JPH0394491A - 薄銅箔張回路基板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エッチングにより薄銅箔張回路基板を製造す
る方法の改良に関するものであり、銅箔張回路基板を枠
に固定し、エッチングすることにより、薄銅箔張回路基
板をより生産性よく、安定的に製造するものである。

〔従来の技術およびその課題〕

銅箔張回路基板の製造法は、銅箔と絶縁体とを重ね通常
積層或形等によって製造され、用いる洞箔としては、電
解法による厚み１０５−、７０，ｃａ，　３５一、１８
ＪＩｎ、１２Ｊ．ｒｍなどが量産され、アルミニウム箔
等の担体上に形成された５−、９μなどの銅箔も作られ
ている。又、圧延法による銅箔があるが、製造法との関
係から薄くなるほど高価なものとなり実質的には薄い箔
は実用化されていない。

このような薄銅箔を積層或形に用いる場合、その厚みが
薄いと皺になりやすく、銅箔を絶縁体と重ね合わせる作
業が極めて困難となる。また、アルミニウム箔等の担体
上に形戊された銅箔は、この点を改善したものであるが
高価であり、更に銅箔によるプリント配線を形成する前
に担体であるアルミニウム箔等の除去工程が必要という
問題があった。

また、プリント配線板加工工程において塩化銅や塩化鉄
などのエッチング液にて銅箔張回路基板を予備エッチン
グして銅箔を薄く除去した後、プリント配線板の製造工
程に用いる方法が知られていたが、予備エッチングによ
る銅箔の除去量を数ミクロン以上と多くしたり、或いは
５００ｍｍＸ５００ｍｍ角以上の大面積をエッチングす
る場合には、残存銅箔の厚さのバラツキが大きくなり商
品化可能な薄い銅箔張回路基板を製造することは出来な
いものと認識されていた。

例えば、特開昭６２−２００７９６号公報に平均厚さ１
８一以上の銅箔を、機械的研磨、電気化学的研磨或いは
化学的エッチングにより、銅箔の厚さを１２一以下にし
た極薄銅箔張回路基板を製造することが開示されている
。

しかし、この特開昭の実施例１に示された方法の場合、
３４０ｍｍＸ３４０　ｍｍ角の銅箔の平均厚さ１８一の
ものを塩化第二銅／塩酸からなるエッチング液で全面エ
ッチングして平均厚さ１０−の薄銅箔としたとの記載が
ある。しかし、本発明者らの市販のスプレー式エッチン
グマシンによる検討によれば、わずか５枚の銅張積層板
を６ｐエッチングする場合、平均厚さに対するバラツキ
　±３．５μ、所望厚さに対するバラツキ　±４．８−
とエッチング量に相当する程大きいものとなる。これは
この方？は、エッチング速度約０．５ｓ／秒と高速であ
り１秒のエッチング時間のずれが平均厚さ０．５一の差
として現れ、しかも場所によるエッチング液の有効接触
時間の差が加算されるためであり、さらにこの傾向はエ
ッチング量を多くする程、また、多量に生産する場合程
、大きくなるものであることから、商品化可能な高精度
の極薄銅箔張回路基板を製造することはできないもので
あった。また、この特開昭に記載のその他の手段である
機械的研磨、電解研磨等も同様であり、商品化できるも
のではなかった。更に、この特開昭の実施例に記載のよ
うに通常のエッチング液を用いて、銅箔全面をエッチン
グした薄銅張回路基板の残存銅箔の表面は極めて活性に
富み、空気中に放置されると短時間で錆が発生するもの
であった。

また、銅張回路基板として、板厚さ０■８ｍｌＩ１以下
の片面銅箔張板や０．４ｍｍ以下の両面銅張板を用いる
場合、スプレーエッチング時に基板がバタツクという所
謂『おどり』が大きくなったり、エッチングが進むにつ
れて銅張板がカールしてくるなどしてエッチングが不均
一となったり、著しい場合にはエッチング液槽内に落下
するなどの問題点が生じるものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、大型回路基板として使用可能な高精度の薄銅
箔張回路基板を生産性よく製造する方法について鋭意検
討した結果、従来のエッチングに比較して非常に遅い速
度で銅箔全面をエッチングすることにより厚み精度の高
い薄銅張回路基板が得られることを見出した。さらに検
討を進めた結果、エッチング枠を用いることによって、
板厚さの薄い片面銅張板や両面胴張板も均一エッチング
が達或されることを見出し、本発明を完或させるに至っ
た。

