特許 6894811 絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔及び回路基板部品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6894811

(24)【登録日】2021年6月8日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔及び回路基板部品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 7/06 20060101AFI20210621BHJP

   C25D 1/04 20060101ALI20210621BHJP

   C25D 3/38 20060101ALI20210621BHJP

   C25D 5/10 20060101ALI20210621BHJP

   C25D 5/12 20060101ALI20210621BHJP

   C25D 5/16 20060101ALI20210621BHJP

   C25D 5/48 20060101ALI20210621BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20210621BHJP

   H05K 3/38 20060101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   C25D7/06 A

   C25D1/04 311

   C25D3/38 101

   C25D5/10

   C25D5/12

   C25D5/16

   C25D5/48

   C25D7/00 J

   H05K3/38 B

   H05K3/38 E

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-172762(P2017-172762)

(22)【出願日】2017年9月8日

(65)【公開番号】特開2018-141228(P2018-141228A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2017年9月8日

【審判番号】不服2019-10183(P2019-10183/J1)

【審判請求日】2019年8月2日

(31)【優先権主張番号】106106456

(32)【優先日】2017年2月24日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】501296612

【氏名又は名称】南亞塑膠工業股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】陳 黼澤

(72)【発明者】

【氏名】鄒 明仁

(72)【発明者】

【氏名】林 士晴

【合議体】

【審判長】 平塚 政宏

【審判官】 市川 篤

【審判官】 亀ヶ谷 明久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１４１８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６４７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０３６４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０２３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０７５４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４８３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７８８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１００９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０４３１８２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

C25D 5/00- 7/12

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解方法によって、十点平均粗さが０．９μｍ〜１．９μｍの表面を有する銅箔層を形成する工程と、
前記銅箔層の前記表面に複数の絨毛状様の銅粒子を含むと共に各２つの隣接する前記絨毛状様の銅粒子の間に絨毛状様の収容空間が形成される表面処理層を形成することで、表層に絨毛様構造を有する電解銅箔を形成する工程と、
を含み、
前記表面処理層を形成するステップは、第１回目のめっき粗化処理を実行する工程と銅保護層を形成するための第１回目のめっき硬化処理を実行する工程とを更に含み、
前記第１回目のめっき粗化処理に使用する第１のめっき液には、３〜４０ｇ／Ｌの銅、１００〜１２０ｇ／Ｌの硫酸、０よりも大きくて２０ｐｐｍ以下の酸化ヒ素及び５〜２０ｐｐｍのタングステン酸イオンが含まれ、
前記第１回目のめっき粗化処理を実行する際に使用する電流密度は１５〜４０Ａ／ｄｍ^２であり、前記表面は粗面又は平滑面であり、前記第１のめっき液の温度は摂氏２０〜４０度であり、
前記第１回目のめっき硬化処理を実行する際に使用する第２のめっき液には、５０〜７０ｇ／Ｌの銅、７０〜１００ｇ／Ｌの硫酸及び０よりも大きくて３０ｐｐｍより低い酸化ヒ素が含まれ、前記第２のめっき液の温度は摂氏５０〜７０度であり、
前記第１回目のめっき硬化処理を実行する際に使用する電流密度は２〜９Ａ／ｄｍ^２であり、
複数の前記絨毛状様の銅粒子は、長軸の最大直径及び短軸の最大直径を有し、
前記長軸の最大直径は０．５μｍ〜１．５μｍであり、前記短軸の最大直径は０．１μｍ〜１．０μｍであり、
前記短軸の最大直径と前記長軸の最大直径との間の比は０．２〜０．７であり、
複数の前記絨毛状様の銅粒子の分布密度は１平方マイクロメートルあたり２〜５個であり、
各２つの隣接する前記絨毛状様の銅粒子の間の間隔は０．１〜０．４μｍであり、
前記表面処理層の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１〜４μｍである
ことを特徴とする絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項2】

前記表面処理層を形成するステップは、第２回目のめっき粗化処理を実行する工程と、銅保護層を形成するための第２回目のめっき硬化処理を実行する工程とを更に含み、
前記第２回目のめっき粗化処理において前記第１のめっき液を使用し、前記第２回目のめっき粗化処理を実行する際の電流密度は前記第１回目のめっき粗化処理の電流密度と同じであり、
前記第２回目のめっき硬化処理において前記第２のめっき液を使用すると共に、前記第２回目のめっき硬化処理を実行する際の電流密度は前記第１回目のめっき硬化処理の電流密度と同じである
ことを特徴とする請求項１に記載の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項3】

前記表面処理層を形成するステップでは、前記第１回目のめっき粗化処理、前記第１回目のめっき硬化処理、前記第２回目のめっき粗化処理及び前記第２回目のめっき硬化処理を順次実行することを特徴とする請求項２に記載の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項4】

