DE60027271T2

DE60027271T2 - Elektrolytische kupferfolie mit trägerfolie und kupferkaschiertes laminat wobei die elektrolytische kupferfolie mit trägerfolie verwendet wird

Info

Publication number: DE60027271T2
Application number: DE2000627271
Authority: DE
Inventors: Mitsui Mining & Smelting Co. Sakiko Ageo-shi TAENAKA; Mitsui Mining & Smelting Co. Makoto Ageo-shi DOBASHI; Mitsui Mining & Smelting Co. Akiko Ageo-shi SUGIMOTO; Mitsui Mining & Smelting Co. Naotomi Kamakurabashi Ageo-shi TAKAHASHI
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: ATE323185T1; WO2001034879A1; JP2001140091A; TW491002B; HK1043612A1; EP1152069A1; MY122581A; KR20010089706A; DE60027271D1; CN1293234C; CN1335897A; US6649274B1; EP1152069A4; EP1152069B1; JP3670179B2; KR100461660B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger, welche überwiegend zur Herstellung von Leiterplatten verwendet wird.
Hintergrund des Standes der Technik
Herkömmlich wurden elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien mit Träger als Material zur Herstellung von Leiterplatten verwendet, welche in der Elektro- und Elektronikindustrie breite Anwendung finden. Im Allgemeinen wird eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger durch Heißpressen auf einem elektrisch isolierenden Polymermaterialsubstrat, wie beispielsweise einem Glas-Epoxid-Substrat, einem phenolischen Polymersubstrat, oder Polyimid gebunden, wodurch ein kupferkaschiertes Laminat gebildet wird, wobei das auf diese Weise erzeugte Laminat zur Herstellung von High Density Mounting-Leiterplatten verwendet wird.
Beim Heißpressen werden eine Kupferfolie, ein Prepreg (Substrat), welches in einen B-Zustand ausgehärtet ist, sowie Spiegelplatten, welche als Abstandshalter dienen, mehrschichtig aufeinander gelegt, wobei die Kupferfolie und das Prepreg bei hoher Temperatur und hohem Druck (nachfolgend kann der Schritt als Formpressen bezeichnet werden) durch Heißpressen miteinander verbunden werden. Bilden sich in der zu pressenden Kupferfolie wiederum Falten, so bilden sich in den die Falten aufweisenden Bereichen Risse, wodurch möglicherweise ein Ausbluten von Harz aus einem Prepreg, oder während eines Ätzschrittes, welcher in den Herstellungsschritten von Leiterplatten verfolgt wird, eine Leiterbahnunterbrechung in einem gebildeten Stromkreis verursacht wird. In einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger verhindert die Trägerfolie die Bildung von Falten in der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie.
Elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien mit Träger werden allgemein in zwei Typen unterteilt, d. h. Folien mit ablösbaren Trägern und Folien mit ätzbaren Trägern. Der Unterschied zwischen beiden Folientypen liegt kurz gesagt im Verfahren zur Entfernung des Trägers nach Beendigung des Formpressens. In einer Folie mit ablösbarem Träger wird der Träger durch Ablösen entfernt, während der Träger in einer Folie mit ätzbarem Träger durch Ätzen entfernt wird. Die vorliegende Erfindung ist auf eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit ablösbarem Träger gerichtet.
Die Haftfestigkeit eines herkömmlichen ablösbaren Trägers variiert nach Beendigung des Formpressens jedoch beträchtlich, wobei im Allgemeinen eine bevorzugte Festigkeit von 50 bis 300 gf/cm erforderlich ist. In einigen Fällen kann die Trägerfolie nicht von der Kupferfolie entfernt werden. Folglich weisen herkömmliche ablösbare Träger einen Nachteil auf, d. h. eine gezielte Haftfestigkeit ist schwer erreichbar. Der Nachteil verhindert die umfassende Anwendung der verwendeten elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger für den allgemeinen Gebrauch.
Als nächstes werden Ursachen für die Schwankungen der Haftfestigkeit einer Trägerfolie beschrieben. Eine herkömmliche elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger weist, unabhängig davon, ob der Träger ablösbar oder ätzbar ist, zwischen der Trägerfolie und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie eine metallische, z. B. Zink enthaltende, Haftmittelzwischenschicht auf. Bei geringfügiger Abhängigkeit vom Trägerfolientyp bestimmt die Menge der die Haftmittelzwischenschicht ausbildenden Metallbestandteile, ob die gebildete Kupferfolie mit Träger eine ablösbare Trägerfolie oder eine ätzbare Trägerfolie aufweist.
In vielen Fällen wird eine solche metallische Haftmittelzwischenschicht elektrochemisch ausgebildet, d. h. durch elektrochemische Abscheidung unter Verwendung einer Lösung, welche ein vorgegebenes metallisches Element enthält. Bei der elektrochemischen Abscheidung bereitet ein exaktes Einstellen der Abscheidungsmenge Schwierigkeiten, wobei die Reproduktion der Abscheidung, verglichen mit anderen Verfahren zur Bildung der Haftmittelzwischenschicht, nicht zufrieden stellend ist. Zusätzlich bereitet das Anpassen der Grenzlinie der erforderlichen Abscheidungsmenge, welche darüber bestimmt, ob der gebildete Träger ablösbar oder ätzbar sein wird, Schwierigkeiten, d. h. geringe Mengenschwankungen einer in der Haftmittelzwischenschicht enthaltenen metallischen Komponente bestimmen die Art des Trägers. Folglich kann die Schwierigkeit bestehen, ein stabiles Ablöseverhalten zu erzielen.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt wird eine solche Trägerfolie nach Beendigung des Formpressens, typischerweise bei einer Temperatur von 180°C unter hohem Druck für 1 bis 3 Stunden, durch Ablösen entfernt. Bestandteile, welche in der Trägerfolie enthalten sind, und Kupferatome, welche in der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie enthalten sind, können beidseitig durch die Haftmittelzwischenschicht hindurchdiffundiert sein. Eine solche beidseitige Diffusion verstärkt die Haftung, wodurch keine moderate Haftfestigkeit erzielt wird.
