(57)【要約】【課題】  煩雑な工数や種々の不具合を伴う特別な加工や処理を必要とせずに、プラスチック基材と導体配線との密着性を高めるために、導体配線パターンのベースとなる触媒がプラスチック基材と強固に接着できる導体配線構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】  プラスチック基材２表面に連続的な導体配線パターン３が形成された導体配線構造体において、プラスチック基材内部に埋没した埋設状態、或いは／及び、該プラスチック基材表面に一部が露出した埋設状態にて所定のパターン状に形成された触媒粒子群４と、該触媒粒子群に一体化された導体配線パターンと、を備えたことを特徴とする。【選択図】    図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材表面に連続的な導体配線パターンが形成された導体配線構造体において、
前記プラスチック基材内部に埋没した埋設状態、或いは／及び、該プラスチック基材表面に一部が露出した埋設状態にて所定のパターン状に形成された触媒粒子群と、該触媒粒子群に一体化された前記導体配線パターンと、を備えたことを特徴とする導体配線構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記触媒粒子群を構成する個々の触媒粒子同士が連接した状態にあることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項３】
請求項１、又は２において、前記触媒粒子群を構成する個々の触媒粒子は、その径が１００ｎｍ未満のナノ粒子であることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項４】
請求項１、２、又は３において、前記プラスチック基材内部、或いは／及び、該プラスチック基材表面に埋設された前記１００ｎｍ未満のナノ粒子が金属ナノ粒子であり、各金属ナノ粒子同士が融着することにより径成長して金属ナノ粒子層を形成していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項５】
請求項４において、前記金属ナノ粒子同士の融着により形成された前記金属ナノ粒子層が多孔質膜であることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、前記導体配線パターンが３次元構造物の多面にまたがって連続形成されていることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項において、前記プラスチック基材が、熱硬化型プラスチックから構成されていることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか一項において、前記プラスチック基材が、紫外線硬化型プラスチックから構成されていることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項９】
請求項１、又は２における触媒粒子は請求項３を満足するナノ粒子が融着状態にて存在したものであり、その触媒粒子の粒径が１μｍ以下で構成されていることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１０】
請求項９における触媒粒子が結合して集合体を成しており、該集合体が島状に分布していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１１】
請求項９における触媒粒子が鎖状に連接していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１２】
請求項９における触媒粒子が網目状に分布して連接していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１３】
請求項９における触媒粒子が枝状に分岐して連接していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１４】
請求項１、又は２における触媒粒子は請求項３を満足するナノ粒子が融着状態にて存在したものであり、その触媒粒子の粒径が２００ｎｍ以下で構成されていることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１５】
請求項１４における触媒粒子が連接して多孔質形状で膜を構成していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１６】
請求項１４における触媒粒子に構成される膜において、膜内に網目状に亀裂を配置していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１７】
請求項１４における触媒粒子が結合して集合体を成しており、該集合体が島状に分布していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１８】
請求項１、又は２における触媒粒子が融着部と未融着部から構成されていることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項１９】
請求項１、又は２における触媒粒子が配線厚さ方向に対して粒径分布を有していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項２０】
請求項１、又は２において、構成される配線に対して機能部品を接続した後に樹脂包埋していることを特徴とする導体配線構造体。
【請求項２１】
転写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面に触媒粒子コロイド溶液を供給するステップと、該触媒粒子コロイド溶液の溶媒を揮発させることにより該転写基材表面に触媒粒子群から成る触媒下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチックを積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記触媒下地配線パターンを該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された触媒下地配線パターンに無電解めっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【請求項２２】
