JP5373453B2 - Copper foil for printed wiring boards - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプリント配線板用の銅箔に関し、特にフレキシブルプリント配線板用の銅箔に関する。 The present invention relates to a copper foil for a printed wiring board, and more particularly to a copper foil for a flexible printed wiring board.
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。 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 conductor patterns have become finer (fine pitch) and higher frequency than printed circuit boards. Response is required.
プリント配線板は銅箔に絶縁基板を接着させて銅張積層板とした後に、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には絶縁基板との接着性やエッチング性が要求される。 Generally, a printed wiring board is manufactured through a process in which an insulating substrate is bonded to a copper foil to form a copper-clad laminate, and then a conductor pattern is formed on the copper foil surface by etching. Therefore, the copper foil for printed wiring boards is required to have adhesiveness and etching properties with an insulating substrate.
絶縁基板との接着性を向上させるために粗化処理と呼ばれる銅箔表面に凹凸を形成する表面処理を施すことが一般に行われていたが、最近では、銅箔表面に錫、クロム、銅、鉄、コバルト、亜鉛、ニッケル等の金属層又は合金層を形成する方法も使用されるようになった。 In order to improve the adhesion to the insulating substrate, it has been generally performed surface treatment to form unevenness on the copper foil surface called roughening treatment, but recently, tin, chromium, copper, A method of forming a metal layer or an alloy layer of iron, cobalt, zinc, nickel or the like has come to be used.
特開2000−340911号公報には、蒸着形成によりプリント配線板用銅箔表面に金属クロム層を形成することにより基材と銅箔との接着強度が改善されることが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-340911 describes that the adhesion strength between the base material and the copper foil is improved by forming a metal chromium layer on the surface of the copper foil for printed wiring board by vapor deposition.
特開2007−207812号公報には、銅箔の表面にNi−Cr合金層を形成し、この合金層の表面に所定厚みの酸化物層を形成させることにより、銅層表面が平滑でアンカー効果が少ない状態においても樹脂基材との接着性が大幅に向上することが記載されている。そして、表面に厚み1〜100nmのNi−Cr合金層が蒸着形成され、該合金層の表面に厚み0.5〜6nmのCr酸化物層が形成され、かつ最表面の平均表面粗さRzJISが2.0μm以下である、プリント配線基板用銅箔が開示されている。 In JP 2007-207812 A, a Ni-Cr alloy layer is formed on the surface of a copper foil, and an oxide layer having a predetermined thickness is formed on the surface of the alloy layer, thereby making the surface of the copper layer smooth and anchoring effect. It is described that the adhesiveness with the resin base material is greatly improved even in a state where the amount of the resin is small. Then, a Ni—Cr alloy layer having a thickness of 1 to 100 nm is formed by vapor deposition on the surface, a Cr oxide layer having a thickness of 0.5 to 6 nm is formed on the surface of the alloy layer, and the average surface roughness RzJIS of the outermost surface is A printed circuit board copper foil having a thickness of 2.0 μm or less is disclosed.
特開2006−222185号公報には、ポリイミド系フレキシブル銅張積層板用表面処理銅箔において、(1)Ni量にして0.03〜3.0mg/dm2含有するNi層又は/及びNi合金層、(2)Cr量にして0.03〜1.0mg/dm2含有するクロメート層、(3)Cr量にして0.03〜1.0mg/dm2含有するCr層又は/Cr合金層、(4)Ni量にして0.03〜3.0mg/dm2含有するNi層又は/及びNi合金層の上に、Cr量にして0.03〜1.0mg/dm2含有するクロメート層、(5)Ni量にして0.03〜3.0mg/dm2含有するNi層又は/及びNi合金層の上にCr量にして0.03〜1.0mg/dm2含有するCr層又は/及びCr合金層を表面処理層として設けることによって、ポリイミド系樹脂層との間で高いピール強度を有し、絶縁信頼性、配線パターン形成時のエッチング特性、屈曲特性の優れたポリイミド系フレキシブル銅張積層板用銅箔が得られることが記載されている。上記のNi量やCr量から表面処理層の厚みを推定するとμmオーダーである。また、実施例では電気めっきを利用して表面処理層を設けたことが記載されている。 In JP-A-2006-222185, in a surface-treated copper foil for a polyimide-based flexible copper-clad laminate, (1) Ni layer or / and Ni alloy containing 0.03-3.0 mg / dm 2 in terms of Ni amount. (2) Chromate layer containing 0.03 to 1.0 mg / dm 2 in terms of Cr, (3) Cr layer or / Cr alloy layer containing 0.03 to 1.0 mg / dm 2 in terms of Cr (4) A chromate layer containing 0.03 to 1.0 mg / dm 2 of Cr on the Ni layer and / or Ni alloy layer containing 0.03 to 3.0 mg / dm 2 of Ni , (5) Cr layer in the Cr content on the Ni layer and / or Ni alloy layer in the Ni amount 0.03~3.0mg / dm 2 contain containing 0.03~1.0mg / dm 2 or / And by providing a Cr alloy layer as a surface treatment layer, a polyimide resin layer It is described that a copper foil for a polyimide-based flexible copper-clad laminate having a high peel strength and excellent insulation reliability, etching characteristics when forming a wiring pattern, and bending characteristics can be obtained. When the thickness of the surface treatment layer is estimated from the above-mentioned Ni amount and Cr amount, it is on the order of μm. In the examples, it is described that a surface treatment layer is provided using electroplating.
銅箔表面にNi層やNi−Cr合金層を設ける方法では、絶縁基板との接着性という基本特性において改善の余地が大きい。特許文献2には、Ni−Cr合金層を設けることで、銅箔の表面を平滑にしても樹脂基材との接着性が高くできる旨の記載があるが未だ改善の余地がある。 In the method of providing a Ni layer or a Ni—Cr alloy layer on the surface of the copper foil, there is much room for improvement in the basic characteristic of adhesion to an insulating substrate. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-228561 has a description that the Ni—Cr alloy layer is provided so that the adhesiveness to the resin base material can be improved even if the surface of the copper foil is smoothed, but there is still room for improvement.
