(57)【要約】【課題】プリント回路基板の製造に際し、銅箔の表面を改善することにより、銅箔のドリルによる食いつきを良くし、穴開け性が容易となり、小径層間接続孔の形成に適した複合銅箔及び穴開け方法を提供する。【解決手段】穴開けする銅箔のドリル入り側の面がドリル出側の面に比べて硬度の低い層を備えており、硬度の低い層が０．５〜５０μｍの厚さを有し、マイクロビッカース硬度が４０〜１２０Ｈｖであり、Ｒｚ０．５〜７．０μｍの表面粗さを備えているドリル穴開け性に優れた複合銅箔及び該銅箔への穴開け方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴開けする銅箔のドリル入り側の面がドリル出側の面に比べて硬度の低い層を備えていることを特徴とするドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項２】
硬度の低い層が０．５〜５０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項３】
硬度の低い層がマイクロビッカース硬度４０〜１２０Ｈｖを有することを特徴とする請求項１又は２記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項４】
銅箔の合計厚さが３〜１００μｍの厚さを備えていることを特徴とする請求項１〜３のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項５】
硬度の低い層以外の銅箔の層がマイクロビッカース硬度５０〜１５０Ｈｖを有することを特徴とする請求項１〜４のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項６】
穴開けする銅箔のドリル入り側の面がＲｚ０．５〜７．０μｍの表面粗さを備えていることを特徴とする請求項１〜５のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項７】
複合銅箔が銅又は銅合金であることを特徴とする請求項１〜６のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項８】
複合銅箔が電解銅箔又は圧延銅箔であることを特徴とする請求項１〜７のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項９】
複合銅箔が絶縁基板に積層されていることを特徴とする請求項１〜８のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔。
【請求項１０】
穴開けする銅箔のドリル入り側の面がドリル出側の面に比べて硬度の低い層を備えている複合銅箔にエントリーボードを配置し、該エントリーボードを介して銅箔をドリル穴開けすることを特徴とする請求項１〜９のそれぞれに記載の複合銅箔への穴開け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板の層間接続孔（スルーホール）を効率良く形成できるドリル穴開け性に優れた複合銅箔及びその製造方法に関する。
なお、本発明の銅箔は、銅箔それ自体のみならず、銅張り積層板あるいは積層板に直接銅を形成したもの（めっきしたものを含む）の全てを含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント回路基板の層間に接続用の小径孔（スルーホール）を形成するのにドリル又はレーザーが使用されてきた。
レーザーによる穴開け法は、銅箔表面の反射率が大きくレーザー光に対する加工性が悪いという欠点があるため、銅箔表面の穴開けする部位をエッチングにより薄層化又は黒化処理などの工程が必要となり、生産性が悪く、コスト増となる欠点がある。
このようなことから、より簡便であるドリルによる加工（穴開け）法は根強い人気があり、現在でも多く使用されている。しかし、最近はプリント配線板のパターンの微細化、高密度化、多層化が進行しており、これに伴ってスルーホールタイプのプリント配線板では、穴の小口径化、高精度化が要求されている。
ドリルによる穴開け法は、バリが発生し易く、微小径の開口には限界があるという問題があり、特に穴開け表面におけるドリルの滑りにより、穴位置の精度が低下するという問題がある。
