JP6480673B2 - 導電パターンを備えた立体基板の製造方法及び立体基板 - Google Patents
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(1)表面全面へ金属めっきを施した後に、所定部分の金属をフォトリソグラフ法により選択除去あるいはレーザー光にて導体金属を除去する方法(サブトラクティブ法、例えば、特許文献1参照)、
(2)スクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷方法を用いて導電ペーストを印刷する方法(アディティブ法、例えば、特許文献2参照)、
(3)導電層を設けない部分に立体形状のマスクを施した後に導電ペーストを塗布する方法(例えば、特許文献3参照)、などが提案されている。
(a)アルカリ性加水分解によりカルボキシル基を生成可能な熱可塑性樹脂基板の表面に、潜像剤をパターン印刷して、前記パターン印刷された部位にカルボキシル基を形成させる工程であって、
前記潜像剤が、前記アルカリ性加水分解を生じさせることのできるアルカリ性溶液である、パターン印刷工程と、
(b)前記パターン印刷した部位に、パラジウム、銅、及びニッケルからなる群から選択される1種以上の金属イオン含有溶液を接触させ、前記カルボキシル基の金属塩を形成する、金属塩形成工程と、
(c)前記金属塩を形成させた熱可塑性樹脂基板を、立体形状に成形加工して立体基板を得る成形工程と、
(d)前記立体基板の前記金属塩を、還元剤を含む酸性処理液に接触させ、前記金属塩を還元する還元工程と、
(e)前記金属塩を還元した部位に、めっき法により、金属めっき膜を含む導電パターンを形成するめっき工程であって、
無電解めっき法により、前記金属塩を還元した部位に、無電解めっき法によりシード層を形成する第1のめっき工程[工程(e−1)]、及び前記シード層上に無電解めっき法または電解めっき法により、導電パターンを形成する第2のめっき工程[工程(e−2)]と、を含む工程と、
を含む、導電パターンを備えた立体基板の製造方法である。
本態様は、導電パターンを備えた立体基板の製造方法であって、潜像剤のパターン印刷工程[工程(a)]、金属塩形成工程[工程(b)]、立体基板を得る成形工程[工程(c)]、金属塩還元工程[工程(d)]、及びめっき工程[工程(e)]を含む。
アルカリ性加水分解によりカルボキシル基を生成可能な熱可塑性樹脂基板の表面に、潜像剤をパターン印刷して、前記パターン印刷された部位にカルボキシル基を形成させる工程である。
本態様で用いる熱可塑性樹脂基板は、加熱により軟化する樹脂であり、該熱可塑性樹脂ポリマーの主鎖中にエステル結合あるいはアミド結合等のカルボキシル基由来の官能基を含むため、アルカリ性加水分解により、カルボキシル基が生成可能な樹脂である。
・ 1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(RODAと略称)、ピロメリット酸二無水物(PMDAと略称)及び4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)の共重合物、
・ 4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODAと略称)と3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDAと略称)との共重合物、および
・ ODA,PMDAおよびBPDAとの共重合物、
・ 3,3’、4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)及びPMDAと2,2'−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)]プロパン(BAPPと略称)との共重合物、が好ましい。
次に、この工程にいう潜像剤とは、前記熱可塑性樹脂基板の樹脂をアルカリ性加水分解して、カルボキシル基を生成することのできる、アルカリ性溶液である。たとえば、熱可塑性ポリイミドを熱可塑性樹脂基板に用いる場合、この潜像剤による環状イミド構造の加水分解によってカルボキシル基が生成する。
パターン印刷する方法としては、スクリーン印刷技術、凹版(グラビア)印刷技術、凸版(フレキソ)印刷技術、インクジェット印刷技術等、従来公知のパターン印刷技術を用いることができ、特に微細パターンを高い効率で印刷する観点からは、凹版(グラビア)印刷技術を用いるのが好ましい。
前記パターン印刷した部位に、パラジウム、銅、及びニッケルからなる群から選択される1種以上の金属イオン含有溶液を接触させ、前記カルボキシル基の金属塩を形成する工程である。
