくとも１つの還元またはエッチング組成物を用いて浄化処理が行われることが提案される。このような還元またはエッチング組成物は、誘導体上で、導体路の表面上および随意的にそのような導体路の近傍での、たとえば水酸化銅などの、遊離イオンおよび場合によってはイオン不純物の、確実な除去を可能にし、これに関連して、本発明による方法のさらに好適な実施形態により、浄化処理に硫酸が使用されることが提案される。導体路の表面を除去することによって所望の浄化効果を実現するために、および通常は小さい厚みおよび／または高さを有する導体路を考慮して、この点において、最大濃度３５％で硫酸が使用されることが、さらに提案される。
【０００９】
必要であれば、遊離イオンの除去と同時に除去されるべき、先行する処理ステップで使用された材料を随意的に考慮しながら、導体路の表面上に存在するイオンおよび／またはイオン不純物の浄化処理または除去効果をさらに改善するために、さらに好適な実施形態により、硫酸と、過酸化水素、ギ酸、塩酸、フェノールスルホン酸などからなる群より選択された付加的還元剤との混合物が浄化処理に使用されることが提案される。このような付加的還元および／またはエッチング剤は、プリント回路基板の処理または加工で少なくとも部分的に知られており、すでに上記で指摘されたように、本発明による方法もまた、たとえば提供されるべき浄化ステップに置き換えまたはこれを補完するために、既存のプリント回路基板製造工場で使用されることが可能となる。
【００１０】
銅錯体の形成に関連して、さらに好適な実施形態により、錯化組成物としてアンモニアが使用されることが提案される。このような銅錯体の形成は、表面上に存在する遊離イオンおよび／またはイオン不純物が、特に非常に安定した錯体の形成によって除去または置換されることを再び保証し、すでに上記で指摘されたように、特に酸化銅の形成のための必要条件が、さらなる処理ステップに関連して再び劣化するようになっている。その結果、デンドライトまたは銅製フィラメントの形成または成長のための必要条件はその後、特に高湿環境において本発明による方法によって製造されたそのようなプリント回路基板を導入または使用するときに、減少または最小化され、製造されたプリント回路基板の品質は、こうして著しく改善される。
【００１１】
アンモニアを使用した銅錯体の形成の代わりに、特に有機銅錯体が導体路の表面上形成されることも可能であり、これに関連して、さらに好適な実施形態により、たとえばＥＤＴＡ、酒石酸水素カリウム、エチレンジアミン、ニトリロ三酢酸など、少なくとも１つの有機錯化組成物が使用されることが提案される。
【００１２】
本発明による方法の特に単純な実現のために、本発明による方法の好適なさらなる展開に対応するように、浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が噴霧法において実行されることが提案される。
【００１３】
所望の浄化または錯化層の形成を実現するために、さらに好適な実施形態により、浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が、５０℃未満、特に４０℃未満の温度で、少なくとも１秒、特に少なくとも１０秒にわたって実行され、比較的低温の短時間処理で済むようにすることが提案される。
【００１４】
すでに上記で指摘されたように、表面上に存在する遊離イオンもしくはイオン不純物を除去するための浄化処理によって、および／または錯体を形成することによって、とりわけさらなる処理ステップにおいて、特に高温で、特に酸化銅の形成を著しく減少または最小化する導体表面構造を提供することが可能である。結果的にデンドライトまたは銅製フィラメントの形成を防止または少なくとも著しく減少することになる、表面上でのこのような酸化銅の形成の防止を視野に入れて表面特性をさらに改善するために、本発明による方法のさらに好適な実施形態により、浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理を実行してしまった後に、保護層が導体に塗布されることが提案される。実質的に金属導体表面または非常に安定した錯体を含む銅体表面を提供してしまった後には、このように、高湿環境でこのようなプリント回路基板を使用するときにデンドライトまたは銅製フィラメントの形成の減少または回避をさらに改善するように、特に酸化銅の形成に関連する導体路の表面の付加的封止を提供することが実現可能である。これに関連して、さらに、本発明による方法のさらに好適な実施形態に対応するように、有機保護剤、特に有機銅表面保護剤が、はんだ付け性を保持するための保護コーティングとして塗布されることが提案される。
【００１５】
高湿環境での完成回路基板のその後の使用においてデンドライトまたは銅製フィラメントの形成をさらに最小化するために、さらに好適な実施形態により、浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理および／または保護層の塗布の実行に続く、最大４８時間、特に最大１０時間の期間の後に、さらなる処理が実行されることが提案される。浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理および／または保護層の塗布の実行後、本発明によって提案された４８時間の最大期間を観察することによって、保護層の塗布によって随意的に保護される、金属表面、または安定した錯体を備える表面を提供する所望の好ましい特性が、その後の処理ステップの間も維持されることが保証される。さらなる処理の前に指示された時間を超過するときは、随意的に短縮された期間においてではあるが、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長を防止するための所望の好ましい特性をその後も維持または提供するために、新たな浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理が有利に実行されるべきである。
【００１６】
以下に、本発明による方法の例示的実施形態によって、本発明がより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】プリント回路基板の従来の処理と比較してより良くＨＡＳＴに合格するための、本発明による方法を使用する処理によって実現される改善が明らかとなる図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
