JPS62205263A - 樹脂材料との接着性が改善された配線基板用銅材の製造方法 - 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］ 本発明は樹脂材料との接着性が改善された金属桐材、例
えば鋼板、銅箔等の製造方法に関するものである。

［従来技術とその問題点］ 金属材料を有機高分子材料を用いて同種または異種の４
４料と接首する場合には、表面の接着力を向−１ニさせ
るために粗化処理を行うことがある。例えば、サンドブ
ラスト、ショツトブラスト、ブラシ、ヤスリ等による研
削粗化等である。

本来接着性に乏しい金属、特に銅の場合は表面にＺｎ、
Ｎｉ、Ｓｎ等のメッキ処理や溶射、蒸着。

イオンブレーティング等を行うことが多い。さらにこれ
らの付着金属の密着力を強固にするためには金属基板材
料と合金化する処理も行われている。

ところが金属を被覆する際、上記の何れかの方法によっ
ても夫々専用の設備を必要とする。また、メッキ法では
ＩＮ　ｉ＆処理等の公害問題も発生ずる。

さらに合金を彼覆シ、ようとするときは、その組成制御
は極めて困難である。溶射法で均一な層を形成すること
は難しく、特にコイル祠表面を処理するには不向きであ
る。また、蒸着、イオンブレーティング等の方法では設
備費が高価となり、比較的薄い層しか期待できない。

以上のように、金属の表面に金属（合金を含む）をｌＪ
ｌｉｍするためには、夫々専用の設備を必要とし、合金
の場合には極めて困難となってくる。従って、より安価
で簡便な方法で金属材料の表面に合金層を形成する方法
の出現が望まれていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、より安価で簡便な方法で、銅または銅
合金材料の表面に樹脂材料との接着性にすぐれた合金層
を形成する方法を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明では、被覆すべき金属に純金属または合金の粉末
を用い、これを彼覆しゃすいように白゛機高分子化合物
および溶剤中で分散させて塗料状とし、さらに何機高分
子化合物としては、合金層形成のための加熱の際熱分解
してしまうものを選定し、しかもその分解ガスに肢処理
物および被覆金属を酸化から保護する役目をもたせてい
る。

本発明の実施に必要な有機高分子化合物（樹脂）のＨす
べき特性は、 （１）その溶液もしくは分散液が金属表面上に開管する
波膜を形成しｊ−多ること （２）各樹脂に適した温度での加熱で熱分解してその波
膜中から実質的に揮散消失することである。上記（１）
の特性をもつものとしては一般９機性実用塗料波膜をつ
くるａ機高分子化合物で十分であるが、−に記（２）の
特性を有するためには、特殊な化合物構造をもつことが
必要である。

発明者等は、有機高分子化合物の中で、空気中、さらに
望ましくは窒素ガス雰囲気中で１ｌＰ１定された熱重量
分析曲線（ＴＧＡ曲線）が２００〜７００℃において少
なくとも９５％の分解率を示すものに首目し、多数のａ
機高分子化合物について試験研究を行った結果、予想通
り、それらの化合物が本発明の目的に合致することを確
認した。たたし、ＴＧＡ曲線は測定試料の形態、加熱速
度等によって変化し、同一化合物であってもその重合度
分布によって差異を示すので、同曲線だけがらの判定は
困難な場合もあるが、本発明の実施に適するものとして
は次のようなものがある。

