(57)【要約】【課題】  エッチング性、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、高い剥離強度を有し、黒色粒子が落ち出なく、極微細ノジュールを具現することによって、生産性を高めながらも所定の表面粗度を達成するようになる、無光沢の黒色を帯びる表面処理銅箔を提供する。【解決手段】  銅または銅合金の基材１０と、前記基材１０の一側の表面２０または両側の表面２０、２１に形成されるメッキ層３０とを含み、前記メッキ層３０は、銅-コバルト-鉄-ニッケル(Ｃｕ-Ｃｏ-Ｆｅ-Ｎｉ)からなる無光沢の黒色電気メッキ層であり、その表面に微細ノジュールが形成されている表面処理銅箔が提供される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅または銅合金の基材１０と、
前記基材１０の一側表面２０または両側表面２０、２１に形成されるメッキ層３０とを含み、
前記メッキ層３０は、銅-コバルト-鉄-ニッケル(Ｃｕ-Ｃｏ-Ｆｅ-Ｎｉ)からなる無光沢の黒色電気メッキ層であり、その表面に微細ノジュールが形成されていることを特徴とする表面処理銅箔。
【請求項２】
前記メッキ層３０の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の表面処理銅箔。
【請求項３】
前記メッキ層３０は、銅１〜４ｍｇ/ｍ2、コバルト１０００〜２０００ｍｇ/ｍ2、鉄３００〜６００ｍｇ/ｍ2及びニッケル７〜１５ｍｇ/ｍ2からなることを特徴とする請求項２に記載の表面処理銅箔。
【請求項４】
前記メッキ層３０は、銅２〜３ｍｇ/ｍ2、コバルト１１００〜１５００ｍｇ/ｍ2、鉄４００〜５５０ｍｇ/ｍ2及びニッケル１０〜１３ｍｇ/ｍ2からなることを特徴とする請求項２に記載の表面処理銅箔。
【請求項５】
前記ノジュールの平均断面幅は、０.１〜２μｍであり、平均高さは０.１〜１μｍであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の表面処理銅箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面処理銅箔に関するものであり、詳しくは主として印刷回路基板(ＰＣＢ:Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ)や軟性回路基板(ＦＰＣ:ＦＩｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ)、または特にＰＤＰなどのディスプレイ製品のＥＭＩ(Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)遮蔽用シールド材などに広く用いられる銅箔であって、微細パターン形成時のエッチング性、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性が向上し、良好な剥離強度を有し、特にシールド材としての利用が適するように黒色粒子が落ち出ない、無光沢の濃い黒色メッキ層を有する表面処理銅箔に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、自発光で見易く、視野角が広く、大画面化が可能で、駆動スピードが速いことを特徴としたプラズマディスプレイパネル(ＰＤＰ:Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ)がマルチメディアディスプレイ機器などに急速に適用されている。
【０００３】
このようなＰＤＰは、気体放電を用いた表示デバイスであり、管内に封入されている気体を放電により励起させて、紫外領域から近赤外領域に至るまで広い波長の線スペクトルを発生させる。
【０００４】
