JP6943981B2 - 積層体、複合体および複合体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する金属箔と、金属箔の一方の表面に設けられる樹脂層と、金属箔の両方の表面のうち、樹脂層が設けられていない表面に設けられるポジ型感光性樹脂層とを有し、金属箔は、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔による平均開口率が0.1〜90%である積層体を提供するものである。
ポジ型感光性樹脂層は、着色材を含むことが好ましい。
着色材は、染料および顔料を含むことが好ましい。
金属箔は、平均厚みが5〜1000μmであることが好ましい。
金属箔は、アルミニウム箔、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、ステンレス箔、チタン箔、タンタル箔、モリブデン箔、ニオブ箔、ジルコニウム箔、タングステン箔、ベリリウム銅箔、燐青銅箔、黄銅箔、洋白箔、錫箔、鉛箔、亜鉛箔、半田箔、鉄箔、ニッケル箔、パーマロイ箔、ニクロム箔、42アロイ箔、コバール箔、モネル箔、インコネル箔、およびハステロイ箔からなる群から選択された箔、または群から選択された箔と、群から選択された箔とは異なる種類の金属の箔とが積層された箔であることが好ましい。
光透過率が0.1〜90%であることが好ましい。
また、本発明は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔による平均開口率が0.1〜90%である金属箔と、金属箔の少なくとも一方の表面に設けられるポジ型感光性樹脂層を有する複合体の製造方法であって、金属箔側からポジ型感光性樹脂層を露光し、露光後のポジ型感光性樹脂層をアルカリ性水溶液により現像する複合体の製造方法を提供するものである。
露光は、紫外光または赤外光が用いられることが好ましい。
また、色味等の外観および光透過性がいずれも優れる複合体の製造方法を提供することができる。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
「平行」、および「垂直」等は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
第1の複合体は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する金属箔と、金属箔の少なくとも一方の表面に設けられるポジ型感光性樹脂層とを有し、
金属箔は、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔による平均開口率が1〜50%であり、
ポジ型感光性樹脂層は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、平均開口率が0.1〜90%である。
厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する金属箔と、金属箔の少なくとも一方の表面に設けられるポジ型感光性樹脂層とを有し、金属箔は、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔による平均開口率が1〜50%であるもののことを積層体という。積層体は複合体の前段階のものであり、ポジ型感光性樹脂層に貫通孔がない。積層体を加工することにより複合体が得られる。
金属箔は、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔による平均開口率が1〜50%であり、
ポジ型感光性樹脂層は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、平均開口率が0.1〜90%である。
厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する金属箔と、金属箔の一方の表面に設けられる樹脂層と、金属箔の他方の表面に設けられるポジ型感光性樹脂層とを有し、金属箔は、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔による平均開口率が1〜50%であるもののことを積層体という。積層体は、複合体の前段階のものであり、ポジ型感光性樹脂層に貫通孔がない。積層体を加工することにより複合体が得られる。
なお、積層体と、第1の複合体および第2の複合体とは上述のようにポジ型感光性樹脂層に貫通孔がない点以外は同じ構成であり、金属箔とポジ型感光性樹脂層の構成および組成等は同じである。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
金属箔に存在する貫通孔の平均開口径および平均開口率が上述した範囲内であることにより、貫通孔の存在を目視で確認することが難しくなる一方で、ポジ型感光性樹脂層は視認できるため、色味等の外観を損なわずに光を透過させることができたと考えられる。
また、ポジ型感光性樹脂層を有することにより、色味等の外観および光透過性がいずれも優れ、透過性を有したまま様々な機能を持ち、かつ照明用途に用いる金属調装飾体等の成形品に加工することが容易になったと考えられる。
なお、倍率は、貫通孔を20個以上抽出できる撮影画像が得られるように上述した範囲の倍率を適宜選択することができる。また、開口径は、貫通孔部分の端部間の距離の最大値を測定した。すなわち、貫通孔の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、貫通孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。従って、例えば、2以上の貫通孔が一体化したような形状の貫通孔の場合にも、これを1つの貫通孔とみなし、貫通孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。
図1は本発明の実施形態の複合体の第1の例を示す模式的平面図であり、図2は本発明の実施形態の複合体の第1の例を示す模式的断面図である。
図1および図2に示すように、複合体10は、厚み方向Dtに貫通する複数の貫通孔13を有する金属箔12と、金属箔12の少なくとも一方の表面12aに設けられるポジ型感光性樹脂層14とを有する。
金属箔12は、貫通孔13の平均開口径が0.1〜100μmであり、貫通孔13による平均開口率が1〜50%である。
ポジ型感光性樹脂層14は、厚み方向Dtに貫通する複数の貫通孔15を有し、貫通孔15の平均開口径が0.1〜100μmであり、平均開口率が0.1〜90%である。
図2に示すように、金属箔12の貫通孔13と、ポジ型感光性樹脂層14の貫通孔15とは一致して配置されており、金属箔12の貫通孔13と、ポジ型感光性樹脂層14の貫通孔15とで1つの貫通孔を構成する。
図3は本発明の実施形態の複合体の貫通孔の平均有効径を説明するための金属箔の一例を断面図であり、図4は本発明の実施形態の複合体の貫通孔の平均有効径を説明するための金属箔の他の例を断面図である。
平均有効径とは、金属箔の表面に対して垂直方向に切断した断面における貫通孔の孔壁面間の最短距離をいい、図3および図4に示すように、金属箔12の貫通孔13の左壁面において基準線E1からの距離が最大になる点12cにおける垂線Q1と、貫通孔の右孔壁面において基準線E2からの距離が最大になる点12dにおける垂線Q2との距離Xの平均値をいう。
本発明においては、平均有効径は、金属箔の一方の面側に平行光光学ユニットを設置し、平行光を透過させて、金属箔の他方の面から、光学顕微鏡を用いて金属箔の表面を倍率100倍で撮影し、撮影画像を写真またはデジタル画像データとして取得する。得られた撮影画像の10cm×10cmの範囲における100mm×75mmの視野(5箇所)について、透過した平行光によって投影される貫通孔を各視野において20個抽出する。抽出した合計100個の貫通孔の直径を測定し、これらの平均値を平均有効径として算出する。
