複合箔のカール矯正方法
【課題】複合箔に発生したカールを油分の付着や擦り傷等のダメージを与えずに矯正する方法とカールが矯正された複合箔を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題の解決を目的として、当該複合箔がキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔であり、当該複合箔を加熱処理することを特徴とする複合箔のカール矯正方法と、この方法により得られた複合箔及び複合箔積層板を採用した。
【解決手段】上記課題の解決を目的として、当該複合箔がキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔であり、当該複合箔を加熱処理することを特徴とする複合箔のカール矯正方法と、この方法により得られた複合箔及び複合箔積層板を採用した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、複合箔特にキャリア銅箔付極薄電解銅箔に発生してしまうカール現象を、後工程でのハンドリングに支障のない程度にまで矯正する方法に関する。（なお、本願で言う「カール」とは、シート状の箔を平面机上に静置した場合にシート端部が机上平面から浮き上がっている現象を示す。）
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属箔はプリント配線板の導電体を形成する基礎材料として広く使用されてきた。そして、プリント配線板が多用される電子及び電気機器には、小型化、軽量化等の所謂軽薄短小化が求められている。従来、このような電子及び電気機器の軽薄短小化を実現するためには、信号回路を可能な限りファインピッチ化するため、より薄い銅箔を採用し、エッチングによって回路を形成する際のオーバーエッチングの設定時間を短縮し、形成する回路のエッチングファクターを向上させることが求められてきた。
【０００３】
一方で、小型化、軽量化される電子及び電気機器には、携帯電話に代表されるように高機能化の要求も同時に行われる。従って、限られた基板面積の中で可能な限りの部品実装面積を確保するためにも、回路のエッチングファクターを良好にすることが求められてきた。そしてこれら回路基板のうち、ＩＣチップ等の直接搭載を行うテープ オートメーティド ボンディング（ＴＡＢ）基板、チップ オン フレキシブル（ＣＯＦ）基板等では搭載部品の駆動電流が小さいために、導体抵抗による消費電力の増大を無視できる場合の導体層厚みは４ミクロンあれば十分であると言われている。
【０００４】
そこで、必要最小限の導体層厚みを備えた銅張積層板とする際には極薄の導体層のハンドリングが困難なことから、複合箔を用いるか又は導体層の厚い物を準備して必要な厚さまでエッチングにより薄くするなどの手法を用いていた。そして、複合箔を用いる場合にはその構成要素の一方である必要な厚みを持たせた導体層側を誘電体層に貼り付け、その後ハンドリングを容易にするための機能を持たせた支持体層（本件出願では以降この支持体層を「キャリア」と称する）を機械的に又は化学的に除去する（一般的には前者をピーラブルタイプ、後者をエッチャブルタイプと称している）という手法が採用されてきたのである。しかしながらこれら複合箔は当初キャリアとしてコストの低いアルミニウム箔を採用し、極薄導体層を銅とした構成であったために、特性の異なる金属の複合体である故のカール現象が発生しやすく、後工程で使用する際には生産ラインでハンドリングに支障が出るなどの問題の要因となっていたのである。
【０００５】
このように極薄銅箔への要求が高まっていく中で、キャリアなしで極力薄い銅箔を供給するという努力も続けられており、プリント配線板に用いられている導体箔の厚みも変化を遂げてきている。プリント配線板が普及し始めた頃に汎用品といわれていた３５μｍ厚みの銅箔は既に厚物と認識されており、既に１２μｍ厚みの銅箔がハンドリング可能な汎用品の一部として位置づけられている。したがって、カール現象の発生防止も考慮して開発された、キャリア銅箔／剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するピーラブルタイプの複合箔であるキャリア銅箔付極薄電解銅箔においても、当初はキャリア銅箔厚み３５μｍで始まったものではあるが、環境問題に対する意識の高まりとともにハンドリング性よりもキャリア銅箔の廃棄処理のプロセスが重要視されるようになり、従来の約半分の厚みである１８μｍとする要求が強くなってきたのである。そして、キャリア銅箔を薄くした結果、複合箔のカールは大きくなってしまったのである。
【０００６】
では、何故に同じ電解銅箔の組み合わせであるにもかかわらずカールが発生するのかを考察してみる。一般的なピーラブルタイプのキャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造工程では、キャリア銅箔／剥離層／極薄銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔とするために、まずキャリア銅箔となる銅箔の表面に後工程でキャリアを機械的に除去できるように、キャリア側の銅と極薄銅とが引き剥がし可能な程度に密着性を有する界面層（本件出願ではこの目的で形成された界面層を「剥離層」と称している。）を無機物又は有機物を用いて形成するのである。そして、有機剥離層を用いた場合を例に取ってみると、有機剥離層上に銅を直接電析させようとすると析出サイトが少ないため、導電性が良好で配向性を持っている無垢の金属銅表面に析出する際に比べて結晶配向性の少ないより緻密な結晶構造での析出が得られるのである。よって、厚くなるに従って結晶粒の肥大化した析出になってはゆくのではあるが、ここで得ようとしている極薄電解銅箔層は薄いものであるために結晶粒が肥大化する前に所望厚みの電解析出が完結してしまうのである。したがって、極薄電解銅箔は一般的に緻密な部分の組織構造のみを有する電解銅箔となってしまうのである。そのために、結果として機械強度（引っ張強さ）はキャリア銅箔に比べて大きくなり、同時にこの極薄電解銅箔が有している析出時の歪みも大きくなってカール現象が発生してしまうのである。
【０００７】
このとき、キャリア銅箔の厚みが極薄電解銅箔の厚みに比べて十分に大きいと極薄電解銅箔側の歪みが複合箔に与える影響は小さく、結果としてカールも小さくて済むのであるが、厚み差が小さくなることは物性値の差が大きく反映されてしまうことになって複合箔としてのカールは大きくならざるを得ないのである。そして、剥離層を構成する物質として表面に不働態である酸化金属被膜を形成しやすい金属であるニッケル、コバルト、クロム等を用いることもできるが、この場合にも酸化金属被膜が無機剥離層として機能していて配向性を有していないことを考えると、有機剥離層の場合と比べて、程度の差こそあれその表面には微細な結晶構造で歪みの大きな析出が得られてしまいカール現象は起きてしまうと推察されるのである。
【０００８】
しかしながら、同様の層構成ではあっても、例えば電解銅箔の粗面側のように凹凸を持った面に極薄電解銅箔層を形成した場合には、析出結晶が微細であっても形成された層自身が蛇腹形状となっており、この形状が極薄電解銅箔の保有する歪みから来る応力が複合箔に与える影響を緩和する効果として機能するためにカール現象は発生しがたく、実用上の問題は起きないのである。
【０００９】
しかるに複合材におけるカールの発生であるが、樹脂基材と金属箔という異種素材同士を熱処理により張合わせた複合材は当然として、金属に関する技術分野でも異種金属を張合わせた複合材の代表であるバイメタルを例に取り上げてみると接合界面を平滑なものとして温度変化によるたわみ（カール）量の変化を利用していることから、カールの存在が当然のことと考えられ、それぞれの分野ではカール問題解決に関して種々の対策が提案されている。しかしながら、上記キャリア銅箔付極薄電解銅箔のように同一素材の組み合わせであって界面を有している複合材に発生するカール現象に関しては十分な研究がなされてきたとは言い難いのである。
【００１０】
また、発生要因は異なるにしてもカール問題は単一種金属層製品である圧延品の製造工程においても、特に機械強度の大きな品種に発生しやすいことを提起されていた現象である。しかし、圧延品の製造工程はロールを数多く通す中で厚み及び形状を整えてゆくシステムであってアニール特性などの基本的な金属特性は同一性を持っているため、カールは圧延機の進行方向（帯状の製品を取り扱う場合、一般的にはこの方向をＭＤ：ＭＡＣＨＩＮＥ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮと言い、この方向に直角な方向をＴＤ：ＴＲＡＮＳＶＥＲＳＥ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮと言っており、本件出願ではこの略号を用いることがある。）に対して発生してしまうのであるが、この生産ライン中にカールを矯正する工程を付け加えることはそれほど困難な事ではなかった。すなわち、特許文献１〜特許文献３に開示されているレベリング工程と称される方法であり、このように張力下でアニールする方法や高張力下で矯正を行うテンションレベラーと低張力下で矯正を行うローラーレベラーを組み合わせた方法等選択肢は多くあったのである。