すなわち、本発明は、銅箔と電気絶縁体とより製造され
た銅箔張回路基板を銅エッチング液を用い、０．０１〜
０．３−／秒の速度で銅箔全面をエッチングし、もとの
銅箔の厚さの２５〜９０％を除去し、所望厚さに対する
残存銅箔の厚さのバラツキが±１．０一以内とする薄銅
箔張回路基板の製造法において、該銅箔張回路基板を枠
に固定してエッチングすることを特徴とする薄銅箔張回
路基板の製造法であり、該枠と該薄銅張回路基板との間
に巾５ｍ［Ｉｌ以上の間隙が固定部を除く周囲に設けら
れてなるものであること、該銅箔張回路基板が、少なく
ともその四角に枠固定用の孔を設けたもの或いは上下端
部に枠固定用部を設けたものであること、板厚が０．２
ｍｍ以上の場合、この固定用の孔或いは該固定用上下端
部と基板として用いる内部との間に０．１〜０．２ｍｍ
の厚さを残して溝が形戊されてなるものであること、そ
して得られた薄銅箔張回路基板の該溝部を切断し、該孔
或いは該固定用上下端部を除去し、基板として用いる部
分のみとしてなること、該銅箔全面をエッチングした後
、水溶性防錆剤で残存銅箔面を処理することなどからな
る薄銅箔張回路基板の製造法である。

以下、本発明の構或について説明する。

まず、本発明の銅箔と電気絶縁体とより製造された銅箔
張回路基板は、平均厚さ１２一以上で、平均厚さに対す
る厚さのバラツキが±１．０μ以内の銅箔を使用したも
のであれば特に限定はなく電子、電気材料用として用い
られている種々の市販品等いずれも使用可能であり、片
面或いは両面銅張のフィルム、シート、繊維強化絶縁樹
脂積層板、金属芯積層板、内層にプリント配線網を形威
した多層シールド板などであるが、特に板厚さが０．８
碓以下、特に０．８〜０．０３ｍｍ程度の片面銅張板、
板厚さが０．４ｍｍ以下、特に０．３〜０．０３ｍｍ程
度の両面銅張板に好適に適用される。また、エッチング
を銅張回路基板を垂直に立てて行う場合、移送具への固
定機能を有するので、厚みに関係なく好適に適用される
。

ここに、電気絶縁体層は、ポリイミド樹脂、ポリエステ
ル樹脂等のフィルムやシート、熱硬化性樹脂や耐熱性の
熱可覆性樹脂とガラス（Ｅガラス、Ｄガラス、Ｓガラス
、石英ガラス（クオーツ）その他〉、セラミックス類（
アルミナ、窒化硼素、その他）、全芳香族ポリアミド、
ポリイミド、セミカーボン、フッ素樹脂、その他の耐熱
性エンジニアリングプラスチックなどを一種或いは二種
以上適宜併用してなる繊維、チョップなどを用いた多孔
質フィルム或いはシート状の補強基材とを組み合わせて
なるブリプレグを用いて製造されるもの、又は、鉄、ア
ルミニウム板等に絶縁性の接着剤や接着フィルムを被覆
してなるものなどである。なお、１２〜１６−の薄銅箔
を使用した銅張積層板或いはシートの製造法としては、
銅箔と鏡面板との間に銅箔よりも熱膨張率の大きいアル
ミニウム箔等の４０〜１００μｍ程度のシートを挿入し
て積層或形する方法が好適である。

本発明で用いる上記の銅張回路基板を固定する枠は、エ
ッチング液によって腐食されない剛性のある材質、例え
ば、銅エッチング液に侵されないメッキや塗装をされた
鋼鉄やジュラルミン、ステンレススチール、チタンなど
の金属、繊維強化のポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、その他の樹脂、耐水処理した木、竹など
からの合材を用いてなるものである。大きさは、銅箔張
回路基板を内部に固定出来るものであれば良いが、全面
に渡って均一なエッチングを達或するためには、枠によ
ってエッチング液が滞留することがないことが好ましく
、固定部以外の銅箔張回路基板の外周と枠との間に巾５
關以上の貫通間隙、即ちエッチング液が自由に通過でき
る間隙が生じるような大きさが好ましい。

