JP2018172785A - 表面処理銅箔、樹脂層付き表面処理銅箔、キャリア付銅箔、積層体、プリント配線板の製造方法及び電子機器の製造方法 - Google Patents
表面処理銅箔、樹脂層付き表面処理銅箔、キャリア付銅箔、積層体、プリント配線板の製造方法及び電子機器の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】銅箔の一方の表面、及び/または、両方の表面に、粗化処理層が設けられた表面処理銅箔であり、粗化処理層側表面の粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下であり、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。
【選択図】図1
Description
(10−1)粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下である、
(10−2)粗さRzが1.00μm以上2.00μm以下である、
(10−3)粗さSqが0.16μm以上0.30μm以下である、
(10−4)粗さSskが−0.6以上−0.35以下である、
(10−5)粗さSaが0.12μm以上0.23μm以下である、
(10−6)粗さSzが2.20μm以上3.50μm以下である、
(10−7)粗さSkuが3.75以上4.50以下である、
(10−8)粗さSpkが0.13μm以上0.27μm以下である、
前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔である。
(11−1)粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下である、
(11−2)粗さRzが1.00μm以上2.00μm以下である、
(11−3)粗さSqが0.16μm以上0.30μm以下である、
(11−4)粗さSskが−0.6以上−0.35以下である、
(11−5)粗さSaが0.12μm以上0.23μm以下である、
(11−6)粗さSzが2.20μm以上3.50μm以下である、
(11−7)粗さSkuが3.75以上4.50以下である、
(11−8)粗さSpkが0.13μm以上0.27μm以下である、
前記粗化処理層側表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abが65以下であり、前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔である。
以下の(23−1)〜(23−3)のいずれか一つを含む銅張積層板を形成する工程、
(23−1)前記表面処理銅箔と前記絶縁基板とを積層する工程、
(23−2)前記樹脂層付き表面処理銅箔と前記絶縁基板とを積層する工程、
(23−3)前記キャリア付銅箔と前記絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、及び、
セミアディティブ法、サブトラクティブ法、パートリーアディティブ法又はモディファイドセミアディティブ法のいずれかの方法によって、前記銅張積層板を使用して回路を形成する工程を含むプリント配線板の製造方法である。
本発明の表面処理銅箔は、銅箔の少なくとも一方の表面、すなわち、銅箔の一方の表面、及び/または、両方の表面に、粗化処理層が設けられている。本発明において、銅箔の一方の「表面」、及び/または、両方の「表面」とは、銅箔の表面に表面処理(銅箔表面に銅めっき等の下地めっき等)がされている場合(例えば、銅箔/表面処理/粗化処理という順で処理された表面処理銅箔)には、当該表面処理がされた後の表面(最表面)を意味する。本発明の表面処理銅箔を絶縁基板に貼り合わせて積層体(銅張積層板)を製造した後、表面処理銅箔を目的とする導体パターンにエッチングし、最終的にプリント配線板を製造することができる。本発明の表面処理銅箔は、例えば発熱部材からの熱を受け取って良好に放出することができる放熱用の表面処理銅箔や放熱板として用いてもよい。
本発明に用いることのできる銅箔の形態に特に制限はなく、典型的には本発明において使用する銅箔は、電解銅箔或いは圧延銅箔いずれでも良い。一般的には、電解銅箔は硫酸銅メッキ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(JIS H3100 合金番号C1100)や無酸素銅(JIS H3100 合金番号C1020またはJIS H3510 合金番号C1011)やリン脱酸銅(JIS H3100 合金番号C1201、C1220またはC1221)や電気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。
また、本発明は別の側面において、キャリア、中間層、極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、前記極薄銅層が本発明の表面処理銅箔であるキャリア付銅箔である。本発明においてキャリア付銅箔を使用する場合、極薄銅層表面に後述の粗化処理層等の表面処理層を設ける。なお、キャリア付銅箔の別の実施の形態についても後述する。
通常、銅箔の、樹脂基材と接着する面即ち粗化面には積層後の銅箔の引き剥し強さを向上させることを目的として、脱脂後の銅箔の表面に、「ふしこぶ」状の電着を行なう粗化処理が施される。電解銅箔は製造時点で凹凸を有しているが、粗化処理により電解銅箔の凸部を増強して凹凸を一層大きくする。粗化前の前処理として通常の銅メッキ等が行われることがあり、粗化後の仕上げ処理として電着物の脱落を防止するために通常の銅メッキ等が行なわれることもある。本発明においては、こうした前処理及び仕上げ処理をも含め、「粗化処理」と云っている。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Raは、0.09μm以上であるのが好ましく、0.1μm以上であるのが好ましく、0.10μm以上であるのが好ましく、0.11μm以上であるのが好ましく、0.12μm以上であるのが好ましく、0.13μm以上であるのが好ましく、0.14μm以上であるのが好ましく、0.15μm以上であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Raは、0.18μm以下であるのが好ましく、0.17μm以下であるのが好ましく、0.16μm以下であるのが好ましく、0.15μm以下であるのが好ましく、0.14μm以下であるのが好ましく、0.13μm以下であるのが好ましく、0.12μm以下であるのが好ましく、0.11μm以下であるのが好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Rzは1.10μm以上であるのが好ましく、1.20μm以上であるのが好ましく、1.3μm以上であるのが好ましく、1.30μm以上であるのが好ましく、1.4μm以上であるのが好ましく、1.40μm以上であるのが好ましく、1.50μm以上であるのが好ましく、1.60μm以上であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Rzは1.90m以下であるのが好ましく、1.80m以下であるのが好ましく、1.7m以下であるのが好ましく、1.70m以下であるのが好ましく、1.60m以下であるのが好ましく、1.50m以下であるのが好ましく、1.40m以下であるのが好ましく、1.30m以下であるのがより好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Sqは0.17μm以上であるのが好ましく、0.18μm以上であるのが好ましく、0.19μm以上であるのが好ましく、0.20μm以上であるのがより好ましく、0.21μm以上であるのがより好ましく、0.22μm以上であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Sqは0.29μm以下であるのが好ましく、0.28μm以下であるのが好ましく、0.27μm以下であるのが好ましく、0.26μm以下であるのがより好ましく、0.25μm以下であるのがより好ましく、0.24μm以下であるのがより好ましく、0.23μm以下であるのがより好ましく、0.22μm以下であるのがより好ましく、0.21μm以下であるのがより好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Sskは−0.60以上であるのが好ましく、−0.59以上であるのが好ましく、−0.58以上であるのが好ましく、−0.55以上であるのがより好ましく、−0.53以上であるのがより好ましく、−0.51以上であるのがより好ましく、−0.49以上であるのがより好ましく、−0.47以上であるのがより好ましく、−0.45以上であるのがより好ましく、−0.43以上であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Sskは−0.37以下であるのが好ましく、−0.4以下であるのが好ましく、−0.40以下であるのが好ましく、−0.42以下であるのが好ましく、−0.