JP5385625B2 - 2層フレキシブル銅張積層基材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そのシード層上に、酸性銅めっき浴組成物を用いて、ストライク銅めっきなる1次銅めっきを介さずに、銅めっき被覆厚0.05〜50μm範囲で厚付けめっきされていることを特徴とする2層フレキシブル銅張積層基材を提供する。
(1) 用いた樹脂フィルム基板が、シード層として無電解めっきの導電性金属のニッケル・シード層が施されたポリイミドフィルムである2層フレキシブル銅張積層基材を提供できる。
(2) 酸性銅めっき浴組成物が(A)銅イオン成分、(B)有機酸及び/叉は無機酸成分、(C)塩素イオン成分、(D)有機ポリマー成分、(E)ブライトナー成分、及び(F)めっき用レベリング剤としてのジアリルジアルキルアンモニウムアルキルサルフェイトと(メタ)アクリルアミド類と二酸化イオウとの共重合体成分で構成されている2層フレキシブル銅張積層基材を提供できる。
親水化表面改質を施した樹脂フィルム基板面に、無電解めっき法で、予めNi又はその合金などの導電性金属シード層を形成させる工程と、
前記酸性銅めっき浴組成物中で、ストライク銅めっきなる1次銅めっきを介さずに、一段工程で湿式電気めっきさせて、このシード層上に銅導電層を厚付けめっきさせる工程と、からなる2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法である。
(1):シード層としての導電性金属が、Ni又はその合金の何れかである2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法を提供することができる。
(2):用いた前記樹脂フィルム基板が、無電解ニッケルめっきさせたポリイミドフィルムである2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法を提供することができる。
(3):用いた前記酸性銅めっき浴組成物が(A)銅イオン成分、(B)有機酸及び/叉は無機酸成分、(C)塩素イオン成分、(D)有機ポリマー成分、(E)ブライトナー成分、及び(F)めっき用レベリング剤としてのジアリルジアルキルアンモニウムアルキルサルフェイトと(メタ)アクリルアミド類と二酸化イオウとの共重合体成分で構成されている2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法を提供することができる。
(4)また、(D)有機ポリマー成分がポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロルニック型界面活性剤、テトロニック型界面活性剤、ポリエチレングリコール・グリセリルエーテル、ポリエチレングリコール・ジアルキルエーテルの群から選ばれる少なくとも1種である2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法を提供することができる。
(5)また、(E)ブライトナー成分がスルホアルキルスルホン酸塩、有機ジスルフィド化合物及びジチオカルバミン酸誘導体から選ばれる少なくとも1種である2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法を提供することができる。
既に説明するように、本発明に用いる酸性銅めっき浴組成物は、(A)銅イオン成分、(B)有機酸及び/叉は無機酸成分、(C)塩素イオン成分、(D)有機ポリマー成分、(E)ブライトナー成分、及び(F)めっき用レベリング剤であるジアリルジアルキルアンモニウムアルキルサルフェイトと(メタ)アクリルアミド類と二酸化イオウとの共重合体成分で構成されていることが特徴である。
[式中、f、gおよびhは、それぞれ1〜200の数を示す]
で表される化合物を挙げることができ、ポリエチレングリコール・ジアルキルエーテルとしては、例えば一般式(IX)
[式中、L2およびL3は、それぞれ独立に炭素数1〜18の飽和叉は不飽和のアルキレン基、X1およびX2は、それぞれ独立に硫酸塩基またはリン酸塩基を示す]
で表される化合物を挙げることができる。
[式中、R9およびR10は、それぞれ独立に水素原子叉は炭素数1〜3のアルキル基、L4は炭素数3〜6のアルキレン基、X3は硫酸塩基叉はリン酸塩基を示す]
で表される化合物を挙げることができる。
[式中、R1、R2は、それぞれ独立にメチル基、エチル基叉はヒドロキシエチル基で、R1、R2が共にヒドロキシル基ではなく、R3はメチル基またはエチル基である]
