JP2003509590A - 導体パターンを電気絶縁性基板上に形成するための方法 - Google Patents

導体パターンを電気絶縁性基板上に形成するための方法

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Abstract

(57)【要約】 導体パターンを電気絶縁性基板上に形成するため、一つの方法が提案され、その方法ではa）金属皮膜で被覆された基板は、上記金属皮膜が少なくとも一種類の窒素含有化合物を含む溶液を用いた処理により形成された保護皮膜で覆われ、b）上記保護皮膜が、少なくとも部分的に形成されるべき導体パターンに対応しない領域内でＵＶ放射により、金属皮膜が露出されるようにはく離され、c）露出された金属皮膜がエッチングにより引き続き除去される。この方法を用いて極めて微細な導体パターンが絶縁基板上に再現可能で製造されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体パターンを金属皮膜で、好適には銅皮膜で被覆された電気絶縁
性基板（誘電性サブストレート）上に形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導体パターンを電気回路担体上に製造するため、これまでに極めて多くの様々
な方法が提案されている。パネルめっき法では、まず穴の開いたプリント配線板
材料のすべての面を覆う銅皮膜を、導体構造に必要な厚みを有するよう製造する
。引き続き、形成されるべき導体構造に対応するプリント配線板-外面の領域を
レジスト皮膜で覆い、その結果、これら領域は引き続きなされるエッチングプロ
セスの際に残留する。パターンめっき法では、まず薄い銅皮膜をプリント配線板
材料上に形成する。その上に例えばフォトレジスト膜を塗布し、さらに形成され
るべき導体構造に対応する個所で銅皮膜が、フォト構造付与により再び露出され
る。この露出された銅領域に金属皮膜を施与する。引き続きフォトレジスト膜を
除去し、露出された銅皮膜をエッチングで除去する。金属レジスト方法において
は、電気めっきレジストとして金属レジストを、例えばスズ／鉛-皮膜を施与す
る。
【０００３】 これらの方法には重大な欠点がある。とりわけ生産条件下では１００μｍ以下
の構造幅をもつ導体構造を再現可能に製造することは不可能であるということで
ある。確かにこの目的を達成するために実験がなされていないわけではない。い
くつかの費用の要する方法や原料を用いることで、この種の回路を製造すること
も成功している。しかしながらこのような方法は量産向けには考慮の対象外であ
り、その理由はこの方法は費用が高くかかりすぎること及び／又は極めて高い原
料を必要とするからである。導体列（導体線）幅が５０μｍ以下の構造幅を有す
る回路を製造するには、残念ながらこの方法は適さない。
【０００４】 代わりのエッチングレジスト皮膜として、イミダゾール-又はベンゾイミダゾ
ール誘導体から形成される皮膜も提案されている。例えばEP 0 178 864 A2では
銅でスルーホールめっきされたプリント配線板の製造方法が記載され、その内容
は、まず所望の回路パターンを銅コーティング上にアルカリ溶解性のレジストに
より形成し、引き続きアルキルイミダゾールの水溶液と配線板を接触することに
より露出個所にエッチングレジスト膜を形成し、続いてこの配線板を乾燥し、露
出した銅を次にアルカリエッチング溶液でエッチングにより除去するというもの
である。
【０００５】 EP0 364 132 A1では、変色しにくい保護皮膜を形成するのに適した溶液はまた
エッチングレジストとしても使われることが記述されている。この溶液には、C
５〜２１-アルキル鎖を有するイミダゾール化合物及び補足的に銅-又は亜鉛イオ
ンが含まれている。
【０００６】 EP 0 619 333 A2では、導体構造を製造するための方法が記述され、そこでは
窒素含有化合物がエッチングレジストを形成するために用いられている。窒素含
有化合物として、とりわけ次の群からなる、少なくとも三つの炭素原子をもつア
ルキル鎖で置換された化合物が用いられる。その群には、イミダゾール、ベンゾ
イミダゾール、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ピロール、ピラゾール、オ
キサゾール、イソキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、インドール、ア
デニン、プリン、キノリン、ピラジン、キナゾリン、グアニン、キサンチン、ヒ
ポキサンチン、インダゾール、クレアチニン、フェナジン及びクッフェロンが含
