JP5378415B2 - キャリア付金属箔 - Google Patents
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Description
プリプレグ表面(表裏面)には電気伝導性を持った銅又は銅合金箔等のシートが接合されている。このように組み立てられた積層物を、一般にCCL(Copper Clad Laminate)材と呼んでいる。そしてCCL材料に、さらに銅箔をプリプレグを介して多層化したものを多層基板と呼んでいる。
前記銅又は銅合金箔の替りに、アルミニウム、ニッケル、亜鉛などの箔を使用する場合もある。これらの厚さは5〜200μm程度である。
例えば、従来知られているキャリア付銅箔(特許文献2,3,4参照)を使用した4層基板の製造工程においては、厚さが0.2〜2mmのプレス面が平滑なステンレス製のプレス板(通称、「鏡面板」と言う。)の上に、キャリアに剥離可能に接着された極薄銅箔をM面(粗面)が上になるように載置し、次に所定枚数のプリプレグ、次に内層コアと称するCCL材料に回路を形成したプリント回路基板、次にプリプレグ、次にキャリアに剥離可能に接着された極薄銅箔をM面(粗面)が下になるように載置し、これらを鏡面板の順に重ねることにより、1組の4層基板材料からなる組み立てユニットが完成する。
この際、使用されるキャリア付銅箔は、極薄銅箔とキャリアとが全面で接着しているため、積層後に作業者がこのキャリアを剥離するのに、かなりの力を必要とし手間がかかるという問題がある。
また、前記の通り、作業者はレイアップ(積層積み作業)の際に、銅箔のM面を上にして配置する、又はM面を下にして配置する作業を、交互に繰り返す必要があるため、作業効率が低下するという問題がある。さらに、銅箔及びキャリアが同寸法であるため、レイアップ時に銅箔1枚1枚を取り分けることが難しく、この点においても作業性が低下するという問題がある。
・銅箔:16.5(×10-6/°C)
・SUS304:17.3×10-6/°C
・SUS301:15.2×10-6/°C
・SUS630:11.6×10-6/°C
・プリプレグ(Cステージ):12〜18×10-6/°C
・ アルミニウム板(JIS#5182):23.8×10−6/°C
本願発明には直接関係しないが、キャリア付極薄銅箔に関する例として次の文献がある(特許文献2、特許文献3、特許文献4)。
この知見に基づき、本発明は、
1)キャリアAと金属箔Bが交互に重なり合う積層体であって、キャリアA及び金属箔Bがそれぞれ光沢面(S面)を有し、それぞれ光沢面が互いに向き合うように積層されていることを特徴とするキャリア付金属箔、を提供する。
2)キャリアA及び金属箔Bが矩形であることを特徴とする上記1)記載のキャリア付金属箔
3)金属箔Bが、銅箔又は銅合金箔であることを特徴とする上記1)又は2)記載のキャリア付金属箔
4)キャリアAと金属箔Bが交互に重なり合う積層体であって、キャリアAと金属箔Bとが超音波接合されていることを特徴とするキャリア付銅箔、を提供する。
5)キャリアAと金属箔Bが交互に重なり合う積層体であって、キャリアAと金属箔Bとが超音波接合されていることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔
6)キャリアAが銅箔又は銅合金箔で、金属箔Bが銅箔又は銅合金箔であり、キャリアAの銅箔の粗面と金属箔Bの銅箔の光沢面が超音波接合されていることを特徴とするキャリア付銅箔
7)キャリアAがアルミニウム又は銅若しくは銅合金箔であり、金属箔Bが銅箔又は銅合金箔であることを特徴とする上記1)〜6)のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔
8)キャリアA及び金属箔Bがずれないように、接着剤、かしめ若しくは重ね折又は溶着により接合されていることを特徴とする上記1)〜7)のいずか一項に記載のキャリア付金属箔、を提供する。
9)金属箔が、5〜120μmの厚みを有する電解箔であることを特徴とする上記1)〜8)のいずかに記載のキャリア付金属箔
10)金属箔が、5〜120μmの厚みを有する圧延箔であることを特徴とする請求項1)〜8)のいずかに記載のキャリア付金属箔
11)キャリアの熱膨張率が金属箔の熱膨張率の+10%、−30%以内であることを特徴とする上記1)〜10)のいずかに記載のキャリア付金属箔、を提供する。
