TW201526726A - 電路板用銅箔及電路板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種適用於電路板之兼具樹脂附著性與電路圖案形成後可視性之電路板用電解銅箔。一種電路板用電解銅箔,其中,黏合電解銅之樹脂之被黏合面表面於波長600nm下之漫射反射率(Rd)係5~50%,彩度(C*)係50以下。本電路板用電解銅箔中,較佳者將明度指數(L*)設為75以下,更佳者將於波長600nm下之全光線反射率(Rt)設為10~55%。
Description
本發明係有關於一種電路板用銅箔,更詳細而言,有關於一種兼具樹脂附著性與電路圖案形成後樹脂穿透可視性之適用於電路板之銅箔。
電路板於各種電子設備類中被用作基板及連接材料,於電路板之導電層中通常使用銅箔。
上述電路板中採用之銅箔通常以壓延銅箔或電解銅箔之形式供應。
關於電路板用銅箔中使用之壓延銅箔,為抑制其製造製程中產生熱歷程而導致晶體生長,含有金屬等添加物作為必須成分。因此,可能會使銅箔原本之導電性降低,且製造成本亦高於電解銅箔。因此,作為電路板用銅箔存在如下趨勢,即廣泛使用導電性高、生產效率優異、且易實現薄層化之電解銅箔。
電路板通常將銅箔與聚醯亞胺等樹脂薄膜貼合,通過蝕刻形成電路圖案。形成電路圖案之電路板於其後之表面黏著製程中,可能透過形成電路圖案時對銅箔進行蝕刻之部位之樹脂薄膜,用攝像頭識別調正標示等進行定位。因此,要求一種透過該樹脂薄膜之光不漫射且可用攝像頭清晰識別之樹
脂穿透可視性狀態。
本說明書中,以下將該樹脂穿透可視性僅表述成「可視性」。
樹脂薄膜之可視性通常用霧度(Haze)表示。相對於樹脂薄膜之全光線穿透率(Tt)、漫透射率(Td),霧度用下述公式表示。
(Td/Tt)×100(%)
其值越小,可視性越高。可視性之評估通常採用波長600nm之霧度。
若樹脂薄膜之種類相同,則樹脂薄膜之霧度受表面形狀影響。若表面粗糙,則漫射穿透成分增大,霧度變高,因此為提高可視性,需要保持表面平滑。
此外,樹脂薄膜之表面形狀,將轉印所貼合之銅箔之表面形狀。因此,為獲得平滑之樹脂表面,需要使用平滑之銅箔。
另一方面,用作電路板時,要求樹脂薄膜與銅箔具有附著性。為提高附著性,多數情況粗化銅箔表面,增大接觸表面積,並利用定準效應。附著性提高會導致可視性降低,樹脂附著性與可視性係矛盾之關係。
作為粗化銅箔表面之方法(粗化處理),通常於銅箔上實施粒狀銅電鍍(粗化電鍍)。除此之外,亦可使用通過蝕刻粗化表面之方法,以及通過銅以外之金屬或合金電鍍實施粗化電鍍之方法。
專利文獻1(日本專利特開平11-340596)已公開
一種電解銅箔,其特徵在於,通過實施2次銅之粗化電鍍,於一次粗化顆粒上析出更小之二次粗化顆粒,由此提高與樹脂之附著力。然而,該發明之電解銅箔之表面過於粗糙,因此雖然附著性優異,但是可視性差。
專利文獻2(日本專利特開2008-285751)已公開一種電解銅箔,其特徵在於,通過調整粗化電鍍之條件,來擁有較大之比表面積。然而,該發明之電解銅箔之表面亦過於粗糙,因此雖然附著性優異,但是可視性差。
專利文獻3(日本專利特開2011-119759)已公開一種敷銅層板,其特徵在於,以特殊條件將通過特殊熱壓接合得到之多層聚醯亞胺薄膜熱壓接合於平滑之銅箔。然而,該發明中,樹脂結構及敷銅層板製法上制約較多,僅能於某特定條件下實現。此外,該發明之敷銅層板上使用平滑之銅箔,因此雖然可視性優異,但是附著性差。
