JP5676749B2 - 印刷回路用銅箔 - Google Patents
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Description
本発明の印刷回路用銅箔は、例えばフレキシブルプリント配線版( Flexible Printed Circuit、以下FPC )及びファインパターン印刷回路に適する。
最終的に、所要の素子が半田付けされて、エレクトロニクスデバイス用の種々の印刷回路板を形成する。印刷回路板用銅箔は、樹脂基材と接着される面(粗化面)と非接着面(光沢面)とで異なるが、それぞれ多くの方法が提唱されている。
銅箔の粗化処理は、銅箔と基材との接着性を決定するものとして、大きな役割を担っている。この粗化処理としては、当初銅を電着する銅粗化処理が採用されていたが、その後、様々な技術が提唱され、耐熱剥離強度、耐塩酸性及び耐酸化性の改善を目的として銅−ニッケル粗化処理が一つの代表的処理方法として定着するようになっている。
そこで、ファインパターン用処理として、本件出願人は、先にCu−Co処理(特許文献2及び特許文献3参照)及びCu−Co−Ni処理(特許文献4参照)を開発した。
さらにZnは亜鉛−ニッケル合金層だけでなく、耐候層、防錆層全てに含有させることが可能であるため、耐候層、防錆層全ての全Zn量について、さらには上記全Ni量との比率について検討する必要があることが分かった。
電子機器の発展が進む中で、半導体デバイスの小型化、高集積化が更に進み、これらの印刷回路の製造工程で行われる処理が一段と厳しい要求がなされている。本願発明をこれらの要求にこたえる技術を提供することを課題とする。
1)銅箔または銅合金箔の上に、粗化(トリート)処理を施すことにより形成された粗化処理層、この粗化処理層の上に形成されたNi−Co層からなる耐熱層、及びこの耐熱層の上に形成されたZn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層からなる複数の表面処理層を有し、前記表面処理層中の全Zn量/(全Zn量+全Ni量)が0.13以上0.23以下であることを特徴とする表面処理層付銅箔
2)前記表面処理層中の全Ni量が、450〜1100μg/dm2であることを特徴とする上記1)に記載の表面処理層付銅箔
3)前記表面処理層中の全Co量が770〜2500μg/dm2であり、全Co/(全Zn+全Ni)が3.0以下であることを特徴とする上記1)又は2)に記載の表面処理層付銅箔
4)前記表面処理層中の全Cr量が50〜120μg/dm2であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔
5)前記粗化処理層のNiが50〜550μg/dm2であることを特徴とする上記1)〜4)のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔
6)前記粗化処理層が、Co、Cu、Niの元素からなる粗化処理層であることを特徴とする上記1)〜5)のいずれかに記載の表面処理層付銅箔
7)前記粗化処理層が平均粒子径0.05〜0.60μmのCu、Co、Niからなる3元系合金の微細粒子からなることを特徴とする上記1)〜5)のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔
8)前記粗化処理層が、平均粒子径0.25〜0.45μmのCuの一次粒子層と、その上に形成された平均粒子径が0.05〜0.25μmのCu、Co、Niからなる3元系合金からなる二次粒子層からなることを特徴とする上記1)〜5)のいずれかに一項に記載の表面処理層付銅箔。
10)上記9)記載の印刷回路用銅箔を樹脂基板に積層接着した銅張積層板。
電子機器の発展が進む中で、半導体デバイスの小型化、高集積化が更に進み、これらの印刷回路の製造工程で行われる処理が一段と厳しい要求がなされている。本願発明をこれらの要求にこたえる優れた技術である。
本願発明の表面処理層付銅箔は、銅箔または銅合金箔の上に、粗化(トリート)処理を施すことにより形成された粗化処理層、この粗化処理層の上に形成されたNi−Co層からなる耐熱層、及びこの耐熱層の上に形成されたZn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層からなる複数の表面処理層を有する。そして、前記表面処理層中の全Zn量/(全Zn量+全Ni量)が0.13以上0.23以下とする。
Znは、銅箔の表面処理層の中で耐候層、防錆層の構成成分であり、Niは粗化処理層、耐熱層、耐候層の構成成分であり、ZnとNiは銅箔の表面処理層の構成成分としては重要な成分である。
しかしながら、Znは耐候性に効果のある成分であるが、ファインパターン回路形成工程での耐薬品特性には好ましくない成分であり、回路形成のエッチングにおいて「染込み」が起こり易くなる。
一方、Niは「染込み」には効果のある成分であるが、多すぎるとアルカリエッチング性を低下させ、印刷回路用としては不適となる。
0.13未満の場合には、Znが少な過ぎるケースとNiが多過ぎるケースがあり、Znが少な過ぎるケースでは耐候性が悪くなり、Niが多過ぎるケースではエッチング性が問題となり、いずれのケースも好ましくない。一方、0.23を越える場合は耐酸性が悪化し易くなるので、エッチング時に「染込み」が起こり易くなり、好ましくない。
従って、本願発明の表面処理層付銅箔は、前記表面処理層中の全Ni量は、450〜1100μg/dm2とすることが望ましい。
さらにNiは、耐熱層、耐候層にも含まれるため、全Ni量として450μg/dm2以上が必要である。但し、全Ni量が1100μg/dm2を超えると、アルカリエッチング性の低下や、回路エッチングの際に粗化粒子が基板樹脂表面に残存する問題が発生するので、Ni量は1100μg/dm2以下が望ましいと言える。
