CN113661270A - 化学镀基底膜 - Google Patents

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Abstract

一种化学镀基底膜,其包含(A)导电性聚合物,还包含(B)具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物,且酸值为0.1mgKOH/g~30mgKOH/g。

Description

化学镀基底膜
技术领域
本发明涉及化学镀基底膜、化学镀基底膜形成用组合物、镀覆层叠体和镀覆层叠体的制造方法。
背景技术
近来,在包括例如车载雷达、下一代移动电话等多方面的领域中高频电信号的利用变得活跃起来,希望有适于高频电信号的传输的电路基板。
作为以往的电路基板,例如如专利文献1中公开所示,使用将基材与金属层(铜箔等)利用粘接剂贴合的电路基板等。
另一方面,如专利文献2、3中公开所示,已知有在基材上形成化学镀用的基底膜并对其实施化学镀的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-226831号公报
专利文献2:日本特开2017-197848号公报
专利文献3:国际公开第2019/013179号
发明内容
专利文献1的技术中,为了确保基材与铜箔的密合性,铜箔的基材侧的表面被粗糙化。因此,传输高频信号时的衰减特别显著。若要提高铜箔的基材侧的表面的平滑性,则会损害基材与铜箔的密合性。
专利文献2的技术中,在化学镀用的基底膜中配合导电性高分子微粒,使之吸附催化剂金属而形成镀覆层。该情况下,由于催化剂金属的吸附部位受到限制,因此容易导致密合性的降低。
专利文献3的技术中,使用镀覆基底膜形成用组合物形成的基底膜对于基材和化学镀层(金属层)双方发挥密合性,然而从更加良好地兼顾密合性和耐热性的观点考虑,发现有进一步改善的余地。
本发明的目的在于,提供能够良好地兼顾密合性和耐热性的化学镀基底膜、化学镀基底膜形成用组合物、镀覆层叠体和镀覆层叠体的制造方法。
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过使包含(A)导电性聚合物、此外还包含(B)具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物的化学镀基底膜具有特定的酸值,对基材和化学镀层双方发挥良好的密合性,并且耐热性也优良,从而完成了本发明。
根据本发明,提供以下的化学镀基底膜等。
1.一种化学镀基底膜,其包含(A)导电性聚合物,还包含(B)具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物,其酸值为0.1mgKOH/g~30mgKOH/g。
2.根据上述1中记载的化学镀基底膜,其中,上述(B)成分包含具有酸值的聚酯多元醇树脂。
3.根据上述1或2中记载的化学镀基底膜,其中,上述(A)成分为取代或未取代的聚苯胺。
4.根据上述1~3中任一项记载的化学镀基底膜,其中,上述(A)成分为利用掺杂剂对取代或未取代的聚苯胺进行掺杂而得到的聚苯胺复合物。
5.根据上述4中记载的化学镀基底膜,其中,上述掺杂剂为由下述式(III)所示的磺基琥珀酸衍生物产生的有机酸离子。
[化学式1]
Figure BDA0003279859280000021
(式(III)中,M为氢原子、有机游离基团或无机游离基团。m’为M的价数。R13和R14各自独立地为烃基或-(R15O)r-R16基。R15各自独立地为烃基或亚甲硅烷基,R16为氢原子、烃基或R17 3Si-基,r为1以上的整数。R17各自独立地为烃基。)
6.根据上述4或5中记载的化学镀基底膜,其中,上述掺杂剂为二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠。
7.一种化学镀基底膜形成用组合物,其用于形成上述1~6中任一项记载的化学镀基底膜,其包含:
(A)导电性聚合物、
(C)具有酸值的多元醇树脂、和
(D)多异氰酸酯化合物。
8.根据上述7中记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,上述(C)成分和上述(D)成分的总量相对于上述化学镀基底膜形成用组合物中的不挥发性成分的比例为10~90质量%。
9.根据上述7或8中记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,上述(D)成分中的异氰酸酯基相对于上述(C)成分中的羟基的摩尔比为0.6~10。
10.根据上述7~9中任一项记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,还包含(E)不具有酸值的多元醇树脂。
11.根据上述10中记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,上述(E)成分包含选自不具有酸值的聚酯多元醇树脂和不具有酸值的聚醚多元醇树脂中的1种以上。
12.根据上述10或11中记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,上述(C)成分、上述(D)成分和上述(E)成分的总量相对于上述化学镀基底膜形成用组合物中的不挥发性成分的比例为10~90质量%。
13.根据上述10~12中任一项记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,上述(D)成分中的异氰酸酯基相对于上述(C)成分中的羟基与上述(E)成分中的羟基的总量的摩尔比为0.6~10。
14.根据上述7~13中任一项记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,上述(D)成分为封端多异氰酸酯化合物。
15.根据上述7~14中任一项记载的化学镀基底膜形成用组合物,其中,还包含溶剂。
16.一种镀覆层叠体,其包含:
基材、
上述1~6中任一项记载的化学镀基底膜、和
包含金属的化学镀层,
上述化学镀层与上述化学镀基底膜接触。
17.根据上述16中记载的镀覆层叠体,其中,上述金属为铜。
18.根据上述16或17中记载的镀覆层叠体,其中,上述基材由树脂形成。
19.根据上述18中记载的镀覆层叠体,其中,上述基材由聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、间同立构聚苯乙烯树脂、液晶聚合物树脂、或聚苯硫醚树脂形成。
20.一种镀覆层叠体的制造方法,其包括:
(i)使用上述7~15中任一项记载的化学镀基底膜形成用组合物在基材上形成化学镀基底膜的工序、和
(ii)在上述化学镀基底膜上形成包含金属的化学镀层的工序。
21.根据上述20中记载的镀覆层叠体的制造方法,其中,上述工序(ii)中,使上述化学镀基底膜担载钯,然后使担载有钯的上述化学镀基底膜与化学镀液接触,由此形成上述化学镀层。
22.根据上述21中记载的镀覆层叠体的制造方法,其中,通过使氯化钯溶液接触上述化学镀基底膜来进行钯向上述化学镀基底膜的担载。
23.根据上述21或22中记载的镀覆层叠体的制造方法,其中,上述化学镀液包含选自铜、镍、金、钯、银、锡、钴和铂中的1种以上的金属。
根据本发明,可以提供能够良好地兼顾密合性和耐热性的化学镀基底膜、化学镀基底膜形成用组合物、镀覆层叠体和镀覆层叠体的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的镀覆层叠体的层构成的简图。
具体实施方式
以下,对本发明的一个实施方式的化学镀基底膜等进行说明。
需要说明的是,本说明书中,“x~y”表示“x以上、y以下”的数值范围。
另外,在提及“(X)成分”的情况下,例如在使用市售的试剂时,也只是指该试剂中的相当于(X)成分的化合物,而不包含该试剂中的其他成分(溶剂等)。
此外,可以任意地采用被认为优选的规定。即,可以将被认为优选的一个规定与被认为优选的其他一个或多个规定组合地采用。优选的规定之间的组合可以说更优选。
[化学镀基底膜]
本发明的一个实施方式的化学镀基底膜包含(A)导电性聚合物,还包含(B)具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物,酸值为0.1mgKOH/g~30mgKOH/g。此处所说的酸值是将1g化学镀基底膜中包含的酸性成分中和所需的氢氧化钾(KOH)的mg数。化学镀基底膜的酸值是利用实施例中记载的测定方法测定的值。
所谓化学镀,是不进行电解而使用还原剂的具有自催化作用的金属的镀覆方法,例如在化学镀铜的情况下是如下的化学过程,即,将溶液中的铜离子使用甲醛等还原剂还原而析出金属铜被膜,析出的金属铜成为自催化剂而进一步将铜离子金属化并使之析出。通过此种化学过程,形成包含镀覆金属的化学镀层。在一个方式中,化学镀基底膜设于基材上,可以作为化学镀层的基底膜使用。
本发明的一个实施方式的化学镀基底膜包含(A)成分和(B)成分,酸值可以为0.1mgKOH/g以上、0.3mgKOH/g以上、或0.5mgKOH/g以上,另外,可以为30mgKOH/g以下、20mgKOH/g以下、或15mgKOH/g以下。由此,对基材和化学镀层双方发挥良好的密合性,并且耐热性也优良。
作为比较,即使在化学镀基底膜包含(A)成分和(B)成分的情况下,若酸值不是0.1mgKOH/g~30mgKOH/g,则也无法良好地兼顾密合性和耐热性。在酸值小于0.1mgKOH/g的情况下、和酸值大于30mgKOH/g的情况下,密合性均差。
本发明的一个实施方式的化学镀基底膜还有助于化学镀层的基材侧(化学镀基底膜侧)的表面的平滑化,并且即使该表面平滑,化学镀层与化学镀基底膜之间的密合性也优异。因此,形成于化学镀基底膜上的化学镀层(金属层)例如可以作为电路基板的电路(布线)等合适地使用,特别是在传输高频信号时也可以防止衰减。因密合性优异,例如在构成电路基板等的基材由树脂等形成且具有挠曲性的情况下,即使使该基材弯曲,也可以防止化学镀层的剥离。
化学镀基底膜的膜厚没有特别限定,例如为0.1μm以上、0.15μm以上、或0.2μm以上。通过使膜厚为0.1μm以上,密合性进一步提高,另外,容易在化学镀基底膜均匀地担载化学镀催化剂(例如Pd金属),从而易于均匀地实施化学镀。化学镀基底膜的膜厚的上限例如可以为100μm以下、20μm以下、或10μm以下。
以下,对一个实施方式的化学镀基底膜中含有的各成分进行说明。
[(A)成分:导电性聚合物]
作为(A)导电性聚合物,例如可举出π共轭聚合物。作为π共轭聚合物,例如可举出聚苯胺、聚吡咯、和聚噻吩等。π共轭聚合物优选为利用掺杂剂进行掺杂而得到的π共轭聚合物复合物。作为此种复合物,例如可举出利用掺杂剂对取代或未取代的聚苯胺进行掺杂而得到的聚苯胺复合物、利用掺杂剂对取代或未取代的聚吡咯进行掺杂而得到的聚吡咯复合物、和利用掺杂剂对取代或未取代的聚噻吩进行掺杂而得到的聚噻吩复合物等。它们当中,优选利用掺杂剂对取代或未取代的聚苯胺进行掺杂而得到的聚苯胺复合物。
