JP4615226B2 - 基板用複合材及びそれを用いた回路基板 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性液晶ポリマーを主体としたフィルム（以下液晶ポリマーフィルムということがある）と、該液晶ポリマーフィルムとの密着性を改良した表面処理銅箔とで形成したフレキシブル基板・高密度実装用多層基板・高周波基板等を製作する基板用複合材に関するものであり、更に、前記基板用複合材を用いて作成した回路基板に関するものである。

電子機器の小型化、軽量化に伴い、最近の各種電子部品は高度に集積化されている。
これらに使用されるフレキシブル基板・高密度実装用多層基板・高周波基板等（以下これらを総称してプリント配線板ということもある）を製作する基板用複合材は、導体（銅箔）とそれを支持する絶縁基板から構成されており、絶縁基板は、導体間の絶縁を確保し、部品を支持する等の役割を果たすため、所定の強度をもたせている。
また、絶縁基板は、信号速度が速くなると、絶縁基板の材質が特性インピーダンスや信号伝搬速度等に重要に関与してくるため、その材料の誘電率、誘電体損失等の特性の向上が要求される。これらを満足させるために種々な材料が提案されている。例えば信号の高速伝搬のためには、誘電率が小さく、誘電体損失も小さい絶縁基板として、片面板には、フェノール樹脂材が多く、めっきスルーホールには、エポキシ樹脂材が用いられている。また、耐熱性を必要とする絶縁基板では耐熱性エポキシ樹脂、ポリイミドなどが使われている。この他、寸法安定性のよい材料、反りねじれの少ない材料、熱収縮の少ない材料などが開発されている。

フレキシブルな基板用複合材で耐熱性を必要とし、半田付けを行なう場合には、絶縁基板にポリイミドフィルムが用いられる。一方、カーボンインクなどの印刷で、半田を使わないところではポリエステルフィルムが用いられている。近年、フレキシブル基板等も複雑になり、多くの場合、ポリイミドフィルムが採用されているが、ポリイミドは吸水により誘電特性が大きく変化し、吸水環境下では高周波特性が大きく低下する欠点がある。また、高度な耐熱性を有する反面熱溶融性がないので、導体としての銅箔と複合化するには、銅箔上に前駆体であるポリアミック酸をキャスティングした後イミド化したり、ポリイミドフィルム上に接着層を設けた後銅箔とラミネートするなどの方法をとる必要があり工程が複雑化する問題がある。

そこで、ポリイミドに比べ、吸湿性が著しく低く従って誘電特性の変化が少なく、半田付けに耐えられる耐熱性を有する熱可塑性材料として、液晶ポリマーフィルムが注目されている。しかし、この液晶ポリマーフィルムは、銅箔との接着性が低く、銅箔とのピール強度がポリイミドに比較すると弱くなる傾向にある。
これらの絶縁基板に貼り合わされ導体として使用される銅箔は主に電解銅箔である。電解銅箔は、通常、図１に示すような電解製箔装置により製箔された銅箔に、図２に示すような表面処理装置により密着性向上のための粗化処理や防錆処理等を施して製造される。電解製箔装置は、回転するドラム状のカソード２（表面はＳＵＳ又はチタン製）と該カソードに対して同心円状に配置されたアノード１（鉛又は貴金属酸化物被覆チタン電極）からなる装置に、電解液３を流通させつつ両極間に電流を流して、該カソード表面に所定の厚さに銅を析出させ、その後該カソード表面から銅を箔状に剥ぎ取る。この段階の銅箔が未処理銅箔４であり、該未処理銅箔の電解液と接していた面がマット面、回転するドラム状のカソード２と接していた面が光沢面（シャイニー面）である。

