JP2020012131A - エッチング装置、エッチング方法及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]厚さ30μm以下である基材の一方の面に第1金属層を有し、他方の面に第2金属層を有する積層体をエッチングするエッチング装置であって、前記積層体の少なくとも1対の対向する縁部に、前記積層体に張力を付与するように設置する冶具と、前記冶具を設置した前記積層体を搬送する搬送ベルトと、前記積層体の前記第1金属層にエッチング液を噴流する第1エッチング部と、前記積層体の表裏を反転させる反転部と、前記積層体の前記第2金属層にエッチング液を噴流する第2エッチング部とを備える、エッチング装置。
[2]前記冶具は、前記積層体を積層方向に挟持して保持する、[1]のエッチング装置。
[3]前記冶具は、前記積層体に設置した際に、前記積層体に関して面対称となる形状である、[1]又は[2]のエッチング装置。
[4]前記搬送ベルトは、前記冶具を固定する固定部を備える、[1]〜[3]のいずれかのエッチング装置。
[5]前記搬送ベルトは、前記冶具が嵌合可能な溝を備える、[1]〜[4]のいずれかのエッチング装置。
[6]前記第1エッチング部は、前記第1金属層と対向する前記積層体の面の少なくとも一部が前記搬送ベルトと接触した状態でエッチング液を噴流する、[1]〜[5]のいずれかのエッチング装置。
[7]前記第2エッチング部は、前記第2金属層と対向する前記積層体の面の少なくとも一部が前記搬送ベルトと接触した状態でエッチング液を噴流する、[1]〜[6]のいずれかのエッチング装置。
[8]厚さ30μm以下である基材の一方の面に第1金属層を有し、他方の面に第2金属層を有する積層体を用意する工程と、前記積層体の少なくとも1対の対向する縁部に、前記積層体に張力を付与するように冶具を設置する工程と、前記冶具を設置した前記積層体を搬送ベルトで搬送する工程と、前記第1金属層にエッチング液を噴流させる工程と、前記積層体の表裏を反転させる工程と、前記積層体の前記第2金属層にエッチング液を噴流させる工程とを含む、エッチング方法。
[9][8]のエッチング方法によって回路パターンを形成する工程を含む、プリント配線板の製造方法。
本発明の実施の形態に係るエッチング装置は、図1に示すように、冶具20を設置した積層体10を搬送する搬送ベルト30と、第1エッチング部40と、反転部50と、第2エッチング部60とを備える。
基材11の形状としては、例えば、織布、不織布、ロービンク、チョップドストランドマット及びサーフェシングマット等が挙げられる。
基材11の厚さtは、積層板10の小型化への寄与の観点から、25μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、15μm以下であることがさらに好ましい。基材11の厚さtは、積層板10の強度を維持する観点から、5μm以上であることが好ましく、7μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることがさらに好ましい。
第1金属層12及び第2金属層13としては、例えば、銅箔、ニッケル箔、アルミ箔等が挙げられ、これらの中でも、銅箔が好ましい。銅箔の種類としては、特に限定されず、電解銅箔、圧延銅箔等を使用することができる。
第1金属層12及び第2金属層13には、必要に応じて、防錆処理、クロメート処理及びシランカップリング剤処理等を行ってもよい。
噴流機構41がエッチング液を噴流する流量は、エッチング対象の金属箔の厚さ、作製する回路の幅、回路密度等の作製条件でエッチング装置の各種条件は変動するが、エッチング液を第1金属層12へ直接吹き付けて十分なエッチングを施す観点から、100ml/min以上であることが好ましく、150ml/min以上であることがより好ましく、200ml/min以上であることがさらに好ましい。
エッチング液を噴流する際の噴流機構41のポンプ圧力は、積層体10上に滞留するエッチング液を除去可能とし、第1金属層12に十分なエッチング液を供給する観点から、0.01MPa以上であることが好ましく、0.03MPa以上であることがより好ましく、0.05MPa以上であることがさらに好ましい。
噴流機構41による積層体10に対するエッチング液の液圧力は、極薄基材におけるスプレー方式のエッチング工程での破損を防ぐ観点から、0.2MPa以下であることが好ましく、0.15MPa以下であることがより好ましく、0.1MPa以下であることがさらに好ましい。
反転部50は、積層体10の表裏を反転させる反転機構を有する。反転機構は、搬送処理の一連の流れの中で積層体10の表裏を反転させることが可能で機能であれば特に限定されない。
反転機構の一例について、図9を参照して説明する。まず、図9(a)に示すように、反転部50に積層体10が到達した際に、短い冶具20(20a)を反転部材51aで固定し、長い冶具20(20b)を反転部材51bで固定する。次いで、図9(a)で示す第1金属層12が上面の状態から図9(b)に示す第2金属層13が上面の状態となるように、短い冶具20aを固定軸として、長い冶具20bを持ち上げて積層体10の表裏を反転させる。反転するに際し、短い冶具20aの端部位置Aと、反転部材51aの端部位置Bと、長い冶具20bの端部位置Cとがそれぞれ異なる位置とすることで、それぞれが干渉することがなくなり好ましい。次いで、反転部材51a,51bを開放し、表裏を反転させた積層体10を搬送ベルト30で搬送する。
