JP2007247007A - Copper electrolyte, method for manufacturing additive used for copper electrolyte, and electrodeposition copper film obtained by using the copper electrolyte - Google Patents

Copper electrolyte, method for manufacturing additive used for copper electrolyte, and electrodeposition copper film obtained by using the copper electrolyte Download PDF

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JP2007247007A JP2006073528A JP2006073528A JP2007247007A JP 2007247007 A JP2007247007 A JP 2007247007A JP 2006073528 A JP2006073528 A JP 2006073528A JP 2006073528 A JP2006073528 A JP 2006073528A JP 2007247007 A JP2007247007 A JP 2007247007A
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Asami Yoshida
麻美 吉田
Hisao Sakai
久雄 酒井
Takuma Nishida
琢磨 西田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sulfuric acid-based copper electrolyte capable of stably yielding a uniform electrodeposition copper film as the electrolyte has an equivalent gloss as compared to the conventional sulfuric acid-based copper electrolyte. <P>SOLUTION: The sulfuric acid-based copper electrolyte includes a bis(3-sulfopropyl)disulfide component. The conventional sulfuric acid-based copper electrolyte added with the As the supply source of bis(3-sulfopropyl)disulfide component, a bis(3-sulfopropyl)disulfide copper hydrate is used. The bis(3-sulfopropyl)disulfide copper hydrate is manufactured by a process of causing crystallization using an organic solvent from a solution mixture prepared by adding a cupric chloride to an aqueous 3-mercapto-1-propane sodium sulfate. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本件発明は、ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド成分を含む硫酸系銅電解液及び該銅電解液に用いられる添加剤とその製造方法、そして該銅電解液を用いて得られた電析銅皮膜に関する。   The present invention relates to a sulfuric acid-based copper electrolyte containing a bis (3-sulfopropyl) disulfide component, an additive used in the copper electrolyte, a method for producing the same, and an electrodeposited copper film obtained using the copper electrolyte About.

金属銅はその加工性の容易さから装飾用途に広く用いられており、また電気の良導体であり比較的安価で取り扱いも容易であることから、プリント配線板の基礎材料として電解銅箔が広く使用されている。そして電気・電子機器の軽薄短小化に伴うプリント配線板のファインピッチ化に対応するために電解銅箔の析出面には低プロファイル化が要求されてきたのである。電子部品用途のうちプリント配線板の端子めっきでは接続信頼性と金の使用量をミニマイズしてコストダウンするため、そしてパターンめっきプロセスにおける銅めっきにおいても平滑で光沢のある電析状態が求められてきた。しかしながら、一部用途では厚みの保証のみが要求特性であるなど筋状の模様等外観ムラの発生を許容している場合もあり、常に光沢と外観とが両立できているとは言い難いものであった。このようなレベルの電析銅皮膜を得る技術は既にグローバルに実施可能な技術として普及しており、更なる差別化による優位性を獲得するための技術開発が要求されているのである。そして、上述した差別化の課題としては、装飾用途や電解銅箔の製造を含む電子部品用途に共通して外観や特性の安定性と低コストが挙げられる。   Metallic copper is widely used for decorative purposes because of its ease of workability, and because it is a good electrical conductor and is relatively inexpensive and easy to handle, electrolytic copper foil is widely used as a basic material for printed wiring boards. Has been. In order to cope with the fine pitch of the printed wiring board accompanying the reduction in the thickness of electrical and electronic equipment, it has been required to lower the profile of the deposited surface of the electrolytic copper foil. Of the electronic component applications, printed wiring board terminal plating minimizes connection reliability and gold usage and reduces costs, and copper plating in the pattern plating process also requires smooth and glossy electrodeposition. It was. However, in some applications, it may be possible to allow appearance irregularities such as streak patterns, such as only a guarantee of thickness, and it is difficult to say that gloss and appearance are always compatible. there were. The technology for obtaining an electrodeposited copper film at such a level is already in widespread use as a globally feasible technology, and there is a demand for technological development to acquire superiority through further differentiation. And the subject of differentiation mentioned above includes stability of external appearance and characteristics and low cost in common with the use of electronic parts including the use of decoration and the production of electrolytic copper foil.

このような背景の中、特に要求品質水準の高いプリント配線板用電解銅箔の分野において研究がなされており、特許文献1ではファインパターンの形成に好適な未処理銅箔を電気分解により製造する際に硫酸酸性銅めっき液にメルカプト基を持つ化合物、塩化物イオン、並びに分子量10000以下の低分子量膠及び高分子多糖類を添加し、当該メルカプト基を持つ化合物は3−メルカプト1−プロパンスルホン酸塩、当該低分子量膠の分子量は3000以下、当該高分子多糖類はヒドロキシエチルセルロースとする方法が開示されている。そして、実施例によれば3−メルカプト1−プロパンスルホン酸塩として3−メルカプト1−プロパンスルホン酸ナトリウムを用いることを前提としている。   Against this background, research has been made especially in the field of electrolytic copper foil for printed wiring boards having a high level of required quality. In Patent Document 1, an untreated copper foil suitable for forming a fine pattern is produced by electrolysis. In addition, a compound having a mercapto group, a chloride ion, and a low molecular weight glue having a molecular weight of 10,000 or less and a high molecular weight polysaccharide are added to a sulfuric acid copper plating solution, and the compound having a mercapto group is 3-mercapto 1-propanesulfonic acid. A method is disclosed in which the molecular weight of the salt and the low molecular weight glue is 3000 or less and the high molecular polysaccharide is hydroxyethyl cellulose. According to the examples, it is assumed that sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate is used as the 3-mercapto-1-propanesulfonate.

また、特許文献2には、電解銅箔の製造に用いる電解液にオキシエチレン系界面活性剤、ポリエチレンイミン又はその誘導体、活性有機イオウ化合物のスルフォン酸塩及び塩素イオンを存在させることによって粗面粗さRzが2.0μm以下で該粗面に凹凸のうねりがなく均一に低粗度化された粗面を持ち、且つ、180℃における伸び率が10.0%以上である低粗面電解銅箔を得ることが開示されている。そして、好適な活性有機イオウ化合物のスルフォン酸塩の代表的な化合物として化4には3−メルカプト1−プロパンスルホン酸ナトリウムが、化5にはビス(3−スルホプロピル)ジスルフィドナトリウムが示されている。   Further, Patent Document 2 discloses that a rough surface is roughened by allowing an oxyethylene surfactant, polyethyleneimine or a derivative thereof, a sulfonate salt of an active organic sulfur compound, and a chloride ion to be present in an electrolytic solution used for producing an electrolytic copper foil. Low rough surface electrolytic copper having a roughness Rz of 2.0 μm or less, a rough surface with no unevenness on the rough surface, and a uniform low roughness, and an elongation at 180 ° C. of 10.0% or more Obtaining a foil is disclosed. As typical compounds of sulfonates of suitable active organic sulfur compounds, Chemical Formula 4 shows sodium 3-mercapto 1-propanesulfonate and Chemical Formula 5 shows sodium bis (3-sulfopropyl) disulfide. Yes.

特開平09−143785号公報JP 09-143785 A 特開2004−263289号公報JP 2004-263289 A

しかしながら、光沢を得るために添加剤として3−メルカプト−1−スルホン酸を採用した場合、実操業で使用するために入手可能な薬品は前述の如く主にナトリウム塩であり、生産活動を継続していくとこれら添加剤に含有されるナトリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属が銅電解液中に蓄積してしまうのである。すると、当該溶液からは安定した状態の電析銅皮膜を得ることが困難になってしまい、正常な状態に回復するためには液更新、瀉血などの追加操作が必要となり、更にこれら操作の実施による稼働率の低下もコストアップの要因になってしまうのである。すなわち、従来の技術では平滑な電析銅皮膜を短期的に得ることは出来ても長期的な連続操業時の生産の安定性までは達成されていなかったのが実情なのである。   However, when 3-mercapto-1-sulfonic acid is used as an additive to obtain gloss, the chemicals available for use in actual operations are mainly sodium salts as described above, and production activities are continued. As a result, alkali metals or alkaline earth metals such as sodium contained in these additives accumulate in the copper electrolyte. Then, it becomes difficult to obtain a stable electrodeposited copper film from the solution, and additional operations such as liquid renewal and phlebotomy are necessary to recover to a normal state. The decrease in the operating rate due to this will also increase the cost. That is, in the conventional technology, a smooth electrodeposited copper film can be obtained in the short term, but the actual situation is that the long-term continuous production stability has not been achieved.

