CN116669906A - 带载体的金属箔及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种带载体的金属箔,其中,金属层在带载体的金属箔的端部、或者经小型化的带载体的金属箔的切断部位不易被剥离,因此,容易形成所计划的电路图案,而且有效地抑制载体的强度降低、能够理想地用于量产工序。该带载体的金属箔具备:载体、设置在载体上的剥离层、以及设置在剥离层上的厚度0.01μm以上且4.0μm以下的金属层。载体至少在金属层侧的表面具有依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr低于5%的平坦区域、以及依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域,凹凸区域被设置成包围平坦区域的线状的图案。
Description
技术领域
本发明涉及带载体的金属箔及其制造方法。
背景技术
随着近些年的便携用电子设备等电子设备的小型化和高功能化,对印刷电路板要求布线图案进一步的微细化(细间距化)。为了应对上述要求,期望印刷电路板制造用金属箔比以往更薄且为低表面粗糙度。例如,专利文献1(日本特开2005-76091号公报)中公开了一种带载体的极薄铜箔的制造方法,其包括在将平均表面粗糙度Rz减小至0.01μm以上且2.0μm以下的载体铜箔的平滑面依次层叠剥离层和极薄铜箔,还公开了通过该带有载体的极薄铜箔实施高密度极微细布线(精细图案)而得到多层印刷电路板。
另外,为了实现带载体的金属箔中的金属层的厚度和表面粗糙度的进一步减小,最近还提出了如下方案:代替一直以来典型地使用的树脂制载体而将玻璃基板、研磨金属基板等用作超平滑载体,利用溅射等气相法在该超平滑面上形成金属层。例如,专利文献2(国际公开第2017/150283号)中公开了一种带载体的铜箔,其依次具备载体(例如玻璃载体)、剥离层、防反射层、极薄铜层,记载了通过溅射形成剥离层、防反射层和极薄铜层。另外,专利文献3(国际公开第2017/150284号)中公开了一种带载体的铜箔,其具备载体(例如玻璃载体)、中间层(例如密合金属层和剥离辅助层)、剥离层和极薄铜层,记载了通过溅射形成中间层、剥离层和极薄铜层。专利文献2和3中均通过在表面平坦性优异的玻璃等载体上溅射形成各层,从而在极薄铜层的外侧表面实现了1.0nm以上且100nm以下这样极低的算术平均粗糙度Ra。
另一方面,在输送带载体的金属箔时等,由于载体与金属层的层叠部分会与其它构件接触,因此有时金属层会发生意料不到的剥离,提出了几种能应对上述问题的带载体的金属箔。例如,专利文献4(日本特开2016-137727号公报)中公开了一种层叠体,其中,金属载体与金属箔的外周的一部分或整体被树脂覆盖,认为通过设为上述构成从而能够防止与其它构件的接触,能够减少操作过程中金属箔的剥离。专利文献5(国际公开第2014/054812号)中公开了一种带载体的金属箔,其中,树脂制载体与金属箔之间的界面在外周区域的至少四个角处通过粘接层被牢固地粘附,从而防止了角部分的意料不到的剥离,还公开了在输送结束后,在比粘接层靠近内侧部分切断带载体的金属箔。专利文献6(日本特开2000-331537号公报)中公开了一种带载体的铜箔,其使铜箔载体的左右边缘附近部分的表面粗糙度大于中央部,由此在带载体的铜箔的处理时、覆铜层叠板的制作时,不会发生铜层从载体上剥离等不良情况。专利文献7(国际公开第2019/163605号)中公开了在平坦的玻璃载体的表面将最大高度Rz为1.0μm以上且30.0μm以下的凹凸区域设置为线状来作为切削余量,由此能够防止带载体的铜箔切断时和切断后的铜层的不期望的剥离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-76091号公报
专利文献2:国际公开第2017/150283号
专利文献3:国际公开第2017/150284号
专利文献4:日本特开2016-137727号公报
专利文献5:国际公开第2014/054812号
专利文献6:日本特开2000-331537号公报
专利文献7:国际公开第2019/163605号
发明内容
将IC芯片等安装于基板时,安装设备能够处理的基板大小有上限,典型尺寸的带载体的金属箔(例如400mm×400mm)超过该上限。因此,将带载体的金属箔切断成安装设备能够处理的大小,进行小型化至例如100mm宽度左右。然而,在切断带载体的金属箔时,由于在切断界面露出的剥离层的剥离强度低,因此有时金属层会因切断时的载荷而从载体剥离。其结果,无法形成所计划的电路图案,可能会发生无法进行至之后的工序的问题。另外,使用SiO2基板、Si单晶基板或玻璃作为载体时,在切断带载体的金属箔时容易产生载体端部发生破片(缺口)等不良情况。
为了解决上述问题,可以想到如专利文献7所示那样,在带载体的金属箔中,通过在载体的表面设置线状的凹凸区域,从而在带载体的金属箔的端部或经小型化的带载体的金属箔的切断部位使得金属层不易剥离。另一方面,在原本平坦的载体表面利用喷砂处理等物理的方法形成凹凸区域时,载体的强度降低,结果产生载体的裂纹的担心增加。产生了裂纹的载体无法用于之后的制造工序,因此,由于成品率降低、工序的停止等而对带载体的金属箔、使用其的印刷电路板等的量产带来障碍。因此,从兼顾防止金属层自带载体的金属箔的端部或切断面不期望地剥离、及防止载体强度的降低的观点出发,存在改善的余地。
本发明人等这次得到了如下见解:在带载体的金属箔中,通过在原本平坦的载体的表面作为切削余量设置界面扩展面积比Sdr控制在规定范围的凹凸区域,从而金属层在带载体的金属箔的端部、或者经小型化的带载体的金属箔的切断部位不易被剥离,容易形成所计划的电路图案,而且会有效地抑制载体的强度降低,能够理想地用于量产工序中。
因此,本发明的目的在于提供一种带载体的金属箔,其中,金属层在带载体的金属箔的端部、或者经小型化的带载体的金属箔的切断部位不易被剥离,因此,容易形成所计划的电路图案,而且会有效地抑制载体强度降低,能够理想地用于量产工序。
根据本发明的一方式,提供一种带载体的金属箔,其具备:
载体、
设置在前述载体上的剥离层、以及
设置在前述剥离层上的厚度0.01μm以上且4.0μm以下的金属层,
前述载体至少在前述金属层侧的表面具有依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr低于5%的平坦区域、以及依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域,该凹凸区域被设置成包围前述平坦区域的线状的图案。
根据本发明的另一方式,提供一种前述带载体的金属箔的制造方法,所述制造方法包括:
准备至少一个表面为依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr低于5%的平坦面的载体的工序;
对前述载体的表面的至少外周部进行粗糙化处理,将依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域形成为线状的图案的工序;
在前述载体上形成剥离层的工序;以及
