WO2009099047A1 - 回路配線基板の製造方法 - Google Patents

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WO2009099047A1
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resin layer
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metal
polyimide precursor
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Yasushi Enomoto
Yasufumi Matsumura
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Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a circuit wiring board used for electronic components, and more particularly to a method for manufacturing a circuit wiring board formed by forming a circuit wiring having a pattern on a polyimide resin layer.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • copper foil is generally used as the conductive material from the viewpoint of conductivity.
  • Patent Document 1 a technique called a direct metallization method as disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a technique capable of maintaining relatively good adhesion between a polyimide resin substrate and a metal film. A part of the metal film obtained by such a method is embedded in the resin of the polyimide resin base material, and high adhesion can be obtained. A method has been proposed in which such direct metallization is applied and the etching process of the seed layer is unnecessary. For example, in Patent Document 2, a pattern-shaped microchannel is formed on the surface of a polyimide resin substrate, an alkaline solution is supplied to the microchannel, and a modified layer is formed on the surface of the polyimide resin substrate.
  • Patent Document 3 discloses a method in which a hydrophobic substance is attached to the polyimide surface and the exposed portion is selectively alkali-treated.
  • 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 also a concern that the electrical characteristics of the circuit may be adversely affected.
  • Patent Document 3 it is necessary to perform plasma treatment in order to adhere a hydrophobic substance that does not dissolve in an alkaline aqueous solution to the polyimide surface, and plasma treatment is also necessary when removing the hydrophobic substance. is there. Further, in the invention of Patent Document 3, it is necessary to form a mask layer by a photolithography technique prior to the attachment of the hydrophobic substance and to peel off the mask layer after the attachment. This means that in order to pattern the hydrophobic substance as a mask, another mask layer (resist pattern) is formed and a step of peeling is necessary, and the number of steps is unnecessarily large. There was a problem of being complicated.
  • An object of the present invention is to provide a method of 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.
  • 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 metal ion-containing polyimide precursor resin layer by impregnating a polyimide precursor resin layer including a polyimide resin precursor with an aqueous solution containing metal ions and drying; b) coating the surface of the metal ion-containing polyimide precursor resin layer with a resist layer, and patterning a resist mask; c) By reducing the metal ions in the metal ion-containing polyimide precursor resin layer, the metal is deposited on the surface layer portion of the polyimide precursor resin layer in the region not covered with the resist mask.
  • Forming a process 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 by heat treatment to form the polyimide resin layer; It is characterized by providing.
  • the polyimide precursor resin layer may be formed by treating the surface side of the polyimide resin layer with an alkaline aqueous solution, or on the substrate. It may be formed by applying a polyimide precursor resin solution and drying.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the main process steps of the circuit wiring board manufacturing method according to the present embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of each process.
  • a circuit wiring board 100 obtained by the manufacturing method of the present invention is formed by forming circuit wiring 9 on a polyimide resin layer 3b as shown in FIG. 2 (f), for example.
  • a polyimide precursor resin layer 3 formed on the base layer 1 is prepared (step S1).
  • the polyimide precursor resin layer 3 is formed by treating the surface of the polyimide resin layer as the underlayer 1 with an alkaline aqueous solution (Method A), or polyimide on an arbitrary base material as the underlayer 1. It is obtained by passing through a method (Method B) of forming by applying and drying a solution of the precursor resin.
  • the polyimide precursor resin means a state in which the imide ring of the polyimide resin is opened.
  • the polyimide resin layer is formed by opening a polyimide resin layer (I) formed by imidizing the polyimide precursor resin layer 3 and an imide ring of the polyimide resin of the polyimide resin layer (I).
  • the former is referred to as “polyimide resin layer (I)” and the latter is referred to as “polyimide resin layer (II)”.
  • the polyimide precursor resin that forms the polyimide resin layer (I) may be abbreviated as “precursor”.
  • the polyimide precursor resin via imidization that forms the polyimide resin layer (II) may be abbreviated as “polyamic acid”. Since the precursor or polyamic acid and the polyimide resin are in a relationship between the precursor and the product, the structure of the other is understood by explaining one of them. Common parts will be described simultaneously.
  • the aspect of the polyimide resin layer is not particularly limited, and may be a film (sheet) or may be a state of being laminated on a base material such as a metal foil, a glass plate, or a resin film.
  • the “base material” here refers to a sheet-like resin, a glass substrate, a ceramic, a metal foil or the like on which a polyimide resin layer is laminated.
  • the total thickness of the polyimide resin layer can be in the range of 3 to 100 ⁇ m, preferably in the range of 3 to 50 ⁇ m.
  • the polyimide resin that forms the polyimide resin layer includes a so-called polyimide and has an imide group in its structure, as represented by polyamideimide, polybenzimidazole, polyimide ester, polyetherimide, polysiloxaneimide, and the like.
  • a heat-resistant resin is mentioned.
  • Commercially available polyimide resins or polyimide films can also be suitably used.
  • Kapton EN (trade name) manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.
  • Apical NPI (trade name) manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd., Ube Industries, Ltd.
  • Iupilex (trade name) manufactured by the company is listed.
  • the polyimide resin can be formed by imidizing (curing) a precursor.
  • the precursor here contains a photosensitive group, for example, an ethylenically unsaturated hydrocarbon group, in its molecular skeleton. Also included. Details of imidization will be described later.
  • the coefficient of linear thermal expansion (CTE) is 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).
  • CTE coefficient of linear thermal expansion
  • Applying such a polyimide resin as an insulating resin layer is advantageous because warpage as a circuit wiring board can be suppressed.
  • a polyimide resin exceeding the linear thermal expansion coefficient can also be used, and in this case, the adhesion with the metal deposition layer can be improved.
  • the polyimide resin is preferably a polyimide resin having a structural unit represented by the general formula (1).
  • Ar 1 represents a tetravalent aromatic group represented by Formula (2) or Formula (3)
  • Ar 3 represents a divalent aromatic group represented by Formula (4) or Formula (5)
  • R 1 independently represents a monovalent hydrocarbon group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms
  • X and Y independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms
  • O S Represents a divalent group selected from CO, SO, SO 2 or CONH
  • n independently represents an integer of 0 to 4
  • q represents an abundance ratio of constituent units, 0.1 to 1.0 Value.
  • the structural unit may be present in the homopolymer or 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.
  • a polyimide resin that can be suitably used is a non-thermoplastic polyimide resin.
  • a polyimide resin is generally produced by reacting a diamine and an acid anhydride
  • a specific example of the polyimide resin can be understood by explaining the diamine and the acid anhydride.
  • Ar 3 can be referred to as a diamine residue
  • Ar 1 can be referred to as an acid anhydride residue. Therefore, a preferred polyimide resin will be described using a diamine and an acid anhydride.
  • the polyimide resin is not limited to those obtained from the diamine and acid anhydride described here.
  • acid anhydrides examples include pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 4, A preferred example is 4'-oxydiphthalic anhydride.
  • Examples of other acid anhydrides include 1,2,7,8-, 1,2,6,7- or 1,2,9,10-phenanthrene-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6, 7-anthracenetetracarboxylic 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-tetra Carboxylic dianhydride, 2,3,6,7- (or
  • Diamines 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'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl 4,4′-diaminobenzanilide and the like are preferred.
  • Diamines include 2,2-bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, and bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl.
