JP4334482B2 - Manufacturing method of composite member - Google Patents

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Description

本発明は、電気、電子、通信などの分野で配線基板等に用いられる複合部材の製造方法関する。 The present invention relates electrical, electronic, the method of producing a composite member for use in the wiring board or the like in the fields of communication.

近年、半導体をはじめ各種電気電子部品の高集積化や小型化が進んでいる。今後もその傾向はなお一層強まることは確実である。これに伴なってプリント配線基板においても、高密度実装を施すために金属配線の微細化、および立体配線化等が試みられている。   In recent years, high integration and miniaturization of various electric and electronic parts including semiconductors have been progressing. It is certain that this trend will intensify in the future. Along with this, miniaturization of metal wiring and formation of three-dimensional wiring have been attempted for high-density mounting on printed wiring boards.

なかでも立体配線は高密度実装に欠かせないものであり、立体配線を有する配線基板を製造するために、種々の方法が提案されている。配線基板に立体配線を形成するに当たっては、例えばビルドアップ配線基板などに代表されるように、二次元の配線基板を積層させて多層配線基板構造を構成する。このような多層配線基板構造では、隣接する配線層の間をビアと呼ばれる導電性カラムで結合されている。   In particular, three-dimensional wiring is indispensable for high-density mounting, and various methods have been proposed for manufacturing a wiring board having three-dimensional wiring. In forming a three-dimensional wiring on a wiring board, a multilayer wiring board structure is configured by stacking two-dimensional wiring boards, as represented by, for example, a build-up wiring board. In such a multilayer wiring board structure, adjacent wiring layers are coupled by conductive columns called vias.

従来、ビアを形成するには、絶縁体にドリルやCO2レーザーなどを用いて所定の大きさのビアホールを設け、その穴にめっきを施したり導電性ペーストを充填するといった方法が一般的に用いられてきた。
別な方法として、多孔質基材からなる絶縁体に導体を充填してビアを形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。多孔質基材が用いられるので、こうした方法においては、フォトリソグラフィーあるいはドリルやレーザーなどによる貫通孔の形成は不要となる。しかしながら、これらの方法では、ビアを絶縁体となる多孔質基材に露光して形成するため、多孔質基材において露光光の散乱が生じる。多孔質基材は、実際に露光時に使用するマスクパターンの開口部の範囲を越えて露光されることになるため、導体層の微細化が困難であるという問題点があった。
特開平7−207450号公報 特開平11−25755号公報
Conventionally, in order to form a via, a method is generally used in which an insulator is provided with a via hole of a predetermined size using a drill or a CO 2 laser, and the hole is plated or filled with a conductive paste. Has been.
As another method, a method of forming a via by filling a conductor in an insulator made of a porous substrate has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2). Since a porous substrate is used, in such a method, it is not necessary to form a through hole by photolithography or a drill or a laser. However, in these methods, since the via is formed by exposing the porous substrate serving as an insulator, exposure light is scattered in the porous substrate. Since the porous substrate is exposed beyond the range of the opening portion of the mask pattern that is actually used during exposure, there is a problem that it is difficult to make the conductor layer fine.
JP-A-7-207450 Japanese Patent Laid-Open No. 11-25755

上述したように、露光光の散乱が生じると、散乱が生じない場合に比べて、露光パターンが広がってしまう。   As described above, when exposure light scatters, the exposure pattern spreads as compared to the case where scattering does not occur.

したがって、露光光の散乱を防ぐことができれば、より微細な導体層のパターン形成が可能になるというメリットが期待される。しかしながら、露光光の散乱を小さくすると露光光の散乱成分の強度が低下して、直進する非散乱成分の強度が高まる。その結果、多孔質基材への配線のもぐりこみが深くなるため、表面配線が形成されている箇所の裏面への配線の形成が困難になる。また、配線を形成した基材を積層する場合には、裏面における絶縁を確保することが困難である等の問題点があった。さらに、基材に凹凸が存在する場合には、パターン露光は不均一となって、特に微細な配線を安定的に形成することが極めて困難となる。   Therefore, if scattering of exposure light can be prevented, a merit that a finer conductor layer pattern can be formed is expected. However, if the scattering of the exposure light is reduced, the intensity of the scattering component of the exposure light is reduced, and the intensity of the non-scattering component that goes straight increases. As a result, the penetration of the wiring into the porous base material becomes deep, and it becomes difficult to form the wiring on the back surface of the portion where the surface wiring is formed. In addition, when the base material on which the wiring is formed is laminated, there is a problem that it is difficult to ensure insulation on the back surface. Furthermore, when the substrate has irregularities, the pattern exposure becomes non-uniform, and it becomes extremely difficult to stably form particularly fine wiring.

本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、露光光の散乱を防ぎ、多孔質基材内部へのもぐりこみが少ない微細な導体層のパターンを安定して形成可能な複合部材の製造方法提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be used to manufacture a composite member that can stably form a pattern of a fine conductor layer that prevents exposure light from being scattered and has less penetration into the porous substrate. It aims to provide a method.

本発明の一態様にかかる複合部材の製造方法は、三次元的に形成された連続空孔を有し、絶縁性物質からなる多孔質基材の空孔内に感光性層を形成し、前記多孔質基材の表面および裏面の少なくとも一方から充填材を充填して、内部に未充填層を残しつつ、前記表面および裏面の少なくとも一方に、この多孔質基材の全厚さの40%以下あるいは15μm以下、かつ1μm以上の深さで充填層を形成して複合部材形成用基材を作製する工程と、
前記複合部材形成用基材の前記充填層を有する側から、所定の領域にパターン露光する工程と、
パターン露光後の複合部材形成用基材から、前記充填材を除去する工程と、
前記充填材が除去された前記複合部材形成用基材の露光部または未露光部に、導電物質を選択的に充填する工程とを具備し、
前記充填材は、下記数式で表わされる条件を満たすことを特徴とする。

Figure 0004334482
The method for producing a composite member according to one aspect of the present invention includes a continuous pore formed three-dimensionally, forming a photosensitive layer in a pore of a porous substrate made of an insulating material, Filling the filler from at least one of the surface and the back surface of the porous substrate, leaving an unfilled layer inside, and at least one of the surface and the back surface is 40% or less of the total thickness of the porous substrate Alternatively, the step of forming a filling layer at a depth of 15 μm or less and 1 μm or more to produce a composite member-forming substrate;
From the side having the filling layer of the composite member forming substrate, pattern exposure to a predetermined region,
Removing the filler from the composite member-forming substrate after pattern exposure;
A step of selectively filling a conductive material into an exposed part or an unexposed part of the composite member forming base material from which the filler has been removed,
The filler satisfies the condition represented by the following mathematical formula.
Figure 0004334482

(上記数式(1)中、εAは、多孔質基材を構成する絶縁性物質の屈折率であり、εBは、前記充填材の屈折率である。また、空気の屈折率は1とした。 (In the above formula (1), εA is the refractive index of the insulating material constituting the porous substrate, εB is the refractive index of the filler, and the refractive index of air is 1. )

本発明の態様によれば、露光光の散乱を防ぎ、多孔質基材内部へのもぐりこみが少ない微細な導体層のパターンを安定して形成可能な複合部材の製造方法提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a composite member that can stably form a fine conductor layer pattern that prevents exposure light from being scattered and has less penetration into a porous substrate.

以下に図面を参照して、本発明の一実施形態による複合部材の製造方法を説明する。   A method for manufacturing a composite member according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、多孔質基材の空孔内に感光性層を形成して、図1に示すような感光性層を有する多孔質基材を用意する。多孔質基材としては、三次元的に形成された連続空孔を有していれば、いかなる絶縁性物質からなるものであってもよく、具体的にはポリマーやセラミックス等が挙げられる。   First, a photosensitive layer is formed in the pores of the porous substrate to prepare a porous substrate having a photosensitive layer as shown in FIG. The porous substrate may be made of any insulating material as long as it has three-dimensionally formed continuous pores, and specifically includes polymers and ceramics.

ポリマーとしては、例えば、エポキシ樹脂や、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、PEEK樹脂、ブタジエン油脂等プリント配線基板の絶縁基材として従来からよく用いられる樹脂や、その他ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリビニルエチレン等のポリジエン類、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン誘導体、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル等のポリアクリロニトリル誘導体、ポリオキシメチレン等のポリアセタール類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等や芳香族ポリエステル類を含むポリエステル類、ポリアリレート類、アラミド樹脂等の芳香族ポリアミドやナイロン等のポリアミド類、ポリイミド類、エポキシ樹脂類、ポリp−フェニレンエーテル等の芳香族ポリエーテル類、ポリエーテルスルホン類、ポリスルホン類、ポリスルフィド類、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系ポリマー、ポリベンゾオキサゾール類、ポリベンゾチアゾール類、ポリパラフェニレン等のポリフェニレン類、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ノボラック樹脂類、メラミン樹脂類、ウレタン樹脂類、ポリカルボジイミド樹脂類等が挙げられる。   Examples of the polymer include epoxy resins, bismaleimide-triazine resins, PEEK resins, butadiene oils and the like, resins conventionally used as insulating base materials for printed wiring boards, other polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polybutadiene, poly Polydienes such as isoprene and polyvinylethylene, acrylic resins such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, polystyrene derivatives, polyacrylonitrile derivatives such as polyacrylonitrile and polymethacrylonitrile, polyacetals such as polyoxymethylene, polyethylene terephthalate, poly Polyamides such as polyesters including butylene terephthalate and aromatic polyesters, polyarylates, aromatic polyamides such as aramid resin, and nylons. , Polyimides, epoxy resins, aromatic polyethers such as poly-p-phenylene ether, polyethersulfones, polysulfones, polysulfides, fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polybenzoxazoles , Polybenzothiazoles, polyphenylenes such as polyparaphenylene, polyparaphenylene vinylene derivatives, polysiloxane derivatives, novolac resins, melamine resins, urethane resins, polycarbodiimide resins, and the like.

上述したような有機材料は、例えば延伸法、相転換法などでシート状に作製して用いることができる。具体的にはPTFEの延伸シートやポリスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの相転換法による多孔質シートなどである
これら多孔質基材の中でも、低誘電率で耐熱性に優れることから、ポリマー類が好ましく、特にポリイミド類、芳香族ポリアミド類などの液晶性ポリマー類、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマー類などを用いることが好ましい。
The organic material as described above can be prepared and used in a sheet shape by, for example, a stretching method or a phase change method. Specifically, it is a PTFE stretched sheet or a porous sheet formed by a phase change method such as polysulfone, polyamide, polyimide, polyamideimide, etc. Among these porous substrates, polymers having low dielectric constant and excellent heat resistance are used. In particular, it is preferable to use liquid crystalline polymers such as polyimides and aromatic polyamides, and fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene.

また、ブロックコポリマーの三次元網目状のミクロ相分離構造から特定の相を選択的に除去して作製した多孔質シートは同一シート内での空孔径が揃っているので、微細導電部を形成するのに適しており最も好ましい。ミクロ相分離構造から特定の相を選択的に除去する手法としては特に限定されないが、例えばオゾン酸化やβ線照射によって特定の相のポリマーを分解した後に溶媒洗浄などの手法で分解物を除去して多孔質化する方法が用いられる。   In addition, since the porous sheet prepared by selectively removing a specific phase from the three-dimensional network microphase separation structure of the block copolymer has the same pore size in the same sheet, it forms a fine conductive portion. And most preferred. The method for selectively removing a specific phase from the microphase separation structure is not particularly limited. For example, after decomposing a polymer of a specific phase by ozone oxidation or β-ray irradiation, the decomposition product is removed by a method such as solvent washing. And making it porous.

ミクロ相分離構造から作製される多孔質シートの材料としては、ポリカルボオキシシランシートや架橋ポリブタジエンシートやポリシクロヘキセンシートなどが挙げられる。また、ミクロ相分離構造の特定の相を熱分解させて揮発させることによって除去してもよく、ポリイミドなどの耐熱性ポリマーの多孔質シートを作製することができる。   Examples of the material for the porous sheet produced from the microphase separation structure include a polycarbooxysilane sheet, a crosslinked polybutadiene sheet, and a polycyclohexene sheet. Moreover, you may remove by decomposing | dissolving and volatilizing the specific phase of a micro phase-separation structure, and the porous sheet of heat resistant polymers, such as a polyimide, can be produced.

セラミックスとしては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、チタン酸カリウム等の金属酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。こうした無機材料を用いて、例えば、ゾルゲル法、エマルジョンテンプレーティング法などで作製される多孔質セラミックシートを用いることができる。   Examples of the ceramic include metal oxides such as silica, alumina, titania and potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride and the like. Using such an inorganic material, for example, a porous ceramic sheet produced by a sol-gel method, an emulsion templating method, or the like can be used.

さらに、上述したような多孔質シートに親水化処理等の表面処理により改質した多孔質シートを多孔質基材として用いてもよい。   Furthermore, a porous sheet modified by a surface treatment such as a hydrophilization treatment as described above may be used as the porous substrate.

多孔質基材における空孔の平均空孔径は、0.05μmから10μmの範囲内であること好ましく、0.05μmから5μmの範囲にあることがより好ましく、さらには、0.1μmから0.5μmの範囲にあることが望ましい。平均空孔径が小さすぎる場合には、多孔質基材内部まで導電物質を充填するのが困難となる。一方、大きすぎると、微細な導電部を形成することが難しい。空孔径があまり大きいとめっきで形成する場合にはめっき核分布密度が不十分になったり、また微細な導電部が形成しにくくなる。多孔質基材の平均空孔径は小角X線散乱測定、光散乱測定や、断面の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などの観察によって測定することができる。   The average pore diameter of the pores in the porous substrate is preferably in the range of 0.05 μm to 10 μm, more preferably in the range of 0.05 μm to 5 μm, and further 0.1 to 0.5 μm. It is desirable to be in the range. When the average pore diameter is too small, it is difficult to fill the conductive material into the porous substrate. On the other hand, if it is too large, it is difficult to form a fine conductive part. When the pore diameter is too large, the plating nucleus distribution density becomes insufficient when it is formed by plating, and it becomes difficult to form fine conductive portions. The average pore diameter of the porous substrate can be measured by small-angle X-ray scattering measurement, light scattering measurement, observation of a cross-sectional optical microscope, scanning electron microscope, transmission electron microscope, or the like.

