JP2011080131A - Metal surface treatment method and method for manufacturing wiring board - Google Patents
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Abstract
【課題】15μm以下の微細な銅または銅合金配線の表面を、低エッチング量(エッチング量0.5μm以下)でRa値が0.5μm以下の程度に粗化することにより、微細な銅配線とレジストや層間絶縁材等の樹脂との密着性が優れる表面とする配線基板の処理方法を提供する。
【解決手段】過酸化水素、硝酸等の無機酸、ハロゲンイオン、およびトリアゾールを含有する第一処理液で処理した後、過酸化水素、無機酸を含有する第二処理液で処理し、さらに、シラン化合物を含有する第三処理液で処理する配線基板の処理方法。
【選択図】図1A 15μm following fine copper or the surface of the copper alloy wiring, by Ra value low etching amount (hereinafter etching amount 0.5 [mu] m) is roughened to the extent of 0.5 [mu] m or less, and fine copper wiring Provided is a method for treating a wiring board having a surface with excellent adhesion to a resin such as a resist or an interlayer insulating material.
Treatment with a first treatment liquid containing an inorganic acid such as hydrogen peroxide and nitric acid, a halogen ion, and triazole, followed by treatment with a second treatment liquid containing hydrogen peroxide and an inorganic acid, A method for treating a wiring board, which is treated with a third treatment liquid containing a silane compound.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電気、電子機器等に使用されるプリント配線板の製造に使用される銅および銅合金配線の表面処理方法および配線基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a surface treatment method for copper and copper alloy wiring used in the manufacture of printed wiring boards used in electrical and electronic equipment and the like, and a method for manufacturing a wiring board.
近年の電子機器の小型化、軽量化、高機能化に伴い、プリント配線板には銅配線の微細化が強く要求されてきている。 With recent downsizing, weight reduction, and higher functionality of electronic devices, printed wiring boards are strongly required to make copper wiring finer.
従来のプリント配線板において銅配線を形成する方法としては、一般的にサブトラクティブ法とセミアディティブ法がある。サブトラクティブ法は、銅表面にエッチングレジスト層を形成、その後に露光、現像してレジストパターンを形成する。その後、不要な銅をエッチングし、レジストを剥離して配線を形成する。 As a method for forming a copper wiring in the conventional printed wiring board, generally there is a subtractive method and semi-additive method. In the subtractive method, an etching resist layer is formed on a copper surface, and then a resist pattern is formed by exposure and development. Thereafter, unnecessary copper is etched, and the resist is removed to form wiring.
セミアディティブ法は、絶縁材に金属層(シード層)を形成、その表面にメッキレジスト層を形成、その後に露光、現像してレジストパターンを形成する。その後、電気銅メッキを施して、レジストを剥離し、シード層をエッチングして配線を形成する。 In the semi-additive method, a metal layer (seed layer) is formed on an insulating material, a plating resist layer is formed on the surface, and then a resist pattern is formed by exposure and development. Thereafter, electrolytic copper plating is applied to remove the resist, and the seed layer is etched to form wiring.
多層基板の場合、上で形成された配線上に層間絶縁材を積層させる。また、最外層の配線には配線形成後に外部接続端子等以外の配線を保護するため、配線上にソルダーレジストやカバーレイを形成させる。 In the case of a multilayer substrate, an interlayer insulating material is laminated on the wiring formed above. In addition, a solder resist or a coverlay is formed on the wiring in order to protect the wiring other than the external connection terminals after forming the wiring on the outermost layer wiring.
一般的に層間絶縁材やレジストには樹脂を使用しており、銅配線と層間絶縁材やレジスト等の樹脂との密着性を良好とするため、バフ研磨、スクラブ研磨等の機械処理や粗化剤等の化学研磨処理により銅表面を粗化している。 In general, resin is used for the interlayer insulating material and resist, and mechanical processing and roughening such as buffing and scrub polishing are performed to improve the adhesion between the copper wiring and the resin such as the interlayer insulating material and resist. The copper surface is roughened by a chemical polishing process such as an agent.
