JP6438208B2 - キャリア付銅箔、それを用いた銅張積層板、プリント配線板、電子機器及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のキャリアは、中間層側表面のRzが0.5μm以下であるものを用いるのが好ましい。このような構成によれば、キャリア上に形成する中間層の片方の表面或いは両表面のRzの0.5μm以下への制御が容易となる。キャリアの中間層側表面のRzはより好ましくは0.3μm以下、更により好ましくは0.1μm以下である。
また、本発明のキャリアは、中間層側表面のRaが0.12μm以下であるものを用いるのが好ましい。このような構成によれば、キャリア上に形成する中間層の片方の表面或いは両表面のRaの0.12μm以下への制御が容易となる。キャリアの中間層側表面のRaはより好ましくは0.1μm以下、更により好ましくは0.08μm以下、更により好ましくは0.05μm以下である。
また、本発明のキャリアは、中間層側表面のRtが1.0μm以下であるものを用いるのが好ましい。このような構成によれば、キャリア上に形成する中間層の片方の表面或いは両表面のRtの1.0μm以下への制御が容易となる。キャリアの中間層側表面のRtはより好ましくは0.5μm以下、更により好ましくは0.3μm以下である。
本発明のキャリアとしては、例えば樹脂フィルムなどのフィルムを用いるのが好ましく、特に表面平滑性を有するフィルムを用いるのが好ましい。このようなフィルムキャリアとしては、一般的には、乾式表面処理や湿式表面処理時、あるいは基板作製時の積層プレス時の熱負荷に耐えられる耐熱フィルムが好ましく、ポリイミドフィルムなどを使用することができる。
ポリイミドフィルムに使用する材料は、特に制限はない。例えば、宇部興産製ユーピレックス、DuPont/東レ・デュポン製カプトン、カネカ製アピカルなどが上市されているが、いずれのポリイミドフィルムも適用できる。また、本発明のキャリアに用いることのできるフィルムは、このような特定の品種に限定されるものではない。
ポリイミドフィルムを用いる場合、当該フィルム表面をプラズマ処理することにより、フィルム表面の汚染物質の除去と表面の改質を行うことができる。プラズマ処理後のポリイミドフィルムの表面のRzは、材質の違い及び初期表面粗さの違いにもよるが、Rz=2.5〜500nmの範囲、Ra=1〜100nmの範囲、又は、Rt=5〜800nmの範囲で調整することができる。また、プラズマ処理条件と表面粗さとの関係を予め取得することにより、所定の条件でプラズマ処理して所望の表面粗さを有するポリイミドフィルムを得ることができる。
本発明のキャリアとして用いる圧延銅箔は高光沢圧延により生産することができる。
なお、高光沢圧延は以下の式で規定される油膜当量を13000〜24000以下とすることで行うことが出来る。なお、表面処理後の銅箔の表面粗さ(Rz)をより小さく(例えばRz=0.20μm)したい場合には、高光沢圧延を以下の式で規定される油膜当量を12000以上24000以下とすることで行う。
油膜当量={(圧延油粘度[cSt])×(通板速度[mpm]+ロール周速度[mpm])}/{(ロールの噛み込み角[rad])×(材料の降伏応力[kg/mm2])}
圧延油粘度[cSt]は40℃での動粘度である。
油膜当量を12000〜24000とするためには、低粘度の圧延油を用いたり、通板速度を遅くしたりする等、公知の方法を用いればよい。
<電解液組成>
銅:90〜110g/L
硫酸:90〜110g/L
塩素:50〜100mg/L
レベリング剤1(ビス(3−スルフォプロピル)ジスルフィド):10〜50mg/L
レベリング剤2(ジアルキルアミノ基含有重合体):10〜50mg/L
上記のジアルキルアミノ基含有重合体には例えば以下の化学式のジアルキルアミノ基含有重合体を用いることができる。
電流密度:70〜100A/dm2
電解液温度:50〜60℃
電解液線速:3〜5m/sec
電解時間:0.5〜10分間
また、本願発明に用いることができる電解銅箔としてJX日鉱日石金属株式会社製HLP箔が挙げられる。
キャリアの片面又は両面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することで構成することができる。
中間層を片面にのみ設ける場合、キャリアの反対面にはNiめっき層などの防錆層を設けることが好ましい。なお、中間層をクロメート処理や亜鉛クロメート処理やめっき処理で設けた場合には、クロムや亜鉛など、付着した金属の一部は水和物や酸化物となっている場合があると考えられる。
また、例えば、中間層は、キャリア上に、ニッケル、ニッケル−リン合金又はニッケル−コバルト合金と、クロムとがこの順で積層されて構成することができる。ニッケルと銅との接着力はクロムと銅の接着力よりも高いので、極薄銅層を剥離する際に、極薄銅層とクロムとの界面で剥離するようになる。また、中間層のニッケルにはキャリアから銅成分が極薄銅層へと拡散していくのを防ぐバリア効果が期待される。中間層におけるニッケルの付着量は好ましくは100μg/dm2以上40000μg/dm2以下、より好ましくは100μg/dm2以上4000μg/dm2以下、より好ましくは100μg/dm2以上2500μg/dm2以下、より好ましくは100μg/dm2以上1000μg/dm2未満であり、中間層におけるクロムの付着量は5μg/dm2以上100μg/dm2以下であることが好ましい。中間層を片面にのみ設ける場合、キャリアの反対面にはNiめっき層などの防錆層を設けることが好ましい。
