JP5642378B2 - 絶縁性樹脂、絶縁性樹脂層形成用組成物、積層体、表面金属膜材料の作製方法、金属パターン材料の作製方法、配線基板の作製方法、電子部品、半導体素子 - Google Patents
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Description
光硬化性樹脂組成物の中でもラジカル重合で硬化するものは、一般的に、バインダー、多官能モノマー、光重合開始剤を含んで構成される。この際に、光硬化性樹脂組成物の光硬化感度を向上させる手法として、重合性基を有するバインダーを用いる方法がある。
この懸念に対し、めっき触媒に対する吸着性と疎水性を両立する官能基としてシアノ基(ニトリル基)を用いる方法が考えられている。
CH2=C(CN)COOR1OOCCH=CH2(R1は低級アルキレン基)
この合成方法では、アニオン重合が微量の水分で進行してしまい、ハンドリングが難しいという問題点がある。
即ち、本発明の目的は、めっき触媒又はその前駆体に対する高い吸着性を有し且つ耐アルカリ性に優れた絶縁性樹脂、及び該絶縁性樹脂を含んでなる絶縁性樹脂層形成用組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、基板との密着性に優れた金属膜又は金属パターンを簡易に形成しうる積層体を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、基板との密着性に優れた金属膜又は金属パターンを簡易に形成しうる積層体を用いた、表面金属膜材料の作製方法、金属パターン材料の作製方法、及び配線基板の作製方法、並びに、これらの作製方法により得られた、表面金属膜材料、金属パターン材料及び配線基板を用いてなる電子部品及び半導体素子を提供することにある。
即ち、本発明の絶縁性樹脂は、下記式(A2)及び下記式(B)で表されるユニットを少なくとも含み、下記式(C)で表されるユニットの含有率が共重合体に含まれる全ユニット中20モル%未満である共重合体からなる絶縁性樹脂である。
ここで、本発明において、「炭化水素基」とは、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、及びこれらを組み合わせて構成された基を意味する。
また、本発明において、「二価の連結基」とは、置換若しく無置換の二価の炭化水素基、エステル基、アミド基、エーテル基、ウレタン基、及びウレア基から選択される二価の基、及びこれらの基を組み合わせて構成された二価の基を意味する。
本発明の表面金属膜材料の作製方法にて形成される絶縁性樹脂層においては、該縁性樹脂層中の絶縁性樹脂が基板と直接化学結合していることが金属膜と基板との密着性の観点から好ましい。
本発明の金属パターンの作製方法は、本発明の表面金属膜材料の作製方法により得られた表面金属膜材料における金属膜を、パターン状にエッチングする工程を有するものである。本発明の金属パターン材料の作製方法により得られた金属パターン材料は、基板と金属パターンとの密着性に優れる。
本発明の表面金属膜材料の作製方法、金属パターン材料の作製方法、及び配線基板の作製方法により得られた、表面金属膜材料、金属パターン材料、及び配線基板は、電子部品及び半導体素子等に適用しうる。
また、本発明によれば、基板との密着性に優れた金属膜又は金属パターンを簡易に形成しうる積層体を提供することができる。
また、本発明によれば、基板との密着性に優れた金属膜又は金属パターンを簡易に形成しうる積層体を用いた、表面金属膜材料の作製方法、金属パターン材料の作製方法、及び配線基板の作製方法、並びに、これらの作製方法により得られた、表面金属膜材料、金属パターン材料及び配線基板を用いてなる電子部品及び半導体素子を提供することができる。
<絶縁性樹脂>
本発明の絶縁性樹脂は、下記式(A)及び下記式(B)で表されるユニットを少なくとも含み、下記式(C)で表されるユニットの含有率が共重合体に含まれる全ユニット中20モル%未満である共重合体からなる新規な絶縁性樹脂の好適な態様の一つとして含まれる。本発明の絶縁性樹脂は、式(A)で表されるユニットが、後記する式(A2)で表されるユニットであり、式(A2)中のR1及びR2は、夫々独立して、水素原子又はメチル基を表し、Xは酸素原子を表し、Wは−N(Rc)を表し、Rcは水素原子又は炭素数1〜5の無置換のアルキル基を表し、L1は、直鎖のアルキレン基、又は直鎖のアルキレン基及びウレタン基を組み合わせてなる基を表し、式(B)中のR5は、水素原子又はメチル基を表し、式(C)中、R6は、水素原子又はメチル基を表し、U及びL2は単結合を表し、Vはカルボン酸基を表す絶縁性樹脂である。以下、本発明の絶縁性樹脂を含む当該絶縁性樹脂を、適宜「特定ポリマー」と称して、詳細に説明する。
R1としては、水素原子、メチル基、或いは、ヒドロキシ基又は臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
R2としては、水素原子、メチル基、或いは、ヒドロキシ基又は臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
R3としては、水素原子が好ましい。
R4としては、水素原子が好ましい。
置換若しくは無置換の二価の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、又はこれらの基が、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたものが好ましい。
置換若しくは無置換の二価の芳香族炭化水素基としては、無置換のフェニル基、若しくは、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたフェニル基が好ましい。
中でも、Y及びZで表される置換若しくは無置換の二価の脂肪族炭化水素基としては、−(CH2)n−(nは1〜3の整数)が好ましく、更に好ましくは−CH2−である。
中でも、L1としては、総炭素数が1〜15の二価の連結基が好ましく、総炭素数が1〜5の二価の連結基がより好ましい。なお、ここで、総炭素数とは、L1で表される置換若しくは無置換の二価の連結基に含まれる総炭素原子数を意味する。
また、L1は、無置換であることが好ましい。
L1で表される置換若しく無置換の二価の炭化水素基としては、直鎖、分岐若しくは環状のアルキレン基、アルケニリデン基、芳香族基、又はこれらを組み合わせた二価の基であることがより好ましい態様の1つである。
L1で表される置換若しく無置換の二価の炭化水素基としては、直鎖のアルキレン基であることが特に好ましい。該直鎖のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基、及びこれらの基が、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたもの、更には、これらを組み合わせた基が挙げられる。特定ポリマーの加水分解耐性を向上させ、吸水率を低く抑えるという観点からは、該直鎖のアルキレン基としては、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等がより好ましい。これらの中でも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、及びブチレン基がより好ましく、エチレン基が最も好ましい。
式(A1)におけるL1は、前記式(A)におけるL1と同義であり、好ましい例も同様である。
R5が、置換若しくは無置換のアルキル基である場合、無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられ、また、置換アルキル基としては、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換された、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
R6が、置換若しくは無置換のアルキル基である場合、無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられ、また、置換アルキル基としては、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換された、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
R6としては、水素原子、メチル基、或いは、ヒドロキシ基又は臭素原子で置換されたメチル基が好ましく、特に水素原子が好ましい。
Uは、好ましくは、単結合、エステル基、アミド基、エーテル基であり、より好ましくは、単結合、エステル基、アミド基、最も好ましくは、単結合、エステル基である。
中でも、L2としては、総炭素数が1〜15の二価の連結基であることが好ましく、1〜5の二価の連結基であることが特に好ましい。なお、ここで、総炭素数とは、L2で表される置換若しくは無置換の二価の連結基に含まれる総炭素原子数を意味する。
また、L2は、無置換であることが好ましい。
L2で表される二価の連結基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基、及びこれらの基が、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたもの、更には、これらを組み合わせた基が挙げられる。
また、Uが単結合である場合は、L2も単結合であることが好ましい。
このような式(C)で表されるユニットを有することで、特定ポリマーを後述するような金属膜又は金属パターンを形成に適用した場合において、基板と金属膜又は金属パターンとの密着性を高めることができる。
式(B)で表されるユニットは、めっき触媒等に対する吸着性の観点から、共重合体に含まれるユニット全体に対し5モル%〜60モル%で含まれることが好ましく、更に好ましくは10モル%〜40モル%である。
この他のユニットを形成するために用いられるモノマーとしては、本発明の効果を損なわないものであれば、いかなるモノマーも使用することができる。その詳細については、特定ポリマーの合成方法の説明において後述する。
R8及びR9は、夫々独立して、水素原子、無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表し、R8及びR9の少なくとも1つは、無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R8及びR9は互いに連結して脂肪族環を形成してもよい。
R8及びR9が、無置換のアルキル基、アルケニル基、又はアルキニル基を表す場合、これらの置換基の総炭素数は、1〜24であることが好ましく、より好ましくは3〜16である。
R8及びR9がアリール基を表す場合、該アリール基の総炭素数は、が6〜14であることが好ましく、より好ましくは6〜10である。
以下、特定ポリマーの合成方法について説明する。
特定ポリマーの合成方法としては、下記のi)〜iii)が挙げられる。
i)ラジカル重合性基を有するモノマーと、シアノ基を有するモノマーと、必要に応じてイオン性極性基を有するモノマーと、を共重合する方法、
ii)二重結合前駆体を有するモノマーと、シアノ基を有するモノマーと、必要に応じてイオン性極性基を有するモノマーとを共重合させ、次に塩基などの処理により二重結合を導入する方法、
