JPWO2010074053A1 - 電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔及びこれらを用いた電子回路の形成方法 - Google Patents

電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔及びこれらを用いた電子回路の形成方法 Download PDF

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Abstract

【要約書】エッチングにより回路形成を行う電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔において、該圧延銅箔又は電解銅箔は、エッチング面側に形成された銅よりもエッチングレートの低いニッケル合金層を備え、該ニッケル合金層は亜鉛を含有することを特徴とする電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。銅張り積層板の銅箔をエッチングにより回路形成を行うに際し、エッチングによるダレを防止し、目的とする回路幅の均一な回路を形成でき、エッチングによる回路形成の時間をなるべく短縮すると共に、ニッケル合金層の厚さを極力薄くすること、さらに熱を受けた場合に酸化を抑制し、通称「ヤケ」と言われる変色を防止すると共に、かつパターンエッチングでのエッチング性の向上、ショートや回路幅の不良の発生を防止することを課題とする。

Description

本発明は、エッチングにより回路形成を行う電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔及びこれらを用いた電子回路の形成方法に関する。
電子・電気機器に印刷回路用銅箔が広く使用されているが、この印刷回路用銅箔は、一般に合成樹脂ボードやフイルム等の基材に接着剤を介して、あるいは接着剤を用いずに高温高圧下で接着して銅張り積層板を製造し、その後、目的とする回路を形成するためにレジスト塗布及び露光工程により回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を経、またさらに各種の素子が半田付けされてエレクトロデバイス用の印刷回路が形成されている。
このような印刷回路に使用する銅箔は、その製造方法の種類の違いにより電解銅箔及び圧延銅箔に大別されるが、いずれも印刷回路板の種類や品質要求に応じて使用されている。
これらの銅箔は、樹脂基材と接着される面と非接着面があり、それぞれ特殊な表面処理(トリート処理)が施されている。また、多層プリント配線板の内層に使用する銅箔のように両面に樹脂との接着機能をもつようにされる(ダブルトリート処理)場合もある。
電解銅箔は一般に回転ドラムに銅を電着させ、それを連続的に剥がして銅箔を製造しているが、この製造時点で回転ドラムに接触する面は光沢面で、その反対側の面は多数の凹凸を有している(粗面)。しかし、このような粗面でも樹脂基板との接着性を一層向上させるために、0.2〜3μm程度の銅粒子を付着させるのが一般的である。
さらに、このような凹凸を増強した上に銅粒子の脱落を防止するために薄いめっき層を形成する場合もある。これらの一連の工程を粗化処理と呼んでいる。このような粗化処理は、電解銅箔に限らず圧延銅箔でも要求されることであり、同様な粗化処理が圧延銅箔においても実施されている。
以上のような銅箔を使用してホットプレス法や連続法により銅張り積層板が製造される。この積層板は、例えばホットプレス法を例にとると、エポキシ樹脂の合成、紙基材へのフェノール樹脂の含浸、乾燥を行ってプリプレグを製造し、さらにこのプリプレグと銅箔を組合せプレス機により熱圧成形を行う等の工程を経て製造されている。これ以外にも、銅箔にポリイミド前駆体溶液を乾燥及び固化させて、前記銅箔上にポリイミド樹脂層を形成する方法もある。
このようにして製造された銅張り積層板は、目的とする回路を形成するためにレジスト塗布及び露光工程により回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を経るが、エッチングして回路を形成する際に、その回路が意図した通りの幅にならないという問題がある。
それは、エッチング後の銅箔回路の銅部分が、銅箔の表面から下に向かって、すなわち樹脂層に向かって、末広がりにエッチングされる(ダレを発生する)ことである。大きな「ダレ」が発生した場合には、樹脂基板近傍で銅回路が短絡し、不良品となる場合もある。
このような「ダレ」は極力小さくすることが必要であるが、このような末広がりのエッチング不良を防止するために、エッチング時間を延長して、エッチングをより多くして、この「ダレ」を減少させることも考えた。
しかし、この場合は、すでに所定の幅寸法に至っている箇所があると、そこがさらにエッチングされることになるので、その銅箔部分の回路幅がそれだけ狭くなり、回路設計上目的とする均一な線幅(回路幅)が得られず、特にその部分(細線化された部分)で発熱し、場合によっては断線するという問題が発生する。
電子回路のファインパターン化がさらに進行する中で、現在もなお、このようなエッチング不良による問題がより強く現れ、回路形成上で、大きな問題となっている。
本発明者らは、これらを改善するために、エッチング面側の銅箔に銅よりもエッチング速度が遅い金属又は合金層を形成した銅箔を提案した(特許文献1参照)。この場合の金属又は合金としては、ニッケル、コバルト及びこれらの合金である。
回路設計に際しては、レジスト塗布側、すなわち銅箔の表面からエッチング液が浸透するので、レジスト直下にエッチング速度が遅い金属又は合金層があれば、その近傍の銅箔部分のエッチングが抑制され、他の銅箔部分のエッチングが進行するので、「ダレ」が減少し、より均一な幅の回路が形成できるという効果をもたらした。この結果は、従来技術から見ると、大きな進歩があった。
ここで、さらに改良を進める段階で、問題がいくつか浮上した。それは回路を形成した後、レジンの除去、さらには「ダレ」防止用に形成したエッチング速度が遅い金属又は合金層をソフトエッチングにより除去する必要があること、さらには前記エッチング速度が遅い金属又は合金層(ニッケル又はニッケル合金層)付き銅箔を、銅張積層板とし電子回路を形成する工程で、樹脂の貼付けなどの工程で銅箔を、高温処理する必要があることである。
前者については、エッチング除去の時間をなるべく短縮し、きれいに除去するためには、ニッケル又はニッケル合金層の厚さを極力薄くすることが必要である。また、後者の場合には、熱を受けるために、ニッケル又はニッケル合金層が酸化され(変色するので、通称「ヤケ」と言われている。)、レジストの塗布性(均一性、密着性)の不良やエッチング時の界面酸化物の過剰エッチングなどにより、パターンエッチングでのエッチング性、ショート、回路幅の制御性などの不良が発生するという問題があるので、さらに改良を進めるか又は他の材料に置換することが要求されている。
ここで、銅箔が熱を受ける場合に、耐熱酸化性を抑制するために亜鉛又は亜鉛合金等を、印刷回路用銅箔の光沢面に形成するという発明がいくつか見られる。例えば、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7である。また、エッチングする側ではなく、樹脂と接着する側に、ニッケル、ニッケル合金を被覆する方法の提案もある。
しかし、これらは、エッチングによる銅箔回路設計の際に、銅箔のエッチング部分が、銅箔の表面から下に向かって、末広がりにエッチングされる(ダレを発生する)ということを防止又は抑制しようとして、提案されたものではないので、上記の問題を解決することはできなかった。
特許文献1:特開2002−176242号公報
特許文献2:特開平5−140765号公報
特許文献3:特開平6−85416号公報