（ａ）ポリアセタール樹脂（２６０”Ｃ［９５％熱分解
点、以下同じ〕） （ｂ）アクリル酸、アクリル酸のメチル−、エチル−、
イソプロピル−１ｎ−ブチル−１２−エチルへキシル−
１２−ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−エス
テル、メタクリル酸、メタクリル酸のメチル−、エチル
−、イソプロピル−１ｎ−ブチル−１ｎ−へキシル−、
ラウリル−１２−ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロ
ピル−エステルのようなアクリル酸およびメタクリル酸
のエステル類、ヒドロキシエステル類、フマル酸、マレ
イン酸、イタコン酸の中から選ばれた１種の化合物の重
合物（３５０〜４５０　　℃） （Ｃ）ポリオキシプロピレンとスクロースの付加物のよ
うなポリエーテル類（３５０〜４００℃）（（１）ポリ
エステル類もしくはポリエーテル類と２゜４−もしくは
２．６−ドリレンジイソシアネート及びその他のポリイ
ソシアネート類との付加重合物のようなウレタン結合を
有する重合物（３８０〜５００℃） （ｃ）尿素樹脂（３５０℃） （Ｉｏ）メラミン樹脂（３５０℃） （ｇ）アルキル化変性尿素樹脂（４００℃）（１１）ア
ルキル化変性メラミン樹脂（４００℃）（ｉ）ポリカー
ボネート樹脂（５３０℃）（ｊ）芳香族ポリエステル類
（５８０℃）（ｋ）ブチラール樹脂（６００℃） （ｅ）米国・ジェネラル・エレクトリック（Ｇ　ｅｎｅ
ｒａｌ　　Ｅ　Ｉｅｅｔｒｉｃ　）社製品のような芳香
族ポリエステルイミド類（６３０℃） （＋ｎ）米国：デュポン（Ｄ　ｕｐｏｎｔ　）社製品カ
プトンＨ（Ｋ　ａｐｔｏｎ　Ｈ）のような芳香族ポリイ
ミド類（６７０℃）の単品もしくはそれらの混合物もし
くは共重合物 これらのａ機高分子化合物は、夫々水、アルコール類、
ケトン類、エステル類、セロソルブ類、カルピトール類
、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド等の溶剤の１種もしくはそれらの混合
物に可溶で、その溶液は溶剤の揮散後、金属の表面で造
膜し、夫々１−記（）内の温度域で熱分解して波膜系か
ら実質的に消失する。これに反し、同じく有機溶剤に可
溶で造膜性のあるポリ塩化ビニル、ウレタン結合を含ま
ないエポキシ系樹脂、繊維素系樹脂は窒素気流中での加
熱では７００℃に達しても２０〜６５％の残留分があり
、空気中で加熱すれば酸化燃焼を伴うので残留分は減少
するが、特に耐熱性材料が共存する波膜中では完全に燃
焼せず、相当量の炭素分その他が残留するので、不適当
である。

本発明の実施に適当な上記の有機高分子化合物は、既述
の水もしくは有機溶剤溶液以外に、水もしくは有機溶剤
中でのコロイド状分散液としても使用できる。特に上記
（ａ）に属する化合物から、いわゆるエマルジョン重合
法によって製造された樹脂の水性原液はそのまま本発明
の実施の好適な原料として使用し得るものである。

粉末金属としは、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ７．Ｐｂ。

Ｃｕ、Ａｇ及びこれらを主成分とする合金の中の少なく
とも１種からなるものが適している。この粉末金属の粒
子の大きさは、次のような理由から０．５ＩｌｌＩ１１
以下が望ましい。すなわち、粒子が大きすぎると樹脂溶
液と混合した場合、比重が大きいために沈降しやすくな
り、また２種以上の合金成分粉末の場合分離が起こりや
すくなる。さらに溶融したときには粉末は細かい方が均
一に合金化しやすい。

なお。処理材を加熱拡散させる場合、均一で効果的な拡
散を行わせるため、温度の下限は、塗布した金属粉末成
分のうち最も低融点のものの融点量−にでることが必要
であり、上限は当然ながら彼処埋材の融点以下である。

［実施例］ 以下に本発明の具体的実施例について説明する。

実施例１ メタクリル樹脂原液、ｎ−メチル化メラミン樹脂原液、
エチルセロソルブ及び塗料アルミニウムペーストを、夫
々電量％で７％　４％、５４％及び３５％の割合で均一
に混合した塗材を、厚さ１■の純銅板にはけ塗りした。

これを自然乾燥させた後、８００℃で２０分間大気中で
加熱して水冷した。それを＃２８０研磨紙により軽く研
■したところ、処理Ｈの表面は黄金色のアルミ青銅面と
なっていた。断面を研磨し、Ｘ線マイクロアナライザで
分析すると、表面８０μ口１にわたりＣｕ−Ａｌ１の合
金層の形成が確認された。また母材の硬さは５０ＭＨｖ
であるにもかかわらず、合金層の硬さは２００　Ｍ　Ｈ
ｖを示した。

