JPH0633268A - 銅及び銅合金の表面処理方法 - Google Patents
銅及び銅合金の表面処理方法Info
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- JPH0633268A JPH0633268A JP4189348A JP18934892A JPH0633268A JP H0633268 A JPH0633268 A JP H0633268A JP 4189348 A JP4189348 A JP 4189348A JP 18934892 A JP18934892 A JP 18934892A JP H0633268 A JPH0633268 A JP H0633268A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
Abstract
(57)【要約】
【構成】 銅又は銅合金の表面を塩化第二鉄を含有する
水溶液に好ましくは界面活性剤又は／及び銅表面の酸化
防止剤を含有せしめた水溶液からなるエッチング液によ
り処理して清浄化、粗面化、あるいは活性化するにあた
り、エッチング液の酸化還元電位を測定して、酸化還元
電位が設定値付近に保持される様に塩化第二鉄を含有す
る水溶液の新液を供給し、エッチング液の組成を一定に
保ってエッチングを行うことを特徴とする銅又は銅合金
の表面処理方法。 【効果】 銅、銅合金の表面処理を連続して均一に行う
ことができ、更に、界面活性剤、酸化防止剤を含有せし
めることにより、油膜除去、酸化防止処理も同時に行う
ことが出来る。
水溶液に好ましくは界面活性剤又は／及び銅表面の酸化
防止剤を含有せしめた水溶液からなるエッチング液によ
り処理して清浄化、粗面化、あるいは活性化するにあた
り、エッチング液の酸化還元電位を測定して、酸化還元
電位が設定値付近に保持される様に塩化第二鉄を含有す
る水溶液の新液を供給し、エッチング液の組成を一定に
保ってエッチングを行うことを特徴とする銅又は銅合金
の表面処理方法。 【効果】 銅、銅合金の表面処理を連続して均一に行う
ことができ、更に、界面活性剤、酸化防止剤を含有せし
めることにより、油膜除去、酸化防止処理も同時に行う
ことが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は銅及び銅合金の表面処理
方法に関するもので、銅及び銅合金の表面をエッチング
により、清浄化、粗面化、あるいは活性化を連続的に行
う方法に関する。
方法に関するもので、銅及び銅合金の表面をエッチング
により、清浄化、粗面化、あるいは活性化を連続的に行
う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリント配線板は数多くの工程を経て製
造されるが、この過程において数工程の銅表面処理が行
われる。例えばエッチングレジスト塗布前に行われる処
理は銅表面の清浄化と粗面化を目的として行われ、エッ
チングレジストの密着性を上げることに寄与する。ま
た、ソルダーレベリング前に行われる処理では銅表面を
活性化し、はんだの流れ性を良くする。この他メッキ、
ソルダーレジスト塗布などの前処理としても実施され
る。
造されるが、この過程において数工程の銅表面処理が行
われる。例えばエッチングレジスト塗布前に行われる処
理は銅表面の清浄化と粗面化を目的として行われ、エッ
チングレジストの密着性を上げることに寄与する。ま
た、ソルダーレベリング前に行われる処理では銅表面を
活性化し、はんだの流れ性を良くする。この他メッキ、
ソルダーレジスト塗布などの前処理としても実施され
る。
【０００３】同様の表面処理は銅合金についても広く行
われており、例えばリードフレーム製造時のエッチング
レジスト塗布前の処理、精密機械部品のメッキの前処理
などが挙げられる。
われており、例えばリードフレーム製造時のエッチング
レジスト塗布前の処理、精密機械部品のメッキの前処理
などが挙げられる。
【０００４】銅及び銅合金の表面処理のための塩化第二
鉄を含む水溶液からなるエッチング液を使用した処理方
法においては、これまで適正に液組成を制御する方法は
なく、液の性能が低下した時点で新液と交換していた。
しかし、この方法においては液組成が絶えず変化するた
め均一の表面処理ができず、急速に進むプリント配線板
回路の微細化に対応することができなかった。
鉄を含む水溶液からなるエッチング液を使用した処理方
法においては、これまで適正に液組成を制御する方法は
なく、液の性能が低下した時点で新液と交換していた。
しかし、この方法においては液組成が絶えず変化するた
め均一の表面処理ができず、急速に進むプリント配線板
