JP5345924B2 - Copper foil for printed wiring boards - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板用の銅箔に関し、特にフレキシブルプリント配線板用の銅箔に関する。 The present invention relates to a copper foil for a printed wiring board, and more particularly to a copper foil for a flexible printed wiring board.
プリント配線板はここ半世紀に亘って大きな進展を遂げ、今日ではほぼすべての電子機器に使用されるまでに至っている。近年の電子機器の小型化、高性能化ニーズの増大に伴い搭載部品の高密度実装化や信号の高周波化が進展し、プリント配線板に対して導体パターンの微細化(ファインピッチ化)や高周波対応等が求められている。 Printed wiring boards have made great progress over the last half century and are now used in almost all electronic devices. In recent years, with the increasing needs for miniaturization and higher performance of electronic equipment, higher density mounting of components and higher frequency of signals have progressed. Response is required.
プリント配線板は銅箔に絶縁基板を接着させて銅張積層板とした後に、エッチングにより銅箔面に導体パターンを形成するという工程を経て製造されるのが一般的である。そのため、プリント配線板用の銅箔には絶縁基板との接着性やエッチング性が要求される。 Generally, a printed wiring board is manufactured through a process in which an insulating substrate is bonded to a copper foil to form a copper-clad laminate, and then a conductor pattern is formed on the copper foil surface by etching. Therefore, the copper foil for printed wiring boards is required to have adhesiveness and etching properties with an insulating substrate.
絶縁基板との接着性を向上させる技術として、粗化処理と呼ばれる銅箔表面に凹凸を形成する表面処理を施すことが一般に行われている。例えば電解銅箔のM面(粗面)に硫酸銅酸性めっき浴を用いて、樹枝状又は小球状に銅を多数電着せしめて微細な凹凸を形成し、投錨効果によって接着性を改善させる方法がある。粗化処理後には接着特性を更に向上させるためにクロメート処理やシランカップリング剤による処理等が一般的に行われている。 As a technique for improving adhesiveness with an insulating substrate, a surface treatment for forming irregularities on a copper foil surface called a roughening treatment is generally performed. For example, by using a copper sulfate acidic plating bath on the M surface (rough surface) of the electrolytic copper foil, a large number of copper is electrodeposited in a dendritic or small spherical shape to form fine irregularities, and the adhesion is improved by the anchoring effect. There is. After the roughening treatment, a chromate treatment, a treatment with a silane coupling agent, or the like is generally performed in order to further improve the adhesive properties.
また、粗化処理が施されていない平滑な銅箔表面に錫、クロム、銅、鉄、コバルト、亜鉛、ニッケル等の金属層又は合金層を形成する方法も知られている。 Also known is a method of forming a metal layer or alloy layer of tin, chromium, copper, iron, cobalt, zinc, nickel or the like on a smooth copper foil surface that has not been roughened.
銅箔に接着させる絶縁基板にはポリイミドが使用されることが多いので、ポリイミドとの接着強度が高いクロムを銅箔表面に被覆する方法が一般的である。これは湿式処理(クロメート処理)、乾式処理(スパッタリング等)で行われる。 Since polyimide is often used for the insulating substrate to be bonded to the copper foil, a method of coating the copper foil surface with chromium having high adhesive strength with polyimide is common. This is performed by wet processing (chromate processing) or dry processing (sputtering or the like).
クロム以外の金属を銅箔表面を被覆する方法も知られている。特許文献1ではニッケルまたはチタンを物理蒸着法で被覆する方法が記載されている。特許文献2ではチタンアルコキシドやチタンカップリング剤で銅箔表面を被覆する方法が記載されている。 A method of coating a copper foil surface with a metal other than chromium is also known. Patent Document 1 describes a method of coating nickel or titanium by physical vapor deposition. Patent Document 2 describes a method of coating a copper foil surface with a titanium alkoxide or a titanium coupling agent.
上述した種々の従来技術において、ファインピッチの回路形成の観点からは、粗化処理により接着性を向上させる方法は不利である。すなわち、ファインピッチ化により導体間隔が狭くなると、粗化処理部がエッチングによる回路形成後に絶縁基板に残留し、絶縁劣化を起こすおそれがある。これを防止するために粗化表面すべてをエッチングしようとすると長いエッチング時間を必要とし、所定の配線幅が維持できなくなる。 In the various prior arts described above, from the viewpoint of fine pitch circuit formation, a method for improving adhesiveness by roughening treatment is disadvantageous. That is, when the conductor interval is narrowed by fine pitch, the roughened portion may remain on the insulating substrate after the circuit is formed by etching, which may cause insulation deterioration. In order to prevent this, if an attempt is made to etch the entire roughened surface, a long etching time is required, and a predetermined wiring width cannot be maintained.
接着強度の観点からは、平滑な銅箔表面にポリイミドを積層させた方法は、粗化処理面にポリイミドを積層させる方法に比べて不利である。これは、粗化処理面ではアンカー効果によって接着強度が得られるのに対し、粗化処理を行わない場合ではアンカー効果が得られず、さらに、Cu原子がポリイミド中に拡散することで、界面近傍のポリイミド層が脆弱になり、当該部分が剥離の起点になるからである。 From the viewpoint of adhesive strength, the method of laminating polyimide on the smooth copper foil surface is disadvantageous compared to the method of laminating polyimide on the roughened surface. This is because the anchoring effect is obtained by the anchor effect on the roughened surface, but the anchor effect is not obtained when the roughening treatment is not performed, and further, the Cu atoms diffuse into the polyimide, and the vicinity of the interface. This is because the polyimide layer becomes brittle and the part becomes a starting point of peeling.
また、ポリイミドとの接着強度が良好なクロムを使用する表面処理は、回路形成時にクロムがエッチング液に溶出するため、環境負荷が大きい。 Further, the surface treatment using chromium having good adhesive strength with polyimide has a large environmental load because chromium is eluted into the etching solution during circuit formation.
また、乾式処理でTi層を設ける方法は、室温では比較的高い接着強度が得られるが、この積層体が熱履歴を受けた場合、層厚みが薄いと銅箔由来のCu原子がTi層を拡散してポリイミド層内に侵入し、接着強度が劣化する。一方、Cu原子の拡散防止に十分なほどTi層が厚いと、表面処理層のエッチング性が劣る。これは回路パターン形成のためにエッチング処理を行った後に、Tiが絶縁基板上に残存する「エッチング残り」と呼ばれる現象である。 In addition, the method of providing a Ti layer by dry processing can obtain a relatively high adhesive strength at room temperature. It diffuses and penetrates into the polyimide layer, and the adhesive strength deteriorates. On the other hand, if the Ti layer is thick enough to prevent diffusion of Cu atoms, the etching property of the surface treatment layer is poor. This is a phenomenon called “etching residue” in which Ti remains on the insulating substrate after performing an etching process for forming a circuit pattern.
また、特許文献2に記載された表面処理層は、ポリイミドとの接着成分として機能するTiの被覆率が十分ではないため、チタンアルコキシドやチタンカップリング剤で被覆するだけではポリイミドとの接着力は十分ではない。 In addition, since the surface treatment layer described in Patent Document 2 does not have sufficient coverage of Ti that functions as an adhesive component with polyimide, the adhesive strength with polyimide can be obtained simply by coating with titanium alkoxide or a titanium coupling agent. Not enough.
そこで、本発明は、環境負荷が小さく、絶縁基板との接着性及びエッチング性の両方に優れ、ファインピッチ化に適したプリント配線板用銅箔を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a copper foil for a printed wiring board that has a low environmental load, is excellent in both adhesiveness and etching with an insulating substrate, and is suitable for fine pitch.
従来、被覆層を薄くすると接着強度が低下するということが一般的な理解であった。しかしながら、本発明者らは、鋭意検討の結果、Ti層をナノメートルオーダーの極薄の厚みで均一に設けると、優れた絶縁基板との密着性を得ることができた。厚みを極薄にすることでエッチング性の低いTiの使用量が削減され、被覆層が均一であることからエッチング性に有利である。また、Cu原子の拡散を防止する層を前述のTi直下に設けることで、過酷な使用環境に耐えうる銅張積層基板を提供することが可能になる。 Conventionally, it was generally understood that the adhesive strength decreases when the coating layer is thinned. However, as a result of intensive studies, the present inventors have been able to obtain excellent adhesion to an insulating substrate when the Ti layer is uniformly provided with an ultrathin thickness on the order of nanometers. By making the thickness extremely thin, the amount of Ti having low etching property is reduced, and the coating layer is uniform, which is advantageous for etching property. Further, by providing a layer for preventing the diffusion of Cu atoms directly under the Ti, it is possible to provide a copper-clad laminate that can withstand harsh usage environments.