噴流機構61がエッチング液を噴流する流量は、エッチング対象の金属箔の厚さ、作製する回路の幅、回路密度等の作製条件でエッチング装置の各種条件は変動するが、エッチング液を第2金属層13へ直接吹き付けて十分なエッチングを施す観点から、100ml/min以上であることが好ましく、150ml/min以上であることがより好ましく、200ml/min以上であることがさらに好ましい。
エッチング液を噴流する際の噴流機構61のポンプ圧力は、積層体10上に滞留するエッチング液を除去可能とし、第2金属層13に十分なエッチング液を供給する観点から、0.01MPa以上であることが好ましく、0.03MPa以上であることがより好ましく、0.05MPa以上であることがさらに好ましい。
噴流機構61による積層体10に対するエッチング液の液圧力は、極薄基材におけるスプレー方式のエッチング工程での破損を防ぐ観点から、0.2MPa以下であることが好ましく、0.15MPa以下であることがより好ましく、0.1MPa以下であることがさらに好ましい。
なお、第2エッチング部でのエッチング処理は、第1金属層12のエッチング処理が済んでおり、第1金属層12による回路部分と金属除去部分との界面部分が存在するので基材割れ等が第1エッチング部40より生じやすいため、流速、ポンプ圧力及び液圧力は、第1エッチング部40と比して第2エッチング部が低いことが好ましい。
本発明の実施の形態に係るエッチング方法は、厚さ30μm以下である基材の一方の面に第1金属層を有し、他方の面に第2金属層を有する積層体を用意する工程と、積層体の少なくとも1対の対向する縁部に、積層体に張力を付与するように冶具を設置する工程と、冶具を設置した積層体を搬送ベルトで搬送する工程と、第1金属層にエッチング液を噴流させる工程と、積層体の表裏を反転させる工程と、積層体の第2金属層にエッチング液を噴流させる工程とを含むことを特徴とする。
本発明の実施の形態に係るプリント配線板の製造方法は、上記エッチング方法によって回路パターンを形成する工程を含むことを特徴とする。
本発明の実施の形態に係るプリント配線板の製造方法としては、サブトラクティブ法及びアディティブ法等の公知の回路パターン形成方法における金属層のエッチング工程において、本発明のエッチング装置及びエッチング方法を採用することができる。
極薄基材(厚さ15μm、商品名「ガラスクロス#1017」、日東紡績(株)製)の一方の面に厚さ12μmの銅箔(第1金属層)を有し、他方の面に厚さ12μmの銅箔(第2金属層)を有する銅張り積層板(積層体)(商品名「MCL−E700G U0.03」、日立化成(株)製)を用意した。用意した銅張り積層板にエッチングレジスト(商品名「フォテックH−9025」、日立化成(株)製)をラミネートし、JIS C5012に記載の多層プリント配線板用複合パターンの第1層のパターンを一方の面に焼き付け、当該多層プリント配線板用複合パターンの第6層のパターンを他方の面に焼き付け、現像した基板(焼付け基板)を作製した。
エッチングレジストのPETを剥離後、銅張り積層板の少なくとも1対の対向する縁部に、銅張り積層板に張力を付与するように冶具を設置した。冶具は、分離可能であり、分離した冶具のそれぞれに異なる極を有する磁石を備えるものを用いた。冶具は、分離した後に銅張り積層板を挟持するように設置した。
次いで、冶具を設置した銅張り積層板を搬送ベルトで搬送した。搬送ベルトによる搬送のライン速度は0.8m/分とした。
次いで、第1金属層にエッチング液をスプレーノズル(噴流機構)で噴流させた。エッチング薬液は塩化第二鉄で、液温30℃とした。エッチング条件は、スプレーノズルのポンプ圧力が0.08MPa、エッチング液流量が300ml/minのスプレーノズルを用いて、スプレーノズル・銅張り積層板間隔250mmで実施した。
次いで、銅張り積層板の表裏を反転させた。
次いで、第2金属層にエッチング液をスプレーノズル(噴流機構)噴流させた。エッチング薬液は塩化第二鉄で、液温30℃とした。エッチング条件は、スプレーノズルのポンプ圧力が0.08MPa、エッチング液流量が300ml/minのスプレーノズルを用いて、スプレーノズル・銅張り積層板間隔250mmで実施した。
その後、水洗工程及び脱水工程を経た後に、銅張り積層板から冶具を外し、プリント配線板を得た。
実施例1と同様に、焼付け基板を作製した。
作製した焼付け基板は、第1金属層及び第2金属層を同時にエッチング可能なエッチング装置によってエッチング処理を行った。エッチング装置の上下に設置されたスプレーノズルは実施例1と同様であり、エッチング条件も実施例1と同様とした。
比較例1においては、エッチング工程以外は実施例1と同様の手順でプリント配線板を得た。
実施例1と同様に、焼付け基板を作製した。
