JP2003145674A - 樹脂複合材料の形成方法 - Google Patents

樹脂複合材料の形成方法

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JP2003145674A JP2001343721A JP2001343721A JP2003145674A JP 2003145674 A JP2003145674 A JP 2003145674A JP 2001343721 A JP2001343721 A JP 2001343721A JP 2001343721 A JP2001343721 A JP 2001343721A JP 2003145674 A JP2003145674 A JP 2003145674A
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優 清田
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秀樹 土田
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Koichi Yomogida
浩一 蓬田
Hidemi Nawafune
秀美 縄舟
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂複合材料の形成方法、および樹脂複合材
料を提供する。 【解決手段】 (1)キャリア樹脂の表面をイオン交換
基導入処理する工程、(2)該キャリア樹脂の表面を金
属イオン含有液で処理して金属イオンを導入する工程、
(3)該金属イオンを金属元素含有成分に転化する工
程、(4)該金属元素含有成分上に金属箔を形成させ
て、キャリア樹脂付き金属箔を形成する工程、および
(5)該キャリア樹脂付き金属箔を加熱して該金属箔を
樹脂基体に転写する工程を含む、樹脂複合材料の形成方
法を提供し、該方法によると、任意の厚さの銅箔を有す
るキャリア樹脂付き金属箔を形成できるので、取り扱い
の点で従来困難であった、一定厚さ、特に8μm以下の
厚さの金属箔、特に銅箔を樹脂基体にラミネートおよび
キャスティングすることを可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂基体上に金属
箔を有する樹脂複合材料および前記樹脂複合材料の形成
方法に関する。また、本発明は樹脂複合材料の形成方法
に使用されるキャリア樹脂付き金属箔に関する。
【0002】
【従来の技術】銅張積層板をはじめとする金属−樹脂複
合材料は、電子部品、機械部品等、産業上広範囲の分野
で使用されている。特に、銅張積層板は、近年のエレク
トロニクス産業の急速な進展に伴い、例えば、ハードデ
ィスクドライブ、液晶表示素子(LCD)、携帯電話、
ゲーム機、自動車、カメラ、オーディオ機器等の電子機
器における、フレキシブルプリント配線板(FPC)、
TAB(Tape Automated Bondin
g)用フィルムキャリア、多層配線板およびCOF(C
hip On FPC)などの分野で広範囲に使用され
ている。銅張積層板における樹脂基体としては、使用条
件、加工特性等に応じて、種々の樹脂が使用されている
が、耐熱性、難燃性、機械的強度および電気特性等に優
れているという観点から、樹脂基板としてポリイミド樹
脂が広く使用されている。
【0003】ポリイミド樹脂基体をはじめとする樹脂基
体に銅箔を付与し、銅張積層板を製造する方法として
は、いくつかの態様が知られている。1態様としては、
樹脂基体を無電解銅めっき処理し、続いて、必要に応じ
て電解銅めっき処理することにより、樹脂基体上に直接
銅箔を形成させる方法がある。また、一旦形成された銅
箔を用いる方法として、銅箔と樹脂基体を接着剤で接着
させるか、または接着剤を用いずに銅箔と樹脂基体を熱
融着させるようなラミネート法、また、銅箔の上に溶融
した樹脂を流して成形するキャスティング法がある。さ
らに、他の態様として、真空中で樹脂基体に銅をスパッ
タリングし、それを核にして電解銅めっき処理をして所
望の厚さの銅箔を得るというスパッタリング法がある。
さらなる他の態様としては、特開平8−209354号
に開示されるような、樹脂基体に酸性基を導入し、金属
イオンを導入後、これを還元して金属被膜を形成させた
後に、必要に応じて無電解または電解銅めっき処理する
方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、樹脂基体を無
電解銅めっき処理し、続いて必要に応じて電解銅めっき
処理することにより樹脂基体上に直接銅箔を形成させる
方法では、無電解銅めっき処理時に触媒としてパラジウ
ムを使用するので、パターン形成の際にパラジウムを除
去する必要が生じる。また、ポリイミドをはじめとする
特定の樹脂が使用される場合には、無電解銅めっき処理
により析出した銅と樹脂基体との密着性を向上させるの
が困難となる場合がある。さらに、エポキシ樹脂など、
無電解析出銅と樹脂基体との密着性を向上させることが
可能な樹脂であっても、密着性を向上させるためのエッ
チング処理によって、樹脂基体表面が損傷を受ける場合
がある。また、一旦形成された銅箔を用いるラミネート
法およびキャスティング法においては、使用される銅箔
の厚みはハンドリングの関係で8μmが限界である。し
かし、近年の電子機器の高性能化の進展などにより、フ
ァインパターンの基板が求められるところ、この様なフ
ァインパターンの基板を達成するために、銅張積層板に
おける銅箔をより薄くすることが求められている。そし
て、銅箔の厚さが8μm以下であるような銅張積層板が
必要とされる場合には、銅−樹脂複合材料を形成した後
にエッチング等をすることにより銅箔を薄くする必要が
ある。しかしながら、銅箔をエッチングする場合には、
銅箔を均一にエッチングするのが困難であり、銅箔の厚
さが不均一になるという問題がある。また、スパッタリ
ング法においては、装置が大がかり、かつ高コストとな
り、生産性も他の方法と比較して劣るという問題があ
る。さらに、樹脂基体に酸性基を導入し、金属イオンを
導入後、これを還元して金属被膜を形成させた後に、必
要に応じて無電解または電解銅めっき処理する方法にお
いては、樹脂基体と金属箔との密着性に優れ、さらに均
一な任意の厚さの金属箔を形成できるという利点はある
ものの、樹脂基体に酸性基を導入するに際して、樹脂基
体の表面が損傷を受けるという問題がある。また、使用
される樹脂の種類によっては、酸性基の導入が困難な場
合もある。また、かかる方法により形成された金属−樹
脂複合材料においては、金属と樹脂基体との密着性に優
れることが先行文献において開示されているが、このこ
とは、かかる方法により形成された金属箔は転写が困難
であることを当業者に想到させるものとなっていた。
【0005】本発明者らは、特定の方法で形成される、
通常の状態であれば密着性に著しく優れるキャリア樹脂
付き金属箔について、これを加熱することにより金属箔
を容易に樹脂基体に転写できることを見出した。そし
て、本発明は、かかる知見および上述の事情に鑑みてな
されたもので、従来の樹脂複合材料の形成方法とは異な
った、任意の厚さで均一な金属箔を有することができ、
樹脂基体においては該金属箔との接触面が損傷されてお
らず、任意の種類の樹脂からなる複合材料を形成するこ
とができ、さらに、加熱前は向上された密着性を有する
ことによりハンドリングを容易にしているが、加熱によ
り容易に金属箔を転写できるキャリア樹脂付き金属箔を
使用する、前記金属箔および樹脂基体を有する樹脂複合
材料の形成方法、および該方法により形成された樹脂複
合材料を提供することを目的とする。また、本発明は、
前記樹脂複合材料の形成方法に使用される、加熱により
金属箔を転写可能にする、キャリア樹脂付き金属箔を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)キャリ
ア樹脂の表面をイオン交換基導入処理する工程、(2)
該キャリア樹脂の表面を金属イオン含有液で処理して金
属イオンを導入する工程、(3)該金属イオンを金属元
素含有成分に転化する工程、(4)該金属元素含有成分
上に金属箔を形成させて、キャリア樹脂付き金属箔を形
成する工程、および(5)該キャリア樹脂付き金属箔を
加熱して該金属箔を樹脂基体に転写する工程を含む、樹
脂複合材料の形成方法を提供する。また、本発明は、前
記樹脂複合材料の形成方法により形成された、樹脂複合
材料を提供する。さらに、本発明は、(1)キャリア樹
脂の表面をイオン交換基導入処理する工程、(2)該キ
ャリア樹脂の表面を金属イオン含有液で処理して金属イ
オンを導入する工程、(3)該金属イオンを金属元素含
有成分に転化する工程、(4)該金属元素含有成分上に
金属箔を形成させて、キャリア樹脂付き金属箔を形成す
る工程により形成された、キャリア樹脂付き金属箔であ
って、加熱により金属箔がキャリアから剥離可能となる
ことを特徴とする、前記キャリア樹脂付き金属箔を提供
する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、(1)キャリア樹脂の
