(57)【要約】      （修正有）【課題】製造効率に優れる回路基板を提供する。【解決手段】回路基板１は、基材２と、基材２の表面に回路パターンと対応付けて形成されるプライマー層３と、金属錯体の溶解した超臨界二酸化炭素に曝すことでプライマー層３に金属錯体を浸透させた後に、当該金属錯体を還元することで析出する金属粒子からなる金属層４と、金属層４上にめっきにより析出されて回路パターンを形成するめっき層５と、を有している。ここで、プライマー層３は、基材２よりも超臨界二酸化炭素の溶解度が高い有機化合物を含有している。【選択図】図１
2015153969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回路パターンを備える回路基板において、
前記基材と、
前記基材の表面に前記回路パターンと対応付けて形成されるプライマー層と、
金属錯体の溶解した超臨界流体に曝すことで前記プライマー層に前記金属錯体を浸透させた後に、当該金属錯体を還元することで析出する金属粒子からなる金属層と、
前記金属層上にめっきにより析出されて前記回路パターンを形成するめっき層と、を有し、
前記プライマー層は、前記基材よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記金属層は、前記プライマー層に析出した前記金属粒子の粒子径が５ｎｍ乃至２３ｎｍでかつ当該粒子の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍからなることを特徴とする請求項１に記載された回路基板。
【請求項３】
めっき下地となる金属層上にめっき処理を施すことで所定の回路パターンが形成される回路基板において、
前記基材と、
前記基材の表面に前記回路パターンと対応付けて形成され、有機化合物を含有するプライマー層と、
前記プライマー層に浸透した金属粒子からなる金属層と、を有し、
前記金属層は、前記金属粒子の粒子径が５ｎｍ乃至２３ｎｍでかつ当該粒子の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍからなることを特徴とする回路基板。
【請求項４】
前記有機化合物が不飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された回路基板。
【請求項５】
基材の表面に所定の回路パターンを形成する回路パターン形成方法において、
前記基材の表面において、前記回路パターンの形成位置と対応付けてプライマー層を形成する第１工程と、
前記第１工程において前記プライマー層が形成された基材を、金属錯体の溶解した超臨界流体に曝す第２工程と、
前記金属錯体を還元して金属粒子を析出させる第３工程と、
前記第３工程後、前記基材に対してめっき処理を施す第４工程と、を有し、
前記プライマー層は、前記基材よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有することを特徴とする回路パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の回路パターンを備える回路基板及び基材の表面に所定の回路パターンを形成する回路パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車には安全性、快適性のほか環境性能といった種々の要求が求められている。そのため、車両にも各種電子機器やセンサー類が数多く搭載されており、これらに電力や信号を供給するワイヤーハーネス（Ｗ／Ｈ）も肥大化の一途を辿っている。この肥大化は車両レイアウト上の制限を受けたり、重量増加に起因する車両への組付性及び車両燃費の悪化を招いたりすることとなり、電線を用いた従来のワイヤーハーネスではこのような課題への対応について限界が近づいているという現状がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、車両用ハーネスモジュールが開示されている。このモジュールは、車幅方向へ延びたケースを備えて、このケース内には、車幅方向へ延びた複数の電線束と、車幅方向へ延びた回路基板が配設されている。回路基板は、電線に流す通常の電流に比べてかなり低い電流を流す多数の回路パターンを有している。この車両用ハーネスモジュールでは、回路基板の回路パターンにて電線を代用することとし、電線束における電線の本数を少なくしてモジュールを細くすることにより、車両の室内空間を拡げて室内環境の向上を図ることができるとしている。
【０００４】
このような回路基板における回路パターンの形成方法としては、例えばサブトラクティブ法が知られている。このサブトラクティブ法は、製造工程が煩雑な上、エッチング処理にて回路を形成するため、ワイヤーハーネスのような大型の基板の場合、大量の材料ロスが生じるという問題があった（例えば非特許文献１参照）。
【０００５】
また、導電ペーストを基材に印刷して回路を形成する印刷回路が提案されている（例えば非特許文献２参照）。この印刷回路では、導電ペーストのコストが高いという問題があり、また、導電率が高いものの厚みに制限があるため通電できる電流値に限界がある等の課題を有している。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献２には、超臨界流体を用いてポリマー基材の表面に所望のパターンのメッキ膜を形成する方法が提案されている。この方法では、（１）ポリマー基材表面の所定領域に金属錯体を付加すること、（２）浸透剤をコーティングすること、（３）ポリマー基材の表面に超臨界流体を接触させて、金属錯体をポリマー基材に浸透させること、（４）コーティング剤を除去すること、（５）金属錯体が浸透したポリマー基材の表面に、上記所定パターンに対応する領域が開口部となるマスク層を形成すること、（６）該開口部にメッキ膜を形成すること、（７）マスク層を除去すること、とを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−４４５８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２９１４２２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「超微細パターニング技術」、サイエンス＆テクノロジー、Ｐ２８５
