JP4190955B2 - 選択エッチング加工用導電板積層材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、導電性に優れた導電板間に加工処理選択性を有する厚みの薄い導電性を有する膜を介挿した積層体に関し、導電性を有する導電膜の形成欠陥を矯正しうる導電板積層材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い実装基板などの高密度化が進んでいる。このような背景の中で基板自体の多層化が進んでおり、この多層化に適した材料が提案されてきている。特許文献１には、内側１層にめっき層を介挿した３層構造の材料が開示されている。また特許文献２には、内側２層にスパッタリングなどによる膜を介挿した４層構造の材料が開示されている。しかしながらめっき膜厚が薄くなってくるなどすると、めっき膜にピンホールやめっき不良など好ましくない形成欠陥が起こってくることもある。これに対してスパッタリングなどではこのような形成欠陥は起こりづらい反面、充分な膜厚を得るためには処理時間が大幅に必要となるなどの問題がある。
【０００３】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【特許文献１】
国際公開第００／１９５３３号パンフレット
【特許文献２】
特開２００２−１２７２９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑み、プリント配線板、リードフレーム、ＩＣパッケージなどに適用でき、めっき膜形成欠陥を矯正しうるような導電板積層材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題に対する解決手段として本発明の請求項１の選択エッチング加工用導電板積層材の製造方法は、
銅からなる第１の導電板の少なくとも片方にニッケルからなる第１の導電膜を積層して積層体を形成する工程と、
前記第１の導電膜を活性化処理する工程と、
前記第１の導電膜上にニッケルからなる第２の導電膜をスパッタリングにより積層して膜積層材を形成する工程と、
銅からなる第２の導電板の少なくとも片方を活性化処理する工程と、
前記膜積層材の第２の導電膜と前記第２の導電板の活性化処理面とを対向するようにして両者を当接して重ね合わせて積層接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を説明する。図２は本発明の導電板積層材２２の一実施形態を示す概略断面図であり、図１に示す第１の導電板２４にめっきなどにより第１の導電膜２３を積層した積層体２０と、第２の導電板２７との間に、第２の導電膜２５を介挿して積層接合した例を示している。例えば、電解銅箔−ニッケル電気めっき膜−ニッケル・スパッタリング膜−圧延銅箔の４層構造などである。
【００１１】
導電板２４、２７の材質としては、導電板積層材を製造可能な素材で導電性の優れたものであれば特にその種類は限定されず、導電板積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である導電性の優れた金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。導電板積層材の用途がプリント配線板などであれば、導電板２４、２７としては、導電性に優れた金属であるＣｕ、Ａｌなどや、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金などを適用することができる。すなわち銅板、アルミニウム板などを導電板２４、２７として適用することが可能である。銅板としては、電解銅箔や圧延銅箔などの箔材でもよく、Ｃｕの他、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅、黄銅や、銅ベリリウム系合金（例えば、ベリリウム２％、残部が銅の合金など）、銅銀系合金（例えば、銀３〜５％、残部が銅の合金など）など、アルミニウム板としては、箔材でもよく、Ａｌの他、ＪＩＳに規定の１０００系、３０００系などのアルミニウム合金を適用することができる。さらにこれらの積層体、例えばクラッド材、めっき材、蒸着材なども適用してもよい。例えば、銅−アルミニウム構造のクラッド材などである。
【００１２】
導電膜２３、２５の材質としては、導電板積層材を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、導電板積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属（例えば、Ｎｉなど）や合金（例えば、ニッケル系合金やＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。導電板積層材の用途がプリント配線板などであれば、導電板２４、２７に対してエッチング選択性を有する材料を選択することができ、エッチングストップ層として機能させることが可能である。
【００１３】