請求項２１において、前記転写基材が３次元構造物であり、且つその多面に親・疎水パターンが形成された型であることを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【請求項２３】
請求項２１、又は２２において、前記転写基材の各面間の境界部が曲面であることを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【請求項２４】
請求項２１、２２又は２３において、前記コロイド溶液は、溶媒として水を用いることを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【請求項２５】
転写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面の親水パターン上に金属ナノ粒子コロイド溶液を塗布するステップと、該金属ナノ粒子コロイド溶液中の溶媒を揮発させて金属ナノ粒子同士を融着させることで下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチックを積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記下地配線パターンを該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された下地配線パターンに無電解めっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【請求項２６】
転写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面の親水パターン上に金属ナノ粒子コロイド溶液を塗布するステップと、該金属ナノ粒子コロイド溶液中の溶媒を揮発させて金属ナノ粒子同士を融着させることで下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチックを積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記下地配線パターンを該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された下地配線パターンに電解めっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【請求項２７】
成型用の型である転写基材表面に、親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面の親水パターン上に金属ナノ粒子コロイド溶液を塗布するステップと、該金属ナノ粒子コロイド溶液中の溶媒を揮発させて金属ナノ粒子同士を融着させることで下地配線パターンを形成するステップと、該下地配線パターンを予備成型されたプラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された下地配線パターンにめっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする導体配線構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック基材面に導体配線を有する導体配線構造体に関し、特にプラスチック基材表面にパターン状金属層が形成されている複合形状体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板やプラスチックフィルムコネクタのように基材上に配線を形成する場合やディスプレイ用のカラーフィルタ、有機半導体デバイス等のパターン形成などに対して、任意のパターンを形成する方法として、スクリーン印刷やフォトリソグラフィのように各種の印刷技術が存在する。基板や基材にパターンを形成する上での課題として、パターンの寸法精度や膜厚、電気光学特性、機械特性など様々なものが挙げられるが、基板に対する配線パターンの密着性の問題がある。
また、プラスチック成形体あるいは基板表面への導体形成および導体配線パターン形成は、スパッタリングおよび無電解めっき等の方法により行われているが、やはり配線パターン等の密着性向上が課題となっている。上記課題に対する対策として一般的には導体形成前にプラスチック表面を粗面化することが行われている。ここで、無電解めっきによる導体形成について概略工程を示す。まず、プラスチック表面を化学的なエッチングにより粗面化する。その粗面化された表面に触媒を付着させ、その触媒に対して活性化処理を施す。その後触媒を核として無電解めっきが行われる。このときの密着力は初期工程である粗面化によるプラスチックに対するアンカー効果で密着力が確保される。つまり、この粗面化プロセスが密着力を左右する重要な工程となる。しかし、耐熱性を求められているプラスチックたとえば液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチックあるいはエポキシを代表とする熱硬化プラスチックにおいては、耐薬品性が高いこともありエッチングによる粗面化が非常に困難で密着力を安定して確保することが困難であるとともにエッチング液としても六価クロム等有害物質を含むことから環境面でも問題となっている。また、本工程にて導体配線形成するためには、プラスチック表面に形成した導体をフォトリソプロセスあるいはレーザープロセス等により除去加工することが必要となり、材料有効活用の視点においても課題となっている。
【０００３】
特許文献１に開示されたプラスチック成形体への導体配線形成方法では、キャリアフィルム上に触媒性接着性材料により回路パターンを形成し、回路パターン付きキャリアフィルムを金型のキャビティ内に配した後、キャビティ内に溶融させた成形材料を射出成形してその成形体上に回路パターンを転写し、離型後、成形体からキャリアフィルムを剥離させ、回路パターンを構成する触媒性接着性材料の表面を化学的に粗化した後、この粗化された回路パターン上に無電解めっきにより金属層を形成している。しかしこの方法では、回路パターンをキャリアフィルムから３次元形成体に転写形成することから、複雑な形状を有する３次元形成体に対する転写形成ができないと同時に、無電解めっきのために触媒を表面に露出させる必要があるため、やはり触媒性接着性材料をエッチングするプロセスが必要となってしまうという課題がある。
