JP6423494B1 - Manufacturing method of laminate - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルム基材と金属箔との間の密着性に優れ、且つ、高周波用途に使用する場合の信号伝送損失を小さく抑える。【解決手段】フッ素系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー系樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかからなるフィルム基材の接合面に、金属箔を接合してなる積層体を製造するための方法であって、前記金属箔の接合面の表面処理を施して低粗度の粗化処理面とすると共に、前記フィルム基材の接合面に対し真空プラズマ処理を施し、前記フィルム基材と前記金属箔とを熱融着により接合する。【選択図】図１An object of the present invention is to provide excellent adhesion between a film substrate and a metal foil, and to suppress signal transmission loss when used for high frequency applications. A method for manufacturing a laminate in which a metal foil is bonded to a bonding surface of a film base material made of any one of a fluorine resin, a polyphenylene ether resin, a liquid crystal polymer resin, and a polyimide resin. The surface of the joint surface of the metal foil is subjected to a surface treatment with a low roughness, the surface of the film base is subjected to vacuum plasma treatment, and the film base and the metal foil are Join by thermal fusion. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、フィルム基材と金属箔との密着性を改良した積層体の製造方法及び積層体に関する。 The present invention relates to a method for producing a laminate and a laminate with improved adhesion between a film substrate and a metal foil.
電子機器に用いられるプリント配線基板（或いは半導体部品用のテープキャリア）においては、例えばポリイミドフィルム等の耐熱性樹脂製のフィルム基材上に、銅箔などの導電性金属箔を設けて構成され、金属箔の不要部をエッチングにより除去して導体パターンを形成するようになっている。特に、高周波無線通信等の通信分野に利用されるファインパターン形成用のプリント配線基板等のフィルム基材としては、誘電率が低く、耐熱性が高い材料が求められる。更には、金属箔とフィルム基材との間の接合に、接着剤を使用しないことが望まれる。接着剤を使用すると誘電率が悪化してしまう。 In a printed wiring board (or a tape carrier for semiconductor components) used for electronic equipment, for example, a conductive metal foil such as copper foil is provided on a film base made of a heat resistant resin such as a polyimide film, An unnecessary portion of the metal foil is removed by etching to form a conductor pattern. In particular, as a film substrate such as a printed wiring board for forming a fine pattern used in the communication field such as high-frequency wireless communication, a material having a low dielectric constant and high heat resistance is required. Furthermore, it is desirable not to use an adhesive for bonding between the metal foil and the film substrate. If an adhesive is used, the dielectric constant deteriorates.
特許文献１には、そのようなプリント配線基板の材料として、誘電率の低いフッ素樹脂フィルム、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）フィルムの一面に、銅箔を接合すると共に、ＰＦＡフィルムの他方の面に、耐熱性樹脂例えばポリイミドフィルムを接合した積層体が開示されている。この積層体では、ＰＦＡフィルムの両面及びポリイミドフィルムの接合面に、低温プラズマ処理を施した上で、銅箔、ＰＦＡフィルム、ポリイミドフィルムの三者を積層して熱プレスすることにより、それらが接着剤なしで熱接合されるようになっている。
In
上記のような、低誘電率材料であるフッ素系樹脂（ＰＦＡ）のフィルムと、銅箔とを熱接合した積層体では、フィルム基材と銅箔との間の十分な密着性が得られていないのが現状であった。密着性が不足していると、例えばファインパターンの形成時に銅箔の接合面側にエッチング液が浸漬して異常が発生する虞が生ずる。この場合、銅箔の表面を物理的に粗くしていわゆるアンカー効果による密着性向上を図ることも考えられる。ところが、その構成では、密着性は高くなるものの、高周波用途に使用する場合に、いわゆる表皮効果による伝送速度の低下を招いてしまう弊害がある。 In a laminate in which a fluororesin (PFA) film which is a low dielectric constant material as described above and a copper foil are thermally bonded, sufficient adhesion between the film substrate and the copper foil is obtained. There was no current situation. If the adhesion is insufficient, for example, an etching solution may be immersed in the bonding surface side of the copper foil at the time of forming a fine pattern and an abnormality may occur. In this case, it is conceivable that the surface of the copper foil is physically roughed to improve the adhesion by a so-called anchor effect. However, in this configuration, although the adhesion becomes high, there is a problem that when used in a high frequency application, the transmission speed is lowered due to the so-called skin effect.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、フィルム基材と金属箔との間の密着性に優れ、且つ、高周波用途に使用する場合の信号伝送損失を小さく抑えることができる積層体の製造方法を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is excellent in adhesion between the film substrate and the metal foil, and can suppress signal transmission loss when used for high frequency applications. It is to provide a manufacturing how the laminate.
