JP2006123425A - 金属被覆基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
金属膜とプラスチックフィルムの密着強度及び安定性が高く、且つ、当該金属膜の膜厚を薄く設定することの出来る金属基板を提供する。
【解決手段】
基体となるプラスチックフィルムをシランカップリング剤の被覆装置内に設置して、300℃の温度で乾燥処理後、温度を300℃に保ったまま、気化したシランカップリング剤を、プラスチックフィルムへ吹き付け、当該プラスチックフィルムの表面にシランカップリング剤の被覆を行い、さらに、当該カップリング剤が被覆されたプラスチックフィルムの表面へ、銅をスパッタ法により成膜し、当該銅のスパッタ膜付きプラスチックフィルム上へ、メッキ法を用いて所望膜厚の光沢銅被覆をメッキする。
【選択図】図1
Description
(1)圧延法または電解法を用いて予め銅箔を作製し、この銅箔を接着剤によりプラスチックフィルムに接合する方法、
(2)プラスチックフィルムの前駆体を銅箔に塗布して重合させ、接着剤を介さず銅箔とプラスチックフィルムとを接着させるキャスティング法(例えば、特許文献1参照)、
(3)熱可塑性プラスチックフィルムと銅箔とを積層してラミネートし、当該銅箔とプラスチックフィルムとを接着させるラミネート法(例えば、特許文献2参照)、
(4)プラスチックフィルム上へスパッタ法などにより薄い金属層を被覆し、その被覆金属層上へメッキ法を用いて金属メッキ層を所定の厚さまで被覆する蒸着メッキ法(例えば、特許文献3参照)、
(5)プラスチックフィルムをカップリング剤(無機物と有機物との接合の際に有効な化合物)であるシラン化合物の溶液中に浸漬し、当該プラスチックフィルム表面を改質した後、当該改質されたプラスチックフィルムへ、スパッタ法などにより薄い金属層を被覆し、その被覆金属層上へメッキ法を用いて金属メッキ層を所定の厚さまで被覆する蒸着メッキ法(例えば、特許文献5参照)、
などが用いられている。
高温密着安定性が高く、金属層の厚みを所定の厚みに設定できる金属被覆基板、およびその製造方法を提供することを目的とする。
プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板であって、
前記金属層は、前記プラスチックフィルムと金属層との接合界面から金属層側へ向かってカーボンを含み、
前記金属層中において、前記接合界面のカーボンの存在比率が0.7以上であり、且つ、前記接合界面から深さ10nmにおけるカーボンの存在比率が0.1以上あることを特徴とする金属被覆基板である。
プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板であって、
前記金属層は、前記プラスチックフィルムと金属層との接合界面から金属層側へ向かってカーボンを含み、
前記金属層中において、前記接合界面から深さ100nmの範囲までカーボンの存在比率を計測し、当該計測値を積算して求めたカーボンの分布量が5nm以上であることを特徴とする金属被覆基板である。
第1または第2の手段に記載の金属被覆基板であって、
前記金属層は、前記接合界面から金属層側へ向かってSi、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含み、
前記金属層中において、前記接合界面から深さ100nmの範囲まで、前記Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素の存在比率を計測し、当該計測値を積算して求めた前記Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素の分布量が0.08nm以上であることを特徴とする金属被覆基板である。
第1から第3のいずれかの手段に記載の金属被覆基板であって、
前記プラスチックフィルム層と前記金属層との線膨張係数差が15×10−6/K以下となるプラスチックフィルム層と金属層との組み合わせであることを特徴とする金属被覆基板である。
第1から第4のいずれかの手段に記載の金属被覆基板であって、
前記プラスチックフィルムの引っ張り弾性率が1000MPa以上あることを特徴とする金属被覆基板である。
プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板の製造方法であって、
前記プラスチックフィルムに、Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物を塗布する工程と、
前記Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物が塗布されたプラスチックフィルムを、150℃以上で熱処理する工程と、
前記熱処理されたプラスチックフィルムへ、気相法にて金属層を成膜する工程とを、有することを特徴とする金属被覆基板の製造方法である。
プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板の製造方法であって、
