JPH0368795A - 印刷回路用銅箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、印刷回路基板に用いられる印刷回路用銅箔
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

プリント回路に用いられる配線基板ではファインパター
ン化及び高密度化が進められているが、その基板に用い
られる銅箔には、基板との剥離強度、耐ハンダ性、耐熱
性、耐薬品性等の基本的な特性に加えて、基板の接着剤
層への銅イオン移行の防止とともに表面処理状態を改善
すべき要求がある。ここで、接着剤層への銅イオン移行
は、エレクトロマイグレーション現象と呼ばれ、実装さ
れる回路が駆動された場合、そのパターン間に電圧によ
って正極になった銅箔の一部が銅イオン化して接着剤層
に溶は出し、負極の銅箔に樹枝状を成して析出する現象
であって、この現象がパターン間の絶縁抵抗を低下させ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような現象は、プリント回路のファイン
パターン化が進むにつれて、パターン間隔の狭小化でよ
り顕著になるので、その対策が望まれている。

また、プリント回路では、絶縁基板としての合成樹脂基
板にｆＩ箔を接着し、その上に実装すべき回路パターン
を印刷した後、エツチングにより選択的に不要部分を除
去して所望の回路パターンを成す＆ｌ１ｉＩ箔パターン
が形成される。そして、基板との接着力を向上させるた
めに、接着すべき銅箔には、その表面にエツチングによ
って粗面化処理を施しているが、銅箔のエツチング性能
の良否が、エレクトロマイグレーションと同様にファイ
ンパターン化、高密度化に大きく関わることが経験的に
知られている。

そして、従来、プリント回路用銅箔では、その性能を向
上させるための種々の対策が施されてきた。その一つと
して、銅箔の表面に形成されるＺｕめっき皮膜は、銅イ
オン移行防止効果、耐熱性を向上させる上で有効である
が、耐酸性に乏しいという欠点がある。特に、−船釣に
用いられているＣｒめっき皮膜は、銅イオン移行防止効
果、耐熱性に乏しく、また、電析銅めっき皮膜は、銅イ
オン移行防止効果がない。さらに、Ｎｉめっき皮膜は、
析出層に不均一性があるとともに、表面性状にむらがあ
り、これがエツチング速度を遅くし、かつ、不均一にす
るという不都合があった。

そこで、この発明は、基板との接着強度、耐はんだ性、
耐熱性、耐薬品性、外観の均一性、エツチング性及び銅
イオン移行防止効果を改善した印刷回路用銅箔の製造方
法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

（請求項１） この発明の印刷回路用銅箔の製造方法は、銅箔をニッケ
ル塩、銅塩、グリシン、アンモニウム塩を含むメッキ液
に浸し、かつ、前記銅箔を陰極にして電解処理を行って
ニッケル銅黒色皮膜を形成することを特徴としている。

（請求項２） また、この発明の印刷回路用銅箔の製造方法は、前記銅
箔に、塩酸溶液中に浸して交流エツチング処理を施して
表面を粗面化したものを用いたことを特徴としている。

（請求項３） また、この発明の印刷回路用銅箔の製造方法は、前記ニ
ッケル銅黒色皮膜が形成された前記ｆＩＭをクロメート
液に浸し、前記ニッケル銅黒色皮膜の上にクロメート皮
膜を形成することを特徴としている。

〔作　　用〕

（請求項１） Ｎｉ塩、Ｃｕ塩、グリシン、アンモニウム塩を含むめっ
き液を用いて銅箔に電解処理を行うと、そのめっき液中
のグリシン並びにアンモニウム塩が極めて重要な役割を
持つ。即ち、グリシンは弱酸から弱アルカリに跨がる広
範囲なｐＨ９Ｍ域でＣｕ並びにＮｉとキレート化合物を
生威し、安定化させると同時に、ＣｕとＮｉの析出電位
を近づけ、合金析出の起こり得る状態にする。また、過
剰のグリシンはｐＨの緩衝作用を持ち、電解反応に伴う
電極界面のｐＨの変動を抑える機能を持つ。

さらに、アンモニウム塩は、黒色化を促進する上で必要
欠くべからざる添加剤であって、Ｎｉ−Ｃｕ合金皮膜を
微細粒状化し、その結果、二・ンケル銅黒色皮膜として
形成される。