例えば、図5に示す複合体10のように、金属箔12の一方の表面12aおよび他方の表面12bに、それぞれポジ型感光性樹脂層14が設けられている構成、すなわち、金属箔12の両面にポジ型感光性樹脂層14が設けられている構成でもよい。この場合、各表面12a、12bに設けられたポジ型感光性樹脂層14の貫通孔15の位置と、金属箔12の貫通孔13の位置とは一致しており、ポジ型感光性樹脂層14の貫通孔15と金属箔12の貫通孔13とで1つの貫通孔を構成する。
また、図6に示す複合体10のように、金属箔12の他方の表面12bに樹脂層16が設けられ、一方の表面12aにポジ型感光性樹脂層14が設けられる構成でもよい。図6に示す複合体10は、樹脂層16とポジ型感光性樹脂層14との配置位置は、逆でもよい。樹脂層16は貫通孔が設けられていない構成である。この場合、表面12aに設けられたポジ型感光性樹脂層14の貫通孔15の位置と、金属箔12の貫通孔13の位置とは一致しており、ポジ型感光性樹脂層14の貫通孔15と金属箔12の貫通孔13とで1つの貫通孔を構成する。
なお、図5は本発明の実施形態の複合体の第2の例を示す模式的断面図であり、図6は本発明の実施形態の複合体の第3の例を示す模式的断面図である。
〔金属箔〕
積層体および複合体の金属箔は、貫通孔を有するものであれば、特に限定されるものではない。上述の平均開口径および平均開口率の貫通孔を容易に形成可能な金属、合金、および金属化合物のうち、少なくとも1つで構成される箔であることが好ましく、金属から構成される箔がより好ましい。
また、後述する貫通孔形成工程で用いるエッチャントに対して溶解する金属原子を含む金属箔であることも好ましい。なお、金属、合金、および金属化合物のいずれで構成されていても、金属箔という。
金属箔としては、具体的には、例えば、アルミニウム箔、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、ステンレス箔、チタン箔、タンタル箔、モリブデン箔、ニオブ箔、ジルコニウム箔、タングステン箔、ベリリウム銅箔、燐青銅箔、黄銅箔、洋白箔、錫箔、鉛箔、亜鉛箔、半田箔、鉄箔、ニッケル箔、パーマロイ箔、ニクロム箔、42アロイ箔、コバール箔、モネル箔、インコネル箔、およびハステロイ箔等が挙げられる。
また、金属箔は、上述の例示した金属の群から選択された箔と、上述の群から選択された箔とは異なる種類の金属の箔とが積層された箔ものでもよい。金属箔は、異なる2種以上の金属箔が積層されたものであってもよい。
金属箔の積層手法は特に限定されないが、メッキまたはクラッド材であることが好ましい。メッキに用いる金属はエッチャントに対して溶解する金属原子を含む金属であれば特に限定されないが、金属であることが好ましい。メッキ種としては、例えば、ニッケル、クロム、コバルト、鉄、亜鉛、錫、銅、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム等が挙げられる。
メッキの手法は特に問わず、無電解メッキ、電解メッキ、溶融メッキ、化成処理等がいずれも用いられる。
また、上述の金属箔に対してクラッド材を形成するのに用いる金属はエッチャントに対して溶解する金属原子を含む金属であれば特に限定されないが、金属であることが好ましい。金属種としては、例えば、上述の金属箔に用いられる金属が挙げられる。
上述の金属箔の平均厚みは、5〜1000μmであることが好ましく、ハンドリング性観点から、5〜50μmであることがより好ましく、8〜30μmであるのが更に好ましい。なお、金属箔の平均厚みは、接触式膜厚測定計(デジタル電子マイクロメータ)を用いて、任意の5点を測定した厚みの平均値である。
金属箔としてアルミニウム箔を用いる場合、アルミニウム箔は、例えば、1085材等の1000系、3003材等の3000系、8021材等の8000系等の公知のアルミニウム合金を用いることができる。このようなアルミニウム合金としては、例えば、下記表1に示す合金番号のアルミニウム合金を用いることができる。
上述の金属箔が有する貫通孔は、上述した通り、貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、また、貫通孔による平均開口率が0.1〜90%である。
ここで、貫通孔の平均開口径は、引張強度、および透過特性等の観点から、1〜45μmであることが好ましく、1〜40μmであることがより好ましく、1〜30μmであることが更に好ましい。
また、貫通孔による平均開口率は、引張強度、および透過特性等の観点から、2〜45%であることが好ましく、2〜30%であることがより好ましく、2〜20%であることが特に好ましい。
ポジ型感光性樹脂層は、複合体に色を付与するものである。ポジ型感光性樹脂層は、厚みが0.1〜100μmが好ましく、0.5〜50μmがより好ましく、1〜30μmが最も好ましい。
ポジ型感光性樹脂層の厚みは、ミクロトームを用いて複合体を切削し、断面を電子顕微鏡で観察した際に、ポジ型感光性樹脂層に該当する層の任意の5点を測定した厚みの平均値である。
ポジ型感光性樹脂層は、例えば、赤外光または紫外光で露光可能であれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知のポジ型感光性樹脂層を適宜利用することができる。
ポジ型感光性樹脂層は、(A)フェノール型樹脂、および(B)o−ナフトキノンジアジドまたは赤外線吸収剤、の2種の化合物を含むことが好ましい。また、ポジ型感光性樹脂層は、着色材を含んでもよい。着色材は、染料および顔料を含んでもよい。
(A)フェノール型樹脂について、フェノール基(−Ar−OH)を有するアルカリ水可溶性高分子としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、および、キシレノール等のフェノール類の1種又は2種以上と、ホルムアルデヒド、および、パラホルムアルデヒド等のアルデヒド類から製造されるノボラック樹脂、およびピロガロールとアセトンとの縮重合体を挙げることができる。さらに、フェノール基を有する化合物を共重合させた共重合体を挙げることもできる。フェノール基を有する化合物としては、フェノール基を有するアクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、またはヒドロキシスチレン等が挙げられる。
上述のポジ型感光性樹脂層は、塗布性の観点から、特開昭62−251740号公報、及び/又は、特開平3−208514号公報に記載されているような非イオン界面活性剤、特開昭59−121044号公報、及び/又は、特開平4−13149号公報に記載されているような両性界面活性剤を添加することができる。
上述のポジ型感光性樹脂層は、樹脂層を形成する際の作業性の観点から、溶媒を添加することができる。
溶媒としては、具体的には、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジメトキシエタン、乳酸メチル、乳酸エチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、トルエン、および、水等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明に使用されるo−ナフトキノンジアジド化合物としては、特公昭43−28403号公報に記載されている1,2−ジアゾナフトキノンスルホン酸クロライトとピロガロール−アセトン樹脂とのエステルであるものが好ましい。その他の好適なオルトキノンジアジド化合物としては、米国特許第3,046,120号明細書および米国特許第3,188,210号明細書中に記載されている1,2−ジアゾナフトキノンスルホン酸クロライドとフェノール−ホルムアルデヒド樹脂とのエステルがある。その他の有用なo−ナフトキノンジアジド化合物としては、数多くの特許に報告され、知られている。例えば、特開昭47−5303号公報、特開昭48−63802号公報、特開昭48−63803号公報、特開昭48−96575号公報、特開昭49−38701号公報、特開昭48−13354号公報、特公昭37−18015号公報、特開昭41−11222号公報、特開昭45−9610号公報、特開昭49−17481号公報、米国特許第2,797,213号明細書、米国特許第3,454,400号明細書、米国特許第3,544,323号明細書、米国特許第3,573,917号明細書、米国特許第3,674,495号明細書、米国特許第3,785,825号明細書、英国特許第1,227,602号明細書、英国特許第1,251,345号明細書、英国特許第1,267,005号明細書、英国特許第1,329,888号明細書、英国特許第1,330,932号明細書、およびドイツ特許第854,890号明細書等に記載されているものを挙げることができる。