前記プラスチックフィルムに、Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物を塗布する工程と、150℃以上で熱処理する工程と、を同時に行い、
前記熱処理されたプラスチックフィルムへ、気相法にて金属層を成膜する工程とを、有することを特徴とする金属被覆基板の製造方法である。
第6または第7の手段に記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法にて金属層を成膜する工程は、スパッタ法にて金属層を成膜する工程であることを特徴とする金属被覆基板の製造方法である。
第6から第8のいずれかの手段に記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法により成膜された金属層の上へ、さらにメッキ法により金属層を成膜することを特徴とする金属被覆基板の製造方法である。
第6から第9のいずれかの手段に記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法による金属膜の成膜後、または、前記メッキ法により金属層を成膜後に、前記金属層へエッチング加工を施すことで前記金属層に所定の回路パターンを形成することを特徴とする金属被覆基板の製造方法である。
第6から第10のいずれかの手段に記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法により成膜された金属膜へ、所定の回路パターンをレジスト膜で形成した後メッキ法により金属層を成膜した後、レジスト膜を剥離し、当該レジスト膜下の金属層をエッチング処理して除去することにより、前記金属層に所定の回路パターンを形成することを特徴とする金属被覆基板の製造方法である。
プラスチックフィルムと金属層との高温密着安定性が高く、所定の厚みを有する金属層が設けられた金属被覆基板を生産性良く製造することができる。
プラスチックフィルムと金属層との高温密着安定性が高く、所定の厚みと回路パターンとを有する金属層が設けられた金属被覆基板を生産性良く製造することができる。
図1は本実施の形態に係る金属被覆基板であって、プラスチックフィルムの片面に金属層を積層したタイプの模式的な断面図であり、図2は、プラスチックフィルムの両面に金属層を積層したタイプの模式的な断面図を示している。
まず図1において、基体であるプラスチックフィルム3上には、接合界面5を介して金属層4が設けられている。この金属層4は、前記接合界面から続く下層の金属層2(以下、シード層2と記載する場合がある。)と、この下層の金属層に続く上層の金属層1(以下、メッキ層1と記載する場合がある。)とを有している。
次に、図2において、基体であるプラスチックフィルム3の両面には、接合界面5を介して金属層4が設けられている。この各々の金属層4中には、図1と同様にシード層2、メッキ層が設けられている。
図1において、上述した金属被覆基板を製造した後、金属層4を、プラスチックフィルム3との接合界面5で引き剥がす。そして当該引き剥がし後、金属層4の引き剥がし面(元は、接合界面5であった面)を、光電子分光装置により順次、深さ方向にスパッタ掘削しながら掘削部分の成分元素の存在比率を計測した。
尚、当該光電子分光装置は、アルバック・ファイ社製 ESCA PHI 5800(X線源:Al Monochromator X-Ray(150W)、分析領域:800μmφ、光電子取出角:45°)を用いた。
ここでスパッタ掘削の際のレート(掘削距離)は、SiO2層なら5nm間隔で掘削できるエネルギー(電圧4kV、電子間電流25mA)とし、当該エネルギーを順次加えてスパッタ掘削した。
図4は、後述する実施例1に係る金属被覆基板において、金属層の引き剥がし面を、前記光電子分光装置により順次、深さ方向にスパッタ掘削しながら各掘削後の成分元素の存在比率を計測した計測結果である。図4において、横軸はSiO2に換算した引き剥がし面を起点とする掘削深さ(以下、掘削深さと記載する。)をnm単位で示したものであり、縦軸は各元素の存在比率をmol比率の%表示で示している。そして、各掘削深さにおけるカーボン、Cu、O、N、Siの各元素の存在比率を、カーボンは実線、Cuは一点鎖線、Oは二点差線、Nは三点鎖線、Siは破線でプロットしたものである。そして、図5は、図4の一部を、縦軸を20倍に拡大して表示したものである。
まず、カーボンの分布量を算定する場合、カーボンの存在が実質的に確認できる100nmの範囲までの掘削深さ方向に、微小間隔ごとにカーボンの存在比率を計測した。それらの計測値を積算した値は、図4において、カーボンの存在比率の計測値のプロット点を結んだ線および縦軸・横軸で囲まれた面積で表される。即ち、図4において、カーボンの存在比率の計測値をプロットした点を結んだ線および縦軸・横軸で囲まれた面積は、カーボンの引き剥がし面(接合界面)から深さ方向100nm迄における分布量の指標であると考えられる。そこで、この面積をカーボンの分布量(Dc)nmと定義した。
