(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の膜厚を有する導体配線を形成することが可能な回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】配線パターンを有する回路基板の製造方法は、絶縁性基板の両面に撥水層を形成する第１の工程Ｓ１２と、絶縁性基板の上面に凹部を形成する第２の工程Ｓ１３と、凹部内に触媒を付与する第３の工程Ｓ１４と、無電解めっき処理によって凹部内に配線パターンを形成する第４の工程Ｓ１５と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体配線を有する回路基板の製造方法であって、
樹脂基材の少なくとも一方の主面に撥水層を形成する第１の工程と、
前記樹脂基材の前記主面に凹部を形成する第２の工程と、
前記凹部内に触媒を付与する第３の工程と、
無電解めっき処理によって前記凹部内に前記導体配線を形成する第４の工程と、を備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、インプリント法又はレーザ加工によって前記凹部を形成することを含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回路基板の製造方法であって、
前記第１の工程は、シランカップリング剤を用いて前記撥水層を形成することを含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の回路基板の製造方法であって、
前記第１の工程の前に、前記樹脂基材の前記主面に対して、紫外線照射処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、又はアルカリ処理を行う改質工程をさらに備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の回路基板の製造方法であって、
前記紫外線は、１８５［ｎｍ］及び２５４［ｎｍ］の少なくとも一方の波長を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の回路基板の製造方法であって、
前記第４の工程の後に、前記樹脂基材の前記主面に残っている前記撥水層を除去する第５の工程をさらに備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき処理によって導体配線を形成する回路基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁層にインプリント法によって形成した溝部にメッキ層を形成した後に、エッチングやＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって絶縁層が露出するまで当該メッキ層を研磨することで、回路パターンを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３６２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メッキ層をエッチングやＣＭＰによって研磨する際、回路パターンの線幅が広くなるほど当該配線パターンの必要な膜厚を確保することが難しくなるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、所望の膜厚を有する導体配線を形成することが可能な回路基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る回路基板の製造方法は、導体配線を有する回路基板の製造方法であって、樹脂基材の少なくとも一方の主面に撥水層を形成する第１の工程と、前記樹脂基材の前記主面に凹部を形成する第２の工程と、前記凹部内に触媒を付与する第３の工程と、無電解めっき処理によって前記凹部内に前記導体配線を形成する第４の工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
［２］上記発明において、前記第２の工程は、インプリント法又はレーザ加工によって前記凹部を形成することを含んでもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記第１の工程は、シランカップリング剤を用いて前記撥水層を形成することを含んでもよい。
【０００９】
［４］上記発明において、前記回路基板の製造方法は、前記第１の工程の前に、前記樹脂基材の前記主面に対して、紫外線照射処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、又はアルカリ処理を行う改質工程をさらに備ええてもよい。
【００１０】
［５］上記発明において、前記紫外線は、１８５［ｎｍ］及び２５４［ｎｍ］の少なくとも一方の波長を含んでもよい。
【００１１】
