DE10165046B4

DE10165046B4 - Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsplatte unter Anwendung einer Zusammensetzung zum Mikroätzen

Info

Publication number: DE10165046B4
Application number: DE10165046A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kurii; Etsuji Kameda; Sachiko Nakamura
Original assignee: MEC Co Ltd
Current assignee: MEC Co Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP2002047583A; DE10136078A1; CN1177954C; JP4033611B2; DE10136078B4; TWI240016B; CN1336449A; US6746621B2; US20020038790A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsplatte, umfassend: Mikroätzen einer Oberfläche von Kupfer oder einer Kupferlegierung durch in Kontakt bringen der Oberfläche von Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer wässerigen Lösung, umfassend einen Hauptbestandteil und einen Hilfsbestandteil, wobei der Hauptbestandteil als wirksame Verbindung Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid und der Hilfsbestandteil als wirksame Verbindung ein Phenyltetrazol, eine Chloridionenquelle und eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, m-Xylolsulfonsäure, Phenolsulfonsäure, Cresolsulfonsäure, Sulfosalicylsäure, m-Nitrobenzolsulfonsäure und p-Aminobenzolsulfonsäure enthält, wodurch die Oberfläche bis zu einem Ätzausmaß von 0,5–3 µm aufgerauht wird, und Laminieren isolierender Harzschichten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaltungsplatten und Ähnlichem unter Anwendung einer Zusammensetzung zum Mikroätzen.
Eine mehrschichtige Schaltungsplatte ist eine laminierte Platte mit mehreren leitenden Schichten, die jeweils durch eine isolierende Schicht voneinander getrennt sind.
Durchgehende Löcher, deren Innenseite mit Kupfer plattiert ist, werden durch die mehrschichtige Schaltungsplatte hindurch gebildet. Die leitenden Schichten in der mehrschichtigen Schaltungsplatte sind elektrisch durch die durchgehenden Löcher verbunden.
Die leitenden Schichten sind aus Kupfer und die isolierenden Schichten aus einem Harz hergestellt. Sowohl das Kupfer als auch die Harze weisen eine dürftige Adhäsion auf. Um die Adhäsion des Kupfers an den Harzen zu verbessern, wird die Oberfläche des Kupfers mit einer stark alkalischen wässrigen Lösung bei einer hohen Temperatur behandelt, um feines nadelartiges Kupferoxid auf der Oberfläche des Kupfers zu erzeugen. Diese Behandlung wird als ”Oxid-Behandlung” bezeichnet.
Das auf der Kupferoberfläche gebildete nadelartige Kupferoxid wird jedoch leicht in einer sauren Plattierungslösung gelöst, die bei dem Plattierungs-Verfahren für die durch-gehenden Löcher benutzt wird. Die Erscheinung der Kupferoxid-Auflösung wird als ”Lichthofbildung” (”haloing”) bezeichnet. Darüber hinaus weist die Oxid-Behandlung nicht nur eine dürftige Leistungsfähigkeit auf, sondern erfordert außerdem eine lange Zeit. Um diese Probleme zu überwinden, wurde ein Verfahren zum Reduzieren des nadelartigen Kupferoxids zu Kupfer unter Beibehaltung der nadelartigen Konfiguration benutzt, durch des die Oberfläche in einer sauren Plattierungs-Lösung weniger löslich gemacht wurde. Dieses Verfahren ist jedoch wegen einer großen Anzahl von Verfahrensstufen nicht bevorzugt.
Als ein Verfahren mit einer geringeren Anzahl von Verfahrensstufen und einer besseren Produktivität wurde ein Verfahren zum Verbessern der Haftung von Kupfer an einem Harz durch Aufrauhen der Kupfer-Oberfläche unter Benutzung einer Mikroätz-Zusammensetzung untersucht, die Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid als einen Hauptbestandteil umfasst.
