JP2011210994A - Copper foil for printed wiring board, and laminate using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板用の銅箔及びそれを用いた積層体に関し、特にフレキシブルプリント配線板用の銅箔及びそれを用いた積層体に関する。 The present invention relates to a copper foil for a printed wiring board and a laminate using the same, and more particularly to a copper foil for a flexible printed wiring board and a laminate using the same.
プリント配線板はここ半世紀に亘って大きな進展を遂げ、今日ではほぼすべての電子機器に使用されるまでに至っている。近年の電子機器の小型化、高性能化ニーズの増大に伴い搭載部品の高密度実装化や信号の高周波化が進展し、プリント配線板に対して導体の回路パターンの微細化(ファインピッチ化)や高周波対応等が求められている。特に、回路パターンのファインピッチ化に関しては、現在、50μmピッチ以下のものを形成することが求められている。 Printed wiring boards have made great progress over the last half century and are now used in almost all electronic devices. In recent years, with the increasing needs for miniaturization and higher performance of electronic devices, higher density mounting of components and higher frequency of signals have progressed, and circuit patterns of conductors have become finer (fine pitch) with respect to printed wiring boards. And high-frequency response is required. In particular, regarding finer pitches of circuit patterns, it is currently required to form a circuit pattern having a pitch of 50 μm or less.
プリント配線板は銅箔に絶縁基板を接着させて積層体とした後に、エッチングにより銅箔面に導体パターンを形成するという工程を経て製造されるのが一般的である。そのため、プリント配線板用の銅箔の一方の表面には絶縁基板との良好な接着性やエッチング性が要求され、さらに他方の表面には回路パターン形成の際等の良好なエッチング性のみならず、外観を考慮して絶縁基板に接着させるときの熱履歴で変色し難いことが必要であるため良好な耐熱性も要求される。 In general, a printed wiring board is manufactured through a process in which an insulating substrate is bonded to a copper foil to form a laminate, and then a conductor pattern is formed on the copper foil surface by etching. Therefore, one surface of the copper foil for printed wiring boards is required to have good adhesion and etching properties with the insulating substrate, and the other surface has not only good etching properties when forming a circuit pattern. In view of the appearance, it is necessary that the material does not easily discolor due to the heat history when adhered to the insulating substrate, so that good heat resistance is also required.
または、プリント配線板は絶縁基板に乾式成膜または無電解めっきで極薄い金属層を形成し、その金属層を起点に銅層を電着させ、積層体とした後に、エッチングにより銅箔表面に導体パターンを形成するという工程を経て製造されるのが一般的である。回路を形成した後は電子部品として組み込まれ、数年間は電流が流れ続ける。そのため、銅層のエッチング面側の表面には回路パターン形成の際等の良好なエッチング性のみならず、長期間の良好な導電性を維持するため、回路の通電サイクルによる熱履歴により変色し難いことが必要であるため、良好な耐熱性も要求される。 Alternatively, a printed wiring board is formed by forming a very thin metal layer on an insulating substrate by dry film formation or electroless plating, electrodepositing a copper layer starting from the metal layer, forming a laminate, and then etching the copper foil surface. In general, it is manufactured through a process of forming a conductor pattern. After forming the circuit, it is incorporated as an electronic component, and current continues to flow for several years. Therefore, the surface on the etching surface side of the copper layer is not easily changed in color due to the thermal history due to the circuit energization cycle in order to maintain not only good etching properties when forming a circuit pattern, but also good long-term conductivity. Therefore, good heat resistance is also required.
ここで、特許文献1には、銅箔の表面に、ニッケルとコバルトからなる合金層を形成し、その上に亜鉛層とクロメート層とからなる防錆層を形成して光沢面を形成するプリント配線板用銅箔において、前記合金層は、ニッケル付着量が0.5μg/cm2以上2.0μg/cm2以下であり、コバルト付着量が、ニッケル付着量とコバルト付着量の合計に対して40%以上80%以下の質量比であることを特徴とするプリント配線板用銅箔が開示されている。また、これによれば、高温処理でも変色を起こさないよう銅箔光沢面の耐加熱変色性を高め、また酸に対する溶解性が良好で、6価クロムを用いない環境にも配慮したプリント配線板用銅箔を提供することができると記載されている。 Here, in Patent Document 1, an alloy layer composed of nickel and cobalt is formed on the surface of a copper foil, and a rust preventive layer composed of a zinc layer and a chromate layer is formed thereon to form a glossy surface. In the copper foil for wiring boards, the alloy layer has a nickel adhesion amount of 0.5 μg / cm 2 or more and 2.0 μg / cm 2 or less, and the cobalt adhesion amount is the sum of the nickel adhesion amount and the cobalt adhesion amount. There is disclosed a copper foil for printed wiring board characterized by a mass ratio of 40% to 80%. In addition, according to this, the heat discoloration resistance of the glossy copper foil surface is improved so as not to cause discoloration even at high temperature treatment, the acid solubility is good, and the printed wiring board is environmentally friendly and does not use hexavalent chromium. It is described that a copper foil can be provided.
また、特許文献2には、銅箔の表面に、スパッタリング法でニッケル層とクロム層を順に形成し、絶縁基板との平滑な接着層を形成するプリント配線板用銅箔において、前記金属層は、ニッケル付着量が15μg/dm2以上440μg/dm2以下であり、クロム付着量が15μg/dm2以上210μg/dm2以下であることを特徴とするプリント配線板用銅箔が開示されている。これによれば、ニッケル層とクロム層が絶縁基板との高い密着性を有し、回路パターン形成時のエッチング性が良好な配線板用銅箔を提供することができると記載されている。 Patent Document 2 discloses a copper foil for a printed wiring board in which a nickel layer and a chromium layer are sequentially formed on a surface of a copper foil by a sputtering method to form a smooth adhesive layer with an insulating substrate. , is not less 15 [mu] g / dm 2 or more 440μg / dm 2 or less weight nickel deposition, copper foil for printed wiring boards, wherein the amount of chromium deposited is 15 [mu] g / dm 2 or more 210μg / dm 2 or less is disclosed . According to this, it is described that a copper foil for a wiring board can be provided in which the nickel layer and the chromium layer have high adhesion to the insulating substrate and the etching property at the time of forming the circuit pattern is good.
特許文献1は、銅箔のエッチング面側に耐熱性付与のためクロメート処理を行っており、耐熱性はある程度付与されている。しかしながら、エッチング面側被膜の最表面にCrが存在していると、エッチング不良の原因となる。 In Patent Document 1, chromate treatment is performed to impart heat resistance to the etched surface side of the copper foil, and heat resistance is imparted to some extent. However, if Cr is present on the outermost surface of the etching surface side coating, it causes etching failure.
特許文献2は、絶縁基板との密着性は極めて優れている。しかしながら、銅箔のエッチング面側に表面処理がされていない場合、絶縁基板に接着させるときの熱処理で銅箔が変色する原因になる。また、特許文献2は、乾式成膜により、とりわけスパッタリング法で被膜を形成させている。そのため、電解めっきで銅箔のエッチング面側の表面処理層を形成することは生産性の低下に繋がる。 Patent Document 2 is extremely excellent in adhesion with an insulating substrate. However, when the surface treatment is not performed on the etched surface side of the copper foil, the copper foil may be discolored by heat treatment when adhering to the insulating substrate. In Patent Document 2, a film is formed by a sputtering method, particularly by a sputtering method. Therefore, forming the surface treatment layer on the etched surface side of the copper foil by electrolytic plating leads to a decrease in productivity.
