TWI781818B - 表面處理銅箔及銅箔基板 - Google Patents

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賴耀生
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Abstract

一種表面處理銅箔，包括主體銅箔及第一表面處理層，第一表面處理層設置於主體銅箔的第一表面且包括粗化層，其中第一表面處理層的最外側為表面處理銅箔的處理面，處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，且處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm。

Description

表面處理銅箔及銅箔基板
本揭露係關於一種銅箔的技術領域，特別是關於一種表面處理銅箔及其銅箔基板。
隨著電子產品逐漸朝向輕薄以及傳輸高頻訊號的趨勢發展，對於銅箔和銅箔基板的需求也日益提昇。一般而言，銅箔基板的導電線路係由銅導線所構成，由於導電線路具有特定的布局設計，因此其可將電訊號沿著預定之路徑傳遞至預定區域。此外，隨著導電線路的線寬(line)/線間距(space)持續微小化，銅箔基板的銅箔的厚度通常會被薄化，且銅箔的表面會被平坦化(特別是銅箔面向載板的面)，使得具有微小化的線寬/線間距的導電線路可以經由蝕刻銅箔而成功製得，而不會發生過蝕刻、蝕刻不足、或蝕刻不均勻的情形。
然而，對於上述具有導電線路的銅箔基板，其仍存有諸多尚待克服的技術上的缺失。舉例而言，當導線表面過於平坦時，會造成導線和載板之間的附著性降低，使得銅箔基板中的導線容易自載板的表面剝離，致使電訊號無法沿著預定路徑傳遞至預定區域。此外，由於導電線路的線寬/線間距的持續微小化，即便銅箔的表面已被平坦化，經由蝕刻銅箔而得的導電線路的圖案仍容易偏離於相應的圖案化光阻圖案。
因此，仍有必要提供一種表面處理銅箔及銅箔基板，以解決先前技術中所存在之缺失。
有鑑於此，本揭露係提供有一種改良的表面處理銅箔及銅箔基板，以解決先前技術中所存在的缺失。
根據本揭露的一些實施例，係提供一種表面處理銅箔，表面處理銅箔包括主體銅箔及第一表面處理層，第一表面處理層係設置於主體銅箔的第一表面且包括粗化層，其中第一表面處理層的最外側係為表面處理銅箔的處理面，處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，且處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm。
根據本揭露的其他實施例，係提供一種銅箔基板，銅箔基板包括載板以及上述的表面處理銅箔，其中表面處理銅箔的處理面貼合於載板。
根據上述實施例，當表面處理銅箔包括主體銅箔及第一表面處理層，且當表面處理銅箔的處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，及處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm時，除了使得導線和載板之間的附著性得以提昇，亦使得微小化的線寬/線間距的導電線路可以經由蝕刻銅箔而成功製得，因而可以滿足業界對於表面處理銅箔及銅箔基板的需求。
100:表面處理銅箔
100A:處理面
100B:相反面
110:主體銅箔
110A:第一表面
110B:第二表面
112a:第一表面處理層
112b:第二表面處理層
114:粗化層
116a:第一鈍化層
116b:第二鈍化層
118a:第一防鏽層
118b:第二防鏽層
120:耦合層
202:實體體積
202A:波峰部實體體積
202B:核心部實體體積
300:表面形貌
301:第一波峰
302:第二波峰
303:第三波峰
304:第四波峰
305:第五波峰
400:載板
410:圖案化表面處理銅箔
410A:底面
410B:頂面
420:圖案化光阻層
L:線寬
S:間距
x:寬度差值
y:厚度
α:底角
為了使下文更容易被理解，在閱讀本揭露時可同時參考圖式及其詳細文字說明。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本揭露之具體實施例，並用以闡述本揭露之具體實施例之作用原理。此外，為了清楚起 見，圖式中的各特徵可能未按照實際的比例繪製，因此某些圖式中的部分特徵的尺寸可能被刻意放大或縮小。
第1圖是本揭露一實施例的表面處理銅箔的表面高度和負載率間的關係圖。
第2圖是本揭露一實施例的表面處理銅箔的局部表面形貌的立體示意圖。
第3圖是根據本揭露一實施例所繪示的表面處理銅箔的剖面示意圖。
