JP2001062955A - キャリア箔付電解銅箔及びその電解銅箔を使用した銅張積層板 - Google Patents

キャリア箔付電解銅箔及びその電解銅箔を使用した銅張積層板

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板に、レーザー法によるスルー
ホール(PTH)、インタースティシャル・バイアホー
ル(IVH)、ブラインド・バイアホール(BVH)等
の形成が容易に出来るキャリア箔付電解銅箔の提供を目
的とする。 【解決手段】 キャリア箔の表面上に、有機系接合界面
層を形成し、その接合界面層上に電解銅箔層を析出形成
させて得られるキャリア箔付電解銅箔であって、キャリ
ア箔は、その有機系接合界面層及び電解銅箔層を析出形
成する面に対し、微細銅粒を付着形成したものを用いた
ことを特徴とするキャリア箔付電解銅箔による。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャリア箔付電解
銅箔、当該キャリア箔付電解銅箔を用いた銅張積層板に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、キャリア箔付電解銅箔は、広
く電気、電子産業の分野で用いられるプリント配線板製
造の基礎材料として用いられてきた。一般に、キャリア
箔付電解銅箔はガラス−エポキシ基材、フェノール基
材、ポリイミド等の高分子絶縁基材と熱間プレス成形に
て張り合わされ銅張積層板とし、プリント配線板製造に
用いられる。
【0003】このキャリア箔付電解銅箔は、熱間プレス
成型時に銅箔に皺が発生することを防止し、皺部を起因
とする銅箔クラックを防止し、プリプレグからの樹脂の
染み出を防ぐものとなる。また、キャリア箔付電解銅箔
は、このような問題を解決すると共に、熱間成形プレス
時の終了時点まで銅箔面への異物混入を防止することの
出来る画期的銅箔としての注目を浴びてきた。
【0004】即ち、キャリア箔付電解銅箔は、キャリア
箔と電解銅箔を平面的に張り合わせた如き構成のもので
あり、キャリア箔の付いたままプレス成形し、エッチン
グにより銅回路を形成する直前に、キャリア箔を除去す
ることができるのである。これにより電解銅箔のハンド
リング時及びプレス時の皺の発生防止、銅張積層板とし
ての表面汚染の防止が可能となるのである。
【0005】本明細書においては、「キャリア箔」とい
う名称を用いているが、このキャリア箔は、電解銅箔と
あたかも平面的に貼り合わされたような形態で用いられ
るものである。キャリア箔の表面上に、電解銅箔となる
銅成分を電析させ、そして、少なくとも銅張積層板の製
造終了時までは、電解銅箔層と接合した状態を維持し、
ハンドリングを容易にし、電解銅箔をあらゆる意味で補
強し、保護する役割を持つものである。従って、キャリ
ア箔は所定の強度を有する必要がある。これらのことを
満足するものであれば、「キャリア箔」としての使用が
可能であり、一般的には金属箔が想定されるが、これに
は限定されないものである。
【0006】キャリア箔付電解銅箔は、一般にピーラブ
ルタイプとエッチャブルタイプに大別することが可能で
あり、ピーラブルタイプのキャリア箔付電解銅箔のキャ
リア箔と電解銅箔との接合界面の引き剥がし安定性を飛
躍的に向上させた製品として、本件発明者等はキャリア
箔と電解銅箔との接合界面に有機系剤を用いたピーラブ
ルタイプのキャリア箔付電解銅箔の提唱を行ってきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
銅箔に対する要求は、銅張積層板に積層加工した後に、
プリント配線板へと加工するエッチング加工及び多層化
プロセスにおいて、より使い勝手のよい銅箔に対する要
求が高まってきている。近年、電子、電気機器のダウン
サイジングの要求はとどまるところを知らず、その基本
部品であるプリント配線板の多層化、その銅箔回路の高
密度化、実装部品の高密度実装化が、より強く求められ
るようになってきているためである。
【0008】より一層の銅箔回路の高密度化及び実装部
品の高密度実装化を図る場合、銅箔回路を、よりファイ
ンな方向に持っていく必要があり、回路の細線化が求め
られる。そして、これらの基板の多層化も当然行われ、
層間の導通を確保する手段としてプリント配線板にスル
ーホール(PTH)、インタースティシャル・バイアホ
ール(IVH)、ブラインド・バイアホール(BVH)
等の形成がなされる。これらのものは、プリント配線板
に所定の穴明けを行うことにより、形成されるものであ
る。これらの加工は、従来ドリル加工を用いて行われて
いたが、近年は、銅箔回路のファイン化に伴い、より高
精度の加工を行うため炭酸ガスレーザー等の利用が行わ
れてきた。
【0009】このレーザー加工は、極めて微細な加工を
高精度に行えるという点においては非常に優れたもので
あるが、その加工条件を設定することが極めて困難であ
る。プリント配線板に用いる銅箔は、その表面が光沢を
有しており、レーザー光を反射する性質を有しているか
らである。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本件発明者等の
提唱してきたキャリア箔と電解銅箔との接合界面に有機
系剤を用いたピーラブルタイプのキャリア箔付電解銅箔
