特許 5916404 金属張積層体、回路基板およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5916404

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月11日

(54)【発明の名称】金属張積層体、回路基板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 15/08 20060101AFI20160422BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20160422BHJP

【ＦＩ】

   B32B15/08 J

   H05K1/03 630H

   H05K1/03 670A

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-20364(P2012-20364)

(22)【出願日】2012年2月1日

(65)【公開番号】特開2013-158935(P2013-158935A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2014年11月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】大賀 賢一

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 季実子

(72)【発明者】

【氏名】鳥光 悟

【審査官】 細井 龍史

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１４０６３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第４３４１０２３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００２−１０３４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３０８７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６２５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２１４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０２７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０８６１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｈ０５Ｋ １／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性を有する熱可塑性フィルムの表面上に金属層を備えた金属張積層体であって、
前記熱可塑性フィルムにおいて前記金属層に密着する密着面および前記金属層において前記熱可塑性フィルムに密着する密着面の少なくとも一方が粗面をなし、
前記熱可塑性フィルムおよび前記金属層の面方向と直交する任意の断面において、前記面方向と平行な方向の直線距離に対して、当該直線距離に含まれる前記粗面の長さが１．０５倍以上、且つ１．３５倍以下である金属張積層体。

【請求項2】

前記粗面における前記熱可塑性フィルムおよび前記金属層の少なくとも一方の算術平均粗さＲａが、０．０６５μｍ以上、且つ０．２６５μｍ以下である請求項１に記載の金属張積層体。

【請求項3】

前記熱可塑性フィルムは、溶融相において光学的異方性を有する液晶ポリマーを含む請求項１または請求項２に記載の金属張積層体。

【請求項4】

前記金属層は、前記熱可塑性フィルムに密着する下地金属層と、前記下地金属層に積層された上部金属層とを含む請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の金属張積層体。

【請求項5】

前記上部金属層は、銅および銅合金の少なくとも一方を含む請求項４に記載の金属張積層体。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の金属張積層体を含む回路基板。

【請求項7】

可撓性を有する熱可塑性フィルムの表面上に金属層を備えた金属張積層体の製造方法であって、
前記熱可塑性フィルムにおいて前記金属層に密着する密着面および前記金属層において前記熱可塑性フィルムに密着する密着面の少なくとも一方が粗面をなし、
前記熱可塑性フィルムおよび前記金属層の面方向と直交する任意の断面において、前記面方向と平行な方向の直線距離に対して、当該直線距離に含まれる前記粗面の長さが１．０５倍以上、且つ１．３５倍以下である金属張積層体を製造する製造方法であって、
熱可塑性樹脂フィルムを圧延して平滑化する圧延段階と、
前記熱可塑性樹脂フィルムの表面を粗面化処理して前記粗面を有する熱可塑性フィルムを形成する粗面化段階と、
前記粗面に金属を付着させて前記金属層を形成する金属張段階と
を含む製造方法。

【請求項8】

前記圧延段階において、前記熱可塑性樹脂フィルムの厚さのばらつきを１％以内にする請求項７に記載の製造方法。

【請求項9】

前記圧延段階は、互いに平行に配して加熱した一対のロールの間に前記熱可塑性樹脂フィルムを連続的に通過させる手順を含む請求項７または請求項８に記載の製造方法。

【請求項10】

前記圧延段階において、前記一対のロールが前記熱可塑性樹脂フィルムにかける圧延荷重は、接圧力が３．５ＭＰａ以上、且つ４０．０ＭＰａ以下である請求項９に記載の製造方法。

【請求項11】

前記圧延段階において、前記一対のロールは、前記熱可塑性樹脂フィルムの融点よりも３０°以上低い温度に加熱される請求項９または請求項１０に記載の製造方法。

【請求項12】

前記圧延段階において、前記一対のロールは、前記熱可塑性樹脂フィルムの融点よりも１８５℃低い温度から８５℃低い温度までの温度範囲に加熱される請求項１１に記載の製造方法。

【請求項13】

前記粗面化段階は、前記熱可塑性樹脂フィルムの表面をアルカリ性処理液に接触させる手順を含む請求項７から請求項１２までのいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項14】

前記金属張段階は、
前記粗面化段階において粗面化された前記熱可塑性樹脂フィルムの表面に、前記熱可塑性樹脂フィルムに密着する下地金属層を無電解めっきにより形成する手順と、
前記下地金属層の表面に積層する上部金属層を、電解めっきにより形成する手順と
を含む請求項７から請求項１３までのいずれか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は金属張積層体、回路基板およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂フィルムおよび金属層が粗面化した表面で密着する金属張積層体がある（特許文献１参照）。
［特許文献１］ 特許第４３４１０２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

