JP5636224B2 - フィラー含有樹脂層付金属箔及びフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法 - Google Patents
フィラー含有樹脂層付金属箔及びフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本件発明に係るフィラー含有樹脂層付金属箔は、金属箔と、絶縁フィラー及びバインダ樹脂を含むフィラー含有樹脂層とが積層されたものである。まず、金属箔について述べる。
本件発明に係る金属箔は、例えば、上記電子回路或いは電子部品において、導電層、電極層等として用いられる層である。このような金属箔として、圧延法又は電解法で得られた金属箔を用いることができる。また、当該金属箔としては、銅箔、ニッケル箔、銅合金箔(真鍮箔、コルソン合金箔等)、ニッケル合金箔(ニッケル−リン合金箔、ニッケル−コバルト合金箔等)等の如何なる金属箔を用いてもよい。但し、当該フィラー含有樹脂層付金属箔を用いて、エッチング加工等により、電子回路形成等を行うことを考慮すると、微細な導電パターン、或いは、微細な電極パターン等を良好に形成するという観点から、単一組成の金属箔を用いることが好ましい。また、当該金属箔が導電層として用いられることを考慮すると、当該金属箔は、ニッケルに比して電気抵抗率が低く、且つ、非磁性体である銅又は銅合金から成ることが好ましい。また、銅は、ニッケル等と比較して、入手が容易である。また銅箔は、エッチング等の加工が容易であり、さらに安価であることから、金属箔として銅箔を採用することにより加工性に優れ、且つ、製造コストを低く抑えることができるという利点がある。
次に、フィラー含有樹脂層について説明する。本件発明において、フィラー含有樹脂層は上記金属箔の平滑表面に積層される。当該フィラー含有樹脂層は、絶縁フィラーと、バインダ樹脂とを含む。絶縁フィラー及びバインダ樹脂は共に絶縁体であり、当該フィラー含有樹脂層は、その絶縁特性又は誘電特性を利用して、トランジスタ回路のゲート絶縁層等の各種絶縁層、又は、キャパシタ回路等の誘電層として用いられる層である。当該フィラー含有樹脂層を金属箔の平滑表面に設けることにより、上述の通り、金属箔の表面の粗さに起因して、当該フィラー含有樹脂層の厚さが不均一になったり、当該フィラー含有樹脂層の表面が粗くなるのを防止することができる。
CV(%)=標準偏差(stdev)/平均値(ave)×100・・・(式)
次に、本件発明に係るフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法について説明する。本件発明に係るフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法は、上述の本件発明に係るフィラー含有樹脂層付金属箔を製造するための方法であり、2−1塗布液調製工程と、2−2塗工工程と、2−3乾燥工程と、2−4熱処理工程とを備えている。以下、各工程毎に説明する。
本件発明に係る塗布液調製工程は、バインダ樹脂成分と溶剤とを含むワニスに絶縁フィラーを分散させた塗布液を調製する工程である。まず、ワニスと、塗布液について説明した上で、塗布液の粘度、各塗布液成分の濃度等について説明する。
まず、ワニスの調製について説明する。本件発明では、絶縁フィラーが添加される前のバインダ樹脂成分と溶剤とを含む溶液をワニスと称する。
次に、塗布液について説明する。以上のように調製されたワニスに絶縁フィラーを添加して、ワニス中に当該絶縁フィラーを分散させることにより、本件発明に係る塗布液を調製する。このとき、絶縁フィラーの分散を良好にするために、界面活性剤等からなる分散剤を適宜添加してもよい。絶縁フィラーは、上述した理由の通り、凝集状態にある二次粒子の平均粒径(DIA)が5nm〜150nmの絶縁フィラーを用いることができ、平均粒径(DIA)が20nm〜100nmの絶縁フィラーを用いることがより好ましい。また、絶縁フィラーの粒径のバラツキは、その変動係数(CV)が40%以下のものを用いることが好ましい。但し、絶縁フィラーについては、上述の説明と重複するため、ここでは説明を省略する。
塗布液の粘度: 次に、塗布液を調製する際の各種成分の濃度について説明する。本件発明では、塗布液を調製する際に、塗布液の粘度が300mPa・s以下になるように塗布液中の各成分の濃度が調整される。塗布液の粘度を300mPa・s以下に調製することにより、塗布液の塗工性を維持し、金属箔の平滑表面に塗布液を均一に塗布することができ、表面の平坦な塗布膜を形成することができるためである。その結果、乾燥工程及び熱処理工程を経て得られるフィラー含有樹脂層の表面の光沢度及び表面粗さを上記範囲のものとすることができる。ここで、塗布液の粘度を100mPa・s以下に調製することがより好ましい。塗布液の粘度を100mPa以下であると、塗布液の塗工性が更に向上し、厚みが均一で、表面の平坦な塗布膜を形成することがより容易になるためである。但し、当該粘度は、25℃±5℃において、音叉型振動式測定法により測定した値とする。また、粘度の測定に際して、例えば、株式会社エー・アンド・デイ製の音叉型振動式粘度計SV−10を用いて測定することができる。
次に、塗工工程について説明する。塗工工程は、上記塗布液調製工程において調製した塗布液を金属箔の平滑表面に塗布して塗布膜を形成する工程である。