枠へ銅箔張回路基板を固定する方法は、銅箔張回路基板
に、例えば、孔、上下端部の挟み込み部などを予め設け
、この部分をエッチング液によって侵されず、乾燥工程
などに耐える耐熱性を有する合或或いは天然繊維糸、金
属線、或いはこれらとゴムなどを組み合わせた複合の糸
或いは紐、固定用の金属或いは合或樹脂などからなる治
具などを用いて、或いは予め枠に設けた固定用の治具な
どにて枠に固定する方法が例示され、銅箔張回路基板が
張られたようにするために、少なくともその四角方向或
いは対辺方向に張力を負荷されて張られた状態とする。

銅箔張回路基板を枠に固定してエッチングし、薄銅箔張
回路基板を得るものであることから、その固定部並びに
その近傍の銅箔を均一にエッチング除去して薄銅箔とす
ることは一般的に困難である。従って、この枠固定部と
して使用した孔、固定用の端部を除去した製品とする必
要がある場合には、この枠固定部を切断除去する。この
場合、厚板から、枠固定部を切断除去することも可能で
あるが、切断除去に大きな力を要し、専用の切断機器を
必要とするばかりでなく、切断片の飛散などによって薄
銅箔部分に傷などが生じる場合が生じ易い。従って、こ
のような問題の発生を予め除くために厚み０．２ｍｍ以
上、特に０．４ｍｍ以上の厚板の場合には、固定用の孔
或いは上下端部と内部との間に、０．１〜０．２ｍｍの
厚さを残して、■カット、Ｕカットその他の溝を形戊し
たものを使用し、エッチング工程から取り出し後、この
溝部分をジャーなどで簡易に切断するのが好適である。

次に、この枠に固定した銅箔張回路基板をエッチングす
る本発明の銅エッチング液は、過酸化水素／硫酸、塩化
銅、過硫酸塩又は塩化鉄などを主剤とする水溶液であっ
て、通常のエッチングに用いられるエッチング液に比較
してエッチング戒分の濃度を低く保つ方法、温度を低く
保つ方法、銅箔面上の供給エッチング液の接触量を均等
でかつ少なくする方法（スプレー法の場合にはスプレー
圧力を下げること）又は上記方法を適宜組み合わせるこ
とによってエッチング速度を低下させ　０．０１〜０．
３μ／秒の範囲、好まし＜　０．　０３〜０．２０ＪＪ
ｘａ／秒の範囲、特に０．０５〜０．１ｈａ／秒の範囲
から選択された所定のエッチング速度としたものである
。

エッチング速度が０．３，ｎ／秒より速いと僅かなエッ
チング処理時間の差によりエッチングの進行度が異なり
、所望の厚みとの差が大きくなるばかりでなく、厚みの
場所によるバラッキが大きくなる傾向があり、所定の銅
箔厚みに対するバラッキ幅を±１．０一以内にすること
が困難となるので好ましくない。また、エッチング速度
が０．０１−／秒より遅い場合には、エッチングに時間
がかかり実用的でない。

ここに、本発明では、過酸化水素１．５〜４ｗ／ｖ％、
硫酸３〜７ＩＩｉ／ｖ％で温度２５〜５０℃、銅濃度１
０〜６０ｇ／ｌの範囲で、適宜、過酸化水素の安定剤、
銅の光沢化剤などの添加剤を加えた過酸化水素／硫酸系
の銅エッチング液；塩化第二銅０．５〜２ｍｏｌ／ｌ、
塩酸１〜３．　６　０１０１／　Ｉｔの水溶液で温度２
５〜５５℃の塩化第二銅系のエッチング液；塩化第二銅
系のエッチング液で処理した後、過酸化水素／硫酸系の
銅エッチング液或いは化学研磨液で処理する方法が好適
な方法として例示される。

本発明の製造法におけるエツ．チング方法は、枠に固定
した銅張回路基板を上記範囲から選択された所定のエッ
チング速度で、スプレーエッチング、ディッピング、エ
ンチング浴中移動、その他の種々の方法を取ることが可
能である。

しかしながら、現状においてはスプレーエッチング法を
利用することが適当であり、水平或いは垂直にして行い
、エッチング終了後（スプレーの直後）直ちにエッチン
グ液の除去或いはエッチング液のエッチング能力停止手
段を付加したものが好ましく、また、大型の銅張回路基
板の場合には基板を垂直に立てて行うことが特に好まし
い。また、本発明においては、エッチング終了後、清浄
化、防錆処理、乾燥などを一つの連続装置として一連の
ラインで行うのが好ましい。