製箔された未処理銅箔４は、絶縁基板と積層し銅張積層板を製造するのに必要とされる接着強度（ピール強度）を高めるために、図２に示すような表面処理装置により未処理銅箔４に、電気化学的或いは化学的な表面処理を連続的に行う。図２は電気化学的に表面処理を連続的に行う装置を示すもので、未処理銅箔４を電解液５が充填された電解層、電解液６が充填された電解層を連続的に通過させ、電極７をアノードとし、銅箔自体をカソードとして表面処理を施し、絶縁（樹脂）基板と接着させるときの密着性を高めるために、粒状の銅を未処理銅箔４の表面に析出させる。この工程が粗化処理工程であり、粗化処理は、通常、未処理銅箔４のマット面又はシャイニー面に施される。これらの表面処理を施した後の銅箔が表面処理銅箔８であり、絶縁基板と積層されて基板用複合材として使用される。

しかし、前記液晶ポリマーフィルムは、特にピール強度が出難い絶縁基板として知られている。一般的に、ピール強度は銅箔表面粗さＲｚ（表面粗さ：Ｒｚ（ＪＩＳＢ ０６０１−１９９４「表面粗さの定義と表示」の５．１（十点平均粗さの定義）に規定されたＲｚを言う。）に大きく影響されるといわれている。銅箔の表面粗さを考える場合は、未処理銅箔の表面粗さＲｚか、或いは表面処理銅箔の粒状銅で形成される凹凸の表面粗さＲｚが挙げられる。平滑な未処理銅箔にて、特にピール強度が出難い絶縁基板においてピール強度を出す場合には、粗化処理時に流す電流を大きくし、粗化処理時の粒伏銅の付着量を多くし表面粗さＲｚを増やして対処することを行なわれてきている。確かにこの方法は、ピール強度を上げるための目的には適しているが、高周波特性においては、表皮効果の関係上表面粗さＲｚが大きく、或いは粗化粒子の量が多くなることは好ましくない。また、液晶ポリマーフィルムの種類によっては、その表面の粗さＲｚ値をあげても従来のフィルムのようにピール強度に相関が得られないフィルムの種類がある。このようなフィルムについては、粗化粒子において形成される突起物の形状と深く関係があることが分かってきている。

また、プリント配線板における回路パターンも高密度化が要求され、微細な線幅と配線ピッチの配線からなる回路パターンが形成されるいわゆるファインパターンのプリント配線板が要求されるようになってきている。最近では、例えば配線ピッチが５０μｍ〜１００μm程度で線幅が３０μ前後の高密度極細配線を有するプリント配線板が要求されている。ピール強度を上げるための粗化粒子における表面粗さＲｚを大きくしたり、付着量を多くすることは、これらのファインパターンを作成する場合にも不適当である。
そこで未処理銅箔の表面を粗くし、粗化粒子付着量を減らすことでピール強度を上げることも可能ではあるが、高周波特性・ファインパターンを作成する上では不適当である。

液晶ポリマーフィルムとの接着性を改良した銅箔として、特定の元素を含み、特定厚さの表面酸化層・防錆層を設けた銅合金箔が提案（特許文献１参照）されている。しかし、液晶ポリマーをフィルム化すると、棒状分子が面方向に配向するために、厚み方向の強度が極端に低下するので、この様な粗化を行わない銅箔では、液晶ポリマーフィルムが銅箔界面との極近傍で容易に破壊してしまうために、結果として十分なピール強度が得られていない。
また、液晶ポリマーの接着性を改善するために、プラズマ（特許文献２参照）、UV処理（特許文献３参照）などの表面処理を施す方法も提案されているが、これらの方法を用いても、表面粗さの低い銅箔には十分な接着性が得られていない。
そこで、高周波特性が良いこと・ファインパターンが作製できること・ピール強度を上げることを可能にする銅箔の開発と、この銅箔を使用した耐熱性、フレキシブル性に富む基板用複合材の出現が要求されている。