ポジ型感光性樹脂層は、赤外線吸収剤を有することが好ましい。赤外線吸収剤として、高分子の構成単位間におけるポジ作用(未露光部は現像抑制され、露光部ではそれが解除または消失される)を及ぼす必要がある点で、オニウム塩型構造を有するものを使用することが好ましい。具体的には、シアニン色素、ピリリウム塩等の染料を好適に用いることができる。
好ましい上述の染料としては、例えば、特開昭58−125246号公報、特開昭59−84356号公報、特開昭59−202829号公報、特開昭60−78787号公報等に記載されているシアニン染料、英国特許434,875号明細書に記載のシアニン染料等を挙げることができる。
また、米国特許第5,156,938号明細書に記載の近赤外吸収増感剤も好適に用いられ、さらに、米国特許第3,881,924号明細書に記載の置換されたアリールベンゾ(チオ)ピリリウム塩、特開昭57−142645号公報(米国特許第4,327,169号明細書)に記載のトリメチンチアピリリウム塩、特開昭58−181051号公報、特開昭58−220143号公報、特開昭59−41363号公報、特開昭59−84248号公報、特開昭59−84249号公報、特開昭59−146063号公報、特開昭59−146061号公報に記載されているピリリウム系化合物、特開昭59−216146号公報に記載のシアニン色素、米国特許第4,283,475号明細書に記載のペンタメチンチオピリリウム塩等、特公平5−13514号公報、特公平5−19702号公報に開示されているピリリウム化合物も好ましく用いられる。
例えば、(c1)アニオン性金属錯体、(c2)アニオン性カーボンブラック、(c3)アニオン性フタロシアニン、さらに(c4)下記一般式(7)で表される化合物等が挙げられる。これらのアニオン性赤外線吸収剤の対カチオンは、プロトンを含む一価の陽イオン、或いは、多価の陽イオンである。下記一般式(7)のGa −はアニオン性置換基を表し、Gbは中性の置換基を表す。Xm+は、プロトンを含む1〜m価のカチオンを表し、mは1ないし6の整数を表す。
(c2)アニオン性カーボンブラックは、置換基としてスルホン酸、カルボン酸、ホスホン酸基等のアニオン基が結合しているカーボンブラックが挙げられる。これらの基をカーボンブラックに導入するには、カーボンブラック便覧第三版(カーボンブラック協会編、1995年4月5日、カーボンブラック協会発行)第12頁に記載されるように、所定の酸でカーボンブラックを酸化する等の手段をとればよい。
このアニオン性カーボンブラックのアニオン性基に、対カチオンとしてオニウム塩がイオン結合してなるアニオン性赤外線吸収剤は本発明に好適に用いられるが、カーボンブラックにオニウム塩が吸着した吸着物は、本発明のアニオン性赤外線吸収剤には包含されず、また、単なる吸着物では本発明の効果は得られない。
(c3)アニオン性フタロシアニンは、フタロシアニン骨格に、置換基として先に(c2)の説明において挙げたアニオン基が結合し、全体としてアニオンとなっているものを指す。
ポジ型感光性樹脂層には、さらに感度および現像ラチチュードを向上させる目的で、他の染料、顔料等を含有することもできる。
染料としては、市販の染料及び例えば「染料便覧」(有機合成化学協会編集、昭和45年刊)等の文献に記載されている公知のものが利用できる。具体的には、アゾ染料、金属錯塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、ナフトキノン染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、スクワリリウム色素、金属チオレート錯体等の染料が挙げられる。
例えば、顔料の種類としては、黒色顔料、黄色顔料、オレンジ色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、その他、ポリマー結合色素が挙げられる。具体的には、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン及びペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染付けレーキ顔料、アジン顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料、蛍光顔料、無機顔料、カーボンブラック等が使用できる。これらの顔料のうち好ましいものはカーボンブラックである。
樹脂層は、透明性を有する樹脂材料で形成された層であれば特に限定されず、樹脂材料としては、例えば、ポリエステル、およびポリオレフィン等が挙げられる。
ポリエステルとしては、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、およびポリエチレンナフタレート等が挙げられる。
その他の樹脂材料としては、具体的には、例えば、ポリアミド、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、およびポリメタクリル酸エステル等が挙げられる。
ここで、「透明性を有する」とは、可視光の透過率が60%以上であることを示し、好ましくは80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。
上述の樹脂層の平均厚みは、ハンドリング性および加工性の観点から、12〜100μmであることが好ましく、25〜100μmであることがより好ましく、50〜100μmであるのが更に好ましい。なお、樹脂層の平均厚みは、接触式膜厚測定計(デジタル電子マイクロメータ)を用いて、任意の5点を測定した厚みの平均値である。
複合体の光透過率は、0.1〜90%であることが好ましい。光透過率は平均開口率により調整することができる。
光透過率は、200nm〜900nmの波長域における光の透過率の平均値であり、JIS(日本工業規格) K 7361に準拠して測定された透過率である。
[複合体の製造方法]
複合体の製造方法は特に限定されないが、例えば、金属箔の少なくとも一方の表面に水酸化アルミニウム皮膜を形成する皮膜形成工程と、皮膜形成工程の後に、貫通孔形成処理を行って貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜を除去する皮膜除去工程と、皮膜除去工程の後に、貫通孔を有する金属箔の少なくとも一方の表面にポジ型感光性樹脂層を形成するポジ型感光性樹脂層形成工程とを有する。
金属箔の一方の表面に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、樹脂層形成工程の後に、樹脂層が設けられていない側の金属箔の表面に水酸化アルミニウム皮膜を形成する皮膜形成工程と、皮膜形成工程の後に、貫通孔形成処理を行って貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜を除去する皮膜除去工程と、樹脂層が設けられていない側の金属箔の表面にポジ型感光性樹脂層を形成するポジ型感光性樹脂層形成工程とを有する。
以下、図を用いて複合体の製造方法を説明した後、各工程について詳細に説明する。
まず、金属箔12(図2参照)となる金属基材11(図7参照)を用意する。金属基材11は、例えば、アルミニウムで構成されている。以下、アルミニウムで構成された金属基材11を例にして説明する。
次に、金属基材11の両方の表面11a、11bに対して皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム皮膜(図示せず)を形成する。水酸化アルミニウム皮膜を形成する工程を皮膜形成工程という。
皮膜形成工程の後に、例えば、電解溶解処理を施して貫通孔を形成する。貫通孔を形成する工程を貫通孔形成工程という。貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜を除去する。この水酸化アルミニウム皮膜を除去する工程を皮膜除去工程という。
