JP5038834B2 - めっき核入り絶縁樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板の製造に用いられるめっき核入り絶縁樹脂組成物に関するものである。

電子機器の高性能化を図るためにはプリント配線板に形成される回路５の微細化が必要とされるが、従来、このような微細回路を形成するにあたっては、図２のようなセミアディティブ法（ＳＡＰ：semi-additive process）が使用されてきた（例えば、特許文献１参照。）。

この方法ではまず図２（ａ）（ｂ）のように、絶縁樹脂１で形成された基材３の表面を過マンガン酸処理によって粗化した後、触媒化処理によってこの粗化面７にＰｄ（パラジウム）を析出させる。次に図２（ｃ）のように、Ｐｄで触媒化された表面に無電解めっき処理（化学めっき処理）を行って厚み１μｍ程度の無電解めっき層８を形成した後、図２（ｄ）のように回路５を形成しない部分をめっきレジスト９で被覆する。そして、図２（ｅ）のように無電解めっき層８を給電層として電解めっき処理を行って電解めっき層１０を形成し、図２（ｆ）のようにめっきレジスト９を除去した後、フラッシュエッチング（ソフトエッチング）を行うことによって、図２（ｇ）のような回路５が形成されたプリント配線板を得ることができるものである。
特許流通支援チャート、［online］、［平成１９年９月２１日検索］、インターネット＜URL:http://www.ryutu.inpit.go.jp/chart/H13/dennki04/1/pdf/1-1-4.pdf、http://www.ryutu.inpit.go.jp/chart/tokumapf.htm＞

しかし、図２のようなセミアディティブ法を使用したプリント配線板の製造方法にあっては、次のような問題がある。すなわち、この方法で用いられる過マンガン酸処理液、めっきレジスト９、エッチング液などの薬液が環境負荷増大の原因となっている。また、電解めっき処理では回路５の厚みの均一化などが困難である。また、フラッシュエッチングではＰｄを完全に除去するのが困難であるため、回路５間にＰｄが残存してしまい、このＰｄが絶縁信頼性を低下させるので、回路５の微細化には限界がある。具体的には、従来の方法ではＬ（ライン）／Ｓ（スペース）＝１０μｍ／１０μｍが限界である。さらに、従来の方法では回路５の微細化と密着性の向上を両立させるのが困難である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、環境負荷を低減しつつ、従来よりも微細かつ信頼性の高い回路が形成されたプリント配線板を製造することができるめっき核入り絶縁樹脂組成物を提供することを目的とするものである。

本発明に係るめっき核入り絶縁樹脂組成物は、絶縁樹脂１に、有機物で表面が被覆された金属粒子、及び、金属錯体から選ばれるめっき核２を分散させて成ることを特徴とするものである。

本発明に係るめっき核入り絶縁樹脂組成物によれば、環境負荷を低減しつつ、従来よりも微細かつ信頼性の高い回路が形成されたプリント配線板を製造することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
プリント配線板の製造方法では、以下に説明するめっき核入り絶縁樹脂組成物で基材を形成し、この基材に溝を形成すると共に、溝の内面に露出しためっき核を活性化した後に、無電解めっき処理によって溝に回路を形成する。

図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、プリント配線板を製造するにあたってはまずめっき核入り絶縁樹脂組成物で図１（ａ）のような基材３を形成する。

めっき核入り絶縁樹脂組成物は、絶縁樹脂１にめっき核２を分散させることによって調製することができる。

ここで、絶縁樹脂１としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

まためっき核２としては、Ｃｕ（銅）やＰｄ等の金属微粒子を用いることができるが、より微細かつ信頼性の高い回路５を形成するためには、金属酸化物、有機物で表面が被覆された金属粒子、金属錯体、金属が担持された多孔体、金属ナノ粒子の中から選ばれるものを用いるのが好ましい。なお、ＣｕやＰｄ等の単なる金属微粒子は絶縁樹脂１中で凝集して導通するおそれがある。ただし、金属ナノ粒子は後述するようにその添加量を低く抑えれば絶縁樹脂１中での導通を防止することができる。

ここで、金属酸化物は、酸化銅等であり、通常は不活性（絶縁性）な状態であるが、ジメチルアミノボラン（ＤＭＡＢ）等の還元剤で処理すると、金属銅が表面に露出して、活性（導電性）な状態となるものである。

また有機物で表面が被覆された金属粒子は、乳化重合等によってＣｕやＰｄ等の金属粒子の表面が有機物で被覆されたコアシェル構造を持つものである。これも通常は不活性状態であるが、ＹＡＧレーザ等のレーザで有機物を焼き飛ばすと、金属粒子が露出して、活性状態となるものである。

