JP5291008B2 - Method for manufacturing circuit wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品に用いられる回路配線基板の製造方法に関し、詳しくは、ポリイミド樹脂層の上にパターンを有する回路配線を形成してなる回路配線基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a circuit wiring board used for an electronic component, and more particularly to a method of manufacturing a circuit wiring board formed by forming a circuit wiring having a pattern on a polyimide resin layer.
電子機器の電子回路には、絶縁材と導電材からなる積層板を回路加工したプリント配線板が使用されている。プリント配線板は、絶縁基板の表面(及び内部)に、電気設計に基づく導体パターンを、導電性材料で形成固着したものであり、基材となる絶縁樹脂の種類によって、板状のリジットプリント配線板と、柔軟性に富んだフレキシブルプリント配線板とに大別される。フレキシブルプリント配線板は、可撓性を持つことが特徴であり、常時屈曲を繰り返すような可動部では接続用の必需部品となっている。また、フレキシブルプリント配線板は、電子機器内で折り曲げた状態で収納することも可能であるために、省スペース配線材料としても用いられる。フレキシブルプリント配線板の材料となるフレキシブル基板の基材には、絶縁樹脂例えばポリイミドエステルやポリイミド樹脂が多く用いられているが、使用量としては耐熱性のあるポリイミド樹脂が圧倒的に多い。一方、導電材には導電性の点から一般に銅箔が用いられている。 In an electronic circuit of an electronic device, a printed wiring board obtained by processing a laminated board made of an insulating material and a conductive material is used. A printed wiring board is formed by fixing a conductive pattern based on electrical design on the surface (and inside) of an insulating substrate with a conductive material. Depending on the type of insulating resin used as the base material, a plate-shaped rigid printed wiring is used. It is roughly divided into a board and a flexible printed wiring board which is rich in flexibility. The flexible printed wiring board is characterized by having flexibility, and is a necessary component for connection in a movable part that constantly bends. In addition, since the flexible printed wiring board can be stored in a bent state in an electronic device, it is also used as a space-saving wiring material. Insulating resins such as polyimide esters and polyimide resins are often used for the base material of the flexible substrate that is the material of the flexible printed wiring board, but the amount of heat-resistant polyimide resin is overwhelmingly large. On the other hand, copper foil is generally used as the conductive material from the viewpoint of conductivity.
近年の電子部品の小型化や信号伝達速度の高速化に伴い、フレキシブルプリント基板などの回路基板において微細なファインピッチ回路が必要になっている。微細なファインピッチ回路を形成する方法としては、蒸着法やスパッタリング法などの手法が知られているが、これらの方法によって形成される金属膜は、ポリイミド樹脂基材との接着強度のばらつきが大きかったり、配線におけるピンホールの発生が生じ易かったりするという問題があった。更に、上記方法では、ポリイミド樹脂基材上の不要なシード層をエッチング処理によって除去する工程を含むため、エッチング液の配線への侵食によるオーバーエッチングが発生する懸念があった。 With recent miniaturization of electronic components and increase in signal transmission speed, fine fine pitch circuits are required on circuit boards such as flexible printed boards. As a method for forming a fine fine pitch circuit, methods such as vapor deposition and sputtering are known. However, the metal film formed by these methods has a large variation in adhesive strength with the polyimide resin substrate. There is a problem that pinholes are easily generated in the wiring. Furthermore, since the above method includes a step of removing an unnecessary seed layer on the polyimide resin substrate by an etching process, there is a concern that overetching may occur due to erosion of the etching solution to the wiring.
近年、ポリイミド樹脂基材と金属膜との密着性を比較的良好に維持できるものとして、例えば特許文献1に開示されているようなダイレクトメタライゼーション法という手法が提案されている。このような方法で得られた金属膜は、その一部がポリイミド樹脂基材の樹脂中に埋包されており、高い密着性が得られる。このようなダイレクトメタライゼーションを応用し、シード層のエッチング処理を不用とした手法が提案されている。例えば、特許文献2では、ポリイミド樹脂基材の表面にパターン形状のマイクロ流路を形成し、このマイクロ流路にアルカリ溶液を供給して、ポリイミド樹脂基材の表面に改質層を形成した後、この改質層に金属イオンを接触させ、この金属イオンを還元して金属膜を形成する方法が開示されている。一方、特許文献3では、ポリイミド表面に疎水性物質を付着させ、その露出部を選択的にアルカリ処理する方法が開示されている。
In recent years, for example, a technique called a direct metallization method as disclosed in
しかし、特許文献2の発明のように、マイクロ流路を形成するパターン形成法では、マイクロ流路溝を形成するためのマスク材として、耐アルカリ性の材質を選択する必要があり、材質の選定が容易でないという問題がある。また、特許文献2の方法では、パターンの精度を向上させるために、マスク材の加工に高い寸法精度が必要になるという問題がある。特に、ポリイミド樹脂基材とマスク材との接触部分の加工精度が低いと、両者の間に隙間が生じ、そこに金属イオン含有溶液、還元溶液などの処理液が染み出すことによって、パターンの精度を低下させたり、回路の電気的特性に悪影響を及ぼす懸念があった。 However, as in the invention of Patent Document 2, in the pattern forming method for forming the microchannel, it is necessary to select an alkali-resistant material as a mask material for forming the microchannel groove. There is a problem that it is not easy. Further, the method of Patent Document 2 has a problem that high dimensional accuracy is required for processing of the mask material in order to improve pattern accuracy. In particular, if the processing accuracy of the contact portion between the polyimide resin base material and the mask material is low, a gap is formed between the two, and the processing liquid such as a metal ion-containing solution or a reducing solution oozes out there, so that the pattern accuracy is improved. There is a concern that the electrical characteristics of the circuit may be adversely affected.
特許文献3の発明においては、ポリイミド表面に、アルカリ水溶液に溶解しない疎水性物質を付着させるためにプラズマ処理を行う必要があることに加え、疎水性物質を除去する際にもプラズマ処理が必要である。また、特許文献3の発明では、疎水性物質の付着に先立ち、フォトリソグラフィー技術によってマスク層を形成しておき、付着後にはマスク層を剥離する工程が必要である。このことは、マスクとしての疎水性物質をパターン形成するために、別のマスク層(レジストパターン)を形成し、剥離する工程が必要であることを意味しており、工程数がいたずらに多く、煩雑であるという問題があった。
In the invention of
本発明は、従来の煩雑な製造工程を簡略化し、微細なファインピッチで、回路配線と絶縁樹脂層との密着信頼性が高い回路配線基板を製造する方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a circuit wiring board having high adhesion reliability between a circuit wiring and an insulating resin layer with a fine fine pitch by simplifying a conventional complicated manufacturing process.
本発明の回路配線基板の製造方法は、ポリイミド樹脂層の上に回路配線を形成してなる回路配線基板の製造方法であって、
a)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含有する塗布液を基材上に塗布し、乾燥することによって、塗布膜を形成する工程、
b)前記塗布膜の表面をレジスト層で被覆し、パターン形成してレジストマスクを形成する工程、
c)前記塗布膜中の金属イオンを還元することによって、前記塗布膜の表層部の前記レジストマスクで被覆されていない領域に金属を析出させて金属析出層を形成する工程、
d)前記金属析出層の上に、無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線を形成する工程、並びに
e)前記塗布膜中のポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化し、前記ポリイミド樹脂層を形成する工程、
を備えることを特徴とする。The method for manufacturing a circuit wiring board of the present invention is a method for manufacturing a circuit wiring board formed by forming circuit wiring on a polyimide resin layer,
a) A step of forming a coating film by applying a coating liquid containing a polyimide precursor resin, which is a precursor of a polyimide resin, and a metal compound on a substrate and drying the coating solution;
b) coating the surface of the coating film with a resist layer, forming a pattern and forming a resist mask;
c) reducing the metal ions in the coating film to deposit a metal in a region not covered with the resist mask in the surface layer portion of the coating film to form a metal deposition layer;
d) forming a circuit wiring having a pattern by electroless plating and / or electroplating on the metal deposition layer; and e) imidizing the polyimide precursor resin layer in the coating film by heat treatment, Forming a resin layer;
It is characterized by providing.
また、本発明の回路配線基板の製造方法は、前記a)の工程の後に、更に、f)前記塗布膜に金属イオンを含有する水溶液を含浸させ、乾燥することによって、前記塗布膜中の金属イオンの含有量を増加させる工程、あるいは前記a)の工程の後に、更に、g)前記塗布膜にアンモニア水溶液又は第1級若しくは第2級アミンの水溶液を含浸させる工程、を備えることを特徴とする。 Further, in the method for producing a circuit wiring board of the present invention, after the step a), f) the coating film is impregnated with an aqueous solution containing metal ions and dried to dry the metal in the coating film. And g) impregnating the coating film with an aqueous ammonia solution or an aqueous solution of a primary or secondary amine after the step of increasing the ion content or the step a). To do.
本発明の回路配線基板の製造方法によれば、シード層(金属析出層)のエッチング工程が不要になるなど、従来の煩雑な製造工程を簡略化した簡易な工程で微細なファインピッチ回路を形成できるため、大規模な設備投資を必要としない。しかも、回路配線と絶縁樹脂層(ポリイミド樹脂層)との密着信頼性が高い回路配線基板を製造することができるので、その工業的価値は高いものである。 According to the method for manufacturing a circuit wiring board of the present invention, a fine fine pitch circuit is formed by a simple process which simplifies the conventional complicated manufacturing process, such as eliminating the need for an etching process of a seed layer (metal deposition layer). Because it can, it does not require large-scale capital investment. In addition, since a circuit wiring board having high adhesion reliability between the circuit wiring and the insulating resin layer (polyimide resin layer) can be manufactured, its industrial value is high.
本発明のその他の目的、特徴および利益は、以下の説明を以って十分明白になるであろう。 Other objects, features and benefits of the present invention will become fully apparent from the following description.
1…基材、3a…塗布膜、3…ポリイミド樹脂層、5…レジスト層、7…金属析出層、9…回路配線、100…回路配線基板
DESCRIPTION OF
以下、本発明の実施の形態について、適宜、図1および図2を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる回路配線基板の製造方法の主要な工程手順を示すフロー図であり、図2は各工程の説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 as appropriate. FIG. 1 is a flowchart showing the main process steps of the circuit wiring board manufacturing method according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram of each process.
本発明の製造方法で得られる回路配線基板100は、例えば図2(e)に示したように、ポリイミド樹脂層3の上に回路配線9を形成してなるものである。ポリイミド樹脂層3の態様は特に限定されるものではなく、例えばポリイミド樹脂のフィルム(シート)であってもよく、金属箔、ガラス板、樹脂フィルム等の基材1に積層した状態のものでもよい。なお、ここで、基材1としては、ポリイミド樹脂層3が積層されるシート状の樹脂、ガラス基板、セラミックス、又は金属箔等を挙げることができる。なお、基材1がポリイミド樹脂によって構成されていてもよい。ポリイミド樹脂層3の全体厚みは、3〜100μmの範囲内、好ましくは3〜50μmの範囲内とすることができる。
The
ポリイミド樹脂は、ポリイミド前駆体樹脂をイミド化(硬化)することによって形成することができるが、ここでいうポリイミド前駆体樹脂とは、その分子骨格中に感光性基、例えばエチレン性不飽和炭化水素基を含有するものも含まれる。イミド化の詳細については後述する。 The polyimide resin can be formed by imidizing (curing) the polyimide precursor resin. The polyimide precursor resin here is a photosensitive group such as an ethylenically unsaturated hydrocarbon in its molecular skeleton. Those containing groups are also included. Details of imidization will be described later.
