JP5111362B2 - 銅材料用表面処理液、銅材料の表面処理方法、表面処理皮膜付き銅材料、および積層部材 - Google Patents
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Description
銅、銅合金等の銅材料についても表面に機能性を付与することが求められる場合が多くあるが、鉄、亜鉛、アルミニウム等のように、水素イオンの還元反応とカップリングした金属の溶解反応が起こらないということもあり、現時点で知られている表面処理方法としては、シランカップリング剤、ベンゾトリアゾール等のインヒビターを用いた塗布型処理がほとんどであり、酸化処理やエッチングによる表面粗化を除いては、有用な化成系の反応型表面処理はあまり存在しない。
また、加熱時に銅材料と樹脂との界面に脆弱な酸化皮膜が生成し、その凝集破壊により接着劣化を起こしたり、また、ポリイミド樹脂やSi単結晶中に容易に拡散して電気特性の劣化を招いたりするなど配線材料に銅材料を用いる際はこれらの対策も求められる。
しかしながら、このような機械加工は、概して、生産性が悪く高コストになりがちであり、また、加工の際に発生する微粒子が電子電気部品の精密性を損なうことが多い。
したがって、最近では、金属材料の表面に、アンカー効果および樹脂との化学的親和性による密着性の向上を目的として、何らかの化学的表面処理が施されることも多い。
また、特許文献3においては、電解法を用いて、表面に多数の微細な鱗片状突起を有する特殊なクロム化合物層を形成させる方法が記載されている。
また、2000年10月発効のELV指令および2003年2月発効のRoHS指令に基づき、電子電気機器、自動車部品等においては、特に仕様が制限される方向にある。
したがって、6価クロム化合物を用いることなく樹脂との密着性の向上を目的とする金属材料の表面処理の研究開発が行われており、それは銅材料についても同様である。
また、プリント配線板の配線材料に用いる場合、プリント配線板の高密度化、信号の高速化が求められており、銅配線の薄型化、狭幅化が進んできている。それに伴い、これまで絶縁層と銅配線との密着性を付与するために多用されてきた前記の銅粗面化技術では、表皮効果から伝送損失が大きくなってしまう事から、表面を粗化することなく化学的親和性のみで絶縁層と接着させることのできる表面処理が求められている。
(1)次の成分(A)、成分(B)、及び成分(C):
(A)HClO4,HClO3,HClO2,HBrO4,HBrO3,HBrO2,HBrO,HNO3,HNO2,H2S2O6,H2O2,HMnO4,HVO3,H2WO4及びH2MoO4からなる群から選ばれる酸素酸、並びにその塩、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートからなる群から選ばれる有機過酸化物、並びにその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の銅の酸化エッチング剤
(B)Ti、Zr、Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む化合物
(C)HFの供給源としてのフッ素含有化合物
を含有し、且つ成分(B)の化合物中のTi、Zr、Hf及びSiの金属元素の合計モル濃度Aと成分(C)のフッ素含有化合物中の全フッ素原子をHFに換算した時のモル濃度Bとの比であるK=A/Bが0.03≦K≦0.18の範囲内である組成であることを特徴とする銅材料用表面処理液。
(2)更に、成分(D):
Ag,Al,Cu,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,Ta及びZnからなる群から選ばれる元素の少なくとも1種を含む化合物を含有する(1)に記載の銅材料用表面処理液。
(3)さらにアミノ基を含有する有機化合物(E)を10〜50000ppm含有する(1)または(2)に記載の銅材料用表面処理液。
(4)アミノ基を含有する有機化合物(E)がビニルアミン、ポリビニルアミン、アリルアミン、ジアリルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミンポリアミド、アミン変性フェノール樹脂、アミン変性ポリビニルフェノール、アミン変性ウレタン樹脂、ベンゾトリアゾール、トリアジンチオールおよびこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つである(3)に記載の銅材料用表面処理液。
(5)銅材料を(1)〜(4)のいずれかに記載の表面処理液と接触させることを特徴とする銅材料の表面処理方法。
(6)Ti,Zr,Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素、Cu、O、およびFとを含有する表面処理皮膜を表面に有する表面処理皮膜付き銅材料。
(7)上記表面処理皮膜が更にAg,Al,Cu,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,Ta及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する(6)に記載の表面処理皮膜付き銅材料。
(8)上記表面処理皮膜がさらに炭素Cを含有する事を特徴とする(6)または(7)に記載の表面処理皮膜付き銅材料。
(9)前記表面処理皮膜中に含有するTi,Zr,Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素及びCu、さらにはAg,Al,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,Ta及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種が、含水酸化物、フッ化物、もしくはその中間生成物の状態で存在するものである(6)〜(8)のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料。