特開２００３−６４４３１号公報 特開２００１−４９００２号公報 特開２０００−２３３４４８号公報

本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべくなされたものであり、吸湿性が著しく低いために誘電特性の変化が少なく、半田付けに耐えられる耐熱性を有し、加熱により銅箔とラミネートが可能である液晶ポリマーフィルムと、該液晶ポリマーフィルムに対し、ピール強度が大きく、ファインパターン化が可能な表面処理銅箔とを使用し、特に高周波特性が良好な基板用複合材及びそれを用いた回路基板を提供することにある。

本発明は、少なくとも銅箔の片面に粗化粒子を付着して、その表面粗さがＲｚ：２．５〜４．０μｍであり、明度値：２５以下である表面処理銅箔と、５０％以上が熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁基板とから形成される基板用複合材である。
更に、前記本発明表面処理銅箔は、前記粗化粒子から突起物が形成されており、該突起物は、高さが１μｍ〜５μｍの突起物が観察断面２５μｍの範囲に６〜３５個の個数で、略均等に分布している銅箔であることが好ましく、前記表面処理銅箔の突起物における各突起物の最大幅は、０．０１μｍ以上、２５μｍ範囲に存在する突起物の個数（n）で２５μｍを割った長さの２倍以下であることが好ましい。
更に、本発明は、前記表面処理銅箔の突起物において各突起物の最大幅は、０．０１μｍ以上、２５μｍ範囲に存在する突起物の個数（n）で２５μｍを割った長さの２倍以下であることが好ましい。
更に、本発明は、好適には、前記表面処理銅箔の粗化処理前の銅箔として電解銅箔を使用すると良い。
更に、本発明は、前記表面処理銅箔に使用する未処理銅箔の少なくとも表面処理を行う面の粗さはＲｚが、２μｍ以下である銅箔が好ましい。
更に、本発明は、前記表面処理銅箔の粗化処理面の表面粗さＲｚが２μｍ以下のマット面とすることが好ましい。
更に、本発明は、前記絶縁基板を熱可塑性液晶ポリマーを５０％以上含む樹脂からなるフィルムとすることが好ましい。
更に、本発明は、前記基板用複合材により作成したことを特徴とする回路基板である。

本発明は、吸湿性が著しく低いために誘電特性の変化が少なく、半田付けに耐えられる耐熱性を有する液晶ポリマーフィルムと、該液晶ポリマーフィルムに対し、ピール強度が大きく、ファインパターン化が可能な表面処理銅箔とを使用することで、特にファインパターンで高周波特性に優れた基板用複合材及びそれを用いた回路基板を提供することができる。

本発明では、表面処理前の銅箔（未処理銅箔）は、電解もしくは圧延によって製造された銅箔である。その銅箔の厚さは１μｍ〜２００μｍであり、少なくとも片面の表面粗さがＲｚ：０．０１μｍ〜２μｍの銅もしくは銅合金箔であることが好ましい。箔の厚みについては、厚さが１μｍ以下の銅箔に対し、その表面上に粗化処理を行なうことは、非常に難しく、また、高周波プリント配線板用に使用する銅箔としては、２００μｍ以上の箔は現実的でないからである。

未処理銅箔の表面粗さについては、Ｒｚ：０．０１μｍ以下の箔は、現実的に製造も困難であり、もし製造できたとしても製造コストもかかり高価となることから現実的に不適であり、また、Ｒｚ：２μｍ以上の未処理銅箔を使用してもよいが、高周波特性及びファインパターン化を考えると未処理銅箔の表面の粗さがＲｚ：２μｍ以下であることが更に好ましい。

本発明においては、上記した未処理銅箔について表面粗化処理を行う。
未処理銅箔の表面の表面粗化処理は、未処理銅箔の表面に粗化粒子を付着させ、その表面粗さがＲｚ：２．５〜４．０μｍの粗化面とする。Ｒｚが２．５μｍ未満では、ピール強度が低いためその目的を果たす表面処理銅箔としては満足でなく、また、Ｒｚが４．０μｍより大きいと、高周波特性が低下するうえにファインパターン化に不向きとなるためである。

