JP2001247994A - 電着された銅箔およびこれを低塩素イオン濃度の電解質溶液を用いて製造する方法 - Google Patents
電着された銅箔およびこれを低塩素イオン濃度の電解質溶液を用いて製造する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 180℃で測定したときの伸び率が約5.5
%を越え、23℃で測定したときの最大引張強度が約6
0,000psiを越え、そして、マット側のR tmが約
4.5から約18μmの範囲である電着銅箔、を得るこ
と。 【解決手段】 次の工程を包含する電着銅箔の製造方法
により上記課題が達成される:水、銅イオンおよび硫酸
イオンを含有し、約20ppm未満の塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製すること;および上記浴に、1平方
フィートあたり約200から3000アンペアの割合の
電流密度で電流を付与して上記浴から銅を電着させるこ
と。
%を越え、23℃で測定したときの最大引張強度が約6
0,000psiを越え、そして、マット側のR tmが約
4.5から約18μmの範囲である電着銅箔、を得るこ
と。 【解決手段】 次の工程を包含する電着銅箔の製造方法
により上記課題が達成される:水、銅イオンおよび硫酸
イオンを含有し、約20ppm未満の塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製すること;および上記浴に、1平方
フィートあたり約200から3000アンペアの割合の
電流密度で電流を付与して上記浴から銅を電着させるこ
と。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
等の製造に有用な、電着された銅箔、およびこのような
箔を製造する方法に関する。この箔は独特の性質の組合
せを特徴とする。即ち、180℃で測定した伸び率が約
5.5%より大きく、23℃で測定した最大引張強度が
約60,000psiより大きく、そしてマット側(m
atte−side)のRtmが約4.5から約18μm
の範囲である。方法は、塩素イオン含有量が約20pp
mよりも少ない電解質溶液、および1平方フィート当り
約200から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いることを包含する。
等の製造に有用な、電着された銅箔、およびこのような
箔を製造する方法に関する。この箔は独特の性質の組合
せを特徴とする。即ち、180℃で測定した伸び率が約
5.5%より大きく、23℃で測定した最大引張強度が
約60,000psiより大きく、そしてマット側(m
atte−side)のRtmが約4.5から約18μm
の範囲である。方法は、塩素イオン含有量が約20pp
mよりも少ない電解質溶液、および1平方フィート当り
約200から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いることを包含する。
【0002】
【従来の技術】電気化学的プロセスでの銅箔の製造に
は、アノード、カソード、銅イオンおよび硫酸イオンを
含有する電解質溶液を入れたセル、および電流供給源の
使用が含まれる。アノードとカソードの間に電圧をかけ
ることにより、カソード表面に銅の析出が生じる。
は、アノード、カソード、銅イオンおよび硫酸イオンを
含有する電解質溶液を入れたセル、および電流供給源の
使用が含まれる。アノードとカソードの間に電圧をかけ
ることにより、カソード表面に銅の析出が生じる。
【0003】電着銅箔の製造は、銅の玉、ワイヤ、再生
利用された銅等の供給ストックに始まる。銅の供給スト
ックは硫酸に溶解して電解質液を作成する。このプロセ
スは溶液の温度を上げると、およびその中に気胞を通じ
ると促進され得る。得られる硫酸銅溶液を次に、箔の製
造に必要な高純度の硫酸銅が確実に生じるように精製す
る。箔の性質を制御する様々な型の薬剤、例えば動物性
のにかわ、およびチオ尿素を、電解質溶液に添加し得
る。
利用された銅等の供給ストックに始まる。銅の供給スト
ックは硫酸に溶解して電解質液を作成する。このプロセ
スは溶液の温度を上げると、およびその中に気胞を通じ
ると促進され得る。得られる硫酸銅溶液を次に、箔の製
造に必要な高純度の硫酸銅が確実に生じるように精製す
る。箔の性質を制御する様々な型の薬剤、例えば動物性
のにかわ、およびチオ尿素を、電解質溶液に添加し得
る。
【0004】電解質溶液を電鋳セルにポンプで入れ、ア
ノードとカソードとの間に電圧をかけると銅の電着が起
こる。典型的には、このプロセスには、様々な直径およ
び幅であり得る筒状のカソードの使用が含まれる。使用
されるアノードは、カソードとの距離が一定になるよう
に、カソードの曲面に沿っている。
ノードとカソードとの間に電圧をかけると銅の電着が起
こる。典型的には、このプロセスには、様々な直径およ
び幅であり得る筒状のカソードの使用が含まれる。使用
されるアノードは、カソードとの距離が一定になるよう
に、カソードの曲面に沿っている。
【0005】製造される銅箔の性質は、電流密度、温
度、基体材料、溶液の攪拌および電解質溶液の組成等の
多くのパラメーターの関数である。いままで当該分野に
ずっとあった問題は、高い最大引張強度および高温での
伸長性を有する、低プロフィール(low−profi
le)の銅箔を製造することが不可能であったことであ
る。展性のある電着物を得るために塩素イオンを加える
という、一般的な方法は、最大引張強度の低下を引き起
こす。塩素イオンが電解質溶液中に、一般的な濃度であ
る50ppmまたはそれ以上存在する場合、最大引張強
度と高温での伸長性とを所望のレベルまで、例えば動物
性のにかわまたはチオ尿素の濃度の変更、または電流密
度の変更により増加させるのは不可能である。
度、基体材料、溶液の攪拌および電解質溶液の組成等の
多くのパラメーターの関数である。いままで当該分野に
ずっとあった問題は、高い最大引張強度および高温での
伸長性を有する、低プロフィール(low−profi
le)の銅箔を製造することが不可能であったことであ
る。展性のある電着物を得るために塩素イオンを加える
という、一般的な方法は、最大引張強度の低下を引き起
こす。塩素イオンが電解質溶液中に、一般的な濃度であ
る50ppmまたはそれ以上存在する場合、最大引張強
度と高温での伸長性とを所望のレベルまで、例えば動物
性のにかわまたはチオ尿素の濃度の変更、または電流密
度の変更により増加させるのは不可能である。
【0006】Lakshmananらの、「銅の電気採
取における塩素イオンの効果」、Journal of
Applied Electrochemistry
7(1977)81−90には、銅の電着に対する塩
素イオン濃度の効果は用いられる電流密度に依存するこ
とが開示されている。低い電流密度では、うね状の成長
構造配向が添加剤フリーの電解質で好ましく選択され
る。高い電流密度では、ピラミッド状の成長配向が添加
剤フリーの電解質で好まれる。塩素イオンを10ppm
レベルまで添加すると超過電圧が低められ、従ってうね
状志向の電着が促進される。電流密度を平方フィート当
り40アンペアまで増加すると、再びピラミッド状の成
長構造が好ましく選択される。この文献には、試験した
電流密度は平方フィート当り15から40アンペアの範
囲であったと示されている。
取における塩素イオンの効果」、Journal of
Applied Electrochemistry
7(1977)81−90には、銅の電着に対する塩
素イオン濃度の効果は用いられる電流密度に依存するこ
とが開示されている。低い電流密度では、うね状の成長
構造配向が添加剤フリーの電解質で好ましく選択され
る。高い電流密度では、ピラミッド状の成長配向が添加
剤フリーの電解質で好まれる。塩素イオンを10ppm
レベルまで添加すると超過電圧が低められ、従ってうね
状志向の電着が促進される。電流密度を平方フィート当
り40アンペアまで増加すると、再びピラミッド状の成
長構造が好ましく選択される。この文献には、試験した
電流密度は平方フィート当り15から40アンペアの範
囲であったと示されている。
【0007】AndersonらのJournal o
f Applied Electrochemistr
y,15(1985)631−637「酸性銅電着物の
引張特性」には、酸性銅めっき浴中の塩素イオンの濃度
は、そこで生産される箔の最大引張強度および伸び率に
影響を与えることが記載されている。この文献では、テ
ストされた電流密度においては、延性のある銅の析出物
を提供するためには酸性銅めっき溶中に塩素イオンの存
在を必要とすることが示されている。その文献で報告さ
れている電流密度は、20から50mA/cm2(1平
方フィートあたり18.58から46.45アンペア)
である。塩素イオン濃度は0から100ppmの範囲で
あると報告されている。
f Applied Electrochemistr
y,15(1985)631−637「酸性銅電着物の
引張特性」には、酸性銅めっき浴中の塩素イオンの濃度
は、そこで生産される箔の最大引張強度および伸び率に
影響を与えることが記載されている。この文献では、テ
ストされた電流密度においては、延性のある銅の析出物
を提供するためには酸性銅めっき溶中に塩素イオンの存
在を必要とすることが示されている。その文献で報告さ
れている電流密度は、20から50mA/cm2(1平
方フィートあたり18.58から46.45アンペア)
である。塩素イオン濃度は0から100ppmの範囲で
あると報告されている。
【0008】米国特許第2,475,974号には、ト
リエタノールアミンを含む銅めっき液を用い、約60,
