JP2022100020A - Surface-treated copper foil, copper-clad laminate, and printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面処理銅箔、銅張積層板及びプリント配線板に関する。 The present invention relates to a surface-treated copper foil, a copper-clad laminate, and a printed wiring board.
近年、電子機器の小型化、高性能化などのニーズの増大に伴い、電子機器に搭載されるプリント配線板に対する回路パターン(「導体パターン」ともいう)のファインピッチ化(微細化)が要求されている。 In recent years, with the increasing needs for miniaturization and high performance of electronic devices, fine pitching (miniaturization) of circuit patterns (also referred to as "conductor patterns") for printed wiring boards mounted on electronic devices is required. ing.
上記のファインピッチ化の要求に対し、例えば、特許文献1には、「銅箔と、前記銅箔の一方の面に形成された第1表面処理層と、前記銅箔の他方の面に形成された第2表面処理層とを有し、前記第2表面処理層のNi付着量に対する前記第1表面処理層のNi付着量の比が0.01~2である表面処理銅箔」が開示されており、当該表面処理銅箔により、ファインピッチ化に適した高エッチングファクタの回路パターンを形成することが可能であることが記載されている。 In response to the above-mentioned demand for fine pitch, for example, Patent Document 1 states that "a copper foil, a first surface-treated layer formed on one surface of the copper foil, and a copper foil formed on the other surface of the copper foil". The surface-treated copper foil having the second surface-treated layer and the ratio of the Ni adhesion amount of the first surface-treated layer to the Ni adhesion amount of the second surface-treated layer is 0.01 to 2, is disclosed. It is described that the surface-treated copper foil can form a circuit pattern having a high etching factor suitable for fine pitching.
ところで、上記のように回路パターンをファインピッチ化したプリント配線板においては、当該回路パターンがファインピッチであることから、形成された回路が、ファインピッチ化する前の回路と比べて基材から剥がれやすくなり得ることが分かった。特にフレキシブル性を有するフレキシブルプリント配線板(以下、「FPC」とも称する)は、その製造時や使用時等においてプリント配線板の変形を伴うので、よりはがれやすくなり得る。したがって、プリント配線板においては、回路パターンのファインピッチ化とともに耐剥がれ性の向上が必要である。 By the way, in the printed wiring board in which the circuit pattern is made fine pitch as described above, since the circuit pattern is fine pitch, the formed circuit is peeled off from the base material as compared with the circuit before making fine pitch. It turns out that it can be easier. In particular, a flexible printed wiring board (hereinafter, also referred to as “FPC”) having flexibility may be more easily peeled off because the printed wiring board is deformed at the time of its manufacture or use. Therefore, in the printed wiring board, it is necessary to improve the peeling resistance as well as to make the circuit pattern finer pitch.
そこで、本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを形成することが可能な表面処理銅箔及び銅張積層板を提供することを目的とする。
また、本発明は、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを有するプリント配線板を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a surface-treated copper foil and a copper-clad laminate capable of reducing peeling from a substrate and forming a circuit pattern having a fine pitch. The purpose is to provide a board.
Another object of the present invention is to provide a printed wiring board having a circuit pattern having a fine pitch by reducing peeling from a substrate.
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を行った結果、回路パターンがファインピッチ化したプリント配線板において、銅箔の強度を高くすることで、形成された回路の基材からの剥がれを低減することができることを見出して、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors made a circuit board formed by increasing the strength of the copper foil in a printed wiring board having a fine pitch circuit pattern. We have found that it is possible to reduce the peeling of the material, and have arrived at the present invention.
That is, the present invention is as follows.
本発明の表面処理銅箔は一実施態様において、銅箔と、前記銅箔の一方の面に形成された第1表面処理層と、前記銅箔の他方の面に形成された第2表面処理層とを有し、前記第2表面処理層のNi付着量に対する前記第1表面処理層のNi付着量の比が0.01~2.0であり、前記表面処理銅箔の引張強度が235~290MPaであり、
前記銅箔は、99.0質量%以上のCu、残部不可避的不純物からなる。
In one embodiment, the surface-treated copper foil of the present invention comprises a copper foil, a first surface-treated layer formed on one surface of the copper foil, and a second surface-treated surface formed on the other surface of the copper foil. It has a layer, and the ratio of the Ni adhesion amount of the first surface-treated layer to the Ni adhesion amount of the second surface-treated layer is 0.01 to 2.0, and the tensile strength of the surface-treated copper foil is 235. ~ 290 MPa,
The copper foil is composed of 99.0% by mass or more of Cu and the balance of unavoidable impurities.
本発明の銅張積層板は一実施態様において、上記の表面処理銅箔と、前記表面処理銅箔の前記第1表面処理層に接着された基材とを備える。 In one embodiment, the copper-clad laminate of the present invention comprises the above-mentioned surface-treated copper foil and a base material adhered to the first surface-treated layer of the surface-treated copper foil.
本発明のプリント配線板は一実施態様において、上記の銅張積層板の前記表面処理銅箔をエッチングして形成された回路パターンを備える。 In one embodiment, the printed wiring board of the present invention comprises a circuit pattern formed by etching the surface-treated copper foil of the copper-clad laminate.
本発明によれば、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを形成することが可能な表面処理銅箔及び銅張積層板を提供することができる。
また、本発明によれば、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを有するプリント配線板を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a surface-treated copper foil and a copper-clad laminate capable of forming a circuit pattern having a fine pitch by reducing peeling from a substrate.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a printed wiring board having a circuit pattern having a fine pitch by reducing peeling from a substrate.
