CN101622380B - 表面粗化铜板的制造方法和装置、以及表面粗化铜板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在铜板的两面形成微细瘤状突起来对铜板的两面进行粗化的方法，该方法中铜电镀液不易劣化。在铜电镀液2中对向设置同极性的电极3、3，在其间设置铜板4，首先，进行阳极处理，通过以铜板4为阳极、电极3、3为阴极的电解，在铜板4的两面生成铜微粒。其后，进行阴极处理，通过以铜板4为阴极、电极3、3为阳极的铜电镀，将所述铜微粒固定在铜板4的表面。进行1次循环以上阳极处理和阴极处理，由此形成所述微细瘤状突起。

Description

表面粗化铜板的制造方法和装置、以及表面粗化铜板
技术领域
本发明涉及用于金属芯电路基板的金属芯等的表面粗化铜板的制造方法、所述方法中使用的制造装置以及表面粗化铜板。
背景技术
金属芯电路基板在绝缘基板的内部埋入热传导性优异的金属板，以提高其均热性和散热性。通过埋入金属板，提高了基板的热特性，因此同一电路图案也能流过大电流，可以实现电路、周边部件的小型化。
图15是说明金属芯电路基板的一例的截面图。图中，11是绝缘基板(预浸料经加压加热而固化得到的)，12是埋入绝缘基板11内的金属板，13是形成在绝缘基板11的表面的电路图案，14是通孔镀覆，15是阻焊层。
作为当做金属芯电路基板的芯的金属板，使用铜板、铜合金板、铝板或铝合金板，从热传导性方面考虑，优选铜板。为了发挥充分的均热性、散热性，使用铜板作为芯的情况下，金属芯电路基板的厚度选定在100μm左右～500μm左右。
金属芯电路基板在部件安装工序利用回焊炉(リフロ一炉)等进行焊接，但要求此时的加热不会导致芯金属板12与绝缘基板11的界面发生剥离。另外，针对电路使用时产生的热，也还要求芯金属板与绝缘基板不发生剥离的、足够的粘结性(密合性)、耐热性。
通常，用作电路基板的电路导体的铜箔是通过电镀而在单面形成了粗化面，其反对面形成了光泽面的电解铜箔。通常在经电镀生成的粗化面进一步实施镀铜等来使微细瘤状突起长大，由此制造电解铜箔。图16说明的是电路基板用电解铜箔的粗化面的电子显微镜照片。能够通过电镀制造的铜箔的厚度为35μm左右～70μm左右，对于比此更厚的铜箔，镀覆时间变得过长，成本明显增加，所以不能使用。另外，金属芯电路基板的芯需要两面形成粗化面，为了使用电解铜箔作为芯金属板，产生了还对光泽面追加工序来进行粗化处理的需要，不能避免使成本进一步增高。
另外，常在金属芯电路基板的芯金属板开有用于形成导通两面的电路图案的通孔的2个以上孔(穴)。如果对无孔的铜板进行两面粗化处理后进行开孔加工，则在开孔加工时损害粗化面的可能性大，并且由于开孔加工时附着了加工油，所以有时不得不再次清洗，考虑到这些，优选在芯用铜板形成通孔(スル一ホ一ル)用的孔后进行两面粗化处理。
由于上述的原因，使用电解铜箔作为金属芯电路基板的芯金属板是极为困难的。
压延铜板可以通过辊压延以低成本制造，如果能够使用压延铜板作为适合金属芯电路基板的芯的厚度为100μm程度以上的铜板，则能大幅降低成本。但是，压延铜板由于两面是平滑的，所以将铜板埋入绝缘基板内的情况下，为了提高与绝缘基板材料(玻璃环氧基板)的粘结性，需要对两面实施粗化处理。
对铜板的表面进行粗化的方法有通过蚀刻或化学处理对铜板表面进行粗化的方法，作为代表性的方法，可以举出默克株式会社的CZ处理。CZ处理是利用2价铜化合物的氧化还原反应在铜板表面形成铜蚀刻颗粒和有机氮化合物皮膜的方法，得到的JIS-C6471的剥离强度为0.4～0.8kN/m以上的值。如果有这种程度的剥离强度，则满足作为绝缘基板粘结用的粗化处理的现行最低条件。
另外，像印刷电路基板用铜箔那样，通过高电流密度的镀铜处理在铜板的表面形成微细瘤状突起的方法是公知的(例如参见专利文献1)。微细瘤状突起具有锚定(アンカ一)效果，所以与蚀刻、化学处理相比，其对于提高与绝缘基板材料的粘结性是极为有效的。
专利文献1：日本特开2005-8973号公报
发明内容
但是，对压延铜板的表面进行粗化的情况下，与电解铜箔相比，利用蚀刻、化学处理的方法仅能得到非常浅的粗化面，与电解铜箔相比，剥离强度低，耐热性方面也不能得到与电解铜箔相当的可靠性。另外，利用蚀刻的方法对应处理次数产生大量的废液，从成本方面和环境问题方面出发，这种方法亦不是优选的。
另外，通过镀铜处理对专利文献1所记载的铜箔的表面进行粗化的方法中存在成本增高的问题，这是因为，以高电流密度进行镀铜处理，所以镀铜液的劣化急剧，消耗大量的镀铜液。
另外，电解铜箔是通过在使其单面与旋转的鼓电极接触的状态进行下进行镀覆来制造的，所以铜箔仅单面被粗化，需要进一步通过镀铜处理对光泽面进行粗化。因此，通过镀铜处理对铜箔的表面进行粗化的方法难以适用于铜板的两面粗化。
本发明的目的在于提供一种表面粗化铜板的制造方法和装置，该制造方法和装置能够对铜板的两面同时进行粗化，并且铜电镀液不易劣化，不受有无通孔用的孔的限制。
本发明是一种在铜板的表面形成微细瘤状突起来对铜板的表面进行粗化的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，
在铜电镀液中将同极性的电极对向设置，并在其间设置铜板，
