JP6522974B2 - キャリア付銅箔、積層体、積層体の製造方法、及び、プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
前記回路が埋没するように前記キャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面に樹脂層を形成する工程、前記樹脂層上に回路を形成する工程、前記樹脂層上に回路を形成した後に、前記キャリアを剥離させる工程、及び、前記キャリアを剥離させた後に、前記極薄銅層を除去することで、前記極薄銅層側表面に形成した、前記樹脂層に埋没している回路を露出させる工程を含むプリント配線板の製造方法である。
を含むプリント配線板の製造方法である。
本発明に用いることのできるキャリアは典型的には金属箔または樹脂フィルムであり、例えば銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、ニッケル合金箔、鉄箔、鉄合金箔、ステンレス箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、絶縁樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、LCDフィルムの形態で提供される。
本発明に用いることのできるキャリアは典型的には圧延銅箔や電解銅箔の形態で提供される。一般的には、電解銅箔は硫酸銅めっき浴からチタンやステンレスのドラム上に銅を電解析出して製造され、圧延銅箔は圧延ロールによる塑性加工と熱処理を繰り返して製造される。銅箔の材料としてはタフピッチ銅(JIS H3100 合金番号C1100)や無酸素銅(JIS H3100 合金番号C1020またはJIS H3510 合金番号C1011)といった高純度の銅の他、例えばSn入り銅、Ag入り銅、Cr、Zr又はMg等を添加した銅合金、Ni及びSi等を添加したコルソン系銅合金のような銅合金も使用可能である。キャリアは電気伝導率が高いことから電解銅箔または圧延銅箔であることが好ましく、更に製造コストが低いこと及びキャリア側表面の粗さをより制御しやすいことから電解銅箔であることがより好ましい。なお、本明細書において用語「銅箔」を単独で用いたときには銅合金箔も含むものとする。
キャリア上には中間層を設ける。キャリアと中間層との間に他の層を設けてもよい。本発明で用いる中間層は、キャリア付銅箔が絶縁基板への積層工程前にはキャリアから極薄銅層が剥離し難い一方で、絶縁基板への積層工程後にはキャリアから極薄銅層が剥離可能となるような構成であれば特に限定されない。例えば、本発明のキャリア付銅箔の中間層はCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Zn、これらの合金、これらの水和物、これらの酸化物、有機物からなる群から選択される一種又は二種以上を含んでも良い。また、中間層は複数の層であっても良い。
また、例えば、中間層はキャリア側からCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種の元素からなる単一金属層、或いは、Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種又は二種以上の元素からなる合金層を形成し、その上にCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znで構成された元素群から選択された一種又は二種以上の元素の水和物または酸化物または有機物からなる層を形成することで構成することができる。
また、例えば中間層は、キャリア側からCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znの元素群の内何れか一種の元素からなる単一金属層、あるいはCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znの元素群から選択された一種以上の元素からなる合金層、その次にCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znの元素群の内何れか一種の元素からなる単一金属層、あるいはCr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P、Cu、Al、Znの元素群から選択された一種以上の元素からなる合金層で構成することができる。また、他の層には中間層として用いることができる層構成を用いてもよい。
硫黄含有有機化合物には、メルカプトベンゾチアゾール、チオシアヌル酸及び2−ベンズイミダゾールチオール等を用いることが好ましい。
カルボン酸としては、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。
前述の有機物は厚みで8nm以上80nm以下含有するのが好ましく、30nm以上70nm以下含有するのがより好ましい。中間層は前述の有機物を複数種類(一種以上)含んでもよい。
なお、有機物の厚みは以下のようにして測定することができる。