さらに、当該カーボンと同様にSi等についても、引き剥がし面(接合界面)から深さ方向100nmの範囲までの掘削深さ方向に、微小間隔ごとにSi等の存在比率を計測する。それらの計測値を積算した値は、図4、図5において、Si等の存在比率の計測値のプロット点を結んだ線および縦軸・横軸で囲まれた面積で表される。即ち、図4、図5において、Si等の計測値をプロットした点を結んだ線および縦軸・横軸で囲まれた面積は、Si等の引き剥がし面(接合界面)から深さ方向100nm迄における分布量の指標であると考えられる。そこで、この面積をSi等の分布量(Ds)nmと定義した。
当該試作検討により、プラスチックフィルム3と金属層4との接合界面5から金属層側へ向かってカーボンを含み、金属層4中において、接合界面5におけるカーボンの存在比率が0.7以上であり、且つ、接合界面5から深さ10nmにおけるカーボンの存在比率が0.1以上あると、金属層4とプラスチックフィルム3との密着強度が0.6N/mmを超え、望まれる強度を有していることが判明した。この密着強度が0.6N/mmは、(社)日本プリント回路工業会の規定するJPCA規格(JACA−BM03−2003)においてCOF用途向け金属被覆基板が満たすべき密着強度として規定されている値である。従って、接合界面5におけるカーボンの存在比率が0.7以上であり、且つ、接合界面5から深さ10nmにおけるカーボンの存在比率が0.1以上である金属被覆基板は、COF用途向け金属被覆基板として十分な密着強度を有していることが判明した。
また、プラスチックフィルム3と金属層4との接合界面5から金属層側へ向かって、100nm迄の範囲にカーボンの分布量が5nm以上存在しても、金属層4とプラスチックフィルム3との密着強度が0.6N/mmを超え、望まれる強度を有していることが判明した。従って、金属層4とプラスチックフィルム3との接合界面5から金属層側へ向かって、カーボンの分布量が5nm以上存在する金属被覆基板は、COF用途向け金属被覆基板として十分な密着強度を有していることが判明した。
さらに、当該部分にSi等の分布量が0.08nm以上存在するとより密着強度が、より増加し、好ましいことも判明した。
まず、100℃以上の耐熱性を有するプラスチックフィルムを準備する。そして、当該プラスチックフィルムを加熱炉内に設置し、乾燥した窒素ガスを流しながら150℃〜300℃で加熱乾燥する。次に、プラスチックフィルムを引き続き150℃〜400℃で加熱しながら、150℃〜400℃で加熱ガス化したSi、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物を所定時間プラスチックフィルムに吹き付ける。その後、乾燥した窒素ガスを流しながら室温付近まで冷却する。
当該構成をとるとき、前記基体となるプラスチックフィルム層は、シード層およびメッキ層を含む金属層との線膨張係数差が15×10−6/K以下のプラスチックフィルム層を用いることが好ましい。そして、当該熱可塑性プラスチックフィルム層上には、前記Si等を含む有機化合物を被覆する処理を施して、熱可塑性プラスチックフィルム層のガラス転移点温度より100℃低い温度から、熱可塑性プラスチックフィルム層の分解温度未満の温度に制御された状態におきながら、積層プラスチックフィルム層上にシード層を気相法により成膜し、その後メッキ処理によりシード層上にメッキ層を被覆する。すると、当該熱可塑性プラスチックフィルムとシード層との密着強度を、より高めることができるので好ましい。尚、当該工程において、予め熱可塑性プラスチックフィルム層上へ、上述した放電処理を施す構成をとることで、熱可塑性プラスチックフィルム層とシード層との密着強度をより高める効果を得ることが出来る。
この場合も、当該熱可塑性プラスチックフィルム上を被覆するシード層に用いる金属としては、価格や加工性などの点から、銅ないし銅を主相とする燐青銅、黄銅等の耐酸化性合金等が好ましいが、この他にも例えば、Al、ステンレスなども好個に使用でき、これらに限定されるものではない。
前記テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−2,3,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、4,4’−(2,2−ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、m(p)−ターフェニル−3,4,3‘,4’−テトラカルボン酸二無水物、シクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、1−カルボキシメチル−2,3,5−シクロペンタントリカルボン酸−2,6:3,5−二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ−テル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物など、およびこれらから選ばれる2種以上の混合物が好個に使用できるが、これらに限定されるものではない。
