JP2003080621A - 導電板積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高温プロセスに伴う接合界面での脆弱合金層の
形成や、高圧延率接合に伴う大きな残留応力などの悪影
響を軽減もしくは排除し、充分なアンカー効果を有する
導電板積層体の製造方法の提供。 【解決手段】所定の板厚を有する導電板の接合されるそ
れぞれの面に、極低圧下での不活性ガス雰囲気中で活性
化処理を施し、導電板の活性化処理面同士が対向するよ
うに重ね合わせて積層し、少なくとも一方の最表面が粗
面となるように積層接合を施して所要の層厚みと表面粗
さを有する導電板積層体２０を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、導電板を複数枚積
層してなる導電板積層体の製造方法であって、導電板積
層体の少なくとも一方の最表面が粗面となるように積層
接合してなる導電板積層体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、異種金属板を積層した積層材
が数多く提案されており、その積層方法として熱間圧延
や冷間圧延を用いて接合する方法などが提案されてお
り、積層体としての接合後に所定の板厚を得るための冷
間圧延や所定の表面粗さを得るための仕上げ圧延、さら
には残留応力除去のための焼鈍処理などを行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の積層法では、高温プロセスを伴うため接合界
面での脆弱合金層の形成といった問題や、高圧延率での
接合となるため母材の変形が大きくなり残留応力も大き
くなるといった問題、また所定の板厚を有する積層板を
製造する場合に所要の層厚みを精度よく形成することが
困難であるといった問題などがあった。

【０００４】本発明は上記のような技術的背景に鑑み、
所定の板厚を有する導電板に活性化処理を行った後積層
して積層体とし、積層体の少なくとも一方の最表面が粗
面となるように積層接合を施すことにより、接合界面で
の合金層の形成を抑止し、所要の層厚みを精度よく形成
でき、粗面によるアンカー効果を充分に有する導電板積
層体の製造方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題に対する第１の
解決手段として本発明の導電板積層体の製造方法は、導
電板を複数枚積層してなる導電板積層体の製造方法であ
って、導電板のそれぞれ接合される面を活性化処理した
後、活性化処理面同士が対向するように重ね合わせて、
導電板積層体の少なくとも一方の最表面が粗面となるよ
うに積層接合する製造方法とした。

【０００６】前記課題に対する第２の解決手段として本
発明の導電板積層体の製造方法は、前記第１の解決手段
における活性化処理が、１０〜１×１０^−３Ｐａの極低
圧不活性ガス雰囲気中で、前記導電板をそれぞれアース
接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他
の電極Ｂとの間に１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロ
ー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中
に露出される電極Ａと接触した前記導電板のそれぞれの
面積が、電極Ｂの面積の１／３以下となるように前記導
電板のそれぞれ接合される面をスパッタエッチング処理
する製造方法とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の製造方法を説明
する。図１は、本発明の製造方法を用いた導電板積層体
２０の一実施形態を示す概略断面図であり、導電板２８
側の表面２９に所定の表面粗さ（粗面）を有し、導電板
２６側の表面２７に所定の表面粗さ（平滑面）を有する
例を示している。導電板積層体２０の表面２９の表面粗
さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に示す十点平均粗さ）
は、接着剤層などとの充分な接合強度を得るために１μ
ｍ≦Ｒｚ＜５μｍとすることが好ましい。１μｍ未満で
は充分なアンカー効果が得られず、５μｍ以上ではアン
カー効果が飽和してくるため好ましくなく導電板積層体
の薄型化には向かなくなる。また導電板積層体２０の表
面２７は平滑面であることが望ましく、その表面粗さは
Ｒｚ＜１μｍとすることが好ましい。１μｍ以上では、
Ａｌワイヤーボンディングなどでの充分な接合強度を得
ることが難しくなるため好ましくない。なお表面粗さは
後記するように、圧接ロール表面の凹凸の程度を選択す
ることにより適宜調整することができる。

【０００８】導電板２８の材質としては、導電板積層体
を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、
導電板積層体の用途により適宜選択して用いることがで
きる。例えば、常温で固体である金属（例えば、Ａｌ、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）やこれらの
金属のうち少なくとも１種類を含む合金（例えば、ＪＩ
Ｓに規定の合金など）あるいはこれらの金属や合金を少
なくとも１層有する積層体（例えば、クラッド材、メッ
キ材、蒸着膜材など）などが適用できる。導電板積層体
の用途がプリント配線板であれば、導電性に優れた金属
であるＣｕ系合金材を用いることが好ましい。Ｃｕ系合
金材としては、ＣｕまたはＣｕを含む合金を用いること
ができる。

