CN106574369B - 镀覆部件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够通过简单的制造工艺来抑制在预定图案以外的镀膜的生成,而仅在预定图案上形成镀膜的镀覆部件的制造方法。一种镀覆部件的制造方法,包括:对基材的表面赋予催化剂失活剂;对赋予了所述催化剂失活剂的基材表面的一部分进行加热或光照射;使化学镀催化剂保持于所述基材的表面;以及使化学镀液与保持有所述化学镀催化剂的所述基材的表面接触,在所述表面的加热部分或光照射部分形成化学镀膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种选择性形成有镀膜的镀覆部件的制造方法。
背景技术
近年来,在注射成型体等的表面形成电路的立体电路成型部件被称为MID(MoldedInterconnect Device:模塑互连器件),其应用范围迅速扩大。MID由于能够在小型且复杂形状的成型体表面形成电路,因此符合电子部件的轻薄短小的趋势。例如,在智能手机的外壳表面形成有天线等的小型部件在中国大量生产。另外,在汽车领域中,MID在传感器、照明部件中的应用以欧州为中心也在积极地进行研究。另外,汽车现在使用了大量的电缆束(线束)。通过将该电缆束替换为MID,能够期待轻量化和组装工序数削减带来的成本降低。
作为在树脂成型体等绝缘性基材的表面形成配线图案(电路)的方法,例如提出了以下说明的方法。首先,在基材的整个表面形成金属层。接着,使用光致抗蚀剂将所形成的金属层图案化,然后,通过蚀刻将配线图案以外的部分的金属层除去。由此,能够通过残留于基材表面的金属层形成配线图案。
另外,作为不使用光致抗蚀剂的配线图案(电路)的形成方法,提出了使用激光的方法(例如,专利文献1)。首先,对欲形成配线图案的部分照射激光而将基材粗化。然后,对整个基材赋予化学镀催化剂,则与其它部分相比,化学镀催化剂更牢固地附着于激光照射部分。接着,洗涤基材,则仅在激光照射部分残留化学镀催化剂,其它部分的催化剂能够容易地除去。通过对仅在激光照射部分附着有化学镀催化剂的基材实施化学镀,能够仅在激光照射部分、即预定的配线图案上形成镀膜。利用激光的配线图案的形成方法由于节省制造光掩模等的成本、劳力和时间,因此配线图案的变更容易。
另外,作为其它的配线图案(电路)的形成方法,LDS(Laser Direct Structuring:激光直接成型)法已实用化(例如,非专利文献1、专利文献2)。在LDS法中,首先,将铜络合物掺入热塑性树脂中进行注射成型,对含有该铜络合物的成型体表面进行激光描绘。通过激光照射使铜络合物金属化而表现化学镀铜的催化剂活性,使激光描绘部分的镀覆成为可能。LDS法能够制造在复杂形状的注射成型体的表面形成电路的立体电路成型部件(MID),在智能手机、汽车的制造中已普及。
还提出了与LDS法那样将催化剂掺入成型体中的方法不同的方法(例如,专利文献3)。专利文献3中公开了一种使用短波长的飞秒激光对成型体表面赋予官能团的方法。由于成型体表面具有极性基团,因此表现与镀膜的化学粘接强度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3222660号公报
专利文献2:欧州专利第1274288号公报
专利文献3:日本特开2012-136769号公报
非专利文献
非专利文献1:Wolfgang John、“削减生产成本的3维组件(生産コストを削減する3次元コンポーネント)”、Industrial Laser Solutions Japan、株式会社EX-Press(イーエクスプレス)、2011年9月号、p.18‐22
发明内容
发明要解决的问题
但是,就专利文献1中提出的利用激光的配线图案(电路)的形成方法而言,根据基材的种类、表面状态,有时在激光照射部分以外也牢固地附着化学镀催化剂,并且即使通过洗涤也无法除去。例如,含有容易附着化学镀催化剂的填料的基材、表面粗糙度大的基材、具有空隙的基材等容易附着化学镀催化剂,因此即使洗涤也容易残留化学镀催化剂。另外,根据化学镀催化剂的种类、基材的种类,有时化学镀催化剂渗入基材的内部,难以通过洗涤除去渗入基材的化学镀催化剂。而且,对这样在预定的配线图案以外的部分残留有化学镀催化剂的基材实施化学镀时,当然会在配线图案以外的部分生成化学镀膜,从而成了问题。
另外,LDS法需要开发专用树脂,存在树脂材料的成本大幅度增大的问题。而且,通过将大量的铜络合物掺入树脂,会使树脂着色,因此难以适用于透明树脂。另外,在适用于片状的薄成型体等的情况下,由于需要使用专用树脂,因此难以进行少量多品种的批量生产。另外,如果想要将LDS法适用于汽车的电缆束的代替部件等大型部件的制造,则会产生以下那样的问题。首先,由于消耗的专用树脂材料增多,因此成本上升。而且,需要使激光装置大型化,在批量生产方面存在问题。进一步,由于配线图案彼此在同一基板上邻接,因此也担心配线图案间的绝缘性。
另一方面,专利文献3中研究了不使用特殊的树脂材料而对成型体表面进行选择性镀覆。但是,仅通过激光描绘,描绘部分与其以外的部分的成型体的表面特性难以形成明确的对比,可认为使用专利文献3的方法难以稳定地进行选择性镀覆。另外,专利文献3的方法需要高价的短波长激光加工机,这点妨碍了该方法的普及。
本发明是解决这些问题的发明,提供一种不易依赖于基材的种类、形状和状态,能够通过简单的制造工艺来抑制在预定图案以外的化学镀膜的生成,而仅在预定图案上形成化学镀膜的镀覆部件的制造方法。
解决问题的方法
根据本发明,提供一种镀覆部件的制造方法,包括:对基材的表面赋予催化剂失活剂;对赋予了上述催化剂失活剂的基材表面的一部分进行加热或光照射;使化学镀催化剂保持于上述基材的表面;以及使化学镀液与保持有上述化学镀催化剂的上述基材的表面接触,在上述表面的加热部分或光照射部分形成化学镀膜。
在本发明中,上述催化剂失活剂可以为碘、锌、铅、锡、铋、锑或它们的化合物中的任一种。可以通过对上述基材的表面赋予上述催化剂失活剂,从而使上述催化剂失活剂渗入或吸附于上述基材。另外,对上述基材的表面赋予上述催化剂失活剂也可以包括:调制包含上述催化剂失活剂和溶剂的催化剂失活剂液;以及将上述基材浸渍于上述催化剂失活剂液中。而且,在上述催化剂失活剂为碘,上述催化剂失活剂液为碘溶液的情况下,上述碘溶液可以进一步包含碘化物离子。
在本发明中,可以对上述基材的表面的一部分进行加热或光照射,从而从上述表面的加热部分或光照射部分除去催化剂失活剂。在本发明中,可以在对上述基材的表面的一部分进行加热后或对上述基材的表面的一部分照射光后,对上述基材的表面赋予化学镀催化剂,另外,也可以在对上述基材的表面赋予化学镀催化剂后,对上述基材的表面的一部分进行加热或光照射。
在本发明中,上述基材为含有上述化学镀催化剂的成型体,上述制造方法进一步包括成型出含有上述化学镀催化剂的成型体,使上述化学镀催化剂保持于上述基材的表面也可以通过成型出含有上述化学镀催化剂的成型体来进行。而且,成型出含有上述化学镀催化剂的成型体也可以包括:制造包含上述化学镀催化剂和具有亲水性链段的嵌段共聚物的第1树脂颗粒;以及使用第1树脂颗粒和热塑性树脂成型出上述成型体。
另外,对上述基材的表面的一部分进行加热或光照射也可以使用激光在上述基材表面进行激光描绘。
在本发明中,也可以上述基材具有通过在其表面延伸的凸部和/或凹部形成有预定的第1图案的区域,对上述区域赋予上述催化剂失活剂,对形成第1图案的上述凸部和/或上述凹部进行加热或光照射。上述基材也可以具有通过在其表面延伸的凸部形成有预定的第1图案的区域,使加热板与形成第1图案的上述凸部接触而对上述凸部进行加热。进一步,可以在上述加热板的表面由在其表面延伸的突出部形成与上述基材的第1图案对应的第2图案,使上述基材的由上述凸部形成的第1图案与上述加热板的由上述突出部形成的第2图案接触,通过上述加热板对上述基材进行热压,对上述凸部进行加热,并在上述凸部的顶部形成凹陷。
本发明可以在上述化学镀催化剂的保持后或上述化学镀膜的形成后进一步包括从上述基材除去催化剂失活剂。另外,在上述催化剂失活剂为碘的情况下,可以在上述化学镀催化剂的保持后或上述化学镀膜的形成后,包括进行将上述基材中的碘的至少一部分还原的还原处理,也可以进一步包括将通过上述还原处理生成的碘化合物从上述基材除去。
在本发明中,上述化学镀催化剂可以包含Pd,上述基材可以为树脂。另外,上述化学镀膜可以在上述基材上形成电路,上述镀覆部件可以为电子部件。
发明效果
在本发明中,在基材表面的加热部分或光照射部分形成化学镀膜,另一方面,在除其以外的部分,由于催化剂失活剂的存在,化学镀膜的生成被抑制。由此,本发明的镀覆部件的制造方法能够通过简单的制造工艺来抑制在预定图案以外的化学镀膜的生成,而仅在预定图案上形成化学镀膜。另外,本发明的方法也能够实现基材选择的范围广、制造成本的削减。
附图说明
图1是表示第1实施方式的镀覆部件的制造方法的流程图。
图2是表示第2实施方式的镀覆部件的制造方法的流程图。
图3是实施例3中制造的镀覆部件(立体电路部件、MID)的照片。
图4是实施例4中制造的形成有配线的模型图案的镀覆部件的照片。
图5是图4的区域B中的间距500μm的电路图案的放大照片。
图6(a)是第3实施方式中使用的基材的整体概略图,图6(b)是基材的凸部和凹部附近的截面图。
图7(a)~(c)是说明第3实施方式的镀覆部件的制造方法的图。
图8(a)~(c)是说明第3实施方式的变形例1的镀覆部件的制造方法的图。
图9是第3实施方式的变形例1的镀覆部件的整体概略图。
