TW202413736A - 表面處理銅箔、覆銅積層板及印刷配線板 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種具有銅箔、及形成於上述銅箔之至少一面之表面處理層的表面處理銅箔。表面處理層之核心部之實體部體積Vmc為0.35~0.55 μm
3/μm
2。
Description
本發明係關於一種表面處理銅箔、覆銅積層板及印刷配線板。
覆銅積層板廣泛用於可撓性印刷配線板等各種用途中。可撓性印刷配線板係藉由對覆銅積層板之銅箔進行蝕刻以形成導體圖案(亦稱為「配線圖案」),並利用焊料於導體圖案上連接安裝電子零件而製造。
近年來,於電腦、行動終端等電子機器中,隨著通信之高速化及大電容化,電氣訊號不斷高頻化,業界要求可應對於此之可撓性印刷配線板。尤其,電氣訊號之頻率越高,則訊號功率之損耗(衰減)越大,越難以讀取資料。因此,業界要求減少訊號功率之損耗。
電子線路中發生訊號功率損耗(傳輸損耗)之原因大體分為兩種。其一為導體損耗,即由銅箔所引起之損耗。其二為介電損耗,即由樹脂基材所引起之損耗。
於高頻區域中具有電流於導體表面流動之特性(即集膚效應)。因此,若銅箔表面較粗糙,則電流將沿複雜之路徑流動。因此,為減少高頻信號之導體損耗,較理想為降低銅箔之表面粗糙度。以下,於本說明書中,僅記載為「傳輸損耗」及「導體損耗」之情形時,主要意味著「高頻信號之傳輸損耗」及「高頻信號之導體損耗」。
介電損耗取決於樹脂基材之種類。因此,於高頻信號流動之電路基板中,較理想為使用由低介電材料(例如液晶聚合物、低介電聚醯亞胺)形成之樹脂基材。又,介電損耗亦受「將銅箔與樹脂基材之間接著之接著劑」之影響。因此,較理想為銅箔與樹脂基材之間於不使用接著劑之情況下接著。
於是,為了不使用接著劑而將銅箔與樹脂基材之間接著,提出:於銅箔之至少一面形成表面處理層。例如,專利文獻1中揭示有一種於銅箔上設置由粗化粒子形成之粗化處理層,並於最表層形成矽烷偶合處理層之方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-112009號公報
[發明所欲解決之課題]
若對銅箔表面進行粗化處理,則可利用由粗化粒子所帶來之錨定效應,來提高銅箔與樹脂基材之間之接著性,但存在因集膚效應而使導體損耗增加之情況。因此,較理想為減少電沉積於銅箔表面之粗化粒子。
另一方面,若減少電沉積於銅箔表面之粗化粒子,則由粗化粒子所帶來之錨定效應下降。其結果,無法充分獲得銅箔與樹脂基材之接著性。尤其,相較於以往之樹脂基材,由液晶聚合物、低介電聚醯亞胺等低介電材料形成之樹脂基材難以與銅箔接著,故而期望研發一種提高銅箔與樹脂基材之間之接著性之方法。
又,矽烷偶合處理層雖具有提升銅箔與樹脂基材之間之接著性之效果,但根據其種類,有時接著性之提升效果不充分。
本發明之實施方式係為解決如上所述之問題而完成者。於一態樣中,本發明之實施方式之目的在於,提供一種可提高與樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材之接著性的表面處理銅箔。
又,於另一態樣中,本發明之實施方式之目的在於,提供一種樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與表面處理銅箔之間之接著性優異的覆銅積層板。
進而,於又一態樣中,本發明之實施方式之目的在於,提供一種樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與電路圖案之間之接著性優異的印刷配線板。
[解決課題之技術手段]
本發明人等為解決上述問題而對表面處理銅箔進行了潛心研究,結果發現,基於表面處理層之核心部之實體部體積Vmc與表面處理層之表面形狀(尤其,粗化處理層中之粗化粒子之大小)有關這一見解,藉由將表面處理層之核心部之實體部體積Vmc控制於特定範圍內,可提高由表面處理層所帶來之錨定效應,提升表面處理銅箔與樹脂基材之接著性。
即,於一態樣中,本發明之實施方式係關於一種表面處理銅箔,其具有銅箔、及形成於上述銅箔之至少一面之表面處理層,且上述表面處理層之核心部之實體部體積Vmc為0.35~0.55 μm
3/μm
2。
又,於另一態樣中,本發明之實施方式係關於一種覆銅積層板,其具備上述表面處理銅箔、及接著於上述表面處理銅箔之上述表面處理層上之樹脂基材。
進而,於又一態樣中,本發明之實施方式係關於一種印刷配線板,其具備電路圖案,該電路圖案係對上述覆銅積層板之上述表面處理銅箔進行蝕刻而形成。
[發明之效果]
根據本發明之實施方式,於一態樣中,可提供一種可提高與樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材之接著性的表面處理銅箔。
又,根據本發明之實施方式,於另一態樣中,可提供一種樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與表面處理銅箔之間之接著性優異的覆銅積層板。
進而,根據本發明之實施方式,於又一態樣中,可提供一種樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與電路圖案之間之接著性優異的印刷配線板。
以下,對本發明之較佳實施方式進行具體說明,但本發明不應限定於該等而解釋,可於不脫離本發明之主旨之範圍內,基於該行業者之知識進行各種變更、改良等。以下實施方式中所揭示之多個構成要素可藉由適當組合而形成各種發明。例如,可自以下實施方式所示之全部構成要素中刪除一部分構成要素,亦可將不同實施方式之構成要素適當組合。
本發明之實施方式之表面處理銅箔具有銅箔、及形成於銅箔之至少一面之表面處理層,該表面處理層之核心部之實體部體積Vmc為0.35~0.55 μm
3/μm
2。
根據以上構成,可實現一種可提高與樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材之接著性的表面處理銅箔。
