专利名称：覆铜箔层压板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及高频特性优良的覆铜箔层压板及其制造方法。
背景技术：
由于液晶聚合物薄膜作为绝缘材料所具有的介电常数、介质损耗角正切等物性即使在高频区域下也稳定，并且吸水率低，因此正在研究将其应用于高频电路基板和高速传输路径用电路。但是，由于液晶聚合物与金属导体层的紧密附着性或亲和性不足，因此现状是，将通常作为金属导体层使用的铜箔的表面粗糙度增大、或者改变粗化处理的粒子形状，由此利用锚固效应增强物理性紧密附着。但是，在高频区域随着频率增高，表面粗糙度减小，因此，液晶聚合物与金属导体层的界面变粗糙时，存在如下问题:与表面粗糙度相关的比例增加，传输损耗增大，无法充分发挥原本高频特性优良的液晶聚合物薄膜的性能。现有技术中记载了如下技术:在气态的含氧原子化合物的存在下，对热塑性液晶聚合物薄膜实施气体放电等离子体处理，从而进行使表面部的氧原子与碳原子的摩尔比为内部的摩尔比的1.2倍以上的表面改性(专利文献I)。这种情况下，向液晶聚合物薄膜引入氧的改性成为必要条件。另外，专利文献I中仅提及到利用氧的表面改性，其为在含氧化合物存在下的等离子体处理，并没有述及利用其他气体的表面改性效果。另外，专利文献2中记载了在氧压为0.6 2.5Pa的气氛下对热塑性液晶聚合物薄膜进行放电等离子体处理的技术。该技术对液晶聚合物薄膜的粗糙度进行了规定，但仅限于述及了表面粗糙度增大的影响，即阻碍金属种籽层的均匀包覆。专利文献I和专利文献2中，发现了由氧气中的等离子体处理产生的液晶聚合物薄膜的表面改性效果，但利用还包含其他气体种类的等离子体处理来进行表面改性。关于下述说明的本申请发明的内容、即在处理前后不改变表面粗糙度、并且保持液晶聚合物薄膜原本具有的优良的高频特性，在专利文献1、2中完全没有公开。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-49002号公报专利文献2:日本特开2005-297405号公报
发明内容
本发明中，将液晶聚合物与金属导体层之间的界面粗糙度保持于与原本的薄膜粗糙度同等的水平，并通过等离子体处理使化学紧密附着变得牢固，由此提供高频特性优良的液晶聚合物的覆铜箔层压板。gp，本发明提供:I) 一种覆铜箔层压板，其特征在于，在气压为2.6 15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后的表面上具备通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层。2)如上述I)所述的覆铜箔层压板，其特征在于，液晶聚合物薄膜的等离子体处理后的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.15 μ m以下且以均方根粗糙度Rq计为0.20 μ m 以下。3)如上述I)或2)所述的覆铜箔层压板，其特征在于，每单位长度的传输损耗在5GHz下为20dB/m以下。4)如上述I)或2)所述的覆铜箔层压板，其特征在于，每单位长度的传输损耗在20GHz下为50dB/m以下。5)如上述I)或2)所述的覆铜箔层压板，其特征在于，每单位长度的传输损耗在40GHz 下为 130dB/m 以下。另外，本发明提供:
6)如上述I) 5)中任一项所述的覆铜箔层压板，其特征在于，在等离子体处理后的液晶聚合物薄膜的表面与通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层之间具有阻挡层。7)如上述6)所述的覆铜箔层压板，其特征在于，阻挡层为包含镍或镍合金、钴或钴合金、或者铬或铬合金的连接层。8)如上述I) 7)中任一项所述的覆铜箔层压板，其特征在于，所述金属导体层为铜溅射层和在该溅射层上形成的电镀铜层。另外，本发明提供:9) 一种覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，在气压为2.6 15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后，通过干式镀法和/或湿式镀法形成金属导体层。10)如上述9)所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，通过对液晶聚合物薄膜进行等离子体处理，使得液晶聚合物薄膜的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.15 μ m以下且以均方根粗糙度Rq计为0.20 μ m以下。11)如上述9)或10)所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，使得覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在5GHz下为20dB/m以下。12)如上述9)或10)所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，使得覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在20GHz下为50dB/m以下。另外，本发明提供:13)如上述9)或10)所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，使得覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在40GHz下为130dB/m以下。