專利文獻4(日本專利特許5035220)已公開一種敷銅層板,其特徵在於,以特殊條件將熱壓接合性多層聚醯亞胺薄膜熱壓接合於平滑之銅箔。然而,該發明中,樹脂結構及敷銅層板製法上亦制約較多,僅能於某特定條件下實現。此外,該發明之敷銅層板上使用平滑之銅箔,因此雖然可視性優異,但是附著性差。
專利文獻5(日本專利特許4090467)已公開一種電解銅箔,其特徵在於,對鏡面光澤度較高之銅箔實施擁有固定組成比之(鎳-鋅)電鍍。該發明雖然以光穿透率對可視性進行評估,但是對高可視性而言,光穿透率即全光線穿透率高
於某程度係必要條件而非充分條件。對高可視性而言,全光線穿透率高且漫透射率低係充分條件,該發明雖使用光澤箔但卻以特殊條件進行(鎳-鋅)電鍍,因此雖然附著性優異,但是漫透射率高,可視性差。
專利文獻6(日本專利特開平5-33193)已公開一種銅箔,其特徵在於,於銅箔表面形成氧化物,其後通過還原於銅箔表面形成微細結構。該發明之銅箔具有非常粗糙之表面,因此轉印該箔表面之樹脂薄膜之可視性差。
專利文獻7(日本專利特開2010-236058)已公開一種銅箔,其特徵在於,通過銳化粗化電鍍之粗化顆粒頂端角,來兼具低輪廓性與樹脂附著性。然而,該發明之銅箔表面非常粗糙,因此轉印該箔表面之樹脂薄膜之可視性差。
專利文獻8(日本專利特許4470917)已公開一種電池集電體用銅箔,其通過控制粗化電鍍後之表面顏色,來提高鋰離子二次電池之循環特性。該發明之銅箔為提高與電池電極合劑之附著性,已對表面進行粗化,轉印該箔表面之電路板用樹脂薄膜之可視性差。
【習知技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利特開平11-340596號公報
【專利文獻2】日本專利特開2008-285751號公報
【專利文獻3】日本專利特開2011-119759號公報
【專利文獻4】日本專利特許第5035220號公報
【專利文獻5】日本專利特許第4090467號公報
【專利文獻6】日本專利特開平5-33193號公報
【專利文獻7】日本專利特開2010-236058號公報
【專利文獻8】日本專利特許第4470917號公報
本發明提供一種適用於電路板用途且兼具樹脂附著性與電路圖案形成後可視性之電路板用銅箔。
本發明之電路板用銅箔,其特徵在於,至少一個面於波長600nm下之漫射反射率(Rd)係5~50%之範圍內,且彩度(C*)係50以下。
本發明之電路板用銅箔較佳者至少一個面之明度指數L*(Lightness)係75以下。
本發明之電路板用銅箔較佳者至少一個面於波長600nm下之全光線反射率(Rt)係10~55%之範圍內。
本發明之電路板用銅箔較佳者至少一個面於入射角60°下之光澤度Gs(60°)係5%以上。
本發明之電路板用銅箔,其特徵在於:其與樹脂薄膜積層,通過對該電解銅箔進行蝕刻來形成電路圖案。
本發明之電路板用銅箔亦可根據需要,實施以附著性、防鏽、以及耐化學腐蝕性等為目的之各種表面處理。
本發明之電路板用銅箔尤佳者係電解銅箔。
本發明可提供一種確保與樹脂之附著性且不損及可視性之電路板用銅箔。
本發明之電路板用銅箔,其特徵在於:至少一個面,例如電解銅箔時之M面或S面之至少一個面,壓延銅箔時之壓延面之至少一個面,於波長600nm下之漫射反射率係5~50%之範圍內,且彩度(C*)係50以下。
另外,本說明書中,將製造銅箔時與以Ti板等為代表之陰極接觸之面標記成S(Shiny)面,將與電解液接觸之面標記成M(matte)面。
樹脂薄膜之全光線穿透率基本由樹脂種類及厚度而定,雖然會因樹脂形狀而稍有變化,但是其變化程度較小。因此,評估可視性之霧度大幅受到漫透射率之影響。樹脂之漫透射率大幅受到其表面形狀之影響。樹脂之表面形狀係轉印銅箔之表面形狀而成。因此,銅箔之形狀大幅影響樹脂之漫透射率及可視性。