また,本発明においては表面粗化処理を行った粗化処理銅箔は、明度値が２５以下である必要がある。本発明における明度とは、通常、表面の粗さを見る指標として使用されている明度であり、測定方法としては、測定サンプル表面に光をあて光の反射量を測定し明度値として表す方法である。この方法で表面処理銅箔の処理面の明度を測定すると、表面粗さのＲｚが大きいかまたは粗化粒子間の溝の深さが深い時は、光の反射量が少なくなるため明度値が低くなり、平滑だと光の反射量が大きくなり明度が高くなる傾向がある。

絶縁基板（液晶ポリマーフィルム）とのピール強度を向上させるためには明度を２５以下とすると良い。また、明度２６以上では、粗化面を大きなRｚとしても凹凸がなだらかな凹凸となるため表面処理銅箔と絶縁基板（液晶ポリマーフィルム）との食いつきが悪く、ピール強度が向上しないためである。

なお、明度の測定は、被測定銅箔に
Ｎｉ： 0.01〜0.5mg/dm²
Ｚｎ： 0.01〜0.5mg/dm²
Ｃｒ： 0.01〜0.3mg/dm²
の範囲内の防錆処理を施した後、明度計（スガ試験機株式会社製、機種名：ＳＭカラーコンピューター 型番：ＳＭ−４）を使用して明度を測定した。
以上のような表面粗さ（Ｒｚ）および明度値を兼ね備えた本発明の表面処理銅箔は、液晶ポリマーフィルムと積層・複合化されて、接着性に難点のある液晶ポリマーフィルムの欠点を補い、後記する実施例・比較例から明らかなように、優れたピール強度およびファインパターン特性を有する基板用複合材を提供することができる。

本発明においては、上記したように、未処理銅箔の表面を粗化処理したものであるが、さらに優れたピール強度およびファインパターン特性を得るために下記する粗化粒子から形成される突起物を略均等に存在（分布）することが好ましい。突起物の高さは、１．０μm乃至５．０μmのものがよい。該未処理銅箔表面に形成される突起物の高さが、１．０μｍ以下では、高さが低いためピール強度を上げる効果が得られず、５．０μｍ以上では突起物の分布が均一にならず、表面処理箔の表面粗さＲｚが範囲毎にバラツキが大きくなるため、安定性のあるピール強度が保てず、また高周波特性低下するうえに、ファインパターン化に不向きとなるためである。尚、ここでいう高さとは、未処理銅箔の表面と突起物の頂点との距離をいう。

また、突起物の個数は、数が少なければ、ピール強度が出せず、また個数が多いと銅箔表面と突起物との密着性が弱く数が多くてもその効果は逆に減少することから、観察断面２５μｍ内に６個〜３５個が好適であり、特に１０個〜２０個が最適である。

ここで、本発明でいう突起物の概念について説明すると、隣接する突起物の間に形成される溝部の底と突起物の頂点との距離（以下、溝深さということがある。）が０．３μm未満の場合、このような隣接する突起物は１つの突起物として把握し、また、溝深さが０．３μm以上の場合、このような隣接する突起物は２つの突起物として把握する。この溝深さは、前記した突起物の高さが未処理銅箔の表面と突起物の頂点との距離をいうのに対し、表面粗化処理を行った後の溝部の底と突起物の頂点との距離をいう点で異なる。

突起物の数を数える方法としては、表面処理銅箔を樹脂に埋め、研磨を行った後断面Ｓ
ＥＭ観察を行い観察写真にて、観察断面２５μｍの長さで上記定義する突起物の数が何個あるかを数える方法が挙げられる。本発明は、この方法を用いて測定した数を実施例の表に記載した。また、断面観察の概略図を図３・４・５に記載した。

