(57)【要約】【課題】本発明は優れた異方導電性樹脂（ＡＣＦ）との密着性を得ることができる表面処理粗化銅箔及びこれを使用した銅張積層基板を提供するものである。【解決手段】母材銅箔(未処理銅箔)の少なくとも片面に粗化処理により粗化処理面が施された表面処理粗化銅箔であって、前記粗化処理面が、該粗化処理面に張付けるポリイミドフィルムの張付面の表面粗さＲａが０．２８μｍ以上となる表面粗さに仕上げられている表面処理粗化銅箔である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材銅箔(未処理銅箔)の少なくとも片面に粗化処理により粗化処理面が施された表面処理粗化銅箔であって、前記粗化処理面が、該粗化処理面に張付けるポリイミドフィルムの張付面の表面粗さＲａが０．２８μｍ以上となる表面粗さに仕上げられている表面処理粗化銅箔。
【請求項２】
前記表面処理粗化銅箔に張付けられ、その後銅箔が取り除かれた前記ポリイミドフィルム面の入射角６０°における光沢度が１．５未満となる請求項１に記載の表面処理粗化銅箔。
【請求項３】
前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＮｉ又はＮｉ合金層が形成されている請求項１又は２に記載の表面処理粗化銅箔。
【請求項４】
前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＺｎ又はＺｎ合金層、その上にＣｒ又はクロメート層からなる防錆皮膜が設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の表面処理粗化銅箔。
【請求項５】
前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面、Ｎｉ又はＮｉ合金層表面、Ｃｒ又はクロメート層表面にシランカップリング層が形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の表面処理粗化銅箔。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の表面処理粗化銅箔にポリイミドフィルムを張り合わせた銅張積層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は母材銅箔（未処理銅箔）の表面を粗化処理した表面処理粗化銅箔に関するものである。また、本発明は前記表面処理粗化銅箔にポリイミドフィルムを張り合わせた銅張積層基板に関するものである。
特に本発明は銅箔表面にポリイミドフィルムを張り合わせて作成した銅張積層基板(以下ＣＣＬと記載することがある)の前記銅箔をエッチングして回路基板とし、この回路基板にＩＣチップ等をＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ；異方導電性フィルム）で張り合わせて回路部品とする際に、ポリイミドフィルムとＡＣＦとの密着性が改善されるように前記母材銅箔の表面が粗化処理された表面処理粗化銅箔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅箔表面にポリイミドフィルムを張り合わせて作成したＣＣＬの前記銅箔をエッチングして回路基板とし、この回路基板にＩＣチップ等をＡＣＦで張り合わせて回路部品を作成する技術が特許文献１、２で開示されている。
【０００３】
特許文献1では、銅箔とポリイミドフィルムを張り合せた後、銅箔をエッチングする時のエッチング時間等を調整し、銅箔表面にあるニッケルをポリイミドフィルム上へ残留させる事により、ポリイミド−ＡＣＦ間の密着性が向上すると開示している。しかし、後述する特許文献２でも開示されているように、一般的には銅箔をエッチングした後のポリイミドフィルム表面部分に金属が残留していると、耐マイグレーション特性が低下する。この現象は配線ピッチが狭いほど顕著に現れ、実施例で述べられているライン幅／スペース幅が５０μｍ／５０μｍであるならば実現可能かもしれないが、近年求められている２５μｍ／２５μｍもしくはこれ以下の配線ピッチでは現実的に実施することは不可能と思われる。
