JP6288491B2 - キャリア箔付き金属箔、樹脂付き金属箔及び金属箔張り積層体 - Google Patents

Description

本発明は、キャリア箔付き金属箔、樹脂付き金属箔及び金属箔張り積層体に関するものであり、より詳細にはダイレクトレーザ加工に適したキャリア箔付き金属箔、樹脂付き金属箔及び金属箔張り積層体に関するものである。

近年、多層配線基板の薄型化、配線の高密度化とともに、コスト低減を目的として、多層配線基板の非貫通孔の形成にダイレクトレーザ加工が用いられる。

このような多層配線基板に用いるダイレクトレーザ加工用銅箔としては、ダイレクトレーザ加工を行う銅箔表面に、レーザ吸収率が高い表面層を設けてレーザ加工性を向上させたものが開示されている（特許文献１、２）。

特開２００２−０１９０１７号公報 特開２００１−２５３０１２号公報

しかし、特許文献１及び２では、銅張り積層板の銅箔に対して、ダイレクトレーザ加工を行った際に、銅箔に形成した孔の周りに銅が飛散する。飛散した銅上に銅めっきを行うと、表面の凹凸が大きくなり実装工程に不具合が生じる。また、ダイレクトレーザ加工の際のレーザの吸収率を高め、加工性を改善するために、銅箔表面に粗化層を形成する方法が用いられるが、この粗化層が残ったままの銅箔表面に銅めっきを行うと、銅めっきの成長を妨げる。これらの銅箔表面への銅の飛散や粗化層の問題を防止するためには、飛散した銅及び粗化層を除去し、銅めっき前に表面を平坦化する必要がある。飛散した銅及び粗化層を除去する方法としては、エッチング工程が必要になる。したがって工数が増える問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ダイレクトレーザ加工性を維持しつつ、飛散した銅及び粗化層を除去するエッチング工程が不要なキャリア箔付き金属箔、樹脂付き金属箔及び金属箔張り積層体を提供することを目的とする。

本発明は、以下に関するものである。
１． 金属箔と、この金属箔から物理的に剥離可能なキャリア箔とを有するキャリア箔付き金属箔であって、前記金属箔とキャリア箔とを合わせた厚みが１２μｍ以下であり、前記キャリア箔が引張強さ６００ＭＰａ以上の銅箔で、金属箔と反対側のキャリア箔表面に粗化層が設けられた、キャリア箔と金属箔を貫通し非貫通穴を形成するダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔。

２． 項１において、キャリア箔の厚みが６〜１１μｍであるダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔。
３． 項１又は２のダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔の金属箔のキャリア箔と反対側の面に、接着用の樹脂を配置した樹脂付き金属箔。
４． 項１又は２のダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔の金属箔のキャリア箔との反対側に絶縁樹脂と導体とを配置した金属箔張り積層体。

本発明によれば、ダイレクトレーザ加工性を維持しつつ、飛散した銅及び粗化層を除去するエッチング工程が不要なキャリア箔付き金属箔、樹脂付き金属箔及び金属箔張り積層体を提供することができる。

本発明のキャリア箔付き金属箔の一例を表す。 本発明の樹脂付き金属箔の一例を表す。 本発明の金属箔張り積層体の一例を表す。 本発明を用いた多層配線基板の製造方法の一例の工程（ａ）を表す。 本発明を用いた多層配線基板の製造方法の一例の工程（ｂ）を表す。 本発明を用いた多層配線基板の製造方法の一例の工程（ｃ）を表す。 本発明を用いた多層配線基板の製造方法の一例の工程（ｄ）を表す。 本発明を用いた多層配線基板の製造方法の一例の工程（ｅ）を表す。 本発明を用いた多層配線基板の製造方法の一例の工程（ｆ）を表す。

＜キャリア付き金属箔＞
本発明の一実施形態のキャリア箔付き金属箔を、図１を用いて、以下に説明する。

図１に示すように、本実施の形態のキャリア箔付き金属箔３は、金属箔３ｂと、この金属箔３ｂから物理的に剥離可能なキャリア箔３ａとを有するキャリア箔付き金属箔３であって、前記金属箔３ｂとキャリア箔３ａとを合わせた厚みが１２μｍ以下であるキャリア箔付き金属箔３である。

