JPS63203329A

JPS63203329A - 表面実装用基板

Info

Publication number: JPS63203329A
Application number: JP3629687A
Authority: JP
Inventors: 飯塚　富雄; 健司山口; 三宅　保彦; 参木　貞彦; 北条　盛夫
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1988-08-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、金属ベースのプリント配線板等に用いられる
表面実装用基板に関する。

〈従来の技術〉金属ベースの表面実装用基板は、熱放散性、加工性、導
電性に優れるため、プリント配線板等に多用されている
。そのなかでも、銅／インバー（Ｆｅ−約３６．５４４
Ｎｉ合金）／銅なる３層構造のクラッド材による基板は
、特に熱放散性および導電性に優れ、しかも熱膨張係数
が小さくＳｉチップのそれに近いため、近年、注目され
ている。

このような金属ベースの表面実装用基板には、絶縁処理
として金属基板表面にポリイミド系フィルムのような絶
縁層を接着することが行われているが、この絶縁層の接
着強度を高めるために、金属基板表面に粗面化処理が施
される。

従来、この粗面化処理は、湿式エツチング、湿式電解エ
ツチングまたは湿式めっき等によって金属基板表面に微
細な凹凸を形成し、その凹凸面の投錨効果によって、ポ
リイミド系フィルムの接着強度を高めていた。

しかしながら、湿式による粗面化処理には、次のような
欠点がある。

■従来の粗面化処理は、湿式のため、例えばＣｕ／イン
バー／Ｃｕの３層クラッド材による基板の場合、Ｃｕ表
面の酸化、しみ（部分的なＣｕ表面の酸化）、にじみ（
エツチング液のにじみ出し）等により安定した表面品質
が保てず、ポリイミド系フィルムの接着性がそれほど向
上しない。

■前記いずれの粗面化処理方法も、湿式であり、めっき
液または工？チンダ液、さらには洗浄のための多量の水
を使用するので、これらの排液処理設備が必要であり、
費用がかかる。

■湿式による粗面化処理では、処理条件によっては、金
属基板表面に水酸化被膜が生成することがあり、ポリイ
ミド系フィルムとの接着性が悪くなる。

■前記方法の粗面化処理では、表面粗さがＲｍａｘＲｍ
ａｘ・５．５〜３〇−程度となるが、これでは表面粗さ
が粗すぎて、比較的薄い例えば（１００戸厚ラボリイミ
ド系フィルムを接着した場合、層間の絶縁性が劣る。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、乾
式法を用いた粗面化処理によりポリイミド系フィルムの
ような絶縁層の接着性を大幅に向上することができる表
面実装用基板を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉このような目的は、以下の本発明によって達成される。

即ち本発明（第１の発明）は、絶縁層を接着して用いる
銅／Ｆｅ−Ｎｉ系合金／銅なる３層構造のクラッド材に
よる表面実装用基板において、前記絶縁層を接着する側
の銅層表面に、ＡＩｔ、　Ｃｒ、’　Ｔｉ、のうち１種
の金属またはその金属を含む合金による粗化層を少なく
とも１層を設けてなることを特徴とする表面実装用基板
を提供するものである。

また、本発明（第２の発明）は、絶縁層を接着して用い
る銅／Ｆｅ−Ｎｉ系合金／銅なる３層構造のクラッド材
による表面実装用基板において、前記絶縁層を接着する
側の銅層表面に、　Ａｌ１．　Ｃｒ、　Ｔｉのうち１種
の金属の酸化物、窒化物または炭化物による粗化層を少
なくとも１層を設けてなることを特徴とする表面実装用
基板を提供するものである。