[工程a;塗布膜形成工程]
本実施の形態の回路配線基板の製造方法では、ポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含む塗布液を、基材1上に塗布し、乾燥することによって、図1および図2(a)に示したように、塗布膜3aを形成する(ステップS1)。[Step a: Coating film forming step]
In the method for manufacturing a circuit wiring board according to the present embodiment, a coating liquid containing a polyimide precursor resin and a metal compound is applied onto the
ポリイミド前駆体樹脂(以下、単に「前駆体」と記すことがある)としては、公知の酸無水物とジアミンから得られる公知のポリイミド樹脂の前駆体が適用でき、公知の方法で製造することができる。前駆体は、例えばテトラカルボン酸二無水物とジアミンをほぼ等モルで有機溶媒中に溶解させて、0〜100℃の範囲内の温度で30分〜24時間撹拌し重合反応させることで得られる。反応にあたっては、得られる前駆体が有機溶媒中に5〜30重量%の範囲内、好ましくは10〜20重量%の範囲内となるように反応成分を溶解することがよい。重合反応する際に用いる有機溶媒については、極性を有するものを使用することがよく、有機極性溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン、2−ブタノン、ジメチルスホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム等が挙げられる。これらの溶媒を2種以上併用して使用することもでき、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の一部使用も可能である。 As a polyimide precursor resin (hereinafter sometimes simply referred to as “precursor”), a known polyimide resin precursor obtained from a known acid anhydride and diamine can be applied, and can be produced by a known method. it can. The precursor can be obtained, for example, by dissolving tetracarboxylic dianhydride and diamine in an organic solvent in an approximately equimolar amount and stirring the mixture at a temperature in the range of 0 to 100 ° C. for 30 minutes to 24 hours to cause a polymerization reaction. . In the reaction, it is preferable to dissolve the reaction components so that the obtained precursor is in the range of 5 to 30% by weight, preferably in the range of 10 to 20% by weight, in the organic solvent. As the organic solvent used for the polymerization reaction, it is preferable to use a polar one. Examples of the organic polar solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl. Examples include 2-pyrrolidone, 2-butanone, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfate, cyclohexanone, dioxane, tetrahydrofuran, diglyme, and triglyme. Two or more of these solvents can be used in combination, and some aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene can also be used.
合成された前駆体は溶液とされて使用される。通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。また、前駆体は一般に溶媒可溶性に優れるので、有利に使用される。このように調整した溶液は、金属化合物を添加することにより、塗布液として利用することができる。 The synthesized precursor is used as a solution. Usually, it is advantageous to use as a reaction solvent solution, but if necessary, it can be concentrated, diluted or replaced with another organic solvent. Moreover, since a precursor is generally excellent in solvent solubility, it is advantageously used. The solution thus prepared can be used as a coating solution by adding a metal compound.
前駆体は、イミド化後に熱可塑性のポリイミド樹脂を含むように選定することが好ましい。熱可塑性樹脂を用いることで、金属析出層7(後述)との密着性を向上させることができる。このような熱可塑性のポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が350℃以下であるものが好ましく、より好ましくは200〜320℃である。 The precursor is preferably selected to include a thermoplastic polyimide resin after imidization. By using a thermoplastic resin, it is possible to improve the adhesion with the metal deposition layer 7 (described later). Such a thermoplastic polyimide resin preferably has a glass transition temperature of 350 ° C. or lower, more preferably 200 to 320 ° C.
熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体としては、下記一般式(1)で表される構造単位を有するものが好ましい。式(1)において、Ar1は式(2)、式(3)又は式(4)で表される2価の芳香族基を示し、Ar2は式(5)又は式(6)で表される4価の芳香族基を示す。式(2)〜式(4)において、R1は独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、nは独立に0〜4の整数を示し、X及びWは独立に単結合又は−C(CH3)2−、−(CH2)m−、−O−、−S−、−CO−、−SO2−、−NH−若しくは−CONH−から選ばれる2価の基を示し、pは構成単位の存在モル比を示し、0.1〜1.0の範囲である。As a precursor of a thermoplastic polyimide resin, what has a structural unit represented by following General formula (1) is preferable. In Formula (1), Ar 1 represents a divalent aromatic group represented by Formula (2), Formula (3), or Formula (4), and Ar 2 is represented by Formula (5) or Formula (6). Represents a tetravalent aromatic group. In the formulas (2) to (4), R 1 independently represents a monovalent hydrocarbon group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, n independently represents an integer of 0 to 4, and X and W are 2 independently selected from a single bond or —C (CH 3 ) 2 —, — (CH 2 ) m —, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NH— or —CONH—. Represents a valent group, and p represents the molar ratio of the constituent units and is in the range of 0.1 to 1.0.
上記一般式(1)において、Ar1はジアミンの残基ということができ、Ar2は酸無水物の残基ということができるので、好ましいポリイミド樹脂をジアミンと酸無水物により説明する。しかし、熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体は、この方法によって得られるものに限定されない。In the general formula (1), Ar 1 can be referred to as a diamine residue, and Ar 2 can be referred to as an acid anhydride residue. Therefore, a preferred polyimide resin will be described using a diamine and an acid anhydride. However, the precursor of the thermoplastic polyimide resin is not limited to that obtained by this method.
熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体の調製に好適に用いられるジアミンとしては、例えば、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、2'-メトキシ-4,4'-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル、3,3'-ジヒドロキシ-4,4'-ジアミノビフェニル、4,4'-ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。その他、後述する低熱膨張性のポリイミド樹脂の説明で挙げるジアミンを使用できる。その中でも、特に好ましいジアミン成分としては、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-2,2-ジメチルプロパン(DANPG)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、パラフェニレンジアミン(p−PDA)、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル(DAPE34)、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル(DAPE44)から選ばれる1種以上のジアミンが挙げられる。 Examples of diamines suitably used for preparing a thermoplastic polyimide resin precursor include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2′-methoxy-4,4′-diaminobenzanilide, 1,4-bis (4 -Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2'-dimethyl-4,4'-diamino Biphenyl, 3,3′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminobenzanilide and the like can be mentioned. In addition, the diamine mentioned by description of the low thermal expansion polyimide resin mentioned later can be used. Among them, particularly preferred diamine components include 1,3-bis (4-aminophenoxy) -2,2-dimethylpropane (DANPG), 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane ( BAPP), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (APB), paraphenylenediamine (p-PDA), 3,4'-diaminodiphenyl ether (DAPE34), 4,4'-diaminodiphenyl ether (DAPE44) One or more selected diamines may be mentioned.
熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体の調製に好適に用いられる酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、4,4'-オキシジフタル酸無水物が挙げられる。その他、後述する低熱膨張性のポリイミド樹脂の説明で挙げる酸無水物を使用できる。その中でも、特に好ましい酸無水物としては、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3',4,4'-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)から選ばれる1種以上の酸無水物が挙げられる。 Examples of the acid anhydride suitably used for the preparation of the thermoplastic polyimide resin precursor include pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 3,3 ′. 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride. In addition, the acid anhydrides mentioned in the description of the low thermal expansion polyimide resin described later can be used. Among them, particularly preferred acid anhydrides include pyromellitic anhydride (PMDA), 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 3,3', 4,4'- Examples thereof include at least one acid anhydride selected from benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA) and 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride (DSDA).
ジアミン、酸無水物はそれぞれ、その1種のみを使用してもよく2種以上を併用することもできる。また、上記以外のジアミン及び酸無水物を併用することもできる。 Each diamine and acid anhydride may be used alone or in combination of two or more. In addition, diamines and acid anhydrides other than those described above can be used in combination.
熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体において、上記一般式(1)で表される構造単位は単独重合体中に存在しても、共重合体の構造単位として存在してもよい。構造単位を複数有する共重合体である場合は、ブロック共重合体として存在しても、ランダム共重合体として存在してもよい。式(1)で表される構造単位は複数であるが、1種であっても2種以上であってもよい。有利には、式(1)で表される構造単位を主成分とすることであり、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80モル%以上含む前駆体であることがよい。 In the precursor of the thermoplastic polyimide resin, the structural unit represented by the general formula (1) may be present in the homopolymer or may be present as a structural unit of the copolymer. In the case of a copolymer having a plurality of structural units, it may exist as a block copolymer or a random copolymer. The structural unit represented by the formula (1) is plural, but may be one type or two or more types. Advantageously, the main component is the structural unit represented by the formula (1), and the precursor preferably contains 60 mol% or more, more preferably 80 mol% or more.
本実施の形態では、塗布液を調製するために、前駆体を含有する溶液として市販品も好適に使用可能である。例えば、新日鐵化学株式会社製の熱可塑性ポリイミド前駆体樹脂ワニスSPI−200N(商品名)、同SPI−300N(商品名)、同SPI−1000G(商品名)、東レ株式会社製のトレニース#3000(商品名)等が挙げられる。 In this Embodiment, in order to prepare a coating liquid, a commercial item can also be used suitably as a solution containing a precursor. For example, Nippon Steel Chemical Co., Ltd. thermoplastic polyimide precursor resin varnish SPI-200N (trade name), SPI-300N (trade name), SPI-1000G (trade name), Toray Industries Co., Ltd. 3000 (trade name) and the like.
前駆体とともに塗布液中に含有される金属化合物としては、金属析出層7を形成するための還元処理(後述)で用いる還元剤の酸化還元電位より高い酸化還元電位を持つ金属種を含む化合物を、特に制限無く用いることができる。金属化合物としては、例えばCu、Ni、Pd、Ag、Au、Pt、Sn、Fe、Co、Cr、Rh、Ru等の金属種を含むものを挙げることができる。金属化合物としては、前記金属の塩や有機カルボニル錯体などを用いることができる。金属の塩としては、例えば塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩などを挙げることができる。金属塩は、前記金属がCu、Ni、Pdである場合に好ましく用いられる。また、上記金属種と有機カルボニル錯体を形成し得る有機カルボニル化合物としては、例えばアセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン等のβ−ジケトン類、アセト酢酸エチル等のβ−ケトカルボン酸エステルなどを挙げることができる。
As the metal compound contained in the coating solution together with the precursor, a compound containing a metal species having a redox potential higher than the redox potential of the reducing agent used in the reduction treatment (described later) for forming the
金属化合物の好ましい具体例としては、Ni(CH3COO)2、Cu(CH3COO)2、Pd(CH3COO)2、NiSO4、CuSO4、PdSO4、NiCO3、CuCO3、PdCO3、NiCl2、CuCl2、PdCl2、NiBr2、CuBr2、PdBr2、Ni(NO3)2、NiC2O4、Ni(H2PO2)2、Cu(NH4)2Cl4、CuI、Cu(NO3)2、Pd(NO3)2、Ni(CH3COCH2COCH3)2、Cu(CH3COCH2COCH3)2、Pd(CH3COCH2COCH3)2などを挙げることができる。Preferred specific examples of the metal compound, Ni (CH 3 COO) 2 , Cu (
前駆体と金属化合物とを含有する塗布液中では、金属化合物が解離して生じた金属イオンと前駆体との間で3次元の架橋形成反応が生じる。このため、時間の経過とともに塗布液の増粘・ゲル化が進行し、基材1への塗布が困難となる場合がある。このような増粘、ゲル化を防ぐため、塗布液中に安定剤として粘度調整剤を添加することが好ましい。粘度調整剤の添加によって、塗布液中の金属イオンが前駆体とキレート錯体を形成する代わりに、粘度調整剤と金属イオンがキレート錯体を形成する。このように、粘度調整剤によって前駆体と金属イオンとの3次元の架橋形成がブロックされ、増粘・ゲル化が抑制される。
In the coating solution containing the precursor and the metal compound, a three-dimensional cross-linking reaction occurs between the metal ion generated by dissociation of the metal compound and the precursor. For this reason, the thickening and gelation of the coating solution proceed with the passage of time, and it may be difficult to apply to the
粘度調整剤としては、金属イオンと反応性の高い(つまり、金属錯体を形成しうる)低分子有機化合物を選定することが好ましい。低分子有機化合物の分子量は50〜300の範囲内が好ましい。このような粘度調整剤の具体例としては、例えばアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ピリジン、イミダゾール、ピコリンなどを挙げることができる。また、粘度調整剤の添加量は、形成しうるキレート錯体化合物1モルに対して1〜50モルの範囲内、好ましくは2〜20モルの範囲内で添加することが好ましい。 As the viscosity modifier, it is preferable to select a low-molecular organic compound that is highly reactive with metal ions (that is, capable of forming a metal complex). The molecular weight of the low molecular weight organic compound is preferably in the range of 50 to 300. Specific examples of such a viscosity modifier include acetylacetone, ethyl acetoacetate, pyridine, imidazole, picoline and the like. Moreover, it is preferable to add the addition amount of a viscosity modifier in the range of 1-50 mol with respect to 1 mol of chelate complex compounds which can be formed, Preferably it is in the range of 2-20 mol.
塗布液中の金属化合物の配合量は、前駆体、金属化合物及び粘度調整剤の合計の重量部100に対して、5〜60重量部の範囲内、好ましくは10〜40重量部の範囲内となるようにする。この場合、金属化合物が5重量部未満では、還元処理によりポリイミド前駆体樹脂層の表面の金属粒子の析出が少なくなるため、導体層(例えば無電解めっき層)の厚みにムラが生じることとなり、60重量部を超えると塗布液中に溶解できない金属塩が沈殿することとなるからである。 The compounding amount of the metal compound in the coating solution is within the range of 5 to 60 parts by weight, preferably within the range of 10 to 40 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the total of the precursor, the metal compound and the viscosity modifier. To be. In this case, when the metal compound is less than 5 parts by weight, the reduction of the metal particles on the surface of the polyimide precursor resin layer is reduced by the reduction treatment, so that the thickness of the conductor layer (for example, the electroless plating layer) becomes uneven. This is because if it exceeds 60 parts by weight, a metal salt that cannot be dissolved in the coating solution will precipitate.
