JP2004122456A

JP2004122456A - 耐クラック性に優れた金属層転写フィルム及び金属層の転写方法

Info

Publication number: JP2004122456A
Application number: JP2002287430A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nakahara; 中原　稔; Shinichi Hashimoto; 橋本　真一
Original assignee: Panac Co Ltd
Current assignee: Panac Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】キャリアー上への導体層形成過程で剥がれることがなく、ハンドリング性に優れ、かつ作業の簡便化に好適な耐クラック性及び耐剥離性を有する金属層転写フィルム及び該転写フィルムを用いる金属層転写方法の提供。
【解決手段】樹脂フィルム基体の片面に表面粗さＲｍａｘ１．９〜２０μｍの粗面化処理が施されており、他面にアクリル樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート基を有する化合物を含む混合物の反応生成物からなる粘着剤層が設けられており、粘着剤層上に、金属の耐クラック性及び耐剥離性を有する蒸着層が形成されている金属層転写フィルム、及び該金属層転写フィルムの金属層がプリプレグ表面に面するように重ね、次いで該金属層転写フィルムの金属層とプリプレグを加熱圧着した後、金属蒸着層と粘着剤層の間で剥離させ、プリプレグ及び金属層の多層構造体を得る金属層の転写方法。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板などの金属貼り積層板を形成するのに好適に使用できる銅蒸着層や銅メッキ層などの金属層を転写するためのフィルム及びそれを用いる金属層の転写方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ、プリンター、電子カメラ、ビデオレコーダー、携帯用通信機等の各種電子機器部品に広く使用されているプリント配線板は、これらの機器の小型化に伴い薄層化が求められているが、導体層となる金属箔は１２μ以下の厚みにするとハンドリングが困難であるとの問題がある。そこで、１）離型性を有するキャリアーに直接金属箔を貼り合わせて導体とし、プリプレグに転写する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）が、この方法では金属箔の薄層化に限界があり、転写後に薄層化しなければならないとの問題がある。また、２）キャリアー上に蒸着及び／又はメッキによって導体層を形成し、これをプリプレグに転写する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）が、この方法では、１μｍ以上の厚みを持った導体をキャリアー上に形成すると、導体とキャリアーが剥離してしまうとの欠点がある。さらに、剥離層が設けられた３５μｍ電解銅箔の光沢面側に連続的に５μｍ以下の銅めっきを施すことにより得られた樹脂付き銅箔が開示されている（例えば、非特許文献１参照）が、基体が銅箔であるため離型層を介してメッキされたメッキ層のバックライト等を用いた光によるピンホール、クラック等の有無の品質確認ができないという欠点を有している。したがって、このような問題がなく、薄層化でき、更に、耐クラック性及び耐剥離性を有する金属層転写フィルム及びそれを用いる金属層転写方法の開発が望まれている。
【特許文献１】
特開２０００−３４９４４５号公報
【特許文献２】
特開平２−１４１２３３号公報
【非特許文献１】
（株）加工技術研究会発行「コンバーテック」１９９９年８月号、ｐ．４３−４５
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、キャリアー上への導体層形成過程で剥がれることがなく、ハンドリング性に優れ、かつ作業の簡便化に好適な耐クラック性及び耐剥離性を有する金属層転写フィルムを提供することを目的とする。
