DE68923904T2

DE68923904T2 - Verfahren zur Herstellung eines mit einer dünnen Kupferfolie kaschierten Substrats für Schaltungsplatten.

Info

Publication number: DE68923904T2
Application number: DE68923904T
Authority: DE
Inventors: Morio Mitsubishi Gas Chem Gaku; Kenzi Mitsubishi Gas Che Ishii; Koichi Mitsubishi Gas Ishizuka; Hidenori Mitsubishi Ga Kinbara; Masakazu Mitsubishi Gas Motegi
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2009-05-19
Also published as: US4917758A; EP0342669A2; EP0342669A3; EP0342669B1; DE68923904D1

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen kupferfolienplattierten Substrats, z.B. ein kupferfolienplattiertes Laminat, ein kupferplattierter Film, ein kupferplattiertes Blatt und verstärkte Kupferfolien, zur Herstellung von gedruckten Schaltkreistafeln, auf denen elektronische Bauteile montiert werden.

STAND DER TECHNIK:

Kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrate werden für gewöhnlich durch Warmpresslaminierung hergestellt, wobei eine Kupferfolie auf einem isolierenden Träger aufgebracht und mit diesem zusammen warmgepresst wird. Solche Kupferfolien werden in Stärken von 105 um, 70 um, 35 um, 18 um und 12 um sowie in anderen Dicken als Massenprodukt in elektrolytischen Prozessen hergestellt. Ebenfalls werden Folien mit einer Dicke von 5 um, 9 um, usw. hergestellt, die auf einem Aluminiumfolienträger aufgebracht sind. Ferner werden Kupferfolien in Walzprozessen erzeugt, wobei jedoch Foliendicken unterhalb 35 um bisher nicht kommerziell erhältlich sind, da mit abnehmender Dicke die Herstellungskosten dieser Kupferfolien aufgrund des Herstellungsverfahrens zunehmen.
In Fällen, in denen die bei der Warmpresslaminierung verwendete Kupferfolie zu dünn ist, treten extreme Schwierigkeiten beim Aufbringen der Kupferfolie auf den isolierenden Träger auf, da die Kupferfolie sehr anfällig gegen Verknitterung ist. Diese Gefahr des Verknitterns besteht auch nach dem Aufbringen während des Warmpresslaminierens. Wird die Kupferfolie auf einem Träger wie Aluminiumfolie, aufgebracht, so lässt sich dieses Problem umgehen, jedoch besitzt diese Kupferfolie den Nachteil, dass sie zu kostspielig ist und dass ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt, bei dem der Träger, z.B. eine Aluminiumfolie, von der Kupferfolie abgezogen werden muss, bevor ein gedruckter Schaltkreis erzeugt werden kann.
Daher ist die Massenproduktion eines doppelseitigen kupferplattierten Substrats mit zwei verschieden dicken Kupferfolien, wie ein doppelseitiges kupferplattiertes Substrat, das auf der einen Seite eine elektrolytisch oder durch Auswalzung hergestellte Kupferfolie mit einer Dicke von weniger als 20 um aufweist, und auf der anderen Seite eine Kupferfolie mit einer Dicke von beispielsweise 20 bis 105 um besitzt, relativ schwierig.
Auf der anderen Seite gibt es ein bekanntes Verfahren, worin ein kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat während der Herstellung von gedruckten Schaltkreistafelsubstraten einem vorbereitenden Ätzprozess mit einer Ätzlösung, die Kupferchlorid, Eisenchlorid, usw., enthält, unterworfen wird, wodurch eine dünne Oberflächenschicht der Kupferfolie entfernt wird und die resultierende Kupferfolie zur Herstellung von gedruckten Schaltkreistafeln verwendet wird. Wenn jedoch die Dicke der entfernten Oberflächenschicht der Kupferfolie im vorbereitenden Ätzschritt einige Mikrometer überschreitet, oder wenn ein kupferplattiertes Substrat einer Grösse von 500 x 500 mm oder grösser geätzt wird, so wird die Dickevariation der erhaltenen geätzten Kupferfolie zu gross. Folglich wird dieses Verfahren als nachteilig angesehen, da es nicht zur Herstellung von kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstraten verwendet werden kann, die praktisch verwendbar sind.
JP-A-62-200796 beispielsweise offenbart ein Verfahren, worin ein Schaltkreistafelsubstrat, das mit einer Kupferfolie einer durchschnittlichen Dicke von 18 um oder mehr belegt ist, mechanischem Abrieb, elektrochemischem Polieren oder chemischem Ätzen zur Reduzierung der Dicke der Kupferfolie auf 12 um oder weniger ausgesetzt wird, wodurch ein extrem dünnes kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat hergestellt wird. (Der Ausdruck "JP-A" wie er hier verwendet wird, bedeutet eine ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung.) In Beispiel 1 der Beschreibung dieses Dokuments zum Stand der Technik findet sich eine Beschreibung des Effekts, dass ein kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat mit einer Grösse von 340 x 340 mm und einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 18 um, die mit einer Ätzflüssigkeit mit Kupferchlorid und Salzsäure behandelt, und dabei die gesamte Oberfläche der Kupferfolie geätzt wurde, wobei ein dünnes kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat mit einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 10 um erhalten wird.
Diese Methode hat jedoch die folgenden Nachteile. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben dieses Verfahren reproduziert, wie im Vergleichsbeispiel 1 später beschrieben, indem ein konventioneller Spraytyp-Ätzprozess durchgeführt wurde, und fanden, dass zu einer Zeit, wo nur 5 kupferplattierte Laminate einer Ätzung zur Entfernung einer durchschnittlich 6 um dicken Oberflächenschicht der Kupferfolien ausgesetzt wurden, die Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke ± 3,5 um, und auf Basis der gewünschten Dicke ± 4,8 um betrug, d.h. diese Abweichung war nahezu so gross wie die Dicke der durch die Ätzung abgetragenen Schicht. Diese Tendenz wurde stärker mit der Zunahme der abgetragenen Schichtdicke im Ätzprozess oder mit der Anzahl der erzeugten Produkte. Folglich lassen sich mit dem oben genannten Verfahren extrem dünne, kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrate mit einer für die Kommerzialisierung hinreichend geringen Dickenabweichung nicht herstellen. Ferner zeigten andere Methoden, die in diesem Stand der Technik offenbart sind, einschliesslich mechanisches Abtragen und Elektropolieren, ähnliche Resultate, was die schwierige Kommerzialisierung dieses Verfahrens demonstriert. Darüber hinaus wird im Falle der Herstellung eines dünnen kupferplattierten Schaltkreistafelsubstrats durch Ätzen der ganzen Oberfläche einer Kupferfolie mit einer üblichen Ätzflüssigkeit, wie in Beispiel 1 jenes Dokuments beschrieben, die erhaltene Oberfläche der zurückbleibenden Kupferfolie hochaktiv und korrodiert folglich in kurzer Zeit an der Atmosphäre, obgleich das kein Problem darstellt, falls das erhaltene Substrat sofort zur Herstellung von Schaltkreisen weiterverwendet wird.
Ferner war es extrem schwierig, die Oberflächen von Kupferfolien einseitiger kupferplattierter Laminate mit einer Dicke von 0,3 mm oder weniger einheitlich zu ätzen, da solche Laminate durch Verziehen usw. Deformationen erleiden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben intensive Studien zur Entwicklung eines Verfahrens, das kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrate, die als grossflächige Schaltkreistafelsubstrate verwendet werden können, mit hoher Effizienz hergestellt werden können, durchgeführt. Daraus resultierend haben sie gefunden, dass dünne kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrate mit zufriedenstellend kleiner Dickenabweichung durch Ätzen der gesamten Oberfläche der Kupferfolie eines kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats bei extrem niedrigen Ätzraten, verglichen mit den konventionellen Ätzprozessen, erhalten werden können. Die vorliegende Erfindung basiert auf dieser neuen Beobachtung.
Folglich ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines dünnen kupferfolienplattierten Substrats zur Herstellung von Schaltkreistafeln, mit dem ein dünnes kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat mit extrem kleinen Abweichungen in der Foliendicke leicht und zu geringen Kosten erhalten werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen, kupferfolienplattierten Substrats zur Herstellung von Schaltkreistafeln bereitgestellt, das folgendes umfasst: Ätzen eines kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats, bestehend aus einem elektrisch isolierenden Träger und einer auf einer oder beiden Seiten davon aufgebrachten Kupferfolie, die eine durchschnittliche Dicke von 12 um oder mehr aufweist, mit einer Ätzlösung für Kupfer, wobei das Ätzen so durchgeführt wird, dass die gesamte Oberfläche der Kupferfolie mit einer vorherbestimmten Ätzrate im Bereich zwischen 0,01 bis 0,3 um/sek. geätzt wird und die ausgewählte Ätzrate innerhalb von ± 10 % und die Ätzdauer innerhalb ± 3 % auf Basis einer vorherbestimmten Zeit reguliert sind, wodurch die Dicke der Kupferfolie, die auf mindestens einer Seite des isolierenden Trägers ausgebracht ist, auf 10 bis 80 % ihrer Originaldicke reduziert wird, und als Ergebnis des Verfahrens die Abweichung der Dicke der verbleibenden Kupferfolie nach dem Ätzen innerhalb von ± 2 um auf Basis der gewünschten Dicke liegt.
Gemäss bevorzugter Ausführung dieser Erfindung liegt die Abweichung der Dicke der nach dem Ätzen verbleibenden Kupferfolien innerhalb ± 1,0 um, basierend auf der gewünschten Dicke; die Ätzlösung für Kupfer ist eine wässrige Lösung, die 1,5 bis 4 G/V-% Wasserstoffperoxid, 3 bis 7 G/V-% Schwefelsäure und 10 bis 60 g/l Kupfer enthält, und deren Konzentration an Wasserstoffperoxid und Schwefelsäure innerhalb von ± 0,3 G/V-%, basierend auf einer vorherbestimmten Konzentration, reguliert ist. Das Ätzen wird bei einer Temperatur von 25 bis 50ºC durchgeführt, wobei die Temperatur innerhalb von ± 1,0ºC auf Basis einer vorherbestimmten Temperatur reguliert wird. Ferner enthält die Ätzlösung für Kupfer 0,1 bis 5 G/V-% Alkohol als Hilfsmittel. Ferner ist die Ätzlösung für Kupfer eine wässrige Lösung, die 0,25 bis 3 Mol/l Kupferchlorid und 1 bis 4 Mol/l Salzsäure enthält, wobei zumindest die Konzentration an Salzsäure innerhalb ± 0,3 Mol/l auf Basis einer vorherbestimmten Konzentration reguliert ist und das Ätzen bei einer Temperatur von 25 bis 55ºC durchgeführt wird, und die Temperatur innerhalb von ± 5,0ºC auf Basis einer vorherbestimmten Temperatur reguliert wird.
Gemäss einer anderen bevorzugter Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche der nach dem Ätzen verbleibenden Kupferfolie gereinigt und dann mit einem Antikorrosionsmittel oder einer abziehbaren Harzschicht abgedeckt und somit geschützt, und die Reinigung erfolgt unmittelbar nach dem Ätzen durch Behandlung der Oberfläche der verbleibenden Kupferfolie mit einem wasserlöslichen Antikorrosionsmittel, oder die abziehbare Harzbeschichtung ist ein Photoresist.
Gemäss weiterer Ausführungen ist das kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrat ein doppelseitiges, und das Ätzen wird so durchgeführt, dass die Dicke der Kupferfolie auf mindestens einer Seite des isolierenden Trägers auf 3 bis 15 um reduziert wird, wodurch ein doppelseitiges dünnes folienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat, das auf beiden Seiten des isolierenden Trägers eine daran anhaftende Kupferfolie aufweist, mit zwei unterschiedlich dicken Kupferfolien erhalten wird, und das Ätzen des doppelseitigen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats wird mit einer Spraytyp-Ätzmaschine durchgeführt, die mit Spraydüsen zum Versprühen einer Ätzlösung auf beiden Seiten des doppelseitigen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats ausgestattet ist, wobei die Anzahl der Sprühdüsen auf der einen Seite des Substrats anders ist als auf der anderen Seite.
Gemäss noch weiterer Ausführungen ist das kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrat ein doppelseitiges kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat, und das Ätzen wird so durchgeführt, dass die Dicke der Kupferfolie auf einer Seite des isolierenden Trägers auf 3 bis 15 um reduziert wird und die Kupferfolie auf der anderen Seite vollständig entfernt wird.
Gemäss noch weiterer Ausführungen ist das kupferplattierte Schaltkreistafelsubstrat ein kombiniertes Substrat, das durch provisorisches Verbinden zweier einseitiger kupferplattierter Schaltkreistafelsubstrate mittels eines entfernbaren Plastikfilms, wodurch die beiden Substrate vereinigt werden, hergestellt wird. Die einseitigen kupferplattierten Schaltkreistafelsubstrate dieses kombinierten Substrats haben jeweils eine Dicke von 0,3 mm oder weniger, das kombinierte Substrat ist ein kantengebundenes kombiniertes Substrat, worin die Kante vollständig oder teilweise verbunden ist, und das kantengebundene kombinierte Substrat wird durch die Verwendung eines Abziehfilms oder -blattes vorherbestimmter Fläche, die kleiner ist als das Prepreg, einen Film oder ein Blatt mit einem ablösbaren Teil vorherbestimmter Fläche oder eines ablösbaren Films oder Blattes mit vielen Perforationen in dem Teil, der der Kante des kantengebundenen kombinierten Substrats entspricht, aufweist, hergestellt wird. Das so hergestellte kombinierte Substrat wird dann auf ein vorherbestimmtes Mass zurecht geschnitten.
Die Beschaffenheit des erfindungsgemässen Gegenstands wird im folgenden erläutert.