特許文献4:特開平6−85417号公報
特許文献5:特開平6−280047号公報
特許文献6:特開平7−74464号公報
特許文献7:特開平7−278883号公報
特許文献8:特開2005−15861号公報
特許文献9:特開2006−261270号公報
本発明は、銅張り積層板の銅箔をエッチングにより回路形成を行うに際し、エッチングによるダレを防止し、目的とする回路幅の均一な回路を形成でき、エッチングによる回路形成の時間をなるべく短縮すると共に、ニッケル合金層の厚さを極力薄くし、ソフトエッチングにより除去を容易とすることができ、さらにエッチング後の被覆層の溶け残りを防止すること、さらに熱を受けた場合に酸化を抑制し、通称「ヤケ」と言われる変色を防止すると共に、かつパターンエッチングでのエッチング性の向上、ショートや回路幅の不良の発生を防止できる電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔及びこれらを用いた電子回路の形成方法を得ることを課題とする。
本発明者らは、圧延銅箔又は電解銅箔のエッチング面に、ニッケル合金の層を形成して、銅箔の厚み方向のエッチング速度を調節し、ダレのない回路幅の均一な回路を形成すると共に、熱を受けた場合に酸化を防止して「ヤケ」と言われる変色を防止でき、その他電子回路を設計する際の、いくつかの問題を同時に解決できるとの知見を得た。
本発明は、この知見に基づいて、
1 エッチングにより回路形成を行う電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔において、該圧延銅箔又は電解銅箔は、エッチング面側に形成された銅よりもエッチングレートの低いニッケル合金層を備え、該ニッケル合金層は亜鉛又は亜鉛酸化物を含有することを特徴とする電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔、を提供する。
また、本発明は、
2 前記銅よりもエッチングレートの低いニッケル合金層は、該ニッケル合金層中のニッケル比率が50wt%を超えることを特徴とする上記1記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔
3 前記ニッケル合金層に含まれる亜鉛又は亜鉛酸化物として存在する亜鉛含有量が、金属亜鉛換算で、30μg/dm〜1000μg/dmであり、ニッケル量を超えないことを特徴とする上記1又は2に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔、を提供する。
また、本発明は、
4 前記ニッケル合金層に含まれるニッケル量が、100μg/dm〜3000μg/dmであることを特徴とする上記1〜3のいずれか一項に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔
5 前記ニッケル合金層に、リン、ホウ素、モリブデン、タングステン又はコバルトの1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記1〜4のいずれか一項に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔
6 前記ニッケル合金層上に、さらにクロム層若しくはクロメート層及び又はシラン処理層を備えていることを特徴とする上記1〜5記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔、を提供する。
また、本発明は、
7 前記クロム層若しくはクロメート層を備える場合において、クロム量が金属クロム換算で、100μg/dm以下であることを特徴とする上記6に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔
8 前記シラン処理層を備える場合において、シリコン単体換算で、20μg/dm以下であることを特徴とする上記6〜7に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔、を提供する。
また、本発明は、
9 圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、銅箔のエッチング面側に、亜鉛又は亜鉛酸化物を含有するニッケル合金層を形成した後、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、銅箔の不必要部分を取り除いて、銅の回路を形成することを特徴とする電子回路の形成方法、を提供する。
さらに、本発明は、
10 圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、上記1〜8の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔を、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、銅箔の不必要部分を取り除いて、銅の回路を形成することを特徴とする電子回路の形成方法、を提供する。
本発明は、銅張り積層板の銅箔をエッチングにより回路形成を行うに際し、目的とする回路幅のより均一な回路を形成できるという効果を有する。また、エッチングによるダレの発生を防止し、エッチングによる回路形成の時間を短縮することが可能であり、またニッケル又はニッケル合金層の厚さを極力薄くすること、さらに熱を受けた場合に酸化を抑制し、通称「ヤケ」と言われる変色を防止することができるという効果を有する。
これによってパターンエッチングでのエッチング性の向上、ショートや回路幅の不良の発生を防止できる電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔を提供することができ、優れた電子回路の形成方法を提供することができるという効果を有する。
エッチングファクター(EF)の計算方法の概略説明図である。
本発明のエッチングにより回路形成を行う電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔は、圧延銅箔又は電解銅箔のエッチング面側に形成された銅よりもエッチングレートの遅い金属又は合金であるニッケル合金層を形成するものであり、このニッケル合金層により、エッチングによるダレの発生を抑制するものである。また、このニッケル合金層は、亜鉛若しくは亜鉛酸化物を含有し、ニッケル合金層に耐熱層としての機能を、同時に持たせたものである。
この圧延銅箔又は電解銅箔を樹脂と接合して銅張り積層板とする。この銅箔は、電解銅箔及び圧延銅箔のいずれにも適用できる。また、粗化面(M面)又は光沢面(S面)にも同様に適用できる。通常は、光沢面側を使用する。圧延銅箔の中には高純度銅箔又は強度を向上させた合金銅箔も存在するが、本件発明はこれらの銅箔の全てを包含する。
エッチングを抑制するニッケル又はニッケル合金は、銅箔上のレジスト部分に近い位置にあり、レジスト側の銅箔のエッチング速度は、このニッケル合金の層により抑制され、逆にニッケル合金の層から遠ざかるに従い、銅のエッチングは通常の速度で進行する。これによって、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かってほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成される。
このように、回路のエッチングに際して、レジスト塗布側、すなわち銅箔の表面からエッチング液が浸透するので、本願発明においては、ニッケル合金層に合金成分として亜鉛及び亜鉛の酸化物が含有されているが、この亜鉛又は亜鉛の酸化物は、ニッケルと同等の機能を持つものではない。むしろ、亜鉛又は亜鉛酸化物は、回路を設計する場合に、エッチングされ易いので、従来の技術常識から見ると、上記のような「ダレ」を増加させるように思われる。
