(57)【要約】【課題】  銅箔と有機材料との間で高い接着力を保つ。【解決手段】  銅箔の表面の粗さが０．３〜３．５μｍの範囲になるよう粗化された低プロファイル銅箔の表面に、亜鉛−ニッケル系などからなる厚み０．００５〜０．８μｍの耐熱メッキ皮膜を、めっき等により形成する。耐熱メッキ皮膜の表面にはオレフィン系シランカップリング剤を塗布し、その上に更に、ビニルベンジル（若しくはその誘導体）、又は、ビニルナフタレン（若しくはその誘導体）からなる熱硬化性材料を高温プレスするなどして接着する。【選択図】  図１
2005064110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅箔と、
前記銅箔の表面に形成された厚み０．００５〜０．８μｍの耐熱メッキ皮膜と、
前記耐熱メッキ皮膜の表面に形成され、ビニルベンジル化合物、又は、ビニルナフタレン化合物を有する有機誘電体と、
を備えることを特徴とする電子部品用部材。
【請求項２】
前記耐熱メッキ皮膜は、亜鉛、亜鉛−錫系、亜鉛−ニッケル系、亜鉛−コバルト系、銅−亜鉛系、銅−ニッケル−コバルト系、及びニッケル−コバルト系のうちいずれか１種以上の材質より構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品用部材。
【請求項３】
前記耐熱メッキ皮膜の前記有機誘電体との接合面は、カップリング剤により表面処理されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品用部材。
【請求項４】
前記カップリング剤は、少なくとも１種のオレフィン系シランカップリング剤より構成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品用部材。
【請求項５】
前記銅箔は、０．３〜３．５μｍの範囲の粗化面を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子部品用部材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の銅箔と耐熱メッキ皮膜と有機誘電体とからなる層が積層されている、
ことを特徴とする電子部品。
【請求項７】
高周波信号処理回路に用いる、
ことを特徴とする請求項６に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導体と有機誘電体とから構成された電子部品用部材並びにこれを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積度の高い電子回路を形成するために、多層プリント基板やビルドアップ基板が広く利用されている。
多層プリント基板は、誘電体からなるプリプレグの片面または両面に銅箔を張ることにより銅張り板を作成し、この銅張り板上の銅箔をパターニングすることにより回路を形成して、得られた複数の銅張り板を互いに積層することにより生成される。プリプレグは、例えば、ガラスクロスやアラミド等からなる基材に、樹脂等の有機材料を含浸させることにより形成される。銅箔をプリプレグの表面に張る手法としては、例えば銅箔を加熱してプリプレグの表面に加圧（高温プレス）する手法がある。
【０００３】
一方、ビルドアップ基板は、あらかじめ回路を構成する形状に銅箔をパターニングし、この銅箔に樹脂等の有機材料を塗工して樹脂付銅箔を形成し、形成した樹脂付銅箔を積層することにより作成される。
【０００４】
多層プリント基板やビルドアップ基板の作成に用いられる銅箔には、各種の特性が要求される。例えば、銅箔とプリプレグとが容易に剥離しないために、銅箔は、プリプレグを構成する有機材料との間で高い接着性を保つ必要がある。また、半田付けやリフロー等を原因とする温度変化により剥離が起きないよう、高い耐熱性を有している必要もある。また、プリプレグを構成する有機材料と反応して剥離を起こすことのないよう、高い耐薬品性を有する必要もある。
【０００５】
