JP2009272486A - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで微細な導体パターンを形成することが可能な配線回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】まず、母型１の凹凸部１ａの表面に、後の工程で無電解めっきを行うための触媒２を付着させる。次に、樹脂材料からなる絶縁層３を用意する。そして、絶縁層３を加熱して軟化させるとともに、絶縁層３の一面に母型１の凹凸部１ａを押し当てる。これにより、絶縁層３に母型１の凹凸部１ａの形状に応じた溝部Ｒ２が形成されるとともに、溝部Ｒ２の底面および側面に触媒２が転写される。次に、絶縁層３に無電解めっきを行う。この場合、触媒２が存在する絶縁層３の部分において、還元反応により金属が析出する。それにより、絶縁層３の溝部Ｒ２内に導体パターン４が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、配線回路基板の製造方法に関する。

近年、電子機器の小型化、軽量化および多機能化に伴い、配線回路基板の導体パターンの微細化が要求されている。導体パターンの形成方法としては、例えばセミアディティブ法がある（例えば特許文献１参照）。

図４は、セミアディティブ法を用いた配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。

図４（ａ）に示すように、まず、絶縁層３１上に導電性薄膜３２を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、導電性薄膜３２上にフォトレジスト３３を形成する。そして、図４（ｃ）に示すように、フォトレジスト３３を所定のパターンで露光し、その後、現像する。これにより、後工程で形成すべき導体パターンと逆のパターンのフォトレジスト３３が形成される。

次に、図４（ｄ）に示すように、露出した導電性薄膜３２の部分に電解めっきにより例えば銅からなる導体層３４を形成する。次に、図４（ｅ）に示すように、フォトレジスト３３をエッチングまたは剥離によって除去する。最後に、図４（ｆ）に示すように、露出した導電性薄膜３２の部分をエッチングにより除去する。これにより、導電性薄膜３２および導体層３４からなる導体パターン３５が形成される。
特開２００６−１５６８８２号公報

上記のセミアディティブ法を用いた場合、微細な導体パターン３５を精度良く形成することができる。しかしながら、製造工程が複雑であり、製造コストが高くなる。

本発明の目的は、低コストで微細な導体パターンを形成することが可能な配線回路基板の製造方法を提供することである。

（１）本発明に係る配線回路基板の製造方法は、配線パターンを有する配線回路基板の製造方法であって、配線パターンに対応する形状の凸部を有する母型を準備する工程と、母型の凸部にめっきのための触媒を付着させる工程と、絶縁層に母型の凸部を押し当てて絶縁層に凹部を形成するとともに母型の凸部に付着する触媒を絶縁層に形成された凹部内に転写する工程と、めっき法により絶縁層に形成された凹部内に金属を析出させる工程とを備えたものである。

この配線回路基板の製造方法においては、母型の凸部が絶縁層に押し当てられることにより、絶縁層に凹部が形成されるとともに母型の凸部に付着する触媒が絶縁層の凹部内に転写される。そして、めっき法により、触媒が転写された絶縁層の凹部において金属が析出し、配線パターンが形成される。

この場合、少ない行程数で微細な配線パターンを容易に形成することができる。それにより、配線回路基板の製造コストを低減することができる。

（２）めっき法は無電解めっき法であってもよい。この場合、触媒が転写された絶縁層の凹部において容易かつ確実に金属を析出させることができる。それにより、低コストで微細な配線パターンを確実に形成することができる。

（３）その製造方法は、基材上に絶縁層を形成する工程をさらに備え、基材上に形成された絶縁層に母型の凸部を押し当ててもよい。

この場合、基材の材料として絶縁層よりも硬い材料を用いることにより配線回路基板の強度を高くすることができる。

（４）母型の凸部の厚みは絶縁層の厚みよりも大きく、母型の凸部が絶縁層を貫通して基材に接触するように基材上に形成された絶縁層に母型の凸部を押し当ててもよい。

この場合、母型の凸部の厚みが絶縁層の厚みよりも大きいので、母型の凸部が絶縁層を貫通して基材に接触するように母型の凸部を絶縁層に押し当てた場合に、母型の凸部以外の部分が絶縁層に接触しない。そのため、母型の凸部以外の部分に触媒が付着していても、絶縁層の凹部内のみに正確に触媒を転写することができる。したがって、微細な配線パターンを確実に形成することができる。

（５）触媒は、貴金属を含んでもよい。この場合、触媒が転写された絶縁層の凹部において確実に金属を析出させることができる。それにより、微細な配線パターンを確実に形成することができる。

