JP2011014651A - Copper foil for printed wiring board - Google Patents
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Abstract
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.
銅箔に接着させる絶縁基板にはポリイミドが使用されることが多いので、ポリイミドとの接着強度が高いクロムを銅箔表面に被覆する方法が一般的である。 Since polyimide is often used for the insulating substrate to be bonded to the copper foil, a method of coating the copper foil surface with chromium having high adhesive strength with polyimide is common.
また、このようにポリイミドで形成された絶縁基板に銅箔を接着させているとき、銅箔のCu原子またはCu酸化物がポリイミド側へ拡散すると、接着界面近傍のポリイミド層が脆弱になり、当該部分が剥離の起点になる。このような問題に対し、平滑な銅箔表面に、ポリイミド層へのCu原子の拡散を防止する第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。 Also, when the copper foil is bonded to the insulating substrate formed of polyimide in this way, if the Cu atom or Cu oxide of the copper foil diffuses to the polyimide side, the polyimide layer near the bonding interface becomes brittle, The part becomes the starting point of peeling. For such a problem, on the smooth copper foil surface, a first metal layer that prevents diffusion of Cu atoms to the polyimide layer is formed, and a second metal layer is formed on the first metal layer, Research and development of technology to simultaneously obtain good adhesion to the insulating substrate and good etching properties by forming a Cr layer with good adhesion to the insulating substrate thin enough to have good etching properties. ing.
銅箔表面にクロム層を被覆する方法としては、湿式処理方法や乾式処理方法等がある。このうち、湿式処理でクロム層を表面に被覆する方法としては、銅箔表面にZn層またはZn合金層を形成し、さらに当該層上にクロメート層を形成する方法と、銅箔表面にZnを含有しない層を形成し、当該層上にクロメート層を形成しない方法とがある。前者の例は特許文献1に開示されており、後者の例は特許文献2に開示されている。Zn層またはZn合金層上にクロメート層を形成する場合では、Zn層またはZn合金層中のZnと溶液中のCr6+との間で置換反応が起こり、Crの水酸化物が析出する。当該方法では、Crは水酸化物の状態で析出する。このため、析出したCrの価数は0価ではなく、ポリイミドとの接着性に優れるとされる3価となっている。 Examples of the method for coating the copper foil surface with the chromium layer include a wet processing method and a dry processing method. Among these, as a method of coating the chromium layer on the surface by wet processing, a method of forming a Zn layer or a Zn alloy layer on the surface of the copper foil and further forming a chromate layer on the layer, and a method of coating Zn on the surface of the copper foil There is a method in which a layer not containing is formed and a chromate layer is not formed on the layer. The former example is disclosed in Patent Document 1, and the latter example is disclosed in Patent Document 2. When a chromate layer is formed on a Zn layer or a Zn alloy layer, a substitution reaction occurs between Zn in the Zn layer or Zn alloy layer and Cr 6+ in the solution, and Cr hydroxide precipitates. In this method, Cr is precipitated in a hydroxide state. For this reason, the valence of the deposited Cr is not zero, but trivalent, which is considered excellent in adhesion to polyimide.
また、乾式処理を用いた方法が、特許文献3に開示されている。特許文献3には、銅箔の表面にNi−Cr合金層を形成し、当該合金層の表面に所定の厚さの酸化物層を形成することにより、銅箔表面が平滑でアンカー効果が低い状態においても樹脂基材との接着性が大幅に上昇することが記載されている。そして、表面に1〜100nmのNi−Cr合金層が蒸着形成され、該合金層の表面に厚さ0.5〜6nmのCr酸化物層が形成され、かつ最表面の平均表面粗さRzJISが2.0μm以下である、プリント配線基板用銅箔が開示されている。 A method using dry processing is disclosed in Patent Document 3. In Patent Document 3, by forming a Ni—Cr alloy layer on the surface of the copper foil and forming an oxide layer having a predetermined thickness on the surface of the alloy layer, the surface of the copper foil is smooth and the anchor effect is low. It is described that the adhesiveness with the resin base material is significantly increased even in the state. Then, a Ni—Cr alloy layer having a thickness of 1 to 100 nm is formed on the surface, a Cr oxide layer having a thickness of 0.5 to 6 nm is formed on the surface of the alloy layer, and the average surface roughness RzJIS of the outermost surface is A printed circuit board copper foil having a thickness of 2.0 μm or less is disclosed.
上述した種々の従来技術において、ファインピッチの回路形成の観点からは、粗化処理により接着性を向上させる方法は不利である。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。 In the various prior arts described above, from the viewpoint of fine pitch circuit formation, a method for improving adhesiveness by roughening treatment is disadvantageous. 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.
また、接着強度の観点からは、平滑な銅箔表面にポリイミドを積層させた方法は、粗化処理面にポリイミドを積層させる方法に比べて不利である。これは、粗化処理面ではアンカー効果によって接着強度が得られるのに対し、粗化処理を行わない場合ではアンカー効果が得られず、さらに、Cu原子がポリイミド中に拡散することで、界面近傍のポリイミド層が脆弱になり、当該部分が剥離の起点になるからである。 From the viewpoint of adhesive strength, the method of laminating polyimide on the smooth copper foil surface is disadvantageous compared to the method of laminating polyimide on the roughened surface. This is because the anchoring effect is obtained by the anchor effect on the roughened surface, but the anchor effect is not obtained when the roughening treatment is not performed, and further, the Cu atoms diffuse into the polyimide, and the vicinity of the interface. This is because the polyimide layer becomes brittle and the part becomes a starting point of peeling.