で表される構造単位を有するジアリルジアルキルアンモニウムアルキルサルフェイトと、一般式(XIV)
[式中、R4は水素原子またはメチル基であり、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、もしくは水酸基を有してもよい炭素数1〜4のアルキル基、または一緒になって環内にエーテル結合を含んでもよい炭素数2〜7のアルキレン基である]
で表わされる構造単位を有する(メタ)アクリルアミド類と、
一般式(XV)
(1)これらの共重合体において、反応に供せられる(メタ)アクリルアミド類としては、R4が水素原子のときはアクリルアミド類となり、一方、R4がメチル基のときは、メタクリルアミド類となる。
(2)またR5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、若しくは水酸基を有しても良い炭素数1〜4のアルキル基であるか、または一緒になってエーテル結合を含んでも良い炭素数2〜7のアルキレン基である。
(3)またR5、R6がそれぞれ独立に、水素原子、若しくは水酸基を有しても良い炭素数1〜4のアルキル基の場合、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜2のアルキル基、炭素数2〜3の2−ヒドロキシアルキル基であることが好適である。
(1) ジアリルジメチルアンモニウムメチルサルフェイト、ジアリルエチルメチルアンモニウムメチルサルフェイト、ジアリル(ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルサルフェイトは、それぞれジアリルメチルアミン、ジアリルエチルアミン、ジアリル(ヒドロキシエチル)アミンにジメチル硫酸を加えて反応させるメチル化反応により製造することができる。
(2) また、ジアリルジエチルアンモニウムエチルサルフェイト、ジアリルエチルメチルアンモニウムエチルサルフェイト、ジアリルエチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムエチルサルフェイトは、それぞれ、ジアリルエチルアミン、ジアリルメチルアミン、ジアリル(ヒドロキシエチル)アミンに、ジエチル硫酸を加えて反応させるエチル化反応により製造することができる。
既に詳細に説明するように、携帯電話、パソコン、テレビ、ビデオ、音楽プレーヤー、デジタルカメラ、ゲーム機等の電子機器に係わって、その技術領域は、益々薄く、高密度化、小型化及び軽量化傾向にあって、また、これらの電子機器に使用されている各種部品も高密度化及び小型化の傾向にあるのが実情である。また、それらを実装させる基板材に係わって、ポリイミド樹脂フィルムが、例えば、プリント配線板(PWB)、フレキシブルプリント配線板(FPC)、テープ自動ボンディング用(TAB)テープ、チップオンフィルム(COF)テープ等の電子部品用絶縁基板材として広く用いられている。
そこで、本発明においては、ポリイミド樹脂フィルム材を用いて、2層フレキシブル銅張積層基材(2層FCCL)を、既に上記に説明した酸性銅めっき浴組成物を用いて、予めNi又はその合金などの導電性金属のシード層形成を含めて、そのシード層上に銅導電層を厚付けめっき処理する全工程を、ウエット・プロセスで、しかも、従来からの銅付けめっき法とは異なり、その全銅付け工程が1工程であることを特徴とする2層フレキシブル銅張積層基材(2層FCCL)の製造方法について、以下に説明する。
(1):フレキシブルで、耐熱性で、耐薬品性に優れるポリイミド樹脂フィルム面を表面改質させて親水性化させる前処理工程を施す。その表面改質法は、従来からの真空下での常圧プラズマ処理、コロナ処理、イオン照射処理とは異なって、アルカリ湿式改質法でその表面にポリアミック酸改質層を形成させる。次いで、パラジウム(Pd)系触媒で、その表面にPdイオンを吸着させた後、還元処理させて、[吸着Pdイオン]→[還元金属化]させてなる親水性の表面改質層とする。
銅めっきを介さずに、湿式電気めっきさせて、この樹脂フィルムのシード層上に、一段工
程で自在に層厚をコントロールさせながら銅導電層を厚付けめっきさせて、本発明による
銅付け被覆厚0.05〜50μm範囲にある2層フレキシブル銅張積層基材を製造させた。
(1)本発明に用いる「酸性銅めっき浴組成物−1」の一成分となる(F)めっき用レベリング剤である[ジアリルエチルメチルアンモニウムエチルサルフェイト]と[アクリルアミド]と[二酸化イオウ]との三元共重合体成分を以下のようにして調製した。
