JPWO2006118230A1 - めっき用材料及びその利用 - Google Patents

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田中  滋
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Abstract

無電解めっきを施すための樹脂層を有し、かつ該樹脂層が特定の構造のポリイミド樹脂を含有するめっき用材料によれば、該樹脂層の表面粗度が小さい場合にも、該樹脂表面に形成した無電解めっき皮膜との接着性に優れ、かつ半田耐熱性に優れる。それゆえ、例えば、プリント配線板の製造等に好適に用いることができる。

Description

本発明は、めっき用材料及びその利用に関し、特に、無電解めっきを施す際に各種基材表面に使用することにより、無電解めっき皮膜と基材表面との接着性を高めることができるめっき用材料及びその利用に関するものである。
無電解めっきは、金属又は非金属の表面に、電流を流さず(電気エネルギーを用いず)に、還元剤による還元作用で金属を析出させるめっき処理技術である。このような無電解めっきは、各種プラスチック、ガラス、セラミック、木材などの絶縁性材料表面の機能化のために広く利用されている。例えば、ABS樹脂やポリプロピレン樹脂に無電解めっきを施し、自動車のグリルやマーク類、家電製品のツマミ類などの部品とする装飾めっきや、プリント配線板のスルーホールめっきのような機能めっきを挙げることができる。
しかし、上述の無電解めっきは、めっきを施す対象の各種材料表面との接着性が低い場合が多い。特に、上述したプリント配線板の製造に無電解めっき処理を適用した場合、無電解めっき皮膜と絶縁材料との接着性が低いという技術的な課題があった。
上記課題を解決するため、プリント配線板に用いられる絶縁性の樹脂材料は、様々な手法で表面を粗化させ、いわゆるアンカー効果によって無電解めっき皮膜との接着性を得ていた(例えば特許文献1参照)。しかし、この手法は近年の微細配線形成性の要求に応えられなくなってきている。というのも、この手法を用いて微細配線形成を行った場合、粗化表面の表面凹凸が大きいため配線が傾く、倒れるなどの問題を生じるからである。このことから分かるように、微細配線形成の要求に応えるためには表面平滑な樹脂面に金属めっきを強固に形成する技術が必要であった。
このため、表面平滑な樹脂面に金属めっきを強固に形成する技術が開発されている。例えば、特許文献2には、耐熱性樹脂フィルムにポリイミドシロキサン前駆体を塗布した上に金属めっき層を積層した樹脂付き金属箔が開示されている。しかし、特許文献2の技術では、金属層の形成方法について、クロムスパッタ法などと無電解めっき法が並列で記載されている。これは、すなわち、絶縁材料との接着性が低いと考えられている無電解めっき皮膜の接着強度と、無電解めっきを形成したい表面の表面粗度との関係については考慮されていないことを表す。実際に確認したとの記載もない。さらに、プリント配線板などに求められる重要な特性である半田耐熱性については記載されていない。半田耐熱性が悪いと、特に両面プリント配線板等に適用した場合、材料の両面を配線パターンで覆われた箇所が出てくるが、このような箇所で発泡が発生するという問題が生じる。
また、プリント配線板製造工程においては、プリント配線板に搭載した電子部品で、検査によって不良と判定された部品を交換する工程、いわゆるリペア工程での使用に耐え得るために、高温時の金属めっきと樹脂との強固な接着性も要求される。しかし、上記特許文献2には、高温時における金属めっきと樹脂との接着性について全く考慮されていない。この高温時の接着性を向上させることは、常態での接着性に比べて、非常に困難である。
日本国公開特許公報「特開2000−198907号公報」(2000年7月18日公開) 日本国公開特許公報「特開2002−264255号公報」(2002年9月18日公開)
上述したように、表面粗度が小さい場合でも樹脂材料と無電解めっき皮膜との接着性が高く、かつプリント配線板の製造にも耐え得るような優れた半田耐熱性を有する材料は未だ見出されていない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、無電解めっきを施す際に、各種材料表面に使用することにより、無電解めっきとの接着性を向上させ、さらに半田耐熱性をも向上させることが可能なめっき用材料及びその利用を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、下記のめっき用材料によれば、無電解めっきとの接着性を向上させることができるとともに、耐熱性をも高めることが可能になることを見出し、本願発明を完成させるに至った。本発明は、かかる新規知見に基づいて完成されたものであり、以下の発明を包含する。
1)無電解めっきを施すための樹脂層を有し、上記樹脂層は、少なくともシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有するものであり、上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、下記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミド樹脂であるめっき用材料。
Figure 2006118230
(上記一般式(1)中、gは1以上の整数を表す。また、R11及びR22は、それぞれ同一、又は異なっていてよく、炭素数1〜6のアルキレン基又はフェニレン基を表す。R33,R44,R55及びR66は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、アルコキシ基、又はフェノキシ基を表す。)
2)上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で示されるジアミンを、全ジアミン中1〜49mol%含むジアミン成分を原料として得られるポリイミド樹脂である1)に記載のめっき用材料。
3)上記樹脂層は、さらに熱硬化性成分を含有するものである1)に記載のめっき用材料。
4)上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物及び硬化剤を含むエポキシ樹脂成分を含有する3)に記載のめっき用材料。
5)上記ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲である1)に記載のめっき用材料。
6)上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で表されるジアミンを、全ジアミン中10〜75mol%含む5)に記載のめっき用材料。
7)上記ポリイミド樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000である1)に記載のめっき用材料。
8)上記ポリイミド樹脂は、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するものである1)に記載のめっき用材料。
9)上記官能基が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれた1種以上の基である8)に記載のめっき用材料。
10)上記無電解めっきは、無電解銅めっきである1)〜9)のいずれかに記載のめっき用材料。
11)上記無電解めっきを施すための樹脂層以外に、さらに他の層を有しており、全体として少なくとも2層以上の層から構成されるものである1)〜10)のいずれかに記載のめっき用材料。
12)上記他の層が、高分子フィルム層であって、当該高分子フィルム層の少なくとも一方の表面に、無電解めっきを施すための樹脂層が形成されている11)に記載のめっき用材料。
13)上記他の層が、高分子フィルム層と接着剤層であって、当該高分子フィルム層の少なくとも一方の表面に、無電解めっきを施すための樹脂層が形成されており、かつ、上記高分子フィルム層の他方の面には、上記接着剤層が形成されている11)に記載のめっき用材料。
14)上記高分子フィルム層は、非熱可塑性ポリイミドフィルムである12)又は13)に記載のめっき用材料。
15)上記1)〜10)のいずれかに記載のめっき用材料を用いたシートであって、上記樹脂層のみからなる単層シート。
16)上記11)〜14)のいずれかに記載のめっき用材料を備える絶縁シート。
17)上記1)〜14)のいずれかに記載のめっき用材料、15)に記載の単層シート、又は16)に記載の絶縁シートにおける樹脂層の表面に、無電解めっき層を積層してなる積層体。
18)上記1)〜14)のいずれかに記載のめっき用材料、15)に記載の単層シート、又は16)に記載の絶縁シートを備えるプリント配線板。
19)上記樹脂層の表面粗さが、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで0.5μm未満である場合、150℃における上記樹脂層とめっき層との接着強度が、5N/cm以上である18)に記載のプリント配線板。
20)無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液であって、少なくともシロキサン構造を有するポリイミド樹脂又は当該ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸を含有するものであり、上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミド樹脂である溶液。
21)上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で示されるジアミンを、全ジアミン中1〜49mol%含むジアミン成分を原料として得られるポリイミド樹脂である20)に記載の溶液。
22)さらに熱硬化性成分を含有するものである20)に記載の溶液。
23)上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物及び硬化剤を含むエポキシ樹脂成分を含有するものである22)に記載の溶液。
24)上記ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲である20)に記載の溶液。
25)上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で表されるジアミンを、全ジアミン中10〜75mol%含む24)に記載の溶液。
26)上記ポリイミド樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000である20)に記載の溶液。
27)上記ポリイミド樹脂は、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するものである20)に記載の溶液。
28)上記官能基が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれる1種以上の基である27)に記載の溶液。
本発明のさらに他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
本発明では、無電解めっきを施すための樹脂層を有し、かつ当該樹脂層に特定の構造を有するポリイミド樹脂を用いる構成であるため、無電解めっきを施す際に、各種材料表面に使用することにより、無電解めっきとの接着性を向上させ、さらに半田耐熱性をも向上させることが可能になるという効果を奏する。
まず、本発明の基本原理について説明する。無電解めっきを施したい材料表面に、まず上記の所定のシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する樹脂層(表面)を形成し、その後無電解めっきを施す。この場合、無電解めっき層と良好な接着性を持つシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する樹脂層が層間接着剤の役割を果たすことになる。それゆえ、無電解めっき層と樹脂層を形成した材料間とが強固に接着する。さらに、上記樹脂層は、従来の接着性樹脂層に比べて、半田耐熱性にも優れる。また、上記樹脂層は、無電解めっき層との接着性が良好であるため、めっきを施すための表面粗度を大きくする必要がない。このため、微細配線加工に優れるという利点もある。
以上の優れた性質を活かし、本発明の技術は、各種装飾めっき用途や、機能めっき用途に適用することが可能である。その中でも、半田耐熱性をも併せ持ち、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層を強固に形成できるという利点を生かし、プリント配線板用のめっき用材料等として好適に用いることができる。
本発明の実施形態について説明すると以下の通りである。なお、本発明は以下の記載に限定されるものではないことを念のため付言する。
<1.めっき用材料>
本発明に係るめっき用材料は、無電解めっきを施すための樹脂層を有し、上記樹脂層は、少なくともシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有するものであり、上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミド樹脂であればよく、その他の具体的な構成については特に限定されるものではない。
つまり、上記めっき用材料は、上記樹脂層を有しさえすればよく、その他のいかなる構成、材料、形態、形状、大きさであっても構わない。例えば、上記めっき用材料の形態としては、シート状(フィルム状)、厚みのある層状(板状)、シートを折り曲げた形状、筒状、箱状、その他複雑な立体形状等を挙げることができる。また、上記樹脂層のみの単層から構成される単層のめっき用材料であってもよいし、上記樹脂層と、その他の層(例えば、形成された回路と対向させるための接着剤層や高分子フィルム層等)と、から構成される積層のめっき用材料であってもよい。
<1−1.樹脂層>
上記樹脂層は、その表面に無電解めっきが施されるための層であり、上記一般式(1)で示すシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有するものであればよく、その他の具体的な構成については、特に限定されるものではない。以下、本発明のめっき用材料に用いられる樹脂層の特徴的な構成について、複数の実施形態を挙げて詳細に説明する。
<1−1−1.ポリイミド樹脂を調製する際のジアミン成分の配合割合を規定する場合の樹脂層>
本発明者らは、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂の原料として、所定のシロキサン構造を有するジアミン(ジアミノシロキサン)の量が半田耐熱性と関係していることを見出し、当該ジアミノシロキサンについて詳細に検討した。その結果、全ジアミン中、上記一般式(1)の構造のシロキサン構造を有するジアミンの割合が1〜49mol%である場合、半田耐熱性を向上させることができ、非常に好ましいことを見出した。
この課題を解決するために、上記シロキサン構造を有するジアミンの量に着目したのは本発明者らが初めてであり、上記ジアミノシロキサンをある特定の量使用したポリイミド樹脂を用いた場合に、無電解めっき皮膜との接着性と半田耐熱性を両立する材料が得られることを見出した点に特徴があるといえる。
具体的には、上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分とからなるポリイミド樹脂を含有することが好ましい。つまり、上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と上記一般式(1)で表されるジアミン成分とを反応させて得られるものであることが好ましい。以下、上述の酸二無水物成分について説明する。
本発明に用いられる酸二無水物成分としては、従来公知のポリイミド樹脂の製造に用いられる酸二無水物を好適に用いることができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンジフタル酸無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物、3,4’−オキシジフタル酸無水物、3,3’−オキシジフタル酸無水物、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)、4,4’−ハイドロキノンビス(無水フタル酸)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,2−エチレンビス(トリメリット酸モノエステル無水物)、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル無水物)等を挙げることができる。これらは1種のみで用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いることも可能である。その際の混合割合等の諸条件については、当業者であれば適宜設定可能である。
続いて、上記ジアミン成分について説明する。本発明では、上記ジアミン成分として、一般式(1)で表されるジアミン成分を用いることにより、得られるポリイミド樹脂は、無電解めっき層と強固に接着するという特徴を有するようになる。
一般式(1)で表されるジアミンとしては、例えば、1,1,3,3,−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノフェニル)ジシロキサン、1,1,3,3,−テトラフェノキシ−1,3−ビス(4−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(4−アミノフェニル)トリシロキサン、1,1,3,3,−テトラフェニル−1,3−ビス(2−アミノフェニル)ジシロキサン、1,1,3,3,−テトラフェニル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,5,5,−テトラフェニル−3,3−ジメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,5,5,−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(3−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5,−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(3−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3,−テトラメチル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3,−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,3,3,−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジメトキシ−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン、1,1,5,5,−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(2−アミノエチル)トリシロキサン、1,1,5,5,−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5,−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサプロピル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、等が挙げられる。また、一般式(1)で表される、比較的入手しやすいジアミンとして、信越化学工業株式会社製のKF−8010、X−22−161A、X−22−161B、X−22−1660B―3、KF−8008、KF−8012、X−22−9362、等を挙げることができる。上記ジアミンは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
また、上記ポリイミド樹脂には、耐熱性、耐湿性を向上させる目的で、上述のジアミンと他のジアミンとを組み合わせて使用することも可能である。他のジアミン成分としては、あらゆるジアミンを使用することが可能であり、具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−アミノフェニル)スルホキシド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズアニリド、3,3’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−アミノフェニキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニルなどを挙げることができる。
ここで、上記一般式(1)で示すジアミノシロキサンは、全ジアミン成分に対して1〜49mol%であることが好ましく、より好ましくは3〜45mol%であり、さらに好ましくは、5〜40mol%である。ジアミノシロキサンが、全ジアミン成分に対して1mol%より低い場合、ポリイミド樹脂を含む樹脂層と無電解めっき皮膜との接着強度が低くなり、49mol%よりも高い場合、半田耐熱性が低下する。
上記ポリイミド樹脂は、対応する前駆体ポリアミド酸重合体を脱水閉環して得られる。前駆体ポリアミド酸重合体は、上述の酸二無水物成分とジアミン成分とを実質的に等モルで反応させて得られる。上記ポリイミド樹脂の製造方法は、上述の酸二無水物成分とジアミン成分とをもちいていればよく、その他の諸条件等については従来公知のポリイミド樹脂の製造方法と同様に行うことができ、その具体的な工程等ついては特に限定されるものではない。以下に、ポリアミド酸重合体溶液を調製する際の代表的な手順について説明する。
代表的な重合方法として次のような方法が挙げられる。すなわち、
1)芳香族ジアミン化合物を有機極性溶媒中に溶解し、これと実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させて重合する方法。
2)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過小モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端に酸無水物基を有するプレポリマーを得る。続いて、全工程において用いられる芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて、一段階あるいは多段階に重合させる方法。
3)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過剰モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端にアミノ基を有するプレポリマーを得る。続いてここに芳香族ジアミン化合物を追加添加後、全工程において用いる芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いて、一段階または多段階に重合する方法。
4)芳香族テトラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中に溶解及び/または分散させた後、実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
5)実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの混合物を有機極性溶媒中で反応させて重合する方法。
などのような方法である。これら方法を単独で用いても良いし、部分的に組み合わせて用いることもできる。
本明細書でいう「溶解」とは、溶媒が溶質を完全に溶解する場合のほかに、溶質が溶媒中に均一に分散又は分散されて実質的に溶解しているのと同様の状態になる場合を含む。なお、ポリアミド酸重合体を調製する際の反応時間、反応温度についても常法に従い適宜行うことができ、特に限定されるものではない。
ポリアミド酸の重合反応に用いられる有機極性溶媒も、従来公知のポリアミド酸の調製に使用される溶媒から、上述のジアミン成分と酸二無水物成分とに応じて、好適な有機極性溶媒を使用することができ、特に限定されるものではない。例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−又はp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトン等を挙げることができる。さらに必要に応じて、これらの有機極性溶媒とキシレンあるいはトルエンなどの芳香族炭化水素とを組み合わせて用いることもできる。
上記方法により得られたポリアミド酸重合体の溶液を、熱的又は化学的方法により脱水閉環し、ポリイミド樹脂を得る。ポリアミド酸重合体の溶液を脱水閉環させる際には、これも常法に従って適宜行うことができ、具体的な方法については特に限定されるものではない。例えば、ポリアミド酸溶液を熱処理して脱水する熱的方法、脱水剤を用いて脱水する化学的方法のいずれも用いることができる。また、減圧下で加熱してイミド化する方法も用いることができる。以下に各方法について説明する。
熱的に脱水閉環する方法として、上記ポリアミド酸溶液を加熱処理によりイミド化反応を進行させると同時に、溶媒を蒸発させる方法を例示することができる。この方法により、固形のポリイミド樹脂を得ることができる。加熱の条件は特に限定されないが、200℃以下の温度で1秒〜200分の時間の範囲で行うことが好ましい。
