JPS63199856A - セラミツク被覆銅箔の製造方法 - 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） 本発明は表面にセラミック層を有する銅箔の製造方法に
関する。

（従来の技術） 銅箔はそのすぐｎた導電性、熱伝専性などからプリント
基板の導体層をはじめ電気材料、電子材料の分野で広く
使用さｎている。

プリント基板についていえば、銅箔はガラス布基材エポ
キシ樹脂積層板、紙基材フェノール樹脂積層板などの表
面にｌ！層さｎ、銅張積層板として使わｎる。また、接
着剤、プラスチック系絶縁層を介して金ｆ４叛と一体化
したメタルコア基板もある。ところが最近では電子機器
の高出力化、小型化に伴ってプリント基板にも耐熱性、
熱放散性、耐トラツキング性などのより高性能化が要求
されるようになってきている。

このようなことから導体（ロ）路の真下に耐熱性、熱放
散性などが十分でないエポキシ樹脂、フェノール樹脂な
どのプラスチックを設けずにセラミック層を設けること
が有効と考えらｎる。このようなセラミック層を銅箔と
プラスチック層、あるいはメタルコア基板上は金属板と
の間に形成するのには、Ｍ箔にセラミック層を形成する
のが有利である。すなわち、このようなセラミック被徨
銅箔を用いれば接着剤を用いて容易にプラスチック、金
属板と一体化することができる。また、銅箔へのセラミ
ック層の形成は有機系の接着剤を介さないことが必要で
ある。接着剤が存在すると銅箔の真下には接着剤層がで
きてしまうため、せっかくのセラミック層の特長を十分
に生かすことができないためである。

銅箔へのセラミック層の形成方法は、コスト、量産性、
性能の点から、溶射法が適する。ＰＶＤ法、ＣＶＤ法で
は銅箔を高温にさらさなけｎばならず、そのために銅箔
の変質があり望ましくない。溶射法によりば銅箔の温度
な工高くても１５０℃程度に低く押さえることができ、
銅箔が変質する恐わはない。

（発明が解決しようとする問題点） とこはか、溶射により銅箔にセラミック層を形成する場
合、２つの大きな問題点がある。第１は密着性が低い点
である。セラミック溶射においてその密着性は溶射する
母材の材質に大きく左右さｎる。銅及び銅の含金にその
中でも密着性は最も低いといわれている。したがって銅
箔に溶射したＳ会、密着性が低い。とｎは溶射前のブラ
スト処理によってもさほど改善さｎない。

第２は溶剤層には気孔が存在する点である。

そのためにセラミック溶剤層を絶縁用途に適用する場合
、吸湿時の絶縁抵抗の低下が大きい。

こｒｔを改良する方法として一般的にフェノール樹脂な
どを用いて封孔する方法が行わｎているが、有機質がセ
ラミック１内に入るとせっかくのセラミックの特性が低
下してしまう。

本発明は上記２点の問題点を一挙に解決し、密着性にす
ぐｎ、気孔のないセラミック被徨銅陥の製造方法を提供
するものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は銅箔として電解銅箔を用い、その粗
面側に鋼、酸化鋼の微細粒子を電着により付着させて微
細な凹凸を形成し、この微細な凹凸面にセラミックを溶
射してセラミック溶剤層を形成する。次にさらにこのセ
ラミック溶剤層の上にセラミック塗料を塗布して乾燥、
固化することを特徴とするものである。

銅箔として電解銅箔を用いるのは粗面が容易に得らｎる
ためである。銅Ｗ３はその製造方法によって電解銅箔と
圧延銅箔に分けらｎる。圧延銅箔は銅インゴットを圧延
機で箔状に圧延する。

このものは両面とも平滑な面であるため、粗面化するに
はさらに粗化工程を経なけｎばならない。

ところが、これに対して電解銅箔は銅原料を硫酸調水溶
液中に溶解イオン化させ、回転ドラムを陰極として電気
分解反応で連続的に銅を電着させるとともに、連続的忙
ドラムより剥離していくものである。ドラムより剥離し
た面を重子滑面となるが、反対側は電着面そのままとな
るので粗面である。したがって片面粗面化銅箔は電解銅
箔の方が圧延銅箔より安愉である。

