JPH04318997A - 印刷回路用銅箔及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、樹脂製の絶縁基板に
対する結合特性が改良された印刷回路用銅箔に関し、さ
らに詳しくは絶縁基板との結合性を向上させるために、
基本銅箔の絶縁基板との接合面に、スズ，コバルト，ニ
ッケルおよびヒ素の内の或る一つの元素と、銅と、およ
び亜鉛とで構成された３元合金層が電着された後、クロ
メート処理される印刷回路用銅箔及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】印刷回路は、ラジオ、テレビ、電話交換
機、コンピュータ等の各種電子機器の回路で広く利用さ
れている。特に、最近では小型化、高集積化された印刷
回路に対する要求に応じて、樹脂製の絶縁基板に銅箔を
接合させた印刷回路基板が提案されているが、銅イオン
が樹脂層に拡散して入るため、銅箔と基板樹脂層との接
合面にしばしば茶色のしみ（ｂｒｏｗｎ　ｓｐｏｔｔｉ
ｎｇ）　が発生し、これが回路の外観を悪くするだけで
なく、絶縁基板の電気絶縁性を弱化させることが問題に
なっている。

【０００３】また、最近の印刷回路板の製作工程には、
高温処理工程がますます増えている。このため熱劣化に
よる銅箔と樹脂層間の接合力の低下が発生して、実用上
大きな問題となっている。このような問題を解決するた
めの方法として、次のような方法が提案されている。

【０００４】米国特許第３，５８５，０１０号の公報に
は、絶縁基板と接合する銅箔の面に、インジウム，亜鉛
，スズ，ニッケル，コバルト，黄銅（銅−亜鉛合金）あ
るいは青銅（銅−スズ合金）を、４×１０−６ｉｎｃｈ
以上の厚さで電着する方法が記載されている。

【０００５】しかし、黄銅をメッキする方法においては
、シアン化物浴を使用する場合以外には実用的な方法が
存在せず、また、シアン化物浴は作業環境上の問題だけ
でなく公害問題も有している。また、亜鉛メッキは、酸
性エッチング液でエッチングする際、銅箔と樹脂層間を
エッチング液が浸蝕して、いわゆるアンダーカット現象
を起こす。

【０００６】大韓民国特許公告第８４−１６４３号の公
報には、絶縁基板と接合する銅箔面に０．０２〜１５重
量％のリンを含有するニッケル等を被覆する方法が記載
されている。

【０００７】しかし、この方法は５０℃以上の電解液を
使用してニッケルを被覆させるので非経済的であり、ま
た上記の範囲内でリン含有量を調節することが非常に難
しいのが欠点である。

【０００８】大韓民国特許公告第８３−２６１１号の公
報には、銅箔の両面あるいは片面上にスズ層を被覆して
、このスズ層の上に亜鉛−バナジウム合金層を被覆する
方法が記載されている。

【０００９】しかし、スズは、印刷回路の技術において
通常用いられているエッチング液の一種である過硫酸ア
ンモニウム溶液により、エッチングが殆ど不可能になる
という欠点を有している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、高
温の熱処理後でも薬品処理後でも良好な接着力を維持し
、どのようなエッチング液でも回路のアンダーカット現
象が発生することなく良好なエッチング性を有すると共
に、絶縁樹脂層の中に銅イオンが拡散するのを抑制する
銅箔を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、本発明の印刷回路用銅箔は、絶縁基板に接合される側
の面が粗面化処理され、該面が銅と亜鉛と第３の元素で
あるスズ，コバルト，ニッケル，ヒ素の中のある一つの
元素とを添加した３元合金層で被覆され、該３元合金層
がクロメ−ト処理されて成るものとした。

【００１２】また、本発明の印刷回路用銅箔の製造方法
では、銅箔の絶縁基板と接合される側の粗面化処理され
た面に、被覆層を電気めっき法で形成するに当たり、硫
酸銅（五水和物）２４〜５０ｇ／ｌ（リットル）、酒石
酸ナトリウム４０〜６０ｇ／ｌ、酸化亜鉛２．４〜５．
０ｇ／ｌ、苛性ソーダ４０〜６０ｇ／ｌ、及び第３の元
素であるスズ，コバルト，ニッケル，ヒ素の中のある一
つの元素を０．３〜３．０ｇ／ｌ添加しためっき液の中
で、上記粗面化処理された銅箔を陰極にして、めっき液
温３５°Ｃ，直流電流密度１０〜２０Ａ／ｄｍ２　で１
０ｓｅｃ　間処理した後、脱イオン水で水洗いし、クロ
メート処理を電解法で行うこととした。

【００１３】なお、前記の印刷回路用銅箔の製造方法に
おいて、第３の元素は、スズ酸ナトリウム，硫酸コバル
ト（七水和物），硫酸ニッケル（六水和物），亜ヒ酸の
中の或るひとつを選択することにより添加することがで
きる。