000から約73,000psiの引張強度、および6
%から9%の伸び率を有する銅析出物を製造する方法が
開示されている。
リエタノールアミンを含む銅めっき液を用い、約60,
000から約73,000psiの引張強度、および6
%から9%の伸び率を有する銅析出物を製造する方法が
開示されている。
【0009】米国特許第2,482,354号には、ト
リイソプロパノールアミンを含む銅めっき液を用い、約
65,000から約90,000psiの引張強度、お
よび8%から12%の伸び率を有する銅析出物を製造す
る方法が開示されている。
リイソプロパノールアミンを含む銅めっき液を用い、約
65,000から約90,000psiの引張強度、お
よび8%から12%の伸び率を有する銅析出物を製造す
る方法が開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、180℃で
測定したときの伸び率が約5.5%を越え、23℃で測
定したときの最大引張強度が約60,000psiを越
え、そして、マット側のRtmが約4.5から約18μm
の範囲である電着銅箔を得ることを目的とする。本発明
はまた、次の工程を包含する電着銅箔の製造方法を目的
とする:水、銅イオンおよび硫酸イオンを含有し、約2
0ppm未満の塩素イオンを含有する銅析出浴を調製す
ること;および上記浴に、1平方フィートあたり約20
0から3000アンペアの割合の電流密度で電流を付与
して上記浴から銅を電着させること。
測定したときの伸び率が約5.5%を越え、23℃で測
定したときの最大引張強度が約60,000psiを越
え、そして、マット側のRtmが約4.5から約18μm
の範囲である電着銅箔を得ることを目的とする。本発明
はまた、次の工程を包含する電着銅箔の製造方法を目的
とする:水、銅イオンおよび硫酸イオンを含有し、約2
0ppm未満の塩素イオンを含有する銅析出浴を調製す
ること;および上記浴に、1平方フィートあたり約20
0から3000アンペアの割合の電流密度で電流を付与
して上記浴から銅を電着させること。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、180℃で測
定した伸び率が約5.5%より大きく、23℃で測定し
た最大引張強度が約60,000psiより大きく、お
よびマット側のRtmが約4.5から約18μmの範囲で
ある、電着された銅箔、を特徴とし、これにより上記目
的が達成される。
定した伸び率が約5.5%より大きく、23℃で測定し
た最大引張強度が約60,000psiより大きく、お
よびマット側のRtmが約4.5から約18μmの範囲で
ある、電着された銅箔、を特徴とし、これにより上記目
的が達成される。
【0012】本発明の一つの局面は、23℃で測定した
最大引張強度が約62,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
最大引張強度が約62,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
【0013】本発明の一つの局面は、23℃で測定した
最大引張強度が約66,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
最大引張強度が約66,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
【0014】本発明の一つの局面は、23℃で測定した
最大引張強度が約68,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
最大引張強度が約68,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
【0015】本発明の一つの局面は、23℃で測定した
最大引張強度が約70,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
最大引張強度が約70,000psiよりも大きい、上
記の箔である。
【0016】本発明の一つの局面は、180℃で測定し
た伸び率が約6%よりも大きい、上記の箔である。
た伸び率が約6%よりも大きい、上記の箔である。
【0017】本発明の一つの局面は、180℃で測定し
た伸び率が約8%よりも大きい、上記の箔である。
た伸び率が約8%よりも大きい、上記の箔である。
【0018】本発明の一つの局面は、180℃で測定し
た伸び率が約10%よりも大きい、上記の箔である。
た伸び率が約10%よりも大きい、上記の箔である。
【0019】本発明の一つの局面は、180℃で測定し
た最大引張強度が約25,000psiよりも大きい、
上記の箔である。
た最大引張強度が約25,000psiよりも大きい、
上記の箔である。
【0020】本発明の一つの局面は、180℃で測定し
た最大引張強度が約30,000psiよりも大きい、
上記の箔である。
た最大引張強度が約30,000psiよりも大きい、
上記の箔である。
【0021】本発明の一つの局面は、180℃で測定し
た最大引張強度が約32,000psiよりも大きい、
上記の箔である。
た最大引張強度が約32,000psiよりも大きい、
上記の箔である。
【0022】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約1/8から約14オンスである、上記の箔で
ある。
の重量が約1/8から約14オンスである、上記の箔で
ある。
【0023】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約1/4オンスである、上記の箔である。
の重量が約1/4オンスである、上記の箔である。
【0024】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約3/8オンスである、上記の箔である。
の重量が約3/8オンスである、上記の箔である。
【0025】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約1/2オンスである、上記の箔である。
の重量が約1/2オンスである、上記の箔である。
【0026】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約1オンスである、上記の箔である。
の重量が約1オンスである、上記の箔である。
【0027】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約2オンスである、上記の箔である。
の重量が約2オンスである、上記の箔である。
【0028】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約1/2オンスであり、マット側のRtmが約
4.5から約12μmである、上記の箔である。
の重量が約1/2オンスであり、マット側のRtmが約
4.5から約12μmである、上記の箔である。
【0029】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約1オンスであり、マット側のRtmが約4.5
から約14μmである、上記の箔である。
の重量が約1オンスであり、マット側のRtmが約4.5
から約14μmである、上記の箔である。
【0030】本発明の一つの局面は、平方フィート当り
の重量が約2オンスであり、マット側のRtmが約2から
約16μmである、上記の箔である。
の重量が約2オンスであり、マット側のRtmが約2から
約16μmである、上記の箔である。
【0031】本発明の他の局面は、180℃で測定した
伸び率が約10%より大きく、23℃で測定した最大引
張強度が約62,000psiより大きく、およびマッ
ト側のRtmが約4.5から約9μmの範囲である、電着
された銅箔である。
伸び率が約10%より大きく、23℃で測定した最大引
張強度が約62,000psiより大きく、およびマッ
ト側のRtmが約4.5から約9μmの範囲である、電着
された銅箔である。
【0032】本発明の別の局面は、180℃で測定した
伸び率が約10%より大きく、23℃で測定した最大引
張強度が約66,000psiより大きく、およびマッ
ト側のRtmが約4.5から約9μmの範囲である、電着
された銅箔である。
伸び率が約10%より大きく、23℃で測定した最大引
張強度が約66,000psiより大きく、およびマッ
ト側のRtmが約4.5から約9μmの範囲である、電着
された銅箔である。
【0033】本発明のさらに別の局面は、電着された銅
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅電着浴を調製する工程、および平方フィート当り
約200から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いて、上記浴から銅箔を電着させるために電流をかける
工程、を包含する、方法である。
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅電着浴を調製する工程、および平方フィート当り
約200から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いて、上記浴から銅箔を電着させるために電流をかける
工程、を包含する、方法である。
【0034】本発明の一つの局面は、前記電流が直流で
ある、上記の方法である。
ある、上記の方法である。
【0035】本発明の一つの局面は、前記電流が直流で
バイアスをかけられた交流である、上記の方法である。
バイアスをかけられた交流である、上記の方法である。
【0036】本発明の一つの局面は、前記塩素イオンの
