TW202234954A - 半加成工法用積層體及使用其之印刷配線板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種印刷配線板之製造方法,其無需利用鉻酸或過錳酸進行表面粗化,無需利用鹼來形成表面改質層等,且不使用真空裝置,即可獲得具有基材與導體電路之高密接性、底切較少,且具有作為電路配線良好之矩形截面形狀的配線。
本發明人等發現一種技術,從而完成了本發明,該技術係藉由於在絕緣性基材之兩表面上形成有底塗層且設置有貫通兩表面之通孔之基材上形成金屬粒子層,可牢固地固定金屬粒子層,因此藉由鍍覆法,可不使用真空設備等昂貴之裝置而簡便地形成密接性優異之經兩面連接之配線圖案。
Description
本發明係關於一種將基材兩面進行電性連接之印刷配線板。
印刷配線板係於絕緣性基材之表面形成有電路圖案金屬層者。近年來,隨著電子機器產品之小型化、輕量化要求不斷提高,印刷配線板(膜)之薄型化、及電路配線之高精細化要求亦日益提高。以往,作為製造電路配線之方法,業界廣泛使用減成法,該方法係於形成於絕緣性基材上之銅層之表面形成電路圖案形狀之蝕刻抗蝕劑,對無需電路之部分之銅層進行蝕刻,藉此形成銅配線。然而,減成法中,配線邊緣部分之銅容易殘留,當配線間距離因電路配線之高密度化而變短時,存在短路或缺乏配線間之絕緣可靠性等問題。又,若為了防止短路,或為了提高絕緣可靠性而進一步進行蝕刻,則蝕刻液會包繞抗蝕劑下部而致使側面蝕刻進行,結果存在配線寬度方向變細之問題。尤其於混合存在配線密度不同之區域時,存在於配線密度較低之區域之微細配線亦有若進行蝕刻則會消失等問題。進而,藉由減成法所獲得之配線之截面形狀非矩形,而成為邊緣向基材側延展之梯形或三角形之形狀,因此成為寬度在厚度方向不同之配線,作為電氣傳輸路徑而言亦存在問題。
作為解決該等問題並製作微細配線電路之方法,業界提出了一種半加成法。於半加成法中,預先於絕緣性基材上形成導電性晶種層,再於該晶種層上之非電路形成部形成鍍覆抗蝕劑。經由導電性晶種層以電鍍方式形成配線部後,將抗蝕劑剝離,去除非電路形成部之晶種層,藉此形成微細配線。根據該方法,由於使鍍層沿著抗蝕劑之形狀析出,故而可使配線之截面形狀成為矩形,又,不論圖案之疏密如何,均可使目標寬度之配線析出,因此適於形成微細配線。
於半加成法中,已知一種藉由使用鈀觸媒之無電解鍍銅、或無電解鍍鎳而於絕緣性基材上形成導電性晶種層之方法。關於該等方法,例如於使用增層膜之情形時,為了確保膜基材與鍍銅膜之密接性,而進行被稱為除膠渣(desmear)粗化之使用過錳酸等烈性藥劑之基材表面粗化,自所形成之空隙中形成鍍膜,藉此利用定錨效應(anchor effect)而確保絕緣性基材與鍍膜之密接性。然而,若對基材表面進行粗化,則存在難以形成微細配線,又,高頻傳輸特性劣化等問題。因此,業界研究了減小粗化之程度,但於低粗化之情形時,存在無法獲得所形成之配線與基材間之所需密接強度之問題。
另一方面,亦已知一種於聚醯亞胺膜上實施無電解鍍鎳而形成導電晶種之技術。於該情形時,藉由將聚醯亞胺膜浸漬於強鹼,而使表層之醯亞胺環開環,使膜表面變得親水性化,同時形成供水滲透之改質層,使鈀觸媒滲透至該改質層中,進行無電解鍍鎳,藉此形成鎳之晶種層(例如參照專利文獻1)。於該技術中,藉由自聚醯亞胺最表層之改質層中形成鍍鎳層而獲得了密接強度,但該改質層處於已使醯亞胺環開環之狀態,因此存在以下問題,即,膜表層成為在物理性、化學性方面脆弱之結構。
相對於此,作為不進行表面粗化、或不於表層形成改質層之方法,亦已知一種藉由濺鍍法而於絕緣性基材上形成鎳、或鈦等導電性晶種之方法(例如參照專利文獻2)。該方法雖然能夠於不使基材表面粗化之情況下形成晶種層,但存在下述問題,亦即,需要使用昂貴之真空裝置,需要較大之初始投資,基材尺寸或形狀受限,生產性較低且步驟繁雜等。
作為解決濺鍍法之問題之方法,業界提出了一種利用含有金屬粒子之導電性油墨之塗布層作為導電性晶種層之方法(例如參照專利文獻3、4)。據載,該等技術為以下技術:於由膜或片所構成之絕緣性基材上,塗布分散有粒徑為1~500 nm之金屬粒子之導電性油墨,進行熱處理,藉此將上述所塗布之導電性油墨中之金屬粒子作為金屬層固定於絕緣性基材上而形成導電晶種層,進而於該導電晶種層上進行鍍覆。
於專利文獻3、4中,提出了藉由半加成法來形成圖案,據實施例記載,塗布分散有銅粒子之導電性油墨,並進行熱處理而形成銅導電晶種層,將形成有該導電晶種層之基材用作半加成工法用基材,於導電晶種層上形成感光性抗蝕劑,經過曝光、顯影,以電鍍銅之方式使圖案形成部之膜厚增加,將抗蝕劑剝離後,對銅導電晶種層進行蝕刻而加以去除。又,專利文獻4為以下技術:使用進而在絕緣性基材形成有貫通兩面之開口之基材,於開口部亦形成上述含有金屬粒子之導電性油墨之塗布層作為導電性晶種層,藉此將絕緣性基材之兩面加以連接。
該等技術係於絕緣性基材上形成由銅粒子所構成之導電晶種層,於導電晶種層上藉由鍍覆而形成配線金屬層,但導電晶種層與絕緣性基材之界面之接著性不夠充分,配線金屬層可能會因鍍覆金屬之應力而發生剝離。尤其是使用半加成工法而形成之細線中,配線部導電晶種層在基材上之設置面積變小,因此密接性之課題變得重要。
又,如銅導電性晶種層與銅電路圖案之組合般,導電性晶種層與電路圖案導電層由同種金屬形成之情形時,在去除非圖案形成部之導電性晶種層時,電路圖案導電層亦同時被蝕刻,因此得知電路圖案變得又細又薄,且電路導電層之表面粗糙度亦變大,其等成為在製造高密度配線、高頻傳輸用配線時所應解決之問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]WO2009/004774號公報
[專利文獻2]日本特開平9-136378號公報
[專利文獻3]日本特開2010-272837號公報
[專利文獻4]WO2015/147219號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明所欲解決之課題在於:提供一種印刷配線板之製造方法,其無需利用鉻酸或過錳酸進行表面粗化,無需利用鹼來形成表面改質層等,且不使用真空裝置,即可獲得具有基材與導體電路之高密接性(剝離強度較高)、底切較少,且具有作為電路配線良好之矩形截面形狀的配線。
[解決課題之技術手段]
本發明人等為了解決上述課題進行了努力研究,結果發現下述技術,從而完成了本發明,該技術係藉由於在絕緣性基材之兩表面上形成有底塗層且設置有貫通兩表面之通孔之基材上形成金屬粒子層,可牢固地固定金屬粒子層,因此藉由鍍覆法,可不使用真空設備等昂貴之裝置而簡便地形成密接性優異之經兩面連接之配線圖案;又,該技術將金屬粒子層與藉由鍍覆法所形成之配線之金屬層設為不同之金屬組成,藉此於半加成工法之晶種層蝕刻步驟中,不會發生電路圖案變細或薄膜化,而形成設計再現性良好且具有平滑電路層表面之印刷配線板。
即,本發明如下:
1.一種於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其特徵在於具有:
步驟1,其於絕緣性基材(A)上形成底塗層(B);
步驟2,其於形成有底塗層(B)之絕緣性基材(A)上形成貫通基材兩面之通孔;
步驟3,其於底塗層(B)上、及通孔表面上形成含有金屬粒子之金屬層(M1);
步驟4,其於上述底塗層(B)上之金屬層(M1)上形成電路形成部之抗蝕劑已被去除之圖案抗蝕劑;
步驟5,其藉由鍍覆法於金屬層(M1)上形成導體電路層(M2);及
步驟6,其剝離圖案抗蝕劑,利用蝕刻液去除非電路形成部之金屬層(M1)。
2.如1所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其具有:步驟1a,其於上述形成底塗層(B)之步驟1後,在底塗層形成剝離性覆蓋層(RC);及步驟2a,其於在形成有剝離性覆蓋層之絕緣性基材(A)上形成貫通基材兩面之通孔之步驟2後,去除剝離性覆蓋層。
3.如1或2所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述金屬層(M1)具有導電性。
4.如1至3中任一項所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述鍍覆法為電鍍法。
5.如1至4中任一項所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,構成上述金屬層(M1)與導體電路層(M2)之金屬為不同之金屬組成。
6.如1至5中任一項所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述金屬粒子為銀粒子。
7.如1至6中任一項所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述金屬粒子為經高分子分散劑被覆者。
8.如7所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,於上述底塗層(B)使用具有反應性官能基[X]之樹脂,於上述高分子分散劑使用具有反應性官能基[Y]者,且於上述反應性官能基[X]與上述反應性官能基[Y]之間形成鍵。
9.如8所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述反應性官能基[Y]為含鹼性氮原子之基。
10.如8所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述具有反應性官能基[Y]之高分子分散劑為選自由聚伸烷基亞胺、及具有包含氧伸乙基單元之聚氧伸烷基結構之聚伸烷基亞胺所組成之群中之一種以上。