また導電板２４、２７や導電膜２３、２５の厚みは、導電板積層材を製造可能であれば特に限定はされず、導電板積層材の用途により適宜選定して用いることができる。導電板であれば、例えば１〜１０００μｍであることが好ましい。１μｍ未満では導電板としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると導電板積層材としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０〜５００μｍである。なお導電板は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などでもよい。導電膜の厚みは、例えば０．０１〜１０μｍであり、導電板よりは薄いことが好ましい。０．０１μｍ未満では導電膜としての形成が難しくなり、１０μｍを超えると製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．１〜５μｍである。なお導電膜は、導電板積層材の用途により、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの乾式製膜手段や電気めっき、無電解めっきなどの湿式製膜手段などから適宜選択して用いることができる。
【００１４】
図２に示す導電板積層材２２の製造方法について説明する。図３に示すように、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置された積層体２０の導電膜２３の接合予定面側を、活性化処理装置７０で活性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置された導電板２７の接合予定面側を、活性化処理装置８０で活性化処理する。
【００１５】
活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽５２内に装填された積層体２０の導電板２４側、導電板２７をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した積層体２０の導電膜２３、導電板２７のそれぞれの面積が、実効的に電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａと接触した積層体２０の導電膜２４側、導電板２７のそれぞれの面積を実効的に電極Ｂの面積より小さくする必要があり、１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。
【００１６】
次に積層体２０の導電膜２３の表面に、膜形成ユニット９０により導電膜２５を形成する。膜形成方法として、スパッタリングを用いた場合について説明する。膜形成ユニット９０では、前記活性化処理装置とは逆に導電板側の面積を大きくすることによりスパッタリング処理を行うことができる。すなわち、真空槽５２内に装填された積層体２０の導電板２４側をアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｃとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した積層体２０の導電膜２３側の面積が、実効的に電極Ｃの面積の３倍以上となるようにスパッタリング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく、１０Ｐａを超えるとスパッタリング効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続スパッタリングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくスパッタリングするためには電極Ａと接触した導電板２２の面積を実効的に電極Ｃの面積より大きくする必要があり、３倍以上とすることにより充分な効率で膜形成が可能となる。
【００１７】
スパッタリングを用いる膜形成ユニット９０は、例えば図６に示すように、電気的にフローティング状態にされたターゲット電極９４と、アース接地された水冷の電極ロール７２との組み合わせで構成される。ターゲット電極９４には導電膜２５を形成するターゲット９２が設置され、またマグネット９８を設置して磁場によりスパッタリングの効率を向上させている。さらにターゲット９２の異常加熱を防止するために、ターゲット電極９４を水冷できるようにしてある。ターゲット電極９４−電極ロール７２間に高周波電源９６を印加することで、プラズマを発生させてターゲット９２にイオン衝撃を与え、これにより放出されたターゲット物質を導電板２２上に積層させて導電膜２５を形成させ、膜積層材２８を得ることができる。
【００１８】
その後、活性化処理された導電板２７、積層体２０の導電膜２３に導電膜２５を形成させた膜積層材２８とを積層接合する。積層接合は、膜積層材２８、導電板２６の接合予定面が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、膜積層材２８、導電板２６ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Ｔを膜積層材、導電板の温度（℃）とするとき、０℃＜Ｔ＜３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。より好ましくは、０℃＜Ｔ＜２００℃である。さらに好ましくは、０℃＜Ｔ＜１５０℃である。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。さらに好ましくは、１％＜Ｒ≦３％である。