中間層の上には極薄銅層を設ける。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。なお、湿式めっきで極薄銅層を形成する場合には、塩素、レべリング剤である有機硫黄化合物、レべリング剤である有機窒素化合物を含む銅めっき浴で極薄銅層を形成する必要がある。例えば、本願において湿式めっきに用いることができる銅めっき浴の組成、めっき条件は以下の通りである。
銅濃度:30〜120g/L
H2SO4濃度:20〜120g/L
Cl濃度:30〜80mg/L
ビス(3−スルフォプロピル)ジスルファイド2ナトリウム濃度:10〜50mg/L
下記構造式で示されるジアルキルアミノ基含有重合体:10〜50mg/L
電解液温度:20〜80℃
電流密度:10〜100A/dm2
極薄銅層の厚みは特に制限はないが、一般的にはキャリアよりも薄く、例えば12μm以下である。典型的には0.5〜12μmであり、より典型的には2〜5μmである。なお、極薄銅層はキャリアの両面に設けてもよい。
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ることができる。極薄銅層と粗化処理層との間には他の層を設けてもよい。
また、キャリアの表面に粗化処理を施すことで粗化処理層を設けてもよい。このような構成によれば、本発明のキャリア付銅箔をキャリア側から樹脂基板に積層する処理を行うとき、キャリアと樹脂基板との密着性が向上し、プリント配線板の製造工程においてキャリアと樹脂基板とが剥離し難くなる。
粗化処理は、例えば、銅又は銅合金で粗化粒子を形成することにより行うことができる。粗化処理層は、ファインピッチ形成の観点から微細な粒子で構成されるのが好ましい。
粗化処理層は、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又はいずれか1種以上を含む合金を含む層などであってもよい。また、極薄銅層表面及び/又はキャリア表面に、銅又は銅合金で粗化粒子を形成した後、更にニッケル、コバルト、銅、亜鉛の単体または合金等で二次粒子や三次粒子を設ける粗化処理を行うこともできる。その後に、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛の単体または合金等で耐熱層または防錆層を形成しても良く、更にその表面にクロメート処理、シランカップリング処理などの処理を施してもよい。または粗化処理を行わずに、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛の単体または合金等で耐熱層又は防錆層を形成し、さらにその表面にクロメート処理、シランカップリング処理などの処理を施してもよい。すなわち、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種以上の層を形成してもよく、極薄銅層の表面に、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種以上の層を形成してもよい。なお、上述の耐熱層、防錆層、クロメート処理層、シランカップリング処理層はそれぞれ複数の層で形成されてもよい(例えば2層以上、3層以上など)。
ここでクロメート処理層とは無水クロム酸、クロム酸、二クロム酸、クロム酸塩または二クロム酸塩を含む液で処理された層のことをいう。クロメート処理層はコバルト、鉄、ニッケル、モリブデン、亜鉛、タンタル、銅、アルミニウム、リン、タングステン、錫、砒素およびチタン等の元素(金属、合金、酸化物、窒化物、硫化物等どのような形態でもよい)を含んでもよい。クロメート処理層の具体例としては、無水クロム酸または二クロム酸カリウム水溶液で処理したクロメート処理層や、無水クロム酸または二クロム酸カリウムおよび亜鉛を含む処理液で処理したクロメート処理層等が挙げられる。
本発明において、極薄銅層表面のRzについてはJIS B0601−1994に準拠、Ra、Rtの粗さパラメータについてはJIS B0601−2001に準拠して非接触式粗さ計で測定する。
本発明のキャリア付銅箔の構造の一例を、図1に示す。図1に示す本発明のキャリア付銅箔は、フィルムキャリアと、フィルムキャリア上に形成された中間層と、中間層上に形成された極薄銅層とで構成されている。極薄銅層は、スパッタリングにより形成されたスパッタ銅層と、電解めっきで形成された電解銅層とで構成されている。また、キャリア付銅箔を極薄銅層側から樹脂基板に貼り付けて、キャリアを剥離した後の極薄銅層表面は、剥離面側と樹脂面側とで区別される。
