JP2004103969A - Method for producing conductive pattern substrate - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面に所望のパターン状の凸部からなる凸部パターンを形成し、その凸部パターンを利用することにより、凸部上、もしくは凸部の間に選択的に導電性パターンを生成させることが可能な導電性パターン基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
基板の表面に導電性パターンを形成する方法として、金属層を設けた上にレジストパターンを形成し、エッチングして行なうサブトラクティブ法があるが、金属層の大半を除去するのが普通であり、金属の回収やエッチング廃液の処理等の問題がある。
【0003】
これに対し、基板の表面にメッキレジストパターンを設けた上から、無電解メッキで金属パターンを設けるフルアディティブ法や、基板の表面に、無電解メッキで金属層を設けた上にメッキレジストパターンを設け、露出部分に電解メッキで金属パターンを設けるセミアディティブ法もある。フルアディティブ法、およびセミアディティブ法においては、必要な箇所にのみ金属層を設けることが可能であり、サブトラクティブ法の欠点は解消されるものの、メッキにより成長する金属層の形状の制御が困難で、断面形状や線幅を一定に保ちにくい欠点がある。
【0004】
あるいは、透明な基体に導電性インクでパターンを印刷し、パターンの膜厚より厚いネガ型フォトレジスト層で被覆し、透明な基体の裏側から露光し、現像して、パターン上のフォトレジスト層を除去した後、電解メッキによりパターン上に金属パターンを形成させる方法がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−265087号公報(請求項1)
【0006】
けれども、最初のパターンは印刷により形成されるので、寸法精度および位置精度を高度に確保することが困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、従来、フルアディティブ法、およびセミアディティブ法が有していた、メッキにより成長する金属層等の導電層の形状の制御が困難で、断面形状や線幅を一定に保ちにくい欠点を解消することを課題とする。
【0008】
【課題を解決する手段】
これらの課題は、従来の方法におけるメッキレジストパターンの形成や導電性インクのパターンの形成に変え、凹部を有するパターン基板を用いて、基板上に凸部パターンを形成すること、しかも、単なる賦型によると、凸部以外に凹部の部分も形成されるので、基板上に凸部のみを設けることが難しいが、パターン基板の凹部にのみ樹脂を充填して、基板に転写することにより、凸部のみを基板上に形成することにより、上記の課題を解決することができた。
【0009】
第1の発明は、基板上に、凸部パターンの形成、および前記基板の全面への導電性薄膜層による被覆とを順不同に行なった後、形成された前記凸部パターンを利用して、前記凸部パターン上、もしくは前記凸部パターン以外の部分に、導電性パターンを生成させることからなり、前記凸部パターンの形成を、凹部を有するパターン基板の前記凹部に樹脂を充填させ、充填後、前記パターン基板を、その前記樹脂の充填された側を前記基板上に密着させ、密着後、両者を剥離することにより、前記パターン基板の前記凹部に充填された樹脂を前記基板上に転移させることにより行なうことを特徴とする導電性パターン基板の製造方法に関するものである。
【0010】
第2の発明は、第1の発明において、前記パターン基板の前記凹部に前記樹脂を充填させることを、前記樹脂の前記パターン基板への適用、および適用後の前記パターン基板の前記凹部以外の部分に付着した樹脂の除去により行なうことを特徴とする導電性パターン基板の製造方法に関するものである。
【0011】
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記導電性パターンを生成させた後、前記導電性パターンを利用して、金属メッキパターンを生成させることを特徴とする導電性パターン基板の製造方法に関するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の導電性パターンの製造方法の特徴的部分である、基板上への凸部パターンの形成について、図1を引用しながら説明する。
【0013】
準備するべきものとして、パターン基板1がある。図1(a)に示すように、パターン基板1は、基板の一方の表面に凹部2をパターン状に有する構造からなる。凹部2の断面形状は、図1(a)に示すように、長方形の一部をなす形状でもよく、あるいは、凹部の入口付近の方が底部にくらべて大きく、底に近づくほど断面積が小さくなる形状であってもよい。後者の断面形状を有する方が、凹部2に充填された樹脂の転移の点で幾分有利である。凹部2の幅(図中、水平方向の寸法)は、10nm〜1μmであることが好ましい。凹部2の深さも、直径と同様、10nm〜1μmであることが好ましい。
【0014】
やはり、準備すべきものとして、樹脂3とスキージ4がある。また、適宜な塗布手段も必要である。このうち、樹脂3は、上記したパターン基板1の凹部2に充填され、基板2に転写されて、エッチング等のレジストとなり得るものであるので、それらの工程で与えられる条件に耐え得るものであることが好ましい。
【0015】
樹脂(言い換えれば、充填用樹脂組成物である。)3の具体例としては、レジストを構成するものとして使用される感光性樹脂組成物、より広い概念では、電離放射線硬化性樹脂組成物が好ましいが、熱硬化性樹脂組成物、もしくは熱可塑性樹脂組成物も使用することができる。通常は紫外線の照射により硬化して現像可能となるネガ型のレジスト材料、より広い概念で言えば、紫外線の照射により硬化して現像可能となるネガ型の感光性樹脂組成物である。これらは塗布に適した、ただしパターン基板1の凹部2に充填された後、容易には流れ出さない程度の粘度になるよう調整されていることが好ましい。
