KR20070110100A - 수지기재, 거기에 무전해도금을 실시한 전자 부품기재, 및전자 부품기재의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 재료로서 일반적인 수지기재에 적용할 수 있고, 그 기재와 도금 금속층과의 밀착 강도를 향상시킬 수 있는 기술을 제공한다. 즉, 도금 금속층과의 밀착 강도를 향상시킨 일반적인 수지기재를 제공한다.
이미다졸실란과 무전해도금의 촉매 작용을 가진 팔라듐 등의 귀금속 화합물을 함유한 용액을 이용하고, 상기 용액에 의해 팽윤성을 가진 표면을 처리해서 이루어진 에폭시 수지 등의 수지기재, 및 이 수지기재에 무전해도금을 실시한 전자 부품기재.

Description

수지기재, 거기에 무전해도금을 실시한 전자 부품기재, 및 전자 부품기재의 제조 방법{RESIN SUBSTRATE, SUBSTRATE FOR ELECTRONIC COMPONENT HAVING ELECTROLESS PLATING APPLIED THEREON, AND PROCESS FOR PRODUCTION OF SUBSTRATE FOR ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은, 특히 전자 부품기재로서 유용한 수지기재에 관한 것이다. 상세한 것은, 수지층에 밀착성 좋게 무전해 도금층을 형성할 수 있는 전자 부품기재로서 유용한 수지기재에 관한 것이다.
근래, 프린트 기판은, 기기의 소형화, 고성능화의 요구에 의해 그 배선 밀도는 점점 증대하고 있다. 그에 따라, 기판은 배선을 미세화하기 위해 그 표면을 로우 프로파일화하고 있으며, 이 표면의 낮은 조화(粗化) 경향에 의해, 기판과 기판상에 형성하는 금속 도금막과의 밀착성을 충분히 취하는 것이 곤란하게 되어 있다. 그러나, 상기 요구를 만족하기 위해서, 이 밀착 강도의 향상도 또한 요구된다.
이러한 요구에 대응하기 위해서, 이미 각종 제안이 이루어지고 있다. 그 중에서, 특허 문헌 1, 혹은 2에는, 폴리이미드 수지기재상에 팔라듐 화합물을 함유하는 폴리이미드 수지 전구체 용액을 도포·건조시켜 폴리이미드 수지 전구체층을 형성하고, 이어서 수소 공여체의 존재하에서 자외선을 조사하여 도금 바탕핵을 형성 한 후, 무전해 도금 처리에 의해 도금 바탕 금속층을 형성하고, 계속해서 표면 도금층을 형성한 후 또는 형성하기 전에 상기 폴리이미드 수지 전구체층을 가열 이미드화하여 폴리이미드 수지층으로 하는 것이 있다. 이것은 도금 바탕핵을 폴리이미드 수지층내에 형성한 것에 의해 그 앵커 효과에 의해, 폴리이미드 수지층과 도금 바탕 금속층의 밀착 강도를 향상시키는 것이다.
특허 문헌 1 : 일본 특허공개공보 2002-30216호
특허 문헌 2 : 일본 특허공개공보 2002-374055호
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나, 상기 제안에서는 기판 재료는 폴리이미드 수지로 한정되어 전자 부품용 기판 일반에 적용할 수 없다. 또한, 팔라듐을 활성화하기 위해서 자외선 처리를 필요로 하고, 또한 이미드화를 위해서 고온 가열을 필요로 하는 등 그 처리 공정은 번잡하다.
본 발명은, 기판 재료로서 일반적인 수지기재에 적용할 수 있고, 그 기재와 도금 금속층과의 밀착 강도를 보다 간이하게 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은, 도금 금속층과의 밀착 강도를 향상시킨 전자 부품기재로서 유용한 일반적인 수지 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명자는, 예의 검토한 결과, 무전해도금의 촉매인 귀금속 화합물과 이것을 포착할 수 있는 이미다졸실란을 포함한 용액을 사용하고, 그 용액에 의해 팽윤성을 가진 수지기재의 표면을 처리하는 것이 유효한 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다. 즉, 본 발명은,
[1] 이미다졸실란과 귀금속 화합물을 포함한 용액을 이용하고, 상기 용액에 의해 팽윤성을 가진 표면을 처리해서 이루어진 수지기재.
[2] 수지기재가 에폭시 수지인 상기 [1]에 기재된 수지기재.
[3] 귀금속 화합물이 팔라듐 화합물인 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 수지기재.
[4] 상기 [1]에 기재된 수지기재에 무전해도금을 실시한 전자 부품기재.
[5] 수지 기재가 에폭시 수지인 상기 [4]에 기재된 전자 부품기재.
