WO2002046281A1 - Materiau composite resine et son procede de moulage - Google Patents

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resin
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resin composite
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Masaru Seita
Hideki Tsuchida
Masaaki Imanari
Koichi Yomogida
Hidemi Nawafune
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Learonal Japan Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a resin composite material having a metal element-containing component on a surface of a resin substrate and a method for forming the resin composite material.
  • Electroless plating has long been used as a method of forming a conductive film on a nonconductive resin in the plating of plastic resin substrates and the plating of printed wiring boards in through-hole plating and semi-additive methods. It has been done.
  • a catalyst nucleus such as Pd, Ag, or Au is formed on the resin substrate.
  • the plating metal is deposited around the metal and a metal film is formed. Therefore, in a resin composite material having a metal film on the surface of a resin substrate obtained by the electroless plating method, the catalyst metal exists as a catalyst layer between the metal film and the resin substrate. Becomes For this reason, regarding the thickness of the metal film formed by the electroless plating method, the portions where the catalyst nuclei exist are thicker and the portions where the catalyst nuclei do not are thinner, so that the distribution of the catalyst nuclei in the electroless plating is uneven. However, if the distribution density is low, there is a problem that sufficient uniformity of the film thickness cannot be achieved.
  • the non-conductive resin used in the plating process for the plastic resin substrate described above, the plating process in the through-hole plating method for the printed wiring board, the semi-additive method, etc. is manufactured from an epoxy resin, a polyimide resin, or the like.
  • Substrates made of these resins and resins such as ABS resin, methyl methacrylate, polyethylene, and vinyl chloride are poor conductors of electricity, and are easily charged by friction and the like.
  • ABS resin, methyl methacrylate, polyethylene, and vinyl chloride are poor conductors of electricity, and are easily charged by friction and the like.
  • the base In a charged base, the base is damaged by discharging the static electricity generated by the charging, and the static electricity makes it easier for dust and dirt to adhere to the base. For this reason, there is a problem that the processing of the resin substrate becomes difficult. This is remarkable in the production of precision parts where no dust is allowed.
  • many processed resin products do not require the adhesion of dust due to electrification.
  • the surface is covered with a material with a high dielectric constant, or nearby air is ionized for the purpose of increasing the leakage speed of separated charges.
  • charging is prevented by covering the surface with a material having a large dielectric constant.
  • the temporary static elimination method is to apply a surfactant or a substance mainly composed of a surfactant to absorb moisture on the substrate surface.
  • a method of increasing the surface resistance, thereby reducing the surface resistance, and an air ionization method but both have the problem of poor durability. It is used only to eliminate processing difficulties.
  • a permanent antistatic method there is a method of introducing a conductive substance such as silver or copper powder into a resin substrate.
  • a conductive substance such as silver or copper powder
  • As one mode of introducing a conductive substance into a resin substrate there is a method of mixing a conductive substance into a resin substrate.
  • the original characteristics of the resin substrate such as low electrical conductivity, which is a characteristic of the resin substrate, may be lost.
  • the reason why the metal is mixed while maintaining the characteristics of the resin substrate is the amount of the mixed metal. Not only that, but also the particle size and distribution of the metal are important, and it is very difficult to mix the metal while controlling these to obtain a resin substrate having desired properties.
  • a method of introducing a metal onto the surface of the resin substrate As another mode of introducing a conductive substance into a resin substrate, there is a method of introducing a metal onto the surface of the resin substrate.
  • a metal vapor deposition method, a casting method, a plating method, or the like is used. ing.
  • the adhesion between the resin substrate and the metal and the amount of the metal introduced become problems.
  • these methods do not always allow the metal to be introduced with good adhesion. , Which is enough to remove electrification, It is difficult to introduce metals in such an amount that the low conductivity on the substrate surface does not exceed a certain level.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the present invention has a metal element-containing component or a film having excellent adhesion on a surface of a resin base, and has an electroless plating method.
  • the purpose of the present invention is to provide a resin composite material obtained by a wet method, which does not have a carrier wrist layer formed in the case of It is another object of the present invention to provide a method for forming the resin composite material by a simple processing step without polluting the working environment and the global environment.
  • a metal-containing component is introduced on the surface of the resin base so that the conductivity of the resin base can be prevented without making the low conductivity on the surface of the resin base constant or higher. It is an object of the present invention to provide a resin composite material. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a resin composite material having a metal element-containing component on the surface of a resin substrate and obtained by a wet method, wherein the resin composite material is characterized in that no resin layer is present.
  • the present invention provides a method for treating a surface of a resin substrate subjected to plasma treatment with a metal ion-containing liquid to introduce metal ions and convert the metal ions.
  • a resin composite material having:
  • the present invention includes (1) a step of treating the resin substrate with a plasma, (2) a step of treating with a metal ion-containing liquid, and (3) a step of forming a metal element-containing component on the resin surface by a conversion treatment.
  • a method for forming the resin composite material is provided.
  • the present invention provides a resin composite material obtained by a wet method, having a metal element-containing component on the surface of a resin substrate, wherein the resin composite material is characterized in that no resin wrist layer is present.
  • the present invention is described in detail below.
  • the resin substrate that can be used for the resin composite material of the present invention is a resin substrate of any shape as long as it has appropriate physical properties according to the purpose of use, for example, a resin substrate having strength, corrosion resistance, and the like. It can be a substrate, and is not particularly limited. Further, the resin substrate that can be used in the present invention is not limited to a resin molded product, and may be a composite in which a reinforcing material such as a glass fiber reinforcing material is interposed between resins, or may be a ceramic or a glass. A resin film may be formed on a substrate made of various materials such as metal and metal.
  • Any resin can be used for the resin substrate, for example, polyethylene resins such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, branched low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, polypropylene resin, polybutadiene, and the like.
  • polyethylene resins such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, branched low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, polypropylene resin, polybutadiene, and the like.
  • Polyolefin resins such as polybutene resin, polybutylene resin, and polystyrene resin; halogen-containing resins such as polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinylidene chloride-vinyl chloride copolymer resin, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, and tetrafluoroethylene AS resin; ABS resin; MBS resin; Polyvinyl alcohol resin; Polyacrylate ester resin such as polymethyl acrylate; Polymethacrylate ester resin such as polymethyl methacrylate; Cyl-styrene copolymer resin; maleic anhydride-styrene copolymer resin; polyvinyl acetate resin; cellulose resin such as cellulose propionate resin and cellulose acetate resin; epoxy resin; polyimide resin; polyamide resin such as nylon; Resins; Polyarylate resin; Polyetherimide resin; Polyetheretherketone resin; Polyethylene oxide resin; Various polyester resins
  • epoxy resins epoxy resins; xylene resins; guanamine resins; diaryl phthalate resins; vinyl ester resins; phenolic resins; Resin; furan resin; polyimide resin; polyurethane resin; 'maleic acid resin; melamine resin; urea resin; and other thermosetting resins, and mixtures thereof, but are not limited thereto.
  • the resin examples include an epoxy resin, a polyimide resin, a beer resin, a phenol resin, a nylon resin, a polyphenylene ether resin, a polypropylene resin, a fluorine resin, and an ABS resin.More preferably, an epoxy resin, a polyimide resin, Polyphenylene ether resin, fluorine resin, and ABS resin, and even more preferably, epoxy resin and polyimide resin.
  • the resin substrate may be made of a single resin, or may be made of a plurality of resins.
  • the surface to be plasma-treated may be a resin substrate, and may be a composite in which a resin is coated or laminated on another substrate.
  • the metal element-containing component in the resin composite material of the present invention refers to a component containing a metal or a metal compound.
  • the metal may be a metal composed of a single metal element or an alloy composed of two or more metal elements.
  • the alloy may be in a state in which a plurality of metal elements form a solid solution, a state in which an amorphous body which is a mixture of component metals composed of the respective metal elements is formed, or a state in which these are combined.
  • the metal compound refers to a compound in which a plurality of types of metal elements form an intermetallic compound, and a compound including one or more types of metal elements and one or more types of elements other than metal elements.
  • the metal element-containing component introduced on the resin substrate in the non-chargeable resin composite material of the present invention can be present on the substrate in any state.
  • the metal element-containing component may be present as fine particles separately on the surface of the substrate, may be a film or a network structure, or may be a mixture thereof.
  • various forms such as the thickness of the film when forming the film, such as the distribution state and particle size of the particles when the film is formed, are appropriately set.
  • the state of introduction of the metal element-containing component will be described later.
  • the surface of a resin composite material formed by introducing a metal element-containing component onto a resin substrate has conductivity, semiconductor properties, magnetism, and the like, depending on the type, amount, and introduction state of the contained metal and metal compound. It has various useful properties such as non-charging properties.
  • the metal element-containing component forms a film
  • the conductive film and the compound semiconductor film are used according to the type of the metal and the metal compound contained therein, and when the metal is an alloy, the state of the alloy. It has various useful properties as a functional film such as a magnetic film.
  • the metal film is made of Co_Ni, Co—Cr, Co—V, Ni—Mo—Fe, Gd—Co, Mn—Bi, Mn—Cu—B It is preferable to include alloys such as i, Pt—Co, and Co—Cr.
  • the metal compound is preferably a metal arsenide such as GaAs or InAs; a metal antimonide such as GaSb or InSb; a metal such as ZnSe, CdSe, or HgSe.
  • the resin is a resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyimide resin, a polyphenylene ether resin or an ABS resin, and a mixture thereof
  • the metal is a metal V, Mn, Co, N It is a metal selected from the group consisting of i, Cu, Ga, As, Se, Mo, Pd, Ag, In, Sb, Te, Pt, Au, Hg or Bi, and alloys thereof.
  • the resin is epo A resin selected from the group consisting of a xy resin, a polyimide resin, a polyphenylene ether resin or an ABS resin, and a mixture thereof, wherein the metal sulfide is CuS, CdS, ZnS,? A metal sulfide selected from the group consisting of ⁇ 13 or 8823 and mixtures thereof.
  • the combination of the resin and the metal oxide is preferably a resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyimide resin or a fluorine-based resin, and a mixture thereof.
  • the metal oxide is a metal oxide selected from the group consisting of FeO, Ni0, CoO or Mn ⁇ , and mixtures thereof.
  • the resin is a resin selected from the group consisting of an epoxy resin or a polyimide resin, and mixtures thereof, and the metal oxide is Fe 0, Ni 0, Co O or M n ⁇ , and these A metal oxide selected from the group consisting of a mixture.
  • the metal element-containing component present on the surface of the resin composite material of the present invention is subjected to various treatments according to a usual method.
  • a conductive film can be used as a base film for various plating processes.
  • electrolytic copper plating is performed.
  • electroless copper plating, resist pattern formation, and electrolytic copper plating are performed as necessary.
  • Conventionally known processes such as a process, a soldering process, a resist removing process, and a solder stripping process are sequentially performed. If necessary, a known process such as a degreasing process, a rinsing process, an etching process, or an anti-reflection process may be added.
  • the compound semiconductor film can be used according to a conventional method, for example, as an electronic device material, an optical device material, or the like.
  • the magnetic film can also be used as a magnetic memory medium, a magnetic head material, an optical disk memory material, and the like according to an ordinary method.
  • the wet method refers to a metal element component (a metal, a metal , Or a metal compound such as a metal compound) may be introduced in a liquid phase, and the method of the present invention described later in detail is a wet method. Also, the wet method is a concept opposite to the dry method in which metal is introduced into a resin substrate in the gas phase, such as a PVD method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, or an ion plating method. is there.
  • a PVD method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, or an ion plating method.
  • the resin composite material of the present invention is characterized in that no caustic wrist layer is present.
  • a resin list consisting of Pd and Sn or Cu is applied to the resin substrate to form a Pd
  • a catalyst nucleus composed of a tin salt or Cu is formed, and then the metal is deposited around the catalyst nucleus and a metal film is formed.
  • the catalyst layer refers to a layer of a catalyst formed on a resin substrate, but the catalyst does not necessarily need to be in a layer shape, and it is sufficient that the catalyst is present on the resin.
  • an embodiment may be employed in which catalyst nuclei are scattered on the resin surface.
  • ions on the surface of the resin substrate are formed. Since groups having exchangeability are densely introduced and metal ions are ion-exchanged into the groups, the components containing the metal element are uniformly distributed, the adhesion is excellent, and when a film is formed, It is considered that a uniform film having a thickness of 50 to 200 nm is formed.
  • the group having an ion exchange ability is a hepoxyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, an amino group, an imino group, a cyano group, or a nitro group.
  • ion exchange is performed with a metal ion that is a cation.
  • anion exchange group in step (2), ion exchange is performed with a metal ion that is anion.
  • Step (3) Next, step (3) of the method for producing a resin composite material according to the present invention will be described.