(10)前記銅材料の表面から5nmまでの深さにおけるCuの含有量が0.3〜60atm%である(6)〜(9)のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料。
(11)皮膜−素材界面側にいくにつれてTi,Zr,Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素の含有率が減少し、Cuの含有率が増加する傾斜構造を有するものである(7)〜(10)のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料。
(12)請求項6〜11のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料の上に樹脂層を有する積層部材。
(A)HClO4,HClO3,HClO2,HBrO4,HBrO3,HBrO2,HBrO,HNO3,HNO2,H2S2O6,H2O2,HMnO4,HVO3,H2WO4及びH2MoO4からなる群から選ばれる酸素酸、並びにその塩、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートからなる群から選ばれる有機過酸化物、並びにその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の銅の酸化エッチング剤、
(B)Ti、Zr、Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む化合物、および
(C)HFの供給源としてのフッ素含有化合物
を含有し、且つ成分(B)の化合物中のTi、Zr、Hf及びSiの金属元素の合計モル濃度Aと成分(C)のフッ素含有化合物中の全フッ素原子をHFに換算した時のモル濃度Bとの比であるK=A/Bが0.03≦K≦0.18の範囲内である組成であることを特徴とする銅材料用表面処理液である。
また、本発明の表面処理液は、さらに、成分(D):
(D)Ag,Al,Cu,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,Ta及びZnからなる群から選ばれる元素の少なくとも1種を含む化合物
を含有することが好ましい態様の1つである。
また、本発明の表面処理液は、さらにアミノ基を含有する有機化合物(E):(E)ビニルアミン、ポリビニルアミン、アリルアミン、ジアリルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミンポリアミド、アミン変性フェノール樹脂、アミン変性ポリビニルフェノール樹脂、アミン変性ウレタン樹脂、ベンゾトリアゾール、トリアジンチオールおよびこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む化合物を10〜50000ppmを含有する事が好ましい態様の1つである。
純銅としては、例えば、無酸素銅が挙げられる。
銅合金は、銅を50質量%以上含有するものが好ましく、例えば、Znを30〜40質量%含有する黄銅が挙げられる。銅合金における銅以外の合金成分としては、例えば、Zn、P、Al、Fe、Niが挙げられる。
銅材料は、形状、構造等を特に限定されない。形状は、例えば、板状、箔状、棒状が挙げられる。
成分(A)は、HClO4,HClO3,HClO2,HBrO4,HBrO3,HBrO2,HBrO,HNO3,HNO2,H2S2O6,H2O2,HMnO4,HVO3,H2WO4及びH2MoO4からなる群から選ばれる酸素酸、並びにその塩、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートからなる群から選ばれる有機過酸化物、並びにその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の銅の酸化エッチング剤である。
より具体的には、ジイソブチリルパーオキサイド、クミルペルオキシネオデカノエート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシオデカノエート、ジ(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジコハク酸パーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(2-エチヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジ(3-メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)-2-メチルシクロヘキサン、1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルーパーオキシマレイン酸、-ブチルーパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウリル酸、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジ-メチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、2,2-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ブタン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、n-ブチル4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ヴァルレート、ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ‐t‐ヘキシルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クミンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタンが例示される。
