JPH03223492A - 銅系金属材料およびその製造方法 - Google Patents
銅系金属材料およびその製造方法Info
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- JPH03223492A JPH03223492A JP1814190A JP1814190A JPH03223492A JP H03223492 A JPH03223492 A JP H03223492A JP 1814190 A JP1814190 A JP 1814190A JP 1814190 A JP1814190 A JP 1814190A JP H03223492 A JPH03223492 A JP H03223492A
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- Japan
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- based metal
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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。
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〕
この発明は銅または銅合金などの銅系金属材料、特にエ
ツチング加工に適した銅系金属材料およびその製造方法
に関する。
ツチング加工に適した銅系金属材料およびその製造方法
に関する。
従来、銅系金属材料として、銅またはりん青銅、黄銅、
洋白、その他の数多くの合金材料が知られており、これ
らの合金の多くは日本工業規格等の公的な規格により、
その成分が定められている。
洋白、その他の数多くの合金材料が知られており、これ
らの合金の多くは日本工業規格等の公的な規格により、
その成分が定められている。
例えば日本工業規格によれば、電子部品に多用されるり
ん青銅は、添加元素であるＳｎ、 Ｐの濃度により、Ｃ
５１１１、Ｃ５１０２、Ｃ５１９１、Ｃ５２１２などに
分類規格化されているのは周知の通りである。また半導
体部品用の銅合金材料としては、近年開発が目ざましく
、添加元素の配合および製法を変えた種々の合金が発表
され、このうちの幾つかが実用化されている。さらにこ
れらの銅系金属材料の用途としては、バネ材料、精密機
械の機構部品から装飾品に至るまで枚挙に暇がない。
ん青銅は、添加元素であるＳｎ、 Ｐの濃度により、Ｃ
５１１１、Ｃ５１０２、Ｃ５１９１、Ｃ５２１２などに
分類規格化されているのは周知の通りである。また半導
体部品用の銅合金材料としては、近年開発が目ざましく
、添加元素の配合および製法を変えた種々の合金が発表
され、このうちの幾つかが実用化されている。さらにこ
れらの銅系金属材料の用途としては、バネ材料、精密機
械の機構部品から装飾品に至るまで枚挙に暇がない。
これらの銅系金属材料の形状は、一般に地金を圧延加工
したいわゆる伸銅品と称する板材あるいは条材であり、
これらの銅系金属材料を二次加工として、エツチング加
工あるいは打ち抜き、曲げ、切削等の機械加工が施され
、それぞれの用途に適用される。このうち、エツチング
加工が施される銅系金属材料の用途としては、半導体パ
ッケージに用いられるリードフレーム、フロッピーディ
スクユニットの磁気ヘッドを支持するジンバルバネをは
じめとする精密部品、その他多岐にわたる。
したいわゆる伸銅品と称する板材あるいは条材であり、
これらの銅系金属材料を二次加工として、エツチング加
工あるいは打ち抜き、曲げ、切削等の機械加工が施され
、それぞれの用途に適用される。このうち、エツチング
加工が施される銅系金属材料の用途としては、半導体パ
ッケージに用いられるリードフレーム、フロッピーディ
スクユニットの磁気ヘッドを支持するジンバルバネをは
じめとする精密部品、その他多岐にわたる。
銅系金属材料のエツチング方法は、一般に銅系金属材料
の板材あるいは条材に、感光性樹脂がら成るレジストを
被覆し、目的とする製品のパターンヲマスクを用いて露
光、現像してレジストのパターンを形成し、エツチング
液で銅系金属材料を溶解する方法がとられる。
の板材あるいは条材に、感光性樹脂がら成るレジストを
被覆し、目的とする製品のパターンヲマスクを用いて露
光、現像してレジストのパターンを形成し、エツチング
液で銅系金属材料を溶解する方法がとられる。
これらのエツチング用銅系金属材料は、純銅またはＣｕ
を主原料とし、添加元素としてＳｎ、 Ｆｅ、 Ｎｉ、
Ｃ０ｌＭｎ、 Ｃｒ、 Ｐ、 Ｚｎ、Ｓｉ、＾Ｑ、 Ｍ
ｇ、 Ｂｅ、 Ｚｒ％Ｐｂ。
を主原料とし、添加元素としてＳｎ、 Ｆｅ、 Ｎｉ、
Ｃ０ｌＭｎ、 Ｃｒ、 Ｐ、 Ｚｎ、Ｓｉ、＾Ｑ、 Ｍ
ｇ、 Ｂｅ、 Ｚｒ％Ｐｂ。
Ａｇ、 Ａｕ、 Ｂ、 Ｔｉ等の元素のうち１種もしく
は２種以上の元素を含有する銅合金からなるが、従来は
エツチング性向上のために積極的な表面処理を施したも
のは使用されていない。
は２種以上の元素を含有する銅合金からなるが、従来は
エツチング性向上のために積極的な表面処理を施したも