  • Examples of other diamines include 2,2-bis- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 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'
  • each of the acid anhydride and diamine can be used alone, or two or more can be used in combination. Further, other acid anhydrides or diamines not included in the general formula (1) can be used together with the acid anhydrides or diamines. In this case, acid anhydrides not included in the general formula (1) Alternatively, the proportion of diamine used is 90 mol% or less, preferably 50 mol% or less.
  • the precursor can be synthesized by reacting approximately equimolar acid anhydride and diamine in a solvent.
  • solvent examples include N, N-dimethylacetamide (DMAc), n-methylpyrrolidinone, 2-butanone, diglyme, xylene and the like, and one or more of these can be used in combination.
  • thermoplastic polyimide resin can also be used as the polyimide resin.
  • a precursor used for a thermoplastic polyimide resin a precursor having a structural unit represented by the general formula (6) is preferable.
  • Ar 4 represents a divalent aromatic group represented by Formula (7), Formula (8), or Formula (9), and Ar 5 represents Formula (10) or Formula (11).
  • R 2 independently represents a monovalent hydrocarbon group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and V and W each independently represents a single bond or 1 to 15 carbon atoms.
  • thermoplastic polyimide resin is not limited to those obtained from the diamine and acid anhydride described herein.
  • diamines suitably used for forming thermoplastic polyimide resins include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2′-methoxy-4,4′-diaminobenzanilide, 1,4-bis (4-aminophenoxy).
  • diamine mentioned by description of the said polyimide resin can be mentioned.
  • particularly preferable 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)
  • DANPG 1,3-bis (4-aminophenoxy) -2,2-dimethylpropane
  • BAPP 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane
  • APIB 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene
  • p-PDA paraphenylenediamine
  • DAPE34 3,4'-diaminodiphenyl
  • thermoplastic polyimide resin examples include pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4, Examples thereof include 4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride and 4,4′-oxydiphthalic anhydride.
  • acid anhydride mentioned by description of the said polyimide resin can be mentioned.
  • 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).
  • PMDA pyromellitic anhydride
  • BPDA 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride
  • BTDA benzophenone tetracarboxylic dianhydride
  • DSDA 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride
  • diamine and the acid anhydride that are preferably used for forming the thermoplastic polyimide resin only one kind of each may be used, or two or more kinds may be used in combination.
  • diamines and acid anhydrides other than those described above can be used in combination.
  • the structural unit represented by the formula (6) may be present in the homopolymer or 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. There are a plurality of structural units represented by formula (6), but they may be one type or two or more types.
  • the main component is the structural unit represented by the formula (6), and the precursor preferably contains 60 mol% or more, more preferably 80 mol% or more.
  • the precursor of the synthesized polyimide resin (including thermoplastic polyimide resin) 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. In addition, since the polyimide precursor resin is generally excellent in solvent solubility, it is advantageously used.
  • the method for forming the precursor layer is not particularly limited.
  • the precursor layer may be formed by applying a solution of the precursor onto the base layer 1 (for example, an arbitrary substrate) and then drying.
  • the method of applying is not particularly limited, and it is possible to apply with a coater such as a comma, die, knife, lip or the like. Thereafter, it can be dried to form a precursor layer.
  • the precursor layer can be dried and used as it is.
  • the temperature is controlled so that imidization due to the progress of dehydration and ring closure of the polyimide precursor resin is not completed.
  • the drying method is not particularly limited, and for example, the drying may be performed under a temperature condition in the range of 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes, preferably 60 to 150. It is preferable to perform the drying under a temperature condition within a range of ° C. It is necessary to leave the precursor state in order to impregnate the aqueous solution containing metal ions.
  • the precursor layer after drying may have part of the precursor structure imidized, but the imidization rate should be 50% or less, more preferably 20% or less, leaving the precursor structure at 50% or more. Is preferred.
  • the imidation ratio of the precursor is 1,000 cm by measuring the infrared absorption spectrum of the polyimide thin film by a transmission method using a Fourier transform infrared spectrophotometer (commercial product: FT / IR620 manufactured by JASCO Corporation). Based on the benzene ring carbon-hydrogen bond of ⁇ 1 , it is calculated from the absorbance derived from the imide group of 1,710 cm ⁇ 1 .
  • the polyimide resin layer (II) can be produced as an intermediate by drying and imidizing the above precursor layer to obtain a polyimide resin layer (I).
  • the method of drying and imidization is not particularly limited, and for example, heat treatment in which the above precursor layer is heated at a temperature of 80 to 400 ° C. for 1 to 60 minutes is suitably employed. By performing such heat treatment, dehydration and ring closure of the precursor proceeds, so that the polyimide resin layer (I) can be formed on the substrate.
  • the polyimide resin layer (I) thus formed on the substrate may be used as an intermediate for producing the polyimide resin layer (II) as it is, and it can be peeled off to form a film or sheet. May be used.
  • the polyimide resin layer (I) as an intermediate formed in this way is treated with an aqueous alkaline solution to form a polyamic acid layer, and the formed polyamic acid layer surface is impregnated with a solution containing metal ions. Can be made. A treatment method with an alkaline aqueous solution will be described later.
  • the polyimide resin layer may be formed of only a single layer or may be formed of a plurality of layers. In the case where a plurality of polyimide resin layers are used, other precursors can be sequentially formed on the precursor layers made of different components. When the precursor layer is composed of three or more layers, the precursor having the same configuration may be used twice or more. Two layers or a single layer having a simple layer structure, particularly a single layer, is preferable because it can be advantageously obtained industrially.
  • the thickness of the precursor layer (after drying) may be in the range of 3 to 100 ⁇ m, preferably in the range of 3 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the precursor layer can be freely adjusted as compared with the alkali treatment method (Method A). For this reason, by forming the precursor layer to a thickness of 3 ⁇ m or more by Method B, a sufficient amount of impregnation of metal ions can be ensured in a metal ion impregnation step (described later). As a result, the metal deposition layer 7 in the metal deposition layer forming step (described later) can be formed into a conductive film.
  • the precursor layer is preferably formed so that the polyimide resin layer in contact with the metal deposition layer 7 (described later) becomes a thermoplastic polyimide resin layer.
  • a thermoplastic polyimide resin By using a thermoplastic polyimide resin, the adhesion with the metal deposition layer 7 can be improved.
  • a thermoplastic polyimide resin preferably has a glass transition temperature (Tg) of 350 ° C. or lower, more preferably 200 to 320 ° C.
  • polyimide precursor resin solution commercially available products can also be suitably used.
  • U-Varnish-A which is a non-thermoplastic polyimide precursor resin varnish manufactured by Ube Industries, Ltd.
  • U-Varnish- S trade name
  • thermoplastic polyimide precursor resin varnish SPI-200N trade name
  • SPI-300N trade name
  • SPI-1000G trade name
  • Trenys # 3000 trade name manufactured by the manufacturer.
  • an alkaline aqueous solution it is preferable to use an aqueous alkali solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide having a concentration in the range of 0.5 to 50 wt% and a liquid temperature in the range of 5 to 80 ° C.
  • a dipping method, a spray method, a brush coating, or the like can be applied.
  • an immersion method it is effective to perform the treatment for 10 seconds to 60 minutes.
  • the surface of the polyimide resin layer is preferably treated for 30 seconds to 10 minutes with an aqueous alkaline solution having a concentration in the range of 1 to 30 wt% and a liquid temperature in the range of 25 to 60 ° C.