【００１９】
このように積層接合することにより、所要の層厚みを有する導電板積層材２２を形成することができ、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図２に示すような導電板積層材２２を製造することができる。またこのようにして製造された導電板積層材２２に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの導電性膜材などを積層してもよい。なお導電板積層材２２は、積層体２０と導電板２７とを入れ替えて、導電板２７側に導電膜２５を積層して膜積層材２８を形成した後、積層接合を施すことにより製造してもよい。
【００２０】
また図４に示すように導電板２７側にも膜形成ユニット８６を配置することにより、導電膜２３、２５と同種あるいは異種の導電膜や、導電板２４、２７と同種あるいは異種の導電膜を形成して、圧接ユニット６０で積層接合することにより、多層膜を有する積層材を製造することができる。なお図４に示す装置において膜形成ユニット９０または９５のいずれか一方の膜形成機能を抑止することによっても上記のような３層の積層材を製造することが可能であり、膜形成ユニット９０、９５で同種の膜を形成する場合には必要な膜厚を得るための製造時間を短縮することが可能である。さらに図５に示すように膜形成ユニットを多数配置することにより、より多層の積層材も製造することができる。
【００２１】
膜形成ユニットは活性化処理装置の近傍であることが好ましく、膜形成ユニットを活性化処理装置の近傍に配置することで、製造装置のコンパクト化などを図ることが可能である。例えば、図３〜６に図示しているように活性化処理装置の電極ロールと膜形成ユニットの電極ロールを共用化する形態などや、さらに活性化処理装置と膜形成ユニットをそれぞれ共用の電極ロールの外周上に配置する形態などである。このような形態を採ることで一体化した処理が可能となる。なお近傍とは、活性化処理された導電板面が吸着や反応などにより再び不活性化されて膜形成に悪影響を与えない範囲のことである。
【００２２】
さらに導電板積層材２２は、導電板に導電膜を積層した２つの積層体を導電膜側を内側にして積層接合することによっても製造することができる。すなわち図３において、膜形成ユニット９０を休止もしくは除去した状態で、導電板２７の代わりに導電板２７にめっきなどで導電膜２５積層した積層体を用いることで製造することができる。
【００２３】
なお導電板積層材の製造にはバッチ処理を用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大きさに切り出された積層体や導電板を複数枚装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理や膜形成処理などを行い、さらに積層体や導電板を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接し、導電板を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理や膜形成処理は、導電板を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好ましい。
【００２４】
導電板積層材に使用される積層体の導電膜に、ピンホールやめっき不良などによる形成欠陥が生じる場合でも、スパッタリングなどによる第２の導電膜を形成させることにより前記のピンホールなどを塞ぐことなどにより形成欠陥を修復・矯正することが可能となるため、品質の向上・安定につなげることができる。まためっきによる導電膜を有する積層体同士を積層接合する場合においても、双方の形成欠陥位置や大きさなどが異なるため、欠陥確率を大幅に低減させることが可能である。従ってどうちらの方法を採るにしてもめっきによる導電膜の厚みを抑えることが可能となり、エッチングなどの加工時間の削減などにも効果がある。
【００２５】
本発明の部品は、第１の導電板に第１の導電膜を積層した積層体と第２の導電板との間に第２の導電膜を介挿して積層接合した導電板積層材などを用いたものであり、導電板積層材にエッチング加工などの加工を施したもの、さらにこれらに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、導電板積層材を接着剤などを用いて高分子や金属、合金などからなる基材に積層したもの、さらにエッチング加工などの加工を施したものなどである。例えば、図７に示すようなプリント配線板などの多層化を図る部品などである。この多層化部品は、例えばプリント配線板などに載置して圧接することにより、プリント配線板などの多層化に用いることができる。この場合、プリント配線板のバンプ部との圧接接合面以外に接着剤などを配してもよい。
【００２６】