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、銅箔基材と、該銅箔基材表面の少なくとも一部を被覆する被覆層とを備えたプリント配線板用銅箔であって、被覆層が、銅箔基材表面から順に積層した、金属の単体又は合金からなる中間層及びTi層で構成され、被覆層には、Tiが15〜100μg/dm2の被覆量で存在し、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下で、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たすプリント配線板用銅箔である。 The present invention completed on the basis of the above knowledge is, in one aspect, a copper foil for a printed wiring board provided with a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of the surface of the copper foil substrate, The coating layer is composed of an intermediate layer made of a simple metal or an alloy and a Ti layer laminated in order from the surface of the copper foil base material, and Ti is present in a coating amount of 15 to 100 μg / dm 2 in the coating layer, The atomic concentration (%) of titanium metal in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis by XPS is f 1 (x), and the atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), the atomic concentration (%) of total titanium as f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), and the atomic concentration (%) of nickel as g (x ), The atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), the atomic concentration (%) of carbon is j (x), and other metal atoms Total concentration If (x), in the interval [0, 1.0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 10% or less, ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 15% or more, and in the interval [1.0, 2.5], 0.1 ≦ ∫f 1 (x ) dx / ∫f 2 (x) Copper foil for printed wiring board satisfying dx ≦ 2.5.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の一実施形態においては、Tiが20〜70μg/dm2の被覆量で存在する。 In one embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, Ti is present at a coating amount of 20 to 70 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の別の一実施形態においては、Tiが25〜60μg/dm2の被覆量で存在する。 In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, Ti is present in a covering amount of 25 to 60 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、中間層が、Ni、Mo、Zn、Co、V、Sn、Mn及びCrの少なくともいずれか1種を含む。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the intermediate layer contains at least one of Ni, Mo, Zn, Co, V, Sn, Mn, and Cr.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層が、銅箔基材表面から順に積層した、Ni、Mo、Zn及びCoのいずれか1種で構成された中間層、及び、Ti層で構成され、該中間層には、Ni、Mo、Zn及びCoのいずれか1種が15〜1030μg/dm2の被覆量で存在する。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the coating layer is composed of any one of Ni, Mo, Zn, and Co laminated in order from the copper foil base material surface. The intermediate layer is composed of a Ti layer, and any one of Ni, Mo, Zn and Co is present in the intermediate layer in a coating amount of 15 to 1030 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、中間層にはNiが15〜440μg/dm2、Moが25〜1030μg/dm2、Znが15〜750μg/dm2、又は、Coが25〜1030μg/dm2の被覆量で存在する。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the intermediate layer has Ni of 15 to 440 μg / dm 2 , Mo of 25 to 1030 μg / dm 2 , and Zn of 15 to 750 μg / dm 2. Or Co is present at a coverage of 25-1030 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層が、銅箔基材表面から順に積層した、Ni、Zn、V、Sn、Cr、Mn及びCuの少なくともいずれか2種の合金で構成された中間層、及び、Ti層で構成され、該中間層には、Ni、Zn、V、Sn、Cr及びMnのいずれか2種が20〜1700μg/dm2の被覆量で存在する。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the coating layer is at least one of Ni, Zn, V, Sn, Cr, Mn, and Cu laminated in order from the copper foil base material surface. Or an intermediate layer composed of two kinds of alloys, and a Ti layer. In the intermediate layer, any one of Ni, Zn, V, Sn, Cr and Mn is 20 to 1700 μg / dm 2 . Present in coverage.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、中間層が、Niと、Zn、V、Sn、Mn及びCrのいずれか1種とからなるNi合金で構成されている。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the intermediate layer is composed of Ni and a Ni alloy composed of any one of Zn, V, Sn, Mn, and Cr. Yes.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、中間層が、被覆量が15〜1000μg/dm2のNi及び5〜750μg/dm2のZnからなるNi−Zn合金、合計被覆量が20〜600μg/dm2のNi及びVからなるNi−V合金、合計被覆量が18〜450μg/dm2のNi及びSnからなるNi−Sn合金、被覆量が20〜440μg/dm2のNi及び5〜200μg/dm2のMnからなるNi−Mn合金、被覆量が20〜440μg/dm2のNi及び5〜110μg/dm2のCrからなるNi−Cr合金で構成されている。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the intermediate layer comprises a Ni—Zn alloy comprising Ni having a coating amount of 15 to 1000 μg / dm 2 and Zn having a coating amount of 5 to 750 μg / dm 2. , Ni-V alloy total coverage consists of Ni and V 20~600μg / dm 2, Ni- Sn alloy total coverage consists of Ni and Sn in 18~450μg / dm 2, the amount of coating 20~440Myug / Ni-Mn alloy composed of Ni and 5~200μg / dm 2 of Mn dm 2, is composed of a Ni-Cr alloy coating amount is made of 20~440μg / dm 2 of Ni and 5~110μg / dm 2 of Cr Yes.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、中間層が、Cuと、Zn及びNiのいずれか1種又は2種とからなるCu合金で構成されている。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the intermediate layer is made of Cu and a Cu alloy composed of any one or two of Zn and Ni.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、中間層が、Znの被覆量が15〜750μg/dm2であるCu−Zn合金、Ni被覆量が15〜440μg/dm2であるCu−Ni合金、又は、Ni被覆量が15〜1000μg/dm2且つZn被覆量が5〜750μg/dm2であるCu−Ni−Zn合金で構成されている。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the intermediate layer is a Cu—Zn alloy having a Zn coating amount of 15 to 750 μg / dm 2 , and a Ni coating amount of 15 to 440 μg / It is composed of a Cu—Ni alloy that is dm 2 or a Cu—Ni—Zn alloy that has a Ni coating amount of 15 to 1000 μg / dm 2 and a Zn coating amount of 5 to 750 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚さが0.5〜12nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上である。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the maximum thickness is 0.5 to 12 nm when the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope, and the minimum thickness is the maximum thickness. 80% or more.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、ポリイミド硬化相当の熱処理を行ったとき、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下で、∫f2 (x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, when heat treatment equivalent to polyimide curing is performed, the depth direction (x: unit) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS nm) the atomic concentration (%) of titanium metal is f 1 (x), the atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all titanium is f (x). (F (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), nickel atomic concentration (%) is g (x), copper atomic concentration (%) is h (x), oxygen atoms If the concentration (%) is i (x), the atomic concentration of carbon (%) is j (x), and the total atomic concentration of other metals is k (x), the interval [0, 1.0] , ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx ) Is less than 10%, ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 15% or more, and the interval [1.0, 2.. 5], 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 2.5 is satisfied.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、ポリイミド硬化相当の熱処理が行われたプリント配線板用銅箔であって、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下で、∫f2 (x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil for printed wiring board is subjected to a heat treatment equivalent to polyimide curing, and is obtained from a depth direction analysis from the surface by XPS. The atomic concentration (%) of metallic titanium in the depth direction (x: unit nm) is f 1 (x), the atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the total titanium atomic concentration (%) Is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), nickel atomic concentration (%) is g (x), and copper atomic concentration (%) is If h (x), oxygen atomic concentration (%) is i (x), carbon atomic concentration (%) is j (x), and the total atomic concentration of other metals is k (x), In the interval [0, 1.0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x ) dx + ∫k (x) dx) is 10% or less, ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x ) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 15% Thus, in the interval [1.0, 2.5], 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / 2.5f 2 (x) dx ≦ 2.5 is satisfied.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層を介して絶縁基板が形成されたプリント配線板用銅箔に対し、絶縁基板を被覆層から剥離した後の被覆層の表面を分析したとき、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とし、金属チタンの濃度が最大となる表層からの距離をFとすると、区間[0、F]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦1.0で、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil for printed wiring board on which the insulating substrate is formed via the coating layer, after the insulating substrate is peeled from the coating layer When the surface of the coating layer is analyzed, the atomic concentration (%) of metal titanium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is f 1 (x), and the oxide The atomic concentration (%) of titanium is f 2 (x), the atomic concentration (%) of all titanium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), The atomic concentration (%) is g (x), the copper atomic concentration (%) is h (x), the oxygen atomic concentration (%) is i (x), and the carbon atomic concentration (%) is j ( x), the sum of the atomic concentrations of the other metals is k (x), and the distance from the surface layer where the concentration of titanium metal is maximum is F. In the interval [0, F], 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 1. ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) satisfies 10% or less.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、銅箔基材は圧延銅箔である。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil base material is a rolled copper foil.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、プリント配線板はフレキシブルプリント配線板である。 In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the printed wiring board is a flexible printed wiring board.
