JP2003080622A - 導電板積層体および導電板積層体を用いた部品 - Google Patents

導電板積層体および導電板積層体を用いた部品

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JP2003080622A
JP2003080622A JP2001274492A JP2001274492A JP2003080622A JP 2003080622 A JP2003080622 A JP 2003080622A JP 2001274492 A JP2001274492 A JP 2001274492A JP 2001274492 A JP2001274492 A JP 2001274492A JP 2003080622 A JP2003080622 A JP 2003080622A
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Kinji Saijo
謹二 西條
Kazuo Yoshida
一雄 吉田
Hiroaki Okamoto
浩明 岡本
Shinji Osawa
真司 大澤
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Toyo Kohan Co Ltd
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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発現可
能な導電板積層体および導電板積層体を用いた部品の提
供。 【解決手段】所定の板厚を有する導電板の接合されるそ
れぞれの面に活性化処理を施し、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。また
この導電板積層体を用いてプリント配線板、ICパッケ
ージなどに適用される部品を製造する。

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であり、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
導電板積層体および導電板積層体を用いた部品に関す
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
層体および導電板積層体を用いたプリント配線板、IC
パッケージなどに適用される部品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は、導電板を複数
枚積層してなる導電板積層体であって、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してなる
ことを構成とした。
【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は、前記第1の解決手段における活
性化処理が、不活性ガス雰囲気中でグロー放電を行わせ
て、前記導電板のそれぞれ接合される面をスパッタエッ
チング処理する構成とした。
【0007】前記課題に対する第3の解決手段として本
発明の導電板積層体は、前記導電板積層体の少なくとも
一方の最表層がCu系合金材からなり、かつ最表面が粗
面である構成とした。また前記導電板積層体の一方の最
表層がCu系合金材からなりかつ最表面が粗面であり、
他方の最表層がAl系合金材からなりかつ最表面が平滑
面である構成とした。さらに前記導電板積層体の一方の
最表面の表面粗さが1μm≦Rz<5μmで、他方の最
表面の表面粗さがRz<1μmである構成とした。また
前記導電板積層体を形成する導電板の少なくとも1枚が
電解箔からなる構成とした。
【0008】前記課題に対する第4の解決手段として本
発明の部品は、前記導電板積層体を用いた構成とした。
また前記部品は、プリント配線板、ICパッケージのい
ずれかに適用される構成とした。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を説明
する。図1は、本発明の導電板積層体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1μm≦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程度を選択することにより適宜調整
することができる。
【0010】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)などが適用される。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。
【0011】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1000系、2000系、3000系、500
0系、6000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。
【0012】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。
【0013】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合金材として、例えば、JIS H 4
000に記載の1000系、2000系、3000系、
5000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、5〜500
μmの範囲のものが適用できる。
【0014】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との接合予定面側が、活性化処理装置70で活
性化処理される。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との接合予定面側が、活
性化処理装置80で活性化処理される。
【0015】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
−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
−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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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が
製造される。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。
【0020】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。
【0021】次に図2に示す本発明の導電板積層体20
を用いた部品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に示す本発明の導電板積層
体20を用いた部品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、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。
【0022】なお本発明の導電板積層体を用いた部品を
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系合金材として例えば電解銅箔
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、2
2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 Package)やBGA(B
all Grid Array)、パワーモジュールなどのICパッケ
ージ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。
【0023】
【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200μ
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、アルミニウム箔
と接する圧接ロール63の表面粗さ(Rz)が0.5μ
m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(Rz)
が4.5μm、アルミニウム側表面粗さ(Rz)が0.
5μmの導電板積層体20を製造した。さらにこの導電
板積層体20の銅面側に絶縁性接着剤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。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明の導電板積層
体は、導電板を複数枚積層してなる導電板積層体であっ
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
うに積層接合してなるものである。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
に有しう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】本発明の導電板積層体を用いた部品の一実施形
態を示す概略断面図である。
【図3】本発明の導電板積層体を用いた部品の他の一実
施形態を示す概略断面図である。
【図4】本発明の導電板積層体の製造に用いる装置の一
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 AB10B AB17A BA02 BA06 BA07 EH66A EH66B EJ15A EJ15B EJ17 EJ55A EJ55B EJ60A EJ60B EJ64A EJ64B GB43 JG01A JG01B JL11

Claims (8)

    【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してなることを特徴とする導電板積
    層体。
  2. 【請求項2】 前記活性化処理が、不活性ガス雰囲気中
    でグロー放電を行わせて、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。
  3. 【請求項3】 前記導電板積層体の少なくとも一方の最
    表層がCu系合金材からなり、かつ最表面が粗面である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の導電板積層
    体。
  4. 【請求項4】 前記導電板積層体の一方の最表層がCu
    系合金材からなりかつ最表面が粗面であり、他方の最表
    層がAl系合金材からなりかつ最表面が平滑面であるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の導電板
    積層体。
  5. 【請求項5】 前記導電板積層体の一方の最表面の表面
    粗さが1μm≦Rz<5μmで、他方の最表面の表面粗
    さがRz<1μmであることを特徴とする請求項1〜4
    のいずれかに記載の導電板積層体。
  6. 【請求項6】 前記導電板積層体を形成する導電板の少
    なくとも1枚が電解箔からなることを特徴とする請求項
    1〜5のいずれかに記載の導電板積層体。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の導電板
    積層体を用いたことを特徴とする部品。
  8. 【請求項8】 前記部品が、プリント配線板、ICパッ
    ケージのいずれかに適用されることを特徴とする請求項
    7に記載の部品。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023190442A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 東洋鋼鈑株式会社 圧延接合体及びその製造方法

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WO2023190442A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 東洋鋼鈑株式会社 圧延接合体及びその製造方法

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