  • the metal element-containing component is introduced into the surface of the resin substrate by performing a conversion treatment of the metal ions introduced in the step (2).
  • conversion refers to changing the bonding state of a metal element to a bonding state different from the original state.
  • the conversion treatment of the metal ions is performed depending on the kind of the finally-containing metal element-containing component.
  • the method of the reduction treatment is not particularly limited, and a method in which the metal ions introduced on the resin substrate surface by the treatment in the step (2) can be reduced and metallized. Any method may be used as long as the resin substrate treated in step (2) is immersed in a solution containing a reducing agent.
  • the concentration of the reducing agent in the aqueous solution is usually about 0.005 to 3 mol / L, preferably about 0.01 to 1.5 mol / L.
  • the reduction temperature is usually about 20 to 90 ° C, preferably about 25 to 80 ° C, and the processing time is about 1 to 60 minutes, preferably 20 to 40 ° C. Minutes.
  • the treatment with the hydroxide-containing solution may be usually performed by a method of immersing the resin substrate into which the metal ions have been introduced in the step (2) in the hydroxide-containing solution.
  • the treatment temperature may be about 10 to 80 ° C, preferably about 20 to 50 ° C. If the treatment temperature is too low, formation of metal hydroxide is insufficient. On the other hand, if the processing temperature is too high, the resin may deteriorate, which is not preferable.
  • the processing time may usually be about 2 to 30 minutes.
  • the metal hydroxide is formed on the surface of the resin substrate by the treatment with the hydroxide-containing solution, and then the metal oxide is formed on the resin substrate by performing the heat treatment and dehydration. Is done.
  • the heat treatment method is related to the heat resistance of the resin, the temperature is preferably set to a high temperature as long as the resin does not deteriorate.
  • the temperature is preferably set to a high temperature as long as the resin does not deteriorate.
  • the temperature is preferably set to a high temperature as long as the resin does not deteriorate.
  • the temperature is preferably set to a high temperature as long as the resin does not deteriorate.
  • the temperature is preferably set to a high temperature as long as the resin does not deteriorate.
  • the heating time may usually be about 30 to 120 minutes.
  • the heating atmosphere is not particularly limited, and heat treatment may be performed in the air.For example, when Fe 3 ⁇ 4 is formed, a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere is used to prevent excessive oxidation.
  • the heating is preferably performed under the following conditions, and the heating atmosphere may be appropriately set according to the properties of the target component. ' Example
  • the sample was immersed in a 0.02 mol aqueous solution of nickel sulfate for 5 minutes at room temperature, washed with water, then immersed in a 0.02 mol aqueous solution of sodium borohydride at room temperature for 10 minutes, washed with water and dried.
  • the obtained nickel thin film was uniform and bright.
  • copper plating is performed 25 times using a commercially available copper sulfate plating bath, washed with water, and treated at room temperature for 20 seconds with Entec Cu-56 manufactured by Meltex Co., Ltd. to prevent oxidation of the copper film surface. Let dry. After annealing at 120 ° C. for 1 hour, the peel strength of the obtained film was measured, and it was found to be 11 NZcm, indicating that the film had good adhesion.
  • Example 5 Fabrication of a build-up substrate
  • Epoxy resin manufactured by Matsushita Electric Works, Ltd.
  • a 5 cm x 10 cm (1.6 mm thick) substrate composed of 8 layers of glass cloth as a reinforcing agent and made of compressed epoxy resin
  • a microphone opening via was formed using a carbon dioxide gas laser. After roughening the surface of this sample by desmearing, it was treated at 80 KV for 10 minutes at a distance between electrodes of 2 cm using an atmospheric pressure plasma apparatus.
  • Example 2 The sample treated with plasma in Example 2 was immersed in a 0.05 mol / L ferrous sulfate aqueous solution (maintained at pH 3) at room temperature for 3 minutes, so that iron ions were formed on the lipoxyl groups formed on the substrate surface. Was chemically adsorbed and washed with water at room temperature for 1 minute. After that, the substrate was immersed in a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution at 50 ° C for 3 minutes to form an iron hydroxide layer, and then heat-treated at 150 ° C for 30 minutes in a hydrogen atmosphere. And converted to iron oxide F e 3 ⁇ 4.
  • the expression of having the same semiconductor characteristics means that the conductivity is 10 is intended to show that an A singlet 2 ⁇ 10 9 ⁇ / cm, a surface resistance value in this case is 2 X 1 0- 3 ⁇ 2 X 1 0 9 ⁇ port.
  • the resistance value R is measured at the part (the part with a length of 5 mm), it is calculated by the following formula.
  • Example 2 The sample subjected to the plasma treatment in Example 2 was immersed in a 0.05 mol / liter nitric acid aqueous dominate solution (maintained at pH 3) at room temperature for 3 minutes, so that the force domoxy ion was formed on the oxypoxyl group formed on the substrate surface. It was chemically adsorbed and washed for 1 minute at room temperature. Then, this substrate was immersed in an aqueous solution containing 0.5 mol / l of selenium urea and 0.5 mol / l of hydrazine at 60 ° C for 3 minutes to form a cadmium-selenium metal layer.
  • Example 10 The sample subjected to the plasma treatment in Example 2 was immersed in a 0.05 mol Z liter aqueous nitric acid solution (maintained at pH 3) at room temperature for 3 minutes, so that the force domoxy ions formed on the substrate surface were converted into force domoxy ions. It was chemically adsorbed and washed for 1 minute at room temperature. Then, this substrate was immersed in an aqueous solution containing 0.5 mol Z liter of tellurium chloride and 0.5 mol Z liter of hydrazine at 60 ° C. for 3 minutes to form a cadmium-tellurium metal layer. Rinse the surface at room temperature for 1 minute to clean the surface. Heat treatment was performed at 100 ° C. for 5 minutes in a dryer in a plain atmosphere. This film had semiconductor properties equivalent to the C d Te film currently manufactured by the dry process.
  • Example 10 (Production of C d S compound semiconductor)
  • Example 11 (Preparation of ZnS compound semiconductor)
  • Example 12 The sample treated with plasma in Example 2 was immersed in 0.05 mol / L of zinc nitrate (maintained at pH 3) at room temperature for 3 minutes to chemically react zinc ions with the hydroxyl group formed on the substrate surface. Then, the mixture was washed with water at room temperature for 1 minute. Then, the substrate was immersed in a 0.25 mol mol aqueous solution of sodium sulfide for 3 minutes at room temperature to form a cadmium sulfide layer, washed with water for 1 minute at room temperature, and air-dried at room temperature. This film had the same semiconductor properties as the ZnS film currently manufactured by the dry method.
  • Example 12 Production of InAs compound semiconductor
  • Example 19 (Production of non-chargeable resin composite material)
  • the ABS resin was irradiated with oxygen plasma at 25 ° (: 1 atm, 30 kW for 10 seconds) to introduce a thiopion exchange group, a hydroxyl group. Then, 0.1M nickel sulfate was added. The sample was immersed in the solution at 25 ° C for 3 minutes, washed with water, then washed with water, immersed in a 0.01M hypophosphorous acid solution for 20 minutes, and the introduced nickel was reduced to metal. At this time, the resistance value on the surface was 1 ⁇ 10 9 ⁇ / port.
  • Example 20 Production of non-chargeable resin composite material
  • the polyimide resin was irradiated with oxygen plasma at 25 ° C., 1 atm, and 30 kW for 5 seconds to introduce a cation-exchange group, propyloxyl group.
  • a cation-exchange group propyloxyl group.
  • immerse in a 0.1M cobalt sulfate solution at 25 ° C for 5 minutes, wash and dry, and then irradiate with UV light from a 140 W low-pressure mercury lamp for 1 hour to reduce copper. I let it.
  • the resin composite material of the present invention does not require etching treatment and electroless plating treatment at the time of its production, so that it does not cause deterioration of the working environment and pollution of the global environment, etc. due to these, and It can be easily manufactured.
  • the method of the present invention uses a plasma treatment and a wet treatment method, which are relatively simple and capable of continuous operation, and provide a work environment and a ground condition.
  • Various metal element-containing films having excellent adhesion and uniform thickness can be formed on the resin substrate without contaminating the spherical environment and the like.
  • the method of the present invention since the reduction can be carried out by irradiation with electromagnetic radiation, a patterned metal film can be easily formed.
  • the resin composite material of the present invention has an extremely small amount of metal element that can prevent charging of the resin substrate without lowering the inherently low conductivity inherent in the resin substrate to a certain level, which has been difficult in the past. It became possible to introduce the contained components onto the surface of the resin substrate. As a result, the non-chargeable resin composite material can prevent adverse effects such as damage to the substrate due to static electricity, dust, and adhesion of dust on the substrate due to charging. Further, in the non-electrostatic resin composite material, since the metal element-containing component present on the surface of the resin substrate has excellent adhesion to the substrate, it is not a temporary antistatic but a permanent antistatic. Becomes possible.