粗化剤として、過酸化水素、硫酸、ベンゾトリアゾール類、塩化物イオンを含有する銅及び銅合金の表面粗化処理液(特許文献1)に関する技術が開示されているが、15μm以下の銅金属配線とソルダーレジストとの密着性に関する記載はなく、特許文献1記載の処理液を用いてエッチング処理を行なった後の層間絶縁樹脂との密着性は不十分であった(比較例5)。過酸化水素、無機酸、トリアゾール、テトラゾール、イミダゾールなどの腐食防止剤、ハライドイオン源を含有する水溶液(特許文献2)、オキソ酸、過酸化物、アゾール及びハロゲン化物を含むエッチング液(特許文献3)、過酸化水素、無機酸、トリアゾール、テトラゾール及び/又はイミダゾール並びに界面活性剤を含む接着促進組成物(特許文献4)、過酸化水素、硫酸、フェニルテトラゾール、塩素イオン源を含有するマイクロエッチング剤(特許文献5)、過酸化水素、硫酸、アミノテトラゾール、テトラゾール化合物、ホスホン酸系キレート剤を含有する表面粗化剤(特許文献6)、無機酸及び銅の酸化剤からなる主剤とアゾール類及びエッチング抑制剤からなる助剤とを含む水溶液からなるマイクロエッチング剤(特許文献7)などが知られている。 As a roughening agent, a technique relating to a surface roughening solution of copper and a copper alloy containing hydrogen peroxide, sulfuric acid, benzotriazoles, chloride ions (Patent Document 1) is disclosed, but copper metal of 15 μm or less is disclosed. There was no description regarding the adhesion between the wiring and the solder resist, and the adhesion with the interlayer insulating resin after performing the etching treatment using the treatment liquid described in Patent Document 1 was insufficient (Comparative Example 5). Etching solution containing hydrogen peroxide, inorganic acid, corrosion inhibitor such as triazole, tetrazole, imidazole, aqueous solution containing halide ion source (Patent Document 2), oxo acid, peroxide, azole and halide (Patent Document 3) ), Adhesion promoting composition containing hydrogen peroxide, inorganic acid, triazole, tetrazole and / or imidazole and surfactant (Patent Document 4), microetching agent containing hydrogen peroxide, sulfuric acid, phenyltetrazole, chloride ion source (Patent Document 5), surface roughening agent (Patent Document 6) containing hydrogen peroxide, sulfuric acid, aminotetrazole, tetrazole compound, phosphonic acid chelating agent, main agent and azoles composed of inorganic acid and copper oxidizing agent A microetching agent comprising an aqueous solution containing an auxiliary agent comprising an etching inhibitor (Patent Document) ) And the like are known.
従来の粗化剤(エッチング剤)では、銅表面を数μmエッチングして銅表面を粗面化して物理的(アンカー)効果で銅と層間絶縁材やレジストとの密着を確保している。しかし、近年、銅配線幅が従来の30〜50μmから15μm以下へと微細化されてきており、従来の粗化剤(エッチング剤)では、銅配線の幅細りが大きく配線形成が困難(配線の消失)、また銅配線表面の粗さが大きい(深さ方向の凹凸が大きい)ため断線発生の問題が懸念されている。 With a conventional roughening agent (etching agent), the copper surface is roughened by etching several μm to ensure adhesion between copper and an interlayer insulating material or resist by a physical (anchor) effect. However, in recent years, the copper wiring width has been reduced from the conventional 30-50 μm to 15 μm or less, and the conventional roughening agent (etching agent) makes the copper wiring narrow and difficult to form the wiring (wiring of the wiring). (Disappearance) and the roughness of the copper wiring surface is large (the unevenness in the depth direction is large).
本発明は、15μm以下の微細な銅配線に対して、エッチング量0.5μm以下のエッチング処理で、Ra値(表面粗さ)が0.5μm以下の表面状態を有し、銅配線と層間絶縁材やソルダーレジスト等の樹脂との密着性に優れる銅又は銅合金表面を粗化するための表面処理方法および配線基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has a surface state with an Ra value (surface roughness) of 0.5 μm or less by etching with an etching amount of 0.5 μm or less on a fine copper wiring of 15 μm or less, and the copper wiring and interlayer insulation It is an object of the present invention to provide a surface treatment method for roughening a copper or copper alloy surface excellent in adhesion to a resin such as a material or a solder resist, and a method for manufacturing a wiring board.
本発明者らは、過酸化水素、無機酸、ハロゲンイオン、トリアゾール類からなる第一処理液、過酸化水素、無機酸からなる第二処理液、およびシラン化合物からなる第三処理液で、銅又は銅合金表面を低エッチング量で粗化することにより、微細な銅配線において銅配線と層間絶縁材やソルダーレジスト等の樹脂との密着性が優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。 In the present invention, the first treatment liquid composed of hydrogen peroxide, an inorganic acid, a halogen ion, and a triazole, the second treatment liquid composed of hydrogen peroxide, an inorganic acid, and the third treatment liquid composed of a silane compound, Alternatively, by roughening the surface of the copper alloy with a low etching amount, it was found that the adhesion between the copper wiring and a resin such as an interlayer insulating material or a solder resist is excellent in a fine copper wiring, and the present invention has been completed. .