一方、銅箔に要求される電気的特性としては、伝送損失が低いこと、信号の伝搬速度が大きいこと、特性インピーダンスが所望の値にコントロールされていること、などがある。近年、多層プリント基板やビルドアップ基板は、１［ＧＨｚ］を超える高周波を扱う高周波回路を含んだ装置（例えば、携帯端末等）に用いられることも多いため、これらの電気的特性は特に重視されている。
【０００６】
そこで、銅箔がこのような各種特性を満たすようにするため、従来より、種々の構成が考えられている。例えば、プリプレグとの接着性を向上させるため、銅箔は通常、プリプレグとの接着面が粗化される（粗化された面は「Ｍ面」あるいは「粗化面」と呼ばれている）。また、銅箔の耐熱性及び耐薬品性を向上させるために銅箔のＭ面に黄銅の層を形成する、という手法もある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭５１−３５７１１号公報
【０００７】
また、数式１に示すように、プリント基板が形成する伝送路の伝送損失の大きさは、プリント基板を構成する誘電体の誘電率の平方根、及びこの誘電体の誘電正接に比例することが知られている。また、数式２に示すように、プリント基板上を伝搬する信号の伝搬速度は、プリント基板を構成する誘電体の誘電率の平方根に反比例することが知られている。
【０００８】
（数１）
Ａ＝ｋ・ｆ・（εｒ）１／２・ｔａｎδ
（ただし、Ａは伝送損失、ｋは係数、ｆは信号の周波数、εｒは誘電体の比誘電率、ｔａｎδは誘電体の誘電正接）
【０００９】
（数２）
Ｖ＝Ｋ・ｃ／（εｒ）１／２
（ただし、Ｖは信号の伝搬速度、Ｋは係数、ｃは光速）
【００１０】
従って、銅箔の伝送損失を低減させ、伝搬速度を向上させるためには、誘電体としてのプリプレグの誘電率や誘電正接を小さくすればよい。この観点から、誘電率や誘電正接が小さい有機材料であるビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂などを用いてプリプレグを形成する手法も考えられている。また、同様の観点から、誘電率や誘電正接が小さいポリビニルベンジルエーテル樹脂を基板材料として用いる手法も考えられている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【特許文献２】特開２００１−１８１４６０号公報
【特許文献３】特開２００１−２４７７３３号公報
【００１１】
また、数式３に示すように、プリント基板が形成する伝送路の特性インピーダンスは、プリント基板を構成する誘電体の誘電率、グラウンド層間の厚み、銅箔のライン幅、及び銅箔の厚みにより決まることが知られている。
【００１２】
（数３）
Ｚ＝｛60／（εｒ）１／２｝・ｌｎ｛（4・ｗＧＮＤ）／（0.567・ｗＬ）＋（0.6・ｔ）｝
（ただし、Ｚは伝送路の特性インピーダンス、ｗＧＮＤはグラウンド層間の厚み、ｗＬは銅箔のライン幅、ｔは銅箔の厚み）
【００１３】
従って、プリント基板が形成する伝送路の特性インピーダンスを安定させるためには、プリプレグの誘電率や、塗工された有機材料の厚みが一定に保たれる必要がある。この観点から、誘電率が小さく、塗膜の厚みのムラが生じにくい有機材料を用いてプリプレグを形成する手法も考えられている。
【００１４】
しかしながら、上述の手法を用いた場合、ひとつの特性を向上させるために他の特性が大きく犠牲にされる、という問題が生じていた。
例えば、伝送損失の低減に有効な、誘電率や誘電正接が小さい上述の有機材料は、一般に、極性基が極力少なくなるような分子構造をとるように構成されている。このため、これらの有機材料は、一般のプリント基板用有機材料（例えば、ＦＲ−４等）に比べ、銅箔との間のピール強度が確保しにくく、接着性に劣る傾向がある。
【００１５】