本発明に係る金属被覆基板において、被覆される金属層とプラスチックフィルムとの材料選択を検討する際、両者の線膨張係数差が15×10−6/K以下となる組み合わせを選択することが好ましい。両者の線膨張係数差を15×10−6/K以下とすることで、金属被覆時におけるプラスチックフィルムのカールや、金属被覆基板に熱処理をおこなったとき発生する応力を低減でき、この結果、金属被覆基板の熱安定性を向上できるので好ましい。そのような金属層とプラスチックフィルムとの組み合わせ例として、例えば、金属層が銅の場合、銅は温度が300K付近において16.6×10−6/Kの線膨張係数を有するので、プラスチックフィルムは線膨張係数が1.6〜31.6×10−6/Kのものを選択することが望ましい。さらに、プラスチックフィルムとして、引っ張り弾性率が1000MPa以上のものを選択することで、高信頼性の金属被覆基板を得ることができる。
以下、当該構成について説明する。
当該下地層を設ける構成をとる場合、下地層として、例えば、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Si、Fe、Alから選択される1種以上の金属またはこれらの金属を含む合金を含む層を選択することが好ましい。そして、下地層を設ける構成を採る場合、プラスチックフィルムへ上述した温度制御をおこないながら、150℃〜400℃で加熱ガス化したSi、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物を、吹き付けた後、前記下地層を気相法により成膜し、さらにその下地層上へ、銅または銅を主相とする燐青銅、黄銅等の合金、または、Ni、Fe、Ag、白金属、等の金属またはこれらの金属を含む合金を、気相法により成膜してシード層を成膜すればよい。
(実施例1)
(1)カップリング剤被覆工程
基体となるプラスチックフィルムとして宇部興産製ユーピレックス-S、厚さ25μmのポリイミドフィルムを準備した。このフィルムの線膨張係数は12×10−6/K、引っ張り弾性率は9120MPaであった。
このプラスチックフィルムを幅20mm長さ150mmに切断し、図3に示すSiを含む有機化合物であるシランカップリング剤の被覆装置内に設置して、当該プラスチックフィルムの表面にカップリング剤の被覆を行った。本実施例においては、カップリング剤としてシランカップリング剤を用いた。
前記(1)で作製したカップリング剤が被覆されたプラスチックフィルムの表面に、下記条件で銅をスパッタ法により成膜した。
まず、銅のターゲットが設置されたスパッタ装置内に、プラスチックフィルムのカップリング剤被覆面がターゲット側に向くように設置した。次にスパッタ装置の真空チャンバ内を10−4Paまで排気した後、アルゴンガスを導入して全圧約0.4Paとし、電力2kWを加えてプラスチックフィルム上に、銅を膜厚2000Å成膜しスパッタ膜付きプラスチックフィルムを得た。
上記で作製したスパッタ膜付きプラスチックフィルム上に、メッキ法を用いて光沢銅被覆を約6μmメッキし、銅張りフレキシブル基板を作製した。このとき、メッキ液は(株)ワールドメタル社製の硫酸銅メッキ浴BMP−CUSを用い、電流密度は1A/dm2とした。
上記銅張りフレキシブル基板を、パターン間隔30μmにエッチング加工し、当該加工面へ無電解Snメッキをおこなった後に、電圧100Vを加えて絶縁抵抗値を測定したところ、いずれのパターン間においても1011Ω以上の高い絶縁抵抗値が得られた。この結果より、当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は良好であることが判明した。
上記(3)にて得られた銅張りフレキシブル基板において、銅金属膜を20μmまで厚く再メッキし評価用試料とした。これは、密着性の評価における引き剥がし試験において、当該銅金属膜に所定の強度が必要なためである。試験はJIS C6471に準じ、評価用試料を常温および150゜Cで168時間加熱処理した後、180゜方向引き剥がし試験により密着強度を評価した。その結果、常温では1.5N/mm、加熱処理後では1N/mmであった。この結果を表1に示した。
上記(5)の密着性評価において、プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面で引き剥がした当該評価試料における、銅金属膜層の引き剥がし面から掘削深さ100nm迄に存在する元素の存在比率を光電子分光装置(アルバックファイ製 ESCA PHI5800)により計測した。当該計測は、プラスチックフィルムと銅金属膜層との接合界面から、銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を100nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボン、Siの存在比率を計測した。その結果を、上述した図4、図5に示す。
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.85、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.47であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は11nm、Siの分布量(Ds)は0.21nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