初めに、高湿環境でのプリント回路基板のその後の使用を伴う知られている製造方法において、たとえば、１１０℃の温度および８５％の相対湿度でのＨＡＳＴの実行中に、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長が短絡回路によるこのようなプリント回路基板の故障を引き起こすメカニズムが簡単に説明されるべきである。
【００１９】
たとえば、小さい幅およびそれに応じた、たとえば５０マイクロメートル未満の、小さい相互距離を含む、銅のプリント回路基板の導体路の製造の後、たとえばＮａＯＨを用いた光剥離の後、導体路の表面上に、または導体路を包囲する誘電体の表面上のすぐ近傍に、遊離銅イオンまたはＣｕ（ＯＨ）２が存在することになる。その後の処理ステップ、たとえばはんだマスクの塗布および通常は８０℃を超える温度でのはんだマスクのその後の硬化に先立つ予備洗浄の間、水酸化銅が酸化銅に反応し、前記酸化銅は、水酸化銅よりもはるかに表面から分解および除去しにくいほど硬い。
【００２０】
導体路および導体路を含むプリント回路基板の製造後に、このような酸化銅がその後高湿環境および、たとえばＨＡＳＴによる点検の間に起こるように、場合によっては高温に曝露される場合、そのような酸化銅は、銅製フィラメントおよび／またはデンドライトの成長または形成を促進する微小環境を提供または形成することができる。このような銅製フィラメントおよび／またはデンドライトはその後、これらの試験の間、または一般的には高湿条件の下で使用されるときに、相応の小さい相互距離を含む導体路の間の短絡回路、ひいてはこのようなプリント回路基板の全体的な故障を生じさせることになる。
【００２１】
対照的に、本発明による方法は、特に高温の下でのさらなる処理に先立って、および特にはんだマスクの塗布またはさらなるプリント回路基板層の塗布およびその後のはんだマスクの硬化に先立って、遊離銅イオンまたは、必要であれば、すでに形成された水酸化銅など、不純物からのイオンが、導体路の表面から、および必要であれば導体路の近傍からも、誘電体からも、除去されることを可能にする予備処理を提供する。さらに、このようにして、その後の処理ステップおよび、特に高温および高湿への曝露に先立って、上記で指摘されたように、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長にとって好ましい条件を提供し、そのため特に高湿環境で使用されるときにこのようなプリント回路基板のその後の故障を引き起こす、特に酸化銅の形成を防止または大きく減少させることが可能となる。
【００２２】
その後の処理ステップにおいて、特に酸化銅のこのような形成を防止するために、３つのグループの処理プロセスが以下に詳細に説明されるが、これらは個別に使用されると、各々、以下に詳細に説明される、図１に示される図からもわかるように、電子部品および、特にプリント回路基板の導体路の、耐腐食性強化に関連して、すでに著しい改善を提供することになる。以下に示されるプロセス管理のうちの少なくとも２つの累積塗布によって、耐腐食性の改善に関して実現可能な結果は、相応に強化されることになる。
【００２３】
１．還元またはエッチング組成物を使用する洗浄処理
水または酸または低濃度のエッチング溶液で導体路を洗浄する代わりに、知られている方法の場合と同じように、たとえば、銅イオンまたは水酸化銅のような銅イオン不純物を含まず、そのため金属銅を実質的に提供する、導体路表面を提供するための、以下の洗浄またはエッチング溶液の使用が提案される。以下に述べられる洗浄液については、使用される酸が濃縮された形態で存在することが期待される。
【００２４】
以下の溶液は、温度、処理時間、塗布タイプなどに関して、各溶液について付加的なパラメータがさらに示されている、洗浄またはエッチング溶液として提案される。
【００２５】
ａ）浄化溶液１
Ｈ２ＳＯ４：５．５％
ＨＣｌ：５．５％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は２５℃の温度で３０秒にわたって行われる。
【００２６】
ｂ）浄化溶液２
Ｈ２ＳＯ４：２％
ＨＣｌ：２％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は３０℃の温度で６０秒にわたって行われる。
【００２７】
ｃ）浄化溶液３
Ｈ２ＳＯ４：２．５％
ＨＣｌ：１％
ギ酸：１％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は４０℃の温度で２０秒にわたって行われる。
【００２８】
ｄ）浄化溶液４
Ｈ２ＳＯ４：４％
ＨＣｌ：１％
ギ酸：１．５％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は４０℃の温度で３０秒にわたって行われる。
【００２９】
ｅ）浄化溶液５
モノ過硫酸カリウム：１％
Ｈ２ＳＯ４：２．５％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は３２℃の温度で３０秒にわたって行われる。
【００３０】
このように、低い酸濃度または部分のみを有し、比較的低い温度および短い処理時間で所望の浄化効果を提供する溶液を取り扱うことが可能である。処理時間をさらに短縮し、望ましい場合、方法を加速するために、相応により高い酸濃度または部分が使用されてもよい。
【００３１】
少なくとも硫酸を含む浄化もしくはエッチング溶液または組成物を用いたこのような処理の後に、銅イオンまたはイオン不純物を実質的に含まない金属銅体表面、ならびに銅イオンまたは隣接する誘電体の不純物を含まない表面が提供される。
【００３２】
たとえばはんだマスクの塗布およびたとえば８０℃を超える高温での硬化、または付加的もしくはさらなる回路基板層の塗布など、特に高温の、その後の処理ステップに続いて、遊離銅イオンおよび、特に水酸化銅が存在しないため、表面上で酸化銅形成が生じることはなく、導体路またはこのような導体路が設けられたプリント回路基板を完成すると、高湿および場合によっては高温の環境で同じものを使用していても、わずかに離間した導体路の間の短絡回路の形成のため、通常はこのようなプリント回路基板の故障を生じるデンドライトまたは銅製フィラメントの成長が、その後大きく減少または完全に回避されるようになっている。
【００３３】
２）銅イオンの錯化
ａ）たとえばＣｕ（ＮＨ３）＋など、安定した錯体を形成するための、アンモニア（たとえば５％）を用いた導体路の表面の処理。