（６）触媒は、パラジウム、白金および金のうち少なくとも１つを含んでもよい。この場合、触媒が転写された絶縁層の凹部においてより確実に金属を析出させることができる。それにより、微細な配線パターンをより確実に形成することができる。

（７）真空蒸着法により母型の凸部に触媒を付着させてもよい。この場合、母型の凸部に均一に触媒を付着させることができる。

（８）塗布により母型の凸部に触媒を付着させてもよい。この場合、母型の凸部に容易に触媒を付着させることができる。

本発明によれば、少ない行程数で微細な配線パターンを容易に形成することができる。それにより、配線回路基板の製造コストを低減することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る配線回路基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。

（１）母型の作製方法
図１は、配線回路基板の製造時に用いる母型の作製方法について説明するための模式的工程断面図である。

まず、図１（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる基板１１を用意する。そして、図１（ｂ）に示すように、例えばスピンコート法により基板１１上にフォトレジスト層１２を形成する。次に、図１（ｃ）に示すように、フォトレジスト層１２を所定のパターンで露光し、その後、現像する。これにより、フォトレジスト層１２に所定のパターンの溝部（開口部）Ｒ１が形成される。

次に、図１（ｄ）に示すように、ドライエッチングまたはウェットエッチングにより、溝部Ｒ１内の基板１１の部分を所定の深さまで除去する。その後、図１（ｅ）に示すように、フォトレジスト層１２を除去する。これにより、所定のパターンの凹凸部１ａを有する母型１が完成する。本実施の形態では、この母型１を用いて配線回路基板の導体パターンを形成する。

なお、基板１１の材料として、ニッケル（Ｎｉ）等の他の材料を用いてもよい。また、作製した母型１を用いて、ニッケル電気鋳造技術によりニッケルからなる母型を作製してもよい。

（２）導体パターンの形成方法
図２は、配線回路基板の導体パターンの形成方法について説明するための模式的工程断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、上記の母型１の凹凸部１ａの表面に、後の工程で無電解めっきを行うための触媒２を付着させる。具体的には、真空蒸着法を用いて母型１の凹凸部１ａの表面に触媒２を蒸着する。また、触媒２を含む溶液に母型１の凹凸部１ａを浸漬させる方法、または触媒２を含む溶液を母型１の凹凸部１ａにスプレーする方法等により、母型１の凹凸部１ａの表面に触媒２を塗布し、その後、乾燥させて触媒２を付着させてもよい。触媒２としては、白金、金、パラジウムまたは銀等の貴金属を用いることができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、樹脂材料からなる絶縁層３を用意する。絶縁層３の材料としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタラート、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ポリカーボネート、ポリ乳酸またはエポキシ樹脂等を用いることができる。特に、絶縁層３の材料としては、低分子量ＰＭＭＡ等のガラス転移温度が低い材料を用いることが好ましい。

次に、絶縁層３を加熱して軟化させるとともに、図２（ｃ）に示すように、絶縁層３の一面に母型１の凹凸部１ａを押し当てる。この場合、母型１の凹凸部１ａの底面Ｄ１上に付着する触媒２が絶縁層３の表面に接触しないように、母型１の凹凸部１ａの底面Ｄ１と絶縁層３の表面との間に隙間を形成する。

これにより、図２（ｄ）に示すように、絶縁層３に母型１の凹凸部１ａの形状に応じた溝部Ｒ２が形成されるとともに、溝部Ｒ２の底面および側面に触媒２が転写される。なお、母型１から絶縁層３に触媒２を確実に転写させるため、予め母型１の凹凸部１ａの表面に離型処理を施してもよい。

なお、絶縁層３の加熱温度が低すぎると、絶縁層３が十分に軟化せず、溝部Ｒ２を良好に形成することができない。一方、加熱温度が高すぎると、絶縁層３が分解する可能性がある。絶縁層３に溝部Ｒ２を良好に形成するために、絶縁層３の加熱温度が６０℃以上３５０℃以下であることが好ましい。

また、母型１を用いた溝部Ｒ２の形成は、減圧雰囲気下で行ってもよく、大気圧雰囲気下で行ってもよい。また、大気中で行ってもよく、不活性ガス中で行ってもよい。

また、母型１を絶縁層３に押し当てる圧力が小さすぎると、溝部Ｒ２を形成することができない。一方、母型１を絶縁層３に押し当てる圧力が大きすぎると、凹凸部１ａの底面Ｄ１に付着する触媒２が絶縁層３の表面に転写される可能性がある。また、絶縁層３が分解したり、母型１が破損したりする可能性もある。母型１を絶縁層３に押し当てる圧力は、０．１ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であることが好ましい。