そこで、本件発明者等は鋭意研究の結果、3−メルカプト−1−スルホン酸塩に含まれている添加剤効果の阻害物質であるナトリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を排除した組成を有する添加剤を用いることとし、添加剤としての有効性が安定して継続する物質とその製造方法及び当該添加剤を含んだ硫酸系銅電解液に想到したのである。   Therefore, as a result of earnest research, the present inventors have a composition that excludes alkali metals or alkaline earth metals such as sodium, which is an inhibitor of the additive effect contained in 3-mercapto-1-sulfonate. By using an additive, the inventors have come up with a substance that continues to be effective as an additive, a method for producing the substance, and a sulfuric acid-based copper electrolyte containing the additive.

本件発明はビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド成分(本件出願では以降「SPS成分」と称する)を含有した硫酸系銅電解液であって、当該SPS成分はその供給源としてビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅(本件出願では以降「SPS−Cu」と称する)水和物を用いたことを特徴とする硫酸系銅電解液を提供する。   The present invention relates to a sulfate-based copper electrolyte containing a bis (3-sulfopropyl) disulfide component (hereinafter referred to as “SPS component” in the present application), and the SPS component is bis (3-sulfopropyl) as a supply source. ) A sulfuric acid-based copper electrolyte characterized by using a disulfide copper (hereinafter referred to as “SPS-Cu” in this application) hydrate is provided.

そして、前記硫酸系銅電解液は環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体及び塩素イオンを含むことが好ましい。   The sulfuric acid-based copper electrolyte preferably contains a quaternary ammonium salt polymer having a cyclic structure and chloride ions.

また、前記硫酸系銅電解液は膠及び塩素イオンを含むことも好ましい。   The sulfuric acid copper electrolyte preferably contains glue and chloride ions.

本件発明は前記硫酸系銅電解に用いるSPS−Cu水和物の製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするSPS−Cu水和物の製造方法を提供する。
a)3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(以降本件出願では「MPS−Na」と称する)水溶液に塩化第二銅を加え混合溶液を得る工程。
b)前記混合溶液に有機溶剤を加えてSPS−Cu水和物を晶析させる工程。
c)晶析したSPS−Cu水和物の結晶を有機溶剤で洗浄する工程。
d)SPS−Cu水和物の結晶を乾燥する工程。
This invention is a manufacturing method of the SPS-Cu hydrate used for the said sulfuric acid system copper electrolysis, Comprising: It has the following processes, The manufacturing method of the SPS-Cu hydrate characterized by the above-mentioned is provided.
a) A step of obtaining a mixed solution by adding cupric chloride to an aqueous solution of sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate (hereinafter referred to as “MPS-Na” in the present application).
b) A step of crystallizing SPS-Cu hydrate by adding an organic solvent to the mixed solution.
c) A step of washing the crystallized SPS-Cu hydrate crystals with an organic solvent.
d) A step of drying the SPS-Cu hydrate crystals.

そして、前記工程a)における混合溶液は、MPS−Na濃度が0.5mol/l〜2.0mol/lであり、混合溶液中の塩化第二銅とMPS−Na量のモル比(〔塩化第二銅〕/〔MPS−Na〕)は1.5以上であることが好ましい。   The mixed solution in step a) has an MPS-Na concentration of 0.5 mol / l to 2.0 mol / l, and the molar ratio of cupric chloride to MPS-Na in the mixed solution ([chlorinated first [Copper] / [MPS-Na]) is preferably 1.5 or more.

そして、前記工程b)において加える有機溶剤量は上記工程a)で得られた混合溶液量に対して1倍〜5倍の容量であることが好ましい。   The amount of the organic solvent added in the step b) is preferably 1 to 5 times the volume of the mixed solution obtained in the step a).

また、前記工程b)において使用する有機溶剤はケトン類であることも好ましい。   It is also preferred that the organic solvent used in step b) is a ketone.

そして、前記ケトン類はアセトンであることが好ましい。   The ketones are preferably acetone.

そして、前記工程c)において使用する有機溶剤は塩化第二銅を溶解し、SPS−Cu水和物を難溶とする有機溶剤であることが好ましい。   The organic solvent used in the step c) is preferably an organic solvent that dissolves cupric chloride and makes SPS-Cu hydrate hardly soluble.

また、前記工程c)において使用する有機溶剤はケトン類、アルコール類、ニトリル類から選択されたいずれか一種又はこれらの混合物であることがより好ましい。   The organic solvent used in the step c) is more preferably any one selected from ketones, alcohols, and nitriles, or a mixture thereof.

そして、前記工程c)において、洗浄液である有機溶剤中の塩素濃度が20mg/l以下になるまで洗浄することも好ましい。   And it is also preferable to wash | clean until the chlorine concentration in the organic solvent which is a washing | cleaning liquid becomes below 20 mg / l in the said process c).

本件発明は、上記硫酸系銅電解液を用い、液温20℃〜60℃とし、電流密度15A/dm〜90A/dmで電解することを特徴とする電析銅皮膜の形成方法を提供する。 Present invention using the above-mentioned sulfuric acid base copper electrolytic solution, the liquid temperature 20 ° C. to 60 ° C., provide a method of forming a conductive析銅coating, characterized in that the electrolysis at a current density of 15A / dm 2 ~90A / dm 2 To do.

本件発明は前記電析銅皮膜の形成方法を用い、陰極に電析した銅皮膜を剥取ることを特徴とする電解銅箔の製造方法を提供する。   This invention provides the manufacturing method of the electrolytic copper foil characterized by peeling off the copper film electrodeposited on the cathode using the formation method of the said electrodeposited copper film.

本件発明は上記製造方法により得られた電解銅箔を提供する。   This invention provides the electrolytic copper foil obtained by the said manufacturing method.

本件発明は前記電解銅箔の表面に粗化処理、防錆処理、シランカップリング剤処理のいずれか一種又は二種以上を行った表面処理銅箔を提供する。   The present invention provides a surface-treated copper foil in which one or more of roughening treatment, rust prevention treatment, and silane coupling agent treatment are performed on the surface of the electrolytic copper foil.

前記表面処理銅箔の絶縁層構成材料との張り合わせ面の表面粗さ(Rzjis)が5μm以下であることが好ましい。   It is preferable that the surface roughness (Rzjis) of the bonding surface of the surface-treated copper foil with the insulating layer constituting material is 5 μm or less.

本件発明は、前記表面処理銅箔を絶縁層構成材料と張り合わせてなることを特徴とする銅張積層板を提供する。   This invention provides the copper clad laminated board characterized by bonding the said surface-treated copper foil with an insulating-layer constituent material.

本件発明に係る硫酸系銅電解液を電析銅皮膜の形成に用いた場合、従来技術による銅電解液を用いた場合に比べて、長期的な連続操業においても平滑な電析銅皮膜を安定的に得ることが可能となり、低プロファイル化された電解銅箔の安定生産など多様な用途における電析銅皮膜の形成方法として適用可能である。特に本件発明に係る硫酸系銅電解液は、電解液が電解工程と、添加剤を添加する工程とを循環する中で電解液の性状を最適化するシステム構成を取る生産形態において有効である。   When the sulfuric acid-based copper electrolyte according to the present invention is used to form an electrodeposited copper film, a smooth electrodeposited copper film is more stable even in long-term continuous operation than when a copper electrolyte according to the prior art is used. Therefore, it can be applied as a method for forming an electrodeposited copper film in various applications such as stable production of low profile electrolytic copper foil. In particular, the sulfuric acid-based copper electrolytic solution according to the present invention is effective in a production form that takes a system configuration that optimizes the properties of the electrolytic solution while the electrolytic solution circulates between the electrolytic step and the step of adding the additive.

