JPH05140795A - 金属板に支持された電解銅箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、表面研磨された金属板を陰極と
し、可溶性陽極を用い、光沢剤を配合した銅めっき液を
特定の接液速度で供給し、電流密度１〜１５Ａ／ｄｍ²
で前記金属板の両面に第１の電解めっきを施し、次いで
可溶性陽極又は不溶性陽極を用い、第１の電解めっきを
施した前記金属板の両面に電流密度２０〜１５０Ａ／ｄ
ｍ² で第２の電解めっきを施すことを特徴とする、金属
板に支持された電解銅箔の製造方法である。 【効果】 従来の転写法の高速めっきではできなかった
両面めっきが可能となり、得られる銅箔は高速めっきに
よるものと同等の優れた性能を持ち、かつ表面が均一で
適度の表面粗さを持ったものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解銅箔の製造方法、
特に高密度プリント配線板用の銅層の厚みが約１２μｍ
又はそれ以下である極薄銅箔を有する銅張積層板用の電
解銅箔の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント回路板の素材である銅張積層板
は各種の方法で製造されるが、その一つとして転写法が
ある。転写法とは表面研磨された金属板の表面に電解め
っきを施して所定厚みの銅箔層を形成し、必要に応じて
その銅箔層表面を粗化し、ここに絶縁基材を圧着一体化
した後、金属板側から絶縁基材側に銅箔層のみを転写せ
しめる方法である。

【０００３】これにおける電解めっき法として、近年高
生産性を目的として、また得られる銅箔の結晶が緻密で
かつ抗張力が高い割に伸びも大きいという理由から、所
謂高速めっき法が採用されている。

【０００４】この場合の高速めっき法とは、一面が表面
研磨された金属板を水平状態に置いて、前記研磨面を陰
極表面とし、この陰極に対し、ごく小さい極間距離で不
溶性の陽極を平行に配置し、両極間に高速で銅めっき液
を通流せしめ、高電流密度で電解めっきを行い金属板に
銅箔を析出させる方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】該銅箔の生産性を更に
向上させるためには、両面に高速めっきを施すことが好
ましいが、上記方法をそのまま金属板の両面めっきに適
用させることは次の理由から困難であった。

【０００６】高速めっき法では、高電流密度でめっき
を行うために、銅めっき電解液を高速で流す必要があ
り、このためにはめっき槽は密閉系にし、しかも極間距
離を小さくし、かつその距離をめっきを行う面全体にわ
たって均一に保つ必要がある。しかるに、めっきを金属
板の両面に施すには、金属板は両端２辺又は周囲４辺を
もってでしか固定できず、両面の圧力バランスの乱れが
電極間隔のバラツキを誘発し、めっき厚のバラツキとな
る。また最悪の場合、両極が接触し、装置を破損させる
恐れもある。

【０００７】不溶性の陽極を用いた場合には陽極から
ガスが発生するが、両面めっきの場合は、発生するガス
が金属板の上側と下側に与える影響が異なり、従って得
られるめっき層の性質も金属板の上側と下側では変わっ
てくる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。

【０００９】即ち、本発明は、表面研磨された金属板を
陰極とし、可溶性陽極を用い、光沢剤を含有した銅めっ
き液を、陰極面との接液速度０．１〜２ｍ／ｓで供給
し、電流密度１〜１５Ａ／ｄｍ² で前記金属板の両面に
第１の電解めっきを施し、次いで第１の電解めっきを施
した前記金属板を陰極とし、可溶性陽極又は不溶性陽極
を用い、銅めっき液を陰極面との接液速度０．５〜７ｍ
／ｓで供給し、電流密度２０〜１５０Ａ／ｄｍ² で第１
の電解めっきを施した前記金属板の両面に第２の電解め
っきを施すことを特徴とする、金属板に支持された電解
銅箔の製造方法である。