表面處理層可僅形成於銅箔之一面,亦可形成於銅箔之兩面。於銅箔之兩面形成表面處理層時,表面處理層之種類可相同或不同。於銅箔之兩面形成之表面處理層之種類不同時,例如,於銅箔之一面形成包含粗化處理層之表面處理層,於銅箔之另一面形成不含粗化處理層之表面處理層。
表面處理層之表面形狀可使用表面性狀參數來特定。表面性狀參數係藉由依據ISO 25178-2:2012對表面形狀進行測定,並對由測定資料算出之負載曲線進行解析而獲得。
對負載曲線進行說明時,首先,對負載面積率進行說明。
負載面積率係指:將立體之測定對象物於某高度之面切斷時,將相當於測定對象物剖面之區域除以測定視野面積而求出之比率。再者,於本發明中,假定銅箔或表面處理銅箔之表面處理層等作為測定對象物。
負載曲線係表示各高度下之負載面積率之曲線。負載面積率0%附近之高度表示測定對象物之最高部分之高度。負載面積率100%附近之高度表示測定對象物之最低部分之高度。
圖1係表示表面處理層之典型負載曲線之曲線圖。
可活用負載曲線來表現表面處理層之實體部體積及空間部體積。實體部體積相當於測定視野中測定對象物之實體所占部分之體積。空間部體積相當於測定視野中實體部分間之空間所占之體積。
於本發明所記載之負載曲線中,以負載面積率為10%及80%之位置為邊界而劃分為谷部、核心部及山部。
參照圖1,且同時對應於本發明之實施方式之表面處理層來說明各參數。Vvv係指表面處理層之谷部之空間部體積,Vvc係指表面處理層之核心部之空間部體積,Vmp係指表面處理層之山部之實體部體積,Vmc係指表面處理層之核心部之實體部體積。Sk係指表面處理層之核心部之水平(level)差(核心部之上限水平與下限水平之差),Spk係指表面處理層之山部之平均高度,Svk係指表面處理層之谷部之平均深度。
再者,山部係指測定對象物中之高度較高之部分。谷部係指測定對象物中之高度較低之部分。核心部係指測定對象物中除山部及谷部以外之部分,即高度接近平均之部分。
表面處理層之核心部之實體部體積Vmc(以下有時簡稱為「Vmc」)與表面處理層之表面形狀有關。尤其,於表面處理層包含粗化處理層之情形時,與構成粗化處理層之粗化粒子之大小有關。
如上所述,於本發明之實施方式之表面處理銅箔中,表面處理層之Vmc被規定在0.35~0.55 μm
3/μm
2。尤其,於表面處理層包含粗化處理層之情形時,若為此範圍之Vmc,則粗化粒子之大小(高度及寬度)處於適宜範圍內,將表面處理層與樹脂基材接著時,粗化粒子不易折損,從而錨定效應提升。若表面處理層之Vmc為0.35 μm
3/μm
2以上,則可獲得所需之錨定效應。若表面處理層之Vmc為0.55 μm
3/μm
2以下,則可減少傳輸損耗。
就穩定提高表面處理層之錨定效應之觀點而言,表面處理層之Vmc較佳為0.37~0.52 μm
3/μm
2,更佳為0.38~0.45 μm
3/μm
2。
表面處理層之核心部之水平差Sk(以下有時簡稱為「Sk」)與將表面處理層與樹脂基材接著時表面處理層之核心部(高度平均部分)嵌入至樹脂基材之容易程度有關。尤其,於表面處理層包含粗化處理層之情形時,與構成粗化處理層之粗化粒子之高度平均部分嵌入至樹脂基材之容易程度有關。
於表面處理層之Vmp處於上述範圍內之情形時,就確保表面處理層之核心部嵌入至樹脂基材之觀點而言,表面處理層之Sk可為0.70~1.50 μm。若為此範圍之Sk,則可提高由表面處理層之核心部嵌入至樹脂基材所帶來之錨定效應,故而表面處理銅箔與樹脂基材之接著性得到提升。若表面處理層之Sk為0.70 μm以上,則表面處理層之核心部易嵌入至樹脂基材,從而獲得所需之錨定效應。若表面處理層之Sk為1.50 μm以下,則例如粗化粒子不易折損,從而獲得所需之錨定效應。
就穩定地確保表面處理層之核心部嵌入至樹脂基材之觀點而言,表面處理層之Sk更佳為0.85~1.30 μm,進而較佳為1.03~1.18 μm。
形成表面處理層之銅箔表面通常存在微小之凹凸部。例如,於壓延銅箔之情形時,壓延時因壓延油而形成之油坑於表面形成為微小之凹部。又,於電解銅箔之情形時,研磨時形成之轉筒之研磨條紋會引起轉筒上析出形成之電解銅箔之轉筒側表面之微小凹凸部。若銅箔中存在微小之凹凸部,則例如於形成粗化處理層時,於凸部周邊,電流集中而粗化粒子過度生長,另一方面,於凹部周邊,電流未充分供給而粗化粒子難以生長。其結果,成為於銅箔之凸部周邊形成粗大之粗化粒子,而於銅箔之凹部周邊粗化粒子過小或未形成粗化粒子之狀態,即銅箔表面之粗化粒子未均勻地形成之狀態。於粗大之粗化粒子較多之表面處理銅箔中,若於與樹脂基材接合後施加使表面處理銅箔剝離之力,則應力集中於粗大之粗化粒子而易折損,其結果,會有對樹脂基材之接著力下降之情況。又,於粗化粒子之大小不充分之表面處理銅箔中,由粗化粒子所帶來之錨定效應下降,有時無法充分獲得銅箔與樹脂基材之接著性。
就上述觀點而言,表面處理層之偏斜度Ssk(以下有時簡稱為「Ssk」)可為0.10~1.00。
此處,Ssk係以平均高度為基準製成高度之柱狀圖時表現該柱狀圖之偏差程度(偏斜度)的參數。例如,於Ssk=0.00之情形時,意味著高度分佈相對於平均線而對稱。又,於Ssk>0.00之情形時,數值越大,意味著高度分佈相對於平均線越向下側偏斜。相反,於Ssk<0.00之情形時,數值越小,意味著高度分佈相對於平均線越向上側偏斜。因此,表面處理層之Ssk成為對表面處理層之凹凸之高度分佈進行評價之指標。
關於表面處理層之Ssk為0.10~1.00,例如於表面處理層包含粗化粒子層之情形時,意味著於銅箔表面之凸部過度生長之粗化粒子(即粗大之粗化粒子)、或於銅箔表面之油坑等凹部周邊未形成粗化粒子之部位較少。
就穩定地確保上述效果之觀點而言,表面處理層之Ssk更佳為0.30~0.90,進而較佳為0.45~0.80。
表面處理層之Ssk可藉由依據ISO 25178-2:2012對表面粗糙度進行測定,並對由測定資料算出之輪廓曲線進行解析而特定。