以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」という。)を詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
<表面処理銅箔>
図1は、本実施形態の表面処理銅箔を、基材に接着させた状態で示す断面図(銅張積層板10の断面図)である。
本実施形態の表面処理銅箔1は、銅箔2と、銅箔2の一方の面に形成された第1表面処理層3と、銅箔2の他方の面に形成された第2表面処理層4とを有する。また、銅張積層板10は、表面処理銅箔1と、表面処理銅箔1の第1表面処理層3に接着された基材11とを有する。
本実施形態の表面処理銅箔1は、特に限定されないが、電子機器等に搭載されるプリント配線板、特にフレキシブルプリント配線板用の銅箔として用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited to the present embodiment.
<Surface-treated copper foil>
FIG. 1 is a cross-sectional view (cross-sectional view of a copper-clad laminate 10) showing a state in which the surface-treated copper foil of the present embodiment is adhered to a base material.
The surface-treated copper foil 1 of the present embodiment has the copper foil 2, the first surface-treated
The surface-treated copper foil 1 of the present embodiment is not particularly limited, but can be used as a copper foil for a printed wiring board mounted on an electronic device or the like, particularly a flexible printed wiring board.
第1表面処理層3及び第2表面処理層4は、付着元素としてNiを少なくとも含む。表面処理銅箔1において、第2表面処理層4のNi付着量に対する第1表面処理層3のNi付着量の比は、0.01~2.0、好ましくは0.8~1.5である。Niはエッチング液に溶解し難い成分であるため、Ni付着量の比を上記の範囲とすることにより、銅張積層板10をエッチングする際に、回路パターンのボトム側となる第1表面処理層3の溶解を促進すると共に、回路パターンのトップ側となる第2表面処理層4の溶解を遅くすることができる。そのため、トップ幅とボトム幅との差が小さく、エッチングファクタが高い回路パターンを得ることが可能になる。
The first
第1表面処理層3のNi付着量は、Ni付着量の比が上記の範囲内であれば特に限定されないが、好ましくは20~200μg/dm2、より好ましくは20~100μg/dm2である。第1表面処理層3のNi付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。
The amount of Ni attached to the first
第1表面処理層3は、付着元素として、Ni以外にZn、Co、Crなどの元素を含むことができる。第1表面処理層3のZn付着量は、第1表面処理層3の種類に依存するため特に限定されないが、第1表面処理層3にZnが含有される場合、好ましくは20~1000μg/dm2、より好ましくは400~500μg/dm2である。第1表面処理層3のZn付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。
The first
第1表面処理層3のCo付着量は、第1表面処理層3の種類に依存するため特に限定されないが、好ましくは1500μg/dm2以下、より好ましくは0.1~500μg/dm2、さらに好ましくは0.5~100μg/dm2である。第1表面処理層3のCo付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。また、Coは磁性金属であるため、第1表面処理層3のCo付着量を特に100μg/dm2以下、好ましくは0.5~100μg/dm2に抑えることにより、高周波特性に優れたプリント配線板を作製可能な表面処理銅箔1を得ることができる。
The amount of Co adhered to the first
第1表面処理層3のCr付着量は、第1表面処理層3の種類に依存するため特に限定されないが、500μg/dm2以下、より好ましくは0.5~300μg/dm2、さらに好ましくは1~100μg/dm2である。第1表面処理層3のCr付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。
The amount of Cr adhered to the first
第1表面処理層3のRzjisは、特に限定されないが、好ましくは0.3~1.5、より好ましくは0.5~0.8である。第1表面処理層3のRzjisを上記範囲内とすることにより、基材11との接着性を向上させることができる。ここで、本明細書において「Rzjis」とは、JIS B 0601:2001に規定される十点平均粗さを意味する。
The Rzjis of the first
第1表面処理層3の種類は、Ni付着量の比が上記の範囲内となれば特に限定されず、当該技術分野において公知の各種表面処理層を用いることができる。表面処理層の例としては、粗化処理層、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などが挙げられる。これらの層は、単一又は2種以上を組み合わせて用いることができる。その中でも第1表面処理層3は、基材11との接着性の観点から、粗化処理層を有することが好ましい。ここで、本明細書において「粗化処理層」とは、粗化処理によって形成される層であり、粗化粒子の層を含む。また、粗化処理では、前処理として通常の銅メッキなどが行われたり、仕上げ処理として粗化粒子の脱落を防止するために通常の銅メッキなどが行われたりする場合があるが、本明細書における「粗化処理層」は、これらの前処理及び仕上げ処理によって形成される層を含む。
The type of the first
粗化粒子としては、特に限定されないが、銅、ニッケル、コバルト、リン、タングステン、ヒ素、モリブデン、クロム及び亜鉛からなる群から選択されたいずれかの単体又はいずれか1種以上を含む合金から形成することができる。また、粗化粒子を形成した後、更にニッケル、コバルト、銅、亜鉛の単体又は合金などで二次粒子や三次粒子を設ける粗化処理を行うこともできる。 The roughened particles are not particularly limited, but are formed from any simple substance selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, phosphorus, tungsten, arsenic, molybdenum, chromium and zinc, or an alloy containing any one or more thereof. can do. Further, after forming the roughened particles, it is also possible to further perform a roughening treatment for providing secondary particles or tertiary particles with a simple substance or an alloy of nickel, cobalt, copper, zinc or the like.