若銅箔表面之漫射反射率大於50%,則擁有轉印之表面形狀之樹脂之漫透射率上升,雖然附著力優異,但可視性變差。另一方面,若漫射反射率小於5%,則銅箔表面擁有極為良好之光澤,但是由於過於平滑,因此雖然可視性優異,但與樹脂之附著性降低。
使用由明度指數L*與色度指數a*、b*組成之均勻
色空間上之座標表示顏色。
於CIEL*a*b*表色系統中,彩度(C*)以公式(1)算出。彩度越低,越接近灰色表面。高彩度表面之反射率因波長而相差甚鉅,相反低彩度表面之分光反射率平穩。
銅箔表面之色相因表面處理而相差甚鉅。然而,霧度通常將波長600nm之值用於評估。
本發明人等注意到霧度之評估通常採用波長600nm之值,並發現彩度(C*)係50以下即彩度較低時,於任意色相之表面,波長600nm之反射率均可保持於固定值以上,具有這種表面之銅箔可兼具轉印表面之樹脂薄膜之可視性與附著性。
此外,亦發現由於可視性由銅箔表面決定,因此不易受到樹脂種類、樹脂製法、以及電路板製法等影響。
本發明之電路板用銅箔較佳者明度指數(L*)係75以下。
銅箔表面之明度指數(L*)越高,銅箔表面看上去越白,銅箔表面之明度指數(L*)越低,銅箔表面看上去越黑。本發明人等已確認白色表面之銅箔由於箔表面之光散射次數多,散射光之角度分散較廣,因此看上去雪白明亮。另一方面,亦已確認即使係擁有相同漫射反射率之銅箔,當其係低明度之箔時,箔表面之光之散射次數較少,散射光之角度分散不廣,並且亦發現轉印明度指數(L*)係75以下之表面之樹脂
薄膜,與轉印高明度指數(L*)白色箔之表面之樹脂薄膜相比,可視性較高。
本發明之電路板用銅箔較佳者於波長600nm下之全光線反射率係10~55%之範圍內。若全光線反射率高於55%,則多數情況漫射反射率高,可視性低。此外,全光線反射率低於10%時,附著力降低。
本發明之電路板用銅箔較佳者光澤度(Gs(60°))係5%以上。光澤度不足5%時,可視性變低。
另外,本說明書中,將「光澤度(Gs(60°))」僅標記成「光澤度」。
以下,詳細說明本發明之一個實施形態。
所使用之銅箔較佳者其進行處理之面於處理前之光澤度係10%以上。這係因為,使用前之未處理銅箔之光澤度於無光澤箔中係0~30左右,於光澤箔中係100~500左右,光澤度不足10%之表面形狀,難以於粗化處理後得到足夠之可視性。
對上述銅箔之至少一個面(電解銅箔時係M面或S面之至少一個面,壓延銅箔時係壓延面之至少一個面)進行粗化處理。
無粗化狀態之銅箔中,難以兼具可視性與樹脂附著性。通過以下所述後處理將箔表面調整成適合狀態很重要。
粗化處理之代表例係Cu粗化電鍍。Cu粗化電鍍使用硫酸銅電鍍液。粗化電鍍液之硫酸濃度較佳者為50~250g/L(升),尤佳者為70~200g/L。若硫酸濃度不足50g/L,
則導電率低,粗化顆粒之電鍍性變差。若將硫酸濃度升高至250g/L以上,則加速設備腐蝕。
粗化電鍍液之銅濃度較佳者為6~100g/L,尤佳者為10~50g/L。若銅濃度不足6g/L,則粗化顆粒之電鍍性變差。若將銅濃度升高至100g/L以上,則電鍍成顆粒狀需要更大之電流,設備上亦不切實際。
粗化電鍍液中亦可添加有機或無機添加劑。若添加高分子多糖類,則減小擴散極限電流密度,於更低之電流密度條件下亦容易產生粗化顆粒。此外,若添加較硫酸銅更具弱水溶性之鹽或貴金屬離子,則可增加Cu粗化顆粒之產生個數。
粗化電鍍之電流密度較佳者為5~120A/dm2,尤佳者為30~100A/dm2。若電流密度不足5A/dm2,則處理費時,因此生產效率低。若將電流密度升高至120A/dm2以上,則粗化顆粒之電鍍性變差。