以上の工程により、図8に示すように、貫通孔13を有する金属箔12を得る。
次に、図10に示すように、金属箔12の表面12b側から露光光Leを照射し、金属箔12をマスクとして、貫通孔13を透過した露光光Leをポジ型感光性樹脂膜20に照射して露光する。次に、ポジ型感光性樹脂膜20を現像する。現像により、図11に示すように、金属箔12の貫通孔13の位置に一致した、貫通孔15が形成されたポジ型感光性樹脂層14が形成される。これにより、金属箔12の一方の表面12aにポジ型感光性樹脂層14が形成された複合体10が得られる。なお、上述のポジ型感光性樹脂層14を形成する工程をポジ型感光性樹脂層形成工程という。
第2の例では、図8に示す貫通孔13が形成された金属箔12を得る工程迄は、上述の複合体の製造方法の第1の例と同じ工程である。
図8に示す貫通孔13が形成された金属箔12の両面に、ポジ型感光性樹脂層14(図2参照)となるポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、図12に示すように、ポジ型感光性樹脂膜20を形成する。この場合、金属箔12の一方の表面12aと、金属箔12の他方の表面12bとでは、露光される波長が異なるものとする。例えば、一方のポジ型感光性樹脂膜20を赤外光で露光されるものとし、他方のポジ型感光性樹脂膜20をUV光で露光されるものとする。これにより、それぞれのポジ型感光性樹脂膜20を1つの工程で露光できる。
露光光Le1は他方の表面12b側のポジ型感光性樹脂膜20を露光する波長の光である。露光光Le2は一方の表面12a側のポジ型感光性樹脂膜20を露光する波長の光である。
次に、各ポジ型感光性樹脂膜20を現像する。現像により、図14に示すように、金属箔12の貫通孔13の位置に一致した、ポジ型感光性樹脂膜20の領域に貫通孔15が形成され、ポジ型感光性樹脂層14が形成される。これにより、金属箔12の一方の表面12aと他方の表面12bにそれぞれ、ポジ型感光性樹脂層14が形成された複合体10が得られる。
第3の例では、図8に示す貫通孔13が形成された金属箔12を得る工程迄は、上述の複合体の製造方法の第1の例と同じ工程である。
図15に示すように、金属箔12の表面12bに、PETを用いて樹脂層16を形成する。この脂層16を形成する工程を樹脂層形成工程という。
次に、金属箔12の表面12aに、ポジ型感光性樹脂層14(図2参照)となるポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、図16に示すように、ポジ型感光性樹脂膜20を形成する。
次に、図17に示すように、樹脂層16が形成された、金属箔12の表面12b側から露光光Leを照射し、金属箔12をマスクとして、貫通孔13を透過した露光光Leをポジ型感光性樹脂膜20に照射して露光する。次に、ポジ型感光性樹脂膜20を現像する。現像により、図18に示すように、金属箔12の貫通孔13の位置に一致した、ポジ型感光性樹脂膜20の領域に貫通孔15が形成され、ポジ型感光性樹脂層14が形成される。これにより、金属箔12の一方の表面12aにポジ型感光性樹脂層14が形成され、他方の表面12bに樹脂層16が形成された複合体10が得られる。
以下、複合体の製造方法の各工程についてより詳細に説明する。
複合体の製造方法が有する皮膜形成工程は、金属箔の表面に皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム皮膜を形成する工程である。
上述の皮膜形成処理は特に限定されず、例えば、従来公知の水酸化アルミニウム皮膜の形成処理と同様の処理を施すことができる。
皮膜形成処理としては、例えば、特開2011−201123号公報の[0013]〜[0026]段落に記載された条件および装置を適宜採用することができる。
硝酸または塩酸を含む電解液中で電気化学的処理を行う場合には、金属箔と対極との間に直流を印加してもよく、交流を印加してもよい。金属箔に直流を印加する場合においては、電流密度は、1〜60A/dm2であるのが好ましく、5〜50A/dm2であるのがより好ましい。連続的に電気化学的処理を行う場合には、金属箔に、電解液を介して給電する液給電方式により行うのが好ましい。
貫通孔形成工程は、皮膜形成工程の後に電解溶解処理を施し、貫通孔を形成する工程である。
上述の電解溶解処理は特に限定されず、直流または交流を用い、酸性溶液を電解液に用いることができる。中でも、硝酸および塩酸の少なくとも一方の酸を用いて電気化学処理を行うのが好ましく、これらの酸に、硫酸、燐酸およびシュウ酸の少なくとも1以上の酸を加えた混酸を用いて電気化学的処理を行うのがより好ましい。
ここで、「主体とする」とは、水溶液中に主体となる成分が、水溶液に添加した成分全体に対して、30質量%以上、好ましくは50質量%以上含まれていることをいう。以下、他の成分においても同様である。
また、上述の酸を主体とする水溶液には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリカ等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。好ましくは、酸の濃度0.1〜2質量%の水溶液にアルミニウムイオンが1〜100g/Lとなるように、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム等を添加した液を用いることが好ましい。
本発明においては、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理(以下、「硝酸溶解処理」とも略す。)により、容易に、平均開口径が0.1μm以上100μm未満となる貫通孔を形成することができる。
ここで、硝酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を5A/dm2以上とし、かつ、電気量を50C/dm2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は100A/dm2以下であるのが好ましく、電気量は10000C/dm2以下であるのが好ましい。
また、硝酸電解における電解液の濃度および温度は特に限定されず、高濃度、例えば、硝酸濃度15〜35質量%の硝酸電解液を用いて30〜60℃で電解を行ったり、硝酸濃度0.7〜2質量%の硝酸電解液を用いて高温、例えば、80℃以上で電解を行ったりすることができる。
また、上述の硝酸電解液に濃度0.1〜50質量%の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも1つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
本発明においては、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理(以下、「塩酸溶解処理」とも略す。)によっても、容易に、平均開口径が1μm以上100μm未満となる貫通孔を形成することができる。
ここで、塩酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を5A/dm2以上とし、かつ、電気量を50C/dm2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は100A/dm2以下であるのが好ましく、電気量は10000C/dm2以下であるのが好ましい。
また、塩酸電解における電解液の濃度および温度は特に限定されず、高濃度、例えば、塩酸濃度10〜35質量%の塩酸電解液を用いて30〜60℃で電解を行ったり、塩酸濃度0.7〜2質量%の塩酸電解液を用いて高温、例えば、80℃以上で電解を行ったりすることができる。
また、上述の塩酸電解液に濃度0.1〜50質量%の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも1つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
皮膜除去工程は、化学的溶解処理を行って水酸化アルミニウム皮膜を除去する工程である。