即ち、ＰＤＰの管内には蛍光体が配置されており、この蛍光体は紫外領域の線スペクトルに励起されて可視領域の光を発生させ、近赤外領域の線スペクトルの一部はＰＤＰの表面ガラスから管外へ放出される。
【０００５】
ところが、この近赤外領域の波長は、リモートコントロール装置や光通信などに使用される波長(８００nｍ〜１０００nｍ)に近接するため、結局前記機器がＰＤＰの近傍で動作する場合、誤動作を起こす恐れがある。また、ＰＤＰの駆動によりマイクロ波や超低周波など人体に有害な電磁波が発生するようになる。従って、このような電磁波による機器の誤作動及び人体に対する有害性などを防ぐためには、電磁波シールド材が必要である。
【０００６】
しかし、ＰＤＰのようなディスプレイ製品に用いられるシールド材は、電磁波遮蔽効果のみならず、イメージ再現部の映像が電磁波シールド材を通して見えるように適切な透光性をも有しなければならない。
【０００７】
このために、ガラスや透明樹脂板上に、導電性金属を用いて開口部を有する微細パターンを形成して、電磁波遮蔽の効果と共に光透過性を確保する方法があり、このような導電性金属層のうち、最もよく使用されているのが銅箔である。
【０００８】
しかし、導電性金属層のパターンが金属光沢を有する場合、ＰＤＰ表示画面からの出射光がシールド板で反射され表示画面に戻ったり、ＰＤＰ表示画面に外部から光が入射するとき、入射光を反射するようになる。
【０００９】
このため、シールド板の光の透過率が下がり、表示画面の視認性が悪化されるという問題点を持つため、これを解決するために、銅箔の表面を黒化する方法、例えば銅箔の表面に黒色を帯びる絶縁性酸化被膜、導電性酸化被膜、化成被膜、電気メッキ層を形成する技術が用いられている。
【００１０】
しかし、前記絶縁性酸化被膜の場合非導電性という短所があり、導電性酸化被膜の場合は完全黒化が難しいという短所があり、化成被膜の場合は導電性が不均一で高温加工が必要であるという短所が知られている。そして、黒色電気鍍金層の場合には導電性及び加工性が容易であるという長所はあるが、光沢が生じ易いという短所がある。
【００１１】
従って、銅箔の表面に黒色粒子が落ち出ない無光沢の黒色電気鍍金層を形成して、シールド材が適用されたディスプレイ製品の視認性を高めることが求められ、同時にシールド材の開口率を高めるために数十μｍ前後の微細パターンが形成されなければならないため、銅箔の表面粗度が小さく、エッチング性、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れなければならず、剥離強度も低下されてはならないという特性もともに要求される。
【００１２】
一方、一般に電解銅箔は、硫酸銅溶液から連続的な電解電着法で生銅箔(ｒａｗ  ｃｏｐｐｅｒ  ｆｏｉｌ)を作り、これを板との接着力向上のために生銅箔面に銅(ｃｏｐｐｅｒ)ノジュール(ｎｏｄｕｌｅ)を形成する粗化メッキ処理を施し、粗化メッキ処理された表面にバリア(ｂａｒｒｉｅｒ)層を形成させた後、電解クロメート(ｃｈｒｏｍａｔｅ)防錆処理して電解銅箔を得ており、このような粗化メッキ処理及びバリア層の形成時含まれる元素の種類、量及びメッキ条件により銅箔の特性と色を調節することができる。
【００１３】
図１は、従来の黒化処理された銅箔を示す断面概略図である。
【００１４】
図１に示したように、従来の黒化処理された銅箔の断面を見ると、基材１の上に粗化メッキ処理を通じてノジュール２が形成され、前記ノジュール２の上にバリア層３が形成され、前記バリア層３の上にクロメート層４が形成されることがわかる。
【００１５】
前記ノジュール２形成のために行われる粗化メッキ処理とは、粗面化処理(ｒｏｕｇｈｅｎｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ)であって、これは銅箔の表面に電解メッキを通じてノジュール(ｎｏｄｕｌｅ)を形成することであり、このようなノジュールは銅箔の表面に凹凸を形成して表面粗度を増加させる。
