层叠板用铜合金箔制造技术

本发明专利技术提供一种在由含有聚酰胺酸的清漆为原料制成树脂基板而成的双层印刷线路板上，与清漆之间具有良好的浸润性因而不必实施粗化电镀处理便能够直接与聚酰亚胺接合的、表面粗糙度小的层叠板用铜合金箔。在含有特定元素的铜合金中，其防锈膜的厚度从表面起在５ｎｍ以下因而与清漆之间具有良好的浸润性、表面粗糙度为十点平均表面粗糙度（Ｒｚ）２μｍ以下、不必实施粗化电镀处理便可使与聚酰胺酸热固化而成的膜之间的１８０°剥离强度达到８．０Ｎ／ｃｍ以上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于印刷线路板用层叠板的铜合金箔。
技术介绍
电子设备的电子电路多使用印刷线路板。按照构成基底材料的树脂的种类，印刷线路板可分为硬质层叠板(刚性基板)和挠性层叠板(柔性基板)两大类。柔性基板的特点是具有挠性，除了用作移动部件的配线之外，由于能够呈弯曲状态收入电子设备之中，因而还作为省空间配线材料使用。此外，由于基板本身很薄，还可作为半导体封装件的插入式选择指或液晶显示器的IC片状载体使用。对于柔性基板，构成基底材料地树脂多使用聚酰亚胺树脂，导电材料从导电性考虑一般使用铜。从结构上来说，柔性基板有三层柔性基板和双层柔性基板。三层柔性基板的结构是将聚酰亚胺之类树脂薄膜与作为导电材料的铜箔二者，以环氧树脂和丙烯酸树脂等粘合剂进行粘合而成。而双层柔性基板的结构是将聚酰亚胺等树脂与作为导电材料的铜直接接合而成。印刷线路板是对覆铜层叠板的铜箔进行蚀刻以形成各种线路图案、以焊锡焊接电子元器件后进行安装的，而印刷线路板用材料要反复承受进行焊接时的高温，因此要求其具有耐热性。近年来，为防止污染环境，广泛使用无铅焊锡，但由于熔点高于以往的含铅焊锡，因此对柔性基板的耐热性有更高的要求。对此，因双层柔性基板其有机材料只使用具有优异的耐热性的聚酰亚胺树脂，因此，与使用耐热性较差的环氧树脂和丙烯酸树脂等粘合剂的三层柔性基板相比，耐热性更容易得到改善，其使用量正在增加。以聚酰亚胺树脂为基底材料的双层柔性基板的制造方法主要有①金属喷镀法、②层压法、③铸造法。①的金属喷镀法是在聚酰亚胺薄膜上以溅射等方法蒸镀一层薄薄的Cr等金属，进而以溅射法或电镀法形成所需厚度的构成印刷线路板导电材料的铜的方法，②的层压法是将作为印刷线路板的导电材料的铜箔直接层叠在聚酰亚胺薄膜上的方法，③的铸造法是将作为构成基底材料的聚酰亚胺树脂的前身的、含有聚酰胺酸(ポリアミツク酸)的清漆涂布在作为印刷线路板导电材料的铜箔上，将经过加热固化而形成的聚酰亚胺膜作为树脂基板的方法。近年来，随着电子设备的小型化、轻量化、高性能化，要求印刷线路板能够以更大的密度进行安装，电子电路配线的宽度和配线间隔在进一步减小而向微细化方向发展。导电材料若使用表面粗糙度大的铜箔或经过粗化电镀处理而形成有凹凸的铜箔，则在通过蚀刻形成电路时，容易出现铜残存于树脂中的蚀刻残留现象、或者因蚀刻线性度降低而导致电路宽度不均匀的现象。为此，要实现电子电路的微细化，以铜箔的表面粗糙度小为宜。另外，个人计算机和移动通信等电子设备中，电信号的频率越来越高，当电信号的频率达到1GHz以上时，电流仅在导体表面流动的趋肤效应的影响将非常明显，不能忽视表面凹凸导致传输路径改变的影响。为此，人们尝试着在象金属喷镀法那样制成的平滑的聚酰亚胺薄膜上形成金属膜，或者减小层压法和铸造法中所使用的铜箔的表面粗糙度。然而，根据制造方法的不同，构成印刷线路板导电材料的铜箔分为电解铜箔和轧制铜箔两类。电解铜箔是通过电解的方法使硫酸铜电镀液中的铜在钛或不锈钢等的筒上析出而制成的，而近来，在电镀液中加入添加剂，对电解析出条件进行调节而制造出表面粗糙度小的铜箔，即所谓的表面平整箔。而轧制铜箔是以轧辊进行塑性加工制造出来的，可得到通过轧辊的表面形态转印到箔表面而成的平滑的表面。另外，所说的箔一般是指厚度为100μm以下的薄片。对于用在印刷线路板上的铜箔，为改善其与树脂之间的粘合性，要对铜箔进行使表面经电镀形成铜颗粒的粗化电镀处理。这是一种为了在铜箔表面形成凹凸，使得铜箔嵌入树脂中以得到机械性粘合强度的、靠所谓锚固效应改善粘合性的处理方法，但是，由于前述理由，最好是将未经粗化电镀处理的表面粗糙度小的铜箔与树脂表面贴合，因此，要求能够在不实施粗化电镀处理的前提下保证粘合强度。此外，对于三层柔性基板，为改善作为金属的铜箔与作为有机物的粘合剂的粘合强度，人们尝试着将硅烷偶合剂涂布在铜箔上。