本発明は別の一側面において、本発明に係る銅箔を備えた銅張積層板である。 In another aspect, the present invention is a copper clad laminate comprising the copper foil according to the present invention.
本発明に係る銅張積層板の一実施形態においては、銅箔がポリイミドに接着している構造を有する。 In one embodiment of the copper clad laminate according to the present invention, the copper foil has a structure bonded to polyimide.
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅張積層板を材料としたプリント配線板である。 In yet another aspect, the present invention is a printed wiring board made of the copper clad laminate according to the present invention.
本発明によれば、絶縁基板との接着性及びエッチング性の両方に優れ、ファインピッチ化に適したプリント配線板用銅箔が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a copper foil for a printed wiring board which is excellent in both adhesion to an insulating substrate and etching property and suitable for fine pitch.
(銅箔基材)
本発明に用いることのできる銅箔基材の形態に特に制限はないが、典型的には圧延銅箔や電解銅箔の形態で用いることができる。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。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。
銅箔基材の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や無酸素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。
(Copper foil base material)
Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the copper foil base material which can be used for this invention, Typically, it can use with the form of rolled copper foil or electrolytic copper foil. In general, the electrolytic copper foil is produced by electrolytic deposition of copper from a copper sulfate plating bath onto a drum of titanium or stainless steel, and the rolled copper foil is produced by repeating plastic working and heat treatment with a rolling roll. Rolled copper foil is often used for applications that require flexibility.
In addition to high-purity copper such as tough pitch copper and oxygen-free copper, which are usually used as conductor patterns for printed wiring boards, for example, Sn-containing copper, Ag-containing copper, Cr, Zr or Mg are added as the copper foil base material. It is also possible to use a copper alloy such as a copper alloy, a Corson copper alloy to which Ni, Si and the like are added. In addition, when the term “copper foil” is used alone in this specification, a copper alloy foil is also included.
本発明に用いることのできる銅箔基材の厚さについても特に制限はなく、プリント配線板用に適した厚さに適宜調節すればよい。例えば、5〜100μm程度とすることができる。但し、ファインパターン形成を目的とする場合には30μm以下、好ましくは20μm以下であり、典型的には5〜20μm程度である。 There is no restriction | limiting in particular also about the thickness of the copper foil base material which can be used for this invention, What is necessary is just to adjust to the thickness suitable for printed wiring boards suitably. For example, it can be set to about 5 to 100 μm. However, for the purpose of forming a fine pattern, it is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, and typically about 5 to 20 μm.
本発明に使用する銅箔基材には粗化処理をしないのが好ましい。従来は特殊めっきで表面にμmオーダーの凹凸を付けて表面粗化処理を施し、物理的なアンカー効果によって樹脂との接着性を持たせるケースが一般的であった。しかしながら一方でファインピッチや高周波電気特性は平滑な箔が良いとされ、粗化箔では不利な方向に働くからである。また、粗化処理工程が省略されるので、経済性・生産性向上の効果もある。従って、本発明で使用される箔は、特別に粗化処理をしない箔である。 The copper foil substrate used in the present invention is preferably not roughened. Conventionally, the surface roughening treatment is performed by applying irregularities of the order of μm on the surface by special plating, and the adhesion to the resin is given by the physical anchor effect. On the other hand, fine pitch and high frequency electrical characteristics are considered to be smooth foils, and roughened foils work in a disadvantageous direction. Further, since the roughening process is omitted, there is an effect of improving economy and productivity. Therefore, the foil used in the present invention is a foil that is not specially roughened.
(被覆層)
銅箔基材の表面の少なくとも一部には被覆層が形成されている。被覆する箇所には特に制限は無いが、絶縁基板との接着が予定される箇所とするのが一般的である。被覆層の存在によって絶縁基板との接着性が向上する。被覆層は、銅箔基材表面から順に積層した中間層及びTi層で構成されている。中間層は、Ni、Mo、Zn、Co、V、Sn、Mn及びCrの少なくともいずれか1種を含むのが好ましい。中間層は、金属の単体で構成されていてもよく、例えば、Ni、Mo、Zn及びCoのいずれか1種で構成されるのが好ましい。中間層は、合金で構成されていてもよく、例えば、Ni、Zn、V、Sn、Cr、Mn及びCuの少なくともいずれか2種の合金で構成されるのが好ましい。また、中間層は、Niと、Zn、V、Sn、Mn及びCrのいずれか1種とからなるNi合金で構成されていてもよく、Cuと、Zn及びNiのいずれか1種又は2種とからなるCu合金で構成されていてもよい。一般に、銅箔と絶縁基板の間の接着力は高温環境下に置かれると低下する傾向にあるが、これは銅が表面に熱拡散し、絶縁基板と反応することにより引き起こされると考えられる。本発明では、予め銅の拡散防止に優れる上記中間層を銅箔基材の上に設けたことで、銅の熱拡散が防止できる。ここで、銅の拡散防止のために設ける種々の中間層の中で、Cu合金層には、表面へ拡散させたくない銅が含まれているが、銅を合金化しているため、表面への拡散は無く、良好な接着性を有すると共に、エッチング性にも悪影響を及ぼさない。
また、上記中間層よりも絶縁基板との接着性に優れたTi層を該中間層の上に設けることで更に絶縁基板との接着性を向上することができる。Ti層の厚さは中間層の存在のおかげで薄くできるので、エッチング性への悪影響を軽減することができる。なお、本発明でいう接着性とは常態での接着性の他、高温下に置かれた後の接着性(耐熱性)及び高湿度下に置かれた後の接着性(耐湿性)も指す。
(Coating layer)
A coating layer is formed on at least a part of the surface of the copper foil base material. Although there is no restriction | limiting in particular in the location to coat | cover, Generally it is set as the location where adhesion | attachment with an insulated substrate is planned. Adhesion with the insulating substrate is improved by the presence of the coating layer. The coating layer is composed of an intermediate layer and a Ti layer laminated in order from the surface of the copper foil base material. The intermediate layer preferably contains at least one of Ni, Mo, Zn, Co, V, Sn, Mn, and Cr. The intermediate layer may be composed of a single metal, for example, preferably composed of any one of Ni, Mo, Zn, and Co. The intermediate layer may be made of an alloy, for example, preferably made of an alloy of at least any two of Ni, Zn, V, Sn, Cr, Mn, and Cu. The intermediate layer may be made of a Ni alloy composed of Ni and any one of Zn, V, Sn, Mn and Cr, and any one or two of Cu, Zn and Ni. You may be comprised with Cu alloy which consists of. In general, the adhesive force between a copper foil and an insulating substrate tends to decrease when placed in a high temperature environment, which is considered to be caused by thermal diffusion of copper to the surface and reaction with the insulating substrate. In the present invention, the thermal diffusion of copper can be prevented by providing the intermediate layer excellent in preventing copper diffusion in advance on the copper foil base material. Here, among various intermediate layers provided for preventing diffusion of copper, the Cu alloy layer contains copper that is not desired to be diffused to the surface. However, since copper is alloyed, There is no diffusion, good adhesion, and no adverse effect on etching properties.
Moreover, the adhesiveness with an insulated substrate can further be improved by providing on the intermediate | middle layer the Ti layer which was excellent in the adhesiveness with an insulated substrate rather than the said intermediate | middle layer. Since the thickness of the Ti layer can be reduced by virtue of the presence of the intermediate layer, the adverse effect on the etching property can be reduced. In addition, the adhesiveness as used in the field of this invention also refers to adhesiveness (heat resistance) after being placed under high temperature and adhesiveness (humidity resistance) after being placed under high humidity, in addition to normal adhesiveness. .