<本件発明に係る硫酸系銅電解液>
本件発明は、SPS成分を含有する硫酸系銅電解液であって、当該硫酸系銅電解液に含まれるSPS成分はSPS−Cu水和物を用いて添加されていることを特徴としている。MPS−Naを前記硫酸系銅電解液に添加しても銅電解液中で2量体化してSPS構造を取り、SPS成分を含有する硫酸系銅電解液となるものであるが、連続生産においてはNaの蓄積による電析銅皮膜表面の均一化の阻害現象等の発生があり、安定生産を継続するためにはNaの瀉血プロセス等が必要となるため、SPS成分はSPS−Cuとして添加することが好ましいのである。
<Sulfate-based copper electrolyte according to the present invention>
The present invention is a sulfate-based copper electrolyte containing an SPS component, wherein the SPS component contained in the sulfate-based copper electrolyte is added using SPS-Cu hydrate. Even if MPS-Na is added to the sulfuric acid-based copper electrolytic solution, it dimerizes in the copper electrolytic solution to take an SPS structure, and becomes a sulfuric acid-based copper electrolytic solution containing an SPS component. May cause a phenomenon of inhibiting the surface of electrodeposited copper film from being homogenized due to accumulation of Na, and an SPS component is added as SPS-Cu because Na blood phlebotomy process is necessary to continue stable production. It is preferable.

ここで、MPSの構造式を化1に、SPS−Cuの構造式を化2に示す。この構造式から明らかなように、SPSはMPSの2量体でありSPS−CuはそのCu塩であることから、添加剤としての効果は同等に得られるのである。更に、MPSは前述の様に銅電解液中で2量体化してSPS構造を取るために添加直後の液では2量体化反応が進行中であり、当該電解液を使用した場合の添加剤の効果は不安定であろうと推測されるが、SPS−Cuを使用するとはじめから2量体であるため添加当初から安定した効果が得られて好ましいのである。   Here, the structural formula of MPS is shown in Chemical Formula 1, and the structural formula of SPS-Cu is shown in Chemical Formula 2. As is apparent from this structural formula, since SPS is a dimer of MPS and SPS-Cu is a Cu salt thereof, the effect as an additive can be obtained equally. Furthermore, as described above, since MPS is dimerized in a copper electrolyte solution to obtain an SPS structure, the dimerization reaction is in progress in the solution immediately after the addition, and the additive used when the electrolyte solution is used. However, it is presumed that the use of SPS-Cu is a dimer from the beginning, so that a stable effect can be obtained from the beginning of the addition.

Figure 2007247007
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Figure 2007247007
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そして、本件発明に係る硫酸系銅電解液に基本的に含まれている添加剤濃度の好ましい範囲は、SPS濃度は0.5〜50ppm、環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体を用いた場合の環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体濃度は1ppm〜50ppm、膠を用いた場合の膠濃度は1ppm〜50ppm、そして塩素濃度は5ppm〜100ppmである。ここで、環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体はジアリルジメチルアンモニウムクロライド(本件出願では以降「DDAC」と称する)重合体であることが好ましい。また、本件出願でいう膠とは、その分子量や精製レベルによってゼラチン、コラーゲンなどの名称で市販されているものを含み、それらの総称として用いているものである。   And the preferable range of the additive concentration basically contained in the sulfuric acid-based copper electrolyte solution according to the present invention is that the SPS concentration is 0.5 to 50 ppm, and a quaternary ammonium salt polymer having a cyclic structure is used. The concentration of the quaternary ammonium salt polymer having a cyclic structure of 1 ppm to 50 ppm, the glue concentration when glue is used is 1 ppm to 50 ppm, and the chlorine concentration is 5 ppm to 100 ppm. Here, the quaternary ammonium salt polymer having a cyclic structure is preferably a diallyldimethylammonium chloride polymer (hereinafter referred to as “DDAC” in the present application). The term “glue” used in the present application includes those commercially available under the names of gelatin, collagen, etc., depending on their molecular weight and purification level, and is used as a generic term for them.

<本件発明に係るSPS−Cu水和物の製造方法>
本件発明は、以下の工程を有することを特徴とするSPS−Cu水和物の製造方法を提供する。下記工程a)〜d)に示す工程を適用することにより、所望のSPS−Cu水和物を高純度で安定して得ることができるのである。
<Method for producing SPS-Cu hydrate according to the present invention>
This invention provides the manufacturing method of SPS-Cu hydrate characterized by having the following processes. By applying the steps shown in the following steps a) to d), a desired SPS-Cu hydrate can be stably obtained with high purity.

a)MPS−Na水溶液にCuClを加え混合溶液を得る工程。
b)前記混合溶液に有機溶剤を加えてSPS−Cu水和物を晶析させる工程。
c)晶析したSPS−Cu水和物を有機溶剤で洗浄する工程。
d)SPS−Cu水和物の結晶を乾燥する工程。
a) A step of adding CuCl 2 to an MPS-Na aqueous solution to obtain a mixed solution.
b) A step of crystallizing SPS-Cu hydrate by adding an organic solvent to the mixed solution.
c) A step of washing the crystallized SPS-Cu hydrate with an organic solvent.
d) A step of drying the SPS-Cu hydrate crystals.

上記工程a)においては、SPS−Cu製造の出発原料をMPS−Naとしている。MPSは、Cu2+との反応により2量体であるSPSへと変化するため、上記工程a)−工程d)により得られる銅塩も2量体であるSPS構造を有することになるのである。ここで用いる原料はMPS塩であればどのようなものでもかまわないのであるが、製造目的物がMPSの2量体のCu塩である故に現状では最も入手が容易なMPS−Naとしているのである。従って、MPSをK,Ca,Liなど他のアルカリ金属、アルカリ土類金属塩などの形態で入手が容易であればこれらをも用いうるのである。 In the above step a), the starting material for the production of SPS-Cu is MPS-Na. Since MPS changes to SPS which is a dimer by reaction with Cu 2+ , the copper salt obtained by the above steps a) to d) also has an SPS structure which is a dimer. Any raw material may be used as long as it is an MPS salt. However, since the production object is a Cu salt of MPS dimer, MPS-Na is the most readily available at present. . Therefore, if MPS is easily available in the form of other alkali metals such as K, Ca, Li, and alkaline earth metal salts, these can also be used.

このとき、MPS−Na濃度0.5mol/l〜2.0mol/lである水溶液中のMPS−Na量に対してモル比(〔CuCl〕/〔MPS−Na〕)を1.5以上となるようにCuClを添加することが好ましい。ここでモル比を1.5以上としたのは化学反応の平衡状態をSPS−Cu水和物の生成方向に持っていくためには過剰の添加量が好ましいからであるが、4を超えて添加しても効果の向上は見られないため、モル比の上限は4とすることが好ましい。 At this time, the molar ratio ([CuCl 2 ] / [MPS-Na]) is 1.5 or more with respect to the amount of MPS-Na in the aqueous solution having an MPS-Na concentration of 0.5 mol / l to 2.0 mol / l. It is preferable to add CuCl 2 so that Here, the molar ratio was set to 1.5 or more because an excessive amount of addition is preferable in order to bring the equilibrium state of the chemical reaction in the direction of formation of the SPS-Cu hydrate. Since the effect is not improved even when added, the upper limit of the molar ratio is preferably 4.

