JP2016121394A - 電解銅箔、これを含むｆｃｃｌ及びｃｃｌ - Google Patents

Abstract

【解決手段】銅箔積層板の製造に用いられる電解銅箔１であって、樹脂フィルム２が付着されない第１面１ａが有する表面因子ＳＣ値が２．２１〜４．０９の範囲であり、前記表面因子ＳＣは、第１面が有する測定単位面積に対する実表面積の比である電解銅箔１。
【効果】銅箔の両表面のうち樹脂フィルム２が付着しない外側面１ａのＳＣ因子を一定水準に調節することで、銅箔積層板と樹脂フィルム２とのラミネイティング過程でロール及び銅箔１の接触面において発生するスリップ現象を最小化することによって、銅箔積層板の歩留まりを上昇させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解銅箔、これを含むＦＣＣＬ及びＣＣＬに関し、より詳しくは、一面の表面因子であるＳＣ（３次元的に測定された一面の実表面積を、該面の平面視面積（測定単位面積）で割った値）の調節によって工程性が向上した電解銅箔、これを含むＦＣＣＬ及びＣＣＬに関する。

印刷回路基板（ＰＣＢ； Ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）は、各種部品を接続する電気配線を回路設計に従って配線図形で表したものであって、各種部品を連結または支持する役割をする。特に、ノートブックコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ、小型ビデオカメラ及び電子手帳などの電子機器の発達につれ印刷回路基板の需要が増大した。更に、前記電子機器の携帯性が強調されることによって次第に小型化及び軽量化していく傾向にある。したがって、印刷回路基板は、さらに集積化、小型化及び軽量化している。

前記印刷回路基板は、その物理的特性に従ってリジッド（ｒｉｇｉｄ）印刷回路基板、軟性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）印刷回路基板、その二つが結合したリジッド−フレキシブル印刷回路基板及びリジッド−フレキシブル印刷回路基板に類似なマルチ−フレキシブル印刷回路基板に分けられる。特に、軟性印刷回路基板の原資材である軟性銅張箔積層板（ＦＣＣＬ； Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）は、携帯電話、デジタルカムコーダー、ノートブックコンピュータ、ＬＣＤモニターなど、デジタル家電製品に使われるものであって、屈曲性が大きくて軽薄短小化に有利な特性のため近年需要が急速に増加しつつある。

軟性銅箔積層板（ＦＣＣＬ）は、ポリマーフィルム層及び金属伝導層を積層したものであって、可撓性を有することが特徴である。軟性銅張積層板は、特に柔軟性や屈曲性が求められる電子機器または電子機器の素材部分に用いられ、電子機器の小型化、軽量化に寄与している。

このような軟性銅箔積層板（または一般の銅箔積層板（ＣＣＬ））は、樹脂フィルムの両面に、電着法などを用いて製造された電解銅箔をロールプレスすることで得られる。

但し、このようなロールプレスによる軟性銅箔積層板（または銅箔積層板）の製造過程で接触面において発生するスリップ（ｓｌｉｐ）現象や銅箔に発生するしわ及び／または押し傷により歩留まりが減少し、製品の品質が低下する問題点があり、これを解決するための技術が求められている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、銅箔の両表面のうち樹脂フィルムが付着されない外側面のＳＣ因子を一定水準に調節することで、銅箔積層板と樹脂フィルムとのラミネイティング過程でロールと銅箔との接触面上で発生するスリップ現象を最小化することによって、銅箔積層板の歩留まりを上昇させるだけでなく、銅箔に発生するしわ及び／または押し傷を防止することで、製造される銅箔積層板の品質を向上させることを一目的とする。

但し、本発明が有する効果はこれに限定されず、ここに説明されていない本発明による効果は、以下に説明する本発明の図面及び発明の詳細な説明からより明確に理解されるだろう。

上記の課題を達成するため、銅箔の両表面のうち樹脂フィルムが付着されない外側面のＳＣ因子を一定水準に調節することで、銅箔積層板の歩留まりを向上させるだけでなく、銅箔に発生するしわ及び／または押し傷を防止することで、製造される銅箔積層板の品質を向上させることができる電解銅箔を開発した。

このように、優れる特性を有する本発明の一実施例による電解銅箔は、銅箔積層板の製造に用いられる電解銅箔であって、樹脂フィルムが付着されない第１面が有する表面因子ＳＣ値が２．２１乃至４．０９の範囲であり、前記表面因子ＳＣは、前記第１面が有する測定単位面積に対する実表面積の比（ｒａｔｉｏ）である。