前記表面処理層を形成するステップでは、前記第１回目のめっき粗化処理、前記第２回目のめっき粗化処理、前記第１回目のめっき硬化処理及び前記第２回目のめっき硬化処理を順次実行することを特徴とする請求項２に記載の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項5】

前記表面処理層に亜鉛合金耐熱層を形成するように、耐熱処理を実行する工程を更に含み、
前記耐熱処理を実行する際に使用する電解液の組成には、１〜４ｇ／Ｌの亜鉛及び０．３〜２．０ｇ／Ｌのニッケルが含まれ、
前記耐熱処理を実行する際に使用する電流密度は０．４〜２．５Ａ／ｄｍ^２である
ことを特徴とする請求項１に記載の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項6】

前記表面処理層に酸化防止層を形成するように、抗酸化処理を実行する工程を更に含み、
前記抗酸化処理を実行する際に使用する電解液の組成には、１〜４ｇ／Ｌの酸化クロム及び５〜２０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムが含まれ、
前記抗酸化処理を実行する際に使用する電流密度は０．３〜３．０Ａ／ｄｍ^２である
ことを特徴とする請求項１に記載の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項7】

前記表面処理層にシランカップリング剤処理層を形成するように、シランカップリング処理を実行する工程を更に含み、
前記シランカップリング処理を実行する際に０．３〜１．５重量％のシランカップリング剤を使用する
ことを特徴とする請求項１に記載の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電解銅箔の製造方法によって形成された絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔を提供する工程と、
前記電解銅箔における表面処理層がガラス繊維板（ＦＲ４）に面するように、前記絨毛状様銅粒子を有する前記電解銅箔を前記ガラス繊維板（ＦＲ４）に向かい合わせに圧着することで、回路基板部品を形成する工程と
を含むことを特徴とする回路基板部品の製造方法。

【請求項9】

前記絨毛状様銅粒子を有する前記電解銅箔の剥離強度は、少なくとも３ｌｂ／ｉｎより大きいことを特徴とする請求項８に記載の回路基板部品の製造方法。

【請求項10】

前記絨毛状様銅粒子を有する前記電解銅箔と前記ガラス繊維板（ＦＲ４）とを粘接着剤によって結合し、
前記粘接着剤の一部を前記絨毛状様の収容空間内に充填する
ことを特徴とする請求項８に記載の回路基板部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解銅箔及び回路基板部品の製造方法に関し、特に、表層に絨毛構造を有する電解銅箔の製造方法、及び、表層に絨毛構造を有する電解銅箔を使用する回路基板部品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント基板に適用される従来の銅箔は、めっきによって陰極ドラムに原箔が形成された上で、後続の処理プロセスを経て最終的な製品として形成される。後続の処理には、原箔の粗面に粗化処理を実行することで、原箔の粗面に複数の銅粒子を形成することによって、銅箔と回路基板との間の接着強度を向上させる。即ち、後続の処理には銅箔の剥離強度を向上させる工程が含まれる。

【0003】

しかしながら、近年、電子製品は高周波化、高速化の傾向があり、高周波信号伝送時に、いわゆる表皮効果（ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）が生じる。特許文献１（特許第５１１６９４３号）において、高周波回路用銅箔及びその製造方法が開示されている。特許文献１には、銅箔表面の形状が伝送損失に大きく影響し、粗さの大きい銅箔は、信号の伝播距離が長くなり、信号の減衰や遅延の問題が生じることが説明されている。言い換えれば、銅箔の表面が平滑であるほど信号の導体における伝送損失は小さくなる。従って、銅箔表面の平滑性は非常に重要な役割を果たすことになる。銅箔表面の粗さが高いほど、高周波信号伝送時に損失が生じやすくなる。

【0004】

図１は、従来技術における銅箔の局部断面図である。図１に示すように、従来技術において、銅箔Ｆ１の表面に形成される複数の銅粒子Ｆ１０は略球状であり、且つ大部分の球状銅粒子Ｆ１０は水平方向の最大寸法が垂直方向における最大寸法よりも大きい。そのため、銅箔の粗さを所定値に維持することはできるものの、銅箔を高周波基板と接着させた場合に、銅箔の剥離強度が不足する問題が生じる。

