JP2005076125A - 導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法 - Google Patents

導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 前面及び側面による光反射を防いで視認性をさらに高める傍らに、完全黒化を達成し、導電性及び加工性に優れ、黒色粒子が落ち出ない無光沢の黒色電気メッキ層で、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、剥離強度も良好であり、また、前面及び側面の黒化処理を行ってもその黒化層の厚さが薄くて均一で透過率の低下を防ぐことができる、導電性物質で銅箔メッシュの側面及び前面を処理する方法を提供する。
【解決手段】 銅箔のパターン化以後、銅箔メッシュ80の前面40及び側面50を導電性物質60によってコーテイング処理する段階S100を含む。
【選択図】 図4

Description

本発明は導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法に関するものであり、詳しくは主として印刷回路基板(PCB:Printed Circuit Board)や軟性回路基板(FPC:FIexible Printed Circuit Board)、または特にPDPなどのディスプレイ製品のEMI(Electromagnetic Interference)遮蔽用シールド材などに広く用いられる銅箔において、銅箔のパターン化以後、導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法に関する。
本明細書においてパターン化とは、フィルムの上に接着された銅箔を食刻して所定のパターンを形成することを意味し、パターン化された銅箔とは前記パターン化を経て所定パターンが形成された銅箔を意味する。
本明細書においてメッシュとは、前記パターン化を経た銅箔上で食刻されなかった銅箔の部分を意味する。
本明細書において前面とは、フィルムの反対側のメッシュ表面を意味する。
本明細書において背面とは、フィルム側のメッシュ表面を意味する。
本明細書において側面とは、前記前面及び背面を除いたメッシュの残り表面を意味する。
近来、自発光で見易く、視野角が広く、大画面化が可能であり、駆動スピードが速いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)が幅広く用いられているが、このようなPDPは紫外領域から近赤外領域に至るまで広い波長の線スペクトルを発生させる。従って、これによりPDPの近傍で動作するリモートコントロール装置や光通信機器の誤動作を引き起こす恐れがある。また、これは人体に有害なので、これを防ぐために電磁波シールド材が必要である。
ところが、PDPのようなディスプレイ製品に用いられるシールド材は、電磁波遮蔽効果のみならず、イメージ再現部の映像が電磁波シールド材を通して見えるように適切な透光性をも有しなければならない。即ち、電磁波遮蔽と透光性という二つの目的が共に達成される必要がある。
従って、このためにガラスや透明樹脂板上に、導電性金属、例えば銅を用いて開口部を有する微細パターンを形成して、電磁波遮蔽の効果と共に光透過性を確保するようになる。
しかし、導電性金属層のパターンが金属光沢を有する場合、PDP表示画面からの出射光がシールド板で反射され表示画面に戻ったり、PDP表示画面に外部から光が入射するとき、入射光を反射するようになる。
このため、シールド板の光の透過率が下がり、表示画面の視認性が悪化されるという問題点を持つため、これを解決するために、銅箔の表面を黒化処理する方法が用いられてきた。このような銅箔の表面黒化方法を用いて、銅箔の背面のみを黒化した後、必要な所定パターンを形成するために不要な部位を除去する食刻処理を行うことによって、フィルム上には背面のみが黒化処理されたパターン化された銅箔が具現された。
図1は、従来の背面のみが黒化されたメッシュを持つ銅箔を示す概略図であり、図2は図1の銅箔を製造する工程を示す概略図である。
図2に示したように、従来の背面のみが黒化されたメッシュ2を持つ銅箔を製造するためには、先ず銅箔の一面を黒化処理した後、これをフィルム1に接着し、続いてフィルム1上に形成された前記銅箔を食刻工程を通じてパターン化するようになる。これにより、図1に示したように、メッシュ2の背面のみが黒化処理され、残り前面4及び側面5では黒化処理が行われなかった。
しかし、パターン化後の銅箔において、背面の黒化処理にもかかわらず依然として存在する光反射による視認性低減を防ぐためには、背面のみならず、前面及び残りの側面全てに黒化処理が適用される必要がある。
従来にはこのような要求を満たすために、酸化被膜や化成被膜を用いて、背面を除いた残り面の黒化処理を行ったこともあるが、以下の表1でわかるような問題点があった。
Figure 2005076125