そこで、本発明は、銅箔又は積層体のエッチング面となる表面側に乾式成膜で被膜を形成することにより、耐熱性に優れ、且つ、回路パターン形成の際のエッチング性が良好でファインピッチ化に適したプリント配線板用銅箔及びそれを用いた積層体を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention is excellent in heat resistance by forming a coating film by dry film formation on the copper foil or the surface side to be the etching surface of the laminate. It is an object of the present invention to provide a copper foil for a printed wiring board suitable for manufacturing and a laminate using the copper foil.
積層体の銅箔の回路パターン形成側表面には、樹脂硬化時又は熱圧着時又は通電サイクルの熱履歴で変色しないように純銅よりも耐熱性がある金属の被膜を形成する必要があるが、Ni単体又はNi合金を80〜800μg/dm2、又は、Cu合金を300〜1500μg/dm2の付着量で有する被膜を形成することにより、銅箔又は積層体の回路パターン形成面側に良好な耐熱性及びエッチング性を付与することが可能となる。 It is necessary to form a metal film that is more heat resistant than pure copper on the circuit pattern forming side surface of the copper foil of the laminate, so that it does not change color at the time of resin curing or thermocompression bonding or the heat history of the energization cycle, By forming a film having an adhesion amount of Ni simple substance or Ni alloy of 80 to 800 μg / dm 2 or Cu alloy of 300 to 1500 μg / dm 2 , it is favorable on the circuit pattern forming surface side of the copper foil or laminate. Heat resistance and etching properties can be imparted.
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、銅箔基材と、銅箔基材における一方の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層とを備えたプリント配線板用銅箔であって、被覆層が、付着量80〜800μg/dm2のNi単体又はNi合金、又は、付着量300〜1500μg/dm2のCu合金で構成されているプリント配線板用銅箔である。 The present invention completed on the basis of the above knowledge is, in one aspect, a copper foil for a printed wiring board comprising a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of one surface of the copper foil substrate. The coating layer is a copper foil for a printed wiring board in which the adhesion amount is 80 to 800 μg / dm 2 of Ni alone or Ni alloy, or the adhesion amount is 300 to 1500 μg / dm 2 of Cu alloy.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の一実施形態においては、Ni合金がNiと、Cu、Sn、V、Mn、Zn及びCrの少なくともいずれか1種とで構成されている。 In one embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the Ni alloy is composed of Ni and at least one of Cu, Sn, V, Mn, Zn, and Cr.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の別の一実施形態においては、被覆層において、Ni単体又はNi合金が160〜700μg/dm2の付着量で存在する。 In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the Ni simple substance or the Ni alloy is present in the coating layer in an adhesion amount of 160 to 700 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層において、Ni単体又はNi合金が300〜600μg/dm2の付着量で存在する。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the Ni simple substance or the Ni alloy is present in an amount of 300 to 600 μg / dm 2 in the coating layer.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、Ni合金層中にCu、Sn、V、Mn、Zn及びCrのいずれか1種が3〜50質量%存在する。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, 3 to 50% by mass of any one of Cu, Sn, V, Mn, Zn and Cr is present in the Ni alloy layer.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、Cu合金がCuと、Ni、Sn、V、Mn、Zn及びCrの少なくともいずれか1種とで構成されている。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the Cu alloy is composed of Cu and at least one of Ni, Sn, V, Mn, Zn, and Cr.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層において、Cu合金が400〜1200μg/dm2の付着量で存在する。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the Cu alloy is present in the coating layer in an adhesion amount of 400 to 1200 μg / dm 2 .
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層において、Cu合金が450〜1000μg/dm2の付着量で存在する。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the Cu alloy is present in an amount of 450 to 1000 μg / dm 2 in the coating layer.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、Cu合金層中にSn、Zn及びNiのいずれか1種または2種が20〜70質量%存在する。 In still another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, 20 to 70% by mass of any one or two of Sn, Zn and Ni are present in the Cu alloy layer.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the atomic concentration of nickel in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS of the coating layer (%) Is f (x), atomic concentration (%) of any one of tin, vanadium, chromium, manganese and zinc is g (x), and atomic concentration (%) of oxygen is h (x) If the atomic concentration (%) of copper is i (x), the atomic concentration (%) of carbon is j (x), and the total of other atomic concentrations is k (x), the interval [4.0, 8 .0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) satisfies 5% or less.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、ラミネート相当の熱処理又はポリイミド硬化相当の熱処理を行ったときに、前記被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下となる。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, when heat treatment equivalent to lamination or heat treatment equivalent to polyimide curing is performed, from the depth direction analysis from the surface of the coating layer by XPS The atomic concentration (%) of nickel in the depth direction (x: unit nm) is defined as f (x), and the atomic concentration (%) of any one of tin, vanadium, chromium, manganese and zinc is expressed as g ( x), oxygen atomic concentration (%) as h (x), copper atomic concentration (%) as i (x), carbon atomic concentration (%) as j (x), and other atomic concentrations In the interval [4.0, 8.0], 8h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 5% or less.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、ラミネート相当の熱処理又はポリイミド硬化相当の熱処理が行われており、前記被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下となる。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, heat treatment equivalent to lamination or heat treatment equivalent to polyimide curing is performed, and from the depth direction analysis from the surface of the coating layer by XPS The atomic concentration (%) of nickel in the depth direction (x: unit nm) is defined as f (x), and the atomic concentration (%) of any one of tin, vanadium, chromium, manganese and zinc is expressed as g ( x), oxygen atomic concentration (%) as h (x), copper atomic concentration (%) as i (x), carbon atomic concentration (%) as j (x), and other atomic concentrations In the interval [4.0, 8.0], 8h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 5% or less.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、ラミネート又はポリイミド硬化を行うことにより前記被覆層が形成された面の反対側の面に絶縁基板を形成したプリント配線板用銅箔に対し、被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下を満たす。 In yet another embodiment of the copper foil for a printed wiring board according to the present invention, a printed wiring board in which an insulating substrate is formed on the surface opposite to the surface on which the coating layer is formed by performing lamination or polyimide curing. For the copper foil for coating, the atomic concentration (%) of nickel in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface of the coating layer by XPS is defined as f (x), tin, vanadium, The atomic concentration (%) of any one of chromium, manganese and zinc is g (x), the atomic concentration (%) of oxygen is h (x), and the atomic concentration (%) of copper is i (x) , Where j (x) is the atomic concentration (%) of carbon and k (x) is the sum of the other atomic concentrations, in the interval [4.0, 8.0], ∫h (x) dx / (∫ f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) satisfies 5% or less.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、銅箔基材は圧延銅箔又は電解銅箔である。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, the copper foil base material is a rolled copper foil or an electrolytic copper foil.