また、プリプレグとの接着性を向上させるために銅箔を粗化すると、表皮効果のために高周波領域での伝送損失が増大する、という問題がある。表皮効果とは、導体を通過する電流の周波数が高くなるほど、電流が導体の表面付近に偏って流れるようになり、導体の見かけの導電率が低下する、という現象をいう。銅の場合でいえば、電流の周波数がｆ［ＧＨｚ］であるとき、表面からの深さが数式４に示す表皮深さの値Ｄ［μｍ］より深い部分には、表皮効果のため実質的に電流が流れないことが知られている。
【００１６】
（数４）
Ｄ＝2.09／｛（ｆ・σ）１／２｝
（ただし、σは銅の比導電率)
【００１７】
電解銅箔のＭ面の表面の粗さは、通常４〜８［μｍ］程度である。一方、数式４によれば、電流の周波数が５［ＧＨｚ］のとき表皮深さＤは０．９３［μｍ］となる。また、電流の周波数が１［ＧＨｚ］であっても、表皮深さＤはなお２．０９［μｍ］である。従って、信号の周波数が１［ＧＨｚ］以上である場合、電解銅箔のＭ面の粗さは表皮深さの値Ｄを上回っており、これが伝送損失の増大につながる。
【００１８】
銅箔の粗化による高周波領域での伝送損失の増大を抑える手法としては、Ｍ面の粗さを抑えた低プロファイル銅箔を用いることが考えられる。低プロファイル銅箔は、エッチング（パターニング）の精度を確保しやすいため、特性インピーダンスの安定化を図る上でも有利であり、また微細加工を施すことにより回路の小型化や高集積化の要求に応えることもできる。
【００１９】
しかし、低プロファイル銅箔は誘電体としてのプリプレグを構成する有機材料との接着性が劣り、特に、誘電率や誘電正接が小さい上述の有機材料との間では、十分なピール強度を確保しにくい。低プロファイル銅箔の接着力を向上させる手法として、Ｍ面にシランカップリング処理を施す手法も提案されているものの（例えば、特許文献４〜特許文献６参照）、いずれも効果は不十分である。
【特許文献４】特公平２−１９９９４号公報
【特許文献５】特開昭６３−１８３１７８号公報
【特許文献６】特開平２−２６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、銅箔と有機誘電体との間で高い接着力を保つことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点にかかる電子部品用部材は、
銅箔と、
前記銅箔の表面に形成された厚み０．００５〜０．８μｍの耐熱メッキ皮膜と、
前記耐熱メッキ皮膜の表面に形成され、ビニルベンジル化合物、又は、ビニルナフタレン化合物を有する有機誘電体と、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
このような構成の電子部品用部材は、銅箔の表面に厚み０．００５〜０．８μｍの耐熱メッキ皮膜が形成され、耐熱メッキ皮膜の表面にビニルベンジル化合物、又は、ビニルナフタレン化合物を有する有機誘電体が形成されているので、銅箔が低プロファイル銅箔であったとしても、銅箔が有機誘電体との間で高い接着性を保つことができる。
【００２３】
前記耐熱メッキ皮膜は、亜鉛、亜鉛−錫系、亜鉛−ニッケル系、亜鉛−コバルト系、銅−亜鉛系、銅−ニッケル−コバルト系、及びニッケル−コバルト系のうちいずれか１種以上の材質より構成されていることが好ましい。
【００２４】
前記耐熱メッキ皮膜の前記有機誘電体との接合面は、カップリング剤により表面処理されていることが好ましい。前記カップリング剤は、少なくとも１種のオレフィン系シランカップリング剤より構成されていることが好ましい。
【００２５】
前記銅箔は、０．３〜３．５μｍの範囲の粗化面を有することが好ましい。この場合、銅箔の剥離が起きにくい一方で、高周波領域での伝送損失の増大が抑えられる。また、特性インピーダンスを容易に安定化させることができ、また、銅箔の構造を微細なものとして、この電子部品用部材を小型化あるいは高集積化することも容易である。
【００２６】