44以下であるのが好ましく、−0.45以下であるのがより好ましく、−0.47以下であるのがより好ましく、−0.49以下であるのがより好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Saは0.125μm以上であるのが好ましく、0.13μm以上であるのがより好ましく、0.14μm以上であるのがより好ましく、0.15μm以上であるのがより好ましく、0.16μm以上であるのがより好ましく、0.17μm以上あるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Saは0.22μm以下であるのが好ましく、0.21μm以下であるのが好ましく、0.20μm以下であるのが好ましく、0.19μm以下であるのがより好ましく、0.18μm以下であるのが好ましく、0.17μm以下であるのがより好ましく、0.16μm以下であるのがより好ましく、0.15μm以下であるのがより好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Szが2.2μm以上であるのが好ましく、2.25μm以上であるのが好ましく、2.30μm以上であるのが好ましく、2.4μm以上であるのがより好ましく、2.40μm以上であるのがより好ましく、2.50μm以上であるのがより好ましく、2.60μm以上であるのがより好ましく、2.80μm以上であるのがより好ましく、3.00μm以上であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Szが3.4μm以下であるのが好ましく、3.40μm以下であるのが好ましく、3.30μm以下であるのが好ましく、3.20μm以下であるのが好ましく、3.10μm以下であるのが好ましく、3.0μm以下であるのがより好ましく、3.00μm以下であるのがより好ましく、2.90μm以下であるのがより好ましく、2.80μm以下であるのが好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Skuは4.45以下であるのが好ましく、4.4以下であるのが好ましく、4.40以下であるのが好ましく、4.3以下であるのがより好ましく、4.30以下であるのがより好ましく、4.20以下であるのがより好ましく、4.10以下であるのがより好ましく、4.00以下であるのがより好ましく、3.90以下であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Skuは3.8以上であるのが好ましく、3.80以上であるのが好ましく、3.9以上であるのがより好ましく、3.90以上であるのがより好ましく、4.00以上であるのがより好ましく、4.10以上であるのがより好ましい。
表面処理銅箔表面の絶縁樹脂との密着性を確保するという観点からは、当該Spkは0.14μm以上であるのが好ましく、0.15μm以上であるのが好ましく、0.16μm以上であるのがより好ましく、0.17μm以上であるのがより好ましく、0.18μm以上であるのがより好ましく、0.19μm以上であるのがより好ましく、0.20μm以上であるのがより好ましい。
粉落ちを良好に制御するという観点からは、当該Spkは0.26μm以下であるのが好ましく、0.25μm以下であるのが好ましく、0.24μm以下であるのが好ましく、0.23μm以下であるのが好ましく、0.22μm以下であるのが好ましく、0.21μm以下であるのが好ましく、0.20μm以下であるのがより好ましく、0.19μm以下であるのがより好ましい。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さRa(算術平均粗さ)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度、および/または、めっき液中の銅濃度を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Raを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Raを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Raを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Raを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Raを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Raを小さくすることができる。また、めっき液中の銅濃度を高くすることよって、Raを小さくすることができる。まためっき液中の銅濃度を低くすることによって、Raを大きくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さRz(十点平均粗さ)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Rzを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Rzを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Rzを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Rzを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Rzを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Rzを小さくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さSq(二乗平均平方根高さ)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度、を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Sqを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Sqを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Sqを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Sqを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Sqを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Sqを小さくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さSsk(スキューネス)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度、および/または、粗化処理層を形成する前の銅箔の表面のTD方向のRz(十点平均粗さ)を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Sskを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Sskを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Sskを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Sskを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Sskを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Sskを小さくすることができる。粗化処理層を形成する前の銅箔の表面のTD方向のRz(十点平均粗さ)を大きくすることで、Sskを大きくすることができる。粗化処理層を形成する前の銅箔の表面のTD方向のRz(十点平均粗さ)を小さくすることで、Sskを小さくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さSa(算術平均高さ)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度、および/または、めっき液中の銅濃度を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Saを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Saを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Saを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Saを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Saを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Saを小さくすることができる。