JP6832868B2 - 積層体の製造方法及び樹脂層付金属箔 - Google Patents
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Description
特許文献1では、粘着剤として、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を用いることで、粘着層が基板上の回路非形成部分に接着することを防止できるとしている。
特許文献2にも同様の転写シート、及びこれを転写する積層体の製造方法が記載されている。同文献では粘着層を、アクリルポリマーをカルボキシル基との反応性を有する多官能性化合物により架橋して得られる粘着剤を用いて形成する。前記アクリルポリマーは(メタ)アクリル酸エステルとカルボキシル基含有ラジカル重合性単量体とを共重合して得られる。同文献では、この構成の粘着層により、樹脂フィルムを金属箔から引き剥がすことができるとしている。
前記樹脂層付金属箔における前記パターンが形成された面側に、基材を積層する工程と、
前記樹脂層を剥離する工程と、を備え、
前記樹脂層が、主としてスチレンブタジエン共重合体を含み、更に、スチレン系化合物を含み、
スチレン系化合物は、スチレン系モノマー、該スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる少なくとも一種であり、
前記樹脂層において、前記スチレン系化合物が、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して10質量部以上70質量部以下含まれている、
金属のパターンを有する積層体の製造方法(以下本発明の第1の積層体の製造方法ともいう)を提供するものである。
前記金属箔と前記樹脂層とは直接に接して積層されており、
前記キャリアと前記金属箔との間の剥離強度Pcよりも、前記金属箔と前記樹脂層との間の剥離強度Prの方が大きい積層シートを準備する工程、
前記積層シートのキャリアを剥離層において剥離する工程、
前記金属箔をエッチングすることにより所定のパターンを形成する工程、
前記積層シートにおける前記パターンが形成された面側に、基材を積層する工程、及び、
前記樹脂層を剥離する工程、をこの順に備えた、金属のパターンを有する積層体の製造方法(以下本発明の第2の積層体の製造方法ともいう)を提供するものである。
前記金属箔と前記樹脂層とが直接に接して積層されており、
前記樹脂層が、主としてスチレンブタジエン共重合体を含み、更に、スチレン系化合物を含み、
スチレン系化合物は、スチレン系モノマー、該スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる少なくとも一種であり、
前記樹脂層において、前記スチレン系化合物が、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して10質量部以上70質量部以下含まれる、樹脂層付金属箔を提供するものである。
本発明者は、転写法に用いる樹脂層付金属箔の構成と、樹脂層(A)の金属箔(B)に対する剥離容易性について鋭意検討した。その結果、従来用いられてきたアクリル樹脂系の粘着層及びポリエチレンテレフタレートの支持体という構成に代えて、特定の樹脂構成の樹脂層(A)を用いた場合、回路転写後、該樹脂層(A)を金属箔(B)界面から容易に剥離することができ、樹脂残りを効果的に防止できることを知見した。このため、本実施形態の樹脂層付金属箔を用いて転写した配線パターン上には、洗浄や粗化といった表面処理のムラが生じにくく、表面清浄性や表面処理均質性に優れ、信頼性の高い回路付き積層体を得ることができる。
また、前記の理由から、本実施形態の樹脂層(A)を剥離性樹脂層とも呼ぶことができる。本明細書中、剥離性とは、樹脂層付金属箔における前記パターンが形成された面側に、後述する圧着条件にて後述する樹脂種類のいずれかからなる基材を積層してなる積層体において、樹脂層(A)を金属箔(B)から剥離しようとしたときに、樹脂層(A)内の破断及び金属箔(B)の基材からの剥離を生じさせずに、樹脂層(A)が金属箔(B)から、或いは必要に応じて金属箔(B)及び基材から剥離する性質を意味する。剥離性は、樹脂層(A)を含むいずれか一の積層体において示されればよく、その場合は他の積層体において示されなくてもよい。
<スチレンブタジエン共重合体>
本実施形態では、樹脂層(A)が、スチレンブタジエン共重合体を主成分として含むことを特徴の一つとしている。これにより、本実施形態の樹脂層付金属箔は、金属箔に対する良好な密着性及び剥離性を兼ね備えるものとなり、且つ、樹脂層(A)自身が優れた弾性及び柔軟性を有するものとなる。スチレンブタジエン共重合体には、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等があるが、樹脂層(A)剥離時の強度を有利に保持する点からブロック共重合体が好ましい。ブロック共重合体としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−(スチレン−ブタジエン)−スチレンブロック共重合体等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を混合して用いられる。