こうした多孔質基材の空孔内には、図1に示すように感光性層を形成する。感光性層は、後の工程で導電物質を充填して導電部を選択的に形成するために用いられ、露光によって、露光部または未露光部のいずれかに、陽イオン交換基および陰イオン交換基の少なくとも一方を形成させることの可能な層である。この感光性層は、感光性還元剤、金属塩等から構成される材料等によって形成される。   A photosensitive layer is formed in the pores of such a porous substrate as shown in FIG. The photosensitive layer is used to selectively form a conductive portion by filling a conductive material in a later step, and by exposure, either an exposed portion or an unexposed portion is subjected to cation exchange groups and anion exchange. It is a layer capable of forming at least one of the groups. This photosensitive layer is formed of a material composed of a photosensitive reducing agent, a metal salt, or the like.

陽イオン交換基は、陽イオンを吸着可能な基、または塩基と反応して陽イオン化して親水性を発現することが可能な基であり、陰イオン性の基および酸性基が挙げられる。例えば、カルボキシル基およびその塩(−COOX基)、スルホキシル基およびその塩(−SO3X基)、リン酸基およびその塩(−PO32基)、シラノール基およびその塩(−SiOX基)、フェノール性水酸基およびその塩(−φ−OX基(Xは水素原子、アルカリ金属やアルカリ土類金属および周期律表I、II族に属する典型金属、およびアンモニウム基から選択される。φは2価の芳香環))などが挙げられる。 The cation exchange group is a group capable of adsorbing a cation or a group capable of reacting with a base to be cationized to express hydrophilicity, and includes an anionic group and an acidic group. For example, carboxyl group and its salt (—COOX group), sulfoxyl group and its salt (—SO 3 X group), phosphoric acid group and its salt (—PO 3 X 2 group), silanol group and its salt (—SiOX group) ), A phenolic hydroxyl group and a salt thereof (-φ-OX group (X is selected from a hydrogen atom, an alkali metal or alkaline earth metal, a typical metal belonging to Periodic Tables I and II, and an ammonium group. Φ is And divalent aromatic rings)).

なお、金属イオン、金属化合物または金属コロイドをイオン交換性基に吸着させて無電解めっきを行なう場合には、水中でのイオン解離定数から求めたpKa値が7.2以下を呈する陽イオン交換基がより好ましい。pKa値が7.2を越えた場合には、金属イオンあるいは金属コロイドを吸着させる際に単位面積あたりの吸着量が少なく、無電解めっきが充分に行なわれないおそれがある。また、陽イオン交換基では充分な吸着量が得られる−COOX基が最もよい。さらに、−SO3X基は吸着量が充分なものの、複合部材の製造後に強酸を発生して導電部を腐食するおそれがある。 When electroless plating is performed by adsorbing metal ions, metal compounds or metal colloids to ion exchange groups, cation exchange groups exhibiting a pKa value of 7.2 or less determined from ion dissociation constants in water. Is more preferable. When the pKa value exceeds 7.2, the amount of adsorption per unit area when adsorbing metal ions or metal colloids is small, and electroless plating may not be performed sufficiently. The cation exchange group is most preferably a —COOX group that provides a sufficient amount of adsorption. Furthermore, although the —SO 3 X group has a sufficient amount of adsorption, it may corrode the conductive part by generating a strong acid after the production of the composite member.

陰イオン交換基は、陰イオンを吸着可能な基、または酸と反応して陰イオン化し、親水性を発現することが可能な基であり、陽イオン性の基および塩基性の基が挙げられる。陽イオン性の基としては、例えば、アンモニウム基等の脂肪族系アミン、あるいは、芳香族系アミンの4級アンモニウム塩誘導体基、あるいは、ピリジニウム基やイミダゾリウム基等の含窒素複素環の4級アンモニウム塩誘導体基が挙げられる。   An anion exchange group is a group capable of adsorbing an anion, or a group that can be anionized by reacting with an acid to express hydrophilicity, and includes a cationic group and a basic group. . Examples of the cationic group include aliphatic amines such as ammonium groups, quaternary ammonium salt derivative groups of aromatic amines, or quaternary nitrogen-containing heterocycles such as pyridinium groups and imidazolium groups. An ammonium salt derivative group is mentioned.

なお、上述したように選択的にイオン交換基を形成するもののみならず、多孔質基材空孔内表面に形成された感光性層が露光により多孔質基材を構成する絶縁性物質と化学反応を起こし、多孔基材を構成する絶縁性物質が変化して露光部に選択的にイオン交換基を形成するような方法で作用する感光性材料によって、感光性層を形成してもよい。こうした材料としては、例えば、疎水性のフッ素樹脂製多孔質基材をフッ素原子と容易に結合する性質を有し、露光によって樹脂から遊離したフッ素原子をトラップする作用を有するような水酸基、カルボキシル基、およびアミノ基等のイオン交換基を有する化合物が挙げられる。この場合には、イオン交換基がフッ素樹脂に導入され、この部分にめっき等によって導電物質を選択的に充填することが可能になる。   As described above, not only those that selectively form ion exchange groups, but also the photosensitive layer formed on the inner surface of the porous substrate pores and the insulating material that forms the porous substrate by exposure to the chemicals. The photosensitive layer may be formed of a photosensitive material that reacts and acts in such a manner that the insulating substance constituting the porous substrate changes to selectively form an ion exchange group in the exposed portion. Examples of such a material include a hydroxyl group and a carboxyl group that have a property of easily binding a porous substrate made of a hydrophobic fluororesin to a fluorine atom and trapping a fluorine atom released from the resin by exposure. And compounds having an ion exchange group such as an amino group. In this case, ion exchange groups are introduced into the fluororesin, and this portion can be selectively filled with a conductive material by plating or the like.

上述したように感光性層は、露光を施すことによって、無電解めっきの反応開始点であるめっき核が形成されることが必要である。   As described above, the photosensitive layer needs to be exposed to light to form a plating nucleus that is a reaction start point of electroless plating.

「露光によって」とは、化学反応を生じさせるきっかけを指すものであり、感光性層が露光されたときに化学反応を生じ、単独でイオン交換基が形成される場合に行なわれる露光を含む。また、感光性層が露光されたときに化学反応が生じて何らかのイオン交換基の前駆体が生成され、この前駆体がさらに化学反応を生じることによりイオン交換基が形成される場合、いわゆる露光による化学反応をきっかけとする多段階反応によりイオン交換基が形成される場合に行なわれる露光も含む。   “By exposure” refers to a trigger for causing a chemical reaction, and includes exposure performed when a chemical reaction occurs when the photosensitive layer is exposed to form an ion exchange group alone. Further, when the photosensitive layer is exposed to a chemical reaction, a precursor of some ion exchange group is generated, and when this precursor further causes a chemical reaction to form an ion exchange group, so-called exposure is performed. It also includes exposure performed when ion exchange groups are formed by a multistage reaction triggered by a chemical reaction.

露光により単独でイオン交換基を生成する分子としては、カルボン酸あるいはシラノールのo−ニトロベンジルエステル誘導体、p−ニトロベンジルエステルスルフォネート誘導体が挙げられる。さらには、tert−ブチルエステルの過酸化物のような過酸化エステル類も用いられ、こうした過酸化エステル類を露光すると、陽イオン交換基のカルボキシル基が形成される。   Examples of the molecule that independently generates an ion exchange group by exposure include o-nitrobenzyl ester derivatives and p-nitrobenzyl ester sulfonate derivatives of carboxylic acid or silanol. Furthermore, peroxide esters such as peroxides of tert-butyl ester are also used, and when these peroxide esters are exposed, carboxyl groups of cation exchange groups are formed.

露光による化学反応をきっかけとする多段階反応によりイオン交換基を生成分子としては、例えば、キノンジアジド類やアジド誘導体等が挙げられる。キノンジアジド類は、露光によって生じた中間体が水と反応することによって、インデンカルボン酸類へ変化してカルボキシル基が生成される。具体的には、ベンゾキノンジアジド、ナフトキノンジアジド、アントラキノンジアジドなどのo−キノンジアジド誘導体が挙げられる。アジド基は、露光によってナイトレンを生成し、その後の水素引き抜き反応によってアミノ基などを生成する。   Examples of molecules that generate ion exchange groups by a multi-step reaction triggered by a chemical reaction by exposure include quinonediazides and azide derivatives. The quinonediazides are converted into indene carboxylic acids by the reaction of an intermediate produced by exposure with water to generate a carboxyl group. Specific examples include o-quinonediazide derivatives such as benzoquinonediazide, naphthoquinonediazide, and anthraquinonediazide. The azide group generates nitrene by exposure, and generates an amino group and the like by subsequent hydrogen abstraction reaction.

さらに、光酸発生剤と、酸の存在下でイオン交換基を生成する基を含む分子とを含有する化学増幅型の感光剤を用いることもできる。このような感光剤を用いる場合には、露光後に熱処理が施される。この結果、感度を高めるとともに露光波長を長波長側にシフトさせることができる。例えば、アクリル樹脂にテトラヒドロピラニル基やtert−ブチル基を保護基として導入してなる化合物と、光酸発生剤としてナフタルイミドトリフルオロメタンスルホネートとを用いたものなどが挙げられる。   Furthermore, a chemically amplified photosensitizer containing a photoacid generator and a molecule containing a group that generates an ion exchange group in the presence of an acid can also be used. When such a photosensitizer is used, heat treatment is performed after exposure. As a result, the sensitivity can be increased and the exposure wavelength can be shifted to the longer wavelength side. For example, a compound obtained by introducing a tetrahydropyranyl group or a tert-butyl group as a protecting group into an acrylic resin, and naphthalimide trifluoromethanesulfonate as a photoacid generator may be used.

露光によりイオン交換基を消失する基や分子は、照射前にはイオン交換基を有し、このイオン交換基が露光によって脱離するか、疎水性基に変化する基や分子である。具体的には、脱炭酸反応を生じて分解可能なカルボキシル基を含有する基や分子が挙げられる。例えば、α−シアノカルボン酸誘導体、α−ニトロカルボン酸誘導体、α−フェニルカルボン酸誘導体、α−ニトロカルボン酸誘導体、α−フェニルカルボン酸誘導体、β,γ−オレフィンカルボン酸などが挙げられる。塩基性化合物としては、光酸発生剤から放出される酸によって中和され、カルボキシル基含有化合物の脱炭酸反応の触媒として作用するものであれば任意のものを用いることができ、有機化合物および無機化合物いずれでも構わない。好ましくはアンモニア、1級アミン類、2級アミン類、3級アミン類等が挙げられる。   A group or molecule that loses an ion-exchange group by exposure is a group or molecule that has an ion-exchange group before irradiation and this ion-exchange group is eliminated by exposure or changes to a hydrophobic group. Specific examples include groups and molecules containing a carboxyl group that can be decomposed by causing a decarboxylation reaction. Examples include α-cyanocarboxylic acid derivatives, α-nitrocarboxylic acid derivatives, α-phenylcarboxylic acid derivatives, α-nitrocarboxylic acid derivatives, α-phenylcarboxylic acid derivatives, β, γ-olefin carboxylic acids, and the like. As the basic compound, any compound can be used as long as it is neutralized by the acid released from the photoacid generator and acts as a catalyst for the decarboxylation reaction of the carboxyl group-containing compound. Any compound may be used. Preferably, ammonia, primary amines, secondary amines, tertiary amines and the like are used.

光塩基発生剤や塩基性化合物の含有量は、感光性層中0.1重量%〜30重量%、好ましくは0.5重量%〜15重量%とするのがよい。0.1重量%未満であれば、脱炭酸反応が進まなくなり、30重量%を越えると、未露光部に残存するカルボキシル基含有化合物の劣化を促すおそれがある。   The content of the photobase generator and the basic compound is 0.1 wt% to 30 wt%, preferably 0.5 wt% to 15 wt% in the photosensitive layer. If the amount is less than 0.1% by weight, the decarboxylation reaction does not proceed. If the amount exceeds 30% by weight, deterioration of the carboxyl group-containing compound remaining in the unexposed area may be promoted.

感光性層は、後の工程で金属イオン、金属化合物または金属コロイドを吸着させる際や導電物質を充填する際に、アルカリ性または酸性の水溶液中に曝される。こうした水溶液に容易に溶解するのを避けるため、感光性層形成用材料に含有されるイオン交換基を生成あるいは消失する基は、ポリマーや高分子化合物等に担持あるいは結合されていることが望まれる。ポリマーや高分子化合物としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、キシレノールノボラック樹脂、ビニルフェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール系樹脂やポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアクリル酸エステル誘導体、およびポリシロキサン誘導体等が挙げられる。   The photosensitive layer is exposed to an alkaline or acidic aqueous solution when a metal ion, a metal compound, or a metal colloid is adsorbed in a later step or filled with a conductive material. In order to avoid easily dissolving in such an aqueous solution, the group that generates or disappears the ion exchange group contained in the photosensitive layer forming material is desirably supported or bonded to a polymer or a polymer compound. . Examples of polymers and polymer compounds include phenolic resins such as phenol novolac resins, xylenol novolac resins, vinylphenol resins, cresol novolac resins, polyamide resins, polyimide resins, polyester resins, polyolefin resins, polyacrylic acid ester derivatives, and Examples thereof include polysiloxane derivatives.

