(57)【要約】【課題】  無機充填材のエッチングにより樹脂表面を粗面化する方法では、無機充填材を含有しない樹脂表面を粗面化することができない。樹脂のブタジエン成分を酸化分解して樹脂部材から脱離させる方法では、ブタジエン成分を含有しない樹脂表面を粗面化することができない。【解決手段】  樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する。液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する。ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、樹脂表面をエッチングすることにより、樹脂表面を粗面化する。【選択図】  図１−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する工程と、
前記液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、前記樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する工程と、
前記ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、前記樹脂表面をエッチングすることにより、前記樹脂表面を粗面化する工程と
を有する樹脂表面の加工方法。
【請求項２】
前記粗面化する工程において、前記樹脂表面及び前記ポリシロキサン膜をプラズマにさらすことにより、前記樹脂表面をエッチングする請求項１に記載の樹脂表面の加工方法。
【請求項３】
樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する工程と、
前記液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、前記樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する工程と、
前記ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、前記樹脂表面をエッチングすることにより、前記樹脂表面を粗面化する工程と、
粗面化された前記樹脂表面に金属をめっきすることにより、金属膜を形成する工程と
を有する複合部材の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂表面を粗面化した後、前記金属膜を形成する前に、前記ポリシロキサン膜を除去する請求項３に記載の複合部材の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂が露出した部材が、内部に炭素繊維を含み、一方の表面から他方の表面まで貫通するスルーホールが形成されている樹脂基板であり、
前記液状膜を、前記樹脂基板の表面、及び前記スルーホールの側面に形成する請求項３または４に記載の複合部材の製造方法。
【請求項６】
樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する工程と、
前記液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、前記樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する工程と、
前記ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、前記樹脂表面をエッチングすることにより、前記樹脂表面を粗面化する工程と、
粗面化された前記樹脂表面に金属をめっきすることにより、金属膜を形成する工程と
を有する筐体の製造方法。
【請求項７】
樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する工程と、
前記液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、前記樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する工程と、
前記ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、前記樹脂表面をエッチングすることにより、前記樹脂表面を粗面化する工程と、
粗面化された前記樹脂表面に金属をめっきすることにより、金属膜を形成する工程と
を有する電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂表面を粗面化する加工方法、及びこの方法を用いて複合部材、筐体、及び電子機器を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
