JP7082240B2 - 表面処理銅箔及び銅箔基板 - Google Patents
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Description
ステップAを実施し、本体銅箔を提供する。なお、本体銅箔が圧延銅箔または電解銅箔であってもよい。本体銅箔が圧延銅箔である場合、この圧延銅箔の表面の算術平均高さ(Ra)が特定区域、例えば0.1~0.4μm、または0.15~0.25μmであってもよい。一方、本体銅箔が電解銅箔である場合、電気溶着(electrodeposition)の方式で電解銅箔を形成することができる。電気溶着の過程において、金属陰極ドラムが継続して回転し、電解銅箔が金属陰極ドラムの表面に連続して形成され、かつ金属陰極ドラムのある一側から剥離される。なお、電解銅箔において金属陰極ドラムに面した表面をドラム面と呼び、電解銅箔において金属陰極ドラムから離れている表面を堆積面と呼んでもよい。また、電気溶着の過程において、金属陰極ドラムの表面が少し酸化されて非平坦な表面が生成されるため、電解銅箔のドラム面の平坦度がさらに低下することになる。従って、金属陰極ドラムの隣接する位置にさらに研磨ドラム(polish buff)を設置し、金属陰極ドラムと研磨ドラムとの間に接触面を有するようにしてもよい。金属陰極ドラムと研磨ドラムを逆方向に回転させることで、金属陰極ドラム表面の酸化層が研磨ドラムによって除去され、金属陰極ドラムの表面の平坦度を維持できる。
算術平均高さ(Ra):0.1μm~0.4μm
電解銅箔について、その製造パラメータ範囲が以下に例示する通りである。
<1.2硫酸銅電解液の組成及び電解条件>
硫酸銅(CuSO4・5H2O):320g/L
硫酸:100g/L
塩素イオン(塩酸由来、RCI Labscan Ltd.):20mg/L
ゼラチン(SV,Nippi,Inc):0.35mg/L
液温:50℃
電流密度:70A/dm2
<1.3金属陰極ドラム>
材質:チタン
回転速度:3m/min
<1.4研磨ドラム>
型番(Nippon Tokushu Kento Co.,Ltd):♯500、♯1000、♯1500、♯2000
回転速度:250~550rpm
(2)ステップB
ステップBでは前記本体銅箔に対し表面クリーニング工程を実施して、銅箔の表面に汚染物(例えば、油汚れ、酸化物)がないことを確実に保ち、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
硫酸銅:130g/L
硫酸:50g/L
液温:27℃
浸漬時間:30秒
(3)ステップC
ステップCでは前記本体銅箔の表面に粗化層を形成する。電気溶着によって、粗化層を銅箔ある一面、例えばドラム面に形成する。ここで、粗化層が粗化粒子または結節構造(nodule)と呼ばれるもの、及び粗化粒子を被覆する被覆層を含んでもよい。なお、粗化粒子を形成する時に、選択により、電解液の中に適切な塩類、例えば、タングステン酸ナトリウムまたは硫酸第一鉄(ferrous sulfate)を添加して、粗化粒子の分布状況を制御することができる。製造パラメータ範囲が以下に例示する通りである。
硫酸銅(CuSO4・5H2O):70g/L
硫酸:100g/L
タングステン酸ナトリウム(Na2WO4):50~450mg/L(ppm)
硫酸第一鉄(FeSO4):1000~3000mg/L(ppm)
o-スルホベンズイミド(サッカリン、Sigma-Aldrich Company):5~20mg/L(ppm)
液温:25℃
電流密度:10A/dm2
時間:10秒
(4)ステップD
ステップDでは前記粗化層の上に被覆層を形成し、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
硫酸銅(CuSO4・5H2O):320g/L
硫酸:100g/L
液温:40℃
電流密度:15A/dm2
時間:10秒
(5)ステップE
ステップEでは前記銅箔の少なくとも一つの表面に不動態化層を形成する。電気溶着工程によって不動態化層を形成することができ、不動態化層は例えばニッケル、亜鉛によって構成される二層積層構造であり、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
硫酸ニッケル(NiSO4):188g/L
ホウ酸(H3BO3):32g/L
亜リン酸(H3PO2):4g/L
液温:20°C
溶液pH:3.5
電流密度:0.7A/dm2
時間:3秒
<5.2亜鉛含有層の電解液組成及び電解条件>
硫酸亜鉛(ZnSO4):11g/L