【0005】

しかしながら、銅箔表面の粗さを低減することによって高周波信号の伝送損失を低減しようとすると、銅箔と回路基板との圧着の剥離強度が低下する。従って、如何にして銅箔の剥離強度を向上させると同時に銅箔表面の平滑性を維持できるようにするかが、現在、本分野における重要な課題となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５１１６９４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする技術課題は、従来技術における欠点を解消し得る、絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔及び回路基板部品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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法は、以下の工程を含む。電解方法によって、所定の表面を有する銅箔層を形成する。次いで、表層に絨毛様構造を有する電解銅箔を形成するように、銅箔層の所定の表面に表面処理層を形成する。表面処理層は、複数の絨毛状様の銅粒子を含み、且つ各２つの隣接する絨毛状様の銅粒子の間に絨毛状様の収容空間を形成する。表面処理層を形成するステップは、第１回目のめっき粗化処理を実行する工程と、第１回目のめっき硬化処理を実行する工程とを更に含む。第１回目のめっき粗化処理に使用する第１のめっき液には、３〜４０ｇ／Ｌの銅、１００〜１２０ｇ／Ｌの硫酸、２０ｐｐｍ以下の酸化ヒ素及び５〜２０ｐｐｍのタングステン酸イオンが含まれる。

【0009】

本発明に係る回路基板部品の製造方法は、以下の工程を含む。先ず、上述した絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法によって形成された絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔を提供する。次いで、上述した絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔を樹脂基板に向かい合わせに圧着することで、回路基板部品を形成する。絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔は、表面処理層が樹脂基板に面している。

【発明の効果】

【0010】

本発明の効果は、上述した絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法によって、電解銅箔の表面処理層が複数の絨毛状銅粒子又は絨毛状様の銅粒子を有するようにすることができる点にある。即ち、絨毛状銅粒子又は絨毛状様の銅粒子の幅は、従来技術における球状銅粒子の幅よりも小さい。従って、表層に絨毛様構造を有する電解銅箔と樹脂基板とを接着した場合に、従来技術における球状銅粒子を有する電解銅箔に比べ、表層に絨毛様構造を有する電解銅箔は樹脂基板との間により大きい接触面積を有しているため、より高い剥離強度を有することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来技術における電解銅箔の局部断面図である。

【図2】本発明の実施例に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法のフローチャートである。

【図3】図２の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法を実行するためのシステムを示す図である。

【図4】本発明の実施例に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の局部断面図である。

【図5】図４の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔における領域Ｖを示す局部拡大図である。

【図6】本発明の実施例に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真である。

【図7】比較例の電解銅箔の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真である。

【図8】本発明の実施例に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の集束イオンビーム（ＦＩＢ）写真である。

【図9】本発明の実施例に係る回路基板部品を示す断面図である。

【図10】図９の回路基板部品の領域Ｘを示す局部拡大図である。

【図11】本発明の他の実施例に係る回路基板部品を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の特徴及び技術内容を更に理解することができるように、以下、図面を用いながら本発明を詳しく説明する。但し、図面は参考のため及び説明の便宜上、提示するものにすぎず、本発明を制限するものではない。

【0013】

以下、特定の実施例によって、本発明に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔及び回路基板部品の製造方法の実施形態を説明する。本発明の実施例に係る製造方法によって、低粗度及び高剥離強度を有する、絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔を得ることができる。また、当該製造方法によって製造された絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔と樹脂基板とが互いに接着することで形成される回路基板部品は、高周波信号の伝送に適用されることができる。

【0014】

図２及び図３を用いて説明する。図２は、本発明の実施例に係る絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法のフローチャートである。図３は、図２の絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法を実行するための機器を示す図である。

【0015】

先ず、図２に示すように、ステップＳ１００において、電解方法によって銅箔層を形成する。当該銅箔層は所定の表面を有する。

【0016】

図３に示すように、電解方法によって銅箔層を形成するステップは、製箔装置１を提供する工程を含む。製箔装置１は、少なくとも電解槽１０、陽極板１１、陰極ドラム１２及びローラ１３を含む。

【0017】

更に、電解槽１０は、電解液Ｌ０を入れるのに用いられる。陽極板１１は、電解槽１０内に設けられると共に、電源供給装置Ｅ１の正極出力端に電気的に接続される。陽極板１１は、イリジウム元素又はその酸化物がチタン板にコーティングされることで形成される。陰極ドラム１２は、電解槽１０に対応して設けられると共に、陽極板１１の上方に位置する。また、陰極ドラム１２は、電源供給装置Ｅ１の負極出力端に電気的に接続される。本実施例において、陰極ドラム１２は、チタン製のローラである。

【0018】

また、本実施例において、製箔装置１は、電解槽１０の流体と連通する給液配管１４を更に含む。上述した電解液Ｌ０は、給液配管１４を経て電解槽１０内に注入され、陽極板１１を完全に浸漬させると共に、陰極ドラム１２の一部が電解液Ｌ０中に浸漬される。