11.如8至10中任一項所記載之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其中,上述反應性官能基[X]為選自由酮基、乙醯乙醯基、環氧基、羧基、N-烷醇基(N-alkylol group)、異氰酸基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基、烯丙基所組成之群中之一種以上。
[發明之效果]
藉由本發明之印刷配線板之製造方法,可不使用真空裝置,而製造在各種平滑基材上之密接性較高,經兩面連接,且具有良好之矩形截面形狀之電路配線的印刷配線板。因此,藉由使用本發明之技術,可低成本地提供各種形狀、高密度尺寸、高性能之印刷配線板,在印刷配線領域中產業上之利用性較高。又,藉由本發明之印刷配線板之製造方法所製造之印刷配線板不僅可用於通常之印刷配線板,亦可用於基材表面具有經圖案化之金屬層之各種電子構件,例如亦可應用於連接器、電磁波屏蔽、RFID等天線、膜電容器等。
本發明之印刷配線板之製造方法之特徵在於具有:步驟1,其於絕緣性基材(A)上形成底塗層(B);步驟2,其於形成有底塗層(B)之絕緣性基材(A)上形成貫通基材兩面之通孔;步驟3,其於底塗層(B)上、及通孔表面上形成含有金屬粒子之金屬層(M1);步驟4,其於上述底塗層(B)上之金屬層(M1)上形成電路形成部之抗蝕劑已被去除之圖案抗蝕劑;步驟5,其藉由鍍覆法於金屬層(M1)上形成導體電路層(M2);及步驟6,其剝離圖案抗蝕劑,利用蝕刻液去除非電路形成部之金屬層(M1)。
又,本發明之更佳之態樣之特徵在於具有:步驟1a,其於上述形成底塗層(B)之步驟1後,在底塗層形成剝離性覆蓋層(RC);及步驟2a,其於在形成有剝離性覆蓋層之絕緣性基材(A)上形成貫通基材兩面之通孔之步驟2後,去除剝離性覆蓋層。
作為本發明之步驟1中所使用之上述絕緣性基材(A)之材料,例如可例舉:聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚萘二甲酸乙二酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂、聚芳酯樹脂、聚縮醛樹脂、聚(甲基)丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、接枝共聚化有丙烯酸樹脂之氯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、胺酯樹脂(urethane resin)、環烯烴樹脂、聚苯乙烯、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚苯硫醚(PPS)、聚苯碸(PPSU)、纖維素奈米纖維、矽、碳化矽、氮化鎵、藍寶石、陶瓷、玻璃、類鑽碳(DLC)、氧化鋁等。
又,作為上述絕緣性基材(A),亦可較佳地使用含有熱硬化性樹脂及無機填充材之樹脂基材。作為上述熱硬化性樹脂,例如可例舉:環氧樹脂、酚樹脂、不飽和醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、異氰酸酯樹脂、苯并
樹脂、氧環丁烷樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、烯丙基樹脂、二環戊二烯樹脂、聚矽氧樹脂、三樹脂、三聚氰胺樹脂等。另一方面,作為上述無機填充材,例如可例舉:二氧化矽(silica)、氧化鋁、滑石、雲母、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、硼酸鋁、硼矽酸玻璃等。該等熱硬化性樹脂與無機填充材可分別使用一種,亦可併用兩種以上。
作為上述絕緣性基材(A)之形態,亦可使用可撓性材料、剛性材料、剛性可撓性材料之任一種。更具體而言,可將成形為膜、片、板狀之市售材料用於上述絕緣性基材(A),亦可使用由上述樹脂之溶液、熔融液、分散液成形為任意形狀而獲得之材料。又,上述絕緣性基材(A)可為在金屬等導電性材料上形成有上述樹脂材料之基材。
本發明之印刷配線板之製造方法之步驟1係於絕緣性基材(A)上形成底塗層(B)之步驟。
上述底塗層(B)可藉由以下方式而形成:於上述絕緣性基材(A)之表面之一部分或整面塗布底塗劑,去除上述底塗劑中所含之水性介質、有機溶劑等溶劑。此處,底塗劑係指為了將對絕緣性基材(A)形成之含有金屬粒子之金屬層(M1)牢固地固定於上述絕緣性基材(A)上,提高導體電路層(M2)對基材之密接性而使用者,係指使下述各種樹脂溶解或分散於溶劑中而成之液狀組成物。
作為將上述底塗劑塗布於上述絕緣性基材(A)之方法,只要可良好地形成底塗層(B),便無特別限制,可根據所使用之絕緣性基材(A)之形狀、尺寸、剛柔程度等適當地選擇各種塗布方法。作為具體之塗布方法,例如可例舉:凹版法、膠版法、柔版法、移印法、凹版膠版法、凸版法、凸版反轉法、網版法、微觸法、反向法、氣動刮刀塗布法、刮刀塗布法、氣刀塗布法、擠壓式塗布法、含浸塗布法、轉移輥塗布法、接觸式塗布法、澆鑄塗布法、噴霧塗布法、噴墨法、模嘴塗布法、旋轉塗布法、棒式塗布法、浸漬塗布法等。
又,作為於膜、片、板狀之上述絕緣性基材(A)之兩面塗布上述底塗劑之方法,只要可良好地形成底塗層(B),便無特別限制,只要適當地選擇上文所例示之塗布方法即可。此時,上述底塗層(B)可同時形成於上述絕緣性基材(A)之兩面,亦可在形成於上述絕緣性基材(A)之一面後再形成於另一面。
上述絕緣性基材(A)可於塗布底塗劑前進行表面處理,以提高底塗劑之塗布性,或提高上述導體電路層(M2)對基材之密接性。
作為上述絕緣性基材(A)之表面處理方法,只要不使表面之粗糙度變大,引起微間距圖案形成性或由粗糙表面造成之信號傳輸損耗方面之問題,便無特別限制,只要適當地選擇各種方法即可。作為此種表面處理方法,例如可例舉:UV處理、氣相臭氧處理、液相臭氧處理、電暈處理、電漿處理、鹼處理、酸處理等。該等表面處理方法可用一種方法進行,亦可併用兩種以上之方法。
作為將上述底塗劑塗布於絕緣性基材(A)之表面後,去除該塗布層中所含之溶劑而形成底塗層(B)之方法,例如一般之方法為使用乾燥機使其乾燥,使上述溶劑揮發。作為乾燥溫度,只要設定為能夠使上述溶劑揮發且不會對上述絕緣性基材(A)產生不良影響之範圍之溫度即可,可為室溫乾燥,亦可為加熱乾燥。具體之乾燥溫度較佳為20~350℃之範圍,更佳為60~300℃之範圍。又,乾燥時間較佳為1~200分鐘之範圍,更佳為1~60分鐘之範圍。
關於上述乾燥,可進行送風,亦可不特別進行送風。又,乾燥可於大氣中進行,亦可於氮、氬等置換環境或氣流下進行,亦可於真空下進行。
於上述絕緣性基材(A)為單片之膜、片、板之情形時,除了在塗布場所進行自然乾燥以外,可於送風、恆溫乾燥器等乾燥器內進行。又,於上述絕緣性基材(A)為捲膜或捲片之情形時,可繼塗布步驟後,於所設置之非加熱或加熱空間內使捲材連續地移動,藉此進行乾燥。
上述底塗層(B)之膜厚只要根據使用本發明所製造之印刷配線板之規格、用途進行適當選擇即可,自能夠進一步提高上述絕緣性基材(A)與上述導體電路層(M2)之密接性之方面而言,較佳為10 nm~30 μm之範圍,更佳為10 nm~1 μm之範圍,進而較佳為10 nm~500 nm之範圍。
關於形成底塗層(B)之樹脂,於使用具有反應性官能基[Y]者作為上述銀粒子之分散劑時,較佳為具有相對於反應性官能基[Y]具有反應性之反應性官能基[X]之樹脂。作為上述反應性官能基[X],例如可例舉:胺基、醯胺基、烷醇醯胺基、酮基、羧基、羧酸酐基、羰基、乙醯乙醯基、環氧基、脂環環氧基、氧環丁烷環、乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、(封端化)異氰酸基、(烷氧基)矽基等。又,亦可使用矽倍半氧烷化合物作為形成底塗層(B)之化合物。
尤其於上述分散劑中之反應性官能基[Y]為含鹼性氮原子之基時,自能夠進一步提高上述絕緣性基材(A)上之導體電路層(M2)之密接性之方面而言,形成底塗層(B)之樹脂較佳為具有酮基、羧基、羰基、乙醯乙醯基、環氧基、脂環環氧基、烷醇醯胺基、異氰酸基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基、烯丙基作為反應性官能基[X]者。
作為形成上述底塗層(B)之樹脂,例如可例舉:胺酯樹脂、丙烯酸樹脂、以胺酯樹脂作為殼且以丙烯酸樹脂作為核之核-殼型複合樹脂、環氧樹脂、醯亞胺樹脂、醯胺樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、脲甲醛樹脂、使聚異氰酸酯與苯酚等封端劑進行反應而獲得之封端異氰酸酯聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮等。再者,以胺酯樹脂作為殼且以丙烯酸樹脂作為核之核-殼型複合樹脂,例如可藉由在胺酯樹脂之存在下使丙烯酸單體聚合而獲得。又,該等樹脂可使用一種,亦可併用兩種以上。
上述形成底塗層(B)之樹脂中,自能夠進一步提高絕緣性基材(A)上之導體電路層(M2)之密接性之方面而言,較佳為藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂。作為上述還原性化合物,例如可例舉:酚化合物、芳香族胺化合物、硫化合物、磷酸化合物、醛化合物等。該等還原性化合物中,較佳為酚化合物、醛化合物。
