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PCB基板用銅箔技術の開発
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PCB基板用銅箔技術の開発

PCB基板用銅箔技術の開発

2021-12-28
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Author:pcb

(1) The development of world PCB銅箔生産

1937年にアメリカのアナコンダ銅精錬所で銅箔製造が始まった. 銅箔は、それから木の屋根の防水目的のためにだけ使われました. 1950年代初期に, …の出現で PCB回路基板業界, 銅箔産業は電子情報産業に関連した重要な洗練された産業となった.


1955年に、アメリカのYates社はアナコンダ会社から切り離されて、PCB回路板のために電解銅箔の生産を専門としている世界初の会社としてそれ自体を確立しました。米国のGould社は、1957年にこの産業に投資しました。そして、世界中でPCB多層回路板のために銅箔のyates '排他的な市場を分割しました。1968年に日本で三井による米国の銅箔製造技術の導入に続いて,日本の古河・日本鉱業は,ヤツとグールドと協力し,日本の銅箔産業に大きな進歩を遂げた。

1972年には,電解銅箔製造・表面処理技術の世界において,電解銅箔製造のためのyates社の特許(米国pat 3674656)が出版された。

統計によると,pcb回路基板用電解銅箔の世界的な生産は1999年に約18万tに達した。その中で、日本で50000トン、台湾で43000トン、中国本土19000 tと韓国で10000トン。電解銅箔の世界的な出力は2001年に25,000 tに増加すると予測されている。最速成長率は日本(2001年の73000 t)、台湾(2001年の65000 t)であった。


世界の銅箔製造技術に占める日本は近年,プリント配線板や銅張板の開発により銅箔製造技術の急速な進歩を遂げている。近年では、北アメリカ  、中国、台湾、東南アジア、ヨーロッパ、および他の国と地域への日本の投資による海外メーカーも設立しました。日本の主な電解銅箔メーカーは、三井金属鉱業会社、日本エナジーカンパニー(旧日本鉱業)、電気会社、福田金属箔工業、日本電解会社などであり、日本の電解銅箔の生産性は、近年、より高度な技術と最先端の製品に向けて発展している。

台湾は現在、世界の電解銅箔の2番目の生産国です。主要な大規模なメーカーは、チャンチュン石油化学会社、台湾銅箔会社、南アジアプラスチック会社などです。


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(2)高性能電解銅箔

近年, 高性能銅箔製造技術は世界の銅箔産業で継続的に革新開発されている. An overseas copper foil market research expert recently concluded that the market share of high-performance copper foil will reach over 40% in the near future due to the high-density fine linearization (LIS = 0.10 mm/0.10 mm), multilayer (6 layers), thinning (0.8 mm) and 高周波PCB多層回路基板. これらの高性能銅箔の主なタイプと特性は以下の通りです.

(1)優れた引張り強度及び伸び銅箔で、通常及び高温の優れた引張強度及び伸び性の銅箔である。通常の条件下での引張強さと伸び率の増加は、電解銅箔の加工性能を向上させることができ、剛性を高め、しわを回避し、生産性を向上させることができる。高い引張強さを有する高温延伸性銅箔および高温銅箔は、PCB回路基板の熱安定性を改善し、歪み及び反りを避けることができる。同時に、銅箔が高温でクラック(一般的に銅箔がPCB多層板の内層で使用され、貫通溶接の際にクラックが容易である)。hte銅箔の使用は改善できる。


(二)低断面銅箔

pcb多層基板用の高密度配線技術の進歩により,高精度pcb回路基板グラフィックス用の従来の電解銅箔の使用を継続することができなかった。この場合、1対1の低プロファイル(LP)または超低プロファイル(VLP)を有する新しい電解銅箔が次々に現れる。低プロファイル銅箔は1990年代初期(1992年〜1994年)に米国(グールドアリゾナ工場)と日本(三井金属(株)Guhe電気会社,福田金属工業会社)でほぼ同時に開発された。

