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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Ätzmittel für wenigstens ein Metall, ausgewählt aus
Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen
und Palladium, eine Ergänzungslösung für das Ätzmittel
und ein Ätzverfahren
und ein Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtungsplatte, welches
das Ätzmittel
und die Ergänzungslösung verwendet.
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Unter
verschiedensten Verdrahtungsplatten, welche in elektronischen Einrichtungen
verwendet werden, besteht eine wachsende Nachfrage für eine flexible
Verdrahtungsplatte, wegen ihrer Flexibilität, geringen Dicke, des leichten
Gewichts, etc. Des weiteren nimmt die Verwendung der flexiblen Verdrahtungsplatte
als ein Basismaterial für
ein Halbleitergehäuse
oder ein Gehäuse
für ein
Flüssigkristallmodul
ebenfalls zu. Die flexible Schaltplatte beinhaltet einen Polyimidfilm
als ein elektrisch isolierendes Basismaterial und eine Kupferverdrahtung,
die auf dem Polyimidfilm ausgebildet ist.
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Unter
verschiedensten Verfahren zur Herstellung der flexiblen Verdrahtungsplatte
erregt ein Sputter-Plattier-Verfahren (sputter-plating method) Aufmerksamkeit,
da mit diesem Verfahren zum Beispiel kleinste Verdrahtungen leicht
ausgebildet werden können.
Nach dem Sputter-Plattier-Verfahren wird die flexible Verdrahtungsplatte
auf folgende Weise hergestellt. Zunächst wird eine dünne Schicht
aus Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung
oder dergleichen, welche dazu dient, Polyimid und Kupfer fest miteinander
zu verbinden, auf dem Polyimidfilm als ein Basismaterial ausgebildet.
Dann wird eine Kupferschicht durch elektrolytische Plattierung auf
einem Teil ausgebildet, wo eine Schaltung ausgebildet werden soll.
Danach wird ein Teil der dünnen
Schicht, welche nicht mit der Kupferschicht bedeckt ist, durch Ätzen entfernt,
wodurch eine Kupferverdrahtung bzw. -schaltung ausgebildet wird
(siehe JP 2000-252625 A).
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Die
Entfernung dieser dünnen
Schicht wird im Allgemeinen unter Verwendung einer wässrigen
Lösung,
welche Eisen(III)-chlorid als eine Hauptkomponente enthält, durchgeführt.
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Die
herkömmliche
wässrige
Lösung,
welche Eisen(III)-chlorid als eine Hauptkomponente enthält, zeigt jedoch
ein Problem, indem sie zu viel Auflösung von Kupfer verursacht.
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Um
daher das oben beschriebene Problem des Standes der Technik zu lösen, ist
es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ätzmittel zur Verfügung zu
stellen, das rasch wenigstens ein Metall, ausgewählt aus Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen
und Palladium, ätzen
kann und zu viel Auflösung
(auch als "exzessive
Auflösung" bezeichnet) von
Kupfer unterdrücken
kann, eine Ergänzungs-
bzw. Auffrischungslösung
für das Ätzmittel
und ein Ätzverfahren
und ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltplatte, welches das Ätzmittel und
die Ergänzungslösung verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein Ätzmittel für wenigstens ein Metall, ausgewählt aus
Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen
und Palladium. Das Ätzmittel
beinhaltet eine wässrige
Lösung,
welche Salzsäure
bzw. Chlorwasserstoffsäure,
Salpetersäure
und eine Kupfer(II)-Ionenquelle umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung liefert auch eine Ergänzungs- bzw. Auffrischungslösung, welche
dem Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung zuzugeben ist, wenn das Ätzmittel
wiederholt verwendet wird. Die Ergänzungs- bzw. Auffrischungslösung ist
eine wässrige
Lösung,
welche 0,1 bis 35 Masse-% Salzsäure
und 0,1 bis 20 Masse-% Salpetersäure
enthält,
wobei die Ergänzungslösung als
100 Masse-% genommen wird.
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Auch
liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ätzen wenigstens
eines Metalls, ausgewählt aus
Nickel, Chrom, Nikkel-Chrom-Legierungen und Palladium. Das Verfahren
umfasst das Inkontaktbringen eines Ätzmittels, welches eine wässrige Lösung beinhaltet,
die Salzsäure,
Salpetersäure
und eine Kupfer(II)-Ionenquelle enthält, mit dem Metall.
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Auch
liefert die vorliegenden Erfindung ein weiteres Verfahren zum Ätzen wenigstens
eines Metalls, ausgewählt
aus Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen und Palladium. Das Verfahren
umfasst das Inkontaktbringen eines ersten Ätzmittels mit einer Oberfläche des
Metalls und dann das Inkontaktbringen eines zweiten Ätzmittels
mit der Oberfläche
des Metalls. Das erste Ätzmittel
umfasst eine wässrige
Lösung,
welche wenigstens die nachfolgenden Komponenten A bis C enthält, und
das zweite Ätzmittel
umfasst eine wässrige
Lösung,
welche Salzsäure,
Salpetersäure
und eine Kupfer(II)-Ionenquelle enthält.
- A:
Salzsäure.