表面をイオン交換基導入処理する工程、(2)該キャリ
ア樹脂の表面を金属イオン含有液で処理して金属イオン
を導入する工程、(3)該金属イオンを金属元素含有成
分に転化する工程、(4)該金属元素含有成分上に金属
箔を形成させて、キャリア樹脂付き金属箔を形成する工
程、および(5)該キャリア樹脂付き金属箔を加熱して
該金属箔を樹脂基体に転写する工程を含む、樹脂複合材
料の形成方法を提供するものであり、以下、本発明を詳
述する。 工程(1):「キャリア樹脂の表面をイオン交換基導入
処理する工程」においては、先ず、キャリア樹脂がイオ
ン交換基導入処理され、キャリア樹脂にイオン交換能を
有する基が導入される。
【0008】本発明の樹脂複合材料の形成方法に使用可
能なキャリア樹脂としては、該キャリア樹脂上に金属箔
を形成し、加熱により該金属箔を転写できるという目的
に応じた適度な物性、例えば、強度、腐食耐性等を有す
るキャリア樹脂であれば、任意の樹脂からなる、任意の
形状のキャリア樹脂であることができ、特に限定される
ものではない。形成されるキャリア付き銅箔のハンドリ
ングに好適であるとの観点から、好ましくはキャリア樹
脂の形状はシート状である。より好ましくは、キャリア
樹脂がシート状である場合には、該基体の厚さは5μm
〜100μmであり、さらにより好ましくは、10μm
〜50μmである。また、本発明で使用可能なキャリア
樹脂は、樹脂成型物に限定されず、樹脂間にガラス繊維
強化材等の補強材を介在させた複合物であってもよく、
或いはセラミックス、ガラス、金属等の各種の素材から
なる基材上に樹脂による皮膜を形成したものであっても
よい。
【0009】キャリア樹脂としては、任意の樹脂が使用
可能であり、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリ
エチレン、分岐低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリ
エチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン、ボリブテン
樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等のポリオ
レフィン樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデ
ン樹脂、ポリ塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体樹
脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、テト
ラフルオロエチレンなどのハロゲン含有樹脂;AS樹
脂;ABS樹脂;MBS樹脂;ポリビニルアルコール樹
脂;ポリアクリル酸メチルなどのポリアクリル酸エステ
ル樹脂;ポリメタアクリル酸メチルなどのポリメタアク
リル酸エステル樹脂;メタアクリル酸メチル−スチレン
共重合体樹脂;無水マレイン酸−スチレン共重合体樹
脂;ポリ酢酸ビニル樹脂;プロピオン酸セルロース樹
脂、酢酸セルロース樹脂等のセルロース樹脂;エポキシ
樹脂;ポリイミド樹脂;ナイロンなどのポリアミド樹
脂;ポリアミドイミド樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリ
エーテルイミド樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹
脂;ポリエチレンオキサイド樹脂;PET樹脂などの各
種ポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリサル
ホン樹脂;ポリビニルエーテル樹脂;ポリビニルブチラ
ール樹脂;ポリフェニレンオキサイドなどのポリフェニ
レンエーテル樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;
ポリブチレンテレフタレート樹脂;ポリメチルペンテン
樹脂;ポリアセタール樹脂;塩ビ−酢ビコポリマー;エ
チレン−酢ビコポリマー;エチレン−塩ビコポリマー;
等およびこれらのコポリマーならびにブレンドのような
熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂;キシレン樹脂;グアナミ
ン樹脂;ジアリルフタレート樹脂;ビニルエステル樹
脂;フェノール樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;フラン
樹脂;ポリイミド樹脂;ポリウレタン樹脂;マレイン酸
樹脂;メラミン樹脂;尿素樹脂;等の熱硬化性樹脂、並
びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定され
ない。好ましい樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂、
ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリプロピレン樹脂、フ
ッ素系樹脂、ABS樹脂およびこれらの混合物が挙げら
れ、より好ましくは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素系樹脂、ABS樹
脂およびこれらの混合物であり、さらにより好ましく
は、エポキシ樹脂、およびポリイミド樹脂、並びにこれ
らの混合物であり、最も好ましくはポリイミド樹脂であ
る。また、キャリア樹脂は、単独の樹脂からなるもので
あってもよく、また複数の樹脂からなるものでもよい。
また、キャリア樹脂としては、イオン交換基導入処理さ
れる表面が上記樹脂で形成されていれば良く、他の基体
上に樹脂が塗布、または積層されたような複合物であっ
ても良い。
【0010】本発明においては、イオン交換基導入処理
によって導入されるイオン交換能を有する基は、カチオ
ン交換基およびアニオン交換基のいずれであっても良
く、例えば、カルボキシル基、チオカルボキシル基、ジ
チオカルボキシル基、スルホ基、スルフィノ基、スルフ
ェノ基、ハロホルミル基、カルバモイル基、ヒドラジノ
カルボニル基、アミジノ基、シアノ基、ニトリロ基、イ
ソシアン基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナ
ト基、イソチオシアナト基、ホルミル基、水酸基、カル
ボニル基、チオホルミル基、チオキソ基、メルカプト
基、ヒドロピルオキシル基、アミノ基、イミノ基、ヒド
ラジノ基、ジアゾ基、アジド基、ニトロ基、ニトロソ基
等が挙げられるがこれらに限定されない。好ましくは、
イオン交換能を有する基はカルボキシル基、水酸基、カ
ルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、ニトロ基
である。カチオン交換基の場合は、工程(2)におい
て、カチオンである金属イオンでイオン交換され、アニ
オン交換基の場合は、工程(2)において、アニオンで
ある金属イオンでイオン交換される。
【0011】本発明におけるイオン交換基導入処理とし
ては、プラズマ処理およびイオン交換基導入剤処理が挙
げられる。プラズマ処理とイオン交換基導入剤処理は何
れか一方の処理でも良いし、両方の処理が行われても良
い。両方の処理が行われる場合には処理の順序は問わな
い。イオン交換基導入処理がプラズマ処理の場合には、
該処理によってキャリア樹脂は、高エネルギー活性種に
よる樹脂構成元素の脱離(水素の引き抜きなど)と分岐
架橋化や不飽和化され、さらにイオン交換能を有する基
の導入などが起こる。
【0012】プラズマ処理によって導入されるイオン交
換能を有する基としては、例えば、酸素や空気プラズマ
ではカルボキシル基、水酸基、カルボニル基などの含酸
素官能基が挙げられ、アンモニアや、窒素と水素の混合
ガスプラズマではアミノ基、イミノ基、シアノ基等の含
窒素官能基が挙げられ、窒素ガスプラズマではニトロ基
等の官能基が挙げられるがこれらに限定されるものでは
ない。また、前記ガス以外のガスを用いて、他の種類の
イオン交換能を有する基を導入することも可能である。
プラズマ処理によって、キャリア樹脂表面上にイオン交
換能を有する基が導入されるので、ほとんどのキャリア
樹脂の表面は親水性に改質される。
【0013】プラズマ処理は、キャリア基体樹脂に適切
に金属を導入できるものであれば任意の処理方法が可能
であり、例えば、減圧プラズマ処理、常圧プラズマ処理
などが挙げられるが、特に限定されない。大型キャリア
樹脂の処理ができ、連続処理が可能であるという観点か
ら、常圧プラズマ(大気中、常圧(約1気圧))が好ま
しい。プラズマ処理を行う装置も、任意の装置を使用す
ることができ、例えば、減圧型プラズマ処理装置などが
使用できる。処理条件は使用されるキャリア樹脂、形成
される金属元素含有成分の種類等に応じて適宜設定され
る。減圧プラズマ処理における処理条件は、好ましく
は、放電電流は20kHzで30〜200mA、圧力
0.1〜0.3Pa、処理時間1〜30分であり、改質
試薬として酸素、アルゴン、COおよびNを使用す
ることができる。より好ましくは、放電電流は20kH
zで50〜150mA、圧力0.1〜0.3Pa、処理
