JP2010192669A - 電磁シールド用めっき膜、電磁シールド基板及びその製造方法 - Google Patents

電磁シールド用めっき膜、電磁シールド基板及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】シールド効果をより高く得ることができる電磁シールド用めっき膜を提供する。
【解決手段】X線回折で得られる(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比[(220)/(111)]が1以上である結晶配向を有し、カーボンナノチューブを含有するCuめっき膜と、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜の、少なくとも一方からなる。このような結晶配向を有し且つカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜や、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜を用いて、電磁波シールド効果が高い電磁シールド用めっき膜を形成することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、電磁波シールドに適しためっき膜に関するものであり、またこの電磁シールド用めっき膜を用いた電磁シールド基板及びその製造方法に関するものである。
電子部品は電磁波を放出するノイズ源となったり、電磁波の影響で誤動作をしたりするおそれがあり、電子部品を実装する基板に電磁波シールドをすることがある。
例えば特許文献1では、無電解めっきを施して無電解めっき膜を形成することによって電磁波シールドを行なうことが提案されているが、無電解めっきは成膜速度が遅く、生産性が悪いという問題がある。また特許文献2や特許文献3には、電磁波シールドシートを用い、このシートを粘着剤で貼り付けることによって、電磁波シールドを行なうことが提案されているが、貼り付ける対象物の形状自由性がなく、しかも補修性に問題がある。
そこで、電気めっきを施してCuめっき膜やNiめっき膜を形成することによって、電磁波をシールドすることが行なわれている(特許文献4参照)。
特開平7−58478号公報 特開2006−114877号公報 特開2005−268520号公報 特開2008−218777号公報
電気めっきは成膜速度が速く、対象形状物の形状自由性もあるので、上記のような問題なく、電磁波シールドを行なうことができる。しかし、電気めっきで形成されたCuめっき膜やNiめっき膜では、電磁波のシールド効果が不十分な場合があり、さらに高い電磁波シールド性が要求されているのが現状である。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シールド効果をより高く得ることができる電磁シールド用めっき膜を提供することを目的とするものであり、またシールド効果の高い電磁シールド基板及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明に係る電磁シールド用めっき膜は、X線回折で得られる(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比[(220)/(111)]が1以上である結晶配向を有し、且つカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜と、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜の、少なくとも一方からなることを特徴とするものである。
このような(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比[(220)/(111)]が1以上である結晶配向を有し、しかもカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜や、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜は、電磁波シールド性が高いものであり、シールド効果をより高く得ることができる電磁シールド用めっき膜を形成することができるものである。
また本発明は、上記のCuめっき膜及びNiめっき膜中の、カーボンナノチューブの含有量が0.05〜1.0質量%であることを特徴とするものである。
Cuめっき膜やNiめっき膜中のカーボンナノチューブの含有量をこの範囲に設定することによって、めっき液へのカーボンナノチューブの分散性を損なうことなく、シールド効果を向上することができるものである。