ポリマー中におけるイオン交換基を生成あるいは消失する基の導入量は、少なすぎると金属イオン、金属化合物または金属コロイドを十分に吸着させることが困難となる。その結果、金属イオン、金属化合物または金属コロイドを吸着させたり導電物質を充填する際に、使用するアルカリまたは酸性の液などへ溶解や膨潤が生じやすくなる。さらに、作製した複合部材が吸湿しやすくなって、絶縁不良などの不具合を起こしやすくなる。イオン交換基を生成あるいは消失する基のポリマー中への導入量は好ましくは5%〜300%、より望ましくは30%〜70%の範囲の導入率とすることが好ましい。ここでの導入率は、以下の式で表わされる。   If the introduction amount of the group that generates or disappears an ion exchange group in the polymer is too small, it becomes difficult to sufficiently adsorb the metal ion, the metal compound, or the metal colloid. As a result, when metal ions, metal compounds or metal colloids are adsorbed or filled with a conductive material, dissolution or swelling is likely to occur in the alkali or acidic liquid used. Furthermore, the produced composite member is likely to absorb moisture, and problems such as poor insulation are likely to occur. The introduction amount of a group that generates or disappears an ion exchange group into the polymer is preferably 5% to 300%, more preferably 30% to 70%. The introduction rate here is expressed by the following equation.

導入率(%)=(イオン交換基を生成あるいは消失する基の数)÷(ポリマーのモノマー単位の数)×100
感光性層形成用材料には、各種増感剤が添加されていてもよい。増感剤を添加することによって感度の向上や、用いる光源に合わせて感光波長を様々に変化させることが可能となる。また、多孔質基材を構成する絶縁物質の吸収波長以外の波長の光など基材を透過しやすい波長の光で感光させるのが好ましい。
Introduction rate (%) = (number of groups that generate or disappear ion exchange groups) ÷ (number of monomer units of polymer) × 100
Various sensitizers may be added to the photosensitive layer forming material. By adding a sensitizer, the sensitivity can be improved and the photosensitive wavelength can be changed variously according to the light source used. Moreover, it is preferable to sensitize with light having a wavelength that easily transmits through the substrate, such as light having a wavelength other than the absorption wavelength of the insulating material constituting the porous substrate.

さらに、感光性層形成用材料には、各種架橋剤が添加されていてもよい。架橋性化合物あるいは架橋基としては、露光によって三次元架橋して重合するものが用いられる。   Furthermore, various crosslinking agents may be added to the photosensitive layer forming material. As the crosslinkable compound or crosslinkable group, one that is polymerized by three-dimensional crosslinking upon exposure is used.

ポリマー中における架橋基の導入量は、好ましくは1%〜300%、より望ましくは20%〜200%の範囲の導入率とするのがよい。ここでの導入率は以下の式で表わされる。   The introduction amount of the crosslinking group in the polymer is preferably 1% to 300%, more preferably 20% to 200%. The introduction rate here is expressed by the following equation.

導入率(%)=(架橋基の数)÷(ポリマーのモノマー単位の数)×100
架橋性化合物の感光性層への添加量は、好ましくは重量比で1%〜50%であり、10%〜30%の範囲に設定されるのがより好ましい。少なすぎる場合には、架橋が不充分となって、金属イオン、金属化合物、金属コロイドを吸着させたり導電物質を充填する際に使用するアルカリまたは酸性の液などへ溶解や膨潤しやすくなる。一方、多すぎると場合には、硬化収縮を起こして基材を変形させるおそれがある。
Introduction rate (%) = (number of crosslinking groups) / (number of monomer units of polymer) × 100
The addition amount of the crosslinkable compound to the photosensitive layer is preferably 1% to 50% by weight, and more preferably set to a range of 10% to 30%. When the amount is too small, crosslinking is insufficient, and the metal ions, metal compounds, and metal colloids are adsorbed or easily dissolved or swollen in an alkali or acidic liquid used when filling a conductive material. On the other hand, if it is too much, there is a risk of causing shrinkage due to curing and deformation of the substrate.

導電物質を充填するためのイオン交換基を生成あるいは消失する基、架橋基および増感基が導入されるポリマー鎖は、溶液の塗布性が良好であるとともに、酸やアルカリに対する耐性および濡れ性に優れ、基材に対する接着性が高くて、耐熱性に優れるものであることが好ましい。これらの観点から、好ましいポリマー鎖としては、以下のものが挙げられる。   The polymer chain into which ion-exchange groups for filling or dissipating conductive materials, crosslinkable groups, and sensitizing groups are introduced has good solution applicability, resistance to acid and alkali, and wettability. It is preferable that it is excellent, has high adhesion to the substrate, and is excellent in heat resistance. From these viewpoints, preferred polymer chains include the following.

ノボラック樹脂およびその誘導体、ポリアクリル酸エステルおよびその誘導体、ポリスチレン誘導体、スチレン誘導体とマレイミド誘導体とのコポリマー、ポリノルボルネンおよびその誘導体、ポリシクロヘキセンおよびその誘導体、ポリシクロヘキサンおよびその誘導体、ポリフェニレンおよびその誘導体、シリコーン樹脂、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリアリレート類である。
なかでも、フェノールノボラックやクレゾールノボラックなどのノボラック樹脂や、シリコーン樹脂、以下のモノマーを原料として合成されたコポリマーなどが好ましい。
Novolac resins and derivatives thereof, polyacrylate esters and derivatives thereof, polystyrene derivatives, copolymers of styrene derivatives and maleimide derivatives, polynorbornene and derivatives thereof, polycyclohexene and derivatives thereof, polycyclohexane and derivatives thereof, polyphenylene and derivatives thereof, silicone Resins, polyamides, polyimides, polyarylates.
Of these, novolak resins such as phenol novolak and cresol novolak, silicone resins, and copolymers synthesized using the following monomers as raw materials are preferable.

導電物質を充填するためのイオン交換基を生成あるいは消失する基と架橋基および増感基を導入したポリマーの分子量は特に限定されないが、重量平均分子量が500〜500万であることが好ましく、1500〜5万であることがより望ましい。小さすぎる場合には成膜性が悪く、金属イオン、金属化合物または金属コロイド吸着させたり導電物質を充填する際に使用するアルカリ性または酸性の液などに対する耐性も低くなってしまう。一方、分子量が大きすぎると、塗布用の溶媒への溶解性が低下するうえ、塗布性も悪くなってしまう。   The molecular weight of the polymer into which the ion exchange group for filling the conductive material is generated or disappeared and the polymer introduced with the crosslinking group and the sensitizing group is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably 500 to 5,000,000. It is more desirable to be 50,000. If it is too small, the film formability is poor, and the resistance to alkaline or acidic liquids used when metal ions, metal compounds or metal colloids are adsorbed or filled with a conductive material is also lowered. On the other hand, when the molecular weight is too large, solubility in a coating solvent is lowered and coating properties are also deteriorated.

感光性層形成用材料としては、露光により生成または消失する陽イオン交換基あるいは陰イオン交換基を少なくとも含有するポリマーが用いられる。これらのイオン交換基のうち、導電物質を充填するためのイオン交換基は露光により生成あるいは消失するイオン交換基であり、さらに、架橋反応によって導電物質を充填するためのイオン交換基とは逆性のイオン交換基の生成を伴なうような架橋基が含まれるものが最も好ましい。感光性層および感光性層形成用材料の好ましい組み合わせとしては、以下のようなものが挙げられる。   As the material for forming the photosensitive layer, a polymer containing at least a cation exchange group or an anion exchange group generated or disappeared by exposure is used. Among these ion exchange groups, the ion exchange group for filling the conductive material is an ion exchange group that is generated or disappears by exposure, and is opposite to the ion exchange group for filling the conductive material by a crosslinking reaction. Most preferred are those containing a cross-linking group that involves the formation of ion exchange groups. Preferred examples of the combination of the photosensitive layer and the photosensitive layer forming material include the following.

例えば、フェノールノボラック樹脂あるいはクレゾールノボラック樹脂のフェノール性水酸基に、陽イオン交換基を生成するナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸エステル基、o−ニトロベンジルオキシカルボニルメチル基あるいはo−ニトロベンジルオキシカルボニルエチル基が導入されたポリマーと、陰イオン交換基を生成する基としてアジド基が導入された化合物との組み合わせである。   For example, a naphthoquinone-1,2-diazido-4-sulfonic acid ester group, o-nitrobenzyloxycarbonylmethyl group or o-nitrobenzyl which generates a cation exchange group on the phenolic hydroxyl group of a phenol novolak resin or cresol novolak resin It is a combination of a polymer in which an oxycarbonylethyl group is introduced and a compound in which an azide group is introduced as a group that generates an anion exchange group.

フェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂のフェノール性水酸基に、陽イオン交換基としてカルボキシル基が導入され、陰イオン交換基を生成しかつ架橋することも可能なアジド基が導入されたポリマーもまた、好ましく用いられる。   A polymer in which a carboxyl group is introduced as a cation exchange group into a phenolic hydroxyl group of a phenol novolak resin or a cresol novolak resin, and an azide group capable of forming an anion exchange group and capable of crosslinking is also preferably used. It is done.

感光性層は、感光性層を形成する材料が変化して、露光部あるいは未露光部に選択的にイオン交換基を形成するもののみならず、多孔質基材空孔内表面に形成された感光性層が露光により多孔質基材を構成する絶縁性物質と化学反応を起こし、多孔基材を構成する絶縁性物質が変化して露光部に選択的にイオン交換基を形成するような方法で作用する感光性材料により形成することもできる。例えば、疎水性のフッ素樹脂からなる多孔質基材を用いる場合には、フッ素原子と容易に結合する性質を有し、露光によって樹脂から遊離したフッ素原子をトラップする作用を有するような水酸基、カルボキシル基、アミノ基等のイオン交換基を有する化合物により感光性層として形成してもよい。この場合には、イオン交換基がフッ素樹脂に導入され、この部分にめっき等によって導電物質を選択的に充填することが可能になる。   The photosensitive layer was formed on the inner surface of the pores of the porous substrate as well as those that selectively form ion exchange groups in the exposed or unexposed areas by changing the material forming the photosensitive layer. A method in which a photosensitive layer causes a chemical reaction with an insulating material constituting a porous substrate by exposure, and the insulating material constituting the porous substrate is changed to selectively form an ion exchange group in the exposed portion. It can also be formed of a photosensitive material acting in For example, when a porous substrate made of a hydrophobic fluororesin is used, a hydroxyl group or a carboxyl has a property of easily binding to a fluorine atom and has a function of trapping a fluorine atom released from the resin by exposure. You may form as a photosensitive layer with the compound which has ion exchange groups, such as a group and an amino group. In this case, ion exchange groups are introduced into the fluororesin, and this portion can be selectively filled with a conductive material by plating or the like.

上述したような感光性層が空孔内に形成された多孔質基材には、表面および裏面の少なくとも一方の面に充填材を充填して、所定の深さの充填層を形成する。   In the porous base material in which the photosensitive layer as described above is formed in the pores, at least one of the front surface and the back surface is filled with a filler to form a filling layer having a predetermined depth.

充填材とは、空気と多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値に比べて、多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値が小さい材料が用いられる。具体的には、下記数式(1)で表わされる関係を満たすことが必要である。

Figure 0004334482
Filler is a material with a smaller absolute value of the difference in refractive index between the insulating material constituting the porous substrate and the absolute value of the difference in refractive index between the air and the insulating material constituting the porous substrate. Is used. Specifically, it is necessary to satisfy the relationship represented by the following mathematical formula (1).
Figure 0004334482

(上記数式(1)中、εAは、多孔質基材を構成する絶縁性物質の屈折率であり、εBは、前記充填材の屈折率である。また、空気の屈折率は1とした。)
上述したような充填材は、多孔質基材の空孔内に含浸、充填しうる材料であり、多孔質基材に形成される感光性層の露光によって生じる反応を阻害せず、露光後導電物質を充填する前までに導電物質の充填性を悪化させないように除去可能な任意の材料を用いることができる。具体的には、ポリエチレングリコールのようなポリエーテル化合物またはポリエーテル化合物とポリイソシアネート化合物との反応物含有化合物、ポリビニルアルコール、ポリ(アクリル酸−2−ヒドロキシエチル)、ポリ(メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル)、ポリ(アクリル酸−ポリエチレングリコール)、ポリ(メタクリル酸−ポリエチレングリコール)、アルギン酸プロピレングリコールエステル等のポリマーあるいは、上述した水溶性モノマーとの共重合体等が挙げられる。
(In the above formula (1), εA is the refractive index of the insulating material constituting the porous substrate, εB is the refractive index of the filler, and the refractive index of air is 1. )
The filler as described above is a material that can be impregnated and filled in the pores of the porous substrate, and does not hinder the reaction caused by the exposure of the photosensitive layer formed on the porous substrate, and is conductive after exposure. Any material that can be removed so as not to deteriorate the filling property of the conductive substance before the substance is filled can be used. Specifically, a polyether compound such as polyethylene glycol or a reactant-containing compound of a polyether compound and a polyisocyanate compound, polyvinyl alcohol, poly (acrylic acid-2-hydroxyethyl), poly (methacrylic acid-2-hydroxy) Examples thereof include polymers such as ethyl), poly (acrylic acid-polyethylene glycol), poly (methacrylic acid-polyethylene glycol), and propylene glycol alginate, and copolymers with the above-described water-soluble monomers.

また充填材には、上述のポリマーに加えて、吸湿材、防腐材、あるいは防カビ材などの添加剤が添加されていてもよい。ただし、添加量が多すぎると、添加剤により光散乱が生じたり、露光波長が吸収されたりするなどして露光時の透明性が著しく低下するおそれがある。充填材を除去する工程で除去しきれずに残存して、導電物質の充填性を悪化させるのを避けるため、充填材の添加量は、ポリマーに対して50重量%以下にとどめることが望まれる。   Moreover, in addition to the above-mentioned polymer, additives, such as a hygroscopic material, antiseptic | preservative, or an antifungal material, may be added to the filler. However, if the addition amount is too large, light scattering may occur due to the additive, or the exposure wavelength may be absorbed, and the transparency during exposure may be significantly reduced. In order to avoid remaining unremoved in the step of removing the filler and deteriorating the filling property of the conductive material, it is desirable that the amount of filler added be 50% by weight or less with respect to the polymer.

