JP2011009453A - Copper foil for printed wiring board - Google Patents

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秀樹 古澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper foil for a printed wiring board, which is superior in both of adhesion with an insulating substrate and an etching property, and is suitable for a fine pitch.SOLUTION: The copper foil for the printed wiring board includes a copper foil substrate and a coating layer coating at least part of the surface of the copper foil substrate. The coating layer includes a Ti layer and a Cr layer laminated in this order from the surface of the copper foil substrate. The coating layer contains Ti with a coating amount of 15-140 μg/dmand Cr with a coating amount of 30-150 μg/dm, wherein the ratio Ti/Cr of the coating amounts of Ti and Cr is ≤1.2.

Description

本発明は、プリント配線板用の銅箔に関し、特にフレキシブルプリント配線板用の銅箔に関する。   The present invention relates to a copper foil for a printed wiring board, and more particularly to a copper foil for a flexible printed wiring board.

プリント配線板はここ半世紀に亘って大きな進展を遂げ、今日ではほぼすべての電子機器に使用されるまでに至っている。近年の電子機器の小型化、高性能化ニーズの増大に伴い搭載部品の高密度実装化や信号の高周波化が進展し、プリント配線板に対して導体パターンの微細化(ファインピッチ化)や高周波対応等が求められている。   Printed wiring boards have made great progress over the last half century and are now used in almost all electronic devices. In recent years, with the increasing needs for miniaturization and higher performance of electronic devices, higher density mounting of components and higher frequency of signals have progressed, and conductor patterns have become finer (fine pitch) and higher frequency than printed circuit boards. Response is required.

プリント配線板は銅箔に絶縁基板を接着させて銅張積層板とした後に、エッチングにより銅箔面に導体パターンを形成するという工程を経て製造されるのが一般的である。そのため、プリント配線板用の銅箔には絶縁基板との接着性やエッチング性が要求される。   In general, a printed wiring board is manufactured through a process of forming a copper-clad laminate by bonding an insulating substrate to a copper foil and then forming a conductor pattern on the surface of the copper foil by etching. Therefore, the copper foil for printed wiring boards is required to have adhesiveness and etching properties with an insulating substrate.

絶縁基板との接着性を向上させる技術として、粗化処理と呼ばれる銅箔表面に凹凸を形成する表面処理を施すことが一般に行われている。例えば電解銅箔のM面(粗面)に硫酸銅酸性めっき浴を用いて、樹枝状又は小球状に銅を多数電着せしめて微細な凹凸を形成し、投錨効果によって接着性を改善させる方法がある。粗化処理後には接着特性を更に向上させるためにクロメート処理やシランカップリング剤による処理等が一般的に行われている。   As a technique for improving the adhesion to an insulating substrate, a surface treatment for forming irregularities on a copper foil surface called a roughening treatment is generally performed. For example, by using a copper sulfate acidic plating bath on the M surface (rough surface) of the electrolytic copper foil, a large number of coppers are electrodeposited in a dendritic or small spherical shape to form fine irregularities, and the adhesion is improved by the anchoring effect. There is. After the roughening treatment, a chromate treatment, a treatment with a silane coupling agent, or the like is generally performed in order to further improve the adhesive properties.

銅箔表面に錫、クロム、銅、鉄、コバルト、亜鉛、ニッケル等の金属層又は合金層を形成する方法も知られている。   A method of forming a metal layer or alloy layer of tin, chromium, copper, iron, cobalt, zinc, nickel or the like on the surface of the copper foil is also known.

しかしながら、粗化処理により接着性を向上させる方法ではファインライン形成には不利である。すなわち、ファインピッチ化により導体間隔が狭くなると、粗化処理部がエッチングによる回路形成後に絶縁基板に残留し、絶縁劣化を起こすおそれがある。これを防止するために粗化表面すべてをエッチングしようとすると長いエッチング時間を必要とし、所定の配線幅が維持できなくなる。   However, the method of improving adhesiveness by roughening treatment is disadvantageous for fine line formation. That is, when the conductor interval is narrowed by fine pitch, the roughened portion may remain on the insulating substrate after the circuit is formed by etching, which may cause insulation deterioration. In order to prevent this, if an attempt is made to etch the entire roughened surface, a long etching time is required, and a predetermined wiring width cannot be maintained.

銅箔表面に、例えばNi層やNi−Cr合金層を設ける方法では、絶縁基板との接着性という基本特性において改善の余地が大きい。銅箔表面に、例えばCr層を設ける方法では比較的高い接着性が得られるが、エッチング性に劣り、導体パターン形成のためのエッチング処理を行った後に、Crが絶縁基板面に残る「エッチング残り」が生じやすいという問題がある。   In the method of providing, for example, a Ni layer or a Ni—Cr alloy layer on the surface of the copper foil, there is much room for improvement in the basic characteristic of adhesion to the insulating substrate. For example, a method of providing a Cr layer on a copper foil surface provides relatively high adhesiveness, but is poor in etching property, and after etching for forming a conductor pattern, Cr remains on the insulating substrate surface. "Is likely to occur.

そこで、近年、銅箔表面に第1の金属層を形成し、当該第1の金属層上に、第2の金属層として、絶縁基板との接着性が良好なCr層をエッチング性が良好な程度に薄く形成することで、絶縁基板との良好な接着性及び良好なエッチング性を同時に得ようとする技術が研究・開発されている。   Therefore, in recent years, a first metal layer is formed on the surface of the copper foil, and a Cr layer having good adhesiveness with an insulating substrate is formed on the first metal layer as the second metal layer with good etching properties. Research and development have been conducted on a technique for simultaneously obtaining good adhesion to an insulating substrate and good etching property by forming the thin film to such a degree.

このような技術として、例えば、特許文献1には、ポリイミド系フレキシブル銅張積層板用表面処理銅箔において、Ni量にして0.03〜3.0mg/dm2含有するNi層又は/及びNi合金層の上にCr量にして0.03〜1.0mg/dm2含有するCr層又は/及びCr合金層を表面処理層として設けることによって、ポリイミド系樹脂層との間で高いピール強度を有し、絶縁信頼性、配線パターン形成時のエッチング特性、屈曲特性の優れたポリイミド系フレキシブル銅張積層板用銅箔が得られると記載されている。 As such a technique, for example, in Patent Document 1, in a surface-treated copper foil for a polyimide-based flexible copper-clad laminate, a Ni layer containing Ni in an amount of 0.03 to 3.0 mg / dm 2 or / and Ni By providing a Cr layer or / and a Cr alloy layer containing 0.03 to 1.0 mg / dm 2 as a Cr treatment on the alloy layer as a surface treatment layer, a high peel strength can be obtained between the polyimide resin layer and the alloy layer. It is described that a copper foil for a polyimide-based flexible copper-clad laminate having excellent insulation reliability, etching characteristics when forming a wiring pattern, and bending characteristics can be obtained.

特開2006−222185号公報JP 2006-222185 A

しかしながら、特許文献1に記載されたような、銅箔表面の被覆層中にNiが多く存在するものは、Niの磁性が電子機器に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。   However, as described in Patent Document 1, when a large amount of Ni is present in the coating layer on the surface of the copper foil, there is a problem that the magnetism of Ni may adversely affect the electronic device.

そこで、本発明は、絶縁基板との接着性及びエッチング性の両方に優れ、ファインピッチ化に適し、且つ、磁性が抑制されたプリント配線板用銅箔を提供することを課題とする。また、本発明はそのようなプリント配線板用銅箔の製造方法を提供することを別の課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the copper foil for printed wiring boards which was excellent in both the adhesiveness with an insulated substrate and etching property, was suitable for fine pitch formation, and the magnetism was suppressed. Moreover, this invention makes it another subject to provide the manufacturing method of such copper foil for printed wiring boards.