金属箔は、キャリア箔付き金属箔の状態では、キャリア箔に支持されており、多層配線板の製造に用いられる際には、一般的には、この金属箔側が多層配線板の絶縁樹脂側に張り合わせられ、多層配線板の導体を構成する材料となるものである。なお、金属箔を給電層として、めっきパターンを形成し、このめっきパターンを絶縁樹脂に転写する場合（いわゆる転写法）等は、必ずしも、多層配線板の導体を構成する材料とならない場合もある。金属箔としては、多層配線板に用いられる一般的な材料である銅箔、アルミニム箔、ニッケル箔等を用いることができる。

キャリア箔は、金属箔を支持するものであり、多層配線板の製造に用いられた際には、一般的には、途中工程で取り除かれ、多層配線板の導体を構成する材料にはならないものである。キャリア箔としては、多層配線板に用いられる一般的な材料である銅箔、アルミニム箔、ニッケル箔等を用いることができる。

キャリア箔は、金属箔から物理的に剥離可能である。物理的に剥離可能とは、エッチング液等の化学薬品を用いずに、例えば、キャリア箔を金属箔から引き剥がすことで剥離できることをいう。キャリア箔を金属箔から引き剥がす際のピール強度は、１０〜７０Ｎ／ｍであると、人間の力で容易に剥離できるため好ましい。ピール強度が１０Ｎ／ｍ以上であると、製造工程中での取り扱いで金属箔とキャリア箔とが剥がれ難いため好ましい。キャリア箔を金属箔から物理的に剥離可能とする方法としては、キャリア箔と金属箔との間に、モリブデンやタングステンなどの金属とこれらの酸化物を電気めっきを用いて、いわゆる剥離層（図示しない。）を形成する方法等が知られている。

金属箔とキャリア箔とを合わせた厚みは１２μｍ以下である。これにより、金属箔とキャリア箔とを有するキャリア箔付き金属箔の全体を貫通する貫通孔を、ダイレクトレーザ加工を用いて形成することが容易になる。ダイレクトレーザに用いるレーザの種類は、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等、一般的なものを用いることができる。また、このように、ダイレクトレーザ加工を用いてキャリア箔付き金属箔の全体を貫通する貫通孔を形成できることにより、ダイレクトレーザ加工を行った場合に発生する金属の飛散物や、ダイレクトレーザ加工を行う際に、レーザ加工面に形成する粗化層を、キャリア箔付きのキャリア箔を剥離するだけで、除去することが可能になる。したがって、ダイレクトレーザ加工性を維持しつつ、金属の飛散物や及び粗化層を除去するためのエッチング工程が不要となり、大幅な工数低減が可能になる。

ダイレクトレーザ加工で貫通孔を形成する観点からは、金属箔とキャリア箔とを合わせた厚みは、より薄い方が好ましいが、キャリア箔が薄くなると、強度（引張強さ）が低下するため、金属箔を支持してハンドリングを容易にすることが難しくなる。また、金属箔から物理的に剥離する際にちぎれ易くなり、容易に剥離することが難しくなる。このため、キャリア箔の厚みは、キャリア箔の強度（引張強さ）や金属箔との間のピール強度にもよるが、一般的なピール強度（１０〜７０Ｎ／ｍ）では、６μｍ以上であるのが好ましい。また、金属箔の厚みは、回路形成の観点からは、より薄い方が好ましいが、めっきの前処理等でエッチングされることを考慮すると、１μｍ以上であるのが好ましい。したがって、金属箔とキャリア箔とを合わせた厚みは、７μｍ以上であるのが好ましい。

キャリア箔の厚みは、６〜１１μｍであるのが好ましい。キャリア箔が６μｍよりも薄くなると、強度（引張強さ）が低下するため、金属箔を支持してハンドリングを容易にすることが難しくなる。また、キャリア箔と金属箔との間のピール強度にもよるが、金属箔から物理的に剥離する際にちぎれ易くなり、容易に剥離することが難しくなる。キャリア箔の厚みが、６〜１１μｍであることにより、ハドリングや金属箔からの剥離が容易になる。

金属箔の厚みは、１〜５μｍであるのが好ましい。金属箔の厚みが１μｍ以上であると、めっきの前処理等でエッチングされても、ピンホール等が発生しにくくなり、また、金属箔の厚みが５μｍ以下であると、微細な回路形成に有利になる。

