レーザ加工用銅板
【課題】レーザ溶接に適し且つ樹脂接着性が良好なレーザ加工用銅板を提供する。
【解決手段】このレーザ加工用銅板1は、一方の面2のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面3の樹脂接着性を改善するべく、銅板4の両面2、3に微細粒状突起2a、3aを形成してなる。一方の面2のL値は50以上75以下であり、微細粒状突起2aを構成する粒子の平均粒径は0.3μm以上3μm以下である。
【解決手段】このレーザ加工用銅板1は、一方の面2のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面3の樹脂接着性を改善するべく、銅板4の両面2、3に微細粒状突起2a、3aを形成してなる。一方の面2のL値は50以上75以下であり、微細粒状突起2aを構成する粒子の平均粒径は0.3μm以上3μm以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、両面を粗化したレーザ加工用銅板に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境への配慮からプリント基板と端子等との接合に鉛フリーはんだが用いられるようになってきている。鉛フリーはんだには、ウィスカの発生による回路短絡の問題が懸念されている。この問題を回避し得る接合技術としてレーザ溶接が挙げられる。しかし、プリント配線基板に使用されている銅板は、溶接用赤外レーザとして多く用いられるCO2レーザの基本波長10600nm、Nd:YAGレーザの基本波長1064nm、ファイバレーザの基本波長1084nmのレーザ光に対し90%以上の反射率を有するため、溶接用途で多く用いられる赤外レーザによるレーザ溶接を行うことが困難である。
【0003】
一方、プリント配線基板用の電解銅箔においては、レーザによる穴加工を可能にするべく、銅箔の表面を黒色化処理する、銅箔の表面を薬液により粗化する、銅箔の表面に鉄、スズ、ニッケル、コバルト、亜鉛などからなる被覆層を形成する、といったレーザ光吸収性を改善する種々の試みが従来なされてきた(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004―399531号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、電解銅箔は、その表面のレーザ光吸収性を改善できたとしても、厚さが30乃至40μm程度と薄いため、端子等をレーザ溶接により接合することは極めて難しい。また、電解銅箔では、レーザ光吸収性と樹脂接着性を共に改善するべく両面を同時に処理することは難しいため、図11に示すように、銅箔12の片面に樹脂接着面13を形成し、樹脂5と接合した後、その表面14にレーザ光吸収性の良好な被覆層15を形成する処理などを施していた。
【0006】
本発明が解決すべき課題は、レーザ溶接に適し且つ樹脂接着性が良好なレーザ加工用銅板を提供すること、特に、銅板の両面を同時に処理して製造することが可能なレーザ加工用銅板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工用銅板は、一方の面のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面の樹脂接着性を改善するべく、銅板の両面に微細粒状突起を形成したことを特徴とする。
【0008】
本発明のレーザ加工用銅板において、前記一方の面のL値が50以上75以下であることが望ましい。そして、前記一方の面の微細粒状突起を構成する粒子の平均粒径が0.3μm以上3μm以下であることが望ましい。また、前記粒子の平均粒径を0.1μm以上、加工に使用するレーザ光の波長以下と規定してもよい。
【0009】
また、前記微細粒状突起は、電気分解により銅板の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を当該銅板の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより形成されたものであることが望ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、一方の面がレーザ溶接に適し且つ他方の面の樹脂接着性が良好なレーザ加工用銅板を提供することができる。
【0011】
本発明のレーザ加工用銅板は、電気分解により銅板の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を当該銅板の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより、銅板の両面を同時に処理して製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明のレーザ加工用銅板を用いたプリント基板の構造を概念的に示す断面図
