JP2006032686A - 導体層パターン及び電磁波遮蔽体の製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 幾何学図形状の凹部を有する導電性基材上に、電気めっきまたは無電解めっきにより上記凹部を埋めるように金属を析出させて金属箔の片面に高さが幅が1μm〜40μmの幾何学形状の凸部パターンを有してなる凸部パターン付き金属箔を作製し、これの凸部を樹脂基材に埋設させて積層構造体を作製し、これの非埋設部分を除去することにより導体層パターン埋設樹脂基材を作製し、これを透明基板に貼り合わせて透光性電磁波遮蔽部材を作製する。
【選択図】 図11
Description
1. 金属箔の片面に高さが0.5μm〜100μm、幅が1μm〜40μm、ライン間隔が100μm〜1000μmの幾何学形状の凸部パターンを有してなる凸部パターン付き金属箔。
2. 凸部パターンが形成されている面と反対の面が平坦である項1記載の凸部パターン付き金属箔。
3. 凸部パターンが形成されている面が黒化処理されている項1又は2のいずれかに記載の凸部パターン付き金属箔。
4. 項1〜3のいずれかに記載の凸部パターン付き金属箔の凸部パターンが樹脂基材中に埋設されてなる積層構造体。
5. 樹脂基材と導体層パターンよりなり、その導体層パターンが高さ0.5μm〜100μm、幅が1μm〜40μm、ライン間隔が100μm〜1000μmの幾何学形状をなしており、導体層パターンが樹脂基材中に埋設されてなる導体層パターン埋設樹脂基材。
6. 露出している部分又は露出していない部分の導体層パターンが黒化処理されている項5に記載の導体層パターン埋設樹脂基材。
7. 導体層パターン側の面の一部または全部が樹脂層で覆われている項5又は6のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材。
8. 項5〜7のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材を用いた透光性電磁波遮蔽部材。
9. 項5〜7のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材を用いたディスプレイの前面に用いる透光性電磁波遮蔽部材。
10. 幾何学図形状の凹部を有する導電性基材上に、電気めっきまたは無電解めっきにより上記凹部を埋めるように金属を析出させ、さらに導電性基材の凹部以外の表面にも箔状となるまで金属を析出させることを特徴とする凸状パターン付き金属箔の製造法。
11. 導電性基材の凹部以外の表面にも箔状となるまで金属を析出させる場合に、凸部パターンが形成されるべき面と反対の面を平坦化することを特徴とする項10記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
12. 導電性基材が回転体(ロール)であることを特徴とする項10又は11のいずれかに記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
13. めっきに用いる金属が、20℃における体積抵抗率で20μΩ/cm以下の金属を少なくとも1種類以上含むものである項5〜7のいずれかに記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
14. さらに、凸状パターンのある面を黒化処理する項10〜13のいずれかに記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
15. 項10〜14のいずれかの方法を行う工程、得られた凸状パターン付き金属箔の凸部を樹脂基材に埋設させる工程を含むことを特徴とする金属箔の凸部パターンが樹脂基材中に埋設されてなる積層構造体の製造法。
16. 項15に記載の方法を行う工程、得られた凸部パターンが樹脂基材中に埋設されてなる積層構造体における金属箔の樹脂基材への非埋設部分を除去する工程を含むことを特徴とする導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
