JP2000502407A - 非導電性支持体材料の上に配置されたパターン導線構造体、特に微細なパターン導線構造体およびそれの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、重金属含有ベースとそのベースの上に適用された金属化層とより成る非導電性支持体材料の上に配置されたパターン導線構造体、特に微細なパターン導線構造体に関する。本発明は重金属含有ベースが非導電性の有機性重金属錯塩の分解によって生じる重金属核を含有しており、その際に重金属錯塩が支持体物質のミクロ孔多孔質表面の全面に適用されそしてパターン導線構造の付近の領域にその表面を形成している。本発明のパターン導線構造体は公知のパターン導線構造体に比較して簡単に製造できる。更に沈着した金属性パターン導線は非常に良好な接着特性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 非導電性支持体材料の上に配置されたパターン導線構造体、特に微細なパター ン導線構造体およびそれの製造方法 本発明は、請求項１の上位概念に従う非導電性支持体材料の上に配置されたパ ターン導線構造体、特に微細なパターン導線構造体および請求項４の上位概念に 従うパターン導線構造体の製造方法に関する。 専門雑誌“Galvanotechnik”の別冊“ＬＡＤ−微細導体金属化のための新規の レーザー被覆法（LAD-Ein neuartiges lasergestijtzetes Beschichtungsverfah ren fnr Feinstleitermetallisierungen”、Ｎｏ．１０、第８１巻（１９９０） によって、非導電性支持体物質の上に１ＯＯｍｍより明らかに薄い微細導体構造 物を製造するために薄い膜として酢酸Ｐｄ溶液を全面に塗布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続くレーザー照射によって 、製造すべきパターン導線構造体の領域に後続の無電流金属化のためのコアとし て金属原子が遊離される。しかしながら金属化の前に、支持体物質の上に塗布さ れた金属含有塗膜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。こ の場合、この洗浄工程の質は後続の無電流金属化工程の際の悪出来(wild growth )の問題を回避するのに決定的な役割を果たす。一般に、上記の方法によったの では沈着した金属性パターン導線の十分な接着強度を達成できないこと判ってい る° ドイツ特許（Ｃ１）第４，２１０，４００号明細書には、レーザーによって局 所的に加熱することによって重金属塩の混合物よりなる、基体上に塗布された膜 から銅を直接的に析出させる方法が開示されている。この方法は熱的に活性化を 行なう化学の分野では、得られるパターン導線構造体の微細度が制限されるとい う欠点を伴う。更に、塗布された塗膜が導電性塗膜であるために、金属化工程の 前に費用の掛かりかつ問題のある洗浄工程を必要とする。非導電性重金属錯塩を 用いることおよび重金属核を遊離するためにエキシマ−レザーＵＶ線によって重 金属錯塩を冷間分解することもここでは明示されていないし示唆されてもいない ° ドイツ特許出願（Ａ１）第４，１２４，６８６号明細書には、レーザー線エネ ルギーの作用によって有機系Ｃｕ−重金属錯塩含有の気相から基体上に銅を組織 的に析出させる方法が開示されている。この方法の大きな欠点は、銅の組織的析 出を不活性ガス雰囲気の真空室で行なうことである。装置上のおよび作業上のこ の多大な費用が慣用の回路盤およびプリント回路の分野でこの方法を広く使用す るのに障害となる。 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、次いで窓越しに２４９ｎｍのエキシマレーザーで照 射し構造物を製造する方法も公知である。この方法も、蒸気相からのパラジウム の析出を真空室中で行なうので、慣用の回路盤およびプリント回路の分野で使用 するのには不経済となる程に費用が掛かる。 本発明の課題は、電気回路の微細なパターン導線構造体を合理的にかつ確実に 製造することができそして１０μｍのパターン導線幅および−間隔までのパター ン導線の微細組織を確実に保証するパターン導線構造体を製造する合理的でかつ 確実な方法を提供することである。 この課題は請求項１および４の特徴部分によって解決される。本発明の別の実 施態様はそれぞれの従属項に記載されている。 本発明のパターン導線構造体は慣用のパターン導線構造体に比較して簡単に製 造できる。