JP4362863B2 - メッキ方法及びメッキ前処理方法 - Google Patents
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Description
樹脂基材の表面に波長50nm〜100nmの真空紫外光を照射しつつ金属の飛散粒子を堆積させて前記基材上に金属膜を形成せしめるメッキ前処理工程と、
前記基材の表面に形成された前記金属膜の上に無電解メッキ法及び/又は電気メッキ法により更なる金属膜を形成せしめるメッキ工程と、
を含むことを特徴とするメッキ方法である。
(i)50nm〜100nmの波長領域に少なくとも一つの光強度のピークを有すること、
(ii)50nm〜100nmの波長領域の光の全エネルギーが100nm〜150nmの波長領域の光の全エネルギーより高いこと、
(iii)50nm〜100nmの波長領域の光の全エネルギーが50nm以下の波長領域の光の全エネルギーより高いこと
(iv)50nm〜100nmの波長領域の光のエネルギー密度が基材上で0.1μJ/cm2〜10mJ/cm2(より好ましくは1μJ/cm2〜100μJ/cm2)であること。なお、基材上における前記エネルギー密度が0.1μJ/cm2より低くなると処理に要する時間が過度に長くなってしまう傾向にあり、他方、10mJ/cm2より高くなると基材が分解されてしまう傾向にある。
[メッキ工程(第1のメッキ方法)]
レーザー光源2としてYAGレーザー装置(Continuum社製、商品名:NY−81)、処理容器3として石英窓付の真空容器(ステンレス鋼製、容量20リットル)、ターゲット4として銅板(一辺45mm正方形、厚さ1mm)、基材6としてポリイミド基材(東レデュポン社製、カプトン500Vシート、40mm×40mm×0.125mm)を用いて図1に示すメッキ装置を作製した。なお、ターゲット4へのレーザー光の入射角を45°とし、基材6はターゲット4の法線に対する角度Θが0°となる位置に配置し、基材6とターゲット4のレーザー光照射位置との間の距離は120mmとした。
このようにして表面に金属膜(メッキ膜)が形成された基材を用いてJIS K5600に記載の試験方法に準拠して碁盤目テープ剥離試験を行い、以下の評価基準:
A:碁盤目剥離数が0/100
B:碁盤目剥離数が1/100〜10/100
C:碁盤目剥離数が11/100〜100/100
に従って評価した。得られた結果を表1に示す。表1に示した結果から、本発明の第1のメッキ方法で形成された銅膜の基材に対する密着性は高く、従来のような別個のメッキ前処理無しで基材上に密着性が高い金属膜を直接的に形成できることが確認された。
基材6としてポリカーボネート基材(IMATION社製、CDR80Z(CD−Rメディアのポリカーボネート基板部分)、30mm×30mm×1.2mm)を用い、基材6をターゲット4の法線に対する角度Θが20°となる位置に配置し、基材6とターゲット4のレーザー光照射位置との間の距離を60mmとし、更にレーザー光L1の照射強度及び照射時間を表2に示す値とした以外は実施例1と同様にしてメッキ工程(第1のメッキ方法)を実施した。基材6の表面には銅膜5が形成されており、表2に示す膜厚であった。また、実施例7において基材表面に形成された金属膜の表面を原子力間顕微鏡で観察したところ、表面の凹凸は10nm以下であり、極めて表面平滑性に優れていることが確認された。さらに、このようにして表面に金属膜が形成された基材を用いて実施例1と同様にして碁盤目テープ剥離試験を行った結果を表2に示す。
[メッキ前処理工程(第2のメッキ方法)]
ターゲット4としてPd円板(直径40mm、厚さ2mm)、基材6としてABS樹脂基材(日本A&L社製、メッキ用ABS樹脂AP−8A、60mm×30mm×3mm)を用い、ターゲット4へのレーザー光の入射角を45°とし、基材6をターゲット4の法線に対する角度Θが0°となる位置に配置し、基材6とターゲット4のレーザー光照射位置との間の距離を80mmとし、更にレーザー光L1の照射強度を6GW/cm2及び照射時間を1分間とした以外は実施例1と同様にしてメッキ前処理工程(第2のメッキ方法)を実施した。なお、本実施例においては図1に示す装置をメッキ前処理装置として使用し、実施例1におけるメッキ工程に対応する処理が本実施例においてはメッキ前処理工程に相当する。このようにしてメッキ前処理を施された基材6の表面にはPd膜5が形成されており、膜厚は5nmであった。
次に、メッキ前処理を施された基材を25℃の無電解銅メッキ液(室町ケミカル社製MK−430)に30分間浸漬して無電解銅メッキ処理を施したところ、基材表面のPd膜上に膜厚が約0.8μmの銅膜が形成された。
このようにして表面に金属膜(メッキ膜)が形成された基材を用いてJIS H8630に記載の密着試験法に準拠して引き剥がし試験を行い、引き剥がし強度(ピール強度)を測定したところ、その結果は0.9kg/cmであった。なお、試験幅は10mmとした。
ターゲット4としてAu円板(直径40mm、厚さ2mm)を用いた以外は実施例10と同様にしてメッキ前処理工程(第2のメッキ方法)を実施した。このようにしてメッキ前処理を施された基材6の表面にはAu膜5が形成されており、膜厚は4nmであった。次に、メッキ前処理を施された基材に対して、実施例10における無電解銅メッキ処理のみを同実施例と同様にして施したところ、基材表面のAu膜上に膜厚が約0.9μmの銅膜が形成された。以上の結果から、本発明の第2のメッキ方法によれば、特別な表面処理無しで基材上に触媒層として作用する金属膜が形成され、さらにその上に無電解メッキによって金属膜(メッキ膜)が形成されることが確認された。