- B: Wenigstens eine Verbindung, ausgewählt unter den folgenden (a)
bis (c): (a) Verbindungen mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen,
welche ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome und wenigstens eine Gruppe enthalten,
ausgewählt
aus einer Aminogruppe, einer Iminogruppe, einer Carboxylgruppe,
einer Carbonylgruppe und einer Hydroxylgruppe; (b) Thiazol; und
(c) Thiazolverbindungen.
- C: ein Tensid.
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Auch
liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Verdrahtungsplatte. Das Verfahren umfasst ein Inkontaktbringen
eines ersten Ätzmittels
mit einem Teil einer Oberfläche
von Nickel, Chrom oder Nickel-Chrom-Legierung, welche auf einem
elektrisch isolierenden Basismaterial vorliegt, wobei der Teil nicht
mit einer Kupferverdrahtung (-schaltung) bedeckt ist und dann ein
Inkontaktbringen eines zweiten Ätzmittels
mit dem Teil, um das Nickel, Chrom oder die Nickel-Chrom-Legierung aufzulösen. Das
erste Ätzmittel
umfasst eine wässrige
Lösung,
welche wenigstens die folgenden Komponenten A bis C enthält und das zweite Ätzmittel
umfasst eine wässrige
Lösung,
welche Salzsäure,
Salpetersäure
und eine Kupfer(II)- Ionenquelle
enthält.
- A: Salzsäure.
- B: Wenigstens eine Verbindung, ausgewählt unter den folgenden (a)
bis (c): (a) Verbindungen mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen,
welche ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome und wenigstens eine Gruppe enthalten,
ausgewählt
aus einer Aminogruppe, einer Iminogruppe, einer Carboxylgruppe,
einer Carbonylgruppe und einer Hydroxylgruppe; (b) Thiazol; und
(c) Thiazolverbindungen.
- C: ein Tensid.
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Auch
liefert die vorliegende Erfindung ein weiteres Verfahren zur Herstellung
einer Verdrahtungsplatte. Das Verfahren umfasst ein Inkontaktbringen
eines ersten Ätzmittels
mit einem Palladiumkatalysator zur stromlosen Hauchverkupferung
(electroless copper plating), vorliegend in einer Spalte bzw. Lücke einer
Verdrahtung bzw. Schaltung auf einem elektrisch isolierenden Basismaterial,
und dann ein Inkontaktbringen eines zweiten Ätzmittels mit dem Palladiumkatalysator,
um den Palladiumkatalysator aufzulösen. Das erste Ätzmittel
umfasst eine wässrige
Lösung,
welche wenigstens die folgenden Komponenten A bis C enthält, und
das zweite Ätzmittel
umfasst eine wässrige
Lösung,
welche Salzsäure,
Salpetersäure
und eine Kupfer(II)-Ionenquelle
enthält.
- A: Salzsäure.
- B: Wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus den folgenden (a) bis
(c): (a) Verbindungen mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen, welche
ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome und wenigstens eine Gruppe enthalten,
ausgewählt
aus einer Aminogruppe, einer Iminogruppe, einer Carboxylgruppe,
einer Carbonylgruppe und einer Hydroxylgruppe; (b) Thiazol; und
(c) Thiazolverbindungen.
- C: ein Tensid.
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Diese
und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
beim Lesen und Verstehen der folgenden genauen Beschreibung offensichtlich.
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(1) Ätzmittel
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Ein Ätzmittel
nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine wässrige Lösung, welche
Salzsäure, Salpetersäure und
eine Kupfer(II)-Ionenquelle enthält.
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Das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung kann eine hohe Ätzrate für Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen
und Palladium erreichen, so dass ein zu behandelndes Material mit
dem Ätzmittel
nur für
eine kurze Zeit in Kontakt sein muss. Wenn daher ein Material, bei
dem Kupfer zusammen mit Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung
oder Palladium vorliegt, behandelt werden soll, wird nur eine kleine
Menge Kupfer aufgelöst,
da das Kupfer mit dem Ätzmittel
nur für
kurze Zeit in Kontakt ist.
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Die
Konzentration der Salzsäure
beträgt
0,1 % bis 35 % ("%" bedeutet nachfolgend "Masse-%"), vorzugsweise 5
% bis 20 % und bevorzugter 10 % bis 15 %. Beträgt die Konzentration von Salzsäure weniger
als 0,1 %, kann keine genügend
hohe Ätzrate
erhalten werden. Ist jedoch andererseits die Konzentration von Salzsäure größer als
35 %, hat das Ätzmittel
einen strengen Geruch und ist daher für das Arbeitsumfeld nicht vorzuziehen.
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Die
Konzentration an Salpetersäure
beträgt
0,1 % bis 20 %, vorzugsweise 0,5 % bis 15 % und bevorzugter 1 %
bis 10 %. Ist die Konzentration von Salpetersäure geringer als 0,1 %, kann
eine genügend
hohe Ätzrate
nicht erhalten werden. Ist jedoch andererseits die Konzentration
von Salpetersäure
größer als
20 %, kann eine exzessive Auflösung
von Kupfer verursacht werden.
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Beispiele
für die
Kupfer(II)-Ionenquelle beinhalten Kupfer(II)-chlorid, Kupfer(II)-sulfat
und Kupfer(II)-oxid. Die Konzentration der Kupfer(II)-Ionenquelle,
gemessen als die Konzentration von Kupfer, beträgt 0,00001 % bis 0,1 %, vorzugsweise
0,0001 % bis 0,05 % und am bevorzugtesten 0,001 % bis 0,01 %. Beträgt die Konzentration
der Kupfer(II)-Ionenquelle
weniger als 0,00001 %, kann eine genügend hohe Ätzrate nicht erhalten werden.