本発明に係るプリント配線板用銅箔においては、被覆層は極薄で厚さが均一である。このような構成にしたことで絶縁基板との接着性が向上した理由は明らかではないが、中間層の上に最表面として樹脂との接着性に非常に優れているTi単層被膜を形成したことで、イミド化時の高温熱処理後(約350℃にて30分〜数時間程度)も高接着性を有する単層被膜構造を保持しているためと推測される。また、被覆層を極薄にするとともに中間層とTi層の二層構造としてTiの使用量を減らしたことにより、エッチング性が向上したと考えられる。 In the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the coating layer is extremely thin and has a uniform thickness. The reason why the adhesiveness with the insulating substrate has been improved by such a configuration is not clear, but a Ti single layer coating having excellent adhesiveness with the resin as the outermost surface was formed on the intermediate layer. Thus, it is presumed that the single layer coating structure having high adhesiveness is maintained even after high temperature heat treatment during imidization (about 350 ° C. for about 30 minutes to several hours). Further, it is considered that the etching property is improved by making the coating layer extremely thin and reducing the amount of Ti used as a two-layer structure of the intermediate layer and the Ti layer.
具体的には、本発明に係る中間層は以下の構成を有する。 Specifically, the intermediate layer according to the present invention has the following configuration.
(1)被覆層の同定
本発明においては、銅箔素材の表面の少なくとも一部は中間層及びTi層の順に被覆される。これら被覆層の同定はXPS、若しくはAES等表面分析装置にて表層からアルゴンスパッタし、深さ方向の化学分析を行い、夫々の検出ピークの存在によって中間層及びTi層を同定することができる。また、夫々の検出ピークの位置から被覆された順番を確認することができる。
(1) Identification of coating layer In the present invention, at least a part of the surface of the copper foil material is coated in the order of the intermediate layer and the Ti layer. These coating layers can be identified by sputtering argon from the surface layer with a surface analyzer such as XPS or AES, performing chemical analysis in the depth direction, and identifying the intermediate layer and the Ti layer by the presence of each detection peak. Moreover, the order of covering from the position of each detection peak can be confirmed.
(2)付着量
一方、これら中間層及びTi層は非常に薄いため、XPS、AESでは正確な厚さの評価が困難である。そのため、本願発明においては、中間層及びTi層の厚さは単位面積当たりの被覆金属の重量で評価することとした。本発明に係る被覆層には、Ti層が15〜100μg/dm2の被覆量で存在する。Tiが15μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Tiが100μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。Tiの被覆量は好ましくは20〜70μg/dm2、より好ましくは25〜60μg/dm2である。
また、中間層が、Ni、Mo、Zn及びCoのいずれか1種で構成されているとき、該中間層には、Ni、Mo、Zn及びCoのいずれか1種が15〜1030μg/dm2の被覆量で存在することが好ましい。このとき、被覆量が15μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、1030μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。さらに、この場合、中間層にはNiが15〜440μg/dm2、Moが25〜1030μg/dm2、Znが15〜750μg/dm2、又は、Coが25〜1030μg/dm2の被覆量で存在するのがより好ましい。
また、中間層が、Ni、Zn、V、Sn、Cr、Mn及びCuの少なくともいずれか2種の合金で構成されているとき、該中間層には、Ni、Zn、V、Sn、Cr及びMnのいずれか2種が20〜1700μg/dm2の被覆量で存在するのが好ましい。このとき、被覆量が20μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、1700μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。
また、中間層が、Niと、Zn、V、Sn、Mn及びCrのいずれか1種とからなるNi合金で構成されているとき、該中間層が、被覆量が15〜1000μg/dm2のNi及び5〜750μg/dm2のZnからなるNi−Zn合金、合計被覆量が20〜600μg/dm2のNi及びVからなるNi−V合金、合計被覆量が18〜450μg/dm2のNi及びSnからなるNi−Sn合金、被覆量が20〜440μg/dm2のNi及び5〜200μg/dm2のMnからなるNi−Mn合金、被覆量が20〜440μg/dm2のNi及び5〜110μg/dm2のCrからなるNi−Cr合金で構成されているのが好ましい。
また、中間層が、Cuと、Zn及びNiのいずれか1種又は2種とからなるCu合金で構成されているとき、該中間層が、Znの被覆量が15〜750μg/dm2であるCu−Zn合金、Ni被覆量が15〜440μg/dm2であるCu−Ni合金、又は、Ni被覆量が15〜1000μg/dm2且つZn被覆量が5〜750μg/dm2であるCu−Ni−Zn合金で構成されているのが好ましい。
(2) Amount of adhesion On the other hand, since these intermediate layer and Ti layer are very thin, it is difficult to evaluate the thickness accurately with XPS and AES. For this reason, in the present invention, the thickness of the intermediate layer and the Ti layer is evaluated by the weight of the coated metal per unit area. In the coating layer according to the present invention, the Ti layer is present at a coating amount of 15 to 100 μg / dm 2 . When Ti is less than 15 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Ti exceeds 100 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly reduced. The coating amount of Ti is preferably 20 to 70 μg / dm 2 , more preferably 25 to 60 μg / dm 2 .
Further, when the intermediate layer is composed of any one of Ni, Mo, Zn, and Co, the intermediate layer includes any one of Ni, Mo, Zn, and Co in the range of 15 to 1030 μg / dm 2. It is preferable that it exists in the coating amount. At this time, if the coating amount is less than 15 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and if it exceeds 1030 μg / dm 2 , the etching property tends to decrease significantly. Furthermore, in this case, Ni is 15~440μg / dm 2 in the intermediate layer, Mo is 25~1030μg / dm 2, Zn is 15~750μg / dm 2, or, Co is at a coverage of 25~1030μg / dm 2 More preferably it is present.
Further, when the intermediate layer is composed of at least any two alloys of Ni, Zn, V, Sn, Cr, Mn and Cu, the intermediate layer includes Ni, Zn, V, Sn, Cr and It is preferable that any two kinds of Mn are present at a coating amount of 20 to 1700 μg / dm 2 . At this time, if the coating amount is less than 20 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and if it exceeds 1700 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly lowered.
Further, when the intermediate layer is made of Ni and a Ni alloy composed of any one of Zn, V, Sn, Mn and Cr, the intermediate layer has a coating amount of 15 to 1000 μg / dm 2 . Ni and 5~750μg / dm 2 of Ni-Zn alloy consisting of Zn, Ni-V alloy total coverage consists of Ni and V 20~600μg / dm 2, the total coating amount of 18~450μg / dm 2 Ni and Ni-Sn alloy comprising Sn, coverages 20~440μg / dm 2 of Ni and 5~200μg / dm Ni-Mn alloy composed of 2 of Mn, coverages Ni and 5 of 20~440μg / dm 2 It is preferably made of a Ni—Cr alloy made of 110 μg / dm 2 of Cr.
Further, when the intermediate layer is composed of Cu and a Cu alloy composed of any one or two of Zn and Ni, the intermediate layer has a Zn coating amount of 15 to 750 μg / dm 2 . Cu—Zn alloy, Cu—Ni alloy with Ni coating amount of 15 to 440 μg / dm 2 , or Cu—Ni with Ni coating amount of 15 to 1000 μg / dm 2 and Zn coating amount of 5 to 750 μg / dm 2 It is preferably composed of a Zn alloy.
(3)透過型電子顕微鏡(TEM)による観察
本発明に係る被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察したとき、最大厚さは0.5nm〜12nm、好ましくは1.0〜2.5nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上、好ましくは85%以上で、非常にばらつきの少ない被覆層である。被覆層厚さが0.5nm未満だと耐熱試験、耐湿試験において、ピール強度の劣化が大きく、厚さが12nmを超えると、エッチング性が低下するためである。厚さの最小値が最大値の80%以上である場合、この被覆層の厚さは、非常に安定しており、耐熱試験後も殆ど変化がない。TEMによる観察では被覆層中の中間層及びTi層の明確な境界は見出しにくく、単層のように見える(図1参照)。本発明者の検討結果によればTEM観察で見出される被覆層はTiを主体とする層と考えられ、中間層はその銅箔基材側に存在するとも考えられる。そこで、本発明においては、TEM観察した場合の被覆層の厚さは単層のように見える被覆層の厚さと定義する。ただし、観察箇所によっては被覆層の境界が不明瞭なところも存在し得るが、そのような箇所は厚さの測定箇所から除外する。
(3) Observation with a transmission electron microscope (TEM) When the cross section of the coating layer according to the present invention is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 nm to 12 nm, preferably 1.0 to 2.5 nm. The coating layer has a minimum thickness of 80% or more, preferably 85% or more of the maximum thickness, and very little variation. This is because when the coating layer thickness is less than 0.5 nm, the peel strength is greatly deteriorated in the heat resistance test and the moisture resistance test, and when the thickness exceeds 12 nm, the etching property decreases. When the minimum value of the thickness is 80% or more of the maximum value, the thickness of the coating layer is very stable and hardly changes after the heat test. In the TEM observation, it is difficult to find a clear boundary between the intermediate layer and the Ti layer in the coating layer, and it looks like a single layer (see FIG. 1). According to the study results of the present inventors, the coating layer found by TEM observation is considered to be a layer mainly composed of Ti, and the intermediate layer is considered to exist on the copper foil base material side. Therefore, in the present invention, the thickness of the coating layer when observed by TEM is defined as the thickness of the coating layer that looks like a single layer. However, although there may be a part where the boundary of the coating layer is unclear depending on the observation part, such a part is excluded from the thickness measurement part.
