JP4006618B2 - キャリア付銅箔の製法及びキャリア付銅箔を使用したプリント基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅箔の表面に樹脂層及び機能性材料層を備え、該銅箔のハンドリング性を向上させるとともに、異物による傷、打痕防止に有効であるキャリア付銅箔の製法及びキャリア付銅箔を使用したプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビルドアップ配線板は、回路網を形成したプリント配線板を内層コア材として、外層回路用の銅箔を、樹脂含浸基材を介するか又は樹脂付銅箔の形態で、内層コア材に積層した後、層間接続及び回路網を形成することで製造される。
なお、上記工程を繰り返すことにより、必要層数に応じた外層回路の積上げが行われる。
一般に、プレスやラミネート装置を用いて銅箔を加圧する際に、銅箔の光沢面（Ｓ面）等に銅箔の切断時に発生した銅の切屑やプリプレグの樹脂粉等の異物が付着していると、前記光沢面が傷付いたり、異物が接着してしまうという問題があった。また、積層後でも装置から銅張り積層板を取り出す時や重ね合わせる時などに、光沢面相互が擦り合わされて傷付く場合もあった。
【０００３】
近年、電子機器の小型化の要請から回路幅が著しく小さくなり、それに伴って銅張り積層板に使用される銅箔の厚さも１８μｍ以下になるなど、厚さを減少させた銅箔の需要が大きくなってきている。
ところが、銅箔の厚さが１８μｍ以下に減少するとハンドリング性が極めて悪化する。上記に述べたプレス及びラミネート工程に限らず、通常の切断や梱包さらには運搬中に傷が付いたり、異物が混入したり、しわ、折れ等が発生することが多くなり、特に銅箔の光沢面ではその影響を強く受けやすいという問題がある。
このように傷、しわ、折れ等が発生したものは、特に光沢面側に発生した場合、回路の断線や短絡の原因となり、それはさらにプリント回路基板や電子機器の欠陥につながり大きな問題となってきている。
【０００４】
以上のような銅箔表面の傷、しわ、折れ等を防止し、ハンドリング性を向上させるために、いくつかの提案がなされている。その一例を挙げると、例えばアルミニウム箔や銅箔のキャリアを使用し接着剤により銅箔に接着する提案がある。
これは、上記前記極薄銅箔を補強し、該銅箔のハンドリング性を向上させるとともに、切断の際に銅箔表面、特に銅箔の光沢面（Ｓ面）を保護し、該面に樹脂粉等の汚染物が付着しないようにし、さらに異物による傷、打痕を防止しようとするものである。この場合、アルミニウム製のキャリアを付けたものを、一般にＣＡ（Copper Aluminum）箔と称している。
通常、このようなＣＡ箔は次工程で、樹脂を含浸する基材と積層し、プレス装置を用いて加熱・加圧する等の工程を経て、プリント回路基板に使用される銅張り積層板される。最終的には、上記アルミニウム製のキャリアは剥がされ、支持体及び汚染物質防護層としての役目を終える。
前記キャリア付銅箔に樹脂付銅箔を適用させる場合、樹脂付銅箔のスリット加工した際の樹脂層端面、またはキャリアを施した後に裁断加工した際の樹脂層端面から樹脂粉が発生し、製品及び工程への汚染が問題となる。
前記樹脂層の代わりに強誘電体を分散させた機能性材料層を適用させた場合も同様の問題が発生する。また、同一基板内に、絶縁層及び誘電体層等の機能性を備えた層を形成させる場合、各層個別にビルドアップすることとなり、基板層数の増加による工程の煩雑さ及びコストアップという問題が予想される。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定サイズに裁断したキャリア付銅箔の銅表面にスクリーン印刷法にて絶縁層及び機能性樹脂層を同一層内に作製することで、絶縁層部及び又は機能性樹脂層部を裁断する必要が無く、樹脂粉等の発生を抑えることで工程及び製品への汚染を防止できると共に、該銅箔のハンドリング性を向上させ、さらに異物による傷、打痕防止、さらには切断、梱包、運搬中の傷、しわ、折れ等を効果的に防止できる絶縁層及び機能性樹脂層を備えたキャリア付銅箔の製法及びキャリア付銅箔を使用したプリント基板を得ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上から、本発明は
１．金属板、金属箔又は樹脂フィルムであるキャリアに銅箔を張り合わせてキャリア付銅箔とした後、該キャリア付銅箔を所定サイズに裁断し、該裁断後のキャリア付銅箔の少なくとも一部に樹脂層及び機能性材料層を形成したことを特徴とするキャリア付銅箔の製法