进行阳极处理，通过以所述铜板为阳极、所述电极为阴极的电解，在铜板的两面生成铜微粒，进行这样的阳极处理后，进行阴极处理，通过以所述铜板为阴极、所述电极为阳极的铜电镀，将所述铜微粒固定在铜板的表面，以如此的阳极处理和阴极处理为1次循环，进行1次循环以上所述阳极处理和阴极处理，由此形成所述微细瘤状突起。
本发明的制造方法中，进行阳极处理和阴极处理的铜电镀液中，在最初的阳极处理前，可以以所述铜板为阴极、所述电极为阳极进行目的为调整板厚的镀铜处理。进行该处理的情况下，进行粗化处理的对象变成了经镀铜处理而调整了板厚后的铜板。
本发明的制造方法中，在铜电镀液中，将1对同极性电极对向设置，并在该1对同极性电极之间设置铜板，在使所述铜板不相对所述同极性电极移动的状态下进行1次循环以上所述阳极处理和阴极处理时，由此也能制造表面粗化铜板。
本发明的制造方法中，在同一铜电镀液中，将对向的1对阳极电极和对向的1对阴极电极竖着并排配置，在阴极电极之间设置铜板，以铜板为阳极进行阳极处理后，使铜板在阳极电极之间相对地移动，从而进行以铜板为阴极的阴极处理，以如此的阳极处理和阴极处理为1次循环，进行1次循环以上所述阳极处理和阴极处理时，也可以制造表面粗化铜板。
本发明的制造方法中，在同一铜电镀液中将对向的1对或2对以上阳极电极(组)和对向的1对或2对以上阴极电极(组)交替地按照与处理次数对应的列数竖着并排配置，使铜板从一端侧的电极间依次向另一端侧的电极间相对移动，交替进行所述阳极处理和阴极处理时，由此也能够制造表面粗化铜板。
本发明的制造方法中，利用上述的任意方法对2片铜板重叠成1片状的复合铜板实施阳极处理和阴极处理后，将复合铜板分离成一片片铜板时，也能够得到单面被粗化的2片表面粗化铜板。
本发明的制造方法中，优选以1～8A/dm2的电流密度进行3～10分钟阳极处理，以1～8A/dm2的电流密度进行3～10分钟阴极处理。
本发明的制造方法中，优选铜电镀液的温度保持在18～32℃。更优选的铜电镀液的温度为24～30℃。
本发明的制造方法中，优选在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
本发明的表面粗化铜板的制造装置优选采用下述结构：在装铜电镀液的电解槽中，将对向的1对阳极电极和对向的1对阴极电极竖着并排配置，并在所述1对阳极电极之间的上方水平设置吊挂铜板的阴极母线，在所述1对阴极电极之间的上方水平设置吊挂铜板的阳极母线，所述阴极母线与阳极母线通过绝缘条连接。
另外，本发明的表面粗化铜板的制造装置更优选采用下述结构：在装铜电镀液的电解槽中，将对向的1对或2对以上阳极电极(组)和对向的1对或2对以上阴极电极(组)交替地按照与处理次数对应的列数竖着并排配置，在每1对阳极电极之间的上方水平设置吊挂铜板的阴极母线，在每1对阳极电极之间的上方水平设置吊挂铜板的阳极母线，并且相邻的阴极母线和阳极母线用绝缘条连接。
于是，本发明的表面粗化铜板是在规定的位置形成有规定的孔的表面粗化铜板，其特征在于，铜板表面的微细瘤状突起的粒径为10μm以下，表面粗糙度Rz为3μm～20μm。这种情况下，优选孔的内面被粗化，并且孔的内面的微细瘤状突起的高度为20μm以下。
根据本发明，通过进行阳极处理后进行阴极处理，能够在铜板的两面形成微细瘤状突起来对铜板的两面进行粗化，其中，所述阳极处理中，通过以铜板为阳极、所述电极为阴极的电解，在铜板的两面生成铜微粒，所述阴极处理中，通过以所述铜板为阴极、所述电极为阳极的镀铜，将所述铜微粒固定在铜板的表面。于是，由于所述阳极处理和阴极处理在同一铜电镀液中进行，所以在阳极处理时，由铜板供给铜离子，在阴极处理时，液体中的铜离子被消耗掉，由此，各处理时的电流值相近使处理液中的铜离子浓度变化极小，所以，不易发生镀铜液的劣化，能够长期间使用镀铜液，并能够减少镀铜液的用量，削减成本。虽然优选阳极处理时和阴极处理时的电流值相等，但即使当电流值存在差别时，与通常的镀铜相比，铜离子的消耗也能抑制在极低水平。另外，由于能够同时对铜板的两面、通孔用的孔的内面进行粗化，所以能够容易地得到适合作为金属芯电路基板的金属芯的表面粗化铜板。
另外，如果在最初的阳极处理前，以铜板为阴极、电极为阳极进行镀铜处理，则还具有容易形成微细瘤状突起，并且能够进行铜板的厚度的调整的优点。
另外，对2片铜板叠合成1片状的复合铜板实施阳极处理和阴极处理后，将复合铜板分离成1片片的铜板时，也能得到单面被粗化的2片表面粗化铜板。在如此得到的单面粗化铜板上，几乎没有出现粗化绕到粗化面的背面进行，所以能够保持背面平滑。
此外，只要满足本发明的镀覆法的基本原理，本发明的制造装置还能够应用于本发明以外的镀覆处理形式，例如水平电镀线(水平ヨイン)、垂直电镀线(バ一チカルライン)、推进式电镀线(プッシヤ一ライン)。
附图说明
[图1]说明本发明的一个实施方式，(A)是平面图、(B)是(A)的B-B线截面图、(C)是(B)的C-C线截面图。
[图2]说明本发明的另一个实施方式，(A)是平面图、(B)是(A)的B-B线截面图。
[图3]说明本发明的再另一个实施方式，(A)是平面图、(B)是(A)的B-B线截面图。