メタバナジン酸アンモニウム(NH4VO3):0.25g/L
液温:15°C
溶液pH:13
電流密度:0.5A/dm2
時間:2秒
(6)ステップF
ステップFでは前記銅箔上に防錆層を形成し、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
クロム酸:5g/L
液温:35°C
溶液pH:12.5
電流密度:10A/dm2
時間:5秒
(7)ステップG
ステップGでは前記銅箔の粗化層を設置した一側にカップリング層を形成する。例を挙げて言うと、前記電解工程が完了した後、水で銅箔を洗浄するが、銅箔表面を乾燥させない。その後、シランカップリング剤を含む水溶液を銅箔の粗化層を設けた一側の防錆層上に吹き付けて、シランカップリング剤を不動態化層の表面に吸着させる。製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
シランカップリング剤:3-アミノプロピルトリエトキシシラン(3-aminopropyltriethoxysilane)
水溶液のシランカップリング剤濃度:0.25wt.%
吹き付け時間:10秒
(8)ステップH
ステップHでは前記ステップを経て形成された表面処理銅箔を搭載板に圧接させて、銅箔基板を形成する。本発明の一実施例によれば、図1が示す表面処理銅箔100を搭載板に加熱圧接させて、銅箔基板を形成することができる。
実施例1は表面処理銅箔に関し、その製造過程が前記製作方法中のステップAからステップGに対応する。実施例1が前記製作方法と異なる製造パラメータは表1に記載した通りである。なお、本体銅箔が電解銅箔であり、かつ粗化層が電解銅箔のドラム面に設置されている。
実施例2-19の製造過程は実施例1の製造過程を略同じであり、互いに異なる製造パラメータは表1に記載した通りである。なお、実施例2-1、13-18における本体銅箔は電解銅箔であり、かつ粗化層が電解銅箔のドラム面に設置されている。
規格JISB0601‐2013 4.2.1に基づき、表面粗さ測定装置(SE 600 Series, Kosaka Laboratory Ltd.)を用いて各実施例の表面処理銅箔の処理面の算術平均うねり(Wa)を検出する。具体的な測定条件は以下の通りである。ポイントゲージの先端の直径が2μmであり、ポイントゲージ先端のテーパー角度が90°であり、測定長さが7.5mmであり、輪郭曲線フィルターのカットオフ値λc=0.8mm、λf=2.5mmである。検査結果は表2に記載されている。
規格ISO25178-2:2012に基づき、レーザー顕微鏡(LEXT OLS5000-SAF、Olympus)の表面模様分析により、表面処理銅箔の処理面の尖度(Sku)を測定した。具体的な測定条件は以下の通りである。
対物レンズ倍率:100倍対物レンズ(MPLAPON-100x LEXT、Olympus)
光学ズーム:1.0倍
観察面積:129μm×129μm
解像度:1024画素×1024画素
条件:レーザー顕微鏡の自動傾き補正機能(Auto tilt removal)を起用する
フィルター:フィルター無し(unfiltered)
空気温度:24±3℃
相対湿度:63±3%
<コア部空隙容積(Vvc)>、<谷部空隙容積(Vvv)>、<空隙容積(Vv)>
規格ISO25178-2:2012に基づき、レーザー顕微鏡(LEXT OLS5000-SAF、Olympus)の表面模様分析により、表面処理銅箔の処理面のコア部空隙容積(Vvc)、谷部空隙容積(Vvv)及び空隙容積(Vv)を測定した。ここで、コア部空隙容積(Vvc)は負荷率(mr)のP1値及びP2値をそれぞれ10%及び80%に設定して得られたものであり、谷部空隙容積(Vvv)は負荷率(mr)P2値を80%に設定して得られたものであり、空隙容積(Vv)は前記コア部空隙容積(Vvc)及び谷部空隙容積(Vvv)の和である。検査結果は表2に記載されている。具体的な測定条件は以下の通りである。
対物レンズ倍率:100倍対物レンズ(MPLAPON-100x LEXT、Olympus)
光学ズーム:1.0倍
観察面積:129μm×129μm
解像度:1024画素×1024画素
条件:レーザー顕微鏡の自動傾き補正機能(Auto tilt removal)を起用する
フィルター:フィルター無し(unfiltered)
空気温度:24±3℃
相対湿度:63±3%
<剥離強度>
厚さがそれぞれ0.076mmである市販の樹脂シート(S7439G、SyTech Corporation.)を積層させて、樹脂シート積層を形成し、かつ前記任意一つの実施例の表面処理銅箔を樹脂シート積層の上に設置する。続いて、表面処理銅箔を樹脂シート積層に圧接させて、積層板を形成する。圧接条件は以下の通りである。温度200°C、圧力400psi、及び圧接時間が120分間である。
