JP2019038148A - プリント配線板用基材及びプリント配線板用基材の製造方法 - Google Patents

プリント配線板用基材及びプリント配線板用基材の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、エッチング性及びベースフィルムとの密着力に優れる金属層を有するプリント配線板用基材の提供を課題とする。【解決手段】本発明のプリント配線板用基材は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの一方側の面に積層される金属層とを備え、上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下である。【選択図】図1

Description

本発明は、プリント配線板用基材及びプリント配線板用基材の製造方法に関する。
絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの表面側に積層される金属層とを備えるプリント配線板用基材が知られている。このプリント配線板用基材としては、近年の電子部品の小型化に対応すべく、ベースフィルムの表面に直接金属層を積層したものが提案されている。このようなプリント配線板用基材として、ベースフィルムの表面にスパッタリング法を用いて金属被膜を積層したプリント配線板用基材が発案されている(特開2009−26990号公報参照)。
上記公報に記載のプリント配線板用基材は、ポリイミドフィルムからなるベースフィルムの表面にニッケルクロム合金等からなる金属シード層を積層し、さらにこの金属シード層の表面にスパッタリング法によって銅層を積層することで形成される。
特開2009−26990号公報
上記公報に記載されているように、スパッタリング法を用いて金属被膜を積層する場合、ベースフィルムと金属被膜との密着力等を高めるためベースフィルムと銅層との間にニッケルクロム合金等からなる金属シード層が配設される。しかしながら、ニッケル及びクロムは銅に比べてエッチングし難い。また、ベースフィルムと銅層との間に上記金属シード層が存在すると、銅層のエッチングと金属シード層のエッチングとを別個に行うことを要する。そのため、上記公報に記載のプリント配線板用基材は、エッチングに長時間を要すると共にエッチング精度が悪化しやすい。従って、このプリント配線板用基材は微細回路を形成し難い。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、エッチング性及びベースフィルムとの密着力に優れる金属層を有するプリント配線板用基材並びにプリント配線板用基材の製造方法の提供を課題とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るプリント配線板用基材は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの一方側の面に積層される金属層とを備え、上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下である。
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係るプリント配線板用基材の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムの一方側の面に金属層を積層する金属層積層工程と、上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量を0.1atm%以上20atm%以下とするアルカリ元素量調整工程とを備える。
本発明のプリント配線板用基材は、エッチング性及びベースフィルムとの密着力に優れる金属層を有する。本発明のプリント配線板用基材の製造方法は、エッチング性及びベースフィルムとの密着力に優れる金属層を有するプリント配線板用基材を製造することができる。
本発明の一実施形態に係るプリント配線板用基材を示す模式的断面図である。 図1のプリント配線板用基材の製造方法の金属層積層工程を示す模式的断面図である。 図1のプリント配線板用基材の製造方法の酸洗工程を示す模式的断面図である。 図1のプリント配線板用基材の製造方法の水洗工程を示す模式的断面図である。 図1のプリント配線板用基材とは異なる形態に係るプリント配線板用基材を示す模式的断面図である。 図3のプリント配線板用基材の製造方法の塗膜形成工程を示す模式的断面図である。 図3のプリント配線板用基材の製造方法の焼結体層形成工程を示す模式的断面図である。 図3のプリント配線板用基材の製造方法の無電解めっき層形成工程を示す模式的断面図である。 図3のプリント配線板用基材を用いたプリント配線板を示す模式的断面図である。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係るプリント配線板用基材は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの一方側の面に積層される金属層とを備え、上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下である。
当該プリント配線板用基材は、上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量が上記範囲内であるので、上記アルカリ元素によって金属層の金属原子のベースフィルムへの拡散を抑制することができる。そのため、当該プリント配線板用基材は、上記ベースフィルム及び金属層の密着力に優れる。また、当該プリント配線板用基材は、上記ベースフィルム及び金属層の密着力に優れるため、スパッタリング法を用いる従来の金属層のようにニッケルクロム合金等からなるシード層を要しない。そのため、当該プリント配線板用基材は、金属層のエッチング性に優れる。
上記金属層が無電解めっき金属を含むとよい。このように、上記金属層が無電解めっきを含むことによって、緻密な金属層を形成することができ、上記ベースフィルム及び金属層の密着力を高めやすい。
上記金属層が金属粒子の焼結体をさらに含み、上記無電解めっき金属が上記焼結体の一方側の面に積層されているとよい。このように、上記金属層が金属粒子の焼結体をさらに含み、上記無電解めっき金属が上記焼結体の一方側の面に積層されていることによって、上記ベースフィルムとの密着力に優れる金属層を比較的安価に形成することができる。
上記アルカリ元素がナトリウムであり、上記金属層の主成分が銅であるとよい。このように、上記アルカリ元素がナトリウムであり、上記金属層の主成分が銅であることによって、上記金属層のエッチング性を高めつつ、上記ベースフィルム及び金属層の密着力を容易かつ確実に高めることができる。
本発明の他の一態様に係るプリント配線板用基材の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムの一方側の面に金属層を積層する金属層積層工程と、上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量を0.1atm%以上20atm%以下とするアルカリ元素量調整工程とを備える。
