JP4581182B2 - 導体の形成方法および電子部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電解めっき法を用いた電子部品の導体形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信機器の小型化や高周波化を達成するためには、電子部品に形成される導体に関して微細化、高密度化が望まれている。すなわち、導体は幅が狭く厚さが厚い高アスペクト比を有し、かつ、導体間の間隔が短いことが望ましい。また、ロスが少ない高周波特性の良好な導体を得るためには、導体のエッジはなるべく直角に近いことが望まれる。このような導体のファインライン（高アスペクト比のライン）を形成する方法のひとつとして無電解めっき法が用いられる。
【０００３】
従来より、無電解めっき法を用いた導体の形成方法として、フルアディティブ法が主に用いられてきた。フルアディティブ法の一般的な手法は、次のような工程に従う。まず基板を例えば塩化すずと塩化パラジウムを含む触媒液に浸漬して、基板上に無電解めっきの触媒核である、すず−パラジウムヒドロゾルコロイドを吸着させる。次に、基板上に感光性樹脂膜を形成し、選択的に光を照射して硬化させた後、有機溶剤を用いた現像によって感光性樹脂膜に所定のパターンの開口部を形成し、触媒核の一部を露出させる。最後に、硬化した感光性樹脂膜をレジストとして前記開口部に無電解めっき法を用いて導体を形成した後、感光性樹脂膜を除去する。
【０００４】
ところで、前記感光性樹脂膜の現像には有機溶剤を用いて現像（光による硬化処理を施していない部分を有機溶剤で溶解除去する）する方法に代わりアルカリ現像液を使用する方法がしばしば用いられるようになってきた。アルカリ現像液を用いた現像は有機溶剤の現像とは違って、水洗が可能で処理が容易なことや安価なこと等のメリットを有する。このようなアルカリ現像液を用いた現像が可能な感光性樹脂膜には、フェノール系樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記アルカリ現像液を用いた無電解めっき法には次のような問題が生じる。すなわち、アルカリ現像可能なエポキシ樹脂等の感光性樹脂は、基板との密着力が大きいという特質を有している。一方、従来の無電解めっき法における触媒核のすず−パラジウムヒドロゾルコロイドは、基板に吸着しているのみで基板との結合力が弱かった。したがって、基板上に触媒核が吸着している上から感光性樹脂膜を形成し、アルカリ現像液を用いた現像により開口部を形成すると、樹脂の除去と同時に触媒核が大部分離脱してしまい、その結果、後の無電解めっき工程において導体となるべき金属めっき層の析出がほとんどできないという問題があった。
【０００６】
一方、無電解めっき法における触媒として、前記すず−パラジウムヒドロゾルコロイドに代わって光活性化触媒を用いる方法がある。光活性化触媒を用いた無電解めっきの一般的な手法は、次のような工程に従う。まず、基板に光活性化触媒液よりなる感光膜を形成し、フォトマスク等を用いて所望のパターンに光を照射することで照射部分の感光膜を活性化させ金属触媒を析出させる。活性化のメカニズムは、光の照射によって基板から放出された電子を光活性化触媒が捕捉し、金属触媒が析出するというものである。最後に基板を無電解めっき液に浸漬し無電解めっきを行うと、基板の金属触媒析出部分に金属めっき層が析出する。
【０００７】
この光活性化触媒を用いた手法では、基板から放出された電子を光活性化触媒が捕捉することによって基板と強固に結合した金属触媒を析出させることができるため、金属触媒の上からアルカリ現像可能な感光性樹脂膜を形成し、アルカリ現像により樹脂のパターニングを行っても、樹脂の除去と同時に触媒が容易に離脱することない。したがって、後に行う無電解めっき工程において、導体となるべき金属めっき層を十分に析出させることができる。
【０００８】
しかし、光活性化触媒を用いた無電解めっきには次のような問題がある。すなわち、光活性化触媒を用いた無電解めっきを行う際には、上述のようにフォトマスク等を用いて所望のパターンに光を照射し、照射部分の感光膜に金属触媒を析出させ、該金属触媒析出部分に無電解めっき層を析出させる（特開平９−１１１４６３、特開平９−２７２９８０、特開平１０−２９８７７０）。しかし、これらの手法ではレジストを用いずに無電解めっき層を析出させるため、導体のファインラインを形成する場合、導体めっき層を厚く形成しようとすると、導体のエッジ部分が崩れやすく、高周波特性が良好で高アスペクト比の導体を形成するのが困難となる。
【０００９】
本発明の導体の形成方法は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、これらの問題を解決し、高アスペクト比で高周波特性の良好な導体を形成可能な無電解めっき法を用いた導体の形成方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の導体の形成方法は、触媒として光活性化触媒を用い、さらにレジストを用いて無電解めっきを行う。このように、レジストを用いて無電解めっきを行うため、導体のファインラインを形成する場合に導体めっき層を厚く形成しても導体のエッジ部分が崩れることがなく、高アスペクト比で高周波特性が良好な導体の形成が可能になる。
【００１１】
また、光活性化触媒を用いることで基板と強固に結合した金属触媒を析出させることができるため、レジストとしてアルカリ現像が可能な感光性樹脂膜を用いた場合であっても、樹脂の除去と同時に触媒が容易に離脱することはない。したがって、後に行う無電解めっき工程において、導体となるべき金属めっき層を十分に析出させることができる。
【００１２】
本発明の請求項１は、基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第一の工程と、感光膜に光を照射して光活性化触媒を活性化し、金属触媒を析出させる第二の工程と、金属触媒の析出した基板上に感光性樹脂膜を形成する第三の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設けて金属触媒の析出した基板の一部を露出させる、開口部を有する樹脂膜を形成する第四の工程と、開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有する導体の形成方法を提供する。
【００１３】
上述のように、本発明では無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、触媒は基板と強固に結合している。したがって、感光性樹脂膜に光を照射した後開口部を設ける際に現像や水洗を十分に行っても触媒が離脱することもなく金属めっき層を十分に析出させることができる。またレジストがある状態で金属めっきを行うことで、導体のエッジが直角に近い高アスペクト比のファインラインが実現できる。また、必要に応じて、開口部を有する樹脂膜を除去することなく永久レジストとして用いることもできる。その場合には導体をより安定に保つことができる。
【００１４】
本発明の請求項２は、基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第一の工程と、感光膜に選択的に光を照射して光活性化触媒を活性化することにより、照射部分に金属触媒を析出させる第二の工程と、金属触媒の析出した基板上に感光性樹脂膜を形成する第三の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設けて基板の金属触媒析出部分を露出させる、開口部を有する樹脂膜を形成する第四の工程と、開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有する導体の形成方法を提供する。
【００１５】
光活性化触媒はフォトマスク等を使用した選択的な活性化が可能であるため、無電解めっきにより導体を形成すべき部分の触媒のみを活性化させることができる。そうすることで、樹脂膜の開口部にめっきを行う際には、めっきレジストとして残されている樹脂膜と基板との間には活性化した触媒が存在しないこととなるため、樹脂膜の下部を通じて金属めっき層が成長し導体が電気的に短絡する恐れがなくなる。
【００１６】