iii)シアノ基を有するモノマー及び必要に応じてイオン性極性基を有するモノマーを用いて合成され、且つ反応性基を有するポリマーに、該ポリマー中の反応性基と反応しうるラジカル重合性基を有するモノマーを反応させ、二重結合を導入(重合性基を導入する)方法
これらの中でも、好ましいのは、合成適性の観点から、ii)の方法、及び、iii)の方法である。
以上のように、ラジカル重合性基は、ラジカル重合性基がペンダントされたモノマーを共重合することで特定ポリマー中に導入してもよいし、予め合成されたポリマー(例えば、シアノ基及び必要に応じてイオン性極性基を有するポリマー)の一部に付加・置換させることで、特定ポリマー中に導入してもよい。
これらは1種を単独で使用してもよい、2種以上を併用してもよい。
R1〜R3が、置換若しくは無置換のアルキル基である場合、無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられ、また、置換アルキル基としては、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換された、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
式(a)で表される化合物としては、具体的には以下の化合物を挙げることができる。
二重結合導入のための反応性基を有するモノマーとしては、反応性基として、カルボキシル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、又はイソシアネート基を有するモノマーが挙げられる。
ヒドロキシ基含有のモノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1−(メタ)アクリロイル−3−ヒドロキシ−アダマンタン、ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、2−(ヒドロキシメチル)−(メタ)アクリレート、2−(ヒドロキシメチル)−(メタ)アクリレートのメチルエステル、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3,5−ジヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、1−ヒドロキシメチル−4−(メタ)アクリロイルメチル−シクロヘキサン、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、1−メチル−2−アクリロイロキシプロピルフタル酸、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、1−メチル−2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタル酸、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルフタル酸、東亞合成(株)製のアロニクスM−554、M−154、M−555、M−155、M−158、日本油脂(株)製のブレンマーPE−200、PE−350、PP−500、PP−800、PP−1000、70PEP−350B、55PET800、以下の構造を有するラクトン変性アクリレートが使用できる。
CH2=CRCOOCH2CH2[OC(=O)C5H10]nOH
(R=H又はMe、n=1〜5)
精製の方法としては、蒸留、カラム精製が好ましい。更に好ましくは、下記(I)〜(IV)の工程を順次経ること精製される方法である。
(I)ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートと、該ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを合成する際に副生する2官能アクリレートと、を含む混合物を、水に溶解する工程
(II)得られた水溶液に、水と分離する第1の有機溶剤を加えた後、該第1の有機溶剤と前記2官能アクリレートとを含む層を水層から分離する工程
(III)前記水層に、前記ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートよりも水溶解性の高い化合物を溶解する工程
(IV)前記水層に第2の有機溶剤を加えて、前記ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを抽出した後、濃縮する工程
イソシアネート基を有するモノマーとしては、昭和電工製のカレンズAOI、MOIが使用できる。
なお、ヒドロキシル基と反応させるモノマーとしては、イソシアネート基を有するモノマーがより好ましい。
即ち、(ポリマーの反応性基、モノマーの官能基)=(カルボキシル基、カルボキシル基)、(カルボキシル基、エポキシ基)、(カルボキシル基、イソシアネート基)、(カルボキシル基、ハロゲン化ベンジル)、(水酸基、カルボキシル基)、(水酸基、エポキシ基)、(水酸基、イソシアネート基)、(水酸基、ハロゲン化ベンジル)(イソシアネート基、水酸基)、(イソシアネート基、カルボキシル基)、(エポキシ基、カルボキシル基)等を挙げることができる。
上記のような官能基を有するモノマーとして、具体的には、アクリル酸、グリシジルアクリレート、サイクロマーA(ダイセル化学製)、カレンズAOI(昭和電工製)、メタクリル酸、グリシジルメタクリレート、サイクロマーM(ダイセル化学製)、カレンズMOI(昭和電工製)を使用することができる。以下に、これらのモノマーの具体的な構造を示す。これらのモノマーの中でも、カレンズAOI(昭和電工製)、カレンズMOI(昭和電工製)の使用がより好ましい。
ここで、本発明における重量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)により測定した値である。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物は、本発明の絶縁性樹脂の少なくとも1種と、該絶縁性樹脂を溶解しうる溶剤とを含有することを特徴とする。
絶縁性樹脂層形成用組成物が溶剤として有機溶剤のみを含有する場合は、上述の絶縁性樹脂(特定ポリマー)の含有量は、2質量%〜50質量%の範囲であることが好ましく、より好ましい範囲は5質量%〜30質量%である。
また、後述するように、本発明の絶縁性樹脂層形成用組成物に溶剤として水と水溶性有機溶剤との混合液を使用する場合は、特定ポリマーの最適な濃度範囲としては、組成物全体に対して、2質量%〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは5質量%〜30質量%である。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物は、前述の絶縁樹脂の他に、この特定ポリマーを溶解しうる溶剤を含有する。
また、絶縁樹脂層形成用組成物を調製する際の取り扱い安さの観点からは、沸点が50℃〜150℃の溶剤が好ましい。なお、これらの溶剤は単一で使用してもよいし、混合して使用してもよい。
特定ポリマーが式(C)で表されるユニットを含む場合、本発明の絶縁樹脂層形成用組成物において、イオン性極性基を塩基で中和し、親水性を上げることで、溶剤として水を使用することもできる。なお、塗布時の塗布性を考えると溶剤として水と水溶性有機溶剤とを併用することが好ましく、その際の有機溶剤の含有量は、全溶剤に対して、0.1質量%〜40質量%であることが好ましい。ここで、水溶性有機溶剤とは、上記の含有量の範囲において水と溶解しうるものを意味する。このような性質を有している有機溶剤であれば、特に限定されず、組成物の溶剤として用いることができる。水溶性有機溶剤としては、例えば、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、アミン系溶媒、チオール系溶媒、ハロゲン系溶媒などが好ましく用いられる。
アミン系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
チオール系溶媒としては、メルカプト酢酸、2−メルカプトエタノールなどが挙げられる。
ハロゲン系溶媒としては、3−ブロモベンジルアルコール、2−クロロエタノール、3−クロロ−1,2−プロパンジオールなどが挙げられる。
なお、本発明における引火点は、JIS−K2265に準拠するタグ密閉式によって得られた測定値を意味する。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物に使用される水は、不純物を含まないことが好ましく、RO水や脱イオン水、蒸留水、精製水などが好ましく、脱イオン水や蒸留水がより好ましい。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物に、水と水溶性有機溶剤との混合液を使用する場合は、特定ポリマーの溶解性を高めるために添加剤を使用することができる。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物は、エネルギー付与に対する感度を高めるために、ラジカル発生剤を含有することが好ましい。
使用しうるラジカル発生剤としては、芳香族ケトン類、オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、ピリジウム類化合物等が挙げられる。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物に対して、露光によりエネルギー付与を行う場合、その露光に対する感度をより高める目的で、ラジカル発生剤に加え、該組成物に増感剤を含有させることもできる。
増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、ラジカル発生剤と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルの発生を促進することが可能である。
増感剤として具体的には、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン等が挙げられ、他に、特開平5−19475号、特開平7−271028号、特開2002−363206号、特開2002−363207号、特開2002−363208号、特開2002−363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。
本発明においては、トリアジン系の光重合開始剤と、360nm〜700nmの波長に極大吸収を有する増感剤と、の組合せが好ましく挙げられる。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物は、界面活性剤を含有していてもよい。