Um die oben genannten Nachteile zu beheben, haben die vorliegenden Erfinder eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger, in welcher die Haftmittelzwischenschicht zwischen der Trägerfolienschicht und der elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie ein organisches Mittel wie beispielsweise CBTA umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger vorgeschlagen.
Die oben genannte, von den vorliegenden Erfindern vorgeschlagene elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger behebt den Nachteil, dass die Trägerfolie nicht abgelöst werden kann, d. h. die vorgeschlagene Folie kann bei einer Festigkeit von 3–200 gf/cm abgelöst werden. Es bestand jedoch weiterhin ein steigender Bedarf an einer Kupferfolie, welche mit moderater und konstanter Haftfestigkeit abgelöst werden kann, nachdem ein kupferkaschiertes Laminat unter Verwendung einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger hergestellt wurde.
Inzwischen stellt der Zustand, in welchem eine Oberfläche der Kupferfolie derart positioniert ist, als wäre sie laminatartig an eine Oberfläche einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht gebunden, per se einen Vorteil einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger dar. In anderen Worten gesagt kann die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger eine Verschmutzung der Oberfläche der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie durch Fremdstoffe sowie eine Beschädigung der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht verhindern, indem zumindest unmittelbar vor einem Ätzschritt zur Ausbildung von Leiterplatten der Bindungszustand aufrechterhalten wird, wobei dieser Schritt nach Herstellung eines durch Heißpressen der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger und eines Prepregs (Substrat) erzeugten kupferkaschierten Laminats durchgeführt wird.
Folglich ist die Trennung einer Trägerfolie und einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie während der Verarbeitung der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger vor dem Heißformpressen inakzeptabel. Obwohl die Trägerfolie nach Beendigung des Heißpressens mit moderater Haftfestigkeit abgelöst werden muss, muss auch die laminatartige Bindung der Trägerfolie an eine Oberfläche einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie eines kupferkaschierten Laminats zumindest unmittelbar vor einem Ätzschritt aufrechterhalten werden, um auf diese Weise eine Kontamination und Verschmutzung der Oberfläche des kupferkaschierten Laminats mit Fremdstoffen zu verhindern.
Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht des oben Geschilderten haben die vorliegenden Erfinder umfangreiche Untersuchungen vorgenommen und sind zu dem Schluss gekommen, dass die Haftfestigkeit zwischen einer Trägerfolie und einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie von 3 gf/cm bis 100 gf/cm eingestellt werden sollte, um zumindest unmittelbar vor einem Ätzschritt eine laminatartige Bindung des Trägers an eine Oberfläche der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit geringerer Haftfestigkeit aufrechtzuerhalten.
Folglich kann der oben erwähnte Bedarf durch Auswählen einer Kombination von Materialien einer Trägerfolie und einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie gedeckt werden, wobei es sich bei den Materialen überwiegend um Materialien zur Bildung einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger handelt. Dieser Ansatz unterscheidet sich vom Ansatz der Modifizierung eines in einer Haftmittelzwischenschicht verwendeten organischen Mittels sowie vom Ansatz der Verbesserung Zwischenschicht-ausbildender Techniken, wie beispielsweise einem Verfahren zur Ausbildung der Haftmittelzwischenschicht. Da eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger während der Herstellung eines kupferkaschierten Laminats einem Heißpressen unterzogen wird, unterliegt die Kupferfolie mit Träger in gewissem Umfang einer Wärmebelastung. Die vorliegenden Erfinder haben entdeckt, dass neben den Eigenschaften der Materialien der thermische Ausdehnungskoeffizient einen bedeutenden Faktor darstellt. Die vorliegende Erfindung basiert auf dieser Entdeckung.
Dementsprechend stellt Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger bereit, umfassend eine Trägerfolienschicht, eine organische Haftmittelzwischenschicht, welche auf der Trägerfolienschicht ausgebildet ist, und eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolieschicht, welche auf der organischen Haftmittelzwischenschicht ausgebildet ist, wobei der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des die Trägerfolienschicht ausbildenden Materials bei einer bestimmten Temperatur und jenem des die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie ausbildenden Materials bei der gleichen Temperatur 4 × 10^–7/Grad C oder mehr beträgt.
