JP2006001185A - プラスチックフィルム、金属被覆基板、及び、それらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材の表面を粗化面化し(110)、その基材の粗化面にポリイミド前駆体を塗布して(103)、加熱イミド化する(104)ことにより、基材の粗化面に対応した粗化面(Rms0.05μm以上)を有する粗化フィルム110を得る。次に基材から剥がした粗化フィルムを真空チャンバ内に収容して、Crスパッタ(122)、Cuスパッタ(123)を順にすることにより粗化面上に金属薄膜を形成し、更にその上にCuメッキすることにより金属被覆基板130を得る。
【選択図】 図1
Description
(1)圧延法ないし電解法を用いて予め銅箔を作製し、接着剤でプラスチックフィルムに接合する方法、
(2)接着剤を介さず、プラスチックフィルムの前駆体を銅箔に塗布し、前記前駆体を重合させて接着させるキャスティング法(例えば、特許文献1参照)、
(3)熱可塑性プラスチックフィルムを銅箔と積層してラミネートするラミネート法(例えば、特許文献2参照)、
(4)プラスチックフィルムにスパッタなどで金属を薄く被覆し、その上にメッキで金属を所定の厚さまで被覆する蒸着メッキ法(例えば、特許文献3参照)
などが用いられている。
(5)蒸着メッキ前に、プラズマ処理によりプラスチックフィルム(例えば、ポリイミドフィルム)の表面を改質する手法、
が行われている。(例えば、非特許文献1参照)。
すなわち、プラスチックフィルム表面を粗面化するためにプラズマ照射による処理を行った場合、平均粗さRaを大きくするためにはプラズマ照射時間を延長する。すると、プラスチックフィルム表面には、深い凹と高い凸とを有する凹凸が寡占的に生成することが判明した。そして、この深い凹と高い凸とを有する凹凸は、アンカーとしての効果を発揮し得ないものと考えられる。そして、プラスチックフィルム表面における、深い凹と高い凸とを有する凹凸の存在割合は、平均粗さRaと最大凹凸高さRyとの比(Ry/Ra)で表現することができる。このRy/Raが、例えば80以上となった場合は、深い凹と高い凸とを有する凹凸の寡占的状態が過剰となり、当該凹凸がアンカーとしての役割を果たすことができず、金属膜とプラスチックフィルムとの密着性が飽和してしまう原因であることに想到した。
なお、プラスチックフィルム表面の表面平均粗さRaは、0.09μm以上であれば所定の密着性が得られるが、1μmを超えると、プラスチックフィルム表面上に被覆された金属膜をエッチングして回路パターンを形成する際に、当該エッチング精度が低下してしまう。
該基材表面粗化面処理工程により得られた基材の粗化面にプラスチックフィルムまたはその前駆体を接触させることにより、前記基材の粗化面に対応した粗化面を有するプラスチックフィルムを形成する粗化フィルム形成工程と、を備えることを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法である。
第6の構成を有する金属被覆基板の製造方法によれば、第4または5の構成により製造されたプラスチックフィルムの粗化面上へ、気相法により金属膜を形成するので、金属被覆とプラスチックフィルムとの密着性が大幅に高められた金属被覆基板を容易に得ることができる。
本実施の形態例に係るプラスチックフィルムは、基材の粗化面に接触させることで形成したプラスチックフィルムであり、金属被覆基板は、当該プラスチックフィルムの粗化面に気相法により金属膜を被覆し、所望により該金属膜の上へ更にメッキ法により金属薄膜を積層形成したものである。
これは、プラスチックフィルムの形成時に、所定の粗化面を有する基材上でプラスチックフィルムを形成することで表面を粗化面化した場合には、深い凹と高い凸とを有する凹凸が寡占的に存在しているのではなく、比較的凹凸が緩やかで均一な凹凸面が形成され、プラズマ処理による粗化面化とは異なって、表面粗さによるアンカー効果が著しく向上する為と考えられる。
(1)粗化面化基材の製造工程(基材表面粗化面化処理101)
二乗平均表面粗さが0.02μm以下で厚さが0.3mmの銅基板に、下記メッキ液Aを用いて、電流密度40A/dm2で15秒間通電して成膜することにより、ヤケたニッケル被膜を形成した。次に、同じメッキ液Aを用いて、電流密度5A/dm2で5秒間通電し成膜して粗化面化基材を作製した。当該粗化面化基材における表面凹凸の値を、図9に示す。