そして、上記工程b)で前記混合溶液に加える有機溶剤量は、上記工程a)で得られた混合溶液量に対して1倍〜5倍の容量比とすることが好ましい。ここで有機溶剤を加えることは、前記混合溶液中に形成されているSPS−Cu水和物の溶解度を低下させて晶析させつつ平衡状態をずらして形成反応を進行させる故に有用なのである。そして、晶析を加速するためには攪拌や冷却することはもちろんであるが、種結晶を投入すること等も有効であり得るのである。このとき、有機溶剤の添加量が1倍よりも少ないと晶析を推進する効果が小さく、また5倍を超えて添加するとCuCl、NaCl及びMPS−Naまでもが晶析してしまうため、最適な範囲は1倍〜5倍の容量比なのである。また、添加に際してはSPS−Cuの晶析状況を見つつ有機溶剤を少量ずつ分割して添加して最適量を見極めることも有効であり得るのである。そして、ここで用いる有機溶剤はケトン類を用いることが好ましく、中でもアセトンを用いることが更に好ましいのである。そして、SPS−Cu水和物の晶析が終点に達した時点で上澄み液を除き、晶析した結晶を洗浄する次行程に移ることがより好ましいのである。 The amount of the organic solvent added to the mixed solution in step b) is preferably 1 to 5 times the volume ratio of the mixed solution obtained in step a). Here, the addition of the organic solvent is useful because the solubility of the SPS-Cu hydrate formed in the mixed solution is lowered to cause crystallization and the formation reaction proceeds while shifting the equilibrium state. In order to accelerate the crystallization, it is of course possible to stir and cool, but it is also effective to introduce a seed crystal. At this time, if the addition amount of the organic solvent is less than 1 time, the effect of promoting crystallization is small, and if adding more than 5 times, CuCl 2 , NaCl and MPS-Na are also crystallized, The optimum range is 1 to 5 times the capacity ratio. In addition, it can be effective to determine the optimum amount by adding the organic solvent in small portions while observing the crystallization state of SPS-Cu. The organic solvent used here is preferably a ketone, and more preferably acetone. It is more preferable to remove the supernatant liquid when the crystallization of the SPS-Cu hydrate reaches the end point, and to move to the next step of washing the crystallized crystals.

そして、上記工程c)において使用する有機溶剤がCuClを可溶であり、且つSPS−Cu水和物を難溶である有機溶剤であることが好ましい。例えば、ケトン類、アルコール類、ニトリル類が使用でき、これらを単独で又は混合して使用することも可能である。具体的には、ケトン類ではアセトン、アルコール類ではエタノールやメタノール、ニトリル類ではアセトニトリル等から選択できる。これらの溶剤はCuClを可溶であることで晶析したSPS−Cu水和物に付着した塩類を洗い落すことが可能であり、且つSPS−Cu水和物自身を溶解しないために高純度のSPS−Cu水和物が得られるのである。そして前工程b)で使用する晶析用有機溶剤と同一のものを使うことが利便性が高くて好ましく、例えばアセトンを共通の有機溶剤として選択した場合には常温における蒸気圧が比較的低くて取り扱いやすく、沸点も低いために後工程d)における乾燥操作をも容易にするという利点も持っているのである。 The organic solvent used in step c) is preferably an organic solvent that is soluble in CuCl 2 and hardly soluble in SPS-Cu hydrate. For example, ketones, alcohols, and nitriles can be used, and these can be used alone or in combination. Specifically, it can be selected from acetone for ketones, ethanol and methanol for alcohols, and acetonitrile for nitriles. Since these solvents are soluble in CuCl 2 , it is possible to wash away the salts adhering to the crystallized SPS-Cu hydrate, and the high purity because it does not dissolve the SPS-Cu hydrate itself. SPS-Cu hydrate is obtained. It is preferable to use the same organic solvent for crystallization used in the previous step b) because of its high convenience. For example, when acetone is selected as a common organic solvent, the vapor pressure at room temperature is relatively low. Since it is easy to handle and has a low boiling point, it also has the advantage of facilitating the drying operation in the subsequent step d).

そして、上記工程c)においては、洗浄液である有機溶剤中の塩素濃度が20mg/l以下になるまで洗浄することが好ましい。十分な洗浄により結晶に付着しているCuCl量を低レベルにしておくことによって、硫酸系銅電解液に添加する際の塩素の持ち込み量を最低限とし、電解液中の塩素濃度変動をミニマイズするのである。また、下限濃度である20mg/lは銅イオンの色(アセトンを溶媒とした場合には黄色に見える)が見えなくなるレベルにほぼ一致しており、洗浄液の色を二次指標として終点を判定しても実害はないのである。そして、このレベルで塩素を含んでいても使用済みの有機溶剤を前記工程b)に用いることには全く不都合はないのである。 And in the said process c), it is preferable to wash | clean until the chlorine concentration in the organic solvent which is a washing | cleaning liquid will be 20 mg / l or less. By keeping the amount of CuCl 2 adhering to the crystal at a low level by thorough washing, the amount of chlorine brought into the sulfuric acid-based copper electrolyte is minimized, and fluctuations in the chlorine concentration in the electrolyte are minimized. To do. Moreover, the lower limit concentration of 20 mg / l almost coincides with a level at which the color of copper ions (which looks yellow when acetone is used as a solvent) becomes invisible, and the end point is determined using the color of the cleaning solution as a secondary index. But there is no real harm. Even if chlorine is contained at this level, there is no inconvenience in using the used organic solvent in the step b).

そして上記工程d)では工程c)で得られた結晶を乾燥するのである。前述したように工程c)で沸点が低い溶剤を使用することは低温又は減圧での乾燥が可能になり、製造コスト抑制の観点から好ましいのである。   In step d), the crystals obtained in step c) are dried. As described above, the use of a solvent having a low boiling point in step c) enables drying at a low temperature or reduced pressure, which is preferable from the viewpoint of manufacturing cost reduction.

<本件発明に係る電析銅皮膜の形成方法>
本件発明に係る電析銅皮膜の形成方法は、液温を20℃〜60℃とした硫酸系銅電解液を保有又は循環している電解槽中に電析銅皮膜を形成する陰極を陽極と対向させて配置し、電流密度15A/dm〜90A/dmで電解するのである。そして、このときの当該硫酸系銅電解液の銅濃度は20g/l〜120g/l、フリー硫酸濃度は60g/l〜220g/lが好ましいのである。このとき、電流密度が15A/dmを下回ると工業的生産性が極度に乏しくなり、電流密度が90A/dmを超える場合には、得られる電析銅皮膜の析出面の表面粗さが大きくなってしまうのである。そして、銅濃度は20g/l未満では電流密度及び電解液の攪拌状況にもよるが平滑な電析銅皮膜が得られにくくなり、120g/lを超えると硫酸銅水和物の晶析がみられることになるので好ましくないのである。また、フリー硫酸濃度は60g/l未満では電解電圧が上昇して電力コストの増大につながり、220g/lを超えると銅濃度が上限を超えた場合と同様に硫酸銅水和物の晶析がみられることになるので好ましくないのである。しかし、陽極に可溶性陽極として金属銅を使用したり、アスペクト比の大きなスルーホールへのめっき等に適用する場合には更に低電流密度とし、液温その他の条件を見直すことでアノードスライムの発生を防止したり、付廻り性を向上させるなどの目的に応じた条件の最適化をすることも可能である。
<Method for Forming Electrodeposited Copper Film According to the Invention>
In the method for forming an electrodeposited copper film according to the present invention, a cathode for forming an electrodeposited copper film in an electrolytic cell holding or circulating a sulfuric acid-based copper electrolyte having a liquid temperature of 20 ° C. to 60 ° C. is defined as an anode. are opposed disposed, it is to electrolysis at a current density of 15A / dm 2 ~90A / dm 2 . The copper concentration of the sulfuric acid-based copper electrolyte at this time is preferably 20 g / l to 120 g / l, and the free sulfuric acid concentration is preferably 60 g / l to 220 g / l. At this time, when the current density is less than 15 A / dm 2 , the industrial productivity becomes extremely poor, and when the current density exceeds 90 A / dm 2 , the surface roughness of the deposited surface of the obtained electrodeposited copper film is small. It gets bigger. When the copper concentration is less than 20 g / l, although it depends on the current density and the state of stirring of the electrolytic solution, it becomes difficult to obtain a smooth electrodeposited copper film, and when it exceeds 120 g / l, crystallization of copper sulfate hydrate is observed. This is not preferable. When the free sulfuric acid concentration is less than 60 g / l, the electrolysis voltage increases, leading to an increase in power costs. When the free sulfuric acid concentration exceeds 220 g / l, the crystallization of copper sulfate hydrate occurs as in the case where the copper concentration exceeds the upper limit. It is not preferable because it will be seen. However, when metallic copper is used as a soluble anode for the anode or when plating is applied to through-holes with a large aspect ratio, the current density is further reduced, and the generation of anode slime can be achieved by reviewing the liquid temperature and other conditions. It is also possible to optimize the conditions according to the purpose such as preventing or improving the throwing power.