美的観点から、または導電性等の性質を付与するために、樹脂表面を金属めっきする方法が用いられる。樹脂表面と金属めっき膜との密着力が弱いと、金属めっき膜が樹脂表面から剥離し易くなる。樹脂表面を粗面化すると、いわゆるアンカー効果により、金属めっき膜の密着力が向上することが知られている。
【０００３】
樹脂部材に無機充填材が含有されている場合、樹脂表面に露出している無機充填材をエッチングするか、脱離させることにより、微細な凹凸を形成することができる。また、樹脂表面がアクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂である場合には、樹脂表面をクロム酸硫酸混液で処理すると、ブタジエン成分が酸化分解して樹脂部材から脱離する。これにより、樹脂表面に凹凸を形成することができる。
【０００４】
近年、炭素繊維布を含有したプリント配線基板が注目されている。炭素繊維布を含有したプリント配線基板は、ガラスエポキシ基板に比べて、熱膨張率が低く、かつ弾性率が高い。炭素繊維含有プリント配線基板にスルーホールを形成すると、その側面に導電性の炭素繊維が露出する。スルーホール内の導電部材と、炭素繊維との間の絶縁を確保するために、基板の表面及びスルーホールの側面に絶縁性の樹脂膜を形成することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０３６０５号公報
【特許文献２】特開２００８−４１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無機充填材のエッチングにより樹脂表面を粗面化する方法では、無機充填材を含有しない樹脂表面を粗面化することができない。樹脂のブタジエン成分を酸化分解して樹脂部材から脱離させる方法では、ブタジエン成分を含有しない樹脂表面を粗面化することができない。樹脂の種類を問わず、種々の樹脂表面の粗面化を行う方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によると、
樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する工程と、
前記液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、前記樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する工程と、
前記ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、前記樹脂表面をエッチングすることにより、前記樹脂表面を粗面化する工程と
を有する樹脂表面の加工方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によると、
樹脂が露出した部材の樹脂表面を、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランで覆うことにより、一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランの液状膜を形成する工程と、
前記液状膜の一置換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシランを重合させることにより、前記樹脂表面の上に点在する複数のポリシロキサン膜を形成する工程と、
前記ポリシロキサン膜をエッチングマスクとして、前記樹脂表面をエッチングすることにより、前記樹脂表面を粗面化する工程と、
粗面化された前記樹脂表面に金属をめっきすることにより、金属膜を形成する工程と
を有する複合部材の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
樹脂表面が無機充填材を含まない場合でも、また樹脂表面がブタジエン成分を含まない場合でも、樹脂表面を粗面化することができる。粗面化された樹脂表面に金属めっきを施すことにより、めっき膜の密着強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１−１】（１Ａ）〜（１Ｄ）は、実施例１による樹脂表面の加工方法を説明するための製造途中段階における基板の断面図である。
【図１−２】（１Ｅ）〜（１Ｈ）は、実施例１による樹脂表面の加工方法を説明するための製造途中段階における基板の断面図である。
【図１−３】（１Ｉ）〜（１Ｋ）は、実施例１による樹脂表面の加工方法を説明するための製造途中段階における基板の断面図であり、（１Ｌ）は、実施例１による樹脂表面の加工方法身寄り製造した基板の断面図である。
【図２】樹脂基板上の銅膜の表面粗さの測定結果を示すグラフである。