Nach sorgfältigen Untersuchungen haben die vorliegenden Erfinder entdeckt, dass eine Trägerfolie der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit ablösbarem Träger, welche zur Herstellung von kupferkaschierten Laminaten verwendet wird, ziemlich leicht abgelöst werden kann, wenn der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des die Trägerfolienschicht ausbildenden Materials bei einer bestimmten Temperatur und jenem des die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie ausbildenden Materials bei der gleichen Temperatur 4 × 10^–7/Grad C oder mehr beträgt. Folglich basiert die Erfindung des Anspruchs 1 auf dieser Entdeckung. Werden die Trägerfolienschicht und die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht einer Wärmehysterese unterzogen, und weisen die beiden Schichten ein identisches thermisches Ausdehnungsverhalten auf, so werden die Bindungsbedingungen zwischen den beiden Schichten über die organische Haftmittelzwischenschicht hinweg innerhalb einer Elastizitätsgrenze aufrechterhalten. Unter solchen Bedingungen wird ein Ablösen an der organischen Haftmittelzwischenschicht nicht begünstigt. Beträgt der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des die Trägerfolienschicht ausbildenden Materials bei einer bestimmten Temperatur und jenem des die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie ausbildenden Materials bei der gleichen Temperatur jedoch 4 × 10^–7/Grad C oder mehr, so wird durch Wärmehysterese, welche typischerweise während eines Verfahrens zur Herstellung kupferkaschierter Laminate auftritt, eine Wärmebelastung erzeugt, wodurch eine Scherung der beiden Schichten an der organischen Haftmittelzwischenschicht verursacht wird. Folglich können die beiden Schichten wesentlich einfacher voneinander abgelöst werden. Wird der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des die Trägerschicht ausbildenden Materials bei einer bestimmten Temperatur und jenem des die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht ausbildenden Materials bei der gleichen Temperatur auf 4 × 10^–7/Grad C oder mehr eingestellt, so kann die Haftfestigkeit auf 3–100 gf/cm eingestellt werden, welche in vorliegender Erfindung eine angestrebte Haftfestigkeit darstellt. Der Unterschied, d. h. 4 × 10^–7/Grad C oder mehr, kann sowohl im Falle einer Ausdehnung als auch im Falle einer Schrumpfung der Trägerfolie in Bezug auf die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie Anwendung finden.
In vorliegender Erfindung bezeichnet der Bereich „4 × 10^–7/Grad C oder mehr" keinen Bereich, für welchen die Obergrenze nicht mit Sicherheit bestimmt ist. Dies liegt darin begründet, dass für ein vorgegebenes, die Trägerfolie ausbildendes Material und eine vorgegebene Temperatur, bei welcher die Behandlung der Folie erfolgt, eine spezifische Obergrenze des Unterschiedes zwischen einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des die Trägerfolienschicht ausbildenden Materials und jenem des die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie ausbildenden Materials eindeutig bestimmt wird.
In der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger gemäß Anspruch 1 der Erfindung wird eine organische Haftmittelzwischenschicht auf einer Trägerfolienschicht ausgebildet, und eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht wird auf der organischen Haftmittelschicht ausgebildet. Dementsprechend haftet das organische Mittel sowohl an der Trägerfolienschicht als auch an der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht, wobei die die organische Schicht enthaltende Schicht darüber hinaus als Haftmittelzwischenschicht dient. Wird ein geeignetes organisches Mittel in dem zwischen der Trägerfolienschicht und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht angeordneten Haftmittelzwischenraum verwendet, so entspannt sich das durch den Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten hervorgerufene Ablöseverhalten der Trägerfolienschicht und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferschicht, obwohl die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger während eines Verfahrens zur Herstellung kupferkaschierter Laminate einer gewissen thermischen Belastung unterliegt. Dementsprechend wird ein spontanes Ablösen der Trägerfolienschicht und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferschicht als verhindert angesehen.
In vorliegender Erfindung weist die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger eine wie in 1 dargestellte schematische Querschnittsstruktur auf. Insbesondere ist eine Oberfläche der Trägerfolienschicht (nachfolgend der Einfachheit halber als „Trägerfolie" bezeichnet) derart positioniert, als wäre sie auf laminatartige Weise an eine Oberfläche der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferschicht (nachfolgend der Einfachheit halber als „elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie" bezeichnet) über die organische Haftmittelzwischenschicht gebunden. Typischerweise sind eine solche elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger und ein Prepreg (z. B. FR-4-Substrat) oder eine innere Leiterplatte – das Prepreg und die innere Leiterplatte dienen als Isolierschichten – laminiert, wobei das resultierende Laminat in einer Atmosphäre von etwa 180°C einem Formpressen unterzogen wird, wodurch ein kupferkaschiertes Laminat erhalten wird.
In vorliegender Erfindung kann, solange der Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten 4 × 10^–7/Grad C oder mehr beträgt, entweder ein organisches Material oder ein anorganisches metallisches Material zur Ausbildung der Trägerfolie verwendet werden, welche mit einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie kombiniert wird. Wie in Anspruch 2 der Erfindung beschrieben ist, wird angesichts der einfachen Wiederverwertung der Folie sowie der stabilen Herstellung hiervon jedoch vorteilhafterweise eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie verwendet. Obwohl die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie und die Trägerfolie der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger der vorliegenden Erfindung beide elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien darstellen, müssen in diesem Fall Kupferfolien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, kombiniert werden.
Um ein besseres Verständnis der nachfolgenden Beschreibung zu gewährleisten, werden als nächstes Typen elektrochemisch abgeschiedener Kupferfolien beschrieben. Obwohl es hinsichtlich der Klassifizierung elektrochemisch abgeschiedener Kupferfolien eine Vielzahl internationaler Normen gibt, wird die Klassifizierung auf Grundlage der am häufigsten verwendeten Normen, d. h. den IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)-Normen, beschrieben.
Gemäß den IPC-Normen werden elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien auf Grundlage grundlegender physikalischer Eigenschaften, wie beispielsweise Dehnung und Zugfestigkeit, in Klasse 1 bis Klasse 3 eingestuft. Eine Kupferfolie mit der Bezeichnung Klasse 1 ist eine elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolie, und eine Kupferfolie mit der Bezeichnung Klasse 2 ist eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit hoher Duktilität. Heutzutage werden den Klassen 1 und 2 zugehörige elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien von Durchschnittsfachleuten allgemein als elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolien bezeichnet (nachfolgend werden diese Kupferfolien als „elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolien" bezeichnet). Eine der Klasse 3 zugehörige elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie wird allgemein HTE-Folie genannt. Eine HTE-Folie bezeichnet im Allgemeinen eine Kupferfolie, welche in einer Atmosphäre von 180°C eine Hochtemperaturdehnung von 3% aufweist. Eine HTE-Folie unterscheidet sich vollständig von Standardkupferfolien, welche den Klassen 1 und 2 zugehörig sind, da die Standardkupferfolien eine Hochtemperaturdehnung von weniger als 2% aufweisen.