次に、乾燥工程について説明する。乾燥工程は、上記塗工工程の終了後、金属箔の平滑表面に形成された塗布膜を乾燥させて、塗布膜中の揮発成分(溶剤)を揮発させて除去する工程である。本件発明では、塗布液の粘度を塗工時に適切な値になるように調整した上で、樹脂固形分濃度を可能な限り高くし、乾燥工程において塗布膜中の揮発成分を除去する速度(以下、「乾燥速度」という)を以下の通り制御することにより、本件発明に係る表面の平滑な上述のフィラー含有樹脂層を再現性よく、且つ、歩留まりよく得ることができる。
塗布液調製工程: 本実施例では、市販のワニスを用いて用いて塗布液の調製を行った。塗布液の調製に用いた、各塗布液成分の配合量を表1に示す。本実施例では、塗布液の調製に際して、市販のワニスを用いたためワニス中の樹脂固形分濃度を調製するために、別途溶剤を用いて、樹脂固形分濃度を調整すると共に粘度の調整を行った。
以上の実施例及び比較例において得られた試料1、試料2及び比較試料1について、フィラー含有樹脂層の表面状態を評価した。図7〜図9は、それぞれ試料1、試料2及び比較試料1のフィラー含有樹脂層の表面を示すSEM写真(但し、倍率20,000倍)である。なお、当該SEM写真の撮影には、JEOL社製のSEM(JSM−700IF)を用いた。図7〜図9を参照すると、図9に示す比較試料1のフィラー含有樹脂層の表面と比較すると、図7及び図8に示す試料1及び試料2のフィラー含有樹脂層の表面が平滑であることが分かる。また、試料1と試料2とを比較すると、試料1に対して乾燥速度が著しく遅い試料2の方が、そのフィラー含有樹脂層の表面が平滑であることが分かる。
Claims (11)
- 金属箔と、絶縁フィラー及びバインダ樹脂を含むフィラー含有樹脂層とが積層したフィラー含有樹脂層付金属箔であって、
当該金属箔は、その表面の光沢度が400より大きく、且つ、測定範囲5μm×5μmにおいて原子間力顕微鏡で測定した表面粗さ(Ra)が10nm以下の平滑表面を備え、
当該平滑表面に配置するフィラー含有樹脂層は、厚さが0.1μm〜3.0μmであり、当該フィラー含有樹脂層表面の光沢度が200より大きく、且つ、測定範囲5μm×5μmにおいて原子間力顕微鏡で測定した表面粗さ(Ra)が25nmより小さい、
ことを特徴とするフィラー含有樹脂層付金属箔。 - 前記絶縁フィラーは、その平均粒径(DIA)が5nm〜150nmである無機酸化物粒子である請求項1に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔。
- 下記式で表される前記絶縁フィラーの粒径の変動係数(CV)は40%以下である請求項2に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔。
CV(%)=標準偏差(stdev)/平均値(ave)×100・・・(式) - 前記絶縁フィラーは、誘電体粒子である請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔。
- 前記フィラー含有樹脂層は、絶縁フィラーとバインダ樹脂との合計を100wt%としたとき、絶縁フィラーを50wt%〜90wt%含有する請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔。
- 前記フィラー含有樹脂層は、絶縁フィラーとバインダ樹脂との合計を100wt%としたとき、絶縁フィラーを70wt%〜90wt%含有する請求項5に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔。
- 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法であって、
バインダ樹脂成分と溶剤とを含むワニスに絶縁フィラーを分散させた塗布液を調製する塗布液調製工程と、
前記塗布液調製工程において調製した塗布液を金属箔の平滑表面に塗布して塗布膜を形成する塗工工程と、
前記塗工工程の終了後、前記塗布膜中の揮発成分を0.001mg/min・cm 2 〜2mg/min・cm 2 の割合で揮発させて当該揮発成分を除去する乾燥工程と、
前記乾燥工程の終了後の塗布膜に熱処理を施して、前記フィラー含有樹脂層を得る熱処理工程と、
を備えることを特徴とするフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法。 - 前記塗布液に含まれる前記絶縁フィラーと、バインダ樹脂成分から得られるバインダ樹脂とを合計した全固形分を100wt%としたときに、前記塗布液は前記絶縁フィラーを50wt%〜90wt%含む請求項7に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法。
- 前記塗布液の粘度が300mPa・s以下である請求項7又は請求項8に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法。
- 前記絶縁フィラーは、その平均粒径(DIA)が5nm〜150nmである無機酸化物粒子である請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法。
- 下記式で表される前記絶縁フィラーの粒径の変動係数(CV)は40%以下である請求項10に記載のフィラー含有樹脂層付金属箔の製造方法。
CV(%)=標準偏差(stdev)/平均値(ave)×100・・・(式)
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