また、前記粗化処理層については、Co、Cu、Niの元素からなる粗化処理層が有効である。前記粗化処理層を、平均粒子径0.05〜0.60μmの、Cu、Co、Niからなる3元系合金の微細粒子の集合体とすることもできる。
前記粗化処理層については、平均粒子径0.25〜0.45μmのCuの一次粒子層と、その上に形成された平均粒子径が0.05〜0.25μmのCu、Co、Niからなる3元系合金からなる二次粒子層とすることができる。
平均粒子径0.05〜0.60μmのCu、Co、Niからなる3元系合金の微細粗化粒子集合体の粗化処理を施す場合
液組成:Cu10〜20g/リットル、Co1〜10g/リットル、Ni1〜15g/リットル
pH:1〜4
温度:30〜50℃
電流密度(Dk):20〜50A/dm2
時間:1〜5秒
液組成:Cu10〜20g/リットル、硫酸50〜100g/リットル
pH:1〜3
温度:25〜50℃
電流密度(Dk):1〜60A/dm2
時間:1〜5秒
液組成:Cu10〜20g/リットル、Co1〜15g/リットル、Ni1〜15g/リットル
pH:1〜3
温度:30〜50℃
電流密度(Dk):10〜50A/dm2
時間:1〜5秒
液組成:Co1〜20g/リットル、Ni1〜20g/リットル
pH:1〜4
温度:30〜60℃
電流密度(Dk):1〜20A/dm2
時間:1〜5秒
液組成:Ni1〜30g/リットル、Zn1〜30g/リットル
pH:2〜5
温度:30〜50℃
電流密度(Dk):1〜3A/dm2
時間:1〜5秒
液組成:K2Cr2O7:1〜10g/リットル、Zn:0〜10g/リットル
pH:2〜5
温度:30〜50℃
電流密度(Dk):0.01〜5A/dm2
時間:1〜5秒
防錆層上の少なくとも粗化面にシランカップリング剤を塗布するシランカップリング処理が施される。
このシランカップリング剤としては、オレフィン系シラン、エポキシ系シラン、アクリル系シラン、アミノ系シラン、メルカプト系シランを挙げることができるが、これらを適宜選択して使用することができる。
塗布方法はシランカップリング剤溶液のスプレーふきつけ、コーター塗布、浸漬、流しかけ等いずれでも良い。これらについては、既に公知の技術なので(例えば、特公昭60−15654号参照)、詳細は省略する。
実施例(及び比較例)については18μmの圧延銅箔を使用したが、本願発明に関しては銅箔の厚みは公知の銅箔の厚み全てに適用可能であることは容易に理解できるであろう。
18μmの圧延銅箔に下記に示す条件で粗化処理を施した。
(A)Cuの一次粒子層形成
液組成:Cu15g/リットル、硫酸75g/リットル
pH:1〜3
温度:35℃
電流密度(Dk):40〜60A/dm2
時間:0.05〜3秒
液組成:Cu15g/リットル、Co8g/リットル、Ni8g/リットル
pH:1〜3
温度:40℃
電流密度(Dk):20〜40A/dm2
時間:0.05〜3秒
粗化粒子サイズは表面処理付銅箔の粗化粒子を電子顕微鏡(SEM)の30000倍の倍率で観察を行い、粗化粒子サイズを評価した。
粗化処理段階のNi付着量は50〜250μg/dm2であった。この結果を、下記表1に示す。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
1)耐熱層(Ni−Co層)
電流密度(Dk):5〜15A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.5〜1.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):1〜3A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
粗化処理層、耐熱層全てにおけるCo付着量から、Co/(Ni+Zn)=1.6であった。
次に、この銅張積層板を一般的な塩化銅−塩酸エッチング溶液によりファインパターン回路を形成した。このファインパターン回路基板を硫酸10wt%、過酸化水素2wt%からなる水溶液に5分間浸漬させた後、樹脂基板と銅箔回路の界面を光学顕微鏡にて観察して、染込み評価をおこなった。
染込み評価の結果、染みこみ幅:≦5μmで良好であった。
常態ピール強度は0.90kg/cm、耐塩酸劣化性は10(Loss%)以下であり、ともに良好であった。
アルカリエッチング評価の結果、粗化粒子の残存は観察されず、アルカリエッチング性も良好(○)であった。
なお、上記の各金属付着量の測定は、表面処理付銅箔の表面処理面を酸溶液に溶解させて、原子吸光分析(VARIAN製、AA240FS)にて評価を行ったものである。
粗化段階のNi付着量は、上記の通り50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):5〜9A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.05〜0.7A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):1〜3A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を表1に示す。この他、Cr付着量は全体で84μg/dm2、Co付着量は全体で1494μg/dm2、Zn付着量は全体で100μg/dm2であった。
粗化段階のNi付着量は、上記の通り50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):6〜11A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.05〜0.7A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):2〜4A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を表1に示す。この他、Cr付着量は全体で89μg/dm2、Co付着量は全体で1771μg/dm2、Zn付着量は全体で158μg/dm2であった。