塩化ニッケル Ni含有率15g/L
ホウ酸 30g/L
純水 残部
窒素気流下、重合槽中のN,N−ジメチルアセトアミド1800gへ、1,4−ジアミノベンゼン108gと、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物294gとを添加して撹拌し、ポリアミド酸溶液を作製した。
前記で作製した粗化面化基材表面にフッ素系離型剤である(有)ブレニー技研製リケイザイNo.10を塗布、乾燥させた後に、前記で作製したポリアミド酸溶液を塗布流延して(ポリイミド前駆体塗布工程103)、140℃の熱風で乾燥し、その後、加熱炉内に設置して480℃まで段階的に徐々に昇温し、この温度で1分間保持して、溶媒の除去とイミド化を行った(加熱イミド化工程104)。
前記で作製したポリイミドフィルムを150℃で20分間の予備加熱乾燥後、室温に戻し、プラズマエッチング用の真空チャンバ内の陰極に設置した。次に、この真空チャンバ内を10−4Paまで排気した後、酸素を10%含むアルゴンガスを導入して、全圧約0.2Pa付近でAC出力100Wを加え、フィルムの粗化面をプラズマエッチングした(エッチング工程121)。
上記で作製した銅被膜付きポリイミドフィルム上に、メッキ液として(株)ワールドメタル製、硫酸銅メッキ浴BMP−CUS(以下、メッキ液Bと記載する)を用いて電流密度2A/dm2で光沢銅被膜を約5μmメッキ(Cuメッキ工程124)し、フィルムと金属膜との密着強度に優れた極薄の 金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)130を作製した。
上記金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)をパターン間隔30μmにエッチング加工し(エッチングによる回路形成工程141)、それにより得た回路基板150へ無電解Snメッキをおこなった後に、電圧100Vを加えて絶縁抵抗値を測定したところ、1011Ω以上の高い絶縁抵抗値が得られた。
密着性の評価は、引き剥がし試験において銅金属膜の強度が必要なため、得られた金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)の銅金属膜の厚さを30μmまで厚く再メッキして行った。試験はJIS C6471の90゜方向引き剥がし試験に準じ、試料を180゜Cで加熱処理した後に行った。その結果、1.2〜1.5N/mm2と非常に高い密着強度が得られた。
実施例2では、実施例1における工程(1)において、銅基板として表面を研磨紙により研磨加工したものを用いた。次に、当該銅基板の表面へメッキ液Aを接触させ、電流密度5A/dm2で15秒間通電して、ここへNi膜を成膜し、表面凹凸が図10のような基材を作製した。さらに、工程(3)で得られるポリイミドフィルムの表面凹凸を図11のような値とし、他は実施例1と同様にして、金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)を作製した。
実施例3では、次のように作業を行った。
(1)粗化面化基材の製造工程
平均表面粗さRaが0.02μmのステンレス基板表面へ、下記メッキ液Bを接触させて、電流密度2A/dm2で通電し、光沢銅被膜を1μmメッキした。次に、当該光沢銅被膜上に前記メッキ液Aを接触させ、電流密度40A/dm2で15秒間通電することで、ヤケたニッケル被膜を形成し、さらに、再度メッキ液Aを用いて、電流密度5A/dm2で10秒間通電して表面凹凸を有する粗化面化基材を作製した。当該粗化面化基材の表面凹凸は、ほぼ図9の値と同等であった。
窒素気流下、重合槽中のN,N−ジメチルアセトアミド1800gへ、1,4−ジアミノベンゼン108gと、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物294gとを添加して撹拌し、ポリアミド酸溶液を作製した。
前記で作製したポリアミド酸溶液を前記で作製した粗化面化基材上に塗布流延して140℃の熱風で乾燥し、その後加熱炉内に設置して480℃まで段階的に徐々に昇温し、この温度で1分間保持して溶媒の除去とイミド化を行った。