【００１０】本発明で用いられるめっき装置としては、
例えばプリント配線板の製造に用いられる、被めっき体
を垂直方向でめっき液中に浸漬し、これと平行に陽極を
配置して、低電流密度でめっきを行うめっき装置（以下
「槽型めっき装置」と称する。）が利用できる。この装
置を用いると前記転写法の高速めっき装置のように密閉
系にして極間距離を小さくした上、超高速で銅めっき液
を流す必要がなく、更に後述の可溶性陽極を用いるとガ
ス発生もないため、被めっき体の両面に均一にめっきを
施すことが可能なものである。なお、該槽型めっき装置
を改良して、被めっき体を水平方向でめっきできるよう
にした装置も、可溶性陽極を使用する限りは使用可能で
ある。

【００１１】しかし上記のプリント配線板の製造で採用
されている従来のめっき法をそのまま利用して、金属板
に支持された電解銅箔を製造しようとすると、電流密度
が低いため、めっき時間が長くなると共に、得られる銅
箔の伸びが小さく、かつ得られる銅箔の表面が平滑すぎ
るため、次工程で粗面化がうまくいかないという欠点が
ある。一方このめっき法で電流密度を上げることは後述
の銅めっき液中に存在する光沢剤の分解を招き、めっき
焼けを生ずるという問題がある。

【００１２】本発明は、第１の電解めっきを比較的低い
電流密度で施し、次いで高い電流密度で第２の電解めっ
きを施すことにより、上記問題を解決し、高速めっき法
による場合と同等の優れた性能の銅箔を、金属板の両面
に支持された状態で得ることができるものである。

【００１３】第１の電解めっきでは可溶性陽極を用い
る。不溶性陽極を用いると陽極で発生する酸素により光
沢剤が分解してしまう。この可溶性陽極としては例えば
銅ボール又はチップをチタンケースに充填したアノード
ケースからなる電極等が使用できる。また槽型めっき装
置には、めっき厚の均一性を良くするために、カソード
ロッキング装置を付加して、金属板を水平方向に揺動さ
せることが好ましい。

【００１４】本発明で用いられる金属板としては、剛性
を有し、かつめっき工程で使用する薬剤に対する耐薬品
性及び耐電食性を有するものが好ましく、例えば、ステ
ンレススチール板（ハードニング処理を施したＳＵＳ６
３０等が好適である）、ニッケル板、チタン板又はチタ
ン合金板、銅板又は銅合金板等を挙げることができる。
また金属板両面は、表面に形成される銅箔が、めっき工
程では剥がれることなく、転写工程では容易に剥離でき
る適度の表面粗度になるよう前処理が施されることが好
ましい。

【００１５】第１の電解めっき工程における銅めっき液
の組成は、銅濃度２５〜１００ｇ／ｌ、好ましくは５０
〜７０ｇ／ｌ及び硫酸濃度５０〜２００ｇ／ｌからなる
硫酸銅めっき液が好ましい。またこのめっき液には光沢
剤の配合が必須である。光沢剤としては、例えば西ドイ
ツＬＰＷ社製カッパーラピットＬＰ６１６（商品名）が
挙げられる。添加量は１〜５ｃｃ／ｌが好ましく、より
好ましくは１．５〜３ｃｃ／ｌである。光沢剤が１ｃｃ
／ｌ未満ではめっき表面が粗くなり過ぎ、また５ｃｃ／
ｌを超えるとめっき表面に曇りが発生し易く、いずれも
好ましくない。

【００１６】めっき条件は、電流密度１〜１５Ａ／ｄｍ
² 、好ましくは４〜８Ａ／ｄｍ² である。１Ａ／ｄｍ²
未満ではめっきが遅過ぎ経済的ではなく、１５Ａ／ｄｍ
² を超えるとめっき焼けが起こり、いずれも不適当であ
る。