【００１１】
即ち、圧延銅条を例に取ってみれば、矯正工程を通過する銅条の表面には圧延油が付着している状態であり、テンションレベラー等の小径ロールを通過する際にも滑りが発生しやすく、表面に傷などのダメージを与えにくいのである。また、条の厚みが約０．４ｍｍ〜数ｍｍと厚い故に機械的な矯正も受けやすく、幅も最大１ｍ程度であるために必要とする張力による小径ロールのたわみに起因するしわなどの問題は起きにくいのである。
【００１２】
上述したようにカール矯正は機械的な応力を加えることを必須として行われるのが一般的ではあるが、プリント配線板に用いられている導体箔厚みは前述の如く既に３５μｍを切って１２μｍ厚みもハンドリング可能となっており、且つ製品の最大幅は２ｍを超えるものもある。従って、製品厚みから単純比例計算してみても機械的応力による矯正操作を適用しようとすれば圧延品に適用されているロール径を１／１００〜１／１０にしたうえに長い矯正ロールを使用する必要があり、カール矯正のために必要なライン張力を加えることにより矯正ロールがたわみ、たわみによるしわの発生などの弊害が大きくクローズアップされてきてしまうのである。
【００１３】
また、上記矯正ロールのたわみ問題が解決されたとしても当該製品は絶縁樹脂と張合わせてプリント配線板の製造に供されることを考えると、解決手段として採用されうる機構に使用される油分が付着した場合には樹脂との接着力や耐熱性に悪影響を及ぼし、また擦り傷等が発生した場合には削りかすが回路ショートの原因となるほか、長期耐熱性にも問題が発生するなど、従来技術の延長線上では対応が困難な状況にあるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平８−１３２１３８号公報
【特許文献２】特開平９−２９５０４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１０００１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記から、複合箔特にプリント配線板に用いられるキャリア銅箔付極薄電解銅箔に対しては、圧延条等の矯正技術とは異なった、表面汚染を起こさず傷などのダメージも与えず、プリント配線板用途に要求される基本的な特性を満足しつつカールを矯正する技術が必要とされていたのである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、当該複合箔がキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔であり、当該複合箔を加熱処理することを特徴とする。
【００１７】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を雰囲気温度１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間加熱処理することがより好ましい。
【００１８】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を雰囲気温度１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間加熱処理することがより好ましい。
【００１９】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記加熱処理は、下限温度を超えて以降の昇温速度を５０℃／時以下とすることがより好ましい。
【００２０】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、複合箔を連続走行させつつ加熱処理し、その後巻き取ることがより好ましい。
【００２１】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、シート状にして積み重ねた状態で加熱処理することがより好ましい。
【００２２】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、シート状にして積み重ねた状態で加熱処理することがより好ましい。
【００２３】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記加熱処理される複合箔を巻き取る際に、不活性ガス雰囲気下で巻き取ることがより好ましい。
【００２４】
本件発明に係る複合箔は、上述の複合箔のカール矯正方法により得られ、カールの値が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
本件発明に係る複合箔は、前記キャリア銅箔の厚さが１８μｍ以下であることがより好ましい。
【００２６】
本件発明に係る複合箔張積層板は、上記複合箔を絶縁樹脂と張合わせてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法により複合箔のカールが減少したことにより、従来汎用品として使用されてきた１２μｍ銅箔や１８μｍ銅箔と同じ生産ラインにハンドリングの違和感なく投入して使用することが出来、従来以上のファインパターン回路を大きな工程の変更を加えなくても歩留まり良く生産できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】測定試片の採取位置及びカール測定位置を説明するための模式図である。
【図２】矯正試験中の複合箔自身の温度プロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本件発明は複合箔のカールを矯正する方法であって、当該複合箔を加熱処理することを特徴とする複合箔のカール矯正方法を提供する。前述のようにカールの要因となっているのは極薄箔側の金属組織が微細な状態で析出した故に有している歪みであるため、加熱処理による歪み解放がカール矯正に効果を発揮するのである。
【００３０】
そして、本件発明に係る複合箔のカール矯正方法では、複合箔のうちキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔に対して特に効果を発揮するのである。キャリアと極薄箔が異種金属の構成となっている場合にはバイメタル同様カールの状況が加熱処理温度の影響を受けて変動し、矯正効果にばらつきがでやすいため、同種金属とすることによって温度の影響を最小にでき、期待効果を計画通りに得やすいために好ましいのである。また、本件発明に係る複合箔のカール矯正方法を、有機系剥離層を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔に適用すると、界面に有機剥離層が存在することで界面がいくらかでも柔軟性を有していることになり、物性の違うキャリア銅箔と極薄電解銅箔層の間にこの柔軟な界面が緩衝帯として存在することによって加熱処理によるカール矯正の効果が得やすくするのである。
【００３１】
そして、前記複合箔を雰囲気温度１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間加熱することが好ましく、１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間加熱することがさらに好ましい。金属材料を加熱処理した際の物性変化に関する一般的な知見としては、アニール効果は温度と時間（熱貫流量）の関数として発現することが知られている。ここで銅が素材である場合を考えると、電解法で得られた銅の結晶組織には添加剤や酸素などの粒界への取り込みがあるためにアニールが掛りにくいと認識されており、反面圧延銅箔は品種及び圧延工程のパススケジュールの設計にもよるが特にタフピッチ銅などではアニールが掛りやすいとされている。
【００３２】
