JPWO2017026490A1 - 高周波回路用銅箔、銅張積層板、プリント配線基板 - Google Patents
高周波回路用銅箔、銅張積層板、プリント配線基板 Download PDFInfo
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Abstract
Description
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明にかかるプリント配線基板1を示す図である。プリント配線基板1は、樹脂基材3上に、銅箔5が貼り合わされて形成される。銅箔5は、マスキングおよびエッチングによってパターニングされ、図示を省略した回路を形成する。なお、エッチング前の銅箔5と樹脂基材3とが貼り合わさって一体化されたものを銅張積層板2とする。樹脂基材3と銅箔5を貼り合わせて、銅張積層板2を形成する方法としては、公知の方法、例えば熱プレス方式、連続ロールラミネート方式、連続ベルトプレス方式などを用いることができる。
銅箔5は、電解銅箔、電解銅合金箔、圧延銅箔、圧延銅合金箔のうちから、銅張積層板2の用途等に応じて適宜選択することができる。なお、銅箔5の詳細は後述する。
次に、銅箔5について詳細に説明する。図2は、銅箔5の樹脂密着面における断面拡大図である。銅箔5は、銅の元箔7上に複数の粗化粒子9が形成される。粗化粒子9により形成される層を粗化粒子層11とする。本発明の高周波回路用銅箔は、金属基材としての元箔表面の少なくとも一方の面(表面粗さは特に限定されないが、Rzが5.0μm以下であることが好ましい)に、ヤケめっきにより粗化粒子9が設けられて粗化粒子層11が形成される。なお、粗化粒子9は、銅または銅合金からなることが好ましい。
粗化高さは高い方が密着性は良好となるが、必要以上に高くしても密着性は飽和し、伝送損失も増加するため、3μm以下であることが好ましく、2μm以下であることがさらに好ましい。
粗化高さは低い方が伝送損失は小さくなるが、低くなりすぎると密着性への寄与が小さくなるため、0.1μm以上であることが好ましく、0.2μm以上であることがさらに好ましい。
粗化高さの異なる粗化粒子が混在した形態とするには、一例としては、複数回の粗化めっきを行う際に、前の粗化めっきよりも後の粗化めっきの電流密度を大きくすることにより、前の粗化めっきにより形成された粗化粒子の高低差を更に拡大することができる。また、他に一例としては複数回の粗化めっきにおいて、粗化めっき液中の添加元素を適宜選択することにより、粗化粒子の高低差を拡大することも可能である。
金属基材として厚さ18μmの未処理平滑銅箔を用意し、この未処理銅箔に粗化粒子を形成するヤケめっきを施した。ヤケめっきの浴組成は表1の溶液Aとした。また、ヤケめっき条件及び評価結果を表2に示す。
ヤケめっきの溶液Aは粗化粒子がまばらに成長しやすく、元箔の粗化処理面の表面粗さが粗いほど粗化粒子の粗化高さに高低差が生じやすい特徴がある。
硫酸濃度:100g/L
硫酸銅からの銅濃度:50g−Cu/L
浴温:55℃
電流密度:直流整流で15A/dm2
無水クロム酸(CrO3) : 2.5g/L
pH: 2.5
電流密度: 0.5A/dm2
温度: 15〜45℃
時間: 1秒〜2分
この積層板に、レジスト幅300μm、回路間隔450mmのパターンフィルムを用いてUV露光によってパターンを形成し、さらにエッチングを施し、マイクロストリップライン構造の伝送特性測定用基板を得た。伝送特性は、ネットワークアナライザにより伝送損失を測定し、この測定した伝送損失の数値から評価した。作製したマイクロストリップラインは、特性インピーダンスを50Ωとし、一例として銅箔の厚さ:18μm、樹脂の厚さ:0.2mm、幅:500μm、長さ:450mmとした。
実施例1に対し、1回目のヤケめっき後にカプセルめっきを行い、次いで2回目のヤケめっき後にカプセルめっきを行った。2回目のヤケめっきで用いる溶液を溶液Bとし、電流密度を変更した以外は、実施例1と同様に作製し、同様の評価を行った。
ヤケめっきの溶液Bは粗化が均一に成長しやすく、1回目のヤケめっきにより形成された粗化粒子の粗化高さの高低差をあまり変化させずに粗化粒子を成長させやすい特徴がある。
実施例8に対し、1回目のヤケめっき後にカプセルめっきを施さずに、そのまま2回目のヤケめっき後にカプセルめっきを施し、次いで3回目のヤケめっき後にカプセルめっきを行ったことと電流密度を変更した以外は、実施例8と同様に作製し、同様の評価を行った。
実施例8または実施例12に対し、2回目以降のヤケめっきで用いる溶液を溶液Cまたは溶液Dとして、電流密度を変更した以外は、実施例8または実施例12と同様に作製し、同様の評価を行った。
ヤケめっきの溶液Cは粗化粒子が丸味を帯びて成長しやすく、また溶液Dは粗化粒子が尖った形状に成長しやすい特徴がある。
実施例1または実施例8に対し、元箔の粗化処理面側に市販のエッチング液による粗面化処理を施した以外は、実施例1または実施例8と同様に作製し、同様の評価を行った。