濃度が約15ppmよりも小さい、上記の方法である。
濃度が約15ppmよりも小さい、上記の方法である。
【0037】本発明の一つの局面は、前記塩素イオンの
濃度が約10ppmよりも小さい、上記の方法である。
濃度が約10ppmよりも小さい、上記の方法である。
【0038】本発明の一つの局面は、前記塩素イオンの
濃度が約5ppmよりも小さい、上記の方法である。
濃度が約5ppmよりも小さい、上記の方法である。
【0039】本発明の一つの局面は、前記電流密度が平
方フィート当り約400から約3000アンペアの範囲
である、上記の方法である。
方フィート当り約400から約3000アンペアの範囲
である、上記の方法である。
【0040】本発明の一つの局面は、前記電流密度が平
方フィート当り約800から約3000アンペアの範囲
である、上記の方法である。
方フィート当り約800から約3000アンペアの範囲
である、上記の方法である。
【0041】本発明の一つの局面は、前記電流密度が平
方フィート当り約1000から約3000アンペアの範
囲である、上記の方法である。
方フィート当り約1000から約3000アンペアの範
囲である、上記の方法である。
【0042】本発明の一つの局面は、前記浴がさらに、
少なくとも一つの活性硫黄含有物質を含有する、上記の
方法である。
少なくとも一つの活性硫黄含有物質を含有する、上記の
方法である。
【0043】本発明の一つの局面は、前記浴がさらにチ
オ尿素を含有する、上記の方法である。
オ尿素を含有する、上記の方法である。
【0044】本発明の一つの局面は、前記浴がさらに、
少なくとも一つのゼラチンを含有する。上記の方法であ
る。
少なくとも一つのゼラチンを含有する。上記の方法であ
る。
【0045】本発明の一つの局面は、前記浴がさらに動
物性のにかわを含有する、上記の方法である。
物性のにかわを含有する、上記の方法である。
【0046】本発明の一つの局面は、前記浴がさらに、
糖みつ、アラビアゴム、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ポリイソプロピレングリコー
ル、ジチオスレイトール、プロリン、ヒドロキシプロリ
ン、システイン、アクリルアミド、スルホプロピルジス
ルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、塩化ベ
ンジル、エピクロルヒドリン、クロロヒドロキシルプロ
ピルスルホネート、エチレンオキシド、プロピレンオキ
シド、スルホニウムアルカンスルホネート、チオカルバ
モイルジスルフィド、セレン酸、またはこれらの2また
はそれ以上の混合物を含有する、上記の方法である。
糖みつ、アラビアゴム、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ポリイソプロピレングリコー
ル、ジチオスレイトール、プロリン、ヒドロキシプロリ
ン、システイン、アクリルアミド、スルホプロピルジス
ルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、塩化ベ
ンジル、エピクロルヒドリン、クロロヒドロキシルプロ
ピルスルホネート、エチレンオキシド、プロピレンオキ
シド、スルホニウムアルカンスルホネート、チオカルバ
モイルジスルフィド、セレン酸、またはこれらの2また
はそれ以上の混合物を含有する、上記の方法である。
【0047】本発明の一つの局面は、前記浴がトリイソ
プロパノールアミンを含有しないことを特徴とする、上
記の方法である。
プロパノールアミンを含有しないことを特徴とする、上
記の方法である。
【0048】本発明の一つの局面は、前記浴がトリエタ
ノールアミンを含有しないことを特徴とする、上記の方
法である。
ノールアミンを含有しないことを特徴とする、上記の方
法である。
【0049】本発明の一つの局面は、前記浴がピロホス
フェートを含有しないことを特徴とする、上記の方法で
ある。
フェートを含有しないことを特徴とする、上記の方法で
ある。
【0050】本発明の一つの局面は、前記浴の銅イオン
濃度が、1リットル当り約50から約120グラムであ
る、上記の方法である。
濃度が、1リットル当り約50から約120グラムであ
る、上記の方法である。
【0051】本発明の一つの局面は、前記浴の硫酸イオ
ン濃度が、1リットル当り約50から約110グラムで
ある、上記の方法である。
ン濃度が、1リットル当り約50から約110グラムで
ある、上記の方法である。
【0052】本発明の一つの局面は、前記浴がさらに、
少なくとも1種の活性硫黄含有物質を含有し、上記浴中
の上記活性硫黄含有物質の濃度が約15ppmまでの範
囲である、上記の方法である。
少なくとも1種の活性硫黄含有物質を含有し、上記浴中
の上記活性硫黄含有物質の濃度が約15ppmまでの範
囲である、上記の方法である。
【0053】本発明の一つの局面は、前記浴がさらに、
少なくとも1種のゼラチンを含有し、上記浴中の上記ゼ
ラチンの濃度が約20ppmまでの範囲である、上記の
方法である。
少なくとも1種のゼラチンを含有し、上記浴中の上記ゼ
ラチンの濃度が約20ppmまでの範囲である、上記の
方法である。
【0054】本発明の一つの局面は、前記浴の温度が、
硫酸銅の結晶化する温度より上から、水が上記浴から蒸
発する温度より下までの範囲である、上記の方法であ
る。
硫酸銅の結晶化する温度より上から、水が上記浴から蒸
発する温度より下までの範囲である、上記の方法であ
る。
【0055】本発明の他の局面は、電着された銅箔の製
造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオンを含有
し、付け加えられた塩素イオンを含有しない銅析出浴を
調製する工程、および平方フィート当り約200から約
3000アンペアの範囲の電流密度を用いて、上記浴か
ら銅を電着させるために電流をかける工程、を包含す
る、方法である。
造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオンを含有
し、付け加えられた塩素イオンを含有しない銅析出浴を
調製する工程、および平方フィート当り約200から約
3000アンペアの範囲の電流密度を用いて、上記浴か
ら銅を電着させるために電流をかける工程、を包含す
る、方法である。
【0056】本発明の別の局面は、電着された銅箔の製
造方法であって、トリイソプロパノールアミン、トリエ
タノールアミンおよびピロホスフェートを含有しないこ
とを特徴とし、約20ppmよりも少ない塩素イオンを
含有する、水、銅イオンおよび硫酸イオンを含有する銅
析出浴を調製する工程、および平方フィート当り約20
0から約3000アンペアの範囲の電流密度を用いて、
上記浴から銅を電着させるために電流をかける工程、を
包含する、方法である。
造方法であって、トリイソプロパノールアミン、トリエ
タノールアミンおよびピロホスフェートを含有しないこ
とを特徴とし、約20ppmよりも少ない塩素イオンを
含有する、水、銅イオンおよび硫酸イオンを含有する銅
析出浴を調製する工程、および平方フィート当り約20
0から約3000アンペアの範囲の電流密度を用いて、
上記浴から銅を電着させるために電流をかける工程、を
包含する、方法である。
【0057】本発明のさらに別の局面は、電着された銅
の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオンを
含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有す
る銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り約
200から約3000アンペアの範囲の電流密度を用い
て、上記浴から銅を電着させるために直流または直流で
バイアスをかけられた交流の電流をかける工程を包含す
る、方法である。
の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオンを
含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有す
る銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り約
200から約3000アンペアの範囲の電流密度を用い
て、上記浴から銅を電着させるために直流または直流で
バイアスをかけられた交流の電流をかける工程を包含す
る、方法である。
【0058】本発明のさらに別の局面は、電着された銅
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約400から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いて、上記浴から銅を電着させるために直流または直流
でバイアスをかけられた交流の電流をかける工程、を包
含する、方法である。
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約400から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いて、上記浴から銅を電着させるために直流または直流
でバイアスをかけられた交流の電流をかける工程、を包
含する、方法である。
【0059】本発明のさらに別の局面は、電着された銅
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約800から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いて、上記浴から銅を電着させるために直流または直流