さらに、高さが１．０μｍ〜５．０μｍである突起物の個数が、２５μｍ内に６個〜３５個存在し、該突起物間に深さが０．３μｍ以上の溝を存在させて略均等に分布させることは、突起物が２５μｍ以内で部分的に集中することを避けることができ、銅箔の幅方向・長手方向でピール強度の安定化が図れる。

本発明で記載している「略均等に分布している」とは、
「突起物の頂点と銅箔表面の間の高さが、１．０μｍ〜５．０μｍである突起物の個数をｎ（個）とし、突起物を断面観察した際の観察幅を２５（μｍ）とした時に、２５／ｎ（μｍ）の幅の領域に、少なくとも該突起物の１つの一部分がその領域に存在している」ことをいう。

また、ピール強度の安定化を図るためには、形成する突起物の幅に均一性があることが望ましく、各突起物の最大幅が、０．０１μｍ以上、２５μｍの範囲内に存在する突起物の個数で２５μｍを割った長さの２倍以下の幅であることが好ましい。尚、ここでいう最大幅とは、前記した断面のＳＥＭ観察において、突起物の高さ方向と垂直な方向の距離の最大値をいう。

また突起物間の溝深さにおいては、突起物間の平均溝深さが、０．５μｍ以上であると更に好ましい。
突起物間の平均溝深さは、溝の深さが0．３μｍ以上の突起物n個に対して、各突起物の両サイドの溝深さを測定し、その時の値を A１（μｍ） B１（μｍ）・・・・・・・Aｎ（μｍ） Bｎ（μｍ）とした時、次式により求めた値である。
((A１+B１)+・・・・・・+（Aｎ+Bｎ）)／2／ｎ

図３は本発明の実施形態に適合した表面処理銅箔の観察断面を示す図である。突起の数は、２５μｍ以内に６個以上存在し、その高さは１〜５μｍの範囲に入っており、溝深さは０．３μｍ以上であり、突起物の最大幅は０．０１μｍ以上、２５μｍの範囲内に存在する突起物の個数で２５μｍを割った長さの２倍以下の幅となっている。
図４は突起の最大幅が０．０１μｍ以上、２５μｍの範囲内に存在する突起物の個数で２５μｍを割った長さの２倍以上の幅の突起物が一部に存在する。図５は突起物が均等に分布していない断面を示している。
このように、図３に示す断面形状の表面処理銅箔は液晶ポリマーフィルムとの密着性が良く、ファインパターンの回路構成が可能である。図４に示す断面形状の表面処理銅箔は幅の広い突起物が一部に存在し、部分的に液晶ポリマーフィルムとの密着性が良くない部分が存在するためファインパターン回路では支障がでることもあるが、他の一般的な用途には支障とならない程度である。図５に示すように突起物が均等に分布されていない場合には液晶ポリマーフィルムとの密着性に支障が生じ、ファインパターンの回路構成ができない恐れが生じる。

本発明の基板複合材を構成する表面処理箔の突起物を形成する粗化粒子は、ＣｕまたはＣｕとＭｏの合金粒子やＣｕとＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ及びＷの群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む銅合金である。
Ｃｕ粒子又はＣｕとＭｏの合金粒子で所望の突起物は得られるが、Ｃｕ粒子又はＣｕとＭｏの合金粒子にＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ及びＷの群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む２種類以上の合金粗化粒子で形成された突起物は更に均一性のある突起物を形成させることができるため効果的である。これらの突起物を形成する粗化粒子は、化学結合を液晶ポリマーフィルム（絶縁基板）と行うため、ピール強度を増大させると考えられる。絶縁基板を構成する樹脂の種類にもよるが、ピール強度を化学結合で増大させる粒子としてＣｕ−Ｍｏ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｆｅ合金等を挙げることができる。

前記突起物を形成する合金粒子に含まれるＭｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ及びＷの群から選ばれる少なくとも１種の元素は、Ｃｕの存在量に対し０．０１ｐｐｍ〜２０％を占めることが好ましい。存在量が２０％を越える合金組成では、回路パターンをエッチングする際に、溶解しにくくなるためである。更に、均一な突起物を得るために、各種処理液の組成、電流密度、液温、処理時間を最適にすることが望ましい。その一例を実施例に示す。