【非特許文献２】「高導電メンブレン配線板」、フジクラ技報、２００４年１０月発行、第１０７号、Ｐ７９−８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に開示された手法によれば、工程が煩雑であることから、製造効率が悪いという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造効率に優れる回路基板及び回路パターンの形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、所定の回路パターンを備える回路基板を提供する。この回路基板は、基材と、基材の表面に回路パターンと対応付けて形成されるプライマー層と、金属錯体の溶解した超臨界流体に曝すことでプライマー層に金属錯体を浸透させた後に、当該金属錯体を還元することで析出する金属粒子からなる金属層と、金属層上にめっきにより析出されて回路パターンを形成するめっき層と、を有し、プライマー層は、基材よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有している。プライマー層である有機化合物は、基材より超臨界流体の溶解度が高いものを選択することにより、選択的な金属錯体の埋め込みが可能となる。
【００１２】
ここで、第１の発明においては、有機化合物が不飽和脂肪酸であることが好ましい。オレイン酸等不飽和脂肪酸系の有機化合物をベースとした油剤は超臨界流体の溶解度が高いため、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）系等基材を選ばず選択的な埋め込みが可能となる。
【００１３】
ここで、第１の発明において、金属層は、プライマー層に析出した金属粒子の粒子径が５ｎｍ乃至２３ｎｍでかつ当該粒子の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍからなることが好ましい。
【００１４】
また、第２の発明は、めっき下地となる金属層上にめっき処理を施すことで所定の回路パターンが形成される回路基板を提供する。この回路基板は、基材と、基材の表面に回路パターンと対応付けて形成され、有機化合物を含有するプライマー層と、プライマー層に浸透した金属粒子からなる金属層とを有し、この金属層は、金属粒子の粒子径が５ｎｍ乃至２３ｎｍでかつ当該粒子の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍからなる。
【００１５】
ここで、第２の発明においても、有機化合物が不飽和脂肪酸であることが好ましい。
【００１６】
さらに、第３の発明は、基材の表面に所定の回路パターンを形成する回路パターン形成方法を提供する。この回路パターン形成方法は、基材の表面において、回路パターンの形成位置と対応付けてプライマー層を形成する第１工程と、第１工程においてプライマー層が形成された基材を、金属錯体の溶解した超臨界流体に曝す第２工程と、金属錯体を還元して金属粒子を析出させる第３工程と、第３工程後、基材に対してめっき処理を施す第４工程と、を有し、プライマー層は、基材よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、製造効率に優れる回路基板及び回路パターンの形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る回路基板を示す説明図
【図２】実施形態に係る回路パターン形成方法の工程を示す説明図
【図３】実施形態に係る回路パターン形成方法の工程を示す説明図
【図４】実施形態に係る回路パターン形成方法の工程を示す説明図
【図５】実施形態に係る回路パターン形成方法の工程を示す説明図
【図６】実施形態に係る実施例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る回路パターン形成方法により回路パターンが形成された回路基板１を示す説明図である。この回路基板１は、基材２の表面に所定の回路パターンを形成して構成されており、基材２と、プライマー層３と、めっき下地となる金属層４と、めっき層５とで形成されている。
【００２０】
基材２の材質としては、プラスチック材が好適である。プラスチック材としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などを用いることができる。
【００２１】
プライマー層３は樹脂組成物により形成されており、当該樹脂組成物は後述する金属錯体を溶解可能な有機化合物を含有している。特に本実施形態において、この樹脂組成物は、基材２よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有するものであり、この有機化合物としては、例えばオレイン酸等不飽和脂肪酸を用いることができる。
【００２２】
金属層４は、プライマー層３に浸透した金属粒子からなっている。この金属粒子は、後述する超臨界二酸化炭素を用いたプロセスにより析出するものであり、金属錯体としては、Ｐｄ（ｈｆａ）2、Ｐｄ（ａｃａｃ）2等の超臨界二酸化炭素に溶解可能なものを用いることができる。