  • an aqueous alkaline solution having a concentration in the range of 1 to 30 wt% and a liquid temperature in the range of 25 to 60 ° C.
  • the processing conditions can be appropriately changed. In general, when the concentration of the alkaline aqueous solution is low, the surface treatment time of the polyimide resin layer becomes long. Further, when the temperature of the alkaline aqueous solution increases, the processing time is shortened.
  • the alkaline aqueous solution penetrates from the surface side of the polyimide resin layer, and the polyimide resin layer is modified. It is considered that the modification reaction by the alkali treatment is mainly hydrolysis of imide bonds.
  • the thickness of the alkali treatment layer formed by the alkali treatment is within the range of 1/200 to 1/2 of the thickness of the polyimide resin layer, and preferably within the range of 1/100 to 1/5. From another viewpoint, the thickness of the alkali treatment layer is in the range of 0.005 to 3.0 ⁇ m, preferably in the range of 0.05 to 2.0 ⁇ m, more preferably in the range of 0.1 to 1.0 ⁇ m. Inside is good.
  • the thickness of the alkali-treated layer is less than the above lower limit (0.005 ⁇ m)
  • metal ions sufficient for metal deposition cannot be sufficiently impregnated, so that sufficient adhesion strength between the polyimide resin layer and the metal deposition layer 7 is hardly exhibited.
  • the treatment with the alkaline aqueous solution of the polyimide resin layer there is a tendency to cause dissolution of the outermost layer portion of the polyimide resin layer simultaneously with the opening of the imide ring of the polyimide resin, so that the above upper limit (3.0 ⁇ m) is exceeded. Have difficulty.
  • the polyimide resin layer is a polyimide film
  • it may be modified by alkali treatment on both sides at the same time.
  • Alkali treatment is particularly effective for the polyimide resin layer composed of the above-described low thermal expansion polyimide resin, which is preferable. Since the low thermal expansion polyimide resin has good compatibility (wetability) with an alkaline aqueous solution, the ring-opening reaction of an imide ring by an alkali treatment easily occurs.
  • a salt of an alkali metal and a carboxyl group at the end of the polyimide resin may be formed due to an alkaline aqueous solution.
  • This alkali metal salt of the carboxyl group can be replaced with a metal ion salt by a metal ion impregnation process in the metal ion impregnation step described later, so that the metal ion salt exists before being subjected to the metal ion impregnation step. There is no problem even if you do. Moreover, you may neutralize the surface layer of the polyimide resin changed into alkalinity with acid aqueous solution.
  • any aqueous solution can be used as long as it is acidic, but a hydrochloric acid aqueous solution and a sulfuric acid aqueous solution are particularly preferable.
  • the concentration of the acid aqueous solution is, for example, preferably in the range of 0.5 to 50% by weight, but preferably in the range of 0.5 to 5% by weight.
  • the pH of the aqueous acid solution is more preferably 2 or less. After washing with the acid aqueous solution, it is preferable to wash with water and then dry and use it for the next metal ion impregnation step.
  • Step a Metal ion impregnation step
  • the polyimide precursor resin layer 3 is impregnated with an aqueous solution containing metal ions (hereinafter sometimes referred to as “metal ion solution”). Then, it is dried to form a polyimide precursor resin layer containing metal ions (hereinafter also referred to as “metal ion-containing layer 3a”) (step S2).
  • the polyimide precursor resin layer 3 is formed by application of the polyimide precursor solution or alkali treatment of the polyimide resin. By this impregnation treatment, the carboxyl group present in the polyimide precursor resin layer 3 becomes a metal salt of the carboxyl group.
  • metal ions ions of metal species having a redox potential higher than the redox potential of the reducing agent used in the reduction step can be used without particular limitation.
  • the metal compound containing such metal species include those containing metal species such as Cu, Ni, Pd, Ag, Au, Pt, Sn, Fe, Co, Cr, Rh, and Ru.
  • a salt of the metal, an organic carbonyl complex, or the like can be used.
  • the metal salt include hydrochloride, sulfate, acetate, oxalate, and citrate.
  • Metal salts are preferably used when the metal is Cu, Ni or Pd.
  • organic carbonyl compound capable of forming an organic carbonyl complex with the above metal examples include ⁇ -diketones such as acetylacetone, benzoylacetone and dibenzoylmethane, and ⁇ -ketocarboxylic acid esters such as ethyl acetoacetate. .
  • Ni (CH 3 COO) 2 Cu (CH 3 COO) 2, Pd (CH 3 COO) 2, NiSO 4, CuSO 4, PdSO 4, NiCO 3, CuCO 3, PdCO 3, NiCl 2 , CuCl 2 , PdCl 2 , NiBr 2 , CuBr 2 , PdBr 2 , Ni (NO 3 ) 2 , NiC 2 O 4 , Ni (H 2 PO 2 ) 2 , Cu (NH 4 ) 2 Cl 4 , CuI, List Cu (NO 3 ) 2 , Pd (NO 3 ) 2 , Ni (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) 2 , Cu (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) 2 , Pd (CH 3 COCH 2 COCH 3 ) 2 Can do.
  • 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, it is not preferred because it takes too much time to impregnate the metal ions in the polyimide precursor resin layer 3 (or in the polyamic acid layer), and if it exceeds 300 mM, the polyimide precursor resin layer 3 ( There is a concern that the surface of the polyamic acid layer) may corrode (dissolve).
  • the metal ion solution can contain, in addition to the metal compound, components for the purpose of pH adjustment such as a buffer solution.
  • the impregnation method is not particularly limited as long as the metal ion solution can come into contact with the surface of the polyimide precursor resin layer 3 (or polyamic acid layer), and a known method can be used. For example, a dipping method, a spray method, a brush coating method or a printing method can be used.
  • the impregnation temperature may be 0 to 100 ° C., preferably 20 to 40 ° C.
  • the impregnation time is preferably, for example, 1 minute to 5 hours, and more preferably 5 minutes to 2 hours when applying the dipping method.
  • the immersion time is shorter than 1 minute, the polyimide precursor resin layer 3 (or polyamic acid layer) is not sufficiently impregnated with metal ions, and the anchor effect described later cannot be sufficiently obtained.
  • the immersion time exceeds 5 hours, the degree of impregnation of the metal ion polyimide precursor resin layer 3 (or polyamic acid layer) tends to be almost flat.
  • drying After impregnation, dry.
  • 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, more preferably 30 to 120 ° C. for 1 minute to 10 minutes.
  • Step S3 resist pattern forming step
  • a photosensitive resist can be laminated or applied on the surface of the metal ion-containing layer 3a to form the resist layer 5, and then exposed, developed, and cured to use a photolithography technique that forms a resist pattern. .
  • Step c Metal precipitation layer forming step
  • the metal in the metal ion-containing layer 3a is exposed in an exposed region that is not masked by the resist layer 5.
  • the metal deposition layer 7 is formed (step S4).
  • the wet reduction method is a method for reducing metal ions in an exposed region not masked by the resist layer 5 by immersing the metal ion-containing layer 3a in a solution containing a reducing agent (reducing agent solution). .
  • metal ions existing in the metal ion-containing layer 3a are reduced and deposited as metal in that place.
  • This is an effective method capable of preferentially performing metal deposition in the surface layer portion of the metal ion-containing layer 3a while suppressing the occurrence of the metal ion.
  • there is little unevenness of metal deposition and it is possible to form a uniform metal deposition layer 7 in a short time.