また、化学的に脱水閉環する方法として、上記ポリアミド酸溶液に化学量論以上の脱水剤及び触媒を加えることにより、脱水反応を起こし、有機溶媒を蒸発させる方法を例示することができる。これにより、固形のポリイミド樹脂を得ることができる。脱水剤としては、例えば、無水酢酸等の脂肪族酸無水物、無水安息香酸等の芳香族酸無水物などが挙げられる。また、触媒としては、例えば、トリエチルアミン等の脂肪族第3級アミン類、ジメチルアニリン等の芳香族第3級アミン類、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、イソキノリン等の複素環式第3級アミン類などが挙げられる。化学的に脱水閉環する際の条件は、100℃以下の温度が好ましく、有機溶媒の蒸発は、200℃以下の温度で約5分〜120分の時間の範囲で行うことが好ましい。
また、ポリイミド樹脂を得るための別の方法として、上述の熱的又は化学的に脱水閉環する方法において溶媒の蒸発を行わない方法もある。具体的には、まず、熱的イミド化処理又は化学的イミド化処理を行って得られるポリイミド溶液を貧溶媒中に投入して、ポリイミド樹脂を析出させる。その後、未反応モノマーを取り除いて精製、乾燥させ、固形のポリイミド樹脂を得る方法である。貧溶媒としては、溶媒とは良好に混合するが、ポリイミド樹脂は溶解しにくい性質のものを選択することが好ましい。例示すると、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ベンゼン、メチルセロソルブ、メチルエチルケトンなどがあげられるが、これらに限定されず、上記の性質を有する従来公知の様々な溶媒を用いることができる。
次に、ポリアミド酸重合体溶液を減圧下で加熱してイミド化する方法について説明する。このイミド化の方法によれば、イミド化によって生成する水を積極的に系外に除去できるので、ポリアミド酸の加水分解を抑えることが可能であり、高分子量のポリイミドを取得できる。また、この方法によれば、原料の酸二無水物中に不純物として存在する片側又は両側開環物が再閉環するので、より一層の分子量の向上効果が期待できる。
減圧下で加熱イミド化する方法の加熱条件は、80〜400℃が好ましいが、イミド化が効率よく行なわれ、しかも水が効率よく除かれる100℃以上がより好ましく、さらに好ましくは120℃以上である。最高温度は目的とするポリイミド樹脂の熱分解温度以下が好ましく、通常のイミド化の完結温度、すなわち250〜350℃程度が通常適用される。
減圧する圧力の条件は、小さいほうが好ましいが、具体的には、9×10〜1×10Pa、好ましくは8×10〜1×10Pa、より好ましくは7×10〜1×10Paである。これは、減圧する圧力が小さい場合、イミド化によって生成する水の除去効率が低下し、イミド化が充分に進行しない場合や、得られるポリイミドの分子量が低下したりする場合があるからである。
以上、ポリイミド樹脂について説明したが、本発明の樹脂層に用いることができるもののうち、比較的入手しやすいシロキサン構造を含むポリイミド樹脂の例として、例えば、信越化学工業株式会社製のX−22−8917、X−22−8904、X−22−8951、X−22−8956、X−22−8984、X−22−8985、等を挙げることができる。なお、これらはポリイミド溶液の形態で市販されている。
なお、上記樹脂層には、耐熱性、耐湿性、高温時の弾性率等の各種特性を改善する目的で、上述のポリイミド樹脂の他に、他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いてもよい。この熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、(シロキサン構造を有さない)熱可塑性ポリイミド樹脂等を挙げることができ、これらを単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
また、熱硬化性樹脂としては、ビスマレイミド樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、シアナート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、トリアジン樹脂、ヒドロシリル硬化樹脂、アリル硬化樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などをあげることができ、これらを単独又は適宜組み合わせて用いることができる。また、前記熱硬化性樹脂以外に、高分子鎖の側鎖又は末端に、エポキシ基、アリル基、ビニル基、アルコキシシリル基、ヒドロシリル基などの反応性基を有する側鎖反応性基型熱硬化性高分子を使用することも可能である。
さらに、上記無電解めっき層との接着性をより向上させる目的で、樹脂層に各種添加剤を添加、もしくは樹脂層表面に塗布等の方法で存在させることも可能である。この各種添加剤についても、上記の目的を達する範囲で従来公知の成分を好適に利用でき、特に限定されるものではない。具体的には有機チオール化合物などを挙げることができる。
上述した成分以外にも、樹脂層には、必要に応じて従来公知の添加剤、例えば、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、帯電防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、導電性充填剤(各種有機フィラー、無機フィラー)、無機のフィラー類、又は各種の強化剤等を添加することもできる。これら添加剤は、ポリイミド樹脂の種類に応じて適宜選択することが可能であり、その種類は特に限定されるものではない。また、これら添加剤は、単独で使用してもよいし、複数を組み合わせて使用してもよい。なお、導電性充填剤は、一般に、種々の基材物質を、カーボン、グラファイト、金属粒子、酸化インジウム錫等の導電性物質で被覆することにより導電性を付与したものを指す。各種有機フィラー、無機フィラーを添加することにより、微細配線形成を阻害しない程度の表面粗度を形成し、無電解めっき皮膜との接着性を高めることもできる。
ただし、上述した樹脂層に加える種々の他の成分は、本発明の目的に反しない範囲で行うことが好ましい。つまり、樹脂層に加える種々の他の成分は、微細配線形成に悪影響を及ぼす程度に樹脂層の表面粗度を大きくしない限度で添加することが好ましい。また、樹脂層に加える種々の他の成分は、樹脂層と無電解めっき層との接着性を低下させない範囲で組み合わせることが好ましい。
また、上記樹脂層は、厚みが10Å以上であることが好ましい。
また、上記めっき用材料は、シート状(又はフィルム状)であってもよい。めっき用材料がシート状である場合、樹脂層と他の層からなる積層のシート状めっき用材料であってもよいし、また上記樹脂層のみからなる単層のシート状めっき用材料であってもよい。めっき用材料が積層のシート状である場合、シートの少なくとも一方の面(両面であってもよい)に上記樹脂層が形成されていればよい。めっき用材料が単層のシート状である場合、該シートの両面とも無電解めっき層を形成するための表面として利用することができる。
なお、めっき用材料がシート状(又はフィルム状)である場合、上記シート上には何らかの合紙(保護シート)を設けることが好ましい。このような合紙としては、例えば、上記シートが支持体上に樹脂溶液を流延塗布・乾燥して作製されたものである場合、この支持体を合紙として利用することができる。つまり、上記シート状のめっき用材料を支持体ごと積層一体化し、その後支持体を剥離することで、支持体を合紙として使用することができる。上記支持体としては、PETなどの各種樹脂フィルムや、アルミ箔、銅箔等の金属箔を好適に用いることができる。また、別の方法として、上述の支持体からシート状のめっき用材料を引き剥がし、該シート状めっき用材料に対して、テフロン(登録商標)等の樹脂シートを新たな合紙として用いることも可能である。なお、いずれの場合も、合紙は樹脂層から引き剥がせること、また、微細配線形成を損なうような凹凸やキズを、樹脂層表面につけないために十分に平滑であることが好ましい。
また、上記樹脂層は、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層との接着強度が高いという利点を有する。ここで、本発明でいう表面粗度は、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで表すことができる。算術平均粗さRaとは、JIS B 0601(平成6年2月1日改正版)に定義されている。特に本発明の算術平均粗さRaの数値は、光干渉式の表面構造解析装置で表面を観察により求められた数値を示す。本発明のカットオフ値とは、上記JIS B 0601に記載されているが、断面曲線(実測データ)から粗さ曲線を得る際に設定する波長を示す。すなわち、カットオフ値が0.002mmで測定した値Raとは、実測データから0.002mmよりも長い波長を有する凹凸を除去した粗さ曲線から算出された算術平均粗さである。
上記樹脂層の表面粗度は、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで0.5μm未満であることが好ましい。この条件を満たす場合、特にめっき用材料をプリント配線板用途で使用する際には、良好な微細配線形成性を有する。このような表面を有する状態にするには、サンドブラスト等の物理的な表面粗化等を実施しないことが好ましい。
上記のような樹脂層の構成によれば、表面粗化を実施せずとも無電解めっき層との接着強度が高く、また本発明のめっき用材料は他の各種材料との接着性にも優れる。よって、無電解めっきを施したい材料表面に、まず本発明のめっき用材料を形成し、その後無電解めっきを施せば、本発明のめっき用材料と無電解めっきとが強固に接着するという利点を有する。また、本発明のめっき用材料は特定構造のポリイミド樹脂を特定量含有することにより半田耐熱性に優れたものとなるため、各種プリント配線板の製造に好適に用いることができる。さらには、特に表面粗化を実施せずとも無電解めっき層との接着強度が高く、かつ十分な半田耐熱性を有するという利点を生かして、微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板やビルドアップ配線板等のプリント配線板用の製造等に好適に用いることができる。
<1−1−2.ポリイミド樹脂と熱硬化性成分とを含む樹脂層>
また、本発明の他の実施形態について説明する。すなわち、上記樹脂層は、その表面に無電解めっきが施されるための層であり、上記一般式(1)で示されるシロキサン構造を有するポリイミド樹脂と熱硬化性成分とを含有するものであることが好ましく、その他の具体的な構成については、特に限定されるものではない。
上記ポリイミド樹脂の説明は、上記<1−1−1>欄での説明と同様の部分は省略し、異なる部分のみ説明する。異なる部分とは、すなわち、ジアミン成分のうち、上記一般式(1)のシロキサン構造を有するジアミンの配合割合のみが異なる。具体的には、ここで、一般式(1)で表されるジアミンは、全ジアミン成分に対して5〜98mol%が好ましく、より好ましくは8〜95mol%である。これは、上記一般式(1)で表されるジアミンが、全ジアミン成分に対して5mol%より低い場合、得られるポリイミド樹脂では、めっき銅層との接着性が損なわれてしまう可能性があるためである。また、一般式(1)で表されるジアミンが、全ジアミン成分に対して98mol%より高い割合で含まれる場合、得られるポリイミド樹脂の粘着性が高くなりすぎ、操作性を損なう可能性を有する場合がある。このように、ポリイミド樹脂が粘着性を有する場合、埃等の異物が付着し、めっき銅形成時に異物によるめっき不良が生じる場合があるため、好ましくない場合がある。上記の理由から、上記一般式(1)で表されるジアミンが、全ジアミン成分に対して5〜98mol%の比率で含まれることが好ましいが、全ジアミン成分に対して8〜95mol%の比率で含まれる場合、得られるポリイミド樹脂の状態がさらに好ましくなる。
上記<1−1−1>欄の説明と異なるのは、樹脂層にポリイミド樹脂以外に熱硬化性成分を含むためである。この点以外は、上記<1−1−1>欄の説明を援用できる。
次に、上記樹脂層に用いられる熱硬化性成分について説明する。上記熱硬化性成分は、従来公知の熱硬化性を示す樹脂を好適に用いることができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。上記熱硬化性成分を構成する樹脂としては、ビスマレイミド樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、シアナート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、トリアジン樹脂、ヒドロシリル硬化樹脂、アリル硬化樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができ、これらを単独又は適宜組み合わせて用いることができる。
また、上記熱硬化性成分以外に、例えば、高分子鎖の側鎖又は末端にエポキシ基、アリル基、ビニル基、アルコキシシリル基、ヒドロシリル基,水酸基等の反応性基を有する側鎖反応性基型熱硬化性高分子を使用することも可能である。これらの熱硬化性成分に対し、耐熱性、接着性等の向上のため、必要に応じて、有機過酸化物等のラジカル反応開始剤、反応促進剤、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等や、酸二無水物系、アミン系、イミダゾール系等の一般に用いられるエポキシ硬化剤、架橋助剤、種々のカップリング剤等を適宜添加することも可能である。
これらの熱硬化性成分のなかでも、エポキシ化合物及び硬化剤を含むエポキシ樹脂成分を含有するものを用いることが好ましい。エポキシ樹脂はその加工性、電気特性などの点で優れているためである。以下、本発明における熱硬化性成分としてエポキシ樹脂を適用したものを例に挙げて詳細に説明するが、本発明は以下の構成に限られるものではない。
本発明で用いられるエポキシ樹脂とは、分子内に2個以上の反応性のエポキシ基を有する化合物であればよく、具体的には、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ポリグリコール型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリシロキサン等のエポキシ樹脂類;これらのハロゲン化エポキシ樹脂;融点を有する結晶性エポキシ樹脂;等を挙げることができる。これらエポキシ樹脂は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
これらエポキシ樹脂の中でも、分子鎖中に少なくとも1つの芳香環及び/又は脂肪族環を有するエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するナフタレン型エポキシ樹脂、融点を有する結晶性エポキシ樹脂がより好ましく用いられる。また、これらのエポキシ樹脂は入手しやすい上に、相溶性に優れており、硬化後の樹脂に対して優れた耐熱性や絶縁性を付与することができる。
上述した各エポキシ樹脂中でも結晶性エポキシ樹脂、又は次に示す式群(化2)
Figure 2006118230
(ただし、式中、q,r,sはそれぞれ独立して任意の整数を表す)
で表されるエポキシ樹脂をより一層好ましく用いることができる。これらエポキシ樹脂を用いれば、本発明のめっき用材料に、耐熱性等の特性を付与することができる上に、諸特性のバランスを良好なものとすることができる。
上記結晶性エポキシ樹脂は、融点を有しており結晶構造を含むエポキシ樹脂であれば特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、商品名:YX4000H(ジャパンエポキシレジン株式会社製、ビフェニル型エポキシ樹脂)、商品名:EXA7337(大日本インキ工業株式会社製、キサンテン型エポキシ樹脂)等が好ましく用いられる。
なお、本発明に用いるエポキシ樹脂は、上述した何れのエポキシ樹脂であってもよいが、高純度のエポキシ樹脂であることが好ましい。これにより得られる本発明のめっき用材料において、信頼性の高い電気絶縁性を実現することができる。本発明において上記高純度の基準は、エポキシ樹脂中に含まれるハロゲン及びアルカリ金属の含有濃度とする。具体的には、エポキシ樹脂中に含まれるハロゲン及びアルカリ金属の含有濃度は、120℃、2気圧の条件下で抽出した場合に、25ppm以下であることが好ましく、15ppm以下であることがより好ましい。ハロゲン及びアルカリ金属の含有濃度が25ppmよりも高くなると、硬化後の樹脂において、電気絶縁性の信頼性が損なわれてしまうためである。
また、本発明のシロキサン構造を有するポリイミド樹脂(熱可塑性ポリイミド)と熱硬化性成分とを含有する樹脂層は、当該樹脂層を形成する樹脂組成物100g中に含まれるエポキシ基及びその開環反応により生じる水酸基のモル数を0.01モル以上0.2モル以下の範囲内とすることが好ましい。本発明の熱硬化性成分に用いるエポキシ樹脂はそのエポキシ価(エポキシ当量ともいう)を考慮した上で、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂成分との配合量を決定することが非常に好ましい。
すなわち、エポキシ当量が大きいエポキシ樹脂を用いる場合は、エポキシ当量が小さいエポキシ樹脂を用いる場合と比較して、エポキシ樹脂の配合量を多くしても、上記樹脂層を形成するための樹脂組成物100g中に含まれるエポキシ基及びその開環反応により生じる水酸基のモル数を0.2モル以下の範囲を満たすことができる。
エポキシ樹脂を多く配合しすぎることは、すなわちポリイミド樹脂の配合量が少なくなることになる。この場合、ポリイミド樹脂の優れた特徴である誘電特性・電気絶縁性や無電解めっきとの密着性が劣ってしまう傾向がある。
つまり、本発明のめっき用材料の接着性、耐熱性、電気絶縁性等をバランスよく発現させるためには、上述の樹脂層を形成する樹脂組成物100g中に含まれるエポキシ基及びその開環反応により生じる水酸基のモル数を0.2モル以下にすることが肝要であり、さらに各配合量を決定するために適切なエポキシ当量を有するエポキシ樹脂を選定することが好ましい。
一方、エポキシ樹脂の配合量が少なすぎると半田耐熱性が悪くなる傾向にある。このため、上記樹脂層を形成する樹脂組成物100g中に含まれるエポキシ基及びその開環反応により生じる水酸基のモル数を0.01モル以上にすることが好ましい。
上記事情に鑑み、用いるエポキシ樹脂のエポキシ当量は、150以上であることが好ましく、170以上であることがより好ましく、190以上であることが最も好ましい。また、上記エポキシ樹脂のエポキシ価の上限値は、700以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましく、300以下であることが最も好ましい。それゆえ、上記エポキシ樹脂のエポキシ価は150以上700以下の範囲内にあることが好ましい。
上記エポキシ樹脂硬化性成分のエポキシ当量が150未満であると、ポリイミド樹脂と熱硬化性成分とからなる樹脂組成物100g中に含まれるエポキシ基及びその開環反応により生じる水酸基のモル数を0.2モル以下の範囲を満たすためには、エポキシ樹脂の配合量を少なくせざるを得ず、これにともない本発明のめっき用材料の半田耐熱性が低くなるためである。一方、エポキシ価が700を超えると、硬化樹脂中の架橋密度が低下するので、半田耐熱性が悪くなる場合があるためである。
本発明のめっき用材料の熱硬化性成分に用いられるエポキシ樹脂は、適当な硬化剤、硬化促進剤を用いることが好ましい。
上記エポキシ樹脂の硬化剤は、1分子中に活性水素を2個以上有する化合物であれば特に制限なく用いることができる。活性水素源としては、アミノ基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、チオール基等等の官能基を挙げることができ、これらの官能基を有する化合物を好適に用いることが可能である。これら化合物の中でも、アミノ基を有するアミン系エポキシ硬化剤、及びフェノール性水酸基を有するポリフェノール系エポキシ硬化剤を用いることが特に好ましい。上記エポキシ硬化剤を用いると、特性バランスに優れためっき用材料を得ることができるためである。
上記ポリフェノール系エポキシ硬化剤としては、例えば、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等を挙げることができ、その具体的な構成は特に限定されない。なお、優れた誘電特性付与のために、水酸基当量の大きなものが好ましく、水酸基当量は100g/eq以上が好ましく、150g/eq以上がより好ましく、さらに200g/eq以上が好ましい。
また、上記アミン系エポキシ硬化剤成分は、少なくとも1種のアミン化合物を含んでいるものであればよく、従来公知のアミン系エポキシ硬化剤成分を用いることができる。例えば、アニリン、ベンジルアミン、アミノヘキサン等のモノアミン類;前述したポリアミド酸の製造に用いられるジアミン成分で挙げた各種ジアミン類;ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサアミン等のポリアミン類;等を挙げることができる。
また、上記アミン類の中でも、芳香族ジアミンを用いることが好ましく、分子量が300以上の芳香族ジアミンを含有していることが好ましく、分子量が300以上600以下の範囲内の芳香族ジアミンを含有していることがより好ましい。上記芳香族ジアミンを用いることにより、硬化後の硬化樹脂に対して良好な耐熱性や誘電特性を与えることができるためである。また、上記芳香族ジアミンの分子量が300未満であると、硬化後の硬化樹脂において、構造中に含まれる極性基が多くなるため誘電特性が損なわれる場合がある。すなわち、硬化樹脂の誘電率や誘電正接が高くなる場合がある。一方、分子量が600を超えると、硬化樹脂中の架橋密度が低下するので、耐熱性が損なわれてしまう場合がある。
上記芳香族ジアミンとしては、従来公知の芳香族ジアミンを好適に用いることができ、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、2,5−ジメチルー1,4−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、ベンジジン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン、2,2’−ジメチルー4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノジフェニルN−メチルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルN−フェニルアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−アミノフェニキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,5−ジアミノナフタレン、9,9’−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン等を挙げることができる。これらジアミンは、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、特に、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテルをより好ましく用いることができる。これら化合物は、溶媒に溶解しやすい等の取扱性や入手の容易さ等から好ましいだけでなく、これら化合物をアミン成分に含有させることにより、硬化後の樹脂に対して耐熱性(ガラス転移温度が高い等)、誘電特性等の諸特性を優れたものにできる。
ポリイミド樹脂と熱硬化性成分との配合量は、ポリイミド樹脂100重量部に対して熱硬化性成分が1〜100重量部であることが好ましく、さらには3〜70重量部であることが好ましく、特には5〜50重量部であることが好ましい。なお、硬化成分における硬化樹脂と硬化剤の配合量は、用いる硬化樹脂と硬化剤の種類により異なるので一概には規定することはできない。適切な配合量を用いればよい。
また、本発明では、上記エポキシ樹脂の硬化反応を促進するための硬化促進剤が好ましく用いられる。
本発明で用いられる硬化促進剤としては、従来公知の効果促進剤を用いることができ、その具体的な構成は特に限定されるものではない。具体的には、例えば、イミダゾール化合物類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン系化合物;3級アミン系、トリメタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラエタノールアミン等のアミン系化合物;1,8−ジアザ−ビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセニウムテトラフェニルボレート等のボレート系化合物等を挙げることができる。これら硬化促進剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、イミダゾール化合物類が好ましい。具体的には、例えば、イミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、等のイミダゾール類;2−メチルイミダゾリン、2−エチルイミダゾリン、2−イソプロピルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、2−ウンデシルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、2−フェニル−4−メチルイミダゾリン等のイミダゾリン類;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、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン等のアジン系イミダゾール類;等を挙げることができる。これらイミダゾールは、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