<本件発明に係る電解銅箔の製造方法>
本件発明は前記電析銅皮膜の形成方法を用い、回転陰極に電析した銅皮膜を剥取ることを特徴とする電解銅箔の製造方法を提供する。具体的にはドラム形状をした回転陰極と、その回転陰極の形状に沿って対向配置された鉛合金系陽極又は寸法安定性陽極(DSA)で構成されている電解槽を用いるのが通常である。そして、回転陰極と陽極との間に硫酸系銅電解液を流し、電解反応を利用して銅を回転陰極のドラム表面に析出させ、この析出した銅を回転陰極から連続して引き剥がして箔状態のまま巻き取ることにより生産するのである。このとき、前記電流密度が15A/dmを下回ると工業的生産性が極度に乏しくなり、電流密度が90A/dmを超える場合には、得られる電解銅箔の析出面の粗さが大きくなって低プロファイルの電解銅箔の生産が困難になる傾向にある。そして、より好ましい電流密度は50A/dm〜70A/dmである。
<The manufacturing method of the electrolytic copper foil which concerns on this invention>
This invention provides the manufacturing method of the electrolytic copper foil which peels off the copper film electrodeposited on the rotating cathode using the formation method of the said electrodeposited copper film. Specifically, it is usual to use an electrolytic cell composed of a drum-shaped rotating cathode and a lead alloy-based anode or a dimensionally stable anode (DSA) arranged to face each other along the shape of the rotating cathode. . Then, a sulfuric acid-based copper electrolyte is passed between the rotating cathode and the anode, and copper is deposited on the drum surface of the rotating cathode using an electrolytic reaction, and the deposited copper is continuously peeled off from the rotating cathode to form a foil. It is produced by winding in the state. At this time, when the current density is less than 15 A / dm 2 , the industrial productivity becomes extremely poor. When the current density exceeds 90 A / dm 2 , the roughness of the deposited surface of the obtained electrolytic copper foil is large. Therefore, production of low profile electrolytic copper foil tends to be difficult. A more preferable current density is 50 A / dm 2 to 70 A / dm 2 .

<本件発明に係る電解銅箔>
本件発明に言う「電解銅箔」とは、何ら表面処理を行っていない状態のものであり「未処理銅箔」、「析離箔」等と称されることがある。本件明細書では、これらを含め単に「電解銅箔」と称する。この段階では、防錆処理等の表面処理は何ら行われていない状況であり、電析直後の銅は活性化した状態にあり空気中の酸素により、非常に酸化しやすい状態にあるため、後述のように表面処理が施されるのが一般的である。
<Electrolytic copper foil according to the present invention>
The “electrolytic copper foil” referred to in the present invention is a state in which no surface treatment is performed, and is sometimes referred to as “untreated copper foil”, “deposited foil” or the like. In the present specification, these are simply referred to as “electrolytic copper foil”. At this stage, there is no surface treatment such as rust prevention treatment, and the copper immediately after electrodeposition is in an activated state and is in a state where it is very easily oxidized by oxygen in the air. In general, surface treatment is performed as described above.

前述の製造方法により回転陰極から引き剥がされた電解銅箔の回転陰極と接触していた面は、鏡面仕上げされた回転陰極表面の形状が転写したものとなり、光沢を持ち滑らかな面であるため「光沢面」と称する。これに対し、析出サイドであった側の表面形状は、析出する銅の結晶成長速度が結晶面ごとに異なるため通常は山形の凹凸形状を示すものとなり、こちら側を「析出面」と称し、この析出面の表面粗さが小さいほど優れた低プロファイルの電解銅箔と言うのである。そして一般的には表面処理が施されたこの析出面が銅張積層板を製造する際の絶縁層との張り合わせ面となる。   The surface of the electrolytic copper foil that has been peeled off from the rotating cathode by the above-described manufacturing method is a mirror-finished surface of the rotating cathode that has been transferred and is glossy and smooth. This is called “glossy surface”. On the other hand, the surface shape on the side that was the precipitation side usually shows a mountain-shaped uneven shape because the crystal growth rate of the deposited copper differs for each crystal face, and this side is called the "deposition face" The smaller the surface roughness of the deposited surface, the better the low profile electrolytic copper foil. In general, the deposited surface subjected to the surface treatment serves as a bonding surface with the insulating layer when the copper-clad laminate is manufactured.

<本件発明に係る表面処理銅箔>
本件発明に係る硫酸系銅電解液を用いて製造された電解銅箔は、表面処理工程において用途に応じた表面への粗化処理、防錆処理、シランカップリング剤処理のいずれか一種又は二種以上を施してプリント配線板の絶縁層構成材料と張り合わせる用途に使用されることが一般的であり、これを「表面処理銅箔」と称する。そして、上記粗化処理は析出面上に施されるのが一般的である。
<Surface-treated copper foil according to the present invention>
The electrolytic copper foil produced using the sulfuric acid-based copper electrolyte according to the present invention is one or two of roughening treatment, rust prevention treatment, and silane coupling agent treatment on the surface according to the application in the surface treatment step. Generally, it is used for an application in which a seed or more is applied and bonded to the insulating layer constituting material of the printed wiring board, and this is referred to as “surface-treated copper foil”. The roughening treatment is generally performed on the precipitation surface.

ここでいう粗化処理とは、絶縁層構成材料との密着性を物理的に向上させるための処理であり、電解銅箔の表面に微細金属粒を付着形成させるか、エッチング法で粗化表面を形成するかのいずれかの方法が採用される。大勢では前者の微細金属粒を付着形成して施される粗化処理工程が一般的に採用されており、電解銅箔の析出面上に微細銅粒を析出付着させるヤケめっき工程と、この微細銅粒の脱落を防止するための被せめっき工程とで構成されている。   The roughening treatment here is a treatment for physically improving the adhesion with the insulating layer constituting material, and fine metal particles are adhered to the surface of the electrolytic copper foil, or roughened by etching. Either method is used. In many cases, the former roughening treatment process applied by forming fine metal particles is generally adopted, and the burn plating process for depositing fine copper particles on the deposition surface of the electrolytic copper foil and this fine process are performed. It is comprised with the covering plating process for preventing drop-off | omission of a copper grain.

次に、防錆処理に関して説明する。この防錆処理とは、銅張積層板及びプリント配線板の製造過程で支障をきたすことの無いよう、表面処理銅箔の表面が酸化腐食することを防止するための被覆層を設けるものである。防錆処理に用いられる手法は、ベンゾトリアゾール、イミダゾール等を用いる有機防錆、若しくは亜鉛、クロメート、亜鉛合金等を用いる無機防錆のいずれを採用しても問題はなく、使用目的に最適と考えられる防錆手法を選択すればよい。そして、防錆層の形成方法であるが、有機防錆の場合は、有機防錆剤の溶液を用いた浸漬塗布、シャワーリング塗布、電着等の手法を採用することが可能となる。無機防錆の場合は、電解法、無電解めっき法、スパッタリング法や置換析出法等を用い、防錆元素を電解銅箔層の表面上に析出させることが可能である。   Next, the rust prevention treatment will be described. This rust prevention treatment is to provide a coating layer for preventing the surface of the copper foil from being oxidized and corroded so as not to hinder the manufacturing process of the copper clad laminate and the printed wiring board. . The method used for the rust prevention treatment can be either organic rust prevention using benzotriazole or imidazole, or inorganic rust prevention using zinc, chromate, zinc alloy, etc. What is necessary is just to select the rust prevention method to be used. In the case of organic rust prevention, it is possible to employ techniques such as dip coating, showering coating, and electrodeposition using an organic rust inhibitor solution. In the case of inorganic rust prevention, it is possible to deposit an antirust element on the surface of the electrolytic copper foil layer using an electrolysis method, an electroless plating method, a sputtering method, a displacement precipitation method, or the like.