粗化段階のNi付着量は、上記の通り50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):6〜11A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):1〜3A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0.05〜1.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を表1に示す。この他、Cr付着量は全体で90μg/dm2、Co付着量は全体で1772μg/dm2、Zn付着量は全体で223μg/dm2であった。
粗化段階のNi付着量は、上記の通り50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):7〜12A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.6〜1.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):1.0〜3.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を表1に示す。この他、Cr付着量は全体で115μg/dm2、Co付着量は全体で1855μg/dm2、Zn付着量は全体で234μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に、下記に示す条件で粗化処理を施した。
液組成:Cu10〜20g/リットル、Co5〜10g/リットル、Ni5〜15g/リットル
pH:2〜4
温度:30〜50℃
電流密度(Dk):20〜60A/dm2
時間:0.5〜5秒
粗化段階のNi付着量は200〜400μg/dm2であった。
1)耐熱層(Ni−Co層)
電流密度(Dk):8〜16A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):2.0〜4.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0A/dm2
時間:0秒(浸漬クロメート処理)
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で110μg/dm2、Co付着量は全体で2480μg/dm2、Zn付着量は全体で240μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に下記に示す条件で粗化処理を施した。
液組成:Cu10〜20g/リットル、Co5〜10g/リットル、Ni8〜20g/リットル
pH:2〜4
温度:30〜50℃
電流密度(Dk):20〜60A/dm2
時間:0.5〜5秒
粗化段階のNi付着量は300〜550μg/dm2であった。
1)耐熱層(Ni−Co層)
電流密度(Dk):8〜16A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):1.5〜3.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0A/dm2
時間:0秒(浸漬クロメート処理)
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で55μg/dm2、Co付着量は全体で2170μg/dm2、Zn付着量は全体で217μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に実施例1−5と同様の条件で粗化処理層を形成した。粗化段階のNi付着量は50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):5〜15A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.05〜0.7A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0.5〜1.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で81μg/dm2、Co付着量は全体で2188μg/dm2、Zn付着量は全体で82μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に実施例1−5と同様の条件で粗化処理層を形成した。粗化段階のNi付着量は50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):5〜15A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.1〜1.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0.5〜1.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で84μg/dm2、Co付着量は全体で2113μg/dm2、Zn付着量は全体で134μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に実施例1−5と同様の条件で粗化処理層を形成した。粗化段階のNi付着量は50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):3.0〜7.