JP2002266088A - 銅張積層板用ソフトエッチング剤 - Google Patents

銅張積層板用ソフトエッチング剤

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JP2002266088A
JP2002266088A JP2001063755A JP2001063755A JP2002266088A JP 2002266088 A JP2002266088 A JP 2002266088A JP 2001063755 A JP2001063755 A JP 2001063755A JP 2001063755 A JP2001063755 A JP 2001063755A JP 2002266088 A JP2002266088 A JP 2002266088A
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copper
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hydrogen peroxide
soft etching
lead
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Itsuki Numakura
巖 沼倉
Noriaki Tsukada
典明 塚田
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Yamatoya and Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度の細線パターンのプリント配線板の作
成が可能であり、高価な銅の少資源化を図ることができ
るとともに、ハンダの濡れ性の向上を図り、鉛フリーハ
ンダの使用を可能とし、鉛公害のおそれをなくし、地球
環境の向上を図ることができるようにした銅張積層板用
ソフトエッチング剤を提供する。 【解決手段】 シクロヘキシルアミンを含む、ポリエチ
レングリコールと硫酸と過酸化水素水の混合溶液とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板に用
いられる銅張積層板用ソフトエッチング剤に関する。更
に詳しくは、プリント回路板の製造工程において、各種
レジストの塗布前処理、メッキの前処理、及び、部品搭
載の前処理に好適な銅表面を得るために用いるソフトエ
ッチング剤に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板の回路形成は、ほとんど
がドライフィルムフォトレジスト(以後DFRと略称す
る)が使用されており、銅表面とDFRの密着は物理的
によるものである。更に詳しくは、密着の向上として、
バフロール、ブラシ、などの機械的研磨で銅表面に凹凸
を付け、アンカー効果(銅表面へのDFRの食い込み)を
利用して密着の向上を図っている。
【0003】しかし、機械的研磨による方法は、凹凸が
平均化されておらず、かなりの凹凸の差があり、更に研
磨筋幅が異なることにより、DFRを貼付け、露光、現
像を行って回路を形成するが、回路が凹部を横断したと
きに凹部の深部までDFRが追従できずに、メッキ液、
エッチング液の浸透が起こり、回路のショートや断線な
どが起きるおそれがある。特に、近年、回路幅が微細化
し、DFRと銅表面との設置面積が極端に少なく、DF
Rの剥離現象が頻繁に起きるようになっている。
【0004】更に、銅張りの支持材が非常に薄くなり、
機械研磨ができなくなり、それに代って、化学薬品を用
いての化学研磨方法が用いられるようになってきた。そ
の代表として硫酸と過酸化水素水をベースとしたソフト
エッチング液が主流になりつつある。
【0005】この硫酸−過酸化水素系のエッチング液は
従来より知られており(特開平3−140481号公報
参照)、銅溶解速度が比較的早く、銅表面を均一にエッ
チングできるという利点を有しているが、銅イオンとの
共存液中での過酸化水素の安定が非常に悪く、過酸化水
素が直ぐに分解し、エッチング能力が低減し、安定した
作業が得られないという欠点がある。この改良型として
本発明の成分の一つであるシクロヘキシルアミンを用い
たエッチング剤が知られている(特開平5−29536
5号公報参照)が、スプレーエッチング用のみに使用が
でき、浸漬方法には不向きであるという欠点がある。本
来スプレーエッチング方式は、種液(建浴液)をエッチン
グ機のチャンバーに入れ、銅を溶解するにつれて銅濃度
は増加し、予め決められた銅濃度範囲の上限になれば、
新液(銅を含まない液)を補充し、銅濃度の下限値になれ
ば新液の補充を停止する。補充により液の増加分はチャ
ンバーよりオーバーフローして系外へ取り去られる。こ
の繰返しにより、安定したエッチング速度で作業でき
る。しかし、プロピルアルコールのような低級アルコー
ルは還元性が強く、酸化剤である過酸化水素を徐々に分