本発明の積層体の製造方法は、フッ素系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー系樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかからなるフィルム基材の接合面に、金属箔を接合してなる積層体を製造するための方法であって、前記フィルム基材の接合面に対し真空プラズマ処理を施し、前記金属箔の接合面に表面処理を施して表面粗度Ｒｚが２．０μｍ以下の低粗度の粗化処理面とすると共に、前記金属箔の粗化処理面の最外表面に、シランカップリング剤による被膜形成処理を行ってシランカップリング剤層を形成し、前記金属箔の粗化処理面に対しても真空プラズマ処理を施した上で、前記フィルム基材と前記金属箔とを熱融着により接合し、前記シランカップリング剤は、エポキシ系、アミノ系、ビニル系、クリロキシ系の少なくとも１種類以上が用いられ、前記被膜中のＳｉ含有量は、０．００３ｍｇ／ｄｍ 2 以上、０．００８ｍｇ／ｄｍ 2 以下であるところに特徴を有する。 The manufacturing method of the laminated body of this invention manufactures the laminated body formed by joining metal foil to the joint surface of the film base material which consists of either a fluorine resin, a polyphenylene ether resin, a liquid crystal polymer resin, or a polyimide resin. A low-roughness roughening having a surface roughness Rz of 2.0 μm or less by applying a vacuum plasma treatment to the bonding surface of the film base material and subjecting the bonding surface of the metal foil to a surface treatment. With the treated surface, a film forming treatment with a silane coupling agent is performed on the outermost surface of the roughened surface of the metal foil to form a silane coupling agent layer, and the roughened treated surface of the metal foil after applying the vacuum plasma treatment also, the film substrate and the said metal foil is bonded by thermal fusion, the silane coupling agent, epoxy-based, amino-based, vinyl-based, at least in Kurirokishi system Or more is used, Si content in said coating is characterized 0.003 mg / dm 2 or more, where at 0.008 mg / dm 2 or less.
本発明によれば、フィルム基材の接合面が予め真空プラズマ処理されていることにより、接着剤を用いずとも、フィルム基材と金属箔とを、比較的低温（例えばフィルム基材を構成する樹脂の融点以下の温度）で、直接熱接合することが可能となった。これは、フィルム基材の表面に、真空プラズマ処理がなされることにより、そのフィルム表面に酸素原子が取込まれ、具体的にはフィルム表面にＣＯＯＨ基やＯＨ基が付加されるようになり、このことが、フィルム基材に比較的低温での熱融着性を付与したと考えられる。このように表面にＣＯＯＨ基やＯＨ基を有するフィルム基材に対し、相手となる金属箔を積層し、熱をかけながら加圧接合することにより、表面同士間で縮合反応が生じ、それらの間が強固に接合されるものと推測される。 According to the present invention, since the bonding surface of the film base material is previously subjected to vacuum plasma treatment, the film base material and the metal foil can be formed at a relatively low temperature (for example, constituting the film base material) without using an adhesive. It was possible to perform direct thermal bonding at a temperature below the melting point of the resin. This is because the surface of the film substrate is subjected to vacuum plasma treatment, oxygen atoms are taken into the film surface, specifically, COOH groups and OH groups are added to the film surface, This is considered that the film base material was imparted with heat fusion properties at a relatively low temperature. In this way, a film base having COOH groups or OH groups on the surface is laminated with a metal foil as a partner, and pressure-bonded while applying heat, thereby causing a condensation reaction between the surfaces. Is presumably strongly bonded.
本発明における真空プラズマ処理とは、電極間に直流または交流の高電圧を印加することによって開始持続する、真空でのグロー放電等に処理基材を曝すことによって成される処理をいう。このとき、処理ガスの選択が広い真空での処理が好ましく、処理ガスとしては、特に限定されないが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、窒素、酸素、炭酸ガス、空気、水蒸気等が単独あるいは混合した状態で使用される。なかでも、水蒸気や酸素が、特に良好な結果を得ることができた。処理圧力は特に限定されないが、０．１Ｐａないし１３３０Ｐａの圧力範囲で持続放電するグロー放電処理、いわゆる低温プラズマ処理が処理効率の点で好ましい。さらに好ましくは、１Ｐａないし１３３Ｐａの範囲である。 The vacuum plasma treatment in the present invention refers to a treatment performed by exposing a treatment substrate to a glow discharge or the like in a vacuum that is started and sustained by applying a direct or alternating high voltage between electrodes. At this time, it is preferable to perform processing in a vacuum with a wide selection of processing gas, and the processing gas is not particularly limited, but in a state where He, Ne, Ar, nitrogen, oxygen, carbon dioxide gas, air, water vapor, etc. are used alone or in a mixed state used. Especially, water vapor and oxygen were able to obtain particularly good results. The treatment pressure is not particularly limited, but glow discharge treatment that sustains discharge in a pressure range of 0.1 Pa to 1330 Pa, so-called low temperature plasma treatment, is preferable in terms of treatment efficiency. More preferably, it is in the range of 1 Pa to 133 Pa.