図７に示すようなプリント配線板などの多層化を図る部品は、例えば図２に示すような導電板２４−導電膜２３−導電膜２５−導電板２７の４層構造の導電板積層材２２に対し、まず導電板２７部分にエッチング加工を施して層間接続用のバンプ部４２を形成し、さらに導電膜２３、２５部分を選択的にエッチング加工により除去し、エッチング加工によって除去された部分に必要によりエポキシ樹脂などで固定して樹脂部４４を形成した上で、導電板２４部分にエッチング加工などを施して導電配線部３２などを形成することにより製造することができる。このときエッチング液や導電膜２３、２５材質を適切に選定することにより、この導電膜２３、２５をエッチングストップ層として機能させることができ、精度よくエッチング処理することが可能であるため、導電配線部３２を形成することが容易となる。
【００２７】
この４層構造の導電板積層材２２は、例えば圧延銅箔２４−ニッケルめっき膜２３−ニッケル・スパッタリング膜２５−圧延銅箔２７構造などである。また銅箔２４、２７のエッチングに対してはアルカリエッチャント、過硫酸アンモニウム、硫酸＋過酸化水素水などをエッチング液として適宜選定して用いることにより導電膜２３、２５部分をエッチングストップ層として機能させてバンプ部４２や導電配線部３２を形成することができる。さらにニッケル膜２３、２５のエッチング加工に対してはニッケル剥離液など（例えば、メルテックス株式会社製Ｎ−９５０など）をエッチング液として用いることができる。なお導電板２７にＪＩＳに規定の１０５０アルミニウムを用いた場合には、エッチング液として水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを適用することができる。
【００２８】
また本発明の導電板積層材の導電膜にエッチング選択性を有する材質を用いる場合には、エッチングストップ層としてのピンホールなどの欠陥を低減させることが可能になるため、エッチング加工における加工不良を減少させることができ、プリント配線板（リジットプリント配線板やフレキシブルプリント配線板など）などに好適であり、リードフレーム、ＩＣカード、ＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などのＩＣパッケージなどにも好適に応用できる。
【００２９】
【実施例】
以下に、実施例を図面に基づいて説明する。導電板２４として厚み１８μｍの銅箔を用い、導電板２７として厚み１００μｍの銅箔を用い、導電膜２３として１．０μｍ厚みのニッケルめっき膜を用いた。銅箔にニッケルめっき膜を積層した積層体２０と銅箔を導電板積層材製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。活性化処理された積層体２０の導電膜２３側にスパッタリングを用いた膜形成ユニット９０で０．１μｍ厚みのニッケル・スパッタリング膜を形成させて膜積層材２８とし、これに活性化処理させた導電板２７を圧延ユニット６０で圧接して積層接合して導電板積層材２２を製造した。さらに導電板積層材２２にエッチング加工を選択的に施して部品を製造した。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電板積層材は導電板と導電膜を積層してなるものであり、本発明の部品は導電板積層材を用いたものである。このためプリント配線板などへの適用も好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電板積層材に用いる積層体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の導電板積層材の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の導電板積層材の製造に用いる装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の導電板積層材の製造に用いる装置の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の導電板積層材の製造に用いる装置のさらに他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の導電板積層材の製造に用いる膜形成ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の部品の一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２０ 積層体
２２ 導電板積層材
２３ 導電膜
２４ 導電板
２５ 導電膜
２７ 導電板
２８ 膜積層材
３２ 導電配線部
４２ バンプ部
４４ 樹脂部
５０ 導電板積層材製造装置
５２ 真空槽
５４ 真空ポンプ
６０ 圧接ユニット
６２ 巻き戻しリール
６４ 巻き戻しリール
６６ 巻き取りロール
７０ 活性化処理装置
７２ 電極ロール
７４ 電極
７６ 電極
７８ 電極
８０ 活性化処理装置
８２ 電極ロール
８４ 電極
８６ 電極
９０ 膜形成ユニット
９１ 膜形成ユニット
９２ ターゲット
９４ ターゲット電極
９５ 膜形成ユニット
９６ 高周波電源
９８ マグネット
Ａ 電極Ａ
Ｂ 電極Ｂ
Ｃ 電極Ｃ
【発明が属する技術分野】