第4圖是根據本揭露另一實施例所繪示的表面處理銅箔的剖面示意圖。
第5圖是本揭露一實施例的具有導線圖案的銅箔基板的剖面示意圖。
於下文中，係加以陳述表面處理銅箔及銅箔基板的具體實施方式，俾使本技術領域中具有通常技術者可據以實現本發明。該些具體實施方式可參考相對應的圖式，使該些圖式構成實施方式之一部分。雖然本揭露之實施例揭露如下，然而其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範疇內，當可作些許之更動與潤飾。其中，各實施例以及實驗例所使用的方法，如無特別說明，則為常規方法。
針對本揭露中所提及的空間相關的敘述詞彙，「在...上」及「在...上方」等用語在本揭露中的含義應該以最寬泛方式來解釋，使得「在...上」及「在...上方」等用語不僅指直接處於某物上，而且還可以包括在有中間特徵或中間層位於二者之間的情況下而處於某物上，並且「在...上」或「在...上方」不僅指處於某物之上或上方，而且還可以包括在二者之間沒有中間特徵或中間層的情況下而處於在某物之上或上方(即直接處於某物上)之態樣。
此外，在下文中除非有相反的指示，本揭露及申請專利範圍所闡述的數值參數係約略數，其可視需要而變化，或至少應根據所揭露之有意義的位 數數字並且使用通常的進位方式，以解讀各個數值參數。本揭露中，範圍可表示為從一端點至另一端點，或是在兩個端點之間。除非特別聲明，否則本揭露中的所有範圍皆包含端點。
須知悉的是，在不脫離本揭露的精神下，下文所描述的不同實施方式中的技術特徵彼此間可以被置換、重組、混合，以構成其他的實施例。
本文描述的表面處理銅箔，係包含主體銅箔。主體銅箔可以是透過電沉積(或稱電解、電解沉積、電鍍)製程而被形成的電解銅箔，其可以具有兩相對設置的輥筒面(drum side)及沉積面(deposited side)。
主體銅箔的輥筒面及沉積面的至少其中一者之上會設置表面處理層，且表面處理層的最外側即為表面處理銅箔的處理面或相反面。表面處理層可以是單層結構或多層堆疊結構。舉例而言，根據本揭露的一實施例，主體銅箔某一面(例如沉積面)之上可以設置第一表面處理層，且第一表面處理層包括粗化層，或是進一步包括鈍化層、防鏽層及耦合層的其中至少一者。此外，根據本揭露的另一實施例，可以在主體銅箔另一面(例如輥筒面)之上額外設置第二表面處理層，且第二表面處理層包括鈍化層、防鏽層及/或耦合層。
根據本揭露之實施例，係提供一種表面處理銅箔，此表面處理銅箔可用於被貼合至載板，而形成銅箔基板。當表面處理銅箔被貼合至載板時，包括粗化層的第一表面處理層會面向載板，使得此第一表面處理層的最外側(即為表面處理銅箔的處理面)會面向並被貼合至載板。因此，此表面處理銅箔的處理面的表面形貌，例如實體體積(Vm)及5點峰高(S5p)，不僅會影響表面處理銅箔在後續製作導電線路的蝕刻製程中的蝕刻因子(etch factor,EF)，也會影響表面處理銅箔和載板之間的剝離強度。其中，當蝕刻因子(EF)數值愈佳，代表表面處理銅箔在蝕刻製程中的底切(undercut)現象愈輕微。關於蝕刻因子的描述，將於下文關於蝕刻因子的檢測結果段落予以描述。
根據本揭露實施例，表面處理銅箔的處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，例如為0.066至1.445μm3/μm2、或其中的任何數值，且此處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm，例如為0.15至1.98μm、或其中的任何數值。其中，上述的實體體積(Vm)及5點峰高(S5p)係根據ISO 25178-2(2012)之定義，其量測結果可分別例示如第1圖及第2圖所示。
第1圖是本揭露一實施例的表面處理銅箔的表面高度和負載率(material ratio,mr)間的關係圖。其中，實體體積(Vm)202係由波峰部實體體積(Vmp)202A和核心部實體體積(Vmc)202B加總而得。進一步而言，波峰部實體體積(Vmp)202A可視為表面輪廓中波峰部位所佔據的體積，一般是計算負載率(mr)於0%至P1(預設為10%)的區間下，將曲線下方及P1所對應之高度水平線上方所圍住的實體之體積予以積分而得，其中該高度水平線之Y軸數值係該曲線在負載率(mr)為P1時所對應之Y軸數值。核心部實體體積(Vmc)202B可視為表面輪廓中核心部位所佔據的體積，其是計算負載率(mr)P1(預設為10%)至P2(預設為80%)的區間下係將曲線及兩高度水平線所圍住的實體之體積予以積分，其中兩高度水平線的Y軸數值係該曲線分別在負載率(mr)為P1(預設為10%)和P2(預設為80%)時所對應之Y軸數值。實體體積(Vm)202之計算係將波峰部實體體積(Vmp)202A和核心部實體體積(Vmc)202B加總而得，即為曲線下方及P2所對應之高度水平線上方所圍住的實體之體積予以積分。亦即，實體體積(Vm)202為負載率(mr)為0%至負載率(mr)為P2(預設為80%)之區間內，高度水平線上方及曲線下方所圍繞的範圍。需注意的是，如未特別聲明，本揭露所指的實體體積(Vm)係負載率(mr)為0%至80%區間所計算之值，即為負載率(mr)為80%時所計算出之實體體積(Vm)。