さらに、平滑な銅箔表面に、例えばNi層やNi−Cr合金層を設ける方法は、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。また、銅箔表面に、例えばCr層を設ける方法は、室温では比較的高い接着性が得られるが、この積層体が熱履歴を受けた場合、層の厚さが薄いとCu由来のCu原子がCr層を通過してポリイミド層まで拡散して、接着強度が劣化する。さらに、Cu原子の拡散防止に十分なほどCr層が厚いと、表面処理層のエッチング性が劣る。これは、回路パターン形成のために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を引き起こす。 Furthermore, the method of providing, for example, a Ni layer or a Ni—Cr alloy layer on the smooth copper foil surface has a large room for improvement in the basic characteristic of adhesion to an insulating substrate. Further, for example, a method of providing a Cr layer on the surface of the copper foil provides relatively high adhesion at room temperature. However, when this laminate is subjected to a thermal history, if the layer is thin, Cu atoms derived from Cu Passes through the Cr layer and diffuses to the polyimide layer, and the adhesive strength deteriorates. Furthermore, if the Cr layer is thick enough to prevent diffusion of Cu atoms, the etching property of the surface treatment layer is poor. This causes a problem that “etching residue” in which Cr remains on the surface of the insulating substrate after etching for forming a circuit pattern is likely to occur.
また、特許文献1及び2に記載された表面処理層は、電気めっきで形成されている。この時、銅箔自体が電気化学反応の電極として作用する。銅箔の表面はオイルピットなどの凹凸を有し、さらに表面近傍には数100nmの介在物が存在しているため、当該部分は電子の流れが阻害され、極薄の表面処理層を均一な厚さで形成し、ポリイミドとの接着性とエッチング性を両立することは困難である。 Moreover, the surface treatment layer described in Patent Documents 1 and 2 is formed by electroplating. At this time, the copper foil itself acts as an electrode for electrochemical reaction. Since the surface of the copper foil has irregularities such as oil pits, and there are inclusions of several hundreds of nanometers in the vicinity of the surface, the flow of electrons is obstructed in this part, and an extremely thin surface treatment layer is made uniform. It is difficult to achieve a good balance between adhesiveness with polyimide and etching properties.
さらに、ポリイミドとの接着性に有効なCrを銅箔表面に付着させるためにはZn層またはZn合金層上にクロメート層を形成する必要があるが、特許文献1に記載されたように、Ni−Zn合金層上にクロメート層を形成した場合、接着界面近傍におけるクロム酸化物濃度が低くなり、高い接着強度を得られないことを本発明者らは見出した。また、特許文献2に記載されたように、Zn層またはZn合金層上にクロメート層を形成しない場合には、ZnとCr6+との間の置換反応を利用することができないため、Crの付着量に限界がある。 Furthermore, in order to adhere Cr effective for adhesion to polyimide to the surface of the copper foil, it is necessary to form a chromate layer on the Zn layer or the Zn alloy layer. The present inventors have found that when a chromate layer is formed on a -Zn alloy layer, the chromium oxide concentration in the vicinity of the adhesion interface becomes low and high adhesion strength cannot be obtained. Further, as described in Patent Document 2, when a chromate layer is not formed on a Zn layer or a Zn alloy layer, a substitution reaction between Zn and Cr 6+ cannot be used. There is a limit to the amount of adhesion.
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たプリント配線板用銅箔を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the copper foil for printed wiring boards which is excellent in both the adhesiveness with an insulated substrate, and etching property, and is suitable for fine pitching.
従来、被覆層を薄くすると接着強度が低下するということが一般的な理解であった。しかしながら、本発明者らは、鋭意検討の結果、銅箔基材表面に順にCu-Ni合金層及び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が得られることを見出した。各層の厚さを極薄にすることでエッチング性の低いCrの使用量が削減され、被覆層の厚さが均一であることからエッチング性に有利である。また、Cu−Ni合金層が形成されていることにより、銅箔表面の被覆層の基材との密着性が良好となり、これにより銅箔と絶縁基板との優れた密着性が得られる。さらに、湿式めっきに比べて、接着界面近傍のクロム酸化物の濃度を高くすることができ、優れた絶縁基板との密着性を得ることができる。 Conventionally, it was generally understood that the adhesive strength decreases when the coating layer is thinned. However, as a result of intensive studies, the present inventors have found that excellent insulation is achieved when a Cu—Ni alloy layer and a Cr layer are uniformly provided on the surface of a copper foil substrate in an ultrathin thickness on the order of nanometers. It was found that adhesion to the substrate can be obtained. By making the thickness of each layer extremely thin, the amount of Cr having low etching property is reduced, and the coating layer has a uniform thickness, which is advantageous for etching property. Moreover, since the Cu—Ni alloy layer is formed, the adhesiveness between the coating layer on the surface of the copper foil and the base material is improved, and thereby excellent adhesiveness between the copper foil and the insulating substrate is obtained. Furthermore, compared with wet plating, the concentration of chromium oxide in the vicinity of the adhesion interface can be increased, and excellent adhesion with an insulating substrate can be obtained.