回路の微細化に対応することができなかった。
【０００５】一方、過酸化水素と硫酸を主剤とする滴定
液を用いて、エッチング液の組成を滴定法により測定し
制御する方法が知られているが、界面活性剤は上記滴定
液により酸化分解されるためエッチング液に含有せしめ
ることができず、従って界面活性剤を用いた銅表面の油
分除去のために別工程が必要となる。また、上記の如き
滴定法による液管理はその機構が複雑となるばかりでな
く、滴定に時間を要するため新液供給までに時間差が生
じ液組成を一定にすることはできなかった。
液を用いて、エッチング液の組成を滴定法により測定し
制御する方法が知られているが、界面活性剤は上記滴定
液により酸化分解されるためエッチング液に含有せしめ
ることができず、従って界面活性剤を用いた銅表面の油
分除去のために別工程が必要となる。また、上記の如き
滴定法による液管理はその機構が複雑となるばかりでな
く、滴定に時間を要するため新液供給までに時間差が生
じ液組成を一定にすることはできなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の如
き欠点を有しない銅及び銅合金の表面処理方法について
種々研究の結果、塩化第二鉄の水溶液に好ましくは界面
活性剤又は／及び銅表面の酸化防止剤を含有せしめた水
溶液からなるエッチング液で、銅又は銅合金をエッチン
グ処理するにあたり、酸化還元電位を測定しこの測定値
に応じて上記の水溶液を供給する方法によれば、従来法
の欠点を除去し、容易に均一な表面処理を行い得ること
を見出し、本発明に到ったものである。
き欠点を有しない銅及び銅合金の表面処理方法について
種々研究の結果、塩化第二鉄の水溶液に好ましくは界面
活性剤又は／及び銅表面の酸化防止剤を含有せしめた水
溶液からなるエッチング液で、銅又は銅合金をエッチン
グ処理するにあたり、酸化還元電位を測定しこの測定値
に応じて上記の水溶液を供給する方法によれば、従来法
の欠点を除去し、容易に均一な表面処理を行い得ること
を見出し、本発明に到ったものである。
【０００７】即ち、本発明は、銅又は銅合金の表面を塩
化第二鉄を含有する水溶液に好ましくは界面活性剤又は
／及び銅表面の酸化防止剤を含有せしめた水溶液からな
るエッチング液により処理して清浄化、粗面化、あるい
は活性化するにあたり、エッチング液の酸化還元電位を
測定して、酸化還元電位が設定値付近に保持される様に
塩化第二鉄を含有する水溶液の新液を供給し、エッチン
グ液の組成を一定に保ってエッチングを行うことを特徴
とする銅又は銅合金の表面処理方法に係わるものであ
る。
化第二鉄を含有する水溶液に好ましくは界面活性剤又は
／及び銅表面の酸化防止剤を含有せしめた水溶液からな
るエッチング液により処理して清浄化、粗面化、あるい
は活性化するにあたり、エッチング液の酸化還元電位を
測定して、酸化還元電位が設定値付近に保持される様に
塩化第二鉄を含有する水溶液の新液を供給し、エッチン
グ液の組成を一定に保ってエッチングを行うことを特徴
とする銅又は銅合金の表面処理方法に係わるものであ
る。
【０００８】周知の如く、塩化第二鉄で銅、銅合金をエ
ッチング処理すると塩化第二鉄が消費され塩化第一鉄と
銅、その他の金属塩化物が生成する。塩化第二鉄濃度が
低下するとエッチング速度が低下し所定の濃度以下にな
ると所望の性能が得られなくなる。本発明はこの塩化第
二鉄濃度と塩化第一鉄濃度を酸化還元電位で検知し、こ
の値が予め設定しておいた値以下になると新液を供給
し、この値以上になると新液供給を止めることにより、
エッチング液の組成を一定に保ち、その性能を維持する
方法である。
ッチング処理すると塩化第二鉄が消費され塩化第一鉄と
銅、その他の金属塩化物が生成する。塩化第二鉄濃度が
低下するとエッチング速度が低下し所定の濃度以下にな
ると所望の性能が得られなくなる。本発明はこの塩化第
二鉄濃度と塩化第一鉄濃度を酸化還元電位で検知し、こ
の値が予め設定しておいた値以下になると新液を供給
し、この値以上になると新液供給を止めることにより、
エッチング液の組成を一定に保ち、その性能を維持する
方法である。
【０００９】本発明の第一の特徴は酸化還元電位を常時
測定し、この値に応じて新液を供給することにより、装
置内の処理液組成を一定に保ち表面処理性能を常時同一
に維持したことにある。
測定し、この値に応じて新液を供給することにより、装
置内の処理液組成を一定に保ち表面処理性能を常時同一
に維持したことにある。
【００１０】本発明の第二の特徴はエッチング液に界面
活性剤を含有せしめることができるため、脱脂工程をエ
ッチングと同時に行うことができるため設備が簡略化で