また、剥離用樹脂層(A)の剥離の際に可撓性と破断耐性をより優位に保つ点からスチレンブタジエン共重合体のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析法による数平均分子量(Mn)は、50,000以上500,000以下であることが好ましい。
スチレン系化合物は、本実施形態の樹脂層付金属箔における樹脂層(A)に、剛直性及び強靭性、剥離容易性を付与するために用いられる。樹脂層(A)において、スチレン系化合物は、スチレン系モノマー、及び該スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる1種又は2種以上の化合物である。
従ってスチレン系化合物は、スチレンと他の不飽和炭化水素とのブロック共重合体は含まない。重合体であるスチレン系化合物は通常、スチレン鎖を主鎖とする。
樹脂層(A)に含まれる各成分のうち、好ましい材料として含有されるポリフェニレンエーテル樹脂は、その構造に起因して耐熱性をより優位に付与する好適な成分である。本実施形態の樹脂層付金属箔は、樹脂層(A)がポリフェニレンエーテル樹脂を含むと、樹脂層付金属箔を基材と高温条件下で積層した場合においても、樹脂層(A)を破断なく、より一層安定的に金属箔から剥離でき、樹脂残りを更に効果的に低減できる。
(1)樹脂層付金属箔における該金属箔(B)をエッチングして所定のパターンを形成する工程と、
(2)前記樹脂層付金属箔における前記パターンが形成された面側に、基材を積層する工程と、
(3)樹脂層(A)を機械的に剥離する工程と、を備える。
樹脂層付金属箔が剥離層(C)及びキャリア(D)を備えている場合には、この樹脂層付金属箔からキャリア(D)を機械的に剥離した後に(1)の工程を行う。
この圧着条件は、基材の溶融粘弾性とパターン転写性に応じ適宜調整され得るものであるが、転写されるパターンの密着強度保持や樹脂層の熱分解を鑑み、40℃以上280℃以下、0.15MPa以上5MPa以下の条件で使うことが好ましい。
なお、実施例及び比較例にて樹脂組成物の調製に採用した成分は、それぞれ下記の通りである。
1.スチレンブタジエン共重合体(実施例及び比較例)
(1)SB1
試料:JSR株式会社 TR2250
数平均分子量Mn:100,000
スチレンユニット含有率:52重量%
(2)SB2
試料:JSR株式会社 TR2003
数平均分子量Mn:100,000
スチレンユニット含有率:43重量%
2.スチレン系化合物(実施例及び比較例)
(1)ST1
ポリスチレン(DIC株式会社 CR2500)
数平均分子量Mn:230,000
(2)ST2
2,4−ジフェニルー4−メチル−1−ペンテン:67質量%
ポリスチレン(DIC株式会社 CR2500):33質量%
上記2成分を上記の割合で混合した混合物の数平均分子量Mn:76,000
3.ポリフェニレンエーテル樹脂(実施例及び比較例)
三菱ガス化学株式会社 OPE−2St(1200)
数平均分子量Mn:1,150
4.アクリル樹脂系組成物(比較例のみ)
ブチル−2−メチル−アクリレート:100質量部に対し、
アクリル酸:10質量部
イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業株式会社 L−45):3質量部
ベンゾトリアゾール:3質量部
の割合で配合したもの
樹脂層(A)及び、金属箔(B)としての銅箔をこの順で積層した樹脂層付金属箔を以下の手順で用意した。
まず、銅箔は、電解法によって形成され且つ樹脂層(A)側の表面粗さ(Rzjis)が0.8μm、反対側の表面粗さ(Rzjis)が1.5μmであり、厚さが18μmのものであった。
積層温度は下記の2種類とした。
(1)積層温度1:90℃
(2)積層温度2:130℃
得られた配線積層体前駆体に対して、下記の評価を行った。
<剥離強度の測定>
樹脂層(A)と金属箔(B)との剥離強度Prについて、90℃で積層された配線積層体前駆体における金属箔がベタパターンの領域を用い、JIS C6481(引張速度:50mm/min)に準拠して測定した。測定結果を表1に示す。
比較例1〜比較例5では、引き剥がしに伴い樹脂層(A)の内部で破壊が発生したため、剥離強度Prを測定できなかった。
更に、樹脂層について下記の2通りの剥離速度にて評価を行った。
(1)剥離速度1:50mm/min
(2)剥離速度2:300mm/min
前記配線積層体前駆体の樹脂層(A)をピーラーを用いて機械的に引き剥がし、配線パターンが転写された配線積層体を得た。
この積層体においては、配線パターンが硬化後の樹脂からなる絶縁シート表面にほぼ完全に埋め込まれており、絶縁シート表面と配線パターン表面とが略同一平面上に位置していることを確認した。
この後、圧力3.0MPa、220℃、90分の条件で更に配線積層体のプリプレグ樹脂を硬化して配線積層板を得た。
