JP5367529B2 - 表面処理銅箔及びその製造方法 - Google Patents
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Description
これらに使用されるフレキシブル基板・高密度実装用多層基板・高周波回路基板等(以下これらを総称してプリント配線板と言うこともある)を製作する基板用複合材は、導体(銅箔)とそれを支持する絶縁基板から構成されており、絶縁基板は、導体間の絶縁を確保し、部品を支持する強度をもたせるなどの役割を果たしている。
また、回路基板を伝わる信号の速度が速くなるに従い、回路基板を構成する絶縁材料の特性インピーダンスや信号伝搬速度などが重要となり、絶縁材料の誘電率、誘電体損失などが関係するのでその特性の向上が要求される。
また、耐熱性を必要とする基板として、耐熱性エポキシ樹脂、ポリイミドなどの絶縁基板が使われている。この他、寸法安定性のよい材料、反り、ねじれの少ない材料、熱収縮の少ない材料などが開発されている。
そこで、ポリイミドに比べ、吸湿性が著しく低いために誘電特性の変化が少なく、半田付けに耐えられる耐熱性を有する熱可塑性材料として、液晶ポリマーが注目されている。しかし、この液晶ポリマーからなるフィルムは、銅箔との接着性が低く、銅箔とのピール強度がポリイミドに比較すると弱くなる傾向にある。
また、プリント配線板における回路パターンも高密度化が要求され、配線は微細な線幅と配線ピッチから成る回路パターンで形成されるいわゆるファインパターンのプリント配線板が要求されるようになってきている。最近では、配線ピッチが50μm〜100μm程度で線幅が30μm前後の高密度極細配線からなるプリント配線板が要求されている。ピール強度を上げるための粗化粒子における表面粗さRzを大きくしたり、付着量を多くすることは、これらのファインパターン化の場合にも不適である。未処理銅箔の表面を粗くし、粗化粒子付着量を減らすことでピール強度を上げることも可能であるが、高周波特性・ファインパターンを作製する上では不適当である。
そこで、高周波特性が良いこと、ファインパターンが作製できること、ピール強度を上げることを可能にする銅箔の開発が要求されている。
電気めっきA:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として5〜10g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
30〜120g/dm3の硫酸、 及び
Mo金属として0.1〜5.0g/dm3 に相当する量のモリブデン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として20〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、 及び
30〜120g/dm3の硫酸、
電気めっきB:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として1〜50g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
Ni金属として2〜25g/dm3 に相当する量の硫酸ニッケル、 及び
V金属として0.1〜15.0g/dm3 に相当する量のメタヴァナジン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として10〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、 及び
30〜120g/dm3の硫酸。
電気めっきA:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として5〜10g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
30〜120g/dm3の硫酸、 及び
Mo金属として0.1〜5.0g/dm3 に相当する量のモリブデン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として20〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、 及び
30〜120g/dm3の硫酸、
電気めっきB:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として1〜50g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
Ni金属として2〜25g/dm3 に相当する量の硫酸ニッケル、 及び
V金属として0.1〜15.0g/dm3 に相当する量のメタヴァナジン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として10〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、 及び
30〜120g/dm3の硫酸。
を提供するものである。
本発明においては、上記した未処理銅箔について表面処理を行う。未処理銅箔の表面を表面粗化処理は、未処理銅箔の表面に粗化粒子を付着させ、その表面粗さがRz:1.5〜4.0μmの粗化面とする。
また、本発明の未処理銅箔上に行なう表面処理において付着させる銅もしくは銅合金量
は、2mg/dm2〜400mg/dm2が好ましい。付着量が2mg/dm2未満ではピール強度が低いためその目的を果たす表面処理銅箔としては満足でなく、また400mg/dm2より大きいと、高周波特性が低下するうえにファインパターン化に不向きとなるためである。
Ni: 0.01〜0.5mg/dm2
Zn: 0.01〜0.5mg/dm2
Cr: 0.01〜0.3mg/dm2
の範囲内の防錆処理を施した後、明度計(スガ試験機株式会社製、機種名:SMカラーコンピューター、型番SM−4)を使用して明度を測定した。
