JP6236824B2 - Method for manufacturing printed wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、プリント配線基板の製造方法に関し、更に詳しくは、アンダーカットが抑制されたプリント配線基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board, and more particularly to a method for manufacturing a printed wiring board in which undercut is suppressed.
絶縁基板に配線パターンを形成したプリント配線基板は、電子部品や半導体素子等を実装するために広く用いられている。近年の電子機器の小型化、高機能化の要求に伴い、プリント配線板には、配線パターンの更なる微細化が望まれている。 A printed wiring board in which a wiring pattern is formed on an insulating substrate is widely used for mounting electronic components, semiconductor elements, and the like. With recent demands for downsizing and higher functionality of electronic devices, printed circuit boards are desired to have finer wiring patterns.
配線パターンの形成方法としては、サブトラクティブ工法と、セミアディティブ工法等がある。このうち、セミアディティブ工法は、より微細な配線パターンの形成が可能であることから、微細な配線パターンのプリント配線基板の製造に用いられている。 As a wiring pattern forming method, there are a subtractive method, a semi-additive method, and the like. Among these, the semi-additive construction method is used for manufacturing a printed wiring board having a fine wiring pattern because a finer wiring pattern can be formed.
セミアディティブ工法では、例えば、以下のようにしてプリント配線基板が製造される。すなわち、基板の表面に、無電解めっきやスパッタ等によりニッケル、Ni−Cr等の下地層を形成する。次に、下地層にレジストを形成し、露光及び現像してめっきレジスト層を形成する。次に、電解銅めっきを行い、めっきレジストで覆われていない部分に銅配線層を形成する。次に、めっきレジストを剥離除去し、銅配線層間の、不要となった下地層をエッチング除去する。このようにして、プリント配線基板が製造される。 In the semi-additive construction method, for example, a printed wiring board is manufactured as follows. That is, a base layer such as nickel or Ni—Cr is formed on the surface of the substrate by electroless plating or sputtering. Next, a resist is formed on the underlayer, exposed and developed to form a plating resist layer. Next, electrolytic copper plating is performed to form a copper wiring layer in a portion not covered with the plating resist. Next, the plating resist is peeled and removed, and an unnecessary underlayer between the copper wiring layers is removed by etching. In this way, a printed wiring board is manufactured.
セミアディティブ工法では、不要となった下地層をエッチング除去する際に、特許文献1,2に記載されるように、銅配線層が侵食されないようなエッチング液を用いて、下地層のみを選択的にエッチング除去することが従来より行われている。 In the semi-additive method, when the underlayer that is no longer needed is etched away, only the underlayer is selectively used using an etching solution that does not erode the copper wiring layer, as described in Patent Documents 1 and 2. Etching and removal have been conventionally performed.
しかしながら、セミアディティブ工法により配線パターンを形成する場合、不要となった下地層をエッチング除去する際に、従来では、下地層のみを選択的にエッチング除去していたので、図2に示すように、銅配線層4の真下の下地層2にも浸食が進んで、下地層2の線幅が狭くなる、いわゆるアンダーカット現象が生じ易かった。 However, when the wiring pattern is formed by the semi-additive method, when the underlayer that has become unnecessary is removed by etching, conventionally, only the underlayer has been selectively removed by etching, as shown in FIG. Erosion also progressed to the underlayer 2 directly below the copper wiring layer 4, so that the so-called undercut phenomenon in which the line width of the underlayer 2 narrows easily occurred.
また、配線パターンが微細になるにつれ、基板と下地層との密着性が低下し易い。このため、基板として、ポリイミドフィルム等の樹脂基板を用いる場合においては、金属成分を樹脂基板表面に対して一定の深さまで析出させてアンカー効果を発現させ、下地層と基板との密着性を向上させることが行われている。しかしながら、樹脂基板表面に金属成分を一定の深さまで析出させた場合、プリント配線基板の絶縁信頼性を確保するには、不要となった下地層をエッチング除去する際に、下地層のエッチングを通常より強く処理する必要があった。このため、樹脂基板上に微細な配線パターンを形成する場合、アンダーカットが発生する可能性がより一層高まる傾向にあった。 In addition, as the wiring pattern becomes finer, the adhesion between the substrate and the underlayer tends to decrease. For this reason, when using a resin substrate such as a polyimide film as the substrate, the metal component is deposited to a certain depth with respect to the surface of the resin substrate to develop an anchor effect and improve the adhesion between the base layer and the substrate. Has been done. However, when metal components are deposited to a certain depth on the surface of the resin substrate, in order to ensure the insulation reliability of the printed wiring board, the base layer is usually etched when the base layer that has become unnecessary is removed by etching. It was necessary to process more strongly. For this reason, when a fine wiring pattern is formed on the resin substrate, there is a tendency for the possibility of undercut to be further increased.
アンダーカットが発生すると、基板と下地層の接着面が減少することから、配線が基板から剥離し易くなり、密着信頼性が低下する。また、配線パターンを形成した後に保護膜として絶縁層を形成する場合においては、アンダーカットが生じている部分に絶縁層を十分に被覆できないことがあり、絶縁信頼性が低下する恐れがある。 When the undercut occurs, the adhesion surface between the substrate and the underlayer is reduced, so that the wiring is easily peeled off from the substrate, and the adhesion reliability is lowered. Further, in the case where an insulating layer is formed as a protective film after the wiring pattern is formed, the insulating layer may not be sufficiently covered on the portion where the undercut occurs, which may reduce the insulation reliability.
よって、本発明の目的は、下地層のアンダーカットの発生を抑制したプリント配線基板の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a printed wiring board that suppresses the occurrence of undercutting in a base layer.
上記目的を達成するため、本発明のプリント配線基板の製造方法は、
ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、無電解めっきにより、銅以外の金属で構成される金属めっき層を形成し、該金属めっき層を含む下地層を形成する工程1と、
前記下地層の一部に、めっきレジストを形成する工程2と、
電解銅めっきにより、前記めっきレジストで覆われていない下地層部分に銅配線層を形成する工程3と、
前記めっきレジストを前記下地層から剥離除去する工程4と、
前記めっきレジストを剥離除去して露出した下地層をエッチング除去する工程5とを含む、プリント配線基板の製造方法であって、
前記工程5において、銅と、前記金属めっき層を構成する金属とに対してエッチング能力のあるエッチング液を用いて、前記下地層をエッチング除去すると共に、前記銅配線層の側面を同時にエッチングすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a printed wiring board of the present invention includes:
Step 1 of forming a metal plating layer composed of a metal other than copper by electroless plating on at least one surface of the polyimide film, and forming a base layer including the metal plating layer;
Step 2 of forming a plating resist on a part of the underlayer;
Step 3 of forming a copper wiring layer on the base layer portion not covered with the plating resist by electrolytic copper plating;
Step 4 of peeling and removing the plating resist from the underlayer;
And a step 5 for removing the exposed underlayer by peeling off the plating resist, and a method for manufacturing a printed wiring board,
In the step 5, the underlayer is etched away using an etchant having an etching ability with respect to copper and the metal constituting the metal plating layer, and the side surfaces of the copper wiring layer are simultaneously etched. It is characterized by.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記エッチング液として、前記金属めっき層を構成する金属に対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度との速度比が、金属めっき層を構成する金属:銅=1:0.9〜10であるものを用いることが好ましい。 In the method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention, as the etching solution, a rate ratio between an etching rate with respect to a metal constituting the metal plating layer and an etching rate with respect to copper is a metal constituting the metal plating layer: copper = 1. : It is preferable to use what is 0.9-10.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記金属めっき層が、ニッケルめっき層であり、前記エッチング液として、銅とニッケルに対してエッチング能力のあるもの用いることが好ましい。 In the method for producing a printed wiring board according to the present invention, it is preferable that the metal plating layer is a nickel plating layer and the etching solution has an etching ability with respect to copper and nickel.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記エッチング液として、硫酸と硝酸と過酸化水素とを含有するものを用いることが好ましい。 In the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention, it is preferable to use a material containing sulfuric acid, nitric acid, and hydrogen peroxide as the etching solution.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、工程3における銅配線層を形成する際の前記銅配線層の膜厚が1〜20μmであることが好ましい。 In the method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention, the thickness of the copper wiring layer when forming the copper wiring layer in step 3 is preferably 1 to 20 μm.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、エッチング後の前記下地層のアンダーカット率が0〜10%であり、銅配線の幅減少量が0.2〜5μmであることが好ましい。 In the printed wiring board manufacturing method of the present invention, it is preferable that the undercut rate of the underlayer after etching is 0 to 10%, and the width reduction amount of the copper wiring is 0.2 to 5 μm.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記工程1において、前記金属めっき層上に薄銅層を形成して前記下地層を形成してもよい。これにより、工程3における電解銅めっき時に、下地層の抵抗の影響を低減することができる。この態様において、薄銅層の膜厚は、0.1〜1μmであることが、十分な電流が確保しやすく、後の除去も容易なため好ましい。 In the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention, in the step 1, a base layer may be formed by forming a thin copper layer on the metal plating layer. Thereby, the influence of the resistance of a base layer can be reduced at the time of the electrolytic copper plating in the process 3. In this embodiment, the thickness of the thin copper layer is preferably 0.1 to 1 μm because a sufficient current can be easily secured and subsequent removal is easy.