【0019】

次いで、図３に示すように、電源供給装置Ｅ１が陽極板１１及び陰極ドラム１２に対して直流を出力して、電解液Ｌ０に電流を印加することで、電解液Ｌ０における銅イオンを陰極ドラム１２の表面に析出し、銅箔層３０を形成する。

【0020】

また、電解液Ｌ０を電解して銅箔層３０を形成する際には、電解液Ｌ０を電解槽１０内に継続して供給する。具体的には、電解槽１０内の電解液Ｌ０の銅イオン濃度を維持するように、電解液Ｌ０を給液配管１４経由で電解槽１０内に流入させることができる。図３に示すように、陰極ドラム１２の表面に形成される銅箔層３０は、陰極ドラム１２の表面から剥離されると共に、ローラ１３を通ることで、後続のプロセスが行われる。

【0021】

更に言えば、銅箔層３０は、粗面３０ａ及び当該粗面３０ａと対向する平滑面３０ｂを有する。電解プロセスにおいて、平滑面３０ｂは、銅箔層３０における陰極ドラム１２と接触する表面であるため、平滑面３０ｂの粗さは比較的一定している。粗面３０ａは、電解液Ｌ０に接触する表面である。銅箔層３０の粗面３０ａ又は平滑面３０ｂは、通常複数の粒状突起を有する。１つの実施例において、銅箔層３０の粗面３０ａの十点平均粗さは２μｍ以下であり、例えば０．９μｍ〜１．９μｍである。

【0022】

次いで、図２に示すように、ステップＳ２００において、表面処理層を銅箔層の所定の表面に形成することで、表層に絨毛様構造を有する電解銅箔を形成する。表面処理層は、複数の絨毛状様の銅粒子を含み、且つ各２つの隣接する銅粒子の間には、絨毛状様の収容空間を形成する。

【0023】

更に、表面処理層を形成するステップＳ２００は、少なくとも１回のめっき粗化処理及び少なくとも１回のめっき硬化処理を実行する工程を更に含む。本実施例において、銅箔層が２回のめっき粗化処理及び２回のめっき硬化処理を経ることで、銅箔層における所定の表面に表面処理層が形成される。所定の表面とは、粗面又は平滑面のうちの少なくとも１つであってよい。

【0024】

詳述すると、図２に示すように、１つの実施例において、ステップＳ１００の後、第１回目のめっき粗化処理（ステップＳ２０１）、第１回目のめっき硬化処理（ステップＳ２０３）、第２回目のめっき粗化処理（ステップＳ２０２）及び第２回目のめっき硬化処理（ステップＳ２０４）を順次実行する。

【0025】

他の実施例において、ステップＳ１００の後、第１回目のめっき粗化処理（ステップＳ２０１）、第２回目のめっき粗化処理（ステップＳ２０２）、第１回目のめっき硬化処理（ステップＳ２０３）及び第２回目のめっき硬化処理（ステップＳ２０４）を順次実行する。

【0026】

更に言えば、めっき粗化処理及びめっき硬化処理の回数が多いほど、電解銅箔と樹脂基板との接着強度を高めることができるが、同時に電解銅箔の表面粗さが増加し、高周波信号の伝送への適用に不利となる。従って、実際の製造プロセスの必要性に応じて、めっき粗化処理及びめっき硬化処理の回数を増減し、順序を調整することができる。

【0027】

図３を参照しながら、第１回目のめっき粗化処理、第１回目のめっき硬化処理、第２回目のめっき粗化処理及び第２回目のめっき硬化処理を順次実行することを例に説明する。

【0028】

図３に示すように、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４を実行する際に用いられる表面処理装置２は、生産ライン上に配置される複数の伝送ユニット２０、少なくとも１つの粗化ユニット２１（図３においては２つ示す）、少なくとも１つの硬化ユニット２２（図３においては２つ示す）及び複数の洗浄槽２３を含む。粗化ユニット２１、硬化ユニット２２及び洗浄槽２３の数は、必要に応じて決めることができる。複数の伝送ユニット２０は、所定のプロセスフローに基づいて銅箔層３０を粗化ユニット２１、洗浄槽２３及び硬化ユニット２２に伝送して各処理を行えるようにする。

【0029】

粗化ユニット２１は、第１のめっき液Ｌ１を入れるための粗化槽２１０と、粗化槽２１０内に設けられた１組の粗化陽極板２１１とを含む。図３に示すように、第１回目のめっき粗化処理を実行する際に、銅箔層３０を、第１のめっき液Ｌ１がすでに入れられた粗化槽２１０内に投入する。本実施例において使用される第１のめっき液Ｌ１は、３〜４０ｇ／Ｌの銅、１００〜１２０ｇ／Ｌの硫酸、２０ｐｐｍ以下の酸化ヒ素（Ａｓ_２Ｏ_３）及び５〜２０ｐｐｍのタングステン酸イオン（ＷＯ_４^２−）を含む。

