JP7083198B1 - ポリマーと銅の接合体のための銅表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a) 銅表面を電気エッチングするエッチング処理段階
(b) 銅表面を酸化アノダイジング処理する1次アノダイジング処理段階
(c) 前記1次アノダイジング処理された銅を再度酸化アノダイジング処理する2次アノダイジング処理段階を含むことを特徴とする。
前記(c)段階での、前記添加剤であるシランカップリング添加剤は(RO)3Si-(CH2)3-NH2、(RO)3Si-(CH2)2-Si(OC2H5)3、(RO)3Si-(CH2)3-SH、(RO)3Si-CH=CH2、(RO)3Si-(CH3)3-OOC(CH3)C=CH2、(RO)3Si-(CH3)3-O-CHCH2 O、及び(RO)3Si-(CH2)15CH3のいずれか1つを用いて行うことを特徴とする。
また、2次アノダイジング後、超音波処理を行い、針状の酸化皮膜に微細なクラックを形成し、その後、酸化処理を行うことで微細なクラック部分に微細な酸化皮膜の可視形の突起を再度形成し、ポリマーと銅の接合力をさらに極大化する効果がある。
本発明は、ポリマー複合材との接着結合を極大化するための銅の表面処理方法として、
(a) 銅の表面を電気エッチングするエッチング処理段階
(b) 銅表面を酸化アノダイジング処理する1次アノダイジング処理段階
(c) 前記1次アノダイジング処理された銅を再度酸化アノダイジング処理する2次アノダイジング処理段階を含む。
電気エッチングは銅の表面に不規則なエッチングの跡を形成する。
前記1次アノダイジングは、エッチングされた銅の表面を電気酸化させ、表面に微細な突起のような銅酸化被膜を作る。
これは、2次アノダイジング銅酸化膜に残存する添加剤とポリマーの間にバンデリバンス重ね合力が発生して、追加的な接合力を発生することによるものである。
図2にはそれぞれの工程で生成された酸化膜の具体的な形態を図示した。
以降、具体的な実施例と図面を説明する。
(b)段階は、電解質0.01~0.05%のNaNO2、補助剤0.1~1%のNH4F、添加剤0.01~0.1%のC2H4(OH)2等の混合溶液に30~90℃で500msパルス整流器を使用し、0.01~5Aの電流密度において1~15分間行う第1次アノダイジングのみを実施した従来の方法で試片を作った。
(b)段階の1次アノダイジングを行った後、
(c)段階の1次アノダイジング処理された銅を電解質0.1~2%のC2K2O4、補助剤0.1~0.5%のNa2O3Si、補助剤0.01~0.1%のC3H8O3、補助剤0.001~0.01%のC20H24Na2O10S2等の混合溶液において、30~70℃の温度で500msパルス整流器を使用し、0.01~1Aの電流密度において1~10分間、2次アノダイジング処理する方法で試片を作った。
(b)段階の1次アノダイジングを行った後、
(c)段階の2次アノダイジングを行う際、混合溶液に添加剤である0.01~1%のシランカップリング添加剤を加えて試片を作った。
(b)段階の1次アノダイジングを行った後、
(c)段階の2次アノダイジングを実施する際、混合溶液に添加剤である0.01~1%のシランカップリング添加剤を加えて2次アノダイジングを実施した後、
2次アノダイジング処理された銅を0.001~0.01%のH2SO4溶液に添加剤である0.001~0.01%のC2H4(OH)2を添加後、30~60℃で周波数が24kHz~100kHzで出力400Wで1~3分間行う超音波処理を実施して試片を作った。
(b)段階の1次アノダイジングを行った後、
(c)段階の2次アノダイジングを行う際、混合溶液に添加剤である0.01~1%のシランカップリング添加剤を加えて2次アノダイジングを実施した後、
2次アノダイジング処理された銅に超音波処理を施した後、
超音波処理された銅を0.1~3%のH2O2溶液に添加剤0.001~0.01%のNa2S2O3を添加後、30~60℃で10秒~5分間行う酸化処理を実施して試片を作った。
図7aはT-bend Testのために製作された試片であり、実施例それぞれの銅試片にポリマーを重ねたものである。
図7bはT-bend Test方法およびテスト結果が“Good”であるテスト結果写真である。
図7cはT-bend Test方法およびテスト結果が“No Good”であるテスト結果写真である。
