JP2987556B2 - 弗素樹脂体表面の金属導電層形成方法 - Google Patents

弗素樹脂体表面の金属導電層形成方法

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    • H05K3/381Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弗素樹脂体表面に金属
導電層を形成する方法に関するもので、特に高周波用途
の同軸ケーブルや電気回路基板などの部材に使用される
弗素樹脂構成物表面に高導電性金属層を形成する方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】優れた高周波性能の要求される同軸ケー
ブルや電気回路基板などの絶縁部材には低誘電率特性を
持つ弗素樹脂が採用されている。しかし、弗素樹脂は化
学的に安定な特性を有するため、その表面に強固な密着
性を有する金属導電層を形成させることはかなりの困難
さを伴い、その要点として弗素樹脂体表面の改質と下地
金属導電層の形成手段の選択を挙げることができる。弗
素樹脂体表面の改質手段としては、弗素樹脂体表面をエ
ッチング処理液を用いて化学的に改質する方法、或いは
プラズマやエキシマレーザーを用いて物理的に弗素樹脂
体表面を改質する方法等がある。しかし、プラズマやエ
キシマレーザーを用いた弗素樹脂体表面の改質手段は設
備コストが高いという難点があるため、化学的改質手段
が一般的である。また、下地金属導電層の形成手段とし
ては、無電解めっき法による形成手段が主として採用さ
れている。この他に、弗素樹脂体表面の改質に困難さが
伴うことから、弗素樹脂材中にガラス繊維や金属フィラ
ーを添加して弗素樹脂を粗面化し、この添加物のアンカ
ー効果を利用して弗素樹脂体表面に金属箔を接着させる
ような方法も提案されている。しかし、この方法は弗素
樹脂と金属体の接着強度の点で充分でない上、添加フィ
ラーや接着剤の介在により高周波伝送特性が阻害される
という欠点がある。従って、従来、弗素樹脂体表面への
金属導電層形成方法としては、化学的な表面改質法と金
属めっき法との組み合わせが一般に採用されている。
【0003】以下、化学的な表面改質法と金属めっき法
による弗素樹脂表面への金属導電層形成方法の従来技術
について、図4を参照し説明する。図4は、製造工程の
フローチャートを示し、各工程に沿って説明する。
(1)先ず脱脂処理で、被めっき弗素樹脂体表面に付着
する油脂、埃などの汚れがアルコール等の洗浄液で除去
される。(2)次に表面改質処理で、エッチング溶液を
用いて弗素樹脂体表面にミクロエッチングが施され、表
面の親水性化処理がなされる。この処理工程は以後のめ
っき工程における金属めっき層の密着性や外観等の品質
形成の成否に重要な影響を及ぼし、これまで化学的に安
定な弗素樹脂の表面改質には困難さがあったが、最近、
金属ナトリウムーナフタレン錯体溶液が使用されるよう
になって表面改質も比較的容易となった。(3)次にコ
ンデイショナ処理で、改質処理された弗素樹脂体表面を
マイナス(−)帯電させる。処理液には、界面活性剤と
水酸化ナトリウム溶液が使用される。(4)次にプレデ
ッピング処理で、前工程から弗素樹脂体表面に付着して
くるアルカリ液や水が次工程の触媒化処理液中に混入す
るのを防止するため35%塩酸溶液を用いてこれを除去
する。
【0004】次に、めっき前の弗素樹脂体表面に触媒金
属を析出させる触媒化工程に入る。 (5)先ずアクチベイティング処理で、弗素樹脂体表面
にPd++とSn++をコロイド状態で吸着させる。触媒液
には、塩化パラジウム(PdCl2 )と塩化スズ(Sn
Cl2 )と35%塩酸の混合液が使用される。(6)次
にアクセレータ処理で、SnCl2 とPdCl2 との酸
化還元反応〔Sn+++Pd++→Sn+++++Pd0 〕によ
って、Pd++が金属Pdとして弗素樹脂体表面に還元析
出される。
【0005】以上の前処理工程を経て被めっき弗素樹脂
体はめっき工程へと導入される。 (7)先ず下地金属めっきとしての無電解ニッケルめっ
き処理で、金属Pdの析出された弗素樹脂体表面にニッ
ケルめっきが施される。(8)次に電気めっき処理で、
弗素樹脂体表面の無電解ニッケルめっき層の上に電気銅
めっき層が施される。以上工程を経て、弗素樹脂体表面
への金属めっき導電層の形成工程を終了する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かように、従来方法で
は弗素樹脂体表面に金属めっき層を形成するのに多くの
工程を要していた。殊に、無電解ニッケルめっき処理の
前処理工程では、めっき前の弗素樹脂体表面に触媒金属
を析出させるという化学吸着反応工程を伴うため、これ
