(57)【要約】【課題】１つの面に粗化部分と無粗化部分とを有し、２種類の製品を同時に作製することができるプリント配線板用銅箔を提供する。【解決手段】銅張プリント配線基板の導体層の主要部を構成すべく、絶縁性基板の表面に張り合わされるプリント配線板用銅箔１において、圧延銅箔又は電解銅箔の片面、若しくは両面に、粗化部分２と無粗化部分３とを同時に形成したものである。【選択図】図１
2012064769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅張プリント配線基板の導体層の主要部を構成すべく、絶縁性基板の表面に張り合わされるプリント配線板用銅箔において、
圧延銅箔又は電解銅箔の片面、若しくは両面に、粗化部分と無粗化部分とを同時に形成したことを特徴とするプリント配線板用銅箔。
【請求項２】
前記粗化部分及び前記無粗化部分は銅めっきにより形成され、銅めっきにおける陽極のサイズ調整又は遮断により、前記圧延銅箔又は前記電解銅箔における前記粗化部分の面積が調整される請求項１に記載のプリント配線板用銅箔。
【請求項３】
前記粗化部分の表面粗さは十点平均粗さＲｚ１．０〜３．０μｍ、前記無粗化部分の表面粗さは十点平均粗さＲｚ０．１〜１．０μｍである請求項１又は２に記載のプリント配線板用銅箔。
【請求項４】
前記圧延銅箔又は前記電解銅箔の片面、若しくは両面を、下地銅めっき、粗化銅めっき、被せ銅めっき、ニッケル−コバルト合金めっき、亜鉛めっき、クロメート処理、シランカップリング処理の順に処理する請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線板用銅箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅張プリント配線基板の導体層の主要部を構成すべく、絶縁性基板の表面に張り合わされるプリント配線板用銅箔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やリジット基板は、ポリイミドやガラスエポキシのような樹脂を主体とする材料からなる絶縁性基板の表面にプリント配線板用銅箔を張り合わせ、そのプリント配線板用銅箔をエッチングにより所定の形状の回路に形成して構成される。
【０００３】
プリント配線板用銅箔の表面には、絶縁性基板とのアンカー効果による強固な接着強度を得ることができるように、粗化処理が施されている（例えば、特許文献１参照）。この粗化処理は、湿式及び乾式のめっき処理により行われる。
【０００４】
また、その粗化処理によって形成された粗化めっき層のような粗化面も含めて、さらにプリント配線板用銅箔としての所定の特性に適合することができるように、種々の表面処理膜が形成されることが一般的である。
【０００５】
例えば、銅箔基材の表面上に、その銅素地を平滑化させるための下地めっき層を銅めっきにより形成し、その上に、あえて限界電流密度を超える電流密度の電流で電解銅めっきを行うことにより、粒状の銅析出物からなる粗化めっき層を形成し、銅箔基材の表面の粗度を所望の粗さにまで向上させる。このようにして銅箔基材の銅箔表面の粗度を上げることにより、絶縁性基板との密着性や接着強度を向上させることができる。
【０００６】
そして、粗化めっき層を構成している粒状の銅析出物の脱落を防ぐために、その粗化めっき層上に、銅めっきにより被せめっき層を形成する。その被せめっき層の上に、銅の拡散防止を主目的としたニッケル又はニッケル合金めっき層を形成する。このとき、いわゆる粗化面側だけでなく、光沢面側にも、ニッケル合金めっき層を形成する。
【０００７】
さらにその上に、耐熱性向上のための亜鉛めっき層を形成する。これについても、裏面の光沢面側にも亜鉛めっき層を形成する。そしてさらにその亜鉛めっき層上に、それぞれクロメート皮膜からなる防錆層を形成する。その後、絶縁性基板との接着強度をさらに向上させるため、粗化面側の最上層にシランカップリング処理を施して、シランカップリング層を形成する。
【０００８】
