JP2009206514A

JP2009206514A - プリント回路用銅箔及びその表面処理方法、並びにメッキ装置

Info

Publication number: JP2009206514A
Application number: JP2009040973A
Authority: JP
Inventors: Seung Jun Choi; スン−ジュンチェ，; Sang Gyum Kim; サン−ギュンキム，; Jeong Ik Kim; ジョン−イクキム，; Jong-Ho Lee; ジョン−ホリ，; Seung Min Kim; スン−ミンキム，; Young Uk Chae; ヨン−ウクチャ，
Original assignee: LS Mtron Ltd
Current assignee: LS Mtron Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2009-09-10
Also published as: KR100974373B1; CN101521996A; KR20090092919A

Abstract

【課題】耐熱性、耐酸性などを改善したプリント回路用銅箔及びその表面処理方法を提供する。
【解決手段】本発明によるプリント回路用銅箔は、製箔工程を経た銅箔の表面に銅ノジュール層を形成する段階と、前記銅ノジュール層上にモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金をメッキしてバリア層を形成する段階と、を含む方法で表面処理されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリント回路用銅箔の表面処理に関し、より詳しくは、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などのプリント回路に用いられる銅箔の表面をメッキ処理して耐熱性、耐酸性などを改善したプリント回路用銅箔及びそのための表面処理方法、並びにメッキ装置に関する。

電子部品用プリント回路に用いられる基礎素材である銅箔は、電気メッキ法で電解銅箔を製造する製箔工程と、原箔に剥離強度などを与えるための後処理工程と、を通じて製造される。

通常の製箔工程によって製造された銅箔は、電気メッキするときに陰極板から剥離され、相対的に粗度が低くて光沢のある面（Ｓ面：ＳｈｉｎｙＳｉｄｅ）と、Ｓ面の他面に位置し、相対的に粗度が高くて光沢のない面（Ｍ面：ＭａｔｔｅＳｉｄｅ）と、に区分される。

製箔工程で製造された電解銅箔は、後処理工程で銅ノジュールとバリアを形成する表面処理を施すことでプリント回路用に好適な物理的、化学的特性が与えられる。

すなわち、後処理工程で銅箔は、図１に示されたように第１銅メッキ槽１０、第２銅メッキ槽１１、ニッケルメッキ槽１２、クロムメッキ槽１３などを順次通過することで電気メッキによって表面処理される。図１において、本体銅箔１は複数のガイドロール１４によって各メッキ槽の内部に導かれ、最終的に巻取りロール１５に巻き取られる。各メッキ槽の内部に配置されるガイドロール１４には、電気メッキのためにメッキ液に印加される極性に対応する極性の電極が連結される。第１銅メッキ槽１０には銅箔のＭ面に銅ノジュールの核を生成させるためのメッキ液が満たされ、第２銅メッキ槽１１には銅ノジュールの核を成長させるためのメッキ液が満たされる。

後処理工程によってプリント回路用銅箔は、図２に示されたように、本体銅箔１のＭ面上に銅ノジュール層２が設けられた構造を持つ。銅ノジュール層２上には、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）などのメッキ層であるバリア層３が設けられ、耐熱、耐塩酸性、耐酸化性などが与えられる。図示されてはいないが、バリア層３の上には銅箔に接着される樹脂フィルムとの接着力を向上させるために、シランカップリング剤がさらに塗布される。

しかし、従来の後処理工程では接着力、耐熱、耐酸特性などを増加させることに限界があり、特に銅箔とポリマー樹脂を接着させる高温熱処理工程で耐熱性が脆弱であるため、銅箔と樹脂の遊離現象が生じてエッチング性が良くないという問題がある。

本発明は、前述したような問題点を解決するために創案されたものであり、バリア層の金属原素の成分改善を通じて耐熱性、耐酸特性などを向上させることで樹脂フィルムとの接着力とエッチング性などに優れるプリント回路用銅箔及びそのための表面処理方法、並びにメッキ装置を提供することを目的とする。

前述したような目的を達成するために、本発明はモリブデン（Ｍｏ）元素を含むバリア層を提供するプリント回路用銅箔の表面処理方法を開示する。

すなわち、本発明によるプリント回路用銅箔の表面処理方法は製箔工程を経た銅箔の表面に銅ノジュール層を形成する第１段階、及び前記銅ノジュール層上にモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金をメッキしてバリア層を形成する第２段階を含む。