  • the polyimide precursor resin layer 3 obtained via the method B (that is, a method of applying a solution of the polyimide precursor resin) can easily secure a sufficient thickness, the metal ion The amount of metal ions that can be impregnated in the containing layer 3a (that is, the content of metal ions in the resin layer) can be greatly increased. As a result, the metal deposit layer 7 obtained in the metal deposit layer forming step (step S4) can be formed into a film shape, so that an electroless plating step described later can be omitted. Electroless plating has the problem of complicated plating solution management and waste liquid treatment, so if circuit wiring with excellent adhesion to the substrate can be formed without using electroless plating, the industry The target value is very large. From such a viewpoint, it is particularly preferable to employ a combination in which the polyimide precursor resin layer 3 is formed by the method B and the metal deposition layer forming step is performed by a wet reduction method.
  • 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.
  • 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.
  • 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 metal ion-containing layer 3a may be insufficient, and when it exceeds 0.5 mol / L, the boron compound As a result, the polyimide precursor resin may be dissolved.
  • the region not masked by the resist layer 5 is placed in a reducing agent solution at a temperature in the range of 10 to 90 ° C., preferably in the range of 50 to 70 ° C., for 20 seconds to 30 minutes.
  • the immersion is preferably performed for 30 seconds to 10 minutes, more preferably for 1 minute to 5 minutes.
  • the metal precursor is not present in the polyimide precursor resin other than the exposed surface layer portion of the metal ion-containing layer 3a (for example, the deep layer portion or the coating portion immediately below the resist layer 5).
  • the metal ions in the metal ion-containing layer 3a move to the surface layer portion of the unmasked region of the metal ion-containing layer 3a while maintaining a uniform concentration distribution, It is considered that the moved metal ions are reduced in the vicinity of the surface layer portion to cause metal precipitation.
  • the metal ions hardly remain in the polyimide precursor resin layer 3, but even if metal ions remain in the polyimide precursor resin layer 3, they remain due to the acid treatment described later.
  • Metal ions can be removed.
  • the cross section of the metal ion-containing layer 3a (or the polyimide precursor resin layer 3) is measured using an energy dispersive X-ray (EDX) analyzer, and the residual metal ions This can be confirmed by reading atomic weight%.
  • EDX energy dispersive X-ray
  • the metal deposition layer 7 that becomes the seed layer of the circuit wiring 9 is formed only in a portion not covered with the patterned resist layer 5, and the lower portion of the resist layer 5 is formed. Therefore, a flash etching process for finally removing the seed layer is not necessary, and it is possible to reduce the number of processes and improve the reliability of the circuit wiring board.
  • Step d Circuit wiring forming step
  • a circuit wiring 9 having a pattern is formed on the metal deposition layer 7 by electroless plating and / or electroplating (step S5).
  • Electroless plating is performed by immersing the polyimide precursor resin layer 3 on which the metal deposit layer 7 is formed in an electroless plating solution (electroless plating step). By this electroless plating, an electroless plating layer is formed. This electroless plating layer becomes the core of electroplating performed later.
  • the electroless plating solution used in the electroless plating process is selected from neutral to weakly acidic hypophosphorous acid nickel plating solutions and boron-based nickel plating solutions in consideration of the influence on the polyimide precursor resin. It is preferable.
  • 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 products of 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.
  • the pH of the electroless plating solution is preferably adjusted to 4 to 7 neutral to slightly acidic.
  • inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, boric acid and carbonic acid
  • organic acids such as acetic acid, glycolic acid, citric acid and tartaric acid
  • 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.
  • the treatment temperature in the electroless plating step can be 20 seconds to 10 minutes, preferably 30 seconds to 5 minutes, more preferably 1 minute to 3 minutes.
  • 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.
  • 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
  • McCuispec trade name
  • 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.
  • the current density in electroplating is preferably in the range of 0.2 to 3.5 A / dm 2 , for example.
  • the anode for electroplating for example, metals such as Ni and Co can be used in addition to Cu.
  • the electroless plating step can be omitted by optimizing the method for forming the polyimide precursor resin layer 3 and the reduction method in the metal deposition layer forming step.
  • the resist layer 5 that has become unnecessary is peeled off.
  • the method for stripping the resist layer 5 is not limited, but for example, a method of immersing in an alkaline solution such as an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide having a concentration of 1 to 4% by weight is preferable.
  • the resist layer 5 may be peeled off in the next step because the resist resin 5 may adversely affect the polyimide resin due to the action of an alkaline solution for resist peeling. It is preferably performed before imidation of the precursor resin.
  • the resist layer 5 does not need to be peeled off.
  • metal ions in the polyimide precursor resin layer 3 will be described.
  • a metal salt such as sodium borohydride, potassium borohydride, dimethylamine borane or the like
  • a metal salt such as sodium hydroxide or potassium hydroxide
  • metal ions derived from the metal salt may be present in the polyimide precursor resin layer 3, it is preferable to remove them.
  • the removal of metal ions is preferably performed by immersing in an aqueous solution of acid, and the applicable acid in this case dissociates the metal ions coordinated with the carboxyl groups of the polyamic acid.
  • a strong acid (acid dissociation constant pKa of 3.5 or less), and it is more preferable to select an acid that does not dissolve the metal deposited by reduction.
  • an aqueous acid solution having a concentration in the range of 1 to 15% by weight, preferably in the range of 5 to 10% by weight and in the range of 20 to 50 ° C. is used. It is preferable to immerse in the range of 2 to 10 minutes.
  • metal ions remaining in the polyimide precursor resin layer 3 can be simultaneously removed after the reduction is completed or after the resist layer is peeled off.
  • a method for removing metal ions is also disclosed in, for example, “Proceedings of the 17th Microelectronics Symposium”, September 2007, pages 179-182.
  • the polyimide precursor resin layer 3 is imidized by heat treatment to form a polyimide resin layer 3b (step S6).
  • the imidization method is not particularly limited, and for example, heat treatment such as heating at a temperature within a range of 80 to 400 ° C. for a time within a range of 1 to 60 minutes is suitably employed.
  • heat treatment in a low oxygen atmosphere is preferable.
  • an inert gas atmosphere such as nitrogen or a rare gas, hydrogen or the like is used. It is preferably performed in a reducing gas atmosphere or in a vacuum.
  • the imidization process of step S6 is preferably performed after the circuit wiring formation process of step S5, but there is no problem even if it is performed before the process of step S5.
  • the circuit wiring board 100 in which the circuit wiring 9 having excellent adhesion is formed on the insulating resin layer having the base layer 1 and the polyimide resin layer 3b can be formed by the above steps S1 to S6.
  • the circuit wiring 9 having excellent adhesion is formed on the insulating resin layer having the polyimide resin layer 3 by the above steps S1 to S6.
  • the circuit wiring board 100 can be manufactured. This method is a simple method that requires a small number of steps and does not require special equipment or equipment, and also eliminates the need for an etching step for removing the metal deposition layer. Is.
  • 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.
  • CTE linear thermal expansion coefficient
  • the glass transition temperature was measured at a rate of 10 ° C./min from room temperature to 400 ° C. while applying a vibration of 1 Hz using a 10 mm width sample using a viscoelasticity analyzer (RSA-II manufactured by Rheometric Science Effy Co., Ltd.). It was determined from the maximum loss tangent (Tan ⁇ ) when the temperature was raised at.