しかし、予想外に、銅箔の上に形成したエッチングレートの遅い金属であるニッケル層の中に、亜鉛又は亜鉛酸化物を含有させ、ニッケル合金層とすることにより、ヤケを防止することができる上に、目的とする回路幅の均一な回路を形成できるという確証を得た。これは、極めて大きな効果を有するものである。
銅張り積層板は、電子回路を形成する樹脂の貼り付けなどの工程で、高温処理することが必要となるが、この場合に、ニッケル金属単独層の場合は、これが酸化され、レジストの塗布性(均一性、密着性)の不良を発生し易い。また、エッチング時に、加熱時に形成される界面酸化物は、エッチングのばらつきを生じ易く、ショート又は回路幅の不均一性をもたらす原因となる。
特許文献9には、酸素濃度を制御する銅張り積層板の製造工程が提案されており、今後ますます高温処理に対する耐酸化性が求められると考えられる。
ここで、本願発明のニッケル合金層に含有される亜鉛若しくは亜鉛酸化物は、耐熱酸化性を有する材料なので、これを付加的に合金元素として含有させただけで、耐熱酸化、変色防止を著しく高めるという効果を与えるものである。
ニッケル金属の単独層を厚く形成することにより、熱酸化による影響を抑制することが可能であるが、ニッケルを厚く形成すること自体が問題である。これはエッチング後にニッケルを除去する必要があるので、ニッケルを厚く形成した場合には、この除去工程に時間がかかることを意味する。
ところが、ニッケルに亜鉛若しくは亜鉛酸化物を含有させることにより、耐熱性を著しく高めることができるので、ニッケル合金層の厚さを軽減することができるという、さらに大きな効果を得ることができる。
これによって、ソフトエッチングによるニッケル合金層の除去が、はるかに容易になるという効果が得られた。
このように、ニッケル又はニッケル合金は、銅よりもエッチングレートが低い金属層として特に効果があるが、一般に銅張積層板に電子回路パターンを形成するために用いるエッチング液(塩化第二銅水溶液、塩化第二鉄水溶液など)に対しては、ニッケルを主成分とする合金であればエッチング速度はニッケルと同程度であるか、あるいは大きくても銅よりも小さいため、エッチングファクターを改善する効果を有する。
上記の通り、亜鉛はエッチングされ易い金属なので、量的には少なくすることが必要である。本願発明においては、あくまでも回路のエッチング幅を均一にし、「ダレ」を発生させないようにすることが、主要な目的なので、亜鉛等の、腐食され易い金属の量が多いことは避けなければならない。この意味から、ニッケル合金層中では、ニッケルが主成分であることが必要である。
このように、電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔よりもエッチングレートの遅い合金としてのニッケル合金に含まれる合金成分は通常知られている合金であれば何れも使用できる。例えば、リン、ホウ素、モリブデン、タングステン又はコバルトから選ばれた少なくとも一種以上との合金は、エッチング速度が銅より遅く、エッチングファクターを改善する効果がある。本発明の合金層は、ニッケルを主成分とするニッケル亜鉛合金であるが、上記の通り、リン、ホウ素、モリブデン、タングステン又はコバルト金属は、ニッケルと類似の効果を有するので、ニッケルの一部をこれらの金属に替えることが可能である。
その量は、リンとホウ素については、これらの1成分又は2成分の合計量をニッケル換算でニッケル量(wt%)の5%以下を、必要に応じて含有させることができる。
また、モリブデン、タングステン又はコバルトの1成分又はこれらの2成分又は3成分の合計量をニッケル換算でニッケル量(wt%)の10%以下を、必要に応じて含有させることができる。
しかし、本発明の合金層は、あくまでもニッケルを中心成分とするニッケル亜鉛合金であり、代替可能なリン、ホウ素、モリブデン、タングステン又はコバルト金属を必要以上(多量)に添加するのは、合金層の調整と上記エッチングファクターの改善効果を得る点からみて適当ではない。したがって、上記の範囲とする。
この場合、ニッケル合金に含まれる亜鉛は、金属亜鉛だけでなく、水酸化亜鉛又は酸化亜鉛状態のもの含まれる。前記ニッケル合金層上には、さらにクロム層若しくはクロメート層及び又はシラン処理層を形成することができる。この場合は、パターンエッチング液に対するエッチング速度の相異が生ずる可能性はあるが、この量を適宜選択することにより、同様にニッケル合金の表面の酸化を押さえることができるので、安定した回路幅のパターンの形成が可能となる。
本発明の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔における、前記ニッケル合金層に含まれる合計の亜鉛含有量は、金属亜鉛換算で、30μg/dm〜1000μg/dmであり、ニッケルの合計量を超えないようにすることが望ましい。
30μg/dm未満では、耐酸化性(焼け性改善)に効果がない。また、1000μg/dmを超えると、効果が飽和すると共に、ニッケルの効果を減殺させてしまうので、金属亜鉛換算で、30μg/dm〜1000μg/dmとすることが好ましい。
また、電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔における、前記ニッケル合金層に含まれるニッケル量は、100μg/dm〜3000μg/dmとすることが望ましい。これは回路エッチングの際にダレを生ずるのを抑制し、均一な回路のエッチングに必要な量である。100μg/dm未満では、その効果がない。好ましくは200μg/dm以上である。また、上限は3000μg/dmとする。多すぎる場合には、ソフトエッチングの際に、ニッケル又はニッケル合金層除去の工程の負荷が大きくなり、場合によっては処理残りが発生し、銅回路の設計上支障となる。したがって、上記の範囲とすることが必要である。
また、本発明の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔において、前記クロム層若しくはクロメート層を設ける場合には、クロム量を金属クロム換算で、100μg/dm以下とする。また、前記シラン処理層を形成する場合には、シリコン単体換算で、20μg/dm以下であることが望ましい。これは、パターンエッチング液に対するエッチング速度の相異が生ずるのを抑制するためである。
しかしながら、適度な量は、ニッケル又はニッケル合金層の、熱酸化を防止するのに有効である。
また、本発明は、圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、銅箔のエッチング面側に銅よりもエッチングレートの遅い金属又は合金であるニッケル合金層を形成した後、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、回路を形成することを特徴とする電子回路の形成方法、を提供することができる。
エッチング液は、いずれも使用可能であるが、特に塩化第二鉄水溶液が有効である。これは、微細回路はエッチングに時間が掛かるが、塩化第二鉄水溶液の方が塩化第二銅水溶液よりもエッチング速度が速いという理由による。
さらに、本発明は、圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、上記1〜9の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔を、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、銅の不必要部分を除去して、銅の回路を形成することを特徴とする電子回路の形成方法、を提供するものである。この方法は、上記の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔をいずれも使用することができる。