キャリア箔が引張強さ６００ＭＰａ以上の銅箔であるのが好ましい。一般に、多層配線板で用いられる銅箔の引張強さは、３００ＭＰａ程度であり、キャリア箔として用いる場合は、ハンドリングや剥離時の作業性を考慮すると、１２μｍ程度の厚みが必要になる。しかし、キャリア箔が引張強さ６００ＭＰａ以上の銅箔であることにより、キャリア箔が６μｍと薄い場合でも、金属箔を支持したり、キャリア箔を剥離するためのキャリア箔の強度を確保できる。このため、金属箔として、厚さが１〜５μｍの極薄銅箔と組合わせても、金属箔とキャリア箔を合わせた全体の厚さが１２μｍ以下になり、ダイレクトレーザ加工によって、金属箔３ｂとキャリア箔３ａの両方に貫通孔を形成できる。また、より確実にハドリングや剥離時の作業性を確保するには、キャリア箔が引張強さ６５０ＭＰａ以上の銅箔であるのがより好ましく、７００ＭＰａ以上の銅箔であるのがさらに好ましい。なお、引張強さの測定は、ＪＩＳ Ｃ６５１５に準じて万能引張り試験器を用いて測定することができる。また、引張強さ６００ＭＰａ以上の銅箔を作製する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、硫酸銅水溶液に各種の有機イオウ系化合物を添加する方法が挙げられる。

キャリア箔の厚みが６〜１１μｍであるキャリア箔付き金属箔であるのが好ましい。キャリア箔の厚みが６μｍ以上であることにより、キャリア箔として、引張強さ６００ＭＰａ以上の銅箔を使うことにより、金属箔を支持したり、キャリア箔を剥離するためのキャリア箔の強度を確保することが可能になる。また、キャリア箔の厚みが１１μｍ以下であることにより、１μｍ以上の厚みの極薄銅箔と組合わせることで、ダイレクトレーザ加工によって、金属箔３ｂとキャリア箔３ａの両方に貫通孔を形成できる。

＜樹脂付き金属箔＞
本発明の一実施形態の樹脂付き金属箔を、図２を用いて、以下に説明する。

図２に示すように、本実施の形態の樹脂付き金属箔８は、キャリア箔付き金属箔３の金属箔３ｂのキャリア箔３ａと反対側の面に、接着用の樹脂１を配置した樹脂付き金属箔８である。

接着用の樹脂は、いわゆるビルドアップ工法で、キャリア付き金属箔と配線基板とを接着するものである。接着用の樹脂としては、一般的な樹脂付き銅箔に用いられる公知のものを用いることができ、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられる。接着用の樹脂には、ガラスクロスやフィラー等の補強材を有していてもよい。また、キャリア付き金属箔の金属箔のキャリア箔と反対側に接着用の樹脂を配置する方法としては、一般的な樹脂付き銅箔に用いられる公知の方法を用いることができ、例えば、ワニス状の接着用樹脂を塗工し半硬化状態とする方法、半硬化状態のシート状とした接着用樹脂を張り合わせる方法、等を用いることができる。

＜金属箔張り積層体＞
本発明の一実施形態の金属箔張り積層体を、図３を用いて、以下に説明する。

図３に示すように、本実施の形態の金属箔張り積層体９は、キャリア箔付き金属箔３の金属箔３ｂのキャリア箔３ａとの反対側に絶縁樹脂２と導体であるキャリア箔付き金属箔３とを配置した金属箔張り積層体９である。

絶縁樹脂としては、多層配線基板で用いられる公知のものを用いることができ、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられる。絶縁樹脂には、ガラスクロスやフィラー等の補強材を有していてもよい。金属箔張り積層体を製造する方法としては、いわゆる銅張り積層板を作製する場合と同様の方法を用いることができ、例えば、キャリア箔付き金属箔と、絶縁樹脂形成用のプリプレグ（ガラスクロス等の補強材に、熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させ、半硬化状態としたもの）と、キャリア箔付き金属箔とを、この順番に積層し、熱プレスによって成形する方法が挙げられる。

（参考例１）
図１に示すように、金属箔３ｂと、この金属箔３ｂから物理的に剥離可能なキャリア箔３ａとを有するキャリア箔付き金属箔３であって、金属箔３ｂとキャリア箔３ａとを合わせた厚みが１２μｍであるキャリア箔付き金属箔３を作製した。

まず、キャリア金属箔として、厚さ９μｍの銅箔を形成した。キャリア金属箔となる銅箔は、硫酸銅５水和物２００ｇ／Ｌ、硫酸１００ｇ／Ｌ、液温度４０℃の浴にて、酸化イリジウムコーテイングを施したＴｉ極板を陽極として、電流密度４Ａ／ｄｍ^２で所定時間の電解めっきを行って形成した。このときのキャリア金属箔の引張強さは、３００ＭＰａ程度であった。引張強さの測定は、ＪＩＳ Ｃ６５１５に準じて万能引張り試験器を用いて行った。

