CN1388841A - 激光开孔用铜箔 - Google Patents

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Abstract

一种铜箔,是使用激光进行开孔加工的铜箔,在该铜箔的至少激光入射面上,施行含有铜的至少不少于一种的金属镀敷,在该面形成0.01～3μm的粒子层。提供在制造印刷电路基板时,通过改善铜箔的表面而使激光加工容易、适于小径层间连接孔的铜箔。

Description

激光开孔用铜箔
技术领域
本发明涉及能够效率良好地形成印刷电路基板的层间接线孔的激光开孔性优良的铜箔。
本发明的铜箔，不仅铜箔本身，而且将包铜叠层板或者在叠层板上直接形成铜的材料(包括电镀的材料)都包括在内。
背景技术
近年来，在以铜箔作为导电体使用的电子器件和配线基板的制造中，伴随配线的高密度化，和以往的机械式钻孔相比，更微细的加工成为可能的采用激光进行的开孔已经在使用。
但是，在照射广泛使用性高的二氧化碳激光，要在铜箔表面进行孔加工的情况下，在二氧化碳激光的波长10μm附近，铜的反射率接近100％，存在激光加工效率极差的问题。
为了弥补该加工率的低下，需要高输出功率的二氧化碳激光加工装置，在使用这样的高输出功率的二氧化碳激光器，以高能量进行激光加工的情况下，和铜箔同时开孔的树脂基板被过度加工，而受到损伤，产生不能开孔成为希望形状的问题。
另外，伴随着加工的飞散物变多，产生对装置和加工物的非加工部的污染等的问题。
因此，为了避免这样的问题，在铜箔部分预先采用化学腐蚀进行开孔，然后用激光将树脂部开孔。但是，在此场合，与将铜箔和树脂部一次进行开孔的场合相比，存在工序增加、成本变高的缺点。
另一方面，一般作为对在激光波长下的反射率高的金属进行激光加工的手段，是通过在表面设置吸收率高的物质，使该物质吸收激光，产生热而进行加工，另外，也已经知道，通过在表面赋予凹凸，同样地提高加工效率是可能的。
又，在铜箔的开孔加工时，为了提高吸收率，也提出了施行铜的氧化表面处理(黑化处理)的提案。
可是，上述的提案，操作和处理都变得复杂，得不到比较充分的激光加工效率，另外，设置上述表面层，由于处理层脆弱而剥离等，存在成为工序中的污染源等问题。
另外，也提出使铜箔本身变薄，即使低能量也能够进行开孔的提案。但是，正在被使用的是实际上所使用的铜箔的厚度为9～36μm的不同膜厚的铜箔，因此能够使铜箔变薄仅是一部分的材料。另外，为了在同样的低能量条件下进行开孔，必须使铜箔极端地变薄到3～5μm的程度，在此情况下，操作等成为问题。
这样，改进以往的铜箔的几个提案在利用激光开孔时是不充分的，现状是得不到适合激光加工的铜箔材料。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其目的在于：提供在制造印刷电路基板时，通过改善铜箔的表面，使得利用激光开孔变得极容易，适合形成小径层间连接孔的铜箔。
由以上目的，本发明提供：
1.激光开孔用铜箔，它是使用激光进行开孔加工的铜箔，其特征在于，在该铜箔的至少激光入射面上，施行含铜的至少不少于一种的金属电镀，在该面上形成0.01～3μm的粒子层，
2.上述1记载的激光开孔用铜箔，其特征在于，在利用上述金属电镀形成粒子层的面上，不使表面形状变化地再形成覆盖皮膜。
附图的简单说明
图1是实施例1的形成粒子层的粗化面的显微镜照片。图2是比较例1的电解铜箔表面的显微镜照片。图3是比较例2的形成粒子层的粗化面的显微镜照片。
实施发明的方式
本发明着眼于利用表面电镀处理形成的表面形态，进行研究的结果发现，在表面利用电镀形成0.01～3μm的粒子层的情况下，可得到良好的开孔特性。
由这种微细的0.01～3μm的粒子层形成的铜箔的粗化处理面，使激光发生漫反射，能够提高和光的吸收相同的效果，即使利用二氧化碳激光器产生的低能量，也能够确保充分的开孔性。
此时，作为含铜而使用的电镀金属，可以使用被确认其本身吸收激光、在激光开孔方面有效果的Ni、Co、Sn、Zn、In及其合金。但是，没有必要限于这些，也可以使用其他的金属。
如本发明那样，在铜箔的激光入射面上，施行含铜的金属电镀，形成0.01～3μm的粒子，得到更高的激光加工性就成为可能。