銅箔表面にCr層を設ける方法では、比較的高い接着性が得られる。しかしながら、Cr層はエッチング性に改善の余地がある。すなわち、Cr層はNi層よりも接着性が高いが、Crはエッチング性に劣るため、導体パターン形成のためのエッチング処理を行った後に、Crが絶縁基板面に残る「エッチング残り」が生じやすい。また、耐熱性が十分でなく、高温環境下に置かれた後に絶縁基板との接着性が有意に低下するという問題もある。このため、プリント配線板のファインピッチ化が進展していく状況下では、有望な手法とは言い難い。一方、クロメート層では接着性に改善の余地がある。 In the method of providing a Cr layer on the copper foil surface, relatively high adhesion can be obtained. However, the Cr layer has room for improvement in etchability. That is, the Cr layer has higher adhesiveness than the Ni layer, but Cr is inferior in etching property, so that after the etching process for forming the conductor pattern, the “etching residue”, in which Cr remains on the insulating substrate surface, is likely to occur. . In addition, the heat resistance is not sufficient, and there is a problem that the adhesion to the insulating substrate is significantly lowered after being placed in a high temperature environment. For this reason, it is hard to say that it is a promising technique under the circumstances where fine pitch of printed wiring boards is progressing. On the other hand, the chromate layer has room for improvement in adhesion.
特許文献3に記載の、Ni量にして0.03〜3.0mg/dm2含有するNi層又は/及びNi合金層の上にCr量にして0.03〜1.0mg/dm2含有するCr層又は/及びCr合金層を表面処理層として設けるという手法は、比較的高い接着性とエッチング性が得られるが、特性の改善の余地はやはり残っている。 Described in Patent Document 3, in the amount of Cr 0.03~1.0mg / dm 2 contained over the 0.03~3.0mg / dm 2 Ni layer containing and / or Ni alloy layer in the Ni amount Although the method of providing a Cr layer or / and a Cr alloy layer as a surface treatment layer can provide relatively high adhesion and etching properties, there is still room for improvement in characteristics.
このような背景の下、本出願人は、銅箔基材表面に順にNi層及びCr層をナノメートルオーダーの極薄の厚みで均一に設けた場合には、優れた絶縁基板との密着性が得られることを見出したことに基づき、PCT/JP2008/073256(本出願時点で未公開)を先に出願した。具体的には、その請求項1に係る発明は、銅箔基材と、該銅箔基材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、(1)該被覆層は銅箔基材表面から順に積層したNi層及びCr層で構成され、(2)該被覆層にはCrが15〜210μg/dm2、Niが15〜440μg/dm2の被覆量で存在し、(3)該被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚みが0.5〜5nmであり、最小厚みが最大厚みの80%以上である、プリント配線板用銅箔である。この発明によれば、絶縁基板との接着性及びエッチング性の両方に優れたプリント配線板用銅箔が得られる。 Under such a background, the applicant has excellent adhesion to an insulating substrate when a Ni layer and a Cr layer are uniformly provided on the surface of a copper foil base material with an extremely thin thickness of nanometer order. PCT / JP2008 / 073256 (unpublished at the time of this application) was filed earlier. Specifically, the invention according to claim 1 is a copper foil for a printed wiring board comprising a copper foil base material and a coating layer covering at least a part of the surface of the copper foil base material, 1) The coating layer is composed of a Ni layer and a Cr layer laminated in order from the surface of the copper foil substrate. (2) The coating layer has Cr of 15 to 210 μg / dm 2 and Ni of 15 to 440 μg / dm 2 . (3) Copper for printed wiring boards having a maximum thickness of 0.5 to 5 nm and a minimum thickness of 80% or more of the maximum thickness when the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope It is a foil. According to this invention, the copper foil for printed wiring boards excellent in both the adhesiveness with the insulating substrate and the etching property can be obtained.
しかしながら、銅箔基材上に上記のようなNi層及びCr層の薄い被覆層を設けても、銅箔基材によっては充分な接着力を得られない場合があることが判明した。そこで、本発明は上記先願発明の改良発明を提供することを課題とし、より具体的には、絶縁基板との接着性が改善されたプリント配線板用銅箔及びその製造方法を提供することを課題とする。 However, it has been found that even if a thin coating layer such as the Ni layer and the Cr layer as described above is provided on the copper foil base material, sufficient adhesive strength may not be obtained depending on the copper foil base material. Accordingly, the present invention aims to provide an improved invention of the above prior invention, more specifically, to provide a copper foil for a printed wiring board with improved adhesion to an insulating substrate and a method for producing the same. Is an issue.
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討したところ、被覆層を設ける前の銅箔の表面状態が絶縁基板との接着性に有意な影響を与えることを見出した。すなわち、銅箔表面に発生したオイルピットが被覆層の厚みの均一性を損ない、絶縁基板との接着性を低下させる原因となることが分かった。オイルピットとは、圧延ロールと金属板の間に供給される圧延油が、圧延時に作用する力により、金属板に押し込まれてできる数μm〜数十μmの深さの微細な凹みである。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventor has found that the surface state of the copper foil before providing the coating layer has a significant effect on the adhesion to the insulating substrate. That is, it has been found that oil pits generated on the surface of the copper foil impair the uniformity of the thickness of the coating layer and cause a decrease in adhesion to the insulating substrate. The oil pit is a fine dent having a depth of several μm to several tens of μm that is formed when the rolling oil supplied between the rolling roll and the metal plate is pushed into the metal plate by a force acting during rolling.
エッチングは板厚方向だけではなく回路幅方向にも起こるので、銅箔の厚みが厚いほど、エッチングで形成された回路断面は台形のすそが長くなる。したがって微細配線化には、銅箔の厚みは薄くする必要があるが、オイルピットは、銅箔が薄くなるにつれて生じやすくなる。銅箔の塑性変形はすべり変形かせん断帯変形であるが、銅箔が薄くなるにつれてせん断帯変形が支配的になり、その結果として銅箔には深いオイルピットが形成されやすくなるのである。 Since etching occurs not only in the plate thickness direction but also in the circuit width direction, the thicker the copper foil, the longer the trapezoidal skirt of the circuit cross section formed by etching. Therefore, to make fine wiring, it is necessary to reduce the thickness of the copper foil, but oil pits are likely to occur as the copper foil becomes thinner. The plastic deformation of the copper foil is slip deformation or shear band deformation, but as the copper foil becomes thinner, the shear band deformation becomes dominant, and as a result, deep oil pits are easily formed in the copper foil.