また、めっき液中の銅濃度を高くすることよって、Saを小さくすることができる。まためっき液中の銅濃度を低くすることによって、Saを大きくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さSz(最大高さ)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Szを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Szを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Szを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Szを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Szを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Szを小さくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さSku(クルトシス)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度、および/または、めっき液中の銅濃度を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Skuを小さくすることができる。電流密度を低くすることで、Skuを大きくすることができる。めっき時間を長くすることで、Skuを小さくすることができる。めっき時間を短くすることで、Skuを大きくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Skuを小さくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Skuを大きくすることができる。また、めっき液中の銅濃度を高くすることよって、Skuを大きくすることができる。まためっき液中の銅濃度を低くすることによって、Skuを小さくすることができる。
本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面の粗さSpk(突出山部高さ)は、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度を制御することにより、制御することができる。
電流密度を高くすることで、Spkを大きくすることができる。電流密度を低くすることで、Spkを小さくすることができる。めっき時間を長くすることで、Spkを大きくすることができる。めっき時間を短くすることで、Spkを小さくすることができる。めっき液の温度を低くすることで、Spkを大きくすることができる。めっき液の温度を高くすることで、Spkを小さくすることができる。
例えば、本発明において「粗化処理層側表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*ab」は、粗化処理層の表面に、耐熱層、防錆層、クロメート処理層またはシランカップリング処理層等の各種表面処理層が設けられている場合はその表面処理層表面(最表面)のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abを示す。本発明の表面処理銅箔の粗化処理層側表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abは52以上であるのがより好ましく、54以上であるのがより好ましい。
また、粗化処理液の金属組成として、銅濃度を低く、それ以外の金属濃度を高くすることにより色差を大きくすることもできる。
表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度は表面処理前の銅箔またはキャリアのTDの光沢度、および/または、電流密度、および/または、めっき時間、および/または、めっきする際のめっき液の温度によって制御することができる。表面処理前の銅箔またはキャリアのTDの光沢度を低くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を低くすることができる。表面処理前の銅箔またはキャリアのTDの光沢度を高くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を高くすることができる。電流密度を高くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を低くすることができる。電流密度を低くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を高くすることができる。めっき時間を長くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を低くすることができる。めっき時間を短くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を高くすることができる。めっき液の温度を低くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を低くすることができる。めっき液の温度を高くすることで、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度を高くすることができる。
粗化処理層を形成するためのメッキ条件の一例を挙げると、下記の通りである。
液組成:銅10g/L以上25g/L以下、コバルト7g/L以上10g/L以下、ニッケル7g/L以上10g/L以下
pH:2.0以上3.0以下
液温:40℃以上60℃以下
電流密度:10A/dm2以上60A/dm2以下
めっき時間:0.2秒以上1.6秒以下
クーロン量:0.6As/dm2以上100As/dm2以下
電流密度が高い場合には、めっき液温度を上述の範囲とし、および/または、めっき時間を短くする必要がある。電流密度が低い場合には、めっき液温度を上述の範囲の高目とし、および/または、ある程度めっき時間を長くすることが必要である。
粗化処理層を形成するための液組成は以下の(A)〜(E)のいずれかを用いてもよい。その他の条件は、前述の条件を用いてもよい。
(A)銅10〜20g/L、ニッケル3〜10g/L、リン0.1〜2.0g/L
(B)銅3〜10g/L、コバルト10〜20g/L、ニッケル10〜20g/L
(C)銅3〜10g/L、コバルト10〜20g/L、ニッケル10〜20g/L、タングステン0.001〜5g/L
(D)銅5〜15g/L、ニッケル5〜15g/L、モリブデン0.1〜10g/L
(E)銅5〜15g/L、ニッケル5〜15g/L、モリブデン0.1〜10g/L、リン0.1〜2.0g/L
前述の粗化処理層を形成するための液は、ニッケル、コバルト、タングステン、モリブデン、リン、亜鉛、錫、クロム及び鉄の中から選択される一種以上の元素を含んでもよい。
なお、前述のように、上記粗化処理層は、本発明の表面処理銅箔の一方の表面に形成してもよく、両方の表面に形成してもよい。
本発明の別の実施の形態であるキャリア付銅箔は、キャリアの一方の面、又は、両方の面に、中間層、極薄銅層をこの順に有する。そして、前記極薄銅層が前述の本発明の一つの実施の形態である表面処理銅箔である。
本発明に用いることのできるキャリアは典型的には金属箔または樹脂フィルムであり、例えば銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、ニッケル合金箔、鉄箔、鉄合金箔、ステンレス箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、絶縁樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、LCP(液晶ポリマー)フィルム、フッ素樹脂フィルム、PET(ポリエチレンテレフタラート)フィルム、PP(ポリプロピレン)フィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルムの形態で提供される。
本発明に用いることのできるキャリアは典型的には圧延銅箔や電解銅箔の形態で提供される。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。銅箔の材料としてはタフピッチ銅(JIS H3100 合金番号C1100)や無酸素銅(JIS H3100 合金番号C1020またはJIS H3510 合金番号C1011)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。
なお、キャリアの極薄銅層を設ける側の表面とは反対側の表面に粗化処理層を設けてもよい。当該粗化処理層を公知の方法を用いて設けてもよく、後述の粗化処理により設けてもよい。キャリアの極薄銅層を設ける側の表面とは反対側の表面に粗化処理層を設けることは、キャリアを当該粗化処理層を有する表面側から樹脂基板などの支持体に積層する際、キャリアと樹脂基板が剥離し難くなるという利点を有する。