本発明に用いられる界面活性剤は、前述の溶剤に溶解するものであればよく、そのような界面活性剤としては、例えば、n−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの如きアニオン性界面活性剤や、n−ドデシルトリメチルアンモニウムクロライドの如きカチオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル(市販品としては、例えば、エマルゲン910、花王(株)製など)、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(市販品としては、例えば、商品名「ツイーン20」など)、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの如き非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物には、必要に応じて可塑剤を添加することもできる。使用できる可塑剤としては、一般的な可塑剤が挙げられ、フタル酸エステル類(ジメチルエステル、ジエチルエステル、ジブチルエステル、ジ−2−エチルヘキシルエステル、ジノルマルオクチルエステル、ジイソノニルエステル、ジノニルエステル、ジイソデシルエステル、ブチルベンジルエステル)、アジピン酸エステル類(ジオクチルエステル、ジイソノニルエステル)、アゼラインサンジオクチル、セバシンサンエステル類(ジブチルエステル、ジオクチルエステル)リン酸トリクレシル、アセチルクエン酸トリブチル、エポキシ化大豆油、トリメリット酸トリオクチル、塩素化パラフィンやジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンのような高沸点溶媒も使用することができる。
本発明の絶縁樹脂層形成用組成物には、必要に応じて、重合禁止剤を添加することもできる。使用できる重合禁止剤としては、ハイドロキノン、ジターシャリーブチルハイドロキノン、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ハイドロキノンなどのハイドロキノン類、p−メトキシフェノール、フェノールなどのフェノール類、ベンゾキノン類、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニロキシ フリーラジカル)、4−ヒドロキシTEMPOなどのフリーラジカル類、フェノチアジン類、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン、そのアルミニウム塩などのニトロソアミン類、カテコール類を使用することができる。
また、後述のように、本発明の絶縁樹脂層形成用組成物を用いて、密着補助層上に絶縁樹脂層を形成する場合、密着補助層の硬化を進めるために、絶縁樹脂層形成用組成物に硬化剤及び/又は硬化促進剤を添加することができる。
例えば、密着補助層にエポキシ化合物が含まれる場合の硬化剤及び/又は硬化促進剤として、重付加型では、脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ポリアミド、酸無水物、フェノール、フェノールノボラック、ポリメルカプタン、活性水素を2個以上持つ化合物等、触媒型としては、脂肪族第三アミン、芳香族第三アミン、イミダゾール化合物、ルイス酸錯体などが挙げられる。
また、熱、光、湿気、圧力、酸、塩基などにより硬化開始するものとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ポリアミドアミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキシスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、m−キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、アジピン酸ジヒラジド、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメート)、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、ポリアゼライン酸無水物、フェノールノボラック、キシリレンノボラック、ビスフェノールAノボラック、トリフェニルメタンノボラック、ビフェニルノボラック、ジシクロペンタジエンフェノールノボラック、テルペンフェノールノボラック、ポリメルカプタン、ポリサルファイド、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール−トリ−2−エチルヘキシル酸塩、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−(2−メチルイミダゾリル−(1))−エチルS−トリアジン、BF3モノエチルアミン錯体、ルイス酸錯体、有機酸ヒドラジド、ジアミノマレオニトリル、メラミン誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアミン塩、アミンイミド化合物、芳香族ジアゾニウム塩、ジアーリルヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレニウム塩、ケチミン化合物などが挙げられる。
なお、硬化剤及び/又は硬化促進剤は密着補助層に添加してもよく、その場合は、密着補助層に添加した量と絶縁性樹脂層形成用組成物中に添加した総和量で上記範囲を満たすことが好ましい。
本発明の絶縁性樹脂層形成用組成物には、更に、ゴム成分(例えば、CTBN)、難燃化剤(例えば、りん系難燃化剤)、希釈剤やチキソトロピー化剤、顔料、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤、水溶性物質(例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等のミネラル成分)、溶解性低分子物質(例えば、εカプロラクタム、ポリエチレングリコール等のポリアルキルグリコール)などを添加してもよい。また、これらの添加剤は必要に応じて密着補助層に添加してもよい。
得られた絶縁性樹脂層は、温度サイクル試験や熱経時試験、リフロー試験などで熱耐久性を測定することができ、例えば、熱分解に関しては、200℃環境に1時間曝した場合の質量減少が20%以下であると、十分に熱耐久性を有していると評価できる。
本発明の積層体は、適切な基板上に、本発明の絶縁性樹脂を含んでなる絶縁性樹脂層を備えてなるものである。該絶縁性樹脂層は、本発明の絶縁性樹脂層形成用組成物を、基板上に塗布して形成することができる。
なお、基板については、以下に詳述する。
本発明の表面金属膜材料の作製方法は、(1)基板上に、本発明の絶縁性樹脂を含有する組成物を用いて絶縁性樹脂層を形成する絶縁性樹脂層形成工程と、(2)該絶縁性樹脂層にめっき触媒又はその前駆体を付与する工程と、(3)該めっき触媒又はその前駆体に対してめっきを行う工程と、を有することを特徴とする。
以下、この(1)〜(3)の各工程について説明する。
本発明の表面金属膜材料の作製方法における(1)工程では、基板上に、本発明の絶縁性樹脂層形成用組成物を用いて絶縁性樹脂層を形成させる。具体的には、絶縁性樹脂層形成用組成物を基板に接触させた後、該絶縁性樹脂層形成用組成物に対してエネルギーを付与して、絶縁性樹脂層形成用組成物を硬化させる。
本発明においては、絶縁性樹脂層中の絶縁性樹脂(特定ポリマー)は、分子内のラジカル重合性基により基板に前記基板と直接化学結合していることが金属膜の密着性の観点から好ましい態様である。
なお、基板上に、特定ポリマーを含有する組成物を塗布し、乾燥させて、特定ポリマーを含有する層を形成する場合、塗布と乾燥との間に、20℃〜40℃で0.5時間〜2時間放置させて、残存する溶剤を除去してもよい。
なお、基板が樹脂フィルムであって、この樹脂フィルムの両面に対して絶縁性樹脂層を形成する場合にも、絶縁性樹脂層を両面同時に形成し易いといった観点から、塗布法を用いることが好ましい。
本工程では、基板に本発明の絶縁性樹脂層形成用組成物を接触させた後、この絶縁性樹脂層形成用組成物に対し、エネルギー付与を行う。
エネルギー付与には、加熱や露光などが用いられることが好ましく、パターン像の形成容易性の観点からは、露光が用いられることが好ましい。
露光には、UVランプ、可視光線などによる光照射等が用いられる。光源としては、例えば、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、等がある。放射線としては、電子線、X線、イオンビーム、遠赤外線などがある。また、g線、i線、Deep−UV光、高密度エネルギービーム(レーザービーム)も使用される。
一般的に用いられる具体的なエネルギー付与の態様としては、赤外線レーザーによる走査露光、キセノン放電灯などの高照度フラッシュ露光や、赤外線ランプ露光などが好適に挙げられる。
露光時間としては、特定ポリマーの反応性及び光源により異なるが、通常、10秒〜5時間の間である。
エネルギー付与の方法として、パターン状に加熱を行う場合、赤外線や遠赤外線による露光が用いられる。
本工程で用いられる基板としては、形状保持性を有するものであればよく、その表面が、前述の特定ポリマーと化学結合しうる機能を有することが好ましい。具体的には、基板自体が露光によりラジカルを発生しうるものであるか、基材上に、露光によりラジカルを発生しうる中間層(例えば、後述する密着補助層)を設け、この基材と中間層とで基板が構成されていてもよい。
本発明に使用される基材は、寸度的に安定な板状物であることが好ましく、例えば、紙、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等)がラミネートされた紙、金属板(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅等)、プラスチックフィルム(例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリイミド、エポキシ、ビスマレインイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン等)、上記の如き金属がラミネート若しくは蒸着された紙又はプラスチックフィルム等が含まれる。本発明に使用される基材としては、エポキシ樹脂、又はポリイミド樹脂が好ましい。
なお、これらの基材表面が、特定ポリマーが直接化学結合した状態を形成しうる機能を有している場合には、その基材そのものを基板として用いてもよい。
なお、本発明における「絶縁性樹脂」とは、公知の絶縁膜や絶縁層に使用しうる程度の絶縁性を有する樹脂であることを意味するものであり、完全な絶縁体でないものであっても、目的に応じた絶縁性を有する樹脂であれば、本発明に適用しうる。
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、シクロオレフィン系樹脂、これらの樹脂の共重合体等が挙げられる。
その他の熱可塑性樹脂としては、1,2−ビス(ビニルフェニレン)エタン樹脂(1,2−Bis(vinylphenyl)ethane)、若しくはこれとポリフェニレンエーテル樹脂との変性樹脂(天羽悟ら、Journal of Applied Polymer Science Vol.92,1252−1258(2004)に記載)、液晶性ポリマー(具体的には、クラレ製のベクスターなど)、フッ素樹脂(PTFE)などが挙げられる。
また、更に、この絶縁性樹脂組成物には、必要に応じて着色剤、難燃剤、接着性付与剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、などの各種添加剤を一種又は二種以上添加してもよい。
絶縁性樹脂の誘電率及び誘電正接は、常法により測定することができる。例えば、「第18回エレクトロニクス実装学会学術講演大会要旨集」、2004年、p189、に記載の方法に基づき、空洞共振器摂動法(例えば、極薄シート用εr、tanδ測定器、キーコム株式会社製)を用いて測定することができる。