【０００９】ＪＩＳに規定の合金としては合金鋼やステ
ンレス鋼の他に、例えば、Ｃｕ系合金では、ＪＩＳ Ｈ
３１００に記載してある無酸素銅、タフピッチ銅、り
ん脱酸銅、丹銅、黄銅、快削黄銅、すず入り黄銅、アド
ミラルティ黄銅、ネーバル黄銅、アルミニウム青銅、白
銅など、Ａｌ系合金では、ＪＩＳ Ｈ ４０００に記載
してある２０００系、３０００系、５０００系、６００
０系、７０００系など、Ｎｉ系合金では、ＪＩＳ Ｈ
４５５１に記載してある常炭素ニッケル、低炭素ニッケ
ル、ニッケル−銅合金、ニッケル−銅−アルミニウム−
チタン合金、ニッケル−モリブデン合金、ニッケル−モ
リブデン−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄−モリブ
デン−銅合金、ニッケル−クロム−モリブデン−鉄合金
などが適用できる。

【００１０】また導電板２８の厚みも、導電板積層体を
製造可能であれば特に限定はされず、導電板積層体の用
途により適宜選定して用いることができる。例えば、１
〜１０００μｍであることが好ましい。１μｍ未満の場
合には導電板としての製造が難しくなり、１０００μｍ
を超えると導電板積層体としての製造が難しくなる。よ
り好ましくは、１０〜５００μｍである。なお導電板に
は、圧延箔や電解箔を用いてもよい。

【００１１】導電板２６の材質や厚みは、導電板２８に
適用できるものならば特に限定はされず、導電板積層体
の用途により適宜選択して用いることができる。例え
ば、導電板積層体の用途がプリント配線板の表層配線で
あれば、Ａｌワイヤーボンディングに対応するためＡｌ
系合金材を用いることが好ましい。Ａｌ系合金材として
は、ＡｌまたはＡｌを含む合金を用いることができる。
ＡｌまたはＡｌ系合金として、例えばＪＩＳ Ｈ ４０
００に記載の１０００系、２０００系、３０００系、５
０００系、６０００系、７０００系などが適用できる。
厚みは特に限定されるものではないが、５〜５００μｍ
が適用できる。

【００１２】図１に示す導電板積層体２０の製造方法に
ついて説明する。図４に示すように、真空槽５２内にお
いて、巻き戻しリール６２に設置された導電板２８の導
電板２６との接合予定面側を、活性化処理装置７０で活
性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置さ
れた導電板２６の導電板２８との接合予定面側を、活性
化処理装置８０で活性化処理する。

【００１３】活性化処理は、以下のようにして実施す
る。すなわち、真空槽５２内に装填された導電板２６、
２８をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触さ
せ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１
０^−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気好ましくはアルゴ
ンガス中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放
電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露
出される電極Ａと接触した導電板２６、２８のそれぞれ
の面積が、電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパ
ッタエッチング処理する。なお不活性ガス圧力が１×１
０^−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高
速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化
処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満で
は安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチ
ングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電
力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よく
エッチングするためには電極Ａと接触した導電板２６、
２８のそれぞれの面積を電極Ｂの面積より小さくする必
要があり、１／３以下とすることにより充分な効率でエ
ッチング可能となる。

【００１４】その後これら活性化処理された導電板２
６、２８を積層接合する。積層接合は、導電板２６、２
８のそれぞれ活性化処理された面が対向するようにして
両者を重ね合わせて圧接ユニット６０で冷間圧接を施す
ことによって達成される。この圧接ユニット６０は、２
つの圧接ロール６１、６３からなり、圧接ロール６１側
に凹凸部を設けている。凹凸部の断面形状は凸部に鋭い
先端を有していてもよいし、滑らかな平面または曲面で
あってもよい。なお凹凸部は、ロール表面にショットブ
ラスト処理などを施すことにより形成可能であり、その
表面粗さは、導電板積層体を製造可能であれば特に限定
はされず、導電板積層体の用途により適宜選定して用い
ることができる。