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Cu−Ni合金層及びCr層で構成され、該被覆層には、Niが15〜440μg/dm2、Crが18〜180μg/dm2の被覆量で存在する。 The present invention completed on the basis of the above knowledge is, in one aspect, a copper foil for a printed wiring board provided with a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of the surface of the copper foil substrate, The coating layer is composed of a Cu—Ni alloy layer and a Cr layer laminated in order from the surface of the copper foil base. The coating layer is a coating of Ni of 15 to 440 μg / dm 2 and Cr of 18 to 180 μg / dm 2 . Present in quantity.
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、被覆層には、Crが30〜145μg/dm2の被覆量で存在する。 In one embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, Cr is present in the coating layer in a coating amount of 30 to 145 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の別の一実施形態においては、被覆層には、Crが36〜75μg/dm2の被覆量で存在する。 In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, Cr is present in the coating layer in a coating amount of 36 to 75 μg / 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0.5〜3nm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, the maximum thickness is 0.5 to 3 nm when the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope, and the minimum thickness is the maximum thickness. 80% or more.
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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロム(クロム酸化物中のクロム)の原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とすると、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10%以下で、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx) が20%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0を満たし、区間[0、5]において、∫g(x)dx/∫h(x)dx<1を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the atomic concentration (%) of metallic chromium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS. ) Is f 1 (x), the atomic concentration (%) of chromium oxide (chromium in chromium oxide) is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all chromium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), the atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), and the atomic concentration of oxygen ( %) Is i (x) and the atomic concentration (%) of carbon is j (x), 区間 h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫ in the interval [0, 1.0] g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 10% or less and ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫ g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 20% or more, and 0.1 ≦ ∫ in the interval [1.0, 2.5] f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) satisfies the dx ≦ 1.0, the interval [0, In], ∫g (x) dx / ∫h (x) dx satisfy <1.
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、ポリイミド硬化相当の熱処理を行ったとき、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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロムの原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とすると、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10%以下で、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx) が20%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0を満たし、区間[0、5]において、∫g(x)dx/∫h(x)dx<1を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, when heat treatment equivalent to polyimide curing is performed, the depth direction (x: unit) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS nm) atomic concentration (%) of chromium metal is f 1 (x), atomic concentration (%) of chromium oxide is f 2 (x), and atomic concentration (%) of all chromium is f (x). (F (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), nickel atomic concentration (%) is g (x), copper atomic concentration (%) is h (x), oxygen atoms If the concentration (%) is i (x) and the atomic concentration (%) of carbon is j (x), 区間 h (x) dx / (∫f (x) dx in the interval [0, 1.0] + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 10% or less, ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 20% or more and 0.1 [0.1, 2.5] in the interval [1.0, 2.5] meet ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 1.0 , In the interval [0,5], it satisfies the ∫g (x) dx / ∫h (x) dx <1.
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、ポリイミド硬化相当の熱処理が行われたプリント配線板用銅箔であって、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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロムの原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とすると、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10%以下で、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx) が20%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0を満たし、区間[0、5]において、∫g(x)dx/∫h(x)dx<1を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil for printed wiring board is subjected to a heat treatment equivalent to polyimide curing, and is obtained from a depth direction analysis from the surface by XPS. The atomic concentration (%) of metallic chromium in the depth direction (x: unit nm) is f 1 (x), the atomic concentration (%) of chromium oxide is f 2 (x), and the total chromium atomic concentration (%) Is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), nickel atomic concentration (%) is g (x), and copper atomic concentration (%) is When h (x) is assumed, the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), and the atomic concentration (%) of carbon is j (x), に お い て h (x) in the interval [0, 1.0] dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 10% or less, and ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 20% or more, and the interval [1.0, 2.5], 0.1 ≦ ∫f 1 (x ) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 1.0 is satisfied, and 区間 g (x) dx / ∫h (x) dx <1 is satisfied in the interval [0, 5].
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、被覆層を介して絶縁基板が形成されたプリント配線板用銅箔に対し、絶縁基板を被覆層から剥離した後の被覆層の表面を分析したとき、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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロムの原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、金属クロムの濃度が最大となる表層からの距離をFとすると、区間[0、F]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0で、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx)が5%以下を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil for printed wiring board on which the insulating substrate is formed via the coating layer, after the insulating substrate is peeled from the coating layer When the surface of the coating layer is analyzed, the atomic concentration (%) of metal chromium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is f 1 (x), and the oxide The atomic concentration (%) of chromium is f 2 (x), the atomic concentration (%) of all chromium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), and chromium metal Assuming that the distance from the surface layer where the concentration of is maximum is F, in the interval [0, F], 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 1.0 and ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) satisfies 5% or less.
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.
本発明は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 another aspect, the present invention is a copper clad laminate comprising 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 and suitable for fine pitch.
(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。
(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.
