JP6640567B2 - キャリア付銅箔、積層体、プリント配線板、電子機器の製造方法及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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体を形成し、
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である。
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または前記キャリア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、前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程、及び、
前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させた後に、前記極薄銅層または前記キャリアを除去することで、前記極薄銅層側表面または前記キャリア側表面に形成した、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である。
前記キャリア付銅箔の樹脂基板と積層した側とは反対側の極薄銅層側表面および/または前記キャリア側表面に樹脂層と回路との2層を、少なくとも1回設ける工程、及び、
前記樹脂層及び回路の2層を形成した後に、前記キャリア付銅箔から前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程
を含むプリント配線板の製造方法である。
本発明のキャリア付銅箔は、キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有する。キャリア付銅箔自体の使用方法は当業者に周知であるが、例えば極薄銅層の表面を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、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等の絶縁基板に貼り合わせて熱圧着後にキャリアを剥がし、絶縁基板に接着した極薄銅層を目的とする導体パターンにエッチングし、最終的に積層体(銅張積層体等)、又は、プリント配線板等を製造することができる。
本発明に用いることのできるキャリアは典型的には金属箔、例えば銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、ニッケル合金箔、鉄箔、鉄合金箔、ステンレス箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、圧延金属箔、電解金属箔、圧延銅箔や電解銅箔または樹脂フィルムの形態で提供される。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。圧延銅箔の材料としてはタフピッチ銅(JIS H3100 合金番号C1100)や無酸素銅(JIS H3100 合金番号C1020またはJIS H3510 合金番号C1011)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。また、樹脂フィルムとしては絶縁樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、LCP(液晶ポリマー)フィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム等を用いることができる。
<電解液組成>
銅:90〜110g/L
硫酸:90〜110g/L
塩素:50〜100ppm
レべリング剤1(ビス(3スルホプロピル)ジスルフィド):10〜30ppm
レべリング剤2(アミン化合物):10〜30ppm
上記のアミン化合物には以下の化学式のアミン化合物を用いることができる。
なお、本発明において記載されている、電解液、めっき液等は、特に記載が無い限り残部は水である。
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
キャリアの片面又は両面上には中間層を設ける。銅箔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。
なお、中間層はキャリアに対して電気めっき、無電解めっき及び浸漬めっきのような湿式めっきをすることにより設けることができる。なお、キャリアに樹脂フィルムを用いる場合には、中間層形成前に活性化処理等のキャリアに対して湿式めっきを行うための前処理を行う必要が有る。前述の前処理は、樹脂フィルムに湿式めっきを行うことが可能となる処理であればどのような処理を用いてもよく、公知の処理を用いることができる。
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。極薄銅層はキャリアの両面に設けてもよい。極薄銅層は電解銅層である。ここで、当該電解銅層とは、電気めっき(電解めっき)により形成された銅層のことをいう。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、一般的な電解銅層で使用され、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。本発明の重量法により測定した極薄銅層の厚みは、1.5μm以下に制御されている。このような構成により、当該極薄銅層を用いて極めて微細な回路を形成することが可能となる。本発明の重量法により測定した極薄銅層の厚みは、1.2μm以下であるのが好ましく、1.1μm以下であるのがより好ましく、1.0μm以下であるのがより好ましく、1.0μm未満であるのがより好ましく、0.9μm以下であるのがより好ましく、0.8μm以下であるのがより好ましく、0.7μm以下であるのがより好ましく、0.65μm以下であるのがより好ましく、0.60μm以下であるのがより好ましく、0.55μm以下であるのがより好ましく、0.50μm以下であるのがより好ましく、0.45μm以下であるのがより好ましく、0.40μm以下であるのがより好ましい。本発明の重量法により測定した極薄銅層の厚みは小さすぎると取り扱いが困難になるという問題が生じるおそれがあるため、0.01μm以上であることが好ましく、0.05μm以上であることが好ましく、0.10μm以上であることが好ましく、0.15μm以上であるのがより好ましい。本発明の重量法により測定した極薄銅層の厚みは、典型的には0.01〜1.00μmであり、典型的には0.05〜0.95μmであり、より典型的には0.15〜0.85μmである。
本発明の極薄銅層は、一側面において、極薄銅層の厚みが1.5μm以下であって、極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上5個/m2以下に制御されており、0個/m2以上4個/m2以下であるのが好ましく、0個/m2以上3個/m2以下であるのがより好ましく、0個/m2以上2個/m2以下であるのがより好ましく、0個/m2以上1個/m2以下であるのがより好ましい。