粗面化された面を有する導体は、高周波信号の伝送損失が増加する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の第一態様として、互いに密着して積層された熱可塑性フィルムおよび金属層を備え、熱可塑性フィルムにおいて金属層に密着する密着面および金属層において熱可塑性フィルムに密着する密着面の少なくとも一方が粗面をなし、熱可塑性フィルムおよび金属層の面方向と直交する任意の断面において、面方向と平行な方向の直線距離に対して、当該直線距離に含まれる粗面の長さが１．０５倍以上、且つ１．３５倍以下である金属張積層体が提供される。

【0005】

本発明の第二態様として、上記金属張積層体を含む回路基板が提供される。

【0006】

本発明の第三態様として、互いに密着して積層された熱可塑性フィルムおよび金属層を備え、熱可塑性フィルムにおいて金属層に密着する密着面および金属層において熱可塑性フィルムに密着する密着面の少なくとも一方が粗面をなし、熱可塑性フィルムおよび金属層の面方向と直交する任意の断面において、面方向と平行な方向の直線距離に対して、当該直線距離に含まれる粗面の長さが１．０５倍以上、且つ１．３５倍以下である金属張積層体を製造する製造方法であって、熱可塑性樹脂フィルムを圧延して平滑化する圧延段階と、熱可塑性樹脂フィルムの表面を粗面化処理して粗面を有する樹脂層を形成する粗面化段階と、粗面に金属を付着させて金属層を形成する金属張段階とを含む製造方法が提供される。

【0007】

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】金属張積層体１００の断面図である。

【図2】金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。

【図3】金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。

【図4】金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。

【図5】金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。

【図6】金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。

【図7】金属張積層体１００の断面を撮影した電子顕微鏡写真である。

【図8】試料の製造条件を示す表である。

【図9】試料の測定結果を示す表である。

【図10】線長比の概念を示す模式図である。

【図11】試料の測定結果と評価結果とを示す表である。

【図12】伝送損失と線長比との関係を示すグラフである。

【図13】伝送損失と線長比との関係を示すグラフである。

【図14】伝送損失と線長比との関係を示すグラフである。

【図15】伝送損失と算術平均粗さとの関係を示すグラフである。

【図16】伝送損失と算術平均粗さとの関係を示すグラフである。

【図17】伝送損失と算術平均粗さとの関係を示すグラフである。

【図18】試料の測定結果と評価結果とを示す表である。

【図19】密着強度と線長比との関係を示すグラフである。

【図20】密着強度と算術平均粗さとの関係を示すグラフである。

【図21】寸法変化率と線長比との関係を示すグラフである。

【図22】寸法変化率と算術平均粗さとの関係を示すグラフである。

【図23】線長比と算術平均粗さとの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0010】

図１は、金属張積層体１００の断面図である。金属張積層体１００は、熱可塑性フィルム１１０と、熱可塑性フィルム１１０の表裏にそれぞれ積層された金属張層１２０とを有する。熱可塑性フィルム１１０の表面は表裏共に粗面１１２を形成して微細な起伏を有する。

【0011】

金属張積層体１００において、金属張層１２０は、熱可塑性フィルム１１０の粗面表面に密着している。このため、金属張層１２０において熱可塑性フィルム１１０に密着する面もまた粗面をなす。よって、互いに密着する熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０は、相互の界面において互いに起伏に入り込んで強固に接着される。これにより、金属張積層体１００において、熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０は、熱的負荷または機械的負荷が作用した場合も剥がれ難い。

【0012】

ここで、熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０のいずれかが形成する粗面１１２の算術平均粗さＲａは、０．０６５μｍ以上とすることが好ましい。これにより、熱可塑性フィルム１１０に対する金属張層１２０の密着強度を高くすることができる。また、粗面の算術平均粗さＲａが０．２６μｍを越えた場合は、金属張積層体１００を伝送路として用いた場合に、高周波信号の伝送損失が増加する。

【0013】

また、熱可塑性樹脂フィルム１１１の粗面１１２において、熱可塑性樹脂フィルム１１１の面方向と直交する任意の断面における面方向と平行な方向の直線距離に対して、粗面の表面の長さが１．０５倍以上、且つ１．３５倍以下とする。

【0014】

粗面１１２の長さが１．０５倍未満の場合は、金属張積層体１００における熱可塑性フィルム１１０と金属張層１２０との接着強度が不足する。また、粗面１１２の長さが１．３５倍よりも長い場合は、金属張積層体１００を伝送路として用いた場合に、高周波信号の伝送損失が増加する。

【0015】

上記金属張積層体１００において、金属張層１２０は、下地金属層１２２および上部金属層１２４を含んでもよい。下地金属層１２２は、熱可塑性樹脂フィルム１１１の粗面１１２に直接に密着する。

【0016】

上部金属層１２４は、下地金属層１２２に積層される。このような構造は、下地金属層１２２を、熱可塑性フィルム１１０に馴染みやすい方法により形成し、更に、下地金属層１２２の表面に上部金属層１２４を形成することで、熱可塑性フィルム１１０に密着し、且つ、膜厚の大きい金属張層１２０を効率よく形成できる。下地金属層１２２および上部金属層１２４は、互いに同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。