Description

明 細 書 樹脂複合材料およびその形成方法 技術分野
本発明は、 樹脂基体の表面に金属元素含有成分を有する樹脂複合材料および前 記樹脂複合材料の形成方法に関する。 背景技術
プラスチック樹脂基体に対するめっき処理や、 プリント配線基板のスルーホ一 ルめっき法、 セミアディティブ法等におけるめっき処理において、 不導体樹脂上 に導電性皮膜を形成する方法として、 古くから、 無電解めつき処理が行われてき た。
また、 近年、 3— 5族化合物半導体、 2— 6族化合物半導体等の各種の化合物 半導体について、 電子デバイス材料、 光デバイス材料等としての利用が進められ ており、 特に、 3— 5族化合物半導体は、 遷移型エネルギーバンド構造を直接持 つものが多く、 高効率で電気 ·光交換が可能である等の優れた点があり、 その利 用が期待されている。 さらに、 磁性皮膜としての性質を有する各種の合金、 金属 酸化物等については、 磁気メモリ材料、 磁気ヘッド材料、 光ディスクメモリ材料 などとしての利用が進められている。 一般に、 これらの化合物半導体、 磁性皮膜 等の機能性皮膜を樹脂基体の表面に形成するためには、 真空蒸着法、 スパッタリ ング法、 イオンプレーティング法等の P V D (物理蒸着) 法が採用されている。 無電解めつき処理は、 ホルマリンのような発ガン性を有する物質が使用される など、 人体に対する作業環境が悪いものであり、 また無電解めつき処理廃液によ る環境汚染を招くという問題がある。
また、 一般に、 無電解めつき処理は、 多くの工程からなるため、 長時間を要し、 しかも、 無電解めつき処理液の管理が煩雑である等の問題がある。
さらに、 無電解めつき処理によって樹脂基体上に金属皮膜が形成された樹脂複 合体材料においては、 一般に、 樹脂基体と金属皮膜間の密着性が低い。 よって、 通常は、 密着性を向上させるための前処理として、 樹脂基体表面をクロム酸や過 マンガン酸等の薬剤で処理し、 樹脂基体表面上にアンカー効果が得られる凹凸を 形成させるエッチング処理が必要となる。 しかし、 ポリイミド樹脂等の様に、 ェ ツチング処理を行ったとしてもアンカ一効果が得られる凹凸が形成し難く、 十分 な密着性を得ることが困難な場合もある。 また、 エッチング処理に使用されるク ロム酸や過マンガン酸等の薬剤は環境や人体に対して問題がある。
また、 無電解めつき法によって樹脂基体表面上に金属皮膜を形成させる場合に は、 まず、 樹脂基体上に、 P d、 A g、 A u等の触媒核を形成させ、 次いで、 該 触媒核を中心にめっき金属が析出し、 金属皮膜を形成することとなる。 したがつ て、 無電解めつき法によって得られた樹脂基体表面上に金属皮膜を有する樹脂複 合材料は、 該金属皮膜と樹脂基体の間に触媒金属がキヤ夕リスト層として存在す ることとなる。 このため、 無電解めつき法により形成された金属皮膜の膜厚につ いては、 触媒核の存在する部分は厚く、 存在しない部分は薄くなるので、 無電解 めっきにおける触媒核の分布が不均一で、 分布密度が疎である場合には、 膜厚の 充分な均一性が図れないという問題がある。
上述のプラスチック樹脂基体に対するめっき処理や、 プリント配線基板のスル 一ホールめつき法、 セミアディティブ法等におけるめっき処理において使用され る不導体樹脂は、 エポキシ樹脂、 ポリイミド樹脂等から製造されているが、 これ らの榭脂や、 A B S樹脂、 メタクリル酸メチル、 ポリエチレン、 塩化ビニル等の 樹脂からなる基体は電気の不良導体であるので、 摩擦等によって帯電し易い。 帯 電した基体においては、 帯電によって生じた静電気を放電することにより基体が 損傷したり、 静電気により、 基体上に塵や埃が付着し易くなる。 このため、 該樹 脂基体の加工が困難になるという問題があり、 特に、 基体の微細な損傷や、 微細 な塵、 埃も許されないような精密部品の製造において顕著である。 また、 加工後 の樹脂製品においても、 帯電による塵、 埃の付着が望まれない製品は多い。
樹脂基体における帯電を防止するためには、 電荷の分離が起きないようにする のが最良であるが、 帯電機構に不明な点が多い現状では、 この観点からの問題の 解決は困難である。 そこで、 電荷の分離によって形成される局所的な電場を小さ くするために、 高誘電率の物質で表面を覆ったり、 あるいは分離電荷の漏れ速度 を大きくすることを目的として近傍の空気をイオン化したり、 誘電率の大きな物 質で表面を覆うことにより帯電を防止することが行われている。
帯電防止方法としては、 一時的帯電防止方法と永久的帯電防止方法があり、 一 時的除電方法としては、 表面活性剤またはそれを主体としたものを塗布すること により、 基体表面上の吸湿性を増大させ、 これにより表面の抵抗を低下させると いう方法と、 空気イオン化法があるが、 いずれも耐久性に乏しいという問題があ るため、 加工中の一定時間において効果を奏させることにより、 加工上の困難を 排除するという目的のみに使用されている。
永久的帯電防止方法としては、 銀、 銅粉のような導電性物質を樹脂基体に導入 する方法がある。 導電性物質を樹脂基体に導入する 1態様としては、 導電性物質 を樹脂基体に混入させる方法がある。 この場合には、 樹脂基体の特性である導電 率の低さなど、 樹脂基体本来の特性が失われる可能性があり、 樹脂基体の特性を 維持しつつ金属を混入させるのは、 金属の混入量だけでなく、 金属の粒子径ゃ、 分布状態も重要となり、 これらを制御しつつ金属を混入させ、 所望の性質の樹脂 基体を得るのは非常に困難である。
また、 導電性物質を樹脂基体に導入する他の態様としては、 樹脂基体表面に金 属を導入する方法があり、 この導入方法としては、 金属蒸着法、 キャスト法、 め つき法等が使用されている。 樹脂基体表面上に金属を導入する際には、 樹脂基体 と金属の密着性と、 金属の導入量が問題となるが、 これらの方法では、 必ずしも 密着性良く金属を導入できるわけではなく、 また、 帯電を除くには充分であるが、 基体表面上の低い導電率を一定以上にすることのない様な量で金属を導入するの は困難である。
例えば、 樹脂基体を構成する樹脂がポリイミド樹脂の場合には、 アンカー効果 を生じさせる凹凸が形成し難いので、 他の樹脂よりも充分な密着性を得るのが困 難である。 また、 A B S樹脂の場合には、 クロム酸一硫酸の混合溶液でエツチン グすることで、 ブタジエン粒子が優先的に溶出して丸い凹痕を形成することでァ ンカー効果を生じさせ密着性を向上させることが可能であり、 エポキシ樹脂ゃポ リイミド樹脂の場合には、 過マンガン酸溶液等によりエポキシ樹脂をエッチング し表面に凹凸を付けることで密着性を向上させることが可能である。 しかし、 こ れら、 前処理としての表面のエッチングを行った後、 従来から広く利用されてい る無電解めつき法により金属を導入したとしても、 低い導電率を一定以上にする ことなく、 かつ帯電を防止できる程度の極微量の金属を導入することは極めて困 難である。
このため、 無電解めつき処理に替わる、 新たな樹脂基体表面上への金属成分導 入または金属皮膜形成方法が強く要望されている。
また、 半導体、 磁性皮膜等の機能性皮膜を樹脂基体の表面に形成するために使 用されている、 真空蒸着法、 スパッタリング法、 イオンプレーティング法などの P V D法においては特殊で大がかりな装置が必要とされる。 このため、 樹脂基体 表面上に半導体、 磁性皮膜等を形成させる、 より簡易な方法が望まれている。 また、 樹脂基体が本来的に有する低い導電率を一定以上にすることなく、 樹脂 基体の帯電を防止できる程度の極微量の金属元素含有成分が樹脂基体表面上に導 入された非帯電性樹脂複合材料が強く要望されている。
本発明は、 このような事情に鑑みてなされたものであって、 本発明は、 樹脂基 体の表面上に、 密着性に優れた金属元素含有成分または皮膜を有し、 無電解めつ きの場合に形成されるキヤ夕リスト層を有さない、 湿式法により得られる樹脂複 合材料を提供することを目的とし、 さらに、 プラズマ処理と湿式法による比較的 簡単な処理工程によって、 作業環境や地球環境を汚染することなく、 前記樹脂複 合材料を形成する方法を提供することをも目的とする。 また、 本発明は、 樹脂基 体表面上の低い導電率を一定以上にすることなく、 樹脂基体の帯電を防止できる 程度の導電率とするように、 樹脂基体表面上に金属含有成分が導入された樹脂複 合材料を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 樹脂基体の表面に金属元素含有成分を有する、 湿式法により得られ る樹脂複合材料であつて、 キヤ夕リスト層が存在しないことを特徴とする樹脂複 合材料を提供する。
また、 本発明は、 プラズマ処理された樹脂基体の表面を金属イオン含有液で処 理して金属イオンを導入し、 該金属イオンを転化することにより得られる、 樹脂 基体の表面に金属元素含有成分を有する樹脂複合材料を提供する。
さらに、 本発明は、 (1 ) 樹脂基体をプラズマ処理する工程、 (2 ) 金属イオン 含有液で処理する工程、 および (3 ) 転化処理により樹脂表面に金属元素含有成 分を形成させる工程を含む、 前記樹脂複合材料の形成方法を提供する。 発明を実施するための最良の形態
本発明は、 樹脂基体の表面に金属元素含有成分を有する、 湿式法により得られ る樹脂複合材料であって、 キヤ夕リスト層が存在しないことを特徴とする樹脂複 合材料を提供するものであり、 以下、 本発明を詳述する。
本発明の樹脂複合材料に使用可能な樹脂基体は、 使用目的に応じた適度な物性、 例えば、 強度、 腐食耐性等を有する樹脂基体であれば、 任意の樹脂からなる、 任 意の形状の樹脂基体であることができ、 特に限定されるものではない。 また、 本 発明で使用可能な樹脂基体は、 樹脂成型物に限定されず、 樹脂間にガラス繊維強 化材等の補強材を介在させた複合物であってもよく、 或いはセラミックス、 ガラ ス、 金属等の各種の素材からなる基材に樹脂による皮膜を形成したものであって もよい。
樹脂基体には任意の樹脂が使用可能であり、 例えば、 高密度ポリエチレン、 中 密度ポリエチレン、 分岐低密度ポリエチレン、 直鎖状低密度ポリエチレン、 超高 分子量ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、 ポリプロピレン樹脂、 ポリブタジェ ン、 ポリブテン樹脂、 ポリプチレン樹脂、 ポリスチレン樹脂等のポリオレフイン 樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂、 ポリ塩化ビニリデン樹脂、 ポリ塩化ビニリデン—塩 化ビニル共重合体樹脂、 塩素化ポリエチレン、 塩素化ポリプロピレン、 テトラフ ルォロエチレンなどのハロゲン含有樹脂; A S樹脂; A B S樹脂; M B S樹脂; ポリビニルアルコ一ル樹脂;ポリアクリル酸メチルなどのポリアクリル酸エステ ル樹脂;ポリメタアクリル酸メチルなどのポリメタアクリル酸エステル樹脂;メ 夕アクリル酸メチルースチレン共重合体樹脂;無水マレイン酸ースチレン共重合 体樹脂;ポリ酢酸ビニル樹脂;プロピオン酸セルロース樹脂、 酢酸セルロース樹 脂等のセルロース樹脂;エポキシ樹脂;ポリイミド樹脂;ナイロンなどのポリア ミド樹脂;ポリアミドイミド樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルイミド樹 脂;ポリエ一テルエ一テルケトン樹脂;ポリエチレンォキサイド樹脂; P E T樹 脂などの各種ポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリサルホン榭脂;ポ リビニルェ一テル樹脂;ポリビニルプチラール樹脂;ポリフエ二レンォキサイド などのポリフエ二レンエーテル樹脂;ポリフエ二レンサルフアイド樹脂;ポリブ チレンテレフ夕レート樹脂;ポリメチルペンテン樹脂;ポリアセタール樹脂;塩 ビー酢ビコポリマー;エチレン—酢ビコポリマー;エチレン一塩ビコポリマー; 等およびこれらのコポリマーならびにブレンドのような熱可塑性樹脂、 エポキシ 樹脂;キシレン樹脂;グアナミン樹脂;ジァリルフタレート樹脂; ビニルエステ ル樹脂;フエノール樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;フラン樹脂;ポリイミド樹 脂;ポリウレタン樹脂;'マレイン酸樹脂;メラミン樹脂;尿素樹脂;等の熱硬化 性樹脂、 並びにこれらの混合物が挙げられるが、 これらに限定されない。 好まし い樹脂としては、 エポキシ樹脂、 ポリイミド樹脂、 ビエル樹脂、 フエノール樹脂、 ナイロン樹脂、 ポリフエ二レンエーテル樹脂、 ポリプロピレン樹脂、 フッ素系樹 脂、 ABS樹脂が挙げられ、 より好ましくは、 エポキシ樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリフエ二レンエーテル樹脂、 フッ素系樹脂、 ABS樹脂であり、 さらにより好 ましくは、 エポキシ樹脂、 およびポリイミド樹脂である。 また、 樹脂基体は、 単 独の樹脂からなるものであってもよく、 また複数の樹脂からなるものでもよい。 また、 プラズマ処理される表面が樹脂基体であればよく、 他の基体上に樹脂が塗 布、 または積層されたような複合物であっても良い。
本発明の樹脂複合材料における金属元素含有成分とは、 金属または金属化合物 を含む成分をいう。 金属は単一の金属元素からなる金属であっても良いし、 2以 上の金属元素からなる合金であっても良い。 金属としては、 前記合金は複数の金 属元素が固溶体を形成した状態または各金属元素からなる成分金属の混合体であ る非晶体を形成した状態、 およびこれらが組み合わさつた状態のいずれの状態で あっても良い。 金属化合物とは、 複数種類の金属元素が金属間化合物を形成した 化合物、 および金属元素の 1種類以上と金属元素以外の元素 1種類以上からなる 化合物をいう。 金属元素含有成分として含まれる金属化合物は 1種類であっても 良いし、 複数種類であっても良い。 金属元素とは、 単体が金属である元素をいい、 例えば、 S c、 T i、 V、 C r、 Mn、 Fe、 Co、 N i、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 As、 S e、 Y、 Z r、 Nb、 Mo、 Tc、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 C d、 I n、 S b、 Te、 Hf、 Ta、 W、 Re、 〇s、 I r、 P t、 Au、 Hg、 Tし Pb、 B i、 Po等が挙げられる。