於將藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂用於底塗劑之情形時,會於形成底塗層(B)時之加熱乾燥步驟中生成甲醛、苯酚等還原性化合物。作為藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂之具體例,例如可例舉:使包含N-烷醇基(甲基)丙烯醯胺之單體聚合而成之樹脂、以胺酯樹脂作為殼且以使包含N-烷醇基(甲基)丙烯醯胺之單體聚合而成之樹脂作為核的核-殼型複合樹脂、脲-甲醛-甲醇縮合物、脲-三聚氰胺-甲醛-甲醇縮合物、聚N-烷氧基羥甲基(甲基)丙烯醯胺、聚(甲基)丙烯醯胺之甲醛加成物、三聚氰胺樹脂等藉由加熱而生成甲醛之樹脂;酚樹脂、苯酚封端異氰酸酯等藉由加熱而生成酚化合物之樹脂等。該等樹脂中,就提高密接性之觀點而言,較佳為以胺酯樹脂作為殼且以使包含N-烷醇基(甲基)丙烯醯胺之單體聚合而成之樹脂作為核的核-殼型複合樹脂、三聚氰胺樹脂、苯酚封端異氰酸酯。
再者,於本發明中,「(甲基)丙烯醯胺」意指「甲基丙烯醯胺」及「丙烯醯胺」之一者或兩者,「(甲基)丙烯酸」意指「甲基丙烯酸」及「丙烯酸」之一者或兩者。
藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂可藉由利用自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等聚合方法,使具有藉由加熱而生成還原性化合物之官能基之單體進行聚合而獲得。
作為具有藉由加熱而生成還原性化合物之官能基之單體,例如可例舉N-烷醇基乙烯基單體,具體而言,可例舉:N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-正丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-戊氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙醇(甲基)丙烯醯胺、N-丙醇(甲基)丙烯醯胺等。
又,於製造上述藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂時,亦可使(甲基)丙烯酸烷基酯等其他各種單體與具有藉由加熱而生成還原性化合物之官能基之單體等一起進行共聚。
於使用上述封端異氰酸酯作為形成上述底塗層(B)之樹脂之情形時,在異氰酸基間進行自反應而形成脲二酮鍵,或者異氰酸基與其他成分所具有之官能基形成鍵,藉此形成底塗層(B)。此時所形成之鍵可於塗布上述銀粒子分散液前形成,亦可不於塗布上述銀粒子分散液前形成,而於塗布上述銀粒子分散液後藉由加熱而形成。
作為上述封端異氰酸酯,可例舉具有異氰酸基經封端劑封端而形成之官能基者。
上述封端異氰酸酯較佳為封端異氰酸酯每1莫耳具有350~600 g/mol之範圍之上述官能基者。
就提高密接性之觀點而言,上述官能基較佳為在上述封端異氰酸酯之1分子中具有1~10個者,更佳為具有2~5個者。
又,就提高密接性之觀點而言,上述封端異氰酸酯之數量平均分子量較佳為1,500~5,000之範圍,更佳為1,500~3,000之範圍。
進而,作為上述封端異氰酸酯,就進一步提高密接性之觀點而言,較佳為具有芳香環者。作為上述芳香環,可例舉苯基、萘基等。
再者,上述封端異氰酸酯可藉由使異氰酸酯化合物所具有之異氰酸基之一部分或全部與封端劑進行反應而製造。
作為成為上述封端異氰酸酯之原料之異氰酸酯化合物,例如可例舉:4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、碳二亞胺改質二苯基甲烷二異氰酸酯、粗二苯基甲烷二異氰酸酯、伸苯基二異氰酸酯、甲伸苯基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯等具有芳香環之聚異氰酸酯化合物;六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、伸苯二甲基二異氰酸酯、四甲基伸苯二甲基二異氰酸酯等脂肪族聚異氰酸酯化合物或具有脂環式結構之聚異氰酸酯化合物等。又,亦可例舉上述聚異氰酸酯化合物之其等之縮二脲體、三聚異氰酸酯體、加成體等。
又,作為上述異氰酸酯化合物,亦可例舉使上文所例示之聚異氰酸酯化合物與具有羥基或胺基之化合物等進行反應而獲得者。
於向上述封端異氰酸酯中導入芳香環之情形時,較佳為使用具有芳香環之聚異氰酸酯化合物。又,具有芳香環之聚異氰酸酯化合物中,較佳為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲伸苯基二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯之三聚異氰酸酯體、甲伸苯基二異氰酸酯之三聚異氰酸酯體。
作為用於製造上述封端異氰酸酯之封端劑,例如可例舉:苯酚、甲酚等酚化合物;ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺等內醯胺化合物;甲醯胺肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、甲基異丁基酮肟、環己酮肟等肟化合物;2-羥基吡啶、丁基賽珞蘇、丙二醇單甲醚、苄醇、甲醇、乙醇、正丁醇、異丁醇、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯丙酮、丁硫醇、十二硫醇、乙醯苯胺、乙醯胺(acetic acid amide)、琥珀醯亞胺、順丁烯二醯亞胺、咪唑、2-甲基咪唑、脲、硫脲、伸乙脲、二苯基苯胺、苯胺、咔唑、伸乙基亞胺、聚伸乙基亞胺、1H-吡唑、3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑等。其中,較佳為藉由在70~200℃之範圍進行加熱而能夠解離並生成異氰酸基之封端劑,更佳為藉由在110~180℃之範圍進行加熱而能夠解離並生成異氰酸基之封端劑。具體而言,較佳為酚化合物、內醯胺化合物、肟化合物,尤佳為酚化合物,其原因在於:封端劑因加熱而發生脫離時會成為還原性化合物。
作為上述封端異氰酸酯之製造方法,例如可例舉:將預先製造之上述異氰酸酯化合物與上述封端劑進行混合並使其反應之方法;與用於製造上述異氰酸酯化合物之原料一起混合上述封端劑並使其反應之方法等。
更具體而言,上述封端異氰酸酯可藉由以下方式而製造:使上述聚異氰酸酯化合物與具有羥基或胺基之化合物反應,藉此製造末端具有異氰酸基之異氰酸酯化合物,繼而,將上述異氰酸酯化合物與上述封端劑進行混合並使其反應。
藉由上述方法所獲得之封端異氰酸酯在形成上述底塗層(B)之樹脂中之含有比率較佳為50~100質量%之範圍,更佳為70~100質量%之範圍。
作為上述三聚氰胺樹脂,例如可例舉:對三聚氰胺1莫耳加成1~6莫耳之甲醛而獲得之單或聚羥甲基三聚氰胺;三甲氧基羥甲基三聚氰胺、三丁氧基羥甲基三聚氰胺、六甲氧基羥甲基三聚氰胺等(聚)羥甲基三聚氰胺之醚化物(醚化度為任意);脲-三聚氰胺-甲醛-甲醇縮合物等。
又,除了如上所述使用藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂之方法以外,亦可例舉向樹脂中添加還原性化合物之方法。於該情形時,作為所添加之還原性化合物,例如可例舉:酚系抗氧化劑、芳香族胺系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷酸系抗氧化劑、維生素C、維生素E、乙二胺四乙酸鈉、亞硫酸鹽、次磷酸、次磷酸鹽、肼、甲醛、硼氫化鈉、二甲胺硼烷、苯酚等。
本發明中,向樹脂中添加還原性化合物之方法可能因最終殘留低分子量成分或離子性化合物而導致電特性降低,因此更佳為使用藉由加熱而生成還原性化合物之樹脂之方法。
用於形成上述底塗層(B)之底塗劑就塗布性、成膜性之觀點而言,較佳為於底塗劑中含有1~70質量%之上述樹脂,更佳為含有1~20質量%。
又,作為可用於上述底塗劑中之溶劑,可例舉各種有機溶劑、水性介質。作為上述有機溶劑,例如可例舉甲苯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、環己酮等,作為上述水性介質,可例舉水、與水混合之有機溶劑、及其等之混合物。
作為上述與水混合之有機溶劑,例如可例舉:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙基卡必醇、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇等醇溶劑;丙酮、甲基乙基酮等酮溶劑;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等伸烷基二醇溶劑;聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等聚伸烷基二醇溶劑;N-甲基-2-吡咯啶酮等內醯胺溶劑等。
又,形成上述底塗層(B)之樹脂可視需要具有例如烷氧基矽基、矽醇基、羥基、胺基等有助於交聯反應之官能基。關於利用該等官能基而形成之交聯結構,可於後續步驟之形成含有金屬粒子之金屬層(M1)之步驟前已形成交聯結構,又,亦可於形成含有金屬粒子之金屬層(M1)之步驟後形成交聯結構。於形成含有金屬粒子之金屬層(M1)之步驟前形成交聯結構時,可於形成上述導體電路層(M2)前預先在上述底塗層(B)形成交聯結構,亦可於形成上述導體電路層(M2)後例如藉由熟化而在上述底塗層(B)形成交聯結構。