このようにして、銅箔基材の粗化面（表面処理皮膜）側には、下地めっき層、粗化めっき層、被せめっき層、ニッケル又はニッケル合金めっき層、亜鉛めっき層、クロメート皮膜からなる防錆層、シランカップリング層が順次形成されている。また、光沢面側には、ニッケル又はニッケル合金めっき層、亜鉛めっき層、クロメート皮膜からなる防錆層が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１１９９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このようにプリント配線板用銅箔においては、その表面全体に粗化処理を施しており、１つの面に表面粗さの高い部分（粗化部分）と表面粗さの低い部分（無粗化部分）とを有するものはなかったので、１つのプリント配線板用銅箔からは１種類の製品しか作製することができなかった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、１つの面に粗化部分と無粗化部分とを有し、２種類の製品を同時に作製することができるプリント配線板用銅箔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、銅張プリント配線基板の導体層の主要部を構成すべく、絶縁性基板の表面に張り合わされるプリント配線板用銅箔において、圧延銅箔又は電解銅箔の片面、若しくは両面に、粗化部分と無粗化部分とを同時に形成したプリント配線板用銅箔である。
【００１３】
前記粗化部分及び前記無粗化部分は銅めっきにより形成され、銅めっきにおける陽極のサイズ調整又は遮断により、前記圧延銅箔又は前記電解銅箔における前記粗化部分の面積が調整されると良い。
【００１４】
前記粗化部分の表面粗さは十点平均粗さＲｚ１．０〜３．０μｍ、前記無粗化部分の表面粗さは十点平均粗さＲｚ０．１〜１．０μｍであると良い。
【００１５】
前記圧延銅箔又は前記電解銅箔の片面、若しくは両面を、下地銅めっき、粗化銅めっき、被せ銅めっき、ニッケル−コバルト合金めっき、亜鉛めっき、クロメート処理、シランカップリング処理の順に処理すると良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１つの面に粗化部分と無粗化部分とを有し、２種類の製品を同時に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るプリント配線板用銅箔を示す概略図である。
【図２】粗化部分と無粗化部分の形成方法を説明する図である。
【図３】表面処理を行う連続めっき処理装置を示す概略図である。
【図４】表面処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係るプリント配線板用銅箔を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係るプリント配線板用銅箔１は、銅張プリント配線基板の導体層の主要部を構成すべく、絶縁性基板の表面に張り合わされるものであり、圧延銅箔又は電解銅箔の片面、若しくは両面に、粗化部分２と無粗化部分３とを形成したことを特徴とする。
【００２１】
粗化部分２の表面粗さは十点平均粗さＲｚ１．０〜３．０μｍ、無粗化部分３の表面粗さは十点平均粗さＲｚ０．１〜１．０μｍであると良い。
【００２２】
これら粗化部分２及び無粗化部分３は銅めっきにより形成され、図２に示すように、銅めっきにおける陽極２０のサイズ調整又は遮断により、銅箔基材２１（圧延銅箔又は電解銅箔）における粗化部分２（又は無粗化部分３）の面積が調整される。陽極２０の遮断は、例えば、遮蔽板２２を用いて行う。
【００２３】
このプリント配線板用銅箔１は、図３に示す連続めっき処理装置３０を用いて作製される。連続めっき処理装置３０は、脱脂を行うための脱脂浴３１と、酸洗を行うための酸洗浴３２と、下地銅めっきを行うための下地銅めっき浴３３と、第１、第２粗化銅めっきを行うための第１、第２粗化銅めっき浴３４ａ，３４ｂと、被せ銅めっきを行うための被せ銅めっき浴３５と、ニッケルめっきを行うためのニッケルめっき浴３６と、亜鉛めっきを行うための亜鉛めっき浴３７と、クロメート処理を行うためのクロメート処理浴３８と、シランカップリング処理を行うためのシランカップリング処理装置３９と、乾燥処理を行うための乾燥機４０と、これらに圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅箔基材２１を順次送り出す送出機４１と、各工程を経て形成されたプリント配線板用銅箔１を巻き取る巻取機４２とを備える。
【００２４】
この連続めっき処理装置３０を用いて、圧延銅箔又は電解銅箔からなる銅箔基材２１の片面、若しくは両面上に、下地めっき層、粗化めっき層、被せめっき層、ニッケルめっき層、亜鉛めっき層、クロメート皮膜からなる防錆層、シランカップリング層が順次積層されてプリント配線板用銅箔１が作製される。
【００２５】
これら層が形成された面が粗化面となり、この粗化面が、例えば、ポリイミドフィルムのような絶縁性樹脂等からなる絶縁性基板の表面に熱圧着等により張り合わされて、いわゆる銅張プリント配線基板が形成される。
【００２６】
他方、銅箔基材２１の荒れていない部分の表面には、ニッケルめっき層、亜鉛めっき層、防錆層が順次積層され、この面が光沢面となる。