聚苯胺的重均分子量(以下称作分子量)优选为5000以上。分子量优选为10000~500000,更优选20000~300000,进一步优选20000~200000。重均分子量不是聚苯胺复合物的分子量,而是聚苯胺的分子量。
分子量分布优选为1.5以上且10.0以下。从导电率的观点出发,优选分子量分布小,然而从在溶剂中的溶解性的观点考虑,有时也优选分子量分布大。
分子量和分子量分布利用凝胶渗透色谱(GPC)通过聚苯乙烯换算进行测定。
作为取代聚苯胺的取代基,例如可举出甲基、乙基、己基、辛基等直链或支链的烃基;甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;三氟甲基(-CF3基)等卤代烃等。
对于聚苯胺,从通用性和经济性的观点出发,优选未取代的聚苯胺。
取代或未取代的聚苯胺优选为在不包含氯原子的酸的存在下进行聚合而得的聚苯胺。所谓不包含氯原子的酸,例如为由属于第1族~第16族和第18族的原子形成的酸。具体而言,可举出磷酸。作为在不包含氯原子的酸的存在下进行聚合而得的聚苯胺,可举出在磷酸的存在下进行聚合而得的聚苯胺。
在不包含氯原子的酸的存在下得到的聚苯胺能够进一步降低聚苯胺复合物的氯含量。
作为聚苯胺复合物的掺杂剂,例如可举出由布朗斯台德酸或布朗斯台德酸的盐产生的布朗斯台德酸离子,优选为由有机酸或有机酸的盐产生的有机酸离子,进一步优选为由下述式(I)所示的化合物(质子供体)产生的有机酸离子。
本发明中,在掺杂剂表述为特定的酸的情况下、和掺杂剂表述为特定的盐的情况下,均为由特定的酸或特定的盐产生的特定的酸离子掺杂在上述的π共轭聚合物中。
M(XARn)m(I)
式(I)的M为氢原子、有机游离基团或无机游离基团。
作为有机游离基团,例如可举出吡啶嗡基、咪唑鎓基、苯铵基等。作为无机游离基团,例如可举出锂、钠、钾、铯、铵、钙、镁、铁等。
式(I)的X为阴离子基团,例如可举出-SO3 -基、-PO3 2-基、-PO2(OH)-基、-OPO3 2-基、-OPO2(OH)-基、-COO-基等,优选为-SO3 -基。
式(I)的A为取代或未取代的烃基(碳原子数例如为1~20)。
烃基为链状或者环状的饱和脂肪族烃基、链状或者环状的不饱和脂肪族烃基、或芳香族烃基。
作为链状的饱和脂肪族烃基,可举出直链或者支链状的烷基(碳原子数例如为1~20)。作为环状的饱和脂肪族烃基,可举出环戊基、环己基、环庚基、环辛基等环烷基(碳原子数例如为3~20)。对于环状的饱和脂肪族烃基,可以多个环状的饱和脂肪族烃基稠合。例如可举出降冰片基、金刚烷基、稠合了的金刚烷基等。作为链状的不饱和脂肪族烃(碳原子数例如为2~20),可举出直链或支链状的烯基。作为环状的不饱和脂肪族烃基(碳原子数例如为3~20),可举出环状烯基。作为芳香族烃基(碳原子数例如为6~20),可举出苯基、萘基、蒽基等。
A为取代的烃基时的取代基为烷基(碳原子数例如为1~20)、环烷基(碳原子数例如为3~20)、乙烯基、烯丙基、芳基(碳原子数例如为6~20)、烷氧基(碳原子数例如为1~20)、卤素原子、羟基、氨基、亚氨基、硝基、甲硅烷基或含有酯键的基团。
对于式(1)的R而言,与A键合,为-H、-R1、-OR1、-COR1、-COOR1、-(C=O)-(COR1)、或-(C=O)-(COOR1)所示的取代基,R1为任选包含取代基的烃基、甲硅烷基、烷基甲硅烷基、-(R2O)x-R3基、或-(OSiR3 2)x-OR3基。R2为亚烷基,R3为烃基,x为1以上的整数。在x为2以上的情况下,多个R2分别可以相同也可以不同,多个R3分别可以相同也可以不同。
作为R1的烃基(碳原子数例如为1~20),可举出甲基、乙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十五烷基、二十烷基等。烃基可以是直链状,另外也可以是支链状。
烃基的取代基为烷基(碳原子数例如为1~20)、环烷基(碳原子数例如为3~20)、乙烯基、烯丙基、芳基(碳原子数例如为6~20)、烷氧基(碳原子数例如为1~20)、卤素基、羟基、氨基、亚氨基、硝基或含有酯键的基团。R3的烃基也与R1相同。
作为R2的亚烷基(碳原子数例如为1~20),例如可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基等。
式(I)的n为1以上的整数。在n为2以上的情况下,多个R分别可以相同也可以不同。
式(I)的m为M的价数/X的价数。
作为式(I)所示的化合物,优选二烷基苯磺酸、二烷基萘磺酸、或含有2个以上的酯键的化合物。
含有2个以上的酯键的化合物更优选磺基邻苯二甲酸酯、或下述式(II)所示的化合物。
[化学式2]
Figure BDA0003279859280000091
式(II)中,M和X与式(I)相同。X优选-SO3 -基。
R4、R5和R6各自独立地为氢原子、烃基或R9 3Si-基。3个R9各自独立地为烃基。
作为R4、R5和R6为烃基时的烃基,可举出碳原子数1~24的直链状或者支链状的烷基、包含芳香环的芳基(碳原子数例如为6~20)、烷基芳基(碳原子数例如为7~20)等。
作为R9的烃基,与R4、R5和R6的情况相同。
式(II)的R7和R8各自独立地为烃基或-(R10O)q-R11基。R10为烃基或亚甲硅烷基,R11为氢原子、烃基或R12 3Si-,q为1以上的整数。3个R12各自独立地为烃基。
作为R7和R8为烃基时的烃基,可举出碳原子数1~24、优选碳原子数4以上的直链状或者支链状的烷基、包含芳香环的芳基(碳原子数例如为6~20)、烷基芳基(碳原子数例如为7~20)等,作为具体例,例如均可举出直链状或支链状的丁基、戊基、己基、辛基、癸基等。
作为R7和R8中的R10为烃基时的烃基,例如为碳原子数1~24的直链状或支链状的亚烷基、包含芳香环的亚芳基(碳原子数例如为6~20)、烷基亚芳基(碳原子数例如为7~20)、或芳基亚烷基(碳原子数例如为7~20)。另外,作为R7和R8中的R11和R12为烃基时的烃基,与R4、R5和R6的情况相同,q优选为1~10。
作为R7和R8为-(R10O)q-R11基时的式(II)所示的化合物的具体例,为下式所示的2个化合物。
[化学式3]
Figure BDA0003279859280000101
(式中,X与式(I)相同。)
上述式(II)所示的化合物进一步优选为下述式(III)所示的磺基琥珀酸衍生物。
[化学式4]
Figure BDA0003279859280000102
式(III)中,M与式(I)相同。m’为M的价数。
R13和R14各自独立地为烃基或-(R15O)r-R16基。R15为烃基或亚甲硅烷基,R16为氢原子、烃基或R17 3Si-基,r为1以上的整数。3个R17各自独立地为烃基。在r为2以上的情况下,多个R15分别可以相同也可以不同。
作为R13和R14为烃基时的烃基,与R7和R8相同。
作为R13和R14中R15为烃基时的烃基,与上述R10相同。另外,作为R13和R14中R16和R17为烃基时的烃基,与上述R4、R5和R6相同。
r优选为1~10。
作为R13和R14为-(R15O)r-R16基时的具体例,与R7和R8中的-(R10O)q-R11相同。
作为R13和R14的烃基,与R7和R8相同,优选丁基、己基、2-乙基己基、癸基。
作为式(I)所示的化合物,优选二-2-乙基己基磺基琥珀酸、二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠(AEROSOL OT)。
对于聚苯胺复合物的掺杂剂掺杂在取代或未取代的聚苯胺中的情况,可以利用紫外/可见/近红外分光法、X射线光电子能谱法来确认,该掺杂剂只要具有足以使聚苯胺中产生载流子的酸性,就可以在化学结构上没有特别限制地使用。
掺杂剂相对于聚苯胺的掺杂率优选为0.35以上且0.65以下,更优选为0.42以上且0.60以下,进一步优选为0.43以上且0.57以下,特别优选为0.44以上且0.55以下。
掺杂率以(掺杂到聚苯胺中的掺杂剂的摩尔数)/(聚苯胺的单体单元的摩尔数)来定义。例如包含未取代聚苯胺和掺杂剂的聚苯胺复合物的掺杂率为0.5,是指相对于聚苯胺的2个单体单元分子掺杂了1个掺杂剂。
只要能够测定聚苯胺复合物中的掺杂剂和聚苯胺的单体单元的摩尔数,就可以算出掺杂率。例如,在掺杂剂为有机磺酸的情况下,对源自掺杂剂的硫原子的摩尔数、和源自聚苯胺的单体单元的氮原子的摩尔数利用有机元素分析法进行定量,取得这些值的比,由此可以算出掺杂率。但是,掺杂率的算出方法并不限定于该方法。
聚苯胺复合物可以还包含磷,也可以不包含磷。
在聚苯胺复合物包含磷的情况下,磷的含量例如为10质量ppm以上且5000质量ppm以下。
上述磷的含量可以利用ICP发光分光分析法进行测定。
另外,聚苯胺复合物中,作为杂质,优选不包含第12族元素(例如锌)。
聚苯胺复合物可以利用公知的制造方法来制造。例如,可以通过在包含质子供体、磷酸、和与质子供体不同的乳化剂、且具有2个液相的溶液中使取代或未取代的苯胺进行化学氧化聚合来制造。另外,可以通过向包含取代或未取代的苯胺、质子供体、磷酸、和与质子供体不同的乳化剂、且具有2个液相的溶液中加入氧化聚合剂来制造。
此处所谓“具有2个液相的溶液”,是指在溶液中存在不相容的2个液相的状态。例如,是指在溶液中存在“高极性溶剂的相”和“低极性溶剂的相”的状态。
另外,“具有2个液相的溶液”也包括一方的液相为连续相、另一方的液相为分散相的状态。例如包括“高极性溶剂的相”为连续相且“低极性溶剂的相”为分散相的状态、和“低极性溶剂的相”为连续相且“高极性溶剂的相”为分散相的状态。
作为上述聚苯胺复合物的制造方法中使用的高极性溶剂,优选水,作为低极性溶剂,例如优选甲苯、二甲苯等芳香族烃。
上述质子供体优选为上述式(I)所示的化合物。
对于上述乳化剂,无论是亲水性部分为离子性的离子性乳化剂还是亲水性部分为非离子性的非离子性乳化剂的哪一种均可使用,另外,也可使用1种或混合使用2种以上的乳化剂。
作为化学氧化聚合中使用的氧化剂,可使用过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢等过氧化物;二铬酸铵、高氯酸铵、硫酸钾铁(III)、三氯化铁(III)、二氧化锰、碘酸、高锰酸钾或对甲苯磺酸铁等,优选为过硫酸铵等过硫酸盐。
它们可以单独使用,也可以并用2种以上。
聚吡咯的分子量、分子量分布、取代聚吡咯的取代基与上述聚苯胺相同。
作为聚吡咯复合物的掺杂剂,没有特别限制,可适当地使用通常在包含吡咯和/或吡咯衍生物的聚合物而成的导电性聚合物中合适地使用的受主性掺杂剂。
作为代表性的例子,例如可举出聚苯乙烯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、蒽醌磺酸、苯磺酸、萘磺酸、磺基水杨酸、十二烷基苯磺酸、烯丙基磺酸等磺酸类、高氯酸、氯、溴等卤素类、路易斯酸、质子酸等。它们可以是酸形态,也可以处于盐形态。从相对于单体的溶解性的观点出发,优选的是高氯酸四丁基铵、高氯酸四乙基铵、四氟硼酸四丁基铵、三氟甲磺酸四丁基铵、三氟磺酰亚胺四丁基铵、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸等。
