JP5991597B2 - メッキ物の製造方法及びメッキ物 - Google Patents

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Description

本発明は、メッキ物の製造方法及びメッキ物に関する。
電子部品を構成する回路部品としては、樹脂やセラミック等からなる基材の表面に銅等からなる回路が形成された回路部品が広く知られており、このような回路部品の製造に際しては、無電解メッキを利用して回路が形成されている。
一方、回路部品の小型化、高密度配線化、高いデザイン性への要望は高まり続け、プリント配線板等の二次元回路の多層化や、配線の微細化ではこれらの要望に対応しきれなくなってきている。
そこで、これらの要望に対応する一つの方策として、射出成形品等の三次元構造体の表面に回路等を形成した成形回路部品(MID:Molded Interconnect Device)が提案されている。
そして、上記成形回路部品(MID)を製造する方法としては、例えば、予め、無電解メッキに必要な触媒を樹脂に練り込んでおいた材料(LSD材)を、射出成形等により成形し、その後、得られた成形体の回路を形成する部分にのみレーザ光を照射して、レーザ光照射部分の触媒活性を高め、その後、この部分に無電解メッキにより回路を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、この方法は、材料樹脂の選択の幅が狭く、また、LSD材自体が高価であるとの問題があった。
また、樹脂材料の表面に無電解メッキを利用して回路を形成する他の方法としては、例えば、樹脂材料の表面にポリピロール又はポリアニリンからなる導電性高分子微粒子を含む塗膜層を形成した後、この塗膜層に触媒金属であるパラジウムを付着させ、その後、無電解メッキにより金属層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献3、4参照)。
しかしながら、ポリピロールやポリアニリンからなる導電性高分子微粒子を用いた方法では、外観の良好な無電解メッキ膜を形成することができずメッキ膜が未析出の領域が存在する、メッキ膜の析出速度が遅いため生産性に劣るとの問題があった。
特表2004−510061号公報 特表2004−534408号公報 特開2008−163371号公報 特開2010−1511号公報
本発明の目的は、基体の表面に外観が良好な金属層が形成されたメッキ物を、少ない工程数で、かつ、短時間で製造することができるメッキ物の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、基体の表面にポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布して導電性ポリマー層を形成した後、導電性ポリマー層への金属触媒の付着、及び、無電解メッキを行うことにより、外観の良好な金属層を、少ない工程数でかつ短時間で製造することができることを見出し、本発明のメッキ物の製造方法を完成した。
即ち、本発明のメッキ物の製造方法は、少なくとも、
(1)基体(A)の表面の一部又は全部に、ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布し、導電性ポリマー層(B)を形成する工程、
(2)上記導電性ポリマー層(B)に金属触媒を付着させて、金属触媒を含有する導電性ポリマー層(C)を形成する工程、及び、
(3)上記導電性ポリマー層(C)上に無電解メッキにより金属層(D)を形成する工程、
を経ることを特徴とする。
上記メッキ物の製造方法において、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物は、更に、レベリング剤を含むことが好ましい。
上記メッキ物の製造方法において、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーは、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオンとの複合体からなることが好ましい。
また、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物は、アクリル基を含有する化合物、エポキシ基を有する化合物、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、又は、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
また、本発明のメッキ物の製造方法において、上記基体(A)は、樹脂基体であることが好ましい。
上記樹脂基体の材料樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂及びナイロンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明のメッキ物は、本発明のメッキ物の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
上記メッキ物は、回路部品、電磁波シールド部材、又は、装飾品であることが好ましい。
本発明のメッキ物の製造方法は、少なくとも上述した工程を経るため、基体の表面に外観の良好な金属層が形成されたメッキ物を、少ない工程数で、かつ、短時間で製造することかできる。
なお、外観の良好な金属層を短時間で形成することができる理由については、ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布して形成した導電性ポリマー層は、ポリピロールやポリアニリンからなる導電性高分子微粒子を含む塗膜層に比べて、パラジウム等の金属触媒が付着しやすく、ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布して形成した導電性ポリマー層に金属触媒を高密度で付着させることができるためであると推測している。
また、本発明のメッキ物は、本発明のメッキ物の製造方法を用いて製造されたものであるため、外観の極めて良好な金属層を備える。
まず、本発明のメッキ物の製造方法について、工程順に説明する。
本発明のメッキ物の製造方法は、少なくとも、
(1)基体(A)の表面の一部又は全部に、ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布し、導電性ポリマー層(B)を形成する工程、
(2)上記導電性ポリマー層(B)に金属触媒を付着させて、金属触媒を含有する導電性ポリマー層(C)を形成する工程、及び、
(3)上記導電性ポリマー層(C)上に無電解メッキにより金属層(D)を形成する工程、
を経ることを特徴とする。
上記メッキ物の製造方法では、まず、(1)基体(A)の表面の一部又は全部に、ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布し、導電性ポリマー層(B)を形成する工程を行う。
本工程では、基体(A)の表面の一部又は全部に導電性ポリマー層(B)を形成するが、ここで、導電性ポリマー層(B)を形成する位置は、後の工程で無電解メッキにより金属層(D)を形成する位置に一致する。
上記基体(A)は、無電解メッキにより金属層が形成されるものであれば特に限定されず、例えば、樹脂基体、セラミック基体、ガラス基体等が挙げられる。本発明の製造方法は、基体の材質の選択の幅が広い点で有利である。
上記樹脂基体の材料樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂、ナイロン、これらの樹脂を2種以上含む樹脂アロイ等が挙げられる。
