JP2007211305A - 複合電解銅箔およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】平滑性に優れる複合電解銅箔を提供する。
【解決手段】本発明に係る複合電解銅箔は、微小炭素繊維が混入された複合電解銅箔であって、一方の面側に微小炭素繊維の一部が突出していることを特徴とする。この複合電解銅箔は、たんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を銅めっき液中に分散させた銅めっき液を用いて、陰極板の表面に銅箔を析出させることにより得られる。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る複合電解銅箔は、微小炭素繊維が混入された複合電解銅箔であって、一方の面側に微小炭素繊維の一部が突出していることを特徴とする。この複合電解銅箔は、たんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を銅めっき液中に分散させた銅めっき液を用いて、陰極板の表面に銅箔を析出させることにより得られる。
【選択図】図２
Description
本発明は、微小炭素繊維を混入させた複合電解銅箔およびその製造方法に関する。
電解銅箔は、銅めっき液中でステンレス、チタン等のめっき皮膜が付着しにくい金属からなる回転ドラム（陰極板）の表面上に連続的に析出させて製造される。このようにして得られる電解銅箔は、ドラム表面に接する側が鏡面（平坦面）に形成され、その反対側の他方の面側は粗面となって、主として配線基板における導体層等として用いられる。導体層として用いる場合、ワイヤ等が接続される関係上、その平坦性が求められる。
ところで、カーボンナノファイバー等の微小炭素繊維を取り込ませた複合電解粉の製造方法が提案されている（特開２００４−１５６０７４）。
特開２００４−１５６０７４
ところで、カーボンナノファイバー等の微小炭素繊維を取り込ませた複合電解粉の製造方法が提案されている（特開２００４−１５６０７４）。
電解銅箔中にも、カーボンナノファイバー等の微小炭素繊維を混入させることができれば、種々の用途に使用できる複合電解銅箔として期待できる。
微小炭素繊維は、めっき液中に分散させることが非常に困難であることが知られている。上記特開２００４−１５６０７４では、分散剤としてポリアクリル酸を用いている。このポリアクリル酸を用いるとカーボンナノファイバーをめっき液中に好適に分散させることができる。しかしながら、このポリアクリル酸を用いると、めっき皮膜が粒状に析出する傾向にあり、平滑なめっき皮膜の形成が困難であり、複合電解銅箔としては用いることができないという課題がある。
そこで、本発明は、平滑性に優れる複合電解銅箔とその製造方法を提供することを目的とする。
微小炭素繊維は、めっき液中に分散させることが非常に困難であることが知られている。上記特開２００４−１５６０７４では、分散剤としてポリアクリル酸を用いている。このポリアクリル酸を用いるとカーボンナノファイバーをめっき液中に好適に分散させることができる。しかしながら、このポリアクリル酸を用いると、めっき皮膜が粒状に析出する傾向にあり、平滑なめっき皮膜の形成が困難であり、複合電解銅箔としては用いることができないという課題がある。
そこで、本発明は、平滑性に優れる複合電解銅箔とその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る複合電解銅箔は、微小炭素繊維が混入された複合電解銅箔であって、一方の面側に微小炭素繊維の一部が突出していることを特徴とする。
微小炭素繊維はカーボンナノファイバーが好適である。
微小炭素繊維はカーボンナノファイバーが好適である。
また本発明に係る複合電解銅箔の製造方法は、たんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を銅めっき液中に分散させた銅めっき液を用いて、陰極板の表面に銅箔を析出させることを特徴とする。
また本発明に係る複合電解銅箔の製造方法は、水にたんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を分散させた後、めっき液成分を添加して銅めっき液を調整し、該銅めっき液を用いて、陰極板の表面に銅箔を析出させることを特徴とする。
微小炭素繊維を分散させる際には、超音波を加えるようにすると好適である。
たんぱく質はゼラチン、コラーゲンペプチドまたは膠が特に好適である。
また、添加する微小炭素繊維とたんぱく質との重量比が、１：０．０１〜１０であると好適である。
微小炭素繊維はカーボンナノファイバーを用いると好適である。
たんぱく質はゼラチン、コラーゲンペプチドまたは膠が特に好適である。
また、添加する微小炭素繊維とたんぱく質との重量比が、１：０．０１〜１０であると好適である。
微小炭素繊維はカーボンナノファイバーを用いると好適である。