对于使用掺杂剂时的掺杂剂的使用量,优选相对于每吡咯聚合物单位单元,掺杂剂为0.01~0.3分子的量。若小于0.01分子,则作为形成充分的导电性通道所必需的掺杂剂量而言不足,难以获得高导电性。另一方面,即使大于0.3分子地添加,掺杂率也不会提高,因此大于0.3分子的掺杂剂的添加在经济上不优选。此处所谓吡咯聚合物单位单元,是指吡咯单体进行聚合而得的吡咯聚合物的与单体1分子对应的重复部分。
聚噻吩的分子量、分子量分布、取代聚噻吩的取代基与上述聚苯胺相同。作为取代聚噻吩,优选聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT)。
作为聚噻吩复合物的掺杂剂,可举出阴离子系表面活性剂的有机酸离子、无机酸离子等。作为阴离子系表面活性剂的有机酸离子,可举出磺酸系离子、经过酯化的硫酸根离子等。作为无机酸离子,可举出硫酸根离子、卤素离子、硝酸根离子、高氯酸根离子、六氰基铁酸根离子、磷酸根离子、磷钼酸根离子等。
[(B)成分:具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物]
(B)成分是以下说明的(C)具有酸值的多元醇树脂与(D)多异氰酸酯化合物的反应产物。
该反应产物是(C)成分与(D)成分键合而生成的产物。此种键合可以通过(C)成分中含有的羟基与(D)成分中含有的异氰酸酯基形成氨酯键而实现。在一个方式中,此种反应产物可以是将(C)成分用(D)成分交联而成的交联产物。
该反应产物可以来源于(C)成分而具有酸值。利用反应产物的酸值,可以调整化学镀基底膜的酸值。
[(C)成分:具有酸值的多元醇树脂]
(C)具有酸值的多元醇树脂是具有酸值、且具有2个以上的羟基(-OH基)的树脂。作为具有酸值的多元醇树脂,例如可举出具有酸值的聚酯多元醇树脂和具有酸值的聚醚多元醇树脂等。具有酸值的多元醇树脂的酸值例如可以为1.0mgKOH/g以上、2.0mgKOH/g以上、或3.0mgKOH/g以上,另外,可以为200mgKOH/g以下、150mgKOH/g以下、或100mgKOH/g以下。多元醇树脂的酸值是中和1g的多元醇树脂所必需的氢氧化钾的质量(mg)。
酸值例如可以通过向形成多元醇树脂的聚合物中导入羧基、磺酰氧基(日文原文:スル朩キシル基)来赋予。例如,羧基向聚合物中的导入方法没有特别限定,例如可使用如下的方法等,即,在作为多元醇树脂例示的以下聚合物(例如聚酯多元醇树脂和聚醚多元醇树脂)的合成(聚合)时或合成(聚合)后,作为追加的单体,共聚具有羧基的单体。具有酸值的多元醇树脂可以是将具有羧基的单体共聚而得的交替共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、或接枝共聚物等。具有羧基的单体没有特别限定,例如可以是向为了形成多元醇树脂而通常使用的单体中导入了羧基的单体。具有酸值的多元醇树脂也可以作为市售品获取。
聚酯多元醇树脂通常可以通过使多元醇与多元羧酸聚合而得到。
作为多元醇,例如可举出新戊二醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、1,6-己二醇、1,4-丁二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、3-甲基戊二醇、2,4-二乙基戊二醇、三环癸烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、环己二醇、氢化双酚A、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
作为多元羧酸,可举出丙二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、琥珀酸、戊二酸、六氯内业甲基四氢邻苯二甲酸、内亚甲基四氢邻苯二甲酸、内亚甲基六氢邻苯二甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、二聚酸、癸烷二甲酸、环己烷二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、均苯三酸、环戊烷二甲酸等。
通过对该聚酯多元醇树脂赋予酸值,可以得到具有酸值的聚酯多元醇树脂。
具有酸值的聚酯多元醇树脂的重均分子量优选为2000~50000。重均分子量利用GPC法进行测定。
具有酸值的聚酯多元醇树脂的玻璃化温度(Tg)优选为5~90℃。Tg利用DSC法(差示扫描量热测定法)进行测定。
具有酸值的聚酯多元醇树脂的羟值优选为2mgKOH/g~70mgKOH/g。聚酯多元醇树脂的羟值是使1g的聚酯多元醇树脂与乙酸酐反应、为了中和在反应中产生的乙酸所必需的氢氧化钾的质量(mg)。
作为聚醚多元醇树脂,例如可使用聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚1-甲基丁二醇等。
另外,也可使用在不发生凝胶化的范围内将用于合成上述聚醚多元醇的单体、与甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、三乙醇胺等多元醇共聚而得的聚醚多元醇。
通过对该聚醚多元醇树脂赋予酸值,可以得到具有酸值的聚醚多元醇树脂。
具有酸值的聚醚多元醇树脂的重均分子量优选为400~10000。
具有酸值的聚醚多元醇树脂的羟值优选为20mgKOH/g~500mgKOH/g。
具有酸值的聚醚多元醇树脂的重均分子量、酸值和羟值的测定方法与聚酯多元醇树脂中说明的内容相同。
作为具有酸值的多元醇树脂可使用1种以上。例如,具有酸值的聚酯多元醇树脂、和具有酸值的聚醚多元醇树脂可以单独使用某一方,也可以并用两方。另外,对于各树脂,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。在一个方式中,(C)成分优选包含具有酸值的聚酯多元醇树脂。
需要说明的是,作为多元醇树脂,例如也可举出聚乙烯醇缩醛,然而上述的聚酯多元醇树脂和聚醚多元醇树脂与聚乙烯醇缩醛相比可以抑制加热所致的分解,因此能够进一步提高化学镀基底膜的耐热性。因而,在一个实施方式中,化学镀基底膜无论有无酸值,聚乙烯醇缩醛的含量都为少量,或者无论有无酸值,都不含有聚乙烯醇缩醛。
[(D)成分:多异氰酸酯化合物]
多异氰酸酯化合物是具有2个以上的异氰酸酯基(-NCO基)的化合物,有时也成为聚氨酯的原料。
通过将(C)成分利用(D)成分交联,化学镀基底膜的耐热性进一步提高。
多异氰酸酯例如为R’(-NCO)o所示的化合物。式中,R’为甲基、乙基、丙基、丁基等脂肪族烃(碳原子数例如为1~20)、或者苯环、萘环等芳香族烃(碳原子数例如为6~20),o为2以上的整数。
作为多异氰酸酯化合物,优选使用封端多异氰酸酯化合物。
通常,由于-NCO基的反应性非常高,因此为了能够抑制并控制其反应性,将-NCO基封端而制成封端多异氰酸酯。封端多异氰酸酯通过将体系内的-NCO基之类的反应性基团封端,来抑制反应,利用加热来使封端基团脱离,引发反应。
作为多异氰酸酯化合物,具体而言,可举出旭化成公司制的MF-K60B、MF-B60B、17B-60P、TPA-100、TKA-100、P301-75E、24A-100等HDI(六亚甲基二异氰酸酯)系的多异氰酸酯化合物。另外,还可举出DIC公司制的D-550、DB-980K、东曹公司制的CORONATE BI-301、CORONATE 2507等。
多异氰酸酯化合物的固化温度优选为80℃以上,更优选为90~180℃。通过使多异氰酸酯的固化温度为上述范围,可以提高镀覆基底膜的耐热性。
在封端多异氰酸酯的情况下,上述固化温度为封端基团脱离的温度。
[(E)成分:不具有酸值的多元醇树脂]
在一个方式中,(B)成分是(C)成分与(E)成分与(D)成分的反应产物。此处,(E)成分是不具有酸值的多元醇树脂。
本说明书中,“不具有酸值的多元醇树脂”是指酸值小于1.0mgKOH/g的多元醇树脂。在一个方式中,不具有酸值的多元醇树脂的酸值可以为0.5mgKOH/g以下、0.1mgKOH/g以下、0.05mgKOH/g以下、或0mgKOH/g。
通过并用(C)成分和(E)成分作为多元醇树脂,可以利用两成分的配合比例的调整来高精度地调整化学镀基底膜的酸值。
本方式中,反应产物可以是通过将(C)成分和(E)成分一起利用(D)成分交联而得的交联产物。
作为(E)成分,可使用作为(C)成分进行了说明的具有酸值的多元醇树脂(例如具有酸值的聚酯多元醇树脂、和具有酸值的聚醚多元醇树脂)当中的不具有酸值的多元醇树脂,具体而言是酸值小于1.0mgKOH/g的多元醇树脂。
作为(E)成分,可使用选自以上例示的酸值小于1.0mgKOH/g的多元醇树脂中的1种以上。
需要说明的是,在另一方式中,通过并用酸值彼此不同的2种以上的多元醇树脂作为(C)成分,也可以利用两种多元醇树脂的配合比例的调整来调整化学镀基底膜的酸值。
[氨基甲酸酯树脂]
化学镀基底膜可以还包含氨基甲酸酯树脂。作为氨基甲酸酯树脂,例如可使用使多异氰酸酯与多元醇反应而得的树脂等。
作为多异氰酸酯,只要是具有至少2个以上的异氰酸酯基的化合物,就可以没有特别限制地使用公知的多异氰酸酯。
具体而言,例如有TDI(甲苯二异氰酸酯)系、MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)系、XDI(苯二亚甲基二异氰酸酯)系、NDI(1,5-萘二异氰酸酯)系、TMXDI(四亚甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)系等芳香族系异氰酸酯、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)系、H12MDI(氢化MDI、二环己基甲烷二异氰酸酯)系、H6XDI(氢化XDI)系等脂环族系异氰酸酯、HDI(六亚甲基二异氰酸酯)系、DDI(二聚酸二异氰酸酯)系、NBDI(降冰片烯/二异氰酸酯)系等脂肪族系异氰酸酯等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
另外,作为多元醇,可举出聚氧亚乙基二醇、聚氧亚丙基二醇、聚氧四亚甲基二醇等聚醚多元醇类、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇-丁二醇酯、聚己内酯等聚酯多元醇类、丙烯酸系多元醇、聚碳酸酯系多元醇、聚二甲基硅氧烷-环氧乙烷加成物、聚二甲基硅氧烷-环氧丙烷加成物、蓖麻油等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
由于氨基甲酸酯树脂柔软且具有拉伸性,因此能够抑制基底膜因交联结构而变得过脆。