由於實體體積(Vm)係負載率(mr)在特定區間內所計算之值，所以可以被視為是量測面在單位面積內的全部波峰的總體積。當表面處理銅箔的處理 面的實體體積(Vm)的數值較高時，相應的表面處理銅箔和載板之間的剝離強度愈高(亦即附著性愈佳)，但是當實體體積(Vm)的數值太高時，則會使得表面處理銅箔的蝕刻因子(EF)不佳。
第2圖是本揭露一實施例的表面處理銅箔的局部表面形貌的立體示意圖。參照第2圖，當對表面處理銅箔的表面進行量測時，表面處理銅箔的單位面積內的表面形貌300可例示如第2圖所示。針對構成此表面形貌300的諸多波峰，篩選出波峰高度為前五高的波峰，例如第一波峰301、第二波峰302、第三波峰303、第四波峰304、第五波峰305，並計算出該些波峰的波峰高度的算術平均值(arithmetic mean)，此算術平均值即為5點峰高(S5p)。當表面處理銅箔的處理面的5點峰高(S5p)的數值較高時，相應的表面處理銅箔和載板之間的剝離強度愈高(亦即附著性愈佳)，但是當5點峰高(S5p)的數值太高時，則會使得表面處理銅箔的蝕刻因子(EF)不佳。
根據本揭露的實施例，當表面處理銅箔的處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，且此處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm時，可以使得表面處理銅箔在後續製作導電線路的蝕刻製程中展現出較佳的蝕刻因子，且表面處理銅箔和載板之間的剝離強度也會較佳。
一般而言，具粗化層的處理面會用來壓合至載板，而位於此處理面的相反側的面會用來設置光阻以進行蝕刻製線。為便於說明，將表面處理銅箔之處理面的相反面簡稱為相反面，亦稱為阻劑面(resist side)。透過調整相反面的表面形貌，例如5點峰高(S5p)，使得當後續將乾膜光阻貼合至表面處理銅箔的相反面時，可以讓乾膜光阻和表面處理銅箔之間具有較佳的附著性。舉例而言，相反面的5點峰高(S5p)可以為0.55至1.50μm。當相反面的5點峰高(S5p)為0.55至1.50μm時，可以讓乾膜光阻和表面處理銅箔的相反面之間具有較佳的附著性，因而有利於在後續製程中將乾膜光阻的圖案轉移至表面處理銅箔中。上 述的相反面可以是主體銅箔的第二表面，但倘若第二表面設有第二表面處理層，則上述的相反面即為第二表面處理層的最外側表面。
針對上述的表面處理銅箔，其結構可例示如第3圖所示。第3圖是根據本揭露一實施例所繪示的表面處理銅箔的剖面示意圖。如第3圖所示，表面處理銅箔100係至少包括處理面100A，且至少包括主體銅箔110及第一表面處理層112a。表面處理銅箔100亦可包括位於處理面100A的相反側的相反面100B。
其中，主體銅箔110是電解銅箔，其厚度通常大於或等於2μm，例如介於2至250μm之間，或介於9至210μm之間，但不限定於此。主體銅箔110具有兩相對設置的第一表面110A和第二表面110B。其中，當主體銅箔110的第二表面110B之上沒有設置其他層時，則第二表面110B即為表面處理銅箔100的相反面100B。根據本揭露的一實施例，當主體銅箔110為電解銅箔時，電解銅箔的沉積面可以對應至主體銅箔110的第一表面110A，而電解銅箔的輥筒面可以對應至主體銅箔110的第二表面110B，但不限定於此。
電解銅箔的沉積面及輥筒面的表面形貌會受到形成電解銅箔的電解沉積(electrodeposition)的製程影響，例如是受到電解沉積的陰極輥筒的影響及電解溶液中的添加劑的影響。舉例而言，為了控制主體銅箔110的沉積面的表面形貌，在相應的電解沉積製程，可以藉由去除陰極輥筒的表面氧化層(例如利用拋光輥筒)，以維持陰極輥筒的表面平坦度，進而控制主體銅箔110的沉積面的表面形貌。此外，亦可以藉由調整電解溶液中的添加劑，以控制主體銅箔110的沉積面及輥筒面的表面形貌。其中，添加劑可以選自聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪酸烷基醇醯胺、蔗糖脂肪酸酯、聚山梨醇脂肪酸酯、烷基糖苷、2,3-二巰基丙磺酸(DMPS)，或其等的混合，但不限定於此。