表面處理層中之Zn附著量並無特別限定,較佳為6~200 μm/dm
2。藉由將Zn附著量控制於此範圍內,可提升由表面處理銅箔形成之電路圖案之焊料耐熱性。就穩定提升該效果之觀點而言,表面處理層中之Zn附著量更佳為82~200 μm/dm
2。
表面處理層中之Zn附著量可藉由將表面處理層溶解於20質量%之硝酸中,並使用原子吸光分光光度計(VARIAN公司製造,AA240FS)以原子吸光法進行定量分析而測定。於銅箔之兩面設置有表面處理層之情形時,對非測定對象之表面處理層之表面進行保護後,將測定對象之表面處理層溶解以進行定量分析。
關於表面處理層之種類,只要具有上述表面形狀即可,並無特別限定,可使用該技術領域中公知之各種表面處理層。
作為表面處理層之例,可例舉:粗化處理層、耐化學品處理層、耐熱處理層、鉻酸鹽處理層、矽烷偶合處理層等。該等層可單獨使用,或組合使用2種以上。其中,就與樹脂基材之接著性之觀點而言,表面處理層較佳為含有粗化處理層。
於表面處理層含有選自由耐化學品處理層、耐熱處理層、鉻酸鹽處理層及矽烷偶合處理層所組成之群中之1種以上之層之情形時,該等層較佳為設置於粗化處理層上。
粗化處理層含有粗化粒子。粗化粒子可含有1次粗化粒子及2次粗化粒子。2次粗化粒子可具有與1次粗化粒子不同之化學組成。
較佳為於1次粗化粒子之表面之至少一部分上形成有覆蓋鍍層。
圖2係示意性表示於銅箔之一面具有粗化處理層之表面處理銅箔的剖視圖。
如圖2所示,本發明之實施方式之一例包含形成於銅箔(10)之一面之粗化處理層。粗化處理層包含1次粗化粒子(20)、被覆1次粗化粒子(20)之覆蓋鍍層(30)、及形成於覆蓋鍍層(30)上之2次粗化粒子(40)。較佳為由覆蓋鍍層(30)被覆之1次粗化粒子(20)為大致球狀,且2次粗化粒子(40)形成為呈樹枝狀擴展。認為Vmc、Sk及Ssk被控制於上述範圍內之表面處理銅箔具有此種剖面構造。
粗化粒子並無特別限定,可由選自由銅、鎳、鈷、磷、鎢、砷、鉬、鉻及鋅所組成之群中之單一元素、或含有該等元素之2種以上之合金形成。
1次粗化粒子較佳為由銅或銅合金、尤其是銅形成。
2次粗化粒子較佳為由含有銅、鈷及鎳之合金形成。
覆蓋鍍層並無特別限定,可由銅、銀、金、鎳、鈷、鋅等形成。其中,覆蓋鍍層較佳為由銅形成。
粗化處理層例如可藉由下述方法來形成:進行用以形成1次粗化粒子之1次粗化處理後,進行用以形成覆蓋鍍層之鍍覆,繼而進行用以形成2次粗化粒子之2次粗化處理。藉由以此種方法進行粗化處理,易形成具有如上所述之表面形狀之表面處理層。
各粒子及層之形成可利用電鍍進行。具體而言,1次粗化粒子可藉由使用添加有微量鎢化合物之鍍液之電鍍而形成。覆蓋鍍層及2次粗化粒子可藉由使用含有特定成分之鍍液之電鍍而形成。
作為鎢化合物,並無特別限定,例如可使用鎢酸鈉(Na
2WO
4)等。
作為鍍液中之鎢化合物之含量,較佳為1 ppm以上。會有下述情況:形成粗化處理層之銅箔表面存在油坑等微小凹部,且於凹部周邊,粗化粒子過小或未形成粗化粒子,但若為此種含量,則會抑制形成於銅箔之相對平滑部分之1次粗化粒子之過度生長,並且使凹部周邊易形成1次粗化粒子。再者,鎢化合物之含量之上限值並無特別限定,但就抑制電阻增大之觀點而言,較佳為20 ppm。
形成粗化處理層時之電鍍之條件根據所使用之電鍍裝置等進行調整即可,並無特別限定,典型之條件如下。再者,各電鍍可進行1次,亦可進行多次。
(1次粗化粒子之形成條件)
鍍液組成:5~15 g/L之Cu、40~100 g/L之硫酸、1~6 ppm之鎢酸鈉
鍍液溫度:20~50℃
電鍍條件:電流密度30~90 A/dm
2、時間0.1~8秒
(覆蓋鍍層之形成條件)
鍍液組成:10~30 g/L之Cu、70~130 g/L之硫酸
鍍液溫度:30~60℃
電鍍條件:電流密度4.8~15 A/dm
2、時間0.1~8秒
(2次粗化粒子之形成條件)
鍍液組成:10~20 g/L之Cu、5~15 g/L之Co、5~15 g/L之Ni
鍍液溫度:30~50℃
電鍍條件:電流密度24~50 A/dm
2、時間0.3~0.8秒
作為耐化學品處理層及耐熱處理層,並無特別限定,可由該技術領域中公知之材料形成。再者,耐化學品處理層有時亦作為耐熱處理層發揮功能,故而可形成具有耐化學品處理層及耐熱處理層兩者之功能之1層作為耐化學品處理層及耐熱處理層。
作為耐化學品處理層及/或耐熱處理層,可製成含有選自由鎳、鋅、錫、鈷、鉬、銅、鎢、磷、砷、鉻、釩、鈦、鋁、金、銀、鉑族元素、鐵及鉭所組成之群中之1種以上之元素(可為金屬、合金、氧化物、氮化物、硫化物等中之任一形態)之層。其中,耐化學品處理層較佳為Co-Ni層。耐熱處理層較佳為Ni-Zn層。
耐化學品處理層及耐熱處理層可藉由電鍍而形成。其條件根據所使用之電鍍裝置進行調整即可,並無特別限定,使用通常之電鍍裝置來形成耐化學品處理層(Co-Ni層)及耐熱處理層(Ni-Zn層)時之條件如下。再者,電鍍可進行1次,亦可進行多次。
(耐化學品處理層:Co-Ni層之形成條件)
鍍液組成:1~8 g/L之Co、5~20 g/L之Ni
鍍液pH:2~3
鍍液溫度:40~60℃
電鍍條件:電流密度1~20 A/dm
2、時間0.3~0.6秒
(耐熱處理層:Ni-Zn層之形成條件)
鍍液組成:1~30 g/L之Ni、1~30 g/L之Zn
鍍液pH:2~5
鍍液溫度:30~50℃
電鍍條件:電流密度0.1~10 A/dm
2、時間0.1~5秒
作為鉻酸鹽處理層,並無特別限定,可由該技術領域中公知之材料形成。
此處,於本說明書中,「鉻酸鹽處理層」意指由含有鉻酸酐、鉻酸、二鉻酸、鉻酸鹽或二鉻酸鹽之溶液形成之層。鉻酸鹽處理層可設為含有選自由鈷、鐵、鎳、鉬、鋅、鉭、銅、鋁、磷、鎢、錫、砷及鈦所組成之群中之1種以上之元素(可為金屬、合金、氧化物、氮化物、硫化物等中之任一形態)之層。作為鉻酸鹽處理層之例,可例舉經鉻酸酐或二鉻酸鉀水溶液處理之鉻酸鹽處理層、經含有鉻酸酐或二鉻酸鉀及鋅之處理液處理之鉻酸鹽處理層等。
