JP2006240074A

JP2006240074A - 複合銅箔およびその製造方法

Info

Publication number: JP2006240074A
Application number: JP2005058974A
Authority: JP
Inventors: Yushi Sato; 祐志佐藤
Original assignee: Nippon Denkai Co Ltd
Current assignee: Nippon Denkai Co Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】高温での加熱加工に際し支持体金属の意図しない膨れ、剥がれ、脱落がなく、加熱加工後に、支持体金属層が薄銅層から容易に剥離する複合銅箔を提供する。
【解決手段】支持体となる銅箔と、銅原子の拡散を防止する第1の拡散防止層と、第1の拡散防止層と第2の拡散防止層との剥離可能な強度で保持する剥離機能層と、銅原子の拡散を防止する第2の拡散防止層と、薄銅層とからなり、第1の拡散防止層と剥離機能層と第2の拡散防止層の界面において、おのおのを構成する金属原子と酸素原子の濃度比が連続的に変化し、明確な界面を形成していないことを特徴とする支持体付極薄銅箔。
【選択図】なし

Description

本発明はプリント配線板の製造に用いる複合銅箔であって、支持体金属層と薄銅層間の剥離強度の安定性に優れる複合銅箔に関する。

支持体金属層と剥離層と薄銅層とからなる支持体付銅箔が、超高密度プリント配線板製造工程で使用されている。支持体付銅箔と樹脂基材とを、薄銅層が樹脂基材に面するように積層成型した後、支持体金属層を剥離し、薄銅層をエッチング加工して回路が形成される。支持体金属層のない一般の銅箔を使用した場合に比べて、薄銅層の厚さを薄くすることができるので、微細回路の形成に有利となる。
剥離層としてはベンゾトリアゾール系の有機化合物やクロム酸化物などの無機化合物を含有する層が一般的に用いられるが、高温において剥離層内に銅が拡散するため、薄銅層から支持体金属層を剥離することが困難となる。そこで、銅の拡散を防止する層を剥離層のいずれかの表面に形成することが提案されている。

銅の拡散を防止する層を設けることによって、高温下における剥離強度の上昇は抑制できたが、急激な加熱を行うと、熱膨張係数の違いや結晶構造の変化などに起因すると思われる界面破壊により、支持体金属層が薄銅層から自発的に剥離してしまい、薄銅層表面の酸化劣化、切断加工時の損傷など、作業性や銅張積層板の品質に悪影響を及ぼす問題点が発生した。この事象はポリイミドフィルムに複合銅箔をラミネート法と呼ばれる方法により接着する工程において顕著に現れる。
特開２００２−２９２７８８号公報

解決しようとする問題点は、支持体金属層と薄銅箔層間の剥離強度の安定性向上である。

支持体となる銅箔と、銅原子の拡散を防止する第1の拡散防止層と、第1の拡散防止層と第2の拡散防止層との剥離可能な強度で保持する剥離機能層と、銅原子の拡散を防止する第2の拡散防止層と、薄銅層とからなり、第1の拡散防止層と剥離機能層と第2の拡散防止層の境界付近において、おのおのを構成する金属原子と酸素原子の濃度比が連続的に変化して明確な界面を形成していないことを特徴とする支持体付極薄銅箔である。

剥離層において剥離機能層は、薄銅層と支持体金属層を剥離可能な程度の強度で結合させ、一方、拡散防止層は、薄銅層及び支持体金属層中の銅原子が相互に拡散し、薄銅層と支持体金属層との結合力を増大させて剥離不能となることを防止する。拡散防止層と剥離層には明瞭な界面が存在せず、連続的に、すなわち、組成が傾斜的に変化しているため、熱膨張係数の違いや結晶構造の変化に起因する応力が小さく、自発的に剥離する現象が発生しない。

本発明の複合銅箔は、高温における剥離強度の上昇が少なく、かつ、支持体金属層が薄銅層から自発的に剥離し、作業性や銅張積層板の品質に悪影響を及ぼすなどの問題点が発生しないため、高密度プリント配線板の製造に適する利点がある。

本発明で用いる支持体金属層の材質、厚さは特に規定するものではないが、コストや製造工程、機械特性及び化学特性から、厚さ８μｍ〜３５μｍの銅箔が好ましい。表面粗さについては、薄銅層と樹脂基材との接着強度が必要な場合は、支持体金属層の表面粗さは、大きいことが好ましく、一方、微細回路の形成が必要な場合は、表面粗さが小さいことが望ましい。また、薄銅層が薄い場合も表面粗さの小さいことが好ましい。

剥離層の形成前に、支持体金属層の表面を適切な前処理によって清浄化することが好ましい。通常の酸洗処理のほか、アルカリ脱脂や電解洗浄を行ってもよい。

本発明の第１の拡散防止層は、主として耐熱性合金を含む層であり、電気めっきにより形成することができる。また、剥離機能層は主として金属酸化物を含む層であり、金属酸化物の塩を含む溶液からの電解析出により形成することができる。第２の拡散防止層は第１の拡散防止層と同様に、主として耐熱性合金を含む層であり、電気めっきにより形成することができる。第１の拡散防止層、第２の拡散防止層、剥離層の厚さと組成は、電解液の組成と電流の停止時間等の電解条件とによって制御される。