於上述底塗層(B)中,亦可視需要適當地添加以交聯劑為代表之pH值調節劑、皮膜形成助劑、調平劑、增黏劑、撥水劑、消泡劑等公知者而使用。
作為上述交聯劑,例如可例舉金屬螯合化合物、聚胺化合物、氮環丙烷化合物、金屬鹽化合物、異氰酸酯化合物等,可例舉在25~100℃左右之相對較低之溫度進行反應而形成交聯結構之熱交聯劑、三聚氰胺系化合物、環氧系化合物、唑啉化合物、碳二亞胺化合物、封端異氰酸酯化合物等在100℃以上之相對較高之溫度進行反應而形成交聯結構之熱交聯劑或各種光交聯劑。
上述交聯劑之使用量根據種類而有所不同,但就提高導體電路層(M2)在基材上之密接性之觀點而言,相對於上述底塗劑中所含之樹脂之合計100質量份,較佳為0.01~60質量份之範圍,更佳為0.1~10質量份之範圍,進而較佳為0.1~5質量份之範圍。
於使用上述交聯劑之情形時,可於後續步驟之形成含有金屬粒子之金屬層(M1)之步驟前已形成交聯結構,又,亦可於形成含有金屬粒子之金屬層(M1)之步驟後形成交聯結構。於形成含有金屬粒子之金屬層(M1)之步驟後形成交聯結構之情形時,可於形成上述導體電路層(M2)前在上述底塗層(B)形成交聯結構,亦可於形成上述導體電路層(M2)後例如藉由熟化而在上述底塗層(B)形成交聯結構。
本發明之印刷配線板之製造方法之較佳之一態樣係具有:步驟1a,其於上述形成底塗層(B)之步驟1後,在底塗層形成剝離性覆蓋層(RC)。
將上述剝離性覆蓋層(RC)積層於上述底塗層(B)上,藉此於形成貫通基材兩面之貫通孔之步驟2中,可防止所產生之有機物或無機物之污物(膠渣,smear)附著於底塗層(B)之表面。藉由防止該等污物之附著,可於後續步驟中更良好地形成含有金屬粒子之金屬層(M1)。
作為上述剝離性覆蓋層(RC)之素材,只要能夠達成下述目的,即在形成貫通孔時保護底塗層(M1),在形成金屬粒子層前容易剝離,便無特別限制,可使用市售之各種樹脂膜,可較佳地使用聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯之膜。
關於上述剝離性覆蓋層(RC),亦可使用於聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等膜上具有用以提高剝離性之聚矽氧層者。
關於本發明中所使用之剝離性覆蓋層(RC)之膜厚,就膜之處理性、及上述銀粒子層(M1)之保護性、以及對基材形成貫通孔之簡便性之觀點而言,較佳為10~100 μm,更佳為15~70 μm。
本發明中所使用之剝離性覆蓋層(RC)可於塗布上述底塗層(M1)後積層於底塗層(M1)上。例如於利用輥式塗布機塗布底塗層(M1)之情形時,可藉由在捲取時將剝離性覆蓋層(RC)一同捲取而進行積層。
本發明之印刷配線板之製造方法之步驟2係以下步驟:對於在絕緣性基材(A)之兩表面上形成有上述底塗層(B)之基材、或在絕緣性基材(A)之兩表面上積層有上述底塗層(B)及剝離性覆蓋層(RC)之基材,形成貫通兩面之通孔。
於步驟2中,作為在該等基材形成上述通孔之方法,只要適當地選擇公知慣用之方法即可,例如可例舉:鑽孔器加工、雷射加工、雷射加工與使用氧化劑、鹼性藥劑、酸性藥劑等進行之絕緣性基材之藥劑蝕刻的組合加工法等方法。
上述開孔加工中所形成之通孔之孔徑(直徑)較佳為0.01~1 mm之範圍,更佳為0.02~0.5 mm之範圍,進而較佳為0.03~0.1 mm之範圍。
步驟2中所形成之通孔之數量並無特別限制,只要根據所製造之印刷配線板之用途進行適當選擇即可,於形成複數個通孔之情形時,上述通孔之孔徑可單一,亦可包含不同直徑。
開孔加工時所產生之有機物或無機物之污物(膠渣)可能會附著於通孔內,導致在下述形成兩面電性連接之鍍覆步驟中產生鍍覆析出性不良、或鍍覆密接性降低,有損鍍覆外觀,因此較佳為去除污物(除膠渣)。作為除膠渣之方法,例如可例舉:電漿處理、反濺鍍處理等乾式處理、利用過錳酸鉀等氧化劑水溶液進行之清洗處理、利用鹼或酸之水溶液進行之清洗處理、利用有機溶劑進行之清洗處理等濕式處理等。
於本發明之印刷配線板之製造方法中,在上述底塗層(B)上形成剝離性覆蓋層(RC)之情形時,在步驟2之通孔形成步驟後經過將剝離性覆蓋層剝離之步驟2a。關於步驟2a中之上述剝離性覆蓋層(RC)之剝離,只要機械性地進行剝離即可,亦可使用自動裝置等進行剝離。
本發明之步驟3係以下步驟:於形成於具有上述通孔之上述絕緣性基材(A)上之底塗層(B)上,形成含有金屬粒子之金屬層(M1)。該金屬層(M1)於下述步驟5中,成為藉由鍍覆法來形成導體電路層(M2)時之鍍覆底層。
上述金屬層(M1)係含有金屬粒子之層,作為構成層之金屬粒子,例如可例舉:銀、金、鉑、鈀、釕、錫、銅、鎳、鐵、鈷、鈦、銦、銥等金屬粒子。該等金屬粒子可使用一種,亦可併用兩種以上。又,自於下述鍍覆步驟中,將上述金屬層(M1)用作無電解鍍覆之鍍覆底層時作為鍍覆觸媒之活性較高,將上述金屬層(M1)用作電鍍之鍍覆底層時電阻值足夠低,即便於大氣下進行保存表面亦不易被氧化,且相對便宜等之方面而言,上述金屬粒子較佳為銀粒子。
於實施半加成工法之情形時,利用不同之金屬構成金屬層(M1)與導體電路層(M2),藉此於晶種層蝕刻時,可不使導體電路層(M2)受損而以矩形獲得尺寸精度良好之配線圖案。如下所述,就配線之導電性及經濟性之觀點而言,較佳為利用銅來形成導體電路層(M2),自在晶種層蝕刻時,不使銅之導體電路層(M2)受損,且蝕刻去除性較高之方面而言,那麼形成金屬層之金屬粒子尤佳為銀粒子。
於使用多種金屬粒子作為上述金屬粒子之情形時,關於除主要金屬粒子以外所含有之金屬粒子之比率,只要能夠形成上述金屬層(M1),且可順利地實施下述步驟5中之鍍覆,便無特別限制,但就鍍覆析出之均一性穩定性之觀點而言,相對於主要金屬種粒子100質量份,其他金屬種粒子之含量較佳為5質量份以下,更佳為2質量份以下。
作為將上述金屬層(M1)形成於上述底塗層(B)上之方法,例如可例舉於上述底塗層(B)上塗布金屬粒子分散液之方法。關於上述金屬粒子分散液之塗布方法,只要可良好地形成上述金屬層(M1),便無特別限制,可根據所使用之絕緣性基材(A)之形狀、尺寸、剛柔程度等,適當地選擇與上述底塗層(B)之形成方法中所使用之塗布方法相同之各種塗布方法。作為具體之塗布方法,例如可例舉:凹版法、膠版法、柔版法、移印法、凹版膠版法、凸版法、凸版反轉法、網版法、微觸法、反向法、氣動刮刀塗布法、刮刀塗布法、氣刀塗布法、擠壓式塗布法、含浸塗布法、轉移輥塗布法、接觸式塗布法、澆鑄塗布法、噴霧塗布法、噴墨法、模嘴塗布法、旋轉塗布法、棒式塗布法、浸漬塗布法等。
此時,上述金屬層(M1)可同時形成於兩面形成有上述底塗層(B)之絕緣性基材(A)之兩面,亦可形成於兩面形成有上述底塗層(B)之絕緣性基材(A)之一面後再形成於另一面。
於兩面形成有上述底塗層(B)之絕緣性基材(A)形成通孔,關於對該通孔之表面形成金屬層(M1),可與上述在底塗層(B)上形成金屬層(M1)同時進行。當於底塗層(B)上塗布上述金屬粒子分散液時,分散液滲透至通孔內,而於通孔表面形成由金屬粒子所構成之金屬層(M1)。
上述底塗層(B)可於塗布金屬粒子分散液前進行表面處理,以提高金屬粒子分散液之塗布性,提高步驟5中所形成之導體電路層(M2)對基材之密接性。作為上述底塗層(B)之表面處理方法,只要不使表面之粗糙度變大,引起微間距圖案形成性或由粗糙表面造成之信號傳輸損耗方面之問題,便無特別限制,只要適當地選擇上述之為了於絕緣性基材(A)上形成底塗層(B)而例舉之各種方法即可。作為此種表面處理方法,例如可例舉:UV處理、氣相臭氧處理、液相臭氧處理、電暈處理、電漿處理、鹼處理、酸處理等。該等表面處理方法可用一種方法進行,亦可併用兩種以上之方法。
將上述金屬粒子分散液塗布於上述底塗層(B)上後,對塗布膜進行乾燥、焙燒,而使金屬粒子分散液中所含之溶劑揮發,使金屬粒子彼此密接地接合,藉此於上述底塗層(B)上形成金屬層(M1)。此處,乾燥主要係指自上述銀粒子分散液中使溶劑揮發之製程,焙燒主要意指使銀粒子彼此接合而表現出導電性之製程。
上述乾燥與焙燒可同時進行,亦可暫時預先使塗布膜乾燥,在使用前視需要進行焙燒。乾燥之溫度及時間只要根據下述用於上述銀粒子分散液中之溶劑之種類進行適當選擇即可,溫度為20℃~250℃之範圍,時間較佳為1~200分鐘之範圍。又,焙燒之溫度及時間只要根據所需導電性進行適當選擇即可,溫度為80~350℃之範圍,時間較佳為1~200分鐘之範圍。又,為了於底塗層(B)上獲得密接性優異之金屬層(M1),更佳為使上述焙燒之溫度處於80~250℃之範圍。
關於上述乾燥、焙燒,可進行送風,亦可不特別進行送風。又,乾燥、焙燒可於大氣中進行,亦可於氮、氬等不活性氣體之置換環境下或氣流下進行,亦可於真空下進行。
關於塗布膜之乾燥、焙燒,於上述絕緣性基材(A)為單片之膜、片、板等之情形時,除了在塗布場所進行自然乾燥以外,亦可於送風、恆溫乾燥器等乾燥器內進行。又,於上述絕緣性基材(A)為捲膜或捲片之情形時,可繼塗布步驟後,於所設置之非加熱或加熱空間內使捲材連續地移動,藉此進行乾燥、焙燒。作為此時之乾燥、焙燒之加熱方法,例如可例舉使用烘箱、熱風式乾燥爐、紅外線乾燥爐、雷射照射、微波、光照射(閃光照射裝置)等之方法。該等加熱方法可藉由一種進行,亦可併用兩種以上。
上述金屬層(M1)較佳為於層中在80~99.9質量%之範圍含有金屬粒子,在0.1~20質量%之範圍含有下述分散劑成分。