鉻酸鹽處理層可藉由浸漬鉻酸鹽處理、電解鉻酸鹽處理等公知之方法而形成。該等之條件並無特別限定,例如,形成通常之鉻酸鹽處理層時之條件如下。再者,鉻酸鹽處理可進行1次,亦可進行多次。
鉻酸鹽液組成:1~10 g/L之K
2Cr
2O
7、0.01~10 g/L之Zn
鉻酸鹽液pH:2~5
鉻酸鹽液溫度:30~55℃
電解條件:電流密度0.1~10 A/dm
2、時間0.1~5秒(電解鉻酸鹽處理之情形時)
作為矽烷偶合處理層,並無特別限定,可由該技術領域中公知之材料形成。
此處,於本說明書中,「矽烷偶合處理層」意指由矽烷偶合劑形成之層。
作為矽烷偶合劑,並無特別限定,可使用該技術領域中公知者。作為矽烷偶合劑之例,可例舉胺基系矽烷偶合劑、環氧系矽烷偶合劑、巰基系矽烷偶合劑、甲基丙烯醯氧基系矽烷偶合劑、乙烯基系矽烷偶合劑、咪唑系矽烷偶合劑、三系矽烷偶合劑等。其中,較佳為胺基系矽烷偶合劑、環氧系矽烷偶合劑。上述矽烷偶合劑可單獨使用,或組合2種以上使用。
作為代表性之矽烷偶合處理層之形成方法,可例舉藉由塗佈上述矽烷偶合劑之1~3體積%水溶液並使其乾燥來形成矽烷偶合處理層之方法。
作為銅箔,並無特別限定,可為電解銅箔或壓延銅箔中之任一者。
電解銅箔通常係藉由自硫酸銅鍍浴中使銅電解析出至鈦或不鏽鋼之筒上而製造,其具有形成於轉筒側之平坦之S面(磨光面)、及形成於S面之相反側之M面(消光面)。電解銅箔之M面通常具有微小之凹凸部。又,電解銅箔之S面轉印有於研磨時形成之轉筒之研磨條紋,故而具有微小之凹凸部。
壓延銅箔於壓延時因壓延油而形成有油坑,故而表面具有微小之凹凸部。
作為銅箔之材料,並無特別限定,於銅箔為壓延銅箔之情形時,可使用通常用作印刷配線板之電路圖案之精銅(JIS H3100、合金編號C1100)、無氧銅(JIS H3100、合金編號C1020;或JIS H3510、合金編號C1011)等高純度銅。又,例如亦可使用如摻Sn之銅、摻Ag之銅、添加有Cr、Zr或Mg等之銅合金、添加有Ni及Si等之卡遜系銅合金等銅合金。再者,於本說明書中,「銅箔」係指亦包含銅合金箔之概念。
於銅箔為壓延銅箔之情形時,壓延銅箔可具有下述組成:含有99.0質量%以上之Cu、及0.003~0.825質量%之選自由P、Ti、Sn、Ni、Be、Zn、In及Mg所組成之群中之1種以上之元素,剩餘部分由不可避免之雜質所構成。又,壓延銅箔可具有下述組成:含有99.9質量%以上之Cu、及0.0005質量%~0.0220質量%之P,剩餘部分由不可避免之雜質所構成。進而,壓延銅箔可具有下述組成:含有99.0質量%以上之Cu,剩餘部分由不可避免之雜質所構成。
又,於銅箔為壓延銅箔之情形時,可平均結晶粒徑為0.5~4.0 μm,且於壓延方向之拉伸強度為235~290 MPa。
進而,壓延銅箔可具有75%IACS以上之導電率。銅箔之導電率可依據JIS H0505(1975),利用四端子法於室溫(25℃)測定。
銅箔之厚度並無特別限定,例如可為1~1000 μm、1~500 μm、1~300 μm、3~100 μm、5~70 μm、6~35 μm、或9~18 μm。
具有如上所述之構成之表面處理銅箔可依據該技術領域中公知之方法來製造。此處,表面處理層之Vmc等表面性狀參數可藉由調整表面處理層之形成條件,尤其是上述粗化處理層之形成條件等來控制。
本發明之實施方式之表面處理銅箔將表面處理層之Vmc控制為0.35~0.55 μm
3/μm
2,故而可提高與樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材之接著性。
本發明之實施方式之覆銅積層板具備上述表面處理銅箔、及接著於該表面處理銅箔之表面處理層之樹脂基材。
該覆銅積層板可藉由於上述表面處理銅箔之表面處理層接著樹脂基材而製造。
作為樹脂基材,並無特別限定,可使用該技術領域中公知者。作為樹脂基材之例,可例舉紙基材酚樹脂、紙基材環氧樹脂、合成纖維布基材環氧樹脂、玻璃布-紙複合基材環氧樹脂、玻璃布-玻璃不織布複合基材環氧樹脂、玻璃布基材環氧樹脂、聚酯膜、聚醯亞胺樹脂、液晶聚合物、氟樹脂等。其中,樹脂基材較佳為聚醯亞胺樹脂。
又,作為尤其適於高頻用途之樹脂基材,可例舉由低介電材料形成之樹脂基材。作為低介電材料之例,可例舉液晶聚合物、低介電聚醯亞胺、氟樹脂等。低介電材料例如可為於1 MHz具有3.5以下之介電常數之材料。作為適於高頻用途之低介電材料,可為於30 GHz具有3.4以下之介電常數之材料。
作為表面處理銅箔與樹脂基材之接著方法,並無特別限定,可依據該技術領域中公知之方法來進行。例如,將表面處理銅箔與樹脂基材積層並進行熱壓接即可。
如上所述而製造之覆銅積層板可用於製造印刷配線板。
本發明之實施方式之覆銅積層板使用上述表面處理銅箔,故而可提高與樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材之接著性。
本發明之實施方式之印刷配線板具有電路圖案,該電路圖案係對上述覆銅積層板之表面處理銅箔進行蝕刻而形成。
該印刷配線板可藉由對上述覆銅積層板之表面處理銅箔進行蝕刻以形成電路圖案而製造。作為電路圖案之形成方法,並無特別限定,可使用減成法、半加成法等公知方法。其中,電路圖案之形成方法較佳為減成法。
於利用減成法製造印刷配線板之情形時,較佳為以下述方式進行。首先,於覆銅積層板之表面處理銅箔之表面塗佈抗蝕劑並進行曝光及顯影,藉此形成特定之抗蝕劑圖案。繼而,藉由對未形成有抗蝕劑圖案之部分(即不要之部分)之表面處理銅箔進行蝕刻來將其去除以形成電路圖案。最後,去除表面處理銅箔上之抗蝕劑圖案。
再者,該減成法中之各種條件並無特別限定,可依據該技術領域中公知之條件來進行。
本發明之實施方式之印刷配線板使用上述覆銅積層板,故而樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與電路圖案之間之接著性優異。
[實施例]
以下,藉由實施例來更具體地說明本發明之實施方式,但本發明不受該等實施例任何限定。