また本発明において、上記Cuめっき膜及びNiめっき膜の厚みが、2〜50μmであることを特徴とするものである。
Cuめっき膜やNiめっき膜の厚みをこの範囲に設定することによって、カーボンナノチューブが脱離することなく、密着不良やクラックの問題のないCuめっき膜やNiめっき膜を形成することができるものである。
本発明に係る電磁シールド基板は、回路パターンを有する基板の表面に、上記の電磁シールド用めっき膜が形成されて成ることを特徴とするものである。
この発明によれば、電子部品が実装される基板を利用して、電子部品からの電磁波が漏れたり、外部からの電磁波が電子部品に影響を与えたりすることを防ぐ、電磁波シールドを行なうことができるものである。
本発明に係る電磁シールド基板の製造方法は、基板の表面に導電膜を形成する工程と、導電膜にパターンニングを施して回路パターンを形成する工程と、銅めっき浴を用いて導電膜の表面に電気めっきを行なって、X線回折で得られる(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比[(220)/(111)]が1以上である結晶配向を有し、且つカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜を形成する工程と、ニッケルめっき浴を用いて基板の表面に電気めっきを行なって、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜を形成する工程の少なくとも一方の工程を有することを特徴とするものである。
この発明によれば、電磁波シールド性に優れた電磁シールド基板を製造することができるものである。
本発明によれば、電磁波シールド性の高いCuめっき膜やNiめっき膜で、シールド効果をより高く得ることができる電磁シールド用めっき膜を形成することができるものであり、またシールド効果の高い電磁シールド基板を得ることができるものである。
本発明の実施の形態の一例を示すものであり、(a)乃至(g)はそれぞれ斜視図である。 実施例1及び比較例1〜3のCuめっき膜のシールド効果と周波数の関係を示すグラフである。 実施例1及び比較例1〜3のCuめっき膜のX線回折チャートである。 実施例1及び比較例1〜3のCuめっき膜の電気抵抗値と周波数の関係を示すグラフである。 実施例2及び比較例4のNiめっき膜のシールド効果と周波数の関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る電磁シールド用めっき膜は、Cuめっき膜やNiめっき膜によって形成されるものであり、Cuめっき膜とNiめっき膜はそれぞれ単独で電磁シールド用めっき膜を形成することができる他、Cuめっき膜とNiめっき膜を重ねた複層構成に電磁シールド用めっき膜を形成することができる。
そして本発明において、Cuめっき膜やNiめっき膜には、カーボンナノチューブを含有させるようにしてある。このようにCuめっき膜やNiめっき膜中にカーボンナノチューブを含有させることによって、めっき膜の導電性を高め、電磁波シールド性を向上することができるものであり、電磁波シールド性が高い電磁シールド用めっき膜を形成することができるものである。
銅めっき浴やニッケルめっき浴を用いて電気めっきする際に、銅めっき浴やニッケルめっき浴にカーボンナノチューブを添加して混合しておくことによって、Cuめっき膜中やNiめっき膜中にカーボンナノチューブを均一に含有させることができるものである。
Cuめっき膜中やNiめっき膜中のカーボンナノチューブの含有量は、銅めっき浴やニッケルめっき浴へのカーボンナノチューブの添加量を調整することによって、任意に設定することができるが、Cuめっき膜やNiめっき膜中に、0.05〜1.0質量%の範囲でカーボンナノチューブが含有されるようにすることが好ましく、0.1〜0.5質量%の範囲がより好ましい。カーボンナノチューブの含有量がこの範囲より少ないと、カーボンナノチューブによる電磁波シールド向上の効果を十分に得ることができない。カーボンナノチューブの含有量がこの範囲を超えて多い場合には、銅めっき浴やニッケルめっき浴にカーボンナノチューブを均一に分散させることが困難になって、製造上の問題が生じたり、またCuめっき膜やNiめっき膜に品質上の問題が生じたりするおそれがある。
また本発明は、上記のCuめっき膜として、Cuめっき膜の結晶構造をX線回折法で解析する際に、(220)面で得られるピーク強度と(111)面で得られるピーク強度の比[(220)面のピーク強度/(111)面のピーク強度]が1以上である結晶配向を有するものを用いるものである。