[图4]说明实施例1的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图5]说明实施例2的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图6]说明实施例3的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图7]说明实施例4的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图8A]说明实施例5的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是主表面。
[图8B]说明实施例5的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的内面。
[图8C]说明实施例5的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的边缘部分。
[图9A]说明实施例6的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是主表面。
[图9B]说明实施例6的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的内面。
[图9C]说明实施例6的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的边缘部分。
[图10A]说明实施例7的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是主表面。
[图10B]说明实施例7的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的内面。
[图10C]说明实施例7的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的边缘部分。
[图11]说明比较例2的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图12]说明比较例4的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图13]说明比较例6的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片。
[图14A]说明比较例7的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是主表面。
[图14B]说明比较例7的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的内面。
[图14C]说明比较例7的表面粗化铜板的表面状态的扫描电子显微镜照片，给出的是孔的边缘部分。
[图15]说明金属芯电路基板的一例的截面图。
[图16]说明一般的印刷电路基板用的电解铜箔的表面状态的扫描电子显微镜照片。
符号说明
1：电解槽
2：铜电镀液
3：电极
3a：阳极电极
3c：阴极电极
4：要表面粗化的铜板
5：框体
6：吊挂金属件
7：母线(バスバ一)
7a：阳极母线
7c：阴极母线
8：绝缘条
具体实施方式
<实施方式1>
图1说明的是本发明的一个实施方式。图中，1表示电解槽，2表示装在电解槽1的铜电镀液，3、3表示铜电镀液2中对向设置的1对同极性的电极，4表示设置在电极3、3之间的要进行表面粗化的铜板，5表示固定铜板4的框体，6表示吊挂金属件、7表示通过吊挂金属件6和框体5将铜板4保持为阳极或阴极的母线。图中省略了将电极3、3保持为与铜板4相反的极性的电气布线。
电极3、3使用铜板或铜棒。还可以使用市售的不溶性电极(以钛为基材的氧化物系不溶性电极或铂系不溶性电极等)。电极通常使用对向面积与被粗化的铜板单面相同的电极，根据情况，可以进行面积的增减或分成几片。铜电镀液2是市售的铜电镀液。镀铜液2的组成例如是硫酸铜40～250g/l、硫酸30～210g/l、盐酸10～80ppm、光泽剂等添加剂为制造商的指定量(2～10ml/l程度)。镀铜液2通过设置在电解槽1内的底部的空气搅拌单元(鼓泡)或者设置在要表面粗化的铜板与槽1内的电极之间的喷流喷嘴(省略图示)等进行搅拌。
在如上所述构成的装置中，首先，进行阳极处理，通过以铜板4为阳极、电极3、3为阴极的电解生成在铜板4的两面形成微细瘤状突起所需量的铜微粒。接着，使极性反转，进行阴极处理，通过以铜板4为阴极、电极3、3为阳极的电镀将所述铜微粒固定在铜板的表面。通过该阳极处理和阴极处理，能够在铜板的表面形成与现有的电解铜箔的表面的微细瘤状突起相同的微细瘤状突起，所形成的细瘤状突起与绝缘基板材料的粘结性优异。完成阴极处理的表面粗化铜板移动到电解槽1外，实施水洗、必要时实施酸清洗、水洗、防锈等后处理。该后处理与通常的铜电镀中进行的后处理相同。