本発明におけるフィルム基材としては、フッ素系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー系樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかを採用することができる。これらは、低誘電率であり耐熱性に優れる。尚、フッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）などがある。 As the film substrate in the present invention, any of a fluorine resin, a polyphenylene ether resin, a liquid crystal polymer resin, and a polyimide resin can be employed. These have a low dielectric constant and excellent heat resistance. Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene-hexafluoro. Examples include propylene copolymer (FEP) and polyvinylidene fluoride (PVDF).
本発明における金属箔としては、電解銅箔が一般的であるが、圧延銅箔や高強度の銅合金箔を採用することもできる。銅以外の、アルミニウム、ステンレス、４２アロイ等を主成分とする導電性金属箔であっても良い。この金属箔においては、フィルム基材と貼り合せる接合面を低粗度の粗化処理面とすることにより、フィルム基材との間の密着強度を高めることができる。この場合、金属箔の接合面の、ＪＩＳ−Ｂ−０６５１で規定する表面粗度Ｒｚが、２．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗度Ｒｚが２．０μｍを越えてしまうと、信号伝送損失が大きくなってしまう。尚、金属箔の接合面は防錆、接着性の改善処理を施されていても良い。金属箔の厚みは特に限定されなく目的に応じ選定すれば良く、例えばファインパターン用には、厚み寸法が１２μｍ以下のものを採用することができる。 As the metal foil in the present invention, an electrolytic copper foil is generally used, but a rolled copper foil or a high-strength copper alloy foil can also be employed. Other than copper, a conductive metal foil mainly composed of aluminum, stainless steel, 42 alloy, or the like may be used. In this metal foil, the adhesion strength between the film substrate and the film substrate can be increased by making the bonding surface to be bonded to the film substrate a roughened surface having a low roughness. In this case, the surface roughness Rz defined by JIS-B-0651 of the joint surface of the metal foil is preferably 2.0 μm or less. If the surface roughness Rz exceeds 2.0 μm, the signal transmission loss increases. In addition, the joint surface of metal foil may be subjected to rust prevention and adhesion improving treatment. The thickness of the metal foil is not particularly limited and may be selected according to the purpose. For example, a fine foil having a thickness dimension of 12 μm or less can be employed.
本発明の積層体の製造方法及び積層体は、上記構成により、フィルム基材と金属箔との間での高い密着性を得ることができ、しかも、高周波用途に使用する場合の信号伝送損失を小さく抑えることができる。本発明の積層体は、例えばフレキシブルプリント配線基板、ＴＡＢ部品のキャリヤフィルム、チップオンフィルム（ＣＯＦ）基板、ビルドアップ基板（多層基板）等、電子回路基板材料として使用することができる。このとき、フィルム基材として誘電率が小さく、しかも、誘電率を上昇させる要因となる接着剤を使用しないので、顕著な低誘電率を得ることができ、ひいては、特に高速信号を処理する配線板材料としての用途に好適となる。 The manufacturing method and laminate of the laminate of the present invention can achieve high adhesion between the film substrate and the metal foil by the above-described configuration, and further reduce signal transmission loss when used for high frequency applications. It can be kept small. The laminate of the present invention can be used as an electronic circuit board material such as a flexible printed wiring board, a TAB component carrier film, a chip-on-film (COF) board, a build-up board (multilayer board), and the like. At this time, since a dielectric constant is small as a film base and an adhesive that causes a rise in the dielectric constant is not used, a remarkable low dielectric constant can be obtained, and in particular, a wiring board for processing high-speed signals in particular. It is suitable for use as a material.
本発明の積層体の製造方法においては、金属箔の粗化処理面に対しても、真空プラズマ処理が施された上で、フィルム基材との接合が行われることが好ましい。これによれば、金属箔とフィルム基材との間の接合性、密着性をより一層高めることができる。 In the method for producing a laminate of the present invention, even for roughened surface of the metal foil, on which a vacuum plasma process is performed, not preferable that the bonding of the film substrate is performed. According to this, the bondability and adhesiveness between metal foil and a film base material can be improved further.
そして、金属箔の粗化処理面の最外表面に、シランカップリング剤による被膜形成処理を行うこともできる。これによれば、金属箔とフィルム基材との間の接合性を更に高めることが可能となる。また、このときのシランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、ビニル系、クリロキシ系の少なくとも１種類以上を用いることができ、被膜中のＳｉ含有量は、０．００８ｍｇ／ｄｍ2 以下であることが望ましく、優れた効果を得ることができる。 Then, the outermost surface of the roughened surface of the metal foil, Ru can also do a film formation treatment with a silane coupling agent. According to this, it becomes possible to further improve the bondability between the metal foil and the film substrate. In addition, as the silane coupling agent at this time, at least one of epoxy, amino, vinyl, and acryloxy can be used, and the Si content in the coating is 0.008 mg / dm 2 or less. there it is rather desired, it is possible to obtain excellent effects.