金属元素含有成分が金属の場合には、 該金属としては、 金属 S c、 T i、 V、 C r、 Mn、 Fe、 Co、 N i、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 As、 Se、 Y、 Z r、 Nb、 Mo、 Tc、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 Cd、 I n、 Sb、 Te、 H f、 Ta、 W、 Re、 Os、 I r、 P t;、 Au、 Hg、 T l、 Pb、 B iまたは Po、 およびこれらの合金からなる群から選択される金属が好ましい。 より好ま しくは、 金属は、 金属 V、 C r、 Mn、 Fe、 Co、 N i、 Cu、 Ga、 As、 S e、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 Cd、 I n、 Sb、 Te、 Os、 I r、 P t、 Au、 Hg、 ?13または81、 およびこれらの合金からなる群から選択さ れる金属である。 さらにより好ましくは、 金属は、 金属 V、 Mn、 Co、 N i、 Cu、 Ga、 As、 S e、 Mo、 Pd、 Ag、 I n、 Sb、 Te、 P t、 Au、 Hgまたは B i、 およびこれらの合金からなる群から選択される金属である。 最 も好ましくは、 金属は、 金属 Co、 N i、 Cu、 Pd、 Ag、 P tまたは Au、 およびこれらの合金からなる群から選択される金属である。
本発明の非帯電性樹脂複合材料において樹脂基体上に導入される金属元素含有 成分は、 任意の状態で基体上に存在することが可能である。 例えば、 金属元素含 有成分は微細な粒子として基体表面上にそれぞれ離れて存在していても良いし、 皮膜、 または、 網状構造となっているものでも良いし、 これらが混在していても 良い。 また、 粒子状となる場合の粒子の分布状態および粒子径など、 皮膜を形成 する場合の皮膜の厚さ等の諸形態は、 適宜設定されることとなる。 金属元素含有 成分の導入状態は、 後述する (1) 樹脂基体をプラズマ処理する工程、 (2) 金 属イオン含有液で処理する工程、 および (3) 転化処理により樹脂表面に金属元 素含有成分を形成させる工程を含む方法によって形成される場合には、 工程 (1) 〜 (3) の各条件を変えることによって、 適宜調節することが可能である。 金属元素含有成分が樹脂基体上に導入されて形成された樹脂複合材料の表面は、 含まれる金属および金属化合物の種類、 量、 導入の状態に応じて、 導電性、 半導 体特性、 磁性、 非帯電性などの様々な有用な特性を有するものとなる。 また、 金 属元素含有成分が皮膜を形成する場合には、 含まれる金属および金属化合物の種 類、 および金属が合金の場合は合金の状態等に応じて、 導電性皮膜、 化合物半導 体皮膜、 磁性皮膜等の機能性皮膜として、 各種の有用な特性を有するものとなる。 磁性皮膜として有用であるという観点からは、 金属皮膜は、 Co_N i、 Co— C r、 Co— V、 N i— Mo— Fe、 Gd— Co、 Mn— B i、 Mn-Cu-B i、 P t— Co、 C o— C r等の合金を含むことが好ましい。
金属化合物とは、 複数種類の金属元素が金属間化合物を形成した化合物、 およ び金属元素の 1種類以上と金属元素以外の元素 1種類以上からなる化合物であり、 例えば、 GaAs、 I nAsをはじめとする金属ヒ化物; GaSb、 I nSbを はじめとする金属アンチモン化物; ZnS e、 CdS e、 HgS eをはじめとす る金属セレン化物; CdTe、 HgTeをはじめとする金属テルル化物; Cu S、 PdS、 Cd S、 ZnS、 A g Sをはじめとする金属硫化物; F e 2〇 3、 F e 3 θ4、 C rO、 Co— N i— 0、 Mn O— Z n O— F e 2 O 3をはじめとする金属 酸化物;金属水酸化物;金属窒化物;金属ケィ化物;金属ホウ化物等が挙げられ るが、 これらに限定されるものではない。
金属化合物としては、 好ましくは、 GaAs、 I n A sをはじめとする金属ヒ 化物; GaSb、 I nSbをはじめとする金属アンチモン化物; ZnS e、 C d S e、 Hg S eをはじめとする金属セレン化物; CdTe、 HgTeをはじめと する金属テルル化物; Cu S、 PdS、 CdS、 ZnS、 AgSをはじめとする 金属硫化物; F e 2〇3、 Fes〇4、 C rO、 Co— N i _〇、 MnO-Z η θ — F e 2 O 3をはじめとする金属酸化物;およびこれらの混合物からなる群から 選択される。 より好ましくは、 GaAs、 GaSb、 I nAs、 I nSb、 Z n S e、 CdS e、 CdTe、 HgS e、 HgTe, Cu S、 PdS、 CdS、 Z nS、 AgS, F e 2〇3、 F e 3〇4、 C r 0、 C o— N i— Oおよび M n O— Z ηθ— F e 2〇3、 およびこれらの混合物からなる群から選択される。
GaAs、 I nA sをはじめとする金属ヒ化物; G a S b、 I nSbをはじめ とする金属アンチモン化物; Z n S e、 CdS e、 H g S eをはじめとする金属 セレン化物; CdTe、 HgTeをはじめとする金属テルル化物;または CdS、 Z n Sをはじめとする金属硫化物を含む皮膜は化合物半導体として有用である。 また、 CuS、 PdS等の金属硫化物を含む皮膜は導電性皮膜として有用である。 さらに F e 2〇3、 F e 3〇4、 C r 0、 Co— N i— 0、 MnO— ZnO_Fe 2 O 3等の金属酸化物皮膜は磁性皮膜として有用である。
本発明においては、 樹脂基体に使用される上述の樹脂と金属元素含有成分中の 上述の金属または金属化合物を任意に選択することができる。 金属元素含有成分 が金属の場合には、 樹脂と金属の組み合わせは、 好ましくは、 樹脂がエポキシ樹 脂、 ポリイミド樹脂、 ビニル樹脂、 フエノール樹脂、 ナイロン樹脂、 ポリフエ二 レンエーテル樹脂、 ポリプロピレン樹脂、 フッ素系樹脂または ABS樹脂、 およ びこれらの混合物からなる群から選択される樹脂であり、 金属が金属 V、 Mn、 Co、 N i、 Cu、 Ga、 Asゝ S e、 Mo、 Pd、 Ag、 I n、 Sb、 Te、 P t、 Au、 Hgまたは B i、 およびこれらの合金からなる群から選択される金 属である。 より好ましくは、 樹脂はエポキシ樹脂、 ポリイミド樹脂、 ビニル樹脂、 フエノール樹脂、 ナイロン樹脂、 ポリフエ二レンエーテル樹脂、 ポリプロピレン 樹脂または A B S樹脂、 およびこれらの混合物からなる群から選択される樹脂で あり、 金属が金属 V、 Mn、 Co、 N i、 Cu、 Ga、 As、 S e、 Mo、 Pd、 Ag、 I n、 Sb、 Te、 P t、 Au、 Hgまたは B i、 およびこれらの合金か らなる群から選択される金属である。 さらにより好ましくは、 樹脂はエポキシ樹 脂、 ポリイミド樹脂、 ポリフエ二レンエーテル樹脂または ABS樹脂、 およびこ れらの混合物からなる群から選択される樹脂であり、 金属は金属 V、 Mn、 Co、 N i、 Cu、 Ga、 As、 S e、 Mo、 Pd、 Ag、 I n、 Sb、 Te、 P t、 Au、 Hgまたは B i、 およびこれらの合金からなる群から選択される金属であ る。
金属元素含有成分が金属硫化物の場合には、 樹脂と金属硫化物の組み合わせは、 好ましくは、 樹脂がエポキシ樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリフエ二レンエーテル樹 脂、 フッ素系樹脂または ABS樹脂、 およびこれらの混合物からなる群から選択 される樹脂であり、 金属硫化物が CuS、 CdS、 ZnS、 PdS、 Ag2S、 A s 4 S 4, A s 2 S 3, A s 2 S 6, Te Sおよび Te Ss、 ならびにこれらの混 合物からなる群から選択される金属硫化物である。 より好ましくは、 樹脂はェポ キシ樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリフエ二レンエーテル樹脂または A B S樹脂、 お よびこれらの混合物からなる群から選択される樹脂であり、 金属硫化物が C u S、 C d S、 Z n S、 ?<1 3または八8 2 3、 およびこれらの混合物からなる群から 選択される金属硫化物である。
金属元素含有成分が金属酸化物の場合には、 樹脂と金属酸化物の組み合わせは、 好ましくは、 樹脂がエポキシ樹脂、 ポリイミド樹脂またはフッ素系樹脂、 および これらの混合物からなる群から選択される樹脂であり、 金属酸化物は F e O、 N i 0、 C o Oまたは M n〇、 およびこれらの混合物からなる群から選択される金 属酸化物である。 より好ましくは、 樹脂はエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂、 およびこれらの混合物からなる群から選択される樹脂であり、 金属酸化物は F e 0、 N i 0、 C o Oまたは M n〇、 およびこれらの混合物からなる群から選択さ れる金属酸化物である。
本発明の樹脂複合材料の表面上に存在する金属元素含有成分には、 通常の方法 に従って、 種々の処理が施される。 金属元素含有成分が皮膜を形成する場合には、 例えば、 導電性皮膜については、 各種のめっき処理の下地皮膜として用いること ができ、 パネルめつき法に適用する場合には、 本発明方法により導電性皮膜を形 成した後、 電気銅めつき処理が行われ、 セミアディティブ法においては、 導電性 皮膜形成後、 必要に応じて無電解銅めつき処理、 レジストパターン形成処理、 電 気銅めつき処理、 はんだめつき処理、 レジスト除去処理、 はんだ剥離処理等の従 来より公知の各処理が順次行われる。 尚、 必要に応じて、 脱脂処理や、 水洗処理、 エッチング処理、 防鲭処理等の周知の処理を付加してもよい。
また、 化合物半導体皮膜については、 常法に従って、 例えば、 電子デバイス材 料、 光デバイス材料等として使用することができる。 磁性皮膜についても、 常法 に従って、 例えば、 磁気メモリ媒体、 磁気ヘッド材料、 光ディスクメモリ材料等 としての使用が可能である。
本明細書において、 湿式法とは、 樹脂基体への金属元素成分 (金属、 金属ィォ ン、 金属化合物等金属を含有する物質の何れの形態でも良い) の導入が液相中で 行われる方法をいい、 後に詳述される本願発明の方法は湿式法である。 また、 湿 式法とは、 真空蒸着法、 スパッタリング法、 イオンプレーティング法などの P V D法のような樹脂基体への金属の導入が気相中で行われる方法である乾式法と相 対する概念である。
本発明の樹脂複合材料はキヤ夕リスト層が存在しないことを特徴とする。 無電 解めつき法によって樹脂基体表面上に金属皮膜を形成させる場合には、 まず、 樹 脂基体上に、 一般に P dと S n、 または C uからなるキヤ夕リストで処理して P dとスズ塩、 または C uからなる触媒核を形成し、 次いで、 該触媒核を中心にめ つき金属が析出し、 金属皮膜を形成することとなる。 ここで、 キヤタリスト層と は、 樹脂基体上に形成された触媒の層をいうが、 該触媒は層状であることを必ず しも必要とせず、 樹脂上に触媒が存在していればよいのであって、 樹脂表面上に 触媒核が点在するような態様であっても良い。 したがって、 無電解めつき法によ つて得られた樹脂基体表面上に金属皮膜を有する樹脂複合材料は、 該金属皮膜と 樹脂基体の間に触媒核が存在し、 すなわち、 キヤタリスト層が存在することとな る。 一方、 本発明の樹脂複合材料は金属元素含有成分と樹脂基体の間にキヤタリ スト層が存在しない樹脂複合材料であり、 従来の無電解めつきによって形成され たものと相違する。
本発明の樹脂複合材料においては、 樹脂基体上に導入される金属元素含有成分 は、 従来の無電解めつきにより導入された場合と比較して、 より均一な分布状態 を有しており、 また、 基体樹脂に対する密着性にも優れる。 また、 金属元素含有 成分が皮膜を形成する場合には、 薄膜形成において従来の無電解めつきにより形 成された金属皮膜を有する樹脂複合材料と比較して、 より均一な膜厚を有する。 理論により拘束されることは望むものではないが、 上記本発明の利点は、 本発明 の樹脂複合材料がキヤ夕リスト層を有していないことに起因するものと考えられ る。 すなわち、 無電解めつきにおいては、 樹脂基体上に形成された触媒核を中心 に金属が析出するので、 形成された金属皮膜の膜厚については、 触媒核の存在す る部分は厚く、 存在しない部分は薄くなる。 よって、 無電解めつきにおける触媒 核の分布が不均一で、 分布密度が疎であれば 2 0 0 n m以下の膜厚においては膜 厚の充分な均一性は図れないこととなり、 膜厚のコントロールも不可能である。 一方、 本発明の樹脂複合材料は、 触媒核を中心に金属が析出して形成されるもの ではないので、 無電解めつき法に起因する膜厚の不均一性は生じない。 特に、 プ ラズマ処理された樹脂基体の表面を金属ィォン含有液で処理して金属ィオンを導 入し、 該金属イオンを転化する方法により得られる金属元素含有皮膜においては、 樹脂基体表面上にイオン交換能を有する基が密に導入され、 該基に金属イオンが イオン交換されるので、 金属元素含有成分が均一に分布されるし、 その密着性に も優れ、 皮膜が形成される場合には 5 0ないし 2 0 0 n mの膜厚の均一な皮膜が 形成されるものと考えられる。