【００１６】
前記バリア層３は、粗面化処理が終了された銅箔の表面に異種金属をかける方法によって形成するものであって、従来のバリア層形成に使用してきた異種金属としては、亜鉛、クロム、黄銅、ニッケル、コバルト、モリブテン、タングステン、錫などがあり、合金系としてこのうち二つ以上の金属を同時に使用することもあった。このような異種金属及び合金を銅箔上にかける方法として、主に電解メッキ法が使用されてきた。
【００１７】
このような表面黒化を達成するための具体的な電解銅箔の表面処理方法として、例えば次のような技術が提示されている。
【００１８】
日本特開昭５２-１４５７６９号は、Ｃｕ-Ｎｉ粗化メッキ処理を通じて黒色を具現したが、これは耐熱剥離強度、耐酸化性及び耐塩酸性に優れる反面、アルカリエッチング液でのエッチングが困難であり、１５０μｍピッチ以下のファインパターンの形成時、未エッチング部が発生するという問題点を有する。
【００１９】
日本特公昭６３-２１５８号は、Ｃｕ-Ｃｏ粗化メッキ処理を通じてエッチング性、アルカリエッチング性及び耐塩酸性において良好な結果を示すが、耐酸化性が十分ではなく、完全黒色を具現することが困難するという問題点を有する。
【００２０】
また、日本特開平４-０９６３９５号、日本特開平４-０９６３９４号、日本特開平４-０９６３９３号などには、粗化メッキ処理後Ｃｏ-Ｎｉ処理を通じて耐熱剥離強度及びエッチング性に優れた黒化処理技術が提示されているが、これは黒色粒子が落ち出る短所があり、粗化メッキ処理とバリア層処理の二つの工程を要するため、生産性が劣るという短所を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
従って、本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、高性能ＰＣＢ及びＦＰＣは勿論、ＰＤＰなどのディスプレイ製品のＥＭＩ遮蔽用シールド材などに広く使用できる低粗度表面処理銅箔において、エッチング性、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、高い剥離強度を有し、黒色粒子が落ち出なく、また粗化メッキ処理及びバリア層形成の工程を行わなくても、一層のメッキ層により極微細ノジュールを具現することにつれ、生産性を高めながらも所定の表面粗度を達成するようになる、無光沢の黒色を帯びる表面処理銅箔を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記のような本発明の目的は、銅または銅合金の基材１０と、前記基材１０の一側表面２０または両側表面２０、２１に形成される、銅-コバルト-鉄-ニッケル(Ｃｕ-Ｃｏ-Ｆｅ-Ｎｉ)からなるメッキ層３０とを含むことを特徴とする表面処理銅箔により達成される。
【００２３】
そして、前記メッキ層３０は、厚さが１μｍ以下であるメッキ層３０であって、その含量が銅１〜４ｍｇ/ｍ2、コバルト１０００〜２０００ｍｇ/ｍ2、鉄３００〜６００ｍｇ/ｍ2及びニッケル７〜１５ｍｇ/ｍ2であることが望ましく、銅２〜３ｍｇ/ｍ2、コバルト１１００〜１５００ｍｇ/ｍ2、鉄４００〜５５０ｍｇ/ｍ2及びニッケル１０〜１３ｍｇ/ｍ2であることがさらに望ましく、前記メッキ層３０は、約０.１〜２μｍの平均断面幅と約０.１〜１μｍの平均高さを持つノジュールを有することが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の高性能ＰＣＢ及びＦＰＣは勿論、ＰＤＰなどのディスプレイ製品のＥＭＩ遮蔽用シールド材等に広く使用される低粗度表面処理銅箔によって、粗化メッキ処理及びバリア層形成による効果を同時に達成する一つのメッキ層形成が可能であるのみならず、光沢が出なく黒色粒子が落ち出なく、エッチング性、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、高い剥離強度を示す、濃い黒色メッキ層を有する低粗度銅箔が得られる効果を奏するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による表面処理銅箔について詳しく説明する。