【００２７】
前記のニッケルめっき層は、金属ニッケルを２μｇ／ｃｍ2以上２０μｇ／ｃｍ2以下とすることにより、ニッケルめっき層のピール強度がさらに向上して、絶縁性基板に対するプリント配線板用銅箔１の接着強度の低下をさらに確実に抑制することが可能となる。
【００２８】
また、防錆層は、亜鉛めっき層の直上の層として、３価クロメート化成処理によって形成することが望ましい。そして、前記のニッケルめっき層の積層順序も考慮に入れると、ニッケルめっき層、亜鉛めっき層、防錆層を、この順で積層形成することが望ましい。高い防錆作用を有するクロメート皮膜は、亜鉛皮膜との置換反応によって形成されるので、亜鉛めっき層に含まれている亜鉛成分との置換反応が必要だからである。仮に亜鉛めっき層の上にニッケルめっき層を形成したとすると、そのニッケルめっき層の直上に防錆層を形成しようとすることになるが、そうすると、亜鉛成分との置換反応が行われなくなるので、実際上、有効な防錆層を形成することが不可能になってしまうことが想定されるからである。
【００２９】
以下、連続めっき処理装置３０を用いたプリント配線板用銅箔１の作製手順を、各工程の具体的な条件と共に説明する。
【００３０】
（銅箔基材の準備）
先ず、銅箔基材２１として、圧延銅箔又は電解銅箔を用意する。これらの銅箔の厚さ、表面粗さ、形態については、特に限定されず、必要に応じて所望のものを選択して使用することが可能であることは勿論である。その後、用意した銅箔基材２１を送出機４１にセットする。
【００３１】
（前処理）
セットした銅箔基材２１を、送出機４１から脱脂浴３１、酸洗浴３２に順次送り出し、銅箔基材２１の表面に対して電解脱脂、酸洗等を施して、前処理としての洗浄を行う。より具体的には、例えば、水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液を用いて陰極電解脱脂を行い、その後、硫酸等により酸洗を施すようにすること等が可能である。
【００３２】
（銅箔基材の表面平滑化）
銅箔基材２１の表面には、圧延プロセス等のような銅箔製造プロセスでの微小な傷や荒れ等が残留している虞があるので、前処理を経た銅箔基材２１の表面に下地銅めっき浴３３にて下地めっき層を、例えば、電解銅めっき法により形成することで、それらの傷や荒れを平滑化する。
【００３３】
銅箔基材２１の表面には、微細な凹凸が存在する。この凹凸は、後の粗化処理工程において均一な粗化処理を阻害する可能性がある。そこで、この凹凸を無くすためにめっき処理、エッチング処理等が行われるが、本実施の形態では下地銅めっきを行い、表面平滑化を図る。
＜下地銅めっき条件＞
硫酸銅５水和物：１５０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下
硫酸：５０ｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下
液温：３０℃以上５０℃以下
下地めっき層形成時の電流密度：１Ａ／ｄｍ2以上１０Ａ／ｄｍ2以下
下地めっき層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００３４】
（銅箔基材の表面粗化）
その下地めっき層の上に、表面粗化処理として、例えば、硫酸銅や硫酸を主成分とした酸性めっき浴で構成された第１粗化銅めっき浴３４ａにより、銅箔基材２１自体を陰極として、浴の限界電流密度をあえて超えた電流値による電解処理を行うことで、図４（ａ）に示すような粒状の銅析出物からなる第１粗化めっき層４３を形成する。これにより、銅箔基材２１の表面粗度を所望の粗さにまで向上させることができる。
＜第１粗化銅めっき条件＞
硫酸銅５水和物：６０ｇ／Ｌ以上１１０ｇ／Ｌ以下
硫酸：１００ｇ／Ｌ以上１５０ｇ／Ｌ以下
液温：１５℃以上３０℃以下
第１粗化めっき層形成時の電流密度：３５Ａ／ｄｍ2以上５０Ａ／ｄｍ2以下
第１粗化めっき層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００３５】
さらに銅めっき浴組成において銅濃度を高く設定した第２粗化銅めっき浴３４ｂを用いて第２粗化銅めっきを行うことで、選択的に第１粗化めっき層４３に析出させる。これが、図４（ｂ）に示すような第２粗化めっき層４４となる。
＜第２粗化銅めっき条件＞
硫酸銅５水和物：１５０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下
硫酸：５０ｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下
液温：３０℃以上５０℃以下
