TW201909709A - 積層體、使用其之印刷配線板、可撓性印刷配線板及成形品 - Google Patents
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Abstract
本發明提供積層體、使用其之印刷配線板、可撓性印刷配線板及成形品,該積層體係於支撐體(A)之上依順序積層有銀奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體,其特徵為:以光電子分光裝置測定積層前述金屬鍍敷層(C)之前的前述銀奈米粒子層(B)之表面時,激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值為0.1以上20以下。該積層體係在不粗化支撐體表面下,具有支撐體與鍍敷膜的充分密著性。
Description
本發明關於可用於印刷配線板、可撓性印刷配線板、成形品等之積層體。
近年,隨著電子機器之高性能化、小型化及薄型化,強烈要求使用於其之電子電路或積體電路之高密度化、小型化及薄型化。
作為可用於上述之電子電路等的導電性圖案,例如已知藉由在支撐體之表面上,塗布含有導電性物質的塗劑,進行焙燒而將導電層形成在支撐體表面,接著藉由將前述導電層之表面予以鍍敷處理,而在前述導電層之表面設有金屬層之導電性圖案(例如,參照專利文獻1及2)。然而,從導電層之表面的導電性物質而來的分散劑或有機溶劑等之有機物,係在電解鍍敷層形成時阻礙鍍敷之吸附,有導電層與鍍敷層之密著性降低之問題。
如此地,作為可當作導電性圖案使用的積層體,要求支撐體、導電層與鍍敷層的各界面之密著性優異,但尚未發現尤其導電層與鍍敷層的密著性優異之積層體。
又,以往作為向塑膠成形品的裝飾鍍敷,係使用於行動電話、個人電腦、鏡子、容器、各種開關、蓮蓬頭等。此等用途之支撐體係僅限定於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(以下,簡稱「ABS」)或ABS與聚碳酸酯之聚合物摻合物(以下,簡稱「ABS-PC」)。此之理由係為了確保基材與鍍敷膜之密著性,而必須將基材表面予以粗化,例如若為ABS,則能以六價鉻酸、過錳酸鹽等之強力氧化劑,蝕刻、去除聚丁二烯成分而表面粗化。然而,六價鉻酸等由於是環境負荷物質,較佳為不使用,替代方法已開發至今(例如,參照專利文獻3)。
如此地,於以塑膠成形品的裝飾等為目的之鍍敷中,要求基材係不限定於ABS或ABS-PC,即使為其它種類的塑膠,也得到密著性優異的鍍敷膜,而且減低環境負荷物質之使用量。
專利文獻1 日本特開昭60-246695號公報
專利文獻2 日本特開2005-286158號公報
專利文獻3 日本發明專利第5830807號公報
本發明所欲解決的課題在於提供可在不粗化支撐體表面下,支撐體與金屬層(金屬鍍敷層)之間的密著性優異之積層體、使用其之印刷配線板、可撓性印刷配線板及成形品。
本發明者們為了解決上述課題而專心致力地研究,結果發現在支撐體之上依順序積層有銀奈米粒子層與金屬鍍敷層之積層體,以光電子分光裝置測定積層前述金屬鍍敷層之前的前述銀奈米粒子層之表面時,藉由使特定之激發能量的規格化光電子產率(1/2次方)之值成為一定之範圍,可解決上述課題,而完成本發明。
即,本發明提供積層體、使用其之印刷配線板及可撓性印刷配線板、成形品,該積層體係於支撐體(A)之上依順序積層有銀奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體,其特徵為:以光電子分光裝置測定積層前述金屬鍍敷層(C)之前的前述銀奈米粒子層(B)之表面時,激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值為0.1以上20以下。
本發明之積層體係即使不粗化支撐體表面,支撐體與金屬鍍敷層之間也密著性優異,成為在各種支撐體之平滑表面上設有金屬層者,成為活用金屬層的金屬光澤之材料。
又,本發明之積層體係藉由將金屬層圖案化,而例如可適用作為印刷配線板、可撓性印刷配線板、針對觸控面板的導電性薄膜、觸控面板用金屬網格、有機太陽能電池、有機EL元件、有機電晶體、非接觸IC卡等的RFID、電磁波屏障、LED照明基材、數位電子看板等之電子構件。特別地,最適合FCCL等之可撓性印 刷配線板用途。另外,可適宜使用於連接光通訊等的配線之連接器、燈反射器、電器構件、電動馬達周邊構件、電池構件、汽車用裝飾零件、行動電話、個人電腦、鏡子、容器、家電、開關類、水龍頭零件、蓮蓬頭等之成形品。
本發明之積層體係於支撐體(A)之上依順序積層有銀奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體,其中以光電子分光裝置測定積層前述金屬鍍敷層(C)之前的前述銀奈米粒子層(B)之表面時,激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值為0.1以上20以下。