【００２３】
めっき層５は、例えば銅やスズにより形成されている。めっき層５を有する回路基板１は、当該めっき層５が導体部として機能するため、信号等を伝達する回路パターンとして用いることができる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る回路パターン形成方法を説明する。図２乃至図５は、本実施形態に係る回路パターン形成方法の工程を示す説明図である。
【００２５】
まず、プラスチック材を用いた基材２を用意し、図２に示すように、当該基材２の表面に樹脂組成物を塗布し、プライマー層３を形成する（第１工程）。この工程では、回路パターンの形成位置と対応付けて樹脂組成物が選択的に塗布される。この樹脂組成物は、金属錯体の溶解度が高い有機化合物を含有している。樹脂組成物の塗布方法としては、例えばインクジェット印刷などを用いることができるが、これ以外の手法により塗布してもよい。
【００２６】
樹脂組成物（プライマー層３）が塗布された基材２を、金属錯体（例えばＰｄ（ｈｆａ）2）の溶解した超臨界二酸化炭素（超臨界ＣＯ2）に所定の時間にわたり曝す（第２工程）。例えば、図３に示すように、超臨界二酸化炭素を媒体として金属錯体を溶解させた浴１０内で基材２を所定時間処理することで、プライマー層３である樹脂組成物内部に金属錯体４ａを浸透させる。この樹脂組成物は、基材２より超臨界二酸化炭素の溶解度が高い有機化合物を含有しているため、金属錯体４ａは樹脂組成物に選択的に浸透させられることとなる。その後、浴１０内の二酸化炭素を減圧する。なお、樹脂組成物に溶解しなかった金属錯体３０は超臨界二酸化炭素の減圧と共に再析出し、再利用可能となる。
【００２７】
つぎに、金属錯体４ａを還元して金属粒子（Ｐｄ粒子）を樹脂組成物内部に析出させる（第３工程）。この還元方法としては、熱還元法や還元剤を用いた化学的還元法などを用いることができる。その後、浴１０内の二酸化炭素を減圧する。これにより、樹脂組成物であるプライマー層３に金属層４となる金属粒子が析出する。
【００２８】
なお、図４に示すように、浴１０内において金属錯体４ａを還元する工程を行い、その後に減圧工程を行ってもよい。
【００２９】
つぎに、図５に示すように、基材２に対してめっき処理を施す（第４工程）。このめっき処理は、無電解めっき法や電解めっき法を用いることができる。このめっき処理により、めっき下地となる金属層４上にめっき層５が形成される。
【００３０】
以上の工程を経て、基材２の表面に、プライマー層３と、めっき下地となる金属層４と、めっき層５とが形成され、これにより、所定の回路パターンを備える回路基板１が作成されることとなる。
【００３１】
以下、実施例を説明する。図６は、本実施形態に係る実施例を示す図である。実施例１〜３は、基材２となるプラスチック材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、実施例４〜６は、基材２となるプラスチック材としてポリイミド（ＰＩ）を用いた。また、実施例１から実施例６では、金属錯体としてＰｄ（ｈｆａ）2を１ｗｔ％用いた。さらに、実施例１，４では、樹脂組成物（プライマー層３）を塗布せず、実施例２，４では、有機化合物としてオレイン酸を含有した樹脂組成物Ａを用い、実施例３，６では、有機化合物としてオレイン酸を含有した樹脂組成物Ｂを用いた。
【００３２】
さらに、各実施例１〜６では、超臨界条件として、圧力が１５ＭＰａ、温度が１００℃、時間が６０分に設定されている。また、実施例１〜３では、熱還元処理として、温度が１５０℃、時間が６０分に設定され、実施例４〜６では、熱還元処理として、温度が２００℃、時間が６０分に設定されている。
【００３３】
実施例１では、めっきの析出がない（×）。実施例２では、めっきの析出性は遅いものの（遅）、めっきの密着性は良好（○）との結果が得られた。実施例３では、めっきの析出性は早いものの（早）、めっきの密着性が悪い（×）との結果が得られた。
【００３４】
実施例４では、めっきの析出がない（×）。実施例５では、めっきの析出性は遅いものの（遅）、めっきの密着性は良好（○）との結果が得られた。実施例６では、めっきの析出性は早いものの（早）、めっきの密着性が悪い（×）との結果が得られた。
【００３５】
以上、実施例１，３に示すように、樹脂組成物（プライマー層３）が塗布されていない場合には、基材２に金属錯体が浸透しないため、めっきの析出がない。
【００３６】
また、実施例２，５に示すように、樹脂組成物Ａを用いた場合には、めっきの析出性は遅いがめっきの密着性は良好（○）となる。一方、実施例３，６に示すように、樹脂組成物Ｂを用いた場合には、めっきの析出性は早いがめっきの密着性が不良（×）となる。このように、プライマー層３の組成により、めっき析出性とめっき密着性が変化することが分かる。
【００３７】
ここで、めっき析出性は金属層４としての金属粒子径（Ｐｄ粒子径）に依存することとなり、金属粒子径（Ｐｄ粒子径）が５ｎｍ乃至２３ｎｍである場合に良好な析出性を発揮することとなる。これは粒子径が小さいとＰｄの表面積が大きくなるため、触媒活性がよいことが考えられる。
【００３８】
一方、めっき密着性は金属層４としての金属粒子（Ｐｄ粒子）の浸透深さに依存することとなり、金属粒子（Ｐｄ粒子）の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍである場合に良好な密着性を発揮することとなる。これは金属粒子（Ｐｄ粒子）が浸透したプライマー層３の内部にめっきが析出することで、強固なめっき膜が得られるからである。
【００３９】