支持体材料の重金属含有ベースは、支持体物質のマイクロ孔多孔質表 面に適用された電気的に非導電性の有機性重金属錯塩を分解することによって生 じる重金属核を含有しているので、悪出来の問題を回避するために、金属化工程 の前に重金属含有ベースの未処理領域を除く必要がない。更に、沈着した金属製 パターン導線の優れた接着強度が得られりる。 パターン導線構造を製造する本発明の方法の場合には、支持体物質の上に塗布 される重金属含有成分として非導電性の有機性重金属錯塩を使用することによっ て、エキシマレーザーＵＶ線を作用させた直後に化学的還元金属化を行なうこと ができる。製造すべきパターン導線構造体の領域ではエキシマレーザーＵＶ線の 作用によって重金属錯塩の分解が生じ、それによって部分的還元性金属化のため に高反応重金属核が遊離される。いずれにしても問題のある洗浄工程を必要とし ない。それにもかかわらず金属化はいかなる悪出来なしに行うことができ、非常 に鮮明な輪郭で形成される。生成され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追加的な助になる。 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。明らか な通り、この種の重金属錯塩は本発明の方法に従って微細構造化するのに特に適 している。構造化分解反応を開始するためには、除去(ablation)するのに必要と されるよりもまたは公知の系の場合に分解として説明される作用メカニズムの開 始に必要とされるよりも非常に少ないエネルギー密度のＵＶ−線で十分である。 要するにこの僅かなエネルギー導入の結果として離脱粒子が決して生じず、金属 化の前の精製工程も省ける。更に、レーザーパルスと構造化との関係で、公知の 離脱技術の場合よりも非常に大きな面積を照射することできる。 更に本発明の範囲においては、重金属錯塩から重金属核を離脱するために好ま しくは２４８ｎｍの波長のＫｒＦ−エキシマレーザーを使用するのが有利である 。錯塩を加熱することなく分解を実施することが可能である。これによって作用 領域における材料の溶融を避けることができる。この結果は、分解除去された重 金属核を有する領域の非常に高いエッジ鮮明度となりそしてその結果として金属 化構造物中に非常に高度の極めて有利なエッジ鮮明度が得られ、これは特に微細 導電体の場合に非常に重要である。 有利な実施態様によれば、二酢酸パラジウムを有機性錯塩形成剤と反応させて Ｐｄ−錯塩を生ずる。明らかにした通り、有機性錯塩形成剤としてＮ、Ｏ、Ｓ、 Ｐの様なリガンド原子を複数持つ自体公知の高安定性の多官能性キレート剤を使 用した場合が有利である。更に、多官能性キレート剤をイオン化基、例えば水酸 基またはカルボキシル基と一緒に使用することができることも本発明の範囲にあ る。 殊に、立体障害芳香族化合物および金属錯塩基との分子組合せ物は有機錯塩形 成剤として使用できる。この場合、式で表される有機錯塩形成剤を使用するのが特に有利である。 原則として、重金属錯塩は溶剤、Ｐｄ−錯塩の場合にはジメチルホルムアミド に溶解し、多孔質の支持体材料あるいは多孔質表面を有する支持体材料に塗布す る。この場合、例えばミクロ孔多孔質表面を有する可撓性のポリアミドフィルム または紙でもよい。Ｐｄ−錯塩は材料の多孔質の孔中に侵入し得る。後続の金属 化の際に、コンダクター・トレイン(conductor train)を接合するのには、金属 化の際に使用される銅がその内部に成長して行きそしてその内部に根を下ろせる 多孔質構造が有利である。達成可能な非常に微細な構造は、接着性の中間被覆物 を必要とせずそして可能な導体ストリップ幅に下限がないことで優れている。更 にエキシマレーザーＵＶ線がその短い波長のために金属核を有する非常に細かく 鮮明に構成された構造物が形成される。 重金属錯塩を多孔質構造を形成する結合剤中に混入し、次いで支持体材料に被 覆物として塗布することも本発明の実施態様である。この様な方法も取り扱いが 非常に簡単であることおよび信頼性があることから多くの用途に有用である。 本発明によれば有機非導電性重金属錯塩はミクロ孔多孔質ベース材料の上に均 一に分散され、多孔質構造を形成する結合剤中に混入されそして次に支持体材料 の上に被覆物として設けられる。次いで重金属錯塩は選択的に適用されるエキシ マレーザーＵＶ照射によって金属化すべき領域だけ金属核が形成される様に分解 され、その金属核が次いで還元浴中で金属の沈着を実現する。この金属の沈着は 多孔質ベース材料中にそれ自体が根をはることによるかまたは外部に横たわるこ とによって行なう。