耐熱層及び防錆層としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の材料から形成することができる。なお、耐熱層は防錆層としても機能することがあるため、耐熱層及び防錆層として、耐熱層及び防錆層の両方の機能を有する1つの層を形成してもよい。耐熱層及び/又は防錆層としては、ニッケル、亜鉛、錫、コバルト、モリブデン、銅、タングステン、リン、ヒ素、クロム、バナジウム、チタン、アルミニウム、金、銀、白金族元素、鉄、タンタルの群から選択される1種以上の元素(金属、合金、酸化物、窒化物、硫化物などのいずれの形態であってもよい)を含む層であることができる。耐熱層及び/又は防錆層の例としては、ニッケル-亜鉛合金を含む層が挙げられる。 The heat-resistant layer and the rust-preventive layer are not particularly limited, and can be formed from a material known in the art. Since the heat-resistant layer may also function as a rust-preventive layer, one layer having both the functions of the heat-resistant layer and the rust-preventive layer may be formed as the heat-resistant layer and the rust-preventive layer. The heat-resistant layer and / or rust-preventive layer includes nickel, zinc, tin, cobalt, molybdenum, copper, tungsten, phosphorus, arsenic, chromium, vanadium, titanium, aluminum, gold, silver, platinum group elements, iron, and tantalum. It can be a layer containing one or more elements selected from the above (which may be in any form such as metal, alloy, oxide, nitride, sulfide, etc.). Examples of the heat-resistant layer and / or the rust-preventive layer include a layer containing a nickel-zinc alloy.
クロメート処理層としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の材料から形成することができる。ここで、本明細書において「クロメート処理層」とは、無水クロム酸、クロム酸、二クロム酸、クロム酸塩又は二クロム酸塩を含む液で形成された層を意味する。クロメート処理層は、コバルト、鉄、ニッケル、モリブデン、亜鉛、タンタル、銅、アルミニウム、リン、タングステン、錫、砒素、チタンなどの元素(金属、合金、酸化物、窒化物、硫化物などのいずれの形態であってもよい)を含む層であることができる。クロメート処理層の例としては、無水クロム酸又は二クロム酸カリウム水溶液で処理したクロメート処理層、無水クロム酸又は二クロム酸カリウム及び亜鉛を含む処理液で処理したクロメート処理層などが挙げられる。 The chromate-treated layer is not particularly limited and can be formed from a material known in the art. Here, the term "chromate-treated layer" as used herein means a layer formed of a liquid containing chromic anhydride, chromic acid, chromic acid, chromate or dichromate. The chromate-treated layer can be any element (metal, alloy, oxide, nitride, sulfide, etc.) such as cobalt, iron, nickel, molybdenum, zinc, tantalum, copper, aluminum, phosphorus, tungsten, tin, arsenic, and titanium. It can be a layer containing). Examples of the chromate-treated layer include a chromate-treated layer treated with an aqueous solution of chromic acid anhydride or potassium dichromate, and a chromate-treated layer treated with a treatment liquid containing chromic acid anhydride or potassium dichromate and zinc.
シランカップリング処理層としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の材料から形成することができる。ここで、本明細書において「シランカップリング処理層」とは、シランカップリング剤で形成された層を意味する。シランカップリング剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。シランカップリング剤の例としては、アミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤などが挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The silane coupling treatment layer is not particularly limited and can be formed from a material known in the art. Here, the term "silane coupling-treated layer" as used herein means a layer formed of a silane coupling agent. The silane coupling agent is not particularly limited, and those known in the art can be used. Examples of the silane coupling agent include an amino-based silane coupling agent, an epoxy-based silane coupling agent, and a mercapto-based silane coupling agent. These can be used alone or in combination of two or more.
第2表面処理層4の種類は、Ni付着量の比が上記の範囲内となれば特に限定されず、第1表面処理層3と同様に、当該技術分野において公知の各種表面処理層を用いることができる。また、第2表面処理層4の種類は、第1表面処理層3と同一であっても異なっていてもよい。
The type of the second
第2表面処理層4のNi付着量は、Ni付着量の比が上記の範囲内であれば特に限定されないが、好ましくは0.1~500μg/dm2、より好ましくは0.5~200μg/dm2、さらに好ましくは1.0~100μg/dm2である。第2表面処理層4のNi付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。
The amount of Ni attached to the second
第2表面処理層4は、付着元素として、Ni以外にZn、Crなどの元素を含むことができる。第2表面処理層4のZn付着量は、第2表面処理層4の種類に依存するため特に限定されないが、第2表面処理層4にZnが含有される場合、好ましくは10~1000μg/dm2、より好ましくは50~500μg/dm2、さらに好ましくは100~300μg/dm2である。第2表面処理層4のZn付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。
The second
第2表面処理層4のCr付着量は、第2表面処理層4の種類に依存するため特に限定されないが、第2表面処理層4にCrが含有される場合、好ましくは0μg/dm2超過500μg/dm2以下、より好ましくは0.1~100μg/dm2、さらに好ましくは1~50μg/dm2である。第2表面処理層4のCr付着量を上記範囲内とすることにより、回路パターンのエッチングファクタを安定して高めることができる。
The amount of Cr adhered to the second
銅箔2は、99.0質量%以上のCu、残部不可避的不純物からなり、表面処理銅箔としたときの引張強度が235~290MPaである。銅箔2がこのような構成を有することにより、回路パターンがファインピッチ化したプリント配線板において、形成された回路の基材からの剥がれを低減することができる。より具体的には、回路パターンの耐久性を向上させる(剥がれ防止を行う)場合は、めっき組成や表面粗さを調整して樹脂との接着性向上を検討するのが一般的である。しかし、本実施形態においては、銅箔2を上記のような組成にするとともに、表面処理銅箔としたときの引張強度を所定の範囲にすることにより、ファインピッチ化したプリント配線板であっても、回路パターンの剥がれを低減させることができる。 The copper foil 2 is composed of 99.0% by mass or more of Cu and unavoidable impurities in the balance, and has a tensile strength of 235 to 290 MPa when used as a surface-treated copper foil. When the copper foil 2 has such a configuration, it is possible to reduce peeling of the formed circuit from the base material in the printed wiring board having a fine pitch circuit pattern. More specifically, when improving the durability of the circuit pattern (preventing peeling), it is common to consider improving the adhesiveness with the resin by adjusting the plating composition and the surface roughness. However, in the present embodiment, the copper foil 2 has a composition as described above, and the tensile strength when the surface-treated copper foil is formed is set within a predetermined range, so that the printed wiring board has a fine pitch. Also, the peeling of the circuit pattern can be reduced.