<酸性銅めっき浴組成物−1>
(A)銅イオン成分;硫酸銅5水和物 120g/L
(B)無機酸成分;硫酸 150g/L
(C)塩素イオン成分;塩素 50mg/L
(D)有機ポリマー成分;ポリエチレングリコール*1 2000mg/L
(E)ブライトナー成分;SPS*2 1mg/L
(F)めっき用レベリング剤成分;三元共重合体−1 500mg/L
[注]*1:HO−(C2H4O)n−H n=90
*2:NaO3S−C3H6−S−S−C3H6−SO3Na
銅めっき被覆樹脂フィルム材を長さ10cm、幅1cmの供試片の樹脂フィルム側を火で数秒間火あぶると、樹脂フィルム−被覆金属間に剥離が生じる。その樹脂フィルムと被覆金属とを手で引き剥がすと、通常、フィルム上に金属は残らないが、両者間に剥離を生じるものは、フィルム上にシード層のNiが残るので、この状態変化の有無を目視判断する。
<JIS C 6471>
2層FCCL樹脂フィルム材に対して10mm幅の切り込みを入れ、長期耐熱試験(150℃×168Hr)に曝した供試片を「JIS C 6471」に準拠させて、90°ピール強度N/mを測定する。なお、供試片とする樹脂フィルム材には東レ・デュポン(株)製のカプトン100−ENを用いた。
共重合体の重量平均分子量(Mw)は、日立L−6000型高速液体クロマトグラフを使用し、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC法)によって測定した。
溶離液流路ポンプは日立L−6000、検出器はショーデックスRI−101示差屈折率検出器、カラムはショーデックスアサヒパックの水系ゲル濾過タイプのGS−220HQ(排除限界分子量3,000)とGS−620HQ(排除限界分子量200万)とを直列に接続したものを用いた。サンプルは溶離液で0.5g/100mlの濃度に調製し、20μlを用いた。溶離液には、0.4モル/リットルの塩化ナトリウム水溶液を使用した。
GPC法により得られたピーク面積比により求めた。
実施例1における「酸性銅めっき浴組成物−1」の代わりに、下記に示す「硫酸銅めっき浴組成物H−1」を用いた以外は、実施例1と同様にして、めっきを行い、めっきされた基板について外観、「Ni−Cu間の耐剥離性」の各評価を行いその結果を表1に示す。
(A)硫酸銅5水和物 120g/L
(B)硫酸 150g/L
(C)塩素イオン 50mg/L
CU−BRITE TH−R−A*3 40ml/L
CU−BRITE TH−R−B*4 2.5ml/L
[注]*3:荏原ユージライト(株)製で、炭化水素系有機化合物および窒素系有機化合
物を主剤とする添加剤。
*4:*3と同じく荏原ユージライト(株)製で、硫黄系有機化合物を主剤とする
添加剤。
実施例1における「酸性銅めっき浴組成物−1」の代わりに、下記に示す「硫酸銅めっき浴組成物H−2」を用いた以外は、実施例1と同様にして、めっきを行い、めっきされた基板について外観、「Ni−Cu間の耐剥離性」の各評価を行いその結果を表1に示す。
(A)硫酸銅5水和物 120g/L
(B)硫酸 150g/L
(C)塩素イオン 50mg/L
CU−BRITE TH*5 5ml/L
[注]*5:*3と同じ炭化水素系有機化合物,窒素系有機化合物,硫黄系有機化合物を
主剤とする添加剤
実施例1における「酸性銅めっき浴組成物−1」の代わりに、下記に示す「硫酸銅めっき浴組成物H−3」を用いた以外は、実施例1と同様にして、めっきを行い、めっきされた基板について外観、「Ni−Cu間の耐剥離性」の各評価を行いその結果を表1に示す。
(A)硫酸銅5水和物 120g/L
(B)硫酸 150g/L
(C)塩素イオン 50mg/L
(D)ポリエチレングリコール*1 500mg/L
(E)SPS*2 1mg/L
(F)レベリング剤成分;二元共重合体−2*6 1000mg/L
[注]*1:HO−(C 2 H 4 O) n −H n=90
*2:NaO 3 S−C 3 H 6 −S−S−C 3 H 6 −SO 3 Na
*6:ジアリルエチルメチルアンモニウムエチルサルフェイトと二酸化イオウとの
モル比が1/1の交互共重合体
この実施例2は、延び率(JIS Z2241)を評価するテストピースの作製である。
実施例1で用いた「酸性銅めっき浴組成物−1」とほぼ同様な成分組成からなる「酸性銅めっき浴組成物−2」を用いて、SUS板上に実施例1と同様のめっきプロセスで、銅めっき処理をさせた時の延び率(JIS Z2241)を測定評価し、その結果を表2に示した。