本発明の樹脂複合材料においては、 金属元素含有成分と樹脂基体の間の密着性 が改良されている。 金属元素含有成分が皮膜を形成する場合には、 皮膜のピール 強度およびテープ剥離試験等で密着性を判断することができ、 金属元素含有皮膜 が金属皮膜の場合には、 皮膜のピール強度は 3 N/ c m以上、 好ましくは 5 NZ c m以上であり、 より好ましくは 8 N/ c m以上である。 また、 金属元素含有皮 膜が金属硫化物皮膜または金属水酸化物皮膜の場合には、 テープ剥離試験を行つ た塲合に剥離が見られないことが好ましい。
なお、 皮膜のピ一ル強度およびテープ剥離試験方法は後述される。
本発明における 「樹脂複合材料が非帯電性である」 とは、 帯電防止可能な程度 の表面抵抗値を有することをいう。 樹脂複合材料は、 樹脂基体が本来的に有する 高い表面抵抗性を一定以下にすることなく、 帯電防止可能な程度の表面抵抗性を 有することが望ましいという観点から、 好ましくは、 本発明の非帯電性樹脂複合 材料は表面抵抗値が 1 0 6〜1 0 Η Ω Ζ口であり、 より好ましくは、 1 0 7〜1 0 9 Ω /口である。 なお、 通常、 導体と呼ばれるものは表面抵抗値が約 1 0 - 6〜 102Ω /口であり、 半導体と呼ばれるものは、 表面抵抗値が常温で約 10- 2〜 109Ω /口の値を有するものである。
また、 非帯電性の樹脂複合材料としては、 絶縁体に電気伝導率の高い物質を少 量添加することにより非帯電性を達成するのが好ましい。 この観点から、 樹脂複 合材料に導入される金属元素含有成分の量は一定以下であることが望ましい。 本発明においては、 「樹脂複合材料の表面抵抗値/金属元素含有成分の抵抗 率」 の値を限定することにより、 樹脂複合材料の表面上に存在する金属元素含有 成分の量を限定している。 この値は好ましくは、 1012〜1017 (1/ (□ · cm)) であり、 より好ましくは、 1013〜1015 (1/ (□ · cm)) である。 金属元素含有成分はそれぞれ固有の抵抗率を有しているので、 樹脂複合材料表面 に存在する金属元素含有成分の重量は、 該金属元素含有成分の抵抗率に応じて変 化することとなる。 例えば、 金属元素含有成分が銅の場合には、 好ましくは、 0. 005〜5 gZm2表面積であり、 好ましくは 0. 01〜0. 3 g/m2表面積 である。
本発明における 「抵抗率 (Ω · cm)j とは、 電気伝導率の逆数であり、 金属 元素含有成分は本来的に特定の値の抵抗率を有する。
また、 「表面抵抗値 (ΩΖ口)」 とは、 測定する部分が、 幅 =lmm、 長さ =5 mmになるように導電性塗料を塗布し、 導電性塗料を塗布していない部分 (長さ
5mmなる部分) で抵抗値 Rを測定した場合、 次式によって算出される。
表面電気抵抗値 (Ω /口) =R (Ω) X幅 (mm) Z長さ (mm)
上述の本発明に係る樹脂複合材料は、 (1) 樹脂基体をプラズマ処理する工程、 (2) 金属イオン含有液で処理する工程、 および (3) 転化処理により樹脂表面 に金属元素含有皮膜を形成させる工程を含む方法によって製造できる。 以下、 こ れら各工程について詳細に説明する。
工程 (1) :本発明の樹脂複合材料の形成方法では、 先ず、 樹脂基体がプラズ マ処理される。 このプラズマ処理によって、 樹脂基体は、 エッチングによる表面 粗化、 高エネルギー活性種による樹脂構成元素の脱離 (水素の引き抜きなど) と 分岐架橋化や不飽和化され、 さらにイオン交換能を有する基の導入などが起こる。 本発明においては、 樹脂に導入されたイオン交換能を有する基が、 工程 (2 ) に おいて金属イオンをイオン交換するものと考えられる。
本発明においては、 プラズマ処理によって導入されるイオン交換能を有する基 は、 カチオン交換基およびァニオン交換基のいずれであっても良く、 例えば、 力 ルポキシル基、 チォカルポキシル基、 ジチォ力ルポキシル基、 スルホ基、 スルフ イノ基、 スルフエノ基、 ハロホルミル基、 力ルバモイル基、 ヒドラジノカルポ二 ル基、 アミジノ基、 シァノ基、 二トリ口基、 イソシアン基、 シアナト基、 イソシ アナト基、 チオシアナ卜基、 イソチオシアナト基、 ホルミル基、 水酸基、 力ルポ ニル基、 チォホルミル基、 チォキソ基、 メルカプト基、 ヒドロピルォキシル基、 アミノ基、 イミノ基、 ヒドラジノ基、 ジァゾ基、 アジド基、 ニトロ基、 ニトロソ 基等が挙げられるがこれらに限定されない。 好ましくは、 イオン交換能を有する 基は力ルポキシル基、 水酸基、 カルポニル基、 アミノ基、 イミノ基、 シァノ基、 ニトロ基である。 カチオン交換基の場合は、 工程 (2 ) において、 カチオンであ る金属イオンでイオン交換され、 ァニオン交換基の場合は、 工程 (2 ) において、 ァニオンである金属イオンでイオン交換される。
プラズマ処理によって導入されるイオン交換能を有する基としては、 例えば、 酸素や空気プラズマでは力ルポキシル基、 水酸基、 カルボニル基などの含酸素官 能基が挙げられ、 アンモニアや、 窒素と水素の混合ガスプラズマではアミノ基、 イミノ基、 シァノ基等の含窒素官能基が挙げられ、 窒素ガスプラズマではニトロ 基等の官能基が挙げられる。 また、 前記ガス以外のガスを用いて、 他の種類のィ オン交換能を有する基を導入することも可能である。 プラズマ処理によって、 樹 脂表面上にイオン交換能を有する基が導入されるので、 ほとんどの樹脂基体の表 面は親水性に改質される。
プラズマ処理は、 基体樹脂に適切に金属元素含有成分を導入できるものであれ ば任意の処理方法が可能であり、 例えば、 減圧プラズマ処理、 常圧プラズマ処理 などが挙げられるが、 特に限定されない。 大型樹脂基体の処理ができ、 連続処理 が可能であるという観点から、 常圧プラズマ (大気中、 常圧 (約 1気圧)) が好 ましい。 プラズマ処理を行う装置も、 任意の装置を使用することができ、 例えば、 減圧型プラズマ処理装置などが使用できる。 処理条件は使用される樹脂基体、 形 成される金属元素含有皮膜の種類等に応じて適宜設定されるものである。 減圧プ ラズマ処理における処理条件は、 好ましくは、 放電電流は 20 kHzで 30〜 2 00mA, 圧力 0. 1〜0. 3 P a、 処理時間 1〜30分であり、 改質試薬とし て酸素、 アルゴン、 C02および N2を使用することができる。 より好ましくは、 放電電流は 20 kH zで 50〜 150mA、 圧力 0. 1〜0. 3 P a、 処理時間 10〜20分であり、 改質試薬として酸素、 アルゴン、 C〇2および N2を使用 することができる。 また、 常圧プラズマ処理における処理条件は、 好ましくは、 パルス電圧 70〜 100 k V、 放電空間 1〜 3 c m、 処理時間 0. 5〜 100分 であり、 より好ましくは、 パルス電圧 80〜90 k V、 放電空間 l〜2 cm、 処 理時間 1〜30分である。 さらに、 プラズマ処理における処理温度も適宜設定で きるが、 樹脂基体の安定性および作業性から常温 (約20で〜30°0 が好まし い。 プラズマ処理時の雰囲気中のガスとしては、 H、 N、 〇、 N2、 02、 〇3等 があるが、 常圧の場合は酸素が好ましい。
プラズマ処理によって、 樹脂基体表面上にイオン交換能を有する基を導入する 方法は、 特に限定的ではなく、 各種の方法が可能であり、 使用する樹脂と導入さ れる基の種類に応じて、 適宜、 公知のプラズマ処理による導入方法を採用するこ とができる。 以下に、 酸性基として力ルポキシル基を導入する方法を例示する。 ポリイミド樹脂フィルムをマイクロ波低温酸素プラズマ処理槽内のターンテープ ル上に設置したのち、 真空ポンプを作動させて処理槽内を 0. 13 P a以下に減 圧し、 ついで、 そのまま真空ポンプを作動させた状態で酸素ガスを 1 OrnLZ分 の速度で導入し、 ポリイミド樹脂を放電電流 50 (mA) で 5分間照射すること により、 樹脂表面にカチオン交換基である力ルポキシル基を形成できる。 また、 ポリイミド樹脂を 1 c m程度の狭い空間に 7 0〜1 0 0 KVの高いパルス電圧を 印加し、 1分間処理し、 樹脂表面にカチオン交換基である力ルポキシル基を形成 できる。
本発明の工程 (1 ) においては、 任意に、 上記プラズマ処理の前および後に、 樹脂基体にイオン交換基導入剤を接触させることにより処理することが可能とな る。 接触の方法および時間、 接触温度などは、 樹脂基体に所望の量のイオン交換 能を有する基が導入され、 かつ樹脂基体が損傷しないような条件に適宜設定され る。 例えば、 接触の方法としては浸漬が挙げられるがこれに限定されるものでは ない。 該イオン交換基導入剤処理は 1回でも良いし、 同一または異なる導入剤を 使用して複数回の処理が行われても良い。
前記処理において使用されるイオン交換基導入剤としては、 樹脂基体にイオン 交換能を有する基を導入可能な任意の薬剤が含まれ、 好ましくは、 ルイス酸また はルイス塩基が挙げられるがこれに限定されるものではない。 より好ましくは、 イオン交換基導入剤は、 硫酸、 発煙硫酸、 三酸化硫黄、 クロ口硫酸、 塩化スルフ リルなどのスルホン化剤;塩酸、 硝酸、 酢酸、 ギ酸、 クェン酸、'乳酸等の酸;並 びに水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム、 アンモニア等のアルカリ ;およびこれ ら以外のアミノ化剤、 ニトロ化剤、 シァノ化剤、 酸化剤等が挙げられる。 さらに より好ましくは、 硫酸、 水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムである。
工程 (2 ) :次いで、 本発明に係る樹脂複合材料の製造方法の工程 (2 ) につ いて説明する。 工程 (2 ) においては、 上記の工程 (1 ) で樹脂基体をプラズマ 処理した樹脂基体を金属イオン含有液で処理する。 この処理によって、 樹脂基体 表面上に金属イオンが導入される。 工程 (1 ) で樹脂基体表面上に導入されたィ オン交換能を有する基が、 金属イオンとイオン交換反応を行うと考えられる。 金属イオン含有液としては、 目的とする金属元素含有成分を構成する金属成分 が金属イオンとして存在する溶液を用いればよい。 例えば、 金属を形成する場合 には、 所望の金属イオンを含有する溶液を用いれば良く、 合金を形成する場合に は、 合金を搆成する全てまたは一部の金属成分の金属イオンを含有する溶液を用 いればよい。 なお、 合金において、 工程 (2 ) で、 合金を構成する一部の金属成 分の金属イオンを含有する溶液が使用される場合には、 後の工程 (3 ) において 残りの金属成分を含む溶液で処理することにより、 所望の合金に転化されること となる。 また、 金属酸化物または金属硫化物のような金属化合物を形成する場合 には、 該金属化合物に含まれる金属成分の金属イオンを含有する溶液を用いれば よい。
金属イオンは液中で錯イオンであっても良く、 この場合、 錯イオンは錯陽ィォ ンおよび錯陰イオンのいずれであっても良い。 金属イオン含有液は、 一般的には、 水溶液として使用される。 但し、 使用する金属イオンによって、 媒体がメタノ一 ル等の有機媒体、 または水と有機媒体の混合媒体である有機溶液であってもよい。 尚、 必要に応じて、 金属イオン含有液には、 p Hを維持するための安定剤や、 更 には金属イオンの沈殿防止のための錯化剤等を配合することができる。
本発明に使用できる金属イオン含有液に含まれる金属イオンとしては、 先に例 示した金属元素のイオンが挙げられる。
金属イオンは、 一般に金属化合物または金属塩として金属イオン含有液に配合 される。 使用される金属化合物または金属塩の種類については特に限定はなく、 金属の種類に応じて、 適当な可溶性の金属化合物または金属塩を用いればよい。 例えば、 蟻酸塩、 酢酸塩、 クロ口酢酸塩、 またはシユウ酸塩等のカルボン酸塩、 硫酸塩、 亜硫酸塩、 チォ硫酸塩、 フッ化物、 塩化物、 臭化物、 よう化物、 硝酸塩、 亜硝酸塩、 炭酸水素塩、 水酸化物、 リン酸塩、 亜リン酸塩、 ピロリン酸塩、 メタ リン酸塩、 セレン酸塩、 チォシアン酸塩、 テトラフルォロホウ酸塩、 トリスェチ レンジァミン塩化物、 シアン化物、 塩素酸塩、 過塩素酸塩、 臭素酸塩、 過臭素酸 塩、 ヨウ素酸塩、 過臭素酸塩等が挙げられるがこれらに限定されない。 好ましく は、 硫酸塩、 塩化物、 硝酸塩であり、 より好ましくは硫酸塩である。 金属イオン含有液における金属イオンの濃度は、 通常、 0 . 0 1〜1モル7リ ットル程度が適当であり、 0 . 0 3〜0 . 1モル Zリットル程度が好ましい。 ま た、 目的とする金属元素含有皮膜が合金や金属化合物の混合物等の複数の金属成 分を含有する形態である場合には、 最終形成物における金属成分のモル比に対応 するモル比で金属イオンを含有する溶液を用いればよく、 その場合には、 これら の複数の金属イオンの合計濃度が上記した範囲となるようにすればよい。
金属イオンを含有する溶液で樹脂基体を処理する方法は、 特に限定的ではない が、 通常は、 工程 (1 ) においてプラズマ処理した樹脂基体を金属イオン含有液 に浸漬すればよく、 この処理は、 例えば、 2 0〜 8 0 °C程度、 好ましくは 2 5〜 6 0 °C程度の温度において、 例えば、 1〜1 0分程度、 好ましくは 3〜 5分程度 行えばよい。 また、 樹脂基体を金属イオン含有液で処理した後に、 必要に応じて 水洗、 乾燥等の処理を行うことができる。
金属イオン含有液による処理の後に行われる工程 (3 ) において、 金属イオン 含有液の p Hは低下するので、 水酸化物イオンの補充のために、 金属イオン含有 液の p Hは、 弱酸性〜中性、 具体的には p H 2〜6程度、 好ましくは 3〜4程度 に調整することが適当である。 .
