JPH0325995A - 薄銅箔張回路基板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子部品を実装するプリント配線板製造用の
銅箔と電気絶縁体とより製造された銅箔張積層板、銅張
フィルム、銅張シートなどの銅箔張回路基板や補強され
た銅箔であって、平均厚みが数Ａｍ〜２０坤、所望厚み
に対ずる厚みのバラツキが±１．０一以下である薄銅箔
張回路基板の製造法である。

〔従来の技術およびその課題〕

銅箔張回路基板の製造法は、銅箔と絶縁体とを重ね通常
積層戊形等によって製造され、用いる銅箔としては、電
解法による厚み■０５−、７（］ｕＭ，　３５一、１８
−、１２坤などが量産され、アルミニウム箔等の担体上
に形成された５ｐ１　９−などの銅箔も作られている。

又、圧延法による銅箔があるが、製造法との関係から薄
くなるほど高価なものとなり実質的には３５一未満の厚
さの箔は試作段階にあり、商業的には一般化していない
。

このような銅箔を積層戊形に用いる場合、その厚みが薄
いと皺になりやすく、銅箔を絶縁体と重ね合わせる作業
が極めて困難となるので殆ど実用化されていない。また
、アルミニウム箔等の担体上に形戊された銅箔は、この
点を改善したものであるが高価であり、更に銅箔による
プリント配線を形戊する前に担体であるアルミニウム箔
等の除去工程が必要という問題があった。

また、プリント配線板加工工程において塩化銅や塩化鉄
などのエッチング液にて銅箔張回路基板を予備エッチン
グして銅箔を研磨した後、プリント配線板の製造工程に
用いる方法が知られていたが、予備エッチングによる銅
箔の除去量を数一以上と多くしたり、或いは５００ｘ５
００　ｍｍ角などの大面積をエッチングして、薄銅張回
路基板を製造する場合には残存銅箔の厚さのバラッキが
大きくなり、商品化可能な薄銅張回路基板を製造するこ
とは出来なかった。

例えば、特開昭６２−２００７９６号公報に平均厚さ１
８一以上の銅箔を、機械的研磨、電気化学的研磨或いは
化学的エッチングにより、銅箔の厚さを１２一以下にし
た極薄銅箔張回路基板を製造することが開示されている
。

しかし、この時開昭の実施例１に示された方法の場合、
３４０＋ｎｍ　Ｘ　３４０　ｍｍ角の銅箔の平均厚さ１
８一のものを塩化第二銅（１．　０ｍｏ！／　１２　）
　／塩酸（６．　６ｍｏｌ／Ｃ）からなるエッチング液
で全面エッチングして平均厚さ１０μの薄銅箔としたと
の記載があるが、本発明の比較例１に記載したように市
販のスプレー式エッチングでは、エッチング速度約０．
５即／秒と高速な条件であり、１秒のエッチング時間の
ずれが平均厚さ０．　５ハの差として現れ、しかも場所
によるエッチング液の有効接触時間の差が加算される。

この結果、わずか５枚の銅張積層板を６一エッチングす
る場合、平均厚さに対するバラツキ±３．５−、所望厚
さに対するバラッキ±４．８一とエッチング量に相当す
る程大きいものとなる。

さらにこの傾向はエッチング量を多くする程、また、多
量に生産する場合程、大きくなるものである。また、こ
の時開昭に記載のその他の手段である機械的研磨、電解
研磨等も同様であり、商品化できるものではなかった。

