CN1275764C - 多层金属层压复合板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种多层金属层压复合板及其连续化制造方法，不用粘合剂将表面形成金属薄膜的金属板与金属箔接合，形成具有所定厚度而又无粘合剂的多层金属层压复合板。层压复合板的制造方法包括在金属板开卷筒上设置金属板的工序；在金属箔开卷筒上设置金属箔的工序；从金属板开卷筒开卷上述金属板，使金属板表面活性化，在金属板表面形成第1金属薄膜的工序；从金属箔开卷筒开卷上述金属箔，使金属箔表面活性化，在金属板表面形成第2金属薄膜的工序；上述经过活性化的第1金属薄膜面与第2金属薄膜面压力接合，以使在金属板表面形成第1金属薄膜面与在金属箔表面形成的第2金属薄膜面接合在一起的工序。

Description

多层金属层压复合板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种不用粘合剂层压复合金属板和金属箔而形成的多层金属层压复合板及其制造方法。
背景技术
以前，提出了多种层压复合金属板而形成的金属板层压复合体。以往，金属板层压复合体的用途主要是用作结构材。
近年来，金属板层压复合体的用途也开始向多方面扩展，要求提供用于通过刻蚀形成微细形状的特种材料。
在刻蚀所用的材料中，为通过刻蚀形成微细形状，需要像刻蚀层/刻蚀中止层/刻蚀层那样的刻蚀层与刻蚀中止层相互层压复合。
以往，采用湿法电镀技术及热轧、冷轧后进行热扩散处理的包层技术等形成上述那样的刻蚀中止层。
但是，上述技术的工序烦杂，此外，还存在不适合生产微细、有精度要求的金属板层压复合体的问题。
本发明的第一课题是，采用预先真空蒸镀、溅射等薄膜生成方法，不用粘合剂将表面生成金属薄膜的金属板与具有规定厚度的金属箔压力接合，由此提供一种具有规定厚度而又无粘合剂的多层金属层压复合板。
此外，本发明的第二课题是，提供一种连续在金属板上生成金属薄膜并压力接合金属箔的多层金属层压复合板的制造方法。
发明内容
本发明的多层金属层压复合板，其特征在于，通过0.1～0.5％的压下率的冷压接合进行层压复合，以使在金属板表面上形成的第1金属薄膜面与在金属箔表面形成的第2金属薄膜面接合。
在上述多层金属层压复合板中，金属板最好用铜板，第1金属薄膜最好采用镍，金属箔最好是铜箔，第2金属薄膜也最好是镍。
在上述多层金属层压复合板中，在金属板表面上形成的第1金属薄膜面与金属箔表面压力接合，层压复合形成多层金属层压复合板。
在上述多层金属层压复合板中，金属板最好用铜板，第1金属薄膜最好采用铝，金属箔最好是铜箔。
在上述多层金属层压复合板中，金属板最好用不锈钢板，第1金属薄膜最好采用银，金属箔最好是不锈钢。
本发明的多层金属层压复合板的制造方法，其特征在于：具有以下工序：在金属板开卷筒上设置金属板的工序；在金属箔开卷筒上设置金属箔的工序；从金属板开卷筒开卷上述金属板，由活性化处理装置使金属板表面活性化，并由溅射装置在金属板表面形成第1金属薄膜的工序；从金属箔开卷筒开卷上述金属箔，由活性化处理装置使金属箔表面活性化，并由溅射装置在金属板表面形成第2金属薄膜的工序；使上述经过活性化的第1金属薄膜面与第2金属薄膜面以0.1～0.5％的压下率冷压接合的工序。
本发明的多层金属层压复合板的制造方法，其特征在于：具有以下工序：在金属板开卷筒上设置金属板的工序；在金属箔开卷筒上设置金属箔的工序；从金属板开卷筒开卷上述金属板，由活性化处理装置使金属板表面活性化，并由溅射装置在金属板表面形成第1金属薄膜的工序；从金属箔开卷筒开卷上述金属箔，由活性化处理装置使金属箔表面活性化的工序；使上述经过活性化的第1金属薄膜面与金属箔表面以0.1～0.5％的压下率冷压接合的工序。
附图说明
图1是多层金属层压复合板的截面图。
图2是金属薄膜层压复合板的截面图。
图3是表示制造工序的示意图。
图4是表示制造方法的示意图。
图5是表示制造方法的示意图。
具体实施方式
图1是表示本发明的多层金属层压复合板的截面结构的示意图。
在图1中，金属板22借助第1金属薄膜24层压复合在金属箔26上。作为金属板22的材质，只要是能在金属板上形成薄膜的材料，不特别限定其种类。可根据本发明的多层金属层压复合板的用途适当选择采用。
例如，本发明的多层金属层压复合板如果是用于安装用印刷电路板，作为金属板的原材料，最好采用铜板、钛板、不锈钢板、铝板等。
金属板22的厚度因用途而异，但是，如果是用作安装用印刷电路板，最好采用10～200μm的厚度。但最佳的厚度使用范围在25～150μm。