これらのなかでは、ポリアミド、ポリカーボネート、シンジオタクチックポリスチレン、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂、ナイロン、及びこれらの樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む樹脂アロイが本発明にて好ましく使用される。
上記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物(以下、本明細書においては導電性組成物ともいう)は、ポリチオフェン系導電性ポリマーと、必要に応じて、レベリング剤、バインダー樹脂等の他の成分とを含有する。
上記ポリチオフェン系導電性ポリマーは、ポリチオフェン若しくはその誘導体、又は、ポリチオフェン若しくはその誘導体とポリ陰イオン等のドーパントとの複合体である。
上記ポリチオフェン系導電性ポリマーとしては、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオンとの複合体が好ましい。導電性や化学的安定性に極めて優れているからである。さらに、ポリ(3,4−二置換チオフェン)又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオンとの複合体を含有する導電性ポリマー組成物を用いて導電性ポリマー層を形成する場合、低温短時間で薄膜形成が可能であることから、極めて生産性にも優れることとなる。
上記ポリ(3,4−二置換チオフェン)としては、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4−アルキレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
上記ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4−アルキレンジオキシチオフェン)としては、以下の式(I):
Figure 0005991597
で示される反復構造単位からなる陽イオン形態のポリチオフェンが好ましい。ここで、RおよびRは相互に独立して水素原子又はC1−4のアルキル基を表すか、あるいは一緒になって置換されていてもよいC1−4のアルキレン基を表す。
上記C1−4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、RおよびRが一緒になって形成される、置換されていてもよいC1−4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1−メチル−1,2−エチレン基、1−エチル−1,2−エチレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基等が挙げられる。好適には、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基であり、1,2−エチレン基が特に好適である。上記アルキレン基を持つポリチオフェンとして、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
上記ポリ陰イオンは、ポリチオフェン(誘導体)とイオン対をなすことにより複合体を形成し、ポリチオフェン(誘導体)を水中に安定に分散させることができる。
上記ポリ陰イオンとしては、カルボン酸ポリマー類(例えば、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、ポリメタクリル酸等)、スルホン酸ポリマー類(例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸等)等が挙げられる。これらのカルボン酸ポリマー類およびスルホン酸ポリマー類はまた、ビニルカルボン酸類およびビニルスルホン酸類と他の重合可能なモノマー類、例えば、アクリレート類、スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物との共重合体であっても良い。中でも、ポリスチレンスルホン酸が特に好ましい。
上記ポリスチレンスルホン酸は、重量平均分子量が20000より大きく、500000以下であることが好ましい。より好ましくは40000〜200000である。分子量がこの範囲外のポリスチレンスルホン酸を使用すると、ポリチオフェン系導電性ポリマーの水に対する分散安定性が低下する場合がある。尚、上記ポリマーの重量平均分子量はゲル透過クロマトグラフィー(GPC)にて測定した値である。測定にはウォーターズ社製ultrahydrogel500カラムを使用した。
上記導電性組成物における上記ポリチオフェン系導電性ポリマーの含有量は、0.01〜50.0mg/mであることが好ましく、0.1〜10.0mg/mであることがより好ましい。0.01mg/m未満では、導電性ポリマー層中のポリチオフェン系導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、金属の析出速度が遅くなるため工程的に不利となる場合があり、一方、50.0mg/mを超えると、導電性ポリマー層中のポリチオフェン系導電性ポリマーの存在割合が多くなり、金属の析出速度が早くなりすぎて金属層の膜厚制御が難しくなるからである。
上記導電性組成物は、上記ポリチオフェン系導電性ポリマー以外に、他の成分を含有していてもよく、例えば、バインダー、水溶性酸化防止剤、架橋剤、界面活性剤、レベリング剤、溶媒等を含有していてもよい。
(バインダー)
上記バインダーは、上記導電性組成物と上記基体(A)との密着性、及び、形成する導電性ポリマー層(B)の強度を向上させる目的で用いる。
上記バインダーとしては、例えば、アクリル基を含有する化合物、エポキシ基を有する化合物、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂(ポリアクリレート、ポリメタクリレート)、エポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド等のホモポリマー;スチレン、塩化ビニリデン、塩化ビニル、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート等のモノマーを共重合して得られるコポリマー;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物等が挙げられる。これらのバインダーは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのなかでは、例えば、アクリル基を含有する化合物、エポキシ基を有する化合物、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、又は、エポキシ樹脂が好ましい。
その理由は、基体との密着性が良く、比較的容易に導電性ポリマー層に優れた強度を付与する事が可能であるからである。
上記アクリル基を含有する化合物としては、水およびアルコールに可溶なアクリル基を有する化合物、例えば、少なくとも1つのアクリル基とカルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基、燐酸基などの酸基とを有する化合物等が挙げられる。
また、上記エポキシ基を有する化合物としては、水およびアルコールに可溶なエポキシ基を有する化合物、例えば、少なくとも1つのエポキシ基とカルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基、燐酸基などの酸基とを有する化合物等が挙げられる。