当該プリント配線板用基材の製造方法は、上記アルカリ元素量調整工程で上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量を上記範囲内に調整するので、このアルカリ元素によって金属層の金属原子のベースフィルムへの拡散を抑制することができる。そのため、当該プリント配線板用基材の製造方法は、上記ベースフィルム及び金属層の密着力に優れるプリント配線板用基材を製造することができる。また、当該プリント配線板用基材の製造方法は、上記ベースフィルム及び金属層の密着力を十分に高めることができるので、スパッタリング法を用いる従来の金属層のようにニッケルクロム合金等からなるシード層を要しない。そのため、当該プリント配線板用基材の製造方法は、金属層のエッチング性に優れるプリント配線板用基材を製造することができる。
なお、本発明において、「アルカリ元素量」は、例えばX線光電子分光法(ESCA:Electron Spectroscopy for Chemical Analysis又はXPS:X−ray Photoelectron Spectroscopy)、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray Spectroscopy又はEDS:Energy Dispersive X−ray Spectroscopy)、電子プローブマイクロアナリシス法(EPMA:Electron Probe Micro Analysis)、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS:Time Of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)、オージェ電子分光法(AES:Auger Electron Spectroscopy)等により測定することができる。X線光電子分光法による場合は、測定条件として、X線源をアルミニウム金属のKアルファ線、ビーム径を50μm、分析する面に対するX線入射角度を45°とし、断面を走査することによって測定することができる。測定装置としては、例えばULVAC−Phi社製の走査型X線光電子分光分析装置「Quantera」等を使うことができる。また、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば含有量が50質量%以上の成分をいう。
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の好適な実施形態について、以下に図面を参照しつつ説明する。
[第一実施形態]
<プリント配線板用基材>
図1のプリント配線板用基材1は、絶縁性を有するベースフィルム2と、ベースフィルム2の一方側の面に積層される金属層3とを備える。当該プリント配線板用基材1は、金属層3の一方側の面(ベースフィルム2と積層される側と反対側の面)のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下である。当該プリント配線板用基材1は、フレキシブルプリント配線板用基材であり、可撓性を有する。
当該プリント配線板用基材1は、金属層3の一方側の面のアルカリ元素量が上記範囲内であるので、上記アルカリ元素によって金属層3の金属原子のベースフィルム2への拡散を抑制することができる。つまり、当該プリント配線板用基材1にあっては、金属層3の一方側の面のアルカリ元素量が上記範囲内である場合、この金属層3の内部にもアルカリ元素が上記範囲と同程度の割合で存在していると考えられる。そのため、当該プリント配線板用基材1は、金属層3内部のアルカリ元素によって金属層3の金属原子のベースフィルム2への拡散を防ぐことができる。その結果、当該プリント配線板用基材1は、ベースフィルム2及び金属層3の密着力、特に耐熱密着力に優れる。また、当該プリント配線板用基材1は、ベースフィルム2及び金属層3の密着力に優れるため、スパッタリング法を用いる従来の金属層のようにニッケルクロム合金等からなるシード層を要しない。そのため、例えばニッケル及びクロムのエッチングを金属層3のエッチングとは別途に行わなくてもよい。従って、当該プリント配線板用基材1は、金属層3のエッチング性に優れる。
(金属層)
金属層3は、ベースフィルム2の一方側の面に直接(つまり、接着剤層等の他の層を介さず)積層されている。金属層3は、無電解めっきによって形成される無電解めっき金属を含む。特に、本実施形態では、金属層3は、無電解めっき金属から構成される無電解めっき層である。当該プリント配線板用基材1は、金属層3が無電解めっきを含むことによって、緻密な金属層3を形成することができ、ベースフィルム2及び金属層3の密着力を高めやすい。また、当該プリント配線板用基材1は、金属層3がスパッタリング法によって形成されたものではないので、金属層3の形成に物理的蒸着に必要な高価な真空設備を必要とせず、金属層3を低コストで形成することができる。
金属層3の一方側の面のアルカリ元素量の下限としては、上述のように0.1atm%であり、0.3atm%が好ましく、5.0atm%がより好ましい。一方、金属層3の一方側の面のアルカリ元素量の上限としては、上述のように20atm%であり、18atm%が好ましく、15atm%がより好ましい。上記アルカリ元素量が上記下限に満たないと、ベースフィルム2及び金属層3の耐熱密着力を十分に高めることができないおそれがある。逆に、上記アルカリ元素量が上記上限を超えると、上記アルカリ元素の酸化が促進されることで、却ってベースフィルム2及び金属層3の耐熱密着力が低下するおそれがある。なお、金属層3の一方側の面のアルカリ元素量は、当該プリント配線板用基材1の製造方法で後述するアルカリ元素量調整工程で調整することができる。
上記アルカリ元素はナトリウムであることが好ましい。つまり、当該プリント配線板用基材1は、金属層3の一方側の面におけるナトリウム量が上記範囲内であることが好ましい。また同時に、当該プリント配線板用基材1は、金属層3の一方側の面におけるナトリウム以外のアルカリ元素量を含めた全アルカリ元素量が上記範囲内であることが好ましい。当該プリント配線板用基材1は、上述のように金属層3が無電解めっきによって形成される。つまり、当該プリント配線板用基材1は、金属層3の一方側の面に存在するナトリウムが無電解めっき浴に含まれる水酸化ナトリウムに由来する。このように、金属層3の一方側に存在するナトリウムが無電解めっき浴に含まれる水酸化ナトリウムに由来する場合、このナトリウムは金属層3の内部に均一に含有されやすい。その結果、当該プリント配線板用基材1は、ベースフィルム2及び金属層3の耐熱密着力を高めやすい。