【0016】
樹脂3は、適宜な手段により、パターン基板1の凹部2を有する側の面に適用される。適用する際の手段としては、かけ流し、カーテンコート、ロールコート、ホイーラーもしくはスピンナーによるコート、スプレイコート、もしくは、はけ塗り等の公知の手段である。薄層クロマトグラフィーにおいて、塗布および塗膜の厚み制御を行なうアプリケーターも使用できる。
【0017】
適用された樹脂3は、適用後、もしくは適用とほぼ同時に、凹部2への充填が行なわれる。通常は、樹脂を適用することにより、凹部2への充填が行なわれるが、充填を確実に行なうためと、凹部2以外の部分に残存する余分の樹脂3を除去するため、図1(b)に示すように、スキージ4等を用いて、基板1の一方の端から他端に向かって、樹脂を掻き取ることが好ましい。ここで、スキージ4としては、金属、プラスチック、もしくはゴム製のものが使用可能である。
【0018】
上記のスキージ4の他、丸棒、金属製のドクターブレード(厚みの薄い刃である。)、もしくは回転するローラ等を用いて、凹部2を有する面をこすることにより、残存する余分の樹脂を除去してもよい。
【0019】
こうして、凹部2に樹脂が充填されたパターン基板1を用い、図1(c)に示すように、パターン基板1の樹脂3が充填された凹部2側を基板5側に向け、パターン基板1と基板5とを密着させ、その後、剥離することにより、凹部2に充填されていた樹脂3を基板5に転写させ(図1(d))、基板5上に樹脂3で構成された凸部6の集まりからなる凸部パターンを形成する。凸部6の形状は、パターン基板1の凹部2の逆型形状である。樹脂3が紫外線の照射により硬化して現像可能となるものである場合には、上記の密着後、紫外線を照射して樹脂3を硬化させ、その後、剥離する。樹脂3が熱硬化性であるときは、密着させたまま放置するか、もしくは加温して硬化する間、密着したまま放置する。なお、必要に応じて、パターン基板1と基板5とをより密着させる目的で、平板プレス、もしくはローラプレスによって加圧してもよく、加熱を伴なってもよい。
【0020】
基板5は、最終的な導電性パターン基板、例えば回路基板等の土台となるものであり、この分野で通常使用される種々の素材からなるものを使用することができる。具体的な素材としては、ガラス板、シリコンウェハー、もしくは石英板等の無機基材か、次に列挙するような有機基材を挙げることができる。回路基板の用途によっては透明であることが好ましいこともあるが、不透明であっても差し支えないこともある。
【0021】
基板5を構成し得る有機基材としては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、もしくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂等、または、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に基板5が有機基材である場合、厚みが5μm〜300μm程度の薄いフレキシブルなフィルム状のものを使用すると、得られる導電性パターンを有する基板をフレキシブルなものとすることができるので、好ましい。
【0022】
パターン基板1は、図1(a)に示したように、平坦な基板に直接に凹部2が形成されたものであってもよく、あるいは、平坦な基板に凸部が形成されたことにより、凸部の間に凹部2が形成されたもの(図示せず、)であってもよい。
【0023】
パターン基板1の土台をなす基板自体の素材としては、上記した導電性パターン基板の基板5の場合と原則的に同じものを使用し得る。パターン基板1の基板も、透明、もしくは不透明のいずれであってもよいが、導電性パターン基板の基板5が不透明であって、使用する樹脂3が紫外線の照射により硬化して現像可能となるものである場合には、パターン基板1の基板が透明、即ち、少なくとも紫外線透過性であることが好ましい。
【0024】
上記の素材を用いてパターン基板1を構成する際の凹部2の形成の方法は、基板に直接に凹部2が形成されたものとするには、所望の凸部を有する型板等を用い、基板に賦型する方法か、基板の製造を兼ねて賦型する方法により行なえばよい。また、基板に基板とは別の凸部を積層して、積層された凸部の間に凹部2が形成されたものとするには、レジストもしくは感光性樹脂を全面に積層し、パターン状に露光し、現像することにより形成すればよい。
【0025】
樹脂3としては、具体的には、例えば、不飽和ポリエステル、メラミン、エポキシ、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、もしくはトリアジン系アクリレート等などの硬化性樹脂を単独もしくは混合したものである。これら硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、硬化剤、光重合開始剤等を加えてあってよく、熱硬化性樹脂組成物、もしくは紫外線硬化性等の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化性樹脂組成物として使用することができる。硬化性樹脂組成物は塗布に適した粘度を有することが好ましく、溶剤もしくはモノマーを配合して粘度を調整するとよい。通常は、樹脂3としては、紫外線の照射により硬化し得る、いわゆる感光性樹脂(紫外線硬化性樹脂組成物である。)と呼ばれているものを用いるとよい。
【0026】
なお、以上の説明においては、基板5としては、凸部6を設ける側には、予め何も設けないものを使用することを想定したが、基板5としては、予め、回路等の要素となり得るものが設けられたものや、基板5の表面に段差を形成したものであってもよい。あるいは、基板5は、凸部6を設ける側に金属薄膜層7等の導電性層が一面に積層されたものであってもよく、この場合、図1(a)〜図1(d)を引用して説明した工程を経ることにより、例えば、図1(d)に示すように、基板5に金属薄膜層7が積層され、金属薄膜層7上に、樹脂3で構成された凸部6の集まりからなる凸部パターンを形成することができる。
