JP4309817B2 - 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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Description
ところが、上記銅回路が外光を放射すると表示画面の輝度(brightness)を低下させる問題がある。従って、電磁波遮蔽用銅箔としては、黒色に似通うように表面処理されて低い反射率を有する銅箔が好まれている。
このため、従来主に、銅箔の表面を完全な黒色にせず、黒色に近いチョコレート色や、暗い金属色を有するように表面処理する方向で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ため、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。
更に、本発明は、黒色の外観を有しながらも、斑及び残渣が殆ど無い均一な外観を有し、エッチング性及び耐薬品性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を目的とする。
更に、上記錯化剤は、グリシン、クエン酸塩、ピロ燐酸(pyrophosphate)の中で選択される一つ以上であってもよい。
上記金属イオンの濃度は、Co:1〜40g/l、Ni:0.1〜40g/l、アンモニウム化合物の濃度は50g/l以下、錯化剤の濃度は100g/l以下が好ましい。
更に、上記Co、Niを含む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更に含むことが好ましい。
更に、メッキ層が形成された表面の裏面にZn又はZn合金から構成されたメッキ被膜層を形成する段階を更に含むことが好ましい。
更に、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、斑及び残渣が殆ど無い均一な外観を有し、エッチング性と耐薬品性が優れているので、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効果がある。
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であって、銅箔の厚さは、1〜35μmであり、好ましくは、6〜18μmである。表面粗度(Rz:DIN)は0.1〜2.0μmであり、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、透明機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され、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機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ので好ましくない。
銅箔の黒化表面処理は、黒色を誘発する金属が含まれた電解メッキ浴で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われる。黒色を誘発すると知られている金属としては、Cu、Cr、Co、Ni等がある。
Co、Niのメッキ層が黒色を呈するためには、限界電流密度の近くで電解メッキして銅箔表面上にCo3O4、CoO(OH)、CoO、NiO、Ni2O3、Ni(OH)2のような酸化物の形態に析出されなければならない。
具体的なメッキ過程は、例えば、Ir電極を陽極に使用し、陰極を銅箔にしてメッキを行なうことにより、成し遂げられ、電解メッキ浴の具体的な組成は次のとおりである。
Co、Ni電解メッキ浴でCoの濃度が1g/l未満である場合、メッキ層が黒色にならないし、上記成分の濃度がそれぞれ40g/lを超える場合には、くっつくことによる残渣と斑が発生する。 Co、Ni電解メッキ浴でNiの濃度が0.1g/l未満である場合、エッチング後、回路の角部分にエッチング薬品による浸透が発生し、40g/lを超過時、エッチング後、均一なエッチングができず、残渣が発生することもある。よって、電解メッキ浴に含まれるCo、Niはそれぞれ1〜40g/l、0.1〜40g/l の範囲にあることが好ましい。
更に、メッキ時間は1〜40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。
析出された銅粒子はアンカー(anchor)役割をして透明機材に銅箔を積層させる時、剥離強度を上昇させて接着性を向上させ、外観を乱反射させ反射率を落とす。
CuSO4・5H2O:5〜150g/l、H2SO4:10〜200g/l、H3AsO4:0.1〜5 g/l
電解液温度:20〜30℃
電流密度:10〜60A/dm2
電解浴のCrO3濃度:1〜5g/l、
電解液のpH:5.0、電解液温度:常温、電流密度:0.1〜2A/dm2
処理時間:1〜8秒
電解液のZn金属イオン濃度:0.5〜15g/l、その他の金属イオン濃度:0.1〜10g/l、
電解液のpH:3.0、電解液温度:常温、電流密度:0.1〜3A/dm2
処理時間:1〜4秒、Zn付着量:5〜50mg/m2
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度 4 g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度5 g/l、硫酸アンモニウム(NH4)2SO4)の濃度15 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5Na3O7・2H2O)の濃度25 g/l
電解液pH;5.4
電解液の温度;25℃、電流密度;20A/dm2、メッキ時間;8秒、
電解浴のCrO3濃度:5 g/l、
電解液のpH:5.0、電解液温度:常温、電流密度:0.5A/dm2
処理時間:2秒
<微細銅粒子層形成条件>
電解浴組成;
CuSO4・5H2O:30 g/l、H2SO4:100 g/l、H3AsO4:1.2g/l
電解液温度:20℃、電流密度:30 A/dm2 、 メッキ時間:6秒
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度6g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度1g/l、緩衝液(H3BO3)濃度30g/l、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)の濃度15 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5Na3O7・2H2O)の濃度25 g/l
電解液pH;5.4
電解液の温度;25℃、電流密度;20 A/dm2 、メッキ時間;10秒。
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度4 g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度5 g/l、緩衝液(H3BO3)濃度 30 g/l、アンモニウムアセテート(CH3CO2NH4)の濃度15 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5Na3O7・2H2O)の濃度 25 g/l