本発明のプリント配線基板の製造方法によれば、下地層からめっきレジストを剥離除去して露出した下地層を、銅と、金属めっき層を構成する金属に対してエッチング能力のあるエッチング液を用いてエッチング除去すると共に、銅配線層の側面を同時にエッチングすることにより、アンダーカット等の形状不良がないか、または極めて小さく、銅配線層の線幅と、その真下の下地層の線幅とがほぼ等しい、略矩形状の配線を形成できる。 According to the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention, an etching solution having an etching ability with respect to copper and a metal constituting the metal plating layer is used for the base layer exposed by peeling and removing the plating resist from the base layer. Etching and etching the side surfaces of the copper wiring layer at the same time, there is no or very small shape defect such as undercut, and the line width of the copper wiring layer and the line width of the underlying layer beneath it are Almost equal and substantially rectangular wiring can be formed.
本発明のプリント配線基板の製造方法の一実施形態について、図1を用いて説明する。 An embodiment of a method for producing a printed wiring board of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、図1(a)に示すように、ポリイミドフィルム1の少なくとも片面に、無電解めっきにより、銅以外の金属で構成される金属めっき層を形成し、該金属めっき層を含む下地層2を形成する(工程1)。ポリイミドフィルムの表面に、無電解めっきにより金属めっき層を形成することで、ポリイミドフィルムと金属めっき層との密着性が向上し、プリント配線基板の長期の熱負荷時に、回路(銅めっき層)の接着力低下の原因となる、銅のポリイミドフィルム側への拡散移行を防止することができる。 First, as shown in FIG. 1 (a), a metal plating layer composed of a metal other than copper is formed on at least one surface of the polyimide film 1 by electroless plating, and an underlayer 2 including the metal plating layer is formed. Form (step 1). By forming a metal plating layer on the surface of the polyimide film by electroless plating, the adhesion between the polyimide film and the metal plating layer is improved, and the circuit (copper plating layer) of the printed wiring board is subjected to a long-term thermal load. It is possible to prevent diffusion and migration of copper to the polyimide film side, which causes a decrease in adhesive strength.
ポリイミドフィルム1は、従来公知の方法で製造できる。例えば、ポリアミック酸と有機溶媒とを含むポリイミド前駆体溶液を支持体にキャストし、乾燥して自己支持性を有する自己支持性フィルムを形成し、得られた自己支持性フィルムを加熱処理してイミド化を完結して製造できる。 The polyimide film 1 can be manufactured by a conventionally known method. For example, a polyimide precursor solution containing a polyamic acid and an organic solvent is cast on a support and dried to form a self-supporting film having self-supporting properties. It can be manufactured with complete conversion.
ポリイミドフィルム1としては、配線基板などの各種基板に好適に用いることができる市販のポリイミドフィルムなどを用いることができる。 As the polyimide film 1, a commercially available polyimide film that can be suitably used for various substrates such as a wiring substrate can be used.
ポリイミドフィルム1の線膨張係数(50〜200℃)は、ポリイミドフィルムに積層する銅の線膨張係数に近いことが好ましく、0.3×10−5〜2.8×10−5cm/cm/℃であることがより好ましい。 Linear expansion coefficient of the polyimide film 1 (50 to 200 ° C.) is preferably close to the linear expansion coefficient of copper to be laminated to the polyimide film, 0.3 × 10 -5 ~2.8 × 10 -5 cm / cm / More preferably, it is ° C.
ポリイミドフィルム1は、熱収縮率が0.05%以下で、熱変形が小さく、耐熱性、電気絶縁性などに優れるものを好適に用いることができる。 As the polyimide film 1, a film having a heat shrinkage rate of 0.05% or less, a small thermal deformation, and excellent heat resistance, electrical insulation and the like can be suitably used.
ポリイミドフィルム1は、単層、または2層以上を積層した複層のフィルム、またはシート状のものを用いることができる。 As the polyimide film 1, a single layer, a multilayer film in which two or more layers are laminated, or a sheet-like one can be used.
ポリイミドフィルム1の厚みは、特に限定されず、製造や取扱いが問題なく行なえ、形成する金属層や配線パターン層を充分に支持できる厚みであればよい。好ましくは1〜500μmであり、より好ましくは2〜300μmであり、さらに好ましくは5〜200μmであり、特に好ましくは5〜175μmであり、最も好ましくは5〜100μmである。 The thickness of the polyimide film 1 is not particularly limited as long as it can be manufactured and handled without problems and can sufficiently support the metal layer and the wiring pattern layer to be formed. Preferably it is 1-500 micrometers, More preferably, it is 2-300 micrometers, More preferably, it is 5-200 micrometers, Especially preferably, it is 5-175 micrometers, Most preferably, it is 5-100 micrometers.
無電解めっきは、従来公知の方法を用いて行うことができる。例えば、荏原ユージライト株式会社のエルフシードプロセス、奥野製薬工業株式会社のSLPプロセスなどが挙げられる。また、無電解めっきで形成される金属めっき層は純粋な金属膜でも良いが膜質を制御するためにリンなどの他成分を含有してもよい。 Electroless plating can be performed using a conventionally known method. For example, there is an elf seed process manufactured by Sugawara Eugelite Co., Ltd., an SLP process manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., and the like. The metal plating layer formed by electroless plating may be a pure metal film, but may contain other components such as phosphorus in order to control the film quality.
無電解めっきに用いる金属の種類は、銅以外の金属であって、ポリイミドフィルム上に、無電解めっきによって膜形成が可能なものであればよく、特に限定はない。例えば、ニッケル、錫、銀、コバルト、インジウム化合物及びこれらの合金等が挙げられる。好ましくは、ニッケル又はニッケル合金である。ニッケルやニッケル合金は、下地層対して均一なエッチング除去が容易で、金属めっき層の皮膜が安定して銅配線層との密着強度が得やすく、導電性が比較的良好で、銅配線層からのポリイミドフィルムへの銅の拡散に対してバリア性が高い。更には、ニッケルやニッケル合金は、無電解めっきの技術完成度が高く、様々なプロセスが普及しており、プロセスを適切に選択し易い。 The kind of metal used for electroless plating is a metal other than copper, and any film can be formed on the polyimide film by electroless plating without any particular limitation. For example, nickel, tin, silver, cobalt, an indium compound, these alloys, etc. are mentioned. Preferably, it is nickel or a nickel alloy. Nickel and nickel alloy are easy to remove from the underlying layer by uniform etching, the coating of the metal plating layer is stable, easy adhesion strength to the copper wiring layer, relatively good conductivity, and from the copper wiring layer High barrier property against diffusion of copper into polyimide film. Furthermore, nickel and nickel alloys have a high level of electroless plating technology, and various processes are widespread, making it easy to select processes appropriately.