上述の皮膜除去工程は、例えば、後述する酸エッチング処理またはアルカリエッチング処理を施すことにより水酸化アルミニウム皮膜を除去することができる。
上述の溶解処理は、アルミニウムよりも水酸化アルミニウムを優先的に溶解させる溶液(以下、「水酸化アルミニウム溶解液」という。)を用いて水酸化アルミニウム皮膜を溶解させる処理である。
ジルコニウム系化合物としては、例えば、フッ化ジルコンアンモニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウムが挙げられる。
チタン化合物としては、例えば、酸化チタン、硫化チタンが挙げられる。
リチウム塩としては、例えば、フッ化リチウム、塩化リチウムが挙げられる。
セリウム塩としては、例えば、フッ化セリウム、塩化セリウムが挙げられる。
マグネシウム塩としては、例えば、硫化マグネシウムが挙げられる。
マンガン化合物としては、例えば、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カルシウムが挙げられる。
モリブデン化合物としては、例えば、モリブデン酸ナトリウムが挙げられる。
マグネシウム化合物としては、例えば、フッ化マグネシウム・五水和物が挙げられる。
バリウム化合物としては、例えば、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウム、塩素酸バリウム、塩化バリウム、フッ化バリウム、ヨウ化バリウム、乳酸バリウム、シュウ酸バリウム、過塩素酸バリウム、セレン酸バリウム、亜セレン酸バリウム、ステアリン酸バリウム、亜硫酸バリウム、チタン酸バリウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、あるいはこれらの水和物等が挙げられる。
上述のバリウム化合物の中でも、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウムが好ましく、酸化バリウムが特に好ましい。
ハロゲン単体としては、例えば、塩素、フッ素、臭素が挙げられる。
酸濃度としては、0.01mol/L以上であるのが好ましく、0.05mol/L以上であるのがより好ましく、0.1mol/L以上であるのが更に好ましい。上限は特にないが、一般的には10mol/L以下であるのが好ましく、5mol/L以下であるのがより好ましい。
浸漬処理の時間は、10分以上であるのが好ましく、1時間以上であるのがより好ましく、3時間以上、5時間以上であるのが更に好ましい。
アルカリエッチング処理は、上述の水酸化アルミニウム皮膜をアルカリ溶液に接触させることにより、表層を溶解させる処理である。
ポジ型感光性樹脂層形成工程は、金属箔上にポジ型感光性樹脂層の組成物を塗布した後、金属箔をマスクとして用いて露光し、露光後、現像して、貫通孔と同じ位置に貫通孔を形成して、ポジ型感光性樹脂層を得る。
<形成方法>
上述のポジ型感光性樹脂層の形成方法は特に限定されないが、金属箔上にポジ型感光性樹脂層の組成物を塗布して形成する方法が好ましい。
金属箔上への塗布方法は特に限定されず、例えば、バーコート法、スリットコート法、インクジェット法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、スリットアンドスピン法、および、転写法等の方法を用いることができる。
現像にはアルカリ性水溶液が用いられる。アルカリ性水溶液としては、具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、および、アンモニア水等の無機アルカリ類;エチルアミン、および、n−プロピルアミン等の第一アミン類;ジエチルアミン、および、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類;トリエチルアミン、および、メチルジエチルアミン等の第三アミン類;ジメチルエタノールアミン、および、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、および、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩;ピロール、および、ピヘリジン等の環状アミン類;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上述のアルカリ性水溶液に、アルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
ポジ型感光性樹脂層の露光は、金属箔をマスクとして用いて、ポジ型感光性樹脂層を露光する。露光光には、ポジ型感光性樹脂層が感度を有する波長の光を用いる。露光は、ポジ型感光性樹脂層が形成されていない側の金属箔の表面から露光光を照射する。
露光光には、例えば、UV(紫外)光が用いられ、公知の光源を用いることができる。
ポジ型感光性樹脂層の現像は、露光後のポジ型感光性樹脂層、例えば、上述のアルカリ性水溶液に接触させることにより行う。
接触させる方法は特に限定されず、例えば、浸漬法、および、スプレー法等が挙げられる。中でも、浸漬法が好ましい。
浸漬処理の時間は、5秒〜5分であることが好ましく、10秒〜2分であることがより好ましい。
また、浸漬させる際のアルカリ性水溶液は、25〜60℃であることが好ましく、30〜50℃であることがより好ましい。
樹脂層形成工程は、貫通孔を有する金属箔の表面のうち、ポジ型感光性樹脂層が形成されていない側の金属箔の表面に樹脂層を形成する工程である。
樹脂層を形成する方法は特に限定されないが、例えば、ドライラミネーション、ウェットラミネーション、押し出しラミネーション、インフレーションラミネート法等が挙げられる。
これらのうち、上述した通り、樹脂層の平均厚みが25〜100μmである態様、および、金属箔の平均厚みが5〜1000μmである態様が好適態様であるため、ドライラミネーションにより樹脂層を形成する方法が好ましい。
ドライラミネーションとしては、例えば、特開2013−121673号公報の[0067]〜[0078]段落に記載された条件および装置を適宜採用することができる。
金属箔の貫通孔の形成方法は、上述の方法に限定されるものではない。金属箔としてアルミニウム箔以外を用いる場合の複合体の製造方法のうち、金属箔の貫通孔の製造方法について説明する。
図19〜図22は本発明の実施形態の複合体の金属箔の貫通孔の製造方法の他の例を工程順に示す模式的断面図である。なお、図19〜図22において、図1および図2に示す複合体10と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
重合体成分を含有する組成物を用いた任意の保護層形成工程により、図20に示すように、金属基材11の、樹脂層30が形成された表面11aとは反対側の表面11bに、保護層33を形成することが好ましい。
次に、樹脂層30を有する金属基材11をエッチャントに接触させて金属粒子32および金属基材11一部を溶解する貫通孔形成工程により、図21に示すように、樹脂層30および金属基材11に貫通孔34を形成する。
保護層33を除去する樹脂層除去工程、および保護層33を除去する保護層除去工程により、複数の貫通孔13を有する金属箔12が形成される。このようにして、貫通孔13が形成された金属箔12を得ることができる。
貫通孔形成用樹脂層形成工程は、金属箔の一方の表面に、複数の金属粒子および重合体成分を含有する組成物を用いて、金属粒子の各々の一部が埋設された樹脂層を形成する工程である。
貫通孔形成用樹脂層形成工程で用いる組成物は、少なくとも複数の金属粒子および重合体成分を含有する組成物である。
上述の組成物に含まれる金属粒子は、後述する貫通孔形成工程で用いるエッチャントに対して溶解する金属原子を含む粒子であれば特に限定されないが、金属および金属化合物のうち、少なくとも一方で構成される粒子であることが好ましく、金属から構成される粒子がより好ましい。
これらのうち、アルミニウム、ニッケル、および、銅であることが好ましく、アルミニウム、および、銅であることがより好ましい。
また、金属粒子の平均粒子径は、組成物における分散性等の観点から、1〜10μmであることが好ましく、2μm超6μm以下であることがより好ましい。