17. ケミカルエッチングにより金属箔の樹脂基材への非埋設部分を除去する項16に記載の導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
18. さらに、露出している導体層パターンを黒化処理する項16又は17のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
19. 項16〜18に記載の方法を行う工程、得られる導体層パターン埋設樹脂基材の導体層パターン側の面の一部または全部を覆うようにして樹脂層を形成させることを特徴とする樹脂層付き導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
20. 項16〜19のいずれかに記載の方法を行う工程、得られた樹脂層付き導体層パターン埋設樹脂基材を透明基板に貼り合わせることを特徴とする透光性電磁波遮蔽部材の製造方法。
21. 項16〜19のいずれかに記載の方法を行う工程、得られた樹脂層付き導体層パターン埋設樹脂基材を用いるディスプレイの前面に用いる透光性電磁波遮蔽部材。
導体層パターンが埋設された樹脂基材を利用して、導体層パターンの黒化処理を容易に行うことができる。
電磁波遮蔽性の観点からは三角形が最も有効であるが、可視光透過性の点からは同一のライン幅なら(正)n角形のn数が大きいほど開口率が上がるが、可視光透過性の点から開口率は50%以上が必要とされる。開口率は、60%以上がさらに好ましい。開口率は、電磁波遮蔽材の有効面積に対する有効面積から導電性金属で描かれた幾何学図形の導電性金属の面積を引いた面積の比の百分率である。ディスプレイ画面の面積を電磁波遮蔽材の有効面積とした場合、その画面が見える割合となる。
導電性基材上に直接レーザー光を照射し、導電性基材に凹部を形成する方法、導電性基材に光硬化性樹脂を用いてフォトリソグラフ法を適用し、導電性基材そのものをエッチングして加工する方法、彫刻により導電性基材に凹部を形成させる方法などがある。導電性基材の材質が硬い場合、直接加工するにはレーザー加工やフォトリソグラフ法などを用いることが好ましいが、銅などの柔らかく加工性に優れた材料に彫刻を施した後にクロム等硬質のめっきで処理してもよい。
先ず、凹部よって幾何学図形模様が描かれた導電性基材1上にめっきにより金属を析出させる。図3は導電性基材1上にめっきを析出させた状態の断面図である。導電性基材1の凹部(溝)2のみならず平面部3の上にも同時に金属が析出する。この様にして金属箔11が作製されるが、この金属箔11には凸部12が形成されており、従って、凸部によるパターン、すなわち、凸部パターンが形成されている。
次に、凸部パターン付き金属箔11を導電性基材1から剥離する。剥離して得られた凸部パターン付き金属箔11の断面図を図4に示す。凸部12は導電性基材1の凹部(溝)2をそのまま転写した凸状の形状となっている。また、凸部パターン付き金属箔11において、凸部を除けば、全体が均一又はほぼ均一の厚さとなっている。
図5は、凸部パターン付き金属箔11の別の例を示す断面図であり、この例では、導電性基材1の凹部2に対応して凸部12が形成されているが、この凸部12の上方ではめっきが完全に形成されておらず、陥没したような形状の凹部13が形成されている。
後の工程を考慮すると、凸部パターン付き金属箔11の形状は、図5に示すように凸部の反対の面に凹部13が形成されているよりは、図4に示されるように凸部の反対側の面が平坦になるようにめっきされている方が好ましい。
図6及び図7は、それぞれ、導電性基材1上に形成された凸部パターン付き金属箔11の別の例を示す断面図である。導電性基材1の凹部2及び平坦部3にめっきが施されてはいるが、得られた金属箔11は、凸部12の反対側に、陥没したような凹部13が形成されている。図6では、線Zで示されるようなめっきで埋められずに形成された凹部13の底部の位置が、Wの線で示される平面部の高さと比べたときに、線Zが線Wより高くなっており、この方が、図7に示すように、線Zの位置が線Wの位置よりも低く、凸部12に、その反対側の凹部13が入り込んでいるものよりも好ましい。