【0027】
図1(d)もしくは図1(e)に示すような、基板5上に凸部パターンを形成したものから、もしくは、金属薄膜層7が積層された基板5の金属薄膜層7上に凸部パターンを形成したもの等から出発して、次に例示するような種々の方法により、導電性パターン基板を製造することができる。
【0028】
導電性パターンを製造する方法例の1は、図2(a)(図1(d)と同じである。)に示すような基板5上に凸部6の集まりからなる凸部パターンを形成したものの凸部パターンが形成された側の全面に金属薄膜層7を形成し、形成後、金属薄膜層7の表面を研摩することにより、凸部6上の金属薄膜層7を選択的に除去して、凸部5どうしの間に金属薄膜層を残留させることにより、導電性パターンを形成するものである。金属薄膜層7の形成は、蒸着もしくはスパッタリングを適用して、凸部6の頂面、および凸部6どうしの間に行なうことが好ましい。
【0029】
金属薄膜層7を構成する素材は、Fe、Ni、Cr、Cu、Ti、Hf、Zn、Zr、Mo、もしくはTa等の導電性の高いものが好ましいが、中でも導電性の高いCuが好ましく、あるいは、金もしくは銀等であってもよい。金属薄膜層7は、同じ金属からなる単一の層で構成されていてもよいが、互いに異なる金属からなる二層以上の層で構成されていてもよい。一例として、樹脂等に対して密着性のよいCrの薄膜を形成してから、Cuの薄膜を形成する等である。これらの金属から構成される金属薄膜層7の厚みは、10nm〜10μmが好ましく、より好ましくは10nm〜1μm程度である。
【0030】
金属薄膜層7の表面を研摩するには、化学的研摩法、もしくは機械的研摩法、またはそれらを併用したメカノケミカルポリッシング(MCP、ケミカルメカニカルポリッシング(CMP)とも言われる。)によって行うことができる。化学的研摩法は、布、不織布、もしくはポリウレタン樹脂等の発泡体からなる研摩部材に、研摩剤として、エッチング性の液体を供給して行うものであり、機械的研摩法は、布、不織布、もしくはポリウレタン樹脂等の発泡体を研摩部材とし、コロイダルシリカもしくは酸化セリウムの微粉末を研摩剤として含浸させて用いるか、またはコロイダルシリカもしくは酸化セリウムを分散させた分散液を供給して行なうものである。いずれも、研摩の対象物である、基板5上に凸部6および金属薄膜層7が順に積層された積層体を回転させつつ、その表面の金属薄膜層7、特に凸部6上の金属薄膜層7に研摩部材を接触させ、必要に応じて研摩剤を供給しながら行なう。
【0031】
研摩は、少なくとも、凸部6上の金属薄膜層7のみを除去すれば足りるが、金属薄膜層7に加えて、凸部6の上部の一部も研摩して除去した方が金属薄膜層7の除去を確実に行うことができる。さらに、研摩は、凸部6どうしの間に形成されている金属薄膜層7の表面と、凸部6がその高さの大半を研摩されて高さが低くなった凸部6’(図2(c)中、「研摩された凸部」と表示する。)の表面(頂面)とが、ほぼ同じ高さになるまで行ってもよく(図示せず。)、このように凸部6上の金属薄膜層7、および必要に応じ、凸部6も含めて研摩することにより、凸部6どうしの間に形成された金属薄膜層7からなる金属薄膜層パターン7’を有する導電性パターン基板11を得ることができる。
【0032】
導電性パターンを製造する方法例の2は、図1(d)に示すような基板5上に凸部6の集まりからなる凸部パターンを形成したものの凸部パターンが形成された側の全面に金属薄膜層(A)7を形成し(図3(a))、形成後、金属薄膜層(A)7上の生じた凹凸をならすようにレジスト8を設け、レジスト8をパターン状に露光し(図3(b))、露光後、現像することにより、凸部6どうしの間のレジスト8を除去するか、もしくは凸部6上のレジスト8を除去し、いずれにせよ、レジスト8を除去した部分に露出する金属薄膜層(A)7を利用して、別の金属薄膜層(B)10からなる金属メッキパターンを生成させるものである。
【0033】
方法例の2における金属薄膜層(A)7の形成の際の方法、および使用する素材は、上記の方法例1におけるものと同様である。
【0034】
金属薄膜層(A)7上の凹凸をならすように一面にレジスト8を積層する。凹凸をならすためには、レジスト8の厚みを、凸部6の高さ(凸部と凸部のない部分との高さの差である。)よりも厚くなるようにすればよい。従って、レジスト8の厚みは、10nm〜20μm程度であることが好ましい。
【0035】
レジストとしては、ポジ型レジストである、例えば、光分解可溶型のキノンジアジド系感光性樹脂等を主成分とするもの、または、ネガ型レジストである、例えば、光分解架橋型のアジド系感光性樹脂、光分解不溶型のジアゾ系感光性樹脂、光二量化型のシンナメート系感光性樹脂、光重合型の不飽和ポリエステル系感光性樹脂、光重合型のアクリレート樹脂、もしくはカチオン重合系樹脂等を成分とするものが挙げられる。これらの感光性樹脂に加えて、光重合開始剤、および増感色素等を必要に応じて配合した感光性樹脂組成物を、レジストとして使用することができる。
【0036】
積層されたレジスト8に、先のパターン基板1の凹部2Cと同じ平面形状の遮光性パターンを有するマスク9を介し、遮光性パターンが凸部6上に配置されるよう位置合わせして露光する。露光は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、もしくはメタルハライドランプ等の光源を用いて、0.1〜10,000mJ/cm2 、好ましくは、10〜1,000mJ/cm2 の紫外線照射により行う。なお、マスク9としては、先のパターン基板1の凹部2Cと同じ平面形状の遮光性パターンを有するものに換えて、そのパターンとはネガポジの関係にある遮光性パターンを有するものを使用することも可能である。