のは使用されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来の銅系金属材料は、表面が金属のまま
であるため、根本的に樹脂との接着性に劣り、銅系金属
材料とレジスト樹脂の界面の密着が不完全で、上記界面
からエツチング液が浸入し易く、エツチングする輪郭が
不安定となって、微細なパターンをエツチングするとき
の障害となっていた。また、銅系金属材料を圧延加工す
る際、上記材料表面に圧延ロール表面の転写により生じ
た微小な凹凸がある場合には、浸入したエツチング液が
たまって上記材料を溶解し、パターンの欠損やエツチン
グ液と呼ばれる凹状の欠陥が生じるなどの問題点があっ
た。
であるため、根本的に樹脂との接着性に劣り、銅系金属
材料とレジスト樹脂の界面の密着が不完全で、上記界面
からエツチング液が浸入し易く、エツチングする輪郭が
不安定となって、微細なパターンをエツチングするとき
の障害となっていた。また、銅系金属材料を圧延加工す
る際、上記材料表面に圧延ロール表面の転写により生じ
た微小な凹凸がある場合には、浸入したエツチング液が
たまって上記材料を溶解し、パターンの欠損やエツチン
グ液と呼ばれる凹状の欠陥が生じるなどの問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、エツチングに際して、レジスト樹脂との密着
性が劣ることに起因する種々の問題が生じない銅系金属
材料およびその製造方法を得ることを目的とする。
たもので、エツチングに際して、レジスト樹脂との密着
性が劣ることに起因する種々の問題が生じない銅系金属
材料およびその製造方法を得ることを目的とする。
この発明は次の銅系金属材料およびその製造方法である
。
。
（１）銅または銅合金を母材とし、その表面にＣｕ、
Ｏを主体とする銅の酸化被膜を形成した銅系金属材料。
Ｏを主体とする銅の酸化被膜を形成した銅系金属材料。
（２）銅または鋼合金からなる母材を陽極とし、アルカ
リの水溶液中で電解して陽極酸化することにより、上記
母材の表面に、Ｃｕ、 ０を主体とする銅の酸化被膜を
形成する銅系金属材料の製造方法。
リの水溶液中で電解して陽極酸化することにより、上記
母材の表面に、Ｃｕ、 ０を主体とする銅の酸化被膜を
形成する銅系金属材料の製造方法。
この発明において用いる母材としては、純銅または、Ｃ
ｕを主原料とし、添加元素としてＳｎ、 Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｏ、 Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｐ、 Ｚｎ、 ＳＬ、１．
Ｍｇ、 Ｂｅ、 Ｚｒ。
ｕを主原料とし、添加元素としてＳｎ、 Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｏ、 Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｐ、 Ｚｎ、 ＳＬ、１．
Ｍｇ、 Ｂｅ、 Ｚｒ。
Ｐｂ、 Ａｇ、 Ａｕ、 Ｂ、 Ｔｉ等の元素のうち１
種もしくは２種以上の元素を含有する銅合金があげられ
る。
種もしくは２種以上の元素を含有する銅合金があげられ
る。
本発明におけるＣｕ、０を主体とする銅の酸化被膜は、
Ｃｕ、 ０のみからなるものでもよく、またＣｕ、 ０
を主体とし、一部、特に最外表面がＣｕＯからなる銅の
酸化被膜でもよい。
Ｃｕ、 ０のみからなるものでもよく、またＣｕ、 ０
を主体とし、一部、特に最外表面がＣｕＯからなる銅の
酸化被膜でもよい。
この発明の銅系金属材料は、銅または銅合金からなる母
材の表面に１通常生成する銅の酸化被膜とは異なるＣｕ
、 Ｏを主体とする緻密な銅の酸化被膜を形成したもの
であって、その被膜の母材との密着性は強固である。ま
た、その機構は完全には解明されていないが、この発明
によるＣｕ、 Ｏを主体とする銅の酸化被膜は、レジス
ト樹脂の基体樹脂あるいはカップリング剤等の樹脂成分
の一部を構成する官能基の上記被膜への配位もしくは結
合を容易にする働きがあると考えられ、表面に銅の酸化
被膜を形成することにより、母材とレジスト樹脂の密着
性は強固になる。
材の表面に１通常生成する銅の酸化被膜とは異なるＣｕ
、 Ｏを主体とする緻密な銅の酸化被膜を形成したもの
であって、その被膜の母材との密着性は強固である。ま
た、その機構は完全には解明されていないが、この発明
によるＣｕ、 Ｏを主体とする銅の酸化被膜は、レジス
ト樹脂の基体樹脂あるいはカップリング剤等の樹脂成分
の一部を構成する官能基の上記被膜への配位もしくは結
合を容易にする働きがあると考えられ、表面に銅の酸化
被膜を形成することにより、母材とレジスト樹脂の密着
性は強固になる。
銅系金属材料の加工工程において、２００〜３００”Ｃ
の種々の温度条件で加熱を受ける際、銅めっきの表面に
形成される酸化被膜は、一般的にＣｕＯを主体とするも
のであって、緻密さに欠け、機械的に脆く、レジスト樹
脂との密着性は悪いが、この発明におけるＣｕ、 Ｏを
主体とする銅の酸化被膜は優れた密着性を示す。
の種々の温度条件で加熱を受ける際、銅めっきの表面に
形成される酸化被膜は、一般的にＣｕＯを主体とするも
のであって、緻密さに欠け、機械的に脆く、レジスト樹
