JP2002532620A - 印刷導体構造物の製造方法 - Google Patents

印刷導体構造物の製造方法

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JP2002532620A JP2000587591A JP2000587591A JP2002532620A JP 2002532620 A JP2002532620 A JP 2002532620A JP 2000587591 A JP2000587591 A JP 2000587591A JP 2000587591 A JP2000587591 A JP 2000587591A JP 2002532620 A JP2002532620 A JP 2002532620A
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    • C23C18/30—Activating or accelerating or sensitising with palladium or other noble metal

Abstract

(57)【要約】 本発明は、非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するかまたは支持体材料中に導入し、その支持体材料に製造しようとする導体構造の領域において紫外線レーザーを選択的に照射する非導電性支持体材料上に金属導体構造物を製造する方法に関する。結果として重金属核が遊離されそしてその領域が化学的還元によって金属化される。この方法は、合理的でかつ実施可能な方法を用いて非常に繊細な電導体構造物を得ることを可能とする。更にこの方法で析出される金属導体は優れた接合強度を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
本発明は、非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するかまたは
支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域において
紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてその領域
が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構造物を
製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
専門雑誌“Galvanotechnik（電気メッキ技術) ”の別冊“ＬＡＤ−Ein neuart
iges lasergestueztes Beschichtungsverfahren fuer Feinstleitermetallisier
ungen(微細電導体金属化のためのレーザーによる新しい被覆法) ”、第１０号、
第８１巻（１９９０）により、非導電性支持体材料の上に明らかに１００μｍ以
下の微細電導体構造を製造するために薄い膜として溶液よりなる酢酸Ｐｄ塩を平
面に適用することは公知である。次に２４８ｎｍの波長のエキシマレーザーによ
る後続のレーザー照射によって、製造しようとする印刷導体構造の領域において
金属原子を後続の無電流金属化のための核として遊離させることが記載されてい
る。しかしながら金属化の前に、支持体材料上に適用した金属含有フィルムの未
分解領域を除くための洗浄工程を実施する必要がある。その際の洗浄工程の精度
は後続の無電流金属化の際のワイルド結晶成長問題（Wildwuchsproblemen) を避
けるために重要な役割を果たしている。更に、析出される金属電導帯の十分な接
合強度が上記の方法によって得ることができないことも判っている。
【０００３】 ドイツ特許（Ｃ１）第４，２１０，４００号には、基体の上に適用した重金属
塩の混合物よりなる塗膜からレーザーによって局所的に加熱することによって銅
を直接的に析出させる方法が開示されている。この方法は使用できる導電帯構造
の精度に限界があるという欠点のある熱活性化化学の領域にある。更に、適用さ
れる塗膜は導電性塗膜であり、そのために、費用が掛かり且つ問題のある洗浄工
程が金属化の前に必要とされる。非導電性重金属錯塩を使用することおよび重金
属核を遊離するために紫外線照射により重金属錯塩を冷間分解することは知られ
ていないし示唆されてもいない。
【０００４】 米国特許第４，５７４，０９５号明細書によって、基体を真空室中でパラジウ
ム−錯塩化合物の蒸気に曝しそして次に窓を通して２４９ｎｍ−エキシマレーザ
ーを照射して構造化することは公知である。この方法は、真空室で蒸気状相から
パラジウムを析出させるので、慣用の回路板および配線体（Schaltungstraeger)
の分野で使用するには不経済である程に費用が掛かる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、１０μｍ以下の導電路幅および−間隔までの回路の精密構造
を確実に保証する、印刷導体構造物の合理的で確実な製造方法を提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１〜1 3 のいずれか一つに記載の特徴によって解決される
。本発明の別の実施態様はこれらの請求項の従属形式の請求項に示してある。
【０００７】 本発明は、脂肪族および芳香族のモノ−およびジカルボン酸のカルボン酸アミ
ドおよびそれらのＮ−モノ置換誘導体、例えばＮ，Ｎ’−ジフェニルオキサル酸
ジアミドの化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させる
ことに関する。
【０００８】 更に本発明は、重金属錯塩が環状アミド、例えばバルビツール酸の化学構造を
有する有機系錯塩形成剤を用いて生成させることにも関する。
【０００９】 また、重金属錯塩は脂肪族アルデヒドおよび好ましくは芳香族アルデヒド、例
えばベンズアルデヒドおよびサリチルアルデヒドのまたはｏ−ヒドロキシアリー
ルケトン類のヒドラゾン（Ｉ）およびビスヒドラゾン（II）の化学構造を有する
有機系錯塩形成剤を用いて生成することも可能である：
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】 重金属錯塩は、場合によっては脂肪族および芳香族モノ−およびジカルボン酸
