JP2017157592A - 配線構造体の製造方法および配線構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】無電解めっき層を備える導電パターンを絶縁性基材の上の所望の領域に設けることが可能な配線構造体の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性基材の上に形成された導電パターンを有する配線構造体の製造方法であって、絶縁性基材の上に撥水層を形成する撥水層形成工程と、配線構造体における導電パターンが設けられた領域に対応する絶縁性基材の領域である第１領域の上に設けられた撥水層を除去して第１領域では絶縁性基材の面を露出させる撥水層除去工程と、撥水層除去工程により得られた絶縁性基材を備える部材の全面に触媒処理を行って、第１領域に位置する絶縁性基材の面の上に触媒を付着させる触媒処理工程と、触媒処理工程により得られた絶縁性基材を備える部材の全面に無電解めっき処理を行って、第１領域を含む領域の上にめっき層を形成して、めっき層からなる導電パターンを得るめっき処理工程とを備える配線構造体の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁性基材の上に無電解めっき層を備える導電パターンが設けられた配線構造体の製造方法および配線構造体に関する。

近年、電子部品の小型化および高機能化に伴い、樹脂成形品に回路配線を設けた配線構造体のニーズが高まっている。特に、立体的な樹脂成形品に立体的な導電パターンを形成した立体配線構造体は、回路配線のレイアウトの制約を緩和することができ、電子部品の小型化を図る上で重要な構成要素となる。

特許文献１には、基板の導体層に対してエッチングを施すことにより導体回路を形成した後、導体回路を構成する導体部間の隙間にレーザ光を照射して導体部間に残存する導体を除去する技術が開示されている。

また、特許文献２には、絶縁性基材の表面にめっき用触媒を付与して下地層を形成しておき、下地層をレーザトリミングしてパターンの輪郭を除去した後、下地層にめっきを施して配線を形成する技術が開示されている。

特許第４７９２６６０号公報 特開２００１−１７７２１９号公報

しかしながら、特許文献２に開示される技術では、非回路部にも無電解めっき処理により形成された導体層が形成されてしまう。このような非回路部に導体層が存在することが、立体配線構造体の機能上問題となる場合もある。

本発明は、無電解めっき層を備える導電パターンを絶縁性基材の上の所望の領域に設けることが可能な配線構造体の製造方法および配線構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、一態様として、絶縁性基材の上に形成された導電パターンを有する配線構造体の製造方法であって、前記絶縁性基材の上に撥水層を形成する撥水層形成工程と、前記配線構造体における前記導電パターンが設けられた領域に対応する前記絶縁性基材の領域である第１領域の上に設けられた前記撥水層を除去して、前記第１領域では前記絶縁性基材の面を露出させる撥水層除去工程と、前記撥水層除去工程により得られた前記絶縁性基材を備える部材の全面に触媒処理を行って、前記第１領域に位置する前記絶縁性基材の面の上に触媒を付着させる触媒処理工程と、前記触媒処理工程により得られた前記絶縁性基材を備える部材の全面に無電解めっき処理を行って、前記第１領域を含む領域の上にめっき層を形成して、前記めっき層からなる前記導電パターンを得るめっき処理工程とを備えることを特徴とする配線構造体の製造方法である。

かかる配線構造体の製造方法によれば、撥水層の上には触媒が付着しにくいため、撥水層が除去されている第１領域の上に優先的にめっき層を形成することができ、めっき層からなる導電パターンを容易に形成することできる。

触媒処理工程において触媒が付着するか否かは撥水層が除去されているか否かによって制御され、無電解めっき処理はめっき層の形成に通電を必要としないため、前記絶縁性基材が立体的な部材であって、前記第１領域が３次元形状を有している場合であっても、３次元的な導電パターンを絶縁性基材の上に容易に形成することができる。

無電解めっき処理はめっき層の形成に通電を必要としないため、前記第１領域が島状パターンを含んでいても、これに対応して、島状の導電パターンを形成することができる。

前記撥水層除去工程では、前記第１領域の上に設けられた前記撥水層をレーザ照射により除去してもよい。レーザ照射により撥水層を除去する場合には、除去されるべき撥水層が３次元的な形状をしていても、撥水層の除去を適切に行うことができる。

前記めっき処理工程後に前記めっき層を部分的に除去する処理を行って、前記導電パターンの形状を調整するエッチング工程をさらに備えていてもよい。このようなエッチング工程を備えることにより、第１領域と導電パターンとの整合性を高めることができる。