この発明の第２の観点にかかる電子部品は、第１の観点にかかる銅箔と耐熱メッキ皮膜と有機誘電体とからなる層が積層されていることを特徴とする。この発明の電子部品は、高周波信号処理回路用の電子部品であってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、銅箔と有機誘電体との間で高い接着力を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る電子部品用部材の断面図である。図示するように、この電子部品用部材は、銅箔１、耐熱メッキ皮膜２、及び絶縁層（接着層）３より構成されている。
【００２９】
銅箔１は、電解銅箔、又は圧延銅箔より構成されている。銅箔１の厚みは任意であり、一般的には３〜７０μｍ程度であればよく、必要とされる要求特性（例えば、電流容量等）に応じてこの範囲で使い分ければよい。例えば、サブトラクティブ法などによるエッチングを行って微細なパターンを作成したければ、銅箔１の厚みを３μｍ〜１２μｍ程度とすれば良好な結果が得られる。また、大電流を流したり、ラインの直流抵抗値を極力下げたい場合には、銅箔１の厚みを１８〜７０μｍ程度とすればよい。
【００３０】
また、銅箔１は、Ｍ面の粗さを抑えた低プロファイル銅箔であることが好ましい。低プロファイル銅箔は、そのＭ面の粗さ（粗化量）が０．３〜３．５μｍとなるように形成されていることが好ましい。０．３μｍ未満の粗化量のＭ面を銅箔に形成することは著しく困難であり、３．５μｍを超えると耐熱メッキ皮膜の厚みによる効果がでにくくなってしまうためである。ただし、０．３μｍ未満の粗化量のＭ面を銅箔に形成することが可能であれば、銅箔のＭ面の粗化量を０．３μｍ未満にしても差し支えない。なお、電解銅箔の標準品の表面粗さは、一般に４．５〜８μｍ程度の範囲である。
【００３１】
耐熱メッキ皮膜２は、亜鉛、亜鉛−錫系、亜鉛−ニッケル系、亜鉛−コバルト系、銅−亜鉛系、銅−ニッケル−コバルト系、又はニッケル−コバルト系からなり、銅箔１のＭ面上に形成される。なお、耐熱メッキ皮膜２を構成し得るこれらの材質のうち、もっとも接着性が良好なものは、亜鉛−ニッケル系であり、亜鉛−ニッケル系の耐熱メッキ皮膜２を用いることが好ましい。
【００３２】
耐熱メッキ皮膜２の厚みは、０．００５〜０．８μｍの範囲で形成されている。かかる範囲内で形成することにより、銅箔１と絶縁層３との間で高い接着力を保つことができる。０．００５μｍ未満では、銅箔１と絶縁層３との間の（耐熱メッキ皮膜２を介しての）接着性が良好に得られず、耐熱メッキ皮膜２の厚みが０．８μｍより大きいと、耐薬品性（特に、耐酸性）が低下するためである。
【００３３】
ここで、耐熱メッキ皮膜２の露出面をカップリング剤に浸漬したり、あるいは耐熱メッキ皮膜２の露出面にカップリング剤を吹き付ける等して表面処理を施すことが好ましい。カップリング剤による表面処理により銅箔１と絶縁層３との接着力をさらに向上することができるためである。好適なカップリング剤としては、例えば、ビニル系シラン、アクリル系シランあるいはメタクリル系シラン等のオレフィン系シランカップリング剤がある。
【００３４】
ビニル系シランとしては、例えば、ピニルトリクロロシラン、ビニルトリアルコキシシラン、ビニルジアルコキシアルキルシラン等があり、より具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルジメトキシメチルシラン、ビニルジエトキシメチルシラン等がある。
【００３５】
アクリル系シランとしては、例えば、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
【００３６】
メタクリル系シランとしては、例えば、γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γーメタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γーメタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γーメタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００３７】