キャリア付銅箔の極薄銅層をキャリアから剥離した後に、露出した極薄銅層の中間層側の表面と、露出したキャリアの中間層側の表面をXPS測定し、デプスプロファイルを作成する。そして、極薄銅層の中間層側の表面から最初に炭素濃度が3at%以下となった深さをA(nm)とし、キャリアの中間層側の表面から最初に炭素濃度が3at%以下となった深さをB(nm)とし、AとBとの合計を中間層の有機物の厚み(nm)とすることができる。
XPSの稼働条件を以下に示す。
・装置:XPS測定装置(アルバックファイ社、型式5600MC)
・到達真空度:3.8×10-7Pa
・X線:単色AlKαまたは非単色MgKα、エックス線出力300W、検出面積800μmφ、試料と検出器のなす角度45°
・イオン線:イオン種Ar+、加速電圧3kV、掃引面積3mm×3mm、スパッタリングレート2.8nm/min(SiO2換算)
中間層において、ニッケルの付着量は100〜40000μg/dm2であり、モリブデンの付着量は10〜1000μg/dm2であり、コバルトの付着量は10〜1000μg/dm2である。上述のように、本発明のキャリア付銅箔は、キャリア付銅箔から極薄銅層を剥離した後の極薄銅層の表面のNi量が制御されているが、このように剥離後の極薄銅層表面のNi量を制御するためには、中間層のNi付着量を少なくするとともに、Niが極薄銅層側へ拡散するのを抑制する金属種(Co、Mo)を中間層が含んでいることが好ましい。このような観点から、ニッケル付着量は100〜40000μg/dm2とすることが好ましく、200〜20000μg/dm2とすることが好ましく、300〜15000μg/dm2とすることがより好ましく、300〜10000μg/dm2とすることがより好ましい。中間層にモリブデンが含まれる場合には、モリブデン付着量は10〜1000μg/dm2とすることが好ましく、モリブデン付着量は20〜600μg/dm2とすることが好ましく、30〜400μg/dm2とすることがより好ましい。中間層にコバルトが含まれる場合には、コバルト付着量は10〜1000μg/dm2とすることが好ましく、コバルト付着量は20〜600μg/dm2とすることが好ましく、30〜400μg/dm2とすることがより好ましい。
なお、上述のように中間層は、キャリア上に、ニッケルと、モリブデンまたはコバルトまたはモリブデン−コバルト合金とがこの順で積層した場合には、モリブデンまたはコバルトまたはモリブデン−コバルト合金層を設けるためのめっき処理での電流密度を低くし、キャリアの搬送速度を遅くするとモリブデンまたはコバルトまたはモリブデン−コバルト合金層の密度が高くなる傾向にある。モリブデン及び/またはコバルトを含む層の密度が高くなると、ニッケル層のニッケルが拡散し難くなり、剥離後の極薄銅層表面のNi量を制御することができる。
中間層の上には極薄銅層を設ける。その前に極薄銅層のピンホールを低減させるために銅−リン合金によるストライクめっきを行ってもよい。ストライクめっきにはピロリン酸銅めっき液などが挙げられる。
中間層の上には極薄銅層を設ける。なお、中間層と極薄銅層との間には他の層を設けてもよい。極薄銅層は、硫酸銅、ピロリン酸銅、スルファミン酸銅、シアン化銅等の電解浴を利用した電気めっきにより形成することができ、一般的な電解銅箔で使用され、高電流密度での銅箔形成が可能であることから硫酸銅浴が好ましい。極薄銅層の厚みは0.1μm以上6μm以下であるのが好ましい。このような構成によれば、微細配線形成性が向上する。極薄銅層の厚みは0.1μm以上3μm以下であるのがより好ましく、0.2μm以上1.5μm以下であるのが更により好ましく、0.3μm以上1.2μm以下であるのが更により好ましい。また、他の層には中間層として用いることができる構成の層を用いてもよい。
本発明のキャリア付銅箔は、キャリア、中間層、極薄銅層、及び、粗化処理層を含む表面処理層をこの順に有する。キャリア付銅箔自体の使用方法は当業者に周知であるが、例えば極薄銅層の表面を紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、合成繊維布基材エポキシ樹脂、ガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂、ガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂及びガラス布基材エポキシ樹脂、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等の絶縁基板に貼り合わせて熱圧着後にキャリアを剥がし、絶縁基板に接着した極薄銅層を目的とする導体パターンにエッチングし、最終的に積層体(銅張積層体等)、又は、プリント配線板等を製造することができる。
また、キャリアの極薄銅層側と反対側の表面には、粗化処理層を形成しなくてもよい。キャリアの極薄銅層側と反対側の表面には、粗化処理層を形成しない場合、キャリアと極薄銅層との剥離強度を制御しやすくなるという利点がある。
また、極薄銅層の表面には、例えば絶縁基板との密着性を良好にすること等のために粗化処理を施すことで粗化処理層を設けてもよい。