本発明の請求項３は、基板上に感光性樹脂膜を形成する第一の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設ける、開口部を有する樹脂膜を形成する第二の工程と、開口部を有する樹脂膜を含む前記基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第三の工程と、開口部の底部および側部に形成された感光膜に選択的に光を照射して、光活性化触媒を活性化することにより照射部分に金属触媒を析出させる第四の工程と、開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有することを特徴とする導体の形成方法を提供する。
【００１７】
このように、まず基板上に感光性樹脂膜を形成して、アルカリ現像により開口部を設けた後、その上から感光膜を形成し、開口部に選択的に光を照射して金属触媒を析出させれば、基板上に金属触媒を析出させた後に感光性樹脂膜を形成し開口部を設ける場合にありうる金属触媒の、除去される樹脂膜との同時離脱の可能性を完全に防ぐことができる。
【００１８】
本発明の請求項４は、基板上に感光性樹脂膜を形成する第一の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設ける、開口部を有する樹脂膜を形成する第二の工程と、開口部を有する樹脂膜を含む前記基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第三の工程と、開口部の底部および側部に形成された感光膜に選択的に光を照射するとともに、開口部外に形成された感光膜の少なくとも一部に選択的に光を照射して、光活性化触媒を活性化し、照射部分に金属触媒を析出させる第四の工程と、前記開口部内および開口部外の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有する導体の形成方法を提供する。
【００１９】
このように、樹脂膜に形成された開口部外の部分の光活性化触媒を活性化させて金属触媒を析出させれば、開口部内だけでなく周りの樹脂膜上にも無電解めっき層からなる導体ラインを形成することができるようになる。また、開口部内に形成された導体ラインと樹脂膜上に形成された導体ラインとを組み合わせることによって、立体的な導体ラインの形成が可能になる。
【００２０】
上記感光性樹脂膜がアルカリ現像液で現像可能な樹脂膜である場合、本発明は特に有利に適用できる。、上述のように、本発明では無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、触媒は基板と強固に結合しており、感光性樹脂に開口部を設ける際に同時に触媒が離脱することもほとんどないためである。またこのようにアルカリ現像液で現像可能な樹脂膜としては、エポキシ樹脂膜やポリイミド樹脂膜、フェノール系樹脂膜等を用いることができる。
【００２１】
また、上記のような導体の形成方法を用いて導体を形成する工程と、前記導体を含む基板上に感光性樹脂膜を形成し、基板を平坦化する工程と、前記耐熱性絶縁樹脂膜にビアホールを設け、ビアホール内にビアホール導体を形成する工程と、を繰り返して導体を多層化することで、多層配線基板を形成することも可能である。
【００２２】
上記のような導体の形成方法は、感光性樹脂膜を最終工程において除去することなく永久レジストとして用いる場合、この感光性樹脂膜はビルドアップ法により多層配線を形成する場合の導体間の絶縁層としてそのまま利用することができる。すなわち、本発明では導体間にはすでに耐熱性絶縁樹脂膜が存在しているため、導体間を耐熱性絶縁樹脂膜で埋める工程が省略でき、導体層上に形成する絶縁層の平坦化が容易になる。
【００２３】
また、上記のような導体の形成方法は電子部品の導体形成に適用することができ、これらの導体は非常に微細で高密度化されていることから、特に高周波用の電子部品の導体形成に適している。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例である導体の形成方法を、図１〜６に基づいて説明する。
（実施例１）本発明の第１の実施例を図１を用いて説明する。まず、セラミック基板１１の表面に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液を塗布して感光膜１４を形成する（図１（ａ））。次いで、エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板全面に照射し感光膜を活性化させ、基板全面にパラジウム触媒１５を析出させる（図１（ｂ））。次に、パラジウム触媒１５の析出した基板上に感光性を有するポリイミド樹脂塗料（東レ BG2480）をスピンコーティングにより塗布、９０℃で加熱乾燥し、感光性のポリイミド樹脂膜１６を形成する（図１（ｃ））。続いて、フォトマスク１９を介して紫外線を露光後（図１（ｄ））、市販のアルカリ現像液（東レ DV-605 ジメチルアセトアミド）により現像を行ってポリイミド樹脂膜１６の一部を除去し、ポリイミド樹脂膜１６にの開口部１７を形成、基板の一部を露出させる（図１（ｅ））。ポリイミドを加熱硬化の後、残っている樹脂膜の幅が２５μｍ／開口部幅が２５μｍ、深さが２５μｍであることが確認できた。最後に銅、ＥＤＴＡ、ホルマリンを含む無電解めっき浴に基板を６時間浸漬し、開口部１７に無電解銅めっき層１８を形成することによって導体が完成する（図１（ｆ））。完成後の導体の断面を観察したところ、ライン／スペース＝２５μｍ／２５μｍ、厚み２０μｍの導体であることが確認できた。
【００２５】
本発明では無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、析出したパラジウム触媒は基板と強固に結合している。したがって、ポリイミド樹脂膜の一部を除去する際に十分な現像や水洗を行ってもパラジウム触媒が離脱することがなく、微細な開口部においても金属めっき層を十分に析出させることができる。
【００２６】
また、このように、本実施例ではポリイミド樹脂膜１６の開口部１７にめっき層１８を形成するため、ポリイミド樹脂膜１６がめっきレジストとしての役割を果たし、めっき層のエッジ部分が崩れるのを防ぐことができる。したがって、導体損失の少ない高アスペクト比の導体を形成することが可能となり、電子部品の回路の集積度を向上させることができる。また、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去することなく永久レジストとして用いるため、本実施例のように高アスペクト比の導体であっても安定して保持することができる。一方、アスペクト比の大きさ次第で導体の保持が可能であるのならば、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去してもよい。
【００２７】
さらに、本実施例に続いて導体および導体間のポリイミド樹脂膜を覆うように別のポリイミド樹脂膜を形成する工程、別のポリイミド樹脂膜にスルーホール導体を形成する工程、無電解めっきにより導体を形成する工程を繰り返すことにより、多層配線基板を形成することも可能になる。
【００２８】
（実施例２）別の実施例を図２、３を用いて説明する。まず、ガラスエポキシ基板２１の表面に、平坦化用材料としてエポキシ樹脂塗料（シプレイ ＸＰ−９５００）をスピンコーティングにより塗布、１６０℃で加熱硬化し、膜厚２０μｍの第１のエポキシ樹脂膜２２を形成する（図２（ａ））。次に、基板を過マンガン酸アルカリ（シプレイ MLB213）を含む溶液に５分間浸漬し、第１のエポキシ樹脂膜の表面をエッチングする（２３はエッチング部分を示す）（図２（ｂ））。このようにして表面のエッチングされた第１のエポキシ樹脂膜２２表面に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液を塗布して感光膜２４を形成する（図２（ｃ））。次いで、マスク部分の幅が３０μｍ、透過部分の幅が２０μｍのパターンを有するフォトマスク２９を介して照射エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板に照射して、露光部分の感光膜２４を活性化し、パラジウム触媒２５を析出させた後（図２（ｄ））、水洗し感光膜２４を除去する。次に、パラジウム触媒２５の析出部分を含む第１のエポキシ樹脂膜２２上に再び感光性を有するエポキシ樹脂塗料（シプレイ ＸＰ−９５００）をスピンコーティングにより塗布、９０℃で加熱乾燥し、第２のエポキシ樹脂膜２６を形成する（図３（ｅ））。続いて、第２のエポキシ樹脂膜２６に選択的に光を照射して硬化させた後、現像して開口部２７を形成し（現像液 シプレイ ＸＰ91254）、前記パラジウム触媒２５の析出部分を含む第１のエポキシ樹脂膜２２の一部を露出させ（図３（ｆ））、１６０℃で加熱硬化させる。測定により、ライン／スペースが２５／２５μｍ、深さが２０μｍの開口部が形成されていることが確認できた。最後に、銅、ＥＤＴＡ，ホルマリンを含む無電解めっき浴に基板２１を６時間浸漬し、開口部２７に無電解銅めっき層２８を形成した後（図３（ｇ））、第２のエポキシ樹脂膜２６を完全に除去することによって導体が完成した（図３（ｈ））。完成後の導体の断面を観察したところ、ライン／スペース＝２５μｍ／２５μｍ、厚み２０μｍの導体であることが確認できた。
