CN117641764A - 具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与线路板组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与线路板组件的制造方法。具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法包括通过电解方法以形成生箔层,且生箔层具有一预定表面,生箔层的粗糙面的十点平均粗糙度介于0.9μm至1.9μm。接着,在生箔层的预定表面形成一表面处理层,以形成表层具有绒毛结构的电解铜箔。表面处理层包括多个绒毛状铜瘤,且每两个相邻的绒毛状铜瘤之间形成一绒毛状容置空间。形成表面处理层的步骤还进一步包括:执行一第一次电镀粗化处理以及执行一第一次电镀固化处理,其中,第一次电镀粗化处理所使用的一第一电镀液中含3至40g/L的铜、100至120g/L的硫酸、不超过20ppm的氧化砷以及5至20ppm的钨酸根离子,使得电解铜箔的铜结晶颗粒在长轴方向尺寸是介于2.5至6.0μm,在短轴方向尺寸是介于0.2至2.0μm。借此,所形成的绒毛状铜瘤或近似绒毛状的铜瘤的宽度小,和树脂基板接着时可具有更高的剥离强度。
Description
本申请为分案申请,其母案申请的申请号为201710160563.0,申请日为2017年03月17日,发明名称为“具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与线路板组件的制造方法”。
技术领域
本发明涉及一种电解铜箔以及线路板组件的制造方法,特别是涉及一种表层具有绒毛结构的电解铜箔的制造方法,以及一种使用表层具有绒毛结构的电解铜箔的线路板组件的制造方法。
背景技术
现有应用于印刷电路基板的铜箔,会通过电镀在阴极轮上形成原箔,再经过后段处理制程而形成最终的产品。后段处理包括对原箔的粗糙面执行粗化处理,以在原箔的粗糙面形成多个铜瘤,从而增加铜箔与电路基板之间的接着强度,也就是增加铜箔的剥离强度。
然而,电子产品近年来趋向高频高速化,在传递高频信号时,会产生所谓的集肤效应(skin effect)。在专利文献1(日本专利特许第5116943号)中,提供一种高频电路用铜箔及其制造方法,说明铜箔表面的形状对传输损耗有很大的影响,粗糙度大的铜箔,其信号的传播距离变长,就会产生信号衰减和延迟的问题。换句话说,铜箔的表面越平滑则信号在导体中传递的损耗越小。因此,铜箔表面的平整性便扮演非常重要的角色。若铜箔表面粗糙度越高,则在传输高频信号时越容易损耗。
请参考图1,其显示现有技术中的铜箔的局部剖面示意图。如图1所示,在现有技术中铜箔F1的表面所形成的多个铜瘤F10大致上呈圆球状,且大部分圆球状铜瘤F10在水平方向的最大尺寸会大于在垂直方向上的最大尺寸。如此,虽然可以使铜箔的粗糙度维持在一默认值,但是会造成铜箔在和高频基板接合时,铜箔的剥离强度不足。
但是,若尝试以降低铜箔表面的粗糙度来降低高频信号传输损耗,又会降低铜箔和电路基板压合的剥离强度。因此,如何在提升铜箔的剥离强度时,又能同时保持铜箔表面的平整性是目前业界人员研发的一大课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种电解铜箔以及线路板组件的制造方法。
为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是,提供一种具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法。具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法包括通过电解方法以形成生箔层,且生箔层具有一预定表面,生箔层的粗糙面的十点平均粗糙度介于0.9μm至1.9μm。接着,在生箔层的预定表面形成一表面处理层,以形成表层具有近似绒毛结构的电解铜箔。表面处理层包括多个近似绒毛状的铜瘤,且每两个相邻的近似绒毛状的铜瘤之间形成一近似绒毛状的容置空间。形成表面处理层的步骤还进一步包括:执行一第一次电镀粗化处理以及执行一第一次电镀固化处理,其中,第一次电镀粗化处理所使用的一第一电镀液中含3至40g/L的铜、100至120g/L的硫酸、不超过20ppm的氧化砷以及5至20ppm的钨酸根离子,使得电解铜箔的铜结晶颗粒在长轴方向尺寸是介于2.5至6.0μm,在短轴方向尺寸是介于0.2至2.0μm。