14)如上述9) 13)中任一项所述的覆铜箔层压板，其特征在于，在等离子体处理后的液晶聚合物薄膜的表面与通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层之间形成阻挡层。15)如上述14)所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，形成包含镍或镍合金、钴或钴合金、或者铬或铬合金的连接层作为阻挡层。16)如上述9) 15)中任一项所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，作为所述金属导体层，预先形成铜溅射层，并在该溅射层上形成电镀铜层。发明效果本发明具有如下优良效果:在气压为2.6 15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后，通过干式镀法和/或湿式镀法形成金属导体层，由此使液晶聚合物与金属导体层之间的界面粗糙度保持于与原本的薄膜粗糙度同等的水平并通过等离子体处理使化学紧密附着变得牢固，由此能够提供高频特性优良的液晶聚合物的覆铜箔层压板。
图1是表示在 液晶聚合物薄膜的双面形成连接层、铜溅射层、电镀铜层而得到的、本申请发明的一例的覆铜箔层压板的概略图。图2是表示实施例的等离子体处理的功率密度与剥离强度的关系的图。图3是表示实施例和比较例的传输损耗的结果的图。
具体实施例方式作为本发明的基于液晶聚合物薄膜的覆铜箔层压板的一例，为了对图1所示的液晶聚合物薄膜的双面或单面赋予与金属导体层的紧密附着性，在氧气或氮气气氛下进行等离子体处理，并通过溅射法或蒸镀法等干式镀法或湿式镀法施加具有阻挡效应的金属或合金作为阻挡层。然后，通过溅射法或蒸镀法等干式镀法在阻挡层上堆积铜或铜合金的导电体层，或者通过无电镀铜或电镀铜等湿式镀法在阻挡层上形成导电体层，从而制作覆铜箔层压板。液晶聚合物有以芳香族聚酰胺为代表的溶致液晶聚合物和以芳香族聚酯为代表的热致液晶聚合物。对于覆铜箔层压板而言，优选吸湿少、由吸湿引起的尺寸变化率小的热致液晶聚合物。该热致液晶聚合物，作为热塑性树脂的聚酰亚胺和芳香族聚酰胺的耐热性差，但仍分类为耐热性优良的超级工程塑料。作为将该热致液晶聚合物成形为薄膜的方法，可以使用挤出成形法，但在工业上进行T形模头法、吹塑法等。关于本发明中使用的热致液晶聚合物薄膜，已开发并市售有:包含对羟基苯甲酸和聚对苯二甲酸乙二醇酯的类型、包含对羟基苯甲酸和对苯二甲酸4，4’ - 二羟基联苯酯的类型、包含对羟基苯甲酸和2，6-羟基萘甲酸的类型等，因此，可以使用这些热致液晶聚合物薄膜。但是，不限于这些种类。作为液晶聚合物薄膜，可乐丽(^ 9 > )公司市售有"夕一 CT-Z, CT-F, FB、OC等薄膜，日本戈尔特斯('I ' m m 、公司市售有BIAC BA、BC等薄膜。如上所述，为了得到与金属导体层的紧密附着性而对液晶聚合物薄膜实施等离子体处理。关于该等离子体处理，并不期待通过实施该处理得到由表面粗糙度增大带来的锚固效应，重要的是几乎不使表面粗糙度发生变化的程度，即，通过使聚合物与金属的化学结合变得牢固而赋予紧密附着性。
另外，本申请发明的特征也不在于向液晶聚合物薄膜引入氧。在氧气中的等离子体处理中，自由基作用于聚合物表面，能够期待活化后的聚合物表面与金属的紧密附着性的提高，而在氮气中的等离子体处理中，通过引入液晶聚合物薄膜中原本不存在的氮，能够期待形成新的聚合物与金属的结合。表面粗糙度的增大对高频区域的传输损耗显示出负效应，为了利用使用液晶聚合物的覆铜箔层压板得到原本的目标高频特性，期望减小表面粗糙度。作为该等离子体处理中使用的气体，可以使用上述专利文献1、专利文献2中记载的氧气，而通过在氮气气氛下进行等离子体处理，也能够增强聚合物与金属的紧密附着性。关于等离子体气压，在气压低的情况下，等离子体放电变得不稳定，无法进行处理。另一方面，在气压高的情况下，等离子体放电稳定，但泄漏气体增多从而浪费气体。因此，过度增高气压也没有意义，在经济上不利。因此，可以说期望使气压为2.6 15Pa。图1所示的连接层相当于阻挡层，优选发挥阻挡效应的镍、钴、铬等金属、或者镍合金、钴合金、铬合金。它们的电导率比导体层的铜小，电流在高频区域中由于集肤效应而从表面流过，从而连接层成 为电阻层。因此，从高频特 性方面考虑，可以不存在连接层，但作为印刷基板用覆铜箔层压板，如果不存在连接层等阻挡层，则有时会产生铜长期向聚合物侧扩散、切断结合的影响。因此，就现实而言，期望尽可能减薄连接层中电导率大的金属或合金。另外，根据元件的使用条件认为不需要连接层的情况下，无需施加该连接层。连接层可以使用溅射法、蒸镀法、无电镀法等，在从等离子体处理开始的一系列流程中，在与等离子体处理同一腔内进行溅射的方式，从生产效率方面考虑是上策。施加连接层后，形成原本的用于使电流流通的金属导体层，从一系列干式工序的流程考虑，可以通过溅射法形成铜层。但是，在目标铜厚度超过Iym的情况下，通过溅射法以规定的铜厚度形成金属导体层在成本方面是不利的，这种情况下，可以说优选在连接层上通过溅射形成数百纳米的铜种籽层后，通过湿式镀法镀铜至规定的铜厚度。通过对液晶聚合物薄膜进行等离子体处理，可以使得液晶聚合物薄膜的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.15 μ m以下且以均方根粗糙度Rq计为0.20 μ m以下。因此，可以理解，等离子体处理的本质目的不在于使液晶聚合物薄膜的表面变粗糙。但是，为了得到铜层的紧密附着性，作为液晶聚合物薄膜的表面粗糙度，至少需要算术平均粗糙度Ra为0.05 μ m以上，优选为0.Ιμπι以上。通过以上处理，可以使覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在5GHz下为20dB/m以下，并且在20GHz下为50dB/m以下，进一步在40GHz下为130dB/m以下。实施例将实施例与比较例一起进行具体说明，但下述说明是为了易于理解发明，而不是限制发明的本质。即，本发明包括发明中包含的其他方式或变形。(实施例1 实施例8)作为液晶聚合物薄膜，使用日本戈尔特斯公司制造的BIAC，BC, 50 μ m和可乐丽公司制造的<，^夕一，CT-Z，50 μ m。在表I所示的气体种类、气压、功率密度的各条件下在该液晶聚合物薄膜上实施等离子体处理。将等离子体的强度用功率密度表现，由于根据各个装置，靶的尺寸、电流-电压特性、处理速度等工艺条件不同，因此笼统地用施加电压和处理时间来进行定义没有意义，因此，记载了将对聚酰亚胺薄膜进行等离子体处理的条件设为I时的功率密度。[表 I]