So beschreibt, z. B., die JP-PS 2740768 B2 ein Verfahren zum Aufrauhen der Kupfer-Oberfläche unter Einsatz einer wässrigen Lösung, die eine anorganische Säure, Wasserstoffperoxid, einen Korrosionsinhibitor, wie Benzotriazol, und ein oberflächenaktives Mittel enthält. Die JP 10-96088/AA beschreibt ein Verfahren zum Aufrauhen der Kupfer-Oberfläche unter Einsatz einer wässrigen Lösung, die eine anorganische Säure, ein Peroxid, eine Azolverbindung, wie Benzotriazol, und eine Halogenidverbindung enthält. Die JP 11-21517/AA beschreibt ein Verfahren zum Aufrauhen der Kupfer-Oberfläche unter Einsatz einer wässrigen Lösung, die ein Oxidationsmittel, wie eine Säure oder Wasserstoffperoxid, einen Korrosionsinhibitor, wie Benzotriazol und ein Halogenidion enthält. Die JP 11-29883/AA beschreibt ein Verfahren zum Aufrauhen der Kupfer-Oberfläche unter Benutzung einer wässrigen Lösung, die Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und ein Tetrazolderivat, wie Phenyltetrazol, enthält. Die JP 11-315381/AA beschreibt ein Verfahren zum Aufrauhen der Kupferoberfläche unter Einsatz einer wässrigen Lösung, die eine anorganische Säure, Wasserstoffperoxid und eine Aminverbindung enthält. Die JP 11-140669/AA beschreibt ein Verfahren zum Aufrauhen der Kupfer-Oberfläche unter Einsatz einer wässrigen Lösung, die eine anorganische Säure, Wasserstoffperoxid und einen Stabilisator, wie eine Alkansulfonsäure, enthält.
Das Verfahren zum Benutzen dieser Mikroätz-Zusammensetzungen hat jedoch auch Nachteile, wie eine ungenügende Haftung an Harzen und die Produktion einer braunen oder schwarzen Abscheidung während der Kupfer-Behandlung mit diesen Zusammensetzungen. Eine weitere Verbesserung dieser Zusammensetzungen zum Mikroätzen und damit zur Herstellung von Schaltungsplatten war erwünscht.
Die US 5 800 859 A beschreibt die Kupferbeschichtung von Schaltplatten. Dazu wird die Metalloberfläche zur Adhäsionsverbesserung mit einem Mikroätzmittel behandelt. Das Ätzmittel enthält Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid, ein Tetrazol, eine Chloridionenquelle und ein Sulfonat.
Aus der EP 0 890 660 A1 ist ein Mittel zum Mikroätzen von Kupfer und Kupferlegierungen bekannt, das eine wässrige Lösung aus 1–50 Gew.-% Schwefelsäure, 0,1–20 Gew.-% Wasserstoffperoxid und 0,0001–3 Gew.-% Tetrazol und/oder Tetrazolderivate umfasst. Es können Wasserstoffperoxid stabilisierende Additive, wie Sulfonsäure oder Methanol, zugesetzt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen von Schaltungsplatten anzugeben, bei dem durch die Anwendung einer verbesserten Zusammensetzung zum Mikroätzen die Haftung zwischen Kupfer bzw. Kupferlegierung und Harz verbessert wird.
Als ein Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die Oberflächen von Kupfer und Kupferlegierungen genügend aufgerauht werden können, ohne eine braune oder schwarze Abscheidung zu erzeugen, wenn solche Oberflächen kontinuierlich unter Einsatz einer Zusammensetzung zum Mikroätzen behandelt werden, die Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid sowie einen unterstützenden Bestandteil mit einer neuen Kombination enthält.
Spezifisch wird die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsplatte gelöst, welches des Mikroätzen einer Oberfläche von Kupfer oder einer Kupferlegierung durch in Kontakt bringen der Oberfläche von Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer wässrigen Lösung, umfassend einen Hauptbestandteil und einen Hilfsbestandteil, wobei der Hauptbestandteil als wirksame Verbindung Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid und der Hilfsbestandteil als wirksame Verbindung ein Phenyltetrazol, eine Chloridionenquelle und eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, m-Xylolsulfonsäure, Phenolsulfonsäure, Cresolsulfonsäure, Sulfosalicylsäure, m-Nitrobenzolsulfonsäure und p-Aminobenzolfulfonsäure enthält, wodurch die Oberfläche bis zu einem Ätzausmaß von 0,5–3 µm aufgerauht wird, und Laminieren isolierender Harzschichten umfasst. Eine solche wässrige Lösung wird im Folgenden als ”Zusammensetzung zum Mikroätzen” bzw. ”Mikroätz-Zusammensetzung” bezeichnet.
