JP2023114963A - 回路基板用導電性フィルム、回路基板用導電性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態の回路基板用導電性フィルム(以下、単にフィルムともいう。)は、基材と、基材の少なくとも一方の面側に設けられた積層体とを備える。積層体は、基材側から、薄膜銅層と、防錆層とをこの順に有する。防錆層は、銅とニッケルとの合金を含む。銅とニッケルとの合金のうち、銅の割合は、35~70質量%である。防錆層の平均厚みは、1~9nmである。以下、それぞれについて説明する。
基材は特に限定されない。一例を挙げると、基材は、PI(ポリイミド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PMMA(メタクリル樹脂)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、COP(シクロオレフィンポリマー樹脂)、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)、PS(ポリスチレン樹脂)、フッ素樹脂(たとえば、PTFE、PFA、ETFE、FEP)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)等である。これらの基材が採用されることにより、本実施形態のフィルムは、ハンドリングされやすく、生産性が高められやすい。
中間層は、基材と薄膜銅層との間に、好適に設けられる層である。また、中間層は、フィルムの用途(たとえば、スパッタFCCL用フィルムまたは薄膜銅層転写フィルム等)によって、適宜材料が選択され得る。以下、一例として、本実施形態のフィルムがスパッタFCCL用フィルムであるか、または、薄膜銅層転写フィルムである場合について、説明する。
図1は、本実施形態のフィルム1aの模式的な断面図である。本実施形態のフィルム1aがスパッタFCCL用フィルムである場合、中間層3aは、基材2と薄膜銅層4との密着性を高めるための密着層として設けられる。なお、参照符号5は、防錆層である。
図2は、本実施形態のフィルム1bの模式的な断面図である。本実施形態のフィルム1bが薄膜銅層転写フィルムである場合、中間層3bは、転写後に基材2を剥離する際の剥離層として設けられる。なお、参照符号5は、防錆層である。
積層体は、基材の少なくとも一方の面側に設けられる。積層体は、基材側から、薄膜銅層と、防錆層とをこの順に有する。
薄膜銅層は、回路基板の電極形成の下地として設けられる。銅は、回路基板に用いられる他の金属等と比べて安価であり、比抵抗値が低いため、回路基板用の導電パターンを形成する際の金属種として好適である。また、薄膜銅層が設けられることにより、その後にめっき銅層を形成する際に、銅が堆積しやすい。薄膜銅層は、上記した中間層とともに、FPC(Flexible Printed Circuit)化される際に、フォトリソグラフィ工程によって所望のパターンにエッチングされる。
防錆層は、薄膜銅層上に設けられる。防錆層は、空気中の酸素によって優先的に酸化(腐食)される。これにより、防錆層は、薄膜銅層の酸化を防止する。
以下、本発明の一実施形態の回路基板用導電性フィルムの製造方法(以下、フィルムの製造方法ともいう。)について、フィルムの用途がスパッタFCCL用フィルムである場合、および、薄膜銅層転写フィルムである場合について、それぞれの製造方法を説明する。
フィルムの用途がスパッタFCCL用フィルムである場合、本実施形態のフィルムの製造方法は、基材を準備する工程と、基材の少なくとも一方の面側に、基材側から、中間層、薄膜銅層、防錆層をこの順に有する積層体を形成する工程と、積層体を形成した後に、防錆層を除去する工程と、防錆層を除去した後に、薄膜銅層上に電解めっき法により、めっき銅層を形成する工程とを有する。防錆層は、銅とニッケルとの合金を含む。中間層は、銅とニッケルとの合金を含む。防錆層における、銅とニッケルとの合金のうち、銅の割合は、35~70質量%である。防錆層の平均厚みは、1~9nmである。以下、それぞれについて説明する。なお、以下の説明において、基材、中間層および積層体は、フィルムの実施形態において上記したものと同様である。
準備された基材の少なくとも一方の面側に、基材側から、中間層、薄膜銅層、防錆層をこの順に有する積層体が形成される。
防錆層を除去する方法は特に限定されない。一例を挙げると、防錆層は、希硫酸、過酸化水素、塩化第二鉄等の酸を用いて洗浄することにより、除去され得る。本実施形態のフィルムは、防錆層の厚みが1~9nmである。そのため、防錆層は、充分に除去されやすく、薄膜銅層上に残存しにくい。図3は、本実施形態のフィルムの製造方法において、防錆層5(図1参照)が除去された状態を表す模式的な断面図である。