また、本発明において、突起物の個数は、観察断面25μm内に6個〜35個存在することが好適であり、特に10個〜20個が最適である。
さらに、高さが、1.0μm〜5.0μmである突起物の個数が、25μm内に6個〜35個存在し、該突起物間に深さが0.3μm以上の溝を存在させて略均等に分布させることは、突起物が25μm以内で部分的に集中することを避けることができ、銅箔の幅方向・長手方向でピール強度の安定化が図れる。
また突起物間の溝深さにおいては、突起物間の平均溝深さが、0.5μm以上であると更に好ましい。
((A1+B1)+・・・・・・+(An+Bn))/2/nで求める。
図4は、突起の最大幅が0.01μm以上、25μmの範囲内に存在する突起物の個数で25μmを割った長さの2倍以下の幅以上の幅の突起物が一部存在する断面を示し、図5は、突起物が均等に分布していない断面を示している。
Cu粒子又はCuとMoの合金粒子で所望の突起物は得られるが、Cu粒子又はCuとMoの合金粒子にNi、Co、Fe、Cr、V及びWの群から選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいる2種類以上の合金粗化粒子で形成された突起物は更に均一性のある突起物を形成できるためより効果的である。これらの突起物を形成する粗化粒子は、化学結合を樹脂と行うため、ピール強度を増大させると考えられる。樹脂種にもよるが、ピール強度を化学結合で増大させる粒子としてCu−Mo合金、Cu−Ni合金、Cu−Co合金、Cu−Fe合金、Cu−Cr合金、Cu−Mo−Ni合金、Cu−Mo−Cr合金、Cu−Mo−Co合金、Cu−Mo−Fe合金などが挙げることができる。
特に液晶ポリマー樹脂等におけるNi金属またはNi合金は、ピール強度を高める効果がある。
本実施例においては、銅箔、粗化処理用めっき液、絶縁基板用フィルムとして、以下に記載したものを用いた。
(i)原箔1
厚さ:12μmで、マット面粗度:Rz=1.26μm、光沢面粗度:Rz=1.82μmの未処理電解銅箔、及び未処理圧延銅箔を用意した。
(ii)原箔2
厚さ:12μmで、マット面粗度:Rz=1.52μm、光沢面粗度:Rz=1.46μmの未処理電解銅箔を用意した。
(iii)原箔3
厚さ:12μmで、マット面粗度:Rz=1.86μm、光沢面粗度:Rz=1.2μmの未処理電解銅箔を用意した。
(i)電気めっきA
・めっき浴1
硫酸銅(Cu金属として) 5〜10g/dm3
硫 酸 30〜120g/dm3
モリブデン酸アンモニウム(Mo金属として) 0.1〜5.0g/dm3
電流密度 10〜60A/dm2
通電時間 1秒〜2分
浴 温 20〜60℃
・めっき浴2
硫酸銅(Cu金属として) 20〜70g/dm3
硫 酸 30〜120g/dm3
電流密度 5〜60A/dm2
通電時間 1秒〜2分
浴温 20℃〜65℃
・めっき浴1
硫酸銅(Cu金属として) 1〜50g/dm3
硫酸ニッケル(Ni金属として) 2〜25g/dm3
メタパナジン酸アンモニウム(V金属として) 0.1〜15g/dm3
pH 1.0〜4.5
電流密度 1〜60A/dm2
通電時間 1秒〜2分
浴 温 20℃〜60℃
・めっき浴2
硫酸銅(Cu金属として) 10〜70g/dm3
硫 酸 30〜120g/dm3
電流密度 5〜60A/dm2
通電時間 1秒〜2分
浴 温 20℃〜65℃
・めっき浴1
硫酸銅(Cu金属として) 1〜50g/dm3、
硫酸コバルト(Co金属として) 1〜50g/dm3
モリブデン酸アンモニウム(Mo金属として) 0.1〜10g/dm3
pH 0.5〜4.0
電流密度 1〜60A/dm2
通電時間 1秒〜2分
浴 温 20℃〜60℃
・めっき浴2
硫酸銅(Cu金属として) 10〜70g/dm3
硫 酸 30〜120g/dm3
電流密度 5〜60A/dm2
通電時間 1秒〜2分
浴 温 20℃〜65℃
・めっき浴3
硫酸銅(Cu金属として) 20〜70g/dm3
硫 酸 30〜120g/dm3
電流密度 3A/dm2
通電時間 2分以上(表面粗さにおいて時間を変更)
浴 温 15℃
(i)液晶ポリマーフィルム(絶縁基板)1(以下「フィルム1」とする)
ジャパンゴアテックス(株)製のI型液晶ポリマーフィルム、BIAC BA050F−NTを用いた。
(ii)液晶ポリマーフィルム(絶縁基板)2(以下「フィルム2」とする)
ジャパンゴアテックス(株)製のII型液晶ポリマーフィルム、BIAC BC050F−NTを用いた。
このようにして得られた表面粗化処理した銅箔の表面の粗さ等の測定結果を、表面処理の選択条件とともに表1に示す。
即ち、上記のようにして得た表面処理銅箔と前記フィルム1又はフィルム2のいずれかとを積層し、多段式真空プレス機(北川製作所製ホットアンドコールドプレスVH3−1377)を用いて、前記フィルム1の場合には335℃で4MPaの条件で、前記フィルム2の場合には310℃で4MPaの条件で、5分間保持した後冷却してラミネート処理を行い基板用複合材とした。室温からの昇温は、7℃/分の速度で行った。
即ち、上記のようにして作成した表面処理銅箔を、縦250mm、横250mmに切断した後、極薄銅箔表面(粗化面の側の面)上に厚さ50μmのポリイミドシート(宇部興産製UPILEX−VT)を置き、全体を2枚の平滑なステンレス鋼板で挟み、20torrの真空プレスにより、温度330℃、圧力2kg/cm2で10分間熱圧着し、その後、温度330℃、50kg/cm2で5分間熱圧着して作成した。
即ち、作成した銅箔をFR4樹脂に貼り付け、図6に断面概略図を示すように銅箔にライン幅:L、スペース幅:Sにてレジストした銅箔を、塩化鉄浴にてエッチングし、ライン幅Lのトップの幅がレジスト幅と同じになるエッチング時間を決定し、各ライン幅L及び各スペース幅S(基板1枚に形成するラインを10本とする)でレジストした基板を各n=10作成し、塩化鉄浴で上記決定した時間、エッチングを行い、各基板において、ライン間にブリッジが発生していないこと、または根残りがないこと、またはラインのトップの幅がレジストと同じになっていることを観察し、n=10作成した各基板にそれらが観察されなかったものの中で最小のLとSの値を求めた。