作為前述支撐體(A),例如可舉出由聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(以下,簡稱「ABS」)樹脂、ABS與聚碳酸酯之聚合物摻合物、聚(甲基)丙烯酸甲酯等之丙烯酸樹脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚胺基甲酸酯、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚伸苯基碸(PPSU)、環氧樹脂、纖維素奈米纖維、矽、陶瓷、玻璃等所成之支撐體、由彼等所成之多孔質的支撐體、由鋼板、銅等的金屬所成之支撐體、對彼等之表面蒸鍍處 理有碳化矽、類鑽石碳、鋁、銅、鈦、不銹鋼等之支撐體等。
又,將本發明之積層體使用於印刷配線板等時,作為前述支撐體(A),較佳為使用由聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、環氧樹脂、玻璃、纖維素奈米纖維等所構成之支撐體。
再者,將本發明之積層體使用於可撓性印刷配線板等時,作為前述支撐體(A),較佳為具有能折彎的柔軟性之薄膜狀或薄片狀支撐體。
當前述支撐體(A)之形狀為薄膜狀或薄片狀時,其厚度一般較佳為1μm以上5,000μm以下,更佳為1μm以上300μm以下,尤佳為1μm以上200μm以下。
又,從可更提高前述支撐體(A)與後述的底漆層(X)或銀奈米粒子層(B)之密著性來看,視需要亦可在前述支撐體(A)之表面上,形成不喪失平滑性之程度的微細凹凸,或洗淨其表面上所附著的污垢,或為了羥基、羰基、羧基等官能基之導入而予以表面處理。具體而言,可舉出電暈放電處理等之電漿放電處理,紫外線處理等之乾式處理,使用水、酸‧鹼等之水溶液或有機溶劑等之濕式處理等方法。另外,可舉出臭氧奈米氣泡處理之方法。
於本發明中,為了進一步提高密著性,在前述支撐體(A)之表面上,視需要可形成底漆層(X)。
作為用於前述底漆層(X)之底漆樹脂,例如可舉出胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯-乙烯基複合樹脂、環氧樹脂、醯亞胺樹脂、醯胺樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、尿素甲醛樹脂、使用苯酚作為封端劑之封端聚異氰酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮等。此等之樹脂係可使用1種,也可併用2種以上。又,可藉由前述底漆層(X)之種類,控制後述的規格化光電子產率(1/2次方)之值。
於用於前述底漆層(X)的底漆樹脂之中,併用胺基三改質酚醛清漆樹脂與環氧樹脂者、具有環氧基及羥基的環氧樹脂、具有環氧基及羥基的丙烯酸樹脂,從可更提高密著性來看較宜。
又,作為用於前述底漆層(X)之底漆樹脂,使用具有環氧基及羥基的環氧樹脂或具有環氧基及羥基的丙烯酸樹脂時,較佳為併用多元羧酸作為交聯劑。前述多元羧酸亦可使用酐者。作為前述多元羧酸之具體例,可舉出鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸、均苯四甲酸、苯六甲酸、聯苯基二羧酸、聯苯基四羧酸、萘二羧酸等之芳香族多元羧酸及此等之酐;草酸、丙二酸、琥珀酸、甲基琥珀酸酐、乙基琥珀酸酐、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、馬來酸、富馬酸等之脂肪族多元羧酸及此等之酐等。於此等的多元羧酸之中,從能更提高密著性來看,較佳為偏苯三甲酸酐。此等之多元羧酸係可使用1種,也可併用2種以上。
另外,於前述底漆樹脂中,為了在向前述支撐體(A)之表面進行塗布之際,成為容易塗布的黏度,較佳為摻合溶劑,作為底漆組成物使用。作為前述溶劑,可舉出各種有機溶劑、水性介質。作為前述有機溶劑,例如可舉出甲苯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、環己酮等,作為前述水性介質,可舉出水、與水混合的有機溶劑、及此等之混合物。
作為前述與水混合的有機溶劑,例如可舉出甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙基卡必醇(ethylcarbitol)、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等之醇溶劑;丙酮、甲基乙基酮等之酮溶劑;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等之烷二醇溶劑;聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等之聚烷二醇溶劑;N-甲基-2-吡咯啶酮等之內醯胺溶劑等。
前述有機溶劑之使用量,較佳為按照後述的向前述支撐體(A)塗布之際所用的塗布方法、前述底漆層(X)之所欲的膜厚,而適宜調整。
另外,於前述底漆組成物中,視需要亦可適宜添加皮膜形成助劑、調平劑、增黏劑、撥水劑、消泡劑、抗氧化劑等眾所周知的添加劑而使用。
前述底漆層(X)係可藉由在前述支撐體(A)之表面之一部分或全部,塗布前述底漆組成物,去除前述底漆組成物中所含有的有機溶劑而形成。
作為將前述底漆組成物塗布於前述支撐體(A)之表面的方法,例如可舉出凹版方式、塗覆方式、網 版方式、輥方式、旋轉方式、噴霧方式、毛細管方式等方法。
將前述底漆組成物塗布於前述支撐體(A)之表面後,作為去除該塗布層中所含有的有機溶劑之方法,例如一般為使用乾燥機進行乾燥,使有機溶劑揮發之方法。
