JP2016010961A - 配線板用銅箔及び配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
配線板用銅箔に使用する圧延銅箔は、その製造工程で付与される熱履歴における結晶成長を抑制するために金属等の添加物を必須成分として含有する。このため銅箔本来の導電性が低下し、また、製造コストも電解銅箔より劣る場合がある。そのため、配線板用銅箔としては導電性が高く、生産性に優れ、薄層化が容易な電解銅箔が広く用いられる傾向にある。
本明細書では以下、この樹脂透過視認性を単に「視認性」と表現する。
(Td/Tt)×100(%)
値が小さいほど視認性が高い。視認性の評価には一般に波長600nmのHazeが採用される。
また、樹脂フィルムの表面形状は、貼り合せた銅箔の表面形状を転写する。そのため、平滑な樹脂表面を得るためには平滑な銅箔を使用することが必要になる。
本発明の配線板用銅箔は、電解銅箔であることとすれば特に好ましい。
なお、本明細書においては銅箔製造時においてTi板などに代表されるカソードと接触
していた面をS(shiny)面、電解液と接触していた面をM(matte)面と表記
する。
樹脂フィルムの全光線透過率は樹脂の種類および厚さによっておおよそ定まり、樹脂形状で少しは変化するもののその変化の程度は小さい。そのため、視認性を評価するHazeは拡散透過率に大きく影響される。樹脂の拡散透過率はその表面形状に大きく影響される。樹脂の表面形状は銅箔の表面形状を転写したものとなる。そのため、銅箔の形状が樹脂の拡散透過率および視認性に大きく影響する。
銅箔表面の拡散反射率が50%より大きいと、転写された表面形状を持つ樹脂は拡散透過率が上昇し、密着力は優れるが視認性が悪くなる。一方、拡散反射率が5%より小さいと、極めて良好な光沢を持つ銅箔表面となるが、平滑すぎるために視認性は優れるが樹脂との密着性は低下する。
CIE L*a*b*表色系において、彩度(C*)は数式(1)で算出される。彩度が低いほど灰色な表面になる。彩度が高い表面は反射率が波長によって大きく異なり、反対に彩度が低い表面は分光反射率が平坦である。
〔数式1〕
Hazeの評価が一般的に波長600nmの値を採用することに注目した本発明者等は、彩度(C*)が50以下、つまり彩度が低いことでどの色相の表面においても波長600nmの反射率は一定以上に保たれ、このような表面を有する銅箔は、表面を転写した樹脂フィルムの視認性と密着性の両立が可能であることを見出した。
また銅箔の表面から視認性が決定されるために樹脂の種類、樹脂の製法、配線板の製法等に左右されにくいことを見出した。
銅箔表面は、明度指数(L*)が高いほど白く、低いほど黒く見える。本発明者等は、白い表面の銅箔は、箔表面での光の散乱回数が多く散乱光の角度が広く分散するために白く明るく見えることを確認した。一方、同じ拡散反射率を持つ銅箔でも明度の低い箔の場合は、箔表面の光の散乱回数が比較的少なく散乱光の角度は広く分散しないことを確認し、明度指数(L*)が75以下である表面を転写した樹脂フィルムは、明度指数(L*)が高い白い箔の表面を転写した樹脂フィルムに比べて視認性が高いことを見出した。
なお、本明細書においては「光沢度(Gs(60°))」を単に「光沢度」と表記する。
使用する銅箔は処理を行う面が、処理前の時点で光沢度が10%以上であることが好ましい。使用前の未処理銅箔の光沢度は、無光沢箔で0〜30程度、光沢箔で100〜500程度であり、光沢度が10%未満の表面形状では、粗化処理後に十分な視認性を得ることが難しくなるためである。
上記銅箔の少なくとも片面(電解銅箔の場合は、M面またはS面の少なくとも一方の面、圧延銅箔の場合は圧延面の少なくとも一方の面)に粗化処理を行う。
無粗化の状態の銅箔では、視認性と樹脂密着性を両立することは難しい。以下に述べる後処理で箔表面を適切な状態に調整することが重要となる。
粗化めっき液の銅濃度は6〜100g/L、特に10〜50g/Lが好ましい。銅濃度が6g/L未満となると粗化粒子の電着性が悪くなる。銅濃度を100g/Lより上げると粒子状にめっきするにはより大電流が必要になり、設備上も現実的でない。
PRパルス電解の順電解時間および逆電解時間は50〜500ミリ秒の範囲が好ましい。50ミリ秒未満であると、PRパルス電解の効果が現れにくく、500ミリ秒より長いと粗化粒子がより粗大化する可能性がある。
