JPS587077B2 - 印刷回路用銅箔およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印刷回路用銅箔の製造方法に関するものであ
り、特には防錆特性に秀れ、且つ印刷回路用鋼箔に要求
される様々の特性を兼備した印刷回路用銅箔の製造方法
に関するものである。

印刷回路用鋼箔は一般に樹脂基材に高温高圧下で積層接
着される。

その後、目的にあった回路を形成するべくエッチング処
理が施され、最終的に所要の電気素子が半田付けされて
テレビ、ラジオ等の一般家電用の回路板あるいは電算機
を含む各種電子機器用の精密制御回路板が形成される。

銅箔の樹脂基材に接着される表面は接着目的のために粗
化されておりそして積層回路板上で露呈される他面は平
滑状態とされている。

従って、印刷回路用鋼箔には、以下に記載するような様
々の特性が要求される。

先ず、平滑な光沢面の側に要求される特性としては、（
１）外観がきれいであること、（２）防錆力が適度にあ
り、美観を損わないこと、（３）積層接着時に熱変色し
ないこと、（４）半田とよく濡れること等が挙げられ、
他方粗面の側に要求される特性としては半田づけ前後の
剥離強度が大きいことおよび防錆力が適度にあることが
特に重要である。

更に、銅箔全体として要求される特性としては（１）エ
ッチング速度が遅すぎたり、エッチング残を生じたりま
たオーバーエッチングを生じることがないよう適正なエ
ッチング処理を行いうろこと、（２）比低抗が小さいこ
と等が主に挙げられる。

このように、印刷回路用銅箔には多様のしかも異質の特
性が要求され、しかも電子機器分野の進歩に伴い印刷回
路板に要求される品質は益々厳しいものとなっている。

従来、印刷回路用銅箔の処理方法として、六価クロムイ
オンを用いたクロメート処理、銅とのキレート化反応を
利用した有機剤処理、銅より卑な金属あるいはそれらの
合金の被覆処理等が行われてきている。

これら方法は、前述した特性の一部の好適化を計る反面
、他の特性は改善されないか若しくは逆に悪化し、総合
的な観点からいずれも満足すべきものでない。

具体的に述べると、クロメート処理銅箔は、外観はきれ
いであるが、高温多湿時における防錆力が弱く、また半
田濡れ性および熱変色の点で欠点がある。

キレート有機剤による処理は、きれいな外観と良好な半
田濡れ性を与える反面、防錆および熱変色の点で問題が
あり、更にはフェノール樹脂基板に接着した場合剥離強
度が低下するという問題もある。

銅より卑な金属による被覆処理は薄付けと厚付けという
二態様で実施されているが、薄付けの場合高温多湿時に
は防錆力が劣化しまたフェノール樹脂基板に接着した際
剥離強度が低下するという欠点があり、他方厚付けの場
合平滑な光沢面の外観が銅の光沢を有せず被覆金属の色
を呈するようになりまた粗面においてエッチング時にオ
ーバーエッチングが発生しやすい。

更に、厚付け金属めっきされた銅箔は場合により、品質
特性を向上させるため熱処理を施されるが、この場合に
はそのだめの設備や手間が必要となり、コスト高となる
。

以上説明したように、従来方法で処理された印刷回路用
銅箔はそれぞれの方法に固有な欠点を有し、いまだ総合
的観点から満足すべき諸特性を兼備する印刷回路用鋼箔
を生成するための処理方法は確立されていない。

特に、銅箔が輸送時や保管時に錆びることにより外観が
悪化しまた爾後の処理にも支障をきたすことが問題とな
っており、例えば前記クロメート処理により形成される
酸化クロム膜を厚くすればするほど防錆性は改善される
が、他方半田づけ性が極端に悪化する。

このような斯界の現状に鑑みて、本発明は、秀れた防錆
力を具備しそしてその他の諸特性をも要求される水準以
上に合せ持った印刷回路用銅箔の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

本発明者は、このような目的に対して銅箔の表面に亜鉛
または酸化亜鉛とクロム酸化物との混合物から成る被膜
層を形成することにより両物質の作用が相俟って印刷回
路用鋼箔として好適な諸特性な銅箔に具備せしめうろこ
とを見出した。