そして、シランカップリング剤処理とは、粗化処理、防錆処理等が終了した後に、絶縁層構成材料との密着性を化学的に向上させるための処理である。ここで言う、シランカップリング剤処理に用いるシランカップリング剤としては、特に限定を要するものではなく、使用する絶縁層構成材料、プリント配線板製造工程で使用するめっき液等の性状を考慮して、エポキシ系シランカップリング剤、アミノ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤等から任意に選択使用することが可能である。そして、シランカップリング剤吸着層はシランカップリング剤溶液を用いた浸漬塗布、シャワーリング塗布、電着等の手法により形成することが可能である。   And a silane coupling agent process is a process for improving the adhesiveness with an insulating layer constituent material chemically after a roughening process, a rust prevention process, etc. are complete | finished. As used herein, the silane coupling agent used in the silane coupling agent treatment is not particularly limited, considering the properties of the insulating layer constituent material used, the plating solution used in the printed wiring board manufacturing process, and the like. , An epoxy-based silane coupling agent, an amino-based silane coupling agent, a mercapto-based silane coupling agent, and the like. The silane coupling agent adsorption layer can be formed by techniques such as dip coating, showering coating, and electrodeposition using a silane coupling agent solution.

そして、当該表面処理銅箔は、その絶縁層構成材料との張り合わせ面の表面粗さ(Rzjis)が5μm以下の低プロファイルを備えることが好ましい。本件発明に係る電解銅箔自身の表面粗さ(Rzjis)は1μm程度を示すものではあるが、表面処理工程で前述の粗化処理を施した際には表面に形成される銅粒子の平均粒子径が1〜3ミクロン程度であることが多く、結果として最大値が5μm程度となるのである。このような低プロファイルの粗化処理面を備えることで、絶縁層構成材料に張り合わせたときに実用上十分な密着性を確保することが可能で、プリント配線板とした際に十分な耐熱特性、耐薬品性、引き剥がし強さ等を得ることが可能である。   And it is preferable that the said surface treatment copper foil is provided with the low profile whose surface roughness (Rzjis) of the bonding surface with the insulating layer constituent material is 5 micrometers or less. Although the surface roughness (Rzjis) of the electrolytic copper foil itself according to the present invention is about 1 μm, the average particle of the copper particles formed on the surface when the aforementioned roughening treatment is performed in the surface treatment step. The diameter is often about 1 to 3 microns, resulting in a maximum value of about 5 μm. By providing such a low profile roughened surface, it is possible to ensure practically sufficient adhesion when laminated to the insulating layer constituent material, sufficient heat resistance characteristics when used as a printed wiring board, It is possible to obtain chemical resistance, peel strength and the like.

<本件発明に係る銅張積層板>
そして、本件発明に係る銅張積層板は、前記表面処理銅箔を絶縁層構成材料と張り合わせたものであることを特徴とする。ここで、絶縁層構成材料との張り合わせの工程であるが、本件発明に係る前記表面処理銅箔に特有の条件設定などは必要とされず、ホットプレス、フィルムラミネート、そしてキャスティングなどの公知の方法が適用可能である。そして、前記のような低プロファイルの表面処理銅箔を張り合わせた本件発明に係る銅張積層板を用いることにより、従来作成が困難とされていたファインピッチプリント配線板の製造が可能となるのである。
<Copper-clad laminate according to the present invention>
And the copper clad laminated board which concerns on this invention is what laminated | stacked the said surface-treated copper foil with the insulating-layer constituent material, It is characterized by the above-mentioned. Here, although it is a step of bonding with the insulating layer constituting material, it is not necessary to set conditions specific to the surface-treated copper foil according to the present invention, and known methods such as hot pressing, film laminating, and casting Is applicable. And, by using the copper clad laminate according to the present invention in which the low-profile surface-treated copper foil as described above is laminated, it becomes possible to produce a fine pitch printed wiring board that has been conventionally difficult to produce. .

<電析銅皮膜の形成>
電析銅皮膜は外観や表面粗さ評価の容易な電解銅箔を製造して評価することとした。電解銅箔の製造に際しては実施例、比較例とも電解液を循環できるバッチ式の装置を用い、陽極にはDSAを、陰極にはチタン製で表面粗さRzjis=0.86μmの平板を使用した。試験開始直後の2枚目まではチタン製陰極の表面状態の影響が強く出ることが経験上の知見として得られているので、実施例では全て3枚目以降を評価対象とし、実施例1ではそれぞれの試験No.で3枚目に得られたものを、実施例2では液調整をせずに連続4サンプル作成したものの3枚目と4枚目を評価した。ここに得られた電解銅箔の片面はチタン製陰極の表面形状の転写した光沢面、他面側が評価対象とした析出面となっている。
<Formation of electrodeposited copper film>
The electrodeposited copper film was evaluated by producing an electrolytic copper foil whose appearance and surface roughness were easy to evaluate. In the production of the electrolytic copper foil, a batch type apparatus that can circulate the electrolytic solution was used in both the examples and the comparative examples, DSA was used as the anode, and a flat plate made of titanium and having a surface roughness of Rzjis = 0.86 μm was used as the cathode. . Since it has been empirically found that the influence of the surface condition of the titanium cathode is strong until the second sheet immediately after the start of the test, all the third and subsequent sheets are evaluated in the examples. Each test No. In Example 2, the third and fourth sheets of the four samples prepared in Example 2 without any liquid adjustment were evaluated. One surface of the electrolytic copper foil obtained here is a glossy surface to which the surface shape of the titanium cathode is transferred, and the other surface side is a deposition surface to be evaluated.

〔実施例1〕
実施例1では、イオン交換水を用いて銅濃度80g/l、フリー硫酸濃度140g/l、DDAC重合体濃度4ppm、塩素濃度20ppmとし、そしてSPS−Cu水和物を添加して表1に記載の濃度とした硫酸系銅電解液を調製した。そして、この硫酸系銅電解液を液温50℃とし、電流密度60A/dmで電解し、12μm厚さの電解銅箔3枚を得た。それぞれ3枚目に得られた電解銅箔の析出面の光沢度[Gs(60°)]と表面粗さ[Rzjis]の評価データを表1に製造条件と合わせて示す。なお、表中に記載されているMDとはMachine Direction(電解試験中の上下方向をいい、回転ドラムを用いた連続生産状態ではウェブ状銅箔の進行方向に相当する。)、TDはTransverse Direction(MDに直交する方向)の略号として用いており、光沢度[Gs(60°)]測定の際には光の入射、反射方向を示している。そして、表面粗さ(Rzjis)はJIS B 0601−2001に準拠してTD方向に測定している。また、光沢度は日本電色工業株式会社製VG−2000型を用い、JIS Z 8741−1997に準拠して測定している。
[Example 1]
In Example 1, using ion-exchanged water, the copper concentration is 80 g / l, the free sulfuric acid concentration is 140 g / l, the DDAC polymer concentration is 4 ppm, the chlorine concentration is 20 ppm, and SPS-Cu hydrate is added and listed in Table 1. A sulfuric acid-based copper electrolyte having a concentration of 1 was prepared. Then, this sulfuric acid-based copper electrolyte was electrolyzed at a current density of 60 A / dm 2 at a liquid temperature of 50 ° C., and three electrolytic copper foils having a thickness of 12 μm were obtained. Table 1 shows the evaluation data of the glossiness [Gs (60 °)] and the surface roughness [Rzjis] of the deposited surface of the electrolytic copper foil obtained on the third sheet, together with the production conditions. The MD described in the table is Machine Direction (the vertical direction during the electrolytic test, which corresponds to the traveling direction of the web-like copper foil in the continuous production state using the rotating drum), and TD is the Transverse Direction. It is used as an abbreviation (direction orthogonal to MD), and indicates the direction of incidence and reflection of light when measuring glossiness [Gs (60 °)]. The surface roughness (Rzjis) is measured in the TD direction according to JIS B 0601-2001. Moreover, the glossiness is measured according to JIS Z 8741-1997, using a VG-2000 type manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.