次に、絶縁層３に無電解めっきを行う。無電解めっきのめっき液としては、銀、銅またはニッケル等が用いられる。この場合、触媒２が存在する絶縁層３の部分において、還元反応により金属が析出する。それにより、図２（ｅ）に示すように、絶縁層３の溝部Ｒ２内に導体パターン４が形成される。このようにして、配線回路基板の導体パターン４が形成される。

なお、無電解めっきは厚み制御に優れているので、導体パターン４の厚みを溝部Ｒ２の深さに等しく調整して絶縁層３の表面を平坦にすることができる。また、無電解めっきにより形成した導体パターン４を給電層としてさらに電解めっきを行うことにより、導体パターン４の厚みをさらに大きくすることができる。

（３）効果
本実施の形態では、母型１を用いて無電解めっきのための触媒２を絶縁層３に転写することにより、少ない行程数で微細な導体パターン４を容易に形成することができる。それにより、配線回路基板の製造コストを低減することができる。

（４）他の実施の形態
図３は、他の実施の形態に係る配線回路基板の製造方法について説明するための模式的工程断面図である。図３に示す配線回路基板の製造方法について、上記の製造方法と異なる点を説明する。

図３（ａ）に示すように、例えば絶縁フィルムからなる基材２１上に、樹脂材料からなる絶縁層２２を形成する。絶縁層２２の厚みは、母型１の凹凸部１ａの凹部の深さよりも小さく設定される。なお、基材２１の材料としては、例えばポリイミド等を用いることができ、絶縁層２２の材料としては、例えばエポキシ樹脂等を用いることができる。

次に、絶縁層２２を加熱して軟化させるとともに、図３（ｂ）に示すように、絶縁層２２の一面に母型１（図１参照）の凹凸部１ａを押し当てる。そして、凹凸部１ａを基材２１の表面に接触させる。この場合、絶縁層２２の厚みが凹凸部１ａの凹部の深さよりも小さいので、絶縁層２２の表面と母型１の凹凸部１ａの底面Ｄ１との間に隙間が形成される。

これにより、図３（ｃ）に示すように、絶縁層２２に母型１の凹凸部１ａの形状に応じた孔部Ｒ２ａが形成されるとともに、孔部Ｒ２ａの側面および孔部Ｒ２ａ内における基材２１の表面に触媒２が転写される。

その後、図３（ｄ）に示すように、無電解めっきにより触媒２が存在する絶縁層３の孔部Ｒ２ａ内の領域に導体パターン４ａを形成する。

なお、基材２１として樹脂材料を用いる場合、基材２１としては強度を保つためにポリイミド等の比較的硬い樹脂材料を用い、絶縁層２２としてはエポキシ樹脂等の成形に適した比較的軟らかい樹脂材料を用いることが好ましい。

また、基材２１として銅、ＳＵＳ（ステンレス）、アルミニウムあるいはニッケル等の金属板または銅あるいはＳＵＳ等の金属箔を用いてもよい。この場合、母型１の凹凸部１ａを絶縁層２２に押し当てる際に、凹凸部１ａを基材２１の表面に接触させない。それにより、導体パターン４ａと基材２１との間に絶縁層２２を介在させ、導体パターン４ａと基材２１とが電気的に接続されることを防止する。

（５）実施例
種々の条件で導体パターン４，４ａを形成し、その状態を調べた。

（５−１）実施例１
絶縁層３として、厚み１００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムを用いた。また、シリコンからなる母型１を用いた。母型１には、パターンのＬ／Ｓ（線幅および線間隔）が１μｍである凹凸部１ａを設け、その凹凸部１ａの表面にイオンスパッタ法により白金およびパラジウムを触媒２として蒸着した。

減圧雰囲気下において、絶縁層３を１７０℃に加熱し、２０ＭＰａの圧力で１８０秒間母型１を絶縁層３に押し当てた。その後、銅めっき液を用いて４０℃で１０分間無電解めっきを行った。

その結果、絶縁層３に形成された１μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２に厚み０．５μｍの導体パターン４を良好に形成することができた。

（５−２）実施例２
銅箔を基材２１として用い、その基材２１上にトルエンに溶解させた分子量１５０００のＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）をスピンコート法により塗布した。それにより、厚み１０μｍの絶縁層２２を形成した。また、シリコンからなる母型１を用いた。母型１には、パターンのＬ／Ｓが５μｍ，１０μｍおよび５０μｍである凹凸部１ａを設け、その凹凸部１ａの表面にイオンスパッタ法により白金およびパラジウムを触媒２として蒸着した。