即ち、本発明は、以下のとおりである。
1.配線幅15μm以下の銅または銅合金からなる金属配線基板の金属表面を粗化する方法であって、過酸化水素0.1〜1質量%、無機酸0.3〜2質量%、ハロゲンイオン0.0001〜0.0003質量%およびトリアゾール類0.01〜0.2質量%を含有する第一処理液を用いて処理した後、過酸化水素1〜30質量%、無機酸0.001〜0.1質量%を含有する第二処理液を用いて該金属配線表面を処理することを特徴とする金属表面処理方法。
2.さらに、シラン化合物0.1〜5質量%含有することを特徴とする第三処理液を用いて該金属配線表面を処理することを特徴とする金属表面処理方法。
3.無機酸が、硝酸、硫酸およびリン酸から選ばれた少なくとも1種の無機酸であることを特徴とする第1項または第2項記載の金属表面処理方法。
4.ハロゲンイオンが、塩素イオンまたは臭素イオンであることを特徴とする第1項または第2項に記載の金属表面処理方法。
5.トリアゾール類が、1H−ベンゾトリアゾール、4−メチルベンゾトリアゾールおよび5−メチルベンゾトリアゾールから選ばれた少なくとも1種のトリアゾール類であることを特徴とする第1項または第2項に記載の金属表面処理方法。
6.ハロゲンイオンとトリアゾール類の質量比(ハロゲンイオン/トリアゾール類)が0.0002〜0.003であることを特徴とする請求項1または第2項に記載の金属表面処理方法。
7.シラン化合物が、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、およびN−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする第2項に記載の金属表面処理方法。
8.過酸化水素0.1〜1質量%、無機酸0.3〜2質量%、ハロゲンイオン0.0001〜0.0003質量%およびトリアゾール類0.01〜0.2質量%を含有する第一処理液を用いて処理し、過酸化水素1〜30質量%、無機酸0.001〜0.1質量%を含有する第二処理液を用いて処理し、シラン化合物0.1〜5質量%を含有することを特徴とする第三処理液を用いて、配線幅15μm以下の銅または銅合金からなる金属配線基板の金属表面の表面粗さ(Ra値)を0.5μm以下の金属配線基板の製造方法。
9.無機酸が、硝酸、硫酸およびリン酸から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする第8項に記載の配線基板の製造方法。
10.ハロゲンイオンが、塩素イオンまたは臭素イオンから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする第8項に記載の配線基板の製造方法。
11.トリアゾール類が、1H−ベンゾトリアゾール、4−メチルベンゾトリアゾールおよび5−メチルベンゾトリアゾールから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする第8項に記載の配線基板の製造方法。
12.ハロゲンイオンとトリアゾール類の濃度の質量比(ハロゲンイオン/トリアゾール類)が0.0002〜0.003であることを特徴とする第8項に記載の配線基板の製造方法。
13.シラン化合物が、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、およびN−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする第8項に記載の配線基板の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
1. A method of roughening the metal surface of the metal wiring board comprising a wiring width 15μm or less copper or a copper alloy, 0.1 to 1 wt% hydrogen peroxide, 0.3 to 2 wt% inorganic acids, halogen ions 0 after treatment with a first treatment solution containing .0001~0.0003 wt% and triazoles 0.01-0.2 wt%, 30 wt% hydrogen peroxide, an inorganic acid from 0.001 to 0 The metal surface treatment method is characterized by treating the surface of the metal wiring with a second treatment liquid containing 1% by mass.
2. Furthermore, the metal surface treatment method characterized by processing the surface of this metal wiring using the 3rd process liquid characterized by containing 0.1-5 mass% of silane compounds.
3. 3. The metal surface treatment method according to item 1 or 2, wherein the inorganic acid is at least one inorganic acid selected from nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid.
4). 3. The metal surface treatment method according to item 1 or 2, wherein the halogen ions are chlorine ions or bromine ions.
5). 3. The metal surface treatment according to item 1 or 2, wherein the triazole is at least one triazole selected from 1H-benzotriazole, 4-methylbenzotriazole and 5-methylbenzotriazole. Method.