次に、本発明に係るキャリア付銅箔の製造方法を説明する。図2は、本発明の実施形態1に係るキャリア付銅箔の製造方法に係る運箔方式を示す模式図である。本発明の実施形態1に係るキャリア付銅箔の製造方法は、ロール・トウ・ロール搬送方式により長さ方向に搬送される長尺状のキャリアの表面を処理することで、キャリアと、キャリア上に積層された中間層と、中間層上に積層された極薄銅層とを備えたキャリア付銅箔を製造する方法である。本発明の実施形態1に係るキャリア付銅箔の製造方法は、搬送ロールで搬送されるキャリアにスパッタによって中間層を形成し、ドラムで支持しながら、電解めっきによりキャリア表面に極薄銅層を形成する。次いで、キャリアをドラムで支持しながら、電解めっきにより極薄銅層表面に表面処理層を形成する。各工程ではドラムにて支持されているキャリアの処理面がカソードを兼ねており、このドラムと、ドラムに対向するように設けられたアノードとの間のめっき液中で各電解めっきが行われる。
ここで、重量厚み法による厚み精度の測定方法を説明する。まず、銅箔キャリア並びにキャリア付銅箔の重量を測定した後、極薄銅層を引き剥がし、再度銅箔キャリアの重量を測定し、前者と後者との差を極薄銅層の重量と定義する。測定対象となる極薄銅層片はプレス機で打ち抜いた5cm角シートとする。重量厚み精度を調査するため、各水準ともに、幅方向で等間隔に5点、長さ方向で3点(4cm間隔)、計15点の極薄銅層片の重量厚み測定値の平均値並びに標準偏差(σ)を求める。なお、重量厚み精度の算出式は次式とする。
厚み精度(%)=3σ×100/平均値
この測定方法の繰り返し精度は0.2%である。
ここで、四探針法による厚み精度の測定方法を説明する。まず、四探針にて厚み抵抗を測定することで銅箔キャリアとキャリア付銅箔との厚みを求めた後、極薄銅層を引き剥がし、再度銅箔キャリアの厚み抵抗による厚みを測定し、前者と後者との差を極薄銅層の厚みと定義する。厚み精度を調査するため、各水準ともに、幅方向で5mm間隔で測定をし、計280点の測定点の平均値並びに標準偏差(σ)を求める。280点の測定点は1列で設定する必要はなく、キャリア付き銅箔の幅寸法に応じて複数列にわたって設してもよい。なお、四探針による厚み精度の算出式は次式とする。
厚み精度(%)=3σ×100/平均値
この測定方法の繰り返し精度は1.0%である。
また、前記極薄銅層上に粗化処理層を備えても良く、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。前記樹脂層は絶縁樹脂層であってもよい。
また、当該プリント配線板を用いて電子機器を作製してもよく、当該電子部品類が搭載されたプリント回路板を用いて電子機器を作製してもよく、当該電子部品類が搭載されたプリント基板を用いて電子機器を作製してもよい。以下に、本発明に係るキャリア付銅箔を用いたプリント配線板の製造工程の例を幾つか示す。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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6−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6−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6−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7−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7−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7−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8−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8−Hに示すように、ビアフィル上に、上記図6−B及び図6−Cのようにして回路めっきを形成する。
次に、図8−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9−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9−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。
<例1:実施例1、5、9、13、比較例3>
ポリイミドフィルム(宇部興産社製のユーピレックス−Sフィルム;厚み35μm)を真空装置内にセットし、真空排気後、酸素を用いてプラズマ処理を実施した。
続いてプラズマ処理したフィルムの片面に、CrスパッタリングによりCr層を10nm形成した。その後、Crスパッタ層を酸素ガス雰囲気のチャンバー内で処理し、表面にクロム酸化物を形成させ、中間層を形成した。