但是，由于双层柔性基板的制造温度300℃～400℃高于三层柔性基板的100℃～200℃，容易引起偶合剂热分解，粘合性并未得到改善。作为导电材料而使用的铜箔的原材料，使用的是纯铜或含有少量添加元素的铜合金。随着电子电路的微细化，作为导体的铜箔很薄，而且由于电路宽度很窄，对铜箔性能提出了直流电阻损耗小、电导率高的要求。铜是导电性优异的材料，在非常重视导电性的上述领域内一般使用纯度在99.9％以上的纯铜。但由于铜的纯度提高则强度降低，故当铜箔较薄时，手工处理性变差，因此最好提高铜箔的强度。在这种状况下，如特愿2001-21986所示，本专利技术人通过将以导电性优异的纯铜为主要成分、加入少量添加元素而成的铜合金制成箔，使得在不牺牲导电性的前提下提高铜箔强度以及提高与聚酰亚胺薄膜之间的粘合性成为可能。上述铜合金经轧制而成的箔，其表面粗糙度小，能够不经过粗化处理而以层压法制造出与聚酰亚胺薄膜之间的粘合良好的覆铜层叠板，可得到优异的频率特性。使用该铜合金箔尝试着以铸造法制造聚酰亚胺树脂为基底材料的双层柔性基板。并非在铜合金箔上粘合聚酰亚胺薄膜，而是在铜合金箔上涂布作为聚酰亚胺的前身的、含有聚酰胺酸的清漆后，经过加热固化而形成聚酰亚胺膜。结果发现，因铜合金箔表面状况不同，有时与含有聚酰胺酸的清漆之间的浸润性较差，清漆的附着量不稳定，难以使加热固化后形成的聚酰亚胺膜厚度均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种层叠板用铜合金箔，在以铸造法制造聚酰亚胺树脂为基底材料的双层印刷线路板时，改善铜合金箔与含有聚酰胺酸的清漆之间的浸润性，消除清漆附着量的不稳定性，可使加热固化后的聚酰亚胺膜的厚度均匀，抗拉强度在600N/mm2以上、最好是650N/mm2以上，作为电导率优异的层叠板用铜合金箔其电导率的目标值在40％IACS以上、最好是50％IACS以上，并且铜箔的表面粗糙度在Rz2μm以下，不必实施粗化电镀处理那样的特殊处理即可得到粘合强度达到180°剥离强度8.0N/cm以上。本专利技术人对在铜合金箔上涂布含有聚酰胺酸的清漆时清漆附着量不稳定的原因进行了调查，结果发现，是由于铜合金箔与清漆之间的浸润性差，浸润性差的原因在于用来防止铜合金箔变色的防锈膜。防止纯铜和铜合金变色的变色防止剂多使用苯并三唑或咪唑等有机物，通过限制该防锈膜的厚度，改善了与含有聚酰胺酸的清漆之间的浸润性，使加热固化后的聚酰亚胺膜厚度均匀。此外还发现，与以聚酰胺酸为原料而成的聚酰亚胺之间的粘合性，可通过使用以导电性优异的纯铜为主要成分、加入少量添加元素而成的铜合金得到改善；其表面粗糙度为十点平均粗糙度(Rz)2μm以下，不必实施粗化电镀处理便能够得到与聚酰胺酸加热固化而成的膜之间充分粘合的粘合强度。具体地说，对各种添加元素对于防锈膜与聚酰胺酸之间的浸润性、以及与将其热固化而成的聚酰亚胺之间的粘合性等的影响反复进行了研究，根据研究的结果，本专利技术提供下述的层叠板用铜合金箔。(1)一种层叠板用铜合金箔，其特征是，添加元素的成分包括按照重量比为0.01～2.0质量％的Cr和0.01～1.0质量％的Zr之各成分的一种以上，剩余部分为铜及无法避免的杂质，由于表面粗糙度为十点平均表面粗糙度(Rz)2μm以下，防锈膜的厚度从表面起在5nm以下，因而，抗拉强度在600N/mm2以上，电导率在50％IACS以上，与含有聚酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠板用铜合金箔，其特征是，添加元素的成分包括按照重量比为０．０１～２．０质量％的Ｃｒ和０．０１～１．０质量％的Ｚｒ之各成分的一种以上，剩余部分为铜及无法避免的杂质，表面粗糙度为十点平均表面粗糙度（Ｒｚ）２μｍ以下，防锈膜的厚度从表面起在５ｎｍ以下，抗拉强度在６００Ｎ／ｍｍ↑［２］以上，电导率在５０％ＩＡＣＳ以上，与含有聚酰胺酸的清漆之间的浸润性良好，不必实施粗化电镀处理便可使与聚酰胺酸热固化而成的膜之间的１８０°剥离强度达到８．０Ｎ／ｃｍ以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永井灯文，野中俊照，
申请(专利权)人：日矿金属加工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]