JPH06287774A - 銅および銅合金の表面処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅および銅合金の除錆、表面粗化などに有用
な表面処理剤であって、半田付け性の良好な表面を形成
でき、処理後の銅などを腐食させるおそれがなく、作業
環境も良好な表面処理剤を提供する。 【構成】 酸化剤としてアゾール類の第二銅錯体、酸化
された銅を溶解させるための酸として沸点または分解点
が２３０℃以下の有機酸、錯化剤として難揮発性錯化剤
および前記アゾール類よりも錯化力が弱い錯化剤を配合
して表面処理剤を調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、銅および銅合金の除
錆、表面粗化などに有用な表面処理剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、プリント配線板の製造において、
エッチングレジストやソルダーレジストの密着性の向上
や、電子部品実装時の半田付け性向上などを目的とし
て、銅表面を化学的に研磨する一般にマイクロエッチン
グと呼ばれる処理が行われている。このマイクロエッチ
ングには、通常硫酸と過酸化水素とを主成分とする水溶
液や、過硫酸塩を主成分とする水溶液が使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硫酸お
よび過酸化水素、または過硫酸塩を主成分とするエッチ
ング剤を用いて処理を行なうと、その後の水洗が不充分
でエッチング剤が基板に残存した場合、回路が腐食し、
最悪の場合は回路が断線する。また、これらのエッチン
グ剤はその使用中にミストが発生するため、作業環境面
からも好ましくない。

【０００４】本発明は、処理後の水洗が不充分であった
場合でも回路を腐食せず、断線の不安を解消し、さらに
ミストや有害ガスの発生を抑えて作業環境を改善するこ
とができる表面処理剤を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは前記
目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、アゾール類
の第二銅錯体、沸点または分解点が２３０℃以下の有機
酸および難揮発性錯化剤を含有し、さらに前記アゾール
類よりも錯化力が弱い錯化剤を添加した水溶液からなる
表面処理剤を見出し、本発明を完成した。

【０００６】本発明に用いるアゾール類の第二銅錯体
は、金属銅などを酸化するための酸化剤として作用する
ものである。本発明においては酸化作用を有する種々の
第二銅錯体のうちでもアゾール類の第二銅錯体を用いる
ことにより、表面処理剤として適度なエッチングレート
を発現させることができる。前記アゾール類としては、
ジアゾール、トリアゾール、テトラゾールおよびそれら
の誘導体があげられるが、なかでもイミダゾール、２−
メチルイミダゾール、２−エチル−４メチルイミダゾー
ル、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダ
ゾール、ベンズイミダゾールなどがコストなどの面から
好ましい。

【０００７】前記アゾール類の第二銅錯体の含有量は、
目的とする酸化力などにより適宜設定すればよいが、通
常１．０％（重量％、以下同様）以上である。前記含有
量が少なすぎると酸化力が不足し、充分なエッチング効
果が得られない。

【０００８】前記アゾール類の第二銅錯体は、銅錯体と
して添加してもよく、また第二銅イオン源とアゾール類
とを別々に添加し、液中で銅錯体となるようにしてもよ
い。前記第二銅イオン源としては、例えば水酸化銅や、
後述する有機酸の銅塩が好ましい。

【０００９】本発明に用いる沸点または分解点が２３０
℃以下の有機酸は、アゾール類の第二銅錯体によって酸
化された銅を溶解させるために配合されるものであり、
しかも製造されたプリント配線板に電子部品を実装する
際の半田付け時（通常２００〜２６０℃）に蒸発または
分解することにより除去され、製品の信頼性に悪影響を
及ぼさないものである。前記有機酸の具体例としては、
例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプ
ロン酸などの飽和脂肪酸、アクリル酸、クロトン酸、イ
ソクロトン酸などの不飽和脂肪酸、シュウ酸、マロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸な
どの脂肪族飽和ジカルボン酸、マレイン酸などの脂肪族
不飽和ジカルボン酸、安息香酸、フタル酸などの芳香族
カルボン酸などがあげられる。

【００１０】前記有機酸の含有量は５〜３０％程度が好
ましい。前記含有量が少なすぎると酸化銅を充分に溶解
することができず銅表面の状態が悪くなり、また多すぎ
ると銅の溶解安定性が低下する。