前記表1からわかるように、前記絶縁性酸化被膜の場合は非導電性であるが、前面及び側面の黒化処理においては、特に導電性が保障される必要性が大きいため、絶縁性酸化被膜を前面及び側面の黒化処理に適用することは困難であり、前記導電性酸化被膜の場合は完全黒化が難しいという短所がある。
そして、前記化成被膜の場合も抵抗が高くて導電性が不均一であるため、やはり導電性が保障されなければならない前面及び側面の黒化処理に適用し難く、しかも化成被膜の場合には高温加工が必要であるという短所が知られている。
従って、パターン化以後の黒化処理においては、前面及び側面による光反射を防いで視認性を高める一方、完全黒化を達成し、同時に適切な導電性を保障できるようにしながら、加工においても容易になるように、従来とは異なる黒化処理技術の適用が必要である。
従って、本発明は前記のような要求と問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、パターン化後のメッシュの前面及び側面黒化処理において、前面及び側面による光反射を防いで視認性をさらに高める傍らに、完全黒化を達成し、同時に適切な導電性を保障し、加工し易く、ひいては、黒色粒子が落ち出ない無光沢の黒色電気メッキ層で、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、剥離強度も良好であり、また、前面及び側面の黒化処理を行っても該黒化層の厚さが薄くて均一で透過率の低下を防ぐことができる、導電性物質で銅箔メッシュの側面及び前面を処理する方法を提供することである。
前記のような本発明の目的は、銅箔のパターン化以後、銅箔メッシュ80の前面40及び側面50を導電性物質60によってコーテイング処理する段階S100を含むことを特徴とする導電性物質で銅箔メッシュの側面及び前面を処理する方法によって達成される。
ここで、前記段階S100は、電気メッキによって導電性物質をコーテイングすることが望ましく、前記段階S100は、銅、コバルト、鉄及びニッケルを含む電解液を用いて電気メッキ処理することが望ましい。
また、前記段階S100は、銅の濃度が0.1〜2.0g/L、コバルトの濃度が0.1〜10.0g/L、鉄の濃度が0.1〜6.0g/L及びニッケルの濃度が0.02〜2.0g/Lである電解液を用いることが望ましく、前記段階S100は、電解液の温度が20〜50℃、pHが0.5〜6、処理時間が2〜30秒、陰極電流密度が0.5〜20A/dmである条件で電解処理することが望ましい。
また、前記段階S100は、銅の濃度が0.2〜1.0g/L、コバルトの濃度が3.0〜9.0g/L、鉄の濃度が1.5〜4.0g/L及びニッケルの濃度が0.1〜1.5g/Lである電解液を用いることがさらに望ましく、前記段階S100は、電解液の温度が30〜40℃、pHが1〜3、処理時間が5〜20秒、陰極電流密度が2〜15A/dmである条件で電解処理することがさらに望ましい。
また、前記段階S100は、電解メッキのとき、直流及び/またはパルス電流を用いることが望ましい。
本発明の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法によって、銅箔メッシュの前面及び側面の光反射を防いで視認性をさらに高め、完全黒化を達成する一方、加工性と導電性に優れ、しかも無光沢であり、黒色粒子が落ち出なく、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、剥離強度が良好になり、さらに厚さが薄くて均一の黒化層が得られる効果を達成するようになる。
以下、本発明による導電性物質で銅箔メッシュの側面及び前面を処理する方法について詳しく説明する。
本発明による導電性物質で銅箔メッシュの側面及び前面を処理する方法は、パターン化以後、メッシュの前面と側面を全部導電性物質でコーテイング処理し、前記導電性物質のコーテイング層を電気メッキによって形成して、前面及び側面による光反射を防いで望ましい視認性を確保する一方、完全黒化を達成し、適切な導電性を保障するようにしながら、同時に加工もし易くする。
特に、前記電気メッキ層を少なくとも鉄及び他の一つ以上の金属成分を含む電解液で、特に所定条件で電気メッキして形成することによって、黒色粒子が落ち出ない無光沢の黒色電気メッキ層として、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、剥離強度も良好で、またその黒色電気メッキ層の厚さが薄くて均一で透過率の低下を防ぐという技術的思想に基づく。
図3は、本発明の一実施例による導電性物質で前面及び側面が処理されたメッシュを持つ銅箔を示す概略図であり、図4は図3の銅箔を製造する工程を示す概略図である。
図4に示したように、本発明による導電性物質で銅箔メッシュの側面及び前面を処理する方法は、先ず、従来のように、銅箔の一面を黒化処理した後、これを基材フィルム10に接着し、続いてフィルム10上に形成された前記銅箔を食刻工程を通じてパターン化する。