斯《して、本発明は、銅箔の少くとも一面に亜鉛または
酸化亜鉛とクロム酸化物とより成る混合物の被覆層を具
備せしめたことを特徴とする印刷回路用銅箔を提供する
。

更に、本発明は、亜鉛塩または酸化亜鉛とクロム酸塩と
を含むめっき液を用いて電気めっきを行うことにより銅
箔の少くとも一面に亜鉛または酸化亜鉛とクロム酸化物
とよりなる混合物被覆層を形成させることを特徴とする
印刷回路用銅箔の製造方法をも提供する。

ここで少くとも一面とは銅箔の片面あるいは両面を意味
するものである。

前述したように被覆処理は両面に施すことが好ましいが
目的に応じて片面のみ被覆処理する場合もある。

以下本発明について詳しく説明する。

本発明の処理の対象とする銅箔は圧延銅箔あるいは電解
鋼箔の片面を粗化処理したものである。

粗化処理は、樹脂基材に接着する面の積層後の剥離強度
を高めることを目的とするもので、銅箔の表面に銅の突
起状の電着層を形成するための所謂焼き電着により行わ
れるのが一般的である。

粗化処理に使用される電解液組成、電解条件、前処理な
らびに後処理等に一ついては様々のものが既に公知され
ており、ここでは説明を省略する。

いずれにせよ、こうして得られる銅箔は、一側において
平滑な光沢面をそして他側において凹凸のある粗面を有
している。

本発明に従えば、片面を粗化された銅箔はその少くとも
一面に亜鉛または酸化亜鉛とクロム酸化物との混合物か
ら成る層を被覆される。

被覆処理は、Ｋ２Ｃｒ２０７ ｔ Ｎａ２Ｃｒ２０７あ
るいはＣｒＯ３のうちの少くとも１種と、ＺｎＯまたは
ｚｎＳＯ４・７Ｈ２０のうち少くとも１種と、ＮａＯＨ
あるいはＫＯＨのような水酸化アルカリを含む処理液を
使用して電解めっきすることにより実施される。

上記処理液に浸漬して付着層を形成せしめるだけでは、
所望の剥離強度、防錆力等の諸特性が得られない。

以下に実施条件を示す。

ＰＨ ７〜１３
浴 温 ２０〜８０°Ｃ電
流密度 ０．０５〜５ Ａ７８
ｍ時 間 ５〜３０秒こ
のような混合物被膜形成のための電解条件はきわめて微
妙であり、処理液の組成、浴温、電流密度、電解時間が
相互に関連して生成する被膜の特性に影響を及ぼすから
、一義的に条件を定義するのは困難である。

また、処理ずみの製品に対しても各種特性のうちのいず
れの特性を特に要求されるかまたどの程度の水準を要求
されるかについて需要側の容認度も異る。

従って、上記した電解条件は、個々の因子の実施可能な
条件であって、これらの範囲のうちから最適の条件値の
組合せを選択する必要がある。

要は、亜鉛あるいは酸化亜鉛とクロム酸化物を共に含む
緻密なしかも銅箔に密着した一様な厚さの被膜が形成さ
れればよい。

被膜の厚さは電流密度、電着時間の増加と共に厚くなる
が銅箔の光沢のある外観を失わせぬ程にしかも所定の防
錆力、剥離強度等を発現するに充分のものでなげればな
らない。

一般にクロム酸化物はクロム量として１５μｇ／ｄｍ′
以上、亜鉛量は３０μｉ／ｄ ｍ″以上の被覆量が要求
される。

粗面側と平滑面側とで厚さを異ならしめてもよい。

本方法は、連続した銅箔を水洗後処理槽に連続的に浸し
て電解を行うことにより実施しうる。

例えば、処理槽上方から垂直下方に銅箔を導入しそして
槽底に設けた案内ロールを経て銅箔を垂直上方に導出し
、そして両面被覆の場合は両垂直行路，の外側とその中
央に計３枚（片面被覆の場合は両垂直行路の外側に計２
枚あるいはその中央に１枚）の陽極を配することにより
連続処理が可能である。