上記アルカリ元素がナトリウムである場合、金属層3の一方側の面におけるナトリウム以外のアルカリ元素量の下限としては、0.0atm%とすることができる。一方、金属層3の一方側の面におけるナトリウム以外のアルカリ元素量の上限としては、0.2atm%が好ましく、0.1atm%がより好ましい。このように、金属層3の一方側の面におけるナトリウム以外のアルカリ元素量を上記範囲内とすることで、金属層3内部のアルカリ元素量を的確に制御しやすい。
金属層3の主成分としては、銅、ニッケル、コバルト、金、銀、スズ及びこれらの合金等が挙げられる。中でも、比較的安価で、かつエッチング性に優れる銅が好ましい。つまり、金属層3は、無電解銅めっきによって形成される無電解銅めっき層であることが好ましい。
上述のように、当該プリント配線板用基材1は、上記アルカリ元素がナトリウムであり、かつ金属層3の主成分が銅であることが好ましい。当該プリント配線板用基材1は、上記アルカリ元素がナトリウムであり、かつ金属層3の主成分が銅であることによって、ベースフィルム2及び金属層3の密着力を容易かつ確実に高めることができる。
無電解めっき金属から構成される金属層3の平均厚さの下限としては、200nmが好ましく、300nmがより好ましい。一方、無電解めっき金属から構成される金属層3の平均厚さの上限としては、1000nmが好ましく、500nmがより好ましい。金属層3の平均厚さが上記下限より小さいと、金属層3の抵抗を十分に低くすることができないおそれがある。また、金属層3の平均厚さが上記下限より小さいと、ベースフィルム2の一方側の面に金属層3が存在しない部分が生じるおそれがあり、十分に緻密な金属層3を形成することが困難になるおそれがある。逆に、金属層3の平均厚さが上記上限を超えると、上述のアルカリ元素を金属層3の内部の厚さ方向に亘って均一に存在させることが困難になるおそれがある。なお、「平均厚さ」とは、任意の10点の厚さの平均値をいう。
(ベースフィルム)
ベースフィルム2は絶縁性を有する。また、ベースフィルム2は可撓性を有する。ベースフィルム2の主成分としては、例えばポリイミド、液晶ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂等の軟質材が挙げられる。これらの中でも、耐熱性及び金属層3との密着力に優れるポリイミドが好ましい。なお、ベースフィルム2は、多孔化されたものでもよく、また充填材、添加剤等を含んでもよい。
ベースフィルム2の厚さは、特に限定されないが、例えばベースフィルム2の平均厚さの下限としては、5μmが好ましく、12μmがより好ましい。一方、ベースフィルム2の平均厚さの上限としては、2.0mmが好ましく、1.6mmがより好ましい。ベースフィルム2の平均厚さが上記下限より小さいと、ベースフィルム2の強度が不十分となるおそれがある。逆に、ベースフィルム2の平均厚さが上記上限を超えると、薄型化が要求される電子機器への適用が困難となるおそれや可撓性が不十分となるおそれがある。
ベースフィルム2の一方側の面は改質されて、ポリイミドのイミド環の一部が開環していることが好ましい。このような改質は、例えばアルカリ処理、プラズマ処理等の公知の処理方法によって行うことができる。
(初期密着力)
ベースフィルム2と金属層3との剥離強度(初期密着力)の下限としては、7.0N/cmが好ましく、9.0N/cmがより好ましい。上記剥離強度が上記下限以上であることによって、ベースフィルム2及び金属層3間の剥離が防止され、電気的な接続信頼性の高いプリント配線板を形成することができる。一方、上記剥離強度の上限は、特に限定されるものではなく、例えば20.0N/cmとすることができる。なお、「剥離強度」とは、JIS−C6471:1995に準拠する180°方向引き剥がし試験で得られる剥離強度をいう。
(耐熱密着力)
150℃大気の雰囲気下で168時間保持した後におけるベースフィルム2と金属層3との剥離強度(耐熱密着力)の下限としては、5.0N/cmが好ましく、7.0N/cmがより好ましい。上記剥離強度が上記下限以上であることによって、ベースフィルム2及び金属層3間の高温環境下における剥離が防止され、電気的な接続信頼性の高いプリント配線板を形成することができる。一方、上記剥離強度の上限は、特に限定されるものではなく、例えば20.0N/cmとすることができる。
上記初期密着力に対する耐熱密着力の比の下限としては、0.5が好ましく、0.7がより好ましい。上記比が上記下限に満たないと、高温環境下におけるベースフィルム2及び金属層3の密着力が不十分となるおそれがある。一方、上記初期密着力に対する耐熱密着力の比の上限は、特に限定されるものではなく、例えば1.0とすることができる。
<プリント配線板用基材の製造方法>
次に図2A〜図2Cを参照して、図1のプリント配線板用基材1の製造方法について説明する。
当該プリント配線板用基材の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルム2の一方側の面に金属層3aを積層する金属層積層工程と、金属層3aの一方側の面のアルカリ元素量を0.1atm%以上20atm%以下とするアルカリ元素量調整工程とを備える。
当該プリント配線板用基材の製造方法は、上記アルカリ元素量調整工程で金属層3aの一方側の面のアルカリ元素量を上記範囲内に調整するので、アルカリ元素量調整後の金属層3の金属原子のベースフィルム2への拡散を抑制することができる。そのため、当該プリント配線板用基材の製造方法は、ベースフィルム2及び金属層3の密着力、特に耐熱密着力に優れるプリント配線板用基材1を製造することができる。また、当該プリント配線板用基材の製造方法は、ベースフィルム2及び金属層3の密着力を十分に高めることができるので、スパッタリング法を用いる従来の金属層のようにニッケルクロム合金等からなるシード層を要しない。そのため、当該プリント配線板用基材の製造方法は、金属層3のエッチング性に優れるプリント配線板用基材1を製造することができる。
(金属層積層工程)
図2Aに示すように、上記金属層積層工程では、ベースフィルム2の一方側の面に無電解めっきを施すことで、ベースフィルム2の一方側の面に金属層3aを積層する。上記無電解めっきに用いる金属としては、銅、ニッケル、コバルト、金、銀、スズ等が挙げられ、中でも銅が好ましい。また、無電解めっきに用いられるめっき浴には、アルカリ金属水酸化物を含有することが好ましく、水酸化ナトリウムを含有することがより好ましい。このように、無電解めっき浴にアルカリ金属水酸化物を含有することで、このアルカリ金属水酸化物に由来するアルカリ元素を上記金属層積層工程によって得られる金属層3aの一方側の面及び内部に均一に分散させやすい。
また、上記金属層積層工程で積層される金属層3aの平均厚さの下限としては、200nmが好ましく、300nmがより好ましい。一方、上記金属層積層工程で積層される金属層3aの平均厚さの上限としては、1000nmが好ましく、500nmがより好ましい。金属層3aの平均厚さが上記範囲内であることによって、無電解めっき浴に含有されるアルカリ金属酸化物に由来するアルカリ元素を金属層3aの内部の厚さ方向に亘って均一に存在させやすい。