[6] 전자 부품기재가 빌드 업 기판인 상기 [4] 또는 [5]에 기재된 전자 부품기재.
[7] 이미다졸실란과 귀금속 화합물을 포함한 용액을 이용하고, 상기 용액에 의해 팽윤성을 가진 표면을 처리해서 이루어진 수지기재에, 무전해 도금을 실시하는 공정을 포함한 전자 부품기재의 제조 방법.
[8] 수지기재가 에폭시 수지인 상기 [7]에 기재된 전자 부품기재의 제조 방법.
[9] 전자 부품기재가 빌드 업 기판인 상기 [7] 또는 [8]에 기재된 전자 부품기재의 제조 방법.
에 관한 것이다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 수지기재는, 이미다졸실란과 귀금속 화합물을 포함한 용액으로 표면처리되었을 때에, 그 용액에 의해 표면이 팽윤하기 때문에, 표면보다 내부의 수지층에 귀금속 촉매를 스며들게 하여 거기에 존재시킬 수 있다. 그 때문에, 이 수지기재를 무전해도금하는 것에 의해 금속도 마찬가지로 수지층 내부에까지 석출시킬 수 있다. 이러한 도금 금속층의 앵커 효과에 의해, 수지기재의 수지층과 무전해 도금에 의한 금속층의 밀착 강도를 향상시킬 수 있다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명에 사용하는 수지기재로서는, 상기의 작용에 의해 이미다졸실란과 귀금속 화합물을 포함한 용액으로 표면 처리되는 것에 의해 그 표면이 팽윤되는 수지 재료이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 열경화성 수지의 경우, 상기 용액으로 표면 처리되는 것에 의해 팽윤이 용이한 완전 경화에 이르기 전의 단계인 이른바 B 스테이지의 수지가 바람직하다.
본 발명에 있어서, 특히 바람직한 수지기재는, 에폭시 수지이다. 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 비스페놀류의 디글리시딜에테르화물(비스페놀형 에폭시 수지), 측쇄, 또는 주쇄에 고무, 우레탄, 폴리에테르, 폴리에스테르 등의 가요성 수지로 변성된 것, 페놀노볼락, 크레졸노볼락 등의 글리시딜에테르화물(노볼락형 에폭시 수지), 혹은 폴리부타디엔 등의 공역(共役) 디엔폴리머의 에폭시화물 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용하는 이미다졸실란으로서는, 귀금속 화합물을 포착할 수 있는 이하의 (1), (2) 및 (3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
[식 1]
Figure 112007068840232-PCT00001
(다만, R1은 수소 또는 탄소수가 1∼20의 알킬기, R2는 수소, 비닐기 또는 탄소수 1∼5의 알킬기, R3, R4는 탄소수 1∼3의 알킬기, n은 1∼3을 나타낸다.)
상기 식 (1), (2), (3)에 있어서, R1∼R4는 각 규정된 바와 같은 의의를 갖지만, 특히 합성의 용이성으로부터 R1은 수소, 메틸, 에틸, 운데실, 헵타데실이 바람직하고, R2는 수소, 메틸, 에틸이 바람직하고, R3, R4는 메틸, 에틸이 바람직하다.
이들 합성법에 대해서는, 일본 특개평5-186479호 공보에 개시되어 있다.
즉, 이하에 나타내는 이미다졸화합물(일반식(4))과 3-글리시독시프로필실란화합물(일반식(5))과의 등몰 반응에 의해 합성할 수 있다. 한편, 이 합성법에 따라 상기 (1), (2), (3)으로 표시되는 이미다졸실란의 혼합물로서 얻어지는 경우에도 특히 분리할 필요는 없고, 혼합물의 형태로 사용하는 것이 유리하다.
[식 2]
Figure 112007068840232-PCT00002
(상기 식중, R1는 수소 또는 탄소수가 1∼20의 알킬기, R2는 수소, 비닐기 또는 탄소수 1∼5의 알킬기, R3 및 R4는 탄소수 1∼3의 알킬기, n은 1∼3을 나타낸다.)
상기 일반식(4)로 표시되는 이미다졸 화합물로서 바람직한 것은, 이미다졸, 2-알킬이미다졸, 2,4-디알킬이미다졸, 4-비닐이미다졸 등이다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은, 이미다졸; 2-알킬이미다졸로서는, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸; 또한, 2,4-디알킬이미다졸로서는, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
또한 상기 일반식(5)로 표시되는 3-글리시독시프로필실란화합물은, 3-글리시독시프로필트리알콕시실란, 3-글리시독시프로필디알콕시알킬실란, 3-글리시독시프로필알콕시디알킬실란이며, 이들 중에 특히 바람직한 것을 들면, 3-글리시독시프로필트리알콕시실란으로서는, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 또한 3-글리시독시프로필디알콕시알킬실란으로서는, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필알콕시디알킬실란으로서는, 3-글리시독시프로필에톡시디메틸실란 등이다.
