JP5702942B2 - エッチング性に優れたプリント配線板用銅箔及びそれを用いた積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、プリント配線板用の銅箔及びそれを用いた積層体に関し、特にフレキシブルプリント配線板用の銅箔及びそれを用いた積層体に関する。
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。
プリント配線板は、銅箔に絶縁基板を接着、もしくは絶縁基板上にNi合金等を蒸着させた後に電気めっきで銅層を形成させて積層体とした後に、エッチングにより銅箔または銅層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または銅層には良好なエッチング性が要求される。
銅箔は、樹脂との非接着面に表面処理を施さないと、エッチング後の銅箔回路の銅部分が、銅箔の表面から下に向かって、すなわち樹脂層に向かって、末広がりにエッチングされる(ダレを発生する)。通常は、回路側面の角度が小さい「ダレ」となり、特に大きな「ダレ」が発生した場合には、樹脂基板近傍で銅回路が短絡し、不良品となる場合もある。ここで、図5に、銅回路形成時に「ダレ」を生じて樹脂基板近傍で銅回路が短絡した例を示す回路表面の拡大写真を示す。
このような「ダレ」は極力小さくすることが必要であるが、このような末広がりのエッチング不良を防止するために、エッチング時間を延長して、エッチングをより多くして、この「ダレ」を減少させることも考えられる。しかし、この場合は、すでに所定の幅寸法に至っている箇所があると、そこがさらにエッチングされることになるので、その銅箔部分の回路幅がそれだけ狭くなり、回路設計上目的とする均一な線幅(回路幅)が得られず、特にその部分(細線化された部分)で発熱し、場合によっては断線するという問題が発生する。電子回路のファインパターン化がさらに進行する中で、現在もなお、このようなエッチング不良による問題がより強く現れ、回路形成上で、大きな問題となっている。
これらを改善する方法として、エッチング面側の銅箔に銅よりもエッチング速度が遅い金属又は合金層を形成した表面処理が特許文献1に開示されている。この場合の金属又は合金としては、Ni、Co及びこれらの合金である。回路設計に際しては、レジスト塗布側、すなわち銅箔の表面からエッチング液が浸透するので、レジスト直下にエッチング速度が遅い金属又は合金層があれば、その近傍の銅箔部分のエッチングが抑制され、他の銅箔部分のエッチングが進行するので、「ダレ」が減少し、より均一な幅の回路が形成できるという効果をもたらすという、従来技術と比較して急峻な回路形成が可能となり、大きな進歩があったと言える。
また、特許文献2には、銅張積層板のエッチング面に銅よりもエッチング速度が遅い金属を含む複数の金属めっき層を設ける方法が開示されている。
また、特許文献3では、厚さ1000〜10000ÅのCu薄膜を形成し、該Cu薄膜の上に厚さ10〜300Åの銅よりもエッチング速度が遅いNi薄膜を形成している。
特開2002−176242号公報 特開2009−209446号公報 特開2000−269619号公報
近年、回路の微細化、高密度化がさらに進行し、より急峻に傾斜する側面を有する回路が求められている。しかしながら、特許文献1に記載される技術ではこれらには対応できない。
また、特許文献1に記載される表面処理層はソフトエッチングにより除去する必要があること、さらには樹脂との非接着面表面処理銅箔は、積層体に加工される工程で、樹脂の貼付け等の高温処理が施される。これは表面処理層の酸化を引き起こし、結果として銅箔のエッチング性は劣化する。
前者については、エッチング除去の時間をなるべく短縮し、きれいに除去するためには、表面処理層の厚さを極力薄くすることが必要であること、また後者の場合には、熱を受けるために、下地の銅層が酸化され(変色するので、通称「ヤケ」と言われている。)、レジストの塗布性(均一性、密着性)の不良やエッチング時の界面酸化物の過剰エッチングなどにより、パターンエッチングでのエッチング性、ショート、回路パターンの幅の制御性などの不良が発生するという問題があるので、改良が必要か又は他の材料に置換することが要求されている。
さらに、特許文献1及び3に記載される表面処理層はNiやCoを用いて形成されているが、NiやCoはその磁性により電子機器に悪影響を及ぼすおそれがある。