【図３−１】（３Ａ）〜（３Ｃ）は、実施例２によるプリント配線基板の製造方法の途中段階における基板の断面図である。
【図３−２】（３Ｄ）〜（３Ｆ）は、実施例２によるプリント配線基板の製造方法の途中段階における基板の断面図である。
【図３−３】（３Ｇ）は、実施例２によるプリント配線基板の製造方法の途中段階における基板の断面図であり、（３Ｈ）は、実施例２によるプリント配線基板の製造方法で製造したプリント配線基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１Ａ〜図１Ｌを参照して、実施例１による複合部材の製造方法について説明する。
【００１３】
図１Ａに示す樹脂基板１０を準備する。例えば、樹脂基板１０の厚さは３ｍｍであり、平面形状は、一辺の長さが５０ｍｍの正方形である。樹脂基板１０には、例えばフェノールノボラック樹脂が用いられる。樹脂基板１０をスピンコータに載置し、樹脂表面に、メチルトリメトキシシランをスポイトで数滴滴下する。回転数１００ｒｐｍで５秒間の回転の後、回転数５００ｒｐｍで３０秒間の回転を行う。これにより、樹脂基板１０の表面に、液状膜１１が形成される。
【００１４】
メチルトリメトキシシランに代えて、一置換トリアルコキシシランを用いてもよいし、二置換ジアルコキシシランを用いてもよい。一置換トリアルコキシシランの例として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの一置換トリアルコキシシランは、常温で、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下の液体である。この粘度は、水やエタノールの粘度と同等かそれ以下である。このため、樹脂基板１０の表面に微細な凹凸模様が形成されている場合でも、塗布漏れ等の発生を抑制することができる。
【００１５】
なお、スピンコータを用いる代わりに、容器に満たした一置換トリアルコキシシランに樹脂基板１０を浸漬させて液状膜１１を形成してもよい。
【００１６】
図１Ｂに示すように、液状膜１１に、紫外線１２を照射する。紫外線の光源として、例えば低圧水銀灯を用いることができる。露光量は、例えば９．０Ｊ／ｃｍ２とする。使用する紫外線は、波長３００ｎｍ以下の波長成分を含むものであればよい。また、露光量は、１Ｊ／ｃｍ２以上にすることが好ましい。
【００１７】
図１Ｃに、紫外線照射後の状態を示す。紫外線照射により、液状膜１１のメチルトリメトキシシランが重合し、ポリシロキサンが形成される。ポリシロキサンの平均の膜厚が０．５μｍ以下の場合、重合時にメチルトリメトキシシランの分子が凝集することにより、樹脂基板１０の表面に島状に点在する複数のポリシロキサン膜１５が形成される。ポリシロキサン膜１５が形成されていない領域では、樹脂基板１０が露出した状態になる。
【００１８】
図１Ｄに示すように、ポリシロキサン膜１５が点在する樹脂基板１０の表面に、メチルトリメトキシシランを再度塗布することにより、液状膜１７を形成する。液状膜１７の形成方法は、図１Ａに示した液状膜１１の形成方法と同一である。
【００１９】
図１Ｅに示すように、液状膜１７に紫外線２０を照射する。照射条件は、図１Ｂに示した紫外線１２の照射条件と同一である。
【００２０】
図１Ｆに示すように、液状膜１７のメチルトリメトキシシランが重合してポリシロキサンが形成される。これにより、ポリシロキサン膜１５の分布密度が高くなる。
【００２１】
メチルトリメトキシシランの塗布と、紫外線照射とを、さらに、交互に３回繰り返す。すなわち、メチルトリメトキシシランの塗布と、紫外線照射とは、５回繰り返されることになる。
【００２２】
図１Ｇに示すように、ポリシロキサン膜１５の分布密度がさらに高くなる。メチルトリメトキシシランの液状膜を厚くしすぎると、ポリシロキサン膜は点在することなく、樹脂基板１０のほぼ全面を覆う。１回のメチルトリメトキシシランの塗布で形成される液状膜を十分薄くすることにより、樹脂基板１０の表面にポリシロキサン膜１５を点在させることができる。１回のメチルトリメトキシシランの塗布で形成される液状膜は、重合後に、樹脂基板１０の全面を覆うポリシロキサン膜が形成されない程度まで薄くすることが好ましい。例えば、１回のメチルトリメトキシシランの塗布と紫外線照射で形成されるポリシロキサン膜の平均の厚さを０．５μｍ以下にすることが好ましく、０．２μｍ以下にすることがより好ましい。ここで、「平均の厚さ」は、ポリシロキサン膜１５の合計の体積分のポリシロキサンで、基板全面を均一な厚さで覆うと仮定した場合の厚さを意味する。
【００２３】
ポリシロキサン膜の平均の厚さは、１回の塗布で形成される液状膜の厚さに依存する。液状膜の厚さの調節は、スピンコート条件や、浸漬条件を変えることにより可能である。
【００２４】