【０００３】
このような問題から、穴開けする銅箔の上にエントリーボードを配置し、このエントリーボードを介してドリル穴開け加工することが行なわれている。
このエントリーボードを使用することにより、ドリルの食いつきが良くなって穴精度が向上し、またバリやかえりが減少することが知られている。
そして、この穴開け精度は、エントリーボードそのものの材質に大きく影響することが大きいため、エントリーボード材料を改良するいくつかの提案がなされている。例えば、木材とガラス繊維をアルミニウムで挟んだエントリーボード、粘着層を片面に形成したエントリーボード、アルミニウムの積層板からなるエントリーボード等である。
しかし、エントリーボードの工夫のみでは限界があり、構造を複雑にすればするほど、コスト増となる問題がある。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プリント回路基板の製造に際し、銅箔の表面を改善することにより、銅箔のドリルによる食いつきを良くし、穴開け性が容易となり、小径層間接続孔の形成に適した複合銅箔及び穴開け方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上から、本発明は
１．穴開けする銅箔のドリル入り側の面がドリル出側の面に比べて硬度の低い層を備えていることを特徴とするドリル穴開け性に優れた複合銅箔
２．硬度の低い層が０．５〜５０μｍの厚さを有することを特徴とする上記１記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
３．硬度の低い層がマイクロビッカース硬度４０〜１２０Ｈｖを有することを特徴とする上記１又は２記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
４．銅箔の合計厚さが３〜１００μｍの厚さを備えていることを特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
５．硬度の低い層以外の銅箔の層がマイクロビッカース硬度５０〜１５０Ｈｖを有することを特徴とする上記１〜４のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
６．穴開けする銅箔のドリル入り側の面がＲｚ０．５〜７．０μｍの表面粗さを備えていることを特徴とする上記１〜５のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
７．複合銅箔が銅又は銅合金であることを特徴とする上記１〜６のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
８．複合銅箔が電解銅箔又は圧延銅箔であることを特徴とする上記１〜７のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
９．複合銅箔が絶縁基板に積層されていることを特徴とする上記１〜８のそれぞれに記載のドリル穴開け性に優れた複合銅箔
１０．穴開けする銅箔のドリル入り側の面がドリル出側の面に比べて硬度の低い層を備えている複合銅箔にエントリーボードを配置し、該エントリーボードを介して銅箔をドリル穴開けすることを特徴とする上記１〜９のそれぞれに記載の複合銅箔への穴開け方法
を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ドリルを用いて穴開けを施す際に使用する、本発明の複合銅箔は、ドリル入り側に配置される表面銅材又は銅合金材と、ドリル出側に配置される裏面銅材又は銅合金材からなる複合銅箔からなり、穴開けする銅箔のドリル入り側の面にドリル出側の面に比べて硬度の低い層を形成する。
このような構成とすることにより、硬度の小さい表面材により、穴開け時のドリルの食いつきが良くなり、ドリルの横滑りが抑えられ、穴開けの位置精度が大きく向上する。
【０００７】
上記に示すように、ドリル入り側に配置される表面の材料及びドリル出側に配置される裏面の材料は、銅又は銅合金のめっき材を使用することができる。本発明は、これらを包含する。
硬度の低いめっき層は、０．５〜５０μｍの厚さとする。０．５μｍ未満では効果がなく、また５０μｍを超えると効果が飽和し、まためっきに要する費用及び生産性から見て、コスト増となるからである。