KUPFERPLATTIERTES SUBSTRAT

Als kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat gemäss der vorliegenden Erfindung, das einen elektrisch isolierenden Träger und darauf ein- oder beidseitig aufgebrachte Kupferfolien umfasst, kann jedes kommerziell erhältliche, kupferplattierte Substrat, das aus Materialien für elektrische Produkte hergestellt ist, verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung werden jedoch generell Substrate bevorzugt, deren Kupferfolien eine nominale Dicke von 12 um oder mehr aufweisen, und besonders bevorzugt ist ein Substrat mit einer Kupferfolie einer durchschnittliche Dicke zwischen 12 und 18 um und einer Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke innerhalb von ± 1,0 um. Beispiele für kupferplattierte Schaltkreistafelsubstrate sind ein einseitig oder doppelseitig kupferplattierter Film, ein Blatt, ein faserverstärktes isolierendes Harzlaminat, ein Metallkernlaminat, ein kombiniertes Substrat und ein mehrlagiges abgeschirmtes Substrat mit einem gedruckten Schaltkreis in einer inneren Schicht.
Beispiele für den elektrisch isolierenden Träger in einem solchen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrat sind ein Film oder Blatt aus Polyimid, ein Polyesterharz oder ähnliches, ein Material, das aus einem Prepreg hergestellt wird, das eine Kombination ist aus einem Matrixharz, wie beispielsweise einem wärmehärtenden Harz, einem hitzebeständigen thermoplastischen Harz, usw., und einem Basismaterial, das ein Verstärkungsmaterial in Form eines porösen Films oder Blattes aus Fasern, einem gehackten Material oder etwas ähnlichem aus einer passenden Kombination von zwei oder mehr Gläsern [E-Glas, D-Glas, S-Glas, Siliciumoxidglas (Quarz), usw.], Keramiken (Aluminiumoxid, Bornitrid, usw.), einem vollaromatischen Polyamid (Aramid, usw.), Polyimid, Semi-Carbon, einem Fluorharz, und andere wärmebeständige technische Kunststoffe, usw. darstellt, oder ein Material, hergestellt durch Beschichtung einer Eisen- oder Aluminiumplatte oder ähnlichem mit einem Adhäsiv oder einem adhäsiven Film mit isolierenden Eigenschaften.
Kommerziell erhältliche kupferplattierte Laminate weisen für gewöhnlich gewellte Kupferfolienoberflächen auf, hervorgerufen durch den Druck, der während der Warmpresslaminierung appliziert wird, die einen Teil der Oberflächenrauhigkeit des Basismaterials darstellen und im Falle eines gewebten Basismaterials aus Glas eine Welligkeitshöhe von etwa 3 bis 4 um und einen Gangunterschied von etwa 0,4 mm aufweisen. Diese Welligkeit kann mechanisch in feine Rauhigkeit konvertiert oder eliminiert werden, bevor ein solches kupferplattiertes Laminat in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Zur Herstellung eines kupferplattierten Laminats oder Blattes mit einer 12 bis 18 um dünnen Kupferfolie ist es ein bevorzugtes Verfahren, zwischen die Kupferfolie und eine Spiegelplatte ein Blatt aus, beispielsweise, Aluminium zu legen, das eine Dicke von etwa 40 bis 100 um besitzt und einen thermischen Expansionskoeffizienten aufweist, der grösser als der der Kupferfolie ist.
Ein Abziehfilm oder -blatt (im folgenden vereinfacht als Abziehblatt bezeichnet), das zur Herstellung des oben beschriebenen, kombinierten Substrats (Produkt einer provisorischen Verbindung von zwei einseitigen kupferplattierten Laminaten durch ein Abziehblatt) verwendet wird, ist ein Film oder Blatt aus Kunststoff, Metall, usw., von dem sich ein ausgehärtetes Prepreg leicht ablösen lässt, selbst wenn nach der Warmpresslaminierung, worin ein Prepreg und eine Kupferfolie auf jeder Seite des Films oder Blattes aufgebracht werden, das resultierende Gefüge zur Aushärtung des Harzes gepresst wird.
Beispiele für das Abziehblatt enthalten einen Kunststoffilm, wie Cellulosetriacetat, Polypropylen, Poly- 4-methylpenten-1, Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen, usw., einen Film oder ein Blatt aus Metall, wie rostfreiem Stahl, Aluminium oder Messing, oder einen Film oder ein Blatt aus einem Metall, worauf ein Ablösemittel aufgetragen ist, und ein Metallfilm oder -blatt mit darauf aufgebrachter ablösbarer Kunststoffschicht.
Die Dicke des Abziehblattes wird normalerweise im Bereich zwischen 10 und 300 um gewählt. Für den Fall, dass ein einseitiges dünnes, kupferfolienplattiertes Laminat als dünne Schicht zur Herstellung eines kombinierten Substrats verwendet wird, wird bevorzugt ein Blatt verwendet, das einer oberflächenaufrauhenden Behandlung (Mattierungsbehandlung) zur Verbesserung seiner adhäsiven Eigenschaften unterworfen wird.
Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines kombinierten Substrats ist es bevorzugt, dass das kombinierte Substrat an dessen Kante verschlossen ist (im folgenden bezeichnet als kantenverschlossenes kombiniertes Substrat), wodurch Schwierigkeiten, wie ein Verschmutzen der Rückseite (die Oberfläche, die in Kontakt mit dem Abziehblatt steht) durch die Ätzlösung verhindert wird. Zur Herstellung des kantenverschlossenen kombinierten Substrats wird das oben beschriebene Abziehblatt vor seiner Verwendung in der Warmpresslaminierung so bearbeitet, dass das damit hergestellte kantenverschlossene kombinierte Substrat, auch nachdem es auf ein vorherbestimmtes Format zurechtgeschnitten wurde, eine Kante besitzt, die ganz oder teilweise in verschlossenem Zustand ist. Es können beispielsweise die folgenden Verfahren verwendet werden: ein Verfahren, das die Bereitstellung eines Abziehblattes mit einer vorbestimmten Fläche, die kleiner ist als die Fläche der Prepregs, Einlegen eines oder mehrerer Abziehblätter zwischen zwei Prepregs in vorherbestimmte Positionen, wobei die Blätter so angeordnet sind, dass sie sich entweder nicht überlappen oder ein Blatt auf einem anderen Blatt zu liegen kommt, so dass ein Bauteil, bestehend aus (Kupferfolie/Prepreg/Abziehblatt/Prepreg/ Kupferfolie) gebildet wird, das anschliessend zwischen Spiegelplatten warmpresslaminiert wird, umfasst; ein Verfahren, das die Bereitstellung von Abziehblättern, die nahezu die gleiche Grösse wie die Prepregs haben und ein oder mehrere Abziehteil(e) auf einer oder beiden Seiten in der selben Position aufweisen, Bildung eines Bauteils der Zusammensetzung (Kupferfolie/Prepreg/Abziehblatt/Prepreg/Kupferfolie) unter Verwendung eines Abziehblattes oder zweier aufeinanderliegender Abziehblätter, und die anschliessende Warmpresslaminierung des Bauteils zwischen Spiegelplatten umfasst; ein Verfahren, das die Bereitstellung perforierter Abziehblätter mit nahezu der gleichen Grösse wie die der Prepregs und vielen Perforationen in dem Bereich, der die Kante des zu bildenden kombinierten Substrats darstellt, die Bildung eines Bauteils der Zusammensetzung (Kupferfolie/Prepreg/Abziehblatt/Prepreg/Kupferfolie) unter Verwendung eines Abziehblattes oder zweier übereinanderliegender Abziehblätter, und die anschliessende Warmpresslaminierung des Bauteils zwischen Spiegelplatten umfasst.
In der letzten oben genannten Methode ist es nicht notwendig, die Breite des adhäsiven Teils, der der Kante des kombinierten Substrats entspricht, besonders gross zu machen, sofern die Positionierung im Schneideprozess einfach ist, und wird im allgemeinen in einem Bereich zwischen 2 und 20 mm gewählt.
Ferner sollte die Position der Perforationen so gewählt werden, dass die Perforationen gleichförmig über den der Kante des kombinierten Substrats entsprechenden Teil verstreut sind, und darüber hinaus die Handhabung des Abziehblattes nicht erschweren. Beispielsweise wird die Form jeder Perforation im allgemeinen ausgewählt aus einem Kreis, einer Ellipse, einem konvexen Polygon, einem konkaven Polygon, usw., mit einem jeweiligen Durchmesser von etwa 2 bis 10 mm. Diese Perforationen werden geeigneterweise in einer oder mehreren Reihen mit einem Abstand von 2 bis 30 mm positioniert. Nach der Herstellung des kombinierten Substrats kann die Position des darin enthaltenden Abziehblattes leicht durch, beispielsweise, Ausmessen bestimmt werden, da die Originalposition des Abziehblattes während der Warmpresslaminierung kaum verändert wird, sofern das verwendete Abziehblatt nahezu dieselbe Grösse hat wie die Prepregs. Bevorzugterweise werden jedoch bereits zuvor Perforationen des oben beschriebenen Typs, Markierungslöcher oder andere Markierungen in dem Abziehblatt im Bereich, der der Kante des kombinierten Substrats entspricht, angebracht.
Im Falle der Herstellung kombinierter Substrate mit Abziehblättern, die kleiner sind als die Prepregs, ist es praktisch, die Position des Abziehblattes im Produkt aus der Höhendifferenz zwischen der Fläche, unter der sich das Abziehblatt befindet, und der Fläche ohne Abziehblatt und von anderen optisch zu bestimmen. In diesem Falle ist es bevorzugt, ein Abziehblatt mit einer Dicke von 50 um oder mehr, insbesondere um 100 um, zu verwenden, da dadurch die optische Bestimmung vereinfacht wird.
Die Dicke des einseitig kupferplattierten Laminats des so hergestellten kombinierten Substrats ist nicht besonders limitiert, liegt jedoch im allgemeinen im Bereich zwischen 0,03 und 0,3 mm. Ein derartiges einseitig kupferplattiertes Laminat mit einer Dicke von 0,3 mm oder dünner neigt, wenn es alleine verwendet wird, besonders stark dazu, sich aufzurollen, da der Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Kupferfolie und der isolierenden Schicht zu Schwierigkeiten beim Ätzen des Laminats mit einer herkömmlichen Atzmaschine führt. Wenn jedoch ein solches einseitiges, kupferplattiertes Laminat mit einem anderen Laminat zu einem kombinierten Substrat verbunden wird, kann das Problem des Aufrollens vollständig unterdrückt werden. Folglich ist es vorteilhaft, wenn einseitige kupferplattierte, dünne Laminate zu kombinierten Substraten verarbeitet werden.