また、特許文献２に開示された技術においては、パラジウムを混入した熱可塑性の液晶ポリマーで誘電体基板を成形した後、この誘電体基体の表面のうち、所定パターンの導体層が形成されるべき表面部分を露出させ、これ以外の表面部分を覆うように加水分解性高分子材料の樹脂マスクを形成し、この樹脂マスク及びこの樹脂マスクから露出している誘電体基体の全表面を粗面化処理する。次に、誘電体基体から樹脂マスクを除去する。最後に、誘電体基体表面の所定パターンのエッチング処理面上に導電層を無電解めっきにより形成することが提案されている。本方式によれば３次元プラスチック成形体表面に導体配線を形成することは可能であるが、２色成形する必要があるため、型コストが増大するとともに微細ピッチ配線を形成することができない。また、やはりプラスチック表面の粗面化が必要であり、プロセスが煩雑化し、密着性を安定化させることが困難であった。
【０００４】
また特許文献３では、立体物上に記録層を形成し、その上に配線を形成しているが、この構造では基材に対して密着力が得られない。
従来技術として特許文献４では、樹脂粒子を用いて樹脂層とめっき層の界面を凹凸にせしめるか、コアの平均粒子半径ｒと、樹脂層の厚さｔとは、ｒ／ｔ≧５で表される関係を満たす現像剤を用いるか、あるいはアスペクト比ａ／ｂが２以上である現像剤を用いることにより、配線パターンを形成している。この構造では、密着力を達成するために凹凸構造を形成しているため微細なパターンへの適応は難しいことと、前記一般的な課題が発生する。
また、特許文献５では、疎水性領域１１ａおよび親水性領域１１ｂからなるパターンを表面に有する絶縁性基板１０上の両領域のいずれか一方の領域に付着された導電材料１３の焼成により導電部１３が形成されて成る配線基板１６。パターンが形成される絶縁性基板１０の表面は同一材料１１からなり、該表面の面粗さが疎水性領域１１ａおよび親水性領域１１ｂで異なることによりパターン形成を行っているが、本方式では十分な密着力を得られる構造でない問題がある。
【特許文献１】特開平７−１６４４８２号公報
【特許文献２】特開２００１−３０８４９７公報
【特許文献３】特許第３４０６３６５号
【特許文献４】特開平７−２６３８４１号公報
【特許文献５】特開２００４−１９３３２７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、プラスチック基材との密着性を向上させた導体配線を得るために、特別な加工や処理を必要とせずに、基板への密着力を挙げる達成手段として、導体配線パターンのベースとなる触媒がプラスチック基材と強固に接着している構造およびその製造方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、プラスチック基材表面に連続的な導体配線パターンが形成された導体配線構造体において、前記プラスチック基材内部に埋没した埋設状態、或いは／及び、該プラスチック基材表面に一部が露出した埋設状態にて所定のパターン状に形成された触媒粒子群と、該触媒粒子群に一体化された前記導体配線パターンと、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記触媒粒子群を構成する個々の触媒粒子同士が連接した状態にあることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１、又は２において、前記触媒粒子群を構成する個々の触媒粒子は、その径が１００ｎｍ未満のナノ粒子であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２、又は３において、前記プラスチック基材内部、或いは／及び、該プラスチック基材表面に埋設された前記１００ｎｍ未満のナノ粒子が金属ナノ粒子であり、各金属ナノ粒子同士が融着することにより径成長して金属ナノ粒子層を形成していることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４において、前記金属ナノ粒子同士の融着により形成された前記金属ナノ粒子層が多孔質膜であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記導体配線パターンが３次元構造物の多面にまたがって連続形成されていることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか一項において、前記プラスチック基材が、熱硬化型プラスチックから構成されていることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１乃至６の何れか一項において、前記プラスチック基材が、紫外線硬化型プラスチックから構成されていることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１、又は２における触媒粒子が請求項３を満足するナノ粒子が融着状態にて存在し、その触媒粒子の粒径が１μｍ以下で構成されていることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項９における触媒粒子が結合して集合体を成しており、該集合体が島状に分布していることを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項９における触媒粒子が鎖状に連接していることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項９における触媒粒子が網目状に分布して連接していることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項９における触媒粒子が枝状に分岐して連接していることを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１、又は２における触媒粒子が請求項３を満足するナノ粒子が融着状態にて存在し、その触媒粒子の粒径が２００ｎｍ以下で構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１５の発明は、請求項１４における触媒粒子が連接して多孔質形状で膜を構成していることを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１４における触媒粒子に構成される膜において、膜内に網目状に亀裂を配置していることを特徴とする。
