JP2008078310A - 導電性パターンの形成方法、配線板の製造方法及び配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】環境負荷が少なく、大面積を連続的に生産することが可能となる導電性パターンの形成方法、配線板の製造方法及び配線板を提供する。
【解決手段】基板１１の表面に、導電性パターンを形成する導電性パターンの形成方法であって、疎水性の表面を有する基板１１を選択し、基板１１の表面のうち導電性パターンを形成する導電性パターン形成部１２に親水化処理を施す親水化処理工程と、基板１１の表面に、金属粒子、バインダー、溶媒を含む親水性の溶液１４を接触させ、親水化処理が施された導電性パターン形成部１２に選択的に溶液１４を付着・固化させて金属粒子層１４Ａを形成する金属粒子層形成工程と、金属粒子層１４Ａが形成された基板１１の表面に、無電解めっきあるいは電解めっきを施してめっき層を形成するめっき工程とを、備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の導電性パターンを有する分野で利用でき、例えば、プリント配線板、半導体パッケージに用いる配線板の形成、フラットパネルディスプレイ用の電磁波シールドフィルムの形成に適用することができる導電性パターンの形成方法、配線板の製造方法及び配線板に関するものである。

従来の基板表面への導電性パターンの形成方法としては、基板に金属箔を貼り付けてフォトリソグラフィーによりフォトレジストを形成した後に不要な部分を除去する方法、同じく基板上にフォトレジストを形成して導体部分をめっきにより成長させる方法、スクリーン印刷により金属ペーストを供給する方法等がある。
エッチングによる方法では、フォトリソグラフィーによるフォトレジスト形成の工程数が多く複雑であり、エッチング工程は環境負荷も大きい。めっきによる方法では、同じくフォトレジスト形成の工程が複雑であるのとパターンが形成された大面積を連続的にめっきするには制御が非常に困難である。スクリーン印刷法では、微細パターンに対応できず、大面積のパターンを形成するには位置あわせが非常に困難である。以上から、新たな導電性パターン形成方法が提案されている。

工程数が少なく、大面積が連続的に加工でき、環境負荷が少ない導電性パターンの製造方法としては、基板表面の濡れ性の違いを利用してパターンを形成する方法が提案されている。この方法は、基板上に配線等の材料を含有する溶液に対して親和性を有した領域を形成し、そこに溶液を接触させ、溶液を親和領域にのみ付着させて、この溶液を固化させて、親和領域に導電性パターンを形成するものである。

例えば、特許文献１では、プロセスが容易に実施でき、基板表面のトポログラフィーによる影響も小さく、高価な材料も必要ない金属パターン（導電性パターン）の形成方法が開示されている。この方法は、露光により疎水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基板のパターン形成部を疎水化し、該処理後のパターン形成部をパターン状に露光し、露光部を親水化し、金属化合物の親水性溶液を該パターンに塗布し、金属化合物を析出させこの金属化合物に還元雰囲気中で熱処理を行い、金属化処理を施すことによってパターン状に金属を形成するものである。

また、特許文献２では、光触媒を用いた金属層形成方法が提案されている。これは、光触媒を利用してパターン状にエネルギー照射し、特性が変化した特性変化パターン上に、例えばディップコートやインクジェット法等を用いて、金属コロイド溶液をパターン状に付着させ、これを固化させ、高精細な導電性パターンを形成する方法である。

さらに、このような導電性パターンを有するものとして、半導体パッケージなどの複数の導体層を層間接続部で接続した多層の配線板が挙げられる。層間接続部の形成方法は、一般的には層間接続するためのビアホールをめっき法により埋めるとともに表層の導体層を形成し、後に不要な部分をエッチングにより除去する。あるいは、ビアホールを埋めると同時に導体層をパターンめっきで形成するフルアディティブ法や、セミアディティブ法が用いられる。近年では、ビアホールの内部に導電性ペーストをスクリーン印刷法により埋め込み、導体層となる銅箔を貼り合わせ、エッチングにより導電性パターンを形成する方法等もある。
特許第３４３０６３２号公報 特開２００３−３０９３４４号公報