また、突起物を設けた表面に、粉落ち性・耐塩酸性・耐熱性・導電性を向上させることを目的にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｚｎ、Ｚｎ合金、Ａｇの群から選ばれる少なくとも1種の金属めっき層を設けると良い。
更に、突起物を設けていない方の表面にも耐塩酸性・耐熱性・導電性を向上させることを目的にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｚｎ、Ｚｎ合金、Ａｇの少なくとも1種の金属めっき層を付着させると良い。これらの目的を果たすためには、付着金属量として０．０５mg／dm²以上、１０mg／dm²以下であることが望ましい。
特に液晶ポリマーフィルム等との複合化においてＮｉ金属またはＮｉ合金は、ピール強度向上に効果がある。
上記構成からなるめっき層の上にＣｒおよび／またはクロメート被膜を形成させ防錆処理を行ない、または、必要に応じシランカップリング処理または防錆処理＋シランカップリングを施す。

絶縁基板としては、液晶ポリマーを５０％以上含む組成物からなるフィルムや射出成形板が用いられる。この組成物には、線膨張係数制御、接着性改善、物性改善等の目的で、無機フィラーやポリエーテルサルホン、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、熱可塑ポリイミド等の熱可塑性樹脂を混合することも出来るが、液晶ポリマーの含有量が５０％を下回ると、低吸水性、耐熱性、誘電特性などの面で液晶ポリマーの特性が失われてしまい好ましくない。

ここで用いられる液晶ポリマーは、加熱溶融状態で液晶性を示す熱可塑性液晶ポリマーを指し、溶液中で液晶性を示すが、加熱溶融をおこさない芳香族ポリアミドのようなライオトロピック型の液晶ポリマーは用いられない。このような液晶ポリマーの代表例としては、モノマーとして芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール等を単独、もしくは共重合した全芳香族ポリエステルが挙げられる。

この絶縁基板としての液晶ポリマーフィルムと表面処理銅箔を貼り合わせる方法としては、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、接着剤等を介さずに熱圧着することができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施例においては、銅箔、粗化処理用めっき液、絶縁基板用フィルムとして、以下に記載したものを用いた。

（イ）銅箔：
(i)原箔１
厚さ：１２μmで、マット面粗度：Ｒｚ＝１．２６μm、光沢面粗度：Ｒｚ＝１．８２μmの未処理電解銅箔、及び未処理圧延銅箔を用意した。
(ii）原箔２
厚さ：１２μmで、マット面粗度：Ｒｚ＝１．５２μm、光沢面粗度：Ｒｚ＝１．４６μmの未処理電解銅箔を用意した。
(iii)原箔３
厚さ：１２μmで、マット面粗度：Ｒｚ＝１．８６μm、光沢面粗度：Ｒｚ＝１．２μmの未処理電解銅箔を用意した。

（ロ）表面粗化処理用めっき液およびめっき条件：
(i)電気めっきＡ
・めっき浴１
硫酸銅（Ｃｕ金属として） ５〜１０ｇ／ｄm³
硫 酸 ３０〜１２０ｇ／ｄm³
モリブデン酸アンモニウム（Ｍｏ金属として） ０．１〜５．０ｇ／ｄm³
電流密度 １０〜６０Ａ／dm²
通電時間 １秒〜２分
浴 温 ２０〜６０℃
・めっき浴２
硫酸銅（Ｃｕ金属として） ２０〜７０ｇ／dm³
硫 酸 ３０〜１２０ｇ／dm³、
電流密度 ５〜６０Ａ／dm²
通電時間 １秒〜２分
浴温 ２０℃〜６５℃