本発明に係る複合電解銅箔によれば、一方の面側に微小炭素繊維の一部が突出しているので、例えば配線基板において、樹脂基板側に、微小炭素繊維の一部が突出している側で接着することによって、微小炭素繊維がアンカーとして寄与し、樹脂に対する密着性に優れる配線パターンを有する配線基盤を提供できる。また、微小炭素繊維をカーボンナノファイバーとすることによって、導電性、熱伝導性に優れる複合電解銅箔を提供できる。
また、本発明方法では、微小炭素繊維の分散剤として、たんぱく質を用いたことによって、微小炭素繊維をめっき液中に分散性よく混入させることができるだけでなく、平坦性に優れるめっき皮膜とすることができるという著効を奏する。
また、本発明方法では、微小炭素繊維の分散剤として、たんぱく質を用いたことによって、微小炭素繊維をめっき液中に分散性よく混入させることができるだけでなく、平坦性に優れるめっき皮膜とすることができるという著効を奏する。
以下本発明に係る複合電解銅箔の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態における複合電解銅箔は、微小炭素繊維が混入された複合電解銅箔であって、一方の面側に微小炭素繊維の一部（一端側を含む）が突出していることを特徴とする。図２および図４は、本実施の形態における複合電解銅箔の、上記一方の面側の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。めっき析出粒子は平坦性を有している。この一方の面側に、微小炭素繊維であるカーボンナノファイバーの一端側が突出しているのがわかる。なお、複合電解銅箔の、陰極板に接する側の面（他方の面）は、この陰極板の表面状態に倣い、陰極板が鏡面であれば、鏡面状態の他方の面が得られる。
本実施の形態における複合電解銅箔は、微小炭素繊維が混入された複合電解銅箔であって、一方の面側に微小炭素繊維の一部（一端側を含む）が突出していることを特徴とする。図２および図４は、本実施の形態における複合電解銅箔の、上記一方の面側の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。めっき析出粒子は平坦性を有している。この一方の面側に、微小炭素繊維であるカーボンナノファイバーの一端側が突出しているのがわかる。なお、複合電解銅箔の、陰極板に接する側の面（他方の面）は、この陰極板の表面状態に倣い、陰極板が鏡面であれば、鏡面状態の他方の面が得られる。
本実施の形態における複合電解銅箔は、上記のように、一方の面側に微小炭素繊維の一部が突出しているので、例えば配線基板において、樹脂基板側に、微小炭素繊維の一部が突出している一方の面側で接着することによって、微小炭素繊維がアンカーとして寄与し、樹脂に対する密着性に優れる配線パターンを有する配線基盤を提供できる。
その他、複合電解銅箔は、配線基板のほか、リチウム電池の電極や電極材料などとしても用いることができる。
また、微小炭素繊維をカーボンナノファイバーとすることによって、導電性、熱伝導性に優れる複合電解銅箔を提供でき、各種電子部品の材料として好適である。
その他、複合電解銅箔は、配線基板のほか、リチウム電池の電極や電極材料などとしても用いることができる。
また、微小炭素繊維をカーボンナノファイバーとすることによって、導電性、熱伝導性に優れる複合電解銅箔を提供でき、各種電子部品の材料として好適である。
図６は、比較例の電子顕微鏡写真である。分散剤としてポリアクリル酸を用いた。カーボンナノファイバーの一部がめっき皮膜表面（一方の面）に突出しているが、めっき析出粒子は極めて粗く、手でこすると剥離するほどであって、平坦性に欠ける。
図２、図４および図６については、製造方法の実施例、比較例としてさらに後述する。
図２、図４および図６については、製造方法の実施例、比較例としてさらに後述する。
上記複合電解銅箔は、たんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を銅めっき液中に分散させた銅めっき液を用いて、陰極板（回転ドラム）の表面に銅箔を析出させることにより製造できる。
上記のように分散剤としてたんぱく質を用いることにより、微小炭素繊維の分散性が向上すると共に、銅めっき皮膜の平坦性を向上させることができた。
上記のように分散剤としてたんぱく質を用いることにより、微小炭素繊維の分散性が向上すると共に、銅めっき皮膜の平坦性を向上させることができた。
電解槽に硫酸銅および硫酸を主成分とするめっき液を調整し、またたんぱく質を分散剤として用いて液中に微小炭素繊維を分散させる。適宜、銅箔の性能を向上させるためにチオ尿素、塩化物等の有機、無機化合物を添加してもよい。
なお、銅めっき液を調整する場合、水にたんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を分散させた後、めっき液成分を添加して銅めっき液を調整するようにすると好適である。このように、微小炭素繊維をたんぱく質を分散剤として、一旦水（純水が好適できる）に分散させた後に、めっき液成分を添加するようにした方が、微小炭素繊維の分散性がよく、好適である。
