JP2009221498A

JP2009221498A - めっき膜、めっき膜の製造方法、配線基板、配線基板の製造方法

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Publication number: JP2009221498A
Application number: JP2008064828A
Authority: JP
Inventors: Yuei Ichikawa; 祐永市川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-10-01

Abstract

【課題】材料損失が少なく、基板との高い密着性を有するめっき膜の製造技術を提供すること。
【解決手段】（ａ）金型(4)の凹部(2)内に、触媒液を付着させることによって触媒層(10)を形成すること、（ｂ）金型の一面側に樹脂を鋳込むことにより、凹部に対応した凸部を一面側に有するスタンプ(12)を形成すること、（ｃ）金型からスタンプを取り外し、触媒層を凸部に転写すること、（ｄ）スタンプの一面側を、基板(16)上に配置された半硬化状態の樹脂(14)に押し当てることにより、凸部に対応した形状を半硬化状態の樹脂に転写するとともに触媒層を半硬化状態の樹脂に転写すること、（ｅ）半硬化状態の樹脂を硬化させること、（ｆ）基板上の樹脂に転写された触媒層上にめっき膜を形成すること、を含むめっき膜の製造方法である。
【選択図】図３

Description

本発明は、めっき法によってめっき膜を製造する技術並びに当該技術を適用した配線基板の製造技術に関する。

従来からめっき法を利用した種々の成膜技術が知られている。しかし、電気めっき法を用いる場合、フォトリソグラフィ工程などを用いて導電性シード層を先に予めパターニングしておく必要があり、フォトリソグラフィ工程を含むことによる製造工程の効率低下という不都合が生じる。また、導電性シード層を外部から導通が取れる形状にする必要があり、パターン形成に制約を生じるという不都合もある。また、無電解めっき法を用いる場合であっても、フォトリソグラフィ工程などを用いて所望の位置に触媒を塗布または注入（インプラ）する必要があるため、フォトリソグラフィ工程を含むことによる製造工程の効率低下という不都合が生じる。

このような不都合に対し、液滴吐出法（インクジェット法）を利用して直接的に導電膜を成膜する手法も知られている。この場合には、任意の位置に液滴を吐出可能であるため、パターニングのためにフォトリソグラフィ工程を要しない利点がある。しかしながら、液滴吐出法によって基板上に成膜された導電膜は、アンカー効果を利用していないので基板との密着性が低いという不都合がある。これに対して、例えば樹脂基板の表面にコロナ放電処理や酸素プラズマ処理を行うことにより、基板表面に接着に寄与する官能基を生成することにより、樹脂と金属膜との密着性を上げる方法が知られている。しかし、この方法だけでは実用に供するに足りる十分な密着強度は得難い。

また、液滴吐出法によって無電解めっき用の触媒をパターニングすることも可能である（特許文献１）。しかし、この場合、シランカップリング反応を利用するため、使用可能な基板の種類が限られる不都合や、表面にＯＨ基を導入する工程を追加する必要があるなどの不都合を生じる。また、この方法によっても、基板とめっき膜との間の密着強度を得ることは難しい。

特開２００４−９１８７８号公報

本発明に係る具体的態様は、材料損失が少なく、基板との高い密着性を有するめっき膜とその製造技術を提供することを一つの目的とする。
また、本発明に係る具体的態様は、基板との高い密着性を有する配線とその製造技術を提供することを他の一つの目的とする。

本発明に係る一態様のめっき膜の製造方法は、（ａ）少なくとも一面側に凹部を有する金型の当該凹部内に、触媒液を付着させることによって触媒層を形成すること、（ｂ）前記金型の前記一面側に樹脂を鋳込むことにより、前記凹部に対応した凸部を一面側に有するスタンプを形成すること、（ｃ）前記金型から前記スタンプを取り外し、前記触媒層を前記凸部に転写すること、（ｄ）前記スタンプの一面側を、基板上に配置された半硬化状態の樹脂に押し当てることにより、前記凸部に対応した形状を前記半硬化状態の樹脂に転写するとともに前記触媒層を前記半硬化状態の樹脂に転写すること、（ｅ）前記半硬化状態の樹脂を硬化させること、（ｆ）前記触媒層上にめっき膜を形成すること、を含むめっき膜の製造方法である。