このように、本発明においては誘電率や誘電正接の観点から絶縁樹脂材料を選択することも有用である。誘電率が3.5以下であり、誘電正接が0.01以下の絶縁性樹脂としては、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、シアネートエステル樹脂、ビス(ビスフェニレン)エタン樹脂などが挙げられ、更にそれらの変性樹脂も含まれる。
このように樹脂フィルム(基板)の両面に絶縁性樹脂層が形成された場合には、更に、後述する(2)工程及び(3)工程を行うことで、両面に金属膜が形成された表面金属膜材料を得ることができる。
本発明における密着補助層は、基板と絶縁性樹脂層との密着を確保する中間層であり、この層は基板と絶縁性樹脂層に親和性があるものでもよく、硬化時に特定ポリマーと反応し、化学結合を形成してもよい。
密着補助層としては、基材との密着性が良好な樹脂組成物、及び、露光によりラジカルを発生しうる化合物を用いて形成されることが好ましい。なお、樹脂組成物を構成する樹脂が、ラジカルを発生しうる部位を有する場合には、ラジカルを発生しうる化合物を別途添加する必要はない。
以下、基材が絶縁樹脂からなり、密着補助層が絶縁樹脂組成物から形成される態様について説明する。
また、これ以外の成分として、密着補助層の強度を高める、また、電気特性を改良するために、無機若しくは有機の粒子を添加してもよい。
絶縁樹脂の具体例としては、例えば、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもまたそれらの混合物でもよく、例えば、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シソシアネート系樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルエーテル、ポリエーテルイミド、ABS樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とは、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
具体的には、例えば、加熱時に応力を緩和させることができる、ゴム、SBRラテックスのような物質、膜性改良のためのバインダー、可塑剤、界面活性剤、粘度調整剤などが挙げられる。
ここで、露光によりラジカルを発生しうる化合物としては、従来公知の光重合開始剤が用いられる。
この光重合開始剤としては、具体的には、例えば、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンの如きアセトフェノン類;ベンゾフェノン(4,4’−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、の如きケトン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルの如きベンゾインエーテル類;ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの如きベンジルケタール類;トリフェニルスルホニウムクロライド、トリフェニルスルホニウムペンタフルオロフォスフェートなどのスルホニウム塩、ジフェニルヨードニウムクロライド、ジフェニルヨードニウムサルフェートなどのヨードニウム塩などが挙げられる。
密着補助層は、所望により、印刷法(例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、インプリント法など)や、現像法(例えば、湿式エッチング、乾式エッチング、アブレーション、光による硬化・可塑化(ネガ型/ポジ型)など)などでパターン化されてもよい。
本発明の表面金属膜材料の作製方法における(2)工程では、前記(1)工程後、基板上に形成された絶縁性樹脂層にめっき触媒又はその前駆体を付与する。
本工程においては、被めっき層を構成する特定ポリマーが有する相互作用性基が、その機能に応じて、付与されためっき触媒又はその前駆体を付着(吸着)する。
ここで、めっき触媒又はその前駆体としては、後述する(3)工程における、めっきの触媒や電極として機能するものが挙げられる。そのため、めっき触媒又はその前駆体は、(3)工程におけるめっきの種類により決定される。
なお、ここで、本工程において用いられるめっき触媒又はその前駆体は、無電解めっき触媒又はその前駆体であることが好ましい。
本発明において用いられる無電解めっき触媒は、無電解めっき時の活性核となるものであれば、如何なるものも用いることができ、具体的には、自己触媒還元反応の触媒能を有する金属(Niよりイオン化傾向の低い無電解めっきできる金属として知られるもの)などが挙げられ、具体的には、Pd、Ag、Cu、Ni、Al、Fe、Coなどが挙げられる。中でも、多座配位可能なものが好ましく、特に、配位可能な官能基の種類数、触媒能の高さから、Ag、Pdが特に好ましい。
この無電解めっき触媒は、金属コロイドとして用いてもよい。一般に、金属コロイドは、荷電を持った界面活性剤又は荷電を持った保護剤が存在する溶液中において、金属イオンを還元することにより作製することができる。金属コロイドの荷電は、ここで使用される界面活性剤又は保護剤により調節することができる。
本工程において用いられる無電解めっき触媒前駆体とは、化学反応により無電解めっき触媒となりうるものであれば、特に制限なく使用することができる。主には、上記無電解めっき触媒として挙げた金属の金属イオンが用いられる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、還元反応により無電解めっき触媒である0価金属になる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、被めっき層へ付与した後、無電解めっき浴への浸漬前に、別途還元反応により0価金属に変化させて無電解めっき触媒としてもよいし、無電解めっき触媒前駆体のまま無電解めっき浴に浸漬し、無電解めっき浴中の還元剤により金属(無電解めっき触媒)に変化させてもよい。
パラジウム錯体としては、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム錯体、ジパラジウムトリスベンジリデンアセトン錯体などが挙げられる。
パラジウムコロイドは、パラジウム(0)から構成される粒子で、その大きさは特に制限されないが、液中での安定性の観点から、5nm〜300nmが好ましく、10nm〜100nmがより好ましい。パラジウムコロイドは、必要に応じて、他の金属を含んでいてもよく、他の金属としては、例えば、スズなどが挙げられる。パラジウムコロイドとしては、例えば、スズ−パラジウムコロイドなどが挙げられる。なお、パラジウムコロイドは、公知の方法で合成してもよいし、市販品を使用してもよい。例えば、荷電を持った界面活性剤又は荷電を持った保護剤が存在する溶液中において、パラジウムイオンを還元することによりパラジウムコロイドを作製することができる。
めっき触媒前駆体として銀イオンを用いる場合、以下に示すような銀化合物が解離したものを好適に用いることができる。銀化合物の具体例としては、硝酸銀、酢酸銀、硫酸銀、炭酸銀、シアン化銀、チオシアン酸銀、塩化銀、臭化銀、クロム酸銀、クロラニル酸銀、サリチル酸銀、ジエチルジチオカルバミン酸銀、ジエチルジチオカルバミド酸銀、p−トルエンスルホン酸銀が挙げられる。この中でも、水溶性の観点から硝酸銀が好ましい。
このような吸着を充分に行なわせるという観点からは、分散液、溶液、組成物中の金属濃度、又は溶液中の金属イオン濃度は、0.001質量%〜50質量%の範囲であることが好ましく、0.005質量%〜30質量%の範囲であることが更に好ましい。
また、接触時間としては、30秒〜24時間程度であることが好ましく、1分〜1時間程度であることがより好ましい。
また、無電解めっき触媒前駆体を含有する溶液に銀化合物を用いる場合、銀化合物は、溶液の全量に対して、0.1質量%〜20質量%の範囲で用いることが好ましく、0.1質量%〜20質量%の範囲で用いるがより好ましく、更に0.5質量%〜10質量%の範囲で用いるが好ましい。
どちらの化合物を用いる場合であっても、含有量が少なすぎると後述するめっきの析出がし難くなり、含有量が多すぎると、所望とされない領域までめっきが析出したり、エッチング残渣除去性が損なわれたりすることがある。
また、パラジウムイオンの場合、被めっき層の吸着量は、無電解めっきの析出性の観点から、5mg/m2以上が好ましく、10mg/m2以上がより好ましい。また、基板との密着力の高い金属パターンを作製するという観点からは、被めっき層のパラジウムイオンの吸着量は1000mg/m2以下であることが好ましい。
本発明において、後述の(3)工程において、被めっき層に対して、無電解めっきを行わず直接電気めっきを行うために用いられる触媒としては、0価金属を使用することができる。この0価金属としては、Pd、Ag、Cu、Ni、Al、Fe、Coなどが挙げられ、中でも、多座配位可能なものが好ましく、特に、相互作用性基(シアノ基)に対する吸着(付着)性、触媒能の高さから、Pd、Ag、Cuが好ましい。
上記のようなめっき触媒又は前駆体は、前述のように、分散液や溶液(触媒液)として被めっき層に付与される。
本発明における触媒液には、有機溶剤や水が用いられる。
この有機溶剤を含有することで、被めっき層に対するめっき触媒又は前駆体の浸透性が向上し、相互作用性基に効率よくめっき触媒又はその前駆体を吸着させることができる。
他の添加剤としては、例えば、膨潤剤(ケトン、アルデヒド、エーテル、エステル類等の有機化合物など)や、界面活性剤(アニオン性、カチオン性、双性、ノニオン性及び低分子性又は高分子性など)などが挙げられる。
本発明の表面金属膜材料の作製方法における(3)工程では、無電解めっき触媒又はその前駆体が付与された被めっき層に対し、めっきを行うことで、めっき膜が形成される。形成されためっき膜は、優れた導電性、密着性を有する。
本工程において行われるめっきの種類は、無電解めっき、電気めっき等が挙げられ、前記(2)工程において、絶縁性樹脂層との間に相互作用を形成しためっき触媒又はその前駆体の機能によって、選択することができる。
つまり、本工程では、めっき触媒又はその前駆体が付与された被めっき層に対し、電気めっきを行ってもよいし、無電解めっきを行ってもよい。
なかでも、本発明においては、被めっき層中に発現するハイブリッド構造の形成性及び密着性向上の点から、無電解めっきを行うことが好ましい。また、所望の膜厚のめっき層を得るために、無電解めっきの後に、更に電気めっきを行うことがより好ましい態様である。
以下、本工程において好適に行われるめっきについて説明する。
無電解めっきとは、めっきとして析出させたい金属イオンを溶かした溶液を用いて、化学反応によって金属を析出させる操作のことをいう。
本工程における無電解めっきは、例えば、無電解めっき触媒が付与された基板を、水洗して余分な無電解めっき触媒(金属)を除去した後、無電解めっき浴に浸漬して行なう。使用される無電解めっき浴としては一般的に知られている無電解めっき浴を使用することができる。