極薄銅層及びキャリアの少なくとも一方の表面、又は、両方の表面には、粗化処理を施すことで粗化処理層を設けても良い。粗化処理層を設けることで、キャリア付銅箔と樹脂基板とを積層した際に、樹脂基板と極薄銅層またはキャリアの密着強度が向上し、樹脂基板と極薄銅層またはキャリアとが剥離し難いとの利点を有する。当該粗化処理層は公知の方法を用いて設けてもよい。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。粗化粒子を形成する際の電気めっき条件について、電流密度を高く、めっき液中の銅濃度を低く、又は、クーロン量を大きくすると粒子が微細化する傾向にある。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などであってもよい。また、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によりクロメート処理層、シランカップリング処理層を施してもよい。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。
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。本発明に係るキャリア付銅箔を製造するためには、以下の4つの製造条件を全て満たしている必要がある。
(1)キャリアをドラムで支持しつつ、ロール・ツウ・ロール搬送方式で搬送しながら、中間層(剥離層とも言う)、極薄銅層を電解めっきにより形成する。
(2)キャリアの極薄銅層を設ける側の、JIS B0601−2001に準拠して非接触式粗さ計で測定したときの表面粗さRtが1.5μm以下である。
(3)各電解めっきの間の搬送途中で乾燥工程がない。
(4)極薄銅層を形成するための電解液が光沢剤を含有している。
図1は、本発明の実施形態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。本発明の実施形態に係るキャリア付銅箔の製造方法は、ロール・ツウ・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。本発明の実施形態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を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工程と、中間層が形成されたキャリアをドラムで支持しながら、電解めっきにより中間層表面に極薄銅層を形成する工程と、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粗化粒子層を形成する工程とを含む。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。このように、キャリアをドラムで支持しつつ、ロール・ツウ・ロール搬送方式で搬送しながら、中間層、極薄銅層を電解めっきにより形成することにより、電解めっきにおけるアノード−カソード間の極間距離が安定する。このため、形成する層の厚みのバラツキが良好に抑制され、本発明のような超極薄銅層を精度良く作製することが可能となる。また、電解めっきにおけるアノード−カソード間の極間距離が安定することで、キャリア表面に形成される中間層の厚みバラツキが良好に抑制されると、キャリアから極薄銅層へのCuの拡散も一様に抑制される。このため、極薄銅層におけるピンホールの発生が良好に抑制される。
また、ドラムで支持する以外の方法としては、極薄銅層を形成する際の製造装置において、搬送ロールと搬送ロールとの間を短くし、さらに、搬送張力を通常の3〜5倍程度として極薄銅層を形成するという方策もある。サポートロール等を導入することにより搬送ロールと搬送ロールとの間を短くし(例えば800〜1000mm程度)、さらに、搬送張力を通常の3〜5倍程度とすることで、キャリアの位置が安定し、アノード−カソード間の極間距離が安定するためである。極間距離が安定することにより、アノードとカソードの距離を通常よりも小さくすることができる。
なお、ドラム方式ではなく、スパッタリングや無電解めっきで形成すると、装置を維持するためのランニングコストや、スパッタリングターゲット、めっき液の薬液等のコストが高いため、製造コストが高いという問題がある。
また、キャリアの極薄銅層側の表面は、JIS B0601−2001に準拠して非接触式粗さ計で測定したときのRtが1.5μm以下である。これによっても、キャリア表面に中間層、極薄銅層を形成するための電解めっきにおけるアノード−カソード間の極間距離が安定する。キャリアの極薄銅層側の表面の上記Rtはより好ましくは1.2μm以下であり、更により好ましくは1.0μm以下である。但し、Rtは、小さくなりすぎると樹脂との密着力が低下することから、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましい。
本発明のキャリア付銅箔の製造方法において、上述した各電解めっきの間の搬送途中において、乾燥工程がない。一般に、例えば中間層形成用電気めっき浴から中間層を搬出してから、次工程の極薄銅層形成用電気めっき浴へ搬入する間に、空気に触れて乾燥するが、本発明では、当該電気めっき工程間の搬送途中のキャリア中間層、極薄銅層に水やめっき液等のシャワーを当てることや、液切りロールの圧力を通常よりも弱くすること、または、ライン速度を速くすること等によって乾燥を防いでいる。このように乾燥させないことで、中間層または極薄銅層の表面に酸化膜が形成されるのを防止し、酸化膜が原因による極薄銅層のピンホールが低減されるという効果が得られる。
本発明のキャリア付銅箔の製造方法において、極薄銅層を形成するための電解液が光沢剤を含有している。このような構成によって、極薄銅層において局所的に薄くなる箇所が生じることを抑制することが可能となり、その結果、本発明の超極薄銅層の作製が可能となる。ここで、光沢剤とはめっき表面の光沢化、および/または、平滑化をもたらす物質、化合物または元素あるいはイオンのことをいう。また、極薄銅層は光沢銅めっきで形成されていることが好ましい。光沢銅めっきとは例えば、表面の60度光沢度がTD(キャリアの幅方向)において75%以上のものをいう(極薄銅層表面に粗化処理等の表面処理を行った場合には、キャリア付銅箔から極薄銅層を剥がした後の、極薄銅層のキャリア側表面の光沢度を測定することによっても、極薄銅層表面の光沢度を測定することができる。)。光沢銅めっきとして公知のものを用いることができる。また、例えば以下の光沢銅めっき(a)光沢硫酸銅めっき、(b)光沢ピロリン酸銅めっき、(c)光沢シアン化銅めっき又は(d)光沢スルファミン酸銅めっきを用いることができる。
硫酸銅めっきとは硫酸と銅イオンを含有するめっき浴を用いて形成されためっきのことをいう。例えば以下の光沢硫酸銅めっき浴を用いて、光沢硫酸銅めっきを形成することができる。
光沢剤として、以下の(i)と、(ii)と、(iii)または(iv)とを含むことが好ましく、以下の(i)〜(iv)の4種を含むことがより好ましい。