ポリイミドフィルムに金属めっき層が積層した金属めっき層積層ポリイミドフィルムを製造する方法の一例としては、ポリイミドフィルムを、少なくとも界面活性剤を含む酸またはアルカリ性の脱脂液で洗浄する工程、アルカリ溶液で処理する工程、塩基性アミノ酸溶液で処理する工程、触媒を付与する工程、無電解めっきにより金属めっき層を形成する工程、加熱する工程をこの順で行う方法が挙げられる。 As an example of a method for producing a metal plating layer laminated polyimide film in which a metal plating layer is laminated on a polyimide film, the polyimide film is treated with an acid solution containing at least a surfactant or an alkaline degreasing solution, and treated with an alkaline solution. Examples of the method include a step, a step of treating with a basic amino acid solution, a step of applying a catalyst, a step of forming a metal plating layer by electroless plating, and a step of heating in this order.
上記各工程を詳しく以下に示す。 The above steps will be described in detail below.
1)界面活性剤を含む酸またはアルカリ性の脱脂液で洗浄する工程では、ポリイミドフィルムの表面の油脂成分などを除去するために、洗浄効果を有する脱脂液でポリイミドフィルムの表面を処理する。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどの界面活性剤と、水酸化ナトリウムやモノエタノールアミンなどを含むアルカリ溶液で、30〜60℃、1〜10分間浸漬して油脂成分などの汚れを除去し、ポリイミドフィルムを洗浄する方法が一例として挙げられる。 1) In the step of washing with an acid or alkaline degreasing solution containing a surfactant, the surface of the polyimide film is treated with a degreasing solution having a cleaning effect in order to remove oil components on the surface of the polyimide film. For example, in an alkaline solution containing a surfactant such as polyoxyethylene alkyl ether or dipropylene glycol monomethyl ether, sodium hydroxide, monoethanolamine, etc. An example is a method of removing dirt and washing the polyimide film.
2)アルカリ溶液で処理する工程では、ポリイミドフィルムの表面をアルカリ溶液に噴きつけや浸漬などの方法で接触させて、ポリイミドフィルムの表面を処理する。アルカリ溶液としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどを含む溶液が挙げられる。例えば、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムを10〜200g/l含有するアルカリ水溶液で、25〜80℃、10秒〜10分間浸漬処理する方法が一例として挙げられる。 2) In the step of treating with an alkaline solution, the surface of the polyimide film is treated by spraying or immersing the surface of the polyimide film on the alkaline solution. Examples of the alkaline solution include a solution containing potassium hydroxide, sodium hydroxide and the like. For example, a method of immersing in an alkaline aqueous solution containing 10 to 200 g / l of potassium hydroxide or sodium hydroxide at 25 to 80 ° C. for 10 seconds to 10 minutes is an example.
3)塩基性アミノ酸溶液で処理する工程では、ポリイミドフィルムの表面を、アミノ酸を含む塩基性溶液に噴きつけや浸漬などの方法で接触させる。例えば、水酸化カリウムでpHを6に調整した、リシン塩酸塩やアルギニン塩酸塩を30〜300g/l含有する水溶液で、30〜60℃、10秒〜10分間浸漬処理する方法が一例として挙げられる。 3) In the step of treating with the basic amino acid solution, the surface of the polyimide film is brought into contact with the basic solution containing the amino acid by a method such as spraying or dipping. For example, a method of immersion treatment at 30 to 60 ° C. for 10 seconds to 10 minutes with an aqueous solution containing 30 to 300 g / l of lysine hydrochloride or arginine hydrochloride adjusted to pH 6 with potassium hydroxide is given as an example. .
4)触媒を付与する工程では、ポリイミドフィルムの表面に無電解下地金属析出の核を形成するために、ポリイミドフィルムの表面の一部又は全部に触媒を吸着などの方法で付与する。例えば、イオン性パラジウム触媒溶液で、30〜60℃、1〜10分間浸漬してポリイミドフィルムの表面にパラジウムイオンを吸着させ、その後、還元溶液に浸漬して、パラジウムイオンを金属パラジウムに還元させる方法が一例として挙げられる。 4) In the step of applying a catalyst, in order to form nuclei for electroless base metal precipitation on the surface of the polyimide film, the catalyst is applied to a part or all of the surface of the polyimide film by a method such as adsorption. For example, a method in which palladium ions are adsorbed on the surface of a polyimide film by immersing in an ionic palladium catalyst solution at 30 to 60 ° C. for 1 to 10 minutes, and then immersed in a reducing solution to reduce palladium ions to metallic palladium. Is given as an example.
5)金属めっき層を形成する工程では、金属を無電解めっき法により析出させて、金属めっき層を形成する。例えば、ニッケルを無電解めっき法でニッケルめっき層を形成する場合を挙げて説明すると、市販の無電解ニッケルめっき浴に、25〜45℃で2分〜20分間浸漬することにより、ニッケルめっき層を形成できる。他の金属の場合においても同様にして形成できる。 5) In the step of forming the metal plating layer, metal is deposited by an electroless plating method to form the metal plating layer. For example, when a nickel plating layer is formed by electroless plating, the nickel plating layer is immersed in a commercially available electroless nickel plating bath at 25 to 45 ° C. for 2 to 20 minutes. Can be formed. In the case of other metals, they can be formed in the same manner.
金属めっき層の膜厚は、金属の種類により異なる。例えば、ニッケルめっき層の場合、膜厚は、十分密着が得られて後に除去可能な厚みであれば特に制限されるものではないが、0.1μmを超えて0.3μm以下であることが好ましく、0.11μm〜0.28μmであることがより好ましく、0.12μm〜0.27μmであることがより好ましい。ニッケルめっき層の膜厚が0.1μm未満であると、長期の熱負荷時の銅のポリイミドフィルム側への拡散移行を防止できないため、長期の熱負荷時の密着強度の低下も抑制することが難しくなる場合がある。つまり、長期の熱負荷と、高温の熱負荷の両方に耐えうるニッケルめっき層とポリイミドフィルムの密着性を確保することが難しくなる場合がある。また、ニッケルめっき層の膜厚が0.3μmを超えると、ニッケルめっき層形成後、銅配線層4の形成前の熱処理で、ニッケルめっき層とポリイミドフィルムとの密着性が低下することがある。 The film thickness of the metal plating layer varies depending on the type of metal. For example, in the case of a nickel plating layer, the film thickness is not particularly limited as long as sufficient adhesion is obtained and can be removed later, but it is preferably more than 0.1 μm and 0.3 μm or less. The thickness is more preferably 0.11 μm to 0.28 μm, and more preferably 0.12 μm to 0.27 μm. If the thickness of the nickel plating layer is less than 0.1 μm, it is impossible to prevent diffusion migration of copper to the polyimide film side during a long-term heat load, so that it is possible to suppress a decrease in adhesion strength during a long-term heat load. It can be difficult. That is, it may be difficult to ensure the adhesion between the nickel plating layer and the polyimide film that can withstand both a long-term heat load and a high-temperature heat load. Moreover, when the film thickness of a nickel plating layer exceeds 0.3 micrometer, the adhesiveness of a nickel plating layer and a polyimide film may fall by the heat processing before formation of the copper wiring layer 4 after nickel plating layer formation.