据认为，阳极处理生成的铜微粒是通常被称为阳极泥的铜电解时的障碍物，由于阳极处理中铜离子从铜板析出的速度与离子向镀覆液中的扩散速度之差，在铜、氧化铜、铜离子等在铜板表面高浓度滞留，由此产生了这种铜微粒。本发明将该阳极泥用于微细瘤状突起的形成。生成的铜微粒的量过多时，其从铜板表面脱离，不能形成微细瘤状突起。另外，生成的铜微粒的量过少也不能形成微细瘤状突起。生成在铜板表面形成微细瘤状突起所需量的铜微粒的阳极处理的条件因电流密度、处理时间、液温等而所有不同，所以所述阳极处理的条件通过实验求出。根据实验，阳极处理的优选条件为电流密度1～8A/dm2、液温18～32℃、处理时间3～10分钟。另外，将生成的铜微粒固定在铜板表面的阴极处理的条件也同样地通过实验求出。根据实验，阴极处理的优选条件为电流密度1～8A/dm2、液温18～32℃、处理时间3～10分钟。这些条件与通常的铜电镀的条件基本相同。
本发明中重要的是，发现了通过在通常的铜电镀条件下进行铜微粒的生成处理和固定处理，能够形成微细瘤状突起，而不必像电解铜箔的表面粗化处理那样用高电流密度进行铜电镀。该方法在同一铜电镀液中进行阳极处理和阴极处理，所以铜离子的消耗少，因而，铜电镀液的劣化少，能长期间使用镀覆液，所以能够减少镀覆液的用量。
仅进行1次循环阳极处理和阴极处理就能够实现铜板表面的粗化，但要求更高的耐热性的情况下，优选进行2次循环。另外，还可以利用同一装置在进行最初的阳极处理前进行铜电镀处理。该镀铜处理对于容易形成微细瘤状突起、调整铜板的厚度是有效的。
此外，利用与上述相同的方法，对2片铜板叠合成1片状的复合铜板实施阳极处理和阴极处理后，将复合铜板分离成1片片的铜板，就能够得到单面被粗化的2片表面粗化铜板(以下的实施方式中亦同)。对于如此得到的单面粗化铜板，粗化几乎没有绕到粗化面的背面，所以能够保持背面平滑。
<实施方式2>
图2表示的是本发明的其他的实施方式。图2中，与图1相同的部分采用相同的符号。该实施方式与实施方式1的不同点是加长了电解槽1，在铜电镀液2中将对向的1对阳极电极3a、3a和对向的1对阴极电极3c、3c竖着并排配置。在所述1对阳极电极3a、3a的中间的上方水平设置阴极母线7c，在所述1对阴极电极3c、3c的中间的上方水平设置阳极母线7a。阴极母线7c和阳极母线7a通过绝缘条8呈直线状连接。阴极电极3c使用铜板或铜棒。阳极电极3a也可以使用铜板或铜棒，但优选使用不溶性电极(以钛为基材的氧化物系不溶性电极或铂系不溶性电极等)。阴极电极、阳极电极均通常使用对向面积与被粗化的铜板单面相同的电极，但可根据情况进行面积的增减或分成几片。
用该装置制造表面粗化铜板时，首先，如图2(A)、(B)那样将铜板4吊挂在阳极母线7a上，并设置在阴极电极3c、3c之间，进行以铜板4为阳极的阳极处理。由此，与实施方式1相同地生成铜微粒，铜微粒的生成量为在铜板4的两面形成微细瘤状突起所需量。阳极处理结束后，将吊挂金属件6从阳极母线7a跨过绝缘条8移动到阴极母线7c，如图2(C)、(D)那样，将铜板4设置在阳极电极3a、3a之间，以该状态进行以铜板4为阴极的阴极处理。在铜板的表面生成的铜微粒通过该阴极处理(镀铜)固定在铜板，在铜板的表面形成微细瘤状突起。阴极处理结束后的表面粗化铜板移动到电解槽1外，实施水洗、必要时酸清洗、水洗、防锈等后处理。
铜板的阳极处理和阴极处理可以进行1次循环，优选进行2次循环以上。进行2次循环以上的情况下，结束前一循环中的阴极处理后，将铜板返回到阴极电极3c、3c之间进行阳极处理。进行2次循环以上的情况下，也是最后结束阴极处理。另外，可以在进行最初的阳极处理前，将铜板设置在阴极电极之间，进行铜电镀处理。
另外，当完成1次循环阳极处理和阴极处理时，将结束阳极处理的铜板如图2(C)、(D)那样移动到阳极电极3a、3a之间，进行阴极处理，此时，还可以在空的阴极电极3c、3c之间设置接下来要进行粗化的铜板，同时进行阳极处理和阴极处理。如此进行的情况下，能够将表面粗化铜板的生产效率提高到实施方式1的情况的大致2倍。
<实施方式3>
图3说明的是本发明的再另一个实施方式。图3中，与图2相同的部分用相同的符号。该实施方式为了进行2次循环铜板的阳极处理和阴极处理，将电解槽1的长度设定为图2装置的大致2倍，在铜电镀液2中将对向的1对阳极电极3a、3a和对向的1对阴极电极3c、3c交替竖着并排配置。将阴极母线7c水平设置在1对阳极电极3a、3a的中间的上方，将阳极母线7a水平设置在1对阴极电极3c、3c的中间的上方。相邻的阴极母线7c和阳极母线7a通过绝缘条8连接成直线状。
利用该装置制造表面粗化铜板时，将铜板4从电解槽1的一端侧(图中左侧)的阴极电极3c、3c之间向另一端侧的阳极电极3a、3a之间依次移动，交替进行阳极处理和阴极处理即可。在另一端侧的阳极电极3a、3a间结束了阴极处理的表面粗化铜板移动到电解槽1外，进行水洗、必要时的酸清洗、水洗、防锈等后处理。将另一端侧的阳极电极3a、3a间的铜板4移动到电解槽1外后，将剩下的3片铜板4向另一端侧仅移动一个位置(ピッチ)，在空的一端侧的阴极电极3c、3c之间设置接下来要进行粗化的铜板，在全部的电极间，同时进行阳极处理和阴极处理。如此进行，能够连续地进行2次循环的阳极处理和阴极处理。
阴极电极3c使用铜板或铜棒。阳极电极3a也可以使用铜板或铜棒，但优选使用不溶性电极(以钛为基材的氧化物系不溶性电极或铂系不溶性电极等)。阴极电极、阳极电极通常均使用对向面积与被粗化的铜板单面相同的电极，也可以根据情况，进行面积的增减或分成几片。