本発明の構成により、Cuの拡散が抑制されるため、安定した厚さを有すると考えられる。本発明の銅箔は、ポリイミドフィルムと接着し、耐熱試験(温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置)を経た後に樹脂を剥離した後においても、被覆層の厚さは殆ど変化なく、最大厚さが0.5〜12nmであり、最小厚さにおいても最大厚さの80%維持されることが可能である。 Since the structure of the present invention suppresses the diffusion of Cu, it is considered to have a stable thickness. The copper foil of the present invention adheres to the polyimide film, and even after the resin is peeled off after undergoing a heat resistance test (standing at 168 hours in a high temperature environment at 150 ° C. in an air atmosphere), the thickness of the coating layer is almost the same. Without change, the maximum thickness is 0.5-12 nm, and it is possible to maintain 80% of the maximum thickness even at the minimum thickness.
(4)被覆層表面の酸化状態
まず、被覆層最表面(表面から0〜1.0nmの範囲)には内部の銅が拡散していないことが、接着強度を高める上では望ましい。従って、本発明に係るプリント配線板用銅箔では、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下とするのが好ましい。
(4) Oxidation state of coating layer surface First, in order to increase the adhesive strength, it is desirable that the inner copper is not diffused on the outermost surface of the coating layer (in the range of 0 to 1.0 nm from the surface). Therefore, in the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the atomic concentration (%) of metal titanium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is expressed as f 1 (x ), The atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all titanium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x )), The atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), and the atomic concentration of carbon ( %) J (x) and the total atomic concentration of other metals is k (x), in the interval [0, 1.0], ∫h (x) dx / (に お い て f (x) dx + It is preferable that ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 10% or less.
また、ポリイミド硬化相当の熱処理を行ったとき、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下であるのが好ましい。 In addition, when heat treatment equivalent to polyimide curing was performed, the atomic concentration (%) of metallic titanium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS was defined as f 1 (x). The atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all titanium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)) The atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), and the atomic concentration of carbon (%) Is j (x), and the total atomic concentration of other metals is k (x), 区間 h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g in the interval [0, 1.0] (x) dx +) h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is preferably 10% or less.
また、被覆層を介して絶縁基板が形成されたプリント配線板用銅箔に対し、絶縁基板を被覆層から剥離した後の被覆層の表面を分析したとき、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とし、金属チタンの濃度が最大となる表層からの距離をFとすると、区間[0、F]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下であることが望ましい。 In addition, when analyzing the surface of the coating layer after peeling the insulating substrate from the coating layer on the copper foil for a printed wiring board on which the insulating substrate is formed via the coating layer, depth direction analysis from the surface by XPS The atomic concentration (%) of metallic titanium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the above is defined as f 1 (x), and the atomic concentration (%) of titanium oxide is defined as f 2 (x). The atomic concentration (%) is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), the atomic concentration (%) of nickel is g (x), and the atomic concentration of copper (% ) Is h (x), oxygen atomic concentration (%) is i (x), carbon atomic concentration (%) is j (x), and the total atomic concentration of other metals is k (x). If the distance from the surface layer where the concentration of titanium metal is maximum is F, in the interval [0, F], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx +) i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is preferably 10% or less.
また、被覆層最表面においては、チタンは金属チタンとチタン酸化物が両方存在しているが、内部の銅の拡散を防止し、接着力を確保する観点では金属チタンの方が望ましいものの、良好なエッチング性を得る上ではチタン酸化物の方が望ましい。そこで、エッチング性と接着力の両立を図る上では、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たすことが好ましい。 In addition, on the outermost surface of the coating layer, both titanium and titanium oxide are present. However, although titanium is more desirable from the viewpoint of preventing the diffusion of copper inside and ensuring adhesive strength, Titanium oxide is desirable for obtaining a good etching property. Therefore, in order to achieve both etching properties and adhesive strength, the atomic concentration (%) of metal titanium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS is expressed as f 1 (x ), The atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all titanium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x )), The atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), and the atomic concentration of carbon ( %) J (x) and the total atomic concentration of other metals is k (x), in the interval [0, 1.0], ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + dj (x) dx + ∫k (x) dx) is 15% or more, and the interval [1.0, 2. 5], it is preferable that 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 2.5 is satisfied.
また、ポリイミド硬化相当の熱処理を行ったとき、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫f2 (x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たすことが好ましい。 In addition, when heat treatment equivalent to polyimide curing was performed, the atomic concentration (%) of metallic titanium in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS was defined as f 1 (x). The atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all titanium is f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)) The atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), and the atomic concentration of carbon (%) Is j (x), and the total atomic concentration of other metals is k (x), 区間 f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫ in the interval [0, 1.0] g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 15% or more and interval [1.0, 2.5] In this case, it is preferable that 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 2.5 is satisfied.
また、ポリイミド硬化相当の熱処理が行われたプリント配線板用銅箔であって、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫f2 (x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たすことが望ましい。 Moreover, it is the copper foil for printed wiring boards by which the heat processing equivalent to a polyimide hardening was performed, Comprising: The atomic concentration (x: unit nm) of titanium metal obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS ( %) Is f 1 (x), the atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), and the atomic concentration (%) of all titanium is f (x) (f (x) = f 1 ( x) + f 2 (x)), the atomic concentration (%) of nickel is g (x), the atomic concentration (%) of copper is h (x), and the atomic concentration (%) of oxygen is i (x) Where the atomic concentration (%) of carbon is j (x), and the total atomic concentration of other metals is k (x), in the interval [0, 1.0], ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) In [1.0, 2.5], it is desirable to satisfy 0.1 ≦ ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 2.5.
チタン濃度及び酸素濃度はそれぞれ、XPSによる表面からの深さ方向分析から得られたTi2p軌道及びO1s軌道のピーク強度から算出する。また、深さ方向(x:単位nm)の距離は、SiO2換算のスパッタレートから算出した距離とする。チタン濃度は酸化物クチタンの濃度と金属チタン濃度との合計値であり、酸化物チタンの濃度と金属チタン濃度に分離して解析することが可能である。 The titanium concentration and the oxygen concentration are respectively calculated from the peak intensities of the Ti2p orbit and O1s orbit obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS. The distance in the depth direction (x: unit nm) is a distance calculated from the sputtering rate in terms of SiO 2 . The titanium concentration is the total value of the oxide titanium concentration and the metal titanium concentration, and can be analyzed by separating the titanium oxide concentration and the metal titanium concentration.