また、°この粗化面にさらに銅、酸化鋼の微細粒子を電
着して微細な凹凸を形成するのは、銅箔とセラミック溶
射層との密着性を同士するためである。電解銅箔の粗面
側は凹凸はあるが、この凹凸だけではセラミック溶射層
との密着性は不十分である。セラミック溶射においてそ
の密着性は被溶射体である母材の材質、表面状態に大き
く左右される。まず母材の材質についていうと、種々の
金属材料の中で鋼及び銅合金はセラミック溶剤層との密
着性は最も低位である。

したがって普通の銅にセラミックを溶射した場合、密着
性に乏しいため、実用に耐えらｎるものは得らｎない。

また、セラミックの溶射においては、一般にその密着性
を高めるためにブラスト処理による粗化が行わｎる。と
ころが銅は軟かいためにブラスト処理によって密着性を
高めることができるよ５な凹凸を形成することに難しい
。また、プラスト処理のもう一つの効果はブラストによ
って被溶射材の表面に新生面をつくり活性化をはかるこ
とがある。しかし、この点においても銅は非常に酸化し
やすく、その効果は少ない。

そこで電解銅箔の粗面側に、銅、酸化鋼の微細粒子を電
着すると微細な凹凸が形成さｎ、大きなアンカー効果か
もたらさｎる。この微細な凹凸にセラミック溶射時にセ
ラミックが（い込み、アンカー効果により銅箔とセラミ
ック溶射層との間に大きな密着性が得らｎるのである。

溶射するセラミックはプリント基板など、絶縁性が要求
される用途には、その電気絶縁性、耐薬品性などからア
ルミナが好適であるが、その他にジルコニア、ムライト
、スピネル、窒化アルミニウム、窒化けい素、炭化けい
素、チタニア、酸化コバルトなどを用いることができる
。

また、溶射はガス浴射法、プラズマ浴射法、水プラズマ
溶射法、減圧プラズマ溶剤性などを通用し得ろ。

次にこのセラミック溶射層の上にさらにセラミック塗料
を塗布するのは、セラミック溶射層の気孔を封孔するの
を主目的とするものである。

セラミック溶射層は一般に５〜１５　ｖｏ１％の気孔も
含有する。こｎは減圧雰囲気で溶射全行う方法等により
低減することができるが、完全になくすことはできない
。この溶射層の気孔は容易に吸水するため、絶縁用途で
は吸湿時の特性の低下が著しいため、問題となる。セラ
ミック溶射層の封孔をエフエノール樹脂など有機系材料
による封孔が一般に行わｎるが、有機系材料で封孔する
と耐熱性などのセラミックの特長が大きく損なわれてし
まう。そこで溶射層にセラミック塗料を塗布するのが有
効となるのである。

溶射層圧セラミック塗料を塗布するとセラミック塗料が
溶射層の気孔に含浸し、溶剤層の気孔は封孔されろ。

このセラミック塗料の塗布は、セラミック溶射層の封孔
の他に密着性の同上にも効果がある。

すなわち、セラミック溶射層の連続した気孔を通して、
セラミック塗料は銅箔表面まで浸透していく。したがっ
て銅箔とセラミック塗料が接着することによって全体の
接層面積が増大し、それによって密着性も向上する。ま
た、セラミック溶射に比べて、セラミック塗料の方がコ
スト的に安価であるためにセラミック溶射を銅箔とセラ
ミックとの密着だけを確保するために薄い層とし、残り
の厚み金セラミック塗料で確保するようにすわばコスト
低減につながる。

本発明に用いるセラミック塗料は、プリント基板などで
絶縁性が要求さｎる用途には、その電気絶縁性などから
アルミナ、あるいはシリカが好適であるが、その他にジ
ルコニア、窒化アルミニウム、窒化けい素、炭化けい素
、チタニア、ムライト、スピネルなど、あるいはこｉＬ
らの混合物、ガラス質などを用いることができる。

セラミック塗料の形態は水性のペーストで、スプレー、
はけ塗り、バーコーター、ドクターブレード法等によっ
て塗布し、室温あるいは１００〜２００℃程度で乾燥固
化する。なお、セラミックとしての特性を大きく低下さ
せない＠囲で有機系のバインダーを混合することもさし
つかえない。

