JPH0650795B2 - 印刷回路用銅箔の処理方法 - Google Patents

印刷回路用銅箔の処理方法

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JPH0650795B2
JPH0650795B2 JP1112227A JP11222789A JPH0650795B2 JP H0650795 B2 JPH0650795 B2 JP H0650795B2 JP 1112227 A JP1112227 A JP 1112227A JP 11222789 A JP11222789 A JP 11222789A JP H0650795 B2 JPH0650795 B2 JP H0650795B2
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英治 日野
敬亮 山西
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日鉱グールド・フォイル株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、印刷回路用銅箔の処理方法に関するものであ
り、特には比較的良好な剥離強度特性とアルカリエッチ
ング性を具備し、しかも帯磁性の小さな印刷回路用銅箔
を生成する処理方法に関する。本発明銅箔は、例えばフ
ァインパターン印刷回路、磁気ヘッド用FPC(Frexib
le Printed Circuit)として特に適する。
発明の背景 印刷回路用銅箔は一般に、合成樹脂等の基材に高温高圧
下で積層接着され、その後目的とする回路を形成するべ
く必要な回路を印刷した後、不要部を除去してエッチン
グ処理が施される。最終的に、所要の素子が半田付けさ
れて、エレクトロニクスデバイス用の種々の印刷回路板
を形成する。
印刷配線板用銅箔に対する品質要求は、樹脂基材と接着
される面(所謂粗化面)と、非接着面(所謂光沢面)と
で異なり、両者を同時に満足させることが重要である。
粗化面に対する要求としては、主として、 保存時における酸化変色のないこと、 基材との引き剥し強さが高温加熱、湿式処理、半田付
け、薬品処理等の後でも充分なこと、 基材との積層、エッチング後に生じる所謂積層汚点の
ないこと 等が挙げられる。
他方、光沢面に対しては、 外観が良好なこと及び保存時における酸化変色のない
こと、 半田濡れ性が良好なこと、 高温加熱時に酸化変色がないこと レジストとの密着性が良好なこと 等が要求される。
こうした要求に答えるべく、印刷配線板用銅箔に対して
多くの処理方法が提唱されてきた。処理方法は、圧延銅
箔と電解銅箔とで異なるが、脱脂後の銅箔に、必要に応
じてめっき及び粗化処理を含む予備処理施した後、所要
の銅箔表面を形成する合金めっきを行ない、防錆処理を
行ない、更には必要に応じシラン処理、更には焼鈍を行
なう方法が有用な方法の一つとして確立されている。
従来技術 上述した合金めっき処理は銅箔の表面性状を決定するも
のとして、大きな鍵を握っている。合金めっきの代表的
処理方法として、本件出願人は既に、Cu-Co処理(特公
昭63−2158号)を提唱し、成果を納めてきた。
CU-Co処理は、塩化銅(CuCl2)エッチング液150μピ
ッチ回路巾以下の印刷回路をエッチングでき、アルカリ
エッチングも可能とし、しかも剥離強度特性が比較的良
好であり、今後の印刷回路用銅箔として有用性が期待さ
れる。
発明が解決しようとする課題 最近の印刷回路のファインパターン化及び多様化への趨
勢に伴い、CuCl2エッチング液で150μピッチ回路巾
以下の印刷回路をエッチングできることはもはや必須の
要件であり、レジスト等の多様化にともないアルカリエ
ッチングも必要要件となりつつある。
更に重要な問題として、印刷回路の高性能化及び用途の
拡大、特に磁気ヘッド用FPCとしての応用に鑑み、磁
気媒体に近接して配置されることが多くなることから
も、印刷回路の帯磁性に新たな関心が持たれつつある。
従来のCu-Co合金に見られたような帯磁性の大きな合金
は使用出来ず、飽和磁化、残留磁化及び保磁力が所定の
水準以下に規制されねばならない。
発明の目的 本発明の目的は、印刷回路銅箔として上述した多くの一
般的特性を具備することはもちろんのこと、良好な剥離
強度特性を保持しつつ、CuCl2エッチング液で150μ
ピッチ回路巾以下の印刷回路をエッチングでき、しかも
アルカリエッチングも可能とし、更には帯磁性が許容水
準以下である印刷回路用銅箔を提供することである。
発明の概要 本発明者等は、上記目的に向け検討を重ねた結果、従来
用いられてきたCu-Co合金よりもコバルト含有量の少な
い銅−コバルト2元合金の方がむしろ上記目的を満たす
ことを改めて見出すに至った。更に、その後の防錆処理
も重要で、合金めっき層上にクロム酸化物単独の皮膜処