従来、銅箔基材表面に順にNi層及びCr層を極薄の厚さで設けることで、絶縁基板との良好な接着性を得つつ、同時に良好なエッチング性を得ることができる、という理解があった。しかしながら、被覆層中のNiの磁性が電子機器に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。このような問題に対し、本発明者らは、鋭意検討の結果、銅箔基材表面に順にTi層及びCr層をナノメートルオーダーの極薄の厚さで均一に設けた場合には、優れた絶縁基板との密着性及び優れたエッチング性を得つつ、同時に、磁性が抑制された銅箔の被覆層が得られることを見出した。
なお、Tiを用いた銅箔基材表面処理技術としては、Tiイオンを用いて銅の突起物の析出を抑制するものがあるが(特開2001−355092)、当該TiイオンはTi層を形成するのに利用されているものではない。
Conventionally, it is understood that by providing a Ni layer and a Cr layer with an extremely thin thickness in order on the surface of a copper foil base material, it is possible to obtain good etching properties at the same time while obtaining good adhesion with an insulating substrate. was there. However, there is a problem that the magnetism of Ni in the coating layer may adversely affect the electronic device. As a result of intensive studies, the present inventors, as a result of intensive studies, are excellent when a Ti layer and a Cr layer are sequentially provided on the surface of the copper foil substrate with an extremely thin thickness of nanometer order. It has been found that a coating layer of copper foil with suppressed magnetism can be obtained while at the same time obtaining adhesion with an insulating substrate and excellent etching properties.
In addition, as a copper foil base material surface treatment technique using Ti, there is one that suppresses precipitation of copper protrusions using Ti ions (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-355092), but the Ti ions form a Ti layer. It is not used to do.

以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、
銅箔基材と、該銅箔基材表面の少なくとも一部を被覆する被覆層とを備えたプリント配線板用銅箔であって、該被覆層は銅箔基材表面から順に積層したTi層及びCr層で構成され、該被覆層にはTiが15〜140μg/dm2、Crが30〜150μg/dm2の被覆量で、且つ、TiとCrの被覆量の比Ti/Crが1.2以下で存在するプリント配線板用銅箔である。
The present invention completed on the basis of the above knowledge, in one aspect,
A copper foil for a printed wiring board comprising a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of the surface of the copper foil substrate, wherein the coating layer is a Ti layer laminated in order from the copper foil substrate surface And the coating layer has a coating amount of Ti of 15 to 140 μg / dm 2 , Cr of 30 to 150 μg / dm 2 , and a ratio Ti / Cr of the coating amount of Ti and Cr is 1. It is a copper foil for printed wiring boards existing at 2 or less.

本発明に係るプリント配線板用銅箔の一実施形態においては、Tiの被覆量が30〜90μg/dm2、Crの被覆量が50〜100μg/dm2である。 In one embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the coating amount of Ti is coverage of 30~90μg / dm 2, Cr is 50-100 [mu] g / dm 2.

本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚さが0.5〜6.0nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上である。   In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, when the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 to 6.0 nm, and the minimum thickness is 80% or more of the maximum thickness.

本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、銅箔基材は圧延銅箔である。   In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil base material is a rolled copper foil.

本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、プリント配線板はフレキシブルプリント配線板である。   In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the printed wiring board is a flexible printed wiring board.

本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸溶液を乾燥体で25μmになるよう被覆層上に塗布し、空気下乾燥機で130℃30分で乾燥する工程と、更に窒素流量を10L/minに設定した高温加熱炉において350℃30分でイミド化する工程とを経てポリイミドを被覆層上に製膜し、次いで、温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置してからポリイミドフィルムを180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に従って被覆層から剥離した後の被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚さが0.5〜6nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上である。   In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, a polyamic acid solution, which is a polyimide precursor, is applied on the coating layer so as to have a dry body of 25 μm, and is 130 ° C. with an air dryer. A polyimide is formed on the coating layer through a step of drying in 30 minutes and a step of imidization at 350 ° C. for 30 minutes in a high-temperature heating furnace in which the nitrogen flow rate is set to 10 L / min, and then at a temperature of 150 ° C. When the cross-section of the coating layer is peeled off from the coating layer according to the 180 ° peeling method (JIS C 6471 8.1) after being left in a high-temperature environment under an air atmosphere for 168 hours, the maximum is observed. The thickness is 0.5 to 6 nm, and the minimum thickness is 80% or more of the maximum thickness.

本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた全クロム及びチタンの深さ方向(x:単位nm)の原子濃度(%)をそれぞれf(x)、g(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫g(x)dx/∫f(x)dx≦0.3を満たす。   In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the atomic concentration in the depth direction (x: unit nm) of all chromium and titanium obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS. Assuming that (%) is f (x) and g (x), 区間 g (x) dx / ∫f (x) dx ≦ 0.3 is satisfied in the interval [0, 1.0].

本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のクロムの原子濃度(%)をf(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、チタンの原子濃度(%)をg(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)すると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx)が1.0%以下である。   In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the atomic concentration (%) of chromium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS. F (x), oxygen atomic concentration (%) as i (x), copper atomic concentration (%) as h (x), titanium atomic concentration (%) as g (x), carbon If j (x) is the atomic concentration (%), h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) in the interval [0, 1.0] dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 1.0% or less.

本発明は別の一側面において、スパッタリング法によって銅箔基材表面の少なくとも一部を厚さ0.3〜3nmのTi層及び厚さ0.5〜2.5nmのCr層で順に被覆することを含むプリント配線板用銅箔の製造方法である。   In another aspect of the present invention, at least a part of a copper foil base material surface is sequentially coated with a Ti layer having a thickness of 0.3 to 3 nm and a Cr layer having a thickness of 0.5 to 2.5 nm by a sputtering method. It is a manufacturing method of the copper foil for printed wiring boards containing.

本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅箔を備えた銅張積層板である。   In still another aspect, the present invention is a copper clad laminate including the copper foil according to the present invention.

本発明に係る銅張積層板の一実施形態においては、銅箔がポリイミドに接着している構造を有する。   In one embodiment of the copper clad laminate according to the present invention, the copper foil has a structure bonded to polyimide.

本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅張積層板を材料としたプリント配線板である。   In yet another aspect, the present invention is a printed wiring board made of the copper clad laminate according to the present invention.

本発明によれば、絶縁基板との接着性及びエッチング性の両方に優れ、ファインピッチ化に適し、且つ、磁性が抑制されたプリント配線板用銅箔が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a copper foil for a printed wiring board which is excellent in both adhesion to an insulating substrate and etching property, is suitable for fine pitch formation, and has reduced magnetism.

実施例3の銅箔(スパッタ上がり)のTEM写真(断面)である。4 is a TEM photograph (cross section) of a copper foil (sputtered up) in Example 3. FIG. 実施例3の銅箔(ポリイミドワニス硬化相当の熱処理後)のTEM写真(断面)である。It is a TEM photograph (cross section) of the copper foil of Example 3 (after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing). 実施例3の銅箔(スパッタ上がり)のXPSによるデプスプロファイルである。It is a depth profile by XPS of the copper foil (sputter rising) of Example 3. 実施例3の銅箔(ポリイミドワニス硬化相当の熱処理後)のXPSによるデプスプロファイルである。It is a depth profile by XPS of the copper foil of Example 3 (after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing). 比較例6の銅箔(ポリイミドワニス硬化相当の熱処理後)のXPSによるデプスプロファイルである。It is a depth profile by XPS of the copper foil of Comparative Example 6 (after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing).