Wenn andererseits die Konzentration der Kupfer(II)-Ionenquelle größer als
0,1 % ist, kann eine exzessive Auflösung von Kupfer verursacht
werden, wenn Nickel, Chrom, eine Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium
zusammen mit dem Kupfer vorliegen.
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Bei
dem oben beschriebenen Ätzmittel
kann der Rest Wasser sein.
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Bevorzugt
enthält
das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung des Weiteren Schwefelsäure, um
die Ätzrate
für Nickel,
Chrom, eine Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium weiter zu erhöhen. Die
Konzentration der Schwefelsäure
beträgt
vorzugsweise 1 % bis 60 %, bevorzugter 5 % bis 30 % und insbesondere
bevorzugt 10 % bis 15 %. Beträgt
die Konzentration der Schwefelsäure
weniger als 1 %, kann die Schwefelsäure nicht die Wirkung der Erhöhung der Ätzrate in
genügender
Weise zeigen. Wenn andererseits die Konzentration der Schwefelsäure größer als
60 % ist, weist das Ätzmittel
einen strengen Geruch auf und ist daher für das Arbeitsumfeld nicht vorzuziehen.
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Vorzugsweise
enthält
das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung des Weiteren ein Tensid, um zu verhindern,
dass eine Kupferoberfläche
abgetragen wird. Als Tensid können
allgemein bekannte Tenside, wie kationische Tenside, anionische
Tenside, amphotere Tenside und nichtionische Tenside verwendet werden.
Die Konzentration des Tensids beträgt bevorzugt 0,001 % bis 1
%, bevorzugter 0,01 % bis 0,1 % und insbesondere bevorzugt 0,01
% bis 0,05 %. Beträgt
die Konzentration des Tensids weniger als 0,001 %, kann das Tensid nicht
in genügender
Weise die Wirkung zeigen, den Abtrag einer Kupferoberfläche zu verhindern.
Beträgt
andererseits die Konzentration des Tensids mehr als 1 %, tritt beträchtliche
Schaumbildung ein.
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Gegebenenfalls
kann das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung darüber
hinaus weitere Komponenten, wenn nötig, enthalten. Beispiele weiterer
Komponenten beinhalten ein Antischaummittel zur Unterdrückung des
Schäumens
und ein Rostschutzmittel, um zu verhindern, dass sich Kupfer verfärbt.
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Das Ätzmittel
kann leicht durch Auflösen
der oben beschriebenen jeweiligen Komponenten in Wasser hergestellt
werden. Als Wasser wird bevorzugt solches verwendet, aus dem ionische
Substanzen und Verunreinigungen entfernt worden sind, wie Ionenaustauschwasser,
Reinwasser und Reinstwasser.
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(2) Ergänzungslösung
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Eine
Ergänzungs-
bzw. Auffrischlösung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in geeigneter Weise verwendet werden, wenn das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung wiederholt zum Ätzen von Nickel, Chrom, einer
Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium auf einem Basismaterial verwendet
wird, in dem Kupfer ebenfalls vorliegt. Durch Zugabe der Ergänzungs-
bzw. Auffrischungslösung
zu dem Ätzmittel
kann das Verhältnis der
jeweiligen Komponenten in dem Ätzmittel
in geeigneter Weise aufrecht erhalten werden. So ist es möglich, Nickel,
Chrom, eine Nickel-Chrom-Legierung
oder Palladium stabil zu ätzen,
wenn gleichzeitig die Auflösung von
Kupfer unterdrückt
wird. Die Ergänzungslösung ist
eine wässrige
Lösung,
welche 0,1 % bis 35 Salzsäure und
0,1 % bis 20 % Salpetersäure
enthält,
wobei die Ergänzungs-
bzw. Auffrischlösung
als 100 % gesetzt wird.
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Die
Ergänzungs-
bzw. Auffrischlösung
kann des Weiteren auch Schwefelsäure,
ein Tensid, ein Antischaummittel, ein Rostschutzmittel für Kupfer
und dergleichen, wie im Fall des Ätzmittels, enthalten.
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(3) Ätz-Verfahren
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Beispiele
für ein
Verfahren zur Verwendung des Ätzmittels
der vorliegenden Erfindung beinhalten ein Tauchverfahren und ein
Sprüh-
bzw. Spritzverfahren. Wenn jedoch Kupfer zusammen mit Nickel, Chrom,
einer Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium vorliegt, ist das Tauchverfahren
hinsichtlich der Leichtigkeit der Unterdrückung der Auflösung von
Kupfer bevorzugt. Im Allgemeinen wird das Ätzmittel bei einer Temperatur
von 20°C
bis 50°C
verwendet.
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Beispielsweise
kann das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung einen 0,1 μm dicken Chromfilm auf einem
Basismaterial in einer kurzen Zeit von etwa 3 bis 5 Minuten auflösen. Auch
kann es einen 0,1 μm
dicken Nickelfilm auf einem Basismaterial in einer kurzen Zeit von
etwa 1 bis 2 Minuten auflösen.