更に、この特開昭の実施例に記載のように通常のエッチ
ング液を用いて、銅箔全面をエッチングした薄銅張回路
基板を直ちに回路形或に使用する場合は、問題と戊らな
いが、この薄銅張回路基板の残存銅箔の表面は極めて活
性に富み、空気中に放置されると短時間で錆が発生ずる
ものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、大型回路基板として使用可能な薄銅箔張回路
基板を生産性よく製造する方法について鋭意検討した結
果、従来のエンチング法に比較して非常に遅い速度で銅
張回路基板の銅箔全面をエッチングして、もとの銅箔の
厚さの２５〜９０％を除去すること、並びにこの銅エッ
チング液として特定の組或比を有する塩化第二銅／塩酸
水溶液を使用する方法によって厚み精度の高い薄銅張回
路基板が得られることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、銅箔と電気絶縁体とより製造され
た銅箔張回路基板を塩化第二銅／塩酸水溶液による銅エ
ッチング液を用い、０．０１〜０．３一／秒の速度で銅
箔全面をエッチングして、もとの銅箔の厚さの２５〜９
０％を除去し、所望厚みに対して残存銅箔の厚みのバラ
ッキが±１．０一以内とずる薄銅箔張回路基板の製造法
であって、該銅エッチング液が塩化第二銅　０．２５〜
３ｍｏｌ／ｊ！、塩酸１〜４ｍｏｌ／βの水溶液で、少
なくとも塩酸濃度が所定濃度の±０．　３ｍｏｌ／　ｊ
２以内に制御され、かつエッチング温度が２５〜５５℃
の範囲で所定温度±５℃以内に制御されてなることを特
微とする薄銅箔張回路基板の製造法であり、また、該銅
箔全面をエッチングした後、直ちに水溶性防錆剤で残存
銅箔表面を処理することを特徴とする薄銅箔張回路基板
の製造法である。

まず、本発明の製造法に用いるエツヂンダ液について、
添付の図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、それぞれ５０℃及び３０℃で銅張
積層板をスプレー式エッチング装置で塩化第二銅／塩酸
水溶液を用い、スプレー密度１／２、スプレー圧１　ｋ
ｇ　／　ｃｒＡでエッチングし、重量減少からエッチン
グ速度を換算し、これを塩酸濃度一定に於ける塩化第二
銅濃度ｖｓエッチング速度として示したものである。

図から、温度　５０℃、３０℃の両者ともに通常の塩酸
濃度、すなわち、塩酸濃度として４ｍｏｌ＃２より高い
５ｍｏｌ，＃以上の条件においては、エッチング速度が
塩化第二銅の濃度に大きく依存し、逆に、塩酸濃度が４
ｍｏｌ＃！以下になると、塩化第二銅の濃度が大きく変
化してもエッチング速度は僅かに変化するのみであり、
特′ｒｔ３ｍｏｌ＃！では殆ど水平である。これより、
塩酸濃度が４ｍｏｌ／ｊ２以下になるとの：塩化第二銅
濃度の濃度変化に対してエッチング速度は殆ど変化せず
、３ｍｏｌ／ｌでは実質的に変化しないことが理解され
る。又、塩酸濃度が５ｍｏ１／（２と４ｍｏｌ／ｊ！と
の間隔、４ｍｏｌ／Ｉｌと３ｍｏ１／ｌとの間隔の比較
から塩酸濃度の変化に対しても、塩酸濃度４ｍｏｌ＃以
下においては■：塩酸濃度変化に対するエッチング速度
の変化も小さいことが理解される。更に、第１図（５０
℃）と第２図（３０℃）とのエッチング速度の比較から
、塩酸濃度４ｍｏｌ＃！以下においては■：エッチング
速度の温度に対する変化も極めて小さいことが理解され
？。

銅エツヂングは、塩化第二銅（ＣｕＣ１■）がます銅箔
表面を酸化して塩化第一銅（ＣｕＣ１）に変化し、酸化
銅箔表面と塩酸（ＨＣＩ）とが反応して塩化第一銅（Ｃ
ｕＣ１）としてエッチング液中に溶出され銅箔表面から
除去される発熱反応である。

全面均一エッチングを達或するためには、局部的なエッ
チングの過大な進行は避けなければならない。ところが
、エッチング反応に伴いエツヂング薬剤は消費される。

従って、局部的エッチングの過大な進行を避けるために
は薬剤が消費されても大きくエッチング速度が低下しな
いことが必要である。これに対して上記■、■はこの条
件を満足する。また、■はエッチング速度制御に、実質
的に塩酸濃度の制御のみ行えばよいことを示すものであ
り、塩化第二銅濃度の測定は複雑で時間がかかり、これ
を制御ファクターとすることは実用的には難しいもので
あることから工業的実施にとっては極めて重大な意義を
有するものである。

また、エッチングは発熱反応であり、エッチング温度の
変化は当然に生じるものであり、エッチング温度をより
厳密に一定に保つにはその制御用設備が新たに必要とな
る。これに対して、上記■から、この制御も極めて簡便
でよいことが理解されるものであり、やはり実用的には
極めておおきな意義を有するものである。