【００１４】

【作　　　　用】印刷回路用銅箔を、絶縁基板に接合さ
れる側の面が粗面化処理され、該面が銅と亜鉛と第３の
元素であるスズ，コバルト，ニッケル，ヒ素の中のある
一つの元素とを添加した３元合金層で被覆されたものに
することにより、耐熱性，耐薬品性が向上する。これに
より、絶縁樹脂層との間の接着力は良好に維持されると
共にアンダーカット現象が防止され、更には絶縁樹脂層
への銅イオンの拡散が防止される。また、前記３元合金
層をクロメート処理することにより、錆が防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。前
記のような目的を達成するため提供されるこの発明の印
刷回路用銅箔は、絶縁基板に接合される面に、直流電流
を利用して銅−亜鉛−スズ，銅−亜鉛−コバルト，銅−
亜鉛−ニッケル，あるいは銅−亜鉛−ヒ素等の３元合金
層を電着した後、電解法でクロメート処理することによ
って製造される。

【００１６】さらに具体的に説明すると、この発明の印
刷回路用銅箔は、基本銅層のために銅箔（以下、「基本
銅箔」と言う）を通常の方法で粗面化処理した後、硫酸
銅濃度２４〜５０ｇ／ｌ，酒石酸ナトリウム濃度４０〜
６０ｇ／ｌ，酸化亜鉛濃度２．５〜５．０ｇ／ｌ，苛性
ソーダ濃度４０〜６０ｇ／ｌ，及び第３の元素であるス
ズ，コバルト，ニッケルまたはヒ素の中の或る一つの元
素の濃度０．３〜３．０ｇ／ｌを有するめっき液の中で
、めっき液温を２５〜３５°Ｃにし、電流密度７〜３０
Ａ／ｄｍ２　の直流電流で５〜１５秒間電着して３元系
合金層を被覆した後、クロメート処理することによって
製造される。

【００１７】上記基本銅箔としては、通常の印刷回路用
銅箔で使用されるものならどのようなものでも使用可能
だが、電解銅箔または圧延銅箔が好ましい。

【００１８】基本銅箔面に対する合金層の結合力を向上
させるためには、粗面化処理は、酸洗によるエッチング
であるが、米国特許第３，２２０，８９７号または第３
，２９３，９１０号の公報に記載された電着等により行
うのが適している。

【００１９】硫酸銅濃度を２０ｇ／ｌ以下にすれば処理
時ガス発生が多く、濃度維持が難しい。５０ｇ／ｌ以上
で高いと薬品が多く消耗される。酒石酸ナトリウムは４
０ｇ／ｌ未満だと、銅イオンがアルカリ溶液に水酸化物
を形成し、沈澱される。６０ｇ／ｌ以上は、大きい差は
ないがやはり薬品の消耗が多い。

【００２０】亜鉛は銅と比率が４：１になるように量を
調節し、この比率を大きく外れると耐薬品性と耐熱性が
悪くなって合金の効果が減少する。苛性ソーダは充分に
入れて酸化亜鉛を溶解させ、銅と酒石酸塩が、安定され
た錯イオンで結合するようにする。又溶液の電気伝導度
を向上させる。

【００２１】そして第３の元素であるスズ，コバルト，
ニッケル，ヒ素等が０．３ｇ／ｌ未満で少なくすると、
合金の効果が現れず、耐薬品性及び耐熱性が低下する。 そして、３．０ｇ／ｌ以上になると合金の全体の組成比
が変わり、電着性が悪くなって均一なめっきが得難くな
り、非経済的である。

【００２２】また、温度が低いと電着特性が悪く、４０
°Ｃ以上になると合金に銅の成分が残って耐熱性が劣る
。

【００２３】電流密度が５Ａ／ｄｍ２　以下では合金電
着にならない。３０Ａ／ｄｍ２　以上になるとガス発生
が甚だしくなり、液の組成が変化して合金粉末が形成さ
れ、銅箔に密着されない。

【００２４】第３の元素であるスズ，コバルト，ニッケ
ル，ヒ素等は、銅の拡散を抑制し亜鉛が酸で早く溶解さ
れるのを抑制する効果があった。これらの元素はアルカ
リ性溶液に溶ける塩の形態で添加すれば良い。この合金
層が形成されると、クロメート処理には電解法を用いる
。ここで、クロメート処理法は、液の組成をニクロム酸
ナトリウム５ｇ／ｌとし、常温で電位約３０ｖにして、
ガスが発生されるように約５秒間実行する。ガス発生は
、銅箔の表面が酸化されるのを防止する。以下に、この
発明の具体的な実施態様例及び比較例を示すが、この発
明は下記実施態様例に限定されず、発明の範囲内で自由
に変更できる。

