(57)【要約】      （修正有）【課題】細密の導電パターンを高エッチングファクターでエッチングすること。【解決手段】搬送路１上を移動する基板に、エッチング液が噴射されてエッチングされるプリント配線基板のエッチング装置において、搬送路１の上流側には、エッチング液２のみが基板に噴射される一流体噴射ゾーン３が設けられ、搬送路１の下流側には、エッチング液２と空気４との混合体７が基板に噴射される二流体噴射ゾーン５が設けられたことを特徴とするプリント配線基板のエッチング装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路(1)上を移動する基板に、エッチング液が噴射されてエッチングされるプリント配線基板のエッチング装置において、
搬送路(1)の上流側には、エッチング液(2)のみが基板に噴射される一流体噴射ゾーン(3)が設けられ、
搬送路(1)の下流側には、エッチング液(2)と空気(4)との混合体(7)が基板に噴射される二流体噴射ゾーン(5)が設けられたことを特徴とするプリント配線基板のエッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線基板のエッチング装置において、
前記搬送路(1)上を定速度で基板が移動し、二流体噴射ゾーン(5)の長さが一流体噴射ゾーン(3)の長さより短く形成され且つ、二流体噴射ゾーン(5)のエッチング液の噴射量が一流体噴射ゾーン(3)のエッチング液の噴射量より小にされたプリント配線基板のエッチング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプリント配線基板のエッチング装置において、一流体噴射ゾーン(3)の長さと、二流体噴射ゾーン(5)の長さとの比が略２：１に形成されたプリント配線基板のエッチング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプリント配線基板のエッチング装置において、
一流体噴射ゾーン(3)にエッチング液を吸引する吸引手段(6)が設けられたプリント配線基板のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板のエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の高密度集積化に伴い、プリント配線基板も高密度化が進んでいる。
一例として、線間ピッチ５０μm、導電層であるＣｕの厚み１６μmをエッチングし、ボトム幅２５μmとする必要性が存在する。
従来の高精密仕様のバキュームエッチングは、エッチング液噴射と、基板の上面側におけるバキューム等を組み合わせたものであり、そのエッチングファクターは３．０〜３．５程度である。なお、このエッチングファクターは、エッチング後の銅（導電体）のラインのボトム幅とトップ幅の差の１／２で銅層の厚みを除したものである。
次に、エッチング液の噴射方法として、エッチング液と空気とを混合し、液体と気体との二流体の混合体を噴射する方法も提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者の実験によれば、エッチング液のみを基板に噴射してエッチングする方法では、エッチングファクターが２．５〜３．０程度であり、導電部のラインの断面は裾の広い末広がりとなり、配線の高密度化に問題があった。
また、エッチング液と空気とを混合した二流体を基板に噴射する場合においては、その二流体中のエッチング液の密度が基板の各部で均一にならず、その結果安定したエッチングができないことが判った。
そこで、本発明は特に高密度化するプリント配線基板に適した、新たなエッチング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の本発明は、搬送路(1)上を移動する基板に、エッチング液が噴射されてエッチングされるプリント配線基板のエッチング装置において、
搬送路(1)の上流側には、エッチング液(2)のみが基板に噴射される一流体噴射ゾーン(3)が設けられ、
搬送路(1)の下流側には、エッチング液(2)と空気(4)との混合体(7)が基板に噴射される二流体噴射ゾーン(5)が設けられたことを特徴とするプリント配線基板のエッチング装置である