(銅箔基材)
本発明に用いることのできる銅箔基材の形態に特に制限はないが、典型的には圧延銅箔や電解銅箔の形態で用いることができる。一般的には、電解銅箔は硫酸銅めっき浴からチタンやステンレスのドラム上に銅を電解析出して製造され、圧延銅箔は圧延ロールによる塑性加工と熱処理を繰り返して製造される。屈曲性が要求される用途には圧延銅箔を適用することが多い。
銅箔基材の材料としてはプリント配線板の導体パターンとして通常使用されるタフピッチ銅や無酸素銅といった高純度の銅の他、例えばSn入り銅、Ag入り銅、Cr、Zr又はMg等を添加した銅合金、Ni及びSi等を添加したコルソン系銅合金のような銅合金も使用可能である。なお、本明細書において用語「銅箔」を単独で用いたときには銅合金箔も含むものとする。
本発明に用いることのできる銅箔基材の厚さについても特に制限はなく、プリント配線板用に適した厚さに適宜調節すればよい。例えば、5〜100μm程度とすることができる。但し、ファインパターン形成を目的とする場合には30μm以下、好ましくは20μm以下であり、典型的には7〜20μm程度である。
(Copper foil base material)
Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the copper foil base material which can be used for this invention, Typically, it can use with the form of rolled copper foil or electrolytic copper foil. In general, the electrolytic copper foil is produced by electrolytic deposition of copper from a copper sulfate plating bath onto a drum of titanium or stainless steel, and the rolled copper foil is produced by repeating plastic working and heat treatment with a rolling roll. Rolled copper foil is often used for applications that require flexibility.
In addition to high-purity copper such as tough pitch copper and oxygen-free copper, which are usually used as conductor patterns for printed wiring boards, for example, Sn-containing copper, Ag-containing copper, Cr, Zr or Mg are added as the copper foil base material It is also possible to use a copper alloy such as a copper alloy, a Corson copper alloy to which Ni, Si and the like are added. In addition, when the term “copper foil” is used alone in this specification, a copper alloy foil is also included.
There is no restriction | limiting in particular also about the thickness of the copper foil base material which can be used for this invention, What is necessary is just to adjust to the thickness suitable for printed wiring boards suitably. For example, it can be set to about 5 to 100 μm. However, for the purpose of forming a fine pattern, it is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, and typically about 7 to 20 μm.

本発明に使用する銅箔基材には粗化処理をしないのが好ましい。従来は特殊めっきで表面にμmオーダーの凹凸を付けて表面粗化処理を施し、物理的なアンカー効果によって樹脂との接着性を持たせるケースが一般的であった。しかしながら一方でファインピッチや高周波電気特性は平滑な箔が良いとされ、粗化箔では不利な方向に働くからである。また、粗化処理工程が省略されるので、経済性・生産性向上の効果もある。従って、本発明で使用される箔は、特別に粗化処理をしない箔である。   The copper foil substrate used in the present invention is preferably not roughened. Conventionally, the surface roughening treatment is performed by applying irregularities of the order of μm on the surface by special plating, and the adhesion to the resin is given by the physical anchor effect. On the other hand, fine pitch and high frequency electrical characteristics are considered to be smooth foils, and roughened foils work in a disadvantageous direction. Further, since the roughening process is omitted, there is an effect of improving economy and productivity. Therefore, the foil used in the present invention is a foil that is not specially roughened.

(被覆層)
銅箔基材の表面の少なくとも一部はTi層及びCr層で順に被覆される。Ti層及びCr層は被覆層を構成する。被覆する箇所には特に制限は無いが、絶縁基板との接着が予定される箇所とするのが一般的である。被覆層の存在によって絶縁基板との接着性が向上する。一般に、銅箔と絶縁基板の間の接着力は高温環境下に置かれると低下する傾向にあるが、これは銅が表面に熱拡散し、絶縁基板と反応することにより引き起こされると考えられる。本発明では、予め銅の拡散防止に優れるTi層を銅箔基材の上に設けたことで、銅の熱拡散が防止できる。また、Ti層よりも絶縁基板との接着性に優れたCr層をTi層の上に設けることで更に絶縁基板との接着性を向上することができる。Cr層の厚さはTi層の存在のおかげで薄くできるので、エッチング性への悪影響を軽減することができる。なお、本発明でいう接着性とは常態での接着性の他、高温下に置かれた後の接着性(耐熱性)及び高湿度下に置かれた後の接着性(耐湿性)のことも指す。
発明者は本発明を通して、Ti層が厚すぎるとTi原子がCr層中へ拡散して、接着界面に到達することを確認した。これにより、Cu原子が金属/絶縁基板界面に存在してないにもかかわらず、Cr原子よりも絶縁基板との接着性に劣るTi原子が界面に存在するため、接着性が劣る。従って、Cuの拡散を防止し、絶縁基板との良好な接着性を確保するためには、Ti層とCr層との比を規定する必要がある。本発明では両者の付着量の比を規定した。
(Coating layer)
At least a part of the surface of the copper foil base material is sequentially coated with a Ti layer and a Cr layer. The Ti layer and the Cr layer constitute a coating layer. Although there is no restriction | limiting in particular in the location to coat | cover, It is common to set it as the location where adhesion | attachment with an insulated substrate is planned. Adhesion with the insulating substrate is improved by the presence of the coating layer. In general, the adhesive force between a copper foil and an insulating substrate tends to decrease when placed in a high temperature environment, which is considered to be caused by thermal diffusion of copper to the surface and reaction with the insulating substrate. In this invention, the thermal diffusion of copper can be prevented by previously providing the Ti layer excellent in copper diffusion prevention on the copper foil base material. In addition, the adhesion with the insulating substrate can be further improved by providing on the Ti layer a Cr layer having better adhesion with the insulating substrate than with the Ti layer. Since the thickness of the Cr layer can be reduced by virtue of the presence of the Ti layer, the adverse effect on the etching property can be reduced. In addition, the adhesiveness as used in the present invention refers to adhesiveness after being placed under high temperature (heat resistance) and adhesiveness after being placed under high humidity (humidity resistance) in addition to normal adhesiveness. Also refers to.
The inventor has confirmed through the present invention that if the Ti layer is too thick, Ti atoms diffuse into the Cr layer and reach the adhesion interface. Thereby, even though Cu atoms are not present at the metal / insulating substrate interface, Ti atoms that are inferior in adhesion to the insulating substrate as compared to Cr atoms are present at the interface, resulting in poor adhesion. Therefore, in order to prevent the diffusion of Cu and ensure good adhesion to the insulating substrate, it is necessary to define the ratio of the Ti layer to the Cr layer. In the present invention, the ratio of the amount of adhesion between the two is specified.

本発明に係るプリント配線板用銅箔においては、被覆層は極薄で厚さが均一である。このような構成にしたことで絶縁基板との接着性が向上した理由は明らかではないが、Ti被覆の上に最表面として樹脂との接着性に非常に優れているCr単層被膜を形成したことで、イミド化時の高温熱履歴後(約350℃にて数時間程度)も高接着性を有する単層被膜構造を保持しているためと推測される。また、被覆層を極薄にするとともにTiとCrの二層構造としてCrの使用量を減らしたことにより、エッチング性が向上したと考えられる。   In the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the coating layer is extremely thin and has a uniform thickness. The reason why the adhesiveness with the insulating substrate is improved by such a configuration is not clear, but a Cr single layer coating having excellent adhesiveness with the resin as the outermost surface was formed on the Ti coating. Thus, it is presumed that the single-layer coating structure having high adhesiveness is maintained even after high temperature thermal history during imidization (about several hours at about 350 ° C.). Further, it is considered that the etching property is improved by making the coating layer extremely thin and reducing the amount of Cr used as a two-layer structure of Ti and Cr.