なお、塗布液には、上記成分以外の任意成分として、例えばレベリング剤、消泡剤、密着性付与剤、架橋剤などを配合することができる。 In addition, a leveling agent, an antifoamer, adhesiveness imparting agent, a crosslinking agent etc. can be mix | blended with the coating liquid as arbitrary components other than the said component, for example.
塗布液を基材1上へ塗布する方法は、特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。
The method for applying the coating liquid onto the
また、基材1上に塗布液を塗布した後は、乾燥させて塗布膜3aを形成する。乾燥においては、前駆体の脱水閉環の進行によるイミド化を完結させないように温度を制御する。乾燥させる方法としては、特に制限されず、例えば、60〜200℃の範囲内の温度条件で1〜60分間の範囲内の時間をかけて行うことがよいが、好ましくは、60〜150℃の範囲内の温度条件で乾燥を行うことがよい。前駆体の状態を残すことは、金属イオンを含有する水溶液を含浸させるために必要である。乾燥後の前駆体の層は前駆体の構造の一部がイミド化していても差し支えないが、イミド化率は50%以下、より好ましくは20%以下として前駆体の構造を50%以上残すことがよい。なお、前駆体のイミド化率は、フーリエ変換赤外分光光度計(市販品:日本分光製FT/IR620)を用い、透過法にてポリイミド薄膜の赤外線吸収スペクトルを測定することによって、1,000cm−1のベンゼン環炭素水素結合を基準とし、1,710cm−1のイミド基由来の吸光度から算出される。Moreover, after apply | coating a coating liquid on the
塗布膜3aは、単層でもよく、また複数の塗布膜3aから形成される積層構造のものでもよい。複数層とする場合、異なる構成成分からなる前駆体の層の上に他の前駆体を順次塗布して形成することができる。前駆体の層が3層以上からなる場合、同一の構成の前駆体を2回以上使用してもよい。層構造が簡単である2層又は単層、特に単層は、工業的に有利に得ることができる。また、塗布膜3aの厚み(乾燥後)は、3〜100μmの範囲内、好ましくは3〜50μmの範囲内にあることがよい。
The
複数層からなる塗布膜3aを形成するにあたっては、全層に金属化合物を含有させるようにしてもよいし、一部の層にのみ金属化合物を含有させるようにしてもよいが、回路配線9を形成する側(最表層)の前駆体の層にのみ、金属化合物を含有させるようにすることが好ましい。
In forming the
塗布膜3aを複数層で構成する場合、後述するイミド化後に回路配線9に接するポリイミド樹脂層3が熱可塑性のポリイミド樹脂層となるように前駆体の層を形成することが好ましい。また、複数層のうち少なくとも1つの層を、イミド化後に低熱膨張性のポリイミド樹脂となるような前駆体の層で形成することが好ましい。このような低熱膨張性のポリイミド樹脂を絶縁樹脂層として適用すると、回路配線基板としての反りを抑制できるので有利である。ポリイミド樹脂層を低熱膨張性のポリイミド樹脂層と熱可塑性のポリイミド樹脂層とで構成する場合、その合計厚みの1/2以上、有利には2/3〜9/10は低熱膨張性のポリイミド樹脂層で構成することがよい。また、耐熱性や寸法安定性の観点から、熱可塑性ポリイミド樹脂層の一層の厚みは、5μm以下、有利には1〜4μmの範囲にあることがよい。ポリイミド樹脂層全体としての線熱膨張係数は、30×10−6(1/K)以下、有利には5×10−6〜25×10−6(1/K)の範囲にあることがよい。When the
低熱膨張性のポリイミド樹脂は、具体的には、線熱膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内、好ましくは1×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内、より好ましくは15×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内である低熱膨張性のポリイミド樹脂である。このような低熱膨張性のポリイミド樹脂は、下記一般式(7)で現される構造単位を有するポリイミド樹脂が好ましい。式(7)において、Ar3は式(8)又は式(9)で表される4価の芳香族基を示し、Ar4は式(10)又は式(11)で表される2価の芳香族基を示し、R2は独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、V及びYは独立に単結合又は炭素数1〜15の2価の炭化水素基、O、S、CO、SO、SO2若しくはCONHから選ばれる2価の基を示し、mは独立に0〜4の整数を示し、qは構成単位の存在モル比を示し、0.1〜1.0の範囲である。Specifically, the low thermal expansion polyimide resin has a linear thermal expansion coefficient in the range of 1 × 10 −6 to 30 × 10 −6 (1 / K), preferably 1 × 10 −6 to 25 × 10 −. 6 (1 / K), more preferably 15 × 10 −6 to 25 × 10 −6 (1 / K). Such a low thermal expansion polyimide resin is preferably a polyimide resin having a structural unit represented by the following general formula (7). In Formula (7), Ar 3 represents a tetravalent aromatic group represented by Formula (8) or Formula (9), and Ar 4 represents a divalent group represented by Formula (10) or Formula (11). Represents an aromatic group, R 2 independently represents a monovalent hydrocarbon group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and V and Y independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. , O, S, CO, SO, SO 2 or CONH, m is independently an integer of 0 to 4, q is the molar ratio of the constituent units, The range is 1.0.
上記構造単位は、単独重合体中に存在しても、共重合体の構造単位として存在してもよい。構造単位を複数有する共重合体である場合は、ブロック共重合体として存在しても、ランダム共重合体として存在してもよい。 The structural unit may be present in the homopolymer or may be present as a structural unit of the copolymer. In the case of a copolymer having a plurality of structural units, it may exist as a block copolymer or a random copolymer.
上記一般式(7)において、Ar3は酸無水物の残基ということができ、Ar4はジアミンの残基ということができるので、好ましいポリイミド樹脂を酸無水物とジアミンにより説明する。しかし、低熱膨張性のポリイミド樹脂は、この方法によって得られるものに限定されない。In the general formula (7), Ar 3 can be referred to as an acid anhydride residue, and Ar 4 can be referred to as a diamine residue. Therefore, a preferred polyimide resin will be described using an acid anhydride and a diamine. However, the low thermal expansion polyimide resin is not limited to that obtained by this method.
低熱膨張性のポリイミド樹脂の形成に用いられる酸無水物としては、無水ピロメリット酸、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、4,4'-オキシジフタル酸無水物が好ましく例示される。また、酸無水物として、2,2',3,3'-、2,3,3',4'-又は3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物等も好ましく例示される。さらに、酸無水物として、3,3'',4,4''-、2,3,3'',4''-又は2,2'',3,3''-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-又は3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物等も好ましく例示される。 Acid anhydrides used to form low thermal expansion polyimide resins include pyromellitic anhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'- Preferred examples include diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride and 4,4′-oxydiphthalic anhydride. Moreover, 2,2 ', 3,3'-, 2,3,3', 4'- or 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3 ', 3,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3 ', 3,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride Bis (2,3-dicarboxyphenyl) ether dianhydride and the like are also preferred. In addition, 3,3``, 4,4 ''-, 2,3,3 '', 4 ''-or 2,2 '', 3,3 ''-p-terphenyltetra Carboxylic dianhydride, 2,2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) -propane dianhydride, bis (2,3- or 3.4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis Preferred examples include (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride and the like.
その他の酸無水物として、例えば1,2,7,8-、1,2,6,7-又は1,2,9,10-フェナンスレン-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)テトラフルオロプロパン二無水物、2,3,5,6-シクロヘキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,6-又は2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-(又は1,4,5,8-)テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-(又は2,3,6,7-)テトラカルボン酸二無水物、2,3,8,9-、3,4,9,10-、4,5,10,11-又は5,6,11,12-ペリレン-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。 Other acid anhydrides such as 1,2,7,8-, 1,2,6,7- or 1,2,9,10-phenanthrene-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7 -Anthracene tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) tetrafluoropropane dianhydride, 2,3,5,6-cyclohexane dianhydride, 2,3,6,7 -Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2 , 3,5,6,7-Hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6- or 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic Acid dianhydride, 2,3,6,7- (or 1,4,5,8-) tetrachloronaphthalene-1,4,5,8- (or 2,3,6,7-) tetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,8,9-, 3,4,9,10-, 4,5,10,11- or 5,6,11,12-perylene-tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane -1,2,3,4-teto Lacarboxylic dianhydride, pyrazine-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, pyrrolidine-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, thiophene-2,3,4,5- Examples thereof include tetracarboxylic dianhydride and 4,4′-bis (2,3-dicarboxyphenoxy) diphenylmethane dianhydride.
低熱膨張性のポリイミド樹脂の形成に用いられるジアミンとしては、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、2'-メトキシ-4,4'-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2'-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル、3,3'-ジヒドロキシ-4,4'-ジアミノビフェニル、4,4'-ジアミノベンズアニリド等が好ましく例示される。また、ジアミンとしては、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[1-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[1-(3-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4,4'-(4-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、ビス[4,4'-(3-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、9,9-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン等が好ましく例示される。 Diamines used to form low thermal expansion polyimide resins include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2'-methoxy-4,4'-diaminobenzanilide, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3 Preferred examples include '-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide and the like. Diamines include 2,2-bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, and bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl. ] Sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy)] biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [1- (4-aminophenoxy)] biphenyl, bis [1- (3-aminophenoxy) )] Biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy)] benzophenone, bis [4- (3-aminophenoxy)] benzophenone, bis [4,4 '-(4-aminophenoxy)] Ben Anilide, bis [4,4 '-(3-aminophenoxy)] benzanilide, 9,9-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (3-aminophenoxy) Preferred examples include phenyl] fluorene and the like.
その他のジアミンとして、例えば、2,2−ビス-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4'-メチレンジ-o-トルイジン、4,4'-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4'-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、4,4'-ジアミノジフェニルプロパン、3,3'-ジアミノジフェニルプロパン、4,4'-ジアミノジフェニルエタン、3,3'-ジアミノジフェニルエタン、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、3,3'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、3,3'-ジアミノビフェニル、3,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル、3,3'-ジメトキシベンジジン、4,4''-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3''-ジアミノ-p-テルフェニル、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4'-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス(p-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン等が挙げられる。 Other diamines include, for example, 2,2-bis- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4 , 4'-methylenedi-o-toluidine, 4,4'-methylenedi-2,6-xylidine, 4,4'-methylene-2,6-diethylaniline, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 3,3 ' -Diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 3,3'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3, 3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, benzidine 3,3'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxybenzidine, 4,4``-diamino-p-terphenyl, 3,3 '' -Diamino-p-terphenyl, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,6-diaminopyridine, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene 4,4 '-[1,4-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisaniline, 4,4'-[1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisaniline, bis (p-aminocyclohexyl) Methane, bis (p-β-amino-t-butylphenyl) ether, bis (p-β-methyl-δ-aminopentyl) benzene, p-bis (2-methyl-4-aminopentyl) benzene, p-bis (1,1-dimethyl-5-aminopentyl) benzene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) ) Toluene, 2,4-diaminotoluene, m-xylene-2,5-diamine, p-xylene-2,5-diamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 2,6-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, 2,5-diamino-1,3,4-oxadiazole, piperazine and the like can be mentioned.
酸無水物およびジアミンは、それぞれ、その1種のみを使用することもできるし、あるいは、2種以上を併用して使用することもできる。また、上記一般式(7)に含まれないその他の酸無水物又はジアミンを上記の酸無水物又はジアミンと共に使用することもでき、この場合、上記一般式(7)に含まれないその他の酸無水物又はジアミンの使用割合は90モル%以下、好ましくは50モル%以下とすることがよい。酸無水物又はジアミンの種類や、2種以上の酸無水物又はジアミンを使用する場合のそれぞれのモル比を選定することにより、熱膨張性、接着性、ガラス転移点(Tg)等を制御することができる。 Each of acid anhydrides and diamines can be used alone or in combination of two or more. In addition, other acid anhydrides or diamines not included in the general formula (7) can be used together with the acid anhydrides or diamines. In this case, other acids not included in the general formula (7) The proportion of anhydride or diamine used is 90 mol% or less, preferably 50 mol% or less. By controlling the types of acid anhydrides or diamines and the molar ratios when using two or more acid anhydrides or diamines, the thermal expansion, adhesion, glass transition point (Tg), etc. are controlled. be able to.
非熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体溶液は、市販品も好適に使用可能であり、例えば宇部興産株式会社製の非熱可塑性ポリイミド前駆体樹脂ワニスであるU−ワニス−A(商品名)、同U−ワニス−S(商品名)等が挙げられる。 As the precursor solution of the non-thermoplastic polyimide resin, a commercially available product can be suitably used. For example, U-Varnish-A (trade name) which is a non-thermoplastic polyimide precursor resin varnish manufactured by Ube Industries, Ltd. U-varnish-S (brand name) etc. are mentioned.
[工程b;レジストパターン形成工程]
次に、図1および図2(b)に示したように、上記のように形成した塗布膜3aの表面にマスクとしてレジスト層5を被覆し、レジストパターンを形成する(ステップS2)。レジストパターンの形成は、公知の方法が適用でき、特に限定されない。例えば、感光性レジストを、塗布膜3aの表面にラミネート又は塗布して、レジスト層5を形成した後、露光、現像、硬化し、レジストパターンを形成するフォトリソグラフィー技術を利用することができる。[Step b: Resist pattern forming step]
Next, as shown in FIGS. 1 and 2B, the surface of the
[工程c;金属析出層形成工程]
次に、本実施の形態の回路基板の製造方法では、図1および図2(c)に示したように、レジスト層5でマスクされていない露出した領域に、塗布膜3a中の金属イオンを還元することによって、金属析出層7を形成する(ステップS3)。還元処理の方法は、特に湿式還元法を利用することが有利である。湿式還元法は、塗布膜3aを、還元剤を含有する溶液(還元剤溶液)中に浸漬することにより、レジスト層5でマスクされていない露出した領域で金属イオンを還元する方法である。この湿式還元法では、塗布膜3aの内部(例えば表層部より深い位置の深層部やレジスト層5の直下の被覆部)に存在する金属イオンが、その場所で還元されて金属として析出してしまうことを抑制しながら、塗布膜3aの表層部で優勢的に金属析出を行わせることができる効果的な方法である。また、湿式還元法では、金属析出のムラが少なく、短時間で均一な金属析出層7を形成することが可能である。このようにして得られた金属析出層7は、その一部が塗布膜3a(ポリイミド前駆体樹脂層)の表層部に埋包されるので、高い密着力が得られる。[Step c; Metal precipitation layer forming step]
Next, in the method for manufacturing a circuit board according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2C, metal ions in the
還元剤としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、ジメチルアミンボラン等のホウ素化合物が好ましい。これらのホウ素化合物は、例えば次亜燐酸ナトリウム、ホルマリン、ヒドラジン類等の溶液(還元剤溶液)にして用いることができる。還元剤溶液中のホウ素化合物の濃度は、例えば0.005〜0.5mol/Lの範囲内が好ましく、0.01〜0.1mol/Lの範囲内がより好ましい。還元剤溶液中のホウ素化合物の濃度が0.005mol/L未満では、塗布膜3a中に含まれる金属イオンの還元が不十分になることがあり、0.5mol/Lを超えるとホウ素化合物の作用で、ポリイミド前駆体樹脂が溶解してしまうことがある。
As the reducing agent, for example, boron compounds such as sodium borohydride, potassium borohydride, dimethylamine borane and the like are preferable. These boron compounds can be used in the form of a solution (reducing agent solution) of sodium hypophosphite, formalin, hydrazines, and the like. The concentration of the boron compound in the reducing agent solution is preferably in the range of 0.005 to 0.5 mol / L, for example, and more preferably in the range of 0.01 to 0.1 mol / L. When the concentration of the boron compound in the reducing agent solution is less than 0.005 mol / L, reduction of the metal ions contained in the
また、湿式還元処理では、レジスト層5でマスクされていない領域を、10〜90℃の範囲内、好ましくは50〜70℃の範囲内の温度の還元剤溶液中に、20秒〜30分、好ましくは30秒〜10分、更に好ましくは1分〜5分の時間で浸漬する。浸漬によって、塗布膜3a中の金属イオンが還元剤の作用で還元されて、塗布膜3aの表層部で金属が粒子状に析出する。還元の終点では、塗布膜3a中の表層部以外(例えば、深層部やレジスト層5直下の被覆部)に、金属イオンは殆ど存在しない状態となる。これは、塗布膜3aの表層部で金属が析出するに伴い、塗布膜3a中の金属イオンが均一な濃度分布を維持しながら、塗布膜3a中のマスクされていない領域の表層部に移動し、移動した金属イオンが表層部付近で還元され、金属析出が生じることによるものと考えられる。還元の終点では、塗布膜3a中に金属イオンは殆ど残留しない状態となるが、仮に、塗布膜3a中に金属イオンが残留したとしても、後述する酸処理によって、残留する金属イオンを除去することができる。還元の終点の見極めとしては、例えば、塗布膜3aの断面を、エネルギー分散型X線(EDX)分析装置を用いて測定し、残留する金属イオンの原子重量%を読み取ることによって確認できる。
In the wet reduction treatment, the region not masked by the resist
本実施の形態では、回路配線9のシード層となる金属析出層7は、パターン形成されたレジスト層5で被覆されていない部分にのみ形成され、レジスト層5の下部には形成されないため、最終的にシード層を除去するためのフラッシュエッチング工程は不要であり、工程数の削減と、回路配線基板の信頼性の向上を図ることが可能である。
In the present embodiment, the
[工程d;回路配線形成工程]
次に、図1および図2(d)に示したように、金属析出層7の上に無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線9を形成する(ステップS4)。無電解メッキは、金属析出層7が形成された塗布膜3aを無電解メッキ液に浸漬することによって行われる(無電解メッキ工程)。この無電解メッキにより、無電解メッキ層が形成される。この無電解メッキ層は、後で行われる電気メッキの核となる。[Step d: Circuit wiring forming step]
Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 2D, a
無電解メッキ工程で用いる無電解メッキ液としては、ポリイミド前駆体樹脂への影響を考慮して、中性〜弱酸性の次亜燐酸系のニッケルメッキ液や、ホウ素系のニッケルメッキ液を選択することが好ましい。次亜燐酸系のニッケルメッキ液の市販品として、例えば、トップニコロン(商品名;奥野製薬工業株式会社製)を挙げることができる。また、ホウ素系のニッケルメッキ液の市販品として、例えばトップケミアロイB−1(商品名;奥野製薬工業株式会社製)、トップケミアロイ66(商品名;奥野製薬工業株式会社製)を挙げることができる。また、無電解メッキ液のpHは4〜7の中性〜弱酸性に調整することが好ましい。この場合、例えば硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸、炭酸等の無機酸、酢酸、グリコール酸、クエン酸、酒石酸等の有機酸を使用することが可能であり、更に、ホウ酸、炭酸、酢酸、クエン酸等の弱酸と、これらのアルカリ塩を組み合わせて緩衝作用を持たせてもよい。無電解メッキ処理の温度は、80〜95℃の範囲内とすることができ、好ましくは85〜90℃の範囲内である。また無電解メッキ工程の処理温度は、20秒〜10分とすることができ、好ましくは30秒〜5分、より好ましくは1分〜3分である。 As the electroless plating solution used in the electroless plating process, a neutral to weakly acidic hypophosphorous acid nickel plating solution or boron-based nickel plating solution is selected in consideration of the influence on the polyimide precursor resin. It is preferable. As a commercially available product of a hypophosphorous acid nickel plating solution, for example, Top Nicolon (trade name; manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) can be mentioned. Examples of commercially available boron-based nickel plating solutions include Top Chemialoy B-1 (trade name; manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) and Top Chemialoy 66 (trade name; manufactured by Okuno Pharmaceutical Industries, Ltd.). Can do. Moreover, it is preferable to adjust the pH of the electroless plating solution to neutral to slightly acidic 4-7. In this case, for example, inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, boric acid and carbonic acid, and organic acids such as acetic acid, glycolic acid, citric acid and tartaric acid can be used. Furthermore, boric acid, carbonic acid, acetic acid, A weak acid such as citric acid and these alkali salts may be combined to provide a buffering action. The temperature of the electroless plating treatment can be in the range of 80 to 95 ° C, and preferably in the range of 85 to 90 ° C. Moreover, the processing temperature of an electroless-plating process can be made into 20 second-10 minutes, Preferably it is 30 second-5 minutes, More preferably, it is 1 minute-3 minutes.
次に、無電解メッキ層を核として電気メッキを施し、電気メッキ層を形成する(電気メッキ工程)。電気メッキにより、無電解メッキ層を覆うように電気メッキ層が形成される。電気メッキは、例えば硫酸、硫酸銅、塩酸および光沢剤[例えば、市販品として日本マクダーミット製のマキュスペック(商品名)等]を含有する組成のメッキ液中で、無電解メッキ層を陰極とし、Cu等の金属を陽極として実施する。電気メッキにおける電流密度は、例えば0.2〜3.5A/dm2の範囲内とすることが好ましい。なお、電気メッキの陽極としては、例えばCu以外にNi、Co等の金属を用いることができる。Next, electroplating is performed using the electroless plating layer as a core to form an electroplating layer (electroplating step). An electroplating layer is formed by electroplating so as to cover the electroless plating layer. In electroplating, for example, in a plating solution having a composition containing sulfuric acid, copper sulfate, hydrochloric acid, and a brightener [for example, McCuispec (trade name) manufactured by Nihon McDermitt as a commercial product], an electroless plating layer is used as a cathode, A metal such as Cu is used as an anode. Current density in electroplating, for example, is preferably in the range of 0.2~3.5A / dm 2. As the anode for electroplating, for example, metals such as Ni and Co can be used in addition to Cu.
パターンを有する回路配線9を形成した後は、不要となったレジスト層5を剥離する。レジスト層5を剥離する方法は問われないが、例えば1〜4重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ溶液に浸漬する方法などが好ましい。なお、イミド化後にレジスト層5の剥離を行うと、レジスト剥離用のアルカリ溶液等の作用によって、ポリイミド樹脂に変質などの悪影響を与えるおそれがあるため、レジスト層5の剥離は、次工程のポリイミド前駆体樹脂のイミド化よりも前に行うことが好ましい。ただし、レジスト層5を回路配線9の回路間絶縁層の一部とする場合には、レジスト層5の剥離は必要としないので、この限りではない。
After the
ここで、塗布膜3a中の金属イオンの除去について説明する。湿式還元処理において、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、ジメチルアミンボラン等の金属塩を使用した場合、又はレジスト層5の剥離において、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属塩を使用した場合、前記金属塩由来の金属イオンが塗布膜3a中に存在する場合があるので、これを除去することが好ましい。金属イオンの除去は、酸の水溶液に浸漬して行うことがよく、その際に適用可能な酸は、ポリアミド酸のカルボキシル基と配位結合している金属イオンを解離させるため、ポリアミド酸よりも強い酸(酸解離定数pKaが3.5以下)を選択することが好ましく、更には、還元によって析出した金属を溶解しない酸を選択することが好ましい。このような酸の具体例としては、例えばクエン酸(pKa=2.87)、シュウ酸(pKa=1.04)が挙げられる。なお、塩酸、硝酸、硫酸などの強い酸は金属析出層7を溶解する恐れがあり、また酢酸(pKa=4.56)は酸の強度が低く、金属イオンの除去が困難となるので好ましくない。金属イオンを除去するための浸漬処理の条件として、濃度が1〜15重量%の範囲内、好ましくは5〜10重量%の範囲内で、温度20〜50℃の範囲内の酸の水溶液に、2〜10分間の範囲内の時間浸漬させることが好ましい。このような酸処理を行うことで、還元終了後又はレジスト層剥離後において、塗布膜3a中に残留する金属化合物由来の金属イオンも同時に除去することができる。なお、金属イオンを除去する方法は、例えば、「第17回マイクロエレクトロニクスシンポジウム予稿集」、2007年9月、179頁〜182頁にも開示されている。
Here, the removal of metal ions in the
[工程e;イミド化工程]
次に、図1および図2(e)に示したように、塗布膜3aを熱処理によってイミド化し、ポリイミド樹脂層3を形成する(ステップS5)。イミド化の方法は、特に制限されず、例えば、80〜400℃の範囲内の温度条件で1〜60分間の範囲内の時間をかけて加熱するといった熱処理が好適に採用される。還元およびメッキにより形成した回路配線層9の金属の酸化を抑制するため、低酸素雰囲気下での熱処理が好ましく、具体的には、窒素又は希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、水素などの還元ガス雰囲気下、あるいは真空中で行うことが好ましい。また、ステップS5のイミド化工程は、ステップS4の回路配線形成工程の後に行うことが好ましいが、ステップS4の工程の前に行っても問題ない。[Step e; Imidization step]
Next, as shown in FIGS. 1 and 2E, the
[工程f;金属イオン含浸工程]
また、本発明の回路配線基板の製造方法では、前記工程aの後に、更に、f)塗布膜3aに金属イオンを含有する水溶液(金属イオン溶液)を含浸させ、乾燥することによって塗布膜3a中の金属イオンの含有量を増加させる工程を備えることが好ましい。この含浸処理によって、塗布膜3a中に存在していたフリーのカルボキシル基、すなわち、金属化合物由来の金属との塩を形成していないカルボキシル基を、金属塩とすることができる。[Step f; metal ion impregnation step]
In the method for producing a circuit wiring board of the present invention, after the step a, further, f) the
この工程f(金属イオン含浸工程)で用いる金属イオンとしては、前記工程a(塗布膜形成工程)で使用する塗布液中に含まれる金属化合物と同様のものを用いることができる。 As the metal ions used in the step f (metal ion impregnation step), the same metal compounds as those contained in the coating solution used in the step a (coating film forming step) can be used.