き、且つ生産性向上に寄与したことにある。また、エッ
チング液には銅表面の酸化防止剤あるいは濡れ性を上げ
るための水溶性有機溶剤を含有せしめることも可能であ
る。
活性剤を含有せしめることができるため、脱脂工程をエ
ッチングと同時に行うことができるため設備が簡略化で
き、且つ生産性向上に寄与したことにある。また、エッ
チング液には銅表面の酸化防止剤あるいは濡れ性を上げ
るための水溶性有機溶剤を含有せしめることも可能であ
る。
【００１１】酸化還元電位の設定は、１）次工程で満足
出来る銅表面の状態が得られる様に、２）エッチング薬
液の使用量が出来るだけ少なくなる様に、３）エッチン
グ自体は必要最小限だけ行う様に設定し、設定値は処理
状況により適宜決めることができるが、通常は450〜550
mVとするのが良い。酸化還元電位の設定値を高くすると
エッチング速度が上がり薬液使用量が増加する。また、
設定値を下げると薬液使用量が減少するがエッチング速
度が低下する。尚、酸化還元電位は、通常は設定値の±
10mV、好ましくは±５mVの範囲内に保持されれば良い。
出来る銅表面の状態が得られる様に、２）エッチング薬
液の使用量が出来るだけ少なくなる様に、３）エッチン
グ自体は必要最小限だけ行う様に設定し、設定値は処理
状況により適宜決めることができるが、通常は450〜550
mVとするのが良い。酸化還元電位の設定値を高くすると
エッチング速度が上がり薬液使用量が増加する。また、
設定値を下げると薬液使用量が減少するがエッチング速
度が低下する。尚、酸化還元電位は、通常は設定値の±
10mV、好ましくは±５mVの範囲内に保持されれば良い。
【００１２】表面処理は20〜60℃で行うのが良く、これ
より低温ではエッチング速度が低下し、高温では水、塩
酸の蒸散が起こり、液組成を一定に保つ事が難しくな
る。
より低温ではエッチング速度が低下し、高温では水、塩
酸の蒸散が起こり、液組成を一定に保つ事が難しくな
る。
【００１３】塩化第二鉄濃度は0.5〜10％とするのが良
く、これより低濃度ではエッチング速度が小さく生産性
を低下させる。これより高いと界面活性剤が分離し、銅
表面処理にむらができるなどの悪影響がある。
く、これより低濃度ではエッチング速度が小さく生産性
を低下させる。これより高いと界面活性剤が分離し、銅
表面処理にむらができるなどの悪影響がある。
【００１４】また、鉄、銅などの水酸化物の発生を避け
るため、無機酸、場合によっては有機酸を0.5〜10％添
加することが好ましい。
るため、無機酸、場合によっては有機酸を0.5〜10％添
加することが好ましい。
【００１５】処理方法はスプレー法あるいは浸漬法で行
うのが良く、スプレー法において泡の発生があり、処理
に支障をきたすようであれば消泡剤を使用すれば良い。
うのが良く、スプレー法において泡の発生があり、処理
に支障をきたすようであれば消泡剤を使用すれば良い。
【００１６】本発明で使用する無機酸は塩酸、硫酸が良
く、硝酸を使用しても良い。有機酸としては、酢酸、蟻
酸が挙げられる。
く、硝酸を使用しても良い。有機酸としては、酢酸、蟻
酸が挙げられる。
【００１７】界面活性剤はノニオン界面活性剤が良く、
ポリアルキレングリコールの使用が望ましい。
ポリアルキレングリコールの使用が望ましい。
【００１８】酸化防止剤としてはベンゾトリアゾール、
トリルトリアゾールが挙げられ、有機溶剤としてはエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコールモノブチルエーテルなどが挙げられる。
トリルトリアゾールが挙げられ、有機溶剤としてはエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコールモノブチルエーテルなどが挙げられる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例、比較例によって詳述
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。また、実施例で使用する本発明の処理液の自動供
給が可能なスプレー装置の一例を図１に示す。尚、以下
の例における原料配合比は重量比である。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。また、実施例で使用する本発明の処理液の自動供
給が可能なスプレー装置の一例を図１に示す。尚、以下
の例における原料配合比は重量比である。
【００２０】実施例１ 40％塩化第二鉄２部、35％塩酸４部、ポリオキシプロピ
レン−ポリオキシエチレングリコール（分子量2500、曇
点35℃）0.1部を水94部に溶解混合してエッチング液を