また、圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、上記1〜9の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔を、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、銅の不必要部分を除去した後、レジスト除去を行い、さらにソフトエッチングにより、残部のニッケル層を除去することも可能である。
下記に好適なめっき条件の例を示す。
(ニッケル−亜鉛合金めっき、その1)
この場合は、基本的に金属、合金状態のめっき膜が得られる。
Ni:5〜40g/L
Zn:0.5〜25g/L
pH:3〜3.7
温度:常温〜60°C
電流密度Dk:2〜50A/dm
時間:1〜4秒
(ニッケル−亜鉛合金めっき、その2)
この場合は、Znは0価の金属状態と2価の酸化状態(酸化物又は水酸化物)からなり、このニッケル−亜鉛めっきにおける、総亜鉛中の0価の金属状態の亜鉛の比率は50%以下である。また、めっき後1〜20秒程度、浴中に保持することで、Znの化学状態(金属亜鉛/酸化亜鉛比)を制御できる。
Ni:10〜40g/L
Zn:0.5〜7g/L
SO:2〜20g/L
温度:常温〜60°C
電流密度Dk:10〜50A/dm
時間:1〜4秒
(ニッケル・コバルト・亜鉛合金めっき)
Ni:1〜20g/L
Co:1〜20g/L
Zn:0.1〜10g/L
pH:2.5〜3.5
温度:常温〜60°C
電流密度Dk:1〜15A/dm
時間:1〜10秒
(ニッケル・燐・亜鉛合金めっき)
Ni:50〜100g/L
P:1〜25g/L
HBO:0〜30g/L
Zn:3〜20g/L
pH:0.5〜2.5
温度:常温〜95°C
電流密度Dk:5〜40A/dm
時間:1〜10秒
(ニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき)
Ni:5〜25g/L
Mo:0.01〜5g/L
Na:160g/L
Zn:0.1〜10g/L
pH:8〜9
温度:常温〜40°C
電流密度Dk:1〜5A/dm
時間:1〜10秒
(ニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき)
Ni:1〜10g/L
W:20〜50g/L
クエン酸:60g/L
Zn:0.1〜10g/L
pH:8〜9
温度:常温〜50°C
電流密度Dk:0.1〜5A/dm
時間:1〜10秒
(ニッケル・ホウ素・亜鉛合金めっき)
硫酸ニッケル:25〜35g/L
Zn:0.5g/L
ジメチルアミンボラン:2〜3g/L
グリコール酸:25〜35g/L
酢酸:15g/L
pH:6〜7
温度:50℃〜70°C
電流密度Dk:1〜10A/dm
時間:1〜10秒
(ニッケルめっき)
Ni:10〜40g/L
pH:2.5〜3.5
温度:常温〜60°C
電流密度Dk:2〜50A/dm
時間:1〜4秒
(亜鉛めっき)
Zn:1〜20g/L
pH:3〜3.7
温度:常温〜60°C
電流密度Dk:1〜15A/dm
時間:1〜10秒
(クロムめっきの条件)
Cr(NaCr或いはCrO
Cr:40〜300g/リットル
SO :0.5〜10.0g/リットル
浴温:40〜60°C
電流密度Dk :0.01〜50A/dm
時間:1〜100秒
アノード:Pt-Ti 板、ステンレス鋼板、鉛板等
(クロメート処理の条件)
(a)浸漬クロメート処理の例
CrO又はKCr:1〜12g/L
Zn(OH)又はZnSO・7HO:0(0.05)〜10g/L
NaSO:0(0.05)〜20g/L
pH:2.5〜12.5
温度:20〜60°C
時間:0.5〜20秒
(b)電解クロメート処理の例
CrO又はKCr:1〜12g/L
Zn(OH)又はZnSO・7HO:0(0.05)〜10g/L
NaSO:0(0.05)〜20g/L
pH:2.5〜12.5
温度:20〜60°C
電流密度:0.5〜5A/dm
時間:0.5〜20秒
(シラン処理の条件)
下記のような色々な系列のシランから選択。
濃度は0.01wt%〜5wt%
種類:オレフィン系シラン、エポキシ系シラン、アクリル系シラン、アミノ系シラン、メルカプト系シラン
アルコールに溶解したシランを所定の濃度まで水で希釈し、銅箔表面へ塗布
するもの。
(ニッケル、亜鉛の付着量分析方法)
ニッケル、亜鉛の処理面を分析するため、反対面をFR−4樹脂でプレス作製し、マスキングする。そのサンプルを濃度30%の硝酸にて表面処理被膜が溶けるまで溶解させ、ビーカー中の溶解液を10倍に稀釈し、原子吸光分析によりニッケルの定量分析を行う。
(クロムの付着量分析方法)
処理面を分析するため、反対面をFR−4樹脂でプレス作製し、マスキングする。そのサンプルを濃度10%の塩酸にて3分間煮沸して処理層を溶解させ、その溶液を原子吸光分析により亜鉛、クロムの定量分析を行う。
(熱影響の考慮)
銅張り積層板(CCL)の製造の段階で、銅箔に熱がかかる。この熱によって、銅箔表層に設けられたエッチング改善処理層は銅層へ拡散する。そのため、当初期待したエッチング改善効果が減退し、エッチングファクターは減少する傾向がある。このことから、拡散していない状態と同等の効果を出すには、CCL作製時の銅箔にかかる熱量を考慮して、改善処理層の付着量を1.1〜2倍程度増やすことが必要である。
銅張り積層板の銅箔のエッチングに際しては、本発明の銅箔のエッチング面側に銅よりエッチングレートの遅い合金層を形成した後、塩化第二銅水溶液又は塩化第二鉄水溶液を用いて該銅箔をエッチングする。
上記の条件でエッチングすることにより、エッチングファクターを2以上、すなわち銅箔回路のエッチング側面と樹脂基板との間の傾斜角度を63度以上とすることができる。望ましくは70度以上とすることができる。特に望ましい傾斜角度は85〜90度の範囲である。これによって、ダレのない矩形のエッチング回路が形成できる。
(ソフトエッチング性)
一般に、ソフトエッチング性は、硫酸−過酸化水素混合系に2分間浸漬し、めっき物が除去されているか外観で検査する。ソフトエッチング液の例として、例えば硫酸165g/L、過酸化水素21g/Lを用いる。そして通常35°Cで処理する。外観観察としては、完全除去の場合は良好とし、除去残が見られた場合には不良と評価する。
ソフトエッチングで特に、注意すべき点はNi合金層が残るケースである。このようなNi合金層が残存すると、めっき性が変化する虞がある。このような観点から、ソフトエッチング性にも注意を払う必要である。
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、本実施例はあくまで1例であり、この例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想の範囲内で、実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。
(実施例1)
5μm電解銅箔を用いた。この電解銅箔の表面粗さRz:3μmであった。この電解銅箔の光沢(S)面に、上記ニッケル−亜鉛合金めっき条件(その1)で、390μg/dmのニッケル−亜鉛合金めっき層を形成した。
この場合、表1に示すように、ニッケル・亜鉛合金めっき層のニッケル含有量を350μg/dm、亜鉛含有量を40μg/dmとした。ニッケル比は90wt%であった。このニッケル−亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。エッチング条件、回路形成条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、次の通りである。
(エッチング条件)
塩化第二鉄水溶液:(37wt%、ボーメ度:40°)
