JP2005290541A - 電磁波遮蔽用黒化表面処理銅箔の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Co又はCoを含む2元系以上の電解メッキ浴でメッキを行なって銅箔の表面にCoを含む黒化メッキ層を形成する段階と; 塩基性電解浴において上記銅箔を陽極に配置して電気分解することにより、上記黒化メッキ層の表面を酸化させる段階と;を含む。上記方法によって製造された表面処理銅箔は、反射率が低い黒色の外観を有するので、PDP表示画面の輝度を低下させないという長所があり、表面処理銅箔は黒色の外観を有しながらも、外観にむら及び残渣が殆どない均一な外観を有するので、これを利用して製造された電磁波遮蔽体用複合材料の不良率が顕著に低下し、上記複合材料を使用して製造されたPDP表示画面の外観が優秀になる等の効果がある。
【選択図】 なし
Description
ところが、上記銅回路が外光を反射すれば、表示画面の輝度(brightness)を低下させる問題がある。よって、電磁波遮蔽用銅箔としては、黒色に近いように表面処理され、低い反射率を有する銅箔が選好されている。
このため、従来は、銅箔の表面を完全な黒色にしないで、黒色に近いチョコレート色又は暗い金属色を有するように表面処理する方向に、主に研究が行なわれている。しかし、上記のような方法で製造された銅箔の表面は、完全な黒色でないので、電磁波遮蔽用銅箔としての反射率改善には限界があった。
また、本発明は黒色の外観を有しながらも、むら及び残渣が殆どない均一な外観を有する電磁波遮蔽用黒化表面処理銅箔及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明のさらに他の目的は、剥離強度(peel strength)が優れた電磁波遮蔽用黒化表面処理銅箔及びその製造方法を提供することにある。
Co又はCoを含む2元系以上の電解メッキ浴でメッキを行なって銅箔の表面にCoを含む黒化メッキ層を形成する段階と;
塩基性電解浴において上記銅箔を陽極に配置して電気分解することにより、上記黒化メッキ層の表面を酸化させる段階と;を含むことを特徴とする。
さらに、上記酸化された黒化メッキ層の表面に電解クロメート(chromate)層を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
一方、黒化メッキ層が形成された表面の裏面にZn又はZn合金で構成されたメッキ皮膜層を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
上記塩基性電解浴のpHは10以上であることが好ましい。
本発明の対象となる電磁波遮蔽用銅箔は、広幅生産が可能な電解銅箔として銅箔の厚さは、1〜35μm、好ましくは6〜18μmである。表面粗度(Rz:DIN)は0.1〜2.0μm、好ましくは0.5〜1.5μmである。表面粗度が0.1μmより小さい場合、透明基材との接着性が十分でないようになり、電磁波遮蔽体の信頼性が低下し、2.0μmより大きい場合、エッチングによって回路を形成した後に、銅箔が接着されている透明基材の表面の凹凸が大きくなり、これに因り表示画面の曇りが大きくなることにより、好ましくない。
銅箔の黒化処理は、黒色を誘発する金属が含まれた電解メッキ浴において、銅箔を陰極に配置し、上記陰極の銅箔表面上に上記金属メッキ層を析出させることにより行なわれる。黒色を誘発するとして知られた金属としては、Cu、Cr、Al、Co等があるが、Cuは完全な黒色を導出することができるが、追って銅箔回路パターン形成時、銅箔回路側に浸透して回路パターンを損傷させる問題があり、Crは銅箔回路形成時のエッチング性に問題を起こすため、本発明に適用することが難しい。また、Alは、その金属特性上、後述する陽極酸化処理が可能でない。よって、製品損傷防止、製造工程上の問題点及び陽極酸化処理の効率性等を考慮すれば、Coが最も適当な金属である。
電解メッキ浴に含まれるCoの濃度は、1〜80g/lから選ぶことができるが、最も効率良く黒化メッキ層が形成され得る濃度は、10〜30g/lである。工業的に経済的なメッキ浴の電流密度は0.1〜60A/dm2であり、特に、5〜25A/dm2の電流密度が好ましい。また、メッキ時間は1〜20秒の範囲で可能であるが、電流密度、電解液濃度等を考慮して上記範囲以外も可能である。
黒化メッキ層が形成された銅箔は、表面にメッキ粒子層がノジュール(nodule)形に析出された状態である。ところが、メッキ粒子層が形成された銅箔の表面粗度は全体的には電磁波遮蔽用銅箔に使用可能な範囲内にあるが、微視的にその表面をよく見れば、銅箔の表面条件又はメッキ条件等に従って銅箔の表面に析出されるノデユール粒子の大きさや数が部分的に差異があるようになる。また、析出反応によって陰極では水素が発生するようになるが、このような水素が発生する部分のメッキの厚さは残り部分の厚さと微細な差異を見せる。
本発明は、このような問題を解決するために、黒化メッキ層が形成された銅箔を塩基性電解浴に陽極に配置し、黒化メッキ層の表面を酸化(腐食)させ、一定程度平坦化させることにより、むら、残渣の発生を極力低減している。
