JP2019119935A - 銅箔付き高速プリント回路基板製品用の表面処理銅箔及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ドラムスピード:1.0〜5.0m/min。
研磨バフスピード:150〜550rpm、(#1500、日本特殊研砥株式会社)
負荷電流:0.5〜1.5A
銅線を50wt%の硫酸水溶液に溶解させ、320g/Lの硫酸銅五水和物(CuSO4・5H2O)と100g/Lの硫酸とを含む硫酸銅電解液を製造した。硫酸銅電解液1リットル当たり、20mg塩素イオン、および0.35mgゼラチン(DV、株式会社ニッピ)を添加した。その後、液温50℃および電流密度70A/dm2で、厚さが18μmである電解銅箔(未処理銅箔)を製造した。
[酸洗処理]
まず、電解銅箔(処理されていないので、未処理銅箔とも呼ばれ)を酸洗処理に導入した。酸洗処理において、酸洗タンク内に130g/Lの硫酸銅と50g/Lの硫酸とを有する電解液を充填し、電解液の温度を27oCに維持した。未処理銅箔を電解液に30秒浸して、未処理銅箔表面の油、脂肪と酸化物を除去し、そして未処理銅箔を水で洗浄した。
銅ノジュール層は、銅箔のドラム面の表面に電着で形成された。銅ノジュール層を形成するために、硫酸銅と硫酸の濃度がそれぞれ70g/Lと100g/Lであって、液温が25℃の硫酸銅溶液を使用し、電流密度10A/dm2で10秒の電解を行った。粗面化処理した後、ノジュールで処理された銅箔は、ノジュールで処理されたドラム面とレジスト面と定義される反対面とを含有する。
さらに、銅ノジュール層の剥離を防止するために、被覆処理することで銅めっき層を形成した。被覆処理において、硫酸銅と硫酸の濃度はそれぞれ320g/Lと100g/Lである硫酸銅溶液を使用し、電解液の温度を40oCに維持し、電流密度を15A/dm2にした。
そして、被覆処理を完了したとき、第一パッシベーション層を形成した。このパッシベーション処理において、亜鉛をパッシベーション元素として使用され、また、銅ノジュール層の表面だけではなく、電解銅箔のレジスト面にも同時にパッシベーションされることにより、それぞれ第一パッシベーション層を形成した。硫酸亜鉛溶液を電解液として使用され、硫酸亜鉛濃度を100g/Lに維持し、溶液のpHを3.4にし、液温を50oCに設定され、および電流密度を4A/dm2に設定された。
亜鉛のパッシベーション処理完了したとき、水で洗浄を行った。第二パッシベーション処理は、第一パッシベーション処理に使用された元素以外の元素を選択して第二パッシベーション層を形成する。耐酸(acid−proofing)のために、ノジュールで処理されたドラム面の亜鉛のパッシベーション層上のみに電解ニッケルのパッシベーションをした。亜鉛のパッシベーション層(亜鉛層とも呼ばれる)に電解によりニッケルのパッシベーション層(ニッケル層とも呼ばれる)を形成した。電解条件は次の通りである:硫酸ニッケル七水和物(NiSO4・7H2O):180g/L、ホウ酸(H3BO3):30g/L、次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2):3.6g/L、温度:20oC、電流密度:0.2A/dm2、時間:3秒、pH:3.5。そして、表面処理銅箔は、銅箔の積層面とレジスト面との両面に形成された亜鉛の第一パッシベーション層を有し、また、銅箔の積層面のみに形成されたニッケルの第二パッシベーション層を有することにより、銅箔のノジュールで処理されたパッシベーション面が形成された。
第二パッシベーション処理を完了した後、水で洗浄を行った。なお、防錆(rustproofing)のために、亜鉛およびニッケルのパッシベーション層の上に電解クロメートのパッシベーションをした。ニッケルおよび亜鉛のパッシベーション層に電解によりクロメート層を形成した。電解条件は下記の通りである:クロム酸:5g/L、pH:11.5、液温:35oC、および電流密度:10A/dm2。この電解クロメートのパッシベーションは、銅ノジュール層のニッケルのパッシベーションの表面だけではなく、第一パッシベーション元素または亜鉛層を含む銅箔のレジスト面(積層面/粗面)にも同時に行う。ニッケルのパッシベーション処理した後、銅箔の両側ともにクロメートのパッシベーションが現れる。