关于第1金属薄膜23或第2金属薄膜24的材质，只要是与衬底金属板密合性良好的材质，不特别限定其种类。
例如，在金属板22是铜板或不锈钢板的情况下，作为第1金属薄膜23或第2金属薄膜24，最好采用Fe、Ni、Cr、Pd、Zr、Co、Au、Ag、Sn、Cu、Al等。此外，也可以是多层层压复合上述金属的金属薄膜。另外，也可以采用上述金属的合金作为薄膜。
膜的厚度因用途而异，但是，如果是用作安装用印刷电路板，最好采用0.01～1μm的厚度，但最佳的厚度使用范围在0.1～0.5μm。
关于金属箔26的材质，例如，可使用铜箔、镍箔、铝箔、铁箔等单层箔，以及上述金属箔的层压复合箔(层压复合材)、合金箔、轧制薄板等。此外，也可以使用在上述各种箔表面实施镀层的镀层箔等。箔的厚度因用途而异，但是，如果是用作安装用印刷电路板，最好采用3～100μm的厚度，但最佳的厚度使用范围在10～35μm。
此外，在将本发明的多层金属层压复合板用作散热板时，为提高传热性，最好采用厚度在50～1000μm范围内的稍厚的多层金属层压复合板。
下面，说明本发明的多层金属层压复合板的制造方法。
首先说明第一制造方法，如图3所示，该方法是在开卷筒62中设置金属板22，利用多层金属层压复合板制造装置50中设置的活性化处理装置70活性化处理金属板22的表面。
此处所述的所谓活性化，是指为提高后续工序中与金属箔的密合性，去除在金属板上的金属膜表面上附着的金属氧化物、灰尘附着物及油等异物所进行的表面处理。同样，也用活性化装置80活性化处理金属箔26的表面。
活性化处理装置70、80最好采用能进行表面清洁的结构，但在本发明的实施例中，采用溅射刻蚀处理要压力接合材料各接合面的处理装置。
也就是说，如图3所示，采用溅射刻蚀处理的活性化处理方法，如本申请人先前在特开平1-224184号公报中公开的一样，是在(1)1×101～1×10-3Pa的极低压惰性气体保护中；(2)金属板22和金属箔26分别作为接地一方的电极A(72)，在与绝缘支持的另一电极B(74)之间附加1～50MHz的交流电，产生辉光放电；(3)而且，在上述辉光放电产生的等离子体中露出的电极辊72、82的面积a分别不足电极74、84的面积b的1/3；(4)利用溅射刻蚀处理等条件下进行活性化处理。这样可有利于使表面高速活性化。通过设置上述那样的结构，优先在被刻蚀材电极A侧产生离子轰击，在电极B侧几乎不产生离子轰击。
此外，表面活性化处理也可以采用能使表面高速活性化的离子枪。
下面，说明在上述金属板22的表面上形成第1金属薄膜24，在金属箔26的表面上形成第2金属薄膜23的方法。
为此，将在金属板22上形成第1金属薄膜24的薄膜形成装置90设置在真空容器52中、活性化处理装置70后的工序中。
即，如图3所示，在上述接地一方的电极A(电极辊72)与绝缘支持的另一电极B(76)之间附加1～50MHz的交流电，产生辉光放电。
此种情况下，由于在辉光放电产生的等离子体中露出的电极辊72的面积a是电极76的面积b的3倍以上，所以可在不刻蚀处理金属板22表面的情况下，在表面形成第1金属薄膜24。
即，在进行薄膜形成的溅射装置中，电极a和电极b的对抗面积比与活性化处理时正相反。这样可离子轰击靶材一侧，在金属板上形成薄膜。
以本发明采用的薄膜形成装置90为例，根据图4说明溅射装置。
溅射装置90是由电悬浮的靶电极94和接地的水冷电极辊72组合构成的。在靶电极94中，设置了形成第1金属薄膜24的靶材92，此外还设置了磁铁98，利用磁场可以提高溅射效率。另外，为了防止靶材92的异常加热，可以水冷却靶电极94。
进行溅射处理时，在真空度保持在1×10-3Pa以下后，除向真空容器52内通入氩气、氖气、氙气、氪气等惰性气体外，也可通入氧等气体，达到1×101～1×10-3Pa左右的气体保护气氛。
然后，通过给靶电极94施加高频电源96，在靶电极94和电极辊72之间产生等离子体，离子轰击靶材92。
由此放出的靶原子沉积在金属板22上，形成第1金属薄膜24。
同样，关于要层压复合的金属箔26，采用活性化处理装置80，进行活性化处理，用与上述薄膜形成装置90同样的薄膜形成装置95，在金属箔26的表面上形成第2金属薄膜23。
此外，如图5所示，也可以通过设置多个电极76和并列多个薄膜形成装置91，使第2金属薄膜23多层化。这样的金属薄膜可以是相同种类的，也可以是不同种类的。另外，即使这样设置多个电极76，通过切断其电极电源，也完全不能形成金属膜。另外，通过切断几个电源，可以形成任意层数的薄膜。
