JP5956553B2 - めっき皮膜付樹脂製品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記樹脂製品の表面を前記樹脂製品の表面に対して反対の電荷を有するイオンポリマーを含む溶液で処理する第1の付与工程と、
紫外線を照射する照射工程であって、前記樹脂製品の表面の一部分に無電解めっき触媒が付与されることが可能になるように、前記樹脂製品の表面の前記一部分に選択的に紫外線を照射することで前記樹脂製品の表面に付与されたイオンポリマーを失活させる、照射工程と、
前記無電解めっき触媒が付与された前記樹脂製品を無電解めっき液に浸漬するめっき工程と、
を含むことを特徴とする。
改質工程(S210)においては、めっき工程によりめっき皮膜を析出させるために改質が必要な樹脂製品110に対して、樹脂製品110の表面120の少なくとも一部分を改質する処理が行われる。改質工程により、樹脂製品110にめっき皮膜が析出しやすくなるとともに、第1の付与工程においてマスク材が付着しやすくなる。一実施形態において、改質を行わなくてもめっき工程においてめっき皮膜が析出し、マスク工程においてマスク材を付与できる樹脂製品に対しては、改質工程を省略することが可能である。図1(a)には、樹脂製品110と樹脂製品の表面120が示される。図1(b)には、改質工程後における樹脂製品110の改質された樹脂製品の表面130が示される。
第1の付与工程(S220)においては、図1(c)に示すように、樹脂製品110の表面にマスク材を付与する。図1(c)には、第1の付与工程後における樹脂製品110のマスク材が付与された部位140が示される。その特性上、マスク材が付着しやすい樹脂製品110を用いる場合は、前述の改質工程を省略してもよい。一実施形態において、改質された表面に存在する酸素原子は、電気陰性度が高く、分子内の電子を引き付ける力が強いので、マイナスの電荷を有している。別の実施形態において、改質工程におけるアルカリ処理により、ポリイミド樹脂はその主鎖中のイミド結合(−CONCO−)がイミド開環し、マイナスの電荷を有している。このようにマイナスの電荷又は吸着基を有する樹脂表面に、マスク材が付与されてもよい。
紫外線照射工程(S230)においては、図1(d)に示すように、マスク材が付与された樹脂製品110に選択的に紫外線が照射される。図1(d)には、選択的に紫外線が照射される部位150と、紫外線が照射されていないマスク材が付与された部位140が示される。紫外線照射工程においては、マスク材が付与された樹脂製品110の表面の一部分に無電解めっき触媒が付与されることが可能になるように、マスク材が付与された樹脂製品110の表面の少なくとも一部分の部位に紫外線が照射される。紫外線が照射されることにより、樹脂製品110の表面に付与されたマスク材が失活するものと考えられる。
特定波長のフォトンのエネルギーは次の式で表せる。
E=Nhc/λ(KJ・mol−1)
N=6.022×1023mol−1(アボガドロ数)
h=6.626×10−37KJ・s(プランク定数)
c=2.988×108m・s−1(光速)
λ=光の波長(nm)
O2+hν(243nm以下)→O(3P)+O(3P)
O2+O(3P)→O3(オゾン)
O3+hν(310nm以下)→O2+O(1D)(活性酸素)
O(3P):基底状態酸素原子
O(1D):励起酸素原子(活性酸素)
第2の付与工程(S240)においては、紫外線照射後の樹脂製品110の表面に、無電解めっき触媒が付与される。具体的には、図1(e)に示すように、紫外線が照射される部分150に無電解めっき触媒が付与される。
・触媒の付与は樹脂製品110の表面に触媒イオン溶液を接触させることにより行われる。一実施形態において、触媒付与は、樹脂製品110を触媒イオン溶液に浸漬することにより行われてもよい。別の実施形態においては、触媒付与は、樹脂製品110に触媒イオン溶液を吹き付ける、又は塗布することにより行われてもよい。
・還元剤を含有する溶液に樹脂製品110を浸漬することにより触媒イオンを還元する。こうして、触媒が析出する。還元剤の例としては、水素ガス、ジメチルアミンボラン及び水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。