しかしながら、如何に電解銅箔であるといえども長時間の高温処理をしてしまうとアニール効果が現われて引っ張強さの低下と伸び率の上昇が見られることは文献に明らかであり、場合によっては複合箔であってもハンドリング性に問題が出てしまうのである。しかし、アニール効果の発現を避けるためにあまりにも低温とした設定としてしまうと所期の効果を得るためには長時間を要することになり、工業製品として供給するにはコストアップとなってしまうのである。よって、好ましい条件を１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間の加熱とし、更に好ましい条件を１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間の加熱としているのである。そして、この温度範囲及び加熱時間はカールの発現程度と炉内に投入する複合箔の量から生産性を加味して適宜調整すればよいのである。そして、上記温度条件範囲までの昇温に際しては下限温度を超えて以降の昇温速度は５０℃／時程度を上限とすることが推奨される。上記範囲で急激な温度上昇を与えた場合には特にロール状などとしていて容量が大きな被加熱体の内部には温度ムラが発生し、これが位置による歪み矯正のばらつきの原因となるのである。すると、カール矯正の目的が達成できないだけではなく、シートに波打が発生するなどの異常現象が発現してしまい好ましくないのである。
【００３３】
そして、前記複合箔を連続走行させつつ加熱処理してカールを矯正後巻き取ることが好ましい。箔をフローティング炉などを連続で通過させて一定温度で加熱する方法は、加熱処理プロセスとしては処理工程内での被加熱物の熱容量が最も小さくなる方式であるために細やかに条件設定された加熱処理ができる故に好ましいのである。そして、加熱炉内に矯正ロールを配置した場合には更に効果的なカール矯正が可能となりうるのである。また、金属箔を加熱する方法としては通電により発熱させる技術を実用化している分野もあり、これも連続加熱を検討する際に対象としうる加熱の手法である。
【００３４】
そして、前記複合箔を巻き取った状態で加熱処理することも好ましい。特に、カールを矯正する方向に巻き取ることは若干ではあるが複合箔に引張応力を加えることになり、加熱処理による矯正効果を高めることが出来るのである。このとき、ロール内部での温度ムラを小さくするためには金属製の巻き芯を使うことが圧延品アニールの例などからも推奨される。
【００３５】
また、前記複合箔をシート状にして積み重ねた状態で加熱処理することも好ましい。シートを重ねることにより自重による荷重がかかることになり、カールを矯正した状態での加熱処理となるため好ましいのである。そして、バッチ方式は設備投資が少なくて済むと同時に同一の条件設定でロットサイズをほぼ同一としてあれば所期の効果を安定して得やすいため、少量生産時には推奨される方式なのである。この場合のシート箔の重ね方であるが、自重で矯正効果を得るにはカールが凸方向になるよう積み重ねることが好ましく、また、キャリア銅箔付極薄電解銅箔製造装置のＭＤ方向とＴＤ方向の向きを交互にしたり更に重りを乗せ荷重を増加させることなどを適宜行うことでその効果を高めうるのである。
【００３６】
また、前記加熱処理される複合箔を巻き取る際に、不活性ガス雰囲気下で巻き取ることが好ましい。加熱処理される複合箔の表面にはある程度の空気の吸着層があり、耐熱性を持たした防錆処理などの状態にもよるが金属の酸化が全く起きないことは保証し得ないのである。したがって、不活性ガスで空気を置換しておくことが金属表面の酸化防止のためには好ましいのである。
【００３７】
そして、上記複合箔を加熱処理する際に不活性ガス雰囲気下で加熱することも好ましい。これは上記同様金属表面の酸化防止に寄与することができるものではあるが、バッチ式加熱炉を使用する場合には単なる不活性ガスのパージのみではなく、減圧処理後不活性ガスを封入する方法が更に好ましいのである。
【００３８】
本件発明は前記カール矯正方法により得られた、カールが１０ｍｍ以下である複合箔を提供する。ここに示した１０ｍｍというカールのレベルは一般的なプリント配線板又は銅張積層板製造の自動ラインで支障が生じないレベルであり、更に好ましいレベルは５ｍｍ以下である。そして、矯正後のカール値が初期値の５０％以下であることが好ましく、これをロット内のばらつきが少ないことを示す指標とすることができるのである。
【００３９】
次に、本件発明に係る複合箔は、上述した複合箔のカール矯正方法により得られ、キャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔である。そして、本件発明に係る複合箔は、カールの値が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。キャリアと極薄箔が異種金属の構成となっている場合にはバイメタル同様カールの状況が加熱処理温度の影響を受けて変動し、矯正効果にばらつきがでやすいため、同種金属とすることによって温度の影響を最小にでき、期待効果を計画通りに得やすく、その結果、カールの値が１０ｍｍ以下という優れた効果を奏するのである。
【００４０】
また、前記キャリア銅箔付極薄電解銅箔が有機系剥離層を有することがより好ましい。界面に有機剥離層が存在することで界面がいくらかでも柔軟性を有していることになり、物性の違うキャリア銅箔と極薄電解銅箔層の間にこの柔軟な界面が緩衝帯として存在することによって加熱処理によるカール矯正の効果が得やすくするのである。
【００４１】
本件発明は前記複合箔を絶縁樹脂と張合わせてなる複合箔張積層板を提供する。加熱処理工程を経てカールの低減した複合箔を絶縁樹脂と張合わせることは、当該複合箔の結晶組織が本来加熱圧着時に初めて受ける熱履歴を既に受けていて歪みが緩和されていることになり、例えば基材厚みが薄くなった場合など積層板の寸法安定性改善にも効果が期待できるのである。
【実施例】
【００４２】
本実施例では、キャリア銅箔（ＩＰＣ規格でグレード３に分類される電解銅箔の１８μｍ）／有機系剥離層（ＣＢＴＡ（カルボキシベンゾトリアゾール））／極薄電解銅箔（キャリア銅箔の光沢面側へ３μｍ厚及び５μｍ厚）、の層構成を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔を用いた。
【００４３】
＜キャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造方法＞
上記キャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造工程は、キャリア銅箔を巻き出し後複数配置された処理槽を蛇行走行しつつ浸漬により有機剥離層を形成し、光沢面側に形成された有機系剥離層上に極薄電解銅箔層を電解法により形成後、定法により粗化処理、防錆処理を施して乾燥する方式で実施した。
【００４４】
〔キャリア銅箔の製造〕
キャリア銅箔は以下のようにして製造され、光沢面は必然的に電解銅箔に形成されるものである。電解銅箔の製造は、ドラム形状をした回転陰極と、その回転陰極の形状に沿って対向配置する陽極を有する装置を用いて極間に酸性硫酸銅溶液を流し、電解反応を利用して銅を回転陰極のドラム表面に所定厚みで析出させ、回転陰極から連続して引き剥がして巻き取ることで行われる。この状態で得られた銅箔は析離箔と称し、これをキャリア用銅箔として用いるのである。
【００４５】
上記析離箔の回転陰極と接触した状態から引き剥がされた面は、鏡面仕上げされた回転陰極表面の形状が転写したものとなり、光沢を持ち滑らかな面であるためこれを光沢面と称している。これに対し、析出サイドであった側の析離箔の表面形状は、析出した金属銅表面の結晶面ごとに結晶成長速度が異なるために山形の凹凸形状を示すものとなるのでこれを粗面と称している。この粗面が一般的には銅張積層板を製造する際の絶縁材料との張合わせ面となっているのであるが、前述のように極薄電解銅箔を電析させる面とすることもできるのである。
【００４６】
〔キャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造〕
以下に、キャリア箔を用いて直列に連続配置した各種の槽を順次通過しながら進行する製造工程の順序に従って説明を行う。
巻き出されたキャリア用銅箔（析離箔）は、最初に酸洗処理槽に入り、キャリア用銅箔に付いた油脂成分を除去し、また表面酸化被膜も除去した。
【００４７】
酸洗処理槽を出たキャリア用銅箔は有機剥離層形成槽に入り、ＣＢＴＡ水溶液中に浸漬されキャリア用銅箔表面に有機剥離層を形成した。
【００４８】
有機剥離層の形成がなされると、続いて光沢面上に形成された剥離層上に極薄電解銅箔の下地であるバルク銅層の形成を行った。バルク銅形成槽内には酸性硫酸銅溶液を満たし、３μｍの極薄電解銅箔層形成時には電流密度８Ａ／ｄｍ２、５μｍの極薄電解銅箔層形成時には電流密度１５Ａ／ｄｍ２の平滑めっき条件で６０秒間電解してバルク銅層を得た。
【００４９】
バルク銅層形成が終了すると、次にはバルク銅層の表面に、銅張積層板に加工したときに基材に食い込み接着強度を確保するためのアンカー用微細銅粒を形成する粗化処理を実施した。この処理は、酸性硫酸銅溶液を用い、バルク銅層の上にアンカー用微細銅粒を析出付着させる焼けめっき工程と、このアンカー用微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき工程とで構成されている。
【００５０】