In der obigen Mikroätz-Zusammensetzung beträgt die Konzentration an Schwefelsäure vorzugsweise 60–220 g/l.
In der obigen Mikroätz-Zusammensetzung beträgt die Konzentration an Wasserstoffperoxid vorzugsweise 5–70 g/l.
In der obigen Mikroätz-Zusammensetzung sind bevorzugte Beispiele des Phenyltetrazols 1-Phenyltetrazol oder 5-Phenyltetrazol.
In der obigen Mikroätz-Zusammensetzung beträgt die Konzentration des Phenyltetrazols vorzugsweise 0,01–0,4 g/l.
In der obigen Mikroätz-Zusammensetzung ist die Chloridionen-Quelle eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammonium-chlorid und Chlorwasserstoffsäure.
In der obigen Mikroätz-Zusammensetzung beträgt die Konzentration der Chloridionen-Quelle vorzugsweise 1–60 ppm.
Die wässrige Lösung umfasst weitere Additive, wie Entschäumungsmittel und oberflächenaktive Mittel.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher.
Obwohl die Konzentration der Schwefelsäure in der Mikroätz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gemäß der Ätzrate und der Löslichkeit von Kupfer in der Ätzlösung geeignet eingestellt wird, beträgt eine solche Konzentration gewöhnlich 60–220 g/l und vorzugsweise 90–220 g/l. Ist die Konzentration geringer als 60 g/l, dann wird die Ätzrate langsam. Beträgt die Konzentration mehr als 220 g/l, dann ist nicht nur keine Zunahme entsprechend der Zunahme der Konzentration ersichtlich, sondern es neigen Kupfersulfat-Kristalle zur Abscheidung.
Obwohl die Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Mikroätz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gemäß der Ätzrate und der erwünschten Fähigkeit zum Aufrauhen der Oberfläche geeignet eingestellt wird, beträgt eine solche Konzentration üblicherweise 5–70 g/l und vorzugsweise 7–56 g/l. Ist die Konzentration an Wasserstoffperoxid geringer als 5 g/l, dann ist die Ätzrate gering und die Mikroätz-Zusammensetzung kann die Kupferoberfläche nicht angemessen aufrauhen; beträgt sie andererseits mehr als 70 g/l, dann wird die Ätzrate zu rasch, um ein gleichmäßiges Ätzen zu bewirken, was zu einem ungenügenden Aufrauhen der Kupferoberfläche führt.
Zusätzlich zum Hauptbestandteil, der aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid besteht, umfasst die Mikroätz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung einen unterstützenden Bestandteil, der aus einem Phenyltetrazol und einer Quelle für Chloridionen besteht, um die Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu unterdrücken und die Oberfläche des Kupfers oder der Kupferlegierung angemessen aufzurauhen. In der vorliegenden Erfindung stellt der Einsatz eines Phenyltetrazols unter verschiedenen Azolverbindungen, wie Imidazol, Triazol, Tetrazol und Ähnliche, ein genügendes Aufrauhen der Oberfläche des Kupfers oder der Kupferlegierungen sicher und unterdrückt die Zersetzung von Wasserstoffperoxid.
Als Beispiele des Phenyltetrazols können 1-Phenyltetrazol, 5-Phenyltetrazol und Ähnliche angegeben werden. Von diesen ist 5-Phenyltetrazol in Anbetracht der hohen Löslichkeit in Wasser besonders bevorzugt. Soweit die Wirkung der vorliegenden Erfindung angemessen gezeigt werden kann, kann das Phenyltetrazol einen Substituenten, wie -NH2, -SH usw., enthalten oder es kann ein Metallsalz, wie ein Salz von Calcium, Kupfer, Natrium oder Ähnlichen, sein.
