CN115589667B

CN115589667B - 表面处理铜箔及铜箔基板

Info

Publication number: CN115589667B
Application number: CN202110765546.6A
Authority: CN
Inventors: 赖建铭; 赖耀生; 周瑞昌
Original assignee: Chang Chun Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Chang Chun Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-09-08
Anticipated expiration: 2041-07-06
Also published as: CN115589667A

Abstract

本发明公开了一种表面处理铜箔及铜箔基板，该表面处理铜箔包括一处理面，所述处理面的极点高度为0.4～3.0μm，且当所述表面处理铜箔在200℃的环境中加热1小时后，所述处理面的(111)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％。

Description

表面处理铜箔及铜箔基板

技术领域

本发明涉及铜箔技术领域，具体涉及一种表面处理铜箔及铜箔基板。

背景技术

随着电子产品逐渐朝向轻薄以及传递高频信号的趋势发展，对于铜箔和铜箔基板的需求也日益提升。一般而言，铜箔基板的铜导电线路会被绝缘载板承载，且藉由导电线路的布局设计，其可将电信号沿着预定的路径传递至预定区域。此外，对于用于传递高频电信号(例如高于10GHz)的铜箔基板而言，其铜箔基板的导电线路亦必须进一步优化，以降低因集肤效应(skin effect)而产生的信号传递损失(signal transmission loss)。所谓的集肤效应，是指随着电信号的频率增加，电流的传递路径会愈集中于导线的表面，例如紧邻于载板的导线表面。为了降低集肤效应而产生的信号传递损失，现有做法是尽可能将铜箔基板中紧邻于载板的导线表面予以平坦化。此外，为了同时维持导线表面和载板间的附着性，亦可采用反转处理铜箔(reverse treated foil,RTF)以制作导线。其中，反转处理铜箔指铜箔的辊筒面(drum side)会被施行粗化处理制程的一种铜箔。

即便上述做法可降低铜箔基板所产生的信号传递损失，但当导线表面过于平坦时，仍会造成导线和载板间的附着性降低，使得铜箔基板中的导线容易自载板的表面剥离，致使电信号无法沿着预定路径传递至预定区域。

因此，仍有必要提供一种表面处理铜箔及铜箔基板，以解决现有技术中所存在的不足及缺失。

发明内容

有鉴于此，本发明提供有一种改良的表面处理铜箔及铜箔基板，解决了现有技术中所存在的不足。

根据本发明的一实施例，提供一种表面处理铜箔，包括一处理面，所述处理面的极点高度为0.4～3.0μm，且当所述表面处理铜箔在200℃的环境中加热1小时后，所述处理面的(111)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％。

根据本发明的另一实施例，提供一种铜箔基板，包括：一载板；以及一表面处理铜箔，设置于所述载板的至少一表面；其中所述表面处理铜箔包括：一主体铜箔；以及一表面处理层，设置在所述主体铜箔和所述载板之间；其中所述表面处理层包括面向所述载板的一处理面，该处理面的极点高度为0.4～3.0μm，且该处理面的(111)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％。

根据上述实施例，当表面处理铜箔的处理面的极点高度(Sxp)为0.4至3.0μm，且当表面处理铜箔在200℃的环境中加热1小时后，处理面的(111)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％时，于后续将表面处理铜箔压合至载板后，除了可以保持处理面和载板间的附着性及信赖性，亦能保持较低的信号传递损失程度，同时表面处理铜箔还具有足够的漂锡后剥离强度，可以在下游制程进行漂锡时，让表面处理铜箔形成的线路能维持在载板上不剥离，因而可以满足业界对于表面处理铜箔及铜箔基板的需求。

附图说明

为了使下文更容易被理解，在阅读本发明时可同时参考附图及其详细文字说明。通过后续具体实施例并参考相对应的附图，以详细说明本发明的具体实施例，并用以阐述本发明的具体实施例的作用原理。此外，为了清楚起见，附图中的各特征可能未按照实际的比例绘制，因此某些附图中的部分特征的尺寸可能被刻意放大或缩小。

图1是本发明一些实施例的表面处理铜箔的剖面示意图；

图2是本发明一些实施例的表面处理铜箔的极点高度(Sxp)和负载率(mr)之间的关系示意图；

图3是本发明一些实施例的带状线(stripline)的示意图。

附图标记说明：

100···表面处理铜箔

100A···处理面

110···主体铜箔

110A···第一面

110B···第二面

112a···第一表面处理层

112b···第二表面处理层

114···粗化层

116a···第一钝化层

116b···第二钝化层

118a···第一防锈层

118b···第二防锈层

120···耦合层

300···带状线

302···导线

304···介电体

306-1···接地电极

306-2···接地电极

t···厚度

w···宽度

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

在下述内容中，将陈述表面处理铜箔及铜箔基板的具体实施方式，以使本技术领域普通技术人员可据以实现本发明。该些具体实施方式可参考相对应的附图，使该些附图构成实施方式的一部分。虽然本发明的实施例公开如下，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的发明构思和保护范围内，当可作些许变通与润饰。其中，各实施例以及实验例所使用的方法，如无特别说明，则为常规方法。