本発明は、別の一態様として、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の上に設けられた導電パターンとを備える配線構造体であって、前記絶縁性基材における前記導電パターンが設けられていない領域の上には撥水層が設けられていることを特徴とする配線構造体を提供する。かかる配線構造体の導電パターンが３次元形状を有する立体配線構造体であっても、上記の本発明の一態様に係る製造方法を実施することによって容易に得ることができる。

本発明によれば、無電解めっき層を備える導電パターンを絶縁性基材の上の所望の領域に設けることが可能な配線構造体の製造方法および配線構造体が提供される。

本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法（撥水層形成工程前）を例示する模式斜視図である。 本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法（撥水層形成工程後）を例示する模式斜視図である。 本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法（撥水層除去工程後）を例示する模式斜視図である。 本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法（めっき工程後）を例示する模式斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示するフローチャートである。図２〜図５は、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示する模式斜視図である。

図１に表したように、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法は、撥水層形成工程（ステップＳ１０１）、撥水層除去工程（ステップＳ１０２）、触媒処理工程（ステップＳ１０３）およびめっき処理工程（ステップＳ１０４）を備え、めっき処理工程（ステップＳ１０４）後に、エッチング工程（ステップＳ１０５）が必要に応じて行われる。

以下、各ステップについて図２〜図５に沿って説明する。

まず、ステップＳ１０１に示す撥水層形成工程を行う。撥水層形成工程では、図２に示される絶縁性基材１０の上に撥水層２０を形成し、絶縁性基材１０と撥水層２０とを備える第１構造体１０１を得る（図３）。撥水層形成工程を行う前に、例えば絶縁性基材１０を有機溶剤に浸漬するなどの洗浄・脱脂処理を行ってもよい。

絶縁性基材１０としては、電気的な絶縁性を有する材料が用いられる。そのような材料として、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン、液晶ポリマー、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイルド樹脂、フェノール樹脂等の樹脂系材料、ガラス、アルミナ、ジルコニア等の無機系材料、ガラス−エポキシ樹脂等の複合材料が例示される。

図２に表される絶縁性基材１０は、段差部１１を有する立体的な部材である。本発明の一実施形態に係る製造方法では、このような立体的な部材の上に３次元的な導電パターン４０を形成することができる。

撥水層２０を形成する方法は限定されない。撥水層２０を形成するための材料が液状体である場合には、その液状体を絶縁性基材１０の全面に塗布、滴下、噴霧などすればよい。撥水層２０を形成するための材料を蒸着、スパッタリングなどのドライプロセスで絶縁性基材１０の全面に供給してもよい。撥水層２０を形成するための材料として、ＰＴＦＥ、ＰＦＰＥ等のフッ素系ポリマー（ダイキン工業社製「オプツール」シリーズ、「オプエース」シリーズ、ハーベス社製「デュラサーフ」などが具体例として挙げられる。）、フルオロアルキルシラン等フッ素含有材料、パリレン等の芳香族含有ポリマーなどが例示される。形成される撥水層２０と絶縁性基材１０との密着性を高める観点から、絶縁性基材１０に対してあらかじめ活性化処理が施されてもよい。

撥水層２０の撥水性の程度は具体的には限定されない。撥水層２０の撥水性は撥水層２０の上に純水を滴下したときの水滴の接触角により評価することができる。限定されない一例として、撥水層２０は、上記の水滴の接触角が１１０°以上である。このような撥水性を有していることにより、撥水層２０に液体を近接させても、撥水層２０と液体との直接的な接触が生じにくくなる。このため、撥水層２０に近接させた液体に含まれる成分が撥水層２０の表面に付着しにくくなる。

次に、ステップＳ１０２に示す撥水層除去工程を行う。撥水層除去工程では、最終的な製造物である配線構造体１（図５）における導電パターン４０が設けられた領域に対応する絶縁性基材１０の領域である第１領域３０の上に設けられた撥水層２０を除去する。この撥水層２０の部分的な除去により、第１領域３０では絶縁性基材１０の面が露出した状態となり、第２構造体１０２が得られる。本実施形態では、第１領域３０は３次元形状を有する。

第１構造体１０１から撥水層２０を部分的に除去する方法は限定されない。レーザ照射により撥水層２０のアブレーションを行うことが具体例として挙げられる。この方法であれば、第１領域３０が３次元形状を有していても、絶縁性基材１０の面を適切に露出させることができる。