しかしながら、特許文献１においては、親水性の溶液として金属塩や金属水酸化物の水溶液を使用しており、塗布した後、還元雰囲気中で比較的高い温度で処理する必要がある。還元雰囲気中で処理するには、大掛かりな装置で還元ガスを流しながら処理する必要があり、大面積の基板を連続的に処理するには向いていない。さらに、高温での処理が必要であるため、耐熱性の低い樹脂基板には使用できない。
さらに、特許文献１に記載された発明は、シリコンウエハーへ半導体回路を形成するものであり、この方法で形成された導体層の厚みでは、抵抗値が高く、プリント配線板や、半導体パッケージとして使用することはできない。

また、特許文献２に記載された発明は、主として、ガラス基板上への透明導電膜形成としての用途であるため、導体層が薄く、抵抗が高い。製造工程としては、光触媒層が塗布された基板と、濡れ性変化層が塗布された基板を用意し、光触媒層と濡れ性変化層が互いに作用距離となるように配置し露光する必要がある。そのため、例えばフレキシブルな基板では、基板のたわみから均一な距離を保って露光することが困難であり、特に、ビア接続部のような凹凸のあるものには適用できない。
また、特許文献２に記載された発明では、基板と導電性パターンの間に濡れ性変化層が残ってしまうため、パターンの剥離が発生したり、線間の絶縁など長期信頼性に問題がある。

また、前述の多層の配線板における層間接続部の形成方法については、いずれも工程数が多く、大面積を連続的に低コストで製造するには向いていない。

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、環境負荷が少なく、大面積を連続的に生産することが可能となる導電性パターンの形成方法、配線板の製造方法及び配線板を提供することを目的とする。

本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ね、本発明の導電性パターンの形成方法、配線板の製造方法及び配線板を提案する。

請求項１に係る発明は、基板の表面に導電性パターンを形成する導電性パターンの形成方法であって、疎水性の表面を有する前記基板を選択し、前記基板の表面のうち前記導電性パターンを形成する導電性パターン形成部に親水化処理を施す親水化処理工程と、前記基板の表面に、金属粒子、バインダー、溶媒を含む親水性の溶液を接触させ、前記親水化処理が施された前記導電性パターン形成部に選択的に前記溶液を付着・固化させて金属粒子層を形成する金属粒子層形成工程と、前記金属粒子層が形成された前記基板の表面に、無電解めっきあるいは電解めっきを施してめっき層を形成するめっき工程と、を備えたことを特徴とする導電性パターンの形成方法である。

本発明に係る導電性パターンの形成方法においては、基板の表面が疎水性を備えていて、この表面のうち導電性パターンを形成する導電性パターン形成部に親水化処理を施しており、これらの親水性の違いを用いて導電性パターンを形成するので、フォトレジストパターンの形成の工程が必要ない。
さらに、金属粒子、バインダー、溶媒を含む親水性の溶液を導電性パターン形成部に固化させて金属粒子層を形成した後に無電解めっきあるいは電解めっきによりめっき層を形成しているので、導電性パターンの導体層の厚みが確保され、電気伝導性も高く、機械的強度も十分である。

また、必要な部分のみに導体層が形成されるので、エッチング等の環境負荷の大きい工程がない。
さらに、フォトレジストを用いたパターンめっきや、スクリーン印刷を使用しないため、緻密な制御や位置合わせが必要なく、比較的大面積での製造が可能となる。
しかも、導電性パターン形成部に付着させる溶液として、金属粒子、バインダー、溶媒を含む親水性の溶液を使用しているので、固化を大気中でも行うことができ、粒子の種類、大きさを選定することによって低温での処理も可能となる。

請求項２に係る発明は、前記基板は、高分子材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、前記基板が、疎水性を備えた高分子材料で構成されているので、親水化処理された導電性パターン形成部とその他の部分との親水性の差が確保され、導電性パターンを精度良く形成することができる。

請求項３に係る発明は、前記溶液に含まれる金属粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの合金、又は、混合物から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、導電性パターン形成部に付着した溶液を大気中で固化させることができ、確実に金属粒子層を形成することができる。