【0030】

第１回目のめっき粗化処理を実行した際、粗化陽極板２１１及び銅箔層３０にそれぞれ正電圧及び負電圧を印加することで、第１のめっき液Ｌ１内の銅イオンを還元させて、銅箔層３０の粗面３０ａに複数のコブ状銅粒子を形成する。

【0031】

本実施例において使用される第１のめっき液Ｌ１は、特殊な組成を有する。即ち低濃度の銅を含有しており、コブ状銅粒子の結晶成長方向を制限することができる。また、酸化ヒ素の濃度及びタングステン酸イオンの濃度は２０ｐｐｍ以下である。酸化ヒ素の濃度が高過ぎると、寸法が大きい球状銅粒子が形成される可能性があり、絨毛状様の又は絨毛状の銅粒子を形成するのが難しくなる。

【0032】

更に言えば、第１回目のめっき粗化処理を実行した際、第１のめっき液Ｌ１中の銅濃度が低いため、銅原子は偏った結晶方向（即ち縦方向）にのみ積層されるように制限される。言い換えれば、コブ状銅粒子は銅箔層３０の粗面３０ａに略垂直である方向に偏って成長し、銅箔層３０の粗面３０ａに略平行である方向に偏って、コブ状銅粒子が成長することは容易ではないと言える。従って、第１回目のめっき粗化処理を経た後、銅箔層３０の粗面３０ａ上に形成された大部分のコブ状銅粒子の水平方向の寸法は、縦方向の寸法より小さく、各２つの隣接するコブ状銅粒子の間の間隔も広くなる。

【0033】

また、１つの実施例において、第１回目のめっき粗化処理を実行した際、銅箔層３０の電流密度は１５〜４０Ａ／ｄｍ^２であり、寸法の小さいコブ状銅粒子を形成することができる。電流密度がより１５Ａ／ｄｍ^２低くなると、電解銅箔の剥離強度が不十分となり、電流密度が４０Ａ／ｄｍ^２より高くなると、銅粉の落下が生じる可能性がある。また、第１回目のめっき粗化処理を実行した際、第１のめっき液の温度をおおむね摂氏２０〜４０度に維持する。

【0034】

第１回目のめっき粗化処理が完了した後、第１回目のめっき硬化処理を実行することで、コブ状銅粒子を被覆する銅保護層を形成することによって、コブ状銅粒子を銅箔層３０の粗面３０ａ又は平滑面３０ｂに緊密に固定し、「粉落ち」現象を防止する。

【0035】

図３に示すように、第１回目のめっき硬化処理は、硬化ユニット２２によって実行する。硬化ユニット２２は、第２のめっき液Ｌ２を入れるための硬化槽２２０と、硬化槽２２０に設けられた１組の硬化陽極板２２１とを含む。

【0036】

本実施例において、粗化槽２１０において第１回目のめっき粗化処理を行った銅箔層３０を、先ず伝送ユニット２０によって洗浄槽２３に伝送して洗浄した後、第１回目のめっき硬化処理を実行するために硬化槽２２０に伝送する。

【0037】

第１回目のめっき硬化処理を実行した際、硬化陽極板２２１及び銅箔層３０にそれぞれ正電圧及び負電圧を印加することで、第２のめっき液Ｌ２内の銅イオンを還元させて、銅箔層３０にコブ状銅粒子を被覆する銅保護層を形成する。

【0038】

第１回目のめっき硬化処理を実行する際に使用する第２のめっき液Ｌ２は、５０〜７０ｇ／Ｌの銅、７０〜１００ｇ／Ｌの硫酸、及び３０ｐｐｍより低い酸化ヒ素を含有し、且つ第２のめっき液Ｌ２の温度をおおむね摂氏５０〜７０度に維持する。

【0039】

第１回目のめっき粗化処理において形成されるコブ状銅粒子の高さは、高くはない。仮に、第１回目のめっき硬化処理の際に、厚い銅保護層を形成した場合、粉落ち現象が発生する確率を低減すると共に、電解銅箔表面の粗さを低減することはできるが、電解銅箔が樹脂基板と接着される表面積が減少して、剥離強度が低下する可能性がある。従って、第１回目のめっき硬化処理を実行した際、電流密度を従来使用される電流密度よりも低くすることで、薄く且つ被覆効果の好ましい銅保護層を形成する。これにより、粉落ちを防止しつつ、電解銅箔が樹脂基板と接着される表面積が減少しないようにすることができる。１つの実施例において、第１回目のめっき硬化処理を実行する場合、電流密度は２〜９Ａ／ｄｍ^２である。

