TW202039660A - 樹脂組成物之蝕刻液及蝕刻方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可使用於樹脂組成物等之蝕刻液,該樹脂組成物等含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑。一種樹脂組成物之蝕刻液及使用該蝕刻液的蝕刻方法,該樹脂組成物之蝕刻液含有作為第1成分的15至45質量%之鹼金屬氫氧化物及作為第2成分的1至40質量%之乙醇胺化合物,且含有選自醇化合物及羧酸化合物中的至少1種之第3成分。
Description
本發明係有關用以對含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑等樹脂組成物等進行蝕刻之蝕刻液(樹脂組成物的蝕刻液)及蝕刻方法等。
近年來,隨著電子裝置的小型化、高性能化,對於電路基板係要求形成微細配線或降低絕緣材料或基板材料之熱膨張係數或低介電率化、低介電損耗正切等。其中,作為絕緣材料的低熱膨潤係數化之方式已知有高充填絕緣材料的方法,亦即提高絕緣材料的無機填充劑之含量的方法。另外,已有人提議使用含有環氧樹脂、酚酚醛清漆系硬化劑、苯氧樹脂、氰酸酯樹脂等作為絕緣材料且耐濕性優良的鹼不溶性樹脂。作為絕緣材料的低介電率化、低介電損耗正切的方式,係以使用比介電率低的填充劑為佳,已知有例如使用氟樹脂粉末等有機填充劑。含有此等無機填充劑、有機填充劑及鹼不溶性樹脂的絕緣性樹脂組成物,具有耐熱性、介電特性、機械強度、耐化學藥品性等優良的物性,已在探討廣泛利用作為使
用作為用於電路基板的外層表面之阻焊劑或多層增層配線板之層間絕緣材料。
第1圖係於電路基板上將除了要進行焊接之連接墊(connection pad)3以外者以樹脂組成物層4覆蓋後之阻焊劑圖案的概略剖面構造圖。第1圖所示之構造被稱作SMD(Solder Masked Defined,阻焊限定)構造,其特徵為樹脂組成物層4的開口部較連接墊3更小。第2圖所示之構造被稱作NSMD(Non Solder Masked Defined,無阻焊限定)構造,其特徵為樹脂組成物層4的開口部較連接墊3更大。
第1圖中的樹脂組成物層4之開口部係藉由去除部分的樹脂組成物層形成。將含有無機填充劑及含鹼不溶性樹脂的樹脂組成物所成的樹脂組成物層去除之加工方法,可使用鑽孔、雷射、電漿、噴砂等已知的方法。此外,也可視需要而組合此等方法。其中最常見的係藉由二氧化碳雷射(carbon dioxide laser)、準分子雷射、UV雷射、YAG雷射等雷射的加工,藉由照射雷射光,可去除樹脂組成物層4的一部分而形成用以形成通孔(through hole)的貫穿孔、用以形成導通孔(via hole)的開口部、用以形成連接墊3的開口部等貫穿孔和非貫穿孔(例如,參照專利文獻1及2)。
不過,在藉由雷射光照射的加工中,例如使用二氧化碳雷射時,必須有許多的射擊數,必須使用由鉻酸、過錳酸鹽等水溶液形成之氧化劑進行除膠渣(desmear)處理。此外,使用準分子雷射時,加工所需要的時間非常長。此外,UV-YAG雷射時,雖然比較其他的雷射光有可微細加工的優異性,但其問題係不僅去除樹脂組成物層,也同時會去除隣近存在的金屬層。
此外,當雷射光照射在樹脂組成物層上時,照射部位中光能被物體吸收,物體會依據比熱而過度發熱,有可能因此發熱而發生樹脂溶解、變形、變質、變色等缺陷。此外,關於此發熱,雖然已有提案在樹脂組成物層中使用熱硬化性樹脂,但使用熱硬化性樹脂時可能容易在樹脂組成物層產生裂隙。
就照射雷射光以外的方法而言,可列舉藉由濕式噴砂(wetblast)法去除樹脂組成物層的方法。在絕緣性基板上具有連接墊的電路基板上形成樹脂組成物層後施以硬化處理,在樹脂組成物層上設置形成濕式噴砂用罩用的樹脂層後,經曝光、顯像而形成圖案狀的濕式噴砂用罩。其次,進行濕式噴砂將樹脂組成物層去除,形成開口部,接著去除濕式噴砂用遮罩(例如,參照專利文獻3)。
不過,在藉由濕式噴砂的加工中,以一次的濕式噴砂處理可抛光的厚度很小,因此必須重複數次的濕式噴砂處理。因此,不僅抛光所需的時間非常長,也使樹脂組成物層的接著部分在連接墊上或絕緣性基板上時,因其材質而未能均勻的抛光或產生殘渣時,要執行高精度的加工極其困難。
已有人揭示藉由使用40℃的胼系藥液作為蝕刻液進行浸漬處理的蝕刻方法(例如,參照專利文獻4),作為去除含有無機填充劑及含鹼不溶性樹脂的樹脂組成物所成之樹脂組成物層的加工方法。不過,因胼屬於毒物,對人體的影響或環境負荷甚大,故不佳。
此外,已有人揭示使用含有15至45質量%的鹼金屬氫氧化物的蝕刻液之蝕刻方法(例如,參照專利文獻5)。在專利文獻5中,係揭
示更含有乙醇胺化合物的蝕刻液作為較佳的型態。使用專利文獻5的蝕刻液對含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物進行蝕刻時,在蝕刻後的表面上可能產生有機填充劑的殘渣。
此外,參照專利文獻5揭示的蝕刻方法進行樹脂組成物層的蝕刻時,由於蝕刻液與樹脂組成物層的親和性不足,在使樹脂組成物層中的開口部之開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,可能發生未蝕刻處。因此,期望有不產生未蝕刻處的蝕刻方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-101244號公報
[專利文獻2]國際公開第2017/38713號小冊
[專利文獻3]日本特開2008-300691號公報
[專利文獻4]國際公開第2018/88345號小冊
[專利文獻5]國際公開第2018/186362號小冊
本發明的課題係提供一種新穎的蝕刻液,其適用於含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物等。
本發明的另一課題係提供一種樹脂組成物的蝕刻液及蝕刻方法,其在使用蝕刻液去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物的加工中,可有效去除(例如無殘渣、穩定地去除)該樹脂組成物(含有該樹脂組成物而形成之樹脂組成物層),且面內的均勻性高。此外,本發明的另一課題係提供一種蝕刻方法,其即使在開口部的開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,也可防止未蝕刻處之發生。
本發明人等係藉由下述方式等而發現可解決上述課題。
<1>一種樹脂組成物之蝕刻液,該樹脂組成物含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑[用於樹脂組成物之蝕刻液、樹脂組成物用之蝕刻液、蝕刻樹脂組成物層(以樹脂組成物形成之層)用之蝕刻液],該蝕刻液含有作為第1成分的15至45質量%之鹼金屬氫氧化物及作為第2成分的1至40質量%的乙醇胺化合物,且含有選自醇化合物及羧酸化合物中的至少1種之第3成分。
<2>如<1>所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有選自多元醇化合物、多元羧酸化合物及羥酸化合物中的至少1種。
<3>如<1>或<2>所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有3至60質量%的多元醇化合物。
<4>如<2>或<3>所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述多元醇化合物的分子量為80以上200以下。
<5>如<2>至<4>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述多元醇化合物具有3個以上的羥基。
<6>如<2>至<5>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述多元醇化合物含有甘油。
<7>如<1>至<6>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有2至20質量%的多元羧酸化合物。
<8>如<1>至<7>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有2至20質量%的羥酸化合物。