このように、(220)面のピーク強度が(111)面のピーク強度より大きく、この比が1以上である結晶配向を有するCuめっき膜は、電磁波を遮断するシールド効果が高く、高い電磁波シールド性を有する電磁シールド用めっき膜を形成することができるものである。ちなみに、従来から一般に使用されるCuめっき膜の結晶配向は、(220)面のピーク強度が(111)面のピーク強度より小さいものであり、この比が1未満である。そして本発明で用いる(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比が1以上である結晶配向を有するCuめっき膜は、従来のCuめっき膜より導電性が高く、従来のCuめっき膜より高い電磁波シールド性を有するものである(このことは後述の実施例で例証する)。本発明で用いるCuめっき膜は、(220)面のピーク強度が(111)面のピーク強度より大きければよいものであって、この比の上限値は特に設定されない。
本発明においてCuめっき膜やNiめっき膜の膜厚は特に制限されるものではないが、めっき膜の膜厚は2〜50μmの範囲が好ましく、10〜30μmの範囲がより好ましい。Cuめっき膜やNiめっき膜の膜厚がこの範囲より小さいと、めっき膜中にカーボンナノチューブがうまく取り込まれず、脱落するおそれがある。めっき膜の膜厚がこの範囲を超えて大きい場合には、めっきに長時間を要するなど製造効率が悪くなり、しかもめっき膜の膜応力が大きくなって密着不良やクラックなどの品質上の問題が生じるおそれがある。
ここで、上記のような結晶配向を有し、カーボンナノチューブを含有するCuめっき膜を形成するのに適した銅めっき浴の浴組成の一例を示す。尚、組成の数値は水溶液中の濃度であり、「L」はリットルを意味する。
(銅めっき浴組成)
○硫酸銅・五水和物(濃度:100〜300g/L、好ましくは150〜250g/L)
○硫酸(濃度:30〜100g/L、好ましくは40〜60g/L)
○塩素イオン(濃度:0〜1000mg/L、好ましくは30〜120mg/L)
○ノニオン系界面活性剤(濃度:1×10−6〜1×10−4mol/L、好ましくは1×10−5〜5×10−5mol/L)
○ブライトナー成分(濃度:0.1〜100ppm、好ましくは1〜10ppm)
○レベラー成分(濃度:0.1〜100ppm、好ましくは1〜10ppm)
○カーボンナノチューブ(濃度:0.1〜10g/L、好ましくは1〜3g/L)
上記のノニオン系界面活性剤は分散剤として配合されるものである。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルポリグルコシド、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステルなどを用いることができる。これらのなかでも、ポリアクリル酸もしくはその塩が好ましく、またポリアクリル酸の分子量は3000〜40000程度の範囲が好ましい。
また上記のブライトナー成分は、めっきの結晶を微細化してめっき膜を緻密化する効果を有するものである。このブライトナー成分としては、例えば、ビス(3−スルホプロピル)ジサルファイド(2ナトリウム塩)、ビス(2−スルホプロピル)ジサルファイド(2ナトリウム塩)、ビス(3−スルホ−2−ヒドロキシプロピル)ジサルファイド(2ナトリウム塩)、ビス(4−スルホブチル)ジサルファイド(2ナトリウム塩)、ビス(p−スルホフェニル)ジサルファイド(2ナトリウム塩)、3−(ベンゾチアゾリル−2−チオ)プロピルスルホン酸(ナトリウム塩)、ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィド、N,N−ジメチル−ジチオカルバミン酸−(3−スルホプロピル)エステル(ナトリウム塩)、O−エチル−ジエチル炭酸−S−(3−スルホプロピル)エステル(カリウム塩)、S−(2−エチルアミド)−チオプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)、S−(3−プロピルアミド)−チオプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)、S−(4−ブチルアミド)−チオプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)、S−(3−ブチルアミド)−チオプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)、S−(3−プロピルアミド)−チオプロピル−2−ヒドロキシ−3−スルホン酸(ナトリウム塩)、S−(3−プロピルアミド)−チオフェニルスルホン酸(ナトリウム塩)、S−(N,N−ジメチル−3−プロピルアミド)−チオプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)、S−(N−フェニル−3−プロピルアミド)−チオプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)等を用いることができる。