本発明に係るプリント配線板用銅箔の更に別の一実施形態においては、プリント配線板はフレキシブルプリント配線板である。 In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the printed wiring board is a flexible printed wiring board.
本発明は別の一側面において、スパッタリング法によって、銅箔基材の一方の表面の少なくとも一部に、Ni単体、又は、Ni、Cu、Sn、V、Mn及びZnのいずれか1種を含むNi合金、又は、Cu合金からなる被覆層を、Ni単体又はNi合金を1.0〜9.0nmの厚さで、Cu合金を3.0〜16.0nmの厚さで形成する工程を含むプリント配線板用銅箔の製法方法である。 In another aspect of the present invention, at least a part of one surface of the copper foil base material contains Ni alone or any one of Ni, Cu, Sn, V, Mn, and Zn by a sputtering method. Forming a Ni alloy or a coating layer made of a Cu alloy with a thickness of 1.0 to 9.0 nm and a Cu alloy with a thickness of 3.0 to 16.0 nm; It is a manufacturing method of the copper foil for printed wiring boards.
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅箔と樹脂基板との積層体である。 In another aspect of the present invention, there is provided a laminate of the copper foil and the resin substrate according to the present invention.
本発明は更に別の一側面において、銅層と樹脂基板との積層体であって、銅層の表面の少なくとも一部を被覆する本発明に係る被覆層を備えた積層体である。 In still another aspect, the present invention is a laminate including a copper layer and a resin substrate, the laminate including the coating layer according to the present invention that covers at least a part of the surface of the copper layer.
本発明に係る積層体の一実施形態においては、樹脂基板がポリイミド基板である。 In one embodiment of the laminate according to the present invention, the resin substrate is a polyimide substrate.
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る積層体を材料としたプリント配線板である。 In yet another aspect, the present invention is a printed wiring board made of the laminate according to the present invention.
本発明によれば、耐熱性に優れ、且つ、回路パターン形成の際のエッチング性が良好でファインピッチ化に適したプリント配線板用銅箔及びそれを用いた積層体が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a copper foil for a printed wiring board which is excellent in heat resistance, has good etching properties when forming a circuit pattern, and is suitable for fine pitch formation, and a laminate using the copper foil.
(銅箔基材)
本発明に用いることのできる銅箔基材の形態に特に制限はないが、典型的には圧延銅箔や電解銅箔の形態で用いることができる。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。屈曲性が要求される用途には圧延銅箔を適用することが多い。
銅箔基材の材料としてはプリント配線板の導体の回路パターンとして通常使用されるタフピッチ銅や無酸素銅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。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。
(Copper foil base material)
Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the copper foil base material which can be used for this invention, Typically, it can use with the form of rolled copper foil or electrolytic copper foil. In general, the electrolytic copper foil is produced by electrolytic deposition of copper from a copper sulfate plating bath onto a drum of titanium or stainless steel, and the rolled copper foil is produced by repeating plastic working and heat treatment with a rolling roll. Rolled copper foil is often used for applications that require flexibility.
As a material of the copper foil base material, in addition to high-purity copper such as tough pitch copper or oxygen-free copper, which is usually used as a circuit pattern of a printed wiring board conductor, for example, Sn-containing copper, Ag-containing copper, Cr, Zr or Mg It is also possible to use a copper alloy such as a copper alloy to which Ni is added and a Corson-based copper alloy to which Ni and Si are added. In addition, when the term “copper foil” is used alone in this specification, a copper alloy foil is also included.
本発明に用いることのできる銅箔基材の厚さについても特に制限はなく、プリント配線板用に適した厚さに適宜調節すればよい。例えば、5〜100μm程度とすることができる。但し、ファインパターン形成を目的とする場合には30μm以下、好ましくは20μm以下であり、典型的には5〜20μm程度である。 There is no restriction | limiting in particular also about the thickness of the copper foil base material which can be used for this invention, What is necessary is just to adjust to the thickness suitable for printed wiring boards suitably. For example, it can be set to about 5 to 100 μm. However, for the purpose of forming a fine pattern, it is 30 μm or less, preferably 20 μm or less, and typically about 5 to 20 μm.
本発明に使用する銅箔基材は、特に限定されないが、例えば、粗化処理をしないものを用いても良い。従来は特殊めっきで表面にμmオーダーの凹凸を付けて表面粗化処理を施し、物理的なアンカー効果によって樹脂との接着性を持たせるケースが一般的であるが、一方でファインピッチや高周波電気特性は平滑な箔が良いとされ、粗化箔では不利な方向に働くことがある。また、粗化処理をしないものであると、粗化処理工程が省略されるので、経済性・生産性向上の効果がある。 Although the copper foil base material used for this invention is not specifically limited, For example, you may use what does not perform a roughening process. Conventionally, the surface is generally roughened by special plating with irregularities on the order of μm, and the physical anchor effect provides adhesion to the resin. A smooth foil is considered to have good characteristics, and a roughened foil may work in a disadvantageous direction. Moreover, since the roughening process process is abbreviate | omitted if it does not perform a roughening process, there exists an effect of economical efficiency and productivity improvement.
(被覆層)
銅箔基材の表面の少なくとも一部には、被覆層が形成されている。被覆する箇所には特に制限は無いが、プリント配線板の回路パターンの形成が予定される箇所とするのが一般的である。被覆層は、Ni単体、又は、Ni、Cu、Sn、V、Mn及びZnの少なくともいずれか1種を含むNi合金、又は、Cu合金で構成されており、具体的には、例えば、Ni−Sn合金、Ni−V合金、Ni−Mn合金、Ni−Zn合金、Cu−Ni合金、Cu−Zn合金又はCu−Ni−Zn合金、Cu−Sn合金等で構成されている。積層体の銅箔の回路パターン形成側表面には、樹脂硬化時又は熱圧着時の熱履歴で変色しないように銅よりも耐熱性がある金属の被膜を形成する必要があるが、本発明では銅箔の回路パターン形成側表面に上述のNi単体、Ni合金、又は、Cu合金で構成された被覆層が形成されているため、良好な耐熱性を有している。また、Crを最表面に存在せずに合金の成分にしているため、良好なエッチング性も有している。
(Coating layer)
A coating layer is formed on at least a part of the surface of the copper foil base material. There are no particular restrictions on the area to be covered, but it is generally the area where the circuit pattern of the printed wiring board is to be formed. The coating layer is made of Ni alone, Ni alloy containing at least one of Ni, Cu, Sn, V, Mn and Zn, or Cu alloy. Specifically, for example, Ni— It is comprised by Sn alloy, Ni-V alloy, Ni-Mn alloy, Ni-Zn alloy, Cu-Ni alloy, Cu-Zn alloy or Cu-Ni-Zn alloy, Cu-Sn alloy, etc. On the circuit pattern forming side surface of the copper foil of the laminate, it is necessary to form a metal film that is more heat resistant than copper so that it does not change color due to thermal history during resin curing or thermocompression bonding. Since the coating layer comprised by the above-mentioned Ni simple substance, Ni alloy, or Cu alloy is formed in the circuit pattern formation side surface of copper foil, it has favorable heat resistance. Moreover, since Cr is used as a component of the alloy without being present on the outermost surface, it also has good etching properties.
