説明

粗化箔及びその製造方法

【課題】樹脂基材に貼り付け後の銅箔の変色を生じない耐熱性に優れた粗化箔及びその製造方法を提供する。
【解決手段】圧延銅箔10に粗化めっき層11を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層11と反対側の圧延銅箔10の表面に、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層14を有する防錆処理層13を施した粗化箔において、防錆処理層13のS含有量が1ppm以上50ppm以下としたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧延銅箔を用いた粗化箔及びその製造方法に係り、特に、FPC用の粗化箔及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
携帯電話など電子機器に使われるフレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)は、ポリイミド等の樹脂基材に、貼り付け面を粗面化した銅箔を貼りあわせたFCCL(Flexible Cupper Clad Laminate)を用い、そのFCCLに、フォトリソグラフィ法を用いて銅箔をエッチングして回路パターンを形成したものである。
【0003】
フレキシブルプリント基板用銅箔の重要な性能の一つとして耐熱性がある。これはプリント基板の製造工程中に銅箔の粗化面と基材であるポリイミドを貼り付ける際に高温で長時間の熱処理を行うためであり、その熱処理条件は、各FCCL製造メーカにおいて様々である。
【0004】
銅箔の表面、すなわちポリイミドと貼り付ける粗化面と反対側の面の耐熱性が弱いと、貼り付け後の銅箔の表面が黒く変色してしまうことがある。変色を防ぐためには、銅箔の表面に防錆処理、主にニッケルめっきやニッケルとコバルトの合金めっきを主体とする手法が一般的であるが、防錆処理を厚く施しすぎるとパターンを形成する際に根残りするなどエッチング性が悪くなるトレードオフの関係がある。
【0005】
また、特許文献1に示されるように、銅箔の表面に、ニッケルめっきやニッケルとコバルトの合金めっきを施すことで、銅箔をエッチングした際に回路に位置した銅部分が台形状にエッチングされるエッチング不良を防止できる効果がある。
【0006】
この銅箔の表面に施す防錆処理層、すなわちポリイミドと貼り付ける面と反対側の表面の防錆処理層が、3.8μg/cm2未満であると防錆処理としての性能面が劣ってしまう。また防錆処理層が、10.0μg/cm2を超えると、昨今エッチングパターンのファイン化が要求されている中、エッチング性に影響を及ぼす可能性が生じる。そのため防錆処理層は、3.8μg/cm2以上10.0μg/cm2以下にして、耐熱性の優れた銅箔を製造することが課題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第4592936号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、防錆処理層を施す際のニッケルめっきには、しばしば光沢剤が用いられることがある。ニッケルめっきで一般的に使用されている光沢剤の多くは、組成中にS(サルファ)を含んでおり、ニッケルと共に共析する。めっき膜中のSが増加すると防錆処理層が、加熱変色(腐食)し易くなる問題がある。
【0009】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、樹脂基材に貼り付け後の銅箔の変色を生じない耐熱性に優れた粗化箔及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、圧延銅箔に粗化めっき層を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層と反対側の前記圧延銅箔の表面に、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層を有する防錆処理層を施した粗化箔において、前記防錆処理層のS含有量が1ppm以上50ppm以下であることを特徴とする粗化箔である。
【0011】
請求項2の発明は、前記銅箔の防錆処理層のめっき総量が3.8μg/cm2以上10.0μg/cm2以下である請求項1記載の粗化箔である。
【0012】
請求項3の発明は、前記防錆処理層が、前記圧延銅箔の表面に、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層、亜鉛めっき層、クロメート処理層を順に施して形成される請求項1又は2記載の粗化箔である。
【0013】
請求項4の発明は、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層のめっき量が3.0μg/cm2以上8.0μg/cm2以下である請求項1〜3いずれかに記載の粗化箔である。
【0014】