6). Metal surface treatment method according to claim 1 or 2, wherein, wherein the weight ratio of the halide ion and triazoles (halogen ions / triazoles) is from 0.0002 to 0.003.
7). Silane compound, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl)) - 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl)) - 3- metal surface treatment method according to paragraph 2, characterized in that at least one selected from 3-aminopropyl dimethoxysilane - aminopropyltriethoxysilane and N-2- (aminoethyl)).
8). Hydrogen peroxide 0.1 to 1 wt%, 0.3 to 2 wt% inorganic acids, the first processing containing a silver ion from 0.0001 to 0.0003 wt% and triazoles 0.01-0.2 wt% solution was treated with 1 to 30 wt% of hydrogen peroxide, treated with a second treatment solution containing 0.001 to 0.1 wt% inorganic acid, silane compounds 0.1 to 5 mass% of using a third processing liquid characterized by containing the following wiring width 15μm copper or metal wiring board comprising a copper alloy surface roughness of the metal surface (Ra value) of the following metal wiring board 0.5μm Production method.
9. 9. The method for manufacturing a wiring board according to item 8, wherein the inorganic acid is at least one selected from nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid.
10. 9. The method for manufacturing a wiring board according to item 8, wherein the halogen ions are at least one selected from chlorine ions or bromine ions.
11. The method for producing a wiring board according to item 8, wherein the triazole is at least one selected from 1H-benzotriazole, 4-methylbenzotriazole, and 5-methylbenzotriazole.
12 A method for manufacturing a wiring board according to paragraph 8 in which the mass ratio of the concentration of halogen ions and triazoles (halogen ions / triazoles) is characterized in that it is a 0.0002-.003.
13. Silane compound, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl)) - 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl)) - 3- Item 9. The method for manufacturing a wiring board according to Item 8, wherein the method is at least one selected from aminopropyltriethoxysilane and N-2- (aminoethyl))-3-aminopropylmethyldimethoxysilane.
本発明の表面処理液を用いる処理方法によって、従来困難であった低エッチング量(0.5μm以下)で微細な銅配線と層間絶縁材やレジスト等の樹脂との密着性を格段に向上させることができ、産業上の利用価値は極めて高い。 By the treatment method using the surface treatment liquid of the present invention, the adhesion between a fine copper wiring and a resin such as an interlayer insulating material or a resist is remarkably improved with a low etching amount (0.5 μm or less), which has been difficult in the past. The industrial utility value is extremely high.
本発明の第一処理液の過酸化水素の濃度は、0.1〜1質量%であり、好ましくは0.1〜0.9質量%であり、更に好ましくは0.2〜0.9質量%であり、特に好ましくは0.2〜0.8質量%である。濃度が0.1質量%未満では酸化効果が不十分であり十分な銅の溶解速度が得られず、また濃度が1質量%を越えると溶解速度が早くなり過ぎて緻密な粗化表面が得られず好ましくない。 The concentration of hydrogen peroxide in the first treatment liquid of the present invention is 0.1 to 1% by mass, preferably 0.1 to 0.9% by mass, and more preferably 0.2 to 0.9% by mass. %, Particularly preferably 0.2 to 0.8% by mass. If the concentration is less than 0.1% by mass, the oxidation effect is insufficient and a sufficient copper dissolution rate cannot be obtained. If the concentration exceeds 1% by mass, the dissolution rate becomes too fast and a dense roughened surface is obtained. This is not preferable.
第一処理液の無機酸は、硝酸、硫酸、リン酸、フッ酸、塩酸、硼酸等が挙げられるが、これらのうち好ましいものは、硝酸、硫酸、リン酸である。無機酸の濃度は、0.3〜2質量%であり、好ましくは0.3〜1.9質量%、更に好ましくは0.4〜1.9質量%であり、特に好ましくは0.5〜1.8質量%である。濃度が0.3質量%未満では十分な銅の溶解速度が得られず、また濃度が2質量%を越えると溶解速度が早くなり過ぎて緻密な粗化表面が得られず好ましくない。 Examples of the inorganic acid in the first treatment liquid include nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, and boric acid. Among these, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid are preferable. The concentration of the inorganic acid is 0.3 to 2% by mass, preferably 0.3 to 1.9% by mass, more preferably 0.4 to 1.9% by mass, and particularly preferably 0.5 to 1.8% by mass. If the concentration is less than 0.3% by mass, a sufficient copper dissolution rate cannot be obtained, and if the concentration exceeds 2% by mass, the dissolution rate becomes too fast and a dense roughened surface cannot be obtained.