前記任意一つの実施例の表面処理銅箔を用いてストリップライン(stripline)を製作し、かつその対応する信号伝達ロスを測定する。なお、ストリップラインの構造は図3が例示する通りである。ストリップライン300は、152.4μmの樹脂(SyTech CorporationのS7439G)の上にまず前記任意一つの実施例の表面処理銅箔を貼り合わせ、その後表面処理銅箔で導線302を製作し、さらに別の二枚の樹脂(S7439G、SyTech CorporationのS7439G)を用いて両側の表面をそれぞれ被覆し、導線302を樹脂搭載板(S7439G、SyTech Corporation.)304の中に設置する。ストリップライン300はさらに二つの接地電極306-1と接地電極306-2を含み、それぞれ樹脂搭載板304の対向する両側に設置されている。接地電極306-1と接地電極306-2の間は導電貫通孔を通して電気的に接続することが可能であり、接地電極306-1と接地電極306-2を同電位にすることができる。
100A 処理面
110 本体銅箔
110A 第一面
110B 第二面
112 表面処理層
114 粗化層
116 不動態化層
118 防錆層
120 カップリング層
202 空隙容積
202A 谷部空隙容積
202B コア部空隙容積
300 ストリップライン
302 導線
304 樹脂搭載板
306-1 接地電極
306-2 接地電極
h 厚さ
t 厚さ
w 幅
Claims (15)
- 表面処理銅箔であって、
前記表面処理銅箔が処理面を含み、
前記処理面の空隙容積(Vv)が0.4から2.2μm3/μm2であり、かつ前記処理面の尖度(Sku)が1.6から4.0であることを特徴とする、表面処理銅箔。 - 前記処理面の算術平均うねり(Wa)が0.40μm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の表面処理銅箔。
- 前記処理面の尖度(Sku)が2.0から4.0であることを特徴とする、請求項1に記載の表面処理銅箔。
- 前記処理面の算術平均うねり(Wa)が0.10から0.40μmであることを特徴とする、請求項3に記載の表面処理銅箔。
- 前記処理面の空隙容積が0.4から1.9μm3/μm2であり、かつ、前記処理面の算術平均うねり(Wa)が0.10から0.30μmであることを特徴とする、請求項4に記載の表面処理銅箔。
- 前記処理面のコア部空隙容積(Vvc)が0.3から2.1μm3/μm2であることを特徴とする、請求項1に記載の表面処理銅箔。
- 前記処理面の谷部空隙容積(Vvv)が0.01から0.10μm3/μm2であることを特徴とする、請求項1に記載の表面処理銅箔。
- 前記表面処理銅箔は、さらに、
本体銅箔と、
前記本体銅箔の少なくとも一つの表面に設置された表面処理層とを含み、
前記表面処理層の外側が前記処理面であることを特徴とする、請求項1から7の何れか一項に記載の表面処理銅箔。 - 前記本体銅箔が圧延銅箔であることを特徴とする、請求項8に記載の表面処理銅箔。
- 前記本体銅箔が電解銅箔であり、かつドラム面及び堆積面を含み、
前記表面処理層が前記ドラム面に設置されていることを特徴とする、請求項8に記載の表面処理銅箔。 - 前記表面処理層がサブ層を含み、前記サブ層が粗化層であることを特徴とする、請求項10に記載の表面処理銅箔。
- 前記表面処理層がさらに、少なくとも一つのその他のサブ層を含み、
前記少なくとも一つのその他のサブ層が不動態化層及びカップリング層からなるグループから選択されることを特徴とする、請求項11に記載の表面処理銅箔。 - 前記不動態化層が少なくとも一種類の金属を含み、
前記金属がニッケル、亜鉛、クロム、コバルト、モリブデン、鉄、錫及びバナジウムからなるグループから選択されることを特徴とする、請求項12に記載の表面処理銅箔。 - 銅箔基板であって、
搭載板と、
前記搭載板の少なくとも一つの表面に設置された表面処理銅箔とを含み、
前記表面処理銅箔が、前記搭載板に面した処理面を含み、
前記処理面の空隙容積(Vv)が0.4から2.2μm3/μm2であり、前記処理面の尖度(Sku)が1.6から4.0であることを特徴とする、銅箔基板。 - 前記表面処理銅箔の前記処理面が前記搭載板に直接接触することを特徴とする、請求項14に記載の銅箔基板。
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