このように本実施形態における回路パターン形成方法は、基材２の表面において回路パターンの形成位置と対応付けてプライマー層３を形成する第１工程と、プライマー層３が形成された基材２を金属錯体の溶解した超臨界二酸化炭素に曝す第２工程と、金属錯体を還元して金属粒子を析出させる第３工程と、第３工程後基材２に対してめっき処理を施す第４工程と、を有している。ここで、プライマー層３は、基材２よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有している。
【００４０】
かかる方法によれば、プラスチック材の基材２上に回路パターンを選択的に形成ることができる。この方法は製造工程が簡素であるため、製造効率に優れる回路パターンの形成方法を提供することができる。さらに、この回路パターンを備える回路基板１をワイヤーハーネスとして用いることで、自動車の軽量化や住居空間の確保等に寄与することができる。
【００４１】
また、本実施家形態における回路基板１は、基材２と、基材２の表面に回路パターンと対応付けて形成されるプライマー層３と、金属錯体の溶解した超臨界二酸化炭素に曝すことでプライマー層３に金属錯体を浸透させた後に、当該金属錯体を還元することで析出する金属粒子からなる金属層４と、金属層４上にめっきにより析出されて回路パターンを形成するめっき層５と、を有している。ここで、プライマー層３は、基材２よりも超臨界流体の溶解度が高い有機化合物を含有している。
【００４２】
かかる回路基板１によれば、プラスチック材の基材２上に選択的に形成された回路パターンを備えることとなる。この回路基板１は簡素な工程で製造することができるので、製造効率に優れる回路基板１を提供することができる。さらに、この回路基板１をワイヤーハーネスとして用いることで、自動車の軽量化や住居空間の確保等に寄与することができる。
【００４３】
特に、プライマー層３は、基材２より超臨界流体の溶解度が高いため、金属錯体４ａがプライマー層３に選択的に浸透され、これを還元することでめっき下地となる金属層４を形成することができる。このため、回路パターンの形成位置と対応付けてプライマー層３を形成することで、所望の回路パターンを形成することができる。
【００４４】
また、本実施形態において、プライマー層３に析出した金属粒子径が５ｎｍ乃至２３ｎｍでかつ当該金属粒子の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍとなっている。プライマー層３の組成により金属粒子径及び当該金属粒子の浸透深さが変化し、これらに起因してめっき析出性及びめっき密着性が変化する。上記の条件を満たすことで、金属層４上のめっき層５について、良好な析出性を発揮し、かつ良好な密着性も得ることができる。その結果、信頼性の高い回路パターンを実現することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、有機化合物が不飽和脂肪酸である。オレイン酸等不飽和脂肪酸系の有機化合物をベースとした油剤は超臨界流体の溶解度が高いため、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）系等基材２を選ばず選択的な金属錯体の埋め込みが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態に係る別側面としての回路基板１は、めっき下地となる金属層４上にめっき処理を施すことで所定の回路パターンが形成される回路基板１であり、当該回路基板１は、基材２と、基材２の表面に回路パターンと対応付けて形成され、有機化合物を含有するプライマー層３と、プライマー層３に浸透した金属粒子からなる金属層４と、を有し、この金属層４は、金属粒子の粒子径が５ｎｍ乃至２３ｎｍでかつ当該粒子の浸透深さが２５ｎｍ乃至１３０ｎｍからなるものである。
【００４７】
かかる構成によれば、めっき下地となる金属層４は、プライマー層３に対して、金属錯体の溶解した超臨界二酸化炭素を用いたプロセスにより容易に得ることができる。これにより、所望の回路パターンを簡素な工程で得ることができるので、製造効率に優れる回路基板１を実現することができる。また、この金属層４により、金属層４上に形成される回路パターンとしてのめっき層５について、良好な析出性とともに、良好な密着性を得ることができる。その結果、信頼性の高い回路パターンが形成された回路基板１を得ることができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、有機化合物を含有する樹脂組成物によりプライマー層３を構成している。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、基材２に溝を掘り、当該溝に有機化合物を充填するようなものであってもよく、プライマー層３は有機化合物を含有するものであればよい。
【００４９】
以上、本実施形態にかかる回路パターン形成方法について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。例えば上述の実施形態では、超臨界流体として使用する物質に二酸化炭素を用いたが、これに限定されるものではなく他の溶媒も用いてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    回路基板
２    基材
３    プライマー層
４    金属層
５    めっき層
【図１】
2015153969.tif 000003
【図２】
2015153969.tif 000004
【図３】
2015153969.tif 000005
【図４】
2015153969.tif 000006
【図５】
2015153969.tif 000007
【図６】
2015153969.tif 000008