上記アクリル樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂等が挙げられる。これらのアクリル樹脂としては、例えば、カルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基、燐酸基などの酸基を有する重合性単量体を構成モノマーとして含む重合体であればよく、例えば、上記酸基を有する重合性単量体の単独又は共重合体、上記酸基を有する重合性単量体と共重合性単量体との共重合体等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル系単量体を主たる構成モノマー(例えば、50モル%以上)として含んでいればよく、(メタ)アクリル系単量体及び共重合性単量体のうち、少なくとも一方が酸基を有していればよい。(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、上記酸基を有する(メタ)アクリル系単量体[(メタ)アクリル酸、スルホアルキル(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド等]の単独又は共重合体、上記酸基を有していてもよい(メタ)アクリル系単量体と酸基を有する他の重合性単量体[他の重合性カルボン酸、重合性多価カルボン酸又は無水物、ビニル芳香族スルホン酸等]及び/又は上記共重合性単量体[例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、芳香族ビニル単量体等]との共重合体、上記酸基を有する他の重合体単量体と(メタ)アクリル系共重合性単量体[例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル等]との共重合体などが挙げられる。
これらの(メタ)アクリル系樹脂のうち、少なくとも(メタ)アクリル酸を含む重合体、例えば、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル重合体(アクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体等)、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(アクリル酸−メタクリル酸メチル−スチレン共重合体等)等が好ましい。
上記ビニルエステル系樹脂としては、上記酸基を有する重合性単量体(例えば、(メタ)アクリル酸、ビニルスルホン酸等)と、ビニルエステル系単量体と、必要により他の共重合性単量体(α−オレフィン類など)との共重合体等が挙げられる。
バインダーの含有量は特に限定されないが、固形分換算で、ポリチオフェン系導電性ポリマーの固形分100重量部に対して、0.1〜17000重量部が好ましく、0.5〜5000重量部がより好ましい。
上記含有量が0.1重量部未満では、導電性ポリマー層の強度が弱くなり、メッキ液に浸漬させたときに導電性ポリマーの脱離の原因になる場合があり、一方、17000重量部を超えると、導電性ポリマー層の中のポリチオフェン系導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなり工程的に不利になる場合がある。
(水溶性酸化防止剤)
上記水溶性酸化防止剤は、形成する導電性ポリマー層(B)の耐熱性、耐湿熱性試験等における経時的劣化を抑えるための配合物である。
上記水溶性酸化防止剤としては特に限定されず、還元性又は非還元性の水溶性酸化防止剤が挙げられる。還元性を有する水溶性酸化防止剤としては、例えば、L−アスコルビン酸、L−アスコルビン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸カリウム、D(−)−イソアスコルビン酸(エリソルビン酸)、エリソルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸カリウム等の2個の水酸基で置換されたラクトン環を有する化合物;マルトース、ラクトース、セロビオース、キシロース、アラビノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース等の単糖類又は二糖類(但し、スクロースを除く);カテキン、ルチン、ミリセチン、クエルセチン、ケンフェロール、サンメリン(登録商標)Y−AF等のフラボノイド;クルクミン、ロズマリン酸、クロロゲン酸、ヒドロキノン、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸等のフェノール性水酸基を2個以上有する化合物;システイン、グルタチオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)等のチオール基を有する化合物等が挙げられる。非還元性の水溶性酸化防止剤としては、例えば、フェニルイミダゾールスルホン酸、フェニルトリアゾールスルホン酸、2−ヒドロキシピリミジン、サリチル酸フェニル、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸ナトリウム等の酸化劣化の原因となる紫外線を吸収する化合物が挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのなかでは、2個の水酸基で置換されたラクトン環を有する化合物、及び、フェノール性水酸基を2個以上有する化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましく、特に、D(−)−イソアスコルビン酸、又は、サンメリンY−AFがより好ましい。
上記水溶性酸化防止剤の含有量は、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーの固形分100重量部に対して0.001〜500重量部が好ましく、0.05〜250重量部がより好ましく、0.1〜100重量部が特に好ましい。
上記含有量が0.001重量部未満では、導電性ポリマー層の耐熱性及び耐湿熱性を十分に向上させることができない場合があり、一方、500重量部を超えると、導電性ポリマー層中のポリチオフェン系の導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなったり、導電性ポリマー層の強度の低下の原因になる場合がある。
(架橋剤)
上記架橋剤は、形成する導電性ポリマー層(B)の強度をさらに向上させる目的で用いる。
上記架橋剤は、バインダーと併用して、バインダーを架橋する目的で使用してもよく、バインダーを併用せずに架橋剤の自己架橋膜を形成させてもよい。架橋させるための触媒として、ドーパントが有する酸性基を利用してもよく、新たに、有機酸または無機酸を添加してもよい。また、感熱性酸発生剤、感放射線性酸発生剤、感電磁波性酸発生剤等を添加してもよい。
上記架橋剤としては、例えば、メラミン系、ポリカルボジイミド系、ポリオキサゾリン系、ポリエポキシ系、ポリイソシアネート系等の架橋剤が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記架橋剤の含有量は特に限定されないが、固形分換算で、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーの固形分100重量部に対して、0.1〜17000重量部が好ましく、1〜1000重量部がより好ましい。
上記含有量が0.1重量部未満では、導電性ポリマー層の強度が不十分である場合があり、一方、17000重量部を超えると、導電性ポリマー層中のポリチオフェン系導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなり工程的に不利になる場合がある。
(界面活性剤)
上記界面活性剤は、レベリング性を向上し、均一な導電性ポリマー層(B)を形成することができるものなら特に限定されない。