キャリア付銅箔を、例えば、極薄銅層側から絶縁樹脂板に貼り付けて熱圧着させ、キャリアを剥がすことで積層体(銅張積層体等)を作製することができる。また、その後、極薄銅層部分をエッチングすることにより、プリント配線板の銅回路を形成することができる。ここで用いる絶縁樹脂板はプリント配線板に適用可能な特性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、リジッドPWB用に紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、合成繊維布基材エポキシ樹脂、ガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂、ガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂及びガラス布基材エポキシ樹脂等を使用し、FPC用にポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等を使用する事ができる。このようにして作製したプリント配線板、積層体は、搭載部品の高密度実装が要求される各種電子部品に搭載することができる。
なお、本発明において、「プリント配線板」には部品が装着されたプリント配線板およびプリント回路板およびプリント基板も含まれることとする。また、本発明のプリント配線板を2つ以上接続して、プリント配線板が2つ以上接続したプリント配線板を製造することができ、また、本発明のプリント配線板を少なくとも1つと、もう一つの本発明のプリント配線板又は本発明のプリント配線板に該当しないプリント配線板とを接続することができ、このようなプリント配線板を用いて電子機器を製造することもできる。なお、本発明において、「銅回路」には銅配線も含まれることとする。
また、前記極薄銅層上に粗化処理層を備え、前記粗化処理層上に、耐熱層、防錆層を備えてもよく、前記耐熱層、防錆層上にクロメート処理層を備えてもよく、前記クロメート処理層上にシランカップリング処理層を備えても良い。
また、前記キャリア付銅箔は前記極薄銅層上、あるいは前記粗化処理層上、あるいは前記耐熱層、防錆層、あるいはクロメート処理層、あるいはシランカップリング処理層の上に樹脂層を備えても良い。
前記リン含有エポキシ樹脂として公知のリンを含有するエポキシ樹脂を用いることができる。また、前記リン含有エポキシ樹脂は例えば、分子内に2以上のエポキシ基を備える9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドからの誘導体として得られるエポキシ樹脂であることが好ましい。
前記樹脂層は誘電体(誘電体フィラー)を含んでもよい。
上記いずれかの樹脂層または樹脂組成物に誘電体(誘電体フィラー)を含ませる場合には、キャパシタ層を形成する用途に用い、キャパシタ回路の電気容量を増大させることができるのである。この誘電体(誘電体フィラー)には、BaTiO3、SrTiO3、Pb(Zr−Ti)O3(通称PZT)、PbLaTiO3・PbLaZrO(通称PLZT)、SrBi2Ta2O9(通称SBT)等のペブロスカイト構造を持つ複合酸化物の誘電体粉を用いる。
また、前記樹脂層はMIL規格におけるMIL−P−13949Gに準拠して測定したときのレジンフローが5%〜35%の範囲にある半硬化樹脂膜であることが好ましい。
本件明細書において、レジンフローとは、MIL規格におけるMIL−P−13949Gに準拠して、樹脂厚さを55μmとした樹脂付表面処理銅箔から10cm角試料を4枚サンプリングし、この4枚の試料を重ねた状態(積層体)でプレス温度171℃、プレス圧14kgf/cm2、プレス時間10分の条件で張り合わせ、そのときの樹脂流出重量を測定した結果から数1に基づいて算出した値である。
この樹脂層の厚みは0.1〜500μmであることが好ましく、0.1〜300μmであることがより好ましく、0.1〜200μmであることがより好ましく、0.1〜120μmであることがより好ましい。
なお、樹脂層を有するキャリア付銅箔が極薄の多層プリント配線板を製造することに用いられる場合には、前記樹脂層の厚みを0.1μm〜5μm、より好ましくは0.5μm〜5μm、より好ましくは1μm〜5μmとすることが、多層プリント配線板の厚みを小さくするために好ましい。
また、樹脂層が誘電体を含む場合には、樹脂層の厚みは0.1〜50μmであることが好ましく、0.5μm〜25μmであることが好ましく、1.0μm〜15μmであることがより好ましい。
また、前記硬化樹脂層、半硬化樹脂層との総樹脂層厚みは0.1μm〜120μmであるものが好ましく、5μm〜120μmであるものが好ましく、10μm〜120μmであるものが好ましく、10μm〜60μmのものがより好ましい。そして、硬化樹脂層の厚みは2μm〜30μmであることが好ましく、3μm〜30μmであることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。また、半硬化樹脂層の厚みは3μm〜55μmであることが好ましく、7μm〜55μmであることが好ましく、15〜115μmであることがより望ましい。総樹脂層厚みが120μmを超えると、薄厚の多層プリント配線板を製造することが難しくなる場合があり、5μm未満では薄厚の多層プリント配線板を形成し易くなるものの、内層の回路間における絶縁層である樹脂層が薄くなりすぎ、内層の回路間の絶縁性を不安定にする傾向が生じる場合があるためである。また、硬化樹脂層厚みが2μm未満であると、銅箔粗化面の表面粗度を考慮する必要が生じる場合がある。逆に硬化樹脂層厚みが20μmを超えると硬化済み樹脂層による効果は特に向上することがなくなる場合があり、総絶縁層厚は厚くなる。