請求項5の発明は、圧延銅箔に粗化めっき層を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層と反対側の前記圧延銅箔の表面に、ニッケルめっき層を有する防錆処理層を施す粗化箔の製造方法において、ニッケルめっきとして、スルファミン酸ニッケル300g/L以上450g/L以下、塩化ニッケル10g/L以上20g/L以下、ほう酸30g/L以上40g/L以下含有し、pH3以上pH5以下であるめっき液を用い、液温35℃以上60℃以下、および電流密度0.5A/dm2以上5A/dm2以下の処理条件で、前記ニッケルめっき層を形成することを特徴とする粗化箔の製造方法である。
【0015】
請求項6の発明は、圧延銅箔に粗化めっき層を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層と反対側の前記圧延銅箔の表面に、ニッケルとコバルトの合金めっき層を有する防錆処理層を施す粗化箔の製造方法において、ニッケルとコバルトの合金めっきとして、硫酸ニッケルを100g/L以上200g/L以下、硫酸コバルトを15g/L以上35g/L以下、クエン酸ナトリウムを20g/L以上40g/L以下含有し、pH2以上pH4以下であるめっき液を用い、液温35℃以上55℃以下、および電流密度を0.5A/dm2以上5A/dm2以下を処理条件で、前記ニッケルとコバルトの合金めっき層を形成することを特徴とする粗化箔の製造方法である。
【発明の効果】
【0016】
本発明は、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層を有する防錆処理層を施す際に、S含有量を1ppm以上50ppm以下とすることで、樹脂基材に貼り付け後の変色がなく、耐熱性に優れた粗化箔を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の粗化箔の拡大断面図を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0019】
図1において、10は、FPC用銅箔として用いられるタフピッチ銅(TPC)等からなる圧延銅箔で、その厚みは、一般的に用いられている18μm、12μmである。この圧延銅箔10の一方の面10aに、ポリイミド樹脂などの樹脂基材(図示せず)との密着性を高めるために、粗化めっき層11が形成される。粗化めっき層11は、銅めっき液中で限界電流密度以上の電流密度で電解めっきを行うことで圧延銅箔10の面の粗さより粗い凹凸形状が形成される。
【0020】
この粗化めっき層11と、その粗化めっき層11と反対側の圧延銅箔10の表面10bにニッケル、ニッケルとコバルト合金から主に構成される防錆処理層12、13が形成される。
【0021】
この防錆処理層12、13、特に粗化めっき層11と反対側の圧延銅箔10の表面10bに形成される防錆処理層13は、圧延銅箔10の表面10bからニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層14、亜鉛めっき層15、クロメート処理層16が順に施されて構成される。防錆処理層13の総量は、3.8μg/cm2以上10.0μg/cm2以下とすることで、耐熱性の優れたものとすることができる。
【0022】
ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層14のめっき量としては、3.0μg/cm2以上8.0μg/cm2以下がよい。亜鉛めっき層15の亜鉛の付着金属量としては、0.5μg/cm2以上3μg/cm2以下であることが望ましい。0.5μg/cm2未満では防錆処理として役割を果たさないばかりでなくクロメート処理におけるクロム付着量の制御が困難になる。一方亜鉛の付着金属量が3μg/cm2より大きくても耐熱性には影響が無いためコストがかかるだけとなるので実用的ではない。クロメート処理層16のクロム付着量は0.5μg/cm2以上1.5μg/cm2以下がよい。
【0023】
ここで従来、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層14を施す際には、しばしば光沢剤が用いられることがある。
【0024】
ニッケルめっきに使用される光沢剤は、一次光沢剤と二次光沢剤があり、一次光沢剤は、=C−SO2−の構造を有する有機物であり、サッカリンや1.5ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、1.3.6ナフタレントリスルホン酸ナトリウム等がある。
【0025】
このように、ニッケルめっきで一般的に使用されている光沢剤の多くは、組成中にSを含んでおり、ニッケルと共に共析する。めっき膜中のSが増加すると加熱変色(腐食)し易くなる。
【0026】
そこで、本発明では、加熱処理による銅箔の変色を防ぐためには、防錆処理層12、13、特に圧延銅箔10の表面10bに施す防錆処理層13中のS(硫黄)含有量が1ppm以上50ppm以下とするものである。
【0027】
このためには、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層14を施す際に、ニッケルめっき液の中にSを含まない、またはめっきで共析しない組成のものを含ませることで、S含有量を1ppm以上50ppm以下とすることができる。
【0028】