【0017】

上記のような金属張積層体１００において、熱可塑性フィルム１１０は、製造過程における熱的負荷および化学的負荷に耐え得、且つ、電気的な絶縁性を有する材料であれば、容易に曲がる柔軟性を有するフレキシブルフィルムであってもよいし、当初の形状を維持する剛性を有するリジットフィルムであってもよい。また、金属張層１２０の形成過程に湿式めっきが用いられる場合は、吸湿性の低い材料であることが好ましい。

【0018】

熱可塑性フィルム１１０の材料としては、熱可塑性ポリイミドフィルム、熱可塑性ポリエステルフィルムを例示できる。例えば熱可塑性ポリエステルフィルムでは、より耐熱性が高いポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）よりも好ましい。

【0019】

また、熱可塑性フィルム１１０の材料としては、光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性フィルム、いわゆる熱可塑性液晶ポリマーフィルムを例示できる。熱可塑性液晶ポリマーは、３００℃前後の高い耐熱温度を有する。更に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）も高い耐熱性を有する。これらの材料は、いずれも低吸水性が低く、湿式めっきに適している。

【0020】

金属張積層体１００における金属張層１２０の材料は、電気的な特性に優れた銅および銅合金の少なくとも一方を含む導体材料を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、金属張層１２０における下地金属層１２２は、０．０５質量％以上、且つ０．２１質量％以下の燐を含む銅−燐合金により形成できる。これにより、熱可塑性フィルム１１０と下地金属層１２２との接着強度を向上させることができる。

【0021】

更に、好ましくは、下地金属層１２２は、０．０７質量％以上、且つ０．１６質量％以下の燐を含む銅−燐合金により形成してもよい。これにより、下地金属層１２２に対する熱可塑性フィルム１１０の密着性が向上される。また、金属張積層体１００における金属張層１２０の電気的な特性も向上される。

【0022】

なお、下地金属層１２２の燐含有量が０．０７質量％未満の場合は、下地金属層１２２表面の起伏に熱可塑性フィルム１１０が入り込みにくくなり、下地金属層１２２に対する熱可塑性フィルム１１０の密着性が足りなくなる。また、下地金属層１２２の燐含有量が０．１６質量％を超えると、下地金属層１２２の電気抵抗が上昇して、電気特性が劣化する。

【0023】

また、図示の金属張積層体１００は、熱可塑性フィルム１１０の表裏両面に金属張層１２０を有するが、熱可塑性フィルム１１０の片面に金属張層１２０を設けてもよい。いずれの場合も、金属張層１２０をパターニングすることにより、回路基板、高周波素子等として用いることができる。

【0024】

また、片面に金属張層１２０を形成した金属張積層体１００を複数積層して多層積層板とすることもできる。更に、金属張積層体１００を厚さ方向に貫通するスルーホールを設けて立体構造の配線基板とすることもできる。

【0025】

上記のような金属張積層体１００は、例えば、熱可塑性樹脂のフィルムに金属をめっきすることにより製造できる。また、熱可塑性樹脂のフィルムと金属箔とを圧着することによっても製造できる。次に、前者の製造方法について、手順を追って説明する。

【0026】

図２は、金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。図示の製造過程では、熱可塑性樹脂フィルム１１１を単独で圧延処理して平坦化する。

【0027】

金属張積層体１００の製造における圧延段階は、互いに平行に配された一対の圧延ロール１３０の間に熱可塑性樹脂フィルム１１１を通過させる。一対の圧延ロール１３０の間隔は、熱可塑性樹脂フィルム１１１の当初の厚さよりも薄く、熱可塑性樹脂フィルム１１１の厚さは圧延ロール１３０の間で変化する。これにより、熱可塑性樹脂フィルム１１１を平坦化すると共にその表面を平滑化する。これにより、図３に示すように、平滑な表面を有する平坦な熱可塑性樹脂フィルム１１１が形成される。

【0028】

なお、平坦化とは、熱可塑性樹脂フィルム１１１の巻き癖、皺等を取り去って厚さを均一化することを意味する。厚さを均一にするとは、例えば、熱可塑性樹脂フィルム１１１の厚さのばらつきを１％以下にすることを意味する。これにより、熱可塑性樹脂フィルム１１１に形成される粗面１１２が、平坦且つ平滑な面に形成される。

【0029】

平滑化とは、熱可塑性樹脂フィルム１１１の算術平均粗さＲ_ａを小さくすると共に、熱可塑性樹脂フィルム１１１の面方向と直交する断面において、面方向と平行な方向の直線距離に対して、当該直線距離に含まれる粗面の長さが短くなることを意味する。このため、圧延処理に用いる圧延ロール１３０の算術平均粗さＲ_ａは、０．１μｍ未満とすることが好ましい。圧延ロール１３０の算術平均粗さＲ_ａが０．１μｍ以上の場合は、圧延処理をしても熱可塑性樹脂フィルム１１１表面の平滑性が足りない。