なお、前述の樹脂層の厚みは、任意の10点において断面観察により測定した厚みの平均値をいう。
本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態においては、本発明に係るキャリア付銅箔と絶縁基板とを準備する工程、前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを極薄銅層側が絶縁基板と対向するように積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程を経て銅張積層体を形成し、その後、セミアディティブ法、モディファイドセミアディティブ法、パートリーアディティブ法及びサブトラクティブ法のいずれかの方法によって、回路を形成する工程を含む。絶縁基板は内層回路入りのものとすることも可能である。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法によりすべて除去する工程、
前記極薄銅層をエッチングにより除去することにより露出した前記樹脂にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記樹脂および前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法によりすべて除去する工程、
前記極薄銅層をエッチングにより除去することにより露出した前記樹脂の表面について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層及び極薄銅層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層表面にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストを設けた後に、電解めっきにより回路を形成する工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストを除去することにより露出した極薄銅層をフラッシュエッチングにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層の上にめっきレジストを設ける工程、
前記めっきレジストに対して露光し、その後、回路が形成される領域のめっきレジストを除去する工程、
前記めっきレジストが除去された前記回路が形成される領域に、電解めっき層を設ける工程、
前記めっきレジストを除去する工程、
前記回路が形成される領域以外の領域にある無電解めっき層及び極薄銅層をフラッシュエッチングなどにより除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について触媒核を付与する工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層表面にエッチングレジストを設ける工程、
前記エッチングレジストに対して露光し、回路パターンを形成する工程、
前記極薄銅層および前記触媒核を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して、回路を形成する工程、
前記エッチングレジストを除去する工程、
前記極薄銅層および前記触媒核を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して露出した前記絶縁基板表面に、ソルダレジストまたはメッキレジストを設ける工程、
前記ソルダレジストまたはメッキレジストが設けられていない領域に無電解めっき層を設ける工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の表面に、電解めっき層を設ける工程、
前記電解めっき層または/および前記極薄銅層の表面にエッチングレジストを設ける工程、
前記エッチングレジストに対して露光し、回路パターンを形成する工程、
前記極薄銅層および前記無電解めっき層および前記電解めっき層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して、回路を形成する工程、
前記エッチングレジストを除去する工程、
を含む。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程、
前記キャリアを剥がして露出した極薄銅層と絶縁基板にスルーホールまたは/およびブラインドビアを設ける工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域についてデスミア処理を行う工程、
前記スルーホールまたは/およびブラインドビアを含む領域について無電解めっき層を設ける工程、
前記無電解めっき層の表面にマスクを形成する工程、
マスクが形成されていない前記無電解めっき層の表面に電解めっき層を設ける工程、