本発明者は、上記の発見に基づき更に検討を続けたところ、オイルピットを完全に無くすことは実際上困難であるが、オイルピットが全体的に小さく、オイルピットの深さに対するオイルピットの幅が大きい場合であれば、銅箔上に積層する被覆層の均一性が得られやすいことを見出した。具体的には、銅箔を圧延方向に平行な断面から観察した場合のオイルピット深さdの平均値をE(d)、オイルピット幅lの平均値をE(l)としたとき、E(d)≦1.5μm、E(l)/E(d)≧2.0を満足すると、均一厚みの被覆層が得られやすいことを見出した。 The present inventor continued further investigation based on the above findings, and it is practically difficult to completely eliminate the oil pit. However, the oil pit is small overall, and the width of the oil pit relative to the depth of the oil pit. It has been found that if the thickness is large, the uniformity of the coating layer laminated on the copper foil can be easily obtained. Specifically, when the average value of the oil pit depth d when the copper foil is observed from a cross section parallel to the rolling direction is E (d) and the average value of the oil pit width l is E (l), E It was found that when (d) ≦ 1.5 μm and E (l) / E (d) ≧ 2.0 were satisfied, a coating layer having a uniform thickness was easily obtained.
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、該銅箔基材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、
該銅箔基材は、圧延方向に平行な断面から観察した場合の、オイルピット深さdの平均値をE(d)、オイルピット幅lの平均値をE(l)としたとき、E(l)/E(d)≧2.0、E(d)≦1.5μmであり、
該被覆層は銅箔基材表面から順に積層したNi層及びCr層で構成され、
該被覆層にはCrが15〜210μg/dm2、Niが15〜440μg/dm2の被覆量で存在し、
該被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚みが0.5〜5nmであり、最小厚みが最大厚みの80%以上である、
プリント配線板用銅箔である。
The present invention completed on the basis of the above knowledge, 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 the surface of the copper foil substrate,
When the copper foil base material is observed from a cross section parallel to the rolling direction, the average value of the oil pit depth d is E (d) and the average value of the oil pit width l is E (l). (L) / E (d) ≧ 2.0, E (d) ≦ 1.5 μm,
The coating layer is composed of a Ni layer and a Cr layer laminated in order from the copper foil base material surface,
In the coating layer, Cr is present in a coverage of 15 to 210 μg / dm 2 , Ni is 15 to 440 μg / dm 2 ,
When the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 to 5 nm, and the minimum thickness is 80% or more of the maximum thickness.
It is a copper foil for printed wiring boards.
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、E(l)/E(d)≧5.0である。 In one embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, E (l) / E (d) ≧ 5.0.
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、E(l)/E(d)≧10.0である。 In another embodiment of the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, E (l) / E (d) ≧ 10.0.
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、ポリイミドワニスを乾燥体で25μmになるよう被覆層上に塗布し、空気下乾燥機で130℃30分でイミド化する工程と、更に窒素流量を10L/minに設定した高温加熱炉において350℃30分でイミド化する工程とを経てポリイミドフィルムを被覆層上に接着し、次いで、温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置してからポリイミドフィルムを180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に従って被覆層から剥離した後の被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚みが0.5〜5nmであり、最小厚みが最大厚みの70%以上である。 In yet another embodiment of the copper foil for printed wiring board according to the present invention, a polyimide varnish is applied on the coating layer so as to have a dry body of 25 μm, and imidized in an air dryer at 130 ° C. for 30 minutes. The polyimide film is adhered onto the coating layer through the steps and the step of imidizing at 350 ° C. for 30 minutes in a high-temperature heating furnace set at a nitrogen flow rate of 10 L / min, and then at a temperature of 150 ° C. under an air atmosphere When the cross section of the coating layer after detaching from the coating layer according to the 180 ° peeling method (JIS C 6471 8.1) after standing in the environment for 168 hours is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5. The minimum thickness is 70% or more of the maximum thickness.
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表面の少なくとも一部を厚さ0.2〜5.0nmのNi層及び厚さ0.2〜3.0nmのCr層で順に被覆することを含み、該銅箔基材は、圧延方向に平行な断面から観察した場合のオイルピット深さの平均値をE(d)、オイルピット幅の平均値をE(l)としたとき、E(l)/E(d)≧2.0、E(d)≦1.5μmである、プリント配線板用銅箔の製造方法である。 In another aspect of the present invention, at least a part of the surface of the copper foil substrate is sequentially coated with a Ni layer having a thickness of 0.2 to 5.0 nm and a Cr layer having a thickness of 0.2 to 3.0 nm by sputtering. The copper foil base material has an oil pit depth average value E (d) and an oil pit width average value E (l) when observed from a cross section parallel to the rolling direction. , E (l) / E (d) ≧ 2.0 and E (d) ≦ 1.5 μm.
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅箔を備えた銅張積層板である。 In still another aspect, the present invention is a copper clad laminate including the copper foil according to the present invention.
本発明に係る銅張積層板の一実施形態においては、銅箔がポリイミドに接着している構造を有する。 In one embodiment of the copper clad laminate according to the present invention, the copper foil has a structure bonded to polyimide.
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅張積層板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 copper clad laminate according to the present invention.
本発明によれば、絶縁基板との接着性が改善されたプリント配線板用銅箔を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the copper foil for printed wiring boards with improved adhesiveness with an insulated substrate can be provided.
1.銅箔基材
本発明で用いる銅箔基材は圧延銅箔とする。オイルピットは圧延銅箔特有の問題だからである。一般的に、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。
1. Copper foil base material copper foil base material used in the present invention is a rolled copper foil. This is because the oil pit is a problem peculiar to rolled copper foil. Generally, a rolled copper foil is manufactured by repeating plastic working and heat treatment with a rolling roll. Rolled copper foil is often used for applications that require flexibility.