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のプリント配線基板のエッチング装置において、
前記搬送路(1)上を定速度で基板が移動し、二流体噴射ゾーン(5)の長さが一流体噴射ゾーン(3)の長さより短く形成され且つ、二流体噴射ゾーン(5)のエッチング液の噴射量が一流体噴射ゾーン(3)のエッチング液の噴射量より小にされたプリント配線基板のエッチング装置である。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載のプリント配線基板のエッチング装置において、一流体噴射ゾーン(3)の長さと、二流体噴射ゾーン(5)の長さとの比が略２：１に形成されたプリント配線基板のエッチング装置である。
【０００８】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプリント配線基板のエッチング装置において、
一流体噴射ゾーン(3)にエッチング液を吸引する吸引手段(6)が設けられたプリント配線基板のエッチング装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、搬送路１の上流側に、エッチング液２のみが基板に噴射される一流体噴射ゾーン３を設け、搬送路１の下流側に、エッチング液２と空気４との混合体７が基板に噴射される二流体噴射ゾーン５を設けたものである。それにより、サイドエッチングが少なく且つ、安定したエッチングが可能となる。
これは、基板の導電層11の表層から中層までを均一性の高いエッチング液２のみの一流体で処理し、その一流体では難しい深層の峡スペースを、空気４とエッチング液２とを噴射し、液滴の小さな流速の速い混合体７で効率よく処理できるからである。
【００１０】
上記構成に加えて、請求項２に記載のように、搬送路１上を定速度で基板が搬送され、二流体噴射ゾーン５の長さを、一流体噴射ゾーン３より短く形成し且つ、二流体噴射ゾーン５のエッチング液の噴射量を一流体噴射ゾーン３のエッチング液の噴射量より小にした場合には、さらにサイドエッチングが少なく且つ、安定したエッチングが可能となる。
即ち、二流体噴射ゾーン５を比較的短く、そのエッチング液噴射量を少なくするものであり、これは一流体の噴射に比べて、二流体は流速が速く、液滴の極めて小さな混合体のため、その処理効率が高い反面、各部の処理液の密度や噴射にバラツキが生じがちであり、不安定になるので、その長所である効率を生かし、欠点である不安定の期間を短くし、その欠点をカバーするものである。
【００１１】
上記構成に加えて、請求項３に記載のように、一流体噴射ゾーン３の長さと、二流体噴射ゾーン５の長さとの比を略２：１にした場合には、よりサイドエッチングが少なく且つ、安定したエッチングが可能となる。
【００１２】
上記構成に加えて、請求項４に記載のように、一流体噴射ゾーン３にエッチング液を吸引する吸引手段６を設けた場合には、エッチング液の流速の遅い一流体噴射ゾーン３で基板上にエッチング液が滞留することを防止して、さらに安定したエッチングを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のエッチング装置における一流体ノズル９と二流体ノズル15との配置状態を示した説明図。
【図２】本発明に対する比較例１であるエッチング装置の説明図。
【図３】本発明に対する比較例２であるエッチング装置の説明図。
【図４】本発明に対する比較例３であるエッチング装置の説明図。
【図５】本発明のエッチング装置におけるエッチングの時間的経過をａ１〜ａ３及びｂ１ｂ２として表したもの。
【図６】比較例１におけるエッチングの時間的経過をａ１〜ａ５で表したもの。
【図７】比較例２におけるエッチングの時間的経過をｂ１〜ｂ５で表したもの。
【図８】比較例３におけるエッチングの時間的経過をｂ１〜ｂ３及びａ１ａ２として表したもの。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面に基づいて本発明のプリント配線基板のエッチング装置につき説明する。
図１はそのエッチング装置の一流体ノズル９と二流体ノズル15との配置状態を示したものである。