优选地,在执行所述第一电镀粗化处理时所使用的电流密度是15至40A/dm2,且所述预定表面为粗糙面或者光滑面。
优选地,形成所述表面处理层的步骤还进一步包括:执行一第二次电镀粗化处理以及执行一第二次电镀固化处理,所述第二次电镀粗化处理的参数与所述第一次电镀粗化处理的参数相同,且所述第二次电镀固化处理的参数与所述第一次电镀固化处理的参数相同。
优选地,形成所述表面处理层的步骤是依序执行所述第一次电镀粗化处理、所述第一次电镀固化处理、所述第二次电镀粗化处理及所述第二次电镀固化处理。
优选地,形成所述表面处理层的步骤是依序执行所述第一次电镀粗化处理、所述第二次电镀粗化处理、所述第一次电镀固化处理及所述第二次电镀固化处理。
优选地,在执行所述第一次电镀固化处理时所使用的一第二电镀液中含50至70g/L的铜、70至100g/L的硫酸以及低于30ppm的氧化砷,且在执行所述第一次电镀固化处理时所使用的电流密度是2至9A/dm2。
优选地,执行一抗热处理,以在所述表面处理层上形成一锌合金抗热层,其中,在执行所述抗热处理时所使用的电解液组成包括1至4g/L的锌以及0.3至2.0g/L的镍,且在执行所述抗热处理时所使用的电流密度是0.4至2.5A/dm2。
优选地,执行一抗氧化处理,以在所述表面处理层上形成一抗氧化层,其中,在执行所述抗氧化处理时所使用的电解液组成包括1至4g/L的氧化铬以及5至20g/L的氢氧化钠,且在执行所述抗热处理时所使用的电流密度是0.3至3.0A/dm2。
优选地,执行一硅烷耦合处理,以在所述表面处理层上形成一硅烷耦合剂处理层,其中,在执行所述硅烷耦合处理时使用0.3至1.5%重量硅烷耦合剂。
优选地,多个所述近似绒毛状的铜瘤具有一最大的长轴直径以及一最大的短轴直径,最大的长轴直径介于0.5μm至1.5μm之间,最大的短轴直径介于0.1μm至1.0μm之间,且最大短轴直径与最大长轴直径之间的比值是0.2至0.7。
优选地,多个所述近似绒毛状的铜瘤的分布密度为每平方微米2至5颗,且每两个相邻的所述近似绒毛状的铜瘤之间的间距是介于0.1至0.4μm之间。
本发明所采用的其中一技术方案是,提供一种线路板组件的制造方法,其包括提供由所述制造方法所形成的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔;以及将具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与一树脂基板面对面压合,以形成一线路板组件,其中,表面处理层面对树脂基板。
优选地,所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的剥离强度至少大于3lb/in。
优选地,所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与所述树脂基板通过一黏着胶结合,且所述黏着胶的一部分填入所述近似绒毛状的容置空间内。
优选地,所述树脂基板为半固化基板或液晶高分子基板,且当所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与所述树脂基板压合时,所述树脂基板的一部分填入所述近似绒毛状的容置空间内。
本发明的有益效果在于,通过上述制造方法,可以使电解铜箔的表面处理层具有多个绒毛状铜瘤或近似绒毛状的铜瘤。也就是说,绒毛状铜瘤或近似绒毛状的铜瘤的宽度比现有技术中的圆球状铜瘤的宽度小。因此,当表层具有近似绒毛结构的电解铜箔和树脂基板接着时,相较于现有技术中具有圆球状铜瘤的电解铜箔而言,表层具有近似绒毛结构的电解铜箔和树脂基板之间具有更大的接触面积,从而可具有更高的剥离强度。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为现有技术中的电解铜箔的局部剖面示意图。
图2为本发明实施例的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法的流程图。
图3为用以执行图2的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法的系统的示意图。