【００１７】陰極に対する接液速度は、０．１〜２ｍ／
ｓ、好ましくは０．３〜１．５ｍ／ｓである。０．１ｍ
／ｓ未満ではめっき焼けが起こり易く、２ｍ／ｓを超え
るとめっきむら発生の恐れがありいずれも不適当であ
る。銅めっき液の温度は、通常光沢剤の適性使用温度範
囲である２０〜４０℃が好ましく、より好ましくは２５
〜３５℃である。得られるめっき厚は、０．５〜５μｍ
が好ましく、より好ましくは１〜３μｍである。

【００１８】上記のようにして第１の電解めっきにより
得られた、金属板表面上の銅箔を触媒処理すると、次工
程の第２の電解めっきにおいて、めっきむらが起こり難
くなる。具体的には第１の電解めっき後の銅箔表面を水
洗後、酸性又はアルカリ性の触媒を浸漬又はスプレー噴
霧等で付着させる。この触媒としては、通常の無電解め
っきの触媒となるパラジウムコロイド等が使用可能であ
る。しかる後、銅箔表面を軽く水洗した後第２の電解め
っきを施す。

【００１９】第２の電解めっきでは、銅めっき液の組成
は第１の電解めっきと同様に硫酸銅めっき浴、ピロリン
酸めっき浴等が使用可能であり、また光沢剤を入れない
ため、陽極としては鉛等の不溶性陽極も使用することか
できる。

【００２０】硫酸銅めっき浴の場合のめっき条件は、電
流密度２０〜１５０Ａ／ｄｍ² 、好ましくは３０〜１２
０Ａ／ｄｍ² 、更に好ましくは８０〜１２０Ａ／ｄｍ²
である。２０Ａ／ｄｍ² 未満ではめっきむらが起こり易
く、１５０Ａ／ｄｍ² を超えるとめっき焼けが起こり易
く、いずれも不適当である。なお、前述の触媒処理を行
った場合には、めっきむらは起こり難く、めっき焼けが
起こり易くなる傾向があるので、電流密度を３０〜６０
Ａ／ｄｍ² に若干低下させる方が好ましい。

【００２１】陰極に対する接液速度は、０．５〜７ｍ／
ｓ、好ましくは１．５〜５ｍ／ｓである。０．５ｍ／ｓ
未満ではめっき焼けが起こり易く、また７ｍ／ｓを超え
る場合にはめっき液供給装置が過大になり経済的ではな
く、いずれも不適当である。また銅めっき液は陰極表面
において乱流状態とすることが好ましいため、上記接液
速度においては、電極間距離３〜３０ｍｍとすることが
好ましい。銅めっき液温度は４０〜７０℃が好ましく、
より好ましくは５０〜６０℃である。

【００２２】形成される銅箔層は、めっき条件を選定す
ることにより、最終的に第１の電解めっき及び第２の電
解めっき合わせて、その厚みを３〜１２μｍに制御する
ことが好ましい。１２μｍより厚い場合は高密度で高精
度のプリント回路基板が得られにくく、３μｍより薄い
場合はピンホールが発生し易くなり銅箔層の信頼性が低
下する。

【００２３】前記の第１及び第２の電解めっきで得られ
た銅箔には、更に後述の条件で電解銅めっき処理を施す
ことによって、粗面化処理を行うことが好ましい。この
場合、形成されるめっき銅層はその表面粗度が１〜３μ
ｍとなるように制御されることが好ましい。１μｍ未満
では、後述の工程で加熱圧着させるプリプレグ等の絶縁
基材との密着性が低下し、また３μｍよりも粗い場合
は、絶縁基材と熱圧着した際、絶縁基材に対する投錨性
が大きくなり過ぎ、銅箔層のエッチングの際に充分な溶
解がなされないおそれがある。

【００２４】このような表面粗度を得るためには、導電
基材に形成された銅箔層の表面を陰極面とし、これと平
行に２６〜５０ｍｍの間隔を置いて陽極を配設してめっ
き装置を構成し、この両極間に電解銅めっき浴を接液ス
ピードが０．０５〜０．４ｍ／ｓになるように供給し、
電流密度２０〜８５Ａ／ｄｍ² でめっき処理を行うこと
が好ましい。めっき浴としては、銅イオンと硝酸イオン
を含有するものを用いることが好ましい。