さらに、粘度を調整したり、多孔質基材への含浸性を向上させる目的で、アルコール系溶剤や界面活性剤を少量添加してもよい。アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどが挙げられ、界面活性剤としては、浸透性の良好なラウリルアルコールのエチレンオキサイド9モル付加物のような非イオン活性剤などが挙げられる。   Furthermore, a small amount of an alcohol solvent or a surfactant may be added for the purpose of adjusting the viscosity or improving the impregnation property into the porous substrate. Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, propyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, and the like. As the surfactant, nonionic activity such as ethylene oxide 9-mol adduct of lauryl alcohol having good permeability is used. Agents and the like.

このように、本発明の実施形態において用いられる充填材は、空気と多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値に比べて、多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値が小さいことが必要である。これは、以下のようなことを表わしている。多孔質基材を構成する絶縁性物質によってそれぞれ屈折率が異なるため、充填剤の屈折率は一概には規定することはできない。ただし、充填材は多孔質基材の空孔内に含浸、充填しうる材料であり、多孔質基材に形成される感光性層の露光によって生じる反応を阻害せず、露光後導電物質を充填する前までに導電物質の充填性を悪化させないように除去することができるなどの制約上、使用できるものが限られている。   As described above, the filler used in the embodiment of the present invention is an insulating material that constitutes the porous substrate as compared with the absolute value of the refractive index difference between air and the insulating material that constitutes the porous substrate. It is necessary that the absolute value of the difference in refractive index between and is small. This represents the following. Since the refractive index differs depending on the insulating material constituting the porous base material, the refractive index of the filler cannot be generally defined. However, the filler is a material that can be impregnated and filled in the pores of the porous substrate, and does not inhibit the reaction caused by exposure of the photosensitive layer formed on the porous substrate, and is filled with a conductive material after exposure. However, there is a limit to what can be used due to restrictions such as the ability to remove the conductive material without degrading the filling property before the process.

ほとんどの場合、充填材の屈折率は1.4〜1.6の範囲内である。例えば、1.6より大きな屈折率を有する絶縁性物質から構成される多孔質基材に充填材を充填する場合には、必然的に上述の条件を満たすが、屈折率差が0.3以上となる場合には、透明性が充分でない。また、屈折率が1.4に近く、充填材より屈折率の小さい絶縁性物質から構成される多孔質基材を使用する場合には、空気と多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値に比べて小さいという屈折率差に関する条件が満たされ、屈折率差が0.3未満となって透明性の良好な複合部材形成用基材が得られる。   In most cases, the refractive index of the filler is in the range of 1.4 to 1.6. For example, when filling a porous substrate composed of an insulating material having a refractive index greater than 1.6, the above-mentioned condition is inevitably satisfied, but the refractive index difference is 0.3 or more. The transparency is not sufficient. In addition, when using a porous substrate made of an insulating material having a refractive index close to 1.4 and having a refractive index smaller than that of the filler, the air and the insulating material constituting the porous substrate The condition regarding the refractive index difference that is smaller than the absolute value of the refractive index difference is satisfied, and the refractive index difference is less than 0.3, so that a composite member-forming base material with good transparency is obtained.

したがって、多孔質基材を構成する絶縁性物質の屈折率に応じて、適切な充填材を選択することが望まれる。例えば、屈折率が1.7のセラミックスで構成される多孔質基材はその空孔に、通常では屈折率が約1.0の空気を含んでいる。この空孔に屈折率が1.5のポリエチレングリコールを充填する。その結果、空気とポリテトラフルオロエチレン(PTFE)との屈折率差0.7に比べて、セラミックスとの屈折率差が0.2と小さいポリエチレングリコール(PEG)を充填材として充填されてなる複合部材形成用基材が形成される。また、屈折率が1.36のPTFEで構成される多孔質基材はその空孔に、通常では屈折率が約1.0の空気を含んでいる。この空孔に屈折率が1.5のポリエチレングリコールを充填する。この場合には、空気とPTFEとの屈折率差0.36に比べて、PTFEとの屈折率差が0.14と小さいPEGを充填材として充填されてなる複合部材形成用基材を形成することができる。   Therefore, it is desirable to select an appropriate filler according to the refractive index of the insulating material that constitutes the porous substrate. For example, a porous base material made of ceramics having a refractive index of 1.7 usually contains air having a refractive index of about 1.0 in its pores. The pores are filled with polyethylene glycol having a refractive index of 1.5. As a result, a composite made by filling polyethylene glycol (PEG) as a filler with a refractive index difference of 0.2, which is smaller than that of air and polytetrafluoroethylene (PTFE), which is smaller than 0.2. A member forming substrate is formed. Further, the porous base material composed of PTFE having a refractive index of 1.36 usually contains air having a refractive index of about 1.0 in its pores. The pores are filled with polyethylene glycol having a refractive index of 1.5. In this case, a composite member forming base material is formed by filling PEG as a filler with a refractive index difference of 0.14 smaller than that of PTFE, which is smaller than that of air and PTFE of 0.36. be able to.

特定の充填材が所定の深さで多孔質基材に充填されているので、いずれの組み合わせにおいても、得られる複合部材形成用基材は、露光の際には光散乱を十分に防止することができる。   Since the porous substrate is filled with a specific filler at a predetermined depth, the composite member-forming substrate obtained in any combination should sufficiently prevent light scattering during exposure. Can do.

充填材は、加熱溶融させて多孔質基材に直接塗布することができ、充填材をラミネートにより軟化させて多孔質基材内部に充填させてもよい。あるいは、充填材を水や有機溶剤等の溶媒に溶解させた溶液を塗布するなどして使用することもできる。溶液として用いる場合には、乾燥性、作業性、透明性を考慮し、充填材を5重量%以上とするのが好ましい。さらには、バーコーターなどの機器を用いる方法、あるいはローラー、刷毛などを用いる方法、スプレーによる塗布、ディップ法、真空含浸法などが挙げられる、充填方法は特に限定されない。   The filler can be heated and melted and applied directly to the porous substrate, or the filler may be softened by laminating and filled inside the porous substrate. Alternatively, it can be used by applying a solution in which the filler is dissolved in a solvent such as water or an organic solvent. When used as a solution, the filler is preferably 5% by weight or more in consideration of drying property, workability, and transparency. Furthermore, the filling method is not particularly limited, for example, a method using an apparatus such as a bar coater, a method using a roller, a brush, or the like, application by spraying, a dipping method, a vacuum impregnation method and the like.

例えば、多孔質基材として感光性層が形成されたPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を用い、充填材としてポリビニルアルコール(PVA)のシートを用いる場合には、以下のようにして充填層を形成することができる。まず、感光性層が形成されたPTFE上にPVAシートを載置し、ラミネートによりPVAシートをPTFE空孔内表面に充填させた層を形成する。   For example, when PTFE (polytetrafluoroethylene) having a photosensitive layer formed thereon is used as the porous substrate and a polyvinyl alcohol (PVA) sheet is used as the filler, the filling layer is formed as follows. be able to. First, a PVA sheet is placed on PTFE on which a photosensitive layer is formed, and a layer in which the PVA sheet is filled on the inner surface of the PTFE hole by lamination is formed.

このようにして形成すると、多孔質基材に充填層、充填材が充填されていない未充填層(散乱層)を有する複合部材形成用基材となる。充填材を充填した充填層によって光散乱が低減され、充填材が充填されていない層によって、露光光を散乱させて強度を低下させることができる。   When formed in this manner, a composite member-forming substrate having a porous substrate and a non-filled layer (scattering layer) that is not filled with a filler is obtained. Light scattering is reduced by the filled layer filled with the filler, and exposure light can be scattered by the layer not filled with the filler to reduce the intensity.

充填層が形成された多孔質基材の表面は、保護フィルムで覆われていてもよい。保護フィルムは、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル等により形成することができ、その厚さは1〜100μm程度とすることができる。なお、多孔質基材の表面および裏面の両面に充填層を形成した場合、上述したような樹脂を使用すると、充填層は加熱により膨張・収縮する。したがって、加熱ラミネートし、充填材が膨張した状態で多孔質内に充填されると、冷却時に充填材が収縮し、基材の反りが発生する場合がある。片面のみでなく、両面に対称に形成することにより、このような基材の変形を低減することができる。ただし、作製しようとする複合部材のうち、微細パターンを必要とする領域が例えば総面積の10%以下と十分に小さい場合には、必要な箇所のみ、また、多孔質基材の片面のみに充填層を設ける方が、簡便・安価で有利である。このことは、上述したような反りの懸念がほとんど無視される場合にも適用される。   The surface of the porous substrate on which the filling layer is formed may be covered with a protective film. The protective film can be formed of, for example, polyester, polyolefin, acrylic, etc., and the thickness can be about 1 to 100 μm. In addition, when the filling layer is formed on both the front surface and the back surface of the porous substrate, when the resin as described above is used, the filling layer expands and contracts by heating. Therefore, when heat laminating and the porous material is filled with the filler expanded, the filler shrinks during cooling, and the substrate may be warped. Such deformation of the base material can be reduced by forming symmetrically on both sides as well as on one side. However, in the composite member to be manufactured, if the region requiring a fine pattern is sufficiently small, for example, 10% or less of the total area, only the necessary portion or only one side of the porous substrate is filled. It is advantageous to provide a layer because it is simple, inexpensive and advantageous. This also applies when warping concerns as described above are almost ignored.

本発明の実施形態においては、充填材の多孔質基材への充填深さは、多孔質基材の全厚さの40%以下に規定される。この深さを越えると、光の透過率が高くなり、パターン露光の際に裏面まで光が透過しやすくなり、多孔質基材内部を貫通し裏面にまで配線が形成されてしまうといった不都合が生じる。特に多孔質基材の両面に配線を形成する場合には、配線同士が多孔質内部でつながってショートするといった不都合が生じる。多孔質基材の片面のみに配線を形成する場合でも、多孔質基材内部に形成される配線は基材を形成する絶縁性物質との複合体になっているため、多孔質基材表面に形成される導電性物質のみの配線に比べて抵抗値が高い。したがって、多孔質基材内部に形成される配線の厚みが薄いほうが、低抵抗化に有利であることから、充填深さは基材の全厚さの40%以下に制限される。   In the embodiment of the present invention, the filling depth of the filler into the porous substrate is defined to be 40% or less of the total thickness of the porous substrate. If this depth is exceeded, the light transmittance increases, and it becomes easier for light to be transmitted to the back surface during pattern exposure, resulting in inconvenience that wiring is formed through the inside of the porous substrate to the back surface. . In particular, when wiring is formed on both surfaces of the porous substrate, there is a disadvantage that the wirings are connected to each other inside the porous material and short-circuited. Even when wiring is formed only on one side of the porous substrate, the wiring formed inside the porous substrate is a composite with an insulating material that forms the substrate, so that the porous substrate surface The resistance value is higher than that of a wiring made of only a conductive material. Therefore, the thinner the wiring formed inside the porous base material is, the more advantageous for lowering the resistance. Therefore, the filling depth is limited to 40% or less of the total thickness of the base material.

あるいは、充填層の深さの最大値は15μmである。本発明の実施形態において使用される多孔質基材の厚さは、通常、最大でも500μm程度であることから、上述した15μm以内に含まれる。これは、多孔質体での光吸収・散乱モデルを用いたシミュレーションの結果から確認された。具体的には、PVA(ポリビニルアルコール)をPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)に充填した基材においては、厚さ15μmの充填層を設けることによって、光散乱は十分に低減されたことが確認されている。   Alternatively, the maximum depth of the packed bed is 15 μm. Since the thickness of the porous base material used in the embodiment of the present invention is usually about 500 μm at the maximum, it is included within the above-mentioned 15 μm. This was confirmed from the result of the simulation using the light absorption / scattering model in the porous body. Specifically, in a base material filled with PFE (polyvinyl alcohol) in PTFE (polytetrafluoroethylene), it was confirmed that light scattering was sufficiently reduced by providing a filling layer having a thickness of 15 μm. Yes.

なお、多孔質基材の表面および裏面の両側に充填層を形成する場合には、両側に設けられた充填層の厚さ(充填深さ)の合計が、多孔質基材の厚さ全体の80%以下であることが望まれる。この場合には、それぞれの充填層の深さは最大でも15μmであることが好ましい。本発明の実施形態にかかる複合部材形成用基材においては、充填剤を有しない層(散乱層)が基材の内側に存在しなければならない。特に、上述の表裏面に形成した配線のショート、それぞれの配線の抵抗値の低抵抗化等を考慮すると、この散乱層の厚さは、少なくとも多孔質基材全体の20%以上であることが望まれる。   In addition, when forming the filling layer on both sides of the front and back surfaces of the porous substrate, the total thickness (filling depth) of the filling layer provided on both sides is the total thickness of the porous substrate. It is desired to be 80% or less. In this case, the depth of each filling layer is preferably 15 μm at the maximum. In the base material for forming a composite member according to the embodiment of the present invention, a layer having no filler (scattering layer) must be present inside the base material. In particular, the thickness of the scattering layer may be at least 20% or more of the entire porous substrate, considering the short circuit of the wiring formed on the front and back surfaces described above, the reduction of the resistance value of each wiring, and the like. desired.