作った。このエッチング液の酸化還元電位を測定し、こ
の測定結果に基づき上記の処理液の自動供給が可能なス
プレー装置（有効エッチング長さ0.5ｍ、液保有量20リ
ットル）を使用し下記の処理を実施した。上記処理液20
リットルをスプレー装置にとり、酸化還元電位を460mV
と設定し、35℃、スプレー圧力0.5kg/cm2で、銅張積層
板を処理し装置内処理液の酸化還元電位を460mVとし
た。同条件で直径1.2mmのスルーホール1500個、2mm×2m
mのフラットパッド2000個がついたテストパターン付４
層プリント配線板をコンベア速度0.5ｍ／分で処理し
た。処理枚数と液組成、処理性能の結果は表１のように
なった。この間新液は自動供給されその使用量は25リッ
トルであった。
レン−ポリオキシエチレングリコール（分子量2500、曇
点35℃）0.1部を水94部に溶解混合してエッチング液を
作った。このエッチング液の酸化還元電位を測定し、こ
の測定結果に基づき上記の処理液の自動供給が可能なス
プレー装置（有効エッチング長さ0.5ｍ、液保有量20リ
ットル）を使用し下記の処理を実施した。上記処理液20
リットルをスプレー装置にとり、酸化還元電位を460mV
と設定し、35℃、スプレー圧力0.5kg/cm2で、銅張積層
板を処理し装置内処理液の酸化還元電位を460mVとし
た。同条件で直径1.2mmのスルーホール1500個、2mm×2m
mのフラットパッド2000個がついたテストパターン付４
層プリント配線板をコンベア速度0.5ｍ／分で処理し
た。処理枚数と液組成、処理性能の結果は表１のように
なった。この間新液は自動供給されその使用量は25リッ
トルであった。
【００２１】
【表１】
【００２２】また、上記の処理を行った後のプリント配
線板を旭電化工業（株）製フラックス（商品名：アデカ
フラックスＬ−7487）を用い大日本スクリーン製縦型レ
ベラーで処理した。スルーホール、パッドへの半田コー
トは均一に行われており、表面処理、レベリングに係わ
る不良はみられなかった。
線板を旭電化工業（株）製フラックス（商品名：アデカ
フラックスＬ−7487）を用い大日本スクリーン製縦型レ
ベラーで処理した。スルーホール、パッドへの半田コー
トは均一に行われており、表面処理、レベリングに係わ
る不良はみられなかった。
【００２３】実施例２ 40％塩化第二鉄２部、35％塩酸４部、水94部を混合し
た。この溶液を使用し実施例１と同様の処理を行った結
果は表２のようになった。
た。この溶液を使用し実施例１と同様の処理を行った結
果は表２のようになった。
【００２４】
【表２】
【００２５】実施例１と同様にレベリング処理した結果
162枚目、163枚目の配線板のそれぞれ２個のパッドにつ
いて半田コートにむらがみられた。
162枚目、163枚目の配線板のそれぞれ２個のパッドにつ
いて半田コートにむらがみられた。
【００２６】実施例３ 40％塩化第二鉄10部、濃硫酸２部、実施例１で用いたポ
リオキシアルキレングリコール0.02部、ベンゾトリアゾ
ール0.01部を水88部に溶解、混合した。この溶液を実施
例１で使用したスプレー装置にとり、30℃、スプレー圧
力 0.2kg/cm2、コンベア速度1.0ｍ／分で500mm×250mm
の銅張積層板の表面処理を行った。酸化還元電位を510m
Vに設定し上記の新液を自動供給しながら銅張積層板を1
500枚処理した結果、酸化還元電位は509〜512mVに保た
れ、エッチング速度は0.83〜0.85μｍ／分と安定してい
た。
リオキシアルキレングリコール0.02部、ベンゾトリアゾ
ール0.01部を水88部に溶解、混合した。この溶液を実施
例１で使用したスプレー装置にとり、30℃、スプレー圧
力 0.2kg/cm2、コンベア速度1.0ｍ／分で500mm×250mm
の銅張積層板の表面処理を行った。酸化還元電位を510m
Vに設定し上記の新液を自動供給しながら銅張積層板を1
500枚処理した結果、酸化還元電位は509〜512mVに保た
れ、エッチング速度は0.83〜0.85μｍ／分と安定してい
た。
【００２７】比較例１ 40％塩化第二鉄２部、35％塩酸４部、水94部を混合し
た。この溶液を実施例１で使用したスプレー装置にと
り、35℃、スプレー圧力0.5kg/cm2、コンベア速度0.5ｍ
／分で、液組成の制御装置は作動させずに実施例１と同
様の配線板を処理した。結果は表３のようになり、120
枚目以降では処理むらがみられ、125枚で処理を中止し
た。
た。この溶液を実施例１で使用したスプレー装置にと
り、35℃、スプレー圧力0.5kg/cm2、コンベア速度0.5ｍ
／分で、液組成の制御装置は作動させずに実施例１と同