(ii)電気めっきＢ
・めっき浴１
硫酸銅（Ｃｕ金属として） １〜５０ｇ／ｄm³
硫酸ニッケル（Ｎｉ金属として） ２〜２５ｇ／ｄm³
メタパナジン酸アンモニウム（Ｖ金属として） ０．１〜１５ｇ／ｄm³
pH １．０〜４．５
電流密度 １〜６０Ａ／dm²
通電時間 １秒〜２分
浴 温 ２０℃〜６０℃
・めっき浴２
硫酸銅（Ｃｕ金属として） １０〜７０ｇ／dm³
硫 酸 ３０〜１２０ｇ／dm³
電流密度 ５〜６０Ａ／dm²、
通電時間 １秒〜２分
浴 温 ２０℃〜６５℃

(iii)電気めっきＣ
・めっき浴１
硫酸銅（Ｃｕ金属として） １〜５０／ｄm³、
硫酸コバルト（Ｃｏ金属として） １〜５０ｇ／ｄm³
モリブデン酸アンモニウム（Ｍｏ金属として） ０．１〜１０ｇ／ｄm³
pH ０．５〜４．０
電流密度 １〜６０Ａ／dm²
通電時間 １秒〜２分
浴 温 ２０℃〜６０℃
・めっき浴２
硫酸銅（Ｃｕ金属として） １０〜７０ｇ／dm³
硫 酸 ３０〜１２０ｇ／dm³
電流密度 ５〜６０Ａ／dm²
通電時間 １秒〜２分
浴 温 ２０℃〜６５℃

(iv)電気めっきＡ’ Ｂ’（比較例）
・めっき浴３
硫酸銅（Ｃｕ金属として） ２０〜７０ｇ／dm³
硫 酸 ３０〜１２０ｇ／dm³
電流密度 ３Ａ／dm²
通電時間 ２分以上（表面粗さにおいて時間を変更）
浴 温 １５℃

（ハ）絶縁基板用フィルム：
(i）液晶ポリマーフィルム（絶縁基板）１（以下「フィルム１」とする）
ジャパンゴアテックス（株）製のI型液晶ポリマーフィルム、BIAC BA050F−NT
を用いた。
(ii) 液晶ポリマーフィルム２（絶縁基板）（以下「フィルム２」とする）
ジャパンゴアテックス（株）製のII型液晶ポリマーフィルム、BIAC BC050F−NT
を用いた。

銅箔として上記の原箔１〜原箔３を用いて、図２に示す表面処理装置において、上記の電気めっき液Ａ〜Ｃに示すめっき液組成・浴温度・電流条件範囲のいずれかのものを用いて、めっき浴１→めっき浴２の順番で少なくとも１回のめっきを行った。更に、これらの粗化処理面に、Ｎｉめっき（０．３ｍｇ／ｄm²）亜鉛めっき（０．１mｇ／ｄm²）を施し、その上にクロメート処理を施した。なお、電気めっき液Ａ’，Ｂ’の場合には、めっき浴２の代わりにめっき浴３の液組成および条件を用いた。
このようにして得られた表面粗化処理した銅箔の表面の粗さ等の測定結果を、表面処理の選択条件とともに表１に示す。

次に、このようにして得た表面処理銅箔に、以下のようにして液晶ポリマーフィルム（絶縁基板）のラミネートを行なった。
即ち、上記のようにして得た表面処理銅箔と前記フィルム１又は２のいずれかとを積層し、多段式真空プレス機（北川製作所製ホットアンドコールドプレスVH3−1377）を用いて、前記フィルム１の場合には３３５℃で4MPaの条件で、前記フィルム２の場合には３１０℃で4Mpaの条件で、５分間保持した後冷却してラミネート処理を行い基板用複合材とした。室温からの昇温は、７℃／分の速度で行った。

この様にして得られた、表面処理箔を用いた液晶ポリマーフィルムとの基板複合材（銅張積層板）の、ピール強度を測定した。ピール強度の測定は、JIS C6471に準じ、180度方向に引き剥がして行った。