また金属錯体は、Ｃｕ等の金属原子を中心として周囲にエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等の有機物が配位子として結合した構造を持つものである。これも通常は不活性状態であるが、ＹＡＧレーザ等のレーザで周囲の有機物を焼き飛ばすと、中心金属が露出して、活性状態となるものである。

また金属が担持された多孔体は、ゼオライト等の多孔体の微細孔にＣｕやＰｄ等の金属を担持させたものであり、これも通常は不活性状態であるが、無機物である多孔体をアルカリで除去すると、金属が露出して、活性状態となるものである。

また金属ナノ粒子は、ＣｕやＰｄ等のナノサイズの金属粒子であるが、これは通常活性状態である。

まためっき核２の粒径は１０ｎｍ〜１μｍであるが、特に金属ナノ粒子の場合はその粒径は１０〜５００ｎｍである。これより粒径が大きくなると、微細回路の形成が困難であると共に基材３の絶縁性を確保できなくなるおそれがある。なお、粒径を１０ｎｍ未満にするのは今のところ困難である。まためっき核入り絶縁樹脂組成物全量に対してめっき核２の添加量は０．０１〜５質量％である。これより添加量が少ないと、後述する溝４の内面に十分な量のめっき核２を露出させることができないおそれがあり、逆に添加量が多いと、基材３の絶縁性を確保できないおそれがある。ただし、金属ナノ粒子の場合は通常活性状態であるので基材３の絶縁性を確保するためにその添加量の上限は０．５質量％に設定する。

そして図１（ａ）のように基材３を形成した後は、レーザ加工等により図１（ｂ）のようにこの基材３に回路形成用の溝４（トレンチ）を形成する。図示省略しているが、感光性の絶縁樹脂１を用いている場合には、溝４を形成する部分をマスクで被覆し露光した後に現像することによって、溝４を形成することができる。

このようにして溝４が形成されると、図１（ｂ）のように基材３中のめっき核２の一部が溝４の内面に露出するようになる。これらのめっき核２は通常不活性状態で露出しているので、図１（ｃ）のようにこれらのめっき核２を活性化して、後述する無電解めっき処理に備えるものである。なお、図１では不活性状態のめっき核２を白抜きで、活性状態のめっき核２を黒塗りで示している。そして、めっき核２として金属酸化物を用いている場合には、ジメチルアミノボラン等の還元剤で処理することによって活性化することができる。まためっき核２として有機物で表面が被覆された金属粒子や金属錯体を用いている場合には、ＹＡＧレーザ等のレーザで有機物を焼き飛ばすことによって活性化することができる。特にこの場合は溝４の形成とめっき核２の活性化を同時に行うことができる。まためっき核２として金属が担持された多孔体を用いている場合には、無機物である多孔体をアルカリで除去することによって活性化することができる。まためっき核２として金属ナノ粒子を用いている場合には、活性化処理は特に不要であるが、金属ナノ粒子の表面が絶縁樹脂１の薄膜で被覆されているおそれがあるので、万全を期すために、酸で軽く処理することによって活性化するのが好ましい。

その後、無電解銅めっき処理などの無電解めっき処理によって溝４に回路５を形成すると、図１（ｄ）に示すようなプリント配線板を得ることができる。

このように、本発明ではめっき核２の活性化の際に還元剤、アルカリ、酸を少量用いるだけであり、過マンガン酸処理液、めっきレジスト、エッチング液などの薬液は一切用いないので、環境負荷を低減することができるものである。また本発明では回路５の形成の際に電解めっき処理を行う必要がないので、回路５の厚みが不均一になるのを防止することができるものである。また本発明では溝４の内部に回路５を形成するので、基材３に対する回路５の密着性が向上し、高い信頼性を得ることができるものである。さらに本発明では不活性状態のめっき核２を絶縁樹脂１に分散させているので、回路５間の絶縁信頼性が高くなり、従来よりも微細な回路５を形成することができるものである。なお、金属ナノ粒子は通常活性状態であるが、その添加量を０．５質量％以下に設定することによって、同様の効果を得ることができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｄ）は断面図である。 従来の技術の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｇ）は断面図である。

符号の説明

１ 絶縁樹脂
２ めっき核
３ 基材
４ 溝
５ 回路

Claims (1)

1. 絶縁樹脂に、有機物で表面が被覆された金属粒子、及び、金属錯体から選ばれるめっき核を分散させて成ることを特徴とするめっき核入り絶縁樹脂組成物。

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