前述底漆層(X)之形成時的乾燥溫度,雖然亦取決於所用的底漆樹脂之種類,但一般較佳為80℃以上。又,作為乾燥溫度之上限,較佳為300℃以下,更佳為250℃以下,尤佳為200℃以下。另一方面,乾燥時間雖然亦取決於乾燥溫度,但一般較佳為1秒以上,更佳為10秒以上,尤佳為30秒以上。又,作為乾燥時間之上限,較佳為24小時以下,更佳為4小時以下,尤佳為1小時以下。再者,將乾燥溫度設定在100℃以上時的乾燥時間之範圍,較佳為30秒~30分鐘,更佳為30秒~300秒,尤佳為30秒~60秒。
前述底漆層(X)之膜厚雖然取決於使用本發明之積層體的用途而不同,但較佳為更提高前述支撐體(A)與前述銀奈米粒子層(B)的密著性之範圍,前述底漆層之膜厚較佳為10nm以上30μm以下,更佳為10nm以上1μm以下,尤佳為50nm以上500nm以下。
前述底漆層(X)之表面,從能更提高與前述金屬奈米粒子層(B)的密著性來看,視需要可藉由電暈放電處理法等之電漿放電處理法、紫外線處理法等之乾式處理法、使用水或酸性或鹼性藥液、有機溶劑等之濕式 處理法,進行表面處理。又,亦可進行臭氧奈米氣泡處理。
作為本發明之積層體之製造方法,可舉出:首先在支撐體(A)之上,視需要地形成底漆層(X),然後塗布含有奈米尺寸的銀奈米粒子(b)之流動體,藉由將流動體中所含的有機溶劑等乾燥而去除,形成銀奈米粒子層(B)後,藉由電解鍍敷或無電解鍍敷或其兩者,形成前述金屬鍍敷層(C)之方法。
前述銀奈米粒子層(B)之形成中所用的前述銀奈米粒子(b)之形狀,較佳為粒子狀或纖維狀。又,前述銀奈米粒子(b)之大小係使用奈米尺寸者,具體而言,當前述銀奈米粒子(b)之形狀為粒子狀時,從可形成微細的導電性圖案,能更減低電阻值來看,平均粒徑較佳為1nm以上100nm以下,更佳為1nm以上50nm以下。還有,前述「平均粒徑」係以分散良溶劑稀釋前述導電性物質,藉由動態光散射法所測定之體積平均值。於此測定中,可使用Microtrac公司製「Nanotrac UPA-150」。
另一方面,當前述銀奈米粒子(b)之形狀為纖維狀時亦同,從可形成微細的導電性圖案,能更減低電阻值來看,纖維之直徑較佳為5nm以上100nm以下,更佳為5nm以上50nm以下。又,纖維之長度較佳為0.1μm以上100μm以下,更佳為0.1μm以上30μm以下。
前述流動體中的前述金屬奈米粒子(b)之含有率較佳為1質量%以上90質量%以下,更佳為1質量%以上60質量%以下,尤更佳為1質量%以上~10質量%以下。
作為在前述流動體中摻合的成分,可舉出用於使前述銀奈米粒子(b)分散於溶劑中之分散劑或溶劑,還有視需要之後述的界面活性劑、調平劑、黏度調整劑、成膜助劑、消泡劑、防腐劑等。藉由在此等之前述流動體中所摻合的成分之種類或量,亦可控制後述的規格化光電子產率(1/2次方)之值。
為了使前述銀奈米粒子(b)分散於溶劑中,較佳為使用低分子量或高分子量的分散劑。作為前述分散劑,例如可舉出十二烷硫醇、1-辛烷硫醇、三苯基膦、十二胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯亞胺、聚乙烯吡咯啶酮;肉豆蔻酸、辛酸、硬脂酸等之脂肪酸;膽酸、甘草酸、樅酸等之具有羧基的多環式烴化合物等。於此等之中,從能提高前述銀奈米粒子層(B)與前述金屬鍍敷層(C)的密著性來看,較佳為高分子分散劑,作為此高分子分散劑,可舉出聚乙烯亞胺、聚丙烯亞胺等之聚烯亞胺、在前述聚烯亞胺加成有聚氧化烯之化合物、胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、在前述胺基甲酸酯樹脂或前述丙烯酸樹脂中含有磷酸基之化合物等。
使前述銀奈米粒子(b)分散所需要的前述分散劑之使用量,相對於100質量份的前述銀奈米粒子(b),較佳為0.01質量份以上50質量份以下,更佳為0.01質量份以上10質量份以下。
作為前述流動體中使用的溶劑,可使用水性介質或有機溶劑。作為前述水性介質,例如可舉出蒸餾水、離子交換水、純水、超純水等。又,作為前述有 機溶劑,可舉出醇化合物、醚化合物、酯化合物、酮化合物等。
作為前述醇化合物,例如可舉出:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁基醇、第二丁醇、第三丁醇、庚醇、己醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、硬脂醇、烯丙醇、環己醇、萜品醇、松油醇、二氫松油醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單丁基醚、四乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、三丙二醇單甲基醚、丙二醇單丙基醚、二丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單丁基醚、三丙二醇單丁基醚等。
又,於前述流動體中,除了前述銀奈米粒子(b)、溶劑之外,視需要還可使用乙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇、異戊二醇等。
作為前述界面活性劑,可使用一般的界面活性劑,例如可舉出二-2-乙基己基磺基琥珀酸鹽、十二基苯磺酸鹽、烷基二苯基醚二磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、六偏磷酸鹽等。
