(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックからなる基材表面に酸素グロー放電プラズマ照射処理及び／または窒素グロー放電プラズマ照射処理による放電プラズマ照射処理を行う放電プラズマ照射処理工程と、化学メッキによるパターンニング工程とを、この順で行う印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法であって、
前記放電プラズマ照射処理工程で、前記放電プラズマ照射処理を部分的に行って前記基材表面に濡れ性の高い部分と濡れ性の低い部分とを形成させ、かつ、
前記パターンニング工程で、前記基材が浸漬されたメッキ浴に気泡を供給して前記濡れ性の低い部分に気膜を形成させ、次いで該気膜が形成されていない部分に化学メッキを行う
ことを特徴とする印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法。
【請求項２】
上記化学メッキの後に電気メッキを行うことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法。
【請求項３】
予め疎水化処理を行った基材面に対して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法。
【請求項４】
予め粗面化処理を行った基材面に対して行うことを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板やフィルムなどのプラスチック材料の上に回路や配線を設ける印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック材料を基材としてその上に回路を構成する技術としては、銅箔を粘着剤で貼り付け、フォトマスクを用いて、不要箇所をエッチングで削る方法が一般的である。しかし、このような方法はエッチング装置が必要なため、設備投資が大きく、さらに、高価な銅箔を用い、かつ、エッチング時にも無駄が生じる。さらにエッチング時にはいわゆるサイドエッチングが生じて、所定の電流容量の回路を形成することが困難であり、サイドエッチングを考慮して回路設計をする必要がある。
【０００３】
また、樹脂フィルム、基板などのプラスッチック材表面にグロー放電プラズマを照射することにより表面の濡れ性を改善した上で金属蒸着をおこなう方法が特開平１−３２１６８７号公報記載の技術で提案されている。しかしながらこの方法では、上記同様にエッチングを行う必要がある上に、高価な設備が必要で、かつ、生産性の悪い金属蒸着を行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、エッチングや蒸着などの高価な設備を不要としながら、サイドエッチングなどの不都合が生じない、極めて密着性に優れた回路体をプラスチック基材の上に形成することができる印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、プラスチックからなる基材上に印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニングを行う印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法において、該基材表面に酸素グロー放電プラズマ照射処理及び／または窒素グロー放電プラズマ照射処理を行って濡れ性の異なる部分を形成した後、該基材の上記処理面の濡れ性の低い部分に気膜を形成させながら、該基材に化学メッキを行う印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法であり、高価な設備を不要としながら、非常に高密着性の回路体を形成することができ、かつ、サイドエッチングなどの不都合が生じない。
【０００６】
さらに、上記気膜がメッキ浴中に供給された気泡により形成されたものである構成により、気膜を安定して形成させることができる。
【０００７】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法は上記方法において、請求項２に記載のように、上記化学メッキの後に電気メッキを行うことにより、必要な電流容量の回路を容易かつ迅速に形成することができる。
【０００８】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法は上記方法において、請求項３に記載のように、予め疎水化処理を行った基材面に対してパターンニングを行う構成により、より高精度かつ容易にパターンニングを行うことが可能となる。