（作用） 従来、銅へのセラミック′＃１躬においては、その密着
性は低いといわｎており、密層性にすぐれるものは得ら
ｎなかった。しかし、本発明のように電解銅箔の粗面側
にさらに微ａ粒子金電着して微細な凹凸全形成すること
によりて大きなアンカー効果を得ることができ、こｎに
よりて銅箔とセラミック溶射ノーの密着性を太き（向上
することができる。

また、セラミック溶射においては、セラミック溶射層内
に気孔が存在するため、絶縁用途に用いるにはその吸湿
時の特性低下が問題となるが、本発明のよう°に溶射層
にセラミック塗料を塗布することによって封孔すること
ができ、この大きな問題点を解決することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

（実施例〉 ′第１図は本発明により得られるセラミック被覆銅箔の
断面模式図を示す。

厚さ３５μｍの電解銅箔１の粗面側に粒径的［Ｌ５〜２
μｍの酸化銅２１ｉ−電着により付着させた。このよう
にして酸化銅の微細粒子により形成さｎた微細凹凸面に
プラズマ浴射装置によりアルミナを溶射して厚さ約５０
μｍのアルミナ溶剤層３を形成した。

次にこのアルミナ溶射層３の上にアルミナ系セラミック
塗料４を厚さ約５０μｍＫなるよう忙スプレーで塗布し
た。室温数ｆ後、加熱乾燥機に投入して１００℃で３０
分乾燥固化してセラミック被覆銅箔を得た。

このセラミック被覆銅箔のセラミック層と銅箔との密着
性は引張強さで１ｋｇ／ＩＩＩＩＩと良好であり、溶射
層の気孔も封孔さｎているため、吸湿時の絶Ｒ特性の低
下はみらｎなかりた。

（比較例） 電解銅箔の粗面側に酸化鋼の微細粒子を付着させずにそ
のまま、英施例と同様にアルミナを溶剤し、厚さ約１０
０μｍのアルミナ溶射層全形成した。なお、セラミック
塗料の塗布は行なわなかった。

このときのアルミナ層と銅箔の密着性を工α１ｋｇ／ｗ
ｘｐと低（、容易にアルミナ層の剥離が生じた。筐た、
アルミナ層は約７　ｖｏ１％の気孔が存在するため、吸
水率が大き（、吸湿時の絶縁特性の低下が著しかった。

（発明の効果） 本発明の方法により得らｎるセラミック被覆銅箔は従来
の方法に比べてセラミック層と′１ＩｓＰｉ！Ｉの密着
性は格段にすぐれたものである。したがって温度変化の
激しい用途、あるいは高温下でも十分英用に耐えるもの
である。

また、セラミック溶剤及びセラミック塗料のプラスチッ
クへの密着性は乏しく、難しいとされているが、本発明
の方法によりはすでに形成さｎたセラミック層を接着剤
を用いてプラスチックと接着することができる。また、
プラスチック成形時に同時にセラずツク核種銅箔との一
体化を行えば成形時に樹脂が接着剤として作用し、一工
程で簡単に一体化することができる。

さらにセラミック層を表面に有するプラスチックを得る
には不用となった＠１箔をエツチング等により除去する
ことにより容易に得ることができる。このようにして得
らｎるセラミック層を表面に有するプラスチックを工、
プラスチックの欠点である表面硬度、耐熱性、耐摩耗性
を大きく向上することができ、プラスチックの用途を大
きく拡大することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミック被覆銅箔の構成を示す断面
模式図である。 符号の説明 １　電解銅箔　　　　　２０１２化銅微細粒子層ツタ塗
料層 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電解銅箔の粗面側に銅または酸化銅、あるいはこれ
   らの混合物の微細粒子を電着により付着させ微細な凹凸
   を形成し、さらに該微細凹凸面にセラミックを溶射して
   セラミック溶射層を形成するとともに、該セラミック溶
   射層の上にセラミック塗料を塗布して乾燥、固化するこ
   とを特徴とするセラミック被覆銅箔の製造方法。 ２、溶射するセラミックはアルミナを生成分とするもの
   である特許請求の範囲第１項記載のセラミック被覆銅箔
   の製造方法。 ３、セラミック塗料はアルミナを生成分とするものであ
   る特許請求の範囲第１項記載のセラミック被覆銅箔の製
   造方法。 ４、セラミック塗料はシリカを主成分とするものである
   特許請求の範囲第１項記載のセラミック被覆銅箔の製造
   方法。