また、無電解めっき触媒前駆体が付与された基板を、無電解めっき触媒前駆体が被めっき層に吸着又は含浸した状態で無電解めっき浴に浸漬する場合には、基板を水洗して余分な前駆体(金属塩など)を除去した後、無電解めっき浴中へ浸漬される。この場合には、無電解めっき浴中において、めっき触媒前駆体の還元とこれに引き続き無電解めっきが行われる。ここで使用される無電解めっき浴としても、上記同様、一般的に知られている無電解めっき浴を使用することができる。
なお、無電解めっき触媒前駆体の還元は、上記のような無電解めっき液を用いる態様とは別に、触媒活性化液(還元液)を準備し、無電解めっき前の別工程として行うことも可能である。触媒活性化液は、無電解めっき触媒前駆体(主に金属イオン)を0価金属に還元できる還元剤を溶解した液で、液全体に対する該還元剤の濃度が0.1質量%〜50質量%、好ましくは1質量%〜30質量%がよい。還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルアミンボランのようなホウ素系還元剤、ホルムアルデヒド、次亜リン酸などの還元剤を使用することが可能である。
浸漬の際には、無電解めっき触媒又はその前駆体が接触する被めっき層表面付近の無電解めっき触媒又はその前駆体の濃度を一定に保つ上で、攪拌或いは揺動を加えながら浸漬することが好ましい。
例えば、銅の無電解めっきの浴は、銅塩としてCuSO4、還元剤としてHCOH、添加剤として銅イオンの安定剤であるEDTAやロッシェル塩などのキレート剤、トリアルカノールアミンなどが含まれている。
また、CoNiPの無電解めっきに使用されるめっき浴には、その金属塩として硫酸コバルト、硫酸ニッケル、還元剤として次亜リン酸ナトリウム、錯化剤としてマロン酸ナトリウム、りんご酸ナトリウム、こはく酸ナトリウムが含まれている。また、パラジウムの無電解めっき浴は、金属イオンとして(Pd(NH3)4)Cl2、還元剤としてNH3、H2NNH2、安定化剤としてEDTAが含まれている。これらのめっき浴には、上記成分以外の成分が入っていてもよい。
ただし、無電解めっきによるめっき膜を導通層として、後述する電気めっきを行う場合は、少なくとも0.1μm以上の膜が均一に付与されていればよい。
また、めっき浴への浸漬時間としては、1分〜6時間程度であることが好ましく、1分〜3時間程度であることがより好ましい。
本工程おいては、前記(3)工程において付与されためっき触媒又はその前駆体が電極としての機能を有する場合、その触媒又はその前駆体が付与された被めっき層に対して、電気めっきを行うことができる。
また、前述の無電解めっきの後、形成されためっき膜を電極とし、更に、電気めっきを行ってもよい。これにより基板との密着性に優れた無電解めっき膜をベースとして、そこに新たに任意の厚みをもつ金属膜を容易に形成することができる。このように、無電解めっきの後に、電気めっきを行うことで、金属膜を目的に応じた厚みに形成しうるため、本発明の金属膜を種々の応用に適用するのに好適である。
なお、得られた金属パターン材料を一般的な電気配線などに適用する場合の金属膜の膜厚は、導電性の観点から、0.5μm以上であることが好ましく、1μm〜30μmがより好ましい。
なお、電気配線の厚みは、電気配線の線幅が狭くなる、すなわち微細化するほどアスペクト比を維持するために薄くなる。従って、電気めっきによって形成されるめっき層の層厚は、上記に限定されず、任意に設定できる。
この方法の場合、上述の(c)工程を実施することなく、めっき触媒又はその前駆体を含有する被めっき層をひとつの工程で作製することができ、作業効率及び生産性の観点から好ましい。
本発明の表面金属膜材料の作製方法の各工程を経ることで、表面金属膜材料を得ることができる。
なお、本発明の表面金属膜材料の作製方法において、基板として樹脂フィルム等を用いれば、その樹脂フィルムの両面に金属膜が形成された表面金属膜材料を得ることができる。
本発明の作製方法により得られた表面金属膜材料は、基板に対する金属膜の密着力に優れる。
上記本発明の表面金属膜材料における金属膜をパターン状にエッチングする工程を行うことで、金属パターン材料が作製される。
本発明の金属パターン材料の作製方法の応用態様の一つは配線基板の作製方法であり、該配線基板の作製方法により、配線基板が作製される。
(4)工程では、上記(3)工程で形成されためっき膜(金属膜)をパターン状にエッチングする。即ち、本工程では、基板表面全体に形成されためっき膜の不要部分をエッチングで取り除くことで、所望の金属パターンを形成する。
この金属パターンの形成には、如何なる手法も使用することができ、具体的には一般的に知られているサブトラクティブ法、セミアディティブ法が用いられる。
本発明の金属パターン材料の作製方法の各工程を経ることで、本発明の金属パターン材料を得ることができる。
なお、本発明の金属パターン材料の作製方法において、基板として樹脂フィルム等を用いれば、その樹脂フィルムの両面に金属パターンが形成された金属パターン材料を得ることができる。
本発明の作製方法により得られた金属パターン材料は、基板に対する金属パターンの密着力に優れる。同様に、本発明の作製方法により得られた配線基板もまた、基板に対する配線の密着性に優れる。
より詳細には、JIS B 0601に準じて測定したRz、即ち、「指定面における、最大から5番目までの山頂のZデータの平均値と、最小から5番目までの谷底の平均値との差」で、500nm以下であることが好ましい。
[合成例:特定ポリマーAの合成]
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド19gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、下記構造のモノマーA33.5g、アクリロニトリル4.24g、及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド19g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド176gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
得られた特定ポリマーAの同定を、IR測定機((株)堀場製作所製)を用いて行った。IR測定は、特定ポリマーAを、アセトンに溶解させKBr結晶を用いて行った。IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニット(式(B)で表されるユニット。以下の実施例、比較例及び参考例において同様。)であるアクリロニトリルが、ポリマーに導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーAを、重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが、2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニット(式(A)で表されるユニット。以下の実施例、比較例及び参考例において同様。)に相当するピークが6.2−6.0ppm(1H分)、5.8−6.0ppm(1H分)、4.4−4.0ppm(4H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーAをTHFに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーAの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=3.7万であることが分かった。
[合成例:特定ポリマーBの合成]
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド19.4gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、前記構造のモノマーA33.5g、メタクリロニトリル5.37g、及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド19.4g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド181gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.21g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーBを26g得た。
得られた特定ポリマーBの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーBを、重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製の300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(5H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが6.2−6.0ppm(1H分)、5.8−6.0ppm(1H分)、4.4−4.0ppm(4H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーBを、THFに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーBの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=3.4万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーCの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド16.8gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、前記構造のモノマーA27.9g、アクリロニトリル4.24g、アクリル酸1.44g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド16.8g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド157gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.17g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液45.3gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーCを20g得た。
得られた特定ポリマーCの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、下記に示す酸価測定により、カルボン酸ユニット(式(C)で表されるユニット。以下の実施例、比較例及び参考例において同様。)としてアクリル酸が導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーCを重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが6.2−6.0ppm(1H分)、5.8−6.0ppm(1H分)、4.4−4.0ppm(4H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーCの酸価を、電位差自動滴定装置(京都電子工業(株)製)、及び滴定液として0.1M水酸化ナトリウム水溶液を用いて測定したところ、0.80mmol/gであった。