［６］上記発明において、前記回路基板の製造方法は、前記第４の工程の後に、前記樹脂基材の前記主面に残っている前記撥水層を除去する第５の工程をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撥水層が形成された樹脂基材の主面に凹部を形成することで、無電解めっきを凹部内のみに選択的に析出させることができる。このため、無電解めっき後の研磨やエッチングが不要となるので、所望の膜厚を有する導体配線の形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態における回路基板の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２の各工程における絶縁性基板の断面図である（その１）。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｂ）は、図２の各工程における絶縁性基板の断面図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
先ず、本実施形態に係る製造方法によって作製された回路基板１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態における回路基板の断面図である。
【００１６】
本実施形態における回路基板１は、図１に示すように、絶縁性基板２と、配線パターン４と、を備えている。この回路基板１は、例えば、フレキシブルプリント配線板、リジッドプリント配線板、インタポーザ等として使用することができる。本実施形態における絶縁性基板２が本発明における樹脂基材の一例に相当し、本実施形態における配線パターン４が本発明における導体配線の一例に相当する。
【００１７】
絶縁性基板２は、電気絶縁性を有する樹脂材料から構成されたフレキシブルな樹脂基材である。この絶縁性基板２を構成する具体的な樹脂材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を例示することができる。なお、絶縁性基板２をリジッドな樹脂基材で構成してもよい。
【００１８】
本実施形態では、この絶縁性基板２の上面２ａに熱インプリント法によって凹部２１が形成されている。この凹部２１は、配線パターン４に対応した形状を有している。なお、凹部２１を光インプリント法によって形成してもよい。この場合には、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等で絶縁性基板２を構成してもよい。
【００１９】
この凹部２１の内面を含めた絶縁性基板２の上面２ａには、紫外線照射処理によって改質層２２が形成されている。この改質層２２は、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基等の親水性を有する極性基を有しており、数十ｎｍ〜数百ｎｍの厚さを有している。なお、この改質層２２は、凹部２１の内面の少なくとも一部に形成されていればよい。例えば、凹部２１の底面２１１のみに改質層２２が形成されていてもよい。また、この改質層２２を、紫外線照射処理に代えて、プラズマ処理、コロナ放電処理、又はアルカリ処理によって形成してもよい。
【００２０】
凹部２１の内部には、無電解銅めっき処理によって銅（Ｃｕ）が充填されており、配線パターン４が形成されている。なお、無電解めっき処理によって配線パターン４を形成するのであれば、当該配線パターン４を構成する導電性材料は、特に銅に限定されず、例えばニッケル（Ｎｉ）等であってもよい。
【００２１】
なお、配線パターン４の形状、数、配置等は、図１に示す例に限定されない。また、本実施形態では、絶縁性基板２の片面２ａのみに配線パターン４を形成する例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、配線パターン４を絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに形成してもよいし、絶縁性基板２にスルーホールやバイアホールを形成してもよい。さらに、上述した回路基板１を積層して多層プリント配線板を形成してもよい。
【００２２】
次に、本実施形態における回路基板１の製造方法について、図２、図３（ａ）〜図４（ｂ）を参照しながら説明する。
【００２３】
図２は本実施形態における回路基板の製造方法を示す工程図、図３（ａ）〜図４（ｂ）は図２の各工程における絶縁性基板の断面図である。
【００２４】
本実施形態では、先ず、図２のステップＳ１１において、図３（ａ）に示すように、上方の光源（不図示）から絶縁性基板２に向かって紫外線を照射して、絶縁性基板２の上面２ａに改質層２２を形成する。
【００２５】
このステップＳ１１で使用される光源としては、例えば、低圧水銀灯を例示することができる。この低圧水銀灯は、波長が１８５［ｎｍ］の紫外線と、波長が２５４［ｎｍ］の紫外線を主に発生する。前者の光エネルギーは６４７［ｋＪ／ｍｏｌ］であり、後者の光エネルギーが４７２［ｋＪ／ｍｏｌ］である。これに対し、例えば、絶縁性基板２を構成する有機化合物のＣ−Ｈ結合の結合エネルギーは４５７［ｋＪ／ｍｏｌ］であり、上述の紫外線の光エネルギーの方が分子結合の結合エネルギーよりも強い。このため、この紫外線照射によって、当該絶縁性基板２の表面２ａの分子結合が断ち切られて、上述のような親水性の極性基を有する改質層２２が形成される。
【００２６】