薄銅層の形成は特に限定するものではないが、ピロ燐酸銅を主体とする電解液を用いた場合には緻密な銅めっき層が形成されることから、ピンホールが減少する。また、硫酸銅を主体とする電解液を用いた場合は、高速めっきが可能となり、薄銅層を効率よく形成することができる。両方のめっき方法を組み合わせることにより、所望の厚さを有し、ピンホールの少ない薄銅層を効率よく形成することができる。薄銅層の厚さは、用途に応じて任意に設定してよい。

薄銅層の表面には、公知の方法で、クロメート処理などの方法により防錆処理を行うことができる。また、必要に応じて、基材樹脂との接着性を向上させる目的で、シランカップリング剤等による接着強化処理を行ってもよい。

支持体金属層には、厚さ１８μｍの電解銅箔を用いた。この銅箔の表面を硫酸中で陰極処理を行い、表面を清浄化した。ついで、第1拡散防止層、剥離機能層、第2拡散防止層の順に、光沢面に剥離層を形成した後、ピロリン酸銅めっき浴と硫酸銅めっき浴を順次用いて３.９μｍの薄銅層を形成した。さらに、公知の方法で厚さ１μｍ相当の微細粗化を行い、ついで、クロメート処理とシランカップリング剤処理を行うことにより、銅箔Ａを製造した。比較のため、第1拡散防止層の形成を省略したほかは銅箔Ａと同様にして製造した銅箔Ｂ、第２拡散防止層の形成を省略したほかは、銅箔Ａと同様にして製造した銅箔Ｃを製造した。

銅箔Ａ〜Ｃから薄銅層を剥離し、支持体金属および極薄銅箔の表面を深さ方向にアルゴンイオンでエッチングしながら、ＸＰＳ分析を行った。結果を表１に併せて示した。ただし、酸素原子と金属原子との比は、銅金属を除外して算出した。銅箔Ａは、剥離界面の酸素濃度が高く、内部に向かって酸素濃度が連続的に減少している。この酸素濃度が高い部分が剥離機能層であり、酸素濃度が連続的に減少している層が拡散防止層であり、明確な界面は存在しない。一方、銅箔Ｂ及び銅箔Ｃでは、酸素濃度が高い剥離機能層の存在は確認できるが、拡散防止層は一方にのみ形成されている。

ガラス布基材エポキシ樹脂プリプレグ（ＦＲ−５相当）に、銅箔Ａ〜Ｃを薄銅層が基材に面するように積層し、２６０℃、３０ｋＮ／ｍ２で６０分プレスし、銅張積層板とした。また、銅箔Ａ〜Ｃに市販のポリアミド酸溶液を塗布し、１２０℃で１００分、ついで２００℃で２０分乾燥した後、４５０℃で１０分加熱してイミド化し、銅張ポリイミド樹脂フィルムとした。また、銅箔Ａ〜Ｃに熱可塑性ポリイミドを塗布したポリイミド樹脂フィルムを４0０℃加熱ロールにてラミネートし、銅張ポリイミド樹脂フィルムとした。支持体金属層と薄銅層間の剥離強度をＪＩＳＣ６４８１に準拠して測定した結果を表１に示した。

銅箔Ｂ、Ｃを用いた銅張ポリイミド樹脂フィルムは、ラミネート後支持体金属箔が自発的に剥離し、薄銅層の表面は酸化変色していた。一方、銅箔Ａを用いた銅張ポリイミド樹脂フィルムは、１０〜３０Ｎ／ｍの剥離強度を有し、剥離後の薄銅層表面は通常の金属光沢と金属銅特有の色相を呈した。

本発明の複合銅箔は、高温下における剥離強度の上昇が少なく、かつ、支持体金属層と薄銅層とが、加工中に自発的に剥離し、作業性や銅張積層板の品質に悪影響を及ぼすなどの問題点が発生しないため、高密度プリント配線板の製造に適する。

Claims

支持体となる銅箔と、銅原子の拡散を防止する第1の拡散防止層と、第1の拡散防止層と第2の拡散防止層との剥離可能な強度で保持する剥離機能層と、銅原子の拡散を防止する第2の拡散防止層と、薄銅層とからなり、第1の拡散防止層と剥離機能層と第2の拡散防止層の境界付近において、おのおのを構成する金属原子と酸素原子の濃度比が連続的に変化して明確な界面を形成していないことを特徴とする支持体付極薄銅箔。
請求項１の複合銅箔を樹脂基材に積層成型した銅張積層板を用いることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
樹脂基材が、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、マレイミド系樹脂、トリアジン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂のいずれか一種を少なくとも含有することを特徴とする請求項３のプリント配線板の製造方法。