【０００４】
また特許文献２では銅箔粗化処理面の表面粗さＲｚ、表面積比、Ｌａｂ表色系におけるＬ値にて銅箔粗化処理表面の形状を規定している。特許文献２では、樹脂側に作製される銅箔表面形状のレプリカがＡＣＦに対してアンカー効果となり、密着力に大きく影響すると開示し、ＡＣＦとの密着力を実施例では初期密着性が０．４ＫＮ／ｍ未満を満足するか否かにつき求めている。しかし、近年望まれているポリイミドフィルムとＡＣＦとの密着力は、一般的に初期密着性ではなく、長時間の高温高湿試験後の密着力であり、高温高湿試験後の密着力で０．６ＫＮ／ｍ以上が要求されているが、特許文献２に開示されている技術ではこのような高温高湿雰囲気における密着力を満足することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４７６６２号公報
【特許文献２】特開２００９−１０５２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者はポリイミドフィルムとＡＣＦとの密着性につき鋭意検討した結果、ポリイミドフィルム側に一定量以上の凹み部分を作製することにより、ＡＣＦとポリイミドフィルムの密着性及び耐高温高湿性を得られないか、との考えに到達し、本発明を完成させた。
本発明の目的は、ポリイミドフィルム−ＡＣＦ間の密着力及び密着部分の耐高温高湿性が極めて優れるポリイミド表面形状が得られる表面処理粗化銅箔を提供することである。
また、本発明の目的はポリイミドフィルム−ＡＣＦ間の密着力及び密着部分の耐高温高湿性が極めて優れるポリイミド表面形状が得られる表面処理粗化銅箔とポリイミドフィルムとを張り合わせた銅張積層基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の表面処理粗化銅箔は、母材銅箔(未処理銅箔)の少なくとも片面に粗化処理による粗化処理面が施された表面処理粗化銅箔であって、前記粗化処理面が、該粗化処理面に張付けるポリイミドフィルムの張付面の表面粗さＲａが０．２８μｍ以上となる表面粗さに仕上げられている。
【０００８】
本発明の表面処理粗化銅箔は、ポリイミドフィルムが表面処理粗化銅箔に張付けられ、その後銅箔が取り除かれた前記ポリイミドフィルム面の入射角６０°における光沢度が１．５未満となるように表面粗化処理されている。
【０００９】
前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＮｉ又はＮｉ合金層を形成することが好ましい。
また、前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＺｎ又はＺｎ合金層、その上にＣｒ又はクロメート層からなる防錆皮膜を形成することが好ましい。
【００１０】
更に、前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面、Ｎｉ又はＮｉ合金層表面、Ｃｒ又はクロメート層表面にシランカップリング層を形成することが好ましい。
【００１１】
また本発明は、前記表面処理粗化銅箔にポリイミドフィルムを張り合わせた銅張積層基板である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の表面処理粗化銅箔は、該銅箔に張付けられたポリイミドフィルム表面にＡＣＦとの密着性に優れた凹み部を作りだすことができる優れた効果を有するものである。
また本発明は、前記表面処理粗化銅箔に張付けられたポリイミドフィルム表面にＡＣＦとの密着性に優れた凹み部が作りだされた銅張積層基板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明において表面処理を施す母材銅箔（未処理銅箔）は電解銅箔、電解銅合金箔、圧延銅箔、圧延銅合金箔、何れでもよい。なお、特にこれらを区別する必要がないときは、単に銅箔または母材銅箔と表現することがある。