또한, 본 발명에 사용하는 귀금속 화합물은, 무전해도금에 있어서 종래부터 사용되고 있는 귀금속 화합물 촉매를 사용할 수 있다. 이러한 귀금속 화합물로서는, 무전해도금액으로부터 피도금물 표면에 구리나 니켈 등의 금속을 석출시킬 때의 촉매 작용을 나타내는 팔라듐 비누, 팔라듐, 은, 백금, 금 등의 염화물, 수산화물, 산화물, 황산염, 암모늄염 등의 암민착체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 팔라듐 화합물이 바람직하고, 나프텐산팔라듐 등의 팔라듐 비누가 특히 바람직하다. 귀금속 화합물은, 상기 처리액중 1∼30000mg/L, 바람직하게는 10∼20000mg/L의 농도로 사용한다.
본 발명에 사용하는 이미다졸실란은, 상기 처리액중, 1∼30000mg/L, 바람직하게는 10∼20000mg/L의 농도로 사용된다.
이 처리액에 사용하는 용매로서는, 이미다졸실란, 및 귀금속 화합물을 용해하고, 또한 이 처리액으로 수지기재를 표면 처리함으로써 상기 수지를 팽윤시키는 용매이면 제한은 없다.
이러한 용매로서는, 특히 메틸에틸케톤, 옥탄올, 부탄올 등이 바람직하다. 또한, 이미다졸실란은 물에 불용성이지만, 물과 에틸렌글리콜 등의 유기용매를 혼합한 것을 용매로서 이용하는 것에 의하여 용해하여, 수용액으로 할 수 있다. 이러한 물과 에틸렌글리콜 등의 혼합 용액도 용매로서 바람직하다.
표면 처리 방법으로서는, 통상의 처리 방법으로도 좋고, 도포, 침지 등을 들 수 있다. 도포, 침지한 후, 건조하여, 용매를 제거한다.
또한, 상기 표면 처리 전에, 과망간산 등으로 처리하여, 표면을 조화(粗化)하는 것에 의해 밀착 강도가 더욱 향상된다.
또한, 귀금속 화합물과 이미다졸실란에 의해 처리된 수지기재의 무전해도금 활성을 더 활성화시키기 위해서, 무전해도금을 실시하기 전에, 환원제에 의해 처리하는 것이 바람직하다. 이 환원제로서는, 무전해도금에서 통상 사용되고 있는 공지의 환원제를 사용할 수 있지만, 바람직하게는, 차아인산, 차아인산나트륨 등의 차아인산의 알칼리금속염, 디메틸보란 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 무전해도금 그 자체는 공지의 방법이라도 좋으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 무전해도금은, 구리도금이 바람직하지만, 그 외, 니켈, 코발트 등이어도 좋다.
또한, 무전해도금 후에, 전기도금을 실시할 수 있다. 이 전기도금법에 대해서도 특별히 제한은 없고, 공지의 기술을 적용할 수 있다. 예를 들면, 구리, 크롬, 니켈, 은 등을 적용할 수 있다.
또한, 기재로서 완전 경화에 이르기 전의 수지를 이용하고 있는 경우에는, 전기도금을 실시한 후, 혹은 무전해도금을 실시한 후에, 가열하고, 완전 경화시키는 것이 바람직하다.
본 발명은, 귀금속 화합물과 이미다졸실란을 포함한 용액에 의해 처리된 수지기재에 무전해도금을 실시한 전자 부품기재, 빌드 업 기판을 포함하는 것이다.
실시예 1
이미다졸실란(이미다졸과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 등몰 반응 생성물) 5g와 나프텐산팔라듐 10g를 메틸 에틸 케톤 1L에 혼합 용해하고, 에폭시수지 (마쯔시다덴코사 에폭시 수지 프리프레그, R-1661T)를 반경화 상태(140℃경화)로 한 표면에 베이커 애플리케이터로 도포하였다. 120℃에서 용매 건조를 실시하였다. 도포층은 0.1㎛였다. 차아인산(포스핀산) 30g/L농도의 환원액에 침지한 후 세정 처리하여, Pd를 활성화시킨 후, 무전해 구리도금(고온 타입의 포르말린계 구리도금액, KC500(닛코 메탈플레이팅(주) 제품), 0.3㎛ 두께)와 전기구리도금(황산구 리 도금, 1.5A/dm2, 35㎛두께)을 실시하였다. 170℃에서 풀 큐어(full curing)한 후의 필 강도(peel strength)는 1.0kgf/cm가 되었다. 한편, 필 강도는 90°필 강도(JIS C 6481)이다. 이하도 동일하다.