また、特許文献2に記載された表面処理層を形成するためには、多くのプロセスを要する。これに加えて各金属めっき層がμmオーダーであるため、処理時間を要し、生産コストが課題となる。
そこで、本発明は、回路パターン形成の際のエッチング性が良好でファインピッチ化に適し、磁性が良好に抑制されたプリント配線板用銅箔及びそれを用いた積層体を提供することを課題とする。
本発明者らは鋭意検討の結果、銅箔のエッチング面にエッチング液に対して酸化されない金属である白金族金属、金及び/又は銀を微量に付着させた場合に、レジストの裏側に付着金属が残存し、サイドエッチングが抑制されることを見出した。
サイドエッチングが抑制される機構は明らかではないが、実験事実から、レジストの裏側に白金族金属、金及び/又は銀が残存することで、これらがエッチング液中の酸化剤の還元を促進し、レジスト直下(もしくは回路上方部)でサイドエッチングが抑制されるものと考えられる。
さらに、実用性の観点から、白金族金属、金及び/又は銀の付着量が多いと、初期エッチング性が悪くなるため、回路が形成できない。また、これらの付着層に処理抜けがあると、上記効果が期待できない。
これに対し、白金族金属、金及び/又は銀をスパッタリングで付着させると、極微量でも処理抜けがない表面処理層が形成され、さらにこれらがレジスト裏側に残存することでサイドエッチングが抑制され、銅箔の厚みが薄くなくても裾引きが小さい回路を形成することができ、高密度実装基板の形成が可能となる。また、これらの金属はNiやCoのような強磁性を有しないことに加えて、極微量で付着しているため、電子機器に悪影響を及ぼすことは無いものと期待される。
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、銅箔基材の表面の少なくとも一部を被覆し、白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種以上を含む被覆層とを備えた銅箔であって、銅箔の被覆層表面にレジストを形成し、レジスト形成面の反対側から銅箔をエッチング除去した後のレジストの銅箔除去面において、XPSによる表面からの深さ方向分析で、白金、金、及び、パラジウムからなる群から選択される1種以上の合計原子濃度が0.1%以上0.8%以下であり、前記被覆層における白金の付着量が40〜1050μg/dm 2 、パラジウムの付着量が30〜600μg/dm 2 、金の付着量が40〜1000μg/dm 2 であるプリント配線板用銅箔である。
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、前記被覆層における白金の付着量が40〜350μg/dm 2 パラジウムの付着量が30〜190μg/dm 2 金の付着量が40〜300μg/dm 2 ある。
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。
本発明は別の一側面において、本発明に係る銅箔で構成された圧延銅箔又は電解銅箔を準備する工程と、銅箔の被覆層をエッチング面として銅箔と樹脂基板との積層体を作製する工程と、積層体を塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いてエッチングし、銅の不必要部分を除去して銅の回路を形成する工程とを含む電子回路の形成方法である。
本発明は更に別の一側面において、銅箔と樹脂基板との積層体である。
本発明は更に別の一側面において、銅層と樹脂基板との積層体であって、銅層の表面の少なくとも一部を被覆する本発明に係る被覆層を備えた積層体である。
本発明に係る積層体の一実施形態においては、銅箔又は銅層に回路が形成されており、回路の断面形態において、銅箔又は銅層の被覆層形成側表面から1μmの深さの範囲で最も広い回路幅をW1とし、回路断面全体で回路幅が最も狭くなる位置が表面から1μmよりも深く、このときの回路幅をW2としたとき、0.5≦W2/W1≦1.0を満たす。
本発明に係る積層体の別の一実施形態においては、W1及びW2が、0.8≦W2/W1≦1.0を満たす。
本発明に係る積層体の更に別の一実施形態においては、回路のピッチが50μm以下であり、エッチングファクターが1.5以上である。
本発明に係る積層体の更に別の一実施形態においては、エッチングファクターが、2.5以上である。
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る積層体を材料としたプリント配線板である。