图4为本发明实施例的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的局部剖面示意图。
图5为图4的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔在区域V的局部放大示意图。
图6为本发明实施例的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔在扫描式电子显微镜(SEM)的照片。
图7为比较例的电解铜箔在扫描式电子显微镜(SEM)的照片。
图8为本发明实施例的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的聚焦离子束(FIB)照片。
图9为本发明实施例的线路板组件的剖面示意图。
图10为图9的线路板组件在区域X的局部放大图。
图11为本发明另一实施例的线路板组件的剖面示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“具近似绒毛状铜瘤的电电解铜箔以及线路板组件的制造方法”的实施方式。本发明实施例所提供的制造方法可获得具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔,其具有低粗度及高剥离强度。另外,以前述方法所制造的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔和树脂基板相互接合所形成的线路板组件可应用于高频信号传输。请参照图2及图3。图2显示本发明实施例的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法的流程图,图3为用以执行图2的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法的设备示意图。
首先,如图2所示,在步骤S100中,通过一电解方法以形成一生箔层,其中所述生箔层具有一预定表面。
请参考图3,通过电解方法形成生箔层的步骤包括提供一生箔装置1,且生箔装置1至少包括一电解槽10、一阳极板11、一阴极轮12以及一辊轮13。
承上所述,电解槽10用以装盛电解液L0。阳极板11设置在电解槽10内,并电性连接至一电源供应装置2的正极输出端。阳极板11是由铱元素或其氧化物披覆于钛板而形成。阴极轮12则对应于电解槽10设置,并位于阳极板11上方。另外,阴极轮12是电性连接至电源供应装置2的负极输出端。在本发明实施例中,阴极轮12为钛制辊筒。
另外,在本实施例中,生箔装置1还包括一和电解槽10流体连通的导流管14。前述的电解液L0是通过导流管14注入电解槽10内,淹没阳极板11,并使部分阴极轮12浸泡在电解液L0中。
接着,如图3所示,电源供应装置E1对阳极板11与阴极轮12输出直流电,从而对电解液L0施加电流,使电解液L0中的铜离子析出于阴极轮12的表面,而形成生箔层30。
另外,在电解电解液L0形成生箔层30时,会持续供应电解液L0至电解槽10内。具体而言,电解液L0可以通过导流管14流入电解槽10内,以维持电解槽10内的电解液L0的铜离子浓度。请再参照图3,形成于阴极轮12表面的生箔层30会由阴极轮12的表面剥离,并通过辊轮13,以进行后续制程。
更进一步来说,生箔层30具有一粗糙面30a及与前述粗糙面30a相对的光滑面30b,其中光滑面30b是在电解过程中,生箔层30和阴极轮12接触的表面,因此光滑面30b的粗糙度较为固定。粗糙面30a则是接触电解液L0的表面。生箔层30的粗糙面30a或光滑面30b通常会具有多个颗粒状突起。在一实施例中,生箔层30的粗糙面30a的十点平均粗糙度不超过2μm,例如介于0.9μm至1.9μm。
接着,请再参照图2,在步骤S200中,形成一表面处理层于于生箔层的预定表面,以形成一表层具有近似绒毛结构的电解铜箔,其中,表面处理层包括多个近似绒毛状的铜瘤,且每两个相邻的铜瘤之间形成一近似绒毛状的容置空间。
承上所述,形成表面处理层的步骤S200还进一步包括执行至少一次电镀粗化处理与至少一次电镀固化处理。在本发明实施例中,生箔层会经过两次电镀粗化处理及两次电镀固化处理,以在生箔层的预定表面形成表面处理层,其中预定表面可以是指粗糙面或者光滑面中的至少其中一者。
