具有低断面的结合增强的铜箔制造技术

一种具有低断面的结合增强的铜箔。一种包含一个托片（１２）的复合材料（１０），该托片（１２）包含一个具有基本一致粗糙度的第一面，一个电解沉积铜箔层（１４），该铜箔层具有相反的第一和第二面且具有０．１微米至１５微米的厚度。整个铜箔层（１４）是从一个含铜的碱性电解液沉积的，在托片（１２）的第一面和铜箔层（１４）的第二面之间安置一个分离层（１６）且与两个面都接触，该分离层可以有效促进铜箔层（１４）和托片（１２）分离。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计涉及一种具有中间分离层的复合材料。更具体地，一个铜箔层与一个 托层可分离地结合在一起以便运输和组装。位于托层与铜箔层之间的分离层可促进分离。 该铜箔层可以在印制电路板的制造中叠层至介电衬底。在与分离层相对的铜箔层表面上形 成一个低高度断面的结合增强层。
技术介绍
随着电子设备的发展，出现了对更薄和更小印制电路的需求。这种在尺寸上的减 小导致为获得更细线间距从而增加电路迹线(trace)密度的要求。 大多数印制电路板具有一个与铜箔层叠层的介电衬底，例如环氧树脂或聚酰亚 胺。可以将该铜箔腐蚀成需要的电路图案。随着对更细导线分辨率的需求的增加，需要更薄 的铜箔。这是由于当腐蚀铜箔时，腐蚀在垂直方向和水平方向以大致相同的速率发生。然 而要求垂直腐蚀在相邻电路迹线之间形成间距以产生电绝缘，在迹线侧面的水平腐蚀会损 害电路迹线的完整性。水平腐蚀所限制的最小线-线间距约为两倍的铜箔厚度。使用较厚 铜箔的另一个问题是需要更长的时间来腐蚀金属箔提高了制造成本且由于处理或回收融 解铜增加了环境影响。再一个问题起因于Ni/Au突出(overhang)的存在。当Ni/Au覆层 用作抗腐蚀剂且保留在制成品上以保持可焊性时，会产生Ni/Au突出。当腐蚀带有Ni/Au 的厚铜箔时，腐蚀不足(undercut)可能是严重的，这导致Ni/Au突出的破坏且可能引起制 成品中的短路。 目前用于印制电路板制造的 一 种铜箔指得是1. 53g/dm2 (半盎司)箔片。 9. 29dm2( —平方英尺)的这种薄片重约14. 18g(0. 5盎司)且具有约18微米的标称厚度。 市场上现有更薄的铜箔例如9微米厚的箔片，然而在处理9微米箔片时需要特别的注意以 防止起皱和损伤。 使用托片有利于处理9微米和更薄的箔片。该托片与箔片可分离地结合以便制造 和叠层。当箔片经叠层并用绝缘体支撑后，除去该托片。 一种常用的托片是铝，它可以用化 学腐蚀除去而不损伤铜箔，例如通过浸入氢氧化钠。腐蚀是耗时的且处理可能产生环境问 题。 可选择地，在一个典型由铜形成的托层上包覆一个分离层。典型地通过电解沉积 在分离层上形成铜箔层。分离层与铜箔层之间的黏附力是足够高的因此该铜箔层不会过早 地从托层上分离，但是该黏附力又是足够低的因此叠层后托层的分离不会撕裂或者损坏该 铜箔层。 美国专利No. 3， 998， 601中Yates等人公开了一种由硫化物，铬酸盐和氧化物形成 的分离层。公开了一种可选的铬金属的分离层。美国专利No. 4， 503， 112中Konicek公开了铬金属分离层具有不可预料的黏附力而且优选的分离层包含镍，镍/锡合金，镍/铁合金， 铅及锡/铅合金。美国专利No. 5， 114， 543中Kajiwara等人公开了一种复合分离层，该分 离层具有一个包覆有电解沉积的铜/镍合金的浸入沉积铬酸盐层。 美国专利No. 5， 066， 366中Lin公开了在铜合金箔托层上通过用含铬酸和磷酸的 水溶液处理来形成分离层。