次に、キャリア金属箔上に、金属箔との物理的な剥離が可能になるように、剥離層（図示しない。）を設けた。剥離層は、洗浄した電解銅箔を陰極とし、酸化イリジウムコーテイングを施したＴｉ極板を陽極とし、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｏ（モリブデン）、クエン酸を含有するめっき浴として、硫酸ニッケル６水和物３０ｇ／Ｌ、モリブデン酸ナトリウム２水和物３．０ｇ／Ｌ、クエン酸３ナトリウム２水和物３０ｇ／Ｌ、ｐＨ６．０、液温度３０℃の浴にて、電解銅箔の光沢面に、電流密度２０Ａ／ｄｍ^２で５秒間電解処理し、ニッケルとモリブデンからなる金属酸化物を含有する剥離層を形成した。

次に、金属箔として、厚さ３μｍの極薄銅箔を形成した。金属箔となる極薄銅箔は、剥離層を形成後のキャリア金属箔の表面に、硫酸銅５水和物２００ｇ／Ｌ、硫酸１００ｇ／Ｌ、液温度４０℃の浴にて、酸化イリジウムコーテイングを施したＴｉ極板を陽極として、電流密度４Ａ／ｄｍ^２で所定時間の電解めっきを行って形成した。参考例１で作製したキャリア付き金属箔は、ハンドリングが容易であった。

次に、図３に示すように、キャリア箔付き金属箔３の金属箔３ｂのキャリア箔３ａとの反対側に絶縁樹脂２と導体であるキャリア箔付き金属箔３とを配置した金属箔張り積層体９を形成した。絶縁樹脂としては、ガラスエポキシ系のプリプレグであるＧＥＡ−６７９（日立化成株式会社製、商品名）を用い、熱プレスを用いて積層成形した。

次に、図４の工程（ａ）に示すように、金属箔張り積層体９のキャリア箔３ａ表面に粗化層４を形成する粗化処理を行なった。粗化処理とは、ダイレクトレーザ加工を行う際にレーザ光の吸収率を上げるために行うものである。粗化処理としては、銅表面上に凹凸を作るエッチングや、銅表面上に酸化銅を形成する黒化処理等を用いることができるが、ここでは、酸化銅を形成する黒化処理を行った。

次に、図５の工程（ｂ）に示すように、粗化処理されたキャリア箔３ａ表面にレーザを直接照射するダイレクトレーザ加工により、金属箔張り積層体９のキャリア箔３ａ、金属箔３ｂ及び絶縁樹脂２を貫通し、裏面側の金属箔３ｂに到る非貫通孔５を形成した。ダイレクトレーザ加工には、炭酸ガスレーザを用い、ダイレクトレーザ加工によるキャリア付き金属箔への貫通孔形成が可能であった。

次に、図６の工程（ｃ）に示すように、キャリア箔３ａを金属箔３ｂから物理的に剥離した。このときの金属箔（厚さ３μｍの極薄銅箔）とキャリア金属箔（厚さ９μｍの銅箔）との間の剥離強度は、３３Ｎ／ｍであった。なお、剥離強度（Ｎ／ｍ）の測定は、１０ｍｍ幅にカットしたキャリア付き金属箔のサンプルを作製し、テンシロンＲＴＭ−１００（株式会社オリエンテック製、商品名、「テンシロン」は登録商標。）を用い、ＪＩＳ Ｚ ０２３７の９０度引き剥がし法に準じて、室温（２５℃）で行った。ここで、キャリア箔３ａを金属箔３ｂら物理的に剥離する際にちぎれが発生することもなく、容易に剥離することができた。また、キャリア箔３ａを剥離することにより、キャリア箔３ａ上に飛散した銅６と粗化層４とを同時に除去することができた。

次に、図７の工程（ｄ）に示すように、層間接続は、非貫通孔５内に無電解銅めっき層（図示しない。）を下地銅として形成した後、この無電解銅めっき層を給電層として、電解フィルドビアめっきを行うことにより形成した。

次に、図８の工程（ｅ）に示すように、金属箔３ｂ及びその上に形成された層間接続銅めっき層７をエッチングにより回路加工して配線板１０を形成した。

次に、図２に示すように、キャリア箔付き金属箔３の金属箔３ｂのキャリア箔３ａと反対側の面に、接着用の樹脂１として、エポキシ樹脂を途工し、半硬化させることで、樹脂付き金属箔８を作製した。

次に、図９の工程（ｆ）に示すように、配線板１０の上に、キャリア箔付き金属箔３の接着用の樹脂１面を合わせて熱プレスにより積層一体化した。その後は、工程（ｂ）〜工程（ｆ）を繰り返し、所望の層数の多層配線板を作製した。