【００２６】
本発明による表面処理銅箔は、高性能ＰＣＢ、ＦＰＣ及びＰＤＰなどのディスプレイ製品のＥＭＩ遮蔽用シールド材などに広く使用できる低粗度銅箔であって、基材上に、極微細ソノジュールを具現する鉄を特に含む、一層のメッキ層が形成されることによって、適切な表面粗度を有しながらも生産工程が単純化されるという技術的思想に基づく。また、本発明は前記銅-コバルト-鉄-ニッケルが同時に特に所定の含量割合としてメッキ層に適用されることによって、低粗度銅箔においてエッチング性、耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、高い剥離強度を有し、光沢がなく、黒色粒子が落ち出なくなるという技術的思想に基づく。
【００２７】
即ち、本発明による表面処理銅箔は、銅または銅合金の基材１０の一側表面または両側表面に鉄(Ｆｅ)と鉄(Ｆｅ)を除いた少なくても一つ以上の金属からなる無光沢の黒色電気メッキ層３０を形成して成る。
【００２８】
図２は、本発明の一実施例による基材の一側表面に形成されたメッキ層を示す概略図であり、図３は本発明の一実施例による基材の両側表面に形成されたメッキ層を示す概略図である。
【００２９】
図２及び図３に示したように、基材１０の表面２０、２１上に一層のメッキ層３０が形成されており、そのメッキ層３０の上には極微細ノジュール処理効果が達成される。
【００３０】
前記メッキ層３０は、鉄(Ｆｅ)及び鉄(Ｆｅ)を除いた少なくとも一つ以上の他金属からなる無光沢の黒色電気メッキ層である。前記鉄以外の他金属としては、銅(Ｃｕ)、コバルト(Ｃｏ)、ニッケル(Ｎｉ)、亜鉛(Ｚｎ)、砒素(Ａｓ)及びタングステン(Ｗ)を含むグループから選択された一つまたはその以上の金属が使用可能である。
【００３１】
前記メッキ層３０としては、銅-鉄-コバルトまたは銅-鉄-ニッケルの金属組合が可能であるが、特に銅-コバルト-鉄-ニッケルから成るものが最も望ましい。
【００３２】
また、前記メッキ層３０は、高密度配線に適するようにその厚さを約１μｍ以下で制限することが好ましい。
【００３３】
前記メッキ層３０が、銅、コバルト、ニッケル及び鉄からなる場合、銅が１〜４ｍｇ/ｍ2であり、前記コバルトが１０００〜２０００ｍｇ/ｍ2であり、前記鉄が３００〜６００ｍｇ/ｍ2であり、前記ニッケルが７〜１５ｍｇ/ｍ2となるように、その含量を調節することが望ましい。
【００３４】
なお、前記銅の含量が１ｍｇ/ｍ2未満であると、満足するほどの極微細ノジュールの形成が難しくてその表面に金属光沢が出るようになり、４ｍｇ/ｍ2以上になると、極微細ノジュールが過多に積層されて落ち出る現象が発生する。
【００３５】
また、前記コバルトの含量が１０００ｍｇ/ｍ2未満であると、茶色の極微細ノジュールが電着されて黒色度が低減され、２０００ｍｇ/ｍ2以上になると、増加されるコストに比べて改善される物性が極めて少ない。
【００３６】
前記鉄の含量が３００ｍｇ/ｍ2未満であると、満足するほどの極微細ノジュールの形成が難しくてその表面に金属光沢が出るようになり、６００ｍｇ/ｍ2以上になると、工程中作業電圧の過多上昇により過多発熱が生じ、それにより電流損失が増加して電力効率が急減する。
【００３７】
前記ニッケルの含量が７ｍｇ/ｍ2未満であると、極微細ノジュールの黒色度が減少し、黒化処理後基材との剥離現象が発生し、１５ｍｇ/ｍ2以上になると、エッチング性が悪くなる。
【００３８】
即ち、メッキ層が前述した含量範囲を有するとき、黒色粒子が落ち出ない濃い黒色メッキ層の形成が可能であり、無光沢であり、エッチング性、耐薬品性、耐熱性、耐酸化性に優れ、高い剥離強度を有するようになり、望ましい表面粗度などを有するようになる。
