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公開番号2025031701
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2024144047
出願日2024-08-26
発明の名称均一なマット面を持つ電着銅箔
出願人デュポンエレクトロニクスインコーポレイテッド
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類C25D 1/04 20060101AFI20250228BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】均一なマット面を持つ電着銅箔を提供する。
【解決手段】本発明は、均一なマット面を持つ電着銅箔を開示する。本発明の電着銅箔は、約30μm～約400μmの平均厚さ(T_Ave)を有し、本発明の電着銅箔のマット面は、5.5μm以下の均一性係数(UF)を有する。本発明の電着銅箔の製造方法及びそれから製造される物品も開示される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
約３０μｍ～約４００μｍの平均厚さ（Ｔ
Ａｖｅ
）を有し、
マット面と光沢面とを有することを特徴とする電着銅箔であって、
前記電着銅箔の前記マット面が複数の突起を含み；
研磨後に前記マット面１ｍｍ
２
あたり５０μｍ
２
以上の表面積を有する平坦化された頂部を有する前記マット面上の前記突起の数（ＰＡ
５０＋
）が８．０以下であり；
前記平均厚さが走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定され；
前記マット面上の複数の突起の頂部が、ａ）前記マット面がガラス基板に接触するように前記電着銅箔を前記ガラス基板上に置き、ｂ）１２００番手のシリコンカーバイドサンドペーパーを使用して前記電着銅箔の前記光沢面の約１μｍを研磨すること、によって平坦化され；
研磨後に平坦化された頂部を有する前記マット面の前記突起の前記数及び前記表面積が、５０倍以上の倍率及び少なくとも０．１μｍの分解能を有する光学顕微鏡を使用して数えられ、測定される、電着銅箔。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記電着銅箔の前記マット面は、前記マット面１ｍｍ
２
あたり６．０以下のＰＡ
５０＋
を有する、請求項１に記載の電着銅箔。
【請求項３】
前記電着銅箔の前記マット面が５．５μｍ以下の均一性係数（ＵＦ）を有し、前記ＵＦが下記式１：
ＵＦ＝Ａ
ｍａｘ
／Ｔ
Ａｖｅ
（式１）
に従って計算され、
式中、Ａ
ｍａｘ
は研磨後の平坦化された頂部を有する前記マット面の前記突起の最大表面積（Ａ
ｍａｘ
）であり；
Ｔ
Ａｖｅ
は前記電着銅箔の平均厚さである、
請求項１に記載の電着銅箔。
【請求項４】
前記電着銅箔の前記マット面が４．０μｍ以下のＵＦを有する、請求項１に記載の電着銅箔。
【請求項５】
請求項１に記載の電着銅箔の製造方法であって、
ｉ）電解槽内に電解液を供給すること；
ｉｉ）前記電解液中で互いに隔てられて配置された陽極板と回転陰極ドラムとに、ある電流密度で電流を印加すること；
ｉｉｉ）前記回転陰極ドラム上に銅箔を電着させること；及び
ｉｖ）工程ｉｉｉ）で形成された前記銅箔を剥がして電着銅箔を得ること；
を含み、
前記電着銅箔が、約３０μｍ～約４００μｍの平均厚さを有し；
工程ｉｉｉ）の前記電着が、約３０Ａ／ｄｍ
２
～約１００Ａ／ｄｍ
２
の電流密度で行われ；
前記電解液が、
約１２０ｇ／Ｌ～約４５０ｇ／Ｌの硫酸銅；
約３０ｇ／Ｌ～約１４０ｇ／Ｌの硫酸；
約０．１ｐｐｍ～約６０ｐｐｍの塩化物イオン；及び
約０．１ｐｐｍ～約５０ｐｐｍの添加剤
を含む、方法。
【請求項６】
工程ｉｉｉ）の前記電着が約２０℃～約８０℃の前記電解液の温度で行われる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記電解液中の前記添加剤が、ゼラチン、膠、セルロース、有機スルホン酸若しくはその塩、窒素含有カチオン性ポリマー、又はそれらの混合物を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記添加剤が窒素含有カチオン性ポリマーを含み、前記窒素含有カチオン性ポリマーが約１，０００～約１０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記窒素含有カチオン性ポリマーが、式（Ｉ）のジアミン又は式（ＩＩ）のイミダゾールと、式（ＩＩＩ）のエポキシド又は式（ＩＶ）のジエポキシドとの反応生成物である、請求項８に記載の方法：
TIFF
2025031701000018.tif
59
160
（式中、
Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、独立してＨ又はＣ
１
～Ｃ
３
アルキルであり；
Ｒ
５
はＨ又はＣ
１
～Ｃ
６
アルキルであり；
Ｒ
６
、Ｒ
７
、Ｒ
８
のそれぞれは、独立してＨ又はＣ
１
～Ｃ
６
アルキルであり、Ｒ
７
とＲ
８
は、任意選択的に互いに結合して飽和環を形成していてもよく；
Ｒ
９
及びＲ
１０
は、独立してＨ又はＣ
１
～Ｃ
４
アルキルであり；
Ｒ