減圧雰囲気下において、絶縁層２２を１２０℃に加熱し、２０ＭＰａの圧力で１８０秒間母型１を絶縁層２２に押し当てた。その後、銅めっき液を用いて４０℃で６０分間無電解めっきを行った。

その結果、絶縁層２２に形成された５μｍ，１０μｍおよび５０μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２ａに厚み１μｍの導体パターン４が良好に形成された。

（５−３）実施例３
触媒２として金を用いた点を除いて実施例２と同様の条件で導体パターンを形成した。

その結果、絶縁層２２に形成された５μｍ，１０μｍおよび５０μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２ａに厚み１μｍの導体パターン４ａを良好に形成することができた。

（５−４）実施例４
母型１を絶縁層２２に押し当てる時間を６０秒とした点を除いて実施例３と同様の条件で導体パターンを形成した。

その結果、絶縁層２２に形成された５μｍ，１０μｍおよび５０μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２ａに厚み１μｍの導体パターン４ａを良好に形成することができた。

（５−５）実施例５
母型１を絶縁層３に押し当てる際の絶縁層２２の加熱温度を８０℃とした点を除いて実施例３と同様の条件で導体パターンを形成した。

その結果、絶縁層２２に形成された５μｍ，１０μｍおよび５０μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２ａに厚み１μｍの導体パターン４ａを良好に形成することができた。

（５−６）実施例６
母型１にパターンのＬ／Ｓが１μｍである凹凸部１ａを設けた点、および無電解めっきを行う時間を３０分とした点を除いて実施例３と同様の条件で導体パターンを形成した。

その結果、絶縁層２２に形成された１μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２ａに厚み１μｍの導体パターン４ａを良好に形成することができた。

（５−７）実施例７
無電解めっきを行う時間を１２０分とした点を除いて実施例２と同様の条件で導体パターンを形成した。

その結果、絶縁層２２に形成された５μｍ，１０μｍおよび５０μｍのＬ／Ｓの溝部Ｒ２ａに厚み５μｍの導体パターン４ａを良好に形成することができた。

（６） 請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態においては、導体パターン４，４ａが配線パターンの例であり、母型１の凹凸部１ａの凸部が母型の凸部の例であり、絶縁層３，２２の溝部Ｒ２および孔部Ｒ２ａが絶縁層の凹部の例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

本発明は、種々の電気機器または電子機器等に利用することができる。

配線回路基板の製造時に用いる母型の作製方法について説明するための模式的工程断面図である。 配線回路基板の導体パターンの形成方法について説明するための模式的工程断面図である。 他の実施の形態に係る配線回路基板の製造方法について説明するための模式的工程断面図である。 セミアディティブ法を用いた配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。

符号の説明

母型１
凹凸部１ａ
触媒２
基材２１
絶縁層３，２２
導体パターン４，４ａ
溝部Ｒ２
孔部Ｒ２ａ

Claims (8)

1. 配線パターンを有する配線回路基板の製造方法であって、
   前記配線パターンに対応する形状の凸部を有する母型を準備する工程と、
   前記母型の凸部にめっきのための触媒を付着させる工程と、
   絶縁層に前記母型の凸部を押し当てて前記絶縁層に凹部を形成するとともに前記母型の凸部に付着する触媒を前記絶縁層に形成された凹部内に転写する工程と、
   めっき法により前記絶縁層に形成された凹部内に金属を析出させる工程とを備えたことを特徴とする配線回路基板の製造方法。
2. 前記めっき法は無電解めっき法であることを特徴とする請求項１記載の配線回路基板の製造方法。
3. 基材上に前記絶縁層を形成する工程をさらに備え、
   前記基材上に形成された前記絶縁層に前記母型の凸部を押し当てることを特徴とする請求項１または２記載の配線回路基板の製造方法。
4. 前記母型の凸部の厚みは前記絶縁層の厚みよりも大きく、
   前記母型の凸部が絶縁層を貫通して前記基材に接触するように前記基材上に形成された前記絶縁層に前記母型の凸部を押し当てることを特徴とする請求項３記載の配線回路基板の製造方法。
5. 前記触媒は、貴金属を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の配線回路基板の製造方法。
6. 前記触媒は、パラジウム、白金および金のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５記載の配線回路基板の製造方法。
7. 真空蒸着法により前記母型の凸部に触媒を付着させることを特徴とする請求項５または６記載の配線回路基板の製造方法。
8. 塗布により前記母型の凸部に触媒を付着させることを特徴とする請求項５または６記載の配線回路基板の製造方法。

Images