關於上述金屬層(M1)之厚度,自能夠使電阻值變得更低,能夠成為下述步驟3中之更優異之鍍覆底層之方面而言,該厚度較佳為30~500 nm之範圍。進而,自能夠成為優異之鍍覆底層,並且能夠進一步提高步驟4之去除步驟中之去除性之方面而言,上述厚度更佳為40~200 nm之範圍。於下述步驟5之鍍覆法中,作為導電性晶種層進行使用之情形時,上述金屬層(M1)之厚度較佳為60~200 nm。
上述金屬層(M1)之厚度可藉由公知慣用之各種方法進行估算,例如可利用使用電子顯微鏡之截面觀察法、或使用螢光X射線之方法,使用螢光X射線法較為簡便,故較佳。
又,作為將上述金屬層(M1)於步驟5之鍍覆法中用作電鍍之導電性晶種時之導電性,導電性越高,即電阻值越低,則越佳,只要具有可實施電鍍之導電性即可,只要根據欲藉由本發明來製作之印刷配線板之尺寸、所使用之電源裝置、電極、鍍覆藥液進行適當選擇即可。
於在下述步驟5中實施電鍍之情形時,上述金屬層(M1)較佳為金屬粒子彼此密接地接合在一起,且導電性較高。又,電路形成部之金屬層(M1)亦可為金屬粒子間之空隙由構成導體電路層(M2)之鍍覆金屬填充者。
又,於對下述抗蝕劑層利用活性光使電路圖案曝光之步驟中,為了抑制來自上述導電性金屬層(M1)之活性光之反射,可於能夠形成上述金屬層(M1),能夠正常地實施下述步驟5中之鍍覆,能夠確保下述步驟6中之蝕刻去除性之範圍,在上述金屬層(M1)中含有吸收上述活性光之石墨或碳、花青化合物、酞青化合物、二硫醇金屬錯合物、萘醌化合物、二亞銨化合物、偶氮化合物等吸收光之顏料、或者色素作為光吸收劑。該等顏料或色素只要根據所使用之上述活性光之波長進行適當選擇即可。又,該等顏料或色素可使用一種,亦可併用兩種以上。進而,為了於上述金屬層(M1)中含有該等顏料或色素,只要於下述銀粒子分散液中摻合該等顏料或色素即可。
用於形成上述金屬層(M1)之金屬粒子分散液係金屬粒子分散於溶劑中而成者。作為上述金屬粒子之形狀,只要為能夠良好地形成金屬層(M1)者,便無特別限制,可使用球狀、透鏡狀、多面體狀、平板狀、桿狀、線狀等各種形狀之銀粒子。該等銀粒子可使用單一形狀之一種,亦可併用形狀不同之兩種以上。
於上述金屬粒子之形狀為球狀或多面體狀之情形時,其平均粒徑較佳為1~20,000 nm之範圍。又,於形成微細之電路圖案之情形時,自金屬層(M1)之均質性進一步提高,亦可進一步提高下述步驟6中之蝕刻液去除性之方面而言,其平均粒徑更佳為1~200 nm之範圍,進而較佳為1~50 nm之範圍。再者,關於奈米尺寸粒子之「平均粒徑」係指利用分散良溶劑對上述銀粒子進行稀釋,藉由動態光散射法所測得之體積平均值。於該測定中,可使用MICROTRAC公司製造之「Nanotrac UPA-150」。
另一方面,於金屬粒子為具有透鏡狀、桿狀、線狀等形狀之情形時,其短徑較佳為1~200 nm之範圍,更佳為2~100 nm之範圍,進而較佳為5~50 nm之範圍。
用於形成上述金屬層(M1)之金屬粒子分散液係使金屬粒子分散於各種溶劑中而成者,該分散液中之金屬粒子之粒徑分布可統一為單分散,又,亦可為處於上述平均粒徑範圍之粒子之混合物。
作為上述金屬粒子之分散液中所使用之溶劑,可使用水性介質或有機溶劑。作為上述水性介質,例如可例舉:蒸餾水、離子交換水、純水、超純水、及上述水與有機溶劑混合之混合物。
作為上述與水混合之有機溶劑,例如可例舉:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙基卡必醇、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇等醇溶劑;丙酮、甲基乙基酮等酮溶劑;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等伸烷基二醇溶劑;聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等聚伸烷基二醇溶劑;N-甲基-2-吡咯啶酮等內醯胺溶劑等。
又,作為單獨使用有機溶劑時之有機溶劑,例如可例舉:醇化合物、醚化合物、酯化合物、酮化合物等。
作為上述醇溶劑或醚溶劑,例如可例舉:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、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、松油醇、萜品醇、二氫萜品醇、2-乙基-1,3-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、甘油、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚、四乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、丙二醇單丙醚、二丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單丁醚、三丙二醇單丁醚等。
作為上述酮溶劑,例如可例舉:丙酮、環己酮、甲基乙基酮等。又,作為上述酯溶劑,例如可例舉:乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁酯等。進而,作為其他有機溶劑,可列舉甲苯等烴溶劑、尤其是碳原子數8以上之烴溶劑。
作為上述碳原子數8以上之烴溶劑,例如可例舉辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十三烷、十四烷、環辛烷、二甲苯、1,3,5-三甲苯、乙基苯、十二基苯、四氫萘、三甲基苯環己烷等非極性溶劑,可視需要與其他溶劑進行組合而使用。進而,亦可併用作為混合溶劑之礦油精、溶劑油等溶劑。
上述溶劑只要為能使金屬粒子穩定地分散,能於上述底塗層(B)上良好地形成上述金屬層(M1)者,便無特別限制。又,上述溶劑可使用一種,亦可併用兩種以上。
上述金屬粒子分散液中之金屬粒子之含有率係以使黏度具有與上述塗布方法相匹配之最佳之塗布適應性之方式進行調整,較佳為0.5~90質量%之範圍,更佳為1~60質量%之範圍,進而更佳為2~10質量%之範圍。
上述金屬粒子分散液較佳為上述金屬粒子不會在上述各種溶劑中進行凝集、融合、沉澱而保持長期之分散穩定性,較佳為含有用以使金屬粒子分散於上述各種溶劑中之分散劑。作為此種分散劑,較佳為具有與金屬粒子配位之官能基之分散劑,例如可例舉具有羧基、胺基、氰基、乙醯乙醯基、含磷原子之基、硫醇基、氰硫基、甘胺酸基(glycinato group)等官能基之分散劑。
作為上述分散劑,可使用市售或獨自合成之低分子量或高分子量之分散劑,只要根據使金屬粒子分散之溶劑、或供塗布金屬粒子分散液之上述絕緣性基材(A)之種類等,並視目的進行適當選擇即可。例如可較佳地使用:十二烷硫醇(dodecanthiol)、1-辛硫醇、三苯基膦、十二胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚伸乙基亞胺、聚乙烯吡咯啶酮;肉豆蔻酸、辛酸、硬脂酸等脂肪酸;膽酸、甘草酸、松脂酸等具有羧基之多環式烴化合物等。自使上述底塗層(B)上之金屬層(M1)之密接性變得良好之方面而言,尤佳為使用具有下述反應性官能基[Y]之化合物,該反應性官能基[Y]能夠與用於上述底塗層(B)之樹脂所具有之反應性官能基[X]形成鍵。
作為具有反應性官能基[Y]之化合物,例如可例舉具有胺基、醯胺基、烷醇醯胺基、羧基、羧酸酐基、羰基、乙醯乙醯基、環氧基、脂環環氧基、氧環丁烷環、乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、(封端化)異氰酸基、(烷氧基)矽基等之化合物、矽倍半氧烷化合物等。尤其自能夠進一步提高底塗層(B)與金屬層(M1)之密接性之方面而言,上述反應性官能基[Y]較佳為含鹼性氮原子之基。作為上述含鹼性氮原子之基,例如可例舉:亞胺基、一級胺基、二級胺基等。
上述含鹼性氮原子之基可於分散劑之1分子中存在單個或複數個。藉由在分散劑中含有複數個含鹼性氮原子之基,使得含鹼性氮原子之基一部分以與銀粒子之相互作用而有助於銀粒子之分散穩定性,剩餘之含鹼性氮原子之基有助於提高與上述絕緣性基材(A)之密接性。又,於將具有反應性官能基[X]之樹脂用於上述底塗層(B)之情形時,分散劑中之含鹼性氮原子之基可與該反應性官能基[X]之間形成鍵,可進一步提高下述導體電路層(M2)在上述絕緣性基材(A)上之密接性,故較佳。
關於上述分散劑,自能夠形成金屬粒子分散液之穩定性、塗布性良好、及在上述絕緣性基材(A)上表現出良好之密接性之金屬層(M1)之方面而言,分散劑較佳為高分子分散劑,作為該高分子分散劑,較佳為聚伸乙基亞胺、聚丙烯亞胺等聚伸烷基亞胺、對上述聚伸烷基亞胺加成聚氧伸烷基而成之化合物等。
作為對上述聚伸烷基亞胺加成聚氧伸烷基而成之化合物,可為聚伸乙基亞胺與聚氧伸烷基呈直鏈狀鍵結而成者,亦可為對於由上述聚伸乙基亞胺所構成之主鏈,在其側鏈接枝聚氧伸烷基而成者。
作為對上述聚伸烷基亞胺加成聚氧伸烷基而成之化合物之具體例,例如可例舉:聚伸乙基亞胺與聚氧乙烯之嵌段共聚物、使環氧乙烷與存在於聚伸乙基亞胺之主鏈中的亞胺基之一部分進行加成反應而導入有聚氧乙烯結構者、使聚伸烷基亞胺所具有之胺基、聚氧乙二醇所具有之羥基及環氧樹脂所具有之環氧基進行反應而成者等。
作為上述聚伸烷基亞胺之市售品,可例舉日本觸媒股份有限公司製造之「EPOMIN(註冊商標)PAO系列」之「PAO2006W」、「PAO306」、「PAO318」、「PAO718」等。