に関与する一連の工程数が増え、処理時間も長くなり、
また各工程における安定した条件での液管理も難しいも
のであった。このため、製造コストの増大と不具合の発
生による製品歩留りの低下が問題となっていた。
【0007】そこで、本発明の目的は工程数の少ないし
かも工程管理の容易な弗素樹脂体表面への金属めっき層
の形成方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の弗素樹脂体表面の金属導電層形成方法は、
被めっき弗素樹脂体表面を親水性化処理する表面改質工
程と、前記表面改質された被めっき弗素樹脂体表面に銀
鏡反応法により下地銀導電層を形成する工程と、前記形
成された下地銀導電層上に電気めっき法により銅めっき
層を形成する工程とからなることを構成上の特徴とする
ものである。
【0009】
【作用】本発明の弗素樹脂体表面の金属導電層形成方法
では、被めっき弗素樹脂体表面を親水性化処理し、この
改質処理された弗素樹脂体表面に先ず銀鏡反応法により
下地銀導電層を形成するものである。銀鏡反応法による
下地銀導電層の形成工程では、従前方法の化学吸着反応
工程の如き一連の前処理工程が不要となり、銀鏡めっき
工程のみの極めて単純な工程で済むので、工程の液管理
も容易となる。この結果、製造コストが逓減し、製品の
品質も安定して歩留りも向上する。また、得られた下地
銀めっき層は弗素樹脂体表面との密着性が極めて強固な
ものなので、次工程の電気めっき工程により数十〜数百
ミクロン厚さの銅めっき層を形成させることができる。
また、弗素樹脂体表面と銅めっき導電層との間に導電性
に優れる下地銀導電層が介在されるので、優れた高周波
伝送特性をもたせることができる。
【0010】
【実施例】以下、図1の製造工程のフローチャートに沿
って本発明の実施例を詳細に説明する。
【0011】被めっき弗素樹脂体は、先ず(1) 脱脂処理
工程でアルコール液中を通って表面の油脂等の汚れが除
去された後、(2) 親水性化処理工程に入り、例えば処理
液の金属ナトリウムーナフタレン錯体溶液中を通って表
面が親水性化面に改質され、(3) 水洗工程で持込み液が
除去される。ここまでの工程は前述の従来技術と同様で
あるので詳細の説明は省略する。続いて、被めっき弗素
樹脂体は(4) 銀鏡めっき工程に入り、還元剤を含有する
銀鏡めっき液中を通り、自己触媒反応により表面に下地
銀めっき層が形成され、(5) 水洗処理される。銀鏡めっ
き液としては、例えば(a) アンモニアを還元剤とした組
成浴液;AgNO3 =7.5g/dm3,NH4 OH=
75g/dm3 ,NH4 NO3 =100g/dm3 、或
いは(b)ロシェル塩を還元剤とした組成浴液;AgNO
3 =0.02mol/dm3 ,NH3 =0.17mol
/dm3 ,ロシェル塩=0.02mol/dm3 ,KO
H=0.1mol/dm3 ;等が挙げられる。次いで、
被めっき弗素樹脂体は(6)電気めっき工程に入り、電解
銅めっき液中で下地銀めっき層上に電気銅めっき層が形
成され、(7) 水洗処理を経て、表面の金属導電層形成工
程を終了する。なお、上記の被めっき弗素樹脂体表面の
親水性化処理は金属ナトリウムーナフタレン錯体溶液処
理に代えてエキシマレーザー照射処理やプラズマ処理を
用いても本発明の目的、効果を逸脱するものではない。
【0012】次に本発明方法を適用した図2の高周波同
軸線及び図3の低誘電率プリント基板の実施例について
記す。
【0013】−実施例1− 線径0.203mmの銀めっき銅被覆鋼線2上に、四弗
化エチレン樹脂(PTFE)3を押出し被覆した外径
0.66mmのPTFE絶縁電線1を被めっき線材とし
た。この被めっき線材1をアルコール液中に通して表面
の油脂等の除去を行った後、液温10°Cの金属ナトリ
ウムーナフタレン錯体溶液(例えば株式会社潤工社製の
商品名テトラエッチ)中を1分間浸漬通過させ表面親水
性化処理し、水洗いした。続いて、被めっき線材1を、
液温25°Cの上記(a) のアンモニアを還元剤とした銀
鏡めっき組成液中に浸漬通過させて表面に0.05μm
厚さの下地銀めっき層4を形成させた。この時の所要処
理時間は0.2分であった。その後水洗処理して持ち込
み液を除去し、引き続いて液温25°Cの硫酸銅めっき
液中に導入し、4A/dm2 の電流密度条件で120分
間、銅の電気めっきを行い、100μm厚さの電気銅め
っき層5を形成し、水洗して高周波同軸線6を得た。
【0014】−実施例2− 銀鏡めっき工程で実施例1と同一被めっき線材1に0.
1μm厚さの下地銀めっき層4を形成させ、この時の所
要処理時間が0.4分間であった他は、実施例1と全く
同一処理条件で高周波同軸線6を得た。
【0015】−実施例3− 銀鏡めっき工程で実施例1と同一被めっき線材1に0.