作為前述調平劑,可使用一般的調平劑,例如可舉出聚矽氧系化合物、炔二醇系化合物、氟系化合物等。
作為前述黏度調整劑,可使用一般的增黏劑,例如可舉出藉由調整至鹼性而能增黏的丙烯酸聚合 物或合成橡膠乳膠、藉由分子締合而能增黏的胺基甲酸酯樹脂、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素、聚乙烯醇、氫化蓖麻油、醯胺蠟、氧化聚乙烯、金屬皂、二亞苄基山梨糖醇等。
作為前述成膜助劑,可使用一般的成膜助劑,例如可舉出陰離子系界面活性劑(磺基琥珀酸二辛酯鈉鹽等)、疏水性非離子系界面活性劑(山梨糖醇酐單油酸酯等)、聚醚改質矽氧烷、聚矽氧油等。
作為前述消泡劑,可使用一般的消泡劑,例如可舉出聚矽氧系消泡劑、非離子系界面活性劑、聚醚、高級醇、聚合物系界面活性劑等。
作為前述防腐劑,可使用一般的防腐劑,例如可舉出異噻唑啉系防腐劑、三系防腐劑、咪唑系防腐劑、吡啶系防腐劑、唑系防腐劑、碘系防腐劑、吡啶硫酮(pyrithione)系防腐劑等。
前述流動體之黏度(在25℃使用B型黏度計所測定之值)較佳為0.1~500,000mPa‧s之範圍,更佳為0.2~10,000mPa‧s之範圍。又,藉由後述的噴墨印刷法、凸版反轉印刷等之方法塗布(印刷)前述流動體時,其黏度較佳為5~20mPa‧s之範圍。
作為於前述支撐體(A)或前述底漆層(X)之上塗布或印刷前述流動體之方法,例如可舉出噴墨印刷法、反轉印刷法、網版印刷法、平版印刷法、旋轉塗布法、噴霧塗布法、棒塗法、模塗法、狹縫塗布法、輥塗法、浸塗法、墊片印刷、柔版印刷法等。
於此等的塗布方法之中,當形成以實現電子電路等的高密度化時所要求的0.01~100μm左右之細線狀所圖案化的前述銀奈米粒子層(B)時,較佳為使用噴墨印刷法、反轉印刷法。
作為前述噴墨印刷法,可使用一般稱為噴墨印表機者。具體而言,可舉出Konica-Minolta EB100、XY100(Konica-Minolta IJ股份有限公司製)、Dimatix-Material印表機DMP-3000、Dimatix-Material印表機DMP-2831(富士軟片股份有限公司製)等。
又,作為反轉印刷法,已知凸版反轉印刷法、凹版反轉印刷法,例如可舉出在各種橡皮布之表面上塗布前述流動體,使其與非印刷部突出之版接觸,藉由使對應於前述非印刷部的流動體在前述版之表面上選擇地轉印,而在前述橡皮布等之表面上形成前述圖案,接著使前述圖案轉印到前述支撐體(A)之上(表面)的方法。
另外,關於向立體成形品的圖案印刷,已知墊片印刷法。此係將印墨載置於凹版之上,以刮刀刮取而使印墨均勻地填充於凹部,於載置有印墨的版上,按壓矽橡膠或胺基甲酸酯橡膠製的墊片,將圖案轉印到墊片上,使其轉印到立體成形品之方法。
前述銀奈米粒子層(B)之形成時的乾燥溫度一般較佳為80℃以上。又,作為乾燥溫度之上限,較佳為300℃以下,更佳為250℃以下,尤佳為200℃以下。另一方面,乾燥時間雖然亦取決於乾燥溫度,但一般較 佳為1秒以上,更佳為10秒以上,尤佳為30秒以上。又,作為乾燥時間之上限,較佳為24小時以下,更佳為4小時以下,尤佳為1小時以下。再者,將乾燥溫度設定在100℃以上時的乾燥時間之範圍,較佳為30秒~30分鐘,更佳為30秒~300秒,尤佳為30秒~60秒。
前述銀奈米粒子層(B)之每單位面積的質量較佳為1mg/m2以上30,000mg/m2以下,更佳為1mg/m2以上5,000mg/m2以下。前述銀奈米粒子層(B)之厚度係可藉由控制前述金屬鍍敷層(C)之形成時的鍍敷處理步驟中之處理時間、電流密度、鍍敷用添加劑之使用量等而調整。
前述銀奈米粒子層(B)表面的前述規格化光電子產率(1/2次方)之值係可用光電子分光裝置測定。作為激發能量,可使用紫外線(例如,波長310~177nm)。又,作為前述光電子分光裝置,例如可使用理研計器股份有限公司製「AC-3」。
前述銀奈米粒子層(B)係形成在支撐體(A)或前述底漆層(X)上者。此處,為了提高支撐體(A)與金屬鍍敷層(C)之密著性,以光電子分光裝置測定積層後述的金屬鍍敷層(C)之前的前述銀奈米粒子層(B)之表面時,激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值為0.1以上20以下,較佳為1以上18以下,更佳為3以上15以下,尤佳為5以上12以下。
前述規格化光電子產率(1/2次方)之值,由於是激發能量(紫外線)照射時從前述銀奈米粒子層(B)表 面射出電子的容易度之指標,因此與前述銀奈米粒子層(B)表面之銀奈米粒子的密度相關。例如,若銀奈米粒子之密度高,則前述規格化光電子產率(1/2次方)之值變高。本發明係藉由將前述銀奈米粒子層(B)表面之激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值設為0.1以上20以下,而成為最合適的銀奈米粒子之密度,可使支撐體(A)與金屬鍍敷層(C)之密著性成為極優異者。
構成本發明之積層體的金屬鍍敷層(C),例如當將前述積層體使用於印刷配線板等時,係以在長期間中不發生斷線等,形成能維持良好的通電性之可靠性高的配線圖案為目的而設置之層。
又,作為構成前述金屬鍍敷層(C)之金屬,可舉出銅、鎳、鉻、鈷、錫、金、銀、鉑等。於此等之中,從電阻低,得到耐腐蝕的印刷配線板中可用之積層體來看,較佳為銅。