また上記のレベラー成分は、めっき膜の表面を平滑化する効果を有するものである。このレベラー成分としては、例えば、ヤーヌスグリーンB、ヤーヌスブラック、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、オーラミン、C.I.ベーシックレッド2、C.I.ダイレクトイエロー1、C.I.ベーシックブラック2、トルイジンブルー、3−アミノ−6−ジメチルアミノ−2−メチルフェナジン−塩酸等の染料、及びこれらの染料の誘導体、コハク酸イミド、2′−ビス(2−イミダゾリン)などのイミダゾリン類、イミダゾール類、ベンゾイミダゾール類、インドール類、2−ビニルピリジン、4−アセチルピリジン、4−メルカプト−2−カルボキシルピリジン、2,2′−ビピリジル、フェナントロリンなどのピリジン類、キノリン類、イソキノリン類、アニリン、ジアミノメチレンアミノ酢酸、グリシン、N−メチルグリシン、ジメチルグリシン、β-アラニン、システイン、グルタミン酸、アスパラギン酸、アミノ吉草酸、オルニチン、チオ尿素、1,3−ジメチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジエチルチオ尿素、N,N′−ジイソプロピルチオ尿素、アリルチオ尿素、アセチルチオ尿素、エチレンチオ尿素、1,3−ジフェニルチオ尿素、二酸化チオ尿素等を用いることができる。
さらにカーボンナノチューブとしては、特に限定されるものではないが、例えば昭和電工株式会社製気相法炭素繊維(商品名「VGCF」:直径150nm、長さ10〜20μm、マルチウォール)を用いることができるが、勿論これに限られず、直径1〜200nm、長さ0.5〜20μmのカーボンナノチューブであればよい。またマルチウォールに限らず、シングルウォールやカップスタック型のカーボンナノチューブであってもよい。
上記の銅めっき浴は硫酸銅浴であるが、これに限られるものではなく、シアン化銅浴、ピロリン酸銅浴、硼弗化銅浴などであってもよい。
そして上記の銅めっき浴を用いて電気めっきを行なうことによって、カーボンナノチューブを含有するCuめっき膜を形成することができるものである。めっき条件は、銅めっき浴を20〜60℃の温度、好ましくは20〜30℃に調整し、電流密度を0.1〜5A/dm、好ましくは1〜4A/dmに設定することができる。めっき方法は直流めっきが一般的であるが、これに限らず、電流反転めっき法やパルスめっき法であってもよい。このようにして形成されるCuめっき膜は(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比が1以上の結晶配向を示すものであり、高い電磁波シールド性を示すものである。
次に、上記のようなカーボンナノチューブを含有するNiめっき膜を形成するのに適したニッケルめっき浴の浴組成の一例を示す。
(ニッケルめっきワット浴組成)
○硫酸ニッケル(濃度:100〜500g/L、好ましくは200〜400g/L)
○塩化ニッケル(濃度:20〜80g/L、好ましくは30〜60g/L)
○硼酸(濃度:10〜50g/L、好ましくは20〜40g/L)
○ノニオン系界面活性剤(濃度:1×10−6〜1×10−4mol/L、好ましくは1×10−5〜5×10−5mol/L)
○ブチンチオール(濃度:1×10−3〜1×10−2mol/L、好ましくは1×10−3〜5×10−3mol/L)
○サッカリン(濃度:0.1〜10g/L、好ましくは1〜3g/L)
○カーボンナノチューブ(濃度は:0.1〜10g/L、好ましくは1〜3g/L)
上記のニッケルめっき浴はワット浴であるが、これに限らず、スルファミン酸ニッケル浴、クエン酸ニッケル浴、硫酸ニッケル浴、ウッド浴、硼弗化ニッケル浴などであってもよい。
そして上記のニッケルめっき浴を用いて電気めっきを行なうことによって、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜を形成することができるものである。めっき条件は、ニッケルめっき浴を20〜80℃の温度、好ましくは20〜30℃に調整し、電流密度を0.1〜20A/dm、好ましくは0.5〜10A/dmに設定することができる。めっき方法は直流めっきが一般的であるが、これに限らず、電流反転めっき法やパルスめっき法であってもよい。