在前述剥离层上形成厚度0.01μm以上且4.0μm以下的金属层的工序。
根据本发明的另一方式,提供一种带载体的金属箔的制造方法,其包括:在前述凹凸区域沿着前述图案将前述带载体的金属箔切断,使得前述带载体的金属箔分割成多张。
附图说明
图1是示意性示出本发明的带载体的金属箔的一个方式的立体图。
图2是示出图1所示的带载体的金属箔的被虚线所包围的包含凹凸区域的部分的层结构的剖面示意图。
图3是示意性示出图1所示的带载体的金属箔所包含的载体的立体图。
图4是示出在凹凸区域上被切断的带载体的金属箔的剖面示意图。
图5是示出形成了掩蔽层的载体的上表面示意图。
图6A是用于说明破坏载荷的测定方法的剖面示意图。
图6B是示出图6A所示的载体与支撑构件S的位置关系的俯视示意图。
具体实施方式
定义
本说明书中,“界面扩展面积比Sdr”或“Sdr”是表示依据ISO25178测定的定义区域的展开面积(表面积)相对于定义区域的面积增大了多少的参数。本说明书中,将界面扩展面积比Sdr表示为表面积的增加量(%)。该值越小,表示越为接近平坦的表面形状,完全平坦的表面的Sdr为0%。另一方面,该值越大,表示越为凹凸多的表面形状。例如,表面的Sdr为30%时,表示该表面由完全平坦的表面增大了30%的表面积。界面扩展面积比Sdr可以通过利用市售的激光显微镜对对象面中的规定的测定面积(例如12690μm2的二维区域)的表面轮廓进行测定而算出。本说明书中,界面扩展面积比Sdr的数值采用不使用基于S滤波器和L滤波器的截止的情况下测得的值。
带载体的金属箔
本发明的带载体的金属箔的一例示意性示于图1和图2。如图1和图2所示,本发明的带载体的金属箔10依次具备:载体12、剥离层16和金属层18。剥离层16是设置在载体12上的层。金属层18是设置在剥离层16上的厚度0.01μm以上且4.0μm以下的层。根据期望,带载体的金属箔10可以在载体12与剥离层16之间进一步具有能有助于改善密合性的中间层14。另外,带载体的金属箔10在剥离层16与金属层18之间可以进一步具有能作为蚀刻时的阻止层发挥作用的功能层17。进而,也可以采用在载体12的两面以上下对称的方式依次具备上述各种层的构成。带载体的金属箔10具备后述方式的载体12,除此以外可以采用公知的层结构,没有特别限定。无论如何,本发明中,如图2和图3所示,载体12在至少金属层18侧的表面具有界面扩展面积比Sdr低于5%的一个或多个平坦区域F、以及界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域R。并且,该凹凸区域R设置成包围平坦区域F的线状的图案。需要说明的是,凹凸区域R也可以设置成将经彼此个体化的多个平坦区域F划分的线状的图案。
如此,带载体的金属箔中,通过在原本平坦的载体12的表面设置作为切削余量的线状的凹凸区域R,从而金属层18在带载体的金属箔的端部、经小型化的带载体的金属箔的切断部位不易剥离,能够形成所计划的电路图案。即,由于载体12具有界面扩展面积比Sdr小的平坦区域F,因此在载体12上夹着剥离层16而层叠的金属层18的位于平坦区域F上的表面也成为平坦的形状,该金属层18的平坦面能够形成精细图案。另外,载体12还具有界面扩展面积比Sdr大的凹凸区域R,利用起因于该凹凸的锚固效果,在剥离层16和金属层18的凹凸区域R上所形成的部分的剥离强度增高。此外,由于该凹凸区域R以包围平坦区域F的方式形成在至少载体12的外周部,因此能够有效地防止金属层18从带载体的金属箔的端部意料不到地剥离。另外,载体12的凹凸区域R也可以设置成将经彼此个体化的多个平坦区域F划分的图案的线状,上述情况下,在沿着该凹凸区域R的图案将带载体的金属箔10切断时,能够得到具有各自的平坦区域F、并且小型化至下道工序的电路安装设备能够处理的大小的多个带载体的金属箔10’。通过在凹凸区域R切断而得到的带载体的金属箔10’示于图4。如图4所示,带载体的金属箔10’由于切断面存在于凹凸区域R,因此切断面处的剥离层16的剥离强度高,因此不仅在切断时,在切断后(例如安装工序中的带载体的金属箔的输送时、操作时)也能够极其有效地防止金属层18从切断面上不期望地剥离。其结果,容易形成所计划的电路图案,能够理想地实现细间距的电路安装基板。
因此,对于本发明的带载体的金属箔10而言,优选的是,在制造工序中凹凸区域R被沿着上述规定的图案切断,使得带载体的金属箔10分割成多张。即,带载体的金属箔10在需求用于电路安装的小型化时,优选在凹凸区域R上沿着上述规定的图案进行切断而分割成多张。根据本发明的优选的方式,提供带载体的金属箔(即经小型化的带载体的金属箔10’)的制造方法,其包括:在凹凸区域R沿着上述图案将带载体的金属箔10切断,使得带载体的金属箔10被分割成多张。带载体的金属箔10的切断可以依据公知的方法进行,没有特别限定。作为优选的切断方法的例子,可列举出切割、水切割、激光切割等。
另一方面,如上所述,在原本平坦的载体表面利用喷砂处理等物理的方法形成凹凸区域时,载体的强度会降低,结果有产生载体的裂纹的担心。产生了裂纹的载体无法用于之后的制造工序,因此可能会造成工序的停止、制品成品率的降低等对带载体的金属箔、使用其的印刷电路板等的量产带来障碍。如此,对于兼顾防止金属层从带载体的金属箔的端部或切断面上不期望地剥离、以及防止载体的强度降低并言并不容易。关于这点,本发明人等进行了研究,结果发现:在带载体的金属箔中,通过将载体的凹凸区域的Sdr控制在5%以上且39%以下这一特定的范围内,从而会显著改善凹凸区域处的载体和金属层间的剥离强度、且能够有效地抑制载体的强度降低。实现该效果的机理未必是确定的,但作为主要因素之一可列举出以下几点。即,在平坦的载体上局部存在凹凸时,压缩应力集中于该凹凸,结果容易引起载体的破坏。在这点上,Sdr为5%以上且39%以下的区域可以说均匀地分布有凹凸,压缩应力分散,结果不易引起载体的破坏。因此,本发明的带载体的金属箔10变得不易产生载体12的裂纹,所以能够以高生产率量产带载体的金属箔本身,同时也能够理想地用于使用带载体的金属箔制造的印刷电路板等的量产工序中。
载体12优选为包含硅的基板或玻璃基板,更优选为玻璃载体。作为包含硅的基板,只要是包含Si作为元素的基板,就可以是任意的基板,可以应用SiO2基板、SiN基板、Si单晶基板、Si多晶基板等。载体12的形态可以为片、薄膜和板中的任意者。另外,载体12也可以为层叠有这些片、薄膜和板等所得的载体。例如,载体12优选为SiO2基板、Si单晶基板、玻璃板等能够作为具有刚性的支撑体发挥作用的载体。从防止伴随加热的工艺中的带载体的金属箔10的翘曲的观点出发,更优选为热膨胀系数(CTE)低于25ppm/K(典型地为1.0ppm/K以上且23ppm/K以下)的Si单晶基板或玻璃板。另外,从确保处理性、芯片安装时的平坦性的观点出发,载体12的显微维氏硬度优选为500HV以上且3000HV以下,更优选为600HV以上且2000HV以下。将玻璃用作载体时,由于轻量、热膨胀系数低、绝缘性高、刚性高且表面平坦,因此具有能使金属层18的表面极度平滑等优点。另外,载体为玻璃时,在以下方面具有优点:形成布线层后,在进行图像检测时辨识性优异;电子元件搭载时具有有利的表面平坦性(共面性);在印刷电路板制造工序中的除钻污、各种镀覆工序中,具有耐化学药品性;从带载体的金属箔10剥离载体12时可以采用化学的分离法;等。