【図2】端子と銅板とを接合可能なレーザ出力と照射時間との関係を示す図
【図3】L値とレーザ光照射による銅板の溶け込み深さとの関係を示す図
【図4】従来の電解銅箔の表面状態を示す電子顕微鏡写真
【図5】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の表面状態を示す電子顕微鏡写真
【図6】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の製造方法を例示する工程図
【図7】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の別の製造方法を例示する工程図
【図8】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の断面構造を示す電子顕微鏡写真
【図9】粗化銅板の比較例の断面構造を示す電子顕微鏡写真
【図10】粗化銅板の別の比較例の断面構造を示す電子顕微鏡写真
【図11】従来の電解銅箔を用いたプリント基板の構造を概念的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について説明する。
[レーザ加工用銅板]
図1は本発明のレーザ加工用銅板を用いたプリント基板の構造を概念的に示す断面図である。このプリント基板は、樹脂基板5の表面に本発明のレーザ加工用銅板1を接着したものである。レーザ加工用銅板1は、その一方の面2のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面3の樹脂接着性を改善するべく、銅板4の両面2、3に微細粒状突起2a、3aを形成してなる。以下、前記一方の面を「レーザ光吸収面」、前記他方の面を「樹脂接着面」と記す。銅板4の厚さは70μm乃至200μmである。
【0014】
図2は端子と銅板とを接合可能なレーザ出力(基本波長)と照射時間との関係を示している。この測定結果は、基本波長1084nmのファイバレーザを使用し、照射時間を1秒、0.5秒及び0.24秒に設定し、各照射時間において640μm角の真鍮の端子と厚さ200μmの銅板とを接合可能なレーザ出力を、無処理銅板と本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)について測定した結果である。本実施形態で使用している粗化銅板のL値は63である。この測定結果から、無処理銅板よりも本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の方が20乃至30W程小さいレーザ出力で端子と銅板との溶接接合が可能であり、また、レーザ出力が65W程度の結果を比較すると、同程度のレーザ出力においては照射時間が半分程度に短縮可能であることがわかる。
【0015】
図3はL値とレーザ光照射による銅板の溶け込み深さとの関係を示している。この測定結果は、L値が各々異なる9枚の試料銅板を作成し、それぞれの銅板に対して、基本波長1084nm、出力100Wのレーザ光を、加工速度2m/秒においてビードオン溶接した後における、レーザ照射箇所の断面における溶融領域の深さを測定した結果である。この測定結果から、レーザ光吸収面2のL値が50以上75以下の場合に、溶接に必要とされる溶け込み深さ10乃至60μmが得られることがわかる。レーザ光吸収面2のL値が75より大であると、レーザ光吸収面2のレーザ吸収率が不足し、ファイバレーザによる溶接に不適となる。また、レーザ光吸収面2のL値が50未満であると、粒子が剥離しやすくなるという不具合が生じる。レーザ光吸収面2のL値は、レーザ光の吸収および微粒子の剥離防止という点からという点から55以上70以下であることがより望ましい。ちなみに、光沢のある銅板のL値はほぼ80である。
【0016】
また、レーザ光吸収面2の微細粒状突起2aを構成する粒子の平均粒径φは0.3μm以上3μm以下であることが望ましい。平均粒径φが0.3μm以上3μm以下であればレーザ光吸収面2のL値が50以上75以下という比較的明るい値であるにもかかわらず図2の結果に示されたような高いレーザ光吸収特性を実現できる。これは微細粒状突起2aによる比較的大きな凹凸がレーザ光吸収面2に形成され且つ微細粒状突起2aを構成している粒子間に比較的多数の隙間が形成され(図8参照)、微細粒状突起2aによる凹凸と粒子間の多数の隙間により入射光の吸収が促進されるためであると考えられる。