【００２９】
本実施例では感光膜２４のうち導体を形成する部分のみを選択的に活性化しているため、めっき層２８の形成時において第２のエポキシ樹脂膜２６の下部にパラジウム触媒２５が存在せず、第２のエポキシ樹脂膜２６の下部を通じてめっき層が成長し、導体が電気的に短絡するのを確実に防ぐことができる。
【００３０】
また、本実施例では実施例１の場合と同様に、無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、析出したパラジウム触媒は基板と強固に結合しており、微細な開口部において十分な現像や水洗を行っても、隅部のエポキシ樹脂膜の残さをなくしたうえで金属めっき層を十分に析出させることができる。また、第２のエポキシ樹脂膜２６がめっきレジストとしての役割を果たすため、導体損失の少ない高アスペクト比の導体を形成することが可能となり、電子部品の回路の集積度を向上させることができる。さらに、本実施例のように高アスペクト比の導体を安定して析出させた後、エポキシ樹脂膜を最終工程において除去してもよい。
（実施例３）さらに別の実施例を図４、５を用いて説明する。まず、ガラス基板３１の表面に、めっき用の下地としてポリイミド樹脂塗料（東レ BG2480）をスピンコーティングにより塗布、４００℃で加熱硬化し、第１のポリイミド樹脂膜３２を形成する（図４（ａ））。次に、第１のポリイミド樹脂膜３２の表面に、再び感光性を有するポリイミド樹脂塗料（東レ BG2480）をスピンコーティングにより塗布し、９０℃で乾燥させ第２の感光性ポリイミド樹脂膜３６を得た（図４（ｂ））。続いて、第２の感光性ポリイミド樹脂膜３６をフォトマスクを使用して露光・現像してパターニングすることにより、開口部３７を形成し、第１のポリイミド樹脂膜３２の一部を露出させ、４００℃で感光性ポリイミド樹脂膜３６を加熱硬化させる（図４（ｃ））。次に、開口部３７を含むパターニングされた基板３１をエチレンジアミンとヒドラジンとを含む溶液に３分間浸漬し、第２のポリイミド樹脂膜３６の表面、および第１のポリイミド樹脂膜３２の露出部分をエッチングする（３３はエッチング部分を示す）（図４（ｄ））。このようにして表面のエッチングされた第１のポリイミド樹脂膜３２の露出部分、および第２のポリイミド樹脂膜３６表面に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液を塗布して感光膜３４を形成（図５（ｅ））する。次いで、マスク部分の幅が３０μｍ、透過部分の幅が２０μｍのパターンを有するフォトマスク３９を介してＨｇＸｅ光源を有するマスクアライナーを用いて主波長２４８ｎｍの光を開口部３７の底部および側部に照射し、露光部分の感光膜３４を活性化させ、パラジウム触媒３５を析出させた後（図５（ｆ））、水洗し感光膜３４を除去する。最後に、銅、ＥＤＴＡ，ホルマリンを含む無電解めっき浴に基板３１を６時間浸漬し、開口部３７に無電解銅めっき層３８を形成することによって、導体が完成した（図５（ｇ））。完成後の導体の断面を観察したところ、ライン／スペース＝２５μｍ／２５μｍ、厚み２０μｍの導体であることが確認できた。
【００３１】
本実施例では第２のポリイミド樹脂膜３６に開口部３７を形成した後、開口部３７にパラジウム触媒３５を析出させる。したがって、基板やポリイミド樹脂膜上にパラジウム触媒を析出させた上からポリイミド樹脂膜を形成し開口部を設ける場合のように、第２のポリイミド樹脂膜の一部を除去する際にその下部に存在するパラジウム触媒３５が一緒に離脱する恐れはない。
【００３２】
また、本実施例では実施例１、２の場合と同様に、無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、析出したパラジウム触媒は基板と強固に結合おり、微細な開口部においても金属めっき層を十分に析出させることができる。また、第２のポリイミド樹脂膜３６がめっきレジストとしての役割を果たすため、導体損失の少ない高アスペクト比の導体を形成することが可能となり、電子部品の回路の集積度を向上させることができる。さらに、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去することなく永久レジストとして用いるため、本実施例のような高アスペクト比の導体であっても安定して析出させることができる。一方、アスペクト比の大きさ次第で導体の保持が可能であるのならば、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去してもよい。
【００３３】
さらに、本実施例では開口部３７内の感光膜３４に光を照射し、パラジウム触媒３５を析出させたが、同時に開口部３７外の部分に形成された感光膜３４の一部にも選択的に光を照射してパラジウム触媒３５を析出させれば、続いて無電解めっき処理を行うことによって、開口部３７内だけでなく第２のポリイミド樹脂膜３６の上にも導体ラインを形成することができ、立体的な導体ラインの形成が可能になる。
【００３４】
（実施例４）第４の実施例を図６を用いて説明する。まず、０．３５ｍｍ厚みの９６％アルミナ基板４１で、直径０．２ｍｍのスルーホール４２を形成したものを用意し、基板の両表面およびスルーホールの内壁に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液をディップコーティングにより塗布し、感光膜４４を形成する（図６（ａ））。次いで、エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板の両側から全面に照射し、感光膜を活性化させ、基板の両面全面およびスルーホールの内壁にパラジウム触媒４５を析出させる（図６（ｂ））。
【００３５】
次に、パラジウム触媒の析出している基板４１の一方の表面に感光性を有するフェノール系レジスト樹脂をローラーにより塗布し、フェノール系樹脂膜４６を形成する（図６（ｃ））。続いて、フォトマスクを介してフェノール系樹脂膜表面に紫外線を照射後、アルカリ現像し、幅４０μｍの平行電極２個を４０μｍの間隔を空けて対向させたフィルター用電極パターン、スルーホールを形成する部分に開口部４７を形成する（図６（ｄ））。
【００３６】
最後に、次亜リン酸を還元剤とする無電解ニッケルめっき浴に基板を浸漬後、更に無電解金めっき浴に浸漬し、開口部４７、スルーホール内、基板裏面に膜厚５μｍのニッケルめっき層と膜厚５μｍの金めっき層の積層構造を有する無電解めっき層４８を形成することによって、３０GHz帯バンドパスフィルターが完成する（図６（ｅ））。以上のように、スルーホールを含む基板にも本発明技術は適用できる。
【００３７】
（比較例１）次に、比較例として、実施例４と同一の基板にフェノール系樹脂膜をレジストとして用いずに、３０GHz帯バンドパスフィルターを形成する。具体的には、図６（ａ）と同様の工程で、基板に光活性化触媒液をディップコーティングにより塗布し、感光膜４４を形成した後、エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板の一方面からは全面に、他方面からは図６（ｃ）で用いたものと同様のフォトマスクを介して照射し、基板の一方面全面、スルーホールの内壁、および、基板の他方面に幅４０μｍの平行電極２個を４０μｍの間隔を空けて対向させたフィルター用電極パターンにパラジウム触媒４５を析出させる。最後に、次亜リン酸を還元剤とする無電解ニッケルめっき浴に基板を浸漬後、更に無電解金めっき浴に浸漬し、ニッケルめっき層と金めっき層の積層構造を有する無電解めっき層を形成する。