前記電解めっき層または/および前記極薄銅層の表面にエッチングレジストを設ける工程、
前記エッチングレジストに対して露光し、回路パターンを形成する工程、
前記極薄銅層および前記無電解めっき層を酸などの腐食溶液を用いたエッチングやプラズマなどの方法により除去して、回路を形成する工程、
前記エッチングレジストを除去する工程、
を含む。
まず、図1−Aに示すように、表面に粗化処理層が形成された極薄銅層を有するキャリア付銅箔(1層目)を準備する。
次に、図1−Bに示すように、極薄銅層の粗化処理層上にレジストを塗布し、露光・現像を行い、レジストを所定の形状にエッチングする。
次に、図1−Cに示すように、回路用のめっきを形成した後、レジストを除去することで、所定の形状の回路めっきを形成する。
次に、図2−Dに示すように、回路めっきを覆うように(回路めっきが埋没するように)極薄銅層上に埋め込み樹脂を設けて樹脂層を積層し、続いて別のキャリア付銅箔(2層目)を極薄銅層側から接着させる。
次に、図2−Eに示すように、2層目のキャリア付銅箔からキャリアを剥がす。
次に、図2−Fに示すように、樹脂層の所定位置にレーザー穴あけを行い、回路めっきを露出させてブラインドビアを形成する。
次に、図3−Gに示すように、ブラインドビアに銅を埋め込みビアフィルを形成する。
次に、図3−Hに示すように、ビアフィル上に、上記図1−B及び図1−Cのようにして回路めっきを形成する。
次に、図3−Iに示すように、1層目のキャリア付銅箔からキャリアを剥がす。
次に、図4−Jに示すように、フラッシュエッチングにより両表面の極薄銅層を除去し、樹脂層内の回路めっきの表面を露出させる。
次に、図4−Kに示すように、樹脂層内の回路めっき上にバンプを形成し、当該はんだ上に銅ピラーを形成する。このようにして本発明のキャリア付銅箔を用いたプリント配線板を作製する。
(1)極薄銅層または粗化処理層または耐熱層または防錆層またはクロメート処理層またはシランカップリング処理層の表面のJIS Z8730に基づく色差ΔE*abが45以上である。
また上述の色差は、極薄銅層の表面に粗化処理を施して粗化処理層を設けることで調整することもできる。粗化処理層を設ける場合には銅およびニッケル、コバルト、タングステン、モリブデンからなる群から選択される一種以上の元素とを含む電界液を用いて、従来よりも電流密度を高く(例えば40〜60A/dm2)し、処理時間を短く(例えば0.1〜1.3秒)することで調整することができる。極薄銅層の表面に粗化処理層を設けない場合には、Niの濃度をその他の元素の2倍以上としたメッキ浴を用いて、極薄銅層または耐熱層または防錆層またはクロメート処理層またはシランカップリング処理層の表面にNi合金メッキ(例えばNi−W合金メッキ、Ni−Co−P合金メッキ、Ni−Zn合金めっき)を従来よりも低電流密度(0.1〜1.3A/dm2)で処理時間を長く(20秒〜40秒)設定して処理することで達成できる。
実施例1〜7及び比較例1〜4として、厚み18μmの電解銅箔(JX日鉱日石金属株式会社製 JTC箔、実施例5以外の実施例、比較例)または圧延銅箔(タフピッチ銅箔 JIS H3100 合金番号:C1100、実施例5のみ)をキャリアとし、当該キャリア上(電解銅箔を用いた場合には、光沢面に中間層を形成した。)に中間層及び極薄銅層をこの順で形成し、厚み0.6〜5μmのキャリア付銅箔を得た。
表の「中間層」欄に記載のように、キャリアに中間層を形成した。当該処理条件を以下に示す。なお、例えば「Ni/有機物」は、ニッケルめっき処理を行った後に、有機物処理を行ったことを意味する。
(1)「Ni」:Ni処理
上記電解銅箔の光沢面(シャイニー面)または圧延銅箔に対して、以下の条件でロール・トウ・ロール型の連続めっきラインで電気めっきすることにより8000μg/dm2の付着量のNi層を形成した。
液組成:硫酸ニッケル濃度200〜300g/L、クエン酸三ナトリウム濃度2〜10g/L
pH:2〜4
液温:40〜70℃
電流密度:1〜15A/dm2
なお、本発明に用いられる電解、表面処理又はめっき等に用いられる処理液の残部は特に明記しない限り水である。
10μg/dm2の付着量のCr層を以下の条件で電解クロメート処理することにより付着させた。
液組成:重クロム酸カリウム濃度1〜10g/L、亜鉛濃度0〜5g/L
pH:3〜4
液温:50〜60℃
電流密度:0.1〜3.0A/dm2
濃度1〜30g/Lのカルボキシベンゾトリアゾール(CBTA)を含む、液温40℃、pH5の水溶液を、20〜120秒間シャワーリングして噴霧することにより行った。
上述の方法で有機物層の厚みを測定した結果、有機物層の厚みは13nmであった。
(液組成)硫酸Ni六水和物:50g/dm3、モリブデン酸ナトリウム二水和物:60g/dm3、クエン酸ナトリウム:90g/dm3
(液温)30℃
(電流密度)1〜4A/dm2
(通電時間)3〜25秒
Ni付着量:3250μg/dm2
Mo付着量:420μg/dm2
(液組成)CrO3:200〜400g/L、H2SO4:1.5〜4g/L
(pH)1〜4
(液温)45〜60℃
(電流密度)10〜40A/dm2
(通電時間)1〜20秒
Cr付着量:350μg/dm2