でバイアスをかけられた交流の電流をかける工程、を包
含する、方法である。
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約800から約3000アンペアの範囲の電流密度を用
いて、上記浴から銅を電着させるために直流または直流
でバイアスをかけられた交流の電流をかける工程、を包
含する、方法である。
【0060】本発明のさらに別の局面は、電着された銅
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約1000から約3000アンペアの範囲の電流密度を
用いて、上記浴から銅を電着させるために直流または直
流でバイアスされた交流の電流をかける工程、を包含す
る、方法である。
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約1000から約3000アンペアの範囲の電流密度を
用いて、上記浴から銅を電着させるために直流または直
流でバイアスされた交流の電流をかける工程、を包含す
る、方法である。
【0061】本発明のさらに別の局面は、電着された銅
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約1000から約3000アンペアの範囲の電流密度を
用いて、上記浴から銅を電着させるために直流の電流を
かける工程、を包含する、方法である。
箔の製造方法であって、水、銅イオンおよび硫酸イオン
を含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオンを含有
する銅析出浴を調製する工程、および平方フィート当り
約1000から約3000アンペアの範囲の電流密度を
用いて、上記浴から銅を電着させるために直流の電流を
かける工程、を包含する、方法である。
【0062】
【発明の実施の形態】本発明の銅箔の最大引張強度(U
TS)はIPC−TM−650の試験方法2.4.18
を用いると、23℃にて約60,000psiを越え、
より好ましくは約62,000psiを越え、より好ま
しくは約64,000psiを越え、より好ましくは約
66,000psiを越え、より好ましくは約68,0
00psiを越え、より好ましくは約70,000ps
iを越える。
TS)はIPC−TM−650の試験方法2.4.18
を用いると、23℃にて約60,000psiを越え、
より好ましくは約62,000psiを越え、より好ま
しくは約64,000psiを越え、より好ましくは約
66,000psiを越え、より好ましくは約68,0
00psiを越え、より好ましくは約70,000ps
iを越える。
【0063】上記方法を用いたときのこれらの箔の18
0℃におけるUTSは、好ましくは、約25,000p
siを越え、より好ましくは約30,000psiを越
え、より好ましくは約32,000psiを越え、より
好ましくは約35,000psiを越える。
0℃におけるUTSは、好ましくは、約25,000p
siを越え、より好ましくは約30,000psiを越
え、より好ましくは約32,000psiを越え、より
好ましくは約35,000psiを越える。
【0064】これらの箔の180℃における伸び率は、
IPC−TM−650の試験方法2,4,18を用いる
と、約5.5%を越え、好ましくは約6%を越え、より
好ましくは約8%を越え、より好ましくは約10%を越
える。これらの箔の180℃における伸び率は、好まし
くは5.5%から約40%、より好ましくは約6%から
約35%の範囲である。
IPC−TM−650の試験方法2,4,18を用いる
と、約5.5%を越え、好ましくは約6%を越え、より
好ましくは約8%を越え、より好ましくは約10%を越
える。これらの箔の180℃における伸び率は、好まし
くは5.5%から約40%、より好ましくは約6%から
約35%の範囲である。
【0065】本発明の銅箔は、好ましくは1平方フィー
トあたり約1/8から約14オンス、より好ましくは1
平方フィートあたり約1/4から約6オンス、より好ま
しくは1平方フィートあたり約1/4から約2オンスの
範囲の重量を有する。好適な実施態様においては、これ
らの箔は1平方フィート当り約1/4,3/8,1/
2,1または2オンスの重量を有する。
トあたり約1/8から約14オンス、より好ましくは1
平方フィートあたり約1/4から約6オンス、より好ま
しくは1平方フィートあたり約1/4から約2オンスの
範囲の重量を有する。好適な実施態様においては、これ
らの箔は1平方フィート当り約1/4,3/8,1/
2,1または2オンスの重量を有する。
【0066】本発明の銅箔は、好ましくはマット側の粗
さRtmが、約4.5から約18μm、より好ましくは約
4.5から約15μm、より好ましくは約4.5から約
9μmである。Rtmとは、5箇所のそれぞれ連続した長
さにおける、ピーク部分から谷部分までの垂直距離の平
均をさしていい、これは、英国、レイチェスターのRa
nk Taylor Hobson,Ltd.により市
販されているSurftronic 3形状測定装置を
用いて測定され得る。本発明の1つの実施態様において
は、これらの箔は1平方フィートあたり約1/2オンス
の重量で、マット側が処理されておらず、そのようなマ
ット側のRtmは好ましくは約4.5から約8μm、より
好ましくは約4.5から約6μmである。他の実施態様
においては、これらの箔は1平方フィートあたり約1オ
ンスの重量で、マット側が処理されておらず、そのよう
なマット側のRtmは好ましくは約4.5から約10μ
m、より好ましくは約6から約9μmである。他の実施
態様においては、これらの箔は1平方フィートあたり約
2オンスの重量で、マット側が処理されておらず、その
ようなマット側のRtmは約4.5から約15μm、より
好ましくは約9から約14μm、さらに好ましくは約1
0から約13μmである。
さRtmが、約4.5から約18μm、より好ましくは約
4.5から約15μm、より好ましくは約4.5から約
9μmである。Rtmとは、5箇所のそれぞれ連続した長
さにおける、ピーク部分から谷部分までの垂直距離の平
均をさしていい、これは、英国、レイチェスターのRa
nk Taylor Hobson,Ltd.により市
販されているSurftronic 3形状測定装置を
用いて測定され得る。本発明の1つの実施態様において
は、これらの箔は1平方フィートあたり約1/2オンス
の重量で、マット側が処理されておらず、そのようなマ
ット側のRtmは好ましくは約4.5から約8μm、より
好ましくは約4.5から約6μmである。他の実施態様
においては、これらの箔は1平方フィートあたり約1オ
ンスの重量で、マット側が処理されておらず、そのよう
なマット側のRtmは好ましくは約4.5から約10μ
m、より好ましくは約6から約9μmである。他の実施
態様においては、これらの箔は1平方フィートあたり約
2オンスの重量で、マット側が処理されておらず、その
ようなマット側のRtmは約4.5から約15μm、より
好ましくは約9から約14μm、さらに好ましくは約1
0から約13μmである。
【0067】他の実施態様においては、これらの箔は1
平方フィートあたり約1/2オンスの重量で、マット側
が処理されており、そのような処理されたマット側のR
tmは、好ましくは約4.5から約12μmであり、より
好ましくは約7から約9μmである。他の実施態様にお
いては、これらの箔は1平方フィートあたり約1オンス
の重量で、マット側が処理されており、そのような処理
されたマット側のRtmは、好ましくは約4.5から約1
4μmであり、より好ましくは約10から約12μmで
ある。他の実施態様においては、これらの箔は1平方フ
ィートあたり約2オンスの重量で、マット側が処理され
ており、そのような処理されたマット側のRtmは、好ま
しくは約4.5から約16μmであり、より好ましくは
約11から約14μmである。
平方フィートあたり約1/2オンスの重量で、マット側
が処理されており、そのような処理されたマット側のR
tmは、好ましくは約4.5から約12μmであり、より
好ましくは約7から約9μmである。他の実施態様にお
いては、これらの箔は1平方フィートあたり約1オンス
の重量で、マット側が処理されており、そのような処理
されたマット側のRtmは、好ましくは約4.5から約1
4μmであり、より好ましくは約10から約12μmで
ある。他の実施態様においては、これらの箔は1平方フ
ィートあたり約2オンスの重量で、マット側が処理され
ており、そのような処理されたマット側のRtmは、好ま
しくは約4.5から約16μmであり、より好ましくは
約11から約14μmである。
【0068】「処理されていない」という用語は、ここ
では、箔の性質を改良(rifining)あるいは高
める目的でのその後の処理を行っていない、未加工のあ
るいは基礎となる箔をさしていう。「処理された」とい
う用語は、ここでは、そのような処理を行った後の、未
加工のあるいは基礎となる箔をさしていう。この処理は
全く従来の処理であり、典型的には種々の処理溶液およ
び洗浄溶液を包含する。例えば、既知の電着方法を用
い、インジウム、亜鉛、錫、ニッケル、コバルト、黄銅
(銅−亜鉛合金)、青銅(銅−錫合金)のようなバリア
ー材料の薄層が箔に付与され得る。バリアー層の付与に
先立って、アンカー処理または接着処理が行われる。例
えば、硫酸銅浴で得られる箔の表面に、銅の薄層を析出
させる。バリアー層には、箔の酸化または汚染を防止す
るために、表面安定剤がコートされ得、その例として
は、クロム、クロム−亜鉛および錫が包含される。これ
らの処理技術は、当該分野で周知である。
では、箔の性質を改良(rifining)あるいは高