複合部材形成用基材は、所定の領域にパターン露光を行なった後、導電物質を充填して配線等の導電部を形成することによって複合部材とされる。こうして形成された配線は、ほとんどの場合、多孔質内部の多孔質基材を構成する絶縁性物質と導電性物質との複合体となっている部位と、表層に形成される導電性物質単体からなる部位とから構成される。多孔質基材内部に形成される部位については、多孔質基材を構成する絶縁性物質と導電性物質との複合体となることから、導電性物質単体と比べて抵抗値が高くなる。したがって、多孔質基材内部に形成される配線部位は、深く形成した場合でも配線自体の抵抗値を劇的に低下させるという効果はほとんど期待できない。表層に形成される配線部位との密着性を保持できる深さ、すなわち、最低でも1μm以上は必要である。少なくとも1μm以上の充填深さを確保するには、例えば、以下のような制御を行なって充填材を充填すればよい。ラミネートにより充填する場合には、充填材の厚み、ラミネート温度、あるいはラミネート回数等を制御することによって、1μm以上の深さで充填層を形成することができる。   The composite member forming base material is formed into a composite member by performing pattern exposure on a predetermined region and then filling a conductive material to form a conductive portion such as a wiring. In most cases, the wiring formed in this way is composed of a part of a composite of an insulating substance and a conductive substance constituting a porous substrate inside the porous body, and a single conductive substance formed on the surface layer. It consists of the part which becomes. About the site | part formed in a porous base material, since it becomes a composite_body | complex of the insulating substance and electroconductive substance which comprise a porous base material, compared with the electroconductive substance single-piece | unit, resistance value becomes high. Therefore, even if the wiring part formed inside the porous substrate is formed deeply, the effect of dramatically reducing the resistance value of the wiring itself can hardly be expected. The depth that can maintain the adhesion to the wiring portion formed on the surface layer, that is, at least 1 μm is necessary. In order to ensure a filling depth of at least 1 μm or more, for example, the following control may be performed to fill the filler. In the case of filling by lamination, the filling layer can be formed with a depth of 1 μm or more by controlling the thickness of the filler, the lamination temperature, the number of times of lamination, or the like.

複合部材形成用基材は、表面および裏面の少なくとも一方の全面が充填材によって充填されているものでなくてもよい。つまり、複合部材形成用基材の領域のうち、露光光の散乱を防ぐ必要のない一部の領域には充填材が存在せず、露光光の散乱を防ぐ必要のある一部の領域には充填材が充填されているというものであってもよい。さらに、複合部材形成用基材は、多孔質基材の空孔2内が体積分率で100%完全に充填材によって充填されているものだけでなく、少なくとも体積分率で50%以上、好ましくは体積分率で80%以上が充填材によって充填されているものでもよい。   The base material for forming a composite member may not be one in which at least one whole surface of the front surface and the back surface is filled with the filler. That is, among the areas of the composite member forming base material, there is no filler in some areas where it is not necessary to prevent the exposure light from being scattered, and some areas where it is necessary to prevent the exposure light from being scattered. It may be filled with a filler. Further, the composite member forming base material is not limited to a material in which the pores 2 of the porous base material are completely filled with the filler in a volume fraction of 100%, but at least a volume fraction of 50% or more, preferably The volume fraction may be 80% or more filled with a filler.

充填材の充填率は、次のようにして算出することができる。まず、以下のようにして、充填材の密度、充填材を充填後の多孔質基材の重量(測定した値)、充填剤を充填前の多孔質基材の重量(測定した値)から、多孔質基材の空孔に充填した充填材の体積を計算する。   The filling rate of the filler can be calculated as follows. First, from the density of the filler, the weight of the porous substrate after filling the filler (measured value), and the weight of the porous substrate before filling the filler (measured value) as follows, The volume of the filler filled in the pores of the porous substrate is calculated.

多孔質基材の空孔に充填した充填材の体積={(充填材を充填後の多孔質基材の全重量)−(充填材を充填前の多孔質基材の重量)}÷充填材の密度
得られた値を多孔質基材の全体積で割り以下のようにして計算すると、充填材の体積分率での充填率(%)が求められる。
Volume of filler filled in pores of porous substrate = {(total weight of porous substrate after filling with filler) − (weight of porous substrate before filling with filler)} ÷ filler When the obtained value is divided by the total volume of the porous substrate and calculated as follows, the filling rate (%) at the volume fraction of the filler is obtained.

充填材の充填率(%)={(多孔質基材の空孔に充填した充填材の体積)÷(空孔の全体積)}×100
ここで、ラミネートにより多孔質基材の両面に充填材を充填する方法を説明する。図2に示すように、充填材シート13を多孔質基材10の両面に配置する。多孔質基材10の空孔内には、すでに説明したような感光性層12が形成されている。充填材シート13は、空気と多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値に比べて、多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値が小さい充填材から構成される。例えば、こうした充填材を加熱溶融し、バーコーター法によって、充填材シート13が作製される。あるいは、市販の充填材シートを用いてもよい。具体的には、クラレ(株)、クラリア112等が挙げられる。充填材シート13の厚さは、1〜100μmの範囲内であることが好ましい。1μm未満の場合には、1μm以上の深さの充填層を形成することが困難となる。一方、100μmを越えると、充填されない層が表面に残ってパターンが描かれたマスクと基材との距離が広がり、回折の影響によりパターンが広がってしまうといった不都合が生じるおそれがある。
Filling rate of filler (%) = {(volume of filler filled in pores of porous substrate) / (total volume of pores)} × 100
Here, a method of filling the filler on both surfaces of the porous substrate by lamination will be described. As shown in FIG. 2, the filler sheet 13 is disposed on both surfaces of the porous substrate 10. In the pores of the porous substrate 10, the photosensitive layer 12 as described above is formed. The filler sheet 13 has a smaller absolute value of the refractive index difference between the air and the insulating material constituting the porous base material than the insulating material constituting the porous base material. Consists of fillers. For example, such a filler is heated and melted, and the filler sheet 13 is produced by a bar coater method. Alternatively, a commercially available filler sheet may be used. Specific examples include Kuraray Co., Ltd. and Claria 112. The thickness of the filler sheet 13 is preferably in the range of 1 to 100 μm. When the thickness is less than 1 μm, it is difficult to form a filling layer having a depth of 1 μm or more. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, there is a possibility that the unfilled layer remains on the surface and the distance between the mask on which the pattern is drawn and the substrate is widened, and the pattern is widened due to the influence of diffraction.

充填材シート13は、多孔質基材10の両面に配置し、加熱・加圧することによって多孔質基材内に充填される。加熱温度は、多孔質基材の変形が生じない範囲の温度に制限される。しかも加熱によって、多孔質基材内の感光性層が反応や分解することは、極力避けれることが必要である。例えば、多孔質基材がPTFEから構成され、この内部にナフトキノンジアジドからなる感光性層が形成されている場合には、加熱温度の上限は120℃程度である。一方、加熱温度が低すぎる場合には、充填材が軟化し、多孔質基材の空孔内部へ充填されるが、この軟化・充填が不十分となりやすいために、多孔質基材に充填材を充填することが困難となる。最低でも80℃以上に加熱することが望まれる。また、圧力は、0〜20kg/cmの範囲内とすることが好ましい。こうした条件での加熱・加圧は、例えばラミネーターといった装置を用いて行なうことができる。   The filler sheet 13 is disposed on both surfaces of the porous substrate 10 and is filled in the porous substrate by heating and pressing. The heating temperature is limited to a temperature that does not cause deformation of the porous substrate. Moreover, it is necessary to avoid as much as possible that the photosensitive layer in the porous substrate reacts or decomposes due to heating. For example, when the porous substrate is made of PTFE and a photosensitive layer made of naphthoquinonediazide is formed inside, the upper limit of the heating temperature is about 120 ° C. On the other hand, when the heating temperature is too low, the filler softens and fills the pores of the porous substrate. However, since this softening and filling tends to be insufficient, the filler is added to the porous substrate. It becomes difficult to fill. It is desirable to heat to at least 80 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that a pressure shall be in the range of 0-20 kg / cm. Heating and pressurization under such conditions can be performed using an apparatus such as a laminator.

なお、使用する充填材の特性(軟化温度等)にもよるが、主として、ラミネート温度や速度により、充填材が充填された充填層の厚みを制御することができる。ラミネートの速度は、具体的には、装置のローラーの回転速度を変えることによって制御することが可能である。   Although depending on the characteristics of the filler used (softening temperature, etc.), the thickness of the filler layer filled with the filler can be controlled mainly by the lamination temperature and speed. Specifically, the laminating speed can be controlled by changing the rotational speed of the roller of the apparatus.

充填材は、ラミネートで軟化・押しつぶされることによって基材の空孔内に充填されている。反応が生じて結合した状態ではないので、この充填材は、露光後には容易に除去することができる。   The filler is filled in the pores of the substrate by being softened and crushed by the laminate. Since the reaction has not occurred and is not in a bonded state, the filler can be easily removed after exposure.

上述したようにして充填材を多孔質基材に充填させることにより、露光光の光散乱抑制効果に優れ、表面のべたつきもなく、露光後に充填材を除去することが可能な複合部材形成用基材を得ることがきる。   By filling the porous base material with the filler as described above, the composite member forming base is excellent in light scattering suppression effect of exposure light, has no surface stickiness, and can be removed after exposure. You can get the material.

本発明の実施形態にかかる複合部材形成用基材においては、露光される面に所定の深さで充填層が形成されている。この充填層には、所定の屈折率の充填材が含まれているため、露光時の光散乱を低減することができる。しかも、こうした充填層の内側の領域には、充填材を含まない層が存在し、この内側の層の空孔内には、空気が充填されているということができる。空気の屈折率は約1であり、多孔質基材を形成する絶縁性物質の屈折率は1.4〜1.6程度である。空気と絶縁性物質との屈折率差が大きいことから、この層は、光の散乱が生じる散乱層として作用する。充填層の内側に散乱層が存在していることにより光強度が低下し、それに起因して、充填層により露光光の非散乱成分の割合が向上することで、マスクパターンを超えて横方向へ露光される太りを低減する。しかも、散乱層によって露光光が散乱されて強度が低下することで、深さ方向への露光強度を低減できるという効果が得られる。   In the base material for forming a composite member according to the embodiment of the present invention, a filling layer is formed at a predetermined depth on the exposed surface. Since this filling layer contains a filler having a predetermined refractive index, light scattering during exposure can be reduced. Moreover, it can be said that there is a layer that does not contain a filler in the inner region of such a packed layer, and air is filled in the pores of the inner layer. The refractive index of air is about 1, and the refractive index of the insulating material forming the porous substrate is about 1.4 to 1.6. Since the refractive index difference between air and the insulating material is large, this layer acts as a scattering layer in which light scattering occurs. Due to the presence of the scattering layer inside the filling layer, the light intensity decreases, and as a result, the filling layer improves the ratio of the non-scattering component of the exposure light, so that it extends laterally beyond the mask pattern. Reduces exposure to fat. In addition, since the exposure light is scattered by the scattering layer and the intensity is reduced, an effect of reducing the exposure intensity in the depth direction can be obtained.

得られた複合部材形成用基材を、図3に示す。図示するように、本発明の実施形態にかかる複合部材形成用基材15は、三次元的に形成された連続空孔を有し、絶縁性物質からなる多孔質基材10の空孔11内表面に、感光性層12が形成されている。さらに、空気と多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値に比べて、多孔質基材を構成する絶縁性物質との屈折率差の絶対値が小さい充填材13が、多孔質基材11の全厚みの40%以下の深さで充填されてなる充填層14が存在する。   The obtained composite member-forming substrate is shown in FIG. As shown in the figure, the composite member forming base material 15 according to the embodiment of the present invention has three-dimensionally formed continuous pores, and the inside of the pores 11 of the porous substrate 10 made of an insulating material. A photosensitive layer 12 is formed on the surface. Furthermore, the filler 13 has a smaller absolute value of the refractive index difference between the insulating material constituting the porous base material and the absolute value of the refractive index difference between the air and the insulating material constituting the porous base material. There is a filled layer 14 that is filled at a depth of 40% or less of the total thickness of the porous substrate 11.

本発明の実施形態にかかる複合部材形成用基材は、表面および裏面の一方のみに充填層が形成されていてもよい。この場合には、図4に示すように、多孔質基材10の片面に上述したような充填材シート13を配置して、加熱・加圧してラミネートを行なう。多孔質基材の他方の面は、例えばPETなどのフィルムによって支持し、変形等が生じるのを回避することが望まれる。その結果、図5に示すような一方の側のみに充填層が形成された複合部材形成用基材が得られる。   In the composite member forming base material according to the embodiment of the present invention, a filling layer may be formed only on one of the front surface and the back surface. In this case, as shown in FIG. 4, the filler sheet 13 as described above is disposed on one side of the porous substrate 10, and heating and pressurization are performed for lamination. It is desirable that the other surface of the porous substrate is supported by a film such as PET, for example, to avoid deformation and the like. As a result, a composite member forming base material in which a filling layer is formed only on one side as shown in FIG. 5 is obtained.

図3に示したように両方の側に充填層14が形成された複合部材形成用基材15の所定の領域に光を照射することによって、感光性層の露光部を選択的に活性化する。例えば、図6に示すように、露光マスク16を介して、複合部材形成用基材15に紫外線17を照射する。複合部材形成用基材15において、15aは導電物質を充填しようとする領域であり、露光マスク5には、この領域15aに対応する開口部16aが形成されている。露光マスク16には、複合部材形成用基材15の絶縁領域15bに対応して、非開口部16bが形成されている。   As shown in FIG. 3, the exposed portion of the photosensitive layer is selectively activated by irradiating light onto a predetermined region of the composite member forming base material 15 on which the filling layer 14 is formed on both sides. . For example, as shown in FIG. 6, the composite member forming base material 15 is irradiated with ultraviolet rays 17 through an exposure mask 16. In the composite member forming base material 15, 15 a is a region to be filled with a conductive material, and the exposure mask 5 has an opening 16 a corresponding to the region 15 a. A non-opening portion 16 b is formed in the exposure mask 16 corresponding to the insulating region 15 b of the composite member forming base material 15.

露光を施すことによって、露光部の感光性層においては、導電物質を充填するためのイオン交換基を生成または消失する基、架橋基や増感基が活性化される。あるいは、露光部では、無電解めっきの反応開始点であるめっき核が形成される。露光光源としては、露光光は、紫外線、可視光線、赤外線など特に限定されないが、複合部材形成用基材の所望の領域を、低コストで選択的に露光するパターン露光が容易に行なえることから、紫外線や可視光線が優れている。   By performing the exposure, a group that generates or disappears an ion exchange group for filling the conductive material, a crosslinking group, and a sensitizing group are activated in the photosensitive layer of the exposed portion. Alternatively, plating nuclei that are reaction start points of electroless plating are formed in the exposed portion. The exposure light source is not particularly limited to ultraviolet light, visible light, infrared light, and the like, but it is easy to perform pattern exposure that selectively exposes a desired region of the composite member forming substrate at a low cost. UV and visible light are excellent.