(液組成)硫酸Co:50g/dm3、モリブデン酸ナトリウム二水和物:60g/dm3、クエン酸ナトリウム:90g/dm3
(液温)30〜80℃
(電流密度)1〜4A/dm2
(通電時間)3〜25秒
Co付着量:420μg/dm2
Mo付着量:560μg/dm2
引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、中間層の上に厚み0.6〜5μmの極薄銅層を、以下に示す条件で電気めっきすることにより形成して、キャリア付銅箔を製造した。
液組成:銅濃度30〜120g/L、硫酸濃度20〜120g/L、Cl-:20〜50質量ppm、ポリエチレングリコール:10〜100質量ppm、ビス(3スルホプロピル)ジスルフィド:10〜30質量ppm、チオ尿素:10〜50質量ppm
液温:20〜80℃
電流密度:10〜100A/dm2
・粗化処理(1)(実施例1、7、比較例1):
電解液組成:Cu25〜40g/L(硫酸銅5水和物で添加、以下同様)、硫酸80〜120g/L
液温:20〜40℃
電流密度:80〜120A/dm2
通電時間:0.5〜1.5秒
上記粗化処理(1)を施したキャリア付銅箔のキャリア側表面又は極薄銅層側表面に、粗化粒子の脱落防止とピール強度向上のため、硫酸・硫酸銅からなる銅電解浴で被せメッキを行った。被せメッキ条件を以下に記す。
液組成:銅濃度20〜40g/L、硫酸濃度80〜120g/L
液温:20〜40℃
電流密度:1〜15A/dm2
通電時間:1〜3秒
液組成:銅濃度10〜30g/L(硫酸銅5水和物で添加、以下同様)、硫酸濃度80〜120g/L
液温:15〜30℃
電流密度:60〜100A/dm2
通電時間:1.0〜1.5秒
液組成:銅濃度20〜40g/L、硫酸濃度80〜120g/L
液温:40〜50℃
電流密度:5〜20A/dm2
通電時間:1〜6秒
液組成:銅濃度10〜20g/L、コバルト濃度1〜10g/L、ニッケル濃度1〜10g/L
pH:1〜4
液温:30〜50℃
電流密度:30〜70A/dm2
通電時間:0.1〜1.0秒
また、粗化処理(3)においても、通電を複数回に分け、電流密度を低めに設定するのが良い。電流密度が70A/dm2を超えると局所的な電流集中が生じて直径1μmを超える粗化粒子密度が急激に増加し始めるとともに、その他大多数の直径1μm以下の粗化粒子直径が小さくなりすぎて極薄銅層との密着性が損なわれて脱落しやすくなる。その場合、絶縁樹脂との間の密着性(ピール強度)も低下する。これは、実施例2〜4と比較例4を対比することでもわかる。
また、粗化処理(1)、(2)における被せめっきの通電量(電流密度と通電時間の積)は、粗化処理の通電量に対して50〜90%とするのが粗化粒子脱落を防止するうえで好ましい。
液組成:コバルト濃度1〜30g/L、ニッケル濃度1〜30g/L
pH:1.0〜3.5
液温:30〜80℃
電流密度1〜10A/dm2
通電時間:1〜10秒
・耐熱層(亜鉛・ニッケルメッキ)形成処理:
液組成:ニッケル濃度10〜30g/L、亜鉛濃度1〜15g/L
液温:30〜50℃
電流密度1〜10A/dm2
通電時間:1〜10秒
・クロメート処理:
液組成:重クロム酸カリウム濃度3〜5g/L、亜鉛濃度0.1〜1g/L
液温:30〜50℃
電流密度0.1〜3.0A/dm2
通電時間:1〜10秒
0.2〜2重量%のアルコキシシランを含有するpH7〜8の溶液を噴霧することで、シランカップリング剤を塗布し処理を実施した。
上記のようにして得られたキャリア付銅箔について、以下の方法で評価を実施した。
<粗化粒子の個数>
粗化処理層を構成する粗化粒子のうち直径が1μmを超えるものが10μm四方の範囲における個数、及び、0.1μm以上1μm以下の直径を有する粗化粒子の10μm四方の範囲における個数を以下の方法で測定した。10000倍で撮影したSEM写真を用いて、粒子の大きさと個数をカウントした。粒子の大きさの測定方法はメールで別途お送りしております。横12.7μm縦10.2μmのSEM写真を1視野測定した。当該粗化粒子の直径は、粗化処理粒子を取り囲む円の最小直径とした。また、積み重なっている粗化処理粒子は1個の粗化処理粒子として判定し、積み重なった粗化処理粒子全体を取り囲む最小円の直径を当該積み重なった粗化処理粒子の直径とした。
表面処理層の単位面積あたりの付着量を以下の方法で測定した。
10cm角の粗化処理前のキャリア付銅箔の重量(1)、及び、10cm角の粗化処理後のキャリア付銅箔の重量(2)をそれぞれ測定し、重量(1)−重量(2)の式にて当該付着量を算出した。
<極薄銅層の厚み>
作製したキャリア付銅箔の極薄銅層の厚みは、FIB−SIMを用いて観察する(倍率:10000〜30000倍)。極薄銅層の断面を観察することで30μm間隔で5箇所測定し、平均値を求める。
<極薄銅層の重量Bの算出>
極薄銅層の重量Bを、以下の式で算出する。
極薄銅層の重量B(g/cm2)=極薄銅層の厚み(μm)×単位面積(100cm2/cm2)×銅の密度(8.94g/cm3)×10-4(cm/μm)
<表面処理層の付着量の算出>
表面処理層の付着量(g/m2)=((「極薄銅層+表面処理層」の重量A(10cm角のサンプルで測定)(g/cm2))−極薄銅層の重量B(g/cm2))×104cm2/m2