详细而言,如图2所示,在其中一实施例中,在步骤S100之后,是依序执行第一次电镀粗化处理(步骤S201)、第一次电镀固化处理(步骤S203)、第二次电镀粗化处理(步骤S202)以及第二次电镀固化处理(步骤S204)。
在另一个实施例中,在步骤S100之后,是依序执行第一次电镀粗化处理(步骤S201)、第二次电镀粗化处理(步骤S202)、第一次电镀固化处理(步骤S203)以及第二次电镀固化处理(步骤S204)。
更进一步来说,随着电镀粗化处理与电镀固化处理的次数越多,可以增加电解铜箔与树脂基板的接着强度,但也会使电解铜箔的表面粗糙度增加,而不利于应用在高频信号传输。因此,可以根据实际制程的需要,增减电镀粗化处理与电镀固化处理的次数以及调整顺序。
请参照图3。以依序执行第一次电镀粗化处理、第一次电镀固化处理、第二次电镀粗化处理及第二次电镀固化处理为例来进行说明。
如图3所示,用于执行步骤S201~S204的表面处理装置2包括配置在一生产在线的多个传送单元20、至少一个粗化单元21(图3中绘示两个)、至少一个固化单元22(图3中绘示两个)以及多个清洗槽23,其中粗化单元21、固化单元22与清洗槽23的数量依据实际需求而设置。多个传送单元20依照默认的制程流程将生箔层30传送至粗化单元21、清洗槽23以及固化单元22进行处理。
粗化单元21包括用以承载第一电镀液L1的粗化槽210以及设置于粗化槽210内的一组粗化阳极板211。如图3所示,在执行第一次电镀粗化处理时,生箔层30会被投入已装载第一电镀液L1的粗化槽210内。本发明实施例所使用的第一电镀液L1含3至40g/L的铜,100至120g/L硫酸,不超过20ppm的氧化砷(As2O3)以及5至20ppm的钨酸根离子(WO4 2-)。
在执行第一次电镀粗化处理时,粗化阳极板211与生箔层30分别被施加一正电压与一负电压,以使第一电镀液L1内的铜离子还原,而在生箔层30的粗糙面30a形成多个瘤状铜粒子。
须说明的是,本发明实施例所使用的第一电镀液L1具有特殊的组成,也就是含有较低浓度的铜,可限制瘤状铜粒子的结晶成长方向。另外,氧化砷的浓度与钨酸根离子的浓度不超过20ppm。若氧化砷的浓度的浓度过高,可能会形成尺寸偏大的圆球形铜瘤,而较难以形成近似绒毛状或绒毛状的铜瘤。
进一步而言,在执行第一次电镀粗化处理时,由于第一电镀液L1中的铜浓度偏低,铜原子只能被限制在较偏好的结晶方向(即纵向)堆栈。换句话说,瘤状铜粒子较偏好朝一大致垂直于生箔层30的粗糙面30a的方向成长,而较不容易朝一大致平行于生箔层30的粗糙面30a的方向成长。因此,通过第一次电镀粗化处理后,形成于生箔层30的粗糙面30a上的大部分瘤状铜粒子在水平方向的尺寸会小于在纵向方向的尺寸,也会使每两个相邻的瘤状铜粒子之间的间距较宽。
另外,在一实施例中,于执行第一次电镀粗化处理时,生箔层30的电流密度是介于15至40A/dm2,可以形成尺寸较小的瘤状铜粒子。电流密度低于15A/dm2,可能导致电解铜箔的剥离强度不足,电流密度高于40A/dm2,可能产生掉铜粉。另外,在执行第一次电镀粗化处理时,第一电镀液的温度大致维持在摄氏20至40度。
在完成第一次电镀粗化处理后,执行第一次电镀固化处理,以形成一覆盖瘤状铜粒子的铜保护层,以使瘤状铜粒子被紧密固定于生箔层30的粗糙面30a或光滑面30b,而防止「掉粉」现象。
如图3所示,第一次电镀固化处理是通过固化单元22来执行。固化单元22包括一用以承载第二电镀液L2的固化槽220以及设置于固化槽220的一组固化阳极板221。
本实施例中,生箔层30在粗化槽210完成第一次电镀粗化处理后,先通过传送单元20被传送至清洗槽23清洗后,再传送至固化槽220,以执行第一次电镀固化处理。
在执行第一次电镀固化处理时,固化阳极板221与生箔层30分别被施加一正电压与一负电压,以使第二电镀液L2内的铜离子还原,而在生箔层30上形成覆盖瘤状铜粒子的铜保护层。
在执行第一次电镀固化处理时所使用的第二电镀液L2含有50至70g/L的铜,70至100g/L的硫酸,以及低于30ppm的氧化砷,且第二电镀液L2的温度大致维持在摄氏50至70度。
须说明的是,在第一次电镀粗化处理中所形成的瘤状铜粒子的高度并不高。若在第一次电镀固化处理时,形成较厚的铜保护层虽然可以降低掉粉现象发生的机率,并降低电解铜箔表面的粗糙度,却有可能减少电解铜箔可和树脂基板接着的表面积,从而降低剥离强度。因此,在执行第一次电镀固化处理时,电流密度较习知所使用的电流密度较低,以形成较薄且深镀效果较好的铜保护层。据此,可在防止掉粉的情况下,又不致于降低电解铜箔可和树脂基板接着的表面积。在一实施例中,在执行第一次电镀固化处理中,电流密度是2至9A/dm2。