プラスチックフィルム側では、深さ5nm以上におけるカーボン、窒素、酸素の存在比率は、当該プラスチックフィルムの成分比率とほぼ同様であった。但し、接合界面では、カーボンに対する窒素、酸素の存在比率が若干高いが、これは、プラスチックフィルム表面に吸着していた窒素、酸素であると考えられる。
(1)カップリング剤被覆工程
基体となるプラスチックフィルムは実施例1と同様のものを用い、このプラスチックフィルムを実施例1と同様のカップリング剤の被覆装置内に設置して、実施例1と同様に300℃の温度で60分間乾燥処理を行った。
次に、加熱炉の温度を200℃とした後、この温度を保ったままバルブ52、53を閉め、バルブ51を開けて窒素ガスの流れを、シランカップリング剤22が入った金属容器21へ誘導した。そして気化したシランカップリング剤22を、窒素ガスによりホース46を経由して金属容器31に搬送してプラスチックフィルム32へ1分間吹き付ける。その後、バルブ51を閉め、バルブ52、53を開けて、金属容器31の中に窒素ガスを5L/minで送り込みながら室温まで冷却し、カップリング剤が被覆されたプラスチックフィルムを得た。
尚、シランカップリング剤22は、実施例1と同様のものを用いた。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では1N/mm、加熱処理後では0.7N/mmであった。この結果を表1に示した。
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.78、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.38であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は9.7nm、Siの分布量(Ds)は0.11nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
プラスチックフィルム側では、深さ5nm以上におけるカーボン、窒素、酸素の存在比率は、当該プラスチックフィルムの成分比率と同様であった。但し、接合界面では、カーボンに対する窒素、酸素の存在比率が若干高いが、これは、プラスチックフィルム表面に吸着していた窒素、酸素であると考えられる。
(1)カップリング剤被覆工程
基体となるプラスチックフィルムは実施例1と同様のものを用い、このプラスチックフィルムを実施例1と同様のカップリング剤の被覆装置内に設置して、実施例1と同様に300℃の温度で60分間乾燥処理を行った。
次に、加熱炉の温度を150℃とした後、この温度を保ったままバルブ52、53を閉め、バルブ51を開けて窒素ガスの流れを、シランカップリング剤22が入った金属容器21へ誘導した。そして気化したシランカップリング剤22を、窒素ガスによりホース46を経由して金属容器31に搬送してプラスチックフィルム32へ1分間吹き付ける。その後、バルブ51を閉め、バルブ52、53を開けて、金属容器31の中に窒素ガスを5L/minで送り込みながら室温まで冷却し、カップリング剤が被覆されたプラスチックフィルムを得た。
尚、シランカップリング剤22は、実施例1と同様のものを用いた。
当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は、実施例1と同様に良好であることが判明した。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では0.8N/mm、加熱処理後では0.6N/mmであった。この結果を表1に示した。
プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面から、各々プラスチックフィルムおよび銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を100nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボン、Siの存在比率を計測した。
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.77、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.16であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は5.25nm、Siの分布量(Ds)は0.09nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
(1)カップリング剤被覆工程
基体となるプラスチックフィルムは実施例1と同様のものを用い、このプラスチックフィルムを実施例1と同様のカップリング剤の被覆装置内に設置して、実施例1と同様に300℃の温度で60分間乾燥処理を行った。
次に、加熱炉の温度を100℃とした後、この温度を保ったままバルブ52、53を閉め、バルブ51を開けて窒素ガスの流れを、シランカップリング剤22が入った金属容器21へ誘導した。そして気化したシランカップリング剤22を、窒素ガスによりホース46を経由して金属容器31に搬送してプラスチックフィルム32へ1分間吹き付ける。その後、バルブ51を閉め、バルブ52、53を開けて、金属容器31の中に窒素ガスを5L/minで送り込みながら室温まで冷却し、カップリング剤が被覆されたプラスチックフィルムを得た。
