(57)【要約】【課題】銅層と樹脂絶縁層を一体化するに当り十分な密着力を確保できる銅層の表面処理法を提供する。【解決手段】銅層の表面に黒化処理を施し、さらに前記処理面にカップリング剤処理を行なうことを特徴とする。前記において、好ましくは、黒化処理後に、還元処理を施し、さらに前記処理面にカップリング剤処理を行なう。前記処理法は、例えば、厚さ１００μｍ以上の圧延銅箔に適用し、その処理面をプリプレグ層に重ねて加熱加圧成形により一体化して積層板とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅層の表面に黒化処理を施し、さらに前記処理面にカップリング剤処理を行なうことを特徴とする銅層の表面処理法。
【請求項２】
黒化処理とカップリング剤処理の間に、処理面の還元処理を行なうことを特徴とする請求項１記載の銅層の表面処理法。
【請求項３】
銅層が厚さ１００μｍ以上の圧延銅箔である請求項１又は２に記載の銅層の表面処理法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの方法により処理された銅層を用い、その処理面を樹脂絶縁層に加熱加圧成形により一体化した積層板。
【請求項５】
請求項４記載の積層板の銅層が導電回路に加工されている配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅層の表面処理法に関する。また、当該処理をした銅層を含む積層板ならびに配線板に関する。前記配線板は、大電流を通電する用途に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に搭載する配線板は、電子機器の軽薄短小化に伴う微細配線・高密度実装の技術が求められる一方で、発熱に対応する高放熱の技術も求められている。特に、各種制御・操作に大電流を使用する自動車などにおける電子回路では、導電回路の抵抗に起因する発熱やパワー素子からの発熱が非常に多く、配線板の放熱特性は高レベルであることが必須となってきている。その対策として、配線板の導電回路を構成する銅層を厚くして熱伝導性を高め、放熱を促進することが提案されている。
【０００３】
上記配線板の製造においては、銅層を樹脂絶縁層に加熱加圧成形により一体化した積層板を用いており、その積層板の銅層を導電回路に加工し配線板としている。通常、銅層は、電解銅箔や圧延銅箔から選択するが、厚みの薄い銅層でよい場合は電着による電解銅箔を選択し、電着では製造が難しい厚みの厚い銅層を必要とする場合には圧延銅箔を選択している。
電解銅箔は、その片面が電着の結果生じる粗面となっているので、当該粗面を樹脂絶縁層に当接して上記の加熱加圧成形を行ない、粗面を構成する凸部を樹脂絶縁層に食い込ませ、その投錨効果により樹脂絶縁層と銅層の密着性を高めている。一方、圧延銅箔は、その製造工程上、両面とも滑らかな面になるので、当該銅層を樹脂絶縁層に一体化するに当っては、銅層の樹脂絶縁層への当接面に、別途粗化処理をする必要がある。
【０００４】
銅層の一般的な粗化処理法として、黒化処理や黒化還元処理があるが、銅層と樹脂絶縁層の一体化において十分な耐熱性（加熱処理後においても、銅層と樹脂絶縁層の密着力を低下させない特性）を確保することができないことが知られている。また、圧延銅箔の粗化処理法として、銅層の表面に微粒子を高速衝突させ、表面に微小な凹凸を付与する方法（例えば、特許文献１）がある。しかし、このような処理をした銅層にあっても、樹脂絶縁層との十分な密着力、耐熱性を確保するには至っていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７９４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、銅層と樹脂絶縁層を一体化するに当り十分な密着力を確保できる銅層の表面処理法を提供することである。また、当該処理をした銅層と樹脂絶縁層を一体化した積層板ならびに配線板を提供することである。
【０００７】
上記銅層の表面処理法は、好ましくは、表面が滑らかな圧延銅箔に適用して、銅層と絶縁樹脂層との密着力を確保することを目指すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に係る銅層の表面処理法は、銅層の表面に黒化処理を施し、さらに前記処理面にカップリング剤処理を行なうことを特徴とする（請求項１）。前記において、好ましくは、黒化処理後に、還元処理を施し、さらに前記処理面にカップリング剤処理を行なう（請求項２）。