この試料をその後３７μｍまで、すなイ）ち印刷回路用
鋼張積層板用の銅箔と同じ厚さまで冷間圧延し、接着強
度８１１１定用の試料とした。

実施例２ メタクリル樹脂原液、トルエン及び２００メッシュ以下
の金属亜鉛粉末を、重量％で夫々１０％。

３０％及び６０％の割合で均一に混合し、厚さ１＋＋＋
ｎの純銅板にはけ塗りした。これを自然乾燥させた後、
７００℃で２分間加熱して水冷した。それを＃２８０研
磨紙により軽く研磨すると、処理材の表面は均一な黄銅
色となっていた。断面を研磨し、Ｘ線マイクロアナライ
ザで分析したところ、表面５０μｍにわたりＣｕ　−Ｚ
　ｎの合金層の形成か認められた。

この試料をさらに厚さ３７μｍまで圧延し、接着強１２
Ａ！ＩＩ定用試料とした。

以１−のようにして得られた各試料を夫々＃４００エメ
リ研磨後、アルコールで脱脂乾燥し、接着剤としてポリ
ビニルブチラール−フェノール樹脂を用い、紙−フェノ
ール樹脂からなる接着用基板に接着させて接簀力の評価
を行った。

尚接着力の測定は、ＪＩＳ　　Ｃ−６４８１ｒ印刷回路
用銅張積層板試験方法」に準拠した。

常温における接着強度測定結果を第１表に示す。

第１表 第１表から、本発明によるものは、比較品である無酸銅
箔の２〜３倍の接着強度を示し、また銅張積層板として
多用されている一般の電解銅箔と同等の接層強度を示す
ことが判る。　” 以−［−の例は何れも銅箔としてのフェノール樹脂との
接百力の改Ｆ’ｆであるが、この他にも線、棒、管及び
その他の形状の成形品に対して各種の被覆材料の接着性
の向上、樹脂モールド材との接簀力の向」二、■膜との
接着力の向上等に同様の効果が期待できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、金属粉入りの塗料を用いるので、この
塗料を金属材料面上に容易に固着させることが可能であ
り、メッキ処理、蒸着、溶射等専用の設備によらず、塗
布した状態で加熱することで樹脂材料との接着性にすぐ
れた合金層をもったヰ］料を容易に得ることができる。

また、樹脂成分を選択することにより熱分解時の分解ガ
スに還元性をもたらし、いわゆるフラ・ソクス効果を発
揮させ、より均一な処理が可能となり、大気中で加熱処
理しても被覆金属及び被処理材を酸化から保護すること
ができる等の利点がある。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱分解によってそれ自体が実質的に消失するよう
   な有機高分子化合物の溶液もしくはコロイド状分散液に
   少なくとも１種の金属粉末を混合してなる塗材を成分組
   成が異なる金属材料の表面に塗布した後、この金属材料
   を加熱することにより前記金属粉末の少なくとも一部を
   前記金属材料に拡散させて前記金属材料の表面に合金層
   を形成させることを特徴とする接着性が改善された金属
   材料の製造方法。
2. （２）金属材料が銅及びその合金である、前記第１項記
   載の方法。
3. （３）金属粉末が、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｃ
   ｕ、Ａ及びこれらを主成分とする合金の中の少なくとも
   １種である、前記第１項または第２項記載の方法。
4. （４）有機高分子化合物が ［１］アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリル酸エ
   ステルヒドロキシ誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸
   エステル、メタクリル酸エステルヒドロキシ誘導体、マ
   レイン酸、フマル酸及びイタコン酸の中から選ばれた１
   種もしくは１種以上の混合物を含む原料の重合物 ［２］ウレタン結合を有する重合物 ［３］尿素樹脂、アルキル化変性尿素樹脂、メラミン樹
   脂、アルキル化変性メラミン樹脂、ブチラール樹脂、ポ
   リアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリ
   エステル及び芳香族ポリエステルイミドの中から選ばれ
   た１種もしくはそれらの２種以上の混合物 の中の少なくとも１種である、前記第１項、第２項また
   は第３項記載の方法。
5. （５）金属粉末の粒子の大きさが０．５ｍｍ以下である
   、前記第１項、第２項または第３項記載の方法。
6. （６）金属材料の加熱温度が塗布した塗材中の金属粉末
   の中最も低融点のものの融点以上であり、金属材料の融
   点以下である、前記第１項、第２項または第３項記載の
   方法。