【0037】
レジスト8がポジ型感光性樹脂を主成分とするときは、露光部が可溶化するので、露光後、現像することにより、凸部6上以外の部分における可溶化したレジスト8が、現像液により溶解除去され、従って、金属薄膜層10が積層された凸部6の頂面上のレジスト8が残り、凸部6どうしの間における金属薄膜層8上のレジスト8が除去されてレジストパターン8’が形成され、レジストパターン層8’のない部分に金属薄膜層8が露出する。
【0038】
露出した、凸部6どうしの間の金属薄膜層7に対し、電解メッキにより金属のメッキを施して、金属薄膜層10を形成する。区別のため、先に形成した方を金属薄膜層A(符号;7)と、また、後に形成する方を金属薄膜層B(符号;10)と称することとする。
【0039】
金属薄膜層Bを構成するのに用いる金属は、金属薄膜層7を構成する素材として挙げたものと、原則的には同じであるが、金属薄膜層Bとしては、導電性の高いCuが好ましく、あるいは、金もしくは銀等であってもよい。金属薄膜層Bの厚みは、線幅や要求される導電性の程度にもよるが、100nm〜20μmが好ましく、より好ましくは1μm〜10μm程度である。
【0040】
図3(d)に示すように、凸部6どうしの間の金属薄膜層7に金属のメッキを施して金属薄膜層10からなる金属メッキパターンを形成したときは、凸部6の頂面上の金属薄膜層7と、その上の可溶化してないレジスト8’が残存しているので、これらが不要な場合、それぞれの層をエッチングし得る異なるエッチング液を変えて逐次エッチングするか、もしくは両方の層を除去可能なエッチング液を用いてエッチングして、除去してもよい(図3(e))。
【0041】
また、レジスト8がネガ型感光性樹脂を主成分とするときは、露光部が不溶化するので、露光後、現像することにより、凸部6どうしの間の不溶化していないレジスト8が、現像液により溶解除去されて、レジストパターン8”が形成され、凸部6上に形成されていた金属薄膜層7が露出する(図4(a))。
【0042】
露出した、凸部6上の金属薄膜層8に対し、同様に電解メッキにより金属のメッキを施して、金属薄膜層10を形成する(図4(b))。やはり、先に形成した方を金属薄膜層A(符号;7)と、また、後に形成する方を金属薄膜層B(符号;10)と称することとする。
【0043】
図4(b)に示すように、凸部6上の金属薄膜層7上に金属のメッキを施して金属薄膜層10を形成したときは、凸部6どうしの間に、金属薄膜層7と、その上のレジストパターン8”とが積層されているので、これらが不要な場合、両者を除去するには、まず、レジストパターン8”が積層されている側から、露光を行って、レジストパターン8”を可溶化させ、その後、可溶化したレジストパターン8”、およびその下層の金属薄膜層7を、それぞれの層をエッチングし得る異なるエッチング液を変えて逐次エッチングするか、もしくは両方の層を除去可能なエッチング液を用いてエッチングして、除去してもよい(図4(c))。
【0044】
導電性パターンを製造する方法例の3は、図1(e)に示すような基板5上に金属薄膜層7を介して凸部6の集まりからなる凸部パターンを形成したもの(図5(a)に示すものと同じ。)を用いて行ない、凸部パターンをレジストとしてエッチングし(図5(b))、その後、必要に応じ、凸部6を除去するものである(図5(c))。この方法例3の方法は比較的単純に見えるが、パターン基板の凹部に充填された樹脂を転写して凸部6を形成しているので、凸部6どうしの間の金属薄膜層7上は、何も覆われてないために、エッチングを円滑に行なうことができるし、レジストとなる凸部パターンは、凹部を有するパターン基板の凹部形状によって決まるので、その断面形状や線幅が一定に保たれ、精度の高い導電性パターンを得ることができる。
【0045】
【実施例】
(実施例1)
ガラス基板上に、厚みが200nmのCrの薄膜層を、フォトエッチング法によりパターンに応じて除去し、線幅;500nmおよびピッチ;1μmの細線が並んだCrパターンを作成して、凹凸形成用のパターン基板とした。このパターン基板のCrパターン側の一端に、未硬化の透明な液状紫外線硬化性樹脂組成物をかけ流し、シリコーンゴムで被覆した金属製ブレードを用いて、他端に向けて紫外線硬化性樹脂組成物を移動させつつ、Crパターンの無い部分に充填すると共に、Cr薄膜層上の紫外線硬化性樹脂組成物を除去した。
【0046】
上記のようにして紫外線硬化性樹脂組成物を適用したパターン基板の、紫外線硬化性樹脂組成物を適用した側に、厚みが100μmのポリカーボネートフィルムを密着させ、ポリカーボネートフィルムより、波長が290nmの紫外線を、250mW/cm2の露光量になるよう照射した後、パターン基板を剥離した。剥離後、ポリカーボネートフィルムのパターン基板と密着した側を、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察したところ、ポリカーボネートフィルム上に高さが200nmの樹脂の硬化物の細線からなる細線パターンが形成されていた。
【0047】
細線パターンが形成されたポリカーボネートフィルム上の細線パターン上に、スパッタリング法により、Cuの薄膜を厚みが100nmになるよう形成した。さらに、Cu薄膜上に、ポジ型感光性樹脂組成物(東京応化工業(株)製、品名;「PMER P−LA900」)をスピンナーにより塗布し、塗布後、温度;80℃で30分間加熱して、厚みが8μmの上面が平坦なポジ型感光性樹脂組成物の膜を形成した。
【0048】
このポジ型感光性樹脂組成物の膜上に、先の細線パターンを形成したときのパターン基板を、ポリカーボネートフィルムとの位置関係が、細線パターンを形成したときと同じになるように重ねて、密着させ、パターン基板のガラス基板側より紫外線露光した。露光後、現像液(東京応化工業(株)製、品名;「PMERDev P−7G」)を用いて現像し、露光部である、先に形成された細線上のポジ型感光性樹脂組成物の可溶化部を除去し、凸部上のCuの薄膜を露出させ、この薄膜を利用して、硫酸銅メッキ浴を用いた電解メッキを行ない、凸部上に厚みが3μmのCuメッキ層を形成した。