これを行う際に、８．７から９．７の間のｐＨを有する水性アンモニア溶液が使用され、ｐＨの調整は濃縮ＮＨ３を用いて達成される。錯化は、２５℃で３０秒の噴霧法によって実行される。
ｂ）たとえばＣｕ（ＣＮ）２−など、その他の銅錯体の形成
ｃ）有機錯体の形成
ｄ）ＥＤＴＡ、酒石酸水素カリウム、エチレンジアミン、ニトリロ三酢酸などの、少なくとも約１％溶液の使用
酒石酸水素カリウムを用いた処理では、２５℃の処理温度で１％溶液が使用され、処理は噴霧法で３０秒間実行される。
【００３４】
このように安定した錯体を形成することによって、グループ１で提案された浄化溶液のうちの１つを使用する浄化処理における金属銅の形成または提供と同様に、たとえば、高湿および高温環境で使用されるときの酸化銅の形成によって、その後短絡回路によってそのようなプリント回路基板の故障を引き起こす、デンドライトまたは銅製フィラメントの形成が生じることが、その後防止される。
【００３５】
３．保護層の形成または塗布
導体路を保護し、特に酸化銅を防止するための保護層の塗布に関連して、たとえば、特に二段階方法において、第一ステップにおける銅を含む導体表面の予備処理または予備コーティングを実行し、その後すぐに有機保護剤、特に有機銅表面保護剤の保護層が、はんだ付け性を保持するために第二ステップで塗布されることが知られている。有機保護層を塗布することによって、前記予備処理は、この後に付加的に塗布される保護剤に関する銅製導体路の選択性を付与し、ここで耐腐食性の所望の増加が、図１に示される図によって後に詳細に説明されるように、有機プレコートを塗布する予備処理を実行するのみによって、すでに実現されるであろうことが示されている。
【００３６】
このような保護層も同様に、酸化銅の形成を防止するのみならず、その後の方法または処理ステップのｐＨを調整するために使用可能でもある。
【００３７】
現在、このような保護層の形成または塗布は、たとえば導体路のはんだ付け性の維持に関連して知られており、このタイプの方法および、特に二段階方法が採用または利用されている。
【００３８】
さらに、保護層または少なくともプレコートのこのような形成または塗布の使用は、それ自体知られているそのような二段階方法に関連して、図１に示されるような耐腐食性の付加的な改善をさらにもたらす、複数の点検によって証明されたような、耐腐食性を向上するための好ましい条件をその後提供するために、たとえば製造された導体路の表面に隣接する微小環境でのｐＨの変化、イオン強度の変化などを可能にする。少なくとも部分的に意外な方法で、はんだ付け性を維持または強化することを特に目的とする、保護層を形成するための現在知られている方法はこのように、この方法で製造または処理されたプリント回路基板のさらなる処理可能性および使用、ならびに、特に、湿気環境におけるその耐腐食性を改善する、さらなるパラメータを調整またはこれに影響を及ぼすためにも、使用され得る。
【００３９】
図１に示される図は、その後に示される処理ステップによる、プリント回路基板の導体路の処理の様々な例示的実施形態について、各々の棒グラフにおいて、以下に挙げられる処理の後に実施例に応じて試験されるプリント回路基板がＨＡＳＴに合格したパーセンテージを示す。
【００４０】
銅製導体路の形成および随意的にその後の処理ステップの後の以下の処理が、図１に示される個々の実施例について実行された。示されている浄化溶液または錯化操作および保護層の形成は各々、ポイント１、２、および３の下で先に記載されたそれぞれのプロセス管理および溶液を指す。
【００４１】
実施例１：
浄化溶液４
【００４２】
実施例２：
浄化溶液４＋浄化溶液５＋錯化２ａ＋有機保護層（ポイント３、プレコートによる予備コーティング）
【００４３】
実施例３：
浄化溶液１＋浄化溶液２＋錯化２ａ＋有機保護層（ポイント３によるプレコート）
【００４４】
実施例４：
浄化溶液５＋錯化２ａ
【００４５】
実施例５：
浄化溶液１＋浄化溶液２
【００４６】
実施例６：
浄化溶液４＋浄化溶液５＋錯化２ａ＋有機保護層（ポイント３によるプレコート）＋ポイント３による有機保護層
【００４７】
実施例７：
上記に詳しく指示されたようなグループ１から３の少なくとも１つのいずれの溶液または方法ステップも用いない、導体路の形成後の、プリント回路基板の従来の処理。
【００４８】
図１による説明より、本発明による少なくとも１つの方法ステップを使用するときに、ＨＡＳＴを使用するときの試験合格サンプルのパーセンテージの著しい改善が実現されることが明らかである。
【００４９】
実際に、実施例７による従来の方法の条件を使用すると、サンプルの約２５％がＨＡＳＴに合格し、その一方で、すでに少なくとも１つの浄化溶液を使用するたった１つの処理の適用は、実施例１および５からわかるように、少なくとも７５％までの改善をもたらすことが示されている。
【００５０】
実施例４による錯化ステップをさらに提供すると、ＨＡＳＴに合格するサンプルのパーセンテージは８５％まで増加することが可能である。
【００５１】
さらなる改善は、ポイント３で述べられた二段階方法によってプレコートの形態の少なくとも１つの有機保護層および追加有機層をさらに提供することによって実現され、ここで実施例２、３、および６の比較は、実施例２において、最良の結果がプレコートとして有機保護層を使用する場合にのみ実現されることを明らかにし、それによって１００％の合格サンプルのパーセンテージが実現された。
【００５２】
図１で示されたパーセンテージに関して、さらに、ＨＡＳＴによる点検が、実施例１から７によって取り扱われる複数のサンプルについて各々実行され、少なくとも５０のサンプルが例示的実施形態１から６による各例示的実施形態のパーセンテージを決定するために点検を受けており、３５のサンプルが実施例７のために検査されていることに、留意されたい。
【００５３】
このように図１より、電子部品、および特にプリント回路基板の導体路の耐腐食性の著しい増加が、たとえば標準化ＨＡＳＴによって検査されるように、導体路の表面上に存在するイオンまたはイオン不純物を除去するための浄化処理の形態の予備処理を提供または使用することによって、すでに実現されることが明確にわかる。
【００５４】
さらに、錯化ステップおよび随意的にプレコートの形態の有機保護層の形成のさらなる実行が、ＨＡＳＴに合格するサンプルのパーセンテージのさらなる強化、または増加からわかるように、耐腐食性のさらなる改善を提供し、それによって、特に、浄化溶液の組合せおよびプレコートという意味での有機保護層を形成するための錯化ステップの使用が全てのサンプルをＨＡＳＴに合格させることが明らかである。