２．前記樹脂層が機能性材料層を含むことを特徴とする上記１記載のキャリア付銅箔の製法
３．前記樹脂層の少なくとも一部に絶縁層の機能性材料層を形成したことを特徴とする上記１又は２記載のキャリア付銅箔の製法
４．前記樹脂層の少なくとも一部に強誘電体を分散させた機能性材料層を形成したことを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載のキャリア付銅箔の製法
５．前記樹脂層及び又は機能性材料層を印刷により塗布することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載のキャリア付銅箔の製法
６．キャリアとの張り合わせ面が電解銅箔の光沢面（Ｓ面）であることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載のキャリア付銅箔の製法
７．上記１〜６のいずれかに記載の製法により得たキャリア付銅箔を使用したプリント基板、を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のキャリアは、アルミニウム、銅、銅合金、ステンレスの板若しくは箔、又はＰＥＴ等の樹脂フィルムが使用できる。また、アルミニウム、銅、銅合金、又はステンレスの板若しくは箔を、予め熱硬化性樹脂をコーティングし加熱硬化させたものを使用することもできる。
前記キャリア以外のものでもよいが、後工程での剥離が容易であり、かつ低コストで入手できる材料を使用することが望ましい。また、剥離が容易にできるように酸化膜あるいは他の表面処理を施した材料を使用することもできる。
【０００８】
例えば、支持体としてアルミニウム箔又はシートを使用する場合（アルミニウム箔又はシートはキャリアとして。特に好ましい材料である。）、通常のアルミニウムの圧延箔を使用でき、特に使用するアルミニウムの厚み（薄さ）に制限する必要はない。ただ、コスト面からはより薄いアルミニウム箔を用いるのが望ましいが、あまり薄いと強度的にキャリアとして使用できないため、ある程度以上の厚みは必要である。
このようなキャリアとして好ましいアルミニウム材について説明すると、材質として、軟質タイプではコシが弱く、厚みを厚くする必要があるため硬質タイプを使用するのが好ましい。但し、アルミニウム箔上に残存する圧延油やアルミニウム粉の銅箔への転写が発生する場合がある。これを防止するために、熱硬化性樹脂をアルミニウム箔に予めコーティングすることにより防止できる。
【０００９】
アルミニウム箔にコーティングする熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。このような熱硬化性樹脂はアルミニウム箔に対する密着性が良好であり、加熱硬化後はプレス及びラミネートでの加熱加圧によっても性質がかわらず、相手材に転写しないという特性を持つ。
アルミニウム箔の“こし“も向上するため、より薄いアルミニウム箔をキャリアといて使用することができる。特にエポキシ系樹脂が好適である。熱硬化性樹脂をコーティングする厚みに付いては特に制限されないが、コスト面からは薄い方が好ましい。
【００１０】
熱硬化性樹脂をコーティングしたアルミニウム箔と銅箔の張り合わせにはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて行う。これによって、アルミニウム箔による強度をもって銅箔を補強し、傷、しわ、折れ等の発生を効果的に抑制できる。
アルミニウム箔を銅箔に張り合わせる個所は、銅箔が矩形シートの場合、少なくとも１側縁に施すが矩形シートの両側縁又は４側縁全てに施すこともできる。
また、アルミニウム箔と銅箔とを連続的にロールの両側縁で張り合わせることができる。張り合わせる個所が少ないほど剥離が容易であるが、効果的な張り合わせを行う場合には、張り合わせ個所及び面積を増やすことが必要である。この張り合わせの形態は、使用目的に応じて適宜選択することができる。
本発明においては、これらの全てを使用することができる。
【００１１】
上記の通り、アルミニウム等のキャリア付き銅箔はハンドリング性が極めて良好な為、しわ、折れ等の発生を効果的に防止でき、アルミニウム等の覆いにより銅箔の面に直接異物が付着するのを防止できる。