なお、銅めっき液を調整する場合、水にたんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を分散させた後、めっき液成分を添加して銅めっき液を調整するようにすると好適である。このように、微小炭素繊維をたんぱく質を分散剤として、一旦水（純水が好適できる）に分散させた後に、めっき液成分を添加するようにした方が、微小炭素繊維の分散性がよく、好適である。
なお、微小炭素繊維を分散させる際には、超音波を印加するようにすると、一層分散性を向上させることができる。
たんぱく質はゼラチン、コラーゲンペプチドまたは膠が特に好適である。
また、添加するたんぱく質は、微小炭素繊維に対して、重量比で０．００１以上が好適であるが、さらに好適には、０．０１〜１０程度の範囲が好適である。たんぱく質が上記量よりも少ないと、微小炭素繊維の分散性がよくなく、まためっき皮膜の平坦性も十分でなくなる。また、たんぱく質が上記量よりも多くなると、めっき液の粘度が上昇し、取り扱いにくくなるので好ましくない。
たんぱく質はゼラチン、コラーゲンペプチドまたは膠が特に好適である。
また、添加するたんぱく質は、微小炭素繊維に対して、重量比で０．００１以上が好適であるが、さらに好適には、０．０１〜１０程度の範囲が好適である。たんぱく質が上記量よりも少ないと、微小炭素繊維の分散性がよくなく、まためっき皮膜の平坦性も十分でなくなる。また、たんぱく質が上記量よりも多くなると、めっき液の粘度が上昇し、取り扱いにくくなるので好ましくない。
微小炭素繊維は、繊維径が１μｍ以下でアスペクト比が２以上のものが好ましく、例えば昭和電工製のＶＧＣＦ（カーボンナノチューブ）を用いることができる。なお、微小炭素繊維は１種類でも、あるいは複数種類混在させて用いるようにしてもよい。 電解中のめっき液はポンプにより循環させることで攪拌するようにするとよい。また、めっき液成分は、適宜分析管理して、所定の比率となるように制御するとよい。
電解槽中ではアノードとして不溶性電極あるいは電気銅を使用し、カソード（ドラム）には銅の密着が悪く、析出銅箔を容易に分離しやすいステンレス鋼、チタン等を使用するのが好ましい。
また、電解銅箔の平滑性を増すために超音波を併用しながら電解銅箔を析出させるようにすると好適である。
電解槽中ではアノードとして不溶性電極あるいは電気銅を使用し、カソード（ドラム）には銅の密着が悪く、析出銅箔を容易に分離しやすいステンレス鋼、チタン等を使用するのが好ましい。
また、電解銅箔の平滑性を増すために超音波を併用しながら電解銅箔を析出させるようにすると好適である。
実施例１
純水に微小炭素繊維として昭和電工製ＶＧＣＦ（気相成長法によるカーボンナノチューブ）を０．５ｇ／ｌおよびゼラチン（新田ゼラチン(株)ＡＨＰ−１００）０．１ｇ
／ｌを添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散させた。さらに、硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌとなるように添加して銅めっき液を調整した。陽極に銅板、陰極にも銅板を用いて、超音波を印加しながら電流密度５Ａ／ｄｍ2で３０分間通電した。図１は得られた電解銅箔の表面側（一方の面）の電子顕微鏡写真、図２はそのさらに拡大写真である。この顕微鏡写真から明らかなように、めっき析出粒子は平坦性を有している。この一方の面側に、微小炭素繊維であるカーボンナノファイバーの一部（一端側）が突出しているのがわかる。
純水に微小炭素繊維として昭和電工製ＶＧＣＦ（気相成長法によるカーボンナノチューブ）を０．５ｇ／ｌおよびゼラチン（新田ゼラチン(株)ＡＨＰ−１００）０．１ｇ
／ｌを添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散させた。さらに、硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌとなるように添加して銅めっき液を調整した。陽極に銅板、陰極にも銅板を用いて、超音波を印加しながら電流密度５Ａ／ｄｍ2で３０分間通電した。図１は得られた電解銅箔の表面側（一方の面）の電子顕微鏡写真、図２はそのさらに拡大写真である。この顕微鏡写真から明らかなように、めっき析出粒子は平坦性を有している。この一方の面側に、微小炭素繊維であるカーボンナノファイバーの一部（一端側）が突出しているのがわかる。
実施例２
純水に微小炭素繊維として昭和電工製ＶＧＣＦ（気相成長法によるカーボンナノチューブ）を０．５ｇ／ｌおよびコラーゲンペプチド（新田ゼラチン(株)ＬＣＰ）０．１