本発明によれば、回路パターン形成の際のエッチング性が良好でファインピッチ化に適し、磁性が良好に抑制されたプリント配線板用銅箔及びそれを用いた積層体を提供することができる。
回路パターンの一部の表面写真、当該部分における回路パターンの幅方向の横断面の模式図、及び、該模式図を用いたエッチングファクター(EF)の計算方法の概略である。 実施例21により形成された回路断面の写真である。 実施例11におけるレジスト裏側のXPSのsurveyスペクトルである。 比較例3により形成された回路を示す写真である。 銅回路形成時に「ダレ」を生じて樹脂基板近傍で銅回路が短絡した例を示す回路表面の拡大写真である。
(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。
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。
本発明に使用する銅箔基材は、特に限定されないが、例えば、粗化処理をしないものを用いても良い。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るが、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ことがある。また、粗化処理をしないものであると、粗化処理工程が省略されるので、経済性・生産性向上の効果がある。
(1)被覆層の構成
銅箔基材の絶縁基板との接着面の反対側(回路形成予定面側)の表面の少なくとも一部には、被覆層が形成されている。被覆層は、白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種以上を含んでいる。被覆層に含まれる金属は、好ましくは、白金、パラジウム、及び、金のいずれか1種以上である。
なお、銅箔基材の絶縁基板との接着面側には、絶縁基板との接着性向上のために、例えば銅箔基材表面から順に積層した中間層及び表層で構成された別の被覆層を形成してもよい。この場合、中間層は、例えば、Ni、Mo、Ti、Zn、Co、V、Sn、Mn、Nb、Ta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、Ti、Zn、Co、Nb及びTa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、Mn、Cr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。
(2)被覆層の同定
本発明に係る銅箔の被覆層の同定は、被覆層表面にレジストを形成し、レジスト形成面の反対側から銅箔をエッチング除去した後のレジストの銅箔除去面における白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種以上の合計原子濃度を測定することにより行う。具体的には、上述のように銅箔をエッチング除去した後のレジストの銅箔除去面を、XPS、若しくはAES等表面分析装置にてレジストの銅箔除去面側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同定することができる。
(3)レジストの銅箔除去面における各金属の原子濃度
被覆層の貴金属原子濃度が高すぎると、初期エッチング性が悪くなり、本発明に係る良好なエッチング性を得ることが困難となる。このため、本発明に係る銅箔の被覆層表面にレジストを形成し、レジスト形成面の反対側から銅箔をエッチング除去した後のレジストの銅箔除去面において、XPSによる表面の深さ方向分析で、白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種以上の合計原子濃度が0.1%以上である。
また、本発明の効果である良好なエッチング性を得るためには、ある程度の貴金属原子濃度が必要となる。このため、被覆層に含まれる金属が、白金、パラジウム、及び、金のいずれか1種以上であるとき、被覆層における白金の付着量が1050μg/dm2以下、パラジウムの付着量が600μg/dm2以下、金の付着量が1000μg/dm2以下であるのが好ましい。また、被覆層における白金の付着量が40〜350μg/dm 2 パラジウムの付着量が30〜190μg/dm 2 金の付着量が40〜300μg/dm 2 あるのが更に好ましい。