被覆層の具体的な構成を以下に説明する。
(1)被覆層の同定
被覆層の同定はXPS、若しくはAES等表面分析装置にて表層からアルゴンスパッタし、深さ方向の化学分析を行い、夫々の検出ピークの存在によって同定することができる。また、夫々の検出ピークの位置から被覆された順番を確認することができる。
A specific configuration of the coating layer will be described below.
(1) Identification of coating layer The coating layer can be identified by the presence of each detection peak by sputtering with argon from the surface layer using a surface analyzer such as XPS or AES and performing chemical analysis in the depth direction. Moreover, the order of covering from the position of each detection peak can be confirmed.
(2)付着量
一方、被覆層は非常に薄いため、XPS、AESでは正確な厚さの評価が困難である。そのため、本発明においては、被覆層の厚さは単位面積当たりの被覆金属の重量で評価することとした。
被覆層には、Ni単体又はNi合金が80〜800μg/dm2、又は、Cu合金が300〜1500μg/dm2の付着量で存在する。Ni単体又はNi合金の付着量が80μg/dm2未満だと十分な耐熱性が得られず、Ni単体又はNi合金の付着量が800μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。Ni単体又はNi合金の付着量は好ましくは160〜700μg/dm2、より好ましくは300〜600μg/dm2である。また、Cu合金の付着量が300μg/dm2未満だと十分な耐熱性が得られず、1500μg/dm2を超えるとエッチング性が有意に低下する傾向にある。Cu合金の被覆量は好ましくは400〜1200μg/dm2、より好ましくは450〜1000μg/dm2である。
Ni単体でも十分な耐熱性を有することができるが、スパッタリングで被覆層を形成する場合、Niの磁性の影響により、スパッタリングターゲットの使用効率が低下するため、コスト的にはNi合金にすることが望ましい。また、Ni合金中には、Cu、Sn、V、Mn、Zn及びCrのいずれか1種が3〜50質量%存在する。Cu、Sn、V、Mn、Zn及びCrのいずれか1種が3質量%未満であると、スパッタリングターゲットの使用効率が下がり、50質量%超であると、被膜中のNi量が少なくなり、十分な耐熱性が得られなくなる。Ni合金中に、Cu、Sn、V、Mn、Zn及びCrのいずれか1種は、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは15〜30質量%存在する。また、Cu合金は、Cuと、Ni、Sn、V、Mn、Zn及びCrの少なくともいずれか1種とで構成されている。Cu合金中には、Sn、Zn及びNiのいずれか1種又は2種が20〜70質量%存在する。Sn、Zn及びNiのいずれか1種又は2種が20質量%未満であると、被膜中のCu量が多くなり充分な耐熱性が得られなくなる。Sn、Zn及びNiのいずれか1種又は2種が70質量%超であると、Sn、Zn等の低融点の金属成分量が増えるため、スパッタリングターゲットの作製が難しくなる。Cu合金中に、Sn、Zn及びNiのいずれか1種または2種は、好ましくは25〜60質量%、より好ましくは30〜50質量%存在する。
(2) Amount of deposition On the other hand, since the coating layer is very thin, it is difficult to accurately evaluate the thickness with XPS and AES. Therefore, in the present invention, the thickness of the coating layer is evaluated by the weight of the coating metal per unit area.
In the coating layer, Ni alone or Ni alloy is present in an adhesion amount of 80 to 800 μg / dm 2 , or Cu alloy is present in an amount of 300 to 1500 μg / dm 2 . When the adhesion amount of Ni simple substance or Ni alloy is less than 80 μg / dm 2 , sufficient heat resistance cannot be obtained, and when the adhesion amount of Ni simple substance or Ni alloy exceeds 800 μg / dm 2 , the etching property tends to decrease significantly. is there. The adhesion amount of Ni simple substance or Ni alloy is preferably 160 to 700 μg / dm 2 , more preferably 300 to 600 μg / dm 2 . Moreover, when the adhesion amount of Cu alloy is less than 300 μg / dm 2 , sufficient heat resistance cannot be obtained, and when it exceeds 1500 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly lowered. The coating amount of the Cu alloy is preferably 400 to 1200 μg / dm 2 , more preferably 450 to 1000 μg / dm 2 .
Ni alone can have sufficient heat resistance, but when the coating layer is formed by sputtering, the use efficiency of the sputtering target is reduced due to the influence of the magnetism of Ni. desirable. In the Ni alloy, 3 to 50% by mass of any one of Cu, Sn, V, Mn, Zn and Cr is present. When any one of Cu, Sn, V, Mn, Zn, and Cr is less than 3% by mass, the use efficiency of the sputtering target decreases, and when it exceeds 50% by mass, the amount of Ni in the coating is reduced. Sufficient heat resistance cannot be obtained. In the Ni alloy, any one of Cu, Sn, V, Mn, Zn and Cr is preferably present in an amount of 5 to 40% by mass, more preferably 15 to 30% by mass. The Cu alloy is composed of Cu and at least one of Ni, Sn, V, Mn, Zn, and Cr. In the Cu alloy, one or two of Sn, Zn and Ni are present in an amount of 20 to 70% by mass. If any one or two of Sn, Zn and Ni is less than 20% by mass, the amount of Cu in the coating increases and sufficient heat resistance cannot be obtained. If any one or two of Sn, Zn, and Ni is more than 70% by mass, the amount of low melting point metal components such as Sn and Zn increases, so that it becomes difficult to produce a sputtering target. In the Cu alloy, one or two of Sn, Zn and Ni are preferably present in an amount of 25 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass.
エッチング面となる被覆層最表面のすぐ下の深さ4.0〜8.0nmにおいては、銅箔表面が熱履歴により変色しないためには、表面からの酸化膜がほとんど存在しないこと望ましい。従って、被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下であるのが望ましい。 At a depth of 4.0 to 8.0 nm immediately below the outermost surface of the coating layer serving as an etching surface, it is desirable that there is almost no oxide film from the surface so that the copper foil surface does not change color due to thermal history. Therefore, the atomic concentration (%) of nickel in the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface by XPS of the coating layer is defined as f (x), and tin, vanadium, chromium, manganese, and The atomic concentration (%) of any one of zinc is g (x), the atomic concentration (%) of oxygen is h (x), the atomic concentration (%) of copper is i (x), and carbon atoms Assuming that the concentration (%) is j (x) and the total of other atomic concentrations is k (x), in the interval [4.0, 8.0], xh (x) dx / (∫f (x) It is desirable that dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is 5% or less.
また、ラミネート相当の熱処理又はポリイミド硬化相当の熱処理又は通電サイクル相当の熱処理を行ったときに、被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下であるのが望ましい。 In addition, when a heat treatment equivalent to lamination, a heat treatment equivalent to polyimide curing, or a heat treatment equivalent to an energization cycle is performed, the depth direction (x: unit nm) obtained from the depth direction analysis from the surface of the coating layer by XPS The atomic concentration (%) of nickel is f (x), the atomic concentration (%) of any one of tin, vanadium, chromium, manganese and zinc is g (x), and the atomic concentration (%) of oxygen is h (x), the atomic concentration (%) of copper is i (x), the atomic concentration (%) of carbon is j (x), and the total of other atomic concentrations is k (x). 0, 8.0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x) dx + ∫k (x) dx) is preferably 5% or less.