凸部パターン付き金属箔11を樹脂基材14に埋設させる方法としてはどのような方法を用いてもよいが、例えば次のような方法を用いることができる。すなわち、先に剥離して得られた凸部パターン付き金属箔11の凸部12を加熱または加圧により流動する樹脂に加熱または加圧の手法を用いて埋め込む方法、あるいは液状の紫外線硬化型の樹脂を凸部パターン付き金属箔11の凸部12がある側に塗布し、紫外線を照射して硬化させる方法などである。また、図示しないが、凸部パターン付き金属箔11の凸部12を埋設させる樹脂基材14は単層でなく複数積層してもよく、樹脂基材14がキャリアフィルム等を凸部パターン付き金属箔11の凸部12を埋設する側の反対側に有していてもよい。
活性エネルギー線で硬化する樹脂又は熱硬化性樹脂についても、これらが硬化する前には、同様の軟化点を有するものが好ましい。
活性エネルギー線が紫外線の場合、紫外線硬化時に添加される光増感剤あるいは光開始剤としては、ベンゾフェノン系、アントラキノン系、ベンゾイン系、スルホニウム塩、ジアゾニウム塩、オニウム塩、ハロニウム塩等の公知の材料を使用することができる。また、上記の材料の他に汎用の熱可塑性樹脂をブレンドしても良い。
することもできる。
アクリル酸又はメタクリル酸の付加物としては、エポキシアクリレート(n=1.48〜1.60)、ウレタンアクリレート(n=1.5〜1.6)、ポリエーテルアクリレート(n=1.48〜1.49)、ポリエステルアクリレート(n=1.48〜1.54)なども使うこともできる。特に接着性の点から、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートが優れており、エポキシアクリレートとしては、1、6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、アリルアルコールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル等の(メタ)アクリル酸付加物が挙げられる。エポキシアクリレートなどのように分子内に水酸基を有するポリマーは接着性向上に有効である。これらの共重合樹脂は必要に応じて、2種以上併用することができる。
また、これらの方法を複数組み合わせて用いてもよく、例えばサンドブラストで粗削りした後にCMPで精密に研磨して非埋設部分を除去する方法、ベルト研磨で粗削りしてエッチングで除去する方法など自由に組み合わせることができる。
最終的に樹脂基材に埋め込んだ後金属箔を部分的に除去して得られる導体層パターンのライン幅は40μm以下、ライン間隔は100μm以上の範囲とするのが好ましい。また、導体層パターン(幾何学図形)の非視認性の観点からライン幅は25μm以下、可視光透過率の点からライン間隔は120μm以上がさらに好ましい。ライン幅は、40μm以下、好ましくは25μm以下が好ましく、あまりに小さく細くなると表面抵抗が大きくなりすぎて遮蔽効果に劣るので1μm以上が好ましい。ライン間隔は、大きいほど開口率は向上し、可視光透過率は向上する。本発明によって得られる導体層パターンをディスプレイ前面に使用する場合、開口率は50%以上が必要であるが、60%以上がさらに好ましい。ライン間隔が大きくなり過ぎると、電磁波遮蔽性が低下するため、ライン間隔は1000μm(1mm)以下とするのが好ましい。なお、ライン間隔は、幾何学図形等の組合せで複雑となる場合、繰り返し単位を基準として、その面積を正方形の面積に換算してその一辺の長さをライン間隔とする。
また、最初にめっきして得られる凸部パターン付き金属箔の凸部のない箇所の厚み(凸部を無くしたときの金属箔の厚み)は、50μm以下であることが好ましい。この厚さが大きすぎると後の金属箔除去工程において時間がかかりすぎるし、最初に粗削りする工程を入れるにしても工程数が増えるからである。また、上記の厚みは30μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることが最も好ましい。また、上記の厚みが薄すぎると導電性基材から剥離する際に破損しやすくなるため、上記の厚みは1μm以上であることが好ましい。3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。