上述聚伸烷基亞胺之數量平均分子量較佳為3,000~30,000之範圍。
關於使上述金屬粒子分散所需之上述分散劑之使用量,相對於上述銀粒子100質量份較佳為0.01~50質量份之範圍,又,自能夠於上述絕緣性基材(A)上、或下述底塗層(B)上形成表現出良好之密接性之金屬層(M1)之方面而言,上述使用量相對於上述金屬粒子100質量份較佳為0.1~10質量份之範圍,進而,於步驟5中將上述金屬層(M1)用作導電性晶種之情形時,自能夠提高上述金屬層(M1)之導電性之方面而言,上述使用量更佳為0.1~5質量份之範圍。
作為上述金屬粒子分散液之製造方法,並無特別限制,可使用各種方法進行製造,例如可將使用低真空氣相蒸發法等氣相法所製造之金屬粒子分散於溶劑中,亦可藉由液相對金屬化合物進行還原而直接製備金屬粒子分散液。不論是氣相、液相法,均可適當地視需要藉由更換溶劑或添加溶劑而變更製造時之分散液及塗布時之分散液之溶劑組成。氣相、液相法中,自分散液之穩定性或製造步驟之簡便性考慮,可尤佳地使用液相法。作為液相法,例如可藉由在上述高分子分散劑之存在下對金屬離子進行還原而製造。
於上述金屬粒子分散液中,可進而視需要摻合界面活性劑、調平劑、黏度調整劑、成膜助劑、消泡劑、防腐劑等有機化合物。
作為上述界面活性劑,例如可例舉:聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯苯乙烯基苯醚、聚氧乙烯山梨醇四油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物等非離子系界面活性劑;油酸鈉等脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺基琥珀酸鹽、萘磺酸鹽、聚氧乙烯烷基硫酸鹽、烷磺酸鈉鹽、烷基二苯醚磺酸鈉鹽等陰離子系界面活性劑;烷胺鹽、烷基三甲銨鹽、烷基二甲基苄基銨鹽等陽離子系界面活性劑等。
作為上述調平劑,可使用一般之調平劑,例如可例舉:聚矽氧系化合物、乙炔二醇系化合物、氟系化合物等。
作為上述黏度調整劑,可使用一般之增黏劑,例如可例舉:能夠藉由調整成鹼性而進行增黏之丙烯酸聚合物、合成橡膠乳膠、能夠藉由分子締合而進行增黏之胺酯樹脂、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、二亞苄基山梨醇等。
作為上述成膜助劑,可使用一般之成膜助劑,例如可例舉:二辛基磺基琥珀酸酯鈉鹽等陰離子系界面活性劑、山梨醇酐單油酸酯等疏水性非離子系界面活性劑、聚醚改質矽氧烷、聚矽氧油等。
作為上述消泡劑,可使用一般之消泡劑,例如可例舉: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。
於本發明之步驟4中,在上述金屬層(M1)上形成電路形成部之抗蝕劑已被去除之圖案抗蝕劑。作為圖案抗蝕劑之形成方法,並無特別限制,可藉由公知之方法進行,於上述金屬層(M1)上塗布液態之感光性抗蝕劑並使其乾燥,或使用貼合機將感光性乾膜抗蝕劑加熱壓接於形成有上述金屬層(M1)之基材,藉此形成抗蝕劑層。對於上述金屬層(M1)之表面,可在形成抗蝕劑前進行利用酸性或鹼性清洗液進行之清洗處理、電暈處理、電漿處理、UV處理、氣相臭氧處理、液相臭氧處理、利用表面處理劑進行之處理等表面處理,用以提高與抗蝕劑層之密接性。該等表面處理可用一種方法進行,亦可併用兩種以上之方法。
作為上述利用表面處理劑進行之處理,例如可使用下述方法:日本特開平7-258870號公報中所記載之使用由三唑系化合物、矽烷偶合劑及有機酸所構成之防銹劑進行處理之方法;日本特開2000-286546號公報中所記載之使用有機酸、苯并三唑系防銹劑及矽烷偶合劑進行處理之方法;日本特開2002-363189號公報中所記載之使用下述結構之物質進行處理之方法,該結構係三唑或噻二唑等含氮雜環與三甲氧基矽基或三乙氧基矽基等矽基經由具有硫醚(硫化物)鍵等之有機基進行鍵結而成者;WO2013/186941號公報中所記載之使用具有三環及胺基之矽烷化合物進行處理之方法;日本特開2015-214743號公報中所記載之使用由甲醯基咪唑化合物與胺基丙基矽烷化合物反應而獲得之咪唑矽烷化合物進行處理之方法;日本特開2016-134454號公報中所記載之使用唑矽烷化合物進行處理之方法;日本特開2017-203073號公報中所記載之使用一分子中具有胺基及芳香環之芳香族化合物、具有2個以上羧基之多元酸、以及包含鹵化物離子之溶液進行處理之方法;日本特開2018-16865號公報中所記載之利用含有三唑矽烷化合物之表面處理劑進行處理之方法等。
繼而,對於形成於上述金屬層(M1)上之抗蝕劑層,通過光罩或使用直接曝光機利用活性光對電路圖案進行曝光。曝光量只要視需要進行適當設定即可。使用顯影液去除經由曝光而形成於抗蝕劑層之潛像,藉此形成圖案抗蝕劑。
作為上述顯影液,可例舉碳酸鈉、碳酸鉀等之水溶液。又,將上述經曝光之基材浸漬於顯影液中,或利用噴霧器等將顯影液噴霧至抗蝕劑上,藉此進行顯影,藉由該顯影,可形成電路形成部已被去除之圖案抗蝕劑。
於形成圖案抗蝕劑時,可進而使用基於電漿之除渣處理、或市售之抗蝕劑殘渣去除劑,來去除在硬化抗蝕劑與基板之交界部分所產生之翻邊部分或殘存於基板表面之抗蝕劑附著物等抗蝕劑殘渣。
作為本發明中用於形成圖案抗蝕劑之抗蝕劑,可使用市售之各種抗蝕劑材料,只要根據目標圖案之解析度、所使用之曝光機之種類等進行適當選擇即可,可使用市售之抗蝕劑油墨、液體抗蝕劑、乾膜抗蝕劑,只要根據目標圖案之解析度、所使用之曝光機之種類、後續步驟之鍍覆處理中所使用之藥液之種類、pH值等進行適當選擇即可。
作為市售之抗蝕劑油墨,例如可例舉:太陽油墨股份有限公司製造之「鍍覆抗蝕劑MA-830」、「蝕刻抗蝕劑X-87」;NAZDAR公司之蝕刻抗蝕劑、鍍覆抗蝕劑;互應化學工業股份有限公司製造之「蝕刻抗蝕劑 PLAS FINE PER」系列、「鍍覆抗蝕劑 PLAS FINE PPR」系列等。又,作為電沉積抗蝕劑,例如可例舉Dow Chemical Company公司之「Eagle系列」、「Pepper系列」等。進而,作為市售之乾膜,例如可例舉:日立化成股份有限公司製造之「Photec」系列;Nikko-Materials股份有限公司製造之「ALPHO」系列;旭化成股份有限公司製造之「Sunfort」系列、杜邦公司製造之「Riston」系列等。
於使用中性~酸性之鍍覆液之情形時,使用乾膜抗蝕劑較為簡便,尤其於形成微細電路之情形時,只要使用半加成工法用乾膜即可。作為用於該目的之市售之乾膜,例如可例舉:Nikko-Materials股份有限公司製造之「ALFO LDF500」、「NIT2700」;旭化成股份有限公司製造之「Sunfort UFG-258」;日立化成股份有限公司製造之「RD系列(RD-2015、1225)」、「RY系列(RY-5319、5325)」、杜邦公司製造之「PlateMaster系列(PM200、300)」等。
又,於使用無電解鍍銅液等鹼性鍍覆液之情形時,可使用溶劑溶解剝離型抗蝕劑,或在抗蝕劑不會剝離之pH、溫度區域使用鹼剝離型抗蝕劑。
於本發明之步驟5中,如上所述,藉由顯影而露出之導電性金屬層(M1)上,進行鍍覆處理,藉此形成導體電路層(M2)。
作為上述基於鍍覆法之處理,可例舉:以上述含有金屬粒子之金屬層(M1)作為鍍覆觸媒之無電解鍍覆、或無電解鍍覆與電鍍之組合、電鍍。
於藉由無電解鍍覆來形成上述導體電路層(M2)之情形時,作為鍍覆金屬,例如可例舉:銅、鎳、鉻、鈷、鈷-鎢、鈷-鎢-硼、錫等。該等金屬中,自電阻值較低之方面而言,較佳為銅。又,於本發明中,亦可藉由在無電解鍍覆後進行電鍍而形成上述導體電路層(M2)。若併用電鍍,則可使鍍覆析出速度變大,因此製造效率變高,具有優勢。
於上述步驟5中,併用無電解鍍覆與電鍍來形成上述導體電路層(M2)之情形時,無電解鍍覆與電鍍之析出金屬可相同,亦可不同。例如可例舉:在無電解鍍銅後進行電鍍銅、在無電解鍍鎳後進行電鍍銅、在無電解鍍鎳後進行電鍍鎳、在無電解鍍鈷後進行電鍍銅等組合。作為形成上述導體電路層(M2)之主金屬,自電阻值較低之方面而言,較佳為銅。又,若對無電解鍍銅組合無電解鍍鎳、無電解鍍鈷等,則可抑制銅向基材擴散,因此可提高印刷配線板之長期可靠性,故較佳。
又,於併用無電解鍍覆與電鍍來形成上述導體電路層(M2)之情形時,無電解鍍覆層之厚度只要視需要進行適當選擇即可,但就可確保用以適當地進行電鍍之導電性之方面而言,較佳為0.1 μm以上,更佳為0.15 μm以上。
於上述步驟5中,藉由電鍍來形成導體電路層(M2)時,作為形成上述導體電路層(M2)之主金屬,自電阻值較低之方面而言,較佳為銅。
又,步驟5中所使用之鍍覆法中,就生產效率之觀點而言,尤佳為金屬層(M1)具有導電性,使用電鍍法來形成導體電路層(M2)之方法。
於本發明之印刷配線板之製造方法中,可於鍍覆後進行退火,以緩和鍍膜之應力或提高密接力。退火可於下述步驟6之晶種蝕刻前進行,亦可於蝕刻後進行,亦可於蝕刻前後進行。
退火之溫度只要根據所使用之基材之耐熱性或使用目的,在40~300℃之溫度範圍進行適當選擇即可,但較佳為40~250℃之範圍,自抑制鍍膜之氧化劣化之目的考慮,更佳為40~200℃之範圍。又,於處於40~200℃之溫度範圍時,退火之時間較佳為10分鐘~10天,若在超過200℃之溫度進行退火,則較佳為5分鐘~10小時左右。又,對鍍膜進行退火時,亦可適當地對鍍膜表面賦予防銹劑。