粗化處理後,亦可進行電鍍處理,該電鍍處理覆蓋粗化顆粒,提高粗化顆粒與銅箔之附著性。此時,亦使用硫酸銅電鍍液。亦可通過將該雙層電鍍處理進一步重複多次,來提高粗化顆粒之均勻電鍍性。
此外,亦可利用粗化電鍍以外之方法進行粗化處理。作為例子,可列舉利用異種金屬或合金電鍍之方法、利用蝕刻處理之方法、通過氧化劑或環境調整使箔表面氧化且使表面粗化之方法、通過對氧化後表面進行再還原使表面粗化之方法、以及利用將這些組合之處理之方法等。
接著,於銅箔之至少進行過粗化處理之一個面上
進行利用PR脈衝電解之處理。通過實施PR脈衝電解,重複進行粗化顆粒之溶解與析出,使粗化顆粒小型化,增加粗化顆粒數,實現粗化顆粒表面之平滑化等,從而形成提高可視性之粗化顆粒形狀。
PR脈衝電解液使用硫酸銅電鍍液。硫酸濃度較佳者為50~150g/L,銅濃度較佳者為20~100g/L。若超出該濃度範圍,則如上所述,會產生設備負荷增高、電鍍性變差等問題。
PR脈衝電解之順電解時間及逆電解時間較佳者為50~500毫秒之範圍。若不足50毫秒,則PR脈衝電解之效果難以體現,若長於500毫秒,則粗化顆粒可能更加粗大化。
PR脈衝電解之順電流密度較佳者為0.5~10A/dm2。若不足0.5A/dm2,則每次脈衝之析出量小,難以得到對表面形狀之效果。若超出10A/dm2,則電鍍性變差。
逆電流密度較佳者為1~20A/dm2。此外,即使處於該範圍內,亦不較佳者大幅低於或高於順電流密度之條件。PR脈衝電解之條件中,各項目相互密切影響,因此綜合判斷後決定條件。
進而,根據需要,進行鹼浸漬處理作為後處理。其目的在於,去除製箔用添加劑等表面污染物殘渣,實現粗化顆粒表面之平滑化。鹼溶液使用NaOH水溶液。NaOH濃度較佳者為10~60g/L之範圍。溶液溫度較佳者為20~50℃,浸漬時間較佳者為5~50秒。
亦可於上述銅箔之至少一個面上進一步設置表面處理層。具體而言,可列舉以附著性、耐熱性、耐化學腐蝕性、
以及防鏽為目的之表面處理層。表面處理層中,作為金屬表面處理層,可列舉Ni、Zn、Cr、Si、Co、Mo之單體或水合物。作為合金表面處理層,使Ni、Si、Co、Mo之至少1種金屬或含有1種以上金屬之合金附著後,使Zn附著,進而再使Cr附著。
採用金屬表面處理層時,Ni或Mo等使蝕刻性變差之金屬較佳者將表面處理層厚度設為0.8mg/dm2以下。另外,採用以合金形式使Ni或Mo析出之合金表面處理層時,亦較佳者將其表面處理層厚度設為1.5mg/dm2以下。此外,若Zn之附著量多,則可能於蝕刻時溶解,導致剝離強度劣化,因此較佳者為2mg/dm2以下。此外,若均為該程度之附著量,則不會對上述表面處理後之銅箔粗化面之形狀及表面顏色造成巨大損害。
下面將記述設置(附著)上述金屬表面處理層或合金表面處理層之電鍍液與電鍍條件之一例。
〔Ni電鍍〕
NiSO4π6H2O 10~500g/L
H3BO3 1~50g/L
電流密度1~50A/dm2
浴溫10~70℃
處理時間1秒~2分鐘
pH 2.0~4.0
〔Ni-Mo電鍍〕
NiSO4π6H2O 10~500g/L
Na2MoO4π2H2O 1~50g/L
檸檬酸三鈉二水合物30~200g/L
電流密度1~50A/dm2
浴溫10~70℃
處理時間1秒~2分鐘
pH 1.0~4.0
〔Mo-Co電鍍〕
Na2MoO4π2H2O 1~30g/L
CoSO4π7H2O 1~50g/L
檸檬酸三鈉二水合物30~200g/L
電流密度1~50A/dm2
浴溫10~70℃
處理時間1秒~2分鐘
pH 1.0~4.0
〔Zn電鍍〕
氧化鋅2~40g/L