そして、硬度の低いめっき層はマイクロビッカース硬度４０〜１２０Ｈｖとする。マイクロビッカース硬度４０Ｈｖ未満では、ドリル穴開けの際にバリやかえりが多くなり過ぎ好ましくない。また、マイクロビッカース硬度１２０Ｈｖを超えると、硬すぎてドリル穴開けの際に滑りを起こし、穴開け位置精度の効果が見られない。したがって、上記の硬度の範囲とするのが望ましい。
残余は裏面材料であり、裏面材料の銅材料の硬度は、マイクロビッカース硬度５０〜１５０Ｈｖとする。ドリル入り側とドリル出側の硬度の差を十分持たせることが必要である。そして、複合銅箔の合計厚さは３〜１００μｍの厚さを有する。ドリル出側の裏面材料としては、電解銅箔又は圧延銅箔を使用することができる。
【０００８】
さらに、ドリルの食いつき性を向上させるために、穴開けする銅箔のドリル入り側の面が表面粗さＲｚ０．５〜７．０μｍを備えていることが望ましい。Ｒｚ０．５μｍ未満では改良効果がなく、７．０μｍを超えると逆に穴あけの際横滑りを起こすので好ましくない。
以上の複合銅箔は通常絶縁基板に積層され、ドリルにより穴開けされる。穴開けに際しては、エントリーボードを配置して穴開けするのが望ましい。
エントリーボードは、アルミニウム箔等の比較的単純な構造を持つものを使用できる。本発明の複合銅箔そのものが、ドリルの食いつきが容易であり、穴開けの位置精度を向上させるので、エントリーボードを使用することにより、さらに穴開け位置精度を向上及び補完することができるからである。
【０００９】
一般に、電解銅箔又は圧延銅箔は、巻き取り、切断、運搬、基板との積層等の工程又は取扱いの際に、腰折れや座屈等が発生しないようにある程度の強度が必要とされる。したがって、通常純銅よりも強度の高い銅合金銅箔が使用されている。また、絶縁基板への接着力を向上させるために、複数のめっきが施されている。このようなことから、一般には純銅よりも硬度が大きい銅合金が使用されている。
したがって、ドリル入り側については、純銅めっきによる軟質の層を形成することにより本発明の目的を達成することができる。
この銅めっき層は、樹脂基板との積層時における１８０°Ｃ前後のアニールの際に、容易に軟化し、本発明複合銅箔として、ドリル入り側の好適な硬度をもつ表面軟質層が得られる。
以上について及び下記実施例は、銅めっき層を形成する場合について説明するが、銅合金めっき層又は他の金属のめっき層を形成しても良い。すなわち、本発明の条件に適合していれば他のめっきでも良い。
【００１０】
電解銅箔又は圧延銅箔は、一般に粗化面処理やクロム及び又は亜鉛を含有する防錆処理が施されるが、軟質の銅めっきを施す前であれば、特に制限されるものではない。この防錆処理は回路基板に適用される銅箔としての特性を損なわないことが要求されるが、粗化面処理や防錆処理等がこれらの条件を十分に満たしている場合には、特に問題となるものではない。
【００１１】
【実施例】
次に、実施例に基づいて説明する。なお、本実施例は好適な一例を示すもので、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。したがって、本発明の技術思想に含まれる変形、他の実施例又は態様は、全て本発明に含まれる。
なお、本発明との対比のために、後段に比較例を掲載した。
【００１２】
（実施例１〜６）
厚さ３１μｍの電解銅箔の光沢面（Ｓ面）に、硫酸銅めっき浴により、厚さ０．６μｍ、１μｍ、４μｍ、１０μｍ、２０μｍ、４０μｍの銅めっきを行ない、それぞれサンプル６個を作製した。電解銅箔の表面硬度は、１３０Ｈｖ（マイクロビッカース）であった。銅めっき条件は次の通りである。
（銅めっき条件）
Ｃｕ濃度　　　　　　　：３０〜１２０ｇ／Ｌ
Ｈ２ＳＯ４濃度　：２０〜１２０ｇ／Ｌ
電解液温度　　　　　　：２０〜８０°Ｃ
電流密度　　　　　　　：１０〜１００Ａ／ｄｍ２
得られた複合銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。プリプレグＦＲ−４との積層時に１８０°に加熱され、このときに銅めっき層はアニールされた。
このときの銅めっき層の厚さ、表面粗さ（Ｒｚ）及び硬度（マイクロビッカース硬度Ｈｖ）を表１に示す。
【００１３】