の中でも、更に、本件発明者等は、キャリア箔と電解銅
箔との接合界面の引き剥がし安定性を向上させると共
に、銅張積層板を成形して以降のエッチングプロセス、
レーザー加工を考慮し、優れた性能を発揮するキャリア
箔付電解銅箔の提供を目的として、以下の発明を行うに
到ったのである。以下、本発明について説明する。
【0011】請求項1には、キャリア箔の表面上に、有
機系接合界面層を形成し、その接合界面層上に電解銅箔
層を析出形成させて得られるキャリア箔付電解銅箔にお
いて、キャリア箔は、その有機系接合界面層及び電解銅
箔層を析出形成する面に、微細銅粒が付着形成したもの
であることを特徴とするキャリア箔付電解銅箔としてい
る。
【0012】請求項1にいうキャリア箔付電解銅箔と
は、図1の断面模式図に示すように、キャリア箔と電解
銅箔とが、あたかも貼り合わされた状態の電解銅箔のこ
とである。以上及び以下において、電解銅箔と電解銅箔
層、キャリア箔とキャリア箔層、接合界面と接合界面層
とは、それぞれ同じ部位を示し、説明内容に応じて適宜
使い分けるものとする。
【0013】本発明に係るキャリア箔付電解銅箔は、キ
ャリア箔として表面に微細銅粒を形成付着させたものを
用いた点に特徴を有する。この微細銅粒は、キャリア箔
の表面に、一般には電解法を用いて形成するものであ
る。この様に、キャリア箔付電解銅箔のキャリア箔の表
面に直接微細銅粒を形成するという技術的思想は従来に
ない。
【0014】ここでキャリア箔の表面に微細銅粒を付着
形成した理由について説明する。キャリア付電解銅箔の
製造方法は、キャリア箔の表面に接合界面層を形成し、
その接合界面層の上に、銅成分を電析させることで電解
銅箔層を形成するのである。従って、銅成分を電析させ
るキャリア箔の面に予め微細銅粒を形成しておけば、そ
の微細銅粒の持つ形状が、接合界面を介して形成される
銅箔表面に転写し、しかもキャリア箔を引き剥がした際
に微細銅粒の一部が銅箔側に移行転写することになる。
【0015】この接合界面側の銅箔表面は、熱間プレス
加工して樹脂基材と張り合わせ、キャリア箔を引き剥が
して除去した場合には、銅張積層板の最表面に位置する
ものとなる。即ち、銅張積層板の表面に現れた電解銅箔
層の持つ表面形状が、キャリア箔の表面に形成した微細
銅粒により、一定の凹凸形状を持ち、艶消し状になるの
である。この表面形状を持つ銅箔は、通常の銅箔に比
べ、その表面が細かな凹凸を持つため、その表面は褐色
から黒色の色合いを持つこととなるのである。
【0016】ここでキャリア箔に付着形成する微細銅粒
は、請求項2に記載したように、目視によれば褐色から
黒色の範囲の色彩として捉えられ、微細銅粒の粒径が
0.01μm〜5.0μmであることが望ましい。望ま
しいとしたのは、電解法で微細銅粒を形成する以上、そ
の作り込み精度に一定のバラツキを生じるのが常だから
である。以上及び以下において、微細銅粒とは、図2の
(a)〜(c)に示すように球形のものに限らず、針状
や樹枝状等に成長したもので、電析法のヤケメッキ条件
で得られる銅粒の全ての概念を包含するものである。そ
して、針状及び樹枝状の銅粒の場合の粒径とは、その長
径を意味するものとする。
【0017】図2に示す微細銅粒をキャリア箔に形成し
たものを用いて、本件発明に係るキャリア箔付電解銅箔
を製造し、キャリア箔と電解銅箔との接合界面の引き剥
がし強度を測定すると、図2(a)の場合が9.8g/
cm、図2(b)の場合が60.2g/cm、図2
(c)の場合が110g/cmとなった。このことは、
キャリア箔の表面に形成する微細銅粒のレベルを変える
ことにより、当該界面での引き剥がし強度をコントロー
ル出来ることを意味するものである。
【0018】キャリア箔の表面に形成する微細銅粒は細
かければ細かいほど、キャリア箔を除去した後の銅箔表
面の色彩は黒色に近づくものとなる。0.01μm以下
の粒径の微細銅粒は、形成しにくく工業的視点から見て
品質管理が困難となる。そして、5.0μm以上の粒径
の微細銅粒は、樹枝状に成長し折れやすく、受けた光の
反射率が高くなり、光沢が強く、褐色から黒色の範囲の
色彩として捉えられ無くなるのである。
【0019】ここで用いるキャリア箔は、特に材質は限
定していない。キャリア箔としてアルミニウム箔、銅
箔、表面をメタルコーティングした樹脂箔など、キャリ
アとして用いることの可能な全てのものを含む概念とし
て用いている。また、キャリア箔としての厚さについて
も、特に限定はない。工業的視点から、箔としての概念
は、一般に200μm厚以下のものを箔と称しており、
この概念を用いれば足りるものである。
【0020】そして、有機系接合界面層の形成に用いる
有機系剤は、請求項4に記載したように、窒素含有有機
化合物、硫黄含有有機化合物及びカルボン酸の中から選
択される1種又は2種以上からなるものを用いることが
好ましい。
【0021】窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物
及びカルボン酸のうち、窒素含有有機化合物には、置換
基を有する窒素含有有機化合物を含んでいる。具体的に
は、窒素含有有機化合物としては、置換基を有するトリ
アゾール化合物である1,2,3−ベンゾトリアゾール
(以下、「BTA」と称する。)、カルボキシベンゾト
リアゾール(以下、「CBTA」と称する。)、N’,