  • 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”.
  • 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 25 ⁇ m in thickness. Linear thermal expansion coefficient of the polyimide film S 2 was 14.6 ⁇ 10 -6 (1 / K ) ( obtained polyimide film, a non-thermoplastic polyimide resin).
  • 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 12 ⁇ m.
  • the glass transition temperature of the resulting polyimide film T 2 are a 218 ° C., the linear thermal expansion coefficient of 54.5 ⁇ 10 -6 (1 / K ).
  • a test piece of 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.
  • the glass substrate of the test piece was washed with pure water, dried, and then immersed in a 1% by weight aqueous solution of 3-aminopropyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as “ ⁇ -APS”).
  • ⁇ -APS 3-aminopropyltrimethoxysilane
  • Example 1 50 polyimide film (manufactured by Toray DuPont, trade name: Kapton EN, 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ 25 ⁇ m 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 a1 was obtained. The thickness of the alkali treatment layer on one surface of this surface-treated polyimide film a1 was 1.4 ⁇ m.
  • the surface-treated polyimide film a1 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 an impregnated layer (metal ion-containing layer). Thereafter, a dry film resist (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., trade name: Sunfort AQ, 10 ⁇ m thickness) is laminated on the surface of the impregnated layer at a temperature of 110 ° C., exposed to ultraviolet rays through a photomask, and 0.5% by weight.
  • the resist pattern forming film b1 is immersed in a 10 mM aqueous solution of sodium borohydride (30 ° C.) for 2 minutes to form a nickel deposition layer on the surface of the impregnation layer in a region not masked by the resist layer, and a nickel deposition film c1 Got. It was 1500 ohms / square as a result of measuring the sheet resistance of this nickel precipitation film c1.
  • this nickel deposited film c1 is immersed in an electroless nickel plating bath (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., trade name: Top Nicolon TOM-S) for 30 seconds at a temperature of 80 ° C. A nickel layer was formed.
  • the sheet resistance of the nickel layer formed by electroless nickel plating was 15 ⁇ / ⁇ . Further, the formed nickel layer is electroplated at a current density of 3.5 A / dm 2 in an electric copper plating bath to form a copper wiring having a copper film thickness of 10 ⁇ m, thereby obtaining a copper wiring forming film d1. It was.
  • the obtained copper wiring forming film d1 was 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. As a result, residual metal ions were removed.
  • the copper wiring forming film d1 was washed with ion exchange water, it was heated to 300 ° C. in 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 polyimide resin film e1.
  • the obtained copper wiring-forming polyimide resin film e1 had no warp and had a copper wiring peeling strength of 0.7 kN / m, and there was no problem in adhesion.
  • 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 a2.
  • the copper wiring formation precursor resin layer d2 and the copper wiring formation polyimide resin layer e2 were obtained.
  • the sheet resistance of the nickel precipitation layer in the nickel precipitation precursor resin layer c2 was 25 ⁇ / ⁇ , and was particularly excellent as a conductive film.
  • 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 forming film e2 'had no warp and the copper wiring peeling strength was 0.7 kN / m, and there was no problem in adhesion.
  • Example 3 On the glass substrate G, thickness after imidization by applying a polyimide precursor resin solution T 1 so that the 5 [mu] m, followed by drying at 130 ° C. 20 minutes to obtain a polyimide precursor resin layer a3.
  • the sheet resistance of the nickel deposition layer in the nickel deposition precursor resin layer c3 was 50 ⁇ / ⁇ , and electroless plating could be omitted, and the electroplating was possible.
  • Example 4 On a stainless steel substrate, a polyimide precursor resin solution S 1 so that the thickness after imidization is 25 ⁇ m was coated and dried at 130 ° C. 20 min. Further thereon, the thickness after imidization of the polyimide precursor resin solution T 1 was coated to a 1.4 [mu] m, followed by drying at 130 ° C. 20 minutes to obtain a polyimide precursor resin layer a4.
  • a resin layer c4, a copper wiring formation precursor resin layer d4, and a copper wiring formation polyimide resin layer e4 were obtained.
  • the sheet resistance of the nickel precipitation layer in the nickel precipitation precursor resin layer c4 was 20 ⁇ / ⁇ , and was particularly excellent as a conductive film.
  • 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 ' was not warped, the peel strength of the copper wiring was 1.1 kN / m, and the adhesiveness was excellent.
  • Table 1 summarizes the outline of the tests in Examples 1 to 4 and the test results.
  • the copper wiring forming resin layer as the circuit wiring board manufactured by the methods of Examples 1 to 4 has a peel strength of 0.7 kN / m or more, and is used as a flexible printed wiring board or the like. Even so, it was confirmed that the adhesive had no practical problem.
  • thermoplastic polyimide resin was disposed in a layer adjacent to the nickel deposition layer. It was shown that the warp of the substrate can be effectively suppressed by the laminated structure with the low thermal expansion polyimide resin.
  • the sheet resistance of the nickel deposition layer after the reduction treatment is 50 [ ⁇ / ⁇ ] or less, and the electroplating process can be performed without performing the electroless plating process.
  • the method of the present invention can be applied to the manufacture of circuit wiring boards such as printed wiring boards used for various electronic components.

Landscapes

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Abstract