理或いはクロム酸化物と亜鉛/亜鉛酸化物との混合物皮
膜処理が本発明目的に適することを見出した。
コントロールされたコバルト含有量を有する2元合金と
することにより、従来からのCu-Co合金の長所を生かし
たまま、帯磁性を許容水準以下に低減しうることを見出
したものである。これは予想外の知見であった。
こうした知見に基づいて、本発明は、 (1)印刷回路用銅箔の処理方法において、処理すべき
銅箔の表面に銅20〜40mg/dm2とコバルト100〜
3000μg/dm2から成る電気メッキ層を形成するこ
とを特徴とする印刷回路用銅箔の処理方法、及び (2)前記電気メッキ層を形成した後に防錆処理を施す
ことを特徴とする前記(1)記載の印刷回路用銅箔の処
理方法 を提供する。
発明の具体的説明 本発明において使用する銅箔は、電解銅箔或いは圧延銅
箔いずれでも良い。
通常、銅箔の、樹脂基材と接着する面即ち粗化面には積
層後の銅箔の引き剥し強さを向上させることを目的とし
て、脱脂後の銅箔の表面に例えば銅のふしこぶ状の電着
を行なう粗化処理が施される。こうした銅のふしこぶ状
の電着はいわゆるヤケ電着により容易にもたらされる。
粗化前の前処理として通常の銅めっきがそして粗化後の
仕上げ処理として通常の銅めっきが行なわれることもあ
る。その他の公知の方法での粗化処理も実施可能であ
る。圧延銅箔と電解銅箔とでは処理の内容を異にする。
或る種の圧延銅箔では粗化処理自体が省略されることも
ある。本発明においては、こうした処理を総称して予備
処理と云う。
本発明は予備処理後の銅箔の処理と関係する。予備処理
後、銅箔の少なくとも一面に、印刷回路用表面として要
求される多くの性質を与える合金表面がめっきにより形
成される。
本発明に従えば、この合金めっきは、電解めっきによ
り、20〜40mg/dm2銅−100〜3000μg/dm2
コバルト2元系合金を形成するように実施される。コバ
ルトが100μg/dm2未満だと、剥離特性(耐熱劣化
及び耐塩酸性)及び耐熱性が悪化し、またエッチング性
が悪くなる。他方コバルトが3000μg/dm2を超え
ると、磁気の影響が大きくなり好ましくない。
このCu−Co2元合金層の厚みは、銅箔素面に凹凸が
あり、また合金となった場合の真比重が不明のため一義
的に定めることは難しい。
そこで、仮に、Cu及びCo単独の真比重を用い且つ凹
凸を無視し、その計算上の平均の厚みで表わすと、0.2
〜0.5μm、好ましくは0.3〜0.4μmである。0.2μm未
満だと剥離強度が低下しそして耐熱性及び耐薬品性が悪
化し、他方0.5μmを超えると処理層が脆くなりエッチ
ング残となりやすい。
また、同様にして、Cu−Co2元合金層中のCo含有
量は以下の通りとなる。Co含有量は重量%で1〜10
%が好ましく、1%未満では耐熱性が悪くなり、他方1
0%を超えると磁性の影響が大きくなる。
こうした2元系合金を形成するための一般的浴及びめっ
き条件は次の通りである。
浴組成及びめっき条件 Cu: 10〜20g/ Co: 1〜10g/ pH: 1〜4 温度: 40〜50℃ 電流密度D: 20〜30A/dm2 時間: 1〜5秒 この後、防錆処理が実施される。本発明においては、防
錆処理は、クロム酸化物単独の皮膜処理或いはクロム酸
化物と亜鉛/亜鉛酸化物との混合物皮膜処理として行な
われる。クロム酸化物と亜鉛/亜鉛酸化物との混合物皮
膜処理とは、亜鉛塩または酸化亜鉛とクロム酸塩とを含
むめっき浴を用いて電気めっきにより亜鉛または酸化亜
鉛とクロム酸化物とより成る亜鉛−クロム基混合物の防
錆層を被覆する処理である。めっき浴としては、代表的
には、K2Cr2O7、Na2Cr2O7等の重クロム酸塩やCrO3等の
少なくとも一種と、水溶性亜鉛塩、例えばZnO、ZnSO4
7H2O等の少なくとも一種と、水酸化アルカリとの混合水
溶液が用いられる。
代表的なめっき溶組成と電解条件は次の通りである: K2Cr2O7 (Na2Cr2O7或いはCrO3)2〜10g/ NaOH或いはKOH 10〜50g/ ZnO或いはZnSO4・7H2O 0.05〜10g/ pH 7〜13 浴温 20〜80℃ 電流密度 0.05〜5A/dm2 時間 5〜30秒 アノード Pt-Ti板、
ステンレス鋼板等 クロム酸化物はクロム量として15μg/dm2以上そし
て亜鉛は30μg/dm2以上の被覆量が要求される。粗
面側と光沢面側とで厚さを異ならしめても良い。こうし
た防錆方法は、特公昭58−7077、61−3390
8、62−14040等に記載されている。但し、本Cu
-Co合金との適合性については知られていない。
こうして得られた銅箔は、従来からのCu-Co合金よりコ
バルトが大幅に低減されているにもかかわらず、それと
匹敵する剥離強度特性(耐熱劣化及び耐塩酸性)保持
し、しかもCuCl2エッチング液で150μピッチ回路巾
以下の印刷回路をエッチングでき、しかもアルカリエッ