ÄTZLÖSUNG FÜR KUPFER

Die Ätzlösung für Kupfer gemäss der vorliegenden Erfindung ist eine wässrige Lösung, die als hauptsächliche Ätzreagenzien Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure, Kupferchlorid, ein Persulfat oder Eisenchlorid enthalten. Erfindungsgemäss werden die Ätzraten durch Verwendung geringer Konzentrationen an Ätzreagenzien, verglichen mit normalerweise verwendeten Ätzlösungen, gering gehalten, wie auch durch Einhalten niedriger Ätztemperaturen oder durch Verringern der Menge an Ätzlösung, die in Kontakt mit der Kupferfolienoberfläche kommt (reduzierter Sprühdruck im Falle des Sprühätzens), wobei ein gleichförmiger Kontakt über die Oberfläche aufrecht erhalten wird, oder durch eine passende Kombination dieser Bedingungen.
Daher wird erfindungsgemäss eine vorherbestimmte Ätzrate im Bereich von 0, 01 bis 0,3 um/sek. gewählt, bevorzugt von 0,03 bis 0,20 um/sek., weiter bevorzugt zwischen 0,05 und 0,11 um/sek.. Ist die Ätzrate höher als 0,3 um/sek., so neigt nicht nur der Unterschied zwischen der Dicke der resultierenden geätzten Kupferfolie und der gewünschten Dicke dazu, unvorteilhaft gross zu werden, da das Fortschreiten des Ätzprozesses stark von kleinen Unterschieden in der Ätzzeit abhängt, sondern es wird ebenfalls schwierig, geätzte Kupferfolien mit einer Dickevariation innerhalb von ± 2,0 um, bevorzugt ± 1,0 um, auf Basis der gewünschten Dicke zu erhalten, da die Veränderung der Dicke über die geätzte Oberfläche dazu neigt, gross zu werden. Auf der anderen Seite wird bei Ätzraten von weniger als 0,01 um/sek. die benötigte Ätzzeit zu lang und ist daher nicht praktikabel.
Eine bevorzugte Methode, die Ätzrate gering zu halten, ist es, die Ätztemperatur niedrig zu halten oder die Konzentrationen der Ätzreagenzien in der Ätzlösung gering zu halten, oder eine Kombination dieser Elemente.
Die folgenden Ätzlösungen haben beispielsweise jeweils spezifische Konzentrationen der Ätzreagenzien, die zur Erzielung geringer Ätzraten verwendet werden können. Verwendet man eine Ätzlösung mit Wasserstoffperoxid und Schwefelsäure, so ist die Wasserstoffperoxidkonzentration im Bereich von 1,5 bis 4 G/V-%, die Schwefelsäurekonzentration zwischen 3 und 7 G/V-% und die Kupferkonzentration zwischen 10 und 60 g/l bei einer Ätztemperatur zwischen 25 und 50ºC.
Bevorzugterweise wird ein Stabilisator für Wasserstoffperoxid, ein Lösungsbeschleuniger für Kupfer, usw., zu dieser Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung als Additiv hinzugefügt. Beispiele solcher Additive sind einwertige Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, zweiwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol und Pentandiol, dreiwertige Alkohole oder andere mehrwertige Alkohole, wie Glycerin und Pentaerythritol, Glykolether, wie Polyethylenglykol, sowie stickstoffhaltige organocyclische Verbindungen, wie Aminobenzoesäure, Aminotetrazol und Phenylharnstoff. Die Menge, in der ein solches Additiv zugesetzt wird, kann im allgemeinen passend gewählt werden im Bereich zwischen 0,1 und 5 %.
Im Falle einer Ätzlösung, die Kupfer(II)chlorid enthält, wird beispielsweise eine wässrige Lösung mit einer Kupfer(II)chloridkonzentration von 0,25 bis 3 Mol/l, bevorzugt zwischen 0,5 und 2 Mol/l, und eine Salzsäurekonzentration zwischen 1 und 4 Mol/l, bevorzugt zwischen 2 und 3,6 Mol/l verwendet, und die Ätzreaktion wird bei einer Temperatur von beispielsweise zwischen 25 und 55ºC durchgeführt. Übersteigt die Konzentration an Kupfer(II)chlorid 3 Mol/l, so wird die Löslichkeit des Kupfer(II)chlorids ungenügend, während bei Konzentrationen unterhalb 0,25 Mol/l die Ätzrate unvorteilhaft gering wird. Andererseits wird bei einer Salzsäurekonzentration oberhalb von 4 Mol/l die Ätzrate zu hoch, was die Kupfer(II)chloridkonzentration stark beeinflusst (sie wird klein, da Kupfer(II)chlorid auf der geätzten Kupferfolienoberfläche verbraucht wird). Weiterhin wird dadurch die Temperaturabhängigkeit der Ätzrate erhöht, wodurch gutes Ätzen schwierig durchzuführen ist. Ist die Salzsäurekonzentration geringer als 1 Mol/l, so wird die Ätzrate unzureichend gering.
Im Falle einer sogenannten "Alkaliätzlösung", die NH&sub4;OH, NH&sub4;Cl, Cu, NaClO&sub2;, NH&sub4;NO&sub3;, usw. enthält, so kann beispielsweise ein Verfahren angewendet werden, worin die Konzentration an NH&sub4;OH etwa 3 Mol/l oder niedriger, an NaClO&sub2; etwa 10 Mol/l oder darunter, an NH&sub4;Cl etwa 1 Mol/l oder niedriger, an NH&sub4;HCO&sub3; etwa 1 Mol/l oder niedriger, an NH&sub4;NO&sub3; etwa 1 Mol/l oder niedriger und an Cu 10 lb/gal (74,89 g/l) oder darunter beträgt und die Ätztemperatur zwischen 30 und 45ºC gehalten wird, oder eine Methode, bei der die Konzentration jedes Ätzreagenzes bei einer normalen Konzentration, und die Ätztemperatur zwischen 20 und 30ºC gehalten wird.
Im Falle einer Persulfatätzlösung, die (NH&sub4;)&sub2;S&sub2;O&sub8; als hauptsächliches Ätzreagens enthält, kann beispielsweise ein Verfahren angewendet werden, bei dem die Konzentration an (NH&sub4;)&sub2;S&sub2;O&sub8; etwa 2 lb/gal (240 g/l) oder darunter und die Ätztemperatur zwischen 20 und 35ºC liegt.
Im Falle einer Ätzlösung mit Eisenchlorid als hauptsächliches Ätzreagens kann beispielsweise ein Verfahren genannt werden, worin eine Ätzlösung durch Zugabe 35 %-iger HCl zu einer Eisen(III)chloridlösung von 40ºBé bis zu einem Gehalt an 35 %-iger HCl von 20 bis 1 Vol.% erhalten wird, oder es wird eine mit Wasser verdünnte Form dieser Lösung als Ätzlösung verwendet, und das Ätzen bei 20 bis 35ºC durchgeführt.
Im Falle einer Ätzlösung, die Chromsäure und Schwefelsäure enthält, kann beispielsweise ein Verfahren genannt werden, worin die Ätzlösung eine CrO&sub3;-Konzentration von etwa 230 g/l oder weniger, eine Na&sub2;SO&sub4;-Konzentration von etwa 40,5 g/l oder weniger und eine H&sub2;SO&sub4; (96 %)-Konzentration von etwa 180 g/l oder weniger enthält.
Wie auch immer, die Alkaliätzlösung hat den Nachteil, dass ihre Stabilität gering ist, die Persulfatätzlösung hat den Nachteil, dass das durch das Ätzen in der Ätzlösung gelöste Kupfer dazu neigt auszufallen, die Eisen(III)chloridätzlösung hat den Nachteil, dass die Ätzrate stark in Abhängigkeit von der Konzentration an gelöstem Kupfer variiert und die Chromsäure/Schwefelsäure- Ätzlösung hat den Nachteil, dass die Lösung das Harz des kupferplattierten Laminats angreift. Daher ist die erfindungsgemäss am meisten bevorzugte Ätzlösung die wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung, unter anderem auch unter den Gesichtspunkten der Handhabbarkeit der Ätzlösung, der Umweltverschmutzung und des Zustands der fertigen Kupferfolienoberflächen. Für den Fall, dass die verwendete Ätzlösung nicht gelagert werden muss oder die fertige Kupferfolie keine glänzende Oberfläche aufweisen muss, so kann auch die Kupfer(II)chloridätzlösung bevorzugt eingesetzt werden. Ferner kann auch nach dem Kupfer(II)chloridätzen bevorzugt das Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzen als Abschluss durchgeführt werden.