まれる。導体構造を製造するためには、まず陰画（ネガパターン）を、アルカリ
溶液で除去可能な通常のレジストで形成し、その後露出した領域において配線板
を、窒素化合物を含むエッチングレジスト皮膜で被覆し、その後にネガ型レジス
トを再度除去する。最後に導体構造がエッチングにより形成される。
【０００７】 DE 43 39 019 A1では、イミダゾール-及び／又はベンゾイミダゾールから作ら
れた保護皮膜を用いた別の方法が記載されている。この場合では、プリント配線
板-外面上にホールの淵に達するまで、その個所での保護皮膜の形成を阻止する
別の皮膜が形成された後に、保護皮膜がホール壁にのみ形成される。この別の皮
膜に感光性ラッカーを用いると、導体構造をフォト構造付与によって作ることが
可能である。
【０００８】 DE 37 32 249 A1では、三次元のプリント配線板を、サブトラクティブ／セミ
アディティブ技術で絶縁性基板上に画像転写して、製造するための方法が記載さ
れ、それでは銅皮膜で被覆された基板をまず無電解及び／又は電着で析出された
スズ-金属レジストで全面皮膜をし、引き続きこの金属レジストにマスクを用い
ないで選択的にレーザ放射で照射し、その結果、導体パターンをネガ型として形
成するというものである。露出した銅領域は、その後にエッチングにより除去さ
れる。
【０００９】 DE 41 31 065 A1 では、プリント配線板の製造方法が記載され、それでは電気
絶縁性基板上に順々に金属皮膜及びエッチングレジスト皮膜を施与し、後の条導
体（導路）パターンに直接隣接する領域においてこのエッチングレジスト皮膜を
、電磁放射により再び除去し、露出された金属皮膜の領域を基板の表面に達する
まで、条導体パターンが及びエッチピット（etching pit）により電気的にそこ
から絶縁された金属皮膜の島状領域が基板上に残るように、エッチング除去する
。好適にはエッチングレジスト皮膜を無電解金属析出により形成する。これに代
わる物として、さらに有機材料、例えば電着塗料が用いられる。電磁放射線を発
生するには、好適にはレーザ、特にNd-YAG-レーザが用いられる。エッチピット
の幅は、１５０μｍである。金属皮膜、好適には銅皮膜をエッチングする際に、
エッチピットの側面ではそれぞれ３５μｍのアンダーカットが確認された。
【００１０】 EP 0 757 885 B1 では、電気絶縁性基板上に蝋付け及び／又は接合性の接続領
域で金属性導体パターンを形成するための方法が明らかにされ、それではまず始
めに基板上に金属化（金属めっき）、次に有機性、電気めっき-及びエッチング
レジストされた保護皮膜を電気浸漬浴で金属めっき上に施与し、続いて後の接続
領域内において保護皮膜をレーザ放射により再び除去し、その後エッチングレジ
ストを施与し、蝋付け-及び／又は接合性の末端表面を金属めっきの露出領域上
に電着し、保護皮膜を少なくとも後の導体パターンに直接隣接する領域において
レーザ放射により除去し、最後に金属めっきの露出領域を基板表面までエッチン
グ除去する。さらにこの場合でも、実例としてNd-YAG-レーザが放射線源として
挙げられる。形成されたエッチピットの幅は、１５０μｍである。
【００１１】 公知の方法は、非常に費用がかかって、それで高価であるか、あるいは構造幅
５０μｍかそれ以下の、特にせいぜい２０μｍを有する非常に微細な構造を再現
可能に製造することに成功していない。唯一の周知の可能性は、せいぜい５μｍ
の厚さの銅皮膜を有する材料から始められるということである。しかしながらこ
の種の材料を製造することは、プロセス工学上著しく費用がかかり、それで高価
である。厚い銅皮膜を有する通常の材料を用いた場合、導体構造は軽視できない
アンダーカットのために、たいてい矩形の断面とならないため、基板上の支持面
は極めてわずかで、そのため導体列の十分な付着性が望めないことになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、本発明の基礎をなす課題は、公知の方法の欠点を回避し、特に簡単
で大量生産でも実行可能な構造付与を可能とする方法を見つけることで、この構
造付与では構造幅が５０μｍ以下、特に２０μｍ以下の微細な構造を再現可能に
製造することを可能にすることである。その上、完成した導体パターンの更なる
加工処理性に関する公知の方法で存した課題は生じないであろう。また導体列（
導体線、コンダクタトラック）の形状も再現可能で、断面ができるだけ矩形に近
づいたものとなろう。そのことによりさらに高集積回路をいわゆる「ランドレス
デザイン（landless design）」で製造するために、導体列がへこみ内の金属皮
