JP4702711B2

JP4702711B2 - 金属化フィルム及び金属箔

Info

Publication number: JP4702711B2
Application number: JP2001223657A
Authority: JP
Inventors: 範夫田中; 正行望月; 孝司鈴木
Original assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Current assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003033994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルドアップ多層配線板やＰＤＰ電磁波シールド材等に用いられるファインパターン用極薄金属箔の製造に好適に使用される金属化フィルムと、その金属化フィルムから剥離される金属箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に金属箔の製造方法としては、圧延法と呼ばれる金属板を加熱して狭いロールギャップ間を通して成型し金属箔を得る方法と、特許公開２００１−８１５９２号公報で提案されているような電解法と呼ばれる、金属ドラムに金属メッキを施し、そのメッキを剥がして金属箔を得る方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、通常、極薄金属箔を作成する場合、厚み精度が厳しくなりまた機械強度が弱くなるため、圧延方式では１８μｍ以下の厚みの金属箔は生産が困難であり、電解法で作られるのが一般的である。
【０００４】
一方、ビルドアップ多層配線板やＰＤＰ電磁波シールド材等に用いられる金属箔は、通常ファインパターン加工と呼ばれる数十〜数μｍの極めて細かい加工を行うため、例えば、１０μｍの穴あけ等では金属箔の厚みは１０μｍ以下の厚みが要求される。
【０００５】
しかしながら、例えば、多層配線板の配線に一般的に用いられる銅箔などでは、電解法で厚みが１０μｍ以下の極薄箔は作成可能であるものの、銅箔自体の機械強度が低下するため銅箔単体として生産出来る厚みは９μｍが下限となっており、またキャリア付きでも３μｍが下限となっている状況である。
【０００６】
また、３μｍ厚銅箔では、キャリアとして銅箔３５μｍを用いることが一般的であり、目的の３μｍ厚の箔を剥離後は、キャリア材としての３５μｍの銅箔は破棄されるため必要以上の銅材を使用することとなり、極めて高価なものにならざる得ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記の問題に鑑み、好適には、多層配線板やＰＤＰ電磁波シールド材等に用いられるファインパターン加工用の極薄銅箔を得るための金属化フィルムを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、上記金属化フィルムから金属層を剥離して得られる金属箔、特に好適にはファインパターン用極薄金属箔を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の問題を解決するための本発明の金属化フィルムは、片面または両面にメラミン樹脂を含む離型層を有する基材フィルムの該離型層の上に、厚さ０．３μｍ〜４μｍで密着力が１ｇ／ｃｍ〜１００ｇ／ｃｍの金属層を設けてなる金属化フィルムである。
【００１０】
また、本発明の金属化フィルムにおいて、基材フィルムの離型層は、尿素樹脂、シリコン樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂またはワックスのいずれかを含むことが好ましく、更に、金属層が、ＡＬ、金、銀、銅、ニッケルもしくはクロムのいずれか単体、または合金を含み、導電性を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の金属化フィルムは、離型層を有する基材フィルムの離型層上に、蒸着により蒸着金属膜を設け、その金属膜をメッキ法で成長させ金属層を形成することにより製造することができる。
【００１２】
また、金属化フィルムを構成する金属層は、この金属化フィルムから容易に剥離ができ、金属箔のみとすることも可能である。
【００１３】
【発明の実施形態】