本発明は、導電性に優れた導電板間に加工処理選択性を有する厚みの薄い導電性を有する膜を介挿した積層体に関し、導電性を有する導電膜の形成欠陥を矯正しうる導電板積層材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い実装基板などの高密度化が進んでいる。このような背景の中で基板自体の多層化が進んでおり、この多層化に適した材料が提案されてきている。特許文献１には、内側１層にめっき層を介挿した３層構造の材料が開示されている。また特許文献２には、内側２層にスパッタリングなどによる膜を介挿した４層構造の材料が開示されている。しかしながらめっき膜厚が薄くなってくるなどすると、めっき膜にピンホールやめっき不良など好ましくない形成欠陥が起こってくることもある。これに対してスパッタリングなどではこのような形成欠陥は起こりづらい反面、充分な膜厚を得るためには処理時間が大幅に必要となるなどの問題がある。
【０００３】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【特許文献１】
国際公開第００／１９５３３号パンフレット
【特許文献２】
特開２００２−１２７２９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑み、プリント配線板、リードフレーム、ＩＣパッケージなどに適用でき、めっき膜形成欠陥を矯正しうるような導電板積層材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題に対する解決手段として本発明の請求項１の選択エッチング加工用導電板積層材の製造方法は、
銅からなる第１の導電板の少なくとも片方にニッケルからなる第１の導電膜を積層して積層体を形成する工程と、
前記第１の導電膜を活性化処理する工程と、
前記第１の導電膜上にニッケルからなる第２の導電膜をスパッタリングにより積層して膜積層材を形成する工程と、
銅からなる第２の導電板の少なくとも片方を活性化処理する工程と、
前記膜積層材の第２の導電膜と前記第２の導電板の活性化処理面とを対向するようにして両者を当接して重ね合わせて積層接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を説明する。図２は本発明の導電板積層材２２の一実施形態を示す概略断面図であり、図１に示す第１の導電板２４にめっきなどにより第１の導電膜２３を積層した積層体２０と、第２の導電板２７との間に、第２の導電膜２５を介挿して積層接合した例を示している。例えば、電解銅箔−ニッケル電気めっき膜−ニッケル・スパッタリング膜−圧延銅箔の４層構造などである。
【００１１】
導電板２４、２７の材質としては、導電板積層材を製造可能な素材で導電性の優れたものであれば特にその種類は限定されず、導電板積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である導電性の優れた金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。導電板積層材の用途がプリント配線板などであれば、導電板２４、２７としては、導電性に優れた金属であるＣｕ、Ａｌなどや、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金などを適用することができる。すなわち銅板、アルミニウム板などを導電板２４、２７として適用することが可能である。銅板としては、電解銅箔や圧延銅箔などの箔材でもよく、Ｃｕの他、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅、黄銅や、銅ベリリウム系合金（例えば、ベリリウム２％、残部が銅の合金など）、銅銀系合金（例えば、銀３〜５％、残部が銅の合金など）など、アルミニウム板としては、箔材でもよく、Ａｌの他、ＪＩＳに規定の１０００系、３０００系などのアルミニウム合金を適用することができる。さらにこれらの積層体、例えばクラッド材、めっき材、蒸着材なども適用してもよい。例えば、銅−アルミニウム構造のクラッド材などである。
【００１２】
導電膜２３、２５の材質としては、導電板積層材を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、導電板積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属（例えば、Ｎｉなど）や合金（例えば、ニッケル系合金やＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。導電板積層材の用途がプリント配線板などであれば、導電板２４、２７に対してエッチング選択性を有する材料を選択することができ、エッチングストップ層として機能させることが可能である。
【００１３】
また導電板２４、２７や導電膜２３、２５の厚みは、導電板積層材を製造可能であれば特に限定はされず、導電板積層材の用途により適宜選定して用いることができる。導電板であれば、例えば１〜１０００μｍであることが好ましい。１μｍ未満では導電板としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると導電板積層材としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０〜５００μｍである。なお導電板は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などでもよい。導電膜の厚みは、例えば０．０１〜１０μｍであり、導電板よりは薄いことが好ましい。０．０１μｍ未満では導電膜としての形成が難しくなり、１０μｍを超えると製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．１〜５μｍである。なお導電膜は、導電板積層材の用途により、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの乾式製膜手段や電気めっき、無電解めっきなどの湿式製膜手段などから適宜選択して用いることができる。