液温:50°C
スプレー圧:0.15MPa
(回路形成条件)
回路ピッチ:30μmピッチ、50μmピッチの2種であるが、銅箔の厚みによって変更する。本実施例1の場合は、5μm厚の銅箔を用いたので、次の条件である。
(30μmピッチ回路形成)
本実施例2の場合は、5μm厚の銅箔を用いたので、次の条件である。
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:48秒前後
(エッチングファクターの測定条件)
エッチングファクターは、末広がりにエッチングされた場合(ダレが発生した場合)、回路が垂直にエッチングされたと仮定した場合の、銅箔上面からの垂線と樹脂基板との交点をP点とし、このP点からのダレの長さの距離をaとした場合において、このaと銅箔の厚さbとの比:b/aを示すものであり、この数値が大きいほど、傾斜角は大きくなり、エッチング残渣が残らず、ダレが小さくなることを意味する。
エッチングファクター(EF)の計算方法の概略を図1に示す。この図1に示すように、EF=b/aとして計算する。このエッチングファクターを用いることにより、エッチング性の良否を簡単に判定できる。
(ヤケ試験)
大気雰囲気下で、240°Cに10分間保持して、変色の有無で確認する。このニッケル−亜鉛合金めっき層を設けた銅箔をエッチング側として樹脂基板に接着し、銅張り積層板とする条件を想定した条件である。
(ソフトエッチング除去性)
硫酸−過酸化水素混合溶液(硫酸165g/L、過酸化水素水21g/L)、35°C、2分間浸漬・攪拌し、Ni層が除去されているかどうか、外観観察を実施した。外観観察としては、完全除去の場合は良好とし、除去残が見られた場合には不良と評価した。
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケル−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は72度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで3.0となった。
この結果、良好なエッチング回路が得られた。また、ニッケル−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル−亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱によるニッケル−亜鉛合金めっき層側の酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在により、エッチングファクターが悪くなることはなかったが、このことは特筆すべきことである。
(実施例2)
箔厚18μmの圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.7μmであった。この圧延銅箔に、上記ニッケル−亜鉛合金(その2)のめっき条件で、2150μg/dmのニッケル−亜鉛合金めっき層を形成した。
表1に示すように、このニッケル−亜鉛合金めっき層中のニッケル量は1500μg/dmであり、亜鉛量は650μg/dmとした。この場合、ニッケル比は70wt%であった。
さらに、このニッケル−亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(50μmピッチ回路形成)
レジストL/S=33μm/17μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:15μm、エッチング時間:105秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケル−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は74度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは50μmピッチで3.4となった。
この結果、良好なエッチング回路が得られた。また、ニッケル−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル−亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱による酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在により、実施例1と同様に、エッチングファクターが悪くなることはなかった。
(実施例3)
箔厚18μmの圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.7μmであった。この圧延銅箔に、上記ニッケル・コバルト・亜鉛合金めっき条件でニッケル・コバルト・亜鉛合金めっき層を形成した。この場合、コバルト代替量は、ニッケル換算でニッケル量(wt%)の8%とした。
表1に示すように、このニッケル・コバルト・亜鉛合金層中のニッケル量は2500μg/dmであり、亜鉛量は300μg/dmとした。この場合、ニッケル比率は89wt%となった。なお、このニッケル比率は、コバルトとニッケルの合計量のニッケル換算量である。
さらに、このニッケル・コバルト・亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(50μmピッチ回路形成)
レジストL/S=33μm/17μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:15μm、エッチング時間:105秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は74度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは50μmピッチで3.5となった。
この結果、良好なエッチング回路が得られた。また、ニッケル・コバルト・亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル・コバルト・亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱による酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在によっても、実施例1と同様に、エッチングファクターが悪くなることはなかった。なお、コバルト添加は、ニッケル換算で、ニッケル量(wt%)の10%以下であれば、同様の効果を得ることができた。
(実施例4)
5μm電解銅箔を用いた。この電解銅箔の表面粗さRz:3μmであった。この電解銅箔の光沢(S)面に、上記ニッケル・リン・亜鉛合金めっき条件でニッケル・リン・亜鉛合金めっき層を形成した。この場合、表1に示すように、ニッケル・リン・亜鉛合金めっき層のニッケル含有量を110μg/dm、亜鉛含有量を40μg/dmとした。この場合、リン代替量は、ニッケル換算でニッケル量(wt%)の3%とした。ニッケル比率は74wt%であった。なお、このニッケル比率は、リンとニッケルの合計量のニッケル換算量である。このニッケル・リン・亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
本実施例2の場合は、5μm厚の銅箔を用いたので、次の条件である。
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:48秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は70度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで2.8となった。