工程 (3 ) :次いで、 本発明に係る樹脂複合材料の製造方法の工程 (3 ) につ いて説明する。 工程 (3 ) では、 上記の工程 (2 ) で導入された金属イオンの転 化処理を行うことによって、 樹脂基体の表面に金属元素含有成分を導入する。 本 願発明において 「転化」 とは、 金属元素の結合状態を変えて元の状態と異なる結 合状態にすることをいう。 本願発明においては、 転化により金属元素含有成分が 形成されることが必要であり、 金属元素含有成分を形成しない転化は本願発明で いう転化には包含されない。 金属イオンの転化処理は、 最終的に目的とする金属 元素含有成分の種類に応じて行われる。 例えば、 工程 (3 ) における転化処理は、 金属元素含有成分が金属の場合は還元処理であり、 金属硫化物の場合は硫化物含 有溶液による処理であり、 さらに、 金属水酸化物の場合は水酸化物含有溶液によ る処理が行われるが、 これらに限定されるものではない。
金属イオンの転化処理が還元処理である場合には、 還元処理の方法は特に限定 的ではなく、 工程 (2 ) における処理によって樹脂基体表面上に導入された金属 イオンを還元して金属化できる方法であればどのような方法でもよいが、 通常、 還元剤を含有する溶液中に、 工程 (2 ) の処理をされた樹脂基体を浸漬する方法 によって行う。
樹脂基体表面上に導入された金属イオンの還元に用いる還元剤としては、 該金 属イオンを還元して金属を析出させることができるものであれば、 特に制限なく 使用できる。 通常は、 還元剤を含有する溶液は、 水溶液として用いられる。 この 場合に用いる還元剤としては、 例えば、 水素化ホウ素ナトリウム、 ジメチルアミ ンポラン (D MA B )、 トリメチルァミンポラン (TMA B )、 ヒドラジン、 ホル ムアルデヒド、 およびこれらの各化合物の誘導体、 亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸 塩、 次亜燐酸ナトリウム等の次亜燐酸塩等を挙げることができるが、 これらに限 定されるものではなく公知の任意の還元剤が使用できる。 水溶液中の還元剤濃度 は、 通常、 0 . 0 0 2 5〜3モル Zリットル程度、 好ましくは 0 . 0 1〜1 . 5 モル/リットル程度とすればよい。 還元温度は、 通常、 2 0〜9 0 °C程度とし、 好ましくは 2 5〜8 0 °C程度とすればよく、 処理時間は、 1〜6 0分程度、 好ま しくは 2 0〜4 0分程度とすればよい。
また、 還元剤として、 セレン尿素、 亜ヒ酸等、 塩化アンチモン (I I 1 )、 塩 化テルルを用いることも可能であり、 これらの還元剤を用いる場合には、 酸性基 に化学的に吸着された金属ィォンが還元されると同時に、 還元剤中の金属成分、 即ち、 セレン尿素を用いた場合には S e、 亜ヒ酸を用いた場合には A sが、 塩化 アンチモン (I I I ) を用いた場合には S b、 塩化テルルを用いた場合には T e が還元された金属成分と金属化合物を形成することができる。 セレン尿素、 亜ヒ 酸等の還元剤の使用条件も上記した各還元剤の場合と同様とすればよく、 上記し た各還元剤と併用することもできる。 特に、 セレン尿素を用いる場合には、 他の 還元剤を共存させることによって、 還元剤溶液でのセレン尿素の安定性を向上さ せることができるので、 他の還元剤を共存させることが好ましい。
また、 上記した還元剤を含有する水溶液を用いる還元処理では、 十分な金属化 が困難な場合には、 より還元性の強い還元剤を含む有機溶剤溶液を用いて還元処 理を行うこともできる。 このような有機溶剤として使用することのできる還元剤 の例としては、 金属 L i、 N a、 K等 (溶剤:液体アンモニア、 アミン類等)、 トリアルキルアルミニウム (溶剤:ジォキサン、 トルエン、 テトラヒドロフラン 等)、 トリー η—プチルスズ等の水素化スズ化合物 (溶剤:エーテル系溶媒、 ベ ンゼン、 トルエン等) 等を挙げることができる。 これらの還元剤の有機溶剤溶液 を用いて還元処理を行う場合には、 還元すべき金属塩の種類に応じて、 十分な金 属化が行われるように、 適宜、 還元剤濃度、 還元条件等を決めればよい。
還元処理は金属イオンを導入された樹脂基体に電磁線を煦射することによって も行うことができる。 電磁線照射による還元処理は、 電磁線の励起エネルギーを 還元反応に利用し、 導入された金属イオンから金属を析出させる工程である。 還 元処理に使用できる電磁線としては、 金属イオンを還元できる励起エネルギーを 有するものであれば任意の電磁線が使用できるが、 紫外線が好ましい。 電磁線の 電力は、 1 0 W〜1 0 kWの間で使用できるが、 処理時間の短縮から、 1 0 0 W 〜l kWが好ましい。 電磁線の照射時間は 3 0秒〜 1時間であるが、 好ましくは 1分から 1 0分である。
必要に応じて、 ガラスマスク等を装着して紫外線を照射することも出来る。 ガ ラスマスクを装着した場合は、 必要な部分 (回路) のみを選択的に、 金属イオン の還元をすることができる。 マスクは、 紫外線を通さないものであれば、 どの様 なマスクでも良い。 また、 必要な部分以外の未還元の金属イオンは希硝酸溶液等 で簡単に除去することが出来る。 これにより、 エッチングや、 無電解めつきを行 うことなく、 直接、 樹脂基体表面にパターン化された金属皮膜を有する樹脂複合 材料が形成される。 金属硫化物を形成する場合には、 工程 (2 ) で金属イオン含有液による処理を 行つた樹脂基体が硫化物含有溶液で処理される。 この処理で用いる硫化物含有溶 液に含まれる硫化物としては、 溶液中において硫化物イオンを生ずるものであれ ば、 特に制限なく使用することができる。 このような硫化物としては、 例えば、 硫化ナトリウム、 硫化カリウム、 硫化アンモニゥム等を好ましいものとして挙げ ることができる。
硫化物含有溶液における硫化物の量は、 一般には 0 . 0 5〜 1 . 2モル/リッ トル程度とし、 好ましくは 0 . 1〜0 . 5モル/リットル程度とする。 硫化物濃 度が 0 . 0 5モル/リットルよりも少ない場合には、 金属の硫化物を十分に析出 させることが困難であり、 一方、 1 . 2モル/リットルを上回る濃度としても効 果の向上が殆どなく、 不経済となるので好ましくない。 硫化物含有溶液は、 水溶 液でも、 有機溶剤、 および水と有機溶剤の混合物からなる溶液であってもよい。 硫化物含有溶液の p Hは、 弱酸性からアルカリ性であればよく、 好ましくは、 p H 4〜l 1程度、 特に好ましくは 6〜1 0程度に調整する。
硫化物含有溶液による処理は、 通常、 工程 (2 ) において金属イオンが導入さ れた樹脂基体を硫化物含有溶液中に浸漬する方法によって行えばよく、 処理温度 は、 一般に 2 0〜8 0 °C程度、 好ましくは 2 5〜 6 0 °C程度とすればよい。 処理 温度が 2 0 °Cよりも低い場合には、 金属の硫化物の形成が不十分になりやすく、 一方、 8 0 °Cよりも高い塲合には、 溶液が不安定となるので好ましくない。 処理 時間は、 通常、 2〜 3 0分程度とすればよい。
金属水酸化物を形成する場合には、 工程 (2 ) で金属イオン含有液による処理 を行った樹脂基体を、 水酸化物含有溶液で処理し、 その後、 熱処理を行うことに より、 該樹脂基体に金属水酸化物を形成させる。
この処理工程では、 水酸化物としては、 溶液中で水酸化物イオンを形成し得る 化合物であれば任意の化合物を用いることができる。 このような水酸化物として は、 N a〇H、 Ν Η 4 θ Η、 Κ ΟΗ等が挙げられる。 水酸化物含有液における水酸化物の濃度は、 一般的には 0 . 0 2 5〜1 2モル Zリットル程度、 好ましくは 0 . 1〜 5モル/リットル程度とすればよい。 水酸 化物濃度が低すぎる場合には十分に水酸化物が形成されず、 一方、 水酸化物濃度 が高くなりすぎると樹脂が劣化する場合があるので好ましくない。 水酸化物含有 溶液は、 水溶液でも、 有機溶剤、 および水と有機溶剤の混合物からなる溶液であ つてもよい。
水酸化物含有溶液による処理は、 通常、 工程 (2 ) において金属イオンを導入 した樹脂基体を水酸化物含有溶液に浸漬する方法によって行えばよい。 処理温度 は、 一般に、 1 0〜8 0 °C程度、 好ましくは 2 0〜5 0 °C程度とすればよく、 処 理温度が低すぎる場合には、 金属の水酸化物の形成が不十分となりやすく、 一方、 処理温度が高くなりすぎると、 樹脂が劣化する場合があるので好ましくない。 処 理時間は、 通常、 2〜3 0分程度とすればよい。
この様にして、 水酸化物含有溶液で処理することによって、 樹脂基体表面に金 属水酸化物が形成され、 その後、 熱処理を行って脱水することにより、 該樹脂基 体に金属酸化物が形成される。 熱処理の方法は、 樹脂の耐熱性とも関係するが、 樹脂の劣化が生じない範囲で高温にすることが好ましい。 例えば、 エポキシ樹脂 系の樹脂基体の場合には、 8 0〜1 5 0 °C程度で加熱することが好ましく、 ポリ イミド系の樹脂基体の場合には、 8 0〜1 8 0 °C程度で加熱することが好ましい。 加熱時間は、 通常、 3 0〜1 2 0分程度とすればよい。 加熱雰囲気は、 特に限定 はなく、 空気中で熱処理してもよいが、 例えば、 F e 3〇4を形成する場合など には、 酸化が進行しすぎないように、 水素雰囲気等の還元性雰囲気下で加熱を行 うことが好ましく、 目的とする成分の性質に応じて、 適宜加熱雰囲気を設定すれ ばよい。 ' 実施例
ピール強度測定方法 本発明の方法により金属元素を含有する薄膜を形成した後、 25ないし 30ミ クロンの銅皮膜を硫酸銅メツキにより形成する。 120°Cで 1時間アニーリング した後、 皮膜を 1 cm幅にカットし、 引張り試験機を用い, 3 Omm/分の速度 で垂直引き剥がし試験 (90° ピール強度) により測定した。
テープ剥離試験方法
ASTM D— 3359— 95 aによった。 すなわち、 1 mm間隔で縦横にナ ィフの切れ目を入れ、 1mm角のマス目 100個を作る。 ニチバンのセロテープ 18mm幅のものを貼り、 一気にはがして剥離したマス目の数を数えた。 実施例 1 (ポリイミド樹脂上銅薄膜の作製)
5 cmx 10 cmのポリイミドフィルム (東レ ·デュポン社製カプトンフィル ム 200—H) を常圧プラズマ装置 (日本ペイント株式会社製) に入れ、 80K Vにて電極間距離 2 cmで 10分間処理した。 この試料を 0. 05モル Zリツ卜 ル硫酸銅水溶液に室温にて 5分間浸漬し、 水洗後、 0. 02モル Zリットル水素 化ホウ素ナトリウム水溶液に、 室温にて 30分間浸漬し、 水洗乾燥した。 得られ た銅薄膜は、 均一で光沢を呈していた。 その後、 市販の硫酸銅めつき浴を用いて 銅めつきを 25 /xm行ない、 水洗し、 銅皮膜表面の酸化防止のために、 メルテツ クス社製ェンテック Cu— 56により、 室温で 20秒間処理し水洗乾燥させた。 120°C、 1時間のアニーリング後、 得られた皮膜のピール強度を測定すると 1 ON/ cmを示し、 良好な密着性を有していた。
硫酸同めつき浴組成
成 分 量
硫酸銅 75 g/'Jットル
硫酸 190 gZリットル
塩化物イオン 5 Omg /リッ卜 レ
添加剤 若干 実施例 2 (エポキシ樹脂上銅薄膜の作製)
5 cmX 10 cm (板厚 1 mm) のエポキシ樹脂 (松下電工社製) を常圧ブラ ズマ装置に入れ、 80KVにて電極間距離 2 cmで 10分間処理した。 この試料 を 0. 05モル/リットル酢酸銅水溶液に室温にて 5分間浸漬し、 水洗後、 0. 02モルノリットル水素化ホウ素ナトリウム水溶液に、 室温にて 20分間浸漬し、 水洗乾燥した。 得られた銅薄膜は、 均一で光沢を呈していた。 その後、 市販の硫 酸銅めつき浴を用いて銅めつきを 25 m行ない、 水洗し、 銅皮膜表面の酸化防 止のために、 メルテックス社製ェンテック Cu— 56により、 室温で 20秒間処 理し水洗乾燥させた。 そののち、 120°C、 1時間のアニーリング後、 得られた 皮膜のピール強度を測定すると、 12N/cmを示し、 良好な密着性を有してい た。 実施例 3 (ポリイミド樹脂上銅薄膜の作製)