氫氧化鈉10~300g/L
溫度5~60℃
電流密度0.1~10A/dm2
處理時間1秒~2分鐘
pH 1.0~4.0
〔Cr電鍍〕
CrO3 0.5~40g/L
液溫20~70℃
處理時間1秒~2分鐘
電流密度0.1~10A/dm2
pH 1.0~4.0
較佳者於這些金屬表面處理層上塗佈矽烷。所塗佈之矽烷可列舉通常使用之氨基類、乙烯類、氰基類、以及環氧類。
實施例
以下,根據實施例對本發明進行說明,但是這些實施例係示例,本發明並不限定於此。
使用M面光澤度係230%、S面光澤度係100%之電解銅箔。對該電解銅箔進行脫脂與酸洗後,按照下述表1所示之條件進行粗化處理、PR脈衝電解、以及鹼浸漬處理。
以下項目中,對所製成之各實施例、各比較例之電解銅箔進行評估。
(1)測定反射率
使用日本分光公司製造之紫外可見分光光度計V-660(積分球單元)。以相對於電解銅箔處理面(M面或S面)呈銳角之入射角射入測定光,測定出全光線反射率(Rt)(JIS K 7375)。垂直射入測定光,測定出漫射反射率(Rd)。均將波長600nm時之值用於評估。將結果記載於表2。
(2)測定表面顏色
使用日本分光公司製造之紫外可見分光光度計V-660(積分球單元)。於波長870~200nm之間,測定出電解銅箔處理面(M面或S面)之全光線分光反射率。使用測定機附帶軟體,由其光譜算出L*、a*、以及b*。C*則使用公式1,由a*與b*算出(JIS Z 8722、JIS Z 8781-4)。將結果記載於表2。
(3)評估薄膜可視性
以300℃、1小時之條件將聚醯亞胺薄膜熱壓壓接於上述銅箔之處理面(電解銅箔時係M面或S面)上,製成敷銅層板。其後,通過氯化銅蝕刻使銅箔全部溶解,製成轉印銅箔表面之聚醯亞胺薄膜。
測定使用日本分光公司製造之紫外可見分光光度計V-660(積分球單元)。以JISK 7375及JIS K 7136為參考進行測定。向轉印銅箔表面之聚醯亞胺薄膜垂直射入測定光,使其透過光進入積分球。於入射光光軸與積分球內壁交叉之部
位設置與積分球內壁相同之標準反射板,此時之穿透率係全光線穿透率(Tt);於相同部位設置光陷阱,將垂直透過之光排除到積分球之外進行測定,此時之穿透率係漫透射率(Td)。算出(Td/Tt)×100(%)作為霧度。
作為可視性之評估,霧度<30(%)時評為“A”,30(%)霧度<60(%)時評為“B”,60(%)霧度<90(%)時評為“C”,90(%)霧度時評為“D”。可視性評估為D者係不適用於本發明銅箔用途之程度之可視性,可視性評估為C者係適用於本發明銅箔之用途之程度之可視性。可視性以C、B、A之順序逐漸變高,為更佳者。將結果記載於表2。
(4)測定銅箔表面粗糙度
使用接觸式表面粗糙度計,測定出銅箔處理面(M面或S面)之粗糙度Rz(JIS-B-0601)。基準長度係0.8mm。將結果記載於表2。
(5)測定銅箔光澤度
使用光澤度計,測定出銅箔處理面(M面或S面)之光澤度(JIS-Z-8741)。將結果記載於表2。
(6)測定銅箔/樹脂間之剝離強度
使用通過(3)之處理製成之敷銅層板,用10mm寬膠帶遮蔽銅箔部進行氯化銅蝕刻後,除去膠帶,製成10mm寬之樣品,測定出剝離強度。剝離強度係0.6N/mm以上時評為「○(合格)」,剝離強度不足0.6N/mm時評為「×(不合格)」。將結果記載於表2。
(7)綜合評估可視性與附著性
根據以下基準,由上述(1)~(6)之測定結果進行綜合評估。將結果記載於表2。
可視性係D或附著性係×者:×
可視性係C且附著性係○者:○
可視性係A或B且附著性係○者:◎
實施例1至10中,根據表2可明確得知,可視性與附著性均優異。