本発明に係る他の態様のめっき膜の製造方法は、（ａ）少なくとも一面側に凹部を有する金型の前記一面側に樹脂を鋳込むことにより、前記凹部に対応した凸部を一面側に有するスタンプを形成すること、（ｂ）前記金型から前記スタンプを取り外すこと、（ｃ）前記金型の前記凸部に、触媒液を付着させることによって触媒層を形成すること、（ｄ）前記スタンプの一面側を、基板上に配置された半硬化状態の樹脂に押し当てることにより、前記凸部に対応した形状を前記半硬化状態の樹脂に転写するとともに前記触媒層を前記半硬化状態の樹脂に転写すること、（ｅ）前記半硬化状態の樹脂を硬化させること、（ｆ）前記触媒層上にめっき膜を形成すること、を含むめっき膜の製造方法である。

上記した各態様の本発明によれば、フォトエッチング工程を用いないので，めっき膜を少ないエネルギーや材料消費量で製造することが可能となる。また、凸部を有するスタンプを半硬化状態の樹脂へ押し当てる技術（いわゆるインプリント技術）を用いて、スタンプの凸部に対応する形状（窪み）を樹脂に形成し、併せてこの窪みに触媒層を埋め込むことで転写しており、この窪みに埋め込まれた触媒層からめっき膜を析出させるので、基板との高い密着性を有するめっき膜を得ることが可能となる。

好ましくは、前記金型の前記凹部は、底部と開口部とを有し、前記底部よりも前記開口部の面積が大きいテーパー形状である。

これにより、スタンプを金型から取り外すのがより容易になる。

上述した半硬化状態の樹脂としては、例えば熱硬化型樹脂を用いることができる。なお、当該樹脂は、光硬化型樹脂であってもよい。

また、上述した製造方法は、前記（ａ）に先立って、前記金型の前記一面上に離型剤を塗布することを更に含んでもよい。

好ましくは、前記触媒層は、貴金属とのキレートを含む分子を前記触媒液として用いて形成される。

本発明に係る配線基板の製造方法は、上述しためっき膜の製造方法を適用して、少なくとも一方面上に配線を有する配線基板を製造するものである。

これにより、基板との高い密着性を有する配線を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１〜図４は、本実施形態に係るめっき膜の製造方法を説明するための模式断面図である。

まず、後述するスタンプの形成に必要となる金型４が形成される。図１（ａ）は金型４の正面図、図１（Ｂ）は金型４のＢ−Ｂ’線に対応した断面図である。図示のように、金型４は複数の凹部２を有する。本実施形態における各凹部２は、図１（Ａ）に示すように溝状に形成されている。なお、凹部の形状は溝状のみに限定されない。これらの凹部２の正面図に投影された形状パターンは、形成したいめっき膜の形状パターンに対応している。

また、本実施形態における各凹部２は、図１（Ｂ）に示すように底部と開口部とを有し、底部よりも開口部の面積が大きいテーパー形状に形成されている。ここで「テーパー断面」とは、凹部２の金型４の一面に平行な断面の面積が金型４の一面に近づくにつれて大きくなる断面をいう。凹部２にこのようなテーパー断面を採用することにより、後述するスタンプを剥離する際に、スタンプを容易に金型から離脱できる。このようなテーパー断面を有する凹部２は、例えば特許文献「特開２００２−１５１３９５号公報」に開示されるようなＬＩＧＡ（Lithographie, Galvanoformung, Abformung）と呼ばれる方法によって形状を自在に加工したＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）ダイスと、特許文献「特開２００４−２７００２１号公報」にあるような電鋳を併用することによって形成することが可能である。なお、凹部の断面形状はテーパー形状のみに限定されない。

なお、金型４の少なくとも一面（凹部２が形成される側の面）に、表面酸化処理または水酸化処理などを施しておくことも好ましい。例えば、酸素プラズマ処理や熱酸化処理などである。それにより、後述する離型剤を転写する際に、離型剤が金型４の一面に付着しやすくなる。

次に、図２（Ａ）に示すように、一面に離型剤６を有する転写板８の当該一面側を金型４の一面側に押しあてる。離型剤６としては、フルオロアルキルシラン類やフッ素系分子が好ましい。またこの離型剤６は、後述する触媒液に対する撥液性が高い方が好ましい。

次に、図２（Ｂ）に示すように、転写板８を金型４から取り外すことにより、金型４の一面上に離型剤６を転写する。図示のように、離型剤６は、各凹部２には転写されない状態で金型４の一面上に転写される。また、この転写後の離型剤６をより定着させるために焼成処理（例えば、１００℃から１５０℃程度）を行うことも好ましい。