<電解液組成>
銅:90g/L以上110g/L以下
硫酸:90g/L以上110g/L以下
塩素:50ppm以上100ppm以下
レべリング剤1(ビス(3スルホプロピル)ジスルフィド):10ppm以上30ppm以下
レべリング剤2(アミン化合物):10ppm以上30ppm以下
上記のアミン化合物には以下の化学式のアミン化合物を用いることができる。
なお、本発明に用いられる電解、表面処理又はめっき等に用いられる処理液の残部は特に明記しない限り水である。
電流密度:70A/dm2以上100A/dm2以下
電解液温度:50℃以上60℃以下
電解液線速:3m/sec以上5m/sec以下
電解時間:0.5分間以上10分間以下
キャリア上には中間層を設ける。キャリアと中間層との間に他の層を設けてもよい。本発明で用いる中間層は、キャリア付銅箔が絶縁基板への積層工程前にはキャリアから極薄銅層が剥離し難い一方で、絶縁基板への積層工程後にはキャリアから極薄銅層が剥離可能となるような構成であれば特に限定されない。例えば、本発明のキャリア付銅箔の中間層はCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Zn、これらの合金、これらの水和物、これらの酸化物、有機物からなる群から選択される一種又は二種以上を含んでも良い。また、中間層は複数の層であっても良い。
また、例えば、中間層はキャリア側からCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種の元素からなる単一金属層、或いは、Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種又は二種以上の元素からなる合金層を形成し、その上にCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種又は二種以上の元素の水和物または酸化物、あるいは有機物からなる層、あるいはCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種の元素からなる単一金属層、或いは、Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種又は二種以上の元素からなる合金層を形成することで構成することができる。
また、例えば、中間層は、キャリア上に、ニッケル、ニッケル−リン合金又はニッケル−コバルト合金と、クロムとがこの順で積層されて構成することができる。ニッケルと銅との接着力はクロムと銅の接着力よりも高いので、極薄銅層を剥離する際に、極薄銅層とクロムとの界面で剥離するようになる。また、中間層のニッケルにはキャリアから銅成分が極薄銅層へと拡散していくのを防ぐバリア効果が期待される。中間層におけるニッケルの付着量は好ましくは100μg/dm2以上40000μg/dm2以下、より好ましくは100μg/dm2以上4000μg/dm2以下、より好ましくは100μg/dm2以上2500μg/dm2以下、より好ましくは100μg/dm2以上1000μg/dm2未満であり、中間層におけるクロムの付着量は5μg/dm2以上100μg/dm2以下であることが好ましい。
中間層の上には極薄銅層を設ける。中間層と極薄銅層との間には他の層を設けてもよい。極薄銅層は、硫酸銅、ピロリン酸銅、スルファミン酸銅、シアン化銅等の電解浴を利用した電気メッキにより形成することができ、一般的な電解銅箔で使用され、高電流密度での銅箔形成が可能であることから硫酸銅浴が好ましい。極薄銅層の厚みは特に制限はないが、一般的にはキャリアよりも薄く、例えば12μm以下である。典型的には0.5μm以上12μm以下であり、より典型的には1μm以上5μm以下、更に典型的には1.5μm以上5μm以下、更に典型的には2μm以上5μm以下である。なお、キャリアの両面に極薄銅層を設けてもよい。
粗化処理後に、Ni、Co、Cu、Znの単体またはNiの合金、Coの合金、Cuの合金、Znの合金、または、Ni、Co、Cu、Znの群から選択される一種以上の元素を含む合金等で耐熱層または防錆層を形成しても良く、更にその表面にクロメート処理、シランカップリング処理などの処理を施してもよい。すなわち、粗化処理層の表面に、耐熱層、防錆層、クロメート処理層及びシランカップリング処理層からなる群から選択された1種以上の層を形成してもよい。なお、上述の耐熱層、防錆層、クロメート処理層、シランカップリング処理層はそれぞれ複数の層で形成されてもよい(例えば2層以上、3層以上など)。
表面処理銅箔は粗化処理層側表面に樹脂層を備えても良い。前記樹脂層は接着剤であってもよく、接着用の半硬化状態(Bステージ)の絶縁樹脂層であってもよい。半硬化状態(Bステージ)とは、その表面に指で触れても粘着感はなく、該絶縁樹脂層を重ね合わせて保管することができ、更に加熱処理を受けると硬化反応が起こる状態のことを含む。
前記リン含有エポキシ樹脂として公知のリンを含有するエポキシ樹脂を用いることができる。また、前記リン含有エポキシ樹脂は例えば、分子内に2以上のエポキシ基を備える9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドからの誘導体として得られるエポキシ樹脂であることが好ましい。
また、当該プリント配線板を用いて電子機器を作製してもよく、当該電子部品類が搭載されたプリント回路板を用いて電子機器を作製してもよく、当該電子部品類が搭載されたプリント基板を用いて電子機器を作製してもよい。以下に、本発明に係るキャリア付銅箔を用いたプリント配線板の製造工程の例を幾つか示す。なお、キャリア付銅箔の極薄銅層として本発明の表面処理銅箔を用いても同様にプリント配線板を製造することができる。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法によりすべて除去する工程、
前記極薄銅層をエッチングにより除去することにより露出した前記樹脂にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記樹脂および前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と、前記絶縁樹脂基板とにスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法によりすべて除去する工程、
前記極薄銅層をエッチング等により除去することにより露出した前記樹脂および前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と、前記絶縁樹脂基板とにスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法によりすべて除去する工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記極薄銅層をエッチング等により除去することにより露出した前記樹脂および前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法によりすべて除去する工程、
前記極薄銅層をエッチングにより除去することにより露出した前記樹脂の表面について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層及び極薄銅層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層表面にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストを設けた後に、電解めっきにより回路を形成する工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストを除去することにより露出した極薄銅層をフラッシュエッチングにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層及び極薄銅層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について触媒核を付与する工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層表面にエッチングレジストを設ける工程、
前記エッチングレジストに対して露光し、回路パターンを形成する工程、
前記極薄銅層および前記触媒核を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して、回路を形成する工程、
前記エッチングレジストを除去する工程、
前記極薄銅層および前記触媒核を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して露出した前記絶縁基板表面に、ソルダレジストまたはメッキレジストを設ける工程、
前記ソルダレジストまたはメッキレジストが設けられていない領域に無電解めっき層を設ける工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の表面に、電解めっき層を設ける工程、
