JP6650923B2 - キャリア付極薄銅箔、その製造方法、銅張積層板及びプリント配線板 - Google Patents
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Description
前記極薄銅箔の剥離層側の面は、表面ピーク間の平均距離(Peak Spacing)が2.5〜20.0μmであり、かつ、コア部のレベル差(core roughness depth)Rkが1.5〜3.0μmであり、
前記極薄銅箔の剥離層と反対側の面は、うねりの最大高低差Wmaxが4.0μm以下である、キャリア付極薄銅箔が提供される。
谷間の平均距離(Valley Spacing)が2.5〜20.0μmであり、かつ、コア部のレベル差(core roughness depth)Rkが2.0〜3.8μmである表面を有するキャリア箔を用意する工程と、
前記キャリア箔の前記表面に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に極薄銅箔を形成する工程と、
を含んでなる、方法が提供される。
本発明を特定するために用いられるパラメータの定義を以下に示す。
本発明のキャリア付極薄銅箔は、キャリア箔、剥離層及び極薄銅箔をこの順に備えてなる。そして、極薄銅箔の剥離層側の面は、表面ピーク間の平均距離(Peak Spacing)が2.5〜20.0μmであり、かつ、コア部のレベル差(core roughness depth)Rkが1.5〜3.0μmである。また、極薄銅箔の剥離層と反対側の面は、うねりの最大高低差Wmaxが4.0μm以下である。これにより、銅張積層板の加工ないしプリント配線板の製造において、レーザー穴開け加工性と微細回路形成性とを両立することが可能となる。しかも、レーザー穴開け加工性を確保するためにこれまで一般的に採用されている黒化処理を本発明においては不要にすることができる。
本発明のキャリア付極薄銅箔はプリント配線板用銅張積層板の作製に用いられるのが好ましい。すなわち、本発明の好ましい態様によれば、キャリア付極薄銅箔を用いて得られた銅張積層板が提供される。本発明のキャリア付極薄銅箔を用いることで、銅張積層板の加工において、レーザー穴開け加工性と微細回路形成性とを両立することができる。この銅張積層板は、本発明のキャリア付極薄銅箔と、該表面処理層に密着して設けられる樹脂層とを備えてなる。キャリア付極薄銅箔は樹脂層の片面に設けられてもよいし、両面に設けられてもよい。樹脂層は、樹脂、好ましくは絶縁性樹脂を含んでなる。樹脂層はプリプレグ及び/又は樹脂シートであるのが好ましい。プリプレグとは、合成樹脂板、ガラス板、ガラス織布、ガラス不織布、紙等の基材に合成樹脂を含浸させた複合材料の総称である。絶縁性樹脂の好ましい例としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、樹脂シートを構成する絶縁性樹脂の例としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の絶縁樹脂が挙げられる。また、樹脂層には絶縁性を向上する等の観点からシリカ、アルミナ等の各種無機粒子からなるフィラー粒子等が含有されていてもよい。樹脂層の厚さは特に限定されないが、1〜1000μmが好ましく、より好ましくは2〜400μmであり、さらに好ましくは3〜200μmである。樹脂層は複数の層で構成されていてよい。プリプレグ及び/又は樹脂シート等の樹脂層は予め銅箔表面に塗布されるプライマー樹脂層を介してキャリア付極薄銅箔に設けられていてもよい。
本発明のキャリア付極薄銅箔はプリント配線板の作製に用いられるのが好ましい。すなわち、本発明の好ましい態様によれば、キャリア付極薄銅箔を用いて得られたプリント配線板が提供される。本発明のキャリア付極薄銅箔を用いることで、プリント配線板の製造において、レーザー穴開け加工性と微細回路形成性とを両立することができる。本態様によるプリント配線板は、樹脂層と、銅層とがこの順に積層された層構成を含んでなる。銅層は本発明のキャリア付極薄銅箔の極薄銅箔に由来する層である。また、樹脂層については銅張積層板に関して上述したとおりである。いずれにしても、プリント配線板は、本発明のキャリア付極薄銅箔を用いること以外は、公知の層構成が採用可能である。プリント配線板に関する具体例としては、プリプレグの片面又は両面に本発明の極薄銅箔を接着させ硬化した積層体とした上で回路形成した片面又は両面プリント配線板や、これらを多層化した多層プリント配線板等が挙げられる。また、他の具体例としては、樹脂フィルム上に本発明の極薄銅箔を形成して回路を形成するフレキシブルプリント配線板、COF、TABテープ等も挙げられる。さらに他の具体例としては、本発明の極薄銅箔に上述の樹脂層を塗布した樹脂付銅箔(RCC)を形成し、樹脂層を絶縁接着材層として上述のプリント基板に積層した後、極薄銅箔を配線層の全部又は一部としてモディファイド・セミアディティブ(MSAP)法、サブトラクティブ法等の手法で回路を形成したビルドアップ配線板や、極薄銅箔を除去してセミアディティブ法で回路を形成したビルドアップ配線板、半導体集積回路上へ樹脂付銅箔の積層と回路形成を交互に繰り返すダイレクト・ビルドアップ・オン・ウェハー等が挙げられる。より発展的な具体例として、上記樹脂付銅箔を基材に積層し回路形成したアンテナ素子、接着剤層を介してガラスや樹脂フィルムに積層しパターンを形成したパネル・ディスプレイ用電子材料や窓ガラス用電子材料、本発明の極薄銅箔に導電性接着剤を塗布した電磁波シールド・フィルム等も挙げられる。特に、本発明のキャリア付極薄銅箔はサブトラクティブ法に適している。例えば、サブトラクティブ法により回路形成した場合には図1及び2に示されるような構成が採用可能である。