パターン露光は、図6に示したように所定のパターンを有する露光マスク16を介して、あるいはレーザー光線などのビームを走査して行なうことができる。また、レーザーダイオードアレイを用いてパターン露光してもよい。さらには、光源からの光を、マイクロミラーアレイで変調して露光することもできる。マイクロミラーアレイとは、微小な鏡であるマイクロミラーをマトリックス状に多数配列した光変調装置である。例えば、1辺が5μm〜20μm程度の正方形のマイクロミラーが数万個から数百万個、あるいはそれ以上マトリックス状に配列されている。個々のマイクロミラーは、独立して角度を変調可能であり、光源から入射した露光光の反射角度を個別に変更することができる。このため、1つのミラーが1画素となって、露光すべき配線やビアのパターンに応じて各ミラーの角度を変調して、露光パターンを形成する。多孔質基材に配線やビアのパターンをマスクレスで露光することが可能である。マイクロミラーアレイとしては、テキサス・インスツルメンツ社(Texas Instruments, Inc., Dallas, Texas, USA)製のデジタル・マイクロミラー・デバイスが挙げられる。   Pattern exposure can be performed through an exposure mask 16 having a predetermined pattern as shown in FIG. 6 or by scanning a beam such as a laser beam. Alternatively, pattern exposure may be performed using a laser diode array. Furthermore, the light from the light source can be exposed by being modulated by a micromirror array. A micromirror array is a light modulation device in which a number of micromirrors, which are minute mirrors, are arranged in a matrix. For example, tens of thousands to millions of square micromirrors each having a side of about 5 μm to 20 μm are arranged in a matrix. The angles of the individual micromirrors can be independently modulated, and the reflection angle of the exposure light incident from the light source can be individually changed. For this reason, one mirror becomes one pixel, and the angle of each mirror is modulated in accordance with the pattern of wiring or via to be exposed to form an exposure pattern. It is possible to expose the pattern of wiring or via on the porous substrate without mask. An example of the micromirror array is a digital micromirror device manufactured by Texas Instruments, Inc., Dallas, Texas, USA.

配線やビアの2次元パターンが全て厚さ方向に多孔質基材を貫通するように、多孔質基材に露光を行なうことができる。また、多孔質基材内を三次元的に露光してもよい。   The porous substrate can be exposed so that all the two-dimensional patterns of wiring and vias penetrate the porous substrate in the thickness direction. Further, the inside of the porous substrate may be exposed three-dimensionally.

三次元的に露光する方法は特に限定されず、例えば、レーザー光線を集光した焦点を多孔質基材内で三次元的に走査することができる。あるいは、2次元パターンの露光マスクを用いて露光する場合にも、露光量の調整や露光波長の選択などによって三次元的な露光が可能である。例えば、ビアの部分は厚さ方向に貫通して露光し、配線の部分は表面付近のみ露光すれば、配線およびその配線を電子デバイスの電極と接続するビアの両方を、一枚の多孔質基材に作りこむことができる。例えば露光量を調整するには、ビアの部分と配線の部分とで透過率を調整したハーフトーンマスクなどのマスクを用いることもできる。   The method for three-dimensional exposure is not particularly limited. For example, the focal point where the laser beam is condensed can be scanned three-dimensionally within the porous substrate. Alternatively, even when exposure is performed using a two-dimensional pattern exposure mask, three-dimensional exposure is possible by adjusting the exposure amount or selecting an exposure wavelength. For example, if the via portion is exposed through the thickness direction and the wiring portion is exposed only near the surface, both the wiring and the via connecting the wiring to the electrode of the electronic device are connected to a single porous substrate. Can be made into wood. For example, in order to adjust the exposure amount, a mask such as a halftone mask in which the transmittance is adjusted between the via portion and the wiring portion can be used.

パターン露光後には、図7に示すように露光マスク16を取り除き、多孔質基材11の空孔内から充填材を除去する。例えば、端面より引き剥がして、あるいは40℃程度の温水の流水中に基材を静置して洗浄することにより充填材を剥離して、充填材を除去することができる。あるいは、適切な洗浄剤によって洗浄して、充填材を除去してもよい。洗浄液としては、水または水を含む溶液が用いられ、水を含む溶液は、酸性溶液およびアルカリ性溶液のいずれでもよい。具体的には、水を含む溶液としては、pH9〜13となるように調整した水酸化ナトリウム水溶液や炭酸ナトリウム水溶液等が挙げられる。   After the pattern exposure, the exposure mask 16 is removed as shown in FIG. 7, and the filler is removed from the pores of the porous substrate 11. For example, the filler can be removed by peeling off from the end face or by leaving the substrate in a warm water of about 40 ° C. and washing it to remove the filler. Alternatively, the filler may be removed by washing with a suitable cleaning agent. As the cleaning liquid, water or a solution containing water is used, and the solution containing water may be either an acidic solution or an alkaline solution. Specifically, examples of the solution containing water include an aqueous sodium hydroxide solution and an aqueous sodium carbonate solution adjusted to have a pH of 9 to 13.

剥離により充填材を除去した場合も、洗浄剤により洗浄して、充填材残渣を確実に除去することが望まれる。ここで酸性溶液とはpH<7の溶液であり、アルカリ性溶液とはpH>7である溶液を示す。   Even when the filler is removed by peeling, it is desired that the filler residue be reliably removed by washing with a cleaning agent. Here, an acidic solution is a solution having a pH <7, and an alkaline solution is a solution having a pH> 7.

洗浄は、10秒から5時間、露光後の複合部材形成用基材を所定の洗浄液に浸漬することによって行なうことができる。充填材の除去率、プロセスコストの面から、洗浄時間は1分から1時間の範囲であることがより好ましい。なお充填剤の除去率は、以下の式で示される。   Cleaning can be performed by immersing the composite member-forming substrate after exposure in a predetermined cleaning solution for 10 seconds to 5 hours. From the viewpoint of the removal rate of the filler and the process cost, the cleaning time is more preferably in the range of 1 minute to 1 hour. The filler removal rate is expressed by the following formula.

除去率(%)=(充填材が充填されている多孔質基材の重量−洗浄により充填材を除去した後の多孔質基材の重量)×100
上述したような洗浄剤は、引き続いて行なわれる導電物質の充填工程までに、水あるいは他の溶液等プロセス上浸透性や反応性の面から都合のよい溶液で置換しても構わない。
Removal rate (%) = (weight of porous substrate filled with filler−weight of porous substrate after removing filler by washing) × 100
The cleaning agent as described above may be replaced with a solution that is convenient in terms of permeability and reactivity in terms of process, such as water or another solution, until the subsequent conductive material filling step.

その後、図8に示すように、多孔質基材11空孔12内表面の光吸収部15aに生じたイオン交換基に、金属イオン、金属化合物あるいは金属コロイドなどのめっき核、好ましくは金属陽イオン、金属化合物の陽イオンあるいは正に帯電した金属コロイドなどのめっき核を吸着させ、さらに無電解めっきを施す。これにより、複合部材形成用基材5に選択的に形成された光吸収部15aは、導電物質19によって充填される。   After that, as shown in FIG. 8, a plating nucleus such as a metal ion, a metal compound, or a metal colloid, preferably a metal cation is formed on the ion exchange group generated in the light absorbing portion 15a on the inner surface of the pore 12 of the porous substrate 11 Then, a plating nucleus such as a metal compound cation or a positively charged metal colloid is adsorbed, and electroless plating is performed. As a result, the light absorbing portion 15 a selectively formed on the composite member forming substrate 5 is filled with the conductive material 19.

なお、多孔質基材空孔内表面に形成された感光性層が露光により多孔質基材を構成する絶縁性物質と化学反応を起こし、多孔基材を構成する絶縁性物質が変化して露光部に選択的にイオン交換基を形成する感光性材料により感光性層が形成されている場合には、このイオン交換基がフッ素樹脂に導入され、この部分にめっき等によって導電物質を選択的に充填することが可能になる。   It should be noted that the photosensitive layer formed on the inner surface of the porous substrate pores undergoes a chemical reaction with the insulating material constituting the porous substrate by exposure, and the insulating material constituting the porous substrate changes to expose. In the case where the photosensitive layer is formed of a photosensitive material that selectively forms ion exchange groups on the part, the ion exchange groups are introduced into the fluororesin, and the conductive material is selectively applied to the part by plating or the like. It becomes possible to fill.

また、感光性還元剤、金属塩等から構成される材料等に、露光によって無電解めっきの反応開始点であるめっき核を形成し、上述したように無電解めっきを施して導電物質を充填してもよい。   In addition, a plating nucleus that is the reaction starting point of electroless plating is formed by exposure on a material composed of a photosensitive reducing agent, a metal salt, etc., and electroless plating is applied as described above to fill the conductive material. May be.

導電物質とは、金、銀、パラジウム、銅、ニッケル、クロム、コバルト、錫などの金属や銅−ニッケル、ニッケル−コバルト、錫−ニッケル等の合金あるいは置換および非置換の導電性ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアセチレン、ポリピリジルビニレン、ポリアジン等の導電性ポリマーである。これらは、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Conductive substances include metals such as gold, silver, palladium, copper, nickel, chromium, cobalt and tin, alloys such as copper-nickel, nickel-cobalt and tin-nickel, or substituted and unsubstituted conductive polyaniline and polyparaffin. Conductive polymers such as phenylene, polyparaphenylene vinylene, polythiophene, polyfuran, polypyrrole, polyselenophene, polyisothianaphthene, polyphenylene sulfide, polyacetylene, polypyridyl vinylene, and polyazine. These may be used alone or in combination of two or more.

また、導電性を有しないポリマーを添加することもでき、これらをモノマーやコポリマーとして用いてもよい。導電性ポリマーと、多孔質基材内表面に形成した感光性層の露光によって形成されたイオン交換基とが、陽イオンと陰イオンの関係で吸着するように選択することによって、イオン交換基に導電性ポリマーがカウンターイオンとして吸着できる。例えば、イオン交換基としてカルボン酸を、導電性ポリマーとしてチオフェンを選択すると、カウンターアニオンとしてカルボキシル基を有するポリチオフェンが形成されることになる。   Further, a polymer having no electrical conductivity can be added, and these may be used as a monomer or a copolymer. By selecting the conductive polymer and the ion exchange group formed by exposure of the photosensitive layer formed on the inner surface of the porous substrate so that they adsorb in the relationship of cation and anion, Conductive polymers can be adsorbed as counter ions. For example, when carboxylic acid is selected as the ion exchange group and thiophene is selected as the conductive polymer, polythiophene having a carboxyl group as the counter anion is formed.

金属イオンや金属コロイドをイオン交換基に吸着させるには、金属イオンの溶液や金属コロイド溶液に、イオン交換基を形成した複合部材形成用基材を接触させればよい。接触に当たっては、複合部材形成用基材を浸漬するのが最も好ましいが、溶液を基材にスプレーするなどして塗布することもできる。金属イオン溶液としては、還元などして無電解めっきの触媒となる金、銀、白金、パラジウム、銅などの有機塩あるいは無機塩の水溶液、アルコール溶液などが用いられる。金属イオンはイオン交換基に対イオンとして吸着される。吸着された金属イオンは、そのままあるいは還元して金属化することによって無電解めっきの触媒として用いる。めっきする金属よりイオン化傾向の小さな金属のイオンは、還元せずとも、めっき液中のめっき金属のイオンによって還元される。例えば、銅めっきする場合、金、白金、パラジウムなどのイオンはそのまま用いることができる。銅イオンは還元して銅微粒子にしてから無電解めっきの触媒として用いる。還元剤としてはホルムアルデヒド、水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、ヒドラジン、次亜リン酸ナトリウム等の次亜リン酸塩等など公知の還元剤を用いることができる。   In order to adsorb metal ions and metal colloids to the ion exchange group, the composite member forming substrate on which the ion exchange groups are formed may be brought into contact with the metal ion solution or the metal colloid solution. For contact, it is most preferable to immerse the composite member-forming substrate, but it can also be applied by spraying the solution onto the substrate. As the metal ion solution, an aqueous solution of an organic salt or an inorganic salt such as gold, silver, platinum, palladium, copper, or an alcohol solution that is used as a catalyst for electroless plating by reduction or the like is used. Metal ions are adsorbed on the ion exchange groups as counter ions. The adsorbed metal ion is used as a catalyst for electroless plating as it is or by reduction and metallization. Metal ions having a smaller ionization tendency than the metal to be plated are reduced by the ions of the plating metal in the plating solution without being reduced. For example, in the case of copper plating, ions such as gold, platinum and palladium can be used as they are. Copper ions are reduced to copper fine particles and used as a catalyst for electroless plating. As the reducing agent, known reducing agents such as formaldehyde, sodium borohydride, dimethylamine borane, trimethylamine borane, hydrazine, hypophosphites such as sodium hypophosphite, and the like can be used.

還元剤は水溶液などの溶液として、この溶液に基材を浸漬するなどして還元する。還元する前に基材を水などで洗浄して余分の金属イオンを除去しておくことが好ましい。   The reducing agent is reduced as a solution such as an aqueous solution by immersing the substrate in the solution. Prior to the reduction, it is preferable to remove excess metal ions by washing the substrate with water or the like.

