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TWI646227B - 應用於信號傳輸的銅箔以及線路板組件的製造方法 - Google Patents

應用於信號傳輸的銅箔以及線路板組件的製造方法 Download PDF

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TWI646227B
TWI646227B TW106143191A TW106143191A TWI646227B TW I646227 B TWI646227 B TW I646227B TW 106143191 A TW106143191 A TW 106143191A TW 106143191 A TW106143191 A TW 106143191A TW I646227 B TWI646227 B TW I646227B
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layer
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copper
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林士晴
陳黼澤
陳國釗
黃鈺茹
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南亞塑膠工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種應用於高頻信號傳輸的銅箔以及線路板組件的製造方法。應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法是先通過一電解方法以形成一生箔層，且生箔層具有一預定表面。接著，形成一粗化處理層於生箔層的預定表面，粗化處理層包括多個銅瘤。在形成粗化處理層的步驟還進一步包括：執行一無砷粗化處理以及執行一無砷固化處理。接著，形成表面處理層於粗化處理層上，其中，構成表面處理層的材料包括至少一種非銅的金屬元素，且在銅箔中的非銅的金屬元素的總含量不超過400ppm。通過控制銅箔內的非銅元素的含量，可以進一步降低銅箔的阻抗。

Description

應用於信號傳輸的銅箔以及線路板組件的製造方法
本發明涉及一種電解銅箔以及線路板組件的製造方法，特別是涉及一種應用於高頻訊號傳輸的銅箔的製造方法，以及一種應用於高頻訊號傳輸的線路板組件的製造方法。
現有應用於印刷電路基板的銅箔，會通過電鍍在陰極輪上形成原箔，再經過後段處理製程而形成最終的產品。後段處理包括對原箔的粗糙面執行粗化處理，以在原箔的粗糙面形成多個銅瘤，從而增加銅箔與電路基板之間的接著強度，也就是增加銅箔的剝離強度。
近年來，電子產品的數據處理速度以及通訊速度趨向高頻高速化。目前大部分的研究都指向在傳遞高頻訊號時，銅箔表面的形狀對傳輸損耗有很大的影響。也就是說，表面粗糙度大的銅箔，訊號的傳播距離較長，會導致訊號衰減或延遲。另一方面，隨著傳輸的頻率越高，傳送訊號流於電路表面的集膚效應更顯著(skin effect)，也就是導體內的電流會集中在導體的表面。由於電流流過的截面積減少，導致阻抗增加而使訊號延遲。
因此，目前業界都致力於降低銅箔的表面粗糙度，以降低傳輸損耗，而符合高頻訊號傳輸的需求。然而，由於目前製程上的限制，已難以再進一步降低銅箔的表面粗糙度。除此之外，銅箔 具有更低的表面粗糙度雖然可減少高頻訊號傳輸損耗，但又會使銅箔和電路基板之間的接合強度降低，從而導致銅箔容易從電路基板剝離並降低印刷電路板的信賴度。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種應用於高頻信號傳輸的銅箔以及線路板組件的製造方法。