再者，使用不含铜的上述Ni、Co、Sn、Zn、In及其合金，形成0.01～3μm的粒子层，认为也提高激光开孔性。的确，通过由这样的电镀形成粒子层，激光开孔性提高。但是，这样的电镀处理层发生剥离或脱落，根据情况不同，通过摩擦等可看到简单地剥离的现象。
例如，在铜箔上实施Co单体的凹凸电镀的情况下，可证实有充分的开孔性，但其电镀处理层脆，通过摩擦而发生粒子的脱离。
想要改善这种脱落和剥离现象的问题，减低电镀的附着量，降低突起，此次开孔性变得不充分。因此，仅形成上述的金属层，即使能够提高激光开孔性等，实际上存在不能说是适当的处理层的问题。
由于这种情况，进一步对在铜箔上电镀的金属层进行了各种研究的结果可知，通过在形成上述粒子层的电镀组合物中含有铜，电镀的附着力增加，能够有效地防止处理层的剥离和脱落。
进而，为了防止上述剥离和脱落，在粗化处理面上实施不少于1种的金属的覆盖电镀也是更有效的。
该覆盖电镀，可以采用通常的电镀条件(正常电镀)，在不损害由上述粗化面处理形成的0.01～3μm的粒子层的情况下进行电镀。即，为了不降低采用激光进行的开孔性，0.01～3μm的粒子层在该范围实质存在是必要的。
对于形成该覆盖皮膜的电镀，可以是和形成上述粒子层的粗化电镀相同的电镀，也可以是不同的电镀。
理想情况是，和形成上述粒子层的粗化电镀一样，Ni、Co、Sn、Zn、In及其合金是优选的，更能够改善激光开孔性。像这样，通过在粗化处理后的面上，实施覆盖电镀，没有剥离和脱落，且能够确保充分的激光开孔性。
本发明中使用的铜箔，电解铜箔或者轧制铜箔都可以使用。另外，为了作为高密度配线使用，希望铜箔的厚度是不大于18μm。但是，本发明的提高激光开孔性的铜箔并不限于该厚度，在此以上的厚度当然也能够使用。
这些通过电镀等形成的粒子层(粗化处理)，可以向铜箔的激光照射面部分地或者在铜箔整个面实施。这些电镀处理等，当然要求不损害作为适用于电路基板的铜箔的特性，本发明的处理充分地满足这些条件。
上述的电镀处理后，可以实施含有铬和/或锌的防锈处理。该防锈处理的手段或者处理液没有特别的限制。该防锈处理可以在上述电镀处理的面上，即可以向铜箔的激光照射面部分地或者在铜箔整个面实施。
和上述相同，当然要求不损害作为适用于电路基板的铜箔的特性，本发明的防锈处理充分地满足这些条件。再者，该防锈处理几乎不影响到激光开孔性。
作为本发明的电镀金属，例如为了形成Cu、Ni、Co、Sn、Zn、In及其合金的电镀层，可以使用如下的电镀处理。以下是其代表例。通过在该范围内进行适宜条件设定，就能够粗化处理和覆盖电镀。
再者，该电镀处理仅表示合适的一例，本发明不受这些例子的限制。
(电镀铜处理)
Cu浓度：1～30g/L
电解液温度：20～60℃、pH：1.0～4.0
电流密度：5～60A/dm2、电镀时间：0.5～4秒
(电镀镍处理)
Ni浓度：1～30g/L
电解液温度：25～60℃、pH：1.0～4.0
电流密度：0.5～5A/dm2、电镀时间：0.5～4秒
(电镀钴处理)
Co浓度：1～30g/L
电解液温度：25～60℃、pH：1.0～4.0
电流密度：0.5～5A/dm2、电镀时间：0.5～4秒
(电镀锡处理)
Sn浓度：5～100g/L、硫酸：40～150g/L
电解液温度：25～40℃、pH：1.0～4.0
电流密度：1.0～5A/dm2、电镀时间：0.5～4秒
(电镀铟处理)
In浓度：10～50g/L、硫酸：10～50g/L
电解液温度：20～40℃、pH：1.0～4.0
电流密度：1.0～20A/dm2、电镀时间：0.5～4秒
(电镀锌-钴处理)
Zn浓度：1～20g/L、Co浓度：1～30g/L
电解液温度：25～50℃、pH：1.5～4.0
电流密度：0.5～5A/dm2、电镀时间：1～3秒
(电镀铜-镍处理)
Cu浓度：5～20g/L、Ni浓度：5～20g/L
电解液温度：25～50℃、pH：1.0～4.0
电流密度：10～45A/dm2、电镀时间：1～3秒
(电镀铜-钴处理)
Cu浓度：5～20g/L、Co浓度：5～20g/L
电解液温度：25～50℃、pH：1.0～4.0
电流密度：10～45A/dm2、电镀时间：1～3秒
(电镀锌-镍处理)
Zn浓度：1～10g/L、Ni浓度：10～30g/L
电解液温度：40～50℃、pH：3.0～4.0
电流密度：0.5～5A/dm2、电镀时间：1～3秒