N’−ビス(ベンゾトリアゾリルメチル)ユリア(以
下、「BTD−U」と称する。)、1H−1,2,4−
トリアゾール(以下、「TA」と称する。)及び3−ア
ミノ−1H−1,2,4−トリアゾール(以下、「AT
A」と称する。)等を用いることが好ましい。
【0022】硫黄含有有機化合物には、メルカプトベン
ゾチアゾール(以下、「MBT」と称する。)、チオシ
アヌル酸(以下、「TCA」と称する。)及び2−ベン
ズイミダゾールチオール(以下、「BIT」と称する)
等を用いることが好ましい。
【0023】カルボン酸は、特にモノカルボン酸を用い
ることが好ましく、中でもオレイン酸、リノール酸及び
リノレイン酸等を用いることが好ましい。
【0024】以上に述べた有機系剤の使用方法につい
て、キャリア箔上への接合界面層の形成方法について述
べつつ、説明することとする。キャリア箔上への接合界
面層の形成は、上述した有機系剤を溶媒に溶解させ、そ
の溶媒中にキャリア箔を浸漬させるか、接合界面層を形
成しようとする面に対するシャワーリング、噴霧法、滴
下法及び電着法等を用いて行うことができ、特に限定し
た手法を採用する必要性はない。このときの溶媒中の有
機系剤の濃度は、上述した有機系剤の全てにおいて、濃
度0.01g/l〜10g/l、液温20〜60℃の範
囲が好ましい。有機系剤の濃度は、特に限定されるもの
ではなく、本来濃度が高くとも低くとも問題のないもの
である。
【0025】接合界面層の形成原理からすると、上述の
有機系剤は、次のような理由によりキャリア箔表面上に
安定的に存在するものと考える。例えば、金属であるキ
ャリア箔に有機系剤の接合界面層を形成する場合、キャ
リア箔の表層に形成されている金属酸化被膜である酸化
金属層に対し、有機系剤が吸着することになる。そし
て、その酸化金属層に吸着した状態から、表層に存在す
る酸素等の結合子と結びつき、接合界面層を形成する有
機系剤が安定するものと推測している。
【0026】従って、有機系剤の濃度が高いほど有機系
剤がキャリア箔表面に吸着する速度が速くなると言え、
基本的に有機系剤の濃度は製造ラインの速度に応じて定
められるものである。キャリア箔と溶媒に溶解させた有
機系剤とを接触させる時間も製造ラインの速度から決ま
り、実用的には5〜60秒の接触時間となる。
【0027】これらのことを考慮した結果、下限値であ
る有機系剤の濃度0.01g/lよりも低い濃度となる
と、短時間でのキャリア箔表面への吸着は困難であり、
しかも形成される接合界面層の厚さにバラツキが生じ、
製品品質の安定化が不可能となるのである。一方、上限
値である10g/lを越える濃度としても、特に有機系
剤のキャリア箔表面への吸着速度が添加量に応じて増加
するものでもなく、生産コスト面から見て好ましいもの
とは言えないためである。
【0028】上述した有機系剤を使用し、上述した条件
の範囲で接合界面層を形成すると、請求項3に記載した
ように、有機系接合界面層の厚さを、キャリア箔付電解
銅箔の単位面積あたりの重量として表すと5〜100m
g/mの範囲となるのである。この範囲であれば、電
解銅箔層を析出形成させる際の導電性には何ら影響のな
いものである。そして、5mg/m以下の厚さの場合
は、接合界面層として適正な引き剥がし強度を確保する
ことが困難となり、100mg/m以上の厚さの場合
は、通電が安定して出来なくなるのである。従って、こ
こに明記した厚さ範囲で、適正な剥離強度の確保が可能
で、しかも銅の安定した電解析出が可能となるのであ
る。
【0029】そして、この有機被膜は、希硫酸、希塩酸
等の溶液で酸洗する事で容易に除去することが可能なも
のであり、プリント配線板の製造工程に悪影響を与える
ことはない。以上に述べた有機系剤は、現段階におい
て、銅張積層板に加工して以降の、プリント配線板の製
造工程として存在する、種々のレジスト塗布、エッチン
グ工程、種々のメッキ処理、表面実装等の工程において
悪影響のないことが確認できたものである。
【0030】以上に述べた接合界面層をキャリア箔の微
細銅粒の上に形成すると、その接合界面層の上に、電解
銅箔層を形成するのである。この電解銅箔層は、キャリ
ア箔自体を、銅の電解溶液中でカソード分極すること
で、銅成分を直接、接合界面層上に析出させバルク銅層
を形成するのである。このときの銅電解液には、硫酸銅
系、ピロ燐酸銅系等の使用が可能である。
【0031】電解銅箔は、回路を形成したときの導電体
として役割を果たすバルク銅層と、樹脂基板に接着し、
張り合わせた際の接着安定性を維持するための表面処理
層とからなるものである。従って、バルク銅層の形成が
終了すると、そのバルク銅層の上に、基材に張り合わせ
た際のアンカー効果を得るための粗化処理及び酸化防止
のための防錆処理が施され、本件発明に係るキャリア箔
付電解銅箔が得られることになる。
【0032】このキャリア箔付電解銅箔を用いて、銅張
積層板を製造し、キャリア箔を引き剥がすと、キャリア
箔の表面が微細銅粒を有する事で備えた凹凸により、そ
の形状が電解銅箔層の表面に転写し、電解銅箔層の表面
は褐色から黒色の範囲の色彩として捉えられるものとな
るのである。このような表面形状は、非常に緻密な凹凸
を持つものであり、入射した光を乱反射し、吸収するこ
とで褐色から黒色の範囲の色彩として捉えられるのであ
る。このような緻密な表面形状は、微細回路を形成する