上記の電気めっきは、例えば基板の表面に導電膜をシード層として形成し、上記の銅めっき浴やニッケルめっき浴に基板を浸漬し、導電膜に通電することによって行なうことができるものであり、導電膜の表面にCuめっき膜やNiめっき膜を析出させて、電磁シールドめっき膜を形成することができるものである。このCuめっき膜やNiめっき膜の上から、さらにCuめっき、Niめっき、Agめっき、Auめっき、Snめっき、Znめっき、Feめっき、Coめっきなどの各種のめっきを施すようにしてもよい。
尚、本発明は、上記のCuめっき膜やNiめっき膜の他に、Agめっき膜、Auめっき膜、Snめっき膜、Znめっき膜、Feめっき膜、Coめっき膜などに適用することも可能である。
次に、上記のCuめっき膜やNiめっき膜からなる電磁シールド用めっき膜を形成した電磁シールド基板について説明する。
図1(a)は電気絶縁性の基板1を示すものであり、アルミナ(92〜99%純度が好ましい)、窒化アルミニウム、炭化ケイ素(SiC)などのセラミック材料や、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの高耐熱性のポリマー材料で形成したものを用いることができる。この基板1には電子部品を実装するための凹所2が設けてある。
次に、基板1の表面に凹所2内も含めた全面に、図1(b)ように導電膜3を形成する。導電膜3の形成は、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの物理蒸着法で行なうことができるが、これらに限定されるものではなく、無電解めっきなどで導電膜3を形成することができる。導電膜3の材料は銅が一般的であるが、これ以外の金属であってもよい。
次に上記の導電膜3をパターニング加工して、図1(c)のように基板1の表面に回路パターン4を形成する。パターニング加工は、例えば、回路パターン4の輪郭で導電膜3にレーザを照射し、回路パターン4の輪郭に沿って導電膜3を線状に除去するようにしたレーザ輪郭除去法で行なうことができる。導電膜3の膜厚が回路として不十分な場合には、レーザ照射した輪郭で囲まれる回路パターン4に電気めっきを施し、厚付けをして厚みを確保するようにすればよい。パターニング加工はこの方法に限られるものではなく、インクジェットを用いた方法や、マスクを用いた方法で行なうこともできる。図1(c)の実施の形態では、回路パターン4は凹所2の内側面から凹所2の周囲の上面に至るように、放射状に複数本形成するようにしてある。
このように基板1に回路パターン4を形成した後、既述のような銅めっき浴を用いて基板1の表面にCuめっき膜5aを電気めっきし、図1(d)のようにCuめっき膜5aかからなる電磁シールドめっき膜5を形成する。このとき、導電膜3や回路パターン4のうち、Cuめっき膜5aを形成しない部分をレジスト等のマスクで覆った状態で基板1を銅めっき浴に浸漬し、導電膜3や回路パターン4に通電して電気めっきを行なうことによって、レジスト等のマスクで覆われず露出した導電膜3や回路パターン4の表面にCuめっき膜5aを形成することができる。図1(d)の実施の形態では、基板1の側面及び下面、回路パターン4の表面にCuめっき膜5aを形成するようにしてある。
本実施の形態では、上記の工程の次に、基板1の表面をソフトエッチングし、図1(e)のように導電膜3のうちCuめっき膜5aを形成していない不要部分を除去する。ソフトエッチングは、過硫酸アンモニウム水溶液、過硫酸ナトリウム水溶液などのエッチング液を用いて行なうことができる。
そして本実施の形態では、Cuめっき膜5aの表面にさらにNiめっき膜5bを形成するようにしてある。すなわち、既述のようなニッケルめっき浴に基板1を浸漬して、Cuめっき膜5aに通電することによって、Cuめっき膜5aの表面に図1(f)のようにNiめっき膜5bを形成することができる。このようにしてCuめっき膜5aとNiめっき膜5bの複層からなる電磁シールド用めっき膜5を形成することができるものである。
ここで上記のように、本実施の形態では、(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比が1以上の結晶配向を有し、カーボンナノチューブを含有するCuめっき膜5aと、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜5bを、この順に積層するようにしたが、逆の順に積層するようにしてもよい。またカーボンナノチューブは、Cuめっき膜5aとNiめっき膜5bの両方に含有させてもよいが、Cuめっき膜5aとNiめっき膜5bのいずれか一方にのみ含有させるようにしてもよい。
上記のようにして回路パターン4を設けた基板1の表面に電磁シールド用めっき膜5を形成した後、電磁シールド用めっき膜5の表面に図1(g)のように金めっき6を施して仕上げを行なう。この金めっき6の代わりに銀めっき、亜鉛めっきなどのめっきであってもよい。さらにこの後に必要に応じて防錆処理をしてもよい。