【０００９】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法は上記方法において、請求項４に記載のように、予め粗面化処理を行った基材面に対して行うことにより、金属層（回路）と基材との密着性をより高いものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法においてその表面に無機物薄膜を形成する有機物からなる基材とは、樹脂板、フレキシブル基板等従来、蒸着、スパッタリングなどの通常の手段で回路体が形成されてきたプラスチック類からなるものであれば用いることができ、例えばアモルファスポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００１１】
形状も酸素グロー放電プラズマ照射処理及び／または窒素グロー放電プラズマ照射処理が可能であればよく、板材、シート、フィルム、テープ或いは円筒状等、あるいは複雑形状など、形状などを問わない。
【００１２】
本発明の成膜方法では充分に高い密着性を有する回路体が得られるため、基材に対して、通常の密着向上操作を行うことは特に必要はないが、本発明の効果をさらに高めるため併用しても良い。
【００１３】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法において、基材表面に酸素グロー放電プラズマ照射処理及び／または窒素グロー放電プラズマ照射処理を部分的に行って、回路体形成が必要な箇所の濡れ性を高くする。このとき、従来技術のようなイオン注入などのコスト上昇となる手段は不要である。
【００１４】
具体的には処理によって部分的に酸素及び／または窒素が導入された官能基導入層を形成するが、この処理を行った部分が周囲の処理を行わない部分に対して後述のメッキ浴に対する濡れ性が高くなる。
【００１５】
ここで、回路を形成する基材面に対し、例えばフッ素系材料を用いて予め疎水化処理を行って濡れ性を著しく低下させ（例えば水との濡れ角を１５０°以上とする）、上記酸素グロー放電プラズマ照射処理及び／または窒素グロー放電プラズマ照射処理を部分的に行うことにより、処理部・未処理部の濡れ性の差を相対的に大きくすることができ、回路の形成をより容易にかつ高精度に行うことができる。
【００１６】
このような方法としてはフルオロアルキルシラン（ＣＦ3（ＣＦ2）ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）等）加水溶液によるディップコーティング（ゾルゲル法）、フッ素ガス中、あるいは、フッ素ガスと不活性ガスとの混合ガス中でのプラズマ放電によるフッ素原子の基材表面への導入等が挙げられる。
【００１７】
なお、このような疎水化処理の前に粗面化処理として酸素グロー放電プラズマ照射処理及び／または窒素グロー放電プラズマ照射処理をさらに併用すると素材表面が粗面化されて凹凸が形成され、疎水化効果が顕著になる。
【００１８】
上記のように必要に応じて疎水化処理を行った後、酸素グロー放電プラズマ照射処理、窒素グロー放電プラズマ照射処理を行う。この処理は真空条件でも大気圧下でも行うことができる。真空条件であっても高真空である必要はないので、真空容器、シール、或いは、真空ポンプ等の設備が比較的安価なもので充分であり、さらに、所定の真空度に達するまでの時間が短く、そのための作業が容易であるなどの利点を有する。
【００１９】
本発明において酸素グロー放電プラズマ照射処理と窒素グロー放電プラズマ照射処理は必要に応じ両者をおこなっても良く、あるいは、どちらか一方でも良い。さらに、一方を先に、他方を後にして順次行っても良く、また、酸素と窒素の混合ガスを用いて行っても良い。
【００２０】
このような酸素グロー放電プラズマ照射処理、窒素グロー放電プラズマ照射処理によって、有機物からなる基材表面にラジカルや親水基（カルボニル基、ヒドロキシル基、アンモニア基など）をもつ活性種を生成し、予め基板上に酸素及び／または窒素を附着させ、メッキ浴に対する濡れ性を部分的に高め、最終的に形成される金属層（回路体）との密着性を向上させる。
【００２１】
上記、酸素グロー放電プラズマ照射処理及び窒素グロー放電プラズマ照射処理では基板温度を高温とせずに処理を行うことが可能であるため、基材が熱可塑性プラスチックのような高温での処理に適していないものであっても、高設備費の原因となる冷却手段を設けることなく処理を行うことができる。
【００２２】
グロー放電プラズマ照射処理において用いる電源周波数は高周波でも、無線周波数でもよい。電圧は数ｋＶから数百ｋＶの間で適宜設定する。電極間隔は一般に入力電力に応じて数ｍｍ〜１００ｍｍまでが可能である。チャンバ内圧力は安定したプラズマが発生できれば特に限定はなく、通常、０．１Ｐａ程度から大気圧まで広い範囲から適宜選択する。
【００２３】
上記のようにして基材表面の、グロー放電プラズマ照射処理によりラジカルや親水基が導入されて形成された官能基導入層の濡れ性は高く、グロー放電プラズマ照射処理の照射用入力パワー、周波数、ガス圧力、放電条件などを制御した結果、例えば処理前の表面の水滴に対する接触角が６２°であったアクリル板材の接触角を１０°以下にすることができた。このように、基材表面の必要箇所の水滴に対する接触角が１０°以下となるようにグロー放電プラズマ照射処理を行うと後述のメッキ処理前の気膜形成を容易に行うことができる。