さらに、銅箔の被覆層の反対面に絶縁基板をラミネート又はポリイミド硬化で接着させたときに、被覆層のXPSによる表面からの深さ方向分析から得られた深さ方向(x:単位nm)のニッケルの原子濃度(%)をf(x)とし、錫、バナジウム、クロム、マンガン及び亜鉛のいずれか1種の原子濃度(%)をg(x)とし、酸素の原子濃度(%)をh(x)とし、銅の原子濃度(%)をi(x)とし、炭素の原子濃度(%)をj(x)とし、その他の原子濃度の総和をk(x)とすると、区間[4.0、8.0]において、∫h(x)dx/(∫f(x)dx + ∫g(x)dx + ∫h(x)dx + ∫i(x)dx + ∫j(x)dx + ∫k(x)dx)が5%以下であるのが望ましい。 Furthermore, when the insulating substrate is bonded to the opposite surface of the coating layer of copper foil by lamination or polyimide curing, the depth direction obtained from the depth direction analysis from the surface of the coating layer by XPS (x: unit nm) The atomic concentration (%) of nickel is f (x), the atomic concentration (%) of any one of tin, vanadium, chromium, manganese and zinc is g (x), and the atomic concentration (%) of oxygen is If h (x), the atomic concentration (%) of copper is i (x), the atomic concentration (%) of carbon is j (x), and the total of other atomic concentrations is k (x), the interval [ 4.0, 8.0], ∫h (x) dx / (∫f (x) dx + ∫g (x) dx + ∫h (x) dx + ∫i (x) dx + ∫j (x ) dx + ∫k (x) dx) is preferably 5% or less.
(本発明に係る銅箔の製法)
本発明に係るプリント配線板用銅箔及びそれを用いた積層体は、スパッタリング法により形成することができる。すなわち、銅箔基材又は積層体のエッチング面側の少なくとも一部に、Ni単体、又は、Ni、Cu、Sn、V、Mn及びZnのいずれか1種含むNi合金、又は、Cu合金からなる被覆層を、Ni単体又はNi合金は1.0〜9.0nmの厚さで、Cu合金は3.0〜16.0nmの厚さで被覆層を形成することにより製造することができる。電気めっきでこのような極薄の被膜を積層すると、厚さにばらつきが生じ、熱履歴がかかると銅箔又は積層体表面が変色するおそれがある。
ここでいう厚さとは上述したXPSやTEMによって決定される厚さではなく、スパッタリングの成膜速度から導き出される厚さである。あるスパッタリング条件下での成膜速度は、0.1μm(100nm)以上スパッタを行い、スパッタ時間とスパッタ厚さの関係から計測することができる。当該スパッタリング条件下での成膜速度が計測できたら、所望の厚さに応じてスパッタ時間を設定する。なおスパッタは、連続又はバッチ何れで行っても良く、被覆層を本発明で規定するような厚さで均一に積層することができる。スパッタリング法としては直流マグネトロンスパッタリング法が挙げられる。
(Method for producing copper foil according to the present invention)
The copper foil for printed wiring boards which concerns on this invention, and a laminated body using the same can be formed by sputtering method. That is, at least a part of the etching surface side of the copper foil base material or the laminate is made of Ni alone, Ni alloy containing any one of Ni, Cu, Sn, V, Mn and Zn, or Cu alloy. The coating layer can be manufactured by forming a coating layer with a thickness of 1.0 to 9.0 nm for Ni alone or a Ni alloy and a thickness of 3.0 to 16.0 nm for Cu alloy. When such an ultra-thin film is laminated by electroplating, the thickness varies, and when a thermal history is applied, the copper foil or laminate surface may be discolored.
The thickness here is not the thickness determined by the XPS or TEM described above, but the thickness derived from the film formation rate of sputtering. The deposition rate under a certain sputtering condition can be measured from the relationship between the sputtering time and the sputtering thickness by performing sputtering of 0.1 μm (100 nm) or more. Once the deposition rate under the sputtering conditions can be measured, the sputtering time is set according to the desired thickness. Sputtering may be performed continuously or batchwise, and the coating layer can be uniformly laminated with a thickness as defined in the present invention. Examples of the sputtering method include a direct current magnetron sputtering method.
(プリント配線板の製造)
本発明に係る銅箔を用いてプリント配線板(PWB)を常法に従って製造することができる。以下に、プリント配線板の製造例を示す。
(Manufacture of printed wiring boards)
A printed wiring board (PWB) can be manufactured according to a conventional method using the copper foil according to the present invention. Below, the example of manufacture of a printed wiring board is shown.
まず、銅箔をその被覆層とは反対側の表面から絶縁基板に貼り合わせて積層体を製造する。銅箔が積層される絶縁基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。 First, a laminated body is manufactured by bonding a copper foil to an insulating substrate from the surface opposite to the coating layer. The insulating substrate on which the copper foil is laminated is not particularly limited as long as it has characteristics applicable to a printed wiring board. For example, paper base phenolic resin, paper base epoxy resin, synthetic fiber for rigid PWB Use cloth base epoxy resin, glass cloth / paper composite base epoxy resin, glass cloth / glass non-woven composite base epoxy resin, glass cloth base epoxy resin, etc., use polyester film, polyimide film, etc. for FPC I can do things.
貼り合わせの方法は、リジッドPWB用の場合、ガラス布などの基材に樹脂を含浸させ、樹脂を半硬化状態まで硬化させたプリプレグを用意する。プリプレグと銅箔の被覆層を有する面を重ね合わせて加熱加圧させることにより行うことができる。 In the case of the rigid PWB, a prepreg is prepared by impregnating a base material such as a glass cloth with a resin and curing the resin to a semi-cured state. It can be carried out by superposing and heating and pressing the surfaces having the prepreg and the copper foil coating layer.
フレキシブルプリント配線板(FPC)用の場合、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムと銅箔の被覆層を有する面をエポキシ系やアクリル系の接着剤を使って接着することができる(3層構造)。また、接着剤を使用しない方法(2層構造)としては、ポリイミドの前駆体であるポリイミドワニス(ポリアミック酸ワニス)を銅箔の被覆層を有する面に塗布し、加熱することでイミド化するキャスティング法や、ポリイミドフィルム上に熱可塑性のポリイミドを塗布し、その上に銅箔の被覆層を有する面を重ね合わせ、加熱加圧するラミネート法が挙げられる。キャスティング法においては、ポリイミドワニスを塗布する前に熱可塑性ポリイミド等のアンカーコート材を予め塗布しておくことも有効である。 In the case of a flexible printed wiring board (FPC), a surface having a polyimide film or polyester film and a copper foil coating layer can be bonded using an epoxy or acrylic adhesive (three-layer structure). In addition, as a method without using an adhesive (two-layer structure), a polyimide varnish (polyamic acid varnish), which is a polyimide precursor, is applied to a surface having a coating layer of copper foil, and imidized by heating. And a lamination method in which a thermoplastic polyimide is applied on a polyimide film, a surface having a copper foil coating layer is superimposed thereon, and heated and pressed. In the casting method, it is also effective to apply an anchor coating material such as thermoplastic polyimide in advance before applying the polyimide varnish.
