JPH0260189A - 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３μｍ　＝　１２　ｇｖｎ
、所望厚みに対する厚みのバラツキが±１．０μｍ以内
である薄い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
積層成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１０５／１１１．７０戸、３５μｒｎ、
　１８４．１２ｆｍなどが量産され、アルミニラ１２箔
等の担体上に形成された５５−１９Ｉｉ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薄
い箔は実用化されていない。

このような薄銅箔を積層成形に用いる場合、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。また、アルミニウム箔等の担体
上に形成された銅箔は、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成する前
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。

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
エンチング液にて銅箔張回路基板を予備エツチングして
銅箔を薄く除去した後、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、予備エツチングによる銅箔
の除去計を数ミクロン以上と多くしたり、或いは５００
ｍｍ　Ｘ　５００　＋ｎｍｎｍ上の大面積をエツチング
する場合には、残存銅箔の厚さのバラツキが大きくなり
商品化可能な薄い銅箔張回路基板を製造することは出来
ないものと認識されていた。

例えば、特開昭６２−２００７９６号公報に平均厚さ１
８戸以上の銅箔を、機械的研磨、電気化学的研磨或いは
化学的エツチングにより、銅箔の厚さを１２ｍｎ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、この特開昭の実施例１に示された方法の場合、
３４０ｍｍ　Ｘ　３４０　＋ｔｍ角の銅箔の平均厚さ１
８−のものを塩化第二銅／塩酸からなるエツチング液で
全面エツチングして平均厚さ１０１ｎａ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ツチングでは、エツチング速度的０
　、５　ｔ−／秒と高速な条件であり、１秒のエツチン
グ時間のずれが平均厚さ０．５１ｎｎの差として現れる
ものであり、しかも場所によるエツ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６μｍエツチングする場合、平均１ｑさに対する
バラツキ　±３．５−１所望厚さに対するバラツキ　±
４．８Ｉｎｎとエツ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ツ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こと
から、商品化可能な高精度の極薄銅箔張回路基板を製造
することはできないものであった。また、この特開昭に
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ツチング液を用
いて、銅箔全面をエツチングした薄銅張回路基板を直ち
に回路形成に使用する場合は、問題と成らないが、この
薄銅張回路基板の残存ｆｆＩ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高精度の薄銅
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１．銅張回路基板として量産可能でかつ出来
るだけ薄い銅箔を使用した銅張回路基板を用い、これを
過酸化水素／硫酸系エツチング液にて、従来のエツチン
グに比較して非常に遅い速度で銅箔全面をエツチングし
て平均厚さ３〜１２．で厚さのバラツキが±１．０霞以
内である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ものである。

すなわら、本発明は、平均厚さ１２〜１６μｍで平均厚
さに対する厚さのバラツキ±１．０２以下の銅箔と電気
絶縁体とより製造された銅箔張回路基板を、過酸化水素
／硫酸水溶液による銅エツチング液を用い、０．０１〜
０．３ｐｍ／秒の速度で銅箔全面をエツチングし、残存
銅箔の平均厚さが３〜１２　ｐ、ｎでエツチングを止め
て該残存銅箔の所望厚さに対するバラツキが±１．Ｏｔ
−以内とすることを特徴とする薄銅箔張回路基板の製造
法であり、該過酸化水素／硫酸水溶液による銅エツチン
グ液が助剤としてアルコールを０．１〜５ｗ／ｖ％配合
してなる過酸化水素濃度が１．５〜４賀／ν％、硫酸濃
度が３〜７−／ν％であること、また、銅箔全面をエツ
チングした後、直ちに水溶性防錆剤で残存銅箔面を処理
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
。

以下、本発明の構成について説明する。

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１２〜１６戸で、平均厚さに対する厚
さのバラツキが±１．０ＩｒＴｎ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り、
片面或いは両面銅張のフィルム、シート、繊維強化１［
！！緑緑樹脂層層板金属芯積層板、内層にプリント配線
網を形成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（クォー
ツ）その他）、セラミックス類（アルミナ、窒化硼素、
その他）、全芳香族ポリアミド、ポリイミド、セミカー
ボン、フン素樹脂、その他の耐熱性エンジニアリングプ
ラス千ツクなどを一種或いは二種以上適宜併用してなる
繊維、チコ・ノブ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成形の圧力により
、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４０ｔｎｕピツチで３〜４１ｔｎ
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、１２〜１６μ市の薄銅箔
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
ミニウム濱等の４０〜１００−程度のシートを挿入して
積層成形する方法が好適である。