これにより、フィルム10上に形成されたメッシュの背面に黒化処理された銅箔が用意されると、次に導電性物質で前記銅箔メッシュの前面40及び側面50をコーテイング処理する(段階S100)。
その結果、図3に示したように、フィルム10上にパターン化された銅箔は、銅箔メッシュの前面40及び側面50が全部導電性物質60でコーテイングされる。
なお、メッシュ20の背面30は既に表面処理されており、その表面処理方法としては、従来の多様な黒化処理技術が用いられることは勿論、ひいては下記する本発明による鉄(Fe)成分を含む電解液を用いた電気メッキによる黒化処理技術も用いられることが当業者に理解されるべきである。
前記導電性物質60によるコーテイング層は、電気メッキによって電気メッキ層を形成することが望ましい。このように、電気メッキを行う場合、酸化被膜や化成被膜などによる場合とは異なり、完全黒化を達成し、良好な導電性と加工性を保障することができる。
一方、前記電気メッキ層としては、少なくとも鉄及び他の一つ以上の金属成分を含む金属メッキ層が望ましいが、これにより前記メッキ層上には極微細ノジュール処理が達成される。前記極微細ノジュール処理効果は、前記メッキ層内に含まれる鉄によるものであり、これによりメッキされる粒子が均一に分散されるのみならず、低粗度化が達成され、厚さが薄くて均一のメッキ層が得られ、メッキ層の金属光沢が抑制される。
前記鉄以外の金属としては、銅(Cu)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、砒素(As)及びタングステン(W)を含むグループから選択された一つまたはその以上の金属が使用可能である。
前記メッキ層としては、銅-鉄-コバルトまたは銅-鉄-ニッケルの金属組合が可能であるが、特に銅-コバルト-鉄-ニッケルからなるものが最も望ましい。
このように、銅-コバルト-鉄-ニッケル(Cu-Co-Fe-Ni)からなるメッキ層の形成のために、銅、コバルト、鉄、ニッケルを含む電解液を用意し、これを所定の温度、処理時間、陰極電流密度、電流条件の下で基材上に電気メッキ処理する。この場合電解液、電解処理条件を適切に設定することによって透過率の低下を防ぐことができるようになる。
前記電気メッキ処理の以前、必要に応じては、銅酸化物を除去して表面処理される面を活性化(activation)させる工程を行うこともある。
前記電解液は、銅0.1〜2.0g/L、コバルト0.1〜10.0g/L、鉄0.1〜6.0g/L、ニッケル0.02〜2.0g/Lを含むことが望ましい。
前記メッキ層の成分中、コバルト及びニッケルは、耐熱剥離強度及び耐酸化性、耐塩酸性を向上させる特徴を持っている。
電解液内のコバルトの濃度は、0.1〜10.0g/Lが望ましいが、0.1g/L以下の範囲では処理時間が長くて生産性が低く電流効率が落ち、10.0g/L以上の濃度では耐熱剥離強度が落ち、色調も濃い黒色までは至らない短所がある。
電解液内のニッケルの濃度は、0.02〜2.0g/Lであることが望ましく、0.02g/L以下の範囲では処理時間が長くて生産性が低く電流効率が落ち、2.0g/L以上の濃度ではエッチング性が落ちる。
前記メッキ層の成分中、鉄はメッキされる粒子を均一に分散させて極微細ノジュール処理の役割を果たして、低粗度化及びメッキ層の金属光沢を抑制させる特性を持つ。
電解液中の鉄の濃度は、0.02〜2.0g/Lであることが望ましく、0.02g/L以下の範囲では処理時間が長くて生産性が低く電流効率が落ち、光沢が出、2.0g/L以上の濃度では黒色メッキ粒子が落ち出る問題が発生する。 一方、前記電解液として、銅0.2〜1.0g/L、コバルト3.0〜9.0g/L、鉄1.5〜4.0g/L、ニッケル0.1〜1.5g/Lを含む電解液を用いると、黒色度や無光沢効果などの点において特に望ましくなる。
電解処理工程での電解処理のための条件としては、液温度2O〜50℃、pHは0.5〜6、処理時間2〜30秒、陰極電流密度0.5〜20A/dmであるのが、無光沢、黒色度、黒色粒子の落ち出ないこと、エッチング性、耐酸化性、耐熱性、耐薬品性、表面粗度などの点において望ましく、液温度3O〜40℃、pHは1〜3、処理時間5〜20秒、陰極電流密度2〜15A/dmの電解処理条件を満たすと、黒色度と無光沢効果などの点においてさらに望ましくなる。
また、前記メッキ層を形成させるための電流としては、一般の直流電流を用いることが可能であり、パルス電流供給が可能なパルス整流器を用いると、均一で微細な粒子からなる電着層の形成に役に立って、黒色粒子が落ち出ない無光沢の黒色メッキ層を形成するのにさらに効果がある。
前述したメッキ層の形成後には、必要時、電解クロメート防錆処理を行っても良い。
以下、本発明の一実施例によるメッシュの前面及び側面が導電性物質でコーテイングされた銅箔について詳述する。
前述した前面及び側面が黒化された銅箔メッシュは、銅または銅合金の前面または両側表面に鉄(Fe)と、鉄を除いた少なくとも一つ以上の他金属とからなる無光沢の黒色電気メッキ層30を持つようになる。