Bei der neuesten Herstellung von Leiterplatten werden der Klasse 3 zugehörige Kupferfolien weiterhin klar in zwei Kategorien eingestuft, d. h. elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien, welche eine Hochtemperaturdehnung von etwa 3% bis 18% aufweisen (nachfolgend der Einfachheit halber als HTE-Folien bezeichnet), sowie elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien, welche eine Hochtemperaturdehnung von etwa 18% bis 50% aufweisen (diese Folien werden der Einfachheit halber über die gesamte vorliegende Beschreibung hinweg als S-HTE-Folien bezeichnet). Diese beiden Folientypen werden in Übereinstimmung mit den Verwendungszwecken eingesetzt.
Der grundlegende Unterschied zwischen einer HTE-Folie und einer S-HTE-Folie liegt in den Eigenschaften der abgelagerten Kristalle, obwohl diese beiden Folien elektrochemisch abgeschiedenes Kupfer mit einer Reinheit von annähernd 99.99% umfassen. Während eines Verfahrens zur Herstellung kupferkaschierter Laminate wird eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie Heißpressen unterzogen, um durch Erwärmen auf 180°C für etwa 60 Minuten mit einem Substrat laminiert zu werden. Bei Betrachtung der metallographischen Struktur der Folien nach Beendigung des Erwärmens unter einem optischen Mikroskop wird bei einer HTE-Folie keine Rekristallisation beobachtet, während bei einer S-HTE-Folie eine Rekristallisation beobachtet wird.
Es wird angenommen, dass der Unterschied auf die Herstellungsbedingungen der Folien zurückzuführen ist. Kurz gesagt werden die Herstellungsbedingungen während der Elektrolyse, wie beispielsweise die Zusammensetzung einer Lösung, die Konzentration einer Lösung, ein Verfahren zur Filtration einer Lösung, die Temperatur einer Lösung, Hilfsstoffe, sowie die Stromdichte modifiziert, um die physikalischen Eigenschaften von Kupferfolien zu regulieren. Dies kann zu Änderungen der kristallographischen Eigenschaften der abgelagerten Kristalle führen. Insbesondere sammeln sich in Kristallen umso mehr Versetzungen an, je leichter die Rekristallisation erfolgt. Die Versetzungen sind nicht vollkommen unbeweglich und erfahren bei Zufuhr einer geringen Wärmemenge eine sofortige Umlagerung, wodurch möglicherweise auf einfache Weise eine Rekristallisation bewirkt wird.
Die IPC-Normen umfassen eine Klassifizierung von Kupferfolien auch unter einem anderen Aspekt, d. h. dem Oberflächenprofil (der Rauigkeit) einer Kupferfolie, welche zur Herstellung von kupferkaschierten Laminaten mit einem Substrat laminiert ist. Die Bestimmung der Klassifikation erfolgt über die Oberflächenrauigkeit, welche in Übereinstimmung mit dem IPC-TM-650 Testverfahren erhalten wird. Insbesondere werden die Kupferfolien in drei Typen eingestuft: Standardprofilfolien (Typ S), welche keine bestimmte genau festgelegte Rauigkeit aufweisen, Low Profile-Folien (Typ L), welche eine maximale Rauigkeit von 10.2 μm oder weniger aufweisen, sowie Very Low Profile-Folien (Typ V), welche eine maximale Rauigkeit von 5.1 μm oder weniger aufweisen.
Unter diesen müssen, Typ S oder Typ L außer Acht lassend, die Mengen an Verunreinigungen in einer elektrolytischen Lösung verringert und die Elektrolysebedingungen speziell maßgeschneidert werden, wenn eine dem Typ V zugehörige Kupferfolie durch Elektrolyse hergestellt wird. Die Korngröße der abgelagerten Kristalle muss auf eine ziemlich geringe Größe verringert werden, so dass die Körner unter einem optischen Mikroskop, welches eine etwa 100-fache Vergrößerung besitzt, im Vergleich zu säulenartigen Ablagerungen, welche typischerweise unter einem optischen Mikroskop beobachtet werden, nicht beobachtet werden können. Folglich weist eine dem Typ V zugehörige elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie sehr feine Kristallkörner auf, wobei sich eine solche metallographische Struktur von jener anderer Kupferfolien vollständig unterscheidet. Die feinen Kristallkörner stellen eine hohe Zugfestigkeit und Härte bereit.
Der oben erwähnte Unterschied der metallographischen Eigenschaften gewährleistet einen Unterschied in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften einer Kupferfolie, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient in Übereinstimmung mit den oben genannten Kupferfolientypen in geringem Maße in Grad C variiert. Wird eine mit entsprechenden physikalischen Eigenschaften, insbesondere einem entsprechenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten, ausgestattete elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie als Trägerfolie einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger verwendet, so kann daher der thermische Ausdehnungskoeffizient auf einen Wert eingestellt werden, welcher sich von jenem einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger unterscheidet.
In Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung bezeichnet die den Klassen 1 bis 3 der IPC-Normen zugehörige und zur Ausbildung der Trägerfolienschicht dienende elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie die oben erwähnte elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolie, HTE-Folie und S-HTE-Folie. Das zur Ausbildung der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht dienende Material ist eine Kupferfolie, welche sehr feine Kristallkörner aufweist und gemäß den IPC-Normen als Very Low Profile-Typ (Typ V) eingestuft ist. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten (α) dieser Kupferfolien wurden gemessen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 dargestellt sind. In Tabelle 2 sind die Absolutwerte der Unterschiede zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten (α) einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht und jenem (α) einer Trägerfolienschicht zusammengefasst. Der thermische Ausdehnungskoeffizient wurde mit Hilfe eines thermomechanischen Analysators, TMA-Standardtyp CN8098F1 (Produkt von Rigaku Denki) gemessen.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die berechneten Absolutwerte von (α der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht) – (α der Trägerfolie) sind in Tabelle 2 dargestellt. Wird eine S-HTE-Folie als Trägerfolie verwendet, so beträgt der durchschnittliche Absolutwert des Unterschiedes der thermischen Ausdehnungskoeffizienten 0.046 × 10^–5/Grad C für den temperaturerhöhenden Schritt und 0.049 × 10^–5/Grad C für den temperaturerniedrigenden Schritt. Wird eine HTE-Folie als Trägerfolie verwendet, so beträgt der durchschnittliche Absolutwert des Unterschiedes der thermischen Ausdehnungskoeffizienten 0.268 × 10^–5/Grad C für den temperaturerhöhenden Schritt und 0.318 × 10^–5/Grad C für den temperaturerniedrigenden Schritt. Wird eine der Klasse 1 zugehörige elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolie als Trägerfolie verwendet, so beträgt der durchschnittliche Absolutwert des Unterschiedes der thermischen Ausdehnungskoeffizienten 0.225 × 10^–5/Grad C für den temperaturerhöhenden Schritt und 1.205 × 10^–5/Grad C für den temperaturerniedrigenden Schritt.
Werden die Trägerfolienschicht und die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht einer Wärmehysterese unterzogen, und weisen die beiden Schichten ein identisches thermisches Ausdehnungsverhalten auf, so werden die Bindungsbedingungen zwischen den beiden Schichten über die organische Haftmittelzwischenschicht hinweg innerhalb einer Elastizitätsgrenze aufrechterhalten.
Unter solchen Bedingungen wird ein Ablösen an der organischen Haftmittelzwischenschicht nicht begünstigt. Kurz gesagt, je größer der Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten ist, desto leichter erfolgt ein Ablösen infolge thermischer Ausdehnung, und je geringer der Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten ist, desto schwieriger gestaltet sich das Ablösen. Um die Beziehung zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und der Haftfestigkeit zu klären, müssen die Daten im oben genannten Temperaturbereich verglichen werden. Der Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten muss 4 × 10^–7/Grad C oder mehr betragen. Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, ist der Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten im temperaturerhöhenden Schritt geringer als im temperaturerniedrigenden Schritt. Dementsprechend wird angenommen, dass, wann immer der thermische Ausdehnungskoeffizient im temperaturerhöhenden Schritt in den obigen Bereich fällt, er auch im temperaturerniedrigenden Schritt in den obigen Bereich fällt.
Aus den Testergebnissen von Proben, in welchen drei Typen von Trägerfolien verwendet wurden, wird eine Trägerfolie als leicht ablösbar angesehen, wenn eine HTE-Folie oder eine elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolie als Trägerfolie verwendet wird. Die Ursache für die geringe Haftfestigkeit liegt darin begründet, dass sich der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der als elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht dienenden Kupferfolie vom Typ V und jenem der Trägerfolie erhöht, wenn anstelle einer S-HTE-Folie eine HTE-Folie oder eine elektrochemisch abgeschiedene Standardkupferfolie als Trägerfolie verwendet wird. Da eine S-HTE-Folie bei etwa 180°C rekristallisiert, folgt die S-HTE-Folie dem thermischen Ausdehnungsverhalten der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht im Zuge des Erwärmens, verglichen mit einer HTE-Folie, vergleichsweise einfach. Folglich wird das Ablösen an der organischen Haftmittelzwischenschicht als unterdrückt angesehen. Kurz gesagt, je größer der Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten ist, desto leichter erfolgt ein Ablösen infolge thermischer Ausdehnung.
Die oben gezeigten Daten stellen typische Daten unter den Daten dar, welche die vorliegenden Erfinder im Rahmen ihrer Forschungen erhalten haben.
Folglich können die elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolien mit Träger, welche aus den die obigen Bedingungen erfüllenden Materialien ausgebildet werden, eine Haftfestigkeit von 3 gf/cm bis 100 gf/cm aufweisen, d. h. die in vorliegender Erfindung angestrebte Haftfestigkeit wird nach Heißpressen zur Herstellung kupferkaschierter Laminate erreicht. Zusätzlich haben die vorliegenden Erfinder weitere Versuche durchgeführt und dabei entdeckt, dass die angestrebte Haftfestigkeit der Trägerfolie erreicht werden kann, wenn der durchschnittliche Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht bei einer bestimmten Temperatur und jenem der Trägerfolienschicht bei der gleichen Temperatur im temperaturerhöhenden Schritt 0.04 × 10^–5/Grad C oder mehr beträgt.
Folglich beträgt, wie in Anspruch 2 ausgeführt, der durchschnittliche Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht bei einer bestimmten Temperatur und jenem der Trägerfolienschicht bei der gleichen Temperatur 0.04 × 10^–5/Grad C oder mehr, wenn eine den Klassen 1 bis 3 zugehörige elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie als Trägerfolie und eine Folie vom Typ V als elektrochemisch abgeschiedenes Kupfer verwendet werden. Demzufolge kann die Trägerfolie bei einer Haftfestigkeit von 3 gf/cm bis 100 gf/cm abgelöst werden, nachdem das Heißpressen zur Herstellung kupferkaschierter Laminate beendet ist.