これを図11を用いて説明する。図11は、電磁波遮蔽部材を目的とした電磁波遮蔽材の一例を示す断面図である。基材フィルム15上に樹脂基材14が形成されている。基材フィルム15は必須ではないが、樹脂基材14及び導体層パターン部12を保持しておくために存在いていることが好ましい。樹脂基材14には導体層パターン12が埋設されており、その上は被覆樹脂層16で覆われている。
また、凸部パターン付き金属箔とそれを埋設させる樹脂基材との密着性を向上させるために、凸部パターン付き金属箔の表面を粗化する工程を入れることもできる。金属箔の表面を粗化することにより埋設させるための樹脂基材との密着性が向上し、その後の金属箔を部分的に除去する工程において導体層パターン部が浮いたりする問題が発生しないため、良好な導体層パターン付き樹脂基材が安定して得られる。
導体層パターンに黒色層を形成する方法としてはめっきや酸化処理、印刷などの様々な方法を用いることができる。本発明においてこれらの黒色層を形成する工程は、凸部パターン付き金属箔を作製する工程中、凸部パターン付き金属箔の凸部を樹脂基材に埋設させる前、金属箔を部分的に除去した後等様々な工程の間に入れることができる。
図12は、凸部パターン側が黒化処理された凸部パターン付き金属箔及び黒化処理された導体層パターンが埋設された樹脂基材の断面図である。
例えば、凸部パターン付き金属箔を樹脂基材に埋設させる前に黒色層を形成させる場合には、図12(a)に示すように、凸部(12)パターン付き金属箔11の導体層パターン側の全面に黒色層18を形成させる。これを樹脂基材に埋設させた後金属箔を部分的に除去することにより図12(b)に示すように導体層パターン12の周囲に黒色層18が形成された樹脂基材14が得られる。
また、金属箔を部分的に除去した後に黒色層を形成させた場合には図13に示すように、導体層パターン12が埋設された樹脂基材14において露出している導体層の面に黒色層18を形成させることが出来る。いずれに黒色層18を形成させた場合でも黒色層を設けた方の面がディスプレイの視聴者側に向くようにして電磁波遮蔽部材として用いる。
(黒化処理液1(水溶液))
・亜塩素酸ナトリウム 30g/L
・水酸化ナトリウム 10g/L
・三リン酸ナトリウム 5g/L
(樹脂組成物1)
・YD−8125(東都化成株式会社製) 100重量部
・IPDI(日立化成工業株式会社製) 12.5重量部
・2−エチル−4−メチルイミダゾール 0.3重量部
・メチルエチルケトン 330重量部
・シクロヘキサノン 15重量部
(樹脂組成物2)
・NKエステルAPG−700(新中村化学株式会社製、ポリプロピレングリコールジアクリレート) 100重量部
・NKエステルTMPT(新中村化学株式会社製、トリメチロールプロパントリメタクリレート) 50重量部
・ベンゾフェノン 5.5重量部
・ミヒラーケトン 1.2重量部
(樹脂組成物3)
・バイロンUR−1400(東洋紡績株式会社製、飽和ポリエステル樹脂) 100重量部
・メチルエチルケトン 285重量部
・シクロヘキサノン 5重量部
(樹脂組成物4)
・TBA−HME(日立化成工業株式会社製、高分子量エポキシ樹脂) 100重量部
・メチルエチルケトン 330重量部
・シクロヘキサノン 5重量部
この接着性フィルムと上記凸部パターン付き銅箔を熱プレスを用いて100℃、10kgf/cm2で貼り合わせて凸部パターンを樹脂中に埋設させた。気泡や異物の混入がないことを目視で確認した。その後、塩化第二鉄水溶液で非埋設部分の銅箔をエッチングして除去し、導体層パターン付き樹脂基材を得た。得られた導体層パターン付き樹脂基材の導体層パターンの面側に実施例4の樹脂組成物4を乾燥後の厚みが10μmとなるように厚さ50μmのPETフィルム(A−4100、東洋紡績株式会社製)に塗布した接着フィルムと110℃、20kgf/cm2の条件で加熱圧着した。
(樹脂組成物5)
・バイロンBK−4103 (東洋紡績株式会社製、アクリル変性ポリエステル樹脂) 100重量部
・SIR−159(三井化学株式会社製、赤外線吸収剤) 0.5重量部
・トルエン 450重量部
・酢酸エチル 10重量部
(樹脂組成物6)
・YD−8125(東都化成株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂) 100重量部