载体12优选为包含SiO2的玻璃,更优选为包含50重量%以上的SiO2、进一步优选为包含60重量%以上的SiO2的玻璃。作为构成载体12的玻璃的优选的例子,可列举出石英玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃、钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、以及它们的组合,更优选为硼硅酸玻璃、无碱玻璃、钠钙玻璃、以及它们的组合,特别优选为无碱玻璃、钠钙玻璃、以及它们的组合,最优选为无碱玻璃。由于切断带载体的金属箔10时能够减少载体12的破片,因此优选载体12由硼硅酸玻璃、无碱玻璃或钠钙玻璃构成。无碱玻璃是以二氧化硅、氧化铝、氧化硼、以及氧化钙或氧化钡等碱土金属氧化物作为主要成分且进一步含有硼酸的、实质上不含有碱金属的玻璃。该无碱玻璃在0℃至350℃的广泛的温度区域内热膨胀系数低至3ppm/K以上且5ppm/K以下的范围且稳定,因此具有能使伴随加热的工艺中的玻璃的翘曲最小化的优点。载体12的厚度优选100μm以上且2000μm以下,更优选为300μm以上且1800μm以下、进一步优选为400μm以上且1100μm以下。载体12的厚度为这样的范围内时,能够确保不对操作造成障碍的合适的强度并实现印刷电路板的薄型化以及在电子部件搭载时产生的翘曲的减少。
载体12的平坦区域F(具有多个平坦区域F时为其各自)的界面扩展面积比Sdr低于5%,优选为0.01%以上且4.0%以下、更优选为0.03%以上且3.0%以下、进一步优选为0.05%以上且1.0%以下、特别优选为0.07%以上且0.50%以下、最优选为0.08%以上且0.50%以下。如此平坦区域F的界面扩展面积比Sdr越小,越能在层叠于载体12上的金属层18的最外表面(即与剥离层16相反侧的表面)赋予期望低的界面扩展面积比Sdr,由此,在使用带载体的金属箔10制造的印刷电路板中,适于形成高度微细化为线/间距(L/S)为13μm以下/13μm以下(例如从12μm/12μm至2μm/2μm为止)这一程度的布线图案。
载体12的凹凸区域R的界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下,优选为6%以上且36%以下、更优选为7%以上且32%以下、进一步优选为7%以上且25%以下、特别优选为8%以上且22%以下。由此,凹凸区域R处与剥离层16的剥离容易度降低(密合性改善)。其结果,能够有效地防止金属层18从带载体的金属箔10的端部的意料不到地剥离。另外,载体12具有多个平坦区域F时,凹凸区域R优选设置成将多个平坦区域F划分的线状的图案。由此,在沿着凹凸区域R的图案将带载体的金属箔10切断时,能够确保切断面处的良好的剥离强度,能够更有效地抑制伴随切断的金属层18的不期望的剥离。进而,由于在载体12表面不易产生尖锐的部分、裂纹的部分,因此能够减少在切断带载体的金属箔10时产生的载体的颗粒状破片数量。在此基础上,能够更有效地抑制载体12的强度降低。凹凸区域R处的载体12的剥离强度优选为20gf/cm以上且3000gf/cm以下,更优选为25gf/cm以上且2000gf/cm以下、进一步优选为30gf/cm以上且1000gf/cm以下、特别优选为35gf/cm以上且500gf/cm以下、最优选为50gf/cm以上且300gf/cm以下。若为该范围,则能够有效地抑制金属层18从带载体的金属箔10的端部或切断面上不期望地剥离,且能够生产率良好地形成凹凸区域R。该剥离强度如后述的实施例中所提及的那样,是依据JIS Z 0237-2009测得的值。
从容易将多个平坦区域F划分为适于电路安装基板的均等的形状和尺寸的方面出发,优选凹凸区域R的图案设置为格子状、栅栏状或十字状。其中,特别优选将凹凸区域R的图案设置为格子状或栅栏状。由此,各个平坦区域F的周围的整体或大部分能够被凹凸区域R包围,因此在切断后被分割的各带载体的金属箔10’的端部不容易产生剥离的起点。
凹凸区域R的图案的线宽优选为1mm以上且50mm以下,更优选为1.5mm以上且45mm以下、进一步优选为2.0mm以上且40mm以下、特别优选为2.5mm以上且35mm以下。通过设为这样的范围内,从而切割器等切断单元对凹凸区域R的定位变得容易且切断也变得容易,同时能够较多地确保平坦区域F,且能够理想地实现凹凸区域R所带来的各种优点。
另外,从充分地确保能对金属层18赋予形成精细图案所需的平坦性的区域(即平坦区域F)的观点出发,载体12的凹凸区域R的面积相对于平坦区域F和凹凸区域R的总面积的比率优选为0.01以上且0.5以下,更优选为0.02以上且0.45以下、进一步优选为0.05以上且0.40以下、特别优选为0.1以上且0.35以下。
根据期望设置的中间层14是夹设于载体12与剥离层16之间而有助于确保载体12与剥离层16的密合性的层。作为构成中间层14的金属的例子,可列举出Cu、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、In、Sn、Zn、Ga、Mo和它们的组合(以下称为金属M),可列举出优选为Cu、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、Mo和它们的组合、更优选为Cu、Ti、Zr、Al、Cr、W、Ni、Mo和它们的组合、进一步优选为Cu、Ti、Al、Cr、Ni、Mo和它们的组合、特别优选为Cu、Ti、Al、Ni和它们的组合。中间层14可以为纯金属,也可以为合金。构成中间层14的金属还可以包含源自原料成分、成膜工序等的不可避免的杂质。另外,虽然没有特别限制,但在中间层14的成膜后暴露于大气中时,允许存在由其引起而混入的氧。上述金属的含有率的上限没有特别限定,也可以为100原子%。中间层14优选为利用物理气相沉积(PVD)法形成的层,更优选为通过溅射而形成的层。从膜厚分布的均匀性的观点出发,特别优选中间层14为利用使用了金属靶材的磁控溅射法而形成的层。中间层14的厚度优选为10nm以上且1000nm以下,更优选为30nm以上且800nm以下、进一步优选为60nm以上且600nm以下、特别优选为100nm以上且400nm以下。通过设为这样的厚度,从而能够制成具有与载体同等粗糙度的中间层。该厚度是通过利用透射型电子显微镜的能量色散型X射线光谱分析仪(TEM-EDX)对层截面进行分析而测得的值。