エッチング処理条件としては、一例として市販のエッチング液(CZ8101:メック株式会社製)を用いて、液温30℃、スプレー圧0.25MPa、エッチング量1μmで実施した。
実施例4または実施例9もしくは実施例13に対し、粗化めっき後にニッケルめっきおよび亜鉛めっきを施した後にクロメート処理を施した以外は、実施例4または実施例9または実施例13と同様に作製し、同様の評価を行った。
ニッケルめっきおよび亜鉛めっきについては、一例として下記条件にて行った。
硫酸ニッケル: ニッケル濃度として 5.0g/L
過硫酸アンモニウム: 40.0g/L
ほう酸: 28.5g/L
電流密度: 1.5A/dm2
pH: 3.8
温度: 28.5℃
時間: 1秒〜2分
<Znめっき条件>
硫酸亜鉛7水和物: 1〜30g/L
水酸化ナトリウム: 10〜300g/L
電流密度: 0.1〜10A/dm2
温度: 5〜60℃
時間: 1秒〜2分
実施例1〜7に対し、ヤケめっきの電流密度または元箔の粗化処理面の表面粗さを変更した以外は、実施例1〜7と同様に作製し、同様の評価を行った。
実施例8〜11に対し、2回目のヤケめっきで用いる溶液を溶液Aとした以外は、実施例8〜11と同様に作製し、同様の評価を行った。
実施例1に対し、粗化処理を施さなかった以外は、実施例1と同様に作製し、同様の評価を行った。
比較例1ではヤケめっきの電流密度が小さいため粗化高さが0.5μm以上3μm以下の粗化粒子の数が1個未満であり、引き剥がし強さが不足した。比較例2では、ヤケめっきの電流密度が大きいため粗化高さが0.5μm以上3μm以下の粗化粒子が10個以上かつ粗化高さが0.1μm以上0.4μm以下の粗化粒子が5個未満であり、伝送特性が低下した。また、比較例3では元箔の粗化処理面の表面粗さが粗いため粗化高さが0.5μm以上3μm以下の粗化粒子が10以上かつ粗化高さが0.1μm以上0.4μm以下の粗化粒子が5個未満であり、伝送特性が低下した。比較例4では2回目のヤケめっきにも溶液Aを用いたため粗化高さが0.5μm以上3μm以下の粗化粒子が10個以上かつ粗化高さが0.1μm以上0.4μm以下の粗化粒子が5個未満であり、伝送特性が低下した。比較例5では粗化処理を施しておらず、引き剥がし強さが大幅に不足した。
2………銅張積層板
3………樹脂基材
5………銅箔
7………元箔
9………粗化粒子
11………粗化粒子層
13………クロメート処理層
15………シランカップリング剤処理層
Claims (10)
- 高周波電気信号の伝送用の銅箔であって、
少なくとも一方の面に形成され、粗化粒子からなる粗化粒子層と、
前記粗化粒子層の上に形成されるシランカップリング剤処理層と、
を具備し、
前記銅箔を幅方向に切断した断面において、粗化高さが0.5μm以上3μm以下の前記粗化粒子が、30μmの範囲に1個以上10個以下であり、かつ、粗化高さが0.1μm以上0.4μm以下の前記粗化粒子が、30μmの範囲に5個以上であることを特徴とする高周波回路用銅箔。 - 前記銅箔を幅方向に切断した断面において、粗化高さが0.5μm以上3μm以下の前記粗化粒子が、30μmの範囲に1個以上5個以下であり、かつ、粗化高さが0.1μm以上0.4μm以下の前記粗化粒子が、30μmの範囲に7個以上であることを特徴とする請求項1記載の高周波回路用銅箔。
- 前記銅箔の表面における輪郭曲面の二乗平均平方根勾配Sdqが45以上95以下であることを特徴とする請求項1記載の高周波回路用銅箔。
- 前記銅箔の表面における輪郭曲面の二乗平均平方根勾配Sdqが55以上95以下であることを特徴とする請求項3記載の高周波回路用銅箔。
- 前記銅箔を幅方向に切断した断面において、粗化高さが0.5μm以上3μm以下の前記粗化粒子が、30μmの範囲に2個以上10個以下であり、
粗化高さが0.5μm以上3μm以下の前記粗化粒子の断面形状が、逆滴状、柱状、針状、樹枝状のうち2つ以上の形状を含むことを特徴とする請求項1記載の高周波回路用銅箔。 - 前記銅箔を幅方向に切断した断面において、粗化高さが0.5μm以上3μm以下の前記粗化粒子が、30μmの範囲に2個以上5個以下であり、
粗化高さが0.5μm以上3μm以下の前記粗化粒子の断面形状が、逆滴状、柱状、針状、樹枝状のうち2つ以上の形状を含むことを特徴とする請求項1記載の高周波回路用銅箔。 - 前記粗化粒子が、銅又は銅合金からなることを特徴とする請求項1記載の高周波回路用銅箔。
- 前記粗化粒子層と前記シランカップリング剤処理層との間にクロメート処理層を具備することを特徴とする請求項1記載の高周波回路用銅箔。
- 請求項1記載の高周波回路用銅箔が、エポキシ、耐熱エポキシ、ビスマレイミド・トリアジンレジン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、シアネートエステル系樹脂のいずれかの樹脂またはこれらの混合樹脂からなる樹脂基材の片面または両面に貼り付けられていることを特徴とする銅張積層板。
- 請求項9記載の銅張積層板を有することを特徴とするプリント配線基板。
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