專利名稱：覆銅層壓板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠有效形成印刷電路板間隙通孔的，激光鉆孔性能優(yōu)越的覆銅層壓板。
但是通過廣泛應(yīng)用的二氧化碳激光照射銅箔表面對(duì)其進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，在二氧化碳激光的波長10μm附近，銅的反射率接近100％，激光加工效率非常低。
為了彌補(bǔ)低加工率，需要高輸出功率的二氧化碳激光加工裝置，利用這樣高輸出功率的激光，進(jìn)行高能激光加工時(shí)與銅箔同時(shí)加工的樹脂基板因過于加工而受到破壞，從而出現(xiàn)了達(dá)不到預(yù)期形狀鉆孔的問題。
而且也出現(xiàn)了伴隨激光加工的飛散物增多，裝置及加工物的非加工部分受污染的問題。
所以，為了避免這些問題，一般在銅箔部分中預(yù)先用化學(xué)腐蝕鉆孔，之后樹脂部分用激光鉆孔。但是比起銅箔及樹脂部分一次性鉆孔，具有工序增加，成本高的缺點(diǎn)。
一方面，作為在激光波長具有高反射率的金屬的加工方法，一般在表面設(shè)置吸收率高的物質(zhì)，該物質(zhì)吸收激光產(chǎn)生熱量而可進(jìn)行加工，另外通過在表面形成凹凸，同樣可以提高加工效率也是公知的。
同時(shí)也提出了銅箔鉆孔加工時(shí)，為了提高吸收率，在銅的表面實(shí)施氧化處理(黑化處理)的方法。
但是，上述提案操作和處理全都復(fù)雜，相對(duì)來說沒有得到充分的激光加工效率，而且設(shè)置上述表面處理層時(shí)，因處理層脆弱而剝離，在工序中成為污染源。
而且也出現(xiàn)了先對(duì)銅箔自身實(shí)施薄化處理，這樣用低能量也可進(jìn)行鉆孔的提案。但是，實(shí)際使用的銅箔的厚度為9-36μm的不同的膜厚，所以能夠?qū)嵤┍』幚淼闹皇且徊糠植牧稀６?，為了在同樣的低能量條件下進(jìn)行鉆孔，需要銅箔的厚度為3-5μm程度的極端薄，此時(shí)操作等具有一定的難度。
如上所述，以往改良銅箔的幾個(gè)提案并不是令人滿意的激光鉆孔方法，還沒有得到適合激光加工的銅箔材料。
基于上述，本發(fā)明提供1.利用供激光鉆孔加工之用的電解銅箔的覆銅層壓板，其特征在于以電解銅箔的粗面作為激光的入射面。
2.上述1所述的覆銅層壓板，其特征在于電解銅箔的粗面表面粗糙度Rz為2.0μm以上。
3.上述1或2所述的覆銅層壓板，其特征在于在前述電解銅箔的粗面上，利用電沉積實(shí)施粗化處理。
4.上述1，2及3任一項(xiàng)所述的覆銅層壓板，其特征在于在電解銅箔的光澤面上利用電沉積進(jìn)行粗化處理。
5.上述3所述的覆銅層壓板，其特征在于從Ni、Co、Sn、Zn、In及這些金屬的合金中任選1種以上作為電沉積用的金屬，進(jìn)行粗化處理。
發(fā)明的實(shí)施方式電解銅箔一般在滾筒上通過電沉積銅來制造，銅箔上與滾筒接觸的面為比較平坦的光澤面，與電解液接觸的一側(cè)成為粗面。當(dāng)在覆銅層壓板中使用該電解銅箔時(shí)，電解銅箔的粗面作為與樹脂粘結(jié)的面，光澤面作為二氧化碳等激光的入射面。
如上所述，因銅箔自身激光吸收率很低，所以如上述在光澤面上鉆孔更難。因此，如果在光澤面鍍0.01-3μm的粒子狀物質(zhì)，形成凹凸，可以改善鉆孔特性。
這種微小凹凸亂反射激光，可以達(dá)到與光吸收同樣的效果，它對(duì)于以電解銅箔的光澤面作為激光的入射面時(shí)，是一個(gè)利用低能量的二氧化碳激光也可以確保充分的鉆孔性的有效手段。
但是，為在電解銅箔的平滑的光澤面上通過電沉積形成上述凹凸以確保充分的鉆孔性，對(duì)于處理液組成等電沉積條件具有嚴(yán)格的限制。例如，為了提高激光鉆孔性，在增大處理層的凹凸等條件下進(jìn)行電沉積時(shí)，容易引起處理層的剝離和脫離。
通過在電沉積組合物中包含銅成分，可以充分消除該處理層的剝離和脫落。但為了提高激光鉆孔性，在電沉積層中應(yīng)多包括銅以外的金屬成分，此時(shí)因表面層的剝離、脫落強(qiáng)度降低而造成大問題。
基于上述，利用電解銅箔的光澤面時(shí)，存在必須同時(shí)滿足激光鉆孔性及表面層的粘結(jié)強(qiáng)度的問題。這個(gè)問題對(duì)于壓延銅箔也是一樣的。