防錆層が除去された後、露出された薄膜銅層4上に、電解めっき法により、めっき銅層が形成される。電解めっき法の条件は特に限定されない。一例を挙げると、電解めっき法は、硫酸銅浴にフィルムを浸漬させるとともに、硫酸銅浴等に電極を浸漬させ、フィルム-電極間に電圧を印加させて、硫酸銅浴中の銅イオンをフィルムの薄膜銅層上で還元反応させることで実施され得る。
フィルムの用途が薄膜銅層転写フィルムである場合、本実施形態のフィルムの製造方法は、基材を準備する工程と、基材の少なくとも一方の面側に、基材側から、中間層、薄膜銅層、防錆層をこの順に有する積層体を形成する工程と、積層体を形成した後に、防錆層を除去する工程と、防錆層を除去した後に、薄膜銅層上に電解めっき法により、めっき銅層を形成する工程とを有する。防錆層は、銅とニッケルとの合金を含む。中間層は、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン化合物、アクリル樹脂、ポリエチレンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスのうち少なくともいずれか1種を含む。銅とニッケルとの合金のうち、銅の割合は、35~70質量%である。防錆層の平均厚みは、1~9nmである。以下、それぞれについて説明する。なお、以下の説明において、基材、中間層および積層体は、フィルムの実施形態において上記したものと同様である。
準備された基材の少なくとも一方の面側に、基材側から、中間層、薄膜銅層、防錆層をこの順に有する積層体が形成される。
防錆層を除去する方法は特に限定されない。一例を挙げると、防錆層は、スパッタFCCL用フィルムである場合において上記した方法により、除去され得る。図5は、本実施形態のフィルムの製造方法において、防錆層5(図2参照)が除去された状態を表す模式的な断面図である。
めっき銅層を形成する方法は特に限定されない。一例を挙げると、めっき銅層は、スパッタFCCL用フィルムである場合において上記した方法により、形成され得る。
PIからなる基材(厚み25μm)を準備した。基材に対して、スパッタリング装置を用いて、膜厚が10nmとなるように、銅とニッケルとの合金を含む中間層を形成した。次いで、中間層に対して、スパッタリング装置を用いて、膜厚が120nmとなるように、薄膜銅層を形成した。その後、薄膜銅層に対して、スパッタリング装置を用いて、膜厚が1nmとなるように、防錆層を形成し、回路基板用導電性フィルムを作製した。
表1に示される処方にしたがって、各層の種類、厚みを調整した以外は、実施例1と同様の方法により、回路基板用導電性フィルムを作製した。なお、表1において、「Ni-35Cu」は、Cuが35質量%であり、Niが65質量%であるNi-Cu合金のスパッタリングターゲットを用いたことを示している。「Ni-55Cu」は、Cu(銅)が55質量%であり、Ni(ニッケル)が45質量%であるNi-Cu合金のスパッタリングターゲットを用いたことを示している。「Ni-70Cu」は、Cu(銅)が70質量%であり、Ni(ニッケル)が30質量%であるNi-Cu合金のスパッタリングターゲットを用いたことを示している。この際、Ni-35Cuのターゲットを用いて成膜したFCCLの中間層、防錆層におけるNi-Cu合金の組成比は、XPS分析を行ったところ、ターゲットの組成比とスパッタリング成膜した膜自体の組成比との間に実質的な差異がなかったことを確認した。よって、膜の組成比とターゲットの組成比とは、同じとみなし得る。同様に、Ni-55CuおよびNi-70Cuのそれぞれのターゲットを用いて成膜した防錆層におけるNi-Cu合金の組成比は、いずれも、ターゲットの組成比とスパッタリング成膜した膜自体の組成比との間に実質的な差異がないものとみなし得る。また、比較例4では、防錆層を設けなかった。
フィルムに対して、250℃の雰囲気下で加熱処理を2.5時間行った。その後、基材と反対側の最表面において、10cmの間隔を空けた領域における電気抵抗値を、市販のテスター(デジタルマルチメータ 日置電機(株)製、DT4222)を用いて測定した。具体的には、基材と反対側の最表面において、テスターの2つの端子同士を約10cmの間隔を空けて測定した。なお、初期の最表面の電気抵抗値は、いずれのサンプルも、0.8~0.9Ωであった。
フィルムに対して、85℃85%RH(相対湿度)の雰囲気下で加熱加湿処理を500時間行った。その後、基材と反対側の最表面において、10cmの間隔を空けた領域における電気抵抗値を、市販のテスター(デジタルマルチメータ 日置電機(株)製、DT4222)を用いて測定した。具体的には、基材と反対側の最表面において、テスターの2つの端子同士を約10cmの間隔を空けて測定した。なお、初期の最表面の電気抵抗値は、いずれのサンプルも、0.8~0.9Ωであった。