本発明は、又、上記転写フィルムを用いる金属層転写方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂フィルムの両面ないしは片面に特定の表面粗さの粗面化処理を施し、どちらか一方ないしは非粗面化処理面に特定の粘着剤層を設け、さらにその粘着剤層上に金属蒸着層や金属メッキ層を設けると、上記課題を効率的に解決できるとの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明は、樹脂フィルム基体の片面に表面粗さＲｍａｘ１．９〜２０μｍの粗面化処理が施されており、他面にアクリル樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート基を有する化合物を含む混合物の反応生成物からなる粘着剤層が設けられており、粘着剤層上に、金属の耐クラック性及び耐剥離性を有する蒸着層が形成されていることを特徴とする金属層転写フィルムを提供する。
本発明は、又、上記金属層転写フィルムの金属層がプリプレグ表面に面するように重ね、次いで該金属層転写フィルムの金属層とプリプレグを加熱圧着した後、金属蒸着層と粘着剤層の間で剥離させ、プリプレグ及び金属層の多層構造体を得ることを特徴とする金属層の転写方法を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる樹脂フィルム基体としては、折り曲げ可能で物理的な力により比較的容易に変形するフレキシブルなプラスチック製シートがあげられる。具体的には、ポリエチレンテレフタレ−トやポリブチレンテレフタレ−トなどのポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエチレンナフタレ−ト、シンジオタクチックポリスチレンを含むポリスチレン、ポリカ−ボネ−ト、ポリビニルアルコ−ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、ポリ酢酸セルロースなどの各種セルロ−ス、（メタ）アクリル樹脂、各種ナイロンなどのポリアミド、フッ素樹脂のシートなどがあげられる。これらのうち、ポリエステルが好ましく、特にポリエチレンテレフタレ−トが好ましい。
厚さは特に限定されないが、５〜２５０μｍ程度であるのが好ましく、より好ましくは２０〜７０μｍである。
【０００６】
本発明では、樹脂フィルム基体の片面に粗面化処理が施されているものを用いるが、両面に粗面化処理が施されているものを用いてもよい。粗面化処理は、通常行われている方法、例えば、サンドブラスト法などの物理的方法や化学侵食法などにより行うことができる。又、樹脂フィルム基体表面に、フィラー混入塗料やその他塗料の塗装を行うことにより粗面化してもよい。
本発明では、粗面化処理により表面粗さＲｍａｘが１．９〜２０μｍの範囲となるようにする。ここで、表面粗さＲｍａｘは、例えば、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１−１９８２に定義されており、表面粗さ計にて容易に求めることができる。本発明では、さらに、Ｒｍａｘが２〜６μｍであるのが好ましい。このような粗さにすることにより、金属層転写フィルムの金属層を、プリプレグ表面に面するように重ね、次いで該金属層転写フィルムの粗面化処理表面にプレス圧縮を施してプリプレグ表面に金属層を加熱圧着する工程における、プレス機（金型も含む）との離型性を良好に保つことができるとともに、粗面の凹凸が金属層に転写することを防止することができる。
本発明では、粘着剤層と樹脂フィルム基体の界面でより強く密着するように樹脂フィルム基体に表面処理を施すことが出来る。例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶ洗浄、超音波洗浄、プライマー塗工、粗面化処理等、特に制限なく用いることが出来る。
【０００７】