【0049】
その後、Cuメッキ層の形成された側に紫外線を露光して、凹部に残留しているポジ型感光性樹脂組成物の膜を可溶化させ、現像液(東京応化工業(株)製、品名;「PMER Dev P−7G」)を用いて、凹部の可溶化したポジ型感光性樹脂組成物の膜を除去した後、さらに、過硫酸ナトリウム水溶液(過硫酸ナトリウム;20gおよびHCl;10mlを1000cm3中に含む)中で3分間、および過マンガン酸カリウム水溶液(過マンガン酸カリウム;50gおよびNaOH;30gを1000cm3中に含む)で4分間、それぞれ浸漬して、凹部の底面のCu薄膜を除去し、導電性パターン基板を得た。
【0050】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、凸部パターンの形成を、凹部を有するパターン基板を用いて行なうので、凸部パターンの断面形状や線幅を一定にすることが容易であり、しかも、凸部以外の部分には何も形成されないために、レジストとして使用したり、その高さを利用して研摩法を利用することができ、得られる製品の精度を高くすることが可能な導電性パターン基板の製造方法を提供することができる。
【0051】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、パターン基板の凹部以外に付着した樹脂を除去するために、より信頼性の高い凸部パターンを形成でき、従って、得られる製品の精度をより高くすることが可能な導電性パターン基板の製造方法を提供することができる。
【0052】
請求項3の発明によれば、請求項1または請求項2の発明の効果に加え、得られた導電性パターンを利用して、より導電性の高い金属メッキパターンの形成が可能な導電性パターン基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】凸部パターンの形成工程を示す図である。
【図2】研摩法を用いて、導電性パターン基板を製造する方法を示す図である。
【図3】レジストを用いて導電性パターン基板を製造する方法を示す図である。
【図4】レジストを用いて導電性パターン基板を製造する別の方法を示す図である。
【図5】レジストを用いて導電性パターン基板を製造するさらに別の方法を示す図である。
【符号の説明】
1 パターン基板
2 凹部
3 樹脂
4 スキージ
5 基板
6 凸部
7 金属薄膜層A
8 レジスト
9 マスク
10 金属薄膜層B
11 導電性パターン基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a conductive pattern is formed on a surface of a substrate, and a conductive pattern is selectively formed on the convex portion or between the convex portions by using the convex pattern. The present invention relates to a method for producing a conductive pattern substrate capable of generating a pattern.
[0002]
[Prior art]
As a method of forming a conductive pattern on the surface of a substrate, there is a subtractive method in which a resist pattern is formed on a metal layer, and the etching is performed by etching, but it is common to remove most of the metal layer, There are problems such as recovery of metal and treatment of etching waste liquid.
[0003]
On the other hand, a full-additive method in which a metal pattern is provided by electroless plating, or a plating resist pattern in which a metal layer is provided by electroless plating on the surface of the substrate, after a plating resist pattern is provided on the surface of the substrate. There is also a semi-additive method of providing a metal pattern by electrolytic plating on the exposed portion. In the full-additive method and the semi-additive method, it is possible to provide a metal layer only at a necessary place, and although the disadvantage of the subtractive method is solved, it is difficult to control the shape of the metal layer grown by plating. However, there is a disadvantage that it is difficult to keep the cross-sectional shape and line width constant.