Des Weiteren kann es beispielsweise einen 0,1 μm dicken Nickel-Chrom-Legierungsfilm (Ni
70-Cr 30) auf einem Basismaterial in einer kurzen Zeit von etwa
2 bis 3 Minuten auflösen.
Des Weiteren kann es beispielsweise Palladium, das auf einem Basismaterial
als ein Katalysator zur stromlosen Hauchverkupferung vorliegt, in
einer kurzen Zeit von etwa 5 bis 20 Sekunden auflösen.
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(4) Ätzverfahren, welches ein erstes Ätzmittel
und ein zweites Ätzmittel
verwendet
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Ein Ätzverfahren,
welches ein erstes Ätzmittel
und ein zweites Ätzmittel
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, ist zum Ätzen
wenigstens eines Metalls, ausgewählt
aus Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen und Palladium. Das Verfahren
beinhaltet ein Inkontaktbringen eines ersten Ätzmittels, welches eine wässrige Lösung beinhaltet,
die wenigstens eine der folgenden Komponenten A bis C enthält, mit
einer Oberfläche
des Metalls und ein zweites Inkontaktbringen eines zweiten Ätzmittels,
welches eine wässrige
Lösung beinhaltet,
die Salzsäure,
Salpetersäure
und eine Kupfer(II)-Ionenquelle enthält, mit der Oberfläche des
Metalls.
- A: Salzsäure.
- B: Wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus den folgenden (a) bis
(c): (a) Verbindungen mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen, welche
ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome und wenigstens eine Gruppe,
ausgewählt
aus einer Aminogruppe, einer Iminogruppe, einer Carboxylgruppe,
einer Carbonylgruppe und einer Hydroxylgruppe enthält; (b)
Thiazol; und (c) Thiazolverbindungen.
- C: ein Tensid.
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Wenn
ein passiver Film, wie ein Oxidfilm, auf einer Oberfläche von
Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium gebildet
ist oder wenn Nickel, Chrom, eine Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium dick ist, kann
eine ausreichend hohe Ätzrate
nicht nur durch die Verwendung des Ätzmittels der vorliegenden
Erfindung (das zweite Ätzmittel)
erhalten werden. In solchen Fällen
ist es durch Verwendung des Ätzverfahrens,
das das erste und zweite Ätzmittel
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, möglich, Nickel,
Chrom, eine Nickel-Chrom-Legierung
oder Palladium rasch zu ätzen.
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(4-1) Erstes Ätzmittel
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Durch
Verwendung des ersten Ätzmittels
kann ein passiver Film, wie ein Oxidfilm, der auf einer Oberfläche von
Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium gebildet
ist, rasch entfernt werden. Insbesondere wenn ein Material, in dem
Kupfer zusammen mit Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium
vorliegt, behandelt werden soll, löst das erste Ätzmittel
kaum das Kupfer auf.
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Die
Konzentration der Salzsäure
in dem ersten Ätzmittel
beträgt
0,1 % bis 35 %, bevorzugt 5 % bis 20 % und bevorzugter 10 % bis
15 %. Beträgt
die Konzentration der Salzsäure
weniger als 0,1 %, kann eine ausreichend hohe Ätzrate für einen passiven Film, wie
einen Oxidfilm, der auf einer Oberfläche von Nickel, Chrom, einer
Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium gebildet ist, nicht erhalten
werden. Wenn andererseits die Konzentration der Salzsäure größer als
35 % ist, weist das Ätzmittel
einen strengen Geruch auf und ist daher für die Arbeitsumgebung nicht
vorzuziehen.
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Die
Verbindung mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen, welche ein Schwefelatom
und wenigstens eine Gruppe enthält,
welche aus einer Aminogruppe, einer Iminogruppe, einer Carboxylgruppe,
einer Carbonylgruppe und einer Hydroxylgruppe ausgewählt ist,
kann eine Harnstoffverbindung sein, welche ein Schwefelatom bzw.
Schwefelatome enthält,
wie Thioharnstoff, Thioharnstoffdioxid, N-Methylthioharnstoff, 1,3-Dimethylthioharnstoff,
1,3-Diethylthioharnstoff, Ethylenthioharnstoff oder 2-Thiobarbitursäure; Carbonsäure, welche ein
Schwefelatom bzw. Schwefelatome enthält, wie Thioglycolsäure, β-Mercaptopropionsäure, 2-Mercaptopropionsäure, 2,2'-Thiodi-glycolsäure, Thiohydroxybernsteinsäure, Mercaptobernsteinsäure, L-Cystein
oder L(-)-Cystin; Alkohol, welcher ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome
enthält,
wie Thioglycol.
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Als
die Thiazolverbindung sind solche bevorzugt, welche in Wasser löslich sind.
Spezifische Beispiele davon beinhalten 2-Marcaptobenzothiazol.
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Die
Konzentration der Verbindung, welche ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome
enthält,
beträgt 0,01
% bis 30 %, vorzugsweise 0,1 % bis 10 % und bevorzugter 0,1 % bis
1 %. Beträgt
die Konzentration der Verbindung, welche ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome
enthält,
weniger als 0,01 %, kann eine ausreichend hohe Ätzrate nicht erhalten werden.