(アルカリ元素量調整工程)
上記アルカリ元素量調整工程は、上記金属層積層工程で積層された金属層3aを酸洗浄する酸洗浄工程(第1洗浄工程)と、この金属層3aを水洗浄する水洗浄工程(第2洗浄工程)とを有する。
〔酸洗浄工程〕
上記酸洗浄工程では、図2Bに示すように、上記金属層積層工程によって形成されたベースフィルム2及び金属層3aの積層体4を硫酸浴等の酸性溶液Xに浸漬し、金属層3aの表面に付着した酸化物を除去する。この酸洗浄工程によって、金属層3aの一方側の面に付着するアルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物等の一部を除去することで、金属層3aの一方側の面のアルカリ元素量の第1段階目の調整を行う。また、当該プリント配線板用基材の製造方法にあっては、上記無電解めっきによってベースフィルム2の一方の面に積層された金属層3aはポーラスな状態であるため、上記金属層積層工程に続いて酸洗浄工程を行うことで、酸洗浄効果が金属層3aの内部まで及ぶと考えられる。
上記酸洗浄工程における酸性溶液Xへの積層体4の浸漬時間の下限としては、10秒が好ましく、20秒がより好ましい。一方、上記浸漬時間の上限としては、180秒が好ましく、150秒がより好ましく、90秒がさらに好ましい。上記浸漬時間が上記下限に満たないと、金属層3aの一方側の面及び内面に付着するアルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物等を十分に除去することができないおそれがある。逆に、上記浸漬時間が上記上限を超えると、金属層3aの一方側の面及び内面に付着するアルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物等の除去率が高くなり過ぎて、当該プリント配線板用基材の製造方法によって得られる当該プリント配線板用基材1の金属層3の一方側の面のアルカリ元素量が少なくなり過ぎるおそれがある。
上記酸洗浄工程における酸性溶液Xの濃度の下限としては、用いる酸にもよるが、例えば2.0体積%以上15.0体積%以下とすることができる。
〔水洗浄工程〕
上記水洗浄工程は、上記酸洗浄工程後に行われる。上記水洗浄工程では、図2Cに示すように、上記酸洗浄工程後の積層体4を水Yに浸漬し、金属層3aの表面に付着した上記めっき浴に由来するアルカリ金属水酸化物や上記酸洗浄工程で使用した酸等を除去する。また、上記水洗工程では、金属層3a内部の酸を除去することでアルカリ元素が過剰に除去されることを抑制する。これにより、金属層3aの一方側の面のアルカリ元素量の第2段階目の調整を行う。
上記水洗浄工程における水Yへの積層体4の1回あたりの浸漬時間の下限としては、10秒が好ましく、20秒がより好ましい。一方、上記浸漬時間の上限としては、180秒が好ましく、120秒がより好ましい。上記浸漬時間が上記下限に満たないと、金属層3aの一方側の面に付着した上記アルカリ金属水酸化物等を十分に除去することができないおそれがある。逆に、上記浸漬時間が上記上限を超える場合、アルカリ元素が過剰に除去されるおそれがある。
上記水洗工程は1回のみ行ってもよい。但し、上記アルカリ金属水酸化物等をより的確に除去する点から、当該プリント配線板用基材の製造方法では、上記水洗工程を複数回行うことが好ましい。上記水洗工程を複数回行う場合、上記水洗工程の回数の下限としては、2回が好ましく、3回がより好ましい。一方、上記水洗工程の回数の上限としては、5回が好ましく、4回がより好ましい。上記水洗工程の回数が上記下限に満たないと、当該プリント配線板用基材の製造方法によって得られる当該プリント配線板用基材1の金属層3の一方側の面のアルカリ元素量が多くなり過ぎるおそれがある。逆に、上記水洗工程の回数が上記上限を超えると、当該プリント配線板用基材の製造方法によって得られる当該プリント配線板用基材1の金属層3の一方側の面のアルカリ元素量が不十分となるおそれがある。
[第二実施形態]
<プリント配線板用基材>
図3のプリント配線板用基材11は、絶縁性を有するベースフィルム2と、ベースフィルム2の一方側の面に積層される金属層13とを備える。当該プリント配線板用基材11は、金属層13の一方側の面(ベースフィルム2と積層される側と反対側の面)のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下である。当該プリント配線板用基材11は、フレキシブルプリント配線板用基材であり、可撓性を有する。当該プリント配線板用基材11のベースフィルム2は、図1のプリント配線板用基材1と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
(金属層)
金属層13は、ベースフィルム2の一方側の面に直接(つまり、接着剤層等の他の層を介さず)積層されている。金属層13は無電解めっき金属を含む。また、金属層13は、無電解めっき金属に加え金属粒子の焼結体を含む。上記無電解めっき金属は、上記焼結体の一方側の面(ベースフィルム2と積層される側と反対側の面)に積層されている。さらに、上記無電解めっき金属は、上記焼結体の空隙に充填されている。これにより、金属層13は、金属粒子の焼結体から形成される焼結体層14と、上記無電解めっき金属によって形成される無電解めっき層15とを有する。
当該プリント配線板用基材11は、上記無電解めっき金属が上記焼結体の一方側の面に積層されているので、ベースフィルム2との密着力に優れる金属層13を比較的安価に形成することができる。
焼結体層14は、複数の上記金属粒子同士が金属酸化物等によって固着された構成を有する。上記金属粒子を構成する金属としては、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀等が挙げられる。中でも、導電性及びベースフィルム2との密着力及びエッチング性に優れる銅が好ましい。
上記金属粒子の平均粒子径の下限としては、1nmが好ましく、10nmがより好ましく、30nmがさらに好ましい。一方、上記金属粒子の平均粒子径の上限としては、500nmが好ましく、300nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。つまり、上記金属粒子は、平均粒子径が上記範囲内の金属ナノ粒子であることが好ましい。上記平均粒子径が上記下限より小さいと、焼結体層14を形成する際に用いられるインク中での金属粒子の分散性及び安定性が低下するおそれがある。逆に、上記平均粒子径が上記上限を超えると、上記インク中で金属粒子が沈殿しやすくなるおそれがあると共に、インクを塗布した際に金属粒子の密度が不均一になるおそれがある。なお、上記金属粒子は、全てが金属ナノ粒子であることが好ましいが、金属ナノ粒子及びこの金属ナノ粒子以外の粒子(つまり、粒子径が1000nm以上の金属粒子)を含んでいてもよい。焼結体層14が上記金属ナノ粒子及びこの金属ナノ粒子以外の金属粒子を含む場合、全金属粒子100質量部に対する上記金属ナノ粒子の含有割合の下限としては、70質量部が好ましく、90質量部がより好ましい。なお、「平均粒子径」とは、レーザー回折法により測定される粒子径の分布において体積積算値が50%となる粒子径を意味する。