图10是第3实施方式的变形例2的镀覆部件的凸部和凹部附近的截面图。
图11是第3实施方式的变形例3的镀覆部件的凸部和凹部附近的截面图。
具体实施方式
[第1实施方式]
根据图1所示的流程图,对在基材上形成有预定图案的镀膜的镀覆部件的制造方法进行说明。首先,对基材表面赋予催化剂失活剂(图1的步骤S1)。基材的材料没有特别限制,但从在表面形成化学镀膜的观点考虑优选为绝缘体,例如可以使用热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂、陶瓷以及玻璃等。其中,从成型的容易性、催化剂失活剂的容易渗入出发,本实施方式中使用的基材优选为由树脂形成的树脂基材。
作为热塑性树脂,可以使用尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、尼龙12(PA12)、尼龙11(PA11)、尼龙6T(PA6T)、尼龙9T(PA9T)、10T尼龙、11T尼龙、尼龙MXD6(PAMXD6)、尼龙9T·6T共聚物、尼龙6·66共聚物等聚酰胺。作为聚酰胺以外的树脂,可以使用聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、非晶态聚烯烃、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、ABS系树脂、聚苯硫醚、聚酰胺酰亚胺、聚乳酸、聚己内酯等。
特别是在制造具有回流焊耐性的镀覆部件的情况下,作为兼具耐热性和成型性的热塑性树脂,优选为尼龙6T(PA6T)、尼龙9T(PA9T)、10T尼龙、11T尼龙、尼龙MXD6(PAMXD6)等芳香族尼龙以及包含它们的共聚物。而且,从尺寸稳定性、刚性提高的观点考虑,这些热塑性树脂也可以填充有玻璃填料、矿物质填料等无机填料。具体而言,可以使用SolvayAdvanced Polymers制的AMODEL、Kuraray制的GENESTAR、东洋纺制的VYLOAMIDE、三菱工程塑料东洋纺制的RENY等。另外,在镀覆部件不要求回流焊耐性的情况下,可以使用作为通用工程塑料的ABS树脂、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂与PC的聚合物合金(ABS/PC)等。另外,在使用市售的热塑性树脂的情况下,也可以使用作为黑色等级市售的黑色热塑性树脂,以便在后续工序的激光照射工序中容易吸收激光而产生热。
作为热固性树脂,可以使用有机硅树脂、环氧树脂等。通过使用透明的热固性树脂,能够制造透明且具有回流焊耐性的器件(镀覆部件)。作为光固化性树脂,可以使用丙烯酸系树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺等。另外,作为陶瓷,可以使用氧化铝、氮化铝、钛酸锆酸铅(PZT)、钛酸钡、硅晶片等。
为了在后续工序的激光照射工序中容易吸收激光而产生热,基材可以含有碳等填料、花菁化合物、酞菁化合物、二硫醇金属络合物、萘醌化合物、二亚铵化合物、偶氮化合物等光吸收色素作为光吸收剂。光吸收剂可以溶解或分散于溶剂等中后赋予在基材表面,也可以包含在后述的催化剂失活剂液中,与催化剂失活剂液一起渗入基材中,但从作业的简便性出发,优选在基材中预先含有。
本实施方式中使用的基材,可以为市售品,也可以由市售的材料通过成型等制造。例如,可以通过粉末注射成型方法制造复杂形状的陶瓷基材。另外,也可以将市售的热塑性树脂成型为期望的形状,制造树脂成型体(基材)。作为热塑性树脂的成型方法,可以使用通用的注射成型方法、挤出成型方法。树脂成型体可以为通过挤出成型制造的片状成型体。另外,基材也可以使用光固化性树脂或热塑性树脂通过3D打印机进行造形。如果使用3D打印机,则能够制造复杂形状的基材,能够使用该基材来制造复杂形状的MID。
在本实施方式中,在基材表面的预定图案以外的部分通过催化剂失活剂来抑制镀膜的生成。因此,也可以使用在以前的方法中不能使用的含有容易附着化学镀催化剂的填料的基材、表面粗糙度大的基材、具有空隙的基材等。如要是催化剂失活剂能够渗入或吸附于表面的基材,则也可以使用透明树脂、热固性树脂、陶瓷、玻璃作为基材。另外,与以前的LDS法不同,能够直接使用通用的热塑性树脂来制造基材,因此能够实现大幅度的成本降低,也能够应对片状成型体的少量多品种的生产。这样,本实施方式的镀覆部件的制造方法的基材选择范围广。由此,本实施方式的镀覆部件的制造方法,能够通过简便的方法来制造以前困难的透镜、眼镜等光学构件、薄片形状的立体电路成型体。
作为催化剂失活剂,只要是会妨碍化学镀催化剂发挥催化剂能力,作为结果会抑制化学镀的反应的物质,就可以使用任意的物质。推测:催化剂失活剂与化学镀催化剂直接反应而使化学镀催化剂中毒,或虽然不与化学镀催化剂直接反应,但在催化剂赋予工序的任一阶段中阻碍化学镀催化剂发挥催化剂能力。作为这样的催化剂失活剂,例如可列举锌(Zn)、铅(Pb)、锡(Sn)、铋(Bi)、锑(Sb)等成为镀催化剂毒的重金属及其化合物、碘及其化合物、过氧化物等氧化剂等。其中,从相对于化学镀催化剂的中毒性强这样的方面出发,优选锌(Zn)、铅(Pb)、锡(Sn)、铋(Bi)、锑(Sb)及其化合物,从对树脂基材的渗入性高的方面出发,优选碘。
对基材表面赋予催化剂失活剂的方法没有特别限制。例如,在使用固体碘那样具有升华性的催化剂失活剂的情况下,可以在密闭容器中容纳基材与催化剂失活剂,通过加热等使催化剂失活剂升华,使升华的气体催化剂失活剂与基材接触。作为其它方法,也可以使溶解或分散有催化剂失活剂的催化剂失活剂液与基材接触。作为使催化剂失活剂液与基材接触的方法,可列举将催化剂失活剂液涂布在基材上,在催化剂失活剂液中浸渍基材等。其中,从催化剂失活剂赋予的均匀性与作业的简便性的观点考虑,优选使催化剂失活剂液与基材接触的方法,更优选在催化剂失活剂液中浸渍基材的方法。从抑制在预定图案以外的化学镀膜的生成的观点考虑,优选在后述的化学镀工序中,催化剂失活剂至少赋予在与化学镀液接触的基材表面的区域,更优选赋予在基材的整个表面。
催化剂失活剂液中的催化剂失活剂的配合量(催化剂失活剂浓度)没有特别限制,但如果催化剂失活剂浓度过低,则难以使催化剂失活剂渗入或吸附于基材。另外,例如在使用碘作为催化剂失活剂的情况下,如果碘浓度过高,则残留于基材的碘变多,担心在镀膜形成后腐蚀该镀膜。因此,催化剂失活剂液中的催化剂失活剂浓度可以根据催化剂失活剂对使用的基材的渗入容易性或吸附容易性来决定,例如优选为0.01重量%~12重量%。
催化剂失活剂液中使用的溶剂(溶媒)只要为能够溶解或分散催化剂失活剂的溶剂且为不会使基材变质的溶剂,就没有特别限制。例如,优选为水、醇、和它们的混合物。作为醇,例如可以使用甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。
在使用碘作为催化剂失活剂的情况下,作为催化剂失活剂液的碘溶液优选包含碘分子(I2)和碘化物离子(I-)。例如,通过使碘溶液含有碘化钠、碘化钾、碘化铵等碘化物盐,从而碘溶液可以包含来自这些盐的碘化物离子(I-)。推测:在碘溶液中,碘化物离子(I-)与碘(I2)结合而形成三碘化物离子(I3 -)。由此,碘容易溶解于溶剂中,另外,碘对基材的渗入性也提高。碘溶液中的碘化物盐的配合量可以根据碘分子(I2)浓度、基材的种类来适当决定,例如可以设为0.03重量%~40重量%。
进一步,本实施方式的催化剂失活剂液也可以为了提高与基材的亲和性而包含表面活性剂。另外,催化剂失活剂液可以含有碳、花菁化合物、酞菁化合物、偶氮化合物等光吸收剂。由此,渗入了催化剂失活剂液的基材容易吸收激光等光而产生热。本实施方式的催化剂失活剂液可以通过以前公知的方法将上述催化剂失活剂、溶剂、进一步根据需要的碘化物盐、表面活性剂等混合而调制。
浸渍基材时催化剂失活剂液的温度没有特别限制,例如,从促进催化剂失活剂对基材的渗入和吸附的观点考虑,优选为室温以上、80℃以下。基材在催化剂失活剂液中的浸渍时间可以根据催化剂失活剂浓度、基材的种类适当决定,例如优选为10秒~1小时。
另外,推测:赋予在基材表面的催化剂失活剂渗入基材中或吸附在基材表面。在使用树脂基材作为基材,使用对树脂基材的渗入性高的碘作为催化剂失活剂的情况下,推测碘渗入树脂基材中。在使用碘作为催化剂失活剂的情况下,推测:渗入基材中的碘在基材中以碘分子(I2)、氧化数-I(负1)的状态(I-),进而它们结合的状态(I3 -)混合存在的状态存在。
另外,使催化剂失活剂吸附于基材表面的情况下,为了促进催化剂失活剂在基材上的吸附,也可以对基材表面赋予与基材反应的硅烷偶联剂。例如,将溶解有硅烷偶联剂的溶液涂布在基材表面后,通过加热使基材与硅烷偶联剂反应,在基材表面将硅烷偶联剂固定化。作为涂布硅烷偶联剂溶液的方法,可列举浸涂、丝网涂布、喷涂等方法。在基材表面将硅烷偶联剂固定化后,将催化剂失活剂赋予在基材表面。
接着,对赋予了催化剂失活剂的基材表面的一部分照射光或对基材表面的一部分进行加热(图1的步骤S2)。照射光的方法没有特别限制,例如可列举对基材表面按照预定图案照射激光的方法(激光描绘);将未照射光的部分掩蔽后,对基材整个表面照射光的方法等。推测:通过对基材表面的一部分照射光,从而光被转换为热,基材表面被加热。如上所述,在基材含有光吸收剂的情况下,能够将照射于基材的光有效地转换为热。另外,在使用碘作为催化剂失活剂的情况下,作为照射于基材表面的光,可以使用作为碘(I2)的吸收波长的波长409nm附近的光、作为I3 -的吸收波长的波长397nm附近的光。在这种情况下,基材中所含的碘等能够吸收光。另外,作为对基材表面不照射光而对基材表面进行加热的方法,可列举使用通过凸部形成有图案的简易模具等对基材表面直接进行热压的方法。从作业的简便性、加热部分的选择性的观点考虑,优选通过激光描绘加热基材。