平均粒径φが0.1μm以上であれば、本発明による粗化銅板のような微細粒状突起と多数の隙間からなる構造により、上記のように微粒子としてのレーザ光吸収特性を顕著に示し、高いレーザ光吸収特性を得ることができる(図5、図8、図9、図10参照)。また、平均粒径φは、加工に使用するレーザ光の波長と同程度以下(波長約1μm程度の赤外レーザの場合、φは1μm以下)である場合、レーザ光吸収特性が最も優れる。ただし、平均粒径φが3μm以下であれば、CO2レーザはもちろん、波長1μm程度のレーザ光でも良好なレーザ光吸収特性を得ることができる。
なお、図8〜図10に示されたように、順にめっき電流を強くしていくことによって、粒子間がめっき材で埋められていく傾向がある。図8の状態では、銅箔表面の粒子が原形を保持しているため、上記の理由により、良好なレーザ光吸収特性が得られる。図9、図10のように、粒子間がめっき材で埋められていくと、レーザ光吸収特性は次第に低下するものの、ここに示されたように微細粒状突起と多数の隙間からなる構造を保持することにより、本発明の効果を奏する。反面、図9、図10の場合に比べ、図8の場合は粒子の密着強度が低下し、更にめっきが弱くなると、粒子の剥離が起こりやすくなる。このように、めっき条件は、レーザ光吸収性と粒子密着性を両立するように決定される。
【0017】
[レーザ加工用銅板の製造方法]
次に、レーザ加工用銅板1の製造方法について説明する。
本発明のレーザ加工用銅板1は、電気分解により銅板4の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を銅板4の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより形成される。
【0018】
図4は従来の電解銅箔の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。図5は電解処理とめっき処理とを1サイクル以上施した銅板の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。後者の方が前者よりも銅微粒子の粒径が小さく、微細粒状突起2aによる凹凸と粒子間の隙間が多数存在していることがわかる。
【0019】
電解処理及びめっき処理により、レーザ光吸収面2及び樹脂接着面3のL値をそれぞれ制御しつつレーザ加工用銅板1を製造するには、図6及び図7に例示する2つの方法がある。
【0020】
[第1の製造方法]
図6はレーザ加工用銅板1の第1の製造方法を示している。図6において、6は電解槽、7は電解槽6に収容された電気銅めっき液、8A、8Bは電気銅めっき液7中に対向配置された複数対(図示の例では2対)の不溶性電極(陽極電極)、9A、9Bは電気銅めっき液7中に対向配置された複数対(図示の例では3対)の銅電極(陰極電極)、4は表面を粗化すべき銅板である。不溶性電極8A、8B対と銅電極9A、9B対は互いに縦列配置されている。銅板4は、陰極に保たれた状態で不溶性電極8A、8B対の間に配置されることによりめっき処理が施され、陽極に保たれた状態で銅電極9A、9B対の間に配置されることにより電解処理が施される。めっき液7として、40〜250g/lの硫酸銅、30〜210g/lの硫酸、10〜80ppmの塩酸、光沢剤等の添加剤が使用される。
【0021】
めっき処理工程((a)、(c)及び(e))における電流密度及び電流値は一定である。また、電解処理工程((b)及び(d))における電流密度及び電流値も一定である。めっき処理工程における電流密度及び電流値がそれぞれ1.2乃至2.0A/dm2、25乃至40Aの場合、電解処理工程における電流密度及び電流値はそれぞれ1.7乃至2.5A/dm2、35乃至50Aとすることが望ましい。また、各工程の所要時間は2.5乃至5分である。
【0022】
まず、(a)に示すように、銅板4を陰極に保った状態で不溶性電極(陽極電極)8A、8B間に配置することにより、銅板4の表面の圧延すじを緩和するためのめっき処理を行う。つぎに、(b)に示すように、銅板4を陽極に保った状態で銅電極(陰極電極)9A、9B間に配置することにより、銅板4の表面に微細瘤状突起2aを構成する銅微粒子を生成させるための電解処理を行う。その後、(c)に示すように、銅板4を再び陰極に保った状態で不溶性電極(陽極電極)8A、8B間に配置してめっき処理を行う。このめっき処理により、銅板4の表面に生成された銅微粒子が銅板4に定着し、銅板4の表面に微細瘤状突起2aが形成される。その後、(d)に示すように、銅板4を再び陽極に保った状態で銅電極(陰極電極)9A、9B間に配置して電解処理を行う。このとき、銅板4の樹脂接着面3を隠すように樹脂製の邪魔板10を設けておく。銅板4の樹脂接着面3側に邪魔板10が設けられていることにより、樹脂接着面3における銅微粒子の生成が抑制される。その結果、樹脂接着面3よりも多くの銅微粒子がレーザ光吸収面2に生成される。その後、(e)に示すように、銅板4を陰極に保った状態で不溶性電極(陽極電極)8A、8B間に配置してめっき処理を行う。このときも、銅板4の樹脂接着面3を隠すように邪魔板10を設けておく。銅板4の樹脂接着面3側に邪魔板10が設けられていることにより、樹脂接着面3における銅微粒子の定着が抑制される。これにより、樹脂接着面3よりも多くの銅微粒子がレーザ光吸収面2に定着される。