銅の析出反応促進剤、SPS(ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド)、DMTD(ジ-メルカプトチアジアゾール)、チオ尿素、メルカプト基を1つ以上有する化合物、チオール、スルフィド類(スルフィド、ジスルフィド、トリスルフィド等の(R−(S)n−R’)構造を有する化合物。ここでnは1〜10までの整数であり、R,R’は炭素、水素、硫黄、窒素、酸素からなる群から選択される一種以上の元素を含有する基である。RとR’は同じ構造を有してもよい)
また、特開2004-107786に記載の以下の硫黄含有有機化合物を用いてもよい。
・下記一般式(X1)又は(X2)で表される硫黄含有有機化合物
X−R1−(S)n−R2−YO3Z1 (X1)
R4−S−R3−SO3Z2 (X2)
(一般式(X1)及び(X2)中、R1、R2、及びR3は炭素数1〜8のアルキレン基であり、R4は、水素、下記一般式(X3〜X6)からなる一群から選ばれるものであり、Xは水素、スルホン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸又はホスホン酸のアルカリ金属塩基又はアンモニウム塩基からなる一群から選ばれるものであり、Yは硫黄又は燐のいずれかであり、Z1及びZ2は水素、ナトリウム、カリウムのいずれかであり、nは2又は3である。)
有機スルホン酸及びそれらの塩、一般式R’−(S)n−R−SO3Mで表される多硫化化合物(ただし、Mはアルカリ金属又はアンモニウムイオン;Rは独立に1〜10個の炭素原子の2価の脂肪族又は芳香族非複素環式基;R’は水素、金属陽イオン、1〜20個の炭素原子の1価の脂肪族又は芳香族有機基、或いは−R−SO3MまたはR−(S)q−RSO3M基;nとqは2〜5の整数)、−S−CH2O−R−SO3M団を含有するスルホフオーマルアルキル硫化物(ただし、Mはアルカリ陽イオン;Rは炭素原子を3〜8個含むアルキル基)から選ばれる1種又は2種以上の硫黄含有有機化合物。
また、上記硫黄含有有機化合物として以下の化合物を用いてもよい。
チオ尿素及びその誘導体、チオカルバゾン酸誘導体、デヒドロチオパラトルイジン及びその誘導体、一般式(A)の複素環式化合物及びその互変異性体(ただし、XはS、O、Nのいずれかの原子;Yは1〜20個の炭素原子を有する有機基)、一般式(B)または(C)で示される多硫化アルキレン化合物(ただし、R1、R2はアルキル基又は水素;R3は芳香族、複素環式或いは脂環式基、或いはそれらのアルキル誘導体)から選ばれる1種又は2種以上の硫黄及び窒素含有有機化合物。
窒素含有有機化合物は、銅の析出反応抑制剤、凸部への銅の析出を抑制し、凹部への銅の析出を促す。アミン化合物等、ヤヌスグリーンB等の染料を用いてもよく、例えば、特開2004-107786、特開2004-137588に記載の以下の窒素含有有機化合物を用いてもよい。
・下記一般式(D)で記載される特定骨格を有するアミン化合物(一般式(D)中、R1及びR2はヒドロキシアルキル基、エーテル基、芳香族基、芳香族置換アルキル基、不飽和炭化水素基、アルキル基からなる一群から選ばれるものであり、Aはエポキシ化合物残基を、nは1以上の整数を表す。)
前記特定骨格を有するアミン化合物が下記一般式(E)〜(L)のいずれかを含有してもよい。(一般式(E)〜(L)中、R1及びR2はヒドロキシアルキル基、エーテル基、芳香族基、芳香族置換アルキル基、不飽和炭化水素基、アルキル基からなる一群から選ばれるものである。)
アリルアミン類、アラルキルアミン類、アルカリルアミン類、環式脂肪式アミン類、一般式R−CO−NH2で示される酸アミド(ただし、Rは脂肪族又は芳香族の単量体または重合体の炭化水素基)、アルキル化ポリアルキレンイミン類(ポリアルキレンイミンとエピハロヒドリン及びアルキル化剤との反応生成物)、アゾ染料、フタロシアニン染料、ポリマーフエナゾニウム化合物から選ばれる1種又は2種以上の窒素含有有機化合物。
以下の非イオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、にかわ、ゼラチン等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤
・エステル型非イオン性界面活性剤
グリセリン脂肪酸エステル(RCOOCH2CH(OH)CH2OH)
ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル
エーテル型非イオン性界面活性剤
・脂肪アルコールエトキシレート(RO(CH2CH2O)nH)〔アルキルポリエチレングリコールとも呼ばれる。〕
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(RC6H4O(CH2CH2O)nH)
トリトンX100(オクトキシノール)、ノノキシノール−9(ノニルフェノールエトキシレートの一種)
・アルキルグリコシド(RC6H11O6)
なお、上述のRは炭素、水素、硫黄、窒素、酸素からなる群から選択される一種以上の元素を含有する基、または水素、ハロゲン元素である。例えば、炭化水素基、アルキル基等である。
また、前記高分子化合物は平均分子量300〜1000000のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテルから選ばれる1種又は2種以上のポリエーテル化合物であっても良い。
銅濃度:80〜120g/L
硫酸濃度:80〜120g/L
塩化物イオン濃度:20〜100ppm
硫黄含有有機化合物:ビス(3スルホプロピル)ジスルフィド:10〜30ppm
窒素含有有機化合物:アミン化合物1:10〜30ppm
なお、アミン化合物1として下記のアミン化合物を用いてもよい。
電解液温度:50〜80℃
電流密度:100A/dm2
銅ダマシンめっきやビアフィルめっきに用いられる添加剤を光沢剤として用いても良い。
ピロリン酸銅めっきとはピロリン酸と銅イオンを含有するめっき浴を用いて形成されためっきのことをいう。
そして、光沢ピロリン酸銅めっきのめっき浴はアンモニア水と硫黄含有有機化合物(銅の析出反応促進剤、ブライトナー)とを含む必要がある。
ここで、アンモニアはめっきの光沢を向上させる機能を有する。
なお、硫黄含有有機化合物として、光沢硫酸銅めっきの説明において前述した硫黄含有有機化合物を用いることができる。
光沢ピロリン酸銅めっきのめっき浴としては、以下のめっき浴を用いることができる。
・ピロリン酸銅Cu2P2O7・3H2O:80〜115g/L
・ピロリン酸カリウムK2P2O7:250〜400g/L
(なお、めっき浴中のP2O7/Cuの質量比を6.5〜8.5とすることが好ましい。)
・銅:15〜55g/L
・アンモニア水:1〜3mL/L(アンモニア濃度:20〜30質量%)
・硫黄含有有機化合物(DMTD(2,5−dimercapto−1,2,4−thiadiazole)など):適量(1〜3000質量ppm)
・電流密度:0.1〜4.5A/dm2
・温度:40〜70℃
・pH:8.0〜9.0
光沢シアン化銅めっきのめっき浴としては、以下のめっき浴を用いることができる。
・シアン化銅(CuCN):20〜120g/L
・シアン化ナトリウム(NaCN):30〜135g/L
・水酸化ナトリウム(NaOH):0〜40g/L (シアン化銅濃度が20〜30g/Lと低い場合には添加不要)