金属塩を形成させた熱可塑性樹脂基板を、立体形状に成形加工して立体基板を得る工程である。
ここで、印刷パターンにおける成形部位の高さh(mm)とは、別個独立した立体成形形状毎に、熱可塑性樹脂基板上に形成された成形部位上の印刷パターンの個々の部位の高さの最大値を意味する。立体成形の程度を示すパラメーターといえる。
次に印刷パターンにおける成形部位の立ち上がり角度r(°)とは、立体成形加工において、熱可塑性樹脂基板を特定部位で急激に折り曲げた場合の、印刷パターンの折り曲げ角度に対応する角度である。印刷パターンが、滑らかに湾曲するのではなく、該印刷パターンの特定の部位で急激に折れ曲がれば、該特定部位に対して大きなストレスがかかることを考慮したパラメーターである。
前記工程(c)で得られた立体基板の上の金属塩を、還元剤を含む酸性処理液に接触させ、前記金属塩を還元する工程である。
前記金属塩を還元した部位に、めっき法により、金属めっき膜を含む導電パターンを形成する工程である。前記金属塩還元部位のパターンが、めっき触媒作用を有する潜像パターンとして働く。
本工程の無電解めっきは、典型的にはニッケル無電解めっきである。
本工程では、従来公知である無電解めっき法、電解めっき法の何れも用いることができるが、生産性が高く短時間で導電層厚みを作り上げることができるとの観点からは、電解めっきの方が好ましい。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様の、導電パターンを備えた立体基板の製造方法により製造することのできる、導電パターンを備えた立体基板である。
前記第二の態様または前記第三の態様の立体基板を含む、電子回路である。
ポリイミド樹脂基板として、デュポン社製の熱可塑性ポリイミドであるカプトン(登録商標)500JP(厚み125μm)を用い、インクジェット印刷法により、該ポリイミド樹脂基板上に、潜像剤を線幅200μmでパターン印刷する。潜像剤としては、水酸化カリウムの3M水溶液を用い、カルボキシメチルセルロース及びチクソ剤を適宜添加して370Pa・sに調節(コーンプレート型粘度計を用い、25℃でローター回転数が0.5rpmの条件での粘度)されているものを使用する。次いで、潜像剤がパターン印刷されているポリイミド樹脂基板を、25℃で60秒間保持し、次いで、水洗を行って潜像剤を除去する。
Claims (6)
- (a)アルカリ性加水分解によりカルボキシル基を生成可能な熱可塑性樹脂基板の表面に、潜像剤をパターン印刷して、前記パターン印刷された部位にカルボキシル基を形成させる工程であって、
前記潜像剤が、前記アルカリ性加水分解を生じさせることのできるアルカリ性溶液である、パターン印刷工程と、
(b)前記パターン印刷した部位に、パラジウム、銅、及びニッケルからなる群から選択される1種以上の金属イオン含有溶液を接触させ、前記カルボキシル基の金属塩を形成する、金属塩形成工程と、
(c)前記金属塩を形成させた熱可塑性樹脂基板を、立体形状に成形加工して立体基板を得る成形工程と、
(d)前記立体基板の前記金属塩を、還元剤を含む酸性処理液に接触させ、前記金属塩を還元する還元工程と、
(e)前記金属塩を還元した部位に、めっき法により、金属めっき膜を含む導電パターンを形成するめっき工程であって、
無電解めっき法により、前記金属塩を還元した部位に、無電解めっき法によりシード層を形成する第1のめっき工程[工程(e−1)]、及び前記シード層上に無電解めっき法または電解めっき法により、導電パターンを形成する第2のめっき工程[工程(e−2)]と、を含む工程と、
を含む、導電パターンを備えた立体基板の製造方法。 - 前記第1のめっき工程(e−1)によりニッケルめっき膜を形成し、前記第2のめっき工程(e−2)により、銅めっき膜を形成する、請求項1に記載の導電パターンを備えた立体基板の製造方法。
- 前記工程(c)において、成形加工により得られる成形部位の高さをh(mm)、成形部位の立ち上がり角度をr(°)としたときに、hが2mm以下、またはrが80°以下である、請求項1または2に記載の導電パターンを備えた立体基板の製造方法。
- 前記アルカリ性加水分解によりカルボキシル基を生成可能な熱可塑性樹脂基板が、ポリエチレンテレフタレート基板(PET基板)、ポリエチレンナフタレート基板(PEN)またはポリイミド基板(PI)である、請求項1〜3のいずれかに記載の導電パターンを備えた立体基板の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかの製造方法により製造された、導電パターンを備えた立体基板。
- 請求項5に記載の立体基板を含む、電子回路。
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