そしてこのように電磁シールド用めっき膜5を設けて形成される電磁シールド基板にあって、ICチップなどの電子部品は、凹所2内に搭載して回路パターン4にワイヤボンディングすることによって実装されるものである。凹所2の周囲は上記のように電磁シールド用めっき膜5で囲まれているものであり、凹所2内に実装した電子部品から電磁波がノイズとして外部に漏洩したり、外部からの電磁波がノイズとして電子部品に作用したりすることを、電磁シールド用めっき膜5で遮断して防ぐことができるものである。
次に、上記のCuめっき膜やNiめっき膜で形成する電磁シールド用めっき膜について、実施例及び比較例で例証する。
(実施例1)
次の組成の、カーボンナノチューブを添加した銅めっき浴を調製した。
○硫酸銅・五水和物 200g/L
○硫酸 50g/L
○塩素イオン 75mg/L
○ポリアクリル酸 3×10−5mol/L
○ブライトナー成分(ビス(3−スルホプロピル)ジサルファイド(2−ナトリウム塩)) 5ppm
○レベラー成分(ヤーヌスグリーンB) 5ppm
○カーボンナノチューブ(昭和電工株式会社製「VGCF」) 2g/L
一方、ナイロン樹脂製の基板を用い、基板の表面にスパッタリングで0.3μm厚の銅の導電膜を形成した。
そして25℃に浴温を調節した上記の銅めっき浴に基板を浸漬し、導電膜に2.5A/dmの電流密度で通電することによって、導電膜の表面にCuめっき膜を形成した。このCuめっき膜の膜厚は20μmであり、Cuめっき膜中のカーボンナノチューブの含有率は0.5質量%であった。
(比較例1)
カーボンナノチューブを添加しない他は、実施例1と同じ組成の銅めっき浴を調製した。そしてこの銅めっき浴を用いて、実施例1と同様にして電気めっきを行ない、基板の導電膜の表面に膜厚20μmのCuめっき膜を形成した。
(比較例2)
次の組成の、カーボンナノチューブを添加した銅めっき浴を調製した。
○硫酸銅・五水和物 200g/L
○硫酸 50g/L
○塩素イオン 75mg/L
○ポリアクリル酸 3×10−5mol/L
○カーボンナノチューブ(昭和電工株式会社製「VGCF」) 2g/L
そしてこの銅めっき浴を用いて、実施例1と同様にして電気めっきを行ない、基板の導電膜の表面に膜厚20μmのCuめっき膜を形成した。
(比較例3)
カーボンナノチューブを添加しない他は、比較例2と同じ組成の銅めっき浴を調製した。そしてこの銅めっき浴を用いて、実施例1と同様にして電気めっきを行ない、基板の導電膜の表面に膜厚20μmのCuめっき膜を形成した。
上記のように実施例1及び比較例1〜3で作製したCuめっき膜について、X線回折装置((株)島津製作所製「XRD−6000」)を用いて分析し、図3のようなX線回折チャートを得た。実施例1を図3(a)、比較例1を図3(b)、比較例2を図3(c)、比較例3を図3(d)に示す。図3(a)(b)にみられるように、実施例1及び比較例1のCuめっき膜は、(220)面のピーク強度が(111)面のピーク強度より大きく、このピーク強度の比[(220)面のピーク強度/(111)面のピーク強度]が1以上であるのに対して、比較例2,3のCuめっき膜は、(220)面のピーク強度が(111)面のピーク強度より小さく、このピーク強度の比[(220)面のピーク強度/(111)面のピーク強度]が1未満である。
そして実施例1及び比較例1〜3で作製したCuめっき膜について、電磁波シールド評価を行なった。尚、比較のために、銅をスパッタリングしたCuスパッタ膜(膜厚0.3μm)についても電磁波シールド評価を行なった。測定は社団法人関西電子工業振興センターのKEC法に準拠して、測定モードを電界シールド効果測定に設定し、測定範囲1MHz〜1GHzの範囲で行なった。測定結果を図2に示す。また100MHz波長の電磁波のシールド効果を表1に示す。
Figure 2010192669
図2及び表1にみられるように、ピーク強度比[(220)面のピーク強度/(111)面のピーク強度]が1以上である実施例1及び比較例1では、Cuスパッタ膜よりも高いシールド効果を示すのに対して、ピーク強度比[(220)面のピーク強度/(111)面のピーク強度]が1未満である比較例2,3では、シールド効果はCuスパッタ膜と同等かむしろ低いものであった。またカーボンナノチューブを含有する実施例1は、カーボンナノチューブを含有しない比較例1よりも約10dB程度のシールド効果が向上するものであった。従って、本発明のような結晶配向を有し、且つカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜を用いることによって、シールド効果の高い電磁シールド用めっき膜を形成できることが確認される。