本発明に係る銅箔の効果はキャスティング法を採用してFPCを製造したときに顕著に表れる。すなわち、接着剤を使用せずに銅箔と樹脂とを貼り合わせようとするときには銅箔の樹脂への接着性が特に要求されるが、本発明に係る銅箔は樹脂、とりわけポリイミドとの接着性に優れているので、キャスティング法による積層体の製造に適しているといえる。 The effect of the copper foil according to the present invention is prominent when an FPC is produced by adopting a casting method. That is, when the copper foil and the resin are to be bonded without using an adhesive, the copper foil is particularly required to adhere to the resin, but the copper foil according to the present invention is bonded to the resin, particularly to the polyimide. It can be said that it is suitable for production of a laminate by a casting method because of its excellent properties.
本発明に係る積層体は各種のプリント配線板(PWB)に使用可能であり、特に制限されるものではないが、例えば、導体パターンの層数の観点からは片面PWB、両面PWB、多層PWB(3層以上)に適用可能であり、絶縁基板材料の種類の観点からはリジッドPWB、フレキシブルPWB(FPC)、リジッド・フレックスPWBに適用可能である。また、本発明に係る積層体は、銅箔を樹脂に貼り付けてなる上述のような銅張積層板に限定されず、樹脂上にメタライジングによって形成したもの(メタライズドフィルム)であってもよい。メタライズドフィルムは、一般的には、ポリイミドを主とする樹脂製の絶縁基板にグロー放電処理で前処理を行い、スパッタリングまたは真空蒸着等の乾式成膜でタイコート層およびシード層を形成した後、電解槽内で銅層を電着させて形成される。 The laminate according to the present invention can be used for various printed wiring boards (PWB) and is not particularly limited. For example, from the viewpoint of the number of layers of the conductor pattern, the single-sided PWB, double-sided PWB, and multilayer PWB ( It is applicable to rigid PWB, flexible PWB (FPC), and rigid flex PWB from the viewpoint of the type of insulating substrate material. Moreover, the laminated body which concerns on this invention is not limited to the above copper clad laminated board which affixes copper foil to resin, What was formed on the resin by metallizing (metallized film) may be sufficient. . The metallized film is generally pre-treated by glow discharge treatment on an insulating resin substrate made mainly of polyimide, and after forming a tie coat layer and a seed layer by dry film formation such as sputtering or vacuum deposition, It is formed by electrodepositing a copper layer in an electrolytic cell.
積層体からプリント配線板を製造する工程は当業者に周知の方法を用いることができる。例えばエッチングレジストを積層体の銅箔の被覆層表面に回路を構成する各ラインパターンとしての必要部分だけに塗布し、エッチング液を銅箔面に噴射することで不要銅箔を除去して各ラインパターンで構成される導体の回路を形成し、次いでエッチングレジストを剥離・除去してラインパターンを露出することができる。 A method well-known to those skilled in the art can be used for the process of manufacturing a printed wiring board from a laminated body. For example, an etching resist is applied only to a necessary portion as each line pattern constituting a circuit on the surface of the copper foil covering layer of the laminate, and an unnecessary portion of the copper foil is removed by spraying an etching solution onto the copper foil surface. A circuit of a conductor composed of a pattern is formed, and then the etching resist is peeled and removed to expose the line pattern.
以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。 EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but these are provided for better understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention.
(例1:実施例1〜14)
実施例1〜11の銅箔基材として、厚さ8μmの圧延銅箔(日鉱金属製C1100)を用意した。圧延銅箔の表面粗さ(Rz)は0.7μmであった。また、実施例12〜14の銅箔基材として、厚さ8μmの無粗化処理の電解銅箔を用意した。電解銅箔の表面粗さ(Rz)は1.5μmであった。
(Example 1: Examples 1-14)
As a copper foil base material of Examples 1 to 11, a rolled copper foil (Nikko Metal C1100) having a thickness of 8 μm was prepared. The surface roughness (Rz) of the rolled copper foil was 0.7 μm. Moreover, as a copper foil base material of Examples 12 to 14, a non-roughened electrolytic copper foil having a thickness of 8 μm was prepared. The surface roughness (Rz) of the electrolytic copper foil was 1.5 μm.
スパッタリングに使用したNi単体は純度が3Nのものを用いた。また、被覆層の形成に関し、各種合金(Ni−V、Cu−Ni−Zn、Ni−Sn、Ni−Mn及びNi−Zn)を以下の手順で作製した。まず、電気銅またはニッケルに上述の単体及び合金の元素をそれぞれ添加して高周波溶解炉でインゴットを鋳造し、これに600〜900℃で熱間圧延を施した。さらに500〜850℃で3時間均質化焼鈍した後、表層の酸化層を取り除き、スパッタリング用のターゲットとして使用した。 Ni simple substance used for sputtering used the thing of purity 3N. Moreover, regarding formation of a coating layer, various alloys (Ni-V, Cu-Ni-Zn, Ni-Sn, Ni-Mn, and Ni-Zn) were produced in the following procedures. First, the above-mentioned simple substance and alloy elements were respectively added to electrolytic copper or nickel, an ingot was cast in a high-frequency melting furnace, and this was hot-rolled at 600 to 900 ° C. Furthermore, after homogenizing annealing at 500-850 degreeC for 3 hours, the surface oxide layer was removed and it used as a sputtering target.
この銅箔又は積層体のエッチング面側に、以下の条件であらかじめ銅箔基材の両表面に付着している薄い酸化膜を逆スパッタにより取り除き、Ni単体、Ni合金、及び、Cu合金ターゲットのスパッタリングにより被覆層を形成した。被覆層の厚さは成膜時間を調整することにより変化させた。
・装置:バッチ式スパッタリング装置(アルバック社、型式MNS−6000)
・到達真空度:1.0×10-5Pa
・スパッタリング圧:0.2Pa
・逆スパッタ電力:100W
・ターゲット:
Ni合金層=Ni−V、Ni−Mn、Ni−Cr、Ni−Zn、Ni−Cu及びNi−Snの各種合金
Cu合金層=Cu−Ni−Zn合金、Cu−Zn合金、Cu−Sn合金
・スパッタリング電力:50W
・成膜速度:各ターゲットについて一定時間約0.2μm成膜し、3次元測定器で厚さを測定し、単位時間当たりのスパッタレートを算出した。
被覆層の反対側の表面に特許文献2記載の表面処理(接着層)を施した銅箔に対して、以下の手順により、当該表面にポリイミドフィルムを接着した。
(1)7cm×7cmの銅箔に対しアプリケーターを用い、宇部興産製Uワニス−A(ポリイミドワニス)を乾燥体で25μmになるよう塗布。
(2)(1)で得られた樹脂付き銅箔を空気下乾燥機で120℃30分で乾燥。
(3)窒素流量を10L/minに設定した高温加熱炉において、350℃30分でイミド化。
On the etched surface side of this copper foil or laminate, the thin oxide films previously attached to both surfaces of the copper foil base material are removed by reverse sputtering under the following conditions, and Ni simple substance, Ni alloy, and Cu alloy target A coating layer was formed by sputtering. The thickness of the coating layer was changed by adjusting the film formation time.