上記界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエステル変性ポリジメチルシロキサン等のシロキサン化合物;パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール等のフッ素含有有機化合物;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、プロピレンオキシド重合体、エチレンオキシド重合体などのポリエーテル系化合物;ヤシ油脂肪酸アミン塩、ガムロジン等のカルボン酸;ヒマシ油硫酸エステル類、リン酸エステル、アルキルエーテル硫酸塩、ソルビタン脂肪酸エステル、スルホン酸エステル、リン酸エステル、コハク酸エステル等のエステル系化合物;アルキルアリールスルホン酸アミン塩、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム等のスルホン酸塩化合物;ラウリルリン酸ナトリウム等のリン酸塩化合物;ヤシ油脂肪酸エタノールアマイド等のアミド化合物;さらにはアクリル系の共重合物等が挙げられる。これらの中でも、レベリング性の点からはシロキサン系化合物およびフッ素含有化合物が好ましく、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンが特に好ましい。
上記界面活性剤の含有量は特に限定されないが、固形分換算で、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーの固形分100重量部に対して、0.001〜2300重量部が好ましく、0.01〜500重量部がより好ましい。
上記含有量が0.001重量部未満では、導電性ポリマー層の膜厚を均一に形成する事が難しくなる場合があり、一方、2300重量部を超えると、導電性ポリマー層中のポリチオフェン系導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなったり、導電性ポリマー層の強度の低下の原因になる場合がある。
(レベリング剤)
上記レベリング剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエステル変性ポリジメチルシロキサン等のシロキサン化合物;パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール等のフッ素含有有機化合物;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、プロピレンオキシド重合体、エチレンオキシド重合体等のポリエーテル系化合物;ヤシ油脂肪酸アミン塩、ガムロジン等のカルボン酸;ヒマシ油硫酸エステル類、リン酸エステル、アルキルエーテル硫酸塩、ソルビタン脂肪酸エステル、スルホン酸エステル、コハク酸エステル等のエステル系化合物;アルキルアリールスルホン酸アミン塩、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム等のスルホン酸塩化合物;ラウリルリン酸ナトリウム等のリン酸塩化合物;ヤシ油脂肪酸エタノールアマイド等のアミド化合物;さらにはアクリル系の共重合物等が挙げられる。これらのレベリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記レベリング剤の含有量は特に限定されないが、固形分換算で、導電性組成物の固形分100重量部に対して、0.001〜2300重量部が好ましく、0.01〜500重量部がより好ましい。
上記含有量が0.001重量部未満では、導電性ポリマー層膜厚を均一に形成する事が難しくなる場合があり、一方、2300重量部を超えると、導電性ポリマー層中のポリチオフェン系導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなったり、導電性ポリマー層の強度の低下の原因になる場合がある。
上記導電性組成物において、上記界面活性剤は、導電性組成物の表面張力を低下させることにより、基体への濡れ性を向上させてハジキの無い導電性ポリマー層の形成を容易にする役割を果たす。
また、上記レベリング剤は、導電性組成物を基材に塗布した後の膜の表面に均一に配向して、乾燥過程で導電性組成物の膜の表面からの溶剤の蒸発を均一化させることでBenard Cell現象を防止し、乾燥過程の表面張力の変化が小さい状態を維持することができるので、乾燥後の導電性ポリマー層のオレンジピール、クレーター、浮きまだらを抑制する役割を果たす。
即ち、界面活性剤は導電性組成物の表面張力を低下させることにより基体への濡れ性を向上させる機能を有する。一方、レベリング剤は導電性組成物の乾燥時に形成される導電性ポリマー層を不均一化させる現象を抑制させる働きを有する。
上記導電性組成物は、導電性ポリマーが均一に分散された組成物であることから、レベリング剤を配合しない場合、形成した導電性ポリマー層にオレンジピール、クレーター、浮きまだらが生じやすくなる。そして、導電性ポリマー層に上記オレンジピール等が生じた場合には、無電解メッキの触媒を面内に均一に担持することが困難になり、無電解メッキ後の金属層に凹凸が生じやすくなる。このような凹凸が生じると外観が鏡面ではなくなる。
これに対して、上記導電性組成物にレベリング剤を添加した場合には、形成した導電性ポリマー層にオレンジピール、クレーター、浮きまだらが生じることなく均一な層が形成でき、その結果、無電解メッキの触媒が面内に均一に担持され、無電解メッキ後の金属層が均一化し、金属層の外観が鏡面になりやすくなる。
上記導電性組成物は、溶媒を含有していてもよい。上記溶媒は、形成する導電性ポリマー層(B)中には残留しないことが好ましい。
なお、導電性組成物の全ての成分を完全に溶解させるものを「溶媒」、不溶成分を分散させるものを「分散媒」と称するが、本明細書では、特に区別せずに、いずれも「溶媒」と記載する。
(溶媒)
上記溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールエーテルアセテート類;テトラヒドロフラン;アセトン;アセトニトリル等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
これらのなかでは、水、又は、水と有機溶媒との混合物が好ましい。
上記溶媒として水を用いる場合、水の含有量は、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーの固形分100重量部に対して、20〜1000000重量部が好ましく、200〜500000重量部がより好ましい。
その理由は、20重量部未満の場合は、粘度が高くなりハンドリングが困難になることがあり、1000000重量部を超えると、希薄な溶液になりすぎて膜厚の調整が難しくなることがあるからである。
また、水と有機溶媒との混合物を用いる場合、有機溶媒としては、メタノール、エタノール、又は、2−プロパノールが好ましい。
この場合、有機溶媒の含有量は特に限定されず、導電性ポリマーの固形分100重量部に対して、20〜700000重量部が好ましく、200〜350000重量部がより好ましい。また、水と有機溶媒とを併用する場合、両者の比率(水と有機溶媒との比率)は、100:0〜5:95が好ましく、100:0〜30:70がより好ましい。
上記基体(A)の表面の一部又は全部に、上記導電性組成物を塗布する方法としては、公知の塗布方法を使用することができる。上記塗布方法としては、例えば、スピンコーティング、グラビアコーティング、バーコーティング、ディップコーティング、カーテンコーティング、ダイコーティング、スプレーコーティング等が挙げられる。さらに、スクリーン印刷、スプレー印刷、インクジェット印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷等の印刷法も適用できる。これらの方法の中から、目的に応じて適宜選択すれば良い。
また、上記導電性組成物を塗布した後には、必要に応じて、乾燥処理や加熱処理を行ってもよい。