前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には、亜鉛、亜鉛合金、クロム、クロム合金、亜鉛酸化物及びクロム酸化物を含む群より選択された一つ以上の材質からなる保護層が備えられ得る。

なお、電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には樹脂フィルムとの物理的な接着力の確保のための銅ノジュール層が形成され得、このようなノジュール層は、電解銅箔の第２面上に銅ノジュールの核を形成した後、これを成長させるめっき処理によって形成され得る。

前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には、Ｎｉ、Ｃｏ及びＭｏを含む群より選択された材質からなる少なくとも１層以上のバリアー層が備えられ得る。

前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面が有する平均粗さ（Ｒａ）は、０超過０．８μｍ未満である得る。

前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には、Ｓｉ化合物層が備えられ得る。

前記電解銅箔の厚さは、０μｍ超過１０５μｍ以下であり得る。

前記第１面は、銅箔製造の際し、ドラムに接しない銅箔面であり得る。

なお、本発明の一実施例によるＦＣＣＬ及びＣＣＬには、前記電解銅箔が適用され、同様に、本発明の一実施例による印刷回路基板には前記ＦＣＣＬ及びＣＣＬが適用される。

前記ＦＣＣＬ及びＣＣＬに適用される樹脂層は、ポリイミド材質からなり得る。

本発明の一面によれば、銅箔の両表面のうち樹脂フィルムが付着しない外側面のＳＣ因子を一定水準に調節することで、銅箔積層板と樹脂フィルムとのラミネイティング過程でロール及び銅箔の接触面において発生するスリップ現象を最小化することによって、銅箔積層板の歩留まりを上昇させることができる。

なお、本発明の他面によれば、銅箔に発生するしわ及び／または押し傷を防止することで、製造される銅箔積層板の品質を向上させることができる。

本発明の一実施例による電解銅箔を示す図である。 本発明の実施例１による電解銅箔にラミネイティングロールプレッシング（ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ ｒｏｌｌ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を適用した場合の表面状態（しわの発生有無が表れる）を示す写真である。 本発明の比較例１による電解銅箔にラミネイティングロールプレッシングを適用した場合の表面状態（しわの発生有無が表れる）を示す写真である。 本発明の実施例３による電解銅箔にラミネイティングロールプレッシングを適用した場合の表面状態（押し傷の発生有無が表れる）を示す顕微鏡写真である。 本発明の比較例５による電解銅箔にラミネイティングロールプレッシングを適用した場合の表面状態（押し傷の発生有無が表れる）を示す顕微鏡写真である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１を参照して本発明の一実施例による電解銅箔１を説明する。

図１は、本発明の一実施例による電解銅箔を示す図である。

図１を参照すれば、電気めっきによって製造される本発明の一実施例による電解銅箔１は、約１０５μｍ以下の厚さを有するものを用いることができる。

ここで、第１面１ａは外側に露出する面であり、第２面１ｂはその反対側に位置する面であって、ＦＣＣＬまたはＣＣＬの製造時に樹脂フィルムが付着される面である。

前記第２面１ｂ上には、絶縁のための樹脂層２が形成され、該樹脂層２は、例えば、ポリイミド（ＰＩ：Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のような材質からなり得る。

このような電解銅箔１は、電解槽内に回転ドラム及びドラムに対し所定間隔を置いて位置する正極板を含む構造の製箔機を用いて製造されるものであって、通常、硫酸銅を電解液にして約１０Ａ／ｄｍ^２ないし８０Ａ／ｄｍ^２範囲の電流密度でドラム上に銅を電着して製造される。この際、電解銅泊は、回転ドラムに接する光沢面と回転ドラムに接しないマット面とで両面が構成される。

なお、前記電解銅箔１は、第１面１ａが有する表面因子ＳＣの値が約２．２１ないし４．０９の範囲に制限されることが望ましい。

このような表面因子ＳＣは、第１面１ａを対象として３次元に測定された実表面積を、該面の平面視面積（測定単位面積）で割った値である。また、前記実表面積とは、銅箔試料の第１面１ａにおける測定領域を３Ｄ顕微鏡で３次元的に測定して得られる面積であり、具体的には、３Ｄ顕微鏡レンズをＺ軸方向に移動させて焦点を移動させることで得られる面積である。即ち、前記表面因子ＳＣは、前記露出面が有する測定単位面積に対する実表面積の比である。

本実施例では、銅箔の試片を１×１ｃｍ正方形に取り、３Ｄ顕微鏡で観察して測定した。また、３Ｄ顕微鏡の倍率は、２００ないし２０００倍の範囲内で測定しても構わないが、本実施例では５００倍で測定した。