【００１５】この際の積層接合は低温度で可能であり、
導電板２６、２８ならびに接合部に組織変化や合金層の
形成などといった悪影響を軽減または排除することが可
能である。Ｔを導電板の温度（℃）とするとき、０℃＜
Ｔ≦３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下で
は特別な冷却装置が必要となり、３００℃を超えると組
織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。さ
らにこの際の積層接合は低加圧力での接合が可能である
ため、硬質側の導電板の変形を少なく抑えることが可能
であり、硬質側の導電板に精度よく所要の層厚みを実現
することができる。なお軟質側の導電板は接合時に変形
を受けやすく、圧接ロールの表面粗さにより仕上げ処理
を兼ねることとなる。

【００１６】例えば導電板２８に硬質材、導電板２６に
軟質材を用いた場合、導電板２８の表面２９が元々有し
ている表面粗さをなるべく保持するように接合すること
が可能である。このとき圧接ロール６１において、凸部
は積層接合に充分な加圧力を有して被圧接材である導電
板２８の表面２９側を加圧し、逆に凹部は加圧力を減じ
る方向に働く。このとき凹部は導電板２８と接していて
もよいし、充分な間隔を保って離間していてもよい。ま
た導電板２６の表面２７は、ロール６３表面により所定
の表面粗さを形成する仕上げ処理を兼ねることとなる。
従ってこの積層接合を用いることにより、積層接合後に
所定の表面粗さに仕上げるための仕上げ圧延処理を必要
としない。

【００１７】このように積層接合することにより、所要
の層厚みと表面粗さを有する導電板積層体２０が形成さ
れて巻き取りロール６６に巻き取られ、必要により所定
の大きさに切り出されて図１に示す導電板積層体２０を
製造することができる。またこのようにして製造された
導電板積層２０に、接合界面での合金層の形成などの問
題が起こらない程度に必要により残留応力の除去または
低減などのために熱処理を施してもよい。

【００１８】なお導電板積層体の製造にはバッチ処理を
用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大
きさに切り出された導電板を複数枚装填して活性化処理
装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理す
べき面を対向または並置した状態などで設置または把持
して固定して活性化処理を行い、さらに導電板を保持す
る装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置
または把持したまま圧接し、導電板を保持する装置が圧
接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に
搬送して圧接を行うことにより達成される。この際の圧
接は、一方の圧接面に凹凸部を設けた圧接装置により達
成される。なお活性化処理は、導電板を絶縁支持された
一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間
で行うことが好ましい。

【００１９】次に図２に示す本発明の製造方法を用いた
導電板積層体２０を適用した部品２１は、表面２９側に
絶縁性高分子板などの基材２３を溶着などにより積層す
ることにより製造することができる。さらに図３に示す
本発明の製造方法を用いた導電板積層体２０を適用した
部品２２は、表面２９側にエポキシ樹脂製接着剤などの
絶縁物２４を介在させて、高分子板や金属・合金板など
の基材２５と積層することにより製造することができ
る。なお金属・合金板は導電板２８に適用できるものな
らば特に限定はされず、導電板積層体を用いた部品の用
途により適宜選択して用いることができる。例えば、導
電板積層体を用いた部品の用途がプリント配線板であれ
ば、Ａｌ系合金材などを用いることできる。また高分子
板は、プラスチックなどの有機高分子物質が適用でき、
例えば、エポキシ樹脂、フィーラー入りエポキシ樹脂あ
るいはポリエステルなどを用いることができる。

【００２０】なお本発明の製造方法を用いた導電板積層
体を適用した部品をプリント配線板などに適用する場合
は、導電板２８に導電性の優れた硬質のＣｕ系合金材例
えば電解銅箔などを用い、Ａｌワイヤーボンディングな
どに対応するため導電板２６に軟質のＡｌ系合金材例え
ば１０５０などを用いることが好ましい。また金属ベー
ス基板タイプのプリント配線板などに適用する場合に
は、基材２５として熱伝導性のよいＡｌ系合金材やＣｕ
系合金材を用いることが好ましい。導電板積層体を用い
た部品２１、２２の導電板積層体部分にエッチング処理
を施して回路パターンを形成することができるため、プ
リント配線板（リジットプリント配線板やフレキシブル
プリント配線板など）などに好適であり、ＩＣカード、
ＣＳＰ（Chip Size PackageまたはChip Scale Packag
e）やＢＧＡ（Ball Grid Array）などのＩＣパッケー
ジ、パワーモジュールなどにも応用できる。この場合、
Ａｌワイヤーボンディングパッド用に表層にＡｌ系合金
材を残すことも可能であるし、ボンディングパッドとし
て用いない部分はＡｌ系合金材をもエッチングしＣｕ系
合金材を表面に露出させることも可能である。