In addition to high-purity copper such as tough pitch copper and oxygen-free copper, which are usually used as conductor patterns for printed wiring boards, for example, Sn-containing copper, Ag-containing copper, Cr, Zr or Mg are added as the copper foil base material. It is also possible to use a copper alloy such as a copper alloy, a Corson copper alloy to which Ni, Si and the like 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10〜20μm程度である。しかしながら、オイルピットが問題となりやすいのは、銅箔の厚さが30μm以下、より典型的には20μm以下のときであるから、本発明では20μm以下、より典型的には12μmの厚さの銅箔基材を特に対象としている。 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 10 to 20 μm. However, oil pits are likely to be a problem when the thickness of the copper foil is 30 μm or less, more typically 20 μm or less, and in the present invention, copper having a thickness of 20 μm or less, more typically 12 μm. Of particular interest are foil substrates.
本発明で使用する銅箔基材はオイルピットが小さく制御されている。具体的には、圧延方向に平行な断面から観察した場合の、オイルピット深さdの平均値をE(d)、オイルピット幅lの平均値をE(l)としたとき、E(l)/E(d)≧2.0、E(d)≦1.5μmである。このようにオイルピットが制御された表面形状を有する銅箔基材であれば、被覆層を表面に形成する際に平滑性が得られやすく、樹脂基板との優れた接着性を得ることができる。 The copper foil base material used in the present invention is controlled to have a small oil pit. Specifically, when the average value of the oil pit depth d is E (d) and the average value of the oil pit width l is E (l) when observed from a cross section parallel to the rolling direction, E (l ) / E (d) ≧ 2.0 and E (d) ≦ 1.5 μm. If the copper foil base material has a surface shape with controlled oil pits, smoothness is easily obtained when the coating layer is formed on the surface, and excellent adhesion to the resin substrate can be obtained. .
オイルピットが深くなると、銅箔の厚みが不均一となって均一な厚みの被覆層が得られにくく、皮膜が薄いところで絶縁基板との密着性が低下し、回路の信頼性が低下することになる。また、深いオイルピットがあると、その部分では回路の強度自体が低くなるので、回路に外部から応力が加えられた時に、回路が基板から容易に引き剥がされる要因となる。具体的には、オイルピット深さの平均値E(d)が1.5μmを超えるとこれらの傾向が強くなる。したがってオイルピットの深さの平均値E(d)は1.5μm以下であり、好ましくは1.0μm以下であり、より好ましくは0.5μm以下であり、典型的には0.2〜1.5μmである。 If the oil pits become deeper, the thickness of the copper foil becomes non-uniform and it becomes difficult to obtain a coating layer with a uniform thickness, and the adhesiveness with the insulating substrate is reduced where the film is thin, resulting in reduced circuit reliability. Become. In addition, if there is a deep oil pit, the strength of the circuit itself is low at that portion, and this causes the circuit to be easily peeled from the substrate when stress is applied to the circuit from the outside. Specifically, if the average value E (d) of the oil pit depth exceeds 1.5 μm, these tendencies become strong. Accordingly, the average value of the oil pit depth E (d) is 1.5 μm or less, preferably 1.0 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and typically 0.2 to 1.m. 5 μm.
ただし、オイルピットの深さが上記条件を満たしていたとしても、オイルピット深さの平均値に対するオイルピット幅の平均値の比E(l)/E(d)(以下、「アスペクト比」という。)が小さいと、オイルピット内部が被覆されにくく、被覆層の均一化に悪影響を与えやすい。逆に言えば、オイルピットが多少深くてもオイルピットの幅が大きければ被覆層の均一性に大きな不都合はない。具体的には、E(l)/E(d)≧2.0とするべきであり、E(l)/E(d)≧5.0とするのが好ましく、E(l)/E(d)≧10.0とするのがより好ましく、E(l)/E(d)≧20.0とするのが更により好ましく、典型的には1.0≦E(l)/E(d)≦50.0である。 However, even if the depth of the oil pit satisfies the above condition, the ratio of the average value of the oil pit width to the average value of the oil pit depth E (l) / E (d) (hereinafter referred to as “aspect ratio”) When the.) Is small, the inside of the oil pit is difficult to be coated, and the coating layer is likely to be adversely affected. In other words, even if the oil pits are somewhat deep, if the width of the oil pits is large, there will be no major disadvantage in the uniformity of the coating layer. Specifically, E (l) / E (d) ≧ 2.0, preferably E (l) / E (d) ≧ 5.0, and E (l) / E ( d) ≧ 10.0 is more preferred, E (l) / E (d) ≧ 20.0 is even more preferred, typically 1.0 ≦ E (l) / E (d ) ≦ 50.0.
本発明の典型的な実施形態においては、オイルピット幅の平均値E(l)は、1.0〜10.0μmである。オイルピット幅の平均値E(l)を小さくしていくと、アスペクト比が小さくなりやすいので、E(l)は5.0〜10.0μmであるのがより典型的である。 In a typical embodiment of the present invention, the average value of oil pit width E (l) is 1.0 to 10.0 μm. As the average value E (l) of the oil pit width is decreased, the aspect ratio tends to decrease. Therefore, E (l) is more typically 5.0 to 10.0 μm.
本発明では、オイルピット深さdの平均値E(d)及びオイルピット幅lの平均値E(l)は、以下のようにして求める。3次元粗さ解析装置(3D−SEM)を使用し、1000倍のSEM像を撮影する。このときのSEM像のサンプルを図3に示す。圧延方向の線分(90μm)を任意に1本選択し、これから距離が20μm離れた両隣の2本の線分(90μm)を加えた合計3本についてオイルピットが深いもの4つのdとlを算出する。図4は、3D−SEMで得られた上記線分の一つについての粗さのプロファイルの例である。lはオイルピットを表すV字の両端を結ぶ線分の長さであり、dはV字の頂点から深さ方向に下ろした直線についてのV字の両端を結ぶ線分との交点までの長さである。これを5視野(1000倍)繰り返して、d及びlの算術平均E(d)及びE(l)を算出する。これにより、アスペクト比も求まる。 In the present invention, the average value E (d) of the oil pit depth d and the average value E (l) of the oil pit width l are obtained as follows. Using a three-dimensional roughness analyzer (3D-SEM), a 1000 times SEM image is taken. A sample SEM image at this time is shown in FIG. Select one line in the rolling direction (90 μm) arbitrarily, and add the two adjacent line segments (90 μm) away from each other by 20 μm. calculate. FIG. 4 is an example of a roughness profile for one of the line segments obtained by 3D-SEM. l is the length of the line segment that connects both ends of the V-shape representing the oil pit, and d is the length from the vertex of the V-shape to the intersection with the line segment that connects both ends of the V-shape with respect to the straight line. That's it. This is repeated 5 times (1000 times), and the arithmetic averages E (d) and E (l) of d and l are calculated. Thereby, the aspect ratio is also obtained.
