JP6466110B2 - プリント配線板用基板、プリント配線板及びプリント配線板用基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係るプリント配線板用基板は、絶縁性を有するベースフィルムと、金属粒子を含む導電性インクの塗布により上記ベースフィルムの少なくとも一方の面に積層される第1導電層と、無電解メッキにより上記第1導電層のベースフィルムと反対側の面に積層される第2導電層とを備え、上記第1導電層、第2導電層及びベースフィルムにニッケルが存在し、上記第1導電層及びベースフィルムの界面から500nm以下の界面近傍層におけるニッケル量が、EDX(エネルギー分散型X線分光法)分析による定量で1質量%以上であるプリント配線板用基板である。
以下、本発明の実施形態に係るプリント配線板用基板、プリント配線板及びプリント配線板用基板の製造方法を図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2の当該プリント配線板用基板は、絶縁性を有するベースフィルム1と、金属粒子を含む導電性インクの塗布によりベースフィルム1の一方の面に積層される第1導電層2と、無電解メッキにより第1導電層2のベースフィルム1と反対側の面に積層される第2導電層3とを備える。また、上記第1導電層2、第2導電層3及びベースフィルム1にはニッケルが存在する。
当該プリント配線板用基板を構成するベースフィルム1は絶縁性を有する。このベースフィルム1の材料としては、例えばポリイミド、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の可撓性を有する樹脂、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、ガラスエポキシ、テフロン(登録商標)、ガラス基材等のリジッド材、硬質材料と軟質材料とを複合したリジッドフレキシブル材を用いることが可能である。これらの中でも、金属酸化物等との結合力が大きいことから、ポリイミドが特に好ましい。
上記第1導電層2は、金属粒子を含む導電性インクの塗布により、ベースフィルム1の一方の面に積層されている。当該プリント配線板用基板では、導電性インクの塗布により第1導電層2を形成するので、ベースフィルム1の一方の面を容易に導電性の皮膜で覆うことができる。なお、導電性インク中の不要な有機物等を除去して金属粒子を確実にベースフィルム1の一方の面に固着させるため、第1導電層2は導電性インクの塗布後に熱処理が施されることが好ましい。
上記第1導電層2を形成する導電性インクは、導電性をもたらす導電性物質として金属粒子を含んでいる。本実施形態では、導電性インクとして、金属粒子と、その金属粒子を分散させる分散剤と、分散媒とを含むものを用いる。このような導電性インクを用いて塗布することで、微細な金属粒子による第1導電層2がベースフィルム1の一方の面に積層される。
上記第2導電層3は、無電解メッキにより第1導電層2のベースフィルム1と反対側の面に積層されている。このように上記第2導電層3が無電解メッキにより形成されているので、第1導電層2を形成する金属粒子間の空隙には第2導電層3の金属が充填されている。第1導電層2に空隙が残存していると、この空隙部分が破壊起点となって第1導電層2がベースフィルム1から剥離し易くなるが、この空隙部分に第2導電層3が充填されていることにより第1導電層2の剥離が防止される。
ベースフィルム1及び第1導電層2の界面4(第1界面)近傍には、ニッケルが凝集している。このニッケルは、上記無電解メッキで用いるメッキ液に含まれるニッケル又はニッケル化合物に由来するニッケルであり、無電解メッキ時に上記第1界面4近傍に析出したものである。
当該プリント配線板用基板の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムの一方の面への金属粒子を含む導電性インクの塗布及び加熱により第1導電層を形成する工程(第1導電層形成工程)と、ニッケルを含むメッキ液を用いて、無電解メッキにより上記第1導電層のベースフィルムと反対側の面に第2導電層を形成する工程(第2導電層形成工程)とを備える。当該プリント配線板用基板の製造方法により製造されたプリント配線板用基板は、第1導電層、第2導電層及びベースフィルムにニッケルが存在し、上記第1導電層及びベースフィルムの界面から500nm以下の界面近傍層におけるニッケル量が、EDX分析による定量で1質量%以上である。
上記第1導電層形成工程では、図3Aに示すように、ベースフィルム1の表面に金属粒子を含む導電性インクを塗布し、乾燥した後、熱処理を施す。
ここで、導電性インクに分散させる金属粒子の製造方法について説明する。上記金属粒子は、高温処理法、液相還元法、気相法等で製造することができる。
次に、上記導電性インクの調整方法について説明する。上記導電性インクに含まれる分散剤としては、分子量が2,000以上300,000以下で、分散媒中で析出した金属粒子を良好に分散させることができる種々の分散剤を用いることができる。分子量が上記範囲の分散剤を用いることで、金属粒子を分散媒中に良好に分散させることができ、得られる第1導電層2の膜質を緻密でかつ欠陥のないものにすることができる。上記分散剤の分子量が上記下限未満の場合、金属粒子の凝集を防止して分散を維持する効果が十分に得られないおそれがあり、その結果、ベースフィルム1に積層される第1導電層2を緻密で欠陥の少ないものにできないおそれがある。一方、上記分散剤の分子量が上記上限を超える場合、分散剤の嵩が大きすぎ、導電性インクの塗布後に行う熱処理において、金属粒子同士の焼結を阻害してボイドを生じさせるおそれがある。また、分散剤の嵩が大きすぎると、第1導電層2の膜質の緻密さが低下したり、分散剤の分解残渣が導電性を低下させるおそれがある。
金属粒子を分散させた導電性インクをベースフィルム1の一方の面に塗布する方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ダイコート法、スリットコート法、ロールコート法、ディップコート法等の従来公知の塗布法を用いることができる。またスクリーン印刷、ディスペンサ等によりベースフィルム1の一方の面の一部のみに導電性インクを塗布するようにしてもよい。