本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法，其包括：通過一電解方法以形成一生箔層，其中，所述生箔層具有一預定表面；形成一粗化處理層於所述生箔層的所述預定表面，所述粗化處理層包括多個銅瘤，其中，形成所述粗化處理層的步驟還進一步包括：執行一無砷粗化處理以及執行一無砷固化處理；以及形成一表面處理層於所述粗化處理層上，其中，構成所述表面處理層的材料包括至少一種非銅的金屬元素，且在所述銅箔中的所述非銅的金屬元素的總含量不超過400ppm。
本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種應用於高頻信號傳輸的線路板組件的製造方法，其包括提供由上述製造方法所形成的銅箔，且銅箔具有一壓合面；將銅箔與一基板面對面壓合，其中，壓合面面對基板。
本發明的有益效果在於，通過控制銅箔內的非銅元素的含量，以使銅箔的純度提高，而降低電解銅箔的阻抗，其中，非銅元素可能包括非銅的金屬元素(如：鋅、鉻、鎳)及/或非金屬元素(如：砷)。藉此，本發明實施例所提供的電解銅箔可以在不繼續降低表面粗糙度的情況下，增加電解銅箔的導電度。因此，當本發明實施例的電解銅箔應用於傳輸高頻信號的線路板組件中時，可具有較低的電性損耗。另外，由於電解銅箔的表面粗糙度仍維持在一定值，因此電解銅箔與基板之間的結合強度不會因為降低電性損耗而被犧牲。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所提供的附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
1‧‧‧生箔裝置
10‧‧‧電解槽
11‧‧‧陽極板
12‧‧‧陰極輪
13‧‧‧輥輪
L0‧‧‧電解液
14‧‧‧導流管
E1‧‧‧電源供應裝置
2a、2b‧‧‧處理裝置
20‧‧‧傳送單元
21‧‧‧粗化單元
L1‧‧‧粗化電鍍液
210‧‧‧粗化槽
211‧‧‧粗化陽極板
22‧‧‧固化單元
L2‧‧‧固化電鍍液
220‧‧‧固化槽
221‧‧‧固化陽極板
23‧‧‧清洗槽
24‧‧‧抗熱處理單元
240‧‧‧抗熱處理槽
241‧‧‧第一陽極板
L3‧‧‧第一電鍍液
25‧‧‧抗氧化處理單元
250‧‧‧抗氧化處理槽
L4‧‧‧第二電鍍液
251‧‧‧第二陽極板
3、3’‧‧‧銅箔
30、30’‧‧‧生箔層
30a‧‧‧粗糙面
30b‧‧‧光滑面
31‧‧‧粗化處理層
310‧‧‧銅瘤
32‧‧‧表面處理層
S1‧‧‧壓合面
t‧‧‧厚度
T‧‧‧總厚度
P1~P3‧‧‧線路板組件
4‧‧‧基板
5‧‧‧黏著膠
3”‧‧‧線路層
S100~S300‧‧‧流程步驟
圖1為本發明實施例的應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法的流程圖。
圖2為用以執行圖1的應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法的系統的示意圖。
圖3為本發明實施例的電解銅箔的局部剖面示意圖。
圖4為圖3的電解銅箔在區域IV的局部放大示意圖。
圖5顯示本發明實施例的線路板組件的剖面示意圖。
圖6顯示本發明另一實施例的線路板組件的剖面示意圖。
圖7顯示本發明又一實施例的線路板組件的剖面示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“應用於高頻信號傳輸的銅箔以及線路板組件的製造方法”的實施方式。本發明實施例所提供的應用於高頻信號傳輸的銅箔可應用於硬式印刷電路板(printed circuit board,PCB)或軟性印刷電路板(FPC)。前述的高頻信號通常是指頻率為8GHz以上的高頻信號。
請參照圖1及圖2。圖1為本發明實施例的應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法的流程圖。圖2為用以執行圖1的應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法的系統的示意圖。
首先，如圖1所示，在步驟S100中，通過一電解方法以形成一生箔層，其中所述生箔層具有一預定表面。
請參考圖2，通過電解方法形成生箔層的步驟包括提供一生箔裝置1，且生箔裝置1至少包括一電解槽10、一陽極板11、一陰極輪12以及一輥輪13。