得られた特定ポリマーCを、N−メチルピロリドンに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーCの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=3.0万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーDの合成〕
300mLの3つ口フラスコにジメチルカーボネートを17g入れ、65℃に昇温し、ヒドロキシエチルアクリレート7.0g、アクリロニトリル4.5g、2−エチルヘキシルアクリルアミド11.0g、V−65(和光純薬製):0.397g、及びジメチルカーボネート17gの混合液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、アセトニトリル8gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、ジターシャリーブチルハイドロキノン0.145g、U−600(日東化成製)0.43g、カレンズAOI(昭和電工(株)製)13g、及びアセトニトリル13gを加え、45℃、6時間反応を行った。その後、反応液に水を1.67g加え、更に1.5時間反応を行った。反応終了後、ヘキサン/酢酸エチル=1/1で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーDを12g得た。
得られた特定ポリマーDの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーDを重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが7.2−7.3ppm(1H分)、6.4−6.3ppm(1H分)、6.2−6.1ppm(1H分)、6.0−5.9ppm(1H分)、4.3−4.05ppm(6H分)、3.3−3.2ppm(2H分)、2.5−1.3ppm(3H分)にブロードに観察され、2−エチルヘキシルアクリルアミドユニットに相当するピークが3.4−3.2ppm(2H分)、2.5−0.9ppm(18H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーDを、THFに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーDの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=6.5万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーEの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド17.8gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、前記構造のモノマーA30.7g、アクリロニトリル4.24g、アクリル酸0.72g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド17.8g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド166gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.19g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液45.3gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーEを21g得た。
得られた特定ポリマーEの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、下記に示す酸価測定により、カルボン酸ユニットとしてアクリル酸が導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーEを重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが6.2−6.0ppm(1H分)、5.8−6.0ppm(1H分)、4.4−4.0ppm(4H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーEの酸価を、電位差自動滴定装置(京都電子工業(株)製)、及び滴定液として0.1M水酸化ナトリウム水溶液を用いて測定したところ、0.41mmol/gであった。
得られた特定ポリマーEを、N−メチルピロリドンに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーEの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=3.4万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーFの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド16gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、上記構造のモノマーA25.68g、アクリロニトリル4.24g、アクリル酸2.02g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド16g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド147gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.16g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液45.3gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーFを19g得た。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、下記に示す酸価測定により、カルボン酸ユニットとしてアクリル酸が導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーFを重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが6.2−6.0ppm(1H分)、5.8−6.0ppm(1H分)、4.4−4.0ppm(4H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーFの酸価を、電位差自動滴定装置(京都電子工業(株)製)、及び滴定液として0.1M水酸化ナトリウム水溶液を用いて測定したところ、1.16mmol/gであった。
得られた特定ポリマーFを、N−メチルピロリドンに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測測定した。その結果、特定ポリマーFの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=3.9万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーGの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド15.3gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、上記構造のモノマーA24.0g、アクリロニトリル4.24g、アクリル酸2.45g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド15.3g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド147gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.15g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液45.3gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーGを19g得た。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、下記に示す酸価測定によりカルボン酸ユニットとしてアクリル酸が導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーGを重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて測定を行った。シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが6.2−6.0ppm(1H分)、5.8−6.0ppm(1H分)、4.4−4.0ppm(4H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーGの酸価を、電位差自動滴定装置(京都電子工業(株)製)、及び滴定液として0.1M水酸化ナトリウム水溶液を用いて測定したところ、1.49mmol/gであった。
得られた特定ポリマーGを、N−メチルピロリドンに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーGの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=3.3万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーHの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド15.5gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、下記構造のモノマーC15.9gアクリロニトリル4.25g、2−エチルヘキシルアクリルアミド11.0g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド15.5g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド145gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.10g、DBU22.83gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液15.9gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーHを20g得た。
得られた特定ポリマーHの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有であるアクリロニトリルがポリマーに導入されている事が分かった。