前記電解めっき層または/および前記極薄銅層の表面にエッチングレジストを設ける工程、
前記エッチングレジストに対して露光し、回路パターンを形成する工程、
前記極薄銅層および前記無電解めっき層および前記電解めっき層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して、回路を形成する工程、
前記エッチングレジストを除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の表面にマスクを形成する工程、
マスクが形成されいない前記無電解めっき層の表面に電解めっき層を設ける工程、
前記電解めっき層または/および前記極薄銅層の表面にエッチングレジストを設ける工程、
前記エッチングレジストに対して露光し、回路パターンを形成する工程、
前記極薄銅層および前記無電解めっき層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して、回路を形成する工程、
前記エッチングレジストを除去する工程、
を含む。
まず、図1−Aに示すように、表面に粗化処理層が形成された極薄銅層を有するキャリア付銅箔(1層目)を準備する。
次に、図1−Bに示すように、極薄銅層の粗化処理層上にレジストを塗布し、露光・現像を行い、レジストを所定の形状にエッチングする。
次に、図1−Cに示すように、回路用のめっきを形成した後、レジストを除去することで、所定の形状の回路めっきを形成する。
次に、図2−Dに示すように、回路めっきを覆うように(回路めっきが埋没するように)極薄銅層上に埋め込み樹脂を設けて樹脂層を積層し、続いて別のキャリア付銅箔(2層目)を極薄銅層側から接着させる。
次に、図2−Eに示すように、2層目のキャリア付銅箔からキャリアを剥がす。
次に、図2−Fに示すように、樹脂層の所定位置にレーザー穴あけを行い、回路めっきを露出させてブラインドビアを形成する。
次に、図3−Gに示すように、ブラインドビアに銅を埋め込みビアフィルを形成する。
次に、図3−Hに示すように、ビアフィル上に、上記図1−B及び図1−Cのようにして回路めっきを形成する。
次に、図3−Iに示すように、1層目のキャリア付銅箔からキャリアを剥がす。
次に、図4−Jに示すように、フラッシュエッチングにより両表面の極薄銅層を除去し、樹脂層内の回路めっきの表面を露出させる。
次に、図4−Kに示すように、樹脂層内の回路めっき上にバンプを形成し、当該はんだ上に銅ピラーを形成する。このようにして本発明のキャリア付銅箔を用いたプリント配線板を作製する。
なお、上述のプリント配線板の製造方法で、「極薄銅層」をキャリアに、「キャリア」を極薄銅層に読み替えて、キャリア付銅箔のキャリア側の表面に回路を形成して、樹脂で回路を埋め込み、プリント配線板を製造することも可能である。
なお、本明細書において、「積層体A」または「積層体B」と特に記載していない「積層体」は、少なくとも積層体A及び積層体Bを含む積層体を示す。
(a)冶金的接合方法:融接(アーク溶接、TIG(タングステン・イナート・ガス)溶接、MIG(メタル・イナート・ガス)溶接、抵抗溶接、シーム溶接、スポット溶接)、圧接(超音波溶接、摩擦撹拌溶接)、ろう接;
(b)機械的接合方法:かしめ、リベットによる接合(セルフピアッシングリベットによる接合、リベットによる接合)、ステッチャー;
(c)物理的接合方法:接着剤、(両面)粘着テープ
前述した積層体に用いる樹脂基板、樹脂層、樹脂、プリプレグは、本明細書に記載した樹脂層であってもよく、本明細書に記載した樹脂層に用いる樹脂、樹脂硬化剤、化合物、硬化促進剤、誘電体、反応触媒、架橋剤、ポリマー、プリプレグ、骨格材等を含んでもよい。なお、前述のキャリア付銅箔または積層体は平面視したときに樹脂又はプリプレグ又は樹脂基板又は樹脂層よりも小さくてもよい。なお、前述または後述の樹脂基板、樹脂層、樹脂、プリプレグと本発明の表面処理銅箔とを積層して銅張積層板を製造することができる。そして、当該銅張積層板の表面処理銅箔をエッチング等により銅配線に加工することにより、プリント配線板を製造することができる。
なお、LCP(液晶ポリマー)フィルムやフッ素樹脂フィルムや低誘電率ポリイミド樹脂フィルムやCOP(シクロオレフィンポリマ―)樹脂フィルムは誘電正接が小さいため、LCP(液晶ポリマー)フィルムやフッ素樹脂フィルムや低誘電率ポリイミド樹脂フィルムやCOP(シクロオレフィンポリマ―)樹脂フィルムと本発明に係る表面処理銅箔とを用いた銅張積層板、プリント配線板、プリント回路板は高周波回路(高周波で信号の伝送を行う回路)用途に適する。また、本発明に係る表面処理銅箔は粗化粒子のアスペクト比が所定の形状に制御されているため、高周波回路用途にも適する。なお、本明細書では誘電正接の値が0.01以下であるポリイミド樹脂を、低誘電率ポリイミド樹脂とする。誘電正接は、一般社団法人 日本電子回路工業会の「プリント配線板用銅張積層板試験方法 比誘電率及び誘電正接」JPCA−TM001−2007に記載されているトリプレート共振器法により測定可能である。また、銅箔と絶縁基材とを接着剤を介して貼り合せて銅張積層板を形成してもよい。前述の接着剤には公知の接着剤を用いることができる。また、前述の接着剤には低誘電率接着剤を用いることが好ましい。本明細書では誘電率が3.5以下である接着剤を低誘電率接着剤とした。なお、本明細書において誘電率(基材誘電率、基板誘電率、樹脂の誘電率)および誘電正接(基材誘電正接、基板誘電正接、樹脂の誘電正接)の値は、信号周波数が1GHzである場合の誘電率および誘電正接の値を意味する。
・実施例1〜34、比較例1〜13、15、参考例14
表1に記載の条件で作製した各種銅箔を準備し、一方の表面に、粗化処理として表2及び3に記載の条件にてめっき処理を行った。なお、参考例14については、表2及び3に記載の通り、処理1及び処理2をこの順で行った。処理1については、処理1−1の電流密度及びめっき時間の処理を行った後に、処理1−2の電流密度及びめっき時間の処理を行った。
また、実施例19〜23については表2及び3に記載の金属箔を各種キャリアとして準備し、下記条件で、キャリアの表面に中間層を形成し、中間層の表面に極薄銅層を形成した。そして、極薄銅層の表面に粗化処理として表2及び3に記載の条件でめっきを行った。
<中間層>
(1)Ni層(Niめっき)
キャリアに対して、以下の条件でロール・トウ・ロール型の連続メッキラインで電気メッキすることにより1000μg/dm2の付着量のNi層を形成した。具体的なメッキ条件を以下に記す。
硫酸ニッケル:270g/L以上280g/L以下
塩化ニッケル:35g/L以上45g/L以下
酢酸ニッケル:10g/L以上20g/L以下
ホウ酸:30g/L以上40g/L以下
光沢剤:サッカリン、ブチンジオール等
ドデシル硫酸ナトリウム:55ppm以上75ppm以下
pH:4以上6以下
液温:55℃以上65℃以下
電流密度:10A/dm2
(2)Cr層(電解クロメート処理)
次に、(1)にて形成したNi層表面を水洗及び酸洗後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続メッキライン上でNi層の上に11μg/dm2の付着量のCr層を以下の条件で電解クロメート処理することにより付着させた。
重クロム酸カリウム1g/L以上10g/L以下、亜鉛0g/L
pH:7以上10以下
液温:40℃以上60℃以下
電流密度:2A/dm2
<極薄銅層>
次に、(2)にて形成したCr層表面を水洗及び酸洗後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続メッキライン上で、Cr層の上に厚み3μmの極薄銅層を以下の条件で電気メッキすることにより形成し、キャリア付極薄銅箔を作製した。
銅濃度:90g/L以上110g/L以下
硫酸濃度:90g/L以上110g/L以下
塩化物イオン濃度:50ppm以上90ppm以下
レベリング剤1(ビス(3スルホプロピル)ジスルフィド):10ppm以上30ppm以下
レベリング剤2(アミン化合物):10ppm以上30ppm以下
なお、レべリング剤2として下記のアミン化合物を用いた。
電解液温度:50℃以上80℃以下
電流密度:100A/dm2
電解液線速:1.5m/sec以上5m/sec以下
<中間層>
(1)Ni−Mo層(ニッケルモリブデン合金めっき)
キャリアに対して、以下の条件でロール・トウ・ロール型の連続メッキラインで電気メッキすることにより3000μg/dm2の付着量のNi-Mo層を形成した。具体的なメッキ条件を以下に記す。
(液組成)硫酸Ni六水和物:50g/dm3、モリブデン酸ナトリウム二水和物:60g/dm3、クエン酸ナトリウム:90g/dm3
(液温)30℃
(電流密度)1A/dm2以上4A/dm2以下
(通電時間)3秒以上25秒以下
<極薄銅層>
(1)で形成したNi-Mo層の上に極薄銅層を形成した。極薄銅層の厚みを1.5μmとした以外は実施例19と同様の条件で極薄銅層を形成した。
<中間層>
(1)Ni層(Niめっき)
実施例19と同じ条件でNi層を形成した。
(2)有機物層(有機物層形成処理)