金属コロイド溶液としては、金、銀、白金、パラジウムなどのコロイドの水溶液、あるいはアルコールなどの有機溶媒の溶液が用いられる。金属コロイドは界面活性剤やポリマーなど保護物質によって保護された保護コロイドを用いるのが、金属コロイド溶液の貯蔵安定性の点から望ましい。金属コロイドは多くの場合、正または負に帯電しており、帯電する極性は保護物質によって変化させることができる。イオン交換基も多くの場合、液中で帯電する。金属コロイドはイオン交換基との静電引力によって吸着される。金属コロイドは還元する必要はなく、そのまま無電解めっきの触媒として用いることができる。保護コロイドの場合、酸やアルカリ溶液、酸化剤溶液などを用いたエッチングなどで保護物質を除去した方が触媒としての活性は向上する。   As the metal colloid solution, an aqueous solution of a colloid such as gold, silver, platinum or palladium, or a solution of an organic solvent such as alcohol is used. The metal colloid is preferably a protective colloid protected by a protective substance such as a surfactant or a polymer from the viewpoint of storage stability of the metal colloid solution. In many cases, the metal colloid is positively or negatively charged, and the charged polarity can be changed by a protective substance. In many cases, ion exchange groups are charged in a liquid. Metal colloids are adsorbed by electrostatic attraction with ion exchange groups. The metal colloid does not need to be reduced and can be used as a catalyst for electroless plating as it is. In the case of a protective colloid, the activity as a catalyst is improved by removing the protective substance by etching using an acid, alkali solution, oxidant solution, or the like.

金属イオン溶液あるいは金属コロイド溶液の濃度は、好ましくは0.1〜30重量%であり、より望ましくは1〜15重量%の範囲内である。濃度が小さすぎるとイオン交換基に充分な量の金属イオンやコロイドが吸着させることが困難となって、吸着速度が遅く吸着に長時間を要する。一方、濃度が大き過ぎる場合には、目的のイオン交換基以外にも無秩序に金属イオンやコロイドが吸着してしまうおそれがあり、良好な複合部材を形成することが困難となる。金属イオン溶液あるいは金属コロイド溶液に基材を浸漬するなどして、溶液と複合部材形成用基材を接触させる時間は特に限定されないが、一般的には10秒から5時間程度の間で行なわれる。銅イオンは選択性がよく、他の金属イオンに比べてイオン交換基が存在する領域以外にも無秩序に吸着しにくく、特に好ましい。   The concentration of the metal ion solution or metal colloid solution is preferably 0.1 to 30% by weight, and more desirably 1 to 15% by weight. If the concentration is too small, it becomes difficult to adsorb a sufficient amount of metal ions and colloids to the ion exchange group, and the adsorption rate is slow and a long time is required for the adsorption. On the other hand, if the concentration is too high, metal ions and colloids may be adsorbed randomly in addition to the target ion exchange group, and it becomes difficult to form a good composite member. The time for contacting the solution and the composite member forming base material by immersing the base material in a metal ion solution or a metal colloid solution is not particularly limited, but is generally between 10 seconds and 5 hours. . Copper ions are particularly preferable because they have good selectivity and are less likely to adsorb in a random manner other than the region where ion exchange groups exist compared to other metal ions.

複合部材形成用基材を金属イオン溶液または金属コロイド溶液と接触させた後は、洗浄して余分な金属イオンまたは金属コロイドを除去することが望まれる。具体的には、水などの金属イオンやコロイド溶液の溶媒と同じ溶媒で洗浄することによって、導電物質を充填しようとするイオン交換基が存在する領域以外に付着した溶液を除去する。これによって、導電物質を充填しようとするイオン交換基が存在する領域以外に無秩序にめっきされることを防止することができる。   After the composite member-forming substrate is brought into contact with the metal ion solution or the metal colloid solution, it is desirable to remove excess metal ions or metal colloids by washing. Specifically, by washing with metal ions such as water or the same solvent as the solvent of the colloidal solution, the solution adhering to a region other than the region where the ion exchange group to be filled with the conductive material is removed is removed. Accordingly, it is possible to prevent the plating from being randomly performed in a region other than the region where the ion exchange group to be filled with the conductive material is present.

以下、具体例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

(実施例1)
多孔質基材として、PTFE多孔質基材(住友電工(株)、平均空孔径0.1μm、膜厚50μm)を用いて、以下のような手法により複合部材を製造した。この多孔質基材の屈折率は1.38である。
Example 1
Using a PTFE porous substrate (Sumitomo Electric Co., Ltd., average pore diameter 0.1 μm, film thickness 50 μm) as the porous substrate, a composite member was produced by the following method. The refractive index of this porous substrate is 1.38.

まず、ナフトキノンジアジド含有フェノール樹脂(ナフトキノンジアジド含有率;46等量mol%)の2mmol%THF溶液に、ジアジドカルコンをナフトキノンジアジド含有フェノール樹脂に対して約20重量%ほど添加して、感光性層材料を調製した。この感光性層材料をディップ法にて多孔質基材の空孔内表面にコーティングして、感光性層を形成した。   First, about 20% by weight of diazide chalcone is added to a 2 mmol% THF solution of a naphthoquinone diazide-containing phenol resin (naphthoquinone diazide content; 46 equivalents mol%) with respect to the naphthoquinone diazide-containing phenol resin, and the photosensitive layer. The material was prepared. This photosensitive layer material was coated on the inner surface of the pores of the porous substrate by a dip method to form a photosensitive layer.

室温で30分間乾燥させて、空孔内表面をナフトキノンジアジド含有フェノール樹脂およびジアジドカルコンで被覆し、感光性層が形成された多孔質基材を2枚準備した。一方の多孔質基材は、そのまま露光を行なって比較例の多孔質基材(A)とした。   After drying for 30 minutes at room temperature, the porous inner surface was coated with a naphthoquinonediazide-containing phenol resin and diazide chalcone, and two porous substrates on which a photosensitive layer was formed were prepared. One porous substrate was exposed as it was to obtain a porous substrate (A) of a comparative example.

他方の多孔質基材には、以下のような手法により充填材を充填して充填層を形成し、本実施例の複合部材形成用基材(B)とした。   The other porous substrate was filled with a filler by the following method to form a packed layer, and a composite member-forming substrate (B) of this example was obtained.

充填材としては、PVA(クラレ(株)、クラリア112、35μm厚)を用意した。この充填材の屈折率は、1.49である。充填材は、100℃、0.3m/分でラミネーター(フジテック(株)製、Fuji LAMIPACKER LPD 3206City)を三回通した。具体的には、多孔質基材の表面および裏面の両方に、上述した充填材のPVAを置き、そのPVA表面をPTFEフィルムで覆い、ラミネーターの中に通すという作業を繰り返して行なった。こうして、多孔質基材の表面および裏面には、充填材が充填されて充填層が形成され、充填材が充填されていない層(散乱層)が基材内部に残された多孔質基材(B)が得られた。   As a filler, PVA (Kuraray Co., Ltd., Claria 112, 35 μm thickness) was prepared. The refractive index of this filler is 1.49. The filler was passed three times through a laminator (Fujitec Co., Ltd., Fuji LAMIPACKER LPD 3206City) at 100 ° C. and 0.3 m / min. Specifically, the above-described filler PVA was placed on both the front and back surfaces of the porous substrate, and the PVA surface was covered with a PTFE film and passed through a laminator. Thus, on the front and back surfaces of the porous base material, a porous material (filling layer is formed by filling with a filler, and a layer (scattering layer) not filled with the filler is left inside the base material ( B) was obtained.

ラミネート前後の各厚みを測定し、多孔質基材およびPVAシートのラミネート前後での厚み変化を取り除いて、PVAシートの多孔質基材内部への潜り込み深さを算出した。その結果、多孔質基材(B)の表面および裏面には、厚さ5μmの充填層が形成され、これらの充填層の間には、厚さ40μmで散乱層が挟まれている構造であることが確認された。   The thickness before and after lamination was measured, the thickness change before and after lamination of the porous substrate and the PVA sheet was removed, and the penetration depth of the PVA sheet into the porous substrate was calculated. As a result, a packed layer having a thickness of 5 μm is formed on the front and back surfaces of the porous substrate (B), and a scattering layer is sandwiched between the packed layers at a thickness of 40 μm. It was confirmed.

露光は、導電パターン(幅10μm、長さ2cm)が30μmピッチで配置されたマスクを2枚用いて、CANON PLA501により行なった。多孔質基材(A)の一方の面に一つのマスクを配置し、他方の面には、パターンの方向が直交するようにもう一つのマスクを配置した。このように2枚のマスクで多孔質基材を挟み込み、光量500mJ(ウシオ電機製、UIT−100、405P detectorによるi線換算値)の条件で、表面および裏面にそれぞれ露光して、潜像を形成した。多孔質基材(B)も同様に、両面にパターン露光を行なった。   The exposure was performed by CANON PLA 501 using two masks in which conductive patterns (width 10 μm, length 2 cm) were arranged at a pitch of 30 μm. One mask was placed on one side of the porous substrate (A), and another mask was placed on the other side so that the pattern directions were orthogonal. In this way, the porous substrate is sandwiched between the two masks, and the latent image is exposed on the front and back surfaces under the condition of a light amount of 500 mJ (made by USHIO, UIT-100, 405P detector). Formed. Similarly, pattern exposure was performed on both surfaces of the porous substrate (B).

基材(B)は水で10分間洗浄し、複合部材形成用基材の空孔内に充填された充填材を除去した。充填材除去後の基材(B)の一部を切り取って乾燥させた後、SEM観察を行なった。その結果、充填材形成前と同様の構造であり、複合部材形成用基材の空孔内から充填材がきれいに除去されることが確認された。   The base material (B) was washed with water for 10 minutes to remove the filler filled in the pores of the composite member forming base material. A part of the base material (B) after removing the filler was cut out and dried, and then SEM observation was performed. As a result, it was confirmed that the structure was the same as before the formation of the filler, and that the filler was removed cleanly from the pores of the composite member forming base material.

パターン潜像が形成された基材(A)、および水で洗浄した基材(B)は、それぞれを水素化ホウ素ナトリウム0.01M水溶液に10分浸漬して湿潤させた。その後、蒸留水による洗浄を3回繰り返した。洗浄は、静水中に基材を5分間程度静置することにより行なった。さらに、0.5Mに調整した酢酸銅水溶液に10分間浸漬して銅イオンを吸着後、蒸留水による洗浄を3回繰り返した。続いて、水素化ホウ素ナトリウム0.01M水溶液に10分間浸漬後、蒸留水で洗浄した。その後、無電解銅めっき液PB−503に60分間浸漬して、パターン潜像を形成した部位に銅めっきを施した。   The substrate (A) on which the pattern latent image was formed and the substrate (B) washed with water were each dipped in a 0.01 M aqueous solution of sodium borohydride for 10 minutes to be wetted. Thereafter, washing with distilled water was repeated three times. Washing was performed by leaving the substrate in still water for about 5 minutes. Furthermore, after being immersed in an aqueous copper acetate solution adjusted to 0.5 M for 10 minutes to adsorb copper ions, washing with distilled water was repeated three times. Subsequently, it was immersed in a 0.01 M aqueous solution of sodium borohydride for 10 minutes and then washed with distilled water. Then, it was immersed in the electroless copper plating solution PB-503 for 60 minutes, and the copper plating was performed to the site | part in which the pattern latent image was formed.

顕微鏡により観察したところ、基材(B)においては、幅15μm、長さ2cm、30μmピッチのラインの導電部が、表面および裏面に形成され、複合部材を構成していた。一方、基材(A)においては、隣接するライン同士がつながってショートしてしまい、30μmピッチのラインを表面、裏面のいずれにも、形成することができなかった。   When observed with a microscope, in the base material (B), conductive portions of lines having a width of 15 μm, a length of 2 cm, and a pitch of 30 μm were formed on the front surface and the back surface to constitute a composite member. On the other hand, in the base material (A), adjacent lines are connected and short-circuited, and a 30 μm pitch line could not be formed on either the front surface or the back surface.

このラインを、エポキシ樹脂((株)三啓、EPO−KWICK RESIN)にて包埋し、切断および研磨によって断面だしをした後、この断面を光学顕微鏡により観察した。基材(A)および(B)のいずれについても、表面および裏面の導電部のもぐりこみ深さは基材の約10%程度であり、基材(B)のラインは、表面、裏面で導電部がつながることなく、絶縁性が保たれていた。   This line was embedded with an epoxy resin (Sankei Co., Ltd., EPO-KWICK RESIN), cut out and ground to obtain a cross section, and the cross section was observed with an optical microscope. For both of the base materials (A) and (B), the depth of penetration of the conductive portions on the front and back surfaces is about 10% of the base material, and the line of the base material (B) is the conductive portion on the front and back surfaces. Insulation was maintained without being connected.

(実施例2)
実施例1と同様の感光性層が形成された同様の多孔質基材を、複数枚用意した。種々の条件で充填材を充填して充填層および散乱層を形成し、本実施例の複合部材形成用基材を作製した。充填に当たっては、ラミネートの回数および温度を変更した。さらに、実施例1と同様の条件で、パターン露光および導電物質の充填を行なって、複合部材を製造し、ラインの状態を観察した。その結果を、充填条件、各層の厚さとともに、下記表1および2にまとめる。
(Example 2)
A plurality of similar porous substrates on which the same photosensitive layer as in Example 1 was formed were prepared. Filling material was filled under various conditions to form a filling layer and a scattering layer, and a composite member forming substrate of this example was produced. In filling, the number of times of lamination and the temperature were changed. Further, pattern exposure and conductive material filling were performed under the same conditions as in Example 1 to manufacture a composite member, and the state of the line was observed. The results are summarized in Tables 1 and 2 below together with the filling conditions and the thickness of each layer.

比較のため、充填層を有しない基材(A)についても、同様にしてパターン露光および導電物質の充填を行なって、ラインの形成を試みた。下記表1および2には、その結果も併せて示した。

Figure 0004334482
For comparison, the substrate (A) having no filling layer was similarly subjected to pattern exposure and filling with a conductive material to try to form a line. The results are also shown in Tables 1 and 2 below.
Figure 0004334482

Figure 0004334482
Figure 0004334482

上記表に示されるように、基材(B)についてのみ、長さ2cm、30μmピッチのラインの導電部が表面および裏面に形成された複合部材が得られた。一方、(A)は、隣接するライン同士がつながってショートしてしまい、30μmピッチのラインを表面、裏面いずれの面においても、形成することができなかった。   As shown in the above table, only for the base material (B), a composite member in which conductive parts of lines having a length of 2 cm and a pitch of 30 μm were formed on the front surface and the back surface was obtained. On the other hand, in (A), adjacent lines were connected and short-circuited, and a 30 μm pitch line could not be formed on either the front surface or the back surface.