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5〜20μm程度である。 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 5 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Cu−Ni合金層及びCr層で順に被覆される。Cu−Ni合金層及び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。また、本発明の被覆層におけるCu−Ni合金層は、Ni単独の層よりも銅箔表面に対する接着性が良い。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Cu−Ni合金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。ここで、銅の拡散防止のために設けるCu−Ni合金層には、表面へ拡散させたくない銅が含まれているが、銅を合金化しているため、表面への拡散は無く、良好な接着性を有すると共に、エッチング性にも悪影響を及ぼさない。
また、Cu−Ni合金層よりも絶縁基板との接着性に優れたCr層をCu−Ni合金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Cu−Ni合金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)も指す。
(Coating layer)
At least a part of the surface of the copper foil base material is sequentially coated with a Cu—Ni alloy layer and a Cr layer. The Cu—Ni alloy 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 addition, the Cu—Ni alloy layer in the coating layer of the present invention has better adhesion to the copper foil surface than the Ni single 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 providing the Cu-Ni alloy layer excellent in copper diffusion prevention beforehand on the copper foil base material. Here, the Cu-Ni alloy layer provided for preventing the diffusion of copper contains copper that is not desired to be diffused to the surface. However, since copper is alloyed, there is no diffusion to the surface, which is good. It has adhesiveness and does not adversely affect the etching property.
Moreover, the adhesiveness with an insulated substrate can further be improved by providing on the Cu-Ni alloy layer the Cr layer excellent in the adhesiveness with an insulated substrate rather than a Cu-Ni alloy layer. Since the thickness of the Cr layer can be reduced by virtue of the presence of the Cu—Ni alloy layer, the adverse effect on the etching property can be reduced. In addition, the adhesiveness as used in the field of this invention also refers to adhesiveness (heat resistance) after being placed under high temperature and adhesiveness (humidity resistance) after being placed under high humidity, in addition to normal adhesiveness. .
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、Cu−Ni合金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処理後(約350℃にて30分〜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Cu−Ni合金と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 has been improved by such a configuration is not clear, but the Cr single layer coating that is extremely excellent in adhesiveness with the resin as the outermost surface on the Cu-Ni alloy coating This is presumed to be because the single-layer coating structure having high adhesiveness is maintained even after high-temperature heat treatment during imidization (about 30 minutes to 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 a Cu—Ni alloy 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)Cr、Cu−Ni合金被覆層の同定
本発明においては、銅箔素材の表面の少なくとも一部はCu−Ni合金層及び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Cu−Ni合金層及び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 Cr, Cu—Ni alloy coating layer In the present invention, at least a part of the surface of the copper foil material is coated in the order of the Cu—Ni alloy layer and the Cr layer. These coating layers are 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 Cu-Ni alloy layer and Cr layer by the presence of each detection peak. Can do. Moreover, the order of covering from the position of each detection peak can be confirmed.
(2)付着量
一方、これらCu−Ni合金層及び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、Cu−Ni合金層及び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、Niが15〜440μg/dm2、Crが18〜180μg/dm2の被覆量で存在する。Crが18μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Crが180μg/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。Niが15μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Niが440μg/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の被覆量は好ましくは30〜145μg/dm2、より好ましくは36〜75μg/dm2であり、Niの被覆量は好ましくは40〜360μg/dm2、より好ましくは80〜270μg/dm2である。
(2) Amount of deposition On the other hand, since these Cu-Ni alloy layers and Cr layers are very thin, it is difficult to evaluate the thickness accurately with XPS and AES. Therefore, in this invention, it decided to evaluate the thickness of a Cu-Ni alloy layer and Cr layer by the weight of the coating metal per unit area. In the coating layer according to the present invention, Ni is present in a coating amount of 15 to 440 μg / dm 2 and Cr is 18 to 180 μg / dm 2 . When Cr is less than 18 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Cr exceeds 180 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly reduced. When Ni is less than 15 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Ni exceeds 440 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly reduced. The coverage of Cr is preferably 30 to 145 μg / dm 2 , more preferably 36 to 75 μg / dm 2 , and the coverage of Ni is preferably 40 to 360 μg / dm 2 , more preferably 80 to 270 μg / dm 2 . is there.
純Ni層をスパッタリングする場合にはターゲットとして純Niを用いるが、この純Niターゲットは磁性が強く、マグネトロンスパッタリング等でスパッタリングを行う場合、ターゲット1枚あたりの使用効率が低くなり、コスト的に不利である。これに対し、本発明に係るCu−Ni合金層は、Cuを含んでいるため、純Niターゲットと比較して、ターゲットの磁性を抑えることができ、スパッタリングを効率良く行うことができる。 When sputtering a pure Ni layer, pure Ni is used as a target. However, this pure Ni target has strong magnetism, and when sputtering is performed by magnetron sputtering or the like, the use efficiency per target becomes low, which is disadvantageous in terms of cost. It is. On the other hand, since the Cu—Ni alloy layer according to the present invention contains Cu, the magnetism of the target can be suppressed and sputtering can be efficiently performed as compared with a pure Ni target.