本発明において樹脂フィルム基体に設けられた粘着剤層はプリプレグ表面に圧着する工程を経た後においても、粘着剤層上に設けられた金属層界面を保持しつつ離型機能を持つものである。このような粘着剤樹脂成分としては、プリプレグ表面に圧着する工程を経た後においても、物理的、化学的に著しい変化を起こさないものであることが望ましい。具体的には、粘着樹脂成分として、（メタ）アクリル樹脂、メタクリル樹脂、各種ゴム、ポリウレタン、ポリエステル、天然樹脂等があげられるが、特に、（メタ）アクリル樹脂が好ましい。例示すれば、（メタ）アクリル樹脂としては、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレ−ト、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフリル（メタ）アクリレ−ト等のアクリル（メタ）アクリレートのアルキル基が芳香族基、脂環族基、複素環族基若しくはハロゲン原子で置換されたされたアクリレート類、酢酸ビニル、ビニルエーテル、スチレン、アクリロニトリル等のアクリロイル基を有する物に官能基として、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のヒドロキシアクリレート類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等のアクリルカルボン酸類、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−オクチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド類、グリシジル（メタ）アクリレート等のグリシジルアクリレート類など、一般にアクリルポリマーの合成に用いられるモノマーを用い合成された単一重合体若しくは共重合体があげられる。
【０００８】
本発明で用いる粘着剤層に含有させる粘着剤成分は、架橋、硬化性樹脂の混合等、単独又は複数の方法により硬化されており、必要に応じて触媒を使用することが出来る。使用する架橋剤は、特に制限はなく、例えば、イソシアネート基を有する化合物、エポキシ樹脂、ジアルデヒド、酸無水物、アミン、イミダゾール、アゾ化合物、シラン化合物、金属キレート、有機金属、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン、過酸化物、硫黄化合物などがあげられ、特にイソシアネート基を有する化合物が好ましい。硬化性樹脂としては、特に制限はなく、例えば、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、トリアジン樹脂、光重合性プレポリマーや光重合性モノマーを必要に応じて光重合開始剤と混合したものなどがあげられ、特にメラミン樹脂が好ましい。特に、メラミン樹脂を、（メタ）アクリル樹脂１００重量部に対して６重量部以上使用することは、金属の耐クラック性を有する蒸着層を得るために効果的である。本発明で用いられる触媒は特に制限無く用いられることが出来る。例えばスルホン酸等の有機酸、金属化合物、アミン系化合物があげられるが、特に酸触媒が好ましい。特に、本発明では、上述した架橋や硬化性樹脂の混合等の方法で耐熱化及び耐溶剤化された粘着剤成分を含む粘着剤を用いるのがよい。
本発明では、特に、粘着剤を溶解又は分散した溶液を用い、該溶液を樹脂フィルム基体の片面に塗布し、溶媒を乾燥させながら熱硬化性樹脂を硬化させて粘着剤層を形成させるのがよい。
【０００９】
このような溶液状の粘着剤は、常法により、フィルム基材上に、メイヤーバー、アプリケーター、シルクスクリーンにて塗布することができるが、好ましくはコンマ、リバース、ダイレクトグラビア、マイクログラビア、ダイ、エアナイフ、バー、カーテン、スプレー、ブレード等の各種コーティング装置を用いた方法により施すのがよい。
本発明において、粘着剤層の厚さは特に限定されないが、０．０１〜３０μｍ程度であるのが好ましく、より好ましくは０．０５〜１０μｍであり、更に好ましくは０．０７〜０．３５μｍである。
粘着剤層の厚さがこの範囲内にあると、金属層転写フィルムのハンドリング時に金属層に皺や傷が入りにくく、糊残りが発生しない。又、メッキ時のメッキ層の収縮による粘着剤層と金属層の剥がれを良好に防止することができる。
【００１０】
