(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板に所望の導体パターンを形成する工程と、はんだ付け部以外の導体パターン上に絶縁被膜を形成する工程と、プリント配線板の露出した導体パターンを硫酸を含む処理液で表面処理する工程と、イミダゾール系化合物および有機酸を含有するイミダゾール系防錆処理液に前記有機酸と同種の有機酸のバリウム塩水溶液を滴下しながら攪拌し、上記イミダゾール系防錆処理液中の表面処理する工程から持ち込まれた硫酸イオンを硫酸バリウムとして結晶化して硫酸イオンを除去しながらプリント配線板の露出した導体パターンの表面に防錆被膜を形成する工程と、プリント配線板の表面全体に付着した前記防錆処理液を洗浄・除去し、乾燥する工程からなるプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
有機酸バリウム塩水溶液を滴下しながら攪拌する時に、イミダゾール系化合物及び有機酸を含有するイミダゾール系防錆処理液の濁度を測定しながら、濁度が一定の値を連続して示し始めた時点をもって有機酸バリウム塩水溶液の滴下を停止することを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
イミダゾール系化合物およびイミダゾール系防錆処理液と結晶化した硫酸バリウムを分離、除去しながら濁度を測定し、濁度が測定値以下になった時点でイミダゾール系化合物およびイミダゾール系防錆処理液と結晶化した硫酸バリウムの分離、除去を停止する請求項１または２記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
プリント配線板を搬送するコンベアと前記プリント配線板を硫酸を含む処理液で表面処理する表面処理槽と前記プリント配線板にイミダゾール系化合物および有機酸を含有するイミダゾール系防錆処理液を塗布する防錆処理槽とを備えた水平搬送式の仕上げ処理装置と、
前記防錆処理槽と２つの流路を介して連結された反応槽と、
前記防錆処理槽から送られた硫酸イオンを含む前記防錆処理液を前記反応槽へ移送する移送ポンプと、
前記反応槽の前記防錆処理液を前記防錆処理槽へ返送する返送ポンプと、
定量ポンプにより前記反応槽へ滴下する前記有機酸と同種の有機酸のバリウム塩水溶液である薬液を貯蔵した薬液槽と、
前記反応槽内の前記防錆処理液を攪拌する攪拌機と、
前記反応槽と流路を介して連結された脱泡槽と、
前記反応槽の前記防錆処理液を前記脱泡槽へ移送するサンプリングポンプと、
前記脱泡槽と流路を介して連結されたサンプリング槽と、
前記サンプリング槽内の前記防錆処理液の濁度を計測する濁度計とを備え、
前記濁度計で計測する前記防錆処理液の濁度は、前記薬液槽から滴下された前記薬液と前記反応槽内の前記防錆処理液中の硫酸イオンとが反応して生成された白色微粒子を含む前記防錆処理液が、
前記脱泡槽を経由して前記サンプリング槽に送られ一定高さの液面に達した状態の前記防錆処理液の濁度であることを特徴とする製造装置。
【請求項５】
前記脱泡槽とサンプリング槽とを連結する流路は、前記脱泡槽の底部と前記サンプリング槽の底部とで互いに連結され、
前記脱泡槽内および前記サンプリング槽内には一定高さの位置にそれぞれ排出口が設けられ、前記排出口は流路を介して前記反応槽と連結されていることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。
【請求項６】
定量ポンプの動作は、濁度計で計測された濁度の計測値と連動するものであって、作動中の定量ポンプは、前記計測値が一定の値を連続して示し一定時間経過したのち変化せず終点に達した時点で、作動が停止されることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。
【請求項７】
前記反応槽は循環ポンプと流路とを介してろ過器と連結され、前記循環ポンプは前記反応槽内の前記防錆処理液を前記流路と前記ろ過器を介して循環させるものであって、
前記定量ポンプの作動中は前記攪拌機が作動し、前記定量ポンプの作動が停止したときは、