尚、本発明の積層体においては、フィルム基材の金属箔との接合面とは反対面側に、別の樹脂材料を接合して構成することができ、このとき、フィルム基材の反対面側も予め低温プラズマ処理し、フィルム基材と別の樹脂材料との間を、熱融着により接合する構成とすることができる。別の樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂等の耐熱性の高い材料からなるリジッドな板材やフィルム等を採用することができる。別の樹脂材料はそのまま使用してもよいが、その表面（接合面）に、同様の真空プラズマ処理が施されたものを使用すると、一層の接合性の向上を図ることができる。フィルム基材の反対面側にも金属箔を接合する、つまり両面に金属箔を接合することもできる。 In addition, in the laminate of the present invention, another resin material can be joined to the surface opposite to the surface of the film substrate that is bonded to the metal foil. The side can also be preliminarily subjected to low-temperature plasma treatment, and the film substrate and another resin material can be joined by thermal fusion. As another resin material, for example, a rigid plate material or film made of a material having high heat resistance such as an epoxy resin can be employed. Another resin material may be used as it is, but if the surface (bonding surface) subjected to the same vacuum plasma treatment is used, the bondability can be further improved. A metal foil can be bonded to the opposite side of the film substrate, that is, the metal foil can be bonded to both sides.
また、本発明では、積層体を得るための熱接合の方法としては、特に限定されるものではないが、例えば熱プレスによる方法、熱ロールによる方法など公知の方法を目的に応じ、適宜選定すれば良い。これにより、上記した積層体を容易に製造することができる。フィルム基材の両面に、金属箔や他の樹脂フィルムを接合する場合には、それら三者を一括して接合することも可能である。 In the present invention, the method of thermal bonding for obtaining the laminate is not particularly limited, but a known method such as a method using a hot press or a method using a hot roll is appropriately selected according to the purpose. It ’s fine. Thereby, an above-described laminated body can be manufactured easily. When joining metal foil and other resin films on both surfaces of the film substrate, it is also possible to join the three together.
本発明の積層体の製造方法によれば、金属箔の接合面に表面処置を施して低粗度の粗化処理面とすると共に、フィルム基材の接合面に対し真空プラズマ処理を施し、それらフィルム基材と金属箔とを熱融着により接合するように構成したので、フィルム基材と金属箔との間の密着性に優れ、且つ、高周波用途に使用する場合の信号伝送損失を小さく抑えることができるという優れた効果を奏する。 According to the manufacturing how the laminate of the present invention, subjected to a surface treatment on the bonding surface of the metal foil with a low roughness roughened surface of, subjected to vacuum plasma treatment to the bonding surface of the film substrate, Since the film base and the metal foil are configured to be bonded by thermal fusion, the adhesion between the film base and the metal foil is excellent, and the signal transmission loss when used for high frequency applications is small. There is an excellent effect that it can be suppressed.
以下、本発明を、高周波回路用基板の材料としての積層体に適用した実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る積層体１の構成を模式的に示している。この積層体１は、フィルム基材２の一面（図で上面）に、金属箔３を接合した構成を備えている。前記フィルム基材２としては、誘電率が低く（例えば３．０近傍或いはそれ以下）かつ耐熱性の高い（耐熱温度が例えば３００℃以上）材質である、フッ素系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー系樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかを採用することができる。このとき、フィルム基材２の接合面（図で上面）には、真空プラズマ処理が施されている。
Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to a laminate as a material for a high-frequency circuit board will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the configuration of the
具体的には、後に掲載する表１に示すように、実施例１〜実施例７の積層体１では、フィルム基材２として、例えば厚み寸法が２５μｍの耐熱性ポリイミド樹脂フィルム（例えば、宇部興産株式会社製の「ユーピレックス」（登録商標）、或いは、株式会社カネカ製の「アピカルＮＰＩ」（登録商標））が採用されている。また、実施例１〜実施例７の積層体１では、金属箔３として、例えば公称厚み寸法が１２μｍの電解銅箔（例えば、古河電気工業株式会社製のＦＶ−ＷＳ箔）、或いは、公称厚み寸法が１０μｍの圧延銅箔（例えば、日立電線株式会社製の「タフピッチ銅箔Ｃ１１００」（登録商標））が採用されている。
Specifically, as shown in Table 1 to be described later, in the
そして、前記金属箔３は、その接合面（図で下面）に表面処理が施され、低粗度の粗化処理面とされている。上記表面処理（粗化処理）は、例えば、金属箔３表面に微細な銅粒子を形成して微細な凹凸面とするものである。この表面処理として、例えば、硫酸銅の電解液（Ｃｕとして２４ｇ／リットル、硫酸として９０ｇ／リットル、浴温２４℃）を用いて、粗化メッキ（電流密度として３２Ａ／ｄｍ２ ）、平滑メッキ（電流密度として２０Ａ／ｄｍ２ ）の順にメッキ処理を行い、ＪＩＳ−Ｂ−０６５１で規定する表面粗度Ｒｚを、例えば１．２μｍとした。このとき、金属箔３の接合面の、表面粗度Ｒｚは、２．０μｍ以下とされており、より好ましくは、１．２μｍ以下である。
The
この金属箔３の接合面には、被膜層４が形成されている。金属箔３に電解銅箔が採用される場合には、接合面となる粗面側が上記表面処理（粗化処理）により粗化処理面とされ、その後に、シラン処理により、その最外表面に被膜層４として、シランカップリング剤層が形成されている。このシラン処理は、例えば０．５ｗｔ％のシランカップリング剤を用いた周知のケミカル処理により行うことができる。シラン処理に用いるシランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、ビニル系、クリロキシ系より選ばれる１種類以上が採用される。
A
また、金属箔３に圧延銅箔が採用される場合には、金属箔３の一面（接合面）に対し、上記と同様の表面処理により粗化処理面とし、その上に、被膜層４として、メッキ処理による耐熱バリアー層としてのニッケルメッキ層を形成した。更に、金属箔３のニッケルメッキ層の表面に対し、クロメート防錆処理による防錆処理層を形成し、最外表面に上記したと同様のシラン処理によるシランカップリング剤層を形成した。そのうちメッキ処理は、金属箔３の粗化処理面に対し、公知のワット浴組成でニッケル平滑メッキ（電流密度として１Ａ／ｄｍ２ ）を施すことにより行った。クロメート防錆処理は、クロメート浴（ＣｒＯ３ として１．５ｇ／リットル、電流密度として１Ａ／ｄｍ２ 、浴温２４℃）にて行った。
When a rolled copper foil is used for the
更に本実施形態では、この金属箔３の接合面にも、真空プラズマ処理が施されている。尚、金属箔３の表面（図１で上面）側にも、クロメート防錆処理を施して防錆処理層を形成することが望ましい。
Furthermore, in this embodiment, the vacuum plasma treatment is also performed on the joint surface of the
積層体１は、フィルム基材２の上面側に金属箔３を配置した積層状態で、例えば熱プレスにより、接着剤を用いずに直接熱融着により接合することにより製造されたものである。この場合、フィルム基材２と銅箔３との接合は、高温高圧プレス機を用いて、例えば、熱接合の温度が、３００℃〜３５０℃、圧力は、０．２ｋｇ／ｃｍ２ 〜５．０ｋｇ／ｃｍ２ 、４０分の条件で行った。
The
尚、図示はしないが、フィルム基材２の金属箔３との接合面とは反対の面（図１で下面）に、別の樹脂材料としての、例えばエポキシ樹脂等のリジッドな耐熱性樹脂材料（板状或いはフィルム状）を接合した３層以上の積層構造を備えていても良い。この場合、フィルム基材２の下面に対しても、真空プラズマ処理を施しておくことが好ましい。別の樹脂材料の表面（接合面）に、同様の真空プラズマ処理が施されたものを使用すると、一層の接合性の向上を図ることができる。フィルム基材２の反対面側にも金属箔３を接合する、つまりフィルム基材２の両面に金属箔３を接合することもできる。
Although not shown, a rigid heat-resistant resin material such as an epoxy resin is provided on the surface opposite to the surface of the
本実施形態の積層体１は、例えばフレキシブルプリント配線基板（或いは多層基板）の基材として使用される。この場合、周知のように、積層体１の表面に感光レジストを塗布し、マスクを配して露光させ、現像後、エッチングにより金属箔３の不要部を除去して配線パターンを形成することができる。この場合、導体幅を５０μｍ以下としたファインパターンを形成することが可能である。そして、この積層体１は、フィルム基材２としてポリイミド樹脂等を採用し、接着剤を使用しないので、従来にない顕著な低誘電率及び十分な耐熱性を得ることができ、ひいては、特に高速信号を処理する配線板材料としての用途に好適となる。
The
次に、図２は、内部電極方式の真空プラズマ処理機５により、フィルム基材Ｆに対し、低温プラズマ処理を行っている様子を模式的に示している。この真空プラズマ処理機５は、密閉可能な処理室６を有して構成されており、その処理室６内には、処理用ローラ７が設けられると共に、その処理用ローラ７の上部の周囲を僅かな隙間を空けて囲むような棒状の電極８が設けられている。電極８には、高周波電源９が接続されており、また図示はしないが、処理用ローラ７はアース接続されている。処理室６内は、真空ポンプに接続されたバルブ１０の開放によって減圧されるようになっていると共に、ガス供給源に接続されたバルブ１１の開放によって、処理（放電）部分に処理用のガス（例えばＣＯ2 ）が供給される。処理室６内の圧力を計測する圧力計１２も設けられている。
Next, FIG. 2 schematically shows a state in which low temperature plasma processing is performed on the film substrate F by the internal electrode type vacuum