図１Ｈに示すように、ポリシロキサン膜１５が分布する樹脂基板１０の表面を、Ａｒプラズマ２２に晒すことにより、樹脂基板１０の表層部をエッチングする。このとき、ポリシロキサン膜１５がエッチングマスクとして作用する。Ａｒプラズマによるエッチングは、例えば平行平板型のプラズマエッチング装置を用い、プラズマ発生用高周波電力３００ｍＷ／ｃｍ２、圧力１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）、Ａｒガス流量１００ｓｃｃｍ、エッチング時間５分〜３０分の条件で行う。この条件で、樹脂基板のエッチング速度は、０．０５μｍ／分〜０．１５μｍ／分である。
【００２５】
なお、Ａｒプラズマ以外のガスプラズマを用いてもよい。例えば、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いてもよい。
【００２６】
図１Ｉに、エッチング後の樹脂基板１０の断面図を示す。ポリシロキサン膜１５で覆われていない領域の樹脂基板１０の表層部がエッチングされて凹部２３が形成される。これにより、樹脂基板１０の表面が粗面化される。ポリシロキサン膜１５もエッチングされて薄くなるが、完全に除去されることはない。
【００２７】
図１Ｊに示すように、樹脂基板１０の表面に残っているポリシロキサン膜１５（図１Ｉ）を除去する。ポリシロキサン膜１５の除去は、例えば粘着テープを貼り付けた後、剥離することにより行うことができる。なお、その他、化学的エッチングによりポリシロキサン膜１５を除去することも可能である。図１Ｈ及び図１Ｉに示したエッチング工程で、ポリシロキサン膜１５が完全にエッチング除去される場合には、粘着テープ等によってポリシロキサン膜１５を除去する必要はない。
【００２８】
図１Ｋに示すように、樹脂基板１０の表面に、銅を無電解めっきすることにより、銅の下地膜２５を形成する。下地膜２５の厚さは、例えば０．２μｍ〜０．５μｍとする。
【００２９】
図１Ｌに示すように、下地膜２５の上に、銅を電気めっきすることにより、銅膜２６を形成する。銅膜２６の厚さは、例えば３０μｍとする。図１Ｊに示したように、樹脂基板１０の表層部を粗面化しているため、いわゆるアンカー効果により、下地膜２５及び銅膜２６の密着強度を高めることができる。
【００３０】
図２に、樹脂基板１０の表面の粗面化を行う前と後の表面の平坦度の測定結果を示す。平坦度の測定は、蝕針式膜厚計により行った。図２の横軸は、表面内の位置に対応し、縦軸は、表面の高さに対応する。実線Ｓ０は、粗面化前（図１Ａの液状膜１１を形成する前）の樹脂基板１０の表面平坦度の測定結果を示す。実線Ｓ１は、上記実施例の方法で表面の粗面化を行い、ポリシロキサン膜１５を除去した後の樹脂基板１０（図１Ｊに対応）の表面平坦度の測定結果を示す。参考のために、ポリシロキサン膜１５を形成することなくＡｒプラズマに晒した後の樹脂基板１０の表面平坦度の測定結果を、実線Ｓ２で示す。実線Ｓ１及びＳ２の試料のＡｒプラズマ処理時間は５分とした。
【００３１】
実線Ｓ０とＳ１とを対比すると、ポリシロキサン膜１５をエッチングマスクとして樹脂基板１０の表層部をエッチングすることにより、表面が粗面化されていることがわかる。エッチング後の樹脂基板１０の表面の山と谷との高低差は約１μｍであった。
【００３２】
実線Ｓ１で示した表面粗さは、実線Ｓ２で示した表面粗さよりも粗いことがわかる。すなわち、Ａｒプラズマによるエッチングの前に、樹脂基板１０の表面にポリシロキサン膜１５を点在させておくことにより、エッチング後の表面をより粗くすることができることが確認された。
【００３３】
上記実施例による方法で作製した銅膜２６の密着強度を測定した。以下、測定方法（ＪＩＳ  Ｃ６４８１）について簡単に説明する。まず、銅膜２６を、幅１０ｍｍの帯状の形状にパターニングする。帯状の銅膜２６の一端をはがし、剥がれた部分の先端をつかみ具でつかむ。引張り方向が樹脂基板１０の表面に垂直になるように銅箔２６を引張り、毎分５０ｍｍの速さで銅膜２６をはがす。剥離期間中の引張り力の最低値を、引き剥がし強さとする。
【００３４】
実施例による方法で作製した銅膜２６の引き剥がし強さは、約６０ｇｗ／ｃｍであった。表面をエッチングしていない樹脂基板１０に形成した銅膜の引き剥がし強さは、０ｇｗ／ｃｍであり、ポリシロキサン膜１５でマスクすることなくＡｒプラズマ処理を行った樹脂基板１０上の銅膜の引き剥がし強さは、４０ｇｗ／ｃｍであった。この結果から、実施例による方法で粗面化を行うことにより、銅膜２６の密着強度が高くなっていることがわかる。
【００３５】
上記実施例では、粗面化した樹脂基板１０に、銅を無電解めっきし、さらに銅を電気めっきしたが、その他の金属をめっきする場合にも、アンカー効果による密着強度の向上を図ることができる。
【００３６】