塗布した導電性組成物を乾燥させる場合、その方法は特に限定されないが、例えば、通風乾燥機、熱風乾燥機、赤外線乾燥機等の乾燥機等を用いて行えばよい。また、加熱手段を有する乾燥機(熱風乾燥機、赤外線乾燥機等)を用いると、乾燥および加熱を同時に行うことが可能である。さらに、これらの乾燥機以外に、加熱・加圧機能を具備する加熱・加圧ロール、プレス機等を用いてもよい。
また、乾燥条件も特に限定されないが、50〜250℃で10秒〜2時間程度の条件が好ましく、70〜2000℃で30秒〜1時間程度の条件がより好ましい。
また、本工程では、上記導電性組成物を塗布する前、又は、上記導電性組成物を塗布した後、上記ポリチオフェン系導電性ポリマーに対する脱ドープ処理を施してもよい。
なお、ポリチオフェン系導電性ポリマーに対する脱ドープ処理を施さなくてもよく、脱ドープ処理を施さない場合、本発明の製造方法の工程数を削減することができるため、生産性を向上させることができる。
また、場合によっては、脱ドープ処理を施さないほうが、メッキ性が向上する、即ち、メッキ析出が開始する時間や、メッキが所定の厚さに達するまでの時間が短くなることがある。
上記導電性組成物を塗布する前に上記脱ドープ処理を施す場合は、例えば、以下の方法により行えばよい。
即ち、例えば、ポリチオフェン系の導電性ポリマー水分散体にポリチオフェン系の導電性ポリマーと反応しない塩基性化合物を添加するとよい。この場合、上記塩基性化合物としては特に限定されるものではなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩基性化合物、アンモニア類縁体、ヒドラジン、アルキルアミン等の有機塩基性化合物等を用いることができる。
また、脱ドープ後の水溶液のpHは、9以上であることが好ましい。
また、上記導電性組成物を塗布した後に上記脱ドープ処理を施す場合は、例えば、以下の方法により行えばよい。
即ち、例えば、ポリチオフェン系の導電性ポリマー組成物を塗布した基板に、ポリチオフェン系の導電性ポリマーと反応しない塩基性化合物水溶液を添加するとよい。この場合、上記塩基性化合物としては特に限定されるものではなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩基性化合物水溶液、アンモニア類縁体、ヒドラジン、アルキルアミン等の有機塩基性化合物水溶液等を用いることができる。水溶液のpHは、9以上が好ましい。
本発明のメッキ物の製造方法では、次に、(2)上記導電性ポリマー層(B)に金属触媒を付着させて、金属触媒を含有する導電性ポリマー層(C)を形成する工程を行う。
ここでは、例えば、導電性ポリマー層(B)を形成した基体(A)を金属触媒を含む触媒浴に浸漬し、その後、水洗、乾燥すればよい。
上記金属触媒としては、無電解メッキに使用される金属触媒であれば特に限定されず、例えば、パラジウム、金、白金、ロジウム、銀、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等の単体金属、又は、これらの金属の化合物等が挙げられる。
これらのなかでは、パラジウム化合物が好ましく、塩化パラジウムがより好ましい。触媒浴の安定性に優れるからである。
上記触媒浴の温度は、20〜50℃が好ましい。その理由は、一様に金属を析出させることができる最適な温度だからである。
また、上記触媒浴への浸漬時間は、1〜60分間が好ましい。その理由は、1分間未満だと金属層の厚みのコントロールが難しくなり、60分間を超えると生産性が著しく低下するからである。
本発明のメッキ物の製造方法では、次に、(3)上記導電性ポリマー層(C)上に無電解メッキにより金属層(D)を形成する工程を行う。
ここでは、金属触媒を含有する導電性ポリマー層(C)を形成した基体(A)を無電解メッキ浴に浸漬し、上記導電性ポリマー層(C)上に金属層(D)を形成する。
上記金属層(D)を構成する金属としては、無電解メッキにより析出する金属であれば特に限定されず、例えば、銅、銀、金、ニッケル、クロム、スズ、亜鉛、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、コバルト、インジウム、これらの合金等が挙げられる。
これらのなかでは、銅が好ましい。その理由は、安価で回路や配線、電磁波シールド用途において高い性能を有する材料だからである。
また、無電解メッキ浴の種類や無電解メッキ条件は特に限定されず、従来公知の無電解メッキ浴や無電解メッキ条件を適用することができる。
具体的には、例えば、上記金属触媒がパラジウムで、無電解銅メッキ浴として、ATSアドカッパーIWを使用する場合には、無電解メッキ浴温度を10〜50℃とし、1〜120分間浸漬すればよく、これにより、厚さ0.1〜20μmの無電解銅メッキ膜を形成することができる。また、金属触媒を含有する導電性ポリマー層(C)を形成した基体(A)を無電解メッキ浴に浸漬した際には、基体(A)を振盪してもよい。
上記金属層(D)の厚さは、特に限定されないが、0.1〜100μmが好ましい。
その理由は、回路や配線、電磁波シールド、装飾等の用途において必要な金属層の厚さだからである。
上記金属層(D)の厚さは、例えば、無電解メッキ浴への浸漬時間を適宜変更することで調整することができる。
このような工程(1)〜(3)を経ることにより、基体(A)の表面の一部又は全部に金属層(D)が形成されたメッキ物を製造することができる。
また、本発明のメッキ物の製造方法では、無電解メッキにより金属層(D)を形成した後、従来公知の方法で電解メッキを行い、金属層(D)上に電解メッキ層を形成してもよい。
これにより、容易に基体(A)の表面に形成した金属層の厚さを厚くすることができる。
また、本発明のメッキ物の製造方法では、予め所望の範囲よりも広い範囲に金属層(D)を形成しておき、その後、エッチングにより不要な部分の金属層(D)を除去してもよい。
具体的には、メッキ物として回路部品を製造する場合には、例えば、基体(A)の表面のうち回路を形成する部位より広い範囲(例えば、表面全体)に無電解メッキにより金属層(D)を形成した後、上記金属層(D)の回路となる部位の上にエッチングレジストを形成し、その後エッチング処理を行って基体(A)の表面に回路を形成してもよいし(フルアディティブ法)、また、基体(A)の表面のうち回路を形成する部位より広い範囲(例えば、表面全体)に無電解メッキにより金属層(D)を形成した後、上記金属層(D)の回路とならない部位の上にメッキレジストを形成し、更に電解メッキを行うことで金属層(D)上に電解メッキ層を形成し、その後、メッキレジストの剥離及びメッキレジストの下に位置した金属層(D)のエッチング処理を行って基体(A)の表面に回路を形成してもよいし(セミアディティブ法)、更には、基体(A)の表面のうち回路を形成する部位より広い範囲(例えば、表面全体)に無電解メッキにより金属層(D)を形成した後、上記金属層(D)上に、電解メッキにより電解メッキ層を形成し、その後、回路となる部位の上にエッチングレジストを形成し、更にエッチング処理を行って基体(A)の表面に回路を形成してもよい(サブトラクティブ法)。
その他、本発明に適用可能なパターニングの方法(基体(A)の表面の一部に金属層(D)を形成する方法)としては、例えば、以下の方法が挙げられる:
基体(A)上に導電性ポリマー層(B)を一様に形成し、所定のパターニング像を有するマスクを導電性ポリマー層(B)に隙間なく張り付け、金属触媒を付着させることにより、部分的に触媒の付着された導電性ポリマー層(C)を形成し、無電解メッキにより金属層(D)を形成することでパターニング化された金属層(D)を得る方法;
基体(A)上に導電性ポリマー層(B)を一様に形成し、金属触媒を付着させて触媒の付着された導電性ポリマー層(C)を形成し、その後所定のパターニング像を有するマスクを触媒が付着した導電性ポリマー層(C)上に隙間なく張り付け、無電解メッキにより金属層(D)を部分的に形成することでパターニング化された金属層(D)を得る方法;