電解液 pH;5.8
電解液の温度;25℃、電流密度;25A/dm2 、メッキ時間;10秒。
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度4 g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度5 g/l、緩衝液(H3BO3)濃度 30 g/l、塩化アンモニウム(NH4Cl)の濃度 10 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5Na3O7・2H2O)の濃度 25 g/l
電解液 pH;5.2
電解液の温度; 25℃、電流密度;20 A/dm2 、メッキ時間;10秒。
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度 4 g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度 5 g/l、
Feイオン(FeSO4・7H2O)濃度 1 g/l、緩衝液(H2BO3)濃度 30 g/l、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)の濃度 15 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5NaO7・2H2O)の濃度 25 g/l
電解液 pH;5.4
電解液の温度; 25℃、電流密度;20 A/dm2 、メッキ時間;8秒。
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度5 g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度4 g/l、Znイオン(ZnSO4・H2O)濃度2 g/l、緩衝液(H3BO3) 濃度 30 g/l、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)の濃度 15 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5Na3O7・2H2O)の濃度 25 g/l
電解液pH;5.4
電解液の温度;25℃、電流密度;20 A/dm2 、メッキ時間;10秒。
電解浴組成;
Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度5 g/l、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度4 g/l、Feイオン(FeSO4・7H2O)濃度1 g/l、Znイオン(ZnSO4・H2O)濃度2 g/l、緩衝液(H3BO3)濃度30 g/l、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)の濃度15 g/l、クエン酸ナトリウム(C6H5Na3O7・2H2O)の濃度 25 g/l
電解液 pH; 5.4
電解液の温度;25℃、電流密度;20 A/dm2 、メッキ時間;10秒。
実施例1のメッキ条件中、硫酸アンモニウムを除いたものであり、上記差異点以外は実施例1と同一のメッキ条件下でメッキを行なった。
比較例2:
実施例1のメッキ条件中、(NH4)2SO4の濃度を60 g/lにしたこと以外は実施例1と同一のメッキ条件下でメッキを行なった。
比較例3:
実施例1のメッキ条件中、クエン酸ナトリウムを除いたものであり、上記差異点以外は実施例1と同一のメッキ条件下でメッキを行なった。
実施例1のメッキ条件中、クエン酸ナトリウムを120 g/lにしたこと以外は実施例1と同一のメッキ条件下でメッキを行なった。
比較例5:
実施例1のメッキ条件中、Coイオン(CoSO4・7H2O)濃度を45 g/lにしたこと以外は実施例1と同一のメッキ条件下でメッキを行なった。
比較例6:
実施例1のメッキ条件中、Niイオン(NiSO4・6H2O)濃度を45 g/lにしたこと以外は実施例1と同一のメッキ条件下でメッキを行なった。
残渣発生(擦ることにより、くっつく)程度:×甚だしい、○微量、●無い
エッチング性: ○エッチング後エッチング残渣が無い、×エッチング後エッチング残渣が残る
耐薬品性: ○薬品浸透0.1μm未満、×薬品浸透0.1μm以上
特に、Feが追加的に含まれた実施例7の場合、エッチング速度が実施例1〜6に比べて顕著に早いながらも、エッチング残渣が発生せず、Znが追加的に含まれた実施例8は剥離強度が優秀であった。更に、黒化メッキ前に、微細銅粒子メッキをした実施例2とMatte面にメッキを行なった実施例4の場合も剥離強度が高かった。
Claims (9)
- 電解メッキ浴に銅箔を陰極に配置し、該銅箔の表面に黒化メッキ層を形成させることから成る電磁波遮蔽用表面処理銅箔の製造方法において、Co:1〜40 g/l、Ni:0.1〜40 g/l、アンモニウム化合物:0g/l より多く50 g/l以下、錯化剤:0g/l より多く100 g/l以下を含む電解メッキ浴を利用して前記銅箔表面にCo及びNiを含む黒化メッキ層を形成することを特徴とし、前記電解メッキ浴がCu又はCrを上限として10 g/l含んでもよい電磁波遮蔽用黒化表面処理銅箔の製造方法。
- 前記メッキ浴が、Cu及びCrを含まず、アンモニウム化合物を1〜50 g/l、錯化剤を5〜100 g/l含む請求項1に記載の製造方法。
- 前記アンモニウム化合物が、アンモニウム塩及びアンモニウム錯化合物の少なくとも一方から成ることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記錯化剤が、グリシン、クエン酸塩及びピロ燐酸から成る群から選択される少なくとも1種から成る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Co及びNiを含む黒化メッキ層を形成する前に、更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1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 更に前記Co及びNiを含む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5に記載の製造方法。
- 更にメッキ層が形成された表面の裏面にZn又はZn合金から構成されたメッキ被膜層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造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8に記載の黒化表面処理銅箔を絶縁性透明機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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