【0030】

なお、圧延処理におけるロール接圧力は、４ＭＰａ以上且つ３７．５ＭＰａ以下であることが好ましい。ロール接圧力が３７．５ＭＰａより高い場合は、処理した熱可塑性樹脂フィルム１１１のうねりが激しくなり、算術平均粗さＲ_ａも大きくなる。一方、ロール接圧力が４ＭＰａより低い場合は、圧延処理の効果が小さく、有効な平滑化および平坦化の効果が得られない。

【0031】

なお、熱可塑性樹脂フィルム１１１を加熱した状態で圧延処理することにより、上記の効果を向上させることができる。圧延処理を熱間で実施する場合は、熱可塑性樹脂フィルム１１１の温度が、材料の融点に対して８５℃以上低いことが好ましい。熱可塑性樹脂フィルム１１１の温度がこれよりも高くなると、フィルム厚さのばらつきが大きくなる。

【0032】

また、圧延処理における熱可塑性樹脂フィルム１１１の温度は、材料の融点から１８５℃低い温度よりは高いことが好ましい。熱可塑性樹脂フィルム１１１の温度がこれよりも低くなると、熱可塑性樹脂フィルム１１１の熱可塑変化が乏しく、フィルムうねり発生により算術平均粗さＲ_ａが大きくなる。

【0033】

図４は、金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。図示の製造過程では、熱可塑性樹脂フィルム１１１の表面を粗面化する粗面化段階により粗面１１３を形成する。

【0034】

熱可塑性樹脂フィルム１１１の表面は、例えば、エッチング等の化学的な方法によって粗面化できる。エッチング液としては、強アルカリ溶液、過マンガン酸塩溶液、クロム酸塩溶液等を例示できる。より具体的には、熱可塑性樹脂フィルム１１１として液晶ポリマーフィルムを用いた場合、強アルカリ溶液を用いて粗面化できる。また、熱可塑性樹脂フィルム１１１の材料がエッチングに適していない場合は、サンドブラストのような機械的加工によって粗面化することもできる。

【0035】

このような粗面化加工により、金属張積層体１００における熱可塑性フィルム１１０と金属張層１２０との接着強度を向上させることができる。このような目的で形成する粗面１１３の算術平均粗さＲａは、０．０６５μｍ以上、且つ０．２６５μｍ以下とする。

【0036】

熱可塑性樹脂フィルム１１１において、粗面１１３の算術平均粗さＲａが０．０６５μｍ未満の場合は、金属張積層体１００における熱可塑性フィルム１１０と金属張層１２０との接着強度が不足する。また、粗面１１３の算術平均粗さＲａが０．２６５μｍを越えた場合は、金属張積層体１００を伝送路として用いた場合に、高周波信号の伝送損失が増加する。

【0037】

より好ましくは、熱可塑性樹脂フィルム１１１の粗面１１３の算術平均粗さＲａは、０．１０μｍ以上、且つ０．２０μｍ以下とする。粗面１１３の算術平均粗さＲａが０．１０μｍよりも小さい場合は、熱可塑性フィルム１１０と金属張層１２０との接着強度が十分に高くない。また、粗面１１３の算術平均粗さＲａが０．２０μｍを超えると、熱可塑性樹脂フィルム１１１の寸法変化率が顕著に大きくなる傾向がある。

【0038】

また、熱可塑性樹脂フィルム１１１の粗面１１３において、熱可塑性樹脂フィルム１１１の面方向と直交する任意の断面における面方向と平行な方向の直線距離に対して、粗面の表面の長さが１．０５倍以上、且つ１．３５倍以下とする。

【0039】

粗面１１３の長さが１．０５倍未満の場合は、金属張積層体１００における熱可塑性フィルム１１０と金属張層１２０との接着強度が不足する。また、粗面１１３の長さが１．３５倍よりも長い場合は、金属張積層体１００を伝送路として用いた場合に、高周波信号の伝送損失が増加する。

【0040】

図５は、金属張積層体１００の製造過程を示す模式図である。図示の製造過程では、熱可塑性樹脂フィルム１１１の粗面１１３の表面に、下地金属層１２２として無電解めっき金属層１２１を形成する。これにより、誘電体である熱可塑性樹脂フィルム１１１の表面に密着した下地金属層１２２を形成できる。

【0041】

無電解めっき金属層１２１を例えば銅により形成する場合は、無電解めっき液に次亜リン酸を添加してもよい。次亜リン酸は還元剤であり、下地金属層１２２として形成される無電解銅めっき皮膜には次亜リン酸の分解により微量のリンが共析する。