本発明に使用する銅箔基材には粗化処理をしないのが好ましい。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った。しかしながら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からである。また、粗化処理工程が省略されるので、経済性・生産性向上の効果もある。従って、本発明で使用される箔は、特別に粗化処理をしない箔である。 The copper foil substrate used in the present invention is preferably not roughened. Conventionally, the surface roughening treatment is performed by applying irregularities of the order of μm on the surface by special plating, and the adhesion to the resin is given by the physical anchor effect. On the other hand, fine pitch and high frequency electrical characteristics are considered to be smooth foils, and roughened foils work in a disadvantageous direction. Further, since the roughening process is omitted, there is an effect of improving economy and productivity. Therefore, the foil used in the present invention is a foil that is not specially roughened.
2.被覆層
銅箔基材の表面の少なくとも一部はNi層及びCr層で順に被覆される。Ni層及びCr層は被覆層を構成する。被覆する箇所には特に制限は無いが、絶縁基板との接着が予定される箇所とするのが一般的である。被覆層の存在によって絶縁基板との接着性が向上する。一般に、銅箔と絶縁基板の間の接着力は高温環境下に置かれると低下する傾向にあるが、これは銅が表面に熱拡散し、絶縁基板と反応することにより引き起こされると考えられる。本発明では、予め銅の拡散防止に優れるNi層を銅箔基材の上に設けたことで、銅の熱拡散が防止できる。また、Ni層よりも絶縁基板との接着性に優れたCr層をNi層の上に設けることで更に絶縁基板との接着性を向上することができる。Cr層の厚さはNi層の存在のおかげで薄くできるので、エッチング性への悪影響を軽減することができる。なお、本発明でいう接着性とは常態での接着性の他、高温下に置かれた後の接着性(耐熱性)及び高湿度下に置かれた後の接着性(耐湿性)のことも指す。
2. At least a part of the surface of the coating layer copper foil base material is sequentially coated with a Ni layer and a Cr layer. The Ni layer and the Cr layer constitute a coating layer. Although there is no restriction | limiting in particular in the location to coat | cover, Generally it is set as the location where adhesion | attachment with an insulated substrate is planned. Adhesion with the insulating substrate is improved by the presence of the coating layer. In general, the adhesive force between a copper foil and an insulating substrate tends to decrease when placed in a high temperature environment, which is considered to be caused by thermal diffusion of copper to the surface and reaction with the insulating substrate. In this invention, the thermal diffusion of copper can be prevented by previously providing the Ni layer excellent in copper diffusion prevention on the copper foil base material. Further, by providing a Cr layer on the Ni layer that has better adhesion to the insulating substrate than the Ni layer, the adhesion to the insulating substrate can be further improved. Since the thickness of the Cr layer can be reduced by virtue of the presence of the Ni layer, the adverse effect on the etching property can be reduced. In addition, the adhesiveness as used in the present invention refers to adhesiveness after being placed under high temperature (heat resistance) and adhesiveness after being placed under high humidity (humidity resistance) in addition to normal adhesiveness. Also refers to.
本発明に係るプリント配線板用銅箔においては、被覆層は極薄で厚さが均一である。このような構成にしたことで絶縁基板との接着性が向上した理由は明らかではないが、Ni被覆の上に最表面として樹脂との接着性に非常に優れているCr単層被膜を形成したことで、イミド化時の高温熱履歴後(約350℃にて数時間程度)も高接着性を有する単層被膜構造を保持しているためと推測される。また、被覆層を極薄にするとともにNiとCrの二層構造としてCrの使用量を減らしたことにより、エッチング性が向上したと考えられる。 In the copper foil for printed wiring boards according to the present invention, the coating layer is extremely thin and has a uniform thickness. The reason why the adhesiveness with the insulating substrate has been improved by such a configuration is not clear, but a Cr single layer film having excellent adhesiveness with the resin as the outermost surface was formed on the Ni coating. Thus, it is presumed that the single-layer coating structure having high adhesiveness is maintained even after the high temperature thermal history during imidization (about several hours at about 350 ° C.). Further, it is considered that the etching property is improved by making the coating layer extremely thin and reducing the amount of Cr used as a two-layer structure of Ni and Cr.
具体的には、本発明に係る被覆層は以下の構成を有する。 Specifically, the coating layer according to the present invention has the following configuration.
(1)Cr、Ni被覆層の同定
本発明においては、銅箔素材の表面の少なくとも一部はNi層及びCr層の順に被覆される。これら被覆層の同定は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Ni層及びCr層を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。図1は銅箔基材にNi層及びCr層をそれぞれ1nmの厚みでスパッタリングしたときのXPSによるデプスプロファイルの例である。
(1) Identification of Cr, Ni coating layer In the present invention, at least a part of the surface of the copper foil material is coated in the order of the Ni layer and the Cr layer. These coating layers can be identified by sputtering argon from the surface layer with a surface analyzer such as XPS or AES, performing chemical analysis in the depth direction, and identifying the Ni layer and the Cr layer by the presence of each detection peak. Moreover, the order of covering from the position of each detection peak can be confirmed. FIG. 1 is an example of a depth profile by XPS when a Ni layer and a Cr layer are each sputtered to a copper foil base with a thickness of 1 nm.