銅箔の厚みは５μｍ〜３５μｍが好適である。銅箔の厚みが５μｍより薄いと製造時に例えばシワなどが入り、薄い銅箔の製造にコストがかかり現実的ではないためである。また、箔厚が３５μｍより厚い場合は、パソコン、携帯電話やＰＤＡの表示部である液晶ディスプレイを駆動するＩＣ実装基板等薄型・小型化の仕様からは外れるため好ましくない。
【００１４】
銅箔の表面は、ポリイミドフィルムとの密着性の改善と、ポリイミドフィルム表面に適正な凹部を設けるための粗化処理と、必要によりその上に拡散防止または防錆等を目的とした表面処理がなされる。本発明では、主として銅又は銅合金からなる粗化処理と、その上にＮｉ又はＮｉ合金、Ｚｎ又はＺｎ合金、Ｃｒ又はクロメート、シランカップリング処理等の表面処理が施される。
【００１５】
本発明では、母材銅箔の表面に先ず銅又は銅合金で粗化処理を施す。粗化処理は先端が尖った凸形状 (例えば粗化粒子全体が針先形状、矢じり形状、円錐形状、きのこ形状、三角錐形状等、もしくは粗化粒子の先端部以外が円柱及び角柱形状であり、先端部のみが針先形状、矢じり形状、円錐形状、きのこ形状、三角錐形状等である形状) とする。先端が尖った凸形状とするのは、球状の粗化形状よりもポリイミド表面に対して粗化が食い込みやすく、強い銅箔−ポリイミドフィルム間の密着性が得られ、また、粗化表面にポリイミドフィルムが食い込むことによってできたポリイミドフィルム表面の凹み部にＡＣＦが充填されることにより、強いポリイミドフィルム−ＡＣＦ間の密着性が得られるためである。
先端が凸形状とした粗化処理銅箔の粗化処理面にポリイミドの層を設ける。ポリイミドの層はポリイミドフィルムを張り合わせて構成してもよく、液状のポリイミドを銅箔表面に塗布、乾燥させてフィルム状にして設けてもよい。次いで、ポリイミドフィルム表面の銅箔を除去する。銅箔を除去したポリイミド表面の表面粗さＲａが０．２８μｍ以上、より好ましくは０．３３μｍ以上とする。
【００１６】
ポリイミド表面の表面粗さＲａが０．２８μｍ未満であるとポリイミドフィルム−ＡＣＦ間の初期密着性及び高温高湿雰囲気に曝された後の密着力が悪くなる。
本発明において、ポリイミドフィルム表面に形成される粗さは０．２８μｍ以上、好ましくは１．００μｍ以下とする。表面粗さＲａはポリイミドフィルム表面に形成される凹み部の断面面積（ＡＣＦが充填される大きさ）を表しており、Ｒａが大きくなればそれだけＡＣＦが充填される量が増えることを意味する。ＡＣＦの充填量が増えればＡＣＦ−フィルム間の密着性はそれに伴い上昇するためである。しかし、ポリイミド表面の表面粗さＲａを１．００μｍ以上とするような表面処理粗化銅箔であると、近年求められている配線ピッチを作成できなくなる恐れがあるので、好ましくない。
【００１７】
また、本発明ではポリイミドフィルム表面の銅箔を除去後のフィルム表面の入射角６０°における光沢度が１．５未満、より好ましくは０．８未満とする。
ポリイミドフィルム表面の光沢度が１．５以上であると、ポリイミドフィルム−ＡＣＦ間の初期密着性及び高温高湿雰囲気に曝された後の密着力が悪くなる。
ポリイミド表面の光沢度を規定するのは、銅箔との張付け前のポリイミドフィルム表面の光沢度は約１６０〜１７０程度（曇りガラス程度）であり、粗化による凹み部ができると光沢度が小さくなる。銅箔表面の粗化が均一に施されていないと、ポリイミドフィルム表面に粗化による凹み部が形成されない部分（以下未着部分と表現する）が発生してしまう。このような未着部分が多く又は広くなると、そこにはＡＣＦが充填されず、ポリイミドフィルム−ＡＣＦ間の密着性が十分に得られない。未着部分は銅箔張付け前のポリイミドフィルム表面同様の光沢度を示すので、未着部分が多く又は広くなると光沢度もそれに伴い上昇する。本発明ではポリイミドフィルム表面の銅箔を除去後のポリイミドフィルム表面のＲａが０．２８μｍ以上で、入射角６０°における光沢度が１．５未満とすることがより好ましい。