銅層は、例えば、厚さ１００μｍ以上の圧延銅箔である（請求項３）。
【０００９】
ここで、黒化処理とは、銅層表面に微細な針状の酸化第一銅または酸化第二銅を生成する操作である。また、還元処理とは、前記の黒化処理後にこれを還元処理する操作である。
【００１０】
本発明に係る方法により表面処理した銅層の表面には、黒化処理、好ましくは黒化処理と還元処理によるサブミクロンオーダの微細な凹凸が付与され、その上にカップリング剤処理が施された形態となる。その結果、銅層は微細な表面性状を呈し、表面は化学的な結合力をもったものとなる。
【００１１】
上記のような表面性状の銅層を、その処理面を樹脂絶縁層に当接して加熱加圧成形により一体化した積層板は、上記の銅層の微細な表面性状による樹脂絶縁層への投錨効果に加え、化学的な結合力も付加されたものとなる。
なお、銅層のめっき液等に対する耐薬品性が向上することから、黒化処理だけよりも黒化処理と還元処理を施したほうが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る銅層の表面処理法（請求項１〜２）によれば、銅層に形成される微細な凹凸に加えて化学的な結合力を付与することができ、この銅層を樹脂絶縁層に加熱加圧成形により一体化した積層板（請求項４）やこれを加工した配線板（請求項５）においては、銅層の樹脂絶縁層への投錨効果と化学的な結合力により、銅層と樹脂絶縁層の密着力を優れたものにすることができる。その結果、積層板や配線板は、加熱処理後においても銅層と樹脂絶縁層の密着力を低下させない特性（以下、「耐熱性」という）も向上させることができる。
【００１３】
厚さ１００μｍ以上の銅層は、電着による方法では製造が次第に難しくなり、圧延により製造することになる。この場合、銅層の表面は滑らかで凹凸がないので、請求項３に係る方法により表面処理をして積層板の製造に供すれば、銅層と樹脂絶縁層の高い密着力を確保するのに都合がよい。導電回路の厚い配線板の提供に寄与でき、大電流を流す自動車機器や大型機械用の配線板に適用して信頼性が高まる。導電回路が厚いため、放熱性も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
銅層として圧延銅箔を使用する場合について、発明の実施の形態を説明する。圧延銅箔は、通常、厚み１００μｍ以上のものである。
【００１５】
まず、圧延銅箔に黒化処理、好ましくは黒化処理と還元処理を行ない、銅箔表面にサブミクロンオーダの凹凸を形成する。これにより、微細な表面性状を呈することになる。前記黒化処理には、亜塩素酸ナトリウム水溶液を主成分とする粗化液を用いることができ、この処理により、銅箔表面に微細な針状の酸化第一銅又は酸化第二銅を生成させる。これに続く還元処理には、有機系と無機系の還元剤をいずれも用いることができ、この処理により、前記酸化第一銅又は酸化第二銅を銅に還元する。これら黒化処理と還元処理は、多層プリント配線板の製造工程において一般的に用いられている処理を適用することができる。
【００１６】
上記の黒化処理後、好ましくは黒化処理と還元処理の後に、カップリング剤処理を行なう。カップリング剤は、シラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤である。
【００１７】
上記の処理を行なった圧延銅箔の処理面を樹脂絶縁層に当接して加熱加圧成形により一体化し、積層板とする。樹脂絶縁層は、シート状の繊維基材（無機又は有機繊維の織布や不織布）にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し半硬化状態としたプリプレグやシート状の繊維基材を含まない樹脂絶縁層（ＢＴレジン等）である。前記プリプレグは、加熱加圧成形により樹脂が硬化して樹脂絶縁層となる。前記樹脂絶縁層には、金属酸化物又は水酸化物、無機セラミックス、その他の充填材を配合することができる。このような充填材を配合した場合にも、銅層と樹脂絶縁層の良好な密着性を確保することができる。
【００１８】
上記積層板は、樹脂絶縁層を介してセラミック基板と一体になった構成でもよい。上記積層板は、銅層を導体回路に加工することにより配線板となるが、その導体回路の表面に本発明に係る処理法を適用し、その上に樹脂絶縁層を介して銅層を一体化し、多層の配線板構成とすることができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明に係る実施例を、比較例とともに詳細に説明する。尚、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、本実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