さらに、Cr中間層の表面にCuをスパッタしてCuスパッタ層を厚み1μm形成した。スパッタ条件は、Cuターゲットを用いたArガス中で、放電電圧500V、放電電流15A、真空度5×10-2Paとした。Cuスパッタ層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、Cuスパッタ層の上に電解めっきで2μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を以下の条件で電気めっきすることにより形成し、キャリア付銅箔を製造した。なお、実施例13についてCuスパッタ層の厚みを2.5μmとし、電解めっきのCuめっき層の厚みを2.5μm、総銅厚を5μmとした。
・電解Cuめっき層
銅濃度:30〜120g/L
H2SO4濃度:20〜120g/L
Cl濃度:30〜80mg/L
ビス(3−スルフォプロピル)ジスルファイド2ナトリウム濃度:10〜50mg/L
ジアルキルアミノ基含有重合体(重量平均分子量8500):10〜50mg/L
電解液温度:20〜80℃
電流密度:10〜100A/dm2
極薄銅層を形成した後、次いで、極薄銅層表面に、以下の粗化処理1、粗化処理2、耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
・粗化処理1
(液組成1)
Cu:10〜30g/L
H2SO4:10〜150g/L
W:0〜50mg/L
ドデシル硫酸ナトリウム:0〜50mg/L
As:0〜200mg/L
(電気めっき条件1)
温度:30〜70℃
電流密度:25〜110A/dm2
粗化クーロン量:50〜500As/dm2
めっき時間:0.5〜20秒
・粗化処理2
(液組成2)
Cu:20〜80g/L
H2SO4:50〜200g/L
(電気めっき条件2)
温度:30〜70℃
電流密度:5〜50A/dm2
粗化クーロン量:50〜300As/dm2
めっき時間:1〜60秒
・耐熱処理
(液組成)
NaOH:40〜200g/L
NaCN:70〜250g/L
CuCN:50〜200g/L
Zn(CN)2:2〜100g/L
As2O3:0.01〜1g/L
(液温)
40〜90℃
(電流条件)
電流密度:1〜50A/dm2
めっき時間:1〜20秒
・クロメート処理
K2Cr2O7(Na2Cr2O7或いはCrO3):2〜10g/L
NaOH又はKOH:10〜50g/L
ZnOH又はZnSO4・7H2O:0.05〜10g/L
pH:7〜13
浴温:20〜80℃
電流密度:0.05〜5A/dm2
時間:5〜30秒
・シランカップリング処理
0.1vol%〜0.3vol%の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン水溶液をスプレー塗布した後、100〜200℃の空気中で0.1〜10秒間乾燥・加熱する。
例1と同様の工程、方法、条件でポリイミドフィルムキャリア上に中間層及び極薄銅層を形成した。なお、実施例14についてCuスパッタ層の厚みを1.0μmとし、電解めっきのCuめっき層の厚みを1.0μm、総銅厚を2μmとした。
次いで、極薄銅層表面に以下の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
・耐熱処理
(液組成)
NaOH:40〜200g/L
NaCN:70〜250g/L
CuCN:50〜200g/L
Zn(CN)2:2〜100g/L
As2O3:0.01〜1g/L
(液温)
40〜90℃
(電流条件)
電流密度:1〜50A/dm2
めっき時間:1〜20秒
・クロメート処理
K2Cr2O7(Na2Cr2O7或いはCrO3):2〜10g/L
NaOH又はKOH:10〜50g/L
ZnOH又はZnSO4・7H2O:0.05〜10g/L
pH:7〜13
浴温:20〜80℃
電流密度:0.05〜5A/dm2
時間:5〜30秒
・シランカップリング処理
0.1vol%〜0.3vol%の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン水溶液をスプレー塗布した後、100〜200℃の空気中で0.1〜10秒間乾燥・加熱する。
例2のポリイミドキャリアに代わり、圧延銅箔(JX日鉱日石金属製 タフピッチ銅(JIS H3100 合金番号C1100)箔 18μm厚)に対して、例2と同様の工程、方法、条件で、1μmのCuスパッタ層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、Cuスパッタ層の上に電解めっきで2μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を得た。なお、実施例15についてCuスパッタ層の厚みを0.2μmとし、電解めっきのCuめっき層の厚みを0.8μm、総銅厚を1μmとした。次に、例2の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
例2のポリイミドキャリアに代わり、電解銅箔(JX日鉱日石金属製HLP箔 18μm厚)に対して、例2と同様の工程、方法、条件で、1μmのCuスパッタ層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、Cuスパッタ層の上に電解めっきで2μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を得た。次に、例2の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