焼結体層14の平均厚さの下限としては、10nmが好ましく、50nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。一方、焼結体層14の平均厚さの上限としては、1000nmが好ましく、700nmがより好ましく、500nmがさらに好ましい。焼結体層14の平均厚さが上記下限より小さいと、平面視において焼結体層14に切れ目が生じて導電性が低下するおそれがある。逆に、焼結体層14の平均厚さが上記上限を超えると、例えばセミアディティブ法による配線形成に適用した際、導電パターン間の焼結体層14の除去に時間を要し、生産性が低下するおそれがある。
無電解めっき層15は、図1のプリント配線板1の金属層3と同様の無電解めっきによって形成される。無電解めっき層15は、焼結体層14の一方側の面の全面を被覆している。つまり、金属層13の一方側の面は全て無電解めっき層15によって構成されている。金属層13の一方側の面を基準とする無電解めっき層15の平均被覆深さの下限としては、200nmが好ましく、300nmがより好ましい。一方、上記平均被覆深さの上限としては、1000nmが好ましく、500nmがより好ましい。上記平均被覆深さが上記範囲内であることによって、上述のアルカリ元素を金属層13の内部の厚さ方向に亘って均一に存在させやすい。つまり、上記平均被覆深さが上記範囲内である場合、無電解めっき層15の内部に加え、上記焼結体の空隙に上述のアルカリ元素を均一に行き渡らせや層14の一方側の面との厚さ方向距離の平均値をいう。
金属層13の一方側の面のアルカリ元素及びアルカリ元素量としては、図1のプリント配線板用基材1と同様とすることができる。
<プリント配線板用基材の製造方法>
次に、図4A〜図4Cを参照して、図3のプリント配線板用基材11の製造方法について説明する。
当該プリント配線板用基材の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルム2の一方側の面に金属層13aを積層する金属層積層工程と、金属層13aの一方側の面のアルカリ元素量を0.1atm%以上20atm%以下とするアルカリ元素量調整工程とを備える。上記アルカリ元素量調整工程としては、図2B及び図2Cのアルカリ元素量調整工程と同様とすることができるため、説明を省略する。
(金属層積層工程)
上記金属層積層工程は、金属粒子16を含む導電性インクの塗布によりベースフィルム2の一方側の面に塗膜17を形成する塗膜形成工程と、塗膜17の焼成により金属粒子16の焼結体14aから構成される焼結体層14を形成する焼結体層形成工程と、無電解めっきによって焼結体層14の一方側の面に無電解めっき層15aを積層する無電解めっき層積層工程とを備える。
〔塗膜形成工程〕
上記塗膜形成工程では、図4Aに示すように、ベースフィルム2の一方側の面に金属粒子16を含む導電性インクを塗布し、この導電性インクを乾燥させることで塗膜17を形成する。なお、塗膜17には、上記導電性インクの分散媒等が含まれていてもよい。
〈金属粒子〉
上記インクに分散させる金属粒子16は、高温処理法、液相還元法、気相法等で製造することができる。中でも、液相還元法によれば、製造コストをより低減できる上、水溶液中での攪拌等により、容易に金属粒子16の粒子径を均一にすることができる。金属粒子16は、このように、高温処理法、液相還元法、気相法等で製造されることによって、例えば平均粒子径が1nm以上500nm以下に調整される。
液相還元法によって金属粒子16を製造するためには、例えば水に金属粒子16を形成する金属のイオンのもとになる水溶性の金属化合物と分散剤とを溶解すると共に、還元剤を加えて一定時間金属イオンを還元反応させればよい。液相還元法の場合、製造される金属粒子16は形状が球状又は粒状で揃っており、しかも微細な粒子とすることができる。上記金属イオンのもとになる水溶性の金属化合物として、例えば銅の場合は硝酸銅(II)(Cu(NO)、硫酸銅(II)五水和物(CuSO・5HO)等が挙げられる。また銀の場合は硝酸銀(I)(AgNO)、メタンスルホン酸銀(CHSOAg)等、金の場合はテトラクロロ金(III)酸四水和物(HAuCl・4HO)、ニッケルの場合は塩化ニッケル(II)六水和物(NiCl・6HO)、硝酸ニッケル(II)六水和物(Ni(NO・6HO)等が挙げられる。他の金属粒子についても、塩化物、硝酸化合物、硫酸化合物等の水溶性の化合物を用いることができる。
上記還元剤としては、液相(水溶液)の反応系において、金属イオンを還元及び析出させることができる種々の還元剤を用いることができる。この還元剤としては、例えば水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、ヒドラジン、3価のチタンイオンや2価のコバルトイオン等の遷移金属のイオン、アスコルビン酸、グルコースやフルクトース等の還元性糖類、エチレングリコールやグリセリン等の多価アルコールなどが挙げられる。中でも、上記還元剤としては3価のチタンイオンが好ましい。なお、3価のチタンイオンを還元剤とする液相還元法は、チタンレドックス法という。チタンレドックス法では、3価のチタンイオンが4価に酸化される際の酸化還元作用によって金属イオンを還元し、金属粒子を析出させる。チタンレドックス法で得られる金属粒子16は、粒子径が小さくかつ揃っているため、金属粒子16がより高密度に充填され、塗膜17をより緻密な膜に形成することができる。
金属粒子16の粒子径を調整するには、金属化合物、分散剤及び還元剤の種類並びに配合割合を調整すると共に、金属化合物を還元反応させる際に、攪拌速度、温度、時間、pH等を調整すればよい。反応系のpHの下限としては7が好ましく、反応系のpHの上限としては13が好ましい。反応系のpHを上記範囲とすることで、微小な粒子径の金属粒子16を得ることができる。このときpH調整剤を用いることで、反応系のpHを上記範囲に容易に調整することができる。このpH調整剤としては、塩酸、硫酸、硝酸、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等の一般的な酸又はアルカリが使用できるが、特に周辺部材の劣化を防止するために、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン元素、硫黄、リン、ホウ素等の不純物を含まない硝酸及びアンモニアが好ましい。
金属粒子16の平均粒子径の下限としては、1nmが好ましく、10nmがより好ましく、30nmがさらに好ましい。一方、金属粒子16の平均粒子径の上限としては、500nmが好ましく、300nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。金属粒子16の平均粒子径が上記下限より小さいと、インク中での金属粒子16の分散性及び安定性が低下するおそれがある。一方、金属粒子16の平均粒子径が上記上限を超えると、金属粒子16が沈殿しやすくなるおそれがあると共に、インクを塗布した際に金属粒子16の密度が不均一になるおそれがある。