作製した焼付け基板は、第1金属層が上面となるように、FR−4基板(商品名「MCL−67 t1.0」、日立化成(株)製)の銅箔を全面エッチングしたものに乗せ、4辺をセロハンテープ(商品名「セロテープ(登録商標)」、ニチバン(株)製)で貼り付けて固定した。
固定した焼付け基板は、一方の面をエッチング可能なエッチング装置によって第1金属層のエッチング処理を行った。エッチング装置に設置されたスプレーノズルは実施例1と同様であり、エッチング条件も実施例1と同様とした。
第1金属層のエッチング処理を行った焼付け基板は、4辺のセロハンテープを剥し、第2金属層が上面となるように、銅箔を全面エッチングしたFR−4基板に乗せ、4辺をセロハンテープで貼り付けて固定した。
固定した焼付け基板は、一方の面をエッチング可能なエッチング装置によって第2金属層のエッチング処理を行った。エッチング装置に設置されたスプレーノズルは実施例1と同様であり、エッチング条件も実施例1と同様とした。
比較例2においては、エッチング工程以外は実施例1と同様の手順でプリント配線板を得た。
実施例1及び比較例1〜2において、510mm×510mmの積層体を10枚連続投入し、エッチング処理を行った。その際、各例において下記項目を評価した。結果を表1に示す。
<不良率>
エッチング処理完了後、基材にカール、割れ及び折れ等の不良があるか観測し、不良であると判断した枚数から不良率を算出した。
不良であると判断する基準を以下に示す。
(1)端部不良:基材の端部から「10mm以上」の割れ及び折れがある場合
(2)面内不良:基材の面内に「0.3mm以上」の割れ及び折れが10箇所以上ある場合
<作業時間>
10枚の積層体のエッチング処理が完了するまでの時間を計測した。
比較例1は、エッチング処理におけるエッチング液の液圧力により、10枚すべての基材が形状を維持することができなかったので不良率が100%となった。
比較例2は、焼付け基板を固定するためのセロハンテープを剥がす際に、基材に割れが生じるものがあり、不良率が10%となった。また、比較例2は、セロハンテープを貼り替える時間を要するため、作業時間が長くかかってしまった。
11…基材
12…第1金属層
13…第2金属層
14…レジスト
20…冶具
20a…短い冶具
20b…長い冶具
30…搬送ベルト
31…固定部
32…溝
40…第1エッチング部
41…噴流機構
50…反転部
51a、51b…反転部材
60…第2エッチング部
61…噴流機構
Claims (9)
- 厚さ30μm以下である基材の一方の面に第1金属層を有し、他方の面に第2金属層を有する積層体をエッチングするエッチング装置であって、
前記積層体の少なくとも1対の対向する縁部に、前記積層体に張力を付与するように設置する冶具と、
前記冶具を設置した前記積層体を搬送する搬送ベルトと、
前記積層体の前記第1金属層にエッチング液を噴流する第1エッチング部と、
前記積層体の表裏を反転させる反転部と、
前記積層体の前記第2金属層にエッチング液を噴流する第2エッチング部とを備える、エッチング装置。 - 前記冶具は、前記積層体を積層方向に挟持して保持する、請求項1に記載のエッチング装置。
- 前記冶具は、前記積層体に設置した際に、前記積層体に関して面対称となる形状である、請求項1又は2に記載のエッチング装置。
- 前記搬送ベルトは、前記冶具を固定する固定部を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記搬送ベルトは、前記冶具が嵌合可能な溝を備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記第1エッチング部は、前記第1金属層と対向する前記積層体の面の少なくとも一部が前記搬送ベルトと接触した状態でエッチング液を噴流する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記第2エッチング部は、前記第2金属層と対向する前記積層体の面の少なくとも一部が前記搬送ベルトと接触した状態でエッチング液を噴流する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 厚さ30μm以下である基材の一方の面に第1金属層を有し、他方の面に第2金属層を有する積層体を用意する工程と、
前記積層体の少なくとも1対の対向する縁部に、前記積層体に張力を付与するように冶具を設置する工程と、
前記冶具を設置した前記積層体を搬送ベルトで搬送する工程と、
前記第1金属層にエッチング液を噴流させる工程と、
前記積層体の表裏を反転させる工程と、
前記積層体の前記第2金属層にエッチング液を噴流させる工程とを含む、エッチング方法。 - 請求項8に記載のエッチング方法によって回路パターンを形成する工程を含む、プリント配線板の製造方法。
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WO2021250946A1 (ja) | 2020-06-10 | 2021-12-16 | 株式会社日立製作所 | 多主体連携計画システムおよび多主体連携計画方法 |
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