 回路配線基板の製造方法は、ポリイミド樹脂の前駆体を含んで構成されるポリイミド前駆体樹脂層を形成するステップ(S1)と、このポリイミド前駆体樹脂層に金属イオンを含浸させるステップ(S2)と、ポリイミド前駆体樹脂層の表面にレジストマスクをパターン形成するステップ(S3)と、ポリイミド前駆体樹脂層中の金属イオンを還元して金属析出層を形成するステップ(S4)と、この金属析出層の上に、メッキによりパターンを有する回路配線を形成するステップ(S5)と、ポリイミド前駆体樹脂層を熱処理によってイミド化してポリイミド樹脂層を形成するステップ(S6)と、を備える。

Description

回路配線基板の製造方法
 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。
 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。
 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。
 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。
日本特開2001-73159号公報 日本特開2007-103479号公報 日本特開2007-242689号公報
 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もあった。
 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。
 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。
 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を含んで構成されるポリイミド前駆体樹脂層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金属イオン含有のポリイミド前駆体樹脂層を形成する工程、
 b)前記金属イオン含有のポリイミド前駆体樹脂層の表面をレジスト層で被覆し、レジストマスクをパターン形成する工程、
 c)前記金属イオン含有のポリイミド前駆体樹脂層中の金属イオンを還元することによって、前記レジストマスクで被覆されていない領域の前記ポリイミド前駆体樹脂層の表層部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。
 本発明の回路配線基板の製造方法において、前記ポリイミド前駆体樹脂層は、ポリイミド樹脂層の表面側の層をアルカリ水溶液で処理して形成されるものであってもよく、あるいは、基材上にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗布し、乾燥することによって形成されるものであってもよい。
 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。
 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。
本発明の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る。 図1の各工程の説明図である。
符号の説明
 1…下地層、3…ポリイミド前駆体樹脂層、3a…金属イオン含有層、3b…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
 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。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(f)に示したように、ポリイミド樹脂層3bの上に回路配線9を形成してなるものである。
[ポリイミド前駆体樹脂層の形成]
 本発明の回路配線基板の製造方法では、まず、図1および図2(a)に示したように、下地層1上に形成されたポリイミド前駆体樹脂層3を用意する(ステップS1)。ポリイミド前駆体樹脂層3は、下地層1としてのポリイミド樹脂層の表面側の層をアルカリ水溶液で処理して形成する方法(方法A)、又は、下地層1としての任意の基材上にポリイミド前駆体樹脂の溶液を塗布、乾燥することによって形成する方法(方法B)を経由することで得られる。
 ポリイミド前駆体樹脂とは、ポリイミド樹脂のイミド環が開環した状態のものを意味する。ポリイミド樹脂層には、ポリイミド前駆体樹脂層3をイミド化することで形成されるポリイミド樹脂層(I)と、前記ポリイミド樹脂層(I)のポリイミド樹脂のイミド環を開環させて形成されるポリイミド前駆体樹脂層3を再度イミド化することで形成されるポリイミド樹脂層(II)とがある。なお、ポリイミド樹脂層の種類を区別する必要があるときには、前者を「ポリイミド樹脂層(I)」といい、後者を「ポリイミド樹脂層(II)」という。また、ポリイミド樹脂層(I)を形成するポリイミド前駆体樹脂を「前駆体」と略称することがある。ポリイミド樹脂層(II)を形成する、イミド化を経由したポリイミド前駆体樹脂を、「ポリアミド酸」と略称することがある。前駆体又はポリアミド酸と、ポリイミド樹脂とは、前駆体と製品の関係にあるため、いずれか一方を説明することにより他方の構造が理解される。また、共通する部分は同時に説明する。
 ポリイミド樹脂層の態様は特に限定されるものではなく、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に積層した状態のものでもよい。なお、ここでいう「基材」とはポリイミド樹脂層が積層されるシート状の樹脂、ガラス基板、セラミックス、金属箔等をいう。ポリイミド樹脂層の全体厚みは、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。
 ポリイミド樹脂層を形成するポリイミド樹脂としては、いわゆるポリイミドを含めて、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミドエステル、ポリエーテルイミド、ポリシロキサンイミド等に代表されるように、その構造中にイミド基を有する耐熱性樹脂が挙げられる。また、市販のポリイミド樹脂又はポリイミドフィルムも好適に使用可能であり、例えば東レ・デュポン株式会社製のカプトンEN(商品名)、鐘淵化学株式会社製のアピカルNPI(商品名)、宇部興産株式会社製のユーピレックス(商品名)等が挙げられる。
 ポリイミド樹脂は、前駆体をイミド化(硬化)することによって形成することができるが、ここでいう前駆体とは、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。
 回路配線基板の絶縁樹脂層がポリイミド樹脂層で構成され、且つポリイミド樹脂層が単一層で構成される場合には、低熱膨張性のポリイミド樹脂が好適に利用できる。具体的には、線熱膨張係数(CTE)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。しかし、上記線熱膨張係数を超えるポリイミド樹脂も使用可能であり、その場合には金属析出層との密着性を向上させることができる。
 上記ポリイミド樹脂としては、一般式(1)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 但し、Arは式(2)又は式(3)で表される4価の芳香族基を示し、Arは式(4)又は式(5)で表される2価の芳香族基を示し、R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、X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、SO若しくはCONHから選ばれる2価の基を示し、n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の値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 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。このような構造単位を有するポリイミド樹脂の中で、好適に利用できるポリイミド樹脂は、非熱可塑性のポリイミド樹脂である。
 ポリイミド樹脂は、一般に、ジアミンと酸無水物とを反応させて製造されるので、ジアミンと酸無水物を説明することにより、ポリイミド樹脂の具体例が理解される。上記一般式(1)において、Arはジアミンの残基ということができ、Ar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、ポリイミド樹脂は、ここで説明するジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。
 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。
 その他の酸無水物としては、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。
 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。
 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。
 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(1)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(1)に含まれない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。
 前駆体の合成は、ほぼ等モルの酸無水物及びジアミンを溶媒中で反応させることにより行うことができる。使用する溶媒については、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、n-メチルピロリジノン、2-ブタノン、ジグライム、キシレン等が挙げられ、これらの1種若しくは2種以上を併用することもできる。
 ポリイミド樹脂として、熱可塑性のポリイミド樹脂を用いることもできる。熱可塑性のポリイミド樹脂に使用される前駆体としては、一般式(6)で表される構造単位を有する前駆体が好ましい。一般式(6)において、Arは式(7)、式(8)又は式(9)で表される2価の芳香族基を示し、Arは式(10)又は式(11)で表される4価の芳香族基を示し、R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W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、pは構成単位の存在モル比を示し、0.1~1.0の値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記一般式(6)において、Arはジアミンの残基ということができ、Arは酸無水物の残基ということができるので、好ましい熱可塑性の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は、ここで説明するジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。
 熱可塑性のポリイミド樹脂の形成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、上記ポリイミド樹脂の説明で挙げたジアミンを挙げることができる。この中でも、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よい。
 熱可塑性のポリイミド樹脂の形成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、上記ポリイミド樹脂の説明で挙げた酸無水物を挙げることができる。この中でも、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。
 熱可塑性のポリイミド樹脂の形成に好適に用いられるジアミンおよび酸無水物は、それぞれ、その1種のみを使用してもよく2種以上を併用して使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。
 熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体において、式(6)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(6)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(6)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。
 合成されたポリイミド樹脂(熱可塑性のポリイミド樹脂を含む)の前駆体は溶液として使用される。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、ポリイミド前駆体樹脂は一般に溶媒可溶性に優れるので、有利に使用される。
 前駆体の層を形成する方法は特に限定されず、例えば、前駆体の溶液を下地層1(例えば任意の基材)上に塗布した後に乾燥することで形成できる。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。その後、乾燥させて前駆体の層とすることができる。