請求項４に係る発明は、前記無電解めっきまたは前記電解めっきにより形成される前記めっき層は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏから選択されることを特徴とする導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、導電性パターン形成部に金属粒子層を形成した後に、上記金属からなるめっき層を形成することによって、導電性パターンの導体層を、電気伝導性が高く機械的強度も十分なものとすることができる。

請求項５に係る発明は、前記親水化処理は、紫外光を照射することによって行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、基板の表面に紫外光を照射することにより、基板表面の分子間の結合を切断して親水化処理を施すことができる。

請求項６に係る発明は、前記親水化処理のための前記紫外光の照射は、フォトマスクを介して行うことを特徴とする請求項５に記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、フォトマスクを介して基板の表面に紫外光を照射することにより、導電性パターン形成部のみに確実に紫外光を照射させて親水化処理を行うことができる。

請求項７に係る発明は、前記親水化処理のための前記紫外光の照射は、メタルマスクを介して行うことを特徴とする請求項５に記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、メタルマスクを介して基板の表面に紫外光を照射することにより、導電性パターン形成部のみに確実に紫外光を照射させて親水化処理を行うことができる。

請求項８に係る発明は、前記親水化処理のための前記紫外光は、エキシマ光であることを特徴とする請求項５に記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、基板の表面にエキシマ光を照射することにより、基板表面の分子間の結合をより効率的に切断して親水化処理を施すことができる。ここで、表面改質するためには分子結合を切断しなければならないが，その切断能力はフォトンエネルギーが大きいほど高い。すなわち，波長が短い光ほど分子結合を切断する能力が高く、表面処理能力に優れている。

請求項９に係る発明は、前記親水化処理は、プラズマ処理であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、プラズマ処理を行うことで、親水化処理を行うことができる。

請求項１０に係る発明は、前記親水化処理のための前記プラズマ処理は、メタルマスクを介して行うことを特徴とする請求項９に記載の導電性パターンの形成方法である。
この導電性パターンの形成方法によれば、メタルマスクを介して基板の表面にプラズマ処理を行うことにより、導電性パターン形成部に対して確実に親水化処理を行うことができる。

請求項１１に係る発明は、基板の表面に導電性パターンが形成されてなる配線板の製造方法であって、前記導電性パターンを請求項１から請求項１０のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法により形成することを特徴とする配線板の製造方法である。

請求項１２に係る発明は、前記基板の裏面には、第一の導体層が形成され、前記基板には、その表面と裏面とに開口した貫通孔が形成されており、前記基板の表面に第二の導体層として前記導電性パターンを請求項１から請求項１０のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法により形成するとともに、前記親水化処理工程において、前記絶縁層に形成された貫通孔の側壁部分に親水化処理を施し、前記金属粒子層形成工程において、前記貫通孔の側壁に選択的に前記溶液を付着・固化させて金属粒子層を形成し、前記めっき工程において、前記貫通孔の側壁に形成された金属粒子層部分にめっき層を形成することにより、前記貫通孔部分に前記第一の導体層と前記第二の導体層とを接続する層間接続部を形成することを特徴とする配線板の製造方法である。
この配線板の製造方法によれば、前記導電性パターンを形成するとともに前記貫通孔部分に層間接続部を形成することができ、多層構造の配線板を低コストで製造することができる。

請求項１３に係る発明は、前記導体層の上に他の絶縁層を積層する絶縁層積層工程と、前記親水化処理工程と、前記金属粒子層形成工程と、前記めっき工程と、を１回以上行うことを特徴とする請求項１２に記載の配線板の製造方法である。
この配線板の製造方法によれば、多層構造の配線板を低コストで製造することができる。

請求項１４に係る発明は、前記貫通孔が、前記第一の導体層側に向かうにしたがい漸次面積が小さくなるようなテーパ形状をされていることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の配線板の製造方法である。
この配線板の製造方法によれば、前記貫通孔の側壁が基板の他の面側に向けて広がるように配置されるので、親水化処理及び親水性の前記溶液の付着を確実に行うことができ、層間接続部を安定して形成することが可能となる。

請求項１５に係る発明は、請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の配線板の製造方法により製造された配線板である。