ÄTZAPPARATUR

Das erfindungsgemässe Ätzverfahren ist nicht besonders eingeschränkt, solange das Ätzen mit einer vorherbestimmten Ätzrate innerhalb des vorbeschriebenen Bereichs durchgeführt werden kann, und Sprühätzen, Eintauchen, Verfahren, worin Substrate zum Ätzen in einem Ätzbad bewegt werden, sowie verschiedene andere Verfahren können verwendet werden.
Gegenwärtig wird jedoch in passender Weise die konventionelle Sprühätzmethode verwendet. Das Sprühätzen wird bevorzugterweise so durchgeführt, dass das Substrat horizontal oder vertikal gehalten, und die Ätzlösung, die auf dem Substrat verbleibt, sofort nach dem Ätzen (sofort nach dem Sprühen) entfernt wird.
Damit durch Ätzen mit einer bestimmten Ätzlösung Kupferfolien mit einer gewünschten Dicke erhalten werden, wird ein Verfahren angewendet, worin die Ätzrate für die Ätzlösung vorderhand unter vorherbestimmten Bedingungen zur Festlegung der Ätzzeit bestimmt wird, und die Ätzlösung ferner so gehandhabt wird, dass die Ätzrate aufrecht erhalten werden kann. Beispielsweise wird das Ätzen an einem doppelseitigen kupferplattierten Substrat mit Kupferfolien gleicher Dicke auf beiden Seiten und horizontal fixiertem Substrat, zur Reduzierung der Dicke beider Kupferfolien auf die gleiche Dicke zur gleichen Zeit ein Verfahren angewendet, worin der Spraydruck usw. so kontrolliert werden, dass die Ätzrate auf der oberen und unteren Oberfläche gleich sind, und das Ätzen für eine vorherbestimmte zeitliche Dauer durchgeführt wird.
Ferner werden konventionelle Ätzmaschinen so entworfen, dass die Sprühdüsen soweit wie möglich rechtwinklig zu den Kupferoberflächen der Laminate, die für gewöhnlich mit einer konstanten Geschwindigkeit von nicht mehr als einigen Metern pro Minute bewegt werden, stehen. In der vorliegenden Erfindung hingegen ist der Winkel der Sprühdüsen nicht sonderlich beschränkt, solange die Kupferfolienoberfläche des kupferplattierten Substrats gleichförmig besprüht wird, und die Sprühdüsen können sogar in einem Winkel von 30 bis 50º zu den Kupferfolienoberflächen positioniert sein.
Zur Herstellung eines geätzten Substrats mit zwei unterschiedlich dicken Kupferfolien aus einem doppelseitigen kupferplattierten Substrat mittels einer Sprühtyp-Ätzmaschine wird ein Verfahren verwendet, worin die Ätzraten für beide Seiten auf die jeweils gewünschten Werte festgesetzt und dort gehalten werden, wobei die Ätzrate durch die Verwendung einer Ätzlösung mit vorherbestimmten Konzentrationen sowie durch die Kontrolle des Sprühdrucks und der Anzahl der Sprühdüsen kontrolliert und innerhalb des zuvor beschriebenen Bereichs gehalten wird. Bevorzugt ist jedoch ein Verfahren, worin die Anzahl der Sprühdüsen, die parallel zur Bewegungsrichtung der zu ätzenden doppelseitigen, kupferplattierten Schaltkreistafelsubstrate positioniert sind, auf jeder Seite variiert wird.
Im Falle des horizontalen Sprühätzens ist es bevorzugt, die Anzahl der Sprühdüsen auf der unteren Seite kleiner zu wählen als auf der oberen Seite, und dadurch die Ätzrate zu kontrollieren. Beispielsweise werden im falle eines Ätzvorgangs, der mit einer Sprühätzmaschine mit 36 Sprühdüsen auf einer Fläche von 1 m in der Länge und 0,6 m in der Breite sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite durchgeführt wird, so sind die 36 Düsen auf jeder Seite normalerweise in 9 Reihen in Längsrichtung (parallel zur Bewegungsrichtung) und in 4 Reihen in der Breite (senkrecht zur Bewegungsrichtung), und das Verhältnis der Ätzraten von Oberseite zu Unterseite ist auf 4/3 gesetzt, dann wird die Anordnung der Sprühdüsen auf der Oberseite nicht modifiziert und die Anzahl der unteren Sprühdüsen wird auf 24 geändert, indem die Anzahl der Reihen in Längsrichtung auf 6 reduziert und die Anzahl der Reihen in der Breite unverändert auf 4 gehalten wird, und anschliessend das Ätzratenverhältnis ausschliesslich durch die Kontrolle des Sprühdrucks, usw. kontrolliert wird.
Alternativ kann das folgende Verfahren verwendet werden: ein Verfahren, worin ein Substrat mit einer galvanischen Kupferfolie von beispielsweise 35 um Dicke auf der einen Seite und einer galvanischen Kupferfolie von beispielsweise 18 um Dicke auf der anderen Seite, als doppelseitiges kupferplattiertes Schaltkreistafelsubstrat verwendet wird, und beide Oberflächen mit der gleichen Ätzrate geätzt werden; ein Verfahren, worin ein Schaltkreistafelsubstrat mit beidseitig galvanisch aufgebrachter Kupferfolie von 18 um Dicke verwendet wird, wobei die gesamte Oberfläche der einen Seite oder insbesondere der Teil um die Kante der einen Oberfläche mit einem ablösbaren Schutzfilm, wie beispielsweise einem Plastikfilm, bedeckt wird, und nur die andere unbedeckte Oberfläche geätzt wird; sowie ein Verfahren, worin ein doppelseitiges kupferplattiertes Schaltkreistafelsubstrat während des Ätzprozesses vertikal gehalten wird.
Zur vollständigen Entfernung der Kupferfolie auf einer Seite und zur Reduzierung der Dicke der Kupferfolie auf der anderen Seite auf eine gewünschte Dicke mittels einer Sprühätzmaschine kann dasselbe oben beschriebene Verfahren zur Herstellung von geätzten Substraten mit zwei unterschiedlich dicken Kupferfolien verwendet werden, mit dem Unterschied, dass die Ätzrate für die Seite, deren Kupferfolie vollständig entfernt werden soll, auf einen höheren Wert als im oben beschriebenen Verfahren gesetzt wird. Insbesondere wenn das Sprühätzen horizontal unter Verwendung einer Sprühätzmaschine mit 54 Sprühdüsen auf einer Fläche von 1 m in der Länge und 0,6 m in der Breite sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite durchgeführt wird, wobei die 54 Düsen auf jeder Seite normalerweise in 9 Reihen in Längsrichtung (parallel zur Bewegungsrichtung) und in 6 Reihen in der Breite (senkrecht zur Bewegungsrichtung) angeordnet sind, und das Verhältnis der Ätzraten von Ober- zu Unterseite auf 2/1 gesetzt ist, so wird die Anordnung der Sprühdüsen auf der Oberseite nicht modifiziert und die Anzahl der Sprühdüsen der Unterseite wird durch Verringerung der Reihenanzahl in Längsrichtung auf 4 verringert, und das Ätzratenverhältnis wird anschliessend zur Einstellung des gewünschten Wertes durch die Kontrolle des Sprühdrucks, usw. kontrolliert.