この改質層２２において後述する撥水層３から露出している部分は、めっき用の触媒を含有した溶液がぬれ易く触媒を吸着させ易くなっており、銅が析出し易くなっている。一方、改質層２２において撥水層３で覆われた部分は、当該撥水層３の撥水作用によってめっき用の触媒が吸着しないため、銅が析出しないようになっている。
【００２７】
また、こうした紫外線照射によって形成された改質層２２は、表面に微細な孔が形成された多孔質の構造を有している。このため、めっき用の触媒を含有した溶液に絶縁性基板２を浸漬すると、当該溶液が改質層２２の微細な孔に浸透し、この穴の内部から銅を析出させることができるので、アンカー効果によって配線パターン４の密着性を向上させることができる。
【００２８】
なお、このステップＳ１１において、紫外線照射に代えて、プラズマ処理、コロナ放電処理、又はアルカリ処理によって、絶縁性基板２の上面２ａに改質層２２を形成してもよい。なお、アルカリ処理とは、例えば、水酸化ナトリウム水溶液に絶縁性基板２を浸漬するウエット処理である。
【００２９】
例えば、コロナ放電処理によって形成された改質層は、上述のような親水性の極性基を有すると共に、当該コロナ放電の放電ストリークによる熱的衝撃によって粗面化されているので、アンカー効果によって配線パターン４の密着性を向上させることができる。
【００３０】
なお、絶縁性基板２と配線パターン４との密着性を十分に確保できる場合には、このステップＳ１１を省略してもよい。すなわち、絶縁性基板２の上面２ａに改質層２２を形成しなくてもよい。
【００３１】
次いで、図２のステップＳ１２において、図３（ｂ）に示すように、例えば、ディッピング法や大気中又は真空中での気相成膜法によってシランカップリング剤を絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに付着させる。これにより、単分子〜数分子程度の厚さを有する撥水層３が絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに形成される。
【００３２】
上記のシランカップリング剤は、疎水性の官能基が末端に修飾されており、このため撥水性を発現する。シランカップリング剤としては、アルコキシオリゴマー、シラン、シリルカ剤等を例示することができ、その中でもシランの具体例として、例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ、Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２）等の撥水処理剤を例示することができる。
【００３３】
なお、このステップＳ１２において、撥水層３を絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに形成することが好ましい。後述する触媒付与処理Ｓ１４や無電解めっき処理Ｓ１５において絶縁性基板２を液体に浸漬した際に、絶縁性基板２内に水分が浸入すると配線パターン４の密着性が低下する。これに対し、本実施形態では、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂが撥水層３で覆われているので、絶縁性基板２内への水分の浸入を防止することができる。
【００３４】
次いで、図２のステップＳ１３において、図３（ｃ）に示すように、絶縁性基板２とインプリントモールド５を所定温度まで加熱した後に、インプリントモールド５を絶縁性基板２の上面２ａに押し付ける。
【００３５】
このインプリントモールド５は、例えば、シリコン（Ｓｉ）から構成される熱インプリント用の金型であり、図３（ｃ）に示すように、ベース部５１と、３つの凸部５２と、を有している。凸部５２は、下方に突出するようにベース部５１に設けられており、配線パターン４の形状に対応している。
【００３６】
このインプリントモールド５は、例えば、電子ビームリソグラフィ、フォトリソグラフィ、エッチングといった半導体製造技術等を用いて形成されている。なお、このインプリントモールド５を、シリコンに代えて、石英（ＳｉＯ２）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、グラッシーカーボン（ＧＣ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）等で構成してもよい。
【００３７】
因みに、インプリントモールド５を、ニッケルや銅等の金属材料で構成する場合には、シリコン等でモールドを一旦形成し、当該モールドの凹凸パターンを樹脂材料に転写して離型した後に、当該樹脂材料にめっき等で金属材料を充填して剥離することで、金属製のモールドを形成する。
【００３８】
このインプリントモールド５が絶縁性基板２の上面２ａに押し付けられると、図３（ｃ）に示すように、インプリントモールド５の表面形状（本例では３つの凸部５２）が絶縁性基板２に転写される。これにより、絶縁性基板２の上面２ａに３つの凹部２１が形成される。
【００３９】
また、本実施形態では、このインプリントモールド５の凸部５２の押圧に伴って、凹部２１で、表面積が増加すると共に樹脂材料が流動して表層が内側に潜り込んむ。そのため、インプリント前と比べて、当該凹部２１内の表面における撥水層３の密度が著しく低下している。