金属イオン含浸工程で用いる金属イオン溶液中には、金属化合物を30〜300mMの範囲内で含有することが好ましく、50〜100mMの範囲内で含有することがより好ましい。金属化合物の濃度が30mM未満では、金属イオンを塗布膜3a中に含浸させるための時間がかかり過ぎるので好ましくなく、300mM超では、塗布膜3aの表面が腐食(溶解)する懸念がある。
In the metal ion solution used in the metal ion impregnation step, the metal compound is preferably contained within a range of 30 to 300 mM, and more preferably within a range of 50 to 100 mM. If the concentration of the metal compound is less than 30 mM, too much time is required for impregnating the metal ions into the
金属イオン溶液は、金属化合物のほかに、例えば緩衝液などのpH調整を目的とする成分を含有することができる。 In addition to the metal compound, the metal ion solution can contain components intended for pH adjustment such as a buffer solution.
含浸方法は、塗布膜3aの表面に金属イオン溶液が接触することができる方法であれば、特に限定されず、公知の方法を利用することができる。例えば、浸漬法、スプレー法、刷毛塗りあるいは印刷法等を用いることができる。含浸の温度は0〜100℃、好ましくは20〜40℃付近の常温でよい。また、含浸時間は、浸漬法を適用する場合、例えば1分〜5時間が好ましく、5分〜2時間がより好ましい。浸漬時間が5時間を越えても、金属イオンの塗布膜3aへの含浸の程度は、ほぼ横ばいになっていく傾向になる。
The impregnation method is not particularly limited as long as the metal ion solution can come into contact with the surface of the
含浸後、乾燥する。乾燥方法は、特に限定されず、例えば自然乾燥、エアガンによる吹きつけ乾燥、あるいはオーブンによる乾燥等を用いることができる。乾燥条件は、10〜150℃で5秒〜60分間、好ましくは25〜150℃で10秒〜30分間、更に好ましくは30〜120℃で、1分〜10分間である。 Dry after impregnation. The drying method is not particularly limited, and for example, natural drying, spray drying with an air gun, drying with an oven, or the like can be used. Drying conditions are 10 to 150 ° C. for 5 seconds to 60 minutes, preferably 25 to 150 ° C. for 10 seconds to 30 minutes, and more preferably 30 to 120 ° C. for 1 minute to 10 minutes.
工程fの後に、工程bのレジストパターン形成工程及び工程cの金属析出層形成工程を行うことがよいが、工程fを備えることで、ポリイミド前駆体樹脂層である塗布膜3a内の金属イオンの量(すなわち、塗布膜3a内の金属イオンの含有量)を増加させることができる。この結果、工程cで得られる金属析出層7を膜状とすることができるため、無電解メッキ工程の省略が可能となる。無電解メッキは、メッキ液の管理や廃液の処理が煩雑であるという問題があるため、無電解メッキを使用せずに基材への密着性に優れた回路配線を形成できるならば、その工業的価値は非常に大きい。このような観点から、工程aで塗布膜3aを形成した後で、さらに工程fの金属イオン含浸工程を実施し、塗布膜3a中の金属イオンの量を増加させておくことが特に好ましい。なお、工程bのレジストパターン形成工程で使用するレジストの材質を選択することにより、工程bの後(つまり、工程cの前)に、パターン形成されたレジスト層5で被覆されていない塗布膜3aの露出部分に金属イオン溶液を接触させて工程fの金属イオン含浸工程を行うことができる場合もある。
After step f, it is preferable to perform a resist pattern formation step in step b and a metal deposit layer formation step in step c. By providing step f, metal ions in
[工程g;アミン処理工程]
また、本発明の回路配線基板の製造方法では、前記a)の工程の後に、更に、g)前記塗布膜3aにアンモニア水溶液又は第1級若しくは第2級アミン水溶液を含浸させる工程を備えることが好ましい。アンモニア水溶液又は第1級若しくは第2級アミン水溶液(以下、アミン水溶液ともいう)を含浸させることにより、アミン水溶液中のアミンが、塗布膜3a中に存在する金属イオンのキレート錯体の配位子と配位子置換し、金属イオンのアミン錯体を生成する。このように生成したアミン錯体は、金属イオンを還元する際に配位子を遊離しやすい状態となり、この結果、金属イオンの還元反応が塗布膜3aの表層部で均一に生じるものと考えられる。第1級又は第2級アミンは水溶性であれば特に限定されないが、好ましくは脂肪族アミンがよい。このような脂肪族アミンの具体例として、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、エチレンジアミン、ジエチルアミン等を挙げることができる。また、脂肪族アミンの中でも更に好ましくはエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等のアルコールアミンがよい。これらの中でも、取り扱いが容易であり経済性にも優れたアンモニアが特に好ましい。アミン水溶液としては、濃度が1〜30重量%の範囲内、好ましくは10〜30重量%の範囲内、液温が1〜80℃の範囲内、好ましくは10〜50℃の範囲内で使用することが好ましい。アミン水溶液の含浸方法は特に限定されないが、例えば浸漬法、スプレー法あるいは刷毛塗り等を適用することができる。例えば、浸漬法を適用する場合、10秒〜2時間、好ましくは1〜30分間処理することが有効である。アミン水溶液の濃度又は温度が上記下限未満では、配位子置換が不十分となる傾向になり、また上記上限を超える場合は、塗布膜3a中に存在する金属イオンが溶出しやすくなる傾向になる。[Step g; amine treatment step]
In the method for manufacturing a circuit wiring board according to the present invention, after the step a), g) a step of impregnating the
含浸後の塗布膜3aは、そのまま次工程に付しても差し支えなく、含浸後、塗布膜3aを乾燥しても差し支えない。
The impregnated
工程gのアミン処理工程の後に、工程bのレジストパターン形成工程及び工程cの金属析出層形成工程を行うことがよいが、工程gを備えることで、工程cで得られる金属析出層7を膜状とすることができるため、無電解メッキ工程の省略が可能となる。
After the amine treatment step of step g, it is preferable to perform the resist pattern formation step of step b and the metal precipitation layer formation step of step c. By providing step g, the
上記工程f、工程gを実施して無電解メッキ工程を省略したい場合、塗布膜3aの厚みを2μm以上とすることが有利である。このような厚みとすることで、塗布膜3a中に十分な量の金属イオンを含有させておくことができる。なお、工程fの金属イオン含浸工程と、工程gのアミン処理工程は、いずれか一方を行えばよいが、工程fと工程gの両方を実施することも可能である。この場合、緻密な膜状の金属析出層7を形成することができるので好ましい。工程fと工程gの両方を行う場合、その順序は問わないが、工程fの次に工程gを行うことが好ましい。
When it is desired to omit the electroless plating step by performing the above steps f and g, it is advantageous to set the thickness of the
本実施の形態の回路配線基板の製造方法は、上記工程a〜工程e、さらに必要に応じて工程fおよび/または工程gを行うことにより、基材1とポリイミド樹脂層3を有する絶縁樹脂層の上に、密着性に優れた回路配線9が形成された回路配線基板100を製造できる。この方法は、工程数が少なく、かつ特殊な機材や装置などを必要としない簡易な方法であるとともに、金属析出層を除去するためのエッチング工程も不要であることから、工業的利用価値が大きなものである。
The manufacturing method of the circuit wiring board according to the present embodiment includes the insulating resin layer having the
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、本発明の実施例において特にことわりない限り、各種測定、評価は下記によるものである。また、本実施例に用いた略号は上記されているとおりである。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples. Unless otherwise specified in the examples of the present invention, various measurements and evaluations are as follows. Further, the abbreviations used in this example are as described above.
[密着性の評価]
密着性の評価は、3mm幅の回路配線の測定用試験片を作製し、ストログラフ-M1(東洋精機製作所社製)を用いて、室温で90°方向に引き剥がし強さを測定することにより評価した。なお、密着性の評価は、引き剥がし強さが0.5kN/m以上であれば実用上問題はないが、より優れた密着性を得るためには、1.0kN/m以上であることが好ましい。[Evaluation of adhesion]
For evaluation of adhesion, a test piece for measuring 3 mm width circuit wiring is prepared, and using a strograph-M1 (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), the peel strength is measured in the 90 ° direction at room temperature, and the strength is measured. evaluated. The evaluation of adhesion has no practical problem if the peel strength is 0.5 kN / m or more, but in order to obtain better adhesion, it should be 1.0 kN / m or more. preferable.
[線熱膨張係数の測定]
線熱膨張係数は、サーモメカニカルアナライザー(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて、サンプルを250℃まで昇温し、更にその温度で10分保持した後、5℃/分の速度で冷却し、240℃から100℃までの平均線熱膨張係数(CTE)を求めることにより評価した。[Measurement of linear thermal expansion coefficient]
The coefficient of linear thermal expansion was determined by using a thermomechanical analyzer (manufactured by Seiko Instruments Inc.), raising the temperature of the sample to 250 ° C., holding the sample at that temperature for 10 minutes, and then cooling at a rate of 5 ° C./min. To an average linear thermal expansion coefficient (CTE) from 100 ° C to 100 ° C.
[ガラス転移温度の測定]
ガラス転移温度は、粘弾性アナライザ(レオメトリックサイエンスエフィー株式会社製RSA−II)を使って、10mm幅のサンプルを用いて、1Hzの振動を与えながら、室温から400℃まで10℃/分の速度で昇温した際の、損失正接(Tanδ)の極大から求めた。[Measurement of glass transition temperature]
The glass transition temperature was measured at a rate of 10 ° C./min from room temperature to 400 ° C. while applying a 1 Hz vibration using a 10 mm wide sample using a viscoelasticity analyzer (RSA-II manufactured by Rheometric Science Effy Co., Ltd.). It was determined from the maximum loss tangent (Tan δ) when the temperature was raised at.
[還元処理後に析出した金属粒子の平均粒径の測定]
走査型透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて倍率50,000倍でサンプルの断面を観察し、観察された全金属粒子の平均粒径とした。[Measurement of average particle diameter of metal particles deposited after reduction treatment]
The cross section of the sample was observed at a magnification of 50,000 times using a scanning transmission electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the average particle diameter of all the observed metal particles was obtained.
[金属層のシート抵抗の測定]
抵抗率計測器(三菱化学社製MCP−T610)を用いて、JIS K 7194に準拠する方法にて、金属層のシート抵抗の測定を行った。なお、金属層のシート抵抗における測定値が、50Ω/□(ohm/square)を超える場合を「電気メッキ困難」であるレベルとし、50Ω/□以下である場合を「電気メッキ可能」であるレベルと評価した。また、30Ω/□以下である場合は、金属層が導電性皮膜として「特に優れる」と評価した。[Measurement of sheet resistance of metal layer]
The sheet resistance of the metal layer was measured by a method based on JIS K 7194 using a resistivity meter (MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). In addition, when the measured value of the sheet resistance of the metal layer exceeds 50Ω / □ (ohm / square), the level is “difficult electroplating”, and when it is 50Ω / □ or less, the level is “possible electroplating”. It was evaluated. Moreover, when it was 30 Ω / □ or less, the metal layer was evaluated as “particularly excellent” as a conductive film.
[反りの評価方法]
裁断機によって導体層形成樹脂フィルムを裁断して、10cm×10cmサイズのシートを作成し、このシートを机上に載置したときに最も机の面から浮き上がった部分の机の面からの高さを、ノギスを用いて測定した。その高さを導体層形成樹脂フィルムの反り量とし、反り量が2mm未満の場合「反りがない」と評価した。[Evaluation method of warpage]
The conductor layer forming resin film is cut by a cutting machine to create a sheet of 10 cm × 10 cm size, and when the sheet is placed on the desk, the height from the desk surface of the part that is the most lifted from the desk surface is set. Measured using calipers. The height was taken as the amount of warpage of the conductor layer-forming resin film, and when the amount of warpage was less than 2 mm, it was evaluated as “no warp”.
