專利名稱：銅及銅合金的微蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對印刷電路板的制造很有用的銅或銅合金的微蝕劑。
制造印刷電路板，使銅表面被抗蝕劑或焊錫抗蝕劑覆蓋時(shí)，為了提高其粘合性，對銅表面進(jìn)行了研磨。該研磨方法雖然包括擦刷研磨等機(jī)械研磨法和微蝕(化學(xué)研磨)法，但對具有細(xì)紋的基板進(jìn)行處理時(shí)使用的則是微蝕方法。
而且，在整平焊接工序前和安裝電子部件前，為了除去銅表面的氧化膜層，提高焊接性，也進(jìn)行了微蝕。
一般的微蝕對銅表面的腐蝕程度為1～5μm(由所熔解的銅的重量、銅的表面積和比重計(jì)算出的平均厚度)。
但是，伴隨著形成印刷電路板的電路圖的高密度化，焊錫抗蝕劑已由以往的熱硬化型轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣谛纬杉?xì)紋圖案的紫外線硬化型。但是，該紫外線硬化型焊錫抗蝕劑與以往的焊錫抗蝕劑相比，其與銅表面的粘合性較差，所以，如果仍使用以往的微蝕方法，則獲得的表面的粘合性就不夠充分，其后的鍍金屬、整平焊接、安裝電子部件時(shí)會發(fā)生抗蝕劑表層的剝落和膨脹。
另一方面，在進(jìn)行整平焊接工序中，伴隨著高密度化，由于增加了表面安裝部件用底座，所以，用以往微蝕方法獲得的表面的焊接性不夠充分，焊接效果不夠好。
本發(fā)明的目的是提供能夠腐蝕銅表面，在表面能形成與焊錫抗蝕劑等的粘合性良好，且具有良好焊接性的較深凹凸形狀的微蝕劑。
即本發(fā)明涉及含有1～50％(重量％，以下相同)硫酸、0.1～20重量％過氧化氫，以及0.0001～3％四唑或四唑衍生物中的至少一種的水溶液形成的銅及銅合金的微蝕劑。
本發(fā)明的微蝕劑中硫酸濃度為1～50％，較好的是3～15％，特別好的是5～10％。前述濃度如果不足1％，則微蝕速度減慢，如果超過50％，則伴隨著濃度的增加不僅沒有效果，而且硫酸銅容易析出。
此外，過氧化氫的濃度為0.1～20％，較好的是1～8％，特別好的是2～4％。前述濃度如果不足0.1％，則銅的熔解量較少，如果超過20％，則伴隨著濃度的增加效果變差。
本發(fā)明的微蝕劑為了能夠腐蝕銅表面而在其上形成較深的凹凸形狀，還混合了四唑或四唑衍生物中的至少一種，其濃度為0.0001～3％，較好的是0.001～1％，特別好的是0.01～0.1％。前述濃度如果不足0.0001％，則不能夠在銅表面形成能改善與焊錫抗蝕劑的粘合性及其焊接性的足夠深的凹凸形狀，如果超過3％，則伴隨著濃度的增加不僅不能增加效果，還會減慢微蝕速度。
前述四唑衍生物包括1-甲基四唑、2-甲基四唑、5-甲基四唑、1-甲基-5-乙基四唑、5-氨基四唑、5-氨基-1-甲基四唑、1-(β-氨基乙基)四唑、1-苯基四唑、5-苯基四唑等。而且，前述衍生物也可以是水合物，只要能夠顯現(xiàn)出本發(fā)明的效果，還可帶有其他取代基。前述四唑和四唑衍生物中，特別好的是四唑、1-甲基四唑、2-甲基四唑、5-氨基四唑、5-氨基-1-甲基四唑、1-苯基四唑和5-苯基四唑。
此外如有必要，本發(fā)明的微蝕劑中還可混合入磺酸、甲醇等過氧化氫穩(wěn)定劑和其他添加劑。
將前述各組分溶解于水就能夠很容易地調(diào)制出本發(fā)明的微蝕劑。所用的水較好的是使用離子交換水。此外，對本發(fā)明的微蝕劑的使用方法沒有特別的限定，例如，在銅或銅合金上噴涂的方法，或?qū)~或銅合金浸在微蝕劑中的方法等。此時(shí)，微蝕劑的溫度較好的是在10～40℃的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的微蝕劑可廣泛應(yīng)用于銅的化學(xué)研磨。特別是用本發(fā)明的微蝕劑處理過的銅表面形成了較深的凹凸形狀，所以與印刷電路板用層間絕緣材料、預(yù)成型料、焊錫抗蝕劑、干燥薄膜抗蝕劑、電鍍抗蝕劑、粘合劑等樹脂具有良好粘合性，還可獲得焊接性良好的表面。所以，本發(fā)明對包括針形網(wǎng)格陣列(PGA)裝配用和球形網(wǎng)格陣列(BGA)裝配用印刷電路板的制造極為有用。此外，對導(dǎo)電框架的表面處理也很有用。