膜に確実に接触されていることが保証されるべきである。「ランドレスデザイン
」では、複数の導体列の面を電気的に接続するへこみの周りに銅リンクは形成さ
れない。というよりはむしろ導体列は広がらないでへこみ壁の金属めっきに移行
するということになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題は請求項１に係る方法により解決される。本発明の好ましい実施形態
は従属請求項に記載されている。
【００１４】 本発明に係る方法は、電気絶縁性基板上に導体パターンを形成するのに役立つ
。 とりわけこの方法は、マイクロエレクトロニクスのための高集積回路担体を作
り出すのに用いられる。また同然のことながらこの方法は他の製品を製造するの
に、例えばマイクロリアクター、メモリー媒体、ソーラーコレクター及び装飾効
果を作り出すための高分子上の金属パターンを製造するために応用される。
【００１５】 本発明に係る方法を実施するためには、金属皮膜、好適には銅皮膜で被覆され
た基板が用いられ、この金属皮膜は本発明に係る構造付与にしたがいエッチング
により除去され、その結果、所望の導体パターンができる。金属皮膜に構造付与
するには、 a)少なくとも窒素含有化合物を含む溶液で金属皮膜を処理することにより形成さ
れる保護皮膜で基板が皮膜され、 b)この保護皮膜は引き続き、形成されるべき導体パターンに対応しない領域で少
なくとも部分的に、金属皮膜が露出するようにＵＶ放射によりはく離される。 c)露出した金属皮膜はエッチングにより除去される。
【００１６】 エネルギー放射として好適にレーザー放射が用いられ、その理由は、この光放
射が極めて繊細な構造を製造できるのに必要な特性を備えているからで、さらに
レーザー放射はまた保護皮膜をはく離するために必要な十分に高いエネルギー密
度を備えているからである。
【００１７】 保護皮膜を露出させるべき金属皮膜領域内で選択的に除去するために、好適に
エキシマレーザーが用いられ、特にパルスを出すものが用いられる。この光線源
は、有機材料からなる薄い保護皮膜を残渣なくはく離するのに極めてよく適して
いる。基本的にはまた別のタイプのレーザーも使用可能である。しかしながらこ
れらのレーザータイプを用いた場合、保護皮膜を残渣なく除去することが保証さ
れない。
【００１８】 本発明に係る方法を用いると、導体列の構造幅が５０μｍ以下、特に２０μｍ
以下を有する導体パターンが形成されることが可能となる。例えばほぼ矩形断面
を有し、底辺幅１５μｍの導体列が形成される。導体列-断面の形状は、本質的
には台形に相当し、そこでは電気的絶縁体に密接している導体列の底面がその表
面より幅広であることが確認された。それにより導体列の電気的絶縁体に対する
大きな接触面及びそれによる絶縁基板上に最適な付着性が得られる。導体列側面
のアンダーカットと呼ばれる傾斜は、導体列がおよそ幅２０μｍで高さ２０μｍ
の場合、２．５μｍの範囲以内である。そのことは、導体列のそれぞれの側面で
のベース面が、与えられた長さだけ導体列の表面より張り出ることを意味する。
例えばベース面の幅が１５μｍである導体列が製造されると、導体列の表面の幅
は約１１μｍとなる。
【００１９】 導体列幅はまた再現可能に調整される。例えば約２０μｍあるいはまたそれ以
下（例えば１０μｍ）の本質的に一定の構造幅を持つ導体列が得られる。この幅
の変動はそれぞれ約±１μｍ以内である。それによって全電気回路の電気的な完
全さ（integrity）が確保され、つまり例えば回路の再現可能なインピーダンス
が保証される。
【００２０】 とりわけ、本発明に係る方法を用いるとDE 37 32 249 A1で記述された方法で
観察された問題は見られない。引き続きなされる露出された銅皮膜のエッチング
の際に欠陥は観察されない。処理されるべき回路の表面領域全体は、レーザー処
理によって保護皮膜が除去される領域であるが、そこでは残渣が残らず、問題な
くエッチングがなさる。それに対してDE 37 32 249 A1で記述された方法を用い
ると、レーザはく離後も以前には亜鉛が含まれていなかった銅表面領域内にもか
なりの量の亜鉛が認められ、そのためエッチングの出来栄えは十分なものではな
いことが確認された。基本的にこの方法は導体列が最小幅で約１２０μｍのもの
を製造する場合のみ適する。この方法で導体列５０μｍ以下の構造幅で回路担体
を製造しようとすると、再現可能な結果はもはや得られない。導体列の形状及び
幅にかなりの変動がある。その上部分的に導体列間の間隔が互いに接合したり、
あるいは導体列の中断が観察される。また部分的にエッチングによる銅皮膜の除