【0040】

１つの実施例において、第１回目のめっき粗化処理及び第１回目のめっき硬化処理を実行した後、表層に絨毛様構造を有する電解銅箔を形成することができる。表面処理層の詳細な構造については、後述する。

【0041】

次いで、第１回目のめっき硬化処理が済んだ銅箔層３０を、伝送ユニット２０によって、硬化槽２２０から先ず洗浄槽２３に伝送して洗浄した後、第２回目のめっき粗化処理を行うために次の粗化槽２１０に伝送する。

【0042】

本実施例において、第２回目のめっき粗化処理のパラメータは、第１回目のめっき粗化処理のパラメータと略同じである。第２回目のめっき粗化処理において、銅箔層３０の粗面３０ａに形成済みの複数のコブ状銅粒子を継続して成長させることができる。また、第２回目のめっき粗化処理においては、第１回目のめっき粗化処理と同じ第１のめっき液Ｌ１を使用する。従って、コブ状銅粒子の成長方向は、依然として銅箔層３０の粗面３０ａに略垂直である方向に制限される。これにより、最終的な電解銅箔と樹脂基板との接着面積を更に増加させることができる。

【0043】

その後、第２回目のめっき粗化処理が終了した銅箔層３０を、伝送ユニット２０によって、粗化槽２１０から他の洗浄槽２３に伝送して洗浄した後、第２回目のめっき硬化処理を行うために他の硬化槽２２０に伝送する。第２回目のめっき硬化処理における第２のめっき液Ｌ２の組成は、第１回目のめっき硬化処理の第２のめっき液Ｌ２の組成と同じであってよい。また、第２回目のめっき硬化処理を実行する電流密度も、第１回目のめっき硬化処理の際の電流密度と同様、約２〜９Ａ／ｄｍ^２であってよい。第２回目のめっき硬化処理を実行することによって、粉落ちが生じないように、銅保護層を更に提供することができる。

【0044】

図４及び図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施例に係る電解銅箔の局部断面図である。図５は、図４の電解銅箔における領域Ｖを示す局部拡大図である。

【0045】

上述した絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔の製造方法によって製造された電解銅箔３は、表層に絨毛状構造を有しており、樹脂基板と接着される面積が増加されている。詳述すると、本発明の実施例に係る電解銅箔３は、銅箔層３０及び銅箔層３０上に位置する表面処理層３１を含む。

【0046】

表面処理層３１は、銅箔層３０の粗面３０ａ又は平滑面３０ｂ上に位置する。１つの実施例において、電解銅箔３の総厚みＴは、６〜４００μｍであり、必要に応じて決めることができる。

【0047】

図５に示すように、本実施例において、表面処理層３１は、複数の絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０を含み、且つ各絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０は、粗面３０ａ又は平滑面３０ｂに平行ではない長軸方向に沿って延在される。

【0048】

また、各絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０は、長軸の最大直径Ｄ１及び短軸の最大直径Ｄ２を有する。１つの実施例において、長軸の最大直径Ｄ１は、０．５μｍ〜１．５μｍであり、前記短軸の最大直径Ｄ２は、０．１μｍ〜１．０μｍである。また、各２つの隣接する銅粒子３１０の間には絨毛状様の収容空間Ｓ１を形成する。

【0049】

図１及び図５を比較すると分かるように、従来技術における球状銅粒子の短軸方向の寸法は、長軸方向の寸法より大きく、且つ密集して分布している。それに比べると、本発明に係る電解銅箔３の複数の絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０は、短軸方向（即ち銅箔層３０の粗面３０ａ又は平滑面３０ｂに平行な方向）の直径が、長軸方向の直径よりも小さい。好ましい実施例において、絨毛状銅粒子３１０の短軸の最大直径Ｄ２と長軸の最大直径Ｄ１との比は０．２〜０．７である。

【0050】

本実施例において、絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の長軸の最大直径Ｄ１は、従来の球状銅粒子の直径より大きくない。従って、本実施例における電解銅箔３の表面粗さは、銅粒子の形状が変わることによって大幅に増加することはない。１つの実施例において、表面処理層３１の厚みｔは、およそ０．１〜４μｍであり、表面処理層３１の十点平均表面粗さ（Ｒ_ｚ）は、およそ１〜４μｍである。これにより、本実施例の電解銅箔３は、依然として高周波基板と組み合わせて、高周波信号を伝送するのに適用することができる。

【0051】

また、本実施例の電解銅箔３において、各２つの隣接する絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の間の間隔Ｐ１も広い。言い換えれば、本実施例の絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０も低い密度を有する。１つの実施例において、各２つの隣接する絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の間の間隔Ｐ１は、０．１〜０．４μｍであり、これらの絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の分布密度は、１平方マイクロメートルあたり２〜５個である。