第一処理液の過酸化水素と無機酸のモル比(過酸化水素/無機酸)が0.90〜2.00であり、好ましくは0.90〜1.50で、更に好ましくは0.95〜1.30であり、特に好ましくは0.95〜1.20である。モル比が0.90未満、および2.00を越えると、0.5μm以下のエッチング処理した場合、緻密な粗化表面が得られず好ましくない。 The molar ratio of hydrogen peroxide to inorganic acid (hydrogen peroxide / inorganic acid) in the first treatment liquid is 0.90 to 2.00, preferably 0.90 to 1.50, more preferably 0.95. -1.30, particularly preferably 0.95-1.20. When the molar ratio is less than 0.90 and more than 2.00, an etching treatment of 0.5 μm or less is not preferable because a dense roughened surface cannot be obtained.
ハロゲンイオンは、銅または銅合金表面を粗化させる効果があり、銅または銅合金とレジストや層間絶縁材等の樹脂との密着性が良好となる。フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンが挙げられるが、これらのうち好ましいものは、塩素イオン、臭素イオンである。ハロゲンイオンの濃度は、0.00001〜0.0003質量%であり、好ましくは0.00005〜0.0003質量%であり、特に好ましくは0.0001〜0.0003質量%である。 Halogen ions have an effect of roughening the surface of copper or copper alloy, and adhesion between copper or copper alloy and a resin such as a resist or an interlayer insulating material is improved. Fluorine ion, chlorine ion, bromine ion and iodine ion can be mentioned. Among these, preferred are chlorine ion and bromine ion. The density | concentration of a halogen ion is 0.00001-0.0003 mass%, Preferably it is 0.00005-0.0003 mass%, Most preferably, it is 0.0001-0.0003 mass%.
トリアゾール類は、ハロゲンイオンと併用されることにより、銅又は銅合金表面を微小に粗化させる効果があり、銅又は銅合金と層間絶縁材やレジスト等の樹脂との密着性を向上させる。トリアゾール類の中でも、ベンゼン環を有するものが好ましく、その中でも特に1H−ベンゾトリアゾール、4−メチルベンゾトリアゾール、5−メチルベンゾトリアゾールが好ましい。トリアゾール類の濃度は、0.01〜0.2質量%であり、好ましくは0.05〜0.19質量%で、更に好ましくは0.1〜0.19質量%であり、特に好ましくは0.1〜0.18質量%である。 Triazoles, when used in combination with halogen ions, have the effect of finely roughening the surface of copper or copper alloy, and improve the adhesion between copper or copper alloy and resins such as interlayer insulating materials and resists. Among the triazoles, those having a benzene ring are preferable, and among them, 1H-benzotriazole, 4-methylbenzotriazole, and 5-methylbenzotriazole are particularly preferable. The concentration of the triazoles is 0.01 to 0.2% by mass, preferably 0.05 to 0.19% by mass, more preferably 0.1 to 0.19% by mass, and particularly preferably 0. 0.1 to 0.18% by mass.
ハロゲンイオンとトリアゾール類の濃度の質量比(ハロゲンイオン/トリアゾール類)は、0.0002〜0.005であり、好ましくは0.001〜0.004で、更に好ましくは0.002〜0.003である。質量比が0.0002未満、および0.005を越えると、0.5μm以下のエッチング処理した場合、緻密な粗化表面が得られず好ましくない。 The mass ratio of the concentration of halogen ions to triazoles (halogen ions / triazoles) is 0.0002 to 0.005, preferably 0.001 to 0.004, more preferably 0.002 to 0.003. It is. When the mass ratio is less than 0.0002 and more than 0.005, a dense roughened surface cannot be obtained when an etching treatment of 0.5 μm or less is performed, which is not preferable.
第二処理液の過酸化水素の濃度は、0.1〜30質量%であり、好ましくは1〜20質量%であり、更に好ましくは5〜10質量%である。濃度が0.1質量%未満では酸化効果が不十分であり、また濃度が30質量%を越えるとそれ以上の酸化効果が得られず経済上好ましくない。 The concentration of hydrogen peroxide in the second treatment liquid is 0.1 to 30% by mass, preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 5 to 10% by mass. When the concentration is less than 0.1% by mass, the oxidation effect is insufficient, and when the concentration exceeds 30% by mass, no further oxidation effect is obtained, which is economically undesirable.