PRパルス電解の順電流密度は0.5〜10A/dm2が好ましい。0.5A/dm2未満ではパルス1回あたりの析出量が小さく、表面形状への効果が得られにくい。10A/dm2を超えると電着性が悪くなる。
逆電流密度は1〜20A/dm2が好ましい。またこの範囲内であっても順電流密度に対して大きく下回る、または上回るような条件は好ましくない。PRパルス電解の条件は、それぞれの項目が密接に影響しあうために総合的に判断して条件を決定する。
金属表面処理層の場合はNiまたはMo等エッチング性を悪くする金属については表面処理層の厚さを0.8mg/dm2以下とすることが好ましい。なお、NiまたMoを合金で析出させる合金表面処理層の場合でもその表面処理層の厚さは、1.5mg/dm2以下とすることが好ましい。また、Znについては付着量が多いとエッチング時に溶けてピール強度の劣化の原因になることがあるため2mg/dm2以下であることが好ましい。また、いずれもこの程度の付着量であれば、上記表面処理後の銅箔粗化面の形状および表面色を大きく損なうことはない。
〔Niめっき〕
NiSO4・6H2O 10〜500g/L
H3BO3 1〜50g/L
電流密度 1〜50A/dm2
浴温 10〜70℃
処理時間 1秒〜2分
pH 2.0〜4.0
NiSO4・6H2O 10〜500g/L
Na2MoO4・2H2O 1〜50g/L
クエン酸3ナトリウム2水和物 30〜200g/L
電流密度 1〜50A/dm2
浴温 10〜70℃
処理時間 1秒〜2分
pH 1.0〜4.0
Na2MoO4・2H2O 1〜30g/L
CoSO4・7H2O 1〜50g/L
クエン酸3ナトリム2水和物 30〜200g/L
電流密度 1〜50A/dm2
浴温 10〜70℃
処理時間 1秒〜2分
pH 1.0〜4.0
酸化亜鉛 2〜40g/L
水酸化ナトリウム 10〜300g/L
温度 5〜60℃
電流密度 0.1〜10A/dm2
処理時間 1秒〜2分
pH 1.0〜4.0
CrO3 0.5〜40g/L
液温 20〜70℃
処理時間 1秒〜2分
電流密度 0.1〜10A/dm2
pH 1.0〜4.0
粗化処理液添加剤 PPS:ピリジウムプロピルスルホネイト
ton:パルス順電解時間
trev:パルス逆電解時間
toff:パルス電解停止時間
Ion:パルス順電流密度
Irev:パルス逆電流密度
(1)反射率の測定
日本分光製、紫外可視分光光度計V−660(積分球ユニット)を使用した。電解銅箔の処理面(M面又はS面)に対して鋭角な入射角で測定光を入射し、全光線反射率(Rt)(JIS K 7375)を測定した。垂直に測定光を入射し拡散反射率(Rd)を測定した。いずれも波長600nmのときの値を評価に使用した。結果を表2に記載した。
日本分光製、紫外可視分光光度計V−660(積分球ユニット)を使用した。波長870〜200nmの間で電解銅箔処理面(M面又はS面)の全光線分光反射率を測定した。そのスペクトルから、測定機付属ソフトウェアによりL*、a*、b*を算出した。C*は数式1によりa*とb*から算出した(JIS Z 8722、JIS Z 8781−4)。結果を表2に記載した。
上記銅箔の処理面(電解銅箔の場合は、M面又はS面)にポリイミドフィルムを300℃、1時間の条件で熱プレス圧着し、銅張積層板を作製した。この後に塩化銅エッチングで銅箔を全溶解させ、銅箔表面が転写されたポリイミドフィルムを作製した。
測定には、日本分光製 紫外可視分光光度計V−660(積分球ユニット)を使用した。測定は、JISK 7375およびJIS K 7136を参考にして行った。銅箔表面が転写されたポリイミドフィルムに対して垂直に測定光を入射し、その透過光が積分球に入るようにした。入射光の光軸と積分球内壁が交差する箇所に積分球内壁と同様の標準反射板を設置したときの透過率が全光線透過率(Tt)であり、同箇所にトラッピングを設置し垂直に透過してきた光を積分球の外に出し除外した上で測定したときの透過率が拡散透過率(Td)である。(Td/Tt)×100(%)をHazeとして算出した。
視認性の評価としては、Haze<30(%)のとき「A」、30≦Haze<60(%)のとき「B」、60(%)≦Haze<90(%)のとき「C」、90(%)≦Hazeのとき「D」とした。視認性評価Dのものは、本発明の銅箔の用途としては適さない程度の視認性であり、視認性評価Cのものは本発明の銅箔の用途として適する程度の視認性であるといえる。CからB、Aの順に視認性が高くなり、より好ましい評価といえる。結果を表2に記載した。