更に、樹脂層(A)剥離後の配線パターンの表面を亜塩素酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムの混合溶液を用いた黒化処理と、ジメチルアミンボランと水酸化ナトリウムの混合溶液を用いた還元処理により粗化処理した。
剥離時においては、樹脂層(A)の破断耐久性を目視で確認した。また、黒化処理後においては、樹脂層(A)の微視的な残渣による配線パターンの黒化処理不良が発生したピースを目視及び50倍の実体顕微鏡にて確認し、以下の評価基準に基づき判定を行った。(%の数値は不良率(観察した20ピースのうちの処理不良が発生したピースの割合)を指す)。
(評価基準)
AA:樹脂破断なし、且つ黒化処理不良率 0%(最良)
A :樹脂破断なし、且つ黒化処理不良率 0%超10%以下(良)
B :樹脂破断なし、且つ黒化処理不良率 10%超20%以下(可)
C :樹脂破断又は/及び引剥し不可且つ
配線パターン上残渣不良率 20%超(不可)
貯蔵弾性率の測定は、配線パターンから剥離した後の樹脂層(A)について、動的粘弾性測定装置(DMA)にてJIS K7244(1999)記載の引張振動−非共振法に準拠し、測定は、大気雰囲気、周波数1Hz、昇温速度5℃/minにて行った貯蔵弾性率を測定し、30℃における貯蔵弾性率E’を得た。
樹脂層(A)における樹脂の組成を、表1と同様にした以外は、実施例1と同様にした。なお、比較例5は、上記特許文献2の粘着層と同様の成分を樹脂層の形成に用いた例である。
本実施例では、金属箔として下記(1)〜(3)に示す手順で製造したキャリア付銅箔を用いた点、樹脂層における樹脂の組成を表1に記載の通りとした点、キャリア付銅箔における極薄銅箔のキャリアと反対側の面上に樹脂層(A)を形成した後にキャリアを手動で機械的に剥離して、樹脂層付き銅箔を得た点以外は実施例1と同様にした。なお、キャリア付銅箔におけるキャリアと銅箔との剥離強度Pcは以下のようにして測定した。
(1)キャリア用電解銅箔の製造
銅電解液として硫酸酸性硫酸銅溶液を用い、陰極に表面粗さRaが0.20μmのチタン製の回転電極ドラムを用い、陽極にはDSA(寸法安定性陽極)を用いて、溶液温度45℃、電流密度55A/dm2で電解し、厚さ12μmのキャリア用電解銅箔(以下、銅箔Aという)を得た。
(2)有機剥離層(第二剥離層)の形成
酸洗処理された銅箔Aのドラム面側を、CBTA(カルボキシベンゾトリアゾール)1000重量ppm、硫酸150g/L及び銅10g/Lを含むCBTA水溶液に、液温30℃で30秒間浸漬して引き上げた。こうしてCBTA成分を銅箔のドラム面側に吸着させて、CBTA層を有機剥離層として形成させた。
(3)銅箔の形成
有機剥離層を形成した銅箔Aのドラム面側に対して酸性硫酸銅溶液中で、電流密度8A/dm2で厚さ7μmの極薄銅箔を有機剥離層上に形成した。この極薄銅箔の表面(有機剥離層と反対側の表面)は、表面粗さ(Rzjis)が0.8μmであった。
キャリアと金属箔の剥離強度Pcは、上記のキャリア付銅箔の銅箔と、ガラス基板とを両面テープで張り付けた積層体についてJIS C6481に準拠して測定した(引張速度:50mm/min)。剥離強度Pcは15gf/cmであった。
従って本発明の積層体の製造方法では、特定の樹脂構成の樹脂層(A)を用いることにより、樹脂層(A)を破断なく安定的に剥離でき、かつ、配線パターン表面への樹脂残りが少ないことが明らかである。
また、本発明の積層体の製造方法及び樹脂層付金属箔によれば、樹脂層を機械的に剥離した後の金属箔表面における樹脂残りを極度に低減することができる。このため、本発明の積層体の製造方法及び樹脂層付金属箔によれば、配線パターン表面状態の均一性に優れた金属の配線パターンが形成された積層体を転写法により容易に形成できる。
Claims (14)
- 金属箔と樹脂層とを有する樹脂層付金属箔における該金属箔をエッチングすることにより所定のパターンを形成する工程と、
前記樹脂層付金属箔における前記パターンが形成された面側に、基材を積層する工程と、
前記樹脂層を剥離する工程と、を備え、
前記樹脂層が、主としてスチレンブタジエン共重合体を含み、更に、スチレン系化合物を含み、
スチレン系化合物は、スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる少なくとも一種であって、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析法による数平均分子量(Mn)が15,000以上350,000以下であり、
前記樹脂層において、前記スチレン系化合物が、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して10質量部以上70質量部以下含まれている、金属のパターンを有する積層体の製造方法。 - 前記樹脂層において、ポリフェニレンエーテル樹脂が、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して1質量部以上60質量部以下含まれている、請求項1に記載の製造方法。