また、銅箔基材と被覆層との間には、初期エッチング性に悪影響を及ぼさない限り、耐加熱変色性の観点から下地層を設けてもよい。下地層としてはニッケル、ニッケル合金、コバルト、銀、マンガンが好ましい。下地層を設ける方法は、乾式法及び湿式法のいずれを用いても良い。
さらに、被覆層上には、防錆効果を高めるためにさらにクロム層若しくはクロメート層及び又はシラン処理層を形成することができる。
(銅箔の製造方法)
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の表面の少なくとも一部を、被覆層により被覆する。具体的には、スパッタリング法によって、銅箔のエッチング面側に銅よりもエッチングレートの低い白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種以上からなる被覆層を形成する。被覆層は、スパッタリング法に限らず、例えば、電気めっき、無電解めっき等の湿式めっき法で形成してもよい。
(プリント配線板の製造方法)
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方法の例を示す。
まず、銅箔と絶縁基板とを貼り合わせて積層体を製造する。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。
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。銅箔を被覆層の反対側の面からプリプレグに重ねて加熱加圧させることにより行うことができる。
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と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。
本発明に係る積層体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。また、本発明に係る積層体は、銅箔を樹脂に貼り付けてなる上述のような銅張積層板に限定されず、樹脂上にスパッタリング、めっきで銅層を形成したメタライジング材であってもよい。
上述のように作製した積層体の銅箔上に形成された被覆層表面にレジストを塗布し、マスクによりパターンを露光し、現像することによりレジストパターンを形成したものをエッチング液に浸漬する。このとき、エッチングを抑制する白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種からなる被覆層は、銅箔上のレジスト部分に近い位置にあり、レジスト側の銅箔のエッチングは、この被覆層近傍がエッチングされていく速度よりも速い速度で、被覆層から離れた部位の銅のエッチングが進行することにより、銅の回路パターンのエッチングがほぼ垂直に進行する。これにより銅の不必要部分を除去されて、次いでエッチングレジストを剥離・除去して回路パターンを露出することができる。
積層体に回路パターンを形成するために用いるエッチング液に対しては、被覆層のエッチング速度は、銅よりも十分に小さいためエッチングファクターを改善する効果を有する。エッチング液は、塩化第二銅水溶液、又は、塩化第二鉄水溶液等を用いることができるが、特に塩化第二鉄水溶液が有効である。微細回路はエッチングに時間が掛かるが、塩化第二鉄水溶液の方が塩化第二銅水溶液よりもエッチング速度が早いためである。また、被覆層を形成する前に、あらかじめ銅箔基材表面に耐熱層を形成しておいてもよい。
(プリント配線板の銅箔表面の回路形状)
上述のように被覆層側からエッチングされて形成されたプリント配線板の銅箔表面の回路は、その長尺状の2つの側面が絶縁基板上に垂直に形成されるのではなく、通常、銅箔の表面から下に向かって、すなわち樹脂層に向かって、末広がりに形成される(ダレの発生)。これにより、長尺状の2つの側面はそれぞれ絶縁基板表面に対して傾斜角θを有している。現在要求されている回路パターンの微細化(ファインピッチ化)のためには、回路のピッチをなるべく狭くすることが重要であるが、この傾斜角θが小さいと、それだけダレが大きくなり、回路のピッチが広くなってしまう。また、傾斜角θは、通常、各回路及び回路内で完全に一定ではない。このような傾斜角θのばらつきが大きいと、回路の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、被覆層側からエッチングされて形成されたプリント配線板の銅箔表面の回路は、長尺状の2つの側面がそれぞれ絶縁基板表面に対して65〜90°の傾斜角θを有し、且つ、同一回路内のtanθの標準偏差が1.0以下であるのが望ましい。また、エッチングファクターとしては、回路のピッチが50μm以下であるとき、1.5以上であるのが好ましく、2.5以上であるのが更に好ましい。