より詳細には、本実施形態において、銅箔(ひいては表面処理銅箔)の引張強度を向上させる方法としては、限定されるものではないが、銅箔の再結晶後の結晶粒を微細化することが挙げられる。
銅箔2のような純銅系の組成の場合、結晶粒の微細化が困難であるが、冷間圧延時の初期に再結晶焼鈍を行い、以後は再結晶焼鈍を行わないことで、冷間圧延により加工ひずみを大量に導入して動的再結晶を生じさせて結晶粒の微細化を実現できる。
More specifically, in the present embodiment, the method for improving the tensile strength of the copper foil (and thus the surface-treated copper foil) is not limited, but the crystal grains after recrystallization of the copper foil are refined. Can be mentioned.
In the case of a pure copper-based composition such as copper foil 2, it is difficult to refine the crystal grains, but by performing recrystallization annealing at the initial stage of cold rolling and not performing recrystallization annealing thereafter, it is cold. A large amount of processing strain can be introduced by rolling to generate dynamic recrystallization, and finer crystal grains can be realized.
また、結晶粒を微細化させる添加元素として、銅箔が上記組成に対し、P、Ti、Sn、Ni、Be、Zn、In及びMgの群から選ばれる1種以上の添加元素を合計で0.002~0.825質量%含有すると、結晶粒の微細化をより容易に実現できる。これらの添加元素は、冷間圧延時に転位密度を増加させるので、結晶粒の微細化をより容易に実現できる。 Further, as an additive element for refining the crystal grains, the copper foil has a total of 0 or more additive elements selected from the group of P, Ti, Sn, Ni, Be, Zn, In and Mg with respect to the above composition. When it is contained in an amount of .002 to 0.825% by mass, finer crystal grains can be more easily realized. Since these additive elements increase the dislocation density during cold rolling, miniaturization of crystal grains can be realized more easily.
なお、銅箔の再結晶後の結晶粒を微細化する方法としては、添加元素を加える方法のほかに、重合圧延をする方法、電解銅箔にて電析をする際にパルス電流を用いる方法、または電解銅箔にて電解液にチオ尿素やニカワなどを適量添加する方法が挙げられる。 As a method for refining the crystal grains after recrystallization of the copper foil, in addition to the method of adding an additive element, a method of polymerized rolling and a method of using a pulse current when electrolyzing with an electrolytic copper foil. Alternatively, a method of adding an appropriate amount of thiourea, nikawa, or the like to the electrolytic solution using an electrolytic copper foil can be mentioned.
本実施形態の銅箔を、JIS-H3100(C1100)に規格するタフピッチ銅(TPC)又はJIS-H3100(C1011)の無酸素銅(OFC)からなる組成としてもよい。又、上記TPC又はOFCに対し、上記した添加元素を含有させてなる組成としてもよい。 The copper foil of the present embodiment may be composed of tough pitch copper (TPC) standardized for JIS-H3100 (C1100) or oxygen-free copper (OFC) of JIS-H3100 (C1011). Further, the composition may be such that the above-mentioned additive element is contained in the above-mentioned TPC or OFC.
本実施形態において、銅箔の平均結晶粒径が0.5~4.0μmであることが好ましい。平均結晶粒径が0.5μm未満であると、引張強度が所望の値よりも大きくなり得、具体的には、強度が高くなり過ぎて曲げ剛性が大きくなり、特に、表面処理銅箔をフレキシブルプリント配線板用に用いる場合においては、スプリングバックが大きくなってフレキシブルプリント配線板用途に適さない傾向がある。平均結晶粒径が4.0μmを超えると、結晶粒の微細化が実現されず、引張強度が所望の値よりも小さくなり得、具体的には、強度を十分に高めることが困難になると共に、エッチングファクタや回路直線性が劣化してエッチング性が低下する。平均結晶粒径の測定は、誤差を避けるため、箔表面を15μm×15μmの視野で10視野以上を観察して行う。箔表面の観察は、SIM(Scanning Ion Microscope)またはSEM(Scanning Electron Microscope)を用い、JIS H 0501に記載の切断法に基づいて平均結晶粒径を求めることができる。ただし、双晶は、別々の結晶粒とみなして測定する。 In the present embodiment, the average crystal grain size of the copper foil is preferably 0.5 to 4.0 μm. When the average crystal grain size is less than 0.5 μm, the tensile strength can be higher than the desired value, specifically, the strength becomes too high and the bending rigidity becomes high, and in particular, the surface-treated copper foil is flexible. When used for printed wiring boards, the springback tends to be large and not suitable for flexible printed wiring boards. If the average crystal grain size exceeds 4.0 μm, the crystal grains cannot be refined and the tensile strength can be smaller than the desired value. Specifically, it becomes difficult to sufficiently increase the strength. , Etching factor and circuit linearity are deteriorated, and etching property is lowered. The average crystal grain size is measured by observing 10 or more fields of view on the foil surface with a field of view of 15 μm × 15 μm in order to avoid errors. The foil surface can be observed using SIM (Scanning Ion Microscope) or SEM (Scanning Electron Microscope), and the average crystal grain size can be determined based on the cutting method described in JIS H 0501. However, twins are measured as separate crystal grains.