Beträgt
andererseits die Konzentration der Verbindung, welche ein Schwefelatom
bzw. Schwefelatome enthält,
mehr als 30 %, kann eine Wirkung, welche mit der Zunahme der zugefügten Menge
der Verbindung in Einklang steht, nicht erhalten werden, was in
hohen Kosten resultiert.
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Die
Auswahl des Tensids ist nicht besonders beschränkt. Beispiele davon beinhalten
kationische Tenside, wie Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Alkyltrimethylammoniumsalze
und Alkylpyridiniumsalze; anionische Tenside, wie Alkylarylsulfonat, α-Olefinsulfonat
und Alkylbenzolsulfonat; amphotere Tenside, wie Amidopropylbetain,
Aminoessigsäurebetain
und lineare Alkylaminosäure;
und nichtionische Tenside, wie Polyoxyethylenlanolinether, Polyoxyethylenalkylphenol,
Polyoxyethylenfettsäureester,
Fettsäurediethanolamid
und Isopropanolamid.
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Die
Konzentration des Tensids beträgt
bevorzugt 0,001 % bis 1 %, bevorzugter 0,01 % bis 0,1 % und insbesondere
bevorzugt 0,01 % bis 0,05 %. Beträgt die Konzentration des Tensids
weniger als 0,001 %, kann eine ausreichend hohe Ätzrate für einen passiven Film, wie
ein Oxidfilm, der auf einer Oberfläche von Nickel, Chrom, einer
Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium gebildet ist, nicht erhalten
werden. Wenn andererseits die Konzentration des Tensids größer als
1 % ist, tritt ein beträchtliches
Schäumen
auf.
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Falls
erforderlich kann das erste Ätzmittel
darüber
hinaus weitere Komponenten enthalten. Beispiele für weitere
Komponenten beinhalten ein Antischaummittel zur Unterdrückung des
Schäumens
und ein Rostschutzmittel zum Verhindern, dass sich Kupfer verfärbt.
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Das
erste Ätzmittel
kann leicht durch Auflösen
der oben beschriebenen jeweiligen Komponenten in Wasser hergestellt
werden. Als Wasser wird bevorzugt solches verwendet, aus dem ionische
Substanzen und Verunreinigungen entfernt worden sind, wie Ionenaustauschwasser,
Reinwasser und Reinstwasser.
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(4-2) Ätzverfahren
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Die
Zeitdauer, für
welche das erste Ätzmittel
in Kontakt mit Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung oder
Palladium steht, kann so kurz wie etwa 1 bis 60 Sekunden, bevorzugt
5 bis 10 Sekunden sein. Ist die Kontaktzeit zu kurz, kann ein passiver
Film, wie ein Oxidfilm, der auf einer Oberfläche von Nickel, Chrom, einer
Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium gebildet ist, nicht ausreichend
aufgelöst
werden. Eine längere Kontaktzeit,
welche dann erforderlich ist, liefert keine Vorteile.
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Beispiele
eines Verfahrens der Verwendung des ersten Ätzmittels beinhalten ein Tauchverfahren
und ein Sprüh-
bzw. Spritzverfahren. Jedoch wird ein Tauchverfahren bevorzugt,
weil die ein Schwefelatom bzw. Schwefelatome enthaltende Verbindung
weniger dazu neigt, bei dem Tauchverfahren zersetzt zu werden.
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Im
Allgemeinen wird das erste Ätzmittel
bei einer Temperatur von 20°C
bis 50°C
verwendet.
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Danach
wird das zweite Ätzmittel
in Kontakt mit Nickel, Chrom, der Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium
gebracht. Die Zeitdauer, für
welche das zweite Ätzmittel
in Kontakt mit dem Nikkel, Chrom, der Nickel-Chrom-Legierung oder
Palladium steht, kann in geeigneter Weise festgelegt werden, abhängig von
der Dicke des aufzulösenden
Metalls oder dergleichen. Beispielsweise kann die Kontaktzeit etwa
30 bis 60 Sekunden betragen, wenn ein 0,1 μm dicker Chromfilm aufzulösen ist,
etwa 10 bis 20 Sekunden, wenn ein 0,1 μm dicker Nickelfilm aufzulösen ist,
etwa 20 bis 40 Sekunden, wenn ein 0,1 μm dicker Nickel-Chrom-Legierungsfilm (Ni
70-Cr 30) aufzulösen
ist und etwa 1 bis 10 Sekunden, wenn Palladium, das auf einem elektrisch
isolierenden Basismaterial als Katalysator zur stromlosen Hauchverkupferung
aufgetragen ist, aufzulösen
ist.
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Beim Ätzen von
Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung oder von Palladium durch
das erste und zweite Ätzmittel
unter Verwendung einer Ätzvorrichtung,
kann eine der folgenden Prozeduren verwendet werden, beispielsweise:
die ersten und zweiten Ätzmittel
können
durch Vermischen all der Komponenten dafür unter Beachtung vorgeschriebener
Zusammensetzungen herge stellt werden und dann können die so hergestellten ersten
und zweiten Ätzmittel
in die Ätzvorrichtung
eingebracht werden; die jeweiligen Komponenten zur Herstellung der
ersten und zweiten Ätzmittel
können
getrennt in die Ätzvorrichtung
eingebracht werden und die ersten und zweiten Ätzmittel können in der Ätzvorrichtung
durch Vermischen der Komponenten unter Beachtung vorbestimmter Zusammensetzungen
hergestellt werden; oder alternativ dazu können einige der Komponenten
zur Herstellung der ersten und zweiten Ätzmittel vorab vermischt werden
und in die Vorrichtung eingebracht werden und dann können die
restlichen Komponenten des Weiteren in die Vorrichtung eingeführt werden
und mit den vorher eingeführten
Mischungen auf vorbestimmte Zusammensetzungen vermischt werden,
wobei die ersten und zweiten Ätzmittel
hergestellt werden. Beim Einbringen der jeweiligen Komponenten für die ersten
und zweiten Ätzmittel
in die Ätzvorrichtung
sind die Konzentrationen dafür
nicht besonders beschränkt.