ニッケルめっき液の中にSを含まない、またはめっきで共析しない組成のめっき液としては、ニッケルめっきであれば、スルファミン酸ニッケル300g/L以上450g/L以下、塩化ニッケル10g/L以上20g/L以下、ほう酸30g/L以上40g/L以下含有し、pH3以上pH5以下であるめっき液を用い、ニッケルとコバルトの合金めっきであれば、硫酸ニッケルを100g/L以上200g/L以下、硫酸コバルトを15g/L以上35g/L以下、クエン酸ナトリウムを20g/L以上40g/L以下含有し、pH2以上pH4以下であるめっき液を用いる。また、めっき条件としては、めっき液の液温35℃以上60℃以下、および電流密度0.5A/dm2以上5A/dm2以下で処理する。
【0029】
このようなめっき条件でニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層14を施すことで、S含有量を1ppm以上50ppm以下とすることができる。
【0030】
ニッケルめっきまたはニッケルとコバルトの合金めっき層14を形成した後は、さらに亜鉛めっき層15、クロメート処理層16の順に防錆処理を施して防錆処理層13とする。
【0031】
このように防錆処理層13を形成することで、300℃、10分の加熱処理を行っても、銅箔の変色を生じないものとすることができる。
【実施例】
【0032】
以下に本発明の実施例と比較例を併せて説明する。
【0033】
実施例1、2及び比較例1、2は、10cm×10cm、厚さ18μmのタフピッチ銅(TPC)からなる圧延銅箔を用い、図1で説明したように圧延銅箔10に粗化めっき層11を形成してサンプルとし、そのサンプルの粗化めっき層11の面と反対側の表面10bに、防錆処理層13であるニッケルめっきまたはニッケルとコバルトの合金めっき層14を形成する例を示したものである。また、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層を形成した後の亜鉛めっき層15、クロメート処理層16は、同一の条件で施して防錆処理層を形成し、その防錆処理層のS含有量と熱処理後の外観を評価した。
【0034】
(実施例1)
ニッケルめっき層として、スルファミン酸ニッケル350g/L以下、塩化ニッケル12g/L以下、ほう酸35g/L以下含有し、pH4.0であるめっき液を用い、液温50℃、電流密度3A/dm2以下とした処理条件で、サンプルへのニッケルめっきのめっき量が、3.9μg/cm2、8.4μg/cm2、10.2μg/cm2となるように、それぞれニッケルめっきを施した。
【0035】
亜鉛の付着金属量は1.4μg/cm2、クロメート処理のクロム付着量は0.7μg/cm2である。
【0036】
上記条件で防錆処理を施した銅箔の防錆処理層のS含有量を、炭素・硫黄分析装置で分析し、また熱処理後の外観の評価は、その防錆処理を施した銅箔を、大気中で300℃、10分の加熱処理を行い、銅箔の変色の有無とその変色の面積で確認した。
【0037】
(実施例2)
ニッケルとコバルトの合金めっき層として、硫酸ニッケル六水和物を175g/L、硫酸コバルト七水和物を25g/L、クエン酸三ナトリウムを30g/L、pH3.3であるめっき液を用い、液温40℃、および電流密度を3.5A/dm2の処理条件で、サンプルへのニッケルとコバルトの合金めっき量が、3.9μg/cm2、7.5μg/cm2、12.0μg/cm2となるように、それぞれニッケルとコバルトの合金めっきを施した。
【0038】
更にその上に亜鉛めっきとクロメート処理を行ったが、各処理条件は、実施例1と同じである。
【0039】
上記条件で防錆処理を施した銅箔の防錆処理層のS含有量を、炭素・硫黄分析装置で分析し、また熱処理後の外観の評価は、その防錆処理を施した銅箔を、大気中で300℃、10分の加熱処理を行い、銅箔の変色の有無とその変色の面積で確認した。
【0040】
(比較例1)
実施例2のニッケルとコバルトの合金めっき液に更に光沢剤として広く用いられているサッカリン(芳香族スルホンイミド類)を0.7g/Lを用い、液温40℃および電流密度を3.5A/dm2の処理条件で、サンプルへのニッケルとコバルトの合金めっき量が、4.2μg/cm2、8.1μg/cm2、9.9μg/cm2となるように、それぞれニッケルとコバルトの合金めっきを施した。更にその上に亜鉛めっきとクロメート処理を行った。各処理条件は、実施例1と同じである。
【0041】
上記条件で防錆処理を施した銅箔の防錆処理層のS含有量を、炭素・硫黄分析装置で分析し、また熱処理後の外観の評価は、その防錆処理を施した銅箔を、大気中で300℃、10分の加熱処理を行い、銅箔の変色の有無とその変色の面積で確認した。
【0042】
(比較例2)
実施例2のニッケルとコバルトの合金めっき液に更に光沢剤として広く用いられている1.5ナフタレンジスルホン酸ナトリウムを5g/Lを用い液温40℃以下および電流密度を3.5A/dm2以下とした処理条件で、サンプルへのニッケルとコバルトの合金めっき量が、4.2μg/cm2、7.2μg/cm2、9.9μg/cm2となるように、それぞれニッケルとコバルトの合金めっきを施した。更にその上に亜鉛めっきとクロメート処理を行った。各処理条件は、実施例1と同じである。