クロメートのパッシベーション処理を完了した後、水で洗浄し、また、銅箔のノジュールで処理されたパッシベーション面を形成するために、銅箔表面を乾燥されずに、シランカップリング処理タンクにおいて、銅ノジュール層のZn/Ni/Crのパッシベーション層のみにシランカップリング剤を直ちに吸着させることにより、ポリマー誘電材料の基板にパッシベーションされたノジュールで処理された銅箔のドラム面(積層面と呼ぶ)をカップリングした。この処理において、溶液は、濃度が0.25wt.%の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。吸着処理は溶液をノジュールで処理された銅箔表面のみにスプレーすることで行った。
[測量]
表面粗度は、α−型表面粗度測定機および輪郭測量装置(Kosaka Laboratory Ltd製、ModelSE1700)を使用し、JIS B 0601−1994を使用しに準じて測定され、Rz標準として表示している。
光沢度は、JIS Z 8741に準じて光沢計(BYK社製、ModelNo.micro−gloss60o型)を使用し、すなわち、60oの光を横方向(transverse direction、TD)に入射することにより、ノジュールで処理されたドラム面の光沢度を測量した。
反射率は、手持ち式分光光度計(Konica Minolta製、ModelNo.CM−2500c)を使用して測量され、すなわち、570nm波長と610nm波長下でノジュールで処理されたドラム面のの反射率をそれぞれ測量した。
表面処理銅箔を誘電基板(ITEQ社製のIT−150GS、IPC−TM−650 No.2.5.5.13の標準条件でテストして、10GHzではDk<3.9とDf<0.012を有し)に積層され、マイクロストリップ構造が形成された。信号損失は、AgilentPNA N5230Cネットワーク・アナライザにより、周波数10GHzで、掃引回数:6401点、校正:TRL、IF:30kHz、温度:25°C、テスト方法:CiscoS3方法で測量した。前記マイクロストリップ構造は、厚さ210μm、導体長さ102mm、導体厚さ18μm、導体回路幅200μm、特性インピーダンス50Ωを有し、かつ、被覆膜を有しない。これらの測量値において、10GHzの周波数に対応する送信損失es(dB/m)は、光研磨銅箔(比較例1に示される最低のDmax値である)の送信損失を100として説明する。
12、22、30、204 銅箔
24、39 析出面
26、38、90、100 ドラム面
31、33 剥離ロール
32、110 ドラム
34、112、185 電解液
35、119、181、205 スプール
36、186、187、190、191、193、194、195、199 陽極
40、42、70、71、72、73、80、81、82、83、92、102 ノジュール
41、43、45 ピーク
46、47、48 トラフ
50、60 積層面
55、75、85 導電経路
62 ノジュール層
111 外表面
114 研磨バフ
116 ゲージ
118 未処理銅箔
150 単方向照明システム
151 拡散照明積分球システム
152 照明光
153 積分球
154 照明光源
155 内表面
156 試料
157 拡散光
158 反射光
159 光レセプター
183 洗浄タンク
184 粗面化タンク
188 コーティングタンク
189 硫酸銅溶液
192 合金タンク
197 クロム酸溶液
198 クロム防錆タンク
200 シラン処理タンク
201、202 シラン
203 オーブン
Claims (20)
- ドラム面および析出面を有する電解銅箔、および
表面処理銅箔のノジュールで処理されたドラム面を形成するために、ドラム面にのみ析出されたノジュール層を含み、
前記表面処理銅箔のノジュールで処理されたドラム面は、1.5〜3.1μmの範囲にある表面粗度(Rz)を有し、