激光例如可以使用CO2激光器、YVO4激光器、YAG激光器等激光装置进行照射,这些激光装置可以根据基材的种类进行选择。例如,在基材为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、有机硅树脂、环氧树脂等的透明树脂成型体的情况下,优选使用CO2激光器(二氧化碳激光器)那样透明树脂成型体容易吸收的激光源。
通过对基材表面按照预定图案照射激光(激光描绘),从而照射了激光的部分被加热,存在于加热部分的催化剂失活剂被除去。这里,“催化剂失活剂的除去”是指,例如加热部分的催化剂失活剂通过蒸发或升华而消失的情况。因此,通过对赋予了催化剂失活剂的基材表面进行预定图案的激光描绘,能够形成催化剂失活剂渗入或吸附而残留的催化剂失活剂残留部分和预定图案的催化剂失活剂除去部分。另外,根据基材和激光器的种类、激光器功率等,在加热部分,基材表面的表层部分可以与催化剂失活剂一起蒸发而消失。另外,所谓“催化剂失活剂的除去”,不仅包括催化剂失活剂完全消失,还包括催化剂失活剂的量减少至不影响后续工序的化学镀处理的进行的程度。即使残留了微量催化剂失活剂,只要不影响后续工序的化学镀处理,妨碍镀覆反应的功能就消失。进一步在本实施方式中,加热部分的催化剂失活剂改性或变质而不能作为催化剂失活剂起作用的情况也包含在“催化剂失活剂的除去”中。例如为,催化剂失活剂通过氧化等化学变化,从而不能作为催化剂失活剂起作用的情况。在这种情况下,加热部分的催化剂失活剂不会完全消失,改性物(变质物)会残留。由于该改性物失去了催化剂失活能力,因此残留催化剂失活剂的改性物的部分也会产生与催化剂失活剂消失的部分同样的作用。
接着,使化学镀催化剂保持于照射了激光的基材表面(图1的步骤S3)。作为化学镀催化剂,只要是具有化学镀催化剂能力的物质就可以使用任意的物质,例如可以使用Pd、Ni、Pt、Cu等金属微粒、金属络合物、金属醇盐等,其中,优选包含催化剂活性高的Pd的化学镀催化剂。
使化学镀催化剂保持于基材表面的方法没有特别限制。例如,可以将化学镀催化剂溶解或分散于溶剂中而调制催化剂液,将该催化剂液涂布在基材上或将基材浸渍在催化剂液中,从而对基材的表面赋予化学镀催化剂。从催化剂赋予的均匀性的观点考虑,优选将基材浸渍在催化剂液中的方法。
催化剂液所使用的溶剂只要是能够溶解或分散催化剂的溶剂就没有特别限制,例如可以使用水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等醇、己烷、庚烷等烃等。作为烃,可以使用市售的高沸点溶剂(ISOPAR、埃克森美孚公司制)等。从镀覆催化剂活性高出发,催化剂液所使用的化学镀催化剂优选钯络合物,具体而言,可以使用四氯钯酸钠、四氯钯酸钾、乙酸钯、氯化钯、乙酰丙酮钯(II)、六氟乙酰丙酮钯(II)金属络合物等。催化剂液中的化学镀催化剂的配合量(催化剂浓度)例如可以设为0.01重量%~5重量%。
作为对基材表面赋予化学镀催化剂的其它方法,可列举使用市售的化学镀用催化剂液的通用方法,例如敏化剂-活化剂法、催化剂-促进剂法。在敏化剂-活化剂法中,首先,为了容易吸附化学镀催化剂,例如使用包含Sn2+的液体处理基材的表面(敏化剂处理),接着,在包含化学镀催化剂(例如,Pd2+)的液体中浸渍基材(活化剂处理)。在催化剂-促进剂法中,首先在包含化学镀催化剂的液体(例如,通过Sn2+与Pd2+的混合得到的钯胶体液)中浸渍基材(催化剂处理),接着将基材浸渍在盐酸溶液等中,使镀覆催化剂的金属析出在基材表面(促进剂处理)。
接着,使化学镀液与上述基材的表面接触(图1的步骤S4)。由此,能够在基材表面的加热部分形成化学镀膜,制造选择性形成了镀膜的镀覆部件。作为化学镀液,可以根据目的使用任意通用的化学镀液,但从催化剂活性高且液体稳定这样的方面出发,优选为化学镀镍磷液。
如上所述,在本实施方式中,在成型体表面存在催化剂失活剂渗入或吸附而残留的催化剂失活剂残留部分和通过加热除去了催化剂失活剂的预定图案的催化剂失活剂除去部分。然后,对该成型体表面赋予上述化学镀催化剂,并接触化学镀液,从而能够仅在预定图案的催化剂失活剂除去部分形成化学镀膜。其理由尚不清楚,但推测:在催化剂失活剂残留部分,化学镀催化剂与催化剂失活剂直接反应而中毒,或虽然催化剂失活剂不与化学镀催化剂直接反应,但在催化剂赋予工序的任一阶段,催化剂失活剂会阻碍化学镀催化剂发挥催化剂能力。例如,在使用碘作为催化剂失活剂的情况下,推测:碘与作为化学镀催化剂的钯等金属直接反应,形成不具有催化剂能力的碘化钯,或使钯氧化,形成不具有催化剂能力的氧化钯。另一方面,由于在催化剂失活剂除去部分不存在催化剂失活剂,因此生成化学镀膜。因此,在本实施方式中,能够对各种材质的基材通过简单的制造工艺来抑制在预定图案以外的镀膜的生成,而仅在预定图案上形成镀膜。
在以上说明的化学镀膜上,可以进一步形成不同种类的化学镀膜,也可以通过电镀形成电镀膜。通过将基材上的镀膜的总厚度增厚,能够在将预定图案的镀膜用作电路的情况下减小电阻。从降低镀膜电阻的观点考虑,层叠在化学镀膜上的镀膜优选为化学镀铜膜、电镀铜膜、电镀镍等。另外,由于对电隔离的电路无法进行电镀,因此在这样的情况下,优选通过化学镀使基材上的镀膜的总厚度增厚。另外,为了提高镀膜图案的焊料润湿性以便能够应对回流焊,也可以在镀膜图案的最外表面形成锡、金、银等镀膜。
本实施方式的制造方法也可以进一步包含从基材除去催化剂失活剂的催化剂失活剂除去工序。另外,催化剂失活剂除去工序中的“催化剂失活剂的除去”是指将催化剂失活剂从基材去除的情况,不包括催化剂活性剂改性(变质)而残留于基材。另外,“催化剂失活剂的除去”不仅包括完全去除催化剂失活剂,也包括减少催化剂失活剂的量。
下面,对使用碘作为催化剂失活剂的情况下除去催化剂失活剂的工序进行说明。在本实施方式中,优选在使化学镀催化剂保持于基材的表面的工序(图1的步骤S3)后,或形成化学镀膜的工序(同一图的步骤S4)后,从基材除去碘。这是因为:碘容易与金属反应,如果残留在基材内则担心会腐蚀镀膜。
作为从基材除去碘的方法,可列举通过使用洗涤液洗涤基材而使碘溶出从而除去的方法,通过对基材周围的气氛进行加热或减压而使碘升华从而除去的方法。在碘的洗涤中使用的洗涤液只要是溶解碘且不会使基材变质的液体就没有特别限制,例如优选为水、醇、和它们的混合物。作为醇,可列举例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。在洗涤液中,为了提高碘的溶解性也可以含有碘化物离子,为了提高与基材的亲和性也可以含有表面活性剂。
另外,作为除去碘的方法,更优选进行将基材中的碘的至少一部分还原的还原处理,生成包含碘化物离子和阳离子的碘化合物,将生成的碘化合物从基材除去。通过使碘为碘化物离子,从而在水等洗涤液中的溶解性提高,容易从基材除去碘。进一步,由于碘化物离子与碘相比与金属的反应性低,因此即使残留在基材中,腐蚀金属的风险也低。
基材中的碘的还原可以使用通常的还原剂,例如可列举硼氢化钠、甲醛、乙醛等醛类、葡萄糖等糖类、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等。例如,在使用硫代硫酸钠进行还原的情况下,通过使基材浸渍在硫代硫酸钠溶液中,从而如下述化学反应式(1)所示,碘分子(I2)被还原,成为氧化数-I(负1)的状态(NaI)。
[化1]
I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2Na I (1)
另外,基材中的碘的还原也可以通过使还原剂包含在上述催化剂液中来进行。进一步也可以通过化学镀液中所含的还原剂、在化学镀中产生的氢,而将基材中的碘还原。
也可以在还原处理后,使用上述洗涤液洗涤基材,从而从基材除去碘。在这种情况下,碘成为碘化合物并溶解于水等洗涤液中,能够容易地从基材除去。
即使在使用碘以外的催化剂失活剂的情况下,也可以与除去碘同样,在使化学镀催化剂保持于基材的表面的工序(图1的步骤S3)后,或形成化学镀膜的工序(同一图的步骤S4)后,将催化剂失活剂除去。特别是在催化剂失活剂具有离子性化合物、且将镀膜用作电配线图案的情况下,配线间的绝缘性恐怕会降低,因此优选除去催化剂失活剂。作为除去催化剂失活剂的方法,优选使用溶解催化剂失活剂的溶剂洗涤基材的方法。例如,在使用三苯基二氯化锑作为催化剂失活剂的情况下,虽然三苯基二氯化锑为非水溶性,但可溶于甲基乙基酮等有机溶剂。因此,三苯基二氯化锑在镀覆工序中不会从基材表面脱离,但在镀覆工序后通过将基材浸渍在甲基乙基酮中并进行充分洗涤,能够从基材表面除去。
在以上说明的本实施方式的制造方法中,预定图案的镀膜可以具有导电性。在这种情况下,预定图案的镀膜作为配线图案、电路等起作用,具有预定图案的镀膜的镀覆部件作为电子部件起作用。另外,预定图案的镀膜可以仅在基材的一面上平面地形成,也可以在基材的多个面、或沿着包含球面等的立体形状的表面立体地形成。在预定图案的镀膜在基材的多个面、或沿着包含球面等的立体形状的表面立体地形成且具有导电性的情况下,预定图案的镀膜作为立体电路起作用,具有这样的预定图案的镀膜的镀覆部件作为立体电路成型部件(MID)起作用。