本実施形態において、表面処理銅箔の引張強度が235~290MPaである。上述のように、結晶粒を微細化することにより引張強度が向上する。プリント配線板の製造工程および製品への実装時などにおいて外力が負荷されることにより引き起こされる回路剥離では、回路の変形を伴う。このような変形を伴う剥離の場合、剥離対象の変形のしやすさによって界面上で外力が集中する範囲が変化する。変形がしやすい場合は界面上の狭い範囲に外力が集中し、一方で変形し難い場合は界面上の広い範囲で外力が分散される。すなわち強度が高く変形し難い表面処理銅箔を回路として採用することで、外力を界面上の広い範囲で分散し、回路剥離を抑制することができる。特にファインピッチ回路においては、回路幅の狭さのため外力が集中し易く、剥離対象の変形のし難さによる外力の分散がより重要となることを本発明者らは見出した。表面処理銅箔の引張強度が235MPa未満の場合、界面上に負荷される外力が十分分散されず回路剥離を抑制できない。また表面処理銅箔の引張強度が290MPaを超えると、回路剥離は十分抑制できるが、強度が高くなり過ぎて曲げ剛性が大きくなり、特に、表面処理銅箔をフレキシブルプリント配線板用に用いる場合においては、スプリングバックが大きくなってフレキシブルプリント配線板用途に適さない傾向がある。引張強度は、IPC-TM-650に準拠した引張試験により、試験片幅12.7mm、室温(15~35℃)、引張速度50.8mm/min、ゲージ長さ50mmで、銅箔の圧延方向(又はMD方向)と平行な方向に引張試験した。 In the present embodiment, the tensile strength of the surface-treated copper foil is 235 to 290 MPa. As described above, the tensile strength is improved by refining the crystal grains. Circuit peeling caused by an external force applied during the manufacturing process of a printed wiring board and mounting on a product involves deformation of the circuit. In the case of peeling accompanied by such deformation, the range in which the external force is concentrated on the interface changes depending on the ease of deformation of the peeling target. When it is easily deformed, the external force is concentrated in a narrow range on the interface, while when it is difficult to deform, the external force is dispersed in a wide range on the interface. That is, by adopting a surface-treated copper foil having high strength and being hard to be deformed as a circuit, external force can be dispersed in a wide range on the interface and circuit peeling can be suppressed. In particular, in a fine pitch circuit, the present inventors have found that the narrowness of the circuit width makes it easy for an external force to concentrate, and it is more important to disperse the external force due to the difficulty in deforming the object to be peeled off. When the tensile strength of the surface-treated copper foil is less than 235 MPa, the external force applied on the interface is not sufficiently dispersed and the circuit peeling cannot be suppressed. Further, when the tensile strength of the surface-treated copper foil exceeds 290 MPa, circuit peeling can be sufficiently suppressed, but the strength becomes too high and the bending rigidity becomes large, especially when the surface-treated copper foil is used for a flexible printed wiring board. Tends to be unsuitable for flexible printed wiring board applications due to the large springback. Tensile strength was measured by a tensile test based on IPC-TM-650, with a test piece width of 12.7 mm, room temperature (15 to 35 ° C), a tensile speed of 50.8 mm / min, and a gauge length of 50 mm, in the rolling direction of the copper foil. A tensile test was performed in a direction parallel to (or MD direction).
本実施形態において、表面処理銅箔を300℃で30分間の熱処理後の引張強度が235~290MPaであってもよい(換言すれば、引張強度が235~290MPaである表面処理銅箔は、300℃で30分間の熱処理をしたときのものであってもよい)。本実施形態における表面処理銅箔はプリント配線板に用いることができ、表面処理銅箔と基材としての樹脂とを積層した銅張積層板は、200~400℃で樹脂を硬化させるための熱処理を行うため、再結晶によって結晶粒が粗大化する可能性がある。
一方、本実施形態における表面処理銅箔は、表面処理銅箔を300℃で30分間の熱処理後の引張強度が235~290MPaであってもよいところ、この物性は、樹脂と積層する前の表面処理銅箔に上記熱処理を行ったときの状態に着目して規定している。この300℃で30分間の熱処理は、銅張積層板の積層時に樹脂を硬化熱処理させる温度条件を模したものである。
In the present embodiment, the surface-treated copper foil may have a tensile strength of 235 to 290 MPa after heat treatment of the surface-treated copper foil at 300 ° C. for 30 minutes (in other words, the surface-treated copper foil having a tensile strength of 235 to 290 MPa is 300. It may be the one after heat treatment at ° C. for 30 minutes). The surface-treated copper foil in the present embodiment can be used for a printed wiring board, and the copper-clad laminated board in which the surface-treated copper foil and the resin as a base material are laminated is heat-treated to cure the resin at 200 to 400 ° C. Therefore, there is a possibility that the crystal grains will be coarsened by recrystallization.
On the other hand, the surface-treated copper foil in the present embodiment may have a tensile strength of 235 to 290 MPa after the surface-treated copper foil is heat-treated at 300 ° C. for 30 minutes, but this physical property is the surface before laminating with the resin. It is specified by paying attention to the state when the treated copper foil is subjected to the above heat treatment. This heat treatment at 300 ° C. for 30 minutes imitates the temperature condition for curing and heat-treating the resin when laminating the copper-clad laminate.