ここで、金属粒子の平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径測定装置(日機装(株)製マイクロトラックMT3000)で測定される粒度分布の累積50%径をいう。
上述の組成物に含まれる重合体成分は特に限定されず、従来公知の重合体成分を用いることができる。
重合体成分としては、具体的には、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、シリコーンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、エステルアクリレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、および、フェノール系樹脂等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、耐酸性に優れ、後述する貫通孔形成工程で用いるエッチャントとして酸性溶液を用いた場合にも、所望の貫通孔が得られやすくなる理由から、重合体成分が、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂およびポリイミド系樹脂からなる群から選択される樹脂材料であることが好ましい。
酸性基の具体例としては、フェノール基(−Ar−OH)、スルホンアミド基(−SO2NH−R)、置換スルホンアミド系酸基(以下、「活性イミド基」という。)〔−SO2NHCOR、−SO2NHSO2R、−CONHSO2R〕、カルボキシル基(−CO2H)、スルホ基(−SO3H)、ホスホン基(−OPO3H2)が挙げられる。
なお、Arは置換基を有していてもよい2価のアリール連結基を表し、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。
特に、m−アミノスルホニルフェニルメタクリレート、N−(p−アミノスルホニルフェニル)メタクリルアミド、N−(p−アミノスルホニルフェニル)アクリルアミド等を好適に使用することができる。
スルホ基を有するアルカリ可溶性高分子としては、例えば、スルホ基と、重合可能な不飽和基と、を分子内にそれぞれ1以上有する化合物に由来する最小構成単位を主要構成単位とする重合体を挙げることができる。
ホスホン基を有するアルカリ水可溶性高分子としては、例えば、ホスホン基と、重合可能な不飽和基と、を分子内にそれぞれ1以上有する化合物に由来する最小構成単位を主要構成成分とする重合体を挙げることができる。
(m2)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルアクリレート、N−ジメチルアミノエチルアクリレート等のアルキルアクリレート。
(m3)メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルメタクリレート、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート。
(m4)アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ヘキシルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−ニトロフェニルアクリルアミド、N−エチル−N−フェニルアクリルアミド等のアクリルアミドもしくはメタクリルアミド。
(m5)エチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類。
(m6)ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルブチレート、安息香酸ビニル等のビニルエステル類。
(m7)スチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン類。
(m8)メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、フェニルビニルケトン等のビニルケトン類。
(m9)エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類。
(m10)N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール、4−ビニルピリジン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。
(m11)マレイミド、N−アクリロイルアクリルアミド、N−アセチルメタクリルアミド、N−プロピオニルメタクリルアミド、N−(p−クロロベンゾイル)メタクリルアミド等の不飽和イミド。
上述の組成物は、塗布性の観点から、特開昭62−251740号公報および特開平3−208514号公報に記載されているような非イオン界面活性剤、特開昭59−121044号公報、特開平4−13149号公報に記載されているような両性界面活性剤を添加することができる。
上述の組成物は、樹脂層を形成する際の作業性の観点から、溶媒を添加することができる。
溶媒としては、具体的には、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジメトキシエタン、乳酸メチル、乳酸エチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、トルエン、水等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上述の組成物を用いた樹脂層の形成方法は特に限定されないが、金属箔上に組成物を塗布して樹脂層を形成する方法が好ましい。
金属箔上への塗布方法は特に限定されず、例えば、バーコート法、スリットコート法、インクジェット法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、スリットアンドスピン法、転写法等の方法を用いることができる。
n<r ・・・(1)
ここで、式(1)中、nは、形成される樹脂層の厚みを表し、rは、組成物に含まれる金属粒子の平均粒子径を表し、nおよびrの単位はいずれもμmを表す。
ここで、樹脂層の平均厚みは、ミクロトームを用いて切削し、断面を電子顕微鏡で観察した際に測定された任意の5点の厚みの平均値をいう。
更に、後述する貫通孔形成工程における作業性の観点から、貫通孔形成工程の前に、金属箔の、樹脂層が形成される表面とは反対側の表面に、重合体成分を含有する組成物を用いて保護層を形成する保護層形成工程を有していることが好ましい。
ここで、重合体成分としては、上述した樹脂層形成工程で用いる組成物に含まれる重合体成分と同一のものが挙げられる。すなわち、任意の保護層形成工程で形成される保護層は、上述した金属粒子が埋設されていない以外は、上述した樹脂層と同様の層であり、保護層の形成方法についても、上述した金属粒子を用いない以外は、上述した樹脂層と同様の方法で形成することができる。
なお、保護層形成工程を有する場合、貫通孔形成工程の前の工程であれば、特に順序は限定されず、上述した樹脂層形成工程の前後または同時に行う工程であってもよい。
本発明の製造方法が有する貫通孔形成工程は、上述した樹脂層形成工程の後に、樹脂層を有する金属箔をエッチャントに接触させて金属粒子および金属箔の一部を溶解し、金属箔に貫通孔を形成する工程であり、いわゆる化学エッチング処理により金属箔に貫通孔を形成する工程である。
エッチャントとしては、金属粒子および金属箔の金属種に適したエッチャントであれば、酸またはアルカリの化学溶液等を適宜用いることが可能である。
酸の例としては、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、過酸化水素、酢酸等が挙げられる。
また、アルカリの例としては、カセイソーダ、カセイカリ等が挙げられる。