(2)付着量
一方、これらNi層及びCr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、本願発明においては、Ni層及びCr層の厚さは特許文献3と同様に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。本発明に係る被覆層にはCrが15〜210μg/dm2、Niが15〜440μg/dm2の被覆量で存在する。Crが15μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Crが210μg/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が15μg/dm2未満だと十分なピール強度が得られず、Niが440μg/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。Crの被覆量は好ましくは18〜150μg/dm2、より好ましくは30〜100μg/dm2であり、Niの被覆量は好ましくは20〜195μg/dm2、より好ましくは40〜180μg/dm2、典型的には40〜100μg/dm2である。
(2) Adhering amount On the other hand, since these Ni layer and Cr layer are very thin, it is difficult to evaluate the thickness accurately with XPS and AES. Therefore, in the present invention, the thicknesses of the Ni layer and the Cr layer are evaluated by the weight of the coated metal per unit area as in Patent Document 3. In the coating layer according to the present invention, Cr is present in a coating amount of 15 to 210 μg / dm 2 and Ni is 15 to 440 μg / dm 2 . When Cr is less than 15 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Cr exceeds 210 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly lowered. When Ni is less than 15 μg / dm 2 , sufficient peel strength cannot be obtained, and when Ni exceeds 440 μg / dm 2 , the etching property tends to be significantly reduced. The coverage of Cr is preferably 18 to 150 μg / dm 2 , more preferably 30 to 100 μg / dm 2 , and the coverage of Ni is preferably 20 to 195 μg / dm 2 , more preferably 40 to 180 μg / dm 2 , Typically 40 to 100 μg / dm 2 .
(3)透過型電子顕微鏡(TEM)による観察
本発明に係る被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察したとき、最大厚さは0.5nm〜5nm、好ましくは1〜4nmであり、最小厚さが最大厚さの80%以上、好ましくは85%以上で、非常にばらつきの少ない被覆層である。被覆層厚さが0.5nm未満だと耐熱試験、耐湿試験において、ピール強度の劣化が大きく、厚さが5nmを超えると、エッチング性が低下しやすい。厚さの最小値が最大値の80%以上である場合、この被覆層の厚さは、非常に安定しており、耐熱試験後も殆ど変化がない。TEMによる観察では被覆層中のNi層及びCr層の明確な境界は見出しにくく、単層のように見える(図2参照)。本発明者の検討結果によればTEM観察で見出される被覆層はCrを主体とする層と考えられ、Ni層はその銅箔基材側に存在するとも考えられる。そこで、本発明においては、TEM観察した場合の被覆層の厚さは単層のように見える被覆層の厚さと定義する。観察箇所によっては被覆層の境界が不明瞭なところも存在し得るが、そのような箇所は厚みの測定箇所から除外する。本発明の構成により、Cuの拡散が抑制されるため、安定した厚さを有すると考えられる。本発明の銅箔は、ポリイミドフィルムと接着し、耐熱試験(温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置)を経た後に樹脂を剥離した後においても、被覆層の厚さは殆ど変化なく、最大厚さが0.5〜5.0nmであり、最小厚さにおいても最大厚さの70%以上、好ましくは80%維持されることが可能である。
(3) Observation by transmission electron microscope (TEM) When the cross section of the coating layer according to the present invention is observed by a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 nm to 5 nm, preferably 1 to 4 nm, and the minimum thickness. The coating layer has a thickness of 80% or more of the maximum thickness, preferably 85% or more, and very little variation. When the coating layer thickness is less than 0.5 nm, the peel strength is greatly deteriorated in the heat resistance test and the moisture resistance test, and when the thickness exceeds 5 nm, the etching property tends to be lowered. When the minimum value of the thickness is 80% or more of the maximum value, the thickness of the coating layer is very stable and hardly changes after the heat test. Observation by TEM makes it difficult to find a clear boundary between the Ni layer and the Cr layer in the coating layer, and it looks like a single layer (see FIG. 2). According to the examination result of the present inventors, the coating layer found by TEM observation is considered to be a layer mainly composed of Cr, and the Ni layer is considered to exist on the copper foil base material side. Therefore, in the present invention, the thickness of the coating layer when observed by TEM is defined as the thickness of the coating layer that looks like a single layer. Although the boundary of the coating layer may be unclear depending on the observation location, such a location is excluded from the thickness measurement location. Since the structure of the present invention suppresses the diffusion of Cu, it is considered to have a stable thickness. The copper foil of the present invention adheres to the polyimide film, and even after the resin is peeled off after undergoing a heat resistance test (standing at 168 hours in a high temperature environment at 150 ° C. in an air atmosphere), the thickness of the coating layer is almost the same. Without change, the maximum thickness is 0.5 to 5.0 nm, and even at the minimum thickness, 70% or more, preferably 80% of the maximum thickness can be maintained.
3.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、スパッタリング法によって銅箔基材表面の少なくとも一部を、厚さ0.2〜5.0nm、好ましくは0.25〜2.5nm、より好ましくは0.5〜2.0nmのNi層及び厚さ0.2〜3.0nm、好ましくは0.25〜2.0nm、より好ましくは0.5〜1.5nmのCr層で順に被覆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、耐熱・耐湿試験後にピール強度が低下しやすい。
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、1μm(1000nm)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。
3. Manufacturing method of copper foil which concerns on this invention The copper foil for printed wiring boards which concerns on this invention can be formed by sputtering method. That is, at least a part of the surface of the copper foil base material is formed by sputtering, with a thickness of 0.2 to 5.0 nm, preferably 0.25 to 2.5 nm, more preferably 0.5 to 2.0 nm. It can be produced by sequentially coating with a Cr layer having a thickness of 0.2 to 3.0 nm, preferably 0.25 to 2.0 nm, more preferably 0.5 to 1.5 nm. When such an extremely thin film is laminated by electroplating, the thickness varies, and the peel strength tends to decrease after the heat and humidity resistance test.
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 1 μm (1000 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.