本発明の過酸化水素／硫酸水溶液による銅エツチング液
とは、過酸化水素、硫酸及び過酸化水素の安定側を必須
成分とし、銅の溶解促進剤、エツチングされた銅箔面の
状態を制御するための助剤などを配合してなる水溶液で
ある。

ここに、過酸化水素（Ｉ＋２０□）の濃度は通常０．７
〜１４ｗ／ｖ％（約０．２〜４．１モル／２）、硫酸（
１１□Ｓｏ、）の濃度は通常　１ｗ／ν％（約０．１モ
ル／１）〜２５　ｗ／ｖ％の範囲が条件などの制御（特
に低温を使用すること）によっては使用できるが、実用
的な範囲で高精度の全面エツチングを行うためには、過
酸化水素１．５〜４ｗ／ｖ％、硫酸３〜？ｗ／ｖ％で助
剤としてアルコールを０．１〜５ｗ／ｖ％配合したが例
示される。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、プロパツール、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、ベ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
以上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、エツチングにより銅が工・ンチングン夜中に溶解
してくるが、この銅の濃度は５〜６０ｇ／　ｆｆｉの範
囲で調整するのが好ましい。

上記の過酸化水素／硫酸水溶液を使用してエツチングを
行うが、通常のパターン形成において行われるハードエ
ツチングに比較して本発明ではエツチング速度を低下さ
せ、０．Ｏ１〜０．３ｔｒｍ／秒の範囲、より好ましく
は０．０３〜０．２０／−／秒の範囲のエツチング速度
を使用する。エツチング速度が０．３霞／秒より速いと
エツチング液件の制御可能な条件範囲以下のわずかなエ
ツチング処理時間、温度、成分濃度、溶解してくる銅濃
度などの差によるエツチングの量の差が大きくなり、こ
れは−枚の銅張板の場所によるバラツキ、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．Ｏｔｎｎ以内としてな
る高精度の薄銅張回路基板の製造が困難となり、品質管
理などの余分の負荷が増大し不良品も多くなるので好ま
しくない。また、エツチング速度が０．０１μ糟／秒よ
り遅いとエツチングに時間がかかり実用的ではない。

上記において、エツチング速度を遅くする方法としては
、濃度、温度又は銅箔面上のエツチング液の接触量（ス
プレー法の場合にはスプレー圧力或いはスプレーノズル
数）を低（するものであるが、温度を低くすること、エ
ツチング液の薬剤濃度を低くすること又はこれらを組み
合わせることが好適であり、上記した好適なエツチング
液組成の場合温度　２５〜５０°Ｃが好ましい。

本発明の製造法におけるエツチング方法としては通常ス
プレーエツチングを行うのが適当であり、水平或いは垂
直にして行う。エツチングにより所定厚みの銅箔とする
ためには、エツチング液によって、所定のエツチング条
件下におけるエツチング速度を測定して、エツチング時
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、上下両面のエツチ
ング速度が同一となるようにスプレー圧等をコントロー
ルしてエツチング速度を揃え、所定時間エツチングする
方法による。又、従来のエツチングマシンは、通常、数
メートル７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。

上記した過酸化水素／硫酸水溶液系のエツチング剤で処
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、用いた過酸化水素／硫酸水
溶液による銅エツチング液の安定剤その他の成分を考慮
して適宜選択するが、水洗或いは湯洗後、炭酸ソーダ１
〜５　ｗｔ％の水溶液で２０〜５０°Ｃ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
トリアゾールなどのアゾール化合物を０．０１＝ｌ　ｉ
ｖｔ％を含有し、適宜界面活性剤などを併用した水溶液
に２０〜５０″Ｃ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、エチレンープ［１ピレン樹脂、エ
チレン−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−ポリブタジェン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、その他の熱可ｔｓ　性樹脂製のフィルム類
やフォトレジストフィルム；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。

〔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、エツ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１ ７００　Ｘ　１０２０ｍｍで板厚１．６胴、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
たガラス布基材エポキシ樹脂積層板１００枚を用いて平
均銅箔厚さ９−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゜０ｐ’
ｓ最大１５．５　ｔｒｍ、最小１４．５卿、バラツキ上
０．５戸であり、表面凹凸度肝による銅箔の表面凹凸は
３．６〜４．３．Ｉｍであった。