In vorliegender Erfindung wird zumindest eine aus stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, schwefelhaltigen organischen Verbindungen und Carbonsäuren ausgewählte Spezies bevorzugt als organisches Mittel verwendet. Die nachfolgend beschriebenen, spezifischen organischen Mittel werden in der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise verwendet. Gegenwärtig wird bestätigt, dass diese Verbindungen der Herstellung von Leiterplatten aus erzeugten kupferkaschierten Laminaten, umfassend Schritte wie beispielsweise Schritte zum Aufbringen von Abdecklacken, Ätzschritte, Metallierungsschritte und Befestigungsschritte, nicht von Nachteil sind.
Von diesen Verbindungen können die stickstoffhaltigen organischen Verbindungen einen Substituenten aufweisen. Insbesondere finden bevorzugt substituierte Triazole Verwendung. Beispiele umfassen 1,2,3-Benzotriazol (nachfolgend als BTA bezeichnet), Carboxybenzotriazol (nachfolgend als CBTA bezeichnet), N',N'-Bis(benzotriazolylmethyl)harnstoff (nachfolgend als BTD-U bezeichnet), 1H-1,2,4-Triazol (nachfolgend als TA bezeichnet), sowie 3-Amino-1H-1,2,4-Triazol (nachfolgend als ATA bezeichnet).
Beispiele bevorzugt verwendeter schwefelhaltiger Verbindungen umfassen Mercaptobenzothiazol (nachfolgend als MBT bezeichnet), Thiocyanursäure (nachfolgend als TCA bezeichnet), sowie 2-Benzimidazolthiol (nachfolgend als BIT bezeichnet).
Als Carbonsäuren werden besonders bevorzugt Monocarbonsäuren verwendet. Beispiele umfassen Ölsäure, Linolsäure sowie Linolensäure.
Über die gesamte Beschreibung hinweg bezeichnet der Ausdruck „elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie (elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht)" eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie, welche mit Kupfermikropartikeln zum Verankern sowie mit einer Korrosionsschutzschicht überzogen ist, wie in der Querschnittsansicht von 2 dargestellt. Die Kupfermikropartikel bilden eine oberflächenbehandelte Schicht aus, welche eine stabile Haftung zwischen einem isolierenden Substrat und einer Massivkupferschicht gewährleistet, um die elektrische Leitfähigkeit der erzeugten Leiterplatten aufrechtzuerhalten. In vorliegender Beschreibung wird von einer ausführlichen Beschreibung der oberflächenbehandelten Schicht in den von „Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung" abweichenden Teilen jedoch abgesehen.
Die oben genannte elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger wird mittels eines Verfahrens, umfassend das Ausbilden einer organischen Haftmittelzwischenschicht auf einer Trägerfolie unter Verwendung eines organischen Mittels und eines als elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht dienenden elektrochemisch abgeschiedenen Kupfers, hergestellt.
In Anspruch 3 der Erfindung wird ein kupferkaschiertes Laminat bereitgestellt, welches aus einer wie in Anspruch 1 oder 2 ausgeführten elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger hergestellt wird. Die Trägerfolie des kupferkaschierten Laminats kann mittels einer ziemlich geringen Ablösekraft auf einfache und sanfte Weise abgelöst werden, wodurch die betriebliche Effizienz weiter erhöht wird. Zusätzlich kann die Trägerfolie stabil bei 3 gf/cm bis 100 gf/cm abgelöst werden, wodurch mit Hilfe einer Ablösemaschine eine Automatisierung des Ablösevorgangs erzielt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger, und
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger verwendeten Vorrichtung.
Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung
Als nächstes werden Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den nachfolgenden Ausführungsformen sind Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger sowie kupferkaschierte Laminate, welche aus der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger hergestellt werden, zusammen mit Ergebnissen einer Bewertung der Folien beschrieben. Die in den nachfolgenden Ausführungsformen beschriebene Trägerfolie wird aus einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie gebildet. Sofern möglich, sind identische Bereiche in den Figuren durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Ausführungsform 1: In Ausführungsform 1 wird eine in 1 dargestellte elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger 1 beschrieben. Eine Vorrichtung 2 zur Herstellung einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger 1 ist in 2 dargestellt. In der Vorrichtung wird eine Trägerfolie 3 von einer Folienrolle abgewickelt, und bewegt sich entlang der Verfahrenslinie in schlängelnder Art und Weise fort. Als Trägerfolie 3 wurde eine in Klasse 3 eingestufte HTE-Folie, welche eine Dicke von 18 μm aufweist und keiner Oberflächenbehandlung unterzogen worden war, verwendet, und die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht 5 mit einer Dicke von 3 μm wurde auf einer blanken Seite 4 der Trägerfolie ausgebildet. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf eine Vorrichtung, in welcher eine Vielzahl an Bädern auf kontinuierliche Weise in Reihe angeordnet sind, die Herstellungsbedingungen elektrochemisch abgeschiedener Kupferfolien mit Träger beschrieben.
Zunächst wurde die von der Folienrolle entnommene Trägerfolie 3 in ein Beizbad 6 überführt, welches mit verdünnter Schwefelsäure-Lösung mit einer Konzentration von 150 g/l bei 30°C gefüllt war. Die Trägerfolie wurde für 30 Sekunden eingetaucht, um auf diese Weise öliges Material sowie einen auf der Oberfläche befindlichen Oxidfilm von der Oberfläche der Trägerfolie 3 zu entfernen.
Nachdem die Trägerfolie 3 im Beizbad 6 behandelt worden war, wurde die Folie in ein eine Haftmittelzwischenschicht ausbildendes Bad 7 überführt, welches mit einer 5 g/l wässrigen Lösung von CBTA (pH 5) bei 40°C gefüllt war. Die Trägerfolie 3 wurde in das Bad eingeführt und für 30 Sekunden eingetaucht, wodurch eine CBTA-Haftmittelzwischenschicht 8 auf einer Oberfläche der Trägerfolie 3 ausgebildet wurde.