此外，在处理更多的铜板的情况下、以及在进行大量处理的情况下，将阴极处理部、阳极处理部与对向的2对以上各电极同时设定为2倍以上的长度和数量，进行与该倍数对应的数量的铜板的同时处理，通过对应该倍数地增加铜板的移动速度，可以任意提高处理节拍(タクト)。这种情况下，根据阴极处理和阳极处理的必要次数、时间比来设定处理槽的长度比即可。通过制成这样的装置，能以阴极处理、阳极处理所需时间以下的间歇(タクト)制造粗化铜板。
另外，必要时，阳极处理和阴极处理可以进行3次循环以上。进行3次循环以上的情况下，将对向的1对阳极电极3a、3a和对向的1对阴极电极3c、3c交替3组以上竖着并排配置即可。
<阳极处理的条件>
阳极处理的条件根据实验来确定。根据实验，为了生成在铜板的两面形成微细瘤状突起所需量的铜微粒，保持镀覆液的温度为18～32℃，在通常的铜电镀液(硫酸铜40～250g/l、硫酸30～210g/l、盐酸10～80ppm、光泽剂等添加剂为制造商的指定量)中，以1～8A/dm2的电流密度进行3～10分钟阳极处理即可。
即使液温和电流密度为上述范围，但阳极处理时间少于3分钟时，在铜板的表面生成的铜微粒的量过少，也会出现不能形成微细瘤状突起的趋势。另外，阳极处理的时间超过10分钟时，在铜板的表面生成的铜微粒的量过多，也会出现不能形成良好的微细瘤状突起的趋势。阳极处理的时间优选为4～8分钟，进一步优选为4～6分钟。
另外，即使液温和处理时间为上述范围，电流密度比1A/dm2低时，在铜板的表面生成的铜微粒的量过少，也会出现不能形成微细瘤状突起的趋势。另外，电流密度超过8A/dm2时，在铜板的表面生成的铜微粒的量过多，也会出现在端面等发生剥离、不能形成良好的微细瘤状突起的趋势。阳极处理的电流密度优选为1～8A/dm2，进一步优选为1～5A/dm2。
另外，即使电流密度和处理时间为上述范围，液温低于18℃时，在铜板的表面生成的铜微粒的量过少，也会出现不能形成微细瘤状突起的趋势。另外，液温超过32℃时，在铜板的表面生成的铜微粒的量过多，也会出现不能形成良好的微细瘤状突起的趋势。
<阴极处理的条件>
阴极处理的条件也通过实验确定。阴极处理在与阳极处理相同的镀铜液中进行，所以液温也与阳极处理的情况相同。另外，考虑同时进行阳极处理和阴极处理时，处理时间也优选与阳极处理的情况相同。与阳极处理不同的是电流密度。阴极处理可以以1～8A/dm2的电流密度进行。电流密度比1A/dm2低时，镀铜量过少，出现了不能充分将铜微粒固定在铜板表面的趋势。另外，电流密度超过8A/dm2时，镀铜量过多，微细瘤状突起被镀覆层覆盖，出现了不能形成良好的微细瘤状突起的趋势。阴极处理的电流密度优选为1～8A/dm2，进一步优选为1～5A/dm2。
<关于微细瘤状突起>
瘤状突起是指铜板基底与颗粒、或者颗粒与颗粒之间在具有缩颈(缩窄部分)的状态下相互附着结合那样的析出形态。通过该缩颈，绝缘基板与树脂之间发挥锚定效果，粘结强度提高。此外，还包括颗粒相互附着结合而形成1～20μm程度的簇状(像葡萄那样的簇状)的瘤的突起。但是，无需突起全部是瘤状，可以同时存在没有缩颈的突起和瘤状突起，只要满足后述的粒径和粒度，就属于瘤状突起。
该瘤状突起的粒度优选为10μm以下。如果所述粒度处于该范围，则突起与铜板的基底的密合性好，与绝缘基板的粘结强度也好，所以微细瘤状突起的粒度为0.5μm～3μm时，均匀度增加，突起与基底的密合强度进一步提高，所以是优选的。
另外，能够宏观测定的粗糙度有Rz，Rz优选为3μm～20μm。如果Rz处于该范围，则突起与基底的密合性好，与绝缘基板的粘结强度也好，因此，更优选Rz为7μm～16μm，均匀度增加，颗粒与基底的密合强度提高。
但是，在孔的内面难以测定粗糙度。因此，孔内面被粗化即可，只要瘤不异常长大而使孔径比规定小、瘤在绝缘基板的层积时不发生剥离即可。瘤的高度(簇状的情况下将簇整体的高度当作瘤高度)优选为20μm以下，在该范围时，不会出现孔径变窄、瘤剥离。
此外，上述全部的处理中，必要时可以通过任意的夹具来固定进行粗化的铜板。夹具优选是铜或铜合金、不锈钢、钛等金属制夹具。关于处理所需的电流值，在夹具本身的金属表面也有处理电流被消耗，所以需要将夹具浸在处理液中的金属表面积部分加上处理板的表面积，来设定处理所需的电流值。
实施例
本实施例使用的铜板是长度500mm×宽度380mm×厚度400μm和200μm的韧铜(タフピッチ銅)压延板。厚度400μm的铜板使用进行了开孔加工(孔的位置是任意的)的铜板，所开的孔为内径1～2mm的通孔用的孔，孔的数量为使孔面积总计达到板面积的10％的数量。另外，厚度200μm的铜板2片重叠进行处理，制成单面粗化铜板，用于剥离试验。
处理使用的电镀液的组成为硫酸铜90g/l、硫酸180g/l、盐酸60ppm。作为助剂，添加制造商指定量的通常用于光泽镀铜的光泽剂和抑制剂。作为光泽剂、抑制剂的市售品的例子，可以举出Rohm and Haas社制的镀硫酸铜光泽剂カパ一グリ一ム系列、日本化学产业株式会社制的クッペヨイト系列、ピロニッカ系列等，根据镀覆槽方式、电极材质、制品的使用目的，从这些之中选择即可。
<实施例1>