承上所述，電解槽10用以裝盛電解液L0。陽極板11設置在 電解槽10內，並電性連接至一電源供應裝置E1的正極輸出端。陽極板11是由銥元素或其氧化物披覆於鈦板而形成。陰極輪12則對應於電解槽10設置，並位於陽極板11上方。另外，陰極輪12是電性連接至電源供應裝置E1的負極輸出端。在本發明實施例中，陰極輪12為鈦製輥筒。
另外，在本實施例中，生箔裝置1還包括一和電解槽10流體連通的導流管14。前述的電解液L0是通過導流管14注入電解槽10內，淹沒陽極板11，並使部分陰極輪12浸泡在電解液L0中。
在本發明實施例中，電解液L0中可包含銅離子(Cu2+)、硫酸以及氯離子(Cl-)，其中銅離子濃度是50至90g/L，硫酸濃度是50至120g/L，且氯離子濃度不超過1.5ppm。
需特別說明的是，在本發明實施例中，電解液L0具有低濃度添加劑甚至是完全不包含添加劑。在一實施例中，電解液L0中的添加劑濃度不超過1ppm。前述的添加劑可以是有機或無機添加劑，如：膠液、具有氫硫基之化合物、蛋白質及高分子多醣類(HEC)、硫代丙烷磺酸鈉(MPS)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)等已知的添加劑，其中膠液例如是牛膠、聚二硫二丙烷磺酸鈉(SPS)以及三級胺化合物。在另一實施例中，電解液L0完全不包含任何添加劑。
接著，如圖2所示，電源供應裝置E1對陽極板11與陰極輪12輸出直流電，從而對電解液L0施加電流，使電解液L0中的銅離子析出於陰極輪12的表面，而形成生箔層30。
在本發明實施例中，也藉由優化生箔層30的微結構，也就是控制生箔層30的晶粒尺寸，來進一步降低銅箔3的阻抗。進一步而言，生箔層30的晶粒尺寸會和晶界(grain boundary)的多寡成負相關，也就是說當生箔層30的晶粒尺寸越大，晶界越少。另一方面，生箔層30中的晶界會阻礙或阻擾電子傳遞。因此，生箔層30的晶界越少，銅箔3的電性表現會越好。
須說明的是，電解液L0的溫度會與生箔層30的初始晶粒尺寸相關。通常生箔層30的初始晶粒尺寸會隨著電解液L0的溫度增加而增加。因此，在本發明其中一實施例中，在通過電解方法形成生箔層30的步驟中，還進一步包括維持電解液L0的溫度於是介於50至80℃之間，以使生箔層30的初始晶粒尺寸是介於0.1至10μm之間，也可以進一步提高銅箔3阻抗值，而有助於降低高頻信號傳輸損耗。
在另一實施例中，也可以先使電解液L0的溫度維持在30至50℃之間，以使生箔層30的初始晶粒尺寸介於0.1至5μm之間。之後，可進一步施以一熱處理，以使生箔層30的最終晶粒尺寸介於5至10μm之間。熱處理的溫度通常會大於初始晶粒的再成長溫度。在一實施例中，熱處理的溫度是介於125℃至200℃之間。
另外，在電解電解液L0形成生箔層30時，會持續供應電解液L0至電解槽10內。具體而言，電解液L0可以通過導流管14流入電解槽10內，以維持電解槽10內的電解液L0的銅離子濃度。在一實施例中，持續供應流量介於15至30m3/hr的電解液L1至電解槽10內。請再參照圖2，形成於陰極輪12表面的生箔層30會由陰極輪12的表面剝離，並通過輥輪13，以進行後續製程。
更進一步來說，生箔層30具有一粗糙面30a及與前述粗糙面30a相對的光滑面30b，其中光滑面30b是在電解過程中，生箔層30和陰極輪12接觸的表面，因此光滑面30b的粗糙度較為固定。粗糙面30a則是接觸電解液L0的表面。生箔層30的粗糙面30a或光滑面30b通常會具有多個顆粒狀突起。在一實施例中，生箔層30的粗糙面30a的十點平均粗糙度不超過2μm，例如介於0.9μm至1.9μm。
接著，請再參照圖2，在步驟S200中，形成一粗化處理層於於生箔層的預定表面。另外，形成粗化處理層的步驟S200還進一 步包括執行至少一次無砷粗化處理與至少一次無砷固化處理。
在本發明其中一實施例中，生箔層30會經過兩次無砷粗化處理及兩次無砷固化處理，以在生箔層30的預定表面形成粗化處理層，其中預定表面可以是指粗糙面30a或者光滑面30b中的至少其中一者。
