(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比重１．３８以上の銅濃度および０．３モル／リットル以下の塩酸濃度に維持された塩化銅エッチング液を用いて金属のエッチングを行うエッチング方法。
【請求項２】
前記金属は、プリント配線板の銅箔であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パターンレジストされたプリント配線板等をエッチングするエッチング方
法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板のエッチング処理おいては、旧来より塩化第二鉄または塩化第二銅を主成分とする塩化物系のエッチング液が広く用いられている。また、エッチング液は、高いエッチングレートを実現するため、塩化第二鉄、塩化第二銅等の主成分の濃度が最適化されている。たとえば塩化第二銅を用いたエッチング液の場合、１リットル当たりの塩化第二銅の量は、２００ｇまたは１〜３モルとされる（非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】英一太著「プリント配線板の製造技術」２００１年４月１５日、株式会社シーエムシー、ｐ．１６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年携帯電話機や携帯ゲーム機等の高性能な小型電子機器の普及により、プリント配線板（銅箔）が薄くなり、配線パターンも極めて微細化してきている。現在、箔厚３５μｍの銅箔で１００μｍピッチ（線幅５０μｍ＋スペース５０μｍ）の配線パターンを形成したプリント配線板が実用化されているが、更なるファインピッチ化が要求されている。
【０００５】
このような薄い銅箔を用いた微細な配線パターンを上述の高いエッチングレートのエッチング液でエッチングした場合、数秒程度の極めて短時間でエッチングが完了してしまう。エッチング工程では、配線パターンやエッチング液の劣化の度合い等に基づいて微妙にエッチング時間を制御することにより、高精度のエッチングを可能にしているが、エッチングが数秒で完了する場合、エッチング時間の微妙な制御が極めて困難になる。
【０００６】
また、高いエッチングレートのエッチング液を用いた場合、回路部分であるレジスト下部の銅箔を横から腐食してしまうサイドエッチングが生じやすく、エッチング不良がさらに生じやすくなるという問題点があった。
【０００７】
この発明の目的は、プリント配線板のエッチングにおいて、ファインピッチのエッチングでも細かい制御ができ、高精度のエッチングが可能なエッチング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のエッチング方法は、比重１．３８以上の銅濃度および０．３モル／リットル以下の塩酸濃度に維持された塩化銅エッチング液を用いて金属のエッチングを行うことを特徴とする。
【００１１】
上記発明において、前記金属としてプリント配線板の銅箔をエッチングしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、この発明によれば、プリント配線板のエッチングにおいて飽和直前の濃度に維持された塩化銅エッチング液を用いるので、時間をかけたエッチングが可能であり、より薄く精密なプリント配線板のエッチングでも細かい制御ができる。そして、エッチング液のエッチング余力が少ないため、液の循環（スプレー）方向以外の方向には銅表面にエッチング能力を無くしたエッチング液の被膜が生じ、垂直方向のみエッチングが進みサイドエッチングを防止することができる。
【００１４】
また、エッチング液に塩素ガスを補給して再生すれば、再生時に水成分が追加されず比重を維持しやすく、比重調整水を加えることで容易に塩化第二銅エッチング液の濃度を飽和直前の濃度に保つことができる。これにより、エッチング液の組成のリアルタイム自動制御を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施形態であるプリント配線板のエッチング方法に用いられるエッチング液について説明する。本実施形態のエッチングには、塩化第二銅を主成分とする塩化銅エッチング液を用いる。このエッチング液は、塩化第二銅の濃度が飽和直前まで高められており比重が１．３８〜１．４５程度であり、１．４０〜１．４２であることがさらに好適である。また、このエッチング液は、塩酸濃度が０．３モル以下に制御されている。この発明に係るエッチング方法を良好に実施するためには、塩酸濃度は０．２モル以下であることがより好適である。なお、このエッチング液は、３０〜５０℃の液温で使用される。
【００１６】
上述の組成のエッチング液は、一般の塩化銅エッチング液と比して、単位容積あたりの銅腐食量が少なく劣化が早いという特徴を有する。すなわち、液中の二価銅イオン濃度が飽和直前まで高く、且つ塩酸濃度が低いため、このエッチング液の銅腐食余力が殆ど残されておらず、通常の塩化銅エッチング液（液中の塩化第二銅濃度が１〜３モル／リットル）ならば、０．２〜０．５ｇ／リットル程度の銅をエッチングできるのに、この実施形態のエッチング液では、０．１ｇ／リットル程度しかエッチングできない。これにより、プリント配線板の微細パターンの内部に入り込んだエッチング液は直ぐに劣化してエッチング能力を失うため、図１（Ａ）に示すように微細パターン内部に流入した直後の下方向へのエッチングで能力を失い、横方向にはエッチング能力を失ったエッチング液の被膜が生じ、横方向へのエッチングが殆ど進まない。
【００１７】