また、実施例2の試片より実施例3の試片の方が、恒温恒湿試験前後の引張力がより優れていることが分かる。
そして、実施例3の試片より(実施例4)の試片が恒温恒湿試験前後の引張力がさらに優れていることが分かる。
最後に、実施例4の試片より実施例5の試片が、恒温恒湿試験前後の引張力が最も優れていることが分かる。
図8bは引張実験の方法に関する写真である。
図10aは,実施例1の試片の分離面写真で、容易に分離され、銅表面にポリマーの量がほとんどないことが分かる。
図10bは、実施例2の試片の分離面写真であり、分離して銅表面にポリマーの量が20%程度存在することが分かる。
図10cは、実施例3の試片の分離面写真であり、分離して銅表面にポリマーの量が40%程度存在することが分かる。
図10dは、実施例4の試片の分離面写真であり、分離して銅表面にポリマーの量が60%程度存在することが分かる。
図10eは、実施例5の試片の分離面写真であり、分離して銅表面にポリマーの量が80%程度存在することが分かる。
このように、実施例1の試片より実施例2の試片の方が、時間の経過による引張力の低下の方が優れていることが分かる。
また、実施例2の試片より実施例3の試片の方が時間の経過による引張力の低下が多いことが分かる。
そして、実施例3の試片より実施例4の試片の方が時間の経過による引張力の低下が多いことが分かる。
最後に、実施例4の試片より実施例5の試片の方が、時間の経過による引張力の低下が最も多いことがわかる。
また、実施例2の試片より実施例3の試片の方が密閉性に優れていることが分かる。
そして、実施例3の試片より実施例4の試片の方が密閉性がより優れていることが分かる。
最後に実施例4の試片より実施例5の試片が密閉性で最も優れていることが分かる。
図12bは恒温恒湿実験機器の写真である。
Claims (7)
- ポリマーと銅の複合材の接着結合のための銅の表面処理方法として、
(a)銅の表面を電気エッチングするエッチング処理段階、
(b)銅表面を酸化アノダイジング処理する1次アノダイジング処理段階、及び
(c)前記1次アノダイジング処理された銅を再度酸化アノダイジング処理する2次アノダイジング処理段階を含み、
前記(b)段階は、電解質0.01~0.05%のNaNO2、補助剤0.1~1%のNH4F、及び添加剤0.01~0.1%のC2H4(OH)2を含む混合溶液に30~90℃で500msパルス整流器を使用し、0.01~5Aの電流密度において1~15分間行い、
前記(c)段階における、前記2次アノダイジング処理は、電解質0.1~2%のC2K2O4、補助剤0.1~0.5%のNa2O3Si、補助剤0.01~0.1%のC3H8O3、及び補助剤0.001~0.01%のC20H24Na2O10S2を含む混合溶液において、30~70℃の温度で500msパルス整流器を使用し、0.01~1Aの電流密度において1~10分間行うことを特徴とする銅表面処理方法。 - 前記(c)段階での、前記混合溶液に添加剤である0.01~1%のシランカップリング添加剤を添加することを特徴とする請求項1に記載の銅表面処理方法。
- 前記(c)段階での、前記添加剤であるシランカップリング添加剤は(RO)3Si-(CH2)3-NH2、(RO)3Si-(CH2)2-Si(OC2H5)3、(RO)3Si-(CH2)3-SH、(RO)3Si-CH=CH2、(RO)3Si-(CH3)3-OOC(CH3)C=CH2、(RO)3Si-(CH3)3-O-CHCH2O、及び(RO)3Si-(CH2)15CH3のいずれか1つを用いて行うことを特徴とする請求項2に記載の銅表面処理方法。
- 前記(c)段階後に、前記2次アノダイジング処理された銅を超音波処理することを特徴とする請求項1に記載の銅表面処理方法。
- 前記超音波処理は、0.001~0.01%のH2SO4溶液に添加剤である0.001~0.01%のC2H4(OH)2を添加後、30~60℃で周波数が24kHz~100kHzで出力400Wで1~3分間行うことを特徴とする請求項4に記載の銅表面処理方法。
- 前記超音波処理された銅を酸化処理することを特徴とする請求項4に記載の銅表面処理方法。
- 前記酸化処理は、0.1~3%のH2O2溶液に添加剤0.001~0.01%のNa2S2O3を添加後、30~60℃で10秒~5分間行うことを特徴とする請求項6に記載の銅表面処理方法。
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