作製例1
500mlのセパラブルフラスコの中において、撹拌しながら20.7gの2'-メトキシ-4,4'-ジアミノベンズアニリド(0.08モル)を343gのDMAcに溶解させた。次に、その溶液に窒素気流中で28.5gのPMDA(0.13モル)及び10.3gのDAPE44(0.05モル)を加えた。その後、約3時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体樹脂溶液S1を得た。Production Example 1
In a 500 ml separable flask, 20.7 g of 2′-methoxy-4,4′-diaminobenzanilide (0.08 mol) was dissolved in 343 g of DMAc with stirring. Next, 28.5 g PMDA (0.13 mol) and 10.3 g DAPE44 (0.05 mol) were added to the solution in a nitrogen stream. Thereafter, polymerization reaction was continued to stir for about 3 hours to obtain a viscous polyimide precursor resin solution S 1.
得られたポリイミド前駆体樹脂溶液S1を、ステンレス基材の上に塗布し、130℃で5分間乾燥し、15分かけて360℃まで昇温させてイミド化を完了させ、ステンレス基材に積層されたポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムをステンレス基材から剥離し、25μmの厚みのポリイミドフィルムS2を得た。このポリイミドフィルムS2の線熱膨張係数は、14.6×10−6(1/K)であった。The resulting polyimide precursor resin solution S 1 was applied on a stainless steel substrate, and dried 5 minutes at 130 ° C., to complete the over 15 minutes allowed to warm to 360 ° C. imidization, the stainless steel substrate A laminated polyimide film was obtained. The polyimide film was peeled from the stainless steel substrate, to obtain a polyimide film S 2 of 25μm in thickness. Linear thermal expansion coefficient of the polyimide film S 2 was 14.6 × 10 -6 (1 / K ).
作製例2
500mlのセパラブルフラスコの中において、撹拌しながら20.5gのBAPP(0.05モル)を250gのDMAcに溶解させた。次に、その溶液に窒素気流下で14.7gのBPDA(0.05モル)を加えた。その後、約3時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体樹脂液T1を得た。Production Example 2
In a 500 ml separable flask, 20.5 g BAPP (0.05 mol) was dissolved in 250 g DMAc with stirring. Next, 14.7 g of BPDA (0.05 mol) was added to the solution under a nitrogen stream. Thereafter, polymerization reaction was continued to stir for about 3 hours to obtain a viscous polyimide precursor resin liquid T 1.
得られたポリイミド前駆体樹脂溶液T1をステンレス基板上に塗布し、130℃で5分間乾燥した。その後、塗布膜を15分かけて360℃まで昇温させてイミド化を完了させ、基板を除去して、厚み5μmのポリイミドフィルムT2を得た。得られたポリイミドフィルムT2のガラス転移温度は252℃、線熱膨張係数は52×10−6(1/K)であった。The resulting polyimide precursor resin solution T 1 was coated on a stainless steel substrate and dried for 5 minutes at 130 ° C.. Thereafter, the coating film was heated to 360 ° C. over 15 minutes to complete imidization, and the substrate was removed to obtain a polyimide film T 2 having a thickness of 5 μm. The resulting glass transition temperature of the polyimide film T 2 are 252 ° C., the linear thermal expansion coefficient of 52 × 10 -6 (1 / K ).
作製例3
作製例2で作製したポリイミド前駆体樹脂溶液T1に、7.91gのピリジン(0.1モル)を加え、20分間撹拌した。この混合物に、市販のニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物22.0g(0.08モル)を160mlのN−メチル−2−ピロリジノン(以下、NMPと略す)に溶解した溶液を添加し、室温で1時間撹拌することにより、青色のポリイミド前駆体ニッケル錯体溶液Aを作製した。Production Example 3
The polyimide precursor resin solution T 1 prepared in Preparation Example 2 was added pyridine 7.91 g (0.1 mol), and stirred for 20 min. A solution of 22.0 g (0.08 mol) of commercially available nickel (II) acetylacetonate dihydrate dissolved in 160 ml of N-methyl-2-pyrrolidinone (hereinafter abbreviated as NMP) was added to this mixture. By stirring at room temperature for 1 hour, a blue polyimide precursor nickel complex solution A was prepared.
作製例4
無アルカリガラス(旭硝子株式会社製 AN−100)の試験片12.5cm×12.5cm(厚み0.7mm)を50℃の5N水酸化ナトリウム水溶液により5分間処理した。次に、試験片のガラス基板を純水で洗浄し、乾燥した後、1重量%の3−アミノプロピルトリメトキシシラン(以下、「γ−APS」と略す)水溶液に浸漬させた。このガラス基板をγ−APS水溶液から取り出した後、乾燥し、150℃で5分間加熱し、ガラス基材Gを得た。Production Example 4
A test piece 12.5 cm × 12.5 cm (thickness 0.7 mm) of alkali-free glass (Asahi Glass Co., Ltd. AN-100) was treated with a 5N sodium hydroxide aqueous solution at 50 ° C. for 5 minutes. Next, the glass substrate of the test piece was washed with pure water and dried, and then immersed in a 1 wt% aqueous solution of 3-aminopropyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as “γ-APS”). The glass substrate was taken out from the γ-APS aqueous solution, dried, and heated at 150 ° C. for 5 minutes to obtain a glass substrate G.
[実施例1]
ガラス基材G上に、イミド化後の厚みが1.4μmとなるようにポリイミド前駆体ニッケル錯体溶液Aを塗布し、130℃で20分間乾燥することで、塗布膜a1を得た。[Example 1]
On the glass base material G, the polyimide precursor nickel complex solution A was apply | coated so that the thickness after imidation might be set to 1.4 micrometers, and the coating film a1 was obtained by drying at 130 degreeC for 20 minute (s).
次に、上記塗布膜a1の表面にドライフィルムレジスト(旭化成株式会社製、商品名:サンフォートAQ、10μm厚さ)を温度110℃にてラミネートし、フォトマスクを介して紫外線露光し、0.5重量%の炭酸ナトリウム水溶液にて現像して50μm{配線幅/配線間隔(L/S)=20μm/30μm}のレジストパターンを形成して、レジストパターンが形成されたガラス基板b1を得た。 Next, a dry film resist (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., trade name: Sunfort AQ, 10 μm thickness) is laminated on the surface of the coating film a1 at a temperature of 110 ° C., and exposed to ultraviolet rays through a photomask. Development was performed with a 5% by weight aqueous sodium carbonate solution to form a resist pattern of 50 μm {wiring width / wiring spacing (L / S) = 20 μm / 30 μm} to obtain a glass substrate b1 on which the resist pattern was formed.
上記ガラス基板b1を、50mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液(50℃)に3分間浸漬し、レジスト層でマスクしていない領域の塗布膜a1の表面にニッケルの析出層を形成し、ガラス基板c1を得た。この塗布膜a1の表層部の断面観察を行ったところ、塗布膜a1の最表面から約100nmの深さに至るまで、平均粒径約40nmのニッケル粒子が密に存在(ニッケル粒子が埋包)していることを確認した。次に、このガラス基板c1を無電解ニッケルメッキ浴(奥野製薬工業株式会社製、商品名:トップニコロンTOM−S)に、80℃で30秒間浸漬させることで、電気銅メッキの下地となるニッケル層を形成した。さらに、形成したニッケル層に対して、電気銅メッキ浴中で、2A/dm2の電流密度で電気メッキを行い、銅膜厚み10μmの銅配線を形成し、ガラス基板d1を得た。The glass substrate b1 is immersed in a 50 mM aqueous solution of sodium borohydride (50 ° C.) for 3 minutes to form a nickel deposition layer on the surface of the coating film a1 in a region not masked with a resist layer, thereby obtaining a glass substrate c1. It was. When cross-sectional observation of the surface layer portion of the coating film a1 was performed, nickel particles having an average particle diameter of about 40 nm were densely present from the outermost surface of the coating film a1 to a depth of about 100 nm (the nickel particles were embedded). I confirmed that Next, the glass substrate c1 is immersed in an electroless nickel plating bath (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., trade name: Top Nicolon TOM-S) at 80 ° C. for 30 seconds, thereby providing a base for electrolytic copper plating. A nickel layer was formed. Further, the formed nickel layer was electroplated at an electric current density of 2 A / dm 2 in an electric copper plating bath to form a copper wiring having a copper film thickness of 10 μm, thereby obtaining a glass substrate d1.
得られたガラス基板d1を、2重量%の水酸化ナトリウム水溶液(25℃)に3分間浸漬してレジストパターンを剥離した後、10重量%のシュウ酸水溶液(25℃)に2分間浸漬することで、残留金属イオンを除去した。 The obtained glass substrate d1 is immersed in a 2% by weight sodium hydroxide aqueous solution (25 ° C.) for 3 minutes to remove the resist pattern, and then immersed in a 10% by weight oxalic acid aqueous solution (25 ° C.) for 2 minutes. The residual metal ions were removed.
上記ガラス基板d1をイオン交換水で洗浄した後、窒素雰囲気下で300℃まで加熱し、同温度で5分間かけてポリイミド前駆体樹脂をイミド化した。その後、窒素雰囲気下で常温まで冷却し、銅配線形成ガラス基板e1を得た。得られた銅配線形成ガラス基板e1は、銅配線の引き剥がし強さが1.4kN/mであり、密着性に優れていた。 The glass substrate d1 was washed with ion-exchanged water, then heated to 300 ° C. under a nitrogen atmosphere, and the polyimide precursor resin was imidized at the same temperature for 5 minutes. Then, it cooled to normal temperature in nitrogen atmosphere, and obtained the copper wiring formation glass substrate e1. The obtained copper wiring-formed glass substrate e1 had a copper wiring peeling strength of 1.4 kN / m and excellent adhesion.
[実施例2]
ステンレス基材上に、イミド化後の厚みが25μmとなるようにポリイミド前駆体樹脂溶液S1を塗布し、130℃で20分間乾燥することで、ポリイミド前駆体樹脂層を得た。この樹脂層上に、イミド化後の厚みが1.4μmとなるようにポリイミド前駆体ニッケル錯体溶液Aを塗布し、130℃で20分間乾燥することで、塗布膜a2を得た。[Example 2]
On a stainless steel substrate, the thickness after imidization by applying a polyimide precursor resin solution S 1 so that 25 [mu] m, followed by drying at 130 ° C. 20 minutes to obtain a polyimide precursor resin layer. On this resin layer, the polyimide precursor nickel complex solution A was apply | coated so that the thickness after imidation might be set to 1.4 micrometers, and the coating film a2 was obtained by drying at 130 degreeC for 20 minute (s).
実施例1における塗布膜a1の代わりに、塗布膜a2を使用した以外は、実施例1と同様にして、レジストパターンが形成されたポリイミド前駆体樹脂層b2、ニッケル析出前駆体樹脂層c2、銅配線形成前駆体樹脂層d2及び銅配線形成ポリイミド樹脂層e2を得た。なお、塗布膜a2の表層部の断面観察を行ったところ、塗布膜a2の最表面から約100nmの深さに至るまで、平均粒径約50nmのニッケル粒子が密に存在(ニッケル粒子が埋包)していることを確認した。得られた銅配線形成ポリイミド樹脂層e2をステンレス基材から剥離することで、銅配線形成フィルムe2’を得た。得られた銅配線形成フィルムe2’は、反りもなく、銅配線の引き剥がし強さが1.4kN/mであり、密着性に優れていた。 A polyimide precursor resin layer b2, a nickel deposition precursor resin layer c2, on which a resist pattern is formed, copper, and copper, in the same manner as in Example 1, except that the coating film a2 is used instead of the coating film a1 in Example 1. A wiring formation precursor resin layer d2 and a copper wiring formation polyimide resin layer e2 were obtained. When the cross section of the surface layer portion of the coating film a2 was observed, nickel particles having an average particle diameter of about 50 nm were densely present from the outermost surface of the coating film a2 to a depth of about 100 nm (the nickel particles were embedded). ) The obtained copper wiring formation polyimide resin layer e2 was peeled from the stainless steel base material to obtain a copper wiring formation film e2 '. The obtained copper wiring formation film e2 'had no warping, the peel strength of the copper wiring was 1.4 kN / m, and was excellent in adhesion.