めっき工程(S250)においては、無電解めっき触媒が付与された樹脂製品110が、無電解めっき液に浸漬される。図1(f)は、紫外線が照射される部分150にめっき皮膜170が析出しためっき皮膜付樹脂製品100を示す。
図4(a)に、樹脂製品410と樹脂製品の表面420が示される。まず、樹脂製品410に対してアルカリ処理を行った。図4(b)には、改質工程後における樹脂製品410の改質された樹脂製品の表面430が示される。具体的には、株式会社JCU製Cu−Niめっき液セット「AISL」で使用されるアルカリ処理液を用いて50℃,0.90mol/Lとなるように調整した水酸化ナトリウム水溶液に、樹脂製品410を10秒間浸漬した。その後、樹脂製品410を水洗した。
次に、アルカリ処理後の樹脂製品410に対して、マスク材付与処理を行った。図4(c)には、マスク材付与工程後における樹脂製品410のマスク材が付与された表面440が示される。具体的には、株式会社JCU製Cu−Niめっき液セット「AISL」で使用されるコンディショナ液を用い、50℃で樹脂製品410を2分間浸漬した。その後、樹脂製品410を水洗した。
次に、樹脂製品410上のめっき皮膜を形成する部分に対して、大気中で、フォトマスクを介して紫外線を照射した。図4(d)には、選択的に紫外線が照射された部位450が示される。その他の部位には紫外線を照射しなかった。紫外線の照射条件は以下の通りであった。
低圧水銀ランプ:サムコ社製UV−300(主波長185nm,254nm)
照射距離:3.5cm
照射距離3.5cmにおける照度:5.40mW/cm2(254nm)
1.35mW/cm2(185nm)
照射時間:10分間
この際の積算露光量は、1.35mW/cm2×600秒=約810mJ/cm2であった。
次に、紫外線を照射した樹脂製品410に対して触媒付与処理を行った。図4(e)に示すように、紫外線照射後の樹脂製品410の表面に、無電解めっき触媒が付与される。無電解めっき触媒は、紫外線が照射された部位450に結合する。図4(e)には、無電解めっき触媒が付与された部位460が示されている。具体的には、アクチベーター液(株式会社JCU製、製品名ELFSEED ES−300)を用い、50℃で樹脂製品410を5分間浸漬した。このとき、アクチベーター液は、メーカー指定濃度の3倍にて使用した。その後、樹脂製品410を水洗した。こうして、触媒イオンの付与を行った。
さらに、アクセレレーター液(株式会社JCU製、製品名ELFSEED ES−4)を用い、35℃で樹脂製品410を4分間浸漬した。その後、樹脂製品410を水洗した。こうして、触媒イオンの還元を行った。
次に、還元処理後の樹脂製品410に対して、無電解銅ニッケルめっきを行った。具体的には、無電解Cu−Niめっき液(株式会社JCU製、製品名AISL―520)を用い、60℃に加熱して樹脂製品410を5分間浸漬した。その後、樹脂製品410を水洗した。
紫外線照射工程において、紫外線を樹脂製品410に7分間照射したことを除いては、実施例1と同様にめっき皮膜付樹脂製品410を作製した。実施例2においても、紫外線が照射された部分450にはめっき皮膜470が形成されていたが、紫外線を照射していない部分にはめっき皮膜は形成されていなかった。
紫外線照射工程において、紫外線を樹脂製品410に3分間照射したことを除いては、実施例1と同様にめっき皮膜付樹脂製品410を作製した。実施例3においては、紫外線が照射された部分450の一部分にのみめっき皮膜480が形成されていた。また、紫外線を照射していない部分にはめっき皮膜は形成されていなかった。本実施例においてめっき皮膜480が形成された樹脂製品410を図4(g)に示す。
紫外線照射工程において、紫外線を樹脂製品410に5分間照射したことを除いては、実施例1と同様にめっき皮膜付樹脂製品410を作製した。実施例4においては、紫外線が照射された部分450のうち、細い領域にはめっき皮膜490が形成されていなかった。また、紫外線を照射していない部分にはめっき皮膜は形成されていなかった。本実施例においてめっき皮膜490が形成された樹脂製品410を図4(h)に示す。
紫外線照射工程において、紫外線を樹脂製品410に15分間照射したことを除いては、実施例1と同様にめっき皮膜付樹脂製品410を作製した。実施例5においては、紫外線が照射された部分450には、めっき皮膜が十分に形成されていなかった。また、紫外線を照射していない部分には皮膜は形成されていなかった。