【表１】
2004071662.tif 000002
【００１４】
次に、このようにして得た銅張積層板を、次のドリリング条件で穴開けを行なった。ドリリングに際しては、エントリーボードを使用した。
（ドリリング条件）
使用基板　　　　　　　　：ＦＲ−４（両面板）０．８ｍｍｔ
回転数　　　　　　　　　：８０，０００ｒｐｍ
送り速度　　　　　　　　：１．５ｍｍ／ｍｉｎ
加工穴開け数　：２，０００ｈｉｔｓ
エントリーボード　　　　：アルミニウムシート０．１５ｍｍｔ
バックアップボード　　　：ベーク板１．５ｍｍｔ
穴径　　　　　　　　　　：０．３ｍｍφ
次に、穴開けを行なった上記サンプル６個につき、穴位置を穴位置検査機で測定した。測定した穴位置ずれ量にデータ群の重心を（０，０）と補正（重心補正）し、穴位置精度を測定した。この結果を、標準偏差として、同様に表１に示す。なお、標準偏差の計算方法は非バイアス法による。
【００１５】
表１に示す通り、実施例１〜６に示す表面粗さ（Ｒｚ）、硬度（Ｈｖ）はいずれも本発明の範囲にあり、穴位置精度を示す標準偏差（μｍ）は３．７〜５．２μｍと良好な値を示している。
めっき層が厚くなるに従って、表面硬度は低下する傾向にある。しかし、穴位置精度を示す標準偏差（μｍ）は、それほど向上していない。この傾向は、めっき層５０μｍまで続くが、効果が飽和していることが分かる。
したがって、めっき処理時間及び生産効率から考えて、めっき層厚さは５０μｍを上限とするのが望ましいことが分かる。
【００１６】
（比較例１）
表面硬度１３０Ｈｖ（マイクロビッカース）を持ち、厚さ３１μｍの電解銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。この場合、銅めっき層を形成していない。
この銅張積層板の光沢面（Ｓ面）をドリルの入り側にして、実施例１と同様のドリリング条件で穴開けを行なった。ドリリングに際しては、エントリーボードを使用した。
穴開け後、実施例１と同様の条件で、穴位置を穴位置検査機で測定した。この結果を、標準偏差として同様に表１に示す。
この結果、エントリーボードを使用しているにもかかわらず、穴位置精度を示す標準偏差（μｍ）は、悪い結果となった。
【００１７】
（比較例２、３）
実施例１と同様の、厚さ３１μｍの電解銅箔の光沢面（Ｓ面）に、硫酸銅めっき浴により、厚さ０．０８μｍ、０．０７μｍの銅めっきを行ない、それぞれサンプル２個を作製した。銅めっき条件は、実施例１と同様の条件である。
得られた複合銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。プリプレグＦＲ−４との積層時に１８０°に加熱され、このときに銅めっき層はアニールされた。
このときの銅めっき層の厚さ、表面粗さ（Ｒｚ）及び硬度（マイクロビッカース硬度Ｈｖ）を、同様に表１に示す。
穴開け後、実施例１と同様の条件で、穴位置を穴位置検査機で測定した。この結果を、標準偏差として表１に示す。銅めっき層が薄いために、基材となる電解銅箔の硬度が反映されているため硬度は高く、エントリーボードを使用しているにもかかわらず、穴位置精度を示す標準偏差（μｍ）は、悪い結果となっている。
以上から、銅めっき層の厚さは、少なくとも０．５μｍ以上が必要であることが分かった。
【００１８】
（比較例４）
実施例１と同様の、厚さ３１μｍの電解銅箔の光沢面（Ｓ面）に、硫酸銅めっき浴により、厚さ６０μｍの銅厚めっきを行ない、それぞれサンプル１個を作製した。銅めっき条件は、実施例１と同様の条件である。
得られた複合銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。プリプレグＦＲ−４との積層時に１８０°に加熱され、この時に銅めっき層はアニールされた。
銅めっき層の厚さ、表面粗さ（Ｒｚ）及び硬度（マイクロビッカース硬度Ｈｖ）を、同様に表１に示す。
【００１９】
穴開け後、実施例１と同様の条件で、穴位置を穴位置検査機で測定した。この結果を、標準偏差として表１に示す。
硬度は低下しているが、表面粗さが粗く、穴位置精度を示す標準偏差（μｍ）は向上していない。また、軟質な表面層のために、ドリリングの際に、好ましくないバリやかえりの発生が見られた。
以上から、銅めっき層の厚さは５０μｍ以下であることが、ドリリング性及び生産効率からも好ましいことが分かった。