Nachdem die Haftmittelzwischenschicht 8 ausgebildet worden war, wurde aus einem Elektrolyten für eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie des Typs V auf der Haftmittelzwischenschicht eine Massivkupferschicht 9 ausgebildet. Ein eine Massivkupferschicht ausbildendes Bad 10 war mit einer Kupfersulfatlösung, welche eine Schwefelsäurekonzentration von 70 g/l und eine Kupferkonzentration von 63.5 g/l (CuSO₄ × 5 H₂O) aufwies, bei 40°C gefüllt. Während die mit einer Haftmittelzwischenschicht 8 versehene Trägerfolie 3 durch das Bad hindurchtritt, wird die Massivkupferschicht 9 elektrochemisch abgeschieden. Um das Kupfer gleichmäßig und eben auf der Haftmittelzwischenschicht abzuscheiden, wurden die Anodenplatten 11, wie in 2 dargestellt, derart positioniert, dass die Anodenplatten einer Oberfläche der Trägerfolie 3 parallel gegenüberlagen. Die Elektrolyse wurde für 150 Sekunden unter ebenen Metallierungsbedingungen und bei einer Stromdichte von 5 A/dm² durchgeführt. In diesem Fall diente mindestens eine den Kontakt mit der laufenden Trägerfolie 3 aufrechterhaltende Spannwalze 12 als Stromversorger, um eine Polarisierung der Trägerfolie 3 per se hin zu einer Kathode zu bewirken.
Nachdem die Ausbildung der Massivkupferschicht 9 beendet war, wurde die Trägerfolie 3 in ein Kupfermikropartikel-ausbildendes Bad 14 überführt, um Kupfermikropartikel 13 auf der Oberfläche der Massivkupferschicht 9 auszubilden. Die in dem Kupfermikropartikel-ausbildenden Bad 14 durchgeführte Behandlung umfasst das Abscheiden von Kupfermikropartikeln 13 auf der Massivkupferschicht 9 (Schritt 14A) sowie eine Versiegelungsmetallierung, um eine Freisetzung der Kupfermikropartikel 13 zu verhindern (Schritt 14B).
In Schritt 14A, dem Abscheiden von Kupfermikropartikeln 13 auf der Massivkupferschicht 9, wurde eine Kupfersulfatlösung (Schwefelsäurekonzentration von 100 g/l, Kupferkonzentration von 18 g/l, Temperatur von 25°C) ähnlich jener verwendet, welche in dem die Massivkupferschicht ausbildenden Bad 10 eingesetzt wurde, wobei die Elektrolyse für 10 Sekunden unter Bedingungen zur Ausbildung eines ausgeglühten Niederschlags bei einer Stromdichte von 10 A/dm² durchgeführt wurde. In diesem Fall wurden die Anodenplatten 11, wie in 2 dargestellt, derart positioniert, dass die Anodenplatten der mit der Massivkupferschicht (9) beschichteten Oberfläche der Trägerfolie 3 parallel gegenüberlagen.
In Schritt 14B, einer zur Verhinderung der Freisetzung der Kupfermikropartikel 13 dienenden Versiegelungsmetallierung, wurde eine Kupfersulfatlösung (Schwefelsäurekonzentration von 150 g/l, Kupferkonzentration von 65 g/l, Temperatur von 45°C) ähnlich jener verwendet, welche in dem die Massivkupferschicht ausbildenden Bad 10 eingesetzt wurde, wobei die Elektrolyse für 20 Sekunden unter den Bedingungen einer Versiegelungsmetallierung und bei einer Stromdichte von 15 A/dm² durchgeführt wurde. In diesem Fall wurden die Anodenplatten 11, wie in 2 dargestellt, derart positioniert, dass die Anodenplatten der mit Kupfermikropartikeln (13) beschichteten Oberfläche der Trägerfolie 3 parallel gegenüberlagen.
Unter Verwendung von Zink als korrosionshemmendem Element wurde in einem Korrosionsschutzbehandlungsbad 15 eine Korrosionsschutzbehandlung durchgeführt. Die Konzentration an Zink im Korrosionsschutzbehandlungsbad 15 wurde durch Verwendung von Zinkplatten, welche als lösliche Anoden 16 dienten, aufrechterhalten. Die Elektrolyse wurde in einer Lösung, umfassend Zink (20 g/l) und Schwefelsäure (70 g/l), bei einer Temperatur von 40°C und einer Stromdichte von 15 A/dm² durchgeführt.
Nach Beendigung der Korrosionsschutzbehandlung trat die Trägerfolie 3 für 40 Sekunden durch einen Trockenbereich 17, in welchem die Atmosphäre auf 110°C erwärmt worden war, hindurch, wodurch eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger 1 erzeugt wurde, welche anschließend zu einer Rolle aufgewickelt wurde. Während den vorab genannten Schritten bewegte sich die Trägerfolie mit 2.0 m/Minute fort. Die Folie wurde anschließend in einem Spülbad 18, welches ein Spülen von etwa 15 Sekunden gestattete und zwischen aufeinanderfolgenden Prozessbädern angeordnet war, mit Wasser gewaschen, wodurch eine Übertragung der Lösung aus dem vorangehenden Bad verhindert wurde.
Das auf diese Weise gebildete elektrochemisch abgeschiedene Kupfer mit Träger 1 sowie zwei Folien eines FR-4 Prepregs mit einer Dicke von 150 μm wurden laminiert, wodurch ein doppelseitiges kupferkaschiertes Laminat erzeugt wurde. Die Haftfestigkeit an der organischen Haftmittelzwischenschicht 8 zwischen der Trägerfolienschicht 3 und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht 5 wurde gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Haftmittelzwischenschicht 8 eine durchschnittliche Dicke von 10 nm aufweist, und dass der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Trägerfolienschicht 3 und jenem der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie 5 0.286 × 10^–5/Grad C beträgt. Die gemessene Haftfestigkeit betrug 4.0 gf/cm (vor dem Erwärmen) und 4.2 gf/cm (nach einstündigem Erwärmen bei 180°C).