次に、図２（Ｃ）に示すように、金型４の各凹部２に触媒層１０を形成する。この工程は、例えば金型４の一面に触媒液をスピンコートすることにより、又は、金型４を触媒液中に浸漬すること（ディップコート）などによって行われる。あるいは、液滴吐出法によって各凹部２に選択的に触媒液を滴下することによって本工程を行ってもよい。このとき、上述したように離型剤６として触媒液に対する撥液性の高いものを用いた場合には、触媒液は各凹部２にのみに付着し、金型４の一面には付着しない。従って、各凹部２の内部にのみ触媒層１０を形成することが容易となる。触媒層１０の形成に用いられる触媒液としては、貴金属（Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ）とのキレート、例えば、パラジウムアセチルアセトナートを含む溶液が用いられる。このような触媒液を塗布後、乾燥し、あるいは１００℃以下くらいの温度で焼成することによって触媒層１０が得られる。

次に、図２（Ｄ）に示すように、金型４の一面側に樹脂（エポキシ樹脂など）を流し込み（鋳込み）、これを硬化させることによってスタンプ１２を形成する。スタンプ１２は、後述する半硬化状態の樹脂よりも硬ければ良く、具体的にはショア硬度Ｄ４０以上ほどの硬度を有すれば良い。金型４に流し込む樹脂は、例えば熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂である

次に、図３（Ａ）に示すように、金型４からスタンプ１２を取り外す（剥離する）。図示のように、スタンプ１２は各凹部２に対応した形状の凸部を有しており、これらの凸部に触媒層１０が転写される。

次に、図３（Ｂ）に示すように、基板１６の一面上に配置された半硬化状態の樹脂１４に対して、スタンプ１２の一面側（凸部を有する側）を押し当てる。基板１６としては、例えばガラスエポキシ基板（ガラエポ基板）が用いられる。また、樹脂１４としては、例えば熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂が用いられる。

その後、樹脂１４に対して熱処理（熱硬化型の場合）又は光照射処理（光硬化型の場合）を行うことにより、樹脂１４を硬化させる。樹脂１４として熱硬化性樹脂を用いる場合には、基板１６のみ又は基板１６とスタンプ１２の両者を加熱することで樹脂１４を硬化させることができる。これにより、スタンプ１２の各凸部に対応した形状と各凸部に付着していた触媒層１０とが半硬化状態の樹脂１４に転写される。触媒層１０が貴金属とのキレートを含む触媒液を用いて形成されているため、１００℃以上の加熱を行うことで、キレート結合を破壊し、触媒層１０中の貴金属を樹脂１４側に容易に転写することができる。

なお、本工程を後述するめっき膜の形成工程の後に行ってもよい。その場合には、触媒層１０だけでなくめっき膜底面の固着による密着向上も見込まれる。

次に、図３（Ｃ）に示すように、スタンプ１２を基板１６および樹脂１４から取り外す（剥離する）。これにより、触媒層１０と、スタンプ１２の各凸部に対応する形状とが転写された樹脂１４が得られる。樹脂１４に転写された触媒層１０の貴金属は加熱によって硬化後の樹脂１４の表層に埋め込まれるので、触媒層１０と樹脂１４との間の密着性が向上する。その結果、その貴金属を触媒として成長するめっき膜（後述する）と樹脂１４との間の密着性もアンカー効果によって向上する。

次に、図４（Ａ）に示すように、基板１６上の樹脂１４に転写された触媒層１０上にめっき膜１８を形成する。具体的には、樹脂１４および基板１６を無電解めっき液２０に浸漬することにより、触媒層１０上にめっき膜１８を析出させることができる。

以上のようにして製造されるめっき膜１８は、樹脂１４に埋め込まれた触媒層１０を介して基板１６と結合していることから、基板への密着性が向上する。こうして製造されるめっき膜１８は、電気信号を伝達するための配線として用いることができる。すなわち、本実施形態のめっき膜の製造方法は、配線を有する基板（配線基板）の製造方法に応用することが可能である。

なお、図４（Ｂ）に示すように、樹脂１４およびめっき膜１８の上側にこれらを覆う半硬化状態の樹脂２２を形成し、その後、上述した図３（Ｂ）、図３（Ｃ）及び図４（Ａ）に沿って説明した各工程を行うことにより、図４（Ｃ）に示すように、樹脂２０の上方に更にめっき膜２４を形成することができる。各工程を任意の回数だけ繰り返せば、より多くのめっき膜を積層可能である。このようなめっき膜の製造方法は、多層配線を有する配線基板の製造方法に応用することが可能である。

図５は、めっき膜の製造方法についての変形実施例を説明するための模式断面図である。図５に示すように、めっき膜１８を析出させた後に、更に電解めっき法によって別のめっき膜２８を析出させることもできる。このときのめっき浴２６は、めっき膜２８として析出させたいものに応じて適宜に選択される。これにより、例えばめっき膜１８上に、より導電性の高い金属（例えば、Ｃｕ、Ａｕ等）からなるめっき膜２８を形成することが可能となる。