5μm厚さの下地銀めっき層4を形成させ、この時の所
要処理時間が2分間であった他は、実施例1と全く同一
処理条件で高周波同軸線6を得た。
【0016】−実施例4− 銀鏡めっき工程で実施例1と同一被めっき線材1に1.
0μm厚さの下地銀めっき層4を形成させ、この時の所
要処理時間が4分間であった他は、実施例1と全く同一
処理条件で高周波同軸線6を得た。
【0017】−実施例5− 縦150mm×横150mm×厚さ1mmのPTFE基
板を被めっき材11とした。この被めっき材11表面の
油脂等をアルコール液中にて除去した後、液温10°C
の金属ナトリウムーナフタレン錯体溶液中に1分間浸漬
し表面親水性化処理し、水洗いした。続いて、被めっき
材11を、液温25°Cの上記(b) のロシェル塩を還元
剤とした銀鏡めっき組成液中に24秒間浸漬し表面に
0.1μm厚さの下地銀めっき層12を形成させ、水洗
処理して持ち込み液を除去した後、引き続いて液温25
°Cの硫酸銅めっき液中にて5A/dm2 の電流密度条
件で45分間、銅の電気めっきを行い、15μm厚さの
電気銅めっき層13を形成し、水洗いした。次いで、公
知の配線パターン形成法である、レジスト塗布−プリベ
ーク−露光−現像−洗浄−ポストベーク−エッチング−
レジスト剥離の工程からなるフォトファブリケーション
法により被めっき基板11の両面及びスルホール14に
配線パターンを形成し、低誘電率プリント基板15を得
た。
【0018】−比較例1〜3− 上記実施例1と同一構造の被めっき線材を用い、図2に
示す従来工程によって、下地の無電解ニッケルめっき層
の厚さを、(1) 比較例1: 0.05μm、(2)比較例2:
0.1μm、(3) 比較例3: 0.5μm、にそれぞれ
形成し、各比較例における表面親水性化処理以降下地無
電解ニッケルめっき層形成までの処理時間を表1に記
す。なお、脱脂工程、表面親水性化処理工程及び電気銅
めっき工程は上記実施例1と全く同一処理条件にて高周
波同軸線とした。
【0019】上記実施例1〜4と比較例1〜3の高周波
同軸線について、表面親水性化処理以降下地めっき層形
成までの処理時間、処理液の管理容易性及び高周波同軸
線としての減衰特性の比較結果を表1に示す。
【0020】
【表1】 注) ◎:優 ○:良 △:劣
【0021】上記表1の比較結果からも明らかな如く、
本発明によれば従来方法に比べ、弗素樹脂体表面への金
属導電層形成時間が短縮され、処理液の管理性にも優れ
る。更に、本発明方法に基づく高周波同軸線は高周波領
域における減衰特性に優れる。
【0022】
【発明の効果】本発明の弗素樹脂体表面への金属導電層
形成方法によれば、下地銀導電層の形成工程で、従前方
法の化学吸着反応工程の如き一連の前処理工程が不要と
なり、極めて単純な工程で済むので、工程処理時間が数
百分の一乃至数十分の一に短縮し、液管理負担も軽減さ
れる。この結果、製造コストが逓減し、製品の品質も安
定して歩留りも向上する。また、弗素樹脂体表面と銅め
っき導電層との間に導電性に優れる下地銀導電層が介在
されるので、優れた高周波伝送特性をもたせることがで
き、高周波用途の同軸線やプリント基板の製造方法に極
めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の弗素樹脂体表面への金属導電層形成方
法の工程図である。
【図2】本発明方法に基づく高周波同軸線の断面図であ
る。
【図3】本発明方法に基づく低誘電率プリント基板の断
面図である。
【図4】従来の弗素樹脂体表面への金属導電層形成方法
の工程図である。
【符号の説明】
1 被めっき弗素樹脂線材 2 導線 3 弗素樹脂絶縁体 4,12 下地銀めっき層 5,13 電気銅めっき層 6 高周波同軸線 11 被めっき弗素樹脂基板 14 スルホール 15 低誘電率プリント基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C23C 18/44 C23C 18/44 C23F 1/00 C23F 1/00 A 4/00 4/00 A (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 28/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被めっき弗素樹脂体表面を親水性化処理
    する表面改質工程と、前記表面改質された被めっき弗素
    樹脂体表面に銀鏡反応法により下地銀導電層を形成する
    工程と、前記形成された下地銀導電層上に電気めっき法
    により銅めっき層を形成する工程とからなることを特徴
    とする弗素樹脂体表面の金属導電層形成方法。
  2. 【請求項2】 前記弗素樹脂が、四弗化エチレン樹脂
    (PTFE),四弗化エチレン−パーフロロアルキルビ
    ニルエーテル共重合体樹脂(PFA),四弗化エチレン
    −六弗化プロピレン共重合体樹脂(FEP),四弗化エ
    チレン−エチレン共重合体樹脂(ETFE)のいずれか
    の単体弗素樹脂であることを特徴とする請求項1記載の
    弗素樹脂体表面の金属導電層形成方法。
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