先述したように、圧延材の塑性変形は、厚みが大きい領域では結晶粒界が滑るすべり変形が主体であるが、厚みが小さくなるとせん断帯変形が支配的になる。銅箔ではせん断帯変形が表面近傍で起こると、オイルピットの形になって現れる。オイルピットの発生は、圧延油の粘度を低くする、通板速度を遅くする、冷間圧延の総圧下率を大きくする、のいずれかもしくは組み合わせることで抑制可能である。例えば、圧延油粘度は8.0cSt以下、好ましくは7.0cSt以下とし、通板速度は800m/min以下、好ましくは600m/min以下とし、冷間圧延の総圧下率85%以上、好ましくは90%以上とする。 As described above, the plastic deformation of the rolled material is mainly the slip deformation in which the crystal grain boundary slides in the region where the thickness is large, but the shear band deformation becomes dominant as the thickness decreases. In copper foil, when shear band deformation occurs near the surface, it appears in the form of oil pits. The occurrence of oil pits can be suppressed by any one or a combination of lowering the viscosity of the rolling oil, lowering the sheet passing speed, and increasing the total rolling reduction of cold rolling. For example, the rolling oil viscosity is 8.0 cSt or less, preferably 7.0 cSt or less, the sheet passing speed is 800 m / min or less, preferably 600 m / min or less, and the total rolling reduction of cold rolling is 85% or more, preferably 90 % Or more.
更に、本発明が規定する表面を形成する上では、圧延材にかかる張力を大きくすることが重要である。これにより、通常であればせん断帯変形が支配的になる加工領域でも、すべり変形を誘発し、オイルピットの発生を制御することができ、オイルピットは浅くなる。つまり、オイルピットのアスペクト比は高くなる。具体的には、最終2パスの前方、後方張力のいずれかを100N/mm2以上、好ましくは120N/mm2以上とするのがよい。銅箔の形状を制御するために前方、後方いずれかの張力が100N/mm2を下回っても良い。 Furthermore, in forming the surface defined by the present invention, it is important to increase the tension applied to the rolled material. As a result, even in a processing region where shear band deformation is dominant in normal cases, slip deformation can be induced to control the generation of oil pits, and the oil pits become shallow. That is, the aspect ratio of the oil pit is increased. Specifically, either the front or rear tension of the final two passes is 100 N / mm 2 or more, preferably 120 N / mm 2 or more. In order to control the shape of the copper foil, either the front or rear tension may be less than 100 N / mm 2 .
4.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。
4). Production of Printed Wiring Board A printed wiring board (PWB) can be produced 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、銅箔と絶縁基板を貼り合わせて銅張積層板を製造する。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 copper-clad laminate is manufactured by bonding a copper foil and an insulating substrate. 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銅張積層板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 the production of a copper clad laminate by a casting method.
本発明に係る銅張積層板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。 The copper-clad 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, single-sided PWB, double-sided PWB, multilayer It can be applied to PWB (3 layers or more), and can be applied to rigid PWB, flexible PWB (FPC), and rigid flex PWB from the viewpoint of the type of insulating substrate material.
銅張積層板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ればよく、例えばエッチングレジストを銅張積層板の銅箔面に導体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導体パターンを形成し、次いでエッチングレジストを剥離・除去して導体パターンを露出することができる。 The process for producing a printed wiring board from a copper clad laminate may be performed by a method well known to those skilled in the art. For example, an etching resist is applied only to a necessary portion as a conductor pattern on the copper foil surface of the copper clad laminate, and an etching solution By spraying on the copper foil surface, the unnecessary copper foil can be removed to form a conductor pattern, and then the etching resist can be peeled and removed to expose the conductor 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(Ni層:2.0nm、Cr層:2.0nmのスパッタリング)
タフピッチ銅のインゴットを鋳造し、これを850℃で均質化焼鈍した後、熱間圧延を施した。さらに面削して冷間圧延を行い、各銅箔試料を作製した。各製造条件は表1に記載した。圧延ワークロールの粗さRaは0.1μm、直径は125mmであった。E(l)及びE(d)の測定は、株式会社エリオニクス製3次元粗さ解析装置ERA−8000を使用して行った。表1中、「通板時前方張力」及び「通板時後方張力」は、冷間圧延の最終2パスの平均値である。
Example 1 (Ni layer: 2.0 nm, Cr layer: 2.0 nm sputtering)
A tough pitch copper ingot was cast, homogenized and annealed at 850 ° C., and then hot-rolled. Further, it was face-cut and cold-rolled to prepare each copper foil sample. Each manufacturing condition is shown in Table 1. The rolled work roll had a roughness Ra of 0.1 μm and a diameter of 125 mm. Measurement of E (l) and E (d) was performed using a 3D roughness analyzer ERA-8000 manufactured by Elionix Corporation. In Table 1, “forward tension during sheeting” and “backward tension during sheeting” are average values of the final two passes of cold rolling.
これらの銅箔の片面に対して、以下の条件であらかじめ銅箔基材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層(2.0nm)及びCr層(2.0nm)を順に成膜した。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層用=Ni(純度3N)
Cr層用=Cr(純度3N)
・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。(Ni:2.73nm/min、Cr:2.82nm/min)
On one side of these copper foils, the thin oxide film adhering to the copper foil substrate surface in advance under the following conditions was removed by reverse sputtering, and the Ni layer (2.0 nm) and Cr layer (2.0 nm) were removed. Films were formed in order. 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:
For Ni layer = Ni (purity 3N)
For Cr layer = Cr (purity 3N)
・ Sputtering power: 50W
Film formation rate: About 2 μm of film was formed for each target for a certain time, the thickness was measured with a three-dimensional measuring device, and the sputtering rate per unit time was calculated. (Ni: 2.73 nm / min, Cr: 2.82 nm / min)
被覆層を設けた銅箔に対して、以下の手順により、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130℃30分でイミド化。
(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。
A polyimide film was bonded to the copper foil provided with the coating layer 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) was imidized at 130 ° C. for 30 minutes with 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.
<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。
<TEMによる測定>
被覆層をTEMによって観察したときのTEMの測定条件を以下に示す。表中に示した厚みは観察視野中に写っている被覆層全体の厚みを1視野について50nm間の厚みの最大値、最小値を測定し、任意に選択した3視野の最大値と最小値を求め、最大値、及び最大値に対する最小値の割合を百分率で求めた。また、表中、「耐熱試験後」のTEM観察結果とは、試験片の被覆層上に上記手順によりポリイミドフィルムを接着させた後、試験片を下記の高温環境下に置き、得られた試験片からポリイミドフィルムを180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に従って剥離した後のTEM像を観察した結果である。
・装置:TEM(日立製作所社、型式H9000NAR)
・加速電圧:300kV
・倍率:300000倍
・観察視野:60nm×60nm
<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).