様の配線板を処理した。結果は表３のようになり、120
枚目以降では処理むらがみられ、125枚で処理を中止し
た。
【００２８】
【表３】
【００２９】120枚目以降についてレベリングを行った
結果、多数のスルーホール、フラットパッドで半田コー
ト不良がみられた。
結果、多数のスルーホール、フラットパッドで半田コー
ト不良がみられた。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、塩化第二鉄を含む水溶
液からなるエッチング液の酸化還元電位を検知しこの値
に応じて液供給を行い、常に液組成を一定にすることに
より、銅、銅合金の表面処理を連続して均一に行うこと
ができ、更に、界面活性剤、酸化防止剤を含有せしめる
ことが可能となり、油膜除去、酸化防止処理も同時に行
うことが出来る。
液からなるエッチング液の酸化還元電位を検知しこの値
に応じて液供給を行い、常に液組成を一定にすることに
より、銅、銅合金の表面処理を連続して均一に行うこと
ができ、更に、界面活性剤、酸化防止剤を含有せしめる
ことが可能となり、油膜除去、酸化防止処理も同時に行
うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための装置である処理液の自
動供給が可能なスプレー装置の一例を示す図。
動供給が可能なスプレー装置の一例を示す図。
【符号の説明】 スプレー装置 酸化還元電位検出部、制御部 補給液貯槽 処理液の液送ポンプ 補給液の液送ポンプ 処理液送り管 処理液戻り管 補給液送り管 制御信号配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳原 和明 東京都荒川区東尾久７丁目２番35号 旭電 化工業株式会社内 (72)発明者 久保田 吉勝 東京都荒川区東尾久７丁目２番35号 旭電 化工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 銅又は銅合金の表面を塩化第二鉄を含有
する水溶液からなるエッチング液により処理して清浄
化、粗面化、あるいは活性化するにあたり、エッチング
液の酸化還元電位を測定して、酸化還元電位が設定値付
近に保持される様に塩化第二鉄を含有する水溶液の新液
を供給し、エッチング液の組成を一定に保ってエッチン
グを行うことを特徴とする銅又は銅合金の表面処理方
法。 - 【請求項２】 エッチング液が界面活性剤を含有する請
求項１記載の表面処理方法。 - 【請求項３】 エッチング液が銅表面の酸化防止剤を含
有する請求項１又は２記載の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18934892A JP3431931B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 銅及び銅合金の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18934892A JP3431931B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 銅及び銅合金の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633268A true JPH0633268A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3431931B2 JP3431931B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=16239829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18934892A Expired - Fee Related JP3431931B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 銅及び銅合金の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3431931B2 (ja) |
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2001181868A (ja) * | 1999-12-20 | 2001-07-03 | Asahi Denka Kogyo Kk | 銅及び銅合金用のマイクロエッチング剤 |
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