尚、シランカップリング剤22は、実施例1と同様のものを用いた。
当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は、実施例1と同様に良好であることが判明した。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では0.4N/mm、加熱処理後では0.2N/mmであった。この結果を表1に示した。
プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面から、各々プラスチックフィルムおよび銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を35nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボン、Siの存在比率を計測し、さらに当該計測値よりカ−ボン、Siの分布量を求めた。
その結果、接合界面におけるカーボンの存在比率は0.76、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.07であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は3.62nm、Siの分布量(Ds)は0.06nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
実施例と比較するために、実施例1の「(1)カップリング剤被覆工程」を、以下に説明するカップリング剤を湿式法で被覆する工程に代替し、他は実施例1と同様に試料を作製し評価した。
(1)湿式法によるカップリング剤被覆工程
基体となるプラスチックフィルムとしては宇部興産製ユーピレックス-Sの厚さ25μmのポリイミドフィルムを準備した。このプラスチックフィルムを幅20mm長さ150mmに切断した。次に、純水300mlを入れたガラス容器中に信越化学工業(株)製のアミノ系シランカップリング剤3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン(製品番号KBE-9103)を1%添加して、シランカップリング剤の塗布液を作製した。そして、この塗布液に前記プラスチックフィルムを浸漬して、プラスチックフィルム表面にシランカップリング剤をコートし、このシランカップリング剤がコートされたプラスチックフィルムを乾燥機に入れて、温度100℃で2時間乾燥させ、プラスチックフィルム上にシランカップリング剤の被膜を形成した。
当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は、実施例1と同様に良好であることが判明した。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では0.3N/mm、加熱処理後では0.1N/mmであった。この結果を表1に示した。
プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面から、各々プラスチックフィルムおよび銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を35nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボン、Siの存在比率を計測した。その結果を図8、図9に示す。尚、図8、図9の縦軸、横軸は図4、図5と同様である。さらに当該計測値よりカ−ボン、Siの分布量を求めた。
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.36、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.03であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は1.1nm、Siの分布量(Ds)は0.02nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
プラスチックフィルム側では、深さ5nm以上におけるカーボン、窒素、酸素の存在比率は、当該プラスチックフィルムの成分比率と同様であった。但し、接合界面は、カーボンに対する窒素、酸素の存在比率が若干高いが、これは、プラスチックフィルム表面に吸着していた窒素、酸素であると考えられる。
実施例と比較するために、実施例1の「(1)カップリング剤被覆工程」を、以下に説明するプラズマ処理工程に代替し、他は実施例1と同様に試料を作製し評価した。
(1)プラズマ処理工程
基体となるプラスチックフィルムとしては宇部興産製ユーピレックス-Sの厚さ25μmのポリイミドフィルムを準備した。このプラスチックフィルムを幅20mm長さ150mmに切断した。次に、切断されたプラスチックフィルムを、一対の電極を有する真空チャンバー内の当該電極間に設置し、真空チャンバー内を10−4Paまで排気した後、今度は、酸素を20%含むアルゴンガスを導入して、真空チャンバー内の全圧を約0.05Paとした。そして、当該電極間へAC出力100Wの電力を印加し、前記プラスチックフィルムへ1分間プラズマ処理を行い、プラズマ処理工程を受けたプラスチックフィルムを得た。