これら硬化促進剤の使用量(混合比)については特に限定されるものではなく、エポキシ樹脂成分とエポキシ硬化剤との反応を促進できる量であり、かつ、硬化樹脂の誘電特性を損なわない範囲であればよいが、一般的には、エポキシ樹脂成分全量を100重量部としたときに、0.01〜10重量部の範囲内で用いることが好ましく、0.1〜5重量部がさらに好ましい。
また、上記効果促進剤としては、入手性、溶媒溶解性等に優れる点から、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンがより好ましく用いられる。
上記めっき用材料は、無電解めっきを施すための樹脂層を表面に有している。この樹脂層は、無電解めっき皮膜と接着性の良好なシロキサン構造を有するポリイミド樹脂と、耐熱性に優れた熱硬化性成分とを含んでいる。このため、上記めっき用材料又は積層のめっき用材料によれば、表面粗化を行わなくとも、無電解めっき皮膜との接着強度が高く、かつ半田耐熱性にも優れる。さらに高温での接着強度も高くなる。
また、上記めっき用材料は、上記の優れた性質を活かして、各種プリント配線板への適用が可能である。各種プリント配線板としては、例えば、微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板、多層リジッド配線板やビルドアップ配線板等を挙げることができる。
つまり、無電解めっきを施したい材料表面に、上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂と熱硬化性成分とを含有する樹脂層(表面)を形成し、その後無電解めっきを施す。この場合、無電解めっき層と良好な接着性を備えるシロキサン構造を有するポリイミド樹脂と熱硬化性成分を含有する樹脂層が層間接着剤の役割を果たすことになる。それゆえ、無電解めっき層と樹脂層を形成した材料間とが強固に接着するという利点を有する。さらに、上記樹脂層は熱硬化性成分をも含有するため、従来の接着性樹脂層に比べて、半田耐熱性に優れる。また、上記樹脂層は、無電解めっき層との接着性が良好であるため、めっきを施すための表面粗度を大きくする必要がない。このため、微細配線加工に優れるという利点もある。
以上の優れた性質を活かし、本発明の技術は、各種装飾めっき用途や、機能めっき用途に適用することが可能である。その中でも、耐熱性をも併せ持ち、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層を強固に形成できるという利点を生かし、プリント配線板用のめっき用材料等として好適に用いることができる。
<1−1−3.ポリイミド樹脂のガラス転移温度に特徴がある樹脂層>
また、本発明の樹脂層について、他の実施形態について説明する。すなわち、上記樹脂層は、上記一般式(1)で表されるシロキサン構造を有し、且つガラス転移温度が100〜200℃の範囲であるポリイミド樹脂を含有するものであることが好ましく、その他の具体的な構成については、特に限定されるものではない。
また、上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、上記記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分を原料とし、且つ一般式(1)で表されるジアミンは全ジアミン中10〜75mol%含むポリイミド樹脂であること好ましい。上記の構成によれば、常態、及び高温時のめっき銅との接着強度に優れたポリイミド樹脂aが得られるためである。
なお、上記ポリイミド樹脂の説明は、上記樹脂層の他の実施形態の記載での説明と同様の部分は省略し、異なる部分のみ説明する。
本発明者らは、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する層によって、その表面が平滑な場合であっても無電解めっきが強固に接着しうることを見出しているが、用いるポリイミド樹脂の特性、とくにガラス転移点温度と、半田耐熱性、あるいは高温時の接着性の関係について検討したところ、ガラス転移点温度が、100〜200℃の範囲であることが、無電解めっきとの接着性と、半田耐熱性を両立させるのに重要であることをも見出した。また、ガラス転移点温度が100〜200℃の範囲であると、常態での接着性のみならず、高温時の接着性をも向上させることができる。無電解めっきとの常態における接着性のみならず、高温時の接着性を良好なものにするとともに、半田耐熱性との両立を実現するために、上記のシロキサン構造を有するポリイミド樹脂のガラス転移温度に着目したのは本発明者らが初めてである。
本発明でいう層とは、1nm以上の厚みを有する層のことをいう。この厚みは均一であっても、不均一であっても良い。
また、上記樹脂層は、上述したように、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲であるポリイミド樹脂を含有することを特徴とする。ここで、本発明でいうガラス転移温度とは、上記ポリイミド樹脂からなるフィルムを作製し、該フィルムを用いて以下に示すような測定条件にて動的粘弾性測定を行うことにより求めることができる。
すなわち、上記フィルムのTD方向を測定方向とし、DMS6100(SIIナノテクノロジー社製)にて、室温〜300℃まで3℃/分の昇温速度で動的粘弾性測定を行い、得られたtanδピークトップ温度をガラス転移温度とすることができる。なお、上記フィルムの作製の一例を挙げると、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する溶液を圧延銅箔(日鉱マテリアルズ社製 BHY―22B―T)のシャイン面に流延塗布、60℃、80℃、各1分、100℃、3分、120、140℃、1分、150℃、3分、180℃30分の条件で乾燥し、圧延銅箔をエッチアウトし、60℃、30分乾燥することで得ることができる。厚みに特に限定はないが、10μm以上であることが好ましい。
上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂のガラス転移点温度は、100〜200℃の範囲であることが好ましく、105〜195℃の範囲であることがさらに好ましい。ガラス転移温度が100℃よりも低い場合、得られるめっき用材料の高温時での接着強度が低下する傾向にあり、200℃よりも高い場合、得られるめっき用材料の常態及び高温時での接着強度が低下する傾向にある。
また、上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂が、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分を原料とし、且つ一般式(1)で表されるジアミンが全ジアミン中10〜75mol%含むポリイミド樹脂であることは、特に高温時のめっき銅との接着強度に優れたポリイミド樹脂が得られるため、好ましい。
上記ポリイミド樹脂は、一般式(1)で表されるジアミンを使用することにより、表面粗度が小さい場合でも無電界めっき皮膜との接着強度が高い。また、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲であるポリイミド樹脂を得るためには、使用する酸二無水物とジアミンの種類にも依存するので一概には言えないが、一般式(1)で表されるジアミンが全ジアミンに対して多く含まれる場合はガラス転移温度が低下する傾向にある。
また、後述する屈曲性を有するジアミンを用いると、ガラス転移温度が低下する傾向にある。一般式(1)で表されるジアミンは全ジアミン中10〜75mol%の範囲にあることが好ましく、13〜60mol%にあることがより好ましく、15〜49mol%にあることがさらに好ましい。一般式(1)で表されるジアミンが上記の範囲に入る場合、常態及び高温時での接着性や半田耐熱性に優れためっき用材料が得られる。
また、酸二無水物成分及びジアミン成分としては、上記樹脂層の他の実施形態で説明したものを好適に用いることができる。また、上記ポリイミド樹脂は、上述の一般式(1)に表されるジアミン成分と他のジアミン成分とを組み合わせて使用することができる。他のジアミン成分としては、あらゆるジアミンを使用することが可能であり、これも上記樹脂層の他の実施形態で説明したものを好適に用いることができる。
上述したように、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲であるポリイミド樹脂を得るためには、使用する酸二無水物とジアミンの種類にも依存するので一概には言えないが、一般式(1)で表されるジアミンが全ジアミンに対して多く含まれる場合はガラス転移温度が低下する傾向にある。
また、屈曲性を有するジアミンを多く用いると、ガラス転移温度が低下する傾向にある。屈曲性を有するジアミンととは、エーテル基、スルホン基、ケトン基、スルフィド基などの屈曲構造を有するジアミンであり、好ましくは、下記一般式(3)で表されるものである。
Figure 2006118230
(式中のRは、
Figure 2006118230
で表される2価の有機基からなる群から選択される基であり、式中のRは同一又は異なって、H−,CH−、−OH、−CF、−SO、−COOH、−CO−NH、Cl−、Br−、F−、及びCHO−からなる群より選択される1つの基である。)
また、上記一般式(1)で表されるジアミンは全ジアミン中10〜75mol%の範囲にあることが好ましく、13〜60mol%にあることがより好ましく、15〜49mol%にあることがさらに好ましい。
ポリイミドの調製方法は、上記樹脂層の他の実施形態の説明と同様である。
また、ポリイミド樹脂には、耐熱性向上、粘着性低減等の目的で、他の成分を含有させることも可能である。他の成分としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂を適宜使用することができる。
熱可塑性樹脂としては、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂等を挙げることができ、これらを単独又は適宜組み合わせて用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、ビスマレイミド樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、シアナート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、トリアジン樹脂、ヒドロシリル硬化樹脂、アリル硬化樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などをあげることができ、これらを単独又は適宜組み合わせて用いることができる。また、前記熱硬化性樹脂以外に、高分子鎖の側鎖又は末端に、エポキシ基、アリル基、ビニル基、アルコキシシリル基、ヒドロシリル基などの反応性基を有する側鎖反応性基型熱硬化性高分子を使用することも可能である。
これ以外にも、樹脂層には、他の実施形態と同様に各種添加剤を添加してもよい。また、上記樹脂層におけるポリイミド樹脂の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対して、他の成分は100重量部以下であることが、好ましい。
また、上記樹脂層は、他の実施形態と同様に、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層との接着強度が高いという利点を有する。上記樹脂層の表面粗度は、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで0.5μm未満であることが好ましい。この条件を満たす場合、特に本発明のめっき用材料をプリント配線板用途で使用する際には、良好な微細配線形成性を有する。このような表面を有する状態にするには、サンドブラスト等の物理的な表面粗化等を実施しないことが好ましい。
上述したように、上記樹脂層に用いるポリイミド樹脂の構造及びガラス転移点温度を規定することにより、特に平滑な表面に無電解めっき層を強固に接着することが可能となる。さらに、他の各種材料との接着性にも優れるとともに、かつ、半田耐熱性及び高温時の接着強度に優れたものとなる。それゆえ、各種プリント配線板の製造に好適に用いることができる。さらには、平滑な表面であるにもかかわらず無電解めっき層との接着強度が高く、かつ十分な半田耐熱性、高温時の接着強度を有するという利点を生かして、微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板やビルドアップ配線板等のプリント配線板用の製造等に好適に用いることができる。
<1−1−4.ポリイミド樹脂の重量平均分子量に特徴がある樹脂層>
また、本発明の樹脂層について、他の実施形態について説明する。すなわち、上記樹脂層は、上記一般式(1)で表されるシロキサン構造を有し、かつゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000であるポリイミド樹脂を含有するものであることが好ましい。
また、上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂が、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分を原料とし、当該ポリイミド樹脂が、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分を原料とし、かつジアミン成分1モルに対して、酸二無水物成分添加量を0.95〜1.05モルの範囲で用いて得られるポリイミド樹脂であることがさらに好ましい。これは、無電解めっき銅との接着強度に優れたポリイミド樹脂が得られるためである。
本発明者らは、上述のシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する層によって、その表面が平滑な場合であっても無電解めっきが強固に接着しうることを見出している。さらに、用いるポリイミド樹脂の特性として、ポリイミド樹脂の分子量と半田耐熱性の関係について検討したところ、分子量が特定の範囲にある場合、無電解めっきとの顕著な接着性及び半田耐熱性を実現できることを見出した。すなわち、上記のシロキサン構造を有していて、かつ、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000であることが、無電解めっきとの接着性と、半田耐熱性を両立させるのに重要であることを見出した。無電解めっきとの接着性のみならず、半田耐熱性との両立を実現するために、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂の分子量に着目したのは本発明者らが初めてである。
本発明のめっき用材料は、少なくとも無電解めっきを施すための樹脂層を有していればよいが、無電解めっきを施したい材料表面に、まず本発明のめっき用材料を形成し、その後無電解めっきを施す方法が好ましく用いられる。これにより、本発明のめっき用材料が層間接着剤の役割を果たして無電解めっきと材料間とが強固に接着するという利点を生かし、各種装飾めっき用途や、機能めっき用途に適用することが可能である。その中でも、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層を強固に形成でき、半田耐熱性をも併せ持つという利点を生かし、プリント配線板用のめっき用材料として好適に用いることができる。
また、上記樹脂層は、上記のシロキサン構造を有し、かつ、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000であるポリイミド樹脂を含有するものである。上記の構成によれば、無電解めっき被膜との接着性に優れるとともに、半田耐熱性が良好となる。
上記樹脂層に用いられるポリイミド樹脂の重量平均分子量Mwは、より好ましくは、35000〜140000であり、さらに好ましくは、40000〜130000である。ここで、Mwが30000より低い場合は、十分な半田耐熱性が得られず、また150000よりも高い場合は、ポリイミド樹脂の溶解性が損なわれ、ポリイミド樹脂溶液を作製できなかったり、十分な樹脂流れ性が得られなかったりする場合がある。
上記重量平均分子量Mwは、測定装置として東ソー製HLC−8220GPC、東ソー製GPC−8020、カラムとして東ソー製TSK gel Super AWM−Hを2本連結したものを用い、ガードカラムとして、東ソー製TSK guardcolumn Super AW−Hを用い、移動相としてリン酸を0.02M、臭化リチウムを0.03M含むN,N−ジメチルホルムアミドを使用して、ポリイミド樹脂aを前記移動相と同じ溶媒に溶解して濃度0.1重量%としたサンプルを、カラム温度40℃、流速0.6ml/分にてゲル浸透クロマトグラフィーによる測定を行うことにより求めることができる。
上記のポリイミド樹脂を得るには、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分を原料とすることが好ましい。また、ジアミン成分1モルに対して、酸二無水物成分添加量を0.95〜1.05モルの範囲で用いて得られるポリイミド樹脂であることが好ましい。
ここで、本明細書でいう「酸二無水物成分添加量」とは、ジアミン成分と酸二無水物成分の純度がそれぞれ100%であると仮定した場合の範囲である。よってジアミン成分と酸二無水物成分の純度が100%より低い場合は、その純度を考慮する必要があり、その場合、上記の範囲は変化する。例えば、ジアミン成分がジアミン1(純度A%)の1成分からなり、酸二無水物成分が酸二無水物2(純度B)の1成分からなる場合、酸二無水物2の添加量の好ましい範囲は、(0.95×A/B)モル〜(1.05×A/B)モルとなる。例えば、ジアミン成分の純度が100%で、酸ニ無水物の純度が98%である場合、ジアミン成分1モルに対して、酸二無水物成分添加量は、0.969〜1.071モルとなる。
酸二無水物成分やジアミン成分は、官能基当量が示されている場合があるが、この場合は、この官能基当量から分子量を算出し、添加量を決定すればよい。
上記酸二無水物成分については、上述の実施形態と同様のものを適宜利用できる。また、上記一般式(1)で表されるジアミン成分を用いることにより、得られるポリイミド樹脂を含有する樹脂層は、無電解めっき層と強固に接着するという特徴を有するようになる。
また、上記ポリイミド樹脂は、上述のジアミン成分と他のジアミン成分とを組み合わせて使用することができる。他のジアミン成分としては、あらゆるジアミンを使用することが可能であり、上述の実施形態と同様のジアミン成分を用いることができる。
ここで、上記一般式(1)で表されるジアミンは全ジアミン中1〜75mol%の範囲にあることが好ましく、3〜60mol%にあることがより好ましく、5〜49mol%であることが更に好ましい。一般式(1)で表されるジアミンが1mol%よりも低くても、75mol%よりも多くても、無電解めっき皮膜との接着強度が十分に得られない場合がある。
ポリイミドの調製方法も上述の実施形態と同様に行うことができる。
上述した重量平均分子量Mwが30000〜150000であるポリイミド樹脂を得る方法として、(i)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の原料として用いる酸二無水物及びジアミン成分の純度を考慮して酸二無水物及びジアミン成分の比率を制御する、(ii)重合する際の重合温度、重合時間を制御する、(iii)ポリアミド酸の粘度を制御する、(iv)イミド化の条件を制御するなどの方法を単独で、又は組み合わせて用いる方法が挙げられる。
(i)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の原料として用いる酸二無水物及びジアミン成分の純度を考慮して酸二無水物及びジアミン成分の比率を制御する場合について説明する。重量平均分子量Mwが30000〜150000であるポリイミド樹脂を得るためには、ジアミン成分1モルに対して、酸二無水物成分添加量を0.95〜1.05モルの範囲で用いて得られることが好ましい。
(ii)重合する際の重合温度、重合時間を制御する場合、重合温度が高いと分子量が低下する傾向にあり、重合時間が長いと分子量が低下する傾向にある。重合時間が短すぎても十分な分子量が得られない場合がある。したがって、重合温度及び重合時間の好ましい範囲は、0〜45℃、30〜200分である。
(iii)ポリアミド酸の粘度を制御する場合、イミド化する前のポリアミド酸の粘度は、6〜3000poiseであることが好ましい。
(iv)イミド化の条件を制御する場合について説明する。
ポリアミド酸からイミド化する際には、ポリアミド酸の分解とイミド化が競争して起こる。ポリイミドの分子量ポリアミド酸自体は、組成にもよるが高温になればなるほど分解が進む傾向にあるので、高温になるほど分子量が小さくなる傾向にある。また、化学イミド化法の場合、脱水剤を多く用いるほどポリアミド酸の分解が進む傾向にある。一方、イミド化する際の加熱の仕方として、昇温スピードが早いほどイミド化が進む傾向にあり、化学イミド化法の場合、触媒を多く用いるほどイミド化が進む傾向にある。従って、これらの傾向に従って、イミド化時の温度、昇温スピード、脱水剤の量、触媒の量を選択し、目的とする分子量のポリイミドを得る。
以上、ポリイミド樹脂について説明したが、樹脂層には、耐熱性向上、粘着性低減等の目的で、他の成分を含有させることも可能である。他の成分としては、上記の実施形態でも述べた様々な熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂、各種添加剤等を適宜使用することができる。
勿論、上述の他の成分は、微細配線形成に悪影響を及ぼす程に樹脂層の表面粗度を大きくしない、また、樹脂層と無電解めっき皮膜との接着性を低下させない範囲で組み合わせることが重要であり、この点には注意を要する。なお、樹脂層におけるポリイミド樹脂の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対して、他の成分は100重量部以下であることが好ましい。
また、樹脂層は、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層との接着強度が高いという利点を有する。ここで、上記樹脂層の表面粗度は、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで0.5μm未満であることが好ましい。この条件を満たす場合、特に本発明のめっき用材料をプリント配線板用途で使用する際には、良好な微細配線形成性を有する。
上述した樹脂層の構成にように、用いるポリイミド樹脂の構造と重量平均分子量Mwを規定することにより、特に平滑な表面に無電解めっき層を強固に接着することが可能となる。さらに、他の各種材料との接着性にも優れるとともに、かつ、半田耐熱性に優れたものとなる。それゆえ、各種プリント配線板の製造に好適に用いることができる。さらには、平滑な表面であるにもかかわらず無電解めっき層との接着強度が高く、かつ十分な半田耐熱性を有するという利点を生かして、微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板等の製造に好適に用いることができる。
<1−1−5.ポリイミド樹脂が官能基等を有することを特徴とする樹脂層>
また、本発明の樹脂層について、他の実施形態について説明する。すなわち、上記樹脂層は、上記一般式(1)で表されるシロキサン構造を有し、かつ、官能基を有する、及び/又は該官能基が保護されてなる基を有する、ポリイミド樹脂を含有するものであることが好ましい。以下、「官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基」を官能基等と称する場合もある。
ここで、本発明でいう官能基とは、化学的な反応性に富む原子団のことをいう。官能基に特に制限はないが、無電解めっきとの接着性と半田耐熱性を両立させるという観点から、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれた1種以上の基であることが好ましい。また、これらの官能基を用いることによって、各種樹脂材料との接着層も良好なものにすることができる。また、上記ポリイミド樹脂が、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンと、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するジアミンを含むジアミン成分とを原料とすることが好ましい。
本発明者らは、上述したシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する層によって、その表面が平滑な場合であっても無電解めっきが強固に接着しうることを見出している。さらに、用いるポリイミド樹脂に、官能基等を導入することによって、無電解めっきとの接着性と、半田耐熱性を両立させることができることを初めて見出した。無電解めっきとの常態における接着性のみならず、半田耐熱性との両立を実現するために、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂に官能基を導入したのは本発明者らが初めてである。
また、上記樹脂層は、上述のシロキサン構造を有し、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するポリイミド樹脂を含有する。上記官能基は、各種樹脂材料と化学的相互作用を生じるため各種樹脂材料との接着強度も向上させることが可能となる。
また、該官能基は、官能基が保護されてなる基でもかまわない。ここで、本発明でいう「官能基が保護されてなる基」とは、官能基と、該官能基と反応する化合物とを反応させた際に生成する基のことをいう。例えば、官能基が水酸基、アミノ基、又はアミド基の場合、該官能基と、無水酢酸等とを反応させてアセチル化した基を例示することができる。一方、官能基がメルカプト基の場合、不飽和ポリエステル化合物との反応により生じた基を例示することができる。