【００３８】
上記実施例４では周波数特性および挿入損失特性の良好なバンドパスフィルターが得られた。めっきレジストとしての役割を果たすエポキシ樹脂膜２６を形成しなかった比較例１では、無電解めっき層が安定に高さ方向に成長することができず、幅４０μｍの平行電極２個を４０μｍの間隔を空けて対向させたフィルター用電極の明確なパターンが得られなかった。その結果、バンドパスフィルターとしての特性が得られなかった。
【００３９】
（実施例５）
ステップ１ 実施例１と同様の方法で、セラミック基板上に光活性化触媒を塗布してエキシマランプを用いて波長１７２nmの光を全面に照射して全面にパラジウム触媒を析出させた後、
ステップ２ ロッシェル塩銅ホルマリン系の無電解銅めっき液により、基板の片表面に２μｍ厚みに無電解銅めっきした。
【００４０】
ステップ３ エポキシ−ノボラック系のSU-８（マクダーミット社）樹脂塗料を銅めっき部の上に塗布して露光し、導体線路の下地となる部分及び引き出し電極の下地となる部分を形成した。
【００４１】
なお、導体線路の下地となる部分の寸法は、厚み２０μｍ、幅２００μｍm、長さ10mmであり、電極の下地となる部分の寸法は、幅５００μｍ、長さ５００μｍであった。
【００４２】
ステップ４ 次に同様の樹脂塗料を塗布して、導体線路の下地部上に幅20μｍ、長さ10ｍｍの凸部２個を２０μｍの間隔で形成し（凸部に２個で、凹部を形成）した後、光活性化触媒を塗布して、▲１▼凹部の間に幅２０μｍ長さ10ｍｍの導体線路と▲２▼引出し電極下地部上に300μｍ×300μｍの引き出し電極部を形成するためにフォトマスクにより波長248nmで露光して、先と同様の無電解銅めっき液により図７（ａ）に示すような断面形状の厚み10μｍ、幅20μｍ、長さ10ｍｍの導体線路と300×300μｍの引き出し電極部を形成した。
【００４３】
ステップ５ その後、エポキシ−ノボラック系のSU-８（マクダーミット社）樹脂塗料を塗布、露光することにより、導体線路部上面に寸法が幅200μｍ、長さ10.1ｍｍ、厚み２０μｍの樹脂膜を形成した。
【００４４】
ステップ６ さらに、基板上に形成された樹脂膜の外周部に光活性化触媒を塗布して、導体線路の外側を覆い、かつ、基板上の無電解銅めっき部と接続するように露光した後、無電解銅めっきにより、導体線路を取り巻くシールド電極を作製した。
【００４５】
（比較例２）次に、比較例として、同一の基板上に凹部を形成せずに導体線路を形成方法について説明する。
【００４６】
実施例５のステップ１〜３と同様の方法で、導体線路の下地となる部分および電極の下地となる部分を作製する。
【００４７】
その後、光活性化触媒を下地部上に塗布して、▲１▼幅20μｍ長さ10ｍｍの導体線路と、▲２▼引出し電極下地部上に300μｍ×300μｍの引き出し電極部を形成するためにフォトマスクにより波長248nmで露光して、無電解銅めっき液により、幅20μｍ、長さ10ｍｍの導体線路と300×300μｍの引き出し電極部形成した。導体線路部のめっき厚みは、２μｍであった。
【００４８】
導体線路の断面形状は図７（ｂ）のように、台形状であった。台形鋭角部の角度は約45度の角度であった。また、その上面寸法は1６μｍであった。
【００４９】
次に、実施例５のステップ５と同様の方法で、導体線路部上面に寸法が幅200μｍ、長さ10.1ｍｍ、厚み２０μｍの樹脂膜を形成した。
【００５０】
その後、実施例５のステップ６と同様の方法で、無電解銅めっきにより、導体線路を取り巻くシールド電極を作製した。
【００５１】
実施例５および比較例２で形成した導体ラインの導体損失を測定すると、図８に示すような結果が得られた。実施例５で形成された導体パターンは比較例２で形成された導体パターンに比べて、大幅に導体損失が低減されている。
【００５２】
図８の導体損失は長さ1mmあたりの損失特性を示す。このように、本発明の導体の形成方法を用いることによって、従来の方法と比べて優れた電気特性を示す導体を得ることができた。またその特性は、高周波領域において特に優れていることがわかった。本発明の導体形成方法は、上記実施例で示した高周波導体線路に限られず、共振器パターン等種々の高周波用電子部品の導体パターンに応用することができるものである。
【００５３】
なお、上記実施例では無電解めっきのみを用いて導体を形成したが、これに限られず無電解めっきを用いて形成した導体の上からさらに電解めっきを行って導体を成長させてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無電解めっきの触媒として従来のすず−パラジウムヒドロゾルコロイドに代えて光活性化触媒を用いるため、基板と強固に結合した金属触媒を析出させることができる。その結果、金属触媒の上からエポキシやポリイミド等の耐熱性絶縁樹脂のワニスを塗布し、アルカリ現像や有機溶剤を用いた現像により樹脂のパターニングを行っても、樹脂の除去と同時に触媒が容易に離脱することがなく、後に行う無電解めっき工程において、導体となるべき金属めっき層を十分に析出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施例を示す断面工程図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の別の実施例を示す断面工程図である。
【図３】（ｅ）〜（ｈ）は、図２（ａ）〜（ｄ）の工程に続く断面工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のさらに別の実施例を示す断面工程図である。
【図５】（ｅ）〜（ｇ）は、図４（ａ）〜（ｄ）の工程に続く断面工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のさらに別の実施例を示す断面工程図である。
【図７】本発明の実施例により形成された導体、および比較例により形成された導体示す断面図である。
【図８】本発明の実施例により形成された導体、および比較例により形成された導体の導体損失を示す図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１ 基板
１４、２４、３４、４４ 感光膜
１５、２５、３５、４５ パラジウム触媒
１６、２２、２６、３２、３６、４６ 樹脂膜
１７、２７、３７、４７ 開口部
１８、２８、３８、４８ 無電解めっき層
２９、３９ フォトマスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電解めっき法を用いた電子部品の導体形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信機器の小型化や高周波化を達成するためには、電子部品に形成される導体に関して微細化、高密度化が望まれている。すなわち、導体は幅が狭く厚さが厚い高アスペクト比を有し、かつ、導体間の間隔が短いことが望ましい。また、ロスが少ない高周波特性の良好な導体を得るためには、導体のエッジはなるべく直角に近いことが望まれる。このような導体のファインライン（高アスペクト比のライン）を形成する方法のひとつとして無電解めっき法が用いられる。
【０００３】
従来より、無電解めっき法を用いた導体の形成方法として、フルアディティブ法が主に用いられてきた。フルアディティブ法の一般的な手法は、次のような工程に従う。まず基板を例えば塩化すずと塩化パラジウムを含む触媒液に浸漬して、基板上に無電解めっきの触媒核である、すず−パラジウムヒドロゾルコロイドを吸着させる。次に、基板上に感光性樹脂膜を形成し、選択的に光を照射して硬化させた後、有機溶剤を用いた現像によって感光性樹脂膜に所定のパターンの開口部を形成し、触媒核の一部を露出させる。最後に、硬化した感光性樹脂膜をレジストとして前記開口部に無電解めっき法を用いて導体を形成した後、感光性樹脂膜を除去する。
【０００４】