粘着剤層に設ける金属の蒸着層としては、例えば、銅、アルミ、錫、ニッケル、金、白金、銀、はんだ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ等の合金等があげられる。このうち、銅とアルミが好ましく、特に、銅が好ましい。これらは、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶融メッキ、金属溶射等の乾式メッキのいずれの方法を組み合わせて、あるいは単独で行うことができる。金属層の厚さは特に制限は無いが、０．５〜３５μｍ程度となるようにするのがよい。本発明では粘着剤層上に真空蒸着を施しその上に電解メッキを行うことによって金属層を設ける方法がより好ましい。この場合、金属蒸着層の厚さは特に限定されないが、５０〜６０００Åであるのが好ましく、より好ましくは１００〜４０００Åである。金属蒸着層上に設ける金属メッキ層の厚みも特に限定されないが、０．２〜３０μｍ程度であるのが好ましく、より好ましくは０．５〜２０μｍである。
【００１１】
本発明では、プリプレグとの結合促進処理としてメッキ時の電着条件を調節し、上記金属メッキ層転写フィルムの金属メッキ層の表面導電性微粒子群を電着させる等の従来公知の技術を制限なく用いて粗化処理を施しても良い。さらに、上記金属メッキ転写フィルムの金属メッキ層の表面に防錆処理を施すことが出来る。例えば、ジンククロメート、ニッケル、錫、コバルト等の電着法など従来公知の方法を特に制限無く用いることができる。
本発明では、上記金属メッキ層転写フィルムの金属メッキ層を、プリプレグ表面に面するように重ね、次いで該金属メッキ層転写フィルムの粗面化処理表面に熱プレスを施してプリプレグ表面に金属メッキ層を加熱圧着した後、金属蒸着層と粘着剤層との間で剥離させ、プリプレグ、金属メッキ層及び金属の蒸着層の多層構造体を得るのが好ましい。
【００１２】
ここで、プリプレグとしては、例えば、プリント配線板材料に用いるものであればいずれでもよく、フェノール−エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、トリアジン樹脂、ＰＴＦＥの単独、複合のいずれでも良く、合成繊維布、紙、ガラス布の組み合わせても良い。また、多層化させるときは組み合わせても良い。
本発明において、プリプレグ表面への金属メッキ層の熱圧着は、圧力２０〜４０Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力、温度１５０〜２６０℃で０．５〜３時間程度行うのがよく、好ましくは１７０〜１９０℃、３０Ｋｇ／ｃｍ^２で２時間である。
このようにして得られたプリプレグ、金属メッキ層及び金属の蒸着層の多層構造体にサブトラクティブ法などにより所望の回路を形成することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によると、金属層と金属層転写フィルムとが金属層転写フィルム表面への金属層形成工程やプリプレグとの加熱圧着等の各工程中に剥がれることがなく、ハンドリング性に優れ、かつプリプレグへの金属層の熱プレス後は粘着剤層と金属層との離型性に優れ、更にプレス金型との離型性の良い耐クラック性及び耐剥離性を有する金属層転写フィルムを提供することが出来る。また、本発明の金属層転写フィルムは、基体に透明または半透明の樹脂フィルムを使用しているので、光透過によるメッキ層の品質確認が容易であるとの効果も併せ有している。
次に実施例により本発明を説明する。
【００１４】
【実施例】
実施例１〜４及び比較例
表面粗さがＲｍａｘ２．５μｍ又は５．５μｍに製膜してある厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に、表１に示す組成（重量部）の粘着剤を、メイヤーバーを用い粘着剤層が均一になるように塗布して粘着剤層を成形した（塗布厚み０．２μｍ）。粘着剤塗布後、希釈溶媒分の乾燥を行うために１４０℃×４０秒の熱乾燥を行い、乾燥と架橋を行った。粘着剤層の引張弾性率、引張強度、伸びを測定しその結果を表１に示した。
その後、１．３３×１０^−２〜１０^−３Ｐａ条件下の真空蒸着法を用いて粘着剤層の上に銅を蒸着（厚み１６００Å）させ、蒸着層の耐クラック性及び耐剥離性を後記の方法で評価してその結果を表１に示した。用いたサンプルのサイズは７０×５０ｍｍであった。
さらに、ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ　５０ｇと９８％のＨ_２ＳＯ_４　２０．４ｇを精製水に溶解させ２５０ｍｌになるようにして電解メッキ液を調製し、これを用いて印加電圧３Ｖ、液温２３℃、通電時間６０分にて蒸着銅の上に１μｍのメッキ層を得た。得られたサンプルについてメッキ後常態剥離力を後記の方法で測定してその結果を表１に示した