<9>如<1>至<8>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述蝕刻液含有0.1至3質量%的芳香族醇化合物。
<10>一種樹脂組成物的蝕刻方法,其具有下列步驟:使用<1>至<9>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,對含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物進行蝕刻處理之步驟。
<11>一種樹脂組成物的蝕刻方法,其具有下列步驟:使用<1>至<9>項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,對含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物進行蝕刻處理的步驟;以及蝕刻處理後照射超音波的超音波照射步驟。
<12>如<10>或<11>所述之樹脂組成物的蝕刻方法,其在蝕刻步驟前更具有以前處理液進行前處理之步驟,該前處理液包含含有2.5至7.5質量%的陰離子界面活性劑之酸性水溶液。
<13>如<10>至<12>項中任一項所述之樹脂組成物的蝕刻方法,其在蝕刻步驟後具有水洗步驟,且自蝕刻步驟結束至開始水洗步驟前的時間為30秒以內。
<14>如<10>至<13>項中任一項所述之樹脂組成物的蝕刻方法,其中,在蝕刻步驟中係使用蝕刻阻材,該蝕刻阻材為金屬遮罩或乾膜光阻(Dry-Film Resist)。
根據本發明,可提供一種新穎的蝕刻液,其可適用於含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物等。
此外,根據本發明,可提供一種蝕刻液及蝕刻方法,係在使用蝕刻液去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物之加工中,可有效去除(例如無殘渣、穩定地去除)該樹脂組成物(含有該樹脂組成物而成之樹脂組成物層)),且面內的均勻性高。此外,根據本發明,可提供一種蝕刻方法,其即使在開口部的開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,也可防止未蝕刻處的發生。
1:電路基板
1’:覆銅積層板
2:絕緣層
3:焊接墊、連接墊
3’:銅箔
4:樹脂組成物層
5:蝕刻阻材(金屬遮罩、乾膜光阻圖案)
6:銅箔、乾膜光阻
8:樹脂殘渣
a:蝕刻阻材5的開口長度
b:樹脂組成物層4的膜厚
c:樹脂組成物層4的底部長度
[第1圖]阻焊劑圖案的示意剖面結構圖。
[第2圖]阻焊劑圖案的示意剖面結構圖。
[第3圖]藉由本發明的蝕刻方法蝕刻樹脂組成物層4之步驟的一例之剖面步驟圖。
以下說明實施本發明用之型態。本說明書中,有時將「樹脂組成物之蝕刻液」簡稱為「蝕刻液」,將「樹脂組成物的蝕刻方法」簡稱為「蝕刻方法」。
本發明的蝕刻液可使用於例如去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其是含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物)之加工中。此外,本發明的蝕刻方法具有使用本發明蝕刻液對含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其是含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物)進行蝕刻處理之蝕刻步驟。
<蝕刻液>
本發明的蝕刻液係含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其是含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物)之蝕刻液(樹脂組成物用之蝕刻液、蝕刻樹脂組成物用之液)。
本發明的蝕刻液通常含有作為第1成分的鹼金屬氫氧化物(尤其是15至45質量%的鹼金屬氫氧化物)。由於鹼不溶性樹脂具有不溶解於鹼性水溶液中的性質,故原本無法藉由鹼性的水溶液來去除。不過,藉由使用本發明的蝕刻液,可去除含鹼不溶性樹脂的樹脂組成物。此乃因高充填化的樹脂組成物中之無機填充劑,即樹脂組成物中充填有高達30至50質量%的含量之無機填充劑會被含有高濃度的鹼金屬氫氧化物之蝕刻液
溶解、分散、去除之故。此外,當鹼不溶性樹脂和充填有含量高達20至40質量%之有機填充劑受蝕刻液而膨潤時,推測係因鹼不溶性樹脂和有機填充劑間產生膨潤率差而使樹脂組成物之結構變脆,促進蝕刻的進行。
鹼金屬氫氧化物的含量(相對於蝕刻液整體的比例,以下在相同的表達中亦同)為15質量%以上時,無機填充劑的溶解性優良,鹼金屬氫氧化物的含量為45質量%以下時,因不易發生鹼金屬氫氧化物的析出,故液體隨時間的穩定性優良。鹼金屬氫氧化物的含量係以20至45質量%更佳。
上述鹼金屬氫氧化物可適用選自氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰之群組中的至少1種化合物。鹼金屬氫氧化物可單獨使用此等中的1種,也可將2種以上組合使用。
本發明的蝕刻液通常含有作為第2成分的烷醇胺化合物(通常係乙醇胺化合物,尤其係1至40質量%的乙醇胺化合物)。因蝕刻液含有乙醇胺化合物等,故乙醇胺化合物會滲透到樹脂組成物中,使樹脂組成物膨潤,並可均勻地溶解無機填充劑。烷醇胺化合物(例如乙醇胺化合物)的含量為1質量%以上時,鹼不溶性樹脂的膨潤性優良,為40質量%以下時,相對於水之相溶性變高,難以產生相分離,隨時間的穩定性優良。烷醇胺化合物(例如乙醇胺化合物)之含量係以3至35質量%更佳。
上述烷醇胺化合物(例如乙醇胺化合物)可以係如一級胺、二級胺、三級胺等任一種類,可單獨使用1種,也可將2種以上組合使用。代表的胺化合物之一例可列舉一級胺的2-胺基乙醇;為一級胺與二級胺的混合體(即,一分子內具有一級胺基和二級胺基的化合物)之2-(2-
胺基乙基胺基)乙醇;為二級胺的2-(甲基胺基)乙醇或2-(乙基胺基)乙醇;為三級胺的2,2’-甲基亞胺基二乙醇或2-(二甲基胺基)乙醇等。其中並以2-(甲基胺基)乙醇及2-(2-胺基乙基胺基)乙醇更佳。
本發明的蝕刻液含有選自醇化合物及羧酸化合物中的至少1種之第3成分。尤其本發明的蝕刻液可含有作為第3成分的3至60質量%之多元醇化合物、2至20質量%的多元酸化合物或2至20質量%的羥酸化合物。本發明的蝕刻液因含有此種第3成分(例如多元醇化合物、多元羧酸化合物及/或羥酸化合物),故可同時將鹼不溶性樹脂、有機填充劑及溶解的無機填充劑分散、去除。
雖然對此效果的機制仍屬推測,但認為係與前述的本發明之蝕刻液的溶解、分散機制有關。為將樹脂組成物穩定而蝕刻去除時,必須以含有高濃度的鹼金屬氫氧化物之蝕刻液來溶解已高充填於樹脂組成物中的部分或全部之無機填充劑,並在不能維持作為樹脂組成物的被膜形狀之階段中,將鹼不溶性樹脂、有機填充劑及溶解的無機填充劑同時去除。如僅去除一種成分時,殘留的成分將成為殘渣而殘留在蝕刻後的表面上。可認為因蝕刻液含有第3成分(例如多元醇化合物、多元酸化合物及/或羥酸化合物),而具有整合不能維持被膜形狀的成分之機能,提高同時去除的性能。認為因此效果增加了殘渣無殘留處理時間的餘量,並且可穩定地去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物。
第3成分的含量(2種以上組合時係其總含量)雖然係取決於構成第3成分之成分,但可以係例如0.1質量%以上、0.5質量%以上,以1質量%以上為佳,1.5質量%以上更佳,2質量%以上等特別佳。
此外,第3成分的含量雖然係取決於構成第3成分之成分,但可以係例如60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、20質量%以下等。
[醇化合物]
醇化合物[非烷醇胺化合物(乙醇胺化合物)的醇化合物]係包含單醇化合物[例如烷醇(例如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇等)、脂環式單醇(例如環己醇)等非芳香族單醇化合物(脂肪族單元醇)等]、多元醇化合物等。
醇化合物可單獨使用1種,也可將2種以上組合使用。
較佳的醇化合物可含有多元醇。