銅箔処理面(M面又はS面)の粗さRzを接触式表面粗さ計を用いて測定した(JIS−B−0601)。基準長さは0.8mmで行った。結果を表2に記載した。
銅箔処理面(M面又はS面)の光沢度を光沢度計を用いて測定した(JIS−Z―8741)。結果を表2に記載した。
(3)の処理で作製した銅張積層板を使用して銅箔部を10mm巾テープでマスキングし塩化銅エッチングを行った後テープを除去して10mm巾のサンプルを作成し、ピール強度を測定した。
ピール強度が0.6N/mm以上のとき「○(合格)」とし、0.6N/mm未満のとき「×(不合格)」とした。結果を表2に記載した。
上記(1)〜(6)の測定の結果から、以下の基準に基づいて総合評価を行った。結果を表2に記載した。
視認性がD、または密着性が×のもの : ×
視認性がC、かつ密着性が○のもの : ○
視認性がAまたはB、かつ密着性が○のもの : ◎
実施例11、12および13は、それぞれ実施例4、8、および10と同じ条件の処理を銅箔のS面に施した結果である。いずれも視認性および密着性に優れるが、同一条件のM面処理とS面処理とを比較するとS面処理の方が視認性が低くなる傾向にある。実施例14は、一般的な圧延銅箔(TPC)の片面に処理を施した結果である。良い結果が得られた実施例9と同じ条件の処理を用いた。しかし結果は実施例9よりもわずかに視認性が悪い表面が得られている。これは、圧延銅箔表面にはオイルピットなどの表面形状異常が存在するために粗化処理で粒子が均一に形成されにくいことに起因すると考えられる。
比較例3および4は粗化処理等の後処理によって適切な粒子が形成されず、大きな周期でのうねりを伴った比較的平滑な箔である。拡散反射率が低すぎる表面であり、視認性には優れるが密着性に劣る。
比較例5も粗化処理によって適切な粒子が形成されず、高低差の小さい凹凸が形成された箔である。拡散反射率は良好な値を示しており、視認性は良好だが密着性に劣る。
比較例8は彩度(C*)の値は良好であるが粗化粒子が大きくなったために拡散反射率が高く、視認性は低い。
比較例9は、低密度な粗化粒子層が形成された箔である。拡散反射率は良好な値を示すが、彩度(C*)が高く、密着性が悪い。
比較例10および11は、それぞれ比較例5および8と同じ条件の処理をS面に施した結果である。どちらも視認性と密着性を両立できていない。
Na2MoO4・2H2O 1〜30g/L
CoSO4・7H2O 1〜50g/L
クエン酸3ナトリウム2水和物 30〜200g/L
電流密度 1〜50A/dm2
浴温 10〜70℃
処理時間 1秒〜2分
pH 1.0〜4.0
Claims (8)
- 樹脂と積層されて配線板となる配線板用銅箔であって、
前記樹脂が積層される側の銅箔の表面において、波長600nmにおける拡散反射率(Rd)が5〜50%の範囲内で、かつ彩度(C*)が50以下であることを特徴とする配線板用銅箔。 - 前記樹脂が積層される側の銅箔の表面において、明度指数(L*)が75以下であることを特徴とする請求項1に記載の配線板用銅箔。
- 前記樹脂が積層される側の銅箔の表面において、波長600nmにおける全光線反射率(Rt)が10〜55%の範囲内であることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の配線板用銅箔。
- 前記樹脂が積層される側の銅箔の表面において、入射角60°における光沢度Gs(60°)が5%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の配線板用銅箔。
- 前記銅箔が電解銅箔である事を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の配線板用銅箔。
- 前記樹脂が積層される側の銅箔の表面がマット面であることを特徴とする請求項5に記載の配線板用銅箔。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の配線板用銅箔であって、樹脂フィルムと積層され、前記銅箔をエッチングすることで回路パターンが形成されることを特徴とする配線板用銅箔。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の配線板用銅箔を樹脂フィルムと積層し、前記銅箔をエッチングすることで回路パターンが形成されてなることを特徴とする配線板。
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