在液温28℃、电流密度4.5A/dm2的条件下对400μm铜板和200μm铜板进行5分钟的阳极处理，然后在相同液温、电流密度1.4A/dm2的条件下进行5分钟阴极处理，制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM(扫描电子显微镜)3000倍)见图4。由图可知，主表面的微细瘤状突起的粒度为3μm以下，该微细瘤状突起实质且均匀地覆盖整个面。虽然也观察到了呈簇状的瘤的部分，但该部分的粒度和高度为10μm以下。
另外，通过KEYENCE社制造的超深度彩色3D形状测定显微镜VK-9510测定表面粗糙度。表面粗糙度Rz为7.5μm。
此外，在400μm铜板和200μm铜板之间没有观察到微细瘤状突起的形状的差异。
在该表面粗化铜板上贴上市售的10mm宽透明胶带，进行剥撕(引き剥がし)试验时，微细瘤状突起没有剥离，透明胶带的粘结剂与赛璐玢界面发生剥离，胶带的粘结剂残留在表面粗化铜板上。
接着，在200μm单面粗化铜板上层积10片市售的0.1mm厚FR-4玻璃环氧预浸料(绝缘基板材料)，在与热压电解铜箔和FR-4预浸料的条件相同的条件下进行加热加压来一体化，得到了铜板和绝缘板的层积板。从该层积板切下试样，对现有品和在260℃熔融焊锡(はんだ)中浸渍60秒后的试样进行JIS-C6471所规定的剥离(ピ一ル)强度试验。其结果见表1。该剥离强度足够满足金属芯电路基板所要求的金属芯与绝缘基板的粘结强度(1kN/m以上)。
[表1]
Figure G2008800069014D00151
Figure G2008800069014D00152
测定部位
粗化铜板上边缘
Figure G2008800069014D00153
粗化铜板下边缘
<实施例2>
在液温24℃、电流密度4.5A/dm2的条件下对400μm铜板和200μm铜板进行5分钟阳极处理，然后在相同液温、电流密度2A/dm2的条件下进行5分钟阴极处理，以此为1次循环，进行2次循环来制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM3000倍)见图5。由图可知，主表面的微细瘤状突起的粒度为3μm以下，该微细瘤状突起实质且均匀地覆盖整个面。虽然也观察到了呈簇状的瘤的部分，但该部分的粒度和高度为10μm以下。
另外，通过KEYENCE社制造的超深度彩色3D形状测定显微镜VK-9510测定表面粗糙度。表面粗糙度Rz为11.0μm。
在该表面粗化铜板上贴上市售的10mm宽透明胶带，进行剥撕试验时，微细瘤状突起没有剥离，透明胶带的粘结剂与赛璐玢(セロハン)界面发生剥离，胶带的粘结剂残留在表面粗化铜板上。
接着，在200μm单面粗化铜板上与实施例1同样地层积预浸料，经加热加压，得到了铜板与绝缘板的层积板。对该层积板与实施例1相同地进行剥离强度试验。其结果见表2。该剥离强度足够满足金属芯电路基板所要求的金属芯与绝缘基板的粘结强度(1kN/m以上)。
[表2]
Figure G2008800069014D00161
Figure G2008800069014D00162
<实施例3>
在液温32℃、电流密度2A/dm2的条件下对400μm铜板和200μm铜板进行5分钟的阳极处理，然后在相同液温、相同电流密度的条件下进行相同时间的阴极处理，以此为1次循环，进行2次循环来制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM3000倍)见图6。由图可知，主表面的微细瘤状突起的粒度为3μm以下，该微细瘤状突起实质且均匀地覆盖整个面。虽然也观察到了呈簇状的瘤的部分，但该部分的粒度和高度为10μm以下。
另外，通过KEYENCE社制造的超深度彩色3D形状测定显微镜VK-9510测定表面粗糙度。表面粗糙度Rz为15.0μm。
在该表面粗化铜板上贴上市售的10mm宽透明胶带，进行剥撕试验时，微细瘤状突起没有剥离，透明胶带的粘结剂与赛璐玢界面发生剥离，胶带的粘结剂残留在表面粗化铜板上。
接着，在200μm单面粗化铜板上与实施例1同样地层积预浸料，经加热加压，得到了铜板与绝缘板的层积板。对该层积板与实施例1相同地进行剥离强度试验。其结果是板整体的最小值为2.1kN/m、最大值为3.1kN/m、平均值为2.5kN/m。另外，焊锡耐热后的剥离强度方面，板整体的最小值为1.9kN/m、最大值为2.8kN/m、平均值为2.4kN/m。该剥离强度足够满足金属芯电路基板所要求的金属芯与绝缘基板的粘结强度(1kN/m以上)。
<实施例4>
在液温22℃、电流密度2A/dm2的条件下对400μm铜板和200μm铜板进行5分钟阳极处理，然后在相同液温、相同电流密度的条件下进行相同时间的阴极处理，以此为1次循环，进行2次循环来制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM3000倍)见图7。由图可知，主表面的微细瘤状突起的粒度为5μm以下，该微细瘤状突起实质且均匀地覆盖整个面。虽然也观察到了呈簇状的瘤的部分，但该部分的粒度和高度为10μm以下。
另外，通过KEYENCE社制造的超深度彩色3D形状测定显微镜VK-9510测定表面粗糙度。表面粗糙度Rz为4.0μm。
<实施例5～7>