次に、本発明の構戊について説明する。

本発明の銅箔と電気絶縁体とより製造された銅箔張回路
基板は、平均厚さ１２μ以上で平均厚さに対する厚さの
バラツキが±１．　Ｏｕｒｓ以内の銅箔を使用したもの
であれば特に限定はなく電子、電気材料用として用いら
れている種々の市販品等いずれも使用可能である。特に
１２一以下の薄銅箔張積層板とする場合には公称厚みｌ
２〜１８−の銅箔積層板を用いることが好ましい。銅張
積層板としては片面或いは両面銅張のフィルム、シート
、繊維強化絶縁樹脂積層板、金属芯積層板、内層にプリ
ント配線網を形戊した多層シールド板などである。電気
絶縁体層は、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等のフ
ィルムやシート、熱硬化性樹脂や耐熱性の熱可塑性樹脂
とガラス（Ｅガラス、Ｄガラス、，Ｓガラス、石英ガラ
ス（クオーツ）その他）、セラミックス類（アルミナ、
窒化硼素、その他）、全芳香族ボリアミド、ポリイミド
、セミカーボン、フッ素樹脂、その他の耐熱性エンジニ
アリングプラスチックなどを一種或いは二種以上適宜併
用してなる繊維、チョップなどを用いた多孔質フィルム
或いはシート状の補強基材とを組み合わせてなるプリプ
レグを用いて製造されるもの、又は、鉄、アルミニウム
板等に絶縁性の接着剤や接着フィルムを被覆してなるも
のなどである。なお、通常の銅張積層板は積層或形の圧
力により、銅箔表面が補強基材の凹凸を一部反映して、
例えばガラス織布基材の場合約０、４ｍｍピッチで３〜
４一程度のうねりを持ったものとなるが、このうねりを
機械的に微細な凹凸等に代えたり、取り除いたりしたも
のを使用することもできる。また、１２〜１６一の薄銅
箔を使用した銅張積層板或いはシートの製造法としては
、銅箔と鏡面板との間に銅箔よりも熱膨張率の大きいア
ルミニウム箔等の４０〜１００ハ程度のシートを挿入し
て積層或形ずる方法が好適である。

本発明の塩化第二銅／塩酸水溶液による銅エッチング液
は上記に図面で説明した如きものであり、塩化第二銅と
塩酸とを必須戊分とし、必要に応じてエッチングされた
銅箔面の状態を制御するためなどの助剤を配合してなる
水溶液であり、塩化第二銅（ＣＩＣ１２　２Ｈ２０）の
濃度は通常０．２５〜３ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．　
２５〜２ｍｏｌ／　Ｒ、塩酸（ＨＣＩ）の濃度は１．　
０〜４ｍｏ　１／　（１、好ましくは１〜３．　６ｍｏ
　Ｉ／　（１の範囲が、実用範囲で高精度の全面エッチ
ングを行うために用いられる。助剤としてのアルコール
としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノールなどの１価アルコール：エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオー
ルなどの２価のアルコール；グリセリン、ペンタエリス
リトールなどの３価以」二のアルコールが例示され、又
その他の添加助剤としてポリエチレングリコールなどの
グリコールエーテル類；アミノ安息香酸、アミノテトラ
ゾール、フェニル尿素などの含窒素有機環状化合物類な
どが例示される。

また、エッチングにより銅がエッチング液中に溶解して
くるが、この溶解してくる銅の濃度は５〜６５ｇ＃　　
（０．０８　〜１。Ｏ　ｍｏｌｄ）　、好ましくは５０
ｇ／ｌ以下の範囲で調整するのが好ましい。

上記の塩化第二銅／塩酸水溶液を使用してエッチングを
行うが、このエッチング液は通常のパターン形戊におい
て行われるハードエッチングに比較して大幅にエッチン
グ速度を低下させ、かつ、エッチング薬剤濃度や温度に
対する依存性を低下させたものである。エッチング速度
は０．０１〜０．３一／秒の範囲、より好ましくは０．
０３〜０．２ｈｖ＋／秒の範囲を使用する。エッチング
速度が０．３，ｃｍ／秒より速いとエッチング条件の制
御可能な条件範囲より小さいエッチング処理時間、或分
濃度、温度などの差でエッチングの量の差が大きくなる
。これは一枚の銅張板の場所によるバラッキ、多数枚処
理した場合の平均厚みのバラツキとして現れ、所望の銅
箔厚みに対する厚みの範囲を±１．ＤＩ．ｌＴａ以内と
してなる高精度の薄銅張回路基板の製造が困難どなって
、品質管理面等に余分の負荷を生み、不良品も多くなる
ので好ましくない。また、エッチング速度が０．Ｏｂｏ
ｎ／秒より遅いとエッチングに時間がかかり実用的では
ない。