[実施例3]
実施例2における塗布膜a2を使用し、この塗布膜a2を、100mM酢酸ニッケル水溶液(25℃)に10分間浸漬し、塗布膜a2にニッケルイオンを含浸させて金属イオン含有層a3を形成した。[Example 3]
Using the coating film a2 in Example 2, this coating film a2 was immersed in a 100 mM nickel acetate aqueous solution (25 ° C.) for 10 minutes, and the coating film a2 was impregnated with nickel ions to form a metal ion-containing layer a3.
実施例1における塗布膜a1の代わりに、金属イオン含有層a3を使用した以外は、実施例1と同様にして、レジストパターンが形成されたポリイミド前駆体樹脂層b3及びニッケル析出前駆体樹脂層c3を得た。ニッケル析出前駆体樹脂層c3におけるニッケル析出層のシート抵抗は25Ω/□であり、導電性皮膜として、特に優れていた。このニッケル析出前駆体樹脂層c3に対して、電気銅メッキ浴中で、2A/dm2の電流密度で電気メッキを行い、銅膜厚み10μmの銅配線を形成し、銅配線形成前駆体樹脂層d3を得、実施例1と同様にして、銅配線形成ポリイミド樹脂層e3を得た。得られた銅配線形成ポリイミド樹脂層e3をステンレス基材から剥離することで、銅配線形成フィルムe3’を得た。得られた銅配線形成フィルムe3’は、反りもなく、銅配線の引き剥がし強さが1.4kN/mであり、密着性に優れていた。A polyimide precursor resin layer b3 and a nickel deposition precursor resin layer c3 on which a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the metal ion-containing layer a3 was used instead of the coating film a1 in Example 1. Got. The sheet resistance of the nickel deposition layer in the nickel deposition precursor resin layer c3 was 25Ω / □, and was particularly excellent as a conductive film. The nickel deposition precursor resin layer c3 is electroplated at an electric current density of 2 A / dm 2 in an electric copper plating bath to form a copper wiring having a copper film thickness of 10 μm, and a copper wiring forming precursor resin layer d3 was obtained, and a copper wiring-forming polyimide resin layer e3 was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained copper wiring formation polyimide resin layer e3 was peeled from the stainless steel base material to obtain a copper wiring formation film e3 ′. The obtained copper wiring forming film e3 ′ was not warped, the peel strength of the copper wiring was 1.4 kN / m, and the adhesiveness was excellent.
[実施例4]
ステンレス基材上に、イミド化後の厚みが25μmとなるようにポリイミド前駆体樹脂溶液S1を塗布し、130℃で20分間乾燥することで、ポリイミド前駆体樹脂層を得た。この樹脂層上に、イミド化後の厚みが2.5μmとなるようにポリイミド前駆体ニッケル錯体溶液Aを塗布し、130℃で20分間乾燥することで、塗布膜a4を得た。この塗布膜a4を、25重量%アンモニア水溶液(25℃)に2分間浸漬し、塗布膜a4へ含浸させた。その後、塗布膜a4をアンモニア水溶液から引き上げ、水洗し、乾燥させて、塗布膜a4’を得た。[Example 4]
On a stainless steel substrate, the thickness after imidization by applying a polyimide precursor resin solution S 1 so that 25 [mu] m, followed by drying at 130 ° C. 20 minutes to obtain a polyimide precursor resin layer. On this resin layer, the polyimide precursor nickel complex solution A was apply | coated so that the thickness after imidation might be set to 2.5 micrometers, and the coating film a4 was obtained by drying at 130 degreeC for 20 minute (s). The coating film a4 was immersed in a 25 wt% aqueous ammonia solution (25 ° C.) for 2 minutes to impregnate the coating film a4. Thereafter, the coating film a4 was pulled up from the aqueous ammonia solution, washed with water, and dried to obtain a coating film a4 ′.
実施例1における塗布膜a1の代わりに、塗布膜a4’を使用した以外は、実施例1と同様にして、レジストパターンが形成されたポリイミド前駆体樹脂層b4及びニッケル析出前駆体樹脂層c4を得た。ニッケル析出前駆体樹脂層c4におけるニッケル析出層のシート抵抗は42Ω/□であり、導電性皮膜が形成されていた。このニッケル析出前駆体樹脂層c4に対して、電気銅メッキ浴中で、2A/dm2の電流密度で電気メッキを行い、銅膜厚み10μmの銅配線を形成し、銅配線形成前駆体樹脂層d4を得、実施例1と同様にして、銅配線形成ポリイミド樹脂層e4を得た。得られた銅配線形成ポリイミド樹脂層e4をステンレス基材から剥離することで、銅配線形成フィルムe4’を得た。得られた銅配線形成フィルムe4’は、反りもなく、銅配線の引き剥がし強さが1.4kN/mであり、密着性に優れていた。A polyimide precursor resin layer b4 and a nickel deposition precursor resin layer c4 formed with a resist pattern were formed in the same manner as in Example 1 except that the coating film a4 ′ was used instead of the coating film a1 in Example 1. Obtained. The sheet resistance of the nickel deposition layer in the nickel deposition precursor resin layer c4 was 42Ω / □, and a conductive film was formed. The nickel deposition precursor resin layer c4 is subjected to electroplating in an electric copper plating bath at a current density of 2 A / dm 2 to form a copper wiring having a copper film thickness of 10 μm, and a copper wiring forming precursor resin layer d4 was obtained, and a copper wiring-forming polyimide resin layer e4 was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained copper wiring formation polyimide resin layer e4 was peeled from the stainless steel base material to obtain a copper wiring formation film e4 ′. The obtained copper wiring-forming film e4 ′ had no warpage and had a copper wiring peeling strength of 1.4 kN / m, which was excellent in adhesion.
[実施例5]
実施例4における25重量%アンモニア水溶液(25℃)に2分間浸漬の代わりに、25重量%エタノールアミン水溶液(25℃)に2分間浸漬したこと以外は、実施例1と同様にして、レジストパターンが形成されたポリイミド前駆体樹脂層b5及びニッケル析出樹脂層c5を得た。ニッケル析出樹脂層c5におけるニッケル析出層のシート抵抗は45Ω/□であり、導電性皮膜が形成されていた。このニッケル析出樹脂層c5に対して、電気銅メッキ浴中で、2A/dm2の電流密度で電気メッキを行い、銅膜厚み10μmの銅配線を形成し、銅配線形成前駆体樹脂層d5を得、実施例1と同様にして、銅配線形成ポリイミド樹脂層e5を得た。得られた銅配線形成ポリイミド樹脂層e5をステンレス基材から剥離することで、銅配線形成フィルムe5’を得た。得られた銅配線形成フィルムe5’は、反りもなく、銅配線の引き剥がし強さが1.4kN/mであり、密着性に優れていた。[Example 5]
Resist pattern was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was immersed in a 25% by weight aqueous ethanolamine solution (25 ° C.) for 2 minutes instead of being immersed in the 25% by weight aqueous ammonia solution (25 ° C.) in Example 4. A polyimide precursor resin layer b5 and a nickel-deposited resin layer c5 were obtained. The sheet resistance of the nickel precipitation layer in the nickel precipitation resin layer c5 was 45Ω / □, and a conductive film was formed. The nickel-deposited resin layer c5 is electroplated at an electric current density of 2 A / dm 2 in an electric copper plating bath to form a copper wiring having a copper film thickness of 10 μm, and a copper wiring forming precursor resin layer d5 is formed. In the same manner as in Example 1, a copper wiring-forming polyimide resin layer e5 was obtained. The obtained copper wiring formation polyimide resin layer e5 was peeled from the stainless steel base material to obtain a copper wiring formation film e5 ′. The obtained copper wiring forming film e5 ′ had no warping, the peel strength of the copper wiring was 1.4 kN / m, and was excellent in adhesion.
[参考例]
5Nの水酸化カリウム水溶液の中に、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、商品名:カプトンEN、100mm×100mm×25μm厚、線熱膨張係数(CTE)16×10-6/K)を50℃、10分間浸漬した。その後、浸漬したポリイミドフィルムをイオン交換水で充分水洗し、1重量%濃度の塩酸水溶液(25℃)に30秒浸漬した後、さらにイオン交換水で充分水洗し、圧縮空気を吹き付けて乾燥することで、表面処理ポリイミドフィルムを得た。この表面処理ポリイミドフィルムの片面におけるアルカリ処理層の厚みは1.4μmであった。[Reference example]
50 polyimide film (manufactured by Toray DuPont, trade name: Kapton EN, 100 mm × 100 mm × 25 μm thickness, linear thermal expansion coefficient (CTE) 16 × 10 −6 / K) in 5N potassium hydroxide aqueous solution Immersion at 10 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the immersed polyimide film is sufficiently washed with ion-exchanged water, immersed in a 1% by weight hydrochloric acid aqueous solution (25 ° C.) for 30 seconds, further sufficiently washed with ion-exchanged water, and dried by blowing compressed air. Thus, a surface-treated polyimide film was obtained. The thickness of the alkali treatment layer on one surface of this surface-treated polyimide film was 1.4 μm.
次に、上記フィルムを、100mM酢酸ニッケル水溶液(25℃)に10分間浸漬し、アルカリ処理層にニッケルイオンを含浸させて金属イオン含有層を形成した。その後、金属イオン含有層の表面にドライフィルムレジスト(旭化成株式会社製、商品名:サンフォートAQ、10μm厚さ)を温度110℃にてラミネートし、フォトマスクを介して紫外線露光し、0.5重量%の炭酸ナトリウム水溶液にて現像して50μm{配線幅/配線間隔(L/S)=20μm/30μm}のレジストパターンを形成して、レジストパターンが形成されたフィルムを得た。 Next, the film was immersed in a 100 mM nickel acetate aqueous solution (25 ° C.) for 10 minutes, and the alkali-treated layer was impregnated with nickel ions to form a metal ion-containing layer. Thereafter, a dry film resist (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., trade name: Sunfort AQ, 10 μm thickness) is laminated on the surface of the metal ion-containing layer at a temperature of 110 ° C., and exposed to ultraviolet rays through a photomask. The resist pattern of 50 μm {wiring width / wiring interval (L / S) = 20 μm / 30 μm} was formed by developing with a weight% sodium carbonate aqueous solution to obtain a film on which the resist pattern was formed.
上記フィルムを、50mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液(50℃)に3分間浸漬し、レジスト層でマスクしていない領域の金属イオン含有層の表面にニッケルの析出層を形成し、無電解ニッケルメッキ浴(奥野製薬工業株式会社製、商品名:トップニコロンTOM−S)に、80℃で30秒間浸漬させることで、電気銅メッキの下地となるニッケル層を形成した。さらに、形成したニッケル層に対して、電気銅メッキ浴中で、2A/dm2の電流密度で電気メッキを行い、銅膜厚み10μmの銅配線を形成した。形成した銅配線の密着性を評価したところ、引き剥がし強さは0.7kN/mであった。The film is immersed in a 50 mM aqueous solution of sodium borohydride (50 ° C.) for 3 minutes to form a nickel deposition layer on the surface of the metal ion-containing layer that is not masked by the resist layer, and an electroless nickel plating bath ( The nickel layer used as the foundation | substrate of an electrolytic copper plating was formed by making it immerse in Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. make and brand name: Top Nicolon TOM-S for 30 seconds at 80 degreeC. Furthermore, the formed nickel layer was electroplated at a current density of 2 A / dm 2 in an electro copper plating bath to form a copper wiring having a copper film thickness of 10 μm. When the adhesion of the formed copper wiring was evaluated, the peel strength was 0.7 kN / m.
上記実施例1〜5および参考例における試験の概要と試験結果を表1および表2にまとめて示した。 The outline and test results of the tests in Examples 1 to 5 and the reference example are summarized in Tables 1 and 2.
表1および表2から、実施例1〜実施例5の方法で製造された回路配線基板としての銅配線形成樹脂層は、いずれも引き剥がし強さが1.4kN/mと非常に大きく、フレキシブルプリント配線板などの用途に要求される密着性が、参考例と比較しても格段に優れていることが確認できた。 From Table 1 and Table 2, the copper wiring forming resin layer as the circuit wiring board manufactured by the methods of Examples 1 to 5 has a very large peeling strength of 1.4 kN / m and is flexible. It was confirmed that the adhesion required for applications such as printed wiring boards was remarkably superior even when compared with the reference examples.