【００５５】
導体路の保管の間に環境による影響を回避するために、ポイント１）から３）で提示された方法の少なくとも１つの実行に続く連続処理のため、最大４８時間、より有利には１０時間の期間を置いた後にさらなる処理を実行するように、意図される。
【００５６】
そのさらなる処理に先立ってこのような期間を超過した場合には、その後の方法ステップの間に酸化銅の形成を回避するために、ポイント１）から３）の少なくとも１つによるそれぞれのプロセス管理は、短縮された期間内に少なくとも繰り返されるべきである。
【図１】
2012503864.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月13日(2010.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品、特にプリント回路基板の導体の、耐腐食性を改善する方法に関し、導体が銅から製造された後に、さらなる処理に先立ってこれらは予備処理を受け、導体の表面上に存在するイオンおよび／またはイオン不純物が浄化処理によって除去される。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板の製造に関連して導体路の形成に続くさらなる処理は、たとえば、さらなる層もしくは素子を用意および塗布するための、もしくはプリント回路基板層を構成するための、はんだマスクの塗布および硬化、またはさらなるもしくは付加的プリント回路基板層の配置もしくは形成を含んでもよい。特にそのようなプリント回路基板の寸法、特に厚みがさらにますます減少し、場合によっては導体路の寸法および導体路間の距離もさらに減少する中で、個々の重複するプリント回路基板層の導体路の間で、特に湿気および高温の条件下で使用されるときに、以下に指摘される問題が発生する場合もある。
【０００３】
上記で述べられたような種類の方法は、たとえば米国特許第６２７７７９９号明細書または米国特許第５８１４５８８号明細書に記載されており、水性アルカリ浄化溶液を用いる浄化が、特に電子回路または導体パターンとともに導入される。さらに、欧州特許出願公開第１５８４７０８号明細書には、レーザーによって構成されている、プラスチック表面の処理の方法が記載されており、この表面は後に金属化される必要がある。
【０００４】
プリント回路基板の製造に関連して、およびそのようなプリント回路基板の使用に先立って、プリント回路基板に数多くの試験を受けさせることが知られており、具体的には、湿気条件下で、および必要であれば、周囲温度に対して上昇した温度を含む条件下で、使用されるプリント回路基板は、いわゆるＨＡＳＴ（高加速ストレス試験：Ｈｉｇｈ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｔｅｓｔ）を受ける。このような試験において、試験対象のプリント回路基板はたとえば、周囲圧力よりもわずかに高い、たとえば１．２バールの圧力の下で、１１０℃の周囲温度および８５％の相対湿度で少なくとも２６４時間の間、１０Ｍオームを超える抵抗に耐えなければならない。このような試験条件の下で、および一般的には、高湿および高温の条件下での使用中に、従来の製造方法によって製造された複数のプリント回路基板が、特に銅を含む導体路の形成後に、腐食の影響を受けることがわかっており、これはプリント回路基板のますます複雑化する構造のため、たとえば厚みが減少し、そのため特に、これに応じて相互距離も５０マイクロメートル未満に減少し、たとえば、プリント回路基板の部分の接触のための、これに続くはんだマスクの塗布またはさらなるプリント回路基板層の塗布が、この後にもたらされる。この理由によって、このようなプリント回路基板がその後、特に高湿度および場合によっては高温の雰囲気で使用されるときに故障することになり、これはたとえば、上述の試験において発生し、このような高湿および場合によっては高温の条件下での長期間使用のための点検をシミュレートすることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６２７７７９９号明細書
【特許文献２】米国特許第５８１４５８８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１５８４７０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の最小限の試験期間の満了に先立って、または上記で特定された好ましくない条件の下でこのようなプリント回路基板を使用している間に、短絡回路の形成などを伴う、このような不良は特に、具体的には相互間のわずかな距離を含む導体路の間の、デンドライトの形成およびひいては電子に基づく導電性、または銅製フィラメントの形成およびひいてはイオンに基づく導電性に起因する。しかしながら、かなり長い間知られて記載されてきた、ならびにますます短い導体距離および場合によってはさらに小さい導体厚で、このような点検または試験に合格せずに撥ねてきた製品の大部分の原因となった、これらの知られている現象およびメカニズムを回避する方法は、提案されていない。
【０００７】
したがって、本発明は、そのようなプリント回路基板の使用のオプションが、特に高湿環境において改善され、ＨＡＳＴのような試験を成功裏に完了または合格するためのオプションが増加する一方で不合格部分が減少するという主旨の、電子部品、特にプリント回路基板の導体路の耐腐食性の改善を可能にする、当初定義された類の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】
【０００８】
