CN1415474A - 具有载体的转印背胶式铜箔制造方法 - Google Patents

Abstract

一种具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，包括下述步骤：(1)提供一载体，其具有一第一表面；(2)于所述载体的第一表面形成一金属介质层；(3)于所述金属介质层表面化学电镀铜，以形成一附着于所述载体的铜箔层；(4)于所述铜箔层上形成一外基板材料层；及(5)对所述外基板材料层进行干燥处理，使其硬化至未聚合状的半固态；借此其产出成品可直接经压合而形成具有超薄铜箔的铜箔基板。因此采用上述方案，本发明可生产较薄的铜箔，而可适用各种规格需求并便于其后蚀刻及穿孔作业，并可供应无铜箔电镀设备的厂商直接制成铜箔基板，而所述铜箔的载具则可减少污染并吸收钻孔作业产生的热量。

Description

具有载体的转印背胶式铜箔制造方法

技术领域

本发明涉及一种铜箔制造方法，特别是涉及一种可产出超薄铜箔的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，且其产出物可经压合而直接制成铜箔基板。

背景技术

自1937年美国最大产铜公司Anaconda研发出以电解法连续制造铜箔的技术后，使铜箔可以低廉的成本大量供应铜基层板使用，相对促成1950年代后印刷电路板的普及。而随近年来计算机通讯设备的高速化、轻量化及小型化的趋势，其内部电路板也须相对配合采用线路微细化及铜箔薄形化设计。

如图1所示的一种现有印刷电路板用铜箔制造装置，是于容置有铜电解液71的电解槽72中间隔设有一SUS316不锈钢制成的滚筒式旋转阴极73及数个固定的电解用阳极74，并于所述旋转阴极73及电解用阳极74间通电，使铜电镀沉积于所述旋转阴极73表面而形成一层电解铜箔75。

上述现有装置产出的铜箔75厚度虽可借调整电流大小及滚筒式旋转阴极73转速而改变，但于实际操作上，所述铜箔75需具有一定厚度，使铜箔抗拉强度大于铜箔相对所述滚筒式旋转阴极73的附着力，方能自滚筒式旋转阴极73表面分离取出，所以其实际上无法供应如6μm(微米)以下的超薄铜箔。而且，所述装置产出的铜箔75因呈极脆弱敏感的薄片状，不但其储存、运送及后续制程的取置操作皆甚为不易，铜箔75本身更易于所述过程中形成皱折、针眼及破孔等瑕疵，影响后续产品的优良率。

而较厚铜箔的首要缺点，当其与基板压合形成铜箔基板后，于后续蚀刻程序中，因其铜箔81高度问题，易造成如图2所示原互为隔离的铜箔81间较上层进一步侧弯接触，而产生不当短路的侧蚀现象，所以不易形成细线路(如3mil的线宽线距)，而无法符合现今电子通讯设备内部电路板的线路微细化趋势需求。而且，较厚铜箔于激光穿孔时需耗费较高能量及较长时间，相对耗费成本减少产率，且因其需较高激光能量，易造成如图4所示铜箔层81底部的基板82树脂融化及气化而形成扩孔现象，而与图3的正常打孔成品相较明显影响电路板电性性能。还由于较厚铜箔需较高激光穿孔能量，于实际穿孔过程中常需暂时中断，待温度适当冷却后始继续进行，以避免能量过度集中造成铜箔底部树脂高温气化形成扩孔，然而却相对增加作业时程而降低产量。

基于此，获得较薄铜箔以利于细线路的制造是为大势所趋，而鉴于上述厚铜箔于实际作业中种种无法克服的缺点，其后便有将1/2oz(盎司)铜箔压合为铜箔基板，而后采用如强酸药液将铜箔咬蚀以降低厚度的另一现有方法相应而生，然而所述制程不但增加药液成本及衍生强酸药液及重金属后续处理的环保问题，其实际对铜箔咬蚀厚度也不均匀。

进一步就图5、6所示的一现有铜箔基板制造方法而论，该方法是先提供两可相向压合的上盖板91(top board)及下底板92(carrier board)，且上盖板91下表面及下底板92上表面各衬垫一具有保护缓冲作用的牛皮纸93，两牛皮纸93间则自上而下依序设置一镜面钢板94、上铜箔层95、一基板材料(或称Prepreg)层96、下铜箔层97及另一镜面钢板98；而后通过上盖板91及下底板92相对将上述其间各层逐渐加压，并经加温、抽真空及降温等程序后，使上铜箔层95及下铜箔层97充分结合于基板材料层96上下表面，而形成图6中的一铜箔基板99。