のヒドラジド並びにそれらのＮ−アシル化誘導体、例えば（III)および（IV) の
化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて生成させることもできる：
【００１２】
【化３】 本発明には、重金属錯塩をジアシル化ヒドラジン、例えば式（Ｖ）および（VI
）の化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて生成させることも包含される：
【００１３】
【化４】 更に重金属錯塩はフェニレンジアミン、例えばＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−
ｐ−フェニレンジアミン（VII)の化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて生
成させることも可能である:
【００１４】
【化５】 判っている通り、ヘテロ環式化合物、例えばメラミン誘導体、ベンゾトリアゾ
ール、８−オキシキノリン、ヒドラゾン、およびヒドラジノトリアジンのアシル
化誘導体、例えば（VIII) 、アミノドリアゾールおよびそれのアシル化誘導体、
例えば（IX) の化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成さ
せることも可能である：
【００１５】
【化６】 場合によっては重金属錯塩はポリヒドラジド、例えば（Ｘ）の化学構造を有す
る有機系錯塩形成剤を用いて生成させることも可能である：
【００１６】
【化７】 ｎは１〜１０であり、Ａはアルキレンまたはフェニレン
【００１７】
【化８】 更に本発明は、ジサリチリデン、例えばＮ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−
ジアミノプロパン（XI）の化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯
塩を生成させることにも関する:
【００１８】
【化９】 更に本発明は立体障害フェノール類および金属錯塩化性基との分子的組合せの
化学構造を有する有機系錯塩形成剤、例えば（XII)、(XIII)、(XIV) および(XV)
を用いて重金属錯塩を生成させることにも関する：
【００１９】
【化１０】 （＋＝第三ブチル基）
【００２０】
【化１１】 本発明は場合によってはベンジル燐酸−Ｎｉ−塩、例えば（XVI)だけまたはこ
こに記載の他の錯塩形成剤との組合せの化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用
いて重金属錯塩を生成させることにも関する。
【００２１】
【化１２】 更に本発明はピリジンチオール−Ｓｎ−化合物、例えば(XVII)の化学構造を有
する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることにも関する。
【００２２】
【化１３】 本発明には、硫黄含有ビスフェノールの第三亜燐酸エステル、例えば(XVIII)
の化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることも包
含される。
【００２３】
【化１４】 上記の核錯塩形成剤は、重合体相中に十分に溶解あるいは容易に分散すること
ができそして更に良好な相容性がある有利な性質を有している。その良好な相容
性のために害になる風解（Ausblueheffekte)が回避される。
【００２４】 上述の錯塩形成剤は良好な耐抽出性および耐アルカリ性および耐酸性および耐
メッキ浴性が優れている。これらの錯塩形成剤も有利なことに揮発性がなくそし
て急性毒性がなく並びに皮膚および粘膜への刺激がない。
【００２５】 上記の有機系錯塩形成剤と重金属塩との反応によって生成される重金属錯塩は
、温度安定性がありそしてその分解温度は熱可塑性合成樹脂のダイカスト温度お
よび塗料の硬化温度より上にある。ハンダ付け工程の間の温度の影響でも本発明
に従って使用される重金属錯塩を分解することができない。結果として重金属錯
塩は導電路の周囲でも非導電性のままである。
【００２６】 重金属含有成分として、重金属塩と有機系錯塩形成剤とを反応させることによ
って生じそして導電路の領域の重金属錯塩の紫外線照射による分解によって重金
属核を遊離する非導電性有機重金属錯塩を使用することによって、紫外線の作用
の直後に化学還元的金属化を行なうことができる。製造すべき導電路構造物の領
域で紫外線の作用によって重金属錯塩の破壊が行なわれ、それによって部分還元
的金属化のための高反応性重金属核が遊離される。この金属化はいかなるワイル
ド結晶成長もなく非常に鋭い縁を形成しながら行なわれる。生じる重金属核は高
い反応性があるので、必要な層厚での所望の正確な金属化が行なわれるのが特に
有利である。支持体材料は微細多孔質表面を有しているので、更に、析出する金
属導電路の優れた接合強度も達成される。
【００２７】 重金属錯塩を多孔質支持体上で溶剤、例えばジメチルホルムアミドに溶解する
かあるいは多孔質表面を持つ支持体材料の上に適用することも本発明の実施態様
である。この場合には多孔質表面を有する柔軟なポリイミド−膜または紙が適し
ている。この場合には重金属錯塩が材料の孔に侵入し得る。続く金属化の際に導
電帯路を接合するために、金属化の際に例えば使用される銅がその内部に成長し
そしてそこに根の様に確り絡み固形される多孔質構造が有利である。得ることの
できる非常に繊細な構造は、接着剤層を必要とせずそしてそれ故に可能な導電路
幅の下限がない点で有利である。更に使用される紫外線は波長が短いために、金
属化核のある非常に繊細な鋭敏に形成された構造が可能である。生ずる導電帯構
造物の領域では紫外線照射の影響によって重金属錯塩の分解が行なわれ、それに
よって部分還元的金属化のために高反応性重金属核が遊離される。この金属化は
如何なるワイルド結晶成長もなしに非常に鋭敏な縁部を形成しながら行なわれる
。形成される重金属核は高い反応性があるので、必要とされる層厚において所望
の通り正確に金属化することが補足的に有利である。支持体材料が微晶多孔質表
面を有しているので、析出した金属導電帯に優れた接着強度が達成される。
【００２８】 重金属錯塩を溶剤、例えばジメチルホルムアミドに溶解し、多孔質支持体材料
あるいは多孔質表面を有する支持体材料に適用することも本発明の実施態様であ
る。この場合、例えば微晶多孔質表面を有する柔軟性のあるポリイミド膜または