更進一步來說，隨著無砷粗化處理與無砷固化處理的次數越多，可以增加銅箔3與基板的接著強度，但也會使電解銅箔的表面粗糙度增加。因此，可以根據實際製程的需要，增減無砷粗化處理與無砷固化處理的次數以及調整順序。
須說明的是，由於砷的電阻較高，若銅箔中的砷含量過高，也會增加銅箔的阻抗值。因此，本發明實施例是通過至少一次無砷粗化處理與至少一次無砷固化處理，來形成無砷的粗化處理層。進一步而言，執行無砷粗化處理以及無砷固化處理時都是使用無砷電鍍液。
請參照圖2，用於執行步驟S200的處理裝置2a包括配置在一生產線上的多個傳送單元20、至少一個粗化單元21、至少一個固化單元22以及多個清洗槽23，其中粗化單元21、固化單元22與清洗槽23的數量依據實際需求而設置。多個傳送單元20依照預設的製程流程將生箔層30傳送至粗化單元21、清洗槽23以及固化單元22進行處理。
粗化單元21包括用以承載粗化電鍍液L1的粗化槽210以及設置於粗化槽210內的一組粗化陽極板211。如圖2所示，在執行無砷粗化處理時，生箔層30會被投入已裝載粗化電鍍液L1的粗化槽210內。如前所述，粗化電鍍液L1是無砷電鍍液，其包含3至40g/L的銅，100至140g/L硫酸以及5至20ppm的鎢酸根離子(WO4 2-)。
在執行無砷粗化處理時，粗化陽極板211與生箔層30分別被施加一正電壓與一負電壓，以使粗化電鍍液L1內的銅離子還原， 而在生箔層30上形成多個瘤狀銅粒子。須說明的是，本發明實施例所使用的粗化電鍍液L1具有特殊的組成，也就是含有較低濃度的銅，可限制瘤狀銅粒子的結晶成長方向。
進一步而言，在執行無砷粗化處理時，由於粗化電鍍液L1中的銅濃度偏低，銅原子只能被限制在較偏好的結晶方向(即縱向)堆疊。換句話說，瘤狀銅粒子較偏好朝一大致垂直於生箔層30的粗糙面30a的方向成長，而較不容易朝一大致平行於生箔層30的粗糙面30a的方向成長。
另外，在一實施例中，於執行無砷粗化處理時，該電流密度是介於20至80A/dm2，較佳是介於15至40A/dm2，可以形成尺寸較小的瘤狀銅粒子。另外，在執行無砷粗化處理時，粗化電鍍液L1的溫度大致維持在攝氏20至40度。
在完成無砷粗化處理後，執行無砷固化處理，以形成一覆蓋瘤狀銅粒子的銅保護層，以使瘤狀銅粒子被緊密固定於生箔層30的粗糙面30a或光滑面30b，而防止「掉粉」現象。
如圖2所示，無砷固化處理是通過固化單元22來執行。固化單元22包括一用以承載固化電鍍液L2的固化槽220以及設置於固化槽220的一組固化陽極板221。
本實施例中，生箔層30在粗化槽210完成第一次電鍍粗化處理後，先通過傳送單元20被傳送至清洗槽23清洗後，再傳送至固化槽220，以執行無砷固化處理。
在執行無砷固化處理時，固化陽極板221與生箔層30分別被施加一正電壓與一負電壓，以使固化電鍍液L2內的銅離子還原，而在生箔層30上形成覆蓋瘤狀銅粒子的銅保護層。在執行無砷固化處理時所使用的固化電鍍液L2同樣是無砷電鍍液，其含有40至80g/L的銅，70至100g/L的硫酸，且固化電鍍液L2的溫度大致維持在攝氏50至70℃。在一實施例中，在執行無砷固化處理中，電流密度是2至9A/dm2。
在一實施例中，生箔層30可通過傳送單元20由固化槽220被傳送至清洗槽23清洗後，依序再傳送至下一個粗化槽210或固化槽220中，以重複進行無砷粗化處理以及無砷固化處理。本實施例中，在執行無砷粗化處理與無砷固化處理之後，即可形成具有多個銅瘤的粗化處理層，且銅瘤的形狀為絨毛狀或橄欖球狀。
接著，請再參照圖1，在步驟S300中，形成一表面處理層於粗化處理層上，其中，構成表面處理層的材料包括至少一種非銅的金屬元素。
須說明的是，表面處理層可以保護銅箔不被氧化，也可以保護銅箔在線路製作過程中，不被酸鹼藥水腐蝕。因此，構成表面處理層的材料通常都會包括至少一種非銅的金屬元素。在一實施例中，構成所述表面處理層的材料選自由鋅、鎳、鉻及其組合所組成的群組。
然而，這些非銅的金屬元素雖然可以保護銅箔不被氧化或腐蝕，卻會使銅箔的阻抗增加。因此，在本發明實施例的概念中，要降低高頻信號傳輸損耗，需進一步控制非銅的金屬元素的含量，以在對銅箔能提供保護的前提下，再進一步降低銅箔的阻抗。在一實施例中，銅箔中的非銅的金屬元素的總含量不超過400ppm。