これらの問題を解決するために、当初定義された種類の方法は基本的に、浄化処理の後に導体が少なくとも１つの錯化組成物を用いて処理されることを特徴とする。予備処理は、さらなる処理に先立って、および具体的には、はんだマスクの塗布またはさらなるプリント回路基板層の形成に先立って、導体または導体路に提供され、この予備処理において、導体路の表面上に存在するイオンまたはイオン不純物が浄化処理によって除去され、その後導体路は少なくとも１つの錯化組成物を用いて処理されるので、この処理または予備処理の後に導体路の表面に、実質的に金属銅または銅錯体を提供することができるようになり、その存在は特に、これに続く処理ステップにおいて、たとえばはんだマスクの塗布の最中または後に、およびはんだマスクの硬化のために印加されるような高温での、酸化銅の形成を回避または大きく減少させることになる。たとえばＨＡＳＴの実行およびＨＡＳＴの試験の最中など、高温および高湿の条件下でこのようなプリント回路基板を使用するとき、このような酸化銅はその後、銅製フィラメントおよび／またはデンドライトの形成または成長の上述のメカニズムを促進する微小環境を形成または提供して、そのような導体またはそのような導体を含むプリント回路基板がさらなる結果においてそれぞれの要件を満たさないようにする。浄化処理により、導体の表面上の銅イオンおよび／またはイオン不純物の大部分が除去され、たとえばその後の処理または処理ステップの間、銅イオンの大きな不足のために特に酸化銅の形成が大いに防止または回避されるようになっており、さらなる結果としてデンドライトまたは銅製フィラメントの形成の上述の現象またはメカニズムに必要な好ましい条件が、もはや提供されないようにする。さらに、錯化組成物を用いた処理によって、導体路の表面上に存在する銅イオンの数を同様に著しく減少または最小化することが可能になっており、さらなる結果として、特に高い相対湿度の雰囲気での使用中に、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長に伴う問題を同様に回避して、それぞれの点検または試験の成功裏の完了を可能にするようにしている。さらに、導体路の近傍、特に誘電体上に、場合によって提供されるかまたは存在する遊離銅イオンでさえ、イオン除去洗浄液および少なくとも１つの錯化組成物を用いた提案された処理によって除去され、たとえば誘電体の表面にもともと存在していたそのような遊離銅イオンがその後、特に隣接する導体路の間の小さな相互距離の領域において、デンドライトまたは銅製フィラメントの形成に好ましい条件をもはや提供することができなくなるようにすることが、予想される。
【０００９】
このようにして、さらなる処理に先立って、単純な浄化ステップおよび錯化組成物を用いた本発明による処理を提供することによって、金属銅または銅錯体を実質的に含む銅製導体路表面および、いかなる場合も、著しく減少した数の遊離銅イオンおよび／またはイオン不純物を利用可能にすることができ、その後の処理ステップ、および具体的には高温でのその後の処理において、酸化銅の形成のための土台がもはや存在しなくなるようにする。このような予備処理ステップは、たとえば、知られている浄化ステップと組合せられ、または大部分が置き換えられることが可能であり、既存のプリント回路基板製造工場が、特に前記改善された耐腐食性を実現するために変更される必要がなく、特に浄化処理に使用される材料または物質のみが、部分的に置き換えられるかまたは補完されるだけでよくなる。
【００１０】
導体路の表面上に存在する遊離イオンおよび／またはイオン不純物の適切で確実な除去を実現するために、本発明による方法の好適な実施形態により、少なくとも１つの還元またはエッチング組成物を用いて浄化処理が行われることが提案される。このような還元またはエッチング組成物は、誘導体上で、導体路の表面上および随意的にそのような導体路の近傍での、たとえば水酸化銅などの、遊離イオンおよび場合によってはイオン不純物の、確実な除去を可能にし、これに関連して、本発明による方法のさらに好適な実施形態により、浄化処理に硫酸が使用されることが提案される。導体路の表面を除去することによって所望の浄化効果を実現するために、および通常は小さい厚みおよび／または高さを有する導体路を考慮して、この点において、最大濃度３５％で硫酸が使用されることが、さらに提案される。
【００１１】
必要であれば、遊離イオンの除去と同時に除去されるべき、先行する処理ステップで使用された材料を随意的に考慮しながら、導体路の表面上に存在するイオンおよび／またはイオン不純物の浄化処理または除去効果をさらに改善するために、さらに好適な実施形態により、硫酸と、過酸化水素、ギ酸、塩酸、フェノールスルホン酸などからなる群より選択された付加的還元剤との混合物が浄化処理に使用されることが提案される。このような付加的還元および／またはエッチング剤は、プリント回路基板の処理または加工で少なくとも部分的に知られており、すでに上記で指摘されたように、本発明による方法もまた、たとえば提供されるべき浄化ステップに置き換えまたはこれを補完するために、既存のプリント回路基板製造工場で使用されることが可能となる。
【００１２】
銅錯体の形成に関連して、さらに好適な実施形態により、錯化組成物としてアンモニアが使用されることが提案される。このような銅錯体の形成は、表面上に存在する遊離イオンおよび／またはイオン不純物が、特に非常に安定した錯体の形成によって除去または置換されることを再び保証し、すでに上記で指摘されたように、特に酸化銅の形成のための必要条件が、さらなる処理ステップに関連して再び劣化するようになっている。その結果、デンドライトまたは銅製フィラメントの形成または成長のための必要条件はその後、特に高湿環境において本発明による方法によって製造されたそのようなプリント回路基板を導入または使用するときに、減少または最小化され、製造されたプリント回路基板の品質は、こうして著しく改善される。
【００１３】
アンモニアを使用した銅錯体の形成の代わりに、特に有機銅錯体が導体路の表面上形成されることも可能であり、これに関連して、さらに好適な実施形態により、たとえばＥＤＴＡ、酒石酸水素カリウム、エチレンジアミン、ニトリロ三酢酸など、少なくとも１つの有機錯化組成物が使用されることが提案される。
【００１４】
本発明による方法の特に単純な実現のために、本発明による方法の好適なさらなる展開に対応するように、浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が噴霧法において実行されることが提案される。
【００１５】
所望の浄化または錯化層の形成を実現するために、さらに好適な実施形態により、浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が、５０℃未満、特に４０℃未満の温度で、少なくとも１秒、特に少なくとも１０秒にわたって実行され、比較的低温の短時間処理で済むようにすることが提案される。
【００１６】