作为氨基甲酸酯树脂,具体而言,可举出MAU1008、MAU4308HV、MAU5022、MAU9022等MAU系列(大日精化工业公司制)、ASPU360、ASPU112、ASPU116、ASPU121等ASPU系列(DIC公司制)、HYDRAN AP-20、AP-30F、AP-40F、WLS-213等HYDRAN系列(DIC公司制)、UCoat UX-150、UX-200、UX-310、UWS-145等U Coat系列(三洋化成公司制)、ACRIT WBR-2018、WBR-016U、WEM-3008等ACRIT系列(Taisei Fine Chemical公司制)、PTG-RSN(DIC GRAPHICS公司制)等。
MAU系列可以导入氨基、羧基等极性基,可以提高与各种粘结剂的相容性、粘接性。通过具有反应性基团,在固化后也能够形成柔软的涂膜。
ASPU系列为溶剂系,不仅提高耐候性、磨损性、弯曲性,而且通过具有反应性基团,可以制作柔软并且坚韧的膜。
HYDRAN系列为水系,可以使之溶解于各种溶剂中,具有与ASPU系列同等的性能。
ACRIT系列是不具有反应性基团的氨基甲酸酯乳液。可以在水系涂料中使用。
氨基甲酸酯树脂通常具有下式所示的结构。
[化学式5]
Figure BDA0003279859280000181
式中,R和X各自独立地为来自于合成氨基甲酸酯树脂时的单体的、取代或者未取代的2价的芳香族烃基、取代或者未取代的2价的脂肪族烃基、或将1个以上的取代或者未取代的2价的芳香族烃基与1个以上的取代或者未取代的2价的脂肪族烃基以任意的顺序键合而得的2价的基团。
作为2价的芳香族烃基,可举出成环碳原子数6~50的芳香族烃基等。具体而言,可举出亚苯基、亚萘基等。
作为2价的脂肪族烃基,可举出碳原子数6~50的直链状脂肪族烃基、碳原子数6~50的支链状脂肪族烃基等。具体而言,可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基等。
作为将1个以上的2价的芳香族烃基与1个以上的2价的脂肪族烃基以任意的顺序键合而得的2价的基团,可举出亚苯基与亚甲基键合而得的基团、亚萘基与亚乙基键合而得的基团等。
作为具有取代基时的取代基,可举出羟基、羧基、硝基、氰基、氨基等。
氨基甲酸酯树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
[环氧树脂和环氧化合物]
化学镀基底膜可以还包含选自环氧树脂和环氧化合物中的1种以上。环氧树脂和环氧化合物可以在形成交联的状态下包含于化学镀基底膜中。
环氧树脂为交联性化合物,可以利用处于树脂内的环氧基进行交联反应而使之固化。另外,规定量的环氧树脂对化学镀基底膜赋予优良的耐热性和密合性。
对于环氧树脂,可举出酚醛型环氧树脂、苯酚线型酚醛型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、和萘型环氧树脂等。其中,优选二环戊二烯型环氧树脂、双酚型环氧树脂和萘型环氧树脂。
作为二环戊二烯型环氧树脂,例如可举出DIC公司制的HP4710、HP7200HH、HP7200H、HP7200等。另外,作为萘型环氧树脂,例如可举出DIC公司制的HP4710等。
环氧树脂的玻璃化温度优选为60~110℃,更优选为70~105℃,进一步优选为75~100℃。
在使用含有环氧树脂的化学镀基底膜形成用组合物形成基底膜的情况下,通过使环氧树脂的玻璃化转变温度为上述范围,可以提高基底膜的耐热性和耐热冲击性。
通过将具有上述的玻璃化转变温度的环氧树脂与聚苯胺复合物等导电性聚合物混合,并将所得的组合物涂布于基材而形成镀覆基底膜,在化学镀后的耐热试验和热冲击试验中,相对于基材和镀覆被膜显示出优良的密合性。对此可以认为是因为,通过添加具有上述玻璃化转变温度的环氧树脂,涂膜强度和密合强度变高。
作为环氧化合物,可使用具有环氧基、且达不到上述环氧树脂(高分子)的低分子量的化合物。在一个实施方式中,环氧化合物能够作为交联剂发挥作用,可以利用处于化合物内的环氧基进行交联反应而使之固化。另外,规定量的环氧化合物对化学镀基底膜赋予优良的耐热性和密合性。作为环氧化合物,例如可举出日产化学公司制的TEPIC-HP等。
环氧化合物和上述的环氧树脂在1个分子中具有的环氧基的个数没有特别限定,例如可以为1个以上、2个以上或3个以上。上限没有特别限定,例如为6个以下。
[酚性化合物]
在化学镀基底膜包含聚苯胺复合物作为导电性聚合物的情况下,可以还包含具有电导率的改善效果的酚性化合物作为聚苯胺复合物的一部分。
酚性化合物只要是具有酚性羟基的化合物,就没有特别限定。所谓具有酚性羟基的化合物,是具有1个酚性羟基的化合物、具有多个酚性羟基的化合物、以及由具有1个或多个酚性羟基的重复单元形成的聚合物化合物。
作为该酚性化合物,可适当地使用公知的酚性化合物。
[耐热稳定化剂]
化学镀基底膜可以还包含耐热稳定化剂。
所谓耐热稳定化剂,是酸性物质或酸性物质的盐,酸性物质可以是有机酸(有机化合物的酸)、无机酸(无机化合物的酸)的任意者。另外,导电性聚合物层可以包含多种耐热稳定化剂。
[其他成分]
化学镀基底膜可以还包含其他树脂、无机材料、固化剂、增塑剂、有机导电材料等添加剂。
作为其他树脂,例如可举出粘结剂基材、基体基材等。
作为其他树脂的具体例,例如可举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、氯化聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇。
另外,也可以取代上述树脂,或者与树脂一起,包含酚醛树脂、三聚氰胺树脂等热固性树脂、或能够形成这些热固性树脂的前体。
无机材料例如可以出于强度、表面硬度、尺寸稳定性和其他机械物性的提高、或导电性等电气特性的提高的目的来添加。
作为无机材料的具体例,例如可举出二氧化硅(silica)、二氧化钛(titania)、氧化铝(alumina)、含有Sn的In2O3(ITO)、含有Zn的In2O3、In2O3的共置换化合物(4价元素和2价元素置换为3价的In的氧化物)、含有Sb的SnO2(ATO)、ZnO、含有Al的ZnO(AZO)、含有Ga的ZnO(GZO)等。
固化剂例如可以出于强度、表面硬度、尺寸稳定性和其他机械物性的提高等目的来添加。作为固化剂的具体例,例如可举出酚醛树脂等热固化剂、利用丙烯酸酯系单体和光聚合性引发剂的光固化剂。
增塑剂例如可以出于拉伸强度、弯曲强度等机械特性的提高等目的来添加。
作为增塑剂的具体例,例如可举出邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类。
作为有机导电材料,可举出炭黑、碳纳米管之类的碳材料等。
[化学镀基底膜中的各成分的含量]
化学镀基底膜中的(A)成分的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分和(B)成分的总量,优选为30~85质量%,更优选为30~80质量%,进一步优选为35~70质量%,特别优选为40~70质量%。
化学镀基底膜中的氨基甲酸酯树脂的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分和(B)成分的总量100质量份,优选为1~100质量份,更优选为5~50质量份。需要说明的是,可以减少化学镀基底膜中的氨基甲酸酯树脂的含量,例如可以设为10质量%以下、5质量%以下、1质量%以下、或不包含的构成。
化学镀基底膜中的环氧树脂的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分和(B)成分的总量100质量份,优选为0.2~30质量份,更优选为0.5~15质量份,进一步优选为0.7~10质量份。需要说明的是,可以减少化学镀基底膜中的环氧树脂的含量,例如可以设为1质量%以下、0.5质量%以下、0.1质量%以下、或不包含的构成。
对于化学镀基底膜,从进一步提高化学镀基底膜的耐热性的观点考虑,无论有无酸值,都可以将聚乙烯醇缩醛树脂的含量设为例如1质量%以下、0.5质量%以下、0.1质量%以下、或不包含的构成。
化学镀基底膜例如可以90质量%以上、95质量%以上、98质量%以上、99质量%以上、99.5质量%以上、99.9质量%以上、或100质量%由(A)成分和(B)成分形成。
化学镀基底膜例如可以90质量%以上、95质量%以上、98质量%以上、99质量%以上、99.5质量%以上、99.9质量%以上、或100质量%由(A)成分和(B)成分、以及上述的这些成分以外的成分中的1种以上的成分形成。
[化学镀基底膜形成用组合物]
本发明的一个实施方式的化学镀基底膜形成用组合物可以用于形成以上说明的化学镀基底膜。
本发明的一个实施方式的化学镀基底膜形成用组合物包含(A)导电性聚合物、(C)具有酸值的多元醇树脂、和(D)多异氰酸酯化合物。
对于化学镀基底膜形成用组合物中含有的(A)成分、(C)成分和(D)成分,引用针对化学镀基底膜进行的说明。
在一个方式中,化学镀基底膜形成用组合物中的(C)成分和(D)成分的总量相对于不挥发性成分的比例优选为10~90质量%。
所谓不挥发性成分,是除去在组合物中的配合成分不发生化学变化的范围内对组合物进行加热和/或减压时挥发的成分(挥发性成分)后残留于组合物中的成分,通常为组合物中的溶剂以外的成分。
在一个方式中,(D)成分中的异氰酸酯基相对于(C)成分中的羟基的摩尔比优选为0.6~10。
在另一方式中,化学镀基底膜形成用组合物包含(A)成分、(C)成分、(D)成分、和(E)成分。
对于化学镀基底膜形成用组合物中含有的(E)成分,也引用针对化学镀基底膜进行的说明。
在另一方式中,化学镀基底膜形成用组合物中的(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量相对于不挥发性成分的比例优选为10~90质量%。
在另一方式中,(D)成分中的异氰酸酯基相对于(C)成分中的羟基和(E)成分中的羟基的总量的摩尔比优选为0.6~10。
化学镀基底膜形成用组合物可以还包含针对化学镀基底膜进行了说明的氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、酚性化合物、耐热稳定化剂、和其他成分。
[溶剂]
化学镀基底膜形成用组合物可以还包含溶剂。溶剂没有特别限定,例如可举出甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、二丙酮醇、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、乙基卡必醇、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲苯、环己酮、乙基环己烷、异佛尔酮、溶剂石脑油、四氢呋喃、二乙醚、乙酸正丁酯、正丁醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、四氢萘、2-丁氧基-2-乙氧基乙醇、丙二醇单丙醚、二丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、1,3-二甲基咪唑烷酮、N-甲基吡咯烷酮等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