このエッチング装置には、搬送路１に沿って上下一対の基板搬送ローラ16が多数並列され、その各ローラが同期して駆動される。その上下一対の基板搬送ローラ16の間に、同図では図示しない基板が導かれ、矢印方向Ｘに搬送される。そして、その搬送路１の上流側に一流体噴射ゾーン３が設けられ、下流側に二流体噴射ゾーン５が設けられている。
その一流体噴射ゾーン３には、ヘッダパイプ８を介して多数の一流体ノズル９が搬送方向及び、それに直交する方向に互いに離間して多数並列されている。この例は、基板の上下両面を同時にエッチングできるようにするため、各一流体ノズル９は搬送路の上方及び下方に配置されている。搬送路の上方においては、隣接する各一流体ノズル９の間に多数の吸引手段６が配置されている。そして、各一流体ノズル９からはエッチング液２が噴射される。それと共に、吸引手段６によって上面側に滞留するエッチング液２が吸引される。
【００１５】
次に、二流体噴射ゾーン５においては、多数の二流体ノズル15が搬送方向及びそれに直交する方向に配置され、それらが搬送路１の上面側及び下面側に配置されている。各二流体ノズル15は、エッチング液２の配管と空気４の配管とに連結され、それら両流体が合流して混合体７として基板に噴射される。
この例では、搬送路１における一流体噴射ゾーン３の搬送方向の長さが、二流体噴射ゾーン５における搬送方向の長さの２倍に形成されている。なお、各ゾーン３，５の長さは、必要に応じて適宜決定される。従って、本発明は上記実施例に限定されるものではない。そして、各一流体ノズル９からはエッチング液２が、二流体ノズル15からは気体と液体の混合体７が噴射される。一流体ノズル９によってスプレーされる液滴の大きさ（直径の平均）は３００μm程度のものである。これに対して、二流体ノズル15から噴射される混合体７のエッチング液滴の大きさは、その直径が３０μm程度となり、一流体噴射ゾーン３のエッチング液２の液滴の大きさの１／１０程度である。それと共に、混合体７は圧縮空気のエアー圧が加わり、その流速は一流体ノズル９の流速の１０倍程度である。即ち、一流体の流速は２．３m/sec，二流体の流速は２５m/secである。
【００１６】
このように一流体噴射ゾーン３と二流体噴射ゾーン５とを配置したのは、一流体ノズル９によるエッチング液２の特徴と、二流体ノズル15による混合体７の特徴とを組み合わせることにより、品質の高い高精密エッチングが行われることを実験的に検証したからである。これは、一流体ノズル９によるエッチング液２は基板各部において均一性が高い。そこで、表層から中層までをその一流体であるエッチング液２のみで処理し、その一流体であるエッチング液２のみでは難しい狭スペースの深層を、二流体ノズル15の混合体７による二流体で処理する。そのことにより、結果として均質でエッチングファクターの高いエッチングが実現できるものである。そのエッチングの時間的経過を説明したのが図５における各エッチングラインａ１〜ｂ２である。
【００１７】
この基板14は、絶縁層13上に銅箔からなる導電層11が接合され、その表面に、配線パターンを形成するための、レジスト層12が被覆され、各レジスト層12間をエッチング液でエッチングするものである。Ｓ１〜Ｓ３はエッチングされる各スペースを示す。また同図においてレジスト層12の幅はＬであり、導電層11の厚みはＨである。さらに同図において、エッチングのトップ幅を定める基準として、レジスト層12の縁から等間隔にＸ１〜Ｘ４をとる。
そして、図１の一流体噴射ゾーン３において、その上流側から下流側に基板が移動すると、それに従い徐々にエッチングされ、一流体ノズル９におけるエッチング液２によって、順次ａ１〜ａ３のようにエッチングされる。次いで、二流体噴射ゾーン５において、その上流側から下流側まで順次ｂ１〜ｂ２のようにエッチングされる。各スペースＳ１〜Ｓ３における各エッチングは略同程度であり、それらにバラツキは殆どない。
【００１８】
これは、一流体噴射ゾーン３における一流体ノズル９からのエッチング液２の長所を生かして、表層から中層までを均一にエッチングし、一流体における短所の狭スペース深層処理の困難性を二流体の長所でカバーしたからである。
即ち、二流体ノズル15における混合体７は、エッチング液滴の大きさが一流体噴射ゾーン３のそれの１／１０程度と小さく且つ、空気４によってそれが高速になる。そのため狭いスペースの深部に液が容易に到達し、そこを効率良くエッチングすることができる。