针对本发明中所提及的空间相关的叙述词汇，「在…上」及「在…上方」等用语在本发明中的含义应该以最宽泛方式来解释，使得「在…上」及「在…上方」等用语不仅指直接处于某物上，而且还可以包括在有中间特征或中间层位于二者之间的情况下而处于某物上，并且「在…上」或「在…上方」不仅指处于某物之上或上方，而且还可以包括在二者之间没有中间特征或中间层的情况下而处于在某物之上或上方(即直接处于某物上)的实施例。

此外，在下述内容中除非有相反的指示，本发明及其保护范围所阐述的数值参数均为约略数，其可视需要而变化，或至少应根据所公开的有意义的位数数字并且使用通常的进位方式，以解读各个数值参数。本发明中，范围可表示为从一端点至另一端点，或是在两个端点之间。除非特别声明，否则本发明中的所有范围皆包含端点。

须知悉的是，在不脱离本发明的精神下，下文所描述的不同实施方式中的技术特征彼此间可以被置换、重组、混合，以构成其他的实施例。

本发明具体实施例的表面处理铜箔包括处理面，当后续将表面处理铜箔压合至载板时，此处理面可面向且贴合至载板。

表面处理铜箔可包括主体铜箔及可选的表面处理层。主体铜箔可通过电解沉积(或称电解、电沉积、电镀)制程而形成，其可以具有两相对设置的辊筒面(drum side)及沉积面(deposited side)。可选的，表面处理层可被设置于主体铜箔的辊筒面及沉积面的至少其中一者之上。表面处理层可以是单层结构或多层堆栈结构。举例而言，表面处理层可以是包括多个子层的多层堆栈结构，且各表面处理层可分别设置于主体铜箔的辊筒面及沉积面之上，但不限定于此。各表面处理层中的子层可选自由粗化层、钝化层、防锈层以及耦合层所构成的群组，但不限定于此。

图1是根据本发明一些实施例所绘示的表面处理铜箔的剖面示意图。如图1所示，表面处理铜箔100至少包括处理面100A，且表面处理铜箔100至少包括主体铜箔110。

根据本发明的一些实施例，主体铜箔110可以是电解铜箔或压延铜箔，其厚度通常大于或等于6μm，例如介于7至250μm之间，或介于9至210μm之间，但不限定于此。其中，电解铜箔可通过电沉积(或称电解、电解沉积、电镀)制程而形成。主体铜箔110具有两相对设置的第一面110A和第二面110B。根据本发明的一些实施例，当主体铜箔110为电解铜箔时，电解铜箔的辊筒面(drum side)可以对应至主体铜箔110的第一面110A，而电解铜箔的沉积面(deposited side)可以对应至主体铜箔110的第二面110B，但不限定于此。当主体铜箔110为电解铜箔，且主体铜箔110的第一面110A为电解铜箔的辊筒面时，在利用电解沉积(electrodeposition)形成电解铜箔的过程中，电解铜箔的辊筒面可受到制箔机的阴极辊筒的晶粒数或晶粒度数(grain size number)的影响，使得电解铜箔的辊筒面可展现出特定的表面形貌，例如研磨痕，且此研磨痕在空间上的分布可以呈现等向性(isotropy，或称“各向同性”)或异向性(anisotropy，或称“各向异性”)，较佳为异向性排列。

根据本发明的一实施例，主体铜箔110的第一面110A和第二面110B上可分别设置有表面处理层，例如可在第一面110A设置第一表面处理层112a，及/或在第二面110B设置第二表面处理层112b。第一表面处理层112a的外侧面可以被视为是表面处理铜箔100的处理面100A，且经由后续将表面处理铜箔100压合至载板的制程，此处理面100A会接触载板。根据本发明的其他实施例，主体铜箔110的第一面110A和第二面110B可以进一步设置有其他的单层或多层结构、或是第一面110A和第二面110B的表面处理层可以被其他的单层或多层结构取代、或是第一面110A和第二面110B未设置有任何层，但不限定于此。因此，在这些实施例中，表面处理铜箔100的处理面100A便不会对应至第一表面处理层112a的外侧面，而可能会对应至其他单层或多层结构的外侧面，或者可能会对应至主体铜箔110的第一面110A或第二面110B，但不限定于此。

前述第一表面处理层112a和第二表面处理层112b各自可以是单层，或是包括多个子层的堆栈层。对于第一表面处理层112a是堆栈层的情形，各子层可选自由粗化层114、第一钝化层116a、第一防锈层118a以及耦合层120所构成之群组；而针对第二表面处理层112b为包括多个子层的堆栈层之情形，各子层可选自由第二钝化层116b以及第二防锈层118b所构成的群组。第一钝化层116a及第二钝化层116b的组成彼此可以相同或不同，而第一防锈层118a及第二防锈层118b的组成彼此可以相同或不同。