ところで、前記感光性樹脂膜の現像には有機溶剤を用いて現像（光による硬化処理を施していない部分を有機溶剤で溶解除去する）する方法に代わりアルカリ現像液を使用する方法がしばしば用いられるようになってきた。アルカリ現像液を用いた現像は有機溶剤の現像とは違って、水洗が可能で処理が容易なことや安価なこと等のメリットを有する。このようなアルカリ現像液を用いた現像が可能な感光性樹脂膜には、フェノール系樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記アルカリ現像液を用いた無電解めっき法には次のような問題が生じる。すなわち、アルカリ現像可能なエポキシ樹脂等の感光性樹脂は、基板との密着力が大きいという特質を有している。一方、従来の無電解めっき法における触媒核のすず−パラジウムヒドロゾルコロイドは、基板に吸着しているのみで基板との結合力が弱かった。したがって、基板上に触媒核が吸着している上から感光性樹脂膜を形成し、アルカリ現像液を用いた現像により開口部を形成すると、樹脂の除去と同時に触媒核が大部分離脱してしまい、その結果、後の無電解めっき工程において導体となるべき金属めっき層の析出がほとんどできないという問題があった。
【０００６】
一方、無電解めっき法における触媒として、前記すず−パラジウムヒドロゾルコロイドに代わって光活性化触媒を用いる方法がある。光活性化触媒を用いた無電解めっきの一般的な手法は、次のような工程に従う。まず、基板に光活性化触媒液よりなる感光膜を形成し、フォトマスク等を用いて所望のパターンに光を照射することで照射部分の感光膜を活性化させ金属触媒を析出させる。活性化のメカニズムは、光の照射によって基板から放出された電子を光活性化触媒が捕捉し、金属触媒が析出するというものである。最後に基板を無電解めっき液に浸漬し無電解めっきを行うと、基板の金属触媒析出部分に金属めっき層が析出する。
【０００７】
この光活性化触媒を用いた手法では、基板から放出された電子を光活性化触媒が捕捉することによって基板と強固に結合した金属触媒を析出させることができるため、金属触媒の上からアルカリ現像可能な感光性樹脂膜を形成し、アルカリ現像により樹脂のパターニングを行っても、樹脂の除去と同時に触媒が容易に離脱することない。したがって、後に行う無電解めっき工程において、導体となるべき金属めっき層を十分に析出させることができる。
【０００８】
しかし、光活性化触媒を用いた無電解めっきには次のような問題がある。すなわち、光活性化触媒を用いた無電解めっきを行う際には、上述のようにフォトマスク等を用いて所望のパターンに光を照射し、照射部分の感光膜に金属触媒を析出させ、該金属触媒析出部分に無電解めっき層を析出させる（特開平９−１１１４６３、特開平９−２７２９８０、特開平１０−２９８７７０）。しかし、これらの手法ではレジストを用いずに無電解めっき層を析出させるため、導体のファインラインを形成する場合、導体めっき層を厚く形成しようとすると、導体のエッジ部分が崩れやすく、高周波特性が良好で高アスペクト比の導体を形成するのが困難となる。
【０００９】
本発明の導体の形成方法は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、これらの問題を解決し、高アスペクト比で高周波特性の良好な導体を形成可能な無電解めっき法を用いた導体の形成方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の導体の形成方法は、触媒として光活性化触媒を用い、さらにレジストを用いて無電解めっきを行う。このように、レジストを用いて無電解めっきを行うため、導体のファインラインを形成する場合に導体めっき層を厚く形成しても導体のエッジ部分が崩れることがなく、高アスペクト比で高周波特性が良好な導体の形成が可能になる。
【００１１】
また、光活性化触媒を用いることで基板と強固に結合した金属触媒を析出させることができるため、レジストとしてアルカリ現像が可能な感光性樹脂膜を用いた場合であっても、樹脂の除去と同時に触媒が容易に離脱することはない。したがって、後に行う無電解めっき工程において、導体となるべき金属めっき層を十分に析出させることができる。
【００１２】
本発明の請求項１は、基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第一の工程と、感光膜に光を照射して光活性化触媒を活性化し、金属触媒を析出させる第二の工程と、金属触媒の析出した基板上に感光性樹脂膜を形成する第三の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設けて金属触媒の析出した基板の一部を露出させる、開口部を有する樹脂膜を形成する第四の工程と、開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有する導体の形成方法を提供する。
【００１３】
上述のように、本発明では無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、触媒は基板と強固に結合している。したがって、感光性樹脂膜に光を照射した後開口部を設ける際に現像や水洗を十分に行っても触媒が離脱することもなく金属めっき層を十分に析出させることができる。またレジストがある状態で金属めっきを行うことで、導体のエッジが直角に近い高アスペクト比のファインラインが実現できる。また、必要に応じて、開口部を有する樹脂膜を除去することなく永久レジストとして用いることもできる。その場合には導体をより安定に保つことができる。
【００１４】
本発明の請求項２は、基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第一の工程と、感光膜に選択的に光を照射して光活性化触媒を活性化することにより、照射部分に金属触媒を析出させる第二の工程と、金属触媒の析出した基板上に感光性樹脂膜を形成する第三の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設けて基板の金属触媒析出部分を露出させる、開口部を有する樹脂膜を形成する第四の工程と、開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有する導体の形成方法を提供する。
【００１５】
光活性化触媒はフォトマスク等を使用した選択的な活性化が可能であるため、無電解めっきにより導体を形成すべき部分の触媒のみを活性化させることができる。そうすることで、樹脂膜の開口部にめっきを行う際には、めっきレジストとして残されている樹脂膜と基板との間には活性化した触媒が存在しないこととなるため、樹脂膜の下部を通じて金属めっき層が成長し導体が電気的に短絡する恐れがなくなる。
【００１６】
本発明の請求項３は、基板上に感光性樹脂膜を形成する第一の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設ける、開口部を有する樹脂膜を形成する第二の工程と、開口部を有する樹脂膜を含む前記基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第三の工程と、開口部の底部および側部に形成された感光膜に選択的に光を照射して、光活性化触媒を活性化することにより照射部分に金属触媒を析出させる第四の工程と、開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有することを特徴とする導体の形成方法を提供する。
【００１７】
このように、まず基板上に感光性樹脂膜を形成して、アルカリ現像により開口部を設けた後、その上から感光膜を形成し、開口部に選択的に光を照射して金属触媒を析出させれば、基板上に金属触媒を析出させた後に感光性樹脂膜を形成し開口部を設ける場合にありうる金属触媒の、除去される樹脂膜との同時離脱の可能性を完全に防ぐことができる。
【００１８】
本発明の請求項４は、基板上に感光性樹脂膜を形成する第一の工程と、感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設ける、開口部を有する樹脂膜を形成する第二の工程と、開口部を有する樹脂膜を含む前記基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第三の工程と、開口部の底部および側部に形成された感光膜に選択的に光を照射するとともに、開口部外に形成された感光膜の少なくとも一部に選択的に光を照射して、光活性化触媒を活性化し、照射部分に金属触媒を析出させる第四の工程と、前記開口部内および開口部外の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有する導体の形成方法を提供する。