例2のポリイミドキャリアに代わり、圧延銅箔(JX日鉱日石金属製 タフピッチ銅(JIS H3100 合金番号C1100)箔 18μm厚)に対して、例2と同様の工程、方法、条件で中間層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、例2と同様の方法、条件で中間層の上に電解めっきで3μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を得た。次に、例1の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
例2のポリイミドキャリアに代わり、電解銅箔(JX日鉱日石金属製HLP箔 18μm厚)に対して、例2と同様の工程、方法、条件で、中間層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、中間層の上に電解めっきで3μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を得た。次に、例1の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
例2のポリイミドキャリアに代わり、圧延銅箔(JX日鉱日石金属製 タフピッチ銅(JIS H3100 合金番号C1100)箔 18μm厚)に対して、例2と同様の工程、方法、条件で中間層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、例2と同様の方法、条件で中間層の上に電解めっきで3μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を得た。次に、以下の粗化処理3を行った後に例1の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
・粗化処理3
(液組成3)
Cu:10〜20g/L
Ni:5〜15g/L
Co:5〜15g/L
(電気めっき条件3)
温度:25〜60℃
電流密度:35〜55A/dm2
粗化クーロン量:5〜50As/dm2
めっき時間:0.1〜1.4秒
例2のポリイミドキャリアに代わり、電解銅箔(JX日鉱日石金属製HLP箔 18μm厚)に対して、実施例4と同様の工程、方法、条件で、中間層を形成後、引き続き、ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、中間層の上に電解めっきで3μmのCuめっき層を形成し、総銅厚が3μmの極薄銅層を得た。次に、例7の粗化処理3を行った後に例1の耐熱処理、クロメート処理、及び、シランカップリング処理をこの順に行った。
例1のポリイミドキャリアに代わり、電解銅箔(JX日鉱日石金属製JTC箔 18μm厚)の上のシャイニー面に対して、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4000μg/dm2の付着量のNi層を形成した。
硫酸ニッケル:250〜300g/L
塩化ニッケル:35〜45g/L
酢酸ニッケル:10〜20g/L
クエン酸三ナトリウム:15〜30g/L
光沢剤:サッカリン、ブチンジオール等
ドデシル硫酸ナトリウム:30〜100ppm
pH:4〜6
浴温:50〜70℃
電流密度:3〜15A/dm2
・電解クロメート処理
液組成:重クロム酸カリウム1〜10g/L、亜鉛0〜5g/L
pH:3〜4
液温:50〜60℃
電流密度:0.1〜2.6A/dm2
クーロン量:0.5〜30A・s/dm2
ロール・トウ・ロール型の連続めっきライン上で、Cr層の上に厚み3μmの極薄銅層を以下の条件で電気めっきすることにより形成し、キャリア付銅箔を製造した。
・極薄銅層
銅濃度:30〜120g/L
H2SO4濃度:20〜120g/L
電解液温度:20〜80℃
電流密度:5〜9A/dm2
・粗化処理1
(液組成1)
Cu:10〜30g/L
H2SO4:10〜150g/L
As:0〜200mg/L
(電気めっき条件1)
温度:30〜70℃
電流密度:25〜110A/dm2
粗化クーロン量:50〜500As/dm2
めっき時間:0.5〜20秒
・粗化処理2
(液組成2)
Cu:20〜80g/L
H2SO4:50〜200g/L
(電気めっき条件2)
温度:30〜70℃
電流密度:5〜50A/dm2
粗化クーロン量:50〜300As/dm2
めっき時間:1〜60秒
・耐熱処理
(液組成)
NaOH:40〜200g/L
NaCN:70〜250g/L
CuCN:50〜200g/L
Zn(CN)2:2〜100g/L
As2O3:0.01〜1g/L
(液温)
40〜90℃
(電流条件)
電流密度:1〜50A/dm2
めっき時間:1〜20秒
・クロメート処理
K2Cr2O7(Na2Cr2O7或いはCrO3):2〜10g/L
NaOH又はKOH:10〜50g/L
ZnOH又はZnSO4・7H2O:0.05〜10g/L
pH:7〜13
浴温:20〜80℃
電流密度:0.05〜5A/dm2