第一表面處理層112a會被設置於主體銅箔110的第一表面110A，且 第一表面處理層112a的外側面可以被視為是表面處理銅箔100的處理面100A，且在後續將表面處理銅箔100壓合至載板的製程之中，此處理面100A會接觸載板。第一表面處理層112a可以是單層，或是包括多個子層的堆疊層。對於第一表面處理層112a是堆疊層之情形，各子層可選自由粗化層114、第一鈍化層116a、第一防鏽層118a以及耦合層120所構成之群組。
前述粗化層114包括粗化粒子(nodule)。粗化粒子可用於增進主體銅箔110的表面粗糙度，其可為銅粗化粒子或銅合金粗化粒子。其中，為了防止粗化粒子自主體銅箔110剝離，粗化層114可進一步包含設置在粗化粒子上的覆蓋層，用以覆蓋住粗化粒子。根據本揭露的一實施例，由於第一表面處理層112a中的第一鈍化層116a、第一防鏽層118a以及耦合層120的總和厚度遠小於粗化層114的厚度，因此表面處理銅箔100的處理面100A的表面形貌，例如實體體積(Vm)及5點峰高(S5p)，主要受粗化層114的影響。此外，可以透過調整粗化層114中的粗化粒子的數量及尺寸，以調整表面處理銅箔100的處理面100A的表面粗糙度。舉例而言，針對經由電解沉積而形成的粗化粒子及覆蓋層，可以透過調整電解液中的添加劑種類、添加劑濃度及/或電流密度，以調整粗化粒子的型態及排列，但不限定於此。
前述鈍化層，例如第一鈍化層116a，可例如是金屬層或金屬合金層。其中，金屬包括但不限於鎳、鋅、鉻、鈷、鉬、鐵、錫、釩、鎢或鈦，例如是：鎳層、鎳鋅合金層、鋅層或鋅錫合金層。此外，金屬層及金屬合金層可以是單層或多層結構，例如彼此堆疊的含鋅及含鎳的單層。當為多層結構時，各層間的堆疊順序可以依據需要而調整，並無一定限制，例如含鋅層疊置於含鎳層上，或含鎳層疊置於含鋅層上。根據本揭露一實施例，第一鈍化層116a為彼此依序堆疊的含鋅層及含鎳層的雙層結構。
前述防鏽層，例如第一防鏽層118a，係施加至第一鈍化層116a之 披覆層，其可用於避免第一鈍化層116a及主體銅箔110受到腐蝕等而劣化。防鏽層包含金屬或有機化合物，但不限定於此。第一防鏽層118a的組成不同於第二鈍化層116a的組成。當防鏽層包含金屬時，金屬可以是鉻或鉻合金，而鉻合金可進一步包含選自鎳、鋅、鈷、鉬、鐵、錫、釩、鎢、鈦及其組合中之一者。當防鏽層包含有機化合物時，可用於形成該有機防鏽層之有機分子的非限制性例示包括卟啉基、苯並三唑、三
Figure 110141342-A0305-02-0011-10
三硫醇及其組合，該卟啉基係由卟啉、卟啉大環、擴大卟啉、收縮卟啉、線性卟啉聚合物、卟啉夾層配位複合物、卟啉陣列、5,10,15,20-四(4-胺基苯基)-卟啉-鋅(II)及其組合所組成。根據本揭露一實施例，第一防鏽層118a為含鉻層。
耦合層120可以是由矽烷製成，可用於增進表面處理銅箔100與其他材料(例如基板膠片)間的附著性。耦合層120可選自但不限於3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、8-縮水甘油氧基辛基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、8-甲基丙烯醯氧基辛基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油丙基三甲氧基矽烷、1-[3-(三甲氧基矽基)丙基]脲、(3-氯丙基)三甲氧基矽烷、二甲基二氯矽烷、3-(三甲氧基甲矽基)甲基丙烯酸丙酯、乙基三乙醯氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、正辛基三乙氧基矽烷、三(2-甲氧基乙氧基)乙烯基矽烷)、三甲基氯矽烷、甲基三氯矽烷、四氯化矽、四乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、氯三乙氧基矽烷、乙烯-三甲氧基矽烷、具有1至20個碳原子的烷氧基矽烷、具有1至20個碳原子的乙烯基烷氧基矽烷、(甲基)醯基矽烷及其組合，但不限定於此。
表面處理銅箔的結構不限定於第3圖所示的結構，其亦可具有其他結構，例如是第4圖所示之結構。第4圖是根據本揭露另一實施例所繪 示的表面處理銅箔的剖面示意圖。如第4圖所示，表面處理銅箔100的結構及組成類似於第3圖所示，主要的差異在於，第4圖所示的表面處理銅箔100除了在主體銅箔110的第一表面110A會設置第一表面處理層112a之外，在主體銅箔110的第二表面110B會設置另一表面處理層，例如第二表面處理層112b。當表面處理銅箔100包括第二表面處理層112b時，第二表面處理層112b的外側面可以被視為是表面處理銅箔100的相反面100B。第二表面處理層112b可以是單層，或是包括多個子層的堆疊層。舉例而言，第二表面處理層112b可以包括依序設置於第二表面110B上的第二鈍化層116b及第二防鏽層118b，且第二防鏽層118b的最外側為第二表面處理層112b的最外側。
