JP3943214B2 - 銀を含む電解銅箔 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の製造に用いられる電解銅箔に関するものであり、特には２０〜５２００ｐｐｍの銀を含有させることにより室温及び１８０℃での機械的特性を向上させた電解銅箔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解銅箔は、回転するカソードとそれに対向するアノードとの間に電解液を流しながら電圧を加え、そして銅を回転するカソード上に析出させ、そして所定厚さとなった析出銅をカソードから剥ぎ取ることにより製造される。電解液は銅イオンと硫酸イオンを含有し、これに有機添加剤を加えて、また塩素イオン濃度を管理することにより銅箔の特性を制御している。
【０００３】
例えば、特開平４−５０１８８７号は、ゼラチン（具体的には、ニカワ）及び活性硫黄含有成分（具体的には、チオ尿素）を添加することにより、低プロファイルで、かつ、ＩＰＣ１級又は３級と同等以上の特性を持つ銅箔の製造について記載する。
特開平５−５０２０６２号は、塩素イオンを２０ｐｐｍ以下、ゼラチン（具体的には、ニカワ）及び／又は活性硫黄含有成分（具体的には、チオ尿素）を微量（具体的には、０〜４ｐｐｍ）添加することにより、高温（１８０℃）での伸び率５．５％以上、室温での引張り強度の大きい（６００００ｐｓｉ以上）銅箔を製造することを記載する。
更に、特開平８−５３７８９号は、０．０５〜２．０ｐｐｍのチオ尿素若しくはその誘導体、０．０８〜１２ｐｐｍの高分子多糖類及び分子量１００００以下の膠を０．０３〜４ｐｐｍ添加することにより、ロープロファイルで、常温及び高温における伸び率が高く、かつ抗張力が高い銅箔の製造について記載する。
このように、ニカワ、チオ尿素等の有機物を添加することにより、銅箔の室温及び／又は高温での機械的特性の改善がなされてきた。
【０００４】
しかしながら、ニカワ、チオ尿素等の有機物は、電解酸化等により分解され、電解液中でその濃度を一定に保つことが難しい、或いは、分解物の影響により製造される銅箔の特性が一定のものを得ることが難しい、更には、分解物の影響により電解銅箔の特性が悪化する場合もある等の問題点があった。
例えば、チオ尿素は熱および電解により分解し、この分解物は電析物である銅箔の性質、例えば室温での抗張力、および１８０℃での破断伸びを低下させ、特性に悪影響を与える。
銅箔の抗張力は取扱い易さを表す１つの指標であり、この値が低くなると、一般に銅箔は柔らかく、取扱いの際にシワができ易くなる。シワができた銅箔をＰＣＢに用いると、シワの部分で電気的な接触不良が発生する場合がある。
近年の電子機器の小型、軽量化に伴い、より高密度の電子回路の形成が求められ、これに応えるために、複数の基板を張り合わせた積層板が広く用いられているが、この積層板の作製には、約１８０℃の熱を約１時間かけて基板と銅箔を張り合わせる工程がある。この工程では、基板と銅箔の熱膨張率の違いから、銅箔の１８０℃破断伸びが小さいと、銅箔が基板の膨張に追随することができずにクラックが発生し、電気的な接触不良が発生する場合がある。
【０００５】
このため電解液中の有機物、特に、ニカワについては、その濃度管理のために過剰分を活性炭等で除去することが一般的に行われてきた。
又、チオ尿素については、特願平８−２８４６１８号において、電解液中に金属銅を添加することにより、チオ尿素及び／又はその分解物を除去することにより濃度管理を行うことが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようにニカワ、チオ尿素等の有機物の添加は、銅箔の特性を向上させることが出来るという反面、その濃度管理及び分解物の除去が必要であり、銅箔の特性を一定に保つことが難しいという問題点があった。