【００４０】
一方、上述のように改質層２２は撥水層３よりも厚いので、インプリントモールド５の凸部５２の押圧によって凹部２１が形成されても、当該凹部２１内の表面には改質層２２が残っている。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、このステップＳ１３におけるインプリント法によって、絶縁性基板２に凹部２１を形成すると同時に、凹部２１内の表面に改質層２２を残しつつ当該凹部２１内の撥水層３の密度を低下させており、これにより、凹部２１内における撥水効果が大幅に弱められている。
【００４２】
これに対し、絶縁性基板２の表面２ａにおける凹部２１以外の領域では、撥水層３がインプリント前と同様に維持されているので、十分な撥水効果が確保されている。
【００４３】
なお、インプリントモールド法に代えて、レーザ加工によって絶縁性基板２の上面２ａに凹部２１を形成してもよい。この場合には、凹部２１の形成と同時にレーザ光のエネルギーによって凹部２１内の撥水層３も破壊されることで、凹部２１内における撥水効果が大幅に弱められる。
【００４４】
次いで、図２のステップＳ１４において、特に図示しないが、絶縁性基板２の凹部２１内の表面に、無電解銅めっき処理用の触媒（例えば、パラジウム（Ｐｄ）など）を付与する。
【００４５】
本実施形態における触媒付与処理（触媒化処理）Ｓ１４は、例えば、キャタライジング工程と、アクセラレイティング工程と、から構成されている。
【００４６】
キャタライジング工程では、絶縁性基板２をキャタリスト（パラジウムコロイド溶液）に浸漬することで、絶縁性基板２の凹部２１内の表面にパラジウムコロイド（Ｐｎ−Ｓｎ化合物）を吸着させる。なお、絶縁性基板２の表面２ａ，２ｂにおける凹部２１以外の領域については、パラジウムコロイドの吸着は撥水層３の撥水作用によって妨げられる。
【００４７】
次いで、アクセラレイティング工程では、絶縁性基板２をアクセラレータ（例えば、硫酸とホウフッ酸を主成分とする溶液）に浸漬することで、パラジウムコロイドの保護コロイド成分（Ｓｎ化合物）を除去して、パラジウム触媒を活性化させる。
【００４８】
なお、触媒付与処理Ｓ１４における処理内容は、上記のキャタライジング工程やアクセラレイティング工程に限定されない。
【００４９】
次いで、図２のステップＳ１５において、絶縁性基板２を無電解銅めっき液に浸漬する。これにより、図４（ａ）に示すように、絶縁性基板２の凹部２１内のみに銅が析出し当該凹部２１内に銅が充填されることで、配線パターン４が形成される。
【００５０】
次いで、図２のステップＳ１６において、図４（ｂ）に示すように、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに対して紫外線を照射して、撥水層３を絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂから除去することで、回路基板１が完成する。このステップＳ１６の処理により、回路基板１の表面にカバーレイを貼り付ける場合や、回路基板１を多層化する場合に、密着性の向上を図ることができる。
【００５１】
なお、このステップＳ１６において、紫外線照射に代えて、研磨処理や薬液処理により撥水層３を絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂから除去してもよい。また、回路基板１へのカバーレイの貼付や回路基板１の多層化を行わない場合には、このステップＳ１６を省略してもよい。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、撥水層３が形成された絶縁性基板２の上面２ａに凹部２１を形成することで、無電解めっきを凹部２１内のみに選択的に析出させることができる。このため、無電解めっき後の研磨やエッチングが不要となるので、所望の膜厚を有する配線パターン４の形成することができ、所望の電気特性を確保することができる。
【００５３】
本実施形態における撥水処理Ｓ１２が本発明における第１の工程の一例に相当し、本実施形態におけるインプリント処理Ｓ１３が本発明における第２の工程の一例に相当し、本実施形態における触媒付与処理Ｓ１４が本発明における第３の工程の一例に相当し、本実施形態における無電解めっき処理Ｓ１５が本発明における第４の工程の一例に相当する。
【００５４】
また、本実施形態における改質処理Ｓ１１が本発明における改質工程の一例に相当し、本実施形態における除去処理Ｓ１６が本発明における第５の工程の一例に相当する。
【００５５】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００５６】
１…回路基板
２…絶縁性基板
２ａ…上面
２ｂ…下面
２１…凹部
２１１…底面
２２…改質層
３…撥水層
４…配線パターン
５…インプリントモールド
５１…ベース部
５２…凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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