前述粗化层114包括粗化粒子(nodule)。粗化粒子可用于增进主体铜箔110的表面粗糙度，其可为铜粗化粒子或铜合金粗化粒子。其中，为了防止粗化粒子自主体铜箔110剥离，粗化层114可进一步包含设置在粗化粒子上的覆盖层，用以覆盖住粗化粒子。根据本发明的一实施例，对于粗化层114中的粗化粒子是通过电解沉积而形成于主体铜箔110的第一面110A的情形，粗化粒子的分布可受到其下方主体铜箔110的表面形貌的影响，使得粗化粒子排列呈现等向性或异向性排列。举例而言，当主体铜箔110的第一面110A的表面形貌呈现异向性排列时，则对应设置于第一面110A上的粗化粒子亦可呈现异向性排列。根据本发明的一些实施例，由于第一表面处理层112a中的第一钝化层116a、第一防锈层118a以及耦合层120的总和厚度远小于粗化层114的厚度，因此表面处理铜箔100的处理面100A的表面形貌，例如极点高度(peak extreme height,Sxp)及表面性状长宽比(texture aspectratio,Str)，主要受粗化层114的影响。此外，可以通过调整粗化层114中的粗化粒子的数量及尺寸，以调整表面处理铜箔100的处理面100A的表面粗糙度。举例而言，针对经由电解沉积而形成的粗化粒子及覆盖层，可以通过调整电解液中的添加剂种类、添加剂浓度及/或电流密度，以调整粗化粒子的型态及排列，但不限定于此。

由于表面处理铜箔的处理面在后续制程会被贴合至载板，所以处理面的极点高度(Sxp)会影响表面处理铜箔和载板之间的附着性(例如漂锡后剥离强度)及信赖性。此外，处理面的极点高度(Sxp)也会影响表面处理铜箔所形成的导线的信号传递损失。根据本发明的一些实施例，处理面的极点高度(Sxp)可以为0.4μm至3.0μm，例如是0.25μm、0.75μm、1.50μm、1.75μm、2.25μm、2.75μm、3.0μm或其中的任何数值。较佳为0.5μm至2.5μm，更佳为1.5μm至2.5μm。上述极点高度(Sxp)的量测方式根据ISO 25178-2：2012的定义，其计算方式可参考图2。

图2是本发明实施例的表面处理铜箔的极点高度(Sxp)和负载率(materialratio,mr)之间的关系示意图。其中，极点高度(Sxp)为第一数据点P1的对应高度H1和第二数据点P2的对应高度H2之间的绝对差值。根据ISO25178-2：2012的定义，上述第一数据点P1的对应负载率M1系为2.5％，而第二数据点P1的对应负载率M2系为50％。由于极点高度(Sxp)排除了负载率低于2.5％的高波峰，因此可以排除少数的高波峰对于粗糙度的影响。极点高度(Sxp)表示表面平均面(负载率M2为50％)与表面波峰部(负载率M1为2.5％)的高度差异，当极点高度(Sxp)的数值较高时，表示表面处理铜箔贴合至载板后，其深入载板的深度较高，所以有利于增加表面处理铜箔和载板间附着性(例如漂锡后剥离强度)，因此当极点高度(Sxp)的数值越高时，对于表面处理铜箔的剥离强度和信赖性来说越好，但是当极点高度(Sxp)的数值过高时，则可能会加剧信号损失的程度，所以将表面处理铜箔的极点高度(Sxp)控制在一定范围内能够满足各方面的需求。

上述表面性状长宽比(Str)指衡量某一表面的表面纹理(surface texture)在各方向上的一致性的指标，即衡量该表面的等向性(isotropy)及异向性(anisotropy)的程度。表面性状长宽比(Str)的数值落在0至1之间，当表面性状长宽比(Str)为0或趋近0时，代表该表面的表面纹理呈显著的异向性，而呈现高度规律的表面形貌。举例而言，当表面性状长宽比(Str)为0时，相邻的各波峰和各波谷可均呈现条状且彼此平行排列。相较之下，当表面性状长宽比(Str)为1或趋近1时，代表该表面的表面纹理呈强烈的等向性，而呈现高度随机的表面形貌。举例而言，当表面性状长宽比(Str)为1时，各波峰和各波谷呈现随机排列。根据本发明一些实施例，表面处理铜箔的处理面的表面性状长宽比(Str)为0.68以下，例如是0.05、0.15、0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.68或其中的任何数值。较佳为小于0.68，更佳为0.10至0.65，再更佳为0.60以下。