[化学镀基底膜形成用组合物中的各成分的含量]
化学镀基底膜形成用组合物中的(A)成分的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量,优选为10~85质量%,更优选为15~80质量%,进一步优选为20~70质量%,特别优选为25~60质量%。
化学镀基底膜形成用组合物中的(C)成分和(E)成分的总量的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量,优选为10~65质量%,更优选为15~60质量%,进一步优选为20~60质量%。
化学镀基底膜形成用组合物中的(D)成分的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量,优选为0.5~30质量%,更优选为1~25质量%,进一步优选为1~20质量%。另外,相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量,例如可以设为6~30质量%、7~30质量%、8~30质量%。
化学镀基底膜形成用组合物中的氨基甲酸酯树脂的含量没有特别限定,例如相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量100质量份,优选为1~100质量份,更优选为5~50质量份。需要说明的是,可以减少化学镀基底膜组合物中的氨基甲酸酯树脂的含量,例如可以设为10质量%以下、5质量%以下、1质量%以下、或不包含的构成。
化学镀基底膜形成用组合物中的选自环氧树脂和环氧化合物中的1种以上的含量(在多种的情况下是总含量)没有特别限定,例如相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量100质量份优选为0.2~30质量份,更优选为0.5~15质量份,进一步优选为0.7~10质量份。需要说明的是,可以减少化学镀基底膜形成用组合物中的环氧树脂的含量,例如可以设为1质量%以下、0.5质量%以下、0.1质量%以下、或不包含的构成。
化学镀基底膜形成用组合物中的溶剂的含量没有特别限定,可以根据基底膜的形成方法适当地调整。例如,在丝网印刷的情况下,相对于(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分的总量100质量份,优选为50~2000质量份,更优选为100~1000质量份,进一步优选为100~600质量份。例如,在棒涂法的情况下,溶剂的含量相对于(A)成分和(B)成分的总量100质量份优选为100~5000质量份,更优选为500~4000质量份,进一步优选为1000~3000质量份。
对于化学镀基底膜形成用组合物,从进一步提高化学镀基底膜的耐热性的观点考虑,无论有无酸值,都可以将聚乙烯醇缩醛树脂的含量设为例如1质量%以下、0.5质量%以下、0.1质量%以下、或不包含的构成。
化学镀基底膜形成用组合物的例如溶剂以外的90质量%以上、95质量%以上、98质量%以上、99质量%以上、99.5质量%以上、99.9质量%以上、或100质量%可以由(A)成分、(C)成分和(D)成分、或(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分形成。
化学镀基底膜形成用组合物的例如溶剂以外的90质量%以上、95质量%以上、98质量%以上、99质量%以上、99.5质量%以上、99.9质量%以上、或100质量%可以由(A)成分、(C)成分和(D)成分、以及上述的它们以外的成分中的1种以上的成分形成、或由(A)成分、(C)成分、(D)成分和(E)成分、以及上述的它们以外的成分中的1种以上的成分形成。
[化学镀基底膜的制造方法]
本发明的化学镀基底膜的制造方法使用本发明的化学镀基底膜形成用组合物。本制造方法只要使用本发明的化学镀基底膜形成用组合物,就没有特别限制,例如可举出在基材上利用棒涂法涂敷本发明的化学镀基底膜形成用组合物、并进行干燥的涂敷方法等。
[镀覆层叠体]
本发明的镀覆层叠体包含基材、上述的化学镀基底膜、和包含金属的化学镀层,化学镀层与化学镀基底膜接触。
图1是表示本发明的镀覆层叠体的一个实施方式的层构成的简图。
镀覆层叠体1在基材10上依次层叠地包含化学镀基底膜20和化学镀层30。
本发明的镀覆层叠体可以利用后述的本发明的镀覆层叠体的制造方法制造。
[基材]
基材没有特别限制,可以是金属、无机材料(陶瓷、玻璃等)、木材、或树脂。另外,也可以是用树脂将金属完全覆盖的基材、无机系材料与树脂的复合材料(例如FRP、玻璃环氧复合材料)等。作为树脂的种类,可举出聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、尼龙树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂、间同立构聚苯乙烯树脂、LCP(液晶聚合物)树脂、酚醛树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂等。它们当中,优选由聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、间同立构聚苯乙烯树脂、液晶聚合物树脂、或聚苯硫醚树脂形成。
化学镀基底膜不仅与树脂基材良好地密合,与例如陶瓷、玻璃、木材等之类的具有耐水性的基材也良好地密合,在进行化学镀时,使化学镀层的生长稳定化。
在一个方式中,期望基材的介电损耗角正切低,为0.015以下,优选为0.01以下,更优选为0.005以下。由此,在将镀覆层叠体作为例如用于传输高频电信号的电路基板使用的情况下,可以减少传输损耗。介电损耗角正切是使用测定装置(Keysight Technology公司制网络分析仪“E8361A”)在测定频率10GHz、温度25℃条件下利用空腔谐振器法(JISR1641:2007)测定的值。
[化学镀层(金属层)]
作为化学镀层的金属种类,可举出选自铜、镍、金、钯、银、锡、钴和铂中的1种以上的金属。它们当中,优选铜。另外,在化学镀层中,可以在这些元素以外,还含有磷、硼、铁等元素。形成方法如后所述。
在一个方式中,期望化学镀层的化学镀基底膜侧的表面的表面粗糙度RzJIS小,例如可以为0.5μm以下、0.45μm以下、0.40μm以下、0.35μm以下、0.3μm以下、0.25μm以下、0.2μm以下、0.15μm以下、0.1μm以下、0.08μm以下、0.05μm以下、或0.02μm以下。在将镀覆层叠体例如作为用于传输高频电信号的电路基板使用的情况下,可以减少传输损耗。该表面粗糙度RzJIS的下限没有特别限定,例如可以为0.005μm以上、0.007μm以上、或0.01μm以上。表面粗糙度RzJIS是依照JIS B 0601(2001)测定的十点平均粗糙度。需要说明的是,在利用化学镀在化学镀基底膜上形成化学镀层的情况下,将对接受化学镀前的化学镀基底膜的表面(后面将要形成化学镀层的面)测定出的表面粗糙度RzJIS设为化学镀层的化学镀基底膜侧的表面的表面粗糙度RzJIS
化学镀层的膜厚没有特别限定。在一个实施方式中,化学镀层的膜厚例如可以为0.1μm以上、0.3μm以上、0.5μm以上、0.8μm以上、1μm以上、5μm以上、10μm以上、18μm以上、或30μm以上。另外,化学镀层的膜厚例如可以为500μm以下、或300μm以下、200μm以下、150μm以下、100μm以下、或50μm以下。
[镀覆层叠体的用途]
镀覆层叠体的用途没有特别限定,例如可以作为电路基板、天线、电磁波屏蔽材料等使用。另外,在一个实施方式中,提供组装有选自这些电路基板、天线、电磁波屏蔽材料中的1种以上的设备。
[电路基板]
在电路基板的用途中,金属层(化学镀层)用于传输电信号的用途。根据一个实施方式的电路基板,无论电信号的频率如何,都能够防止传输损耗。另外,在一个实施方式中,金属层用于传输频率1GHz以上的高频电信号的用途。高频电信号例如频率可以为3GHz以上、4GHz以上、5GHz以上、7GHz以上、10GHz以上、15GHz以上、20GHz以上、25GHz以上、30GHz以上、50GHz以上、80GHz以上、100GHz以上、或110GHz以上。该频率的上限没有特别限定,例如可以为200GHz以下。根据一个实施方式的电路基板,在传输此种高频电信号时,也能够防止传输损耗。电路基板的形态没有特别限定,例如可以是印刷线路板(PWB;printed wiringboard)、印制电路板(PCB;printed circuit board)、或柔性线路板(FPC;flexibleprinted circuits)等。
[天线]
在天线的用途中,金属层(化学镀层)用于收发电波的用途。另外,在一个实施方式中,金属层用于收发高频电波的用途。高频电波例如频率可以为3GHz以上、4GHz以上、5GHz以上、7GHz以上、10GHz以上、15GHz以上、20GHz以上、25GHz以上、30GHz以上、50GHz以上、80GHz以上、100GHz以上、或110GHz以上。该频率的上限没有特别限定,例如可以为200GHz以下。
[电磁波屏蔽材料]
在电磁波屏蔽材料的用途中,金属层(化学镀层)用于屏蔽电磁波的用途。
[镀覆层叠体的制造方法]
本发明的一个实施方式的镀覆层叠体的制造方法包括:(1)在基材上使用化学镀基底膜形成用组合物形成化学镀基底膜的工序、和(2)在化学镀基底膜上形成包含金属的化学镀层的工序。
化学镀基底膜的形成可以利用上述的化学镀基底膜的制造方法来进行。
需要说明的是,在形成化学镀基底膜前,可以对基材的表面实施选自活性能量射线照射处理、电晕处理、和火焰处理中的1种以上的处理。
本说明书中,“活性能量射线”是具有将基材的表面改性的活性的射线,可使用能够利用此种改性提高基材与化学镀基底膜的密合性的活性能量射线。在评价密合性的提高的方法中,使用实施例中记载的“镀覆前的密合性”的评价方法。作为此种活性能量射线,例如可举出紫外线、电子束、X射线等,它们当中优选紫外线。紫外线没有特别限定,例如可使用以高压汞灯或金属卤化物灯作为光源的紫外线。
优选在形成化学镀基底膜后、且在形成化学镀层前进行脱脂工序。
脱脂工序中,利用表面活性剂、醇等溶剂对化学镀基底膜表面进行脱脂清洗而改善润湿性。
表面活性剂可适当地使用阴离子性、阳离子性或非离子性的表面活性剂,优选阳离子性表面活性剂。在使用阳离子性表面活性剂的情况下,例如用离子交换水等稀释为1~3%后使用。
在形成上述化学镀基底膜后,优选在脱脂工序后,通常为了在基底膜上担载担负化学镀的催化剂作用的Pd金属(催化金属),优选接触Pd化合物溶液。
当接触Pd化合物溶液时,聚苯胺复合物等导电性聚合物会吸附Pd离子,利用其还原作用,将Pd离子还原为Pd金属。经过还原的Pd、即金属状态的Pd显现出化学镀中的催化剂作用。
上述每单位面积的Pd附着量(包含Pd离子和Pd金属)优选为1.7μg/cm2以上,更优选为2.5μg/cm2以上。