此外,醇化合物可以係芳香族醇化合物[後述的芳香族醇化合物(例如苯甲醇、苯氧基乙醇等)等],也可以係非芳香族醇化合物(非芳香族單醇化合物、非芳香族多元醇化合物),也可含有此兩種醇化合物。
又,非芳香族醇化合物可以係飽和及不飽和化合物的任一種。
代表性的醇化合物大多至少含有非芳香族醇化合物(尤其係非芳香族多元醇化合物)。另一方面,如後述,芳香族醇化合物可適當地與第3成分(另外,第1成分及第2成分)組合。
第3成分含有醇化合物時,醇化合物的含量雖然係取決於第3成分的總含量等,但可以係例如0.1質量%以上、0.5質量%以上,以1質量%以上為佳,2質量%以上等更佳,以3質量%以上特別佳等。此外,醇
化合物的含量可以係例如60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下等。
以醇化合物構成第3成分時,如本發明的蝕刻液中使用之醇化合物(例如多元醇化合物)的含量較少(例如未達3質量%)時,整合分散的性能會不足,過多(例如超過60質量%)時,因過於整合而使去除性不足。因此,醇合物(例如多元醇化合物)的含量雖然係取決於第3成分的總含量等,但以可實現有效去除性的範圍中者為佳,以10至40質量%更佳。
本發明的蝕刻液中使用之多元醇化合物中,存在較佳的分子量之範圍,並以80以上200以下為佳。此外,多元醇化合物係以具有3個以上的羥基之化合物為佳。
另外,較佳的多元醇化合物中,可列舉羥基比較密集存在的化合物。此種多元醇化合物中,每1個羥基的分子量可以係例如100以下、80以下、60以下、50以下、40以下、35以下等。
多元醇化合物可以係脂肪族多元醇化合物、芳香族多元醇化合物中的任一種,特別以至少使用脂肪族多元醇化合物(烷多元醇等)為佳。又,多元醇化合物可以係糖或糖醇。
一具體例可列舉具有3個以上的羥基之多元醇(例如烷三醇(例如甘油、三羥甲基丙烷等C3-10烷三醇)、烷四醇(例如赤蘚糖醇、新戊四醇等C4-12烷四醇)、具有5個以上的羥基之烷多元醇(例如山梨糖醇、木糖醇、硼醇等)、具有3個以上的羥基之多元醇之聚合物(例如二甘油、二新戊四醇)等]、二醇[例如聚(烷二醇)[例如二乙二醇、二丙二
醇等聚C2-6烷二醇]、烷二醇(例如乙二醇、丙二醇、丁二醇等C2-10烷二醇)等]。其中,係以甘油特別佳。此外,多元醇化合物可單獨使用1種,也可將2種以上組合使用。
[羧酸化合物]
羧酸化合物(也簡稱「羧酸」)係包含羧酸、羧酸衍生物(例如羧酸鹽)等。又,羧酸化合物(羧酸、羧酸鹽等)可以係水合物等。
羧酸可列舉:例如單羧酸(一元羧酸)、多元羧酸(後述的多元羧酸等)、羥酸(後述的羥酸等)等。
單羧酸可列舉例如脂肪酸[例如甲酸、乙酸、丙酸等烷酸(例如C1-10烷酸)]等。
又,羧酸可以係胺基酸(胺基羧酸)。
鹽並無特別的限制,可列舉:例如金屬鹽[例如鹼金屬鹽(例如鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽等)、鹼土金屬鹽(例如鎂鹽、鈣鹽等)、鋅鹽等]、胺鹽、銨鹽等。
羧酸化合物可單獨使用1種,也可將2種以上組合使用。
較佳的羧酸化合物中含有多元羧酸化合物及羥酸化合物。因此,羧酸化合物可含有選自多元羧酸化合物及羥酸化合物中的至少1種。
第3成分含有羧酸化合物時,羧酸化合物的含量雖然係取決於第3成分的總含量等,但可以係例如0.1質量%以上、0.5質量%以上,以1質量%以上為佳,1.5質量%以上更佳等,並以2質量%以上特別佳。此
外,羧酸化合物的含量可以係例如50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、20質量%以下等。
(多元羧酸化合物)
以多元羧酸化合物構成第3成分時,本發明的蝕刻液中使用的多元羧酸化合物之含量較少(例如未達2質量%)時,整合分散的性能會不足,如量較多(例如超過20質量%)時,會因過度整合而使去除性不足。因此,多元羧酸化合物的含量雖然係取決於第3成分的總含量等,但以在可實現有效去除性的範圍中選擇者為佳,以3至15質量%更佳。如上述,本發明的蝕刻液中使用的多元羧酸(多元羧酸化合物)中可包含多元羧酸的衍生物(例如鹽等)或水合物。
多元羧酸可使用脂肪族多元羧酸、芳香族多元羧酸的任一種,代表性的可適當地使用脂肪族多元羧酸。此種脂肪族多元羧酸可以係飽和及不飽和脂肪酸的任一種。
多元羧酸中,只要其羧基數為2以上即可,例如可為2至10(例如2至6)等。
較佳的多元羧酸中,可列舉羧基比較密集存在的化合物。此種多元羧酸中,其每一個羧基的分子量可以係例如100以下、80以下、60以下、50以下、40以下、35以下等。
本發明的蝕刻液中使用的多元羧酸(多元羧酸化合物)可例示:例如烷聚羧酸(例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸等C2-12烷二酸)、烯聚羧酸(例如順丁烯二酸、反丁烯二酸等C4-12烯二羧酸)、羧基
烷基胺[例如氮基3乙酸(NTA)、乙二胺4乙酸(EDTA)、L-天門冬胺酸-N,N-2乙酸(ADSA)、二乙三胺5乙酸(DTPA)]及此等之衍生物(鹽等)。此等多元羧酸(多元羧酸化合物)之中,係以丙二酸、順丁烯二酸、乙二胺4乙酸(EDTA)、二乙三胺5乙酸(DTPA)及此等之鹽更佳,因在去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物之加工中不殘留含有該樹脂組成物所成之樹脂組成物層且穩定地去除,以丙二酸及乙二胺4乙酸(EDTA)與該等之鹽又更佳,以乙二胺4乙酸(EDTA)及其鹽特別佳。此外,可單獨使用1種作為多元羧酸(多元羧酸化合物),也可將2種以上組合使用。
(羥酸化合物)
以羥酸化合物構成第3成分時,本發明的蝕刻液中使用的羥酸化合物之含量較少(例如未達2質量%)時,會使整合分散的性能不足,量較多(例如超過20質量%)時會過度整合而使去除性不足。因此,羥酸化合物的含量雖然取決於第3成分的總含量等,但以在可實現有效去除性的範圍中選擇者為佳,以3至15質量%更佳。如上述,本發明的蝕刻液中使用之羥酸(羥酸化合物)亦包含羥酸的衍生物(例如鹽等)。此外,如上述,羥酸或其鹽等可以係水合物。
羥酸可以係脂肪族羥酸、芳香族羥酸的任一種,脂肪族羥酸可以係飽和及不飽和脂肪酸的任一種。
羥酸中,只要羥基數為1以上即可,可以係例如1至10(例如1至5)等。
羥酸中,只要羧基數為1以上即可,可以係例如1至10(例如1至5)等。
較佳的羥酸中,可列舉羥基及羧基比較密集存在的化合物。此種羥酸中,每一個羥基及羧基的總量之分子量可以係例如100以下、80以下、60以下、50以下、40以下、35以下等。
本發明的蝕刻液中使用的羥酸(羥酸化合物)可例示如脂肪族羥酸[例如羥基烷羧酸(例如乙醇酸、乳酸、丙醇二酸、甘油酸、果酸、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、檸檬酸、異檸檬酸、甲羥戊酸、廣酸、羥基戊酸、羥基己酸等)、羥基烷基-羧基烷基胺(例如羥基乙基亞胺基二乙酸、羥基亞胺基二琥珀酸等)、脂環式羥酸(例如喹寧酸)等]、芳香族羥酸[例如水楊酸、4-羥基隣苯二甲酸、4-羥基間苯二甲酸、雜酚酸(升柳酸、羥基(甲基)苯甲酸)、香草酸、丁香酸、二羥基苯甲酸、原兒茶酸、龍膽酸、苔色酸(orsellinic acid)、沒食子酸、苦杏仁酸、2-苯乳酸、草木樨酸(melilotic acid)、根皮酸、香豆酸、繖形酸、咖啡酸等]及此等酸之衍生物(例如鹽等)。此等羥酸(羥酸化合物)之中,係以蘋果酸、酒石酸、没食子酸、4-羥基間苯二甲酸及此等之鹽更佳,因在去除含鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物的加工中,可不含有該樹脂組成物所成之樹脂組成物層的殘渣、穩定地去除,以酒石酸及4-羥基間苯二甲酸和此等之鹽又更佳,以酒石酸與其鹽特別佳。此外,可單獨使用1種羥酸,也可將2種以上組合使用。
(芳香族醇化合物)
蝕刻液可含有芳香族醇化合物。又,芳香族醇化合物雖然對應於前述醇化合物(即,第3成分),但特別以和其他的第3成分[例如非芳香族醇化合物(多元醇化合物等)、羧酸化合物(多元酸化合物、羥酸化合物等)等]組合使用(作為第4成分使用)為佳。