（実施例１）
参考例１と同様に、図１に示すようなキャリア箔付き金属箔３を作製した。

まず、キャリア金属箔として、厚さ６μｍの銅箔を形成した。キャリア金属箔となる銅箔は、硫酸銅五水和物濃度２８０ｇ／ｌ、遊離硫酸濃度９０ｇ／ｌに調整した基本溶液（硫酸−硫酸銅水溶液）に、（Ａ）ジチオカルバミン酸誘導体又はその塩、（Ｂ）チオ尿素、（Ｃ）メルカプト基を有する水溶性イオウ化合物又はその誘導体又はそれらの塩、（Ｄ）ポリアルキレングリコール及び（Ｅ）塩素イオンを添加剤として含有する硫酸酸性銅めっき液を用い、液温度５０℃の浴にて、酸化イリジウムコーテイングを施したＴｉ極板を陽極として、電流密度４０Ａ／ｄｍ^２で所定時間の電解めっきを行って形成した。このときのキャリア金属箔の引張強さは、７００ＭＰａ程度であった。

次に、参考例１と同様にして、キャリア金属箔上に、金属箔との物理的な剥離が可能になるように、剥離層（図示しない。）を設けた。

次に、参考例１と同様にして、金属箔として、厚さ３μｍの極薄銅箔を形成した。実施例１で作製したキャリア付き金属箔は、ハンドリングが容易であった。

次に、参考例１と同様にして、図４の工程（ａ）〜図９の工程（ｆ）を進めて、多層配線板を作製した。ダイレクトレーザ加工によるキャリア付き金属箔への貫通孔形成が可能であった。また、金属箔（厚さ３μｍの極薄銅箔）とキャリア金属箔（厚さ６μｍの銅箔）との間の剥離強度は、３１Ｎ／ｍであり、金属箔から物理的に剥離する際にちぎれが発生することもなく、容易に剥離することができた。
（比較例）
参考例１と同様に、図１に示すようなキャリア箔付き金属箔３を作製した。

まず、参考例１と同様にして、キャリア金属箔として、厚さ１２μｍの銅箔を形成した。このときのキャリア金属箔の引張強さは、３００ＭＰａ程度であった。

次に、参考例１と同様にして、キャリア金属箔上に、金属箔との物理的な剥離が可能になるように、剥離層（図示しない。）を設けた。

次に、参考例１と同様にして、金属箔として、厚さ３μｍの極薄銅箔を形成した。このときの金属箔（厚さ３μｍの極薄銅箔）とキャリア金属箔（厚さ１２μｍの銅箔）との間の剥離強度は、２９Ｎ／ｍであった。比較例で作製したキャリア付き金属箔は、ハンドリングが容易であった。

次に、参考例１と同様にして、図４の工程（ａ）〜図９の工程（ｆ）を進めて、多層配線板を作製した。ダイレクトレーザ加工によるキャリア付き金属箔への貫通孔形成は、完全ではなかった。金属箔（厚さ３μｍの極薄銅箔）とキャリア金属箔（厚さ１２μｍの銅箔）との間の剥離強度は、２９Ｎ／ｍであり、金属箔から物理的に剥離する際にちぎれが発生することもなく、容易に剥離することができた。

１：接着用の樹脂
２：絶縁樹脂
３：キャリア箔付き金属箔
３ａ：キャリア箔
３ｂ：金属箔
４：粗化層
５：非貫通孔
６：飛散した銅
７：層間接続銅めっき層又はめっき
８：樹脂付き金属箔
９：金属箔張り積層体
１０：配線板

Claims (4)

1. 金属箔と、この金属箔から物理的に剥離可能なキャリア箔とを有するキャリア箔付き金属箔であって、前記金属箔とキャリア箔とを合わせた厚みが１２μｍ以下であり、前記キャリア箔が引張強さ６００ＭＰａ以上の銅箔で、金属箔と反対側のキャリア箔表面に粗化層が設けられた、キャリア箔と金属箔を貫通し非貫通穴を形成するダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔。
   
2. 請求項１において、キャリア箔の厚みが６〜１１μｍであるダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔。
3. 請求項１又は２のダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔の金属箔のキャリア箔と反対側の面に、接着用の樹脂を配置した樹脂付き金属箔。
4. 請求項１又は２のダイレクトレーザ加工用キャリア箔付き金属箔の金属箔のキャリア箔との反対側に絶縁樹脂と導体とを配置した金属箔張り積層体。

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