但是上述制程中，诚如前述所述上、下铜箔层95、97因呈极脆弱的薄片状，于压合过程中极易产生皱折甚或破损；而尤如图6所示，融熔的基板材料层96树脂极可能透过铜箔层95、97的破孔渗漏至镜面钢板94、98而对其造成污染，所以每一压合程序后皆须清洗并以砂布研磨镜面钢板94、98，以去除其上的树脂黏渣941并维持其一定平整度，所以除增加耗材及耗费清洗工时外，一般清洁钢板的刷磨机也只能清除附着于镜面钢板表面的黏渣，对已深入钢板表层者就无法处理，无形中缩短昂贵的镜面钢板使用寿命。

此外，由于基板材料层96一般均含玻璃纤维及树脂成分，易产生微细屑渣直接黏附于铜箔层95、97，或以如图5中悬浮微粒951状态沉降至铜箔层95表面，使其于压合过程中于铜箔层95、97表面形成微小凹孔(pit)，致使其后形成电路板线路时，易造成不当短路或断路而严重影响产品的优良率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可产出超薄铜箔的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其产出物可经直接压合而制成铜箔基板，以供应无铜箔电镀设备的厂商使用，并且其载体可减少污染而吸收钻孔作业的热能。

为实现上述目的，本发明的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，包括下述步骤：提供一载体，其具有一第一表面；于所述载体的第一表面形成一金属介质层；于所述金属介质层表面化学电镀铜，以形成一附着于所述载体的铜箔层；于所述铜箔层上形成一外基板材料层；及将所述外基板材料层经干燥处理，使其硬化至未聚合状的半固态。

采用上述方案，本发明可生产较薄的铜箔，而可适用各种规格需求并便于其后蚀刻及穿孔作业，并可供应无铜箔电镀设备的厂商直接制成铜箔基板，而所述铜箔的载具则可减少污染并吸收钻孔作业产生的热量。

为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是一种现有印刷电路板用铜箔的制造装置操作状态侧视示意图；

图2是一现有铜箔基板的铜箔正常状态局部剖视示意图；

图3是一现有铜箔基板经正常激光穿孔后的局部剖视示意图；

图4是一现有铜箔基板经不当激光穿孔而形成扩孔现象后的局部剖视示意图；

图5是一种现有铜箔基板制造方法的第一操作状态侧视示意图；

图6是图5的现有铜箔基板制造方法的第二操作状态侧视示意图；

图7是本发明一较佳实施例的流程图；

图8是本发明一较佳实施例至步骤14获得的产物侧视示意图；

图9是本发明一较佳实施例至步骤16的产物侧视示意图；

图10是本发明一较佳实施例经步骤18获得的成品侧视示意图；

图11是将图10中本发明的成品相对叠置压合的侧视示意图；

图12是将图11中两成品拆解后的部分侧视示意图；

图13是自经图12拆解步骤所获得的铜箔基板侧视示意图。

具体实施方式

如图7、8所示，本发明的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法的一较佳实施例包括如下步骤：

首先，步骤10提供一呈矩形板状的第一载体31，所述第一载体31如图8所示，可为金属(如铝、铜、铁等)或非金属材料(如电木板、特氟龙、离型纸、超高密度的聚乙烯、预硬化含树脂的玻璃纤维布等)制成，而具有一平坦的第一表面311；

如步骤11所示，再对所述第一载体31的第一表面311进行清洁处理，以去除其上微观的不洁或附着物，所述表面清洁处理可以任何现有方式进行，如以清洁剂、接口活性剂直接清洁的化学方法，或借紫外线臭氧灯照射及等离子体(plasma)的物理清洁方法等；

再如步骤12所示，再对所述第一表面311进行粗化处理，以增加与其后金属层的结合强度，所述表面清洁处理也可以任何现有方式进行，如以稀硫酸、氢氧化钠等化学药剂，或通过紫外线臭氧灯照射及等离子体的物理粗化方法等；