前述金屬鍍敷層(C)係形成在前述金屬奈米粒子層(B)之上的層,作為其形成方法,較佳為藉由鍍敷處理而形成之方法。作為此鍍敷處理,可舉出能簡便地形成前述金屬鍍敷層(C)之電解鍍敷法、無電解鍍敷法等的濕式鍍敷法。又,亦可組合2個以上的此等之鍍敷法。例如,可於施予無電解鍍敷後,施予電解鍍敷,而形成前述金屬鍍敷層(C)。
上述之無電解鍍敷法例如係藉由對於構成前述銀奈米粒子層(B)的銀奈米粒子,使無電解鍍敷液接觸,使無電解鍍敷液中所含有的銅等金屬析出,而形成由金屬皮膜所構成的無電解鍍敷層(皮膜)之方法。
作為前述無電解鍍敷液,例如可舉出含有銅、鎳、鉻、鈷、錫、金、銀等之金屬、還原劑與水性介質、有機溶劑等之溶劑者。
作為前述還原劑,例如可舉出二甲基胺基硼烷、次磷酸、次磷酸鈉、二甲基胺硼烷、聯胺、甲醛、硼氫化鈉、苯酚等。
又,作為前述無電解鍍敷液,視需要可使用含有乙酸、甲酸等之單羧酸;丙二酸、琥珀酸、己二酸、馬來酸、富馬酸等之二羧酸化合物;蘋果酸、乳酸、乙醇酸、葡萄糖酸、檸檬酸等之羥基羧酸化合物;甘胺酸、丙胺酸、亞胺基二乙酸、精胺酸、天冬胺酸、麩胺酸等之胺基酸化合物;亞胺基二乙酸、氮基三乙酸、乙二胺二乙酸、乙二胺四乙酸、二伸乙三胺五乙酸等之胺基多羧酸化合物等的有機酸、或此等的有機酸之可溶性鹽(鈉鹽、鉀鹽、銨鹽等)、乙二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺等之胺化合物等的錯合劑者。
前述無電解鍍敷液較佳為以20℃以上98℃以下之範圍使用。
前述電解鍍敷法例如係藉由在構成前述銀奈米粒子層(B)的金屬、或由前述無電解處理所形成的無電解鍍敷層(皮膜)之表面,以接觸電解鍍敷液之狀態進行通電,而使前述電解鍍敷液中所含有的銅等金屬析出在設於陰極的構成前述銀奈米粒子層(B)之導電性物質、或由前述無電解處理所形成的無電解鍍敷層(皮膜)之表面,形成電解鍍敷層(金屬皮膜)之方法。
作為前述電解鍍敷液,例如可舉出含有銅、鎳、鉻、鈷、錫等的金屬之硫化物、硫酸與水性介質者等。具體而言,可舉出含有硫酸銅、硫酸與水性介質者。
前述電解鍍敷液較佳為以20℃以上98℃以下之範圍使用。
作為前述金屬鍍敷層(C)之形成方法,就容易將前述金屬鍍敷層(C)之膜厚從薄膜到厚膜中控制在所欲的膜厚來看,較佳為於施予無電解鍍敷後,施予電解鍍敷之方法。
前述金屬鍍敷層(C)之膜厚較佳為1~50μm之範圍。前述金屬鍍敷層(C)之膜厚係可藉由控制前述金屬鍍敷層(C)之形成時的鍍敷處理步驟中之處理時間、電流密度、鍍敷用添加劑之使用量等而調整。
由上述方法所得的本發明之積層體係可使用作為導電性圖案。將本發明之積層體使用於導電性圖案時,為了在對應於所要形成的所欲圖案形狀之位置,形成前述銀奈米粒子層(B),藉由塗布含有銀奈米粒子的流動體並予以焙燒,可製造具有所欲圖案的導電性圖案。
又,前述導電性圖案例如可藉由減成法、半加成法等之微影蝕刻法,或在銀奈米粒子層(B)的印刷圖案上鍍敷之方法而製造。
前述減成法係在預先製造的構成本發明之積層體的前述鍍敷層(C)之上,形成對應於所欲圖案形狀的形狀之蝕刻阻劑層,藉由其後的顯像處理,以藥液溶解去除前述阻劑經去除的部分之前述鍍敷層(C)及銀奈 米粒子層(B),而形成所欲圖案之方法。作為前述藥液,可使用含有氯化銅、氯化鐵等的藥液。
前述半加成法係藉由在前述支撐體(A)之上形成前述銀奈米粒子層(B),視需要地進行表面處理後,於其表面上形成對應於所欲圖案的形狀之鍍敷阻劑層,接著藉由電解鍍敷法、無電解鍍敷法而形成金屬鍍敷層(C)後,藉由在藥液等中溶解去除前述鍍敷阻劑層與接觸其的前述銀奈米粒子層(B),而形成所欲圖案之方法。
又,於前述銀奈米粒子層(B)之印刷圖案上鍍敷之方法,係在前述支撐體(A)上,以噴墨法、反轉印刷法等印刷前述銀奈米粒子層(B)之圖案,視需要地藉由電漿放電處理等進行表面處理後,於所得的前述銀奈米粒子層(B)之表面上,藉由電解鍍敷法、無電解鍍敷法形成前述金屬鍍敷層(C),而形成所欲圖案之方法。
以下,藉由實施例來詳細地說明本發明。
銀奈米粒子層(B)表面的前述規格化光電子產率(1/2次方)之測定條件係如以下。使用光電子分光裝置(理研計器股份有限公司製「AC-3」),作為測定條件,以能量掃描範圍4.0~7.0eV(波長310~177nm的紫外線激發)、設定光量10nm、計測時間10秒、陽極電壓2,990V、步距0.1eV進行測定。於所測定的規格化光電子產率(每單位光量的光電子產率之1/2次方)之中,讀取激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值。
於安裝有溫度計、冷卻管、分餾管、攪拌器之燒瓶中,添加750質量份的苯酚、75質量份的三聚氰胺、346質量份的41.5質量%福馬林及1.5質量份的三乙胺,一邊注意放熱,一邊升溫到100℃。於回流下在100℃反應2小時後,於常壓下邊去除水邊費2小時升溫到180℃。接著,於減壓下去除未反應的苯酚,得到胺基三改質酚醛清漆樹脂。然後,混合70質量份的胺基三酚醛清漆樹脂及30質量份的環氧樹脂(DIC股份有限公司製「EPICLON 850-S」;雙酚A型環氧樹脂)後,以甲基乙基酮稀釋到不揮發分成為2質量%,均勻地混合,得到底漆組成物(1)。