另外,在本实施方式中,依次实施对基材表面的催化剂失活剂的赋予(图1的步骤S1)、基材表面的加热或光照射(同一图的步骤S2)、对基材表面的化学镀催化剂的赋予(同一图的步骤S3)。通过在镀覆工序的紧前赋予催化剂,能够防止由空气氧化等引起的催化剂活性失活,因此优选这些工序依次实施,但不一定必须按照该顺序实施。例如,也可以按照对基材表面的化学镀催化剂的赋予(同一图的步骤S3)、催化剂失活剂的赋予(图1的步骤S1)、基材表面的加热或光照射(同一图的步骤S2)的顺序实施,还可以按照对基材表面的催化剂失活剂的赋予(图1的步骤S1)、化学镀催化剂的赋予(同一图的步骤S3)、基材表面的加热或光照射(同一图的步骤S2)的顺序实施。
[第2实施方式]
根据图2所示的流程图,对在基材上形成有预定图案的镀膜的镀覆部件的制造方法进行说明。在本实施方式中,使用含有化学镀催化剂的成型体作为基材。由于成型体已经含有化学镀催化剂,因此在本实施方式中,可以省略第1实施方式中进行的、对基材表面赋予化学镀催化剂的工序(图1的步骤S3)。在本实施方式中,通过成型出含有化学镀催化剂的成型体(图2的步骤S11),能够使化学镀催化剂保持于基材表面。
首先,对成型出含有化学镀催化剂的成型体的方法(图2的步骤S11)进行说明。含有化学镀催化剂的成型体的成型方法没有特别限制,可以通过国际公开第2013/129659号所公开的方法进行成型。例如,可以制造含有具有亲水性链段的嵌段共聚物(以下,也适当记载为“嵌段共聚物”)和化学镀催化剂的第1树脂颗粒,使用第1树脂颗粒和热塑性树脂(第2树脂颗粒)成型出成型体。嵌段共聚物存在如下倾向:在成型体的成型过程中或成型后,伴随化学镀催化剂朝向成型体表面移动,与化学镀催化剂一起偏析在成型体的表面附近。由此,成型体的表面附近由于嵌段共聚物而亲水化,化学镀催化剂的浓度进一步提高,成型体的镀覆反应性提高。
在这样的使用第1和第2树脂颗粒制造成型体的方法中,第1树脂颗粒为母料,第2树脂颗粒相当于配合母料的基体树脂。母料是指以高浓度含有染料、颜料、其它添加剂等功能性材料的树脂颗粒,混合在不含功能性材料的基体树脂中,与基体树脂一起成型。使用母料时,与将功能性材料直接添加于基体树脂中进行成型相比,材料的操作性容易且称量精度也提高。
第1树脂颗粒所含有的包含亲水性链段的嵌段共聚物具有亲水性链段,进一步具有与亲水性链段不同的其它链段(以下,也适当记载为“其它链段”)。就亲水性链段而言,可以使用阴离子性链段、阳离子性链段、非离子性链段。作为阴离子性链段,可列举聚苯乙烯磺酸系,作为阳离子性链段,可列举含有季铵盐基的丙烯酸酯聚合物系,作为非离子性链段,可列举聚醚酯酰胺系、聚氧化乙烯-环氧氯丙烷系、聚醚酯系。从容易确保成型体的耐热性出发,亲水性链段优选为具有聚醚结构的非离子性链段。作为聚醚结构,例如包含聚氧化亚乙基、聚氧化亚丙基、聚氧化三亚甲基、聚氧化四亚甲基等氧化亚烷基、聚醚二醇、聚醚二胺、和它们的改性物、以及含有聚醚的亲水性聚合物,特别优选为聚氧化乙烯。
嵌段共聚物的其它链段只要与亲水性链段相比为疏水性就可以任意,例如可以使用尼龙、聚烯烃等。
嵌段共聚物可以使用市售品,例如可以使用三洋化成工业制PELESTAT(注册商标)、PEREKUTORON(注册商标)等。例如,三洋化成工业制PELESTAT NC6321、1251为将亲水性链段的聚醚与其它链段的尼龙以酯键共聚物化而得到的嵌段共聚物。
作为第1树脂颗粒所含有的化学镀催化剂,可以使用与第1实施方式同样的物质。从化学镀的反应性的观点考虑,第1树脂颗粒中的化学镀催化剂的含量优选为0.1重量ppm以上,更优选为1重量ppm以上。另外,关于上限,例如由后述的成型体的制造方法中化学镀催化剂在加压二氧化碳中的饱和溶解度等决定,因此依赖于化学镀催化剂的种类。
第1树脂颗粒的制造方法任意,可以通过国际公开第2013/129659号所公开的方法制造。例如可以使用挤出成型机,在经增塑化熔融的嵌段共聚物中混合溶解有化学镀催化剂的加压二氧化碳并进行挤出成型,将挤出成型体粉碎而得到第1树脂颗粒。加压二氧化碳为化学镀催化剂的溶剂,而且也作为嵌段共聚物的增塑剂起作用,促进化学镀催化剂在嵌段共聚物中均匀地分散。因此,如果使用化学镀催化剂制造第1树脂颗粒,使用第1树脂颗粒制造镀覆部件,则能够得到均匀且高品质的镀膜。不使用加压二氧化碳,也能够制造第1树脂颗粒,但从以上的理由出发,优选使用加压二氧化碳。
另外,也可以通过在高压容器内,使颗粒状的嵌段共聚物(原料颗粒)与溶解有化学镀催化剂的加压二氧化碳接触的方法,制造第1树脂颗粒。在这种情况下,可以使化学镀催化剂与加压二氧化碳一起渗入原料颗粒中,制造含有化学镀催化剂的第1树脂颗粒。
接着,将第2树脂颗粒与制造的第1树脂颗粒一起进行增塑化熔融,使用通用的注射成型机、挤出成型机等成型机,通过通用的成型方法,成型出含有化学镀催化剂的成型体。作为第2树脂颗粒的材料,可以使用作为第1实施方式的基材所用的材料所列举的热塑性树脂。从耐热性的观点考虑,第2树脂颗粒优选不包含嵌段共聚物。另外,由于第1树脂颗粒包含化学镀催化剂,因此第2树脂颗粒不需要包含化学镀催化剂,从成本降低的观点考虑,优选不包含化学镀催化剂。
接着,对于含有化学镀催化剂的成型体(基材),通过与第1实施方式同样的方法,依次实施催化剂失活剂的赋予(图2的步骤S1)、通过激光描绘等进行的基材加热(同一图的步骤S2)、化学镀(同一图的步骤S3)、从基材除去催化剂失活剂(碘)。由此,能够仅在基材表面的加热部分形成化学镀膜。
在本实施方式中,能够仅在基材表面的加热部分形成化学镀膜的原理如下推测。通过对含有化学镀催化剂的成型体(基材)赋予催化剂失活剂(图2的步骤S1),从而使基材表面的化学镀催化剂中毒。但是,在本实施方式中,化学镀催化剂不是从外部赋予,而是掺入成型体内部。因此,在比催化剂失活剂的渗入深度更深的基材内部也存在化学镀催化剂,未与催化剂失活剂接触的内部的化学镀催化剂未中毒。如果对表层部的化学镀催化剂发生了中毒的状态的基材照射激光(同一图的步骤S2),则激光照射部分的热塑性树脂蒸发,由此表面粗化,存在于成型体内部的未中毒的化学镀催化剂露出于基材表面。进一步,通过使基材表面粗化,从而化学镀液容易渗入,渗入的化学镀液与基材内部的未中毒的化学镀催化剂接触,使得镀膜从内部生长。另一方面,在激光照射部分以外的部分,由于催化剂失活剂的存在而抑制化学镀膜的生成。这样,在本实施方式中,也能够通过简单的制造工艺来抑制在预定图案以外的镀膜的生成,而仅在预定图案上形成镀膜。
[第3实施方式]
在本实施方式中,使用具有通过在表面延伸的凸部和/或凹部形成了预定的第1图案的区域的基材。而且,在形成第1图案的凸部和/或凹部上形成化学镀膜。与第1实施方式同样,根据图1所示的流程图,对本实施方式的镀覆部件的制造方法进行说明。
首先,对具有通过延伸的凸部和/或凹部形成了预定的第1图案的区域的基材表面赋予催化剂失活剂(图1的步骤S1)。
图6(a)和(b)所示的本实施方式的基材60为板状体,在一个面60a上多个直线状延伸的凸部61大致平行地排列,在邻接的凸部61彼此之间形成凹部62。这样,在本实施方式中,在基材60的面60a的整面通过多个凸部61形成预定的第1图案。即,在本实施方式中,基材60的面60a的整面为形成了第1图案的区域。
基材的材料可以使用与第1实施方式同样的材料,基材可以为市售品,也可以通过成型等由市售的材料来制造。基材表面的凸部和凹部可以在成型时同时形成,也可以在成型后通过切削加工、蚀刻、热压等形成。
在面60a上延伸的凸部61的截面形状没有特别限制,在使用模具形成凸部的情况下,为了使模具容易脱落,优选为距离面60a越远则越细的形状,例如可列举半圆、三角形、梯形等。在本实施方式中,将凸部61的截面形状设为梯形。另外,凸部61的截面形状是指在凸部61中,与面60a垂直且与凸部60的延伸方向垂直的截面形状。
从在后述的凸部61的加热工序中防止热扩散至凹部62的观点考虑,凸部61的宽度W优选为0.1mm~100mm,更优选为2mm~10mm,高度H优选为0.05mm~10mm,更优选为0.1mm~5mm,间距P优选为0.5mm~100mm,更优选为1mm~10mm。另外,从均匀加热凸部61的观点考虑,凸部61的高度H优选大致固定。
催化剂失活剂可以使用与第1实施方式同样的物质,另外,可以通过与第1实施方式同样的方法赋予在基材表面。催化剂失活剂至少赋予在形成了预定的第1图案的区域。推测:如图7(a)所示,赋予在基材60的催化剂失活剂80渗入基材60的表面附近(表层部分)、或吸附于基材60的表面。
接着,如图7(a)所示,使用加热板70,对形成第1图案的凸部61的顶部61a进行加热(图1的步骤S2)。这时,可以使加热板70与顶部61a直接接触而进行热压,如果通过使加热板70靠近顶部61a而能够充分加热顶部61a,则也可以使加热板70与顶部61a不直接接触。作为加热板70,例如可以使用不锈钢、铝等便宜的金属板。加热基材的凸部61的加热温度、加热时间、以及进行加压时的加压压力可以依赖于基材的熔点等耐热性、催化剂失活剂的种类等适当决定。例如,加热温度(加热板的温度)可以设为100℃~350℃,加热时间可以设为0.1秒~120秒,加压压力可以设为1kgf/cm2~1000kgf/cm2。
如图6(b)所示,在经加热的凸部61的顶部61a存在的催化剂失活剂80蒸发或升华而从顶部61a的表面除去。另外,根据基材和加热条件,也可以使顶部61a的表层部分与催化剂失活剂一起蒸发而消失。这样,在本实施方式中,通过对凸部61的顶部61a进行加热,从而在基材60的表面形成包含顶部61a的第1图案的催化剂失活剂除去部分。然后,顶部61a以外的区域成为催化剂失活剂渗入或吸附而残留的催化剂失活剂残留部分。