中间层14可以为1层结构,也可以为2层以上的结构。中间层14为1层结构时,中间层14优选为由Cu、Al、Ti、Ni或它们的组合(例如合金、金属间化合物)构成的含有金属的层形成,更优选为Al、Ti、或它们的组合(例如合金、金属间化合物),进一步优选为主要含有Al的层或主要含有Ti的层。另一方面,在中间层14采用与载体12的密合性不能说足够高的金属或合金的情况下,优选将中间层14设为2层结构。即,使由与载体12的密合性优异的金属(例如Ti)或合金构成的层与载体12邻接设置,并且使由与载体12的密合性差的金属(例如Cu)或合金构成的层与剥离层16邻接设置,从而能够改善与载体12的密合性。因此,作为中间层14的优选的2层结构的例子,可列举出由与载体12邻接的含Ti层和与剥离层16邻接的含Cu层形成的层叠结构。另外,若改变2层结构的各层的构成元素、厚度的平衡,则剥离强度也会改变,因此优选适宜调整各层的构成元素、厚度。需要说明的是,本说明书中“含金属M的层”的范畴还包括在不损害载体的剥离性的范围内包含金属M以外的元素的合金。因此,中间层14也可以称为主要包含金属M的层。从上述方面出发,中间层14中的金属M的含有率优选为50原子%以上且100原子%以下,更优选为60原子%以上且100原子%以下、进一步优选为70原子%以上且100原子%以下、特别优选为80原子%以上且100原子%以下、最优选为90原子%以上且100原子%以下。
由合金构成中间层14时,作为优选的合金的例子,可列举出Ni合金。Ni合金的Ni含有率优选为45重量%以上且98重量%以下,更优选为55重量%以上且90重量%以下、进一步优选为65重量%以上且85重量%以下。优选的Ni合金为Ni与选自由Cr、W、Ta、Co、Cu、Ti、Zr、Si、C、Nd、Nb和La组成的组中的至少1种的合金,更优选为Ni与选自由Cr、W、Cu和Si组成的组中的至少1种的合金。将中间层14制成Ni合金层时,从膜厚分布的均匀性的观点出发,特别优选为利用使用了Ni合金靶材的磁控溅射法而形成的层。
剥离层16是使载体12、和存在的情况下的中间层14的剥离变得可能或容易的层。剥离层16可以是有机剥离层和无机剥离层中的任意者。作为有机剥离层中使用的有机成分的例子,可列举出含氮有机化合物、含硫有机化合物、羧酸等。作为含氮有机化合物的例子,可列举出三唑化合物、咪唑化合物等。另一方面,作为无机剥离层中使用的无机成分的例子,可列举出包含Ni、Mo、Co、Cr、Fe、Ti、W、P、Zn、Cu、Al、Nb、Zr、Ta、Ag、In、Sn、Ga中的至少一种以上的金属氧化物或金属氮氧化物、或碳层等。这些当中,尤其从剥离容易性、膜形成性的方面等出发,优选剥离层16为含碳层、即主要包含碳而成的层,更优选为主要由碳或烃形成的层,进一步优选为作为硬质碳膜的由无定形碳形成的层。在此情况下,剥离层16(即含碳层)利用XPS测得的碳浓度优选为60原子%以上,更优选为70原子%以上、进一步优选为80原子%以上、特别优选为85原子%以上。碳浓度的上限值没有特别限定,可以为100原子%,但98原子%以下是现实的。剥离层16可以包含不可避免的杂质(例如源自气氛等周围环境的氧、氢等)。另外,剥离层16中,由于功能层17或金属层18的成膜方法,可能会混入作为剥离层16所含有的金属以外的种类的金属原子。使用含碳层作为剥离层16的情况下,与载体的相互扩散性和反应性小,即使在超过300℃的温度下接受压制加工等,也能够防止金属层与接合界面之间的由高温加热导致的金属键的形成,能够维持容易进行载体的剥离去除的状态。从抑制剥离层16中过度的杂质的方面、与根据期望设置的中间层14的成膜的连续生产率的方面等出发,优选该剥离层16也是利用溅射等气相法所形成的层。使用含碳层作为剥离层16时的厚度优选为1nm以上且20nm以下,更优选为1nm以上且10nm以下。通过设为这样的厚度,从而能够制成具有与载体同等的粗糙度且具备剥离功能的剥离层。该厚度是通过利用透射型电子显微镜的能量色散型X射线光谱分析仪(TEM-EDX)对层截面进行分析而测得的值。
剥离层16可以是分别包含金属氧化物层和含碳层的层、或者可以是包含金属氧化物和碳这两者的层。特别是在带载体的金属箔10包含中间层14时,含碳层有助于载体12的稳定的剥离,且金属氧化物层可以抑制源自中间层14和金属层18的金属元素伴随加热的扩散,结果例如即使以350℃以上的高温进行加热后,也能够保持稳定的剥离性。金属氧化物层优选为包含由Cu、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、In、Sn、Zn、Ga、Mo或它们的组合构成的金属的氧化物的层。从能够通过成膜时间的调整而容易地控制膜厚的方面出发,特别优选金属氧化物层为利用使用金属靶材并在氧化性气氛下进行溅射的反应性溅射法而形成的层。金属氧化物层的厚度优选为0.1nm以上且100nm以下。作为金属氧化物层的厚度的上限值,更优选为60nm以下、进一步优选为30nm以下、特别优选为10nm以下。该厚度是利用透射型电子显微镜的能量色散型X射线光谱分析仪(TEM-EDX)对层截面进行分析而测得的值。此时,作为剥离层16对层叠金属氧化物层和碳层的顺序没有特别限定。另外,剥离层16也可以以金属氧化物层和含碳层的边界不明显确定的混相(即包含金属氧化物和碳这两者的层)的状态存在。
同样地,从在高温下的热处理后也保持稳定的剥离性的观点出发,剥离层16也可以为与金属层18相邻一侧的面为氟化处理面和/或氮化处理面的含金属层。含金属层中优选在10nm以上的厚度范围存在氟的含量与氮的含量的和为1.0原子%以上的区域(以下称为“(F+N)区域”),(F+N)区域优选存在于含金属层的金属层18侧。(F+N)区域的厚度(SiO2换算)是通过使用XPS进行带载体的金属箔10的深度方向元素分析而确定的值。氟化处理面或氮化处理面可以通过反应离子蚀刻(RIE:Reactive ion etching)、或反应性溅射法而优选地形成。另一方面,含金属层中包含的金属元素优选具有负的标准电极电位。作为含金属层中包含的金属元素的优选的例子,可列举出Cu、Ag、Sn、Zn、Ti、Al、Nb、Zr、W、Ta、Mo和它们的组合(例如合金、金属间化合物)。含金属层中的金属元素的含有率优选为50原子%以上且100原子%以下。含金属层可以是由1层构成的单层,也可以是由2层以上构成的多层。含金属层整体的厚度优选为10nm以上且1000nm以下,更优选为30nm以上且500nm以下、进一步优选为50nm以上且400nm以下、特别优选为100nm以上且300nm以下。含金属层本身的厚度是通过利用透射型电子显微镜的能量色散型X射线光谱分析仪(TEM-EDX)对层截面进行分析而测得的值。
或者,剥离层16也可以代替碳层等而为含有金属氮氧化物的层。含有金属氮氧化物的层与载体12相反侧(即金属层18侧)的表面优选包含选自由TaON、NiON、TiON、NiWON和MoON组成的组中的至少1种金属氮氧化物。另外,从确保载体12与金属层18的密合性的方面出发,含有金属氮氧化物的层的载体12侧的表面优选包含选自由Cu、Ti、Ta、Cr、Ni、Al、Mo、Zn、W、TiN和TaN组成的组中的至少1种。由此,会抑制金属层18表面的异物颗粒数而改善电路形成性,并且即使在高温下经长时间加热后,也能够保持稳定的剥离强度。含有金属氮氧化物的层的厚度优选为5nm以上且500nm以下,更优选为10nm以上且400nm以下、进一步优选为20nm以上且200nm以下、特别优选为30nm以上且100nm以下。该厚度是通过利用透射型电子显微镜的能量色散型X射线光谱分析仪(TEM-EDX)对层截面进行分析而测得的值。