去後に導体パターンの食孔状の腐食（cauterisations）が見られた。
【００２１】 その上この方法で製造された導体パターンは、引き続きなされるプロセスで、
例えばソンダリングストップマスクを施与する際及び末端皮膜としてニッケル／
金皮膜の組み合わせが析出される方法の際にしばしば問題が生じる。第一の場合
、このマスクが導体構造上に十分に付着しないことであり、第二の場合は再びス
ズ皮膜のない銅構造が、ニッケル／金-皮膜を形成するために、完全にエッチン
グされないということである。さらにエッチング後に微細な穴からスズ皮膜を再
び除去することが簡単にはできない。特に盲孔を有する基板を加工する際に、孔
からスズ皮膜を除去する時に重大な問題が生じる。その上スズ皮膜を除去するた
めに非常に高価でかつ排水技術的に憂慮すべきエッチング溶液を用いなければな
らない。
【００２２】 DE 41 31 065 A1及びEP 0 757 885 B1で記述された方法を用いると、約７５μ
ｍ以下の導体列幅をもつ回路担体を製造するのに満足のいく結果が得られていな
い。この場合でも同様に導体列側面が厳密に画定されない結果、５０μｍ以下の
導体列幅をつくるさらに進んだ試みは完全に失敗に終わっている。その上この場
合でも、有機性保護皮膜をレーザー放射ではく離する際に金属表面に残渣が残り
、その結果、引き続き行われるエッチングで問題が生じる。
【００２３】 本発明に係る方法では、回路担体をいわゆる「ランドレスデザイン」でさらに
製造することが難なく可能である。導体列の断面が再現可能に形成されることに
よって、この技術の実現に何ら問題が生じない。また銅皮膜のエッチング後に導
体パターン内に食孔状の腐食は観察されない。
【００２４】 さらに銅皮膜のエッチング後に保護皮膜を除去する際、全く問題が生じない。
さらに公知の方法とは対照的に、極めて狭いへこみから及び盲孔からすら、保護
皮膜が希釈無機酸で除去され得る。
【００２５】 さらに本発明に係る方法を用いると、エッチングされた回路担体をさらに加工
しても問題がない。公知の方法とは異なり、この場合の蝋止めマスクの施与は後
のニッケル／金-末端皮膜の析出と同様にほとんど問題がない。本発明に係る方
法を用いると、蝋止めマスクの導体列上への付着性は十分に高く、それに対して
公知方法の使用によると導体列の表面が末端皮膜を施与する前に十分なエッチン
グをすることができない。
【００２６】 また本発明に係る方法が用いられると、保護皮膜を除去する際に生じる液体の
排水処理にも何ら問題が見られない。 フォト-又はスクリーン印刷レジストを使用する従来の構造付与に比べ、本発
明に係るはく離技術は、極めて短時間で且つ僅かな方法ステップで済む。特に保
護皮膜に必要な現像ステップがいらない。
【００２７】 保護皮膜を形成するために、銅皮膜は酸性溶液、好適には溶媒として水を含ん
だ溶液と、場合によってはさらに水だけではない別の溶媒を、水と混合して又は
互いに混合して含んだ溶液と接触される。この溶液には、少なくとも窒素含有化
合物、例えば環状の、好適には複素環式の及び／又は芳香族の化合物、特にアル
キル側鎖で置換された環状化合物、又は環状化合物のオリゴマーあるいはポリマ
ー、並びに他の成分が含まれている。
【００２８】 窒素含有化合物として、好適にはアルカリ基、アリル基及び／又はアラルキル
基で置換された環状化合物が用いられ、例えば以下の物質分類からなる化合物で
ある：イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、ベンゾトリアゾール
、ピロール、ピラゾール、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、ベンゾ
チアゾール、インドール、アデニン、プリン、キノリン、ピラジン、キナゾリン
、グアニン、キサンチン、ヒポキサンチン、インダゾール、クレアチニン、フェ
ナジン、クッフェロン、テトラゾール、チアジアゾール、チアトリアゾール、イ
ソチアゾール並びにそれらの誘導体であって、その際アルキル基には少なくとも
三個の炭素原子が含まれている。
【００２９】 代わりに窒素含有化合物として、オリゴマー-又はポリマー鎖を含む化合物も
用いられ、それらに上述の化合物が結合している。例えばポリビニルイミダゾー
ルは高いエッチング耐性を備えたエッチング皮膜を形成する。
【００３０】 これらの物質の溶液中での濃度は、例えば０．００１ｇ／リットル〜４００ｇ
／リットルの範囲内で、好適には１ｇ／リットル〜５０ｇ／リットルで使用され
る。
【００３１】 その上窒素含有化合物溶液には、少なくとも一種類の酸、例えばリン酸、硫酸