また、アルカリ金属塩としては、例えば、タケイ酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリ、ケイ酸カリ等のアルカリ金属ケイ酸塩;炭酸ソーダ、炭酸カリ等のアルカリ金属炭酸塩;アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリ等のアルカリ金属アルミン酸塩;グルコン酸ソーダ、グルコン酸カリ等のアルカリ金属アルドン酸塩;第二リン酸ソーダ、第二リン酸カリ、第三リン酸ソーダ、第三リン酸カリ等のアルカリ金属リン酸水素塩が挙げられる。
また、塩化鉄(III)、塩化銅(II)等の無機塩も用いることができる。
また、これらは1種類でも、2種類以上混合して使用してもよい。
貫通孔を形成する処理は、樹脂層を有する金属箔を上述したエッチャントに接触させることにより行う。
接触させる方法は特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸漬法が好ましい。
浸漬処理の時間は、15秒〜10分であることが好ましく、1分〜6分であることがより好ましい。
また、浸漬させる際のエッチャントの液温は、25〜70℃であることが好ましく、30〜60℃であることがより好ましい。
樹脂層除去工程は、上述した貫通孔形成工程の後に、樹脂層を除去し、貫通孔を有する金属箔を作製する工程である。
樹脂層を除去する方法は特に限定されないが、重合体成分として上述したアルカリ水可溶性高分子を用いる場合には、アルカリ性水溶液を用いて樹脂層を溶解して除去する方法が好ましい。
保護層除去工程は、上述した貫通孔形成工程の後に、保護層を除去し、貫通孔を有する金属箔を作製する工程である。
保護層を除去する方法は特に限定されないが、重合体成分として上述したアルカリ水可溶性高分子を用いる場合には、アルカリ性水溶液を用いて保護層を溶解して除去する方法が好ましい。保護層が、上述のように樹脂層と金属粒子が埋設されていない以外同様の層構成である場合には、樹脂層除去工程で保護層も除去することができる。
アルカリ性水溶液としては、具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類;エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩;ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上述のアルカリ性水溶液に、アルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
樹脂層を除去する処理は、例えば、貫通孔形成工程後の樹脂層を有する金属箔を上述したアルカリ性水溶液に接触させることにより行う。
接触させる方法は特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸漬法が好ましい。
浸漬処理の時間は、5秒〜5分であることが好ましく、10秒〜2分であることがより好ましい。
また、浸漬させる際のアルカリ性水溶液は、25〜60℃であることが好ましく、30〜50℃であることがより好ましい。
また、保護層を除去する処理は、特に限定されないが、樹脂層を除去する処理と同じとすることができる。例えば、保護層に重合体成分として上述したアルカリ水可溶性高分子を用いる場合、アルカリ性水溶液を用いて保護層を溶解して除去する方法が好ましい。
貫通孔の平均開口径は、例えば、上述した貫通孔形成工程におけるエッチャントへの浸漬時間等で調整することができる。
また、貫通孔の平均開口率は、例えば、上述した樹脂層形成工程で用いる組成物中の金属粒子の含有量等で調整することができる。
金属箔の貫通孔の形成方法は、防食処理を施す工程を有することが好ましい。
また、防食処理を施すタイミングは特に限定されず、例えば、樹脂層形成工程で用いる金属箔に対して施す処理であってもよく、樹脂層除去工程においてアルカリ性水溶液に対して後述するトリアゾール類等を添加する処理であってもよく、樹脂層除去工程後に施す処理であってもよい。
また、トリアゾール類とともに、各種の有機防錆材、チアゾール類、イミダゾール類、メルカプタン類、トルエタノールアミン等も使用することができる。
また、溶液の温度は室温であればよいが、必要に応じては加温して使用してもよい。
また、金属箔の浸漬時間は、形成する無機誘電体皮膜の厚み等により適宜に選定される。
製造方法は、カットシート状の金属箔を用いて、いわゆる枚葉式で各工程の処理を施すものであってもよいし、長尺な金属箔を、所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ各工程の処理を施す、いわゆるロールツーロール(Roll to Roll)(以下、「RtoR」ともいう。)による処理を行うものであってもよい。
RtoRとは、長尺な金属箔を巻回してなるロールから金属箔を送り出して、長手方向に搬送しつつ、搬送経路上に配置された各処理装置によって、上述した樹脂層形成工程、貫通孔形成工程等の処理を連続的に順次行い、処理済の金属箔(すなわち、金属箔)を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
金属箔として平均厚さ10μm、大きさ200mm×300mmのアルミニウム箔(JIS(日本工業規格) H−4160、合金番号:1N30、アルミニウム純度:99.30%)を用いた。
上述のアルミニウム表面に、以下に示す処理を施し、貫通孔を有する金属箔を作製した。
(a1)水酸化アルミニウム皮膜形成処理(皮膜形成工程)
50℃に保温した電解液(硝酸濃度1%、硫酸濃度0.2%、アルミニウム濃度0.5%)を用いて、上述のアルミニウム箔を陰極として、電解処理を施し、アルミニウム箔に水酸化アルミニウム皮膜を形成した。なお、電解処理は、直流電源で行った。直流電流密度は、55A/dm2とし、30秒間印加した。
水酸化アルミニウム皮膜形成後、スプレーによる水洗を行った。
次いで、50℃に保温した電解液(硝酸濃度1%、硫酸濃度0.2%、アルミニウム濃度0.5%)を用いて、アルミニウム箔を陽極として、電流密度を35A/dm2とし、電気量総和が380C/dm2の条件下で電解処理を施し、アルミニウム箔および水酸化アルミニウム皮膜に貫通孔を形成した。なお、電解処理は、直流電源で行った。
貫通孔の形成後、スプレーによる水洗を行い、乾燥させた。
次いで、電解溶解処理後のアルミニウム箔を、水酸化ナトリウム濃度5質量%、アルミニウムイオン濃度0.5質量%の水溶液(液温35℃)中に30秒間浸漬させた後、硫酸濃度30%、アルミニウムイオン濃度0.5質量%の水溶液(液温50℃)中に20秒間浸漬させることにより、水酸化アルミニウム皮膜を溶解し、除去した。
その後、スプレーによる水洗を行い、乾燥させることにより、貫通孔を有するアルミニウム箔を作製した。
上述の作製したアルミニウム箔の表面に下記ポジ型感光性樹脂組成物1を塗布し、乾燥させ、厚みが約1μmのポジ型感光性樹脂層を形成し、複合体を形成した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ポジ型感光性樹脂組成物1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・m,p−クレゾールノボラック
(m/p比=6/4、重量平均分子量4100) 1.0g
・2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンと
ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリドとの
エステル化物(エステル化率:90mol%) 0.4g
・ビクトリアピュアブルーBOHの対アニオンを
1−ナフタレンスルホン酸アニオンにした染料 0.4g
・メガファックF−780−F(界面活性剤、DIC(株)製)0.01g
・メチルエチルケトン 13.0g
・1−メトキシ−2−プロパノール 0.4g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ウシオ電機株式社製 P−806Gを用い、ポジ型感光性樹脂層を形成していない面から100秒UV(紫外)露光をした後、富士フイルム株式会社製DP−4を純水で8倍に希釈したものを用い、12秒間浸漬することで現像を実施し、ポジ型感光性樹脂層に貫通孔を形成した。
金属箔として、平均厚さ10μm、大きさ200mm×200mmの銅箔(JIS C 1100−H、電解銅箔)を用いた。