銅箔の厚みは、特に限定されないが、例えば1~1000μm、或いは1~500μm、或いは1~300μm、或いは3~100μm、或いは5~70μm、或いは6~35μm、或いは9~18μmとすることができる。 The thickness of the copper foil is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 1000 μm, 1 to 500 μm, 1 to 300 μm, 3 to 100 μm, 5 to 70 μm, 6 to 35 μm, or 9 to 18 μm. ..
本実施形態における銅箔は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、銅インゴットに上記添加物を添加して溶解、鋳造した後、熱間圧延し、冷間圧延と焼鈍を行い、上述の最終冷間圧延を行うことにより箔を製造することができる。 The copper foil in this embodiment can be manufactured, for example, as follows. First, the above additive is added to a copper ingot, melted and cast, then hot rolled, cold rolled and annealed, and the final cold rolling described above is carried out to produce a foil.
また、本実施形態の表面処理銅箔1は、上記の銅箔2を用いて、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。ここで、第1表面処理層3及び第2表面処理層4のNi付着量、Ni付着量の比は、例えば、形成する表面処理層の種類、厚みなどを変えることによって制御することができる。また、第1表面処理層3のRzjisは、第1表面処理層3の形成条件などを調整することによって制御することができる。
Further, the surface-treated copper foil 1 of the present embodiment can be manufactured by using the above-mentioned copper foil 2 according to a method known in the art. Here, the ratio of the Ni adhesion amount and the Ni adhesion amount of the first
<銅張積層板>
本実施形態の銅張積層板10は、上記の表面処理銅箔1と、表面処理銅箔1の第1表面処理層3に接着された基材11とを備える。
基材11としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。基材11の例としては、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、ガラス布基材エポキシ樹脂、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど)フィルム、ポリイミドフィルム、液晶ポリマー、フッ素樹脂などが挙げられ、また、絶縁性を有することが好ましい。
<Copper-clad laminate>
The copper-clad
The
銅張積層板10の製造方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法に準じて、表面処理銅箔1と基材11を接着させることにより製造することができる。例えば、表面処理銅箔1と基材11とを積層させて熱圧着すればよい。
The method for manufacturing the copper-clad
また、本実施形態の銅張積層板がフレキシブルプリント配線板用の場合には、基材11として、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマーのフィルムを用いることができ、基材11と表面処理銅箔1との積層方法としては、表面処理銅箔1の表面に基材11となる材料を塗布して加熱成膜してもよい。また、基材11として樹脂フィルムを用い、樹脂フィルムと表面処理銅箔1との間に以下の接着剤を用いてもよく、接着剤を用いずに樹脂フィルムを表面処理銅箔1に熱圧着してもよい。但し、樹脂フィルムに余分な熱を加えないという点からは、接着剤を用いることが好ましい。基材11としてフィルムを用いた場合、このフィルムを、接着剤層を介して表面処理銅箔1に積層するとよい。この場合、フィルムと同成分の接着剤を用いることが好ましい。例えば、基材11としてポリイミドフィルムを用いる場合は、接着剤層もポリイミド系接着剤を用いることが好ましい。尚、ここでいうポリイミド系接着剤とはイミド結合を含む接着剤を指し、ポリエーテルイミド等も含む。
When the copper-clad laminate of the present embodiment is for a flexible printed wiring board, a polyethylene terephthalate, polyimide, polyethylene naphthalate, or liquid crystal polymer film can be used as the
<プリント配線板>
本実施形態のプリント配線板は、上記の銅張積層板10の表面処理銅箔1をエッチングして形成された回路パターンを備える。プリント配線板の製造方法としては、特に限定されず公知の方法により製造することができ、銅張積層板10に、フォトリソグラフィー技術を用いて回路を形成することができる。また、必要に応じて回路にめっきを施し、カバーレイフィルムをラミネートすることでフレキシブルプリント配線板(フレキシブル配線板)を得ることもできる。
<Printed wiring board>
The printed wiring board of the present embodiment includes a circuit pattern formed by etching the surface-treated copper foil 1 of the copper-clad
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の表面処理銅箔、銅張積層板及びプリント配線板は、上記例に限定されることは無く、適宜変更を加えることができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the surface-treated copper foil, the copper-clad laminate, and the printed wiring board of the present invention are not limited to the above examples, and can be appropriately modified.
以下、本実施形態を実施例によって更に具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail by way of examples, but the present embodiment is not limited to these examples.
表面処理銅箔を製造し、その表面処理銅箔を基板に接着して銅張積層板を得て、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを形成することが可能かを検討した。 It was examined whether it is possible to manufacture a surface-treated copper foil and bond the surface-treated copper foil to a substrate to obtain a copper-clad laminate, reduce peeling from the substrate, and form a circuit pattern with a fine pitch. ..