時間10〜20分であり、改質試薬として酸素、アルゴ
ン、COおよびNを使用することができる。また、
常圧プラズマ処理における処理条件は、好ましくは、パ
ルス電圧70〜100kV、放電空間1〜3cm、処理
時間0.5〜100分であり、より好ましくは、パルス
電圧80〜90kV、放電空間1〜2cm、処理時間1
〜30分である。さらに、プラズマ処理における処理温
度も適宜設定できるが、キャリア樹脂の安定性および作
業性から常温(約20℃〜30℃)が好ましい。プラズ
マ処理時の雰囲気中のガスとしては、H、N、O、
、O、O 等があるが、常圧の場合は酸素が好ま
しい。
【0014】プラズマ処理によって、キャリア樹脂表面
上にイオン交換能を有する基を導入する方法は、特に限
定的ではなく、各種の方法が可能であり、使用するキャ
リア樹脂と導入される基の種類に応じて、適宜、公知の
プラズマ処理による導入方法を採用することができる。
以下に、酸性基としてカルボキシル基を導入する方法を
例示する。キャリア樹脂であるポリイミド樹脂フィルム
をマイクロ波低温酸素プラズマ処理槽内のターンテーブ
ル上に設置したのち、真空ポンプを作動させて処理槽内
を0.13Pa以下に減圧し、ついで、そのまま真空ポ
ンプを作動させた状態で酸素ガスを10mL/分の速度
で導入し、ポリイミド樹脂を放電電流50(mA)で5
分間照射することにより、キャリア樹脂表面にカチオン
交換基であるカルボキシル基を形成できる。また、ポリ
イミド樹脂を1cm程度の狭い空間に70〜100KV
の高いパルス電圧を印加し、1分間処理し、キャリア樹
脂表面にカチオン交換基であるカルボキシル基を形成で
きる。
【0015】イオン交換基導入処理の他の態様であるイ
オン交換基導入剤処理は、キャリア樹脂にイオン交換基
導入剤を接触させることにより行われる。接触の方法お
よび時間、接触温度などは、キャリア樹脂に所望の量の
イオン交換能を有する基が導入され、かつキャリア樹脂
が損傷しないような条件に適宜設定される。接触の方法
としては、例えば、浸漬等が挙げられるがこれに限定さ
れるものではない。本発明における工程(1)において
は、イオン交換基導入剤処理が行われることができる
が、該処理は1回でも良いし、同一または異なる導入剤
を使用して複数回の処理が行われても良い。
【0016】本発明におけるイオン交換基導入剤として
は、キャリア樹脂にイオン交換能を有する基を導入可能
な任意の薬剤が含まれ、好ましくは、ルイス酸またはル
イス塩基が挙げられるがこれに限定されるものではな
い。より好ましくは、イオン交換基導入剤は、硫酸、発
煙硫酸、三酸化硫黄、クロロ硫酸、塩化スルフリルなど
のスルホン化剤;塩酸、硝酸、酢酸、ギ酸、クエン酸、
乳酸等の酸;並びに水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アンモニア等のアルカリ;およびこれら以外のアミ
ノ化剤、ニトロ化剤、シアノ化剤、酸化剤等が挙げられ
る。さらにより好ましくは、硫酸、水酸化カリウムまた
は水酸化ナトリウムである。
【0017】例えば、イオン交換基導入剤として硫酸が
使用される場合には、導入剤の濃度は一般に、5〜1
7.5モル/リットル、好ましくは、15〜17モル/
リットルの濃度で使用することが適当である。5モル/
リットル未満では、処理に時間がかかり好ましくない。
一方、17.5モル/リットルよりも濃度が高くなる
と、キャリア樹脂との反応が激しくなり素地を大きく変
化させるので好ましくない。処理温度は、一般に、20
〜90℃、好ましくは40〜70℃である。処理時間
は、通常、30秒〜30分、好ましくは、2分〜20分
が適当である。
【0018】また、イオン交換基導入剤として、水酸化
カリウムや水酸化ナトリウムの水溶液などのアルカリ溶
液が使用される場合には、アルカリ溶液の濃度は、0.
1〜10モル/リットル、好ましくは1〜5モル/リッ
トルである。10モル/リットル以上では、キャリア樹
脂へのアタックが強くなりすぎ、樹脂基体の劣化を引き
起こし易い。アルカリ処理における溶媒は、水およびア
ルコールが使用できる。処理温度は、10℃〜80℃、
好ましくは、25℃〜50℃であり、処理時間は、30
秒〜10分でよく、好ましくは、2分〜5分である。ア
ルコールを溶媒として用いた場合は、より低いアルカリ
濃度、より低い温度、および/またはより短い時間で、
水を溶媒として用いた場合と同じ効果を得ることができ
る。
【0019】工程(2):「該キャリア樹脂の表面を金
属イオン含有液で処理して金属イオンを導入する工程」
においては、上記の工程(1)でイオン交換基導入処理
されたキャリア樹脂を金属イオン含有液で処理する。こ
の処理によって、工程(1)でキャリア樹脂表面上に導
入されたイオン交換能を有する基が、金属イオンとイオ
ン交換反応を行うことにより金属イオンが導入されるも
のと考えられる。金属イオン含有液としては、目的とす
る金属元素含有成分を構成する金属元素が金属イオンと
して存在する溶液を用いればよい。例えば、金属を形成
する場合には、所望の金属イオンを含有する溶液を用い
れば良く、合金を形成する場合には、合金を構成する全
てまたは一部の金属成分の金属イオンを含有する溶液を
用いればよい。なお、合金において、工程(2)で、合
金を構成する一部の金属成分の金属イオンを含有する溶
液が使用される場合には、後の工程において残りの金属
成分を含む還元剤で処理することにより、所望の合金に
還元されることとなる。
【0020】金属イオンは液中で錯イオンであっても良
く、この場合、錯イオンは錯陽イオンおよび錯陰イオン
のいずれであっても良い。金属イオン含有液は、一般的
には、水溶液として使用される。但し、使用する金属イ
オンによって、媒体がメタノール等の有機媒体、または
水と有機媒体の混合媒体である有機溶液であってもよ
い。尚、必要に応じて、金属イオン含有液には、pHを
維持するための安定剤や、更には金属イオンの沈殿防止
のための錯化剤等を配合することができる。
【0021】本発明に使用できる金属イオン含有液に含
まれる金属イオンとしては、工程(3)において金属元
素含有成分に転化され得る、任意の金属元素からなる金
属イオンが挙げられ、例えば、Sc、Ti、V、Cr、
Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、A
s、Se、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、
Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、Hf、Ta、
W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、P
b、BiまたはPo、およびこれらの混合物からなる群
から選択される金属元素からなる金属イオンが好まし
い。より好ましくは、金属イオンは、V、Cr、Mn、
Fe、Co、Ni、Cu、Ga、As、Se、Mo、R
u、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、O
s、Ir、Pt、Au、Hg、PbまたはBi、および
これらの混合物からなる群から選択される金属元素から
なる金属イオンである。さらにより好ましくは、金属イ
オンは、V、Mn、Co、Ni、Cu、Ga、As、S
e、Mo、Pd、Ag、In、Sb、Te、Pt、A
u、HgまたはBi、およびこれらの混合物からなる群
から選択される金属元素からなる金属イオンである。最
も好ましくは、金属イオンは、Co、Ni、Cu、P
d、Ag、PtまたはAu、およびこれらの混合物から
なる群から選択される金属元素からなる金属イオンであ
る。
【0022】金属イオンは、一般に金属化合物または金
属塩として金属イオン含有液に配合される。使用される
金属化合物または金属塩の種類については特に限定はな
く、金属の種類に応じて、適当な可溶性の金属化合物ま
たは金属塩を用いればよい。例えば、蟻酸塩、酢酸塩、
クロロ酢酸塩、またはシュウ酸塩等のカルボン酸塩、硫
酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、フッ化物、塩化物、臭化
物、よう化物、硝酸塩、亜硝酸塩、炭酸水素塩、水酸化
物、リン酸塩、亜リン酸塩、ピロリン酸塩、メタリン酸
塩、セレン酸塩、チオシアン酸塩、テトラフルオロホウ
酸塩、トリスエチレンジアミン塩化物、シアン化物、塩
素酸塩、過塩素酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、ヨウ素酸
塩、過臭素酸塩等が挙げられるがこれらに限定されな
い。好ましくは、硫酸塩、塩化物、硝酸塩であり、より
好ましくは硫酸塩である。
【0023】金属イオン含有液における金属イオンの濃
度は、通常、0.01〜1モル/リットル程度が適当で
あり、0.03〜0.1モル/リットル程度が好まし
い。また、目的とする金属元素含有成分が複数の金属元
素を含有する場合には、最終形成物における金属元素の
モル比に対応するモル比で金属イオンを含有する溶液を
用いればよく、その場合には、これらの複数の金属イオ