一般に、箔は電気メッキによって作られ、使用される電流密度は非常に高い。このため,生箔の微結晶化は非常に粗く,粗大な柱状晶化を示す。切片の横断層の「稜線」は高度に起伏している。lp銅箔の結晶化は非常に繊細である(2 . 5 . 1/4以下)は柱状結晶のない等軸結晶であり,平坦なエッジのシートで結晶化した。低表面粗大化VLP銅箔の平均粗さ(r)は実測により0.55である。φ1 / 4 m(一般銅箔は1.40)×1 / 4 m。表5−1−8に示すように、種々のタイプの銅箔の特性を比較して、最大粗さ(R=X)は5.04×1/4 m(一般に12.50銅箔)である。


VLP、LP銅箔は、通常の銅バレルの一般的な性能を保証するだけでなく、以下の特性を有する。

1)vlpとlp銅箔の初期析出は一定の距離を保った結晶化層である。VLPとLP銅箔の結晶化は上向きに重なり合う垂直接合のようではなく、やや凹面で凸状の平面シートである。この結晶構造は、金属粒子間の摺動を防止し、外部条件による変形に対してより大きな抵抗を有する。このため,一般的な電解銅箔よりも銅箔の引張強度と伸び(法線,熱)が良好である。

(2)lp銅箔は一般的な銅箔より粗い表面で滑らかで繊細である。銅箔とベースプレートとの界面には、エッチング後の残留銅粉末(銅粉末移動現象)がなく、PCBの表面抵抗や層間抵抗特性が向上し、誘電性の信頼性が向上する。

3)熱安定性が高く,多層化により薄い基板上の銅を再結晶化しない。

(4)グラフィック回路のエッチング時間は、一般の電解銅箔のエッチング時間よりも小さい。サイドエッチングは低減される。白色スポットはエッチング後に減少する。細線製造に適している。

lp銅箔は高い硬度を有し,pcb多層板のドリル加工性を改善し改善した。またレーザ加工に適している。

lp多層銅板は,pcb多層板のプレス成形後,比較的平坦であり,精密線の製造に適している。

LP銅箔は厚さが均一であり、PCB回路基板が形成された後の信号伝送における遅延が小さく、良好な特性インピーダンス制御、線間配線、層間ノイズ等である。

低プロファイル銅箔は,粒度,分布,結晶化方位,分布など微細構造の一般的な電解銅箔とは非常に異なっている。低電圧銅箔の製造技術は,一般的な電解銅箔製造において,電解質式,添加剤,めっき条件に基づいて大幅な改善と技術進歩を遂げた。


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ICキャリア開発用超薄銅箔

携帯電話、ラップトップ、ICキャリアボード等のキャリア電子製品は、マイクロ埋め込み基板やブラインドホールを用いた多層基板、BGAやCSP等の有機樹脂封止基板を用いる。同時に、CO 2レーザエッチングにより、基板材料に極めて薄い銅箔が必要となり、銅箔層に直接微細孔加工を行うことができる。

日本では過去12年間、米国などでは厚さ1 mの薄い銅箔が使用されている。9×1,4 m,5 . 5,1,000 m,3 . 1/4,1 mの銅電解質を工業化することができる。現在,超薄銅箔の製造には2つの主要な技術的困難または重要な点がある。厚さ1 . 5 mの超薄銅箔は,キャリア(支持体)から直接製造され,高い製品品質保証率を維持している。第二は超薄銅箔用の新しいキャリアを開発することである。現在,銅,アルミニウム,薄膜などがある。アルミニウムキャリアは広く使用されているが,アルミキャリアを除去する際には強いアルカリエッチングが必要であり,廃液処理の問題に直面している。ストリッピングには銅キャリアが使用されているが、その略記性および処理された銅層の処理も問題である。日本のいくつかの銅箔メーカーは,シート成形とプレス後の軽量,容易なアクセス,及び良好な剥離性の利点を有するフィルム型キャリアを開発した。