在一实施例中,在执行第一次电镀粗化处理与第一次电镀固化处理之后,即可形成表层具有近似绒毛结构的电解铜箔。关于表面处理层的详细结构将于后文中进一步说明。
接着,通过传送单元20,将已经过第一电镀固化处理的生箔层30由固化槽220先传送至清洗槽23清洗后,再传送至下一个粗化槽210中,以进行第二次电镀粗化处理。
在本实施例中,第二次电镀粗化处理的参数大致和第一次电镀粗化处理的参数相同。在第二次电镀粗化处理中,可以使原本已经形成于生箔层30的粗糙面30a上的多个瘤状铜粒子继续成长。另外,第二次电镀粗化处理时是使用和第一次电镀粗化处理相同的第一电镀液L1。因此,瘤状铜粒子的成长方向仍然会被限制在大致垂直于生箔层30的粗糙面30a的方向上。如此,可以进一步增加最终的电解铜箔和树脂基板的接合面积。
随后,通过传送单元20,将经过第二次电镀粗化处理的生箔层30由粗化槽210传送至另一清洗槽23清洗后,再传送至另一固化槽220中,以进行第二次电镀固化处理。第二次电镀固化处理中的第二电镀液L2的组成,可以和第一次电镀固化处理的第二电镀液L2的组成相同。另外,执行第二次电镀固化处理的电流密度也可以和第一次电镀固化处理时的电流密度相近,大约介于2至9A/dm2。通过执行第二次电镀固化处理,可再进一步提供铜保护层,以免造成掉粉。
请参照图4及图5。图4为本发明实施例的电解铜箔的局部剖面示意图。图5为图4的电解铜箔在区域V的局部放大示意图。
经由上述电解铜箔的制造方法所制造的电解铜箔3表层具有绒毛状结构,而可增加和树脂基板接着的面积。详细而言,本发明实施例的电解铜箔3包括一生箔层30以及位于生箔层30上的表面处理层31。
表面处理层31位于生箔层30的粗糙面30a或光滑面30b上。在一实施例中,电解铜箔3的总厚度T是介于6至400μm之间,视实际应用需求而决定。
如图5所示,在本发明实施例中,表面处理层31包括多个绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310,且每一个绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310是沿着与粗糙面30a或光滑面30b不平行的长轴方向延伸。
另外,每一个绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310具有一最大的长轴直径D1以及一最大的短轴直径D2。在一实施例中,最大的长轴直径D1介于0.5μm至1.5μm之间,所述最大的短轴直径D2介于0.1μm至1.0μm之间。另外,每两个相邻的铜瘤310之间形成一近似绒毛状的容置空间S1。
请比较图1以及图5,现有技术中的圆球状铜瘤在短轴方向上的尺寸会大于长轴方向上的尺寸,且分布较密集。相较之下,本发明实施例的电解铜箔3的多个绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310在短轴方向(也就是平行于生箔层30的粗糙面30a或光滑面30b的方向)上的直径会比在长轴方向上的直径还小。在一较佳实施例中,绒毛状铜瘤310的最大的短轴直径D2与最大的长轴直径D1的比值是介于0.2至0.7之间。
本发明实施例中,绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310的最大的长轴直径D1并没有大于现有的圆球状铜瘤的直径。因此,本发明实施例中的电解铜箔3的表面粗糙度并没有因为铜瘤的形状改变而大幅增加。在一实施例中,表面处理层31的厚度t大约是介于0.1至4μm之间,而表面处理层31的十点平均表面粗糙度(Rz)大约是介于1至4μm之间。据此,本发明实施例的电解铜箔3仍可适用于配合高频基板,来传递高频信号。