ここで、表面積の測定のための３Ｄ顕微鏡としては、３Ｄ解析の可能なレーザー顕微鏡であって前記表面積及び面積が測定可能なものであれば、特に限定されない。この３Ｄ顕微鏡に用いられるレーザーは、可視光限界波長４０５ｎｍないし４１０ｎｍのバイオレットレーザーであれば、ＳＣ因子を精度よく測定可能であるため、望ましい。

なお、本発明において測定区域の現状は特に限定されないが、例えば、正方形、直方形などの形状であり得る。

このようなＳＣ因子は、電解銅箔１の製造のための製箔工程にて適用される添加剤の種類及び含量範囲、めっき液の温度（４０ないし６０℃）、めっき液の組成（銅は６０ないし１００ｇ／Ｌ、硫酸は８０〜１３０ｇ／Ｌ）、めっきのときに印加される電流密度（１０〜８０Ａ／ｄｍ^２）及び製箔機のドラム研磨条件などに係わる。

例えば、めっき添加剤として使用可能なハイドロキシエチルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ゼラチン（ｇｅｌａｔｉｎ）、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）及び塩素のうちいずれを選択するかの選択如何、及び該選択物質のめっき液内での濃度などを調節（ハイドロキシエチルセルロースは２〜５ｐｐｍ、ゼラチン及びコラーゲンは２〜４ｐｐｍ、塩素は１０〜２０ｐｐｍの範囲内で調節）することによって、第１面１ａのＳＣ因子値を制御することができ、更に、めっき液の濃度及び組成などをともに変更して電解銅箔１の第１面１ａが有するＳＣ因子値を制御することができる。

なお、ＳＣ因子値に影響を及ぼすさまざまな要素の中、ドラム研磨条件に関しては、ドラムをブラシ（ｂｒｕｓｈ）でバフィングするとき、研磨＃、バフィング圧力、バフィング回転速度及び振動速度を調節することで、ＳＣ因子を制御することができる。すなわち、ブラシの研磨＃は６００〜２０００、バフィング圧力は０．５〜５．０Ａｍｐｅｒｅ、回転速度は５０〜３５０ｒｐｍ、振動速度は５０〜２５０ｃｐｍ範囲で調節することで、本発明の実施例によるＳＣ因子を満す銅箔を製造することができる。

ＳＣ因子値に影響を及ぼすさまざまな要素を異にして製造した本発明の実施例１〜９による電解銅泊及び比較例１〜９による電解銅泊それぞれの製造条件は、以下の表１に示し、それぞれのドラム研磨条件は表２に示した。

なお、前記ＳＣ因子値の制御による利点については、表３に示した実施例及び比較例を通じて詳しく後述する。

続いて、前記電解銅箔１の第２面１ｂについて説明すれば、電解銅箔１の第２面１ｂが有する平均粗さＲａが高すぎる場合は、電解銅箔１を用いた銅導線パターンの形成時に残銅（エッチングによるパターン形成後、銅箔成分が完全に除去されるべき部分に銅箔成分が残る現象）が発生し得る。したがって、このような残銅発生の防止のために、第２面１ｂが有する平均粗度Ｒａは、０μｍ超過０．８μｍ未満の範囲に制限されることが望ましい。

なお、前記電解銅箔１は、上述の電着工程によって製造された銅ホイルの第２面１ｂ上に形成される一つ以上の機能性層を備えてもよく、このような機能性層としては、銅ノジュール層、保護層、バリアー層、シランカップリング層などが挙げられる。

より具体的に、前記電解銅箔１の第２面１ｂ上にこれらの機能性層が形成される場合、銅ノジュール層及び／または保護層及び／またはバリアー層（保護層及びバリアー層のいずれも存在する場合、その積層順序は構わない） 及び／またはラインカップリング層の手順に積層され得る。

前記銅ノジュール層は、樹脂フィルム２との物理的な接着力の確保のために樹脂に接触する電解銅箔１の第２面１ｂ上に銅ノジュールの核を形成した後、これを成長させるめっき処理によって形成される。

前記保護層は、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、亜鉛合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、亜鉛酸化物またはクロム酸化物からなる層であって、通常、銅製箔工程の後に行われるめっき工程によって形成されることにより、銅箔の熱酸化を防止し、防錆効果を奏する。