構成表面處理層的材料可以是金屬元素或是合金。進一步而言，在一實施例中，構成表面處理層的材料選自由鋅、鎳、鉻及其組合所組成的群組。若構成表面處理層的材料包括鋅、鉻及鎳，在銅箔中的鋅含量為50~175ppm，銅箔中的鎳含量為20~155ppm，且銅箔中的鉻含量為20~70ppm，但是鋅元素、鎳元素與鉻元素的總含量不超過400ppm。
具體而言，形成表面處理層的步驟包括執行一抗熱電鍍處理，以形成一抗熱層；以及執行一抗氧化電鍍處理，以形成一抗 氧化層。
請參照圖2，用於執行步驟S300的處理裝置2b同樣包括配置在一生產線上的多個傳送單元20、至少一個抗熱處理單元24、至少一個抗氧化處理單元25以及多個清洗槽23，其中抗熱處理單元24、抗氧化處理單元25與清洗槽23的數量依據實際需求而設置。多個傳送單元20依照預設的製程流程，將經過無砷粗化處理以及無砷固化處理後的生箔層30’傳送至抗熱處理單元24以及抗氧化處理單元25進行處理。
抗熱處理單元24包括用以承載第一電鍍液L3的抗熱處理槽240以及設置於抗熱處理槽240內的一組第一陽極板241。如圖2所示，在執行抗熱電鍍處理時，粗化後的生箔層30’會被傳送到已裝載第一電鍍液L3的粗化槽抗熱處理槽240內。另外，在本實施例中，是通過控制第一電鍍液L1中鋅與鎳的含量，以及電流密度，來控制非銅的金屬元素的含量。
據此，在執行抗熱電鍍處理時，本發明實施例所使用的第一電鍍液L1組成包括1至4g/L的鋅以及0.3至2.0g/L的鎳，且在執行抗熱電鍍處理時所使用的電流密度是0.4至2.5A/dm2。本實施例中，在執行抗熱電鍍處理時，第一電鍍液L3內的鋅離子以及鎳離子被還原，而在生箔層30’上形成一鋅合金抗熱層。
接著，生箔層30’通過傳送單元20傳送至抗氧化處理單元25。相似地，抗氧化處理單元25包括用以承載第二電鍍液L4的抗氧化處理槽250，以及設置於抗氧化處理槽250內的一組第二陽極板251。在執行抗氧化電鍍處理時所使用的第二電鍍液L4組成包括1至4g/L的氧化鉻以及5至20g/L的氫氧化鈉，且在執行抗氧化電鍍處理時所使用的電流密度是0.3至3.0A/dm2。在執行抗氧化電鍍處理時，第二電鍍液L4中的鉻離子會被還原，而在生箔層30’上形成一抗氧化層。
也就是說，在這個實施例中所形成的表面處理層會具有一疊 層結構，且疊層結構至少包括抗熱層以及抗氧化層。通過控制抗熱層的厚度以及抗氧化層的厚度、第一電鍍液L3以及第二電鍍液L4中的非銅的金屬離子(如：鋅離子、鎳離子以及鉻離子)的濃度，以及電流密度，可以進一步控制銅箔中的各個非銅金屬元素的含量。
需要進一步說明的是，前述製程只是作為一實施例來解釋如何使銅箔內的非銅元素(包括非銅的金屬元素以及非金屬元素)的總含量不超過450ppm，但並非用來限制本發明。實際上，在使銅箔內的非銅元素的總含量不超過450ppm的前提之下，可以根據實際需求增減製程或者調整製程中的參數。舉例而言，抗熱電鍍處理以及抗氧化處理其中一個步驟可能被省略，或者是在單一製程中形成具有抗熱及抗氧化功能的表面處理層。
另外，即便在執行抗熱電鍍處理與抗氧化電鍍處理的參數，例如：第一電鍍液中的非銅的金屬離子濃度、第二電鍍液的非銅的金屬離子濃度、執行抗熱電鍍處理時的電流密度以及執行抗氧化電鍍處理時的電流密度，和上述所列舉的實施例略有不同，但通過調整抗熱層的厚度以及抗氧化層的厚度，也可以控制銅箔內的非銅元素總含量。
在一實施例中，表面處理層的厚度是介於10至50Å之間。另外，表面處理層的厚度與銅箔的總厚度比值是介於1.0×10-5至3.0×10-4之間，從而可使銅箔內的非銅的金屬元素的總含量不超過400ppm。然而，在其他實施例中，構成表面處理層的材料也可以具有由抗熱材料以及抗氧化材料混合的單層結構，本發明並不限制。
此外，本實施例的表面處理層並不限於只包括抗熱材料或抗氧化材料，也可以根據其他需求添加其他材料。也就是說，除了前述的抗熱處理及抗氧化處理，本發明實施例的應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法還可進一步包括執行矽烷(silane)耦合處理 或是其他表面處理。在後續這些表面處理中，也會增加銅箔內非銅元素的含量。然而，只要在銅箔中的非銅元素的總含量不超過450ppm，皆可降低銅箔阻抗，從而降低高頻信號傳輸的電性損失。
