JP2002322577A - 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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JP2002322577A
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崇利 大金
Hiroto Tsumagari
裕人 津曲
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅表面の凹凸を非常に細かく均一に仕上げる
ことができ、もってDFRとの密着性を向上させ、高密
度の細線パターンのプリント配線板の作成を可能とする
とともに、高価な銅の少資源化を図り、更に、従来のハ
ンダよりも高温で使用される鉛フリーのハンダの使用を
可能にして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】 硫酸と過酸化水素との混合溶液に不飽和
アルコールを配合する。

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の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に当たり、各種レ
ジスト塗布の前処理、メッキの前処理、及び部品搭載の
前処理として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)を使用して行われており、銅表面とDFRとの密着
は物理的な力によるものである。すなわち、密着は、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、この銅表面の凹凸へのDFRの食い込みによるア
ンカー効果を利用している。
【0003】しかし、機械的研磨による方法では、形成
される凹凸が平均化されておらず、凹凸にかなりの差が
あり、更に、研磨筋幅にもかなりの差がある。回路は、
DFRの貼付け、露光、現像を介して形成されが、回路
が凹部を横断する際、前記の如く凹凸が不均一であるた
め、凹部にDFRが均一に追従できず、凹部の深部まで
DFRが侵入できないおそれがあり、このような凹部で
は深部に空隙が残るためメッキ液、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ことがあ
る。特に、近年、回路幅が微細化し、DFRと銅表面と
の接触面積が極端に少なく、DFR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】その使用方法としてはスプレーエッチング
方式が一般的である。この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
溶解するものである。銅が溶解するにつれて銅濃度は増
加する。予め決められた銅濃度範囲の上限に達した時点
で新液(銅を含まない液)を補充し、銅濃度の下限値にな
った時点で新液の補充を停止する。補充による液の増加
分はチャンバーよりオーバーフローさせて系外へ取り去
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。
【0006】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。しかし、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。
【0007】この改良型として、過酸化水素と硫酸とプ
ロピルアルコールとシクロヘキシルアミン等を用いたエ
ッチング剤が知られている(特開平5−295365号
公報参照)が、プロピルアルコールのような低級脂肪族
アルコールは還元性が強く、酸化剤である過酸化水素を
徐々に分解するため安定性に欠け、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。
【0008】また、上記の公知のソフトエッチング剤で
処理した銅表面状態は凹凸が粗く、単位面積当たりの表
面積が小さいことにより、DFRと金属銅との密着強度
が弱く、金属銅のハードエッチング時にDFRが剥離
し、回路がエッチングされ、断線、不良となる。特に、
近年の細線パターンの製造時に多発している。
【0009】
【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、銅表面の凹凸を非
常に細かく均一に仕上げることができ、もってDFRと
の密着性を向上させ、高密度の細線パターンのプリント
配線板の作成を可能にするとともに、高価な銅の少資源
化を図り、更に、従来のハンダよりも高温で使用される
鉛フリーハンダの使用を可能として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。
【0010】
【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剤について鋭意研究を
重ねた結果、従来の硫酸−過酸化水素系エッチング液に
不飽和アルコールを配合してなる混合溶液を用いること
により、浸漬方式及びスプレーエッチング方式の両方で
使用でき、過酸化水素の分解を大幅に抑制でき、処理後
の銅表面の凹凸を細かく均一なものとすることができる
ことを見出した。
【0011】すなわち、本発明は、不飽和アルコール、
硫酸及び過酸化水素からなることを特徴とする銅張積層
板用ソフトエッチング剤に関する。
【0012】本発明で使用できる不飽和アルコールは炭
素鎖中に二重結合又は三重結合を含有するアルコールで
あり、好ましくは、アリルアルコール、3−メチル−1