そして、ロール状に巻回された処理前のフィルム基材Ｆは、供給部１３から引出され、処理室６内の複数個の案内ローラ１４により案内されながら処理用ローラ７に一周近く巻付けられるようにして、電極８との間の処理部分を通され、ここでプラズマ処理が行われた後、案内ローラ１４により案内されながら巻取部１５において再び巻取られる。真空プラズマ処理が施されることにより、上記したフィルム基材２となる。
Then, the unprocessed film base material F wound in a roll shape is drawn out from the
これにより、フィルム基材２は、低温プラズマ処理後のフィルム表面にＣＯＯＨ基やＯＨ基が付加され、接着剤を用いずとも、比較的低温で、金属箔や他の樹脂材料等との熱融着が可能となったのである。これは、フィルム表面に酸素原子が取込まれることによって、フィルム基材２に低温での熱融着性が付与されたものと推測される。
As a result, the
さて、後に掲載する表１に示すように、実施例１〜実施例７の積層体１は、上記した構成を備え、本実施形態に係る製造方法により製造されたものである。具体的には、実施例１、実施例３〜７では、フィルム基材２として、宇部興産株式会社製の「ユーピレックス」（登録商標）が採用され、接合面に真空プラズマ処理が施されている。実施例２では、フィルム基材２として、株式会社カネカ製の「アピカルＮＰＩ」（登録商標）が採用され、接合面に真空プラズマ処理が施されている。
Now, as shown in Table 1 to be described later, the
実施例１、２では、金属箔３として、電解銅箔（古河電気工業株式会社製のＦＶ−ＷＳ箔）が採用されている。この金属箔３の接合面は、表面処理により粗化処理面とされ、その後に、シラン処理により、その最外表面に被膜層４として、シランカップリング剤層が形成されている。この場合、０．５ｗｔ％相当のビニル系のシランカップリング剤（チッソ株式会社製の「サイラエースＳ−２２０」（登録商標））が採用されている。
In Examples 1 and 2, an electrolytic copper foil (FV-WS foil manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) is employed as the
実施例３〜７では、金属箔３として、圧延銅箔（立電線株式会社製の「タフピッチ銅箔Ｃ１１００」（登録商標））が採用されている。この金属箔３の接合面は、表面処理（粗化処理）により粗化処理面とされ、その後に、メッキ処理によるニッケルメッキ層、クロメート防錆処理による防錆処理層、シラン処理によるシランカップリング剤層が、順に形成されている。
In Examples 3 to 7, a rolled copper foil (“Tough Pitch Copper Foil C1100” (registered trademark) manufactured by Ritsu Electric Wire Co., Ltd.) is employed as the
このとき、実施例３〜６では、用いたシランカップリング剤が異なっており、実施例３では、上記実施例１、２と同様に、０．５ｗｔ％相当のビニル系のシランカップリング剤を採用した。これに対し、実施例４では、０．５ｗｔ％相当のアミノ系のシランカップリング剤（チッソ株式会社製の「サイラエースＳ−３１０」（登録商標））が用いられ、実施例５では、０．５ｗｔ％相当のメタクリロキシ系のシランカップリング剤（チッソ株式会社製の「サイラエースＳ−７１０」（登録商標））が用いられ、実施例６では、０．５ｗｔ％相当のエポキシ系のシランカップリング剤（チッソ株式会社製の「サイラエースＳ−５１０」（登録商標））が用いられている。 At this time, in Examples 3 to 6, the silane coupling agent used was different. In Example 3, a vinyl-based silane coupling agent equivalent to 0.5 wt% was used in the same manner as in Examples 1 and 2 above. Adopted. On the other hand, in Example 4, an amino-based silane coupling agent equivalent to 0.5 wt% (“Silaace S-310” (registered trademark) manufactured by Chisso Corporation) is used. A methacryloxy-based silane coupling agent equivalent to 5 wt% (“Silaace S-710” (registered trademark) manufactured by Chisso Corporation) was used. In Example 6, an epoxy-based silane coupling agent equivalent to 0.5 wt% ("Silaace S-510" (registered trademark) manufactured by Chisso Corporation) is used.
更に、実施例７では、防錆処理層の上に、上記した０．５ｗｔ％相当のエポキシ系のシランカップリング剤を用いたシラン処理により、シランカップリング剤層を形成し、乾燥後に、再度最外表面に、上記した０．５ｗｔ％相当のビニル系のシランカップリング剤を用いた上塗りシラン処理により、上塗りシランカップリング剤層を形成した。 Furthermore, in Example 7, a silane coupling agent layer was formed on the anticorrosive treatment layer by silane treatment using the above-described 0.5 wt% epoxy-based silane coupling agent, and after drying, again A topcoat silane coupling agent layer was formed on the outermost surface by topcoat silane treatment using the above-mentioned vinyl-based silane coupling agent equivalent to 0.5 wt%.