紙が適している。重金属錯塩はここでは材料の孔中に侵入し得る。後続の金属化
の際に電導体を接着するため、金属化の際に例えば使用される銅が内部に成長し
そしてそこで根の様に絡み合う孔構造が有利である。得ることのできる非常に微
細な構造は、接着剤層を必要とせずそしてそれ故に導電帯幅を下限なしに与える
ことができるという点で優れている。更にここで使用される紫外線はその短い波
長のために、金属化核を有する非常に繊細で鋭く形成された構造が可能である。
【００２９】 支持体材料が微小多孔質のまたは微小な凹凸のある支持帯粒子で形成されてお
り、その支持体粒子を支持体材料中に混入しおよび／または支持体材料に適用お
よび接合し、形成するべき導電帯構造物の領域での電磁的紫外線照射を支持体材
料上に選択的に適用し、支持体粒子が剥離によって放出されそして次に結合した
重金属錯塩の分解によって重金属核が遊離されそしてこの領域が導電体構造の形
成のために次いで化学還元的に金属化される。
【００３０】 本発明の特に有利な実施態様によれば、重金属塩としてパラジウム塩を使用す
る。場合によってはパラジウム塩を他の重金属の塩と併用してもよい。重金属塩
として二酢酸パラジウムを使用するのも有利である。Ｐｄ−錯塩あるいはＰｄ含
有重金属錯塩を使用するのが有利である。判っている通り、この種の重金属錯塩
は本発明の方法に従う微細構造化に特に良好に適している。特に構造化分解反応
を誘導するためには、公知の系の場合の除去（Abtragen) のためよりも非常に低
いエネルギー密度の紫外線で十分である。更に、エキシマレーザーのレーザー・
パルス当りの構造化との関係において、公知の剥離技術の場合よりもに非常に大
きな面に照射することができる。
【００３１】 更に本発明の範囲には、重金属錯塩から重金属核を遊離させるために好ましく
は２４８．５ｎｍの波長を有するＫｒＦ−エキシマレーザーまたは３５５ｎｍの
波長を有する周波数三倍増したＮｄ：ＹＡＧ−レーザーを使用することも含まれ
る。加熱することなく錯塩を分解することも可能である。これによって作用領域
で材料が溶融することが回避される。この結果は分解される重金属核を有する領
域の非常に高い境界に鋭さがありそしてこのことから金属構造縁の非常に高度で
極めて有利な鋭さがもたらされる。このことは精密導体の場合に特に重要である
。
【００３２】 本発明の方法は、平面的に適用されるレーザー照射およびマスク技術でも合理
的な大量生産で使用することができるし、点焦点レーザー線の例えばＮＣ−制御
された処理法によってマスクなしで使用することもできる。
【００３３】 以下に本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
【００３４】
【実施例】
２．２４重量部の二酢酸パラジウムを１００重量部のジメチルホルムアミドに
溶解する。更に式
【００３５】
【化１５】 で表される２．９４重量部の有機錯塩形成剤を８００重量部のジメチルホルムア
ミド中に導入しそして加温することによって溶解する。次に両方の溶液を混合し
、反応させる。その直後に、溶液を冷却しそして生じるパラジウム錯塩が沈殿す
る前に、微小多孔質ポリイミド膜をこの溶液中に浸漬する。室温で１０時間乾燥
した後に、こうして得られるベース材料をＫｒＦ−エキシマレーザー、即ち２４
８．５ｎｍの波長のエキシマレーザーをマスクの上から照射する。照射された領
域ではその際に細分散した金属パラジウムが錯塩から遊離される。市販の外部電
流のない還元性銅浴中で、照射された領域に選択的に強固に係留された銅が析出
する。電導帯が形成される。即ち、これは使用可能な柔軟性のある配線である。
【００３６】 判っている通り、本発明の方法は、微小多孔質表面を有する他の導電性材料、
例えばセラミックベース材料またはガラスよりなる配線体の上に導電帯構造を生
成することが可能である。
【００３７】 本発明には、重金属錯塩を支持体材料中に導入すること、例えば熱可塑性合成
樹脂に導入することも包含される。適用されるべき導電帯の領域の射出成形部品
の表面に紫外線レーザーを照射することで、支持体材料の剥離を遊離重金属錯塩
の分解下に行い、その際に重金属核が遊離され、これが電導体を生成するために
無電流金属化を可能とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 18/28 Ｃ２３Ｃ 18/28 Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｃ Ｆターム(参考） 4K022 AA03 AA05 AA12 AA13 AA37 AA42 BA08 BA14 BA18 BA21 CA06 CA08 CA12 CA18 CA19 CA21 DA01 DA08 DB04 DB05 5E343 AA01 AA39 BB22 BB71 CC73 DD32 ER08 GG08

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、脂肪族および芳香族のモノ−およびジカルボン酸
    のカルボン酸アミドおよびそれらのＮ−モノ置換誘導体の化学構造を有する有機
    系錯塩形成剤を用いて、重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  2. 【請求項２】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、環状アミドの化学構造を有する有機系錯塩形成剤
    を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  3. 【請求項３】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、脂肪族アルデヒドおよび好ましくは芳香族アルデ
    ヒドのヒドラゾンおよびビスヒドラゾンの化学構造を有する有機系錯塩形成剤を
    用いて重金属錯塩を生成することを特徴とする、上記方法。
  4. 【請求項４】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、脂肪族および芳香族のモノ−およびジカルボン酸
    のヒドラジド並びにそれらのＮ−アシル化誘導体の化学構造を有する有機系錯塩
    形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  5. 【請求項５】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、ジアシル化ヒドラジンの化学構造を有する有機系
    錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  6. 【請求項６】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、フェニレンジアミンの化学構造を有する有機系錯
    塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  7. 【請求項７】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、ヘテロ環式化合物、例えばメラミン誘導体、ベン
    ゾトリアゾール、８−オキシキノリン、ヒドラゾン、およびヒドラジノトリアジ
    ンのアシル化誘導体の化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を
    生成させることを特徴とする、上記方法。
  8. 【請求項８】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、ポリヒドラジドの化学構造を有する有機系錯塩形
    成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  9. 【請求項９】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用するか
    または支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域に
    おいて紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそしてそ
    の領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体構
    造物を製造する方法において、ジサリチリデンの化学構造を有する有機系錯塩形
    成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  10. 【請求項１０】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用する
    かまたは支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域
    において紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそして
    その領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体
    構造物を製造する方法において、立体障害フェノール類および金属錯塩化性基と
    の分子的組合せの化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成
    させることを特徴とする、上記方法。
  11. 【請求項１１】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用する
    かまたは支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域
    において紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそして
    その領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体
    構造物を製造する方法において、ベンジル燐酸−Ｎｉ−塩の化学構造を有する有
    機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上記方法。
  12. 【請求項１２】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用する
    かまたは支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域
    において紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそして
    その領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体
    構造物を製造する方法において、ピリジンチオール−Ｓｎ−化合物の化学構造を
    有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを特徴とする、上
    記方法。
  13. 【請求項１３】 非導電性の重金属錯塩を非導電性支持体材料上に適用する
    かまたは支持体材料中に導入し、その支持体材料を形成するべき導体構造の領域
    において紫外線レーザーを選択的に照射し、その際に重金属核が遊離されそして
    その領域が化学的還元によって金属化される、非導電性支持体材料上に金属導体
    構造物を製造する方法において、硫黄含有ビスフェノールの第三−亜燐酸エステ
    ルの化学構造を有する有機系錯塩形成剤を用いて重金属錯塩を生成させることを
    特徴とする、上記方法。
  14. 【請求項１４】 有機系錯塩形成剤とパラジウム塩との反応によって生じる
    Ｐｄ−重金属錯塩を適用するかあるいは導入する請求項１〜１３のいずれか一つ
    に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 Ｐｄ含有重金属錯塩を適用するかあるいは導入する請求項
    １〜１３のいずれか一つに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 パラジウム塩を他の重金属の塩の併用下に反応させること
    によってＰｄ含有重金属錯塩を生成させる請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 パラジウム塩として二酢酸パラジウムを使用する請求項１
    ４〜１６のいずれか一つに記載の方法。
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