具體上,本發明的蝕刻液係以含有作為第4成分的芳香族醇化合物(例如,0.1至3質量%的芳香族醇化合物)為佳。本發明的蝕刻液可因含有芳香族醇化合物,而提高同時分散去除鹼不溶性樹脂、有機填充劑及已溶解的無機填充劑之效果。因此,後述的<蝕刻方法>中,即使不進行超音波照射步驟,也可無殘渣的去除樹脂組成物層。當然,使用含有作為第4成分的芳香族醇之蝕刻液也可進行具有超音波照射步驟的本發明之蝕刻方法。
雖然此效果的機制仍屬推測,但認為係與前述本發明的蝕刻液之溶解、分散機制有關。為將樹脂組成物穩定而蝕刻去除時,在以含有高濃度的鹼金屬氫氧化物之蝕刻液來溶解已高充填於樹脂組成物中的部分或全部之無機填充劑,且不能維持作為樹脂組合物的被膜形狀之階段中,必須將鹼不溶性樹脂、有機填充劑及溶解的無機填充劑同時去除。如僅去除一種成分時,殘留的成分將成為殘渣而殘留在蝕刻後的表面上。可認為蝕刻液因含有其他的第3成分(例如多元醇化合物、多元酸化合物及/或羥酸化合物),而具有整合不能維持被膜形狀的成分之機能,並提高同時去除的性能。而且,可認為因蝕刻液更含有芳香族醇化合物,故可提高去除未溶解的鹼不溶性樹脂及有機填充劑之機能。認為藉由該效果可增
加無殘留殘渣的處理時間之餘量,且穩定地去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物。
使用芳香族醇化合物時,芳香族醇化合物的含量雖然係取決於第3成分的總含量等,但可以係例如0.1質量%以上、0.5質量%以上等,可以係20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下等。
本發明的蝕刻液中使用的芳香族醇化合物之含量係例如0.1質量%以上程度時,去除鹼不溶性樹脂及有機填充劑的性能優良,如未達3質量%程度時,相對於水的相溶性變高,不易產生相分離,隨時間的穩定性與處理均勻性變優。芳香族醇化合物的含量係以0.5至2.5質量%更佳。
本發明的蝕刻液中使用的芳香族醇化合物可例示如芳烷醇(例如苯甲醇、4-甲基苯甲醇、3-甲基苯甲醇、2-甲基苯甲醇、2-苯基乙醇、3-苯基丙醇、1-苯基-1-丙醇、1-苯基-2-丙醇、4-苯基-1-丁醇、4-苯基-2-丁醇、1-苯基-2-丁醇、2-苯基-2-丁醇等)、(聚)烷二醇單芳基醚(例如2-苯氧基乙醇、苯基二乙二醇、苯基丙二醇、苯基二丙二醇等)、(聚)烷二醇單芳烷醚(例如苯甲基乙二醇、苯甲基二乙二醇等)等。此等芳香族醇之中,在去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物之加工中,為將含有該樹脂組成物而成之樹脂組成物無殘渣、穩定地去除,係以苯甲醇及2-苯氧基乙醇更佳,以2-苯氧基乙醇特別佳。此外,可單獨使用1種芳香族醇,也可將2種以上組合使用。
本發明的蝕刻液中,可視需要而適宜地添加偶合劑、整平劑、著色劑、界面活性劑、消泡劑、有機溶劑等。有機溶劑可列舉丙酮、
甲基乙基酮、環己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸賽璐蘇、丙二醇單甲醚乙酸酯、卡比醇乙酸酯等乙酸酯類;賽璐蘇、丁基卡比醇等卡比醇類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等醯胺系溶劑等。
本發明的蝕刻液係以鹼性水溶液為佳。本發明的蝕刻液中所用之水可使用自來水、工業用水、純水等。宜使用此種純水。在本發明中,可使用通常供工業用之自來水。
<前處理液>
本發明的前處理液係例如含有2.5至7.5質量%的陰離子界面活性劑之酸性水溶液。本發明的前處理液含有的陰離子界面活性劑可列舉月桂基硫酸鹽、聚氧伸乙基烷醚硫酸鹽、聚氧伸烷烯醚硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、十二烷苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、二烷基磺琥珀酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽、烷磺酸鹽、烯基琥珀酸鹽等。在此等陰離子界面活性劑之中,係以聚氧伸乙烷醚硫酸鹽、烷基萘磺酸鹽為佳,因為即使在如同使樹脂組成物層中的開口部之開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,也可防止未蝕刻處的發生,並以烷基萘磺酸鹽特別佳。對離子係以烷基金屬離子類、烷醇胺鹽離子為佳。此外,此等陰離子界面活性劑可單獨使用1種.也可將2種以上組合使用。
為能如同使樹脂組成物層中的開口部之開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中防止未蝕刻處的發生,上述前處理液含有的陰離子界面活性劑之含量係以2.5質量%以上為佳,3質量%以上更佳。此外,從不增加所得的效果而不經濟、前處理後的水洗耗費時間、且
在水洗不充分時會有因陰離子界面活性劑的聚集而導倄發生未蝕刻的部分等觀點,係以7.5質量%以下為佳,6質量%以下更佳。
本發明的前處理液係酸性,即使在如同使樹脂組成物層中的開口部之開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,從防止未蝕刻部位的發生之觀點,其pH係以6以下為佳。此外,不增加所得的效果而不經濟,且從pH調整劑的混合耗時之觀點,pH係以1以上為佳。pH調整劑可使用鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、氫氧化物鹽、碳酸鹽等。另外,本發明的前處理液可含有消泡劑、抑泡劑、增黏劑、防腐劑等已知的添加劑。
本發明的前處理液中使用之水可使用自來水、工業用水、純水等。其中,宜使用純水。本發明中,可使用通常供工業用的純水。
<樹脂組成物>
本發明的樹脂組成物係含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物。相對於樹脂組成物中的不揮發分100質量%,該樹脂組成物中的有機填充劑之含量係例如20至40質量%。如有機填充劑的含量未達20質量%時,相對於樹脂組成物整體,因含有鹼金屬氫氧化物的蝕刻液產生之膨潤率差的影響變少,故不會進行蝕刻。如有機填充劑的含量超過40質量%時,有因樹脂組成物的流動性降低而降低可撓性之傾向,可能不太實用。
相對於樹脂組成物中的不揮發分100質量%,無機填充劑的含量係例如30至50質量%。對於樹脂組成物整體,無機填充劑的含量未達
30質量%時,可能因作為受含有鹼金屬氫氧化物之蝕刻液溶解的部位之無機填充劑過少,而無法進行蝕刻。如無機填充劑的含量超過50質量%時,因樹脂組成物的流動性降低下,可撓性有降低的傾向,可能不太實用。
本發明中,有機填充劑可使用:例如選自由聚四氟乙烯(PTFE)、氟乙烯-丙烯共聚合物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯-氯三氟乙烯共聚合物(TFE/CTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚合物(ECTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)所組成之群組中的至少1種氟系樹脂。此等樹脂可單獨使用1種,也可將2種以上組合使用。從樹脂組成物層的低介電率化之觀點,係以PTFE為佳。
本發明中,無機填充劑可列舉:例如氧化矽、玻璃、黏土、雲母等矽酸鹽;氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化矽等氧化物;碳酸鎂、碳酸鈣等碳酸鹽;氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣等氫氧化物;硫酸鋇、硫酸鈣等硫酸鹽等。此外,無機填充劑可列舉硼酸鋁、氮化鋁、氮化硼、鈦酸鍶、鈦酸鋇等。此等之中,選自由氧化矽、玻璃、黏土及氫氧化鋁所組成之群組中的至少1種化合物會溶解於含有鹼金屬氫氧化物的水溶液中,故更適用。氧化矽係以低熱膨潤性優良而更佳,以球狀熔融氧化矽特別佳。可單獨使用此等之中的1種作為無機填充劑,也可將2種以上組合使用。
說明本發明中的鹼不溶性樹脂。除了不溶解於鹼性水溶液的性質以外,鹼不溶性樹脂並無特別的限制。具體上,係溶解於鹼性水溶液中所必需的含羧基樹脂等之含量非常少的樹脂,作為樹脂中的遊離羧基