作为Pd化合物,优选氯化钯。作为溶剂,通常使用盐酸。然而,Pd只要以离子状态在水溶液中存在即可,并不限定为盐酸水溶液。作为Pd化合物溶液,例如可举出氯化钯溶液等,更具体而言,例如可举出0.02%氯化钯-0.01%盐酸水溶液(pH3)。
与Pd化合物溶液的接触温度通常为20~50℃,优选为30~40℃,接触时间通常为0.1~10分钟,优选为1~5分钟。
然后,为了在基底膜上形成包含金属的层(镀覆层),使上述操作中得到的基材接触化学镀液。当基底膜与化学镀液接触时,所担载的Pd金属作为催化剂发挥作用,在基底膜上形成镀覆层。
化学镀液优选包含选自铜、镍、金、钯、银、锡、钴和铂中的1种以上的金属。另外,在化学镀液中,可以在这些元素以外,还含有磷、硼、铁等元素。
与化学镀液的接触温度根据镀浴种类、厚度等而不同,例如若为低温浴则为20~50℃左右,若为高温浴则为50~90℃。
另外,与化学镀液的接触时间也根据镀浴种类、厚度等而不同,例如为1~120分钟。可以仅为化学镀,或者也可以在利用化学镀设置金属薄膜后还利用电镀设置同种或不同的金属膜。
实施例
以下对本发明的实施例进行说明,然而本发明不受这些实施例的任何限定。
制造例1
[聚苯胺复合物的制造]
将“AEROSOL OT”(二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠)(AOT)37.8g和具有聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯结构的作为非离子乳化剂的“SORBON T-20”(东邦化学工业公司制)1.47g溶解于甲苯600mL中,将所得的溶液加入放置于氮气流下的6L的可分离烧瓶,再向该溶液中加入22.2g的苯胺。然后,将1M磷酸1800mL添加到溶液中,将具有甲苯和水的2个液相的溶液的温度冷却到5℃。
在溶液内温达到5℃的时刻,以每分钟390转进行搅拌。将65.7g的过硫酸铵溶解于1M磷酸600mL中而得到溶液,使用滴液漏斗用2小时滴加所得的溶液。从滴加开始起在将溶液内温保持为5℃不变的状态下实施18小时反应。然后,使反应温度升高到40℃为止,继续1小时反应。然后,静置,分离出甲苯相。向所得的甲苯相中添加甲苯1500mL,用1M磷酸500mL清洗1次,用离子交换水500mL清洗3次,将甲苯相静置分离,进行用于浓度调整的浓缩,得到聚苯胺复合物甲苯溶液900g。该聚苯胺复合物甲苯溶液的聚苯胺复合物浓度为5.7质量%。
将所得的聚苯胺复合物甲苯溶液在60℃的热水浴中进行减压干燥,干燥成固体,得到51.3g的聚苯胺复合物(粉末)。
该聚苯胺复合物中的聚苯胺分子的重均分子量为72000g/mol,分子量分布为2.0。
实施例1
(1)化学镀基底膜形成用组合物的制备
将具有酸值的聚酯多元醇树脂(东洋纺公司制:VYLON GK810,酸值5mgKOH/g)4.0g溶解于由甲苯(富士胶片和光纯药公司制)0.6g、环己酮(富士胶片和光纯药公司制)3.0g和丙二醇单丁醚(富士胶片和光纯药公司制)2.4g形成的溶剂中,得到聚酯多元醇树脂溶液。
另一方面,在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚(东京化成工业公司制)13.80g形成的溶剂中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.40g,得到聚苯胺复合物溶液。
向上述聚苯胺复合物溶液中加入上述聚酯多元醇树脂溶液1.50g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR--1350,不具有酸值的聚酯多元醇树脂的浓度:33质量%)3.20g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980,封端异氰酸酯的浓度:88质量%)0.47g并均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为6.9。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为3.5。需要说明的是,在这些“摩尔比”的算出中,羟基的量是根据利用上述的聚酯多元醇树脂的羟值的测定方法求出的各多元醇树脂每1g中的羟基的量和配合到组合物中的各多元醇树脂的质量而算出的值。
(2)化学镀基底膜的形成
将上述化学镀基底膜形成用组合物使用棒涂机#8涂布于聚酰亚胺膜(TORAY公司制:kapton 200EN)。使涂膜在150℃干燥30分钟而得到带有化学镀基底膜的膜。
利用以下的测定方法测定化学镀基底膜的酸值、和化学镀基底膜的表面的表面粗糙度RZJIS,另外,利用以下的评价方法评价镀覆前的密合性(化学镀基底膜相对于基材的密合性)。将结果表示于表1中。
(化学镀基底膜的酸值的测定)
从所得的试验片使用切割刀刮取化学镀基底膜,细细地切碎而得到试样。依照JIS-K-0070:1992测定酸值,设为化学镀基底膜的酸值。此处所说的酸值是将1g的化学镀基底膜中含有的酸性成分中和所需的氢氧化钾(KOH)的mg数。
需要说明的是,在对后述的经过镀覆的试验片测定化学镀基底膜的酸值的情况下,可以在利用硝酸除去镀覆被膜后,接受与上述同样的测定方法。
(表面粗糙度RzJIS的测定)
依照JIS B 0601:2001测定出所得的试验片的化学镀基底膜的表面(化学镀基底膜的与基材相反的一侧的面)的表面粗糙度RzJIS。将该测定值作为在化学镀基底膜上形成的金属层(化学镀层)的化学镀基底膜侧的表面粗糙度RzJIS表示于表1中。
(镀覆前的密合性评价)
对所得的试验片(密合性评价用的试验片),依照JIS K5600-5-6(1999)进行密合性试验。依照JIS K5600-5-6中规定的下述基准进行评价,将分类0和1设为“○”(合格),将分类2~5设为“×”(不合格)。镀覆前的密合性能够反映出化学镀基底膜相对于基材的密合性。将结果表示于表1中。
0:切口的边缘完全光滑,在哪个格子中都没有剥落。
1:切口的相交处有涂膜的小的剥落。十字划部分中受到影响的比例明确地不大于5%。
2:涂膜沿着切口的边缘、和/或在相交处有剥落。十字划部分中受到影响的比例明确地大于5%,然而不大于15%。
3:涂膜沿着切口的边缘在局部或整面产生大的剥落,并且/或者格子的很多部分在局部或整面剥落。十字划部分中受到影响的比例明确地大于15%,然而不大于35%。
4:涂膜沿着切口的边缘在局部或整面产生大的剥落、并且/或者几处格子在局部或整面剥落。十字划部分中受到影响的比例明确地不大于35%。
5:用分类4也无法分类的剥落程度的任意者。
(3)化学镀
将带有化学镀基底膜的膜切割出5×10cm,作为试验片。将该试验片在表面活性剂(奥野制药工业公司制“ACE CLEAN”)的2.5质量%水溶液中在55℃浸渍5分钟。然后,将试验片的表面用流水清洗后,在亚硫酸氢钠(富士胶片和光纯药公司制)的10质量%水溶液中在60℃浸渍5分钟。再将试验片的表面用流水清洗,进行脱脂处理。
将脱脂处理后的试验片整体在催化剂化处理剂激活剂(盐酸酸性Pd化合物水溶液,奥野制药工业公司制)的20倍稀释液中在30℃浸渍5分钟,进行使化学镀基底膜担载金属Pd(化学镀催化剂)的处理。
对于催化剂担载处理后的试验片,使用化学镀铜镀覆液(Rohm&Hass电子材料公司制“CIRCUPOSIT 4500”),在52℃进行30分钟镀覆处理而形成化学镀铜镀覆层(包含铜的金属层)后,进行流水清洗和热风干燥(80℃),得到经过镀覆的试验片。
(4)经过镀覆的试验片的评价
(镀覆后的密合性评价)
对经过镀覆的试验片利用与(镀覆前的密合性评价)相同的方法进行密合性试验,依照相同基准进行评价。镀覆后的密合性能够反映出化学镀基底膜相对于基材的密合性、和化学镀铜镀覆层相对于化学镀基底膜的密合性双方。将结果表示于表1中。
(耐热性评价)
对经过镀覆的试验片利用电镀再层叠35μm的铜。进行使经过镀覆的面接触设定为260℃的焊料槽(白光公司制FX301B,焊料的种类:千住金属工业公司制ECO SOLDER M705)5秒的浮焊试验,依照下述的基准评价耐热性。将结果表示于表1中。
○:在目视条件下镀覆膜、化学镀基底膜没有剥离、裂痕。
×:在目视条件下镀覆膜、化学镀基底膜产生了剥离、裂痕。
实施例2
除了在实施例1中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例1同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成工业公司制:VD-3)0.10g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.40g。向该聚苯胺复合物溶液中加入实施例1中记载的聚酯多元醇树脂溶液1.35g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1350)3.35g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980)0.48g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为7.8。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为3.6。
实施例3
除了在实施例2中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例2同样,并与实施例2同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在实施例2中,将聚苯胺复合物的配合量设为0.95g,将聚酯多元醇树脂溶液的配合量设为2.20g,将不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液的配合量设为3.20g,将封端异氰酸酯溶液的配合量设为0.50g,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为5.0。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为3.0。
实施例4
除了在实施例1中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例1同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在由甲苯4.60g、环己酮27.30g、和丙二醇单丙醚13.70g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成公司制:VD-3)0.10g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.40g。向该聚苯胺复合物溶液中加入具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1700,酸值26mgKOH/g,具有酸值的聚酯多元醇树脂的浓度:30质量%)1.50g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1350)3.70g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980)0.51g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为3.0。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为2.1。