具体的には、本発明に係る被覆層は以下の構成を有する。   Specifically, the coating layer according to the present invention has the following configuration.

(1)Ti、Cr被覆層の同定
本発明においては、銅箔素材の表面の少なくとも一部はTi層及びCr層の順に被覆される。これら被覆層の同定はXPS、若しくはAES等表面分析装置にて表層からアルゴンスパッタし、深さ方向の化学分析を行い、夫々の検出ピークの存在によってTi層及びCr層を同定することができる。また、夫々の検出ピークの位置から被覆された順番を確認することができる。
(1) Identification of Ti and Cr coating layer In this invention, at least one part of the surface of a copper foil raw material is coat | covered in order of Ti layer and Cr layer. These coating layers can be identified by sputtering argon from the surface layer with a surface analyzer such as XPS or AES, performing chemical analysis in the depth direction, and identifying the Ti layer and Cr layer by the presence of each detection peak. Moreover, the order of covering from the position of each detection peak can be confirmed.

(2)付着量
一方、これらTi層及びCr層は非常に薄いため、XPS、AESでは正確な厚さの評価が困難である。そのため、本願発明においては、Ti層及びCr層の厚さは単位面積当たりの被覆金属の重量で評価することとした。本発明に係る被覆層にはTiが15〜140μg/dm2、Crが30〜150μg/dm2の被覆量で存在する。Tiが15μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Tiが140μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。Crが30μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Crが150μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。Tiの被覆量は好ましくは30〜90μg/dm2であり、Crの被覆量は好ましくは50〜100μg/dm2である。また、当該Ti及びCrの被覆量の比Ti/Crは1.2以下である。
(2) Amount of deposition On the other hand, since these Ti layer and Cr layer are very thin, it is difficult to evaluate the thickness accurately with XPS and AES. For this reason, in the present invention, the thicknesses of the Ti layer and the Cr layer are evaluated by the weight of the coated metal per unit area. In the coating layer according to the present invention, Ti is present in a coating amount of 15 to 140 μg / dm 2 and Cr is 30 to 150 μg / dm 2 . When Ti is less than 15 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Ti exceeds 140 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly reduced. When Cr is less than 30 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Cr exceeds 150 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly reduced. The coating amount of Ti is preferably 30 to 90 μg / dm 2 , and the coating amount of Cr is preferably 50 to 100 μg / dm 2 . Moreover, the ratio Ti / Cr of the coating amount of Ti and Cr is 1.2 or less.

(3)透過型電子顕微鏡(TEM)による観察
本発明に係る被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察したとき、最大厚さは0.5nm〜6nm、好ましくは2.5〜4.0nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上、好ましくは90%以上で、非常にばらつきの少ない被覆層である。被覆層厚さが0.5nm未満だと耐熱試験、耐湿試験において、ピール強度の劣化が大きく、厚さが6nmを超えると、エッチング性が低下するためである。厚さの最小値が最大値の80%以上である場合、この被覆層の厚さは、非常に安定しており、耐熱試験後も殆ど変化がない。TEMによる観察では被覆層中のTi層及びCr層の明確な境界は見出しにくく、単層のように見える(図1及び2参照)。本発明者の検討結果によればTEM観察で見出される被覆層はCrを主体とする層と考えられ、Ti層はその銅箔基材側に存在するとも考えられる。そこで、本発明においては、TEM観察した場合の被覆層の厚さは単層のように見える被覆層の厚さと定義する。ただし、観察箇所によっては被覆層の境界が不明瞭なところも存在し得るが、そのような箇所は厚さの測定箇所から除外する。本発明の構成により、Cuの拡散が抑制されるため、安定した厚さを有すると考えられる。本発明の銅箔は、ポリイミドフィルムと接着し、耐熱試験(温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置)を経た後に樹脂を剥離した後においても、被覆層の厚さは殆ど変化なく、最大厚さが0.5〜6nmであり、最小厚さにおいても最大厚さの80%以上維持されることが可能である。
(3) Observation with a transmission electron microscope (TEM) When the cross section of the coating layer according to the present invention is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 nm to 6 nm, preferably 2.5 to 4.0 nm. In other words, the coating layer has a minimum thickness of 80% or more, preferably 90% or more of the maximum thickness, and very little variation. This is because when the coating layer thickness is less than 0.5 nm, the peel strength is greatly deteriorated in the heat resistance test and the moisture resistance test, and when the thickness exceeds 6 nm, the etching property decreases. When the minimum value of the thickness is 80% or more of the maximum value, the thickness of the coating layer is very stable and hardly changes after the heat test. Observation by TEM makes it difficult to find a clear boundary between the Ti layer and the Cr layer in the coating layer, and it looks like a single layer (see FIGS. 1 and 2). According to the examination results of the present inventors, the coating layer found by TEM observation is considered to be a layer mainly composed of Cr, and the Ti layer is considered to exist on the copper foil base material side. Therefore, in the present invention, the thickness of the coating layer when observed by TEM is defined as the thickness of the coating layer that looks like a single layer. However, although there may be a part where the boundary of the coating layer is unclear depending on the observation part, such a part is excluded from the thickness measurement part. Since the structure of the present invention suppresses the diffusion of Cu, it is considered to have a stable thickness. The copper foil of the present invention adheres to the polyimide film, and even after the resin is peeled off after undergoing a heat resistance test (standing at 168 hours in a high temperature environment at 150 ° C. in an air atmosphere), the thickness of the coating layer is almost the same. Without change, the maximum thickness is 0.5 to 6 nm, and even at the minimum thickness, it is possible to maintain 80% or more of the maximum thickness.

(4)被覆層表面近傍の各元素間の原子濃度比
まず、被覆層最表面(表面から0〜1.0nmの範囲)には内部の銅が拡散していないことが、接着強度を高める上では望ましい。従って、本発明に係るプリント配線板用銅箔では、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のクロムの原子濃度(%)をf(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、チタンの原子濃度(%)をg(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)すると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx)が1.0%以下とするのが好ましい。
(4) Atomic concentration ratio between each element in the vicinity of the surface of the coating layer First, the fact that internal copper is not diffused on the outermost surface of the coating layer (in the range of 0 to 1.0 nm from the surface) increases the adhesive strength. Then it is desirable. Therefore, in the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the atomic concentration (%) of chromium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is defined as f (x). The atomic concentration (%) of oxygen is i (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of titanium is g (x), and the atomic concentration of carbon (%) J (x) in the interval [0, 1.0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x ) dx + ∫j (x) dx) is preferably 1.0% or less.

また、被覆層表面において、クロムの被覆量に対してチタンの被覆量が一定量以上であると、チタンが接着界面にまで到達して、ピール強度を低下させるおそれがある。このため、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた全クロム及びチタンの深さ方向(x:単位nm)の原子濃度(%)をそれぞれf(x)、g(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫g(x)dx/∫f(x)dx≦0.3を満たすことが好ましい。   On the coating layer surface, if the coating amount of titanium is a certain amount or more with respect to the coating amount of chromium, there is a possibility that titanium reaches the adhesion interface and lowers the peel strength. For this reason, assuming that the atomic concentration (%) in the depth direction (x: unit nm) of all chromium and titanium obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is f (x) and g (x), respectively. In the interval [0, 1.0], it is preferable to satisfy ∫g (x) dx / ∫f (x) dx ≦ 0.3.