基体(A)上に導電性ポリマー層(B)を一様に形成し、導電性ポリマー層(B)をエッチング、リフトオフ法等、公知の技術でパターニング化された導電性ポリマー層(B)とし、金属触媒を付着させて触媒の付着された導電性ポリマー層(C)を形成し、無電解メッキにより金属層(D)を形成することでパターニング化された金属層(D)を得る方法;
基体(A)上にネガもしくはポジレジスト化された導電性ポリマー層(B)を形成し、所定のパターニング像を有するマスクを介して光を照射し、不要部分を剥離し、パターニングされた導電性ポリマー層(B)を得て、金属触媒を付着させて触媒の付着された導電性ポリマー層(C)を形成し、無電解メッキにより金属層(D)を形成することでパターニング化された金属層(D)を得る方法。
このような本発明のメッキ物の製造方法によれば、基体の表面に金属層が形成されたメッキ物を好適に製造することができる。
本発明のメッキ物の製造方法を用いて製造されたメッキ物もまた本発明の1つである。
上記メッキ物としては、例えば、回路部品、電磁波シールド部材、装飾品等が挙げられる。上記回路部品としては、例えば、片面基板、両面基板、多層基板、ビルドアップ基板等のプリント配線板、アンテナ、光ピックアップ、基板間接続部品等の成形回路部品(MID)等が挙げられる。特に、本発明の製造方法によれば、成形回路部品(MID)を好適に製造することができる。
上記電磁波シールド部材としては、可撓性フィルムの表面に金属層が形成されたものや、箱状の基体の表面に金属層が形成されたもの等が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。以下、「部」又は「%」は特記しない限り、それぞれ「重量部」又は「重量%」を意味する。
(導電性ポリマー組成物Aの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして15部のアクリル樹脂水分散体(日本純薬社製:ジュリマーAT−613、固形分23.5%)、導電性向上剤として4.7部のジメチルスルホキシド(関東化学社製)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Aを得た。
(導電性ポリマー組成物Bの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、導電性向上剤として4.7部のジメチルスルホキシド(関東化学社製)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Bを得た。
(導電性ポリマー組成物Cの調製)
ポリピロール分散体(Polymerits社製:PES−E10、固形分1.0%)100部に、バインダーとして15部のアクリル樹脂水分散体(日本純薬社製:ジュリマーAT−613、固形分23.5%)、導電性向上剤として4.7部のジメチルスルホキシド(関東化学社製)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Cを得た。
(導電性ポリマー組成物Dの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Dを得た。
(導電性ポリマー組成物Eの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のカルボキシル基含有アクリルポリマー系のレベリング剤(共栄社化学株式会社製 ポリフローWS−30、固形分50%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Eを得た。
(導電性ポリマー組成物Fの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部の含フッ素基・親水性基・親油性基含有オリゴマー系のレベリング剤(DIC株式会社製 メガファックF−477、固形分100%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Fを得た。
(導電性ポリマー組成物Gの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のフッ素系のレベリング剤(AGC社製 サーフロン、固形分100%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Gを得た。
(導電性ポリマー組成物Hの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のFluorocarbon Modified Polyacrylate系のレベリング剤(BASF社製 EFKA3772、固形分60%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Hを得た。
(導電性ポリマー組成物Iの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして14部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、20部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Iを得た。
(導電性ポリマー組成物Jの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして40部のアクリル樹脂水分散体(日本純薬社製:ジュリマーAT−613、固形分23.5%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Jを得た。
(導電性ポリマー組成物Kの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして40部のポリエステル水分散体(ナガセケムテックス社製:ガブセンES−210、固形分25.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Kを得た。
(導電性ポリマー組成物Lの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして40部のポリウレタン水分散体(DIC社製:ハイドランWLS-213、固形分35.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Lを得た。
(導電性ポリマー組成物Mの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして40部のポリウレタン水分散体(第一工業製薬社製:スーパーフレックス300、固形分30.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Mを得た。
(導電性ポリマー組成物Nの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして40部のアクリル樹脂(新中村化学工業社製:U−4HA、固形分100.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Nを得た。
(導電性ポリマー組成物Oの調製)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体(H.C.スタルク社製:CleviosP、固形分1.0%)100部に、バインダーとして40部のエポキシ樹脂(ナガセケムテックス製:デナコール EX−314、固形分100.0%)、5.0部の界面活性剤(固形分100%)、5.0部のポリエーテル変性シロキサン系のレベリング剤(ビックケミー社製 BYK-345、固形分90%)、33部の水、及び、32部のエタノールを加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にてろ過し、導電性ポリマー組成物Oを得た。