【００１５】
また、プリプレグとして、厚さ１００μｍのガラス基材・エポキシ樹脂プリプレグ（有沢製作所　ＦＲ−４）を用意した。
上記金属メッキ層転写フィルムとプリプレグをプレス機に挟み、金属メッキ層転写フィルムの金属メッキ層がプリプレグ表面に面するように重ね、次いで該金属メッキ層転写フィルムの粗面化処理表面に熱プレスを施してプリプレグ表面に金属メッキ層を熱圧着した（１８５℃、３０Ｋｇ／ｃｍ^２、１時間）。
その後、金属蒸着層と粘着剤層との間で剥離させ、プリプレグ、金属メッキ層及び金属の蒸着層の多層構造体を得た。
【００１６】
蒸着層の耐クラック性
７ｍｍφのガラス棒の半周に蒸着層が外側になるようにサンプルを沿わせた。残りのガラス棒の半周側及びフィルム側からバックライトを当て、沿わせている所の蒸着層側へ光が漏れているかどうかの確認を行った。この方法で差がはっきりしない場合は、更にガラス棒に沿っている部分を指で摘まみ、７ｍｍφよりも小さなを曲率を与えて、光の漏れの確認を行った。光の漏れ具合を比較して、耐クラック性の良好な順に、◎＞◯＞△＞×として評価し、その結果を表１に示した。
蒸着層の耐剥離性
蒸着層上にニチバンの１８ｍｍ透明粘着テープ（セロテープ：登録商標）を指で軽く貼りつけた。貼りつけ直後（約２〜３秒後）に、剥離角度が約９０°になるように、手でセロテープを剥がし、蒸着層のハガレ具合の差を、微妙な差異が分るようにバックライトをフィルム側から照らしながら評価した。耐剥離性の良好な順に、◎＞◯＞△＞×とし、その結果を表１に示した。
メッキ後常態剥離力
常態（約２３℃）のメッキ槽温度において、蒸着されたサンプルの蒸着層側に厚み１μｍの電解メッキを施し、２５ｍｍ幅のメッキ側を両面テープ（ニチバンＮｏ．８００）を用いてＰＰ（ポリプロピレン）板に固定した。そして、剥離スピード３００ｍｍ／ｍｉｎで剥離角度が１８０°になるように樹脂フィルム基体側を剥離して測定した値をメッキ後常態剥離力とした。
粘着剤層の引張強度、伸び、引張弾性率
厚み３０μｍ、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの粘着層を準備し、チャック間が１００ｍｍになるように、粘着層がたるまないようにチャッキングし、オートグラフにより、引張スピード２００ｍｍ／ｍｉｎで、粘着層が破断するまでの変位（ｍｍ）と荷重（Ｎ）をトレース測定した。
引張強度は、次式により算出した。
引張強度（ＭＰａ）＝破断荷重（Ｎ）÷（厚み（ｍｍ）×幅（ｍｍ））
伸びは、破断するまでの変位の長さのチャック間距離に対する割合で、次式により算出した。
伸び（％）＝破断変位（ｍｍ）×１００÷チャック間距離（ｍｍ）
引張弾性率は、測定チャートの初期直線部分の傾きから次式により算出した。
引張弾性率（ＭＰａ）＝傾き（Ｎ／ｍｍ）×チャック間距離（ｍｍ）÷断面積（ｍｍ^２）
【００１７】
【表１】

【００１８】
ＫＰ−１２８２は、日本カーバイド工業株式会社製のアクリル樹脂／混合溶媒（トルエン／アセトン＝３／２）＝４０／６０である。
ＣＫ−３００は、日本カーバイド工業株式会社製のメラミン樹脂／イソプロピルアルコール＝２０／８０である。
ＣＫ−９０２は、日本カーバイド工業株式会社製の酸触媒である。
コロネートＨＬは、日本ポリウレタン株式会社製のヘキサメチレンジイソシアネート基を有する化合物である。

Claims

樹脂フィルム基体の片面に表面粗さＲｍａｘ１．９〜２０μｍの粗面化処理が施されており、他面にアクリル樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート基を有する化合物を含む混合物の反応生成物からなる粘着剤層が設けられており、粘着剤層上に、金属の耐クラック性及び耐剥離性を有する蒸着層が形成されていることを特徴とする金属層転写フィルム。
金属の蒸着層上に金属メッキ層が形成されている請求項１記載の金属層転写フィルム。
請求項１又は２記載の金属層転写フィルムの金属層がプリプレグ表面に面するように重ね、次いで該金属層転写フィルムの金属層とプリプレグを加熱圧着した後、金属蒸着層と粘着剤層の間で剥離させ、プリプレグ及び金属層の多層構造体を得ることを特徴とする金属層の転写方法。