第二処理液の無機酸は、硝酸、硫酸、リン酸、フッ酸、塩酸、硼酸等が挙げられるが、これらのうち好ましいものは、硝酸、硫酸、リン酸である。無機酸の濃度は、0.001〜0.1質量%であり、好ましくは0.003〜0.05質量%、更に好ましくは0.005〜0.01質量%である。濃度が0.001質量%未満では十分な銅の溶解速度が得られず、また濃度が0.1質量%を越えると溶解速度が早くなり過ぎて緻密な粗化表面が得られず好ましくない。 Examples of the inorganic acid in the second treatment liquid include nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, and boric acid. Among these, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid are preferable. The density | concentration of an inorganic acid is 0.001-0.1 mass%, Preferably it is 0.003-0.05 mass%, More preferably, it is 0.005-0.01 mass%. If the concentration is less than 0.001% by mass, a sufficient copper dissolution rate cannot be obtained, and if the concentration exceeds 0.1% by mass, the dissolution rate becomes too fast and a dense roughened surface cannot be obtained.
第三処理液に含まれるシラン化合物は、銅又は銅合金と層間絶縁材やレジスト等の樹脂との密着性を化学的に向上させる。シラン化合物の中でも、水溶性を有する3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル))−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。シラン化合物の濃度は、0.1〜5質量%であり、好ましくは0.3〜4質量%、更に好ましくは0.5〜3質量%である。濃度が0.1質量%未満では十分な銅表面と樹脂との密着強度が得られず、また濃度が5質量%を越えるとそれ以上の密着強度が得られず経済上好ましくない。シラン化合物の固着方法は、20〜40℃で30〜120秒浸漬した後、100〜150℃で30〜120分間乾燥させる。 The silane compound contained in the third treatment liquid chemically improves the adhesion between copper or a copper alloy and a resin such as an interlayer insulating material or a resist. Among silane compounds, water-soluble 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl))-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) )) - 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl)) - 3-aminopropyl methyl dimethoxy silane is preferred. The density | concentration of a silane compound is 0.1-5 mass%, Preferably it is 0.3-4 mass%, More preferably, it is 0.5-3 mass%. If the concentration is less than 0.1% by mass, sufficient adhesion strength between the copper surface and the resin cannot be obtained, and if the concentration exceeds 5% by mass, a further adhesion strength cannot be obtained, which is economically undesirable. The silane compound is fixed by dipping at 20 to 40 ° C. for 30 to 120 seconds and then drying at 100 to 150 ° C. for 30 to 120 minutes.
エッチング量は、0.5μm以下が良く、好ましくは0.4μm以下であり、更に好ましくは0.3μm以下である。 The etching amount is preferably 0.5 μm or less, preferably 0.4 μm or less, and more preferably 0.3 μm or less.
銅及び銅合金表面の表面粗さ(Ra値)は、伝送損失の点から0.5μm以下が好ましく、更に好ましくは0.3μmである。0.5μm以上では伝送損失に問題が出る可能性が高い。 The surface roughness (Ra value) of the copper and copper alloy surfaces is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm from the viewpoint of transmission loss. If the thickness is 0.5 μm or more, there is a high possibility of a problem in transmission loss.
銅及び銅合金表面のエッチング速度は、種々の条件下で変化するが、例えば30℃の処理条件下で、0.1〜5μm/分であり、好ましくは0.2〜3μm/分で、更に好ましくは0.4〜2μm/分である。特に好ましくは、0.5〜1.5μm/分である。 The etching rate of the copper and copper alloy surfaces varies under various conditions, for example, 0.1 to 5 μm / min, preferably 0.2 to 3 μm / min under the processing conditions of 30 ° C. Preferably, it is 0.4-2 μm / min. Particularly preferred is 0.5 to 1.5 μm / min.
ピール強度は、0.8kgf/cm以上がよく、好ましくは0.9kgf/cm以上であり、特に好ましくは1.0kgf/cm以上である。 The peel strength is preferably 0.8 kgf / cm or more, preferably 0.9 kgf / cm or more, and particularly preferably 1.0 kgf / cm or more.