[0004]
Alternatively, a pattern is printed on a transparent substrate with a conductive ink, coated with a negative photoresist layer having a thickness greater than the thickness of the pattern, exposed from the back side of the transparent substrate, developed, and the photoresist layer on the pattern is developed. After the removal, there is a method of forming a metal pattern on the pattern by electrolytic plating (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-265087 (Claim 1)
[0006]
However, since the first pattern is formed by printing, it is difficult to ensure high dimensional accuracy and positional accuracy.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the present invention, conventionally, the full additive method and the semi-additive method have the disadvantage that it is difficult to control the shape of a conductive layer such as a metal layer grown by plating, and it is difficult to maintain a constant cross-sectional shape and line width. It is an object to solve the problem.
[0008]
[Means to solve the problem]
Instead of forming a plating resist pattern or forming a pattern of a conductive ink in the conventional method, these problems are to form a convex pattern on a substrate using a pattern substrate having a concave portion, and furthermore, to simply form a pattern. According to the method described above, it is difficult to provide only the convex portion on the substrate because the concave portion is also formed in addition to the convex portion. However, the resin is filled only in the concave portion of the pattern substrate, and the resin is transferred to the substrate. The above problem could be solved by forming only the substrate on the substrate.
[0009]
In the first invention, after forming a convex pattern on a substrate and covering the entire surface of the substrate with a conductive thin film layer in random order, the formed convex pattern is utilized by using the formed convex pattern. On the convex pattern, or in a portion other than the convex pattern, to generate a conductive pattern, the formation of the convex pattern, filling the concave portion of the pattern substrate having a concave portion with a resin, after filling, The pattern substrate is brought into close contact with the resin-filled side on the substrate, and after the close contact, the two are peeled off to transfer the resin filled in the concave portions of the pattern substrate onto the substrate. And a method for producing a conductive pattern substrate.