【0023】
以上の一連の処理により、銅板4の両面を同時に処理してレーザ光吸収面2及び樹脂接着面3を有するレーザ加工用銅板1が製造される。レーザ光吸収面2のL値及び樹脂接着面3のL値は、めっき処理工程における電流密度及び電流値、電解処理工程における電流密度及び電流値、各工程の所要時間を調整することにより制御可能である。
【0024】
[第2の製造方法]
図7はレーザ加工用銅板1の第2の製造方法を示している。図7の方法では、邪魔板10は使用せず、その代わりに、電解処理工程(b)において、銅板4のレーザ光吸収面2側と樹脂接着面3側とで銅電極(陰極電極)9A、9Bとの間の電流値及び電流密度に差を設ける。
【0025】
めっき処理工程(a)における電流密度及び電流値は両面2、3側とも同じである。めっき処理工程における電流密度及び電流値がそれぞれ1.2乃至2.0A/dm2、25乃至40Aの場合、電解処理工程(b)におけるレーザ光吸収面2側の電極9Aと銅板4との間の電流密度及び電流値はそれぞれ1.7乃至2.5A/dm2、35乃至50Aとし、樹脂接着面3側の電極9Bと銅板4との間の電流密度及び電流値はレーザ光吸収面2側よりも小とする。各工程の所要時間は2.5乃至5分である。
【0026】
めっき処理工程(a)と電解処理工程(b)を繰り返すことによりレーザ加工用銅板1が製造される。その際、めっき処理工程(a)により、まず銅板4の表面の圧延すじを緩和する。つぎに、電解処理工程(b)により、銅板4の表面に微細瘤状突起2aを構成する銅微粒子を生成させる。樹脂接着面3側よりもレーザ光吸収面2側の方が電流値及び電流密度が大きいため、微細瘤状突起2aを構成する銅微粒子が樹脂接着面3よりもレーザ光吸収面2に多く生成される。その後、再びめっき処理工程(a)により、銅板4の表面の銅微粒子を銅板4に定着させる。これにより、銅板4の表面に微細瘤状突起2aが形成される。その後、再び電解処理工程(b)により、銅板4の表面に銅微粒子をさらに生成させる。このときも銅微粒子が樹脂接着面3よりもレーザ光吸収面2に多く生成される。その後、更にめっき処理工程(a)により、銅板4の表面の銅微粒子を銅板4に定着させる。
【0027】
以上の一連の処理により、銅板4の両面を同時に処理してレーザ光吸収面2及び樹脂接着面3を有するレーザ加工用銅板1が製造される。レーザ光吸収面2のL値及び樹脂接着面3のL値は、めっき処理工程における電流密度及び電流値、電解処理工程におけるレーザ光吸収面2側と樹脂接着面3側の電流密度及び電流値、各工程の所要時間を調整することにより制御可能である。
【0028】
なお、上記の例では、本発明のレーザ加工用銅板1を製造する方法として、電解処理とめっき処理とを併用した製造方法について説明したが、本発明のレーザ加工用銅板1を製造する方法はこれに限定されるものではない。たとえば、電解処理のみによって銅板4の両面を同時に粗化することによりレーザ光吸収面2及び樹脂接着面3を有するレーザ加工用銅板1を製造することも可能である。ただし、めっき処理を行わないことによる銅板4の表面への銅微粒子の定着性の低下は避けられない。
【符号の説明】
【0029】
1 レーザ加工用銅板(粗化銅板)
2 レーザ光吸収面(一方の面)
2a 微細粒状突起
3 樹脂接着面(他方の面)
3a 微細粒状突起
4 銅板
5 樹脂
【技術分野】
【0001】
本発明は、両面を粗化したレーザ加工用銅板に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境への配慮からプリント基板と端子等との接合に鉛フリーはんだが用いられるようになってきている。鉛フリーはんだには、ウィスカの発生による回路短絡の問題が懸念されている。この問題を回避し得る接合技術としてレーザ溶接が挙げられる。しかし、プリント配線基板に使用されている銅板は、溶接用赤外レーザとして多く用いられるCO2レーザの基本波長10600nm、Nd:YAGレーザの基本波長1064nm、ファイバレーザの基本波長1084nmのレーザ光に対し90%以上の反射率を有するため、溶接用途で多く用いられる赤外レーザによるレーザ溶接を行うことが困難である。
【0003】