この結果、良好なエッチング回路が得られた。また、ニッケル・リン・亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル・リン・亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱による酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在によっても、実施例1と同様に、エッチングファクターが悪くなることはなかった。なお、リン添加は、ニッケル換算で、ニッケル量(wt%)の5%以下であれば、同様の効果を得ることができた。
(実施例5)
9μm圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRzは0.5μmであった。この圧延銅箔の面に、上記ニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき条件で、ニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき層を形成した。
表1及び表2に示すように、このニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき層中のニッケルは250μg/dmであり、亜鉛は50μg/dmとした。この場合、モリブデン代替量は、ニッケル換算でニッケル量(wt%)の9%とした。ニッケル比率は84wt%であった。なお、このニッケル比率は、モリブデンとニッケルの合計量のニッケル換算量である。このニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:48秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は63度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで2.0となった。
この結果、使用可能なエッチング回路が得られた。また、ニッケル・モリブデン−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル・モリブデン・亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱による酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在により、実施例1と同様に、エッチングファクターが悪くなることはなかった。なお、モリブデン添加は、ニッケル換算で、ニッケル量(wt%)の10%以下であれば、同様の効果を得ることができた。
(実施例6)
本実施例6では、9μm圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の面に、上記ニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき条件でニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき層を形成した。
表1に示すように、このニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき層中のニッケルは920μg/dmであり、亜鉛は550μg/dmとした。
この場合、タングステン代替量は、ニッケル換算でニッケル量(wt%)の6%とした。ニッケル比率は65wt%であった。なお、このニッケル比率は、タングステンとニッケルの合計量のニッケル換算量である。
このニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は72度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで3.0となった。
この結果、良好なエッチング回路が得られた。また、ニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル・タングステン・亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱による酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在により、実施例1と同様に、エッチングファクターが悪くなることはなかった。
なお、上記実施例において、ソフトエッチングを実施し、めっき残渣を観察したが、Niの合計量が適正な範囲であったため、いずれも残渣が見られず、良好な結果が得られた。なお、タングステン添加は、ニッケル換算で、ニッケル量(wt%)の10%以下であれば、同様の効果を得ることができた。
(実施例7)
本実施例7では、18μm圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の面に、上記ニッケル−ホウ素−亜鉛合金めっき条件で、ニッケル・ホウ素・亜鉛合金層を形成した。
表1に示すように、このニッケル−ホウ素−亜鉛合金めっき層中のニッケルは800μg/dmであり、亜鉛は200μg/dmとした。この場合、ホウ素代替量は、ニッケル換算でニッケル量(wt%)の4%とした。ニッケル比率は81wt%であった。なお、このニッケル比率は、ホウ素とニッケルの合計量のニッケル換算量である。このニッケル・ホウ素・亜鉛合金めっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行し、矩形の銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケル−ホウ素−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は72度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは50μmピッチで3.1となった。
この結果、良好なエッチング回路が得られた。また、ニッケル−ホウ素−亜鉛合金めっき面の酸化変色(ヤケ)は、全く認められなかった。これは、銅箔上のニッケル−ホウ素−亜鉛合金めっき層により、樹脂との接着工程時の加熱による酸化変色が防止できたと考えられる。
さらに、この合金中の亜鉛の存在により、実施例1と同様に、エッチングファクターが悪くなることはなかった。
なお、上記実施例において、ソフトエッチングを実施し、めっき残渣を観察したが、Niの合計量が適正な範囲であったため、いずれも残渣が見られず、良好な結果が得られた。なお、ホウ素の添加は、ニッケル換算で、ニッケル量(wt%)の5%以下であれば、同様の効果を得ることができた。
(比較例1)
9μm圧延銅箔を用いた。上記の条件でニッケルめっきを施した。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.5μmであった。この圧延銅箔に、表1に示すように、亜鉛めっきを実施することなく、上記ニッケルめっき条件で、550μg/dmのニッケルめっき層を形成した。さらに、このニッケルめっき層を設けた面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、ほぼ垂直にエッチングが進行したが、やや末広がりに銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。
表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は68度となり、ほぼ矩形の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで2.5となった。