之含量指標的酸價(JIS K2501:2003)係以未達40mgKOH/g為佳。更具體言之,鹼不溶性樹脂係例如含有使環氧樹脂與環氧樹脂硬化的熱硬化劑之樹脂。鹼性水溶液可列舉含有鹼金屬矽酸鹽、鹼金屬氫氧化物、鹼金屬磷酸塩、鹼金屬碳酸鹽、磷酸銨鹽、碳酸銨鹽等無機鹼性化合物的水溶液、含有單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、環己胺、四甲基氫氧化銨(TMAH)、四乙基氫氧化銨、三甲基-2-羥基乙基氫氧化銨(膽鹼)等有機鹼性化合物的水溶液。
環氧樹脂可列舉:例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧、雙酚S型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂;酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂等。此外,環氧樹脂並且可列舉聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、苯氧型環氧樹脂、茀型環氧樹脂等。可單獨使用此等中的1種作為環氧樹脂,也可將2種以上組合使用。
熱硬化劑只要是具有將環氧樹脂硬化的機能者即無特別的限制,較佳者可列舉苯酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、活性酯系硬化劑、苯并噁嗪系硬化劑、氰酸酯樹脂等。可單獨使用此等中的1種作為熱硬化劑,也可將2種以上組合使用。
除了上述熱硬化劑以外,並且可含有硬化促進劑。硬化促進劑可列舉:例如有機膦化合物、有機鏻鹽化合物、咪唑化合物、胺加化合物、三級胺化合物等。可單獨使用此等中的1種作為硬化促進劑,也可將2種以上組合使用。又,使用氰酸酯樹脂作為熱硬化劑時,為縮短硬化
時間的目的也可添加入作為硬化觸媒而使用的有機金屬化合物。有機金屬化合物可列舉有機銅化合物、有機鋅化合物、有機鈷化合物等。
含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物雖然可藉由熱硬化而形成絕緣性的樹脂組成物層,但使用本發明的蝕刻液之蝕刻通常係在A階段(硬化反應的開始前)或B階段(硬化反應的中間階段)的狀態中進行。即使在A階段或B階段中,鹼不溶性樹脂亦不會溶解於本發明的蝕刻液中,但可藉由本發明的蝕刻液來溶解部分或全部的無機填充劑及鹼不溶性樹脂與有機填充劑相對於蝕刻液的膨潤率差進行樹脂組成物的分散、去除。到了C階段,在樹脂已完全硬化的狀態中,本發明的蝕刻液變得不易使樹脂組成物層膨潤及難以滲透樹脂組成物層,故變得難以均勻地蝕刻。
自A階段至B階段的熱硬化條件雖然係以100至160℃中10至60分鐘為佳,100至130℃中10至60分鐘更佳,但並非限制於此範圍中者。如在超過160℃的高溫中加熱時,進一步進行熱硬化,使用本發明的蝕刻液之蝕刻處理變得困難。
<蝕刻方法>
以下說明本發明的蝕刻方法。第3圖係顯示以本發明的蝕刻方法蝕刻處理樹脂組成物層4的步驟之一例的剖面步驟圖。在此蝕刻方法中,可形成使位於電路基板上之焊接墊3的一部分或全部從樹脂組成物層4露出而成之阻焊劑圖案。
在步驟(I)中,係藉由對位於由絕緣層2與銅箔3’所構成的覆銅積層板1’之表面之銅箔3’進行圖案化而形成導體圖案,形成具有焊接墊3之電路基板1。
在步驟(II)中,係在電路基板1的表面中如同覆蓋整面的形成附銅箔6之樹脂組成物層4。
在步驟(III)中,係對樹脂組成物層4上的銅箔6進行圖案化,形成作為蝕刻阻材5的金屬遮罩5。銅箔3’及銅箔6可藉由例如使用氯化鐵溶液、氯化銅溶液等的銅蝕刻處理進行圖案化。
步驟(III)之後,在步驟(IV)中,係透過蝕刻阻材5(III)以樹脂組成物層的蝕刻液蝕刻處理樹脂組成物層4,直至露出部分或全部的焊接墊3。
又,步驟(III)之後,在步驟(IV)中,係藉由使前處理液與樹脂組成物層4和蝕刻阻材5接觸的前處理步驟,提高蝕刻液與樹脂組成物層4的親和性之後,蝕刻步驟中,可藉由透過蝕刻阻材5以樹脂組成物層用的蝕刻液蝕刻處理樹脂組成物層4,直至露出部分或全部的焊接墊3。
步驟(IV)-2中,係在接續蝕刻處理之後的水洗步驟中去除樹脂殘渣8。
又,在步驟(IV)-2中,可於接續蝕刻處理之後的水洗步驟中,以照射超音波去除樹脂殘渣8。
在步驟(V)中,係藉由蝕刻去除蝕刻阻材5(金屬遮罩),形成從樹脂組成物層4中露出部分或全部的焊接墊3而成之焊阻材圖案。
本發明中,雖然無特別的限制前處理時間,但即使在如同樹脂組成物層中的開口部之開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,為防止未蝕刻處的發生,係以1分鐘以上為佳,3分鐘以上更佳。前處理時間係以10分鐘以下為佳。本發明的前處理液之溫度雖然無特別的限制,但即使在如同樹脂組成物層中的開口部之開口徑成為Φ100μm以下的小直徑開口處理中,為防止未蝕刻處的發生,係以10℃以上為佳,30℃以上更佳。前處理液的溫度係以70℃以下為佳。
本發明的蝕刻方法中,蝕刻液之溫度係以60至90℃為佳。雖然最適溫度可依樹脂組成物的種類、含有樹脂組成物而成之樹脂組成物層的厚度、去除樹脂組成物的加工而得之圖案的形狀等而異,但蝕刻液的溫度係以60至85℃更佳,70至85℃又更佳。
在本發明的蝕刻方法中,係藉由部分或全部的高含量充填之無機填充劑緩緩地從樹脂組成物層的表層溶解,同時分散鹼不溶性樹脂及有機填充劑而進行樹脂組成物層的去除。
本發明的蝕刻方法中,前處理步驟及蝕刻步驟上可使用浸漬處理、覆液(puddle)處理、噴霧處理、刷塗、刮除(scrapping)等方法。其中就蝕刻處理的均勻性而言,係以浸漬處理為佳。
本發明的蝕刻方法中,經蝕刻步驟去除樹脂組成物之後,在將殘留附著在樹脂組成物的表面上之蝕刻液洗淨的同時,為去除附著於連接墊3表面及樹脂組成物層4的壁面上之樹脂殘渣8,宜執行水洗步驟。水洗步驟係以照射超音波的超音波照射步驟為佳。超音波照射係以浸漬方式進行為佳。在超音波照射中,較佳的係使附著在連接墊3表面及樹脂組
成物層4的壁面之樹脂殘渣8與施加20至150kHz的超音波振動之水接觸10至300秒為佳。在此,在超音波振動的頻率未達20kHz或超過150kHz時,由於需要特殊裝置且無多大的優點,故超音波振動的頻率係以20至150kHz為佳。
此外,使附著在連接墊3表面及樹脂組成物層4的壁面上之樹脂殘渣8與施加超音波振動的水接觸之時間(接觸時間)如未達10秒時,可能無法充分去除樹脂殘渣8,如超過300秒時,可能因時間過長而降低產率。因此,接觸時間係以10至300秒為佳。此外,在藉由超音波照射的水洗步驟中為沖走分散有有機填充劑的水洗水時,在以浸漬方式的超音波照射之水洗步驟後,以組合噴霧方式的水洗步驟為佳。噴霧壓係以0.02至0.3MPa為佳。
水洗水可使用自來水、工業用水、純水等。其中,以使用純水為佳。純水可使用通常供工業上使用的水。此外,水洗水的溫度係以蝕刻液的溫度以下為佳,且蝕刻液和水洗水的溫度差係以40至50℃為佳。
蝕刻步驟中使用蝕刻阻材5時,作為蝕刻阻材5除了上述的金屬遮罩以外,其他也可使用乾膜光阻圖案。
本發明的乾膜光阻至少含有光交聯性樹脂組成物,係在聚酯等載體膜上塗布光交聯性樹脂作成光交聯性樹脂層,並且依情況以聚乙烯等的保護膜被覆在光交聯性樹脂層上來構成。光交聯性樹脂層含有例如含羧基的黏合劑聚合物、分子內至少具有1個可聚合的伸乙性不飽和基的光聚合性化合物、光聚合起始劑、溶劑、其他的添加劑。該等之調配比率係取決於感度、解析度、交聯度等要求的性質之平衡。光交聯性樹脂組成
物之例係「光聚合物手冊(Photopolymer Handbook)」(光聚合物論壇編,1989年發行、工業調査會刊)或「光聚合物技術」(山本亞夫、永松元太郎編,1988年發行、日刊工業新聞社刊)等所述,可使用所需要的光交聯性樹脂組成物。光交聯性樹脂層的厚度係以15至100μm為佳,20至50μm更佳。
本發明的乾膜光阻之曝光方法可列舉:使用氙燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、超高壓水銀燈、UV螢光燈作成光源的反射影像曝光;使用光罩的單面接觸式曝光、兩面接觸式曝光、或接近式曝光方式、投影方式或雷射掃描曝光。進行掃描曝光時,可配合發光波長而將He-Ne雷射、He-Cd雷射、氬雷射、氪離子雷射、紅寶石雷射、YAG雷射、氮雷射、色素雷射、準分子雷射等雷射光源轉換成SHG(second harmonic generation)波長而掃描曝光,或藉由利用液晶快門(liquid-crystal shutter)、微鏡陣列快門(micromirror array shutter)的掃描曝光而曝光。