−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチル−3
−オール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジ
オール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デンシ−4,
7−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−
オール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオ
ール、2,5−ジメチル−2,5−ジオール−ヘキセン−
3、などがあげられるが、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。
【0013】更に、本発明は、上記混合液に更にグリコ
ール又はポリグリコールを含有することを特徴とする銅
張積層板用ソフトエッチング剤にも関する。
【0014】使用できるグリコールとしては、エチレン
グリコール、プロピレングリコールなどがあげられ、ポ
リグリコールとしてはポリエチレングリコール#300
〜1000などがあげられるが、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。また、グリコール
の誘導体である界面活性剤を用いても構わない。
【0015】過酸化水素の安定性の向上に寄与するもの
として飽和環式化合物及び飽和脂肪族アルコールが公知
である(それぞれ特公昭53−32340号公報及び特
公昭56−39711号公報等参照)。いずれの化合物
も飽和化合物であり、過酸化水素の安定剤としては若干
の寄与は認められるが、これらを含有するエッチング剤
を用いた処理後の銅表面の凹凸が粗いため密着強度が弱
く、細線パターンのプリント回路基板の製造には不向き
であることが判明した。更に、浸漬方式によるエッチン
グには適用できるが、スプレーエッチング方式には不向
きであることも判明した。
【0016】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式で使用可能であり、し
かも、不必要な過酸化水素の分解を極力抑制し、各種レ
ジストの塗布及びメッキに当たり要求される清浄で均一
な銅表面を提供できる。
【0017】更に、本発明の不飽和アルコールを含有す
るソフトエッチング剤では、銅表面の凹凸が非常に細か
く均一に仕上り、単位面積当たりの表面積が大きく、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である30μm〜5
0μmにも十分耐用できることが新たに見出された。
【0018】更に、永久レジストとして用いられるソル
ダーレジスト(以後PSRと略称)の密着強度が極端に強
くなることが見出された。通常PSRの密着が弱いた
め、プリント業界ではしかたなしに低融点の鉛入りのハ
ンダが使用されていたが、PSRの密着強度が増すこと
により、高融点の鉛フリーのハンダを使用することが可
能となる。
【0019】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。
【0020】本発明によるソフトエッチング剤を構成す
る成分についてそれぞれの標準的な使用範囲を述べる
と、不飽和アルコールは0.01〜150g/l、望まし
くは0.05〜50g/l、硫酸は5〜400g/l、望
ましくは10〜300g/l、過酸化水素は0.1〜20
0g/l、望ましくは0.5〜150g/lである。グリ
コール又はポリグリコールの使用量は、0.4〜300
g/l、望ましくは4〜200g/lである。
【0021】
【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。
【0022】(実施例1〜6及び比較例1〜3)表1に示
す処方に従って本発明による6種類のソフトエッチング
剤(本発明試料溶液1〜6)及び比較のための3種類の
ソフトエッチング剤(比較試料溶液1〜3)を調製し、
後述のテストに使用した。
【0023】
【表1】
【0024】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。
【0025】過酸化水素の分析では、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って百分率で求た。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。結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】(実施例7〜12及び比較例4〜6)DFR
の密着強度の測定として、35μm銅箔の銅張積層板C
CL−E131(メーカー名三菱瓦斯化学)を10×10
cm角の大きさに切断し、通常の脱脂脱錆処理を行った
後、上記表1の処方に従って調製した各試料溶液を使用
して2.0μmのソフトエッチングをスプレー方式で行
い、クリーンベンチ内で熱風乾燥を行なった後、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、1ミルのDFR(メーカー名デュポン)を貼り付
け、JISK5400基盤目法のます目数100を用い
て評価を行った。結果を表3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7〜12及び比較例
4〜6で使用した試料溶液は、上記実施例1〜6及び比
較例1〜3における本発明試料溶液1〜6及び比較試料
溶液1〜3と同一である。
【0028】
【表3】
【0029】(実施例13〜18及び比較例7〜9)DF