本発明によれば、環境負荷が少なく、大面積を連続的に生産することが可能となる導電性パターンの形成方法、配線板の製造方法及び配線板を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の第１の実施形態である導電性パターンの形成方法を適用した配線板の製造方法を示す。

まず、高分子材料からなる疎水性の表面を持つ基板１１を準備する。ここで、基板１１を構成する高分子材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、アクリルなどが挙げられるが、これらに限定されることはなく、親水化処理の効果や親水性の溶液の付着性などを考慮して選択することが好ましい。

この基板１１の表面のうち、導電性パターンを形成する導電性パターン形成部１２に、親水化処理を施す（図１（ａ）参照）。具体的には、導電性パターン形成部１２以外の部分にマスク１３を形成して親水化処理を行う。親水化処理として、紫外光を照射する場合は、親水処理する部分にのみ光が透過するようにしたフォトマスクやメタルマスクを介して露光する。

親水化処理のために照射する紫外光は、エキシマ光を使用することが好ましい。なお、エキシマ光は、中心波長が２４８ｎｍのフッ化クリプトンレーザ，１９３ｎｍのフッ化アルゴンレーザ、１７２ｎｍに発光中心波長を持つキセノンエキシマランプなどが代表的である。エネルギー密度が高く、物質表面の分子間の結合を切断して親水化処理することが可能である。

また、親水化処理として、メタルマスクを使用してプラズマ処理を行ってもよい。なお、プラズマ処理等の物理的処理方法には、コロナ放電処理、減圧下でのプラズマ処理、大気圧プラズマ処理などが挙げられる。コロナ放電処理は、電極間に電圧を印加し、コロナ放電を発生させ電子を機材に衝突させ機材表面を活性化する方法で、大気中で簡易的な装置で処理できるが、尖った部分や電極に近い部分に電子が集中するので、電極間を均一に保つ必要があり、処理する対象物はフラットな形状が好ましい。よって、メタルマスクなどを使用してパターンを形成することは困難である。減圧下でのプラズマ処理は、処理は十分可能であるが、減圧する必要があるため真空装置が必要であることと、処理時間長くなる。大気圧プラズマ処理は、誘電体バリア放電を利用し、一般的には窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを流しながら処理をする。この方法であると、処理対象物の尖った部分などに対して放電の集中によるダメージを与えることはなく、大気中での処理が可能である。

次に基板１１の表面に、金属粒子、バインダー、溶媒からなる親水性の溶液１４を塗布して、接触させる（図１（ｂ）参照）。塗布する方法は、ディッピング法、スピンコート法、ダイコート法、スプレーコート法などが使用できる。溶液１４が接触した後、導電性パターン形成部１２に確実に溶液１４が付着するように、塗布条件や、溶液１４の濃度、揮発性、粘度などを調整する。塗布した後、溶液１４が基板１１の表面に過剰に残ってしまう場合は、ディッピング法やスピンコート法のように余分な液を振り切ったり、塗布した後に圧縮空気などにより取り除く。その後、溶液１４を乾燥、硬化させて金属粒子層１４Ａを形成する（図１（ｃ）参照）。なお、硬化は高い温度で処理する方が、導電性が高くなるため、基板１１の耐熱性を考慮して、できるだけ高い温度で処理することが好ましい。

なお、溶液１４に含まれる金属粒子の粒径は形成するパターンの大きさ、ピッチに合わせて選定し、ナノ粒子から数十μｍの大きさの物を使用する。基板となる高分子材料の耐熱性が低く高温での固化処理ができない場合は、粒径の小さな粒子を混合して溶着しやすくすることが好ましい。

さらに、溶液１４に含まれる前記バインダーは、前記金属粒子との親和性が良好で、基板１１との密着性、適度な粘性を付与することができるものであることが好ましい。例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂や尿素樹脂などが用いられる。さらに、これらの内の１種もしくは２種以上の混合系で使用することもできる。特に、エポキシ樹脂は、溶液１４の粘度、硬化反応性や基板との密着性の点から好ましいものである。親水化処理を行った基板１１の表面にはカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）、ＯＨ基などが導入され表面が活性化した状態になっている。溶液１４中のバインダー樹脂は、この導入された基に結びつき、金属粒子と基板１１を強く密着させる役割を持つ。