脂との密着性は悪いが、この発明におけるＣｕ、 Ｏを
主体とする銅の酸化被膜は優れた密着性を示す。
またこの発明の銅系金属材料の製造方法では、母材であ
る銅または銅合金を陽極としてアルカリ水溶液中で電解
することにより、陽極反応により生成する発生期酸素が
銅合金と結合して銅の酸化被膜を形成するので、均一か
つ強固な酸化被膜が形成され、通常の室内保存環境下、
あるいは前記２００〜３００℃の温度条件での加熱環境
下において形成される酸化被膜とは、均一性、緻密さ、
脆さの点で性質が全く異なる。
る銅または銅合金を陽極としてアルカリ水溶液中で電解
することにより、陽極反応により生成する発生期酸素が
銅合金と結合して銅の酸化被膜を形成するので、均一か
つ強固な酸化被膜が形成され、通常の室内保存環境下、
あるいは前記２００〜３００℃の温度条件での加熱環境
下において形成される酸化被膜とは、均一性、緻密さ、
脆さの点で性質が全く異なる。
本発明において、 Ｃｕ、０を主体とする銅の酸化被膜
を形成する方法としては、上記アルカリ溶液中における
陽極酸化のほか、アルカリ溶液中における過酸化水素に
よる酸化、第二銅イオンを含む電着液からの電着、なら
びに大気中における８０’Ｃ以上、２００℃未満の温度
での熱処理による酸化などによっても行うことができる
。
を形成する方法としては、上記アルカリ溶液中における
陽極酸化のほか、アルカリ溶液中における過酸化水素に
よる酸化、第二銅イオンを含む電着液からの電着、なら
びに大気中における８０’Ｃ以上、２００℃未満の温度
での熱処理による酸化などによっても行うことができる
。
以下、この発明の実施例について説明する。各例中、％
は重量％である。
は重量％である。
実施例１
この発明の一実施例として、Ｃｕ−２％５ｎ−０，２％
Ｎｉ合金の板材を、下記の条件により陽極酸化し、その
表面に銅の酸化被膜を形成してエツチング用銅系金属材
料とした。
Ｎｉ合金の板材を、下記の条件により陽極酸化し、その
表面に銅の酸化被膜を形成してエツチング用銅系金属材
料とした。
量棗菓傷束止
溶液組成 ＝１阿水酸化ナトリウム陽陽極法密度
： ０．５Ａ／ｄ■２ 温 度 ＝５０℃ 実施例２ この発明の別の実施例として、母材金属としてＣｕ−１
％５ｎ−０，２％Ｐ合金を用いた以外は実施例１と全く
同じ方法で、母材表面に銅の酸化被膜を形成してエツチ
ング用銅系金属材料とした。
： ０．５Ａ／ｄ■２ 温 度 ＝５０℃ 実施例２ この発明の別の実施例として、母材金属としてＣｕ−１
％５ｎ−０，２％Ｐ合金を用いた以外は実施例１と全く
同じ方法で、母材表面に銅の酸化被膜を形成してエツチ
ング用銅系金属材料とした。
比較例１
この発明の実施例に対する比較例として、実施例２で用
いた母材金属をそのままエツチング用銅系金属材料とし
た。
いた母材金属をそのままエツチング用銅系金属材料とし
た。
このようにして得た実施例１〜２の銅系金属材料の表面
を光電子分光分析装置により分析し、酸化被膜の組成と
して、最表面がＣｕＯであり、被膜内層がＣｕ、 Ｏと
なったＣｕ、 Ｏを主体とする銅の酸化被膜であること
を確認した。
を光電子分光分析装置により分析し、酸化被膜の組成と
して、最表面がＣｕＯであり、被膜内層がＣｕ、 Ｏと
なったＣｕ、 Ｏを主体とする銅の酸化被膜であること
を確認した。
そして、上記実施例１〜２と比較例１の銅系金属材料に
対し、市販のドライフィルムレジストをラミネートし、
ライン／スペースが５０１５０μ璽からＺｏｏ／２００
μ墓までの数種のパターンを有するマスクを介して紫外
線露光装置で露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像
して、レジスト樹脂の上記のパターンを形成した１次に
５０℃の塩化第二鉄溶液をそれぞれの試料に２．５ｋｇ
／ｄの圧力でスプレーしてエツチングを行った。最後に
３％水酸化ナトリウム水溶液でレジストの残膜を剥離し
た。
対し、市販のドライフィルムレジストをラミネートし、
ライン／スペースが５０１５０μ璽からＺｏｏ／２００
μ墓までの数種のパターンを有するマスクを介して紫外
線露光装置で露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像
して、レジスト樹脂の上記のパターンを形成した１次に
５０℃の塩化第二鉄溶液をそれぞれの試料に２．５ｋｇ
／ｄの圧力でスプレーしてエツチングを行った。最後に
３％水酸化ナトリウム水溶液でレジストの残膜を剥離し
た。
こうして得たそれぞれの銅系金属材料のエツチングパタ
ーンを顕微鏡で観察したところ、比較例１の銅系金属材
料によるエツチングパターンは、ライン／スペースが小
さいパターンにおいて欠損が生じ、パターンの再現性が
劣るとともに、レジストで被覆されていた材料表面に微
小なエツチング液が認められた。これに対し、実施例１
および２の銅系金属材料によるエツチングパターンは、
良好なパターン再現性を示し、エツチング液は全く認め
られなかった。
ーンを顕微鏡で観察したところ、比較例１の銅系金属材
料によるエツチングパターンは、ライン／スペースが小
さいパターンにおいて欠損が生じ、パターンの再現性が
劣るとともに、レジストで被覆されていた材料表面に微