また、実施例1及び比較例1〜3で作製したCuめっき膜について、電気抵抗を交流インピーダンス法によって測定した。測定は、Cuめっき膜の上にAl電極を形成し、電極間の100kHz〜1MHzのインピーダンス特性を計測することによって行なった。結果を図4に示す。
図4にみられるように、実施例1のCuめっき膜は、比較例1〜3のCuめっき膜より電気抵抗が低く、導電性が高いものであり、このように実施例1では導電性が高くなることによってシールド効果が向上したものと考えられる。またカーボンナノチューブを含有する実施例1のCuめっき膜は、カーボンナノチューブを含有しない比較例1のCuめっき膜より電気抵抗が低くて導電性が高いものであり、このことより、実施例1のシールド効果が比較例1よりさらに向上したものと考えられる。
(実施例2)
次の組成の、カーボンナノチューブを添加したニッケルめっき浴(ワット浴)を調製した。
○硫酸ニッケル 300g/L
○塩化ニッケル 45g/L
○硼酸 30g/L
○ポリアクリル酸 3×10−5mol/L
○ブチンチオール 3×10−3mol/L
○サッカリン 2g/L
○カーボンナノチューブ(昭和電工株式会社製「VGCF」) 2g/L
そしてこのニッケルめっき浴を25℃の浴温を調節し、実施例1と同様に導電膜を形成した基板をこのニッケルめっき浴に浸漬し、導電膜に5A/dmの電流密度で通電することによって、導電膜の表面にNiめっき膜を形成した。このNiめっき膜の膜厚は15μmであり、Niめっき膜中のカーボンナノチューブの含有率は0.5質量%であった。
(比較例4)
次の組成の、カーボンナノチューブを添加しないニッケルめっき浴(ワット浴)を調製した。
○硫酸ニッケル 300g/L
○塩化ニッケル 45g/L
○硼酸 30g/L
そしてこのニッケルめっき浴を用いて、実施例2と同様にして電気めっきを行ない、基板の導電膜の表面に膜厚15μmのNiめっき膜を形成した。
上記のように実施例2及び比較例4で作製したNiめっき膜について、上記と同様にして電磁波シールド評価を行なった。尚、比較のために、スパッタリング銅膜(膜厚0.3μm)についても電磁波シールド評価を行なった。測定結果を図5に示す。また100MHz波長の電磁波のシールド効果を表2に示す。
Figure 2010192669
図5及び表2にみられるように、カーボンナノチューブを含有する実施例2は、カーボンナノチューブを含有しない比較例4よりもシールド効果が高く、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜を用いることによって、シールド効果の高い電磁シールド用めっき膜を形成できることが確認される。
1 基板
2 凹所
3 導電膜
4 回路パターン
5 電磁シールド膜
5a Cuめっき膜
5b Niめっき膜

Claims (5)

  1. X線回折で得られる(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比[(220)/(111)]が1以上である結晶配向を有し、且つカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜と、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜の、少なくとも一方からなることを特徴とする電磁シールド用めっき膜。
  2. 上記Cuめっき膜及びNiめっき膜中の、カーボンナノチューブの含有量が0.05〜1.0質量%であることを特徴とする請求項1に記載の電磁シールド用めっき膜。
  3. 上記Cuめっき膜及びNiめっき膜の厚みが、2〜50μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁シールド用めっき膜。
  4. 回路パターンを有する基板の表面に、請求項1乃至3のいずれかに記載の電磁シールド用めっき膜が形成されて成ることを特徴とする電磁シールド基板。
  5. 基板の表面に導電膜を形成する工程と、導電膜にパターンニングを施して回路パターンを形成する工程と、銅めっき浴を用いて導電膜の表面に電気めっきを行なって、X線回折で得られる(220)面のピーク強度と(111)面のピーク強度の比(220)/(111)が1以上である結晶配向を有し、且つカーボンナノチューブを含有するCuめっき膜を形成する工程及び、ニッケルめっき浴を用いて基板の表面に電気めっきを行なって、カーボンナノチューブを含有するNiめっき膜を形成する工程の少なくとも一方の工程と、を有することを特徴とする電磁シールド基板の製造方法。
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