導電性インクをベースフィルム1の一方の面に塗布し、乾燥した後、熱処理を行う。ベースフィルム1の一方の面に導電性インクを塗布した後、熱処理をすることで、焼成された塗布層としてベースフィルム1の一方の面に固着された第1導電層2が得られる。熱処理により、塗布された導電性インクに含まれる分散剤やその他の有機物を揮発及び分解させて塗布層から除去することにより、残る金属粒子が焼結状態又は焼結に至る前段階にあって相互に密着して固体接合したような状態となる。
上記第2導電層形成工程では、図3Bに示すように、上記第1導電層形成工程でベースフィルム1に積層した第1導電層2のベースフィルム1と反対側の面に、無電解メッキにより第2導電層3を形成する。
当該プリント配線板は、図1に示す上記プリント配線板用基板に導電パターンを形成することにより製造される。上記導電パターンは、上記プリント配線板用基板の第1導電層2及び第2導電層3にサブトラクティブ法又はセミアディティブ法を用いて形成される。
次に、上記プリント配線板用基板を用いる当該プリント配線板の製造方法の実施形態について説明する。ここでは、サブトラクティブ法により導電パターンを形成する場合について説明する。
当該プリント配線板用基板は、ベースフィルム及び第1導電層の界面近傍において、ニッケルが所定量存在し、第1導電層とベースフィルムとの密着力が大きく、導電層がベースフィルムから剥がれ難い。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
第2導電層を形成するための無電解メッキ液に含ませるニッケル量の条件を変えて、実施例として表1の試験No.1〜No.6の6種類のプリント配線板用基板を製造した。
無電解メッキに用いる無電解銅メッキ液にニッケルを含有させなかった以外は、上述の試験No.1に示すプリント配線板用基板と同様の方法により、比較例として試験No.6のプリント配線板用基板を得た。
試験No.1〜No.6のプリント配線板用基板について、ポリイミドフィルム及び導電層間のピール強度(g/cm)を測定し、ポリイミドフィルムと導電層との密着力を評価した。ピール強度の測定は、JIS−C6471(1995)に準拠して実施し、導体層をポリイミドフィルムに対して180°方向に引き剥がす方法で測定した。ピール強度の測定結果を表1に示す。
試験No.1〜No.6のプリント配線板用基板の断面について、エネルギー分散型X線分析装置(株式会社日立ハイテクノロジーズの走査電子顕微鏡「SU8020」)を用いて、加速電圧3kVのEDXマッピングを観察し、界面近傍層、A層及びB層のニッケル量及びパラジウム量を測定した。各プリント配線板用基板のニッケル量及びパラジウム量の測定結果を表1に示す。
表1の結果より、試験No.1〜No.5のプリント配線板用基板のピール強度は700g/cm以上と大きく、ポリイミドフィルムと導電層との密着力が大きいことがわかる。これに対し、試験No.6のプリント配線板用基板のピール強度は小さく、ポリイミドフィルムから導電層が剥がれ易いといえる。
2 第1導電層
3 第2導電層
4 第1界面(ベースフィルム及び第1導電層の界面)
5 第2界面(第1導電層及び第2導電層の界面)
6 界面近傍層
7 A層
8 B層
9 C層
10 レジスト
11 導電パターン
Claims (6)
- 絶縁性を有するベースフィルムと、
銅粒子を含む導電性インクの塗布により上記ベースフィルムの少なくとも一方の面に積層される第1導電層と、
無電解メッキにより上記第1導電層のベースフィルムと反対側の面に積層される第2導電層と
を備え、
上記第1導電層、第2導電層及びベースフィルムに上記無電解メッキに由来するニッケルが存在し、
上記第1導電層及びベースフィルムの界面から500nm以下の界面近傍層におけるニッケル量が、EDX分析による定量で1質量%以上10質量%以下であり、
上記界面近傍層のニッケルの質量割合が、上記第2導電層の第1導電層との界面から500nm以下のA層のニッケルの質量割合よりも大きく、
上記無電解メッキがニッケルを含む銅メッキであるプリント配線板用基板。 - 上記第1導電層、第2導電層及びベースフィルムにパラジウムが存在し、
上記ベースフィルムの第1導電層との界面から1μm以下のB層のパラジウムの質量割合が、上記第2導電層の第1導電層との界面から500nm以下のA層のパラジウムの質量割合よりも大きい請求項1に記載のプリント配線板用基板。 - 上記金属粒子の平均粒子径が1nm以上500nm以下である請求項1又は請求項2に記載のプリント配線板用基板。
- 上記ベースフィルムの第1導電層の積層面に親水化処理が施されている請求項1、請求項2又は請求項3に記載のプリント配線板用基板。
- 導電パターンを有するプリント配線板であって、
上記導電パターンが、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプリント配線板用基板の第1導電層及び第2導電層にサブトラクティブ法又はセミアディティブ法を用いることで形成されているプリント配線板。 - 絶縁性を有するベースフィルムの少なくとも一方の面への銅粒子を含む導電性インクの塗布及び加熱により第1導電層を形成する工程と、
ニッケルを含む銅メッキ液を用い、無電解メッキにより上記第1導電層のベースフィルムと反対側の面に第2導電層を形成する工程と
を備え、
上記第1導電層、第2導電層及びベースフィルムに上記無電解メッキに由来するニッケルが存在し、
上記第1導電層及びベースフィルムの界面から500nm以下の界面近傍層におけるニッケル量が、EDX分析による定量で1質量%以上10質量%以下であり、
上記界面近傍層のニッケルの質量割合が、上記第2導電層の第1導電層との界面から500nm以下のA層のニッケルの質量割合よりも大きいプリント配線板用基板の製造方法。
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