める目的でのその後の処理を行っていない、未加工のあ
るいは基礎となる箔をさしていう。「処理された」とい
う用語は、ここでは、そのような処理を行った後の、未
加工のあるいは基礎となる箔をさしていう。この処理は
全く従来の処理であり、典型的には種々の処理溶液およ
び洗浄溶液を包含する。例えば、既知の電着方法を用
い、インジウム、亜鉛、錫、ニッケル、コバルト、黄銅
(銅−亜鉛合金)、青銅(銅−錫合金)のようなバリア
ー材料の薄層が箔に付与され得る。バリアー層の付与に
先立って、アンカー処理または接着処理が行われる。例
えば、硫酸銅浴で得られる箔の表面に、銅の薄層を析出
させる。バリアー層には、箔の酸化または汚染を防止す
るために、表面安定剤がコートされ得、その例として
は、クロム、クロム−亜鉛および錫が包含される。これ
らの処理技術は、当該分野で周知である。
【0069】これらの箔の光沢のある側のRtmは、好ま
しくは約6μmを下まわり、より好ましくは約5μmを
下まわり、そして好ましくは約2から約6μmの範囲で
あり、より好ましくは約2から約5μmの範囲である。
しくは約6μmを下まわり、より好ましくは約5μmを
下まわり、そして好ましくは約2から約6μmの範囲で
あり、より好ましくは約2から約5μmの範囲である。
【0070】本発明の方法は、次の事項を除いて従来の
方法と全く同様である。つまり、高電流密度を使用し、
かつ、電解液中の塩素イオン濃度を、好ましくは約20
ppmを下まわる濃度、好ましくは約15ppmを下ま
わる濃度、より好ましくは約10ppmを下まわる濃
度、より好ましくは約5ppmを下まわる濃度に維持す
ることが決定的である以外は全く同様である。塩素イオ
ン濃度が上記レベルを越えないという条件において、塩
素イオンが電解液に加えられ得るが、電解液には塩素イ
オンを全く加えないことが好ましい。従って、本発明の
1つの実施態様においては、電解液には塩素イオンが加
えられず、もし塩素イオンが存在するならば、それは汚
染の結果である。商業的には、塩素イオンは水およびバ
ルク成分中の一般的な汚染成分であるため、電解液中の
塩素イオンの存在を完全に避けることは、もし不可能で
なくても、難しい。電解液の塩素イオン濃度は当該分野
で周知の手法により調節され得る。例えば、塩素イオン
は銀により、電解液から沈澱させ得、あるいは、不溶性
の陽極を用いることにより電解され、塩素ガスとして溶
液から除かれ得る。
方法と全く同様である。つまり、高電流密度を使用し、
かつ、電解液中の塩素イオン濃度を、好ましくは約20
ppmを下まわる濃度、好ましくは約15ppmを下ま
わる濃度、より好ましくは約10ppmを下まわる濃
度、より好ましくは約5ppmを下まわる濃度に維持す
ることが決定的である以外は全く同様である。塩素イオ
ン濃度が上記レベルを越えないという条件において、塩
素イオンが電解液に加えられ得るが、電解液には塩素イ
オンを全く加えないことが好ましい。従って、本発明の
1つの実施態様においては、電解液には塩素イオンが加
えられず、もし塩素イオンが存在するならば、それは汚
染の結果である。商業的には、塩素イオンは水およびバ
ルク成分中の一般的な汚染成分であるため、電解液中の
塩素イオンの存在を完全に避けることは、もし不可能で
なくても、難しい。電解液の塩素イオン濃度は当該分野
で周知の手法により調節され得る。例えば、塩素イオン
は銀により、電解液から沈澱させ得、あるいは、不溶性
の陽極を用いることにより電解され、塩素ガスとして溶
液から除かれ得る。
【0071】電流密度を、好ましくは1平方フィートあ
たり約200から約300アンペア、より好ましくは1
平方フィートあたり約400から約3000アンペア、
より好ましくは1平方フィートあたり約800から約3
000アンペア、より好ましくは1平方フィートあたり
約1000から約3000アンペアの範囲に維持するこ
とが決定的である。1つの実施態様においては、電流密
度が1平方フィートあたり約400から約2000アン
ペアの範囲であることが有用である。1つの実施態様に
おいては、電流密度が1平方フィートあたり約800か
ら約1700アンペアの範囲であることが有用である。
1つの実施態様においては、電流密度が1平方フィート
あたり約1000から約1500アンペアの範囲である
ことが有用である。
たり約200から約300アンペア、より好ましくは1
平方フィートあたり約400から約3000アンペア、
より好ましくは1平方フィートあたり約800から約3
000アンペア、より好ましくは1平方フィートあたり
約1000から約3000アンペアの範囲に維持するこ
とが決定的である。1つの実施態様においては、電流密
度が1平方フィートあたり約400から約2000アン
ペアの範囲であることが有用である。1つの実施態様に
おいては、電流密度が1平方フィートあたり約800か
ら約1700アンペアの範囲であることが有用である。
1つの実施態様においては、電流密度が1平方フィート
あたり約1000から約1500アンペアの範囲である
ことが有用である。
【0072】電解液は、銅イオン濃度が、好ましくは1
リットルあたり約50から約120gの範囲であり、よ
り好ましくは1リットルあたり約75から約110gで
ある。銅イオン供給源は、当該分野で用いられているい
ずれの銅供給ストックでもあり得、それらの例には銅の
砲弾、再生利用された銅、ワイヤなどが含まれる。
リットルあたり約50から約120gの範囲であり、よ
り好ましくは1リットルあたり約75から約110gで
ある。銅イオン供給源は、当該分野で用いられているい
ずれの銅供給ストックでもあり得、それらの例には銅の
砲弾、再生利用された銅、ワイヤなどが含まれる。
【0073】電解液中の硫酸イオン濃度は、1リットル
あたり約50から約110g、より好ましくは1リット
ルあたり約70から約90gである。硫酸イオンの起源
は好ましくは硫酸である。硫酸イオンの他の起源には、
硫酸ナトリウム、硫酸カリウムまたは硫酸銅が含まれ
る。
あたり約50から約110g、より好ましくは1リット
ルあたり約70から約90gである。硫酸イオンの起源
は好ましくは硫酸である。硫酸イオンの他の起源には、
硫酸ナトリウム、硫酸カリウムまたは硫酸銅が含まれ
る。
【0074】電解液は、必要に応じて、1種またはそれ
以上の活性硫黄含有物質を含み得る。「活性硫黄含有物
質」という用語は、一般に、2価の硫黄原子を有し、そ
の硫黄原子の2つの結合手が共に、1またはそれ以上の
窒素原子を有する炭素原子(該窒素原子はまた、該炭素
原子に直接結合している)に直接結合していることによ
り特徴づけられる物質をさしていう。このグループの化
合物においては、硫黄原子と炭素原子または窒素原子と
炭素原子との間で二重結合が、ある場合には存在し、あ
るいは交互に存在し得る。チオ尿素は、有用な活性硫黄
含有物質である。次の核を有するチオ尿素:
以上の活性硫黄含有物質を含み得る。「活性硫黄含有物
質」という用語は、一般に、2価の硫黄原子を有し、そ
の硫黄原子の2つの結合手が共に、1またはそれ以上の
窒素原子を有する炭素原子(該窒素原子はまた、該炭素
原子に直接結合している)に直接結合していることによ
り特徴づけられる物質をさしていう。このグループの化
合物においては、硫黄原子と炭素原子または窒素原子と
炭素原子との間で二重結合が、ある場合には存在し、あ
るいは交互に存在し得る。チオ尿素は、有用な活性硫黄
含有物質である。次の核を有するチオ尿素:
【0075】
【化1】 およびS=C=N−基を有するイソチオシアネートが有
用であるチオシンアミン(アリルチオ尿素)およびチオ
セミカルバジドもまた有用である。活性硫黄含有物質は
電解液に可溶であり、他の成分に相溶性がなければなら
ない。電解液中の活性硫黄含有物質の濃度は、好ましく
は約15ppmまでであり、より好ましくは約0.1m
から約15ppmの範囲である。
用であるチオシンアミン(アリルチオ尿素)およびチオ
セミカルバジドもまた有用である。活性硫黄含有物質は
電解液に可溶であり、他の成分に相溶性がなければなら
ない。電解液中の活性硫黄含有物質の濃度は、好ましく
は約15ppmまでであり、より好ましくは約0.1m
から約15ppmの範囲である。
【0076】電解液は、必要に応じて1種またはそれ以
上のゼラチンを含有し得る。ここで有用なゼラチンは、
コラーゲン由来の水溶性タンパクの異種性の混合物であ
る。これらのゼラチンは水とともに動物の皮、腱、靱
体、骨などを煮沸させて得られうる。動物性のにかわが
好適なゼラチンである。なぜならそれは比較的安価であ
り、市販されており、そして取りあつかいに便利である
ためである。電解液中のゼラチンの濃度は、好ましくは
約20ppmまで、より好ましくは約10ppmまでで
あり、そして好ましくは約0.2から約10ppmの範
囲である。
上のゼラチンを含有し得る。ここで有用なゼラチンは、
コラーゲン由来の水溶性タンパクの異種性の混合物であ
る。これらのゼラチンは水とともに動物の皮、腱、靱
体、骨などを煮沸させて得られうる。動物性のにかわが
好適なゼラチンである。なぜならそれは比較的安価であ
り、市販されており、そして取りあつかいに便利である
ためである。電解液中のゼラチンの濃度は、好ましくは
約20ppmまで、より好ましくは約10ppmまでで
あり、そして好ましくは約0.2から約10ppmの範
囲である。
【0077】電解液は電着した箔の性質を調節するため
に当該分野で既知の他の添加剤を含有し得る。その例に
は、糖みつ、アラビアゴム、ポリアルキレングリコール
(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリイソプロピレングリコールなど)、ジチ
オスレイトール、アミノ酸(例えば、プロリン、ヒドロ
キシプロリン、システインなど)、アクリルアミド、ス