一方、プリント配線基板用の電解銅箔においては、レーザによる穴加工を可能にするべく、銅箔の表面を黒色化処理する、銅箔の表面を薬液により粗化する、銅箔の表面に鉄、スズ、ニッケル、コバルト、亜鉛などからなる被覆層を形成する、といったレーザ光吸収性を改善する種々の試みが従来なされてきた(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004―399531号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、電解銅箔は、その表面のレーザ光吸収性を改善できたとしても、厚さが30乃至40μm程度と薄いため、端子等をレーザ溶接により接合することは極めて難しい。また、電解銅箔では、レーザ光吸収性と樹脂接着性を共に改善するべく両面を同時に処理することは難しいため、図11に示すように、銅箔12の片面に樹脂接着面13を形成し、樹脂5と接合した後、その表面14にレーザ光吸収性の良好な被覆層15を形成する処理などを施していた。
【0006】
本発明が解決すべき課題は、レーザ溶接に適し且つ樹脂接着性が良好なレーザ加工用銅板を提供すること、特に、銅板の両面を同時に処理して製造することが可能なレーザ加工用銅板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工用銅板は、一方の面のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面の樹脂接着性を改善するべく、銅板の両面に微細粒状突起を形成したことを特徴とする。
【0008】
本発明のレーザ加工用銅板において、前記一方の面のL値が50以上75以下であることが望ましい。そして、前記一方の面の微細粒状突起を構成する粒子の平均粒径が0.3μm以上3μm以下であることが望ましい。また、前記粒子の平均粒径を0.1μm以上、加工に使用するレーザ光の波長以下と規定してもよい。
【0009】
また、前記微細粒状突起は、電気分解により銅板の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を当該銅板の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより形成されたものであることが望ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、一方の面がレーザ溶接に適し且つ他方の面の樹脂接着性が良好なレーザ加工用銅板を提供することができる。
【0011】
本発明のレーザ加工用銅板は、電気分解により銅板の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を当該銅板の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより、銅板の両面を同時に処理して製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明のレーザ加工用銅板を用いたプリント基板の構造を概念的に示す断面図
【図2】端子と銅板とを接合可能なレーザ出力と照射時間との関係を示す図
【図3】L値とレーザ光照射による銅板の溶け込み深さとの関係を示す図
【図4】従来の電解銅箔の表面状態を示す電子顕微鏡写真
【図5】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の表面状態を示す電子顕微鏡写真
【図6】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の製造方法を例示する工程図
【図7】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の別の製造方法を例示する工程図
【図8】本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の断面構造を示す電子顕微鏡写真
【図9】粗化銅板の比較例の断面構造を示す電子顕微鏡写真
【図10】粗化銅板の別の比較例の断面構造を示す電子顕微鏡写真
【図11】従来の電解銅箔を用いたプリント基板の構造を概念的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について説明する。
[レーザ加工用銅板]
図1は本発明のレーザ加工用銅板を用いたプリント基板の構造を概念的に示す断面図である。このプリント基板は、樹脂基板5の表面に本発明のレーザ加工用銅板1を接着したものである。レーザ加工用銅板1は、その一方の面2のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面3の樹脂接着性を改善するべく、銅板4の両面2、3に微細粒状突起2a、3aを形成してなる。以下、前記一方の面を「レーザ光吸収面」、前記他方の面を「樹脂接着面」と記す。銅板4の厚さは70μm乃至200μmである。
【0014】