第１の発明において、粗化層は気相めっき法により形成
されたものであるのがよい。

そして、粗化層は異種金属の複合層であるのがよい。

第１および第２の発明において、粗化層の合計厚さは、
ｌＸ１０−３〜２００＃Ｉｎであるのがよい。

そして、粗化層の表面粗さが、表面最大高さＲｍａｘ＝
　Ｉ　Ｘ　１０−”〜５−であるのがよい。

以下、本発明の表面実装用基板を添付図面に示す好適実
施例について詳細に説明する。

第１図および第２図は、それぞれ本発明の表面実装用基
板の断面構造を示す部分断面側面図である。こわらの図
に示すように、本発明の表面実装用基板１の基板本体は
、銅層２および４の間に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金層好ましく
はインバー（Ｆｅ−約３６．５４ｋＮｉ合金）層３を介
装した３層構造のクラッド材（以下、ｒＣＩＣＣＩＣク
ラッド材］）で構成されている。ＣＩＣクラッド材の構
成比は使用目的に応じて任意のものが可能である。なお
、ＣＩＣクラッド材の銅層２，４は、純銅に限らず、銅
系合金で構成されたものでもよい。

このＣＩＣクラッド材の片面または両面にはポリイミド
系フィルムのような絶縁層が接着されるが、この絶縁層
を接着する側の銅層、即ち第１図における銅層２の表面
に後述する構成材料による粗化層５が形成されている。

この粗化層５の形成により、絶縁層（ポリイミド系フィ
ルム）の接着性が高まる。

粗化層５は、ＡＩｔ、　Ｃｒ、　Ｔｉのうち１種の金属
またはその１種の金属を含む合金（例えば、へｆ１．−
３ｉ系合金、　ＡＭ−Ｔｉ系合金、Ｃｒｔ−Ｆｅ系合金
、Ｃｒ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｃｕ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ系
合金等）により構成されている。あるいは粗化層５、八
２、Ｃｒ、　Ｔｉのうち１種の金属の酸化物、窒化物ま
たは炭化物（例えば／４２２０３．　Ｃｒ２Ｏ３，Ｔｉ
Ｎ等）により構成されている。その理由は次の通りであ
る。

一般に、金属とポリイミド等存機絶縁物との接着は、厳
密には前記金属の表面に形成されたその酸化物を介して
行われる。ところで、銅金属一般の酸化膜はＣｕ、０に
代表されるが、このＣｕ２Ｏの酸化膜は脆弱でありＣｕ
母材との結合も弱く、従ってそのような酸化膜を介して
の上記接着は十分ではないことになる。これに対し、Ａ
ＪＺ、　（：ｒ、Ｔｉおよびその合金の酸化物は緻密で
強固であり、しがも水素還元により容易に還元せず化学
的に安定である。

このような酸化膜は母材との結合も強く、その結果とし
て有機絶縁物との接着も強固になるものと思われる。こ
こに＾１、Ｃｒ、　Ｔｉ系の粗化層を設けた意味がある
。そしてこのような粗化層を設けること自体、ＣＩＣク
ラッド材表面の銅層の酸化を防止する効果がある。さら
にこのような粗化層によれば本質的な面から有機絶縁物
との接着が強くなるので、その表面粗さを小さくするこ
とができる。

なお、第１図では銅層２上に１層の粗化層５が形成され
ているが、これに限らず、第２図に示すように異種材料
による粗化層６および７を２層以上積層したものでもよ
い。

例えば、ＣＩＣクラッド材の銅層２上に粗化層７および
その上層に粗化層６を形成する（２層の複合粗化層）場
合、その構成材料は、以下の表１に示すような組合せが
好適である。

表　　　　　　１ケースＡの場合には、最表面のへ２粗化層の＾２がＴｉ
粗化層の存在によって銅層２中へ拡散するのを防止する
。

ケースＢの場合には、最表面のＴｉ粗化層のＴｉかＡｎ
とポリイミド系フィルムとの反応を阻止する。

ケースＣの場合には、最表面のｌ　２０３粗化層とＣｕ
表面の密着性を向上させるためＡ１粗化層７をＡＩＬ２
０３粗化層とＣ粗化面の間に入れたものである。

このような粗化層の合計厚さは、０．００１〜２００４
程度とするのがよい。その理由は、厚さ０．００１−未
満では粗化層の安定性、役割が少なくなり、また厚さ２
００−を超えると熱膨張性、熱放散性を阻害するからで
ある。