本発明の金属表面処理液の使用温度に関しては特に制限はないが、20〜50℃であり、好ましくは25〜40℃で、更に好ましくは25〜35℃である。使用温度が高いほど銅の溶解速度は早くなるが、50℃を越えると過酸化水素の分解が激しくなり好ましくない。 Although there is no restriction | limiting in particular regarding the operating temperature of the metal surface treatment liquid of this invention, it is 20-50 degreeC, Preferably it is 25-40 degreeC, More preferably, it is 25-35 degreeC. The higher the operating temperature, the faster the copper dissolution rate. However, if the temperature exceeds 50 ° C., the decomposition of hydrogen peroxide becomes severe, which is not preferable.
本発明の金属表面処理液による処理方法に関しては、特に制限はないが浸漬、噴霧等の手段が適宜選択される。又、処理時間に関しては溶解される銅又は銅合金の厚さにより適宜決定される。 For the treatment method according to the metal surface treatment solution of the present invention is not particularly limited soaking, means spraying or the like is appropriately selected. The processing time is appropriately determined depending on the thickness of the copper or copper alloy to be dissolved.
加えて、本発明の金属表面処理液は、種々の用途に使用することが出来る。ソルダーレジスト、ドライフィルムレジスト、電着レジスト、層間絶縁材の樹脂、接着剤としての樹脂との密着性の向上に有用である。 In addition, the metal surface treatment liquid of the present invention can be used for various applications. It is useful for improving adhesion with a solder resist, a dry film resist, an electrodeposition resist, a resin of an interlayer insulating material, and a resin as an adhesive.
以下に実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
・表面粗さ(Ra値)評価法;レーザー顕微鏡(OLS3100:オリンパス製)にて測定。Ra値とは測定した粗さ曲線中の平均線に対して、谷部を山部側へ折り返したその高さの平均値。
・表面のSEM観察;日立製作所製の電子顕微鏡S−4700を用い、3万倍で測定した。
・銅エッチング量測定方法;以下の式により質量法にて算出した。
エッチング量=(処理前質量−処理後質量)/(処理面積×8.92)
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
-Surface roughness (Ra value) evaluation method: Measured with a laser microscope (OLS3100: manufactured by Olympus). The Ra value is the average value of the heights of the valleys turned back to the peaks with respect to the average line in the measured roughness curve.
-Surface SEM observation: Measured at 30,000 times using an electron microscope S-4700 manufactured by Hitachi, Ltd.
-Copper etching amount measuring method: It calculated by the mass method by the following formula | equation.
Etching amount = (mass before treatment−mass after treatment) / (treatment area × 8.92)
実施例1
電解銅箔(三井金属鉱業製3EC−III)をエッチング液(三菱ガス化学製CPE−700)にて1μmエッチング処理して銅箔表面を清浄化した後、表1に示す第一処理液および第二処理液を用いて30℃浸漬にて0.3μmエッチングした後、水洗、乾燥させた。処理した銅箔の表面状態をSEM観察した結果を図1に示した。レーザー顕微鏡で測定した表面粗さRa値は0.25μmであった。
次に、上記載の電解銅箔上に層間絶縁材(GX−13:味の素ファインテクノ製)を積層して加熱プレスした。得られた積層体の銅箔引き剥がし強さ(ピール強度)をJISC6481に準じて測定した。結果、1.10kgf/cmであった。
Example 1
After electrolytic copper foil (Mitsui Metals Mining 3EC-III) was etched by 1 μm with an etchant (Mitsubishi Gas Chemical CPE-700) to clean the copper foil surface, the first treatment liquid shown in Table 1 Etching 0.3 μm by immersion at 30 ° C. using the two treatment liquids, followed by washing with water and drying. The result of SEM observation of the surface state of the treated copper foil is shown in FIG. The surface roughness Ra value measured with a laser microscope was 0.25 μm.
Next, an interlayer insulating material (GX-13: manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.) was laminated on the electrolytic copper foil described above and heated and pressed. The copper foil peel strength (peel strength) of the obtained laminate was measured according to JISC6481. As a result, it was 1.10 kgf / cm.
実施例2
実施例1より第三処理液を追加した以外は実施例1と同様に行なった。Ra値は0.25μm、ピール強度は1.20kgf/cmであった。
Example 2
The same procedure as in Example 1 was performed except that the third treatment liquid was added from Example 1. The Ra value was 0.25 μm, and the peel strength was 1.20 kgf / cm.
実施例3
実施例2より無機酸の種類、ハロゲンの種類、アゾール類の種類、シラン化合物の種類を変更した以外は実施例1と同様に行なった。Ra値は0.25μmで、ピール強度は1.20kgf/cmであった。
Example 3
The same procedure as in Example 1 was performed except that the kind of inorganic acid, the kind of halogen, the kind of azole, and the kind of silane compound were changed from Example 2. The Ra value was 0.25 μm, and the peel strength was 1.20 kgf / cm.