また、後述する銅配線層4を形成する際に、電解銅めっきを効率よく行うために、金属めっき層上に、電解銅めっき、無電解銅めっき、スパッタ等により、薄銅層を形成してもよい。すなわち、下地層2は、銅以外の金属を無電解めっきで形成した金属めっき層からなる下層と、薄銅層からなる上層とで構成されるものであってもよい。 Moreover, when forming the copper wiring layer 4 described later, in order to efficiently perform electrolytic copper plating, a thin copper layer is formed on the metal plating layer by electrolytic copper plating, electroless copper plating, sputtering, or the like. Also good. That is, the foundation layer 2 may be composed of a lower layer made of a metal plating layer formed by electroless plating of a metal other than copper and an upper layer made of a thin copper layer.
下地層2が、金属めっき層からなる下層と、薄銅層からなる上層とで構成される場合、薄銅層の膜厚は、0.1〜1.0μmが好ましい。薄銅層の膜厚が0.1μm未満であると、薄銅層を形成した効果が殆ど得られない場合がある。また、薄銅層の膜厚が1.0μmを超えると、下地層をエッチング除去する際に、手間を要し、微細な配線パターンの形成が困難となる傾向にある。 When the underlayer 2 is composed of a lower layer made of a metal plating layer and an upper layer made of a thin copper layer, the thickness of the thin copper layer is preferably 0.1 to 1.0 μm. If the thickness of the thin copper layer is less than 0.1 μm, the effect of forming the thin copper layer may be hardly obtained. On the other hand, if the thickness of the thin copper layer exceeds 1.0 μm, it takes time to remove the underlayer by etching, and it tends to be difficult to form a fine wiring pattern.
次に、図1(b)に示すように、下地層2にレジストを形成し、露光して、配線パターンとなる部位のレジストを現像除去してめっきレジスト3を形成する(工程2)。 Next, as shown in FIG. 1B, a resist is formed on the underlayer 2 and exposed, and the resist in a portion that becomes a wiring pattern is developed and removed to form a plating resist 3 (step 2).
本発明では、後述する工程5において、銅と、金属めっき層を構成する金属に対してエッチング能力のあるエッチング液を用いて、下地層2をエッチング除去すると共に、銅配線層4の側面を同時にエッチングする。このため、工程5において、銅配線層の線幅が減少することとなるので、工程5における銅配線層4の線幅減少量に相当する長さ分、工程3で得られる銅配線層の線幅が太くなるようにめっきレジスト3を形成することが好ましい。 In the present invention, in step 5 to be described later, the base layer 2 is removed by etching using an etchant having an etching ability for copper and the metal constituting the metal plating layer, and the side surface of the copper wiring layer 4 is simultaneously removed. Etch. For this reason, since the line width of the copper wiring layer is reduced in step 5, the length of the copper wiring layer obtained in step 3 is the length corresponding to the amount of reduction in the line width of the copper wiring layer 4 in step 5. It is preferable to form the plating resist 3 so as to increase the width.
レジストの種類は、ネガ型又はポジ型を用いることができる。ネガ型レジストの場合は、露光部以外が現像で除去される。一方、ポジ型レジストの場合は、露光部が現像で除去される。 The resist type can be negative or positive. In the case of a negative resist, parts other than the exposed part are removed by development. On the other hand, in the case of a positive resist, the exposed portion is removed by development.
レジストの形成方法は、特に限定は無く、従来公知の方法により行うことができる。例えば、フィルム状のレジスト材を熱ラミネートする方法や、液状タイプのレジスト材を塗布し、乾燥する方法等が挙げられる。レジストを形成した後、常法に従って、フォトマスクを通して露光を行う。 The method for forming the resist is not particularly limited, and can be performed by a conventionally known method. For example, a method of heat laminating a film-like resist material, a method of applying a liquid type resist material, and drying are exemplified. After forming the resist, exposure is performed through a photomask according to a conventional method.
レジストの現像除去方法としては、特に限定は無く、従来公知の方法により行うことができる。例えば、炭酸ソーダ水溶液等の現像液をスプレーして、配線パターンとなる部位のレジストを現像除去する方法が挙げられる。なお、めっきレジストパターンの形成は、配線となる部位を除いて印刷や転写により行っても良い。 The method for developing and removing the resist is not particularly limited and can be performed by a conventionally known method. For example, a method of spraying a developing solution such as a sodium carbonate aqueous solution to develop and remove the resist in a portion that becomes a wiring pattern. Note that the plating resist pattern may be formed by printing or transferring except for a portion to be a wiring.
次に、図1(c)に示すように、めっきレジスト間3,3、つまり露出した下地部分に電解めっきにより、銅配線層4を形成する(工程3)。 Next, as shown in FIG. 1C, a copper wiring layer 4 is formed by electrolytic plating between the plating resists 3, 3, that is, the exposed base portion (step 3).
電解めっき条件は、特に限定は無い。公知の条件を適宜選択して行なうことができる。例えば、下地層2の露出部を酸等で洗浄し、硫酸銅を含有する溶液中で、銅をカソード電極として用いて、0.1〜10A/dm2の電流密度で電解銅めっきを行なうことで銅配線層4を形成することができる。めっき液としては、例えば硫酸銅を180〜240g/lと、硫酸を45〜60g/lと、塩素イオンを20〜80g/lと、添加剤とを添加したものを用いることができる。添加剤としては、チオ尿素、デキストリン、糖蜜等が挙げられる。銅配線層4の膜厚は、どのような厚みでもよいが1〜20μmが好ましい。 The electrolytic plating conditions are not particularly limited. Known conditions can be selected as appropriate. For example, the exposed portion of the underlayer 2 is washed with an acid or the like, and electrolytic copper plating is performed at a current density of 0.1 to 10 A / dm 2 using copper as a cathode electrode in a solution containing copper sulfate. Thus, the copper wiring layer 4 can be formed. As the plating solution, for example, copper sulfate 180 to 240 g / l, sulfuric acid 45 to 60 g / l, chlorine ions 20 to 80 g / l, and additives can be used. Examples of the additive include thiourea, dextrin, molasses and the like. The thickness of the copper wiring layer 4 may be any thickness, but is preferably 1 to 20 μm.
次に、図1(d)に示すように、めっきレジスト3を、下地層2から剥離除去する(工程4)。 Next, as shown in FIG. 1D, the plating resist 3 is peeled off from the underlayer 2 (step 4).
めっきレジスト3の剥離除去方法は、特に限定は無く、従来公知の方法により行うことができる。例えば、苛性ソーダ水溶液(2質量%など)などをスプレーしてレジスト層を剥離除去することができる。 The peeling removal method of the plating resist 3 is not particularly limited, and can be performed by a conventionally known method. For example, the resist layer can be peeled and removed by spraying an aqueous caustic soda solution (2% by mass or the like).
次に、図1(e)に示すように、めっきレジスト3を剥離除去して露出した下地層2をエッチング除去する(工程5)。 Next, as shown in FIG. 1 (e), the plating resist 3 is peeled off and the underlying layer 2 exposed is removed by etching (step 5).
本発明では、工程5において、銅と、金属めっき層を構成する金属とに対してエッチング能力のあるエッチング液を用いて、下地層2をエッチング除去すると共に、銅配線層4の側面を同時にエッチングする。 In the present invention, in step 5, the base layer 2 is removed by etching using an etchant having an etching ability for copper and the metal constituting the metal plating layer, and the side surface of the copper wiring layer 4 is simultaneously etched. To do.