【００１９】
このように、樹脂膜に形成された開口部外の部分の光活性化触媒を活性化させて金属触媒を析出させれば、開口部内だけでなく周りの樹脂膜上にも無電解めっき層からなる導体ラインを形成することができるようになる。また、開口部内に形成された導体ラインと樹脂膜上に形成された導体ラインとを組み合わせることによって、立体的な導体ラインの形成が可能になる。
【００２０】
上記感光性樹脂膜がアルカリ現像液で現像可能な樹脂膜である場合、本発明は特に有利に適用できる。、上述のように、本発明では無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、触媒は基板と強固に結合しており、感光性樹脂に開口部を設ける際に同時に触媒が離脱することもほとんどないためである。またこのようにアルカリ現像液で現像可能な樹脂膜としては、エポキシ樹脂膜やポリイミド樹脂膜、フェノール系樹脂膜等を用いることができる。
【００２１】
また、上記のような導体の形成方法を用いて導体を形成する工程と、前記導体を含む基板上に感光性樹脂膜を形成し、基板を平坦化する工程と、前記耐熱性絶縁樹脂膜にビアホールを設け、ビアホール内にビアホール導体を形成する工程と、を繰り返して導体を多層化することで、多層配線基板を形成することも可能である。
【００２２】
上記のような導体の形成方法は、感光性樹脂膜を最終工程において除去することなく永久レジストとして用いる場合、この感光性樹脂膜はビルドアップ法により多層配線を形成する場合の導体間の絶縁層としてそのまま利用することができる。すなわち、本発明では導体間にはすでに耐熱性絶縁樹脂膜が存在しているため、導体間を耐熱性絶縁樹脂膜で埋める工程が省略でき、導体層上に形成する絶縁層の平坦化が容易になる。
【００２３】
また、上記のような導体の形成方法は電子部品の導体形成に適用することができ、これらの導体は非常に微細で高密度化されていることから、特に高周波用の電子部品の導体形成に適している。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例である導体の形成方法を、図１〜６に基づいて説明する。
（実施例１）本発明の第１の実施例を図１を用いて説明する。まず、セラミック基板１１の表面に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液を塗布して感光膜１４を形成する（図１（ａ））。次いで、エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板全面に照射し感光膜を活性化させ、基板全面にパラジウム触媒１５を析出させる（図１（ｂ））。次に、パラジウム触媒１５の析出した基板上に感光性を有するポリイミド樹脂塗料（東レ BG2480）をスピンコーティングにより塗布、９０℃で加熱乾燥し、感光性のポリイミド樹脂膜１６を形成する（図１（ｃ））。続いて、フォトマスク１９を介して紫外線を露光後（図１（ｄ））、市販のアルカリ現像液（東レ DV-605 ジメチルアセトアミド）により現像を行ってポリイミド樹脂膜１６の一部を除去し、ポリイミド樹脂膜１６にの開口部１７を形成、基板の一部を露出させる（図１（ｅ））。ポリイミドを加熱硬化の後、残っている樹脂膜の幅が２５μｍ／開口部幅が２５μｍ、深さが２５μｍであることが確認できた。最後に銅、ＥＤＴＡ、ホルマリンを含む無電解めっき浴に基板を６時間浸漬し、開口部１７に無電解銅めっき層１８を形成することによって導体が完成する（図１（ｆ））。完成後の導体の断面を観察したところ、ライン／スペース＝２５μｍ／２５μｍ、厚み２０μｍの導体であることが確認できた。
【００２５】
本発明では無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、析出したパラジウム触媒は基板と強固に結合している。したがって、ポリイミド樹脂膜の一部を除去する際に十分な現像や水洗を行ってもパラジウム触媒が離脱することがなく、微細な開口部においても金属めっき層を十分に析出させることができる。
【００２６】
また、このように、本実施例ではポリイミド樹脂膜１６の開口部１７にめっき層１８を形成するため、ポリイミド樹脂膜１６がめっきレジストとしての役割を果たし、めっき層のエッジ部分が崩れるのを防ぐことができる。したがって、導体損失の少ない高アスペクト比の導体を形成することが可能となり、電子部品の回路の集積度を向上させることができる。また、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去することなく永久レジストとして用いるため、本実施例のように高アスペクト比の導体であっても安定して保持することができる。一方、アスペクト比の大きさ次第で導体の保持が可能であるのならば、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去してもよい。
【００２７】
さらに、本実施例に続いて導体および導体間のポリイミド樹脂膜を覆うように別のポリイミド樹脂膜を形成する工程、別のポリイミド樹脂膜にスルーホール導体を形成する工程、無電解めっきにより導体を形成する工程を繰り返すことにより、多層配線基板を形成することも可能になる。
【００２８】
（実施例２）別の実施例を図２、３を用いて説明する。まず、ガラスエポキシ基板２１の表面に、平坦化用材料としてエポキシ樹脂塗料（シプレイ ＸＰ−９５００）をスピンコーティングにより塗布、１６０℃で加熱硬化し、膜厚２０μｍの第１のエポキシ樹脂膜２２を形成する（図２（ａ））。次に、基板を過マンガン酸アルカリ（シプレイ MLB213）を含む溶液に５分間浸漬し、第１のエポキシ樹脂膜の表面をエッチングする（２３はエッチング部分を示す）（図２（ｂ））。このようにして表面のエッチングされた第１のエポキシ樹脂膜２２表面に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液を塗布して感光膜２４を形成する（図２（ｃ））。次いで、マスク部分の幅が３０μｍ、透過部分の幅が２０μｍのパターンを有するフォトマスク２９を介して照射エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板に照射して、露光部分の感光膜２４を活性化し、パラジウム触媒２５を析出させた後（図２（ｄ））、水洗し感光膜２４を除去する。次に、パラジウム触媒２５の析出部分を含む第１のエポキシ樹脂膜２２上に再び感光性を有するエポキシ樹脂塗料（シプレイ ＸＰ−９５００）をスピンコーティングにより塗布、９０℃で加熱乾燥し、第２のエポキシ樹脂膜２６を形成する（図３（ｅ））。続いて、第２のエポキシ樹脂膜２６に選択的に光を照射して硬化させた後、現像して開口部２７を形成し（現像液 シプレイ ＸＰ91254）、前記パラジウム触媒２５の析出部分を含む第１のエポキシ樹脂膜２２の一部を露出させ（図３（ｆ））、１６０℃で加熱硬化させる。測定により、ライン／スペースが２５／２５μｍ、深さが２０μｍの開口部が形成されていることが確認できた。最後に、銅、ＥＤＴＡ，ホルマリンを含む無電解めっき浴に基板２１を６時間浸漬し、開口部２７に無電解銅めっき層２８を形成した後（図３（ｇ））、第２のエポキシ樹脂膜２６を完全に除去することによって導体が完成した（図３（ｈ））。完成後の導体の断面を観察したところ、ライン／スペース＝２５μｍ／２５μｍ、厚み２０μｍの導体であることが確認できた。
【００２９】
本実施例では感光膜２４のうち導体を形成する部分のみを選択的に活性化しているため、めっき層２８の形成時において第２のエポキシ樹脂膜２６の下部にパラジウム触媒２５が存在せず、第２のエポキシ樹脂膜２６の下部を通じてめっき層が成長し、導体が電気的に短絡するのを確実に防ぐことができる。
【００３０】
また、本実施例では実施例１の場合と同様に、無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、析出したパラジウム触媒は基板と強固に結合しており、微細な開口部において十分な現像や水洗を行っても、隅部のエポキシ樹脂膜の残さをなくしたうえで金属めっき層を十分に析出させることができる。また、第２のエポキシ樹脂膜２６がめっきレジストとしての役割を果たすため、導体損失の少ない高アスペクト比の導体を形成することが可能となり、電子部品の回路の集積度を向上させることができる。さらに、本実施例のように高アスペクト比の導体を安定して析出させた後、エポキシ樹脂膜を最終工程において除去してもよい。