【0042】

ただし、次亜リン酸は銅に対する触媒活性度は、めっき時にフィルム表面に設けた触媒のパラジウムが銅皮膜で覆われてしまうと活性化度が低下してめっき速度が低下する。よって、無電解めっき金属層１２１の厚さを０．２５μｍよりも厚くすることは工業的に不利になる。

【0043】

一方、無電解めっき金属層１２１のめっき厚さが０．０５μｍよりも薄い場合は、熱可塑性フィルム１１０に無電解めっき金属層１２１の密着強度が不足する。よって、無電解めっき金属層１２１のめっき厚は、０．０５μｍ以上、且つ０．２５μｍ以下とすることが好ましい。なお、密着強度とは、例えばピール強度により評価され、熱可塑性フィルム１１０と金属張層１２０との剥がれ難さを意味する。

【0044】

次に、図５に示した熱可塑性樹脂フィルム１１１の表裏に無電解めっき金属層１２１を有する中間積層体を非酸化雰囲気中で熱処理してもよい。これにより、熱可塑性樹脂フィルム１１１と無電解めっき金属層１２１との密着強度が向上する。

【0045】

熱処理は、例えば、熱風乾燥炉、赤外線ヒーター炉、加熱された金属ロール等による搬送でもよい。また、熱可塑性樹脂フィルム１１１の切片を一括して加熱するバッチ処理であっても、ロール状の熱可塑性樹脂フィルム１１１を連続的に処理であってもよい。

【0046】

熱処理の条件は、フィルムの融点（Ｔｍ）よりも約８５℃低い温度から３５℃低い温度までの範囲とする。熱処理温度が低い場合は長時間で、熱処理温度が高い場合には短時間で加熱することが好ましい。フィルムの融点（Ｔｍ）より約３５〜８５℃低い温度とは、例えば熱可塑性ポリエステルフィルムの場合は約２００〜２８０℃、熱可塑性ポリイミドフィルムの場合は約３１０〜３６０℃である。

【0047】

なお、熱処理温度が範囲よりも低い場合は、金属張積層体１００における熱可塑性樹脂フィルム１１１と無電解めっき金属層１２１との密着強度が不足する。また、熱処理温度が上記範囲よりも高い場合は、熱可塑性樹脂フィルム１１１の熱変形が増大し、最終的に得られる金属張積層体１００の平坦性が低下する。

【0048】

また、熱処理の時間は、２分以上、且つ６０分以下とすることが好ましい。熱処理時間が当該範囲よりも短い場合、金属張積層体１００における熱可塑性樹脂フィルム１１１と無電解めっき金属層１２１との密着強度が不足する。また、熱処理時間が上記範囲よりも長い場合は、熱可塑性樹脂フィルム１１１の熱変形が増大し、最終的に得られる金属張積層体１００の平坦性が低下する。

【0049】

図６は、金属張積層体１００の次の製造過程を示す模式図である。図示の製造過程では、上部金属層１２４としての電解めっき金属層１２３を形成して、下地金属層１２２としての無電解めっき金属層１２１に積層する。

【0050】

電解めっき金属層１２３は、銅または銅合金により形成できるがこれに限定されるわけではない。また、電解めっき金属層１２３の材料は、無電解めっき金属層１２１と同じであっても、異なっていてもよい。

【0051】

図７は、上記のようにして製造した金属張積層体１００の断面を示す電子顕微鏡写真である。面方向と直交する断面を走査電子線顕微鏡（ＳＥＭ）により５０００倍に拡大して撮影した。

【0052】

図示のように、無電解めっき金属層１２１を介在させることにより、電解めっき金属層１２３を含む金属張層１２０は、熱可塑性樹脂フィルム１１１に形成された粗面１１３に密着している。よって、金属張層１２０において熱可塑性樹脂フィルム１１１に密着する面もまた、粗面１１３を形成する。

【0053】

このような金属張積層体１００においては、熱可塑性樹脂フィルム１１１と金属張層１２０の双方において密着面が粗面１１３をなして噛み合っているので、両者の接着強度が高い。また、圧延処理を経て平坦化された上で形成された粗面１１３は、面方向と平行な方向の直線距離に対して、当該直線距離に含まれる粗面の長さが１．３５倍以下に制限されているので、金属張積層体１００を伝送路として用いた場合に、高周波信号の伝送損失が少ない。

【実施例】

【0054】

熱可塑性フィルム１１０の材料として、厚さ５０μｍ、幅２５０ｍｍのロール状液晶ポリマーフィルム（クラレ（株）製のＶｅｃｓｔｅｒ（登録商標）ＣＴ−Ｚ）を用いて、様々な製造条件で金属張積層体１００の試料を複数作製した。