また、キャリアを銅箔にすることは任意であるが、キャリアを銅箔にした場合には線膨張係数が基板の構成材料である銅箔及び重合後のプリプレグと同等のレベルにあることから、回路の位置ずれを招くことがないので、不良品発生が少なくなり、歩留りを向上させることができるという優れた効果を有する。
特に、キャリアAが圧延銅箔又は電解銅箔であり、銅箔Bの光沢面が、圧延銅箔の粗化処理面又は電解銅箔の粗面若しくは粗化処理面に接するように超音波接合することが有効である。
また、キャリアAと金属箔Bの材料の選択によって、特に材質と表面状態を選ぶことによって、接合を剥離する際の剥離性を改善することができる。したがって、これらを任意に組み合わせて使用することができるという効果を有する。
超音波溶着法を使用して接合すると、銅キャリアAと金属箔Bの剥離分離工程において、剥離分離後の金属箔が破断したり、銅キャリアが金属箔上に残留したりすることなくなるという効果がある。
図1において、上方の金属箔Bに、例えば銅箔を使用し上面をM面(粗面)とし、下面をS面(光沢面)とすると共に、下のキャリアAの上面をS面(光沢面)とし、下面をM面(粗面)とし、これらのS面(光沢面)相互を接着したものである。
従来、作業者はレイアップ(積層組み作業)の際に、銅箔のM面を上にして配置すること、さらにM面を下にして配置する作業を、交互に繰り返す必要があるため、作業効率が低下するという問題があったが、これが一挙に解決させることができる効果を有する。
また、キャリアAを金属箔Bよりも面積を大きくしてキャリアAがはみ出した構造とすることもできる。この場合、積層された一組のキャリアAと金属箔Bと同種の別の組のキャリアAと金属箔Bとの区別が容易となり、またキャリアを銅箔から剥離する際にも、寸法が異なっている箇所(縁部又は辺部)があるので、剥離も容易となる。
これらを綜合すると、従来の工程に比べて、作業者のハンドリング性が著しく向上する効果があり、本願発明の顕著性が明らかである。
図3に、キャリア(例えば銅箔)Aの光沢面を上にして、金属(銅)箔Bの光沢面を下にして、超音波により溶着させた例を示す。すなわち図3では、キャリアと金属箔の光沢面の双方が向かい合って接合されている様子を示す。
以上により、作業者はキャリアAと金属箔Bが固定されているので、レイアップ(積層)作業が効率的に改善される。また、全面が固定されているわけではないので、積層後の剥離(解体)作業も容易となる。
銅又は銅合金箔の場合、5〜120μmの厚みを有する電解箔又は圧延箔を使用することができる。
一般に、キャリアAと金属箔Bとは、めっき又はエッチング等の工程前に機械的に剥がすことになるので、両者の剥離強度は、1g/cm以上、1kg/cm以下であることが望ましい。さらに、剥離面はキャリアAと金属Bとの境界であることが望ましく、両者の間で、相手材料の残渣が残ることは、除去工程が必要となり、工程の複雑化になるので、避けなければならない。
樹脂材料として、エポキシ樹脂から作製したプリプレグを用いた。キャリア付金属箔上に、所望枚数のプリプレグ、次に内層コアと称する2層プリント回路基板、次にプリプレグ、さらにキャリア付金属箔を順に重ねることで1組の4層基板の材料組み立てユニットを完成させた。
次に、このユニット(通称「ページ」と言う)を10回程度繰り返し、プレス組み立て物(通称「ブック」と言う)を構成した。
鏡面板(中間板)を挟んで、さらに積み重ねた様子を示す(図5では2段)。通常、これを10回程度繰り返してプレス用の組立物(通称、「ブック」)を作製する。なお、図5に示す「×n」は、多層(n=1、2、3・・n)を意味する。
上記の通り、このプレス用の組立物を作製する前段階で、さらに作業効率の大きな改善が図ることができた。すなわち、キャリアA及び金属箔Bのいずれの粗面(M面)も使用できるので、これによって、作業者が銅箔のM面を下に置くとか上に置くという、反転作業が必要としなくなるので作業効率は飛躍的に向上した。
さらに、キャリアAに銅箔と金属箔Bにも銅箔を使用しているので、線膨張係数が基板の構成材料である銅箔及び重合後のプリプレグ及び鏡面板と、殆ど同じレベルにあることから、回路の位置ずれを起こすことがなかった。したがって、従来のCACを使用する場合に比べて、不良品発生が少なくなり、歩留りを向上させることができた。
本発明においては、実施例1と同様であるが、キャリアAに圧延銅合金箔を金属箔Bに電解銅箔を使用し、それぞれの光沢面(S面)相互を接合した。構造的には図5と同一なので、説明は省略する。