【００３９】
また、前記メッキ層３０内の含量は、銅が２〜３ｍｇ/ｍ2であり、前記コバルトが１１００〜１５００ｍｇ/ｍ2であり、前記鉄が４００〜５５０ｍｇ/ｍ2であり、前記ニッケルは１０〜１３ｍｇ/ｍ2であることがさらに望ましいが、このような含量範囲で、特に無光沢の効果がさらに増加したり、黒色度が高められるなど好ましくなる。
【００４０】
このように構成される前記メッキ層３０により、表面粗さＲｚは２.０μｍ以下となる。
【００４１】
図４は、本発明の一実施例による表面処理された銅箔を示す断面概略図である。
【００４２】
図４に示したように、基材１０上に、一層のメッキ層３０が形成され、前記一層のメッキ層３０で極微細ノジュール処理効果が出るが、これは前記メッキ層３０内に含まれる鉄によるものであり、これによりメッキされる粒子が均一に分散されるのみならず、低粗度化が達成され、メッキ層の金属光沢が抑制される。
【００４３】
前記メッキ層３０内に形成されるノジュールは、約０.１〜２μｍの平均断面幅と約０.１〜１μｍの平均高さを持つのが望ましい。前記平均断面幅と平均高さの定義及び効果については米国特許第５、８００、９３０号に詳しく開示されているため、その説明は省略する。
【００４４】
以後、必要に応じては、図４に示したように、防錆液にて防錆処理することでクロメート層４０を形成することもできる。
【００４５】
以下本発明による表面処理銅箔を製造する方法について詳述する。
【００４６】
本発明による表面処理銅箔を製造するためには、銅または銅合金の基材と、一層のメッキ層形成のために、銅、コバルト、鉄、ニッケルを含む電解液を用意し、これを所定の温度、処理時間、陰極電流密度、電流条件の下で前記基材１０上に電解メッキする。
【００４７】
即ち、前記メッキ層３０の成分の所定含量を具現するために、電解液は、銅０.１〜２.０ｇ/Ｌ、コバルト０.１〜１０.０ｇ/Ｌ、鉄０.１〜６.０ｇ/Ｌ、ニッケル０.０２〜２.０ｇ/Ｌを含み、このとき電解処理のための条件は液温度２O〜５０℃、ｐＨは０.５〜６、処理時間２〜３０秒、陰極電流密度０.５〜２０Ａ/dｍ2となるようにする。このときさらに望ましくは、電解液は、銅０.２〜１.０ｇ/Ｌ、コバルト３.０〜９.０ｇ/Ｌ、鉄１.５〜４.０ｇ/Ｌ、ニッケル０.１〜１.５ｇ/Ｌを含み、このとき電解処理のための条件は液温度３O〜４０℃、ｐＨは１〜３、処理時間５〜２０秒、陰極電流密度２〜１５Ａ/ｄｍ2となるようにする。
【００４８】
また、前記メッキ層を形成させるための電流としては、一般の直流電流を用いることが可能であり、パルス電流供給が可能なパルス整流器を用いると、均一で微細な粒子からなる電着層の形成に役に立って、黒色粒子が落ち出ない無光沢の黒色メッキ層を形成するのにさらに効果がある。
【００４９】
前述したメッキ層の形成後には、製造後ユーザーが使用するまでの時間に応じて、必要時電解クロメート防錆処理を行うことが望ましい。
【００５０】
前記のように、銅-コバルト-鉄-ニッケルを含むメッキ層を形成させると、粗化メッキ処理工程及びバリア層形成工程を各々別途に行う必要なしに、前記メッキ層が粗メッキ層とバリア層の役割を同時に果たすことができ、生産工数が低減される。
【００５１】
そして、このような銅-コバルト-鉄-ニッケルを含む、特に所定含量で含む、メッキ層を形成することによってエッチング性の良い同時に耐酸化性、耐熱性及び耐薬品性に優れ、高い剥離強度を示す銅箔が得られる。
【００５２】
また、本発明によるメッキ層は、無光沢の濃い黒色を帯び、黒色メッキ粒子が落ち出なく、２.０μｍ以下の低粗度化が具現でき、ＰＤＰなどのディスプレイ製品のＥＭＩ遮蔽用シールド材などに使用される銅箔において、視認性問題を解決することができ、高性能ＰＣＢ及びＦＰＣの製造時ファインパターンが形成し易くなるように低粗度銅箔を得ることができる。