・遊離シアン化ナトリウム:5〜15g/L
・電流密度:0.1〜3A/dm2(シアン化銅濃度が低い場合には低く設定し、シアン化銅濃度が高い場合には高く設定する。)
・温度:30〜85℃(シアン化銅濃度が低い場合には低く設定し、シアン化銅濃度が高い場合には高く設定する。)
・めっき層に光沢を生じさせる添加剤
また、光沢シアン化銅めっきのめっき浴には、以下の(1)、(2)、(3)からなる群から選択される1種以上の添加剤の有する必要がある。
(1)亜セレン酸ナトリウム、亜セレン酸、酢酸鉛
(2)光沢化剤(金属表面の微小凹凸を銅の析出により低減し、光沢化に寄与する化合物)硫黄含有化合物:チオシアン酸塩(チオシアン酸カリウム等)、キサントゲン酸塩、チオ硫酸塩
(3)平滑化剤(光沢化剤が寄与する微小凹凸よりも比較的大きな凹凸を銅の析出により低減して、平滑化に寄与する化合物)酒石酸塩(酒石酸鉛等)、界面活性剤(公知の界面活性剤、上述の光沢硫酸銅めっきの説明で記載した非イオン性界面活性剤も用いることができる。)
以下に、スルファミン酸銅ストライクめっき浴の例を示す。
・スルファミン酸銅Cu(NH2SO3)・4H2O :200〜550g/l
・スルファミン酸:10〜50g/L
・光沢剤:光沢硫酸銅めっきと同様の光沢剤を用いることができる。
・電流密度:1〜15A/dm2
キャリア付銅箔を極薄銅層側から絶縁樹脂板に貼り付けて熱圧着させ、キャリアを剥がすことで積層体(銅張積層体等)を作製することができる。また、その後、極薄銅層部分をエッチングすることにより、プリント配線板の銅回路を形成することができる。ここで用いる絶縁樹脂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。このようにして作製したプリント配線板、積層体は、搭載部品の高密度実装が要求される各種電子部品に搭載することができる。
なお、本発明において、「プリント配線板」には部品が装着されたプリント配線板およびプリント回路板およびプリント基板も含まれることとする。また、本発明のプリント配線板を2つ以上接続して、プリント配線板が2つ以上接続したプリント配線板を製造することができ、また、本発明のプリント配線板を少なくとも1つと、もう一つの本発明のプリント配線板又は本発明のプリント配線板に該当しないプリント配線板とを接続することができ、このようなプリント配線板を用いて電子機器を製造することもできる。なお、本発明において、「銅回路」には銅配線も含まれることとする。
また、前記極薄銅層上に粗化処理層を備え、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。
前記リン含有エポキシ樹脂として公知のリンを含有するエポキシ樹脂を用いることができる。また、前記リン含有エポキシ樹脂は例えば、分子内に2以上のエポキシ基を備える9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドからの誘導体として得られるエポキシ樹脂であることが好ましい。
前記樹脂層は誘電体(誘電体フィラー)を含んでもよい。
上記いずれかの樹脂層または樹脂組成物に誘電体(誘電体フィラー)を含ませる場合には、キャパシタ層を形成する用途に用い、キャパシタ回路の電気容量を増大させることができるのである。この誘電体(誘電体フィラー)には、BaTiO3、SrTiO3、Pb(Zr−Ti)O3(通称PZT)、PbLaTiO3・PbLaZrO(通称PLZT)、SrBi2Ta2O9(通称SBT)等のペブロスカイト構造を持つ複合酸化物の誘電体粉を用いる。
また、前記樹脂層はMIL規格におけるMIL−P−13949Gに準拠して測定したときのレジンフローが5%〜35%の範囲にある半硬化樹脂膜であることが好ましい。
本件明細書において、レジンフローとは、MIL規格におけるMIL−P−13949Gに準拠して、樹脂厚さを55μmとした樹脂付表面処理銅箔から10cm角試料を4枚サンプリングし、この4枚の試料を重ねた状態(積層体)でプレス温度171℃、プレス圧14kgf/cm2、プレス時間10分の条件で貼り合わせ、そのときの樹脂流出重量を測定した結果から数1に基づいて算出した値である。
この樹脂層の厚みは0.1〜500μmであることが好ましく、0.1〜300μmであることがより好ましく、0.1〜200μmであることがより好ましく、0.1〜120μmであることがより好ましい。
なお、樹脂層を有するキャリア付銅箔が極薄の多層プリント配線板を製造することに用いられる場合には、前記樹脂層の厚みを0.1μm〜5μm、より好ましくは0.5μm〜5μm、より好ましくは1μm〜5μmとすることが、多層プリント配線板の厚みを小さくするために好ましい。
また、樹脂層が誘電体を含む場合には、樹脂層の厚みは0.1〜50μmであることが好ましく、0.5μm〜25μmであることが好ましく、1.0μm〜15μmであることがより好ましい。
また、前記硬化樹脂層、半硬化樹脂層との総樹脂層厚みは0.1μm〜120μmであるものが好ましく、5μm〜120μmであるものが好ましく、10μm〜120μmであるものが好ましく、10μm〜60μmのものがより好ましい。そして、硬化樹脂層の厚みは2μm〜30μmであることが好ましく、3μm〜30μmであることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。また、半硬化樹脂層の厚みは3μm〜55μmであることが好ましく、7μm〜55μmであることが好ましく、15〜115μmであることがより望ましい。総樹脂層厚みが120μmを超えると、薄厚の多層プリント配線板を製造することが難しくなる場合があり、5μm未満では薄厚の多層プリント配線板を形成し易くなるものの、内層の回路間における絶縁層である樹脂層が薄くなりすぎ、内層の回路間の絶縁性を不安定にする傾向が生じる場合があるためである。また、硬化樹脂層厚みが2μm未満であると、銅箔粗化面の表面粗度を考慮する必要が生じる場合がある。逆に硬化樹脂層厚みが20μmを超えると硬化済み樹脂層による効果は特に向上することがなくなる場合があり、総絶縁層厚は厚くなる。
なお、前述の樹脂層の厚みは、任意の10点において断面観察により測定した厚みの平均値をいう。
本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態においては、本発明に係る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とを積層する工程、前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを極薄銅層側が絶縁基板と対向するように積層した後に、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体を形成し、その後、セミアディティブ法、モディファイドセミアディティブ法、パートリーアディティブ法及びサブトラク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。絶縁基板は内層回路入りのものとすることも可能である。