Beispielsweise können
die Komponenten mit höheren
Konzentrationen in die Ätzvorrichtung
eingeführt
werden und dann können
die Komponenten mit Wasser in der Apparatur verdünnt werden, um dabei die Konzentrationen
davon auf gewünschte
Werte einzustellen.
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Ein Ätzmittel
und ein Ätzverfahren
nach der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise zur Herstellung
einer Verdrahtungsplatte nützlich.
Die folgenden Beispiele (a) bis (c) sind Beispiele für ein Verfahren
zur Herstellung einer Schaltplatte.
- (a) Ein
Verfahren, umfassend das Ausbilden einer Schicht aus Nickel, Chrom
oder einer Nickel-Chrom-Legierung auf einem elektrisch isolierenden
Basismaterial, Ausbilden eines Plattier- bzw. Beschichtungsresist auf
dieser Schicht; dann Ausbilden einer Kupferschicht durch elektrolytische
Kupferplattierung nur auf einem Teil, wo eine Schaltung ausgebildet
werden soll; dann Entfernen des Plattierungsresists; und ein Inkontaktbringen
eines ersten Ätzmittels
und dann eines zweiten Ätzmittels
mit dem elektrisch isolierenden Basismaterial, un ter Auflösung eines
Teils der Nickel-, Chrom- oder Nickel-Chrom-Legierungsschicht, welche mit
der Kupferschicht bedeckt ist.
- (b) Ein Verfahren, umfassend das Ausbilden einer Schicht von
Nickel, Chrom oder einer Nickel-Chrom-Legierung auf einem elektrisch
isolierenden Basismaterial; Ausbilden einer Kupferschicht auf dieser
Schicht; dann Beschichten eines Teils, wo eine Schaltung auszubilden
ist, mit einem Ätzresist;
dann Inkontaktbringen eines Kupferätzmittels mit dem elektrisch
isolierenden Basismaterial, um einen Teil des Kupfers, das nicht
mit dem Ätzresist
bedeckt ist, abzuätzen
und Inkontaktbringen eines ersten und dann eines zweiten Ätzmittels
mit dem elektrisch isolierenden Basismaterial, um einen Teil der
Nickel-, Chrom- oder Nickel-Chrom-Legierungsschicht aufzulösen, welche
dem Abätzen
von Kupfer ausgesetzt ist.
- (c) Ein Verfahren, umfassend ein Aufbringen eines Katalysators
zur stromlosen Plattierung auf ein elektrisch isolierendes Basismaterial;
Ausführen
einer stromlosen Hauchverkupferung und dann einer elektrolytischen
Kupferbeschichtung; Beschichten eines Teils, wo eine Schaltung auszubilden
ist, mit einem Ätzresist;
Inkontaktbringen eines Kupferätzmittels
mit dem elektrisch isolierenden Basismaterial, um so einen Teil
des Kupfers (die Kupferschicht, welche durch die stromlose Hauchverkupferung
ausgebildet ist und dann die Kupferschicht, welche durch die elektrolytische
Kupferbeschichtung ausgebildet ist), das nicht mit dem Ätzresist
bedeckt ist, abzuätzen;
und Inkontaktbringen eines ersten Ätzmittels und dann eines zweiten Ätzmittels
mit dem elektrisch isolierenden Basismaterial, um so den Katalysator
(Palladium) für
die stromlose Plattierung, welcher auf dem elektrisch isolierenden
Basismaterial zurückbleibt,
welcher beim Ätzen des
Kupfers exponiert ist, aufzulösen.
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Beispiele
für ein
Material für
das elektrisch isolierende Basismaterial umfassen thermoplastische
Harze, wie AS-Harz, ABS- Harz,
Fluorkohlenstoffharze, Polyamid, Polyethylen, Polyethylenterephthalat,
Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polystyrol,
Polysulphon, Polypropylen und Flüssigkristallpolymere;
und wärmeaushärtende Harze,
wie Epoxidharze, Phenolharze, Polyimid, Polyurethan, Bismaleimidtriazin-Harz
und modifizierte Polyphenylenether. Diese Harze können mit
Glasfasern, Aramidfasern oder dergleichen verstärkt sein. Auch können Keramik,
Glas oder dergleichen als Material für das elektrisch isolierende Basismaterial
verwendet werden.
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Die
Schicht aus Nickel, Chrom oder einer Nickel-Chrom-Legierung wird durch
stromloses Plattieren (Galvanisieren), Sputtern, Vakuumverdampfung
oder dergleichen ausgebildet. Die Kupferschicht wird durch stromloses
Plattieren, elektrolytisches Plattieren oder dergleichen ausgebildet.