[0010]
According to a second aspect, in the first aspect, the step of filling the concave portion of the pattern substrate with the resin includes applying the resin to the pattern substrate, and a portion other than the concave portion of the pattern substrate after the application. The present invention relates to a method for manufacturing a conductive pattern substrate, which is performed by removing a resin adhered to a substrate.
[0011]
A third invention is the conductive pattern substrate according to the first or second invention, wherein after the conductive pattern is generated, a metal plating pattern is generated by using the conductive pattern. It relates to a manufacturing method.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, formation of a convex pattern on a substrate, which is a characteristic part of the method for producing a conductive pattern of the present invention, will be described with reference to FIG.
[0013]
There is a
[0014]
After all, there are the
[0015]
Specific examples of the resin (in other words, the filling resin composition) 3 are preferably a photosensitive resin composition used as a constituent of a resist, and more broadly, an ionizing radiation-curable resin composition. However, a thermosetting resin composition or a thermoplastic resin composition can also be used. In general, a negative resist material that can be developed by being irradiated with ultraviolet rays, and more broadly, is a negative photosensitive resin composition that can be developed by being irradiated with ultraviolet rays. These are suitable for application, but are preferably adjusted to have a viscosity such that they do not easily flow out after being filled in the concave portions 2 of the
[0016]
The
[0017]
The applied
[0018]
In addition to the squeegee 4 described above, the remaining resin is scraped by rubbing the surface having the concave portion 2 with a round bar, a metal doctor blade (a thin blade), or a rotating roller. May be removed.
[0019]
Thus, using the
[0020]
The
[0021]
Examples of the organic base material that can constitute the
[0022]
As shown in FIG. 1A, the
[0023]
As a material of the substrate itself, which forms the basis of the
[0024]
The method of forming the concave portion 2 when forming the
[0025]
As the
[0026]
In the above description, it is assumed that the
[0027]
As shown in FIG. 1D or FIG. 1E, a convex pattern is formed on the
[0028]
In the first example of the method of manufacturing the conductive pattern, a convex pattern composed of a group of
[0029]
The material forming the metal
[0030]
The surface of the metal
[0031]
For polishing, it is sufficient to remove at least only the metal
[0032]
The second example of the method of manufacturing the conductive pattern is such that a convex pattern composed of a group of
[0033]
The method for forming the metal thin film layer (A) 7 in Method Example 2 and the materials to be used are the same as those in
[0034]
A resist 8 is laminated on one surface so as to smooth out irregularities on the metal thin film layer (A) 7. In order to smooth out the irregularities, the thickness of the resist 8 may be set to be larger than the height of the convex portion 6 (the difference between the height of the convex portion and the portion without the convex portion). Therefore, the thickness of the resist 8 is preferably about 10 nm to 20 μm.
[0035]
As the resist, a positive type resist, for example, a resin mainly composed of a photodecomposable quinonediazide type photosensitive resin or the like, or a negative type resist, for example, a photodegradable crosslinked azide type photosensitive resin Ingredients include resin, photodegradable insoluble diazo photosensitive resin, photodimerized cinnamate photosensitive resin, photopolymerized unsaturated polyester photosensitive resin, photopolymerizable acrylate resin, or cationic polymerizable resin And the following. In addition to these photosensitive resins, a photosensitive resin composition in which a photopolymerization initiator, a sensitizing dye, and the like are blended as necessary can be used as a resist.
[0036]
The laminated resist 8 is exposed through a mask 9 having a light-shielding pattern having the same planar shape as the concave portion 2C of the
[0037]
When the resist 8 contains a positive photosensitive resin as a main component, the exposed portion is solubilized. Therefore, by developing after exposure, the solubilized resist 8 in a portion other than on the
[0038]
A metal thin film layer 10 is formed on the exposed metal
[0039]
The metal used for forming the metal thin-film layer B is basically the same as the material used for forming the metal thin-
[0040]
As shown in FIG. 3D, when the metal
[0041]
When the resist 8 contains a negative photosensitive resin as a main component, the exposed portions are insolubilized. Therefore, by developing after exposure, the resist 8 that is not insolubilized between the
[0042]
The exposed metal thin film layer 8 on the
[0043]
As shown in FIG. 4B, when the metal thin film layer 10 is formed by plating a metal on the metal
[0044]
Example 3 of a method for manufacturing a conductive pattern is a method in which a convex pattern formed of a group of
[0045]
【Example】
(Example 1)
A Cr thin film layer having a thickness of 200 nm is removed on a glass substrate by a photo-etching method in accordance with a pattern, and a Cr pattern in which fine lines having a line width of 500 nm and a pitch of 1 μm are arranged is formed. It was a pattern substrate. An uncured transparent liquid UV-curable resin composition is poured on one end of the pattern substrate on the Cr pattern side, and the UV-curable resin composition is directed toward the other end using a metal blade coated with silicone rubber. Was moved to fill a portion having no Cr pattern, and the ultraviolet curable resin composition on the Cr thin film layer was removed.