官能基が保護されてなる基は、無電解めっき皮膜や樹脂との接着性を低下させるものではないため、そのまま使用することが可能である。さらに、脱離反応により、保護基を脱離させ、もとの官能基の状態に戻して使用してもよい。また、官能基と、官能基を保護してなる基が共存していてもかまわない。
上記ポリイミド樹脂は、A)シロキサン構造と官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有する酸二無水物を含む酸二無水物成分と、ジアミン成分とを原料とする、B)シロキサン構造を有する酸二無水物、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有する酸二無水物を含む酸二無水物成分と、ジアミン成分とを原料とする、C)酸二無水物成分と、シロキサン構造と官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基ジアミンを含むジアミン成分とを原料とする、D)酸二無水物成分と、シロキサン構造を有するジアミン、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するジアミンを含むジアミン成分とを原料とする、等の方法により得ることが可能である。これらの中でも、原料の入手の容易さ等の観点から、D)の酸二無水物成分と、シロキサン構造を有するジアミン、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するジアミンを含むジアミン成分とを原料とすることが好ましい。さらには、ポリイミド樹脂が、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンと、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するジアミンを含むジアミン成分とを原料とすることが好ましい。上記酸二無水物成分については、上述の他の実施形態で説明したものを好適に用いることができる。
続いて、ジアミン成分は、上記一般式(1)で表されるジアミン成分を用いることが好ましい。これにより、得られるポリイミド樹脂を含有する樹脂層は、無電解めっき層と強固に接着するという特徴を有するようになる。上述一般式(1)で表されるジアミン成分の具体的なものは、他の実施形態で説明したものを好適に用いることができる。
また、ジアミン成分として、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するジアミンを含むことが好ましい。特に官能基として、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれた1種以上の基を有するジアミンを含むことがより好ましい。このようなジアミンとしては、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,3’−ジヒドロキシビフェニル−3,4’−ジアミン、3,3’−ジアミノビフェニル−4,4’−ジオール、3,3’−ジアミノベンズヒドロール、2,2’−ジアミノビスフェノールA、1,3−ジアミノ−2−プロパノール、1,4−ジアミノ−2−ブテン、4,6−ジアミノレゾルシノール、2,6−ジアミノヒドロキノン、5,5’−メチレン−ビス(アントラニル酸)、3,5−ジアミノ安息香酸、3,4−ジアミノ安息香酸、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズアニリド、3,3’−ジアミノベンズアニリド、2,5−ジアミノベンゼン−1,4−ジチオール、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジスルファニルビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル−6,6’−ジスルホン酸、4,4’−ジアミノジフェニル−2,2’−ジスルホン酸、等を例示することができる。上記ジアミンは単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。また、上記ジアミンの官能基は、保護されてなる基であってもかまわない。
また、上記ポリイミド樹脂は、上述のジアミン成分と他のジアミン成分とを組み合わせて使用でき、他のジアミン成分としては、あらゆるジアミンを使用することが可能である。具体的には、上述の他の実施形態で例示したものを好適に用いることができる。
ここで、一般式(1)で表されるジアミンは全ジアミン中1〜75mol%の範囲にあることが好ましく、3〜60mol%にあることがより好ましく、5〜49mol%であることが更に好ましい。一般式(1)で表されるジアミンが1mol%よりも低くても、75mol%よりも多くても、無電解めっき皮膜との接着強度及び半田耐熱性が十分に得られない場合がある。
また、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するジアミンは全ジアミン中1〜99mol%の範囲にあることが好ましく、3〜99mol%の範囲にあることがより好ましい。官能基を有するジアミンが1mol%よりも少ないと、無電解めっき皮膜との接着強度および半田耐熱性が十分に得られない場合がある。また、各種樹脂との接着強度も低くなる傾向にある。
ポリイミドの調製方法も上述した手法を利用でき、特に限定されるものではない。
以上、ポリイミド樹脂について説明したが、樹脂層には、耐熱性向上、粘着性低減等の目的で、他の成分を含有させることも可能である。他の成分としては、上記の実施形態でも述べた様々な熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂、各種添加剤等を適宜使用することができる。
勿論、上述の他の成分は、微細配線形成に悪影響を及ぼす程に樹脂層の表面粗度を大きくしない、また、樹脂層と無電解めっき皮膜との接着性を低下させない範囲で組み合わせることが重要であり、この点には注意を要する。なお、樹脂層におけるポリイミド樹脂の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対して、他の成分は100重量部以下であることが好ましい。
また、樹脂層は、表面粗度が小さい場合でも無電解めっき層との接着強度が高いという利点を有する。ここで、上記樹脂層の表面粗度は、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで0.5μm未満であることが好ましい。この条件を満たす場合、特に本発明のめっき用材料をプリント配線板用途で使用する際には、良好な微細配線形成性を有する。
上記樹脂層は、上述のように特定のシロキサン構造を有し、かつ、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するポリイミド樹脂を用いる構成であるため、特に平滑な表面に無電解めっき層を強固に接着することが可能となる。さらに、他の各種材料との接着性にも優れるとともに、かつ、半田耐熱性の接着強度に優れたものとなる。それゆえ、各種プリント配線板の製造に好適に用いることができる。さらには、平滑な表面であるにもかかわらず無電解めっき層との接着強度が高く、かつ十分な半田耐熱性を有するという利点を生かして、微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板等の製造等に好適に用いることができる。
<1−2.無電解めっき層>
本発明に係るめっき用材料の樹脂層に形成される無電解めっき層は、従来公知の無電解めっき層を好適に用いることができ、具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、無電解銅めっき、無電解ニッケルめっき、無電解金めっき、無電解銀めっき、無電解錫めっき等を挙げることができ、あらゆる無電解めっき層を本発明に使用可能である。上記各種無電解めっき層の中でも、工業的観点、耐マイグレーション性等の電気特性の観点より、無電解銅めっき、無電解ニッケルめっきが好ましく、プリント配線板用途として特に好ましいのは無電解銅めっきである。
また、上記無電解銅めっき層を形成するためのめっき液は、従来公知のものを好適に用いることができ、具体的な構成については何ら制限されるものではなく、一般的な任意の無電解銅めっきを形成するためのめっき液等を用いることができる。なお、多層プリント配線板等の用途においては層間接続を確保するためのヴィアホールについて、レーザーなどの穴あけ時に発生したスミアを除去するためのデスミア処理をめっき処理に先立ち、実施すことが一般的であり、好ましい。
また、上記無電解めっき層は、無電解めっきのみからなる層であってもよいが、無電解めっきを形成した後に電解めっき層を形成することにより、所望の厚みに金属を形成しためっき層であってもよい。なお、めっき層の厚みとしては、従来公知のプリント配線板等に使用可能な形態に形成することができ、特に限定されるものではないが、微細配線形成等を考慮すると、25μm以下であることが好ましく、特に20μm以下であることがより好ましく、さらに15μm以下であることが好ましい。
本発明に係るめっき用材料は、上記樹脂層を有しさえすればよく、その他の構成は、いかなる構成からなるものであっても構わない。例えば、本発明に係るめっき用材料をプリント配線板、特にビルドアップ配線板等のリジッドプリント配線板に適用する場合、上記樹脂層のみから構成されるめっき用材料、いわゆる単層シートであってもよい。
また、上記樹脂層と、その他の層(例えば、形成された回路と対向させるための接着剤層C)とから構成されるめっき用材料であってもよい。上記層Cとしては、例えば、接着剤層を挙げることができ、より具体的には熱可塑性ポリイミド樹脂および熱硬化性成分を含有した樹脂層を挙げることができる。
つまり、本発明に係るめっき用材料は、上記無電解めっきを施すための樹脂層以外に、さらに他の層を有し、少なくとも2層以上の層から構成されるものであってもよい。上述したもの以外に、上記樹脂層以外の他の層が2層以上形成されていてもよい。例えば、樹脂層A/高分子フィルム層Bから構成される積層のめっき用材料であってもよいし、樹脂層A/高分子フィルム層B/層Cから構成される積層のめっき用材料であってもよい。以下、本発明に係る積層のめっき用材料の応用の一例として、その他の層として高分子フィルム層を用い、該高分子フィルム層上に上記樹脂層を形成した、積層のめっき用材料の構造について、例を挙げて説明する。以下に2層以上の層から構成されるめっき用材料について説明する。
<2.2層以上の層から構成されるめっき用材料>
<2−1.実施形態1>
本発明に係る積層のめっき用材料は、例えば、高分子フィルム層の少なくとも一方の表面に、無電解めっきを施すための樹脂層が形成されており、上記樹脂層は、<1−1.樹脂層>で述べたようなものであればよく、その他の具体的な構成については特に限定されるものではない。上記積層のめっき用材料は、例えば、プリント配線板、特にフレキシブルプリント配線板に適用することができる。
上記2層以上の層から構成されるめっき用材料は、上記樹脂層/高分子フィルム層とから構成されるめっき用材料であってもよいし、樹脂層/高分子フィルム層/樹脂層とから構成される材料であってもよい。
また、上記2層以上の層から構成されるめっき用材料は、高分子フィルム層の一方の面に、無電解めっきを施すための樹脂層が形成されており、上記樹脂層は、<1−1.樹脂層>で述べたようなものであり、上記高分子フィルム層の他方の面には、上記接着剤層が形成されていることが好ましい。つまり、上記積層のめっき用材料は、樹脂層/高分子フィルム層/回路と対向させるための接着剤層とから構成されるものであってもよい。
なお、上記樹脂層や無電解めっき層については、上述の<1>欄にて説明したものを好適に用いることができるため、ここではその説明を省略する。以下では、高分子フィルム層と接着剤層について詳細に説明する。
<2−1−1.高分子フィルム層>
本発明に係る積層のめっき用材料に用いられる高分子フィルムは、積層のめっき用材料の低熱膨張係数や強靭性を実現するために用いられる。また、上記積層のめっき用材料をフレキシブルプリント配線板として用いる場合は、寸法安定性が望まれる。このため、20ppm以下の熱膨張係数を有する高分子フィルムを使用することが好ましい。さらに、加工時の熱によって塑性変形しない、揮発成分による膨れ等の欠陥が発生しないように、高耐熱性、低吸水性の高分子フィルムを用いることが好ましい。
また、小径ヴィアホールの形成のため、上記高分子フィルム層の厚みは、50μm以下が好ましく、35μm以下がより好ましく、25μm以下がさらに好ましい。なお、厚みの下限は好ましくは1μm以上、より好ましくは、2μm以上である。換言すれば、厚みがあまりなく、かつ充分な電気絶縁性が確保される高分子フィルムであることが好ましい。
このような高分子フィルム層は、単層で構成されていてもよく、2層以上から構成されていてもよい。例えば、単層の場合は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどのポリオレフィン;エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレートなどのポリエステル;さらに、ナイロン−6、ナイロン−11、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリケトン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、非熱可塑ポリイミド樹脂などのフィルムを用いることができる。
また、上記樹脂層との密着性を良好なものとするために、上記単層の高分子フィルム層の片面あるいは両面に、熱硬化性樹脂、および/又は、熱可塑性樹脂を設けたり、もしくは有機モノマー、カップリング剤等の各種有機物で処理することが可能である。特に、上記高分子フィルム層として、非熱可塑ポリイミド樹脂を用いると、上記樹脂層との密着性がさらに良好となるため好ましい。さらに、上記単層の高分子フィルムで例示したフィルムを、例えば、接着剤を介して複数層を積層して、積層の高分子フィルム層として用いてもよい。
上記の諸特性を満足する高分子フィルム層として、非熱可塑ポリイミドフィルムを好適に用いることができる。以下、上記高分子フィルム層として、非熱可塑性ポリイミドフィルムを用いる場合を例に挙げて説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではないことを念のため付言しておく。
上記高分子フィルム層として用いることができる非熱可塑性ポリイミドフィルムは、従来公知の方法で製造することができ、その製造方法の具体的な手法については限定されるものではない。例えば、ポリアミド酸を支持体に流延、塗布し、化学的にあるいは熱的にイミド化することで得られる。この中で、ポリアミド酸有機溶媒溶液に、無水酢酸等の酸無水物に代表される化学的転化剤(脱水剤)と、イソキノリン、β−ピコリン、ピリジン等の第三級アミン類等に代表される触媒とを作用させる方法、すなわち化学的イミド化法がフィルムの靭性、破断強度、および生産性の観点からより好ましい。また、化学的イミド化法に熱キュア法を併用する方法がさらに好ましい。
上記ポリアミド酸としては、基本的には、従来公知のあらゆるポリアミド酸を適用することができ、特に限定されるものではない。例えば、芳香族酸二無水物の少なくとも1種とジアミンの少なくとも1種とを、実質的等モル量にて有機溶媒中に溶解させて、得られたポリアミド酸有機溶媒溶液を、制御された温度条件下で、上記酸二無水物とジアミンの重合が完了するまで攪拌することによって製造することができる。
本発明になる非熱可塑性ポリイミドの製造に使用可能な酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、ビスフェノールAビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)、p−フェニレンジフタル酸無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物およびそれらの類似物を含む。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
上記酸二無水物の中でも、ピロメリット酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)を用いることが好ましい。これらの酸二無水物は、比較的入手が容易であり、適度な弾性率、線膨張係数、吸水率などの特性のバランスの取れたフィルムを得やすいため、好ましい。
また、本発明に係る非熱可塑性ポリイミド合成のために使用しうるジアミンとしては、1,4−ジアミノベンゼン(p−フェニレンジアミン)、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルヘキサフルオロプロパン、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノジフェニルN−メチルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルN−フェニルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルチオエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズアニリド、3,3’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−アミノフェニキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、等およびそれらの類似物を含む。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
上記ジアミンの中でも、2,2’−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンズアニリドおよびp−フェニレンジアミンを用いることが好ましい。これらのジアミンは、比較的入手が容易であり、適度な弾性率、線膨張係数、吸水率などの特性のバランスの取れたフィルムを得やすいため、好ましい。
また、本発明において、好ましい酸二無水物とジアミン類の組み合わせは、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの組み合わせ、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよびp−フェニレンジアミンの組み合わせ、ピロメリット酸二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよびp−フェニレンジアミンの組み合わせ、ピロメリット酸二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよびp−フェニレンジアミンの組み合わせ、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミンおよび2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンの組み合わせである。これらのモノマーを組み合わせて合成した非熱可塑性ポリイミドは適度な弾性率、寸法安定性、低吸水率等の優れた特性を発現し、本発明のめっき用材料に用いるのに好適である。
ポリアミド酸を合成するための好ましい有機溶媒は、アミド系溶媒すなわちN,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどであり、N,N−ジメチルフォルムアミドが特に好ましく用いられる。
また、イミド化をケミカルキュア法により行う場合、ポリアミド酸組成物に添加する化学的イミド化転化剤としては、例えば脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、N,N’−ジアルキルカルボジイミド、低級脂肪族ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪族ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリールホスホン酸ジハロゲン化物、チオニルハロゲン化物又はそれら2種以上の混合物を用いることができる。それらのうち、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ラク酸等の脂肪族無水物を単独又はそれらの2種以上の混合物が、特に好ましく用いられる。
これらの化学的イミド化転化剤はポリアミド酸溶液中のポリアミド酸部位のモル数に対して1〜10倍量、好ましくは1〜7倍量、より好ましくは1〜5倍量を添加するのが好ましい。また、イミド化を効果的に行うためには、化学的転化剤に触媒を同時に用いることが好ましい。触媒としては脂肪族第三級アミン、芳香族第三級アミン、複素環式第三級アミン等を用いることができる。それらのうち複素環式第三級アミンから選択されるものが特に好ましく用いられる。具体的にはキノリン、イソキノリン、β−ピコリン、ピリジン等が好ましく用いられる。これらの触媒は化学的転化剤のモル数に対して1/20〜10倍量、好ましくは1/15〜5倍量、より好ましくは1/10〜2倍量のモル数を添加する。これらの化学的転化剤および触媒は、量が少ないとイミド化が効果的に進行せず、逆に多すぎるとイミド化が早くなり取り扱いが困難となる。
また、上記種々の公知の方法で得られる非熱可塑性ポリイミドフィルムは、公知の方法で無機あるいは有機物のフィラー、有機リン化合物等の可塑剤や酸化防止剤を添加してもよく、該非熱可塑性ポリイミドフィルムの少なくとも片方の面に、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、イオンガン処理等の公知の物理的表面処理や、プライマー処理等の化学的表面処理を施し、さらに良好な特性を付与することもできる。
非熱可塑性ポリイミドフィルムの厚みは、2μm以上125μm以下であることが好ましく、5μm以上75μm以下であることがより好ましい。この範囲より薄いと積層のめっき用材料の剛性が不足するばかりでなく、取り扱いが困難となる。一方、フィルムが厚すぎると、プリント配線板を製造する際にインピーダンス制御の点から回路幅を広くする必要があるため、プリント配線板の小型化、高密度化の要請に逆行してしまう。
また、上記高分子フィルム層に用いる非熱可塑性ポリイミドフィルムの線膨張係数は、低いことが好ましい。例えば、線膨張係数が10〜20ppmのポリイミドフィルム、さらには線膨張係数が10〜20ppmのポリイミドフィルムが工業的に生産されており、比較的容易に入手可能であり、適用することができる。非熱可塑性ポリイミドフィルムの線膨張係数を制御するためには、剛直な構造のモノマーと柔軟な構造のモノマーを適切な割合で組み合わせる手法が挙げられる。なお、この方法のほかには、ポリアミド酸溶液を合成する際に酸無水物成分とジアミン成分を添加する順序、化学的イミド化と熱的イミド化の選択、ポリアミド酸をポリイミドに転化する際の温度条件などによっても得られる非熱可塑性ポリイミドフィルムの線膨張係数を制御できる。
非熱可塑性ポリイミドフィルムの引っ張り弾性率は、ASTM D882−81に準拠し測定される。弾性率が低いとフィルムの剛性が低下し取り扱いが困難になる。一方高すぎると、フィルムの柔軟性が損なわれるため、ロール・ツー・ロールの加工が困難になったり、フィルムが脆くなったりするなどの不具合を生じる。例えば、弾性率3〜10GPaのポリイミドフィルム、さらには4〜7GPaのポリイミドフィルムが工業的に生産されており、比較的容易に入手可能であり、これらの市販品を適用することができる。
引っ張り弾性率を制御する場合は、線膨張係数と同様、剛直な構造のモノマーと柔軟な構造のモノマーを適切な割合で組み合わせたり、ポリアミド酸溶液を合成する際に酸無水物成分とジアミン成分を添加する順序を制御したりすることにより可能である、さらに化学的イミド化と熱的イミド化の選択、ポリアミド酸をポリイミドに転化する際の温度条件などによっても制御できる。
<2−1−2.接着剤層>
上記接着剤層としては、従来公知の接着剤を用いることができ、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、上記接着剤層は、積層のめっき用材料を他の基材(例えば、回路形成面を有する基材等)と積層する場合に用いられるものであることが好ましい。この場合の接着剤層には、回路形成面に対して積層する際、回路間に当該接着剤が流動して回路を埋め込むことができるような、優れた加工性を有することが好ましい。
一般に、熱硬化性樹脂組成物は上記加工性に優れているため、上記接着剤層には、熱硬化性樹脂組成物を含むことが好ましい。この熱硬化性樹脂組成物としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、シアナートエステル樹脂、ヒドロシリル硬化樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂;高分子鎖の側鎖又は末端にアリル基、ビニル基、アルコキシシリル基、ヒドロシリル基等の反応性基を有する側鎖反応性基型熱硬化性高分子を適切な熱硬化剤、硬化触媒と組み合わせた熱硬化性樹脂組成物を好適に用いることができる。
上記接着剤層において、これらの熱硬化性樹脂組成物に、さらに熱可塑性高分子を添加することも可能である。具体的には、例えば、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含む熱硬化性樹脂組成物、エポキシ樹脂と熱可塑性ポリイミド樹脂とを含む熱硬化性樹脂組成物、およびシアナート樹脂と熱可塑性ポリイミド樹脂とを含む熱硬化性樹脂組成物等を挙げることができる。これらの中でも、エポキシ樹脂と熱可塑性ポリイミド樹脂とを含む熱硬化性樹脂組成物を用いた積層のめっき用材料は、積層のめっき用材料として要求される諸特性バランスに優れるため、最も好ましい。また、低熱膨張性発現のため、上記接着剤層に各種フィラーを添加することも可能である。