次いで、防錆元素として亜鉛を用いて防錆処理を行い、防錆処理が終了したキャリア銅箔付極薄電解銅箔は、乾燥処理部で電熱器により加熱乾燥し、完成したキャリア銅箔付極薄電解銅箔としてロール状に巻き取った。このとき巻き芯にはＳＵＳ管を用い、製品幅１３５０ｍｍで長さ８００ｍのロール製品３種類（キャリア銅箔厚み１８μｍでは極薄電解銅箔厚み３μｍ品５ロット（Ｌ１〜Ｌ５）及び極薄電解銅箔厚み５μｍ品１ロット（Ｌ６））を得た。
【００５１】
＜カール測定方法＞
本件発明に係る実施例及び比較例で実施したカール測定方法を以下に示す。
【００５２】
〔サンプリング〕
カール矯正前後のキャリア銅箔付極薄電解銅箔製品ロールのＴＤ方向３カ所から１０ｃｍ角のサンプルを採取した。具体的な採取位置及びサンプルにおけるカール測定位置を図１に示す。
【００５３】
〔カール測定〕
上記にてサンプリングされた１０ｃｍ角の試片の極薄電解銅箔側を上にして水平な台の上に静置する。そして、試片の４隅（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の台からの浮き上がり高さ（ｍｍ）を測定する。このとき、試片の中央部が浮き上がっている場合には試片を反転させて測定し、測定値は負の値とする。
【００５４】
＜カール矯正試験＞
本件実施例では、対象ロットをキャリア銅箔厚み１８μｍでは極薄電解銅箔厚み３μｍ品を主要な試験対象としてロットＬ１〜Ｌ５の５ロットと極薄電解銅箔厚み５μｍ品をＬ５に続いて生産されたロットであるＬ６の１ロットを生産した。この他、比較例として、キャリア銅箔の厚さを３５μｍ、極薄電解銅箔厚み３μｍ品Ｌ７を１ロット生産した。安定した加熱処理が最も行いにくいロール形状で試験を実施したのである。評価項目としてはカール値の他にアニール現象発生の有無を確認するために銅箔層の物性変化を見ることとしたが、複合箔である故に物性測定の信頼性に欠けることから、加熱後の物性変化の有無を代替特性としてハンドリング性の違いを採用して評価した。
【００５５】
〔加熱用オーブン〕
本実施例では加熱用オーブンとしてはビッグバッチオーブンＢＬ−２５１５Ｃ（旭科学株式会社製）を使用し、雰囲気温度を１９５℃に設定した。
【００５６】
〔試験−１〕
まず試験−１として、加熱用のオーブンにロットＬ１を搬入し、設定温度１９５℃になってから６時間、８時間、１０時間保持した時点のサンプルを外周から採取し、加熱前後のカール値を測定し、矯正の状況を評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１から明らかなように、オーブン温度１９５℃での加熱処理後のカール値は平均値で５．３ｍｍ〜９．１ｍｍ、最大値で８．２ｍｍ〜９．８ｍｍと目標値である１０ｍｍをクリアー出来ている。この結果から、キャリア銅箔厚み１８μｍ、極薄銅箔厚み３μｍ、オーブン温度１９５℃において、試験に供したロールの大きさでは加熱時間６時間前後が最低必要な時間であることが明確である。
【００５９】
〔試験−２〕
続いて、試験対象の残り５ロット（Ｌ２〜Ｌ７）についてオーブンの設定温度１９５℃で１０時間保持前後のカールを測定し、矯正の状況を評価した。結果を表２に示す。また、このときのキャリア銅箔付極薄電解銅箔自身の温度は１７５℃以上で５．０時間の保持であったことを確認した。このキャリア銅箔付極薄電解銅箔自身の温度プロファイルを図２に示す。
【００６０】
【表２】
【００６１】
＜極薄銅箔厚みの影響＞
表２においてキャリア銅箔厚み１８μｍで比較したとき、極薄電解銅箔厚み３μｍ品の加熱前のカールの平均値が２１．６ｍｍで、最大値が３０．０ｍｍであるのに対し、極薄電解銅箔厚み５μｍ品では同カールの平均値が３４．５ｍｍで、最大値が４０．０ｍｍとなっていることから、発明者等の経験に基づいて得られていた、極薄電解銅箔層の厚みが薄いものほど製造直後のカール値も小さいという知見が裏付けられている。
【００６２】
＜キャリア銅箔厚みの影響＞
そして、極薄電解銅箔厚み３μｍ品でキャリア厚みの影響を比較すると、３５μｍ厚みキャリア品では加熱前のカール値は平均値で８．３ｍｍであり、１８μｍ厚みキャリア品のカール値平均２１．６ｍｍに対して約１／３、そして最大値では１５ｍｍに対して３０ｍｍと約１／２となっておりキャリア銅箔厚みのカールに及ぼす影響が明らかである。そして、加熱後のカール値もキャリア銅箔厚み３５μｍ品では平均値で０．８ｍｍであり、キャリア銅箔厚み１８μｍ品のカール値は平均３．５ｍｍであることから加熱後のカール値にもキャリア銅箔の厚みの影響が見られている。
【００６３】
＜加熱処理によるカール矯正効果＞
そして、キャリア銅箔厚み１８μｍ品のサンプルについて加熱によるカール矯正後のデータを見てみると、極薄電解銅箔厚み３μｍ品における平均値が３．５ｍｍ、最大値が８．０ｍｍであり、極薄電解銅箔厚み５μｍ品でも同カールの平均値が４．６ｍｍ、最大値が９．０ｍｍとともに目標値をクリアーできている。このデータからは、加熱前のカール水準差は大きかったものの加熱後の差は１ｍｍとなっており、ロット間に存在するばらつきを考慮するとほぼ同等であると言うことができる。従って、極薄電解銅箔部分の厚みは製造後のカール現象の発生のしやすさに大きく影響しているが、加熱による矯正効果は極薄銅箔層の厚さによらずほぼ同等に得られていると言うことができる。すなわち、極薄銅箔厚みに応じた加熱処理条件の調整はわずかで済むことも明確である。そして、加熱前後のキャリア銅箔付極薄電解銅箔のハンドリング性を評価した結果ではほとんど変化が見られていないことから、上記加熱条件ではアニールがかかるほどの熱貫流がなかったものと考えられ、加熱による複合箔のカール矯正効果の有効性が確認されたのである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法により、複合箔であっても同種金属により構成されている場合には適切な加熱処理により複合箔のカールを矯正しうることが明確になった。しがって、電解銅箔をキャリアとした極薄電解銅箔では加熱によるカールの矯正が可能であり、従来汎用品として使用されてきた１２μｍ銅箔や１８μｍ銅箔と同じ生産ラインにハンドリングの違和感なく投入して使用することが出来、従来以上のファインパターン回路を大きな工程の変更を加えなくても歩留まり良く生産できるようになるのである。
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、複合箔特にキャリア銅箔付極薄電解銅箔に発生してしまうカール現象を、後工程でのハンドリングに支障のない程度にまで矯正する方法に関する。（なお、本願で言う「カール」とは、シート状の箔を平面机上に静置した場合にシート端部が机上平面から浮き上がっている現象を示す。）
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属箔はプリント配線板の導電体を形成する基礎材料として広く使用されてきた。そして、プリント配線板が多用される電子及び電気機器には、小型化、軽量化等の所謂軽薄短小化が求められている。従来、このような電子及び電気機器の軽薄短小化を実現するためには、信号回路を可能な限りファインピッチ化するため、より薄い銅箔を採用し、エッチングによって回路を形成する際のオーバーエッチングの設定時間を短縮し、形成する回路のエッチングファクターを向上させることが求められてきた。
【０００３】
一方で、小型化、軽量化される電子及び電気機器には、携帯電話に代表されるように高機能化の要求も同時に行われる。従って、限られた基板面積の中で可能な限りの部品実装面積を確保するためにも、回路のエッチングファクターを良好にすることが求められてきた。そしてこれら回路基板のうち、ＩＣチップ等の直接搭載を行うテープ オートメーティド ボンディング（ＴＡＢ）基板、チップ オン フレキシブル（ＣＯＦ）基板等では搭載部品の駆動電流が小さいために、導体抵抗による消費電力の増大を無視できる場合の導体層厚みは４ミクロンあれば十分であると言われている。
【０００４】
そこで、必要最小限の導体層厚みを備えた銅張積層板とする際には極薄の導体層のハンドリングが困難なことから、複合箔を用いるか又は導体層の厚い物を準備して必要な厚さまでエッチングにより薄くするなどの手法を用いていた。そして、複合箔を用いる場合にはその構成要素の一方である必要な厚みを持たせた導体層側を誘電体層に貼り付け、その後ハンドリングを容易にするための機能を持たせた支持体層（本件出願では以降この支持体層を「キャリア」と称する）を機械的に又は化学的に除去する（一般的には前者をピーラブルタイプ、後者をエッチャブルタイプと称している）という手法が採用されてきたのである。しかしながらこれら複合箔は当初キャリアとしてコストの低いアルミニウム箔を採用し、極薄導体層を銅とした構成であったために、特性の異なる金属の複合体である故のカール現象が発生しやすく、後工程で使用する際には生産ラインでハンドリングに支障が出るなどの問題の要因となっていたのである。
【０００５】