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.05〜0.7A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0.5〜1.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で82μg/dm2、Co付着量は全体で1204μg/dm2、Zn付着量は全体で101μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に実施例1−5と同様の条件で粗化処理層を形成した。粗化段階のNi付着量は50〜250μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):5.0〜10A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):0.7〜2.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0.8〜2.5A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で122μg/dm2、Co付着量は全体で1543μg/dm2、Zn付着量は全体で361μg/dm2であった。
18μmの圧延銅箔に実施例6と同様の条件で粗化処理層を形成した。上記の条件で粗化処理を施すことで、平均粒子径0.10〜0.60μmからなるCu、Co、Niからなる3元系合金の微細粗化粒子の集合体を形成した。
粗化段階のNi付着量は200〜400μg/dm2であった。
Ni−Co層からなる耐熱層、Zn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層およびシランカップリング処理は、上記に示す条件の範囲で実施した。耐熱層、耐候層及び防錆層を形成する条件を下記に示す。
電流密度(Dk):10〜30A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
2)耐候層(Zn−Ni層)
電流密度(Dk):1.0〜3.0A/dm2
時間:0.05〜3.0秒
3)防錆層(Cr−Zn層)
電流密度(Dk):0A/dm2
時間:0秒(浸漬クロメート処理)
以上の結果を、表1に示す。この他、Cr付着量は全体で90μg/dm2、Co付着量は全体で2987μg/dm2、Zn付着量は全体で119μg/dm2であった。
Claims (15)
- 銅箔または銅合金箔の上に、粗化(トリート)処理を施すことにより形成された粗化処理層、この粗化処理層の上に形成されたNi−Co層からなる耐熱層、及びこの耐熱層の上に形成されたZn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層からなる複数の表面処理層を有し、前記表面処理層中の、全Zn/(全Zn+全Ni)が0.13以上0.23以下、全Co量が2500μg/dm2以下であることを特徴とする表面処理層付銅箔。
- 銅箔または銅合金箔の上に、粗化(トリート)処理を施すことにより形成された粗化処理層、この粗化処理層の上に形成されたNi−Co層からなる耐熱層、及びこの耐熱層の上に形成されたZn、Ni、Crを含有する耐候層及び防錆層からなる複数の表面処理層を有し、前記表面処理層中の、全Zn/(全Zn+全Ni)が0.13以上0.23以下であり、前記粗化処理層が、平均粒子径0.25〜0.45μmのCuの一次粒子層と、その上に形成された平均粒子径が0.05〜0.25μmのCu、Co、Niからなる3元系合金からなる二次粒子層からなることを特徴とする表面処理層付銅箔。
- 前記粗化処理層が、平均粒子径0.25〜0.45μmのCuの一次粒子層と、その上に形成された平均粒子径が0.05〜0.25μmのCu、Co、Niからなる3元系合金からなる二次粒子層からなることを特徴とする請求項1記載の表面処理層付銅箔。
- 前記粗化処理層が、Co、Cu、Niの元素からなる粗化処理層であることを特徴とする請求項1に記載の表面処理層付銅箔。
- 前記粗化処理層が平均粒子径0.05〜0.60μmのCu、Co、Niからなる3元系合金の微細粒子からなることを特徴とする請求項1又は4に記載の表面処理層付銅箔。
- 前記表面処理層中の全Co量が770μg/dm2以上であり、全Co/(全Zn+全Ni)が3.0以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔。
- 前記表面処理層中の全Ni量が、450〜1100μg/dm2であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔。
- 前記表面処理層中の全Cr量が50〜130μg/dm2であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔。
- 前記粗化処理層のNiが50〜550μg/dm2であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔。
- 前記防錆層上にシランカップリング剤が塗布された請求項1〜9のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔からなる印刷回路用銅箔。
- 請求項11記載の印刷回路用銅箔を樹脂基板に積層接着した銅張積層板。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の表面処理層付銅箔を用いて製造した印刷回路。
- 請求項13に記載の印刷回路を用いた半導体デバイス。
- 請求項13に記載の印刷回路を用いた電子機器。
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