すでに上記で指摘されたように、表面上に存在する遊離イオンもしくはイオン不純物を除去するための浄化処理によって、および錯体を形成することによって、とりわけさらなる処理ステップにおいて、特に高温で、特に酸化銅の形成を著しく減少または最小化する導体表面構造を提供することが可能である。結果的にデンドライトまたは銅製フィラメントの形成を防止または少なくとも著しく減少することになる、表面上でのこのような酸化銅の形成の防止を視野に入れて表面特性をさらに改善するために、本発明による方法のさらに好適な実施形態により、浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理を実行してしまった後に、保護層が導体に塗布されることが提案される。実質的に金属導体表面または非常に安定した錯体を含む銅体表面を提供してしまった後には、このように、高湿環境でこのようなプリント回路基板を使用するときにデンドライトまたは銅製フィラメントの形成の減少または回避をさらに改善するように、特に酸化銅の形成に関連する導体路の表面の付加的封止を提供することが実現可能である。これに関連して、さらに、本発明による方法のさらに好適な実施形態に対応するように、有機保護剤、特に有機銅表面保護剤が、はんだ付け性を保持するための保護コーティングとして塗布されることが提案される。
【００１７】
高湿環境での完成回路基板のその後の使用においてデンドライトまたは銅製フィラメントの形成をさらに最小化するために、さらに好適な実施形態により、浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理および／または保護層の塗布の実行に続く、最大４８時間、特に最大１０時間の期間の後に、さらなる処理が実行されることが提案される。浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理および／または保護層の塗布の実行後、本発明によって提案された４８時間の最大期間を観察することによって、保護層の塗布によって随意的に保護される、金属表面、または安定した錯体を備える表面を提供する所望の好ましい特性が、その後の処理ステップの間も維持されることが保証される。さらなる処理の前に指示された時間を超過するときは、随意的に短縮された期間においてではあるが、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長を防止するための所望の好ましい特性をその後も維持または提供するために、新たな浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理が有利に実行されるべきである。
【００１８】
以下に、本発明による方法の例示的実施形態によって、本発明がより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】プリント回路基板の従来の処理と比較してより良くＨＡＳＴに合格するための、本発明による方法を使用する処理によって実現される改善が明らかとなる図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
初めに、高湿環境でのプリント回路基板のその後の使用を伴う知られている製造方法において、たとえば、１１０℃の温度および８５％の相対湿度でのＨＡＳＴの実行中に、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長が短絡回路によるこのようなプリント回路基板の故障を引き起こすメカニズムが簡単に説明されるべきである。
【００２１】
たとえば、小さい幅およびそれに応じた、たとえば５０マイクロメートル未満の、小さい相互距離を含む、銅のプリント回路基板の導体路の製造の後、たとえばＮａＯＨを用いた光剥離の後、導体路の表面上に、または導体路を包囲する誘電体の表面上のすぐ近傍に、遊離銅イオンまたはＣｕ（ＯＨ）２が存在することになる。その後の処理ステップ、たとえばはんだマスクの塗布および通常は８０℃を超える温度でのはんだマスクのその後の硬化に先立つ予備洗浄の間、水酸化銅が酸化銅に反応し、前記酸化銅は、水酸化銅よりもはるかに表面から分解および除去しにくいほど硬い。
【００２２】
導体路および導体路を含むプリント回路基板の製造後に、このような酸化銅がその後高湿環境および、たとえばＨＡＳＴによる点検の間に起こるように、場合によっては高温に曝露される場合、そのような酸化銅は、銅製フィラメントおよび／またはデンドライトの成長または形成を促進する微小環境を提供または形成することができる。このような銅製フィラメントおよび／またはデンドライトはその後、これらの試験の間、または一般的には高湿条件の下で使用されるときに、相応の小さい相互距離を含む導体路の間の短絡回路、ひいてはこのようなプリント回路基板の全体的な故障を生じさせることになる。
【００２３】
対照的に、本発明による方法は、特に高温の下でのさらなる処理に先立って、および特にはんだマスクの塗布またはさらなるプリント回路基板層の塗布およびその後のはんだマスクの硬化に先立って、遊離銅イオンまたは、必要であれば、すでに形成された水酸化銅など、不純物からのイオンが、導体路の表面から、および必要であれば導体路の近傍からも、誘電体からも、除去されることを可能にする予備処理を提供する。さらに、このようにして、その後の処理ステップおよび、特に高温および高湿への曝露に先立って、上記で指摘されたように、デンドライトまたは銅製フィラメントの成長にとって好ましい条件を提供し、そのため特に高湿環境で使用されるときにこのようなプリント回路基板のその後の故障を引き起こす、特に酸化銅の形成を防止または大きく減少させることが可能となる。
【００２４】
その後の処理ステップにおいて、特に酸化銅のこのような形成を防止するために、３つのグループの処理プロセスが以下に詳細に説明されるが、これらは個別に使用されると、各々、以下に詳細に説明される、図１に示される図からもわかるように、電子部品および、特にプリント回路基板の導体路の、耐腐食性強化に関連して、すでに著しい改善を提供することになる。以下に示されるプロセス管理のうちの少なくとも２つの累積塗布によって、耐腐食性の改善に関して実現可能な結果は、相応に強化されることになる。
【００２５】
１．還元またはエッチング組成物を使用する洗浄処理
水または酸または低濃度のエッチング溶液で導体路を洗浄する代わりに、知られている方法の場合と同じように、たとえば、銅イオンまたは水酸化銅のような銅イオン不純物を含まず、そのため金属銅を実質的に提供する、導体路表面を提供するための、以下の洗浄またはエッチング溶液の使用が提案される。以下に述べられる洗浄液については、使用される酸が濃縮された形態で存在することが期待される。
【００２６】