第２粗化めっき層形成時の電流密度：３５Ａ／ｄｍ2以上５０Ａ／ｄｍ2以下
第２粗化めっき層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００３６】
そして、第１及び第２粗化めっき層４３，４４を構成している粒状の銅析出物の脱落を防ぐために、その第１及び第２粗化めっき層４３，４４の上に、被せ銅めっき浴３５によって、図４（ｃ）に示すような被せめっき層４５を形成する。
＜被せ銅めっき条件＞
硫酸銅５水和物：１５０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下
硫酸：５０ｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下
液温：３０℃以上５０℃以下
被せめっき層形成時の電流密度：１Ａ／ｄｍ2以上１０Ａ／ｄｍ2以下
被せめっき層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００３７】
この第１、第２粗化めっき層４３，４４、被せめっき層４５の形成は、浴中の陽極の幅方向サイズを調整することで所望の大きさとし、めっき部分を制限することで所望の部分のみを粗化処理することが必要である。
【００３８】
これらの下地めっき層、第１、第２粗化めっき層４３，４４、被せめっき層４５を形成するための銅めっきプロセスについての、硫酸銅及び硫酸の濃度、液温、電解条件等は、広い範囲で選択が可能であるが、前記の範囲から選択することが、より望ましい。また、第１、第２粗化めっき層４３，４４としては、銅以外の金属元素（例えば、アルミニウム、チタン、鉄、モリブデン、タングステン、ニッケル、コバルト等）を添加することが、より望ましい。
【００３９】
（ニッケルめっき）
硫酸ニッケルを主成分としたニッケルめっき浴３６により、加熱処理時の銅拡散防止及びピール強度の向上のためのニッケルめっき層４６を形成する。このニッケルめっき層４６を設けるための、硫酸ニッケル濃度、液温、ｐＨ、電解条件は、以下に示す範囲で選択することが望ましい。また、錯化剤及びｐＨ緩衝剤として、クエン酸を添加することが望ましい。
＜ニッケルめっき条件＞
硫酸ニッケル６水和物：１５０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下
クエン酸１水和物：１０ｇ／Ｌ以上２０ｇ／Ｌ以下
ｐＨ：３以上４以下
ニッケルめっき層形成時の電流密度：０．５Ａ／ｄｍ2以上１０Ａ／ｄｍ2以下
ニッケルめっき層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００４０】
また、ニッケル以外の元素（例えば、燐、コバルト、鉄、モリブデン、タングステン、コバルト等）を添加することが、より望ましい。
【００４１】
（亜鉛めっき）
硫酸亜鉛を主成分とした亜鉛めっき浴３７により、耐薬品性・耐酸性の向上のため亜鉛めっき層４７を形成する。この亜鉛めっき層４７を設けるための、硫酸亜鉛濃度、液温、ｐＨ、電解条件は、以下に示す範囲で選択することが望ましい。
＜亜鉛めっき条件＞
硫酸亜鉛：８０ｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下
クエン酸３ナトリウム２水和物：１０ｇ／Ｌ以上３０ｇ／Ｌ以下
ｐＨ：２以上４以下
液温：２０℃以上４０℃以下
亜鉛めっき層形成時の電流密度：０．１Ａ／ｄｍ2以上１Ａ／ｄｍ2以下
亜鉛めっき層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００４２】
また、錯化剤及びｐＨ緩衝剤として、クエン酸３ナトリウムを添加する。耐薬品性・耐酸性のさらなる向上を図るためには、亜鉛の被着量を原子換算で、亜鉛０．１μｇ／ｃｍ2以上０．５μｇ／ｃｍ2以下の範囲の数値に設定することが、より望ましい。
【００４３】
ここで、一般にプリント配線板用銅箔１と樹脂製の絶縁性基板との張り合わせ作業は、２５０℃以上の高温条件下で行われるため、その際の銅の熱拡散に起因して銅と亜鉛とが合金化し、ピール強度の低下が生じる虞が高い。このため、ピール強度の維持と耐薬品性・耐酸性の向上との両方を達成するためには、ニッケルめっき層４６を亜鉛めっき層４７と併せて設けることが極めて有効となる。また、既に述べたように、クロメート処理による防錆層４８は亜鉛めっき層４７の直上に設ける必要がある。そこで、ニッケルめっき層４６、亜鉛めっき層４７、防錆層４８は、この順に積層することが望ましい。
【００４４】
（３価クロメート処理）