(电镀钴-镍处理)
Co浓度：5～20g/L、Ni浓度：5～20g/L
电解液温度：20～50℃、pH：1.0～4.0
电流密度：0.5～10A/dm2、电镀时间：1～180秒
(电镀铜-钴-镍处理)
Co浓度：1～15g/L、镍浓度：1～15g/L
Cu浓度：5～25g/L
电解液温度：20～50℃、pH：1.0～4.0
电流密度：1.0～30A/dm2、电镀时间：1～180秒
实施例
下面，根据实施例加以说明。本实施例表示合适的一例，本发明并不被这些实施例限定。因此，本发明的技术思想所含的变形、其他的实施例或者方式都包括在本发明中。
实施例1
在上述条件下，在厚12μm的电解铜箔的光泽面(S面)上电镀铜-钴-镍合金，形成约0.1～0.8μm的粒子层。图1是已形成该粒子层的粗化面的显微镜照片。
实施例2
在上述条件下，在厚12μm的电解铜箔的光泽面(S面)上电镀铜-钴-镍合金，形成约0.1～0.8μm的粒子层，在上述电镀条件下，再在其上进行钴-镍合金的覆盖电镀(形成被覆层)。
比较例1
原封不动地使用厚12μm的电解铜箔。图2是电解铜箔表面的显微镜照片。
比较例2
在上述条件下，在厚12μm的电解铜箔的光泽面(S面)上电镀钴，形成约0.3～1μm的粒子层。图3是已形成该粒子层的粗化面的显微镜照片。
关于以上的实施例1、2和比较例1、2的试料，使用层压材料(FR-4)，制成单面基板，在各100个部位，以下面的条件，照射二氧化碳激光器光，比较其开孔率。其结果示于表1中。
激光照射条件
使用装置：二氧化碳激光加工装置
光点大小：144μm
脉冲持续时间：32μsec
频率：400Hz、发射数：1次发射
激光照射能量：(条件1：25mJ/脉冲、条件2：32mJ/脉冲)
                表1
激光开孔率(条件1) 激光开孔率(条件2) 由摩擦所致的粉脱落
实施例1     100％     100％     ○
实施例2     100％     100％     ◎
比较例1     0％     9％     ◎
比较例2     100％     100％     ×
×粉脱落    ○极微量粉脱落    ◎完全没有粉脱落在实施例1中，条件1和条件2都表示100％的开孔率，显示出极优良的开孔率。在此情况下，可看到由摩擦引起的微量的粉脱落(电镀层的剥离、脱落)，但不是特别成为问题的水平。
这可以确认，在形成本发明的粒子层的电镀中，含有铜是在电镀层上防止剥离、脱落的有效手段。
在实施例2中，和上述实施例1相同，条件1和条件2都表示100％的开孔率，显示出极优良的开孔率。在此情况下，也没有由摩擦引起的粉脱落(电镀层的剥离、脱落)。
这可以确认，在形成本发明的粒子层后，再进行钴-镍的覆盖电镀的例子，而该覆盖电镀是对电镀层防止剥离、脱落的有效手段。
在比较例1中，是使用铜箔本身的例子，没有看到由摩擦引起的粉脱落，但在条件1中，激光开孔率是0，即事实上不能开孔。另外，在条件2中，开孔率仅是9％，成为极差的结果。
在比较例2中，条件1和条件2都显示出100％的开孔率，显示出极优良的开孔率。
但是，看到由摩擦引起的粉脱落(电镀层的剥离、脱落)，不耐实际使用。
从以上可知，铜箔本身利用二氧化碳激光的开孔事实上是不可能的。本发明通过形成0.01～3μm的粒子层，如上述实施例所示，提高了利用二氧化碳激光的开孔。
另外，在形成这些粒子时，由于在电镀组成中含有铜，能够有效地防止粉脱落现象。另外，通过进行覆盖电镀，更能够可靠地防止粉脱落现象，根据需要，可以采用这样的手段。
发明的效果
在制造印刷电路基板时，利用由二氧化碳激光器等产生的低能量激光，可以形成铜箔的直接开孔和简便的层间接线孔，并且，具有能够防止由摩擦等引起的电镀层的剥离和脱落的显著效果。

Claims (2)

1.一种激光开孔用铜箔，是使用激光进行开孔加工的铜箔，其特征在于：在该铜箔的至少激光入射面上，施行含有铜的至少不少于一种的金属镀敷，在该面形成0.01～3μm的粒子层。
2.根据权利要求1所述的激光开孔用铜箔，其特征在于：在通过上述金属镀敷而形成粒子层的面上，不改变表面形状地再形成覆盖皮膜。
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