<「極薄銅層+粗化処理層」の重量Aの測定>
作製したキャリア付銅箔の「極薄銅層+粗化処理層」の重量Aは下記により測定する。
まず、キャリア付銅箔の重量を測定した後、粗化処理層付の極薄銅層を引き剥がし、得られたキャリアの重量を測定し、前者と後者との差を「極薄銅層+粗化処理層」の重量と定義した。測定対象となる極薄銅層片はプレス機で打ち抜いた10cm角シートとする。
また、重量計は、株式会社エー・アンド・デイ製HF−400を用い、プレス機は、野口プレス株式会社製HAP−12を用いる。
表面処理後のキャリア付銅箔の極薄銅層側表面について、株式会社小阪研究所製接触式粗さ計Surfcorder SE−3Cを使用してJIS B0601−1994に準拠して十点平均粗さRzを、TD方向(横方向)について測定した。測定基準長さ0.8mm、評価長さ4mm、カットオフ値0.25mm、送り速さ0.1mm/秒の条件で、キャリアの製造装置におけるキャリアの進行方向と垂直な方向(TD、すなわち幅方向)に、測定位置を変えて、それぞれ10回行い、10回の測定値の平均値を十点平均粗さ(Rz)の値とした。
実施例、比較例の表面処理後のキャリア付銅箔を極薄銅層側から樹脂基材(三菱ガス化学(株)製:GHPL−832NX−A)に対して、大気中、30kgf/cm2、220℃で2時間加熱の積層プレスを行って積層した後、キャリア付銅箔からキャリアを剥離した。その後、露出した極薄銅層の中間層側表面に銅めっきを行い、極薄銅層と銅めっき層との合計の厚みが18μmとした。その後、極薄銅層と銅めっき層を樹脂基材からJIS C 6471(1995、なお、銅箔を引き剥がす方法は、8.1 銅箔の引き剥がし強さ 8.1.1試験方法の種類(1)方法A(銅箔を銅箔除去面に対して90°方向に引き剥がす方法)とした。)に準拠して引き剥がし、その際のピール強度を測定した。
キャリア付銅箔の極薄銅層側表面において、以下の方法により転写シート汚れの評価を行った。
・採取面積:面積250000mm2(幅250mm×長さ1000mm)
・使用した採取用クリーニングローラー:Teknek(テクネック・ジャパン・リミテッド)社製 Nanocleenローラー
上記採取用ローラーで極薄銅層側表面をクリーニングした後、当該ローラーから転写シート(転写シート型番:ARBS-1400)に粉を転写させた。続いて、転写シートを光学顕微鏡を用いて500倍で観察して脱落した粗化処理粒子の観察をすることで、転写シートの汚れを評価した。
上記転写シートの汚れについて、以下の基準で評価した。
◎:脱落した粗化粒子が観察されない
〇:脱落した粗化粒子がほとんど観察されない。(直径1μm未満)
×:脱落した粗化粒子(直径1μm以上)が観察された。
試験条件及び結果を表1及び表2に示す。
実施例1〜7は、いずれも極薄銅層側表面に設けられた粗化粒子層中の粗化粒子の脱落が良好に抑制され、且つ、ピール強度が良好なキャリア付銅箔が得られている。
一方、比較例1〜4は、いずれも極薄銅層側表面に設けられた粗化粒子層中の粗化粒子の脱落が不良であり、或いは、ピール強度が不良であった。
図5に、実施例2の銅箔の粗化処理後の表面SEM観察写真を示す。
図6に、比較例1の銅箔の粗化処理後の表面SEM観察写真を示す。
図7に、比較例1の粘着シート上の脱落粗化粒子のSEM観察写真を示す。
Claims (22)
- キャリア、中間層、極薄銅層、及び、粗化処理層を含む表面処理層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、前記粗化処理層を構成する粗化粒子のうち直径が1μmを超えるものが10μm四方の範囲に5個以下に抑制され、且つ、0.1μm以上1μm以下の直径を有する粗化粒子が10μm四方の範囲に500個以上3000個以下の密度で存在し、
前記キャリア付銅箔の極薄銅層側表面の10点平均粗さRzが0.3〜1.5μmであるキャリア付銅箔。 - 前記粗化処理層を構成する粗化粒子のうち直径が1μmを超えるものが10μm四方の範囲に2個以下に抑制され、且つ、0.1μm以上1μm以下の直径を有する粗化粒子が10μm四方の範囲に500個以上3000個以下の密度で存在する請求項1に記載のキャリア付銅箔。
- 前記粗化処理層を構成する粗化粒子のうち直径が1μmを超えるものが10μm四方の範囲に2個以下に抑制され、且つ、0.1μm以上1μm以下の直径を有する粗化粒子が10μm四方の範囲に2000個以上3000個以下の密度で存在する請求項2に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層の厚みが0.1μm以上6μm以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記表面処理層の単位面積あたりの付着量が0.1g/m2以上5g/m2以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記表面処理層の単位面積あたりの付着量が0.8g/m2以上1.5g/m2以下である請求項5に記載のキャリア付銅箔。