前記表面処理銅箔のノジュールで処理されたドラム面の570nmと610nmとの反射率の差は、15%〜30%の範囲にある、
高速プリント回路基板用の表面処理銅箔。 - 前記ノジュールで処理されたドラム面の570nmにおける反射率は、20%〜30%の範囲にある、
請求項1に記載の表面処理銅箔。 - 前記ノジュールで処理されたドラム面の610nmにおける反射率は、44%〜51%の範囲にある、
請求項1に記載の表面処理銅箔。 - 前記ノジュールで処理されたドラム面の60°における光沢度は、0.5〜5.1の範囲にある、
請求項1に記載の表面処理銅箔。 - 前記ノジュール層の上に銅めっき層をさらに含む、
請求項1に記載の表面処理銅箔。 - 前記銅めっき層および前記電解銅箔の析出面の上に、それぞれ亜鉛層をさらに含む、
請求項5に記載の表面処理銅箔。 - 前記銅めっき層上の前記亜鉛層に、ニッケル層をさらに含む、
請求項6に記載の表面処理銅箔。 - シランカップリング剤の処理により形成されたシランカップリング処理層をさらに含む、
請求項1に記載の表面処理銅箔。 - 前記シランカップリング剤は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む、
請求項8に記載の表面処理銅箔。 - 前記シランカップリング剤は3−アミノプロピルトリエトキシシランを含む、
請求項8に記載の表面処理銅箔。 - 請求項1に記載の表面処理銅箔および誘電樹脂を含み、前記誘電樹脂は、IPC−TM650 No.2.5.5.13により測定され、Dk<3.9およびDf<0.012を示す、
銅張積層板。 - 請求項11に記載の銅張積層板を含むプリント回路基板。
- 請求項12に記載のプリント回路基板を含む電子部品。
- 請求項13に記載の電子部品を含む電子装置。
- 金属電着用のドラムの表面を調整する方法であって、
前記ドラムは外表面を有し、
前記方法は、
圧力下で、相対的に前記ドラムおよび研磨バフを回転して、前記研磨バフを前記ドラムの外表面に入り込むこと、
負荷電流が指示する前記圧力により、前記研磨バフを前記ドラムに向けること、
前記研磨バフが前記ドラムの外表面に入り込む最大距離および前記負荷電流は、下記の関係を満たすことを含む、
方法。
- 前記ドラムおよび前記研磨バフは互いに向かって回転する、
請求項15に記載の方法。 - 前記ドラムは純チタニウムで製造されたものであり、
前記ドラム表面は、酸化チタン、二酸化チタンおよびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる一つを含む、
請求項15に記載の方法。 - 前記ドラムを間欠方式で調整することをさらに含む、
請求項15に記載の方法。 - 銅を含む電解液に部分的に浸漬する回転ドラムに、銅箔を電着する工程と、
前記電解銅箔と前記ドラムを分離して、ドラム面および析出面を有する未処理銅箔を得る工程と、
前記未処理銅箔のドラム面のみにノジュールを電めっきして、前記未処理銅箔に対して表面処理することにより、前記未処理銅箔のドラム面のみにノジュール層を形成することで、ノジュールで処理されたドラム面を形成し、前記銅箔の反対面をレジスト面とする工程と、
前記ノジュールで処理されたドラム面を銅めっきすることにより、前記ノジュール層をカバーする工程と、
前記銅箔の前記銅めっきおよび前記レジスト面を第一パッシベーション元素でパッシベーションして、第一パッシベーション層を形成する工程と、
そして、前記第一パッシベーション元素と異なる第二パッシベーション元素で第二パッシベーション工程を行って、前記ノジュールで処理されたドラム面のみに第二パッシベーション層を形成する工程と、
前記第一および第二パッシベーション層に電解クロメートパッシベーションを行う工程と、
前記銅箔のノジュールで処理されたパッシベーション面のみに、シランカップリング剤を吸収する工程と、を含む
表面処理銅箔を製造する方法。 - 前記パッシベーション元素は、亜鉛、ニッケルおよびクロムからなる群から選ばれる少なくとも一つである、
請求項19に記載の方法。
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