【0055】

圧延段階においては、由利ロール社製上下２本式の電気加熱式エンボス機を用いて圧延処理した。圧延ロール１３０としては、上段にＳＵＳ製ロール（算術平均粗さＲ_ａ＜０．１μｍ）、下段にアラミド製ロールをセットして、搬送速度３ｍ／分で通過させた。圧延段階におけるロール接圧力およびロール温度を、様々に変えて試料番号１から１７までの試料を作製した。また、異なる複数の条件で処理した熱可塑性樹脂フィルム１１１により、試料番号１８から３６までの比較例の試料を作製した。各試料の処理条件を図８に示す。

【0056】

次に、粗面化段階として、各試料から切り出した２４０ｍｍ×３００ｍｍの熱可塑性樹脂フィルム１１１を、１０規定の水酸化カリウム溶液（液温８０℃）に処理時間１０分間浸してエッチングした。続いて、粗面化処理した熱可塑性樹脂フィルム１１１に無電解めっき金属層１２１を形成することにより、各試料に下地金属層１２２を形成した。

【0057】

無電解めっき金属層１２１は、次の手順で形成した。まず、コンディショナー処理（処理液１：温度約５５℃で１分間）により熱可塑性樹脂フィルム１１１の表面を洗浄した後、プレディップ処理（処理液２：温度約２０℃で３０秒間）をした。

【0058】

次に、奥野製薬工業（株）製のキャタリストＣ−１０（パラジウム／スズコロイド触媒液、温度３０℃で１分間）により熱可塑性樹脂フィルム１１１の表面に触媒を付与した後、アクセラレーター（処理液３：温度約２０℃で１分間）を用いて触媒を活性化した。

【0059】

更に、酸化剤（処理液４：温度約５０℃で１分間）に浸漬して、パラジウム／スズコロイド触媒液による処理時に残ったスズを酸化して銅皮膜を析出しやすくした。なお、ここまでの段階毎に、熱可塑性樹脂フィルム１１１を水洗および乾燥した。

【0060】

次に、下記のめっき浴を用いて、厚さ０．１μｍの銅による無電解めっき金属層１２１を形成した。無電解めっき金属層１２１は熱可塑性樹脂フィルム１１１の両面に形成した。

【0061】

めっき浴は、希硫酸および水酸化ナトリウム水溶液によりｐＨを８．５に調整し、温度は７５℃に保った。下記組成のめっき浴を用いて、銅を主成分とする無電解めっき金属層１２１を形成した。
＜無電解銅めっき浴＞
硫酸銅・５水和物（銅成分として） １９グラム／リットル
ＨＥＥＤＴＡ（キレート剤） ５０グラム／リットル
ホスフィン酸ナトリウム（還元剤） ３０グラム／リットル
塩化ナトリウム ２０グラム／リットル
リン酸水素二ナトリウム １５グラム／リットル

【0062】

なお、無電解めっき金属層１２１として形成された下地金属層１２２には、還元剤である次亜リン酸の分解により微量のリンが共析する。ここで作製した試料では、無電解めっき金属層１２１が０．１３質量％の燐を含んでいた。

【0063】

次に、熱可塑性樹脂フィルム１１１の両面に無電解めっき金属層１２１を積層した中間積層体を、窒素雰囲気中で２４０℃に１０分間加熱して熱処理した。その後、硫酸銅浴を用いて、金属張層１２０全体の厚さが２０μｍになるように電解めっき金属層１２３を形成して、上部金属層１２４とした。めっき浴には、荏原ユージライト（株）製のキューブライト（登録商標）ＴＨ−ＲＩＩＩを添加した。

【0064】

なお、試料番号２７、３６の試料は、圧延段階を省いた熱可塑性樹脂フィルム１１１から２４０ｍｍ×３００ｍｍの切片を切り出して、厚さ１８μｍの銅箔（古河電工製ＧＴＳ−ＷＳ箔、）に熱圧着して作製した。また、試料番号３６の試料は、圧延段階を省いた熱可塑性樹脂フィルム１１１から２４０ｍｍ×３００ｍｍの切片を切り出して、厚さ１８μｍの銅箔（古河電工製ＧＴＳ−ＳＴＤ箔、）に熱圧着して作製した。圧着の条件は、共に２９７℃、４ＭＰａとした。

【0065】

上記のようにして得られた試料番号１〜３６の試料のそれぞれについて、金属張層１２０における、熱可塑性フィルム１１０に対して密着する密着面の算術平均粗さＲ_ａと、同密着面における線長比をそれぞれ測定した。図９に、測定結果を示す。

【0066】

金属張層１２０における密着面の算術平均粗さＲ_ａは、次のような手順で測定した。まず、作製した試料における一方の面の金属張層１２０をマスキングした状態で、他方の面から、金属張層１２０および熱可塑性フィルム１１０を、エッチングにより順次除去し、マスキングした側の金属張層１２０の熱可塑性フィルム１１０に対する密着面を露出させた。

【0067】

金属張層１２０は、塩化第二鉄によりエッチングした。熱可塑性フィルム１１０は、水酸化カリウム溶液でエッチングした。現れた金属張層１２０の密着面の算術平均粗さＲ_ａは、ＫＥＹＥＮＣＥ社製ＶＫ−８５１０型を用いて測定した。