以上挙げたオレフィン系シランカップリング剤のうち、特に好適なものはビニル系シランであり、中でもとりわけビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランが好適である。
【００３８】
絶縁層３は、有機材料、例えば、熱硬化性材料より構成された有機誘電体であり、耐熱メッキ皮膜２を介して銅箔１に密着している。この有機材料（熱硬化性材料）は、ビニルベンジル化合物、又は、ビニルナフタレン化合物を有する。ビニルベンジル化合物とはビニルベンジル若しくはその誘導体をいい、ビニルナフタレン化合物とはビニルナフタレン若しくはその誘導体をいう。例えば、絶縁層３は、ビニルベンジル（若しくはその誘導体）、又はビニルナフタレン（若しくはその誘導体）より構成されている。なお、絶縁層３を構成する熱硬化性材料をなすビニルベンジル（又はその誘導体）は、アルカリ存在下の極性溶剤中、若しくは相間移動触媒の存在下の水／有機溶剤混合溶液中で、ビニルベンジルハライドと、フェノール性水酸基をもつポリマー若しくはモノマーとを反応させることにより、合成することができる。
【００３９】
絶縁層３は、例えば、以下（ａ）あるいは（ｂ）として示す手法により形成される。
（ａ）  上述の熱硬化性材料を、耐熱メッキ皮膜２が形成された銅箔１の耐熱メッキ皮膜２の露出面に塗布して乾燥させる。
（ｂ）  ガラス、アラミド、フッ素樹脂、石英、及び／又はポリエチレン等の材質からなるクロスないし不織布に、上述の熱硬化性材料を含浸若しくは塗工して乾燥することによりプリプレグを作成し、このプリプレグの片面又は両面に、耐熱メッキ皮膜２が形成された銅箔１を、耐熱メッキ皮膜２がこのプリプレグに接するように重ねて、高温プレスする。
【００４０】
以上説明した構成を有する電子部品用部材においては、低プロファイル化された銅箔１と絶縁層３との間で高い接着性を保つ。従って、銅箔１の剥離が起きにくい一方で、１［ＧＨｚ］を超える高周波領域での伝送損失の増大が抑えられる。また、この電子部品用部材は特性インピーダンスを容易に安定化させることができ、また、銅箔１の構造を微細なものとして、この電子部品用部材を小型化あるいは高集積化することも容易である。
【００４１】
なお、この発明は上述のものに限られない。
例えば、上述の構成を有する複数の電子部品用部材を重ね合わせて高温プレスすることにより互いに張り合わせ、結線すべき複数の銅箔１間をビアを介して結線する等することにより、電子部品用部材を多層に形成するようにしてもよい。張り合わされる個々の積層板は、絶縁層が上述の（ａ）又は（ｂ）いずれの手法により形成されたものであってもよく、両手法を用いて形成されたものが混在していても差し支えない。
また、複数の電子部品用部材を互いに張り合わせる場合は、上述の材質からなるクロスないし不織布を挟んで重ね合わせ、高温プレスするようにしてもよい。
【００４２】
また、絶縁層３が露出した面がこの電子部品用部材にあれば、この面に銅箔１を更に重ね、高温プレスする等して多層の電子部品を形成してもよい。
【００４３】
また、カップリング剤は、上述したオレフィン系シランカップリング剤のうち２種類以上を含んでいてもよい。
また、耐熱メッキ皮膜２と絶縁層３との間の接着性を十分確保できる場合、この電子部品用部材は、必ずしもカップリング剤による表面処理を施さなくてもよい。
【実施例】
【００４４】
以下では、本発明の実施例を説明する。
＜銅箔の作成＞
銅箔１を構成する約３５［μｍ］厚の圧延銅箔の表面に、銅めっきにより、ふしこぶ状の電着を行なうことによりこの表面に粗化処理を施した。この粗化処理は、銅を１０〜２５［グラム／リットル］、硫酸を２０〜１００［グラム／リットル］を含むめっき液中で、温度２０〜４０［℃］の環境下、電流密度３０〜７０［アンペア／平方デシメートル］の電流を１〜５［秒］流すことにより行った。
【００４５】