接着,通过与第1实施方式同样的方法,使化学镀催化剂保持于基材60的表面(图1的步骤S3),接触化学镀液(同一图的步骤S4)。由此,仅在经加热的顶部61a形成化学镀膜85,能够制造选择性形成了镀膜的镀覆部件100。进一步,本实施方式与第1实施方式同样地,可以根据需要在化学镀膜上形成不同种类的化学镀膜,也可以通过电镀形成电镀膜。另外,与第1实施方式同样地,可以在使化学镀催化剂保持于基材的表面的工序(图1的步骤S3)后、或形成化学镀膜的工序(同一图的步骤S4)后,从基材除去催化剂失活剂。
在本实施方式中,与第1实施方式同样地,可以通过简单的制造工艺来抑制在第1图案以外的化学镀膜的生成,而仅在第1图案上形成化学镀膜。进一步在本实施方式中,通过将形成镀膜的部分设为凸部61,能够抑制热扩散到凸部61以外,能够形成清楚的镀膜图案。另外,在将本实施方式的镀膜用作配线图案、电路的情况下,由于作为配线的镀膜85形成在凸部61的顶部61a上,因此邻接的配线间的实效的配线间距离变长,配线间的绝缘性能提高。由此提高电子部件的配线密度。另外,在本实施方式中,由于不使用激光而使用能够由便宜的不锈钢、铝等形成的加热板对基材60进行加热,因此能够便宜且短时间内制造大型的MID。符合产品形状的加热板(加压型)也可以使用容易加工的铝简便地制作。进一步,在本实施方式中,通过将加热部分设为凸部61,能够使用与凸部61接触的面70a为平面的加热板70。即,不需要为每个期望的镀膜的图案准备加热板,能够削减制造成本。
接着,对图8(a)~(c)和图9所示的本实施方式的变形例1进行说明。在上述的本实施方式中,使用了与凸部60接触的面70a为平面的加热板70(参照图7(a)),但本实施方式不限于此。例如,也可以使用如图8(a)所示的加热板90,对基材60进行热压。加热板90具有在与基材60接触的面90a上延伸的突出部91。突出部91在面90a上形成与基材60的第1图案对应的第2图案。在本变形例中,在基材的加热工序(图1的步骤S2)中,使基材60的由凸部61形成的第1图案与加热板90的由突出部91形成的第2图案接触,通过加热板90对基材60进行热压。由此,如图8(b)所示,在凸部61的顶部61a上形成与突出部91对应的凹陷61b。然后,通过与第1实施方式同样的方法,使化学镀催化剂保持于基材60的表面(图1的步骤S3),接触化学镀液(同一图的步骤S4)。由此,在本变形例中,如图8(c)和图9所示,在凹陷61b内形成化学镀膜85,能够制造选择性形成了镀膜的镀覆部件200。在本变形例中,通过在凹陷61b内形成化学镀膜85,从而化学镀膜85相对于基材60的密合强度提高。为了使加热板90的突出部91在基材60的凸部61形成凹陷61b,优选突出部91的宽度W1和高度H1分别比凸部61的宽度W和高度H小。在本实施方式中,由于通过比凸部61小的突出部91对基材60进行加热,因此能够抑制热扩散到凸部61周边。
接着,对图10所示的本实施方式的变形例2进行说明。在上述的本实施方式中,通过凸部60形成了第1图案,在凸部61上形成了化学镀膜85,但本实施方式不限于此。例如,如图10所示,也可以通过凹部62形成第1图案,在凹部62的底62a上设置化学镀膜85。在上述的本实施方式中,对基材60赋予催化剂失活剂后(图1的步骤S1),使用经加热的加热板70,对凸部61的顶部61a进行加热而将加热部分的催化剂失活剂除去(同一图的步骤S2)。另一方面,在本变形例中,通过与上述的本实施方式同样的方法,对基材60赋予催化剂失活剂后(同一图的步骤S1),对凹部62的底62a照射激光,从而将激光照射部分的催化剂失活剂除去(图1的步骤S2)。然后,通过与上述的本实施方式同样的方法,使化学镀催化剂保持于基材60的表面(同一图的步骤S3),接触化学镀液(同一图的步骤S4)。由此,能够仅在照射了激光的底62a形成化学镀膜85而制造镀覆部件300。在本变形例中,使用激光照射,因此与使用加热板的情况相比,能够抑制热扩散到加热部分周边。因此,使凸部和凹部的大小减小,能够进一步提高电子部件的配线密度。例如,在使用激光的情况下,图6(b)所示的凸部61的宽度W优选为10μm~1000μm,更优选为50μm~500μm,高度H优选为10μm~200μm,更优选为5μm~100μm,间距P优选为10μm~1000μm,更优选为30μm~100μm。
进一步对图11所示的本实施方式的变形例3进行说明。在本变形例中,如图11所示,通过凸部61和凹部62形成第1图案,在凸部61的顶部61a和凹部62的底62a两方形成化学镀膜85。首先,通过与上述本实施方式同样的方法,对基材60赋予催化剂失活剂(图1的步骤S1)。然后,将在凸部61的顶部61a和凹部62的底62a两方存在的催化剂失活剂除去。作为除去催化剂失活剂的方法,例如可以对顶部61a和底62a两方照射激光,作为其它方法,也可以使加热板与顶部61a接触,对底62a照射激光(图1的步骤S2)。然后,通过与上述的本实施方式同样的方法,使化学镀催化剂保持于基材60的表面(同一图的步骤S3),接触化学镀液(同一图的步骤S4)。由此,能够在顶部61a和底62a两方形成化学镀膜85而制造镀覆部件400。在本变形例中,通过在凸部61和凹部62两方形成镀膜,能够进一步提高电子部件的配线密度。
实施例
下面,通过实施例和比较例具体说明本发明,但本发明不限于下述的实施例和比较例。
[实施例1]
在本实施例中,成型出树脂成型体,作为基材。然后,依次进行在成型的树脂成型体上的催化剂失活剂的赋予、通过激光描绘进行的树脂成型体的加热、化学镀催化剂的赋予、化学镀、催化剂失活剂的除去,制造选择性形成了镀膜的镀覆部件。另外,使用碘作为催化剂失活剂。
(1)树脂成型体的成型
使用通用的注射成型机(日本制钢所制、J180AD-300H),将尼龙6T(PA6T)(SolvayAdvanced Polymers制、AMODEL AS-1566HS、黑色等级)成型为4cm×6cm×0.2cm的板状体。
(2)碘的赋予
按照以下的步骤,调制碘浓度1.5重量%、碘化钾浓度6重量%、以水和乙醇混合溶液为溶剂的碘溶液。首先,在水194.5g中溶解碘化钾(和光纯药制试剂)18.0g,调制碘化钾水溶液。接着,向调制的碘化钾水溶液中加入碘(和光纯药制试剂)4.5g,进行搅拌使其完全溶解。进一步加入乙醇(和光纯药制试剂)83.0g,得到碘溶液。
向300cc的高型烧杯中加入调制的碘溶液,将树脂成型体(基材)浸渍于碘溶液,在室温放置10分钟。然后,将树脂成型体从碘溶液取出,充分水洗后,通过鼓风除去附着于基材的水滴。
(3)激光描绘
对赋予了碘的树脂成型体,使用激光描绘装置(基恩士制、MD-V9929WA、YVO4激光器、波长1064nm),沿着预定的图案照射激光。激光描绘以描绘速度500mm/sec、频率50kHz、功率80%进行。在本实施例中,激光描绘的图案为包含间距500μm、线宽度200μm、长度4cm的多条直线的图案。即,图案的线宽与间隔宽(L/S)为200μm/300μm。
(4)化学镀催化剂的赋予
将进行了激光描绘的树脂成型体浸渍于催化剂液,对树脂成型体的表面赋予化学镀催化剂。首先,在己烷(和光纯药制试剂)300g中溶解1.5g六氟乙酰丙酮钯(II)(Aldrich制试剂),调制钯络合物浓度(催化剂浓度)0.5重量%的催化剂液。
向300cc的高型烧杯中加入调制的催化剂液,将进行了激光描绘的树脂成型体浸渍于催化剂液,在室温放置5分钟。然后,将树脂成型体从催化剂液取出,按照己烷、乙醇、水的顺序充分洗涤。
(5)化学镀
向500cc的高型烧杯中加入化学镀镍磷液(Kanigen制、SE-666),将赋予了化学镀催化剂的树脂成型体浸渍于镀液,以80℃进行15分钟化学镀。化学镀后,将树脂成型体从镀液取出并充分水洗。观察化学镀中的树脂成型体,结果仅在激光描绘部分产生了气泡。推测该气泡为氢,由此能够确认仅在激光描绘部分发生了化学镀反应。
(6)碘的还原和除去
通过以下方法将碘从进行了化学镀的树脂成型体除去。首先,将硫代硫酸钠(和光纯药制试剂)49.5g溶解于280g水中,调制硫代硫酸钠浓度15重量%的硫代硫酸钠水溶液。向300cc的高型烧杯中加入调制的硫代硫酸钠水溶液,将进行了化学镀的树脂成型体浸渍于硫代硫酸钠水溶液,在室温放置10分钟。然后,将树脂成型体从硫代硫酸钠水溶液取出,充分水洗。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在进行了激光描绘的预定图案上形成了镀膜,在预定图案以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在预定图案部分,由于碘通过激光照射被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在预定图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
接着,测定镀膜形成部分(预定图案部分)的电阻。测定方法使用如下方法:将测试机的端子按压于1条直线状的镀膜的一端与另一端,测定端子间的电阻。其结果能够确认:电阻为低至10Ω的值,预定图案部分具有导电性。
[实施例2]
在本实施例中,代替激光描绘,通过将高温的不锈钢板按压于基材上进行热压而对基材的一部分进行加热。另外,通过敏化剂-活化剂法对基材赋予化学镀催化剂。另外,不进行碘的还原处理。除此之外,通过与实施例1同样的方法,制造选择性形成了镀膜的镀覆部件。
(1)树脂成型体的成型和碘赋予