Ausführungsform 2: In Ausführungsform 2 wird eine in 1 dargestellte elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger 1 beschrieben. Eine Vorrichtung 2 zur Herstellung einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger 1 ist in 2 dargestellt. In der Vorrichtung wird eine Trägerfolie 3 von einer Folienrolle abgewickelt, und bewegt sich entlang der Verfahrenslinie in schlängelnder Art und Weise fort. Als Trommelfolie, d. h. Trägerfolie 3, wurde eine in Klasse 3 eingestufte S-HTE-Folie, welche eine Dicke von 18 μm aufweist und keiner Oberflächenbehandlung unterzogen worden war, verwendet, und die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht 5 mit einer Dicke von 3 μm wurde auf einer blanken Oberfläche 4 der Trommelfolie ausgebildet.
In Ausführungsform 2 wurde mit Ausnahme dessen, dass ein unterschiedlicher Trägerfolientyp verwendet wurde, das Verfahren von Ausführungsform 1 durchgeführt. Folglich wird von einer neuerlichen Beschreibung abgesehen.
Das gebildete elektrochemisch abgeschiedene Kupfer mit Träger 1 sowie zwei Folien eines FR-4 Prepregs mit einer Dicke von 150 μm wurden laminiert, wodurch ein doppelseitiges kupferkaschiertes Laminat erzeugt wurde. Die Haftfestigkeit an der organischen Haftmittelzwischenschicht 8 zwischen der Trägerfolienschicht 3 und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht 5 wurde gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Haftmittelzwischenschicht 8 eine durchschnittliche Dicke von 10 nm aufweist, und dass der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Trägerfolienschicht 3 und jenem der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie 5 0.046 × 10^–5/Grad C beträgt. Die gemessene Haftfestigkeit betrug 70.4 gf/cm (vor dem Erwärmen) und 70.8 gf/cm (nach einstündigem Erwärmen bei 180°C).
Ausführungsform 3: In Ausführungsform 3 wird eine in 1 dargestellte elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger 1 beschrieben. Eine Vorrichtung 2 zur Herstellung einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger 1 ist in 2 dargestellt. In der Vorrichtung wird eine Trägerfolie 3 von einer Folienrolle abgewickelt, und bewegt sich entlang der Verfahrenslinie in schlängelnder Art und Weise fort. Als Trommelfolie, d. h. als Trägerfolie 3, wurde eine in Klasse 1 eingestufte Standardkupferfolie, welche eine Dicke von 18 μm aufweist und keiner Oberflächenbehandlung unterzogen worden war, verwendet, und die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht 5 mit einer Dicke von 3 μm wurde auf einer blanken Oberfläche 4 der Trommelfolie ausgebildet.
In Ausführungsform 3 wurde mit Ausnahme dessen, dass ein unterschiedlicher Trägerfolientyp verwendet wurde, das Verfahren von Ausführungsform 1 durchgeführt. Folglich wird von einer neuerlichen Beschreibung abgesehen.
Das gebildete elektrochemisch abgeschiedene Kupfer mit Träger 1 sowie zwei Folien eines FR-4 Prepregs mit einer Dicke von 150 μm wurden laminiert, wodurch ein doppelseitiges kupferkaschiertes Laminat erzeugt wurde. Die Haftfestigkeit an der organischen Haftmittelzwischenschicht 8 zwischen der Trägerfolienschicht 3 und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht 5 wurde gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Haftmittelzwischenschicht 8 eine durchschnittliche Dicke von 10 nm aufweist, und dass der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Trägerfolienschicht 3 und jenem der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie 5 0.225 × 10^–5/Grad C beträgt. Die gemessene Haftfestigkeit betrug 5.8 gf/cm (vor dem Erwärmen) und 6.5 gf/cm (nach einstündigem Erwärmen bei 180°C).
Auswirkungen der Erfindung
In der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger der vorliegenden Erfindung kann ein Ablösen an der Zwischenschicht zwischen der Trägerfolienschicht und der elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolienschicht bei einer Kraft im Bereich von 3 gf/cm bis 100 gf/cm auf einfache Weise erfolgen. Folglich kann eine stabile Ablösbarkeit der Trägerfolie erzielt werden, welche herkömmliche elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolien mit ablösbarem Träger niemals bereitgestellt haben. Solche Eigenschaften ermöglichen es der Trägerfolie, in automatisierter Form abgelöst zu werden, wobei die Ausbeute der Herstellung kupferkaschierter Laminate enorm verbessert werden kann.

Claims

Elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger, umfassend eine Trägerfolienschicht, eine organische Haftmittelzwischenschicht, welche auf der Trägerfolienschicht ausgebildet ist, und eine elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht, welche auf der organischen Haftmittelzwischenschicht ausgebildet ist, wobei der Unterschied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des die Trägerfolienschicht ausbildenden Materials bei einer bestimmten Temperatur und jenem des die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie ausbildenden Materials bei der gleichen Temperatur 4 × 10^–7/Grad C oder mehr beträgt.
Elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolie mit Träger nach Anspruch 1, wobei das die Trägerfolienschicht ausbildende Material gemäß den IPC-Normen in die Klasse 1 bis 3 eingestuft ist, und das die elektrochemisch abgeschiedene Kupferfolienschicht ausbildende Material gemäß den IPC-Normen als Very Low Profile-Typ (Typ V) eingestuft ist.
Kupferkaschiertes Laminat, welches aus einer elektrochemisch abgeschiedenen Kupferfolie mit Träger nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt wird.