また、特定ポリマーHを、重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが7.8−8.1ppm(1H分)、5.8−5.6ppm(1H分)、5.4−5.2ppm(1H分)、4.2−3.9ppm(2H分)、3.3−3.5ppm(2H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、2−エチルヘキシルアクリルアミドユニットに相当するピークが3.4−3.2ppm(2H分)、2.5−0.9ppm(18H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーHを、THFに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーHの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=5.6万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーIの合成〕
300mlの三口フラスコに、ジメチルカーボネート16.7gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、前記構造のモノマーA11g、アクリル酸4.33g、アクリロニトリル4.24g、及びV−65(和光純薬製)0.40gのジメチルカーボネート16.7g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、アセトニトリル8gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、室温下、ジターシャリーブチルハイドロキノン0.04g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド3.0g、グリシジルメタクリレート17.2gを加え、100℃、5時間反応を行った。反応終了後、酢酸エチル:ヘキサン=2:3で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーIを13g得た。
得られた特定ポリマーIの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有ユニットであるアクリロニトリルがポリマーに導入されていることが分かった。
また、特定ポリマーIを、重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが6.1−6.0ppm(1H分)、5.7−5.6ppm(1H分)、4.2−3.95ppm(4H分)、3.5−3.7ppm(1H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、2−エチルヘキシルアクリルアミドユニットに相当するピークが3.4−3.2ppm(2H分)、2.5−0.9ppm(18H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーIを、N−メチルピロリドンに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーIの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=7.9万であることが分かった。
〔合成例:特定ポリマーJの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド15.7gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、下記構造のモノマーC15.85gアクリロニトリル3.19g、2−エチルヘキシルアクリルアミド12.0g、アクリル酸1.44g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド15.7g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミ147gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.10g、DBU30.44gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液30gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーJを17g得た。
得られた特定ポリマーJの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有であるアクリロニトリルがポリマーに導入されている事が分かった。
また、特定ポリマーHを、重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが7.8−8.1ppm(1H分)、5.8−5.6ppm(1H分)、5.4−5.2ppm(1H分)、4.2−3.9ppm(2H分)、3.3−3.5ppm(2H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、2−エチルヘキシルアクリルアミドユニットに相当するピークが3.4−3.2ppm(2H分)、2.5−0.9ppm(18H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーJを、THFに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーHの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=4.5万であることが分かった。
得られた特定ポリマーJの酸価を、電位差自動滴定装置(京都電子工業(株)製)、及び滴定液として0.1M水酸化ナトリウム水溶液を用いて測定したところ、0.72mmol/gであった。
〔合成例:特定ポリマーKの合成〕
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド16.7gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、下記構造のモノマーC15.85gアクリロニトリル4.25g、下記構造のモノマーD 11.82g、アクリル酸1.44g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド16.7g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミ156gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.10g、DBU30.44gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液30.1gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の特定ポリマーKを15g得た。
得られた特定ポリマーKの同定を、参考例1と同様の手法で行った。
IR測定の結果、2240cm−1付近にピークが観測され、シアノ基含有であるアクリロニトリルがポリマーに導入されている事が分かった。
また、特定ポリマーKを、重DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解させ、ブルカー社製300MHzのNMR(AV−300)にて、1H−NMR測定を行った。測定の結果、シアノ基含有ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察され、重合性基含有ユニットに相当するピークが7.8−8.1ppm(1H分)、5.8−5.6ppm(1H分)、5.4−5.2ppm(1H分)、4.2−3.9ppm(2H分)、3.3−3.5ppm(2H分)、2.5−0.7ppm(6H分)にブロードに観察され、ユニットDに相当するピークが3.4−3.2ppm(4H分)、2.5−0.9ppm(36H分)にブロードに観察され、カルボン酸基ユニットに相当するピークが2.5−0.7ppm(3H分)にブロードに観察された。
得られた特定ポリマーKを、THFに溶解させ、東ソー(株)製高速GPC(HLC−8220GPC)を用いて分子量を測定した。その結果、特定ポリマーHの重量平均分子量は、ポリスチレン換算でMw=5.1万であることが分かった。
得られた特定ポリマーKの酸価を、電位差自動滴定装置(京都電子工業(株)製)、及び滴定液として0.1M水酸化ナトリウム水溶液を用いて測定したところ、0.68mmol/gであった。
[合成例:比較ポリマーAの合成]
500mLの3つ口フラスコにジエチレングリコールジアセテートを30mL入れ、75℃に昇温し、ヒドロキシエチルアクリレート3.72g、シアノエチルアクリレート16.01g、V−65:0.0737g、及びジエチレングリコールジアセテート30mLの混合液を2.5時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃に昇温し3時間反応させた。
上記の反応溶液に、ジターシャリーブチルハイドロキノン0.16g、U−600(日東化成製)0.32g、カレンズAOI(昭和電工(株)製)9.6g、及びジエチレングリコールジアセテート(SP値:20.75MPa1/2)9.6gを加え、55℃、6時間反応を行った。その後、反応液にメタノールを3.6g加え、更に1.5時間反応を行った。反応終了後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の比較ポリマーA(重量平均分子量5.2万)を15g得た。
[合成例:比較ポリマーBの合成]
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド14.7gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、前記構造のモノマーA22.33g、アクリロニトリル4.24g、アクリル酸2.88g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド14.7g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド137gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.19g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液45.3gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の比較ポリマーB(重量平均分子量4.0万、酸価1.8mmol/g)を18g得た。
[合成例:比較ポリマーCの合成]
300mlの三口フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド12.7gを入れ、窒素気流下、65℃まで加熱した。そこへ、前記構造のモノマーA16.75g、アクリロニトリル4.24g、アクリル酸4.33g及びV−65(和光純薬製)0.40gのN,N−ジメチルアセトアミド12.7g溶液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、N,N−ジメチルアセトアミド118gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、氷冷下、4−ヒドロキシテンポ0.19g、DBU45.66gを加え、室温、12時間反応を行った。反応終了後、氷冷下、メタンスルホン酸の70%水溶液45.3gを加え攪拌後、水で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の比較ポリマーC(重量平均分子量3.9万、酸価3.0mmol/g)を14g得た。