根据期望也可以在剥离层16与金属层18之间设置功能层17。功能层17只要是对带载体的金属箔10赋予蚀刻阻止功能、防反射功能等期望的功能的层没有特别限定。作为构成功能层17的金属的优选的例子,可列举出Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、Mo和它们的组合,更优选为Ti、Zr、Al、Cr、W、Ni、Mo和它们的组合、进一步优选为Ti、Al、Cr、Ni、Mo和它们的组合、特别优选为Ti、Mo和它们的组合。这些元素具有不溶解于闪蚀液(例如铜闪蚀液)的性质,其结果,能够对闪蚀液呈现出优异的耐化学药品性。因此,功能层17成为与金属层18相比更不易被闪蚀液蚀刻的层,因此可以作为蚀刻阻止层发挥作用。另外,构成功能层17的上述的金属也具有防止光的反射的功能,因此,功能层17也可以作为在图像检测(例如自动图像检测(AOI))中用于改善辨识性的防反射层发挥作用。功能层17可以为纯金属,也可以为合金。构成功能层17的金属还可以包含起因于原料成分、成膜工序等的不可避免的杂质。另外,上述金属的含有率的上限没有特别限定,也可以为100原子%。功能层17优选为利用物理气相沉积(PVD)法形成的层,更优选为通过溅射而形成的层。功能层17的厚度优选为1nm以上且500nm以下,更优选为10nm以上且400nm以下、进一步优选为30nm以上且300nm以下、特别优选为50nm以上且200nm以下。
金属层18是由金属构成的层。作为构成金属层的金属的优选的例子,可列举出Cu、Au、Pt和它们的组合(例如合金、金属间化合物),更优选为Cu、Au、Pt和它们的组合、进一步优选为Cu。构成金属层18的金属还可以包含起因于原料成分、成膜工序等的不可避免的杂质。金属层18可以利用任意的方法制造,例如,可以是通过化学镀金属法和电解镀金属法等湿式成膜法、溅射和真空蒸镀等物理气相沉积(PVD)法、化学气相成膜、或它们的组合而形成的金属层。从容易应对极薄化带来的细间距化的观点出发,特别优选为利用溅射法、真空蒸镀等物理气相沉积(PVD)法而形成的金属层,最优选为利用溅射法而制造的金属层。另外,金属层18优选为无粗糙化的金属层,但只要不会对制造印刷电路板时的布线图案形成带来障碍,就也可以是通过预粗糙化、软件蚀刻处理、清洗处理、氧化还原处理而发生了二次粗糙化的层。从对应于上述那样的细间距化的观点出发,金属层18的厚度为0.01μm以上且4.0μm以下,优选为0.02μm以上且3.0μm以下、更优选为0.05μm以上且2.5μm以下、进一步优选为0.10μm以上且2.0μm以下、特别优选为0.20μm以上且1.5μm以下、最优选为0.30μm以上且1.2μm以下。对于这种范围内的厚度的金属层18,从维持成膜厚度的面内均匀性、改善片状、卷状时的生产率的观点出发,优选利用溅射法而制造。
金属层18的最外表面优选具有与载体12的平坦区域F的表面形状对应的平坦形状、以及与载体12的凹凸区域R的表面形状对应的凹凸形状。即,如图1和2所示,通过在具有平坦区域F和凹凸区域R的载体12上隔着中间层14(存在的情况)、剥离层16、功能层17(存在的情况)形成金属层18,从而将载体12的平坦区域F和凹凸区域R的表面轮廓分别转印至各层的表面。如此,优选在剥离层16的一部分转印凹凸形状,并且对金属层18的最外表面赋予与载体12的各区域的形状对应的期望的表面轮廓。由此,能够更进一步防止切断带载体的金属箔10时的金属层18的剥离,且能够更进一步应对细间距化。典型的是,金属层18的最外表面中的、具有与载体12的平坦区域F对应的平坦形状的面(即平坦面)的界面扩展面积比Sdr低于5%,优选为0.01%以上且4.0%以下、更优选为0.03%以上且3.0%以下、进一步优选为0.05%以上且1.0%以下、特别优选为0.08%以上且0.50%以下。另外,金属层18的最外表面中的、具有与载体12的凹凸区域R对应的凹凸形状的面(即凹凸面)的界面扩展面积比Sdr典型地为5%以上且39%以下,优选为6%以上且36%以下、更优选为7%以上且32%以下、进一步优选为7%以上且25%以下、特别优选为8%以上且22%以下。
中间层14(存在的情况)、剥离层16、功能层17(存在的情况)和金属层18均优选为物理气相沉积(PVD)膜、即利用物理气相沉积(PVD)法而形成的膜,更优选为溅射膜、即利用溅射法而形成的膜。
带载体的金属箔10整体的厚度没有特别限定,优选为500μm以上且3000μm以下、更优选为700μm以上且2500μm以下、进一步优选为900μm以上且2000μm以下、特别优选为1000μm以上且1700μm以下。带载体的金属箔10的尺寸没有特别限定,优选为10cm见方以上、更优选为20cm见方以上、进一步优选为25cm见方以上。带载体的金属箔10的尺寸的上限没有特别限定,作为上限的一个标准可列举出1000cm见方。另外,带载体的金属箔10在布线的形成前后是本身能够单独操作的形态。
带载体的金属箔的制造方法
本发明的带载体的金属箔10可以通过如下方式制造:(1)准备载体,(2)对载体表面的至少外周部进行粗糙化处理,(3)在载体上形成剥离层、金属层等各种层。
(1)载体的准备
首先,准备至少一个表面的界面扩展面积比Sdr低于5%的平坦面的载体12。该界面扩展面积比Sdr优选为0.01%以上且4.0%以下、更优选为0.03%以上且3.0%以下、进一步优选为0.05%以上且1.0%以下、特别优选为0.07%以上且0.50%以下、最优选为0.08%以上且0.50%以下。通常SiO2、SiN、Si单晶、Si多晶的基板、板状的玻璃制品的平坦性优异,因此也可以将具有满足上述范围内的Sdr的平坦面的市售的SiO2基板、SiN基板、Si单晶基板、Si多晶基板、玻璃片、玻璃薄膜和玻璃板用作载体12。或者,通过利用公知的方法对不满足上述Sdr的载体12的表面实施研磨加工,从而也可以赋予上述范围内的Sdr。对于载体12的优选的材质、特性,如上所述。
(2)载体表面的粗糙化处理
接着,对载体12的表面的至少外周部进行粗糙化处理,将界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域R形成为线状的图案。该界面扩展面积比Sdr优选为6%以上且36%以下、更优选为7%以上且32%以下、进一步优选为7%以上且25%以下、特别优选为8%以上且22%以下。另外,粗糙化处理优选在载体12的表面的规定区域进行,使得凹凸区域成为将多个区域进行划分的线状的图案。粗糙化处理可以根据公知的方法进行,只要能够实现上述范围内的界面扩展面积比Sdr、并且能够(根据需要组合使用掩膜)以期望的图案形成凹凸区域R就没有特别限定。从能够高效地形成期望的Sdr的凹凸区域R的方面出发,优选的粗糙化处理的方法为喷砂处理或蚀刻处理,更优选为喷砂处理。