前記循環ポンプが作動することを特徴とする請求項６に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプリント配線板の製造における仕上処理工程に用いるイミダゾール系化合物および有機酸を含有するイミダゾール系防錆処理液中に、表面処理の工程から持ち込まれた硫酸イオンを除去する工程を備えたプリント配線板の製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板のはんだ付けランドやスルーホールのはんだ付け性を維持するためのプリフラックス材料として、従来はロジン系プリフラックスや合成樹脂系プリフラックスが使用されてきた。しかし、近年、フロン規制や有機溶剤使用・排出量の規制という地球環境保護の背景から、プリント配線板のソルダレジスト、部品配置図へのプリフラックスの付着がなく、実装はんだ付け工程の低残さ化および無洗浄化に対応するために、イミダゾール系防錆処理液またはベンズイミダゾール系防錆処理液が多く使われるようになってきている。イミダゾール系防錆処理液としては、特開平４−７２０７２号公報、特開平５−２５４０７号公報、特開平５−１６３５８５号公報に示されたものがある。
【０００３】
従来のプリント配線板の製造方法の概略について図２を用いて説明する。プリント配線板１のはんだ付けランドやスルーホールに防錆被膜を形成する製造工程は、一般に、プリント配線板１は水平搬送式の仕上げ処理装置２の中をコンベア３で搬送され、表面処理槽４中の硫酸、過酸化水素水、界面活性剤、水を主成分とする表面処理液中へ浸漬し、プリント配線板１の露出した導体パターンの表面の錆や汚れを除去し、水洗槽５で表面処理液を除去・洗浄した後、プリント配線板１に付着した水洗水をスポンジローラ６により絞りとる。
【０００４】
次に、防錆処理槽７のギ酸およびベンズイミダゾール系化合物を主成分とするイミダゾール系防錆処理液中に浸漬することによってイミダゾール系防錆処理液を塗布し、プリント配線板１の導体パターンの表面の銅と反応して防錆被膜を形成し、プリント配線板１の表面全体に付着した前記防錆処理液を水洗槽８で水洗・除去し、乾燥ブース９で乾燥する。
【０００５】
上記一連のプリント配線板の製造工程中の表面処理工程において、プリント配線板１上に残留した表面処理液の大部分は次の水洗工程で水洗水により除去・洗浄されるが、防錆処理するプリント配線板１の数が順次増えるにしたがって、水洗水の純度が低下し、微量の表面処理液の成分がプリント配線板１に付着したままコンベア３にて次工程の防錆処理槽７に搬送され、防錆処理時にプリント配線板１に付着した表面処理液の成分がイミダゾール系防錆処理液中に持ち込まれることがある。
【０００６】
表面処理液の主成分である硫酸、過酸化水素、界面活性剤、水の中で、特に硫酸イオンが防錆被膜の形成に悪影響を及ぼし、十分な防錆被膜を形成することができずにプリント配線板１のはんだ付け性を低下させる原因となる。そのため、従来は一定の防錆処理量が経過したイミダゾール系防錆処理液は全て廃棄され、新しいイミダゾール系防錆処理液に建浴・更新してプリント配線板１を製造していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、一定の防錆処理量が経過したイミダゾール系防錆処理液の全量または一定量を建浴・更新するため、更新直前のイミダゾール系防錆処理液では、持ち込まれた硫酸イオンの濃度が更新直後に比較して高くなり、はんだ付け性は更新直後から更新直前へと経過するにしたがって、徐々に低下してしまい、製品の信頼性を安定的に維持することが困難であるという問題点を有していた。
【０００８】
このため、従来では、表面処理工程後の水洗槽５の容量を大きくしたり、常時多量の水洗水を槽に注入して、水洗水の純度を保つ方法や前記イミダゾール系防錆処理液中の硫酸イオンを常時低めにするため、頻繁に建浴・更新する方法もあったが、これらの方法では水洗水の使用量の増加や上記イミダゾール系防錆処理液を多量に廃棄するため、製造コスト高をまねき、省資源、廃液処理量の減少といった地球環境の保護の観点からも好ましくないものであった。