针对本发明实施例的表面处理铜箔，其处理面的极点高度(Sxp)为0.4至3.0μm，表面性状长宽比(Str)为0.68以下。此外，当表面处理铜箔在200℃的环境中加热1小时后，处理面的(111)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值可至少为60％。由于表面处理铜箔的处理面在后续制程会被贴合至载板，通过将表面处理铜箔的处理面的极点高度(Sxp)及表面性状长宽比(Str)控制在上述数值范围，相较于现有的表面处理铜箔，本发明实施例的表面处理铜箔和载板之间的剥离强度及信赖性可更为提升，除了常态的剥离强度之外，还能在下游制程进行漂锡时增加漂锡后剥离强度，且较能通过焊料浴的信赖性测试。此外，当进一步将各晶面的绕射峰积分强度的比值控制于上述范围，可进一步达到较低的高频信号传递损失。

上述处理面的(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面的绕射峰积分强度是指铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面的绕射峰积分强度，其是利用低掠角X光绕射(掠射角可为0.5°至1.0°)测量表面处理铜箔的处理面，以用于表征表面处理铜箔的表层区域(例如是距离处理面的深度为0μm至1μm的区域)的各晶面的占比。因此，通过低掠角X光绕射，可展现出铜箔的表层区域的晶面特性，而非用于展现出铜箔的内部区域的晶面特性。此外，由于在传递高频电信号时，铜(111)晶面较不易减损电信号，因此当提升铜(111)晶面的占比时，可降低高频电信号损失的程度。另一方面，由于表面处理铜箔的主体铜箔的各晶面的占比可能会因后续热处理制程(例如：热压合制程)的温度和持续时间而产生变动，因此本发明通过在200℃的环境中对表面处理铜箔加热1小时，以模拟表面处理铜箔经过热压合制程后的晶面特性。根据本发明一实施例，当在200℃的环境中对表面处理铜箔加热1小时后，处理面的(111)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％，较佳为60％至90％，或是处理面的(220)晶面的绕射峰积分强度与(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值可进一步小于16.50％。

再参考图1的表面处理铜箔100，前述钝化层，例如第一钝化层116a及第二钝化层116b，可以是相同或不同组成，例如是金属层或金属合金层。其中，金属层可以选自但不限于镍、锌、铬、钴、钼、铁、锡、及钒，例如是：镍层、镍锌合金层、锌层、锌锡合金层或铬层。此外，金属层及金属合金层可以是单层或多层结构，例如彼此堆栈的含锌层及含镍层。当为多层结构时，各层间的堆栈顺序可以依据需要而调整，并无一定限制，例如含锌层叠置于含镍层上，或含镍层叠置于含锌层上。根据本发明一实施例，第一钝化层116a为彼此堆栈的含锌层及含镍层的双层结构，第二钝化层116b为含锌层的单层结构。

前述防锈层，例如第一防锈层118a及第二防锈层118b，是施加至金属的包覆层，其可用于避免金属受到腐蚀或氧化等而劣化。防锈层包含金属或有机化合物，但不限定于此。当防锈层包含金属时，金属可以是铬或铬合金，而铬合金可进一步包含选自镍、锌、钴、钼、钒及其组合中的一者。当防锈层包含有机化合物时，可用于形成该有机防锈层的有机分子的非限制性例示包括卟啉基、苯并三唑、三嗪三硫醇及其组合，该卟啉基由卟啉、卟啉大环、扩大卟啉、收缩卟啉、线性卟啉聚合物、卟啉夹层配位复合物、卟啉阵列、5,10,15,20-四(4-胺基苯基)-卟啉-锌(II)及其组合所组成。根据本发明一实施例，第一防锈层118a及第二防锈层118b皆采用铬。

耦合层120可以是由硅烷制成，可用于增进表面处理铜箔100与其他材料(例如载板胶片)间的附着性。耦合层120可选自但不限于3-胺丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、8-缩水甘油氧基辛基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8-甲基丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、1-[3-(三甲氧基硅基)丙基]脲、(3-氯丙基)三甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯、乙基三乙酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、三(2-甲氧基乙氧基)乙烯基硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三氯硅烷、四氯化硅、四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、氯三乙氧基硅烷、乙烯-三甲氧基硅烷、具有1至20个碳原子的烷氧基硅烷、具有1至20个碳原子的乙烯基烷氧基硅烷、(甲基)酰基硅烷及其组合，但不限定于此。

前述表面处理铜箔100可再进一步加工，以制成铜箔基板(copper cladlaminate,CCL)。铜箔基板至少包括载板和表面处理铜箔。表面处理铜箔设置于载板的至少一表面，且表面处理铜箔包括处理面。其中，表面处理铜箔的处理面可面向且直接接触载板。

上述载板可采用电木板、高分子板或玻璃纤维板，但并不限于此。所述高分子板的高分子成份可例举如：环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、压克力、甲醛树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、氰酸酯树脂(cyanate ester resin)、含氟聚合物、聚醚砜、纤维素热塑性塑料、聚碳酸酯、聚烯烃、聚丙烯、聚硫化物、聚氨酯、聚酰亚胺树脂、液晶高分子(LCP)、聚氧二甲苯(PPO)。上述玻璃纤维板可以是玻璃纤维不织物料浸泡于前述高分子(如：环氧树脂)后所形成的预浸渍材料(prepreg)。