このように極薄銅箔への要求が高まっていく中で、キャリアなしで極力薄い銅箔を供給するという努力も続けられており、プリント配線板に用いられている導体箔の厚みも変化を遂げてきている。プリント配線板が普及し始めた頃に汎用品といわれていた３５μｍ厚みの銅箔は既に厚物と認識されており、既に１２μｍ厚みの銅箔がハンドリング可能な汎用品の一部として位置づけられている。したがって、カール現象の発生防止も考慮して開発された、キャリア銅箔／剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するピーラブルタイプの複合箔であるキャリア銅箔付極薄電解銅箔においても、当初はキャリア銅箔厚み３５μｍで始まったものではあるが、環境問題に対する意識の高まりとともにハンドリング性よりもキャリア銅箔の廃棄処理のプロセスが重要視されるようになり、従来の約半分の厚みである１８μｍとする要求が強くなってきたのである。そして、キャリア銅箔を薄くした結果、複合箔のカールは大きくなってしまったのである。
【０００６】
では、何故に同じ電解銅箔の組み合わせであるにもかかわらずカールが発生するのかを考察してみる。一般的なピーラブルタイプのキャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造工程では、キャリア銅箔／剥離層／極薄銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔とするために、まずキャリア銅箔となる銅箔の表面に後工程でキャリアを機械的に除去できるように、キャリア側の銅と極薄銅とが引き剥がし可能な程度に密着性を有する界面層（本件出願ではこの目的で形成された界面層を「剥離層」と称している。）を無機物又は有機物を用いて形成するのである。そして、有機剥離層を用いた場合を例に取ってみると、有機剥離層上に銅を直接電析させようとすると析出サイトが少ないため、導電性が良好で配向性を持っている無垢の金属銅表面に析出する際に比べて結晶配向性の少ないより緻密な結晶構造での析出が得られるのである。よって、厚くなるに従って結晶粒の肥大化した析出になってはゆくのではあるが、ここで得ようとしている極薄電解銅箔層は薄いものであるために結晶粒が肥大化する前に所望厚みの電解析出が完結してしまうのである。したがって、極薄電解銅箔は一般的に緻密な部分の組織構造のみを有する電解銅箔となってしまうのである。そのために、結果として機械強度（引っ張強さ）はキャリア銅箔に比べて大きくなり、同時にこの極薄電解銅箔が有している析出時の歪みも大きくなってカール現象が発生してしまうのである。
【０００７】
このとき、キャリア銅箔の厚みが極薄電解銅箔の厚みに比べて十分に大きいと極薄電解銅箔側の歪みが複合箔に与える影響は小さく、結果としてカールも小さくて済むのであるが、厚み差が小さくなることは物性値の差が大きく反映されてしまうことになって複合箔としてのカールは大きくならざるを得ないのである。そして、剥離層を構成する物質として表面に不働態である酸化金属被膜を形成しやすい金属であるニッケル、コバルト、クロム等を用いることもできるが、この場合にも酸化金属被膜が無機剥離層として機能していて配向性を有していないことを考えると、有機剥離層の場合と比べて、程度の差こそあれその表面には微細な結晶構造で歪みの大きな析出が得られてしまいカール現象は起きてしまうと推察されるのである。
【０００８】
しかしながら、同様の層構成ではあっても、例えば電解銅箔の粗面側のように凹凸を持った面に極薄電解銅箔層を形成した場合には、析出結晶が微細であっても形成された層自身が蛇腹形状となっており、この形状が極薄電解銅箔の保有する歪みから来る応力が複合箔に与える影響を緩和する効果として機能するためにカール現象は発生しがたく、実用上の問題は起きないのである。
【０００９】
しかるに複合材におけるカールの発生であるが、樹脂基材と金属箔という異種素材同士を熱処理により張合わせた複合材は当然として、金属に関する技術分野でも異種金属を張合わせた複合材の代表であるバイメタルを例に取り上げてみると接合界面を平滑なものとして温度変化によるたわみ（カール）量の変化を利用していることから、カールの存在が当然のことと考えられ、それぞれの分野ではカール問題解決に関して種々の対策が提案されている。しかしながら、上記キャリア銅箔付極薄電解銅箔のように同一素材の組み合わせであって界面を有している複合材に発生するカール現象に関しては十分な研究がなされてきたとは言い難いのである。
【００１０】
また、発生要因は異なるにしてもカール問題は単一種金属層製品である圧延品の製造工程においても、特に機械強度の大きな品種に発生しやすいことを提起されていた現象である。しかし、圧延品の製造工程はロールを数多く通す中で厚み及び形状を整えてゆくシステムであってアニール特性などの基本的な金属特性は同一性を持っているため、カールは圧延機の進行方向（帯状の製品を取り扱う場合、一般的にはこの方向をＭＤ：ＭＡＣＨＩＮＥ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮと言い、この方向に直角な方向をＴＤ：ＴＲＡＮＳＶＥＲＳＥ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮと言っており、本件出願ではこの略号を用いることがある。）に対して発生してしまうのであるが、この生産ライン中にカールを矯正する工程を付け加えることはそれほど困難な事ではなかった。すなわち、特許文献１〜特許文献３に開示されているレベリング工程と称される方法であり、このように張力下でアニールする方法や高張力下で矯正を行うテンションレベラーと低張力下で矯正を行うローラーレベラーを組み合わせた方法等選択肢は多くあったのである。
【００１１】
即ち、圧延銅条を例に取ってみれば、矯正工程を通過する銅条の表面には圧延油が付着している状態であり、テンションレベラー等の小径ロールを通過する際にも滑りが発生しやすく、表面に傷などのダメージを与えにくいのである。また、条の厚みが約０．４ｍｍ〜数ｍｍと厚い故に機械的な矯正も受けやすく、幅も最大１ｍ程度であるために必要とする張力による小径ロールのたわみに起因するしわなどの問題は起きにくいのである。
【００１２】
上述したようにカール矯正は機械的な応力を加えることを必須として行われるのが一般的ではあるが、プリント配線板に用いられている導体箔厚みは前述の如く既に３５μｍを切って１２μｍ厚みもハンドリング可能となっており、且つ製品の最大幅は２ｍを超えるものもある。従って、製品厚みから単純比例計算してみても機械的応力による矯正操作を適用しようとすれば圧延品に適用されているロール径を１／１００〜１／１０にしたうえに長い矯正ロールを使用する必要があり、カール矯正のために必要なライン張力を加えることにより矯正ロールがたわみ、たわみによるしわの発生などの弊害が大きくクローズアップされてきてしまうのである。
【００１３】
また、上記矯正ロールのたわみ問題が解決されたとしても当該製品は絶縁樹脂と張合わせてプリント配線板の製造に供されることを考えると、解決手段として採用されうる機構に使用される油分が付着した場合には樹脂との接着力や耐熱性に悪影響を及ぼし、また擦り傷等が発生した場合には削りかすが回路ショートの原因となるほか、長期耐熱性にも問題が発生するなど、従来技術の延長線上では対応が困難な状況にあるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平８−１３２１３８号公報
【特許文献２】特開平９−２９５０４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１０００１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記から、複合箔特にプリント配線板に用いられるキャリア銅箔付極薄電解銅箔に対しては、圧延条等の矯正技術とは異なった、表面汚染を起こさず傷などのダメージも与えず、プリント配線板用途に要求される基本的な特性を満足しつつカールを矯正する技術が必要とされていたのである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、当該複合箔がキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔であり、当該複合箔を加熱処理することを特徴とする。
【００１７】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を雰囲気温度１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間加熱処理することがより好ましい。
【００１８】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を雰囲気温度１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間加熱処理することがより好ましい。