さらに従来の方法では、液の更新時に製造装置を一旦停止し、排液ポンプ１２で流路１０ａを介して排液槽１１に送り、建浴槽１３で防錆処理液を建浴し、返送ポンプ１４で流路１０ｂを介して防錆処理槽７へ送っていたことから生産性の低下や作業性において課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、イミダゾール系防錆処理液の処理能力を安定的に維持し、プリント配線板の製造での防錆処理を生産性や作業性を低下させることなく飛躍的に増大することのできるプリント配線板の製造方法および製造装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、絶縁基板に所望の導体パターンを形成する工程と、はんだ付け部以外の導体パターン上に絶縁被膜を形成する工程と、プリント配線板の露出した導体パターンを硫酸を含む処理液で表面処理する工程と、イミダゾール系化合物および有機酸を含有するイミダゾール系防錆処理液に前記有機酸と同種の有機酸のバリウム塩水溶液を滴下しながら攪拌し、上記イミダゾール系防錆処理液中の表面処理する工程から持ち込まれた硫酸イオンを硫酸バリウムとして結晶化して硫酸イオンを除去しながらプリント配線板の露出した導体パターンの表面に防錆被膜を形成する工程と、プリント配線板の表面全体に付着した前記防錆処理液を洗浄・除去し、乾燥する工程からなっている。
【００１１】
【作用】
この方法において、イミダゾール系化合物および有機酸を含有するイミダゾール系防錆処理液に前記有機酸と同種の有機酸のバリウム塩水溶液を滴下することにより、防錆処理液そのものの組成を変化させずに一定の組成を維持することができることから、プリント配線板の露出した導体パターンの表面に安定的に防錆被膜を形成することができるため、部品実装時のはんだ付け性の品質を安定的に維持することができる。また、前処理工程から混入した硫酸イオンを効果的に除去することから、防錆処理液中の硫酸イオン濃度を常に一定レベル以下に維持することができ、防錆処理液の処理能力を増大することができる。
【００１２】
【実施例】
実際のプリント配線板の製造方法の防錆処理工程における本発明の一実施例を以下に説明する。
【００１３】
図１は本発明におけるプリント配線板の製造方法を示す概略構成図である。絶縁基板に所望の導体パターンを形成し、はんだ付け部以外の導体パターン上に絶縁被膜を形成したプリント配線板２１は水平搬送式の仕上げ処理装置２２の中をコンベア２３で搬送され、表面処理槽２４中の硫酸、過酸化水素水、界面活性剤、水を主成分とした表面処理液中へ浸漬し、プリント配線板２１の露出した導体パターンの表面の錆や汚れを除去し、水洗槽２５で表面処理液を除去・洗浄した後、プリント配線板２１に付着した水洗水をスポンジローラ２６により絞り取る。
【００１４】
次に、プリント配線板２１を防錆処理槽２７のギ酸およびベンズイミダゾール系化合物を主成分とするイミダゾール系防錆処理液（以下、防錆処理液と略す。）中に浸漬することによって防錆処理液を塗布し、プリント配線板２１の導体パターン表面に防錆被膜を形成し、プリント配線板２１の表面全体に付着した前記防錆処理液を水洗槽２８で水洗・除去し、乾燥ブース２９で乾燥する。上記一連の工程のうち、表面処理工程において、プリント配線板２１上に残留した表面処理液の大部分は水洗槽２５で水洗水により除去・洗浄されるが、微量の表面処理液の成分がプリント配線板２１に付着したままコンベア２３にて次工程の防錆処理槽２７に搬送され、防錆被膜形成時にプリント配線板２１に付着した表面処理液の成分が防錆処理液に持ち込まれることがある。
【００１５】
実施例において、防錆処理液に持ち込まれた硫酸イオンが１００ｐｐｍであった場合の硫酸イオンの除去方法について説明する。
【００１６】
約１５００リットルの防錆処理液が入っている防錆処理槽２７と流路３０ａを介して連結された反応槽３１に防錆処理槽２７内の防錆処理液が移送ポンプ３２によって反応槽３１に送られ、反応槽３１に設置した液面計３３が１００リットルのレベルに達した時点で移送ポンプ３２を停止する。撹拌機３４で反応槽３１内の防錆処理液を撹拌しながら定量ポンプ３５を作動し、薬液槽３６中の有機酸バリウム塩水溶液として用いた１０％ｗｔギ酸バリウム水溶液を流路３０ｂを介して５ｍｌ／分の速度で反応槽３１に滴下し、直後にサンプリングポンプ３７を作動して反応槽３１の防錆処理液を流路３０ｃを介して脱泡槽３８ａへ送り、脱泡槽３８ａの底部の防錆処理液を流路３０ｅを介してサンプリング槽３９へ送る。