【００１４】
図２に示す導電板積層材２２の製造方法について説明する。図３に示すように、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置された積層体２０の導電膜２３の接合予定面側を、活性化処理装置７０で活性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置された導電板２７の接合予定面側を、活性化処理装置８０で活性化処理する。
【００１５】
活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽５２内に装填された積層体２０の導電板２４側、導電板２７をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した積層体２０の導電膜２３、導電板２７のそれぞれの面積が、実効的に電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａと接触した積層体２０の導電膜２４側、導電板２７のそれぞれの面積を実効的に電極Ｂの面積より小さくする必要があり、１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。
【００１６】
次に積層体２０の導電膜２３の表面に、膜形成ユニット９０により導電膜２５を形成する。膜形成方法として、スパッタリングを用いた場合について説明する。膜形成ユニット９０では、前記活性化処理装置とは逆に導電板側の面積を大きくすることによりスパッタリング処理を行うことができる。すなわち、真空槽５２内に装填された積層体２０の導電板２４側をアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｃとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した積層体２０の導電膜２３側の面積が、実効的に電極Ｃの面積の３倍以上となるようにスパッタリング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく、１０Ｐａを超えるとスパッタリング効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続スパッタリングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくスパッタリングするためには電極Ａと接触した導電板２２の面積を実効的に電極Ｃの面積より大きくする必要があり、３倍以上とすることにより充分な効率で膜形成が可能となる。
【００１７】
スパッタリングを用いる膜形成ユニット９０は、例えば図６に示すように、電気的にフローティング状態にされたターゲット電極９４と、アース接地された水冷の電極ロール７２との組み合わせで構成される。ターゲット電極９４には導電膜２５を形成するターゲット９２が設置され、またマグネット９８を設置して磁場によりスパッタリングの効率を向上させている。さらにターゲット９２の異常加熱を防止するために、ターゲット電極９４を水冷できるようにしてある。ターゲット電極９４−電極ロール７２間に高周波電源９６を印加することで、プラズマを発生させてターゲット９２にイオン衝撃を与え、これにより放出されたターゲット物質を導電板２２上に積層させて導電膜２５を形成させ、膜積層材２８を得ることができる。
【００１８】
その後、活性化処理された導電板２７、積層体２０の導電膜２３に導電膜２５を形成させた膜積層材２８とを積層接合する。積層接合は、膜積層材２８、導電板２６の接合予定面が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、膜積層材２８、導電板２６ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Ｔを膜積層材、導電板の温度（℃）とするとき、０℃＜Ｔ＜３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。より好ましくは、０℃＜Ｔ＜２００℃である。さらに好ましくは、０℃＜Ｔ＜１５０℃である。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。さらに好ましくは、１％＜Ｒ≦３％である。
【００１９】