以下の溶液は、温度、処理時間、塗布タイプなどに関して、各溶液について付加的なパラメータがさらに示されている、洗浄またはエッチング溶液として提案される。
【００２７】
ａ）浄化溶液１
Ｈ２ＳＯ４：５．５％
ＨＣｌ：５．５％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は２５℃の温度で３０秒にわたって行われる。
【００２８】
ｂ）浄化溶液２
Ｈ２ＳＯ４：２％
ＨＣｌ：２％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は３０℃の温度で６０秒にわたって行われる。
【００２９】
ｃ）浄化溶液３
Ｈ２ＳＯ４：２．５％
ＨＣｌ：１％
ギ酸：１％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は４０℃の温度で２０秒にわたって行われる。
【００３０】
ｄ）浄化溶液４
Ｈ２ＳＯ４：４％
ＨＣｌ：１％
ギ酸：１．５％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は４０℃の温度で３０秒にわたって行われる。
【００３１】
ｅ）浄化溶液５
モノ過硫酸カリウム：１％
Ｈ２ＳＯ４：２．５％
残り：Ｈ２Ｏ
浄化溶液は噴霧法において使用され、処理は３２℃の温度で３０秒にわたって行われる。
【００３２】
このように、低い酸濃度または部分のみを有し、比較的低い温度および短い処理時間で所望の浄化効果を提供する溶液を取り扱うことが可能である。処理時間をさらに短縮し、望ましい場合、方法を加速するために、相応により高い酸濃度または部分が使用されてもよい。
【００３３】
少なくとも硫酸を含む浄化もしくはエッチング溶液または組成物を用いたこのような処理の後に、銅イオンまたはイオン不純物を実質的に含まない金属銅体表面、ならびに銅イオンまたは隣接する誘電体の不純物を含まない表面が提供される。
【００３４】
たとえばはんだマスクの塗布およびたとえば８０℃を超える高温での硬化、または付加的もしくはさらなる回路基板層の塗布など、特に高温の、その後の処理ステップに続いて、遊離銅イオンおよび、特に水酸化銅が存在しないため、表面上で酸化銅形成が生じることはなく、導体路またはこのような導体路が設けられたプリント回路基板を完成すると、高湿および場合によっては高温の環境で同じものを使用していても、わずかに離間した導体路の間の短絡回路の形成のため、通常はこのようなプリント回路基板の故障を生じるデンドライトまたは銅製フィラメントの成長が、その後大きく減少または完全に回避されるようになっている。
【００３５】
２）銅イオンの錯化
ａ）たとえばＣｕ（ＮＨ３）＋など、安定した錯体を形成するための、アンモニア（たとえば５％）を用いた導体路の表面の処理。
これを行う際に、８．７から９．７の間のｐＨを有する水性アンモニア溶液が使用され、ｐＨの調整は濃縮ＮＨ３を用いて達成される。錯化は、２５℃で３０秒の噴霧法によって実行される。
ｂ）たとえばＣｕ（ＣＮ）２−など、その他の銅錯体の形成
ｃ）有機錯体の形成
ｄ）ＥＤＴＡ、酒石酸水素カリウム、エチレンジアミン、ニトリロ三酢酸などの、少なくとも約１％溶液の使用
酒石酸水素カリウムを用いた処理では、２５℃の処理温度で１％溶液が使用され、処理は噴霧法で３０秒間実行される。
【００３６】
このように安定した錯体を形成することによって、グループ１で提案された浄化溶液のうちの１つを使用する浄化処理における金属銅の形成または提供と同様に、たとえば、高湿および高温環境で使用されるときの酸化銅の形成によって、その後短絡回路によってそのようなプリント回路基板の故障を引き起こす、デンドライトまたは銅製フィラメントの形成が生じることが、その後防止される。
【００３７】
３．保護層の形成または塗布
導体路を保護し、特に酸化銅を防止するための保護層の塗布に関連して、たとえば、特に二段階方法において、第一ステップにおける銅を含む導体表面の予備処理または予備コーティングを実行し、その後すぐに有機保護剤、特に有機銅表面保護剤の保護層が、はんだ付け性を保持するために第二ステップで塗布されることが知られている。有機保護層を塗布することによって、前記予備処理は、この後に付加的に塗布される保護剤に関する銅製導体路の選択性を付与し、ここで耐腐食性の所望の増加が、図１に示される図によって後に詳細に説明されるように、有機プレコートを塗布する予備処理を実行するのみによって、すでに実現されるであろうことが示されている。
【００３８】
このような保護層も同様に、酸化銅の形成を防止するのみならず、その後の方法または処理ステップのｐＨを調整するために使用可能でもある。
【００３９】
現在、このような保護層の形成または塗布は、たとえば導体路のはんだ付け性の維持に関連して知られており、このタイプの方法および、特に二段階方法が採用または利用されている。
【００４０】
さらに、保護層または少なくともプレコートのこのような形成または塗布の使用は、それ自体知られているそのような二段階方法に関連して、図１に示されるような耐腐食性の付加的な改善をさらにもたらす、複数の点検によって証明されたような、耐腐食性を向上するための好ましい条件をその後提供するために、たとえば製造された導体路の表面に隣接する微小環境でのｐＨの変化、イオン強度の変化などを可能にする。少なくとも部分的に意外な方法で、はんだ付け性を維持または強化することを特に目的とする、保護層を形成するための現在知られている方法はこのように、この方法で製造または処理されたプリント回路基板のさらなる処理可能性および使用、ならびに、特に、湿気環境におけるその耐腐食性を改善する、さらなるパラメータを調整またはこれに影響を及ぼすためにも、使用され得る。
【００４１】
図１に示される図は、その後に示される処理ステップによる、プリント回路基板の導体路の処理の様々な例示的実施形態について、各々の棒グラフにおいて、以下に挙げられる処理の後に実施例に応じて試験されるプリント回路基板がＨＡＳＴに合格したパーセンテージを示す。
【００４２】
銅製導体路の形成および随意的にその後の処理ステップの後の以下の処理が、図１に示される個々の実施例について実行された。示されている浄化溶液または錯化操作および保護層の形成は各々、ポイント１、２、および３の下で先に記載されたそれぞれのプロセス管理および溶液を指す。
【００４３】
実施例１：（本発明の一部ではない）
浄化溶液４
【００４４】
実施例２：
浄化溶液４＋浄化溶液５＋錯化２ａ＋有機保護層（ポイント３、プレコートによる予備コーティング）