比較例1
第一処理液のみの組成で、他は実施例1と同様に行なった結果、Ra値は0.25μmで、ピール強度は0.70kgf/cmであった。
Comparative Example 1
In the composition of only the first treatment liquid, another embodiment 1 results carried out in the same manner as, Ra value is 0.25 [mu] m, the peel strength was 0.70kgf / cm.
比較例2
第二処理液の無機酸が添加されていない組成で、他は実施例1と同様に行なった。Ra値は0.25μmで、ピール強度は0.70kgf/cmであった。
Comparative Example 2
The second treatment solution was the same as in Example 1 except that the inorganic acid was not added. The Ra value was 0.25 μm, and the peel strength was 0.70 kgf / cm.
比較例3
第二処理液の過酸化水素が添加されていない組成で、他は実施例1と同様に行なった。Ra値は0.25μmで、ピール強度は0.70kgf/cmであった。
Comparative Example 3
The other treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the composition was not added with hydrogen peroxide. The Ra value was 0.25 μm, and the peel strength was 0.70 kgf / cm.
比較例4
第一処理液と第三処理液の組成(第二処理液なし)で、他は実施例1と同様に行なった。Ra値は0.25μmで、ピール強度は0.70kgf/cmであった。
Comparative Example 4
The other processes were performed in the same manner as in Example 1 except for the composition of the first treatment liquid and the third treatment liquid (without the second treatment liquid). The Ra value was 0.25 μm, and the peel strength was 0.70 kgf / cm.
比較例5
特許文献1の実施例3に記載された組成で、他は実施例1と同様に行なった。
Ra値は0.60μmで、ピール強度は0.45kgf/cmであった。
Comparative Example 5
The composition was the same as that described in Example 3 of Patent Document 1, and the others were performed in the same manner as in Example 1.
The Ra value was 0.60 μm, and the peel strength was 0.45 kgf / cm.
比較例6
特許文献3の実施例1と同様のエッチング液を用い、他は実施例1と同様に行なった結果、Ra値は、0.60μmで、ピール強度は0.45kgf/cmであった。
Comparative Example 6
The same etching solution as in Example 1 of Patent Document 3 was used, and the others were performed in the same manner as in Example 1. As a result, the Ra value was 0.60 μm and the peel strength was 0.45 kgf / cm.
比較例7
特許文献5の実施例1と同様のエッチング液を用い、他は実施例1と同様に行なった結果、Ra値は、0.60μmで、ピール強度は0.45kgf/cmであった。
Comparative Example 7
Using the same etchant as that in Example 1 of Patent Document 5, another embodiment 1 results carried out in the same manner as, Ra value is at 0.60 .mu.m, peel strength was 0.45kgf / cm.
比較例8
特許文献6の実施例1と同様のエッチング液を用い、他は実施例1と同様に行なった結果、Ra値は、0.65μmで、ピール強度は0.45kgf/cmであった。
Comparative Example 8
The same etching solution as in Example 1 of Patent Document 6 was used, and the others were performed in the same manner as in Example 1. As a result, the Ra value was 0.65 μm and the peel strength was 0.45 kgf / cm.
比較例9
特許文献7の実施例1と同様のエッチング液を用い、他は実施例1と同様に行なった結果、Ra値は、0.65μmで、ピール強度は0.45kgf/cmであった。
Comparative Example 9
Using the same etchant as that in Example 1 of Patent Document 7, another embodiment 1 results carried out in the same manner as, Ra value is at 0.65 .mu.m, peel strength was 0.45kgf / cm.
以上の結果から、本発明の表面処理液で処理した積層体は、表面粗さ(Ra値)は0.30μm以下でありながら引き剥がし強さ(ピール強度)が強く、層間絶縁材との密着性が良好であることがわかる。 From the above results, the laminate treated with the surface treatment liquid of the present invention has a surface roughness (Ra value) of 0.30 μm or less, but has a high peel strength (peel strength) and is in close contact with the interlayer insulating material. It can be seen that the properties are good.
Claims (13)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009235142A JP2011080131A (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Metal surface treatment method and method for manufacturing wiring board |
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| JP (1) | JP2011080131A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013142199A (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Etching solution and method for producing printed wiring board using the same |
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2009
- 2009-10-09 JP JP2009235142A patent/JP2011080131A/en active Pending
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