(実施例1)
(工程1−1):導電性ポリマー塗布
ポリブチレンテレフタレート(PBT)製基板の片面に導電性ポリマー組成物AをワイヤーバーNo.8(ウエット膜厚18μm)を用いてバーコート法により塗布し、130℃で15分乾燥させることによりPBT製基板上に導電性ポリマー層が形成された積層体を得た。
(工程1−2):触媒担持
この積層体を、30℃に調整した0.2g/lの塩化パラジウム−200ml塩酸水溶液が入った触媒浴に5分間浸漬させ、積層体を取り出し、水洗し、乾燥することでパラジウム触媒を導電性ポリマー層上に担持した積層体を得た。
(工程1−3):無電解メッキ
パラジウムを担持した積層体を、32℃に調整した銅メッキ浴 ATSアドカッパーIW浴(奥野製薬工業社製)が入った容器に浸漬し、金属層の膜厚が0.5μmになったところで積層体を引き上げ、水洗、乾燥を行った。
(工程1−1)〜(工程1−3)を経ることでPBT製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例2)
(工程2−1):導電性ポリマー塗布
ポリブチレンテレフタレート(PBT)からなる基板の片面に導電性ポリマー組成物AをワイヤーバーNo.8(ウエット膜厚18μm)を用いてバーコート法により塗布し、130℃で15分乾燥させることによりPBT製基板上に導電性ポリマー層が形成された積層体を得た。
(工程2−2):脱ドープ処理
積層体を、45℃に調整した10w%のNaOH水溶液(pH10)に10分間浸漬させ、積層体を取り出し、水洗し、乾燥することで脱ドープされた導電性ポリマー層を有する積層体を得た。
(工程2−3):触媒担持
この積層体を、30℃に調整した0.2g/lの塩化パラジウム−200ml塩酸水溶液が入った触媒浴に5分間浸漬させ、積層体を取り出し、水洗し、乾燥することでパラジウム触媒を導電性ポリマー層上に担持した積層体を得た。
(工程2−4):無電解メッキ
パラジウムを担持した積層体を、32℃に調整した銅メッキ浴 ATSアドカッパーIW浴(奥野製薬工業社製)が入った容器に浸漬し、金属層の膜厚が0.5μmになったところで積層体を引き上げ、水洗、乾燥を行った。
(工程2−1)〜(工程2−4)を経ることでPBT製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例3)
工程1−1において、PBT基板に代えてポリアミドからなる基板(ポリプラスチック社製)を用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、ポリアミド製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例4)
工程1−1において、PBT基板に代えてポリカーボネートからなる基板を用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、ポリカーボネート製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例5)
工程1−1において、PBT基板に代えてABS樹脂からなる基板を用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、ABS樹脂製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例6)
工程1−1において、PBT基板に代えてポリフタルアミドからなる基板(クラレ社製)を用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、ポリフタルアミド製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例7)
工程1−1において、PBT基板に代えてシンジオタクチックポリスチレンからなる基板(出光興産社製)を用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、シンジオタクチックポリスチレン製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例8)
工程1−1において、PBT基板に代えてポリカーボネート/ABS樹脂アロイからなる基板(テクノポリマー社製)を用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、ポリカーボネート/ABS樹脂アロイ製基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例9)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Bを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例10)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Dを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例11)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Eを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例12)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Fを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例13)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Gを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例14)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Hを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例15)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Iを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例16)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Jを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例17)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Kを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例18)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Lを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例19)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Mを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例20)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Nを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例21)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Oを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(実施例22)