また、上述のように被覆層側からエッチングされて形成されたプリント配線板の銅箔表面の回路は、被覆層の貴金属が耐食性に優れるため、レジスト及び銅箔の界面近傍のサイドエッチングが抑制される。したがって、本発明により形成された配線回路の被覆層形成側表面から1μmの深さの範囲では最も回路幅が広くなるのは回路トップとなる。このため、相対的にそれよりも下側では回路幅が回路トップと比べて狭くなる。従って、本発明により形成された配線回路は回路トップにおける回路幅が回路の厚み方向において最も狭くなることは無い。また、最も狭い幅が回路トップの回路幅の50%を下回ると、回路の厚み方向において中細の回路となり、電気特性に悪影響を及ぼす可能性がある。以上により、回路の断面形態において、銅箔の被覆層形成側表面から1μmの深さの範囲で最も広い回路幅をW1とし、回路断面全体で回路幅が最も狭くなる位置が表面から1μmよりも深く、且つ、このときの回路幅をW2としたとき、0.5≦W2/W1≦1.0を満たすのが好ましい。また、W1及びW2は、0.8≦W2/W1≦1.0を満たすのが更に好ましい。
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。
(例1:実施例1〜24)
(銅箔への被覆層の形成)
実施例1〜21の銅箔基材として、厚さ9μm及び17μm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)はそれぞれ0.5μm、0.2μmであった。また、実施例22〜24の銅箔基材として、厚さ9μmの電解銅箔(日鉱金属製JTC箔)を用意した。電解銅箔の樹脂との接着面の表面粗さ(Rz)は3.8μm、エッチング面の表面粗さ(Rz)は0.21μmであった。
まず、これら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に付着している薄い酸化皮膜を逆スパッタリングによって取り除き、Ni層及びCr層を順に成膜した。この面を樹脂との接着面とした。さらにエッチング面となるこの反対面に、Au、Pt、Pdのいずれか一種以上を成膜した。これらの金属付着量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
・スパッタリング圧力:0.2Pa
・逆スパッタリング電力:100W
・ターゲット
樹脂との接着面:Ni、Cr(3N)
エッチング面:
Au、Pt、Pd(3N)
Au−50at%Pd、Pt−50at%Pd、
Au−50at%Pt
・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リングレートを算出した。
上記手順で表面処理が施された銅箔に、接着剤付ポリイミドフィルム(ニッカン工業製、CISV1215)を7kgf/cm2の圧力、160℃で40分間の加熱プレスで積層させた。一部の銅箔は、N2雰囲気下で350℃で2時間保持した後に、上記手順でポリイミドフィルムと積層させた(実施例16〜18)。
<付着量の測定>
被覆層のAu,Pd、Ptの付着量測定は、王水で表面処理銅箔サンプルを溶解させ、その溶解液を希釈し、原子吸光分析法で行った。
(エッチングによる回路形成)
上記手順で作製した積層体の銅箔エッチング面をアセトンで脱脂し、硫酸(100g/L)に30秒浸漬させて、表面の汚れ及び酸化層を取り除いた。次にスピンコーターを用いて液体レジスト(東京応化工業製、OFPR−800LB)を積層体エッチング面に滴下し、乾燥させた。乾燥後のレジスト厚みは1μmとなるように調整した。その後、露光(11mW/cm2×3.5秒)、現像(現像液:東京応化工業製、NMD−W)により、L/S=33μm/17μm、またはL/S=25μm/5μmのレジストパターンを形成した。このときのエッチング条件を以下に示す。また、回路本数はそれぞれ10本である。
<エッチング条件>
・塩化第二鉄水溶液:(37wt%、ボーメ度:40°)
・液温:50°C
・スプレー圧:0.25MPa
(50μmピッチ回路形成)
・レジストL/S=33μm/17μm
・仕上がり回路ボトム(底部)幅:25μm