Obwohl die Konzentration des Phenyltetrazols gemäß der Aufrauhungskonfiguration, der Löslichkeit von Kupfer in der Ätzlösung und Ähnlichem geeignet eingestellt werden kann, beträgt die Konzentration vorzugsweise 0,01–0,4 g/l und bevorzugter 0,03–0,35 g/l. Ist die Konzentration an Phenyltetrazol geringer als 0,01 g/l, dann ist die Ätzrate zu gering, um die Kupferoberfläche angemessen aufzurauhen; beträgt sie mehr als 0,4 g/l, dann ist es schwierig, das Phenyltetrazol in der Lösung in einer stabilen Weise aufzulösen.
Als Beispiele der Quelle für Chloridionen können Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid, Chlorwasserstoffsäure und Ähnliche angegeben werden.
Obwohl die Konzentration der Chloridionen-Quelle gemäß der erwünschten Aufrauhungskonfiguration und der Ätzrate geeignet eingestellt werden kann, beträgt eine solche Konzentration vorzugsweise 1–60 ppm und bevorzugter 2–10 ppm. Ist die Konzentration der Chloridionen-Quelle geringer als 1 ppm, dann kann die Kupferoberfläche nicht angemessen aufgerauht werden; beträgt sie mehr als 60 ppm, dann wird die Ätzrate zu langsam, um die Kupferoberfläche angemessen aufzurauhen.
Um die Zersetzung von Wasserstoffperoxid weiter zu kontrollieren, gibt man eine aromatische Sulfonsäure zu. Es war bekannt, dass eine aromatische Sulfonsäure durch Wasserstoffperoxid in einer Mikroätz-Zusammensetzung oxidiert wird und einen braunen oder schwarzen Niederschlag erzeugt ( JP-0S 140669/1999 ). Der kombinierte Einsatz einer aromatischen Sulfonsäure und eines Phenyltetrazols gemäß vorliegender Erfindung kontrolliert die Zersetzung von Wasserstoffperoxid, wodurch die Erzeugung eines braunen oder schwarzen Niederschlages verhindert wird. Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, m-Xylol-sulfonsäure, Phenolsulfonsäure, Cresolsulfonsäure, Sulfosalicy-lsäure, m-Nitrobenzolsulfonsäure, p-Aminobenzolsulfonsäure und Ähnliche können als Beispiele für aromatische Sulfonsäuren angegeben werden.
Obwohl die Konzentration der aromatischen Sulfonsäure gemäß dem Grad der Stabilität des Wasserstoffperoxids in der Lösung geeignet eingestellt werden kann, ist die Konzentration vorzugsweise 10 g/l oder weniger, bevorzugter 2–4 g/l. Übersteigt die Konzentration der Benzolsulfonsäure 10 g/l, dann führt dies nicht zu einer Wasserstoffperoxid-Stabilisierung gemäß der Erhöhung der Konzentration.
Die angewendeten Mikroätz-Zusammensetzungen können verschiedene andere Zusätze, wie ein Entschäumungsmittel und oberflächenaktives Mittel, enthalten.
Die Mikroätz-Zusammensetzung kann leicht hergestellt werden durch Auflösen der oben beschriebenen Komponenten in Wasser. Ionenausgetauschtes Wasser wird vorzugsweise als Wasser für diesen Zweck benutzt.
Die Mikroätz-Zusammensetzung wird durch Besprühen des Kupfers oder der Kupferlegierung oder Eintauchen des Kupfers oder der Kupferlegierung mit dem Kupfer bzw. der Kupferlegierung in Kontakt gebracht.