第二鈍化層116b的組成不同於第二防鏽層118b的組成，且第二鈍化層116b及第二防鏽層118b的組成可以分別和第一鈍化層116a及第一防鏽層118a選自相同的群組，但是第二鈍化層116b及第二防鏽層118b的組成不限於要分別和第一鈍化層116a及第一防鏽層118a的組成相同。因此，第二鈍化層116b及第一鈍化層116a的組成彼此可以相同或不同，而第二防鏽層118b及第一防鏽層118a的組成彼此可以相同或不同。根據本揭露一實施例，第二鈍化層116b為含鋅層的單層結構，第二防鏽層118b為含鉻層。
前述表面處理銅箔100可再進一步加工，以製成銅箔基板(copper clad laminate,CCL)。銅箔基板至少包括載板和表面處理銅箔。表面處理銅箔設置於載板的至少一表面，且表面處理銅箔包括處理面。其中，表面處理銅箔的處理面可面向且直接接觸載板。
上述載板可採用電木板、高分子板、或玻璃纖維板，但並不限於此。所述高分子板的高分子成份可例舉如：環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、壓克力、甲醛樹脂、雙馬來醯亞胺三嗪樹脂(又稱BT樹脂)、氰 酸酯樹脂、含氟聚合物、聚醚碸、纖維素熱塑性塑料、聚碳酸酯、聚烯烴、聚丙烯、聚硫化物、聚氨酯、聚醯亞胺樹脂(polyimide)、液晶高分子、聚氧二甲苯。上述玻璃纖維板可以是玻璃纖維不織物料浸泡於前述高分子(如：環氧樹脂)後所形成的預浸漬材料(prepreg)。
前述銅箔基板可再進一步加工製成印刷電路板，其步驟可包括將表面處理銅箔圖案化以製作導線、以及將兩相鄰的載板互相黏合。
在下文中，係進一步針對表面處理銅箔以及銅箔基板的製作方法予以例示性地描述。製作方法中的各步驟分述如下：
(1)步驟A
施行步驟A，以提供主體銅箔。可以採用製箔機，以電解沉積(electrodeposition)的方式形成主體銅箔，或稱為生箔(bare copper foil)。具體而言，製箔機可至少包括做為陰極的輥筒、成對的不溶性的金屬陽極板、以及電解液入料管(inlet manifold)。其中，輥筒是可轉動的金屬輥筒，其表面係為鏡面拋光的表面。金屬陽極板可分離固設在輥筒的下半部，以包圍輥筒的下半部。入料管可固設在輥筒的正下方，且位於兩金屬陽極板之間。
電解沉積製程會使用硫酸銅溶液作為電解液，且此硫酸銅溶液可以經由將銅線溶解在濃度為50wt.%的硫酸水溶液中而製得。此外，電解液中亦可以包括添加劑，例如界面活性劑和金屬螯合劑。在電解沉積過程中，電解液入料管會持續提供電解液至輥筒和金屬陽極板之間。藉由在輥筒和金屬陽極板之間施加電流或電壓，便可以使銅電解沉積在輥筒上，而形成主體銅箔。此外，藉由持續轉動輥筒，並使電解銅箔自輥筒的某一側被剝離，便可以製作連續不斷的主體銅箔。其中，主體銅箔面向輥筒的表面可稱作是輥筒面，而主體銅箔遠離輥筒的表面可稱作是沉積面。此外，在電解沉積的過程中，由於陰極輥筒的表面會被些許氧化，而產生不平坦之表面，此不平坦之表面不僅會影響 主體銅箔的輥筒面的平坦度，也會影響主體銅箔的沉積面的平坦度。因此，可以進一步在陰極輥筒的相鄰處設置拋光輥筒(polish buff)，使陰極輥筒和拋光輥筒之間具有接觸面。藉由讓拋光輥筒以預定的轉速，並以相同或相反於陰極輥筒的角速度方向轉動，便可以使得陰極輥筒表面的氧化層被拋光輥筒去除，進而維持了陰極輥筒的表面平坦度。上述角速度係為向量，且其方向係由右手定則所決定。
主體銅箔的製造參數範圍例示如下：
〈1.1生箔的電解液組成及電解條件〉
硫酸銅(CuSO4˙5H2O)：320g/L
硫酸：95g/L
氯離子(從鹽酸而來，RCI Labscan Ltd.)：30mg/L(ppm)
液溫：52℃
電流密度：50A/dm2
主體銅箔厚度：18μm
聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯：6.5~12.5ppm
2,3-二巰基丙磺酸(DMPS)：4~8ppm
〈1.2陰極輥筒〉
轉速：1.0m/min
〈1.3拋光輥筒〉
型號(Nippon Tokushu Kento Co.,Ltd)：#2000
旋轉速度：300~600rpm
拋光輥筒的角速度方向(相較於陰極輥筒的角速度方向)：兩者為同向或反向