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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、
マスクが形成されて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2−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2−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2−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3−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3−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3−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4−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4−Hに示すように、ビアフィル上に、上記図2−B及び図2−Cのようにして回路めっきを形成する。
次に、図4−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5−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5−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。
なお、上述のプリント配線板の製造方法で、「極薄銅層」をキャリアに、「キャリア」を極薄銅層に読み替えて、キャリア付銅箔のキャリア側の表面に回路を形成して、樹脂で回路を埋め込み、プリント配線板を製造することも可能である。
上述のようなプリント配線板の製造方法によれば、回路めっきが樹脂層に埋め込まれた構成となっているため、例えば図4−Jに示すようなフラッシュエッチングによる極薄銅層の除去の際に、回路めっきが樹脂層によって保護され、その形状が保たれ、これにより微細回路の形成が容易となる。また、回路めっきが樹脂層によって保護されるため、耐マイグレーション性が向上し、回路の配線の導通が良好に抑制される。このため、微細回路の形成が容易となる。また、図4−J及び図4−Kに示すようにフラッシュエッチングによって極薄銅層を除去したとき、回路めっきの露出面が樹脂層から凹んだ形状となるため、当該回路めっき上にバンプが、さらにその上に銅ピラーがそれぞれ形成しやすくなり、製造効率が向上する。
また上述の色差は、極薄銅層の表面に粗化処理を施して粗化処理層を設けることで調整することもできる。粗化処理層を設ける場合には銅およびニッケル、コバルト、タングステン、モリブデンからなる群から選択される一種以上の元素とを含む電解液を用いて、従来よりも電流密度を高く(例えば40〜60A/dm2)し、処理時間を短く(例えば0.1〜1.3秒)することで調整することができる。極薄銅層の表面に粗化処理層を設けない場合には、Niの濃度をその他の元素の2倍以上としたメッキ浴を用いて、極薄銅層または耐熱層または防錆層またはクロメート処理層またはシランカップリング処理層の表面にNi合金メッキ(例えばNi−W合金メッキ、Ni−Co−P合金メッキ、Ni−Zn合金めっき)を従来よりも低電流密度(0.1〜1.3A/dm2)で処理時間を長く(20秒〜40秒)設定して処理することで達成できる。
なお、本明細書において、「積層体A」または「積層体B」と特に記載していない「積層体」は、少なくとも積層体A及び積層体Bを含む積層体を示す。
(a)冶金的接合方法:融接(アーク溶接、TIG(タングステン・イナート・ガス)溶接、MIG(メタル・イナート・ガス)溶接、抵抗溶接、シーム溶接、スポット溶接)、圧接(超音波溶接、摩擦撹拌溶接)、ろう接;
(b)機械的接合方法:かしめ、リベットによる接合(セルフピアッシングリベットによる接合、リベットによる接合)、ステッチャー;
(c)物理的接合方法:接着剤、(両面)粘着テープ
キャリアとして、表1、4に記載の厚さの長尺の銅箔またはアルミニウム箔またはポリイミドフィルムを準備した。表中の「電解銅箔」はJX日鉱日石金属社製の電解銅箔を用い、「圧延銅箔」はJX日鉱日石金属社製タフピッチ銅箔(JIS−H3100−C1100)を用い、「アルミニウム箔」は市販のJIS H4160 1994 合金番号1N30のアルミニウム箔を用いた。「ポリイミドフィルム」にはポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカルNPI)に対し3mol/Lのヒドラジン一水和物と3mol/Lの水酸化ナトリウムを含有する25℃の水溶液中に60秒間浸漬して表面を親水性にし、その後25℃の1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で30秒間浸漬処理したポリイミドフィルムを用いた。
また、キャリアの極薄銅層を設ける側の、JIS B0601−2001に準拠して、非接触式粗さ測定機(オリンパス製 LEXT OLS 4000)を用いて以下の測定条件にて表面粗さRtを測定しておいた。また、JIS B0601−1994に準拠して、非接触式粗さ測定機(オリンパス製 LEXT OLS 4000)を用いて以下の測定条件にて表面粗さRzを測定しておいた。
<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℃
(A)九十九折による運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:キャリア処理面
・極間距離:50mm
・キャリア搬送張力:0.05kg/mm
(B)ドラムによる運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:直径100cmドラムに支持されたキャリア表面
・極間距離:10mm
・キャリア搬送張力:0.05kg/mm
(液組成)硫酸ニッケル:270〜280g/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:15〜25g/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:55〜75ppm
(pH)4〜6
(液温)55〜65℃
(電流密度)1〜11A/dm2
(通電時間)1〜20秒
(液組成)重クロム酸カリウム:1〜10g/L
(pH)7〜10
(液温)40〜60℃
(電流密度)0.1〜2.6A/dm2
(クーロン量)0.5〜90As/dm2
(通電時間)1〜30秒
濃度1〜30g/Lのカルボキシベンゾトリアゾール(CBTA)を含む、液温40℃、pH5の水溶液を、20〜120秒間シャワーリングして噴霧することにより行った。
(液組成)硫酸Ni六水和物:50g/dm3、モリブデン酸ナトリウム二水和物:60g/dm3、クエン酸ナトリウム:90g/dm3
(液温)30℃
(電流密度)1〜4A/dm2
(通電時間)3〜25秒