於備有攪拌機、回流冷卻管、氮氣導入管、溫度計、單體混合物滴下用滴液漏斗及聚合觸媒滴下用滴液漏斗之反應容器中,加入200質量份的乙酸乙酯,邊吹入氮氣邊升溫到90℃。於經升溫到90℃的反應容器內,在攪拌下,將含有30質量份的甲基丙烯酸環氧丙酯、15質量份的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、40質量份的苯乙烯、15質量份的甲基丙烯酸甲酯之單體混合物,與含有1質量份的偶氮異丁腈及20質量份的乙酸乙酯之聚合起始劑溶液,各自從不同的滴液漏斗,一邊將反應容器內溫度保持在90±1℃,一邊費240分鐘滴下而聚合。滴下結束 後,於同溫度下攪拌120分鐘後,將前述反應容器內之溫度冷卻到30℃。其次,添加乙酸乙酯,得到不揮發分2質量%的樹脂溶液。接著,於此不揮發分2質量%的樹脂溶液100質量份中,添加偏苯三甲酸酐經甲基乙基酮所稀釋而得的不揮發分2質量%之溶液11.6質量份,均勻地混合而得到底漆組成物(2)。
於以甲基乙基酮稀釋環氧樹脂(DIC股份有限公司製「EPICLON 1050」;雙酚A型環氧樹脂,環氧當量475g/當量)而使不揮發分成為2質量%之溶液100質量份中,均勻地混合11.5質量份作為硬化劑的均苯四甲酸酐之2質量%甲基乙基酮溶液,而得到底漆組成物(3)。
於備有溫度計、氮氣導入管、攪拌機之反應容器中,一邊導入氮氣,一邊加入830質量份的對苯二甲酸、830質量份的間苯二甲酸、685質量份的1,6-己二醇、604質量份的新戊二醇及0.5質量份的氧化二丁錫,在230℃進行15小時聚縮合反應直到在180~230℃酸值成為1以下,而得到羥值55.9、酸值0.2之聚酯多元醇。
將1000質量份的上述之聚酯多元醇在減壓下於100℃脫水,冷卻到80℃後,添加883質量份的甲基乙基酮,充分攪拌、溶解,添加80質量份的2,2-二羥甲基丙酸,接著添加244質量份的異佛爾酮二異氰酸酯,在70℃反應8小時。
於前述反應結束後,冷卻到40℃,添加60質量份的三乙胺而中和後,與4700質量份的水混合而得到透明的反應生成物。
從前述反應生成物,於40~60℃的減壓下去除甲基乙基酮,接著混合水,使不揮發分成為2質量%,得到重量平均分子量50,000的底漆組成物(4)。
於備有溫度計、氮氣導入管、攪拌器之經氮氣置換的反應容器中,藉由使6.3質量份的2,2-二羥甲基丙酸、71.1質量份的4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯之尿酸酯體在甲基乙基酮中反應而調製異氰酸酯化合物後,藉由將17.8質量份作為封端劑的苯酚供給至前述反應容器及使其反應,而調製封端聚異氰酸酯的溶劑溶液。然後,添加甲基乙基酮而得到不揮發分2質量%之底漆組成物(5)。
於備有溫度計、氮氣導入管、攪拌器之經氮氣置換的容器中,藉由使100質量份的聚酯多元醇(使1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇與己二酸反應而得之聚酯多元醇,羥基當量為1,000g/當量)、49.7質量份的2,2-二羥甲基丙酸、127.1質量份的1,4-環己烷二甲醇、416.8質量份的二環己基甲烷二異氰酸酯,在492質量份的甲基乙基酮之混合溶劑中反應,得到在分子末端具有異氰酸酯基的胺基甲酸酯預聚物之有機溶劑溶液。
接著,於前述胺基甲酸酯樹脂之有機溶劑溶液中加入37.5質量份的三乙胺,而中和前述胺基甲酸酯樹脂所具有的羧基之一部分或全部,更添加1,083質量份的水,充分攪拌而得到胺基甲酸酯樹脂之水性分散液。
隨後,於前述水性分散液中,藉由添加34.4質量份的25質量%之乙二胺水溶液,進行攪拌,而使粒子狀的聚胺基甲酸酯樹脂進行鏈伸長,接著藉由熟化‧脫溶劑,得到不揮發分30質量%的胺基甲酸酯樹脂之水性分散液。此處所得之胺基甲酸酯樹脂係酸值為30,重量平均分子量為70,000。
接著,於備有攪拌機、回流冷卻管、氮氣導入管、溫度計、滴液漏斗之反應容器中,加入115質量份的去離子水、4質量份的乳化劑(花王股份有限公司製「Latemul E-118B」,有效成分25質量%),邊吹入氮氣邊升溫到75℃。
於攪拌下,在反應容器中添加將由60質量份的甲基丙烯酸甲酯、38質量份的丙烯酸正丁酯、2質量份的甲基丙烯酸所構成之乙烯基單體混合物,與4質量份的乳化劑(第一工業製藥股份有限公司製「Aqualon KH-1025」,有效成分25質量%)和15質量份的去離子水混合而得之單體預乳化液的一部分(5質量份),接著添加0.1質量份的過硫酸鉀,一邊將反應容器內溫度保持在75℃,一邊使其聚合60分鐘。
接著,一邊將反應容器內的溫度保持在75℃,一邊將剩餘的單體預乳化液(114質量份)與30質量份的過硫酸鉀之水溶液(有效成分1.0質量%)各自使用不同的滴液漏斗,費180分鐘滴下。滴下結束後,在同溫度下攪拌60分鐘。
將前述反應容器內的溫度冷卻到40℃,以反應容器中的水分散體之pH成為8.5之方式添加氨水(有效成分10質量%)後,以不揮發分成為2質量%之方式添加去離子水,得到底漆組成物(6)。
於備有攪拌機、回流冷卻管、氮氣導入管、溫度計、單體混合物滴下用滴液漏斗及聚合觸媒滴下用滴液漏斗之反應容器中,加入200質量份的乙酸乙酯,邊吹入氮氣邊升溫到90℃。於經升溫到90℃的反應容器內,在攪拌下,將含有15質量份的甲基丙烯酸羥基乙酯、38質量份的苯乙烯、17質量份的甲基丙烯酸甲酯、30質量份的丙烯酸丁酯之乙烯基單體混合物,與含有1質量份的偶氮異丁腈及20質量份的乙酸乙酯之聚合起始劑溶液,各自從不同的滴液漏斗,一邊將反應容器內溫度保持在90±1℃,一邊費240分鐘滴下而聚合。滴下結束後,於同溫度下攪拌120分鐘後,將前述反應容器內之溫度冷卻到30℃。接著,添加乙酸乙酯,將不揮發分調整至2質量%,得到底漆組成物(7)。