【００２０】
【発明の効果】
プリント回路基板の製造に際し、電解銅箔又は圧延銅箔等の銅箔の表面を改善することにより、銅箔のドリルによる食いつきを良くし、穴開け性が容易となり、小径層間接続孔の形成に適した複合銅箔及び穴開け方法を提供することができるという優れた効果を有する。
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月10日(2002.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
一般に、電解銅箔又は圧延銅箔は、巻き取り、切断、運搬、基板との積層等の工程又は取扱いの際に、腰折れや座屈等が発生しないようにある程度の強度が必要とされる。また、絶縁基板への接着力を向上させるために、複数のめっきが施されている。
したがって、ドリル入り側については、純銅めっきによる軟質の層を形成することにより本発明の目的を達成することができる。
この銅めっき層は、樹脂基板との積層時における１８０°Ｃ前後のアニールの際に、容易に軟化し、本発明複合銅箔として、ドリル入り側の好適な硬度をもつ表面軟質層が得られる。
以上について及び下記実施例は、銅めっき層を形成する場合について説明するが、銅合金めっき層又は他の金属のめっき層を形成しても良い。すなわち、本発明の条件に適合していれば他のめっきでも良い。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（実施例１〜６）
厚さ３１μｍの電解銅箔の光沢面（Ｓ面）に、硫酸銅めっき浴により、厚さ０．６μｍ、１μｍ、４μｍ、１０μｍ、２０μｍ、４０μｍの銅めっきを行ない、それぞれサンプル６個を作製した。電解銅箔の表面硬度は、１３０Ｈｖ（マイクロビッカース）であった。銅めっき条件は次の通りである。
（銅めっき条件）
Ｃｕ濃度　　　　　　：３０〜１２０ｇ／Ｌ
Ｈ２ＳＯ４濃度　：２０〜１２０ｇ／Ｌ
電解液温度　　　　　：２０〜８０°Ｃ
電流密度　　　　　　：１０〜１００Ａ／ｄｍ２
得られた複合銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。プリプレグＦＲ−４との積層時に１８０°Ｃに加熱され、このときに銅めっき層はアニールされた。
このときの銅めっき層の厚さ、表面粗さ（Ｒｚ）及び硬度（マイクロビッカース硬度Ｈｖ）を表１に示す。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（比較例２、３）
実施例１と同様の、厚さ３１μｍの電解銅箔の光沢面（Ｓ面）に、硫酸銅めっき浴により、厚さ０．０８μｍ、０．０７μｍの銅めっきを行ない、それぞれサンプル２個を作製した。銅めっき条件は、実施例１と同様の条件である。
得られた複合銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。プリプレグＦＲ−４との積層時に１８０°Ｃに加熱され、このときに銅めっき層はアニールされた。
このときの銅めっき層の厚さ、表面粗さ（Ｒｚ）及び硬度（マイクロビッカース硬度Ｈｖ）を、同様に表１に示す。
穴開け後、実施例１と同様の条件で、穴位置を穴位置検査機で測定した。この結果を、標準偏差として表１に示す。銅めっき層が薄いために、基材となる電解銅箔の硬度が反映されているため硬度は高く、エントリーボードを使用しているにもかかわらず、穴位置精度を示す標準偏差（μｍ）は、悪い結果となっている。
以上から、銅めっき層の厚さは、少なくとも０．５μｍ以上が必要であることが分かった。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（比較例４）
実施例１と同様の、厚さ３１μｍの電解銅箔の光沢面（Ｓ面）に、硫酸銅めっき浴により、厚さ６０μｍの銅厚めっきを行ない、それぞれサンプル１個を作製した。銅めっき条件は、実施例１と同様の条件である。
得られた複合銅箔をプリプレグＦＲ−４（樹脂）に積層したプレスを行ない、銅張積層板を得た。プリプレグＦＲ−４との積層時に１８０°Ｃに加熱され、この時に銅めっき層はアニールされた。
銅めっき層の厚さ、表面粗さ（Ｒｚ）及び硬度（マイクロビッカース硬度Ｈｖ）を、同様に表１に示す。