實施例11、12及13係於銅箔S面分別實施與實施例4、8及10相同條件之處理後之結果。雖然可視性及附著性均優異,但是比較相同條件之M面處理與S面處理後,得知存在S面處理之可視性變低之趨勢。
比較例1及2係實施過去所執行之粗化處理後之銅箔。雖然附著性優異,但是可視性差。
比較例3及4中,未通過粗化處理等後處理形成合適之顆粒,係一種於較大週期內伴隨表面波紋之較平滑之箔。表面之漫射反射率過低,雖然可視性優異,但是附著性差。
比較例5中,亦未通過粗化處理形成合適之顆粒,係一種形成小高低差之凹凸之箔。漫射反射率顯示出良好值,雖然可視性良好,但是附著性差。
比較例6及7中,雖然附著性優異,但是由於粗化顆粒之形狀不合適,因此彩度(C*)較高,或者彩度(C*)與明度指數(L*)兩值較高。雖然漫射反射率亦顯示出良好值,但是轉印表面之樹脂薄膜中,漫透射變大,可視性低。
比較例8中,雖然彩度(C*)值良好,但是由於粗化顆粒大,因此漫射反射率高,可視性低。
比較例9係一種形成低密度粗化顆粒層之箔。雖然漫射反射率顯示出良好值,但是彩度(C*)高,附著性差。
比較例10及11係於S面分別實施與比較例5及8相同條件之處理之結果。均未能兼具可視性與附著性。
本發明係一種電路板用電解銅箔,當採用電解銅箔時,首先對未處理銅箔(表面處理前之銅箔)表面進行粗化電鍍,接著對粗化電鍍表面進行PR脈衝電解,並根據需要實施鹼浸漬處理,再根據需要於其表面設置以附著性、耐熱性、耐化學腐蝕性、以及防鏽為目的之表面處理層。
第2實施形態
以上,作為本發明銅箔之第一實施形態,對電解銅箔進行過說明,但是作為第二實施形態之銅箔,對壓延銅箔之表面處理亦相同。
即,對第二實施形態之壓延銅箔之任意一個壓延表面,進行與第一實施形態之電解銅箔之M面或S面所進行之表面處理相同之表面處理。
由此,作為第二實施形態之壓延銅箔亦與第一實施形態之電解銅箔相同,可實現可視性與附著性兩者均優異之效果。
根據以上內容,本發明中,「銅箔」包含電解銅箔與壓延銅箔兩者。
產業上之可利用性
本發明可提供一種適用於電路板且樹脂附著性與可視性兩者均優異之電路板用電解銅箔。
此外,原本不僅銅箔特性,樹脂特性亦會對樹脂附著性及可視性造成巨大影響,而本發明通過對銅箔之表面特性、樹脂之轉印表面形狀之控制,可成功將樹脂附著性及可視性保持為高水準。因此,不易受樹脂特性、製法、種類等影響,
樹脂方面之設計自由度高,因此電路板之生產效率、穩定性優異。
Claims (8)
- 一種電路板用銅箔,其特徵在於:於銅箔之被黏合面表面,波長600nm下之漫射反射率(Rd)係5~50%之範圍內,且彩度(C*)係50以下。
- 如申請專利範圍1之電路板用銅箔,其中,於銅箔之被黏合面表面,明度指數(L*)係75以下。
- 如申請專利範圍1至2項中任一項之電路板用銅箔,其中,於銅箔之被黏合面表面,波長600nm下之全光線反射率(Rt)係10~55%之範圍內。
- 如申請專利範圍1至3項中任一項之電路板用銅箔,其中,於銅箔之被黏合面表面,光澤度Gs(60°)係5%以上。
- 如申請專利範圍1至4項中任一項之電路板用銅箔,其中,該銅箔係電解銅箔。
- 如申請專利範圍5之電路板用銅箔,其中,被黏合面表面係M面。
- 如申請專利範圍1至5項中任一項之電路板用銅箔,其中,其與樹脂薄膜積層,通過對該銅箔進行蝕刻來形成電路圖案。
- 一種電路板,其特徵在於:將如申請專利範圍第7項之電路板用銅箔與樹脂薄膜積層,通過對該銅箔進行蝕刻來形成電路圖案而成。
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