JP2002194573A - 銅および銅合金の表面処理剤 - Google Patents

銅および銅合金の表面処理剤

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Naoki Kogure
直毅 木暮
Kenichi Moriyama
賢一 森山
Akiyoshi Hosomi
彰良 細見
Kenichi Takahashi
健一 高橋
Kazuhiko Ikeda
和彦 池田
Atsushi Hosoda
篤史 細田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板等の製造に有用な
銅および銅合金の表面処理剤を提供する。 【解決手段】 過酸化水素、鉱酸、アゾール類お
よび銀イオンを含有する水溶液である銅および銅合金の
表面処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅および銅合金の
表面処理剤に関するものである。特に、電子工業分野に
おけるプリント配線板等の製造に有用な銅および銅合金
の表面処理剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板の製造においては、銅表
面をドライフィルムなどのエッチングフォトレジストや
ソルダーレジストで被覆するにあたり、これらレジスト
と銅表面の密着性を向上させる目的で、銅表面を研磨す
ることが行われている。研磨の方法としては、バフ研磨
などの機械的研磨や、化学薬品との接触による化学研磨
があるが、細線パターンを有する基板の処理には化学研
磨が用いられている。
【0003】特開昭51−27819号公報には、過酸
化水素、硫酸系に5−アミノテトラゾールを含有させた
水溶液にて銅および銅合金をエッチングすることが提案
されている。しかし、この方法においては銅表面を均一
な面にすることが困難であるため、レジストとの密着性
に劣る部分を生ずる不具合がある。この問題を解決する
ため、特開2000−297387号公報においては、
過酸化水素、硫酸系に5−アミノ−1H−テトラゾール
とフェニル尿素を含有させた水溶液にて銅および銅合金
をエッチングし表面を均一に粗面化する方法が提案され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、銅お
よび銅合金、特に電子工業分野における電解銅箔および
銅メッキの表面を均一な粗面化状態にでき、かつ、連続
使用に際して、経時的に安定な銅粗面化状態が得られる
表面処理剤を提供し、さらには銅表面の粗面化方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、過酸化水素と鉱
酸からなる水溶液に、アゾール類と銀イオンを含有させ
ることで、銅表面を安定的に均一な粗面とすることが可
能となることを見出し、本発明に到達した。すなわち、
本発明は、過酸化水素、鉱酸、アゾール類および銀イオ
ンを含有する銅および銅合金の表面処理剤に関するもの
である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の過酸化水素の濃度は、
0.2〜15重量%で処理が可能であるが、特に0.5
〜10重量%が好適でり、より好ましくは0.5〜5重
量%ある。0.5重量%未満の過酸化水素濃度では管理
が煩雑かつ研磨速度が不足し、過酸化水素濃度が10重
量%を超すと、エッチング速度が速すぎるため研磨量の
制御が困難となる。
【0007】本発明の鉱酸としては、硫酸、硝酸、リン
酸等を用いることができ、また混酸であっても良いが、
硫酸が好ましい。硫酸の濃度は、0.3重量%以上含有
していれば処理が可能であるが、特に0.5〜15重量
%が好適である。硫酸濃度が0.5重量%未満では処理
時の液管理が煩雑となり、硫酸濃度が15重量%を超え
ると銅を溶解する過程において硫酸銅の溶解度が低下し
硫酸銅結晶を析出する。
【0008】本発明のアゾール類として、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挙
げられ、好ましくはテトラゾールおよびその誘導体であ
るテトラゾール類である。テトラゾール類の濃度は、
0.01〜1重量%であり、より好ましくは0.05〜
0.5重量%である。0.01重量%未満では粗面化の
効果が小さく、密着性の向上に寄与できず、また、1重
量%を超えると銅溶解速度が低下し生産効率の低下を招
き好ましくない。
【0009】本発明に使用するテトラゾール類は、1H
−テトラゾール、5−メチル−1H−テトラゾール、5
−フェニル−1H−テトラゾールおよび5−アミノ−1
H−テトラゾールからなる群から選ばれる一種が使用で
き、特に5−アミノ−1H−テトラゾールが好適に使用
できる。