(實施例1)
準備厚度12 μm之壓延銅箔(JX金屬股份有限公司製造之HG箔)。對該銅箔之兩面進行脫脂及酸洗後,於一面(下稱「第1面」)依次形成粗化處理層、耐化學品處理層(Co-Ni層)、耐熱處理層(Ni-Zn層)、鉻酸鹽處理層及矽烷偶合處理層來作為表面處理層,藉此獲得表面處理銅箔。各處理層之形成條件如下。
(1)粗化處理層/第1面
<1次粗化粒子之形成條件>
鍍液組成:12 g/L之Cu、50 g/L之硫酸、5 ppm之鎢(來自鎢酸鈉二水合物)
鍍液溫度:27℃
電鍍條件:電流密度39.5 A/dm
2、時間1.2秒
電鍍處理次數:2次
<覆蓋鍍層之形成條件>
鍍液組成:20 g/L之Cu、100 g/L之硫酸
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度9.6 A/dm
2、時間1.8秒
電鍍處理次數:2次
<2次粗化粒子之形成條件>
鍍液組成:15.5 g/L之Cu、7.5 g/L之Co、9.5 g/L之Ni
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度33.3 A/dm
2、時間0.55秒
電鍍處理次數:2次
(2)耐化學品處理層/第1面
<Co-Ni層之形成條件>
鍍液組成:3 g/L之Co、13 g/L之Ni
鍍液pH:2.0
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度4.5 A/dm
2、時間0.48秒
電鍍處理次數:1次
(3)耐熱處理層/第1面
<Ni-Zn層之形成條件>
鍍液組成:23.5 g/L之Ni、4.5 g/L之Zn
鍍液pH:3.6
鍍液溫度:40℃
電鍍條件:電流密度0.7 A/dm
2、時間0.90秒
電鍍處理次數:1次
(4)鉻酸鹽處理層/第1面
<電解鉻酸鹽處理層之形成條件>
鉻酸鹽液組成:3 g/L之K
2Cr
2O
7、0.33 g/L之Zn
鉻酸鹽液pH:3.7
鉻酸鹽液溫度:55℃
電解條件:電流密度1.2 A/dm
2、時間0.90秒
鉻酸鹽處理次數:2次
(5)矽烷偶合處理層/第1面
塗佈N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷之1.2體積%水溶液並進行乾燥,藉此形成矽烷偶合處理層。
(實施例2)
於1次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度43.7 A/dm
2,並於覆蓋鍍層之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度12.3 A/dm
2、時間1.8秒,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例3)
於第1面之耐熱處理層(Ni-Zn層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度0.5 A/dm
2、時間0.90秒,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例4)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例5)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於1次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度35.2 A/dm
2,並於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例6)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於1次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度42.9 A/dm
2,並於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例7)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於1次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度46.7 A/dm
2,並於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例8)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於2次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度28.9 A/dm
2,並於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例9)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於2次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度37.7 A/dm
2,並於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例10)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於2次粗化粒子之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度42.1 A/dm
2,並於耐化學品處理層(Co-Ni層)之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度3.0 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(比較例1)