 上記の前駆体の層は、乾燥してそのまま使用することができる。乾燥においては、ポリイミド前駆体樹脂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分の範囲内の時間をかけて乾燥を行うことがよいが、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%以上残すことが好ましい。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。
 ポリイミド樹脂層(II)は、上記の前駆体の層を乾燥、イミド化してポリイミド樹脂層(I)としたものを中間体として製造することができる。乾燥、イミド化の方法は、特に制限されず、例えば、上記の前駆体の層を80~400℃の温度条件で1~60分間加熱するといった熱処理が好適に採用される。このような熱処理を行うことで、前駆体の脱水閉環が進行するため、基材上にポリイミド樹脂層(I)を形成させることができる。このようにして基材上に形成させたポリイミド樹脂層(I)は、そのままポリイミド樹脂層(II)を製造するための中間体として使用してもよく、剥がすなどしてフィルム形状あるいはシート形状で使用してもよい。このように形成した中間体としてのポリイミド樹脂層(I)は、その表面側の層をアルカリ水溶液で処理してポリアミド酸層を形成し、形成したポリアミド酸層面に金属イオンを含有する溶液を含浸させることができる。アルカリ水溶液での処理方法については、後で説明する。
 ポリイミド樹脂層は、単層のみから形成されるものでも、複数層からなるものでもよい。ポリイミド樹脂層を複数層とする場合、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ので好ましい。また、前駆体の層の厚み(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。前駆体を塗布する方法(方法B)では、アルカリ処理法(方法A)に比べて、前駆体の層の厚みを自由に調節することが可能である。このため、方法Bで前駆体の層を3μm以上の厚みに形成することによって、後述する金属イオン含浸工程(後述)において金属イオンの含浸量を十分に確保できる。その結果、金属析出層形成工程(後述)における金属析出層7を、導通が可能な膜状に形成することも可能である。
 前駆体の層を複数層とする場合、金属析出層7(後述)に接するポリイミド樹脂層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。熱可塑性のポリイミド樹脂を用いることで、金属析出層7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(Tg)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。
 ポリイミド前駆体樹脂溶液としては、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)、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。
 次に、下地層1がポリイミド樹脂層である場合にその表面をアルカリ水溶液で処理してアルカリ処理層(ポリアミド酸層)を形成する方法Aについて説明する。アルカリ水溶液としては、濃度が0.5~50wt%の範囲内、液温が5~80℃の範囲内の水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムのアルカリ水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液は、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~60分間処理することが有効である。好ましくは濃度が1~30wt%の範囲内、液温が25~60℃の範囲内のアルカリ水溶液で、ポリイミド樹脂層の表面を30秒~10分間処理することがよい。ポリイミド樹脂層の構造によって、適宜、その処理条件を変更することができる。一般的にアルカリ水溶液の濃度が薄い場合、ポリイミド樹脂層の表面処理時間は長くなる。また、アルカリ水溶液の液温が高くなると、処理時間は短縮される。
 アルカリ水溶液で処理すると、ポリイミド樹脂層の表面側からアルカリ水溶液が浸透し、ポリイミド樹脂層が改質される。このアルカリ処理による改質反応は主にイミド結合の加水分解であると考えられる。アルカリ処理により形成されるアルカリ処理層の厚みはポリイミド樹脂層の厚みの1/200~1/2の範囲内、好ましくは1/100~1/5の範囲内がよい。また、別の観点からは、アルカリ処理層の厚みは0.005~3.0μmの範囲内、好ましくは0.05~2.0μmの範囲内、更に好ましくは0.1~1.0μmの範囲内がよい。このような厚みの範囲とすることで、金属析出層7の形成に有利となる。アルカリ処理層の厚みが上記下限(0.005μm)未満であると、金属析出するだけの金属イオンを十分に含浸できないため、ポリイミド樹脂層と金属析出層7との十分な接着強度を発現しにくい。一方、ポリイミド樹脂層のアルカリ水溶液による処理では、ポリイミド樹脂のイミド環の開環と同時に、ポリイミド樹脂層の最表層部の溶解を生じる傾向があるので、上記上限(3.0μm)を超えることは困難である。
 ポリイミド樹脂層がポリイミドフィルムである場合は、同時に両面をアルカリ処理して改質してもよい。前述した低熱膨張性のポリイミド樹脂で構成されるポリイミド樹脂層は、アルカリ処理が特に有効であり、好適である。低熱膨張性のポリイミド樹脂は、アルカリ水溶液とのなじみ(濡れ性)が良好であるために、アルカリ処理によるイミド環の開環反応が容易に起こり易い。
 アルカリ処理して形成されるアルカリ処理層中には、アルカリ水溶液に起因するアルカリ金属とポリイミド樹脂末端のカルボキシル基との塩等が形成されている場合がある。このカルボキシル基のアルカリ金属塩は、後述する金属イオン含浸工程における金属イオン含浸処理によって、金属イオンの塩に置換することが可能であるので、金属イオン含浸工程に付す前に金属イオンの塩が存在していても問題はない。また、アルカリ性に変化したポリイミド樹脂の表面層を、酸水溶液で中和してもよい。酸水溶液としては、酸性であればいかなる水溶液も用いることができるが、特に、塩酸水溶液や硫酸水溶液が好ましい。また、酸水溶液の濃度は、例えば0.5~50重量%の範囲内にあることがよいが、好ましくは0.5~5重量%の範囲内にあることがよい。酸水溶液のpHは2以下とすることが更に好ましい。酸水溶液による洗浄後は、水洗した後、乾燥して、次の金属イオン含浸工程に供することがよい。
[工程a;金属イオン含浸工程]
 次に、図1および図2(b)に示したように、ポリイミド前駆体樹脂層3に対して、金属イオンを含有する水溶液(以下、「金属イオン溶液」と記すことがある)を含浸させた後、乾燥させて、金属イオンを含むポリイミド前駆体樹脂層(以下、「金属イオン含有層3a」ともいう)を形成する(ステップS2)。ここで、ポリイミド前駆体樹脂層3は、上記ポリイミド前駆体溶液の塗布、又はポリイミド樹脂のアルカリ処理によって形成されたものである。この含浸処理によって、ポリイミド前駆体樹脂層3中に存在していたカルボキシル基は、カルボキシル基の金属塩となる。
 金属イオンとしては、還元工程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のイオンを、特に制限無く用いることができる。そのような金属種を含む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。
 金属化合物の好ましい具体例として、Ni(CHCOO)、Cu(CHCOO)、Pd(CHCOO)、NiSO、CuSO、PdSO、NiCO、CuCO、PdCO、NiCl、CuCl、PdCl、NiBr、CuBr、PdBr、Ni(NO)、NiC、Ni(HPO)、Cu(NH)Cl、CuI、Cu(NO)、Pd(NO)、Ni(CHCOCHCOCH)、Cu(CHCOCHCOCH)、Pd(CHCOCHCOCH)などを挙げることができる。
 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、金属イオンをポリイミド前駆体樹脂層3中(又はポリアミド酸層中)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、ポリイミド前駆体樹脂層3(又はポリアミド酸層)の表面が腐食(溶解)する懸念がある。
 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。
 含浸方法は、ポリイミド前駆体樹脂層3(又はポリアミド酸層)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1分より短い場合には、ポリイミド前駆体樹脂層3(又はポリアミド酸層)への金属イオンの含浸が不十分になって後述するアンカー効果が十分に得られない。一方、浸漬時間が5時間を越えても、金属イオンのポリイミド前駆体樹脂層3(又はポリアミド酸層)への含浸の程度は、ほぼ横ばいになっていく傾向になる。
 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。
[工程b;レジストパターン形成工程]
 次に、図1および図2(c)に示したとおり、金属イオン含有層3aの表面にマスクとしてのレジスト層5を被覆し、レジストパターンを形成する(ステップS3)。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、金属イオン含有層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。
[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(d)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、金属イオン含有層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S4)。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、金属イオン含有層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、金属イオン含有層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、金属イオン含有層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。
 なお、方法B(つまり、ポリイミド前駆体樹脂の溶液を塗布する方法)を経由して得られたポリイミド前駆体樹脂層3は、その厚みを十分に確保することが容易であるために、金属イオン含有層3a内に含浸できる金属イオンの量(すなわち、樹脂層内の金属イオンの含有量)を大幅に増加させることができる。この結果、金属析出層形成工程(ステップS4)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、後述する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、ポリイミド前駆体樹脂層3の形成を方法Bにより行い、かつ金属析出層形成工程を湿式還元法により行う組み合わせを採用することが特に好ましい。
 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、金属イオン含有層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。
 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、金属イオン含有層3a中の金属イオンが還元剤の作用で還元されて、金属イオン含有層3aの表層部で金属が粒子状に析出する。還元の終点では、金属イオン含有層3aの露出した表層部以外(例えば深層部やレジスト層5の直下の被覆部)のポリイミド前駆体樹脂中に、金属イオンは殆ど存在しない状態となる。これは、表層部で金属が析出するに伴い、金属イオン含有層3a中の金属イオンが均一な濃度分布を維持しながら、金属イオン含有層3a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、ポリイミド前駆体樹脂層3中に金属イオンは殆ど残留しない状態となるが、仮に、ポリイミド前駆体樹脂層3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、金属イオン含有層3a(あるいは、ポリイミド前駆体樹脂層3)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。
 本実施の形態では、金属析出層形成工程において、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。
[工程d;回路配線形成工程]
 次に、図1および図2(e)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S5)。無電解メッキは、金属析出層7が形成されたポリイミド前駆体樹脂層3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。
 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。
 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/dm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。