エッチングにより所定厚みの銅箔とするためには、エッ
チング液によって所定のエッチング条件下におけるエッ
チング速度を測定して、エッチング時間を設定すると共
にこのエッチング速度を保つエッチング液管理を行う方
法を使用する。

例えば、両面に同一厚みの銅箔を張った両面鋼張板を用
い、これを水平において両面を同時に同一の厚みにする
には、上下両面のエッチング速度が同一となるようにス
プレー圧等をコントロールしてエッチング速度を揃え、
所定時間エッチングする方法による。また、互いに異な
る所定厚みの銅箔とするためには、スプレー圧力又は使
用スプレー数を調整して両面のエッチング速度を所望の
速度範囲で所望の速度比に設定する方法が使用できる。

その他に、エッチングに使用する両面銅張回路基板とし
て例えば片側に３５一電解銅箔、反対面に１８Ａｒｎ電
解銅箔を張ったものを用いて両面を同一量速度でエッチ
ングする方法；両面に１８一電解銅箔を張ったものを用
いて片側の全面或いは特に周囲にプラスチックフィルム
等の剥離性の保護膜を形成し、片面のみエッチングする
方法；両面銅張回路基板を垂直に立てて行う方法などが
例示される。さらに、片面の銅箔は完全に除去し、反対
面は所望の厚みの薄銅箔とする方法は、上記した互いに
異なる所定厚みの銅箔とするための方法において、銅箔
完全除去側面のエッチング速度を上記よりもさらに大き
く設定する方法による。

以上の方法でエッチングした後、通常、それに引き続い
て連続的に、銅箔面は清浄化、銅箔面の保護のために防
錆剤の塗布、乾燥等を行い、エッチング装置から取り出
される。

ここに清浄化とは、中和、酸洗浄、水洗、湯洗などの公
知の不純物の除去法でよく、用いた銅エッチング液、そ
の安定剤その他の戊分を考慮して適宜選択するが、弱酸
性の水溶液や水で常温或いは加温下に洗浄後、酸洗し、
炭酸ソーダ１〜５　ｗｔ％の水溶液で２０〜５０℃で中
和処理し、防錆剤としては公知の銅の防錆剤を０．０１
〜ｌ　ｗｔ％を含有し、適宜界面活性剤などを併用した
水溶液にて２０〜５０℃で処理することが好適である。

又、防錆処理後に、剥離可能な樹脂、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン樹脂、エチ
レンー酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン、ポリアクリレ
ート共重合体、１．２−ポリブタジエン樹脂、ポリエス
テル樹脂、その他の熱可塑性樹脂製のフィルム類やフォ
トレジストフィルム；パラフィンワックス、ポリエチレ
ンワックス、ロジン、低分子量ポリスチレンなどの汎用
溶媒溶解性の樹脂類；フォトレジスト樹脂液などを圧着
などして銅箔面を被覆することも好ましい。

また、上記において、取り出された薄銅箔張回路基板は
、通常、枠固定のための孔、端部を有する。この孔、端
部などを除去する必要がある場合には、この部分を除去
して製品とする。

〔実施例〕

以下、実施例、比較例により本発明を具体的に説明する
。なお、銅箔の厚みは、うず電流方式で測定した。

実施例ｌ 内部に８６０碓Ｘ　１０５０　ｔａｒの空間部を持つ厚
さ３叩、巾４０ｍｍの鋼鉄製の枠であって、その二つの
短辺の内側には端から２ｍｍの位置に、長辺から５ｍｍ
の位置から５０ｍｍ間隔で直径２１１１１１１の孔を形
威した厚さ１ｍｍ，巾３ｍｍの固定部を設け、全面に耐
熱性エナメル塗料を塗布したものを作戊して枠とした。

７００　Ｘ　１０２０　ｍｍで板厚０．１ｍｍ、片面ロ
ープロファイル処理した平均厚さ１５−の銅箔を両面に
張ったガラス布基材エポキシ樹脂積層板１０枚を用意し
、この四角部並びに短辺の辺端から５ｍｍの位置に直径
２ｍｍの枠固定用の孔を形戊した。なお、この両面銅張
板の銅箔厚さ範囲は、平均１５．０μｍ、最大１５．５
μ、最小１４．５ＪＵ，バラツキ　±０．５−であり、
表面凹凸度計による銅箔の表面凹凸は３．６〜４．３−
であった。