【００１９】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記加熱処理は、下限温度を超えて以降の昇温速度を５０℃／時以下とすることがより好ましい。
【００２０】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、複合箔を連続走行させつつ加熱処理し、その後巻き取ることがより好ましい。
【００２１】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、シート状にして積み重ねた状態で加熱処理することがより好ましい。
【００２２】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、シート状にして積み重ねた状態で加熱処理することがより好ましい。
【００２３】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法は、前記加熱処理される複合箔を巻き取る際に、不活性ガス雰囲気下で巻き取ることがより好ましい。
【００２４】
本件発明に係る複合箔は、上述の複合箔のカール矯正方法により得られ、カールの値が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
本件発明に係る複合箔は、前記キャリア銅箔の厚さが１８μｍ以下であることがより好ましい。
【００２６】
本件発明に係る複合箔張積層板は、上記複合箔を絶縁樹脂と張合わせてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法により複合箔のカールが減少したことにより、従来汎用品として使用されてきた１２μｍ銅箔や１８μｍ銅箔と同じ生産ラインにハンドリングの違和感なく投入して使用することが出来、従来以上のファインパターン回路を大きな工程の変更を加えなくても歩留まり良く生産できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】測定試片の採取位置及びカール測定位置を説明するための模式図である。
【図２】矯正試験中の複合箔自身の温度プロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本件発明は複合箔のカールを矯正する方法であって、当該複合箔を加熱処理することを特徴とする複合箔のカール矯正方法を提供する。前述のようにカールの要因となっているのは極薄箔側の金属組織が微細な状態で析出した故に有している歪みであるため、加熱処理による歪み解放がカール矯正に効果を発揮するのである。
【００３０】
そして、本件発明に係る複合箔のカール矯正方法では、複合箔のうちキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔に対して特に効果を発揮するのである。キャリアと極薄箔が異種金属の構成となっている場合にはバイメタル同様カールの状況が加熱処理温度の影響を受けて変動し、矯正効果にばらつきがでやすいため、同種金属とすることによって温度の影響を最小にでき、期待効果を計画通りに得やすいために好ましいのである。また、本件発明に係る複合箔のカール矯正方法を、有機系剥離層を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔に適用すると、界面に有機剥離層が存在することで界面がいくらかでも柔軟性を有していることになり、物性の違うキャリア銅箔と極薄電解銅箔層の間にこの柔軟な界面が緩衝帯として存在することによって加熱処理によるカール矯正の効果が得やすくするのである。
【００３１】
そして、前記複合箔を雰囲気温度１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間加熱することが好ましく、１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間加熱することがさらに好ましい。金属材料を加熱処理した際の物性変化に関する一般的な知見としては、アニール効果は温度と時間（熱貫流量）の関数として発現することが知られている。ここで銅が素材である場合を考えると、電解法で得られた銅の結晶組織には添加剤や酸素などの粒界への取り込みがあるためにアニールが掛りにくいと認識されており、反面圧延銅箔は品種及び圧延工程のパススケジュールの設計にもよるが特にタフピッチ銅などではアニールが掛りやすいとされている。
【００３２】
しかしながら、如何に電解銅箔であるといえども長時間の高温処理をしてしまうとアニール効果が現われて引っ張強さの低下と伸び率の上昇が見られることは文献に明らかであり、場合によっては複合箔であってもハンドリング性に問題が出てしまうのである。しかし、アニール効果の発現を避けるためにあまりにも低温とした設定としてしまうと所期の効果を得るためには長時間を要することになり、工業製品として供給するにはコストアップとなってしまうのである。よって、好ましい条件を１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間の加熱とし、更に好ましい条件を１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間の加熱としているのである。そして、この温度範囲及び加熱時間はカールの発現程度と炉内に投入する複合箔の量から生産性を加味して適宜調整すればよいのである。そして、上記温度条件範囲までの昇温に際しては下限温度を超えて以降の昇温速度は５０℃／時程度を上限とすることが推奨される。上記範囲で急激な温度上昇を与えた場合には特にロール状などとしていて容量が大きな被加熱体の内部には温度ムラが発生し、これが位置による歪み矯正のばらつきの原因となるのである。すると、カール矯正の目的が達成できないだけではなく、シートに波打が発生するなどの異常現象が発現してしまい好ましくないのである。
【００３３】
そして、前記複合箔を連続走行させつつ加熱処理してカールを矯正後巻き取ることが好ましい。箔をフローティング炉などを連続で通過させて一定温度で加熱する方法は、加熱処理プロセスとしては処理工程内での被加熱物の熱容量が最も小さくなる方式であるために細やかに条件設定された加熱処理ができる故に好ましいのである。そして、加熱炉内に矯正ロールを配置した場合には更に効果的なカール矯正が可能となりうるのである。また、金属箔を加熱する方法としては通電により発熱させる技術を実用化している分野もあり、これも連続加熱を検討する際に対象としうる加熱の手法である。
【００３４】
そして、前記複合箔を巻き取った状態で加熱処理することも好ましい。特に、カールを矯正する方向に巻き取ることは若干ではあるが複合箔に引張応力を加えることになり、加熱処理による矯正効果を高めることが出来るのである。このとき、ロール内部での温度ムラを小さくするためには金属製の巻き芯を使うことが圧延品アニールの例などからも推奨される。
【００３５】
また、前記複合箔をシート状にして積み重ねた状態で加熱処理することも好ましい。シートを重ねることにより自重による荷重がかかることになり、カールを矯正した状態での加熱処理となるため好ましいのである。そして、バッチ方式は設備投資が少なくて済むと同時に同一の条件設定でロットサイズをほぼ同一としてあれば所期の効果を安定して得やすいため、少量生産時には推奨される方式なのである。この場合のシート箔の重ね方であるが、自重で矯正効果を得るにはカールが凸方向になるよう積み重ねることが好ましく、また、キャリア銅箔付極薄電解銅箔製造装置のＭＤ方向とＴＤ方向の向きを交互にしたり更に重りを乗せ荷重を増加させることなどを適宜行うことでその効果を高めうるのである。
【００３６】
また、前記加熱処理される複合箔を巻き取る際に、不活性ガス雰囲気下で巻き取ることが好ましい。加熱処理される複合箔の表面にはある程度の空気の吸着層があり、耐熱性を持たした防錆処理などの状態にもよるが金属の酸化が全く起きないことは保証し得ないのである。したがって、不活性ガスで空気を置換しておくことが金属表面の酸化防止のためには好ましいのである。
【００３７】
そして、上記複合箔を加熱処理する際に不活性ガス雰囲気下で加熱することも好ましい。これは上記同様金属表面の酸化防止に寄与することができるものではあるが、バッチ式加熱炉を使用する場合には単なる不活性ガスのパージのみではなく、減圧処理後不活性ガスを封入する方法が更に好ましいのである。
【００３８】
本件発明は前記カール矯正方法により得られた、カールが１０ｍｍ以下である複合箔を提供する。ここに示した１０ｍｍというカールのレベルは一般的なプリント配線板又は銅張積層板製造の自動ラインで支障が生じないレベルであり、更に好ましいレベルは５ｍｍ以下である。そして、矯正後のカール値が初期値の５０％以下であることが好ましく、これをロット内のばらつきが少ないことを示す指標とすることができるのである。