首先,通过与实施例1同样的方法,成型出树脂成型体,作为基材,接着,对树脂成型体赋予碘。
(2)基材的加热
首先,准备2cm×4cm×0.5cm的不锈钢板,加热至150℃。然后,将150℃的不锈钢板按压于树脂成型体上1分钟,对树脂成型体的一部分进行加热。然后,放置10分钟,使树脂成型体冷却至室温。
(3)化学镀催化剂的赋予
向300cc的高型烧杯中加入敏感性赋予剂(敏化剂、奥野制药制),将使用不锈钢板进行了加热的树脂成型体浸渍于敏感性赋予剂,在室温放置3分钟。然后,将树脂成型体从敏感性赋予剂取出,充分水洗。接着,向300cc的高型烧杯中加入催化剂化处理剂(活化剂、奥野制药制),将树脂成型体浸渍于催化剂化处理剂,在30℃放置1分钟。然后,将树脂成型体从催化剂化处理剂取出,充分水洗。
(4)化学镀
通过与实施例1同样的方法,对赋予了化学镀催化剂的树脂成型体进行化学镀。观察化学镀中的树脂成型体,结果:仅在树脂成型体的加热部分产生了气泡。推测该气泡为氢,由此能够确认:仅在加热部分发生了化学镀反应。
(5)碘的除去
向300cc的高型烧杯中加入乙醇,加入基材并放置1小时,洗涤基材中的碘。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在加热部分形成了镀膜,在加热部分以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在预定图案部分,由于碘通过加热被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在预定图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
接着,测定镀膜形成部分(加热部分)的电阻。测定方法使用如下方法:将测试机的端子按压于长方形镀膜的对角的顶点部,测定端子间的电阻。其结果能够确认:电阻为低于10Ω的值,镀膜形成部分具有导电性。
[实施例3]
在本实施例中,制造使预定图案的镀膜在球面上立体地形成的3维形状的立体电路部件(MID)作为镀覆部件。首先,成型出半球状的树脂成型体,作为基材,依次进行在成型的树脂成型体上的催化剂失活剂的赋予、通过激光描绘进行的树脂成型体的加热、化学镀催化剂的赋予、催化剂失活剂的除去、化学镀。另外,使用碘作为催化剂失活剂。
(1)树脂成型体的成型和碘赋予
首先,使用与实施例1同样的注射成型机和热塑性树脂,成型出直径6cm、高度3cm、厚度1mm的半球状成型体,接着通过与实施例1同样的方法对树脂成型体赋予碘。
(2)激光描绘
使用与实施例1同样的激光描绘装置,在与实施例1同样的激光描绘条件下,在赋予了碘的树脂成型体的球面上进行预定图案的激光描绘。
(3)化学镀催化剂的赋予
在本实施例中,与实施例2同样地使用市售化学镀用催化剂液,通过敏化剂-活化剂法对基材赋予化学镀催化剂。
(4)碘的还原和除去
通过以下方法将碘从赋予了化学镀催化剂的树脂成型体除去。首先,将硼氢化钠4.0g(和光纯药制试剂)溶解于800g乙醇中,调制0.5重量%硼氢化钠溶液。将赋予了化学镀催化剂的树脂成型体浸渍在调制的硼氢化钠溶液1000g中,在室温放置5分钟。然后,将树脂成型体从硼氢化钠溶液取出,充分水洗。
(5)化学镀
向2000cc的高型烧杯中加入析出速率高的化学镀铜液(奥野制药制、OPC CopperNCA),将碘还原处理后的树脂成型体浸渍于镀液。以60℃进行1小时化学镀,形成厚度7μm的镀铜膜。化学镀后,将树脂成型体从镀液取出,充分水洗。
<评价>
将通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件(立体电路部件、MID)的照片示于图3中。本实施例中制造的镀覆部件仅在进行了激光描绘的预定图案上形成了镀膜,在预定图案以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在预定图案部分,由于碘通过激光照射被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在预定图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
对本实施例中制造的镀覆部件(MID)进行热冲击试验:将在120℃的环境中放置1小时和在-40℃的环境中放置1小时交替地反复10次。其结果,镀覆部件的镀膜未产生剥离。由该结果可知:本实施例的MID具有高可靠性。
[实施例4]
在本实施例中,制造在表面通过镀膜形成了配线的模型图案的部件作为镀覆部件。首先,成型出平板状的树脂成型体,作为基材,依次进行在成型的树脂成型体上的催化剂失活剂的赋予、通过激光描绘进行的树脂成型体的加热、化学镀催化剂的赋予、化学镀。在本实施例中,不进行催化剂失活剂的除去。另外,使用碘作为催化剂失活剂。
(1)树脂成型体的成型和碘赋予
首先,使用与实施例1同样的注射成型机,使用高熔点(310℃)且来自植物的芳香族尼龙(东洋纺制、VYLOAMIDE)作为热塑性树脂,成型出10cm×10cm×0.2cm平板状的成型体,接着通过与实施例1同样的方法对树脂成型体赋予碘。本实施例中使用的芳香族尼龙熔点高,翘曲、毛刺少,成型性优异,因此适于MID。
(2)激光描绘
使用与实施例1同样的激光描绘装置,在与实施例1同样的激光描绘条件下,在赋予了碘的树脂成型体上进行预定的电路图案的激光描绘。电路图案设为间距300μm、500μm、1.0mm和1.5mm这4种间距的电路图案,各电路图案中的线宽设为200μm。因此,各电路图案的线宽与间隔宽(L/S)为200μm/100μm、200μm/300μm、200μm/800μm、200μm/1300μm。
(3)化学镀催化剂的赋予
在本实施例中,使用与实施例2同样的市售化学镀用催化剂液,通过敏化剂-活化剂法对基材赋予化学镀催化剂。
(4)化学镀
与实施例3同样地,使用化学镀铜液,通过与实施例3同样的方法进行化学镀。
<评价>
将通过以上说明的制造方法制造的形成有配线的模型图案的部件(镀覆部件)的照片示于图4中。在图4所示的区域A形成间距300μm的电路图案,在区域B形成间距500μm的电路图案,在区域C形成间距1.0mm的电路图案和在区域D形成间距1.5mm的电路图案。将图4的区域B中的间距500μm的电路图案的放大照片示于图5中。就本实施例中制造的镀覆部件而言,在间距300μm的电路图案中,一部分配线间相连的部位到处可见,但如图5所示,在间距500μm以上的电路图案中未观察到配线的短路。由该结果确认:通过本实施例的方法,使用高功能树脂材料,通过简单工艺,能够制造形成了电路的镀覆部件(电子部件)。
[实施例5]
在本实施例中,成型出含有化学镀催化剂的成型体,作为基材。因此,不进行对基材的化学镀催化剂的赋予。另外,在化学镀前使用盐酸进行化学镀前处理。除此之外,通过与实施例1同样的方法,制造选择性形成了镀膜的镀覆部件。
(1)含有化学镀催化剂的成型体的成型
(a)第1树脂颗粒的制造
准备具有虹吸式的与液态二氧化碳瓶相连的第1配管和通过背压阀与外部相连的第2配管的250cc的耐压容器。在第1和第2配管上分别设置第1和第2阀门,初期阀门的状态为两阀门都关闭。在该耐压容器中配置具有亲水性链段的嵌段共聚物颗粒(三洋化成工业制、PL1251)(原料颗粒)80g、六氟乙酰丙酮钯(II)(Aldrich制试剂)(化学镀催化剂)160mg并密闭。将耐压容器冷却至10℃,打开第1阀门,通过第1配管向耐压容器内导入液体二氧化碳。确认耐压容器内的压力变为4.5MPa后,关闭第1阀门。接着,将背压阀设定为10MPa后,打开第2阀门并加热耐压容器。在将耐压容器内保持压力10MPa、温度40℃的状态下,打开第2阀门,在该状态下对耐压容器加热2小时。加热停止后,放置5小时,将耐压容器的温度降低至室温。然后,打开背压阀,从耐压容器放出二氧化碳。耐压容器内的压力回到大气压后,从耐压容器取出渗入了六氟乙酰丙酮钯的嵌段共聚物的颗粒(第1树脂颗粒)。
通过目测观察从容器取出的颗粒。上述处理前的颗粒为无色,但上述处理后的颗粒着色为黄色。由此能够确认:通过上述处理在嵌段共聚物的颗粒中含浸了六氟乙酰丙酮钯(II)。
(b)成型体的成型
使用含有玻璃纤维33重量%的66尼龙(东丽制、AMILAN CM3001G33)作为第2树脂颗粒。以得到的第1树脂颗粒10重量%、第2树脂颗粒90重量%的比例混合,使用与实施例1同样的通用注射成型机(日本制钢所制、J180AD-300H)将混合的颗粒成型为4cm×8cm×0.2cm的板状体。
(2)碘赋予、激光描绘
通过与实施例1同样的方法对树脂成型体赋予碘,然后,进行激光描绘。
(3)镀覆前处理
在化学镀前,将进行了激光描绘的基材在常温的盐酸(3.0N)中浸渍5分钟。通过该镀覆前处理,使基材中的66尼龙的表面溶胀,在后续工序的化学镀处理中镀液容易渗入基材中。
(4)化学镀
接着,对进行了镀覆前处理的树脂成型体通过与实施例1同样的方法进行化学镀。观察化学镀中的树脂成型体,结果仅在树脂成型体的激光描绘部分产生了气泡。推测该气泡为氢,由此能够确认:仅在激光描绘部分发生了化学镀反应。
(5)碘的还原和除去
通过与实施例1同样的方法,从树脂成型体(基材)除去碘。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在激光描绘部分形成了镀膜,在加热部分以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在预定图案部分,通过激光照射使成型体表面粗化,由此,没有因碘而中毒的化学镀催化剂露出于基材表面,另外,化学镀液向基材的渗入被促进,化学镀的反应性得以提高,因此形成了镀膜。另一方面,推测:在预定图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