(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〜3nm、好ましくは1.0〜2.5nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上、好ましくは85%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3nm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Cu−Ni合金層及び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、Cu−Ni合金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。
(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 3 nm, preferably 1.0 to 2.5 nm. The coating layer has a minimum thickness of 80% or more, preferably 85% 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 3 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 Cu—Ni alloy layer and the Cr layer in the coating layer, and it looks like a single layer (see FIG. 1). 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 Cu—Ni alloy layer is considered to exist on the copper foil substrate 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.
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0.5〜3nmであり、最小厚さにおいても最大厚さの80%維持されることが可能である。 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 0.5-3 nm, and it is possible to maintain 80% of the maximum thickness even at the minimum thickness.
(4)被覆層表面の酸化状態
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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロムの原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とすると、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)を10%以下とするのが好ましい。
(4) Oxidation state of coating layer surface First, in order to increase the adhesive strength, it is desirable that the inner copper is not diffused on the outermost surface of the coating layer (in the range of 0 to 1.0 nm from the surface). Therefore, in the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the atomic concentration (%) of metal chromium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is expressed as f 1 (x ), The atomic concentration (%) of chromium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all chromium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x )), The atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (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 10% or less.
また、被覆層を介して絶縁基板が形成されたプリント配線板用銅箔に対し、絶縁基板を被覆層から剥離した後の被覆層の表面を分析したとき、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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロムの原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、金属クロムの濃度が最大となる表層からの距離をFとすると、区間[0、F]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx)が5%以下であることが望ましい。 In addition, when analyzing the surface of the coating layer after peeling the insulating substrate from the coating layer on the copper foil for a printed wiring board on which the insulating substrate is formed via the coating layer, depth direction analysis from the surface by XPS The atomic concentration (%) of chromium metal in the depth direction (x: unit nm) obtained from the above is defined as f 1 (x), the atomic concentration (%) of chromium oxide as f 2 (x), If the atomic concentration (%) is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)) and the distance from the surface layer where the concentration of metallic chromium is maximum is F, the interval [0 , F], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 5 % Or less is desirable.
また、被覆層最表面においては、クロムは金属クロムとクロム酸化物が両方存在しているが、内部の銅の拡散を防止し、接着力を確保する観点では金属クロムの方が望ましいものの、良好なエッチング性を得る上ではクロム酸化物の方が望ましい。そこで、エッチング性と接着力の両立を図る上では、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた金属クロム及び酸化物クロムの深さ方向(x:単位nm)の原子濃度(%)をそれぞれf1(x)、f2(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx) が20%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0を満たすことが好ましい。 In addition, on the outermost surface of the coating layer, both chromium and chromium oxide are present. However, although chromium is preferable in terms of preventing the diffusion of copper inside and ensuring adhesion, it is better. In order to obtain a good etching property, chromium oxide is preferable. Therefore, in order to achieve both the etching property and the adhesive strength, the atomic concentration (%) in the depth direction (x: unit nm) of metal chromium and oxide chromium obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is used. Assuming that f 1 (x) and f 2 (x) respectively, in the interval [0, 1.0], ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx) is 20% or more, and 0.1 ≦ 0.1f 1 (x) dx / ∫ in the interval [1.0, 2.5] It is preferable to satisfy f 2 (x) dx ≦ 1.0.
また、被覆層を介して絶縁基板が形成されたプリント配線板用銅箔に対し、絶縁基板を被覆層から剥離した後の被覆層の表面を分析したとき、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)の金属クロムの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物クロムの原子濃度(%)をf2(x)とし、全クロムの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、金属クロムの濃度が最大となる表層からの距離をFとすると、区間[0、F]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0を満たすことが望ましい。 In addition, when analyzing the surface of the coating layer after peeling the insulating substrate from the coating layer on the copper foil for a printed wiring board on which the insulating substrate is formed via the coating layer, depth direction analysis from the surface by XPS The atomic concentration (%) of chromium metal in the depth direction (x: unit nm) obtained from the above is defined as f 1 (x), the atomic concentration (%) of chromium oxide as f 2 (x), If the atomic concentration (%) is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)) and the distance from the surface layer where the concentration of metallic chromium is maximum is F, the interval [0 , F], it is desirable that 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 1.0.
被覆層のCu−Ni合金層の構成材料としては、Niの磁性が抑えられていることがスパッタリングの効率の点から好ましい。そのため、被覆層において、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)のニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とすると、区間[0、5]において、∫g(x)dx/∫h(x)dx<1であるのが好ましい。 As a constituent material of the Cu—Ni alloy layer of the coating layer, it is preferable from the viewpoint of sputtering efficiency that the magnetism of Ni is suppressed. Therefore, in the coating layer, the atomic concentration (%) of nickel in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is g (x), and the atomic concentration of copper (%) Is h (x), it is preferable that ∫g (x) dx / ∫h (x) dx <1 in the interval [0, 5].
クロム濃度及び酸素濃度はそれぞれ、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られたCr2p軌道及びO1s軌道のピーク強度から算出する。また、深さ方向(x:単位nm)の距離は、SiO2換算のスパッタレートから算出した距離とする。クロム濃度は酸化物クロムの濃度と金属クロム濃度との合計値であり、酸化物クロムの濃度と金属クロム濃度に分離して解析することが可能である。 The chromium concentration and the oxygen concentration are calculated from the peak intensities of the Cr2p orbit and O1s orbit obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS, respectively. The distance in the depth direction (x: unit nm) is a distance calculated from the sputtering rate in terms of SiO 2 . The chromium concentration is a total value of the oxide chromium concentration and the metal chromium concentration, and can be analyzed separately by the oxide chromium concentration and the metal chromium concentration.