・エッチング時間:10〜130秒
(30μmピッチ回路形成)
・レジストL/S=25μm/5μm
・仕上がり回路ボトム(底部)幅:15μm
・エッチング時間:30〜70秒
・エッチング終点の確認:時間を変えてエッチングを数水準行い、光学顕微鏡で回路間に銅が残存しなくなるのを確認し、これをエッチング時間とした。
・エッチング後、45℃のNaOH水溶液(100g/L)に1分間浸漬させてレジストを剥離した。
<エッチングファクターの測定条件>
エッチングファクターは、末広がりにエッチングされた場合(ダレが発生した場合)、回路が垂直にエッチングされたと仮定した場合の、銅箔上面からの垂線と樹脂基板との交点からのダレの長さの距離をaとした場合において、このaと銅箔の厚さbとの比:b/aを示すものであり、この数値が大きいほど、傾斜角は大きくなり、エッチング残渣が残らず、ダレが小さくなることを意味する。図1に、回路パターンの一部の表面写真と、当該部分における回路パターンの幅方向の横断面の模式図と、該模式図を用いたエッチングファクターの計算方法の概略とを示す。このaは回路上方からのSEM観察により測定し、エッチングファクター(EF=b/a)を算出した。このエッチングファクターを用いることにより、エッチング性の良否を簡単に判定できる。さらに、傾斜角θは上記手順で測定したa及び銅箔の厚さbを用いてアークタンジェントを計算することにより算出した。これらの測定範囲は回路長600μmで、12点のエッチングファクター、その標準偏差及び傾斜角θの平均値を結果として採用した。
<レジストの銅箔除去面における原子濃度の測定>
レジスト直下のアンダーカット(サイドエッチ)は高々数〜20μmである。この部分をXPSで直接分析しようとすると、X線の照射面積(800μmφ、下記参照)が十分ではなかった。このため、以下の手順でレジストの銅箔除去面における原子濃度の測定を行った。
上述の表面処理を施した銅箔(回路形成前の銅箔)にレジストを塗工し、回路パターンを形成せずに乾燥させてレジスト付積層体を作製した。続いて、このレジスト付積層体を塩化第二鉄溶液に浸漬させた。浸漬時間は各種表面処理の銅箔から回路を形成するのに要したエッチング時間とした。このようにして得られたレジストの銅箔との接着面をXPSで分析した。これにより、レジストの銅箔除去面の金、白金、パラジウムの合計原子濃度(%)を測定した。
(XPS稼動条件)
レジスト裏側のsurveyスペクトルを作成した際の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:8.0×10-8Pa
・X線:単色AlKα、エックス線出力210W、検出面積800μmφ、試料と検出器のなす角度45°
上記手順で形成した回路の断面を、日本電子株式会社製の断面試料作製装置SM−09010で加工した。この回路断面のSEM写真から、任意に選択した3本の回路の被覆層形成側表面から1μmの深さの範囲で最も広い回路幅W1(μm)、回路断面全体で最も狭い回路幅W2(μm)を測定し、これらの平均値を算出した。また、当該平均値を用いてW2/W1を算出した。
(例2:実施例25〜27)
銅層厚み8μmのメタライジングCCL(日鉱金属製マキナス、銅層側Ra0.01μm、タイコート層の金属付着量Ni1780μg/dm2、Cr360μg/dm2)に例1の手順でAu、Pt、Pdを蒸着させ、エッチング性の評価、及び、レジストの銅箔除去面における原子濃度の測定を行った。
(例3:比較例1〜3)
9μm厚の圧延銅箔を準備し、例1と同様の手順で銅箔のエッチング面にAu、Pt、Pdを付着させ、ポリイミドフィルムと積層させてエッチングにより回路を形成し、エッチング性の評価、及び、レジストの銅箔除去面における原子濃度の測定を行った。
(例4:比較例4及び5:ブランク材)
9μm厚及び12μm厚の圧延銅箔を準備し、それぞれ例1の手順で表面処理を施し、エッチング性の評価、及び、レジストの銅箔除去面における原子濃度の測定を行った。
(例5:比較例6)
厚み9μmの圧延銅箔の片面に下記条件でNiめっきを施した後、その反対面に例1の手順でスパッタリングによる表面処理を施した。Niめっきを施した面がエッチング面となるよう、この銅箔に例1の手順でポリイミドフィルムを接着させ、エッチングにより回路を形成し、エッチング性の評価、及び、レジストの銅箔除去面における原子濃度の測定を行った。
・Ni:30g/L
・pH:3.0
・温度:50℃
・電流密度:35A/dm2