成分(A)は銅の酸化溶解を促進させる酸化剤として働き、この際、pH上昇を伴う。
成分(A)の表面処理液中濃度は、10ppm〜100000ppmが好ましい。更に好ましくは50ppm〜50000ppmの濃度範囲である。濃度が10ppm以下では、銅の酸化エッチング力が不十分で皮膜生成量が十分でない場合がある。50000ppm以上ではコストが高くなり、経済的に不利となる場合がある。
例えば、TiCl3、TiCl4、Ti2(SO4)3、Ti(SO4)2、Ti(NO3)4、H2TiF6、H2TiF6の塩(例えば、K2TiF6)、TiO、Ti2O3、TiO2、TiF4、ZrCl4、Zr(SO4)2、Zr(NO3)4、H2ZrF6、H2ZrF6の塩(例えば、K2ZrF6)、ZrO2、ZrF4、HfCl4、Hf(SO4)2、H2HfF6、H2HfF6の塩(例えば、K2HfF6)、HfO2、HfF4、H2SiF6、H2SiF6の塩(例えば、K2SiF6)、Al2O3(SiO2)3、SiO2が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
成分(B)の表面処理液中濃度は、5ppm〜10000ppmが好ましい。更に好ましくは5ppm〜5000ppmの濃度範囲である。濃度が5ppm以下では、表面処理皮膜中成分(B)の含有量が性能上不十分となる場合がある。10000ppm以上ではコストが高くなり、経済的に不利となる場合がある。
例えば、HF、H2TiF6、TiF4、H2ZrF6、ZrF4、H2HfF6、HfF4、HBF4、NaHF2、KHF2、NH4HF2、NaF、KF、NH4Fが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
成分(D)の表面処理液中濃度は、5ppm〜10000ppmが好ましい。更に好ましくは5ppm〜5000ppmの濃度範囲である。濃度が5ppm以下では、成分(D)の添加効果が期待できない。10000ppm以上ではコストが高くなり、経済的に不利となる場合がある。
本発明者の検討によれば、本発明の処理液が成分(E)を含有する場合、得られる表面処理皮膜がC(炭素)およびN(窒素)を含有することが分かっており、このことから、皮膜中に成分(E)のアミノ基を含有する有機化合物が取り込まれることにより皮膜構造がより緻密になっているものと考えられる。
ここで誘導体としては、例えば、ビニルアミン、ポリビニルアミン、アリルアミン、ジアリルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミンポリアミド、アミン変性フェノール樹脂、アミン変性ポリビニルフェノール、アミン変性ウレタン樹脂、ベンゾトリアゾ−ル、トリアジンチオールからなる群から選ばれる少なくとも1つを分子内に含む化合物、さらにはこの化合物から誘導される化合物、さらにはこれらの化合物の塩が挙げられる。
有機化合物(E)の添加量については得られる皮膜性能の点から10〜50000ppmが好適である。
成分(B)の化合物中の金属元素は、十分な量のHFを含有する水溶液中では、MF6 2−(式中、Mは、Ti、Zr、HfまたはSiを表す。以下同じ。)として存在する。
ここで、MF6とF-との間には、下記式(1)で表される化学平衡が成り立つ。
Cu → Cu2++2e- (3)
MF6 2-+4OH-→MF(6-x)(OH)x+xF-+(4-x)OH- → M(OH)4+6F- (4)
M(OH)4+M(OH)4 → 2MO2+4H2O (5)
Kが大きすぎると、密着性を得るために十分な量の皮膜を析出させることができるものの、処理液の安定性が著しく損なわれるために、連続操業上の支障が生じる。また、Kが小さすぎると、上記式(1)の平衡の右への移動が起こりにくくなるため、密着性を得るのに十分な量の皮膜を短時間で形成させることができない。
ここで、成分(B)のTi、Zr、HfおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む化合物のモル濃度(化合物を2種以上用いた場合には、その合計モル濃度)が、前記金属元素換算で、0.05〜100mmol/Lであるのが好ましい。
上記範囲であると、皮膜成分である前記金属元素のモル濃度が十分に大きくなり、密着性等の各種性能を得るために十分な量の皮膜を形成することができ、また、経済的に不利になることがない。
なお、本発明の処理液は、溶出した銅材料の成分を可溶化するために、HF以外の酸や、銅材料から溶出する金属イオンをキレート化することが可能なキレート剤を含有することができる。例えば、処理液の量に対する処理される銅材料の量が極めて多い場合に有効である。
HF以外の酸としては、例えば、硫酸、塩酸等の無機酸;酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸、フタル酸等の有機酸が挙げられる。
キレート剤としては、例えば、EDTA、チオ尿素が挙げられる。
銅材料を本発明の処理液に接触させることにより、その表面に成分(B)の金属元素の酸化物と銅の酸化物とを含有する表面処理皮膜が形成される。
銅材料を本発明の処理液に接触させる方法は、特に限定されず、例えば、スプレー処理、浸せき処理、流しかけ処理が挙げられる。これらは、2種以上を併用することができる(例えば、浸せき処理およびスプレー処理の併用)。
また、浸せき処理における処理液槽内のかくはんの有無、スプレー処理におけるスプレー圧、スプレーノズルの種類等は、特に限定されない。
また、本発明の処理方法においては、本発明の処理液中で、銅材料を陰極として電解処理することによっても、表面処理皮膜を形成させることが可能である。