水平エツチングマシンを用い、下記の条件でエツチング
した。

ついで、Ｎａ２ＣＯ３５％水溶液に室温で３０秒間浸漬
した後、濃度０．３％のベンゾトリアゾール水溶液に４
０°Ｃで３０秒間浸漬し、１００°Ｃの熱風で３０秒間
乾燥した。

得られた薄銅張板１００枚すべてについて、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に銅箔厚さを測定したところ平均８
．９−１最大９．５−１最小８．６μｍで平均厚さに対
するバラツキは±０．６　ｔｎｎ、所望の厚さに対する
バラツキは±０．５　ｔｉｍであり、測定点の９５％が
８．６〜９．４ｐｍの範囲にあった。

また、表面凹凸は２．０〜３．０−であった。

さらに、得られた薄銅張板を２５°Ｃ１６０％ＲＨで３
０時間保持したが、錆の発生は見られなかった。

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

まず、このエツチング液を用い、７０−銅箔張板を用い
下記の条件でエツチング速度を測定した。

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

従って、実施例１に使用したエツチングマシンでは、コ
ンベヤー速度を１０ｍ／分とすることが必要であるが、
このエツ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、このエツ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８．７−１最大　１０．６
Ｉｒｌａ、最小５．２−で平均厚さに対するバラツキは
±３．５霞、所望の厚さに対するバラツキは±４．８−
であり、測定点の４８％が銅箔の厚さ８．５〜９．５μ
ｍの範囲にあった。

また、表面凹凸は３．８〜４．５μｍであった。

更に、得られたａ銅張板を２５°Ｃ１６０％Ｒ１１で保
持したところ、３時間後に斑点状の錆が発生した。

実施例２ 実施例１において、エツチング条件を下記として平均厚
さ１２−の両面銅張板を製造した。

得られた薄銅張板の銅箔の厚さを測定したところ平均１
２．１霞、最大１２．６　ｇ−１最小１１．６−で平均
厚さに対するバラツキは±０．５　ｌｆｍ、所望の厚さ
に対するバラツキは±０．６−であった。

また、表面凹凸は３．１〜３．６μ市であった。

実施例３ 実施例１において、両面銅張積層板として、片面ロープ
ロファイル処理した平均厚さ１２霞銅箔を両面に張った
ものを用い、エツチングマシンのコンベヤー速度を１．
５ｍ／分とした他は全く同様にして所望厚み５戸の薄銅
張板の製造を行った。

用いた両面銅張板の銅箔厚さ範囲は、平均１２゜Ｏｐｖ
ａ、最大１２．４１ｎａ、最小１１．６ｕｗ、バラツキ
±０　、４１１ｖａであり、銅箔の表面凹凸は４．２〜
５．１戸であった。

得られた薄銅張板の銅箔の厚さを測定したところ平均４
．７−１最大５　、４　ｔｒｍ、最小４　、０　ｐｍで
平均厚さに対するバラツキは±０．７戸、所望の厚さに
対するバラツキは±１．Ｏｔｎａであった。

また、表面凹凸は２．３〜３．３　ｆｍであった。

〔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
な如く、従来のアルカリエツチング法等では、エツチン
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″ＦＩ！Ｍ
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
成された５戸、９−などの銅箔を使用する方法、無電解
メツキ或いは蒸着等によってしか製造出来なかった薄銅
偏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。

特許出願人　　三菱瓦斯化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　平均厚さ１２〜１６μｍで平均厚さに対する厚みの
   バラツキ±１．０μｍ以下の銅箔と電気絶縁体とより製
   造された銅箔張回路基板を、過酸化水素／硫酸水溶液に
   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、残存銅箔の平均厚さ
   が３〜１２−でエッチングを止めて該残存銅箔の所望厚
   さに対するバラツキが±１．０μｍ以内とすることを特
   徴とする薄銅箔張回路基板の製造法。 ２　該過酸化水素／硫酸水溶液による銅エッチング液が
   、助剤としてアルコールを０．１〜５ｗ／ｖ％配合して
   なる過酸化水素濃度が１．５〜４ｗ／ｖ％、硫酸濃度が
   ３〜７ｗ／ｖ％である請求項１記載の薄銅箔張回路基板
   の製造法。 ３　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。