(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0.25〜5.0nm、好ましくは0.3〜4.0nm、より好ましくは0.5〜3.0nmのCu−Ni合金層及び厚さ0.25〜2.5nm、好ましくは0.4〜2.0nm、より好ましくは0.5〜1.0nm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。
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, Cu—Ni having a thickness of 0.25 to 5.0 nm, preferably 0.3 to 4.0 nm, more preferably 0.5 to 3.0 nm is formed on at least a part of the copper foil base material surface by sputtering. It can manufacture by coat | covering in order with an alloy layer and Cr layer of thickness 0.25-2.5 nm, Preferably 0.4-2.0 nm, More preferably, 0.5-1.0 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.
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:実施例1〜8)
実施例1〜7の銅箔基材として、厚さ18μmの圧延銅箔(日鉱金属製C1100)を用意した。圧延銅箔の表面粗さ(Rz)は0.7μmであった。また、実施例8の銅箔基材として、厚さ18μmの無粗化処理の電解銅箔を用意した。電解銅箔の表面粗さ(Rz)は1.5μmであった。
(Example 1: Examples 1-8)
As a copper foil base material in Examples 1 to 7, a rolled copper foil (C1100 made by Nikko Metal) having a thickness of 18 μm was prepared. The surface roughness (Rz) of the rolled copper foil was 0.7 μm. In addition, as the copper foil base material of Example 8, a non-roughened electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm was prepared. The surface roughness (Rz) of the electrolytic copper foil was 1.5 μm.
スパッタリングに使用したCu−Ni合金を以下の手順で作製した。まず、電気銅に、種々の組成の元素をそれぞれ添加して高周波溶解炉でインゴットを鋳造し、これに900℃で熱間圧延を施した。さらに850℃で3時間均質化焼鈍した後、表層の酸化層を取り除き、スパッタリング用のターゲットとして使用した。このときに用いたスパッタリングターゲットの組成(質量%)を表1に示す。表1において、Ni単体の(III)は純度が3Nのものを用いた。 A Cu—Ni alloy used for sputtering was prepared by the following procedure. First, elements of various compositions were added to electrolytic copper, ingots were cast in a high frequency melting furnace, and hot rolled at 900 ° C. Furthermore, after homogenizing annealing at 850 ° C. for 3 hours, the surface oxide layer was removed and used as a sputtering target. Table 1 shows the composition (mass%) of the sputtering target used at this time. In Table 1, Ni (III) having a purity of 3N was used.
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、Cu−Ni合金またはNiターゲットをスパッタリングすることにより、Ni層またはCu−Ni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:
Cu―Ni層=(I)、(II)
Ni層=(III)
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。
On one side of this copper foil, a thin oxide film previously attached to the surface of the copper foil base material is removed by reverse sputtering under the following conditions, and a Cu-Ni alloy or Ni target is sputtered to form a Ni layer or Cu A Ni 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:
Cu-Ni layer = (I), (II)
Ni layer = (III)
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.
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.
また、上記ポリイミドフィルムの接着試験とは別に、「耐熱試験」として、被覆層を設けた銅箔にポリイミドフィルムを接着させずにそのまま窒素雰囲気下で350℃、2時間加熱した。 In addition to the polyimide film adhesion test, as a “heat resistance test”, the polyimide film was not bonded to the copper foil provided with the coating layer, and was heated as it was at 350 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere.
<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。なお、本発明のCu−Ni合金をターゲットとした場合のCu及びNiの付着量は、同じ条件でTi箔上に成膜した場合の分析値を用いた。
<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). In addition, the analysis value at the time of forming into a film on Ti foil on the same conditions was used for the adhesion amount of Cu and Ni when using the Cu-Ni alloy of this invention as a target.
<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または非単色MgKα、エックス線出力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2.0nm/min(SiO2換算)
・XPSの測定結果において、酸化物クロムと金属クロムと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。
・測定はスパッタによる成膜後、接着強度測定時のポリイミド硬化条件(350℃×30分)よりも過酷な条件の熱処理(350℃×120分)を施した状態、そして絶縁基板剥離後の皮膜を分析した。
<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 or non-monochromatic MgKα, 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 2.0 nm / min (SiO 2 conversion)
In the XPS measurement results, separation of oxide chromium and metal chromium was performed using analysis software Multi Pak V7.3.1 manufactured by ULVAC.
・ Measurement is after film formation by sputtering, heat treatment (350 ° C. × 120 minutes) severer than polyimide curing conditions (350 ° C. × 30 minutes) at the time of adhesive strength measurement, and film after peeling of insulating substrate Was analyzed.