また、作成した基板複合材のファインパターン特性を以下の方法によって評価した。
即ち、作成した銅箔をＦＲ４樹脂に貼り付け、図６に断面概略図を示すように銅箔にライン幅：Ｌ、スペース幅：Ｓにてレジストした銅箔を、塩化鉄浴にてエッチングし、ライン幅Ｌのトップの幅がレジスト幅と同じになるエッチング時間を決定し、各ライン幅Ｌ及び各スペース幅Ｓ（基板１枚に形成するラインを１０本とする）でレジストした基板を各ｎ＝１０作成し、塩化鉄浴で上記決定した時間、エッチングを行い、各基板において、ライン間にブリッジが発生していないこと、または根残りがないこと、またはラインのトップの幅がレジストと同じになっていることを観察し、ｎ＝１０作成した各基板にそれらが観察されなかったものの中で最小のＬとＳの値を求めた。
以上の各実施例、各比較例の条件で行なったピール強度およびファインパターン特性評価の結果を表１に示す。

表１に示した結果のように、表面粗さが同等でも粗化粒子から形成される突起物の数及び明度の数値によってピール強度は明らかに向上していることがわかる。比較例７では、粗さが大きい分だけピール強度は向上しているが、ファインパターンが切れないという欠陥が現れている。

上述したように本発明は、粗化粒子で形成される前述した特定の形状と分布を示す突起
物を銅箔表面に形成させることによって、絶縁基板に液晶ポリマーフィルムを用いながら
良好なピール強度有し、ファインな配線パターンを作成することができ、かつ高周波特性に優れた基板用複合材及びこれを用いた回路基板等へ利用することができ、種々の電子回路部品産業の分野での利用が可能である。

電解製箔装置の構造を示す断面図である。 表面処理装置の構成を示す説明図である。 本発明の表面処理銅箔の一実施形態の断面観察概略図である。 本発明の表面処理銅箔の他の実施形態の断面観察概略図である。 表面処理箔において、突起物が均等に分布していない状態を示す断面観察概略図である。 エッチング後の断面を示す説明図である。

符号の説明

１ 電解製箔装置のアノード
２ 電解製箔装置のカソード
３ 電解製箔装置の電解液
４ 未処理銅箔
５ 表面処理装置の電解液
６ 表面処理装置の電解液
７ 表面処理装置のアノード
８ 電解銅箔（表面処理銅箔）

Claims (6)

1. 少なくとも銅箔の片面に粗化粒子を付着して、その表面粗さＲｚ：２．５〜４．０μｍであり、明度値：２５以下である粗化処理面とし、かつ前記粗化粒子から突起物が形成されており、該突起物は、その高さが１μｍ〜５μｍの突起物が観察断面２５μｍの範囲に６〜３５個の個数で、略均等に分布しており、各突起物の最大幅は、０．０１μｍ以上であって、２５μｍ範囲に存在する突起物の個数で２５μｍを割った長さの２倍以下であり、突起物間の平均溝深さが０．５μｍ以上である表面処理銅箔と、５０％以上が熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁基板とが加熱圧着によって積層されてなることを特徴とする基板用複合材。
2. 前記表面処理銅箔の粗化処理前の銅箔が電解銅箔であることを特徴とする請求項１に記載の基板用複合材。
3. 前記表面処理銅箔に使用する未処理銅箔の少なくとも表面処理を行う面の粗さＲｚが２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板用複合材。
4. 前記未処理銅箔の粗化処理を施す方の表面が、表面粗さ２．０μｍ以下のマット面であることを特徴とする請求項３に記載の基板用複合材。
5. 前記絶縁基板が、熱可塑性液晶ポリマーを５０％以上含むフィルムより構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の基板用複合材。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の基板用複合材を用いて作成したことを特徴とする回路基板。
   
   

Images