図5にキャリア付金属箔、所望枚数のプリプレグ、内層コアである2層プリント回路基板、プリプレグ、さらにキャリア付金属箔を順に重ね合わせた4層基板のユニット(通称、「ページ」)を形成する。鏡面板(中間板)を挟んで、さらに積み重ねた様子を示す(図4では2段)。通常、これを10回程度繰り返してプレス用の組立物(通称、「ブック」)を作製する。なお、図5に示す「×n」は、多層(n=1、2、3・・n)を意味する。
さらに、キャリアAに銅合金箔と金属箔Bに銅を使用しているので、線膨張係数が基板の構成材料である銅箔及び重合後のプリプレグと、殆ど同じレベルにあることから、回路の位置ずれを起こすことがなかった。したがって、従来のCACを使用する場合に比べて、不良品発生が少なくなり、歩留りを向上させることができた。
キャリアAの圧延銅箔の粗化処理面と金属箔Bの電解銅箔のS面とを超音波溶着法を使用して接合させた以外は実施例1と同じ方法でブックとし、ホットプレス機にセットし、所定の温度及び圧力で加圧成型することにより4層基板を製造した。そして、めっき工程及び又はエッチング工程経て回路を形成し、さらにキャリアと銅箔の間で、剥離分離させて完成品とした。
この剥離分離において、実施例2の場合、剥離分離後の銅箔が破断したり、銅キャリアが銅箔上に残留したりすることが若干あったが、本例の構成では銅箔の破断ないし銅キャリアの銅箔上への残留は全くなかった。
以上から、キャリアAの圧延銅箔の粗化処理面と金属箔Bの電解銅箔のS面とを超音波溶着法を使用して接合することが非常に有効であることが分かった。
キャリアAに電解銅箔を使用した。電解銅箔には粗面と光沢面があるが、この電解銅箔の粗面と金属箔Bの電解銅箔のS面とを超音波溶着法を使用して接合した。そして、他は実施例1と同じ方法でブックとし、ホットプレス機にセットし、所定の温度及び圧力で加圧成型することにより4層基板を製造した。そして、めっき工程及び又はエッチング工程経て回路を形成し、さらにキャリアと銅箔の間で、剥離分離させて完成品とした。
本例の構成では、実施例3と同様に、銅箔の破断ないし銅キャリアの銅箔上への残留は全くなかった。
以上から、キャリアAの電解銅箔の粗面と金属箔Bの電解銅箔のS面とを超音波溶着法を使用して接合することが非常に有効であることが分かった。
キャリアAとしてアルミニウム圧延箔を用い、このアルミニウム圧延箔と金属箔Bの電解銅箔のS面とを超音波溶着法を使用して接合させた以外は実施例1と同じ方法でブックとし、ホットプレス機にセットし、所定の温度及び圧力で加圧成型することにより4層基板を製造した。そして、めっき工程及び又はエッチング工程経て回路を形成し、さらにキャリアと銅箔の間で、剥離分離させて完成品とした。
この剥離分離において、実施例3と同様に、本例の構成では銅箔の破断ないしアルミニウムキャリアの銅箔上への残留は全くなかった。
また、キャリアAと金属箔Bの材料の選択によって、特に材質と表面状態を選ぶことによって、接合を剥離する際の剥離性を改善することができる。したがって、これらを任意に組み合わせて使用することができる。
さらに、キャリアを銅箔にすることは任意であるが、キャリアを銅箔にした場合には線膨張係数が基板の構成材料である銅箔及び重合後のプリプレグと同等のレベルにあることから、回路の位置ずれを招くことがないので、不良品発生が少なくなり、歩留りを向上させることができるという優れた効果を有する。
本願発明により得られるキャリア付金属箔のメリットは大きく、特にプリント回路板の製造に有用である。
Claims (3)
- 銅箔若しくは銅合金箔であるキャリアAと金属箔Bが交互に重なり合う積層体であって、キャリアA及び金属箔Bがそれぞれ光沢面(S面)を有し、それぞれ光沢面が互いに向き合うように積層されており、かつキャリアAと金属箔Bとが機械的に剥離可能に超音波接合されているキャリア付金属箔であって、前記機械的に剥離可能に超音波接合されている接合部が間隔をおいて複数ヶ所存在することを特徴とするキャリア付金属箔。
- キャリアA及び金属箔Bが矩形であることを特徴とする請求項1記載のキャリア付金属箔。
- 金属箔Bが、銅箔又は銅合金箔であることを特徴とする請求項1又は2記載のキャリア付金属箔。
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