於本發明之步驟6中,剝離圖案抗蝕劑,利用蝕刻液去除非電路形成部之金屬層(M1)。關於圖案抗蝕劑之剝離,只要在所使用之抗蝕劑之目錄、規格書等中所記載之建議條件下進行即可。又,作為剝離圖案抗蝕劑時所使用之抗蝕劑剝離液,可使用市售之抗蝕劑剝離液、或設定為45~60℃之氫氧化鈉或氫氧化鉀之1.5~3質量%水溶液。抗蝕劑之剝離可藉由以下方式進行:將形成有上述導體電路層(M2)之基材浸漬於剝離液中,或利用噴霧器等噴霧剝離液。
又,去除非電路形成部之金屬層(M1)時所使用之蝕刻液較佳為僅對上述導電性金屬層(M1)選擇性地進行蝕刻,不對上述導體電路層(M2)進行蝕刻者。此處,於使用含有銀粒子之金屬層(M1)作為上述金屬層(M1)之情形時,較佳為使銀溶解之速度較快之蝕刻液。作為此種蝕刻液之組成,例如可例舉:稀硝酸、羧酸與過氧化氫之混合物、氨水與過氧化氫之混合物、鹽酸、鹽酸與硝酸之混合物、硫酸與硝酸之混合物、硫酸與硝酸與有機酸(例如乙酸等)之混合物、磷酸與硝酸與有機酸(例如乙酸等)之混合物等。
於使用銅作為構成上述導體電路層(M2)之金屬之情形時,較佳為下述蝕刻液,該蝕刻液係於本發明之步驟6中,去除非電路形成部之導電性金屬層(M1)時,可儘量不對銅進行蝕刻而僅效率良好地去除金屬層(M1)。於構成金屬層(M1)之金屬粒子為銀粒子之情形時,蝕刻液可例舉羧酸與過氧化氫之混合物。
作為上述羧酸,例如可例舉:乙酸、甲酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、珠光子酸、硬脂酸、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、苯甲酸、水楊酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、沒食子酸、苯六甲酸、桂皮酸、丙酮酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、富馬酸、馬來酸、烏頭酸、戊二酸、己二酸、胺基酸等。該等羧酸可使用一種,亦可併用兩種以上。該等羧酸中,自蝕刻液之製造、使用較為容易之方面考慮,較佳為主要使用乙酸。
認為若使用羧酸與過氧化氫之混合物作為蝕刻液,則過氧化氫與羧酸進行反應,藉此生成過氧羧酸(peroxycarboxylic acid)。推測所生成之過氧羧酸係抑制構成導體電路層(M2)之銅之溶解,並同時優先溶解構成導電性金屬層(M1)之銀者。
作為上述羧酸與過氧化氫之混合物之混合比率,自能夠抑制導體電路層(M2)之溶解之方面而言,相對於羧酸1莫耳,過氧化氫較佳為2~100莫耳之範圍,過氧化氫更佳為2~50莫耳之範圍。
上述羧酸與過氧化氫之混合物較佳為經水稀釋所得之水溶液。又,關於上述水溶液中之上述羧酸與過氧化氫之混合物之含有比率,自能夠抑制蝕刻液之溫度上升之影響之方面而言,較佳為2~65質量%之範圍,更佳為2~30質量%之範圍。
作為上述用於稀釋之水,較佳為使用離子交換水、純水、超純水等離子性物質或去除了雜質之水。
於上述蝕刻液中,可進而添加用於保護上述導體電路層(M2)而抑制溶解之保護劑。於將上述導體電路層(M2)設為電鍍銅層之情形時,較佳為使用唑系化合物作為保護劑。
作為上述唑系化合物之具體例,例如可例舉:2-甲基苯并咪唑、胺基三唑、1,2,3-苯并三唑、4-胺基苯并三唑、1-雙胺基甲基苯并三唑、胺基四唑、苯基四唑、2-苯基噻唑、苯并噻唑等。該等唑系化合物可使用一種,亦可併用兩種以上。
上述唑系化合物在蝕刻液中之濃度較佳為0.001~2質量%之範圍,更佳為0.01~0.2質量%之範圍。
又,於上述導體電路層(M2)為鍍銅層之情形時,自能夠抑制電鍍銅層之溶解之方面而言,上述蝕刻液較佳為添加聚伸烷基二醇作為保護劑。
作為上述聚伸烷基二醇,例如可例舉聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等水溶性聚合物等。其中,較佳為聚乙二醇。又,作為聚伸烷基二醇之數量平均分子量,較佳為200~20,000之範圍。
上述聚伸烷基二醇在蝕刻液中之濃度較佳為0.001~2質量%之範圍,更佳為0.01~1質量%之範圍。
於上述蝕刻液中,可視需要摻合有機酸之鈉鹽、鉀鹽、銨鹽等添加劑,以抑制pH值之變動。
關於本發明之步驟6中之非電路形成部之金屬層(M1)之去除,可藉由以下方式進行:於形成上述導體電路層(M2)後,將抗蝕劑已被剝離之基材浸漬於上述蝕刻液中,或者利用噴霧器等對上述基材上噴霧蝕刻液。
於使用蝕刻裝置來去除非電路形成部之金屬層(M1)之情形時,例如可將上述蝕刻液之所有成分以成為特定組成之方式進行製備後供給至蝕刻裝置;亦可將上述蝕刻液之各成分分別供給至蝕刻裝置,於裝置內混合上述各成分,以成為特定組成之方式進行製備。
上述蝕刻液較佳為於10~35℃之溫度範圍使用,尤其於使用含有過氧化氫之蝕刻液時,自能夠抑制過氧化氫之分解之方面而言,較佳為於30℃以下之溫度範圍使用。
對於藉由本發明之製造方法所獲得之印刷配線板,可適當地視需要實施鎳/金鍍覆、鎳/鈀/金鍍覆、鈀/金鍍覆等作為在電路圖案上形成阻焊層、及導體電路層(M2)之最終表面處理之手段。
關於本發明之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板,可藉由測定剝離強度來確認密接性之高低。剝離強度係對作為導體電路層之15 μm厚之鍍銅層之5 mm寬之條紋圖案,進行90°方向之剝離試驗而測定剝離強度。
藉由以上所述之本發明之印刷配線板之製造方法,可不使用真空裝置,而製造在各種平滑基材上之密接性較高,經兩面連接,且具有良好之矩形截面形狀之電路配線的配線板。因此,藉由使用本發明之製造方法,能夠以低成本良好地提供各種形狀、高密度尺寸、高性能之印刷配線板用基板、印刷配線板,於印刷配線板領域中之產業上具有高利用性。又,藉由本發明之製造方法,不僅可製造印刷配線板,亦可製造於基材表面具有經圖案化之金屬層之各種構件,例如連接器、電磁波屏蔽、RFID等天線、膜電容器等。
[實施例]
以下,使用實施例來詳細地說明本發明。於以下之實施例及比較例中,「份」及「%」均為質量基準。
[製造例1:底塗劑(B-1)之製造]
於具備溫度計、氮導入管、攪拌機之反應容器中,導入氮並同時添加對苯二甲酸830質量份、間苯二甲酸830質量份、1,6-己二醇685質量份、新戊二醇604質量份及二丁基氧化錫0.5質量份,以230℃進行15小時縮聚反應直至於180~230℃酸值成為1以下,從而獲得羥值55.9、酸值0.2之聚酯多元醇。
於減壓下以100℃對上述聚酯多元醇1000質量份進行脫水,冷卻至80℃後,加入甲基乙基酮883質量份並充分攪拌使其溶解,加入2,2-二羥甲基丙酸80質量份,繼而加入異佛酮二異氰酸酯244質量份,於70℃使其反應8小時。
上述反應結束後,冷卻至40℃,加入三乙胺60質量份進行中和後,與水4700質量份進行混合而獲得透明之反應產物。
自上述反應產物中,於40~60℃之減壓下去除甲基乙基酮,繼而混合水,藉此獲得不揮發分10質量%、重量平均分子量50000之底塗劑(B-1)。
[製造例2:底塗劑(B-2)之製造]
向安裝有溫度計、冷凝管、分餾柱、攪拌器之燒瓶中加入苯酚750質量份、三聚氰胺75質量份、41.5質量%福馬林346質量份、及三乙胺1.5質量份,在注意放熱之同時升溫至100℃。在回流下以100℃使之反應2小時後,於常壓下去除水並同時歷時2小時升溫至180℃。繼而,於減壓下去除未反應之苯酚而獲得胺基三改質酚醛清漆樹脂。羥基當量為120 g/當量。
將上述所獲得之胺基三酚醛清漆樹脂65質量份、及環氧樹脂(DIC股份有限公司製造之「EPICLON 850-S」;雙酚A型環氧樹脂,環氧基當量188 g/當量)35質量份加以混合後,利用甲基乙基酮以不揮發分成為2質量%之方式進行稀釋混合,藉此獲得底塗劑組成物(B-2)。
[製備例1:銀粒子分散液之製備]
使用對聚伸乙基亞胺加成聚氧乙烯而成之化合物作為分散劑,使平均粒徑30 nm之銀粒子分散於乙二醇45質量份及離子交換水55質量份之混合溶劑中,藉此製備含有銀粒子及分散劑之分散體。繼而,向所獲得之分散體中添加離子交換水、乙醇及界面活性劑,從而製備5質量%之銀粒子分散液。
[製備例2:銀用蝕刻液(1)之製備]
向水47.4質量份中加入乙酸2.6質量份,進而加入35質量%過氧化氫溶液50質量份而製備銀用蝕刻液(1)。該銀用蝕刻液(1)之過氧化氫與羧酸之莫耳比(過氧化氫/羧酸)為13.6,銀用蝕刻液(1)中之過氧化氫及羧酸之混合物之含有比率為22.4質量%。
[剝離強度之測定]
於下述實施例1、2及比較例1、2中,對於作為導體電路層之15 μm厚之鍍銅層之5 mm寬之條紋圖案,使用西進商事股份有限公司製造之「Multi Bond Tester SS-30WD」進行90°方向之剝離試驗,測定剝離強度。
(實施例1)
於PET膜(東麗股份有限公司製造之「Lumirror#100 U48」;厚度100 μm)之表面,使用桌上型小型塗布機(RK Print Coat Instruments公司製造之「K Printing Proofer」),將製造例1中所獲得之底塗劑(B-1)以乾燥後之平均厚度成為600 nm之方式進行塗布。繼而,使用熱風乾燥機以120℃乾燥5分鐘,藉此於PET膜之表面形成底塗層。繼而,將PET膜翻面,藉由與上述相同之方式塗布底塗劑(B-1)並進行乾燥,藉此於PET膜之兩面形成底塗層。