前記鉄以外の外金属としては、前記鉄以外の外金属としては、銅(Cu)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、砒素(As)及びタングステン(W)を含むグループから選択された一つまたはその以上の金属が使用可能である。
前記メッキ層としては、銅-鉄-コバルトまたは銅-鉄-ニッケルの金属組合が可能であるが、特に銅-コバルト-鉄-ニッケルからなるものが最も望ましい。
また、前記メッキ層は、高密度配線に適するようにその厚さを約1μm以下に制限することが好ましい。
前記メッキ層30が、銅、コバルト、ニッケル及び鉄から成る場合、銅が1〜4mg/mであり、前記コバルトが1000〜2000mg/mであり、前記鉄が300〜600mg/m2であり、前記ニッケルが7〜15mg/mとなるようにその含量を調節することが望ましい。
なお、前記銅の含量が1mg/m未満であると、満足するほどの極微細ノジュールの形成が難しくてその表面に金属光沢が出るようになり、4mg/m以上になると、極微細ノジュールが過多に積層されて落ち出る現象が発生する。
また、前記コバルトの含量が1000mg/m未満であると、茶色の極微細ノジュールが電着されて黒色度が低減され、2000mg/m以上になると、増加されるコストに比べて改善される物性が極めて少ない。
前記鉄の含量が300mg/m未満であると、 満足するほどの極微細ノジュールの形成が難しくてその表面に金属光沢が出るようになり、600mg/m以上になると、工程中作業電圧の過多上昇により過多発熱が生じ、それにより電流損失が増加して電力効率が急減する。
前記ニッケルの含量が7mg/m未満であると、極微細ノジュールの黒色度が減少し、黒化処理後基材との剥離現象が発生し、15mg/m以上になると、エッチング性が悪くなる。
即ち、メッキ層が前述した含量範囲を持つとき、黒色粒子が落ち出ない濃い黒色メッキ層の形成が可能であり、無光沢であり、エッチング性、耐薬品性、耐熱性、耐酸化性に優れ、高い剥離強度を有するようになり、望ましい表面粗度などを有するようになる。
また、前記メッキ層内に、さらに望ましい電解液条件と電解処理条件による場合、その含量が、銅が2〜3mg/mであり、前記コバルトが1100〜1500mg/mであり、前記鉄が400〜550mg/mであり、前記ニッケルは10〜13mg/mとなるが、このような含量範囲では、特に無光沢の効果が増加したり、黒色度が高められるなどの点でさらに好ましい。
このように構成される前記メッキ層により、表面粗さRzは2.0μm以下となる。
また、前記メッキ層30内に形成されるノジュールは、約0.1〜2μmの平均断面幅と約0.1〜1μmの平均高さを持つことが望ましい。前記平均断面幅と平均高さの定義及び効果については、米国特許第5、800、930号に詳しく開示されているため、その説明は省略する。
以後、前記メッシュの前面及び側面上のメッキ層の上には、必要に応じて、防錆液にて防錆処理することでクロメート層を形成することもできる。
このように、導電性物質でメッシュの側面及び前面をコーテイング処理する場合、前面及び側面による光反射が防げるようになって良好な視認性が確保され、同時に適切な導電性を達成し、加工性においても優れるようになる。
そして、このとき、前記のように、銅-コバルト-鉄-ニッケルを含むメッキ層を形成させると、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、高い剥離強度を示す銅箔が得られる。
また、前記メッキ層は無光沢の濃い黒色を示し、黒色メッキ粒子が落ち出なく、2.0μm以下の低粗度化が具現でき、またその黒化層の厚さが薄くて均一でたとえメッシュの前面及び側面にメッキ層が形成される場合にも、透過率の低下を防ぐことができ、PDPなどのディスプレイ製品のEMI遮蔽用シールド材に使用される銅箔において、視認性問題を適切に解決することができ、高性能PCB及びFPCの製造時、ファインパターンが形成し易くなるように低粗度銅箔を得ることができるなど、高性能PCB、FPC及びPDPなどのディイスプレイ製品のEMI遮蔽用シールド材などに広く使用することができる。
以下、本発明の望ましい実施例を説明することによって、本発明をさらに詳しく説明する。しかし、本発明は下記の実施例に限定されるものではなく、添付された特許請求範囲内で多様な形態の実施例が具現できる。但し、下記の実施例は本発明の開示を完全にすると共に、当業界で通常の知識を有する者に発明の実施を容易にするためのものである。
[実施例1]
本実施例1では、下記の電解液組成と処理条件で銅-コバルト-鉄-ニッケルを含むメッキ表面処理をメッシュの前面及び側面に施した。
電解液の組成は、銅(金属銅)0.4g/L、コバルト(金属コバルト)4.0g/L、鉄(金属鉄)2.0g/L、ニッケル(金属ニッケル)0.2g/Lとした。