另一方面,在本发明实施例的电解铜箔3中,每两个相邻的绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310之间的间距P1也较宽。换句话说,本发明实施例的绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310也具有较低的密度。在一实施例中,每两个相邻的绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310之间的间距P1是介于0.1至0.4μm之间,而这些绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310的分布密度是每平方微米2至5颗。
请参考图6及图7。图6对本发明实施例的电解铜箔所拍摄的扫描式电子显微镜(SEM)照片,图7显示对一比较例的电解铜箔所拍摄的扫描式电子显微镜照片。
先说明的是,在制作比较例的电解铜箔时,在执行电镀粗化处理时的参数和本发明实施例大致相同,但是在执行电镀粗化处理时所使用的电镀液组成中含有浓度超过40g/L的铜。
比较图6与图7的照片可以发现,本发明实施例通过调整第一电镀液的组成,所制造出的电解铜箔的铜瘤颗粒尺寸较小,且形状较细长。图7的比较例电解铜箔的铜瘤形状呈球形,且较粗大。
请参照图8,显示通过聚焦离子束与电子束显微系统所拍摄的本发明实施例电解铜箔的聚焦离子束(FIB)的照片。图8并显示本发明实施例的电解铜箔的局部横截面(crosssection)照面。
由图6及图8的照片可以证明,本发明实施例的电解铜箔在经过表面处理之后,会形成多个绒毛状铜瘤,而非圆球状铜瘤。另外,通过聚焦离子束与电子束显微系统对本发明实施例的电解铜箔3进行分析,电解铜箔的铜结晶颗粒在长轴方向尺寸是介于2.5至6.0μm,在短轴方向尺寸是介于0.2至2.0μm。
接着,请再参照图2,在本发明实施例中,在步骤S300中,执行一表面处理。前述的表面处理可以是抗热处理、抗氧化处理、硅烷耦合剂处理之中的至少一种。
当表面处理为抗热处理时,是通过电解方法在表面处理层上形成一锌合金抗热层,并增加电解铜箔的抗热性。在一实施例中,于执行抗热处理时所使用的电解液组成包括1至4g/L的锌以及0.3至2.0g/L的镍,且在执行抗热处理时的所使用的电流密度是0.4至2.5A/dm2。
当表面处理为抗氧化处理时,是通过电解方法在表面处理层上形成一抗氧化层,以增加电解铜箔的抗氧化性。在执行抗氧化处理时所使用的电解液组成包括1至4g/L的氧化铬以及5至20g/L的氢氧化钠,且在执行抗热处理时所使用的电流密度是0.3至3.0A/dm2。
当表面处理为硅烷耦合处理时,会在表面处理层上形成一硅烷耦合剂处理层,其中,在执行硅烷耦合处理中时使用0.3至1.5%重量硅烷耦合剂。
请参照图9与图10。图9显示本发明实施例的线路板组件的剖面示意图,图10显示图9的线路板组件在区域X的局部放大图。本发明实施例的电解铜箔可应用于不同的线路板组件,例如硬性印刷电路板(PCB)、软性印刷电路板(FPC)及其相似物。
在图9的实施例中,线路板组件M1由一树脂基板4以及上述的电解铜箔3面对面压合而形成,且电解铜箔3的表面处理层31会面对树脂基板4。
树脂基板4可以是高频基板,如:环氧树脂基板、聚氧二甲苯树脂基板(PPO)或氟系树脂基板,或者是由聚酰亚胺、乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、液晶高分子或聚四氟乙烯等材料所构成的基板。
在图9与图10的实施例中,树脂基板4为半固化基板或液晶高分子基板。由图10可以看出,由于本发明实施例的绒毛状铜瘤310之间的间距较宽,在电解铜箔3与树脂基板4压合时,树脂基板4可包覆并接触绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310的大部分表面,并可深入近似绒毛状的容置空间S1内。如此,使电解铜箔3与树脂基板4之间的接着强度增强。
请参照图11,其显示本发明另一实施例的线路板组件的剖面示意图。本实施例中,树脂基板4与电解铜箔3是通过黏着胶5结合,且黏着胶5的一部分会填入近似绒毛状的容置空间内。
本发明实施例的电解铜箔3与树脂基板4压合后进行测试,剥离强度皆可大于3lb/in。具体而言,在一实验例中,树脂基板4为玻璃纤维板(FR4),且将玻璃纤维板(FR4)与本发明实施例的电解铜箔进行压合,形成积层板试验片。接着,利用剥离强度拉力机进行测定。试验结果显示电解铜箔的剥离强度至少大于3.5lb/in。
另外,本发明实施例的线路板组件的制造方法还可进一步包括在压合电解铜箔3与树脂基板4之后,通过蚀刻方式图案化电解铜箔3,而形成一线路层。