厚み１００μｍの圧延銅箔（ＪＩＳ  Ｃ１２０１Ｐ）を、脱脂処理、酸処理、酸化処理の順で黒化処理を実施した。この際、酸処理には硫酸を、酸化処理には亜塩素酸ナトリウムとリン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合水溶液を、それぞれ用いた。黒化処理を経て乾燥後に、さらにシラン系カップリング剤の水溶液に浸漬する処理を行なった。
以上の表面処理を実施した圧延銅箔の処理面に、高耐熱ＦＲ−４グレードのプリプレグ５枚からなる層を重ね、温度１７５℃、圧力４ＭＰａの条件で９０分間加熱加圧形成して一体化し、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２１】
実施例２
実施例１において、脱脂処理、酸処理、酸化処理の後に還元処理を実施した。還元処理にはジメチルアミノボランと水酸化ナトリウムの混合水溶液を用いた。黒化還元処理を経て乾燥後に、さらにシラン系カップリング剤の水溶液に浸漬する処理を行なった。
その後は、実施例１と同様に、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２２】
比較例１
実施例１において、黒化処理およびカップリング剤処理を行なわずに、圧延銅箔を未処理で使用し、その後は、実施例１と同様に、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２３】
比較例２
実施例１において、黒化処理を行なわずに、カップリング剤処理のみ実施した。その後は、実施例１と同様に、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２４】
比較例３
実施例２において、カップリング剤処理を行なわずに、黒化処理と還元処理のみ実施した。その後は、  実施例１と同様に、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２５】
比較例４
厚み１００μｍの圧延銅箔（ＪＩＳ  Ｃ１２０１Ｐ）の表面に、空気圧を利用した吸引式エアブラスト装置を用いブラスト処理を行なった。これは、平均粒子径７０μｍのアルミナを主成分とする粒子を、吐出圧力０．４ＭＰａで銅箔表面に４０秒間吹き付ける処理である。
上記の粗化処理を実施した圧延銅箔を使用し、その後は、実施例１と同様に、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２６】
比較例５
比較例４の粗化処理を実施した圧延銅箔を使用し、さらにシラン系カップリング剤の水溶液に浸漬する処理を行なった。その後は、実施例１と同様に、厚さ１．２mmの積層板を得た。
【００２７】
上記各例で作製した積層板について、銅箔引き剥がし強度および耐めっき液性について評価を行なった。その結果を表１に示す。測定方法は、以下に示すとおりである。
銅箔引き剥がし強度：積層板から、２５mm×１００mmの試験片を切り出し、常態および１７７℃で２４０時間エージング後の銅箔引き剥がし強度を、ショッパーを用い室温で測定した。常態における銅箔引き剥がし強度は、実施例１を基準として、相対的な指標で示した。また、エージング後の引き剥がし強度は、常態における引き剥がし強度に対する保持率が、２０％以上５０％未満を○、２０％未満を×として表示した。
耐めっき液性：実施例１、２および比較例３の積層板にφ０．６mmの穴をあけ、１８％ＨＣｌ水溶液に３時間浸漬した後、変色（ハローイング）の有無を確認することにより耐めっき液性を評価した。変色なしのものを○、変色ありのものを×として表示した。
【００２８】
【表１】
2007203681.tif 000002
【００２９】
上記表から明らかなように、本発明に係る方法により処理した銅層を樹脂絶縁層に加熱加圧成形により一体化した積層板は、常態における引き剥がし強度が良好で、耐熱性もよいことが理解できる（実施例と比較例の対比）。上記比較例より、カップリング剤、黒化還元処理、ブラスト処理では、引き剥がし強度も耐熱性も低いことが理解できる。また、黒化処理に還元処理を付加すると、銅層の耐めっき液性が向上することが理解できる（実施例２と実施例１の対比）。