【００４５】
実施例３：
浄化溶液１＋浄化溶液２＋錯化２ａ＋有機保護層（ポイント３によるプレコート）
【００４６】
実施例４：
浄化溶液５＋錯化２ａ
【００４７】
実施例５：（本発明の一部ではない）
浄化溶液１＋浄化溶液２
【００４８】
実施例６：
浄化溶液４＋浄化溶液５＋錯化２ａ＋有機保護層（ポイント３によるプレコート）＋ポイント３による有機保護層
【００４９】
実施例７：
上記に詳しく指示されたようなグループ１から３の少なくとも１つのいずれの溶液または方法ステップも用いない、導体路の形成後の、プリント回路基板の従来の処理。
【００５０】
図１による説明より、本発明による方法ステップを使用するときに、ＨＡＳＴを使用するときの試験合格サンプルのパーセンテージの著しい改善が実現されることが、明らかである。
【００５１】
実際に、実施例７による従来の方法の条件を使用すると、サンプルの約２５％がＨＡＳＴに合格し、その一方で、少なくとも１つの浄化溶液を使用する１つの処理の適用は、本発明の一部ではない実施例１および５からわかるように、改善をもたらすことが示されている。
【００５２】
実施例４による錯化ステップをさらに提供すると、ＨＡＳＴに合格するサンプルのパーセンテージは８５％まで増加することが可能である。
【００５３】
さらなる改善は、ポイント３で述べられた二段階方法によってプレコートの形態の少なくとも１つの有機保護層および追加有機層をさらに提供することによって実現され、ここで実施例２、３、および６の比較は、実施例２において、最良の結果がプレコートとして有機保護層を使用する場合にのみ実現されることを明らかにし、それによって１００％の合格サンプルのパーセンテージが実現された。
【００５４】
図１で示されたパーセンテージに関して、さらに、ＨＡＳＴによる点検が、実施例１から７によって取り扱われる複数のサンプルについて各々実行され、少なくとも５０のサンプルが例示的実施形態１から６による各例示的実施形態のパーセンテージを決定するために点検を受けており、３５のサンプルが実施例７のために検査されていることに、留意されたい。
【００５５】
このように図１より、電子部品、および特にプリント回路基板の導体路の耐腐食性の著しい増加が、たとえば標準化ＨＡＳＴによって検査されるように、導体路の表面上に存在するイオンまたはイオン不純物を除去するための浄化処理の形態の予備処理を提供または使用することによって、すでに実現されることが明確にわかる。
【００５６】
さらに、錯化ステップおよび随意的にプレコートの形態の有機保護層の形成のさらなる実行が、ＨＡＳＴに合格するサンプルのパーセンテージのさらなる強化、または増加からわかるように、耐腐食性のさらなる改善を提供し、それによって、特に、浄化溶液の組合せおよびプレコートという意味での有機保護層を形成するための錯化ステップの使用が全てのサンプルをＨＡＳＴに合格させることが明らかである。
【００５７】
導体路の保管の間に環境による影響を回避するために、ポイント１）から３）で提示された方法の少なくとも１つの実行に続く連続処理のため、最大４８時間、より有利には１０時間の期間を置いた後にさらなる処理を実行するように、意図される。
【００５８】
そのさらなる処理に先立ってこのような期間を超過した場合には、その後の方法ステップの間に酸化銅の形成を回避するために、ポイント１）から３）の少なくとも１つによるそれぞれのプロセス管理は、短縮された期間内に少なくとも繰り返されるべきである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品、特にプリント回路基板の導体の耐腐食性を改善する方法であって、導体が銅から製造された後に、これらはさらなる処理に先立って予備処理を受け、導体の表面上に存在するイオンおよび／またはイオン不純物は浄化処理によって除去され、浄化処理の後に少なくとも１つの錯化組成物を用いて導体が処理されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
浄化処理が、少なくとも１つの還元またはエッチング組成物を用いて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
浄化処理に硫酸が使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
浄化処理に、硫酸と、過酸化水素、ギ酸、塩酸、フェノールスルホン酸などからなる群より選択された付加的還元剤との混合物が使用されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
錯化組成物としてアンモニアが使用されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
たとえばＥＤＴＡ、酒石酸水素カリウム、エチレンジアミン、ニトリロ三酢酸など、少なくとも１つの有機錯化組成物が使用されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
浄化処理および／または錯化組成物を用いた処理が噴霧法において実行されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
浄化処理および錯化組成物を用いた処理が、５０℃未満、特に４０℃未満の温度で、少なくとも１秒、特に少なくとも１０秒にわたって実行されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理が実行された後に、保護層が導体に塗布されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
有機保護剤、特に有機銅表面保護剤が、はんだ付け性を保持するための保護層として塗布されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
浄化処理および／または少なくとも１つの錯化組成物を用いた処理および／または保護層の塗布の実行に続く、最大４８時間、特に最大１０時間の期間の後に、さらなる処理が実行されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2012503864.tif 000004
2012503864.tif 000005
2012503864.tif 000006
2012503864.tif 000007
2012503864.tif 000008
2012503864.tif 000009