【００１８】
また、本発明では前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＮｉ又はＮｉ合金からなる皮膜を形成することが好ましい。Ｎｉ又はＮｉ合金は銅がポリイミドフィルム内へ拡散する事を防ぐことにより、銅箔とポリイミドフィルムの初期密着性及び高温高湿雰囲気に曝された後の密着力低下を防ぐ効果があるためである。
【００１９】
また、本発明では前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＺｎ又はＺｎ合金、さらにＣｒ又はクロメート層からなる皮膜を形成することが好ましい。Ｚｎ又はＺｎ合金、さらにＣｒ又はクロメート層は銅箔表面が酸化するのを防ぎ、銅箔とポリイミドフィルムの初期密着性の向上及び高温高湿雰囲気に曝された後の密着力低下を防ぐ効果があるためである。
【００２０】
また、本発明では前記表面処理粗化銅箔の粗化処理面にＮｉ又はＮｉ合金層表面、Ｚｎ又はＺｎ合金層表面、Ｃｒ又はクロメート層表面にシランカップリング層からなる皮膜を形成することが好ましい。シランカップリング層は、銅箔とポリイミドフィルムの初期密着性を上げる効果があるためである。
【００２１】
本発明の銅張積層基板は、ポリイミドフィルムの片側のみに銅箔を張付けた片面銅張積層基板であっても良いのは勿論、ポリイミドの両側に銅箔を張付けた両面銅張積層基板でも良い。
【００２２】
本発明の銅張積層基板は表面処理粗化銅箔の粗化処理面に対してポリイミドフィルムを熱プレスにより張付ける方法、もしくは液状のポリイミドを銅箔表面に塗布、乾燥させフィルム状に形成する方法で作成する。
本発明の表面処理粗化銅箔とポリイミドフィルムとを積層した積層基板は、エッチングによりＬ/Ｓ＝２５μｍ／２５μｍの回路を作製し、ＡＣＦによりＩＣチップを接続したところ、十分な初期密着性、高温高湿雰囲気に曝された後の密着性を有した。
【００２３】
以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。なお、実施例に基づく試供品の密着強度等の測定、及び評価は下記に従って実施した。
測定手段、測定条件
（1）凹み部表面粗さＲａの算出
株式会社キーエンス製レーザーマイクロスコープ（ＶＫ８５００）にて測定した。
（2）光沢度の測定
日本電色工業株式会社製光沢度計（ＶＧ２０００）にて投受光角６０°にて測定した。
（3）初期密着性の測定
評価用ＩＣチップをポリイミドフィルムにＡＣＦにて圧着し、評価用ＩＣチップを両面テープにて支持基板に張付け、１ｍｍ幅にしたポリイミドフィルムをテンシロンテスター（東洋精機製作所社製）を使用して、９０度方向に５０ｍｍ／分の速度で剥離して求めた。
（4）高温高湿試験後の密着性の測定
温度：８０℃、湿度：９５％で２００時間後及び１０００時間後の密着性を初期密着性と同じように求めた。
【実施例】
【００２４】
［実施例１］
母材銅箔の片面に対して、下記めっき浴、めっき条件で、粗化めっき１  →  粗化めっき２の順で少なくとも１回以上粗化処理を行い、先端の尖った凸部形状の粗化粒子を作製した。
粗化めっき１は下記浴の限界電流密度付近の電流密度で電解を行い、銅のやけめっき層として銅粒子を先端が尖った凸状の形状の粗化粒子として未処理銅箔表面へ付着させた。
粗化めっき２はやけめっき層の上に銅のめっき層（いわゆる「カプセル層」）を作製するもので、粗化めっき１の粗化粒子が銅箔表面より脱落しないようにめっきした。
【００２５】
（粗化めっき１）
硫酸銅（Ｃｕ濃度として）：５〜１０ｇ／Ｌ
硫酸：３０〜１２０ｇ／Ｌ
モリブデン酸アンモニウム（Ｍｏ濃度として）：０．１〜５．０ｇ／Ｌ
硫酸第二鉄（Ｆｅ濃度として）：０．１〜５．０ｇ／Ｌ