次に、(1)にて形成したNi層表面を水洗及び酸洗後、引き続き、下記の条件でNi層表面に対して濃度1g/L以上30g/L以下のCBTA(カルボキシベンゾトリアゾール)を含む、液温40℃、pH5の水溶液を、20秒間以上120秒間以下シャワーリングして噴霧することにより有機物層を形成した。
<極薄銅層>
(2)で形成した有機物層の上に極薄銅層を形成した。極薄銅層の厚みを5μmとした以外は実施例19と同様の条件で極薄銅層を形成した。
<中間層>
(1)Co-Mo層(コバルトモリブデン合金めっき)
キャリアに対して、以下の条件でロール・トウ・ロール型の連続メッキラインで電気メッキすることにより4000μg/dm2の付着量のCo-Mo層を形成した。具体的なメッキ条件を以下に記す。
(液組成)硫酸Co:50g/dm3、モリブデン酸ナトリウム二水和物:60g/dm3、クエン酸ナトリウム:90g/dm3
(液温)30℃
(電流密度)1A/dm2以上4A/dm2以下
(通電時間)3秒以上25秒以下
<極薄銅層>
(1)で形成したCo-Mo層の上に極薄銅層を形成した。実施例22の極薄銅層の厚みを3μm、実施例23の極薄銅層の厚みを1μmとした以外は実施例19と同様の条件で極薄銅層を形成した。
耐熱層1の形成条件を以下に示す。
・耐熱層1
[Ni−Co]:ニッケル-コバルト合金めっき
液組成 :ニッケル5g/L以上20g/L以下、コバルト1g/L以上8g/L以下
pH :2以上3以下
液温 :40℃以上60℃以下
電流密度 :5A/dm2以上20A/dm2以下
クーロン量:10As/dm2以上20As/dm2以下
[Ni−Co(2)]:ニッケル-コバルト合金めっき
液組成 :ニッケル5g/L以上20g/L以下、コバルト1g/L以上8g/L以下
pH :2以上3以下
液温 :40℃以上60℃以下
電流密度 :5A/dm2以上20A/dm2以下
クーロン量:35As/dm2以上50As/dm2以下
[Ni−Co(3)]:ニッケル-コバルト合金めっき
液組成 :ニッケル5g/L以上20g/L以下、コバルト1g/L以上8g/L以下
pH :2以上3以下
液温 :40℃以上60℃以下
電流密度 :5A/dm2以上20A/dm2以下
クーロン量:25As/dm2以上35As/dm2以下
[Ni−P]:ニッケル-リン合金めっき
液組成 :ニッケル5g/L以上20g/L以下、リン2g/L以上8g/L以下
pH :2以上3以下
液温 :40℃以上60℃以下
電流密度 :5A/dm2以上20A/dm2以下
クーロン量:10As/dm2以上20As/dm2以下
・耐熱層2
[Ni-Zn]:ニッケル-亜鉛合金めっき
表6の耐熱層2の欄に記載がある実施例、比較例については上記耐熱層1を施した銅箔上に、耐熱層2を形成した。なお、比較例9〜12については耐熱層1を設けずに耐熱層2を形成した。耐熱層2の形成条件を以下に示す。
液組成 :ニッケル2g/L以上30g/L以下、亜鉛2g/L以上30g/L以下
pH :3以上4以下
液温 :30℃以上50℃以下
電流密度 :1A/dm2以上2A/dm2以下
クーロン量:1As/dm2以上2As/dm2以下
[Ni-Zn(2)]:ニッケル-亜鉛合金めっき
液組成 :ニッケル2g/L以上30g/L以下、亜鉛2g/L以上30g/L以下
pH :3以上4以下
液温 :30℃以上50℃以下
電流密度 :1A/dm2以上2A/dm2以下
クーロン量:3As/dm2以上4As/dm2以下
[Ni-Zn(3)]:ニッケル-亜鉛合金めっき
液組成 :ニッケル2g/L以上30g/L以下、亜鉛2g/L以上30g/L以下
pH :3以上4以下
液温 :30℃以上50℃以下
電流密度 :1A/dm2以上2A/dm2以下
クーロン量:2As/dm2以上3As/dm2以下
[Ni-W]:ニッケル-タングステン合金めっき
液組成 :ニッケル2g/L以上30g/L以下、タングステン0.5g/L以上20g/L以下
pH :3以上4以下
液温 :30℃以上50℃以下
電流密度 :1A/dm2以上2A/dm2以下
クーロン量:1As/dm2以上2As/dm2以下
・防錆層
[クロメート]:クロメート処理
上記耐熱層1及び/または2を施した銅箔上または上記耐熱層を施していない銅箔上に、実施例23以外の銅箔についてさらに防錆層を形成した。防錆層の形成条件を以下に示す。
液組成 :重クロム酸カリウム1g/L以上10g/L以下、亜鉛0g/L以上5g/L以下
pH :3以上4以下
液温 :50℃以上60℃以下
電流密度 :0A/dm2以上2A/dm2以下(浸漬クロメート処理のため)
クーロン量:0As/dm2以上2As/dm2以下(浸漬クロメート処理のため)
・耐候性層
上記耐熱層1、2及び防錆層を施した銅箔上に、さらに耐候性層を形成した。形成条件を以下に示す。
アミノ基を有するシランカップリング剤として、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(実施例1〜5、12〜17、19〜21、23〜26、比較例1〜13、参考例14)、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン(実施例6〜10)、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(実施例11)、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン(実施例18)で、塗布・乾燥を行い、耐候性層を形成した。これらのシランカップリング剤を2種以上の組み合わせで用いることもできる。同様に比較例1〜12においては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランで塗布・乾燥を行い、耐候性層を形成した。
電解銅箔はJX金属社製電解銅箔HLP箔を用いた。なお、実施例19〜23については析出面(電解銅箔製造時に電解ドラムに接している側の面とは反対側の面)に所定の表面処理や中間層、極薄銅層の形成を行った。また、表1の電解銅箔については析出面側の表面粗さRzおよび光沢度を記載している。
なお、表1に表面処理前の銅箔作製工程のポイントを記載した。「高光沢圧延」は、最終の冷間圧延(最終の再結晶焼鈍後の冷間圧延)を記載の油膜当量の値で行ったことを意味する。「通常圧延」は、最終の冷間圧延(最終の再結晶焼鈍後の冷間圧延)を記載の油膜当量の値で行ったことを意味する。
・表面粗さ(Rz)の測定;
株式会社小阪研究所製接触粗さ計Surfcorder SE−3Cを使用してJIS B0601−1982に準拠して十点平均粗さを、粗化処理を含む表面処理前の銅箔表面について測定した。測定基準長さ0.8mm、評価長さ4mm、カットオフ値0.25mm、送り速さ0.1mm/秒の条件で圧延方向と垂直に(TDに、電解銅箔の場合は通箔方向に垂直に、すなわち幅方向に)測定位置を変えて10回行い、10回の測定値の平均値を表面粗さ(Rz)の値とした。
JIS Z8741に準拠した日本電色工業株式会社製光沢度計ハンディーグロスメーターPG−1を使用し、圧延方向に直角な方向(TD、電解銅箔、キャリア付銅箔の場合は通箔方向(MD)に直角な方向、幅方向)の入射角60度で粗化処理を含む表面処理前の銅箔表面および入射角60度で粗化処理を含む表面処理後の銅箔表面について測定した。前述の光沢度の測定を、測定位置を変えて10回行い、10回の平均値をTDの光沢度の値とした。
表面処理銅箔の表面処理された側の表面をポリイミドフィルム(カネカ製厚み25μm(PIXEO(ポリイミドタイプ:FRS)、銅張積層板用接着層付ポリイミドフィルム、PMDA(ピロメリット酸無水物)系のポリイミドフィルム(PMDA−ODA(4、4’-ジアミノジフェニルエーテル)系のポリイミドフィルム)))の両面に貼り合わせ、表面処理銅箔をエッチング(塩化第二鉄水溶液)で除去してサンプルフィルムを作成した。なお、粗化処理を行った銅箔については、銅箔の粗化処理した面を前述のポリイミドフィルムに貼り合わせて前述のサンプルフィルムを作製した。得られた樹脂層の一面に印刷物(直径6cmの黒色の円)を貼り付け、反対面から樹脂層越しに印刷物の視認性を判定した。印刷物の黒色の円の輪郭が円周の60%以上の長さにおいてはっきりしたものを「◎」、黒色の円の輪郭が円周の50%以上60%未満の長さにおいてはっきりしたものを「○」(以上合格)、黒色の円の輪郭が円周の0%以上50%未満の長さにおいてはっきりしたもの及び輪郭が崩れたものを「△」(不合格)と評価した。なお、銅箔表面に粗化処理をした後に、または粗化処理をしないで耐熱層、防錆層、耐候性層等を設けるために表面処理を行った場合には、当該耐熱層、防錆層、耐候性層等の表面処理をした後の表面処理銅箔の表面について上記の測定を行った。表面処理銅箔がキャリア付銅箔の極薄銅層である場合には、極薄銅層の粗化処理表面について上記の測定を行った。