(2)步驟B
本步驟B係對上述主體銅箔施行表面清潔製程，以確保銅箔的表面不具有污染物(例如油污、氧化物)，其製造參數範圍例示如下：
〈2.1清洗液的組成及清潔條件〉
硫酸銅(CuSO4˙5H2O)：130g/L
硫酸：50g/L
液溫：27℃
浸漬時間：30秒
(3)步驟C
本步驟C係於上述主體銅箔的沉積面形成粗化層。舉例而言，可透過電解沉積，以將粗化粒子形成於主體銅箔的沉積面。此外，為了避免粗化粒子掉落，可進一步於上述粗化粒子上形成覆蓋層。粗化層(包括粗化粒子及覆蓋層)之製造參數範圍例示如下：
〈3.1製作粗化粒子的參數〉
硫酸銅(CuSO4˙5H2O)：70g/L
硫酸：100g/L
液溫：25℃
電流密度：34A/dm2
時間：10秒
〈3.2製作覆蓋層的參數〉
硫酸銅(CuSO4˙5H2O)：320g/L
硫酸：100g/L
液溫：40℃
電流密度：9A/dm2
時間：10秒
(4)步驟D
本步驟D係於上述主體銅箔的各側形成鈍化層，例如是透過電解沉積製程，以在主體銅箔設有粗化層之側形成具有雙層堆疊結構的鈍化層(例如：含鎳層/含鋅層，但不限定於此)，而在主體銅箔未設有粗化層之側形成具有單層結構的鈍化層(例如：含鋅層，但不限定於此)。製造參數範圍例示如下：
〈4.1含鎳層的電解液組成及電解條件〉
硫酸鎳(NiSO4˙7H2O)：180g/L
硼酸(H3BO3)：30g/L
次磷酸鈉(NaH2PO2)：3.6g/L
液溫：20℃
電流密度：0.4A/dm2
時間：3秒
〈4.2含鋅層的電解液組成及電解條件〉
硫酸鋅(ZnSO4˙7H2O)：9g/L
釩酸銨((NH4)3VO4)：0.3g/L
液溫：20℃
電流密度：0.4A/dm2
時間：3秒
(5)步驟E
本步驟E係於上述主體銅箔的各側的鈍化層上形成防鏽層，例如含
鉻層，其製造參數範圍例示如下：
〈5.1含鉻層的電解液組成及電解條件〉
三氧化鉻(CrO3)：5g/L
液溫：30℃
電流密度：1A/dm2
時間：3秒
(6)步驟F
本步驟F係於上述主體銅箔設置粗化層、鈍化層、防鏽層的一側上形成耦合層。舉例而言，完成上述電解沉積製程後，用水洗滌銅箔，但不乾燥銅箔表面。之後將含有矽烷耦合劑的水溶液噴塗至銅箔設有粗化層之側的防鏽層上，使得矽烷耦合劑吸附於防鏽層的表面。之後，可以將銅箔放置於烘箱中予以乾燥。製造參數範圍例示如下：
〈6.1矽烷耦合劑的參數〉
矽烷耦合劑：3-胺丙基三乙氧基矽烷(3-aminopropyl triethoxysilane,S-330)
水溶液之矽烷耦合劑濃度：0.25wt.%
噴塗時間：3秒
為了使本技術領域具有通常知識者得據以實現本揭露，下文將進一步詳細描述本揭露之各具體實施例，以具體說明本揭露之表面處理銅箔及銅箔基板。需注意的是，以下實施例僅為例示性，不應以其限制性地解釋本揭露。亦即，在不逾越本揭露範疇之情況下，可適當地改變各實施例中所採用之材料、材料之用量及比率以及處理流程等。
實施例1-8
實施例1-8係為表面處理銅箔，其製造程序包括上述製作方法中的步驟A至步驟F。實施例1-8與上述製作方法之間相異的製造參數，係記載於表1中。其中，針對實施例1-8的表面處理銅箔，係採用如第4圖所示之結構，其粗化層設置於沉積面，且粗化層上依序形成含鎳層、含鋅層、含鉻層及耦合層，且耦合層的最外側即為表面處理銅箔的處理面。在主體銅箔未設有粗化層的一側上依序形成含鋅層、含鉻層，且含鉻層的最外側即為表面處理銅箔的相反面。表面處理銅箔的厚度為18μm。
比較例1-8
比較例1-8的製造程序係對應於上述製作方法中的步驟A至步驟F。比較例1-8與上述製作方法之間相異的製造參數，係記載於表1中。其中，比較例1-8的表面處理銅箔採用如第4圖所示之結構，粗化層設置於沉積面，且其粗化層上依序形成含鎳層、含鋅層、含鉻層及耦合層，且耦合層的最外側即為表面處理銅箔的處理面。在主體銅箔未設有粗化層的一側上依序形成含鋅層、含鉻層，且含鉻層的最外側即為表面處理銅箔的相反面。
Figure 110141342-A0305-02-0018-1
Figure 110141342-A0305-02-0019-2
以下進一步描述上述各實施例1-8及比較例1-8的表面處理銅箔的各項檢測結果，例如：〈實體體積(Vm)〉、〈5點峰高(S5p)〉、〈蝕刻因子〉、〈剝離強度〉、及〈乾膜光阻附著性〉。各項檢測結果係記載於表2中。
〈實體體積(Vm)〉及〈5點峰高(S5p)〉
根據標準ISO 25178-2(2012)，以雷射顯微鏡(LEXT OLS5000-SAF, Olympus)的表面紋理分析，測量表面處理銅箔的處理面的實體體積(Vm)及〈5點峰高(S5p)〉。具體量測條件如下，量測結果係記載於表2中： 光源波長：405nm