ｇ／ｌを添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散させた。さらに、硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌとなるように添加して銅めっき液を調整した。陽極に銅板、陰極にも銅板を用いて、超音波を印加しながら電流密度５Ａ／ｄｍ2で３０分間通電した。図３は得られた電解銅箔の表面側（一方の面）の電子顕微鏡写真、図４はそのさらに拡大写真である。この顕微鏡写真から明らかなように、めっき析出粒子は平坦性を有している。この一方の面側に、微小炭素繊維であるカーボンナノファイバーの一部（一端側）が突出しているのがわかる。
なお、ゼラチンやコラーゲンペプチドに代えて膠を分散剤として用いた場合にも、図２、図４とほぼ同様の表面状態の複合電解銅箔が得られた。
純水に微小炭素繊維として昭和電工製ＶＧＣＦ（気相成長法によるカーボンナノチューブ）を０．５ｇ／ｌおよびコラーゲンペプチド（新田ゼラチン(株)ＬＣＰ）０．１
ｇ／ｌを添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散させた。さらに、硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌとなるように添加して銅めっき液を調整した。陽極に銅板、陰極にも銅板を用いて、超音波を印加しながら電流密度５Ａ／ｄｍ2で３０分間通電した。図３は得られた電解銅箔の表面側（一方の面）の電子顕微鏡写真、図４はそのさらに拡大写真である。この顕微鏡写真から明らかなように、めっき析出粒子は平坦性を有している。この一方の面側に、微小炭素繊維であるカーボンナノファイバーの一部（一端側）が突出しているのがわかる。
なお、ゼラチンやコラーゲンペプチドに代えて膠を分散剤として用いた場合にも、図２、図４とほぼ同様の表面状態の複合電解銅箔が得られた。
比較例
純水に微小炭素繊維として昭和電工製ＶＧＣＦ（気相成長法によるカーボンナノチューブ）を０．５ｇ／ｌおよびポリアクリル酸（分子量５０００）０．１ｇ／ｌを添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散させた。さらに、硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌとなるように添加して銅めっき液を調整した。陽極に銅板、陰極にも銅板を用いて、超音波を印加しながら電流密度５Ａ／ｄｍ2で３０分間通電した。図５は得られた電解銅箔の表面側（一方の面）の電子顕微鏡写真、図６はそのさらに拡大写真である。この顕微鏡写真から明らかなように、得られた電解銅箔には微小炭素繊維が取り込まれているが、表面は非常に荒れていた。
純水に微小炭素繊維として昭和電工製ＶＧＣＦ（気相成長法によるカーボンナノチューブ）を０．５ｇ／ｌおよびポリアクリル酸（分子量５０００）０．１ｇ／ｌを添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散させた。さらに、硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５０ｇ／ｌとなるように添加して銅めっき液を調整した。陽極に銅板、陰極にも銅板を用いて、超音波を印加しながら電流密度５Ａ／ｄｍ2で３０分間通電した。図５は得られた電解銅箔の表面側（一方の面）の電子顕微鏡写真、図６はそのさらに拡大写真である。この顕微鏡写真から明らかなように、得られた電解銅箔には微小炭素繊維が取り込まれているが、表面は非常に荒れていた。
Claims (8)
- 微小炭素繊維が混入された複合電解銅箔であって、一方の面側に微小炭素繊維の一部が突出していることを特徴とする複合電解銅箔。
- 微小炭素繊維がカーボンナノファイバーであることを特徴とする請求項１記載の複合電解銅箔。
- たんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を銅めっき液中に分散させた銅めっき液を用いて、陰極板の表面に銅箔を析出させることを特徴とする複合電解銅箔の製造方法。
- 水にたんぱく質を分散剤として微小炭素繊維を分散させた後、めっき液成分を添加して銅めっき液を調整し、該銅めっき液を用いて、陰極板の表面に銅箔を析出させることを特徴とする複合電解銅箔の製造方法。
- 超音波を加えつつ微小炭素繊維を分散させることを特徴とする請求項３または４記載の複合電解銅箔の製造方法。
- たんぱく質がゼラチン、コラーゲンペプチドまたは膠であることを特徴とする請求項３〜５いずれか１項記載の複合電解銅箔の製造方法。
- 添加する微小炭素繊維とたんぱく質との重量比が、１：０．０１〜１０であることを特徴とする請求項３〜６いずれか１項記載の複合電解銅箔の製造方法。
- 微小炭素繊維がカーボンナノファイバーであることを特徴とする請求項３〜７いずれか１項記載の複合電解銅箔の製造方法。
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2006
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