[0046]
A 100 μm-thick polycarbonate film is adhered to the side of the pattern substrate to which the ultraviolet-curable resin composition has been applied as described above, on the side to which the ultraviolet-curable resin composition has been applied, and ultraviolet light having a wavelength of 290 nm is applied from the polycarbonate film. , 250mW / cm 2 Then, the pattern substrate was peeled off. After peeling, the side of the polycarbonate film that was in intimate contact with the pattern substrate was observed using an atomic force microscope (AFM). As a result, a thin line pattern consisting of a thin line of a cured resin having a height of 200 nm was formed on the polycarbonate film. I was
[0047]
On the fine line pattern on the polycarbonate film on which the fine line pattern was formed, a Cu thin film was formed by sputtering to have a thickness of 100 nm. Further, on the Cu thin film, a positive photosensitive resin composition (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., product name: "PMER P-LA900") is applied by a spinner, and after application, heated at a temperature of 80C for 30 minutes. Thus, a film of a positive photosensitive resin composition having a thickness of 8 μm and having a flat upper surface was formed.
[0048]
On the film of this positive photosensitive resin composition, the pattern substrate at the time when the fine line pattern was formed was overlapped with the polycarbonate substrate so that the positional relationship with the polycarbonate film was the same as that at the time when the fine line pattern was formed. Then, the substrate was exposed to ultraviolet light from the glass substrate side of the pattern substrate. After the exposure, development is performed using a developer (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., product name: “PMERDev P-7G”), and the positive photosensitive resin composition on the previously formed fine line, which is an exposed portion, is obtained. The solubilized portion is removed, and a Cu thin film on the convex portion is exposed. Using this thin film, electrolytic plating is performed using a copper sulfate plating bath to form a Cu plating layer having a thickness of 3 μm on the convex portion. did.
[0049]
Thereafter, the side on which the Cu plating layer is formed is exposed to ultraviolet light to solubilize the film of the positive photosensitive resin composition remaining in the concave portions, and a developer (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., product name; Using “PMER Dev P-7G”), after removing the film of the positive photosensitive resin composition in which the concave portions were solubilized, an aqueous sodium persulfate solution (sodium persulfate; 20 g and HCl; 3 For 3 minutes, and an aqueous solution of potassium permanganate (potassium permanganate; 50 g and NaOH; 30 g in 1000 cm) 3 ) For 4 minutes to remove the Cu thin film on the bottom surface of the concave portion to obtain a conductive pattern substrate.
[0050]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the formation of the convex pattern is performed using the pattern substrate having the concave portion, it is easy to make the cross-sectional shape and the line width of the convex pattern constant, and furthermore, the convex portion is formed. Since nothing is formed on the other part, it can be used as a resist or a polishing method using its height, and a conductive pattern substrate that can increase the accuracy of the obtained product Can be provided.
[0051]
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of
[0052]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect of the present invention, a conductive pattern capable of forming a metal plating pattern having higher conductivity by using the obtained conductive pattern. A method for manufacturing a substrate can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a process of forming a convex pattern.
FIG. 2 is a view showing a method of manufacturing a conductive pattern substrate by using a polishing method.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a conductive pattern substrate using a resist.
FIG. 4 is a diagram showing another method for manufacturing a conductive pattern substrate using a resist.
FIG. 5 is a view showing still another method of manufacturing a conductive pattern substrate using a resist.
[Explanation of symbols]
1 Pattern board
2 recess
3 resin
4 Squeegee
5 Substrate
6 convex
7 Metal thin film layer A
8 Resist
9 Mask
10 Metal thin film layer B
11 Conductive pattern substrate
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002266344A JP2004103969A (en) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | Method for producing conductive pattern substrate |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009513372A (en) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | アイディーシー、エルエルシー | Diffusion barrier layer for MEMS devices |
CN111417267A (en) * | 2020-03-25 | 2020-07-14 | 深圳捷飞高电路有限公司 | High-precision solder resist overprinting equipment and process for thick copper circuit board |
WO2021132384A1 (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 富士フイルム株式会社 | Method for manufacturing conductive substrate, conductive substrate, touch sensor, antenna, and electromagnetic wave shielding material |
-
2002
- 2002-09-12 JP JP2002266344A patent/JP2004103969A/en active Pending
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