基於上述，在本發明實施例所提供的應用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法中，並未一味通過降低銅箔的表面粗糙度來減少銅箔應用於高頻信號傳輸時的電性損失，而是通過在形成生箔層、粗化處理層以及表面處理層的步驟中，調整製程參數，優化生箔層的微結構、降低非銅元素(包含非金屬元素以及非銅的金屬元素)含量來降低銅箔阻抗。如此，本發明實施例所提供的用於高頻信號傳輸的銅箔的製造方法，可在銅箔的表面粗糙度未繼續降低的情況下，減少高頻信號傳輸時的電性損耗，從而克服本領域技術人員認為“要繼續降低銅箔的表面粗糙度才能降低高頻傳輸損耗”之技術偏見，而解決當前所面臨之問題。
由本發明實施例所提供的製造方法所製造的銅箔在經過200℃加熱2小時後，根據IPC-TM-650第2.5.14章節中敘述的方法來進行量測。量測的結果是即便銅箔的表面粗糙度是介於2至3μm，根據上述製造方法所製造的銅箔的電阻值也可低於0.16ohm-gram/m2。
圖3顯示本發明實施例的電解銅箔的局部剖面示意圖。圖4為圖3的銅箔在區域IV的局部放大示意圖。本發明實施例的銅箔3包括一生箔層30、一位於生箔層30上的粗化處理層31以及一位於粗化處理層31上的表面處理層32。
生箔層30具有一光滑面30a及與光滑面30a相對的粗糙面30b。光滑面30a通常是指在電鍍過程中，生箔層30接觸陰極輪(未圖示)的一面，粗糙面30b則是生箔層30和電解液接觸的表面。
本發明實施例中，生箔層30的晶粒尺寸是介於5至10μm之間。須說明的是，銅箔1的純度越高，導電度越好，也有助於降低高頻信號傳輸時的損耗。但是，要得到高純度的銅箔1的製程 難度以及成本卻非常高。
如前所述，在本發明實施例中，也藉由優化生箔層30的微結構，也就是控制生箔層30的銅晶粒尺寸，來進一步降低銅箔3的阻抗。因此，本發明實施例中，生箔層30的晶粒尺寸控制在5至10μm之間，也可以進一步提高銅箔3阻抗值，而有助於降低高頻信號傳輸損耗。本發明實施例中，粗化處理層31為無砷的粗化處理層。在一實施例中，粗化處理層31的厚度t大約是介於0.1至2μm之間。
如圖4所示，經過粗化處理與固化處理之後的粗化處理層31包括多個銅瘤310，且這些銅瘤310的形狀為絨毛狀或橄欖球狀。每一個銅瘤310是沿著與粗糙面30b不平行的長軸方向延伸。如前所述，由於砷的電阻較高，若電解銅箔中的砷含量過高，也會增加電解銅箔的阻抗值。因此，本發明實施例的銅箔3的粗化處理層31為無砷的粗化處理層，可以進一步降低銅箔3的阻抗值，而有利於應用在高頻信號傳輸。
請再參照圖3，構成表面處理層32的材料為金屬元素或者是合金。在一實施例中，構成表面處理層32的材料可以選自由鋅、鉻、鎳及其組合所組成的群組。如前所述，表面處理層32的厚度需控制在一定範圍，以使銅箔3的阻抗夠低而可減少傳輸損耗，但又能保護銅層不被氧化或腐蝕。
在本發明實施例中，表面處理層32的厚度與銅箔3的總厚度比值是介於1.0×10-5至3.0×10-4之間，以降低銅箔3的阻抗。在一實施例中，銅箔3的總厚度T是介於6至400μm之間，而表面處理層32的厚度是介於10至50Å。在本實施例中，銅箔3具有一壓合面S1，且壓合面S1的十點平均粗糙度可以介於2μm至3μm之間。
本發明實施例的銅箔3的粗化處理層31不含砷元素，且表面處理層32的厚度與銅箔3的總厚度比值偏低，可使銅箔3中所包 含的非銅元素的總含量降低。據此，本發明實施例的銅箔3可具有較低的阻抗。當本發明實施例的銅箔3應用在傳輸高頻信號時，可具有較低的傳輸損耗。
本發明並提供應用於高頻信號傳輸的線路板組件的製造方法。請參照圖5及圖6，分別顯示本發明不同實施例的線路板組件的剖面示意圖。本發明實施例的銅箔可應用於不同的線路板組件P1、P2，例如硬性印刷電路板(PCB)、軟性印刷電路板(FPC)及其相似物，但本發明不限於此。圖5以及圖6的線路板組件P1、P2是由一基板4以及一銅箔3’面對面壓合而形成，且銅箔3’的壓合面S1會面對基板4。