この結果、やや良好なエッチング回路が得られた。しかしながら、ニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)が大きく現われた。これは、その後の処置である、パターンエッチングでのエッチング性の不良、ショートや回路幅の不良を発生させる原因となる可能性があった。
(比較例2)
18μm圧延銅箔を使用した。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.7μmであった。この圧延銅箔に、表1に示すように、270μg/dmの亜鉛めっき層を形成した。ニッケルめっき層は形成せずに、この亜鉛めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(50μmピッチ回路形成)
レジストL/S=33μm/17μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:15μm、エッチング時間:105秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行したが、末広がりに銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は48度となり、エッチング性が悪い台形状の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは50μmピッチで1.1となり、不良となった。しかしながら、銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかった。
(比較例3)
5μm電解銅箔を用いた。この電解銅箔の表面粗さRz:3μmであった。この電解銅箔の光沢(S)面に、表1に示すように、240μg/dmの亜鉛めっき層を形成した。この上にニッケルめっき層は形成せずに、亜鉛めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:15μm、エッチング時間:48秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行したが、末広がりに銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は54度となり、エッチング性が悪い台形状の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで1.4となり、不良となった。しかしながら、銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかった。
(比較例4)
9μm圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:3μmであった。この圧延銅箔に、表1に示すように、270μg/dmの亜鉛めっき層を形成した。この上にニッケルめっき層は形成せずに、亜鉛めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行したが、末広がりに銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は52度となり、エッチング性が悪い台形状の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで1.3となり、不良となった。しかしながら、銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかった。
(比較例5)
18μm圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.7μmであった。この圧延銅箔に、表1及び表2に示すように、1500μg/dmのニッケル−亜鉛合金(但し、ニッケル量は1000μg/dm、亜鉛量は500μg/dm)の層を形成し、さらにこの上に、1250μg/dmの亜鉛めっき層を形成した。ニッケル比は36wt%であった。このニッケル−亜鉛合金と亜鉛めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(50μmピッチ回路形成)
レジストL/S=33μm/17μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:15μm、エッチング時間:105秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行したが、末広がりに銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は52度となり、エッチング性が悪い台形状の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは50μmピッチで1.9となり、不良となった。
これは、亜鉛の合計量が、Ni量よりも多く、これが原因となって、エッチング不良を発生したと考えられる。したがって、亜鉛量は、適度に制限する必要がある。銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかった。
表1から明らかなように、銅箔上に形成された銅よりもエッチングレートの低いニッケル合金層とその上に形成された亜鉛若しくは亜鉛合金又はこれらの酸化物からなる耐熱層を備えている場合には、圧延銅箔又は電解銅箔のいずれも、ほぼ矩形の銅箔回路が形成され、極めて良好なエッチング回路が得られた。
これに対して、本願発明の条件に合わないものは、ダレが大きく台形状の銅箔回路が形成され、エッチング不良であった。また、亜鉛又は亜鉛合金層を設けないものは、ヤケの発生が見られた。
(比較例6)
9μm圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.5μmであった。この圧延銅箔に、表1に示すように、2250μg/dmのニッケル合金めっき層を形成した。この場合、ニッケル合金層中のニッケル含有量は650μg/dmであり、亜鉛含有量は1600μg/dmであった。ニッケル比は、29wt%であった。このニッケル合金めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行したが、末広がりに銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は52度となり、エッチング性が悪い台形状の銅箔回路が形成された。エッチングファクターは30μmピッチで1.3となり、不良となった。しかしながら、銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかった。
(比較例7)
5μm電解銅箔を用いた。この電解銅箔の表面粗さRz:0.5μmであった。この電解銅箔に、表1に示すように、4100μg/dmのニッケル亜鉛合金めっき層を形成した。この場合、ニッケル合金層中のニッケル含有量は3500μg/dmであり、亜鉛含有量は600μg/dmであった。ニッケル比は、85wt%であった。このニッケル合金めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行し銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は76度となり、エッチング性は良好であった。エッチングファクターは30μmピッチで3.9となった。銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかったが、ソフトエッチング性が悪かった。これはニッケルが過剰に存在することが原因と考えられた。
(比較例8)