さらに樹脂基板への積層後、アルミニウム等のキャリアを剥離し、エッチング等の処理により回路網が形成されるが、回路形成の直前までアルミニウム等のキャリアで表面が保護されているため、銅張積層板の異物による傷、打痕防止に有効であり、さらには切断、梱包、運搬中の傷、しわ、折れ等を効果的に防止できる。
アルミニウム箔等と張り合わせる銅箔面は光沢面（Ｓ）面に施すのが良いが、他の面すなわち粗化面（Ｍ面）に施しても良い。また、めっき等の表面処理を行った光沢面（Ｓ面）に施しても良い。用途に応じて適宜選択できる。
【００１２】
本発明は、このようなキャリア付銅箔において、キャリアとの張り合わせ面に対する反対側の面の少なくとも一部に、樹脂層及び機能性材料層を形成する。
キャリア付銅箔の表面に、さらに機能性の備えた樹脂層を形成することによって、工程を単純化し、積層回路基板能率良く製造できる著しい効果がある。これは本発明の大きな特徴である。この樹脂層及び機能性材料層は、所定のパターンでキャリア付銅箔に間を置いて（間欠的に）、半連続的に形成することができる。
この機能材の好適な物としては、絶縁層やチタン酸バリウム等の強誘電体・絶縁材料が挙げられるが、このような材料に制限されずに他の機能性材料層、例えば抵抗材料、導電材料、半導体材料、磁性材料、センサー材料等を形成することもできる。
このような機能性材料層は、印刷により付与するのが簡便であるが、めっき、蒸着（スパッタリングを含む）、ＣＶＤ、その他の被覆方法を使用しても良い。積層板の製作に際して、樹脂層及び機能性材料層を付したキャリア付銅箔は所定の矩形等の形及びサイズに切断される。
【００１３】
樹脂付銅箔をキャリア付銅箔に適用し、樹脂層をキャリア付銅箔と同時に切断した場合には、樹脂の破片が銅箔に付着する虞がある。このような破片は次工程で汚染物質となることがあるので、所定サイズに裁断したキャリア付銅箔の銅表面にスクリーン印刷法にて、銅箔の面積よりも小さい面積の樹脂層を形成する。銅箔の周縁の幅は、内層コア材サイズに合わせて任意に設定できる。
以上のように、キャリア付銅箔の上に機能性材料層を付与したために、次工程での処理を著しく簡素化できるという優れた効果を有する。しかも、この絶縁層及び機能性材料層は所定サイズに裁断したキャリア付銅箔の銅表面にスクリーン印刷法にて所定のパターンで同一層内に形成できるので、工程が単純化でき生産効率を上げることができるという、著しい効果を有する。
【００１４】
次に、樹脂層を形成したキャリア付き銅箔と回路を形成した内層コア材とをラミネートし銅張積層板が形成される。
この銅箔の積層工程の例を示すと、例えばプレス圧力を１０〜３０ｋｇ／ｃｍ^２程度、プレス温度１７０°Ｃ前後で６０〜１８０分間、加熱及び圧力を加えて積層する。
これにより、樹脂層を形成したキャリア付き銅箔と内層コア材との接合が十分に行うことができる。また、キャリア付き銅箔は、ハンドリング性が極めて良好なので、しわ、折れ等が発生することがなくなる。
特に、銅箔の厚さが１８μｍ以下である場合のハンドリング性の向上が著しい。更に、上記プレス工程に限らず、通常の切断や梱包、さらには運搬中に傷がついたり、異物が混入したり、しわ、折れ等が発生することがなくなるという効果がある。
これによって、プリント回路基板の回路の切断や短絡が減少し、さらに電子機器の欠陥を抑制でき、製品の歩留まりが向上する効果がある。
【００１５】
上記積層後、アルミニウム等のキャリアを剥離除去することができる。キャリア用のアルミニウム箔又はシート（板）はリサイクルすることができる。
これによって、極薄銅箔のハンドリング性を向上させ、異物による傷、打痕防止、さらには切断、梱包、運搬中の傷、しわ、折れ等を発生させずにプリント回路基板を容易に得ることができる。
さらに、上記の通り、キャリア付銅箔の上に機能性材料層を有するために、回路基板の製造工程を著しく簡素化できるという優れた効果を有する。
【００１６】
【実施例及び比較例】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、本発明はこの例に制限されない。すなわち、本発明の技術思想の範囲で、本実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。
【００１７】
（実施例１）
５０μｍ厚で幅５００ｍｍの硬質タイプアルミニウム箔ロールと９μｍ厚の電解銅箔ロール（幅５００ｍｍ）の光沢面（Ｓ面）とを両面エッジ１０ｍｍ部分でエポキシ樹脂系接着剤を用いて張り合わせ、アルミニウムキャリア付銅箔を得た。
