JP2014525992A - 非伝導性表面上に伝導性像を形成するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、(1)2011年8月19日に出願された米国仮特許出願第61/525,662号(William Wismann)、(2)2011年12月9日に出願された米国仮特許出願第61/568,736号(William Wismann)に関連しており、(3)2012年2月23日に出願された米国特許出願第13/403,797号(William Wismann)の継続出願であり、これらの利益を主張するものである。これらの全体は参照により本明細書中に援用される。
本発明は、電子素子製造の分野に関する。
非伝導性基板表面の少なくとも一部を活性化するステップと、
磁場を表面に印加するステップと、
金属配位錯体を表面の活性化された部分の少なくとも一部上に蒸着させるステップと、
磁場を除去するステップと、
金属配位錯体を電磁放射線に暴露するステップと、
金属配位錯体を元素金属に還元するステップと、
非還元金属配位錯体を表面から除去するステップと、
表面を乾燥させるステップと、
伝導性物質を表面上に蒸着させるステップと、
を含む、方法に関する。
直流電力供給源の負端子を還元された金属配位錯体を含む表面の少なくとも一部と接触させるステップと、
蒸着されることになる金属の塩を含む水溶液を提供するステップであって、金属から成る電極が、水溶液またはその組み合わせ中に浸漬される、ステップと、
直流電力供給源の正端子を水溶液と接触させるステップと、
還元された金属配位錯体を含む表面の少なくとも一部を水溶液と接触させるステップと、
電力供給源をオンにするステップと、
を含む。
本発明のある側面では、非伝導性基板表面全体が、活性化され、金属配位錯体は、活性化された表面の一部上に蒸着される。
本説明および添付の請求項に関して、明示的に記載される、またはそのように意図されない文脈から一義的に明白でない限り、単数形で行なわれる本発明の任意の側面の言及は、複数形を含み、その逆も然りであることを理解されたい。
本技術および他の酸エッチング技術は、当技術分野において公知であって、同様に、詳細な説明を要求しないものとする。
還元剤 還元電位(V)
Li −3.04
Na −2.71
Mg −2.38
Al −1.66
H2(g)+2OH− −0.83
Cr −0.74
Fe −0.44
H2 0.00
Sn2+ +0.15
Cu+ +0.16
Ag +0.80
2Br− +1.07
2Cl− +1.36
Mn2++4H2O +1.49
還元ステップから生じる元素金属は、当然ながら、ほとんどの溶媒中で不溶性である。したがって、基板の表面を初期金属配位錯体の組成物によって判定される適切な溶媒で洗浄することによって、非暴露錯体を除去し、金属が残るであろう。金属は、基板の表面が、全体的に暴露された場合、基板の表面を覆って均一に分散され得る、または金属は、基板表面が、マスクを通して暴露された場合、離散パターンを形成し得る。マスクは、単に、電磁放射線源と基板の表面との間に載置される物質であって、基板の表面に転写されることになる像を含む。像は、ネガ像であってもよく、その場合、放射線を受ける基板表面の部分は、特定の放射線に透過性のマスクのそれらの部分に対応する、または像は、ポジ像であってもよく、その場合、放射線を受ける基板表面の部分は、マスクの像面積外のそれらの部分に対応する。
1. DuPont Kapton(登録商標)PV9103ポリイミド(小型シート)が、0.1 N KOH(1リットルの脱イオン水(DI)あたり5.6グラムの水酸化カリウム)と60重量%のイソプロパノールアルコール溶液の混合物を使用して、2〜4分間、化学的にエッチングされた。
2. エッチングされたポリイミドシートは、DI水で洗浄され、30分間、100℃のオーブン内で乾燥された。
3. 10グラムのシュウ酸第二鉄アンモニウムが、25mlのDI水中に懸濁される(暗室内で)(溶液1)。
4. 10グラムのシュウ酸第二鉄アンモニウムが、1.0グラムの塩素酸カリウムおよび25mlのDI水と混合される(同様に暗室中で)(溶液2)。
5. 2.3グラムのテトラクロロ白金(II)酸アンモニウムが、1.7グラムの塩化リチウムおよび2mlのDI水と混合される(溶液3)。
6. 溶液1、2、および3は、等量でともに混合された。
7. エッチングされたポリイミドシートは、ポリイミドシートのものより大きい寸法を有する、2000ガウスの磁石上に載置され、ステップ6の混合物が、スポンジブラシでシートの表面を覆って薄く塗布される(暗室内で)。
8. コーティングされたポリイミドシートは、30分間、空気乾燥される(代替として、コーティングされたシートは、約5分間または乾燥するまで、40℃のオーブンに載置されてもよい)。
9.所望のプルタブ像を備えるマスクが、コーティングの上部に載置された。
10. ポリイミドシートのマスクされた表面が、3分未満、最大強度でASC365紫外線光源に暴露された。
11. 光源が除去され、マスクが、基板表面から分離され、表面が、5分間、DI水で洗浄され、次いで、10分間、1000mlのDI水あたり15グラムのEDTAを含む、エチレンジアミン4酢酸(EDTA)溶液槽中に載置された。
12. 洗浄された基板は、5分間または乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