- 前記樹脂層において、スチレンブタジエン共重合体が該樹脂層中の樹脂成分に対して45質量%以上80質量%以下含まれている、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記樹脂層は、30℃での貯蔵弾性率が0.1GPa以上0.5GPa以下である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記樹脂層付金属箔は、前記金属箔を挟んで前記樹脂層と反対側の面に、剥離層及びキャリアをこの順で有し、
前記キャリアを前記剥離層において剥離した後に、前記樹脂層付金属箔における該金属箔をエッチングすることにより所定のパターンを形成する工程を行う、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の製造方法。 - 前記金属箔と前記樹脂層とが直接に接している請求項1ないし5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記キャリアと前記金属箔との間の剥離強度Pcよりも、前記金属箔と前記樹脂層との間の剥離強度Prの方が大きい、請求項5に記載の製造方法。
- 剥離強度Pcが1gf/cm以上50gf/cm以下であり、
剥離強度Prが2gf/cm以上100gf/cm以下である請求項7に記載の製造方法。 - 剥離性樹脂層と、金属箔と、第二剥離層と、キャリアとをこの順に有し、
前記金属箔と前記樹脂層とは直接に接して積層されており、
前記キャリアと前記金属箔との間の剥離強度Pcよりも、前記金属箔と前記樹脂層との間の剥離強度Prの方が大きい積層シートを準備する工程、
前記積層シートのキャリアを剥離層において剥離する工程、
前記金属箔をエッチングすることにより所定のパターンを形成する工程、
前記積層シートにおける前記パターンが形成された面側に、基材を積層する工程、及び、
前記樹脂層を剥離する工程、をこの順に備えた、金属のパターンを有する積層体の製造方法。 - 金属箔と剥離用樹脂層とを有する樹脂層付金属箔において、
前記金属箔と前記樹脂層とが直接に接して積層されており、
前記樹脂層が、主としてスチレンブタジエン共重合体を含み、更に、スチレン系化合物を含み、
スチレン系化合物は、スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる少なくとも一種であって、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析法による数平均分子量(Mn)が15,000以上350,000以下であり、
前記樹脂層において、前記スチレン系化合物が、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して10質量部以上70質量部以下含まれる、樹脂層付金属箔。 - 前記樹脂層において、ポリフェニレンエーテル樹脂が、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して1質量部以上60質量部以下含まれている、請求項10に記載の樹脂層付金属箔。
- 前記樹脂層において、スチレンブタジエン共重合体が該樹脂層中の樹脂成分に対して45質量%以上80質量%以下含まれている、請求項10又は11に記載の樹脂層付金属箔。
- 金属箔と樹脂層とが直接に接して積層させた樹脂層付金属箔における樹脂層の剥離層としての使用であって、該樹脂層に、主としてスチレンブタジエン共重合体を含有させ、更にスチレン系化合物とを含有させ、スチレン系化合物は、スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる少なくとも一種であって、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析法による数平均分子量(Mn)が15,000以上350,000以下であり、
前記スチレン系化合物を、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して10質量部以上70質量部以下含有させる、剥離層としての使用。 - 金属箔と樹脂層とが直接に接して積層させた樹脂層付金属箔における樹脂層を剥離層として使用する方法であって、該樹脂層に、主としてスチレンブタジエン共重合体を含有させ、更にスチレン系化合物を含有させ、スチレン系化合物は、スチレン系モノマーを構成ユニットとするオリゴマー及びポリマー並びに該オリゴマー又は該ポリマーの誘導体から選ばれる少なくとも一種であって、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析法による数平均分子量(Mn)が15,000以上350,000以下であり、
前記スチレン系化合物を、100質量部のスチレンブタジエン共重合体に対して10質量部以上70質量部以下含有させる、使用方法。
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