本發明的乾膜光阻之顯像方法係使用適合於所用的光交聯性樹脂層之顯像液,從基板的上下方向朝基板表面噴霧而去除不需要的乾膜光阻(未曝光部),形成由乾膜光阻所構成之蝕刻阻材5。顯像液通常可使用1至3質量%的碳酸鈉水溶液,以使用1質量%的碳酸鈉水溶液更佳。
使用作為蝕刻阻材5的乾膜光阻之剝離方法,係使用適合於所用的光交聯性樹脂層之顯像液,從基板的上下方向朝基板表面噴霧而去除乾膜光阻圖案。剝離液通常可使用2至4質量%的氫氧化鈉水溶液,以使用3質量%的氫氧化鈉更佳。
在本發明中,因自蝕刻步驟終了至開始下一步驟的水洗步驟前之時間為30秒以內,故可將鹼不溶性樹脂、無機填充劑與有機填充劑同時分散、去除。雖然此效果的機制仍屬推測,但認為係與殘留在蝕刻步驟後的蝕刻處理部之鹼不溶性樹脂、無機填充劑和有機填充劑之間的分散狀態有關。殘留在蝕刻步驟後的蝕刻處理部之鹼不溶性樹脂、無機填充劑和有機填充劑可在蝕刻步驟後就呈相互混合的分散狀態,儘快地在此分散狀態進行水洗步驟,藉此可將樹脂組成物層無殘渣地去除。不過,自蝕刻步驟終了至開始水洗步驟前的時間如超過30秒時,認為因鹼不溶性樹脂、無機填充劑和有機填充劑進行分離,分離成容易以水洗去除的成分和難以去除的成分,而在水洗後產生樹脂組成物層的殘渣。
(實施例)
以下雖然係以實施例更詳細地說明本發明,但本發明並非侷限於此等實施例之範圍者。
(例1-1至1-12、1-14、1-17至1-22)
在加入作為有機填充劑的PTFE 25質量%、作為無機填充劑的球狀熔融氧化矽40質量%、作為環氧樹脂的聯苯芳烷型環氧樹脂16質量%、作為熱硬化劑的酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂16質量%、作為硬化促進劑的三苯基膦2質量%、以及偶合劑、整平劑,以使總量作成100質量%後,混合作為溶劑的甲基乙基酮和環己酮,獲得液狀樹脂組成物。
其次,將液狀樹脂組成物塗布在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度38μm)上之後,在100℃中乾燥5分鐘將介質去除。因此形成膜厚
20μm且由含有鹼不溶性樹脂、無機填充劑及有機填充劑的樹脂組成物所構成之A階段的樹脂組成物層。
接著,準備依序積層有銅箔6、剝離層與載體箔之厚度3μm的可剝離之金屬箔,如同使銅箔與上述樹脂組成物層兩者接觸的熱壓附之後,將剝離層及載體箔剝離,獲得附銅箔6之樹脂組成物層4。
將位於環氧樹脂玻璃布基材覆銅銅積層板1’(面積170mm×255mm、銅箔厚度12μm、基材厚度0.1mm)的一表面上的銅箔3’進行圖案化,獲得形成導體圖案的環氧樹脂玻璃布基材(電路基板1)。其次,將聚對二甲苯酸乙二酯膜銅箔從附銅箔6的樹脂組成物層4上剝離,在形成有導體圖案的環氧樹脂玻璃布基材上使用真空熱壓積層機,以溫度100℃、壓力1.0MPa真空加熱壓附之後,在130℃中加熱45分鐘,形成B階段的樹脂組成物層4。
接著,將樹脂組成物層4上的銅箔6圖案化,在銅箔的設定領域上形成開口部,準備附蝕刻阻材(金屬遮罩)的樹脂組成物層4。
接著,透過蝕刻阻材5以表1及表2所述之蝕刻液,在80℃中以浸漬處理對樹脂組成物層4進行蝕刻步驟。蝕刻步驟後,將殘留附著在樹脂組成物層4的表面上之蝕刻液洗淨,同時為用超音波照射去除附著在連接墊3表面及樹脂組成物層4的壁面之樹脂殘渣8,而進行藉由純水的浸漬方式之超音波照射步驟作為水洗步驟。又,使施加45kHz超音波振動的純水與附著在連接墊3表面及樹脂組成物層4的壁面之樹脂殘渣8接觸60秒而進行。
關於蝕刻液處理時間,係在第3圖所述之蝕刻阻材5的開口長度a和樹脂組成物層4的膜厚b與樹脂組成物層4的開口部之底部長度c中,將成為a+2b=c的處理時間設為「標準處理時間」。具體上,係因蝕刻阻材5的開口長度a為60μm中,樹脂組成物層4的膜厚b為20μm,故將樹脂組成物層4的開口部之底部長度c成為100μm±5μm的處理時間設為「標準處理時間」,顯示於表1及表2中。
(樹脂殘渣)
評定蝕刻阻材5的開口部內部中是否確實地去除樹脂組成物層4。將結果顯示於表1及表2中。將評定標準顯示如下述。
評定標準
○(良好):超音波水洗後的開口部內部無樹脂殘渣,或即使殘留也可藉由追加噴霧的水洗步驟去除之程度。
△(滿意):超音波水洗後的開口部內部殘留樹脂殘渣,且無法藉由追加噴霧的水洗步驟去除之程度,但可藉由電漿洗淨處理等後處理輕易地去除之程度。
×(不滿意):超音波水洗後的開口部內部殘留大量樹脂殘渣,即使藉由電漿洗淨處理等後處理也無法去除的程度。
(例1-13)
除了將PTFE之含量設為23質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為33質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為25質量%以外,藉由和例1-3相同的方法進行蝕刻處理。將結果顯示於表2中。
(例1-15)
除了將PTFE之含量設為15質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為40質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為26質量%以外,藉由和例1-3相同的方法進行蝕刻處理。雖然將蝕刻時間延長至30分鐘(1,800秒),但在導體圖案表面上及環氧樹脂玻璃布基材上仍有大量的樹脂殘渣,未能將樹脂組成物層蝕刻加工。將結果顯示於表2中。
(例1-16)
除了將PTFE之含量設為25質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為25質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為31質量%以外,藉由和例1-3相同的方法進行蝕刻處理。雖然將蝕刻時間延長至30分鐘,但在導體圖案表面上及環氧樹脂玻璃布基材上仍有大量的樹脂殘渣,未能將樹脂組成物層蝕刻加工。將結果顯示於表2中。
(例1-23)
將藉由和例1-1相同的方法所得之附蝕刻阻材的樹脂組成物層4濕式噴砂處理,然後去除蝕刻阻材5。以光學顯微鏡觀察此之結果,係樹脂組成物層4的蝕刻量並不均勻,在環氧樹脂玻璃布基材上有殘留樹脂組成物
之處。此外,在露出部分或全部表面的導體圖案上,確認有大量濕式噴砂處理而致之的刮傷。
(例2-1至2-14)
蝕刻處理後的水洗步驟中,除了不進行超音波照射步驟,而是進行噴霧的水洗步驟以外,將藉由和例1-1至1-14相同的方法進行蝕刻處理時的樹脂殘渣之評定結果顯示於表3及4中。
由表1至4的結果可知,在本發明中可有效去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其係無樹脂殘渣、穩定地去除)。
(例3-1至3-10、3-12、3-15至3-21)
除了使用表5或表6所述之蝕刻液以外,藉由和例1-1相同的方法進行蝕刻處理。將結果顯示於表5及表6中。
(例3-11)
除了將PTFE之含量設為23質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為33質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為25質量%以外,藉由和例3-3相同的方法進行蝕刻處理。將結果顯示於表6中。
(例3-13)
除了將PTFE之含量設為15質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為40質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為26質量%以外,藉由和例3-3的相同方法進行蝕刻處理。雖然將蝕刻時間延長至30分鐘(1,800秒),但在導體圖案表面上及環氧樹脂玻璃布基材上仍有大量的樹脂殘渣,而未能將樹脂組成物層蝕刻加工。將結果顯示於表6中。
(例3-14)