前記バリアー層は、銅箔から銅が拡散することを抑制し、銅箔の安定性を確保するために電解銅箔１の第２面１ｂに備えられるものであって、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）などの金属からなり得る。勿論、このようなバリアー層は、前述の銅ノジュール層及び／または保護層が先に形成された後、その上にともに形成され得る。なお、このようなバリアー層は、一つの層として形成され得、二つ以上のバリアー層として形成されることもある。

前記シランカップリング層はＳｉ化合物からなる層であって、電解銅箔１と樹脂フィルム２との化学的接着力を確保するために電解銅箔１の第２面１ｂに備えられ得る。このようなシランカップリング層は、前述の銅ノジュール層及び／または保護層及び／またはバリアー層が形成された後、その上にともに形成され得る。

以下、表３を参照して前記電解銅箔１の第１面１ａが有するＳＣ因子値の制御による効果について説明する。

本実施例及び比較例に示す両面ＦＣＣＬサンプルは、ＰＩフィルムの両面に銅箔を投入して窒素雰囲気下でロールプレスによって製作され、ここでロールプレスは約３６０℃で行われた。

また、ＦＣＣＬ製造線速を通常の製造方法である４ｍｐｍにしてＳＣ因子による外観不良の発生有無を測定した。

前記表３を参照すれば、電解銅箔１の第１ 面１ａが有するＳＣ因子値が約２．２１〜４．０９の範囲内である場合、電解銅箔１の品質が優秀に維持されることが分かる。

すなわち、樹脂フィルム２の両面にラミネイティングロールプレスを適用して両面ＦＣＣＬの製作に際し、ＳＣ因子が２．２１未満の場合は、ラミネイティングロールと電解銅箔１との間にスリップが発生して電解銅箔１にしわが発生する。

このようなＳＣ因子の制御によるしわの発生有無は、特に実施例６と比較例９とを見れば明確に分かり、実施例１の結果を示す図２と比較例１の結果を示す図３との比較からも確認することができる。

また、同様に、ラミネイティングロールプレスを適用した両面ＦＣＣＬの製作に際し、ＳＣ因子が４．０９を超過する場合は、ラミネイティングのときに電解銅箔１に押し傷が発生する。

このようなＳＣ因子の制御による押し傷の発生有無は、特に実施例７の結果を示す図４と比較例５の結果を示す図５との比較から確認することができる。

上述したように、本発明の一実施例による電解銅箔１は、樹脂フィルム２が付着しない面が有するＳＣ因子の値を一定範囲内に制御することで、高い線速で不良なく銅箔を樹脂フィルムに接着するようにする。

すなわち、本発明による電解銅箔１によれば、ポリイミド（ＰＩ）のような樹脂フィルム２の両面に電解銅箔１をラミネイティングして製造されるＦＣＣＬを製造する過程で、電解銅箔１にしわ及び／または押し傷が発生することを防止できるため、優秀な品質のＦＣＣＬを高い歩留まりで生産することができる。

なお、このような電解銅箔１が両面ＦＣＣＬに適用される場合のみならず、片面ＦＣＣＬまたはＣＣＬに適用される場合にも、しわ及び／または押し傷の発生を防止することができることは勿論である。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１：電解銅箔 １ａ：第１面（露出面）
１ｂ：第２面（付着面） ２：樹脂フィルム

Claims (9)

1. 銅箔積層板の製造に用いられる電解銅箔であって、
   樹脂フィルムが付着されない第１面が有する表面因子ＳＣ値が２．２１乃至４．０９の範囲であり、
   前記表面因子ＳＣは、前記第１面が有する測定単位面積に対する実表面積の比である電解銅箔。
2. 前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には、亜鉛、亜鉛合金、クロム、クロム合金、亜鉛酸化物及びクロム酸化物を含む群より選択された一つ以上の材質からなる保護層が備えられることを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔。
3. 前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には、Ｎｉ、Ｃｏ及びＭｏを含む群より選択された材質からなる少なくとも１層以上のバリアー層が備えられることを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔。
4. 前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面が有する平均粗さ（Ｒａ）は、０超過０．８μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔。
5. 前記電解銅箔の両面のうち、前記樹脂フィルムが付着される第２面には、Ｓｉ化合物層が備えられることを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔。
6. 前記電解銅箔の厚さは、１０５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔。
7. 前記第１面は、銅箔製造の際し、ドラムに接しない銅箔面であることを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔。
8. 請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項による電解銅箔と、
   前記電解銅箔の第２面に形成される樹脂フィルムと、を含むＦＣＣＬ。
9. 請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項による電解銅箔と、
   前記電解銅箔の第２面に形成される樹脂フィルムと、を含むＣＣＬ。