ÄTZPROZESS

Unter Verwendung der oben beschriebenen Kupferätzlösung und Ätzapparatur wird das Ätzen mit einer spezifischen Ätzrate wie oben beschrieben durchgeführt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist nicht nur die aus dem zuvor angegebenen Bereich ausgewählte Ätzrate sehr klein im Vergleich zu den Ätzraten in herkömmlichen Prozessen zur Herstellung gedruckter Schaltkreistafeln, sondern es ist ebenso essentiell, dass die Abweichung der Ätzrate so klein wie möglich gehalten wird. Falls die Ätzrate so wie in konventionellen Ätzprozessen stark variiert, so wird es unmöglich, eine geätzte Kupferfolie mit einer Dickevariation von ± 2 um auf Basis der gewünschten Dicke zu erhalten. Im allgemeinen sollte die Abweichung der Ätzrate innerhalb von ± 10 %, bevorzugt innerhalb ± 5 % in Abhängigkeit von der Anzahl der zu ätzenden Kupferfolien reguliert werden. Das kann durch Regulierung der Konzentrationen aller Komponenten in einer Ätzlösung, die Ätztemperatur, die Menge der versprühten Ätzlösung (Kontaktzeit), usw. erreicht werden.
Am wichtigsten zur Aufrechterhaltung der vorherbestimmten Ätzrate ist die Regulierung der Ätzlösung, d.h. strikte Einhaltung der Konzentrationen der Komponenten in der Ätzlösung, die die Ätzrate stark beeinflussen, die Temperaturregelung, d.h. Aufrechterhaltung einer konstanten Ätztemperatur, sowie die Zeitregulierung, also Einhaltung einer konstanten tatsächlichen Ätzzeit.
Die Regulierung der Ätzlösung wird so durchgeführt, dass die Konzentration eines Ätzmittels, von dem ein Teil durch das Ätzen verbraucht oder ohne zum Ätzen beizutragen zersetzt wurde, im allgemeinen innerhalb von ± 10 %, bevorzugt innerhalb von ± 3 % auf Basis eines vorherbestimmten Wertes gehalten wird. Diese Regulierung kann durch Verwendung der folgenden Verfahren erreicht werden: ein Verfahren, worin ein Teil der Ätzlösung entfernt und eine Ätzlösung mit einer vorherbestimmten Konzentration zu der verbleibenden Ätzlösung hinzugegeben wird; ein Verfahren, worin ein Teil der Ätzlösung entfernt und jedes der notwendigen Ätzmittel separat zu der verbleibenden Ätzlösung hinzugegeben wird; ein Verfahren, worin ein Teil der Ätzlösung entfernt, anschliessend die darin gelösten Kupferkomponenten separiert, und dann jedes der notwendigen Ätzmittel in einer dazu proportionalen Menge zu der verbleibenden Ätzlösung hinzugefügt werden.
Beispielsweise wird im Falle einer Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung das Verfahren, welches die Entfernung eines Teils der Ätzlösung und Hinzufügung einer Ätzlösung mit einer vorherbestimmten Konzentration zu der verbleibenden Ätzlösung umfasst, wegen seiner Einfachheit bevorzugt. Im Falle einer Kupfer(II)chloridätzlösung wird ein Verfahren bevorzugt, worin ein Teil der Ätzlösung entfernt wird, dann hauptsächlich der verbrauchte Chlorwasserstoff zur Aufrechterhaltung der Chlorwasserstoffkonzentration hinzugefügt wird, und ferner ein Teil des während des Ätzens gebildeten Kupfer(I)chlorids recycliert wird, nachdem es elektrolytisch oder mit einem Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid, regeneriert wurde.
Die Temperaturregulierung ist wichtig, da die vorliegende Erfindung nicht ausgeführt werden kann, wenn die Ätztemperatur wie in konventionellen Prozessen im wesentlichen nicht reguliert wird. Im allgemeinen wird die Temperatur innerhalb von ± 5ºC, bevorzugt innerhalb von ± 2ºC, und noch weiter bevorzugt innerhalb von ± 1ºC auf Basis einer vorherbestimmten Temperatur reguliert. Beispielsweise wird im Falle einer Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung eine im Vergleich zu konventionellen Prozessen effektive Kühlung der Ätzlösung notwendig, da die Temperaturabhängigkeit der Ätzrate im wesentlichen derjenigen bei normalen Konzentrationen identisch ist und daher die Temperatur im Vergleich zu konventionellen Prozessen gering gehalten wird. Dies wird durch die Verwendung leistungsstarker Kühlaggregate, wie Tieftemperaturkühler oder grosse Wärmeaustauscher erreicht. Im Falle der Verwendung einer Kupfer(II)chloridätzlösung, insbesondere wenn die Chlorwasserstoffkonzentration innerhalb des bereits beschriebenen Bereichs liegt, kann das Ätzen bei einer hohen Temperatur (um 50ºC) durchgeführt werden, da die Temperaturabhängigkeit der Ätzrate gering ist und die Temperatur daher leicht reguliert werden kann.
Für die Zeitregulierung ist es essentiell, dass die Ätzlösung, die auf der geätzten Kupferfolienoberfläche haftet, so schnell wie möglich entfernt wird, und die Sprühzeit oder Eintauchzeit innerhalb von ± 3 % auf Basis einer vorherbestimmten Zeit reguliert wird. Zum Beispiel wird im Falle des Sprühätzens die Abweichung der Betriebsgeschwindigkeit der Transporteinrichtung zur Transferierung der Substrate klein gemacht, und mindestens eine Rolle zur Entfernung der Ätzlösung, die auf der Kupferfolienoberfläche zurückbleibt, installiert ist. Ferner wird das Ätzen ohne Verzögerung gestoppt und das geätzte Substrat sofort einer Nachbehandlung, wie Waschen, Neutralisierung, usw., unterzogen.
Darüber hinaus stellt das Schwanken der Laminate, das durch den Sprühdruck beim Ätzen von dünnen Laminaten im Sprühätzverfahren auftritt einen weiteren, die Ätzrate beeinflussenden Faktor dar. Da ein solches Schwanken oft einen gleichmässigen Kontakt der Ätzlösung mit der Kupferfolienoberfläche verhindert, werden Rollen oder andere Hilfsmittel in passender Weise zur Unterstützung der Laminate installiert.
Die Durchführungen des Ätzens sind wie oben beschrieben, jedoch im Hinblick auf die Handhabung der Ätzlösungen ist es erforderlich, die Konzentration jeder Komponente in einer realen Zeit zu erfassen. Präzisionsanalysen jedoch, die zur Einhaltung der beschriebenen Konzentrationsbereiche der jeweiligen Komponenten erforderlich sind, haben den Nachteil, dass bis zum Erhalt eines Ergebnisses einige Zeit vergeht, wodurch oft eine Verspätung bei der Regulierung der Konzentrationen auftritt. Obwohl dieses Problem durch eine Erhöhung der verwendeten Ätzlösungsmenge, wodurch die Konzentrationsänderung verlangsamt wird, gelöst werden kann, ist es bevorzugt, in Kombination damit ein Verfahren anzuwenden, worin Kupferplatten, kleinflächige Laminate oder kleinflächige Laminate mit darauf aufgebrachten Kupferfolien gleicher Dicke wie die gewünschte Atzdicke, beispielsweise auf geeignetem Wege in die Ätzregion gebracht werden, so dass die bereits durch das Ätzen entfernte Dicke direkter gemessen und die Konzentrationen der jeweiligen Komponenten in der Ätzlösung auf Basis dieser Ergebnisse reguliert werden können.

NACHBEHANDLUNG DÜNNER KUPFERPLATTIERTER SUBSTRATE

Nach dem Ätzen, in dem die Oberflächenschicht einer Kupferfolie in einer vorherbestimmten Dicke gemäss des oben beschriebenen Verfahrens entfernt wurde, wird die Oberfläche des erhaltenen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats für gewöhnlich gereinigt und dann mit einem Antikorrosionsmittel oder einem abziehbaren Harz zum Schutz der Kupferfolienoberfläche beschichtet.
Zur Reinigung werden bekannte Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen, wie Waschen mit Säure, Neutralisierung, Waschen mit Wasser und Waschen mit heissem Wasser verwendet. Es wird eine geeignete Reinigungsmethode unter Berücksichtigung der Art der verwendeten Kupferätzlösung sowie darin enthaltener unterstützender Additive, wie Stabilisierer und andere, ausgesucht. Im allgemeinen ist es bevorzugt, die Kupferoberfläche zuerst mit Wasser oder heissem Wasser zu waschen, sie dann mit einer verdünnten wässrigen H&sub2;SO&sub4;-Lösung abzubeizen, mit einer 1 bis 5 Gew.%-igen wässrigen Lösung von Natriumcarbonat bei 20 bis 50ºC zu neutralisieren, und dann mit einem Antikorrosionsmittel zu behandeln, indem die Kupferoberfläche bei 20 bis 50ºC in eine wässrige Lösung eines bekannten Antikorrosionsmittels, beispielsweise eine Azolverbindung, wie Benzotriazol, mit einer Konzentration von 0,01 bis 1 Gew.%, die geeigneterweise ein Benetzungsmittel oder ähnliches enthalten kann, eingetaucht wird.
Nach oder anstelle der Antikorrosionsbehandlung wird bevorzugterweise ein Verfahren verwendet, worin ein Film oder ein Photoresistfilm aus einem abziehbaren Harz, wie Polyethylen, Polypropylen, einem Ethylen-Propylen-Harz, einem Ethylen-Vinylacetat-Harz, einem Vinylidenchloridharz, einem Polyacrylat-Copolymer, einem 1,2-Polybutadienharz, einem Polyesterharz oder anderen thermoplastischen Harzen, auf die Kupferfolienoberfläche aufgepresst wird; oder ein Verfahren, worin die Kupferfolienoberfläche mit einem in Allzwecklösemitteln löslichen Harz, wie Paraffinwachs, Polyethylenwachs, Rosin und niedermolekularem Polystyrol oder mit einem Photoresistharzsirup beschichtet wird.
Die Kupfer(II)chloridätzlösung der vorliegenden Erfindung erzeugt beispielsweise im Gegensatz zu der Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung für Kupfer im allgemeinen Kupferfolien mit glanzlosen Oberflächen. Daher ist es gegenwärtig bevorzugt, dass das kupferplattierte Schaltkreistafelsubstrat, das mit dieser Atzlösung hergestellt wurde, nachfolgend erneut einer Ätzung unterzogen wird, nachdem es in geeigneter Weise neutralisiert, gereinigt, getrocknet oder anders behandelt wurde.
Das kantenverschlossene kombinierte Substrat, das, wie oben beschrieben, nach dem Ätzen in geeigneter Weise behandelt wurde, wird an der Kantenpartie abgeschnitten und das kupferplattierte Substrat auf jeder Seite von dem Abziehblatt getrennt, wodurch einseitige dünne kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrate erhalten werden. Wenn jedoch das einseitige dünne kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrat zur Verwendung in der Herstellung von mehrlagigen Tafeln durch eine spezielle Nadellaminierung, oder durch andere Methoden, vorgesehen ist, so ist es bevorzugt, die Perforation am kombinierten Substrat durchzuführen, bevor die Kantenpartie abgeschnitten und die kupferplattierten Substrate auf jeder Seite vom Abziehblatt separiert werden.
Wie oben erklärt, und wie durch die weiter unten angegebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele klar gezeigt werden wird, werden mit dem herkömmlichen Alkaliätzverfahren oder ähnlichen Kupferfolien mit Dickevariationen gewonnen, die vergleichbar mit der durch das Ätzen abgetragenen Schichtdicke sind, während mit dem erfindungsgemässen Verfahren leicht dünne, kupferfolienplattierte Substrate hergestellt werden können, deren Kupferfolien eine extrem kleine Dickevariation im Vergleich zu konventionellen, extrem dünnen Kupferfolien aufweisen.
Daher können kupferfolienplattierte Laminate, die bisher nur durch Verfahren, wie die Verwendung einer Kupferfolie von beispielsweise 5 oder 9 um Dicke auf einem teuren Träger, wie einer Aluminiumfolie, einer elektrodenlosen Beschichtung, einer Gasphasenabscheidung oder ähnlichen Verfahren hergestellt werden konnten, können durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung einfach, mit geringen Kosten und guter Genauigkeit erhalten werden. Daher ist der durch die vorliegende Erfindung hervorgerufene industrielle Effekt extrem signifikant.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden durch Beispiele und Vergleichsbeispiele detaillierter dargestellt, die jedoch nicht als limitierend in Hinsicht auf den Umfang der vorliegenden Erfindung anzusehen sind.
Die Dickemessung der Kupferfolien nach dem Ätzen wurde mit einem Wirbelstromverfahren unter Verwendung eines Wirbelstrom-Filmdickemessers (Dermess Wirbelstrom- Filmdickemesser, Typ DS-1, hergestellt von Elec Fine Instruments Company Limited, Japan) durchgeführt.

BEISPIEL 1

Aus 100 glasfaserverstärkten Epoxyharzlaminaten einer Grösse von 700 x 1020 mm und einer Dicke von 1,6 mm, die auf beiden Seiten eine Kupferfolie mit einer durchschnittlichen Dicke von 15 um aufwiesen, von denen eine einer Niederprofilbehandlung unterzogen wurde, wurden dünne kupferplattierte Schaltkreistafelsubstrate mit einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 9 um wie folgt hergestellt.
Die verwendeten doppelseitigen kupferplattierten Laminate hatten eine durchschnittliche Kupferfoliendicke von 15,0 um eine maximale Dicke von 15,5 um, und eine minimale Dicke von 14,5 um, woraus sich eine Dickevariation von ± 0,5 um ergibt, und die Oberflächenrauhigkeit der Kupferfolien war, gemessen mit einem Oberflächenrauhigkeitstester, 3,6 bis 4,3 um.
Das Ätzen wurde unter Verwendung einer horizontalen Ätzmaschine unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.