・IPDI(日立化成工業株式会社製、マスクイソホロンジイソシアネート) 12.5重量部
・IRG−002(日本化薬株式会社製、赤外線吸収剤) 1.2重量部
・メチルエチルケトン 330重量部
・シクロヘキサノン 15重量部
上記凸部パターン付き銅箔に紫外線硬化型樹脂(ヒタロイド7851、日立化成工業株式会社製)をコーティングし、PETフィルム(マイラーD、帝人デュポンフィルム株式会社製、75μm)でラミネートした後、紫外線ランプを用いて1J/cm2の紫外線を照射し、凸部パターンを樹脂基材に埋設させた。樹脂基材の厚みは30μmであった。この銅箔側をサンドブラストで処理して粗削りした後、硫酸−過酸化水素水溶液でソフトエッチングして非埋設部分の銅箔を除去し、導体層パターン付き樹脂基材を得た。気泡や異物の混入がないことを目視で確認した。
この接着性フィルムと上記凸部パターン付き銅箔をラミネータを用いて120℃で貼り合わせて凸部パターンを樹脂中に埋設させた。気泡や異物の混入がないことを目視で確認した。その後、硫酸−過酸化水素水溶液(硫酸70ml/L、過酸化水素100ml/L)で非埋設部分の銅箔をエッチングして除去し、導体層パターン付き樹脂基材を得た。
上記凸部パターン付き銅箔に紫外線硬化型樹脂(ロックタイト322、ヘンケルジャパン株式会社製)をコーティングし、PETフィルム(マイラーD、帝人デュポンフィルム株式会社製、100μm)でラミネートした後、紫外線ランプを用いて2J/cm2の紫外線を照射し、凸部パターンを樹脂基材に埋設させた。気泡や異物の混入がないことを目視で確認した。この銅箔側をサンドブラストで処理して大きな凹凸を除いた後、続いてCMP研磨(HS−C430、日立化成工業株式会社製スラリー)により非埋設部分の銅箔を除去し、導体層パターン付き樹脂基材を得た。
実施例3で作製したパターンを有するステンレス板を用いて、実施例3と同様のめっき浴を用い、溝が完全に埋まる前にめっきを終了させた。剥離して得られた凸部を有しない部分の銅箔の厚みは5μmであった。凹部(溝)に付着した銅の厚みは2μmであった。凸部を有する部分と凸部を有しない部分は電気的に接続されていた。凸部パターン付き銅箔の剥離は容易であったが、一部パターンの溝のところで亀裂が生じた。凸部パターンの形成されている方の面に黒化処理液(HIST−500、日立化成工業株式会社製)で処理して黒化処理を施した。
実施例1で作製したパターンを有するステンレス板を用いて、実施例1と同様のめっき浴を用い、凸部を除いた部分の銅箔が20μm厚になるまでめっきした。得られた凸部パターン付き銅箔を剥離した。凸部パターン付き銅箔は容易に剥離でき、かつその取扱いも容易であった。次に凸部パターンを有する側の面を実施例1の黒化処理液1で80℃10分処理して表面を黒化処理した。
この接着性フィルムと上記凸部パターン付き銅箔を熱プレスを用いて110℃、15kgf/cm2で貼り合わせて凸部パターンを樹脂中に埋設させた。樹脂層の厚みが薄いため、埋設が不十分であり、気泡の混入が確認された。これを過硫酸アンモニウム(150g/L)で非埋設部分の銅箔をエッチングしたところ、導体層パターン部分も同時に除去される部分が発生し、全体的にムラが多かった。得られた導体層パターン付き樹脂基材の導体層パターンが残っている面側に実施例1の樹脂組成物1をコーティングし、100℃で5分加熱した。被覆した樹脂層の厚みは5μmであった。
2:凹部(溝)
3:平面部
11:金属箔
12:凸部
13:凹部
14:樹脂基材
15:基材フィルム
16:被覆樹脂層
17:基材フィルム
18:黒色層
51:電解浴
52:電解液
53:陽極
54:回転体
55:配管
56:ポンプ
57:凸部パターン付き金属箔
Claims (21)
- 金属箔の片面に高さが0.5μm〜100μm、幅が1μm〜40μm、ライン間隔が100μm〜1000μmの幾何学形状の凸部パターンを有してなる凸部パターン付き金属箔。
- 凸部パターンが形成されている面と反対の面が平坦である請求項1記載の凸部パターン付き金属箔。