【0068】

図１０は、金属張積層体１００における線長比の概念を示す模式図である。図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

【0069】

図中に矢印で示す面方向Ｐと直交する金属張層１２０の断面において、面方向Ｐと平行な方向の直線距離Ｄ_ｐに対して、当該直線距離Ｄ_ｐに含まれる金属張層１２０表面の起伏に沿った線長Ｄ_ｃの比を線長比とする。当該断面における金属張層１２０表面が、より多くの、あるいは、より大きな凹凸を有する形状をなす場合に線長比は大きくなる。

【0070】

上記のような線長比は、クロスセクションポリッシャにより処理した各試料の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により５０００倍に拡大した観察画像から算出した。金属張層１２０の密着面の線長Ｄ_ｃは、ＳＥＭによる観察画像をプログラムＷｉｎｒｏｏｆで処理して算出した。

【0071】

図１１は、図９に示した各試料を伝送線路に加工して、高周波信号の伝送損失を測定した結果を示す表である。また、各測定結果に対する評価結果も併せて記載した。

【0072】

伝送特性は、各試料を材料として加工してマイクロストリップラインによる伝送路を形成した上で、ネットワークアナライザにより伝送損失を測定した。作製したマイクロストリップラインは、幅１００μｍ、長さ４０ｍｍとし、特性インピーダンスは５０Ωとした。

【0073】

ネットワークアナライザは、カスケードマイクロテック社製プローブステーションとアジレントテクノロジー社製ベクトルネットワークアナライザを用い、１０ＧＨｚ、２０ＧＨｚおよび４０ＧＨｚの各帯域の高周波信号の伝送損失を測定した。測定結果の評価は、１０ＧＨｚの信号については、１．０５ｄＢ以下で◎、１．２２５ｄＢ以下で○、それ以上で×とした。また、２０ＧＨｚの信号については、１．８６ｄＢ以下で◎、２．１７ｄＢ以下で○、それ以上で×とした。

【0074】

更に、４０ＧＨｚの信号については、３．０ｄＢ以下で◎、３．５ｄＢ以下で○、それ以上で×とした。なお、一部の試料（試料番号１８〜２５）では、高周波信号を伝送する信号線路を形成できなかった。このため、これら試料の評価も×とした。

【0075】

図１２〜図１７は、図１１に示した測定結果を、信号周波数毎にプロットしたグラフである。これらの図において、円形のプロット点は、該当試料が実施例であることを示す。矩形のプロット点は、該当試料が比較例であることを示す。また、各プロット点の近傍に記載した数字は試料番号を表す。

【0076】

図１２、図１３および図１４は、伝送損失の大きさを、断面における金属張層１２０および熱可塑性フィルム１１０の密着面の線長比との関係において示すグラフである。図示のように、線長比が１．３５以下の場合に伝送損失が顕著に低減される。

【0077】

図１５、図１６および図１７は、伝送損失の大きさを、金属張層１２０および熱可塑性フィルム１１０の密着面の算術平均粗さＲ_ａとの関係において示すグラフである。図示のように、算術平均粗さＲ_ａの値の如何にかかわらず、伝送損失が低い試料（試料番号１〜１７）は、算術平均粗さＲ_ａが０．０６５μｍ以上、０．２６５μｍ以下の範囲に分布している。

【0078】

このように、密着面の線長比に着目することにより、高周波信号の伝送損失が低い金属張積層体１００が得られることが判る。また、密着面の線長比が１．３５倍以下の場合には、密着面の算術平均粗さＲ_ａが０．０６５μｍ以上、０．２６５μｍ以下の範囲において、伝送損失の低い信号伝送路を形成し得る金属張積層体１００が得られることが判る。

【0079】

次に、各試料における密着強度および寸法変化率を測定して、金属張積層体１００としての性能を評価した。図１８に、測定結果を示す。

【0080】

密着強度は、熱可塑性フィルム１１０のＳ面およびＭ面の両方について、ＪＩＳ Ｃ５０１６記載の機械的性能試験（９０度方向引き剥がし方法）に基づいて金属層の引き剥がし強さ（ピール強度）を測定した。測定結果が０．７ｋＮ／ｍ以上の試料を◎、０．６ｋＮ／ｍ以上の試料を○と判定し、それ未満の試料を×と判定した。

【0081】

寸法変化率は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、２．２．４に記載の寸法安定性の測定方法に準拠した方法で、金属張積層体１００の平面方向の寸法変化率を求めた。各試料から２７０ｍｍ×２９０ｍｍの切片を切り出し、四隅にけがき線を入れた。続いて、４つの評価点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを形成して、初期値として、ＡＢ間、ＢＣ間、ＣＤ間、ＤＡ間の各評価点距離を測定した。

