JP6600564B2 - 銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法に関する。

近年、多層プリント配線板の製造において、各層にビアと呼称される孔を銅めっきで充填し電気的に接続する手法である硫酸銅めっきによるフィリングめっき法が多く使用されている。

このフィリングめっき法により施された銅めっき層は次工程において、所定の狙い厚みを得るために銅のエッチングにより調整を行うことがある。このエッチング工程において、フィリングめっきにより充填された箇所が局部的に過剰な腐食を起こしてしまうことがある。この局部的な過剰腐食は想定した狙いエッチング深さ方向の数倍に達し、電気的な接続不良を引き起こすことが懸念されている。

この過剰腐食は、フィリングめっき後、すぐにエッチングを行わず熱処理を先に行うことで抑制できることから、現状はエッチング前に熱処理を行い過剰腐食の軽減を図っている（非特許文献１）。

しかしながら、熱処理工程は時間、コストの面で好ましくなく、熱処理工程を経ずとも過剰腐食の発生しないエッチング手法が望まれていた。

「銅めっきハーフエッチング時に発生する孔食に関する研究」、松原寿恵ら、表面技術協会講演大会講演要旨集、１２７ｔｈ 、ｐ１５５−１５６、２０１３年３月６日発行

本発明の課題は、銅フィリングされた銅めっき層をエッチングするにあたり、従来行われていた熱処理を行わずとも、過剰腐食を抑制しエッチングできる技術を提供することである。

本発明者らは、エッチングに用いるエッチング液について鋭意研究したところ、特定の組成のエッチング液を用いることにより、熱処理工程が不要であることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、銅フィリングされた銅めっき層を、過酸化水素および酸を含有するエッチング液であって、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下であるエッチング液でエッチングすることを特徴とする銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法である。

また、本発明は、銅フィリングされた銅めっき層のエッチングを含むプリント配線板の製造方法において、上記銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法で、銅フィリングされた銅めっき層をエッチングすることを特徴とするプリント配線板の製造方法である。

更に、本発明は、過酸化水素および酸を含有するエッチング液であって、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下であることを特徴とする銅フィリング用エッチング液である。

本発明の銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法は、熱処理を行わずとも、フィリングめっきにより充填された箇所が局部的に過剰な腐食をするのを抑制することができる。

従って、上記エッチング方法をプリント配線板の製造方法に利用すれば、過剰な腐食による電気的な接続不良の生じることのないプリント配線板を製造することができる。

本発明の銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法（以下、「本発明方法」という）に用いられるエッチング液（以下、「本発明エッチング液」という）は、過酸化水素および酸を含有するエッチング液であって、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下、好ましくは０.２００以下、より好ましくは０.０９００〜０.１５０、特に好ましくは０.１２０のものである。

本発明エッチング液に含有される過酸化水素の含有量は、特に限定されないが、例えば、０.５モル／Ｌ〜２モル／Ｌ、好ましくは０.７５モル／Ｌ〜１.５モル／Ｌである。なお、本発明エッチング液は、過酸化水素のモル濃度に応じて、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が上記範囲となるように、水素イオンの供給源である酸を添加することが好ましい。つまり、本発明のエッチング液における酸の含有量は、過酸化水素濃度により調整する必要がある。本発明エッチング液に用いられる酸としては、例えば、硫酸、硫酸水素ナトリウム等が挙げられ、取り扱い性、コストの観点から、硫酸が好ましい。なお、本発明エッチング液に、ハロゲンイオンが混入すると、エッチングを阻害し、著しいエッチング速度の低下および過剰腐食の原因となるので、本発明エッチング液には塩酸等のハロゲンを含む酸を含有させない。

本発明エッチング液には、上記の必須成分の他に、過剰腐食の抑制、エッチング速度の維持、過酸化水素の安定化に好適な特性を付与するために、低級アルコールを含有させることが好ましい。

本発明エッチング液に用いられる低級アルコールは、特に限定されず、例えば、分岐していても良い、プロパノール、ブタノール、エタノール等が挙げられ、これらの中でも１−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−２−プロパノールが好ましい。これら低級アルコールは、１種または２種以上を用いることができる。本発明エッチング液における低級アルコールの含有量は特に限定されないが、例えば、０.０１モル／Ｌ〜１０モル／Ｌ、好ましくは０.０４〜１モル／Ｌである。