本発明の製造法におけるエッチング方法としては通常ス
プレーエッチングを行うのが適当であり、水平乃至垂直
にて行う。特に、大面積の銅張板の両面を同時にエッチ
ング処理する場合には垂直とすることが好ましい。さら
に、エソチング終了後、銅張積層板表面に付着したエッ
チング液は速やかに除去するようにするのが好ましい。

エッチングにより所定厚みの銅箔とするためには、所定
のエッチング条件下におけるエッチング速度を測定して
、エッチング時間を設定する方法を使用する。例えば、
両面に同一厚みの銅箔を張った両面銅張板を用い、これ
を水平において両面を同時に同一の厚みにするには、上
下両面のエッチング速度が同一となるようにスプレー圧
、さらに必要によりスプレー数等をコントロールしてエ
ッチング速度を揃え、所定時間エッチングする方法によ
る。又、従来の水平エッチングマシンは、数メートル／
分以下の一定速度で移動する積層板の銅箔面に対してノ
ズルの噴射方向を出来るだけ垂直とする方法が取られて
いるが、本発明の場合には銅張板の銅箔表面に均一にス
プレーされればよく、スプレーノズルの噴射角度を３０
°〜５０°程度傾けて使用することもできるものである
。

上記した塩化第二銅／塩酸水溶液系のエッチング剤で処
理した積層板の銅箔面は清浄化した後、適宜乾燥し、銅
箔面の保護のために防錆剤の塗布を行う。

ここに清浄化とは、中和、酸洗浄、水洗、湯洗などの公
知の不純物の除去法でよく、用いた塩化第二銅／塩酸水
溶液による銅エッチング液の安定剤その他の戊分を考慮
して適宜選択するが、酸洗、水洗或いは湯洗後、炭酸ソ
ーダ１〜５　ｗｔ％の水溶液で２０〜５０℃で中和処理
した後、防錆剤としては公知の銅の防錆剤、例えば、ベ
ンゾ｝　ＩＪアゾールなどのアゾール化合物を０．０１
〜１　ｗｔ％を含有し、適宜界面活性剤などを併用した
水溶液に２０〜５０℃で浸漬処理することが好適である
。

又、防錆処理後に、剥離可能な樹脂、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレンーブロビレン樹脂、エチ
レンー酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン、ポリアクリレ
ート共重合体、１．２−ポリブタジエン樹脂、ポリエス
テル樹脂、その他の熱可塑性樹脂製のフィルム類やフォ
トレジストフイルム；パラフィンワックス、ポリエチレ
ンワックス、ロジン、低分子量ポリスチレンなどの汎用
溶媒溶解性の樹脂類；フォトレジスト樹脂液などを圧着
などして銅．箔面を被覆することも好ましい。

本発明の塩化第二銅／塩酸水溶液は、上記のように塩酸
濃度を従来のものに比較して大幅に低下させ、かつ主要
には塩酸濃度を制御することを特徴とするものである。

この点について、添付図面により説明する。

〔実施例〕

以下、実施例、比較例により本発明を具体的に説明する
。なお、エッチングした銅箔の厚みは、うず電流方式で
測定した。

実施例１ ７００ｘ　１０２０ｍｍで板厚１．６柵、片面ロープロ
ファイル処理した平均厚さ１５−の銅箔を両面に張った
ガラス布基材エボキシ樹脂積層板　１０枚を用いて平均
銅箔厚さ９μの薄銅張回路基板を製造した。

用いた両面銅張板の銅箔厚さ範囲は、平均１５．０μ、
最大１５．５−、最小１４。５−、バラツキ　±０．　
！５ｔｃｍであり、表面凹凸度計による銅箔の表面凹凸
は３．６〜４．３一であった。

水平エッチングマシンを用い、銅エッチング液として下
記の塩化第二銅エッチング液、エッチング条件を使用し
た。

？いで、０．０１〜０．５％のＩ−ＩＣＩの水溶液、３
％の１１■Ｓ０４の水溶液、５％のＮａ２ＣＯａ水溶液
に順次室温で３０秒間づつ浸漬した後、濃度０．３％の
ペンゾトリアゾール水溶液に４０℃で３０秒間浸漬し、
１００℃の熱風で３０秒間乾燥した。