(本発明に係る銅箔の製法)
本発明に係るプリント配線板用銅箔は、スパッタリング法により形成することができる。すなわち、スパッタリング法によって銅箔基材表面の少なくとも一部を、厚さ0.3〜3nm、好ましくは0.5〜2nmのTi層及び厚さ0.5〜2.5nm、好ましくは0.5〜1.5nmのCr層で順に被覆することにより製造することができる。電気めっきでこのような極薄の被膜を積層すると、厚さにばらつきが生じ、耐熱・耐湿試験後にピール強度が低下しやすい。また、湿式めっきのように基材の電気化学的欠陥の影響を受けることなく、均一で薄い被膜を形成することができる。なお、本発明のTi層は、湿式めっきでは形成できない。これは、水素と比べてTiの標準電位が極端に卑電位であるため、水素が発生してしまいTiがめっきされないからである。
また、ここでいう厚さとは上述したXPSやTEMによって決定される厚さではなく、スパッタリングの成膜速度から導き出される厚さである。あるスパッタリング条件下での成膜速度は、0.1μm(100nm)以上スパッタを行い、スパッタ時間とスパッタ厚さの関係から計測することができる。当該スパッタリング条件下での成膜速度が計測できたら、所望の厚さに応じてスパッタ時間を設定する。なおスパッタは、連続又はバッチ何れで行っても良く、被覆層を本発明で規定するような厚さで均一に積層することができる。スパッタリング法としては直流マグネトロンスパッタリング法が挙げられる。
(Method for producing copper foil according to the present invention)
The copper foil for printed wiring boards according to the present invention can be formed by a sputtering method. That is, at least a part of the surface of the copper foil base material is formed by sputtering to a thickness of 0.3 to 3 nm, preferably 0.5 to 2 nm, and a thickness of 0.5 to 2.5 nm, preferably 0.5. It can be manufactured by sequentially coating with a Cr layer of ˜1.5 nm. When such an extremely thin film is laminated by electroplating, the thickness varies, and the peel strength tends to decrease after the heat and humidity resistance test. In addition, a uniform and thin film can be formed without being affected by electrochemical defects of the substrate as in wet plating. Note that the Ti layer of the present invention cannot be formed by wet plating. This is because the standard potential of Ti is extremely lower than that of hydrogen, so that hydrogen is generated and Ti is not plated.
The thickness here is not the thickness determined by the XPS or TEM described above, but the thickness derived from the film formation rate of sputtering. The deposition rate under a certain sputtering condition can be measured from the relationship between the sputtering time and the sputtering thickness by performing sputtering of 0.1 μm (100 nm) or more. Once the deposition rate under the sputtering conditions can be measured, the sputtering time is set according to the desired thickness. Sputtering may be performed continuously or batchwise, and the coating layer can be uniformly laminated with a thickness as defined in the present invention. Examples of the sputtering method include a direct current magnetron sputtering method.

(プリント配線板の製造)
本発明に係る銅箔を用いてプリント配線板(PWB)を常法に従って製造することができる。以下に、プリント配線板の製造例を示す。
(Manufacture of printed wiring boards)
A printed wiring board (PWB) can be manufactured according to a conventional method using the copper foil according to the present invention. Below, the example of manufacture of a printed wiring board is shown.

まず、銅箔と絶縁基板を貼り合わせて銅張積層板を製造する。銅箔が積層される絶縁基板はプリント配線板に適用可能な特性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、リジッドPWB用に紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、合成繊維布基材エポキシ樹脂、ガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂、ガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂及びガラス布基材エポキシ樹脂等を使用し、FPC用にポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等を使用する事ができる。   First, a copper-clad laminate is manufactured by bonding a copper foil and an insulating substrate. The insulating substrate on which the copper foil is laminated is not particularly limited as long as it has characteristics applicable to a printed wiring board. For example, paper base phenolic resin, paper base epoxy resin, synthetic fiber for rigid PWB Use cloth base epoxy resin, glass cloth / paper composite base epoxy resin, glass cloth / glass non-woven composite base epoxy resin, glass cloth base epoxy resin, etc., use polyester film, polyimide film, etc. for FPC I can do things.

貼り合わせの方法は、リジッドPWB用の場合、ガラス布などの基材に樹脂を含浸させ、樹脂を半硬化状態まで硬化させたプリプレグを用意する。プリプレグと銅箔の被覆層を有する面を重ね合わせて加熱加圧させることにより行うことができる。   In the case of the rigid PWB, a prepreg is prepared by impregnating a base material such as a glass cloth with a resin and curing the resin to a semi-cured state. It can be carried out by superposing and heating and pressing the surfaces having the prepreg and the copper foil coating layer.

フレキシブルプリント配線板(FPC)用の場合、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムと銅箔の被覆層を有する面をエポキシ系やアクリル系の接着剤を使って接着することができる(3層構造)。また、接着剤を使用しない方法(2層構造)としては、ポリイミドの前駆体であるポリイミドワニス(ポリアミック酸ワニス)を銅箔の被覆層を有する面に塗布し、加熱することでイミド化するキャスティング法や、ポリイミドフィルム上に熱可塑性のポリイミドを塗布し、その上に銅箔の被覆層を有する面を重ね合わせ、加熱加圧するラミネート法が挙げられる。キャスティング法においては、ポリイミドワニスを塗布する前に熱可塑性ポリイミド等のアンカーコート材を予め塗布しておくことも有効である。   In the case of a flexible printed wiring board (FPC), a surface having a polyimide film or polyester film and a copper foil coating layer can be bonded using an epoxy or acrylic adhesive (three-layer structure). In addition, as a method without using an adhesive (two-layer structure), a polyimide varnish (polyamic acid varnish), which is a polyimide precursor, is applied to a surface having a copper foil coating layer, and imidized by heating. And a lamination method in which a thermoplastic polyimide is applied on a polyimide film, a surface having a copper foil coating layer is superimposed thereon, and heated and pressed. In the casting method, it is also effective to apply an anchor coating material such as thermoplastic polyimide in advance before applying the polyimide varnish.

本発明に係る銅箔の効果はキャスティング法を採用してFPCを製造したときに顕著に表れる。すなわち、接着剤を使用せずに銅箔と樹脂とを貼り合わせようとするときには銅箔の樹脂への接着性が特に要求されるが、本発明に係る銅箔は樹脂、とりわけポリイミドとの接着性に優れているので、キャスティング法による銅張積層板の製造に適しているといえる。   The effect of the copper foil according to the present invention is prominent when an FPC is produced by adopting a casting method. That is, when the copper foil and the resin are to be bonded without using an adhesive, the copper foil is particularly required to adhere to the resin, but the copper foil according to the present invention is bonded to the resin, particularly to the polyimide. It can be said that it is suitable for the production of a copper clad laminate by a casting method.

本発明に係る銅張積層板は各種のプリント配線板(PWB)に使用可能であり、特に制限されるものではないが、例えば、導体パターンの層数の観点からは片面PWB、両面PWB、多層PWB(3層以上)に適用可能であり、絶縁基板材料の種類の観点からはリジッドPWB、フレキシブルPWB(FPC)、リジッド・フレックスPWBに適用可能である。   The copper-clad laminate according to the present invention can be used for various printed wiring boards (PWB) and is not particularly limited. For example, from the viewpoint of the number of layers of the conductor pattern, single-sided PWB, double-sided PWB, multilayer It can be applied to PWB (3 layers or more), and can be applied to rigid PWB, flexible PWB (FPC), and rigid flex PWB from the viewpoint of the type of insulating substrate material.