上で、非常に有用に作用するのである。
【0033】微細回路の形成を行うために必要な電解銅
箔に求められる要因を大まかに捉えれば、良好なエッ
チングレジストとの密着性の確保、良好な露光状態の
確保、速いエッチング時間、その他引き剥がし強度
(耐薬品性等を含む)等の物理的特性と考えられる。こ
こに言う諸特性のほとんどが良好なものとなるが、中で
も、良好なエッチングレジストとの密着性の確保と、良
好な露光状態の確保に主に寄与するものである。
【0034】エッチングレジストとの密着性が向上すれ
ば、銅箔とエッチングレジストとの接合界面に対するエ
ッチング液の侵入を防止でき、良好なアスペクト比を持
つ回路断面の形成が可能となり、インピーダンスコント
ロール等を考慮した微細回路の形成が容易になる。ま
た、通常の光沢を持つ銅箔に比べ、艶消しに近い光沢と
なっているため、エッチングパターンのエッチングレジ
ストに対し、露光時の露光光の余分な散乱を抑制するこ
とが可能であり、回路パターンのエッジ部での、いわゆ
る露光ボケの影響を軽減することができるのである。
【0035】更に、本件発明に係るキャリア箔付電解銅
箔を用いて得られる電解銅箔層は、その緻密な凹凸を持
つ表面形状であるため、銅箔表面にメッキ処理を施した
場合、当該電解銅箔表面とメッキ層との界面での剥離強
度が向上するとの結果が得られている。
【0036】そして、極めて注目すべき効果として、本
件発明に係るキャリア箔付電解銅箔を用いて得られる電
解銅箔層の持つ、その緻密な凹凸を持つ表面形状は、前
述した、スルーホール(PTH)、インタースティシャ
ル・バイアホール(IVH)、ブラインド・バイアホー
ル(BVH)等の形成に用いるレーザー穴あけの場にお
いて、非常に有用であることが分かってきた。
【0037】本件発明に係るキャリア箔付電解銅箔を用
いて得られる電解銅箔層の持つ、その緻密な表面凹凸形
状ゆえに、受けた光を吸収しやすく、この性質はレーザ
ー光に対しても有効である。図4〜図6には、銅箔表面
の持つ特性の諸関係を示している。
【0038】本件発明者等は、キャリア箔の表面に形成
する微細銅粒を、図2に例示的に示したように種々に変
化させ、銅張積層板としたときの、銅箔表面を種々の状
態とし、そのときの反射率、明度、表面粗さの3種のパ
ラメータを組み合わせて、レーザー穴明け状態と比較す
ることにより、最もレーザー穴明けに適したパラメータ
を見いだそうとした。
【0039】ここで評価に用いた銅張積層板の表層銅箔
は、表1に示した反射率、明度、表面粗さを持つ4種の
ものである。そして、これらのパラメータを組み合わ
せ、それぞれの相関関係を調べることとした。ここで
は、それぞれのパラメータの相関関係の判断が可能で、
出来る限り説明を分かりやすくするため4点のデータを
代表的に用いて説明することとする。
【0040】
【表1】
【0041】表1に示したレーザー穴明け評価結果の具
体的内容とは、図3に示したようにレーザー加工後の形
成した小径穴の断面観察を行い、その形状を持って判断
したのである。図3には、試料No.A〜Dに対応させ
た小径穴の断面観察写真を掲載している。このときのレ
ーザー加工条件は、日立精工株式会社製のLCO−1A
21(炭酸ガスレーザー)を用い、波長9.3μm、周
波数2000Hz、マスク5.0mm径、パルス幅(1
ショット:20μS、20mJ)、オフセット0.8と
した。そして、試料No.Aの断面形状レベルを良好、
試料No.Bの断面形状レベルを良、試料No.C及び
試料No.Dの断面形状レベルを不良と判断した。外層
銅箔がバリ状に見えている部分は、1ショットでの加工
断面を示したためであり、通常は2ショット目のレーザ
ー照射で滑らかな綺麗な形状とすることが出来るもので
ある。
【0042】表1に記載の値をもとに、各パラメータ間
の相関関係を調べた。図4には、明度と表面粗さとをプ
ロットしているが、この図4から分かるように、明度と
表面粗さとの間に明瞭な相関関係を得ることは出来ない
と判断した。但し、明度と表面粗さとは、必ずしも一致
しないのであるが、レーザー穴明け評価結果と考え併せ
れば、明度とレーザー穴明け性との関係はあることが分
かる。
【0043】図5には、反射率と表面粗さとをプロット
しているが、この図5から分かるように、反射率と表面
粗さとの間にも明瞭な相関関係を得ることが出来ないと
判断した。但し、反射率と表面粗さも、必ずしも一致し
ないのであるが、レーザー穴明け評価結果と考え併せれ
ば、反射率とレーザー穴明け性との関係はあることが分
かる。
【0044】そこで、図6には、反射率と明度とをプロ
ットしているが、この図6から分かるように、反射率と
明度との間には、対数関数的な相関関係を存在し、明度
が大きくなるほど、100%反射率の線に漸近してくる
ものと考えられる。そして、試料のN数を上げ、更に実
験を積み重ねた結果、図6中に一点鎖線で区分し矢印で
示した領域であって、図6中に外挿した曲線から判断し
て、反射率86%以下、明度(L値)30以下の領域の
明度及び反射率の表面を持つ銅箔が銅張積層板の外層に
存在すると、レーザー穴明け性が良好となるものと判断
できる。なお、ここで言う明度(L値)とは、色彩の彩
度及び明度を判断する際に、一般的に広く用いられてい
るLab表色系の判断指数を意味するものである。測定
に用いた装置は、日本電色工業株式会社の色差系(SZ