、塩酸、亜リン酸、ギ酸、酢酸、グリコール酸、シュウ酸、コハク酸、マレイン
酸、酒石酸、アジピン酸又は乳酸が含まれる。
【００３２】 この溶液のpH値は７以下で、好適には２〜５の範囲内にするべきである。 溶液は他の成分も含み、例えばpH-安定化するための塩基性物質（緩衝化剤）
、皮膜を硬化するための銅-及び／又は他の重金属の塩が含まれる。塩基性物質
として好適には脂肪族アミンが用いられ、例えばエチレンジアミン、モノアルキ
ルアミン、ジアルキルアミン及びモノ-、ジ-及びトリエタノールアミンのような
エタノールアミンが用いられる。
【００３３】 保護皮膜を形成するために、溶液は好適に３０℃〜９５℃の温度に加熱され、
約２〜１０分間基板と接触させられる。 この方法のバリエーションでは、基板は溶液との接触の間、外部電源、及び同
様に上記溶液と接触状態にある対向電極（対電極）と、あるいは同様に処理溶液
と接触している第二電極と直接電気的に接続される。その際、保護皮膜は、電気
化学反応により次のように形成される。すなわち銅皮膜を窒素含有化合物の溶液
と接触している間、少なくとも断続的あるいは一時的に銅皮膜と電極間に電圧が
かけられ、あるいは銅皮膜と電極との標準ポテンシャル差の結果として、銅皮膜
が陽極として電極が陰極として分極されるように電圧が生じることによって、保
護皮膜が形成される。そのため銅皮膜と電極間に電流が流れる。
【００３４】 第二電極ないし対向電極と基板との間の電圧は、好適には０．５〜１．５ボル
トの範囲に調整される。生じる電流は好適には０．１A／dｍ２〜１A／dｍ２の範
囲である。
【００３５】 外部電源が使われず、基板が第二電極と直接接続されている場合、電極向けの
材料として、銅よりも貴金属的に振舞う金属、例えば特殊鋼や金が用いられる。
【００３６】 保護皮膜形成後、基板は保護皮膜を固くするため乾燥される。このために基板
は、例えば循環式-乾燥機内で又はこの方法と共にＩＲ放射加熱で乾燥される。
また循環式乾燥機及びＩＲ放射又は熱風プロセスの組み合わせも用いられる。
【００３７】 その後基板はＵＶ光、好適にはレーザ光で照射される。保護皮膜は、レーザ光
がこの保護皮膜上で動かされることによりはく離されることができる。それによ
り、形成されるべき導体パターンに対応しない保護皮膜領域は除去される。レー
ザ光は、保護皮膜の有機材料を溶かし、気相中に移行させるのに供される。レー
ザ光として好適にはパルスを出すエキシマレーザーが適し、これにより有機分子
内の結合（ボンド）が（光分解的に）切断される。生じたガス状の生成物は、新
たな皮膜形成を阻害しないように、適切なポンプシステムを介して基板にじかに
接している環境から分離される。
【００３８】 導体パターンを金属皮膜で被覆された基板上に写像するためには、とりわけＵ
Ｖ放射で照射されたマスクが用いられ得る。 とりわけ好都合なのは、マスクが基板と距離をとるようにレーザ光の平行進路
内に置かれる写像配置である（オフコンタクト法）。そうするとマスクのパター
ンが直に基板上に転写される。マスクを製造するためには、好適には導体列パタ
ーンで構造付与された石英担体上の薄いクロム皮膜が用いられる。この種のマス
クは、約０．２μｍの解像度で製造される。マスクと基板間の光の進路内にさら
に写像レンズ系を設置することにより、保護皮膜上のマスク像が拡大又は縮小し
て写像され得る。基板はその時写像レンズ系の焦点には置かれていない。レーザ
光が十分な大きさの光断面を有していないために、マスクが完全にレーザ光でく
まなく照射されていないと、マスクはレーザ光に対し直角に移動するか、あるい
はレーザ光がマスク面にわたって移動し、その結果、レーザ光が順にマスクの全
領域をとらえることになる。それによりマスクのパターンが走査されることがで
きる。マスクが移動されされると、基板もそれに呼応した動きで移動させられる
。
【００３９】 代替的な配置では、マスクが保護皮膜表面と直接接触して置かれる。それによ
ってアンダーラジエーション効果は確かにオフコンタクト法より簡単に回避でき
る。しかしながらこの配置には短所があり、それはマスク像を拡大又は縮小する
写像レンズ系が設置できないことである。その上マスクのパターンは、基板に対
するマスクの適切に調整された移動によって、保護皮膜表面上に何度も写像する
ことができないことである。オフコンタクト法を用いた場合に生じるアンダーラ
ジエーションの問題は、淵付近の散光をシールドするために、適切な補助スクリ
ーンシステムが用いられることにより、著しく回避させることができる。
【００４０】 基本的には導体パターンは、マスクを使わずに保護皮膜表面上に焦点を合わせ
