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PCBブログ - PCB基板銅箔技術の発展

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PCBブログ - PCB基板銅箔技術の発展

PCB基板銅箔技術の発展

2021-12-28
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Author:pcb

(1)世界PCB銅箔生産の発展

銅箔の生産は1937年の米Anaconda銅精製所から始まった。銅箔は当時、木製屋根の防水用途にのみ使用されていた。1950年代初頭、PCB基板業界の出現に伴い、銅箔業界は電子情報業界と関連する重要な先端業界となった。


1955年、米国イェーツ社はAnaconda社から分離され、世界初のPCB基板電解銅箔を専門に生産する会社となった。1957年には、米グールド社も同業界に投資し、PCB多層回路基板用銅箔のYats独占市場を世界規模で分割した。1968年に三井が米国の銅箔製造技術を導入したのに続き、フルカワとNippon MiningはそれぞれYatesとGouldと協力し、日本銅箔工業を大きく発展させた。

1972年、イェーツ社の電解銅箔生産特許(米国特許3674656)が発表され、電解銅箔製造と表面処理技術が世界の新しい段階に入ったことを示している。

統計によると、1999年、世界のPCB基板用電解銅箔の生産量は約18万トンだった。そのうち日本は5万トン、台湾は4万3000トン、中国大陸は1万9000トン、韓国は1万トンだった。2001年の世界の電解銅箔生産量は25.3万トンに増加する見通しだ。最も伸びたのは日本(2001年73000トン)、台湾(2001年65000トン)だった。


世界の銅箔生産と技術の第一位を占める日本は、近年、プリント配線板と銅被覆板の発展により、銅箔生産と技術の進歩が急速に進んでいる。 日本の主な電解銅箔メーカーは三井金属鉱業、ジャパンエナジー(旧日本鉱業会社)、The Electric Company、福田金属箔工業会社、日本電解会社などである。近年、日本の電解銅箔の生産特徴は:より先進的な技術と先端製品に向かって発展することである。

主な大手メーカーは長春石化会社、台湾銅箔会社、南アジアプラスチック会社などがある。


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(2)高性能電解銅箔

近年、世界の銅箔業界は絶えず革新的に高性能電解銅箔の製造技術を発展させている。海外の銅箔市場研究家の一人は最近、高密度微細線形化(LIS=0.10 mm/0.10 mm)、多層(6層)、薄化(0.8 mm)、高周波PCB多層回路基板のため、高性能銅箔の市場シェアは近い将来に40%以上に達すると結論した。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ある。

1.優れた引張強度及び伸び銅箔優れた引張性能及び伸び電解銅箔、常温及び高温を含む。正常条件下の引張強度と高い伸び率を高めることは、電解銅箔の加工性能を高め、剛性を強め、皺を避け、生産品質を高めることができる。高温延伸性(HTE)銅箔と引張強度の高い高温銅箔はPCB回路基板の熱安定性を高め、変形や反りを避けることができる。同時に、銅箔は高温で亀裂が発生する(通常、PCB多層板の内層は銅寮を使用し、貫通孔の内輪を形成し、浸漬溶接時に亀裂が発生しやすい)。HTE銅箔の使用を改良することができます。


2.薄型銅箔

PCB多層板用の高密度配線技術の進歩により、従来の電解銅箔を用いた高精度PCB基板パターンの継続使用には適さないようになった。この場合、一対一の低プロファイル(LP)または超低プロファイル(VLP)を有する次世代電解銅箔が相次いで現れる。低断面銅箔は1990年代初頭(1992-1994年)に米国(グールドのアリゾナ工場)と日本(三井金属、古河電気、福田金属工業)でほぼ同時に開発に成功した。

一般に、原箔はめっきによって作られ、使用される電流密度は非常に高い。そのため、原箔の微視的結晶は非常に粗く、粗い柱状結晶を示している。そのスライス中の横断層の「尾根線」は高度に起伏している。LP銅箔の結晶は非常に微細であり(2)m未満)は等軸結晶粒であり、柱状結晶はなく、平坦な縁を有する薄片に結晶化する。表面粗化度が低い。実際の測定により、VLP銅箔の平均粗さ(R)は0.55であった。島M(一般的に銅箔は1.40)島M)。最大粗さ(Rm?X)は5.04μm(一般的には12.50銅箔)μm)異なるタイプの銅箔の性能を比較し、表5-1-8に示す(本表のデータは日本有限会社三井金属の異なるタイプの銅箔製品を例とする)。


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、以下の特徴を持っている。

(1)VLP及びLP銅箔の初期沈殿は、一定距離を保つ結晶層である。VLPとLP銅箔の結晶化は垂直接続ではなく、少し凹凸のある平面シートである。この結晶構造は金属結晶粒間の滑りを防止し、外部条件による変形に対してより大きな抵抗力を持つ。したがって、銅箔は、通常の電解銅箔よりも引張強度及び伸び(通常及び熱)が優れている。

(2)LP銅箔は粗面では通常の銅箔よりも滑らかで繊細である。銅箔と基板との界面には、エッチング後に銅粉が残留せず(銅粉転移現象)、PCBの表面抵抗と層間抵抗特性が向上し、誘電性能の信頼性が向上した。

(3)それは高い熱安定性を有し、薄い基板上で銅を再結晶させることなく多層である。

(4)パターン回路のエッチング時間は、通常の電解銅箔のエッチング時間よりも小さい。サイドエッチングが減少する。エッチング後に白点が減少する。細線作成に適しています。

LP銅箔は高硬度であり、PCB多層板のドリル可能性を高めた。レーザードリルにも適しています。

LP銅箔の表面は、PCB多層板をプレス成形した後、比較的平坦で、精密線路の生産に適している。

LP銅箔の厚さは均一で、PCB回路基板を作製した後の信号伝送遅延は小さく、特性インピーダンス制御がよく、無線対線、層対層ノイズなどがある。

低断面銅箔は結晶粒サイズ、分布、結晶配向と分布などの微細構造の面で通常の電解銅箔と大きく異なる。従来の一般電解銅箔の生産において、電解液処方、添加剤、めっき条件などの面で、低断面銅箔の製造技術は大きな改善と技術進歩を遂げた。


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3.ICキャリア開発のための超薄銅箔

キャリア電子製品、例えば携帯電話、ノートパソコン、ICキャリア板、微小埋め込みとブラインド穴を有する多層板、及びBGA、CSPなどの有機樹脂ICパッケージ基板を使用する。使用する銅箔は、薄さと超薄箔型に推される。同時に、CO 2レーザエッチングには基板材料として非常に薄い銅箔が必要であり、銅箔層上で直接の微孔処理を行うことができる。

この12年間、日本や米国などでは厚さMの薄い銅箔の使用が一般的になってきた。9島M、5島M、3島M銅電解質は工業化できる。現在、超薄銅箔の生産には主に2つの技術的な難点やポイントがあります。1つは9です。μM厚の超薄銅箔は、担体(支持体)から直接製造され、高い製品合格率を維持している。第二に、超薄銅箔用の新しい担体を開発する。現在、銅、アルミニウム、薄膜などがある。アルミニウム担体は広く使用されているが、アルミニウム担体を除去する際には強アルカリエッチングが必要であるため、廃液処理の問題に直面している。銅支持体ははく離に用いられるが、その筆記可能性と銅層のはく離処理にも問題がある。日本の一部の銅箔メーカーは、軽量で接近しやすく、シートの成形とプレス後のはく離性能が良いという利点を持つフィルム型担体を開発している。