キャリア箔の析出面側に剥離層及び極薄銅箔層を順に形成した後、防錆処理及びシランカップリング剤処理を行うことで、キャリア付極薄銅箔を作製した。そして、得られたキャリア付極薄銅箔について各種評価を行った。具体的な手順は以下のとおりである。
陰極に算術平均粗さRa(JIS B 0601:2001に準拠)が0.20μmのチタン製の回転電極を用い、陽極にはDSA(寸法安定性陽極)を用いて、銅電解液として以下に示される組成の硫酸酸性硫酸銅溶液を活性炭処理した後、活性炭処理後の電解液中水溶性ゼラチンの濃度が5mg/Lとなるように添加し、溶液温度50℃、電流密度60A/dm2で電解し、厚さ18μmの電解銅箔をキャリア箔として得た。
<硫酸酸性硫酸銅溶液の組成>
‐ 銅濃度:85g/L
‐ 硫酸濃度:270g/L
‐ 塩素濃度:30mg/L
酸洗処理されたキャリア箔の析出面を、CBTA(カルボキシベンゾトリアゾール)濃度1g/L、硫酸濃度150g/L及び銅濃度10g/LのCBTA水溶液に、液温30℃で30秒間浸漬し、CBTA成分をキャリア箔の析出面に吸着させた。こうして、キャリア箔の析出面にCBTA層を有機剥離層として形成した。
有機剥離層が形成されたキャリア箔を、硫酸ニッケルを用いて作製されたニッケル濃度20g/Lを含む溶液に浸漬して、液温45℃、pH3、電流密度5A/dm2の条件で、厚さ0.001μm相当の付着量のニッケルを有機剥離層上に付着させた。こうして有機剥離層上にニッケル層を補助金属層として形成した。
補助金属層が形成されたキャリア箔を、以下に示される組成の銅溶液に浸漬して、溶液温度50℃、電流密度5〜30A/dm2で電解し、厚さ3μmの極薄銅箔を補助金属層上に形成した。
<溶液の組成>
‐ 銅濃度:60g/L
‐ 硫酸濃度:200g/L
こうして形成された極薄銅箔の表面に粗化処理を行った。この粗化処理は、極薄銅箔の上に微細銅粒を析出付着させる焼けめっき工程と、この微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき工程とから構成される。焼けめっき工程では、銅濃度10g/L及び硫酸濃度120g/Lを含む酸性硫酸銅溶液を用いて、液温25℃、電流密度15A/dm2で粗化処理を行った。その後の被せめっき工程では、銅濃度70g/L及び硫酸濃度120g/Lを含む酸性硫酸銅溶液を用いて、液温40℃及び電流密度15A/dm2の平滑めっき条件で電着を行った。
得られたキャリア付極薄銅箔の粗化処理層の表面に、亜鉛−ニッケル合金めっき処理及びクロメート処理からなる防錆処理を行った。まず、亜鉛濃度0.2g/L、ニッケル濃度2g/L及びピロリン酸カリウム濃度300g/Lの電解液を用い、液温40℃、電流密度0.5A/dm2の条件で、粗化処理層及びキャリア箔の表面に亜鉛−ニッケル合金めっき処理を行った。次いで、クロム酸濃度3g/L水溶液を用い、pH10、電流密度5A/dm2の条件で、亜鉛−ニッケル合金めっき処理を行った表面にクロメート処理を行った。
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン濃度2g/Lの水溶液をキャリア付極薄銅箔の極薄銅箔側の表面に吸着させ、電熱器により水分を蒸発させることにより、シランカップリング剤処理を行った。このとき、シランカップリング剤処理はキャリア箔側には行わなかった。
こうして得られたキャリア付極薄銅箔について、各種特性の評価を以下のとおり行った。
測定機器としてzygo New View 5032(Zygo社製)を用い、解析ソフトとしてMetro Pro Ver.8.0.2を用いて、低周波フィルタを11μmの条件を採用して、キャリア箔と極薄銅箔について、表面ピーク間の平均距離(Peak spacing)、谷間の平均距離(Valley spacing)、十点平均粗さRzjis、コア部のレベル差Rk、及び/又はうねりの最大高低差Wmaxの測定を行った。このとき、極薄銅箔又はキャリア箔を試料台に密着させて固定し、試料片の1cm角の範囲の中で108μm×144μmの視野を6点選択して測定し、6箇所の測定点から得られた測定値の平均値を代表値として採用した。なお、極薄銅箔の剥離層側の面については、後述するレーザー穴開け加工性評価用の銅張積層板を作製した後に測定を行った。
キャリア付極薄銅箔を用いて銅張積層板を作製し、レーザー穴開け加工性を評価した。まず、内層基板の表面に、プリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、830NX−A、厚さ0.2mm)を介してキャリア付極薄銅箔の極薄銅箔を積層し、4.0MPa、220℃で90分間、熱圧着させた後、キャリア箔を剥離し、銅張積層板を作製した。その後、上記銅張積層板に炭酸ガスレーザーを用い、パルス幅12μsec.、パルスエネルギー8mJ、レーザー光径97μmの条件でレーザー穴開け加工を行った。レーザー穴開け加工により形成した10個の穴に対してx方向とy方向の直径を測定し、それらの平均値を算出して加工後の穴径とした。加工後の穴径が70μm以上となったものをAと判定し、65μm以上70μm未満をBと判定し、65μm未満をCと判定した。