また、接着剤層として、繊維と樹脂の複合体を用いてもよい。この場合、繊維と樹脂の複合体は、Bステージ状態(半硬化状態)である。
上記繊維と樹脂との複合体について説明する。該複合体に用いられる繊維としては特に限定されないが、紙、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布、ポリテトラフロロエチレン、から選ばれる少なくとも一種の繊維であることが好ましい。紙としては、木材、樹皮、綿、麻、合成樹脂等の素原料より調製された製紙用パルプ、溶解用パルプ、合成パルプ等のパルプを原料とする紙を用いることができる。ガラス織布、ガラス不織布としては、EガラスまたはDガラスおよび他のガラスからなるガラス織布、ガラス不織布を使用できる。アラミド織布、アラミド不織布はとしては、芳香族ポリアミド、若しくは芳香族ポリアミドイミドからなるアラミド織布、アラミド不織布を使用できる。ここで芳香族ポリアミドとは、従来公知のメタ型芳香族ポリアミドまたはパラ型芳香族ポリアミドあるいはそれらの共重合芳香族ポリアミド等である。ポリテトラフロロエチレンとしては、延伸加工して微細な連続多孔質構造もったポリテトラフロロエチレンを好ましく使用することができる。
上記複合体に使用できる樹脂としては特に制限はないが、耐熱性等の観点から、エポキシ樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、シアナートエステル樹脂、ヒドロシリル硬化樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましい。
上記繊維と樹脂との複合体としては、例えば、プリプレグ層を例示することができる。
<2−2.実施形態2>
上述したように、本めっき用材料は、上記樹脂層を有しさえすればいかなる構成からなる材料、形態であっても構わない。例えば、上記樹脂層と、形成された回路と対向させるための接着剤層Cとから構成される材料であってもよい。
<2−3.実施形態3>
本めっき用材料は、上記樹脂層と、前述の繊維と樹脂の複合体をCステージ化させたものとから構成させる材料であってもよいし、樹脂層/Cステージ化状態の繊維と樹脂の複合体/樹脂層のように構成される材料であってもよい。
<3.樹脂層形成用の溶液>
上述しためっき用材料を製造するために、上述のポリイミド樹脂を含有する溶液を用いることが好ましい。すなわち、本発明に係る溶液は、無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液であって、少なくともシロキサン構造を有するポリイミド樹脂又は当該ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸を含有するものであり、上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミド樹脂であることが好ましい。本明細書では、上記溶液を「基本溶液」と称する。
上記基本溶液は、上述の<1>欄で説明した樹脂層を形成するために用いられるものであればよく、具体的には、上述のシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する溶液であればよい。上記基本溶液は、上述の<1>欄で説明したように、ポリイミド樹脂以外にも、本発明の目的の範囲内で様々な他の成分を含んでいてもよく、またこれら樹脂成分を溶解するいかなる溶媒をも使用することができる。ここでいう「溶解」とは、溶媒に対して樹脂成分が1重量%以上溶解すること、あるいは溶液中に均一に分散することをいう。
上記基本溶液は、所望の材料上に浸漬、スプレーによるコーティング、スピンコート等の従来公知の方法により塗布、乾燥することにより樹脂層を形成することができる。
また、上記基本溶液として、上述しためっき用材料を製造するために、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸を含有する溶液を用いることが好ましい。すなわち、本発明には、上記めっき用材料における、樹脂層を形成するための溶液であって、上述のシロキサン構造を有するポリアミド酸を含有する溶液が含まれる。かかる溶液も基本溶液の一例である。
上記基本溶液は、上記樹脂層を形成するために用いられるものであればよく、具体的には、シロキサン構造を有するポリアミド酸を含有する溶液であればよい。上記基本溶液は、上述したように、ポリアミド酸溶液と熱硬化性成分以外にも他の成分を含んでいてもよく、またこれら樹脂成分を溶解するいかなる溶媒をも使用することができる。
上記基本溶液は、所望の材料上に公知の方法により浸漬、スプレーによるコーティング、スピンコート等公知の方法により塗布、イミド化することにより上記樹脂層を形成することができる。また、イミド化は、上述のように、ポリアミド酸溶液を熱処理して脱水する熱的方法、脱水剤を用いて脱水する化学的方法のいずれも用いることができる。また、減圧下で加熱してイミド化する方法も用いることもできる。この中でも、処理が簡便で製造効率がよい点から、熱処理して脱水する熱的方法によりイミド化する方法を好ましく用いることができる。
さらに、上記基本溶液において、上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で示されるジアミンを、全ジアミン中1〜49mol%含むジアミン成分を原料として得られるポリイミド樹脂であることが好ましい。
さらに、上記基本溶液において、熱硬化性成分を含有するものであることが好ましい。
また、上記基本溶液において、上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物及び硬化剤を含むエポキシ樹脂成分を含有するものであることが好ましい。
また、上記基本溶液において、上記ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲であることが好ましい。さらに、この溶液において、上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で表されるジアミンを、全ジアミン中10〜75mol%含むことがより好ましい。
また、上記基本溶液において、上記ポリイミド樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000であることが好ましい。さらに、この溶液において、上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分1モルに対して、酸二無水物成分添加量を0.95〜1.05モルの範囲で用いて得られるものであることがより好ましい。
また、上記基本溶液において、上記ポリイミド樹脂は、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するものであることが好ましい。さらに、この溶液において、上記官能基が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれる1種以上の基であることがより好ましい。
<4.めっき用材料の製造方法>
上記めっき用材料の製造方法は、例えば、上記<3>欄で説明した溶液を用いることができ、その他の工程、条件、設備等については特に限定されるものではない。
例えば、上記めっき用材料の製造方法としては、少なくとも上述のポリイミド樹脂を含有する溶液を浸漬、スプレーによるコーティング、スピンコート、ロールコート、バーコート、グラビアコート等の公知の方法により、内層配線板や高分子フィルム層等の所望の材料上に塗布、乾燥せしめて樹脂層を形成する方法を挙げることができる。
また、上記めっき用材料の製造方法の他の例としては、上述のポリアミド酸溶液を調製し、該溶液を浸漬、スプレーによるコーティング、スピンコート、ロールコート、バーコート、グラビアコート等の公知の方法により、内層配線板や高分子フィルム層等の所望の材料上に塗布、イミド化せしめて樹脂層を形成する方法を挙げることができる。ここで、内層配線板や高分子フィルム層等の所望の材料上に塗布、イミド化せしめて樹脂層を形成する際には、イミド化のために高温にする必要があり、材料の熱劣化、寸法変化、残留応力の発生等の問題が生じる可能性がある。このため、本発明に係るめっき用材料の製造方法においては、ポリイミド樹脂の溶液を用いる方法がより好ましい。
また、上述したように、上記めっき用材料は、上記樹脂層のみからなるシート状の単層材料(単層シート)であってもかまわない。この場合、例えば、無電解めっきを施すための樹脂層を形成する溶液を、任意の支持体上に流延塗布し、その後乾燥せしめることにより樹脂層からなるシート状材料を製造することができる。なお、このシート状材料を内層配線板や高分子フィルム層等の所望の材料上に積層することにより、容易に積層のめっき用材料を形成することができる。
また、上記樹脂層を絶縁材料上に形成することにより、絶縁シートとして用いることができる。
<5.積層体、プリント配線板等>
また、本発明には、上記めっき用材料、単層シート、絶縁シート等における樹脂層の表面に、無電解めっき層を積層してなる積層体が含まれる。
そして、上記めっき用材料は、プリント配線板等の用途に好ましく用いることができる。すなわち、本発明には、上述のめっき用材料、単層シート、又は絶縁シートを備えるプリント配線板が含まれる。上記プリント配線板は、上記めっき用材料等を用いてなるものであればよく、その他の具体的な構成については特に限定されるものではない。
また、上記プリント配線板は、無電解めっき層と、上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する樹脂層と、を備え、上記無電解めっき層は、上記樹脂層上に形成されているものであってもよい。
なお、上記めっき用材料は、従来公知のプリント配線板に好適に適用することができ、その具体的な用途については特に限定されるものではない。例えば、フレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板、多層リジッド配線板、ビルドアップ配線板等のプリント配線板を挙げることができる。
また、上記プリント配線板の製造方法としては、任意の基板上に、上記シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有する樹脂層を形成する工程と、上記樹脂層上に無電解めっき層を形成する工程と、を有する方法であればよく、その他の具体的な工程、条件、製造設備等については特に限定されるものではない。以下に、上記プリント配線板の製造方法について、いくつか例を挙げて説明する。
最初に、シート状のめっき用材料を用いてプリント配線板を製造する場合について説明する。なお、シート状のめっき用材料の樹脂層上には、上述の合紙(保護シート)が形成されているものを用いている。まず、上記樹脂層上に合紙の付いたシート状のめっき用材料、回路パターンが形成された内層基板を順に積層する。次いで、合紙を剥離することにより露出する樹脂層の表面に対し、無電解めっき処理を行い、回路パターン用の金属層を形成し、プリント配線板を得ることができる。
また、上述の工程において、内層基板としてフレキシブルプリント配線板を用いる場合、多層フレキシブル配線板を製造することができる。また、内層基板としてガラス−エポキシ基材等を用いたプリント配線板を用いる場合、多層リジッド配線板やビルドアップ配線板を製造することができる。
なお、多層プリント配線板には、垂直方向の電気的接続のためにヴィアの形成が必要であるが、本発明に係るプリント配線板においては、レーザー、メカニカルドリル、パンチングあるいはケミカルエッチング等の公知の方法によりヴィアを形成し、無電解めっき等の公知の方法で導電化することが可能である。
また、めっき用材料と内層基板との積層に際しては、熱プレス処理、真空プレス処理、ラミネート処理(熱ラミネート処理)、真空ラミネート処理、熱ロールラミネート処理、真空熱ロールラミネート処理等の熱圧着処理を利用することができる。これらの中でも真空下での処理、すなわち真空プレス処理、真空ラミネート処理、真空熱ロールラミネート処理がより良好に回路間をボイド無く埋め込むことが可能であり、好ましく実施可能である。
また、上記樹脂層表面に無電解めっき層を形成した後、あるいはエッチング等によって当該無電解めっき層に回路パターンを形成した後に、樹脂層に加熱処理を施すことも可能である。この場合、無電解めっき層と樹脂層との接着性をさらに向上させることができるため好ましい。
以上のように、無電解めっき層を施すための基材(材料)表面に、特定の構造を有するポリイミド樹脂を含有する樹脂層を用いることにより、特に表面粗化を実施せずとも無電解めっき層との接着強度が高く、かつ耐熱性を向上させることができる。
また、本発明に係るめっき用材料、積層体、プリント配線板等は、表面粗度が非常に小さいにも関わらず、高温環境下において、めっき層と樹脂層との接着性が良好である。
具体的には、例えば、上記樹脂層が上記ポリイミド樹脂と熱硬化性成分とを含む場合、後述する実施例に示すように、めっき層を施すための樹脂層の表面粗さが、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで、0.5μm以下、より好ましくは0.1μm以下の場合、150℃におけるめっき層と樹脂層との接着強度が、5N/cm以上であるという優れた効果を奏する。
また、上記樹脂層に含まれるポリイミド樹脂のガラス転移温度に特徴があるものである場合、後述する実施例に示すように、めっき層を施すための樹脂層の表面粗さが、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで、0.5μm以下、より好ましくは0.1μm以下の場合、120℃におけるめっき層と樹脂層との接着強度が、5N/cm以上であり、より好ましくは8N/cm以上であるという優れた効果を奏する。
さらに、上記樹脂層は、常態でもめっき層と良好に接着する性質を有するものである。この樹脂層とめっき層との接着性は、「常態接着強度」と「PCT後接着強度」とで表現できる。
具体的には、本発明に係るめっき用材料、積層体、又はプリント配線板において、上記樹脂層が上記ポリイミド樹脂と熱硬化性成分とを含む場合、上記樹脂層とめっき層の接着性に関して「常態接着強度」が5N/cm以上の範囲であることが好ましい。および/又は、上記樹脂層の性質は、めっき銅層の接着性に関して「PCT後接着強度」が3N/cm以上の範囲であることが好ましい。
また、本発明に係るめっき用材料、積層体、又はプリント配線板において、上記樹脂層に含まれるポリイミド樹脂のガラス転移温度に特徴があるものである場合、上記樹脂層とめっき層の接着性に関して「常態接着強度」が6N/cm以上、より好ましくは9N/cm以上の範囲であることが好ましい。および/又は、上記樹脂層の性質は、めっき銅層の接着性に関して「PCT後接着強度」が3N/cm以上、より好ましくは6N/cm以上の範囲であることが好ましい。
また、本発明に係るめっき用材料、積層体、又はプリント配線板において、上記樹脂層に含まれるポリイミド樹脂の重量平均分子量に特徴があるものである場合、上記樹脂層とめっき層の接着性に関して「常態接着強度」が6N/cm以上、より好ましくは9N/cm以上の範囲であることが好ましい。および/又は、上記樹脂層の性質は、めっき銅層の接着性に関して「PCT後接着強度」が3N/cm以上、より好ましくは5N/cm以上の範囲であることが好ましい。
また、本発明に係るめっき用材料、積層体、又はプリント配線板において、上記樹脂層に含まれるポリイミド樹脂が官能基等を有するものである場合、上記樹脂層とめっき層の接着性に関して「常態接着強度」が5N/cm以上、より好ましくは11N/cm以上の範囲であることが好ましい。および/又は、上記樹脂層の性質は、めっき銅層の接着性に関して「PCT後接着強度」が3N/cm以上、より好ましくは6N/cm以上の範囲であることが好ましい。
ここで、「算術平均粗さRa」とは、JIS B 0601(平成6年2月1日改正版)に定義されている。特に本明細書でいう「算術平均粗さRa」の数値は、光干渉式の表面構造解析装置で表面を観察により求められた数値を示す。測定方法等の詳細については、後述する実施例に示す。本発明のカットオフ値とは、上記JIS B 0601に記載されているが、断面曲線(実測データ)から粗さ曲線を得る際に設定する波長を示す。すなわち、カットオフ値が0.002mmで測定した算術平均粗さの値Raとは、実測データから0.002mmよりも長い波長を有する凹凸を除去した粗さ曲線から算出された算術平均粗さである。なお、「常態接着強度」、「PCT後接着強度」、および上記樹脂層とめっき層との高温環境下での接着性の評価は、後述する実施例に示す「常態のめっき密着性」、「PCT後のめっき接着性」、「120℃でのめっき密着性」、「150℃でのめっき密着性」を評価する方法で行うことができる。
また、本発明のめっき用材料は、特に表面粗化を実施せずとも無電解めっき層との接着強度が高いという利点を生かして、微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板、多層リジッド配線板やビルドアップ配線板等のプリント配線板用の製造等に好適に用いることができる。
また、非熱可塑性ポリイミドフィルム等の高分子フィルム層の片面又は両面に上記めっき用材料を組み合わせることにより、材料の強度、靭性、弾性率が向上するとともに、線膨張係数が減少し寸法安定性が向上するとともに、材料の取り扱い性も向上しためっき用積層体を提供することができる。また、特に非熱可塑性ポリイミドフィルムの片面に上記めっき用材料を用いた無電解めっきを施すための樹脂層を形成するとともに裏面に熱可塑性ポリイミド樹脂および熱硬化性成分を含有した接着剤層を形成することにより、寸法安定性の向上したビルドアップ基板やコアレスタイプのビルドアップ基板を製造できる。
以下実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
なお、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。つまり、各実施形態において記載した様々な技術的事項は、本願発明の目的に反しないことを限度として、種々の組み合わせが可能であることはいうまでもない。
(実施例A)
本実施例において、めっき用材料の特性として、半田耐熱性及び微細配線形成性は以下のように評価した。なお、本実施例では、無電解めっきを形成するための樹脂層を層A、形成された回路と対向させるための層を層Bと表現する。
〔半田耐熱性〕
銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)と、支持体付きめっき用材料の層Bとを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。上記積層体に180℃、30分の加熱乾燥処理を施した後、15mm、30mmの大きさに切断し、温度30℃、湿度70%の条件下に200時間放置して試験片とした。最高到達温度が260℃となるように設定した条件にて上記試験片をIRリフロー炉に投入し、半田耐熱性試験とした。IRリフロー炉はCIS社製リフロー炉FT−04を用いた。なお、この試験は繰り返し3回行い、膨れのないものを○、膨れのあるものを×とした。尚、デスミアおよび無電解銅めっきは以下の表1〜2に記載のプロセスで実施した。
〔微細配線形成性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)を加工し、高さが18μm、ライン アンド スペース(L/S)=50μm/50μmに形成された配線を有する配線板の配線形成面とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させてめっき用材料/BT基板とからなる積層体を得た。その後、UV−YAGレーザーにより内層のBT基板の電極直上に該電極に至る内径30μmのビアホールを開け、続いて基板全面に無電解銅めっきを施した後180℃、30分の加熱処理を施した。その後、形成した銅めっき層上にレジストパターンを形成し、厚み10μmの電解銅めっきを施した後、レジストパターンを剥離し、さらに露出しためっき銅を硫酸/過酸化水素系エッチャントで除去して、L/S=10μm/10μmの配線を有するプリント配線板を作製した。該プリント配線板の配線が、断線や形状不良なく良好に作製できている場合を合格(○)とし、断線や形状不良を生じている場合を不合格(×)として評価を行った。
Figure 2006118230
Figure 2006118230
〔ポリイミド樹脂の合成例1〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を24g(0.03mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル24g(0.12mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂1を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例2〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル21g(0.105mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂2を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例3〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を49g(0.06mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル18g(0.09mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂3を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例4〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン31g(0.105mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂4を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例5〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を73g(0.09mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル12g(0.06mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂5を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例6〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を97g(0.12mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル6g(0.03mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂6を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例7〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン41g(0.143mol)と、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル1.6g(0.007mol)と、DMFを投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、180分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂7を得た。
〔層Aを形成する溶液の調合例1〕
ポリイミド樹脂1をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(A−a)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例2〕
ポリイミド樹脂2をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(A−b)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例3〕
ポリイミド樹脂3をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(A−c)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例4〕
ポリイミド樹脂4をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(A−d)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例5〕
ポリイミド樹脂5をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(A−e)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例6〕
ポリイミド樹脂6をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(A−f)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Bを形成する溶液の調合例1〕