（実施例３）さらに別の実施例を図４、５を用いて説明する。まず、ガラス基板３１の表面に、めっき用の下地としてポリイミド樹脂塗料（東レ BG2480）をスピンコーティングにより塗布、４００℃で加熱硬化し、第１のポリイミド樹脂膜３２を形成する（図４（ａ））。次に、第１のポリイミド樹脂膜３２の表面に、再び感光性を有するポリイミド樹脂塗料（東レ BG2480）をスピンコーティングにより塗布し、９０℃で乾燥させ第２の感光性ポリイミド樹脂膜３６を得た（図４（ｂ））。続いて、第２の感光性ポリイミド樹脂膜３６をフォトマスクを使用して露光・現像してパターニングすることにより、開口部３７を形成し、第１のポリイミド樹脂膜３２の一部を露出させ、４００℃で感光性ポリイミド樹脂膜３６を加熱硬化させる（図４（ｃ））。次に、開口部３７を含むパターニングされた基板３１をエチレンジアミンとヒドラジンとを含む溶液に３分間浸漬し、第２のポリイミド樹脂膜３６の表面、および第１のポリイミド樹脂膜３２の露出部分をエッチングする（３３はエッチング部分を示す）（図４（ｄ））。このようにして表面のエッチングされた第１のポリイミド樹脂膜３２の露出部分、および第２のポリイミド樹脂膜３６表面に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液を塗布して感光膜３４を形成（図５（ｅ））する。次いで、マスク部分の幅が３０μｍ、透過部分の幅が２０μｍのパターンを有するフォトマスク３９を介してＨｇＸｅ光源を有するマスクアライナーを用いて主波長２４８ｎｍの光を開口部３７の底部および側部に照射し、露光部分の感光膜３４を活性化させ、パラジウム触媒３５を析出させた後（図５（ｆ））、水洗し感光膜３４を除去する。最後に、銅、ＥＤＴＡ，ホルマリンを含む無電解めっき浴に基板３１を６時間浸漬し、開口部３７に無電解銅めっき層３８を形成することによって、導体が完成した（図５（ｇ））。完成後の導体の断面を観察したところ、ライン／スペース＝２５μｍ／２５μｍ、厚み２０μｍの導体であることが確認できた。
【００３１】
本実施例では第２のポリイミド樹脂膜３６に開口部３７を形成した後、開口部３７にパラジウム触媒３５を析出させる。したがって、基板やポリイミド樹脂膜上にパラジウム触媒を析出させた上からポリイミド樹脂膜を形成し開口部を設ける場合のように、第２のポリイミド樹脂膜の一部を除去する際にその下部に存在するパラジウム触媒３５が一緒に離脱する恐れはない。
【００３２】
また、本実施例では実施例１、２の場合と同様に、無電解めっきの触媒として光活性化触媒を用いるため、析出したパラジウム触媒は基板と強固に結合おり、微細な開口部においても金属めっき層を十分に析出させることができる。また、第２のポリイミド樹脂膜３６がめっきレジストとしての役割を果たすため、導体損失の少ない高アスペクト比の導体を形成することが可能となり、電子部品の回路の集積度を向上させることができる。さらに、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去することなく永久レジストとして用いるため、本実施例のような高アスペクト比の導体であっても安定して析出させることができる。一方、アスペクト比の大きさ次第で導体の保持が可能であるのならば、ポリイミド樹脂膜を最終工程において除去してもよい。
【００３３】
さらに、本実施例では開口部３７内の感光膜３４に光を照射し、パラジウム触媒３５を析出させたが、同時に開口部３７外の部分に形成された感光膜３４の一部にも選択的に光を照射してパラジウム触媒３５を析出させれば、続いて無電解めっき処理を行うことによって、開口部３７内だけでなく第２のポリイミド樹脂膜３６の上にも導体ラインを形成することができ、立体的な導体ラインの形成が可能になる。
【００３４】
（実施例４）第４の実施例を図６を用いて説明する。まず、０．３５ｍｍ厚みの９６％アルミナ基板４１で、直径０．２ｍｍのスルーホール４２を形成したものを用意し、基板の両表面およびスルーホールの内壁に、乳酸銅、乳酸亜鉛、塩化パラジウムを含むアンモニア水溶液からなる光活性化触媒液をディップコーティングにより塗布し、感光膜４４を形成する（図６（ａ））。次いで、エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板の両側から全面に照射し、感光膜を活性化させ、基板の両面全面およびスルーホールの内壁にパラジウム触媒４５を析出させる（図６（ｂ））。
【００３５】
次に、パラジウム触媒の析出している基板４１の一方の表面に感光性を有するフェノール系レジスト樹脂をローラーにより塗布し、フェノール系樹脂膜４６を形成する（図６（ｃ））。続いて、フォトマスクを介してフェノール系樹脂膜表面に紫外線を照射後、アルカリ現像し、幅４０μｍの平行電極２個を４０μｍの間隔を空けて対向させたフィルター用電極パターン、スルーホールを形成する部分に開口部４７を形成する（図６（ｄ））。
【００３６】
最後に、次亜リン酸を還元剤とする無電解ニッケルめっき浴に基板を浸漬後、更に無電解金めっき浴に浸漬し、開口部４７、スルーホール内、基板裏面に膜厚５μｍのニッケルめっき層と膜厚５μｍの金めっき層の積層構造を有する無電解めっき層４８を形成することによって、３０GHz帯バンドパスフィルターが完成する（図６（ｅ））。以上のように、スルーホールを含む基板にも本発明技術は適用できる。
【００３７】
（比較例１）次に、比較例として、実施例４と同一の基板にフェノール系樹脂膜をレジストとして用いずに、３０GHz帯バンドパスフィルターを形成する。具体的には、図６（ａ）と同様の工程で、基板に光活性化触媒液をディップコーティングにより塗布し、感光膜４４を形成した後、エキシマランプを用いて波長１７２ｎｍの光を基板の一方面からは全面に、他方面からは図６（ｃ）で用いたものと同様のフォトマスクを介して照射し、基板の一方面全面、スルーホールの内壁、および、基板の他方面に幅４０μｍの平行電極２個を４０μｍの間隔を空けて対向させたフィルター用電極パターンにパラジウム触媒４５を析出させる。最後に、次亜リン酸を還元剤とする無電解ニッケルめっき浴に基板を浸漬後、更に無電解金めっき浴に浸漬し、ニッケルめっき層と金めっき層の積層構造を有する無電解めっき層を形成する。
【００３８】
上記実施例４では周波数特性および挿入損失特性の良好なバンドパスフィルターが得られた。めっきレジストとしての役割を果たすエポキシ樹脂膜２６を形成しなかった比較例１では、無電解めっき層が安定に高さ方向に成長することができず、幅４０μｍの平行電極２個を４０μｍの間隔を空けて対向させたフィルター用電極の明確なパターンが得られなかった。その結果、バンドパスフィルターとしての特性が得られなかった。
【００３９】
（実施例５）
ステップ１ 実施例１と同様の方法で、セラミック基板上に光活性化触媒を塗布してエキシマランプを用いて波長１７２nmの光を全面に照射して全面にパラジウム触媒を析出させた後、
ステップ２ ロッシェル塩銅ホルマリン系の無電解銅めっき液により、基板の片表面に２μｍ厚みに無電解銅めっきした。
【００４０】
ステップ３ エポキシ−ノボラック系のSU-８（マクダーミット社）樹脂塗料を銅めっき部の上に塗布して露光し、導体線路の下地となる部分及び引き出し電極の下地となる部分を形成した。
【００４１】
なお、導体線路の下地となる部分の寸法は、厚み２０μｍ、幅２００μｍm、長さ10mmであり、電極の下地となる部分の寸法は、幅５００μｍ、長さ５００μｍであった。
【００４２】
ステップ４ 次に同様の樹脂塗料を塗布して、導体線路の下地部上に幅20μｍ、長さ10ｍｍの凸部２個を２０μｍの間隔で形成し（凸部に２個で、凹部を形成）した後、光活性化触媒を塗布して、▲１▼凹部の間に幅２０μｍ長さ10ｍｍの導体線路と▲２▼引出し電極下地部上に300μｍ×300μｍの引き出し電極部を形成するためにフォトマスクにより波長248nmで露光して、先と同様の無電解銅めっき液により図７（ａ）に示すような断面形状の厚み10μｍ、幅20μｍ、長さ10ｍｍの導体線路と300×300μｍの引き出し電極部を形成した。
【００４３】