処理後の銅箔は水洗および乾燥を経て巻取られる。

こうして得られる銅箔は、基板に加熱圧着することによ
り印刷回路用鋼張積層板とされ、所定の加工操作を経た
後、印刷回路板として使用に供される。

以下、本発明の効果を示すため幾つかの試験例を示す。

試験は片面を粗化した電解銅箔を用いて表■〜■に示す
条件の下で１５秒間の電解処理によって行った・なお表
中の評価事項は以下の方法条件の下で為されたものであ
る： 防錆力 加速試験として１０％多硫化アンモニウム中に１分間浸
漬し、表面の黒化状態から目視により◎、○および×の
三段階で判定。

熱変色 温度１６０℃の熱オーブン中に１５分間静置し表面の焼
け状態を観察し、やはり◎、○および×の三段階で判定
。

エッチング ３８％の塩化第２鉄原液に浸漬。

半田濡れ性 銅箔と半田との接触角を市販のソルダグラムにより測定
。

前処理として１０％硫酸で酸洗し、水洗、乾燥後、ブリ
フラツクスを塗布した。

剥離強度 フェノール樹脂基板およびガラスエポキシ基板に銅箔を
積層接着し、剥離強度を測定。

以上の試験結果からわかるように、処理生成被膜は浴温
、組成液の組成、電流密度を適切に選定することにより
防錆力、半田づけに際しての耐熱変色性、エッチング特
性、半田ぬれ性および剥離強度いずれにも秀れた印刷回
路用として適したものとなりうる。

表■には比較例として比較例１には銅箔の両面に亜鉛被
膜を７５０μｇ／ ｄ ｒｔｌ付着した場合をそして比
較例２には銅箔の両面にクロム酸化物被膜を４５μｇ／
ｄｍ”付着した場合の試験結果を示してある。

防錆力、耐熱変色性および剥離強度の点で本発明の方が
印刷回路用鋼箔とし？総合的に秀れた特性を兼備する銅
箔の製造を可能ならしめることがわかる。

表■から、先に挙げた実施条件のうちの一つの因子が上
限あるいは下限値にある場合でも他の因子を適当に選ぶ
ことにより印刷回路用鋼箔として許容されうる銅箔の製
造が可能であることがわかる。

一般に、Ｋ２Ｃｒ２０７，Ｎａ２Ｃｒ２０あるいはＣｒ
Ｏ３のようなクロム源およびＺｎＯあるいはＺｎＳＯ４
・７Ｈ２０は処理液中の濃度がそれぞれ２ ｇ／１３お
よび０．０５９／ｎ以下であると、良好な混合物被膜が
形成されず、逆に共に１ ０ ｇ／ＩＩを越える程に多
量であると処理液中に沈殿が生じまた電着物も粗くなる
。

また、亜鉛をＺｎＯ４−一の形で安定させるためには遊
離のＮａＯＨあるいはＫＯＨが１０ｇ／ｌ以上必要であ
り、特にＮａＯＨあるいはＫＯＨを２ ０ ｇ／ｌ以上
加えると処理液中に亜鉛の沈殿を生じない。

緻密な電着物を得るためには５０ｇ／ｌを越えるべきで
ない。

浴温も生成物の特性に微妙な影響を及ぼすが、２０〜８
０℃の範囲で実施可能である。

電流密度はその増大に伴い剥離強度の増加をもたらす。

０． ０ ５ Ａ／ ｄｉ”以下では許容しうる電着物
は生ぜず、他方５Ａ／ｄｍ２を越えると電着物の性状が
粗くなる。

以上説明した通り、本発明によって、防錆性を含め印刷
回路用銅箔として要求される諸特性を兼備した銅箔が連
続した工程において簡便にしかも安価に製造され、今後
増々多量にしかも厳しい品質の下で印刷回路用銅箔を製
造することを必要とされる状況において本発明の意義は
きわめて大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅箔の少くとも一面に亜鉛または酸化亜鉛とクロム
   酸化物とより成る混合物の被覆層を具備せしめたことを
   特徴とする印刷回路用銅箔。 ２ 亜鉛塩または酸化亜鉛とクロム酸塩とを含むめっき
   液を用いて電気めっきを行うことにより銅箔の少くとも
   一面に亜鉛または酸化亜鉛とクロム酸化物とよりなる混
   合物被覆層を形成させることを特徴とする印刷回路用銅
   箔の製造方法。