電解処理条件は、液温度35℃、処理時間20秒、陰極電流密度10A/dm、pH1.75以下にして、前記のような方法でメッキ処理した。
このようなメッキ処理によって形成された一層のメッキ層内の成分含量を5回測定した結果、平均値が、銅2.4mg/m、コバルト1159.7mg/m、鉄418.5mg/m、ニッケル10.5mg/mであった。
図5は、本実施例1による銅箔の表面を示すSEM写真である。
[実施例2]
本実施例2では、下記の電解液組成と電解処理条件で銅-コバルト-鉄-ニッケルを含むメッキ表面処理をメッシュの前面及び側面に施した。
電解液の組成は、銅(金属銅)0.8g/L、コバルト(金属コバルト)7.0g/L、鉄(金属鉄)3.0g/L、ニッケル(金属ニッケル)1.0g/Lとした。
電解処理条件は、液温度35℃、処理時間10秒、陰極電流密度15A/dm、pH1.75以下にして、前記のような方法でメッキ処理した。
このようなメッキ処理によって形成された一層のメッキ層内の成分含量を、5回測定した結果、平均値が、銅2.8mg/m、コバルト1417.6mg/m、鉄511.5mg/m、ニッケル12.9mg/mであった。
図6は、本実施例2による銅箔の表面を示すSEM写真である。
たとえ本発明が前記言及された望ましい実施例と関連して説明されたが、発明の要旨と範囲から外れずに、多様な修正や変形をすることができる。従って、添付された特許請求の範囲は本発明の要旨に属するこのような修正や変形をも含むべきである。
従来の背面のみが黒化されたメッシュを持つ銅箔を示す概略図である。 図1の銅箔を製造する工程を示す概略図である。 本発明の一実施例による導電性物質で前面及び側面が処理されたメッシュを持つ銅箔を示す概略図である。 図3の銅箔を製造する工程を示す概略図である。 本実施例1による処理表面の形状を示すSEM写真である。 本実施例2による処理表面の形状を示すSEM写真である。
符号の説明
10 フィルム
20 メッシュ
30 背面
40 前面
50 側面
60 導電性物質

Claims (9)

  1. 基材上に銅箔を接着した後、該銅箔を食刻することによりパターンを形成してパターン化した銅箔を用意する段階と、
    パターン化した銅箔メッシュの前面40及び側面50を電解液を用いて電気メッキすることによって、無光沢の黒色メッキ層をコーテイングする段階とを含み、
    前記メッキ層は薄くて均一の厚さを持ち、その表面に低粗度を具現するための多数の微細ノジュールが形成されることを特徴とする導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  2. 前記電解液は、少なくとも鉄(Fe)を含むことを特徴とする請求項1に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  3. 前記電解液は、銅、コバルト、鉄及びニッケルを含むことを特徴とする請求項1に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  4. 前記電解液は、銅の濃度が0.1〜2.0g/L、コバルトの濃度が0.1〜10.0g/L、鉄の濃度が0.1〜6.0g/L及びニッケルの濃度が0.02〜2.0g/Lであることを特徴とする請求項3に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  5. 前記電解液は、銅の濃度が0.2〜1.0g/L、コバルトの濃度が3.0〜9.0g/L、鉄の濃度が1.5〜4.0g/L及びニッケルの濃度が0.1〜1.5g/Lであることを特徴とする請求項3に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  6. 前記コーテイング段階において、電解液の温度が20〜50℃、pHが0.5〜6、処理時間が2〜30秒であり、陰極電流密度が0.5〜20A/dmである条件で電解メッキ処理されることを特徴とする請求項3に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  7. 前記コーテイング段階において、電解液の温度が30〜40℃、pHが1〜3、処理時間が5〜20秒、陰極電流密度が2〜15A/dmである条件で電解メッキ処理されることを特徴とする請求項3に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  8. 前記メッキ層の厚さは1μm以下であり、その表面粗度は2μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
  9. 前記電気メッキのとき、直流及び/またはパルス電流を用いることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載の導電性物質で銅箔メッシュの前面及び側面を処理する方法。
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