用穿孔机(ドリル)在厚度200～400μm的芯用铜板上开2个以上通孔用的直径3mm～5mm的孔。需要说明的是，由于根据基板的设计规格需要大量的孔，所以可以使用模压机，利用打孔金属模(パンチ金型)进行打孔。
其后，按照本发明的制造方法，在表面(包括孔的内面)形成微细瘤状突起。与通过后述的比较例中的制造方法形成的铜板相比，所得到的开孔的表面粗化铜板不仅在铜板的主表面均匀形成了微细瘤状突起，而且在孔的内面也形成了微细瘤状突起。图8～10分别表示各表面粗化铜板的表面状态，A是主表面的SEM3000倍的照片、B是孔内面的SEM3000倍的照片、C是孔的边缘部分的SEM125倍的照片。
实施例5中主表面的微细瘤状突起的粒度为3μm以下，呈簇状的瘤的部分的粒度和高度为10μm以下。另外，表面粗糙度Rz为8.0μm。并且，孔内面也被粗化，孔内面的瘤状突起的高度为15μm以下。
实施例6中主表面的微细瘤状突起的粒度为3μm以下，呈簇状的瘤的部分的粒度和高度为10μm以下。另外，表面粗糙度Rz为7.0μm。并且，孔内面也被粗化，孔内面的瘤状突起的高度为10μm以下。
实施例7中主表面的微细瘤状突起的粒度为3μm以下，呈簇状的瘤的部分的粒度和高度为10μm以下。另外，表面粗糙度Rz为11.0μm。并且，孔内面也被粗化，孔内面的瘤状突起的高度为5μm以下。
在如此得到的开孔表面粗化铜板上层积2片以上玻璃环氧预浸料(绝缘基板材料)，经加热加压来一体化。并除去通孔位置的绝缘基板材料部分，在其周围进行镀覆，得到了具有直径1mm的通孔的电路基板。
对该完成品进行高电压试验(1000V)，结果确保了通孔与芯间足够的绝缘性，发挥了优异的性能。另外，焊锡耐热试验后在通孔的周围也没有出现芯与树脂的剥离或出现裂纹，芯与树脂的密合良好。
<实施例8>
与实施例1～4同样地制作表面粗化铜板，在主表面形成微细瘤状突起。其后，在铜板进行加工，形成通孔用的孔。然后与实施例5同样地得到层积有绝缘基板的电路基板。
该实施例中，利用穿孔机或打孔机(パンチ)进行开孔加工时，有时在孔周围先前进行了粗化的部分塌陷，瘤状颗粒剥离，出现表观上的不均匀。另外，还有时在穿孔时附着了加工油，需要再次清洗。另外，由于孔的内面没有被粗化，所以也可认为在孔的内面与树脂的密合性差，但主表面的密合良好，所以使用上在绝缘性方面没有问题。
<比较例1>
在液温25℃、电流密度8.5A/dm2的条件下对上述铜板进行5分钟阳极处理，然后在相同液温、相同电流密度的条件下进行相同时间的阴极处理，制造表面粗化铜板。这种情况下，板中央部被很好的粗化，但由于电流密度过高，所以在板端部由电解导致的溶解过度进行，并且由于进行的镀覆过强，因此出现了极度白化，在板整个面出现了斑(ムラ)，不能用作金属芯。
<比较例2>
在液温25℃、电流密度0.9A/dm2的条件下对上述铜板进行10分钟阳极处理，然后在相同液温、相同电流密度的条件下进行相同时间的阴极处理，制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM3000倍)见图11。这种情况下，没有发生整体的粗化，微细瘤状突起的形成不充分。主表面的表面粗糙度Rz为2.5μm。
<比较例3>
在液温25℃、电流密度4.5A/dm2的条件下对上述铜板进行11分钟阳极处理，然后在相同液温、相同电流密度的条件下进行相同时间的阴极处理，制造表面粗化铜板。这种情况下，板中央部被很好的粗化，但在板端部或通孔用孔由电解导致的溶解过度进行，并且由于进行的镀覆过强，因此出现了极度白化，在板整个面出现了斑，不能用作金属芯。
<比较例4>
在液温25℃、电流密度4.5A/dm2的条件下对上述铜板进行2.5分钟阳极处理，然后在相同液温、电流密度2A/dm2的条件下进行相同时间的阴极处理行，制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM3000倍)见图12。这种情况下，没有发生整体的粗化，微细瘤状突起的形成不充分。主表面的表面粗糙度Rz为2.0μm。
<比较例5>
在液温35℃、电流密度4.5A/dm2的条件下对上述铜板进行5分钟阳极处理，然后在相同液温、电流密度1.4A/dm2的条件下进行相同时间的阴极处理，制造表面粗化铜板。这种情况下，在铜板表面出现了由氧化亚铜引起的黑色的无光灰暗部(焼け)。在该粗化铜板贴上市售的10mm宽透明胶带，进行剥撕试验，黑色部剥离，不能用作金属芯。
<比较例6>
在液温17℃、电流密度4.5A/dm2的条件下对上述铜板进行10分钟阳极处理，然后在相同液温、相同电流密度的条件下进行相同时间的阴极处理，制造表面粗化铜板。该表面粗化铜板的表面状态(SEM3000倍)见图13。这种情况下，没有发生整体的粗化，没有形成微细瘤状突起。因此，不能用作金属芯。主表面的表面粗糙度Rz为1.8μm。
<比较例7>
用穿孔机在厚度200～400μm的芯用铜板上开2个以上通孔用的直径3mm～5mm的孔。其后，通过现有的电解镀覆法，在包括孔的内面的表面形成几微米的瘤状突起。该铜板的表面状态见图14。A是主表面的SEM3000倍的照片、B是孔内面的SEM500倍的照片、C是孔内面的SEM125倍的照片。主表面的微细瘤状突起的粒度为5μm以下，呈簇状的瘤的部分的粒度和高度为10μm以下。另外，表面粗糙度Rz为10.0μm。