このラインを、エポキシ樹脂((株)三啓、EPO−KWICK RESIN)にて包埋し、切断および研磨を行なって断面だしをした後、この断面を光学顕微鏡により観察した。その結果、基材(A)および(B)いずれについても、表面、裏面の導電部のもぐりこみ深さは基材の約10%程度であり、基材(B)のラインは、表面、裏面で導電部がつながることなく、絶縁性が保たれていた。   The line was embedded with an epoxy resin (Sankei Co., Ltd., EPO-KWICK RESIN), cut and polished to obtain a cross section, and the cross section was observed with an optical microscope. As a result, for both the base materials (A) and (B), the penetration depth of the conductive portions on the front and back surfaces is about 10% of the base material, and the line of the base material (B) is on the front and back surfaces. Insulating property was maintained without connecting the conductive parts.

なお、表2に示されるように、充填材を充填する際の温度が70℃の場合には、多孔質基材の両面に充填層を形成することができない。本実施例においては、多孔質基材の材質はPTFEであり、この多孔質基材の空孔内表面に感光性層が形成されており、充填材の材質はPVAであることから、120℃程度までの加熱温度は許容される。これらの材質の耐熱性および多孔質基材内部への充填材の充填性を考慮すると、所定の深さで充填材を充填して本発明の実施形態にかかる複合部材形成用基材を作製するには、最低でも80℃以上の加熱を行なうことが求められる。   In addition, as Table 2 shows, when the temperature at the time of filling a filler is 70 degreeC, a filled layer cannot be formed on both surfaces of a porous base material. In this example, the material of the porous base material is PTFE, a photosensitive layer is formed on the inner surface of the pores of the porous base material, and the material of the filler is PVA. Heating temperatures to the extent are acceptable. Considering the heat resistance of these materials and the filling property of the filler into the porous substrate, the substrate for forming a composite member according to the embodiment of the present invention is manufactured by filling the filler with a predetermined depth. It is required to perform heating at 80 ° C. or more at least.

(実施例3)
実施例1と同様の感光性層が形成された多孔質基材を複数枚用意し、充填材を充填して本実施例の複合部材形成用基材を作製した。
(Example 3)
A plurality of porous base materials on which the same photosensitive layer as in Example 1 was formed were prepared and filled with a filler to prepare a composite member forming base material of this example.

充填材としては、ポリエチレングリコール(PEG)(関東化学(株)、重量平均分子量1500)を用意した。この充填材の屈折率は、1.46である。充填材2gを加熱溶融し、バーコーターにて20μm厚みの充填材シートを作製した。この充填材シートを、100℃、0.3m/分でラミネーターを三回通した。具体的には、多孔質基材の表面および裏面の両方に、上述した充填材のPEGを置き、そのPEG表面をPTFEフィルムで覆い、ラミネーターの中に通すという作業を繰り返して行なった。こうして、多孔質基材の表面および裏面には、充填材が充填されて充填層が形成され、基材の内部には、充填材が充填されていない層(散乱層)が残された多孔質基材Bが得られた。   As a filler, polyethylene glycol (PEG) (Kanto Chemical Co., Inc., weight average molecular weight 1500) was prepared. The refractive index of this filler is 1.46. 2 g of the filler was heated and melted, and a 20 μm thick filler sheet was produced with a bar coater. This filler sheet was passed through a laminator three times at 100 ° C. and 0.3 m / min. Specifically, the above-described filler PEG was placed on both the front and back surfaces of the porous substrate, the PEG surface was covered with a PTFE film, and passed through a laminator. In this way, the porous substrate is filled with a filler to form a packed layer on the front surface and back surface, and a porous layer in which a filler is not filled (scattering layer) is left inside the substrate. Substrate B was obtained.

ラミネート前後の各厚みを測定し、多孔質基材およびPEGシートのラミネート前後での厚み変化を取り除き、PEGシートの多孔質基材内部への潜り込み深さを算出した。その結果、多孔質基材(B)の表面および裏面には、厚さ8μmの充填層が形成され、これらの充填層の間には、厚さ42μmで散乱層が挟まれている構造であることが確認された。   Each thickness before and after lamination was measured, thickness changes before and after lamination of the porous substrate and the PEG sheet were removed, and the depth of penetration of the PEG sheet into the porous substrate was calculated. As a result, a packed layer having a thickness of 8 μm is formed on the front and back surfaces of the porous substrate (B), and a scattering layer is sandwiched between these packed layers at a thickness of 42 μm. It was confirmed.

次いで、実施例1と同様の条件でパターン露光を行ない、多孔質基材(B)の表面および裏面に潜像を形成した後、水で10分間洗浄して、空孔内に充填された充填材を除去した。充填材除去後の基材(B)の一部を切り取って乾燥させた後、SEM観察を行なった。その結果、充填材形成前と同様の構造であり、複合部材形成用基材の空孔内から充填材がきれいに除去されていることが確認された。   Next, pattern exposure is performed under the same conditions as in Example 1 to form latent images on the front and back surfaces of the porous substrate (B), and then washed with water for 10 minutes to fill the pores. The material was removed. A part of the base material (B) after removing the filler was cut out and dried, and then SEM observation was performed. As a result, it was confirmed that the structure was the same as that before the filler was formed, and that the filler was removed cleanly from the pores of the composite member forming base material.

水で洗浄した基材(B)のパターン潜像を形成した部位には、実施例1と同様の手法により銅めっきを施した。断面を観察したところ、表面、裏面の導電部のもぐりこみ深さは基材の厚さ全体の約15%程度であり、ラインは、表面、裏面で導電部がつながることなく、絶縁性が保たれていた。こうして、幅15μm、長さ2cm、30μmピッチのラインの導電部が、表面および裏面に形成された複合部材が得られた。   The part where the pattern latent image of the base material (B) washed with water was formed was subjected to copper plating in the same manner as in Example 1. When the cross section was observed, the penetration depth of the conductive parts on the front and back surfaces was about 15% of the total thickness of the base material, and the lines were kept insulating without connecting the conductive parts on the front and back surfaces. It was. Thus, a composite member was obtained in which conductive portions of lines having a width of 15 μm, a length of 2 cm, and a pitch of 30 μm were formed on the front surface and the back surface.

(実施例4)
多孔質基材としては、実施例1と同様のPTFE多孔質基材およびポリイミド製基材(宇部興産(株)、ユーピレックス)を用意し、充填材としては、実施例1と同様のPVAおよび実施例3と同様のPEGを用意した。これらを組み合わせて、多孔質基材の表面または片面に充填材を充填し、本実施例の複合部材形成用基材を作製した。なお、いずれの多孔質基材にも、上述したような感光性層が形成されている。
(Example 4)
As the porous base material, the same PTFE porous base material and polyimide base material (Ube Industries, Upilex) as in Example 1 were prepared, and as the filler, the same PVA and the same as in Example 1 were carried out. The same PEG as in Example 3 was prepared. By combining these, the surface or one surface of the porous substrate was filled with a filler, and the composite member forming substrate of this example was produced. Note that the photosensitive layer as described above is formed on any porous substrate.

充填材は、基本的には実施例1と同様の手法により多孔質基材に充填した。すなわち、ラミネート条件は、100℃、0.3m/分でラミネーターを3回通して、充填を行なった。多孔質基材の両面に充填する場合には、実施例1と同様の手法とし、片面のみに充填する場合には、他方の面はPETフィルムにより支持して基材(C)を作製した。さらに、実施例1と同様の条件で、パターン露光および導電物質の充填を行なって、複合部材を製造し、ラインの状態を観察した。その結果を、用いた多孔質基材および充填材の種類などとともに、下記表3および4にまとめる。   The filler was filled into the porous substrate basically by the same method as in Example 1. That is, laminating was performed by passing a laminator three times at 100 ° C. and 0.3 m / min. When filling both surfaces of the porous substrate, the same method as in Example 1 was used. When filling only one surface, the other surface was supported by a PET film to prepare a substrate (C). Further, pattern exposure and conductive material filling were performed under the same conditions as in Example 1 to manufacture a composite member, and the state of the line was observed. The results are summarized in Tables 3 and 4 below, along with the types of porous substrate and filler used.

比較のため、充填層を有しない基材(A)についても、同様にしてパターン露光および導電物質の充填を行なって、ラインの形成を試みた。下記表3および4には、その結果も併せて示した。

Figure 0004334482
For comparison, the substrate (A) having no filling layer was similarly subjected to pattern exposure and filling with a conductive material to try to form a line. The results are also shown in Tables 3 and 4 below.
Figure 0004334482

Figure 0004334482
Figure 0004334482

上記表に示されたように、基材(B)については、長さ2cm、30μmピッチのラインの導電部が表面および裏面に形成された複合部材が得られた。また、基材(C)については、長さ2cm、30μmピッチのラインの導電部が一方の面に形成された複合部材が得られた。   As shown in the above table, with respect to the base material (B), a composite member in which conductive parts of lines having a length of 2 cm and a pitch of 30 μm were formed on the front surface and the back surface was obtained. Moreover, about the base material (C), the composite member in which the electroconductive part of the line of length 2cm and a 30 micrometer pitch was formed in one surface was obtained.

これら基材(B)および(C)について、パターン露光後、導電物質を充填する前に断面をSEM観察したところ、充填材形成前と同様の構造であり、複合部材形成用基材の空孔内から充填材がきれいに除去されることが確認された。   About these base materials (B) and (C), when the cross section was observed by SEM after pattern exposure and before filling the conductive material, the structure was the same as that before the filler formation, and the pores of the base material for composite member formation It was confirmed that the filler was removed cleanly from the inside.

一方、(A)は、隣接するライン同士がつながってショートしてしまい、30μmピッチのラインを表面、裏面いずれの面においても、形成することができなかった。また、このラインを、エポキシ樹脂((株)三啓、EPO−KWICK RESIN)にて包埋し、切断・研磨により断面だしをした後、光学顕微鏡にて断面観察したところ、基材(A)、(B)いずれについても、表面、裏面の導電部のもぐりこみ深さは基材の約10%程度であり、基材(B)のラインは、表面、裏面で導電部がつながることなく、絶縁性が保たれていた。   On the other hand, in (A), adjacent lines were connected and short-circuited, and a 30 μm pitch line could not be formed on either the front surface or the back surface. In addition, this line was embedded with an epoxy resin (Sankei Co., Ltd., EPO-KWICK RESIN), cut out and ground to obtain a cross section, and then observed with an optical microscope to obtain a substrate (A). In both cases, the penetration depth of the conductive parts on the front and back surfaces is about 10% of the base material, and the line of the base material (B) is insulated without connecting the conductive parts on the front and back surfaces. Sex was maintained.

本発明の一実施形態にかかる複合部材の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the composite member concerning one Embodiment of this invention. 図1に続く工程を表わす断面図。Sectional drawing showing the process of following FIG. 図2に続く工程を表わす断面図。Sectional drawing showing the process of following FIG. 本発明の他の実施形態にかかる複合部材の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the composite member concerning other embodiment of this invention. 図4に続く工程を表わす断面図。Sectional drawing showing the process of following FIG. 図3に続く工程を表わす断面図。Sectional drawing showing the process of following FIG. 図6に続く工程を表わす断面図。Sectional drawing showing the process of following FIG. 図7に続く工程を表わす断面図。Sectional drawing showing the process of following FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…多孔質基材; 11…空孔; 12…感光性層; 13…充填材シート
14…充填層; 15…複合部材形成用基材; 15a…光吸収部
15b…絶縁領域; 16…露光マスク; 16a…開口部; 16b…非開口部
17…露光光; 18…充填材を除去した複合部材形成用基材; 19…導電物質。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Porous base material; 11 ... Porous; 12 ... Photosensitive layer; 13 ... Filler sheet 14 ... Filling layer; 15 ... Base material for composite member formation; 15a ... Light absorption part 15b ... Insulating region; 16a ... Opening part; 16b ... Non-opening part 17 ... Exposure light; 18 ... Base material for forming a composite member from which filler is removed; 19 ... Conductive substance.

Claims (1)

三次元的に形成された連続空孔を有し、絶縁性物質からなる多孔質基材の空孔内に感光性層を形成し、前記多孔質基材の表面および裏面の少なくとも一方から充填材を充填して、内部に未充填層を残しつつ、前記表面および裏面の少なくとも一方に、この多孔質基材の全厚さの40%以下あるいは15μm以下、かつ1μm以上の深さで充填層を形成して複合部材形成用基材を作製する工程と、
前記複合部材形成用基材の前記充填層を有する側から、所定の領域にパターン露光する工程と、
パターン露光後の複合部材形成用基材から、前記充填材を除去する工程と、
前記充填材が除去された前記複合部材形成用基材の露光部または未露光部に、導電物質を選択的に充填する工程とを具備し、
前記充填材は、下記数式で表わされる条件を満たすことを特徴とする複合部材の製造方法。
Figure 0004334482
(上記数式(1)中、εAは、多孔質基材を構成する絶縁性物質の屈折率であり、εBは、前記充填材の屈折率である。また、空気の屈折率は1とした。)
Three-dimensionally formed continuous pores, a photosensitive layer is formed in the pores of the porous substrate made of an insulating material, and a filler is formed from at least one of the front and back surfaces of the porous substrate. And at least one of the front and back surfaces is filled with a filled layer at a depth of 40% or less, 15 μm or less, and 1 μm or more of the total thickness of the porous substrate. Forming a composite member-forming substrate by forming;
From the side having the filling layer of the composite member forming substrate, pattern exposure to a predetermined region,
Removing the filler from the composite member-forming substrate after pattern exposure;
A step of selectively filling a conductive material into an exposed part or an unexposed part of the composite member forming base material from which the filler has been removed,
The method for producing a composite member, wherein the filler satisfies a condition represented by the following mathematical formula.
Figure 0004334482
(In the above formula (1), εA is the refractive index of the insulating material constituting the porous substrate, εB is the refractive index of the filler, and the refractive index of air is 1. )
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