時間:5〜30秒
・シランカップリング処理
0.1vol%〜0.3vol%の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン水溶液をスプレー塗布した後、100〜200℃の空気中で0.1〜10秒間乾燥・加熱する。
例2のポリイミドフィルムキャリアに代わり、電解銅箔(JX日鉱日石金属製JTC箔 18μm厚)を用いて、当該電解銅箔の上のシャイニー面に1μmのCuスパッタ層を形成した以外は、例2と同様の処理を行った。
上記のようにして得られたキャリア付銅箔について、以下の方法で特性評価を実施した。
作製したキャリア付銅箔の極薄銅層及び電解銅めっき層の厚みは、FIB−SIMを用いて観察した(倍率:10000〜30000倍)。極薄銅層及び電解銅めっき層の断面を観察することで、30μm間隔で5箇所測定し、平均値を求めた。
まず、支持銅箔並びに極薄銅箔の重量を測定した後、極薄銅層を引き剥がし、再度支持銅箔の重量を測定し、前者と後者との差を極薄銅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5cm角シートとした。重量厚み精度を調査するため、各水準ともに、幅方向で等間隔に5点、長さ方向で3点(4cm間隔)、計15点の極薄銅層片の重量厚み測定値の平均値並びに標準偏差(σ)を求めた。重量厚み精度の算出式は次式とした。
厚み精度(%)=3σ×100/平均値
この測定方法の繰り返し精度は0.2%であった。
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を用いた。
箔厚均一性の評価は、上記重量厚み法による厚み精度に基づいて行い、当該重量厚み法による厚み精度が3.00%以下のものを良好とし、3.00%より大きいものを不良と評価した。
四探針にて厚み抵抗を測定することで支持銅箔と極薄銅箔との厚みを求めた後、極薄銅層を引き剥がし、再度支持銅箔の厚み抵抗による厚みを測定し、前者と後者との差を極薄銅層の厚みと定義した。厚み精度を調査するため、各水準ともに、幅方向で5mm間隔で計280点の測定点の平均値並びに標準偏差(σ)を求めた。四探針による厚み精度の算出式は次式とした。
厚み精度(%)=3σ×100/平均値
この測定方法の繰り返し精度は1.0%であった。
また、四探針は、OXFORDINSTRUMENTS社製CMI−700を用いた。
キャリア付銅箔をポリイミド基板に貼り付けて220℃で2時間加熱圧着し、その後、極薄銅層をキャリアから剥がした。続いて、ポリイミド基板上の極薄銅層表面に、感光性レジストを塗布した後、露光工程により50本のL/S=5μm/5μm幅の回路を印刷し、銅層の不要部分を除去するエッチング処理を以下のスプレーエッチング条件にて行った。
(スプレーエッチング条件)
エッチング液:塩化第二鉄水溶液(ボーメ度:40度)
液温:60℃
スプレー圧:2.0MPa
エッチングを続け、回路トップ幅が4μmになるまでの時間を測定し、さらにそのときの回路ボトム幅(底辺Xの長さ)及びエッチングファクターを評価した。エッチングファクターは、末広がりにエッチングされた場合(ダレが発生した場合)、回路が垂直にエッチングされたと仮定した場合の、銅箔上面からの垂線と樹脂基板との交点からのダレの長さの距離をaとした場合において、このaと銅箔の厚さbとの比:b/aを示すものであり、この数値が大きいほど、傾斜角は大きくなり、エッチング残渣が残らず、ダレが小さくなることを意味する。図1に、回路パターンの幅方向の横断面の模式図と、該模式図を用いたエッチングファクターの計算方法の概略とを示す。このXは回路上方からのSEM観察により測定し、エッチングファクター(EF=b/a)を算出した。なお、a=(X(μm)−4(μm))/2で計算した。エッチングファクターは回路中の12点を測定し、平均値をとったものを示す。これにより、エッチング性の良否を簡単に判定できる。また、12点のエッチングファクターの標準偏差も算出することで、エッチングにより形成した回路の直線性の良し悪しを判定することができる。
本発明では、エッチングファクターが4以上をエッチング性:○、2.5以上4未満をエッチング性:△、2.5未満或いは算出不可または回路形成不可をエッチング性:×、剥離不可をエッチング性:−と評価した。また、エッチングファクターの標準偏差は小さいほど回路の直線性が良好であると云える。エッチングファクターの標準偏差が0.8未満を直線性:○、0.8〜1.2未満を直線性:△、1.2以上を直線性:×と判断した。
中間層を形成したキャリアに対し、当該中間層の表面粗さ(キャリアの中間層形成側表面粗さ)を、非接触式粗さ測定機(オリンパス製 LEXTOLS4000)を用いて、Ra、RtはJIS B0601−2001に準拠、RzについてはJIS B0601−1994に準拠して測定した。また、極薄銅層の中間層側及び樹脂側の表面粗さについても、非接触式粗さ測定機(オリンパス製 LEXTOLS4000)を用いて、Ra、RtはJIS B0601−2001に準拠、RzについてはJIS B0601−1994に準拠して測定した。
<測定条件>
カットオフ:無