Ätzlösung:

H&sub2;O&sub2;-Konzentration 2,1 bis 2,4 G/V-%
H&sub2;SO&sub4;-Konzentration 3,6 bis 4,1 G/V-%
n-Propanol-Konzentration 2 bis 4 G/V-%
Kupferkonzentration 15 bis 20 g/l

Ätzbedingungen:

effektive Ätzkammerlänge 2,0 m
Temperatur 35 ± 1ºC
Sprühdruck: Oberseite 1,0 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Ätzzeit 67 Sekunden (Transportgeschwindigkeit: 1, 8 m/min.)
Ätzrate 0,09 um/sek.
Anschliessend wurde das resultierende Laminat bei Zimmertemperatur für 30 Sekunden in eine 5 %-ige wässrige Lösung von Na&sub2;CO&sub3; getaucht, anschliessend für 30 Sekunden in eine 0,3 %-ige wässrige Lösung von Benzotriazol bei 40ºC getaucht und dann in heisser Luft von 100ºC 30 Sekunden lang getrocknet.
Bei allen so erhaltenen 100 dünnen, kupferplattierten Laminaten wurde die Dicke der Kupferfolien wie folgt gemessen.
Jedes der dünnen kupferplattierten Laminate wurde der Länge und Breite nach in jeweils drei Teile geteilt, wodurch sich 18 rechtwinklige Kupferfolienoberflächen ergeben. Auf jeder dieser Flächen wurde die Dicke der Kupferfolie an einem zufälligen Punkt gemessen. Es wurde gefunden, dass die Kupferfolien eine durchschnittliche Dicke von 8,9 um, ein Maximum von 9,5 um und ein Minimum von 8,6 um aufwiesen, also die Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke ± 0,6 um und basierend auf der gewünschten Dicke ± 0,5 um betrug. Ferner lagen 95 % der gemessenen Werte innerhalb des Bereichs von 8,6 bis 9,4 um, und die Oberflächenrauhigkeit der Kupferfolien war 2,0 bis 3,0 um.
Ferner wurden die dünnen kupferfolienplattierten Laminate für 30 Stunden bei 60 %-iger relativer Luftfeuchtigkeit bei 25ºC gehalten, und anschliessend ihre äussere Erscheinung untersucht. Es konnten weder Korrosion noch andere Veränderungen festgestellt werden.

BEISPIEL 2

Mit 10 Laminaten wurden dünne kupferplattierte Schaltkreistafelsubstrate mit einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 9 um, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, mit dem Unterschied, dass eine Kupfer(II)chloridätzlösung, wie unten beschrieben, unter den folgenden Bedingungen als Kupferätzlösung verwendet wurde.
Das Ätzen wurde mit einer horizontalen Ätzmaschine unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.

Ätzlösung:

CuCl&sub2;-Konzentration: Anfang 2 Mol/l
Ende 1,5 Mol/1
HCl-Konzentration 3,3 t 0,3 Mol/l

Ätzbedingungen:

effektive Ätzkammerlänge 2,0 m
Temperatur 50 bis 55ºC
Sprühdruck: Oberseite 1,0 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Ätzzeit 67 Sekunden (Transportgeschwindigkeit: 1,8 m/min.)
Ätzrate 0,09 um/sek.
Anschliessend wurden die resultierenden Laminate bei Zimmertemperatur für 30 Sekunden in eine 5 %-ige wässrige Lösung von Na&sub2;CO&sub3; getaucht, anschliessend für 30 Sekunden bei 40ºC in eine 0,3 %-ige wässrige Lösung von Benzotriazol getaucht und dann in heisser Luft von 100ºC 30 Sekunden lang getrocknet.
Die Kupferfoliendicke aller so erhaltenen dünnen kupferfolienplattierten Laminate wurden wie folgt gemessen. Jedes dünne kupferplattierte Laminat wurde in Längs- und Querrichtung dreigeteilt, wodurch sich 18 rechtwinklige Kupferfolienoberflächen ergaben. Auf jeder Fläche wurde die Dicke der Kupferfolie an einem zufälligen Ort gemessen. Als Resultat ergab sich eine durchschnittliche Dicke der Kupferfolien von 8,9 um, ein Maximum von 9,4 um und ein Minimum von 8,6 um, woraus sich eine Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke von ± 0,5 um und auf Basis der gewünschten Dicke von ± 0,4 um ergab.
Ferner wurden die erhaltenen dünnen kupferfolienplattierten Laminate bei 25ºC und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit aufbewahrt. Innerhalb von 5 Stunden entwickelten sich Korrosionsflecken, woraus sich eine leicht unzureichende Lagerbeständigkeit ergibt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Die selben kupferplattierten Laminate wie in Beispiel 1 wurden zur Herstellung 9 um dünner kupferplattierter Schaltkreistafelsubstrate verwendet, wobei eine normalerweise verwendete Kupfer(II)chloridätzlösung, wie unten spezifiziert, beschrieben wurde.

Ätzlösung: (wässrige Lösung der folgenden Komponenten)

CuCl&sub2; 2H&sub2;O-Konzentration 170 g/l (= 1,0 Mol/l)
HCl (20ºBé)-Konzentration 0,6 l/l (= 6,6 Mol/l)
Kupferkonzentration 4 Unzen/Gallone oder darunter
Zuerst wurde die Ätzrate dieser Ätzlösung unter Verwendung eines kupferfolienplattierten Laminats mit einer Kupferfoliendicke von 70 um unter den folgenden Bedingungen gemessen:
Ätzbedingungen:
effektive Ätzkammerlänge 2,0 m
Temperatur 50 ± 1ºC
Sprühdruck: Oberseite 1,0 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Es ergab sich eine Ätzrate von 0,5 um/sek. Folglich ergab sich für ein kupferfolienplattiertes Laminat mit einer Kupferfoliendicke von 15 um eine Ätzzeit zur Reduzierung der Kupferdicke um 6 um auf eine durchschnittliche Dicke von 9 um von 12 Sekunden.
Daher war es notwendig, die Transportgeschwindigkeit der Ätzmaschine, wie sie in Beispiel 1 benutzt wurde, auf 10 m/min zu erhöhen. Die Ätzmaschine konnte jedoch nicht mit einer derart hohen Geschwindigkeit betrieben werden und folglich wurde ein anderes Verfahren mit dieser Ätzmaschine verwendet. Von den über eine effektive Ätzkammerlänge von 2,0 m verteilten Sprühdüsen wurden diejenigen auf 1,5 m dieser 2 m geschlossen und die Transportgeschwindigkeit auf 2,5 m/min gesetzt. Unter diesen Bedingungen wurden 5 doppelseitige kupferplattierte Laminate, wie in Beispiel 1 verwendet, dem Ätzen unterzogen.
Bei jedem dieser so erhaltenen 5 dünnen kupferplattierten Laminate wurde die Dicke der Kupferfolie in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Es ergab sich eine durchschnittliche Dicke der Kupferfolien von 8,7 um, ein Maximum von 10,6 um, und ein Minimum von 5,2 um, woraus sich eine Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke von ± 3,5 um, und auf Basis der gewünschten Dicke von ± 4,8 um ergab. Ferner lagen 48 % der gemessenen Werte innerhalb des Bereichs von 8,5 bis 9,5 um und die Oberflächenrauhigkeit der Kupferfolien war 3,8 bis 4,5 um. Darüber hinaus wurden die dünnen kupferfolienplattierten Laminate bei 25ºC und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Innerhalb von 3 Stunden entwickelten sich Korrosionsflecken.

BEISPIEL 3

Doppelseitige kupferplattierte Laminate mit einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 12 um wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Ätzbedingungen wie folgt gewählt wurden.

Ätzlösung:

H&sub2;O&sub2;-Konzentration 1,7 bis 2,0 % G/V
H&sub2;SO&sub4;-Konzentration 3,6 bis 4,1 % G/V
n-Propanol-Konzentration 2 bis 4 % G/V
Kupferkonzentration 15 bis 20 g/l

Ätzbedingungen:

effektive Ätzkammerlänge 2,0 m
Temperatur 35 ± 1ºC
Sprühdruck: Oberseite 1,0 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Ätzzeit 40 Sekunden (Transportgeschwindigkeit: 3,0 m/min.)
Ätzrate 0,075 um/sek.
Die Dicke der so erhaltenen dünnen kupferfolienplattierten Laminate wurde gemessen. Es ergab sich eine durchschnittliche Dicke der Kupferfolien von 12,1 um, ein Maximum von 12,6 um, und ein Minimum von 11,6 um, woraus sich eine Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke von ± 0,5 um und auf Basis der gewünschten Dicke von ± 0,6 um ergab.
Ferner war die Oberflächenrauhigkeit der Kupferfolien 3,1 bis 3,6 um.

BEISPIEL 4

Zur Herstellung dünner kupferplattierter Laminate mit einer Kupferfoliendicke von 5 um wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wiederholt, ausser dass doppelseitige kupferplattierte Laminate verwendet wurden, deren beidseitig aufgebrachte Kupferfolien eine durchschnittliche Dicke von 12 um aufwiesen, wobei eine Seite einer Niederprofilbehandlung unterzogen wurde, und dass die Transportgeschwindigkeit der Ätzmaschine auf 1,5 m/min gesetzt wurde.
Die verwendeten doppelseitigen kupferplattierten Laminate hatten eine durchschnittliche Kupferfoliendicke von 12,0 um, ein Maximum von 12,4 um und ein Minimum von 11,6 um, folglich eine Dickevariation von ± 0,4 um, und die Oberflächenrauhigkeit der Kupferfolien war 4,2 bis 5,1 um.
Nach dem Ätzen und den Nachbehandlungen wurde die Dicke der erhaltenen dünnen kupferfolienplattierten Laminate gemessen. Es ergab sich eine durchschnittliche Dicke der Kupferfolien von 4,7 um, ein Maximum von 5,4 um und ein Minimum von 4,0 um, woraus sich eine Dickevariation auf Basis der durchschnittlichen Dicke von ± 0,7 um und auf Basis der gewünschten Dicke von ± 1,0 um ergab.
Ferner war die Oberflächenrauhigkeit der Kupferfolien 2,3 bis 3,3 um.

BEISPIEL 5

Unter Verwendung einer horizontalen Sprühätzmaschine wurden 1020 x 1020 mm glasfaserverstärkte Epoxyharzlaminate mit einer Dicke von 1,6 mm und beidseitig aufgebrachter Kupferfolie einer nominalen Dicke von 18 um (TC-Folie, hergestellt von Nikko Gold Foil Co., Ltd., Japan) einem Ätzprozess mit einer dreifach verdünnten Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung, FES-6000 (hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Japan; H&sub2;O&sub2; = 7,78 % G/V, H&sub2;SO&sub4; = 11,7 % G/V), unterzogen. Die Ätzbedingungen waren wie folgt.