【００２１】

【実施例】以下に、実施例を図面に基づいて説明する。 （実施例１）導電板２６として厚み５０μｍの１０５０
アルミニウム箔を用い、導電板２８として厚み１００μ
ｍの電解銅箔を用いた。アルミニウム箔、銅箔を導電板
積層体製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化
処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法に
よりそれぞれ活性化処理した。次に銅箔と接する圧接ロ
ール６１の表面粗さ（Ｒｚ）が９μｍで、アルミニウム
箔と接する圧接ロール６３の表面粗さ（Ｒｚ）が０．５
μｍである圧接ユニット６０を用いて、これら活性化処
理されたアルミニウム箔、銅箔を、活性化処理面同士を
重ね合わせて圧接して積層接合し、銅側表面粗さ（Ｒ
ｚ）が４．５μｍで、アルミニウム側表面粗さ（Ｒｚ）
が０．５μｍである導電板積層体２０を製造した。さら
にこの導電板積層体２０の銅側の面に絶縁性接着剤２４
を用いてアルミニウム板基材を張り合わせて部品２２を
製造し、導電板積層体部分にエッチング処理を施して回
路パターンを形成し、プリント配線板を製造した。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の導電板積層
体の製造方法は、導電板を複数枚積層してなる導電板積
層体の製造方法であって、導電板のそれぞれ接合される
面を活性化処理した後、活性化処理面同士が対向するよ
うに重ね合わせて、導電板積層体の少なくとも一方の最
表面が粗面となるように積層接合するものである。この
ため所要の層厚みを精度よく形成でき、粗面によるアン
カー効果を充分に有するためプリント配線板などへの適
用も好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を用いた導電板積層体の一実
施形態を示す概略断面図である。

【図２】本発明の製造方法を用いた導電板積層体を適用
した部品の一実施形態を示す概略断面図である。

【図３】本発明の製造方法を用いた導電板積層体を適用
した部品の他の一実施形態を示す概略断面図である。

【図４】本発明の製造方法に用いる導電板積層体製造装
置の一実施形態を示す概略断面図である。

【符号の説明】

２０ 導電板積層体 ２１ 部品 ２２ 部品 ２３ 基材 ２４ 絶縁物 ２５ 基材 ２６ 導電板 ２７ 最表面 ２８ 導電板 ２９ 最表面 ５０ 導電板積層体製造装置 ５２ 真空槽 ６０ 圧接ユニット ６１ 圧接ロール ６２ 巻き戻しリール ６３ 圧接ロール ６４ 巻き戻しリール ６６ 巻き取りロール ７０ 活性化処理装置 ７２ 電極ロール ７４ 電極 ８０ 活性化処理装置 ８２ 電極ロール ８４ 電極 Ａ 電極Ａ Ｂ 電極Ｂ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大澤 真司 山口県下松市東豊井1296番地の１ 東洋鋼 鈑株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4F100 AB10 AB17 AB33 BA02 BA06 BA07 EH66A EH66B EJ15A EJ15B EJ17 EJ64A EJ64B GB43 JG01A JG01B

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電板を複数枚積層してなる導電板積層
   体の製造方法であって、導電板のそれぞれ接合される面
   を活性化処理した後、活性化処理面同士が対向するよう
   に重ね合わせて、導電板積層体の少なくとも一方の最表
   面が粗面となるように積層接合することを特徴とする導
   電板積層体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記活性化処理が、１０〜１×１０^−３
   Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、前記導電板をそれ
   ぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支
   持された他の電極Ｂとの間に１〜５０ＭＨｚの交流を印
   加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じた
   プラズマ中に露出される電極Ａと接触した前記導電板の
   それぞれの面積が、電極Ｂの面積の１／３以下となるよ
   うに前記導電板のそれぞれ接合される面をスパッタエッ
   チング処理することを特徴とする請求項１に記載の導電
   板積層体の製造方法。