また、溶液１４に含まれる前記溶媒は、溶液１４の調整用に使用し、具体例としては、ジエチルケトン、メチルブチルケトン、ジプロピルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、シクロヘキサノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類などを例示することができ、これらは、単独または２種以上を組み合わせて使用することができる。

次に、めっき処理を行う（図１（ｄ）参照）。このめっき処理は無電解めっきあるいは電解めっきにより行い、形成されるめっき層１５は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｏなどからなり、これら複数からなる積層でもよい。これにより、基板１１の表面に導体層１６が形成される。

以上により、プリント配線板や半導体パッケージに使用するために十分な配線強度、導電性を備えた配線板１０を形成することができる。

次に、本発明の第２の実施形態として、層間接続部を備えた多層の配線板の製造方法について説明する。図２に多層の配線板２０の製造方法の概略を示す。
使用する基板２１は一の面２１Ｂに第一の導体層２７が形成された絶縁基板であり、基板２１は高分子材料からなる。厚みは層間の絶縁性が十分である厚さ以上で、１００μｍ以下であることが好ましい。基板２１の厚さが厚すぎると層間接続部２９を形成する際に、段差が生じて層間接続部２９がうまく形成できない問題が発生する可能性がある。

また、基板２１には層間接続用の貫通孔２８が形成されている。そして、予め形成されている第一の導体層２７の反対面、つまり基板２１の他の面２１Ａに第二の導体層２６を形成するとともに層間接続部２９を形成する。
まず、基板２１の他の面２１Ａの導電パターン形成部２２に親水化処理を施す（図２（ｂ）参照）。具体的には、導電性パターン形成部２２以外の部分にマスク２３を形成して親水化処理を行う。親水化処理として、紫外光を照射する場合は、親水化処理する部分にのみ光が透過するようにしたフォトマスクやメタルマスクを介して露光する。また、親水化処理として、プラズマ処理する場合は、メタルマスクを使用する。基板２１上に形成された貫通孔２８、第一の導体層２７との位置あわせを行いながら、マスク２３を配置して処理を行う。

次に、基板２１の他の面２１Ａに、親水性の溶液２４を塗布して接触させる（図２（ｃ）参照）。塗布する際は、第一の導体層２７部分に溶液２４が接触しないように保護シートを貼り付けることが好ましい。そして、この溶液２４を乾燥、硬化させて金属粒子層２４Ａを形成する。その後、無電解めっきあるいは電解めっきによりめっき層２５を形成して、多層の配線板２０として使用可能な導電性を備えた第二の導体層２６を形成する（図２（ｅ）参照）。

これにより、基板２１（絶縁層）を介して両面に第一の導体層２７と第２の導体層２６とを有し、絶縁層間に層間接続部２９を有する２層の配線板２０を形成することができる。さらに導体層を積層していく場合は、導体層の上に絶縁層をキャスティングし、層間接続用の貫通孔２９を形成した後、同様の工程を繰り返す。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

以下に、本発明の配線板の製造方法について実施例を挙げてより具体的に説明する。工程の概略を図３に示す。
基板１１として、市販の１００μｍのＰＥＴフィルムを使用し、導電性パターン形成部１２以外の部分にマスキングを行うために露光を行う。導電性パターン形成部１２は、直線パターンで、１００μｍピッチでライン幅が５０μｍ、ライン長が１００ｍｍのものを１０本備えたものとした。露光装置を用いて、フォトマスク１３を介して発光中心波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプで８０秒露光した。その後、金属粒子、バインダー、溶媒からなる親水性の溶液１４を塗布した。溶液１４はエポキシ系のバインダーを用いエタノールで希釈し金属粒子が４０重量％になるよう調整し、金属粒子は平均粒径３μｍでナノ粒子を少量分散させたＡｇ粒子を用いた。溶液１４はディッピングにより塗布し、基板１１を引き上げた後、適当な風圧でエアーブローを行い、導電性パターン形成部１２以外の部分（疎水性表面）についた余分な溶液１４を除去した。その後、１２０℃の熱風乾燥オーブンで３０分間、乾燥、硬化を行い、金属粒子層１４Ａを得た。