<Measurement by TEM>
The measurement conditions of TEM when the coating layer is observed by TEM are shown below. The thickness shown in the table is the thickness of the entire coating layer reflected in the observation visual field, and the maximum and minimum values of the thickness between 50 nm are measured for one visual field. The maximum value and the ratio of the minimum value to the maximum value were determined as percentages. Also, in the table, the TEM observation result after “heat resistance test” means that after the polyimide film is adhered on the coating layer of the test piece by the above procedure, the test piece is placed in the following high-temperature environment and obtained. It is the result of having observed the TEM image after peeling a polyimide film from the piece according to the 180 degree peeling method (JIS C6471 8.1).
-Equipment: TEM (Hitachi, Ltd., model H9000NAR)
・ Acceleration voltage: 300 kV
-Magnification: 300,000 times-Observation field: 60 nm x 60 nm
<接着性評価>
上記のようにしてポリイミドを積層した銅箔について、ピール強度を積層直後(常態)、温度150℃で空気雰囲気下の高温環境下に168時間放置した後(耐熱性)、及び温度40℃相対湿度95%空気雰囲気下の高湿環境下に96時間放置した後(耐湿性)の三つの条件で測定した。ピール強度は180°剥離法(JIS C 6471 8.1)に準拠して測定した。
<Adhesion evaluation>
For the copper foil laminated with polyimide as described above, the peel strength was immediately after lamination (normal state), after being left in a high temperature environment at 150 ° C. in an air atmosphere (heat resistance), and at a temperature of 40 ° C. relative humidity. The measurement was performed under three conditions after being left in a high humidity environment of 95% air atmosphere for 96 hours (moisture resistance). The peel strength was measured according to the 180 ° peeling method (JIS C 6471 8.1).
<エッチング性評価>
上記のようにしてポリイミドを積層した銅箔について、所定のレジストを用いてラインアンドスペース20μm/20μmの回路パターンを形成し、次にエッチング液(アンモニア水、塩化第二銅2水和物、温度40℃)を用いてエッチング処理した。処理後の回路間の樹脂表面をEPMAで測定し、残留しているCr及びNiを分析し、以下の基準で評価した。
×:回路間全面にCr又はNiが観察された
△:回路間に部分的にCr又はNiが観察された
〇:回路間にCr又はNiが観察されなかった
<Etching evaluation>
For the copper foil laminated with polyimide as described above, a circuit pattern of line and space 20 μm / 20 μm is formed using a predetermined resist, and then an etching solution (ammonia water, cupric chloride dihydrate, temperature (40 ° C.). The resin surface between the treated circuits was measured with EPMA, the remaining Cr and Ni were analyzed, and evaluated according to the following criteria.
×: Cr or Ni was observed on the entire surface between the circuits Δ: Cr or Ni was partially observed between the circuits ○: Cr or Ni was not observed between the circuits
測定結果を表2に示す。
例2(Ni層及びCr層を変化させたときの影響)
Ni層及びCr層の厚みを表3に記載のように変化させた他は実施例9と同一の条件で各銅箔試料を製造した。測定結果を表3に示す。
Each copper foil sample was manufactured under the same conditions as in Example 9 except that the thicknesses of the Ni layer and the Cr layer were changed as shown in Table 3. Table 3 shows the measurement results.
例3(従来の被覆層)
被覆層を以下の条件で設けた他は実施例1と同一の条件で各銅箔試料を製造した。
Example 3 (conventional coating layer)
Each copper foil sample was manufactured on the same conditions as Example 1 except having provided the coating layer on the following conditions.
<比較例14:Ni−Cr合金層>
スパッタリングターゲットとして、Ni:80質量%、Cr20質量%のNi−Cr合金を使用し、4.0nmの厚みの被覆層を形成した。
<Comparative example 14: Ni-Cr alloy layer>
A Ni—Cr alloy of Ni: 80 mass% and Cr 20 mass% was used as a sputtering target, and a coating layer having a thickness of 4.0 nm was formed.
<比較例15:Ni層2.0nm、Cr層2.0nmの電気めっき>
以下の条件でNi電気めっき及びCr電気めっき処理を順に施した。この比較例は特開2006−222185号公報に教示された方法と比較するためのものである。
(1)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℃
(2)Crめっき
・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℃
<Comparative Example 15: Electroplating of Ni layer 2.0 nm and Cr layer 2.0 nm>
Ni electroplating and Cr electroplating were performed in order under the following conditions. This comparative example is for comparison with the method taught in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-222185.
(1) 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 ℃
(2) Cr plating / 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 ℃
測定結果を表4に示す。
1 被覆層厚さ 1 Coating layer thickness
Claims (9)
該銅箔基材は、圧延方向に平行な断面から観察した場合の、オイルピット深さdの平均値をE(d)、オイルピット幅lの平均値をE(l)としたとき、E(l)/E(d)≧2.0、E(d)≦1.5μmであり、
該被覆層は銅箔基材表面から順に積層したNi層及びCr層で構成され、
該被覆層にはCrが15〜210μg/dm2、Niが15〜440μg/dm2の被覆量で存在し、
該被覆層の断面を透過型電子顕微鏡によって観察すると最大厚みが0.5〜5nmであり、最小厚みが最大厚みの80%以上である、
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 the surface of the copper foil substrate,
When the copper foil base material is observed from a cross section parallel to the rolling direction, the average value of the oil pit depth d is E (d) and the average value of the oil pit width l is E (l). (L) / E (d) ≧ 2.0, E (d) ≦ 1.5 μm,
The coating layer is composed of a Ni layer and a Cr layer laminated in order from the copper foil base material surface,
In the coating layer, Cr is present in a coverage of 15 to 210 μg / dm 2 , Ni is 15 to 440 μg / dm 2 ,
When the cross section of the coating layer is observed with a transmission electron microscope, the maximum thickness is 0.5 to 5 nm, and the minimum thickness is 80% or more of the maximum thickness.
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