【0052】

図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明の実施例に係る電解銅箔を撮影した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であり、図７は、比較例の電解銅箔を撮影した走査型電子顕微鏡写真である。

【0053】

比較例の電解銅箔を製作する際、めっき粗化処理を実行する時のパラメータは本発明の実施例と略同じである。但し、めっき粗化処理を実行する時に使用しためっき液組成中には４０ｇ／Ｌよりも高い濃度の銅を含有する。

【0054】

図６及び図７の写真を比較すると分かるように、本発明の実施例において第１のめっき液の組成を調整することによって製造された電解銅箔の銅粒子は寸法が小さく、且つ形状が細長い。それに対し、図７の比較例の電解銅箔の銅粒子は形状が球状であり、且つ大きい。

【0055】

図８は、集束イオンビーム及び電子ビーム顕微鏡システムによって撮影された本発明の実施例に係る電解銅箔の集束イオンビーム（ＦＩＢ）の写真である。図８は、本実施例の電解銅箔の局部横断面（ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ）を示す。

【0056】

図６及び図８の写真から証明できるように、本発明の実施例の電解銅箔に表面処理を行うと、複数の絨毛状銅粒子が形成されるのであって、球状銅粒子が形成されるのではない。また、集束イオンビーム及び電子ビーム顕微鏡システムによって本実施例の電解銅箔３を分析すると、電解銅箔の銅結晶の粒は長軸方向の寸法が２．５〜６．０μｍであり、短軸方向の寸法が０．２〜２．０μｍである。

【0057】

次いで、図２に示すように、本実施例において、ステップＳ３００において、表面処理を実行する。当該表面処理は、耐熱処理、抗酸化処理、シランカップリング剤処理の内の少なくとも１つであってよい。

【0058】

表面処理が耐熱処理の場合、電解方法によって表面処理層に亜鉛合金耐熱層を形成すると共に、電解銅箔の耐熱性を高める。１つの実施例において、耐熱処理を実行する際に使用した電解液の組成は１〜４ｇ／Ｌの亜鉛及び０．３〜２．０ｇ／Ｌのニッケルを含み、且つ耐熱処理を実行する際に使用した電流密度は０．４〜２．５Ａ／ｄｍ^２である。

【0059】

表面処理が抗酸化処理の場合、電解方法によって表面処理層に酸化防止層を形成することで、電解銅箔の抗酸化性を高める。抗酸化処理を実行する際に使用した電解液の組成は１〜４ｇ／Ｌの酸化クロム及び５〜２０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムを含み、且つ抗酸化処理を実行する際に使用した電流密度は０．３〜３．０Ａ／ｄｍ^２である。

【0060】

表面処理がシランカップリング処理の場合、表面処理層にシランカップリング剤処理層を形成する。シランカップリング処理を実行する際には０．３〜１．５重量％のシランカップリング剤を使用する。

【0061】

図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本実施例の回路基板部品を示す断面図である。図１０は、図９の回路基板部品における領域Ｘを示す局部拡大図である。本実施例の電解銅箔は、例えばリジッドプリント回路基板（ＰＣＢ）、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）及びその類似物等の異なる回路基板部品に適用されることができる。

【0062】

図９の実施例において、回路基板部品Ｍ１は、樹脂基板４及び上述した電解銅箔３を向かい合わせに圧着することで形成され、且つ電解銅箔３の表面処理層３１が樹脂基板４に面している。

【0063】

樹脂基板４は、エポキシ樹脂基板、ポリフェニレンオキシド樹脂基板（ＰＰＯ）又はフッ素系樹脂基板、又は、ポリイミド、エチレンテレフタレート、ポリカーボネート、液晶ポリマー若しくはポリテトラフルオロエチレン等の材料から成る基板等の高周波基板であってもよい。

【0064】

図９及び図１０の実施例において、樹脂基板４は、プリプレグ基板又は液晶ポリマー基板である。図１０から分かるように、本実施例の絨毛状銅粒子３１０同士の間の間隔が広いため、電解銅箔３と樹脂基板４とを圧着した場合、樹脂基板４は、接触絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の大部分の表面に被覆されると共に接触し、絨毛状様の収容空間Ｓ１内の奥深く進入することができる。これにより、電解銅箔３と樹脂基板４との間の接着強度を増強することができる。

【0065】

図１１は、本発明の他の実施例の回路基板部品を示す断面図である。本実施例においては、樹脂基板４と電解銅箔３とを粘接着剤５によって結合させると共に、粘接着剤５の一部を絨毛状様の収容空間内に充填する。