【００３９】
次に、本件発明に係る複合箔は、上述した複合箔のカール矯正方法により得られ、キャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔である。そして、本件発明に係る複合箔は、カールの値が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。キャリアと極薄箔が異種金属の構成となっている場合にはバイメタル同様カールの状況が加熱処理温度の影響を受けて変動し、矯正効果にばらつきがでやすいため、同種金属とすることによって温度の影響を最小にでき、期待効果を計画通りに得やすく、その結果、カールの値が１０ｍｍ以下という優れた効果を奏するのである。
【００４０】
また、前記キャリア銅箔付極薄電解銅箔が有機系剥離層を有することがより好ましい。界面に有機剥離層が存在することで界面がいくらかでも柔軟性を有していることになり、物性の違うキャリア銅箔と極薄電解銅箔層の間にこの柔軟な界面が緩衝帯として存在することによって加熱処理によるカール矯正の効果が得やすくするのである。
【００４１】
本件発明は前記複合箔を絶縁樹脂と張合わせてなる複合箔張積層板を提供する。加熱処理工程を経てカールの低減した複合箔を絶縁樹脂と張合わせることは、当該複合箔の結晶組織が本来加熱圧着時に初めて受ける熱履歴を既に受けていて歪みが緩和されていることになり、例えば基材厚みが薄くなった場合など積層板の寸法安定性改善にも効果が期待できるのである。
【実施例】
【００４２】
本実施例では、キャリア銅箔（ＩＰＣ規格でグレード３に分類される電解銅箔の１８μｍ）／有機系剥離層（ＣＢＴＡ（カルボキシベンゾトリアゾール））／極薄電解銅箔（キャリア銅箔の光沢面側へ３μｍ厚及び５μｍ厚）、の層構成を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔を用いた。
【００４３】
＜キャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造方法＞
上記キャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造工程は、キャリア銅箔を巻き出し後複数配置された処理槽を蛇行走行しつつ浸漬により有機剥離層を形成し、光沢面側に形成された有機系剥離層上に極薄電解銅箔層を電解法により形成後、定法により粗化処理、防錆処理を施して乾燥する方式で実施した。
【００４４】
〔キャリア銅箔の製造〕
キャリア銅箔は以下のようにして製造され、光沢面は必然的に電解銅箔に形成されるものである。電解銅箔の製造は、ドラム形状をした回転陰極と、その回転陰極の形状に沿って対向配置する陽極を有する装置を用いて極間に酸性硫酸銅溶液を流し、電解反応を利用して銅を回転陰極のドラム表面に所定厚みで析出させ、回転陰極から連続して引き剥がして巻き取ることで行われる。この状態で得られた銅箔は析離箔と称し、これをキャリア用銅箔として用いるのである。
【００４５】
上記析離箔の回転陰極と接触した状態から引き剥がされた面は、鏡面仕上げされた回転陰極表面の形状が転写したものとなり、光沢を持ち滑らかな面であるためこれを光沢面と称している。これに対し、析出サイドであった側の析離箔の表面形状は、析出した金属銅表面の結晶面ごとに結晶成長速度が異なるために山形の凹凸形状を示すものとなるのでこれを粗面と称している。この粗面が一般的には銅張積層板を製造する際の絶縁材料との張合わせ面となっているのであるが、前述のように極薄電解銅箔を電析させる面とすることもできるのである。
【００４６】
〔キャリア銅箔付極薄電解銅箔の製造〕
以下に、キャリア箔を用いて直列に連続配置した各種の槽を順次通過しながら進行する製造工程の順序に従って説明を行う。
巻き出されたキャリア用銅箔（析離箔）は、最初に酸洗処理槽に入り、キャリア用銅箔に付いた油脂成分を除去し、また表面酸化被膜も除去した。
【００４７】
酸洗処理槽を出たキャリア用銅箔は有機剥離層形成槽に入り、ＣＢＴＡ水溶液中に浸漬されキャリア用銅箔表面に有機剥離層を形成した。
【００４８】
有機剥離層の形成がなされると、続いて光沢面上に形成された剥離層上に極薄電解銅箔の下地であるバルク銅層の形成を行った。バルク銅形成槽内には酸性硫酸銅溶液を満たし、３μｍの極薄電解銅箔層形成時には電流密度８Ａ／ｄｍ２、５μｍの極薄電解銅箔層形成時には電流密度１５Ａ／ｄｍ２の平滑めっき条件で６０秒間電解してバルク銅層を得た。
【００４９】
バルク銅層形成が終了すると、次にはバルク銅層の表面に、銅張積層板に加工したときに基材に食い込み接着強度を確保するためのアンカー用微細銅粒を形成する粗化処理を実施した。この処理は、酸性硫酸銅溶液を用い、バルク銅層の上にアンカー用微細銅粒を析出付着させる焼けめっき工程と、このアンカー用微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき工程とで構成されている。
【００５０】
次いで、防錆元素として亜鉛を用いて防錆処理を行い、防錆処理が終了したキャリア銅箔付極薄電解銅箔は、乾燥処理部で電熱器により加熱乾燥し、完成したキャリア銅箔付極薄電解銅箔としてロール状に巻き取った。このとき巻き芯にはＳＵＳ管を用い、製品幅１３５０ｍｍで長さ８００ｍのロール製品３種類（キャリア銅箔厚み１８μｍでは極薄電解銅箔厚み３μｍ品５ロット（Ｌ１〜Ｌ５）及び極薄電解銅箔厚み５μｍ品１ロット（Ｌ６））を得た。
【００５１】
＜カール測定方法＞
本件発明に係る実施例及び比較例で実施したカール測定方法を以下に示す。
【００５２】
〔サンプリング〕
カール矯正前後のキャリア銅箔付極薄電解銅箔製品ロールのＴＤ方向３カ所から１０ｃｍ角のサンプルを採取した。具体的な採取位置及びサンプルにおけるカール測定位置を図１に示す。
【００５３】
〔カール測定〕
上記にてサンプリングされた１０ｃｍ角の試片の極薄電解銅箔側を上にして水平な台の上に静置する。そして、試片の４隅（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の台からの浮き上がり高さ（ｍｍ）を測定する。このとき、試片の中央部が浮き上がっている場合には試片を反転させて測定し、測定値は負の値とする。
【００５４】
＜カール矯正試験＞
本件実施例では、対象ロットをキャリア銅箔厚み１８μｍでは極薄電解銅箔厚み３μｍ品を主要な試験対象としてロットＬ１〜Ｌ５の５ロットと極薄電解銅箔厚み５μｍ品をＬ５に続いて生産されたロットであるＬ６の１ロットを生産した。この他、比較例として、キャリア銅箔の厚さを３５μｍ、極薄電解銅箔厚み３μｍ品Ｌ７を１ロット生産した。安定した加熱処理が最も行いにくいロール形状で試験を実施したのである。評価項目としてはカール値の他にアニール現象発生の有無を確認するために銅箔層の物性変化を見ることとしたが、複合箔である故に物性測定の信頼性に欠けることから、加熱後の物性変化の有無を代替特性としてハンドリング性の違いを採用して評価した。
【００５５】
〔加熱用オーブン〕
本実施例では加熱用オーブンとしてはビッグバッチオーブンＢＬ−２５１５Ｃ（旭科学株式会社製）を使用し、雰囲気温度を１９５℃に設定した。
【００５６】
〔試験−１〕
まず試験−１として、加熱用のオーブンにロットＬ１を搬入し、設定温度１９５℃になってから６時間、８時間、１０時間保持した時点のサンプルを外周から採取し、加熱前後のカール値を測定し、矯正の状況を評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１から明らかなように、オーブン温度１９５℃での加熱処理後のカール値は平均値で５．３ｍｍ〜９．１ｍｍ、最大値で８．２ｍｍ〜９．８ｍｍと目標値である１０ｍｍをクリアー出来ている。この結果から、キャリア銅箔厚み１８μｍ、極薄銅箔厚み３μｍ、オーブン温度１９５℃において、試験に供したロールの大きさでは加熱時間６時間前後が最低必要な時間であることが明確である。
【００５９】
〔試験−２〕
続いて、試験対象の残り５ロット（Ｌ２〜Ｌ７）についてオーブンの設定温度１９５℃で１０時間保持前後のカールを測定し、矯正の状況を評価した。結果を表２に示す。また、このときのキャリア銅箔付極薄電解銅箔自身の温度は１７５℃以上で５．０時間の保持であったことを確認した。このキャリア銅箔付極薄電解銅箔自身の温度プロファイルを図２に示す。
【００６０】
【表２】
【００６１】
＜極薄銅箔厚みの影響＞
表２においてキャリア銅箔厚み１８μｍで比較したとき、極薄電解銅箔厚み３μｍ品の加熱前のカールの平均値が２１．６ｍｍで、最大値が３０．０ｍｍであるのに対し、極薄電解銅箔厚み５μｍ品では同カールの平均値が３４．５ｍｍで、最大値が４０．０ｍｍとなっていることから、発明者等の経験に基づいて得られていた、極薄電解銅箔層の厚みが薄いものほど製造直後のカール値も小さいという知見が裏付けられている。