HunterLab社製色差計MiniScan XE Plusを使用して、JISZ8730に準拠して、銅放熱材表面の白色板(光源をD65とし、10度視野としたときに、当該白色板のX10Y10Z10表色系(JIS Z8701 1999)の三刺激値はX10=80.7、Y10=85.6、Z10=91.5であり、L*a*b*表色系での、当該白色板の物体色はL*=94.14、a*=-0.90、b*=0.24である)の物体色を基準とする色とした場合の色差を測定した。なお、前述の色差計では、白色板の色差の測定値をΔE*ab=0、黒い袋(ライトトラップ(light trap))で測定孔を覆って測定したときの色差の測定値をΔE*ab=94.14として、色差を校正する。ここで色差ΔE*abは前述の白色板をゼロ、黒色を94.14で定義される。なお、銅回路表面など微小領域のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abは、例えば日本電色工業株式会社製の微小面分光色差計(型式:VSS400など)やスガ試験機株式会社製の微小面分光測色計(型式:SC−50μなど)など公知の測定装置を用いて測定をすることができる。
粉落ちは、表面処理銅箔の表面処理された側の表面上に透明なメンディングテープを貼りつけ、このテープを剥がした際にテープ粘着面に付着する脱落粒子により、テープが変色する様子から粉落ちを評価した。テープの変色が無い場合は◎、灰色になる場合は○、テープが黒く変色する場合は×とした。
表面処理銅箔の表面処理された側の表面をポリイミドフィルム(厚み25μm、宇部興産製ユーピレックス){ユーピレックス(登録商標)−VT、BPDA(ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)系(BPDA−PDA(パラフェニレンジアミン)系)のポリイミド樹脂基板}に積層した後、IPC−TM−650に準拠し、引張り試験機オートグラフ100で常態ピール強度を測定した。そして、上記常態ピール強度が0.5N/mm以上を積層基板用途に使用できるものとした。
なお、表面処理銅箔とポリイミドフィルムとの積層条件は前記ポリイミドフィルムメーカーの推奨している条件とした。なお、実施例19〜23については、表面処理銅箔の表面処理された側の表面をポリイミドフィルム(厚み25μm、宇部興産製ユーピレックス){ユーピレックス(登録商標)−VT、BPDA(ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)系(BPDA−PDA(パラフェニレンジアミン)系)のポリイミド樹脂基板}に積層した後、キャリアを剥離し、前記ポリイミドフィルムと積層されている極薄銅層の厚みが12μm厚みとなるように銅めっきを行ってからピール強度を測定した。なお、銅箔表面に粗化処理をした後に、または粗化処理をしないで耐熱層、防錆層、耐候性層等を設けるために表面処理を行った場合には、当該耐熱層、防錆層、耐候性層等の表面処理をした後の表面処理銅箔の表面について上記の測定を行った。表面処理銅箔がキャリア付銅箔の極薄銅層である場合には、極薄銅層の粗化処理表面について上記の測定を行った。
表面処理前の銅箔の線粗さRz、粗化処理層側表面の線粗さRa、Rz、および面粗さSq、Ssk、Sa、Sz、Sku、Spkはオリンパス社製レーザー顕微鏡(試験機:OLYMPUS LEXT OLS 4000、解像度:XY−0.12μm、Z−0.0μm、カットオフ:なし)を用いて測定した。なお、観察部の測定面積を66524μm2とした。また、評価長さは257.9μmとした。測定環境温度は23〜25℃とした。面粗さSq、Ssk、Sa、Sz、Sku、SpkについてはISO25178に準拠して測定を行った。また、表面処理前の銅箔の線粗さRz、粗化処理層側表面の線粗さRa、RzについてはTDに平行な方向で測定を行った。なお、表面処理前の銅箔の線粗さRz、粗化処理層側表面の線粗さRa、RzについてはJIS B0601 1994に準拠して測定した。
測定点数は10cm×10cm四方の表面処理銅箔の任意の箇所5点とし、それらの平均値を各表面処理の粗さとした。
表面処理の粗化めっきは粗化粒子の太さが細く、かつ高さが高い程圧力がかかった際に折れやすく、銅箔幅方向両端を切断するスリットラインにおいて搬送する際のロール搬送で粗化粒子の脱落が生じやすくなる。脱落してロール等に付着した粗化粒子は銅箔の搬送に伴って固着し、搬送している銅箔の押しキズやデンツ等の欠陥の原因となる。
そのため、銅箔のエッジを切断するスリットラインにおいて、銅箔の搬送用ロールは銅箔搬送の数千メートル毎に一度清掃することが多い。そこで、当該スリットラインの搬送ロールの汚染状態によって生産性を評価した。すなわち、汚れの程度が軽い場合には、搬送ロールの清掃頻度を低くすることができるため、生産性が向上する。搬送ロールを清掃した後、銅箔搬送開始から5000mの長さ銅箔を搬送した後のロールの表面状態を観察した。そして、以下の様に判定した。
◎:搬送ロール表面に粗化粒子の固着がほとんど見られず、搬送ロールが殆ど汚れていない状態
○:搬送ロール表面はやや粗化粒子の固着がみられる状態
×:搬送ロール表面のほぼ全面において粗化粒子の固着がみられる状態
厚さ25μmのポリイミド樹脂(カネカ製(PIXEO(ポリイミドタイプ:FRS)、銅張積層板用接着層付ポリイミドフィルム、PMDA(ピロメリット酸無水物)系のポリイミドフィルム(PMDA−ODA(4、4’-ジアミノジフェニルエーテル)系のポリイミドフィルム)))の両表面に、それぞれ各実施例または各比較例の表面処理銅箔を、粗化処理層を有する面側から積層し、さらに、各表面処理銅箔の前述のポリイミド樹脂へ積層した側とは反対側の面へ厚さ125μmの保護フィルム(ポリイミド製)を積層させた状態、すなわち、保護フィルム/表面処理銅箔/ポリイミド樹脂/表面処理銅箔/保護フィルムの5層とした状態で、両方の保護フィルムの外側からラミネートロールを用いて熱と圧力をかけながら貼り合わせ加工(ラミネート加工)を行い、ポリイミド樹脂の両面に表面処理銅箔を貼り合わせた。続いて、両表面の保護フィルムを剥がした後、表面処理銅箔の前述のポリイミド樹脂へ積層した側とは反対側の表面を目視観察し、シワ又はスジの有無を確認し、シワ又はスジが全く発生しないときを◎、銅箔長さ5mあたりにシワ又はスジが1箇所だけ観察されるときを○、銅箔5mあたりシワ又はスジが2箇所以上観察されるときを×と評価した。
表面処理銅箔を表面処理された表面の側からラミネート用熱硬化性接着層付きポリイミドフィルム(厚み25μm、宇部興産製ユーピレックス){ユーピレックス(登録商標)−VT、BPDA(ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)系(BPDA−PDA(パラフェニレンジアミン)系)のポリイミド樹脂基板}の両面に貼り合わせた。ファインパターン回路形成を行うために銅箔厚みを同じにする必要があり、ここでは12μm銅箔厚みを基準とした。すなわち、12μmよりも厚みが厚い場合には、電解研磨により12μm厚みまで減厚した。一方で12μmより厚みが薄い場合には、銅めっき処理により12μm厚みまで増厚した。表面処理銅箔がキャリア付銅箔の極薄銅層である場合には、キャリア付銅箔を極薄銅層側から上述のラミネート用熱硬化性接着層付きポリイミドフィルムの両面に貼り合せた後、キャリアを剥離し、その後、銅めっき処理により極薄銅層と銅めっきとの合計厚みが12μmとなるまで増厚した。得られた両面積層板の片面側について、積層板の銅箔光沢面側にドライフィルムレジスト貼り合せ及び露光工程により、ファインパターン回路を印刷し、銅箔の不要部分を下記条件でエッチング処理を行い、L/S=30/30μmとなるようなファインパターン回路を形成した。ここで回路幅は回路断面のボトム幅が30μmとなるようにした。
(エッチング条件)
装置:スプレー式小型エッチング装置
スプレー圧:0.2MPa
エッチング液:塩化第二鉄水溶液(比重40ボーメ)
液温度:50℃
ファインパターン回路形成後に、45℃のNaOH水溶液に1分間浸漬させて感光性レジスト膜を剥離した。
上記にて得られたファインパターン回路サンプルを、日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡写真S4700を用いて、5000倍の倍率で回路底部の観察を行い、観察箇所10箇所中全ての箇所において回路底部にエッチング残渣が無いものを◎、観察箇所10箇所中1箇所においてエッチング残渣が見られたものを○、観察箇所10箇所中2箇所以上においてエッチング残渣が見られたものを△とした。
表1〜6に実施例、比較例の製造条件ならびに評価結果等を示す。
実施例1〜34は、いずれも、粗化処理層側表面の粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下、Rzが1.00μm以上2.00μm以下、Sqが0.16μm以上0.30μm以下、Sskが−0.6以上−0.35以下、Saが0.12μm以上0.23μm以下、Szが2.20μm以上3.50μm以下、Skuが3.75以上4.50以下、または、Spkが0.13μm以上0.27μm以下であり、表面処理銅箔の粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下であった。
その結果、実施例1〜34は、銅箔表面に設けられた粗化粒子層中の粗化粒子の脱落、及び、樹脂との貼り合わせ時のシワ・スジの発生を、それぞれ良好に抑制することができた。
比較例1〜7、15は、上記粗化処理層側表面の粗さの規定をいずれも満たさないため、粉落ち性が不良であった。