接着,测定激光描绘部分的电阻。通过与实施例1同样的方法测定电阻,结果为低至10Ω的值,能够确认镀膜形成部分具有导电性。
[比较例1]
在本比较例中,不进行对基材的碘的赋予(实施例1的工序(2))及碘的还原和除去(实施例1的工序(6))。除此之外,通过与实施例1同样的方法,制造形成有镀膜的镀覆部件。但是,在本比较例中,观察化学镀中的树脂成型体,结果从基材整面剧烈地产生了气泡。因此,为了防止镀液的分解,基材在化学镀液中的浸渍时间设为比实施例1短30秒钟。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本比较例的镀覆部件在基材整面形成了镀膜。另外,比较激光描绘部分与除其以外的部分,镀膜的生长未观察到差异。本比较例中,由于未进行对基材的碘赋予,因此化学镀催化剂未中毒。因此推测:在基材整面生成了镀膜,与激光照射有无没关系。
[比较例2]
在本比较例中,不进行对基材的碘赋予(实施例1的工序(2))及碘的还原和除去(实施例1的工序(6))。除此之外,通过与实施例5同样的方法,制造形成有镀膜的镀覆部件。但是,在本比较例中,观察化学镀中的树脂成型体,结果从基材整面剧烈地产生了气泡。因此,为了防止镀液的分解,基材在化学镀液中的浸渍时间设为比实施例5短5分钟。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本比较例的镀覆部件在基材整面形成了镀膜。另外,比较激光描绘部分与除其以外的部分,镀膜的生长未观察到差异。在本比较例中,由于未进行对基材的碘赋予,因此化学镀催化剂未中毒。因此推测:在基材整面生成了镀膜,与激光照射有无没关系。
[比较例3]
在本比较例中,除了不进行激光描绘(实施例1的工序(3))以外,与实施例1同样地对基材实施各处理。但是,在本比较例中,在基材表面未生成化学镀膜。在本比较例中,进行对基材的碘赋予,然后,不进行使用了激光等的基材加热。因此推测:为在基材的整面渗入了碘的状态,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
[实施例6]
在本实施例中,通过敏化剂-活化剂法对基材赋予化学镀催化剂,使用化学镀铜液作为化学镀液。另外,不进行催化剂失活剂的除去。除此之外,通过与实施例1同样的方法,制造选择性形成了镀膜的镀覆部件。
(1)树脂成型体的成型和碘赋予
首先,通过与实施例1同样的方法,成型出树脂成型体,作为基材,接着,对树脂成型体赋予碘。
(2)激光描绘
使用与实施例1同样的激光描绘装置,在与实施例1同样的激光描绘条件下,在赋予了碘的树脂成型体上进行预定图案的激光描绘。描绘的图案为以0.1mm间距排列了多个5mm×5cm区域的图案。
(3)化学镀催化剂的赋予
使用与实施例2同样的市售化学镀用催化剂液,通过敏化剂-活化剂法,对照射了激光的基材赋予化学镀催化剂。将在敏感性赋予剂(敏化剂)中浸渍基材且照射超声波的时间设为5分钟,然后,将在催化剂化处理剂(活化剂)中浸渍基材的时间设为2分钟,除此之外,通过与实施例2同样的方法对基材赋予化学镀催化剂。
(4)化学镀
将赋予了化学镀催化剂的成型体在60℃的化学镀铜液(奥野制药工业制、OPC-NCA)中浸渍15分钟,在成型体表面形成厚度1μm的化学镀铜膜。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在进行了激光描绘的预定图案上形成了镀膜,在预定图案以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在预定图案部分,由于碘通过激光照射被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在预定图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
<XPS分析>
对本实施例中制造的镀覆部件的形成了镀膜的部分与未形成镀膜的部分进行XPS(X-ray photoelectron spectroscopy:X射线光电子谱)分析。其中,XPS分析的分析深度为数nm,如果存在镀膜,则不可能检测出催化剂等。因此,在本分析中,将进行到催化剂赋予工序为止且未形成化学镀膜的试样作为分析试样。
(1)分析试样和分析装置
准备下述3种试样A~C作为分析试样。
试样A:激光照射部分
对基材进行碘的赋予、激光描绘、化学镀催化剂的赋予和激光描绘,将激光描绘部分作为试样片。
试样B:未照射激光部分
对基材进行碘的赋予、激光描绘、化学镀催化剂的赋予和激光描绘,将激光描绘部分以外的部分作为试样片。
试样C:参考(不赋予碘)
除了对基材不赋予碘以外,与试样B同样地制作。
试样A的激光照射部分为与化学镀液接触时形成化学镀膜的部分,试样B的未照射激光部分为即使与化学镀液接触也未形成化学镀膜的部分。分析使用XPS分析装置(ULVAC-PHI株式会社制、ESCA5500MC、激发源MgKa1253.6eV、分析区域Φ800μm)。
(2)分析结果
(a)试样表面的元素浓度
将各试样表面的元素浓度示于表1中。
[表1]
从所有试样A~C检测出的C、O、N、Si为基材所含的尼龙6T和玻璃纤维的构成元素。在试样A~C中,来自这些基材的元素浓度存在一些偏差。但是,该偏差是由于基材表面的玻璃纤维的露出状况和通过激光描绘产生的表面凹凸引起的,判断没有显著差异。
从赋予了碘的试样A和B检测出了碘(I)。经激光照射的试样A的碘浓度为未经激光照射的试样B的碘浓度的10%左右,确认有显著差异。由该结果可知:通过激光照射而从基材除去了碘。
Pd、Sn、Cl为作为化学镀用催化剂液的敏感性赋予剂(敏化剂)和催化剂化处理剂(活化剂)所含的元素。Pd和Sn在每个试样中的检测量有一些差异,但与来自基材的元素同样地判断没有显著差异。从试样A~C任一试样均检测出Sn。推测:在试样A和C中,Sn作为敏化剂所含有的SnCl2或其与活化剂中的Pd2+反应而生成的SnCl4存在。另一方面,从试样B(未照射激光部分)未检测出Cl。在试样B中,与其它试样相比,大量存在有碘(I)。因此推测:在试样B中,Sn不是与Cl而是与碘反应,作为SnI2或SnI4存在。
(b)化学镀催化剂的化学状态
检测各试样的Pd3d光谱并分离,根据光谱的图书馆数据库,337.6eV属于Pd络合物、336.6eV属于氧化钯或碘化钯、335.3eV属于氧化数0的金属Pd。金属Pd具有催化剂能力。另一方面,作为氧化钯或碘化钯存在的Pd为催化剂能力失活状态的Pd。另外,Pd络合物为活化剂所含的Pd络合物(氯化钯、乙酸钯、硫酸钯)。将各试样中Pd的各化学状态的比率示于表2中。
[表2]
如表2所示,试样A(激光照射部分)的金属Pd的比率高达60%以上,催化剂能力失活状态的Pd低至26.2%。另一方面,试样B(未照射激光部分)的催化剂能力失活状态的Pd比率高达70%以上,金属Pd的比率低至小于20%。这样可知:根据激光照射的有无,具有化学镀催化剂能力的金属Pd的浓度有差异,因此镀覆的析出性产生差异,能够选择性进行镀覆。
催化剂能力失活状态的Pd多的试样B与其它试样相比,碘元素浓度高(参照表1)。另一方面,从未检测出碘元素的试样C几乎没有检测出催化剂能力失活状态的Pd(小于5%)。由该结果推测:钯失去催化剂能力的原因是碘,Pd与碘反应而形成了碘化钯,或被氧化而形成了氧化钯。
[实施例7]
在本实施例中,使用在表面通过凸部形成有第1图案的树脂成型体作为基材,制造在第1图案上选择性形成了镀膜的镀覆部件。
(1)树脂成型体的成型和碘的赋予
首先,使用与实施例1同样的注射成型机和热塑性树脂,成型出在一面通过凸部形成有第1图案的长100mm×宽200mm×厚3mm的平板。使用在表面形成有梯形的直线槽的模具成型出成型体,从而在成型体成型的同时在成型体表面形成第1图案。如图6(b)所示,凸部的宽度(梯形的底边)W设为1mm,高度H设为1mm,间距P设为2mm。另外,凸部的长度设为50mm,在基材的表面形成包含10条凸部的第1图案。接着,通过与实施例1同样的方法,对树脂成型体赋予碘。通过在基材中渗入碘,从而基材表面变色为茶色。
(2)基材的加热
使用热压印装置(工程系统公司制、AHHE0101),如图7(a)所示,对基材60进行热压。作为加热凸部61的加热板70,使用与凸部61接触的面70a为平坦的平板状的包含铝钢材的加压板。首先,在上部加压板(加热板)70与下部加压板(未图示)之间,按照凸部61与上部加压板(加热板)70相对的方式配置基材60。然后,将上部加压板(加热板)70的温度设为180℃,将下部加压板的温度设为室温(25℃),以加压时间10秒钟、加压冲程10μm,对基材60进行热压。通过上部加压板(加热板)70进行了热压的凸部61的顶部61a从茶色变色为白色。由此推测:通过加热,顶部61a的碘蒸发而除去。
(3)化学镀催化剂的赋予
使用与实施例2同样的市售化学镀用催化剂液,通过敏化剂-活化剂法,对经热压的基材赋予化学镀催化剂。将在敏感性赋予剂(敏化剂)中浸渍基材并照射超声波的时间设为5分钟,除此之外,通过与实施例2同样的方法对基材赋予化学镀催化剂。
(4)化学镀