-Equipment: Batch type sputtering equipment (ULVAC, Model MNS-6000)
・ Achieving vacuum: 1.0 × 10 −5 Pa
・ Sputtering pressure: 0.2 Pa
・ Reverse sputtering power: 100W
·target:
Ni alloy layer = Ni-V, Ni-Mn, Ni-Cr, Ni-Zn, Ni-Cu and various alloys of Ni-Sn Cu alloy layer = Cu-Ni-Zn alloy, Cu-Zn alloy, Cu-Sn alloy・ Sputtering power: 50W
Film formation rate: About 0.2 μm of film was formed for each target for a fixed time, the thickness was measured with a three-dimensional measuring device, and the sputtering rate per unit time was calculated.
A polyimide film was bonded to the surface of the copper foil having the surface opposite to the coating layer subjected to the surface treatment (adhesion layer) described in Patent Document 2 by the following procedure.
(1) Using an applicator on a copper foil of 7 cm × 7 cm, Ube Industries-made U varnish-A (polyimide varnish) was applied to a dry body to a thickness of 25 μm.
(2) The resin-coated copper foil obtained in (1) is dried at 120 ° C. for 30 minutes in an air dryer.
(3) Imidization at 350 ° C. for 30 minutes in a high-temperature heating furnace with a nitrogen flow rate set to 10 L / min.
ラミネート相当の熱処理条件として、エッチング面側に被覆層を設けた銅箔又は積層体を大気雰囲気下、300℃で10分間加熱した。 As a heat treatment condition equivalent to lamination, a copper foil or a laminate having a coating layer on the etching surface side was heated at 300 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere.
<付着量の測定>
50mm×50mmの銅箔表面の皮膜をHNO3(2重量%)とHCl(5重量%)を混合した溶液に溶解し、その溶液中の金属濃度をICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SFC−3100)にて定量し、単位面積当たりの金属量(μg/dm2)を算出した。なお、本発明において、Cu合金をターゲットとした場合のCuとその他の金属の付着量は同条件でTi箔上に成膜した場合の分析値を用いた。
<Measurement of adhesion amount>
A film on the surface of a copper foil of 50 mm × 50 mm is dissolved in a mixed solution of HNO 3 (2% by weight) and HCl (5% by weight), and the metal concentration in the solution is measured by an ICP emission spectrometer (SII Nanotechnology). The amount of metal per unit area (μg / dm 2 ) was calculated by quantitative determination using SFC-3100). Note that, in the present invention, when Cu alloy is used as a target, the adhesion amount of Cu and other metals is the analysis value when a film is formed on a Ti foil under the same conditions.
<XPSによる測定>
被覆層のデプスプロファイルを作成した際の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2.0nm/min(SiO2換算)
・測定はスパッタによる成膜後、ポリイミド硬化条件(350℃×30分)よりも過酷な条件の熱処理(350℃×120分)を施した状態で被膜層を分析した。また、一般にラミネート時に掛かる熱履歴は300℃×1分程度であり、それよりも過酷なラミネート相当の熱処理として(大気雰囲気300℃×10分)を施した被覆層を分析した。また、10年間の通電サイクルまたは通電に相当する熱処理条件は大気雰囲気下で150℃×168時間程度であると言われており、それよりも過酷なラミネート相当の熱処理を施した被覆層を分析した。
<Measurement by XPS>
The operating conditions of XPS when creating the depth profile of the coating layer are shown below.
・ Device: XPS measuring device (ULVAC-PHI, Model 5600MC)
・ Achieving vacuum: 3.8 × 10 −7 Pa
X-ray: Monochromatic AlKα or non-monochromatic MgKα, X-ray output 300 W, detection area 800 μmφ, angle between sample and detector 45 °
Ion beam: ion species Ar + , acceleration voltage 3 kV, sweep area 3 mm × 3 mm, sputtering rate 2.0 nm / min (SiO 2 conversion)
Measurement was carried out after film formation by sputtering, and the coating layer was analyzed in a state where heat treatment (350 ° C. × 120 minutes) under conditions more severe than polyimide curing conditions (350 ° C. × 30 minutes) was applied. Moreover, the heat history generally applied at the time of lamination is about 300 ° C. × 1 minute, and the coating layer subjected to a heat treatment equivalent to a more severe laminate (atmospheric atmosphere 300 ° C. × 10 minutes) was analyzed. In addition, it is said that the heat treatment condition corresponding to a 10-year energization cycle or energization is about 150 ° C. × 168 hours in an air atmosphere, and the coating layer subjected to a heat treatment equivalent to a severer laminate was analyzed. .
<エッチング性評価>
被覆層に係るエッチング性の評価は、被覆層とは反対側の表面に絶縁基板を接着し、以下の条件でエッチングにより回路のパターン(ライン/スペース=25μm/5μm)を形成した後に、ラインパターンの形状を走査型電子顕微鏡(SEM)(JEOL-5410)によって観察し、以下の基準で回路形成の可否を判断した。
(エッチング条件)
・塩化第二鉄液(37質量%、40°ボーメ)
・液温:50℃
・スプレー圧:0.25MPa
(回路形成の可否)
×:回路が短絡(被覆層が存在することによるエッチング不良)
○:回路形成可
<Etching evaluation>
The evaluation of the etching property related to the coating layer is carried out by adhering an insulating substrate to the surface opposite to the coating layer and forming a circuit pattern (line / space = 25 μm / 5 μm) by etching under the following conditions, The shape was observed with a scanning electron microscope (SEM) (JEOL-5410), and whether or not a circuit could be formed was determined according to the following criteria.
(Etching conditions)
・ Ferric chloride solution (37% by mass, 40 ° Baume)
・ Liquid temperature: 50 ℃
・ Spray pressure: 0.25 MPa
(Possibility of circuit formation)
×: Short circuit (etching failure due to the presence of a coating layer)
○: Circuit formation possible
<耐変色性評価>
上記のようにして作製した銅箔又は積層体の被覆層表面に対し、大気圧雰囲気下で、300℃×10分の熱処理を行った後、色彩色差計を用いてL*(明るさ)、a*(赤−緑軸の色度)、b*(黄−青軸の色度)を測定し、(JIS Z 8729)に基づいて式(1)に示す色差△E*abにより評価した。
E*ab=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2 (1)
色差は、△E*ab値により次のように評価される。
0〜0.5:きわめて僅かに異なる
0.5〜1.5:わずかに異なる
1.5〜3.0:感知し得るほどに異なる
3.0〜6.0:著しく異なる
6.0〜12.0:きわめて著しく異なる
12.0以上:別の色系統になる
<Discoloration resistance evaluation>
After the heat treatment at 300 ° C. for 10 minutes under the atmospheric pressure atmosphere on the surface of the copper foil or the coating layer of the laminate produced as described above, L * (brightness) using a color difference meter, The a * (red-green axis chromaticity) and b * (yellow-blue axis chromaticity) were measured and evaluated based on (JIS Z 8729) by the color difference ΔE * ab shown in Formula (1).