処理温度は、10〜90℃であるのが好ましく、20〜60℃であるのがより好ましい。処理温度が60℃以下であると、無駄なエネルギーの使用を抑制することができるため、経済的な観点から好ましい。
処理時間は、適宜設定することができる。
前記表面処理皮膜中に含有するTi,Zr,Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素及びCu、さらにはAg,Al,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr(III),Ta及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種が、含水酸化物、フッ化物、もしくはその中間生成物の状態で存在することが好ましい。
また、表面処理皮膜は、更に炭素を含有するのが好ましい。これにより、皮膜構造がより緻密になり、皮膜付き銅材料が高温に曝されたときの耐変色性がより優れたものとなり、また、上述した配線材料に銅材料を用いる際における、高温環境下における脆弱な銅の酸化皮膜の生成、ポリイミド樹脂やSi単結晶への拡散等の種々の問題が生じにくくなる。
図1、図2は表面処理皮膜中、Ti,Zr,HfおよびSiからなる群からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素(M)、銅(Cu)、酸素(O)についての、深さ方向XPS分析結果であり、図1は傾斜構造、図2は均一構造の表面処理皮膜についての1例である。図1および図2中、「M」、「Cu」および「O」は、それぞれTi、Zr、HfおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素、銅および酸素の原子含有率を示す。
図1に示される傾斜構造の表面処理皮膜においては、皮膜表面から銅材料との界面に向かって、概して、金属元素(M)の含有率が減少し、銅(Cu)の含有率が増加している。
図2に示される均一構造の表面処理皮膜においては、皮膜表面付近(Etch Time:0〜約40秒)では金属元素(M)の含有率が高く、銅(Cu)の含有率が低く、かつ、それらは深さ方向にほぼ一定である。
また、本発明の皮膜付き銅材料は、耐食性にも優れるため、種々の用途に好適に用いられる。
図3は、本発明の積層部材を示す模式的な断面図である。図3に示される積層部材10は銅材料2とその表面のTi,Zr,HfおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素と、銅と酸素、フッ素、更にはAg,Al,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr(III),Ta及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種、さらには炭素とを含有する表面処理皮膜4とを有する本発明の皮膜付き銅材料6と表面処理皮膜4の上に設けられた樹脂層8とを有する。
中でも、エポキシ樹脂およびポリイミド樹脂は、いずれも耐熱接着性に優れるため、プリント配線板、リードフレーム、LSIパッケージ等の電子部品の用途に有用である。
また、樹脂層は、ガラス繊維、アラミド繊維等の繊維を含有することができる。繊維を含有することにより、樹脂層が強化される。
接合させる方法は、特に限定されず、具体的には、樹脂層がエポキシ樹脂層の場合は、エポキシ樹脂フィルムを表面処理皮膜上に加熱圧着するラミネート法が一般的に行われており、樹脂層がポリイミド樹脂層の場合は、例えば、(1)皮膜付き銅材料の表面処理皮膜に、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を塗布した後、乾燥させて硬化させることによりポリイミド層を形成させるコーティング法、(2)皮膜付き銅材料の表面処理皮膜に、熱可塑性ポリイミド層により被覆されたポリイミドフィルムを、表面処理皮膜と熱可塑性ポリイミド層とが接触するように積層した後、加熱圧着するラミネート法が挙げられる。
第1表に示される表面処理液を用いて、第2表に示す被処理材に対し、第2表に示す実施例1〜10、比較例1〜3の表面処理条件にて、以下に示す処理工程を行って皮膜付き銅材料を得た。なお、表面処理液のpHはアンモニア水および硝酸で調整し、表面処理液への被処理材の浸漬時間は何れの水準においても一律10分間とした。得られた皮膜付き銅材料表面の中心線平均粗さRaは0.50以下であり、平滑面が得られた。
〔被処理材〕
被処理材の略号と内訳を以下に示す。
・銅板:無酸素銅板(C 1020P、JIS−H−3100)
・黄銅板:黄銅板(C 2600P、JIS−H−3100)
・銅箔:電解銅箔(純度99.8質量%以上)、厚さ50μm
処理工程としては、以下の工程(1)〜(8)を順に行った。
(1)脱脂(60℃、10分、浸せき法、日本パーカライジング(株)製のファインクリーナー4360(登録商標)を用いて調製された5質量%水溶液を使用)
(2)水洗(常温、30秒、スプレー法)
(3)酸洗(常温、30秒、浸せき法、市販の硫酸を用いて調製された10%水溶液を使用)
(4)水洗(常温、30秒、スプレー法)
(5)表面処理(後述のとおり)
(6)水洗(常温、30秒、スプレー法)
(7)純水洗(常温、30秒、スプレー法)
(8)加熱乾燥(80℃、5分、熱風オーブン)
(1)皮膜付着量
蛍光X線分析装置を用い、皮膜中のTi,Zr,Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素(成分B)ならびにAg,Al,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr(III),Ta及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素(成分C)の量を測定した。また、皮膜中の炭素量(成分D)を全炭素分熱重量分析により測定した。