−Σ80)を用いた。
【0045】従って、請求項5には、レーザー加工を行
う面となる銅箔表面のレーザー光反射率86%以下の場
合として、請求項1〜請求項4に記載の、キャリア箔の
有機系接合界面層及び電解銅箔層を析出形成する面に対
し、微細銅粒を付着形成したものを用いたキャリア箔付
電解銅箔であって、キャリア箔を引き剥がした後の銅箔
表面のレーザー光の反射率が、86%(波長9.3μm
の炭酸ガスレーザー)以下であることを特徴とするキャ
リア箔付電解銅箔としているのである。
【0046】そして、以上の内容から分かるように銅張
積層板の外層銅箔の明度も、非常に優れたレーザー穴明
け性のモニター要素となり得る。このことから請求項6
には、請求項1〜請求項4に記載の、キャリア箔の有機
系接合界面層及び電解銅箔層を析出形成する面に対し、
微細銅粒を付着形成したものを用いたキャリア箔付電解
銅箔であって、キャリア箔を引き剥がした後の銅箔表面
の明度が、30(波長9.3μmの炭酸ガスレーザー)
以下であることを特徴とするキャリア箔付電解銅箔とし
ているのである。
【0047】特に、銅張積層板に加工して、銅箔と基材
とを同時に穴明け加工する際には、レーザー光の初期照
射時の加工状態が重要になる。即ち、レーザー光の照射
当初から、均一に穴明け加工できることが求められるの
である。初期の外層銅箔層のレーザー加工性が不均一に
なると、その後の基材部のレーザー加工も不均一とな
り、穴明け部の壁面に荒れ等が生じるのである。
【0048】基材を構成するプリプレグは、一般にグラ
スファイバーにエポキシ系、メラミン系等の樹脂を含浸
させ半硬化の状態にあるものであり、これを銅箔とプレ
ス成形することで完全硬化させ銅張積層板の基材となる
のである。
【0049】完全硬化させた後のプリプレグは、一種の
ファイバー・レインフォースド・プラスチック(FR
P)と考えてよい。従って、その内部にはガラスクロス
が包含されている。レーザー光による穴明け性は、その
ガラスクロス部と樹脂部とは当然に異なり、均一なレー
ザー光の照射が行われることが必要最低限の条件とな
る。そのため、レーザー光に初期吸収の高い(反射率の
低い)銅箔を用いることで、銅張積層板の銅箔層を、よ
り均一且つフラットに穴明けして、基材に到達したレー
ザー光が、均一に基材に照射するようにして、より精度
の高い穴明け加工を可能にするのである。
【0050】また、本件発明に係るキャリア箔付電解銅
箔の銅箔部の基板(多層プリント配線板の内層コア材)
との接着面に樹脂層を設けたものとし、外層銅箔として
使用することが好ましい。このような樹脂付キャリア箔
付電解銅箔を用いれば、外層銅箔と第2層の内層銅箔と
の間に、ガラスクロスを含まない絶縁樹脂層を形成する
ことができ、レーザーによる穴明け加工性をより一層改
善することが可能となる。
【0051】そして、請求項7には、請求項1〜請求項
6のいずれかに記載のキャリア箔付電解銅箔を用いた銅
張積層板としているのである。これは、上述のキャリア
箔付銅箔を用いた銅張積層板である点に特徴を有する。
これらの銅張積層板レーザー加工する際に用いるレーザ
ーの種類に特に制限はなく、アルゴンレーザー、炭酸ガ
スレーザー等の種類は問わない。但し、短波長側にいく
ほど、その吸収率が向上し、より効果が向上するものと
考えられる。また、レーザーの照射条件は、基材材質、
厚さ等を考慮し、適宜最適条件を選択して使用すればよ
い。
【0052】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るキャリア箔付
電解銅箔の製造方法及びその銅箔を用いて銅張積層板を
製造し、その評価結果を示すことにより、発明の実施の
形態について説明する。ここではキャリア箔に電解銅箔
を用いた場合を中心に説明するものとする。なお、図面
中の符号については可能な限り、同一の物を指し示す場
合には同一の符号を用いている。
【0053】第1実施形態: 本件発明に係るキャリア
箔付電解銅箔1に関して、図1を参照しつつ説明する。
そして、ここで用いた製造装置2は、図7として示した
ものであり、巻き出されたキャリア箔3が、電解銅箔層
5の形成工程を蛇行走行するタイプのものである。ここ
では、キャリア箔3に18μm厚のグレード3に分類さ
れる析離箔(粗化処理及び表面処理を行っていない電解
銅箔)を用い、光沢面4側へ5μ厚の電解銅箔層5を形
成したのである。
【0054】光沢面4とは、以下のようにして必然的に
電解銅箔に形成されるものである。電解銅箔の製造装置
は、ドラム形状をした回転陰極と、その回転陰極の形状
に沿って対向配置する鉛系陽極との間に、硫酸銅溶液を
流し、電解反応を利用して銅を回転陰極のドラム表面に
析出させ、この析出した銅は箔状態となり、回転陰極か
ら連続して引き剥がして巻き取るものである。
【0055】この析離箔の回転陰極と接触した状態から
引き剥がされた面は、鏡面仕上げされた回転陰極表面の
形状が転写したものとなり、光沢を持ち滑らかな面であ
るためこれを光沢面と称する。これに対し、析出サイド
であった方の析離箔の表面形状は、析出する銅の結晶成
長速度が結晶面ごとに異なるため、山形の凹凸形状を示
すものとなり、これを粗面と称する。この粗面が銅張積
層板を製造する際の絶縁材料との張り合わせ面となるの
である。以下、各種の槽を直列に連続配置した順序に従