(本発明に係る銅箔の製法)
本発明に係るプリント配線板用銅箔は、スパッタリング法により形成することができる。すなわち、スパッタリング法によって銅箔基材表面の少なくとも一部を、厚さ0.25〜5.0nm、好ましくは0.3〜4.0nm、より好ましくは0.5〜3.0nmの中間層及び厚さ0.25〜2.5nm、好ましくは0.4〜2.0nm、より好ましくは0.5〜1.0nmのCr層で順に被覆することにより製造することができる。電気めっきでこのような極薄の被膜を積層すると、厚さにばらつきが生じ、耐熱・耐湿試験後にピール強度が低下しやすい。
ここでいう厚さとは上述したXPSやTEMによって決定される厚さではなく、スパッタリングの成膜速度から導き出される厚さである。あるスパッタリング条件下での成膜速度は、0.1μm(100nm)以上スパッタを行い、スパッタ時間とスパッタ厚さの関係から計測することができる。当該スパッタリング条件下での成膜速度が計測できたら、所望の厚さに応じてスパッタ時間を設定する。なおスパッタは、連続又はバッチ何れで行っても良く、被覆層を本発明で規定するような厚さで均一に積層することができる。スパッタリング法としては直流マグネトロンスパッタリング法が挙げられる。
(Method for producing copper foil according to the present invention)
The copper foil for printed wiring boards according to the present invention can be formed by a sputtering method. That is, an intermediate layer having a thickness of 0.25 to 5.0 nm, preferably 0.3 to 4.0 nm, more preferably 0.5 to 3.0 nm is formed on at least a part of the copper foil base material surface by sputtering. It can be manufactured by sequentially coating with a Cr layer having a thickness of 0.25 to 2.5 nm, preferably 0.4 to 2.0 nm, more preferably 0.5 to 1.0 nm. When such an extremely thin film is laminated by electroplating, the thickness varies, and the peel strength tends to decrease after the heat and humidity resistance test.
The thickness here is not the thickness determined by the XPS or TEM described above, but the thickness derived from the film formation rate of sputtering. The deposition rate under a certain sputtering condition can be measured from the relationship between the sputtering time and the sputtering thickness by performing sputtering of 0.1 μm (100 nm) or more. Once the deposition rate under the sputtering conditions can be measured, the sputtering time is set according to the desired thickness. Sputtering may be performed continuously or batchwise, and the coating layer can be uniformly laminated with a thickness as defined in the present invention. Examples of the sputtering method include a direct current magnetron sputtering method.
(プリント配線板の製造)
本発明に係る銅箔を用いてプリント配線板(PWB)を常法に従って製造することができる。以下に、プリント配線板の製造例を示す。
(Manufacture of printed wiring boards)
A printed wiring board (PWB) can be manufactured according to a conventional method using the copper foil according to the present invention. Below, the example of manufacture of a printed wiring board is shown.
まず、銅箔と絶縁基板を貼り合わせて銅張積層板を製造する。銅箔が積層される絶縁基板はプリント配線板に適用可能な特性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、リジッドPWB用に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及びガラス布基材エポキシ樹脂等を使用し、FPC用にポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等を使用する事ができる。 First, a copper-clad laminate is manufactured by bonding a copper foil and an insulating substrate. The insulating substrate on which the copper foil is laminated is not particularly limited as long as it has characteristics applicable to a printed wiring board. For example, paper base phenolic resin, paper base epoxy resin, synthetic fiber for rigid PWB Use cloth base epoxy resin, glass cloth / paper composite base epoxy resin, glass cloth / glass non-woven composite base epoxy resin, glass cloth base epoxy resin, etc., use polyester film, polyimide film, etc. for FPC I can do things.
貼り合わせの方法は、リジッドPWB用の場合、ガラス布などの基材に樹脂を含浸させ、樹脂を半硬化状態まで硬化させたプリプレグを用意する。プリプレグと銅箔の被覆層を有する面を重ね合わせて加熱加圧させることにより行うことができる。 In the case of the rigid PWB, a prepreg is prepared by impregnating a base material such as a glass cloth with a resin and curing the resin to a semi-cured state. It can be carried out by superposing and heating and pressing the surfaces having the prepreg and the copper foil coating layer.
フレキシブルプリント配線板(FPC)用の場合、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムと銅箔の被覆層を有する面をエポキシ系やアクリル系の接着剤を使って接着することができる(3層構造)。また、接着剤を使用しない方法(2層構造)としては、ポリイミドの前駆体であるポリイミドワニス(ポリアミック酸ワニス)を銅箔の被覆層を有する面に塗布し、加熱することでイミド化するキャスティング法や、ポリイミドフィルム上に熱可塑性のポリイミドを塗布し、その上に銅箔の被覆層を有する面を重ね合わせ、加熱加圧するラミネート法が挙げられる。キャスティング法においては、ポリイミドワニスを塗布する前に熱可塑性ポリイミド等のアンカーコート材を予め塗布しておくことも有効である。 In the case of a flexible printed wiring board (FPC), a surface having a polyimide film or polyester film and a copper foil coating layer can be bonded using an epoxy or acrylic adhesive (three-layer structure). In addition, as a method without using an adhesive (two-layer structure), a polyimide varnish (polyamic acid varnish), which is a polyimide precursor, is applied to a surface having a coating layer of copper foil, and imidized by heating. And a lamination method in which a thermoplastic polyimide is applied on a polyimide film, a surface having a copper foil coating layer is superimposed thereon, and heated and pressed. In the casting method, it is also effective to apply an anchor coating material such as thermoplastic polyimide in advance before applying the polyimide varnish.
本発明に係る銅箔の効果はキャスティング法を採用してFPCを製造したときに顕著に表れる。すなわち、接着剤を使用せずに銅箔と樹脂とを貼り合わせようとするときには銅箔の樹脂への接着性が特に要求されるが、本発明に係る銅箔は樹脂、とりわけポリイミドとの接着性に優れているので、キャスティング法による銅張積層板の製造に適しているといえる。 The effect of the copper foil according to the present invention is prominent when an FPC is produced by adopting a casting method. That is, when the copper foil and the resin are to be bonded without using an adhesive, the copper foil is particularly required to adhere to the resin, but the copper foil according to the present invention is bonded to the resin, particularly to the polyimide. It can be said that it is suitable for the production of a copper clad laminate by a casting method.
本発明に係る銅張積層板は各種のプリント配線板(PWB)に使用可能であり、特に制限されるものではないが、例えば、導体パターンの層数の観点からは片面PWB、両面PWB、多層PWB(3層以上)に適用可能であり、絶縁基板材料の種類の観点からはリジッドPWB、フレキシブルPWB(FPC)、リジッド・フレックスPWBに適用可能である。 The copper-clad laminate according to the present invention can be used for various printed wiring boards (PWB) and is not particularly limited. For example, from the viewpoint of the number of layers of the conductor pattern, single-sided PWB, double-sided PWB, multilayer It can be applied to PWB (3 layers or more), and can be applied to rigid PWB, flexible PWB (FPC), and rigid flex PWB from the viewpoint of the type of insulating substrate material.
銅張積層板からプリント配線板を製造する工程は当業者に周知の方法を用いればよく、例えばエッチングレジストを銅張積層板の銅箔面に導体パターンとしての必要部分だけに塗布し、エッチング液を銅箔面に噴射することで不要銅箔を除去して導体パターンを形成し、次いでエッチングレジストを剥離・除去して導体パターンを露出することができる。 The process for producing a printed wiring board from a copper clad laminate may be performed by a method well known to those skilled in the art. For example, an etching resist is applied only to a necessary portion as a conductor pattern on the copper foil surface of the copper clad laminate, and an etching solution By spraying on the copper foil surface, the unnecessary copper foil can be removed to form a conductor pattern, and then the etching resist can be peeled and removed to expose the conductor pattern.
以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。 EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but these are provided for better understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention.
(例1:実施例1〜40)
実施例1〜5及び7〜40の銅箔基材として、厚さ18μmの圧延銅箔(日鉱金属製C1100)を用意した。圧延銅箔の表面粗さ(Rz)は0.7μmであった。また、実施例6の銅箔基材として、厚さ18μmの無粗化処理の電解銅箔を用意した。電解銅箔の表面粗さ(Rz)は1.5μmであった。
(Example 1: Examples 1 to 40)
As copper foil base materials of Examples 1 to 5 and 7 to 40, a rolled copper foil (C1100 made by Nikko Metal) having a thickness of 18 μm was prepared. The surface roughness (Rz) of the rolled copper foil was 0.7 μm. In addition, as a copper foil base material of Example 6, a non-roughened electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm was prepared. The surface roughness (Rz) of the electrolytic copper foil was 1.5 μm.