依照日本發明專利第4573138號公報記載之實施例1,得到由具有灰綠色金屬光澤的鱗片狀塊所構成之陽離子性銀奈米粒子,其係銀奈米粒子與具有陽離子性基(胺基)的有機化合物之複合體。然後,使此銀奈米粒子之粉末分散於45質量份的乙二醇與55質量份的離子交換水之混合溶劑中,調製陽離子性銀奈米粒子為5質量%之流動體(1)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例1所得之底漆組成物(1)。接著,藉由使用熱風乾燥機,在150℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在150℃乾燥5分鐘,形成相當於前述銀奈米粒子層(B)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為11。
將上述所形成的銀層,在鍍敷前處理劑(混合有3質量份的氯化鈀、17質量份的36質量%之鹽酸、 80質量份的離子交換水之水溶液)中,於常溫下浸漬1分鐘後,在無電解鍍銅液(奥野製藥工業股份有限公司製「OIC Copper」、pH12.5)中,於45℃浸漬12分鐘,進行無電解鍍銅,形成由無電解鍍敷所造成之鍍銅層(膜厚0.2μm)。
將上述所得之由無電解鍍銅所造成之鍍銅層設定在陰極側,將含磷銅設定在陽極側,藉由使用含有硫酸銅的電解鍍敷液,以電流密度2.5A/dm2進行30分鐘電解鍍敷,於由無電解鍍銅所造成之鍍銅層的表面上,形成由電解鍍銅所造成之鍍銅層(膜厚15μm)。作為前述電解鍍敷液,係使用70g/L的硫酸銅、200g/L的硫酸、50mg/L的氯離子、5ml/L的添加劑(奥野製藥工業(股)製「Top Lucina SF-M」)。還有,合併有由無電解鍍銅所造成之鍍銅層及在其上所形成的由電解鍍銅所造成之鍍銅層者,係相當於前述金屬鍍敷層(C)。
藉由以上之方法,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(1)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例2所得之底漆組成物(2)。接著,藉由使用熱 風乾燥機,在120℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在150℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(C)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為7。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(2)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例3所得之底漆組成物(3)。接著,藉由使用熱風乾燥機,在120℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在250℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(C)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之 表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為1。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(3)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在200℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(C)之銀層(膜厚100nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為19。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(4)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例4所得之底漆組成物(4)。接著,藉由使用熱 風乾燥機,在200℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在120℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(B)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為24。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(R1)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例5所得之底漆組成物(5)。