上記の枠を水平に置き、その中央部に上記銅張板を置き
、銅張板の四角部は両側方向に引っ張られるような斜め
方向とし、それぞれ耐熱性の糸とゴム紐とを合わせた紐
を用い、孔に通し、引っ張った状態でその両端を合わせ
て固定金具で固定し、枠固定の銅張板とした。

この銅張板を水平エッチングマシンを用い、上部の押さ
えロールを通常の１７３とし、下記の条件でエッチング
し、厚さ９ＪＡの薄銅箔張回路基板を製造した。

ついで、濃度０．０１〜０．０５％の硫酸水溶液で処理
し、Ｎａ２Ｃ０３　５％水溶液で室温で処理した後、濃
度０．３％のペンゾトリアゾール水溶液で４０℃で処理
し、１００℃の熱風で乾燥した。

ついで、固定した紐を切断し、枠を取り除いた後、孔の
ある両端部を巾１０ｍｍづつシャーによって切断除去し
た。

得られた薄銅張板１０枚すべてについて、銅箔の厚さを
それぞれ縦横３等分して得られる一枚当たり１８個の長
方形内の任意の点に銅箔厚さを測定したところ平均８，
ｈａｅ，最大９．５−、最小８．６−で平均厚さに対す
るバラッキは±０．６ｍ，所望の厚さに対するバラツキ
は±０．５ｕｓで、測定点の９５％が８．６〜９．４Ａ
ａＡの範囲にあり、表面凹凸は２．０〜３．０−であっ
た。

さらに、得られた薄銅張板を２５℃、６０％Ｒｌ｛で３
０時間保持したが、錆の発生は見られなかった。

〔発明の作用および効果〕

以上、発明の詳細な説明および実施例から、本発明の枠
に固定した銅箔張回路基板をエッチングする方法によれ
ば、薄板の場合にもエッチング中に踊りが生じたり、或
いはカールしてエッチング槽に落下することがなく、極
めて高い厚み精度を有した従来の極薄銅箔に対比しろる
薄銅箔張の板厚の薄い板が容易に製造できるものである
。

また、この枠固定の方法は、枠の上端のみを移送具に固
定するのみで容易に安定に移送できることから垂直に立
ててエッチングを行うことも極めて容易に実施可能であ
ることが理解されるものであり、特に大面積板のエッチ
ングに好適であることが理解される。

従って、従来は無電解メッキ或いは蒸着等によってしか
製造出来なかった薄銅張積層板を精度よく安価に容易に
製造することが可能となるものであり、その産業上の意
義は極めて大きいものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　銅箔と電気絶縁体とより製造された銅箔張回路碁板
   を銅エッチング液を用い、０．０１〜０．３μｍ／秒の
   速度で銅箔全面をエッチングし、もとの銅箔の厚さの２
   ５〜９０％を除去し、所望厚さに対する残存銅箔の厚さ
   のバラツキが±１．０μｍ以内とする薄銅箔張回路基板
   の製造法において、該銅箔張回路基板を枠に固定してエ
   ッチングすることを特徴とする薄銅箔張回路基板の製造
   法。 ２　該枠と該薄銅張回路基板との間に巾５ｍｍ以上の貫
   通間隙が固定部を除く周囲に設けられてなるものである
   請求項１記載の薄銅箔張回路基板の製造法。 ３　該銅箔張回路基板が、少なくともその四角に枠固定
   用の孔を設けたもの或いは上下端部に枠固定用部を設け
   たものである請求項１記載の薄銅箔張回路基板の製造法
   。 ４　該銅箔張回路基板が、板厚０．２ｍｍ以上であり、
   該孔或いは該固定用上下端部と内部との間に、０．１〜
   ０．２ｍｍの厚さを残して溝が形成されてなるものであ
   る請求項３記載の薄銅箔張回路基板の製造法。 ５　製造された薄銅箔張回路基板の該溝部を切断し、該
   孔或いは該固定用上下端部を除去してなる請求項４記載
   の薄銅箔張回路基板の製造法。 ６　該銅箔全面をエッチングした後、水溶性防錆剤で残
   存銅箔面を処理する請求項１記載の薄銅箔張回路基板の
   製造法。