って、製造条件の説明を行う。
【0056】巻き出されたキャリア箔3は、最初に酸洗
処理槽6に入る。酸洗処理槽6の内部には濃度150g
/l、液温30℃の希硫酸溶液が満たされており、浸漬
時間30秒として、キャリア箔3に付いた油脂成分を除
去し、表面酸化被膜の除去を行った。
【0057】酸洗処理槽6を出たキャリア箔3は、微細
銅粒形成槽7に入ることになる。微細銅粒形成槽7の中
には、銅濃度13.7g/l、硫酸濃度150g/l、
液温25℃の溶液で満たした。そして、電流密度5〜1
5A/dm(本実施形態では10A/dmとし
た。)、電解時間10秒の条件で、キャリア箔3の片面
上に微細銅粒層8を形成した。このとき、キャリア箔3
自体をカソードに分極し、キャリア箔3の片面に対し、
図7中に示すように、平板のアノード電極13を平行配
置した。ここで形成した微細銅粒層8は、図2(b)に
示す程度のものとした。
【0058】微細銅粒形成槽7を出たキャリア箔3は、
接合界面形成槽9に入ることになる。接合界面形成槽9
の中には、濃度5g/lのCBTAを含む、液温40
℃、pH5の水溶液で満たした。従って、キャリア箔3
は、走行しつつ当該溶液中に30秒浸漬され、キャリア
箔3表面に30mg/mの接合界面層10を形成し
た。
【0059】接合界面層10の形成がなされると、続い
て、その界面上に電解銅箔のバルク銅層11の形成が行
われる。バルク銅形成槽12内には、濃度150g/l
硫酸、65g/l銅、液温45℃の硫酸銅溶液を満たし
た。そして、当該溶液中を、接合界面層10を形成した
キャリア箔3が通過する間に、バルク銅層11を形成す
る銅成分を当該接合界面10上に均一且つ平滑に電析さ
せるため、接合界面層10を形成したキャリア箔3の片
面に対し、図7中に示すように、平板のアノード電極1
3を平行配置し、電流密度15A/dmの平滑メッキ
条件で60秒間電解した。このとき、キャリア箔3自体
をカソード分極するため、蛇行走行するキャリア箔3と
接触するテンションロール14の少なくとも1つは、電
流の供給ロールとして用いた。
【0060】バルク銅層11形成が終了すると、次には
バルク銅層11の表面に、銅張積層板に加工したときに
基材に食い込み接着強度を確保するためのアンカー用微
細銅粒15を形成する工程として、粗化処理槽16にキ
ャリア箔3は入ることになる。粗化処理槽16内で行う
処理は、バルク銅層11の上にアンカー用微細銅粒15
を析出付着させる工程16Aと、このアンカー用微細銅
粒15の脱落を防止するための被せメッキ工程16Bと
で構成される。
【0061】バルク銅層11の上にアンカー用微細銅粒
15を析出付着させる工程16Aでは、前述のバルク銅
形成槽12で用いたと同様の硫酸銅溶液であって、濃度
が100g/l硫酸、18g/l銅、液温25℃、電流
密度10A/dmのヤケメッキ条件で10秒間電解し
た。このとき、平板のアノード電極13は、バルク銅層
11を形成したキャリア箔3の面に対し、図7中に示す
ように平行配置した。
【0062】アンカー用微細銅粒15の脱落を防止する
ための被せメッキ工程16Bでは、前述のバルク銅形成
槽12で用いたと同様の硫酸銅溶液であって、濃度15
0g/l硫酸、65g/l銅、液温45℃、電流密度1
5A/dmの平滑メッキ条件で20秒間電解した。こ
のとき、平板のアノード電極13は、アンカー用微細銅
粒15を付着形成したキャリア箔3の面に対し、図7中
に示すように平行配置した。
【0063】防錆処理槽17では、防錆元素として亜鉛
を用いて防錆処理を行った。ここでは、アノード電極と
して亜鉛板を用いた溶解性アノード18として、防錆処
理槽17内の亜鉛の濃度バランスを維持するものとし
た。ここでの電解条件は、硫酸亜鉛浴を用い、70g/
l硫酸、20g/l亜鉛の濃度とし、液温40℃、電流
密度15A/dmとした。
【0064】防錆処理が終了すると、最終的にキャリア
箔3は、乾燥処理部19で電熱器により雰囲気温度11
0℃に加熱された炉内を40秒かけて通過し、完成した
キャリア箔付電解銅箔1としてロール状に巻き取った。
以上の工程でのキャリア箔の走行速度は、2.0m/m
inとし、各槽毎の工程間には、約15秒間の水洗可能
な水洗槽20を設けて洗浄し、前処理工程の溶液の持ち
込みを防止している。
【0065】上述のようにして得られたキャリア箔付電
解銅箔1の防錆処理を施した電解銅箔の表面に70μm
厚の樹脂層を形成し、樹脂付のキャリア箔付電解銅箔1
とした。そして、この樹脂付のキャリア箔付電解銅箔1
を両面に内層回路を形成したコア材の両面にそれぞれ配
し、熱間プレス加工することで4層の銅張積層板を製造
した。このときの外層銅箔の反射率84%、明度28、
形成した微細銅粒径1〜2.0μmであった。そして、
キャリア箔層3と電解銅箔層5との接合界面8における
引き剥がし強度を測定した。その結果、加熱前のキャリ
ア箔付電解銅箔1の状態での引き剥がし強度は加熱前6
0.0gf/cm、180℃で1時間の熱間プレス加工
後は61.3gf/cmであった。更に、レーザー加工
によりバイアホールの形成を行ったが図8に示すように
良好な結果が得られている。
【0066】更に、本件発明者等は、第1実施形態で用
いたCBTAに変え、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リノレン酸及びメルカプト安息