接著,藉由使用熱風乾燥機,在200℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在100℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(C)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之 表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為35。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(R2)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例6所得之底漆組成物(6)。接著,藉由使用熱風乾燥機,在200℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在110℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(C)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為36。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(R3)。
於聚醯亞胺薄膜(東麗-杜邦股份有限公司製「Kapton 150EN-C」;厚度38μm)之表面上,使用桌上型小型塗布機(RK Print-Coat Instrument公司製「K Printing Proofer」),以乾燥後的厚度成為100nm之方式塗布調製例7所得之底漆組成物(7)。接著,藉由使用熱風乾燥機,在220℃乾燥5分鐘,而在聚醯亞胺薄膜之表面上形成底漆層。
於上述所形成的底漆層之表面上,使用棒塗機,塗布上述所得之流動體(1)。接著,藉由在120℃乾燥5分鐘,形成相當於前述金屬奈米粒子層(C)之銀層(膜厚20nm)。以光電子分光裝置測定此銀奈米粒子層之表面,結果激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)為43。
關於鍍敷步驟,與實施例1同樣地,進行無電解鍍銅與電解鍍銅,得到依順序積層有支撐體(A)、底漆層(X)、金屬奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體(R4)。
對於上述的實施例1~4及比較例1~4所得之積層體(1)~(4)及(R1)~(R4),進行下述之測定及評價。
對於所得之各積層體,使用島津製作所股份有限公司製「Autograph AGS-X 500N」,測定剝離強度。還有, 測定中所用的引線寬度為5mm,其剝離角度設為90°。又,剝離強度係有金屬鍍敷層的厚度愈厚,顯示愈高的值之傾向,但是本發明中的剝離強度之測定係以金屬鍍敷層的厚度15μm之測定值作為基準而實施。
從上述所測定之加熱前的剝離強度之值,依照下述基準來評價密著性。
A:剝離強度之值為650N/m以上。
B:剝離強度之值為450N/m以上且小於650N/m。
C:剝離強度之值為250N/m以上且小於450N/m。
D:剝離強度之值小於250N/m。
對於上述所得之各積層體,分別在設定於150℃的乾燥機內保管168小時,進行加熱。加熱後,以與上述同樣之方法測定剝離強度。
使用上述所測定之加熱前後的剝離強度值,算出加熱前後的保持率,依照下述基準來評價耐熱性。
A:保持率為85%以上。
B:保持率為70%以上且小於85%。
C:保持率為55%以上且小於70%。
D:保持率小於55%。
表1中顯示實施例1~4之銀奈米粒子層表面的前述規格化光電子產率(1/2次方)、加熱前後的剝離強度之測定結果、密著性及耐熱性之評價結果。又,表2中顯示比較例1~4之銀奈米粒子層表面的前述規格化光電子產率(1/2次方)、加熱前後的剝離強度之測定結果、密著性及耐熱性之評價結果。
可確認本發明之積層體的實施例1~4所得之積層體(1)~(4),由於激發能量5.5eV時的銀奈米粒子層的規格化光電子產率(1/2次方)之值為0.1以上20以下,而初期(加熱前)的密著性充分高,還有加熱後的剝離強度之降低亦輕微,耐熱性亦優異。
另一方面,可確認比較例1~4所得之積層體(R1)~(R4)是激發能量為5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值超過20之例,但是初期(加熱前)的密著性或加熱後的剝離強度低。
Claims (5)
- 一種積層體,其係於支撐體(A)之上依順序積層有銀奈米粒子層(B)及金屬鍍敷層(C)之積層體,其特徵為:以光電子分光裝置測定積層該金屬鍍敷層(C)之前的該銀奈米粒子層(B)之表面時,激發能量5.5eV時的規格化光電子產率(1/2次方)之值為0.1以上20以下。
- 如請求項1之積層體,其中該支撐體(A)與該銀奈米粒子層(B)係隔著底漆層(X)而積層者。
- 一種印刷配線板,其特徵為使用如請求項1或2之積層體。
- 一種可撓性印刷配線板,其係如請求項1或2之積層體,其特徵為使用該支撐體(A)為薄膜的積層體。
- 一種成形品,其特徵為使用如請求項1或2之積層體。
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