繼而,於配線長度100 mm、阻抗50 Ω之微帶線之傳輸特性評價端子中之背面直接接地(solid GND)處之連接位置,使用鑽孔器形成100 μm直徑之通孔。繼而,於該所形成之底塗層上,使用桌上型小型塗布機(RK Print Coat Instruments公司製造之「K Printing Proofer」),將製備例1中所獲得之銀粒子分散體以乾燥後之平均厚度成為50 nm之方式進行塗布。繼而,使用熱風乾燥機以120℃乾燥5分鐘,藉此於底塗層上形成由銀粒子所構成之金屬層。將該膜翻面,藉由與上述相同之方式形成由銀粒子所構成之金屬層。
於藉此所獲得之兩面具有底塗層、及由銀粒子所構成之金屬層之PET膜,使用覆膜機以100℃壓接乾膜抗蝕劑(日立化成股份有限公司製造之「Photec RD-1225」;抗蝕劑膜厚25 μm),繼而使用直接曝光數位成像裝置(奧寶科技公司製造之「Nuvogo1000R」),於抗蝕劑上使配線長度100 mm、阻抗50 Ω之微帶線圖案、及測定探針用之與GND連接之通孔部之端子墊圖案、以及剝離試驗用之5 mm寬、10 mm長之條紋圖案曝光。繼而,使用1質量%碳酸鈉水溶液進行顯影,藉此於由銀粒子層所構成之金屬層(M1)上形成微帶線圖案、及探針端子墊部、以及條紋圖案已被去除之圖案抗蝕劑,使PET膜上之銀粒子層(M1)露出。
繼而,將所獲得之膜於無電解鍍銅液(羅門哈斯電子材料股份有限公司製造之「Circuposit 6550」)中在35℃浸漬10分鐘,於所露出之由銀粒子所構成之金屬層表面形成無電解鍍銅膜(厚度0.2 μm)。使經無電解鍍銅處理之兩面與測試機之探針接觸而確認導通,藉此確認到兩面經由通孔得以電性連接。
將經過無電解鍍銅之表面設置於陰極,將含磷銅作為陽極,使用含有硫酸銅之電鍍液(硫酸銅60 g/L、硫酸190 g/L、氯離子50 mg/L、添加劑「羅門哈斯電子材料股份有限公司製造之Copper Gleam ST-901」),以2 A/dm
2之電流密度進行41分鐘電鍍,藉此於抗蝕劑已被去除之微帶圖案及探針端子墊部、以及條紋圖案處,藉由電鍍銅而形成18 μm厚之電路圖案之導電電路層(M2)。繼而,將形成有銅金屬圖案之膜浸漬於被設定為50℃之3質量%之氫氧化鈉水溶液中,藉此剝離圖案抗蝕劑。
繼而,將上述所獲得之膜在25℃於製備例3中所獲得之銀用蝕刻液中浸漬30秒鐘,藉此去除導電層圖案以外之銀粒子層而獲得印刷配線板。關於所製作之印刷配線板之電路形成部(微帶線、及探針端子部)之截面形狀,配線高度及配線寬度未減少,且呈現無底切之矩形形狀,為平滑表面之導體電路層(M2)。
使用條紋圖案之剝離強度試驗之結果,即剝離強度為0.67 kN/m。
(實施例2)
於聚醯亞胺膜(Kaneka股份有限公司製造之「Apical 25NPI」,厚度25 μm)之表面,使用桌上型小型塗布機(RK Print Coat Instruments公司製造之「K Printing Proofer」),將製造例2中所獲得之底塗劑(B-2)以乾燥後之厚度成為150 nm之方式進行塗布,繼而使用熱風乾燥機以160℃乾燥5分鐘。進而,將膜翻面,藉由與上述相同之方式將製造例1中所獲得之底塗劑(B-1)以乾燥後之厚度成為160 nm之方式進行塗布,使用熱風乾燥機以160℃乾燥5分鐘,藉此於聚醯亞胺膜之兩表面形成底塗層。於該膜之兩面,層壓38 μm厚之聚酯製再剝離性黏著帶(Panac股份有限公司製造,Panaprotect HP/CT)作為剝離性覆蓋層(RC),從而製作在作為絕緣性基材(A)之聚醯亞胺膜之兩表面上依序積層有底塗層(B)及剝離性覆蓋層(RC)之積層體。
繼而,於所獲得之積層體表面,在配線長度100 mm、阻抗50 Ω之微帶線之傳輸特性評價端子中之背面直接接地處之連接位置,使用雷射形成50 μm直徑之通孔,機械性地剝離剝離性覆蓋層(RC)。
於形成有通孔之底塗層上,使用桌上型小型塗布機(RK Print Coat Instruments公司製造之「K Printing Proofer」),將製備例1中所獲得之銀粒子分散體以乾燥後之平均厚度成為80 nm之方式進行塗布。繼而,使用熱風乾燥機以180℃乾燥5分鐘,藉此於底塗層上形成由銀粒子所構成之導電性金屬層(M1)。將該膜翻面,藉由與上述相同之方式,形成由銀粒子所構成之導電性金屬層(M1)。藉由使該膜之兩表面與測試機之探針接觸,而確認兩面之導通,確認到其兩面經由基材中所形成之通孔,藉由由銀粒子所構成之導電性金屬層(M1)而確保了電性連接。
於藉此所獲得之兩面具有底塗層、及由銀粒子所構成之導電性金屬層(M1),且兩面導通得到確保之聚醯亞胺膜上,使用覆膜機以100℃壓接乾膜抗蝕劑(日立化成股份有限公司製造之「Photec RD-1225」;抗蝕劑膜厚25 μm),繼而使用直接曝光數位成像裝置(奧寶科技公司製造之「Nuvogo1000R」),於抗蝕劑上使配線長度100 mm、阻抗50 Ω之微帶線圖案、及測定探針用之與GND連接之通孔部之端子墊圖案、以及剝離試驗用之5 mm寬、10 mm長之條紋圖案曝光。繼而,使用1質量%碳酸鈉水溶液進行顯影,藉此於由銀粒子層所構成之金屬層(M1)上形成微帶線圖案、及探針端子墊部、以及條紋圖案已被去除之圖案抗蝕劑,使聚醯亞胺膜上之由銀粒子所構成之導電性金屬層(M1)露出。
將金屬層(M1)表面設置於陰極,將含磷銅作為陽極,使用含有硫酸銅之電鍍液(硫酸銅60 g/L、硫酸190 g/L、氯離子50 mg/L、添加劑「羅門哈斯電子材料股份有限公司製造之Copper Gleam ST-901」),以2 A/dm
2之電流密度進行41分鐘電鍍,藉此於抗蝕劑已被去除之微帶圖案及探針端子墊部、條紋圖案部,藉由電鍍銅而形成18 μm厚之電路圖案之導電電路層(M2)。繼而,將形成有銅金屬圖案之膜浸漬於被設定為50℃之3質量%之氫氧化鈉水溶液中,藉此剝離圖案抗蝕劑。
繼而,將上述所獲得之膜在25℃於製備例3中所獲得之銀用蝕刻液中浸漬30秒鐘,藉此去除導電層圖案以外之銀粒子層而獲得印刷配線板。關於所製作之印刷配線板之電路形成部(微帶線、及探針端子部)之截面形狀,配線高度及配線寬度未減少,且呈現無底切之矩形形狀,為平滑表面之導體電路層(M2)。
使用條紋圖案之剝離強度測定之結果,即剝離強度為0.85 kN/m。
(比較例1)
除了未形成底塗層以外,以與實施例1相同之方式製作具有微帶線圖案、及條紋圖案之PET基材之印刷配線板。
剝離試驗之結果,即剝離強度為0.4 kN/m。
(比較例2)
除了未形成底塗層之以外,以與實施例2相同之方式製作具有微帶線圖案、及條紋圖案之聚醯亞胺基材之印刷配線板。剝離試驗之結果,即剝離強度為0.49 kN/m。
1:絕緣性基材
2:底塗層
3:貫通孔(通孔)
4:金屬層(M1)
5:圖案抗蝕劑
6:導電層(電鍍銅層)
7:剝離性覆蓋層
[圖1]係請求項1所記載之印刷配線板製造法之步驟圖。
[圖2]係請求項2所記載之印刷配線板製造法之步驟圖。
1:絕緣性基材
2:底塗層
3:貫通孔(通孔)
4:金屬層(M1)
5:圖案抗蝕劑
6:導電層(電鍍銅層)
Claims (11)
- 一種於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其特徵在於具有: 步驟1,其於絕緣性基材(A)上形成底塗層(B);步驟2,其於形成有底塗層(B)之絕緣性基材(A)上形成貫通基材兩面之通孔;步驟3,其於底塗層(B)上、及通孔表面上形成含有金屬粒子之金屬層(M1); 步驟4,其於上述底塗層(B)上之金屬層(M1)上形成電路形成部之抗蝕劑已被去除之圖案抗蝕劑; 步驟5,其藉由鍍覆法於金屬層(M1)上形成導體電路層(M2);及 步驟6,其剝離圖案抗蝕劑,利用蝕刻液去除非電路形成部之金屬層(M1)。
- 如請求項1之於絕緣性基材上具有電路圖案之印刷配線板之製造方法,其具有:步驟1a,其於上述形成底塗層(B)之步驟1後,在底塗層形成剝離性覆蓋層(RC);及步驟2a,其於在形成有剝離性覆蓋層之絕緣性基材(A)上形成貫通基材兩面之通孔之步驟2後,去除剝離性覆蓋層。
- 如請求項1或2之印刷配線板之製造方法,其中,上述金屬層(M1)具有導電性。
- 如請求項3之印刷配線板之製造方法,其中,上述鍍覆法為電鍍法。
- 如請求項1至4中任一項之印刷配線板之製造方法,其中,構成上述金屬層(M1)與導體電路層(M2)之金屬為不同之金屬組成。
- 如請求項1至5中任一項之印刷配線板之製造方法,其中,上述金屬粒子為銀粒子。
- 如請求項1至6中任一項之印刷配線板之製造方法,其中,上述金屬粒子為經高分子分散劑被覆者。
- 如請求項7之印刷配線板之製造方法,其中,於上述底塗層(B)使用具有反應性官能基[X]之樹脂,於上述高分子分散劑使用具有反應性官能基[Y]者,且於上述反應性官能基[X]與上述反應性官能基[Y]之間形成鍵。
- 如請求項8之印刷配線板之製造方法,其中,上述反應性官能基[Y]為含鹼性氮原子之基。
- 如請求項8之印刷配線板之製造方法,其中,上述具有反應性官能基[Y]之高分子分散劑為選自由聚伸烷基亞胺、及具有包含氧伸乙基單元之聚氧伸烷基結構之聚伸烷基亞胺所組成之群中之一種以上。
- 如請求項8至10中任一項之印刷配線板之製造方法,其中,上述反應性官能基[X]為選自由酮基、乙醯乙醯基、環氧基、羧基、N-烷醇基(N-alkylol group)、異氰酸基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基、烯丙基所組成之群中之一種以上。
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