黒化メッキ層を陽極酸化処理する場合の長所は、黒化メッキ層の表面を電解液が前後左右方向に均一な流れ(flow)に流れながら、その表面を一様に腐食させるという点にある。
陽極酸化処理において、重要な点は、塩基性電解浴のpH調整である。むら、残渣を効果的に除去するためには、電解浴のpHが少なくとも10以上でなければならないし、本出願人の実験結果によれば、pH 13において最も好ましい結果を表した。
微細銅粒子層の形成は、プリント配線板用銅箔に使用される粗化処理を利用して行うことができる。粗化処理は硫酸銅メッキ浴で行うのが普通であり、粗化処理時の銅粒子付着量は0.1〜10g/m2の範囲が好ましい。上記範囲を下回(粗度下降)ると、反射率は低くなるが、剥離強度(接着性)が落ちるし、上記範囲を上回(粗度上昇)ると逆に剥離強度は高くなるが反射率が高くなるからである。
一方、本発明の銅箔に電解クロメート(chromate)処理等の防錆処理をすることができる。また黒化メッキをしなかった側の表面に、Zn又はZn合金からなるメッキ皮膜を形成すると、電磁波遮蔽体製造のための加熱工程において、加熱変色を防ぐことができる。
黒化メッキ処理条件;電解浴のCo金属イオン濃度18g/l(Coは硫酸コバルト形態にメッキ浴に添加される)、緩衝液(H3BO3)濃度30g/l、pH3.5、電解液の温度30℃、電流密度20A/dm2、メッキ時間4秒。
陽極酸化処理条件;NaOH 陽極酸化浴の pH:13、陽極酸化浴温度:70℃、電流密度:15A/dm2、酸化処理時間:4秒。
黒化メッキ処理条件;Co金属イオンの濃度10g/l、Ni金属イオン濃度8g/l、(Niは硫酸ニッケル形態にメッキ浴に添加される)、緩衝液(H3BO3)濃度30g/l、pH3.5、電解液の温度30℃、電流密度20A/dm2、メッキ時間4秒。
陽極酸化処理条件; NaOH 陽極酸化浴の pH:13、陽極酸化浴温度:70℃、電流密度:15A/dm2、酸化処理時間4秒。
黒化メッキ処理条件;Co金属イオンの濃度10g/l、Fe金属イオンの濃度5g/l(Feは硫酸鉄形態にメッキ浴に添加される)、緩衝液(H3BO3) 濃度 30g/l、
pH 3.5、電解液の温度 30℃、電流密度 20A/dm2、メッキ時間 4秒。
陽極酸化処理条件; NaOH 陽極酸化浴のpH:12、陽極酸化浴温度:70℃、電流密度:15A/dm2、酸化処理時間:4秒。
上記実施例と同じ条件で電解銅箔の表面を前処理した後、下記の条件で黒化処理メッキを行った。
Co金属イオンの濃度 20g/l、pH 3.5、電解液の温度30℃、電流密度20A/dm2、メッキ時間4秒。
下記の表1は、上記実施例及び比較例による表面処理銅箔のむら発生の有無、擦ることによる残渣発生(粉落)の有無、剥離強度を測定した結果を示す。
残渣発生(擦ることによる粉落)程度:○:微量、×:無い
また、黒化メッキ処理前に微細銅粒子層を形成させた実施例2、4、6は、微細銅粒子層を形成しない各対応した条件の実施例1、3、5に比べて剥離強度が上昇したことが分かる。また、黒化メッキ層にNiとFeがそれぞれ追加的に含まれた実施例3と実施例5は、上記成分等が含まれていない実施例1より高い剥離強度を有することが分かる。
上記のような均一な外観を有する本発明の表面処理銅箔をPETのような絶縁性透明基材に積層して製造される複合材料で電磁波遮蔽体を製造すれば、表示画面の解像度が優れたプラズマディスプレーパネルを製造することができ、その不良率も顕著に下げることができる。
また、本発明による表面処理銅箔は黒色の外観を有しながらも、むら及び残渣が殆どない均一な外観を有するので、これを利用して製造された電磁波遮蔽用複合材料の不良率が顕著に低くなり、上記複合材料を使用して製造されたPDP表示画面の外観が優秀になる等の効果がある。
Claims (7)
- Co又はCoを含む2元系以上の電解メッキ浴でメッキを行なって銅箔の表面にCoを含む黒化メッキ層を形成する段階と、塩基性電解浴において該銅箔を陽極に配置して電気分解することにより該黒化メッキ層の表面を酸化させる段階とを含むことを特徴とする電磁波遮蔽用黒化表面処理銅箔の製造方法。
- 更に、前記黒化メッキ層を形成する前に、銅箔の表面に微細銅粒子層を析出形成させる段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 更に、前記酸化された黒化メッキ層の表面に電解クロメート層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
- 更に、黒化メッキ層が形成された表面の裏面にZn又はZn合金で構成されたメッキ皮膜層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記塩基性電解浴のpHが10以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法によって製造された電磁波遮蔽用黒化表面処理銅箔。
- 請求項6に記載の黒化表面処理銅箔を絶縁性透明基材に積層して製造された電磁波遮蔽用複合材料。
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