各実施例および各比較例の表面処理銅箔を下記のようにして得た。
<実施例:表面処理銅箔1>
電気銅を用いてインゴットを非酸化性雰囲気で作製した。インゴットに含まれる銅の割合は99.99質量%であった。このインゴットを900℃以上で均質化焼鈍後、熱間圧延し、冷間圧延と焼鈍を行った。最終焼鈍後、最終冷間圧延をして最終厚さ12μmの箔を得た。
次いで、上記の銅箔サンプルの、一方の面に第1表面処理層として粗化処理層、耐熱層及びクロメート処理層を順次形成すると共に、他方の面に第2表面処理層として耐熱層及びクロメート処理層を順次形成することによって表面処理銅箔を得た。各層を形成するための条件は下記の通りである。
なお、表面処理銅箔1の各物性は後述する方法で評価し、その結果を表1に示す。
・第1表面処理層の粗化処理層
電気めっきによって粗化処理層を形成した。
めっき液組成:10~20g/LのCu、50~100g/Lの硫酸
めっき液温度:25~50℃
電気めっき条件:電流を2段階に分けて印加
1段目:電流密度45.0A/dm2、時間1.4秒、クーロン量60.8As/dm2
2段目:電流密度4.1A/dm2、時間2.8秒、クーロン量11.8As/dm2
・第1表面処理層の耐熱層
電気めっきによって耐熱層を形成した。
めっき液組成:1~30g/LのNi、1~30g/LのZn
めっき液pH:2~5
めっき液温度:30~50℃
電気めっき条件:電流密度2.1A/dm2、時間0.7秒、クーロン量1.4As/dm2
・第1表面処理層のクロメート処理層
電気めっきによってクロメート処理層を形成した。
めっき液組成:1~10g/LのK2Cr2O2、0.01~10g/LのZn
めっき液pH:2~5
めっき液温度:30~50℃
電気めっき条件:電流密度2.1A/dm2、時間1.4秒、クーロン量2.9As/dm2
・第2表面処理層の耐熱層
電気めっきによって耐熱層を形成した。
めっき液組成:1~30g/LのNi、1~30g/LのZn
めっき液pH:2~5
めっき液温度:30~50℃
電気めっき条件:電流密度2.1A/dm2、時間0.7秒、クーロン量1.4As/dm2
・第2表面処理層のクロメート処理層
浸漬クロメート処理によってクロメート処理層を形成した。
クロメート液組成:1~10g/LのK2Cr2O2、0.01~10g/LのZn
クロメート液pH:2~5
クロメート液温度:30~50℃
The surface-treated copper foils of each Example and each Comparative Example were obtained as follows.
<Example: Surface-treated copper foil 1>
Ingots were made using electrolytic copper in a non-oxidizing atmosphere. The proportion of copper contained in the ingot was 99.99% by mass. This ingot was homogenized and annealed at 900 ° C. or higher, then hot-rolled, and cold-rolled and annealed. After the final annealing, the final cold rolling was performed to obtain a foil having a final thickness of 12 μm.
Next, a roughening-treated layer, a heat-resistant layer and a chromate-treated layer are sequentially formed on one surface of the copper foil sample as a first surface-treated layer, and a heat-resistant layer and chromate as a second surface-treated layer on the other surface. A surface-treated copper foil was obtained by sequentially forming treated layers. The conditions for forming each layer are as follows.
Each physical property of the surface-treated copper foil 1 was evaluated by a method described later, and the results are shown in Table 1.
-Roughening treatment layer of the first surface treatment layer A roughening treatment layer was formed by electroplating.
Plating solution composition: 10 to 20 g / L Cu, 50 to 100 g / L sulfuric acid plating solution temperature: 25 to 50 ° C.
Electroplating conditions: Current is applied in two stages First stage: Current density 45.0 A / dm 2 , Time 1.4 seconds, Coulomb amount 60.8 As / dm 2
Second stage: current density 4.1 A / dm 2 , time 2.8 seconds, coulomb amount 11.8 As / dm 2
-The heat-resistant layer of the first surface treatment layer The heat-resistant layer was formed by electroplating.
Plating solution composition: 1 to 30 g / L Ni, 1 to 30 g / L Zn
Plating solution pH: 2-5
Plating liquid temperature: 30 to 50 ° C
Electroplating conditions: current density 2.1 A / dm 2 , time 0.7 seconds, coulomb amount 1.4 As / dm 2
-Chromate-treated layer of the first surface-treated layer A chromate-treated layer was formed by electroplating.
Plating solution composition: 1 to 10 g / L K 2 Cr 2 O 2 , 0.01 to 10 g / L Zn
Plating solution pH: 2-5
Plating liquid temperature: 30 to 50 ° C
Electroplating conditions: current density 2.1 A / dm 2 , time 1.4 seconds, coulomb amount 2.9 As / dm 2
-The heat-resistant layer of the second surface treatment layer The heat-resistant layer was formed by electroplating.
Plating solution composition: 1 to 30 g / L Ni, 1 to 30 g / L Zn
Plating solution pH: 2-5
Plating liquid temperature: 30 to 50 ° C
Electroplating conditions: current density 2.1 A / dm 2 , time 0.7 seconds, coulomb amount 1.4 As / dm 2
-Chromate-treated layer of the second surface-treated layer A chromate-treated layer was formed by immersion chromate treatment.
Chromate solution composition: 1 to 10 g / L K 2 Cr 2 O 2 , 0.01 to 10 g / L Zn
Chromate solution pH: 2-5
Chromate liquid temperature: 30-50 ° C
<比較例:表面処理銅箔2>
表面処理銅箔2は、表面処理銅箔1の引張強さを低下させた銅箔である。
表面処理銅箔2の各物性は後述する方法で評価し、その結果を表1に示す。
<Comparative example: Surface-treated copper foil 2>
The surface-treated copper foil 2 is a copper foil having a reduced tensile strength of the surface-treated copper foil 1.
Each physical property of the surface-treated copper foil 2 was evaluated by the method described later, and the results are shown in Table 1.
上記の表面処理銅箔1、2に対して、下記の基材を接着させた。
<基材>
基材としては、FR-4基材(ガラス布基材エポキシ樹脂の一種)を用いた。
The following base materials were adhered to the above surface-treated copper foils 1 and 2.
<Base material>
As the base material, a FR-4 base material (a type of glass cloth base material epoxy resin) was used.