(液組成)CrO3:200〜400g/L、H2SO4:1.5〜4g/L
(pH)1〜4
(液温)45〜60℃
(電流密度)10〜40A/dm2
(通電時間)1〜20秒
(液組成)硫酸Co:50g/dm3、モリブデン酸ナトリウム二水和物:60g/dm3、クエン酸ナトリウム:90g/dm3
(液温)30〜80℃
(電流密度)1〜4A/dm2
(通電時間)3〜25秒
(液組成)Ni:30〜70g/L、P:0.2〜1.2g/L
(pH)1.5〜2.5
(液温)30〜40℃
(電流密度)1.0〜10.0A/dm2
(通電時間)0.5〜30秒
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た。
キャリア表面を以下の触媒活性化処理を行った後に、以下の無電解Niめっきを行った。
・触媒活性化処理
(液組成)塩化パラジウム:0.1〜0.3g/L、塩化第一スズ10〜20g/L、塩酸150〜250g/L
(液温)30〜40℃
(時間)60〜180秒
・無電解Niめっき
(浴組成)NiCl2・6H2O:0.08〜0.12mol/L、NaH2PO2・H2O :0.08〜0.12mol/L、クエン酸ナトリウム:0.16〜0.24mol/L
(pH)6〜6.3
(液温)80〜85℃
(時間)30〜90秒
(A)九十九折による運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:キャリア処理面
・極間距離:50mm
・電解めっき液組成(表2、5、7〜12に示す)
・電解めっきの浴温(表2、5、7〜12に示す)
・電解めっきの電流密度(表2、5、7〜12に示す)
・キャリア搬送張力:0.05kg/mm
(B)ドラムによる運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:直径100cmドラムに支持されたキャリア表面
・極間距離:10mm
・電解めっき液組成(表2、5、7〜12に示す)
・電解めっきの浴温(表2、5、7〜12に示す)
・電解めっきの電流密度(表2、5、7〜12に示す)
・キャリア搬送張力:0.05kg/mm
(C)改良した九十九折による運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:キャリア処理面
・極間距離:10mm
・電解めっき液組成(表2、5、7〜12に示す)
・電解めっきの浴温(表2、5、7〜12に示す)
・電解めっきの電流密度(表2、5、7〜12に示す)
・キャリア搬送張力:0.20kg/mm
・サポートロールを搬送ロール間に設けて、極薄銅層形成時のロール間距離を通常の1/2(800〜1000mm程度)とした。
なお、表において、「極薄銅層形成1」、「極薄銅層形成2」の各欄について、「極薄銅層形成1」のみが記載されている例は「極薄銅層形成1」のみ行った例であり、「極薄銅層形成2」についても記載されている例は「極薄銅層形成1」を行った後、さらに「極薄銅層形成2」も行った例である。
また、表11の極薄銅層形成条件No.21のアミン化合物4は、上述の一般式(F)として記載されたアミン化合物である。また、表12の極薄銅層形成条件No.23のアミン化合物6は、上述の一般式(N)として記載されたアミン化合物である。
(A)九十九折による運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:キャリア処理面
・極間距離:50mm
・キャリア搬送張力:0.05kg/mm
(B)ドラムによる運箔方式
・アノード:不溶解性電極
・カソード:直径100cmドラムに支持されたキャリア表面
・極間距離(表に示す)
・電解めっき液組成(Cu:20g/L、H2SO4:50g/L)
・電解めっきの浴温:40℃
・電解めっきの電流密度:30A/dm2
・キャリア搬送張力:0.05kg/mm
(1)粗化処理条件「1」
(液組成)
Cu:10〜20g/L
Ni:5〜15g/L
Co:5〜15g/L
(電気めっき条件)
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
・電解めっき液組成(Cu:10g/L、H2SO4:50g/L)
・電解めっきの浴温:40℃
・電解めっきの電流密度:20〜40A/dm2
・粗化クーロン量:2〜56As/dm2
・めっき時間:0.1〜1.4秒
また、実施例については、中間層(剥離層)を形成したキャリアを電気めっき浴から搬出してから次工程の極薄銅層を形成するための電気めっき浴へ搬入するまで、及び、極薄銅層を形成途中、及び、極薄銅層を形成したキャリアを電気めっき浴から搬出してから次工程の粗化処理層を形成するための電気めっき浴へ搬入するまでの間、水またはめっき液を用いてシャワーを当てることで乾燥させないようにした。
一方、表の「中間層形成後、極薄銅層形成前の間の乾燥」欄または「極薄銅層形成1」の「乾燥」欄または「極薄銅層形成2」の「乾燥」欄が「有り」の比較例については、当該、「中間層形成後、極薄銅層形成前の間」、「極薄銅層形成1」、「極薄銅層形成2」において上記電気めっき浴〜次工程の電気めっき浴の間の搬送の途中は、シャワーを当てず、空気により自然乾燥させた。
「Cu-Zn」:銅−亜鉛合金メッキ
(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
液組成 :ニッケル2〜30g/L、亜鉛2〜30g/L
pH :3〜4
液温 :30〜50℃
電流密度 :1〜2A/dm2
クーロン量:1〜2As/dm2
液組成 :亜鉛15〜30g/L
pH :3〜4
液温 :30〜50℃
電流密度 :1〜2A/dm2
クーロン量:1〜2As/dm2
「クロメート」: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
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・加熱した。
上記のようにして得られたキャリア付銅箔について、以下の方法で各評価を実施した。
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、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。
・試料の大きさ:10cm角シート(プレス機で打ち抜いた10cm角シート)
・試料の採取:任意の3箇所
・以下の式により各試料の重量法による極薄銅層の厚みを算出した。
重量法による極薄銅層の厚み(μm)={(10cm角シートのキャリア付銅箔の重量(g/100cm2))−(前記10cm角シートのキャリア付銅箔から極薄銅層を引き剥がした後の、キャリアの重量(g/100cm2))}/銅の密度(8.96g/cm3)×0.01(100cm2/cm2)×10000μm/cm
なお、試料の重量測定には、小数点以下4桁まで測定可能な精密天秤を使用した。そして、得られた重量の測定値をそのまま上記計算に使用した。
・3箇所の重量法による極薄銅層の厚みの算術平均値を、重量法による極薄銅層の厚みとした。
また、精密天秤にはアズワン株式会社 IBA−200を用い、プレス機は、野口プレス株式会社製HAP−12を用いた。