<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。後述の表2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2の「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90°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に、実施例2のTEMによる成膜後の観察写真を例示的に示す。Cu−Ni合金をスパッタリングして得られたCu−Ni合金層は図1からは確認できない。これは該当部が銅合金層になっていて母材の銅箔と区別がつかなくなっているためである。図1で確認されるのはCr層である。本発明では母材との境界が明瞭である層のみの厚さを計測した。
・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 by TEM>
The measurement conditions of TEM when the coating layer is observed by TEM are shown below. The thicknesses shown in Table 2 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. Moreover, the TEM observation result of “After the heat resistance test” in Table 2 is that the polyimide film was adhered on the coating layer of the test piece according to the above procedure, and then the test piece was placed in the following high-temperature environment, and the test obtained It is a TEM image after peeling a polyimide film from a piece according to 90 degree peeling method (JIS C6471 8.1). In FIG. 1, the observation photograph after film-forming by TEM of Example 2 is shown illustratively. The Cu—Ni alloy layer obtained by sputtering the Cu—Ni alloy cannot be confirmed from FIG. This is because the corresponding part is a copper alloy layer and cannot be distinguished from the copper foil of the base material. In FIG. 1, the Cr layer is confirmed. In the present invention, the thickness of only the layer whose boundary with the base material is clear is measured.
-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90°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 a temperature of 150 ° C. in an air atmosphere for 168 hours (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 90 ° peeling method (JIS C 6471 8.1).
<エッチング性評価>
上記のようにして作製した銅箔の該被覆層に白いテープを貼り付け、エッチング液(塩化銅二水和物、塩化アンモニウム、アンモニア水、液温50℃)に7分間浸漬させた。その後、テープに付着したエッチング残渣の金属成分をICP発光分光分析装置により定量し、以下の基準で評価した。
×:エッチング残渣が140μg/dm2以上
△:エッチング残渣が70μg/dm2以上140μg/dm2未満
〇:エッチング残渣が70μg/dm2未満
<Etching evaluation>
A white tape was applied to the coating layer of the copper foil produced as described above, and immersed for 7 minutes in an etching solution (copper chloride dihydrate, ammonium chloride, ammonia water, solution temperature 50 ° C.). Then, the metal component of the etching residue adhering to the tape was quantified with an ICP emission spectroscopic analyzer and evaluated according to the following criteria.
×: Etching residue is 140 μg / dm 2 or more Δ: Etching residue is 70 μg / dm 2 or more and less than 140 μg / dm 2 ○: Etching residue is less than 70 μg / dm 2
(例2:比較例1〜6)
例1で使用した圧延銅箔基材の片面にスパッタ時間を変化させ、後述の表2の厚さの被膜を形成した。被覆層を設けた銅箔に対して、例1と同様の手順により、ポリイミドフィルムを接着した。
(Example 2: Comparative Examples 1-6)
Sputtering time was changed on one side of the rolled copper foil substrate used in Example 1 to form a film having a thickness shown in Table 2 described later. A polyimide film was bonded to the copper foil provided with the coating layer by the same procedure as in Example 1.
(例3:比較例7)
例1で使用した圧延銅箔基材の片面に、特開2005−344174号公報に教示されたNi―Znめっき処理、クロメート処理、及び、シランカップリング剤処理をそれぞれ以下の条件で施した。
〔Ni―Znめっき処理〕
・硫酸ニッケル 1.5g/l(Ni換算)
・ピロリン酸亜鉛 0.5g/l(Zn換算)
・ピロリン酸カリウム 200g/l
・pH 9
・浴温 40℃
・電流密度 5A/dm2
〔クロメート処理〕
・CrO3 1g/l
・浴温 35℃
・電流密度 8A/dm2
〔シランカップリング剤処理〕
・γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 5g/l溶液を塗布
(Example 3: Comparative Example 7)
One side of the rolled copper foil substrate used in Example 1 was subjected to Ni—Zn plating treatment, chromate treatment and silane coupling agent treatment taught in JP-A-2005-344174 under the following conditions.
[Ni-Zn plating treatment]
・ Nickel sulfate 1.5g / l (Ni conversion)
・ Zinc pyrophosphate 0.5g / l (Zn conversion)
-Potassium pyrophosphate 200g / l
・ PH 9
・ Bath temperature 40 ℃
・ Current density 5A / dm 2
[Chromate treatment]
・ CrO 3 1g / l
・ Bath temperature 35 ℃
・ Current density 8A / dm 2
[Silane coupling agent treatment]
・ Gamma-aminopropyltriethoxysilane 5g / l solution is applied
(例4:比較例8)
例1で使用した圧延銅箔基材の片面に、特開2007−007937号公報に教示されたNiめっき処理、クロメート処理、及び、シランカップリング剤処理をそれぞれ以下の条件で施した。
〔Niめっき処理〕
・NiSO4/7H2O 300g/l(Ni2+として)
・H3BO3 40g/l
・浴温 25℃
・電流密度 1.0A/dm2
〔クロメート処理〕
・CrO3 1g/l
・浴温 25℃
・電流密度 2.0A/dm2
〔シランカップリング剤処理〕
・3−アミノプロピルトリエトキシシラン 0.3%溶液を塗布
(Example 4: Comparative Example 8)
Ni plating treatment, chromate treatment, and silane coupling agent treatment taught in JP 2007-007937 A were performed on one side of the rolled copper foil base material used in Example 1 under the following conditions.