ンの合計濃度が上記した範囲となるようにすればよい。
【0024】金属イオンを含有する溶液でキャリア樹脂
を処理する方法は、特に限定的ではないが、通常は、工
程(1)において処理したキャリア樹脂を金属イオン含
有液に浸漬すればよく、この処理は、例えば、20〜8
0℃程度、好ましくは25〜60℃程度の温度におい
て、例えば、1〜10分程度、好ましくは3〜5分程度
行えばよい。また、キャリア樹脂を金属イオン含有液で
処理した後に、必要に応じて水洗、乾燥等の処理を行う
ことができ、好ましくは、水洗した後に工程(3)が行
われる。
【0025】工程(3):「該金属イオンを金属元素含
有成分に転化する工程」においては、上記の工程(2)
で導入された金属イオンの転化処理を行うことによっ
て、キャリア樹脂の表面に金属元素含有成分を形成させ
る。本願発明において「転化」とは、金属元素の結合状
態を変えて元の状態と異なる結合状態にすることをい
う。本願発明においては転化により金属元素含有成分が
形成することが必要とされ、金属元素含有成分を形成し
ない転化は本願発明でいう転化には包含されない。金属
イオンの転化処理は、最終的に目的とする金属元素含有
成分の種類に応じて行われる。工程(3)における転化
処理は、金属元素含有成分が金属成分の場合は還元処理
であり、金属硫化物成分の場合は硫化物含有溶液による
処理であり、さらに、金属水酸化物成分の場合は水酸化
物含有溶液による処理が行われるが、これらに限定され
るものではない。
【0026】金属イオンの転化処理が還元処理である場
合には、還元処理の方法は特に限定的ではなく、工程
(2)における処理によって、キャリア樹脂表面上に導
入された金属イオンを還元して金属化できる方法であれ
ばどのような方法でもよいが、通常、還元剤を含有する
溶液中に、工程(2)の処理をされたキャリア樹脂を浸
漬する方法によって行う。
【0027】キャリア樹脂表面上に導入された金属イオ
ンの還元に用いる還元剤としては、該金属イオンを還元
して金属を析出させることができるものであれば、特に
制限なく使用できる。通常は、還元剤を含有する溶液
は、水溶液として用いられる。この場合に用いる還元剤
としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、ジメチル
アミンボラン(DMAB)、トリメチルアミンボラン
(TMAB)、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、および
これらの各化合物の誘導体、亜硫酸ナトリウム等の亜硫
酸塩、次亜燐酸ナトリウム等の次亜燐酸塩等を挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではなく公知の
任意の還元剤が使用できる。水溶液中の還元剤濃度は、
通常、0.0025〜3モル/リットル程度、好ましく
は0.01〜1.5モル/リットル程度とすればよい。
還元温度は、通常、20〜90℃程度とし、好ましくは
25〜80℃程度とすればよく、処理時間は、1〜10
分程度、好ましくは3〜5分程度とすればよい。
【0028】また、還元剤として、セレン尿素、亜ヒ酸
等、塩化アンチモン(III)、塩化テルルを用いるこ
とも可能であり、これらの還元剤を用いる場合には、イ
オン交換基に化学的に吸着された金属イオンが還元され
ると同時に、還元剤中の金属成分、即ち、セレン尿素を
用いた場合にはSe、亜ヒ酸を用いた場合にはAsが、
塩化アンチモン(III)を用いた場合にはSb、塩化
テルルを用いた場合にはTeが還元された金属成分と金
属化合物を形成することができる。即ち、金属セレン化
物、金属ヒ化物、金属アンチモン化物、および金属テル
ル化物がそれぞれ形成される。セレン尿素、亜ヒ酸等の
還元剤の使用条件も上記した各還元剤の場合と同様とす
ればよく、上記した各還元剤と併用することもできる。
特に、セレン尿素を用いる場合には、他の還元剤を共存
させることによって、還元剤溶液でのセレン尿素の安定
性を向上させることができるので、他の還元剤を共存さ
せることが好ましい。
【0029】また、上記した還元剤を含有する水溶液を
用いる還元処理では、充分な金属化が困難な場合には、
より還元性の強い還元剤を含む有機溶剤溶液を用いて還
元処理を行うこともできる。このような有機溶剤として
使用することのできる還元剤の例としては、金属Li、
Na、K等(溶剤:液体アンモニア、アミン類等)、ト
リアルキルアルミニウム(溶剤:ジオキサン、トルエ
ン、テトラヒドロフラン等)、トリ−n−ブチルスズ等
の水素化スズ化合物(溶剤:エーテル系溶媒、ベンゼ
ン、トルエン等)等を挙げることができる。これらの還
元剤の有機溶剤溶液を用いて還元処理を行う場合には、
還元すべき金属塩の種類に応じて、充分な金属化が行わ
れるように、適宜、還元剤濃度、還元条件等を決めれば
よい。
【0030】還元処理は金属イオンを導入されたキャリ
ア樹脂に電磁線を照射することによっても行うことがで
きる。電磁線照射による還元処理は、電磁線の励起エネ
ルギーを還元反応に利用し、導入された金属イオンから
金属を析出させる工程である。還元処理に使用できる電
磁線としては、金属イオンを還元できる励起エネルギー
を有するものであれば任意の電磁線が使用できるが、紫
外線が好ましい。電磁線の電力は、10W〜10kWの
間で使用できるが、処理時間の短縮から、100W〜1
kWが好ましい。電磁線の照射時間は30秒〜1時間で
あるが、好ましくは1分から10分である。必要に応じ
て、ガラスマスク等を装着して紫外線を照射することも
出来る。ガラスマスクを装着した場合は、必要な部分の
みを選択的に、金属イオンの還元をすることができる。
マスクは、紫外線を通さないものであれば、どの様なマ
スクでも良い。
【0031】金属硫化物成分を形成する場合には、工程
(2)で金属イオン含有液による処理を行ったキャリア
樹脂が硫化物含有溶液で処理される。この処理で用いる
硫化物含有溶液に含まれる硫化物としては、溶液中にお
いて硫化物イオンを生ずるものであれば、特に制限なく
使用することができる。このような硫化物としては、例
えば、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化アンモニウ
ム等を好ましいものとして挙げることができる。硫化物
含有溶液における硫化物の量は、一般には0.05〜
1.2モル/リットル程度とし、好ましくは0.1〜
0.5モル/リットル程度とする。硫化物濃度が0.0
5モル/リットルよりも少ない場合には、金属の硫化物
を充分に析出させることが困難であり、一方、1.2モ
ル/リットルを上回る濃度としても効果の向上が殆どな
く、不経済となるので好ましくない。硫化物含有溶液
は、水溶液でも、有機溶剤、および水と有機溶剤の混合
物からなる溶液であってもよい。硫化物含有溶液のpH
は、弱酸性からアルカリ性であればよく、好ましくは、
pH4〜11程度、特に好ましくは6〜10程度に調整
する。硫化物含有溶液による処理は、通常、工程(2)
において金属イオンが導入されたキャリア樹脂を硫化物
含有溶液中に浸漬する方法によって行えばよく、処理温
度は、一般に20〜80℃程度、好ましくは25〜60
℃程度とすればよい。処理温度が20℃よりも低い場合
には、金属の硫化物の形成が不充分になりやすく、一
方、80℃よりも高い場合には、溶液が不安定となるの
で好ましくない。処理時間は、通常、2〜30分程度と
すればよい。
【0032】金属水酸化物成分を形成する場合には、工
程(2)で金属イオン含有液による処理を行ったキャリ
ア樹脂を、水酸化物含有溶液で処理し、その後、熱処理
を行うことにより、該キャリア樹脂に金属酸化物成分を
形成させる。この処理工程では、水酸化物としては、溶
液中で水酸化物イオンを形成し得る化合物であれば任意
の化合物を用いることができる。このような水酸化物と
しては、NaOH、NHOH、KOH等が挙げられ
る。水酸化物含有液における水酸化物の濃度は、一般的
には0.025〜12モル/リットル程度、好ましくは
0.1〜5モル/リットル程度とすればよい。水酸化物
濃度が低すぎる場合には充分に水酸化物が形成されず、
一方、水酸化物濃度が高くなりすぎると樹脂が劣化する
場合があるので好ましくない。水酸化物含有溶液は、水
溶液でも、有機溶剤、および水と有機溶剤の混合物から
なる溶液であってもよい。
【0033】水酸化物含有溶液による処理は、通常、工
程(2)において金属イオンを導入したキャリア樹脂を
水酸化物含有溶液に浸漬する方法によって行えばよい。
処理温度は、一般に、10〜80℃程度、好ましくは2
0〜50℃程度とすればよく、処理温度が低すぎる場合
には、金属の水酸化物の形成が不充分となりやすく、一
方、処理温度が高くなりすぎると、樹脂が劣化する場合
があるので好ましくない。処理時間は、通常、2〜30
分程度とすればよい。この様にして、水酸化物含有溶液
で処理することによって、キャリア樹脂表面に金属水酸
化物層が形成され、その後、熱処理を行って脱水するこ
とにより、該キャリア樹脂に金属酸化成分が形成され
る。熱処理の方法は、樹脂の耐熱性とも関係するが、樹
脂の劣化が生じない範囲で高温にすることが好ましい。