また、粗化層の表面８の表面粗さは、表面最大高さＲｍ
ａｘ・１×１０−’〜５−とするのがよい。

表面最大高さＲｍａｘの下限値を１ｘｉｏ−’−とした
のは、粗化層厚さの最小が０．００１　＃ｍだからであ
り、上限値を５−としたのは、５戸特に１０−を超える
と、ポリイミド系フィルムの絶縁性を突起により破壊す
るおそれがあるからである。

なお、粗化層の形成方法は、特に限定されないが、気相
めっき法により形成するのが好ましい。

ここで気相めっき法とは、例えば蒸着法、スパッタリン
グ、イオンブレーティング、ＣＶＤ　、またはこれに類
する方法のような広義の乾式薄膜形成方法をいう。この
ような気相めっき法はいずれも乾式であるため、粗化層
を形成するに際し、上述した■、■、■のような不都合
を生じないし、生成膜の結晶粒が緻密であり当然その表
面に形成される酸化膜も緻密で強固なものとなる。

また、本発明において、粗化層はＧＩＧクラッド材の銅
層の圧延面に直接形成してもよいが、形成の前処理とし
て、銅層表面をブラシ等で機械的に研摩し、あるいは従
来のエツチング粗面化処理を行った後に粗化層の形成を
行ってもよい。

〈実施例〉（本発明例１）第３図に示す構造の真空蒸着装置１０（内圧１０−’ｔ
ｏｒｒ）を用いて、第１図に示すように銅／インバー／
銅の３層構造のクラッド材（厚さの比１：３：１）の基
板１（板厚１．０ｍｍ　Ｘ　１００ｍｍ　’ｘ１００ｍ
Ｉ１１）に蒸発材料１２であるＡｌ、ＴｉおよびＣ「を
各々別のルツボに入れ、加熱ヒーター１３で加熱して各
々成膜速度３０人１０１Ｉｉｎで５ラボに成膜し３種の
試料を作成した。この金属蒸着粗化層の表面粗さを測定
したところ、ＡＪ２粗化層およびＣｒ粗化層の表面粗さ
はＲｍａｘ＝　４４、Ｔｉ粗化層の表面粗さはＲｍａｘ
−３−であった。

これらの金属蒸着粗化層表面に接着剤を塗布し５０−厚
のポリイミド系フィルムを熱プレスで圧着した。

これらの試料を第５図に示すように幅１０ｍｍの試験片
とし、ポリイミド系フィルムの引剥し試験（Ｔビール試
験）を行い接着強度を調べた。その結果を表２に示す。

（本発明例２）第４図に示す構造のイオンスパッタ装置１５（Ａｒ　：
　１０−２〜１０−’ｔｏｒｒ）を用いて、本発明例１
と同様の基板にＡ１およびＴｉをカソードとして成膜速
度１５λ／ｓｅｃで、最小厚さ５＃ｍ成膜して２種の試
料を作成した。Ａ２粗化層の表面粗さはＲｍａＸ＝　４
７ｆｆｉ、Ｔｉ粗化層の表面粗さはＲｍａｘ＝　３　＃
Ｉｎであった。

これらの金属粗化層表面に本発明例１と同様にしてポリ
イミド系フィルムを接着し、同様のポリイミド系フィル
ムの引剥し試験を行った。その結果を表２に示す。

（本発明例３）イオンブレーティング装置を用いて、本発明例１と同様
の基板に成膜材料であるｌおよびＴｉを別個に用意し、
まず成膜速度３０人／ｍｉｎでＴｉ粗化層を厚さ３μｓ
成膜し、その上にへ２粗化層を厚さ３−成膜した。この
複合層の表面の表面粗さを測定したところ、Ｒｍａｘ＝
　５戸であった。なお、クラッド材の銅層表面は、ブラ
シにより機械的研摩がなされており、その表面粗さがＲ
ｍａｘ−１２ｐＸｎであるものを使用した。