得られた薄銅張板すべてについて、銅箔の厚さをそれぞ
れ縦横３等分して得られる一枚当たり１８個の長方形内
の任意の点の銅箔厚さを測定した。

この結果、銅箔厚さは平均８．９−、最大９．４−、最
小８．６−で平均厚さに対するバラツキは±０．５バ、
所望の厚さに対するバラツキは±０．４一であった。

なお、薄銅張板を２５℃、６０％ＲＨで保持したところ
、２４時間後に斑点状の錆が発生し、保存性はやや不充
分であった。

比較例１ 下記した通常の塩化第二銅エッチング液、を用いて、実
施例１と同じ銅張積層板をエッチングして９一薄銅張回
路基板を試みた。

まず、このエッチング液を用い、７〇一銅箔張板を用い
下記の条件でエッチング速度を測定した。

この結果、エッチング速度は０．５−／秒であることを
確認した。１５−の銅箔張板を用い、６．ＯＪｉエッチ
ングして平均厚さ９．０−にするために必要なエッチン
グ時間は１２秒である。

従って、実施例１に使用したエツチンクマシンでは、コ
ンベヤー速度を１０ｍ／分とすることが必要であるが、
このエッチングマシンではこの速度は出せないものであ
ったので、このエッチングマシンで可能な方法として、
有効エツチングチャンバ長さ２．０ｍのうち１．５ｍ分
のスプレーノズルを封鎖し、コンベヤー速度を２−５ｍ
／分に設定して、実施例１と同じ両面銅張積層板５枚を
用いて試験した。

得られた薄銅張板５枚について、銅箔の厚さを実施例１
と同様に測定したところ平均８．７μ、最大　］．０．
６−、最小５．２一で平均厚さに対するバラツキは±３
．５−、所望の厚さに対ずるバラッキは±４．８μｓで
あり、測定点の４８％が銅箔の厚さ８．５〜９．５一の
範囲にあった。また、表面凹凸は３．８〜４．５μｓで
あった。

更に、薄銅張板を２５℃、６０％Ｒｌ＋で保持したとこ
ろ、３時間後に斑点状の錆が発生した。

〔発明の作用および効果〕

以上、発明の詳細な説明および実施例、比較例から明瞭
な如＜、．従来の塩化第二銅／塩酸水溶液等では、エッ
チング量に対比しうる程大きな銅箔厚さのバラツキが生
じるものであるのに対して、本発明の方法では、極めて
高い厚み精度を有し従来の極薄銅箔に対比しうる薄銅張
板が容易に製造できるものであることが理解される。

この結果、従来は高価なアルミニウム箔等の担体上に形
或された５μ、９一などの銅箔を使用する方法、無電解
メッキ或いは蒸着等によってしか裂造出来なかった薄銅
張積層板を精度よく安価に容易に製造することが可能と
なるものであり、その産業上の意義は極めて大きいもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ５０℃及び３０℃で銅張
積層板をスプレー式エッチング装置で塩化第二銅／塩酸
水溶液を用いてエッチングした時、塩酸濃度を一定に保
った時の塩化第二銅濃度ｖｓエッチング速度の関係を示
したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　銅箔と電気絶縁体とより製造された銅箔張回路基板
   を塩化第二銅／塩酸水溶液による銅エッチング液を用い
   、０．０１〜０．３μｍ／秒の速度で銅箔全面をエッチ
   ングして、もとの銅箔の厚さの２５〜９０％を除去し、
   所望厚みに対して残存銅箔の厚みのバラツキが±１．０
   μｍ以内とする薄銅箔張回路基板の製造法であって、該
   銅エッチング液が塩化第二銅０．２５〜３ｍｏｌ／ｌ、
   塩酸１〜４ｍｏｌ／ｌの水溶液で、少なくとも塩酸濃度
   が所定濃度の±０．３ｍｏｌ／ｌ以内に制御され、かつ
   エッチング温度が２５〜５５℃の範囲で所定温度±５℃
   以内に制御されてなることを特徴とする薄銅箔張回路基
   板の製造法。 ２　該銅箔全面をエッチングした後、直ちに水溶性防錆
   剤で残存銅箔表面を処理する請求項１記載の薄銅箔張回
   路基板の製造法。