【００２５】（実施態様例１）硫酸銅（五水和物）４８
ｇ／ｌ，酒石酸ナトリウム６０ｇ／ｌ，酸化亜鉛４．１
ｇ／ｌ，苛性ソーダ６０ｇ／ｌ及びスズ酸ナトリウム０
．５ｇ／ｌで組成された溶液を電解液として使用し、３
５μｍ厚さの銅箔を陰極とした。液温を３５°Ｃにし、
直流電流密度を１０，１５，２０Ａ／ｄｍ２　とし、そ
れぞれ１０ｓｅｃ　間めっき処理した後、めっきされた
銅箔を脱イオン水で水洗いした。つぎに、ニクロム酸ナ
トリウム５ｇ／ｌの溶液中で、液温２５°Ｃ、電位３０
Ｖで５ｓｅｃ　間クロメート処理した。

【００２６】（実施態様例２）実施態様例１の電解液の
組成として、スズ酸ナトリウムのかわりに硫酸コバルト
（七水和物）０．５ｇ／ｌを含有させることを除き、実
施態様例１と同一の方法で銅箔の表面を処理した。

【００２７】（実施態様例３）実施態様例１の電解液の
組成として、スズ酸ナトリウムのかわりに硫酸ニッケル
（六水和物）０．５ｇ／ｌを含有させることを除き、実
施態様例１と同一の方法で銅箔表面を処理した。

【００２８】（実施態様例４）実施態様例１の電解液の
組成として、スズ酸ナトリウムのかわりに亜ヒ酸０．５
ｇを含有させることを除き、実施態様例１と同一の方法
で銅箔表面を処理した。

【００２９】（比較例）硫酸亜鉛濃度１０ｇ／ｌ，ｐＨ
５の溶液を電解液として使用し、３５μ厚さの銅箔を陰
極にして、液温３０°Ｃ、電流密度５Ａ／ｄｍ２　で５
ｓｅｃ　間処理した後、脱イオン水で水洗いし、上記実
施態様例１と同一の条件でクロメート処理する。

【００３０】以上の実施態様例と比較例の被膜を、ガラ
ス繊維−エポキシ樹脂絶縁基板と積層成形し、その接着
強度を測定した。また温度２１０°Ｃの熱風で６３０分
間熱処理した後に、接着強度を測定した。さらに５Ｎ−
ＨＣＩ溶液に１時浸漬処理した後、接着強度低下率（％
）を測定した。その測定結果を図１に示す。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の印刷回路用銅
箔及びその製造方法によれば、絶縁基板に接合される側
の面が粗面化処理され、該面が銅と亜鉛と第３の元素で
あるスズ，コバルト，ニッケル，ヒ素の中のある一つの
元素とを添加した３元合金層で被覆されるので、耐熱性
，耐薬品性が向上する。そのため、絶縁樹脂層との間の
接着力は良好に維持されると共にアンダーカット現象が
防止され、更には絶縁樹脂層への銅イオンの拡散が防止
される。また、前記３元合金層をクロメート処理するこ
とにより、印刷回路用銅箔の表面に錆が発生するのが防
止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施態様例と比較例とにおける接着強度を対比
する図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁基板に接合される側の面が粗面化
   処理され、該面が銅と亜鉛と第３の元素であるスズ，コ
   バルト，ニッケル，ヒ素の中のある一つの元素とを添加
   した３元合金層で被覆され、該３元合金層がクロメート
   処理されて成ることを特徴とする印刷回路用銅箔。
2. 【請求項２】　　銅箔の絶縁基板と接合される側の粗面
   化処理された面に、被覆層を電気めっき法で形成するに
   当たり、硫酸銅（五水和物）２４〜５０ｇ／ｌ、酒石酸
   ナトリウム４０〜６０ｇ／ｌ、酸化亜鉛２．４〜５．０
   ｇ／ｌ、苛性ソーダ４０〜６０ｇ／ｌ、及び第３の元素
   であるスズ，コバルト，ニッケル，ヒ素の中のある一つ
   の元素を０．３〜３．０ｇ／ｌ添加しためっき液の中で
   、上記粗面化処理された銅箔を陰極にして、めっき液温
   ３５°Ｃ，直流電流密度１０〜２０Ａ／ｄｍ２　で１０
   ｓｅｃ　間処理した後、脱イオン水で水洗いし、クロメ
   −ト処理を電解法で行うことを特徴とする印刷回路用銅
   箔の製造方法。
3. 【請求項３】　　第３の元素は、スズ酸ナトリウム，硫
   酸コバルト（七水和物），硫酸ニッケル（六水和物），
   亜ヒ酸の中の或るひとつを選択することにより添加する
   ことを特徴とする請求項２記載の印刷回路用銅箔の製造
   方法。