Obwohl das Ausmaß des Ätzens gemäß der Art des auf die Kupferoberfläche aufgebrachten Harzes und anderer Bedingungen geeignet bestimmt werden kann, ist erfindungsgemäß eine Ätzmenge von 0,5–3 µm vorgesehen, wobei ein bevorzugteres Ausmaß des Ätzens 1–2,5 µm beträgt. Ist die Ätzmenge geringer als 0,5 µm, dann kann die Kupferoberfläche nicht genügend aufgerauht werden. Ein Ätzausmaß von mehr als 3 µm verbessert die Haftung der Kupferoberfläche an den Harzen nicht. Das Ausmaß des Ätzens in der vorliegenden Erfindung zeigt die Ätztiefe, errechnet. aus der Gewichtsänderung der Probe vor und nach dem Ätzen, der Oberfläche des Kupfers und der Dichte des Kupfers. Das Ätzausmaß kann durch Ändern der Zusammensetzung der Mikroätz-Zusammensetzung oder durch Kontrollieren der Temperatur oder der Ätzzeit eingestellt werden. Die Temperatur der Mikroätz-Operation unter Einsatz der Mikroätz-Zusammensetzung liegt üblicherweise im Bereich von 20–40°C, und die Ätzzeit beträgt gewöhnlich von 10–120 Sekunden.
Die Oberfläche des Kupfers oder der Kupferlegierung, die mit der Mikroätz-Zusammensetzung behandelt worden ist, ist angemessen aufgerauht und weist tiefe mikroskopische Grub- bzw. Löchelchen auf, die gleichmäßig gebildet sind. Die Oberfläche zeigt eine hervorragende Haftung an Harzen. Zur Herstellung mehrschichtiger Schaltungsplatten wird das Kupfersubstrat der inneren Schicht zuerst entfettet, mit Wasser gewaschen und durch Aufsprühen der Mikroätz-Zusammensetzung in dem Ausmaß von 0,5–3 µm geätzt, wodurch die Kupferoberfläche aufgerauht wird. Das Kupfersubstrat wird dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Wird das so erhaltene Innenschicht-substrat mit einem Prepreg laminiert und gepresst, dann ist das Substrat durch die Verankerungswirkung der mikroskopischen Löchelchen auf der Kupferoberfläche fest mit dem Prepreg verbunden. Dies verhindert ein Ablösen des Kupfers vom Prepreg an der Grenzfläche, selbst wenn während der Lötoperation eine Wärmespannung auf die Schaltungsplatte ausgeübt wird.
Die Mikroätz-Zusammensetzung kann in weitem Rahmen für verschiedene Zwecke benutzt werden. So kann, z. B., die Mikroätz-Zusammensetzung zusätzlich zur Laminierung mit Prepregs zum Verbessern der Haftung von einer Kupferoberfläche an Harzen, wie einem Lötmittel-Resist, einem Trockenfilm-Resist, einem Elektroüberzug-Resist. Klebstoff und Ähnlichem, benutzt werden. Die Mikroätz-Zusammensetzung ist aber besonders wirksam für die Verbesserung der Haftung zwischen einem Schaltungsmuster und einem Zwischenschicht-Isolationsharz einer aufgebauten Schaltungsplatte. Die Mikroätz-Zusammensetzung kann auch für eine Oberflächen-Behandlung von Leiterplatten benutzt werden, wodurch die Haftung eines Dichtungsharzes an einer Leiterplatte verbessert werden kann.
Die für diese Zwecke benutzten Harze schließen Phenolharz, Epoxyharz, wärmebeständiges Epoxyharz, Polyimid, Bismaleimid-Triazinharz und Polyphenylenether ein, doch sind sie darauf nicht beschränkt.
Weil die Oberfläche des Kupfers oder der Kupferlegierung, die mit der Mikroätz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung aufgerauht wurde, eine ausgezeichnete Löt- und Plattierungsmetall-Haftung zeigt, ist die Mikroätz-Zusammensetzung brauchbar für die Vorbehandlung von Lotüberzügen, elektrolytisches Plattieren und stromloses Plattieren von Schaltungsplatten.
Weiter kann die Mikroätz-Zusammensetzung den Glanz oder Farbton von Kupfer oder Kupferlegierung nach der Ätzbehandlung durch Kontrollieren des Ätzausmaßes regeln. Ist, z. B., der Glanz verringert, dann kann die Auflösung verbessert werden, wenn die Oberfläche von Kupfer oder Kupferlegierung als eine Grundtextur für ein fotoempfindliches Harz benutzt wird, wodurch Fehlfunktionen einer automatischen optischen Inspektionsvorrichtung (AOI) von Schaltungsplatten vermindert werden können und die Reflexion eines Laserstrahles von der Kupferoberfläche verringert werden kann, wenn die durchgehenden Löcher in einer Schaltungsplatte durch einen Laserstrahl erzeugt werden.
Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen deutlich, die zur Veranschaulichung der Erfindung angegeben sind.
Beispiele
Beispiele 1–6 und Vergleichsbeispiele 1–4
Lötmittel-Wärmebeständigkeit
Die Mikroätz-Zusammensetzungen, die jeweils die in Tabelle 1 gezeigten Formulierungen aufweisen, wurden auf laminierte Platten aus mit Epoxyharz imprägniertem Glasgewebe, die mit Kupfer kaschiert waren (FR-4-Qualität), gesprüht, wobei beide Seiten mit einer Kupferfolie mit einer Dicke von 18 µm kaschiert waren und 30 Sekunden bei 25°C besprüht wurden, wodurch die Kupferoberfläche geätzt wurde. Das Ätzausmaß betrug 2 µm (Beispiel 1). Die resultierende Oberfläche wurde unter einem Elektronenmikroskop in einer Vergrößerung von 3.500 beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ein Prepreg aus mit Epoxyharz imprägniertem Glasgewebe (FR-4-Qualität) wurde auf jede Seite der kupferkaschierten laminierten Platte aufgebracht, gepresst und die Peripherie abgeschnitten, wodurch ein Teststück geschaffen wurde. Als Nächstes wurde das Teststück 4 Stunden bei 121°C und 100% 20 relativer Feuchte unter Benutzung eines Druckkochers mit 2 Atmosphären Druck belastet. Das Teststück wurde dann in ein geschmolzenes Lötmittelbad für eine Minute bei 270°C eingetaucht, um die Lötmittel-Wärmebeständigkeit gemäß JIS C6481 zu bewerten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Abziehfestigkeit
Die Mikroätz-Zusammensetzungen, die jeweils die in Tabelle 1 gezeigten Formulierungen aufwiesen, wurden auf die glänzende Seite elektrolytischer Kupferfolien einer Dicke von 70 µm 30 Sekunden bei 25°C aufgesprüht, wodurch die Kupferoberfläche geätzt wurde. Das obige Prepreg wurde auf die behandelte Oberfläche der Kupferfolie gelegt und gepresst. Um die Abziehfestigkeit zu messen, wurde die Kupferfolie mit Ausnahme der Fläche eines Streifens mit einer Breite von 1 cm gemäß JIS 06481 entfernt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Lichthofbildung
Die Mikroätz-Zusammensetzungen, die jeweils die in Tabelle 1 gezeigten Formulierungen aufwiesen, wurden bei 25°C 30 Sekunden lang auf laminierte Platten aus mit Epoxyharz imprägniertem Glasgewebe (FR-4-Qualität), bei dem beide Seiten mit einer Kupferfolie einer Dicke von 35 µm kaschiert waren, gesprüht, wodurch die Kupferoberfläche geätzt wurde. Eine Kupferfolie mit einer Dicke von 18 µm wurde auf jede Seite der resultierenden laminierten Platte unter Zwischenlage der obigen Prepregs gelegt.
Bei einer Bohrrotation von 7.000 U/min wurden Löcher mit einem Durchmesser von 0,4 mm durch die erhaltenen Vierschichten-Substrate gebohrt. Die Vierschichten-Platte wurde in eine 4N-Chlorwasserstoffsäure-Lösung 2 Stunden eingetaucht, aus der Chlorwasserstoffsäure-Lösung herausgenommen und die Oberflächen horizontal geschliffen, um die innere Schicht der Kupferfolie zu beobachten. Die innere Schicht wurde auf die Anwesenheit von Lichthöfen unter Benutzung eines Mikroskops mit einer 100-fachen Vergrößerung inspiziert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Niederschlag
Kupfer wurde in den in Tabelle 1 gezeigten Mikroätz-Zusammensetzungen in einer Menge von 30 g/l gelöst. Man ließ die Lösung 168 Stunden bei 25°C stehen, um die Erzeugung eines Niederschlages zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 5
Das gleiche Experiment wie in Beispiel 1 wurde unter Benutzung einer wässrigen Lösung, enthaltend 180 g/l chlorige Säure, 62 g/l Natriumhydroxid und 10 g/l Natriumphosphat (eine Oxid-Behandlung) anstelle der Mikroätz-Zusammensetzung ausgeführt. Ein durch Eintauchen der Probe für 5 Minuten bei 70°C auf der Kupferoberfläche erzeugter schwarzer Oxidfilm wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, kann eine Kupferoberfläche mit tiefen mikroskopischen Löchelchen, die eine hervorragende Haftung an Harzen zeigt, unter Anwendung der Mikroätz-Zusammensetzung erhalten werden.