そして、この微細粒状化したＮｉ−Ｃｕ合金皮膜、即ち
、ニッケル銅黒色皮膜は、表面積が莫大であり、有機材
料との化学的結合力を強大にし、接着強度を増大させる
ものである。一方、析出した黒色を或すＮｉ−Ｃｕ合金
皮膜はＸ線解析の結果、非晶質状態を示し、これが銅イ
オンの接着剤への移行を防止する障壁となる。

ところで、黒色皮膜処理では、Ｎｉイオン供給源として
、例えば、硫酸Ｎｉを１０〜３０ｇ／ｉ、Ｃｕイオン供
給源としては例えば硫酸Ｃｕを１〜Ｌ５ｇ／ｌ、グリシ
ンを５〜５０ｇ／ｆ、アンモニウム塩としては例えば塩
化アンモニウムを１０〜１００ｇ／ｌを含む水溶液にお
いて、ｐＨ３〜８、温度２０’Ｃ〜５０°Ｃで銅箔を陰
極電解処理する。陰極通電条件としては電流密度１０〜
３０ｍＡ／Ｃ１１ｌの範囲で５〜１２０ｓｅｃｉｉ電し
、０．０３〜０．３　ａ　ｍの黒色皮膜を得ることが好
適である。さらに、黒色皮膜中のＮｉとＣｕの比率につ
いて子細に検討した結果、Ｎｉ／Ｃｕ原子比率が６／４
〜９／１の範囲において好適な接着力と回路パターンの
形成時、エツチング性が得られる。

（請求項２） また、この発明の印刷回路用銅箔の製造方法において、
銅箔にニッケル銅黒色皮膜形成の前処理として交流（Ａ
Ｃ）エツチング処理を施す、即ち、処理すべき銅箔とし
て例えば圧延銅箔を用いてその片面、若しくは両面を５
〜２０％塩酸溶液中で交流電解処理を用いて表面を微細
に粗面化する。その場合、ＡＣエツチング処理を施すこ
とにより、銅箔から圧延残油等の汚染が除去され、その
表面が均一に活性化される。このような処理は、銅箔の
表面の粗さ、活性度について子細に検討した結果、その
後の黒色処理の均一性、接着力の観点からＲｚ＝０．５
〜２゜６μｍの粗化が極めて効果的である。

さらに、このエツチング処理の後、黒色皮膜処理を行っ
た場合には、その銅箔表面にシミ、むらが生じることが
なく、均一性に優れた表面性状が得られ、印刷回路を形
成するためのエツチング工程で現在発生しているエツチ
ング残りやエツチングの長時間化等のトラブルを回避し
、生産性の向上が図られる。

（請求項３） そして、この発明の印刷回路用銅箔の製造方法において
、ニッケル銅黒色皮膜が形成された銅箔をクロメート液
に浸し、ニッケル銅黒色皮膜の上に防錆皮膜としてクロ
メート皮膜（Ｃｒ皮膜）を形成する。即ち、Ｃｒ皮膜は
ニッケル銅黒色皮膜が形成された銅箔に防錆性を付与す
るための保護膜であって、これは公知の６価クロムイオ
ンを含む水溶液、例えばＮａｚＣｒｚ○、の濃度を０．
５〜１０ｇ／ｆ、ｐＨを４〜６に保持し、室温において
ニッケル銅黒色皮膜処理の後の銅箔を浸し、この銅箔に
通電するか成るいはこの浴に浸漬する方法で形成される
。

〔実　施　例〕

以下、この発明の詳細な説明する。

（実施例１） ＮｉＳＯ４・６Ｌ０　３０ｇ／　ｌ　　ｐＨ４，０Ｃｕ
ＳＯｎ　・５Ｈｚ０　４ｇ／　ｆ　　温度３０’Ｃグリ
シン　　　３０ｇ／　１　　電流密度２ｈＡ／ｃｄＮＨ
ａＣ１５０ｇ／　１　　電解時間３０秒厚さ３５μの圧
延銅箔をＡＣエツチングした後、これを陰極として、上
記めっき浴を用いて電解処理を行い、さらに陰極電解に
よる防錆処理を行った。得られた黒色処理皮膜は、粉落
ちや色むらもなく、均一で緻密な外観を呈した。