- 凸部パターンが形成されている面が黒化処理されている請求項1又は2のいずれかに記載の凸部パターン付き金属箔。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の凸部パターン付き金属箔の凸部パターンが樹脂基材中に埋設されてなる積層構造体。
- 樹脂基材と導体層パターンよりなり、その導体層パターンが高さ0.5μm〜100μm、幅が1μm〜40μm、ライン間隔が100μm〜1000μmの幾何学形状をなしており、導体層パターンが樹脂基材中に埋設されてなる導体層パターン埋設樹脂基材。
- 露出している部分又は露出していない部分の導体層パターンが黒化処理されている請求項5に記載の導体層パターン埋設樹脂基材。
- 導体層パターン側の面の一部または全部が樹脂層で覆われている請求項5又は6のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材。
- 請求項5〜7のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材を用いた透光性電磁波遮蔽部材。
- 請求項5〜7のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材を用いたディスプレイの前面に用いる透光性電磁波遮蔽部材。
- 幾何学図形状の凹部を有する導電性基材上に、電気めっきまたは無電解めっきにより上記凹部を埋めるように金属を析出させ、さらに導電性基材の凹部以外の表面にも箔状となるまで金属を析出させることを特徴とする凸状パターン付き金属箔の製造法。
- 導電性基材の凹部以外の表面にも箔状となるまで金属を析出させる場合に、凸部パターンが形成されるべき面と反対の面を平坦化することを特徴とする請求項10記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
- 導電性基材が回転体(ロール)であることを特徴とする請求項10又は11のいずれかに記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
- めっきに用いる金属が、20℃における体積抵抗率で20μΩ/cm以下の金属を少なくとも1種類以上含むものである請求項5〜7のいずれかに記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
- さらに、凸状パターンのある面を黒化処理する請求項10〜13のいずれかに記載の凸状パターン付き金属箔の製造法。
- 請求項10〜14のいずれかの方法を行う工程、得られた凸状パターン付き金属箔の凸部を樹脂基材に埋設させる工程を含むことを特徴とする金属箔の凸部パターンが樹脂基材中に埋設されてなる積層構造体の製造法。
- 請求項15に記載の方法を行う工程、得られた凸部パターンが樹脂基材中に埋設されてなる積層構造体における金属箔の樹脂基材への非埋設部分を除去する工程を含むことを特徴とする導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
- ケミカルエッチングにより金属箔の樹脂基材への非埋設部分を除去する請求項16に記載の導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
- さらに、露出している導体層パターンを黒化処理する請求項16又は17のいずれかに記載の導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
- 請求項16〜18に記載の方法を行う工程、得られる導体層パターン埋設樹脂基材の導体層パターン側の面の一部または全部を覆うようにして樹脂層を形成させることを特徴とする樹脂層付き導体層パターン埋設樹脂基材の製造方法。
- 請求項16〜19のいずれかに記載の方法を行う工程、得られた樹脂層付き導体層パターン埋設樹脂基材を透明基板に貼り合わせることを特徴とする透光性電磁波遮蔽部材の製造方法。
- 請求項16〜19のいずれかに記載の方法を行う工程、得られた樹脂層付き導体層パターン埋設樹脂基材を用いるディスプレイの前面に用いる透光性電磁波遮蔽部材。
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