回路形成性の評価は次のようにして行った。まず、上述の銅張積層板の表面に回路高さが15μmになるまで電気めっきを行った。こうして形成された電気めっき層の表面にドライフィルムを貼り付け、露光及び現像を行い、エッチングレジストを形成した。塩化銅エッチング液で処理することにより、レジスト間から銅を溶解除去し、回路高さ15μm、ライン/スペース=25μm/25μmの配線パターンを形成した。回路を真上からSEM観察し、回路の頂部から裾引きの長さを4μm間隔で50点測定し、それらの平均値を算出して裾引きの長さとした。裾引きの長さが4.5μm未満となったものをAと判定し、4.5μm以上5.0μm未満をBと判定し、5.0μm以上をCと判定した。
極薄銅箔の形成を以下の手順で行ったこと以外は、例1と同様にしてキャリア付極薄銅箔の作製及び評価を行った。
補助金属層が形成されたキャリア箔を、以下に示される組成の光沢めっき液に浸漬して、溶液温度45〜50℃、電流密度33A/dm2で電解し、厚さ3μmの極薄銅箔を補助金属層上に形成した。
<光沢めっき液の組成>
‐ 銅濃度:65g/L
‐ 硫酸濃度:200g/L
‐ ジアリルジメチルアンモニウムクロライド濃度:40mg/L
‐ ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド濃度:30mg/L
‐ 塩素濃度:30mg/L
厚さ35μmのキャリア箔を作製したこと以外は、例2と同様にしてキャリア付極薄銅箔の作製及び評価を行った。
キャリア箔の作製を以下の手順で行ったこと以外は、例1と同様にしてキャリア付極薄銅箔の作製及び評価を行った。
銅電解液として以下に示される組成の硫酸酸性硫酸銅溶液を用い、陰極に表面粗さRaが0.20μmのチタン製の回転電極を用い、陽極にはDSA(寸法安定性陽極)を用いて、溶液温度50℃、電流密度60A/dm2で電解し、厚さ35μmの電解銅箔をキャリア箔として得た。
<硫酸酸性硫酸銅溶液の組成>
‐ 銅濃度:80g/L
‐ 硫酸濃度:250g/L
‐ ゼラチン濃度:2mg/L
‐ 塩素濃度:1.5mg/L
厚さ35μmのキャリア箔を作製したこと以外は、例1と同様にしてキャリア付極薄銅箔の作製及び評価を行った。
例1〜5において得られた評価結果は表1に示されるとおりであった。
Claims (11)
- キャリア箔、剥離層及び極薄銅箔をこの順に備えたキャリア付極薄銅箔であって、
前記極薄銅箔の剥離層側の面は、表面ピーク間の平均距離(Peak Spacing)が2.5〜20.0μmであり、かつ、コア部のレベル差(core roughness depth)Rkが1.5〜3.0μmであり、
前記極薄銅箔の剥離層と反対側の面は、うねりの最大高低差Wmaxが4.0μm以下である、キャリア付極薄銅箔。 - 前記極薄銅箔の剥離層側の面は、十点平均粗さRzjisが2.0〜4.0μmである、請求項1に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記極薄銅箔の剥離層側の面は、前記表面ピーク間の平均距離(Peak Spacing)が6.5〜15.0μmであり、かつ、コア部のレベル差Rkが2.0〜3.0μmである、請求項1又は2に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記極薄銅箔の剥離層と反対側の面は、うねりの最大高低差(Wmax)が3.0μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記極薄銅箔の剥離層と反対側の面が粗化面である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記極薄銅箔が0.5〜5.0μmの厚さを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔の製造方法であって、
谷間の平均距離(Valley Spacing)が2.5〜20.0μmであり、かつ、コア部のレベル差(core roughness depth)Rkが2.0〜3.8μmである表面を有するキャリア箔を用意する工程と、
前記キャリア箔の前記表面に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に極薄銅箔を形成する工程と、
を含んでなる、方法。 - 前記キャリア箔の表面は、十点平均粗さRzjisが2.0〜5.0μmである、請求項7に記載の方法。
- 前記キャリア箔の表面は、前記谷間の平均距離(Valley Spacing)が4.5〜10.0μmである、請求項7又は8に記載の方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔を備えた銅張積層板。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔を用いてプリント配線板を製造することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
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