实施例5
除了在实施例1中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例1同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在由甲苯4.60g、环己酮27.30g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成公司制:VD-3)0.10g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.40g。向该聚苯胺复合物溶液中加入具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1700,酸值26mgKOH/g)2.10g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(JUJOCHEMICAL公司制:PL-2Medium、不具有酸值的聚酯多元醇树脂的浓度:49质量%)2.00g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980)0.46g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为1.9。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为1.6。
比较例1
除了在实施例1中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例1同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在由甲苯4.60g、环己酮27.30g、和丙二醇单丙醚13.70g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成公司制:VD-3)0.10g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.40g。向该聚苯胺复合物溶液中加入具有酸值的氨基甲酸酯树脂溶液(大日精化工业公司制:DAIFERAMINE MAU1008L,酸值2mgKOH/g,具有酸值的氨基甲酸酯树脂的浓度:30质量%)2.50g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1350)2.80g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980)0.35g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,不包含(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)。(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂;此处不包含)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为6.0。
比较例2
除了在实施例1中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例1同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成公司制:VD-3)0.10g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.60g。向该聚苯胺复合物溶液中加入具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1700,酸值26mgKOH/g)5.10g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980)0.46g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为0.8。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为0.7。
比较例3
除了在实施例2中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例2同样,并与实施例2同样地进行测定和评价。将结果表示于表1中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
在实施例2中,将溶剂的配合量设为甲苯4.00g、环己酮24.00g、丙二醇单丙醚12.00g,将聚苯胺复合物的配合量设为1.00g,将聚酯多元醇树脂溶液的配合量设为0.12g,将不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液的配合量设为4.40g,将封端异氰酸酯溶液的配合量设为0.56g,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为102.5。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为5.7。
[表1]
Figure BDA0003279859280000361
评价
根据表1可知,包含(A)导电性聚合物、还包含(B)具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物、酸值为0.1mgKOH/g~30mgKOH/g的实施例1~5的化学镀基底膜能够良好地兼顾密合性和耐热性。另外可知,实施例1~5中,化学镀层的化学镀基底膜侧的表面被平滑化,并且即使是此种经过平滑化的表面,也发挥优良的密合性。
需要说明的是,实施例1~5中,对经过镀覆的试验片的剖面利用电子显微镜进行了观察,其结果是确认,化学镀基底膜的表面平滑性得到维持,与金属层的界面平滑。
与此相对,比较例1中,虽然直至化学镀处理为止可以没有问题地实施,然而在耐热试验中在镀覆膜的一部分产生剥落。比较例1中,配合有具有酸值的树脂(氨基甲酸酯树脂),然而由于该树脂并非多元醇树脂,因此不与封端异氰酸酯反应,无助于基底膜的固化。因此推测,比较例1中,形成耐热性差的结果。
化学镀基底膜的酸值大于30mgKOH/g的比较例2、和化学镀基底膜的酸值小于0.1mgKOH/g的比较例3中,因密合性不足,而在形成于化学镀处理中的铜层的一部分产生剥离。因此,省略了耐热性的评价。
实施例6
除了在实施例1中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物并形成化学镀基底膜以外与实施例1同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表2中。
(1)化学镀基底膜形成用组合物的制备
将具有酸值的聚酯多元醇树脂(东洋纺公司制:VYLON GK360,酸值5mgKOH/g)4.00g溶解于由甲苯(富士胶片和光纯药公司制)0.60g、环己酮(富士胶片和光纯药公司制)3.60g、和丙二醇单丁醚(富士胶片和光纯药公司制)1.80g形成的溶剂中,得到聚酯多元醇树脂溶液。
另一方面,在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成工业公司制:VD-3)0.10g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物1.40g,得到聚苯胺复合物溶液。
向上述聚苯胺复合物溶液中加入上述聚酯多元醇树脂溶液5.00g、和封端异氰酸酯溶液(JUJO CHEMICAL公司制:JA-980)0.08g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为1.0。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为1.0。
(2)化学镀基底膜的形成
将上述化学镀基底膜形成用组合物使用棒涂机#8涂布于聚酰亚胺膜(TORAY公司制:KAPTON300H)。将涂膜在150℃干燥30分钟而得到带有化学镀基底膜的膜。
实施例7
除了在实施例6中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例6同样,并与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表2中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
将不具有酸值的聚酯多元醇树脂(东洋纺公司制:VYLON 226)4.00g溶解于由甲苯(富士胶片和光纯药公司制)0.60g、环己酮(富士胶片和光纯药公司制)3.60g、和丙二醇单丙醚(富士胶片和光纯药公司制)1.80g形成的溶剂中,得到聚酯多元醇树脂溶液。
另一方面,在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,溶解环氧化合物(日产化学公司制:TEPIC-HP,在1个分子中具有3个环氧基的低分子化合物)0.45g。然后,在该溶液中溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物2.40g,得到聚苯胺复合物溶液。
向上述聚苯胺复合物溶液中加入上述聚酯多元醇树脂溶液4.90g、具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1700,酸值26mgKOH/g)0.40g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1350)0.35g、和封端异氰酸酯溶液(JUJOCHEMICAL公司制:JA-980)0.36g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为7.9。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为1.3。
实施例8
(1)化学镀基底膜形成用组合物的制备