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Gemäß dem Ätzverfahren
der vorliegenden Erfindung kann sogar wenn die Schicht aus Nickel,
Chrom oder einer Nickel-Chrom-Legierung
beispielsweise so dick wie 0,1 μm
ist, die Schicht rasch aufgelöst
werden, währenddessen
geringe Änderungen
in der Form der Kupferschicht, welche durch elektrolytische Kupferplattierung
aufgetragen ist, verursacht wird. Auch kann Palladium als ein Katalysator
zur stromlosen Plattierung, welcher auf dem Basismaterial verbleibt,
leicht aufgelöst
werden.
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Gemäß dem Ätzmittel
und dem Ätzverfahren
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Nickel, Chrom oder eine
Nickel-Chrom-Legierung
rasch abzuätzen.
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Des
Weiteren kann gemäß dem Ätzmittel
und dem Ätzverfahren
der vorliegenden Erfindung Palladium rasch abgeätzt werden. Palladium wird
als ein Katalysator zur stromlosen Hauchverkupferung bei der Herstellung
von Schaltplatten verwendet. Es gab jedoch Probleme, indem Palladium,
das auf einer Oberfläche
eines elektrisch isolierenden Basismaterials verbleibt, die Isolierungsleistung
des Basismaterials verschlechtert und das Gold auf einem unerwünschten
Teil in einem nachfolgenden Goldbe schichtungsverfahren abgeschieden wird.
Die vorliegende Erfindung ist auch nützlich zur Entfernung von solchem
Palladium.
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Das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung kann Nickel, Chrom, Nickel-Chrom-Legierungen
und Palladium rasch abätzen,
so dass ein zu behandelndes Material nur für kurze Zeit mit dem Ätzmittel
in Kontakt sein muss. Wenn ein Material, in welchem Kupfer zusammen
mit Nickel, Chrom, einer Nickel-Chrom-Legierung oder Palladium vorliegt, zu
behandeln ist, wird demzufolge nur eine kleine Menge von Kupfer
aufgelöst,
weil das Kupfer nur für
eine kurze Zeit mit dem Ätzmittel
in Kontakt steht.
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Des
Weiteren können
gemäß dem Ätzverfahren,
welches ein erstes Ätzmittel
und ein zweites Ätzmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, Nickel, Chrom, eine Nickel-Chrom-Legierung
oder Palladium rasch abgeätzt
werden, sogar wenn ein passiver Film, wie ein Oxidfilm, auf einer
Oberfläche
davon ausgebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das Atomverhältnis
von Ni zu Cr in Nickel-Chrom-Legierungen nicht besonders beschränkt. Beispielsweise
können
Ni und Cr in einem Verhältnis
(Gewichtsverhältnis)
von Ni:Cr = 6:1, 7:1 oder 1:3 vorliegen.
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BEISPIELE
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung genauer mit Hilfe von Beispielen
und Vergleichsbeispielen beschrieben.
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Beispiele 1 bis 5 und
Vergleichsbeispiele 1 und 2
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Die
in Tabelle 1 gezeigten Komponenten wurden vermischt, um Ätzmittel
der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 herzustellen.
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(1) Ätzen von Nickel-Chrom-Legierung
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Polyimidfilme,
wovon jeder einen 0,1 μm
dicken Nickel-Chrom-Legierungsfilm
(Ni 88-Cr 12), ausgebildet durch Sputtern, beinhaltete, wurden in
die jeweiligen Ätzmittel
getaucht, welche bei 40°C
gehalten wurden, um die Nickel-Chrom-Legierungsfilme aufzulösen. Bezüglich der
jeweiligen Polyimidfilme wurden die Zeiten mittels eines Röntgenfluoreszenzspektrometers
bestimmt, welche erforderlich waren, bis Nickel und Chrom auf ihren
Oberflächen
nicht länger
nachweisbar waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Andererseits
wurden Kupferfolien (40 mm lang, 40 mm breit, 35 μm dick, Gewicht
0,50 g) in die jeweiligen bei 40°C
gehaltenen Ätzmittel
jeweils über
die oben bestimmten Zeiten eingetaucht. Dann wurden bezüglich der
Kupferfolien die Mengen an aufgelöstem Kupfer durch die Gewichtsänderung
bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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(2) Ätzen von Palladium
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Mit
Epoxidharz imprägnierte
Glasfaserbasismaterialien wurden zur stromlosen Hauchverkupferung vorbehandelt,
um so einen Palladiumkatalysator auf ihren Oberflächen aufzubringen.
Die so behandelten Basismaterialien wurden in die auf 40°C gehaltenen
jeweiligen Ätzmittel
getaucht, um so die Palladiumkatalysatoren aufzulösen. Bezüglich der
jeweiligen Basismaterialien wurden die Zeiten bestimmt, bis Palladium
auf ihren Oberflächen
nicht mehr durch ESCA (Röntgenphotoelektronenspektroskopie)
nachweisbar waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Andererseits
wurden Kupferfolien (40 mm lang, 40 mm breit, 35 μm dick, Gewicht
0,50 g) in die jeweiligen bei 40°C
gehaltenen Ätzmittel
für die
oben bestimmten Zeiten eingetaucht. Dann wurden bezüglich der
jeweiligen Kupferfolien die Mengen an aufgelöstem Kupfer aus der Gewichtsänderung
bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Wie
aus den Ergebnissen hinsichtlich der in Tabelle 1 gezeig ten Beispiele
1 bis 5 gesehen werden kann, konnten die Ätzmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung die Nickel-Chrom-Legierung