 なお、前記のとおり、ポリイミド前駆体樹脂層3の形成の方法と金属析出層形成工程における還元方法を最適化することにより、無電解メッキ工程を省略することも可能である。
 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。
 ここで、ポリイミド前駆体樹脂層3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ポリイミド前駆体樹脂層3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)等が挙げられる。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分間の範囲内で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、ポリイミド前駆体樹脂層3中に残留する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。
[工程e;イミド化工程]
 次に、図1および図2(f)に示したように、ポリイミド前駆体樹脂層3を熱処理によってイミド化し、ポリイミド樹脂層3bを形成する(ステップS6)。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金属層である回路配線9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S6のイミド化工程は、ステップS5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S5の工程の前に行っても問題ない。
 以上のステップS1からステップS6の工程により、下地層1とポリイミド樹脂層3b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を形成できる。
 本実施の形態の回路配線基板の製造方法によれば、以上のステップS1からステップS6の工程により、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。
 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。
[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1.0kN/m未満である場合を「実用性に問題はない」とし、1.0kN/m以上である場合を「優れる」と評価した。
[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。
[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。
[アルカリ水溶液による処理層の厚み測定]
 走査型透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いてサンプルの断面を観察し、アルカリ水溶液による処理層の厚みを確認した。
[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。
[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。
 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Sを得た。
 得られたポリイミド前駆体樹脂溶液S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Sを得た。このポリイミドフィルムSの線熱膨張係数は、14.6×10-6(1/K)であった(得られたポリイミドフィルムは、非熱可塑性のポリイミド樹脂である)。
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29.5gのAPB(0.1モル)を367gのDMAcに溶解させた。次に、その溶液に窒素気流下で9.1gのPMDA(0.04モル)及び20.2gのBTDA(0.06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Tを得た。
 得られたポリイミド前駆体樹脂溶液T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12μmのポリイミドフィルムTを得た。得られたポリイミドフィルムTのガラス転移温度は218℃であり、線熱膨張係数は54.5×10-6(1/K)であった。
作製例3
 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。
[実施例1]
 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a1を得た。この表面処理ポリイミドフィルムa1の片面におけるアルカリ処理層の厚みは1.4μmであった。
 次に、上記表面処理ポリイミドフィルムa1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含浸層(金属イオン含有層)を形成した。その後、含浸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、レジストパターン形成フィルムb1を得た。
 上記レジストパターン形成フィルムb1を、10mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液(30℃)に2分間浸漬し、レジスト層でマスクしていない領域の含浸層の表面にニッケルの析出層を形成し、ニッケル析出フィルムc1を得た。このニッケル析出フィルムc1のシート抵抗を測定した結果、1500Ω/□であった。次に、このニッケル析出フィルム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、温度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。ここで、無電解ニッケルメッキにより形成したニッケル層のシート抵抗は15Ω/□であった。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、3.5A/dm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、銅配線形成フィルムd1を得た。
 得られた銅配線形成フィルム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。
 上記銅配線形成フィルム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、銅配線形成ポリイミド樹脂フィルムe1を得た。得られた銅配線形成ポリイミド樹脂フィルムe1は、反りもなく、銅配線の引き剥がし強さが0.7kN/mであり、密着性に問題はなかった。
[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S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a2を得た。
 実施例1における表面処理ポリイミドフィルムa1の代わりに、ポリイミド前駆体樹脂層a2を使用した以外は、実施例1と同様にして、レジストパターン形成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、ニッケル析出前駆体樹脂層c2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。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0.7kN/mであり、密着性に問題はなかった。
[実施例3]
 ガラス基材G上に、イミド化後の厚みが5μmとなるようにポリイミド前駆体樹脂溶液T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a3を得た。
 実施例1における表面処理ポリイミドフィルムa1の代わりに、ポリイミド前駆体樹脂層a3を使用した以外は、実施例1と同様にして、レジストパターン形成ポリイミド前駆体樹脂層b3、ニッケル析出前駆体樹脂層c3、銅配線形成前駆体樹脂層d3及び銅配線形成ポリイミド樹脂層e3を得た。なお、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50Ω/□であり、無電解メッキを省略でき、電気メッキ可能なレベルであった。得られた銅配線形成ポリイミド樹脂層e3は、銅配線の引き剥がし強さが1.0kN/mであり、密着性に優れていた。
[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Sを塗布し、130℃で20分間乾燥した。更にその上に、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樹脂溶液T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a4を得た。
 実施例1における表面処理ポリイミドフィルムa1の代わりに、ポリイミド前駆体樹脂層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、ニッケル析出前駆体樹脂層c4、銅配線形成前駆体樹脂層d4及び銅配線形成ポリイミド樹脂層e4を得た。なお、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20Ω/□であり、導電性皮膜として、特に優れていた。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1.1kN/mであり、密着性に優れていた。
 上記実施例1~4の試験の概要と試験結果を表1にまとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表1から、実施例1~4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0.7kN/m以上であり、フレキシブルプリント配線板などとして使用しても、実用上問題がない密着性を備えていることが確認できた。
 特に、ポリイミド前駆体樹脂溶液T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=218℃)によって表面の前駆体樹脂層を形成した実施例3および実施例4では、非常に優れた密着性を示した。これは、上記熱可塑性のポリイミド樹脂の前駆体で表面層を形成したことにより、金属析出層形成工程で析出した金属ニッケル粒子が、前駆体層中に埋包された状態で存在しやすくなることが理由と考えられた。
 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4では、ニッケル析出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。
 また、ポリイミド前駆体樹脂層の調製方法として、方法B(ポリイミド前駆体樹脂溶液を塗布する方法)を採用した実施例2~4では、いずれも還元処理後のニッケル析出層のシート抵抗が50[Ω/□]以下であり、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、十分な厚さでポリイミド前駆体樹脂層を形成することにより、該前駆体層中へのニッケルイオンの含浸量を豊富にすることが可能となり、ニッケル析出層を緻密な膜状に形成できたためであると考えられた。
 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。
 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。

Claims (3)

  1.  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を含んで構成されるポリイミド前駆体樹脂層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金属イオン含有のポリイミド前駆体樹脂層を形成する工程、
     b)前記金属イオン含有のポリイミド前駆体樹脂層の表面をレジスト層で被覆し、レジストマスクをパターン形成する工程、
     c)前記金属イオン含有のポリイミド前駆体樹脂層中の金属イオンを還元することによって、前記レジストマスクで被覆されていない領域の前記ポリイミド前駆体樹脂層の表層部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回路配線基板の製造方法。
  2.  前記ポリイミド前駆体樹脂層が、ポリイミド樹脂層の表面側の層をアルカリ水溶液で処理して形成されるものであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の回路配線基板の製造方法。
  3.  前記ポリイミド前駆体樹脂層が、基材上にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗布し、乾燥することによって形成されるものであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の回路配線基板の製造方法。
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