チングも可能とするという優れた特徴を損なうことな
く、帯磁性を低減する。
ここでいうアルカリエッチング液としては、例えば、NH
4OH:6モル/;NH4Cl:5モル/;CuCl2:2モル
/(温度50℃)等の液が知られている。
コバルトを含有するにもかかわらず、帯磁性が許容水準
以下である。ここで「帯磁性が許容水準以下である」と
は、飽和磁化Mを160emu/cc以下、残留磁化M
を70emu/cc以下そして保磁力Hを3000e以下と
することを現時点での一応の基準とする。
本発明においては、飽和磁化Mを50emu/cc以下、
残留磁化Mを40emu/cc以下そして保磁力Hを2
200e以下を容易に実現することができる。
更に、好ましくは、銅箔と樹脂基板との接着力の改善を
主目的として、防錆層上の少なくとも粗化面にシランカ
ップリング剤を塗布して薄膜が形成するシラン処理が施
される。塗布方法は、シランカップリング剤溶液のスプ
レーによる吹付け、コーターでの塗布、浸漬、流しかけ
等いずれでもよい。例えば、特公昭60−15654号
は、銅箔の粗面側にクロメート処理を施した後シランカ
ップリング剤処理を行なうことによって銅箔と樹脂基板
との接着力を改善することを記載しているので、詳細は
これを参照されたい。
この後、必要に応じ、銅箔の延性を改善する目的で焼鈍
処理を施すこともある。焼鈍は、例えば酸素を含まない
雰囲気(O2≦10ppm以下、10-3トール+N2ガス注入)
中で、圧延銅箔の場合150〜200℃の温度で5〜9
時間実施される。電解銅箔の場合は温度が300〜50
0℃と高められる。
実施例及び比較例 圧延銅箔に通常の粗化処理を含む予備処理を施した後、
本発明及び比較目的で、本発明及び従来例に従う合金め
っき処理を行なった。
銅粗化処理の条件は次の通りであった。
銅粗化処理 Cu: 10〜25g/ H2SO4:20〜100g/ 温度: 20〜40℃ D: 30〜70A/dm2 時間: 1〜5秒 従来からのCu-Coめっき(特公昭63−2158号に実
質従う) Cu: 2.5g/ Co: 20g/ pH: H2SO45g/ 温度: 30℃ D: 7A/dm2 時間: 60秒 本発明Cu-Coめっき Cu: 5〜25g/ Co: 3〜15g/ pH: 1〜4 温度: 20〜50℃ D: 10〜30A/dm2 時間: 2〜5秒 これら材料に防錆処理後、表面層成分分析、剥離強度特
性、磁気性質及びエッチング特性を評価した。
磁気特性は次のようにして行なった。
サンプル 5.5mm直径サンプルに穴あけポンチで処理箔を打ち抜
き、20枚を重ねそしてVSM測定した。処理表面積S
は0.0475dm2であった。
評価項目 飽和磁化M(emu/cc) 残留磁化M(emu/cc) 保磁力H(0e) 測定 東栄工業(株)製VSMを使用してヒステリシス曲線を
描かせ、各特性値を読取った。最大印加磁場は10kOe
とした。残留磁化及び保磁力については±両方の値を読
み、平均値を採用した。
剥離強度については、サンプルをガラスクロス基材エポ
キシ樹脂板に積層接着し、常態(室温)剥離強度(kg/
cm)を測定し、耐熱劣化は180℃×48時間加熱後の
剥離強度の劣化率(%)として示しそして耐塩酸劣化は
18%塩酸に1時間浸漬した後の剥離強度を0.2mm巾の
回路で測定した場合の劣化率(%)として示した。
アルカリエッチングは、前記したアルカリエッチング液
を使用してのエッチング状態の目視による観察結果であ
る。
結果を次の表にまとめて示す。
発明の効果 本発明は、近時の半導体デバイスの急激な発展に伴なう
印刷回路用の高密度及び高多層化に対応し得る銅箔の処
理方法を提供する。本方法による銅箔は、許容水準の耐
熱性剥離強度及び耐塩酸性をふぃきめての剥離特性を有
し、しかもCuCl2エッチング液で150μピッチ回路巾
以下の印刷回路をエッチングでき、しかもアルカリエッ
チングをも可能とする。しかも、今後重要性を増す磁気
性質についても、帯磁性を許容水準以下とすることに成
功した。本発明は特に、ファインパターンで且つ磁気ヘ
ッド用FPCとして使用しうる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】印刷回路用銅箔の処理方法において、処理
    すべき銅箔の表面に銅20〜40mg/dm2とコバルト1
    00〜3000μg/dm2から成る電気メッキ層を形成
    することを特徴とする印刷回路用銅箔の処理方法。
  2. 【請求項2】前記電気メッキ層を形成した後に防錆処理
    を施すことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の印
    刷回路用銅箔の処理方法。
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