ポリイミド樹脂7をジオキソランに溶解させ、固形分濃度25重量%の溶液(A−g)を得た。一方、ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000H32.1g、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン17.9g、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]ーエチル−s―トリアジン0.2gをジオキソランに溶解させ、固形分濃度50%の溶液(A−h)を得た。溶液(A−g)50gと溶液(A−h)50gを混合して層Bを形成する溶液(A−i)を得た。
〔実施例1〕
層Aを形成する溶液(A−a)を、支持体となるポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名セラピールHP、東洋メタライジング社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる材料を得た。さらに、上記層A/支持体からなる材料の層A表面上に、層Bを形成する溶液を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/厚み2μmの層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。該支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表3に示す。
〔実施例2〜4〕
表3に示す層Aを形成する溶液に従い、実施例1と同様の手順で層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表3に示す。
〔実施例5〕
層Aを形成する溶液(A−b)を、25μmのポリイミドフィルム(j)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/高分子フィルムからなる材料を得た。さらに、上記層A/高分子フィルムからなる材料の高分子フィルム表面上に、層Bを形成する溶液を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/高分子フィルム/厚み2μmの層Aからなるめっき用材料を得た。該めっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。なお、積層時の合紙としてポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名セラピールHP、東洋メタライジング社製)を用いた。評価結果を表3に示す。
〔実施例6〕
層Aを形成する溶液(A−b)を、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)の表面上にスピンコーターにて流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃、150℃、180℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/銅張積層板からなるめっき用材料を得た。該めっき用材料にデスミア、無電解めっき、さらに電界銅めっきを施した積層体を半田耐熱性試験に供した。
また、層A/銅張積層板からなるめっき用材料に、UV−YAGレーザーにより内層のBT基板の電極直上に該電極に至る内径30μmのビアホールを開け、続いて基板全面に無電解銅めっきを施した後180℃、30分の加熱処理を施した。その後、形成した銅めっき層上にレジストパターンを形成し、厚み10μmの電解銅めっきを施した後、レジストパターンを剥離し、さらに露出しためっき銅を硫酸/過酸化水素系エッチャントで除去して、L/S=10μm/10μmの配線を有するプリント配線板を作製し、微細配線形成性を評価した。評価結果を表3に示す。
〔実施例7〕
調合例2において固形分濃度を10に調整した層Aを形成する溶液(A−k)を用い、層Aの厚みを5μmにした以外は実施例6と同様にしてめっき用材料を得て、半田耐熱性及び微細配線形成性を評価した。評価結果を表3に示す。
表3から分かるように、実施例1〜7では、本発明のめっき用材料の両面を銅で覆われたサンプルを用いて半田耐熱性試験を実施しているが、このような場合でも十分な半田耐熱性を示すことが分かる。
〔比較例1〕
層Aを形成する溶液(A−e)を用いた以外は実施例1と同様にして、層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表4に示す。
〔比較例2〕
層Aを形成する溶液(A−f)を用いた以外は実施例1と同様にして、層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表4に示す。
表4から分かるように、比較例1、2では平滑表面に強固に無電解めっき皮膜を形成できるため微細配線形成性に優れるが、半田耐熱性に劣ることが分かる。
Figure 2006118230
Figure 2006118230
(実施例B)
(無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液の合成例:A−1)
ジアミン成分として信越化学工業株式会社製KF−8010と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを、モル比で1:1でN,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)に撹拌しながら溶解させた後、ジアミン成分に対して約等モルの4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸無水物78gを添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂を得た。
得られたシロキサン構造を有するポリイミド樹脂をジオキソランに固形分濃度10重量%に溶解させたポリイミド溶液と、ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000Hを196重量部、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンを108重量部、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化促進剤、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンを1.3重量部をジオキソランに固形分濃度10%となるように溶解させたエポキシ化合物溶液を重量比9:1の割合で混合し、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分が重量比9:1の、無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−1)を作製した。
なお、粉砕したYX4000Hを純水中で121℃、24時間の雰囲気で抽出を行い、この抽出水のイオン性不純物(Cl、Br、SO 2−、Na)の含有量をイオンクロマトグラフィーで定量したところ、3ppmであった。
(無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液の合成例:A−2)
ポリイミド溶液とエポキシ化合物溶液を重量比7:3で混合する以外は合成例(A−1)と同様の方法で、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分が重量比7:3の、無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−2)を合成した。
(無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液の合成例:A−3)
ジアミン成分として信越化学工業株式会社製KF−8010と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとをモル比で1:2の割合で溶解させる以外は合成例(A−1)と同様の方法で、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分が重量比9:1の、無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−3)を合成した。
(無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液の合成例:A−4)
エポキシ化合物溶液を、日本化薬株式会社製エポキシ樹脂[NC−3000H]を290重量部、群栄化学工業(株)製フェノール樹脂「NC−30」を126重量部、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化促進剤、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]ーエチル−s−トリアジン1.3重量部をジオキソランに固形分濃度10%溶解させたエポキシ化合物溶液とする以外は合成例(A−1)と同様の方法で、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分が重量比9:1の無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−4)を合成した。
(無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液の合成例:A−5)
エポキシ化合物溶液を混合せず、合成例(A−1)で得られたポリイミド溶液のみを用い、エポキシ樹脂成分を含まない、無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−5)とした。
(無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液の合成例:A−6)
1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン41gをDMFに撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸無水物を等モル添加し、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで200℃、180分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂を得た。得られたポリイミド樹脂をジオキソランに固形分濃度10重量%に溶解させたポリイミド溶液を用いる以外は合成例(A−1)と同様の方法で、シロキサン構造を含まないポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分が重量比9:1の、無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−6)を合成した。
(接着剤層を形成するための溶液の合成例:C−1)
1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン41gをDMFに撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸無水物を等モル添加し、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで200℃、180分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂を得た。得られたポリイミド樹脂をジオキソランに固形分濃度20重量%に溶解させたポリイミド溶液と、ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000Hを196重量部、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンを108重量部、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン1.2重量部をジオキソランに固形分濃度40%に溶解させたエポキシ化合物溶液を、重量比2:1の割合で混合し、熱可塑性ポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分が重量比1:1の溶液(C)を合成した。
(実施例8)
合成例(A−1)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−1)を支持体となるポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名セラピールHP、東洋メタライジング社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃、100℃、150℃の温度で各1分加熱乾燥させ、厚み25μmの樹脂層を有するめっき用材料を得た。
得られためっき用材料とガラスエポキシ銅張り積層板「リショーライトCS−3665」(利昌工業株式会社製:銅箔厚み18μm、板厚0.6mm)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体のポリエチレンテレフタレートフィルムを引き剥がして、130℃で10分、150℃で10分、180℃で30分加熱して、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られた積層体の露出する樹脂層の表面に下記表5および表6の条件でデスミア、無電解めっき、電気めっきにてめっき銅層(厚み8μm)を形成した。その後、180℃、30分の乾燥処理して、めっき基板を作製した。得られためっき基板をJPCA−BU01−1998(社団法人日本プリント回路工業会発行)に従い、常態、およびプレッシャークッカー試験(PCT)後および150℃でのめっき密着性を測定した。なお、「常態のめっき密着性」、「PCT後のめっき接着性」、「150℃でのめっき密着性」は以下の条件で測定した。
・常態:23℃、50%の雰囲気下、24時間放置した後に測定した接着強度
・PCT後:121℃、100%の雰囲気下、96時間放置した後に測定した接着強度
・150℃:150℃環境下での接着強度
Figure 2006118230
Figure 2006118230
また、めっき基板を15mm幅30mm長さに裁断し、30℃60%RHの条件で192時間調湿した後、260℃リフローテストを3回通したが、めっきの膨れは見られなかった。リフローテストは以下のように行った。
銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)と、支持体付きめっき用材料の層Bとを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。上記積層体に180℃、30分の加熱乾燥処理を施した後、15mm、30mmの大きさに切断し、温度30℃、湿度70%の条件下に200時間放置して試験片とした。最高到達温度が260℃となるように設定した条件にて上記試験片をIRリフロー炉に投入し、半田耐熱性試験とした。IRリフロー炉はCIS社製リフロー炉FT−04を用いた。なお、この試験は繰り返し3回行い、膨れのないものを○、膨れのあるものを×とした。尚、デスミアおよび無電解銅めっきは以下の表1〜2に記載のプロセスで実施した。
上記接着性測定項目において、サンプル作製手順においてデスミアまで行った状態のサンプルを用い、樹脂層の表面の表面粗度Raの測定を行った。測定は、光波干渉式表面粗さ計(ZYGO社製NewView5030システム)を用いて表7の条件で樹脂層の表面の算術平均粗さRaを測定した。
Figure 2006118230
得られた結果を表8に示す。
Figure 2006118230
(比較例3)
上記合成例(A−5)で得られた、熱硬化性成分を含まない溶液(A−5)を用いる以外は実施例1と同様の方法で、めっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。得られた積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表8に示す。
(実施例9)
合成例(A−1)で得られた無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液(A−1)を支持体となるポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名セラピールHP、東洋メタライジング社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃、100℃、150℃の温度で各30秒加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層を有するめっき用材料A−1を得た。さらにめっき用材料A−1において、樹脂層を形成した面上に合成例(C)で合成した熱可塑性ポリイミド樹脂成分とエポキシ樹脂成分の溶液(C)を塗布し、熱風オーブンにて80℃、100℃、120℃、150℃、の温度で、各1分ずつ加熱乾燥させ、支持体/2μmの樹脂層A/38μmの層Cを備えるめっき用材料を得た。
得られためっき用材料を支持体のPETフィルムから剥がし、層Cとガラスエポキシ銅張り積層板が対向するようにガラスエポキシ銅張り積層板「リショーライトCS−3665」(利昌工業株式会社製:銅箔厚み18μm、板厚0.6mm)とを対向させ、温度170℃、圧力3MPa、真空下の条件で60分の加熱加圧して、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表9に示す。
Figure 2006118230
(実施例10)
合成例(A−2)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−2)を用いる以外は実施例9と同様にして、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表9に示す。
(比較例4)
合成例(A−6)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−6)を用いる以外は実施例9と同様にして、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表9に示す。
(実施例11)
合成例(A−1)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−1)を、厚み12.5μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム(商品名アピカルNPI、鐘淵化学工業株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層を有するポリイミドフィルムを得た。
続いて形成した樹脂層と反対の非熱可塑性ポリイミドフィルム面に合成例(C)で得られた溶液(C)を流延塗布し、熱風オーブンにて80℃、100℃、120℃、150℃の温度で、各30秒ずつ加熱乾燥させ、2μmの樹脂層A/12.5μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム層B/10μmの層Cからなる構成のめっき用材料を得た。
得られためっき用材料を、樹脂層が表になるようにガラスエポキシ銅張り積層板「リショーライトCS−3665」(利昌工業株式会社製:銅箔厚み18μm、板厚0.6mm)とを対向させ、温度170℃、圧力3MPa、真空下の条件で60分の加熱加圧して、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表10に示す。
Figure 2006118230
(実施例12)
合成例(A−3)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−3)を用いる以外は実施例11と同様にして、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表10に示す。
(実施例13)
合成例(A−4)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−4)を用いる以外は実施例11と同様にして、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表10に示す。
(比較例5)
合成例(A−5)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−5)を用いる以外は実施例11と同様にして、樹脂層を有するめっき用材料/銅張り積層板からなる積層体を得た。
得られためっき用材料/銅張り積層板からなる積層体のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表10に示す。
(実施例14)
合成例(A−1)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−1)を、厚み25μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム(商品名アピカルNPI、鐘淵化学工業株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層Aと非熱可塑性ポリイミドフィルム層Bからなるめっき用材料を得た。
得られためっき用材料のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表11に示す。
Figure 2006118230
(実施例15)
合成例(A−2)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−2)を、厚み25μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム(商品名アピカルNPI、鐘淵化学工業株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層Aと非熱可塑性ポリイミドフィルム層Bからなるめっき用材料を得た。
得られためっき用材料のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表11に示す。
(実施例16)
合成例(A−3)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−3)を、厚み25μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム(商品名アピカルNPI、鐘淵化学工業株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層Aと非熱可塑性ポリイミドフィルム層Bからなるめっき用材料を得た。
得られためっき用材料のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表11に示す。
(実施例17)
合成例(A−4)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−4)を、厚み25μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム(商品名アピカルNPI、鐘淵化学工業株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層Aと非熱可塑性ポリイミドフィルム層Bからなるめっき用材料を得た。
得られためっき用材料のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表11に示す。
(比較例6)
合成例(A−6)で得られた無電解めっきを施す樹脂層を形成するための溶液(A−6)を、厚み25μmの非熱可塑性ポリイミドフィルム(商品名アピカルNPI、鐘淵化学工業株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で加熱乾燥させ、厚み2μmの樹脂層Aと非熱可塑性ポリイミドフィルム層Bからなるめっき用材料を得た。
得られためっき用材料のめっき密着性(常態、PCT後、150℃)、リフローテスト、Raを測定した。得られた結果を表11に示す。
まず、実施例8〜17の結果から、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を用いると、無電解めっき層を形成するための樹脂層の表面粗度が小さい場合でも、常態の接着強度およびPCT後接着強度が良好であることがわかった。一方、比較例4,6の結果から、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を用いないと、無電解めっき層を形成するための樹脂層の表面粗度が小さい場合、常態の接着強度およびPCT後接着強度が十分に得られないことがわかった。
また、実施例8〜17の結果から、無電解めっき層を施すための樹脂層に熱硬化成分を含む場合は、半田耐熱性が良好であることがわかった。さらに、高温環境下での接着強度も良好であることがわかった。一方、比較例3〜6の結果から、無電解めっき層を施すための樹脂層に熱硬化成分を含まない場合、又は熱硬化成分の量が少ない場合は、高温環境下での接着強度が十分でないことがわかった。
以上の結果から明らかなように、本発明のシロキサン構造を有するポリイミド樹脂と熱硬化性成分を有するめっき用材料等は、表面が平滑であり、かつめっき密着性やリフロー性が良好であることがわかる。それゆえ、本発明に係るめっき用材料等は、微細配線および耐熱性が要求されるプリント配線板の製造に好適に用いることができる。