以上の各実施例、各比較例の条件で行なったピール強度およびファインパターン特性評価の結果を表1に示す。
2 電解製箔装置のカソード
3 電解製箔装置の電解液
4 未処理銅箔
5 表面処理装置の電解液
6 表面処理装置の電解液
7 表面処理装置のアノード
8 電解銅箔(表面処理銅箔)
Claims (7)
- 2種類の表面粗化処理用めっき液(イ)および(ロ)を用いる次の電気めっきA又は電気めっきBの方法において、最初にめっき液(イ)次にめっき液(ロ)の順序で電解処理を行い、その表面に粗化粒子の突起物を形成させることを特徴とする、表面粗さRzが1.5〜4.0μmで、明度値が30以下である表面処理銅箔の製造方法。
電気めっきA:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として5〜10g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
30〜120g/dm3の硫酸、及び
Mo金属として0.1〜5.0g/dm3 に相当する量のモリブデン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として20〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、及び
30〜120g/dm3の硫酸、
電気めっきB:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として1〜50g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
Ni金属として2〜25g/dm3 に相当する量の硫酸ニッケル、及び
V金属として0.1〜15.0g/dm3 に相当する量のメタヴァナジン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として10〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、及び
30〜120g/dm3の硫酸。 - 電解処理の条件が、電気めっきAの場合には、めっき液(イ)の時の電流密度が10〜60A/dm2で、通電時間が1秒〜2分であり、めっき液(ロ)の時の電流密度が5〜60A/dm2で、通電時間が1秒〜2分であり;電気めっきBの場合には、めっき液(イ)の時の電流密度が1〜60A/dm2で通電時間が1秒〜2分であり、めっき液(ロ)の時の電流密度が5〜60A/dm2で通電時間が1秒〜2分であることを特徴とする、請求項1記載の表面処理銅箔の製造方法。
- 電解処理時の浴温度が、表面粗化処理用めっき液(イ)が20〜60℃、表面粗化処理用めっき液(ロ)が20〜65℃であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の表面処理銅箔の製造方法。
- 2種類の表面粗化処理用めっき液(イ)および(ロ)を用いる次の電気めっきA又は電気めっきBの方法において、最初にめっき液(イ)次にめっき液(ロ)の順序で電解処理を行い、その表面に粗化粒子の突起物を形成させてなる、表面粗さRzが1.5〜4.0μmで、明度値が30以下である表面処理銅箔。
電気めっきA:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として5〜10g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
30〜120g/dm3の硫酸、及び
Mo金属として0.1〜5.0g/dm3 に相当する量のモリブデン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として20〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、及び
30〜120g/dm3の硫酸、
電気めっきB:
表面粗化処理用めっき液(イ)
Cu金属として1〜50g/dm3 に相当する量の硫酸銅、
Ni金属として2〜25g/dm3 に相当する量の硫酸ニッケル、及び
V金属として0.1〜15.0g/dm3 に相当する量のメタヴァナジン酸アンモニウム、
表面粗化処理用めっき液(ロ)
Cu金属として10〜70g/dm3 に相当する量の硫酸銅、及び
30〜120g/dm3の硫酸。 - 前記粗化粒子の突起物の付着量が2.5mg/dm2以上400mg/dm2以下で、その高さが1〜5μmであり、該突起物が100μm×100μmの面積に200〜25000個分布しており、該突起物の最大幅が0.01μm以上で、観察断面25μmの範囲に存在する突起物の個数で25μmを割った長さの2倍以下であることを特徴とする、請求項4記載の表面処理銅箔。
- 請求項4又は5記載の表面処理銅箔を、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又は液晶ポリマーから選ばれる絶縁基板に貼り合わせて作成したことを特徴とする基板用複合材。
- 請求項6記載の基板用複合材の前記表面処理銅箔をエッチング処理し、所定の配線パターンを形成したことを特徴とする回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009241107A JP5367529B2 (ja) | 2004-02-06 | 2009-10-20 | 表面処理銅箔及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
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