前記で作製したポリイミドフィルムを150℃で20分間の予備加熱乾燥後、室温に戻し、プラズマエッチング用の真空チャンバ内の陰極に設置した。次にチャンバ内を10−4Paまで排気した後、酸素を10%含むアルゴンガスを導入して、全圧約0.2Pa付近でAC出力100Wを加えてフィルムの粗化面をプラズマエッチングした。
上記で作製した銅被膜付きポリイミドフィルム上に、前記メッキ液Bを用いて電流密度2A/dm2で光沢銅被膜を約5μmメッキし、フィルムと金属膜との密着強度に優れた極薄の金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)を作製した。
上記金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)を実施例1と同様に、パターン間隔30μmにエッチング加工し、無電解Snメッキ後に、電圧100Vを加えて絶縁抵抗値を測定したところ1011Ω以上の高い絶縁抵抗値が得られた。
密着性の評価は、引き剥がし試験で銅箔の強度が必要なため、実施例1と同様に、得られた金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)の銅箔の厚さを30μmまで厚く再メッキして行った。試験はJIS C6471の90゜方向引き剥がし試験に準じて試料を180℃で加熱処理した後に行った。その結果、1.2〜1.5N/mm2と非常に高い密着強度が得られた。
実施例1〜3と比較するために比較例に係る金属被覆基板を次の条件で作製した。
即ち、デュポン製ポリイミドフィルム(製品名カプトン)を用いて、酸素分圧20%の酸素と窒素の混合ガスを用い、AC出力100Wを加え40分間プラズマ処理を行い、図8の40分処理品と同等の表面凹凸を有するポリイミドフィルムを作製した。そして、他は実施例1と同様にして、金属被覆基板(銅張りフレキシブル基板)を作製した。
102 ポリイミド前駆体準備工程
103 基材の粗化面にポリイミド前駆体を塗布する工程
104 加熱イミド化工程
105 フィルム引き剥がし・洗浄工程
110 粗化フィルム(粗化面を有するプラスチックフィルム)
122 Crスパッタ工程
123 Cuスパッタ工程
124 Cuメッキ工程
130 金属被覆基板
141 エッチングによる回路形成工程
150 回路基板
Claims (8)
- 少なくとも片面の表面平均粗さRaが0.09μm以上であり、表面平均粗さRaと最大凹凸高さRyとの比Ry/Raが40以下であることを特徴とするプラスチックフィルム。
- 請求項1に記載のプラスチックフィルムに、金属膜が被覆されたものであることを特徴とする金属被覆基板。
- 請求項2に記載の金属被覆基板の金属膜上に、更にメッキ法による金属膜が積層されていることを特徴とする金属被覆基板。
- 基材の表面を粗化面化する基材表面粗化面化処理工程と、
該基材表面粗化面化処理工程により得られた基材の粗化面にプラスチックフィルムまたはその前駆体を接触させることにより、前記基材の粗化面に対応した粗化面を有するプラスチックフィルムを形成する粗化面化フィルム形成工程と、を備えることを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法。 - 請求項4に記載のプラスチックフィルムの製造方法において、前記基材表面粗化面化処理工程とは、前記基材の表面を表面平均粗さRaが0.05μm以上であり、表面平均粗さRaと最大凹凸高さRyとの比Ry/Raが40以下であるように粗化面化する基材表面粗化面化処理工程であることを特徴とするプラスチックフィルムの製造方法。
- 請求項4または5に記載のプラスチックフィルムの製造方法により製造されたプラスチックフィルムの前記粗化面上へ、気相法により金属膜を形成する、金属膜形成工程を備えることを特徴とする金属被覆基板の製造方法。
- 請求項6に記載の金属被覆基板の製造方法により製造された金属被覆基板の前記金属膜上へ、メッキ法により同種または異種の金属膜を積層形成するメッキ成膜工程を備えることを特徴とする金属被覆基板の製造方法。
- 請求項6または7に記載の金属被覆基板の製造方法により製造された金属被覆基板の前記金属膜にエッチング加工を施すことにより、所定の回路を形成することを特徴とする金属被覆基板の製造方法。
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