なお、極薄銅層の上に粗化処理層等の表面処理層を形成した場合には、当該表面処理層を形成した後に上記測定を行った。
キャリア付銅箔の極薄銅層側の表面をBT樹脂(トリアジン−ビスマレイミド系樹脂、三菱瓦斯化学株式会社製)に貼り付けて220℃で2時間、20kg/cm2で加熱圧着した。次に、キャリア側を上に向け、キャリア付銅箔のサンプルを手で押さえながら、無理に引き剥がすことなく極薄銅層が途中で切れてしまわないように注意しながら極薄銅層からキャリアを手で剥がした。続いて、BT樹脂(トリアジン−ビスマレイミド系樹脂、三菱瓦斯化学株式会社製)上の極薄銅層表面に対し、民生用の写真用バックライトを光源にして、大きさ250mm×250mmのサンプル5枚についてのピンホールの数を目視で測定した。そして、以下の式により単位面積(m2)当たりのピンホール個数を算出した。
単位面積(m2)当たりのピンホール個数(個/m2)=大きさ250mm×250mmのサンプル5枚について測定されたピンホール個数の合計(個)/観察した表面領域の合計面積(5枚×0.0625m2/枚)
6.25cm角、厚さ100μmの下記樹脂基材を準備し、樹脂基材とキャリア付銅箔とを、キャリア付銅箔の極薄銅層側の面を樹脂基材に接するようにして積層プレスした。積層プレスは、プレス圧:3MPa、加熱温度及び時間:220℃×2時間の条件にて行った。
使用樹脂:三菱ガス化学社製GHPL−830MBT
・DFラミネート工程:DFとして、日立化成社製 RY−5325を使用し、上記マイクロエッチング面に当該DFを貼り合わせた。貼り合わせに用いたラミネートロールの温度は110℃、圧力は0.4MPa、回転速度は1.0m/分とした。
・DF露光工程:L(ライン)/S(スペース)=21μm/9μmの露光マスクを使用し、当該露光マスクを介してDFに光を照射した。使用したDFはネガタイプであり、光が当たった部分が光硬化した。露光量は100mJ/cm2とした。
・DF現像工程:炭酸ナトリウム水溶液(現像液)によるスプレーエッチングにより現像することで、上記露光工程で光の当たっていない箇所を現像液で溶解除去した。炭酸ナトリウム濃度は1wt/vol%、スプレー圧は0.16MPa、スプレー噴霧時間は36秒とした。
・水洗工程:スプレーによって水の噴霧を行い、現像処理面を水洗した。スプレー圧は0.16MPa、スプレー噴霧時間は36秒とした。
パターン銅めっき液組成:
・硫酸銅五水和物:100g/L
・硫酸:180g/L
・塩素イオン:50ppm
・添加剤: 株式会社JCU製 CU−BRITE−RF 適量
添加剤は、めっき表面の光沢や平滑性の向上を目的として用いている。
次に、極薄銅層表面に、以下の条件でフラッシュエッチングを行った。
(エッチング条件)
・エッチング形式:スプレーエッチング
・スプレーノズル:フルコーン型
・スプレー圧:0.10MPa
・エッチング液温:30℃
・エッチング液組成:
H2O2 18g/L
H2SO4 92g/L
Cu 8g/L
添加剤 株式会社JCU製 FE−830IIW3C 適量
・処理時間〔10〜200秒〕
(評価基準)◎◎◎:配線幅が15.9μm以上、◎◎:配線幅が15.6μm以上15.9μm未満、◎:配線幅が15.3μm以上15.6μm未満、○○:配線幅が15μm以上15.3μm未満、〇:配線幅が10μm以上15μm未満、×:配線幅が10μm未満
各実施例、比較例において前述の配線形成性を評価する際と同様の方法でL/S=15μm/15μmピッチの回路を、6.25cm角の大きさ(回路長さ6cm、ライン数2000本)で250個形成した後、各サンプルの回路についてデジタルマルチメーターで抵抗値を測定した。そして、断線が無い回路の抵抗値を100とした場合に、各サンプルの回路についてデジタルマルチメーターで測定した抵抗値が150以上の場合には当該サンプルの回路は断線していると判定した。なお、前記断線が無い回路であることは、光学顕微鏡(倍率100倍)で回路全長の確認を行うことにより判定した。そして、以下の式により断線率を算出した。
断線率(%)=断線していると判断したサンプル数(個)/サンプル総数250(個)×100
単位面積(1m2)のキャリア付銅箔の極薄銅層を形成するために必要な時間(分/m2)が15分以下の場合、生産性は良好であると判定し、15分超の場合、生産性は良好でないと判定した。
〇:15分/m2以下
×:15分/m2超
実施例及び比較例の作製条件及び評価結果を表1〜12に示す。
実施例1〜36はいずれも回路形成性が良好であり、断線率が低かった。一方、比較例1〜34はいずれも回路形成性及び断線率の少なくともいずれか又は両方が不良であった。
Claims (32)
- キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが1.0μm未満であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上10個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.9μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上15個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.8μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上17個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.7μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上20個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.65μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上20個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.60μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上23個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.55μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上25個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.50μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上27個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.45μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上30個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - キャリアの一方又は両方の面に、中間層及び極薄銅層をこの順に有するキャリア付銅箔であって、