当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は、実施例1と同様に良好であることが判明した。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では0.5N/mm、加熱処理後では0.2N/mmであった。この結果を表1に示した。
プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面から、各々プラスチックフィルムおよび銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を50nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボンの存在比率を計測した。その結果を図10、図11に示す。尚、図10、図11の縦軸、横軸は図4、図5と同様である。さらに当該計測値よりカ−ボンの分布量を求めた。
(但し、比較例3においてはプラスチックフィルムへ、カップリング剤を被覆していないため、Siの存在比率は測定していない。)
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.77、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.003であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は2.05nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
プラスチックフィルム側では、深さ5nm以上におけるカーボン、窒素、酸素の存在比率は、当該プラスチックフィルムの成分比率と同様であった。但し、接合界面は、カーボンに対する窒素、酸素の存在比率が若干高いが、これは、プラスチックフィルム表面に吸着していた窒素、酸素であると考えられる。
(1)カップリング剤被覆工程
尚、シランカップリング剤22として、アミノ系シランカップリング剤3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミンを、アミノ系シランカップリング剤3-アミノプロピルトリメトキシシラン(製品番号A-1100日本ユニカー(株)製)に代替した以外は、実施例2と同様のカップリング剤被覆工程を行った。
当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は、実施例2と同様に良好であることが判明した。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では0.9N/mm、加熱処理後では0.6N/mmであった。この結果を表1に示した。
プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面から、各々プラスチックフィルムおよび銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を100nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボン、Siの存在比率を計測した。
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.78、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.40であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は9.05nm、Siの分布量(Ds)は0.10nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
(1)カップリング剤被覆工程
尚、シランカップリング剤22として、アミノ系シランカップリング剤3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミンを、イソシアネート系シランカップリング剤3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(製品番号Y-5187日本ユニカー(株)製)に代替した以外は、実施例2と同様のカップリング剤被覆工程を行った。
当該銅張りフレキシブル基板のエッチング性は、実施例2と同様に良好であることが判明した。
密着性評価における剥がし試験の結果、常温では1.1N/mm、加熱処理後では0.7N/mmであった。この結果を表1に示した。
プラスチックフィルムと銅金属膜層との界面から、各々プラスチックフィルムおよび銅金属膜の深さ方向に直径0.8mmの範囲を100nm迄スパッタ掘削しながら、カ−ボン、Siの存在比率を計測した。