除了將PTFE之含量設為25質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為25質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為31質量%以外,藉由和例3-3相同的方法進行蝕刻處理。雖然將蝕刻時間延長至30分鐘,但在導體圖案表面上及環氧樹脂玻璃布基材上仍有大量的樹脂殘渣,未能將樹脂組成物層蝕刻加工。將結果顯示於表6中。
(例4-1至4-12)
蝕刻處理後的水洗步驟中,除了不進行超音波照射步驟,而是噴霧的水洗步驟以外,也將藉由和例3-1至3-12相同的方法進行蝕刻處理時的樹脂殘渣之評定結果顯示於表7及8中。
由表5至8的結果可知,在本發明中可有效去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其係無樹脂殘渣、穩定地去除)。
(例5-1至5-10、5-12、5-15至5-22)
除了使用表9或表10所述之蝕刻液以外,藉由和例1-1相同的方法進行蝕刻處理。將結果顯示於表9及表10中。
(例5-11)
除了將PTFE之含量設為23質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為33質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為25質量%以外,藉由和例5-3相同的方法進行蝕刻處理。將結果顯示於表10中。
(例5-13)
除了將PTFE之含量設為15質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為40質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為26質量%以外,藉由和例5-3相同的方法進行蝕刻處理。雖然將蝕刻時間延長至30分鐘(1,800秒),但在導體圖案表面上及環氧樹脂玻璃布基材上仍有大量的樹脂殘渣,未能將樹脂組成物層蝕刻加工。將結果顯示於表10中。
(例5-14)
除了將PTFE之含量設為25質量%、球狀熔融氧化矽的含量設為25質量%、聯苯芳烷型環氧樹脂的含量設為31質量%以外,藉由和例5-3相同的方法進行蝕刻處理。雖然將蝕刻時間延長至30分鐘,但在導體圖案表面上及環氧樹脂玻璃布基材上仍有大量的樹脂殘渣,未能將樹脂組成物層蝕刻加工。將結果顯示於表10中。
(例6-1至6-12)
蝕刻處理後的水洗步驟中,除了不進行超音波照射步驟,而是噴霧的水洗步驟以外,也將藉由和例5-1至5-12相同的方法進行蝕刻處理時的樹脂殘渣之評定結果顯示於表11及12中。
如表9至12的結果可知,在本發明中可有效去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其可無樹脂殘渣、穩定地去除)。
(例7)
在加入作為有機填充劑的PTFE 25質量%、作為無機填充劑的球狀熔融氧化矽40質量%、作為環氧樹脂的聯苯芳烷型環氧樹脂16質量%、作為熱硬化劑的酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂16質量%、作為硬化促進劑的三苯基膦2質量%、以及偶合劑、整平劑,以使全量作成100質量%後,混合作為溶劑的甲基乙基酮及環己酮,獲得液狀樹脂組成物。
接著,將液狀樹脂組成物塗布在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度38μm)上之後,在100℃中乾燥5分鐘將溶劑去除。因此,形成厚度20μm且由含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑和無機填充劑的樹脂組合物所構成之A階段的樹脂組成物層。
接著,準備厚度3μm的依序積層有銅箔6、剝離層與載體箔的可剝離之金屬箔,如同使銅箔與上述樹脂組成物層彼此接觸的熱壓附之後,將剝離層及載體箔剝離,獲得附銅箔6之樹脂組成物層4。
將環氧樹脂玻璃布基材覆銅積層板1’(面積170mm×255mm、銅箔厚度12μm、基材厚度0.1mm)的一表面上之銅箔3’進行圖案化,獲得形成有導體圖案之環氧樹脂玻璃布基材(電路基板1)。接著,從附銅箔6的樹脂組成物層4上將聚對苯二甲酸乙二酯薄膜剝離,在形成有導體圖案之環氧樹脂玻璃布基材上使用真空熱壓附機,在溫度100℃、壓力1.0MPa下進行真空熱壓附之後,在130℃中加熱45分鐘形成B階段的樹脂組合物層4。
接著,將樹脂組成物層4上的銅箔6進行圖案化,在銅箔6的預定領域上形成開口部,準備附蝕刻阻材5(金屬遮罩)的樹脂組成物層4。
以浸漬處理使表13所述之各前處理液(30℃)和樹脂組成物層4與金屬遮罩5接觸5分鐘之後,藉由純水進行噴霧方的水洗處理1分鐘,使蝕刻液與樹脂組成物層4的親和性提高之後,透過金屬遮罩5並用表14所述之各蝕刻液,以浸漬處理對樹脂組成物層4進行蝕刻處理。蝕刻處理後,將殘留附著在樹脂組成物層4的表面上之蝕刻液洗淨,同時為藉由照射超音波去除附著在連接墊表面及樹脂組成物層4的壁面之樹脂殘渣8,而進行用純水的浸漬方式之超音波水洗。又,超音波水洗係使施加45kHz的超音波振動之水與附著在連接墊3表面及樹脂組成物層4的壁面之樹脂殘渣8接觸60秒而進行。
關於蝕刻液處理時間,係在第3圖所述之金屬遮罩5的開口長度a和樹脂組成物層4的膜厚b與樹脂組成物層4的開口部之底部長度c中,將成為a+2b=c的處理時間設為「標準處理時間」。具體上,係因金屬遮罩5的開口長度a為50μm且樹脂組成物層4的膜厚b為20μm,故將樹脂組成物層4的開口部之底部長度c成為90μm±5μm的處理時間稱為「標準處理時間」,顯示於表13及表14中。又,各前處理液的pH係使用硫酸或氫氧化鉀調整。
(小直徑開口)
從金屬遮罩5的開口長度a為50μm、樹脂組成物層4的膜厚b為20μm時確認金屬遮罩5之開口部100處,並且樹脂組成物層4的開口部之底部長度c為90μm±5μm,用下述標準評定小直徑開口處理是否完成。將結果顯示於表15中。
評定標準
○(良好):標準處理時間內小直徑開口100處之中,樹脂開口處為95處以上。
△(滿意):標準處理時間內小直徑開口100處之中,樹脂開口處為85處以上、未達95處。
×(不滿意):標準處理時間內小直徑開口100處之中,樹脂開口處未達85處。
由表15的結果可知,在本發明中,即使係含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物層中之開口部的開口徑如同成為Φ100μm以下的小直徑開口處理,也可防止未蝕刻處而蝕刻處理。
(例8-1至8-9)
在加入作為有機填充劑的PTFE 25質量%、作為無機填充劑的球狀熔融氧化矽40質量%、作為環氧樹脂的聯苯芳烷型環氧樹脂16質量%、作為熱硬化劑的酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂16質量%、作為硬化促進劑的三苯基膦2質量%、以及偶合劑、整平劑,以使總量作成100質量%後,混合作為溶劑的甲基乙基酮和環己酮,獲得液狀樹脂組成物。
接著,將液狀樹脂組成物塗布在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度38μm)上之後,在100℃中乾燥5分鐘將溶劑去除。因此形成膜厚20μm且由含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物所形成之A階段的樹脂組成物層。
接著,準備厚度3μm的依序積層有銅箔6、剝離層與載體箔之可剝離的金屬箔,如同使銅箔與上述樹脂組成物層彼此接觸的熱壓黏著之後,將剝離層及載體箔剝離,獲得附銅箔6之樹脂組成物層4。
將位於環氧樹脂玻璃布基材覆銅積層板1’(面積400mm×500mm、銅箔厚度12μm、基材厚度0.1mm)的一表面上之銅箔3’進行圖案化,獲得面內形成有橫向10個、縱向12個均等配置的導體圖案之環氧樹脂玻璃布基材(電路基板1)。接著,將聚對苯二甲酸乙二酯薄膜從附銅箔6的樹脂組成物層4上剝離,在形成有導體圖案之環氧樹脂玻璃布基材上,使用真空熱壓附式積層器在溫度100℃、壓力1.0MPa下進行真空熱壓附之後,在130℃中加熱45分鐘,形成B階段的樹脂組合物層4。
接著,將樹脂組成物層4上的銅箔6進行圖案化,在銅箔6的預定領域上形成開口部,準備附蝕刻阻材5(金屬遮罩)的樹脂組成物層4。