また、樹脂基板１０に、図１Ｈに示したプラズマ処理で適用した処理条件において、ポリシロキサンよりもエッチング速度が速いエッチング特性を持つ樹脂を用いることができる。例えば、樹脂基板１０に、フェノール樹脂以外に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を用いることができる。
【００３７】
図１Ｇに示した状態で、ポリシロキサン膜１５の平均の厚さが薄すぎると、基板が露出している領域の割合が高すぎて、十分な粗面化を行うことができない。ポリシロキサン膜１５の平均の厚さを０．３μｍにすると、基板表面のほぼ半分をポリシロキサン膜１５で覆うことができる。十分な粗面化を行うために、ポリシロキサン膜１５の平均の厚さを０．３μｍ以上にすることが好ましい。
【００３８】
また、十分なアンカー効果を得るために、樹脂基板１０の表面の粗度は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に定めるＲａで表して、０．１５μｍ以上とすることが好ましい。
【００３９】
実施例１では、樹脂基板に金属めっきを施したが、その他の樹脂部材、例えば種々の形状の筐体に金属めっきすることも可能である。
【実施例２】
【００４０】
図３Ａ〜図３Ｈを参照して、実施例２による複合基板の製造方法について説明する。
【００４１】
図３Ａに示すように、プリント配線基板５０にスルーホール５３を形成する。プリント配線基板５０には、例えば炭素繊維製の布５１にエポキシ樹脂を含浸させた複合基板が用いられる。プリント配線基板５０の厚さは、例えば３００μｍ〜１ｃｍであり、スルーホール５３の直径は、例えば５０μｍ〜５００μｍである。スルーホール５３の側面に、炭素繊維製の布５１が露出する。
【００４２】
図３Ｂに示すように、プリント配線基板５０の表面、及びスルーホール５３の側面に、絶縁性の樹脂層５５を形成する。樹脂層５５には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等が用いられる。
【００４３】
図３Ｃに示すように、樹脂層５５の表面を粗面化する。粗面化処理には、実施例１の図１Ａから図１Ｊまでの工程が適用される。
【００４４】
図３Ｄに示すように、粗面化された樹脂層５５の表面に、銅を無電解めっきし、さらに銅を電気めっきすることにより、銅膜５６を形成する。
【００４５】
図３Ｅに示すように、スルーホール５３内に、導電性部材５８を充填する。導電性部材５８は、例えば導電ペーストをスルーホール５３内に充填した後、硬化させることにより形成される。
【００４６】
図３Ｆに示すように、プリント配線基板５０の両面に、形成すべき配線パターンに対応したレジストパターン６０を形成する。
【００４７】
図３Ｇに示すように、レジストパターン６０をエッチングマスクとして、銅膜５６（図３Ｆ）をエッチングすることにより、銅配線５６Ａを残す。
【００４８】
図３Ｈに示すように、レジストパターン６０（図３Ｇ）を除去する。プリント配線基板５０の両面に、銅配線５６Ａが残る。スルーホール５３内には、導電部材５８が残る。
【００４９】
樹脂層５５の表面が粗面化されているため、銅配線５６Ａの密着強度を高めることができる。また、スルーホール５３の側面は絶縁性の樹脂層５５で覆われているため、スルーホール５３内の銅配線５６Ａ及び導電性部材５８が、炭素繊維製の布５１に接触しない。このため、予期しない短絡故障の発生を抑制することができる。
【００５０】
なお、樹脂層５５の表面の粗面化時のプラズマ処理工程において、スルーホール５３内の樹脂層５５の表面は、平坦面上の樹脂層５５に比べて、プラズマに晒され難い。このため、十分な粗面化が行われない場合もあり得る。ただし、スルーホール５３内には、導電性部材５８が充填されているため、スルーホール５３の側面を覆う銅配線５６Ａの剥離は生じにくい。このため、スルーホール５３の側面の表面粗度が、平坦面の表面粗度に比べて低くても、剥離の問題は生じにくい。
【００５１】
このプリント配線基板は、種々の電子機器に適用される。
【００５２】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５３】
１０  樹脂基板
１１  液状膜
１２  紫外線
１５  ポリシロキサン膜
１７  液状膜
２０  紫外線
２２  Ａｒプラズマ
２３  凹部
２５  下地層
２６  銅膜
５０  プリント配線基板
５１  炭素繊維製の布
５３  スルーホール
５５  樹脂層
５６  銅膜
５６Ａ  銅配線
５８  導電性部材
６０  レジストパターン
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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