この金属粗化層表面に本発明例１と同様にしてポリイミ
ド系フィルムを接着し、同様のポリイミド系フィルムの
引剥し試験を行った。その結果を表２に示す。

（本発明例４）ルツボにＡ１の代りにへ２−３％Ｓｉ合金を入れて蒸着
を行った以外は本発明例１と同様にして、表面粗さＲｍ
ａｘ＝　３　戸のｌ−３％Ｓｉ合金の粗化層が形成され
た試料を得た。

さらに、同様の蒸着方法により表面粗さＲｍａｘ・２−
のＴｉ　−１０％Ｃｕ合金の粗化層が形成された試料を
得た。

また、本発明例１と同様の基板にイオンブレーティング
装置を用いて０．２＃Ｉｘｎ厚、表面粗さＲｍａｘ−０
，１戸のＴｉ　−５％Ｎｉ合金の粗化層が形成された試
料を得た。

これらの金属粗化層表面に本発明例１と同様にしてポリ
イミド系フィルムを接着し、同様のポリイミド系フィル
ムの引剥し試験を行った。

その結果を表２に示す。

（本発明例５）ルツボにＴｉを入れ、真空蒸着装置１０（内圧１０−５
Ｔｏｒｒ）の内部にＮ２ガスを１０−’Ｔｏｒｒまで封
入しつつ蒸着を行った以外は本発明例１と同様にして、
表面粗さＲｍａｘ−２μｓのＴｉＮ粗化層が形成された
試料を得た。

また、ルツボに八１を入れ、真空蒸着装置１０（内圧１
０−’Ｔｏｒｒ）の内部に０２ガスを１０−３Ｔｏｒｒ
まで封入しつつ蒸着を行った以外は本発明例１と同様に
して、表面粗さＲｍａｘ−２−のＡｌ２２０３粗化層が
形成された試料を得た。

これらの粗化層表面に本発明例１と同様にしてポリイミ
ド系フィルムを接着し、同様のポリイミド系フィルムの
引剥し試験を行った。

その結果を表２に示す。

（本発明例６）本発明例１と同様の基板に、イオンブレーティング装置
を用いて、まず、Ｔｉ粗化層を厚さ０．２−成膜し、次
いで、装置内部にＮ２ガスを封入しつつＴｉ粗化層上に
ＴｉＮ粗化層を厚さ１．０戸成膜した。その表面粗さは
、Ｒｍａｘ−０，１ｐｎであった。

この粗化層表面に本発明例１と同様にしてポリイミド系
フィルムを接着し、同様のポリイミド系フィルムの引剥
し試験を行った。

その結果を表２に示す。

（比較例）本発明例１と同様の基板に、従来法であるエツチング粗
面化処理（表面粗さＲｍａｘ＝　８−）を行ったものと
、何もしない無処理のものとを作製し、同様にしてポリ
イミド系フィルムを接着し、同様のポリイミド系フィル
ムの引剥し試験を行った。

その結果を表２に示す。

上記表２かられかるように、本発明による試料はいずれ
も、従来のエツチング粗面化処理を施した試料（接着力
が安定し強いもの）と同等の優れたフィルムの接着性を
有する。

〈発明の効果〉本発明の表面実装用基板によれば、銅／Ｆｅ−Ｎｉ系合
金／銅なる３層構造のクラッド材の絶縁層を接着する側
の銅層表面に、上記所定の粗化層を少なくとも１層設け
たことにより、次のような効果を生じる。