たレーザ光を用いて“書かれる“ことができる（レーザディレクトイメージング
）。場合によってはメイン光を取り巻く散乱光も除かれ且つ保護皮膜表面上を移
動される非常にはっきりと焦点を合わせたレーザ光が用いられることによって、
保護皮膜に同様に極めて繊細な構造を形成することができる（５０μｍ）。
【００４１】 引き続き露出された銅領域はエッチング法で除去される。このために好適には
アルカリ性の銅エッチング溶液（アンモニア性塩化銅(II)エッチング溶液）が使
われる。その際、導体パターンが形成される。
【００４２】 その後、保護皮膜は形成された銅構造から除去される。このために酸性溶液が
使われる。とりわけ無機酸の水溶液が、例えば希塩酸-又は硫酸溶液が使用可能
である。
【００４３】 出来上がった銅パターンは、角が鋭利で、極めて微細な銅構造を有し、その側
面は垂直で直線である。 銅皮膜はいろいろな方法技術で処理されることができる。例えば銅皮膜を備え
た基板が、タンクに含まれている浴内に沈められることによって、処理溶液内に
浸漬される。基板を処理溶液と接触させるための優れた方法は、保護皮膜の形成
及び露出された銅皮膜の除去のための水平搬送方法を用いることである。この方
法は、基板がこの種の設備内を通って水平搬送方向に導かれることに本質がある
。その際、基板は垂直かあるいは水平に保たれる。そこで再び基板は、水平ある
いは垂直搬送面内で移動させられる。溶液は適当なノズルを用いて基板表面に向
けて、例えばサージ-、スプレー-又は噴霧-ノズルで導かれる。ノズルを用いる
ことによって、微細なくぼみにも確実に強制的な流れ込みがなされる。
【００４４】 高集積回路担体を製造するために、銅皮膜を片面あるいは両面に備えた電気的
絶縁体からなる基礎材料が使われる。この種の基礎材料は、まず従来の方法で、
銅箔をまだ硬化していない樹脂染み込みガラス繊維布でラミネートすることによ
って、あるいは樹脂を安定した担体基板上にかけ又はラミネート化し、樹脂を硬
化することによって、製造される。担体基板は好適にはすでに従来の方法で概略
的な回路構造をもつ多層回路担体として、例えばアース、電力供給又はシールド
のために構成され、それらは適当な方法でスルーホールめっきされたくぼみを介
して互いに及び／又は補助的に施与された電気的絶縁層上にある信号配線平面と
結合されている。
【００４５】 配線密度の要求に応じて、電気的絶縁皮膜は担体基板上に片面-又は両面で施
与される。 また多層コーティングの可能性も、一つの導体パターンが新たな層にその都度
構成されることで考えられる。それによって信号配線密度をほぼ任意に高めるこ
とができる。その際、明らかなことは、補助的な電気的絶縁皮膜をさらに構成す
る度ごとの前に、導体像（パターン）はその都度完成されていなければならない
ことである。
【００４６】 それぞれの層での銅皮膜は、電気絶縁体の金属化によって製造される。銅皮膜
と電気的絶縁体との間で十分な付着性のある結合が得られる金属化方法は、よく
知られている。例えば樹脂は、適当なエッチング前処理後に化学的な方法で金属
化される。このために電気的絶縁体は例えばまず貴金属塩で活性化され、その後
無電解で、場合によっては電解的に銅めっきされる。さらに他の方法では、電気
的絶縁体はプラズマ方法で金属化される。このために電気的絶縁体はまずグロー
放電でエッチングされ、その後（場合によってはグロー放電で）貴金属塩で皮膜
され（PECVD-方法、スパッタリングような物理塗布方法など）、その結果、引き
続き付着性の銅が無電解で及び場合によっては電解法で析出される。
【００４７】 銅を電気的絶縁体上に施与するための電解方法は、従来の方法では直流電流を
用いて、好適にはしかしながらさらにパルス法でも析出され（パルスめっき）、
その際、単一-又は両極電流-ないし電圧パルスが用いられる。典型的には約１０
μｍ〜２０μｍの厚さの銅皮膜が形成される。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明は次の実施例で詳しく説明される。
【００４９】 実施例１： 絶縁性材料板（FR４-材料：難燃性樹脂で含浸され硬化されたガラス繊維布）
は、片面を１７．５μｍの厚みの銅箔で張られた材料板で、電気めっき硫酸銅浴
（硫酸銅として２０ｇ／リットルのCu２＋、２００ｇ／リットルのH２SO４、NaC
lとして５０ｍｇ／リットルのCl−、光沢剤、平坦剤）で厚さ２０μｍに補強さ
れる。
【００５０】 引き続き銅めっきされた板は、保護皮膜形成のために被覆溶液内に浸漬される
。この溶液は次の成分組成からなる： 2-n-ペンチルベンゾイミダゾール １０ｇ ギ酸 ３２ｇ 塩化第二銅 １．０ｇ 水を満たして１リットルにする。