前記極薄銅層が電解銅層であり、
重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.40μm以下であって、前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上30個/m2以下であるキャリア付銅箔。 - 重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.10μm以上である請求項1〜10のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.15μm以上である請求項11に記載のキャリア付銅箔。
- 前記重量法により測定した前記極薄銅層の厚みが0.15〜0.85μmである請求項1または2に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層のピンホール個数が0個/m2以上5個/m2以下である請求項1〜13のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層が光沢銅めっき層を有する請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 前記極薄銅層が光沢銅めっき層である請求項1〜14のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔。
- 請求項1〜16に記載のキャリア付銅箔がキャリアの一方の面に極薄銅層を有する場合において、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、または、
請求項1〜16に記載のキャリア付銅箔がキャリアの両方の面に極薄銅層を有する場合において、当該一方または両方の極薄銅層の表面に、
粗化処理層、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1〜16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、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である請求項17に記載のキャリア付銅箔。
- 前記粗化処理層、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17又は18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1〜16のいずれか一項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か、および/または、半硬化状態の樹脂である請求項19又は20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有する積層体。
- 請求項1〜21のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔と樹脂とを含む積層体であって、前記キャリア付銅箔の端面の一部または全部が前記樹脂により覆われた積層体。
- 一つの請求項1〜21のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔を前記キャリア側又は前記極薄銅層側から、もう一つの請求項1〜21のいずれか一項に記載のキャリア付銅箔の前記キャリア側又は前記極薄銅層側に積層された積層体。
- 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プリント配線板を製造する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を有するプリント配線板。
- 請求項25に記載の方法で製造されたプリント配線板または請求項26に記載のプリント配線板を用いて電子機器を製造する電子機器の製造方法。
- 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とを積層する工程、
前記キャリア付銅箔と絶縁基板とを積層した後に、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体を形成し、
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または前記キャリア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または前記キャリア側表面に樹脂層を形成する工程、
前記樹脂層を形成した後に、前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程、及び、
前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させた後に、前記極薄銅層または前記キャリアを除去することで、前記極薄銅層側表面または前記キャリア側表面に形成した、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。 - 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または前記キャリア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または前記キャリア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、前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程、及び、
前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させた後に、前記極薄銅層または前記キャリアを除去することで、前記極薄銅層側表面または前記キャリア側表面に形成した、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。 - 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および/または前記キャリア側表面と樹脂基板を積層する工程、
前記キャリア付銅箔の樹脂基板と積層した側とは反対側の極薄銅層側表面および/または前記キャリア側表面に樹脂層と回路との2層を、少なくとも1回設ける工程、及び、
前記樹脂層及び回路の2層を形成した後に、前記キャリア付銅箔から前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程
を含むプリント配線板の製造方法。 - 請求項22〜24のいずれか一項に記載の積層体のいずれか一方または両方の面に樹脂層と回路との2層を、少なくとも1回設ける工程、及び、
前記樹脂層及び回路の2層を形成した後に、前記積層体を構成しているキャリア付銅箔から前記キャリアまたは前記極薄銅層を剥離させる工程
を含むプリント配線板の製造方法。
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