【0043】
上記条件で防錆処理を施した銅箔の防錆処理層のS含有量は、炭素・硫黄分析装置で分析し、また熱処理後の外観の評価は、防錆処理を施した銅箔を、大気中で300℃、10分の加熱処理を行い、銅箔の変色の有無とその変色の面積で確認した。
【0044】
表1は、上記実施例1、2、比較例1、2で製造した粗化箔のS含有量と、大気中で300℃、10分の加熱処理を行ったときの、変色の有無の結果を示したものである。
【0045】
【表1】

【0046】
表1より、めっきの際に光沢剤を用いていない実施例1、2は、光沢剤を用いた比較例1、2に対して、S含有量が少なく熱処理後の外観が良好となる。
【0047】
この場合、実施例1で、ニッケルめっき量が3.9μg/cm2であると、S含有量が22ppmであり、外観が◎で変色がみられず良好となり、ニッケルめっき量が8.4μg/cm2であると、S含有量が45ppmであり、外観が、○で、サンプル面積5%未満で変色が見られ、ニッケルめっき量が10.2μg/cm2とすると、S含有量が62ppmとなり、外観が△で、サンプル面積5%以上10%未満で変色が見られた。
【0048】
また、実施例2で、ニッケルとコバルトのめっき量が3.9μg/cm2であると、S含有量が17ppmであり、外観が◎で変色がみられず良好となり、ニッケルとコバルトのめっき量が7.5μg/cm2であると、S含有量が40ppmであり、外観が◎で変色がみられず良好となり、ニッケルめっき量が12.0μg/cm2とすると、S含有量が68ppmとなり、外観が△で、サンプル面積5%以上10%未満で変色が見られた。
【0049】
以上より、めっき量は、3.0μg/cm2以上8.0μg/cm2以下とすることで、S含有量を1ppm以上50ppm以下とすることができ熱処理後の変色もないものとすることができる。
【0050】
これに対して、比較例1、2は、めっき量を4.2μg/cm2と少なくしても、S含有量が、50ppmを超え、熱処理後の変色をなくすことができない。
【符号の説明】
【0051】
10 圧延銅箔
11 粗化めっき層
12、13 防錆処理層
14 ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧延銅箔に粗化めっき層を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層と反対側の前記圧延銅箔の表面に、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層を有する防錆処理層を施した粗化箔において、前記防錆処理層のS含有量が1ppm以上50ppm以下であることを特徴とする粗化箔。
【請求項2】
前記銅箔の防錆処理層のめっき総量が3.8μg/cm2以上10.0μg/cm2以下である請求項1記載の粗化箔。
【請求項3】
前記防錆処理層が、前記圧延銅箔の表面に、ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層、亜鉛めっき層、クロメート処理層を順に施して形成される請求項1又は2記載の粗化箔。
【請求項4】
ニッケルめっき層又はニッケルとコバルトの合金めっき層のめっき量が3.0μg/cm2以上8.0μg/cm2以下である請求項1〜3いずれかに記載の粗化箔。
【請求項5】
圧延銅箔に粗化めっき層を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層と反対側の前記圧延銅箔の表面に、ニッケルめっき層を有する防錆処理層を施す粗化箔の製造方法において、
ニッケルめっきとして、スルファミン酸ニッケル300g/L以上450g/L以下、塩化ニッケル10g/L以上20g/L以下、ほう酸30g/L以上40g/L以下含有し、pH3以上pH5以下であるめっき液を用い、液温35℃以上60℃以下、および電流密度0.5A/dm2以上5A/dm2以下の処理条件で、前記ニッケルめっき層を形成することを特徴とする粗化箔の製造方法。
【請求項6】
圧延銅箔に粗化めっき層を形成し、樹脂基材と貼り合わせる粗化めっき層と反対側の前記圧延銅箔の表面に、ニッケルとコバルトの合金めっき層を有する防錆処理層を施す粗化箔の製造方法において、
ニッケルとコバルトの合金めっきとして、硫酸ニッケルを100g/L以上200g/L以下、硫酸コバルトを15g/L以上35g/L以下、クエン酸ナトリウムを20g/L以上40g/L以下含有し、pH2以上pH4以下であるめっき液を用い、液温35℃以上55℃以下、および電流密度を0.5A/dm2以上5A/dm2以下を処理条件で、前記ニッケルとコバルトの合金めっき層を形成することを特徴とする粗化箔の製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2013−82962(P2013−82962A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−222733(P2011−222733)
【出願日】平成23年10月7日(2011.10.7)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】