(実施例C)
本実施例では、めっき用材料の特性として、ポリイミド樹脂のガラス転移温度、接着性、半田耐熱性は以下のように評価した。なお、無電解めっきを形成するための層を層A、形成された回路と対向させるための層を層Bと表現する。
〔ポリイミド樹脂のガラス転移温度〕
得られたポリイミド樹脂をジオキソランに溶解して、固形分濃度20重量%のポリイミド樹脂溶液を作製した。この溶液を圧延銅箔(商品名BHY―22B―T、日鉱マテリアルズ社製)のシャイン面に流延塗布、60℃、80℃、各1分、100℃、3分、120、140℃、各1分、150℃、3分、180℃30分の条件で乾燥し、圧延銅箔をエッチアウトし、60℃、30分乾燥することで25μm厚みのフィルムを得た。このようにして得たフィルムを用いて、下記の測定条件にて動的粘弾性測定を行い、ガラス転移温度を求めた。
(測定条件)
・測定機器:DMS6100(SIIナノテクノロジー社製)
・測定温度範囲:室温〜300℃
・昇温速度:3℃/分
・ガラス転移温度:tanδピークトップ温度をガラス転移温度とした。
・サンプル:TD方向を測定方向とした。
〔接着性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。その後、180℃、30分の乾燥処理を行った後、JPCA−BU01−1998(社団法人日本プリント回路工業会発行)に従い、常態、及びプレッシャークッカー試験(PCT)後の接着強度を測定した。また、高温時接着強度についても、下記に示す条件にて測定を行った。なお、デスミアおよび無電解銅めっきは、上記実施例Aの表1〜表2に記載のプロセスで実施した。
・常態接着強度:温度25℃、湿度50%の雰囲気下、24時間放置した後に測定した接着強度。
・PCT後接着強度:温度121℃、湿度100%の雰囲気下、96時間放置した後に測定した接着強度。
・高温時接着強度:温度25℃、湿度50%の雰囲気下、24時間放置した後に、温度120℃の雰囲気下で測定した接着強度。
〔半田耐熱性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。上記積層体に180℃、30分の加熱乾燥処理を施した後、15mm、30mmの大きさに切断し、温度30℃、湿度70%の条件下に200時間放置して試験片とした。最高到達温度が260℃となるように設定した条件にて上記試験片をIRリフロー炉に投入し、半田耐熱性試験とした。IRリフロー炉はCIS社製リフロー炉FT−04を用いた。なお、この試験は繰り返し3回行い、膨れのないものを○、膨れのあるものを×とした。尚、デスミアおよび無電解銅めっきは以下の表1〜2に記載のプロセスで実施した。
〔ポリイミド樹脂の合成例8〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル21g(0.105mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂8を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例9〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を60.6g(0.073mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル15.4g(0.077mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4´―(4,4´―イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸無水物78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂9を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例10〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を99.6g(0.12mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル6g(0.03mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂10を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例11〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を6.2g(0.0075mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル28.5g(0.1425mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂11を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例12〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン41g(0.143mol)と、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル1.6g(0.007mol)と、DMFを投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、180分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂12を得た。
〔層Aを形成する溶液の調合例7〕
ポリイミド樹脂1をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(C−a)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例8〕
ポリイミド樹脂2をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(C−b)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例9〕
ポリイミド樹脂3をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(C−c)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例10〕
ポリイミド樹脂4をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(C−d)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例11〕
ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000H3.21g、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン1.79g、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]ーエチル−s―トリアジン0.02gをジオキソランに溶解させ、固形分濃度5%の溶液(C−e)を得た。溶液(C−a)45gと溶液(C−e)5gを混合して層Bを形成する溶液(C−f)を得た。
〔層Bを形成する溶液の調合例2〕
ポリイミド樹脂5をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(C−g)を得た。固形分濃度は25重量%となるようにした。
一方、ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000H32.1g、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン17.9g、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]ーエチル−s―トリアジン0.2gをジオキソランに溶解させ、固形分濃度50%の溶液(C−h)を得た。溶液(C−g)40gと溶液(C−h)20gを混合して層Bを形成する溶液(C−i)を得た。
〔実施例18〕
層Aを形成する溶液(C−a)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる材料を得た。さらに、上記層A/支持体からなる材料の層A表面上に、層Bを形成する溶液(C−i)を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/厚み2μmの層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。該支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表12に示す。
〔実施例19〜20〕
表12に示す層Aを形成する溶液に従い、実施例18と同様の手順で層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表12に示す。
〔実施例21〕
層Aを形成する溶液(C−a)を、層Cとして準備した25μmのポリイミドフィルム(j)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/層C(ポリイミドフィルム)からなる材料を得た。さらに、上記層A/層Cからなる材料の層C表面上に、層Aを形成する溶液を流延塗布し、60℃温度で乾燥させた後、180℃で60分乾燥させて、厚み2μmの層A/層C/厚み2μmの層Aからなるめっき用材料を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表12に示す。
〔実施例22〕
層Aを形成する溶液(C−a)を、層Cとして準備した25μmのポリイミドフィルム(j)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/層C(ポリイミドフィルム)からなる材料を得た。さらに、上記層A/層Cからなる材料の層C表面上に、層Bを形成する溶液を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/層C/厚み2μmの層Aからなるめっき用材料を得た。
上記めっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。なお、積層時の合紙として樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)を用いた。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。その後、180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表12に示す。
〔実施例23〕
層Aを形成する溶液(C−a)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名アフレックス、旭硝子(株)製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる材料を得た。該材料と、層Cとして準備したプリプレグ(k)(商品名ES−3306S、利昌工業(株)製)とを、支持体/層A/プリプレグ/層A/支持体となるように重ね合わせ、170℃、4MPa、2時間の条件で積層一体化した後、両面の支持体を剥離し、180℃、30分熱風オーブンにて乾燥して層A/厚み70μmの層C/層Aからなる積層体を得た。
その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。
また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表12に示す。
〔比較例7〕
層Aを形成する溶液(C−c)を用いた以外は実施例18と同様にして、層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表13に示す。
表13から分かるように、比較例7では、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を用いているにもかかわらず、ガラス転移温度が低いため高温時接着強度や半田耐熱性に劣る。
〔比較例8〕
層Aを形成する溶液(C−d)を用いた以外は実施例18と同様にして、層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表13に示す。
表13から分かるように、比較例8では、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を用いているにもかかわらず、ガラス転移温度が高いため、各種接着強度が低く、半田耐熱性も劣る。
Figure 2006118230
Figure 2006118230
(実施例D)
本実施例において、めっき用材料の特性として、ポリアミド酸、ポリイミド樹脂の重量平均分子量Mw、接着性、半田耐熱性は以下のように評価した。なお、無電解めっきを形成するための層を層A、形成された回路と対向させるための層を層Bと表現する。
〔ポリイミド樹脂の重量平均分子量Mw〕
得られたポリイミド樹脂を用いて、下記条件にてゲル浸透クロマトグラフィーによる測定を行うことにより、ポリイミド樹脂の重量平均分子量Mwを求めた。なお、ポリイミド樹脂を下記移動相と同じ溶媒に溶解して濃度0.1重量%とした溶液をサンプルとして用いた。
(測定条件)
・測定装置:東ソー製HLC−8220GPC
・カラム:東ソー製TSK gel Super AWM−Hを2本連結したもの
・ガードカラム:東ソー製TSK guardcolumn Super AW−H
・移動相:りん酸を0.02M、臭化リチウムを0.03M含むN,N−ジメチルホルムアミド
・カラム温度:40℃
・流速:0.6ml/分
〔接着性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。その後、180℃、30分の乾燥処理を行った後、JPCA−BU01−1998(社団法人日本プリント回路工業会発行)に従い、常態、及びプレッシャークッカー試験(PCT)後の接着強度を測定した。なお、デスミアおよび無電解銅めっきは、上記実施例Aの表1〜2に記載のプロセスで実施した。
・常態接着強度:温度25℃、湿度50%の雰囲気下、24時間放置した後に測定した接着強度。
・PCT後接着強度:温度121℃、湿度100%の雰囲気下、96時間放置した後に測定した接着強度。
〔半田耐熱性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。上記積層体に180℃、30分の加熱乾燥処理を施した後、15mm、30mmの大きさに切断し、温度30℃、湿度70%の条件下に200時間放置して試験片とした。最高到達温度が260℃となるように設定した条件にて上記試験片をIRリフロー炉に投入し、半田耐熱性試験とした。IRリフロー炉はCIS社製リフロー炉FT−04を用いた。なお、この試験は繰り返し3回行い、膨れのないものを○、膨れのあるものを×とした。尚、デスミアおよび無電解銅めっきは以下の表1〜2に記載のプロセスで実施した。
〔ポリイミド樹脂の合成例13〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010(官能基当量415)を37.10g(0.0447mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(純度99%)21.08g(0.1053mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)(純度99%)78.34g(0.1505mol)を添加、室温で約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。この溶液の粘度は340poiseであった。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、120分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂13を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例14〕
合成例1で得たポリアミド酸溶液50gにβ−ピコリン3.2g、無水酢酸3.5gを加えて10時間、室温下で攪拌し、イミド化させた。その後、高速で攪拌したイソプロパノール中にこの溶液を少しずつ投入し、糸状のポリイミド樹脂を得た。50℃で30分乾燥後、ミキサーで粉砕し、イソプロパノールで2回洗浄を行い、50℃で2時間乾燥させ、熱可塑性ポリイミド樹脂14を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例15〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010(官能基当量415)を37.10g(0.0447mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(純度99%)21.08g(0.1053mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)(純度99%)75.99g(0.1460mol)を添加、室温で約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。この溶液の粘度は23poiseであった。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、60分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂15を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例16〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010(官能基当量415)を37.10g(0.0447mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(純度99%)21.08g(0.1053mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)(純度99%)80.68g(0.1550mol)を添加、室温で約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。この溶液の粘度は18poiseであった。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、60分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂16を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例17〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010(官能基当量415)を37.10g(0.0447mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(純度99%)21.08g(0.1053mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)(純度99%)73.65g(0.1415mol)を添加、室温で約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。この溶液の粘度は5poiseであった。上記ポリアミド酸溶液50gにβ−ピコリン3.2g、無水酢酸3.5gを加えて10時間、室温下で攪拌し、イミド化させた。その後、高速で攪拌したイソプロパノール中にこの溶液を少しずつ投入し、糸状のポリイミド樹脂を得た。50℃で30分乾燥後、ミキサーで粉砕し、イソプロパノールで2回洗浄を行い、50℃で2時間乾燥させ、熱可塑性ポリイミド樹脂17を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例18〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010(官能基当量415)を37.10g(0.0447mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(純度99%)21.08g(0.1053mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)(純度99%)83.80g(0.1610mol)を添加、室温で約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。この溶液の粘度は4poiseであった。上記ポリアミド酸溶液50gにβ−ピコリン3.2g、無水酢酸3.5gを加えて10時間、室温下で攪拌し、イミド化させた。その後、高速で攪拌したイソプロパノール中にこの溶液を少しずつ投入し、糸状のポリイミド樹脂を得た。50℃で30分乾燥後、ミキサーで粉砕し、イソプロパノールで2回洗浄を行い、50℃で2時間乾燥させ、熱可塑性ポリイミド樹脂18を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例19〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(純度98.1%)41.72g(0.1427mol)と、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル(純度99.6%)1.58g(0.0073mol)と、DMFを投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)(純度99.0%)77.45g(0.1488mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。この溶液の粘度は410poiseであった。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、180分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂19を得た。
〔層Aを形成する溶液の調合例12〕
ポリイミド樹脂1をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−a)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例13〕
ポリイミド樹脂2をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−b)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例14〕
ポリイミド樹脂3をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−c)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例15〕
ポリイミド樹脂4をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−d)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例16〕
ポリイミド樹脂5をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−e)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例17〕
ポリイミド樹脂6をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−f)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Bを形成する溶液の調合例3〕
ポリイミド樹脂7をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(D−g)を得た。固形分濃度は25重量%となるようにした。一方、ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000H32.1g、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン17.9g、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]ーエチル−s―トリアジン0.2gをジオキソランに溶解させ、固形分濃度50%の溶液(D−h)を得た。溶液(D−g)40gと溶液(D−h)20gを混合して層Bを形成する溶液(D−i)を得た。
〔実施例24〕
層Aを形成する溶液(D−a)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる絶縁シートを得た。さらに、上記層A/支持体からなる絶縁シートの層A表面上に、層Bを形成する溶液(D−i)を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/厚み2μmの層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。該支持体付き絶縁シートを用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表14に示す。
〔実施例25〜27〕