通过与实施例6同样的方法在成型体表面形成厚度约1μm的化学镀铜膜。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在加热部分即形成第1图案的凸部61的顶部61a形成了镀膜。加热部分以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在第1图案部分,由于碘通过加热被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在第1图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
在化学镀膜上进一步通过通用方法层叠20μm电镀铜膜,通过垂直拉伸试验测定细线状的镀膜的密合强度。其结果,换算为平均1cm宽度的镀膜的密合强度为约4N/cm。另外,对形成有电镀铜膜的镀覆部件进行热冲击试验:将在120℃的环境中放置30分钟和在-30℃的环境中放置30分钟交替地反复1000次。其结果,镀覆部件的镀膜未产生剥离、膨胀。
[实施例8]
在本实施例中,与实施例7同样地使用在表面通过凸部形成有第1图案的树脂成型体作为基材,制造在第1图案上选择性形成了镀膜的镀覆部件。但是,在本实施例中,与实施例7不同,使用在表面形成了包含突出部的第2图案的加热板。
(1)树脂成型体的成型和碘的赋予
通过与实施例7同样的方法,成型出在一面通过凸部形成有第1图案的树脂成型体,作为基材,通过与实施例1同样的方法,对树脂成型体赋予碘。通过在基材中渗入碘,从而基材表面变色为茶色。
(2)基材的加热
使用与实施例7同样的热压印装置,如图8(a)所示,对基材60进行热压。加热凸部61的加热板90为平板状的包含铝钢材的加压板,具有在与基材60接触的面90a上延伸的突出部91。突出部91在面90a上形成与基材60的第1图案对应的第2图案。在本实施例中,使基材60的由凸部61形成的第1图案与加热板90的由突出部91形成的第2图案接触,通过加热板90对基材60进行热压。热压的条件设为与实施例7同样。在通过上部加压板(加热板)90进行了加压的凸部61的顶部61a上形成了与突出部91对应的凹陷61b。另外,顶部61a从茶色变色为白色。由此推测:通过加热,顶部61a的碘蒸发而除去。
(3)化学镀催化剂的赋予和化学镀
通过与实施例7同样的方法,对经热压的基材赋予化学镀催化剂(敏化剂-活化剂法),在赋予了镀覆催化剂的成型体表面形成了厚度约1μm的化学镀铜膜。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在加热部分即形成第1图案的凸部61的凹陷61b内形成了镀膜。在加热部分以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在第1图案部分,由于碘通过加热被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在第1图案以外的部分,由于碘的存在而抑制了化学镀膜的生成。
与实施例7同样地,在化学镀膜上进一步通过通用方法层叠20μm电镀铜膜,通过垂直拉伸试验测定细线状的镀膜的密合强度。其结果可知:换算为平均1cm宽度的镀膜的密合强度为约8N/cm,比实施例7的镀膜的密合强度高。这可推测:在本实施例中,通过采取镀膜埋藏在凹陷61b内的构成,从而镀膜的密合强度得以提高。
[实施例9]
在本实施例中,使用三苯基二氯化锑作为催化剂失活剂,通过敏化剂-活化剂法对基材赋予化学镀催化剂,使用化学镀铜液作为镀液。除此之外,通过与实施例1同样的方法,制造选择性形成了镀膜的镀覆部件。
(1)树脂成型体的成型
通过与实施例1同样的方法,成型出树脂成型体作为基材。
(2)催化剂失活剂的赋予
向三苯基二氯化锑(东京化成工业制试剂)4.0g中加入196.0g甲基乙基酮(和光纯药制试剂)并进行搅拌,调制2%三苯基二氯化锑。将基材浸渍在该溶液中后,将基材从溶液垂直提起并干燥,使三苯基二氯化锑附着于表面。
(3)激光描绘
通过与实施例1同样的方法,在附着有三苯基二氯化锑的基材上进行预定图案的激光描绘。
(4)化学镀
通过与实施例3同样的方法,对赋予了化学镀催化剂的基材进行化学镀,形成厚度7μm的化学镀铜膜。
(5)催化剂失活剂的除去
向500cc高型烧杯中加入甲基乙基酮,浸渍镀覆后的基材,一边摇晃一边洗涤3分钟。进一步加入甲基乙基酮变为新液体,再次进行洗涤后,在常温干燥。
<评价>
通过目测观察通过以上说明的制造方法制造的镀覆部件。本实施例的镀覆部件仅在激光描绘部分形成了镀膜,在激光描绘部分以外的部分未观察到镀膜的析出。推测:在预定图案部分,由于三苯基二氯化锑被除去而不存在,因此生成化学镀膜,另一方面,在预定图案以外的部分,由于三苯基二氯化锑的存在而抑制了化学镀膜的生成。
工业实用性
根据本发明的镀覆部件的制造方法,能够对各种材质的基材通过简单的制造工艺来抑制在预定图案以外的镀膜的生成,而仅在预定图案上形成镀膜。因此,本发明能够用于具有电路的电子部件、立体电路部件(MID:Molded Interconnect Device)的制造。
符号说明
60 基材
61 凸部
61a 凸部的顶部
61b 凹陷
62 凹部
62a 凹部的底
70、90 加热板
85 化学镀膜
100、200、300、400 镀覆部件
Claims (15)
1.一种镀覆部件的制造方法,按顺序包括:
对基材的表面赋予与化学镀催化剂直接反应而使化学镀催化剂中毒的催化剂失活剂;
对赋予了所述催化剂失活剂的基材表面的一部分进行加热或照射激光,除去所述催化剂失活剂,并形成图案;
使化学镀催化剂保持于所述基材的表面;以及
使化学镀液与保持有所述化学镀催化剂的所述基材的表面接触,在所述表面的加热部分或照射激光部分形成化学镀膜,
使化学镀催化剂保持于所述基材的表面是将化学镀催化剂溶解或分散于溶剂中而调制催化剂液,将该催化剂液涂布在所述基材上或将所述基材浸渍在催化剂液中,从而对所述基材的表面赋予所述化学镀催化剂,
激光照射部分与未照射激光部分相比,具有化学镀催化剂能力的催化剂的浓度高,
所述催化剂失活剂为碘、锌、铅、锡、铋、锑或它们的化合物中的任一种。
2.根据权利要求1所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述催化剂失活剂为碘。
3.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,对所述基材的表面赋予所述催化剂失活剂,从而使所述催化剂失活剂渗入或吸附于所述基材。
4.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,对所述基材的表面赋予所述催化剂失活剂包括:
调制包含所述催化剂失活剂和溶剂的催化剂失活剂液;以及
将所述基材浸渍于所述催化剂失活剂液中。
5.根据权利要求4所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述催化剂失活剂为碘,所述催化剂失活剂液为碘溶液,
所述碘溶液进一步包含碘化物离子。
6.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,对所述基材的表面的一部分进行加热或照射激光后,对所述基材的表面赋予所述化学镀催化剂。
7.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述基材具有通过在其表面延伸的凸部和/或凹部形成有预定的第1图案的区域,
对所述区域赋予所述催化剂失活剂,
对形成第1图案的所述凸部和/或所述凹部进行加热或照射激光。
8.根据权利要求7所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述基材具有通过在其表面延伸的凸部形成有预定的第1图案的区域,
使加热板与形成第1图案的所述凸部接触而对所述凸部进行加热。
9.根据权利要求8所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,在所述加热板的表面,由在其表面延伸的突出部形成与所述基材的第1图案对应的第2图案,
使所述加热板的由所述突出部形成的第2图案与所述基材的由所述凸部形成的第1图案接触,通过所述加热板对所述基材进行热压,对所述凸部进行加热,并在所述凸部的顶部形成凹陷。
10.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,在所述化学镀催化剂的保持后或所述化学镀膜的形成后,进一步包括从所述基材除去所述催化剂失活剂。
11.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,所述催化剂失活剂为碘,
在所述化学镀催化剂的保持后或所述化学镀膜的形成后,进一步包括进行将所述基材中的碘的至少一部分还原的还原处理。
12.根据权利要求11所述的镀覆部件的制造方法,进一步包括将通过所述还原处理生成的碘化合物从所述基材除去。
13.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述化学镀催化剂包含Pd。
14.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述基材为树脂。
15.根据权利要求1或2所述的镀覆部件的制造方法,其特征在于,所述化学镀膜在所述基材上形成电路,所述镀覆部件为电子部件。
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