続いて、ステップＳ１０３に示す触媒処理工程を行う。触媒処理工程では、パラジウムなど触媒機能を有する物質または当該物質を形成可能な物質を含有する液状体（以下、「触媒処理液」ともいう。）と第２構造体１０２全体とを接触させる。第２構造体１０２は第１領域３０以外の領域では撥水層２０が表面に位置するため、実質的に、絶縁性基材１０の面が露出した第１領域３０にのみ触媒機能を有する物質が付着する。触媒処理液として、パラジウム触媒系処理液、パラジウムイオン触媒系処理液、スズ／パラジウムコロイド触媒系処理液などが具体例として挙げられる。触媒処理液と第２構造体１０２全体との接触方法および接触条件は、触媒処理液の種類に応じて適宜設定すればよい。

上記の触媒処理工程を経た第２構造体１０２に対して、ステップＳ１０４に示す無電解めっき処理を行う。無電解めっき処理により、触媒機能を有する物質が付着した第１領域３０の上に優先的にめっき層が形成される。このめっき層により導電パターン４０が構成される。こうして、絶縁性基材１０と、絶縁性基材１０の上に設けられた導電パターン４０とを備え、絶縁性基材１０における導電パターン４０が設けられていない領域の上には撥水層２０が設けられている配線構造体１が得られる。

めっき層を構成する材料として、銅、ニッケル、銅合金、ニッケル合金（リンなどの非金属を含む場合もある。）などが例示される。無電解めっき処理の詳細は、めっき層を構成する材料に応じて適宜設定される。

無電解めっき処理により導電パターン４０を構成する部材を形成するため、配線構造体１の導電パターン４０は、周囲が絶縁体（絶縁性基材１０および撥水層２０）によって囲まれた島状パターンからなる部分を有していてもよい。第１領域３０を形成する際に、島状パターンを含むようにすれば、このような部分を容易に形成することができる。

第１領域の面積が狭い、無電解めっき処理において液流が速いなどの理由により、第１領域３０以外の領域に位置する撥水層２０の上に乗り上げるようにめっき層が形成される場合がある。このような場合には、ステップＳ１０５に示すエッチング工程を行えばよい。エッチング工程では、めっき層を除去することが可能な処理を行って、第１領域３０以外の領域に位置するめっき層を除去する。そのような処理の具体例として、エッチング液との接触、プラズマアッシングなどが例示される。エッチング液の具体例として、塩化鉄、硝酸、スルファミン酸などが挙げられる。

以上、本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態に示した例の特徴を適宜組み合わせたものなども、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

例えば、絶縁性基材が平板形状を有し、平坦な面に上記の製造方法により導電パターンを形成してもよい。また、絶縁性基材が平板形状を有する場合であっても、平板の一方の主面から他方の主面へと、平板の側面を介して導電パターンが形成される場合には、絶縁性基材に立体配線が形成されたことになるため、かかる絶縁性基材と導電パターンとを備える部材は立体配線構造体となる。

１…配線構造体
１０…絶縁性基材
１１…段差部
２０…撥水層
３０…第１領域
４０…導電パターン
１０１…第１構造体
１０２…第２構造体

Claims (7)

1. 絶縁性基材の上に形成された導電パターンを有する配線構造体の製造方法であって、
   前記絶縁性基材の上に撥水層を形成する撥水層形成工程と、
   前記配線構造体における前記導電パターンが設けられた領域に対応する前記絶縁性基材の領域である第１領域の上に設けられた前記撥水層を除去して、前記第１領域では前記絶縁性基材の面を露出させる撥水層除去工程と、
   前記撥水層除去工程により得られた前記絶縁性基材を備える部材の全面に触媒処理を行って、前記第１領域に位置する前記絶縁性基材の面の上に触媒を付着させる触媒処理工程と、
   前記触媒処理工程により得られた前記絶縁性基材を備える部材の全面に無電解めっき処理を行って、前記第１領域を含む領域の上にめっき層を形成して、前記めっき層からなる前記導電パターンを得るめっき処理工程とを備えること
   を特徴とする配線構造体の製造方法。
2. 前記絶縁性基材は立体的な部材であり、前記第１領域は３次元形状を有する、請求項１に記載の配線構造体の製造方法。
3. 前記第１領域は島状パターンを含む、請求項１または２に記載の配線構造体の製造方法。
4. 前記撥水層除去工程では、前記第１領域の上に設けられた前記撥水層をレーザ照射により除去する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線構造体の製造方法。
5. 前記めっき処理工程後に前記めっき層を部分的に除去する処理を行って、前記導電パターンの形状を調整するエッチング工程をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の配線構造体の製造方法。
6. 絶縁性基材と、前記絶縁性基材の上に設けられた導電パターンとを備える配線構造体であって、前記絶縁性基材における前記導電パターンが設けられていない領域の上には撥水層が設けられていることを特徴とする配線構造体。
7. 前記導電パターンは３次元形状を有する、請求項６に記載の配線構造体。