【００１１】本発明に用いる難揮発性錯化剤は、有機酸
によって溶解させられた銅を安定に保持するためのもの
であり、しかも難揮発性であるため、作業環境を悪化さ
せるおそれの少ないものである。前記難揮発性錯化剤の
具体例としては、例えばブチルアミン、アミルアミン、
ヘキシルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルア
ミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピ
ルアミンなどの脂肪族アミン、アニリンなどの芳香族ア
ミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン、イソプロパノールアミンなどのア
ルカノールアミン、グリシン、アラニン、アルギニン、
アスパラギンなどのアミノ酸などがあげられる。これら
のうち、アルカノールアミンは、本発明の表面処理剤で
処理されたプリント配線板に半田付けする場合、半田付
け性を向上させる効果があるので好ましい。

【００１２】前記難揮発性錯化剤の含有量は、溶解した
銅を安定に保持するために１％以上であることが好まし
く、通常２０％以下である。なお、難揮発性錯化剤は表
面処理の実施において銅などの溶解に伴って消費される
ため、安定した表面処理を行なうために前記所定含有量
となるように補給する必要がある。

【００１３】難揮発性錯化剤としては銅の溶解安定性の
点からアゾール類よりも錯化力が強いものが用いられる
が、この錯化剤だけではアゾール錯体の酸化力が低下し
て充分なエッチングレートが得られないので、本発明に
おいてはさらにアゾール類よりも錯化力の弱い錯化剤を
添加して所望のエッチングレートに調整する。アゾール
類よりも錯化力が弱い錯化剤としては、使用するアゾー
ル類の種類にもよるが、例えばアンモニア、ピリジン、
アセチルヒスチジン、キサントシン、２−（２’−チエ
ニル）ピリジンなどがあげられる。

【００１４】前記アゾール類よりも錯化力が弱い錯化剤
の添加量は、他の成分の種類、コストなどにより一概に
規定できないが、通常表面処理剤中０．５％以上であ
る。

【００１５】以上のごとき成分からなる本発明の表面処
理剤は、水酸化ナトリウム、アンモニア、前記有機酸の
再添加などにより、ｐＨ６〜８（４０℃で測定した場
合）に調整されて使用される。なお、アンモニアまたは
前記有機酸を再添加する場合は、添加量が前記範囲内に
なるように添加される。前記ｐＨが６未満では酸化が進
まず、エッチングレートが低下し、８を越えると酸化速
度が速すぎて表面状態が悪くなる。

【００１６】本発明の表面処理剤の使用方法としては、
例えば被処理金属にスプレーして吹きつける方法、被処
理金属を表面処理剤中に浸漬する方法などがあげられ
る。浸漬する方法による場合は、銅や銅合金のエッチン
グによって処理剤中に生成した第一銅イオンを第二銅イ
オンに酸化するために、バブリングなどによる空気の吹
き込みが行なわれる。

【００１７】本発明の表面処理剤は銅や銅合金の化学研
磨などにひろく使用することができるが、処理された銅
などの表面は適度な凹凸が形成されて種々のレジストな
どとの密着性が良好となり、また半田付け性も向上する
ため、プリント配線板の製造に特に有用である。

【００１８】

【実施例】

実施例１〜４ 表１に示す成分を混合し、ｐＨを６．５に調整して本発
明の表面処理剤を調製した。

【００１９】次に、縦１５０ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ
１．６ｍｍで、径０．３ｍｍのスルーホール１０００穴
を有するプリント配線板用両面銅張積層版（ＦＲ−４）
を用意した。この基板の片面をソルダーレジストで覆っ
た後、前記表面処理剤に２５℃で１分間浸漬して取出し
た。この時の臭気、基板のソルダーレジストで覆われて
いない面の表面状態およびエッチング量を表１に示す。
次にこの基板を水洗を行なわないまま２３０℃で３分間
加熱し、さらに８０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿器中に３
０日間放置してスルーホール断線の発生率をスルーホー
ル内の抵抗を測定することにより調べた。結果を表１に
示す。

【００２０】比較例１〜３ 実施例１と同様にして表２に示す表面処理剤を調製し、
評価した。結果を表２に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】本発明の表面処理剤は、処理後の水洗が
不充分であった場合でも回路を腐食せず、しかもミスト
や有害ガスの発生を抑えて作業環境を改善することがで
き、半田付け性の良好な表面を形成できる表面処理剤で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アゾール類の第二銅錯体、沸点または分
   解点が２３０℃以下の有機酸および難揮発性錯化剤を含
   有し、さらに前記アゾール類よりも錯化力が弱い錯化剤
   を添加したことを特徴とする銅および銅合金の表面処理
   剤。