基板4可以是高頻基板，如：環氧樹脂基板、聚氧二甲苯樹脂基板(PPO)或氟系樹脂基板，或者是由聚醯亞胺、乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、液晶高分子或聚四氟乙烯等材料所構成的基板。
另外，在圖5的實施例中，將銅箔3’與基板4面對面壓合的步驟中，還包括：提供一黏著層5，以使銅箔3’與基板4通過黏著層5而相互結合。
在圖6的實施例中，基板4可通過熱壓而直接和銅箔3’接合，不需額外通過黏著層。在本實施例中，基板4可以是由液晶高分子或者玻纖基板(Pre-preg)等材料構成。因此，在進行壓合時，基板4會直接和壓合面S1貼合。
另外，本發明實施例的應用於高頻信號傳輸的線路板組件的製造方法還可進一步包括：蝕刻銅箔以形成一線路層。
請繼續參照圖7，顯示本發明又一實施例的線路板組件的剖面示意圖。詳細而言，在形成本實施例的線路板組件P3的製造方法中，可以先形成如圖5或圖6所示的線路板組件P1或P2。之後再進一步蝕刻銅箔3’，以形成如圖7所示的線路層3”。蝕刻的方式可以通過目前任何已知的技術手段，在此並不贅述。
須說明的是，經過測試，本發明實施例的銅箔3經過200℃ 加熱2小時後的阻抗值低於0.16ohm-gram/m2。因此，在本發明實施例的線路板組件P1~P3中，由於銅箔3’的壓合面S1的表面粗糙度不需要降到2μm以下，即可減少高頻信號傳輸時的電性損耗。因此，銅箔3和基板4或是黏著層5之間可以具有較高的接合強度，從而可解決先前技術中，為了降低高頻傳輸損耗而可能犧牲銅箔3與基板4之間的接合強度的問題。
綜上所述，本發明的有益效果在於，通過控制生箔層30的晶粒尺寸以減少晶界，以及銅箔3中的非銅元素的總含量，可在不繼續降低表面粗糙度的情況下，增加銅箔3的導電度。因此，當本發明實施例的銅箔3應用於傳輸高頻信號的線路板組件P1~P3中時，可具有較低的電性損耗。另外，由於銅箔3的表面粗糙度仍維持在一定值，因此銅箔3與基板4之間的結合強度不會因為降低電性損耗而被犧牲。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，故凡運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims (18)

  1. 一種應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其包括：通過一電解方法以形成一生箔層，其中，所述生箔層具有一預定表面；形成一粗化處理層於所述生箔層的所述預定表面，其中，形成所述粗化處理層的步驟還進一步包括：執行一無砷粗化處理以及執行一無砷固化處理；以及形成一表面處理層於所述粗化處理層上，其中，構成所述表面處理層的材料包括至少一種非銅的金屬元素，且在所述銅箔中的所述非銅的金屬元素的總含量不超過400ppm，所述銅箔的阻抗值低於0.16ohm-gram/m2。
  2. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述表面處理層的厚度與所述銅箔的總厚度比值是介於1.0×10-5至3.0×10-4之間。
  3. 如請求項2所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述表面處理層的厚度為10~50Å。
  4. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述銅箔包含至少一種非金屬元素，且所述銅箔中的所述非銅的金屬元素以及所述非金屬元素的總含量≦450ppm。
  5. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，構成所述表面處理層的材料選自由鋅、鎳、鉻及其任意組合所組成的群組。