【0010】本発明の銀イオン濃度は、0.1〜10重
量ppmであり、より好ましくは0.1〜3.0重量p
pmが好適である。0.1重量ppm未満では粗面化の
効果が小さく、10重量ppmを超えると銅表面の銀析
出量が多くなり、表面が黒色に変化する。銀イオン源と
しては、前記濃度範囲において水溶性を有する硝酸銀な
どの銀化合物が使用できる。
【0011】本発明の表面処理剤は、各組成物を使用時
に定められた含有量になるようにそれぞれ添加しても良
いが、予め配合しておくことも可能である。従って、濃
厚液を調製した後、本発明で定めた含有量になるように
水で希釈して使用するのが好都合である。前記水として
は、イオン交換水が望ましい。本発明の表面処理剤は、
アルコール類、有機カルボン酸類、有機アミン化合物類
等の公知の過酸化水素安定剤や、エッチング速度促進剤
等を必要に応じて添加しても良い。
【0012】本発明の表面処理剤を用いて電解銅箔を使
用した銅張り基板および銅メッキ基板を処理する方法に
は、特に制限はないが、スプレーエッチングマシンを使
用したスプレー法やエッチング槽での揺動、ポンプ循環
による浸漬法などの任意の方法にて処理できる。処理の
温度にも特に制限はないが、20〜50℃の範囲から要
望するエッチング速度に合わせて任意に温度設定するこ
とが出来る。
【0013】銅表面のエッチング量は、要望する表面の
粗化程度により設定でき、通常、0.5〜5μmの範囲
から設定される。0.5μm未満では表面の処理が不充
分であり、5μmを超える処理では表面処理効果の向上
が見られないため粗面化を目的とする過度のエッチング
は経済的に不利となる。ただし、銅の厚さを薄くする必
要がある場合など他の目的を有する場合には、5μmを
超えるエッチングを行っても表面の粗面は維持され、問
題なく使用できる。
【0014】処理液の管理については、銅の処理量に応
じて、処理液液中の銅濃度の上昇と成分低下が生じるた
め、各成分量をそれぞれ分析により算出し、不足分を補
充すれば良い。この補充方法としては、各成分を個別に
補充する方法でも、銅溶解量、処理液成分の分析によ
り、予め求められた不足成分量をその比率で混合したい
わゆる補充液による方法でも、安定的な処理面が連続し
て得られる。この際、一部の処理液が廃棄されることに
よって、処理液中に含有される銅濃度上昇に伴う硫酸銅
結晶の析出が抑えられる。
【0015】本発明の表面処理剤は、レジストやプリプ
レグの塗布、貼付けのための前処理に限らず、プリント
配線板製造工程の各種前処理に好適に使用できる。具体
的には、無電解メッキ前処理、電解メッキ前処理、プリ
フラックス前処理、半田ホットレベラー前処理などに使
用できる。
【0016】
【実施例】以下に本発明を実施例によって説明するが、
本発明は実施例によって制限されるものではない。処理
表面の評価は、光沢度、色差で示した。光沢度は、表面
の粗化度合いが大きくなるほど値は小さくなる。色差
は、表面の色調が安定である指標として測定を行い、L
値:白(+)⇔黒(−)、a値:赤(+)⇔緑(−)、b値:黄
(+)⇔青(−)で表される。
【0017】実施例1 過酸化水素1重量%、硫酸7重量%、5−アミノ−1H
−テトラゾール0.1重量%、銀イオン0.2重量pp
mからなる表面処理剤10Lにて、スプレーエッチング
マシンを用いてスプレー圧0.1MPa、処理温度30
℃で電気銅メッキ基板(150×150mm)表面につ
いて1μm溶解処理を行った。処理基板の表面の光沢
度、色差を測定した。
【0018】実施例2 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は実施例1と同様に処理した。
【0019】実施例3 5−アミノ−1H−テトラゾール0.5重量%、銀イオ
ン1.0重量ppmとした以外は実施例1と同様に処理
した。
【0020】実施例4 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は実施例3と同様に処理した。
【0021】実施例5 5−アミノ−1H−テトラゾールの代わりに1H−テト
ラゾール0.5重量%、とした以外は実施例1と同様に
処理した。
【0022】実施例6 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は実施例5と同様に処理した。
【0023】比較例1 過酸化水素1重量%、硫酸7重量%からなる表面処理剤
10Lにて、スプレーエッチングマシンを用いてスプレ
ー圧0.1MPa、処理温度30℃で電気銅メッキ基板
(150×150mm)表面について1μm溶解処理を
行った。処理基板の表面の光沢度、色差を測定した。
【0024】比較例2 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は比較例1と同様に処理した。