<(a−1)樹脂層形成工程>
銅箔上の片面に、下記組成に調製した樹脂層形成用組成物1を塗布し、乾燥させ、厚みが約1μmの樹脂層A1を形成した。
また、銅箔の逆側の面には、銅粒子を除いた以外は下記樹脂層形成用組成物1と同様の比率で調製した組成物を塗布し、乾燥させ、厚みが約1μmの保護層B1を形成した。
樹脂層形成用組成物1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・m,p−クレゾールノボラック
(m/p比=6/4、重量平均分子量4100) 1.2g
・HXR−Cu(銅粒子、平均粒子径:5.0μm、
日本アトマイズ加工(株)社製) 0.4g
・メガファックF−780−F(界面活性剤、DIC(株)製) 0.1g
・メチルエチルケトン 1.0g
・1−メトキシ−2−プロパノール 5.0g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
次いで、樹脂層A1および保護層B1を有する銅箔に40℃に保温したエッチャント〔塩化鉄(III)濃度:30質量%、塩酸濃度:3.65質量%〕をスプレーにより120秒間噴霧し、その後、スプレーによる水洗を行い、乾燥させることにより、貫通孔を形成した。
次いで、貫通孔形成後の銅箔を、液温50℃のアルカリ性水溶液(水酸化ナトリウム濃度:0.4質量%)中に120秒間浸漬させることにより、樹脂層A1および保護層B1を溶解し、除去した。
その後、スプレーによる水洗を行い、乾燥させることにより、貫通孔を有する金属箔を作製した。
上述の実施例1と同様に作製した。
<露光および現像工程>
上述の実施例1と同様に作製した。
実施例3は、下記に示す樹脂層の形成を実施し、金属箔に貫通孔を形成し、貫通孔が形成された金属箔の樹脂層が形成されていない表面にポジ型感光性樹脂層を形成した以外は、実施例1と同様にして複合体を作製した。
<樹脂層の形成>
金属箔となる、平均厚さ10μm、大きさ200mm×300mmのアルミニウム箔(JIS H−4160、合金番号:1N30、アルミニウム純度:99.30%)の表面に、厚さ100μmのPETフィルムを用い、特開2013−121673号公報に記載された方法で、樹脂層をラミネートし、複合体を作製した。作製後の樹脂層の厚みは100μmであった。
比較例1は、上述の実施例3に示す樹脂層の形成を行い、かつポジ型感光性樹脂層の形成をしないこと以外は実施例1と同様に貫通孔を形成したアルミニウム箔を作製した。
比較例2は、下記に示す樹脂層の形成を行い、かつポジ型感光性樹脂層の形成をしないこと以外は実施例2と同様に貫通孔を形成した銅箔を作製した。
<樹脂層の形成>
比較例2は、樹脂層に、東レ社製 X30ルミラー(厚さ100μmPET)を使用した以外は比較例1と同様にして作製した。
[評価]
<透過率>
400nm〜700nmの波長域における光の透過率を測定し、平均値を算出した。その結果を表2に示す。
光の透過率は、日本電色工業社製のNDH4000を用いて、JIS K 7361に準拠して測定した。
<色味>
金属箔表面外観の色調を目視により評価した。その結果を表2に示す。
なお、実施例1〜3はポジ型感光性樹脂層側から目視による評価を実施し、比較例1、2は樹脂層側から目視による評価を実施した。
これに対して、比較例1の樹脂層には穴が開いていない構成であり、かつ透明であり、比較例1は、色味が銀であった。比較例2の樹脂層は穴が開いていない構成であり、かつ色が黒であったが、比較例2は色味が濃灰であった。
また、比較例1は、同じアルミニウム箔の実施例1と透過率が同じであったが、色味が異なった。比較例2は、樹脂層が黒であったので透過率が小さく、かつ色味も樹脂層の色とは異なった。
11 金属基材
11a 表面
11b 表面
12 金属箔
12a 表面
12b 表面
13 貫通孔
14 ポジ型感光性樹脂層
15 貫通孔
16 樹脂層
20 ポジ型感光性樹脂膜
30 樹脂層
32 金属粒子
33 保護層
34 貫通孔
Dt 厚み方向
E1 基準線
E2 基準線
Le 露光光
Le1 露光光
Le2 露光光
Q1 垂線
Q2 垂線
X 距離
Claims (13)
- 厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する金属箔と、
前記金属箔の少なくとも一方の表面に設けられ、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するポジ型感光性樹脂層とを有し、
前記金属箔は、前記貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、前記貫通孔による平均開口率が0.1〜90%であり、
前記金属箔の前記貫通孔と、前記ポジ型感光性樹脂層の前記貫通孔とが一致して配置されている、積層体。 - 厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する金属箔と、前記金属箔の一方の表面に設けられる樹脂層と、
前記金属箔の両方の表面のうち、前記樹脂層が設けられていない表面に設けられ、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するポジ型感光性樹脂層とを有し、
前記金属箔は、前記貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、前記貫通孔による平均開口率が0.1〜90%であり、
前記金属箔の前記貫通孔と、前記ポジ型感光性樹脂層の前記貫通孔とが一致して配置されている、積層体。 - 前記ポジ型感光性樹脂層は、(A)フェノール型樹脂、および(B)o−ナフトキノンジアジドまたは赤外線吸収剤、の2種の化合物を含む請求項1または2に記載の積層体。
- 前記ポジ型感光性樹脂層は、着色材を含む請求項3に記載の積層体。
- 前記着色材は、染料および顔料を含む請求項4に記載の積層体。
- 前記金属箔は、平均厚みが5〜1000μmである請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記金属箔は、アルミニウム箔、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、ステンレス箔、チタン箔、タンタル箔、モリブデン箔、ニオブ箔、ジルコニウム箔、タングステン箔、ベリリウム銅箔、燐青銅箔、黄銅箔、洋白箔、錫箔、鉛箔、亜鉛箔、半田箔、鉄箔、ニッケル箔、パーマロイ箔、ニクロム箔、42アロイ箔、コバール箔、モネル箔、インコネル箔、およびハステロイ箔からなる群から選択された箔、または前記群から選択された前記箔と、前記群から選択された前記箔とは異なる種類の金属の箔とが積層された箔である請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記金属箔の両面に前記ポジ型感光性樹脂層を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体を備える、複合体。
- 光透過率が0.1〜90%である請求項9に記載の複合体。
- 厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、前記貫通孔の平均開口径が0.1〜100μmであり、前記貫通孔による平均開口率が0.1〜90%である金属箔と、前記金属箔の少なくとも一方の表面に設けられ、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するポジ型感光性樹脂層を有し、前記金属箔の前記貫通孔と、前記ポジ型感光性樹脂層の前記貫通孔とが一致して配置されている、複合体の製造方法であって、
前記金属箔側から前記ポジ型感光性樹脂層を露光し、露光後の前記ポジ型感光性樹脂層をアルカリ性水溶液により現像する複合体の製造方法。 - 前記露光は、紫外光または赤外光が用いられる請求項11に記載の複合体の製造方法。
- 前記金属箔の両面に前記ポジ型感光性樹脂層を有する、請求項11または12に記載の複合体の製造方法。
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