前記モリブデン（Ｍｏ）のメッキ量は０．５〜１００ｍｇ／ｍ^２であることが望ましい。

前記第２段階で前記バリア層を形成するとき、亜鉛（Ｚｎ）または亜鉛（Ｚｎ）合金をメッキする処理をさらに施すことができる。

前記亜鉛（Ｚｎ）のメッキ量は２０ｍｇ／ｍ^２以下であることが望ましい。

前記第２段階で前記バリア層を形成するとき、クロム（Ｃｒ）またはクロム（Ｃｒ）合金をメッキする処理をさらに施すことができる。

望ましくは、前記第２段階の後には前記バリア層上にシランカップリング剤を塗布する処理を施すことができる。

本発明の他の態様によれば、本体銅箔と、前記本体銅箔の表面に形成された銅ノジュール層と、前記銅ノジュール層上にメッキされ、モリブデン（Ｍｏ）層またはモリブデン（Ｍｏ）合金層を含むバリア層と、を含むプリント回路用銅箔が提供される。

前記バリア層において、前記モリブデン（Ｍｏ）のメッキ量は０．５〜１００ｍｇ／ｍ^２であることが望ましい。

前記バリア層には亜鉛（Ｚｎ）層または亜鉛（Ｚｎ）合金層がさらに含まれ得る。

前記バリア層において、前記亜鉛（Ｚｎ）のメッキ量は２０ｍｇ／ｍ^２以下であることが望ましい。

前記バリア層には、クロム（Ｃｒ）層またはクロム（Ｃｒ）合金層がさらに含まれ得る。

前記バリア層上には、シランカップリング剤層をさらに設けることができる。

本発明のさらに他の態様によれば、製箔工程を経た銅箔の表面を処理するための銅箔メッキ装置において、前記銅箔の表面に銅ノジュールの核を生成できるメッキ液が満たされた第１銅メッキ槽と、前記銅箔の表面に対して銅ノジュールの核を成長できるメッキ液が満たされた第２銅メッキ槽と、前記銅箔の銅ノジュール上にモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金をメッキするためのメッキ液が満たされたモリブデンメッキ槽と、を含むことを特徴とするプリント回路用銅箔メッキ装置が提供される。

プリント回路用銅箔メッキ装置には、前記銅箔の銅ノジュール上に亜鉛（Ｚｎ）または亜鉛（Ｚｎ）合金をメッキするためのメッキ液が満たされた亜鉛メッキ槽がさらに含まれ得る。

また、プリント回路用銅箔メッキ装置には、前記銅箔の銅ノジュール上にクロム（Ｃｒ）またはクロム（Ｃｒ）合金をメッキするためのメッキ液が満たされたクロムメッキ槽がさらに含まれ得る。

本発明によれば、銅箔の銅ノジュール層上にモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金を含むバリア層を設けて高温熱処理工程時の耐熱性を高めることで、銅箔と樹脂フィルムとの間の遊離現象を防止することができ、耐酸性、耐腐食性、エッチング性などを改善することができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
従来技術による後処理工程で用いられるプリント回路用銅箔メッキ装置の構成図である。図１のプリント回路用銅箔メッキ装置によって表面処理されたプリント回路用銅箔の主要構成を示した断面図である。本発明の望ましい実施例によるプリント回路用銅箔の表面処理方法が行われる過程を示したフロー図である。本発明の望ましい実施例によるプリント回路用銅箔メッキ装置の構成図である。本発明の望ましい実施例によるプリント回路用銅箔メッキ装置によって表面処理されたプリント回路用銅箔の主要構成を示した断面図である。本発明の実施例によるプリント回路用銅箔の剥離強度特性を従来技術と比べた表である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図３に示されたように、本発明では、製箔処理を施して銅箔を製造した後（Ｓ１００）、銅箔のＭ面に銅をメッキして多数のノジュール構造を形成するノジュール処理（Ｓ１１０）と、銅ノジュール構造の上にモリブデン（Ｍｏ）成分を含むメッキ層を形成して物理的、化学的特性を強化するバリア層メッキ処理（Ｓ１２０）と、を含む表面処理工程を施す。

図４には、本発明の望ましい実施例による表面処理方法を行うためのプリント回路用銅箔メッキ装置の概略的な構成が示されている。

図４を参照すれば、本発明の望ましい実施例によるプリント回路用銅箔メッキ装置は、銅箔上に銅ノジュール構造を形成するための第１銅メッキ槽１００及び第２銅メッキ槽１０１と、銅ノジュール構造の上にバリア層を形成するためのモリブデンメッキ槽１０２と、を含む。