１１
は、Ｃ
２
～Ｃ
８
アルキレン及びＣ
５
～Ｃ
１０
シクロアルキレンから選択される二価の連結基であり、Ｒ
１１
は任意選択的にＣ
１
～Ｃ
４
アルキル又はＯＨで置換されていてもよく；
Ａは、Ｃ
２
～Ｃ
８
アルキレン、Ｃ
５
～Ｃ
１０
シクロアルキレン、フェニレン、及びＣ
６
～Ｃ
２０
アリーレンから選択される二価の連結基であり、Ａは任意選択的にＣ
１
～Ｃ
４
アルキル又はＯＨで置換されていてもよく；
ＹはＨ又はＣ
１
～Ｃ
４
アルキルであり；
Ｘはハロゲンであり；
ｐ、ｑ、及びｒは、それぞれ独立して０～１０の整数であり、
ｎは１～２０の整数である）。
【請求項１０】
電着銅箔の１つの表面が少なくとも１つの表面処理工程を受けた請求項１に記載の電着銅箔を含む、表面処理された電着銅箔。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一なマット面を持つ電着厚銅箔に関する。本発明は、本発明の電着銅箔の製造方法及びそれから製造される物品にも関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
車両に使用される電子システムには、エンジン管理システム、点火システム、カーピュータ、テレマティクス、車内エンターテイメントシステムなどが含まれる。電子システムは、自動車のコストに占める割合がますます大きくなっている。結果として、上述した電子システムに使用される自動車用ＰＣＢの需要が大幅に増加している。
【０００３】
従来の消費者向け電子機器と比較して、自動車用のＰＣＢは高い信頼性及び安全性の基準を満たさなければならない。より具体的には、自動車用ＰＣＢにおける使用に適した銅箔は、次の３つの特徴、すなわち（１）大きい使用電流に耐え、優れた熱放散性を持つように十分な厚さを有すること；（２）製造プロセス中のエッチング不良及び／又は作業条件での短絡の発生を回避するために均一なマット面を持つこと；及び（３）工業生産速度で製造できること、を備えている必要がある。
【０００４】
電着銅箔（以降ＥＤ銅箔と省略）の厚さは、ある電流密度での電着時間に比例する。生産速度を低下させずに厚いＥＤ銅箔を得ることは、より高い電流密度（すなわち３０Ａ／ｄｍ
２
超）で電着することによって実現することができる。しかしながら、銅箔のマット面の均一性は、一般的には電流密度の増加に伴い低下する。高い電流密度では、銅結晶が特定の位置で不均一に析出し、ＥＤ銅箔の析出面に異常な突起（並外れた高さ及び大きさ）が形成され、その結果表面の均一性が低下する場合がある。図１Ａは、マット面の複数の突起の中でも異常な突起を有するＥＤ銅箔のＳＥＭ画像を示す。対照的に、図１Ｂは、高さとサイズが類似した多数の突起を含む均一なマット面を有するＥＤ銅箔のＳＥＭ画像を示す。図１Ｂに示されているようなＥＤ銅箔の均一な表面が、自動車用ＰＣＢにおける用途に望まれる。
【０００５】
一般的に、銅箔の厚さが３０μｍ未満である場合、電着中に高い電流密度を適用しても、電着時間が比較的短く、異常突起が成長するのに十分な時間がないため、ＥＤ銅箔のマット面（すなわち析出面）に深刻な均一性の問題は生じないであろう。しかしながら、厚い銅箔を製造するために電着時間を長くすると、ＥＤ箔のマット面に多くの異常突起が形成されることが予測される。結果として、均一性が不十分な厚い銅箔から製造されたＰＣＢは、回路形成段階中にエッチングが不十分になりやすく、その後の作業中に短絡の問題が発生する可能性がある。
【０００６】
ＥＤ銅箔のマット面における上述した異常突起の形成を最小限に抑えるための公知の解決手段としては、（１）電着に使用する電流密度を下げること；及び（２）電解液に従来の添加剤を大量に添加すること、が挙げられる。１つ目の解決手段の主な欠点は、電流密度が低下すると銅箔の生成速度が低下することである。加えて、１つ目の解決手段は異常突起のサイズと数を抑えることはできるものの、異常突起の形成を止めることはできない。
【０００７】
２つ目の解決手段は、従来の添加剤を添加して、高電流密度条件で均一な銅箔表面を得ることである。しかしながら、電着セル内に従来の添加剤が多量に含まれていると、電解液の耐用年数が短くなり、電解液を廃棄物として処分する際に余分な除去ステップが必要になる。更に、連続生産プロセス中に銅箔の品質を制御すること、すなわち多量の従来の添加剤を含む電着セルに新たな電解液を補充することによって制御することは困難である。
【０００８】
以上のことを考慮すると、プリント回路基板業界、特に自動車用ＰＣＢに全体として利益をもたらすために、均一なマット面を持つ電着銅箔を開発することが必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
米国特許第８，２６８，１５８号明細書
米国特許第７，６６２，９８１号明細書
米国特許第７，３７４，６５２号明細書
米国特許第６，８００，１８８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題を解決するために、本発明は、均一なマット面を有する電着銅箔及び前記電着銅箔の製造方法を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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