接合界面におけるカーボンの存在比率は0.79、深さ10nmにおけるカーボンの存在比率は0.39であった。また、当該存在比率を積算して求めたカーボンの分布量(Dc)は9.60nm、Siの分布量(Ds)は0.11nmであった。以上の条件および計測値を表1に示した。
2 シード層
3 プラスチックフィルム
4 金属層
5 接合界面
10 加熱炉
21 金属容器
22 シランカップリング剤
31 金属容器
32 プラスチックフィルム
40 ホース
41 ホース入口
42、43 ホース出口
43〜48 ホース
51〜53 バルブ
Claims (11)
- プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板であって、
前記金属層は、前記プラスチックフィルムと金属層との接合界面から金属層側へ向かってカーボンを含み、
前記金属層中において、前記接合界面のカーボンの存在比率が0.7以上であり、且つ、前記接合界面から深さ10nmにおけるカーボンの存在比率が0.1以上あることを特徴とする金属被覆基板。 - プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板であって、
前記金属層は、前記プラスチックフィルムと金属層との接合界面から金属層側へ向かってカーボンを含み、
前記金属層中において、前記接合界面から深さ100nmの範囲までカーボンの存在比率を計測し、当該計測値を積算して求めたカーボンの分布量が5nm以上であることを特徴とする金属被覆基板。 - 請求項1または2に記載の金属被覆基板であって、
前記金属層は、前記接合界面から金属層側へ向かってSi、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含み、
前記金属層中において、前記接合界面から深さ100nmの範囲まで、前記Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素の存在比率を計測し、当該計測値を積算して求めた前記Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素の分布量が0.08nm以上であることを特徴とする金属被覆基板。 - 請求項1から3のいずれかに記載の金属被覆基板であって、
前記プラスチックフィルム層と前記金属層との線膨張係数差が15×10−6/K以下となるプラスチックフィルム層と金属層との組み合わせであることを特徴とする金属被覆基板。 - 請求項1から4のいずれかに記載の金属被覆基板であって、
前記プラスチックフィルムの引っ張り弾性率が1000MPa以上あることを特徴とする金属被覆基板。 - プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板の製造方法であって、
前記プラスチックフィルムに、Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物を塗布する工程と、
前記Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物が塗布されたプラスチックフィルムを、150℃以上で熱処理する工程と、
前記熱処理されたプラスチックフィルムへ、気相法にて金属層を成膜する工程とを、有することを特徴とする金属被覆基板の製造方法。 - プラスチックフィルムの片側または両側に金属層が設けられた金属被覆基板の製造方法であって、
前記プラスチックフィルムに、Si、Ti、Alから選択される1種以上の元素を含む有機化合物を塗布する工程と、150℃以上で熱処理する工程と、を同時に行い、
前記熱処理されたプラスチックフィルムへ、気相法にて金属層を成膜する工程とを、有することを特徴とする金属被覆基板の製造方法。 - 請求項6または7に記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法にて金属層を成膜する工程は、スパッタ法にて金属層を成膜する工程であることを特徴とする金属被覆基板の製造方法。 - 請求項6から8のいずれかに記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法により成膜された金属層の上へ、さらにメッキ法により金属層を成膜することを特徴とする金属被覆基板の製造方法。 - 請求項6から9のいずれかに記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法による金属膜の成膜後、または、前記メッキ法により金属層を成膜後に、前記金属層へエッチング加工を施すことで前記金属層に所定の回路パターンを形成することを特徴とする金属被覆基板の製造方法。 - 請求項6から10のいずれかに記載の金属被覆基板の製造方法であって、
前記気相法により成膜された金属膜へ、所定の回路パターンをレジスト膜で形成した後メッキ法により金属層を成膜した後、レジスト膜を剥離し、当該レジスト膜下の金属層をエッチング処理して除去することにより、前記金属層に所定の回路パターンを形成することを特徴とする金属被覆基板の製造方法。
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