このように積層接合することにより、所要の層厚みを有する導電板積層材２２を形成することができ、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図２に示すような導電板積層材２２を製造することができる。またこのようにして製造された導電板積層材２２に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの導電性膜材などを積層してもよい。なお導電板積層材２２は、積層体２０と導電板２７とを入れ替えて、導電板２７側に導電膜２５を積層して膜積層材２８を形成した後、積層接合を施すことにより製造してもよい。
【００２０】
また図４に示すように導電板２７側にも膜形成ユニット８６を配置することにより、導電膜２３、２５と同種あるいは異種の導電膜や、導電板２４、２７と同種あるいは異種の導電膜を形成して、圧接ユニット６０で積層接合することにより、多層膜を有する積層材を製造することができる。なお図４に示す装置において膜形成ユニット９０または９５のいずれか一方の膜形成機能を抑止することによっても上記のような３層の積層材を製造することが可能であり、膜形成ユニット９０、９５で同種の膜を形成する場合には必要な膜厚を得るための製造時間を短縮することが可能である。さらに図５に示すように膜形成ユニットを多数配置することにより、より多層の積層材も製造することができる。
【００２１】
膜形成ユニットは活性化処理装置の近傍であることが好ましく、膜形成ユニットを活性化処理装置の近傍に配置することで、製造装置のコンパクト化などを図ることが可能である。例えば、図３〜６に図示しているように活性化処理装置の電極ロールと膜形成ユニットの電極ロールを共用化する形態などや、さらに活性化処理装置と膜形成ユニットをそれぞれ共用の電極ロールの外周上に配置する形態などである。このような形態を採ることで一体化した処理が可能となる。なお近傍とは、活性化処理された導電板面が吸着や反応などにより再び不活性化されて膜形成に悪影響を与えない範囲のことである。
【００２２】
さらに導電板積層材２２は、導電板に導電膜を積層した２つの積層体を導電膜側を内側にして積層接合することによっても製造することができる。すなわち図３において、膜形成ユニット９０を休止もしくは除去した状態で、導電板２７の代わりに導電板２７にめっきなどで導電膜２５積層した積層体を用いることで製造することができる。
【００２３】
なお導電板積層材の製造にはバッチ処理を用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大きさに切り出された積層体や導電板を複数枚装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理や膜形成処理などを行い、さらに積層体や導電板を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接し、導電板を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理や膜形成処理は、導電板を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好ましい。
【００２４】
導電板積層材に使用される積層体の導電膜に、ピンホールやめっき不良などによる形成欠陥が生じる場合でも、スパッタリングなどによる第２の導電膜を形成させることにより前記のピンホールなどを塞ぐことなどにより形成欠陥を修復・矯正することが可能となるため、品質の向上・安定につなげることができる。まためっきによる導電膜を有する積層体同士を積層接合する場合においても、双方の形成欠陥位置や大きさなどが異なるため、欠陥確率を大幅に低減させることが可能である。従ってどうちらの方法を採るにしてもめっきによる導電膜の厚みを抑えることが可能となり、エッチングなどの加工時間の削減などにも効果がある。
【００２５】
本発明の部品は、第１の導電板に第１の導電膜を積層した積層体と第２の導電板との間に第２の導電膜を介挿して積層接合した導電板積層材などを用いたものであり、導電板積層材にエッチング加工などの加工を施したもの、さらにこれらに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、導電板積層材を接着剤などを用いて高分子や金属、合金などからなる基材に積層したもの、さらにエッチング加工などの加工を施したものなどである。例えば、図７に示すようなプリント配線板などの多層化を図る部品などである。この多層化部品は、例えばプリント配線板などに載置して圧接することにより、プリント配線板などの多層化に用いることができる。この場合、プリント配線板のバンプ部との圧接接合面以外に接着剤などを配してもよい。
【００２６】
図７に示すようなプリント配線板などの多層化を図る部品は、例えば図２に示すような導電板２４−導電膜２３−導電膜２５−導電板２７の４層構造の導電板積層材２２に対し、まず導電板２７部分にエッチング加工を施して層間接続用のバンプ部４２を形成し、さらに導電膜２３、２５部分を選択的にエッチング加工により除去し、エッチング加工によって除去された部分に必要によりエポキシ樹脂などで固定して樹脂部４４を形成した上で、導電板２４部分にエッチング加工などを施して導電配線部３２などを形成することにより製造することができる。このときエッチング液や導電膜２３、２５材質を適切に選定することにより、この導電膜２３、２５をエッチングストップ層として機能させることができ、精度よくエッチング処理することが可能であるため、導電配線部３２を形成することが容易となる。