本発明の金属化フィルムは、離型層を片面または両面に設けた基材フィルムの離型層上に、厚さ０．３μｍ〜８μｍで剥離力が１ｇ／ｃｍ〜１００ｇ／ｃｍの金属層を設けてなるものである。
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の金属化フィルムを詳細に説明する。
【００１５】
図１は、一般に電解法と呼ばれる、従来の電解箔生産工程を説明するための概略側面図である。この図１においては、電解ドラム（１）と呼ばれる電極ロールを陰極にして、この電解ドラム（１）を、被メッキ金属を溶解した電解液（２）に浸し、この電解液（２）が入っている電解液容器（３）を陽極としている。この電解ドラム（１）と電解液容器（３）の間に電解液を通して電流を流すことによって、電解ドラム（１）上に金属被膜が析出する。この電解ドラム（１）の上に析出した金属箔は電解ドラム（１）から剥離され、水洗層（４）で水洗されてからドラムに巻き取られる。また、銅箔などの場合は、必要に応じて水洗後酸化防止のため防錆処理を施すこともある。
【００１６】
図１において、電解ドラム（１）の胴面は、導電性金属でなければならない。また仕上がった金属箔の胴面に接した面は実質的に胴面と同じ粗さとなるため、電解ドラム（１）の胴面は、一般的には鏡面仕上げになる。更に、電解ドラム（１）の端面は非導電体で絶縁処理がされていなければ、電解ドラム（１）の胴面析出された金属を引き剥がす際に破れが生じてしまうことがある。
【００１７】
ここでは電解ドラム（１）の胴面に金属を析出させるメッキ方法として、電解メッキ法を用いたが、無電解メッキ法で作成することも可能である。
【００１８】
また、従来の方法において、例えば、銅箔の厚みが９μｍ未満の銅箔を作成する際には、銅箔を電解ドラム（１）の胴面から剥がす際に、銅箔の絶対強度が低く銅箔が破れてしまうため、図２ａに示すように、あらかじめ用意されたキャリア用銅箔（５）を電解ドラム（１）に抱かせて、キャリア用銅箔の上に析出させ、そのまま水洗、巻き取りを行い、最終ユーザーにて所望の加工がされた後、キャリア銅箔から剥がされる。図２ａは、従来のキャリア箔を用いた電解箔の生産装置を説明するための概略側面図であり、図２ｂは、図２ａの生産装置を用いて作られた電解箔の構成を示す断面図である。
【００１９】
図４は、本発明の金属化フィルムの構成を例示する断面図である。図４において、あらかじめ基材となるプラスチックフィルム（６）にコーティング処理等により離型層（７）を設けて基材フィルムとし、その離型層（７）上に金属蒸着を行い基材フィルムの表面を蒸着金属膜（８）で覆ってから、メッキ法により金属被膜（９）を成長させ、厚さ０．３μｍから８μｍの金属層（１０）を有した金属化フィルムとしている。
【００２０】
本発明で用いられる基材フィルムを構成するプラスチックフィルム（１）は、特に限定されないが、低価格であり、耐酸性、耐アルカリ性の良好な点から、特にポリエステルフィルム、またはポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルム等からなるプラスチックフィルムが好適である。このプラスチックフィルム（１）の厚さは、素材によっても異なるが、５〜１００μｍが好ましい。特にポリエステルフィルムなどでは１２〜７５μｍが好適である。
【００２１】
また、本発明においては、基材フィルムの片面または両面に離型層（２）が形成される。離型層（２）としては、通常シリコン系の離型層やフッ素系の離型層が用いられるが、特に材質を限定するものではなく離型層の上に金属が蒸着可能なものであればよい。本発明においては、離型層（２）としては、尿素樹脂、シリコン樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂またはワックスのいずれかを含むコーティング剤を適用することができ、金属箔（金属層）の厚みや材質によって使い分けることも可能である。離型層（２）は、プラスチックフィルム（１）上に好適にはコーティングで形成することができる。この離型層（２）の厚さは、好ましくは０．０１〜３μｍ程度である。
【００２２】
本発明においては、離型層（７）上に、金属層が形成される。本発明において金属層は、蒸着により形成された金属膜（８）をメッキ法等で成長させ形成することができる。
【００２３】