第１銅メッキ槽１００には銅箔のＭ面に銅ノジュールの核を生成させるためのメッキ液が満たされ、第２銅メッキ槽１０１には銅ノジュールの核を成長させるためのメッキ液が満たされる。

モリブデンメッキ槽１０２には、耐熱性を始め、耐酸性及び耐腐食性に優れたモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金成分を含むメッキ液が満たされる。メッキ液内でイオン状態で存在していたモリブデン（Ｍｏ）は、電解による析出時に金属または合金形態で銅ノジュール上に電着される。

モリブデン（Ｍｏ）成分によって与えられる物理的、化学的特性をより強化するために、プリント回路用銅箔メッキ装置には亜鉛（Ｚｎ）または亜鉛（Ｚｎ）合金成分を含むメッキ液が満たされる亜鉛メッキ槽１０３と、クロム（Ｃｒ）またはクロム（Ｃｒ）合金成分を含むメッキ液が満たされるクロムメッキ槽１０４と、がさらに備えられる。

モリブデンメッキ槽１０２に満たされるメッキ液中のモリブデン（Ｍｏ）含量は、２０ｇ／ｌに設定され得る。一方、モリブデン（Ｍｏ）‐ニッケル（Ｎｉ）合金が使われる場合、メッキ液中のモリブデン（Ｍｏ）含量は１５ｇ／ｌ、ニッケル（Ｎｉ）含量は３０ｇ／ｌに設定され得る。ここで、メッキ液のｐＨは１２、温度は２５℃に保持することが望ましい。

製箔工程によって製造された本体銅箔２００は、第１銅メッキ槽１００、第２銅メッキ槽１０１、モリブデンメッキ槽１０２、亜鉛メッキ槽１０３、及びクロムメッキ槽１０４を順次連続的に通過することで電気メッキによって表面処理される。ここで、本体銅箔２００は複数のガイドロール１０５によって各メッキ槽の内部に導かれ、最終的に巻取りロール１０６に巻き取られる。各メッキ槽の内部に配置されるガイドロール１０５は、電気メッキのために該当メッキ液に印加される極性に対応する極性の電極が連結されて通電される。

図５には、本発明の望ましい実施例によるプリント回路用銅箔メッキ装置によって製作されたプリント回路用銅箔の構成が示されている。

図５に示されたように、プリント回路用銅箔は、本体銅箔２００と、本体銅箔２００のＭ面上に形成される銅ノジュール層２０１と、銅ノジュール層２０１上に設けられ、モリブデン（Ｍｏ）を始め亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）などの成分を含むバリア層２０２と、を含む。

銅ノジュール層２０１上にメッキされるモリブデン（Ｍｏ）成分は、耐熱性を向上させることでＦＲ（ＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔ）−４などの樹脂フィルムに対する接着強度を高め、耐酸性、耐腐食性などを高める作用をする。バリア層２０２において、モリブデン（Ｍｏ）のメッキ量は０．５〜１００ｍｇ／ｍ^２であることが効果的である。モリブデン（Ｍｏ）合金がメッキされる場合、モリブデン（Ｍｏ）以外の元素（例えば、ニッケル（Ｎｉ）などの遷移金属）のメッキ量はモリブデン（Ｍｏ）メッキ量の０．１倍〜２倍であることが望ましい。

亜鉛（Ｚｎ）とクロム（Ｃｒ）成分は、バリア層２０２の耐熱、耐酸性などをより強化させる作用をする。ここで、特に亜鉛（Ｚｎ）のメッキ量は２０ｍｇ／ｍ^２以下であることが効果的である。

バリア層２０２上には、銅箔に接着される樹脂フィルムとの接着力を向上させるためにシランカップリング剤（図示せず）が塗布される。ここで、シランとしてはエポキシ系またはアミン系が望ましい。

図６には、本発明の実施例によるプリント回路用銅箔の剥離強度特性を従来技術（比較例）と比べた結果が示されている。

図６において、本発明の実施例１は１２μｍ厚と１８μｍ厚の本体銅箔に対して１０ｍｇ／ｍ^２ずつのモリブデン（Ｍｏ）と亜鉛（Ｚｎ）をメッキしてバリア層２０２を形成し、樹脂フィルムとしてＦＲ−４樹脂を接着した後、１８０℃で４８時間熱処理して銅箔の剥離強度を測定した結果である。