【0025】比較例3 5−アミノ−1H−テトラゾールを0.5重量%加えた
以外は比較例1と同様に処理した。
【0026】比較例4 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は比較例3と同様に処理した。
【0027】比較例5 銀イオンを0.5重量ppm加えた以外は比較例1と同
様に処理した。
【0028】比較例6 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は比較例5と同様に処理した。
【0029】比較例7 1H−テトラゾールを0.5重量%加えた以外は比較例
1と同様に処理した。
【0030】比較例8 電気銅メッキ基板の代わりに電解銅箔基板を用いて処理
をした以外は比較例7と同様に処理した。
【0031】
【表1】
【0032】表1に示される結果より、テトラゾール類
と銀イオンを含有することで粗化度の向上した表面が得
られる。
【0033】実施例7 過酸化水素2重量%、硫酸10重量%、5−アミノ−1
H−テトラゾール0.2重量%、銀イオン0.5重量p
pmからなる表面処理剤400Lにて、スプレーエッチ
ングマシンを用いてスプレー圧0.1MPaで電気銅メ
ッキ基板(500×300mm)について2000枚連
続処理を行った。過酸化水素、硫酸、5−アミノ−1H
−テトラゾール、銀イオンは基板を1枚処理する毎に補
充補正を行った。銅濃度は0g/lよりスタートし、3
0g/l付近でバランスする様一部処理液を破棄した。
表面を1μm溶解処理した処理電気銅メッキ基板の表面
の光沢度、色差を測定した。
【0034】比較例9 過酸化水素2重量%、硫酸10重量%、5−アミノ−1
H−テトラゾール0.2重量%からなる表面処理剤40
0Lにて、スプレーエッチングマシンを用いてスプレー
圧0.1MPaで電気銅メッキ基板(500×300m
m)について2000枚連続処理を行った。過酸化水
素、硫酸、5−アミノ−1H−テトラゾールは基板を1
枚処理する毎に補充補正を行った。銅濃度は0g/lよ
りスタートし、30g/l付近でバランスする様一部処
理液を破棄した。表面を1μm溶解処理した電気銅メッ
キ基板の表面の光沢度、色差を測定した。
【0035】
【表2】
【0036】表2に示されるように、各成分の量を補充
しながら連続処理を行った際に、銅濃度0g/lの初浴
から銅濃度に影響されずに安定的に均一な粗化処理面が
連続して得られる。
【0037】
【発明の効果】本発明の表面処理剤は、銅、銅合金の表
面を粗化することが出来、従来困難であったメッキされ
た鏡面を含む銅張り基板に均一にムラの無い粗化表面を
形成し、エッチングレジスト、ソルダーレジストに加
え、プリプレグ、電子部品実装時における樹脂との密着
性を格段に向上させる技術と為したものであり、産業上
の利用価値は極めて高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 健一 神奈川県足柄上郡山北町950番地 三菱瓦 斯化学株式会社山北工場内 (72)発明者 池田 和彦 神奈川県足柄上郡山北町950番地 三菱瓦 斯化学株式会社山北工場内 (72)発明者 細田 篤史 神奈川県足柄上郡山北町950番地 三菱瓦 斯化学株式会社山北工場内 Fターム(参考) 4K057 WA05 WB04 WE03 WE25 WE30 WG03 WN02 5E343 AA02 AA12 BB24 BB67 BB71 DD32 EE52 FF16 GG04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過酸化水素、鉱酸、アゾール類および銀
    イオンを含有する水溶液である銅および銅合金の表面処
    理剤。
  2. 【請求項2】 鉱酸が硫酸である請求項1記載の表面処
    理剤。
  3. 【請求項3】 アゾール類が1H−テトラゾール、5−
    メチル−1H−テトラゾール、5−フェニル−1H−テ
    トラゾールおよび5−アミノ−1H−テトラゾールから
    なる群から選ばれる一種である請求項1記載の表面処理
    剤。
  4. 【請求項4】 過酸化水素0.5〜10重量%、鉱酸
    0.5〜15重量%、アゾール類0.01〜1重量%お
    よび銀イオン0.1〜10ppm含有する請求項1記載
    の表面処理剤。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の表面処理剤を用いる銅張
    り基板の表面処理方法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の表面処理剤を用いる銅メ
    ッキ基板の表面処理方法。
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