【００６２】
＜キャリア銅箔厚みの影響＞
そして、極薄電解銅箔厚み３μｍ品でキャリア厚みの影響を比較すると、３５μｍ厚みキャリア品では加熱前のカール値は平均値で８．３ｍｍであり、１８μｍ厚みキャリア品のカール値平均２１．６ｍｍに対して約１／３、そして最大値では１５ｍｍに対して３０ｍｍと約１／２となっておりキャリア銅箔厚みのカールに及ぼす影響が明らかである。そして、加熱後のカール値もキャリア銅箔厚み３５μｍ品では平均値で０．８ｍｍであり、キャリア銅箔厚み１８μｍ品のカール値は平均３．５ｍｍであることから加熱後のカール値にもキャリア銅箔の厚みの影響が見られている。
【００６３】
＜加熱処理によるカール矯正効果＞
そして、キャリア銅箔厚み１８μｍ品のサンプルについて加熱によるカール矯正後のデータを見てみると、極薄電解銅箔厚み３μｍ品における平均値が３．５ｍｍ、最大値が８．０ｍｍであり、極薄電解銅箔厚み５μｍ品でも同カールの平均値が４．６ｍｍ、最大値が９．０ｍｍとともに目標値をクリアーできている。このデータからは、加熱前のカール水準差は大きかったものの加熱後の差は１ｍｍとなっており、ロット間に存在するばらつきを考慮するとほぼ同等であると言うことができる。従って、極薄電解銅箔部分の厚みは製造後のカール現象の発生のしやすさに大きく影響しているが、加熱による矯正効果は極薄銅箔層の厚さによらずほぼ同等に得られていると言うことができる。すなわち、極薄銅箔厚みに応じた加熱処理条件の調整はわずかで済むことも明確である。そして、加熱前後のキャリア銅箔付極薄電解銅箔のハンドリング性を評価した結果ではほとんど変化が見られていないことから、上記加熱条件ではアニールがかかるほどの熱貫流がなかったものと考えられ、加熱による複合箔のカール矯正効果の有効性が確認されたのである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本件発明に係る複合箔のカール矯正方法により、複合箔であっても同種金属により構成されている場合には適切な加熱処理により複合箔のカールを矯正しうることが明確になった。しがって、電解銅箔をキャリアとした極薄電解銅箔では加熱によるカールの矯正が可能であり、従来汎用品として使用されてきた１２μｍ銅箔や１８μｍ銅箔と同じ生産ラインにハンドリングの違和感なく投入して使用することが出来、従来以上のファインパターン回路を大きな工程の変更を加えなくても歩留まり良く生産できるようになるのである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合箔のカール矯正方法であって、
当該複合箔がキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔であり、
当該複合箔を加熱処理することを特徴とする複合箔のカール矯正方法。
【請求項２】
前記複合箔を雰囲気温度１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間加熱処理することを特徴とする請求項１に記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項３】
前記複合箔を雰囲気温度１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間加熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項４】
前記加熱処理は、下限温度を超えて以降の昇温速度を５０℃／時以下とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項５】
前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、
複合箔を連続走行させつつ加熱処理し、その後巻き取ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項６】
前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、
複合箔を巻き取った状態で加熱処理することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項７】
前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、
シート状にして積み重ねた状態で加熱処理することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項８】
前記加熱処理される複合箔を巻き取る際に、不活性ガス雰囲気下で巻き取ることを特徴とする請求項５に記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項９】
前記複合箔を加熱処理する際に、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載のカール矯正方法により得られ、カールの値が１０ｍｍ以下であることを特徴とする複合箔。
【請求項１１】
前記キャリア銅箔の厚さが１８μｍ以下である請求項１０に記載の複合箔。
【請求項１２】
請求項１０に係る複合箔を絶縁樹脂と張合わせてなることを特徴とする複合箔張積層板。
【請求項１】
複合箔のカール矯正方法であって、
当該複合箔がキャリア銅箔／有機剥離層／極薄電解銅箔の３層構造を有するキャリア銅箔付極薄電解銅箔であり、
当該複合箔を加熱処理することを特徴とする複合箔のカール矯正方法。
【請求項２】
前記複合箔を雰囲気温度１２０℃〜２５０℃において１時間〜１０時間加熱処理することを特徴とする請求項１に記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項３】
前記複合箔を雰囲気温度１５０℃〜２００℃において１時間〜７時間加熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項４】
前記加熱処理は、下限温度を超えて以降の昇温速度を５０℃／時以下とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項５】
前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、
複合箔を連続走行させつつ加熱処理し、その後巻き取ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項６】
前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、
複合箔を巻き取った状態で加熱処理することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項７】
前記複合箔を加熱処理してカールを矯正する方法であって、
シート状にして積み重ねた状態で加熱処理することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項８】
前記加熱処理される複合箔を巻き取る際に、不活性ガス雰囲気下で巻き取ることを特徴とする請求項５に記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項９】
前記複合箔を加熱処理する際に、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の複合箔のカール矯正方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載のカール矯正方法により得られ、カールの値が１０ｍｍ以下であることを特徴とする複合箔。
【請求項１１】
前記キャリア銅箔の厚さが１８μｍ以下である請求項１０に記載の複合箔。
【請求項１２】
請求項１０に係る複合箔を絶縁樹脂と張合わせてなることを特徴とする複合箔張積層板。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−６８１４２（Ｐ２０１１−６８１４２Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７４３４（Ｐ２０１０−２８７４３４）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【分割の表示】特願２００５−３５２６８８（Ｐ２００５−３５２６８８）の分割
【原出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【分割の表示】特願２００５−３５２６８８（Ｐ２００５−３５２６８８）の分割
【原出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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