Figure 2007247007
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上記結果をみると、SPS−Cu無添加の電解液から得られた電解銅箔は光沢度[Gs(60°)]が7.3及び7.4、表面粗さRzjisが1.82μmであり光沢箔とは言い難い物となっている。これに対し、SPS−Cu水和物を用いて調製されたことを特徴とする硫酸系銅電解液を用いて得られた電解銅箔は光沢度[Gs(60°)]が477〜571、表面粗さRzjisが0.63μm〜0.83μmを示しており、SPS−Cu水和物を含有する銅電解液とすることで平滑で且つ高光沢を有する電析銅皮膜が得られることが確認された。   The above results show that the electrolytic copper foil obtained from the SPS-Cu-free electrolyte has glossiness [Gs (60 °)] of 7.3 and 7.4, and surface roughness Rzjis of 1.82 μm. It is difficult to say glossy foil. On the other hand, the electrolytic copper foil obtained by using a sulfuric acid-based copper electrolyte prepared using SPS-Cu hydrate has a gloss [Gs (60 °)] of 477 to 571, The surface roughness Rzjis is 0.63 μm to 0.83 μm, and it is confirmed that an electrodeposited copper film having smooth and high gloss can be obtained by using a copper electrolyte containing SPS-Cu hydrate. It was done.

〔実施例2〕
実施例2では、実施例1で用いたDDAC重合体を膠に置き換え、イオン交換水を用いて銅濃度80g/l、フリー硫酸濃度140g/l、膠濃度3ppm、塩素濃度10ppmとし、そしてSPS−Cu水和物を添加してSPS−Cu濃度を1.5ppmとした硫酸系銅電解液を調製した。そして、この硫酸系銅電解液を液温50℃とし、電流密度60A/dmで電解し、添加剤の追加をしないまま12μm厚さで4枚作成し、3枚目以降の2枚について光沢度[Gs(60°)]及び表面粗さ(Rzjis)を評価した。結果を表2に示す。
[Example 2]
In Example 2, the DDAC polymer used in Example 1 was replaced with glue, ion exchange water was used to give a copper concentration of 80 g / l, free sulfuric acid concentration of 140 g / l, glue concentration of 3 ppm, chlorine concentration of 10 ppm, and SPS- A sulfuric acid-based copper electrolyte was prepared by adding Cu hydrate to a SPS-Cu concentration of 1.5 ppm. Then, this sulfuric acid-based copper electrolytic solution was electrolyzed at a current temperature of 60 A / dm 2 at a liquid temperature of 50 ° C., and four sheets with a thickness of 12 μm were prepared without adding an additive. Degree [Gs (60 °)] and surface roughness (Rzjis) were evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2007247007
Figure 2007247007

上記で得られた電解銅箔析出面の光沢度[Gs(60°)]を見ると膠を用いた場合には300〜421であり、DDAC重合体を用いた場合の光沢度[Gs(60°)]には及ばなかった。しかし、外観は均一で筋状の模様などは発生しておらず、表面粗さ(Rzjis)は0.78μm及び0.83μmであってDDAC重合体を用いた場合とほぼ同一のレベルであった。従って、膠を添加剤として用いても光沢度[Gs(60°)]300以上の高光沢であり平滑な電析銅皮膜が形成可能である。   When the gloss [Gs (60 °)] of the electrolytic copper foil deposited surface obtained above is observed, it is 300 to 421 when glue is used, and the gloss [Gs (60) when a DDAC polymer is used. °)]. However, the appearance was uniform and no streaky pattern was generated, and the surface roughness (Rzjis) was 0.78 μm and 0.83 μm, which was almost the same level as when DDAC polymer was used. . Therefore, even when glue is used as an additive, it is possible to form a high-gloss and smooth electrodeposited copper film having a glossiness [Gs (60 °)] of 300 or more.

〔比較例1〕
比較例1では、MPS−Naを添加剤として使用を継続した場合を想定した銅電解液とした。そのため、基本は実施例と同様イオン交換水を用いて銅濃度80g/l、フリー硫酸濃度140g/l、DDAC重合体濃度4ppm、塩素濃度20ppm、そしてMPS−Naを添加してMPS−Na濃度を6ppmとした硫酸系銅電解液を調製した。そしてNaイオンの蓄積を再現するためにNaSOを添加して表3に記載のNa濃度に調整した。ここで、NaSO無添加の電解液でも10ppm程度のNaは不純物として存在していたと考えられる。そして、この硫酸系銅電解液を液温50℃とし、添加剤の追加をしないまま電流密度60A/dmで電解して12μm厚さの電解銅箔5枚を作成し、5枚目のサンプルについて光沢度[Gs(60°)]及び目視外観を評価し、Naによる添加剤効果の阻害性を調査した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 1]
In the comparative example 1, it was set as the copper electrolyte which assumed the case where use was continued as MPS-Na as an additive. Therefore, basically, as in the examples, using ion-exchanged water, the copper concentration was 80 g / l, the free sulfuric acid concentration was 140 g / l, the DDAC polymer concentration was 4 ppm, the chlorine concentration was 20 ppm, and MPS-Na was added to reduce the MPS-Na concentration. A sulfuric acid-based copper electrolyte with 6 ppm was prepared. And adjusted to Na concentration described in Table 3 was added over Na 2 SO 4 in order to reproduce the accumulation of Na ion. Here, it is considered that about 10 ppm of Na was present as an impurity even in the electrolyte solution without addition of Na 2 SO 4 . Then, this sulfuric acid-based copper electrolytic solution was set at a liquid temperature of 50 ° C., and electrolysis was carried out at a current density of 60 A / dm 2 without adding an additive to produce five 12 μm-thick electrolytic copper foils. The glossiness [Gs (60 °)] and visual appearance were evaluated, and the inhibitory effect of the additive effect by Na was investigated. The results are shown in Table 3.

Figure 2007247007
Figure 2007247007

上記から、MPS−Naの添加を継続してNaが高濃度になった場合を想定したNa濃度:0.5g/l〜3.0g/lの銅電解液を用いて得られる平滑電解銅箔では光沢度[Gs(60°)]が400〜650レベルを示す銅箔を得ることはできるが、外観の目視検査の結果では筋状の模様が発生してしまっている。従って、Naイオンを高濃度で含有する硫酸系銅電解液からは安定して均一な高光沢度の電析銅皮膜は得られないのである。このことから、電解液中へのNaの蓄積を防止するという観点においてSPS−Cu水和物を用いることの技術的な意義が非常に大きいことが判る。   From the above, smooth electrolytic copper foil obtained by using a copper electrolyte of Na concentration: 0.5 g / l to 3.0 g / l assuming that the concentration of Na is increased by continuing the addition of MPS-Na Then, it is possible to obtain a copper foil having a gloss level [Gs (60 °)] of 400 to 650, but a streak pattern is generated as a result of visual inspection of the appearance. Therefore, a stable and uniform electrodeposited copper film having a high glossiness cannot be obtained from a sulfuric acid-based copper electrolyte containing a high concentration of Na ions. From this, it can be seen that the technical significance of using SPS-Cu hydrate is very large in terms of preventing accumulation of Na in the electrolytic solution.

上記により、本件発明に係るSPSを含有する硫酸系銅電解液でありSPS−Cuを用いた場合には当該銅電解液へのNaの蓄積を懸念する必要が無くなり、更に均一な低プロファイルで光沢を有する電析銅皮膜の形成が、同一電解液を用い長期間安定して実施可能になるのである。よって、前述の銅電鋳やプリント配線板の加工プロセスにおいても同様の品質要求に対しては優れた効果を発揮するものであると確信できる。なお、上記では電解銅箔の製造を目的とした溶液構成として良好な結果を得ているが、実操業に当たっては目的とする用途によって最適な範囲に変更をしてもかまわないのである。そして、本件発明に係る硫酸系銅電解液はその他の添加剤類の存在を否定しているものでもなく、上記添加剤類の効果を更に際だたせたり、連続生産時の品質安定化に寄与できること等が確認されているものであれば任意に添加してかまわないのである。但し、その他の添加剤類としてNa塩を用いることは、本件発明の趣旨からいって好ましくないのである。   As described above, when SPS-Cu is used, which is a sulfuric acid-based copper electrolyte containing SPS according to the present invention, there is no need to worry about accumulation of Na in the copper electrolyte, and gloss with a uniform low profile Thus, the formation of the electrodeposited copper film having the above can be carried out stably for a long period of time using the same electrolytic solution. Therefore, it can be convinced that the above-described copper electroforming and printed wiring board processing processes also exhibit excellent effects with respect to similar quality requirements. In the above, good results have been obtained as a solution structure for the purpose of producing an electrolytic copper foil. However, in the actual operation, the optimum range may be changed depending on the intended use. And the sulfuric acid-based copper electrolyte according to the present invention does not deny the presence of other additives, and can further enhance the effects of the above additives or contribute to stabilizing the quality during continuous production. If it is confirmed, etc., it may be added arbitrarily. However, the use of Na salts as other additives is not preferable for the purpose of the present invention.