實(shí)施例1～4和比較例1～2樹脂粘合性的評估混合表1所示的各組分，調(diào)制成本發(fā)明的微蝕劑(實(shí)施例1～4)和不含四唑類的微蝕劑(比較例1～2)。然后，在表面鍍銅的印刷電路板用銅層疊板上用上述微蝕劑在30℃、10秒的條件下進(jìn)行噴涂處理。使銅被微蝕約1.5μm(由熔解的銅的重量、銅表面積和比重計(jì)算出的平均厚度)。在45°角用電子顯微鏡拍攝所得銅表面(約3500倍)，如

圖1(實(shí)施例1)和圖2(比較例2)所示。接著，在前述表面涂布焊錫抗蝕劑(PSR-4000，太陽油墨制造株式會社制)，使其露光、顯象、硬化。
然后，以JIS K5400的8.5.2為標(biāo)準(zhǔn)，在硬化了的焊錫抗蝕劑上劃上寬度為1mm的方格，于室溫(約20℃)下，浸在3.5％的鹽酸水溶液中，歷時(shí)10分鐘，然后水洗、干燥。接著，同樣以JIS K5400的8.5.2為標(biāo)準(zhǔn)，將其貼在膠帶上來進(jìn)行剝離試驗(yàn)，目視觀察被貼在膠帶上而又被剝離的焊錫抗蝕劑，按照下述標(biāo)準(zhǔn)評估其粘合性，其結(jié)果如表1所示。
◎焊錫抗蝕劑完全沒有粘在膠帶上。
○小部分焊錫抗蝕劑粘在膠帶上。
×大部分焊錫抗蝕劑粘在膠帶上。
對焊接性的評估將焊錫抗蝕劑(PSR-4000，太陽油墨株式會社制)涂在表面鍍銅的印刷電路板用銅層疊板(FR-4)上，通過露光、顯象和硬化形成用于評估焊接性的直徑為1.5mm的孔560個(gè)。然后，在30℃，用前述微蝕劑進(jìn)行噴涂處理，歷時(shí)30秒鐘，約1μm的銅被微蝕(由熔解的銅的重量、銅的表面積和比重計(jì)算出的平均厚度)。
然后，在所得表面涂布整平焊錫用焊劑(W-221,メツク株式會社制)，利用縱型焊錫整平機(jī)在焊接溫度為240℃、浸漬時(shí)間為4秒、空氣溫度為220℃、涂刷器壓力為3kgf/cm2的條件下進(jìn)行焊接，求出有焊錫附著的孔的比例，其結(jié)果如表1所示。
表1
利用本發(fā)明的微蝕劑對銅或銅合金進(jìn)行處理后，改善了其與絕緣樹脂、預(yù)成型料、抗蝕劑等樹脂的粘合性，還能夠形成焊接性良好的表面。而且，所得表面的光澤比用以往的微蝕劑處理過的表面少，所以，使用感光性樹脂作為底子時(shí)具有提高解像度的效果，還能夠減少用自動光學(xué)檢測器(AOI)檢測印刷電路板電路時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。因此，本發(fā)明的微蝕劑能夠在今后逐漸適用于線路微細(xì)化和高密度化的印刷電路板的制造。
圖1表示用本發(fā)明的微蝕劑腐蝕過的表面被放大約3500倍后的電子顯微鏡照片。
圖2表示用比較例1的以往微蝕劑腐蝕過的表面被放大約3500倍后的電子顯微鏡照片。
權(quán)利要求
1．一種銅及銅合金的微蝕劑，其特征在于，由含有1～50重量％硫酸、0.1～20重量％過氧化氫、以及0.0001～3重量％四唑或四唑衍生物中的至少一種的水溶液形成。
2．如權(quán)利要求1所述的微蝕劑，其特征還在于，前述四唑和四唑衍生物包括四唑、1-甲基四唑、2-甲基四唑、5-氨基四唑、5-氨基-1-甲基四唑、1-苯基四唑或5-苯基四唑。
全文摘要
本發(fā)明提供了能夠腐蝕銅表面,在表面能形成與焊錫抗蝕劑等的粘合性良好,且具有良好焊接性的較深凹凸形狀的微蝕劑。該銅及銅合金的微蝕劑由含有1～50重量%硫酸、0.1～20重量%過氧化氫、以及0.0001～3重量%四唑或四唑衍生物中的至少一種的水溶液形成。
文檔編號H05K3/28GK1209468SQ9811548
公開日1999年3月3日 申請日期1998年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月8日
發(fā)明者山田康史, 春田孝史 申請人:美克株式會社