スパッタリングに使用した各種単体(a〜e)は純度が3Nのものを用いた。また、各種合金(f〜k)を以下の手順で作製した。まず、電気銅またはニッケルに表1(スパッタリングターゲットの合金成分〔質量%〕)に示す組成の元素をそれぞれ添加して高周波溶解炉でインゴットを鋳造し、これに600〜900℃で熱間圧延を施した。さらに500〜850℃で3時間均質化焼鈍した後、表層の酸化層を取り除き、スパッタリング用のターゲットとして使用した。 Various simple substances (a to e) used for sputtering were those having a purity of 3N. Further, various alloys (f to k) were produced by the following procedure. First, an element having the composition shown in Table 1 (alloy component [mass%] of the sputtering target) is added to electrolytic copper or nickel, and an ingot is cast in a high-frequency melting furnace, and hot rolling is performed at 600 to 900 ° C. gave. Furthermore, after homogenizing annealing at 500-850 degreeC for 3 hours, the surface oxide layer was removed and it used as a sputtering target.
この銅箔の片面に対して、以下の条件であらかじめ銅箔基材表面に付着している薄い酸化膜を逆スパッタにより取り除き、a〜k及びTi単層のターゲットをスパッタリングすることにより、中間層及びTi層を順に成膜した。被覆層の厚さは成膜時間を調整することにより変化させた。
・装置:バッチ式スパッタリング装置(アルバック社、型式MNS−6000)
・到達真空度:1.0×10-5Pa
・スパッタリング圧:0.2Pa
・逆スパッタ電力:100W
・ターゲット:
中間層=a〜k
Ti層用=Ti(純度3N)
・スパッタリング電力:50W
・成膜速度:各ターゲットについて一定時間約0.2μm成膜し、3次元測定器で厚さを測定し、単位時間当たりのスパッタレートを算出した。
On the one side of this copper foil, the thin oxide film adhering to the copper foil base material surface in advance under the following conditions is removed by reverse sputtering, and the intermediate layer is formed by sputtering a to k and Ti single layer targets. And Ti layer was formed in order. The thickness of the coating layer was changed by adjusting the film formation time.
-Equipment: Batch type sputtering equipment (ULVAC, Model MNS-6000)
・ Achieving vacuum: 1.0 × 10 −5 Pa
・ Sputtering pressure: 0.2 Pa
・ Reverse sputtering power: 100W
·target:
Intermediate layer = a to k
For Ti layer = Ti (purity 3N)
・ Sputtering power: 50W
Film formation rate: About 0.2 μm of film was formed for each target for a fixed time, the thickness was measured with a three-dimensional measuring device, and the sputtering rate per unit time was calculated.
被覆層を設けた銅箔に対して、以下の手順により、ポリイミドフィルムを接着した。
(1)7cm×7cmの銅箔に対しアプリケーターを用い、宇部興産製Uワニス−A(ポリイミドワニス)を乾燥体で25μmになるよう塗布。
(2)(1)で得られた樹脂付き銅箔を空気下乾燥機で130℃30分で乾燥。
(3)窒素流量を10L/minに設定した高温加熱炉において、350℃30分でイミド化。
A polyimide film was bonded to the copper foil provided with the coating layer by the following procedure.
(1) Using an applicator on a copper foil of 7 cm × 7 cm, Ube Industries-made U varnish-A (polyimide varnish) was applied to a dry body to a thickness of 25 μm.
(2) The resin-coated copper foil obtained in (1) is dried at 130 ° C. for 30 minutes in an air dryer.
(3) Imidization at 350 ° C. for 30 minutes in a high-temperature heating furnace with a nitrogen flow rate set to 10 L / min.
また、上記ポリイミドフィルムの接着試験とは別に、「耐熱試験」として、被覆層を設けた銅箔にポリイミドフィルムを接着させずにそのまま窒素雰囲気下で350℃、2時間加熱した。 In addition to the polyimide film adhesion test, as a “heat resistance test”, the polyimide film was not bonded to the copper foil provided with the coating layer, and was heated as it was at 350 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere.
<付着量の測定>
50mm×50mmの銅箔表面の皮膜をHNO3(2重量%)とHCl(5重量%)を混合した溶液に溶解し、その溶液中の金属濃度をICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SFC−3100)にて定量し、単位面積当たりの金属量(μg/dm2)を算出した。なお、本発明において、Cu合金をターゲットとした場合のCuとその他の金属の付着量は同条件でTi箔上に成膜した場合の分析値を用いた。
<Measurement of adhesion amount>
A film on the surface of a copper foil of 50 mm × 50 mm is dissolved in a mixed solution of HNO 3 (2% by weight) and HCl (5% by weight), and the metal concentration in the solution is measured by an ICP emission spectrometer (SII Nanotechnology). The amount of metal per unit area (μg / dm 2 ) was calculated by quantitative determination using SFC-3100). Note that, in the present invention, when Cu alloy is used as a target, the adhesion amount of Cu and other metals is the analysis value when a film is formed on a Ti foil under the same conditions.
<XPSによる測定>
被覆層のデプスプロファイルを作成した際のXPSの稼働条件を以下に示す。
・装置:XPS測定装置(アルバックファイ社、型式5600MC)
・到達真空度:3.8×10-7Pa
・X線:単色AlKαまたは非単色MgKα、エックス線出力300W、検出面積800μmφ、試料と検出器のなす角度45°
・イオン線:イオン種Ar+、加速電圧3kV、掃引面積3mm×3mm、スパッタリングレート2.0nm/min(SiO2換算)
・XPSの測定結果において、酸化物チタンと金属チタンとの分離はアルバック社製解析ソフトMulti Pak V7.3.1を用いて行った。
・接着強度測定時のポリイミド硬化条件(350℃×30分)よりも過酷な条件の熱履歴(350℃×120分)を施した皮膜を分析した。
<Measurement by XPS>
The operating conditions of XPS when creating the depth profile of the coating layer are shown below.
・ Device: XPS measuring device (ULVAC-PHI, Model 5600MC)
・ Achieving vacuum: 3.8 × 10 −7 Pa
X-ray: Monochromatic AlKα or non-monochromatic MgKα, X-ray output 300 W, detection area 800 μmφ, angle between sample and detector 45 °
Ion beam: ion species Ar + , acceleration voltage 3 kV, sweep area 3 mm × 3 mm, sputtering rate 2.0 nm / min (SiO 2 conversion)
In the XPS measurement results, separation of titanium oxide and titanium metal was performed using analysis software Multi Pak V7.3.1 manufactured by ULVAC.
-The film | membrane which gave the thermal history (350 degreeC x 120 minutes) of severer conditions than the polyimide hardening conditions (350 degreeC x 30 minutes) at the time of adhesive strength measurement was analyzed.
<TEMによる測定>
被覆層をTEMによって観察したときのTEMの測定条件を以下に示す。後述の表中に示した厚さは、観察視野中に写っている被覆層全体の厚さを1視野について50nm間の厚さの最大値、最小値を測定し、任意に選択した3視野の最大値と最小値を求め、最大値、及び、最大値に対する最小値の割合を百分率で求めた。また、表中の「耐熱試験後」のTEM観察結果とは、試験片の被覆層上に上記手順によりポリイミドフィルムを接着させた後、試験片を下記の高温環境下に置き、得られた試験片からポリイミドフィルムを90°剥離法(JIS C 6471 8.1)に従って剥離した後のTEM像である。図1に、実施例2のTEMによる成膜後の観察写真を例示的に示す。中間層は図1からは確認できない。これは該当部が銅合金層になっていて母材の銅箔と区別がつかなくなっているためである。図1で確認されるのはTi層であると推定される。本発明では母材との境界が明瞭である層のみの厚みを計測した。
・装置:TEM(日立製作所社、型式H9000NAR)
・加速電圧:300kV
・倍率:300000倍
・観察視野:60nm×60nm
<Measurement by TEM>
The measurement conditions of TEM when the coating layer is observed by TEM are shown below. The thicknesses shown in the table below are the thicknesses of the entire coating layer reflected in the observation visual field, and the maximum and minimum values of the thickness between 50 nm are measured for one visual field. The maximum value and the minimum value were determined, and the maximum value and the ratio of the minimum value to the maximum value were determined as percentages. In addition, the TEM observation result “after the heat resistance test” in the table means that after the polyimide film is adhered on the coating layer of the test piece by the above procedure, the test piece is placed in the following high-temperature environment, and the test obtained It is a TEM image after peeling a polyimide film from a piece according to 90 degree peeling method (JIS C6471 8.1). In FIG. 1, the observation photograph after film-forming by TEM of Example 2 is shown illustratively. The intermediate layer cannot be confirmed from FIG. This is because the corresponding part is a copper alloy layer and cannot be distinguished from the copper foil of the base material. It is presumed that the Ti layer is confirmed in FIG. In the present invention, the thickness of only the layer whose boundary with the base material is clear was measured.