前述铜箔基板可再进一步加工制成印刷电路板，其步骤可包括将电解铜箔图案化以制作导线、将导线进行黑化处理。其中，黑化处理为化学浴处理制程且可包括至少一预处理(例如对于导线表面施行微蚀刻或清洁等)。此外，还可以进一步将电子零件焊接于印刷电路板上，例如进行表面贴焊(Surface Mount Technology,SMT)回流焊接或波峰焊接(wave soldering)等制程。对于波峰焊接制程，其焊接过程中会使用到锡炉，且锡炉内会加热到足以融化锡条的温度并形成熔融的锡液，当锡炉内的锡液平静无波时称为「平流波」，当锡液被搅动时就称为「扰流波」。在进行波峰焊接前，印刷电路板上可能会设置有电子零件(例如被动元件或主动元件)，且电子零件的针脚(pin)可以自印刷电路板的一面突出或暴露出。在进行波峰焊接时，印刷电路板可以从平静无波或稍有波浪的锡液表面滑行而过，让锡液沾附在电子零件的针脚上、印刷电路板的导线上及/或针脚和导线之间。在过了锡液后，可快速冷却印刷电路板，使得印刷电路板上的焊锡固化因而将电子零件焊接于印刷电路板上。虽然现在大部分电子零件都可以符合表面贴焊回流焊接的要求(如小尺寸零件以及耐回流高温)，但仍有少数电子零件达不到表面贴焊制程的需求，所以在某些情况下还是得使用波峰焊接制程。

为了验证印刷电路板上的导线是否可以承受波峰焊接制程，通常会对铜箔基板进行漂锡试验，以模拟波峰焊接的状况。其中，在漂锡试验中，铜箔基板会在设定的漂锡条件下从锡液表面滑过，之后测量铜箔基板中的表面处理铜箔在漂锡后的剥离强度，通常漂锡后剥离强度需高于一定的数值，例如4镑/英寸(lb/in)，才能够确保印刷电路板的导线维持在载板上而不剥离。依据本发明的实施例，表面处理铜箔的处理面的极点高度(Sxp)为0.4至3.0μm，其可以满足漂锡后剥离强度高于4ib/in的需求。

在下述内容中，进一步针对表面处理铜箔以及铜箔基板的制作方法予以示例性的描述。制作方法中的各步骤分述如下：

(1)步骤A

实施步骤A，以提供主体铜箔，例如是电解铜箔。可以采用制箔机，以电解沉积(electrodeposition)的方式形成电解铜箔，或称为生箔(bare copper foil)。具体而言，制箔机可至少包括作为阴极的辊筒、成对的不溶性的金属阳极板以及电解液入料管(inletmanifold)。其中，辊筒是可转动的金属辊筒，其表面为镜面抛光的表面。金属阳极板可分离固设在辊筒的下半部，以包围辊筒的下半部。入料管可固设在辊筒的正下方，且位于两金属阳极板之间。

在电解沉积过程中，电解液入料管会持续提供电解液至辊筒和金属阳极板之间。通过在辊筒和金属阳极板之间施加电流或电压，便可以使铜电解沉积在辊筒上，而形成主体铜箔。此外，通过持续转动辊筒，并使电解铜箔自辊筒的某一侧被剥离，便可以制作连续不断的主体铜箔。其中，主体铜箔面向辊筒的表面可称作是辊筒面，而主体铜箔远离辊筒的表面可称作是沉积面。此外，在电解沉积的过程中，由于阴极辊筒的表面会被些许氧化，而产生不平坦的表面，进而降低了主体铜箔的辊筒面的平坦度。因此，可以进一步在阴极辊筒的相邻处设置抛光辊筒(polish buff)，使阴极辊筒和抛光辊筒之间具有接触面。通过让阴极辊筒和抛光辊筒以相反的方向转动，便可以使得阴极辊筒表面的氧化层被抛光辊筒去除，进而维持了阴极辊筒的表面平坦度。

主体铜箔的制造参数范围示例如下：

1.1生箔的电解液组成及电解条件：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)：320g/L

硫酸：95g/L

氯离子(从盐酸而来，RCI Labscan Ltd.)：30mg/L(ppm)

液温：50℃

电流密度：70A/dm²

生箔厚度：35μm

1.2阴极辊筒：

材质：钛

表面晶粒度数(grain size number)：6、7、7.5、9

1.3抛光辊筒：

型号(Nippon Tokushu Kento Co.,Ltd)：#500、#1000、#1500、#2000

(2)步骤B

本步骤B是对上述主体铜箔实施表面清洁制程，以确保铜箔的表面不具有污染物(例如油污、氧化物)，其制造参数范围示例如下：

2.1清洗液的组成及清洁条件：

硫酸铜：200g/L

硫酸：100g/L

液温：25℃

浸渍时间：5秒

(3)步骤C

本步骤C是于上述主体铜箔的辊筒面形成粗化层。举例而言，可通过电解沉积，以将粗化粒子形成于主体铜箔的辊筒面。此外，为了避免粗化粒子掉落，可进一步于上述粗化粒子上形成覆盖层。粗化层(包括粗化粒子及覆盖层)的制造参数范围示例如下：