【００２４】
このように部分的にメッキ浴に対して濡れ性が異なる基材に対してメッキ浴中に浸漬し、化学メッキ（無電解メッキ）を行うが、このとき、基材の処理面の濡れ性の低い部分に気膜を形成させる。
例えばメッキ浴中で細かい気泡（例えば空気や窒素ガスの気泡）を接触させるとメッキ浴に対して濡れ性が低い部分に気膜が形成される。
【００２５】
このような気膜が形成された後、メッキ浴中のｐＨを変化させる、温度を上げる、予め添加していなかった主要成分（還元剤等）をメッキ浴へ添加・混合する等によりメッキ浴のメッキ可能条件に適合させて、気膜が形成されていない部分への化学メッキを開始する。ただし、用いるメッキ浴のメッキ速度が充分に遅い場合には、気膜の形成を迅速に行うことでこのような開始条件の設定を省くことができる。
【００２６】
このとき金属層（回路体）形成不要箇所にメッキ浴が付着し、結果としてメッキ層が形成される場合があるが水、アルコール類などの溶媒による一般的な洗浄、あるいは、超音波洗浄等で容易に除去することができる。
【００２７】
一般に化学メッキは厚いメッキ層を形成することが困難であり、また電気メッキの方が金属原子の配列がきれいなため低抵抗となりやすい等を勘案して、必要に応じて化学メッキの後に電気メッキを併用し、求められる電流容量を満足する厚さとなるよう回路体をメッキにより形成する。
なお、電気メッキ処理時には上記気膜は形成されている必要がない。
【００２８】
以上のような本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法により、不要部への銅使用及びその後のエッチング処理も不要で、サイドエッチング等の問題発生のおそれもなく、高価な装置を必要とせずに基材との密着性に優れた回路体を形成することができる。
【００２９】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法は上記のようにサイドエッチングの発生がないため、メッキ浴中で気泡により気膜を形成する場合での気泡の大きさを制御することで、サイドエッチングの発生により０．１μｍ／ピッチ付近で高密度化に限界に達しているピッチ密度をさらに向上させることが可能となる。
【００３０】
【実施例】
以下に本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法について具体的に説明する。
【００３１】
＜粗面化処理＞
アクリル平板材（厚さ２ｍｍ）を基材として、その方面にプラズマ発生装置（サムコインターナショナル研究所製ＢＰ−１、その概念図を図１に示す。）を用い、ＲＦ１３．６ＭＨｚ、１５０ｗで、平行平板電極を用いて、間隔３５ｍｍとして、３ｍＴｏｒｒまで減圧した後０．２Ｔｏｒｒの圧力条件で、アルゴンと酸素との混合ガス、及び、アルゴンと窒素ガスとの混合ガスをそれぞれ用いて３分間づつプラズマを照射して粗面化処理を行った。表面が粗面となったのは走査型電子顕微鏡にて確認した。
【００３２】
＜疎水化処理＞
【００３３】
上記粗面処理を行った基材をフルオロアルキルシラン加水溶液（フルオロアルキルシラン、水、エチレングリコール、イソプロピルアルコールなどを混合、攪拌して調製）に浸漬した後、０．１５ｃｍ／秒の速度で引き上げて８４℃、２０分間の熱処理を行い疎水化処理を行った。その結果、処理面の水に対する濡れ角は１２０°となった。
【００３４】
＜グロー放電プラズマ照射処理＞
基材の、回路を形成する部分以外に金属製のマスクを施した後、上記粗面化処理と同様に、ただし、酸素グロー放電プラズマ照射処理あるいは、窒素グロー放電プラズマ照射処理のいずれかを行い、２種のグロー放電プラズマ照射処理済み基板を作製した。これらグロー放電プラズマ照射処理部における水との濡れ角はともに１０°以下であった。
【００３５】
＜化学メッキによる回路の形成＞
上記回路形成部分が親水化された２種の基板を、底部に設けられた多孔フィルタから連続的に空気泡が供給されるめっき浴槽の化学めっき浴（硫酸銅、水酸化ナトリウム、ホルムアルデヒド、水からなる）に要処理面が下となるように２０分間浸漬して、化学メッキによる回路の形成をおこなった。このとき２種の基板の上記でグロー放電プラズマ照射処理した箇所にのみ回路が形成された。形成された金属層（回路）の厚さはともに１μｍであり、セロハン粘着テープを貼付後引き剥がしてテストしたが、基板からの金属層の剥がれはなく、充分に高い密着性を有していることが確認された。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法は、高真空装置、エッチングや蒸着などの高価な設備を不要としながら、サイドエッチングなどの不都合が生じない、極めて密着性に優れた回路体をプラスチック基材の上に形成することができる優れた印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ発生装置の概念図である。
【図１】
0004669631.tif 000002