例えば、エポキシ樹脂系の樹脂基体の場合には、80〜
150℃程度で加熱することが好ましく、ポリイミド系
の樹脂基体の場合には、80〜180℃程度で加熱する
ことが好ましい。加熱時間は、通常、30〜120分程
度とすればよい。加熱雰囲気は、特に限定はなく、空気
中で熱処理してもよいが、例えば、Feを形成す
る場合などには、酸化が進行しすぎないように、水素雰
囲気等の還元性雰囲気下で加熱を行うことが好ましく、
目的とする成分の性質に応じて、適宜加熱雰囲気を設定
すればよい。
【0034】本発明における金属元素含有成分として
は、工程(4)において、該金属元素含有成分上に金属
箔を形成できるものであれば、任意の成分が可能であ
り、例えば、金属、金属酸化物、金属硫化物、金属ヒ化
物、金属アンチモン化物、金属セレン化物、金属テルル
化物などが挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。好ましくは、工程(4)において金属箔の形成が容
易であるとの観点から、金属元素含有成分は金属であ
る。本発明の樹脂複合材料の形成方法における金属元素
含有成分とは、金属または金属化合物をいう。金属は単
一の金属元素からなる金属であっても良いし、2以上の
金属元素からなる合金であっても良い。金属としては、
前記合金は複数の金属元素が固溶体を形成した状態また
は各金属元素からなる成分金属の混合体である非晶体を
形成した状態、およびこれらが組み合わさった状態のい
ずれの状態であっても良い。金属化合物とは、複数種類
の金属元素が金属間化合物を形成した化合物、および金
属元素の1種類以上と金属元素以外の元素1種類以上か
らなる化合物をいう。金属元素含有成分に含まれる金属
化合物は1種類であっても良いし、複数種類であっても
良い。金属元素とは、単体が金属である元素をいい、例
えば、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、N
i、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、
Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、I
n、Sb、Te、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、
Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po等が挙げら
れる。
【0035】金属元素含有成分が金属の場合には、該金
属としては、金属Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、
Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、A
g、Cd、In、Sb、Te、Hf、Ta、W、Re、
Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Biまた
はPo、およびこれらの合金からなる群から選択される
金属が好ましい。より好ましくは、金属は、金属V、C
r、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、As、S
e、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、S
b、Te、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pbまたは
Bi、およびこれらの合金からなる群から選択される金
属である。さらにより好ましくは、金属は、金属V、M
n、Co、Ni、Cu、Ga、As、Se、Mo、P
d、Ag、In、Sb、Te、Pt、Au、Hgまたは
Bi、およびこれらの合金からなる群から選択される金
属である。より好ましくは、金属は、金属Co、Ni、
Cu、Pd、Ag、PtまたはAu、およびこれらの合
金からなる群から選択される金属であり、最も好ましく
は金属CuまたはCuを含む合金である。
【0036】金属化合物とは、複数種類の金属元素が金
属間化合物を形成した化合物、および金属元素の1種類
以上と金属元素以外の元素1種類以上からなる化合物で
ある。本発明において金属元素含有成分として使用可能
な金属化合物としては、工程(4)において、該金属元
素含有成分上に金属箔を形成できるものであれば、任意
の金属化合物が可能である。例えば、GaAs、InA
sをはじめとする金属ヒ化物;GaSb、InSbをは
じめとする金属アンチモン化物;ZnSe、CdSe、
HgSeをはじめとする金属セレン化物;CdTe、H
gTeをはじめとする金属テルル化物;CuS、Pd
S、CdS、ZnS、AgSをはじめとする金属硫化
物;Fe、Fe、CrO、Co−Ni−
O、MnO−ZnO−Feをはじめとする金属酸
化物;金属水酸化物;金属窒化物;金属ケイ化物;金属
ホウ化物等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。
【0037】本発明においては、キャリア樹脂に使用さ
れる上述の樹脂と金属元素含有成分中の上述の金属また
は金属化合物を任意に選択することができる。金属元素
含有成分が金属の場合には、キャリア樹脂と金属の組み
合わせは、好ましくは、キャリア樹脂がエポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、ナイロ
ン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリプロピレン
樹脂、フッ素系樹脂またはABS樹脂、およびこれらの
混合物からなる群から選択される樹脂であり、金属が金
属V、Mn、Co、Ni、Cu、Ga、As、Se、M
o、Pd、Ag、In、Sb、Te、Pt、Au、Hg
またはBi、およびこれらの合金からなる群から選択さ
れる金属である。より好ましくは、キャリア樹脂はエポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹
脂、ナイロン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリ
プロピレン樹脂またはABS樹脂、およびこれらの混合
物からなる群から選択される樹脂であり、金属が金属
V、Mn、Co、Ni、Cu、Ga、As、Se、M
o、Pd、Ag、In、Sb、Te、Pt、Au、Hg
またはBi、およびこれらの合金からなる群から選択さ
れる金属である。さらにより好ましくは、キャリア樹脂
はエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエー
テル樹脂またはABS樹脂、およびこれらの混合物から
なる群から選択される樹脂であり、金属は金属V、M
n、Co、Ni、Cu、Ga、As、Se、Mo、P
d、Ag、In、Sb、Te、Pt、Au、Hgまたは
Bi、およびこれらの合金からなる群から選択される金
属である。
【0038】金属元素含有成分が金属硫化物の場合に
は、キャリア樹脂と金属硫化物の組み合わせは、好まし
くは、キャリア樹脂がエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素系樹脂またはAB
S樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択され
る樹脂であり、金属硫化物がCuS、CdS、ZnS、
PdS、AgS、As、As、As
、TeSおよびTeS 、ならびにこれらの混合物か
らなる群から選択される金属硫化物である。より好まし
くは、キャリア樹脂はエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリフェニレンエーテル樹脂またはABS樹脂、および
これらの混合物からなる群から選択される樹脂であり、
金属硫化物がCuS、CdS、ZnS、PdSまたはA
S、およびこれらの混合物からなる群から選択され
る金属硫化物である。金属元素含有成分が金属酸化物の
場合には、キャリア樹脂と金属酸化物の組み合わせは、
好ましくは、キャリア樹脂がエポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂またはフッ素系樹脂、およびこれらの混合物からな
る群から選択される樹脂であり、金属酸化物はFeO、
NiO、CoOまたはMnO、およびこれらの混合物か
らなる群から選択される金属酸化物である。より好まし
くは、キャリア樹脂はエポキシ樹脂またはポリイミド樹
脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される樹
脂であり、金属酸化物はFeO、NiO、CoOまたは
MnO、およびこれらの混合物からなる群から選択され
る金属酸化物である。
【0039】工程(4):「該金属元素含有成分上に金
属箔を形成させて、キャリア樹脂付き金属箔を形成する
工程」においては、キャリア樹脂付き金属箔が形成され
る。工程(4)における金属箔の形成方法としては、所
望の種類の金属で、所望の厚さの金属箔を形成できるの