解することにより安定性に欠け、常にチャンバー内の過
酸化水素の含有量をモニターしなければならないという
欠点がある。
【0006】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、従来の技術
が有する上記のような問題点に鑑み、高密度の細線パタ
ーンのプリント配線板の作成が可能であり、高価な銅の
少資源化を図ることができるとともに、ハンダの濡れ性
の向上を図り、鉛フリーハンダの使用を可能とし、鉛公
害のおそれをなくし、地球環境の向上を図ることができ
るようにした銅張積層板用ソフトエッチング剤を提供す
ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の要
求特性を満たすソフトエッチング液について鋭意研究を
重ねた結果、シクロヘキシルアミン、又は、その塩を含
み、ポリエチレングリコールと硫酸と過酸化水素との混
合溶液を用いることにより、浸漬方法、あるいは、スプ
レーエッチング方法の両方で使用ができ、過酸化水素の
分解を極端に抑制できることを見出した。すなわち、本
発明のソフトエッチング剤は、シクロヘキシルアミン、
又は、その塩を含みポリエチレングリコールと硫酸と過
酸化水素の混合溶液であることを特徴とする銅張積層板
のソフトエッチング剤である。
【0008】シクロヘキシルアミン塩としては、硫酸
塩、スルファミン酸塩、酢酸塩などが上げられるが、こ
こに記載したものに限定されないことは言うまでもな
い。過酸化水素の安定向上に寄与する物として、飽和環
式化合物、飽和脂肪族アルコールは公知であるが(特公
昭53−32340号公報、特公昭56−39711号
公報等参照)、いずれの場合も浸漬方法によるエッチン
グには適用できるが、スプレーエッチング方式には不向
きであることが判明した。
【0009】これに対して、本発明の混合溶液からなる
ソフトエッチング剤によると、スプレーエッチング方
式、及び、浸漬エッチング方式の両方に使用ができ、し
かも、不必要な過酸化水素の分解を極力抑制し、各種レ
ジスト塗布前、メッキ前、及び部品搭載前に要求される
清浄で均一な銅表面が提供できる。更に、本発明のシク
ロヘキシルアミン、又はその塩とポリエチレングリコー
ルとの組合せによるソフトエッチング剤は、銅表面の凹
凸が細かく均一で、単位面積当りの表面積が多く、アン
カー効果の向上により、DFRとの密着が強力であり、
次世代のプリント配線の要求配線幅の30μm〜50μ
mにも十分対応ができることが新たに見出された。
【0010】本発明の混合溶液を、メッキ前処理剤とし
て使用した場合、表面の凹凸が細かく均一であることか
ら、メッキ後の表面が均一に仕上り、ノイズの低減にも
寄与することができる。
【0011】プリント配線板への部品搭載において、近
年鉛公害から鉛フリーハンダ付けが要求されており、濡
れ性が非常に重要な要因となってきている。濡れ性を向
上させる手段として、銅表面が滑らかであることと、酸
化などの不純物の付着がないことがある。本発明の混合
溶液のソフトエッチング剤で、銅表面をソフトエッチン
グすることにより、濡れ性がよくなることが新たに見出
され、鉛フリーハンダを用いる部品搭載用として使用が
可能となる。
【0012】本発明のソフトエッチング剤の使用時のそ
れぞれの標準的な使用範囲を述べると、シクロヘキシル
アミンは、0.2g/l〜100g/l、望ましくは0.
5g/l〜80g/l、ポリエチレングリコールは、0.
4g/l〜300g/l、望ましくは4g/l〜200g/
l、硫酸は5g/l〜400g/l、望ましくは10g/
l〜300g/l、過酸化水素は、0.1g/l〜200
g/l、望ましくは0.5g/l〜150g/l、シクロ
ヘキシルアミン1に対してポリエチレングリコールは、
0.1〜8.0、望ましくは0.3〜5.0である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施例によりさ
らに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない
限り以下の実施例に限定されるものではないことは言う
までもないことである。
【0014】〔実施例1〜5及び比較例1〜3〕浸漬方
法による過酸化水素の分解量の測定方法として、マグネ
チックスターラーM−41(メーカー:ヤマト科学)上に
温調付きのウォーターバスBM−42(メーカー:ヤマ
ト科学)を置き、表1に示した調整済みの各資料100
0mlをビーカーに入れて設置した。液温35℃±1℃
に保ち一定速度で液を撹拌した。
【0015】過酸化水素の分析は、一般の定量分析方法
であるN/10−過マンガン酸規定溶液で滴定して求め
た。評価方法は、スタート時の過酸化水素量を100%
とし、各時間毎に測定を行い百分率で求め、数値の大き
いほど過酸化水素の自然分解量が少ないことを示す。結
果は表2に示す。
【0016】〔実施例6〜10及び比較例4〜6〕スプ
レー方式による過酸化水素の分解量の測定方法として、