また、一般的に塩化銅エッチング液は、塩化第二鉄を主成分とする塩化鉄エッチング液に比して粘性が低いが、本実施形態の高濃度の塩化銅エッチング液は、従来よりも一般的な塩化銅エッチング液と塩化鉄エッチング液の中間程度の粘性を有する。したがって、塩化鉄エッチング液のように微細な回路パターンの内部へ液が循環しにくいという欠点を解消することができるとともに、適度な粘性を有することから、図１（Ｂ）に示すようなパターン内部での微小な循環をなくすることができ、不要な横掘りをさらによく抑制することができる。
【００１８】
なお、この実施形態のエッチング液が低下した場合、塩素ガス（および純水）を用いて再生する。すなわち、一般の塩化銅エッチング液のように塩酸および過酸化水素水を用いて再生する方式では、水（Ｈ２Ｏ成分）が多すぎて１．４前後の比重を維持できない。このため、塩素ガスを用いてＨ２Ｏ成分を増加させることなく、銅イオンを一価から二価に酸化させてエッチング液を再生する。ただし、このままではエッチング液の比重が上昇してしまうので、適宜比重調整水を追加して比重を調整する。オーバーフローしたエッチング液は廃液として回収する。
【００１９】
図２は、この発明の実施形態であるエッチング方法、およびエッチング液再生方法を適用したエッチングシステムの構成を示す図である。このエッチングシステムでは、上述した飽和直前の塩化銅エッチング液を用いる。
【００２０】
エッチングシステムは、エッチングを行うエッチングマシン３と、エッチングマシン３で使用され組成が変化したエッチング液が排出される再生タンク４と、再生タンク４に対して塩素ガスを供給する塩素ガス供給装置１と、再生タンク４に対して比重調整水（純水）を貯蔵する水供給装置２と、再生タンク４内のエッチング液の組成を検出する組成検出装置５と、組成検出装置５の検出値に基づいて塩素ガス供給装置１および水供給装置２を制御する制御部６とを備えている。
【００２１】
エッチングマシン３で使用されている塩化第二銅エッチング液は銅をエッチングするにつれて以下のように組成が変化する。
CuCl2＋Cu→2CuCl
【００２２】
すなわち、エッチング液である塩化第二銅溶液は銅を腐食することで塩化第一銅溶液に変化する（実際には錯体となって液中に溶解する）。エッチングマシン３は、このように組成の変化したエッチング液を図示していないポンプを利用して再生タンク４に排出する。
【００２３】
そして、再生タンク４内のエッチング液は、図示しないポンプによって組成検出装置５に送られる。組成検出装置５は、エッチング液内の銅濃度、塩酸濃度等を検出するセンサや比重計等を有している。
【００２４】
制御部６は、これらセンサ、比重計の検出結果に基づき、塩化銅エッチング液を上述の組成に維持するように塩素ガスの供給量を演算し、塩素ガス供給装置１のポンプを制御して塩素ガスを再生タンク４内のエッチング液に注入することにより、エッチング液を再生する。以下に、このときの反応式を示す。
2CuCl＋Cl2→2CuCl2
【００２５】
このように、エッチング液中の塩化第一銅が塩素ガスにより、他の成分を増やすことなく塩化第二銅に変化する。このように、塩素ガスを使って再生することにより、水分を増加させることなく一価銅を二価銅に変化させることができ、エッチング液の比重を１．３８若しくは１．４以上に維持することができる。この処理のみであると、エッチングによりプリント配線板の銅箔から溶融した一価銅も二価銅に変換されるため、徐々にエッチング液の銅濃度が上昇してゆく。そこで、制御部６は、前記検出結果に基づいて、水供給装置２を制御し、比重調整水を再生タンク４内のエッチング液に注入することにより、エッチング液の比重を１．３８〜１．４５若しくは１．４０〜１．４２に維持する。
【００２６】
図３は、エッチングシステムの動作を示すフローチャートである。エッチングマシン３は連続動作し、ポンプによるエッチングマシン３と再生タンク４との間のエッチング液の還流は継続的に行われている。この処理動作は、エッチングマシン３の動作中に一定時間毎に実行される。まずセンサに電圧を印加して作動状態にする（Ｓ１）。制御部６は、センサおよび比重計の検出内容に基づき、エッチング液の組成および比重を検出する（Ｓ２）。そして、制御部６は、この検出された濃度に基づいて、エッチング液に補給すべき塩素ガス、水の補給量を演算し（Ｓ３）、塩素ガス供給装置１、水供給装置２を制御して塩素ガスおよび比重調整水を再生タンク４に添加して、エッチング液を再生するとともにエッチング液の比重を調整する（Ｓ４）。
【００２７】
上記実施形態では、エッチング液を塩素ガスで再生することにより、エッチング液の高い銅濃度を維持しているが、塩酸および過酸化水素水を用いてこの実施形態のエッチング液を再生することも可能である。この場合には、高濃度の過酸化水素水（６０％程度）を用いて再生し、再生後加熱等により若干の水分を除去して銅濃度を高めてエッチングに使用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態および従来のエッチング方向を示す図である。
【図２】この発明の実施例であるエッチング制御装置を適用したエッチング装置の構成を示す図である。
【図３】エッチング制御装置の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１−塩素ガス供給装置
２−水供給装置
３−エッチングマシン
４−再生タンク
５−組成検出装置
６−制御部
【図１】
0005214996.tif 000002
【図２】
0005214996.tif 000003
【図３】
0005214996.tif 000004