物鏡倍率：100倍物鏡(MPLAPON-100x LEXT,Olympus)
光學變焦：1.0倍
觀察面積：129μm×129μm
解析度：1024畫素×1024畫素
條件：啟用雷射顯微鏡的自動傾斜消除功能(Auto tilt removal)
濾波器：S濾波器(S-filter)=2.5μm
其中，實體體積(Vm)係將負載率(mr)之值為80%時而予以獲得，且其數值等於核心部實體體積(Vmc)及波峰部實體體積(Vmp)的總和，檢測結果係記載於表2中。
〈蝕刻因子〉
將表面處理銅箔的處理面朝向載板，例如樹脂載板，並將兩者壓合。繼以將表面處理銅箔的相反面(即位於處理面的相反側的面)與乾膜光阻層進行壓合，以形成積層板。接著在積層板表面覆蓋曝光遮罩(L/S=1/1、線性圖案布局、各線寬度為30μm)。在曝光遮罩的遮蔽下，利用曝光機台，對積層板曝光15分鐘，使部分的乾膜光阻層交聯(cured)。
接著，進行顯影製程，將顯影劑噴塗至乾膜光阻層，以去除未交聯(uncured)的乾膜光阻層，而形成具有線性圖案的圖案化光阻層。
然後，取配置為比重為1.3的氯化銅(CuCl2)水溶液、以及濃度為2.5M的鹽酸的水溶液，兩種水溶液以體積1：1互相混和，配置成蝕刻液，並用以蝕刻上述樣品，以將圖案化光阻層構成的圖案轉移至表面處理銅箔中，而獲得 如5圖所示的圖案化表面處理銅箔。
如第5圖所示，圖案化表面處理銅箔410(或稱為導線圖案)會被設置於載板400上，且圖案化表面處理銅箔410的頂面會被圖案化光阻層420覆蓋。圖案化表面處理銅箔410的線寬及間距可以藉由上方的具有預定線寬L及間距S的圖案化光阻層420而決定。然而，在將圖案化光阻層420構成的圖案轉移至表面處理銅箔的過程中，由於蝕刻液會對表面處理銅箔產生側向蝕刻，使得圖案化表面處理銅箔410的底角α會小於90度，且圖案化表面處理銅箔410的底面410A(對應至表面處理銅箔的處理面)的寬度和其頂面410B(對應至表面處理銅箔的相反面)的寬度之間會有寬度差值x。可利用光學顯微鏡以獲取圖案化表面處理銅箔410的厚度y及寬度差值x，並將圖案化表面處理銅箔410的厚度y除以寬度差值x，即為蝕刻因子(EF)。當蝕刻因子(EF)數值愈大，代表表面處理銅箔愈不會產生側向蝕刻的現象，於細線路時不會產生斷線的危險性，因此圖案化光阻層所構成的圖案愈能被完整地轉移至其下方的表面處理銅箔。蝕刻因子的檢測結果係記載於表2中。
〈剝離強度〉
將表面處理銅箔的處理面面向0.09mm厚的市售樹脂片(Megtron 6,Panasonic co.)，並將兩者壓合，以形成積層板，再裁切成125mm(L)×10mm(W)的試片尺寸。具體參數及壓合條件如下，量測結果係記載於表2中： 試片尺寸：125mm(L)×10mm(W)
樹脂片：Megatron 6,Panasonic
壓合溫度：190℃
壓力：427psi
壓合時間：120分鐘
之後，根據標準JIS C 6471，使用萬能試驗機，以將表面處理銅箔以90°的角度自測試片剝離。剝離條件如下： 剝離儀器：島津AG-I萬能拉力機
剝離角度：90°
〈乾膜光阻附著性〉
將表面處理銅箔的處理面朝向樹脂(Megtron 6,Panasonic co.)，並將兩者壓合。繼以將表面處理銅箔的相反面(即位於處理面的相反側的面)與乾膜光阻層(FF-9030A,Chang Chun plastics.co.)進行壓合，以形成積層板。其中壓合乾膜光阻層的條件為：65℃、3.0kg/cm2、3秒。
將乾膜光阻層壓合至表面處理銅箔之後，在室溫下將積層板冷卻15分鐘。接著在積層板表面覆蓋曝光遮罩(L/S=1/1、線性圖案布局、各線寬度為20至50μm)。在曝光遮罩的遮蔽下，利用曝光機台(EXM-1201F,ORC)，在30mJ/cm2的能量強度下對積層板曝光15分鐘，使部分的乾膜光阻層交聯(cured)。
施行曝光製程後，將積層板在室溫下冷卻15分鐘。接下來，進行濕式顯影製程，將顯影劑噴塗至乾膜光阻層，以去除未交聯(uncured)的乾膜光阻層，而形成具有線性圖案的圖案化光阻層。其中，顯影條件為：29℃、1.0wt.%的Na2CO3、噴塗壓力為1.2kg/cm2。
然後，將36wt%鹽酸水溶液、40wt%氯化鐵水溶液、超純水以體積比例1：1：1混合，以配置成蝕刻液。繼以，利用此蝕刻液蝕刻表面處理銅箔，以將圖案化光阻層構成的圖案轉移至表面處理銅箔中，而獲得圖案化的表面處理銅箔。
可以利用各式曝光遮罩，以形成具有各式的圖案化的表面處理銅箔。舉例而言，可以透過上述製程，以製備多組線寬以5μm等差增加的樣品， 例如線寬為20μm的第一組、線寬為25μm的第二組、及線寬為30μm的第三組，且各組中包括5樣品。