であれば、任意の、公知の方法が可能であり、特に限定
されるものではないが、好ましくは、金属箔の形成にお
いては、無電解金属めっき方法、電解金属めっき方法お
よびこれらの組み合わせが使用される。また、これら無
電解金属めっき方法、電解金属めっき方法が行われる諸
条件は、公知の通常の条件を使用することができ、望ま
れる金属箔の厚さ、金属の種類等に応じて適宜設定する
ことが可能である。例えば、金属箔として銅箔を形成さ
せる場合には、任意の無電解銅めっき方法、電解銅めっ
き方法およびこれらの組み合わせを使用することができ
る。例えば、無電解銅めっき方法としては、触媒として
パラジウムを用い、還元剤としてホルムアルデヒドを用
いた無電解銅めっき方法が可能であるが、これに限定さ
れるものではなく、ホルムアルデヒドを用いない無電解
銅めっき方法が使用されても良い。また、電解銅めっき
方法としては、電解銅めっき浴として、硫酸銅浴、シア
ン化銅浴またはピロリン酸銅浴のいずれの浴が使用され
てもよく、電流密度、浴温、銅濃度、添加剤などの諸条
件は望まれる金属箔の厚さ等に応じて適宜設定すること
が可能である。例示として、銅箔の形成について述べた
が、他の種類の金属においても、公知の通常の方法によ
って金属箔を形成することが可能である。
【0040】工程(4)において形成される金属箔を構
成する金属としては、任意の金属が可能であるが、金属
Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、C
u、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、Nb、
Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、S
b、Te、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、
Au、Hg、Tl、Pb、BiまたはPo、およびこれ
らの合金からなる群から選択される金属が好ましい。よ
り好ましくは、金属は、金属V、Cr、Mn、Fe、C
o、Ni、Cu、Ga、As、Se、Mo、Ru、R
h、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、Os、I
r、Pt、Au、Hg、PbまたはBi、およびこれら
の合金からなる群から選択される金属である。さらによ
り好ましくは、金属は、金属V、Mn、Co、Ni、C
u、Ga、As、Se、Mo、Pd、Ag、In、S
b、Te、Pt、Au、HgまたはBi、およびこれら
の合金からなる群から選択される金属である。より好ま
しくは、金属は、金属Co、Ni、Cu、Pd、Ag、
PtまたはAu、およびこれらの合金からなる群から選
択される金属である。最も好ましくは、金属箔は銅箔ま
たは銅合金箔である。
【0041】本発明の方法においては、工程(3)にお
いて形成される金属元素含有成分上に、金属箔が形成さ
れるので、工程(5)において金属箔が樹脂基体に転写
された場合に、金属箔上に該金属元素含有成分が存在す
ることとなる。本発明の方法により最終的に得られる樹
脂複合材料において、該金属元素含有成分の存在が望ま
れない場合には、該金属元素含有成分をエッチングなど
により除去することができる。この様な除去処理を不要
にするという観点から、金属元素含有成分と金属箔が同
一の金属であることが好ましい。
【0042】工程(4)において形成される金属箔の厚
さは、最終的に製造される樹脂複合材料に要求される条
件に応じて適宜設定することができる。本発明の方法
は、工程(4)において、任意の厚さの金属箔を形成す
ることが可能なので、従来法である、一旦金属箔を形成
した後にこれをキャスティング法またはラミネート法に
より樹脂基体に転写するという方法では、ハンドリング
の関係上不可能であった8μm以下の厚さの金属箔の転
写を可能にした。また、かかる厚さの金属箔を形成させ
るのに、上記キャスティングまたはラミネート法で必要
であった金属箔のエッチングを不要にした。これらの観
点から、工程(4)において形成されるキャリア樹脂付
き金属箔における金属箔の厚さは、0.1μm〜8μm
であり、好ましくは、0.5μm〜5μmであり、より
好ましくは、2μm〜4μmである。
【0043】工程(5):「該キャリア樹脂付き金属箔
を加熱して該金属箔を樹脂基体に転写する工程」におい
ては、工程(4)で得られたキャリア樹脂付き金属箔か
ら、金属箔が樹脂基体に転写される。転写はキャリア樹
脂付き金属箔の金属箔上に樹脂基体が接着もしくは形成
されることにより行われ、このときの加熱によりキャリ
ア樹脂が金属箔から剥離可能になる。本発明の方法にお
いては、工程(1)〜(3)において形成された金属元
素含有成分は、従来の無電解めっきにより導入された場
合と比較して、より均一な分布状態を有しており、ま
た、基体樹脂に対する密着性にも優れる。また、金属元
素含有成分が皮膜を形成する場合には、薄膜形成におい
て従来の無電解めっきにより形成された金属皮膜を有す
る樹脂複合材料と比較して、より均一な膜厚を有する。
このため、本発明の工程(4)において形成されるキャ
リア樹脂付き金属箔における金属箔も、従来の無電解め
っきにより形成されるものよりもより密着性に優れ、均
一な膜厚を有している。上述のように、本発明のキャリ
ア樹脂付き金属箔においては、加熱をしなければ、キャ
リア樹脂と金属箔との密着性は非常に高く、これは先行
文献においても開示されていた事項であるが、本発明の
特徴は、かかるキャリア樹脂付き金属箔を加熱すること
により、該金属箔が転写可能となる程度まで密着性が低
下する点にあり、このことは、先行文献において何ら開
示も示唆もされていない事項である。
【0044】工程(5)における加熱条件は、キャリア
樹脂付き金属箔から金属箔が転写可能な加熱条件であれ
ば良く、使用されるキャリア樹脂、金属の種類、キャリ
ア樹脂および金属箔の厚さなどに応じて適宜変化するも
のであり、特に限定されるものではない。一般的には、
加熱温度の下限は30℃であり、好ましくは、100℃
であり、より好ましくは150℃である。また、加熱温
度の上限は金属箔が転写される樹脂基体の耐熱温度に応
じて適宜設定されるが、一般的には、300℃であり、
好ましくは250℃であり、より好ましくは200℃で
ある。
【0045】工程(5)において金属箔が転写される樹
脂基体は、使用目的に応じた適度な物性、例えば、強
度、腐食耐性等を有する樹脂基体であれば、任意の樹脂
からなる、任意の形状の樹脂基体であることができ、特
に限定されるものではない。また、本発明で使用可能な
樹脂基体は、樹脂成型物に限定されず、樹脂間にガラス
繊維強化材等の補強材を介在させた複合物であってもよ
く、或いはセラミックス、ガラス、金属等の各種の素材
からなる基材に樹脂による皮膜を形成したものであって
もよい。樹脂基体の厚さは、樹脂複合材料に要求される
厚さおよび金属箔の厚さに応じて適宜設定されるが、ハ
ンドリングの問題からその下限が限定され、積層時の厚
みという観点からその上限が限定されることとなり、一
般的には、10μm〜100μmであり、好ましくは、
25μm〜50μmである。
【0046】樹脂基体には任意の樹脂が使用可能であ
り、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、分岐低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレ
ン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ポリブタジエン、ボリブテン樹脂、
ポリブチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等のポリオレフィ
ン樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、ポリ塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体樹脂、塩
素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、テトラフル
オロエチレンなどのハロゲン含有樹脂;AS樹脂;AB
S樹脂;MBS樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;ポリ
アクリル酸メチルなどのポリアクリル酸エステル樹脂;
ポリメタアクリル酸メチルなどのポリメタアクリル酸エ
ステル樹脂;メタアクリル酸メチル−スチレン共重合体
樹脂;無水マレイン酸−スチレン共重合体樹脂;ポリ酢
酸ビニル樹脂;プロピオン酸セルロース樹脂、酢酸セル
ロース樹脂等のセルロース樹脂;エポキシ樹脂;ポリイ
ミド樹脂;ナイロンなどのポリアミド樹脂;ポリアミド
イミド樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルイミド
樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹脂;ポリエチレン
オキサイド樹脂;PET樹脂などの各種ポリエステル樹