실시예 2
이미다졸실란(이미다졸과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 등몰 반응 생성물) 5g와 나프텐산팔라듐 10g를 옥탄올 1L에 혼합 용해하고, 에폭시 수지(마쯔시타덴코사 제품, 에폭시 수지 프리프레그, R-1661T)를 반경화 상태(100℃경화)로 한 표면에 베이커 아플리케이터로 도포하였다. 120℃에서 용매 건조를 실시하고, 도포층은 0.1㎛이었다. 차아인산(포스핀산) 30g/L농도의 환원액에 침지한 후 세정처리하고, Pd를 활성화시킨 후, 무전해 구리도금(고온 타입의 포르말린계 구리도금액, KC500(닛코 메탈플레이팅(주) 제품), 0.3㎛ 두께)와 전기구리도금(황산구리도금, 1.5A/dm2, 35㎛ 두께)을 실시하였다. 170℃에서, 풀 큐어한 후의 필 강도는 1.2kgf/cm가 되었다.
실시예 3
이미다졸실란(이미다졸과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 등몰 반응 생성물) 5g와 나프텐산팔라듐 10g를 옥탄올 1L에 혼합 용해하고, 에폭시 수지(마쯔시타덴코사 제품, 에폭시 수지 프리프레그, R-1661T)를 반경화 상태(140℃경화)로 하고, 다시 과망간산으로 조화 처리한 표면에, 베이커 아플리케이터로 도포하였다. 120℃에서 용매 건조를 실시하여, 도포층은 0.1㎛가 되었다. 차아인산(포스핀산) 30g/L농도의 환원액에 침지한 후 세정 처리하고, Pd를 활성화시킨 후, 무전해 구리도금(고온 타입의 포르말린계 구리도금액, KC500(닛코 메탈 플레이팅(주) 제품), 0.3㎛ 두께)와 전기구리도금(황산구리도금, 1.5A/dm2, 35㎛ 두께)을 실시하였다. 170℃에서, 풀 큐어한 후의 필 강도는 1.4kgf/cm가 되었다.
실시예 4
이미다졸실란(이미다졸과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 등몰 반응 생성물) 200mg/L와 염화 팔라듐 100mg/L(Pd환산 60mg/L)와 에틸렌글리콜 30g/L를 포함한 수용액에, 에폭시 수지(마쯔시타덴코사 제품, 에폭시 수지 프리프레그, R·1661T)를 반경화 상태(100℃ 경화)로 하고, 과망간산으로 조화 처리한 것을 침지하였다. 120℃에서 건조한 후, 차아인산(포스핀산) 30g/L농도의 환원액에 침지한 후 세정 처리하고, Pd를 활성화시킨 후, 무전해구리도금(고온 타입의 포르말린계 구리도금액, KC-500(닛코 메탈플레이팅(주) 제품), 0.3㎛ 두께)와 전기구리도금(황산구리 도금, 1.5A/dm2, 35㎛ 두께)을 실시하였다. 170℃에서 풀 큐어한 후의 필 강도는 1.1kgf/cm가 되었다.
실시예 5
에폭시 수지를 폴리이미드 수지(미츠비시 가스 화학사 제품, BT레진 프리프레그, GHPL 950K)로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 처리하였다. 필 강도는 1.1kgf/cm가 되었다.
비교예 1
에폭시 수지(마쯔시타덴코사 제품, 에폭시 수지 프리프레그, R-1661T)를 C 스테이지품(완전 경화품)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 처리를 하였다. 필 강도는 0.4kgf/cm가 되었다.

Claims (9)

  1. 이미다졸실란과 귀금속 화합물을 포함한 용액을 이용하고, 상기 용액에 의해 팽윤성을 가진 표면을 처리해서 이루어진 수지기재.
  2. 제 1 항에 있어서, 수지기재가 에폭시 수지인 수지기재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 귀금속 화합물이 팔라듐 화합물인 수지기재.
  4. 제 1 항에 기재된 수지기재에 무전해도금을 실시한 전자 부품기재.
  5. 제 4 항에 있어서, 수지기재가 에폭시 수지인 전자 부품기재.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 전자 부품기재가 빌드 업(build-up) 기판인 전자 부품기재.
  7. 이미다졸실란과 귀금속 화합물을 포함한 용액을 이용하고, 상기 용액에 의해 팽윤성을 가진 표면을 처리해서 이루어진 수지기재에, 무전해도금을 실시하는 공정을 포함한 전자 부품기재의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 수지기재가 에폭시 수지인 전자 부품기재의 제조 방법
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 전자 부품기재가 빌드 업 기판인 전자 부품기재의 제조 방법.
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