これに対し、比較例１〜比較例１３の積層体は、ポリイミド樹脂からなるフィルム基材上に、金属箔としての銅箔を接合したものであるが、上記実施例１〜７に対し、フィルム基材の接合面に対する真空プラズマ処理、或いは、銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理、或いは、銅箔の接合面（最外表面）に対するシラン処理といった、処理行程の一部を省略したものである。 On the other hand, the laminates of Comparative Examples 1 to 13 are obtained by joining a copper foil as a metal foil on a film substrate made of a polyimide resin. Some of the processing steps such as vacuum plasma treatment for the bonding surface of the base material, vacuum plasma treatment for the bonding surface of the copper foil, or silane treatment for the bonding surface (outermost surface) of the copper foil are omitted. .
即ち、比較例１は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例１と同様の行程で得られたものである。比較例２は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例２と同様の行程で得られたものである。比較例３は、フィルム基材の接合面に対する真空プラズマ処理及び電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例１と同様の行程で得られたものである。比較例４は、フィルム基材の接合面に対する真空プラズマ処理及び電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例２と同様の行程で得られたものである。 That is, Comparative Example 1 was obtained in the same process as Example 1 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 2 was obtained in the same process as Example 2 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 3 was obtained in the same process as Example 1 except that the vacuum plasma treatment for the bonding surface of the film base and the vacuum plasma treatment for the bonding surface of the electrolytic copper foil were not performed. Comparative Example 4 was obtained in the same process as Example 2 except that the vacuum plasma treatment for the joint surface of the film base and the vacuum plasma treatment for the joint surface of the electrolytic copper foil were not performed.
比較例５は、フィルム基材の接合面に対する真空プラズマ処理、電解銅箔の接合面に対するシラン処理及び真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例１と同様の行程で得られたものである。比較例６は、フィルム基材の接合面に対する真空プラズマ処理、電解銅箔の接合面に対するシラン処理及び真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例２と同様の行程で得られたものである。 Comparative Example 5 was obtained in the same process as Example 1 except that the vacuum plasma treatment for the joint surface of the film base, the silane treatment and the vacuum plasma treatment for the joint surface of the electrolytic copper foil were not performed. . Comparative Example 6 was obtained in the same process as Example 2 except that the vacuum plasma treatment on the bonding surface of the film base, the silane treatment on the bonding surface of the electrolytic copper foil, and the vacuum plasma treatment were not performed. .
比較例７は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例３と同様の行程で得られたものである。比較例８は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例４と同様の行程で得られたものである。比較例９は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例５と同様の行程で得られたものである。比較例１０は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例６と同様の行程で得られたものである。比較例１１は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例７と同様の行程で得られたものである。 Comparative Example 7 was obtained in the same process as Example 3 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 8 was obtained in the same process as Example 4 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 9 was obtained in the same process as Example 5 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 10 was obtained in the same process as Example 6 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 11 was obtained in the same process as Example 7 except that the vacuum plasma treatment was not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil.
比較例１２は、電解銅箔の接合面に対する真空プラズマ処理及びシラン処理を施さなかった以外は、実施例３と同様の行程で得られたものである。比較例１３は、フィルム基材の接合面に対する真空プラズマ処理、電解銅箔の接合面に対するシラン処理及び真空プラズマ処理を施さなかった以外は、実施例３と同様の行程で得られたものである。 Comparative Example 12 was obtained in the same process as Example 3 except that the vacuum plasma treatment and silane treatment were not performed on the joint surface of the electrolytic copper foil. Comparative Example 13 was obtained in the same process as Example 3 except that the vacuum plasma treatment for the joint surface of the film base, the silane treatment and the vacuum plasma treatment for the joint surface of the electrolytic copper foil were not performed. .
本発明者は、本発明の適正を検証するため、上記した実施例１〜７、並びに比較的１〜１３に対し、下記の項目について評価を行った。その結果を、表１に示す。表中、真空プラズマ処理の欄は、真空プラズマ処理を行ったものを丸「○」、行わなかったものをかける「×」、で示している。 In order to verify the suitability of the present invention, the present inventor evaluated the following items for Examples 1 to 7 and relatively 1 to 13 described above. The results are shown in Table 1. In the table, the vacuum plasma treatment column is indicated by a circle “◯” for those subjected to the vacuum plasma treatment, and “x” for those not performed.