脂;ポリカーボネート樹脂;ポリサルホン樹脂;ポリビ
ニルエーテル樹脂;ポリビニルブチラール樹脂;ポリフ
ェニレンオキサイドなどのポリフェニレンエーテル樹
脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリブチレンテ
レフタレート樹脂;ポリメチルペンテン樹脂;ポリアセ
タール樹脂;塩ビ−酢ビコポリマー;エチレン−酢ビコ
ポリマー;エチレン−塩ビコポリマー;等およびこれら
のコポリマーならびにブレンドのような熱可塑性樹脂、
エポキシ樹脂;キシレン樹脂;グアナミン樹脂;ジアリ
ルフタレート樹脂;ビニルエステル樹脂;フェノール樹
脂;不飽和ポリエステル樹脂;フラン樹脂;ポリイミド
樹脂;ポリウレタン樹脂;マレイン酸樹脂;メラミン樹
脂;尿素樹脂;等の熱硬化性樹脂、並びにこれらの混合
物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい樹
脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビニル樹
脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素系樹脂、AB
S樹脂が挙げられ、より好ましくは、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素系
樹脂、ABS樹脂であり、さらにより好ましくは、エポ
キシ樹脂、およびポリイミド樹脂である。最も好ましく
はポリイミド樹脂である。また、樹脂基体は、単独の樹
脂からなるものであってもよく、また複数の樹脂からな
るものでもよい。また、転写される表面が樹脂基体であ
ればよく、他の基体上に樹脂が塗布、または積層された
ような複合物であっても良い。
【0047】工程(5)において、金属箔を樹脂基体に
転写する方法としては、樹脂複合材料が形成できるので
あれば任意の公知の方法が可能であるが、好ましくは、
キャスティング法またはラミネート法が挙げられる。キ
ャスティング法およびラミネート法としては、本発明の
方法においては加熱が必要であるという点を除いて、複
合材料の形成に通常使用される任意の方法を使用するこ
とができ、条件等も適宜設定することが可能である。以
下、図1〜3によりキャスティング法およびラミネート
法を概説するが、これらの方法は図の態様に限定される
ものではない。キャスティング法とは、溶融された樹脂
もしくは樹脂前駆体を金属箔に塗布し、加熱することに
より樹脂の硬化と金属箔の接着を行う方法である。キャ
スティング法の例として、図1に、キャスティング法を
用いたポリイミド銅張積層板の製造方法を示す。図1に
おいては、上面が銅箔1であり、下面がポリイミドフィ
ルムキャリア2であるキャリア樹脂付き金属箔3の銅箔
1側にポリイミド前駆体ワニス4をキャストし、これを
ヒーター5で加熱する。加熱することにより、ポリイミ
ド前駆体ワニス4が硬化しポリイミドとなり銅箔と接着
し、この加熱により、ポリイミドフィルムキャリア2か
ら銅箔1が剥離可能となる。加熱後に、ポリイミド前駆
体ワニス4から形成されるポリイミドと銅箔1からなる
銅張積層板6が得られる。
【0048】ラミネート法とは、樹脂基体と金属箔を接
着剤を用いて張り合わせるか、もしくは、フィルム状の
樹脂基体を金属箔と熱融着させて張り合わせる方法であ
る。ラミネート法においては、樹脂基体と異なる種類の
樹脂を接着剤として使用すると得られる樹脂複合材料は
3層構造となり、また、樹脂基体と同種の樹脂を接着剤
として使用するか、接着剤を使用しない場合には、得ら
れる樹脂複合材料は2層構造となる。ラミネート法に使
用可能な接着剤としては、任意の公知の接着剤が可能で
あるが、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ユリ
ア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル
樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂系接着剤;酢酸ビニル
樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ニトロセル
ロース、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、シアノアク
リレート、嫌気性アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリア
ミド、アクリル系樹脂をはじめとする熱可塑性樹脂系接
着剤;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、再生ゴムラテ
ックス、SBR、ウレタンゴム、ポリスチレン−ポリイ
ソプレン−ポリスチレンブロック共重合体、ブチルゴ
ム、ポリイソブチレン、シリコーンをはじめとする合成
ゴム系接着剤;およびビニル−フェノリック、ゴム−フ
ェノリック、エポキシ−フェノリック、ナイロン−エポ
キシ、ニトリル−エポキシなどをはじめとするポリマー
−アロイ系接着剤が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。
【0049】ラミネート法の例として、図2および図3
に、ラミネート法を用いたポリイミド銅張積層板の製造
方法を示す。図2においては、上面が銅箔11であり、
下面がポリイミドフィルムキャリア12であるキャリア
樹脂付き金属箔13の銅箔11側に接着剤17を塗布
し、その上にポリイミドフィルム14を乗せ、これをヒ
ーター15で加熱する。加熱することにより、接着剤が
硬化し、ポリイミドフィルム14と銅箔11を接着さ
せ、この加熱によりポリイミドフィルムキャリア12か
ら銅箔11が剥離可能となる。加熱後に、ポリイミドフ
ィルム14、接着剤17および銅箔11の3層からなる
銅張積層板16が得られる。図3においては、ポリイミ
ドフィルム24の上面にポリイミド前駆体ワニス27を
塗布した後にヒーター25で加熱し、ポリイミド前駆体
ワニスをB−ステージの状態にする。続いて、下面が銅
箔21であり、上面がポリイミドフィルムキャリア22
であるキャリア樹脂付き金属箔23を、ポリイミドフィ
ルム24上に乗せ、ヒーター25で加熱し、B−ステー
ジのポリイミドを硬化させ、銅箔21とポリイミドフィ
ルム24を接着させ、この加熱によりポリイミドフィル
ムキャリア22から銅箔21を剥離可能にした。加熱後
に、ポリイミドフィルム24および銅箔21の2層から
なる銅張積層板26が得られる。
【0050】本発明の方法により樹脂複合材料が形成さ
れ、該樹脂複合材料は電子部品、機械部品等、産業上広
範囲の分野で使用可能である。特に、本発明の樹脂複合
材料は、銅張積層板、フレキシブルプリント配線板(F
PC)、TAB(TapeAutomated Bon
ding)用フィルムキャリア、多層配線板およびCO
F(Chip On FPC)などへの使用に適してい
る。以下、実施例によって本発明を詳述するが、本発明
は実施例に記載された範囲に限定されるものではない。
【0051】
【実施例】実施例1 ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製 カプトン2
00EN)を下記表1の工程に従って処理を行いキャリ
ア樹脂付き金属箔(約2μmの銅箔を有するポリイミド
フィルム)を形成した。
【0052】
【表1】
【0053】表1の工程で形成された、約2μmの銅箔
を有するポリイミドフィルムの銅箔上に、図1の態様に
従って、ポリイミド前駆体ワニスを塗布し、500℃に
てポリイミド前駆体ワニスを硬化させてポリイミド樹脂
とした。この加熱により、キャリアとなったポリイミド
フィルムは加熱時に剥離可能となり、結果、表面銅箔が
2μmのポリイミド銅張積層基板を製造することができ
た。
【0054】実施例2 ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製 カプトン2
00H)を下記表2の工程に従って処理を行いキャリア
樹脂付き金属箔(約2μmの銅箔を有するポリイミドフ
ィルム)を形成した。
【0055】
【表2】
【0056】表2の工程で形成された、約2μmの銅箔
を有するポリイミドフィルムの銅箔上に、図2の態様に
従って、エポキシ樹脂系接着剤を塗布し、ポリイミド樹
脂基板となるポリイミドフィルムを張り合わせた。その
後、150℃に加熱して接着剤を硬化させた。この加熱
により、キャリアとなったポリイミドフィルムは剥離可
能となり、結果、表面銅箔が2μmのポリイミド銅張積
層基板を製造することができた。
【0057】実施例3 ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製 カプトン2
00H)を下記表3の工程に従って処理を行いキャリア
樹脂付き金属箔(約2μmの銅箔を有するポリイミドフ
ィルム)を形成した。
【0058】
【表3】
【0059】図3の態様に従って、ポリイミドフィルム
にポリイミド前駆体ワニスを接着剤として塗布した後、
加熱し、表3の工程で形成された、約2μmの銅箔を有