ルホプロピルジスルフィド、テトラエチルチウラムジス
ルフィド(tetraethylthiuram di
sulfide)、ベンジルクロリド、エピクロルヒド
リン、クロロヒドロキシプロピルスルホネート、アルキ
レンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレン
オキシドなど)、スルホニウムアルカンスルホネート、
チオカルバモイルジスルフィド、セレン酸、またはそれ
らの2種もしくはそれ以上の混合物が含まれる。
に当該分野で既知の他の添加剤を含有し得る。その例に
は、糖みつ、アラビアゴム、ポリアルキレングリコール
(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリイソプロピレングリコールなど)、ジチ
オスレイトール、アミノ酸(例えば、プロリン、ヒドロ
キシプロリン、システインなど)、アクリルアミド、ス
ルホプロピルジスルフィド、テトラエチルチウラムジス
ルフィド(tetraethylthiuram di
sulfide)、ベンジルクロリド、エピクロルヒド
リン、クロロヒドロキシプロピルスルホネート、アルキ
レンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレン
オキシドなど)、スルホニウムアルカンスルホネート、
チオカルバモイルジスルフィド、セレン酸、またはそれ
らの2種もしくはそれ以上の混合物が含まれる。
【0078】ある実施態様においては電解液は、トリイ
ソプロパノールアミンまたはトリエタノールアミン、ま
たはそれら両者が存在しないことにより特徴づけられ
る。ある実施態様においては、電解液は、ピロホスフェ
ートが存在しないことにより特徴づけられる。ある実施
態様においては、電解液は、シアニドが存在しないこと
により特徴づけられる。
ソプロパノールアミンまたはトリエタノールアミン、ま
たはそれら両者が存在しないことにより特徴づけられ
る。ある実施態様においては、電解液は、ピロホスフェ
ートが存在しないことにより特徴づけられる。ある実施
態様においては、電解液は、シアニドが存在しないこと
により特徴づけられる。
【0079】電解液の温度は硫酸銅の結晶温度のすぐ上
の温度から、該液から水が蒸発する温度のすぐ下の温度
の範囲であり得る。温度は、好ましくは約40℃から約
80℃、より好ましくは約55℃から約60℃である。
の温度から、該液から水が蒸発する温度のすぐ下の温度
の範囲であり得る。温度は、好ましくは約40℃から約
80℃、より好ましくは約55℃から約60℃である。
【0080】本発明の方法は、電解液を形成することに
よって、好ましくは、硫酸中に金属銅の供給ストックを
溶解すること(または分解すること)によって開始され
る。銅が溶解された後、この溶液を、電着箔が破壊およ
び/または切れ目を含まないこと保証するために精製プ
ロセスに供する。種々の薬剤、例えば、活性硫黄含有物
質および/またはゼラチン、および電着箔の性質を調節
するための当該分野において知られている他の薬剤が、
この溶液に加えられ得る。この溶液は電鋳セル中にポン
プで注入され、そしてアノードとカソードとの間に電圧
をかけると、銅の電着がカソードで起こる。電流は好ま
しくは、直流または直流でバイアスをかけられた交流で
ある。1実施態様において、この方法は、種々の直径お
よび幅を有し得る回転可能な筒状のカソードの使用を包
含する。電着された箔は、次いで、カソードが回転する
のに従って、連続的なウェブとして円筒カソードから取
り除かれる。アノードは典型的には、アノードとカソー
ドとの間隔またはギャップが一定であるように、カソー
ドの形態にそうように作られている。このことは、ウェ
ブの断面の厚みが一定である箔を製造するために望まし
い。
よって、好ましくは、硫酸中に金属銅の供給ストックを
溶解すること(または分解すること)によって開始され
る。銅が溶解された後、この溶液を、電着箔が破壊およ
び/または切れ目を含まないこと保証するために精製プ
ロセスに供する。種々の薬剤、例えば、活性硫黄含有物
質および/またはゼラチン、および電着箔の性質を調節
するための当該分野において知られている他の薬剤が、
この溶液に加えられ得る。この溶液は電鋳セル中にポン
プで注入され、そしてアノードとカソードとの間に電圧
をかけると、銅の電着がカソードで起こる。電流は好ま
しくは、直流または直流でバイアスをかけられた交流で
ある。1実施態様において、この方法は、種々の直径お
よび幅を有し得る回転可能な筒状のカソードの使用を包
含する。電着された箔は、次いで、カソードが回転する
のに従って、連続的なウェブとして円筒カソードから取
り除かれる。アノードは典型的には、アノードとカソー
ドとの間隔またはギャップが一定であるように、カソー
ドの形態にそうように作られている。このことは、ウェ
ブの断面の厚みが一定である箔を製造するために望まし
い。
【0081】本発明の銅箔は、滑らかなまたは光沢のあ
る(ドラム)側、およびざらざらしたまたはマット(銅
電着成長面)側を有する。これらの箔は、寸法安定性お
よび構造安定性を与えるために誘電基板(dielec
tric substrates)に結合され得、この
点に関しては、電着箔のマット側をこの基板に結合する
ことが好ましく、その結果、箔の光沢のある側が積層板
の外側を向く。有用な誘電基板は、織布ガラス補強材料
を、部分的に硬化した樹脂、通常、エポキシ樹脂に浸す
ことにより調製され得る。これらの誘電基板は、時折、
プレプレッグと呼ばれる。
る(ドラム)側、およびざらざらしたまたはマット(銅
電着成長面)側を有する。これらの箔は、寸法安定性お
よび構造安定性を与えるために誘電基板(dielec
tric substrates)に結合され得、この
点に関しては、電着箔のマット側をこの基板に結合する
ことが好ましく、その結果、箔の光沢のある側が積層板
の外側を向く。有用な誘電基板は、織布ガラス補強材料
を、部分的に硬化した樹脂、通常、エポキシ樹脂に浸す
ことにより調製され得る。これらの誘電基板は、時折、
プレプレッグと呼ばれる。
【0082】この積層板を調製する際に、プレプレッグ
材料および電着銅箔の両方が、ロールに巻かれた長いウ
ェブの材料の形態で与えられることが好ましい。この巻
かれた材料はロールから引き出され、そして長方形のシ
ートに切られる。この長方形のシートは、次いで、積み
重ねられた集合体に重ねられ、または集められる。それ
ぞれの集合体は、その各側に箔のシートを有するプレプ
レッグシートを含有し得、それぞれの場合に、銅箔シー
トのマット側がプレプレッグに隣接して配置され、その
結果、箔シートの光沢のある側がこの集合体の各々の側
において外側を向く。
材料および電着銅箔の両方が、ロールに巻かれた長いウ
ェブの材料の形態で与えられることが好ましい。この巻
かれた材料はロールから引き出され、そして長方形のシ
ートに切られる。この長方形のシートは、次いで、積み
重ねられた集合体に重ねられ、または集められる。それ
ぞれの集合体は、その各側に箔のシートを有するプレプ
レッグシートを含有し得、それぞれの場合に、銅箔シー
トのマット側がプレプレッグに隣接して配置され、その
結果、箔シートの光沢のある側がこの集合体の各々の側
において外側を向く。
【0083】この集合体は、銅箔シートの間にプレプレ
ッグシートを有する積層板を調製するため、従来の積層
温度、および積層プレスのプレート間の圧力に供し得
る。
ッグシートを有する積層板を調製するため、従来の積層
温度、および積層プレスのプレート間の圧力に供し得
る。
【0084】このプレプレッグは、部分的に硬化した2
相の樹脂で満たされた織布ガラス補強織物からなり得
る。熱および圧力の付加によって、銅箔のマット側は、
プレプレッグにしっかり押し付けられ、そして、この集
合体が供される温度は、この樹脂を活性化し硬化、すな
わち、樹脂の架橋結合と、プレプレッグ誘電基板への箔
のこのような強い結合とをもたらす。一般的に言うと、
積層操作は、約250psiから約750psiの範囲
の圧力、約175℃から235℃の範囲の温度および約
40分から約2時間の積層サイクルを包含する。仕上げ
られた積層板は、次いで、プリント回路板(PCB)を
製造するために利用され得る。
相の樹脂で満たされた織布ガラス補強織物からなり得
る。熱および圧力の付加によって、銅箔のマット側は、
プレプレッグにしっかり押し付けられ、そして、この集
合体が供される温度は、この樹脂を活性化し硬化、すな
わち、樹脂の架橋結合と、プレプレッグ誘電基板への箔
のこのような強い結合とをもたらす。一般的に言うと、
積層操作は、約250psiから約750psiの範囲
の圧力、約175℃から235℃の範囲の温度および約
40分から約2時間の積層サイクルを包含する。仕上げ
られた積層板は、次いで、プリント回路板(PCB)を
製造するために利用され得る。
【0085】PCBに適用するための電導性箔は、マッ
ト側と積層板との間の結合および剥離強度を促進するた
めに、好ましくは、少なくともマット側において処理さ
れる。好ましくは、この箔の処理は、表面領域を増や
し、従って結合を増強し、剥離強度を増加するために結
合材料での処理を包含する。この箔はまた、熱バリアを
提供するために処理される。それは、真鍮であり得、剥
離強度が温度によって減少することを防ぐ。最終的に、
この箔は、箔の酸化を防ぐために安定化剤で処理され得
る。これらの処理は当該分野に周知である。
ト側と積層板との間の結合および剥離強度を促進するた
めに、好ましくは、少なくともマット側において処理さ
れる。好ましくは、この箔の処理は、表面領域を増や
し、従って結合を増強し、剥離強度を増加するために結
合材料での処理を包含する。この箔はまた、熱バリアを