【００５１】 この板は５分間、４０℃に加熱された溶液で処理され、引き続き水で洗浄され
、その後に循環乾燥機で１０分間、１３０℃で乾燥された。 この溶液処理により、保護被膜として、薄い（１〜１０μｍの範囲の厚み）有
機性被膜が銅皮膜上に形成された。
【００５２】 これに代わる試みでは、2-n-ペンチルベンゾイミダゾールの代わりに2-n-ヘプ
チルベンゾイミダゾール化合物が用いられた。同じ結果が得られた。 構造幅２０μｍを有する導体構造を形成するために、保護被膜はその後、初期
レーザ出力５０Ｗでエネルギー密度１５０〜２００ｍＪ／cm２のパルスを出すエ
キシマレーザーで、構造付与された。このためにマスク（石英板上に導体パター
ンで構造付与されたクロム皮膜）がレーザの光進路に置かれた。マスクと絶縁性
材料板の間に画像レンズ系が置かれ、絶縁性材料板がレンズ系から見てレーザ光
の焦点の向こう側に配置された。それによってマスクの導体パターンは、リニア
ファクター２で保護皮膜上に写像乃至複写された。レーザ光がマスクの小さな部
分だけを集中的に照射するので、マスク及び絶縁性材料板は光軸に垂直に並びに
対置される方向に互いに調整して移動され、その結果導体パターン全体が順次保
護皮膜上に写像された。
【００５３】 レーザ光構造付与の際に露出された銅は、その後アンモニアを含んだCuCl２-
エッチング溶液で除去された。 引き続き有機性皮膜は、３重量％のHCl溶液で再び除去された。
【００５４】 銅導体列（導体線、コンダクタトラック）からなるパターンが形成され、その
際、導体列は幅約２０μｍ（底面で）及び厚さ２０μｍを備えていた。 エッチングの結果は、走査電子顕微鏡の撮影により、導体列が非常に規則正し
い台形状の断面を有することが証明された。FR４-材料上の導体列のめっき面は
、導体列の表面よりも大きい結果となった。導体列の側面（エッジ）は均斉が取
れ、直線状で、アンダーカット（アンダーエッチング）２．５μｍの傾斜であっ
た。
【００５５】 切り込み、漏斗上のくぼみ及びその他の不均一性は確認されなかった。 このような結果は、2-n-ペンチルベンゾイミダゾールを含んだ被覆溶液でも2-
n-ヘプチルベンゾイミダゾールを含んだ被覆溶液でも得られた。
【００５６】 実施例２： 実施例１の試験が繰り返され、ここでは保護皮膜形成のためベンゾイミダゾー
ル溶液中での処理が電流を流しながら実施された。このためには白金めっきされ
たチタン製エキスパンドメタルからなる別の電極が、溶液と接触させられ、銅皮
膜と電極間には電圧がかけられ、その結果、電流約０．２Ａ／ｃｍ２（銅皮膜に
関して）が流れた。
【００５７】 実施例１におけるのと同じ溶液が保護皮膜の形成のために用いられ、並びに同
じ配置がエキシマレーザーにより保護皮膜に導体パターンを形成するためにとら
れた。 エッチング結果は実施例１の場合と同じであった。
【００５８】 実施例３： 実施例２が繰り返された。しかしながら保護皮膜形成のために用いられた溶液
には、塩化第二銅は含まれていなかった。 エッチング結果は、実施例１と同じであった。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０５Ｋ 3/06 Ｈ０５Ｋ 3/06 Ｎ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4K057 WA20 WB04 WC06 WC10 WE08 WE23 WN01 5E339 AB02 AD03 BC02 BE13 BE17 CD10 CE11 CE12 CE19 CF06 CG01 DD03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 a) 金属皮膜で被覆された基板を、少なくとも一種類の窒素
    含有化合物を用いた上記金属皮膜の処理により形成される保護皮膜で覆い、 b) 形成されるべき導体パターンに対応しない領域内で少なくとも部分的に、Ｕ
    Ｖ放射により、金属皮膜が露出されるように上記保護皮膜をはく離し、 さらに、 c) 露出された金属皮膜をエッチングにより除去する ことからなる、導体パターンを電気絶縁性基板上に形成するための方法。
  2. 【請求項２】 導体パターンが銅皮膜で被覆された基板上に形成されること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 レーザ放射がＵＶ放射として使用されることを特徴とする請
    求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記保護皮膜が、方法ステップb)で露出されるべき金属皮膜