【0066】

本実施例の電解銅箔３と樹脂基板４とを圧着した後、測定を行った結果、剥離強度はいずれも３ｌｂ／ｉｎより大きかった。具体的には、実験例において、樹脂基板４はガラス繊維板（ＦＲ４）であり、ガラス繊維板（ＦＲ４）を本実施例の電解銅箔と圧着させ、積層板試験片を形成した。次いで、剥離強度引張試験機を用いて測定した。試験結果によれば、電解銅箔の剥離強度は少なくとも３．５ｌｂ／ｉｎより大きかった。

【0067】

また、本実施例の回路基板部品の製造方法は、電解銅箔３を樹脂基板４に圧着した後、エッチングによって電解銅箔３をパターニングすることで、回路層を形成する工程を更に含んでもよい。

【0068】

このように、本発明の有益な効果は、本実施例の電解銅箔の製造方法を用いることで、めっき粗化処理における第１のめっき液Ｌ１の組成を調整することによって、銅の濃度を低減すると共に酸化ヒ素及びタングステン酸イオンの含有量を２０ｐｐｍ以下にすることができるため、銅粒子の結晶方向及び成長方向を制限することができ、絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０を形成することができる点にある。

【0069】

従来技術における球状銅粒子Ｆ１０に比べ、絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０は、横方向（水平方向）の寸法が小さく、電解銅箔３と樹脂基板４との間の接着面積を増加させることができる。また、隣接する２つの絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の間に広い距離が設けられるため、樹脂基板４と電解銅箔３とを接着した場合、樹脂基板４は、銅粒子全体の表面を被覆することができると共に、２つの絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０の間の空間の奥深く進入することができ、電解銅箔３と樹脂基板４又は粘接着剤５との間の粘着度が増加する。

【0070】

本実施例の電解銅箔３の絨毛状又は絨毛状様の銅粒子３１０は、垂直方向の寸法が従来技術における球状銅粒子Ｆ１０の垂直方向の寸法より大きくないため、電解銅箔３の表面粗さは従来の銅箔の表面粗さに比べて更に低い。しかしながら、本実施例の電解銅箔３の剥離強度は、表面粗さの低減によって大幅に低下しておらず、実際に適用する需要を満たしている。

【0071】

表１は、本発明の実施例及び比較例の表面粗さ（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）、剥離強度（Ｐｅｅｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び剥離強度と表面粗さとの比（Ｐ／Ｒ ｒａｔｉｏ）を示す。表面粗さは十点平均粗さ（Ｒｚ）である。本発明の実施例は絨毛状又は絨毛状様銅粒子を有する電解銅箔であり、比較例は球状銅粒子を有する電解銅箔である。

【0072】

【表1】

【0073】

表１から分かるように、本発明の実施例に係る電解銅箔の表面粗さは、比較例（寸法が大きい球状銅粒子を有する）の表面粗さに比べて更に低い。従って、本発明の実施例に係る電解銅箔は高周波伝送に適用された場合、更に信号損失を低減することができる。

【0074】

また、剥離強度と表面粗さとの比が大きいほど、銅箔の剥離強度に対する表面粗さの影響は小さくなり、剥離強度の特性は優れる。表１から分かるように、比較例に比べ、本発明の実施例に係る電解銅箔の剥離強度と表面粗さとの比は大きい。従って、本発明の実施例に係る電解銅箔の剥離強度は、表面粗さが低いことによって過剰な損失は生じない。

【0075】

以上の記載内容は本発明の好ましい実施例を述べたものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。従って、本明細書及び図面の内容を運用することで為された等価の技術的変更は、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0076】

Ｆ１ 従来の銅箔
Ｆ１０ 球状銅粒子
１ 製箔装置
１０ 電解槽
１１ 陽極板
１２ 陰極ドラム
１３ ローラ
Ｌ０ 電解液
１４ 給液配管
Ｅ１ 電源供給装置
２ 表面処理装置
２０ 伝送ユニット
２１ 粗化ユニット
Ｌ１ 第１のめっき液
２１０ 粗化槽
２１１ 粗化陽極板
２２ 硬化ユニット
Ｌ２ 第２のめっき液
２２０ 硬化槽
２２１ 硬化陽極板
２３ 洗浄槽
３ 電解銅箔
Ｔ 総厚み
３０ 銅箔層
３０ａ 粗面
３０ｂ 平滑面
３１ 表面処理層
３１０ 銅粒子
Ｄ１ 長軸の最大直径
Ｄ２ 短軸の最大直径
Ｓ１ 絨毛状収容空間
ｔ 表面処理層厚み
Ｐ１ 間隔
Ｍ１、Ｍ１’ 回路基板部品
４ 樹脂基板
５ 粘接着剤
Ｓ１００、Ｓ２００〜２０４、Ｓ３００ プロセスステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】