ステップ５ その後、エポキシ−ノボラック系のSU-８（マクダーミット社）樹脂塗料を塗布、露光することにより、導体線路部上面に寸法が幅200μｍ、長さ10.1ｍｍ、厚み２０μｍの樹脂膜を形成した。
【００４４】
ステップ６ さらに、基板上に形成された樹脂膜の外周部に光活性化触媒を塗布して、導体線路の外側を覆い、かつ、基板上の無電解銅めっき部と接続するように露光した後、無電解銅めっきにより、導体線路を取り巻くシールド電極を作製した。
【００４５】
（比較例２）次に、比較例として、同一の基板上に凹部を形成せずに導体線路を形成方法について説明する。
【００４６】
実施例５のステップ１〜３と同様の方法で、導体線路の下地となる部分および電極の下地となる部分を作製する。
【００４７】
その後、光活性化触媒を下地部上に塗布して、▲１▼幅20μｍ長さ10ｍｍの導体線路と、▲２▼引出し電極下地部上に300μｍ×300μｍの引き出し電極部を形成するためにフォトマスクにより波長248nmで露光して、無電解銅めっき液により、幅20μｍ、長さ10ｍｍの導体線路と300×300μｍの引き出し電極部形成した。導体線路部のめっき厚みは、２μｍであった。
【００４８】
導体線路の断面形状は図７（ｂ）のように、台形状であった。台形鋭角部の角度は約45度の角度であった。また、その上面寸法は1６μｍであった。
【００４９】
次に、実施例５のステップ５と同様の方法で、導体線路部上面に寸法が幅200μｍ、長さ10.1ｍｍ、厚み２０μｍの樹脂膜を形成した。
【００５０】
その後、実施例５のステップ６と同様の方法で、無電解銅めっきにより、導体線路を取り巻くシールド電極を作製した。
【００５１】
実施例５および比較例２で形成した導体ラインの導体損失を測定すると、図８に示すような結果が得られた。実施例５で形成された導体パターンは比較例２で形成された導体パターンに比べて、大幅に導体損失が低減されている。
【００５２】
図８の導体損失は長さ1mmあたりの損失特性を示す。このように、本発明の導体の形成方法を用いることによって、従来の方法と比べて優れた電気特性を示す導体を得ることができた。またその特性は、高周波領域において特に優れていることがわかった。本発明の導体形成方法は、上記実施例で示した高周波導体線路に限られず、共振器パターン等種々の高周波用電子部品の導体パターンに応用することができるものである。
【００５３】
なお、上記実施例では無電解めっきのみを用いて導体を形成したが、これに限られず無電解めっきを用いて形成した導体の上からさらに電解めっきを行って導体を成長させてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無電解めっきの触媒として従来のすず−パラジウムヒドロゾルコロイドに代えて光活性化触媒を用いるため、基板と強固に結合した金属触媒を析出させることができる。その結果、金属触媒の上からエポキシやポリイミド等の耐熱性絶縁樹脂のワニスを塗布し、アルカリ現像や有機溶剤を用いた現像により樹脂のパターニングを行っても、樹脂の除去と同時に触媒が容易に離脱することがなく、後に行う無電解めっき工程において、導体となるべき金属めっき層を十分に析出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施例を示す断面工程図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の別の実施例を示す断面工程図である。
【図３】（ｅ）〜（ｈ）は、図２（ａ）〜（ｄ）の工程に続く断面工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のさらに別の実施例を示す断面工程図である。
【図５】（ｅ）〜（ｇ）は、図４（ａ）〜（ｄ）の工程に続く断面工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のさらに別の実施例を示す断面工程図である。
【図７】本発明の実施例により形成された導体、および比較例により形成された導体示す断面図である。
【図８】本発明の実施例により形成された導体、および比較例により形成された導体の導体損失を示す図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１ 基板
１４、２４、３４、４４ 感光膜
１５、２５、３５、４５ パラジウム触媒
１６、２２、２６、３２、３６、４６ 樹脂膜
１７、２７、３７、４７ 開口部
１８、２８、３８、４８ 無電解めっき層
２９、３９ フォトマスク
Claims (8)
- 基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第一の工程と、
前記感光膜に光を照射して光活性化触媒を活性化し、金属触媒を析出させる第二の工程と、
前記金属触媒の析出した基板上に感光性樹脂膜を形成する第三の工程と、
前記感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設けて金属触媒の析出した基板の一部を露出させる、開口部を有する樹脂膜を形成する第四の工程と、
前記開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有することを特徴とする導体の形成方法。 - 基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第一の工程と、
前記感光膜に選択的に光を照射して光活性化触媒を活性化することにより、照射部分に金属触媒を析出させる第二の工程と、
前記金属触媒の析出した基板上に感光性樹脂膜を形成する第三の工程と、
前記感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設けて基板の金属触媒析出部分を露出させる、開口部を有する樹脂膜を形成する第四の工程と、
前記開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有することを特徴とする導体の形成方法。 - 基板上に感光性樹脂膜を形成する第一の工程と、
前記感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設ける、開口部を有する樹脂膜を形成する第二の工程と、
前記開口部を有する樹脂膜を含む前記基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第三の工程と、
前記開口部の底部および側部に形成された前記感光膜に選択的に光を照射して、光活性化触媒を活性化することにより照射部分に金属触媒を析出させる第四の工程と、
前記開口部内の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有することを特徴とする導体の形成方法。 - 基板上に感光性樹脂膜を形成する第一の工程と、
前記感光性樹脂膜に選択的に光を照射した後、アルカリ現像により開口部を設ける、開口部を有する樹脂膜を形成する第二の工程と、
前記開口部を有する樹脂膜を含む前記基板上に光活性化触媒液からなる感光膜を形成する第三の工程と、
前記開口部の底部および側部に形成された前記感光膜に選択的に光を照射するとともに、前記開口部外に形成された感光膜の少なくとも一部に選択的に光を照射して、光活性化触媒を活性化し、照射部分に金属触媒を析出させる第四の工程と、
前記開口部内および開口部外の金属触媒上に無電解めっきを施す第五の工程とを有することを特徴とする導体の形成方法。 - 前記無電解めっきを施す工程の後に、前記開口部を有する樹脂膜を除去する工程を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載の導体の形成方法。
- 前記感光性樹脂膜は、アルカリ現像液で現像可能な樹脂膜であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の導体の形成方法。
- 前記感光性樹脂膜は、エポキシ樹脂膜、ポリイミド樹脂膜またはフェノール系樹脂膜であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の導体の形成方法。
- 請求項１ないし７に記載の方法を用いて形成された導体を有することを特徴とする、電子部品。
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