インク中の金属粒子16の含有割合の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。また、インク中の金属粒子16の含有割合の上限としては、50質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。金属粒子16の含有割合を上記下限以上とすることで、塗膜17をより緻密な膜に形成することができる。一方、金属粒子16の含有割合が上記上限を超えると、塗膜17の膜厚が不均一になるおそれがある。
〈その他の成分〉
上記導電性インクには、金属粒子16以外に分散剤が含まれていてもよい。この分散剤としては、特に限定されず、金属粒子16を良好に分散させることができる種々の分散剤を用いることができる。
上記分散剤は、周辺部材の劣化防止の観点より、硫黄、リン、ホウ素、ハロゲン及びアルカリを含まないものが好ましい。好ましい分散剤としては、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン等のアミン系の高分子分散剤、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等の分子中にカルボキシ基を有する炭化水素系の高分子分散剤、ポバール(ポリビニルアルコール)、スチレン−マレイン酸共重合体、オレフィン−マレイン酸共重合体、1分子中にポリエチレンイミン部分とポリエチレンオキサイド部分とを有する共重合体等の極性基を有する高分子分散剤などを挙げることができる。
分散剤の分子量の下限としては、2,000が好ましく、分散剤の分子量の上限としては、300,000が好ましい。分子量が上記範囲の分散剤を用いることで、金属粒子16を導電性インク中に良好に分散させることができ、塗膜17の膜質を緻密でかつ欠陥のないものにすることができる。上記分散剤の分子量が上記下限より小さいと、金属粒子16の凝集を防止して分散を維持する効果が十分に得られないおそれがある。逆に、上記分散剤の分子量が上記上限を超えると、分散剤の嵩が大きすぎて、塗膜17の焼成時において、金属粒子16同士の焼結を阻害してボイドを生じさせるおそれがある。また、分散剤の嵩が大きすぎると、塗膜17の緻密さが低下したり、分散剤の分解残渣が導電性を低下させるおそれがある。
上記分散剤は、水又は水溶性有機溶媒に溶解させた溶液の状態で導電性インクに配合することもできる。導電性インクに分散剤を配合する場合、分散剤の含有割合の下限としては、100質量部の金属粒子16に対して1質量部が好ましい。一方、分散剤の含有割合の上限としては、100質量部の金属粒子16に対して60質量部が好ましい。上記分散剤の含有割合が上記下限に満たないと、金属粒子16の凝集防止効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記分散剤の含有割合が上記上限を超えると、塗膜17の焼成時に過剰の分散剤が金属粒子16の焼結を阻害してボイドが発生するおそれがあり、また、分散剤の分解残渣が不純物として焼結体層14中に残存して導電性を低下させるおそれがある。
上記導電性インクにおける分散媒としては、例えば水が使用できる。水を分散媒とする場合、水の含有割合の下限としては、100質量部の金属粒子16に対して20質量部が好ましい。また、水の含有割合の上限としては、100質量部の金属粒子16に対して1,900質量部が好ましい。分散媒である水は、例えば分散剤を十分に膨潤させて分散剤で囲まれた金属粒子16を良好に分散させる役割を果たすが、上記水の含有割合が上記下限に満たないと、この分散剤の膨潤効果が不十分となるおそれがある。一方、上記水の含有割合が上記上限を超えると、導電性インク中の金属粒子16の含有割合が少なくなり、必要な厚さと密度とを有する良好な焼結体層14を形成できないおそれがある。
上記導電性インクに必要に応じて配合する有機溶媒として、水溶性である種々の有機溶媒が使用可能である。その具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールやその他のエステル類、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。
水溶性の有機溶媒の含有割合としては、金属粒子100質量部当たり30質量部以上900質量部以下が好ましい。上記水溶性の有機溶媒の含有割合が上記下限に満たないと、上記有機溶媒による分散液の粘度調整及び蒸気圧調整の効果が十分に得られないおそれがある。逆に、上記水溶性の有機溶媒の含有割合が上記上限を超えると、水による分散剤の膨潤効果が不十分となり、導電性インク中で金属粒子の凝集が生じるおそれがある。
なお、液相還元法で金属粒子16を製造する場合、液相(水溶液)の反応系で析出させた金属粒子16は、ろ別、洗浄、乾燥、解砕等の工程を経て、一旦粉末状としたものを用いて導電性インクを調製することができる。この場合は、粉末状の金属粒子16と、水等の分散媒と、必要に応じて分散剤、有機溶媒等とを所定の割合で配合し、金属粒子16を含む導電性インクとすることができる。このとき、金属粒子16を析出させた液相(水溶液)を出発原料として導電性インクを調製することが好ましい。具体的には、析出した金属粒子16を含む液相(水溶液)を限外ろ過、遠心分離、水洗、電気透析等の処理に供して不純物を除去し、必要に応じて濃縮して水を除去する。又は、逆に水を加えて金属粒子16の濃度を調節した後、さらに必要に応じて有機溶媒を所定の割合で配合することによって金属粒子16を含む導電性インクを調製する。この方法では、金属粒子16の乾燥時の凝集による粗大で不定形な粒子の発生を防止することができ、緻密で均一な焼結体層14を形成しやすい。
〈導電性インクの塗布方法〉
金属粒子16を分散させた導電性インクをベースフィルム2の一方側の面に塗布する方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ダイコート法、スリットコート法、ロールコート法、ディップコート法等の従来公知の塗布法を用いることができる。また、スクリーン印刷、ディスペンサ等によりベースフィルム2の一方側の面の一部のみに導電性インクを塗布するようにしてもよい。導電性インクの塗布後、例えば室温以上の温度で乾燥することにより塗膜17が形成される。乾燥温度の上限としては、100℃が好ましく、40℃がより好ましい。乾燥温度が上記上限を超えると、塗膜17の急激な乾燥により、塗膜17にクラックが発生するおそれがある。
〔焼結体層形成工程〕
上記焼結体層形成工程では、図4Bに示すように、塗膜17の焼成により金属粒子16の焼結体14aを含む焼結体層14を形成する。
〈焼成〉