本件発明に係る硫酸系銅電解液は、電解液中に添加される3−メルカプト−1−スルホン酸に随伴していることによって連続操業時に蓄積し、析出形態に悪影響を及ぼすアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含んでいないことから、長期使用に耐えるものである。従って、当該硫酸系銅電解液は、テープ オートメーティド ボンディング基板(TAB)やチップ オン フレキシブル基板(COF)等のファインピッチ回路の形成を要求される用途に求められる低プロファイル電解銅箔を安定的に製造するのに好適な硫酸系銅電解液であり、もちろん装飾用途の他、電鋳用途やプリント配線板の加工に用いられる銅めっき用途などにも好適に使用可能なのである。   The sulfuric acid-based copper electrolytic solution according to the present invention accumulates during continuous operation by accompanying 3-mercapto-1-sulfonic acid added to the electrolytic solution, and has an adverse effect on the precipitation form. Because it does not contain similar metals, it can withstand long-term use. Therefore, the sulfuric acid-based copper electrolyte provides stable low profile electrolytic copper foil that is required for applications that require the formation of fine pitch circuits such as tape automated bonding substrates (TAB) and chip-on-flexible substrates (COF). Of course, it is a sulfuric acid-based copper electrolyte suitable for production, and can be suitably used not only for decorative purposes but also for electroplating and copper plating used for processing printed wiring boards.

Claims (17)

ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド成分を含有した硫酸系銅電解液であって、
前記ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド成分は、その供給源としてビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物を用いたことを特徴とする硫酸系銅電解液。
A sulfuric acid-based copper electrolyte containing a bis (3-sulfopropyl) disulfide component,
The bis (3-sulfopropyl) disulfide component uses a bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate as its supply source.
環状構造を持つ4級アンモニウム塩重合体及び塩素イオンを含むことを特徴とする請求項1に記載の硫酸系銅電解液。 The sulfuric acid-based copper electrolyte according to claim 1, comprising a quaternary ammonium salt polymer having a cyclic structure and chloride ions. 膠及び塩素イオンを含むことを特徴とする請求項1に記載の硫酸系銅電解液。 The sulfuric acid-based copper electrolyte according to claim 1, comprising glue and chlorine ions. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の硫酸系銅電解液に用いるビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法であって、
以下の工程を有することを特徴とするビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。
a)3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム水溶液に塩化第二銅を加え混合溶液を得る工程。
b)前記混合溶液に有機溶剤を加えてビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物を晶析させる工程。
c)晶析したビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の結晶を有機溶剤で洗浄する工程。
d)ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の結晶を乾燥する工程。
It is a manufacturing method of the bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate used for the sulfuric acid system copper electrolyte solution according to any one of claims 1 to 3,
The manufacturing method of the bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate characterized by having the following processes.
a) A step of adding a cupric chloride to a sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate aqueous solution to obtain a mixed solution.
b) A step of crystallizing bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate by adding an organic solvent to the mixed solution.
c) A step of washing the crystallized bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate crystals with an organic solvent.
d) A step of drying the crystals of bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate.
前記工程a)における混合溶液は、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム濃度が0.5mol/l〜2.0mol/lであり、水溶液中の塩化第二銅と3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム量のモル比(〔塩化第二銅〕/〔3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム〕)は1.5以上であることを特徴とする請求項4に記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 The mixed solution in step a) has a sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate concentration of 0.5 mol / l to 2.0 mol / l, and cupric chloride and 3-mercapto-1-propane in an aqueous solution. The molar ratio of sodium sulfonate amount ([cupric chloride] / [3-mercapto-1-propanesulfonic acid sodium salt]) is 1.5 or more, bis (3- (Sulfopropyl) disulfide copper hydrate production method. 前記工程b)において加える有機溶剤量は、上記工程a)で得られた混合溶液量に対して1倍〜5倍の容量であることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 6. The screw according to claim 4, wherein the amount of the organic solvent added in the step b) is 1 to 5 times the volume of the mixed solution obtained in the step a). A method for producing (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate. 前記工程b)において使用する有機溶剤はケトン類であることを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれかに記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 The method for producing bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate according to any one of claims 4 to 6, wherein the organic solvent used in the step b) is a ketone. 前記ケトン類はアセトンであることを特徴とする請求項7に記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 The method for producing bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate according to claim 7, wherein the ketones are acetone. 前記工程c)において使用する有機溶剤は塩化第二銅を溶解し、ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物を難溶とする有機溶剤であることを特徴とする請求項4〜請求項8のいずれかに記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 The organic solvent used in the step c) is an organic solvent that dissolves cupric chloride and hardly dissolves bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate. 9. A method for producing bis (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate according to any one of 8 above. 前記工程c)において使用する有機溶剤はケトン類、アルコール類、ニトリル類から選択されたいずれか一種又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項4〜請求項9のいずれかに記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 10. The bis according to claim 4, wherein the organic solvent used in the step c) is any one selected from ketones, alcohols and nitriles or a mixture thereof. A method for producing (3-sulfopropyl) disulfide copper hydrate. 前記工程c)において、洗浄液である有機溶剤中の塩素濃度が20mg/l以下になるまで洗浄することを特徴とする請求項4〜請求項10のいずれかに記載のビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド銅水和物の製造方法。 The bis (3-sulfopropyl) according to any one of claims 4 to 10, wherein, in the step c), washing is performed until a chlorine concentration in an organic solvent as a washing liquid is 20 mg / l or less. Method for producing disulfide copper hydrate. 請求項1〜請求項3のいずれかに係る硫酸系銅電解液を用い、液温20℃〜60℃とし、電流密度15A/dm〜90A/dmで電解することを特徴とする電析銅皮膜の形成方法。 Electrodeposition characterized by electrolyzing at a current density of 15 A / dm 2 to 90 A / dm 2 at a liquid temperature of 20 ° C. to 60 ° C. using the sulfuric acid-based copper electrolytic solution according to claim 1. A method for forming a copper film. 請求項12に記載の電析銅皮膜の形成方法を用い、陰極に電析させた銅皮膜を剥取ることを特徴とする電解銅箔の製造方法。 A method for producing an electrolytic copper foil, wherein the method for forming an electrodeposited copper film according to claim 12 is used to strip the copper film electrodeposited on the cathode. 請求項13に記載の電解銅箔の製造方法を用いて得られた電解銅箔。 The electrolytic copper foil obtained using the manufacturing method of the electrolytic copper foil of Claim 13. 請求項14に記載の電解銅箔の表面に粗化処理、防錆処理、シランカップリング剤処理のいずれか一種又は二種以上を行った表面処理銅箔。 The surface-treated copper foil which performed any 1 type, or 2 or more types of the roughening process, the antirust process, and the silane coupling agent process on the surface of the electrolytic copper foil of Claim 14. 前記表面処理銅箔の、絶縁層構成材料との張り合わせ面の表面粗さ(Rzjis)が5μm以下であることを特徴とする請求項15に記載の表面処理銅箔。 The surface-treated copper foil according to claim 15, wherein the surface-treated copper foil has a surface roughness (Rzjis) of a bonding surface with the insulating layer constituting material of 5 μm or less. 請求項15又は請求項16に記載の表面処理銅箔を絶縁層構成材料と張り合わせてなることを特徴とする銅張積層板。 A copper clad laminate comprising the surface-treated copper foil according to claim 15 or 16 and an insulating layer constituting material.
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