3.1制作粗化粒子的参数：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)：150g/L

硫酸：100g/L

硫酸钛(Ti(SO₄)₂)：150～750mg/L(ppm)，例如450ppm

钨酸钠(Na₂WO₄)：50～450mg/L(ppm)，例如250ppm

液温：25℃

电流密度：40A/dm²

时间：10秒

3.2制作覆盖层的参数：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)：220g/L

硫酸：100g/L

液温：40℃

电流密度：15A/dm²

时间：10秒

(4)步骤D

本步骤D是于上述主体铜箔的各侧形成钝化层，例如是通过电解沉积制程，以在主体铜箔设有粗化层的一侧形成具有双层堆栈结构的钝化层(例如：含镍层/含锌层，但不限定于此)，而在主体铜箔未设有粗化层的一侧形成具有单层结构的钝化层(例如：含锌层，但不限定于此)。制造参数范围示例如下：

4.1含镍层的电解液组成及电解条件：

硫酸镍(NiSO₄·7H₂O)：180g/L

硼酸(H₃BO₃)：30g/L

次磷酸钠(NaH₂PO₂)：3.6g/L

液温：20℃

电流密度：0.2A/dm²

时间：10秒

4.2含锌层的电解液组成及电解条件：

硫酸锌(ZnSO₄·7H₂O)：9g/L

钒酸铵((NH₄)₃VO₄)：0.3g/L

液温：20℃

电流密度：0.2A/dm²

时间：10秒

(5)步骤E

本步骤E是于上述主体铜箔的各侧的钝化层上形成防锈层，例如含铬层，其制造参数范围示例如下：

5.1含铬层的电解液组成及电解条件：

三氧化铬(CrO₃)：5g/L

液温：30℃

电流密度：5A/dm²

时间：10秒

(6)步骤F

本步骤F是于上述主体铜箔设置粗化层、钝化层、防锈层的一侧上形成耦合层。举例而言，完成上述电解沉积制程后，用水洗涤铜箔，但不干燥铜箔表面。之后将含有硅烷耦合剂的水溶液喷涂至铜箔设有粗化层的一侧的防锈层上，使得硅烷耦合剂吸附于防锈层的表面。之后，可以将铜箔放置于烘箱中予以干燥。制造参数范围示例如下：

6.1硅烷耦合剂的参数：

硅烷耦合剂：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane,KBM-403)

水溶液的硅烷耦合剂浓度：0.25wt.％

喷涂时间：10秒

(7)步骤G

本步骤G是将经由上述步骤而形成的表面处理铜箔(包括主体铜箔及设置于主体铜箔各侧的表面处理层)压合至载板，以形成铜箔基板。根据本发明的一实施例，可通过将图1所示的表面处理铜箔100热压至载板，而形成铜箔基板。

为了使本技术领域普通技术人员得以实现本发明，下文将进一步详细描述本发明的各具体实施例，以具体说明本发明的表面处理铜箔及铜箔基板。需注意的是，以下实施例仅为例示性，不应以其限制性地解释本发明。亦即，在不逾越本发明保护范围的情况下，可适当地改变各实施例中所采用的材料、材料的用量及比率以及处理流程等。

实施例1～15

实施例1～15为表面处理铜箔，其制造程序包括上述制作方法中的步骤A至步骤F。实施例1～15与上述制作方法之间相异的制造参数，记载于表1中。其中，针对实施例1～15的表面处理铜箔，采用如图1所示的结构，其粗化层上依序形成含镍层、含锌层、含铬层及耦合层，且在主体铜箔未设有粗化层的一侧上依序形成含锌层、含铬层。表面处理铜箔的厚度为35μm。

表1

以下进一步描述上述各实施例1～15的表面处理铜箔及相应铜箔基板的各项检测结果，例如：〈极点高度(Sxp)〉、〈表面性状长宽比(Str)〉、〈结晶面比例〉、〈漂锡后剥离强度〉、〈信赖性〉、及〈信号传递损失〉。各项检测方式说明如下，各项检测结果记载于表2中。

〈极点高度(Sxp)〉及〈表面性状长宽比(Str)〉

根据标准ISO 25178-2：2012，以雷射显微镜(LEXT OLS5000-SAF,Olympus Co.)的表面纹理分析，测量表面处理铜箔的处理面的极点高度(Sxp)及表面性状长宽比(Str)。具体量测条件如下：

光源波长：405nm

物镜倍率：100倍物镜(MPLAPON-100x LEXT,Olympus Co.)

