PCBニュース - 世界PCB銅箔技術紹介

1.世界PCB銅箔生産の発展

1937年、米国のウワバミ銅製錬所は銅箔生産工業を設立し始めた。当時、銅箔は木製屋根の防水にしか使われていなかった。1950年代初頭、プリント基板業界の出現により、銅箔業界は電子情報業界と関連する重要な先端精密業界となった。

1955年、米Yates社はAnaconda社と分離し、世界で初めてポリ塩化ビフェニル電解銅箔を専門に生産する会社となった。1957年、米グールド社も同業界に投資し、世界のPCB銅箔におけるイェーツ社の独占市場を二分した。1968年に日本の三井が米国の銅箔製造技術を導入して以来、フルカワ社と日本の鉱業会社はそれぞれイェーツ社とグールド社と協力し、日本の銅箔工業を大きく発展させた。

1972年、米国イェーツ社の電解銅箔生産特許が発表され、世界の電解銅箔製造と表面処理技術が新たな段階に入ったことを示した。統計によると、1999年、世界のポリ塩化ビフェニル電解銅箔の生産量は約18万トンだった。内訳は日本5万トン、台湾4万3000トン、中国1万9000トン、韓国約1万トン。2001年の世界電解銅箔生産量は25.3万トンに増加すると予測されている。その中で、最も成長が速いのは日本（2001年7万3000トン予定）と台湾（6万5000トン予定）だ。

日本は世界で銅箔の生産と技術が第一の国であり、近年、プリント配線板と銅被覆積層板の発展により、銅箔の生産と技術は急速に発展している。

日本の主な電解銅箔メーカーは、三井金属鉱業会社、ジャパンエナジー（旧日本鉱業会社）、古河電気会社、福田金属箔工業会社、日本電解会社などである。日本電解銅箔生産の特徴は、近年、よりハイテクで先端製品の方向に向かっていることである。

台湾の電解銅箔の生産量は現在世界第2位である。主な大手メーカーは：長春石化公司、台湾銅箔公司、南アジアプラスチック公司などがある。

2.高性能電解銅箔

近年、世界の銅箔工業において、一部の高性能電解銅箔製造技術は絶えず革新と発展を続けている。海外銅箔市場の研究家はこのほど、将来的に高密度薄膜化（LIS=0.10 mm/0.10 mm以上）、多層薄膜化（6層以上）、高周波化のため、PCB基板には高性能銅箔が大量に使用され、この銅箔の市場シェアは近い将来には40%以上に達するとみている。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.銅箔の優れた引張抵抗強度及び伸び電解銅箔の優れた引張強度及び伸び率（通常条件及び高温下を含む）。正常な条件下で、高引張強度と高伸び率は電解銅箔の加工性能を高め、剛性を強め、皺を避け、生産合格率を高めることができる。高温延伸性（HTE）銅箔と高温高引張強度銅箔はPCB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、銅箔が高温で破断する問題（通常、多層板の内層に銅溝を用いて貫通孔内環を作製し、浸漬溶接中に環割れが発生しやすい）がある。HTE銅箔の使用を改良することができます。

2.薄型銅箔

多層板高密度配線の技術進歩により、従来の電解銅箔の使用を継続することが可能になり、この銅箔は高精度のPCBパターン回路の製造には適さなくなった。この場合、次世代銅箔低プロファイル（LP）または超低プロファイル（VLP）電解銅箔が相次いで現れる。1990年代初頭（1992〜1994年）、米国（グールドのアリゾナ州工場）と日本（三井金属、古河電気、福田金属工業）はほぼ同時に薄型銅箔の開発に成功した。

通常、原始箔は電気めっきによって作られ、使用される電流密度が非常に高いため、原始箔の微結晶は非常に粗く、粗い柱状結晶を呈している。そのスライスした交差断層の「稜線」は大きく起伏している。LP銅箔の結晶は非常に細かく（2μm未満）、等軸結晶粒であり、柱状結晶を含まず、シート状結晶であり、リッジ部は平坦である。表面粗さが低い。VLP銅箔を実際に測定し、平均粗さ（R）は0.55°m（通常銅箔は1.40°m）であった。最大粗さ（Rm？x）は5.04Å（一般的に銅箔は12.50Å）である。各種銅箔特性の比較

VLPとLP銅箔は、一般的な銅柱の一般的な性能を保証するほか、以下の特徴を有する。

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。結晶は垂直に接続されて積み重ねられているのではなく、少し凹凸のある平板を形成している。この結晶構造は、金属結晶粒間の滑りを防止し、外部条件の影響による変形に抵抗する比較的大きな力を有する。そのため、銅箔の引張強度と伸び（正常状態、熱状態）は一般的な電解銅箔より優れている。

2.LP銅箔は粗面では通常の銅箔より滑らかで繊細である。銅箔と基板との界面では、エッチング後に残留する銅粉（銅粉転移現象）がなく、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.熱安定性が高く、薄い基板上の複数回の積層によって銅が再結晶することはありません。

4.パターン回路をエッチングする時間は、通常の電解銅箔のエッチング時間よりも小さい。側面浸食現象を低減する。エッチング後の白点が減少する。生産細線に適しています。

5.LP銅箔は硬度が高く、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。

6.多層板プレス成形後、LP銅箔の表面は比較的平坦であり、微細線路の生産に適している。

7.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は良好で、線、層、層の間にノイズがない。

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。低断面銅箔の製造技術は従来の一般的な電解銅箔の生産において、電解液処方、添加剤、めっき条件などに基づいて改善と技術進歩を行った。