XPS分析装置を用い、皮膜中のTi、Zr、HfおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素、CuならびにOの厚さ方向の分布を測定し、皮膜構造が傾斜構造であるか、均一構造であるかを分析し、また、最表層(表面から5nmまでの領域)におけるCu含有率を測定した。
なお、実施例1〜10の皮膜付き銅材料の中心線平均粗さRaは、0.50以下であった。
皮膜付き銅材料の皮膜上に、厚さ約50μmの熱可塑性ポリイミド樹脂シート、およびガラス布基材エポキシ樹脂シートを張り合わせ、その上に厚さ35μmの銅箔を配置250℃、ガラス布基材エポキシ樹脂シートは加熱温度200℃で、加熱時間2時間の条件でプレス接着し、銅材料−ポリイミドおよび銅材料−エポキシ樹脂の積層部材を得た。
この積層部材を50mm角に切断して劣化を促進する為に85℃、85%RHの加温湿潤環境下に24時間放置した後、300℃の溶融半田浴に浮かべた時の、積層部材の膨れが発生する時間を測定し、以下の評価基準に従い、耐熱接着性を評価した。
※ 耐熱接着性評価基準
1点→0〜100秒、2点→100〜300秒、3点→300〜500秒、4点→500〜1000秒、
5点→1000秒以上
これに対し、特定の銅の酸化エッチング剤を用いなかった比較例1および2、およびKが小さすぎた比較例3の場合は表面処理皮膜が形成せず、耐熱接着性に劣っていた。
Claims (12)
- 次の成分(A)、成分(B)、及び成分(C)
(A)HClO4,HClO3,HClO2,HBrO4,HBrO3,HBrO2,HBrO,HNO3,HNO2,H2S2O6,H2O2,HMnO4,HVO3,H2WO4及びH2MoO4からなる群から選ばれる酸素酸、並びにその塩、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートからなる群から選ばれる有機過酸化物、並びにその塩のからなる群から選ばれる少なくとも1種の銅の酸化エッチング剤
(B)Ti、Zr、Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む化合物、および
(C)HFの供給源としてのフッ素含有化合物;
を含有し、且つ成分(B)の化合物中のTi、Zr、Hf及びSiの金属元素の合計モル濃度Aと成分(C)のフッ素含有化合物中の全フッ素原子をHFに換算した時のモル濃度Bとの比であるK=A/Bが0.03≦K≦0.18の範囲内である銅材料用表面処理液。 - さらに、成分(D);
(D)Ag,Al,Cu,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,Ta及びZnからなる群から選ばれる元素の少なくとも1種を含む化合物を含有する請求項1に記載の銅材料用表面処理液。 - さらに、アミノ基を含有する有機化合物(E)を10〜50000ppm含有する請求項1または2に記載の銅材料用表面処理液。
- 前記アミノ基を含有する有機化合物(E)が、ビニルアミン、ポリビニルアミン、アリルアミン、ジアリルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミンポリアミド、アミン変性フェノール樹脂、アミン変性ポリビニルフェノール樹脂、アミン変性ウレタン樹脂、ベンゾトリアゾール、トリアジンチオールおよびこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項3に記載の銅材料用表面処理液。
- 銅材料を請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理液と接触させることを特徴とする銅材料の表面処理方法。
- Ti,Zr,HfおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素、Cu、O、およびFを含有する表面処理皮膜を表面に有する表面処理皮膜付き銅材料。
- 前記表面処理皮膜がさらに、Ag,Al,Cu,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,TaおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項6に記載の表面処理皮膜付き銅材料。
- 前記表面処理皮膜がさらに、炭素Cを含有する請求項6または7に記載の表面処理皮膜付き銅材料。
- 前記表面処理皮膜中に含有するTi,Zr,Hf、Si、Cu、Ag,Al,Fe,Mn,Mg,Ni,Co,Cr,TaおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素が、含水酸化物、フッ化物、またはその中間生成物の状態で存在する請求項6〜8のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料。
- 前記銅材料の表面から5nmまでの深さにおけるCuの含有量が0.3〜60atm%である請求項6〜9のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料。
- 前記皮膜−銅材料界面側にいくにつれてTi,Zr,Hf及びSiからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素の含有率が減少し、Cuの含有率が増加する傾斜構造を有する請求項7〜10のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料。
- 請求項6〜11のいずれかに記載の表面処理皮膜付き銅材料の上に樹脂層が設けられたことを特徴とする積層部材。
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