作为第1金属薄膜及第2金属薄膜的形成方法，可以采用溅射法、离子镀法、真空蒸镀法等众所周知的方法(参照特开平8-231717号公报)。
此外，如使金属板22和金属箔26的表面粗糙化，有利于提高与金属薄膜的密合强度。
下面，相互重合经过上述活性化处理的表面，然后用压力接合装置60进行压力接合，在同一真空容器内一道工序制造多层金属层压复合板20。
为不损伤金属箔和金属薄膜，压力接合最好是低压下量接合。例如，如果将压下率数值化，最好将压下率定在0.1％～10％左右。
实施例
以下，根据附图说明实施例。
实施例1
采用100μm厚的铜板作为金属板。此外，采用18μm厚的铜箔作为金属箔。
①活性化处理
从金属板开卷筒62开卷的铜板22及从金属箔开卷筒64开卷的铜箔26分别卷绕在真空容器52内的水冷电极辊72、82上，在活性化处理装置70内，用溅射刻蚀法进行活性化处理。
②金属薄膜的形成
铜板22经活性化处理后，卷绕在水冷电极辊72上，然后原样送入溅射装置90，形成厚0.2μm的镍薄膜作为金属薄膜24。
此外，铜箔26经活性化处理后，卷绕在水冷电极辊82上，然后原样送入溅射装置95，形成厚0.2μm的镍薄膜作为金属薄膜23。
③压力接合
表面形成镍金属薄膜24的铜板22和表面形成镍金属薄膜23的铜箔26的接合面相互重合，按大约0.5％的低压下率冷压接合，制成由铜板、镍板、镍薄膜、铜箔4层组成的多层金属层压复合板。
实施例2
采用100μm厚的铜板作为金属板。此外，采用35μm厚的铜箔作为金属箔。
①活性化处理
从金属板开卷筒62开卷的铜板22及从金属箔开卷筒64开卷的铜箔26分别卷绕在真空容器52内的水冷电极辊72、82上，在活性化处理装置70内，用溅射刻蚀法进行活性化处理。
②金属薄膜的形成
铜板22经活性化处理后，卷绕在水冷电极辊72上，然后原样送入溅射装置90，形成厚0.5μm的铝薄膜作为金属薄膜24。
此外，铜箔26经活性化处理后，卷绕在水冷电极辊82上，然后原样通过溅射装置95，但切断电源，不形成金属薄膜。
③压力接合
表面形成铝薄膜(金属薄膜24)的铜板22和表面进行活性化处理的铜箔26的接合面相互重合，按大约0.5％的低压下率冷压接合，制成由铜板、铝薄膜、铜箔3层组成的多层金属层压复合板。
本发明的多层金属层压复合板由于不使用粘合剂，在真空容器中进行压力接合，可按均匀的厚度制造金属箔和金属板。
此外，由于在一个工序中内进行表面活性化处理、金属薄膜形成和压力接合，可易于制造多层金属层压复合板。此外，由于对同一电极辊进行表面活性化处理和金属薄膜形成，可使装置紧凑。

Claims (7)

1.一种多层金属层压复合板，其特征在于，通过0.1～0.5％的压下率的冷压接合进行层压复合，以使在金属板表面上形成的第1金属薄膜面与在金属箔表面形成的第2金属薄膜面接合。
2.如权利要求1所述的多层金属层压复合板，其特征在于，上述金属板为铜板，上述第1金属薄膜为镍，上述金属箔为铜箔，上述第2金属薄膜为镍。
3.一种多层金属层压复合板，其特征在于，通过0.1～0.5％的压下率的冷压接合进行层压复合，以使在金属板表面上形成的第1金属薄膜面与金属箔表面接合。
4.如权利要求3所述的多层金属层压复合板，其特征在于，上述金属板为铜板，上述第1金属薄膜为铝，上述金属箔为铜箔。
5.如权利要求3所述的多层金属层压复合板，其特征在于，上述金属板为不锈钢板，上述第1金属薄膜为银，上述金属箔为不锈钢。
6.一种多层金属层压复合板的制造方法，其特征在于：具有以下工序：
在金属板开卷筒上设置金属板的工序；
在金属箔开卷筒上设置金属箔的工序；
从金属板开卷筒开卷上述金属板，由活性化处理装置使金属板表面活性化，并由溅射装置在金属板表面形成第1金属薄膜的工序；
从金属箔开卷筒开卷上述金属箔，由活性化处理装置使金属箔表面活性化，并由溅射装置在金属板表面形成第2金属薄膜的工序；
使上述经过活性化的第1金属薄膜面与第2金属薄膜面以0.1～0.5％的压下率冷压接合的工序。
7.一种多层金属层压复合板的制造方法，其特征在于：具有以下工序：
在金属板开卷筒上设置金属板的工序；
在金属箔开卷筒上设置金属箔的工序；
从金属板开卷筒开卷上述金属板，由活性化处理装置使金属板表面活性化，并由溅射装置在金属板表面形成第1金属薄膜的工序；
从金属箔开卷筒开卷上述金属箔，由活性化处理装置使金属箔表面活性化的工序；
使上述经过活性化的第1金属薄膜面与金属箔表面以0.1～0.5％的压下率冷压接合的工序。
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