基準長さ:257.9μm
基準面積:66524μm2
測定環境温度:23〜25℃
各キャリア付銅箔をエポキシ系樹脂に積層プレスし、次いでキャリアを剥離除去した。露出した極薄銅層の表面をソフトエッチングにより0.3μm除去した。その後、洗浄、乾燥を行った後に、極薄銅層上に、ドライフィルムレジスト(日立化成工業製、商品名RY−3625)をラミネート塗布した。15mJ/cm2の条件で露光し、現像液(炭酸ナトリウム)を用いて38℃で1分間、液噴射揺動し、各種ライン/スペースのレジストパターンを形成した。次いで、硫酸銅めっき(JCU製CUBRITE21)を用いて総銅厚15μmにめっきアップした後、剥離液(水酸化ナトリウム)でドライフィルムレジストを剥離した。その後、極薄銅層を硫酸−過酸化水素系のエッチャント(三菱ガス化学製CPE−800)でエッチング除去して各種ライン/スペースの配線を形成した。
試験条件及び結果を表1に示す。
実施例1〜20は、いずれも極薄銅層表面の少なくとも片面のRzが0.5μm以下であり、重量厚み法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が3.0%以下であり、四探針法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が10.0%以下であり、ライン/スペース=15μm/15μmよりも微細な配線を形成することができ、またエッチングファクターの平均値および標準偏差が良好な値となった。また、実施例1〜20は、いずれも極薄銅層表面の少なくとも片面のRaが0.12μm以下であり、極薄銅層表面の少なくとも片面のRtが1.0μm以下であった。
比較例1〜2は、いずれも極薄銅層の両表面のRzが0.5μmを超えており、重量厚み法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が3.0%を超えており、四探針法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が10.0%を超えており、ライン/スペース=15μm/15μmよりも微細な配線を形成することができず、エッチングファクターの平均値および標準偏差が大きな値となった。また、比較例1〜2は極薄銅層の両表面のRaが0.12μmを超えており、極薄銅層表面の両表面のRtが1.0μmを超えていた。また、比較例3〜6は、いずれも重量厚み法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が3.0%より大きく、四探針法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が10.0%より大きく、エッチングファクターの平均値および標準偏差が大きな値となった。
Claims (30)
- 支持体であるキャリアと、中間層と、極薄銅層とをこの順に備えたキャリア付銅箔であって、
重量厚み法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が3.0%以下であり、
前記極薄銅層表面は、少なくとも片面の非接触式粗さ計で測定したRaが0.12μm以下であるキャリア付銅箔。 - 支持体であるキャリアと、中間層と、極薄銅層とをこの順に備えたキャリア付銅箔であって、
四探針法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が10.0%以下であり、
前記極薄銅層表面は、少なくとも片面の非接触式粗さ計で測定したRaが0.12μm以下であるキャリア付銅箔。 - 前記極薄銅層表面は、両面の非接触式粗さ計で測定したRaが0.12μm以下である請求項1又は2に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層表面は、非接触式粗さ計で測定したRtが1.0μm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。
- 支持体であるキャリアと、中間層と、極薄銅層とをこの順に備えたキャリア付銅箔であって、
重量厚み法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が3.0%以下であり、
前記極薄銅層表面は、少なくとも片面の非接触式粗さ計で測定したRtが1.0μm以下であるキャリア付銅箔。 - 支持体であるキャリアと、中間層と、極薄銅層とをこの順に備えたキャリア付銅箔であって、
四探針法にて測定した前記極薄銅層の厚み精度が10.0%以下であり、
前記極薄銅層表面は、少なくとも片面の非接触式粗さ計で測定したRtが1.0μm以下であるキャリア付銅箔。 - 前記極薄銅層表面は、両面の非接触式粗さ計で測定したRtが1.0μm以下である請求項5又は6に記載のキャリア付銅箔。