図2は端子と銅板とを接合可能なレーザ出力(基本波長)と照射時間との関係を示している。この測定結果は、基本波長1084nmのファイバレーザを使用し、照射時間を1秒、0.5秒及び0.24秒に設定し、各照射時間において640μm角の真鍮の端子と厚さ200μmの銅板とを接合可能なレーザ出力を、無処理銅板と本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)について測定した結果である。本実施形態で使用している粗化銅板のL値は63である。この測定結果から、無処理銅板よりも本発明のレーザ加工用銅板(粗化銅板)の方が20乃至30W程小さいレーザ出力で端子と銅板との溶接接合が可能であり、また、レーザ出力が65W程度の結果を比較すると、同程度のレーザ出力においては照射時間が半分程度に短縮可能であることがわかる。
【0015】
図3はL値とレーザ光照射による銅板の溶け込み深さとの関係を示している。この測定結果は、L値が各々異なる9枚の試料銅板を作成し、それぞれの銅板に対して、基本波長1084nm、出力100Wのレーザ光を、加工速度2m/秒においてビードオン溶接した後における、レーザ照射箇所の断面における溶融領域の深さを測定した結果である。この測定結果から、レーザ光吸収面2のL値が50以上75以下の場合に、溶接に必要とされる溶け込み深さ10乃至60μmが得られることがわかる。レーザ光吸収面2のL値が75より大であると、レーザ光吸収面2のレーザ吸収率が不足し、ファイバレーザによる溶接に不適となる。また、レーザ光吸収面2のL値が50未満であると、粒子が剥離しやすくなるという不具合が生じる。レーザ光吸収面2のL値は、レーザ光の吸収および微粒子の剥離防止という点からという点から55以上70以下であることがより望ましい。ちなみに、光沢のある銅板のL値はほぼ80である。
【0016】
また、レーザ光吸収面2の微細粒状突起2aを構成する粒子の平均粒径φは0.3μm以上3μm以下であることが望ましい。平均粒径φが0.3μm以上3μm以下であればレーザ光吸収面2のL値が50以上75以下という比較的明るい値であるにもかかわらず図2の結果に示されたような高いレーザ光吸収特性を実現できる。これは微細粒状突起2aによる比較的大きな凹凸がレーザ光吸収面2に形成され且つ微細粒状突起2aを構成している粒子間に比較的多数の隙間が形成され(図8参照)、微細粒状突起2aによる凹凸と粒子間の多数の隙間により入射光の吸収が促進されるためであると考えられる。
平均粒径φが0.1μm以上であれば、本発明による粗化銅板のような微細粒状突起と多数の隙間からなる構造により、上記のように微粒子としてのレーザ光吸収特性を顕著に示し、高いレーザ光吸収特性を得ることができる(図5、図8、図9、図10参照)。また、平均粒径φは、加工に使用するレーザ光の波長と同程度以下(波長約1μm程度の赤外レーザの場合、φは1μm以下)である場合、レーザ光吸収特性が最も優れる。ただし、平均粒径φが3μm以下であれば、CO2レーザはもちろん、波長1μm程度のレーザ光でも良好なレーザ光吸収特性を得ることができる。
なお、図8〜図10に示されたように、順にめっき電流を強くしていくことによって、粒子間がめっき材で埋められていく傾向がある。図8の状態では、銅箔表面の粒子が原形を保持しているため、上記の理由により、良好なレーザ光吸収特性が得られる。図9、図10のように、粒子間がめっき材で埋められていくと、レーザ光吸収特性は次第に低下するものの、ここに示されたように微細粒状突起と多数の隙間からなる構造を保持することにより、本発明の効果を奏する。反面、図9、図10の場合に比べ、図8の場合は粒子の密着強度が低下し、更にめっきが弱くなると、粒子の剥離が起こりやすくなる。このように、めっき条件は、レーザ光吸収性と粒子密着性を両立するように決定される。
【0017】
[レーザ加工用銅板の製造方法]
次に、レーザ加工用銅板1の製造方法について説明する。
本発明のレーザ加工用銅板1は、電気分解により銅板4の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を銅板4の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより形成される。
【0018】
図4は従来の電解銅箔の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。図5は電解処理とめっき処理とを1サイクル以上施した銅板の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。後者の方が前者よりも銅微粒子の粒径が小さく、微細粒状突起2aによる凹凸と粒子間の隙間が多数存在していることがわかる。
【0019】
電解処理及びめっき処理により、レーザ光吸収面2及び樹脂接着面3のL値をそれぞれ制御しつつレーザ加工用銅板1を製造するには、図6及び図7に例示する2つの方法がある。
【0020】
[第1の製造方法]