銅張積層板からプリント配線板を製造する工程は当業者に周知の方法を用いればよく、例えばエッチングレジストを銅張積層板の銅箔面に導体パターンとしての必要部分だけに塗布し、エッチング液を銅箔面に噴射することで不要銅箔を除去して導体パターンを形成し、次いでエッチングレジストを剥離・除去して導体パターンを露出することができる。   The process for producing a printed wiring board from a copper clad laminate may be performed by a method well known to those skilled in the art. By spraying on the copper foil surface, the unnecessary copper foil can be removed to form a conductor pattern, and then the etching resist can be peeled and removed to expose the conductor pattern.

以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。   EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but these are provided for better understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention.

(例1:Ti層及びCr層のスパッタリングで形成した被覆層)
銅箔基材として、厚さ18μmの圧延銅箔(日鉱金属製C1100)及び電解銅箔の無粗化処理箔を用意した。圧延銅箔と電解銅箔の表面粗さ(Rz)は、それぞれ0.7μm、1.5μmであった。
(Example 1: Cover layer formed by sputtering of Ti layer and Cr layer)
As the copper foil base material, a rolled copper foil (C1100 made by Nikko Metal) having a thickness of 18 μm and a non-roughened foil of electrolytic copper foil were prepared. The surface roughness (Rz) of the rolled copper foil and the electrolytic copper foil was 0.7 μm and 1.5 μm, respectively.

この銅箔の片面に対して、以下の条件であらかじめ銅箔基材表面に付着している薄い酸化膜を逆スパッタにより取り除き、Ti層及びCr層を順に成膜した。被覆層の厚さは成膜時間を調整することにより変化させた。
・装置:バッチ式スパッタリング装置(アルバック社、型式MNS−6000)
・到達真空度:1.0×10-5Pa
・スパッタリング圧:0.2Pa
・逆スパッタ電力:100W
・ターゲット:
Ti層用=Ti(純度3N)
Cr層用=Cr(純度3N)
・スパッタリング電力:50W
・成膜速度:各ターゲットについて一定時間約0.2μm成膜し、3次元測定器で厚さを測定し、単位時間当たりのスパッタレートを算出した。(Ti:2.73nm/min、Cr:2.82nm/min)
On one side of the copper foil, a thin oxide film previously adhered to the surface of the copper foil base material was removed by reverse sputtering under the following conditions, and a Ti layer and a Cr layer were sequentially formed. The thickness of the coating layer was changed by adjusting the film formation time.
-Equipment: Batch type sputtering equipment (ULVAC, Model MNS-6000)
・ Achieving vacuum: 1.0 × 10 −5 Pa
・ Sputtering pressure: 0.2 Pa
・ Reverse sputtering power: 100W
·target:
For Ti layer = Ti (purity 3N)
For Cr layer = Cr (purity 3N)
・ Sputtering power: 50W
Film formation rate: About 0.2 μm of film was formed for each target for a fixed time, the thickness was measured with a three-dimensional measuring device, and the sputtering rate per unit time was calculated. (Ti: 2.73 nm / min, Cr: 2.82 nm / min)

被覆層を設けた銅箔に対して、以下の手順により、ポリイミドフィルムを接着した。
(1)7cm×7cmの銅箔に対しアプリケーターを用い、宇部興産製Uワニス−A(ポリイミドワニス)を乾燥体で25μmになるよう塗布。
(2)(1)で得られた樹脂付き銅箔を空気下乾燥機で130℃30分で乾燥。
(3)窒素流量を10L/minに設定した高温加熱炉において、350℃30分でイミド化。
A polyimide film was bonded to the copper foil provided with the coating layer by the following procedure.
(1) Using an applicator on a copper foil of 7 cm × 7 cm, Ube Industries-made U varnish-A (polyimide varnish) was applied to a dry body to a thickness of 25 μm.
(2) The resin-coated copper foil obtained in (1) is dried at 130 ° C. for 30 minutes in an air dryer.
(3) Imidization at 350 ° C. for 30 minutes in a high-temperature heating furnace with a nitrogen flow rate set to 10 L / min.

<付着量の測定>
50mm×50mmの銅箔表面の皮膜をHNO3(2重量%)とHCl(5重量%)を混合した溶液に溶解し、その溶液中の金属濃度をICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SFC−3100)にて定量し、単位面積当たりの金属量(μg/dm2)を算出した。
<XPSによる測定>
被覆層のデプスプロファイルを作成した際のXPSの稼働条件を以下に示す。
・装置:XPS測定装置(アルバックファイ社、型式5600MC)
・到達真空度:3.8×10-7Pa
・X線:単色AlKα、X線出力300W、検出面積800μmφ、試料と検出器のなす角度45°
・イオン線:イオン種Ar+、加速電圧3kV、掃引面積3mm×3mm、スパッタリングレート2.3nm/min(SiO2換算)
・XPSの測定結果において、クロム酸化物と金属クロムの分離はアルバック社製解析ソフトMulti Pak V7.3.1を用いて行った。
<TEMによる測定>
被覆層をTEMによって観察したときのTEMの測定条件を以下に示す。以下の表1中に示した厚さは観察視野中に写っている被覆層全体の厚さを1視野について50nm間の厚さの最大値、最小値を測定し、任意に選択した3視野の最大値と最小値を求め、最大値、及び最大値に対する最小値の割合を百分率で求めた。また、表1中、「耐熱試験後」のTEM観察結果とは、試験片の被覆層上に上記手順によりポリイミドフィルムを接着させた後、試験片を下記の高温環境下に置き、得られた試験片からポリイミドフィルムを180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に従って剥離した後のTEM像である。図1及び2に、TEMによるスパッタ直後及びポリイミドワニス硬化相当の熱処理後の各観察写真を例示的に示す。
・装置:TEM(日立製作所社、型式H9000NAR)
・加速電圧:300kV
・倍率:300000倍
・観察視野:60nm×60nm
<Measurement of adhesion amount>
A film on the surface of a copper foil of 50 mm × 50 mm is dissolved in a mixed solution of HNO 3 (2% by weight) and HCl (5% by weight), and the metal concentration in the solution is measured by an ICP emission spectrometer (SII Nanotechnology). The amount of metal per unit area (μg / dm 2 ) was calculated by quantitative determination using SFC-3100).
<Measurement by XPS>
The operating conditions of XPS when creating the depth profile of the coating layer are shown below.
・ Device: XPS measuring device (ULVAC-PHI, Model 5600MC)
・ Achieving vacuum: 3.8 × 10 −7 Pa
X-ray: Monochromatic AlKα, X-ray output 300 W, detection area 800 μmφ, angle between sample and detector 45 °
Ion beam: ion species Ar + , acceleration voltage 3 kV, sweep area 3 mm × 3 mm, sputtering rate 2.3 nm / min (SiO 2 conversion)
In the XPS measurement results, separation of chromium oxide and metallic chromium was performed using analysis software Multi Pak V7.3.1 manufactured by ULVAC.
<Measurement by TEM>
The measurement conditions of TEM when the coating layer is observed by TEM are shown below. The thicknesses shown in Table 1 below are the thicknesses of the entire coating layer reflected in the observation visual field, and the maximum and minimum values of the thickness between 50 nm are measured for one visual field. The maximum value and the minimum value were determined, and the maximum value and the ratio of the minimum value to the maximum value were determined as percentages. In Table 1, the TEM observation result “after the heat resistance test” was obtained by adhering a polyimide film on the coating layer of the test piece according to the above procedure, and then placing the test piece in the following high-temperature environment. It is a TEM image after peeling a polyimide film from a test piece according to 180 degree peeling method (JIS C 6471 8.1). FIGS. 1 and 2 exemplarily show respective observation photographs immediately after sputtering by TEM and after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing.
-Equipment: TEM (Hitachi, Ltd., model H9000NAR)
・ Acceleration voltage: 300 kV
-Magnification: 300,000 times-Observation field: 60 nm x 60 nm

<接着性評価>
上記のようにしてポリイミドを積層した銅箔について、ピール強度を積層直後(常態)、温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置した後(耐熱性)、及び温度40℃、相対湿度95%空気雰囲気下の高湿環境下に96時間放置した後(耐湿性)の三つの条件で測定した。ピール強度は180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に準拠して測定した。
<Adhesion evaluation>
For the copper foil laminated with polyimide as described above, the peel strength was immediately after lamination (normal state), after being left in a high-temperature environment at 150 ° C. in an air atmosphere (heat resistance), and at a temperature of 40 ° C., relative The measurement was performed under three conditions: after being allowed to stand for 96 hours in a high humidity environment with a humidity of 95% air (humidity resistance). The peel strength was measured according to the 180 ° peeling method (JIS C 6471 8.1).