當獲得圖案化的電解銅層時，觀察各組樣品是否產生圖案化光阻層自圖案化的表面處理銅箔的表面剝離的現象，以進行光阻層和表面處理銅箔間的附著性的優劣評估。其評估標準如下，量測結果係記載於表2中：
A等級：對於線寬
Figure 110141342-A0305-02-0023-11
30μm的特定組，該組中的5樣品均未產生圖案化光阻層自圖案化表面處理銅箔表面剝離的現象。
B等級：對於線寬
Figure 110141342-A0305-02-0023-12
30μm的特定組，該組中的5樣品有部分圖案化光阻層自圖案化表面處理銅箔表面剝離的現象；但對於線寬>30μm的特定組，該組中的5樣品均未產生圖案化光阻層自圖案化表面處理銅箔表面剝離的現象。
Figure 110141342-A0305-02-0023-3
Figure 110141342-A0305-02-0024-4
根據表2，針對實施例1-8，當表面處理銅箔的處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，且此處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm時，可以使得表面處理銅箔的蝕刻因子均大於2.8，且剝離強度均大於0.55N/mm。相較之下，針對比較例1-8，當表面處理銅箔的處理面的實體體積(Vm)及5點峰高(S5p)的其中一者未落入上述範圍時，則表面處理銅箔的蝕刻因子會低於2.8或是剝離強度會低於0.55N/mm。
針對實施例1-8，其相應表面處理銅箔除了可以展現較佳的蝕刻因子及剝離強度，另由於實施例1-8的表面處理銅箔的相反面的5點峰高(S5p)為0.55至1.50μm，因而可以進一步讓表面處理銅箔的相反面和乾膜光阻之間的附著性落入A等級。相較之下，針對比較例1-8，當表面處理銅箔的相反面的5點峰高(S5p)未落入上述範圍時，則其和乾膜光阻之間的附著性會落入B等級。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:表面處理銅箔
100A:處理面
100B:相反面
110:主體銅箔
110A:第一表面
110B:第二表面
112a:第一表面處理層
112b:第二表面處理層
114:粗化層
116a:第一鈍化層
116b:第二鈍化層
118a:第一防鏽層
118b:第二防鏽層
120:耦合層

Claims (9)

  1. 一種表面處理銅箔，包括：一主體銅箔，包括一第一表面；以及一第一表面處理層，設置於該第一表面且包括一粗化層，其中該第一表面處理層的最外側係為該表面處理銅箔的處理面，該處理面的實體體積(Vm)為0.06至1.45μm3/μm2，且該處理面的5點峰高(S5p)為0.15至2.00μm。
  2. 如請求項1所述之表面處理銅箔，其中該表面處理銅箔進一步包括位於該處理面的相反側的一相反面，且該相反面係為該表面處理銅箔的最外側，該相反面的5點峰高(S5p)為0.55至1.50μm。
  3. 如請求項1所述的表面處理銅箔，其中該第一表面處理層進一步包括鈍化層、防鏽層及耦合層的其中至少一者。
  4. 如請求項1所述的表面處理銅箔，進一步包括：一第二表面處理層，設置於該主體銅箔相反於該第一表面的一第二表面，該第二表面處理層包括鈍化層及防鏽層的其中至少一者。
  5. 如請求項4所述的表面處理銅箔，其中該第二表面處理層的最外側的5點峰高(S5p)為0.55至1.50μm。
  6. 如請求項5所述的表面處理銅箔，其中該防鏽層的最外側係為該第二表面處理層的最外側。
  7. 如請求項4所述之表面處理銅箔，其中該鈍化層的組成包括鎳、鋅、鉻、鈷、鉬、鐵、錫、釩、鎢或鈦，該防鏽層的組成包括鎳、鋅、鉻、鈷、鉬、鐵、錫、釩、鎢、鈦、卟啉基、苯並三唑、三
    Figure 110141342-A0305-02-0028-13
    三硫醇或其組合，該卟啉基係包括卟啉、卟啉大環(porphyrinic macrocycle)、擴大卟啉(expanded porphyrin)、收縮卟啉(contracted porphyrin)、線性卟啉聚合物、卟啉夾層配位複合物、卟啉陣列、或5,10,15,20-四(4-胺基苯基)-卟啉-鋅(II)，且該鈍化層的組成不同於該防鏽層的組成。
  8. 一種銅箔基板，包括：一載板；以及如請求項1至7中任一項所述的表面處理銅箔，其中該處理面係貼合於該載板。
  9. 如請求項8所述的銅箔基板，其中該處理面係直接接觸該載板。
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