さらに、市販の無電解銅めっき液（メルテックス株式会社製 メルプレートＣＵ-５１００）に６０分浸漬し、めっき層１５を形成し、導電性パターンを有する導体層１６を得た。
導電性パターンの導体層１６の厚みは４．６μｍとなり、１００ｍｍの直線パターンの両端を電極として抵抗を測定すると１０本の平均は０．３３Ωとなり、導電性パターンとして十分利用できることがわかった。

次に、本発明の導電性パターンの形成方法である実施例２について説明する。工程の概略を図４に示す。
実施例１で使用したものと同じ基板１１を用意し、同形状の導電性パターンを形成するものとし、導電性パターン形成部１２が開口したメタルマスク１３を使用した。メタルマスク１３はＦｅ-４２Ｎｉ、厚さ５０μｍであり、基板１１としっかり密着させた後、基板１１全面に均一に処理されるよう大気圧プラズマ処理を行った。大気圧プラズマ処理は、プラズマ処理装置Ｐを、アルゴンガスを流しながら放電出力１８０Ｗで３０ｍｍ/ｓｅｃで走査した。その後、金属粒子、バインダー、溶媒からなる親水性の溶液１４を塗布した。溶液１４はエポキシ系のバインダーを用いエタノールで希釈し金属粒子が４０重量％になるよう調整し、金属粒子は平均粒径３μｍでナノ粒子を少量分散させたＡｇ粒子を用いた。溶液１４はディッピングにより塗布し、基板１１を引き上げた後、適当な風圧でエアーブローを行い、基板１１の表面（親水化処理されていない部分）についた余分な溶液１４を除去した。その後、１２０℃の熱風乾燥オーブンで３０分間、乾燥、硬化を行い、金属粒子層１４Ａを得た。

さらに、市販の無電解銅めっき液（メルテックス株式会社製 メルプレートＣＵ-５１００）に６０分浸漬し、めっき層１５を形成し、導電性パターンを有する導体層１６を得た。
導体層１６の厚みは４．６μｍとなり、１００ｍｍの直線パターンの両端を電極として抵抗を測定すると１０本の平均は０．３５Ωとなり、導電性パターンとして十分利用できることがわかった。

次に、本発明による多層の配線板である実施例３を説明する。概略を図５に示す。
絶縁基板２１として、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを準備し、その一方の面に接着剤を塗布した後、パンチングにより層間接続用の径３００μｍのビア（貫通孔）を形成した。その後、絶縁基板２１に接着剤を介して厚さ１２μｍの銅箔を貼り付け、レジスト形成、エッチング、レジスト剥離を行い、絶縁基板の一方の面に第一の導体層２７を形成した。この第一の導体層２７は、後に電解めっきができるよう、全配線部が導通したパターンとし、露光工程の前にめっき用の電極となる部分のみを露出させ、第一の導体層２７のその他の部分には、めっき保護のためのフィルムを貼り付けた。第二の導体層２６の導電性パターンが形成される部分及びビアの側壁（貫通孔の側壁）が露光されるようにしたフォトマスクを使用し、投影露光方式の露光装置でフォトマスクを介して、発光中心波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプで９０秒露光した。

その後、金属粒子が分散した親水性の溶液を塗布した。溶液はアクリル系のバインダーを用いイソプロピルアルコールで希釈し金属粒子が３０重量％になるよう調整し、金属粒子は平均粒径３．０μｍでナノ粒子を少量分散させたＡｇ粒子を用いた。溶液はスピンコート法により塗布し、５００ｒｐｍで３０秒、３０００ｒｐｍで９０秒基板を回転させ、余分な溶液を除去した。その後、１５０℃の熱風乾燥オーブンで４０分間、乾燥、硬化を行い、金属粒子層を得た。