13. 基板は、鍍着を示す5分間隔の間、27.5%328(A−12.5%、L−12.5%、C−2.5%)および72.5%DIを伴う、Shipley Electroless Cuposit 328を含む、25℃の溶液槽内に載置された。
14. 結果として生じる銅で鍍着されたポリイミドは、10分間、DI水で洗浄され、30分間、空気乾燥される(あるいは、5分間または乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置され得る)。
(実施例2)
2. シートは、静的洗浄後、二段階式洗浄が行なわれる。
3. 洗浄されたエッチングシートは、次いで、E−Neutralizerで処理され、次いで、再び、洗浄された。
4. シートは、次いで、10秒間、10%溶液の硫酸中に浸漬され、洗浄された。
5. 10グラムの硝酸銀が、25mlのDI水中に溶解される(暗室内で)。
6. 5グラムのクロム酸カリウムが、5mlのDI水と混合される(暗室内で)
7.硝酸銀の液滴が、赤色沈殿物が形成されるまで、クロム酸カリウム溶液に添加された。混合物は、24時間、放置され、次いで、濾過され、100mlまでDI水で希釈される(暗室内で)
8. シートは、次いで、2000ガウスの磁石上に載置され、クロム酸銀混合物が、スポンジブラシで薄く塗布される(暗室内で)。
9. コーティングされたシートは、10分間または乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
10. 引張試験用に設計されたマスクが、LCPシートのコーティングされた表面上に載置された。
11. マスクされたLPCシートは、次いで、5分間、ASC365紫外線光源からの紫外線光に暴露された。
12. UV光源が除去され、LCPシートが、マスクから分離され、5分間、DI水で洗浄され、次いで、10分間、EDTA溶液槽(1000mlのDI水あたり15グラムのEDTA)内に載置された。
13. LCPシートは、次いで、10分間、DIで洗浄され、5分間または乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
14.LCPシートは、次いで、鍍着を示す5分間隔の間、27.5%328(1−12.5%、L−12.5%、C−2.5%)および72.5%脱イオン水を伴う、Shipley Electroless Cuposit 328を含む、25℃の溶液槽内に載置された。
15. 銅で鍍着されたLCPシートは、溶液槽から除去され、10分間、洗浄され、次いで、5分間、乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
(実施例3)
2. シートは、次いで、DI水で洗浄された。
3. 30グラムのクエン酸鉄アンモニウム(緑色形態、7.5%アンモニア、15%鉄、および77.5%クエン酸水和物)が、35mlの温かい(50℃)DI水で混合され(暗室内で)、次いで、遮光瓶内にDI水で50mlの最終体積にされた(暗室内で)。
4. 20mlの高温(70−80℃)DI水中の1.8グラムの塩化アンモニウムが、溶解するまで、撹拌しながら、3グラムの塩化パラジウム(II)と混合され、次いで、DI水の添加によって、25mlにされた。
5. 混合物は、濾過され、冷却後、瓶に入れられた。
6. 20mlの溶液が得られるまで、ビーカー内で、6滴のクエン酸鉄アンモニウムが、1滴の塩化パラジウム溶液に添加された(暗室内で)。
7. FR4シートは、FR4シートのものより大きい寸法を伴う、2000ガウスの磁石上に載置され、配位錯体溶液が、シートの表面上に薄くスポンジブラシで塗布された(暗室内で)。
8. FR4シートは、次いで、10分間または乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
9. 引張試験用に設計されたマスクが、次いで、FR4シートの処理された表面上に載置された。
10. マスクされたFR4シートは、次いで、6分間、ASC365紫外線エミッタからのUV光に暴露された。
11. UV光源が除去され、マスクがFR4シートから分離され、シートが、5分間、DI水で洗浄され、次いで、10分間、EDTA溶液槽(1000mlのDI水あたり15グラムのEDTA)内に載置された。
12. FR4シートは、EDTA溶液槽から除去され、10分間、DI水で洗浄され、次いで、5分間または乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
13. FR4シートは、鍍着を示す5分間隔の間、27.5%328(A−12.5.%、L−12.5%、C−2.5%)および72.5%脱イオン水を伴う、Shipley Electroless Cuposit 328の25℃の溶液槽内に載置された。
14. 銅で鍍着されたFR4シートは、次いで、10分間、洗浄され、5分間、乾燥するまで、40℃のオーブン内に載置された。
Claims (30)
- 伝導性層を表面上に形成する方法であって、
非伝導性基板表面の少なくとも一部を活性化するステップと、
磁場を前記表面に印加するステップと、
金属配位錯体を前記表面の活性化された部分の少なくとも一部上に蒸着させるステップと、
前記磁場を除去するステップと、
前記金属配位錯体を電磁放射線に暴露するステップと、
前記金属配位錯体を元素金属に還元するステップと、
非還元金属配位錯体を前記表面から除去するステップと、
前記表面を乾燥させるステップと、
伝導性物質を前記表面上に蒸着させるステップと