然而当一个磷酸铬分离层直接在铜合金托层上形成时，虽然通 常该方法可接受，但可能出现具有不受欢迎的高黏附力的区域。 仍有对改良的分离层的需求，该分离层能在托层和铜箔层之间始终提供足够的黏 附力以确保铜箔层和托层在运输和例如叠层至介电衬底的加工过程中保持附着。然而，该 分离层的黏附力是足够低的因此可以在叠层之后除去该托层而不损伤铜箔层。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种薄金属箔，该金属箔可分离地附着于一个托层上。本专利技术的另一个目的是提供一种制造该金属箔/托层复合材料的方法。本专利技术的 又一个目的是提供一种薄铜箔，对于制造印制电路板和柔性电路时该铜箔可叠层至介电衬底。 本专利技术的一个特征在于该金属箔可分离地附着于托层上且需要一个至少0. 36kg/m(0.02磅每英寸)的力来分离这些层，因此可确保该金属箔层不会过早分离。本专利技术的另一个特征在于需要一个最大35. 72kg/m(2磅每英寸)的力来将金属箔从托层上分离，且典型地小于17. 80kg/m(l磅每英寸)，因此便于除去托层而不损伤铜箔层。 本专利技术的又一个特征在于用于分离层沉积的化学溶液是稀的水溶液，相比以前用于沉积例如金属铬分离层的更浓的电解液，认为该稀溶液会产生较小的环境危害。 本专利技术的一个优点在于金属层可以是厚度为15微米或更小的薄铜箔。该薄箔有利于制造具有精细部件的印制电路板和柔性电路。另一个优点在于该托层可以从金属箔层上机械分离且不需要腐蚀来除去。 又一个优点在于本专利技术的箔层相比常规形成的箔层具有较小的表面粗糙度。因 此，减少了腐蚀过程中的腐蚀不足。此外，该低断面处理的表面更适合于高阻抗/高频用 途。与分离层相对的铜箔表面的粗糙度兼顾了电路制造中的改良成像和细线性能。 根据本专利技术，提供了一种复合材料。该复合材料具有一个支撑层和一个金属箔层。 将一个分离层置于该支撑层和金属箔层之间并与这两层都接触。该分离层基本由一种金属 和一种非金属的混合物组成。 在本专利技术的一个实施方案中，然后将该复合材料直接叠层至一个介电衬底。 此外提供了一种制造复合材料的方法，该方法包括以下步骤(l)提供一个导电 支撑层；(2)在包含第一金属离子和氢氧根离子的第一电解液中对导电支撑层进行阳极处 理；(3)随后在包含第二金属离子和氢氧根离子的第二电解液中向导电支撑层上阴极沉积 一个分离层；和(4)在分离层上电解沉积一个金属箔。 该制造方法的一个实施方案包括如下附加步骤将金属箔层叠层至介电衬底及然 后将该导电支撑层在分离层处与叠层分离。这时与介电层结合的金属箔层之后可构成许多 电分立的电路迹线。 通过以下的说明和附图，上述的目的，特征和优点将更显而易见。附图说明 图1以截面图说明根据本专利技术的一种复合材料。 图2以截面图说明本专利技术的复合材料，该复合材料叠层至一个刚性电介质作为一 个印制电路板的前体。 图3以截面图说明本专利技术的复合材料，该复合材料叠层至一个柔性电介质作为一 个柔性电路的前体。 图4是除去托层后的印制电路板前体的透视图。 图5以顶视图说明由图4结构形成的电路。 图6以截面图说明一个可选择的分离层。 图7是一张放大倍数为5000x的显微照片，该照片说明了一个根据本专利技术的极低 表面断面结合强度增强。 图8是嵌入于介电衬底的图7的极低表面断面结合强度增强的截面图。 图9是一张放大倍数为5000x的显微照片，该照片说明了一个据现有技术已知的典型的低表面断面结合强度增强。 图10是嵌入于介电衬底的图9的低表面断面结合强度增强的截面图。 