5 cmX 10 cmのポリイミドフィルム (東レ ·デュポン社製カプトンフィル ム 200 -H) をマイクロ波低温酸素プラズマ処理槽内の夕一ンテーブル上に設 置したのち、 真空ポンプを作動させて処理槽内を 0. 13P a以下に減圧し、 つ いで、 そのまま真空ポンプを作動させた状態で酸素ガスを 1 OmL/分の速度で 導入し、 ポリイミド樹脂を放電電流 150 (mA) で 5分間照射することにより、 樹脂表面にカチオン交換基である力ルポキシル基を形成した。 この試料を 0. 0 5モル/リットル硫酸銅水溶液に室温にて 5分間浸潰し、 水洗後、 0. 03モル Zリットル水素化ホウ素ナトリウム水溶液に、 室温にて 10分間浸潰し、 水洗乾 燥した。 得られた銅薄膜は、 均一で光沢を呈していた。 その後、 市販の硫酸銅め つき浴を用いて銅めつきを 25 m行ない、 水洗し、 銅皮膜表面の酸化防止のた めに、 メルテックス社製ェンテック Cu— 56により、 室温で 20秒間処理し水 洗乾燥させた。 そののち、 120°C、 1時間のアニーリング後、 得られた皮膜の ピール強度を測定すると、 9. 8 NZ cmを示し、 良好な密着性を有していた。 実施例 4 (ニッケル薄膜の作製)
5 cmx 10 cmのポリイミドフィルム (東レ ·デュポン社製カプトンフィル ム 200— H) をマイクロ波低温酸素プラズマ処理槽内のターンテ一ブル上に設 置したのち、 真空ポンプを作動させて処理槽内を 0. 1 3P a以下に減圧し、 つ いで、 そのまま真空ポンプを作動させた状態で酸素ガスを 1 OmL/分の速度で 導入し、 ポリイミド樹脂を放電電流 100 (mA) で 5分間照射することにより、 樹脂表面にカチオン交換基である力ルポキシル基を形成した。 この試料を 0. 0 2モル リットル硫酸ニッケル水溶液に室温にて 5分間浸漬し、 水洗後、 0. 0 2モルノリットル水素化ホウ素ナトリウム水溶液に、 室温にて 10分間浸漬し、 水洗乾燥した。 得られたニッケル薄膜は、 均一で光沢を呈していた。 その後、 巿 販の硫酸銅めつき浴を用いて銅めつきを 25 行ない、 水洗し、 銅皮膜表面の 酸化防止のために、 メルテックス社製ェンテック Cu— 56により、 室温で 20 秒間処理し水洗乾燥させた。 そののち、 120°C、 1時間のアニーリング後、 得 られた皮膜のピール強度を測定すると、 l lNZcmを示し、 良好な密着性を有 していた。 実施例 5 くビルドアップ基板の作製)
5 cmx 10 cm (板厚 1. 6mm) の基板 (補強剤としてのガラスクロスを 8層介在させ、 圧縮したエポキシ樹脂からなる) に、 絶縁層としてエポキシ樹脂 (松下電工社製) を 100 xm塗布し、 150°Cで 1時間硬化させた後、 炭酸ガ スレーザーにてマイク口ビアを形成した。 この試料をデスミア処理により表面を 粗面化した後、 常圧プラズマ装置を用いて 80KVにて電極間距離 2 cmで 10 分間処理した。 この試料を 0. 05モル Zリットル酢酸銅水溶液に室温にて 5分 間浸漬し、 水洗後、 0. 02モル Zリットル水素化ホウ素ナトリゥム水溶液に、 室温にて 20分間浸潰し、 水洗乾燥した。 得られた銅薄膜は、 均一で光沢を呈し ていた。 その後、 市販の硫酸銅めつき浴を用いて銅めつきを 25 m行ない、 水 洗し、 銅皮膜表面の酸化防止のために、 メルテックス社製ェンテック Cu_ 56 により、 室温で 20秒間処理し水洗乾燥させた。 そののち、 120°C、 1時間の アニーリング後、 得られた皮膜のピール強度を測定すると、 12N/cmを示し、 良好な密着性を有していた。 実施例 6 (酸化鉄磁性皮膜の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル/リットルの硫酸第一鉄水 溶液 (pH3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成され た力ルポキシル基に鉄イオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水洗した。 その 後、 この基板を 1モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液に 50°Cで 3分間浸 漬して、 水酸化鉄層を形成後、 水素雰囲気中において、 150°Cで 30分間熱処 理して酸化鉄 F e 3〇4に変換した。 この皮膜を R I KENDENSH I CO, LTD製、 V. S. MAGNETOMETER振動試料型磁力計により、 縦軸 0. 025 emu, 横軸 5 k 0 eでヒステリスループを測定した結果、 現行の磁 気テープに使用されている酸化鉄と同等の磁気特性を有していた。 実施例 7 (ZnS e化合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル Zリットルの硝酸亜鉛 (p H3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成された力ルポ キシル基に亜鉛イオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水洗した。 その後、 こ の基板を 0. 5モル/リットルのセレン尿素と 0. 5モル リットルのヒドラジ ンを含有する混合水溶液に水溶液に 60°Cで 3分間浸漬して、 亜鉛一セレン金属 層を形成後、 室温で 1分間水洗して表面を清浄化し、 窒素雰囲気の乾燥機中で 1 00°Cで 5分間熱処理した。 この皮膜は、 現在、 乾式法で製造されている ZnS e皮膜と同等の半導体特性を有していた。
なお、 本実施例において同等の半導体特性を有していたとの表現は、 導電率が 10一2〜 109 Ω/cmであったことを示すものであり、 この場合の表面抵抗値 は 2 X 1 0— 3〜2 X 1 09 ΩΖ口である。
本発明において使用される 「表面抵抗値 (Ωノロ)」 とは、 測定する部分が、 幅 =lmm、 長さ = 5mmになるように導電性塗料を塗布し、 導電性塗料を塗布 していない部分 (長さ 5mmなる部分) で抵抗値 Rを測定した場合、 次式によつ て算出される。
表面電気抵抗値 (Ω /口) =R (Ω) X幅 (mm) /長さ (mm)
以下の実施例においても同様の方法で表面抵抗値を測定した。 実施例 8 (CdS e化合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル/リットルの硝酸力ドミゥ ム水溶液 (pH3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成 された力ルポキシル基に力ドミゥムイオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水 洗した。 その後、 この基板を 0. 5モル/リットルのセレン尿素と 0. 5モル/ リットルのヒドラジンを含有する混合水溶液に水溶液に 60°Cで 3分間浸漬して、 カドミウム一セレン金属層を形成後、 室温で 1分間水洗して表面を清浄化し、 窒 素雰囲気の乾燥機中で 100°Cで 5分間熱処理した。 この皮膜は、 現在、 乾式法 で製造されている Cd S e皮膜と同等の半導体特性を有していた。 実施例 9 (CdTe化合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル Zリットルの硝酸力ドミゥ ム水溶液 (pH3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成 された力ルポキシル基に力ドミゥムイオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水 洗した。 その後、 この基板を 0. 5モル Zリットルの塩化テルルと 0. 5モル Z リットルのヒドラジンを含有する混合水溶液に水溶液に 60 °Cで 3分間浸漬して、 カドミウム一テルル金属層を形成後、 室温で 1分間水洗して表面を清浄化し、 窒 素雰囲気の乾燥機中で 100°Cで 5分間熱処理した。 この皮膜は、 現在、 乾式法 で製造されている C d T e皮膜と同等の半導体特性を有していた。 実施例 10 ( C d S化合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル リットルの硝酸力ドミゥ ム水溶液 (pH3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成 された力ルポキシル基に力ドミゥムイオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水 洗した。 その後、 この基板を 0. 25モル/リットルの硫化ナトリウム水溶液に 室温で 3分間浸漬して、 硫化カドミウム層を形成後、 室温で 1分間水洗し、 室温 で風乾した。 この皮膜は、 現在、 乾式法で製造されている CdS皮膜と同等の半 導体特性を有していた。 実施例 11 ( Z n S化合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル/リットルの硝酸亜鉛 (p H3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成された力ルポ キシル基に亜鉛イオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水洗した。 その後、 こ の基板を 0. 25モルノリットルの硫化ナトリウム水溶液に室温で 3分間浸潰し て、 硫化カドミウム層を形成後、 室温で 1分間水洗し、 室温で風乾した。 この皮 膜は、 現在、 乾式法で製造されている ZnS皮膜と同等の半導体特性を有してい た。 実施例 12 ( I n A s化合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モル Zリットルの硫酸インジゥ ム水溶液 (pH3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成 された力ルポキシル基にィンジゥムイオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水 洗した。 その後、 この基板を 0. 5モル リットルの亜ヒ酸と 0. 5モル Zリツ トルのヒドラジンを含有する混合水溶液に水溶液に 60°Cで 3分間浸漬して、 ィ ンジゥムーヒ素金属層を形成後、 室温で 1分間水洗して表面を清浄化し、 窒素雰 囲気の乾燥機中で 100°Cで 5分間熱処理した。 この皮膜は、 現在、 乾式法で製 造されている I nAs皮膜と同等の半導体特性を有していた。 実施例 13 ( I n S b合物半導体の作製)
実施例 2でプラズマ処理した試料を、 0. 05モルノリットルの硫酸インジゥ ム水溶液 (pH3に維持) に室温で 3分間浸漬することにより、 基板表面に形成 された力ルポキシル基にィンジゥムイオンを化学的に吸着させ、 室温で 1分間水 洗した。 その後、 この基板を 0. 5モル/リットルの三塩化アンチモンと 0. 5 モル/リットルのヒドラジンを含有する混合水溶液に水溶液に 60 °Cで 3分間浸 漬して、 インジウム一アンチモン金属層を形成後、 室温で 1分間水洗して表面を 清浄化し、 窒素雰囲気の乾燥機中で 100°Cで 5分間熱処理した。 この皮膜は、 現在、 乾式法で製造されている I n S b皮膜と同等の半導体特性を有していた。 比較例 1 (ポリイミド樹脂上銅薄膜の作製)
5 cmx 10 cmのポリイミドフィルム (東レ ·デュポン社製カプトンフィル ム 200— H) を汎用の無電解銅めつき処理により銅の導電性薄膜を形成し、 そ の後、 市販の硫酸銅めつき浴を用いて銅めつきを 25 /xm行ない、 水洗し、 銅皮 膜表面の酸化防止のために、 メルテックス社製ェンテック Cu— 56により、 室 温で 20秒間処理し水洗乾燥させた。 120で、 1時間のアニーリング後、 得ら れた皮膜のピール強度を測定すると、 2 N/ cmを示し、 良好な密着性を得るこ とができなかった。 実施例 14