（１）従来の粗面化処理は、湿式のため、Ｃｕ表面のし
み、にじみ等により安定した表面品質を保つことが困難
であったが、本発明では、特に乾式により粗化層を形成
するので、安定した表面品質が得られ、よってポリイミ
ド系フィルムのような絶縁層との接着性が良好となる。

（２）従来の粗面化処理では、処理液や洗浄液のための
多量の排液処理設備が必要であったが、本発明では、こ
れが不用なので、製造コスト、設備コストの面で有利で
ある。

（３）従来法のように粗面化処理後の水洗浄がないため
、基板表面に水酸化被膜の生成がなく、ポリイミド系フ
ィルムとの接着性が安定し、均一な製品を量産する上で
有利である。

（４）蒸着、イオンブレーティング、またはイオンスパ
ッタリング等により粗化層を形成することにより、その
表面粗さを成膜速度、温度、出力等により自由に制御で
き、よって比較的薄いポリイミド系フィルムの接着に対
しても、層間の絶縁性を確保するための接着面（粗化層
表面）の表面粗さを容易に小さくすることができ、薄い
絶縁層の接着強度をも高めることができる。

（５）粗化層の構成材料の選定、さらには粗化層の複合
化により、表面の後工程での加熱等により酸化の促進を
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の表面実装用基
板の断面構造を示す部分断面側面図である。第３図は、粗化層の形成に用いる真空蒸着装置の構造を
模式的に示す断面図である。第４図は、粗化層の形成に用いるイオンスパッタ装置の
構造を模式的に示す断面図である。第５図は、ポリイミドフィルムの引剥し試験の実施状態
を示す斜視図である。符号の説明１・・・表面実装用基板、２．４・・・銅層、３・・・インバ一層、５．６．７・・・粗化層、８・・・表面、９・・・ポリイミド系フィルム、ｌＯ・・・真空蒸着装置、１１・・・基板ホルダー、１２・・・蒸着材料、１３・・・加熱ヒーター、１４・・・排気系、１５・・・イオンスパッタ装置、１６・・・アノード、１７・・・カソード、１Ｂ−１またはＴｉ特許出願人　　日立電線株式会社ＦＩＧ、１ＦＩＧ、２Ｆ　Ｉ　Ｇ、４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁層を接着して用いる銅／Ｆｅ−Ｎｉ系合金／
銅からなる３層構造のクラッド材による表面実装用基板
において、前記絶縁層を接着する側の銅層表面に、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、のうち１種の金属またはその金属を含む合金による
粗化層を少なくとも１層を設けてなることを特徴とする
表面実装用基板。
（２）前記粗化層は、気相めっき法により形成されたも
のである特許請求の範囲第１項に記載の表面実装用基板
。
（３）前記粗化層は、異種金属の複合層である特許請求
の範囲第１項または第２項に記載の表面実装用基板。
（４）前記粗化層の合計厚さは、１×１０＾−＾３〜２
００μｍである特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかに記載の表面実装用基板。
（５）前記粗化層の表面粗さが、表面最大高さＲｍａｘ
＝１×１０＾−＾３〜５μｍである特許請求の範囲第１
項ないし第４項のいずれかに記載の表面実装用基板。
（６）絶縁層を接着して用いる銅／Ｆｅ−Ｎｉ系合金／
銅なる３層構造のクラッド材による表面実装用基板にお
いて、前記絶縁層を接着する側の銅層表面に、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、のうち１種の金属の酸化物、窒化物または炭化物に
よる粗化層を少なくとも１層を設けてなることを特徴と
する表面実装用基板。
（７）前記粗化層の合計厚さは、１×１０＾−＾３〜２
００μｍである特許請求の範囲第６項に記載の表面実装
用基板。
（８）前記粗化層の表面粗さが表面最大高さＲｍａｘ＝
１×１０＾−＾３〜５μｍである特許請求の範囲第６項
または第７項に記載の表面実装用基板。