上記の表面処理銅箔と基材とを用いて、下記のように銅張積層板を得た。
<実施例1>
表面処理銅箔1の第1表面処理層の表面に基材を接着させて、銅張積層板1を得た。具体的には、銅箔の第1表面処理層の表面に基材を積層し、加熱プレス(4MPa)で300℃×30分の熱処理を加えて貼り合せ、銅張積層板1を得た。
Using the above surface-treated copper foil and the base material, a copper-clad laminate was obtained as described below.
<Example 1>
A base material was adhered to the surface of the first surface-treated layer of the surface-treated copper foil 1 to obtain a copper-clad laminate 1. Specifically, a base material was laminated on the surface of the first surface treatment layer of the copper foil, and heat-treated at 300 ° C. for 30 minutes with a heating press (4 MPa) to bond them together to obtain a copper-clad laminate 1.
<比較例1>
表面処理銅箔1を表面処理銅箔2に変更した以外、実施例1と同様の方法で銅張積層板2を得た。
上記の銅張積層板1、2について、後述のピール強度の評価を行い、その結果を表2に示す。
<Comparative Example 1>
A copper-clad laminate 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface-treated copper foil 1 was changed to the surface-treated copper foil 2.
The peel strength of the copper-clad laminates 1 and 2 described later was evaluated, and the results are shown in Table 2.
各物性、各評価を下記の方法で行った。 Each physical property and each evaluation were performed by the following methods.
<表面処理銅箔の引張強度>
上記の表面処理銅箔に300℃×30分の熱処理を加え、表面処理銅箔サンプルを得た。各表面処理銅箔サンプルについて、IPC-TM-650に準拠した引張試験により上記条件で引張強度を測定した。
<Tensile strength of surface-treated copper foil>
The above surface-treated copper foil was heat-treated at 300 ° C. for 30 minutes to obtain a surface-treated copper foil sample. The tensile strength of each surface-treated copper foil sample was measured under the above conditions by a tensile test based on IPC-TM-650.
<第1表面処理層及び第2表面処理層における各元素の付着量の測定>
Ni、Zn及びCoの付着量は、各表面処理層を濃度20質量%の硝酸に溶解し、VARIAN社製の原子吸光分光光度計(型式:AA240FS)を用いて原子吸光法で定量分析を行うことによって測定した。また、Crの付着量は各表面処理層を濃度7質量%の塩酸に溶解し、上記と同様に原子吸光法で定量分析を行うことによって測定した。
<Measurement of adhesion amount of each element in the first surface treatment layer and the second surface treatment layer>
The amount of Ni, Zn and Co adhered is quantitatively analyzed by the atomic absorption spectrophotometer (model: AA240FS) manufactured by VARIAN by dissolving each surface treatment layer in nitric acid having a concentration of 20% by mass. Measured by The amount of Cr adhered was measured by dissolving each surface-treated layer in hydrochloric acid having a concentration of 7% by mass and performing quantitative analysis by the atomic absorption method in the same manner as described above.
<ピール強度>
上記の銅張積層板1、2のピール強度(はがれやすさ)は、JIS C 6471 8.1に準拠して測定した。測定用の試験片は、銅張積層板に、塩化銅回路エッチング液を使用して10mm幅の回路を作製した。また、測定は、銅箔を基板から剥いて、90°方向に連続的に引張り、10mm以上の測定長さで荷重が安定した範囲内の最低値をピール強度とした。
なお、ピール強度が0.80kgf/cm以上の場合は、回路パターンが剥がれにくいと評価することができる。
<Peel strength>
The peel strength (easiness of peeling) of the copper-clad laminates 1 and 2 was measured according to JIS C 6471 8.1. As a test piece for measurement, a circuit having a width of 10 mm was prepared on a copper-clad laminate using a copper chloride circuit etching solution. In the measurement, the copper foil was peeled off from the substrate and continuously pulled in the 90 ° direction, and the lowest value within the range where the load was stable with a measurement length of 10 mm or more was defined as the peel strength.
When the peel strength is 0.80 kgf / cm or more, it can be evaluated that the circuit pattern is hard to peel off.
本発明によれば、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを形成することが可能な表面処理銅箔及び銅張積層板を提供することができる。
また、本発明によれば、基板からの剥がれを低減させファインピッチ化した回路パターンを有するプリント配線板を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a surface-treated copper foil and a copper-clad laminate capable of forming a circuit pattern having a fine pitch by reducing peeling from a substrate.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a printed wiring board having a circuit pattern having a fine pitch by reducing peeling from a substrate.
1:表面処理銅箔
2:銅箔
3:第1表面処理層
4:第2表面処理層
10:銅張積層板
11:基材
1: Surface-treated copper foil 2: Copper foil 3: First surface-treated layer 4: Second surface-treated layer 10: Copper-clad laminate 11: Base material
Claims (11)
前記表面処理銅箔は、銅箔と、前記銅箔の一方の面に形成された第1表面処理層と、前記銅箔の他方の面に形成された第2表面処理層とを有し、前記第2表面処理層のNi付着量に対する前記第1表面処理層のNi付着量の比が0.01~2.0であり、前記表面処理銅箔の引張強度が235~290MPaであり、
前記銅箔は、99.0質量%以上のCu、残部不可避的不純物からなる表面処理銅箔。 Surface-treated copper foil
The surface-treated copper foil has a copper foil, a first surface-treated layer formed on one surface of the copper foil, and a second surface-treated layer formed on the other surface of the copper foil. The ratio of the Ni adhesion amount of the first surface treatment layer to the Ni adhesion amount of the second surface treatment layer is 0.01 to 2.0, and the tensile strength of the surface-treated copper foil is 235 to 290 MPa.
The copper foil is a surface-treated copper foil composed of 99.0% by mass or more of Cu and unavoidable impurities in the balance.
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