提供するために処理される。それは、真鍮であり得、剥
離強度が温度によって減少することを防ぐ。最終的に、
この箔は、箔の酸化を防ぐために安定化剤で処理され得
る。これらの処理は当該分野に周知である。
【0086】積層板からPCBを調製するのに、多くの
製造方法が利用され得る。さらに、無数の可能な最終的
な使用の適用がある。それはラジオ、テレビ、コンピュ
ーターなどへのPCBの適用を包含する。これらの方法
および最終的な使用は当該分野において知られている。
製造方法が利用され得る。さらに、無数の可能な最終的
な使用の適用がある。それはラジオ、テレビ、コンピュ
ーターなどへのPCBの適用を包含する。これらの方法
および最終的な使用は当該分野において知られている。
【0087】本発明の1実施態様において、銅箔を作成
するための連続的な電着方法が与えられる。この方法の
フローシートを図1に描く。この方法で用いられる装置
には、アノード12、カソード14、容器16および電
解液18を含む電鋳セル10が包含される。アノード1
2は電解液18中に沈められ、そしてカソード14は一
部電解液18中に沈められる。
するための連続的な電着方法が与えられる。この方法の
フローシートを図1に描く。この方法で用いられる装置
には、アノード12、カソード14、容器16および電
解液18を含む電鋳セル10が包含される。アノード1
2は電解液18中に沈められ、そしてカソード14は一
部電解液18中に沈められる。
【0088】電解液18は銅イオンおよび硫酸イオンを
含有し、20ppmより少ない塩素イオン含有量により
特徴付けられる。電解液18はまた、チオ尿素のような
活性硫黄含有物質および/または動物性のにかわのよう
なゼラチンを含有し得る。当業者によく知られている電
気的手段が、アノード12とカソード14との間に電流
を付加するために備えられている。この電流は好ましく
は、直流または直流でバイアスをかけられた交流であ
る。溶液18中の銅イオンは、カソード14の周囲面1
4aで電子を得、そこで、金属銅が箔層ウェブ20の形
態で電解析出する(plate out)。カソード1
4はこのプロセスの間、連続的にその軸14bのまわり
を回転し、そして箔層20は、連続的なウェブとして表
面14aから連続的に回収されて、ロール20a中に形
成される。
含有し、20ppmより少ない塩素イオン含有量により
特徴付けられる。電解液18はまた、チオ尿素のような
活性硫黄含有物質および/または動物性のにかわのよう
なゼラチンを含有し得る。当業者によく知られている電
気的手段が、アノード12とカソード14との間に電流
を付加するために備えられている。この電流は好ましく
は、直流または直流でバイアスをかけられた交流であ
る。溶液18中の銅イオンは、カソード14の周囲面1
4aで電子を得、そこで、金属銅が箔層ウェブ20の形
態で電解析出する(plate out)。カソード1
4はこのプロセスの間、連続的にその軸14bのまわり
を回転し、そして箔層20は、連続的なウェブとして表
面14aから連続的に回収されて、ロール20a中に形
成される。
【0089】この方法は、電解液から銅イオンおよび硫
酸イオン、および使用するなら、ゼラチンおよび活性硫
黄含有物質を消耗させる。これらの成分は、連続的に補
充される。電解液18は、ライン22を介して回収さ
れ、そしてフィルター24、分解槽(digeste
r)26およびフィルター28によって再循環され、次
いで、ライン30を介して容器16に再導入される。供
給源32からの硫酸は、ライン34を介して分解槽26
に進められる。供給源36からの金属銅は、ルート38
に沿って分解槽26に導入される。金属銅は、硫酸によ
って分解され、分解槽26中で銅イオンを形成する。
酸イオン、および使用するなら、ゼラチンおよび活性硫
黄含有物質を消耗させる。これらの成分は、連続的に補
充される。電解液18は、ライン22を介して回収さ
れ、そしてフィルター24、分解槽(digeste
r)26およびフィルター28によって再循環され、次
いで、ライン30を介して容器16に再導入される。供
給源32からの硫酸は、ライン34を介して分解槽26
に進められる。供給源36からの金属銅は、ルート38
に沿って分解槽26に導入される。金属銅は、硫酸によ
って分解され、分解槽26中で銅イオンを形成する。
【0090】調製済みのゼラチンは、ライン42を介し
て供給源40からライン22の再循環溶液に加えられ
る。活性硫黄含有物質は、供給源46からライン44に
よって、ライン30の再循環溶液に加えられる。この活
性硫黄含有物質は、好ましくは、容器16近くの場所で
再循環溶液中に導入される。
て供給源40からライン22の再循環溶液に加えられ
る。活性硫黄含有物質は、供給源46からライン44に
よって、ライン30の再循環溶液に加えられる。この活
性硫黄含有物質は、好ましくは、容器16近くの場所で
再循環溶液中に導入される。
【0091】
【実施例】以下の実施例は、本発明を例示するために提
供される。他に示されなければ、以下の実施例におい
て、および本明細書および請求の範囲において、全ての
部およびパーセントは重量基準であり、全ての温度は摂
氏であり、そして全ての圧力は大気圧である。
供される。他に示されなければ、以下の実施例におい
て、および本明細書および請求の範囲において、全ての
部およびパーセントは重量基準であり、全ての温度は摂
氏であり、そして全ての圧力は大気圧である。
【0092】以下の実施例1〜15のそれぞれにおい
て、平行した平板電極を用いた電鋳セルを用いる。アノ
ードはチタニウムをコートしたイリジウムである。カソ
ードはチタニウムである。カソードは、銅箔がそれから
剥離され得るように除去可能性である。フィルターを備
えた貯蔵槽が、電解液の混合に用いられ、そして電解液
を電鋳セルに、および電鋳セルからポンプするための手
段が備えられている。この電解液は、100±5gms
/リットルの濃度の銅イオン、80±5gms/リット
ルの濃度の硫酸、および5ppmの濃度の塩素イオンを
有する。電解液の温度は60℃である。実施例1〜12
における電解液は、0から4ppmの様々な濃度で動物
性のにかわを含有する。実施例13〜15における電解
液は、2から4ppmの様々な濃度のチオ尿素を含有す
る。電極間の電解質の流速の割合は124cm/秒であ
る。
て、平行した平板電極を用いた電鋳セルを用いる。アノ
ードはチタニウムをコートしたイリジウムである。カソ
ードはチタニウムである。カソードは、銅箔がそれから
剥離され得るように除去可能性である。フィルターを備
えた貯蔵槽が、電解液の混合に用いられ、そして電解液
を電鋳セルに、および電鋳セルからポンプするための手
段が備えられている。この電解液は、100±5gms
/リットルの濃度の銅イオン、80±5gms/リット
ルの濃度の硫酸、および5ppmの濃度の塩素イオンを
有する。電解液の温度は60℃である。実施例1〜12
における電解液は、0から4ppmの様々な濃度で動物
性のにかわを含有する。実施例13〜15における電解
液は、2から4ppmの様々な濃度のチオ尿素を含有す
る。電極間の電解質の流速の割合は124cm/秒であ
る。
【0093】実施例1〜12におけるアンペア/平方フ
ィート(ASF)で表した電流密度、動物性のにかわの
濃度およびテスト結果を表Iに示す。実施例13〜15
における電流密度、チオ尿素の濃度およびテスト結果を
表IIに示す。最大引張強度(UTS)および伸び率は
IPC−TM−650のテスト方法2.4.18の要求
に従って測定される。マット側の粗さ、Rtmは、形状測
定装置Surftronic 3(Rank Tayl
or Hobson Ltd.,レイチェスター、英
国)を用いて測定される。テストされる箔サンプルは未
処理である。
ィート(ASF)で表した電流密度、動物性のにかわの
濃度およびテスト結果を表Iに示す。実施例13〜15
における電流密度、チオ尿素の濃度およびテスト結果を
表IIに示す。最大引張強度(UTS)および伸び率は
IPC−TM−650のテスト方法2.4.18の要求
に従って測定される。マット側の粗さ、Rtmは、形状測
定装置Surftronic 3(Rank Tayl
or Hobson Ltd.,レイチェスター、英
国)を用いて測定される。テストされる箔サンプルは未
処理である。
【0094】
【表1】
【0095】
【表2】 比較のために、塩素イオン濃度を5ppmから50pp
mに増加すること以外は同様にして、実施例1〜15を
繰り返す。これらの比較例を比較例1−Cから15−C
とする。これらの比較例の結果を表IIIおよびIVに
示す。
mに増加すること以外は同様にして、実施例1〜15を
繰り返す。これらの比較例を比較例1−Cから15−C
とする。これらの比較例の結果を表IIIおよびIVに
示す。
【0096】
【表3】
【0097】
【表4】 実施例1から15において与えられたデータは、500
から1500アンペア/平方フィートの電流密度、およ
びわずか5ppmだけの濃度の塩素イオンを有する銅電
着槽を用いることにより、箔の性質、すなわち、180
℃で測定された伸び率が5.6%から36.0%の範囲
であり、23℃で測定された最大引張強度が63,10
0から89,900psiの範囲であり、およびマット
側のRtmが4.48から11.07μmの範囲であると
いう唯一の組み合せを得ることが可能であることを示
す。一方、比較例1−Cから15−Cは、塩素イオン濃
度を50ppmに増加させると、比較例2−Cおよび3
−Cだけが、180℃で5.5%より大きい伸び率、2
3℃で60,000psiより大きい最大引張強度、お
よび4.5から18μmの範囲のマット側Rtmという所
望の性質を有する箔を得たことを示している。実施例2