まず、樹脂製品410に対し、実施例1と同様の手順により、紫外線照射を10分間行った。その後、紫外線照射された樹脂製品410に対し、アルカリ処理を行った。具体的には、株式会社JCU製Cu−Niめっき液セット「AISL」で使用されるアルカリ処理液を用いて50℃,0.90mol/Lとなるように調整した水酸化ナトリウム水溶液に、樹脂製品410を2分間浸漬した。その後、樹脂製品410を水洗した。
110 樹脂表面
150 紫外線が照射される部分
170 めっき皮膜
S210 改質工程
S220 第1の付与工程
S230 照射工程
S240 第2の付与工程
S250 めっき工程
Claims (11)
- 樹脂製品の表面の一部分にめっき皮膜が形成されためっき皮膜付樹脂製品の製造方法であって、
前記樹脂製品の表面を前記樹脂製品の表面に対して反対の電荷を有するイオンポリマーを含む溶液で処理する第1の付与工程と、
紫外線を照射する照射工程であって、前記樹脂製品の表面の一部分に無電解めっき触媒が付与されることが可能になるように、前記樹脂製品の表面の前記一部分に選択的に紫外線を照射することで前記樹脂製品の表面に付与されたイオンポリマーを失活させる、照射工程と、
前記樹脂製品の表面の紫外線が照射された部分に前記無電解めっき触媒を付与する第2の付与工程と、
前記無電解めっきにより、前記樹脂製品の表面の紫外線が照射された部分にめっき皮膜を形成するめっき工程と、
を有すことを特徴とする、めっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記第1の付与工程の前に、前記樹脂製品の表面を改質する改質工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記改質工程が、前記樹脂製品をアルカリ溶液で処理する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記樹脂製品の表面には、アルカリ溶液での処理により化学的吸着基が生じることを特徴とする、請求項3に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記樹脂製品は、表面に、イミド結合、アミド結合、及びエステル結合のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1乃至4の何れか1項に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記樹脂製品の表面がポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を含むことを特徴とする、請求項1乃至5の何れか1項に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記イオンポリマーは、陽イオンポリマーを含むことを特徴とする、請求項1乃至6の何れか1項に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記照射工程において、前記樹脂製品の表面の一部分に243nm以下の紫外線を照射することを特徴とする、請求項1に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記照射工程は、酸素とオゾンとの少なくとも一方を含む雰囲気下で行われることを特徴とする、請求項1乃至8の何れか1項に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記第2の付与工程は、前記樹脂製品の表面に無電解めっき触媒溶液又は無電解めっき触媒イオン溶液を接触させる工程を含むことを特徴とする、請求項1乃至9の何れか1項に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
- 前記第2の付与工程は、前記樹脂製品の表面に無電解めっき触媒イオン溶液を接触させる工程と、前記無電解めっき触媒イオンを還元する工程とを含み、前記無電解めっき触媒イオンは、少なくとも一部分に正電荷を有するパラジウム錯体であることを特徴とする、請求項1乃至10の何れか1項に記載のめっき皮膜付樹脂製品の製造方法。
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