基于喷砂处理的粗糙化处理可以通过从喷嘴对载体12的表面的外周部或规定区域(即要形成凹凸区域R的区域)投射颗粒状的介质(投射材)而进行。对于优选的喷嘴的大小,在喷出口为矩形的情况下,为宽度0.1mm以上且20mm以下和长度100mm以上且1000mm以下,更优选为宽度3mm以上且15mm以下和长度200mm以上且800mm以下。另一方面,在喷出口为圆形的情况下,优选的喷嘴的大小为直径0.2mm以上且50mm以下、更优选为直径3mm以上且20mm以下。介质的粒径优选为7μm以上且50μm以下,更优选为8μm以上且35μm以下。作为介质的材质的优选的例子,可列举出氧化铝、氧化锆、碳化硅、铁、铝、锌、玻璃、钢和碳化硼。介质的莫氏硬度优选为4以上,更优选为5.5以上、进一步优选为6.0以上。特别是通过使用这样的介质,从而能够在载体12的表面形成所期望的Sdr被控制在上述范围内的凹凸区域R。优选的介质的喷出压力为0.01MPa以上且0.80MPa以下,更优选为0.1MPa以上且0.50MPa以下、进一步优选为0.15MPa以上且0.25MPa以下。另外,针对载体12的每单位面积的喷砂处理时间优选为0.03秒/cm2以上且10秒/cm2以下,更优选为0.1秒/cm2以上且5秒/cm2以下。特别是从容易在载体12的表面形成Sdr被控制在上述范围内的凹凸区域R的方面出发,优选使介质与水混合而制成浆料的形态,通过加压空气从喷嘴喷出该浆料来进行喷砂处理。另外,通过在上述的条件下进行粗糙化处理(喷砂处理),从而能够更有效地抑制粗糙化处理后的载体强度降低。
从该观点出发,对于对载体12表面的粗糙化处理(例如喷砂处理),在对300mm见方的未处理载体的表面的构成外周部的宽度11mm的框状区域进行该粗糙化处理的情况下,优选以粗糙化处理完成的载体的平均破坏载荷成为未处理载体的平均破坏载荷的61%以上且120%以下那样的条件进行,更优选以63%以上且110%以下、进一步优选以70%以上且100%以下那样的条件进行。其中,上述300mm见方的未处理载体不具有凹凸区域R且俯视形状和/或尺寸任选不同,除此以外,与上述(1)中准备的载体12相同。
另一方面,作为基于蚀刻处理的粗糙化处理的优选的例子,可列举出基于使用包含氢氟酸(hydrofluoric acid)的溶液的湿法工艺、和使用包含氟的工艺气体(例如CF4、SF6等)的反应性离子蚀刻(RIE:Reactive ion etching)的干法处理。
为了对期望的区域选择性地进行粗糙化处理(特别是喷砂处理或蚀刻处理),优选使用掩膜。具体而言,如图5所示,优选在粗糙化处理之前,在载体12的表面的规定区域(即要形成凹凸区域R的区域)以外的部分形成掩膜层20。在此情况下,期望在粗糙化处理后去除掩膜层20。
(3)各种层在载体上的形成
在进行了粗糙化处理的载体12上形成根据期望的中间层14、剥离层16、根据期望的功能层17、和厚度0.01μm以上且4.0μm以下的金属层18。对于中间层14(存在的情况)、剥离层16、功能层17(存在的情况)和金属层18的各层的形成,从容易应对极薄化带来的细间距化的观点出发,优选利用物理气相沉积(PVD)法进行。作为物理气相沉积(PVD)法的例子,可列举出溅射法、真空蒸镀法、和离子镀法,从能够以0.05nm以上且5000nm以下这样广泛的范围控制膜厚的方面、能够在广泛的宽度和/或面积内确保膜厚均匀性的方面等出发,最优选为溅射法。特别是,通过利用溅射法形成中间层14(存在的情况)、剥离层16、功能层17(存在的情况)和金属层18的全部层,从而能够显著提高制造效率。基于物理气相沉积(PVD)法的成膜可以使用公知的气相成膜装置并依据公知的条件进行,没有特别限定。例如,采用溅射法时,溅射方式可以是磁控溅射、2极溅射法、对向靶材溅射法等公知的各种方法,从成膜速度快且生产率高的方面出发,优选磁控溅射。溅射可以用DC(直流)和RF(高频)中的任意电源进行。另外,靶材形状也可以使用广泛已知的板型靶材,但从靶材使用效率的观点出发,期望的是使用圆筒形靶材。以下对中间层14、剥离层16(含碳层的情况)、功能层17和金属层18的各层的基于物理气相沉积(PVD)法(优选为溅射法)的成膜进行说明。
对于中间层14的基于物理气相沉积(PVD)法(优选为溅射法)的成膜,从能够改善膜厚分布均匀性的方面出发,优选使用由选自由Cu、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、In、Sn、Zn、Ga和Mo组成的组中的至少1种金属构成的靶材,在非氧化性气氛下通过磁控溅射进行。靶材的纯度优选99.9%以上。作为溅射中使用的气体,优选使用氩气等非活性气体。氩气的流量根据溅射腔室尺寸和成膜条件来适宜确定即可,没有特别限定。另外,从不会发生异常放电、等离子体照射不良等运转不良、连续地进行成膜的观点出发,成膜时的压力优选以0.1Pa以上且20Pa以下的范围进行。对于该压力范围,根据装置结构、容量、真空泵的排气容量、成膜电源的额定容量等来调整成膜功率、氩气的流量,从而进行设定即可。另外,考虑到成膜的膜厚均匀性、生产率等,溅射功率在靶材每单位面积为0.05W/cm2以上且10.0W/cm2以下的范围内适宜设定即可。
剥离层16的基于物理气相沉积(PVD)法(优选为溅射法)的成膜优选使用碳靶材在氩气等非活性气氛下进行。碳靶材优选由石墨构成,但可以包含不可避免的杂质(例如源自气氛等周围环境的氧、碳)。碳靶材的纯度优选为99.99%以上,更优选为99.999%以上。另外,从不会发生异常放电、等离子体照射不良等运转不良、连续地进行成膜的观点出发,成膜时的压力优选以0.1Pa以上且2.0Pa以下的范围进行。对于该压力范围,根据装置结构、容量、真空泵的排气容量、成膜电源的额定容量等来调整成膜功率、氩气的流量,从而设定即可。另外,考虑到成膜的膜厚均匀性、生产率等,溅射功率在靶材的每单位面积为0.05W/cm2以上且10.0W/cm2以下的范围内适宜设定即可。
功能层17的基于物理气相沉积(PVD)法(优选为溅射法)的成膜优选使用由选自由Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni和Mo组成的组中的至少1种金属构成的靶材,利用磁控溅射法来进行。靶材的纯度优选为99.9%以上。特别是,功能层17的基于磁控溅射法的成膜优选在氩气等非活性气体气氛下、压力0.1Pa以上且20Pa以下进行。溅射压力更优选为0.2Pa以上且15Pa以下、进一步优选为0.3Pa以上且10Pa以下。需要说明的是,对于上述压力范围的控制,根据装置结构、容量、真空泵的排气容量、成膜电源的额定容量等来调整成膜功率、氩气的流量,从而进行即可。氩气的流量根据溅射腔室尺寸和成膜条件适宜确定即可,没有特别限定。另外,考虑到成膜的膜厚均匀性、生产率等,溅射功率在靶材的每单位面积为1.0W/cm2以上且15.0W/cm2以下的范围内适宜设定即可。另外,从容易得到稳定的膜特性(例如膜电阻、结晶尺寸)的方面出发,优选在制膜时将载体温度保持恒定。成膜时的载体温度优选在25℃以上且300℃以下的范围内调整,更优选为40℃以上且200℃以下、进一步优选为50℃以上且150℃以下的范围内。
金属层18的基于物理气相沉积(PVD)法(优选为溅射法)的成膜优选使用由选自由Cu、Au和Pt组成的组中的至少1种金属构成的靶材,在氩气等非活性气氛下进行。靶材优选由纯金属或合金构成,但可以包含不可避免的杂质。靶材的纯度优选为99.9%以上,更优选为99.99%、进一步优选为99.999%以上。为了避免金属层18的气相成膜时的温度上升,在溅射时,也可以设置载置台的冷却机构。另外,从不会发生异常放电、等离子体照射不良等运转不良、稳定地进行成膜的观点出发,成膜时的压力优选以0.1Pa以上且2.0Pa以下的范围进行。对于该压力范围,根据装置结构、容量、真空泵的排气容量、成膜电源的额定容量等来调整成膜功率、氩气的流量,从而进行设定即可。另外,考虑到成膜的膜厚均匀性、生产率等,溅射功率在靶材每单位面积0.05W/cm2以上且10.0W/cm2以下的范围内进行适宜设定即可。