而后如步骤13所示，于第一表面311以任何现有的物理气相沉积方式，如真空电镀(或称真空镀膜，vacuum plating)、真空溅镀(vacuum sputtering)或离子枪(iron gun)等技术，形成一可为铜、铬、锌、镍、钛或上述金属二种以上的合金构成的第一薄膜金属介质层32；然可于所述第一表面311形成薄膜金属介质层3的其它方式也可适用；

而后如步骤14，于第一表面311形成的第一金属介质层32上，以现有的化学电镀技术形成一预定厚度的第一铜箔层33，而且由于是采电镀方式，所以所述生成的第一铜箔层33厚度可控制于如6微米以下的极微小范围内。其中，当上述步骤13是采用物理气相沉积方式直接以铜金属形成于第一表面311时，若所述形成的铜金属厚度符合最终成品需求，本步骤14便可省略，而直接以步骤13形成的铜金属层作为最终成品的铜箔层；若步骤13形成的铜金属厚度尚不足成品规格厚度时，则可通过本步骤14进一步增加铜金属层厚度，使其符合最终成品的铜箔层规格；

而当步骤13是以非铜金属形成于第一表面311时，则本步骤14便不能省略，以形成符合规格厚度的第一铜箔层33；

再如步骤15所示，将所述第一铜箔层33涂布一特定厚度而呈流体状态且绝缘的内基板材料(或称Prepreg)层34，如图9所示，本实施例中所述基板材料是以树脂为例，但是也可为玻璃纤维及树脂等的混合物，或其它可作为基板材料的任何适当材质制成；

如步骤16所示，再对所述呈流体状态的内基板材料层34进行硬化烘烤处理，直到其呈完全聚合的干燥固态，本实施例中所述烘烤温度约在180℃，但实际温度须视所述基板材料的种类、成分而定，且其他可使内基板材料层34呈完全聚合干燥固态的干燥处理方法皆可适用；

后如步骤17所示，于所述完全聚合的干燥固态内基板材料层34上，再次涂布呈流体状态的外基板材料(如树脂或其它适当材质)层35，如图10所示；

最后如步骤18所示，将所述呈流体状态的外基板材料层35经烘烤处理，直到其呈尚未聚合的半固态，以便其后的储存运输，本实施例中所述烘烤温度约在150℃，但实际温度同样须视所述基板材料的种类、成分而定，且其它可使所述外基板材料层35未聚合半固态的干燥处理方法皆可适用。

尤其须注意的是，上述步骤15、16也可省略，而直接将外基板材料层35涂布形成于所述第一铜箔层33，或相反地增加基板材料层的涂布层数，同样都属本发明可能的变化范围。

经上述各步骤后，便可完成如图10所示本发明所产出的具有载体的转印背胶式铜箔成品36。而其进一步结合以构成一铜箔基板的方式，可如图7所示，首先另以一与第一载体31实质相同的第二载体41，经分别与前述步骤10至18相同的步骤20至28，于所述第二载体41的一第二表面411依序形成一第二金属介质层42、一第二铜箔层43、一如树脂的内基板材料层44及一如同树脂的外基板材料层45，其步骤细节不再赘述。

而后如步骤51及52所示，将经上述制程获得的两具有载体的转印背胶式铜箔成品36、46，以其外基板材料层35及另一外基板材料层45相对的方向均匀靠接叠置后逐渐加压，如图11配置状态；

如步骤53所示，于上述加压过程中并同时将所述具有载体的转印背胶式铜箔成品36、46置于一加热环境，本实施例中是自0至150℃缓慢加热后并经抽真空，使所述基板材料层35、45均匀散布；而后自150℃加热至180℃后持续一特定时间，使所述基板材料层35、45如背胶般充分聚合为一体后再行降温；

最后，如步骤54、55所示，由于所述基板材料层35、45已经压合而充分聚合为一体，此时如图12、13所示，将所述具有载体的转印背胶式铜箔成品36、46反向拆离时，第一及第二铜箔层33、43也就分别脱离第一及第二金属介质层32、42，而以具有类似转印效果那样结合于所述基板材料层34、35、44、45共同形成的一基板相反两面，而形成如图12所示的一上、下表面各具有所述第二及第一铜箔层43、33的铜箔基板6。