【００５３】
前述した黒色粒子が落ち出ない無光沢黒色メッキ層の形成処理は、電解銅箔に適用可能であるのみならず、圧延油除去のための脱脂工程を経た圧延銅箔にも適用可能である。
【００５４】
以下、本発明の望ましい実施例を説明することによって、本発明をさらに詳しく説明する。しかし、本発明は下記の実施例に限定されるものではなく、添付された特許請求範囲内で多様な形態の実施例が具現できる。但し、下記の実施例は本発明の開示を完全にすると共に、当業界で通常の知識を有する者に発明の実施を容易にするためのものである。
【００５５】
[実施例１]
本実施例１では、下記の電解液組成と電解処理条件で銅-コバルト-鉄-ニッケルを含むメッキ表面処理を施した。
【００５６】
電解液の組成は、銅(金属銅)０.４ｇ/Ｌ、コバルト(金属コバルト)４.０ｇ/Ｌ、鉄(金属鉄)２.０ｇ/Ｌ、ニッケル(金属ニッケル)０.２ｇ/Ｌとした。
【００５７】
電解処理条件は、液温度３５℃、処理時間２０秒、陰極電流密度１０Ａ/dｍ2、ｐＨ１.７５以下にして、前記のような方法でメッキ処理した。
【００５８】
このようなメッキ処理によって形成された一層のメッキ層内の成分含量を、５回測定した結果、平均値が、銅２.４ｍｇ/ｍ2、コバルト１１５９.７ｍｇ/ｍ2、鉄４１８.５ｍｇ/ｍ2、ニッケル１０.５ｍｇ/ｍ2であった。
【００５９】
図５は、本実施例１による銅箔表面を示すＳＥＭ写真である。
【００６０】
[実施例２]
本実施例２では、下記の電解液組成と電解処理条件で銅-コバルト-鉄-ニッケルを含むメッキ表面処理を施した。
【００６１】
電解液の組成は、銅(金属銅)０.８ｇ/Ｌ、コバルト(金属コバルト)７.０ｇ/Ｌ、鉄(金属鉄)３.０ｇ/Ｌ、ニッケル(金属ニッケル)１.０ｇ/Ｌとした。
【００６２】
電解処理条件は、液温度３５℃、処理時間１０秒、陰極電流密度１５Ａ/dｍ2、ｐＨ１.７５以下にして、前記のような方法でメッキ処理した。
【００６３】
このようなメッキ処理によって形成された一層のメッキ層内の成分含量を、５回測定した結果、平均値が、銅２.８ｍｇ/ｍ2、コバルト１４１７.６ｍｇ/ｍ2、鉄５１１.５ｍｇ/ｍ2、ニッケル１２.９ｍｇ/ｍ2であった。
【００６４】
図６は、本実施例２による銅箔表面を示すＳＥＭ写真である。
【００６５】
たとえ本発明が前記言及された望ましい実施例と関連して説明されたが、発明の要旨と範囲から外れずに、多様な修正や変形をすることができる。従って、添付された特許請求の範囲は本発明の要旨に属するこのような修正や変形をも含むべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の表面処理された銅箔を示す断面概略図である。
【図２】本発明の一実施例による基材の一側表面に形成されたメッキ層を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施例による基材の両側表面に形成されたメッキ層を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施例による表面処理された銅箔を示す断面概略図である。
【図５】本発明の実施例１による表面処理銅箔の表面ＳＥＭ写真である。
【図６】本発明の実施例２による表面処理銅箔の表面ＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    基材
２０    基材の一側面
２１    基材の他側面
３０    メッキ層
４０    クロメート層
【図１】
2005076123.tif 000003
【図２】
2005076123.tif 000004
【図３】
2005076123.tif 000005
【図４】
2005076123.tif 000006
【図５】
2005076123.tif 000007
【図６】
2005076123.tif 000008