次に、このアルミニウムキャリア付銅箔を５００ｍｍの長さに裁断した後、絶縁性樹脂を機能材層部を除く一辺４００ｍｍの正方形パターンにスクリーン印刷により塗布・乾燥後、塗膜厚さ４０μｍの絶縁層を形成した。
次に、チタン酸バリウムからなる強誘電体を分散させた樹脂を所定のパターンの機能性材料層部にスクリーン印刷により塗布・乾燥後、塗膜厚さ４０μｍのキャパシタ（コンデンサー用）としての機能性材料層を形成した。なお、樹脂の無い銅箔の縁部（周縁部）は、５ｍｍである。
【００１８】
このアルミニウムキヤリヤ付銅箔の張り合わせ時のしわの発生を観察し、さらに、この銅箔の積層工程後の銅箔への異物付着の様子を見るため、プレス圧力を２０ｋｇ／ｃｍ^２、プレス温度１７０°Ｃで１時間プレスし、アルミニウム箔を剥離した銅箔面を光学顕微鏡で観察した。
この結果、実施例１ではハンドリング性が良好で、しわの発生がなく、さらにプレス後の付着物残渣が全く認められなかった。
しかも、上記のチタン酸バリウムからなる強誘電体を塗布した部分は、キャパシタ（コンデンサー用）としての十分な機能を有していた。
【００１９】
（比較例１）
実施例１と同様の工程により、幅５００ｍｍのアルミニウムキヤリヤ付銅箔を得た。次に、このアルミニウムキヤリヤ付銅箔に、絶縁性樹脂を４００ｍｍの幅に連続的に塗布・乾燥し、塗膜厚さ４０μｍの絶縁層を形成した。
次に、このアルミニウムキヤリヤ付銅箔を５００ｍｍの長さに裁断した後、この銅箔の積層工程後の銅箔への異物付着の様子を見るため、実施例１と同様の条件にて積層し、アルミニウムを剥離した後、銅箔面を光学顕微鏡で観察した。
この結果、アルミニウムキヤリヤ付銅箔のハンドリング性が良好で、しわの発生がなかったが、積層基板製作の工程における切断の際に、樹脂層の一部が剥離し、それによる銅箔上の付着物残渣が認められた。
また、チタン酸バリウムからなる強誘電体を形成していないので、当然のことながらキャパシタ（コンデンサー用）としての機能を有していない。したがって、誘電体としての機能を持たせるためには、それぞれの切断された銅箔の樹脂上に改めて誘電体層を形成しなければならいという面倒な工程を必要とした。
【００２０】
以上から、キャリア付銅箔に予め樹脂層及び各種の機能性材料層を形成することは、回路基板の製造工程を著しく簡素化できるという優れた効果を有することが分かった。また、上記においては、アルミニウムキヤリヤ付銅箔について調査した結果であるが、他のキャリア及び機能性材料層を使用した場合においても、同様の結果が得られた。
【００２１】
【発明の効果】
極薄銅箔のハンドリング性を向上させ、銅箔表面に樹脂粉等の汚染物を付着させず、異物による傷、打痕防止、さらには切断、梱包、運搬中の傷、しわ、折れ等を発生させずにプリント回路基板を容易に得ることができると同時に、キャリア付銅箔の上に機能性材料層を形成し、回路基板の製造工程を著しく簡素化できるという優れた効果を有する。

Claims (7)

1. 金属板、金属箔又は樹脂フィルムであるキャリアに銅箔を張り合わせてキャリア付銅箔とした後、該キャリア付銅箔を所定サイズに裁断し、該裁断後のキャリア付銅箔の少なくとも一部に樹脂層及び機能性材料層を形成したことを特徴とするキャリア付銅箔の製法。
2. 前記樹脂層が機能性材料層を含むことを特徴とする請求項１記載のキャリア付銅箔の製法。
3. 前記樹脂層の少なくとも一部に絶縁層の機能性材料層を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のキャリア付銅箔の製法。
4. 前記樹脂層の少なくとも一部に強誘電体を分散させた機能性材料層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のキャリア付銅箔の製法。
5. 前記樹脂層及び又は機能性材料層を印刷により塗布することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のキャリア付銅箔の製法。
6. キャリアとの張り合わせ面が電解銅箔の光沢面（Ｓ面）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のキャリア付銅箔の製法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の製法により得たキャリア付銅箔を使用したプリント基板。