光学变焦：1.0倍

观察面积：129μm×129μm

分辨率：1024画素×1024画素

条件：启用雷射显微镜的自动倾斜消除功能(Auto tiltremoval)

滤镜：无滤镜(unfiltered)

空气温度：24±3℃

相对湿度：63±3％

〈结晶面比例〉

将烘箱温度设定为200℃。待烘箱温度至200℃时，将上述任一实施例的表面处理铜箔置入烘箱，以对表面处理铜箔进行热处理。待热处理1小时后，将表面处理铜箔自烘箱取出，并放置于室温环境。继以对表面处理铜箔的处理面(即设置有粗化层、钝化层、防锈层及耦合层的一侧)进行低掠角X光绕射分析(grazing incidence X-ray diffraction,GIXRD)，以判别表面处理铜箔邻近于处理面的晶面绕射峰积分强度，例如是主体铜箔的辊筒面及距离此辊筒面一定深度内的铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面的绕射峰积分强度。具体量测条件如下：量测仪器：X光绕射分析仪(D8 ADVANCE Eco,Bruker Co.)；掠射角角度：0.8°。

〈漂锡后剥离强度〉

将每片厚度为0.09mm的6片市售树脂片(S7439G,Shengyi Technology Co.)堆栈一起，以形成树脂片堆栈层，并将上述任一实施例的表面处理铜箔(尺寸：125mm×25mm)的处理面朝向树脂片堆栈层进行设置，接着，将两者压合，以形成铜箔基板。压合条件如下：温度200℃、压力400psi及压合时间120分钟。

之后，对铜箔基板进行漂锡试验，漂锡条件为：温度288℃、时间10秒、次数10次。

漂锡后，根据标准JIS C 6471，使用万能试验机，将表面处理铜箔以90°的角度自铜箔基板剥离。剥离条件如下：

剥离仪器：岛津AG-I万能拉力机

剥离角度：90°

评估标准：漂锡后剥离强度需高于4lb/in

〈信赖性〉

将每片厚度为0.076mm的6片市售树脂片(S7439G,Shengyi Technology Corp.)堆栈一起，以形成树脂片堆栈层，并将上述任一实施例的表面处理铜箔的处理面朝向树脂片堆栈层进行设置，接着将两者压合，以形成铜箔基板。压合条件如下：温度200℃、压力400psi及压合时间120分钟。

之后，实施压力锅测试(pressure cooker test,PCT)，将烘箱内的条件设定为温度121℃、压力2atm及湿度100％RH，并将上述铜箔基板放置于烘箱30分钟后，取出冷却至室温。继以施行焊料浴测试(solderbath test)，将经由压力锅测试处理后的铜箔基板浸泡于温度为288℃的熔融焊料浴10秒。

可以对同一样品反覆实施焊料浴测试，并在每次焊料浴测试完成后，观察铜箔基板是否有起泡(blister)、裂痕(crack)或分层(delamination)等异常的现象，若出现上述任何一种异常现象，即判定该铜箔基板未能通过该次焊料浴测试。检测结果记载于表2中。评价标准如下：

A：经过多于50次的焊料浴测试，铜箔基板仍未产生异常现象

B：经过10～50次的焊料浴测试，铜箔基板即产生异常现象

C：经过少于10次的焊料浴测试，铜箔基板即产生异常现象

〈信号传递损失〉

将上述任一实施例的表面处理铜箔制作成例如图3所示的带状线(stripline)，并测量其相应的信号传递损失。其中，关于带状线300的制备方式，先于厚度152.4μm的市售树脂片(S7439G,Shengyi Technology Co.)上先贴合上述任一实施例的表面处理铜箔，而后将表面处理铜箔制作成导线302，再使用另外两片厚度152.4μm的市售树脂片(S7439G,Shengyi Technology Co.)分别覆盖两侧表面，使导线302被设置于介电体304(市售树脂片S7439G,Shengyi Technology Co.)之中。带状线300另可包括两接地电极306-1和接地电极306-2，分别设置于介电体304的相对两侧。接地电极306-1和接地电极306-2彼此间可以通过导电通孔而彼此电连接，而使得接地电极306-1和接地电极306-2具有等电位。带状线300中的各部件的规格如下：

导线302的长度：100mm

导线302的宽度w：120μm

导线302的厚度t：35μm

介电体304的介电特性：Dk＝3.74、Df＝0.006(依据IPC-TM 650No.2.5.5.5，以10GHz信号量测)

特征阻抗：50Ω

状态：无覆盖膜

在量测信号传递损失时，根据标准Cisco S3方法，利用信号分析仪在接地电极306-1、306-2均为接地电位的情况下，将电信号由导线302的某一端输入，并量测导线302的另一端的输出值，以判别带状线300所产生的信号传递损失。具体量测条件如下：

信号分析仪：PNA N5227B(Keysight Technologies Co.)