（実施例２） ＮｉＳＯ，・６）！ｚ０　１０ｇ／／！　　ｐＨ４，０
ＣｕＳＯ４・５Ｈｚ０　１ｇ／　ｌ　　温度３０°Ｃグ
リシン　　　３０ｇ／　ｌ　　電流密度２０ａ＋Ａ／ｃ
ｆｆｌ（ＮＬ）ｚ　ＳＯ４５０ｇ／　１　　電解時間３
０秒実施例１と同様の工程で本めっき浴を行い、黒色処
理皮膜を形成した。得られた該黒色処理皮膜も粉落ちや
色むらもなく均一な外観を呈した。

次に、これらの実施例と比較例１（防錆処理のみ）、比
較例２（従来黒色処理）を下記の試験を行った。

〔実験結果〕

実験には、ポリイミドフィルム（商品名キャブトン）に
エポキシ系接着剤を塗布し、加勢圧着した銅貼りフィル
ムをＩＣＩＩＸＩＯ（１ｍに切り出したものを供試材と
して、引っ張り試験器にてばくり強度を測定した。

圭ユｊＳじ勺引犬級 実施例１、実施例２、比較例２の黒色処理銅箔を１ｃ１
１×１０ｃ１ｍに切り出したものを供試材として、Ｆ　
　ｅｃｌｘ　　　２００ｇ／ｆ＋Ｈｃ　　１　３．５ｇ
／ｊ！（７）Ｉｙチンダ液に浸漬し、黒色皮膜が溶けて
、−面が銅色になるまでの時間を測定した。

貝歪主ｌ枝丘性藍駄 この試験では、第１図に示すように、実施例１．２と比
較例１．２の銅箔からそれぞれ幅Ｗを１０閣、長さＬを
３０１１ＩＩ１１、厚さｄを３０μｍとした２枚の試験
銅箔片２Ａ、２Ｂを切り出し、これら試験銅箔片２Ａ、
２Ｂを両者間に間隔Ｄ＝１ｍｍを設定して２枚のガラス
板４Ａ、４Ｂで挟み、その間隔りの間に蒸留水をスポイ
トでしみこませた試料を作威した。そして、第２図に示
すように、この試料における各試験銅箔片２Ａ、２Ｂの
間に電流源６及び電流計８を直列に接続してＩＯＶの定
電圧で電流を流し、電流計８で電流を監視しながら、試
験銅箔片２Ａ、２Ｂの間が短絡するまでの時間を測定し
た。

以上の各試験結果を第１表に示す。

第１表 第１表より明らかなように、剥離強度は従来黒処理箔と
同等の性能を有し、エツチング性については、従来黒処
理箔より４割程度時間が短縮され、生産性の向上が期待
される。

また、銅イオン移行防止効果も顕著であり、プリント回
路基板の信頼性が一層高まることが確認された。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果が得られる。

（ａ）　　基板との接着強度が大きく、銅イオン移行防
止性能、エツチング性を改善することができ、印刷回路
用ｍ箔に求められている特性を満足し、工業的価値は非
常に大きい印刷回路用銅箔を生産することができる。

（ロ）また、銅箔にニッケル銅黒色皮膜形成の前処理と
して交流エツチング処理を施し、表面を微細に粗面化す
れば、銅箔から圧延残油等の汚染が除去され、その表面
を均一に活性化することができ、生産性の向上を図るこ
とができる。

（Ｃ）　　そして、ニッケル銅黒色皮膜の上に防錆皮膜
としてクロメート皮膜を形成すれば、防錆性が向上した
印刷回路用銅箔を生産することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は銅イオン移行性の試験に用いる試料を示す斜視
図、 第２図は第１図に示した試料を用いた銅イオン移行性試
験装置を示す概略図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　銅箔をニッケル塩、銅塩、グリシン、アンモニウ
   ム塩を含むメッキ液に浸し、かつ、前記銅箔を陰極にし
   て電解処理を行ってニッケル銅黒色皮膜を形成すること
   を特徴とする印刷回路用鋼箔の製造方法。
2. ２．　前記銅箔は、塩酸溶液中に浸して交流エッチング
   処理を施して表面を粗面化したものを用いたことを特徴
   とする請求項１記載の印刷回路用銅箔の製造方法。
3. ３．　前記ニッケル銅黒色皮膜が形成された前記銅箔を
   クロメート液に浸し、前記ニッケル銅黒色皮膜の上にク
   ロメート皮膜を形成することを特徴とする請求項１記載
   の印刷回路用銅箔の製造方法。