香酸等上述した有機系剤として用い、その他条件を同一
とした場合の、キャリア箔層3と電解銅箔層5との接合
界面8の引き剥がし強度であって、加熱前及び加熱後の
測定値を表2にまとめて示す。なお、この実施形態に示
したキャリア箔付電解銅箔を用いて、レーザーによる穴
明け加工を行ったが、図8に示すと同様の良好なバイア
ホールが形成できている。
【0067】
【表2】
【0068】第2実施形態: 基本的には、第1実施形
態で説明したものと同様であり、本実施形態において
は、微細銅粒形成槽7で用いた溶液組成及び条件が異な
るのみである。従って、重複した記載は省略し、微細銅
粒形成槽7で用いる溶液に関し説明するのみにする。
【0069】微細銅粒形成槽7の中には、銅濃度7.0
g/l、硫酸濃度80〜110g/l、砒素1.8g/
l、液温25℃の溶液で満たした。そして、電流密度5
〜15A/dm(ここでは、10A/dmを用い
た)、電解時間15秒の条件で、キャリア箔3の片面上
に微細銅粒層8を形成した。このとき、キャリア箔3自
体をカソードに分極し、キャリア箔3の片面に対し、図
7中に示すように、平板のアノード電極11を平行配置
した。
【0070】上述のようにして得られたキャリア箔付電
解銅箔1の防錆処理を施した電解銅箔の表面に70μm
厚の樹脂層を形成し、樹脂付のキャリア箔付電解銅箔1
とした。そして、この樹脂付のキャリア箔付電解銅箔1
を両面に内層回路を形成したコア材の両面にそれぞれ配
し、熱間プレス加工することで4層の銅張積層板を製造
した。このときの外層銅箔の反射率82%、明度26、
形成した微細銅粒径1〜2.0μmであった。そして、
キャリア箔層3と電解銅箔層5との接合界面8における
引き剥がし強度を測定した。その結果、加熱前のキャリ
ア箔付電解銅箔1の状態での引き剥がし強度は加熱前5
8.0gf/cm、180℃で1時間の熱間プレス加工
後は58.0gf/cmであった。更に、レーザー加工
によりバイアホールの形成を行ったが図9に示すように
良好な結果が得られている。
【0071】更に、本件発明者等は、第1実施形態で用
いたCBTAに変え、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リノレン酸及びメルカプト安息
香酸等上述した有機系剤として用い、その他条件を同一
とした場合の、キャリア箔層3と電解銅箔層5との接合
界面8の引き剥がし強度であって、前述した加熱前及び
加熱後の測定値を表3にまとめて示す。なお、この実施
形態に示したキャリア箔付電解銅箔を用いて、レーザー
による穴明け加工を行ったが、図9に示すと同様の良好
なバイアホールが形成できている。
【0072】
【表3】
【0073】
【発明の効果】本発明に係るキャリア箔付電解銅箔は、
キャリア箔層と電解銅箔層との界面での剥離が安定した
小さな力で容易に行え、従来のピーラブルタイプのキャ
リア箔付電解銅箔では不可能であった、当該界面におけ
るキャリア箔の引き剥がし時の引き剥がし安定性を維持
することができる。また、本発明に係るキャリア箔付電
解銅箔は、キャリア箔を引き剥がした表面が、レーザー
光を吸収し易いため、レーザー穴明け加工が容易になる
と言う特質を有し、プリント配線板の製造歩留まりを飛
躍的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】キャリア箔付電解銅箔の断面模式図。
【図2】キャリア箔に付着形成した微細銅粒のSEM観
察像。
【図3】キャリア箔を引き剥がした後の電解銅箔表面の
明度と表面粗さとの相関関係。
【図4】キャリア箔を引き剥がした後の電解銅箔表面の
反射率と表面粗さとの相関関係。
【図5】キャリア箔を引き剥がした後の電解銅箔表面の
反射率と明度との相関関係。
【図6】レーザー加工後のバイアホールの断面観察図。
【図7】キャリア箔付電解銅箔の製造装置の模式断面。
【図8】レーザー加工後のバイアホールの断面観察図。
【図9】レーザー加工後のバイアホールの断面観察図。
【符号の説明】
1 キャリア箔付電解銅箔 2 キャリア箔付電解銅箔の製造装置 3 キャリア箔(キャリア箔層) 4 光沢面 5 電解銅箔(電解銅箔層) 6 酸洗処理槽 7 微細銅粒形成槽 8 微細銅粒層 9 接合界面形成槽 10 接合界面(接合界面層) 11 バルク銅(バルク銅層) 12 バルク銅の形成槽 13 アノード電極 14 テンションロール 15 アンカー用微細銅粒 16 表面処理槽 17 防錆処理槽 18 亜鉛溶解性アノード 19 乾燥処理部 20 水洗槽
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年5月2日(2000.5.2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】キャリア箔付電解銅箔の断面模式図。
【図2】キャリア箔に付着形成した微細銅粒のSEM観
察像。
【図3】レーザー加工後のバイアホールの断面観察図。
【図4】キャリア箔を引き剥がした後の電解銅箔表面の
明度と表面粗さとの相関関係。
【図5】キャリア箔を引き剥がした後の電解銅箔表面の
反射率と表面粗さとの相関関係。
【図6】キャリア箔を引き剥がした後の電解銅箔表面の
反射率と明度との相関関係。
【図7】キャリア箔付電解銅箔の製造装置の模式断面。