von 0,1 μm
Dicke in einer kurzen Zeit von 120 bis 150 Sekunden auflösen und
konnten den Palladiumkatalysator in einer kurzen Zeit von 10 bis
20 Sekunden auflösen.
Auch war gemäß den Ätzmitteln
der vorliegenden Erfindung der Gewichtsverlust der Kupferfolien
sehr klein. Beispielsweise betrug der Gewichtsverlust. nur 0,03
g, wenn die Kupferfolie in das Ätzmittel
150 Sekunden lang eingetaucht wurde.
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Wie
im Gegensatz dazu aus Tabelle 1 gesehen werden kann, benötigte das
allgemein bekannte Ätzmittel,
das Eisen(III)-chlorid als eine Hauptkomponente enthält (Vergleichsbeispiel
2) 180 Sekunden, um die Nickel-Chrom-Legierung aufzulösen und
30 Sekunden, um das Palladium aufzulösen. Darüber hinaus betrug der Gewichtsverlust
der Kupferfolie 0,48 g, wenn die Kupferfolie 180 Sekunden in das Ätzmittel
eingetaucht wurde.
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Diese
Ergebnisse demonstrieren, dass ein Ätzmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung eine hohe Ätzrate
erreichen kann und nur eine kleine Menge Kupfer auflöst.
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Beispiele 6 bis 10
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Die
in Tabelle 2 gezeigten Komponenten wurden vermischt, um so Ätzmittel
(ein erstes Ätzmittel
und ein zweites Ätzmittel)
der Beispiele 6 bis 10 herzustellen.
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(1) Ätzen von Nickel-Chrom-Legierung
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Polyimidfilme,
jeder umfassend einen 0,1 μm
dicken durch Sputtern hergestellten Nickel-Chrom-Legierungsfilm
(Ni 88-Cr 12) wurden in das jeweilige auf 40°C gehaltene erste Ätzmittel
5 Sekunden eingetaucht. Danach wurden die Polyimidfilme in das jeweilige
auf 40°C
gehalten zweite Ätzmittel
eingetaucht, um die Nickel-Chrom-Legierungsfilme aufzulösen. Bezüglich der
jeweiligen Polyimidfilme wurden durch Röntgenfluoreszenzspektro meter
die Zeiten bestimmt, welche erforderlich waren, bis Ni und Cr auf
ihren Oberflächen
nicht länger
nachweisbar waren (das heißt,
die Zeiten, für
welche die jeweiligen Polyimidfilme in die zweiten Ätzmittel
eingetaucht wurden). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Auch
wurden Kupferfolien (40 mm lang, 40 mm breit, 35 μm dick, Gewicht
0,50 g) in die jeweiligen bei der gleichen Temperatur gehaltenen
ersten und zweiten Ätzmittel
und für
die gleichen Zeiten wie oben eingetaucht. Dann wurde bezüglich der
jeweiligen Kupferfolien die Menge an aufgelöstem Kupfer aus deren Gewichtsänderung
bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
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(2) Ätzen von Palladium
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Mit
Epoxidharz imprägnierte
Glasfaserbasismaterialien wurden zur stromlosen Hauchverkupferung vorbehandelt,
um so einen Palladiumkatalysator auf ihren Oberflächen anzuhaften.
Die so behandelten Basismaterialien wurden dann in das jeweilige
erste bei 40°C
gehaltene Ätzmittel
5 Sekunden eingetaucht. Danach wurden die Basismaterialien in die
jeweiligen bei 40°C
gehaltenen zweiten Ätzmittel
eingetaucht, um so den Palladiumkatalysator aufzulösen. Bezüglich der
jeweiligen Basismaterialien wurden die Zeiten bestimmt, welche erforderlich
waren, bis Palladium auf ihren Oberflächen durch ESCA (Röntgenphotoelektronenspektroskopie)
nicht länger
nachweisbar waren (das heißt,
die Zeiten, für
welche die jeweiligen Basismaterialien in den zweiten Ätzmitteln
eingetaucht waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Andererseits
wurden Kupferfolien (40 mm lang, 40 mm breit, 35 μm dick, Gewicht
0,50 g) in die ersten bei 40°C
gehaltenen Ätzmittel
und dann in die bei 40°C
gehaltenen zweiten Ätzmittel
für die
selben Zeiten wie oben beschrieben eingetaucht. Dann wurden bezüglich der
jeweiligen Kupferfolien die Mengen an aufgelöstem Kupfer aus deren Gewichtsverlust
bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Wie
aus den Ergebnissen bezüglich
der in Tabelle 2 gezeigten Beispiele 6 bis 10 zu ersehen ist, konnte durch
das Ätzverfahren,
das zwei Typen von Ätzmitteln
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, die Nickel-Chrom-Legierung von 0,1 μm Dicke in
einer kurzen Zeit von 20 bis 30 Sekunden aufgelöst werden und der Palladiumkatalysator
konnte in einer kurzen Zeit von 5 bis 10 Sekunden aufgelöst werden.
Darüber
hinaus wurde kein Gewichtsverlust der Kupferfolien festgestellt.