準備厚度12 μm之壓延銅箔(JX金屬股份有限公司製造之HG箔),對兩面進行脫脂及酸洗後,於一面(第1面)依次形成粗化處理層、耐化學品處理層(Co-Ni層)、耐熱處理層(Ni-Zn層)、鉻酸鹽處理層及矽烷偶合處理層來作為表面處理層,藉此獲得表面處理銅箔。各處理層之形成條件如下。
(1)粗化處理層/第1面
<1次粗化粒子之形成條件>
鍍液組成:12 g/L之Cu、50 g/L之硫酸、5 ppm之鎢(來自鎢酸鈉二水合物)
鍍液溫度:27℃
電鍍條件:電流密度46 A/dm
2、時間1.2秒
電鍍處理次數:2次
<覆蓋鍍層之形成條件>
鍍液組成:20 g/L之Cu、100 g/L之硫酸
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度9.6 A/dm
2、時間1.8秒
電鍍處理次數:2次
(2)耐化學品處理層/第1面
<Co-Ni層之形成條件>
鍍液組成:3 g/L之Co、13 g/L之Ni
鍍液pH:2.0
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度4.5 A/dm
2、時間0.48秒
電鍍處理次數:1次
(3)耐熱處理層/第1面
<Ni-Zn層之形成條件>
鍍液組成:23.5 g/L之Ni、4.5 g/L之Zn
鍍液pH:3.6
鍍液溫度:40℃
電鍍條件:電流密度0.9 A/dm
2、時間0.90秒
電鍍處理次數:1次
(4)鉻酸鹽處理層/第1面
<電解鉻酸鹽處理層之形成條件>
鉻酸鹽液組成:3 g/L之K
2Cr
2O
7、0.33 g/L之Zn
鉻酸鹽液pH:3.7
鉻酸鹽液溫度:55℃
電解條件:電流密度1.2 A/dm
2、時間0.90秒
鉻酸鹽處理次數:2次
(5)矽烷偶合處理層/第1面
塗佈N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷之1.2體積%水溶液並進行乾燥,藉此形成矽烷偶合處理層。
(比較例2)
準備厚度12 μm之壓延銅箔(JX金屬股份有限公司製造之HG箔),對兩面進行脫脂及酸洗後,於一面(第1面)依次形成粗化處理層、耐化學品處理層(Co-Ni層)、鉻酸鹽處理層及矽烷偶合處理層來作為表面處理層,藉此獲得表面處理銅箔。各處理層之形成條件如下。
(1)粗化處理層/第1面
<1次粗化粒子之形成條件>
鍍液組成:12 g/L之Cu、50 g/L之硫酸
鍍液溫度:25℃
電鍍條件:電流密度45 A/dm
2、時間0.68秒
電鍍處理次數:2次
<覆蓋鍍層之形成條件>
鍍液組成:20 g/L之Cu、100 g/L之硫酸
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度4.9 A/dm
2、時間0.77秒
電鍍處理次數:2次
<2次粗化粒子之形成條件>
鍍液組成:15.5 g/L之Cu、7.5 g/L之Co、9.5 g/L之Ni
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度31.2 A/dm
2、時間0.37秒
電鍍處理次數:3次
(2)耐化學品處理層/第1面
<Co-Ni層之形成條件>
鍍液組成:3 g/L之Co、13 g/L之Ni
鍍液pH:2.0
鍍液溫度:50℃
電鍍條件:電流密度3.2 A/dm
2、時間0.37秒
電鍍處理次數:1次
(3)鉻酸鹽處理層/第1面
<電解鉻酸鹽處理層之形成條件>
鉻酸鹽液組成:3 g/L之K
2Cr
2O
7、0.33 g/L之Zn
鉻酸鹽液pH:3.7
鉻酸鹽液溫度:55℃
電解條件:電流密度2.7 A/dm
2、時間0.39秒
鉻酸鹽處理次數:2次
(4)矽烷偶合處理層/第1面
塗佈N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷之1.2體積%水溶液並進行乾燥,藉此形成矽烷偶合處理層。
對上述實施例及比較例中獲得之表面處理銅箔進行下述特性評價。
<表面處理層(第1面)之Vmc、Sk及Ssk>
使用奧林巴斯股份有限公司製造之雷射顯微鏡(LEXT OLS4000)進行影像拍攝。使用奧林巴斯股份有限公司製造之雷射顯微鏡(LEXT OLS4100)之解析軟體對所拍攝之影像進行解析。表面處理層之Vmc、Sk及Ssk之測定依據ISO 25178-2:2012來進行。又,該等之測定結果係將於任意10處測得之值的平均值作為測定結果。測定時之溫度設為23~25℃。
雷射顯微鏡及解析軟體中之主要設定條件如下。
物鏡:MPLAPON50XLEXT(倍率:50倍、開口數:0.95、液浸類型:空氣、機械鏡筒長:∞、覆蓋玻璃厚度:0、視野數:FN18)
光學變焦倍率:1倍
掃描模式:XYZ高精度(高度解析度:60 nm、輸入資料之像素數:1024×1024)
輸入影像尺寸[像素數]:橫257 μm×縱258 μm[1024×1024](由於橫向進行測定,故而評價長度相當於257 μm)
DIC:關
多層:關
雷射強度:100
偏移:0
共焦水平:0
光束直徑光闌:關
影像平均:1次
雜訊降低:開
亮度不均修正:開
光學雜訊過濾器:開
截止值:λc=200 μm,λs及λf不存在
濾波器:高斯濾波器
雜訊去除:測定前處理
表面(傾斜)修正:實施
明度:調整為30~50之範圍
明度係應根據測定對稱之色調而適當設定之值。上述設定係對L*為-69~-10、a*為2~32、b*為2~21之表面處理銅箔之表面進行測定時適當之值。
<測定對象之色調之測定>
使用HunterLab公司製造之MiniScan(註冊商標)EZ Model 4000L作為測定器,依據JIS Z8730:2009進行CIE L*a*b*表色系統之L*、a*及b*之測定。具體而言,將上述實施例及比較例中獲得之表面處理銅箔之測定對象面壓抵於測定器之感光部,不使光自外部進入並同時進行測定。又,L*、a*及b*之測定係基於JIS Z8722:2009之幾何條件C來進行。再者,測定器之主要條件如下。