本發(fā)明在覆銅層壓板上使用電解銅箔時(shí)，將以往慣用的電解銅箔的粗面作為樹脂粘結(jié)面，光澤面作為二氧化碳等激光入射面的做法進(jìn)行了180度的轉(zhuǎn)變，將電解銅箔的粗面作為激光入射面，光澤面作為樹脂粘結(jié)面。
這樣，利用電解銅箔的粗面的粘結(jié)強(qiáng)度而進(jìn)行與樹脂粘結(jié)的功能可能失去，但是與以往相比樹脂的粘結(jié)性得到了改善，強(qiáng)度有了進(jìn)一步提高，而且出現(xiàn)了很多覆銅層壓板沒有必要具有跟以往相當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)強(qiáng)度的情況。
而且根據(jù)需要，在與樹脂粘結(jié)的光澤面上通過電沉積形成粒子狀突起(瘤狀突起)，形成凹凸，可以改善粘接性。因此，在改善與樹脂的粘結(jié)性時(shí)，相對(duì)于使用上述光澤面作為激光入射面的情況，電沉積沒有嚴(yán)格的限制，所以把光澤面作為樹脂粘結(jié)面也沒有多大問題。
此時(shí)，電沉積層與樹脂粘結(jié)而沒有外露，因此激光照射時(shí)，覆銅層壓板表面層的凹凸部分的剝離和脫落問題不能直接產(chǎn)生。
用在本發(fā)明覆銅層壓板上的電解銅箔的粗面粗糙度Rz為2.0μm以下時(shí)，對(duì)于二氧化碳激光鉆孔，具有很好的改善鉆孔性的效果。在電解銅箔的形成過程中形成的該粗面是原來銅箔的一部分，不存在剝離和脫落。
這個(gè)粗面的粗糙度根據(jù)電解液組成和電流條件而有所不同，其中存在具有離光澤面近的表面粗糙度小的粗面的電解銅箔。此時(shí)，上述表面粗糙度Rz為2.0μm以上時(shí)，具有充分的鉆孔性。
要進(jìn)一步提高這個(gè)粗面的激光鉆孔性時(shí)，可以在這個(gè)粗面上形成新的金屬電沉積(電鍍)層。這個(gè)額外的粗化處理與在前述光澤面上形成凹凸的電沉積處理相比，可以用非常少的量得到充分的效果。
因?yàn)殡娊忏~箔的粗面上已經(jīng)存在原銅電沉積形成的凹凸，所以在上面進(jìn)一步形成粒子與在平滑面形成相比，可以實(shí)現(xiàn)低電流、低淀積速度處理。因此，可以容易設(shè)定不產(chǎn)生剝離和脫落的電沉積條件。
這個(gè)額外的粗化處理，即使電沉積Cu粒子突起(瘤狀突起)，也可以提高電解銅箔粗面的激光鉆孔性，也可以使用激光吸收性好的Ni、Co、Sn、Zn、In及這些金屬的合金。
而且，也可以在利用Cu形成上述粒子(凹凸)之后，進(jìn)一步電沉積上述激光吸收性好的材料。
為了能作為高密度配線使用，本發(fā)明使用的電解銅箔的厚度優(yōu)選為18μm以下。但是本發(fā)明的提高激光鉆孔性的銅箔的厚度不受該限制，18μm以上的厚度當(dāng)然也可以適用。
下面是粗化鍍銅的一個(gè)例子，其條件本身是公知的。(水溶性硫酸銅電鍍液)CuSO4·5H2O23g/1(提供Cu)NaCl32ppm(提供Cl)H2SO470g/1膠粘劑0.75g/1純水平衡量(電鍍條件)
電流密度60-100a.s.f(安/平方英尺)時(shí)間10-60秒浴溫70-80°F上述電沉積后，可以實(shí)施含有鉻及鋅的防銹處理。這個(gè)防銹處理方法和處理液沒有特別的限制。這個(gè)防銹處理可以在前述電沉積面上，即銅箔的激光入射面部分或全部銅箔上實(shí)施。
與上述一樣，這個(gè)防銹處理當(dāng)然要求不損壞電路板適用的銅箔的特性，本發(fā)明的防銹處理充分滿足這些條件。而且這個(gè)防銹處理幾乎不影響激光鉆孔性。
作為為了提高前述激光吸收率而使用Ni、Co、Sn、Zn、In及這些金屬的合金形成鍍層的代表例，說明銅-鈷-鎳電鍍條件。
該示例作為優(yōu)選實(shí)施例僅出于說明的目的，本發(fā)明不局限于該例。(銅-鈷-鎳電鍍的電鍍處理)Co濃度1-15g/L Ni濃度1-15g/LCu濃度5-25g/L電解液溫度20-50℃pH1.0～4.0電流密度1.0-30A/dm2、 電鍍時(shí)間1-180秒本發(fā)明的防銹處理適用于下面的電鍍處理。以下是代表例。而且這個(gè)防銹處理僅是一個(gè)適合的例子，本發(fā)明并不局限于該例。(鈷的防銹處理)K2Cr2O7(Na2Cr2O7或CrO3)2-10g/LNaOH或KOH 10-50g/L