【００２７】
この４層構造の導電板積層材２２は、例えば圧延銅箔２４−ニッケルめっき膜２３−ニッケル・スパッタリング膜２５−圧延銅箔２７構造などである。また銅箔２４、２７のエッチングに対してはアルカリエッチャント、過硫酸アンモニウム、硫酸＋過酸化水素水などをエッチング液として適宜選定して用いることにより導電膜２３、２５部分をエッチングストップ層として機能させてバンプ部４２や導電配線部３２を形成することができる。さらにニッケル膜２３、２５のエッチング加工に対してはニッケル剥離液など（例えば、メルテックス株式会社製Ｎ−９５０など）をエッチング液として用いることができる。なお導電板２７にＪＩＳに規定の１０５０アルミニウムを用いた場合には、エッチング液として水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを適用することができる。
【００２８】
また本発明の導電板積層材の導電膜にエッチング選択性を有する材質を用いる場合には、エッチングストップ層としてのピンホールなどの欠陥を低減させることが可能になるため、エッチング加工における加工不良を減少させることができ、プリント配線板（リジットプリント配線板やフレキシブルプリント配線板など）などに好適であり、リードフレーム、ＩＣカード、ＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などのＩＣパッケージなどにも好適に応用できる。
【００２９】
【実施例】
以下に、実施例を図面に基づいて説明する。導電板２４として厚み１８μｍの銅箔を用い、導電板２７として厚み１００μｍの銅箔を用い、導電膜２３として１．０μｍ厚みのニッケルめっき膜を用いた。銅箔にニッケルめっき膜を積層した積層体２０と銅箔を導電板積層材製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。活性化処理された積層体２０の導電膜２３側にスパッタリングを用いた膜形成ユニット９０で０．１μｍ厚みのニッケル・スパッタリング膜を形成させて膜積層材２８とし、これに活性化処理させた導電板２７を圧延ユニット６０で圧接して積層接合して導電板積層材２２を製造した。さらに導電板積層材２２にエッチング加工を選択的に施して部品を製造した。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電板積層材は導電板と導電膜を積層してなるものであり、本発明の部品は導電板積層材を用いたものである。このためプリント配線板などへの適用も好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電板積層材に用いる積層体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の導電板積層材の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の導電板積層材の製造に用いる装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の導電板積層材の製造に用いる装置の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の導電板積層材の製造に用いる装置のさらに他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の導電板積層材の製造に用いる膜形成ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の部品の一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２０ 積層体
２２ 導電板積層材
２３ 導電膜
２４ 導電板
２５ 導電膜
２７ 導電板
２８ 膜積層材
３２ 導電配線部
４２ バンプ部
４４ 樹脂部
５０ 導電板積層材製造装置
５２ 真空槽
５４ 真空ポンプ
６０ 圧接ユニット
６２ 巻き戻しリール
６４ 巻き戻しリール
６６ 巻き取りロール
７０ 活性化処理装置
７２ 電極ロール
７４ 電極
７６ 電極
７８ 電極
８０ 活性化処理装置
８２ 電極ロール
８４ 電極
８６ 電極
９０ 膜形成ユニット
９１ 膜形成ユニット
９２ ターゲット
９４ ターゲット電極
９５ 膜形成ユニット
９６ 高周波電源
９８ マグネット
Ａ 電極Ａ
Ｂ 電極Ｂ
Ｃ 電極Ｃ
Claims (1)
- 銅からなる第１の導電板の少なくとも片方にニッケルからなる第１の導電膜を積層して積層体を形成する工程と、
前記第１の導電膜を活性化処理する工程と、
前記第１の導電膜上にニッケルからなる第２の導電膜をスパッタリングにより積層して膜積層材を形成する工程と、
銅からなる第２の導電板の少なくとも片方を活性化処理する工程と、
前記膜積層材の第２の導電膜と前記第２の導電板の活性化処理面とを対向するようにして両者を当接して重ね合わせて積層接合する工程と、を有することを特徴とする選択エッチング加工用導電板積層材の製造方法。
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