Ätzbedizigungen:

Temperatur 30ºC
Sprühdruck: Oberseite 1,5 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Kupferkonzentration 40 g/l
Ätzrate 0,18 um/sek.
Anschliessend wurden die erhaltenen Laminate mit Säure gewaschen, neutralisiert und dann mit Wasser gewaschen. Danach wurden die erhaltenen Kupferfolienoberflächen mit einem wasserlöslichen Antikorrosionsmittel zur Korrosionsverhütung behandelt (beispielsweise C.B. Bright, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Japan; Corromin CB, hergestellt von Kao-Atlas Co., Ltd., Japan; usw.). Anschliessend wurde die Dicke der erhaltenen Kupferfolien gemessen. Insgesamt wurden 10 kupferplattierte Laminate kontinuierlich präpariert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Das selbe Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, dass eine Ätzlösung, FES-6000, unverdünnt verwendet wurde und die Ätzbedingungen wie folgt waren. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Ätzbedingungen:

Temperatur 50ºC
Sprühdruck: Oberseite 1,5 kg/cm²
Unterseite 1,0 kg/cm²
Kupferkonzentration 40 g/l
Ätzrate 0,63 um/sek. TABELLE 1 Originallaminate Vergl.Bs . 2 Dicke der Kupferfolie (um) Oberseite: Durchschnitt aus Minimum Maximum Unterseite: Durchschnitt aus Abziehfestigkeit der Kupferfolie (kg/cm)

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Zur Herstellung 10 doppelseitiger kupferplattierter Laminate, identisch zu denen aus Beispiel 5, wurde eine Warmpresslaminierung bei 170ºC für 2 Stunden unter einem Druck von 40 kg/cm² durchgeführt, wobei elektrolytische Kupferfolien verwendet wurden, die eine nominale Dicke von 9 um aufwiesen und auf einer Seite einer Adhäsionsbehandlung unterzogen wurden. Es war extrem schwierig, diese 9 um dicken Kupferfolien unverknickt zu verarbeiten, und 30 % der warmpresslaminierten Produkte wiesen Falten auf. Die so erhaltenen 10 doppelseitigen kupferplattierten Laminate hatten eine durchschnittliche Kupferfoliendicke von 11,9 um, ein Minimum von 11,6 um, und ein Maximum von 12,6 um, und die Abziehfestigkeit dieser Kupferfolien war 0,85 kg/cm².

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Eine Folie, die durch Beschichtung einer 40 um dicken Aluminiumfolie mit Kupfer einer nominellen Dicke von 9 um und anschliessender Aufrauhung der Kupferoberfläche hergestellt wurde, wurde wie in Vergleichsbeispiel 3 beschrieben behandelt und so 10 doppelseitige metallplattierte Laminate hergestellt. Anschliessend wurden die Aluminiumfolien durch Ätzen entfernt. Die so erhaltenen 10 doppelseitigen kupferplattierten Laminate hatten eine durchschnittliche Kupferfoliendicke von 8,8 um, ein Minimum von 8,1 um und ein Maximum von 9,3 um. Die Abziehfestigkeit dieser Kupferfolien war 0,85 kg/cm.

BEISPIEL 6

Mit einer horizontalen Sprühätzmaschine wurden 10 doppelseitige dünne, kupferplattierte Laminate, wie in Beispiel 5 beschrieben, hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Grösse der doppelseitigen kupferplattierten Laminate 400 x 300 mm betrug, die verwendete Ätzlösung eine Eisenchloridätzlösung (FeCl&sub3; 5,8 l, 35 % HCl 1,2 l, Wasser 3,0 l) war, und das Ätzen bei 25ºC mit einer Ätzgeschwindigkeit von 0,25 um/sek und einem Sprühdruck auf der Oberseite von 1,0 kg/cm² und auf der Unterseite von 0,8 kg/cm² durchgeführt wurde. Die so erhaltenen 10 dünnen, kupferplattierten Laminate hatten eine durchschnittliche Kupferfoliendicke von 9,0 um, die Dicken lagen im Bereich zwischen 8,1 und 9,9 um.

BEISPIEL 7

Unter Verwendung einer horizontalen Sprühätzmaschine wurden 600 x 1000 mm glasfaserverstärkte Epoxyharzlaminate mit einer Dicke von 1,6 mm und beidseitig aufgebrachter Kupferfolie einer nominalen Dicke von 18 um (TC-Folie, hergestellt von Nikko Gold Foil Co., Ltd., Japan) einem Ätzprozess mit einer dreifach verdünnten Wasserstoffperoxid/Schwefelsaure-Atzlösung, FES-6000 (hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Japan; H&sub2;O&sub2; = 7,78 % G/V, H&sub2;SO&sub4; = 11,7 % G/V), unterzogen. Die Ätzbedingungen waren wie folgt.

Ätzbedingungen:

Ätzkammer der Ätzmaschine: Länge 1 m
Breite 0,6 m
Anordnung der Sprühdüsen
Standard: Längsrichtung 9 Reihen
Querrichtung 4 Reihen
hier:Oberseite Standard
Unterseite die 2., 5. und 8. Reihe in Längsrichtung waren geschlossen
Sprühdruck: Oberseite 1,5 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Temperatur 30ºC
Kupferkonzentration 40 g/l
Ätzrate in der Standardanordnung 0,18 um/sek
Anschliessend wurden die erhaltenen Laminate mit Säure gewaschen, neutralisiert und dann mit Wasser gewaschen. Anschliessend wurden die erhaltenen Kupferfolienoberflächen einer korrosionsverhindernden Behandlung mit einem wasserlöslichen Antikorrosionsmittel (z.B. C.B. Bright, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Japan, Corromin CB, hergestellt von Kao- Atlas Co., Ltd., Japan, usw.) unterzogen. Dann wurde die Dicke der erhaltenen Kupferfolien mit einem Wirbelstrom- Filmdickemesser (Dermess-Wirbelstrom-Filmdickemesser, Typ DS-1, hergestellt von Elec Fine Instruments Company Liinited, Japan) gemessen. Insgesamt wurden 10 dünne kupferplattierte Laminate mit dünnen Kupferfolien unterschiedlicher Dicke kontinuierlich hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

BEISPIEL 8

Mit der selben Ätzmaschine wie in Beispiel 6 verwendet, wurden 600 x 1000 mm glasfaserverstärkte Epoxyharzlaminate mit einer Dicke von 1,6 mm, auf denen auf der einen Seite eine elektrolytische Kupferfolie mit einer nominalen Dicke von 50 Bin und auf der anderen Seite eine elektrolytische Kupferfolie mit einer nominalen Dicke von 18 mm aufgebracht war, einem Ätzprozess unter den selben Bedingungen wie in Beispiel 6 unterzogen, mit dem Unterschied, dass die Anordnung der Sprühdüsen für Oberund Unterseite dem Standard entsprachen. Danach wurden die erhaltenen Laminate ebenfalls der korrosionsverhindernden Behandlung unterzogen und dann die Dicke der resultierenden Kupferfolien gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2 Beispiel Dicke der Kupferfolie (um) Oberseite: Durchschnitt aus Minimum Maximum Unterseite: Minimum Maximum Abziehfestigkeit der Kupferfolie (kg/cm)

BEISPIEL 9

1020 x 1020 mm glasfaserverstärkte Epoxyharz-Prepregs mit 0,1 mm Dicke, 1050 x 1050 mm Kupferfolie von 18 mm nomineller Dicke (JTC-behandelte elektrolytische Kupferfolie, hergestellt von Nikko Gold Foil Co., Ltd., Japan) und ein Tedlar-Film (hergestellt von E.I. du Pont de Nemour and Co.) wurden in der Reihenfolge Kupferfolie/Prepreg/Tedlar-Film/Prepreg/Kupferfolie übereinandergelegt. Der erhaltene Aufbau wurde dann zwischen zwei Spiegelplatten bei 170ºC unter 30 kg/cm² für 2 Stunden warmpresslaminiert, wodurch ein "kombiniertes Laminat" entstand, in dem die einseitigen kupferplattierten Laminate von 0,1 mm Dicke provisorisch durch den Film miteinander verbunden und vereinigt wurden.
Dieses kombinierte Laminat wurde unter Verwendung einer horizontalen Sprühätzmaschine mit einer Atzlösung, die durch dreifaches Verdünnen einer Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung, FES-6000 (hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical, Company, Inc., Japan; H&sub2;O&sub2; = 7,78 % G/V, H&sub2;SO&sub4; = 11,7 % G/V), hergestellt wurde, geätzt. Die Ätzbedingungen waren wie folgt.

Ätzbedingungen:

Sprühdruck: Oberseite 1,5 kg/cm²
Unterseite 1,3 kg/cm²
Temperatur 30ºC
Kupferkonzentration 40 g/l
Ätzrate in Standardanordnung 0,18 um/sek
Anschliessend wurde das erhaltene Laminat mit Säure gewaschen, neutralisiert und dann mit Wasser gewaschen. Danach wurden die erhaltenen oberen Folienoberflächen zur Korrosionsverhütung mit einem wasserlöslichen Antikorrosionsmittel (z.B. C.B. Bright, hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Japan; Corromin CB, hergestellt von Kao-Atlas Co., Ltd., Japan; usw.) behandelt und dann getrocknet.
Dann wurde die Kante des erhaltenen Laminats abgeschnitten, wodurch ein 1000 x 1000 mm grosses kombiniertes Laminat erhalten wurde. Danach wurden die kupferplattierten Laminate vom Abziehfilin getrennt und so zwei einseitige kupferplattierte Laminate von 0,1 mm Dicke erhalten. Die Kupferfoliendicke der so erhaltenen beiden kupferplattierten Laminate wurde gemessen, die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 3 Beispiel 9 Dicke der Kupferfolie (um) Oberseite: Durchschnitt aus 10 Minimum Maximum Unterseite:

BEISPIEL 10

Ein kombiniertes Laminat wurde, wie in Beispiel 9 beschrieben, hergestellt und in sechs kombinierte Laminate einer Grösse von 500 x 330 mm mit einer Schneidemaschine zerteilt.
Wie in Beispiel 9 wurden die so bemessenen kombinierten Laminate geätzt, gewaschen, mit einem Antikorrosionsmittel behandelt und dann getrocknet. Danach wurden die kupferplattierten Laminate von dem Abziehfilm getrennt und so 12 einseitige kupferplattierte Laminate einer Dicke von 0,1 mm mit einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 8,8 um erhalten.
Nach der Abtrennung der kupferplattierten Laminate vom Abziehfilm wurde das Eindringen der Ätzlösung, der Waschflüssigkeit oder der Antikorrosionsflüssigkeit in die Kanten des kombinierten Laminats untersucht. Es konnte kein Eindringen beobachtet werden.

BEISPIEL 11

Ein Polypropylenfilm von 30 um Dicke wurde zwischen zwei Kupferfolien einer nominalen Dicke von 18 um (hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Japan), die auf einer Seite eine 40 um dicke adhäsive Beschichtung aufwiesen, gelegt, wobei die Kupferfolien nach aussen zeigten. Anschliessend wurde das erhaltene Bauteil für 2 Sekunden mit einer Heisswalze bei 140ºC heissgepresst und so ein kombiniertes Blatt erhalten, worin die Kupferfolien provisorisch durch den Film miteinander verbunden waren. Mit diesem provisorisch gebundenen, kombinierten Blatt wurden Ätzung und Nachbehandlung wie in Beispiel 5 durchgeführt, wodurch 8,8 um dicke Kupferfolien mit einer adhäsiven Beschichtung erhalten wurden.