【0082】

次に、評価点エリアを除く部分の金属をすべて、塩化銅を用いたエッチングにより除去した。その後、半田加熱温度を想定して２４０℃で１分間加熱した。加熱中はフィルムに高温槽の熱風の影響が作用しないように、試料を金属製の箱に入れて、試料の無負荷状態を維持した。

【0083】

上記加熱後に、ＡＢ間、ＢＣ間、ＣＤ間、ＤＡ間の評価点距離を再度測定し、初期値からの変化量をもとめた。各試料について、金属張積層体１００の長手方向および幅方向について測定した変化量の平均を寸法変化率（膨張率）として評価した。評価は、寸法変化率が０．１以下を◎、０．２以下を○、０．２５以下を△、０．２５よりも大きいものを×とした。

【0084】

図１９および図２０は、図１８に示した密着強度の測定結果をプロットしたグラフである。これらの図において、円形のプロット点は、該当試料が実施例であることを示す。矩形のプロット点は、該当試料が比較例であることを示す。また、各プロット点の近傍に記載した数字は試料番号を表す。

【0085】

図１９は、図１８に示した測定結果のうち、熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着強度を、金属張積層体１００の断面における熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着面の線長比との関係において示すグラフである。図示のように、線長比が１．０５倍未満の範囲においては、密着強度が０．６ｋＮ／ｍよりも低くなることが判る。

【0086】

なお、密着強度が０．６ｋＮ／ｍよりも低い試料（試料番号１８〜２５）では、密着強度が低いためにマイクロストリップラインに加工することができなかった。このため、伝送特性を測定することはできず、評価を△とした。既に説明した通り、これらの試料については伝送特性に関する評価を×としている。

【0087】

図１９は、図１８に示した測定結果のうち、熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着強度を、熱可塑性フィルム１１０の算術平均粗さＲ_ａとの関係において示すグラフである。図示のように、算術平均粗さＲ_ａが大きい方が高い密着強度が得られる傾向はあるものの、密着強度の低い試料は全体に分布している。ただし、密着強度が高い試料（試料番号１〜１７）は、算術平均粗さＲ_ａが０．０６５μｍ以上、０．２６５μｍ以下の範囲に分布している。

【0088】

このように、金属張積層体１００においては、密着面の線長比に着目することにより、熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着強度が高い金属張積層体１００が得られることが判る。即ち、密着面の線長比を１．０５倍以上とした場合に、密着強度が０．６ｋＮ／ｍ以上ある金属張積層体１００が得られることが判る。また、密着面の線長比が１．０５倍以上の場合は、密着面の算術平均粗さＲ_ａが０．０６５μｍ以上、０．２６５μｍ以下の範囲において、密着強度が高い金属張積層体１００が得られることが判る。

【0089】

図２１および図２２は、図１８に示した寸法変化率の測定結果をプロットしたグラフである。これらの図において、円形のプロット点は、該当試料が実施例であることを示す。矩形のプロット点は、該当試料が比較例であることを示す。また、各プロット点の近傍に記載した数字は試料番号を表す。

【0090】

図２１は、図１８に示した測定結果のうち、寸法変化率を、金属張積層体１００の断面における熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着面の線長比との関係において示すグラフである。図示のように、試料の寸法変化率は線長比全体に分布しているが、実施例に係る試料（試料番号１〜１７）の寸法変化率が低い傾向があり、線長比が１．０５倍以上、１．３５倍以下の範囲に分布している。

【0091】

図２２は、図１８に示した測定結果のうち、寸法変化率を熱可塑性フィルム１１０の算術平均粗さＲ_ａとの関係において示すグラフである。図示のように、算術平均粗さＲ_ａが大きいほど寸法変化率が大きくなる傾向はあるものの、実施例に係る試料（試料番号１〜１７）は、算術平均粗さＲ_ａが０．０６５μｍ以上、０．２６５μｍ以下の範囲に分布している。

【0092】

図２３は、各試料の算術平均粗さＲ_ａと、断面における密着面の線長比との関係を示すグラフである。図示のように、伝送線路とした場合の伝送損失が小さく、且つ、熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着強度が高い金属張積層体１００は、金属張積層体１００の断面における熱可塑性フィルム１１０および金属張層１２０の密着面の線長比が１．０５以上、且つ、１．３５以下の範囲に分布していることがわかる。また、そのような試料の密着面の算術平均粗さＲ_ａは、０．０６５μｍ以上、且つ、０．２６５μｍ以下の範囲に分布していることが判る。

【0093】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0094】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0095】

１００ 金属張積層体、１１０ 熱可塑性フィルム、１１１ 熱可塑性樹脂フィルム、１１２ 粗面、１１３ 粗面、１２０ 金属張層、１２１ 無電解めっき金属層、１２２ 下地金属層、１２３ 電解めっき金属層、１２４ 上部金属層、１３０ 圧延ロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図7】