实施例
通过以下的例子对本发明进行进一步具体地说明。
需要说明的是,以下的例子中提及的界面扩展面积比Sdr是依据ISO25178利用激光显微镜(OLYMPUS CORPORATION制、OLS5000)测得的值。具体而言,利用上述激光显微镜并用开口数(N.A.)0.95的100倍透镜测定测定对象的表面的面积12690μm2的区域的表面曲线。对得到的表面曲线进行去噪和一阶线性面倾斜校正(first-order linear surfacetilt correction)后,通过表面性状解析实施了界面扩展面积比Sdr的测定。此时,Sdr的测定未进行基于S滤波器和L滤波器的截止。
例A1
如图1所示,作为载体12准备玻璃制的载体。在该玻璃载体上形成凹凸区域R后,依次将中间层14(含Ti层和含Cu层)、作为剥离层16的含碳层、功能层17、和金属层18成膜而制作了带载体的金属箔10。具体的步骤如下所述。
(1)载体的准备
准备具有界面扩展面积比Sdr为0.10%的平坦面的200mm×250mm且厚度1.1mm的玻璃片(材质:钠钙玻璃、中央硝子株式会社制)。
(2)载体的粗糙化处理
如图5所示,在载体12表面使掩膜层20形成为4个矩形状掩膜区域以2.5mm的平均线宽彼此分开配置的图案。该掩膜层20的形成通过使用粘合性氯乙烯胶带(LINTECCorporation制、PVC100M M11K)进行辊层压而进行。接着,使用喷砂装置(不二制作所制、型号:SCM-4RBT-05-401),对于被掩膜层局部覆盖的载体表面,从宽度3mm和长度630mm(俯视的情况下与载体12重叠部分的长度为200mm)的喷嘴以0.1MPa以上且0.25MPa以下的喷出压力投射平均粒径20μm的介质(氧化铝),对载体12的露出部分进行粗糙化处理。针对载体12的每单位面积的喷砂处理时间设为0.33秒/cm2。如此,在载体12表面以格子状的图案形成具有平均2.5mm的线宽的凹凸区域R。然后,去除掩膜层20使平坦区域F露出。
(3)含Ti层的形成
在进行了粗糙化处理一侧的载体12表面,在以下的装置和条件下通过溅射形成作为含Ti层的厚度100nm的Ti层。
-装置:单片式磁控溅射装置(Canon Tokki Corporation制、MLS464)
-靶材:直径8英寸(203.2mm)的Ti靶材(纯度99.999%)
-极限真空度:低于1×10-4Pa
-载气:Ar(流量:100sccm)
-溅射压力:0.35Pa
-溅射功率:1000W(3.1W/cm2)
-成膜时温度:40℃
(4)含Cu层的形成
在含Ti层上,在以下的装置和条件下通过溅射形成作为含Cu层的厚度100nm的Cu层。
-装置:单片式DC溅射装置(Canon Tokki Corporation制、MLS464)
-靶材:直径8英寸(203.2mm)的Cu靶材(纯度99.98%)
-极限真空度:低于1×10-4Pa
-载气:Ar(流量:100sccm)
-溅射压力:0.35Pa
-溅射功率:1000W(6.2W/cm2)
-成膜时温度:40℃
(5)含碳层的形成
在含Cu层上,在以下的装置和条件下通过溅射形成作为剥离层16的厚度6nm的无定形碳层。
-装置:单片式DC溅射装置(Canon Tokki Corporation制、MLS464)
-靶材:直径8英寸(203.2mm)的碳靶材(纯度99.999%)
-极限真空度:低于1×10-4Pa
-载气:Ar(流量:100sccm)
-溅射压力:0.35Pa
-溅射功率:250W(0.7W/cm2)
-成膜时温度:40℃
(6)功能层的形成
在剥离层16的表面,在以下的装置和条件下通过溅射形成作为功能层17的厚度100nm的Ti层。
-装置:单片式DC溅射装置(Canon Tokki Corporation制、MLS464)
-靶材:直径8英寸(203.2mm)的Ti靶材(纯度99.999%)
-载体:Ar(流量:100sccm)
-极限真空度:低于1×10-4Pa
-溅射压力:0.35Pa
-溅射功率:1000W(3.1W/cm2)
(7)金属层的形成
在功能层17上,在以下的装置和条件下通过溅射形成作为金属层18的厚度300nm的Cu层,得到带载体的金属箔10。
-装置:单片式DC溅射装置(Canon Tokki Corporation制、MLS464)
-靶材:直径8英寸(203.2mm)的Cu靶材(纯度99.98%)
-极限真空度:低于1×10-4Pa
-载气:Ar(流量:100sccm)
-溅射压力:0.35Pa
-溅射功率:1000W(3.1W/cm2)
-成膜时温度:40℃
(8)凹凸区域的剥离强度的测定
未进行掩膜层20的形成,除此以外与上述(1)~(7)同样地制作了单面的整个区域为凹凸区域的带载体的金属箔。通过电解镀在该带载体的金属箔的金属层侧层叠18μm的Cu,得到测定样品。针对该测定样品,依据JIS Z0237-2009,在测定宽度10mm、测定长度17mm、和剥离速度50mm/分钟的条件下测定剥离经电解镀的Cu层时的剥离强度(gf/cm)。如此测定的凹凸区域的剥离强度如表1所述。
例A2~A15
载体的粗糙化处理工序中,通过适宜变更喷砂处理的条件,从而改变载体12的凹凸区域R的界面扩展面积比Sdr,除此以外与例A1同样地进行带载体的金属箔10的制作。另外,凹凸区域的剥离强度的测定也与例A1同样地进行。需要说明的是,对于例A2、A5和A14,将介质与水混合而制成浆料的形态,通过加压空气从喷嘴喷出该浆料,由此进行喷砂处理(湿式喷砂)。
评价
对于例A1~A15的将玻璃作为载体的带载体的金属箔10,进行切割切断时的端部处的剥离性的确认试验。即,使用市售的切割装置,将带载体的金属箔10以通过凹凸区域的线宽方向的中央的方式与线状图案平行地切断。此时,观察切割后的切断端部处的金属层18的剥离的有无乃至其程度,按以下的基准进行评级。评价结果如表1所示。另外,表1也一并示出载体12的凹凸区域R处的界面扩展面积比Sdr和剥离强度。
评价A:从切断端部未观察到金属层的剥离。
评价B:从切断端部观察到金属层的局部剥离。
评价C:从切断端部在金属层大部分观察到剥离。
评价D:在观察前金属层从切断端部完全自然地剥离。
[表1]
表1
*表示比较例。
例B1~B6
本例是用于验证载体处的界面扩展面积比Sdr与机械强度的关系的实验例。
(1)载体的准备
准备具有界面扩展面积比Sdr为0.10%的平坦面的300mm见方且厚度1.1mm的玻璃片(材质:钠钙玻璃、日本板硝子株式会社制)。
(2)载体的粗糙化处理