图11是一张放大倍数为450x的显微照片，该照片说明了根据本专利技术除去极低表面断面结合强度增强时的绝缘层的表面形貌。 图12是一张放大倍数为450x的显微照片，该照片说明了据现有技术已知的除去 低表面断面结合强度增强时的绝缘层的表面形貌。 图13是除去低表面断面结合强度增强后绝缘层表面形貌的450x显微照片，该照 片说明了不完全的铜去除。 图14图解说明分离层的分离力作为叠层温度的函数。 图15以截面图说明根据本专利技术的一种复合材料，该复合材料包括置于分离层和 金属箔层之间的深色层。具体实施例方式图1以截面图说明根据本专利技术的一种复合材料10。该复合材料10包含一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料（１０），其特征在于：　　　　一个托片（１２），所述托片（１２）包含一个第一面，所述第一面具有基本均匀的粗糙度；　　　　一个具有相反的第一面和第二面且具有０．１微米至１５微米厚度的电解沉积铜箔层（１４），且所述整个铜箔层（１４）的厚度已从一个含铜的碱性电解液中沉积；和　　　　一个可有效促进所述铜箔层（１４）从所述托片（１２）上分离的分离层（１６），该分离层位于所述托片（１２）的所述第一面和所述铜箔层（１４）的所述第二面之间且与所述两个面都接触。

【技术特征摘要】
US 2001-9-6 09/948,166一种复合材料(10)，其特征在于一个托片(12)，所述托片(12)包含一个第一面，所述第一面具有基本均匀的粗糙度；一个具有相反的第一面和第二面且具有0.1微米至15微米厚度的电解沉积铜箔层(14)，且所述整个铜箔层(14)的厚度已从一个含铜的碱性电解液中沉积；和一个可有效促进所述铜箔层(14)从所述托片(12)上分离的分离层(16)，该分离层位于所述托片(12)的所述第一面和所述铜箔层(14)的所述第二面之间且与所述两个面都接触。2. 权利要求1的复合材料(10)，其特征在于所述基本均匀的粗糙度由对所述托片(12) 的所述第一面进行光轧产生。3. 权利要求1的复合材料(10)，其特征在于所述基本均匀的粗糙度由对所述托片(12) 的所述第一面进行微腐蚀产生。4. 权利要求3的复合材料(IO)，其特征在于对所述托片(12)所述第一面的所述微腐 蚀包括使用过硫酸铵。5. 权利要求3的复合材料(IO)，其特征在于对所述托片(12)所述第一面的所述微腐 蚀包括使用硫酸混合物。6. 权利要求1的复合材料(10)，其特征在于所述基本均匀的粗糙度由使用铜对所述托 片(12)的所述第一面的喷镀产生。7. 权利要求1的复合材料(10)，其特征在于所述基本均匀的粗糙度由使用镍对所述托 片(12)的所述第一面的喷镀产生。8. 权利要求1的复合材料(IO)，其特征在于所述托片(12)由无氧铜组成。9. 权利要求l的复合材料(IO)，其特征在于所述托片(12)由铜-镍-硅基合金组成。10. 权利要求l的复合材料(10)，其特征在于所述托片具有至少206.9MPa(30ksi)的 拉伸强度。11. 权利要求1的复合材料(10)，其特征在于所述托片(12)具有至少 689. 5MPa(100ksi)的拉伸强度。12. —种复合材料(IO)，其特征在于一个托片(12)，所述托片(12)包含一个第一面，所述第一面具有基本均匀的粗糙度；一个具有相反的第一面和第二面且具有0....

【专利技术属性】
技术研发人员：SF陈，WL布伦尼曼，A瓦克，N尤克万，
申请(专利权)人：奥林公司，
类型：发明
国别省市：US[]