本比較例では、18μmの圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.5μmであった。この圧延銅箔に、表1に示すように、130μg/dmのニッケル亜鉛合金めっき層を形成した。この場合、ニッケル合金層中のニッケル含有量は80μg/dmであり、亜鉛含有量は50μg/dmであった。ニッケル比は、62wt%であった。このニッケル合金めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(50μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行し銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は56度となり末広がりにエッチングされ、エッチング性は不良であった。エッチングファクターは50μmピッチで1.6となった。銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかった。
(比較例9)
本比較例では、9μmの圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔の表面粗さRz:0.5μmであった。この圧延銅箔に、表1に示すように、570μg/dmのニッケル亜鉛合金めっき層を形成した。この場合、ニッケル合金層中のニッケル含有量は550μg/dmであり、亜鉛含有量は20μg/dmであった。ニッケル比は、96wt%であった。このニッケル合金めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行し銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は68度となり、エッチング性は良好であった。エッチングファクターは30μmピッチで2.5となった。しかしながら、銅箔面の酸化変色(ヤケ)が発生した。これは亜鉛量が少ないのが原因と考えられた。
(比較例10)
本比較例では、5μmの電解銅箔を用いた。この電解銅箔の表面粗さRz:0.5μmであった。この電解銅箔に、表1に示すように、730μg/dmのニッケル亜鉛合金めっき層を形成した。この場合、ニッケル合金層中のニッケル含有量は330μg/dmであり、亜鉛含有量は400μg/dmであった。ニッケル比は、45wt%であった。このニッケル合金めっき層を形成した面の逆側を接着面として銅箔を樹脂基板に接着した。
次に、実施例1と同様に、レジスト塗布及び露光工程により10本の回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を実施した。
回路形成条件を除き、エッチング条件、エッチングファクターの測定条件、ヤケ試験は、実施例1と同様にして実施した。実施例1と同様の条件については、記載を省略する。
(30μmピッチ回路形成)
レジストL/S=25μm/5μm、仕上がり回路トップ(上部)幅:10μm、エッチング時間:76秒前後
上記の条件でエッチングを行った。この結果、銅回路の側面のレジスト側から樹脂基板側に向かって、エッチングが進行し銅箔回路が形成された。次に、エッチングした銅箔の傾斜角度を測定した(なお、回路長100μmにおける傾斜角の最小値である)。
また、エッチングファクター及びニッケルめっき面の酸化変色(ヤケ)を調べた。以上の結果を、同様に表1に示す。表1に示すように、左右の傾斜角の平均値は56度となり末広がりにエッチングされ、エッチング性は不良であった。エッチングファクターは30μmピッチで1.5となった。しかしながら、銅箔面の酸化変色(ヤケ)はなかったが、エッチング性が悪いのはニッケル比が低いことが原因と考えられた。
本発明は、銅箔のエッチングにより回路形成を行うに際し、目的とする回路幅のより均一な回路を形成できるという効果を有し、エッチングによるダレの発生を防止し、エッチングによる回路形成の時間を短縮することが可能であり、またニッケル合金層の厚さを極力薄くすること、さらに熱を受けた場合に酸化を抑制し、通称「ヤケ」と言われる変色を防止することができるという効果を有する。これによってパターンエッチングでのエッチング性の向上、ショートや回路幅の不良の発生を防止できるので、銅張り積層板(リジッド及びフレキ用)としての利用、プリント基板の電子回路の形成への利用が可能である。

Claims (10)

  1. エッチングにより回路形成を行う電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔において、該圧延銅箔又は電解銅箔は、エッチング面側に形成された銅よりもエッチングレートの低いニッケル合金層を備え、該ニッケル合金層は亜鉛又は亜鉛酸化物を含有することを特徴とする電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  2. 前記銅よりもエッチングレートの低いニッケル合金層は、該ニッケル合金層中のニッケル比率が50wt%を超えることを特徴とする請求項1記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  3. 前記ニッケル合金層に含まれる亜鉛又は亜鉛酸化物として存在する亜鉛含有量が、金属亜鉛換算で、30μg/dm〜1000μg/dmであり、ニッケル量を超えないことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  4. 前記ニッケル合金層に含まれるニッケル量が、100μg/dm〜3000μg/dmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  5. 前記ニッケル合金層に、リン、ホウ素、モリブデン、タングステン又はコバルトの1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記1〜4のいずれか一項に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  6. 前記ニッケル合金層上に、さらにクロム層若しくはクロメート層及び又はシラン処理層を備えていることを特徴とする請求項1〜5記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  7. 前記クロム層若しくはクロメート層を備える場合において、クロム量が金属クロム換算で、100μg/dm以下であることを特徴とする請求項6に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  8. 前記シラン処理層を備える場合において、シリコン単体換算で、20μg/dm以下であることを特徴とする請求項6又は7に記載の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔。
  9. 圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、銅箔のエッチング面側に、亜鉛又は亜鉛酸化物を含有するニッケル合金層を形成した後、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、銅箔の不必要部分を取り除いて、銅の回路を形成することを特徴とする電子回路の形成方法。
  10. 圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅張り積層板の、該銅箔をエッチングし電子回路を形成する方法において、請求項1〜8の電子回路用の圧延銅箔又は電解銅箔を、塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いて該銅箔をエッチングし、銅箔の不必要部分を取り除いて、銅の回路を形成することを特徴とする電子回路の形成方法。
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