従来では、不要となった下地層2をエッチング除去する際に、例えば、下地層2がニッケルめっき層のみからなる場合においては、ニッケルのみを選択的にエッチングするエッチング液を用いて、ニッケルめっき層を選択的にエッチング除去していた。また、下地層2が薄銅層からなる上層と、ニッケルめっき層からなる下層とで構成される場合においては、まず、上層の薄銅層のみを選択的にエッチングするエッチング液を用いて、薄銅層を選択的にエッチング除去し、次いで、下層のニッケルめっき層のみを選択的にエッチングするエッチング液を用いて、ニッケル層を選択的にエッチング除去していた。 Conventionally, when the underlayer 2 that has become unnecessary is removed by etching, for example, in the case where the underlayer 2 is made of only a nickel plating layer, an etching solution that selectively etches only nickel is used. Were selectively removed by etching. In the case where the underlayer 2 is composed of an upper layer made of a thin copper layer and a lower layer made of a nickel plating layer, first, using an etching solution that selectively etches only the upper thin copper layer, The copper layer was selectively removed by etching, and then the nickel layer was selectively removed by etching using an etchant that selectively etches only the lower nickel plating layer.
しかしながら、ニッケルのみを選択的にエッチングするエッチング液を用いて、ニッケルめっき層を選択的にエッチング除去した場合、図2に示すように、銅配線層4の真下の下地層2にも浸食が進んで、下地層2のアンダーカットが生じ易かった。特に、ポリイミドフィルム等のような樹脂基板に、無電解めっきで、ニッケル等の金属で構成される金属めっき層を形成した場合においては、金属成分が樹脂基板の内部まで拡散しているので、金属めっき層のエッチングを強く行う必要があり、アンダーカットがより発生し易かった。 However, when the nickel plating layer is selectively removed by etching using an etchant that selectively etches only nickel, as shown in FIG. 2, erosion also proceeds to the underlying layer 2 immediately below the copper wiring layer 4. Therefore, the undercut of the underlayer 2 was easy to occur. In particular, when a metal plating layer composed of a metal such as nickel is formed on a resin substrate such as a polyimide film by electroless plating, the metal component diffuses to the inside of the resin substrate. It was necessary to strongly etch the plating layer, and undercut was more likely to occur.
本発明では、銅と、金属めっき層を構成する金属とに対してエッチング能力のあるエッチング液を用いて、下地層2をエッチング除去すると共に、銅配線層4の側面を同時にエッチングするので、アンダーカット等の形状不良がないか、または極めて小さく、銅配線層4の線幅W2と、その真下の下地層2の線幅W3とがほぼ等しい、略矩形状の配線を形成できる。 In the present invention, the base layer 2 is etched away using an etchant having an etching ability with respect to copper and the metal constituting the metal plating layer, and the side surface of the copper wiring layer 4 is simultaneously etched. A substantially rectangular wiring in which the line width W2 of the copper wiring layer 4 is almost equal to the line width W3 of the underlying layer 2 under the copper wiring layer 4 can be formed.
下地層2と、銅配線層4の側面とが同時にエッチングされる機構については、必ずしも明らかではないが、下地層の線幅方向へのエッチングの進行と銅配線層側面のエッチングの進行が一定の割合で進んでいると推定される。銅配線層のエッチングの進行が早すぎない為、銅配線層が細くなりすぎない。これにより、微細配線のプリント配線基板を作成することができる。 The mechanism by which the underlayer 2 and the side surface of the copper wiring layer 4 are etched simultaneously is not necessarily clear, but the progress of etching in the line width direction of the underlayer and the progress of etching of the side surface of the copper wiring layer are constant. Estimated to be progressing at a rate. Since the etching of the copper wiring layer does not progress too quickly, the copper wiring layer does not become too thin. Thereby, the printed wiring board of fine wiring can be created.
なお、下地層2をエッチング除去すると共に、銅配線層4の側面を同時にエッチングするため、エッチング後の銅配線層4の線幅W2は、エッチング前の銅配線層の線幅W1よりも短くなる。しかしながら、下地層2の膜厚は、銅配線層4の膜厚に比べて極めて薄いので、銅配線層4の線幅減少量は極少量であり、エッチング処理前の銅配線層4の線幅を予め太くする事で解決出来る程度である。 Since the underlayer 2 is removed by etching and the side surfaces of the copper wiring layer 4 are simultaneously etched, the line width W2 of the copper wiring layer 4 after etching is shorter than the line width W1 of the copper wiring layer before etching. . However, since the film thickness of the underlayer 2 is extremely thin compared to the film thickness of the copper wiring layer 4, the amount of reduction in the line width of the copper wiring layer 4 is extremely small, and the line width of the copper wiring layer 4 before the etching process is reduced. Can be solved by thickening in advance.
エッチング後の銅配線層4の線幅W2は、例えば5〜25μmである。さらに、エッチング後の基板1と銅配線層4の間に位置する下地層2の線幅は、例えば4.5〜22.5μmである。本発明におけるアンダーカット率は、0〜10%であることが好ましく、0〜5%がより好ましい。ここで、アンダーカット率とは、次式で定義される。 The line width W2 of the copper wiring layer 4 after etching is, for example, 5 to 25 μm. Furthermore, the line width of the foundation layer 2 located between the substrate 1 after etching and the copper wiring layer 4 is, for example, 4.5 to 22.5 μm. The undercut rate in the present invention is preferably 0 to 10%, and more preferably 0 to 5%. Here, the undercut rate is defined by the following equation.
アンダーカット率(%)=((エッチング後の銅配線層4の線幅)−(エッチング後の下地層2の線幅))/(エッチング後の銅配線層4の線幅)×100 Undercut rate (%) = ((line width of the etched copper wiring layer 4) − (line width of the underlying layer 2 after etching)) / (line width of the etched copper wiring layer 4) × 100
ここで言うエッチング後の銅配線層4の線幅とは、銅配線層4のボトム部分の線幅である。 The line width of the copper wiring layer 4 after etching referred to here is the line width of the bottom portion of the copper wiring layer 4.
また、エッチング後の銅配線層の幅減少量は、0.2〜5μmが好ましく、0.3〜3μmがより好ましい。なお、ここでいう銅配線層の幅減少量とは、エッチング前の銅配線層のボトム部分の線幅から、エッチング後の銅配線層のボトム部分の線幅を差し引いた値である。 Moreover, 0.2-5 micrometers is preferable and, as for the width reduction amount of the copper wiring layer after an etching, 0.3-3 micrometers is more preferable. The amount of reduction in the width of the copper wiring layer referred to here is a value obtained by subtracting the line width of the bottom portion of the copper wiring layer after etching from the line width of the bottom portion of the copper wiring layer before etching.