    領域内において、パルスを出すエキシマレーザーを用いて除去されることを特徴
    とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ＵＶ放射により照射されたマスクが、導体パターンを金属皮
    膜で被覆された基板上に写像するために使用されることを特徴とする請求項１〜
    ４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 窒素含有化合物が次の化合物群、すなわちアルキル-、アリ
    ル-及び／又はアラルキル基で置換されたイミダゾール、ベンゾイミダゾール、
    トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ピロール、ピラゾール、オキサゾール、イ
    ソキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、インドール、アデニン、プリン
    、キノリン、ピラジン、キナゾリン、グアニン、キサンチン、ヒポキサンチン、
    インダゾール、クレアチニン、フェナジン、クッフェロン、テトラゾール、チア
    ジアゾール、チアトリアゾール、イソチアゾール並びにそれらの誘導体（ここで
    、アルキル基は少なくとも三つの炭素原子を有する）ような化合物群から選ばれ
    ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 窒素含有化合物が次の化合物群、すなわちアルキル-、アリ
    ル-及び／又はアラルキル基で置換されたイミダゾール、ベンゾイミダゾール、
    トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ピロール、ピラゾール、オキサゾール、イ
    ソキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、インドール、アデニン、プリン
    、キノリン、ピラジン、キナゾリン、グアニン、キサンチン、ヒポキサンチン、
    インダゾール、クレアチニン、フェナジン、クッフェロン、テトラゾール、チア
    ジアゾール、チアトリアゾール、イソチアゾール並びにそれらの誘導体（ここで
    アルキル基は少なくとも三つの炭素原子を有する）のような化合物群から選ばれ
    た化合物が結合されたオリゴマー-又はポリマーを含むことを特徴とする請求項
    １〜５のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 保護皮膜が、少なくとも一個の窒素を含有する化合物を含む
    酸性水溶液と金属皮膜の接触により形成されることを特徴とする請求項１〜７の
    いずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 保護皮膜を形成するための溶液が、次の群から、すなわちリ
    ン酸、硫酸、塩酸、亜リン酸、ギ酸、酢酸、グリコール酸、シュウ酸、コハク酸
    、マレイン酸、酒石酸、アジピン酸及び乳酸から選択された、少なくとも一種類
    の酸を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 保護皮膜は電気化学的反応により、すなわち金属皮膜の窒
    素含有化合物を有した溶液との接触の間、少なくとも断続的に金属皮膜及び溶液
    と接触した電極間に電圧がかかり、又は金属皮膜と電極の標準ポテンシャル差に
    基づいて、金属皮膜が陽極に、電極が陰極に分極するように電圧が生じ、その結
    果、電流が金属皮膜と電極間に流れることによって、形成されることを特徴とす
    る請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 露出された金属皮膜がアルカリ性金属エッチング溶液で処
    理されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 水平搬送方法が保護皮膜の形成並びに露出された金属皮膜
    の除去に用いられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 保護皮膜が金属皮膜除去後にはく離されることを特徴とす
    る請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
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