防錆層４８として硝酸クロム、硝酸を主成分とした３価クロメート化成処理液を用いて３価クロメート皮膜を形成し、これを防錆層４８とする。この防錆層４８の３価クロメート皮膜を形成するための、硝酸クロム及び硝酸についての液温、ｐＨ、処理時間は、以下に示す範囲で選択することが望ましい。また、防錆層４８のクロム被着量は、原子換算で０．１μｇ／ｃｍ2以上２．０μｇ／ｃｍ2以下の範囲の数値に設定することが望ましい。
＜クロメート処理条件＞
硝酸クロム：０．０５ｇ／Ｌ以上０．２５ｇ／Ｌ以下
硝酸：２ｇ／Ｌ以上２０ｇ／Ｌ以下
ｐＨ：３以上４以下
液温：２０℃以上３０℃以下
防錆層形成時の処理時間：１秒以上１０秒以下
【００４５】
（シランカップリング処理）
３−アミノプロピルトリメトキシシラン０．１％以上５％以下のシランカップリング水溶液を用いて、シランカップリング層４９を形成する。
【００４６】
以上説明したプリント配線板用銅箔１によれば、１つの面に粗化部分２と無粗化部分３とを有し、２種類の製品を同時に作製することができる。つまり、プリント配線板用銅箔１の粗化部分２においては、絶縁性基板との接着強度を向上させた高信頼性対応のプリント配線板用銅箔が得られ、無粗化部分３においては、ファインパターン対応のプリント配線板用銅箔が得られる。
【実施例】
【００４７】
実施例１として、前記の実施の形態で説明したようなプリント配線板用銅箔を作製すると共に、比較例１〜３として、実施例１とは異なった材料又は積層構造からなるプリント配線板用銅箔を作製した。そしてそれらの各々について、絶縁性基板の表面に張り合わせ、ウェットエッチング法により配線パターンを形成し、常態ピール強度を測定し、その結果を比較・検討した。
【００４８】
先ず、最良の態様であることが想定される実施例１のプリント配線板用銅箔を作製した。銅箔基材として圧延銅箔を用意し、水酸化ナトリウム４０ｇ／Ｌ、炭酸ナトリウム２０ｇ／Ｌの水溶液中で、温度４０℃、電流密度５Ａ／ｄｍ2、処理時間１０秒の陰極電解による電解脱脂処理を行った。そして、硫酸１２５ｇ／Ｌの水溶液中に、温度２０℃、処理時間１０秒で浸漬することにより、酸洗処理を施した。
【００４９】
続いて、この銅箔基材の表面上に、下地銅めっき、第１粗化銅めっき、第２粗化銅めっき、被せ銅めっき、ニッケル−コバルト合金めっきを、この順で行い、下地めっき層、第１粗化めっき層、第２粗化めっき層、被せめっき層、ニッケル−コバルト合金めっき層を、順次に積層形成した。
【００５０】
そして、亜鉛めっきを行い、亜鉛めっき層を、ニッケル−コバルト合金めっき層の上に形成した。このときのめっき条件は、温度２０℃、電流密度１Ａ／ｄｍ2、処理時間４秒とした。さらに、３価クロメート化成処理液中に温度２０℃、処理時間４秒で浸漬することにより、防錆層を形成した。その後、シランカップリング水溶液を用いて、温度２５℃、処理時間２秒で、粗化面側のみにシランカップリング処理を施して、シランカップリング層を形成し、実施例１のプリント配線板用銅箔とした。
【００５１】
（プリント配線板用銅箔の評価・測定）
前記のように作製したプリント配線板用銅箔の各試料に対し、以下の項目についてそれぞれ評価した。
【００５２】
（１）粗化面側の表面粗さ
第１、第２粗化めっき層まで形成したプリント配線板用銅箔に対し、粗化面側の表面粗さについてＪＩＳ  Ｃ６５１５に準拠した方法で表面粗さＲｚを測定した。なお、測定条件は、蝕針の曲率半径が２μｍ、測定力が０．７５ｍＮ、走査速度が０．２ｍ／ｓ、測定長さが４ｍｍ、カットオフ値が０．８ｍｍである。
【００５３】
（２）常態ピール強度
プリント配線板用銅箔としてＦＲ−４基材（ＪＩＳ  Ｃ６４８０におけるＧＥ４Ｆ）を用い、前記のプリント配線板用銅箔と温間プレス（１７０℃×１時間、面圧：０．４ＭＰａ）により接合して常態ピール強度測定用の試料を作製した。次に、ＪＩＳ  Ｃ６４８１「プリント配線板用銅貼積層板試験方法」の５．７の記載に従って常態ピール強度を測定した。なお、測定した銅箔幅は１ｍｍとした。
【００５４】
また、比較例として、第２粗化銅めっきを行わなかったもの（比較例１）、下地銅めっきを行わなかったもの（比較例２）、クロメート処理を施していないもの（比較例３）を作製した。それぞれの評価結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2012064769.tif 000003
【００５６】
表１の結果から、実施例１のプリント配線板用銅箔が優れていることが分かった。
【符号の説明】
【００５７】
１  プリント配線板用銅箔
２  粗化部分
３  無粗化部分
【図１】
2012064769.tif 000004
【図２】
2012064769.tif 000005
【図３】
2012064769.tif 000006
【図４】
2012064769.tif 000007