将不具有酸值的聚酯多元醇树脂(东洋纺公司制:VYLON 226)4.00g溶解于由甲苯(富士胶片和光纯药公司制)0.60g、环己酮(富士胶片和光纯药公司制)3.60g、和丙二醇单丙醚(富士胶片和光纯药公司制)1.80g形成的溶剂中,得到聚酯多元醇树脂溶液。
另一方面,在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成工业公司制:VD-3)0.15g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物2.40g,得到聚苯胺复合物溶液。
向上述聚苯胺复合物溶液中加入上述聚酯多元醇树脂溶液4.90g、具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR--1700,酸值26mgKOH/g)0.40g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR--1350)0.35g、和封端异氰酸酯溶液(JUJOCHEMICAL公司制:JA-980)0.36g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为7.9。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为1.3。
(2)化学镀基底膜的形成
对间同立构聚苯乙烯膜(出光兴产公司制:XAREC XG-110M)(以下简记为“SPS膜”。)的两面使用传送带式UV照射装置(GS YUASA公司制:CSOT-40)以1500mJ/cm2照射紫外光而进行表面处理。
将上述化学镀基底膜形成用组合物使用棒涂机#8涂布于实施了上述表面处理的SPS膜。将涂膜在150℃干燥30分钟而得到带有化学镀基底膜的膜。
对于化学镀基底膜的酸值的测定、表面粗糙度RzJIS的测定、镀覆前的密合性评价,与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表2中。
(3)化学镀
除了将化学镀的时间设为10分钟以外与实施例1同样,得到经过镀覆的试验片。
(4)经过镀覆的试验片的评价
(镀覆后的密合性评价)
对于镀覆后的密合性评价,与实施例1同样地进行测定和评价。将结果表示于表2中。
(耐热性评价(耐热性2))
对于经过镀覆的试验片,利用电镀再层叠22μm的铜。用无铅焊料用助熔剂(白光公司制:FS-200)将试验片的表面润湿。进行使之接触设定为240℃的焊料槽(白光公司制FX301B,焊料的种类:千住金属工业公司制ECO SOLDER M705)10秒的浮焊试验,依照与实施例1相同的基准评价耐热性。将结果表示于表2中。需要说明的是,由于该耐热性评价的条件与实施例1~7的耐热性评价不同,因此在表2中表述为“耐热性2”。
实施例9
除了在实施例8中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物、并形成化学镀基底膜以外与实施例8同样,与实施例8同样地进行测定和评价。将结果表示于表2中。
(1)化学镀基底膜形成用组合物的制备
将不具有酸值的聚酯多元醇树脂(东洋纺公司制:VYLON 226)4.00g溶解于由甲苯(富士胶片和光纯药公司制)0.60g、环己酮(富士胶片和光纯药公司制)3.60g、和丙二醇单丙醚(富士胶片和光纯药公司制)1.80g形成的溶剂中,得到聚酯多元醇树脂溶液。
另一方面,在由甲苯4.60g、环己酮27.60g、和丙二醇单丙醚13.80g形成的溶剂中,悬浮表面改性剂(四国化成工业公司制:VD-3)0.15g。然后,在该悬浮液中,溶解制造例1中得到的聚苯胺复合物2.40g,得到聚苯胺复合物溶液。
向上述聚苯胺复合物溶液中加入聚酯多元醇树脂溶液4.00g、具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1700,酸值26mgKOH/g)0.40g、不具有酸值的聚酯多元醇树脂溶液(东洋纺公司制:VYLON UR-1350)1.45g、和封端异氰酸酯溶液(JUJOCHEMICAL公司制:JA-980)0.45g后均匀地混合,得到化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为9.9。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为1.7。
(2)化学镀基底膜的形成
对SPS膜的两面以1500mJ/cm2照射紫外光而得到对两面进行了表面处理的SPS膜。将上述化学镀基底膜形成用组合物使用棒涂机#8涂布对两面进行了表面处理的SPS膜的一面。将涂膜在150℃干燥10分钟而在一面形成化学镀基底膜。然后,在相反的一侧的面使用棒涂机#8涂布上述化学镀基底膜形成用组合物。将涂膜在150℃干燥30分钟而得到两面带有化学镀基底膜的膜。
实施例10
除了在实施例8中如下所示地制备出化学镀基底膜形成用组合物以外与实施例8同样,并与实施例8同样地进行测定和评价。将结果表示于表2中。
[化学镀基底膜形成用组合物的制备]
除了将上述聚苯胺复合物溶液的制备中使用的甲苯4.60g替换为乙基环己烷(东京化成工业制)4.60g以外与实施例8同样地制备出化学镀基底膜形成用组合物。
在所得的化学镀基底膜形成用组合物中,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的摩尔比为7.9。另外,(D)成分(多异氰酸酯化合物)中的异氰酸酯基相对于(C)成分(具有酸值的多元醇树脂)中的羟基和(E)成分(不具有酸值的多元醇树脂)中的羟基的总量的摩尔比为1.3。
[表2]
Figure BDA0003279859280000411
产业上的可利用性
本发明的化学镀基底膜可以作为化学镀层的基底利用。
虽然上文中详细地说明了一些本发明的实施方式和/或实施例,然而本领域技术人员很容易不实质上脱离本发明的新的教导和效果地对这些作为例示的实施方式和/或实施例施加多种变更。因而,这些多种变更包含于本发明的范围中。
对该说明书中记载的文献、和成为本申请的基于巴黎条约的优先权的基础的申请的内容全都进行引用。

Claims (23)

1.一种化学镀基底膜,其包含A成分即导电性聚合物,还包含B成分即具有酸值的多元醇树脂与多异氰酸酯化合物的反应产物,
所述化学镀基底膜的酸值为0.1mgKOH/g~30mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的化学镀基底膜,其中,
所述B成分包含具有酸值的聚酯多元醇树脂。
3.根据权利要求1或2所述的化学镀基底膜,其中,
所述A成分为取代或未取代的聚苯胺。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的化学镀基底膜,其中,
所述A成分为利用掺杂剂对取代或未取代的聚苯胺进行掺杂而得到的聚苯胺复合物。
5.根据权利要求4所述的化学镀基底膜,其中,
所述掺杂剂为由下述式(III)所示的磺基琥珀酸衍生物产生的有机酸离子,
Figure FDA0003279859270000011
式(III)中,M为氢原子、有机游离基团或无机游离基团;m’为M的价数;R13和R14各自独立地为烃基或-(R15O)r-R16基;R15各自独立地为烃基或亚甲硅烷基,R16为氢原子、烃基或R17 3Si-基,r为1以上的整数;R17各自独立地为烃基。
6.根据权利要求4或5所述的化学镀基底膜,其中,
所述掺杂剂为二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠。
7.一种化学镀基底膜形成用组合物,其用于形成权利要求1~6中任一项所述的化学镀基底膜,其包含:
A成分即导电性聚合物、
C成分即具有酸值的多元醇树脂、和
D成分即多异氰酸酯化合物。
8.根据权利要求7所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
所述C成分和所述D成分的总量相对于所述化学镀基底膜形成用组合物中的不挥发性成分的比例为10质量%~90质量%。
9.根据权利要求7或8所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
所述D成分中的异氰酸酯基相对于所述C成分中的羟基的摩尔比为0.6~10。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
还包含E成分即不具有酸值的多元醇树脂。
11.根据权利要求10所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
所述E成分包含选自不具有酸值的聚酯多元醇树脂和不具有酸值的聚醚多元醇树脂中的1种以上。
12.根据权利要求10或11所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
所述C成分、所述D成分和所述E成分的总量相对于所述化学镀基底膜形成用组合物中的不挥发性成分的比例为10质量%~90质量%。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
所述D成分中的异氰酸酯基相对于所述C成分中的羟基与所述E成分中的羟基的总量的摩尔比为0.6~10。
14.根据权利要求7~13中任一项所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
所述D成分为封端多异氰酸酯化合物。
15.根据权利要求7~14中任一项所述的化学镀基底膜形成用组合物,其中,
还包含溶剂。
16.一种镀敷层叠体,其包含:
基材、
权利要求1~6中任一项所述的化学镀基底膜、和
包含金属的化学镀层,
所述化学镀层与所述化学镀基底膜接触。
17.根据权利要求16所述的镀敷层叠体,其中,
所述金属为铜。
18.根据权利要求16或17所述的镀敷层叠体,其中,
所述基材由树脂形成。
19.根据权利要求18所述的镀敷层叠体,其中,
所述基材由聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、间同立构聚苯乙烯树脂、液晶聚合物树脂或聚苯硫醚树脂形成。
20.一种镀敷层叠体的制造方法,其包括:
(i)使用权利要求7~15中任一项所述的化学镀基底膜形成用组合物在基材上形成化学镀基底膜的工序、和
(ii)在所述化学镀基底膜上形成包含金属的化学镀层的工序。
21.根据权利要求20所述的镀敷层叠体的制造方法,其中,
所述工序(ii)中,使所述化学镀基底膜担载钯,然后使担载有钯的所述化学镀基底膜与化学镀液接触,由此形成所述化学镀层。
22.根据权利要求21所述的镀敷层叠体的制造方法,其中,
通过使氯化钯溶液接触所述化学镀基底膜来进行钯向所述化学镀基底膜的担载。
23.根据权利要求21或22所述的镀敷层叠体的制造方法,其中,
所述化学镀液包含选自铜、镍、金、钯、银、锡、钴和铂中的1种以上的金属。
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