本発明において、エッチング液の、金属めっき層を構成する金属に対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度との速度比は、金属めっき層を構成する金属:銅=1:0.9〜10が好ましく、1:0.9〜5がより好ましく、1:0.9〜2が特に好ましく、1:1〜2が特に好ましい。銅のエッチング速度の速度比が、0.9未満であると、アンダーカットが発生し易くなる傾向にあり、10を超えると配線のトップの線幅が、ボトムの線幅と比較して細くなりすぎる傾向にある。一般的に、配線が著しく細り易くなる場合、ファインピッチを形成する場合には十分なフラッシュエッチング処理が行いづらく、金属めっき層が完全には除去出来ないため、電気信頼性が不足する可能性が有る。両者のエッチング速度の速度比が上記範囲であればアンダーカットが生じる事無く、配線が著しく細る事も無い為、ファインピッチの場合での配線間の金属めっき層が除去し易く、電気信頼性の高いプリント配線板が作成出来る。特に、上記速度比が1:0.9〜5の場合には、配線のトップの線幅と、ボトムの線幅が同じに近づき、より矩形に近い配線を形成できる。 In the present invention, the rate ratio between the etching rate of the etching solution for the metal constituting the metal plating layer and the etching rate for copper is preferably metal: copper = 1: 0.9 to 10 constituting the metal plating layer, 1: 0.9 to 5 is more preferable, 1: 0.9 to 2 is particularly preferable, and 1: 1 to 2 is particularly preferable. If the speed ratio of the copper etching rate is less than 0.9, undercut tends to occur easily. If it exceeds 10, the top line width of the wiring becomes thinner than the bottom line width. It tends to be too much. In general, when the wiring becomes extremely thin, it is difficult to perform a sufficient flash etching process when forming a fine pitch, and the metal plating layer cannot be completely removed. Yes. If the ratio of the etching rates of the two is within the above range, undercut will not occur and the wiring will not be remarkably thin. Therefore, it is easy to remove the metal plating layer between the wiring in the case of fine pitch, and electric reliability High printed wiring board can be created. In particular, when the speed ratio is 1: 0.9 to 5, the top line width and the bottom line width of the wiring approach the same, and a wiring closer to a rectangle can be formed.
また、下地層の金属めっき層が、ニッケルめっき層の場合は、エッチング液の銅に対するエッチング速度との速度比は、ニッケル:銅=1:0.9〜10が好ましく、1:0.9〜5がより好ましく、1:0.9〜2が特に好ましく、1:1〜2が特に好ましい。 Further, when the metal plating layer of the underlayer is a nickel plating layer, the rate ratio of the etching solution to the etching rate with respect to copper is preferably nickel: copper = 1: 0.9 to 10, preferably 1: 0.9 to 5 is more preferable, 1: 0.9 to 2 is particularly preferable, and 1: 1 to 2 is particularly preferable.
なお、本発明において、エッチング液の、金属めっき層を構成する金属に対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度との速度比は、以下の方法で測定した値である。 In the present invention, the rate ratio between the etching rate of the etching solution for the metal constituting the metal plating layer and the etching rate for copper is a value measured by the following method.
すなわち、ポリイミドフィルムに無電解めっき処理を行って厚さ200nmの金属めっき層を形成したサンプルAと、サンプルAに更に電解銅めっきで厚さ10μmの金属銅層を形成したサンプルBとを用意し、サンプルA、Bをエッチング液を用いてエッチング処理して、処理時間と、処理前後の厚みの差から、金属めっき層を構成する金属に対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度を算出し、速度比を求めた。 In other words, Sample A in which a 200 nm thick metal plating layer was formed by performing electroless plating treatment on a polyimide film, and Sample B in which a 10 μm thick metal copper layer was further formed on Sample A by electrolytic copper plating were prepared. Samples A and B were etched using an etching solution, and the etching rate for the metal constituting the metal plating layer and the etching rate for copper were calculated from the difference between the processing time and the thickness before and after the processing, and the rate ratio was calculated. Asked.
本発明において、エッチング液としては、銅と、金属めっき層を構成する金属に対してエッチング能力のあるものであれば、いずれも好ましく用いることができる。例えば、無機酸−過酸化水素系、過酸化水素−フッ化物系、塩化第二鉄等が挙げられる。金属めっき層を構成する金属の種類によって、エッチング液の組成等を適宜調整して用いる。 In the present invention, any etching solution can be preferably used as long as it has an etching ability with respect to copper and the metal constituting the metal plating layer. For example, inorganic acid-hydrogen peroxide system, hydrogen peroxide-fluoride system, ferric chloride and the like can be mentioned. The composition of the etching solution and the like are appropriately adjusted depending on the type of metal constituting the metal plating layer.
例えば、金属めっき層が、ニッケルめっき層で構成される場合、エッチング液としては、銅とニッケルに対してエッチング能力を有するものを用いる。銅とニッケルに対してエッチング能力を有するエッチング液としては、例えば、無機酸と過酸化水素とを含有する無機酸−過酸化水素系エッチング液等が挙げられる。 For example, when the metal plating layer is composed of a nickel plating layer, an etchant having an etching ability with respect to copper and nickel is used. Examples of the etching solution having etching ability with respect to copper and nickel include an inorganic acid-hydrogen peroxide etching solution containing an inorganic acid and hydrogen peroxide.
また、金属めっき層がコバルトめっき層で構成される場合、エッチング液としては、銅とコバルトに対してエッチング能力を有するものを用いる。銅とコバルトに対してエッチング能力を有するエッチング液としては、例えば、無機酸と過酸化水素とを含有する無機酸―過酸化水素系エッチング液が挙げられる。 Moreover, when a metal plating layer is comprised with a cobalt plating layer, what has an etching capability with respect to copper and cobalt is used as etching liquid. Examples of the etching solution having an etching ability for copper and cobalt include an inorganic acid-hydrogen peroxide etching solution containing an inorganic acid and hydrogen peroxide.
無機酸としては、硫酸、硝酸、燐酸、硼酸等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。好ましくは、無機酸として硫酸と硝酸とを併用する。すなわち、本発明では、硫酸と硝酸と過酸化水素とを含有する硫酸−硝酸−過酸化水素系エッチング液が好ましく用いられる。硫酸−硝酸−過酸化水素系エッチング液は、銅とニッケルに対するエッチング速度がほぼ同程度である。 Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid and the like, and one or more of these can be used. Preferably, sulfuric acid and nitric acid are used in combination as inorganic acids. That is, in the present invention, a sulfuric acid-nitric acid-hydrogen peroxide etching solution containing sulfuric acid, nitric acid, and hydrogen peroxide is preferably used. A sulfuric acid-nitric acid-hydrogen peroxide etching solution has approximately the same etching rate for copper and nickel.
無機酸−過酸化水素系エッチング液において、過酸化水素濃度は、1〜30質量%が好ましく、より好ましくは5〜20質量%である。過酸化水素濃度が1質量%未満では十分な溶解速度が得られない場合がある。過酸化水素濃度が30質量%を越えると、それ以上の溶解速度向上が得られず経済上好ましくない。 In the inorganic acid-hydrogen peroxide etching solution, the hydrogen peroxide concentration is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass. If the hydrogen peroxide concentration is less than 1% by mass, a sufficient dissolution rate may not be obtained. If the hydrogen peroxide concentration exceeds 30% by mass, no further improvement in dissolution rate is obtained, which is economically undesirable.
無機酸−過酸化水素系エッチング液において、無機酸濃度は、1〜30質量%が好ましく、より好ましくは8〜25質量%である。無機酸濃度が1質量%未満では十分な溶解速度が得られない場合がある。無機酸濃度が30質量%を越えると、それ以上の溶解速度向上が得られず経済上好ましくない。また、無機酸として硫酸と硝酸とを併用する場合は、硫酸濃度は、0.01〜1.0質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜0.5質量%である。また、硝酸濃度は、1〜30質量%が好ましく、より好ましくは5〜20質量%である。 In the inorganic acid-hydrogen peroxide etching solution, the inorganic acid concentration is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 8 to 25% by mass. If the inorganic acid concentration is less than 1% by mass, a sufficient dissolution rate may not be obtained. If the inorganic acid concentration exceeds 30% by mass, no further improvement in dissolution rate is obtained, which is economically undesirable. Moreover, when using together sulfuric acid and nitric acid as an inorganic acid, 0.01-1.0 mass% of sulfuric acid concentration is preferable, More preferably, it is 0.1-0.5 mass%. The nitric acid concentration is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass.