小なエツチング液が認められた。これに対し、実施例１
および２の銅系金属材料によるエツチングパターンは、
良好なパターン再現性を示し、エツチング液は全く認め
られなかった。
このようにして上記実施例の銅系金属材料の有効性が確
認された。
認された。
なお、上記実施例において、母材としては、上記銅合金
に限定されず、純銅または他の銅合金を用いてもよい、
また陽極酸化の条件も上記説明の条件に限定されるもの
ではなく、母材の表面性状、製造におけるコストなどの
観点から変更することを妨げない。
に限定されず、純銅または他の銅合金を用いてもよい、
また陽極酸化の条件も上記説明の条件に限定されるもの
ではなく、母材の表面性状、製造におけるコストなどの
観点から変更することを妨げない。
この発明の銅系金属材料によれば、銅系金属母材の表面
にＣｕ、０を主体とする銅の酸化被膜を形成したので、
エツチングに際してレジスト樹脂との密着性が良好で、
エツチング液の浸入を防止することができ、これにより
パターンの欠損やエツチング液など、エツチング時の不
良の発生を防止でき、微細なパターンでもエツチングに
より鮮明に形成することができる。
にＣｕ、０を主体とする銅の酸化被膜を形成したので、
エツチングに際してレジスト樹脂との密着性が良好で、
エツチング液の浸入を防止することができ、これにより
パターンの欠損やエツチング液など、エツチング時の不
良の発生を防止でき、微細なパターンでもエツチングに
より鮮明に形成することができる。
またこの発明の製造方法によれば、均一かつ強固な銅の
酸化被膜を、簡単な装置と操作により、効率よく形成す
ることができる。
酸化被膜を、簡単な装置と操作により、効率よく形成す
ることができる。
Claims (2)
- （１）銅または銅合金を母材とし、その表面にＣｕ＿２
Ｏを主体とする銅の酸化被膜を形成したことを特徴とす
る銅系金属材料。 - （２）銅または銅合金からなる母材を陽極とし、アルカ
リの水溶液中で電解して陽極酸化することにより、上記
母材の表面に、Ｃｕ＿２Ｏを主体とする銅の酸化被膜を
形成することを特徴とする銅系金属材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1814190A JPH03223492A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 銅系金属材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1814190A JPH03223492A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 銅系金属材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223492A true JPH03223492A (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=11963329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1814190A Pending JPH03223492A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 銅系金属材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03223492A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017006402A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | Ykk株式会社 | 銅合金製エレメントの列を備えたファスナーチェーン及びスライドファスナー |
| CN111394771A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种在铜及其合金表面制备涂层的方法及铜制品 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP1814190A patent/JPH03223492A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017006402A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | Ykk株式会社 | 銅合金製エレメントの列を備えたファスナーチェーン及びスライドファスナー |
| CN111394771A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种在铜及其合金表面制备涂层的方法及铜制品 |
| CN111394771B (zh) * | 2020-04-22 | 2021-05-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种在铜及其合金表面制备涂层的方法及铜制品 |
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