E * ab = [(ΔL * ) 2 + (Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 ] 1/2 (1)
The color difference is evaluated as follows based on the ΔE * ab value.
0-0.5: very slightly different 0.5-1.5: slightly different 1.5-3.0: appreciably different 3.0-6.0: markedly different 6.0-12 0: Extremely different 12.0 or more: Different color system
(例2:比較例a、d〜h)
例1で使用した圧延銅箔基材の両表面にそれぞれスパッタ時間を変化させ、後述の表の厚さの被膜層を形成した。また、比較例aについては、被覆層は形成しなかった。このようにして被覆層を設けた銅箔に対して、例1と同様の手順により、被覆層とは反対側の表面にポリイミドフィルムを接着し、さらにエッチングにより被覆層側から回路のラインパターンを形成した。
(Example 2: Comparative examples a and d to h)
Sputtering time was changed on both surfaces of the rolled copper foil base material used in Example 1 to form a coating layer having a thickness described below. Moreover, about the comparative example a, the coating layer was not formed. For the copper foil thus provided with the coating layer, a polyimide film is adhered to the surface opposite to the coating layer by the same procedure as in Example 1, and the circuit line pattern is formed from the coating layer side by etching. Formed.
(例3:比較例b)
例1で使用した圧延銅箔基材の一方の表面に、スパッタリングによりNi層を形成した後、Cr層を以下の条件でクロメート処理することにより形成した。また、他方の表面に、スパッタリングによりNi層を形成して被覆層とした。
(クロメート処理)
・めっき浴:CrO3(1g/L)、Zn(粉末0.4g)、Na3SO4(10g/L)
・電流密度:2.0A/dm2
・浴温:55℃
・Cr量:21μg/dm2(厚み約0.5nm)
このようにして両表面に被覆層を設けた銅箔に対して、例1と同様の手順により、被覆層とは反対側の表面にポリイミドフィルムを接着し、さらにエッチングにより被覆層側から回路のラインパターンを形成した。
(Example 3: Comparative example b)
A Ni layer was formed by sputtering on one surface of the rolled copper foil substrate used in Example 1, and then the Cr layer was formed by chromate treatment under the following conditions. A Ni layer was formed on the other surface by sputtering to form a coating layer.
(Chromate treatment)
-Plating bath: CrO 3 (1 g / L), Zn (powder 0.4 g), Na 3 SO 4 (10 g / L)
Current density: 2.0 A / dm 2
・ Bath temperature: 55 ℃
・ Cr amount: 21 μg / dm 2 (thickness: about 0.5 nm)
For the copper foil thus provided with the coating layers on both surfaces, a polyimide film was adhered to the surface opposite to the coating layer by the same procedure as in Example 1, and further, the circuit layer was etched from the coating layer side by etching. A line pattern was formed.
(例4:比較例c)
例1で使用した圧延銅箔基材の一方の表面に、Niめっき処理を以下の条件で施してNi層を形成し、続いて、クロメート処理を以下の条件で施してクロメート層を形成した。また、他方の表面に、スパッタリングによりNi層を形成して被覆層とした。
(Niめっき)
・めっき浴:スルファミン酸ニッケル(Ni2+として110g/L)、H3BO3(40g/L)
・電流密度:1.0A/dm2
・浴温:55℃
・Ni量:220μg/dm2(厚み約1.1nm)
(クロメート処理)
・めっき浴:CrO3(1g/L)、Zn(粉末0.4g)、Na3SO4(10g/L)
・電流密度:2.0A/dm2
・浴温:55℃
・Cr量:21μg/dm2(厚み約0.5nm)
続いて、被覆層を設けた銅箔に対して、例1と同様の手順により、ポリイミドフィルムを接着した。
(Example 4: Comparative Example c)
One surface of the rolled copper foil substrate used in Example 1 was subjected to Ni plating treatment under the following conditions to form a Ni layer, and subsequently subjected to chromate treatment under the following conditions to form a chromate layer. A Ni layer was formed on the other surface by sputtering to form a coating layer.
(Ni plating)
・ Plating bath: Nickel sulfamate (110 g / L as Ni 2+ ), H 3 BO 3 (40 g / L)
・ Current density: 1.0 A / dm 2
・ Bath temperature: 55 ℃
Ni content: 220 μg / dm 2 (thickness approximately 1.1 nm)
(Chromate treatment)
-Plating bath: CrO 3 (1 g / L), Zn (powder 0.4 g), Na 3 SO 4 (10 g / L)
Current density: 2.0 A / dm 2
・ Bath temperature: 55 ℃
・ Cr amount: 21 μg / dm 2 (thickness: about 0.5 nm)
Subsequently, a polyimide film was bonded to the copper foil provided with the coating layer by the same procedure as in Example 1.
例1〜4の各測定結果を表1〜2に示す。
実施例1〜14は、いずれもエッチング性及び被覆層側表面の耐変色性が良好であった。 In each of Examples 1 to 14, the etching property and the discoloration resistance of the coating layer side surface were good.
比較例aは、銅箔表面が未処理であるブランク材であり、被覆層側表面の耐変色性が不良であった。
比較例b、d、hは、被覆層中のNi、Ni合金又はCu合金の付着量が過剰であり、エッチング性が不良であった。
比較例c、e、f、gは、被覆層中のNi、Ni合金又はCu合金の付着量が不足しており、耐変色性が不良であった。
Comparative Example a was a blank material whose copper foil surface was untreated, and the discoloration resistance of the coating layer side surface was poor.
In Comparative Examples b, d, and h, the adhesion amount of Ni, Ni alloy, or Cu alloy in the coating layer was excessive, and the etching property was poor.
In Comparative Examples c, e, f, and g, the adhesion amount of Ni, Ni alloy, or Cu alloy in the coating layer was insufficient, and discoloration resistance was poor.
また、図1及び2に、それぞれ実施例1及び2に係る銅箔(ポリイミドワニス硬化相当の熱処理後)の被覆層表面のXPSによるデプスプロファイルを示す。図3に、比較例dにより形成された回路の写真を示す。 Moreover, the depth profile by XPS of the coating layer surface of the copper foil (after heat processing equivalent to a polyimide varnish hardening) which concerns on Example 1 and 2 to FIG. 1 and 2 is shown, respectively. FIG. 3 shows a photograph of the circuit formed by Comparative Example d.
Claims (20)
前記被覆層が、付着量80〜800μg/dm2のNi単体又はNi合金、又は、付着量300〜1500μg/dm2のCu合金で構成されているプリント配線板用銅箔。 A copper foil for a printed wiring board comprising a copper foil substrate and a coating layer covering at least a part of one surface of the copper foil substrate,
The coating layer, Ni alone or Ni alloy coating weight 80~800μg / dm 2, or adhesion amount 300~1500μg / dm 2 of copper foil for printed wiring boards which are composed of Cu alloy.
前記銅層の表面の少なくとも一部を被覆する請求項1〜15のいずれかに記載の被覆層を備えた積層体。 A laminate of a copper layer and a resin substrate,
The laminated body provided with the coating layer in any one of Claims 1-15 which coat | covers at least one part of the surface of the said copper layer.
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