エッチング時の温度は、10〜60℃であることが好ましい。また、エッチング時間は、5〜180秒が好ましい。エッチング手段としては、浸漬式やスプレー式などが挙げられる。エッチング手段がスプレー式の場合におけるスプレー圧力は、0.01〜0.3MPaが好ましい。 The temperature during etching is preferably 10 to 60 ° C. The etching time is preferably 5 to 180 seconds. Examples of the etching means include an immersion type and a spray type. The spray pressure when the etching means is a spray type is preferably 0.01 to 0.3 MPa.
(使用したエッチング液)
・エッチング液1:
95%硫酸6.84mlと、30%過酸化水素249.6mlと、60%硝酸495mlと、純水3371mlとを混合し、エッチング液1を調製した。このエッチング液は、銅及びニッケルに対してエッチング能力を有するものであった。
(Etching solution used)
Etching solution 1:
Etching solution 1 was prepared by mixing 6.84 ml of 95% sulfuric acid, 249.6 ml of 30% hydrogen peroxide, 495 ml of 60% nitric acid, and 3371 ml of pure water. This etching solution had an etching ability with respect to copper and nickel.
・エッチング液2:
47%硫酸300mlと、硫酸第二鉄1200mlと、銅粉50gと、純水3500mlとを混合し、エッチング液2を調製した。このエッチング液は、銅に対してエッチング能力を有するが、ニッケルに対するエッチング能力は実質的にはないものであった。
Etching solution 2:
An etching solution 2 was prepared by mixing 300 ml of 47% sulfuric acid, 1200 ml of ferric sulfate, 50 g of copper powder, and 3500 ml of pure water. This etching solution has an etching ability with respect to copper, but has substantially no etching ability with respect to nickel.
・エッチング液3:
ニッケル選択エッチング液(商品名「NC」、日本化学産業株式会社製)をエッチング液3として用いた。このエッチング液は、ニッケルに対してエッチング能力を有するが、銅に対するエッチング能力は実質的にはないものであった。
Etching solution 3:
Nickel selective etching solution (trade name “NC”, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the etching solution 3. This etching solution has an etching ability with respect to nickel, but has substantially no etching ability with respect to copper.
・エッチング液4:
95%硫酸6.84mlと、30%過酸化水素249.6mlと、60%硝酸145mlと、純水3854mlとを混合し、エッチング液4を調製した。このエッチング液は、銅及びニッケルに対してエッチング能力を有するものであった。
Etching solution 4:
Etching solution 4 was prepared by mixing 6.84 ml of 95% sulfuric acid, 249.6 ml of 30% hydrogen peroxide, 145 ml of 60% nitric acid, and 3854 ml of pure water. This etching solution had an etching ability with respect to copper and nickel.
(エッチング速度比の測定方法)
ポリイミドフィルム(宇部興産製 商品名「ユーピレックス 25SGA」)に無電解ニッケルめっき処理を行って厚さ200nmのニッケルめっき層を形成したサンプルAと、サンプルAに更に電解銅めっきで厚さ10μmの金属銅層を形成したサンプルBを用意した。
このサンプルA、Bを、エッチング1,4を用いてエッチング処理し、処理時間と、処理前後の厚みの差から、ニッケルに対するエッチング速度と銅に対するエッチング速度を算出し、速度比を求めた。
(Measurement method of etching rate ratio)
Sample A in which a 200-nm-thick nickel plating layer was formed by subjecting a polyimide film (trade name “UPILEX 25SGA” manufactured by Ube Industries) to electroless nickel plating; Sample B in which a layer was formed was prepared.
The samples A and B were etched using etchings 1 and 4, and the etching rate with respect to nickel and the etching rate with respect to copper were calculated from the difference between the processing time and the thickness before and after the processing, and the rate ratio was obtained.
エッチング液1のニッケルに対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度との速度比は、ニッケル:銅=1:1.11であった。また、エッチング液4のニッケルに対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度との速度比は、ニッケル:銅=1:4.17であった。 The rate ratio between the etching rate of the etching solution 1 for nickel and the etching rate for copper was nickel: copper = 1: 1.11. Moreover, the rate ratio of the etching rate with respect to the nickel of the etching liquid 4 and the etching rate with respect to copper was nickel: copper = 1: 4.17.
エッチング液1の、ニッケルに対するエッチング速度と銅に対するエッチング速度とを図3に示し、エッチング液4の、ニッケルに対するエッチング速度と銅に対するエッチング速度とを図4に示す。 FIG. 3 shows the etching rate for nickel and the etching rate for copper of the etching solution 1, and FIG. 4 shows the etching rate for nickel and the etching rate for copper of the etching solution 4.
(実施例1)
ポリイミドフィルム(宇部興産製 商品名「ユーピレックス 25SGA」)を、エルフシードプロセス(荏原ユージライト製)により無電解ニッケルめっきを行い、厚さ0.13μmのニッケルめっき層を形成した。次に、電解銅めっきを行い、ニッケルめっき層上に厚さ0.45μmの薄銅層を形成し、ニッケルめっき層(下層)と、薄銅層(上層)とからなる下地層を形成した。
次に、下地層にレジストを形成し、露光し、配線パターンとなる部位のレジストを現像除去してめっきレジストを形成した。
次に、電解銅めっきを行い、めっきレジスト間の露出した下地層に、線幅17.5μm、厚さ9μmの銅配線層を30μmピッチで形成した。
次に、めっきレジストを下地層から剥離除去した。
そして、エッチング液1を用い、30℃で20秒間、スプレー圧0.05MPaでスプレー処理して下地層をエッチング除去すると共に、銅配線層の側面を同時にエッチングして、プリント配線基板を製造した。
エッチング処理後の銅配線層の線幅は13μmで、銅配線層の真下の下地層の線幅は13μmであり、アンダーカットは無かった(アンダーカット率は0%、銅配線の幅減少量が4.5μmである)。また、エッチング処理前後で、銅配線層の線幅が減少したが、減少量は極少量であり、製品特性上問題が生じないレベルであった。
また、25μmPの櫛歯パターンを作成して、85℃、85%Rhの条件で52Vの電圧を印加した状態で絶縁信頼性を確認する試験である電気絶縁信頼性試験において、10の12乗から13乗という高い抵抗値を1000時間保つことが出来た。
Example 1
A polyimide film (trade name “UPILEX 25SGA” manufactured by Ube Industries, Ltd.) was subjected to electroless nickel plating by an elf seed process (manufactured by Ebara Eugelite) to form a nickel plating layer having a thickness of 0.13 μm. Next, electrolytic copper plating was performed to form a thin copper layer having a thickness of 0.45 μm on the nickel plating layer, and a base layer composed of a nickel plating layer (lower layer) and a thin copper layer (upper layer) was formed.
Next, a resist was formed on the underlayer, exposed, and the resist at the site that became the wiring pattern was developed and removed to form a plating resist.
Next, electrolytic copper plating was performed to form a copper wiring layer having a line width of 17.5 μm and a thickness of 9 μm at a pitch of 30 μm on the exposed base layer between the plating resists.
Next, the plating resist was peeled off from the underlayer.
Then, using the etching solution 1, spray treatment was performed at 30 ° C. for 20 seconds at a spray pressure of 0.05 MPa to remove the underlayer by etching, and the side surfaces of the copper wiring layer were simultaneously etched to manufacture a printed wiring board.
The line width of the copper wiring layer after the etching process was 13 μm, the line width of the underlying layer immediately below the copper wiring layer was 13 μm, and there was no undercut (the undercut rate was 0%, and the width reduction amount of the copper wiring was 4.5 μm). In addition, the line width of the copper wiring layer decreased before and after the etching process, but the amount of decrease was very small, so that there was no problem in product characteristics.
In addition, in the electrical insulation reliability test, which is a test for confirming the insulation reliability in a state where a comb tooth pattern of 25 μmP is created and a voltage of 52 V is applied under the conditions of 85 ° C. and 85% Rh, from 10 12 A high resistance value of 13th power could be maintained for 1000 hours.