上記焼成により金属粒子16同士が焼結すると共に、焼結体14aがベースフィルム2の一方側の面に固着される。なお、導電性インクに含まれ得る分散剤やその他の有機物は、焼成によって揮発又は分解される。また、焼結体14aとベースフィルム2との界面近傍では、焼成によって金属粒子16が酸化されるため、金属粒子16に基づく金属水酸化物やその金属水酸化物に由来する基の生成を抑えつつ、金属粒子16に基づく金属酸化物やその金属酸化物に由来する基が生成する。この焼結体14aとベースフィルム2との界面近傍に生成した金属酸化物及び金属酸化物に由来する基は、ベースフィルム2を構成するポリイミド等の樹脂と強く結合するため、ベースフィルム2と焼結体14aとの間の密着力が大きくなる。
上記焼成は、焼結体14aとベースフィルム2との界面近傍の金属粒子16の酸化を促進させるため、一定量の酸素が含まれる雰囲気下で行うことが好ましい。この場合、焼成雰囲気の酸素濃度の下限としては、1体積ppmが好ましく、10体積ppmがより好ましい。一方、上記酸素濃度の上限としては、10,000体積ppmが好ましく、1,000体積ppmがより好ましい。上記酸素濃度が上記下限に満たないと、焼結体14aとベースフィルム2との界面近傍における金属酸化物及び金属酸化物に由来する基の生成量が少なくなり、ベースフィルム2と焼結体14aとの間の密着力を十分に向上させることができなくなるおそれがある。逆に、上記酸素濃度が上記上限を超えると、金属粒子16の過度の酸化により焼結体14aの導電性が低下するおそれがある。
上記焼成の温度の下限としては、150℃が好ましく、200℃がより好ましい。一方、上記焼成の温度の上限としては、500℃が好ましく、400℃がより好ましい。上記焼成の温度が上記下限に満たないと、焼結体14aとベースフィルム2との界面近傍における金属酸化物及び金属酸化物に由来する基の生成量が少なくなり、ベースフィルム2と焼結体14aとの間の密着力を十分に向上させることができなくなるおそれがある。逆に、上記焼成の温度が上記上限を超えると、ベースフィルム2が変形するおそれがある。なお、焼成時間については、特に限定されないが、例えば30分以上600分以下の範囲とすればよい。
〔無電解めっき層積層工程〕
上記無電解めっき積層工程では、図4Cに示すように、焼結体14aの一方側の面に無電解めっき層15aを積層する。上記無電解めっきに用いる金属としては、図2Aの金属層積層工程で用いる金属と同様の金属が挙げられる。
上記無電解めっき層積層工程では、焼結体14aの一方側の面の全面を無電解めっき層15aによって被覆する。これにより、金属層13aの一方側の面は全て無電解めっき層15aによって構成される。上記無電解めっき積層工程で積層される無電解めっき層15aの金属層13aの一方側の面を基準とする平均被覆深さの下限としては、200nmが好ましく、300nmがより好ましい。一方、上記平均被覆深さの上限としては、1000nmが好ましく、500nmがより好ましい。上記平均被覆深さが上記範囲内であることによって、上述のアルカリ元素を金属層13aの内部の厚さ方向に亘って均一に存在させやすい。つまり、上記平均被覆深さが上記範囲内である場合、無電解めっき層15aの内部に加え、上記焼結体14aの空隙に上述のアルカリ元素を均一に行き渡らせやすい。
当該プリント配線板用基材の製造方法は、焼結体14aの一方側の面に無電解めっきによって形成される無電解めっき層15aを積層する無電解めっき層積層工程を備えているので、ベースフィルム2との密着力に優れる金属層13を比較的安価に形成することができる。
<プリント配線板>
図5のプリント配線板21は、図3のプリント配線板用基材11を用いている。詳細には、当該プリント配線板21は、図3のプリント配線板用基材11の無電解めっき層15の一方側の面に電気めっき層22が積層されたプリント配線板用基材を用いている。電気めっき層22は、無電解めっき層15の一方側の面に直接積層されている。電気めっき層22は、電気めっきによって形成される電気めっき金属を含む。
当該プリント配線板21は、ベースフィルム2の一方側の面に導電パターン23が形成されている。導電パターン23は、当該プリント配線板用基材11の無電解めっき層15の一方側の面に電気めっき層22が積層された積層体をパターニングしたもので、この積層体の一部を含む。この際のパターニング方法としては、例えば上記積層体にレジストパターン等のマスキングを施してエッチングする方法(サブトラクティブ法)を採用することができる。
当該プリント配線板21は、当該プリント配線板用基材11を用いているので無電解めっき層15の一方側の面(電気めっき層22との積層面)のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下である。そのため、当該プリント配線板21は、ベースフィルム2及び導電パターン23の密着力、特に耐熱密着力に優れる。また、当該プリント配線板21は、当該プリント配線板用基材11が優れたエッチング性を有することから、微細回路の形成が容易である。なお、無電解めっき層の一方側の面のアルカリ元素量は、例えばEDX法又はEDS法によって測定可能である。
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、当該プリント配線板用基材は、ベースフィルムの片面のみに金属層が積層される必要はなく、ベースフィルムの両面に金属層が積層されていてもよい。
当該プリント配線板用基材は、必ずしもフレキシブルプリント配線板用基材である必要はなく、リジッド基材であってもよい。この場合、上記ベースフィルムの主成分としては、例えば紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、ガラスエポキシ、ガラス基材等の硬質材、軟質材と硬質材とを複合したリジッドフレキシブル材などが挙げられる。
当該プリント配線板用基材は、上記金属層の一方側の面に他の金属層が積層されていてもよい。この他の金属層としては、特に限定されるものではないが、例えば電気めっきによって形成される電気めっき層が挙げられる。また、この電気めっき層の主成分としては、例えば銅、ニッケル、コバルト、金、銀、スズ及びこれらの合金等が挙げられる。中でも、比較的安価で、かつエッチング性に優れる銅が好ましい。
当該プリント配線板は、例えば図1のプリント配線板用基材1を用いて形成されてもよい。
当該プリント配線板は、セミアディティブ法によって導電パターンを形成したものであってもよい。
上記アルカリ元素量調整工程では、上述のように酸洗浄工程の後に水洗浄工程を行うことが好ましいが、水洗浄工程の後に酸洗浄工程を行うことも可能である。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[No.1]