さらに、第一の導体層２７で保護フィルムを貼り付けていない導電性部分を電極として、電解銅めっきを施した。２００ｇ/Ｌの硫酸銅水溶液中で、導電性パターンの面積に対して、１０Ａ/ｄｎ２の電流を流し、２０分間処理し、層間接続部２９及び第二の導体層２６を得た。
第二の導体層２６の厚みは６．２μｍとなり、層間、表面の導電性も十分な多層の配線基板を形成することができた。

以下、本発明による多層の配線板である実施例４を説明する。概略を図６から図８に示す。
まず、図６に示すように、厚さ１２μｍの銅箔に、２５μｍの厚さになるようにポリイミドをキャスティングした基板２１を用意した。銅箔面に１５μｍ、ポリイミド面に４０μｍの市販のドライフィルムレジスト４１、４２をラミネートし、銅箔面には第一の導体層２７、ポリイミド面には層間接続用のビア２８（貫通孔）のパターンが形成されるように、露光・現像した。銅箔面のレジストパターン４２上に保護フィルム４３を貼り付け、市販のポリイミドエッチング液（東レエンジニアリング製ＴＰＥ３０００）に８５℃の液温で噴流しながら１５分間浸漬し、層間接続用の径３００μｍのビア２８（貫通孔）を形成した。その後、ポリイミド面のレジスト４１を剥離し、保護フィルム４４を貼り付け、銅箔面の保護フィルム４３を剥離し、銅箔のエッチングを行い第一の導体層２７のパターンを得た。

次に、図７（ａ）に示すように、第二の導体層２６の導電性パターンが形成される電性パターン形成部２２及びビア２８の側壁（貫通孔の側壁）が露光されるようにした第一のフォトマスク２３を使用し、基板２１と第一のフォトマスク２３の位置合わせをして密着させた後、発光中心波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプで８０秒露光した。
第一の導体層２７は、後に電解めっきができるよう、全配線部が導通したパターンとし、露光工程の前にめっき用の電極となる部分のみを露出させ、図７（ｂ）に示すように、第一の導体層２７にめっきの保護フィルム４５を貼り付けた。

その後、金属粒子が分散された親水性の溶液２４を塗布した。溶液はアクリル系のバインダーを用いイソプロピルアルコールで希釈し金属粒子が３０重量％になるよう調整し、金属粒子は平均粒径３．０μｍでナノ粒子を少量分散させたＡｇ粒子を用いた。溶液２４はスピンコート法により塗布し、５００ｒｐｍで３０秒、３０００ｒｐｍで９０秒基板を回転させ、余分な溶液２４を除去した。その後、１５０℃の熱風乾燥オーブンで４０分間、乾燥、硬化を行い、図７（ｃ）に示すように、金属粒子層２４Ａを得た。

そして、図７（ｄ）に示すように、第一の導体層２７で保護フィルム４５を貼り付けていない導電性部分を電極として、電解銅めっきを施した。２００ｇ/Ｌの硫酸銅水溶液中で、導体性パターンの面積に対して、１０Ａ/ｄｎ２の電流を流し、２０分間処理し、層間接続部２９及び第二の導体層２６を得た。

次に、図８に示すように、第二の導体層２６上にエポキシ系熱硬化型層間絶縁樹脂を塗布して第二の絶縁層３１とし、これに層間接続用の径３００μｍのビア３８（貫通孔）を形成した。第三の導体層３６の導電性パターンが形成される導電性パターン部３２及びビア３８の側壁が露光されるようにした第二のメタルマスク３３を使用し、第一の導体層２７及び第二の導体層２６の導電性パターンと位置合わせをして露光を行った。露光の条件は第二の導体層２６の導電性パターンを形成する際の露光工程と同じ条件で行った。さらに、金属粒子が分散した親水性の溶液を塗布、硬化を行って金属粒子層３４Ａを形成し、さらに電解めっきによりめっき層３５を形成する。これにより、第三の導体層３６が形成できた。

以上で、導体層を３層有し、層間、表面の導電性も十分な多層の配線板２０を形成することができた。形成された導体層２６、３６の厚みを断面観察した結果、第二の導体層２６が５．３μｍ、第三の導体層３６が５．８μｍとなり、層間、表面の導電性も十分な多層の配線板２０を形成することができた。