(実施例2)
ポリイミドフィルム(宇部興産製 商品名「ユーピレックス 25SGA」)を、エルフシードプロセス(荏原ユージライト製)により無電解ニッケルめっきを行い、厚さ0.13μmのニッケルめっき層を形成して下地層を形成した。
次に、下地層にレジストを形成し、露光し、配線パターンとなる部位のレジストを現像除去してめっきレジストを形成した。
次に、電解銅めっきを行い、めっきレジスト間の露出した下地層に、線幅17.5μm、厚さ9μmの銅配線層を30μmピッチで形成した。
次に、めっきレジストを下地層から剥離除去し、150℃で1時間アニールした。
そして、エッチング液1を用い、30℃で10秒間、スプレー圧0.05MPaでスプレー処理して下地層をエッチング除去すると共に、銅配線層の側面を同時にエッチングして、プリント配線基板を製造した。
エッチング処理後の銅配線層の線幅は14μmで、銅配線層の真下の下地層の線幅は14μmであり、アンダーカットは無かった(アンダーカット率は0%、銅配線の幅減少量が3.5μmである)。また、エッチング処理前後で、銅配線層の線幅が減少したが、減少量は極少量であり、製品特性上問題が生じないレベルであった。
(Example 2)
An electroless nickel plating was performed on a polyimide film (trade name “UPILEX 25SGA” manufactured by Ube Industries) by an elf seed process (manufactured by Ebara Eugelite) to form a nickel plating layer having a thickness of 0.13 μm to form a base layer. .
Next, a resist was formed on the underlayer, exposed, and the resist at the site that became the wiring pattern was developed and removed to form a plating resist.
Next, electrolytic copper plating was performed to form a copper wiring layer having a line width of 17.5 μm and a thickness of 9 μm at a pitch of 30 μm on the exposed base layer between the plating resists.
Next, the plating resist was peeled off from the underlayer and annealed at 150 ° C. for 1 hour.
Then, using the etching solution 1, spray treatment was performed at 30 ° C. for 10 seconds at a spray pressure of 0.05 MPa to remove the underlying layer, and the side surface of the copper wiring layer was simultaneously etched to manufacture a printed wiring board.
The line width of the copper wiring layer after the etching process was 14 μm, the line width of the underlying layer immediately below the copper wiring layer was 14 μm, and there was no undercut (the undercut rate was 0%, and the amount of decrease in the width of the copper wiring was 3.5 μm). In addition, the line width of the copper wiring layer decreased before and after the etching process, but the amount of decrease was very small, so that there was no problem in product characteristics.
(実施例3)
実施例1において、露出した下地層をエッチング除去する際に、エッチング液1の代わりに、エッチング液4を用いて、30℃で10秒間、スプレー圧0.05MPaでスプレー処理して下地層をエッチング除去すると共に、銅配線層の側面を同時にエッチングして、プリント配線基板を製造した。
エッチング処理後の銅配線層の線幅は、トップの線幅が16μm、ボトムの線幅が17μmであった。また、銅配線層の真下の下地層の線幅は17μmであり、アンダーカットは無かった(アンダーカット率は0%、銅配線の幅減少量が1.5μmである)。
(Example 3)
In Example 1, when the exposed underlayer was removed by etching, the underlayer was etched by using the etchant 4 instead of the etchant 1 and spraying at 30 ° C. for 10 seconds with a spray pressure of 0.05 MPa. While removing, the side surface of the copper wiring layer was simultaneously etched to produce a printed wiring board.
As for the line width of the copper wiring layer after the etching treatment, the top line width was 16 μm and the bottom line width was 17 μm. Further, the line width of the underlayer immediately below the copper wiring layer was 17 μm, and there was no undercut (undercut rate was 0%, and the width reduction amount of the copper wiring was 1.5 μm).
(比較例1)
実施例1において、露出した下地層をエッチング除去する際に、エッチング液1の代わりに、エッチング液2,3を用いて2段階のエッチングを行った。すなわち、まず、エッチング液2を用い、30℃で8秒間、スプレー圧0.05MPaでスプレー処理して下地層の上層部分の薄銅層をエッチング除去した。次に、50℃に保ったエッチング液3に60秒間浸漬して手動揺動、スターラー攪拌を行い、下地層の下層部分のニッケルめっき層をエッチング除去してプリント配線基板を製造した。
エッチング処理前の銅配線層の線幅が16μm、エッチング処理後の銅配線層の線幅は14.5μmであり、銅配線層の真下の下地層の幅は11μmであった。エッチング処理前後で、銅配線層の線幅の減少は無かったが、下地層のアンダーカットが発生した。アンダーカット率は24%と大きく、銅配線の幅減少量は1.5μmであった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, when the exposed underlayer was removed by etching, two-stage etching was performed using the etching solutions 2 and 3 instead of the etching solution 1. That is, first, the thin copper layer in the upper layer portion of the base layer was removed by etching using the etching solution 2 by spraying at 30 ° C. for 8 seconds with a spray pressure of 0.05 MPa. Next, the printed wiring board was manufactured by immersing in an etching solution 3 maintained at 50 ° C. for 60 seconds, performing manual rocking and stirring with a stirrer, and removing the nickel plating layer in the lower layer portion of the underlying layer by etching.
The line width of the copper wiring layer before the etching process was 16 μm, the line width of the copper wiring layer after the etching process was 14.5 μm, and the width of the underlying layer immediately below the copper wiring layer was 11 μm. There was no reduction in the line width of the copper wiring layer before and after the etching process, but an undercut of the underlayer occurred. The undercut rate was as large as 24%, and the width reduction amount of the copper wiring was 1.5 μm.
1:ポリイミドフィルム
2:下地層
3:めっきレジスト
4:銅配線層
1: Polyimide film 2: Underlayer 3: Plating resist 4: Copper wiring layer
Claims (5)
前記下地層の一部に、めっきレジストを形成する工程2と、
電解銅めっきにより、前記めっきレジストで覆われていない下地層部分に銅配線層を形成する工程3と、
前記めっきレジストを前記下地層から剥離除去する工程4と、
前記めっきレジストを剥離除去して露出した下地層をエッチング除去する工程5とを含む、プリント配線基板の製造方法であって、
前記金属めっき層がニッケルめっき層であり、
前記工程5において、前記エッチング液として、硫酸と硝酸と過酸化水素とを含有し、ニッケルに対するエッチング速度と、銅に対するエッチング速度との速度比が、ニッケル:銅=1:0.9〜5であるエッチング液を用いて、前記下地層をエッチング除去すると共に、前記銅配線層の側面を同時にエッチングすることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。 Step 1 of forming a metal plating layer composed of a metal other than copper by electroless plating on at least one surface of the polyimide film, and forming a base layer including the metal plating layer;
Step 2 of forming a plating resist on a part of the underlayer;
Step 3 of forming a copper wiring layer on the base layer portion not covered with the plating resist by electrolytic copper plating;
Step 4 of peeling and removing the plating resist from the underlayer;
And a step 5 for removing the exposed underlayer by peeling off the plating resist, and a method for manufacturing a printed wiring board,
The metal plating layer is a nickel plating layer;
In the step 5 , sulfuric acid, nitric acid, and hydrogen peroxide are contained as the etching solution, and the ratio of the etching rate for nickel and the etching rate for copper is nickel : copper = 1: 0.9-5. A method of manufacturing a printed wiring board, comprising etching and removing the underlayer using a certain etching solution and simultaneously etching side surfaces of the copper wiring layer.
The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 4 , wherein the thin copper layer has a thickness of 0.1 to 1.0 μm.
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