金属層の材質としては、蒸着が可能な金属であって、通常電極として用いられる金属であれば、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、亜鉛、金、銀、銅、ニッケル、クロム等の単一金属または合金金属が好適である。
【００２４】
本発明において、金属層（８）の厚さは、ファインパターン化が可能となるために０．３μｍ〜８μｍの範囲にすることが重要である。特に近年のパターン精度向上の観点から０．３〜４μｍとすることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の金属化フィルムにおいては、離型層（７）の上に、形成された金属層の密着力が1ｇ／ｃｍ〜１００ｇ／ｃｍであることが重要である。密着力が１ｇ／ｃｍ以下では、フィルム上の金属箔をパターン加工するに容易に金属箔が剥がれてしまい取り扱いが困難であり、また、１００ｇ／ｃｍ以上では極薄金属箔の絶対強度が不足し、金属箔を剥離する際に金属箔の破れが発生する。
【００２６】
本発明における金属膜は、高周波加熱方式、抵抗加熱方式、ＥＢ加熱方式などの一般的な真空蒸着法やスパッター方式、イオンプレーティング方式による蒸着で５００〜３０００オングストロームの金属層をフィルム上に作成し、その後電解メッキ法にて必要な厚みまで成長させることが出来る。
【００２７】
本発明においては、金属層は単層に限らず、防食等の目的で複数の金属を重ねても良く、また、防食層として、Ａｕ、ＣｒやＳｉＯ_X等の無機膜、ポリシロキサン、シラザン、フッ素化合物等の有機膜膜を設けることも可能である。
【００２８】
本発明の金属化フィルムから、上記金属層を剥離し、金属箔を得ることができる。金属箔は、ビルドアップ多層配線板やＰＤＰ電磁波シールド材、あるいは小型電子部品の電極等に用いられるファインパターン用極薄金属箔の製造に好適に使用することができる。
【００２９】
【実施例１】
（実施例１）
厚さ５０μｍの２軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムに、グラビヤコート法でメラニン樹脂を０．１μｍの厚さにコーティングし、離型層をもつ基材フィルムを作成した。この基材フィルムのメラニン樹脂コート面に、銅を１０００オングストロームの厚さに誘導加熱方式で真空蒸着し、フィルムの表面を導体として、その後電解メッキ法にて銅を析出させた。電解メッキの電流密度は、１０Ａ／ｃｍ²にて行い、メッキ時間を変更しすることでメッキ厚さを０．３μｍ、１μｍ、３μｍとした３種類の金属化フィルムし、メッキ仕上がり状態、剥離性、密着力、及び加工性について評価をした。
【００３０】
メッキ仕上がり状態は、金属化フィルムのメッキ仕上り外観を目視で、メッキ層の色、浮き上がり等について確認した。仕上がり状態は、いずれの厚みにおいても良好で、メッキ層の浮き等も特に認められなかった。○を良好、×を不良で表示した（表１）。
【００３１】
剥離性については、直角に切り出した金属化フィルムの角から５ｍｍの部分を三角状に折り曲げて、金属箔（銅箔）の折れの有無を確認した。メッキ厚さが０．３μｍ、１μｍ、３μｍのいずれの厚みでも、銅箔である金属層に折れが発生したものの容易に剥離が出来た。◎を優、○を良好、×を不良で表示した（表１）。
【００３２】
密着力については、金属化フィルムを１０ｍｍの幅に切り出し、図３に示すように、金属層（金属箔）を粘着フィルム（ニチバン製セロテープ（登録商標）Ｎｏ．４０５）に貼り付けて、金属化フィルムから剥がした金属箔と基材フィルムの密着力をテンシロン（ミネビア（株）ＴＧ−５００Ｎ）にて１８０°剥離で測定した。図３は、本発明における基材フィルムと金属箔の密着力を測定する状況を示す概略側面図であり、また、図５は、本発明の金属化フィルムから金属箔を剥がす状態を示す斜視図である。その測定結果を表１に示す。
【００３３】
加工特性の評価は、基材フィルムから剥がした銅箔を、フォトリソ法にてφ１０μｍの円状にエッチングして、銅箔の穴あけ加工のマスク寸法に対する再現性を評価した。評価に用いたレジストは、ＦＰＰＲ−３０（富士薬品（株）製／商品名）で、塗布はバーコート法で行い、乾燥後のレジスト厚みが１μｍとなるように塗布した。レジストを塗布後、８０℃で２分間乾燥し、φ１０μｍの円形マスクをかぶせて、マスクの上からＵＶ露光を１０秒間行った上で、現像を１％の常温ＫＯＨ水溶液で４５秒間行い水洗した。その後エッチングは、濃度０．５°Ｂｅの塩化第二鉄溶液に５秒間、１０秒間、２０秒間浸積して行った。メッキ厚さが０．３μｍでは５秒間、１μｍでは１０秒間、３μｍでは２０秒間のエッチングで銅箔にφ１０〜１２μｍの穴あけ加工が可能であった。○を良好、×を不良で表示した（表１）。