しかしながら、二流体噴射ゾーン５における二流体ノズル15からの噴射液の欠点は、基板の各部において空気４とエッチング液２との混合比率が均一でなく、僅かな乱れが生じている。そこで、一流体噴射ゾーン３の距離よりも二流体噴射ゾーン５の距離を短くしその欠点を補っている。
【００１９】
（比較例１）
図２は、本発明との比較のため、一流体ノズル９のみで、エッチングするものであり、そのエッチングの時間的経過は図６の如く形成される。
この一流体処理による長所は、スプレーの噴霧形状と液滴が安定しているためエッチング処理の再現性が良く、仕上がりにバラツキがなく安定性に優れている。
しかしながらその短所は、スプレーされた液滴の大きさが３００μm程度と大きいことと、液滴の流速が遅いことから、狭スペースで深部までエッチング液が到達し難い点である。そのためサイドエッチングが進んでしまうことになる。その状態を示す図６は、上流側から最下流までａ１〜ａ５の順序で順次エッチングされる。そして同図から明らかなように、各スペースのＳ１〜Ｓ３においてサイドエッチングが大きく且つ、エッチングファクターが低いものとなる。そして表層であるトップ幅が狭くなり、通電性に問題が起こる。
【００２０】
（比較例２）
次に図３は、エッチング装置として上流端から下流端まで二流体噴射ゾーン５を形成し、その内部に二流体ノズル15のみを配置した例である。そしてそのエッチングの状態を実験的に検証したのが図７である。
この図７から明らかなことは、スペースＳ３においては極めて良好なエッチングが行われ、そのエッチングファクターも高い。しかしながら、スペースＳ２においてはサイドエッチングが激しく、エッチングファクターも低い。そしてスペースＳ１においては、Ｓ２とＳ３の中間である。図７から明らかなことは、基板の各部でエッチングにバラツキがあり、結果として導電パターンの細密化（ファインピッチ化）には一部しか対応しきれていない。
【００２１】
これは、次の理由であると予測できる。
各二流体ノズル15のエッチング液２と空気４による混合体７は、基板の各部において均一な混合比を安定して噴出し難い欠点がある。即ち、混合体７の噴射が各部において安定せず、エッチング液２と空気４のうち何れか一方に僅かな乱れがあると、その影響でスプレーが乱れてしまう。その結果、基板の各部で二流体のバラツキがあり、エッチング処理の再現性が低くなってしまうからである。その結果、基板の面内のある一部では非常に高いエッチングファクターを有するが、その隣では低いエッチングファクターが出てしまう。
【００２２】
（比較例３）
次に、図４は本発明に対する他の比較例であり、この例では搬送路１の上流側に二流体噴射ゾーン５を配置し、下流側に一流体噴射ゾーン３を配置したものである。この場合の搬送路に沿うエッチングの時間的変化は図８の通りとなった。
同図において、先ず二流体噴射ゾーン５によるその上流側から下流側までのエッチング状態はｂ１〜ｂ３となり、次いで一流体噴射ゾーン３においてはａ１〜ａ２となる。同図においてスペースＳ１〜Ｓ３を比較すると、エッチングに大きなバラツキが存在する。スペースＳ２においてサイドエッチングが激しく、そのエッチングファクターは低い。スペースＳ１，Ｓ３においても、エッチングファクターが比較的低い。
【００２３】
これは、次の理由によると考えられる。
上流側の二流体噴射ゾーン５において、二流体処理の欠点であるバラツキが生じる。そして、下流側の一流体噴射ゾーン３では深層部を一流体処理することで、一流体の欠点であるサイドエッチングが大きく進む。即ち、上流側においては、二流体処理の短所が強調され、下流側において一流体処理の短所が強調されると考えられる。
【符号の説明】
【００２４】
１  搬送路
２  エッチング液
３  一流体噴射ゾーン
４  空気
５  二流体噴射ゾーン
６  吸引手段
７  混合体
８  ヘッダパイプ
【００２５】
９  一流体ノズル
10  エッチング室
11  導電層
12  レジスト層
13  絶縁層
14  基板
15  二流体ノズル
16  基板搬送ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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