特に、ポリイミド前駆体ニッケル錯体溶液Aを用い、ガラス転移温度が350℃以下である熱可塑性のポリイミド樹脂(Tg=252℃)によって表面樹脂層が形成された実施例1および実施例2では、金属析出層形成工程で析出したニッケル粒子が、上記熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体層中に十分な深さ(約100nm)で埋包された状態で存在しており、これが密着性の向上に寄与しているものと考えられた。 In particular, in Example 1 and Example 2 in which the polyimide resin precursor complex A was used and the surface resin layer was formed of a thermoplastic polyimide resin (Tg = 252 ° C.) having a glass transition temperature of 350 ° C. or lower, the metal The nickel particles deposited in the deposited layer forming step are embedded in the thermoplastic polyimide resin precursor layer at a sufficient depth (about 100 nm), which contributes to improved adhesion. It was thought that.
さらに、線熱膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内である低熱膨張性のポリイミド樹脂[CTE=14.6×10−6(1/K)]の上に、上記熱可塑性のポリイミド樹脂を積層して多層構造を形成した実施例2〜実施例5では、金属ニッケル層に隣接する層に熱可塑性のポリイミド樹脂が配置されているため、上記と同じ理由により非常に優れた密着性が得られ、かつ低熱膨張性のポリイミド樹脂との積層構造によって基板の反りも効果的に抑制できることが示された。Further, a low thermal expansion polyimide resin having a linear thermal expansion coefficient in the range of 1 × 10 −6 to 30 × 10 −6 (1 / K) [CTE = 14.6 × 10 −6 (1 / K)]. In Examples 2 to 5 in which a multilayer structure is formed by laminating the thermoplastic polyimide resin above, since the thermoplastic polyimide resin is disposed in a layer adjacent to the metallic nickel layer, the above and For the same reason, it was shown that excellent adhesion can be obtained, and that the warpage of the substrate can be effectively suppressed by the laminated structure with the low thermal expansion polyimide resin.
また、ポリイミド前駆体樹脂層としての塗布膜に金属イオン溶液を含浸させることにより膜中の金属イオンを増加させた実施例3では、還元処理後のニッケル析出層のシート抵抗が25[Ω/□]と非常に小さく、無電解メッキ工程を行わなくても、そのまま電気メッキ処理が可能な状態であった。これは、金属イオンの含浸によって塗布膜中のニッケルイオンの量が豊富になり、析出した金属ニッケル層を緻密な膜状に形成できたためであると考えられた。 In Example 3 in which the metal ion in the film was increased by impregnating the coating film as the polyimide precursor resin layer with the metal ion solution, the sheet resistance of the nickel deposition layer after the reduction treatment was 25 [Ω / □. The electroplating process is still possible without performing the electroless plating process. This was thought to be because the amount of nickel ions in the coating film became abundant due to the impregnation of metal ions, and the deposited metal nickel layer could be formed into a dense film.
また、ポリイミド前駆体樹脂層としての塗布膜をアミン水溶液に浸漬処理し、アンモニアまたはアミンを含浸させた実施例4〜実施例5では、還元処理後のニッケル析出層が膜状に形成され、そのシート抵抗も50[Ω/□]以下と小さく、無電解メッキ工程を行わなくても、そのまま電気メッキ処理が可能な状態であった。これは、アミン水溶液の含浸によって塗布膜中の金属イオンとの間で形成されたアミン錯体が、金属イオンを還元する際に配位子を遊離しやすい性質を持つことにより、金属イオンの還元が塗布膜の表層部で均一に進み、ニッケル析出層が膜状に形成された結果であると考えられた。 Further, in Examples 4 to 5 in which the coating film as the polyimide precursor resin layer was immersed in an aqueous amine solution and impregnated with ammonia or amine, the nickel deposition layer after the reduction treatment was formed into a film shape. The sheet resistance was as small as 50 [Ω / □] or less, and the electroplating process was possible without performing the electroless plating process. This is because the amine complex formed between the metal ions in the coating film by impregnation with the aqueous amine solution has the property of easily liberating the ligand when reducing the metal ions, thereby reducing the metal ions. It was thought that this was a result of the nickel deposit layer being formed in a film shape, proceeding uniformly at the surface layer portion of the coating film.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の意義から逸脱することなく種々の変形が可能であり、そのような変形は本発明の範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the significance of the present invention, and such modifications are included in the scope of the present invention.
本発明方法は、各種の電子部品に使用されるプリント配線基板などの回路配線基板の製造に適用可能である。 The method of the present invention is applicable to the manufacture of circuit wiring boards such as printed wiring boards used for various electronic components.
Claims (5)
a)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含有する塗布液を基材上に塗布し、乾燥することによって、塗布膜を形成する工程、
b)前記塗布膜の表面をレジスト層で被覆し、パターン形成してレジストマスクを形成する工程、
c)前記塗布膜中の金属イオンを湿式還元法により還元することによって、前記塗布膜の表層部の前記レジストマスクで被覆されていない領域に金属を析出させて金属析出層を形成する工程、
d)前記金属析出層の上に、無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線を形成する工程、並びに
e)前記塗布膜中のポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化し、前記ポリイミド樹脂層を形成する工程、
を備え、更に工程cの後、かつ工程eの前までに、前記ポリイミド前駆体樹脂層を、クエン酸水溶液又はシュウ酸水溶液に浸漬して、前記ポリイミド前駆体樹脂層中に存在する金属イオンを除去する工程、を備えることを特徴とする回路配線基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on a polyimide resin layer,
a) A step of forming a coating film by applying a coating liquid containing a polyimide precursor resin, which is a precursor of a polyimide resin, and a metal compound on a substrate and drying the coating solution;
b) coating the surface of the coating film with a resist layer, forming a pattern and forming a resist mask;
c) a step of forming a metal deposition layer by reducing metal ions in the coating film by a wet reduction method to deposit a metal in a region not covered with the resist mask in a surface layer portion of the coating film;
d) forming a circuit wiring having a pattern by electroless plating and / or electroplating on the metal deposition layer; and e) imidizing the polyimide precursor resin layer in the coating film by heat treatment, Forming a resin layer;
And after the step c and before the step e, the polyimide precursor resin layer is immersed in a citric acid aqueous solution or an oxalic acid aqueous solution, and metal ions present in the polyimide precursor resin layer are removed. And a step of removing the circuit wiring board.
a)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含有する塗布液を基材上に塗布し、乾燥することによって、塗布膜を形成する工程、
b)前記塗布膜の表面をレジスト層で被覆し、パターン形成してレジストマスクを形成する工程、
c)前記塗布膜中の金属イオンを湿式還元法により還元することによって、前記塗布膜の表層部の前記レジストマスクで被覆されていない領域に金属を析出させて金属析出層を形成する工程、
d)前記金属析出層の上に、無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線を形成する工程、並びに
e)前記塗布膜中のポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化し、前記ポリイミド樹脂層を形成する工程、
を備え、
前記a)の工程の後に、更に、f)前記塗布膜に金属イオンを含有する水溶液を含浸させ、乾燥することによって、前記塗布膜中の金属イオンの含有量を増加させる工程、を備えることを特徴とする回路配線基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on a polyimide resin layer,
a) A step of forming a coating film by applying a coating liquid containing a polyimide precursor resin, which is a precursor of a polyimide resin, and a metal compound on a substrate and drying the coating solution;
b) coating the surface of the coating film with a resist layer, forming a pattern and forming a resist mask;
c) a step of forming a metal deposition layer by reducing metal ions in the coating film by a wet reduction method to deposit a metal in a region not covered with the resist mask in a surface layer portion of the coating film;
d) forming a circuit wiring having a pattern on the metal deposition layer by electroless plating and / or electroplating; and
e) imidizing the polyimide precursor resin layer in the coating film by heat treatment to form the polyimide resin layer;
With
After the step a), the method further comprises f) a step of increasing the content of metal ions in the coating film by impregnating the coating film with an aqueous solution containing metal ions and drying. A method of manufacturing a circuit wiring board, which is characterized.
a)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含有する塗布液を基材上に塗布し、乾燥することによって、塗布膜を形成する工程、
b)前記塗布膜の表面をレジスト層で被覆し、パターン形成してレジストマスクを形成する工程、
c)前記塗布膜中の金属イオンを湿式還元法により還元することによって、前記塗布膜の表層部の前記レジストマスクで被覆されていない領域に金属を析出させて金属析出層を形成する工程、
d)前記金属析出層の上に、無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線を形成する工程、並びに
e)前記塗布膜中のポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化し、前記ポリイミド樹脂層を形成する工程、
を備え、
前記a)の工程の後に、更に、g)前記塗布膜にアンモニア水溶液又は第1級若しくは第2級アミンの水溶液を含浸させる工程、を備えることを特徴とする回路配線基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on a polyimide resin layer,
a) A step of forming a coating film by applying a coating liquid containing a polyimide precursor resin, which is a precursor of a polyimide resin, and a metal compound on a substrate and drying the coating solution;
b) coating the surface of the coating film with a resist layer, forming a pattern and forming a resist mask;
c) a step of forming a metal deposition layer by reducing metal ions in the coating film by a wet reduction method to deposit a metal in a region not covered with the resist mask in a surface layer portion of the coating film;
d) forming a circuit wiring having a pattern on the metal deposition layer by electroless plating and / or electroplating; and
e) imidizing the polyimide precursor resin layer in the coating film by heat treatment to form the polyimide resin layer;
With
A method for producing a circuit wiring board, comprising: g) a step of impregnating the coating film with an aqueous ammonia solution or an aqueous solution of a primary or secondary amine after the step a).
a)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含有する塗布液を基材上に塗布し、乾燥することによって、塗布膜を形成する工程、
b)前記塗布膜の表面をレジスト層で被覆し、パターン形成してレジストマスクを形成する工程、
c)前記塗布膜中の金属イオンを還元することによって、前記塗布膜の表層部の前記レジストマスクで被覆されていない領域に金属を析出させて金属析出層を形成する工程、
d)前記金属析出層の上に、無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線を形成する工程、並びに
e)前記塗布膜中のポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化し、前記ポリイミド樹脂層を形成する工程、を備え、
前記a)の工程の後に、更に、f)前記塗布膜に金属イオンを含有する水溶液を含浸させ、乾燥することによって、前記塗布膜中の金属イオンの含有量を増加させる工程、
を備えることを特徴とする回路配線基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on a polyimide resin layer,
a) A step of forming a coating film by applying a coating liquid containing a polyimide precursor resin, which is a precursor of a polyimide resin, and a metal compound on a substrate and drying the coating solution;
b) coating the surface of the coating film with a resist layer, forming a pattern and forming a resist mask;
c) reducing the metal ions in the coating film to deposit a metal in a region not covered with the resist mask in the surface layer portion of the coating film to form a metal deposition layer;
d) forming a circuit wiring having a pattern by electroless plating and / or electroplating on the metal deposition layer; and e) imidizing the polyimide precursor resin layer in the coating film by heat treatment, Forming a resin layer,
After the step a), f) a step of increasing the content of metal ions in the coating film by impregnating the coating film with an aqueous solution containing metal ions and drying.
A method of manufacturing a circuit wiring board, comprising:
a)ポリイミド樹脂の前駆体であるポリイミド前駆体樹脂と金属化合物とを含有する塗布液を基材上に塗布し、乾燥することによって、塗布膜を形成する工程、
b)前記塗布膜の表面をレジスト層で被覆し、パターン形成してレジストマスクを形成する工程、
c)前記塗布膜中の金属イオンを還元することによって、前記塗布膜の表層部の前記レジストマスクで被覆されていない領域に金属を析出させて金属析出層を形成する工程、
d)前記金属析出層の上に、無電解メッキおよび/又は電気メッキによりパターンを有する回路配線を形成する工程、並びに
e)前記塗布膜中のポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化し、前記ポリイミド樹脂層を形成する工程、を備え、
前記a)の工程の後に、更に、g)前記塗布膜にアンモニア水溶液又は第1級若しくは第2級アミンの水溶液を含浸させる工程、
を備えることを特徴とする回路配線基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit wiring board by forming circuit wiring on a polyimide resin layer,
a) A step of forming a coating film by applying a coating liquid containing a polyimide precursor resin, which is a precursor of a polyimide resin, and a metal compound on a substrate and drying the coating solution;
b) coating the surface of the coating film with a resist layer, forming a pattern and forming a resist mask;
c) reducing the metal ions in the coating film to deposit a metal in a region not covered with the resist mask in the surface layer portion of the coating film to form a metal deposition layer;
d) forming a circuit wiring having a pattern by electroless plating and / or electroplating on the metal deposition layer; and e) imidizing the polyimide precursor resin layer in the coating film by heat treatment, Forming a resin layer,
After the step a), g) a step of impregnating the coating film with an aqueous ammonia solution or an aqueous solution of a primary or secondary amine;
A method of manufacturing a circuit wiring board, comprising:
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