综上所述,本发明的有益效果在于,在利用本发明实施例的电解铜箔的制造方法能通过调整电镀粗化处理中的第一电镀液L1的组成,使铜的浓度降低及使氧化砷与钨酸根离子的含量不超过20ppm,因此可限制铜瘤的结晶方向及成长方向,从而形成绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310。
相较于现有技术中的圆球状铜瘤F10,绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310的横向尺寸较小,可以增加电解铜箔3与树脂基板4之间的接着表面积。另外,两相邻的绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310之间具有较宽的距离,当树脂基板4与电解铜箔3接着时,树脂基板4可以包覆整个铜瘤的表面,并深入两个绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310之间的空间,从而增加电解铜箔3与树脂基板4或黏着层5之间的黏着度。
由于本发明实施例的电解铜箔3的绒毛状或近似绒毛状的铜瘤310在垂直方向上的尺寸并未大于现有技术中的圆球状铜瘤F10在垂直方向上的尺寸,因此,电解铜箔3的表面粗糙度相较于现有铜箔的表面粗糙度更低。但是本发明实施例的电解铜箔3的剥离强度并未因表面粗糙度降低而大幅下降,且符合实际应用的需求。
请参照下表1,显示本发明实施例和比较例的表面粗糙度(Roughness)、剥离强度(Peel Strength)以及剥离强度与表面粗糙度的比值(P/R ratio),其中表面粗糙度为十点平均粗糙度(Rz)。实施例是具有绒毛状或近似绒毛状铜瘤的电解铜箔,而比较例是具有圆球状铜瘤的电解铜箔。
表1
比较例 | 实施例 | |
表面粗糙度(μm) | 3.42 | 1.16 |
剥离强度(lb/in) | 4.99 | 3.94 |
剥离强度/表面粗糙度 | 1.46 | 3.40 |
由表1中可以看出,本发明实施例的电解铜箔的表面粗糙度相较于比较例(具有尺寸较大的圆球状铜瘤)的表面粗糙度更低,因此本发明实施例的电解铜箔在应用于高频传输时,可进一步降低信号损失。
另外要说明的是,剥离强度与表面粗糙度的比值越大,铜箔的剥离强度受表面粗糙度的影响越小,剥离强度的表现性能越佳。由上表中可以看出,相较于比较例,本发明实施例的电解铜箔的剥离强度与表面粗糙度的比值更大。因此,本发明实施例的电解铜箔的剥离强度并没有因为低表面粗糙度而过多的损失。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,非因此局限本发明的权利要求的保护范围,故举凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (15)
1.一种具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法包括:
通过一电解方法以形成一生箔层,其中,所述生箔层具有一预定表面,所述生箔层的粗糙面的十点平均粗糙度介于0.9μm至1.9μm;以及
形成一表面处理层于所述生箔层的所述预定表面,以形成一表层具有近似绒毛结构的电解铜箔,其中,所述表面处理层包括多个近似绒毛状的铜瘤,且每两个相邻的所述近似绒毛状的铜瘤之间形成一近似绒毛状的容置空间;
其中,形成所述表面处理层的步骤还进一步包括:执行一第一次电镀粗化处理以及执行一第一次电镀固化处理,其中,所述第一次电镀粗化处理所使用的一第一电镀液中含3至40g/L的铜、100至120g/L的硫酸、不超过20ppm的氧化砷以及5至20ppm的钨酸根离子,使得电解铜箔的铜结晶颗粒在长轴方向尺寸是介于2.5至6.0μm,在短轴方向尺寸是介于0.2至2.0μm。
2.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,在执行所述第一电镀粗化处理时所使用的电流密度是15至40A/dm2,且所述预定表面为粗糙面或者光滑面。
3.如权利要求2所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,形成所述表面处理层的步骤还进一步包括:执行一第二次电镀粗化处理以及执行一第二次电镀固化处理,所述第二次电镀粗化处理的参数与所述第一次电镀粗化处理的参数相同,且所述第二次电镀固化处理的参数与所述第一次电镀固化处理的参数相同。