借由上述本发明的实施步骤，较现有技术本发明的方法具有下述显著优点：

一、借由本发明所生产的铜箔，其厚度取决于物理气相沉积(如真空电镀、真空溅镀或离子枪等)厚度，而可控制到达1微米的超薄铜箔规格，不但可适用各种铜基层板构装密度及线宽间距缩小的需求，也无前述厚铜箔的许多制程上的缺点，便于其后蚀刻及激光穿孔等加工作业。

二、所述铜箔连同其载具可一并供应印刷电路板制造或组装厂商，使所述厂商无须自行设置上述本发明制程所需较昂贵的如真空电(溅)镀及化学电镀等设备，而可直接将两片附载具的铜箔成品如上述方式相向压合，可迅速制成具超薄铜箔的铜箔基板，所以对所述厂商而言，尤其可省去可观的设备相关成本。

三、所述铜箔的载体除具有供铜箔附着的承载固定作用外，并可于其后机械钻孔作业中，减少因树脂溶解造成对钻头的污染，并当所述载体为金属(如铝)材质时，更具有吸收钻头高速钻孔产生热能的作用。

四、于上述制程中，铜箔层原是借电镀等方式附着于载体表面，而后则经相对压合而形成铜箔基板，所以自始至终所述铜箔层都未如现有方式制得的铜箔呈极为脆弱敏感的薄片状，换句话说，本发明所获得附着于载体的铜箔层可完全免除现有片状铜箔运送及取置不便的困扰，更没有于所述过程中形成皱折、破孔等瑕疵而影响后续产品良率的问题，而且因其运输取置方便，可以机工具进行使生产更为自动化。

Claims (19)

1.一种具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)提供一载体，其具有一第一表面；

(2)于所述载体的第一表面形成一金属介质层；

(3)于所述金属介质层表面化学电镀铜，以形成一附着于所述载体的铜箔层；

(4)于所述铜箔层上形成一外基板材料层；

(5)对所述外基板材料层进行干燥处理，使其硬化至未聚合状的半固态。

2.如权利要求1所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)是借物理气相沉积方式形成所述金属介质层。

3.如权利要求2所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)采用的物理气相沉积方式为真空电镀法。

4.如权利要求2所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)采用的物理气相沉积方式为真空溅镀法。

5.如权利要求2所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)采用的物理气相沉积方式为离子枪法。

6.如权利要求1所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述方法还包括介于所述步骤(1)及(2)间的对所述第一表面进行清洁处理的步骤(1-1)。

7.如权利要求6所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述方法还包括于所述步骤(1-1)后对所述第一表面进行粗化处理的步骤(1-2)。

8.如权利要求1或2所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述方法还包括于所述步骤(3)后，于所述铜箔层表面形成一内基板材料层，并对所述内基板材料层进行干燥处理，使其硬化至聚合的固态的步骤(3-1)，而所述外基板材料层则接续形成于所述内基板材料层表面。

9.如权利要求1所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(5)的干燥处理为加热烘干。

10.如权利要求8所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(3-1)的干燥处理为加热烘干。

11.一种具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)提供一载体，所述载体具有一第一表面；

(2)采用物理气相沉积方式于所述载体的第一表面形成一铜箔层；

(3)于所述铜箔层上形成一外基板材料层；

(4)对所述外基板材料层经干燥处理，使其硬化至未聚合状的半固态。

12.如权利要求11所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)采用的物理气相沉积方式为真空电镀法。

13.如权利要求11所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)采用的物理气相沉积方式为真空溅镀法。

14.如权利要求11所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2)采用的物理气相沉积方式为离子枪法。

15.如权利要求11所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述方法还包括介于所述步骤(1)及(2)间的对所述第一表面进行清洁处理的步骤(1-1)。

16.如权利要求15所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述方法还包括于所述步骤(1-1)后对所述第一表面进行粗化处理的步骤(1-2)。

17.如权利要求11所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述方法还包括于所述步骤(2)后于所述铜箔层表面形成一内基板材料层，并对所述内基板材料层经干燥处理，使其硬化至聚合的固态的步骤(2-1)，而所述外基板材料层则接续形成于所述内基板材料层表面。

18.如权利要求11所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(4)的干燥处理为加热烘干。

19.如权利要求17所述的具有载体的转印背胶式铜箔制造方法，其特征在于：

所述步骤(2-1)的干燥处理为加热烘干。

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