【００３４】
（比較例１）
実施例１と同様にして、メッキ時間を変更しすることでメッキ厚さを５μｍにした金属化フィルムを作成し、実施例１と同様に評価した。仕上がり状態は、メッキ層の色は良好であったが、メッキ浴中に析出した銅箔が浮き上がる現象が認められた。また、剥離性は銅箔が折れることなく剥離が可能で、また密着力についても表１に示すとおりやや強いが、エッチング加工での穴あけは５秒では穴があかず、１０秒ではφ７μｍと小さく、２０秒ではφ１６μｍと大きすぎ、加工条件は極めて狭く加工が困難なものと推定された。結果を表１に示す。
【００３５】
（比較例２）
実施例１と同様にして基材フィルムを作成し、基材フィルムに銅を１０００オングストロームの厚さに誘導加熱方式で真空蒸着を施した金属化フィルム（メッキ処理なし）とし、実施例１と同様の評価をした。蒸着のみのため色、浮き上がり等の仕上がり状態は良好であるが、銅層の厚みが極めて薄いため剥離性の確認では、金属層が基材フィルムと一緒に折れてしまい、また密着力の測定においても銅箔が薄過ぎて測定中に箔が破れてしまい測定が出来なかった。加工特性の確認では５秒間のエッチングで銅箔にφ１２μｍの穴あけ加工が可能であった。結果を表１に示す。
【００３６】
（比較例３）
厚さ３５μｍの銅箔に離型剤としてシリコーンオイルを塗布し、２５０℃で焼き付け後アルコール洗浄を施してから電解メッキ法にて銅をメッキ厚さが２μｍまで析出させ、キャリア銅箔付きの銅箔を作成した。仕上がり状態は外観色、浮き上がり等はなく良好であるが、キャリア材が銅箔のため剥離性の確認では、キャリア材の銅箔と金属層が基材フィルムと一緒に折れてしまい、また密着力の測定においても銅箔となる金属層が薄いため測定中に箔が破れてしまい測定が出来なかった。加工特性の確認では、５秒間のエッチングで銅箔にφ１１μｍの穴あけ加工が可能であった。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の金属化フィルムは、離型層をもつプラスチックフィルムを基材フィルムとしてその離型層の上に蒸着で金属層を設け、その金属層をメッキ法で成長させるため、容易に精度良く薄い金属層（金属箔）を基材フィルムの上に持たせることができる。
【００３９】
また、蒸着金属膜と離型層の間の接着力は、蒸着方法や蒸着金属膜と離型層の材質によって調整が可能であり、基材フィルムから金属層を剥離することで従来にない極薄金属箔を得ることが可能となり、金属箔の微細加工精度を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の電解箔生産工程を説明するための概略側面図である。
【図２】図２ａは、従来のキャリア箔を用いた電解箔の生産装置を説明するための概略側面図である。図２ｂは、図２ａの生産装置を用いて作られた電解箔の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明における基材フィルムと金属箔との密着力を測定する状況を示す概略側面図である。
【図４】図４は、本発明の金属化フィルムの構成を例示する断面図である。
【図５】図５は、本発明の金属化フィルムから金属箔を剥がす状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
（１）電解ドラム
（２）電解液
（３）電解液容器
（４）水洗漕
（５）キャリア用銅箔
（６）プラスチックフィルム
（７）離型層
（８）蒸着金属膜
（９）金属被膜

Claims

片面または両面にメラミン樹脂を含む離型層を有する基材フィルムの該離型層の上に、厚さ０．３μｍ〜４μｍで密着力が１ｇ／ｃｍ〜１００ｇ／ｃｍの金属層を設けてなる金属化フィルム。
金属層が、ＡＬ、金、銀、銅、ニッケルもしくはクロムのいずれか単体、または合金を含み、導電性を有する請求項１記載の金属化フィルム。
請求項１記載の金属化フィルムを製造する方法であって、離型層を有する基材フィルムの離型層上に、蒸着により蒸着金属膜を設け、その金属膜をメッキ法で成長させ金属層を形成することを特徴とする金属化フィルムの製造方法。