を含む、方法。 - 前記基板表面を活性化するステップは、前記表面をエッチングするステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表面をエッチングするステップは、化学エッチングを含む、請求項2に記載の方法。
- 化学エッチングは、酸エッチング、塩基エッチング、または酸化エッチングを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記表面をエッチングするステップは、機械的エッチングを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記表面をエッチングするステップは、プラズマエッチングを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記表面をエッチングするステップは、レーザエッチングを含む、請求項2に記載の方法。
- プラズマまたはレーザエッチングは、所定のパターンにおけるエッチングを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記磁場は、少なくとも1000ガウスの磁束密度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記磁場は、前記表面に直交する、請求項9に記載の方法。
- 金属配位錯体を前記表面の少なくとも一部上に蒸着させるステップは、マスクを使用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- マスクは、電子回路を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記電子回路は、アナログ回路、デジタル回路、混合信号回路、およびRF回路から成る群から選択される、請求項12に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法を使用して加工される、アナログ回路。
- 請求項1に記載の方法を使用して加工される、デジタル回路。
- 請求項1に記載の方法を使用して加工される、混合信号回路。
- 請求項1に記載の方法を使用して加工される、RF回路。
- 前記金属配位錯体を電磁放射線に暴露するステップは、マイクロ波放射線、赤外線放射線、可視光放射線、紫外線放射線、X線放射線またはガンマ放射線を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記金属配位錯体をゼロ酸化状態金属に還元するステップは、金属および/または触媒の組み合わせを使用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 非還元金属配位錯体を前記表面から除去するステップは、前記表面を溶媒で洗浄するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表面を乾燥させるステップは、周囲温度で乾燥させるステップまたは高温で乾燥させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表面を周囲または高温で乾燥させるステップは、真空チャンバを使用するステップを含む、請求項21に記載の方法。
- 伝導性物質を前記表面上に蒸着させるステップは、前記還元された金属配位錯体を含む表面の一部上への金属の電解蒸着を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記還元された金属配位錯体を含む表面の一部上への金属の電解蒸着は、
直流電力供給源の負端子を前記還元された金属配位錯体を含む表面の少なくとも一部と接触させるステップと、
蒸着されることになる金属の塩を含む水溶液を提供するステップであって、前記金属から成る電極が、前記水溶液またはその組み合わせ中に浸漬される、ステップと、
前記直流電力供給源の正端子を前記水溶液と接触させるステップと、
前記還元された金属配位錯体を含む表面の少なくとも一部を前記水溶液と接触させるステップと、
前記電力供給源をオンにするステップと、
を含む、請求項23に記載の方法。 - 伝導性物質を前記表面上に蒸着させるステップは、前記還元された金属配位錯体を含む表面の一部上への金属の無電解蒸着を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記還元された金属配位錯体を含む表面の一部上に金属を無電解蒸着するステップは、前記金属配位錯体を含む表面の少なくとも一部を前記金属の塩、錯化剤、および還元剤を含む溶液と接触させるステップを含む、請求項25に記載の方法。
- 伝導性物質を前記表面上に蒸着させるステップは、前記還元された金属配位錯体を含む表面の一部上への非金属伝導性物質の蒸着を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記非金属伝導性物質は、静電分散によって、前記還元された金属配位錯体を含む表面の一部上に蒸着される、請求項27に記載の方法。
- 前記非伝導性基板表面全体が、活性化され、前記金属配位錯体は、表面全体上に蒸着される、請求項1に記載の方法。
- 前記非伝導性基板表面全体が、活性化され、前記金属配位錯体は、前記活性化された表面の一部上に蒸着される、請求項1に記載の方法。
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