ZnO或ZnSO4·7H2O 0.05-10g/LpH3.0-4.0 電解液溫度20-80℃電流密度0.05-5A/dm2電鍍時(shí)間5-30秒而且，銅-鈷-鎳合金電鍍的合金組成與上述實(shí)施例3相同，一直電鍍到達(dá)到與實(shí)施例3的激光鉆孔率相同的程度。
對(duì)于以上實(shí)施例1-4及比較例1、2的樣品，以半固化片(FR-4)作為片面基板，按以下條件用激光照射每塊板上的100個(gè)部位，比較了其開口率。其結(jié)果在表1中表示。[激光照射條件]使用裝置二氧化碳激光加工裝置光斑尺寸144μmφ脈沖寬度32μsec頻率400Hz、 發(fā)射數(shù)發(fā)射1次能量13mJ/發(fā)射、21mJ/發(fā)射、32mJ/發(fā)射、42mJ/發(fā)射
實(shí)施例1中銅箔的粗面(Rz為2.2μm)在32mJ/發(fā)射時(shí)開口率為21％，在42mJ/發(fā)射時(shí)達(dá)到了100％。而且完全沒有看到落粉(剝離、脫落)。
實(shí)施例2中銅箔的表面粗糙度為Rz3.0μm的粗面，在21mJ/發(fā)射時(shí)開口率為2％，在32mJ/發(fā)射時(shí)達(dá)到了100％。而且完全沒有看到落粉(剝離、脫落)。
實(shí)施例3中通過銅粗化電鍍淀積銅粒子，Rz為3.5μm的粗面，在13mJ/發(fā)射時(shí)開口率為4％，在21mJ/發(fā)射時(shí)達(dá)到了100％，開口率在增大。而且，與實(shí)施例1一樣，沒有看到電鍍層的落粉。
實(shí)施例4中通過銅粗化電鍍淀積銅粒子之后，在上述條件下在其上鍍了銅-鈷-鎳合金的粗面，在13mJ/發(fā)射時(shí)開口率為100％，開口率比實(shí)施例3更大。而且顯示在極低能量下也可進(jìn)行激光鉆孔。此時(shí)沒有看到電鍍層的落粉。
比較例1中光澤面作為激光照射面，沒有看到落粉，在42mJ/發(fā)射時(shí)開口率為98％，即使增大激光輸出功率也得不到充分的開口率。
比較例2中在光澤面上鍍了銅-鈷-鎳合金，形成了粒子層后，以該面作為激光照射面，因一直電鍍到開口率達(dá)到實(shí)施例4的程度，所以電鍍層的剝離、脫落嚴(yán)重，簡單的摩擦就會(huì)發(fā)生落粉而污染環(huán)境。
而且，出現(xiàn)了剝離脫落的部分開口率很低的問題。
上述實(shí)施例中，電鍍種類沒有表示很廣的范圍，但是上述所提到的所有電鍍都具有同樣的效果。
基于上述，表面粗糙度Rz為2.0μm以上的電解銅箔的粗面作為覆銅層壓板的激光照射面，可以獲得優(yōu)越的激光開口率。而且，通過在該電解銅箔的粗面上通過電沉積實(shí)施粗化處理，具有可以進(jìn)一步提高開口率的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明效果制造印刷電路板時(shí)，利用二氧化碳激光等低能量激光可形成銅箔的直接開孔及簡單的間隙通孔，而且具有防止電鍍層的剝離和脫落的顯著效果。
權(quán)利要求
1.一種利用供激光鉆孔加工之用的電解銅箔的覆銅層壓板，其特征是以該電解銅箔的粗面作為激光入射面。
2.權(quán)利要求1所述的覆銅層壓板，其特征是電解銅箔粗面的表面粗糙度Rz為2.0μm以上。
3.權(quán)利要求1或2所述的覆銅層壓板，其特征是在前述電解銅箔的粗面上利用電沉積實(shí)施粗化處理。
4.權(quán)利要求1、2和3任一項(xiàng)所述的覆銅層壓板，其特征是在電解銅箔的光澤面上利用電沉積實(shí)施粗化處理。
5.權(quán)利要求3所述的覆銅層壓板，其特征是從Ni、Co、Sn、Zn、In及這些金屬的合金中任選1種以上作為電沉積用的金屬，進(jìn)行粗化處理。
全文摘要
本發(fā)明提供利用激光鉆孔加工的電解銅箔的覆銅層壓板，該電解銅箔的粗面作為激光入射面，制造印刷電路板時(shí)，由于改善了作為激光入射面的銅箔表面，可使激光鉆孔極為容易，適合形成小徑間隙通孔。
文檔編號(hào)B23K26/38GK1401209SQ01804843
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月5日
發(fā)明者坂本勝, 北野皓嗣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日礦材料