するポリイミドフィルムの銅箔と張り合わせた。その
後、200℃に加熱して接着剤を硬化させた。この加熱
により、キャリアとなったポリイミドフィルムは剥離可
能となり、結果、表面銅箔が2μmのポリイミド銅張積
層基板を製造することができた。
【0060】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の樹脂複
合材料の形成方法においては、任意の厚さの金属箔を有
するキャリア樹脂付き金属箔を形成できるので、取り扱
いの点で従来困難であった、一定厚さ、特に8μm以下
の厚さの金属箔、特に銅箔を樹脂基体にラミネートおよ
びキャスティングすることを可能にした。また、上述の
ような一定厚さの金属箔、特に銅箔を有する樹脂複合材
料を形成する際に要求されていた、エッチング処理を不
要にすることにより、樹脂複合材料の形成工程を簡素化
することを可能にした。さらに、本発明の方法により形
成される金属箔は、その厚さに拘わらず、全体的な厚み
が均一なので、上記エッチング処理によるよりも、均一
な厚みの樹脂複合材料を形成することを可能にし、特
に、ファインパターンが求められる樹脂複合材料におい
て有利な効果を有する。また、本発明の方法では、一旦
キャリア樹脂上に形成された金属箔を新たな樹脂基体に
ラミネートまたはキャスティングするので、樹脂基体上
に金属箔が直接形成される場合に行われる処理による、
樹脂基体の損傷を受けないという有利な効果を有してい
る。また、本発明の方法では、一旦キャリア樹脂上に形
成された金属箔を任意の樹脂基体に転写できるので、従
来基体樹脂として使用するのが困難であったような樹脂
も樹脂複合体に使用できるという有利な効果を有してい
る。また、樹脂基体にイオン交換基を導入し、金属イオ
ンを導入後、これを還元して金属被膜を形成させた後
に、必要に応じて無電解または電解銅めっき処理する方
法により樹脂複合材料を形成する方法において、イオン
交換基が直接導入され難いような樹脂を基体とする場合
にも有利である。また、無電解銅めっき処理により直接
形成される場合と比較しても、金属箔と樹脂基体との密
着性が向上された樹脂複合材料をえることができるとい
う有利な効果を有している。さらに、本発明の方法で
は、樹脂基体と金属箔の接着のための加熱が必要とされ
るラミネートまたはキャスティングの際に、キャリア樹
脂が剥離可能となるので、樹脂複合材料の形成工程が簡
素化されるという有利な効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、キャスティング法を用いたポリイミ
ド銅張積層板の製造方法の概略図を示す。
【図2】 図2は、ラミネート法を用いたポリイミド銅
張積層板の製造方法の概略図を示す。
【図3】 図3は、ラミネート法を用いたポリイミド銅
張積層板の製造方法の概略図を示す。
【符号の説明】
1、11、21 銅箔 2、12、22 ポリイミドフィルム 3、13、23 キャリア樹脂付き金属箔 4 ポリイミド前駆体ワニス 14、24 ポリイミドフィルム 5、15、25 ヒーター 6、16、26 銅張積層板 17 接着剤 27 ポリイミド前駆体ワニス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今成 眞明 埼玉県さいたま市吉野町2丁目269番地4 日本リーロナール株式会社技術研究所内 (72)発明者 蓬田 浩一 埼玉県さいたま市吉野町2丁目269番地4 日本リーロナール株式会社技術研究所内 (72)発明者 縄舟 秀美 大阪府高槻市真上町5丁目38−34 Fターム(参考) 4F100 AB01B AB17B AB33B AK01A AK49A AT00A BA02 EA061 EC042 EH662 EH712 EJ141 EJ641

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)キャリア樹脂の表面をイオン交換
    基導入処理する工程、(2)該キャリア樹脂の表面を金
    属イオン含有液で処理して金属イオンを導入する工程、
    (3)該金属イオンを金属元素含有成分に転化する工
    程、(4)該金属元素含有成分上に金属箔を形成させ
    て、キャリア樹脂付き金属箔を形成する工程、および
    (5)該キャリア樹脂付き金属箔を加熱して該金属箔を
    樹脂基体に転写する工程を含む、樹脂複合材料の形成方
    法。
  2. 【請求項2】 イオン交換基導入処理が、プラズマ処理
    またはイオン交換基導入剤処理である、請求項1記載の
    樹脂複合材料の形成方法。
  3. 【請求項3】 工程(2)において導入される金属イオ
    ンを構成する金属元素が、Sc、Ti、V、Cr、M
    n、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、A
    s、Se、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、
    Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、Hf、Ta、
    W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、P
    b、BiまたはPoおよびそれらの混合物から選択され
    る金属元素である、請求項1または2記載の樹脂複合材
    料の形成方法。
  4. 【請求項4】 金属元素含有成分が金属、金属ヒ化物、
    金属アンチモン化物、金属セレン化物、金属テルル化
    物、金属硫化物および金属酸化物からなる群から選択さ
    れる、請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂複合材料
    の形成方法。
  5. 【請求項5】 金属元素含有成分が金属である、請求項
    4記載の樹脂複合材料の形成方法。
  6. 【請求項6】 工程(4)における金属箔の形成が、無
    電解金属めっき方法、電解金属めっき方法またはこれら
    の方法の組み合わせにより行われる、請求項1〜5のい
    ずれか1項記載の樹脂複合材料の形成方法。
  7. 【請求項7】 工程(4)における金属箔を構成する金
    属元素が、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、
    Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Z
    r、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、C
    d、In、Sb、Te、Hf、Ta、W、Re、Os、
    Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、BiまたはPo
    およびそれらの混合物から選択される金属元素である、
    請求項1〜6のいずれか1項記載の樹脂複合材料の形成
    方法。
  8. 【請求項8】 工程(4)で形成される金属箔が、銅箔
    または銅合金箔である、請求項1〜7のいずれか1項記
    載の樹脂複合材料の形成方法。
  9. 【請求項9】 工程(3)で形成される金属元素含有成
    分と、工程(4)で形成される金属箔が同一の金属であ
    る、請求項1〜8のいずれか1項記載の樹脂複合材料の
    形成方法。
  10. 【請求項10】 工程(5)における、金属箔の樹脂基
    体への転写が、ラミネート法またはキャスティング法で
    行われる、請求項1〜9のいずれか1項記載の樹脂複合
    材料の形成方法。
  11. 【請求項11】 工程(4)で形成される金属箔の厚さ
    が0.1μm〜8μmである、請求項1〜10のいずれ
    か1項記載の樹脂複合材料の形成方法。
  12. 【請求項12】 キャリア樹脂および樹脂基体がポリイ
    ミド樹脂からなる、請求項1〜11のいずれか1項記載
    の樹脂複合材料の形成方法。
  13. 【請求項13】 樹脂基体の厚さが10μm〜100μ
    mである、請求項1〜12のいずれか1項記載の樹脂複
    合材料の形成方法。
  14. 【請求項14】 請求項1〜13のいずれか1項記載の
    樹脂複合材料の形成方法で形成される、樹脂複合材料。
  15. 【請求項15】 (1)キャリア樹脂の表面をイオン交
    換基導入処理する工程、(2)該キャリア樹脂の表面を
    金属イオン含有液で処理して金属イオンを導入する工
    程、(3)該金属イオンを金属元素含有成分に転化する
    工程、(4)該金属元素含有成分上に金属箔を形成させ
    て、キャリア樹脂付き金属箔を形成する工程により形成
    された、キャリア樹脂付き金属箔であって、加熱により
    金属箔がキャリアから剥離可能となることを特徴とす
    る、前記キャリア樹脂付き金属箔。
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