および3において作成された箔の性質を、比較例2−C
および3−Cにおいて作成された箔とそれぞれ比較する
と、それぞれの場合に、実施例2および3において作成
された箔が比較例2−Cおよび3−Cにおいて作成され
た箔より高い引張強度および低い粗さを有することが示
される。
から1500アンペア/平方フィートの電流密度、およ
びわずか5ppmだけの濃度の塩素イオンを有する銅電
着槽を用いることにより、箔の性質、すなわち、180
℃で測定された伸び率が5.6%から36.0%の範囲
であり、23℃で測定された最大引張強度が63,10
0から89,900psiの範囲であり、およびマット
側のRtmが4.48から11.07μmの範囲であると
いう唯一の組み合せを得ることが可能であることを示
す。一方、比較例1−Cから15−Cは、塩素イオン濃
度を50ppmに増加させると、比較例2−Cおよび3
−Cだけが、180℃で5.5%より大きい伸び率、2
3℃で60,000psiより大きい最大引張強度、お
よび4.5から18μmの範囲のマット側Rtmという所
望の性質を有する箔を得たことを示している。実施例2
および3において作成された箔の性質を、比較例2−C
および3−Cにおいて作成された箔とそれぞれ比較する
と、それぞれの場合に、実施例2および3において作成
された箔が比較例2−Cおよび3−Cにおいて作成され
た箔より高い引張強度および低い粗さを有することが示
される。
【0098】実施例1から12、比較例1−Cから12
−C、実施例14から15および比較例14−Cから1
5−Cにおいて作成された箔の断面の顕微鏡写真を10
17倍の拡大率で撮影し、そして図2〜6としてここに
提供する。図2〜6における顕微鏡写真のそれぞれで
は、マット側は上部であり、そして光沢のある側は下部
である。図2は、実施例1から3の箔と比較例1−Cか
ら3−Cの箔とを並べて比較する。図3は、実施例4か
ら6の箔と比較例4−Cから6−Cの箔とを並べて比較
する。図4は、実施例7から9の箔と比較例7−Cから
9−Cの箔とを並べて比較する。図5は、実施例10か
ら12の箔と比較例10−Cから12−Cの箔とを並べ
て比較する。図6は、実施例14から15の箔と比較例
14−Cから15−Cの箔とを並べて比較する。図2〜
6の顕微鏡写真はわずか5ppmだけの塩素イオン濃度
で本発明に従って作成された銅箔(実施例1から12、
および14から15)は、50ppmの塩素イオン濃度
で作成された相当する箔と比較されるとき、粒子が細か
く比較的なめらかである(比較例1−Cから12−C、
14−Cおよび15−C)。
−C、実施例14から15および比較例14−Cから1
5−Cにおいて作成された箔の断面の顕微鏡写真を10
17倍の拡大率で撮影し、そして図2〜6としてここに
提供する。図2〜6における顕微鏡写真のそれぞれで
は、マット側は上部であり、そして光沢のある側は下部
である。図2は、実施例1から3の箔と比較例1−Cか
ら3−Cの箔とを並べて比較する。図3は、実施例4か
ら6の箔と比較例4−Cから6−Cの箔とを並べて比較
する。図4は、実施例7から9の箔と比較例7−Cから
9−Cの箔とを並べて比較する。図5は、実施例10か
ら12の箔と比較例10−Cから12−Cの箔とを並べ
て比較する。図6は、実施例14から15の箔と比較例
14−Cから15−Cの箔とを並べて比較する。図2〜
6の顕微鏡写真はわずか5ppmだけの塩素イオン濃度
で本発明に従って作成された銅箔(実施例1から12、
および14から15)は、50ppmの塩素イオン濃度
で作成された相当する箔と比較されるとき、粒子が細か
く比較的なめらかである(比較例1−Cから12−C、
14−Cおよび15−C)。
【0099】本発明がその好ましい実施態様に関して説
明される一方、その種々の修飾は本明細書を読むとき、
当業者に自明であることが理解されるべきである。従っ
て、ここで開示されている本発明は、添付されたクレー
ムの範囲中に含まれるような修飾を包含することを意図
することが理解される。
明される一方、その種々の修飾は本明細書を読むとき、
当業者に自明であることが理解されるべきである。従っ
て、ここで開示されている本発明は、添付されたクレー
ムの範囲中に含まれるような修飾を包含することを意図
することが理解される。
【0100】本発明は、180℃で測定した伸び率が約
5.5%より大きく、23℃で測定した最大引張強度が
約60,000psiより大きく、そしてマット側のR
tmが約4.5から約18μmの範囲である、電着された
銅箔に関する。本発明はまた、水、銅イオンおよび硫酸
イオンを含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオン
を含有する銅析出浴を調製し;平方フィート当り約20
0から約3000アンペアの範囲の電流密度を用いて、
上記浴から銅を電着させるために上記浴に電流をかける
こと;を包含する電着された銅箔の製造方法にも関す
る。
5.5%より大きく、23℃で測定した最大引張強度が
約60,000psiより大きく、そしてマット側のR
tmが約4.5から約18μmの範囲である、電着された
銅箔に関する。本発明はまた、水、銅イオンおよび硫酸
イオンを含有し、約20ppmよりも少ない塩素イオン
を含有する銅析出浴を調製し;平方フィート当り約20
0から約3000アンペアの範囲の電流密度を用いて、
上記浴から銅を電着させるために上記浴に電流をかける
こと;を包含する電着された銅箔の製造方法にも関す
る。
【0101】
【発明の効果】本発明により、180℃で測定したとき
の伸び率が約5.5%を越え、23℃で測定したときの
最大引張強度が約60,000psiを越え、そして、
マット側のRtmが約4.5から約18μmの範囲である
電着銅箔が得られた。さらに、本発明により、次の工程
を包含する電着銅箔の製造方法が得られた:水、銅イオ
ンおよび硫酸イオンを含有し、約20ppm未満の塩素
イオンを含有する銅析出浴を調製すること;および上記
浴に、1平方フィートあたり約200から3000アン
ペアの割合の電流密度で電流を付与して上記浴から銅を
電着させること。
の伸び率が約5.5%を越え、23℃で測定したときの
最大引張強度が約60,000psiを越え、そして、
マット側のRtmが約4.5から約18μmの範囲である
電着銅箔が得られた。さらに、本発明により、次の工程
を包含する電着銅箔の製造方法が得られた:水、銅イオ
ンおよび硫酸イオンを含有し、約20ppm未満の塩素
イオンを含有する銅析出浴を調製すること;および上記
浴に、1平方フィートあたり約200から3000アン
ペアの割合の電流密度で電流を付与して上記浴から銅を
電着させること。
【図1】図1は、本発明の方法の好適な実施態様を示す
フローシートである。
フローシートである。
【図2】図2は、実施例1から3、および比較例1−C
から3−Cで製造される銅箔の断面の、1017倍に拡
大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
から3−Cで製造される銅箔の断面の、1017倍に拡
大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
【図3】図3は、実施例4から6、および比較例4−C
から6−Cで製造される銅箔の断面の、1017倍に拡
大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
から6−Cで製造される銅箔の断面の、1017倍に拡
大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
【図4】図4は、実施例7から9、および比較例7−C
から9−Cで製造される銅箔の断面の、1017倍に撮
影して撮影した一群の顕微鏡写真である。
から9−Cで製造される銅箔の断面の、1017倍に撮
影して撮影した一群の顕微鏡写真である。
【図5】図5は、実施例10から12、および比較例1
0−Cから12−Cで製造される銅箔の断面の、101
7倍に拡大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
0−Cから12−Cで製造される銅箔の断面の、101
7倍に拡大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
【図6】図6は、実施例14および15、および比較例
14−Cおよび15−Cで製造される銅箔の断面の、1
017倍に拡大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
14−Cおよび15−Cで製造される銅箔の断面の、1
017倍に拡大して撮影した一群の顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594064150 35129 Curtis Boulevar d,Eastlake,Ohio 44095, United States of Am erica (72)発明者 ディノ エフ. ディフランコ アメリカ合衆国 オハイオ 44143 メイ フィールド ビレッジ,ゾーン レイン 553 (72)発明者 クレイグ ジェイ. ハセガワ アメリカ合衆国 オハイオ 44094 ウィ ロビー ヒルズ,パー レイン #803 2255
Claims (1)
- 【請求項1】 180℃で測定した伸び率が5.5%よ
り大きく、23℃で測定した最大引張強度が60,00
0psiより大きく、およびマット側のRtmが4.5か
ら18μmの範囲である、電着された銅箔。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020613 |