<酸性銅めっき浴組成物−2>
(A)銅イオン成分;硫酸銅5水和物 120g/L
(B)無機酸成分;硫酸 150g/L
(C)塩素イオン成分;塩素 50mg/L
(D)有機ポリマー成分;ポリエチレングリコール*1 2000mg/L
(E)ブライトナー成分;SPS*2 2mg/L
(F)めっき用レベリング剤成分;三元共重合体−1 *7 100mg/L
[注]*1:HO−(C 2 H 4 O) n −H n=90
*2:NaO 3 S−C 3 H 6 −S−S−C 3 H 6 −SO 3 Na
*7:ジアリルエチルメチルアンモニウムエチルサルフェイトとアクリルアミドと
二酸化イオウとのモル比が8/1/8の共重合体
実施例2における「酸性銅めっき浴組成物−2」に代えて、下記に示す「酸性銅めっき浴組成物H−4」を用いた以外は、実施例2と同様にして、「酸性銅めっき浴組成物H−4」の延び率(JIS Z2241)を測定評価し、その結果を表2に示した。
(A)硫酸銅5水和物 120g/L
(B)硫酸 150g/L
(C)塩素イオン 50mg/L
(D)ポリエチレングリコール*1 1000mg/L
[注]*1:HO−(C 2 H 4 O) n −H n=90
以上から、表1及び表2から明らかなように、本発明による全工程がウエット・プロセスである製造方法によって得られた2層フレキシブル銅張積層基材は、そのウエット工程に併せて、明らかに用いた「酸性銅めっき浴組成物」の特性が活かされて、従来法では得られない「めっき銅層」が、外観光沢で、その銅層が著しく耐剥離性に優れていることが、よく理解される。
Claims (4)
- 親水化表面改質されたポリイミドフィルム基板に、予め無電解めっき法で形成された、被覆厚10〜300nm範囲にあるNi又はその合金(Ni−Cuを除く)からなるニッケル・シード層の上に、酸性銅めっき浴組成物を用いて、ストライク銅めっきなる1次銅めっきを介さずに、銅めっきが0.05〜50μm範囲の被覆厚で厚付けめっきされており、
前記酸性銅めっき浴組成物が(A)銅イオン成分、(B)有機酸及び/叉は無機酸成分、(C)塩素イオン成分、(D)有機ポリマー成分、(E)ブライトナー成分、及び(F)めっき用レベリング剤としてのジアリルジアルキルアンモニウムアルキルサルフェイトと(メタ)アクリルアミド類と二酸化イオウとの共重合体成分で構成されてなることを特徴とする2層フレキシブル銅張積層基材。 - 酸性銅めっき浴組成物とシード層としてNi又はその合金(Ni−Cuを除く)を被覆させたポリイミドフィルムとを用いて、湿式厚付けめっきさせる2層フレキシブル銅張積層基材(2層FCCL)の製造方法であって、
親水化表面改質を施したポリイミドフィルム面に、無電解めっき法でNi又はその合金(Ni−Cuを除く)からなるニッケル・シード層を被覆厚10〜300nm範囲で形成させる工程と、
前記酸性銅めっき浴組成物中で、ストライク銅めっきなる1次銅めっきを介さずに、湿式電気めっき処理して、前記シード層上に銅導電層を被覆厚0.05〜50μm範囲で厚付けめっきさせる工程と、
を含み、
前記酸性銅めっき浴組成物が(A)銅イオン成分、(B)有機酸及び/叉は無機酸成分、(C)塩素イオン成分、(D)有機ポリマー成分、(E)ブライトナー成分、及び(F)めっき用レベリング剤としてのジアリルジアルキルアンモニウムアルキルサルフェイトと(メタ)アクリルアミド類と二酸化イオウとの共重合体成分で構成されてなることを特徴とする2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法。 - 前記(D)有機ポリマー成分がポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロルニック型界面活性剤、テトロニック型界面活性剤、ポリエチレングリコール・グリセリルエーテル、ポリエチレングリコール・ジアルキルエーテルの群から選らばれる少なくとも1種である請求項2に記載の2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法。
- 前記(E)ブライトナー成分がスルホアルキルスルホン酸塩、有機ジスルフィド化合物及びジチオカルバミン酸誘導体から選ばれる少なくとも1種である請求項3に記載の2層フレキシブル銅張積層基材の製造方法。
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