-Equipment: TEM (Hitachi, Ltd., model H9000NAR)
・ Acceleration voltage: 300 kV
-Magnification: 300,000 times-Observation field: 60 nm x 60 nm
<接着性評価>
上記のようにしてポリイミドを積層した銅箔について、ピール強度を積層直後(常態)、温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置した後(耐熱性)、及び温度40℃°相対湿度95%空気雰囲気下の高湿環境下に96時間放置した後(耐湿性)の三つの条件で測定した。ピール強度は90°剥離法(JIS C 6471 8.1)に準拠して測定した。
<Adhesion evaluation>
For the copper foil laminated with polyimide as described above, the peel strength was immediately after lamination (normal state), after being left in a high-temperature environment at a temperature of 150 ° C. in an air atmosphere for 168 hours (heat resistance), and at a temperature of 40 ° C. relative The measurement was performed under three conditions: after being allowed to stand for 96 hours in a high humidity environment with a humidity of 95% air (humidity resistance). The peel strength was measured according to the 90 ° peeling method (JIS C 6471 8.1).
<エッチング性評価>
上記のようにして作製した銅箔の該被覆層に白いテープを貼り付け、エッチング液(塩化銅二水和物、塩化アンモニウム、アンモニア水、液温50℃)に7分間浸漬させた。その後、テープに付着したエッチング残渣の金属成分をICP発光分光分析装置により定量し、以下の基準で評価した。
×:エッチング残渣が95μg/dm2以上
△:エッチング残渣が45μg/dm2以上95μg/dm2未満
〇:エッチング残渣が45μg/dm2未満
<Etching evaluation>
A white tape was applied to the coating layer of the copper foil produced as described above, and immersed for 7 minutes in an etching solution (copper chloride dihydrate, ammonium chloride, ammonia water, solution temperature 50 ° C.). Then, the metal component of the etching residue adhering to the tape was quantified with an ICP emission spectroscopic analyzer and evaluated according to the following criteria.
×: etching residue is 95μg / dm 2 or more △: etching residues 45 [mu] g / dm 2 or more 95μg / dm 2 less ○: less than etching residues 45 [mu] g / dm 2
(例2:比較例1〜28)
例1で使用した圧延銅箔基材の片面にスパッタ時間を変化させ、後述の表の厚さの被膜を形成した。被覆層を設けた銅箔に対して、例1と同様の手順により、ポリイミドフィルムを接着した。
(Example 2: Comparative Examples 1 to 28)
The sputtering time was changed on one side of the rolled copper foil base material used in Example 1 to form a film having the thickness shown in the table below. A polyimide film was bonded to the copper foil provided with the coating layer by the same procedure as in Example 1.
例1及び2の各測定結果を表2〜7に示す。 Each measurement result of Examples 1 and 2 is shown in Tables 2-7.
実施例1〜2、5〜30、32〜40は、いずれも良好なピール強度及びエッチング性を有している。また、実施例3、4、31はエッチング性が前述実施例に比べてやや劣ったものの、ピール強度は良好であった。
また、図2に実施例2の銅箔(ポリイミドワニス硬化相当の熱処理後)のXPSによるデプスプロファイルを示す。Ti層内では表層に酸化物Ti層が存在し、その直下に金属Tiの層が存在している。酸化物Ti及び金属Tiの濃度が最大となる表層からの距離は互いに異なるので、両者は2層に分離しているといえる。表層から1nmの範囲内では、電気めっきと異なり、酸化物Tiの原子濃度比は15%を超えていた。その他の実施例でも表層近傍において酸化物Tiの原子濃度比は15%を超えていた。また、いずれの実施例においても、表層までCu原子の拡散は認められなかった。これはTi層の直下にCu原子の拡散防止のための中間層を設けた効果であると推定される。
Examples 1-2, 5-30, and 32-40 all have good peel strength and etching properties. In Examples 3, 4, and 31, the etching properties were slightly inferior to those in the previous examples, but the peel strength was good.
FIG. 2 shows the XPS depth profile of the copper foil of Example 2 (after heat treatment equivalent to polyimide varnish curing). In the Ti layer, an oxide Ti layer is present on the surface layer, and a metal Ti layer is present immediately below the oxide Ti layer. Since the distances from the surface layer where the concentrations of the oxide Ti and the metal Ti are maximum are different from each other, it can be said that they are separated into two layers. Within the range of 1 nm from the surface layer, unlike the electroplating, the atomic concentration ratio of the oxide Ti exceeded 15%. In other examples, the atomic concentration ratio of the oxide Ti exceeded 15% in the vicinity of the surface layer. In any of the examples, no diffusion of Cu atoms was observed up to the surface layer. This is presumed to be an effect of providing an intermediate layer for preventing diffusion of Cu atoms directly under the Ti layer.
比較例1は、Tiの被覆量が15μg/dm2未満であり、ピール強度が不良であった。
比較例2は、Tiの被覆量が100μg/dm2超であり、エッチング性が不良であった。
比較例3〜26は、Tiの被覆量が15〜100μg/dm2の範囲内であったが、中間層に用いた各種元素に係る被覆量に起因して、各種ピール強度又はエッチング性が不良であった。
比較例27は、耐熱、耐湿ピール強度が不良であった。これはCuの拡散を防ぐ中間層を設けていなかったため、熱履歴でCu原子が接着界面にまで拡散したためだと推定される。
比較例28も中間層を設けていないが、Tiの被覆量が110μg/dm2であるため、各種ピール強度が良好であったが、エッチング性が不良であった。
In Comparative Example 1, the coating amount of Ti was less than 15 μg / dm 2 and the peel strength was poor.
In Comparative Example 2, the coating amount of Ti was more than 100 μg / dm 2 and the etching property was poor.
In Comparative Examples 3 to 26, the coating amount of Ti was in the range of 15 to 100 μg / dm 2 , but various peel strengths or etching properties were poor due to the coating amounts of various elements used in the intermediate layer. Met.
In Comparative Example 27, heat resistance and moisture resistance peel strength were poor. This is presumably because Cu atoms diffused to the bonding interface due to the thermal history because no intermediate layer preventing Cu diffusion was provided.
In Comparative Example 28, an intermediate layer was not provided, but since the coating amount of Ti was 110 μg / dm 2 , various peel strengths were good, but etching properties were poor.
Claims (20)
被覆層が、銅箔基材表面から順に積層した、金属の単体又は合金からなる中間層及びTi層で構成され、
被覆層には、Tiが15〜100μg/dm2の被覆量で存在し、
XPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)の金属チタンの原子濃度(%)をf1(x)とし、酸化物チタンの原子濃度(%)をf2(x)とし、全チタンの原子濃度(%)をf(x)とし(f(x)= f1(x)+ f2(x))、ニッケルの原子濃度(%)をg(x)とし、銅の原子濃度(%)をh(x)とし、酸素の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の金属の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[0、1.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が10%以下で、∫f2(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が15%以上で、区間[1.0、2.5]において、0.1≦∫f1(x)dx/∫f2(x)dx≦2.5を満たすプリント配線板用銅箔。 A copper foil for a printed wiring board comprising a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of the surface of the copper foil substrate,
The coating layer is composed of an intermediate layer and a Ti layer made of a single metal or an alloy laminated in order from the surface of the copper foil base material,
In the coating layer, Ti is present at a coating amount of 15 to 100 μg / dm 2 ,
The atomic concentration (%) of titanium metal in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis by XPS is f 1 (x), and the atomic concentration (%) of titanium oxide is f 2 (x), the atomic concentration (%) of total titanium as f (x) (f (x) = f 1 (x) + f 2 (x)), and the atomic concentration (%) of nickel as g (x ), The atomic concentration (%) of copper is h (x), the atomic concentration (%) of oxygen is i (x), the atomic concentration (%) of carbon is j (x), and other metal atoms Assuming that the total concentration is k (x), in the interval [0, 1.0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 10% or less, ∫f 2 (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + + j (x) dx + ∫k (x) dx) is 15% or more, and in the interval [1.0, 2.5], 0.1 ≦ Copper foil for printed wiring board satisfying ∫f 1 (x) dx / ∫f 2 (x) dx ≦ 2.5.
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