平均厚さ25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製「アピカルNPI」)からなるベースフィルムを用意した。硫酸銅8.5g/l、ホルムアルデヒド4.1g/l及び水酸化ナトリウム4.5g/lを含む無電解めっき浴を建浴し、上記ベースフィルムを7分間浸漬し、このベースフィルムの一方側の面に無電解めっき金属から構成される平均厚さ420nmの金属層を積層した。さらに、このベースフィルム及び金属層の積層体を濃度10体積%の硫酸浴に30秒間浸漬した後、30秒間×3回の水洗を行い、No.1のプリント配線板用基材を製造した。このプリント配線板用基材の金属層の一方側の面(ベースフィルムと積層される側と反対側の面)をアルバック・ファイ株式会社製の「QuanteraSXM」を用いたX線光電子分光法(ESCA)によって測定したところ、ナトリウム量は5.8atm%であった。この金属層の一方側の面に電気めっきにて電気めっき層を積層し、金属層及び電気めっき層の合計厚さを18μmとした。
[No.2]
No.1と同様のポリイミドフィルムからなるベースフィルムを用意した。No.1と同様の無電解めっき浴を建浴し、上記ベースフィルムを7分間浸漬し、このベースフィルムの一方側の面に無電解めっき金属から構成される平均厚さ450nmの金属層を積層した。さらに、このベースフィルム及び金属層の積層体を濃度5体積%の硫酸浴に90秒間浸漬した後、30秒間×3回の水洗を行い、No.2のプリント配線板用基材を製造した。このプリント配線板用基材の金属層の一方側の面をNo.1と同様のX線光電子分光法によって測定したところ、ナトリウム量は18.5atm%であった。この金属層の一方側の面に電気めっきにて電気めっき層を積層し、金属層及び電気めっき層の合計厚さを18μmとした。
[No.3]
No.1と同様のポリイミドフィルムからなるベースフィルムを用意した。No.1と同様の無電解めっき浴を建浴し、上記ベースフィルムを7分間浸漬し、このベースフィルムの一方側の面に無電解めっき金属から構成される平均厚さ450nmの金属層を積層した。さらに、このベースフィルム及び金属層の積層体を濃度10体積%の硫酸浴に180秒間浸漬した後、30秒間×3回の水洗を行い、No.3のプリント配線板用基材を製造した。このプリント配線板用基材の金属層の一方側の面をNo.1と同様のX線光電子分光法によって測定したところ、ナトリウム量は0.3atm%であった。この金属層の一方側の面に電気めっきにて電気めっき層を積層し、金属層及び電気めっき層の合計厚さを18μmとした。
[No.4]
No.1と同様のポリイミドフィルムからなるベースフィルムを用意した。No.1と同様の無電解めっき浴を建浴し、上記ベースフィルムを7分間浸漬し、このベースフィルムの一方側の面に無電解めっき金属から構成される平均厚さ380nmの金属層を積層した。さらに、このベースフィルム及び金属層の積層体を濃度10体積%の硫酸浴に200秒間浸漬した後、30秒間×3回の水洗を行い、No.4のプリント配線板用基材を製造した。このプリント配線板用基材の金属層の一方側の面をNo.1と同様のX線光電子分光法によって測定したところ、ナトリウム量は0.1atm%であった。この金属層の一方側の面に電気めっきにて電気めっき層を積層し、金属層及び電気めっき層の合計厚さを18μmとした。
[No.5]
No.1と同様のポリイミドフィルムからなるベースフィルムを用意した。No.1と同様の無電解めっき浴を建浴し、上記ベースフィルムを7分間浸漬し、このベースフィルムの一方側の面に無電解めっき金属から構成される平均厚さ430nmの金属層を積層した。さらに、このベースフィルム及び金属層の積層体に30秒間×3回の水洗を行い、No.5のプリント配線板用基材を製造した。このプリント配線板用基材の金属層の一方側の面をNo.1と同様のX線光電子分光法によって測定したところ、ナトリウム量は25.1atm%であった。この金属層の一方側の面に電気めっきにて電気めっき層を積層し、金属層及び電気めっき層の合計厚さを18μmとした。
(初期密着力)
No.1〜No.5の電気めっき層形成後のプリント配線板用基材のベースフィルムと金属層との間の剥離強度(初期密着力)をJIS−C6471:1995に準拠する180°方向引き剥がし試験により測定した。この剥離強度の測定結果を表1に示す。
(耐熱密着力)
No.1〜No.5の電気めっき層形成後のプリント配線板用基材を150℃大気の雰囲気下で168時間保持した後におけるベースフィルムと金属層との剥離強度(耐熱密着力)をJIS−C6471:1995に準拠する180°方向引き剥がし試験により測定した。この剥離強度の測定結果を表1に示す。
Figure 2019038148
<評価結果>
表1に示すように、金属層の一方側の面のナトリウム量が0.1atm%〜18.5atm%の範囲内であるNo.1〜No.4のプリント配線板用基材は、金属層の一方側の面のナトリウム量が25.1atm%であるNo.5のプリント配線板用基材よりも初期密着力及び耐熱密着力がいずれも高くなっている。中でも、金属層の一方側の面のナトリウム量が5.8atm%、18.5atm%及び0.3atm%であるNo.1〜No.3のプリント配線板用基材は、金属層の一方側の面のナトリウム量が0.1atm%であるNo.4のプリント配線板用基材よりも初期密着力及び耐熱密着力が共に高くなっており、かつ初期密着力に対する耐熱密着力の比も高くなっている。このことから、No.1〜No.3のプリント配線板用基材は、室温環境下及び高温環境下の両環境下における耐久性が特に優れていることが分かる。
以上のように、本発明のプリント配線板用基材は、エッチング性及びベースフィルムとの密着力に優れる金属層を有しているので、例えば小型の電子機器等に使用されるプリント配線板用基材として適している。
1,11 プリント配線板用基材
2 ベースフィルム
3,3a,13,13a 金属層
4 積層体
14 焼結体層
14a 焼結体
15,15a 無電解めっき層
16 金属粒子
17 塗膜
21 プリント配線板
22 電気めっき層
23 導電パターン
X 酸性溶液
Y 水

Claims (5)

  1. 絶縁性を有するベースフィルムと、
    このベースフィルムの一方側の面に積層される金属層と
    を備え、
    上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量が0.1atm%以上20atm%以下であるプリント配線板用基材。
  2. 上記金属層が無電解めっき金属を含む請求項1に記載のプリント配線板用基材。
  3. 上記金属層が金属粒子の焼結体をさらに含み、上記無電解めっき金属が上記焼結体の一方側の面に積層されている請求項2に記載のプリント配線板用基材。
  4. 上記アルカリ元素がナトリウムであり、上記金属層の主成分が銅である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のプリント配線板用基材。
  5. 絶縁性を有するベースフィルムの一方側の面に金属層を積層する金属層積層工程と、
    上記金属層の一方側の面のアルカリ元素量を0.1atm%以上20atm%以下とするアルカリ元素量調整工程と
    を備えるプリント配線板用基材の製造方法。
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