液温：２０〜６０℃
電流密度：１０〜６０Ａ／ｄｍ２
【００２６】
（粗化めっき２）
硫酸銅：（Ｃｕ濃度として）：２０〜７０ｇ／Ｌ
硫酸：３０〜１２０ｇ／Ｌ
液温：２０〜６５℃
電流密度：５〜６５Ａ／ｄｍ２
【００２７】
この表面処理粗化銅箔の粗化処理面に対してポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製；ユーピレックス２５ＶＴ）を熱プレスにより張付け、その後銅箔を塩化第二鉄もしくは塩化第二銅のエッチング液で除去し、銅箔が除去されたフィルム面側の表面粗さＲａと光沢度を測定した。その結果ポリイミドフィルム表面の粗さＲａは０．３８μｍ、入射角６０度における光沢度が０．６であった。このポリイミド表面にＡＣＦにてＩＣチップを７０℃−２秒で仮圧着、２００℃−１０秒で本圧着し、密着力を測定した。このポリイミドフィルムとＡＣＦの密着力を測定したところ、初期密着性が１．２ＫＮ／ｍ、高温、高湿雰囲気に２００時間、あるいは１０００時間曝した後常温に戻し、密着性を測定したところ、２００時間曝した後の密着性が１．１ＫＮ／ｍであり、１０００時間曝した後の密着性が１．１ＫＮ／ｍであった。
【００２８】
［実施例２〜４］
実施例１と同様にサンプルを作成した。実施例２〜４のサンプルは粗化処理を実施例1のめっき浴範囲内で電流密度を変更する事により表面粗度をそれぞれ調整した。調整した表面粗さＲａを表１に示す。
実施例１同様に初期密着性、高温高湿試験−２００時間後及び、高温高湿試験−１０００時間後の密着性を測定し、その結果を表1に併記する。
【００２９】
［比較例１〜４］
実施例１と同様にサンプルを作成した。比較例１〜４のサンプルは粗化処理を実施例1のめっき浴範囲内で電流密度を変更する事により表面粗度をそれぞれ調整した。調整した表面粗さＲａを表１に示す。
実施例１同様に初期密着性、高温高湿試験−２００時間後及び、高温高湿試験−１０００時間後の密着性を測定し、その結果を表1に併記する。
【００３０】
【表１】
2012004221.tif 000002
【００３１】
表1に示すように実施例１〜２についてはポリイミドフィルム表面の粗さＲａが０．３３μｍ以上、光沢度が０．８未満でありどちらも好ましい範囲内であるため、ポリイミドフィルムとＡＣＦの初期密着性、高温高湿試験−２００時間後の密着性、高温高湿試験―１０００時間後の密着性が良好であった。(総合評価：◎)
【００３２】
実施例３についてはポリイミドフィルム表面の粗さＲａが基準値範囲内ではあるが、高温高湿試験−１０００時間後の密着性が特に好ましい範囲の０．８ＫＮ／ｍを少し下回った。(総合評価：○)
【００３３】
実施例４についてはポリイミドフィルム表面の粗さＲａ及び光沢度が基準値範囲内ではあるが、高温高湿試験−２００時間後の密着性及び高温高湿試験−１０００時間後の密着性が特に好ましい範囲の０．８ＫＮ／ｍを少し下回った。(総合評価：○)
【００３４】
比較例１についてはポリイミドフィルム表面の粗さＲａが基準値範囲外であり、光沢度は基準値範囲内であり、ポリイミドフィルムとＡＣＦの初期密着性は良好であったが、高温高湿試験後の密着性は基準値未満であった。(総合評価：△)
【００３５】
比較例２についてはポリイミド表面の粗さＲａ及び光沢度が基準値範囲外であったが、ポリイミドフィルムとＡＣＦの初期密着性は基準以上であった。しかし、高温高湿試験後の密着性は基準値未満であった。(総合評価：△)
【００３６】
比較例３〜４についてはポリイミド表面の粗さＲａ及び光沢度が基準値範囲外であり、ポリイミドフィルムとＡＣＦの初期密着性、高温高湿試験後の密着性は共に基準値未満であった。(総合評価：×)
【００３７】
上述したように、本発明の表面処理粗化銅箔は、ポリイミドフィルムとＡＣＦの初期密着性、高温高湿雰囲気に曝された２００時間後の密着性、高温高湿雰囲気に曝された１０００時間後の密着性を満足し、工業的に優れた表面処理粗化銅箔である。