BEISPIEL 12

1080 x 1080 mm elektrolytische Kupferfolien von 16 um Dicke, die auf jeweils einer Seite an der Oberfläche aufgerauht wurden, 1060 x 1060 mm mit gewebten Glasfasern verstärkte Epoxyharz-Prepregs von 0,1 mm Dicke, und ein 1035 x 1035 mm Tedlar-Film von 25 um Dicke als Abziehfilm wurden in der Reihenfolge elektrolytische Kupferfolie/zwei Prepregs/Abziehfilm/zwei Prepregs/elektrolytische Kupferfolie übereinandergelegt, wobei der Abziehfilm so positioniert wurde, dass er sich in der Mitte der Prepregs befand. Insgesamt wurden 6 Bauteile der obigen Anordnung gebildet und jedes davon zwischen Spiegelplatten bei 175ºC unter 40 kg/cm² für 2 Stunden warmpresslaminiert.
Anschliessend wurden die Kanten der resultierenden Laminate abgeschnitten und so 1055 x 1055 mm kantenverschlossene, kombinierte Laminate erhalten. Diese so erhaltenen Laminate wurden zusammen mit gewöhnlichen kupferplattierten Laminaten mit einem LKW an eine 400 km entfernte Stelle transportiert. Die transferierten kantenverschlossenen, kombinierten Laminate wurden in einer horizontalen Sprühätzmaschine mit einer Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung geätzt, bis eine durchschnittliche Dicke der Kupferfolien von 9 um erreicht war, und anschliessend gewaschen. Sofort anschliessend wurden die Kupferfolienoberflächen der erhaltenen kombinierten Laminate mit einem Antikorrosionsmittel behandelt und dann getrocknet. Die Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung enthielt 0,8 Mol/l H&sub2;O&sub2;, 0,55 Mol/l H&sub2;SO&sub4; und 50 g/l Cu. Die Ätzbedingungen waren wie folgt Ätztemperatur 30ºC, Ätzzeit 100 Sekunden, und der Sprühdruck war auf der Ober- und Unterseite jeweils 1,6 kg/cm². Die Korrosionsschutzbehandlung wurde durchgeführt, indem die Kupferoberflächen bei 40ºC für 30 Sekunden in eine 0,3 -%-ige wässrige Benzotriazollösung getaucht und dann mit Wasser gewaschen wurden.
Anschliessend wurde die Kantenpartie der kombinierten Laminate so abgeschnitten, dass die Fläche, in der eine Leveldifferenz vorhanden war, in der Kantenpartie enthalten war, und kombinierte einseitige, dünne kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrate einer Grösse von 1020 x 1020 mm erhalten wurden. Anschliessend wurden die einseitigen kupferplattierten Substrate von dem Abziehfilm getrennt.
Ein Eindringen der Ätzlösung oder der Korrosionsschutzflüssigkeit in die Schichten des Abziehfilms konnte nicht beobachtet werden, die Kanten waren also vollständig verschlossen.
Die Dicke der Kupferfolien dieser einseitigen dünnen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrate lag im Bereich von 7 ± 0,6 um.

BEISPIEL 13

Laminate wurden wie in Beispiel 12 beschrieben hergestellt, ausser dass ein perforierter Tedlar-Film von 1060 x 1060 mm und einer Dicke von 25 um als Abziehfilm verwendet wurde. Die Perforationen mit einem kurzen Durchmesser von 5 mm und einem langen Durchmesser von 8 mm waren in drei Reihen in Längsrichtung (12, 530 und 1048 mm von der Kante) und in vier Reihen in der Querrichtung (11, 357, 703 und 1049 mm von der Kante) in Intervallen von 12 mm angebracht, wobei die Perforationen in jeder Reihe so orientiert waren, dass der lange Durchmesser parallel zur Richtung der Reihe orientiert war.
Anschliessend wurden die erhaltenen Laminate entlang des Zentrums der Perforationen jeder Reihe zerschnitten, wodurch sechs kantenverschlossene, kombinierte Laminate mit einer jeweiligen Grösse von 515 x 345 mm erhalten wurden. Diese Laminate wurden wie in Beispiel 12 beschrieben transportiert.
Diese transferierten kantenverschlossenen, kombinierten Laminate wurden wie in Beispiel 9 geätzt, ausser dass eine Ätzmaschine mit einer Breite von 600 mm verwendet wurde. Dann wurden die erhaltenen Laminate gewaschen, mit einem Antikorrosionsmittel behandelt und wie in Beispiel 9 beschrieben getrocknet. Danach wurde die Kante jedes erhaltenen Laminats abgeschnitten und so sechs kombinierte Laminate einer Grösse von 500 x 30 mm erhalten. Die Laminate wurden vom Abziehfilm entfernt und so 12 einseitige kupferplattierte Laminate von 0,2 mm Dicke mit einer durchschnittlichen Kupferfoliendicke von 8,8 um erhalten.
Nach dem Abtrennen der Laminate von den Filmen wurde das Eindringen der Ätzlösung, der Waschflüssigkeit und der Antikorrosionsflüssigkeit in die Kantenpartie untersucht. Es konnte kein Eindringen festgestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung dünner kupferfolienplattierter Substrate zur Herstellung von Schaltkreistafeln, das das Ätzen eines kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats, das einen elektrisch isolierenden Träger mit darauf ein- oder beidseitig aufgebrachter Kupferfolie einer Dicke von 12 um oder mehr umfasst, mit einer Kupferätzlösung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzen so durchgeführt wird, dass die gesamte Oberfläche der Kupferfolie mit einer vorherbestimmten Ätzrate im Bereich von 0,01 bis 0,3 um/sek, die innerhalb von ± 10 % reguliert wird, und in einer auf ± 3 % auf Basis einer vorherbestimmten Zeit regulierten Ätzzeit durchgeführt wird, worin die Dicke der Kupferfolie auf mindestens einer Seite des isolierenden Trägers auf 10 bis 80 % ihrer ursprünglichen Dicke reduziert wird, und, als Ergebnis des Verfahrens, die Dickevariation der nach dem Ätzen verbleibenden Kupferfolie innerhalb von ± 2,0 um auf Basis der gewünschten Dicke liegt.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Dickevariation der nach dem Ätzen verbleibenden Kupferfolie in einem Bereich von ± 1,0 um auf Basis der gewünschten Dicke liegt.

3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferätzlösung eine wässrige Lösung ist, die 1,5 bis 4 % G/V Wasserstoffperoxid, 3 bis 7 % G/V Schwefelsäure und 10 bis 60 g/l Kupfer enthält, die Konzentrationen von Wasserstoffperoxid und Schwefelsäure innerhalb von ± 0,3 % G/V auf Basis der vorherbestimmten Konzentration reguliert werden, und das Ätzen bei einer Temperatur von 25 bis 50ºC, die innerhalb von ± 1,0ºC auf Basis der vorherbestimmten Temperatur reguliert wird, durchgeführt wird.

4. Verfahren gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferätzlösung ferner 0,1 bis 5 % G/V Alkohol als Hilfsmittel enthält.

5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferätzlösung eine wässrige Lösung ist, die 0,25 bis 3 Mol/l Kupfer(II)chlorid und 1 bis 4 Mol/l Chlorwasserstoff enthält, worin zumindest die Chlorwasserstoffkonzentration innerhalb von ± 0,3 Mol/l auf Basis der vorherbestimmten Konzentration reguliert wird, und das Ätzen bei einer Temperatur von 25 bis 55ºC, reguliert innerhalb ±5,0ºC, auf Basis der vorherbestimmten Temperatur, durchgeführt wird.

6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ätzen die gesamte Kupferfolienoberfläche weiterhin mit einer Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure-Ätzlösung geätzt wird.

7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass es zusätzlich die Reinigung der nach dem Ätzen verbleibenden Kupferfolienoberfläche, sowie die Beschichtung der gereinigten Oberfläche mit einem Antikorrosionsmittel oder einer abziehbaren Harzschicht, wodurch die Kupferoberfläche geschützt wird, umfasst.

8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung dadurch erfolgt, dass sofort nach dem Ätzen die verbleibende Kupferfolienoberfläche mit einem wasserlöslichen Antikorrosionsmittel behandelt wird.

9. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die abziehbare Harzschicht ein Photoresist ist.

10. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrat ein doppelseitiges kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat ist, und das Ätzen so durchgeführt wird, dass die Kupferfoliendicke auf mindestens einer Seite des isolierenden Trägers auf 3 bis 15 um reduziert wird, wodurch ein doppelseitiges dünnes kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat hergestellt wird, dem auf beiden Seiten des isolierenden Trägers eine Kupferfolie anhaftet, und die beiden Kupferfolien eine unterschiedliche Dicke aufweisen.

11. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Atzen des doppelseitigen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats mit einer Sprüh-Typ- Ätzmaschine durchgeführt wird, deren Sprühdüsen zur Versprühung einer Ätzlösung auf jeder Seite des doppelseitigen kupferfolienplattierten Schaltkreistafelsubstrats positioniert sind, und die Anzahl der genannten Sprühdüsen auf einer Seite des Substrats anders ist, als auf der anderen Seite.

12. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrat ein doppelseitiges kupferfolienplattiertes Schaltkreistafelsubstrat ist, und das Ätzen so durchgeführt wird, dass die Dicke der Kupferfolie auf einer Seite des isolierenden Trägers auf 3 bis 15 um reduziert und die Kupferfolie auf der anderen Seite vollständig entfernt wird.

13. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kupferfolienplattierte Schaltkreistafelsubstrat ein kombiniertes Substrat ist, das aus zwei einseitigen kupferplattierten Schaltkreistafelsubstraten hergestellt wird, die durch einen abziehbaren Plastikfilm provisorisch miteinander verbunden werden, wodurch die beiden Substrate vereinigt werden.

14. Verfahren gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das einseitige kupferplattierte Schaltkreistafelsubstrat des kombinierten Substrats jeweils eine Dicke von 0,3 mm oder weniger besitzt.

15. Verfahren gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das kombinierte Substrat ein kantenverschlossenes kombiniertes Substrat ist, dessen Kante teilweise oder vollständig verschlossen wurde.

16. Verfahren gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das kantenverschlossene kombinierte Substrat dadurch hergestellt wird, dass ein Abziehfilm oder -blatt mit einer vorherbestimmten Fläche, die kleiner ist als die des Prepregs, ein Film oder Blatt mit einem ablösbaren Teil einer vorherbestimmten Flächengrösse, oder ein Abziehfilm oder -blatt mit vielen Perforationen in dem der Kante des zu bildenden kantenverschlossenen kombinierten Substrats zur Bildung eines kombinierten Substrats verwendet wird, und das so gebildete kombinierte Substrat dann auf die vorbestimmte Grösse zurechtgeschnitten wird.