また、本発明の実施例２は１２μｍ厚と１８μｍ厚の本体銅箔に対して５ｍｇ／ｍ^２のニッケル（Ｎｉ）と、１０ｍｇ／ｍ^２ずつのモリブデン（Ｍｏ）及び亜鉛（Ｚｎ）をメッキしてバリア層２０２を形成し、樹脂フィルムとしてＦＲ−４樹脂を接着した後、１８０℃で４８時間熱処理して銅箔の剥離強度を測定した結果である。

一方、比較例は１２μｍ厚と１８μｍ厚の本体銅箔に対してニッケル（Ｎｉ）を主成分にしてバリア層を形成した場合であり、樹脂フィルムとしてＦＲ−４樹脂を接着した後、１８０℃で４８時間熱処理して銅箔の剥離強度を測定した結果である。

図６の表を参照すれば、本発明を適用したとき従来技術に比べて熱処理後の剥離強度特性が改善することが確認できる。

以上のように、本発明がたとえ限定された実施例及び図面によって説明されたが、本発明はこれによって限定されるものでなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１００第１銅メッキ槽
１０１第２銅メッキ槽
１０２モリブデンメッキ槽
１０３亜鉛メッキ槽
１０４クロムメッキ槽
１０５ガイドロール
１０６巻取りロール
２００本体銅箔
２０１銅ノジュール層
２０２バリア層

Claims

製箔工程を経た銅箔の表面に銅ノジュール層を形成する第１段階と、
前記銅ノジュール層上にモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金をメッキしてバリア層を形成する第２段階と、を含むプリント回路用銅箔の表面処理方法。
前記モリブデン（Ｍｏ）のメッキ量が０．５〜１００ｍｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路用銅箔の表面処理方法。
前記第２段階において、亜鉛（Ｚｎ）または亜鉛（Ｚｎ）合金をさらにメッキすることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路用銅箔の表面処理方法。
前記亜鉛（Ｚｎ）のメッキ量が２０ｍｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項３に記載のプリント回路用銅箔の表面処理方法。
前記第２段階において、クロム（Ｃｒ）またはクロム（Ｃｒ）合金をさらにメッキすることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路用銅箔の表面処理方法。
前記第２段階の後に前記バリア層上にシランカップリング剤を塗布することを特徴とする請求項１に記載のプリント回路用銅箔の表面処理方法。
前記第２段階で使われるメッキ液にはイオン状態で存在するモリブデン（Ｍｏ）が含有されることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路用銅箔の表面処理方法。
本体銅箔と、
前記本体銅箔の表面に形成された銅ノジュール層と、
前記銅ノジュール層上にメッキされ、モリブデン（Ｍｏ）層またはモリブデン（Ｍｏ）合金層を含むバリア層と、を含むプリント回路用銅箔。
前記モリブデン（Ｍｏ）のメッキ量が０．５〜１００ｍｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項８に記載のプリント回路用銅箔。
前記バリア層には亜鉛（Ｚｎ）層または亜鉛（Ｚｎ）合金層がさらに含まれることを特徴とする請求項８に記載のプリント回路用銅箔。
前記亜鉛（Ｚｎ）のメッキ量が２０ｍｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１０に記載のプリント回路用銅箔。
前記バリア層にはクロム（Ｃｒ）層またはクロム（Ｃｒ）合金層がさらに含まれることを特徴とする請求項８に記載のプリント回路用銅箔。
前記バリア層上にシランカップリング剤層がさらに形成されたことを特徴とする請求項８に記載のプリント回路用銅箔。
前記本体銅箔にはポリイミド（ＰＩ）フィルムが付着されたことを特徴とする請求項８ないし請求項１３のうちいずれか１項に記載のプリント回路用銅箔。
製箔工程を経た銅箔の表面を処理するための銅箔メッキ装置において、
前記銅箔の表面に銅ノジュールの核を生成できるメッキ液が満たされた第１銅メッキ槽と、
前記銅箔の表面に対して銅ノジュールの核を成長できるメッキ液が満たされた第２銅メッキ槽と、
前記銅箔の銅ノジュール上にモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金をメッキするためのメッキ液が満たされたモリブデンメッキ槽と、を含むことを特徴とするプリント回路用銅箔メッキ装置。
前記銅箔の銅ノジュール上に亜鉛（Ｚｎ）または亜鉛（Ｚｎ）合金をメッキするためのメッキ液が満たされた亜鉛メッキ槽をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のプリント回路用銅箔メッキ装置。
前記銅箔の銅ノジュール上にクロム（Ｃｒ）またはクロム（Ｃｒ）合金をメッキするためのメッキ液が満たされたクロムメッキ槽をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のプリント回路用銅箔メッキ装置。