[Ni plating treatment]
・ NiSO 4 / 7H 2 O 300g / l (as Ni 2+ )
・ H 3 BO 3 40g / l
・ Bath temperature 25 ℃
・ Current density 1.0A / dm 2
[Chromate treatment]
・ CrO 3 1g / l
・ Bath temperature 25 ℃
・ Current density 2.0A / dm 2
[Silane coupling agent treatment]
・ Applying 0.3% solution of 3-aminopropyltriethoxysilane
例1〜4の各測定結果を表2及び3に示す。また、図3に比較例2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を、図4に比較例7の銅箔(電気めっき後)のXPSによるデプスプロファイルを、さらに、図5に比較例8の銅箔(電気めっき後)のXPSによるデプスプロファイルをそれぞれ示す。 The measurement results of Examples 1 to 4 are shown in Tables 2 and 3. 3 shows the depth profile by XPS of the copper foil of Comparative Example 2 (after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing), FIG. 4 shows the depth profile by XPS of the copper foil of Comparative Example 7 (after electroplating), FIG. 5 shows the XPS depth profiles of the copper foil of Comparative Example 8 (after electroplating).
実施例1〜4、6〜8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。また、実施例5はエッチング性が他の実施例に比べてやや劣ったものの、ピール強度は良好であった。
また、実施例2の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を図2に示す。Cr層内では表層に酸化物Cr層が存在し、その直下に金属Crの層が存在している。酸化物Cr、金属Crの濃度が最大となる表層からの距離は異なるので、両者は2層に分離しているといえる。表層から1nmの範囲内では、電気めっきで形成したものと異なり、酸化物Crの原子濃度比は20%を超えていた。Cu−Ni合金をターゲットにした場合、分析範囲内では、Niの濃度は常にCuの濃度よりも低い。そして、この熱処理条件はポリイミドの硬化条件としては過酷であるにもかかわらず、ポリイミドとの接着強度を劣化させる要因のCu原子は表層にまでほとんど達しておらず、Cu原子濃度は表層から1nm付近で急激に低下している。これは、この領域でCu、Cr及びNiが共存することで、Cuの拡散が抑制されるためだと考えられる。
Examples 1-4 and 6-8 all have good peel strength and etching properties. Further, Example 5 had good peel strength, although the etching property was slightly inferior to those of other Examples.
Moreover, the depth profile by XPS after the heat processing equivalent to the polyimide varnish hardening of Example 2 is shown in FIG. In the Cr layer, an oxide Cr layer is present on the surface layer, and a metal Cr layer is present immediately below the oxide Cr layer. Since the distances from the surface layer where the concentrations of the oxide Cr and the metal Cr are maximum are different, it can be said that they are separated into two layers. Within the range of 1 nm from the surface layer, the atomic concentration ratio of the oxide Cr exceeded 20%, unlike that formed by electroplating. When a Cu—Ni alloy is targeted, the Ni concentration is always lower than the Cu concentration within the analysis range. Although the heat treatment conditions are severe as polyimide curing conditions, the Cu atoms that cause the deterioration of the adhesive strength with the polyimide hardly reach the surface layer, and the Cu atom concentration is about 1 nm from the surface layer. It has dropped rapidly. This is thought to be because Cu diffusion is suppressed by the coexistence of Cu, Cr and Ni in this region.
比較例1はNi付着量が同程度である実施例4と比較すると、各種ピール強度が低かった。
比較例2はNi付着量が同程度である実施例3と比較すると、各種ピール強度が低かった。
比較例3はCu−Ni合金層のNiが15μg/dm2未満であり、各種ピール強度が不十分であった。
比較例4はCu−Ni合金層のNiが440μg/dm2超であり、エッチング性が不良であった。
比較例5はCr量が18μg/dm2未満であり、各種ピール強度が不十分であった。
比較例6はCr量が180μg/dm2超であり、エッチング性が不良であった。
比較例7は耐熱、耐湿ピール強度が不良であった。XPSによる表面分析によると、表層から0〜1nmの範囲における3価のCr量が少なかったためだと推定される。
比較例8は各種ピール強度が不良であった。XPSによる表面分析によると、表層から0〜1nmの範囲における3価のCr量が少なかったためだと推定される。
In Comparative Example 1, various peel strengths were low as compared with Example 4 in which the Ni adhesion amount was comparable.
In Comparative Example 2, various peel strengths were low as compared with Example 3 in which the Ni adhesion amount was comparable.
In Comparative Example 3, Ni in the Cu—Ni alloy layer was less than 15 μg / dm 2 , and various peel strengths were insufficient.
In Comparative Example 4, Ni in the Cu—Ni alloy layer was over 440 μg / dm 2 and the etching property was poor.
In Comparative Example 5, the Cr amount was less than 18 μg / dm 2 and various peel strengths were insufficient.
In Comparative Example 6, the amount of Cr was over 180 μg / dm 2 and the etching property was poor.
In Comparative Example 7, heat resistance and moisture peel strength were poor. According to the surface analysis by XPS, it is estimated that the amount of trivalent Cr in the range of 0 to 1 nm from the surface layer was small.
In Comparative Example 8, various peel strengths were poor. According to the surface analysis by XPS, it is estimated that the amount of trivalent Cr in the range of 0 to 1 nm from the surface layer was small.
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