密着強度（引剥し強度）：フィルム基材と金属箔との間の密着強度の測定は、ＪＩＳ−Ｃ−６４８１に規定される測定方法により行われ、引剥し強さとして表１に記載した。尚、ここでは、積層体に１ｍｍ幅のエッチングパターンを作成し、そのパターンに対する引剥がし強度を測定した。 Adhesion strength (peeling strength): The adhesion strength between the film substrate and the metal foil was measured by a measuring method defined in JIS-C-6281, and is shown in Table 1 as the peel strength. Here, an etching pattern having a width of 1 mm was prepared in the laminate, and the peel strength with respect to the pattern was measured.
金属箔の粗度Ｒｚ；金属箔の接合面側の表面粗度として、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定されるＲｚ値を 高温高圧プレスする前に測定し、表１に記載した。
Ｓｉ付着量；金属箔の接合面側のＳｉ量を、予め既知濃度で作成した検量線を用いて測定し、蛍光エックス線の読み取り値から、１００ｍｍ□当たりの付着量値に換算して表１に記載した。
Roughness Rz of metal foil; Rz value defined in JIS-B-0601 was measured before high-temperature and high-pressure pressing as the surface roughness on the joint surface side of the metal foil, and is shown in Table 1.
Si adhesion amount: The Si amount on the joint surface side of the metal foil was measured using a calibration curve prepared in advance at a known concentration, and converted from the reading value of the fluorescent X-ray to the adhesion amount value per 100 mm □, as shown in Table 1. Described.
また、この表１には示されていないが、本発明者は、高周波信号の伝送特性について調べた試験を行っており、この結果、実施例１〜７の積層体では、伝送損失を小さく抑えることができている。尚、実施例１〜７の積層体では、ファインパターンの形成時における、金属箔の接合面側へのエッチング液の浸漬は見られなかった。 Although not shown in Table 1, the present inventor has conducted a test for examining the transmission characteristics of the high-frequency signal. As a result, in the laminates of Examples 1 to 7, the transmission loss is kept small. Is able to. In addition, in the laminated body of Examples 1-7, immersion of the etching liquid to the joint surface side of metal foil at the time of formation of a fine pattern was not seen.
これに対し、フィルム基材の接合面に表面に真空プラズマ処理を施していない、或いは金属箔に真空プラズマ処理やシラン処理を行っていない比較例１〜１３の積層体に関しては、フィルム基材と金属箔との間の密着強度に劣るものとなった。この場合、比較例５，６に関しては、金属箔の接合面の表面粗度が大きいことにより、密着強度は高まるが、高周波信号の伝送特性にかなり劣るものとなってしまう。 On the other hand, regarding the laminates of Comparative Examples 1 to 13 where the surface of the bonding surface of the film base material is not subjected to vacuum plasma treatment, or the metal foil is not subjected to vacuum plasma treatment or silane treatment, It became inferior to the adhesive strength between metal foil. In this case, in Comparative Examples 5 and 6, the adhesion strength increases due to the large surface roughness of the joint surface of the metal foil, but the transmission characteristics of the high-frequency signal are considerably inferior.
図面中、１は積層体、２はフィルム基材、３は金属箔、４は被膜層、５は真空プラズマ処理機を示す。 In the drawings, 1 is a laminate, 2 is a film substrate, 3 is a metal foil, 4 is a coating layer, and 5 is a vacuum plasma processing machine.
Claims (2)
前記フィルム基材の接合面に対し真空プラズマ処理を施し、
前記金属箔の接合面に表面処理を施して表面粗度Ｒｚが２．０μｍ以下の低粗度の粗化処理面とすると共に、
前記金属箔の粗化処理面の最外表面に、シランカップリング剤による被膜形成処理を行ってシランカップリング剤層を形成し、
前記金属箔の粗化処理面に対しても真空プラズマ処理を施した上で、
前記フィルム基材と前記金属箔とを熱融着により接合し、
前記シランカップリング剤は、エポキシ系、アミノ系、ビニル系、クリロキシ系の少なくとも１種類以上が用いられ、前記被膜中のＳｉ含有量は、０．００３ｍｇ／ｄｍ 2 以上、０．００８ｍｇ／ｄｍ 2 以下であることを特徴とする積層体の製造方法。 A method for producing a laminate formed by bonding a metal foil to a bonding surface of a film substrate made of any one of a fluorine resin, a polyphenylene ether resin, a liquid crystal polymer resin, and a polyimide resin,
Apply vacuum plasma treatment to the bonding surface of the film base,
A surface treatment is performed on the joint surface of the metal foil to obtain a roughened surface having a low roughness with a surface roughness Rz of 2.0 μm or less,
On the outermost surface of the roughened surface of the metal foil, a film formation treatment with a silane coupling agent is performed to form a silane coupling agent layer,
After performing vacuum plasma treatment on the roughened surface of the metal foil,
Bonding the film substrate and the metal foil by heat fusion ,
As the silane coupling agent, at least one of epoxy, amino, vinyl, and acryloxy is used, and the Si content in the coating is 0.003 mg / dm 2 or more and 0.008 mg / dm 2. The manufacturing method of the laminated body characterized by the following .
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