  6. 如請求項5所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，構成所述表面處理層的材料包括鋅、鉻及鎳，且在所述銅箔中的鋅含量為50~175ppm，所述銅箔中的鎳含量為20~155ppm，且所述銅箔中的鉻含量為20~70ppm。
  7. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，形成所述表面處理層的步驟包括：執行一抗熱電鍍處理，以形成一鋅合金抗熱層，其中，在執行所述抗熱電鍍處理時所使用的第一電鍍液組成包括1至4g/L的鋅以及0.3至2.0g/L的鎳，且在執行所述抗熱電鍍處理時所使用的電流密度是0.4至2.5A/dm2。
  8. 如請求項7所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，形成所述表面處理層的步驟還進一步包括：執行一抗氧化電鍍處理，以形成一抗氧化層，其中，在執行所述抗氧化電鍍處理時所使用的第二電鍍液組成包括1至4g/L的氧化鉻以及5至20g/L的氫氧化鈉，且在執行所述抗氧化電鍍處理時所使用的電流密度是0.3至3.0A/dm2。
  9. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，執行所述無砷粗化處理時所使用的粗化電鍍液以及執行所述無砷固化處理時所使用的固化電鍍液都是無砷電鍍液，且執行所述無砷粗化處理時，所述粗化電鍍液的溫度是介於20至40℃，電流密度是介於15至40A/dm2以及在執行所述無砷固化處理時的條件為所述固化電鍍液的溫度介於50至70℃，電流密度是介於2至9A/dm2。
  10. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，在通過所述電解方法以形成所述生箔層的步驟中，還包括：對一電解液施加電流，且所述電解液包括50至90g/L的銅離子、50至120g/L的硫酸以及濃度小於1.5ppm的氯離子。
  11. 如請求項10所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述電解液的溫度是介於50至80℃之間，且所述生箔層的初始晶粒尺寸是介於0.1至10μm之間。
  12. 如請求項10所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述電解液的溫度於30至50℃之間，所述生箔層的初始晶粒尺寸介於0.1至5μm之間，且所述製造方法還進一步包括：施以一熱處理，且在所述熱處理的溫度大於所述初始晶粒的再成長溫度，以使所述生箔層的最終晶粒尺寸介於5至10μm之間，其中，所述熱處理的溫度是介於125℃至200℃之間。
  13. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述粗化處理層的厚度是介於0.1至2μm之間，所述粗化處理層為無砷的粗化處理層，所述粗化處理層包括多個銅瘤，且多個所述銅瘤的形狀為絨毛狀或橄欖球狀。
  14. 如請求項1所述的應用於信號傳輸的銅箔的製造方法，其中，所述銅箔具有一壓合面，所述壓合面的十點平均粗糙度介於2至3μm之間，且所述銅箔經200℃加熱2小時後的阻抗值低於0.16ohm-gram/m2。
  15. 一種應用於信號傳輸的線路板組件的製造方法，包括：提供如請求項1至14項的其中之一的製造方法所形成的所述銅箔，所述銅箔具有一壓合面；以及將所述銅箔與一基板面對面壓合，其中，所述壓合面面對所述基板。
  16. 如請求項15所述的應用於信號傳輸的線路板組件的製造方法，其中，所述基板為一高頻基板，且所述高頻基板為環氧樹脂基板、聚氧二甲苯樹脂基板或氟系樹脂基板或液晶高分子基板。
  17. 如請求項15所述的應用於信號傳輸的線路板組件的製造方法，其中，在將所述銅箔與所述基板面對面壓合的步驟中，還包括：提供一黏著層，以使所述銅箔與所述基板通過所述黏著層而相互結合。
  18. 如請求項15所述的應用於信號傳輸的線路板組件的製造方法，還進一步包括：蝕刻所述銅箔以形成一線路層。
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