本発明の第１の実施形態である導電性パターンの形成方法を適用した配線板の製造方法の概略説明図である。 本発明の第２の実施形態である層間接続部を備えた多層の配線板の製造方法の概略説明図である。 本発明の実施例１である配線板の製造方法の工程概略図である。 本発明の実施例２である配線板の製造方法の工程概略図である。 本発明の実施例３である配線板の概略説明図である。 本発明の実施例４である配線板の製造方法の工程概略図である。 本発明の実施例４である配線板の製造方法の工程概略図である。 本発明の実施例４である配線板の製造方法の工程概略図である。

符号の説明

１０、２０ 配線板
１１、２１ 基板
１２、２２、３２ 導電性パターン形成部
１４、２４ 溶液
１５，２５、３５ めっき層
１６、２６ 第二の導体層
２７ 第一の導体層
３６ 第三の導体層

Claims (15)

1. 基板の表面に導電性パターンを形成する導電性パターンの形成方法であって、
   疎水性の表面を有する前記基板を選択し、
   前記基板の表面のうち前記導電性パターンを形成する導電性パターン形成部に親水化処理を施す親水化処理工程と、
   前記基板の表面に、金属粒子、バインダー、溶媒を含む親水性の溶液を接触させ、前記親水化処理が施された前記導電性パターン形成部に選択的に前記溶液を付着・固化させて金属粒子層を形成する金属粒子層形成工程と、
   前記金属粒子層が形成された前記基板の表面に、無電解めっきあるいは電解めっきを施してめっき層を形成するめっき工程と、
   を備えたことを特徴とする導電性パターンの形成方法。
2. 前記基板は、高分子材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性パターンの形成方法。
3. 前記溶液に含まれる前記金属粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの合金、又は、混合物から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性パターンの形成方法。
4. 前記無電解めっきまたは前記電解めっきにより形成される前記めっき層は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏから選択されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法。
5. 前記親水化処理は、紫外光を照射することによって行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法。
6. 前記親水化処理のための前記紫外光の照射は、フォトマスクを介して行うことを特徴とする請求項５に記載の導電性パターンの形成方法。
7. 前記親水化処理のための前記紫外光の照射は、メタルマスクを介して行うことを特徴とする 請求項５に記載の導電性パターンの形成方法。
8. 前記親水化処理のために照射する前記紫外光は、エキシマ光であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法。
9. 前記親水化処理は、プラズマ処理であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法。
10. 前記親水化処理のための前記プラズマ処理は、メタルマスクを介して行うことを特徴とする請求項９に記載の導電性パターンの形成方法。
11. 基板の表面に導電性パターンが形成されてなる配線板の製造方法であって、
    前記導電性パターンを請求項１から請求項１０のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法により形成することを特徴とする配線板の製造方法。
12. 前記基板の裏面には、第一の導体層が形成され、前記基板には、その表面と裏面とに開口した貫通孔が形成されており、
    前記基板の表面に第二の導体層として前記導電性パターンを請求項１から請求項１０のいずれかに記載の導電性パターンの形成方法により形成するとともに、
    前記親水化処理工程において、前記絶縁層に形成された貫通孔の側壁部分に親水化処理を施し、
    前記金属粒子層形成工程において、前記貫通孔の側壁に選択的に前記溶液を付着・固化させて金属粒子層を形成し、
    前記めっき工程において、前記貫通孔の側壁に形成された金属粒子層部分にめっき層を形成することにより、
    前記貫通孔部分に前記第一の導体層と前記第二の導体層とを接続する層間接続部を形成することを特徴とする配線板の製造方法。
13. 前記導体層の上に他の絶縁層を積層する絶縁層積層工程と、前記親水化処理工程と、前記金属粒子層形成工程と、前記めっき工程と、を繰り返し行うことを特徴とする請求項１２に記載の配線板の製造方法。
14. 前記貫通孔が、前記第一の導体層側に向かうにしたがい漸次面積が小さくなるようなテーパ形状とされていることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の配線板の製造方法。
15. 請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の配線板の製造方法により製造されたことを特徴とする配線板。

Images