図6はレーザ加工用銅板1の第1の製造方法を示している。図6において、6は電解槽、7は電解槽6に収容された電気銅めっき液、8A、8Bは電気銅めっき液7中に対向配置された複数対(図示の例では2対)の不溶性電極(陽極電極)、9A、9Bは電気銅めっき液7中に対向配置された複数対(図示の例では3対)の銅電極(陰極電極)、4は表面を粗化すべき銅板である。不溶性電極8A、8B対と銅電極9A、9B対は互いに縦列配置されている。銅板4は、陰極に保たれた状態で不溶性電極8A、8B対の間に配置されることによりめっき処理が施され、陽極に保たれた状態で銅電極9A、9B対の間に配置されることにより電解処理が施される。めっき液7として、40〜250g/lの硫酸銅、30〜210g/lの硫酸、10〜80ppmの塩酸、光沢剤等の添加剤が使用される。
【0021】
めっき処理工程((a)、(c)及び(e))における電流密度及び電流値は一定である。また、電解処理工程((b)及び(d))における電流密度及び電流値も一定である。めっき処理工程における電流密度及び電流値がそれぞれ1.2乃至2.0A/dm2、25乃至40Aの場合、電解処理工程における電流密度及び電流値はそれぞれ1.7乃至2.5A/dm2、35乃至50Aとすることが望ましい。また、各工程の所要時間は2.5乃至5分である。
【0022】
まず、(a)に示すように、銅板4を陰極に保った状態で不溶性電極(陽極電極)8A、8B間に配置することにより、銅板4の表面の圧延すじを緩和するためのめっき処理を行う。つぎに、(b)に示すように、銅板4を陽極に保った状態で銅電極(陰極電極)9A、9B間に配置することにより、銅板4の表面に微細瘤状突起2aを構成する銅微粒子を生成させるための電解処理を行う。その後、(c)に示すように、銅板4を再び陰極に保った状態で不溶性電極(陽極電極)8A、8B間に配置してめっき処理を行う。このめっき処理により、銅板4の表面に生成された銅微粒子が銅板4に定着し、銅板4の表面に微細瘤状突起2aが形成される。その後、(d)に示すように、銅板4を再び陽極に保った状態で銅電極(陰極電極)9A、9B間に配置して電解処理を行う。このとき、銅板4の樹脂接着面3を隠すように樹脂製の邪魔板10を設けておく。銅板4の樹脂接着面3側に邪魔板10が設けられていることにより、樹脂接着面3における銅微粒子の生成が抑制される。その結果、樹脂接着面3よりも多くの銅微粒子がレーザ光吸収面2に生成される。その後、(e)に示すように、銅板4を陰極に保った状態で不溶性電極(陽極電極)8A、8B間に配置してめっき処理を行う。このときも、銅板4の樹脂接着面3を隠すように邪魔板10を設けておく。銅板4の樹脂接着面3側に邪魔板10が設けられていることにより、樹脂接着面3における銅微粒子の定着が抑制される。これにより、樹脂接着面3よりも多くの銅微粒子がレーザ光吸収面2に定着される。
【0023】
以上の一連の処理により、銅板4の両面を同時に処理してレーザ光吸収面2及び樹脂接着面3を有するレーザ加工用銅板1が製造される。レーザ光吸収面2のL値及び樹脂接着面3のL値は、めっき処理工程における電流密度及び電流値、電解処理工程における電流密度及び電流値、各工程の所要時間を調整することにより制御可能である。
【0024】
[第2の製造方法]
図7はレーザ加工用銅板1の第2の製造方法を示している。図7の方法では、邪魔板10は使用せず、その代わりに、電解処理工程(b)において、銅板4のレーザ光吸収面2側と樹脂接着面3側とで銅電極(陰極電極)9A、9Bとの間の電流値及び電流密度に差を設ける。
【0025】
めっき処理工程(a)における電流密度及び電流値は両面2、3側とも同じである。めっき処理工程における電流密度及び電流値がそれぞれ1.2乃至2.0A/dm2、25乃至40Aの場合、電解処理工程(b)におけるレーザ光吸収面2側の電極9Aと銅板4との間の電流密度及び電流値はそれぞれ1.7乃至2.5A/dm2、35乃至50Aとし、樹脂接着面3側の電極9Bと銅板4との間の電流密度及び電流値はレーザ光吸収面2側よりも小とする。各工程の所要時間は2.5乃至5分である。
【0026】
めっき処理工程(a)と電解処理工程(b)を繰り返すことによりレーザ加工用銅板1が製造される。その際、めっき処理工程(a)により、まず銅板4の表面の圧延すじを緩和する。つぎに、電解処理工程(b)により、銅板4の表面に微細瘤状突起2aを構成する銅微粒子を生成させる。樹脂接着面3側よりもレーザ光吸収面2側の方が電流値及び電流密度が大きいため、微細瘤状突起2aを構成する銅微粒子が樹脂接着面3よりもレーザ光吸収面2に多く生成される。その後、再びめっき処理工程(a)により、銅板4の表面の銅微粒子を銅板4に定着させる。これにより、銅板4の表面に微細瘤状突起2aが形成される。その後、再び電解処理工程(b)により、銅板4の表面に銅微粒子をさらに生成させる。このときも銅微粒子が樹脂接着面3よりもレーザ光吸収面2に多く生成される。その後、更にめっき処理工程(a)により、銅板4の表面の銅微粒子を銅板4に定着させる。