ターゲット4としてAg円板(直径40mm、厚さ2mm)を用い、レーザー光L1の照射強度を4GW/cm2及び照射時間を1分間とした以外は実施例10と同様にしてメッキ前処理工程(第2のメッキ方法)を実施した。このようにしてメッキ前処理を施された基材6の表面にはAg膜5が形成されており、膜厚は1nmであった。次に、メッキ前処理を施された基材に対して、30℃の無電解銅メッキ液(奥野製薬社製、OPCカッパーT−G)に15分間浸漬して無電解銅メッキ処理を施したところ、基材表面のAg膜上に膜厚が約0.2μmの銅膜が形成された。以上の結果から、本発明の第2のメッキ方法によれば、特別な表面処理無しで基材上に触媒層として作用する金属膜が形成され、さらにその上に無電解メッキによって金属膜(メッキ膜)が形成されることが確認された。
ターゲット4として銅板(一辺45mm正方形、厚さ1mm)、基材6としてガラスエポキシ基材(利昌工業社製、RISHOLITEガラスエポキシ基板、40mm×40mm×0.2mm)を用い、基材6をターゲット4の法線に対する角度Θが0°となる位置に配置し、基材6とターゲット4のレーザー光照射位置との間の距離を50mmとし、更にレーザー光L1の照射強度を2GW/cm2及び照射時間を120分間とした以外は実施例10と同様にしてメッキ前処理工程(第2のメッキ方法)を実施した。このようにしてメッキ前処理を施された基材6の表面には銅膜5が形成されており、膜厚は0.8μmであった。次に、メッキ前処理を施された基材に対して、実施例10における電気銅メッキ処理のみを同実施例と同様にして施したところ、基材表面の銅膜上に膜厚が約20μmの銅膜が形成された。
基材6としてポリイミド基材(東レデュポン社製、カプトン500Vシート、20mm×20mm×0.125mm)を用い、表面にステンレス製マスク(10mm×10mm×20μm)を密着させた。なお、ステンレス製マスクには一辺が2mmのL字状の開口部が3つあけてあり、開口部の線幅は200μm、100μm、50μmの3種類である。
Claims (9)
- 樹脂基材の表面に波長50nm〜100nmの真空紫外光を照射しつつ金属の飛散粒子を堆積させて前記基材上に金属膜を形成せしめることを特徴とするメッキ方法。
- 樹脂基材の表面に波長50nm〜100nmの真空紫外光を照射しつつ金属の飛散粒子を堆積させて前記基材上に金属膜を形成せしめるメッキ前処理工程と、
前記基材の表面に形成された前記金属膜の上に無電解メッキ法及び/又は電気メッキ法により更なる金属膜を形成せしめるメッキ工程と、
を含むことを特徴とするメッキ方法。 - 前記真空紫外光及び前記飛散粒子が、金属からなるターゲットにパルス幅が10ピコ秒〜100ナノ秒でかつ照射強度が106W/cm2〜1012W/cm2であるパルスレーザー光を照射して発生せしめたものであることを特徴とする請求項1又は2記載のメッキ方法。
- 所望のパターンに対応して形成された開口部を有するマスクを前記基材の表面上に形成するマスキング工程を更に含んでおり、前記基材の表面のうち前記開口部に対応する部分に前記真空紫外光を照射しつつ前記飛散粒子を堆積させて金属膜を形成せしめることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のメッキ方法。
- 減圧状態、及び/又は、水素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス及びアルゴンガスからなる群から選択される少なくとも一種のガスを含有するシールドガス雰囲気下において前記基材の表面に前記飛散粒子を堆積せしめることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載のメッキ方法。
- 樹脂基材の表面に波長50nm〜100nmの真空紫外光を照射しつつ金属の飛散粒子を堆積させて前記基材上に金属膜を形成せしめることを特徴とするメッキ前処理方法。
- 前記真空紫外光及び前記飛散粒子が、金属からなるターゲットにパルス幅が10ピコ秒〜100ナノ秒でかつ照射強度が106W/cm2〜1012W/cm2であるパルスレーザー光を照射して発生せしめたものであることを特徴とする請求項6記載のメッキ前処理方法。
- 所望のパターンに対応して形成された開口部を有するマスクを前記基材の表面上に形成するマスキング工程を更に含んでおり、前記基材の表面のうち前記開口部に対応する部分に前記真空紫外光を照射しつつ前記飛散粒子を堆積させて金属膜を形成せしめることを特徴とする請求項6又は7記載のメッキ前処理方法。
- 減圧状態、及び/又は、水素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス及びアルゴンガスからなる群から選択される少なくとも一種のガスを含有するシールドガス雰囲気下において前記基材の表面に前記飛散粒子を堆積せしめることを特徴とする請求項6〜8のうちのいずれか一項に記載のメッキ前処理方法。
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