【００２５】

【作用】本発明によれば、第１の電解めっきを光沢剤を
配合した銅めっき液を用い、比較的低い電流密度で施
し、次いで高い電流密度で第２の電解めっきを施すこと
により、高速めっき法で得られる場合と同等の性能の銅
箔を得ることができる。この理由は定かでないが、第１
の電解めっきにおける比較的低い電流密度と光沢剤の効
果により、金属板上に光沢のある平滑な表面をもった均
一な銅箔が形成され、次いで比較的高い電流密度でめっ
きを行うことにより、第１の電解めっきで形成された銅
箔を基に、緻密な結晶からなりかつ粗化に適した適度の
表面粗さを持った銅箔が形成されるものと思われる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
更に詳しく説明する。なお各実施例及び比較例で得られ
た銅箔の性能評価方法は次による。

【００２７】１．抗張力及び伸び 該測定においては、銅箔の厚みが薄すぎると、測定値の
ばらつきが大きくなるので、各実施例及び比較例に示す
めっき厚とは別に、他の条件は同一にして第１の電解め
っきで２μｍ、第２の電解めっきで３３μｍ、計３５μ
ｍの厚みの銅箔を形成させた。該銅箔から幅１２．７ｍ
ｍ×長さ１００ｍｍの引張試験片を切り出し、（株）島
津製作所製引張試験機オートグラフＳ−１００−Ｃを用
いて、抗張力及び伸びを測定した。ただし、比較例のみ
は、第２めっきのみで３５μｍ厚の銅箔を形成させ、こ
れを用いて測定した。

【００２８】２．ピール強度 各実施例及び比較例で得られた金属板上の銅箔の表面
に、更に硝酸を添加した硫酸銅めっき液にて限界電流密
度近傍の電流密度で粗面化めっきを行い、適度の粗化面
を形成させた。次いで該金属板の銅箔面側をガラスエポ
キシ基板に載置し、積層プレス後、金属板のみを剥離
し、銅箔をガラスエポキシ基板に転写した。得られた銅
張積層板の銅箔の上に通常のめっき装置により、銅を３
５μｍまで厚付けした後、幅３０ｍｍ×長さ１００ｍｍ
の試験片を切り出した。更に同試験片の銅箔に１０ｍｍ
幅の切り込みを入れてピール試験片を作り、前記引張試
験機を用い、ピール強度を測定した。

【００２９】３．写真判定 上記ピール強度測定のために作成した粗化面を形成させ
た銅箔の粗化面の状態を走査型電子顕微鏡写真に撮り、
目視で粗化状態を判定した。

【００３０】実施例１ 図１のめっき槽を用いて第１の電解めっきを行った。厚
さ１ｍｍの表面研磨されたステンレスシ−トからなる金
属板８（ＳＵＳ６３０）を陰極とし、該陰極と平行状に
配置した陽極との間を、銅６０ｇ／ｌ、硫酸６０ｇ／ｌ
の硫酸銅水溶液に、光沢剤 カッパーラピットＬＰ６１
６（ＬＰＷ社製商品名）を２ｃｃ／ｌ添加した銅めっき
液を接液速度０．５ｍ／ｓで供給し、液温３０℃、電流
密度６Ａ／ｄｍ² の条件で電解めっきを施し、２μｍの
銅箔をステンレスシ−トの両面に形成した。

【００３１】次に同様の装置を用いて、銅箔を形成させ
たステンレスシ−トと可溶性陽極間を銅６０ｇ／ｌ、硫
酸６０ｇ／ｌの硫酸銅水溶液からなる銅めっき液を、接
液速度２．５ｍ／ｓで供給し、液温５０℃、電流密度８
０Ａ／ｄｍ² の条件で電解めっきを施し第１の電解めっ
きで得た銅箔上に、３μｍの銅箔を形成させた。