例えば強く接合したコンダクター・トレインが形成される。 本発明の方法は平面に適用されるレーザー線および簡素化された大量生産での マスキング技術にて使用することができるし、プロットタイプ−または少量生産 のために点焦点レーザービームを例えば数量的に制御誘導することによってマス キングせずに使用できる。 以下に本発明を実施例によって更に詳細に説明する。 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 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 ミドに導入し、加熱することによって溶解する。次いで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、ミクロ孔多孔質ポリイミドフィルムを上記溶液に浸漬する。室温で１０時間 乾燥した後に、こうして得られるベース物質をＫｒＦ−エキシマレーザー、即ち ２４８ｎｍの波長のエキシマレーザーをマスクを通して照射する。曝露された領 域に非常に微細に分散した金属パラジウムが錯塩から分解放出される。市販の還 元性非電気的銅浴中で強固に付着した係留用銅が曝露領域に選択的に析出される 。コンダクター・トレインが形成され、使用可能な柔軟な回路が得られる。 本発明の方法は、ミクロ孔多孔質表面を持つ他の非導電性物質、例えばセラミ ックベース物質またはガラスより成る回路支持体の上にパターン導線構造体を製 造することを可能とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィースブロック・ホルスト ドイツ連邦共和国、Ｄ―32657 レムゴ、 リヒアルト―ヴァーグナー―ストラーセ、 ７アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．重金属含有ベースとそれの上に適用された金属化層とより成る、非導電性支 持体材料の上に配置されたパターン導線構造体、特に微細なパターン導線構造体 において、重金属含有ベースが非導電性の有機重金属錯塩の分解によって生じる 重金属核を含有しており、該重金属錯塩は支持体材料のミクロ孔多孔質表面上の 全面に適用されておりそしてパターン導線構造体を取り巻く領域にその表面を形 成していることを特徴とする、上記パターン導線構造体。 ２．重金属錯塩がＰｄ−含有重金属錯塩である請求項１に記載のパターン導線構 造体。 ３．重金属錯塩がＰｄ−錯塩である請求項１に記載のパターン導線構造体。 ４．重金属含有成分を非導電性支持材料への被覆物として適用し、パターン導線 構造体の領域にエキシマレーザーＵＶ線を選択的に適用し、その際に重金属核を 遊離しそしてこの領域を化学的に還元して金属化する、請求項１のパターン導線 構造体を製造する方法において、重金属含有成分として非導電性有機性重金属錯 塩を使用し、エキシマレーザーＵＶ線による該重金属錯塩の分解によって重金属 核を遊離しそして支持体材料がミクロ孔多孔質表面を有していることを特徴とす る、上記方法。 ５．Ｐｄ−含有重金属錯塩を使用する請求項４に記載の方法。 ６．Ｐｄ−錯塩を使用する請求項４に記載の方法。 ７．パラジウム塩を有機性錯塩形成剤と反応させることによってＰｄ−錯塩を生 成する請求項６に記載の方法。 ８．二酢酸パラジウムを有機性錯塩形成剤と反応させそして結晶化させることに よってＰｄ−錯塩を生成する請求項６または７に記載の方法。 ９．有機性錯塩形成剤としてＮ、Ｏ、Ｓ、Ｐの様なリガンド原子を複数持つ高安 定性の多価キレート形成剤を単独でまたはイオン化基、例えばヒドロキシル基ま たはカルボキシル基と一緒に使用する請求項８に記載の方法。 １０．有機性錯塩形成剤として立体障害芳香族化合物および金属錯塩形成基との 分子内組合せ物を使用する請求項８または９に記載の方法。 １１．式 で表される有機性錯塩形成剤を使用する請求項８、９または１０に記載の方法。 １２．溶剤に溶解した重金属錯塩を、多孔質支持体材料または多孔質表面を有す る支持体材料に適用する請求項４〜１１のいずれか一つに記載の方法。 １３．重金属錯塩をポリイミド膜フィルムに塗布する請求項１２に記載の方法。 １４．Ｐｄ−錯塩のための溶剤としてジメチルホルムアミドまたは酢酸エチルを 使用する請求項６または１２または１３に記載の方法。 １５．重金属錯塩を多孔質構造を形成する結合剤中に混入し、次いで支持体材料 に被覆物として適用する請求項４〜１１のいずれか一つに記載の方法。 １６．重金属核を２４８ｎｍの波長を有するＫｒＦ−エキシマレーザーによって 分解する請求項４〜１５のいずれか一つに記載の方法。