透過蝕刻阻材5並用表16所述之各蝕刻液,以浸漬處理在80℃中對樹脂組成物層4實施蝕刻處理。其次,表16所述之「從蝕刻步驟結束至開始水洗步驟前的時間」之後,藉由用純水的浸漬方式之超音波照射,實施將殘留在蝕刻處理部的鹼不溶性樹脂、有機填充劑和無機填充劑水洗去除的水洗步驟。然後,藉由用純水的噴霧處理進一步洗淨。
以「樹脂殘留」評定蝕刻阻材5的開口部中樹脂組成物層4是否確實去除。此外,評定「焊蝕」作為樹脂組成物層4的開口形狀中之變形評定。並且觀察作為目標的開口徑(目標開口徑)相同的120個開口部作為「面內均勻性」的評定,將開口徑最大的開口之開口徑作為「最大值」、開口徑最小的開口之開口徑作為「最小值」,以「(最大值-最小值)/目標開口徑×100」求取變動值(%),評定「面內均勻性」。將結果顯示於表16中。各評定的標準顯示如下述。
(樹脂殘留的評定標準)
○(非常良好):表面無殘留樹脂組成物。
○△(良好):表面殘留極微量的樹脂組成物,但不造成問題的程度。
△(滿意):表面殘留微量的樹脂組成物,但可藉由電漿洗淨處理輕易地去除之程度。
×(不滿意):蝕刻後之表面殘留大量的樹脂組成物,且無法藉由電漿洗淨處理去除的程度。
(焊蝕評定標準)
○(非常佳):樹脂組成物層看不到焊蝕。
○△(佳):樹脂組成物層的底面可見到極小的焊蝕。
△(滿意):樹脂組成物層的底面可見到小焊蝕,但不造成問題的程度。
×(不滿意):樹脂組成物層的底面可見到實際應用上有問題的大焊蝕。
(面內均勻性的評定標準)
○(非常佳):均勻性非常高。變動值未達3%。
○△(佳):均勻性高。變動值為3%以上未達5%。
△(滿意):均勻。變動值為5%以上未達6%未満。
×(不滿意):說不上均勻。變動值為6%以上。
由表16的結果可知,將含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物蝕刻處理的蝕刻方法中,藉由包含依序用本發明的蝕刻液之蝕刻步驟及水洗步驟,其面內的均勻性高。此外,也可知焊蝕的發生少。而且,因自蝕刻步驟結束至開始水洗步驟前的時間為30秒以內,故知可樹脂組成物的殘渣量少、穩定地去除。
(例9-1至9-8)
在加入作為有機填充劑的PTFE 25質量%、作為無機填充劑的球狀熔融氧化矽40質量%、作為環氧樹脂的聯苯芳烷型環氧樹脂16質量%、作為熱硬化劑的酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂16質量%、作為硬化促進劑的三苯基膦2質量%、以及偶合劑、整平劑,以使總量作成100質量%後,混合作為溶劑的甲基乙基酮和環己酮,獲得液狀樹脂組成物。
其次,將液狀樹脂組成物塗布在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度38μm)上之後,在100℃中乾燥5分鐘將溶劑去除。因此形成膜厚20μm且由含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物所構成之A階段的樹脂組成物層。
接著,準備厚度3μm的依序積層有銅箔6、剝離層與載體箔的可剝離之金屬箔,使銅箔與上述樹脂組成物層如同彼此接觸的熱壓黏著之後,將剝離層及載體箔剝離,獲得附銅箔6之樹脂組成物層4。
將位於環氧樹脂玻璃布基材覆銅積層板1’(面積170mm×255mm、銅箔厚度12μm、基材厚度0.1mm)的一表面上之銅箔
3’進行圖案化,獲得形成有導體圖案之環氧樹脂玻璃布基材(電路基板1)。接著,將聚對苯二甲酸乙二酯薄膜從附銅箔6的樹脂組成物層4上剝離,在形成有導體圖案之環氧樹脂玻璃布基材上,使用真空熱壓附式積層器在溫度100℃、壓力1.0MPa下進行真空熱壓附之後,在130℃中加熱45分鐘形成B階段的樹脂組合物層4。
接著,將樹脂組成物層4上的銅箔6進行圖案化,在銅箔6的預定區域上形成開口部,準備附蝕刻阻材5(金屬遮罩)的樹脂組成物層4。
透過蝕刻阻材5並用表17所述之蝕刻液,在80℃中以浸漬處理對樹脂組成物層4進行蝕刻處理。蝕刻處理後,進行去除殘留附著在樹脂組成物層4的表面上之蝕刻液的洗淨步驟。在洗淨步驟中,係使用藉由純水的噴霧方式。
關於蝕刻液處理時間,係在第3圖所述之蝕刻阻材5的開口長度a和樹脂組成物層4的膜厚b與樹脂組成物層4的開口部之底部長度c中,將成為a+2b=c的處理時間設為「標準處理時間」。具體上,係因蝕刻阻材5的開口長度a為50μm且樹脂組成物層4的膜厚b為20μm,故將樹脂組成物層4的開口部之底部長度c成為90μm±5μm的處理時間設為「標準處理時間」,顯示於表17中。
以前述的「樹脂殘留」評定金屬遮罩5的開口部中樹脂組成物層4是否確實去除。將結果顯示於表17中。
由表17的結果可知,在本發明中可有效去除含有鹼不溶性樹脂、有機填充劑及無機填充劑的樹脂組成物(尤其是無樹脂殘渣、穩定地去除)。尤其藉由使用芳香族醇,即使不經超音波水洗也可有效去除樹脂組成物。
[產業上應用的可能性]
本發明的蝕刻液及蝕刻方法可將高含量充填有有機填充劑及無機填充劑的耐熱性、介電特性、機械強度、耐化學藥品性等優良之絕緣樹脂組成物層蝕刻加工,可適用於例如多層增層電路板、內建元件模組基板、覆晶封裝基板、搭載封裝基板用主板等中之絕緣樹脂的精密加工上。
Claims (14)
- 一種樹脂組成物之蝕刻液,該樹脂組成物含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑,而該蝕刻液含有作為第1成分的15至45質量%之鹼金屬氫氧化物及作為第2成分的1至40質量%之乙醇胺化合物,且含有選自醇化合物及羧酸化合物中的至少1種之第3成分。
- 如申請專利範圍第1項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有選自多元醇化合物、多元羧酸化合物及羥酸化合物中的至少1種。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有3至60質量%的多元醇化合物。
- 如申請專利範圍第2或3項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述多元醇化合物的分子量為80以上200以下。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述多元醇化合物具有3個以上的羥基。
- 如申請專利範圍第2至5項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述多元醇化合物含有甘油。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中 第3成分含有2至20質量%的多元羧酸化合物。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,第3成分含有2至20質量%的羥酸化合物。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,其中,上述蝕刻液含有0.1至3質量%的芳香族醇化合物。
- 一種樹脂組成物的蝕刻方法,其具有下列步驟:使用申請專利範圍第1至9項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,對含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物進行蝕刻處理的步驟。
- 一種樹脂組成物的蝕刻方法,其具有下列步驟:使用申請專利範圍第1至9項中任一項所述之樹脂組成物之蝕刻液,對含有鹼不溶性樹脂、20至40質量%的有機填充劑及30至50質量%的無機填充劑之樹脂組成物進行蝕刻處理的步驟;以及蝕刻處理後照射超音波的超音波照射步驟。
- 如申請專利範圍第10或11項所述之樹脂組成物的蝕刻方法,其在蝕刻步驟前更具有以前處理液進行前處理之步驟,該前處理液包含含有2.5至7.5質量%的陰離子界面活性劑之酸性水溶液。
- 如申請專利範圍第10至12項中任一項所述之樹脂組成物的蝕刻方法,其在蝕刻步驟後具有水洗步驟,且自蝕刻步驟結束至開始水洗步驟前的時間為30秒以內。
- 如申請專利範圍第10至13項中任一項所述之樹脂組成物的蝕刻方法,其中,在蝕刻步驟中係使用蝕刻阻材,該蝕刻阻材為金屬遮罩或乾膜光阻。
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