5cm×約10cmのPETフィルムに、上記実施例および比較例で採用した各種の防錆層のみをスパッタリングした。スパッタリング後のサンプルを、奥野製薬工業(株)製の希硫酸(酸性脱脂剤(DP-320クリーン))を10倍希釈した液を入れたビーカー内に、ピンセットを用いて半分程度、約10分間、浸漬させて、防錆層がエッチングされるかどうかを目視で観察し、以下の評価基準に従って評価した。なお、防錆層がNi-20Crであるサンプルについては、透明PIフィルム上に防錆層のみをスパッタリングして形成したサンプルを、上記と同じ希硫酸に半分程度を浸漬させて、エッチング性を目視で観察した。なお、本評価方法では、目視で観察しやすくするために、透明のPETフィルム単体に防錆層のみをスパッタリングしてサンプルを形成したが、実際の構成で作成したサンプルと比較して、防錆層のエッチング性については目視観察で差異がなかったから、上記実施例および比較例で作製したフィルムを用いる場合であっても、同様の結果が得られる。
(評価基準)
○:防錆層が完全に除去された。
△:防錆層が完全には除去されなかったが、実使用上、問題なかった。
×:防錆層が除去されずに残った。
2 基材
3a、3b 中間層
4 薄膜銅層
5 防錆層
6 めっき銅層
7 接着層
8 被転写基材
Claims (8)
- 基材と、前記基材の少なくとも一方の面側に設けられた積層体とを備え、
前記積層体は、前記基材側から、薄膜銅層と、防錆層とをこの順に有し、
前記防錆層は、銅とニッケルとの合金を含み、
前記銅と前記ニッケルとの合金のうち、前記銅の割合は、35~70質量%であり、
前記防錆層の平均厚みは、1~9nmである、回路基板用導電性フィルム。 - 前記基材と前記薄膜銅層との間に、中間層が設けられた、請求項1記載の回路基板用導電性フィルム。
- 前記中間層は、銅とニッケルとの合金を含む、請求項2記載の回路基板用導電性フィルム。
- 前記中間層は、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン化合物、アクリル樹脂、ポリエチレンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスのうちの少なくともいずれか1種を含む、請求項2記載の回路基板用導電性フィルム。
- 250℃の雰囲気下で加熱処理を2.5時間行った場合に、前記基材と反対側の最表面において、長さ10cmの間隔を空けた領域における電気抵抗値が30Ω以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の回路基板用導電性フィルム。
- 85℃85%RH(相対湿度)の雰囲気下で加熱加湿処理を500時間行った場合に、前記基材と反対側の最表面において、長さ10cmの間隔を空けた領域における最表面の電気抵抗値が4.0Ω以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の回路基板用導電性フィルム。
- 基材を準備する工程と、
前記基材の少なくとも一方の面側に、前記基材側から、中間層、薄膜銅層、防錆層をこの順に有する積層体を形成する工程と、
前記積層体を形成した後に、前記防錆層を除去する工程と、
前記防錆層を除去した後に、前記薄膜銅層上に電解めっき法により、めっき銅層を形成する工程と、を有し、
前記防錆層は、銅とニッケルとの合金を含み、
前記中間層は、銅とニッケルとの合金を含み、
前記防錆層における、前記銅と前記ニッケルとの合金のうち、前記銅の割合は、35~70質量%であり、
前記防錆層の平均厚みは、1~9nmである、回路基板用導電性フィルムの製造方法。 - 基材を準備する工程と、
前記基材の少なくとも一方の面側に、前記基材側から、中間層、薄膜銅層、防錆層をこの順に有する積層体を形成する工程と、
前記積層体を形成した後に、前記防錆層を除去する工程と、
前記防錆層を除去した後に、前記薄膜銅層上に電解めっき法により、めっき銅層を形成する工程と、を有し、
前記防錆層は、銅とニッケルとの合金を含み、
前記中間層は、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン化合物、アクリル樹脂、ポリエチレンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスのうち少なくともいずれか1種を含み、
前記銅と前記ニッケルとの合金のうち、前記銅の割合は、35~70質量%であり、
前記防錆層の平均厚みは、1~9nmである、回路基板用導電性フィルムの製造方法。
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