4.如权利要求3所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,形成所述表面处理层的步骤是依序执行所述第一次电镀粗化处理、所述第一次电镀固化处理、所述第二次电镀粗化处理及所述第二次电镀固化处理。
5.如权利要求3所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,形成所述表面处理层的步骤是依序执行所述第一次电镀粗化处理、所述第二次电镀粗化处理、所述第一次电镀固化处理及所述第二次电镀固化处理。
6.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,在执行所述第一次电镀固化处理时所使用的一第二电镀液中含50至70g/L的铜、70至100g/L的硫酸以及低于30ppm的氧化砷,且在执行所述第一次电镀固化处理时所使用的电流密度是2至9A/dm2。
7.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法还进一步包括:执行一抗热处理,以在所述表面处理层上形成一锌合金抗热层,其中,在执行所述抗热处理时所使用的电解液组成包括1至4g/L的锌以及0.3至2.0g/L的镍,且在执行所述抗热处理时所使用的电流密度是0.4至2.5A/dm2。
8.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法还进一步包括:执行一抗氧化处理,以在所述表面处理层上形成一抗氧化层,其中,在执行所述抗氧化处理时所使用的电解液组成包括1至4g/L的氧化铬以及5至20g/L的氢氧化钠,且在执行所述抗热处理时所使用的电流密度是0.3至3.0A/dm2。
9.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法还进一步包括:执行一硅烷耦合处理,以在所述表面处理层上形成一硅烷耦合剂处理层,其中,在执行所述硅烷耦合处理时使用0.3至1.5%重量硅烷耦合剂。
10.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,多个所述近似绒毛状的铜瘤具有一最大的长轴直径以及一最大的短轴直径,最大的长轴直径介于0.5μm至1.5μm之间,最大的短轴直径介于0.1μm至1.0μm之间,且最大短轴直径与最大长轴直径之间的比值是0.2至0.7。
11.如权利要求1所述的具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的制造方法,其特征在于,多个所述近似绒毛状的铜瘤的分布密度为每平方微米2至5颗,且每两个相邻的所述近似绒毛状的铜瘤之间的间距是介于0.1至0.4μm之间。
12.一种线路板组件的制造方法,其特征在于,所述的线路板组件的制造方法包括:
提供由如权利要求1至11其中之一的制造方法所形成的所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔;以及
将所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与一树脂基板面对面压合,以形成一线路板组件,其中,所述表面处理层面对所述树脂基板。
13.如权利要求12所述的线路板组件的制造方法,其特征在于,所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔的剥离强度至少大于3lb/in。
14.如权利要求12所述的线路板组件的制造方法,其特征在于,所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与所述树脂基板通过一黏着胶结合,且所述黏着胶的一部分填入所述近似绒毛状的容置空间内。
15.如权利要求12所述的线路板组件的制造方法,其特征在于,所述树脂基板为半固化基板或液晶高分子基板,且当所述具近似绒毛状铜瘤的电解铜箔与所述树脂基板压合时,所述树脂基板的一部分填入所述近似绒毛状的容置空间内。
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