従って、本発明の課題は、こうした有機物の添加に頼ることなく室温及び高温での特性に優れた銅箔を製造することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、これら課題を解決するため、本発明者等が鋭意検討した結果、濃度管理が容易な無機イオン、特には、銅箔に取り込まれても銅の電気的特性を損なわない銀イオンを添加することで、室温及び高温での特性に優れた銅箔を製造することが出来ることを見出した。電解銅箔に銀を２０〜５２００ｐｐｍ共析させることにより、電解銅箔の機械特性が向上する。
かくして、本発明は２０〜５２００ｐｐｍの銀を含む電解銅箔を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
電解銅箔は、円筒状の回転するカソードとカソードに沿ってカソードとほぼ一定の距離に保たれて配置されるアノードとの間に銅イオンと硫酸イオンを含有する硫酸酸性硫酸銅溶液から成る電解液を流し、カソードに銅が電析するように有効な量の電圧を印加し、回転するカソード周囲に銅を電着していくことにより製造される。所定の厚さとなった薄膜はカソードからはぎ取られる。カソード面側がシャイニー面を構成しそして電着面側がマット面を構成する。
【０００９】
硫酸酸性硫酸銅溶液の銅イオン濃度は一般に７０〜１２０ｇ／ｌでありそして硫酸濃度は一般に５０〜１２０ｇ／ｌである。
電流密度Ｄｋは特には限定されず、通常範囲、５０〜２００Ａ／ｄｍ² 、特には１００〜１５０Ａ／ｄｍ² で十分である。
硫酸酸性硫酸銅溶液の液温度もまた特には限定されるものではなく、通常４０〜８０℃、特には５０〜６０℃範囲に管理される。
硫酸酸性硫酸銅溶液の液流速もまた特には限定されるものではなく、通常１．５ｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは２．０〜５ｍ／ｓｅｃとされる。
【００１０】
本発明に従えば、電解液中に銀を含有させ、銀を電解銅箔中に共析させることにより、２０〜５２００ｐｐｍの銀を含む電解銅箔を製造する。電解液中に銀イオンを１〜５０ｐｐｍの範囲で添加することにより、電解銅箔中の銀濃度を２０〜５２００ｐｐｍに管理することができる。電解銅箔中の銀濃度が２０ｐｐｍ未満の場合には、室温及び１８０℃での機械特性を向上させる効果が少ない。又、５２００ｐｐｍを超える場合には、機械特性を向上させる効果が少なくなる上、銀添加のコストが高くなり経済的に不利となる。銀イオンは、電解液に可溶な銀塩、例えば硫酸銀の形で電解液中に添加することができる。
銀を電解銅箔中に含ませることにより、室温の伸び率を損なうことなく、室温の抗張力を増大させ、また１８０℃での抗張力及び伸び率を増大させることができる。
【００１１】
【実施例】
表１は、電解液中に銀イオンを１〜５０ｐｐｍを添加し、電流密度：１２０Ａ／ｄｍ² 、電解液温度：５７℃、液流速：２ｍ／ｓｅｃとした場合の電解銅箔中に共析する銀濃度並びに室温及び１８０℃での機械的性質（抗張力及び伸び率）を調べた結果である。
【００１２】
【表１】

【００１３】
この結果、銀が共析することにより、室温の伸び率を損なうことなく、室温の抗張力は、増大していることが分かる。また、１８０℃の抗張力は、大きく増大し、１８０℃伸び率も、銀濃度５２００ｐｐｍでも銀を含まないものより大きいことが分かる。特に、銀箔中の銀濃度２０〜２５００ｐｐｍのものは１８０℃抗張力及び伸び率も無添加より大きく優れている。
【００１４】
【発明の効果】
濃度管理が容易な無機イオンとして銅箔に取り込まれても銅の電気的特性を損なわない銀イオンを添加することで、室温及び１８０℃での機械的特性に優れた銅箔を製造することが出来る。

Claims (2)

1. ２０〜５２００ｐｐｍの銀を含む電解銅箔。
2. 電解液として、該電解液中の銀イオン濃度が１〜５０ｐｐｍとなるように該電解液に可溶な銀塩を添加した硫酸酸性硫酸銅溶液を使用することを特徴とする請求項１に記載の電解銅箔の製造方法。