- 前記キャリアの前記極薄銅層と反対側の表面に粗化処理層が形成されている請求項1〜6のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層表面に形成された粗化処理層が、銅、ニッケル、コバルト、リン、タングステン、ヒ素、モリブデン、クロム及び亜鉛からなる群から選択されたいずれかの単体又はいずれか1種以上を含む合金からなる層である請求項1〜7のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層表面に形成された粗化処理層の表面に、樹脂層を備える請求項1〜8のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層表面に形成された粗化処理層の表面に、耐熱層、防錆層、クロメート処理層及びシランカップリング処理層からなる群から選択された1種以上の層を有する請求項1〜8のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層表面に形成された粗化処理層の表面に設けられた、前記耐熱層、防錆層、クロメート処理層及びシランカップリング処理層からなる群から選択された1種以上の層の上に樹脂層を備える請求項10に記載のキャリア付銅箔。
- 前記表面処理層表面に樹脂層を備える請求項1〜11のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記樹脂層が接着用樹脂である請求項9、11及び12のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記樹脂層が半硬化状態の樹脂である請求項9、11〜13のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔を用いて積層体を製造する積層体の製造方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔と樹脂とを含む積層体であって、前記キャリア付銅箔の端面の一部または全部が前記樹脂により覆われている積層体。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔を用いてプリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔と絶縁基板とを準備する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、前記キャリア付銅箔のキャリアを剥がす工程を経て銅張積層体を形成し、
その後、セミアディティブ法、サブトラクティブ法、パートリーアディティブ法又はモディファイドセミアディティブ法のいずれかの方法によって、回路を形成する工程を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面に回路を形成する工程、
前記回路が埋没するように前記キャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面に樹脂層を形成する工程、
前記樹脂層上に回路を形成する工程、
前記樹脂層上に回路を形成した後に、前記キャリアを剥離させる工程、及び、
前記キャリアを剥離させた後に、前記極薄銅層を除去することで、前記極薄銅層側表面に形成した、前記樹脂層に埋没している回路を露出させる工程
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔を前記キャリア側から樹脂基板に積層する工程、
前記キャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面に回路を形成する工程、
前記回路が埋没するように前記キャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面に樹脂層を形成する工程、
前記樹脂層上に回路を形成する工程、
前記樹脂層上に回路を形成した後に、前記キャリアを剥離させる工程、及び、
前記キャリアを剥離させた後に、前記極薄銅層を除去することで、前記極薄銅層側表面に形成した、前記樹脂層に埋没している回路を露出させる工程
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔の前記極薄銅層側表面または前記キャリア側表面と樹脂基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔の樹脂基板と積層した側とは反対側の極薄銅層側表面または前記キャリア側表面に樹脂層と回路との2層を、少なくとも1回設ける工程、及び、
前記樹脂層及び回路の2層を形成した後に、前記キャリア付銅箔から前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔の前記キャリア側表面と樹脂基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔の樹脂基板と積層した側とは反対側の極薄銅層側表面に樹脂層と回路との2層を、少なくとも1回設ける工程、及び、
前記樹脂層及び回路の2層を形成した後に、前記キャリア付銅箔から前記キャリアを剥離させる工程
を含むプリント配線板の製造方法。
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