光學系統:d/8°、積分球尺寸:63.5 mm、觀察光源:D65
測定方式:反射
照明直徑:25.4 mm
測定直徑:20.0 mm
測定波長及間隔:400~700 nm、10 nm
光源:脈衝氙氣燈,1次發光/測定
追溯性標準:基於CIE 44及ASTM E259之美國標準技術研究所(NIST)為準進行校正
標準觀察者:10°
又,作為測定基準之白磚係使用下述物體色者。
於以D65/10°進行測定之情形時,CIE XYZ表色系統中之值為X:81.90、Y:87.02、Z:93.76
<剝離強度>
將表面處理銅箔(第1面側)與由低介電材料形成之樹脂基材貼合後,於MD方向(壓延銅箔之長度方向)形成寬度3 mm之電路。電路之形成按照通常之方法來實施。繼而,依據JIS C6471:1995測定將電路(表面處理銅箔)相對於樹脂基材表面以50 mm/分鐘之速度沿180°方向即MD方向剝離時之強度(MD180°剝離強度)。測定進行5次,將其平均值作為剝離強度之結果。若剝離強度為0.60 kgf/cm以上,則可謂電路(表面處理銅箔)與樹脂基材之接著性良好。
將上述特性評價之結果示於表1中。
[表1]
Vmc [μm 3/μm 2] | Sk [μm] | Ssk | 剝離強度 [kgf/cm] | |
實施例1 | 0.41 | 1.09 | 0.59 | 0.68 |
實施例2 | 0.42 | 1.10 | 0.80 | 0.62 |
實施例3 | 0.40 | 1.06 | 0.62 | 0.69 |
實施例4 | 0.41 | 1.06 | 0.61 | 0.71 |
實施例5 | 0.38 | 1.01 | 0.64 | 0.70 |
實施例6 | 0.45 | 1.18 | 0.45 | 0.73 |
實施例7 | 0.43 | 1.14 | 0.55 | 0.78 |
實施例8 | 0.39 | 1.04 | 0.64 | 0.66 |
實施例9 | 0.39 | 1.03 | 0.64 | 0.73 |
實施例10 | 0.39 | 1.03 | 0.62 | 0.79 |
比較例1 | 0.33 | 0.91 | -0.06 | 0.50 |
比較例2 | 0.31 | 0.84 | 0.81 | 0.57 |
如表1所示,表面處理層之Vmc處於0.35~0.55 μm
3/μm
2之範圍內之實施例1~10之表面處理銅箔與表面處理層之Vmc處於特定範圍外之比較例1及2相比,剝離強度較高。
繼而,研究了表面處理層中之Zn附著量對焊料耐熱性之影響。
(實施例11)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於鉻酸鹽處理層之形成條件中,於不施加電流之情況下進行浸漬,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例12)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於鉻酸鹽處理層之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度0.64 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
(實施例13)
於第1面未形成耐熱處理層,並且於鉻酸鹽處理層之形成條件中,將電鍍條件變更為電流密度1.4 A/dm
2,除此以外以與實施例1相同之條件獲得表面處理銅箔。
針對上述實施例中獲得之表面處理銅箔,以與上述相同之方式進行Vmc、Sk、Ssk及剝離強度之測定,並且進行下述評價。
<表面處理層(第1面)中之Zn附著量之測定>
表面處理層(第1面)中之Zn附著量係藉由將表面處理層(第1面)溶解於20質量%之硝酸中,並使用原子吸光分光光度計(VARIAN公司製造,AA240FS)以原子吸光法進行定量分析而測定。
<焊料耐熱性>
將表面處理銅箔與由低介電材料形成之樹脂基材貼合後,以該表面處理銅箔之表面成為25 mm×25 mm之方式進行蝕刻。電路之形成按照通常之方法來實施。繼而,將樣本放入恆溫恆濕機內,於溫度85℃、相對濕度85%保持48小時。其後,將樣本浮於容納有特定溫度之焊料之焊料槽內,30秒後取出,目視確認樣本之電路中是否產生有氣泡。於樣本之電路中未產生氣泡之情形時,準備另一樣本,使焊料槽之焊料之溫度升高,再次確認樣本之電路中是否產生有氣泡。反覆進行此操作直至樣本之電路中產生氣泡為止。由樣本之電路中未產生氣泡之焊料之最高溫度來表示該評價之結果。若樣本之電路中未產生氣泡之焊料最高溫度為290℃以上,則可謂焊料耐熱性良好。
[表2]
Vmc [μm 3/μm 2] | Sk [μm] | Ssk | Zn附著量 [μg/dm 2] | 剝離強度 [kgf/cm] | 焊料最高溫度 [℃] | |
實施例11 | 0.39 | 1.06 | 0.20 | 6 | 0.68 | 290 |
實施例12 | 0.41 | 1.10 | 0.09 | 82 | 0.67 | 320 |
實施例13 | 0.43 | 1.14 | 0.39 | 200 | 0.63 | 320 |
如表2所示,實施例11~13之表面處理銅箔與實施例1~10之表面處理銅箔同樣地,表面處理層之Vmc處於0.35~0.55 μm之範圍內,故而與比較例1及2之表面處理銅箔相比剝離強度較高。又,實施例11~13之表面處理銅箔由於表面處理層中之Zn附著量為6~200 μm/dm
2,故而焊料耐熱性亦良好。尤其,Zn附著量為82~200 μm/dm
2之實施例12及13之焊料耐熱性尤為優異。