Im Gegensatz dazu waren die mikroskopischen Löchelchen, die auf der Kupferoberfläche unter Anwendung der Zusammensetzungen der Vergleichsbeipiele 1, 2 und 3, enthaltend eine andere Azolverbindung als Phenyltetrazol, gebildet wurden, flach und wiesen eine schlechtere Haftung an Prepregs auf.
Feine und flache mikroskopische Löchelchen wurden auf der Kupferoberfläche des Vergleichsbeispiels 4 gebildet. Das Probenprodukt wies trotz guter Lötmittel-Wärmebeständigkeit nur eine dürftige Abziehfestigkeit auf. Dies ist der Verwendung von Benzotriazol als einer Azolverbindung zuzuschreiben. Zusätzlich war ein Niederschlag zu sehen, von dem angenommen wird, dass er das Reaktionsprodukt von Benzotriazol und Wasserstoffperoxid ist.
30 g Kupfer wurden in 1 l der Mikroätz-Zusammensetzungen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 4 gelöst. Jede Lösung ließ man 168 Stunden bei 25°C stehen, um die Stabilität von Wasserstoffperoxid zu untersuchen. Als ein Ergebnis betrugen die Restmengen von Wasserstoffperoxid in den Mikroätz-Zusammensetzungen von Beispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 4 95% bzw. 70%, was eine ungenügende Wirkung der Mikroätz-Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 4 zeigt, die Wasserstoffperoxid-Zersetzung zu unterdrücken.
Die Mikroätz-Zusammensetzung, die als Grundmaterialien Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid benutzt, stellt bei Herstellungsverfahren für Schaltungsplatten eine einfache Verfahrens-Kontrolle und einen kontinuierlichen Betrieb sicher.
Die erfindungsgemäß erzeugte Schaltungsplatte der vorliegenden Erfindung stellt eine ausgezeichnete Haftung zwischen Schaltungsmustern innerer Schichten und Isolations-Harzschichten sicher und ist somit frei von Lichthofbildung.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsplatte, umfassend: Mikroätzen einer Oberfläche von Kupfer oder einer Kupferlegierung durch in Kontakt bringen der Oberfläche von Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer wässerigen Lösung, umfassend einen Hauptbestandteil und einen Hilfsbestandteil, wobei der Hauptbestandteil als wirksame Verbindung Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid und der Hilfsbestandteil als wirksame Verbindung ein Phenyltetrazol, eine Chloridionenquelle und eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, m-Xylolsulfonsäure, Phenolsulfonsäure, Cresolsulfonsäure, Sulfosalicylsäure, m-Nitrobenzolsulfonsäure und p-Aminobenzolsulfonsäure enthält, wodurch die Oberfläche bis zu einem Ätzausmaß von 0,5–3 µm aufgerauht wird, und Laminieren isolierender Harzschichten.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Konzentration der Schwefelsäure 60–220 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Konzentration von Wasserstoffperoxid 5–70 g/l beträgt.
Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Phenyltetrazol 1-Phenyltetrazol oder 5-Phenyltetrazol ist.
Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Konzentration des Phenyltetrazols 0,01–0,04 g/l beträgt.
Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Chloridionen-Quelle eine oder mehrere Verbindungen sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid und Chlorwasserstoffsäure.
Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Konzentration der Chloridionen-Quelle 1–60 ppm beträgt.
Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, worin die wässrige Lösung weitere Additive, wie Entschäumungsmittel und oberflächenaktive Mittel umfasst.