小型卓上エッチング機(自家製)を用いて、スプレー圧
0.3kg/cm2、液温35℃±1℃に保ち、常時スプレ
ー運転を行った。その結果を表3に示す。実施例6〜1
0及び比較例4〜6の資料の処方は、表1に示す実施例
1〜5及び比較例1〜3と同一である。又、評価方法は
前記浸漬方法と同じである。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】〔実施例11〜15及び比較例7〜9〕D
FRの密着強度の測定として、35μm銅箔の銅張積層
板CCL−E131(メーカー名三菱瓦斯化学)を10×
10cm角の大きさに切断し、通常の脱脂脱錆処理を行っ
た後、表1の各資料溶液で1.5μmのソフトエッチン
グを浸漬法、及びスプレー法で行い、クリーンベンチ内
で熱風乾燥を行った後、ML−600型のラミネーター
(メーカー名エムシーケー)を用いて、2ミルのDFR
(メーカー名ディポン)を貼り付け、評価はJISK54
00基盤目法のます目数25を用いて行った。結果は表
4に示す。数値の大きい方が密着強度の高いことを示
す。実施例11〜15及び比較例7〜9で使用した資料
溶液の処方は、表1の実施例1〜5及び比較例1〜3の
ものと同一である。
【0021】
【表4】
【0022】〔実施例16〜25及び比較例10〜1
5〕ハンダ濡れ性の測定として、3インチ角の厚さ0.
5mmのアルミナ基板上に、通常の無電解銅メッキ処理
後、電解銅メッキにて厚さ10μm±2μmになるよう
にメッキを施した後、表1の各資料溶液で1.5μmの
ソフトエッチングを浸漬法、及びスプレー法で行い、ク
リーンベンチ内で熱風乾燥を行った後、ML−600型
のラミネーター(メーカー名エムシーケー)を用いて、2
ミルのDFR(メーカー名ディポン)を貼り付け、露光法
により20mm×10mmの画像を40個こしらえた
後、パター方式でさらに電解銅メッキ法にて、30μm
±3μmの厚みになるまでメッキを施し、40個のチッ
プにカットし、その内の各20個をハンダの濡れ性及び
鉛フリーの濡れ性に使用した。
【0023】ハンダ濡れ性に使用したハンダクリーム
は、DG CREAM RAPIDOL RX314−
207B(メーカー名日本ハンダ)、鉛フリーハンダとし
てスズ95%/アンチモン5%のクリームを使用(ヤマ
ハ社より入手品)し、チップ上に1mmの厚さに塗布
し、ハンダ濡れ性は、ホットプレート温度170℃で3
0秒加熱する。鉛フリーハンダの濡れ性は、ホットプレ
ート温度240℃で30秒加熱する。評価方法として、
チップの上面が完全に覆われたチップ数で判断し、数の
多い方が濡れ性は良好である。結果を表5、6に示す。
【0024】実施例16〜20、21〜25、及び比較
例10〜12、13〜15において用いた資料溶液は、
表1に示す実施例1〜5及び比較例1〜3のものと同一
のものである。
【0025】
【表5】
【0026】
【表6】
【0027】
【発明の効果】本発明によると、高密度の細線パターン
のプリント配線板の作成が可能であり、高価な銅の少資
源化を図ることができるとともに、ハンダの濡れ性の向
上を図り、鉛フリーハンダの使用を可能とし、鉛公害の
おそれをなくし、地球環境の向上を図ることができるよ
うにした銅張積層板用ソフトエッチング剤を提供するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H05K 3/34 501 H05K 3/34 501Z Fターム(参考) 4K057 WA11 WA18 WB04 WE03 WE25 WE30 WG02 WG03 5E319 AA03 AC01 CC22 CD02 CD26 GG03 5E339 BC02 BD11 BE13 CC01 CE11 CE12 CF15 GG01 GG02 5E343 BB24 BB67 BB71 CC21 CC52 CC54 CC62 DD32 EE01 EE52 ER11 FF23 GG02 GG04 GG08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シクロヘキシルアミンを含む、ポリエチ
    レングリコールと硫酸と過酸化水素水の混合溶液である
    ことを特徴とする銅張積層板用ソフトエッチング剤。
  2. 【請求項2】 シクロヘキシルアミン塩を含むことを特
    徴とする請求項1記載の銅張積層板用ソフトエッチング
    剤。
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JP2010080934A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Techno Semichem Co Ltd 液晶表示装置の銅及び銅/モリブデンまたは銅/モリブデン合金電極用の食刻組成物
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