表14に示す層Aを形成する溶液に従い、実施例24と同様の手順で層B/層A/支持体からなる支持体付き絶縁シートを得た。得られた支持体付き絶縁シートを用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表14に示す。
〔実施例28〕
層Aを形成する溶液(D−a)を、層Cとして準備した25μmのポリイミドフィルム(j)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/層C(ポリイミドフィルム)からなる材料を得た。さらに、上記層A/層Cからなる材料の層C表面上に、層Aを形成する溶液を流延塗布し、60℃温度で乾燥させた後、180℃で60分乾燥させて、厚み2μmの層A/層C/厚み2μmの層Aからなる絶縁シートを得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表14に示す。
〔実施例29〕
層Aを形成する溶液(D−a)を、層Cとして準備した25μmのポリイミドフィルム(j)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/層C(ポリイミドフィルム)からなる材料を得た。さらに、上記層A/層Cからなる材料の層C表面上に、層Bを形成する溶液(D−i)を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/層C/厚み2μmの層Aからなるめっき用材料を得た。
上記めっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。なお、積層時の合紙として樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)を用いた。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。その後、180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表14に示す。
〔実施例30〕
層Aを形成する溶液(D−a)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名アフレックス、旭硝子株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる材料を得た。該材料と、層Cとして準備したプリプレグ(k)(商品名ES−3306S、利昌工業株式会社製)とを、支持体/層A/プリプレグ/層A/支持体となるように重ね合わせ、170℃、4MPa、2時間の条件で積層一体化した後、両面の支持体を剥離し、180℃、30分熱風オーブンにて乾燥して層A/厚み70μmの層C/層Aからなる積層体を得た。
その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表14に示す。
〔比較例9〕
層Aを形成する溶液(D−e)を用いた以外は実施例24と同様にして、層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表15に示す。
〔比較例10〕
層Aを形成する溶液(D−f)を用いた以外は実施例24と同様にして、層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表15に示す。
表15から分かるように、比較例9,10では、シロキサン構造を有するポリイミド樹脂を用いているにもかかわらず、ポリイミド樹脂の重量平均分子量が低いため接着強度や半田耐熱性に劣る。
Figure 2006118230
Figure 2006118230
(実施例E)
本実施例では、めっき用材料の特性として、接着性、半田耐熱性は以下のように評価した。なお、無電解めっきを形成するための層を層A、形成された回路と対向させるための層を層Bと表現する。
〔接着性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。その後、180℃、30分の乾燥処理を行った後、JPCA−BU01−1998(社団法人日本プリント回路工業会発行)に従い、常態、及びプレッシャークッカー試験(PCT)後の接着強度を測定した。なお、デスミアおよび無電解銅めっきは、上記実施例Aの表1〜表2に記載のプロセスで実施した。
・常態接着強度:温度25℃、湿度50%の雰囲気下、24時間放置した後に測定した接着強度。
・PCT後接着強度:温度121℃、湿度100%の雰囲気下、96時間放置した後に測定した接着強度。
〔半田耐熱性〕
支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。上記積層体に180℃、30分の加熱乾燥処理を施した後、15mm、30mmの大きさに切断し、温度30℃、湿度70%の条件下に200時間放置して試験片とした。最高到達温度が260℃となるように設定した条件にて上記試験片をIRリフロー炉に投入し、半田耐熱性試験とした。IRリフロー炉はCIS社製リフロー炉FT−04を用いた。なお、この試験は繰り返し3回行い、膨れのないものを○、膨れのあるものを×とした。尚、デスミアおよび無電解銅めっきは以下の表1〜2に記載のプロセスで実施した。
〔ポリイミド樹脂の合成例20〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル19.52g(0.0975mol)と、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル1.62g(0.0075mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度35%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液50gにβ−ピコリン3.2g、無水酢酸3.5gを加えて10時間、室温下で攪拌し、イミド化させた。その後、高速で攪拌したイソプロパノール中にこの溶液を少しずつ投入し、糸状のポリイミド樹脂を得た。50℃で30分乾燥後、ミキサーで粉砕し、イソプロパノールで2回洗浄を行い、50℃で2時間乾燥させ、ポリイミド樹脂20を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例21〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル18g(0.09mol)と、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル3.24g(0.015mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液50gにβ−ピコリン3.2g、無水酢酸3.5gを加えて10時間、室温下で攪拌し、イミド化させた。その後、高速で攪拌したイソプロパノール中にこの溶液を少しずつ投入し、糸状のポリイミド樹脂を得た。50℃で30分乾燥後、ミキサーで粉砕し、イソプロパノールで2回洗浄を行い、50℃で2時間乾燥させ、ポリイミド樹脂21を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例22〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル19.52g(0.0975mol)と、5,5’−メチレン−ビス(アントラニル酸)2.15g(0.0075mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、100分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂22を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例23〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、信越化学工業株式会社製KF−8010を37g(0.045mol)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル18g(0.09mol)と、4,4’−ジアミノベンズアニリド3.41g(0.015mol)と、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼ぶ)を投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、100分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂23を得た。
〔ポリイミド樹脂の合成例24〕
容量2000mlのガラス製フラスコに、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン41g(0.143mol)と、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル1.6g(0.007mol)と、DMFを投入し、撹拌しながら溶解させ、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(無水フタル酸)78g(0.15mol)を添加、約1時間撹拌し、固形分濃度30%ポリアミド酸のDMF溶液を得た。上記ポリアミド酸溶液をテフロン(登録商標)コートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、180分、665Paで減圧加熱し、ポリイミド樹脂24を得た。
〔層Aを形成する溶液の調合例18〕
ポリイミド樹脂1をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(E−a)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例19〕
ポリイミド樹脂2をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(E−b)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例20〕
ポリイミド樹脂3をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(E−c)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例21〕
ポリイミド樹脂4をジオキソランに溶解させ、層Aを形成する溶液(E−d)を得た。固形分濃度は5重量%となるようにした。
〔層Aを形成するの調合例22〕
ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000H3.21g、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン1.79g、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]ーエチル−s―トリアジン0.02gをジオキソランに溶解させ、固形分濃度5%の溶液(E−e)を得た。溶液(E−a)20gと溶液(E−e)3gとを混合して、溶液(E−f)を得た。
〔層Aを形成するの調合例23〕
溶液(E−d)20gと溶液(E−e)8gとを混合して、溶液(E−g)を得た。
〔層Bを形成する溶液の調合例4〕
ポリイミド樹脂5をジオキソランに溶解させ、ポリイミド樹脂溶液(E−h)を得た。固形分濃度は25重量%となるようにした。
一方、ジャパンエポキシレジン(株)社製ビフェニル型エポキシ樹脂のYX4000H32.1g、和歌山精化工業(株)社製ジアミンのビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン17.9g、四国化成工業(株)社製のエポキシ硬化剤、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]ーエチル−s―トリアジン0.2gをジオキソランに溶解させ、固形分濃度50%の溶液(E−i)を得た。溶液(E−h)40gと溶液(E−i)20gを混合して層Bを形成する溶液(E−j)を得た。
〔実施例31〕
層Aを形成する溶液(E−a)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる材料を得た。さらに、上記層A/支持体からなる材料の層A表面上に、層Bを形成する溶液を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/厚み2μmの層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。該支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表16に示す。
〔実施例32〜36〕
表3に示す層Aを形成する溶液に従い、実施例1と同様の手順で層B/層A/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。得られた支持体付きめっき用材料を用いて前述の各種評価項目の評価手順に従い評価した。評価結果を表16に示す。
〔実施例37〕
層Aを形成する溶液(E−a)を、層Cとして準備した25μmのポリイミドフィルム(k)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/層C(ポリイミドフィルム)からなる材料を得た。さらに、上記層A/層Cからなる材料の層C表面上に、層Aを形成する溶液を流延塗布し、60℃温度で乾燥させた後、180℃で60分乾燥させて、厚み2μmの層A/層C/厚み2μmの層Aからなるめっき用材料を得た。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表16に示す。
〔実施例38〕
層Aを形成する溶液(E−a)を、層Cとして準備した25μmのポリイミドフィルム(k)(商品名アピカルNPI、(株)カネカ製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/層C(ポリイミドフィルム)からなる材料を得た。さらに、上記層A/層Cからなる材料の層C表面上に、層Bを形成する溶液を流延塗布し、60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/層C/厚み2μmの層Aからなるめっき用材料を得た。
上記めっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。なお、積層時の合紙として樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)を用いた。その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。その後、180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表16に示す。
〔実施例39〕
層Aを形成する溶液(E−a)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名アフレックス、旭硝子株式会社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃の温度で乾燥させ、厚み2μmの層A/支持体からなる材料を得た。該材料と、層Cとして準備したプリプレグ(l)(商品名ES−3306S、利昌工業株式会社製)とを、支持体/層A/プリプレグ/層A/支持体となるように重ね合わせ、170℃、4MPa、2時間の条件で積層一体化した後、両面の支持体を剥離し、180℃、30分熱風オーブンにて乾燥して層A/厚み70μmの層C/層Aからなる積層体を得た。
その後、露出する層A表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表16に示す。
〔比較例11〕
層Bを形成する溶液(E−j)を、支持体となる樹脂フィルム(商品名SG−1、パナック社製)の表面上に流延塗布した。その後、熱風オーブンにて60℃、100℃、120℃、150℃の温度で乾燥させ、厚み38μmの層B/支持体からなる支持体付きめっき用材料を得た。支持体付きめっき用材料の層Bと、銅張積層板(CCL−HL950K TypeSK、三菱ガス化学社製)とを対向させ、温度170℃、圧力1MPa、真空下の条件で6分の加熱加圧を行った後、支持体を引き剥がして、熱風オーブンにて180℃で60分乾燥させて積層体を得た。その後、露出する層B表面に銅層の形成を行った。銅層の形成は、デスミアおよび無電解銅めっきを行った後、無電解めっき銅上に厚さ18μmの電解めっき銅層を形成して行った。180℃、30分の乾燥処理を行った後、上述の接着性評価と同様にして各種接着性を測定した。また、このサンプルの一部を15mm、30mmの大きさに切断し、上述の半田耐熱性評価と同様にして半田耐熱性を評価した。評価結果を表17に示す。
Figure 2006118230
Figure 2006118230
本発明にかかるめっき用材料は、無電解めっき皮膜のみならず、各種樹脂材料との接着性も高い。さらには本発明の表面粗度が小さい場合でも無電解めっき皮膜、および各種樹脂材料との接着性が高く、優れた半田耐熱性をも有する。このため、特に微細配線形成が要求されるプリント配線板の製造等に好適に用いることができる。それゆえ、本発明は、樹脂組成物や接着剤等の素材加工産業や各種化学産業だけでなく、各種電子部品の産業分野に好適に用いることができる。
具体的には、例えば、各種プラスチック、ガラス、セラミック、木材などへの機能めっき、自動車のグリルやマーク類、家電製品のツマミ類などの部品への装飾めっき、特には各種プリント配線板の製造等に好適に用いることができる。さらには微細配線形成が要求されるフレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板、ビルドアップ配線板等のプリント配線板への利用が可能である。

Claims (28)

  1. 無電解めっきを施すための樹脂層を有し、
    上記樹脂層は、少なくともシロキサン構造を有するポリイミド樹脂を含有するものであり、
    上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、下記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミド樹脂であることを特徴とするめっき用材料。
    Figure 2006118230
    (上記一般式(1)中、gは1以上の整数を表す。また、R11及びR22は、それぞれ同一、又は異なっていてよく、炭素数1〜6のアルキレン基又はフェニレン基を表す。R33,R44,R55及びR66は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、アルコキシ基、又はフェノキシ基を表す。)
  2. 上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で示されるジアミンを、全ジアミン中1〜49mol%含むジアミン成分を原料として得られるポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のめっき用材料。
  3. 上記樹脂層は、さらに熱硬化性成分を含有するものであることを特徴とする請求項1に記載のめっき用材料。
  4. 上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物及び硬化剤を含むエポキシ樹脂成分を含有するものであることを特徴とする請求項3に記載のめっき用材料。
  5. 上記ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のめっき用材料。
  6. 上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で表されるジアミンを、全ジアミン中10〜75mol%含むことを特徴とする請求項5に記載のめっき用材料。
  7. 上記ポリイミド樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000であることを特徴とする請求項1に記載のめっき用材料。
  8. 上記ポリイミド樹脂は、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するものであることを特徴とする請求項1に記載のめっき用材料。
  9. 上記官能基が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれた1種以上の基であることを特徴とする請求項8に記載のめっき用材料。
  10. 上記無電解めっきは、無電解銅めっきであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のめっき用材料。
  11. 上記無電解めっきを施すための樹脂層以外に、さらに他の層を有しており、全体として少なくとも2層以上の層から構成されるものであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のめっき用材料。
  12. 上記他の層が、高分子フィルム層であって、当該高分子フィルム層の少なくとも一方の表面に、無電解めっきを施すための樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項11に記載のめっき用材料。
  13. 上記他の層が、高分子フィルム層と接着剤層であって、当該高分子フィルム層の少なくとも一方の表面に、無電解めっきを施すための樹脂層が形成されており、かつ上記高分子フィルム層の他方の面には、上記接着剤層が形成されていることを特徴とする請求項11に記載のめっき用材料。
  14. 上記高分子フィルム層は、非熱可塑性ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項12又は13に記載のめっき用材料。
  15. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のめっき用材料を用いたシートであって、上記樹脂層のみからなることを特徴とする単層シート。
  16. 請求項11〜14のいずれか1項に記載のめっき用材料を備えることを特徴とする絶縁シート。
  17. 請求項1〜14のいずれか1項に記載のめっき用材料、請求項15に記載の単層シート、又は請求項16に記載の絶縁シートにおける樹脂層の表面に、無電解めっき層を積層してなることを特徴とする積層体。
  18. 請求項1〜14のいずれか1項に記載のめっき用材料、請求項15に記載の単層シート、又は請求項16に記載の絶縁シートを備えることを特徴とするプリント配線板。
  19. 上記樹脂層の表面粗さが、カットオフ値0.002mmで測定した算術平均粗さRaで0.5μm未満である場合、
    150℃における上記樹脂層とめっき層との接着強度が、5N/cm以上であることを特徴とする請求項18に記載のプリント配線板。
  20. 無電解めっきを施すための樹脂層を形成するための溶液であって、
    少なくともシロキサン構造を有するポリイミド樹脂又は当該ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸を含有するものであり、
    上記ポリイミド樹脂は、酸二無水物成分と、下記一般式(1)で表されるジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミド樹脂であることを特徴とする溶液。
    Figure 2006118230
    (上記一般式(1)中、gは1以上の整数を表す。また、R11及びR22は、それぞれ同一、又は異なっていてよく、炭素数1〜6のアルキレン基又はフェニレン基を表す。R33,R44,R55及びR66は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、アルコキシ基、又はフェノキシ基を表す。)
  21. 上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で示されるジアミンを、全ジアミン中1〜49mol%含むジアミン成分を原料として得られるポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項20に記載の溶液。
  22. さらに熱硬化性成分を含有するものであることを特徴とする請求項20に記載の溶液。
  23. 上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物及び硬化剤を含むエポキシ樹脂成分を含有するものであることを特徴とする請求項22に記載の溶液。
  24. 上記ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が100〜200℃の範囲であることを特徴とする請求項20に記載の溶液。
  25. 上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(1)で表されるジアミンを、全ジアミン中10〜75mol%含むことを特徴とする請求項24に記載の溶液。
  26. 上記ポリイミド樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた重量平均分子量Mwが30000〜150000であることを特徴とする請求項20に記載の溶液。
  27. 上記ポリイミド樹脂は、官能基及び/又は該官能基が保護されてなる基を有するものであることを特徴とする請求項20に記載の溶液。
  28. 上記官能基が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、メルカプト基、スルホン酸基、の中から選ばれる1種以上の基であることを特徴とする請求項27に記載の溶液。
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