JPS60125339A - 銅−炭素繊維複合材料の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体電極として用いられる銅−炭素繊維複
合材料に係わり、特に表層部に薄膜を被覆する際の処理
液の浸透を阻止し、形状変化や表面欠陥のない銅−炭素
繊維複合材料の製造法に関する。

〔発明の背景〕

一般に、半導体電極として用いられる銅−炭素繊維複合
材料は、半導体素子等との固着性を改善＋石ため、金、
銀、銅及びニッケルの単体又はその合金の薄膜を被覆す
るが、薄膜の被覆法としては、量産的かつ経済的な電気
めっき法が実施される。

又、銅−炭素繊維複合材料は、電気伝導性及び熱伝導性
が良く、熱膨張係数は珪素と等しく又は大略等しくなる
ように炭素繊維量を変えることにより調整でき、従来半
導体電極として用いられて来たタングステン、モリブデ
ン等に比べ安価に製造でき、加工性に優れた材料である
。しかし、銅−炭素繊維複合材料は、銅と炭素繊維の界
面があまり強くない。従って、銅−炭素繊維複合材料は
、加工や熱履歴を受けると表面に微細な亀裂を生じるこ
とがある。このような表面に微細な亀裂が入った状態で
Ｎｉ等の電気めっきをすると、めっき後の熱処理で有害
となる表面ふくれや表面割れを発生することがある。

以上、銅−炭素繊維複合材料に一般的な方法で７１Ｊｉ
等の電気めっきをすると、表面ふくれや表面割れが発生
するので量産性を著しく低下させる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、半導体電極として用いられる銅−炭素
繊維複合材料に、電気めっきでニッケル′　等の薄膜を
被覆する際、表面ふくれや表面割れ等のない健全な銅−
炭素繊維複合材料の製造法を確立するＫある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、銅−炭素繊維複合材料に半導体素子等
との固着性を阻害しないニッケルを電気めっきする際、
表面割れを阻止するのに下地銅めっきするが、内部を起
点とする表面ふくれをも阻止するためにこの下地銅層は
、大電流密度短時間でめっきした緻密な初期銅層と小電
流密度でめっきした第二錆層から成り、この緻密な初期
銅層によりめっき液等の浸透を阻止し、表面ふくれや表
面割れの々い健全な銅−炭素繊維複合材料を製造する表
面被覆法にある。

例えば、第１図は、両平面を銅板でクラッドした網状鋼
−炭素繊維複合材料を模式的に示したものであるが、側
面にはＣ繊維が露出しており、銅と炭素繊維境界はあま
り強くないので、加工や熱衝撃等で銅と炭素が剥離して
微細な割れを生ずることがある。この微細な割れが表面
に達した状態で電気めっきすると、浸透し閉じ込められ
ためつき液等がめつき後の熱処理でガス化し、平面ふく
れとなり有害な形状変化を生ずる。

従って、表面に電気Ｎｉめっきする銅−炭素繊維複合材
料は前述したように、下地銅初層に緻密なる銅層を形成
してめっき液等の浸透を阻止し、表層に電気ニッケルめ
っきすれば、めっき後の熱処理時に内部からの平面ふく
れは発生しない。

又、電気鋼めっき時の電流密度が高いと、めっき粒子は
より緻密になることを見出した。第２図は、両平面を銅
板でクラッドした銅−炭素繊維複合材料に銅／ニッケル
二層めっき時、下地銅初層めつき電流密度と平面ふくれ
との関係を実験的にめた結果であるが、下地銅初層めつ
き電流密度が、低いと平面ふくれが多く発生するが高い
と殆んど発生しない、即ち、下地銅初層めつき電流密度
がＩＡ／ｄ−以下になると平面ふくれが多く発生するが
、２Ａ／ｄｍ’を超えて高くなると平面ふくれは殆んど
発生しないことを見出した。

一方、電気銅めっき電流密度と平滑作用との関係は、め
っき電流密度の低い方が平滑作用が優れている、即ち、
めっき電流密度が２Ａ／ｄＷ？以上では平滑作用が悪く
なるが、ＩＡ／ｄｎ？以下では平滑作用が優れているこ
とを見出した。

よって、２　Ａ　／　ｄ　ｎ１以上の電流密度で下地銅
初層めつき、残りの銅層をＩＡ／ｄ−以下の電流密度で
めっきした上にニッケルめっきすれば、熱処理後の平面
ふくれはなく々ると共に表面状態も改善できる。

以上、めっき電流密度２Ａ／ｄｒｒ？以上で初層及びＩ
　Ａ／ｄｒｒｌ以下で残ハをめっきして下地鋼を電気め
っきした上に電気ニッケルめっきすれば、平面ふくれも
なく表面状態の優れた鋼−炭素繊維複合材料を製造でき
る。第３図は、本発明による銅−炭素繊維複合材料の断
面構造を模式的に示すものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明及びその効果を実施例により説明する。

両面に銅板をクラッドした厚み約０．６龍の網状鋼−炭
素繊維複合材料板を第４図に示す工程に従い、電解脱脂
及び酸洗の前処理をした後、硫酸銅光沢めっき浴を用い
、めっき電流密度４Ａ／ｄｉで厚み２μｍの初層、残り
をＩ　Ａ／ｄｎ？で全体として厚み５μｍの下地銅を電
気めっきした上に、ワット型ニッケルめっき浴を用い、
めっき電流密度５Ａ／ｄ−で厚み５μｍのニッケルを電
気めっきした。しかる後水素雰囲気中で４００ＵＸ３０
分の熱処理をした結果、表面ふくれや表面割れの々い半
導体電極となる銅−炭素繊維複合材料を製造できた。

実施例では、下地銅に緻密なる初期鋼層と平滑作用の優
れた第二錆層の性状の異なる二つの層を電気めっきし、
その上に電気ニッケルめっきすることにより、内部から
の平面ふくれを阻止して表面欠陥の力い銅−炭素繊維複
合材料を製造することができる。根本的には、初期層に
緻密な薄膜を被覆しめつき液等の浸透を阻止することが
できる。

〔発明の効果〕

本発明け、本実施例で説明した電気めっき法の他に、Ｃ
Ｖｒ）、ＰＶＤ及びその他のめつき法で初期層に緻密な
薄膜を被覆した上に、　ニッケル等を電気めっきして銅
−炭素繊維複合材料を製造する方法全般に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は側平面を銅板でクラッドした銅−炭素繊維複合
材料の模式図、第２図は銅／ニッケル二層めっき時の初
期銅層めっき電流密度と平面ふくれとの関係線図、第３
１廼は、初期及び第二銅／ニッケル二層めっきした銅−
炭素繊維複合材料の断面模式図、第４図は、初期及び第
二銅／ニッケル二層めっきする製造方法を示す工程図で
ある。 １・・・銅板、２・・・銅−炭素繊維複合材料、３・・
・初期鋼層、４・・・第２銅層、５・・・ニッケルめっ
き層。 第　ｌ　国 第３図 ！ 第１頁の続き

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体電極として用いられる銅−炭素繊維複合材料
   において、半導体素子等との固着性を阻害しない表層を
   被覆するのに、下地層に性状の異なる二つの銅層を形成
   し、しかる後表層にニッケルを電気めっきすることを特
   徴とした銅−炭素繊維複合材料の製造法。