但是，该铜板中，与主表面相比，孔内面的瘤状突起的尺寸(即凹凸差)为20μm以上。无法通过调整电解镀覆的条件，使两者都形成均匀的微细瘤状突起。
其原因是现有的电解镀覆法中电流密度大，所以在与电极对置的铜板的面中有孔贯通的的位置，来自电极的大电流向总表面积小的孔内面集中。
其后，与实施例5同样地与树脂基板密合，制作电路基板，但是结果有时高电压试验(1000V)中不能保证通孔与芯问的绝缘性。
经分析可知，除了密合性方面存在问题之外，树脂的绝缘基板层积时，铜微粒突起受压而发生剥离，并渗入树脂中，孔与芯未保持足够的的绝缘距离，所以绝缘性变差。即，已经清楚了，如果通过现有的电解镀覆法制作开有孔的粗化铜板，则存在上述那样的问题。
由上述可知，特别是对于带有通孔用的孔的金属芯铜板而言，在铜板上形成孔后，通过本发明的方法在表面形成微细瘤状突起时，在表面和孔的内面进行均匀的粗化处理，这是最理想的。

Claims (15)

1.一种表面粗化铜板的制造方法，其为在铜板的表面形成微细瘤状突起来对铜板的表面进行粗化的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，
在铜电镀液中将同极性的电极对向设置，
在所述电极间设置铜板，
进行阳极处理，在该阳极处理中，通过以所述铜板为阳极、所述电极为阴极的电解，在铜板的两面生成铜微粒，进行这样的阳极处理后，进行阴极处理，在该阴极处理中，通过以所述铜板为阴极、所述电极为阳极的铜电镀，将所述铜微粒固定在铜板的表面，
以如此的阳极处理和阴极处理为1次循环，进行1次循环以上的所述阳极处理和阴极处理，
由此形成所述微细瘤状突起。
2.如权利要求1所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在最初的阳极处理前，在铜电镀液中，以所述铜板为阴极、所述电极为阳极进行镀铜处理。
3.如权利要求1或2所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，
在铜电镀液中，将1对同极性电极对向设置，
在所述同极性电极之间设置铜板，
在使所述铜板不相对于所述同极性电极移动的状态下进行1次循环以上的所述阳极处理和阴极处理。
4.如权利要求1或2所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，
在同一铜电镀液中，将对向的1对阳极电极和对向的1对阴极电极竖着并排配置，
在所述阴极电极之间设置铜板，
以铜板为阳极进行阳极处理后，使铜板在阳极电极之间相对地移动，从而进行以铜板为阴极的阴极处理，以如此的阳极处理和阴极处理为1次循环，进行1次循环以上的所述阳极处理和阴极处理。
5.如权利要求1或2所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，
在同一铜电镀液中将对向的1对或2对以上阳极电极和对向的1对或2对以上阴极电极交替竖着并排配置，
使铜板依次从一端侧的电极间向另一端侧的电极间相对移动，交替进行所述阳极处理和阴极处理。
6.一种表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，
通过权利要求1～5的任一项所述的方法对2片铜板重叠成1片状的复合铜板实施阳极处理和阴极处理，
然后将复合铜板分离成一片片铜板，得到单面被粗化的2片表面粗化铜板。
7.如权利要求1、2或6所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，以1～8A/dm2的电流密度进行3～10分钟阳极处理，以1～8A/dm2的电流密度进行3～10分钟阴极处理。
8.如权利要求7所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，铜电镀液的温度保持在18～32℃。
9.如权利要求1或2所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
10.如权利要求3所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
11.如权利要求4所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
12.如权利要求5所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
13.如权利要求6所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
14.如权利要求7所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
15.如权利要求8所述的表面粗化铜板的制造方法，其特征在于，在进行阳极处理和阴极处理前，预先在铜板的规定的位置形成规定的孔。
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