【００３２】得られた銅箔の性能評価結果を表１に記載
するが、該銅箔はめっきむらのない適度の表面粗さを持
った良好なものであった。

【００３３】実施例２ 実施例１と同様の条件で第１の電解めっきを施し、ステ
ンレス板の両面に２μｍの銅箔を形成させた。次に該ス
テンレス板を酸性のＰｄ触媒液（日立化成（株）製 商
品名ＨＳ−２０２Ｂ）に３０秒間浸漬した後、同表面を
軽く水洗した。

【００３４】次に電流密度４０Ａ／ｄｍ² 、接液速度
１．５ｍ／ｓとする以外は実施例１と同様の条件で第２
の電解めっきを施し、第１の電解めっきで得られた銅箔
上に、３μｍの銅箔を形成させた。

【００３５】得られた銅箔の性能評価結果を表１に記載
するが、該銅箔はめっきむらのない適度の表面粗さを持
った良好なものであった。

【００３６】比較例１ 実施例１の第１の電解めっきと同じ条件でステンレス板
の両面に５μｍの銅箔を形成させた。得られた銅箔の性
能評価結果を表１に記載するが、該銅箔は表面が平滑過
ぎて、次工程の粗面化めっきで適度の粗化面を作るには
不向きのものであった。

【００３７】比較例２ 光沢剤を添加しない以外は実施例１の第１の電解めっき
と同じ条件でステンレス板の両面に２μｍの銅箔を形成
させ、次いで実施例１の第２の電解めっきと同じ条件で
更にその上に３μｍの銅箔を形成させた。該銅箔の性能
評価結果を表１に記載するが、該銅箔は表面が粗過ぎて
不適であった。

【００３８】比較例３ 第１の電解めっきを省略した以外は、実施例２と同じ条
件でＰｄ処理及び第２の電解めっきを施し、ステンレス
板の両面に５μｍの銅箔を形成させた。該銅箔の性能評
価結果を表１に記載するが、該銅箔は表面が粗過ぎて不
適であった。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、従来の転写法の高速め
っきではできなかった両面めっきが可能となり、得られ
る銅箔は高速めっきによるものと同等の優れた性能を持
ち、かつ表面が均一で適度の表面粗さを持ったものであ
る。また装置も通常の槽型めっき装置が利用でき、かつ
従来の槽型めっきによるめっき法に比べて、めっき時間
が大幅に短縮でき、高速めっきのようなめっき条件の厳
密な管理が必要でないものである。更に第１の電解めっ
きを施した後の金属板表面にＰｄ処理を施すことによ
り、第２の電解めっきにおけるめっきむらを大幅に改善
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した槽型めっき装置の概
略図である。

【符号の説明】

１ めっき槽 ２ めっき液循環ポンプ ３ 吸入管 ４ 吐出管 ５ ノズル ６ 陽極のチタンケース ７ 銅ボール ８ ステンレス板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面研磨された金属板を陰極とし、可溶
   性陽極を用い、光沢剤を配合した銅めっき液を、陰極面
   との接液速度０．１〜２ｍ／ｓで供給し、電流密度１〜
   １５Ａ／ｄｍ² で前記金属板の両面に第１の電解めっき
   を施し、次いで第１の電解めっきを施した前記金属板を
   陰極とし、可溶性陽極又は不溶性陽極を用い、銅めっき
   液を陰極面との接液速度０．５〜７ｍ／ｓで供給し、電
   流密度２０〜１５０Ａ／ｄｍ² で第１の電解めっきを施
   した前記金属板の両面に第２の電解めっきを施すことを
   特徴とする、金属板に支持された電解銅箔の製造方法。
2. 【請求項２】 第１の電解めっきを施した金属板表面を
   触媒処理した後、第２の電解めっきを施すことを特徴と
   する請求項１記載の金属板に支持された電解銅箔の製造
   方法。