・時間:4秒
例1〜5の各測定結果を表1〜4に示す。
<評価>
実施例1、5、9ではやや裾引きが大きかったものの、両方のレジストパターンで回路を形成することができた。
実施例2〜4、6〜8、10〜15では両方のレジストパターンで裾引きが小さい回路を形成することができた。
表面処理銅箔にポリイミド硬化相当の熱処理を施した実施例16〜18でもレジスト上にAu、Pt、Pdが残存し、裾引きが小さい回路を形成することができた。
実施例19〜21では銅箔が厚くなっても、同等の付着量で裾引きが小さい回路を形成することができた。
実施例22〜24では樹脂との接着面が粗化処理であっても、両方のレジストパターンで裾引きが小さい回路を形成することができた。
銅基材をメタライジングCCLとした実施例25〜27でも、裾引きが小さい回路を形成することができた。
比較例1〜3はAu、Pt、Pdの付着量が過剰であり、初期エッチング性が非常に悪く、銅箔エッチング面の耐腐食性が向上したために、30μmピッチのレジストパターンで回路を形成することができなかった。
ブランク材である比較例4、5では30μmピッチのレジストパターンで銅箔厚み方向のエッチングが完了する前に回路上方でのサイドエッチが進行したために、回路を形成することができなかった。
比較例6では初期エッチング性が悪く、また、サイドエッチング量が大きく、裾引きが大きい回路となった。
図2に、実施例21の回路断面写真を示す。
また、図3に、実施例11におけるレジスト裏側のXPSのsurveyスペクトルを、図4に比較例3により形成された回路を示す写真をそれぞれ示す。なお、surveyスペクトルとはXPSの極表層の分析結果をスペクトルで表したものである。

Claims (12)

  1. 銅箔基材と、該銅箔基材の表面の少なくとも一部を被覆し、白金族金属、金、及び、銀からなる群から選択される1種以上を含む被覆層とを備えた銅箔であって、
    前記銅箔の被覆層表面にレジストを形成し、該レジスト形成面の反対側から該銅箔をエッチング除去した後の該レジストの銅箔除去面において、XPSによる表面からの深さ方向分析で、白金、金、及び、パラジウムからなる群から選択される1種以上の合計原子濃度が0.1%以上0.8%以下であり、
    前記被覆層における白金の付着量が40〜1050μg/dm 2 、パラジウムの付着量が30〜600μg/dm 2 、金の付着量が40〜1000μg/dm 2 であるプリント配線板用銅箔。
  2. 前記被覆層における白金の付着量が40〜350μg/dm2、パラジウムの付着量が30〜190μg/dm2、金の付着量が40〜300μg/dm2である請求項に記載のプリント配線板用銅箔。
  3. 前記プリント配線板はフレキシブルプリント配線板である請求項1又は2に記載のプリント配線板用銅箔。
  4. 請求項1〜のいずれかに記載の銅箔で構成された圧延銅箔又は電解銅箔を準備する工程と、
    前記銅箔の被覆層をエッチング面として該銅箔と樹脂基板との積層体を作製する工程と、
    前記積層体を塩化第二鉄水溶液又は塩化第二銅水溶液を用いてエッチングし、銅の不必要部分を除去して銅の回路を形成する工程と、
    を含む電子回路の形成方法。
  5. 請求項1〜のいずれかに記載の銅箔と樹脂基板との積層体。
  6. 銅層と樹脂基板との積層体であって、
    前記銅層の表面の少なくとも一部を被覆する請求項1〜のいずれかに記載の被覆層を備えた積層体。
  7. 前記銅箔又は銅層に回路が形成されており、該回路の断面形態において、該銅箔又は銅層の前記被覆層形成側表面から1μmの深さの範囲で最も広い回路幅をW1とし、該回路断面全体で回路幅が最も狭くなる位置が表面から1μmよりも深く、このときの回路幅をW2としたとき、0.5≦W2/W1≦1.0を満たす請求項又はに記載の積層体。
  8. 前記W1及びW2が、0.8≦W2/W1≦1.0を満たす請求項に記載の積層体。
  9. 前記回路のピッチが50μm以下であり、エッチングファクターが1.5以上である請求項又はに記載の積層体。
  10. 前記エッチングファクターが、2.5以上である請求項に記載の積層体。
  11. 前記樹脂基板がポリイミド基板である請求項10のいずれかに記載の積層体。
  12. 請求項11のいずれかに記載の積層体を材料としたプリント配線板。
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