在载体12表面以覆盖除载体12的周围(宽度11mm)以外的部分的方式形成掩膜。该掩膜层的形成通过如下方式进行:使用切绘机将切割片(SPV-3620、日东电工株式会社制)切断成278mm见方,将切断的切割片层叠于载体12表面以使切割片和载体的中心重叠。接着,使用喷砂装置(株式会社不二制作所制、型号:SCM-4RBT-05-401),对于被掩膜层局部覆盖的载体12表面,以表2所示的喷出压力投射表2所示的型号的介质(氧化铝),从而对载体12的露出部分进行粗糙化处理。如此,在载体12的周围(宽度11mm)形成凹凸区域R。然后,去除掩膜层使平坦区域F露出。需要说明的是,本例中,凹凸区域R并未设置成将多个平坦区域F划分的图案,但毋庸置疑的是,通过适宜变更掩膜区域而能够在载体表面形成上述图案的凹凸区域。
例B7(比较)
未进行载体的粗糙化处理,将与例B1~B6中准备的同样的片直接用作载体12。
评价
对于例B1~B7的载体12,使用万能材料试验器(Instron公司制、型号:5985)进行破坏载荷的测量。即,如图6A和6B所示,在直径280mm的虚拟圆上以等间隔配置的8个点的支撑构件S(机械结构用碳钢S45C制、淬火硬度:50HRC、接触部分的曲率半径:5mm)上载置载体12。然后,使按压构件P(高碳铬轴承钢SUJ2制、淬火硬度:67HRC、接触部分的曲率半径:15mm)沿图6A中的箭头方向移动,按压载体12的中心部分,由此将载体12破坏。针对各例,对10张载体12进行该测量。基于得到的测量数据,制作Wyble图(X轴:破坏载荷(N)、Y轴:累积故障概率(%)),计算出平均破坏载荷、10%破坏载荷(B10)和形状参数。结果如表2所示。需要说明的是,表2中一并示出粗糙化处理后的玻璃载体(例B1~B6)的破坏载荷相对于未处理的玻璃载体(例B7)的破坏载荷的百分率。
[表2]
表2
*表示比较例。
※平均破坏载荷和B10是将使用未处理载体的例B7的值设为100%时的相对值(%)。
Claims (19)
1.一种带载体的金属箔,其具备:
载体、
设置在所述载体上的剥离层、以及
设置在所述剥离层上的厚度0.01μm以上且4.0μm以下的金属层,
所述载体至少在所述金属层侧的表面具有依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr低于5%的平坦区域、以及依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域,该凹凸区域被设置成包围所述平坦区域的线状的图案。
2.根据权利要求1所述的带载体的金属箔,其中,所述载体的显微维氏硬度为500HV以上且3000HV以下。
3.根据权利要求1或2所述的带载体的金属箔,其中,所述载体具有多个所述平坦区域,所述凹凸区域被设置成对所述多个平坦区域进行划分的线状的图案。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的带载体的金属箔,其中,所述金属层的最外表面具有与所述载体的所述平坦区域的表面形状对应的平坦形状、以及与所述载体的所述凹凸区域的表面形状对应的凹凸形状。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的带载体的金属箔,其中,所述金属层由选自由Cu、Au和Pt组成的组中的至少1种金属构成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的带载体的金属箔,其中,在所述载体与所述剥离层之间还具备包含选自由Cu、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、In、Sn、Zn、Ga和Mo组成的组中的至少1种金属的中间层。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的带载体的金属箔,其中,在所述剥离层与所述金属层之间还具备由选自由Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni和Mo组成的组中的至少1种金属构成的功能层。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的带载体的金属箔,其中,所述载体为包含SiO2的玻璃。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的带载体的金属箔,其中,所述载体由选自由石英玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃、钠钙玻璃和铝硅酸盐玻璃组成的组中的至少1种玻璃构成。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的带载体的金属箔,其中,所述载体的所述凹凸区域的面积相对于所述平坦区域和所述凹凸区域的总面积的比率为0.01以上且0.5以下。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的带载体的金属箔,其中,所述凹凸区域处的所述载体的剥离强度为20gf/cm以上且3000gf/cm以下。
12.一种权利要求1~11中任一项所述的带载体的金属箔的制造方法,所述制造方法包括:
准备至少一个表面为依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr低于5%的平坦面的载体的工序;
对所述载体的表面的至少外周部进行粗糙化处理,将依据ISО25178测定的界面扩展面积比Sdr为5%以上且39%以下的凹凸区域形成为线状的图案的工序;
在所述载体上形成剥离层的工序;以及
在所述剥离层上形成厚度0.01μm以上且4.0μm以下的金属层的工序。
13.根据权利要求12所述的制造方法,其中,在进行所述粗糙化处理的工序中,以所述凹凸区域成为划分多个区域的线状的图案的方式对所述载体的表面进行粗糙化处理。
14.根据权利要求12或13所述的制造方法,其中,在对300mm见方的未处理载体的表面的构成外周部的宽度11mm的框状区域进行该粗糙化处理的情况下,所述粗糙化处理以该粗糙化处理完成的载体的平均破坏载荷成为所述未处理载体的平均破坏载荷的61%以上且120%以下的条件进行,
所述300mm见方的未处理载体不具有所述凹凸区域并且俯视形状和/或尺寸任选不同,除此以外与所述载体相同。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的制造方法,其中,所述粗糙化处理为喷砂处理。
16.根据权利要求15所述的制造方法,其中,所述喷砂处理包括:从宽度0.1mm以上且20mm以下且长度100mm以上且1000mm以下的喷嘴以0.01MPa以上且0.80MPa以下的喷出压力对所述载体投射粒径7μm以上且50μm以下的介质。
17.根据权利要求16所述的制造方法,其中,所述介质以浆料的形态供给,投射所述介质的工序通过使用加压空气从所述喷嘴喷出所述浆料来进行。
18.根据权利要求15~17中任一项所述的制造方法,其中,针对所述载体的每单位面积的喷砂处理时间为0.03秒/cm2以上且10秒/cm2以下。
19.一种带载体的金属箔的制造方法,其包括:在所述凹凸区域沿着所述图案将权利要求1~11中任一项所述的带载体的金属箔切断,使得所述带载体的金属箔被分割成多张。
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