また、本発明エッチング液には、本発明の効果を損なわない限り、例えば、界面活性剤等を含有させることもできる。

以上説明した本発明エッチング液は、上記必須成分を溶解しうる水、有機溶剤等の溶媒に、上記した成分を添加し、撹拌することにより調製することができる。

本発明方法において、銅フィリングされた銅めっき層をエッチングするには、銅フィリングされた銅めっき層を本発明エッチング液に浸漬するか、銅フィリングされた銅めっき層に本発明エッチング液をスプレー等で噴霧すればよい。本発明エッチング液を浸漬、噴霧に用いる際には、液温を２０〜４０℃にし、浸漬、噴霧の時間は、エッチングしたい量にあわせて適宜に設定すればよい。

なお、本発明方法でエッチングされる銅フィリングされた銅めっき層は、どのように形成されたものであっても特に限定されないが、例えば、ブラインドビア、スルホールビアを有する銅フィリングされた、銅めっき層である。

そして、上記した本発明方法を、銅フィリングされた銅めっき層のエッチングを含むプリント配線板の製造方法に組み込めば、過剰な腐食による電気的な接続不良の生じることのないプリント配線板を製造することができる。銅フィリングされた銅めっき層のエッチングを含むプリント配線板の製造方法としては、例えば、ビルドアップ法等が挙げられる。

以下、本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。

実 施 例 １
エッチング試験（１）：
下記表１に記載の成分を水に溶解して調製したエッチング液を用いてサンプル基板を浸漬し、２０μｍのエッチング処理を行った。エッチング後のサンプル基板のフィリングされた箇所（６００穴）を顕微鏡観察し、異常腐食の発生状況の確認を行った。なお、サンプル基板は、エポキシ樹脂基板（ＦＲ−４）に穴あけ加工を施し、０.６μｍの無電解銅めっき（ＦＥＥＤプロセス：株式会社ＪＣＵ製）を施した後に、３０μｍのフィリングめっき（ＣｕＢＬＩＴＥ ＶＬプロセス）を施した基板である。

以上の結果より、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下であると、異常腐食の発生を抑制することが示された。

実 施 例 ２
エッチング試験（２）：
下記表２に記載の成分を水に溶解して調製したエッチング液を用いて、実施例１と同様にしてエッチング処理を行い、エッチング後のサンプル基板について実施例１と同様にして異常腐食の発生状況の確認を行った。

以上の結果より、１−プロパノールを含有させると異常腐食の発生を抑制することができ、特に、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下であり、且つ１−プロパノールを含有させると、異常腐食の発生を効果的に抑制することが示された。

実 施 例 ２
エッチング試験（３）：
下記表３に記載の成分を水に溶解して調製したエッチング液を用いて、実施例１と同様にしてエッチング処理を行い、エッチング後のサンプル基板について実施例１と同様にして異常腐食の発生状況の確認を行った。

以上の結果より、液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下である条件において、異常腐食の発生を抑制することが示された。

実 施 例 ４
エッチング試験（４）：
下記表４に記載の成分を水に溶解して調製したエッチング液を用いて、実施例１と同様にしてエッチング処理を行い、エッチング後のサンプル基板について実施例１と同様にして異常腐食の発生状況の確認を行った。

以上の結果より、表４記載のいずれの低級アルコールの使用においても異常腐食の発生を抑制することが示された。

本発明方法は、プリント配線板の製造方法に利用することができる。

以 上

Claims (5)

1. 銅フィリングされた銅めっき層を、過酸化水素、酸および低級アルコールを含有するエッチング液であって、
   酸が、硫酸または硫酸水素ナトリウムであり、
   液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下であるエッチング液でエッチングすることを特徴とする銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法。
2. 低級アルコールが１−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−２−プロパノールから選ばれる１種または２種以上である請求項１記載の銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法。
3. 銅フィリングされた銅めっき層のエッチングを含むプリント配線板の製造方法において、請求項１または２に記載の銅フィリングされた銅めっき層のエッチング方法で、銅フィリングされた銅めっき層をエッチングすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
4. 過酸化水素、酸および低級アルコールを含有するエッチング液であって、
   酸が、硫酸または硫酸水素ナトリウムであり、
   液中の水素イオンと過酸化水素のモル濃度比が０.２５０以下であることを特徴とする銅フィリング用エッチング液。
5. 低級アルコールが１−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−２−プロパノールから選ばれる１種または２種以上である請求項４記載の銅フィリング用エッチング液。