<エッチング性評価>
上記のようにしてポリイミドを積層した銅箔について、所定のレジストを用いてラインアンドスペース20μm/20μmの回路パターンを形成し、次にエッチング液(塩化第二鉄、温度43℃)を用いてエッチング処理した。処理後の回路間の樹脂表面をEPMAで測定し、残留しているCr及びTiを分析し、以下の基準で評価した。
×:回路間全面にCr又はTiが観察された
△:回路間に部分的にCr又はTiが観察された
〇:回路間にCr又はTiが観察されなかった
<Etching evaluation>
For the copper foil laminated with polyimide as described above, a circuit pattern of line and space 20 μm / 20 μm is formed using a predetermined resist, and then etched using an etching solution (ferric chloride, temperature 43 ° C.). Processed. The resin surface between the treated circuits was measured with EPMA, the remaining Cr and Ti were analyzed, and evaluated according to the following criteria.
×: Cr or Ti was observed on the entire surface between circuits Δ: Cr or Ti was partially observed between circuits ○: Cr or Ti was not observed between circuits

測定結果を表1に示す。表1中、SP/SPは、Ti、Crともスパッタにて被覆したことを示す。   The measurement results are shown in Table 1. In Table 1, SP / SP indicates that both Ti and Cr are coated by sputtering.

表1に示すように、実施例1〜5は、いずれも良好なピール強度及びエッチング性を有している。参考用に、実施例3の銅箔のスパッタ上がり及びポリイミドワニス硬化相当の熱処理後のXPSによる各デプスプロファイルを図3及び4に示す。   As shown in Table 1, Examples 1 to 5 all have good peel strength and etching properties. For reference, FIGS. 3 and 4 show depth profiles obtained by XPS after the spattering of the copper foil of Example 3 and heat treatment equivalent to polyimide varnish curing.

これに対し、比較例1は、チタンの付着量が15μg/dm2未満であり、Cuの拡散を防止することができず、ピール強度が不良であった。
比較例2は、クロムの付着量が30μg/dm2未満であり、ピール強度が不良であった。
比較例3は、チタンの付着量が140μg/dm2超であり、エッチング性が不良であった。
比較例4は、クロムの付着量が150μg/dm2超であり、エッチング性が不良であった。
比較例5及び6は、チタン及びクロムの付着量が規定内であるにもかかわらず、ピール強度が不良であった。これはチタンの付着量がクロムの付着量に対して多いので、チタンがクロム層中を拡散し、ポリイミドとの接着界面にまで到達したためである。図6は比較例6の銅箔(ポリイミドワニス硬化相当の熱処理後)のXPSによるデプスプロファイルである。表層1nm以内の全クロム量に対する全チタン量の比が0.3を上回っていた。
比較例5及び6、及び、実施例5から、チタン及びクロムの付着量は、規定内であることに加えて、付着量の比Ti/Crが1.2以下である必要があることがわかる。また、これらのポリイミド硬化後の皮膜の濃度プロファイルから、表層近傍1nmにおける全チタン量と全クロム量との比が0.3以下である必要があることがわかる。
On the other hand, in Comparative Example 1, the adhesion amount of titanium was less than 15 μg / dm 2 , Cu diffusion could not be prevented, and the peel strength was poor.
In Comparative Example 2, the chromium adhesion amount was less than 30 μg / dm 2 , and the peel strength was poor.
In Comparative Example 3, the adhesion amount of titanium was more than 140 μg / dm 2 and the etching property was poor.
In Comparative Example 4, the adhesion amount of chromium was more than 150 μg / dm 2 and the etching property was poor.
In Comparative Examples 5 and 6, although the adhesion amounts of titanium and chromium were within the specified range, the peel strength was poor. This is because the amount of titanium attached is larger than the amount of chromium attached, so that titanium diffuses in the chromium layer and reaches the adhesion interface with the polyimide. FIG. 6 is a XPS depth profile of the copper foil of Comparative Example 6 (after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing). The ratio of the total titanium amount to the total chromium amount within 1 nm of the surface layer exceeded 0.3.
From Comparative Examples 5 and 6 and Example 5, it can be seen that the adhesion amount of titanium and chromium is within the specified range, and the ratio Ti / Cr of the adhesion amount needs to be 1.2 or less. . Moreover, it turns out from the density | concentration profile of the film | membrane after these polyimide hardening | curing that the ratio of the total titanium amount in the surface layer vicinity 1nm and the total chromium amount needs to be 0.3 or less.

(例2:従来の被覆層)
被覆層を以下の条件で設けた他は例1と同一の条件で各銅箔試料を製造した。
(Example 2: Conventional coating layer)
Each copper foil sample was manufactured on the same conditions as Example 1 except having provided the coating layer on the following conditions.

<比較例7:Ni−Cr合金層>
スパッタリングターゲットとして、Ni:80質量%、Cr20質量%のNi−Cr合金を用いて被覆層を形成した。
<Comparative example 7: Ni-Cr alloy layer>
A coating layer was formed using a Ni—Cr alloy of Ni: 80 mass% and Cr 20 mass% as a sputtering target.

<比較例8:Ni層及びCr層を電気めっきで形成した被覆層>
以下の条件でNi電気めっき及びCr電気めっき処理を順に施した。この比較例は特開2006−222185号公報に記載された方法で形成した被覆層と比較するためのものである。
(1)Niめっき
・めっき浴:スルファミン酸ニッケル(Ni2+として110g/L)、H3BO3(40g/L)
・電流密度:1.0A/dm2
・浴温:55℃
(2)Crめっき
・めっき浴:CrO3(1g/L)、Zn(粉末0.4g)、Na3SO4(10g/L)
・電流密度:2.0A/dm2
・浴温:55℃
<Comparative Example 8: Coating layer in which Ni layer and Cr layer are formed by electroplating>
Ni electroplating and Cr electroplating were performed in order under the following conditions. This comparative example is for comparison with a coating layer formed by the method described in JP-A-2006-222185.
(1) Ni plating / plating bath: nickel sulfamate (110 g / L as Ni 2+ ), H 3 BO 3 (40 g / L)
・ Current density: 1.0 A / dm 2
・ Bath temperature: 55 ℃
(2) Cr plating / plating bath: CrO 3 (1 g / L), Zn (powder 0.4 g), Na 3 SO 4 (10 g / L)
Current density: 2.0 A / dm 2
・ Bath temperature: 55 ℃

<比較例9及び10:Cr層のみを電気めっきで形成した被覆層>
以下の条件でCr電気めっき処理のみを施した。
・めっき浴:CrO3(1g/L)、Zn(粉末0.4g)、Na3SO4(10g/L)
・電流密度:2.0A/dm2
・浴温:55℃
<Comparative Examples 9 and 10: Coating layer in which only Cr layer is formed by electroplating>
Only the Cr electroplating treatment was performed under the following conditions.
-Plating bath: CrO 3 (1 g / L), Zn (powder 0.4 g), Na 3 SO 4 (10 g / L)
Current density: 2.0 A / dm 2
・ Bath temperature: 55 ℃

測定結果を表2に示す。   The measurement results are shown in Table 2.