工程1−1において、PBT基板に代えてポリエーテルサルフォンからなる基板(住友化学社製)を用いた以外は実施例10と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例23)
工程1−1において、PBT基板に代えてポリフェニレンサルファイドからなる基板(出光興産製)を用いた以外は実施例10と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(実施例24)
工程1−1において、PBT基板に代えて液晶ポリマーからなる基板(住友化学製)を用いた以外は実施例10と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、基板の片面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
(比較例1)
工程1−1において、導電性ポリマー組成物Aに代えて導電性ポリマー組成物Cを用いた以外は実施例1と同様にして工程1−1〜工程1−3を行い、メッキ物を得た。
(比較例2)
(工程3−1):表面処理1
PBT製基板に対し、OPC−1050コンディショナー(奥野製薬工業社製)に60℃で5分間浸漬した後に水洗し、乾燥させる前処理(表面処理1)を行った。
(工程3−2):表面処理2
次に、表面処理1を施したPBT製基板を、ATSプリコンディションPIW−1(奥野製薬工業社製)に45℃で2分間浸漬した後に水洗し、乾燥させる前処理(表面処理2)を行った。
(工程3−3):表面処理3
次に、表面処理1及び2を施したPBT製基板を、ATSコンディクリンCIW−2浴(奥野製薬工業社製)に60℃で5分間浸漬した後に水洗し、乾燥させる前処理(表面処理3)を行った。
(工程3−4):プリディップ
次に、表面処理1〜3を施したPBT製基板を、プリディップ液(OPC−SALM浴(奥野製薬工業社製))に20℃で2分間浸漬した後に水洗し、乾燥させ、プリディップ処理基板を得た。
(工程3−5):触媒担持
次に、プリディップ基板を、キャタリスト液(OPC−80キャタリスト浴(奥野製薬工業社製))に25℃で6分間浸漬した後に水洗し、その後、活性化剤を付与するために、OPC−500アクセレーターMX浴(奥野製薬工業社製)に35℃で5分間浸漬した後水洗し、乾燥させることで触媒が担持された基板を得た。
(工程3−6):無電解メッキ
次に、触媒を担持した基板を無電解銅めっき浴ATSアドカッパーIW浴(奥野製薬工業社製)に35℃で10分間浸漬し、金属層の膜厚が0.5μmになったところで積層体を引き上げ、水洗、乾燥を行った。
(工程3−1)〜(工程3−6)を経ることでPBT製基板の両面に銅メッキ層が形成されたメッキ物を得た。
実施例1〜24及び比較例1、2に対し、下記の評価を行った。結果を表1に示した。
(メッキ外観の評価)
無電解メッキ後の金属被膜(無電解メッキ膜)の状態を目視観察し、下記の基準で評価した。なお、比較例2では、片面についてのみ観察した。
○:金属被膜を形成した側の基板表面において、金属で被覆されている部分の面積が基板表面全体の面積の95%以上である。
△:金属被膜を形成した側の基板表面において、金属で被覆されている部分の面積が基板表面全体の面積の50%以上、95%未満である。
×:金属被膜を形成した側の基板表面において、金属で被覆されている部分の面積が基板表面全体の面積の50%未満である。
(メッキの均一性の評価)
無電解メッキ後の金属被膜(無電解メッキ膜)の状態を目視観察し、下記の基準で評価した。なお、比較例2では、片面についてのみ観察した。
○:金属被膜の表面全体において、その面積の95%以上が鏡面である。
△:金属被膜の表面全体において、その面積の50%以上95%未満が鏡面である。
×:金属被膜の表面全体において、その面積の50%未満が鏡面である。
(メッキの析出開始時間)
無電解メッキ浴に基板を浸漬したときから、金属の析出が開始するまでの時間をメッキの析出開始時間とした。ここで、メッキの析出は目視で確認した。
(メッキの析出終了時間)
無電解メッキ浴の中に基板を浸漬したときから、金属の膜厚が0.5μm以上になった時点で基板を引き上げるまでに要した時間を計測した。
Figure 0005991597
実施例及び比較例の結果から、本発明のメッキ物の製造方法は、導電性ポリマーとしてポリピロールを使用する場合(比較例1)に比べて、短時間で無電解メッキ膜を形成することができ、かつ、そのメッキ外観が良好であることが明らかとなった。また、導電性ポリマーを使用しない従来汎用されている方法(比較例2)に比べても、短時間で無電解メッキ膜を形成することができるとともに、その工程数を少なくすることができることが明らかとなった。
加えて、導電性ポリマー層を形成する際に、レベリング剤を含有する組成物を用いることにより、より均一な金属被膜(無電解メッキ膜)を形成することができることが明らかとなった。
本発明は、回路部品、電磁波シールド部材、装飾品等のメッキ物の製造に用いられる。

Claims (7)

  1. 少なくとも、
    (1)基体(A)の表面の一部又は全部に、ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布し、導電性ポリマー層(B)を形成する工程、
    (2)前記導電性ポリマー層(B)に金属触媒を付着させて、金属触媒を含有する導電性ポリマー層(C)を形成する工程、及び、
    (3)前記導電性ポリマー層(C)上に無電解メッキにより金属層(D)を形成する工程、
    を経ることを特徴とするメッキ物の製造方法であって、
    前記工程(1)において、前記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布する前、及び、前記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物を塗布した後に、前記ポリチオフェン系導電性ポリマーに対する脱ドープ処理を施さない、メッキ物の製造方法。
  2. 前記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物は、更に、レベリング剤を含む請求項1に記載のメッキ物の製造方法。
  3. 前記ポリチオフェン系導電性ポリマーは、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオンとの複合体からなる請求項1又は2に記載のメッキ物の製造方法。
  4. 前記ポリチオフェン系導電性ポリマーを含む組成物は、アクリル基を含有する化合物、エポキシ基を有する化合物、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、又は、エポキシ樹脂を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のメッキ物の製造方法。
  5. 前記基体(A)は、樹脂基体である請求項1〜4のいずれか1項に記載のメッキ物の製造方法。
  6. 前記樹脂基体の材料樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂及びナイロンからなる群から選択される少なくとも1種である請求項5に記載のメッキ物の製造方法。
  7. メッキ物が回路部品、電磁波シールド部材、又は、装飾品である請求項1〜6のいずれか1項に記載のメッキ物の製造方法
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