【図8】レーザー加工後のバイアホールの断面観察図。
【図9】レーザー加工後のバイアホールの断面観察図。
【符号の説明】 1 キャリア箔付電解銅箔 2 キャリア箔付電解銅箔の製造装置 3 キャリア箔(キャリア箔層) 4 光沢面 5 電解銅箔(電解銅箔層) 6 酸洗処理槽 7 微細銅粒形成槽 8 微細銅粒層 9 接合界面形成槽 10 接合界面(接合界面層) 11 バルク銅(バルク銅層) 12 バルク銅の形成槽 13 アノード電極 14 テンションロール 15 アンカー用微細銅粒 16 表面処理槽 17 防錆処理槽 18 亜鉛溶解性アノード 19 乾燥処理部 20 水洗槽
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0069
【補正方法】変更
【補正内容】
【0069】微細銅粒形成槽7の中には、銅濃度7.0
g/l、硫酸濃度80〜110g/l、砒素1.8g/
l、液温25℃の溶液で満たした。そして、電流密度5
〜15A/dm(ここでは、10A/dmを用い
た)、電解時間15秒の条件で、キャリア箔3の片面上
に微細銅粒層8を形成した。このとき、キャリア箔3自
体をカソードに分極し、キャリア箔3の片面に対し、図
7中に示すように、平板のアノード電極13を平行配置
した。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妙中 咲子 埼玉県上尾市原市1333−2 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 土橋 誠 埼玉県上尾市原市1333−2 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 樋口 勉 埼玉県上尾市鎌倉橋656−2 三井金属鉱 業株式会社銅箔事業本部銅箔事業部内 (72)発明者 山本 拓也 埼玉県上尾市鎌倉橋656−2 三井金属鉱 業株式会社銅箔事業本部銅箔事業部内 (72)発明者 岩切 健一郎 埼玉県上尾市鎌倉橋656−2 三井金属鉱 業株式会社銅箔事業本部銅箔事業部内 Fターム(参考) 4E351 BB01 BB33 CC17 DD04 DD52 GG01 4F100 AA07 AB17A AB17C AB33A AB33C AH00B AH02B AH03 AH03B AH04B AH07 BA03 BA08 BA10A BA10C DE01A EH71 EJ91A GB43 HB00A JG10C JL01 JL10A JN06C YY00C 4K023 AA04 AA15 AA19 BA06 CA01 DA06 DA07 DA08 4K024 AA09 AB09 BA06 BA09 BA12 BB11 BC02 CA01 CA04 CA06 DB10 EA03 GA16

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリア箔の表面上に、有機系接合界面
    層を形成し、その接合界面層上に電解銅箔層を析出形成
    させて得られるキャリア箔付電解銅箔において、 キャリア箔は、その有機系接合界面層及び電解銅箔層を
    析出形成する面に対し、微細銅粒を付着形成したものを
    用いたことを特徴とするキャリア箔付電解銅箔。
  2. 【請求項2】 キャリア箔に付着形成した微細銅粒は、
    目視によれば褐色から黒色の範囲の色彩として捉えら
    れ、微細銅粒の粒径が0.01μm〜5.0μmである
    請求項1に記載のキャリア箔付電解銅箔。
  3. 【請求項3】 有機系接合界面層の厚さは、5mg/m
    〜100mg/m である請求項1又は請求項2に記
    載のキャリア箔付電解銅箔。
  4. 【請求項4】 有機系接合界面層の形成に用いる有機系
    剤は、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物及びカ
    ルボン酸の中から選択される1種又は2種以上からなる
    ものである請求項1〜請求項3のいずれかに記載のキャ
    リア箔付電解銅箔。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4に記載の、キャリア
    箔の有機系接合界面層及び電解銅箔層を析出形成する面
    に対し、微細銅粒を付着形成したものを用いたキャリア
    箔付電解銅箔であって、 キャリア箔を引き剥がした後の銅箔表面のレーザー光の
    反射率が、86%以下であることを特徴とするキャリア
    箔付電解銅箔。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項4に記載の、キャリア
    箔の有機系接合界面層及び電解銅箔層を析出形成する面
    に対し、微細銅粒を付着形成したものを用いたキャリア
    箔付電解銅箔であって、 キャリア箔を引き剥がした後の銅箔表面の明度が、30
    以下であることを特徴とするキャリア箔付電解銅箔。
  7. 【請求項7】 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の
    キャリア箔付電解銅箔を用いた銅張積層板。
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