[合成例:比較ポリマーDの合成]
300mLの3つ口フラスコにジメチルカーボネートを18.7g入れ、65℃に昇温し、ヒドロキシエチルアクリレート7.0g、ターシャリーブチルアクリレート18.0g、V−65(和光純薬製):0.397g、及びジメチルカーボネート18.7gの混合液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌した。その後、アセトニトリル9gを加え10分攪拌後、室温まで反応溶液を冷却した。
上記の反応溶液に、ジターシャリーブチルハイドロキノン0.149g、U−600(日東化成製)0.44g、カレンズAOI(昭和電工(株)製)13.4g、及びアセトニトリル13.4gを加え、45℃、6時間反応を行った。その後、反応液に水を1.71g加え、更に1.5時間反応を行った。反応終了後、ヘキサン/酢酸エチル=1/1で再沈を行い、固形物を取り出し、下記構造の比較ポリマーD(重量平均分子量3.9万)を14g得た。
特定ポリマーA、E、C、F、G、D、H、I、J、K、比較ポリマーA、B、C、Dを用いて、以下に示す工程で表面金属膜材料を作製し、得られた表面金属膜材料における金属膜に下記のようにエッチングを行って金属パターン材料を得た。
表面金属膜材料を作製する工程中、無電解めっきを実施した際にめっき性の評価を行った。また、得られた金属パターン材料について絶縁信頼性試験を行い、金属パターンの絶縁信頼性を評価した。また、各特定ポリマー及び比較ポリマーを用いて、別途作製した無電解めっき膜を用いて、耐アルカリ性を評価した。
各評価の詳細については後述する。
ガラスエポキシ基板上に、電気的絶縁層として味の素ファインテクノ社製エポキシ系絶縁膜「GX−13」(膜厚45μm)を、加熱、加圧して、真空ラミネーターにより0.2MPaの圧力で100℃〜110℃の条件により接着して、基材Aを得た。
次いで、基材Aの上に、下記組成の重合開始剤を含有する絶縁性組成物を厚さ3μmになるようにスピンコート法で塗布し、30℃にて1時間放置して溶剤を除去した後、140℃で30分乾燥して重合開始層(絶縁性の重合開始層)を形成した。
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量176、ジャパンエポキシレジン(株)製、エピコート825)5g、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂のMEKワニス(大日本インキ化学工業(株)製、フェノライトLA−7052、不揮発分62%、不揮発分のフェノール性水酸基当量120)2g、フェノキシ樹脂MEKワニス(東都化成(株)製、YP−50EK35、不揮発分35%)10.7g、重合開始剤として2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノン2.3g、MEK5.3g、2−エチル−4−メチルイミダゾール0.053gを混合し、攪拌して完全に溶解させて重合開始剤を含有する絶縁性組成物を得た。
(塗布溶液の調製)
表2に記載される種類の特定ポリマー又は比較ポリマー10質量部及びアセトニトリル90質量部を混合攪拌し、参考例、実施例及び比較例に用いる塗布溶液を調製した。
調製した塗布溶液を、前記基板A1の重合開始層上に、厚さ1μmになるように、スピンコート法により塗布し、80℃にて30分乾燥した後、(株)三永電機製作所製のUV露光機(型番:UVF−502S、ランプ:UXM−501MD)を用い、1.5mW/cm2の照射パワー(ウシオ電機(株)製の紫外線積算光量計UIT150−受光センサーUVD−S254で照射パワー測定)にて、3300秒間照射させて、基板A1の重合開始層の全面で、特定ポリマー又は比較ポリマーを反応させた。
これにより、絶縁性樹脂層を有する基板A2を得た。
絶縁性樹脂層を有する基板A2を、Pdの1%アセトン溶液に、30分間浸漬した後、アセトンに浸漬して洗浄した。
続いて、1%ジメチルアミノボラン−水/メタノール(水/メタノール=1/3)混合溶液を触媒活性化液(還元液)として用い、この溶液中に、絶縁性樹脂層を有する基板A2を15分浸漬させた後、アセトンに浸漬し洗浄を行った。
めっき触媒が付与された絶縁性樹脂層を有する基板A2に対し、下記組成の無電解めっき浴を用い、60℃で30分間、無電解めっきを行った。得られた無電解銅めっき膜の厚みは0.3μmであった。
さらに、無電解めっきを行った際に、メッキ性について以下の基準で評価した。評価結果を下記表2に示す。
◎:10分以内にメッキが析出した。
○:30分以内にメッキが析出した。
×:メッキが析出しなかった。
・蒸留水 859g
・メタノール 850g
・硫酸銅 18.1g
・エチレンジアミン四酢酸・2ナトリウム塩 54.0g
・ポリオキシエチレングリコール(分子量1000) 0.18g
・2.2’ビピリジル 1.8mg
・10%エチレンジアミン水溶液 7.1g
・37%ホルムアルデヒド水溶液 9.8g
以上の組成のめっき浴のpHは、水酸化ナトリウム及び硫酸で12.5(60℃)に調整した。
続いて、得られた無電解銅めっき膜を給電層として、下記組成の電気銅めっき浴を用い、3A/dm2の条件で、電気めっきを20分間行った。その後、120℃、1時間、べーク処理を行った。得られた電気銅めっき膜の厚みは18μmであった。
・硫酸銅 38g
・硫酸 95g
・塩酸 1mL
・カッパーグリームPCM(メルテックス(株)製) 3mL
・水 500g
得られためっき膜表面に、金属パターン(配線パターン)として残すべき領域にエッチングレジストを形成し、レジストのない領域のめっき膜を、FeCl3/HClからなるエッチング液により除去した。その後、エッチングレジストを3%NaOH液からなるアルカリ剥離液にて除去し、ライン・アンド・スペース=110μm/90μmの線間絶縁信頼性を測定するための櫛形配線(金属パターン材料)を形成した。
この櫛形配線を、ESPEC製HAST試験機(AMI−150S−25)にて、130℃−85%相対湿度(未飽和)、印加電圧3.5V、2気圧下で25時間放置後、配線間の絶縁抵抗を測定し、以下の基準により評価した。評価結果を下記表2に示す。
−評価基準−
◎:絶縁抵抗は5.0×E7Ω以上であった。
○:絶縁抵抗は1.0×E7Ω以上〜5.0×E7Ω未満であった。
×:絶縁抵抗は1.0×E7Ω未満か、もしくは配線間に絶縁不良が見られた。
評価試料として、各特定ポリマー及び比較ポリマーを用いて、上記した方法と同様の方法により無電解めっき迄を行い、無電解銅めっき膜(5cm×5cm)のサンプルを別途作製した。得られた無電解銅めっき膜のサンプルを、一般的なドライフィルムレジスト剥離条件の中から、50℃の3%NaOH水溶液に30秒浸漬工程を選択し、該工程を10回繰り返した。該浸漬工程終了後におけるめっき膜の剥離の有無を目視で観察し、めっき膜の剥離が生じた箇所については、スキャナでめっき膜の画像を取り込み、画像処理ソフトを用いて面積を計算し、以下の基準により評価した。評価結果を下記表2に示す。
ここで、めっき膜の剥離とは、めっき膜が除去されて基板表面が露出した状態を指す。
◎:めっき膜の剥離が生じなかった
○:めっき膜の剥離が生じた面積が、無電解銅めっき膜の全面積の10%未満であった
×:めっき膜の剥離が生じた面積が、無電解銅めっき膜の全面積の10%以上であった
さらに、参考例12、17〜19と、参考例13〜14、実施例20〜21との対比からは、特定ポリマーの中でも、式(C)で表されるユニットを有する特定ポリマーが、よりめっき析出速度が速いことがわかる。
また、比較例6、7の結果からは、式(C)で表されるユニット(アクリル酸に由来するユニット)を20モル%以上含む比較ポリマーB、Cを用いた金属パターン材料は、耐アルカリ性には優れていたものの、絶縁信頼性が良好でないことがわかる。
さらに、比較ポリマーDを用いた比較例8では、めっきが析出がせず無電解銅めっき膜が形成されなかったため、耐アルカリ性及び絶縁信頼性の各評価ができなかった。
Claims (11)
- 下記式(A2)及び下記式(B)で表されるユニットを少なくとも含み、下記式(C)で表されるユニットの含有率が共重合体に含まれる全ユニット中20モル%未満である共重合体からなる絶縁性樹脂。
式(A2)中、R1及びR2は、夫々独立して、水素原子又はメチル基を表し、Xは酸素原子を表し、Wは−N(Rc)を表し、Rcは水素原子又は炭素数1〜5の無置換のアルキル基を表し、L1は、直鎖のアルキレン基、又は直鎖のアルキレン基及びウレタン基を組み合わせてなる基を表す。
式(B)中、R5は、水素原子又はメチル基を表す。
式(C)中、R6は、水素原子又はメチル基を表し、U及びL2は単結合を表し、Vはカルボン酸基を表す。 - 下記式(D)で表されるユニットを更に含む共重合体である請求項1に記載の絶縁性樹脂。
式(D)中、R7は、水素原子、又はメチル基を表し、R8及びR9は、夫々独立して、水素原子、無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表し、R8及びR9の少なくとも1つは、無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアリール基を表す。R8及びR9は互いに連結して脂肪族環を形成してもよい。 - 請求項1又は請求項2に記載の絶縁性樹脂と、該絶縁性樹脂を溶解しうる溶剤とを含有する絶縁性樹脂層形成用組成物。
- 前記絶縁性樹脂の含有量が全組成物に対して2質量%〜50質量%である請求項3に記載の絶縁性樹脂層形成用組成物。
- 基板上に、請求項1又は請求項2に記載の絶縁性樹脂を含んでなる絶縁性樹脂層を備える積層体。
- (1)基板上に、請求項1又は請求項2に記載の絶縁性樹脂を含有する組成物を用いて絶縁性樹脂層を形成する絶縁性樹脂層形成工程と、
(2)該基板上の該絶縁性樹脂層にめっき触媒又はその前駆体を付与する工程と、
(3)該めっき触媒又はその前駆体に対してめっきを行う工程と、
を有する表面金属膜材料の作製方法。 - 前記絶縁性樹脂層中の絶縁性樹脂が、前記基板と直接化学結合している請求項6に記載の表面金属膜材料の作製方法。
- 請求項6又は請求項7に記載の表面金属膜材料の作製方法により得られた表面金属膜材料における金属膜をパターン状にエッチングする工程を有する金属パターン材料の作製方法。
- 請求項6又は請求項7に記載の表面金属膜材料の作製方法により得られた表面金属膜材料における金属膜をパターン状にエッチングして配線を形成する工程を有する配線基板の作製方法。
- 請求項6又は請求項7に記載の表面金属膜材料の作製方法により得られた表面金属膜材料、請求項8に記載の金属パターン材料の作製方法により得られた金属パターン材料、又は、請求項9に記載の配線基板の作製方法により得られた配線基板を用いてなる電子部品。
- 請求項6又は請求項7に記載の表面金属膜材料の作製方法により得られた表面金属膜材料、請求項8に記載の金属パターン材料の作製方法により得られた金属パターン材料、又は、請求項9に記載の配線基板の作製方法により得られた配線基板を用いてなる半導体素子。
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