【００１７】
このとき、脱泡槽３８ａおよびサンプリング槽３９の液面の高さを一定にするため、防錆処理液はオーバーフローにより排出口３０ｆ，３０ｇから排出され、流路３０ｈ、流路３０ｉを介して反応槽３１に戻される。防錆処理液中の気泡は液上面に集中し、上蓋の排気口３８ｂより排出され、気泡による濁度計測の影響を極力抑えることができる。脱泡槽３８ａからサンプリング槽３９へ送られた防錆処理液を濁度計４０（富士化学計測製：ＦＵＳ−５００）を用いて濁度を一定時間毎に計測する。計測値は電気的に変換され、各ポンプ、撹拌機の動作に連動する。
【００１８】
計測開始直後の防錆処理液の濁度は０．３ｐｐｍであった。上記の滴下されたギ酸バリウムは防錆処理液中の硫酸イオンと反応し、不溶性の硫酸バリウムの白色微粒子４１が生成する。滴下が進むにしたがって、硫酸バリウムの白色微粒子４１が増し、濁度が上昇し、濁度７０ｐｐｍで一定の値を連続して示し、一定時間経過したのちも変化せず終点に達した。この時点で定量ポンプ３５を停止し、滴下を終了するとともに循環ポンプ４２を作動し、反応槽３１内の滴下済みの防錆処理液を流路３０ｊ、ろ過器４３ａを介して循環し、ろ過器４３ａで硫酸バリウムの白色微粒子４１と防錆処理液に分離する。ろ過器４３ａは１０μｍのフィルターを２本直列に配列したものを用いた。
【００１９】
循環が進むにしたがって、濁度が低下し、当初の０．３ｐｐｍに下がった時点あるいは循環開始から一定時間（通常３０分）経過したとき、循環ポンプ４２、サンプリングポンプ３７、撹拌機３４および濁度の計測を停止し、返送ポンプ４４を作動し、反応槽３１の防錆処理液をろ過器４３ｂ、流路３０ｋを介して防錆処理槽２７へ送る。防錆処理液を防錆処理槽２７へ送るにしたがって、反応槽３１に設置した液面計３３が下降し、０リットルのレベルに達した時点で返送ポンプ４４を停止する。
【００２０】
以上の動作を自動的に繰り返し、防錆処理液の濁度が建浴当初のレベルに達した時点で、防錆処理槽２７に持ち込まれた硫酸イオンの除去を完了する。このときの硫酸イオンの濃度は１００ｐｐｍから１０ｐｐｍに低下していた。
【００２１】
本発明においては、従来のように防錆処理液を多量に廃棄することもなく、省資源や地球環境保護の観点から有効であり、また、製造装置を停止せずに、プリント配線板の防錆処理を行いながら連続的に防錆処理液を更新できることから、生産性や作業性を著しく向上させることができる。
【００２２】
尚、上記実施例の反応槽３１の容量を増加し、ギ酸バリウムの滴下速度を増し、更にろ過器４３ａに２本以上のフィルターを並列および直列に配列することによって硫酸イオン除去の効率をさらに向上させることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、イミダゾール系防錆処理液中に混入する硫酸イオンを除去することにより、処理能力を安定的に維持し、プリント配線板の防錆処理量を飛躍的に増大させ、部品実装時のはんだ付け性の品質を安定的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるプリント配線板の製造方法を示す概略構成図
【図２】従来のプリント配線板の製造方法を示す概略構成図
【符号の説明】
２１  プリント配線板
２２  水平搬送式の仕上げ処理装置
２３  コンベア
２４  表面処理槽
２５  水洗槽
２６  スポンジローラ
２７  防錆処理槽
２８  水洗槽
２９  乾燥ブース
３０ａ〜３０ｋ  流路
３１  反応槽
３２  移送ポンプ
３３  液面計
３４  撹拌機
３５  定量ポンプ
３６  薬液槽
３７  サンプリングポンプ
３８ａ  脱泡槽
３８ｂ  排気口
３９  サンプリング槽
４０  濁度計
４１  硫酸バリウムの白色微粒子
４２  循環ポンプ
４３ａ，４３ｂ  ろ過器
４４  返送ポンプ
【図１】
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【図２】
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