权利要求
1.一种覆铜箔层压板，其特征在于，在气压为2.6 15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后的表面上具备通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层。
2.如权利要求1所述的覆铜箔层压板，其特征在于，液晶聚合物薄膜的等离子体处理后的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.15 μ m以下且以均方根粗糙度Rq计为0.20 μ m 以下。
3.如权利要求1或2所述的覆铜箔层压板，其特征在于，每单位长度的传输损耗在5GHz下为20dB/m以下。
4.如权利要求1或2所述的覆铜箔层压板，其特征在于，每单位长度的传输损耗在20GHz下为50dB/m以下。
5.如权利要求1或2所述的覆铜箔层压板，其特征在于，每单位长度的传输损耗在40GHz 下为 130dB/m 以下。
6.如权利要求1 5中任一项所述的覆铜箔层压板，其特征在于，在等离子体处理后的液晶聚合物薄膜的表面与通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层之间具有阻挡层。
7.如权利要求6所述的覆铜箔层压板，其特征在于，阻挡层为包含镍或镍合金、钴或钴合金、或者铬或铬合金的连接层。
8.如权利要求1 7中任一项所述的覆铜箔层压板，其特征在于，所述金属导体层为铜溅射层和在该溅射层上形成的电镀铜层。
9.一种覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，在气压为2.6 15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后，通过干式镀法和/或湿式镀法形成金属导体层。
10.如权利要求9所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，通过对液晶聚合物薄膜进行等离子体处理，使得液晶聚合物薄膜的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.15 μ m以下且以均方根粗糙度Rq计为0.20 μ m以下。
11.如权利要求9或10所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，使得覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在5GHz下为20dB/m以下。
12.如权利要求9或10所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，使得覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在20GHz下为50dB/m以下。
13.如权利要求9或10所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，使得覆铜箔层压板的每单位长度的传输损耗在40GHz下为130dB/m以下。
14.如权利要求9 13中任一项所述的覆铜箔层压板，其特征在于，在等离子体处理后的液晶聚合物薄膜的表面与通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层之间形成阻挡层。
15.如权利要求14所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，形成包含镍或镍合金、钴或钴合金、或 者铬或铬合金的连接层作为阻挡层。
16.如权利要求9 15中任一项所述的覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，作为所述金属导体层，预先形成铜溅射层，并在该溅射层上形成电镀铜层。
全文摘要
一种覆铜箔层压板，其特征在于，在气压为2.6～15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后的表面上具备通过干式镀法和/或湿式镀法形成的金属导体层。上述覆铜箔层压板的特征在于，液晶聚合物薄膜的等离子体处理后的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.15μm以下且以均方根粗糙度Rq计为0.20μm以下。一种覆铜箔层压板的制造方法，其特征在于，在气压为2.6～15Pa的氧气气氛或氮气气氛下对液晶聚合物薄膜的表面进行等离子体处理后，通过干式镀法和/或湿式镀法形成金属导体层。
文档编号B32B15/09GK103221213SQ201180055738
公开日2013年7月24日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年1月5日
发明者坂口和彦, 稻住肇, 谷地久和 申请人:吉坤日矿日石金属株式会社