以上のような本実施形態によれば、フォトエッチング工程を用いないので，めっき膜を少ないエネルギーや材料消費量で製造することが可能となる。また、凸部を有するスタンプを半硬化状態の樹脂へ押し当てる技術（いわゆるインプリント技術）を用いて、スタンプの凸部に対応する形状（窪み）を樹脂に形成し、併せてこの窪みに触媒層を埋め込むことで転写しており、この窪みに埋め込まれた触媒層からめっき膜を析出させるので、基板との高い密着性を有するめっき膜を得ることが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した実施形態においては、金型の凹部内に予め触媒層を形成しておき、この金型に樹脂を鋳込むことによってスタンプの凸部に触媒層を設けていたが（図２（Ｃ）、図２（Ｄ）、図３（Ａ）参照）、別の方法を採ることも可能である。図６は、めっき膜の製造方法の変形実施例について説明する図である。なお、上記実施形態と共通する構成については同符号を用い、それらについての詳細な説明は省略する。図６に示すように、凹部２を有する金型４（図６（Ａ））に樹脂１２を鋳込み（図６（Ｂ））、これを取り外すことによって凸部を有するスタンプを形成し（図６（Ｃ））、その後このスタンプ１２の凸部に触媒液を付着させることによって、スタンプ１２の凸部に触媒層１０を形成してもよい（図６（Ｄ））。なお、これ以降の工程は上述した実施形態と同様であるので説明を省略する。

めっき膜の製造方法を説明するための模式断面図である。めっき膜の製造方法を説明するための模式断面図である。めっき膜の製造方法を説明するための模式断面図である。めっき膜の製造方法を説明するための模式断面図である。めっき膜の製造方法についての変形実施例を説明する図である。めっき膜の製造方法の変形実施例について説明する図である。

符号の説明

２…凹部、４…金型、６…離型剤、８…転写板、１０…触媒層、１２…スタンプ、１４…樹脂、１６…基板、１８…めっき膜

Claims

（ａ）少なくとも一面側に凹部を有する金型の当該凹部内に、触媒液を付着させることによって触媒層を形成すること、
（ｂ）前記金型の前記一面側に樹脂を鋳込むことにより、前記凹部に対応した凸部を一面側に有するスタンプを形成すること、
（ｃ）前記金型から前記スタンプを取り外し、前記触媒層を前記凸部に転写すること、
（ｄ）前記スタンプの一面側を、基板上に配置された半硬化状態の樹脂に押し当てることにより、前記凸部に対応した形状を前記半硬化状態の樹脂に転写するとともに前記触媒層を前記半硬化状態の樹脂に転写すること、
（ｅ）前記半硬化状態の樹脂を硬化させること、
（ｆ）前記触媒層上にめっき膜を形成すること、
を含む、めっき膜の製造方法。
（ａ）少なくとも一面側に凹部を有する金型の前記一面側に樹脂を鋳込むことにより、前記凹部に対応した凸部を一面側に有するスタンプを形成すること、
（ｂ）前記金型から前記スタンプを取り外すこと、
（ｃ）前記金型の前記凸部に、触媒液を付着させることによって触媒層を形成すること、
（ｄ）前記スタンプの一面側を、基板上に配置された半硬化状態の樹脂に押し当てることにより、前記凸部に対応した形状を前記半硬化状態の樹脂に転写するとともに前記触媒層を前記半硬化状態の樹脂に転写すること、
（ｅ）前記半硬化状態の樹脂を硬化させること、
（ｆ）前記触媒層上にめっき膜を形成すること、
を含む、めっき膜の製造方法。
前記金型の前記凹部は、底部と開口部とを有し、前記底部よりも前記開口部の面積が大きいテーパー形状であることを含む、請求項１又は２に記載のめっき膜の製造方法。
前記半硬化状態の樹脂が熱硬化型樹脂である、請求項１乃至３の何れか１項に記載のめっき膜の製造方法。
前記（ａ）に先立って、前記金型の前記凹部を除く前記一面上に離型剤を塗布することを更に含む、請求項１乃至４の何れか１項に記載のめっき膜の製造方法。
前記触媒層は、貴金属とのキレートを含む分子を前記触媒液として用いて形成される、請求項１乃至５の何れか１項に記載のめっき膜の製造方法。
少なくとも一方面上に配線を有する配線基板の製造方法であって、
請求項１乃至６の何れかに記載の製造方法によって前記配線が形成される、
配線基板の製造方法。
請求項１乃至６の何れかに記載の製造方法によって製造されためっき膜。
請求項７に記載の製造方法によって製造された配線基板。