比較例7は、本発明の被覆層のTi層をNi層としたものであり、ピール強度が不良であった。
比較例8は、Ni層及びCr層を電気めっきで形成したものである。このように、Cuの拡散防止層としてNi層を電気めっきで形成しているが、皮膜の厚さが不均一となり、ピール強度が不良であった。
比較例9は、Cr層のみを電気めっきで形成したものであり、皮膜の厚さが不均一になったこと、及び、Cuの拡散防止層が無いことから、ピール強度が不良であった。
比較例10は、比較例9と同様にCr層のみを電気めっきで形成したものであるが、Crの被覆量が十分であったために皮膜の厚さが均一となり、Cuの拡散防止機能も有していた。しかしながら、エッチング性が不良であった。
比較例9及び10の結果から、電気めっきではエッチング性と皮膜の均一性を両立させることが困難であることが確認された。
In Comparative Example 7, the Ti layer of the coating layer of the present invention was a Ni layer, and the peel strength was poor.
In Comparative Example 8, a Ni layer and a Cr layer are formed by electroplating. Thus, although the Ni layer was formed by electroplating as a Cu diffusion preventing layer, the thickness of the film became uneven and the peel strength was poor.
In Comparative Example 9, only the Cr layer was formed by electroplating, and the peel strength was poor because the thickness of the coating became uneven and there was no Cu diffusion prevention layer.
In Comparative Example 10, as in Comparative Example 9, only the Cr layer was formed by electroplating. However, since the Cr coating amount was sufficient, the film thickness was uniform, and the Cu diffusion prevention function was also provided. Was. However, the etching property was poor.
From the results of Comparative Examples 9 and 10, it was confirmed that it was difficult to achieve both etching properties and film uniformity by electroplating.

1、2 被覆層厚さ 1, 2 Coating layer thickness

Claims (12)

銅箔基材と、該銅箔基材表面の少なくとも一部を被覆する被覆層とを備えたプリント配線板用銅箔であって、該被覆層は銅箔基材表面から順に積層したTi層及びCr層で構成され、該被覆層にはTiが15〜140μg/dm2、Crが30〜150μg/dm2の被覆量で、且つ、TiとCrの被覆量の比Ti/Crが1.2以下で存在するプリント配線板用銅箔。 A copper foil for a printed wiring board comprising a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of the surface of the copper foil substrate, wherein the coating layer is a Ti layer laminated in order from the copper foil substrate surface And the coating layer has a coating amount of Ti of 15 to 140 μg / dm 2 , Cr of 30 to 150 μg / dm 2 , and a ratio Ti / Cr of the coating amount of Ti and Cr is 1. Copper foil for printed wiring boards existing at 2 or less. Tiの被覆量が30〜90μg/dm2、Crの被覆量が50〜100μg/dm2である請求項1記載のプリント配線板用銅箔。 Ti copper foil for printed wiring boards according to claim 1, wherein the amount of coating coverage of 30~90μg / dm 2, Cr is 50-100 [mu] g / dm 2 of. 被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚さが0.5〜6.0nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上である請求項1又は2に記載のプリント配線板用銅箔。   The printed wiring board according to claim 1 or 2, wherein when the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 to 6.0 nm, and the minimum thickness is 80% or more of the maximum thickness. Copper foil. 銅箔基材は圧延銅箔である請求項1〜3何れか一項記載のプリント配線板用銅箔。   The copper foil for a printed wiring board according to any one of claims 1 to 3, wherein the copper foil base material is a rolled copper foil. プリント配線板はフレキシブルプリント配線板である請求項1〜4何れか一項記載のプリント配線板用銅箔。   A printed wiring board is a flexible printed wiring board, Copper foil for printed wiring boards as described in any one of Claims 1-4. ポリイミド前駆体であるポリアミック酸溶液を乾燥体で25μmになるよう被覆層上に塗布し、空気下乾燥機で130℃30分で乾燥する工程と、更に窒素流量を10L/minに設定した高温加熱炉において350℃30分でイミド化する工程とを経てポリイミドを被覆層上に製膜し、次いで、温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置してからポリイミドフィルムを180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に従って被覆層から剥離した後の被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚さが0.5〜6nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上である請求項1〜5何れか一項記載のプリント配線板用銅箔。   A polyamic acid solution, which is a polyimide precursor, is applied on the coating layer to a dry body of 25 μm, dried at 130 ° C. for 30 minutes in an air dryer, and further heated at a high temperature with a nitrogen flow rate set to 10 L / min. The polyimide film is formed on the coating layer through a process of imidization at 350 ° C. for 30 minutes in a furnace, and then left at a temperature of 150 ° C. in a high temperature environment under an air atmosphere for 168 hours, and then the polyimide film is peeled by 180 ° When the cross section of the coating layer after peeling from the coating layer according to the method (JIS C 6471 8.1) is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 to 6 nm, and the minimum thickness is 80, which is the maximum thickness. The copper foil for printed wiring boards according to any one of claims 1 to 5, wherein the copper foil for printed wiring boards is at least%. XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた全クロム及びチタンの深さ方向(x:単位nm)の原子濃度(%)をそれぞれf(x)、g(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫g(x)dx/∫f(x)dx≦0.3を満たす請求項1〜6何れか一項記載のプリント配線板用銅箔。   If the atomic concentrations (%) in the depth direction (x: unit nm) of all chromium and titanium obtained from the depth direction analysis by XPS are f (x) and g (x), respectively, the interval [0 , 1.0], the copper foil for printed wiring boards according to any one of claims 1 to 6, which satisfies ∫g (x) dx / ∫f (x) dx ≦ 0.3. XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のクロムの原子濃度(%)をf(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、チタンの原子濃度(%)をg(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)すると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx)が1.0%以下である請求項1〜7何れか一項記載のプリント配線板用銅箔。   The atomic concentration (%) of chromium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis by XPS is f (x), and the atomic concentration (%) of oxygen is i (x). When the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of titanium is g (x), and the atomic concentration (%) of carbon is j (x), the interval [0, 1.0 ], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + + h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 1.0. The copper foil for printed wiring boards according to any one of claims 1 to 7. スパッタリング法によって銅箔基材表面の少なくとも一部を厚さ0.3〜3nmのTi層及び厚さ0.5〜2.5nmのCr層で順に被覆することを含むプリント配線板用銅箔の製造方法。   A copper foil for a printed wiring board comprising sequentially coating at least a part of a copper foil substrate surface with a Ti layer having a thickness of 0.3 to 3 nm and a Cr layer having a thickness of 0.5 to 2.5 nm by a sputtering method. Production method. 請求項1〜8何れか一項記載の銅箔を備えた銅張積層板。   The copper clad laminated board provided with the copper foil as described in any one of Claims 1-8. 銅箔がポリイミドに接着している構造を有する請求項10記載の銅張積層板。   The copper clad laminate according to claim 10, wherein the copper foil has a structure bonded to polyimide. 請求項10又は11記載の銅張積層板を材料としたプリント配線板。   The printed wiring board which used the copper clad laminated board of Claim 10 or 11 as a material.
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