次に、この粗化処理によって銅箔１に形成された粗化面上に、亜鉛−ニッケル系からなる耐熱メッキ皮膜２を、膜厚が０．００１〜０．０１３［μｍ］の範囲内となるようにして形成した。亜鉛−ニッケル系を粗化面にめっきする処理は、亜鉛を１０〜３０［グラム／リットル］、ニッケルを１〜１０［グラム／リットル］を含む、ｐＨ３〜４のめっき液中で、温度４０〜５０［℃］の環境下、電流密度０．５〜５［アンペア／平方デシメートル］の電流を１〜３［秒］流すことにより行った。
【００４６】
次に、耐熱メッキ皮膜２が形成された粗化面にオレフィン系シランカップリング剤を塗布し、表面処理を施した。塗布は、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．４％溶液、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．１％溶液、又はビニルトリエトキシシラン０．６％溶液を、スプレーを用いて吹き付けることにより行なった。
【００４７】
＜絶縁層の作成＞
次に、耐熱メッキ皮膜２が形成されカップリング剤が塗布された粗化面に、熱硬化性材料を含むスラリーを塗布して乾燥させることにより、絶縁層３を作成した。
【００４８】
なお、このスラリーを生成するため、まず、容積約５００ミリリットルのポリエチレン製の瓶に、ポリビニルベンジルエーテル化合物として、商品名「ショウノールＡＲＳ−０６８」（昭和高分子株式会社製）１００グラム、及び商品名「タフテックＨ−１０４３」（旭化成株式会社製）１５グラムを投入し、溶媒としてトルエン３５グラムを投入し、この瓶をポット架台に８時間かけた。この結果、完全に均一な溶液を得た。
【００４９】
このスラリーの塗布は、厚みが約５０μｍとなるようにギャップを用いて行った。次いで、１１０℃で６分間の乾燥処理を行い、結果として、銅箔１、耐熱メッキ皮膜２及び絶縁層３の厚みの合計が約８５μｍである樹脂付銅箔を得た。
【００５０】
＜評価用両面銅張板の作成＞
次に、この樹脂付銅箔を２枚、絶縁層３同士が互いに接するように重ねた上、高温真空プレス装置（北川精機株式会社製、「ＫＶＨＣ」型）を用いて、１６０℃の環境下で３０分、更に２００℃の環境下で１時間、圧力３ＭＰａ、雰囲気の気圧４０００Ｐａ（３０ｔｏｒｒ）以下の条件で加熱真空プレスを行なった。この結果得られた両面銅張板の厚みは、約１６０μｍであった。
【００５１】
＜評価＞
次に、以上述べた手順で作成された各種の両面銅張板について、以下（１）〜（３）に示す手法により評価を行った。評価の結果を図２に示す。
（１）  ピール強度の評価
ＪＩＳ  Ｃ  ６４８１に規定される手順によりピール強度試験を行なった。なお、破壊モードについては、ピール強度試験後の銅箔側及び絶縁層側の各剥離面を電子顕微鏡にて観察し、判定した。
（２）  リフロー後のピール強度の評価
温度のピーク２６０℃（持続時間５秒）、温度２３０℃以上の持続時間４０秒のリフロープロファイルにて３回試験を行い、次いで、上述した（１）のピール強度試験を行なった。
（３）  半田ＤＩＰ試験
ＪＩＳ  Ｃ  ６４８１に準拠した手順で、２６０℃の半田に３０秒浸漬する条件にて試験を行い、次いで、外観の膨れ、ハガレを目視にて観察した。
【００５２】
図２に示すように、耐熱メッキ皮膜２の厚みが０．００７μｍ以上ある条件（条件４〜９）では、耐熱メッキ皮膜２の厚みが０．００１μｍ程度である条件（条件１〜３）に比べ、リフローの前後を問わずピール強度が大きい。一方、条件１〜３では、銅箔１が剥離した際の破壊モードがもっぱら界面剥離となっており、耐熱メッキ皮膜２と絶縁層３との界面が、条件４〜９における界面に比べて機械的に弱いものであることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施の形態に係る電子部品用部材の断面図である。
【図２】この発明の実施例に係る両面銅張板の評価の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１      銅箔
２      耐熱メッキ皮膜
３      絶縁層
【図１】
2005064110.tif 000003
【図２】
2005064110.tif 000004