- 前記キャリアがフィルムで形成されている請求項1〜7のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記キャリアの前記中間層側表面のRzが0.5μm以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記キャリアの前記中間層側表面のRaが0.12μm以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記キャリアの前記中間層側表面のRtが1.0μm以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層及び前記キャリアの少なくとも一方の表面、又は、両方の表面に粗化処理層を有する請求項1〜11のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 極薄銅層を使用したセミアディティブ工法により、ライン/スペース=15μm/15μmより微細な回路形成が可能な請求項1〜12のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記粗化処理層が、銅、ニッケル、りん、タングステン、ヒ素、モリブデン、クロム、コバルト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又はいずれか1種以上を含む合金を含む層である請求項12に記載のキャリア付銅箔。
- 前記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12又は14に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層及び前記キャリアの少なくとも一方の表面、又は、両方の表面に、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1〜13のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層上に樹脂層を備える請求項1〜13のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記粗化処理層上に樹脂層を備える請求項12、14及び15のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 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15又は16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17〜19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17〜20のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 請求項1〜21のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔を用いて製造した銅張積層板。
- 請求項1〜21のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔を用いて製造したプリント配線板。
- 請求項23に記載のプリント配線板を用いて製造した電子機器。
- 請求項1〜21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を積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板を積層した後に、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板を形成し、
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1〜21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。 - 前記樹脂層上に回路を形成する工程が、前記樹脂層上に別のキャリア付銅箔を極薄銅層側から貼り合わせ、前記樹脂層に貼り合わせたキャリア付銅箔を用いて前記回路を形成する工程である請求項26に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記樹脂層上に貼り合わせる別のキャリア付銅箔が、請求項1〜21のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔である請求項27に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記樹脂層上に回路を形成する工程が、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行われる請求項26〜28のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記表面に回路を形成するキャリア付銅箔が、当該キャリア付銅箔のキャリアの表面に基板または樹脂層を有する請求項26〜29のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
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