R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10×1
0cm角の大きさに切断し、通常の脱脂脱錆処理を行った
後、上記表1の処方に従って調製した各試料溶液を使用
して2.0μmのソフトエッチングをスプレー方式で行
い、クリーンベンチ内で熱風乾燥を行なった後、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、1/2ミルのDFR(メーカー名デュポン)を貼り
付け、20μm、40μm、60μm、80μm、100μ
m、150μm幅のラインを各10本、ライン間隔は全て
250μmで作成したネガフィルムを用い、露光機HM
W−661C(メーカー名オーク製作所)により露光量
55mj/cm2で露光後、1%(W/V)の炭酸ナトリウム
水溶液によって1.5分/30℃で現像を行ってテスト
パターンを作成した。水平スプレーエッチング機(メー
カー名日本アイシー)に40ボーメ度の塩化第二鉄水溶
液350lを建浴し、テストパターンを50℃で90秒
間エッチングし、ライン以外の35μm銅箔を除去後、
残存のライン幅で評価を行った。結果を表4に示す。ラ
イン幅の数値が小さく、残存のライン数が多いほど密着
強度の高いことを示す。実施例13〜18及び比較例7
〜9で使用した試料溶液は、上記実施例1〜6及び比較
例1〜3における本発明試料溶液1〜6及び比較試料溶
液1〜3と同一である。
【0030】
【表4】
【0031】(実施例19〜24及び比較例10〜12)
PSR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、上記表1の処方に従って調製した各試料溶液を
使用して2.0μmのソフトエッチングをスプレー方式で
行い、クリーンベンチ内で熱風乾燥を行なった後、スピ
ンコーター(メーカー名エイブル)を用い、太陽インキ社
のインクPSR−4000CCO2Kを100g/m2
になるように塗布し、80℃で30分間セミキュアを行
い、露光機HMW−661C(メーカー名オーク製作所)
により露光量300mj/cm2で全面露光後、1%(W/
V)の炭酸ナトリウム水溶液によって1.5分/30℃で
現像を行った後、50℃の10%(v/v)塩酸水溶液中
に5分及び10分間浸漬した後、水洗し、乾燥させた。
JISK5400基盤目法のます目数100を用い、テ
ープ引き剥がし方式にて評価を行った。結果を表5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19〜24及び比較例10〜12で使用した試料溶液
は、上記実施例1〜6及び比較例1〜3における本発明
試料溶液1〜6及び比較試料溶液1〜3と同一である。
【0032】
【表5】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、銅表面の凹凸を非常に
細かく均一に仕上げることができ、もってDFRとの密
着性を向上させ、高密度の細線パターンのプリント配線
板の作成を可能とするとともに、高価な銅の少資源化を
図り、更に、従来のハンダよりも高温で使用される鉛フ
リーのハンダの使用を可能にして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 Fターム(参考) 4K057 WA05 WB04 WE03 WE25 WF01 WG03 WM03 5E339 AB02 AD01 AD03 BC02 BD06 CC10 CD01 CE11 CE16 EE10 GG01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和アルコール、硫酸及び過酸化水素
    からな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】 不飽和アルコールが、アリルアルコー
    ル、3−メチル−3−オール−ブチン−1、3−メチル
    −3−オール−ペンチン−1、3,6−ジメチル−3,6
    −ジオール−オクチン−4、2,4,7,9−テトラメチ
    ル−4,7−ジオール−デシン−5、3,5−ジメチル−
    3−オール−ヘキシン−1、2,5−ジメチル−2,5−
    ジオール−ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ
    オール−ヘキセン−3でなる群から選ばれるものであ
    る、請求項1記載の銅張積層板用ソフトエッチング剤。
  3. 【請求項3】 不飽和アルコール0.01〜150g/
    l、硫酸5〜400g/l及び過酸化水素0.1〜200
    g/lからなる、請求項1又は2記載の銅張積層板用ソ
    フトエッチング剤。
  4. 【請求項4】 不飽和アルコール0.05〜50g/l、
    硫酸10〜300g/l及び過酸化水素0.5〜150g
    /lからなる、請求項3記載の銅張積層板用ソフトエッ
    チング剤。
  5. 【請求項5】 更にグリコール又はポリグリコールを含
    有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項
    記載の銅張積層板用ソフトエッチング剤。
  6. 【請求項6】 グリコール又はポリグリコールの濃度が
    0.4〜300g/lである、請求項5記載の銅張積層板
    用ソフトエッチング剤。
  7. 【請求項7】 グリコール又はポリグリコールの濃度が
    4〜200g/lである、請求項6記載の銅張積層板用
    ソフトエッチング剤。
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