比較例8〜13は、光沢度が70%超であり、樹脂との貼り合わせ時のシワ・スジの発生を良好に抑制することができなかった。
Claims (27)
- 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さRzが1.00μm以上2.00μm以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さSqが0.16μm以上0.30μm以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さSskが−0.6以上−0.35以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さSaが0.12μm以上0.23μm以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さSzが2.20μm以上3.50μm以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さSkuが3.75以上4.50以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面の粗さSpkが0.13μm以上0.27μm以下であり、
表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 前記表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abが65以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載の表面処理銅箔。
- 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面は以下の(10−1)〜(10−8)の群から選択されるいずれか2つ以上を満たし、
(10−1)粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下である、
(10−2)粗さRzが1.00μm以上2.00μm以下である、
(10−3)粗さSqが0.16μm以上0.30μm以下である、
(10−4)粗さSskが−0.6以上−0.35以下である、
(10−5)粗さSaが0.12μm以上0.23μm以下である、
(10−6)粗さSzが2.20μm以上3.50μm以下である、
(10−7)粗さSkuが3.75以上4.50以下である、
(10−8)粗さSpkが0.13μm以上0.27μm以下である、
前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 銅箔と、
前記銅箔の少なくとも一方の表面に、粗化処理層を有し、
前記粗化処理層側表面は以下の(11−1)〜(11−8)の群から選択されるいずれか2つ以上を満たし、
(11−1)粗さRaが0.08μm以上0.20μm以下である、
(11−2)粗さRzが1.00μm以上2.00μm以下である、
(11−3)粗さSqが0.16μm以上0.30μm以下である、
(11−4)粗さSskが−0.6以上−0.35以下である、
(11−5)粗さSaが0.12μm以上0.23μm以下である、
(11−6)粗さSzが2.20μm以上3.50μm以下である、
(11−7)粗さSkuが3.75以上4.50以下である、
(11−8)粗さSpkが0.13μm以上0.27μm以下である、
前記粗化処理層側表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abが65以下であり、前記粗化処理層側表面のTDの光沢度が70%以下である表面処理銅箔。 - 前記粗化処理層側表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abが45以上65以下である請求項1〜11のいずれか一項に記載の表面処理銅箔。
- 前記粗化処理層の表面に、耐熱層、防錆層、クロメート処理層及びシランカップリング処理層からなる群から選択された1種以上の層を有する請求項1〜12のいずれか一項に記載の表面処理銅箔。
- 放熱用である請求項1〜13のいずれか一項に記載の表面処理銅箔。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面に樹脂層を備える樹脂層付き表面処理銅箔。
- 前記樹脂層が接着用樹脂、および/または、半硬化状態の樹脂である請求項15に記載の樹脂層付き表面処理銅箔。
- キャリア、中間層、極薄銅層を有し、前記極薄銅層が請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔、または、請求項15若しくは16のいずれかに記載の樹脂層付き表面処理銅箔であるキャリア付銅箔。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔、または、請求項15若しくは16のいずれかに記載の樹脂層付き表面処理銅箔を有する積層体。
- 請求項17に記載のキャリア付銅箔を有する積層体。
- 請求項17に記載のキャリア付銅箔と、樹脂とを含み、
前記キャリア付銅箔の端面の一部または全部が前記樹脂により覆われた積層体。 - 二つの請求項17に記載のキャリア付銅箔を有する積層体。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔、または、請求項15若しくは16のいずれかに記載の樹脂層付き表面処理銅箔、または、請求項17に記載のキャリア付銅箔を用いたプリント配線板の製造方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔、または、請求項15若しくは16のいずれかに記載の樹脂層付き表面処理銅箔、または、請求項17に記載のキャリア付銅箔と、絶縁基板とを準備する工程、
以下の(23−1)〜(23−3)のいずれか一つを含む銅張積層板を形成する工程、
(23−1)前記表面処理銅箔と前記絶縁基板とを積層する工程、
(23−2)前記樹脂層付き表面処理銅箔と前記絶縁基板とを積層する工程、
(23−3)前記キャリア付銅箔と前記絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、及び、
セミアディティブ法、サブトラクティブ法、パートリーアディティブ法又はモディファイドセミアディティブ法のいずれかの方法によって、前記銅張積層板を使用して回路を形成する工程を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面に回路を形成する工程、または、請求項17に記載のキャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面若しくは前記キャリア側表面に回路を形成する工程、
前記回路が樹脂層に埋没するように前記表面処理銅箔の前記粗化処理層側表面、または、前記キャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面若しくは前記キャリア側表面に前記樹脂層を形成する工程、
前記樹脂層上に回路を形成する工程、及び、
前記樹脂層上に回路を形成した後に、前記表面処理銅箔を除去することで、または、前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させた後に、前記極薄銅層若しくは前記キャリアを除去することで、前記樹脂層に埋没している回路を露出させる工程、
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面処理銅箔、または、請求項15若しくは16のいずれかに記載の樹脂層付き表面処理銅箔、または、請求項17に記載のキャリア付銅箔と、樹脂基板とを積層する工程、
前記表面処理銅箔、または、前記樹脂層付き表面処理銅箔、または、前記キャリア付銅箔の樹脂基板と積層した側とは反対側表面に、樹脂層と回路とを、少なくとも1回設ける工程、
前記樹脂層及び回路を形成した後に、前記樹脂基板および前記表面処理銅箔を除去する、または、前記樹脂基板および前記樹脂層付き表面処理銅箔の表面処理銅箔を除去する、または、前記キャリア付銅箔から前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程、
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項19〜21のいずれか一項に記載の積層体に樹脂層と回路を、少なくとも1回設ける工程、及び、
前記樹脂層及び回路を形成した後に、前記積層体を構成しているキャリア付銅箔から前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程、
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項22〜26のいずれか一項に記載の方法で製造されたプリント配線板を用いた電子機器の製造方法。
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