由以上結果可知,根據本發明之實施方式,可提供一種能夠提高與樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材之接著性的表面處理銅箔。又,根據本發明之實施方式,可提供一種樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與表面處理銅箔之間之接著性優異的覆銅積層板。進而,根據本發明之實施方式,可提供一種樹脂基材尤其是適於高頻用途之樹脂基材與電路圖案之間之接著性優異的印刷配線板。
因此,本發明之實施方式可為以下態樣。
[1]
一種表面處理銅箔,其具有銅箔、及形成於上述銅箔之至少一面之表面處理層,
上述表面處理層之核心部之實體部體積Vmc為0.35~0.55 μm
3/μm
2。
[2]
如[1]所記載之表面處理銅箔,其中,上述核心部之實體部體積Vmc為0.37~0.52 μm
3/μm
2。
[3]
如[1]所記載之表面處理銅箔,其中,上述核心部之實體部體積Vmc為0.38~0.45 μm
3/μm
2。
[4]
如[1]至[3]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之核心部之水平差Sk為0.70~1.50 μm。
[5]
如[1]至[3]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之核心部之水平差Sk為0.85~1.30 μm。
[6]
如[1]至[3]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之核心部之水平差Sk為1.03~1.18 μm。
[7]
如[1]至[6]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之偏斜度Ssk為0.10~1.00。
[8]
如[1]至[6]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之偏斜度Ssk為0.30~0.90。
[9]
如[1]至[6]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之偏斜度Ssk為0.45~0.80。
[10]
如[1]至[9]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層中之Zn附著量為6~200 μm/dm
2。
[11]
如[10]所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層中之Zn附著量為82~200 μm/dm
2。
[12]
如[1]至[11]中任一項所記載之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層含有粗化處理層。
[13]
一種覆銅積層板,其具備[1]至[12]中任一項所記載之表面處理銅箔、及接著於上述表面處理銅箔之上述表面處理層上之樹脂基材。
[14]
一種印刷配線板,其具備電路圖案,該電路圖案係對[13]所記載之覆銅積層板之上述表面處理銅箔進行蝕刻而形成。
10:銅箔
20:1次粗化粒子
30:覆蓋鍍層
40:2次粗化粒子
[圖1]係表示表面處理層之典型負載曲線之曲線圖。
[圖2]係示意性表示本發明之實施方式之一例,即於銅箔之一面具有粗化處理層之表面處理銅箔的剖視圖。
Claims (14)
- 一種表面處理銅箔,其具有銅箔、及形成於上述銅箔之至少一面之表面處理層, 上述表面處理層之核心部之實體部體積Vmc為0.35~0.55 μm 3/μm 2。
- 如請求項1之表面處理銅箔,其中,上述核心部之實體部體積Vmc為0.37~0.52 μm 3/μm 2。
- 如請求項1之表面處理銅箔,其中,上述核心部之實體部體積Vmc為0.38~0.45 μm 3/μm 2。
- 如請求項1至3中任一項之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之核心部之水平(level)差Sk為0.70~1.50 μm。
- 如請求項1至3中任一項之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之核心部之水平差Sk為0.85~1.30 μm。
- 如請求項1至3中任一項之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之核心部之水平差Sk為1.03~1.18 μm。
- 如請求項4之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之偏斜度Ssk為0.10~1.00。
- 如請求項6之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之偏斜度Ssk為0.30~0.90。
- 如請求項6之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層之偏斜度Ssk為0.45~0.80。
- 如請求項1之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層中之Zn附著量為6~200 μm/dm 2。
- 如請求項10之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層中之Zn附著量為82~200 μm/dm 2。
- 如請求項1至3中任一項之表面處理銅箔,其中,上述表面處理層含有粗化處理層。
- 一種覆銅積層板,其具備請求項1至12中任一項之表面處理銅箔、及接著於上述表面處理銅箔之上述表面處理層上之樹脂基材。
- 一種印刷配線板,其具備電路圖案,該電路圖案係對請求項13之覆銅積層板之上述表面處理銅箔進行蝕刻而形成。
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