电信号频率：10MHz至20GHz

扫描点数：2000点

校正方式：E-Cal(cal kit：N4692D)

以电信号频率为10GHz的情况，评价各实施例的带状线的信号传递损失的程度。其中，当信号传递损失的绝对值越小，代表信号在传递时的损失程度越少。评价标准如下：

A(代表信号传递表现最佳)：信号传递损失的绝对值小于0.80dB/in B(代表信号传递表现良好)：信号传递损失的绝对值介于0.80dB/in至0.85dB/in C(代表信号传递表现最差)：信号传递损失的绝对值大于0.85dB/in

表2

根据表2，针对实施例1～9，当表面处理铜箔的处理面的极点高度(Sxp)为0.4至3.0μm，且表面处理铜箔在经由热处理后，处理面的铜(111)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％(例如为60％至90％)时，其对应的漂锡后剥离强度均高于4.0lb/in、信赖性均为A等级或B等级、且信号传递损失均为A等级或B等级。

此外，针对实施例1～9、13、15，当处理面的表面性状长宽比(Str)为0.68以下(例如为0.10至0.65)，极点高度(Sxp)为3.0μm以下，且表面处理铜箔在经由热处理后，处理面的铜(111)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％时，其对应的信号传递损失均为A等级或B等级。

另外，针对实施例1～12、14，当处理面的极点高度(Sxp)为0.4μm以上，其对应的漂锡后剥离强度均高于4.0lb/in。

针对实施例1～10、12、14，当处理面的极点高度(Sxp)为0.4μm以上，且表面性状长宽比(Str)小于0.68，其对应的信赖性均为A等级或B等级.

针对实施例1～9、13、15，当处理面的极点高度(Sxp)为3.0μm以下，且当表面处理铜箔在经由热处理后，处理面的铜(111)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％时，且处理面的(220)晶面的绕射峰积分强度和(111)晶面、(200)晶面及(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值小于16.50％时，其对应的信号传递损失均为A等级或B等级。

根据本发明的各实施例，通过控制表面处理铜箔的处理面的表面形貌，例如控制处理面的极点高度(Sxp)及/或表面性状长宽比(Str)在一范围内，以及控制主体铜箔邻近辊筒面的各晶面比例，例如控制处理面的(111)晶面及/或(220)晶面的比例，则对于相应的铜箔基板和印刷电路板而言，除了可以提升表面处理铜箔和载板间的附着性(例如提高漂锡后剥离强度)及信赖性，亦可以同时降低高频电信号在印刷电路板中传递时所产生的信号传递损失。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种表面处理铜箔，其特征在于：包括一处理面，所述处理面的极点高度为0.4～3.0μm，且当所述表面处理铜箔在200℃的环境中加热1小时后，所述处理面的铜(111)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％，所述处理面的铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面的绕射峰积分强度均由低掠角X光绕射法而得。

2.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于：所述处理面的表面性状长宽比为0.68以下。

3.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于：所述处理面的表面性状长宽比为0.10至0.65。

4.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于：所述处理面的铜(111)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值为60％至90％。

5.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于：所述低掠角X光绕射法的掠射角为0.5°至1.0°。

6.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于：当所述表面处理铜箔在200℃的环境中加热1小时后，所述处理面的铜(220)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值小于16.50％，且所述表面处理铜箔的信号传递损失的绝对值小于或等于0.85dB/in。

7.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于：当所述表面处理铜箔在漂锡条件为288℃、10秒进行10次后，所述表面处理铜箔的漂锡后剥离强度高于4.0lb/in。

8.如权利要求1所述的表面处理铜箔，其特征在于，还包括：

一主体铜箔，以及

一表面处理层，设置于所述主体铜箔的至少一表面，其中所述表面处理层的最外侧为所述处理面。

9.如权利要求8所述的表面处理铜箔，其特征在于：所述主体铜箔为电解铜箔，所述表面处理层包括一子层，该子层为粗化层。

10.如权利要求9所述的表面处理铜箔，其特征在于：所述表面处理层还包括至少一其他的子层，所述至少一其他的子层选自由钝化层、防锈层及耦合层所构成的群组。

11.一种铜箔基板，其特征在于，包括：

一载板；以及

一表面处理铜箔，设置于所述载板的至少一表面；

其中所述表面处理铜箔包括：

一主体铜箔；以及

一表面处理层，设置在所述主体铜箔和所述载板之间；

其中所述表面处理层包括面向所述载板的一处理面，该处理面的极点高度为0.4～3.0μm，且该处理面的铜(111)晶面的绕射峰积分强度与铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面三者的绕射峰积分强度的总和的比值至少为60％，所述处理面的铜(111)晶面、铜(200)晶面及铜(220)晶面的绕射峰积分强度均由低掠角X光绕射法而得。

12.如权利要求11所述的铜箔基板，其特征在于：所述表面处理层的所述处理面直接接触所述载板。