【0027】
以上の一連の処理により、銅板4の両面を同時に処理してレーザ光吸収面2及び樹脂接着面3を有するレーザ加工用銅板1が製造される。レーザ光吸収面2のL値及び樹脂接着面3のL値は、めっき処理工程における電流密度及び電流値、電解処理工程におけるレーザ光吸収面2側と樹脂接着面3側の電流密度及び電流値、各工程の所要時間を調整することにより制御可能である。
【0028】
なお、上記の例では、本発明のレーザ加工用銅板1を製造する方法として、電解処理とめっき処理とを併用した製造方法について説明したが、本発明のレーザ加工用銅板1を製造する方法はこれに限定されるものではない。たとえば、電解処理のみによって銅板4の両面を同時に粗化することによりレーザ光吸収面2及び樹脂接着面3を有するレーザ加工用銅板1を製造することも可能である。ただし、めっき処理を行わないことによる銅板4の表面への銅微粒子の定着性の低下は避けられない。
【符号の説明】
【0029】
1 レーザ加工用銅板(粗化銅板)
2 レーザ光吸収面(一方の面)
2a 微細粒状突起
3 樹脂接着面(他方の面)
3a 微細粒状突起
4 銅板
5 樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方の面のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面の樹脂接着性を改善するべく、銅板の両面に微細粒状突起を形成したことを特徴とするレーザ加工用銅板。
【請求項2】
前記一方の面のL値が50以上75以下である、請求項1に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項3】
前記一方の面の微細粒状突起を構成する粒子の平均粒径が0.3μm以上3μm以下である、請求項1又は2に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項4】
前記粒子の平均粒径が0.1μm以上、加工に使用するレーザ光の波長以下である、請求項1又は2に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項5】
前記微細粒状突起は、電気分解により銅板の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を当該銅板の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより形成されたものである、請求項1乃至4の何れか1項に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項1】
一方の面のレーザ光吸収性を改善するとともに他方の面の樹脂接着性を改善するべく、銅板の両面に微細粒状突起を形成したことを特徴とするレーザ加工用銅板。
【請求項2】
前記一方の面のL値が50以上75以下である、請求項1に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項3】
前記一方の面の微細粒状突起を構成する粒子の平均粒径が0.3μm以上3μm以下である、請求項1又は2に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項4】
前記粒子の平均粒径が0.1μm以上、加工に使用するレーザ光の波長以下である、請求項1又は2に記載のレーザ加工用銅板。
【請求項5】
前記微細粒状突起は、電気分解により銅板の両面に銅微粒子を生成させる電解処理と、その電解処理の後に、当該銅微粒子を当該銅板の両面に定着させるめっき処理とを1サイクルとして、これらの処理を1サイクル以上実施することにより形成されたものである、請求項1乃至4の何れか1項に記載のレーザ加工用銅板。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2013−28828(P2013−28828A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−163894(P2011−163894)
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】(391045897)古河AS株式会社 (571)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】(391045897)古河AS株式会社 (571)
【Fターム(参考)】
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