エポキシ樹脂を、 1M KOH溶液に 25°Cにて 2分浸漬し、 表面をクリー二 ングした。 その後、 水洗し乾燥した後、 酸素プラズマを 25° (:、 1気圧、 60 k Wにて 10秒照射し、 エポキシ樹脂にカチオン交換機であるカルボキシル基を導 入した。 次に、 0. 1M CuS〇4溶液に 25°Cにて 5分浸漬後、 水洗、 乾燥 した後、 140Wの低圧水銀ランプ電源より紫外線を 1時間照射し銅を還元させ た。 還元処理後の表面は金属光沢を呈していた。 これに、 硫酸銅めつきを 2 AZ dm2にて 60分めつきし、 約 25 mの銅めつきを行なった。 この試料を水洗、 乾燥後、 1 cmの幅にナイフでカットし、 ピール強度を測定した結果、 9. 8N Z cmの高い強度が得られ、 良好な密着性を有していた。 実施例 15
ポリイミド樹脂を、 1M KOH溶液に 25°Cにて 2分浸潰し、 表面をクリー ニングした。 その後、 水洗し乾燥した後、 酸素プラズマを 25°C、 1気圧、 60 kWにて 10秒照射し、 ポリイミド樹脂にカチオン交換機である力ルポキシル基 を導入した。 次に、 0. 1M AgN〇3溶液に 25°Cにて 3分浸漬後、 水洗、 乾燥した後、 その後、 石英ガラスマスクパターンを通して 140Wの低圧水銀ラ ンプ電源より紫外線を 1時間照射し、 銀回路を形成した。 回路部以外に残存する 金属イオンを 1%硝酸溶液にて溶離除去した。 この試料を水洗、 乾燥後、 テープ 剥離試験を行なった結果、 テープ側への皮膜の付着は認められず良好な密着性を 有していた。 実施例 16
ABS樹脂に酸素プラズマを 25で、 1気圧、 30 kWにて 5秒照射し、 カチ オン交換機である力ルポキシル基を導入した。 次に、 0. 1M N i S〇4溶液 に 25Tにて 3分浸漬後、 水洗、 乾燥した後、 紫外線を 25° (、 1気圧、 500 Wにて 5分照射した。 紫外線により還元した後の ABS樹脂表面上には、 金属光 沢を呈しているニッケルのパターンが形成されていた。 この試料についてテープ 剥離試験を行なった結果、 テープ側への皮膜の付着は認められず良好な密着性を 有していた。 実施例 17
ポリイミド樹脂を、 アンモニアガス雰囲気中で、 プラズマを 25 、 8 To r r、 40 OWにて 60秒照射し、 ポリイミド樹脂にカチオン交換機であるアミノ 基を導入した。 次に、 0. 05M Cu S〇4溶液に 25°Cにて 5分浸漬後、 水 洗、 乾燥した後、 500Wの高圧水銀ランプ電源より紫外線を 10分間照射し銅 を還元させた。 還元処理後の表面は金属光沢を呈していた。 これに、 硫酸銅めつ きを 2 A/dm2にて 60分めつきし、 約 25 mの銅めつきを行なった。 この 試料を水洗、 乾燥後、 1 cmの幅にナイフでカットし、 ピール強度を測定した結 果、 9. 8 N/ cmの高い強度が得られ、 良好な密着性を有していた。 実施例 18
ポリイミド樹脂を、 窒素ガス雰囲気中で、 プラズマを 25°C、 8To r r、 4 0 OWにて 5分照射し、 ポリイミド樹脂にカチオン交換機であるニトロ基を導入 した。 次に、 0. 1M Cu S04溶液に 25°Cにて 5分浸漬後、 水洗、 乾燥し た後、 500Wの高圧水銀ランプ電源より紫外線を 10分間照射し銅を還元させ た。 還元処理後の表面は金属光沢を呈していた。 これに、 硫酸銅めつきを 2 AZ dm2にて 60分めつきし、 約 25 mの銅めつきを行なった。 この試料を水洗、 乾燥後、 1 cmの幅にナイフでカットし、 ピール強度を測定した結果、 9. 8N Z cmの高い強度が得られ、 良好な密着性を有していた。 実施例 19 (非帯電性樹脂複合材料の製造)
AB S樹脂に酸素プラズマを 25° (:、 1気圧、 30 kWにて 10秒照射し、 力 チオン交換基である力ルポキシル基を導入した。 次に、 0. 1Mの硫酸ニッケル 溶液に 25 °Cにて 3分浸漬後、 水洗後、 次に、 水洗後、 0. 01Mの次亜リン酸 溶液に 20分浸潰し、 導入したニッケルを金属に還元させた。 この時の表面にお ける抵抗値は、 1 X 109 Ω /口であった。 ニッケルの抵抗率は 6. 84X 10 -6 Ω · cmであるから、 樹脂複合材料の表面抵抗値/金属元素含有成分の抵抗 率 = 1. 5 X 1014 (1/ (□ · cm)) となる。 実施例 20 (非帯電性樹脂複合材料の製造)
ABS樹脂に酸素プラズマを 25 、 1気圧、 30 kWにて 5秒照射し、 カチ オン交換基である力ルポキシル基を導入した。 次に、 0. 1Mの硫酸ニッケル溶 液に 25 °Cにて 3分浸漬後、 水洗、 乾燥した後、 高圧水銀ランプより紫外線を 2 5°C、 1気圧、 500Wにて 5分照射した。 紫外線により導入したニッケルを金 属に還元させた。 この時の表面における抵抗値は、 1 X 10 /口であった。 ニッケルの抵抗率は 6. 84 X 10~6Ω · cmであるから、 樹脂複合材料の表 面抵抗値 Z金属元素含有成分の抵抗率 = 1. 5 X 1014 ( 1ノ (□ · c m)) と なる。 ' 実施例 21 (非帯電性樹脂複合材料の製造)
ポリイミド樹脂を、 1M 水酸化カリウム溶液に 25でにて 4分浸漬した。 そ の後、 水洗、 乾燥後、 酸素プラズマを 25 °C、 1気圧、 40 kWにて 5秒照射し、 カチオン交換基である力ルポキシル基を導入した。 次に、 0. 11^の^^ 13〇4 溶液に 25 °Cにて 5分浸漬後、 水洗後、 次に、 水洗後、 0. 01Mの次亜リン酸 溶液に 20分浸漬し、 導入したニッケルを金属に還元させた。 この時の表面にお ける抵抗値は、 5 X 109Ω /口であった。 ニッケルの抵抗率は 6. 84X 10 -6 Ω · cmであるから、 樹脂複合材料の表面抵抗値 Z金属元素含有成分の抵抗 率 =7. 3 X 1014 (1/ (□ · cm)) となる。 実施例 22 (非帯電性樹脂複合材料の製造)
ポリイミド樹脂に酸素プラズマを 25°C、 1気圧、 30 kWにて 5秒照射し、 カチオン交換基である力ルポキシル基を導入した。 次に、 水洗し乾燥した後、 0. 1Mの硫酸コバルト溶液に 25 °Cにて 5分浸漬後、 水洗後、 乾燥した後、 140 Wの低圧水銀ランプより紫外線を 1時間照射し銅を還元させた。 この時の表面に おける抵抗値は、 1 X 1010ΩΖ口であった。 コバルトの抵抗率は 6. 24 X 10-6Ω · cmであるから、 樹脂複合材料の表面抵抗値/金属元素含有成分の 抵抗率 = 1. 6 X 1015 (1/ (□ · cm)) となる。 上述の実施例 19〜22の結果から明らかなように、 プラズマで樹脂基体を処 理し、 次いで、 金属イオン含有液で処理して金属イオンを導入し、 該金属イオン を転化することにより、 非帯電性を示す表面抵抗値を有する樹脂複合材料を得る ことができた。 産業上の利用可能性
以上、 説明したように、 本発明の樹脂複合材料は、 金属元素含有成分の基体へ の均一な分布、 および金属元素含有皮膜の膜厚の均一性に優れるので、 該成分の 均一な分布、 および皮膜の均一性が要求される各種の用途において有用である。 また、 金属元素含有成分または皮膜と樹脂基体の間の密着性に優れるので、 密着 性が要求される各種の用途において有用である。 さらに、 本発明の樹脂複合材料 は湿式法により形成されるので、 乾式法におけるような特殊で大がかりな装置を 必要とせず、 より簡易に形成することができる。 '
また、 本発明の樹脂複合材料は、 その製造の際にエッチング処理、 無電解めつ き処理を必要としないので、 これらに起因する作業環境の悪化や地球環境等の汚 染をもたらさず、 かつ簡易に製造できる。 また、 本発明の方法は、 比較的簡単で 連続操業が可能なプラズマ処理と湿式法による処理方法によって、 作業環境や地 球環境等を汚染することなく、 樹脂基体上に密着性に優れた、 膜厚の均一な各種 の金属元素含有皮膜を形成することができる。 さらに、 本発明の方法は、 還元を 電磁線照射で行うことができるので、 簡易にパターン化された金属皮膜を形成す ることができる。
また、 本発明の樹脂複合材料は、 従来困難であった、 樹脂基体が本来的に有す る低い導電率を一定以上にすることなく、 樹脂基体の帯電を防止できる程度の極 微量の金属元素含有成分を樹脂基体表面上に導入することが可能となった。 これ により、 該非帯電性樹脂複合材料は、 帯電が原因となる、 静電気による基体の損 傷、 基体上への塵や埃の付着等の弊害を防止できることとなる。 また、 前記非帯 電性樹脂複合材料においては、 樹脂基体表面上に存在する金属元素含有成分の基 体への密着性が優れているので、 一時的な帯電防止ではなく、 永久的な帯電防止 が可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 樹脂基体の表面に金属元素含有成分を有する、 湿式法により得られる樹脂 複合材料であって、 キヤタリスト層が存在しないことを特徴とする樹脂複合材料。
2 . プラズマ処理された樹脂基体の表面を金属ィォン含有液で処理して金属ィ オンを導入し、 該金属イオンを転化することにより得られる、 樹脂基体の表面に 金属元素含有成分を有する樹脂複合材料。
3 . 金属元素含有成分が樹脂基体上で金属元素含有皮膜を形成している請求項 1または 2記載の樹脂複合材料。
4. 金属元素含有成分が金属、 金属ヒ化物、 金属アンチモン化物、 金属セレン 化物、 金属テルル化物、 金属硫化物および金属酸化物からなる群から選択される、 請求項 1〜 3のいずれか 1項記載の樹脂複合材料。
5 . 金属元素含有成分の基体への密着性が改良されたことを特徴とする、 請求 項 1〜 4の何れか 1項記載の樹脂複合材料。
6 . 金属元素含有皮膜が金属皮膜であり、 皮膜のピール強度が 3 N/ c m以上 である請求項 5記載の樹脂複合材料。
7 . 金属元素含有皮膜が金属ヒ化物皮膜、 金属アンチモン化物皮膜、 金属セレ ン化物皮膜、 金属テルル化物皮膜、 金属硫化物皮膜および金属酸化物皮膜であり、 テープ剥離試験で剥離が見られない請求項 5記載の樹脂複合材料。
8 . 樹脂複合材料が非帯電性である請求項 1〜 5の何れか 1項記載の樹脂複合 材料。
9 . 樹脂複合材料の表面の抵抗値が 1 0 6〜1 0 ^ ΩΖ口である請求項 8記載 の樹脂複合材料。
1 0 . 樹脂複合材料における、 該樹脂複合材料の表面抵抗値 Ζ該金属元素含有 成分の抵抗率の値が 1 0 1 2〜1 0 1 7 ( 1 / (□ · c m) ) であることを特徴と する請求項 8または 9に記載の樹脂複合材料。
11. 金属元素が V、 C r、 Mn、 Fe、 Co、 N i、 Cu、 Ga、 As、 S e、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 Cd、 I n、 Sb、 Te、 〇s、 I r、 P t、 Au、 Hg、 P bまたは B iおよびそれらの混合物から選択される金属元素 である、 請求項 1〜 10の何れか 1項記載の樹脂複合材料。
12. 転化が電磁線照射により行われ、 金属元素含有成分が金属である請求項 1〜 3の何れか 1項記載の樹脂複合材料。
13. 電磁線照射がマスクパターンを通して行われ、 パターン化された金属皮 膜が形成される請求項 12記載の樹脂複合材料。
14. (1) 樹脂基体をプラズマ処理する工程、 (2) 金属イオン含有液で処 理する工程、 および (3) 転化処理により樹脂表面に金属元素含有成分を導入す る工程を含む、 請求項 1または 2記載の樹脂複合材料の形成方法。
15. 金属元素含有成分が皮膜を形成するように導入される請求項 14記載の 方法。
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