請求項１７の発明は、請求項１４における触媒粒子が結合して集合体を成しており、該集合体が島状に分布していることを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１、又は２における触媒粒子が融着部と未融着部から構成されていることを特徴とする。
請求項１９の発明は、請求項１、又は２における触媒粒子が配線厚さ方向に対して粒径分布を有していることを特徴とする。
請求項２０の発明は、請求項１、又は２において、構成される配線に対して機能部品を接続した後に樹脂包埋していることを特徴とする。
請求項２１の発明は、写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面に触媒粒子コロイド溶液を供給するステップと、該触媒粒子コロイド溶液の溶媒を揮発させることにより該転写基材表面に触媒粒子群から成る触媒下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチックを積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記触媒下地配線パターンを該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された触媒下地配線パターンに無電解めっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２２の発明は、請求項２１において、前記転写基材が３次元構造物であり、且つその多面に親・疎水パターンが形成された型であることを特徴とする。
請求項２３の発明は、請求項２１、又は２２において、前記転写基材の各面間の境界部が曲面であることを特徴とする。
請求項２４の発明は、請求項２１、２２又は２３において、前記コロイド溶液は、溶媒として水を用いることを特徴とする。
請求項２５の発明は、転写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面の親水パターン上に金属ナノ粒子コロイド溶液を塗布するステップと、該金属ナノ粒子コロイド溶液中の溶媒を揮発させて金属ナノ粒子同士を融着させることで下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチックを積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記下地配線パターンを該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された下地配線パターンに無電解めっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする。
請求項２６の発明は、転写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面の親水パターン上に金属ナノ粒子コロイド溶液を塗布するステップと、該金属ナノ粒子コロイド溶液中の溶媒を揮発させて金属ナノ粒子同士を融着させることで下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチックを積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記下地配線パターンを該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された下地配線パターンに電解めっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする。
請求項２７の発明は、成型用の型である転写基材表面に、親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面の親水パターン上に金属ナノ粒子コロイド溶液を塗布するステップと、該金属ナノ粒子コロイド溶液中の溶媒を揮発させて金属ナノ粒子同士を融着させることで下地配線パターンを形成するステップと、該下地配線パターンを予備成型されたプラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された下地配線パターンにめっきにて導体配線を一体形成するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、触媒粒子がプラスチック基材内部、及びその表面の一部にパターン状に配置、形成され、下地配線パターンを形成していることから、下地配線パターン上に対する無電解めっきによる導体配線の密着力を高くできる。
請求項２の発明によれば、触媒粒子が互いに連接して下地パターンを形成していることで無電解めっきによる導体配線パターン形成の生産性が向上する。
請求項３の発明によれば、ナノ粒子触媒を使用することで活性化が高まり、無電解めっきによる導体配線パターン形成の生産性が向上する。
請求項４、５の発明によれば、粒径が１００ｎｍ未満の金属ナノ粒子同士を融着させていることにより、プラスチックとの密着力が向上するとともに電解めっきによる導体配線形成が可能となり生産性が向上する
請求項６の発明によれば、３次元構造の多面にまたがって導体配線が形成されていることで、プラスチック基材と配線基板との機能を持たせることができる。
請求項７の発明によれば、プラスチック基材を熱硬化性プラスチックで構成させることで耐熱性の高い導体配線構造体が形成できる。
請求項８の発明によれば、プラスチック基材を紫外線硬化性プラスチックで構成させることで生産性の高い導体配線構造体ができる。
請求項９の発明によれば、粒径を小型化することにより体積に対する表面積が大きくなるため、触媒の活性能が高まり効率的に配線を形成することができる。
請求項１０の発明によれば、触媒粒子を島状に分布させることにより、連接状態における応力を緩和することが出来、より密着力の高い配線を形成することができる。
請求項１１の発明によれば、触媒粒子を鎖状に連接させることにより、無電解めっきでのパターン形状の均一化が図れる。
請求項１２の発明によれば、触媒粒子を網目状に分布させることで、配線密着力の均一化が図れる。
【００１０】
請求項１３の発明によれば、触媒粒子を枝状に分布させることで、配線密着力の均一化が図れる。
請求項１４の発明によれば、粒径を小型化することにより体積に対する表面積が大きくなるため、触媒の活性能が高まり効率的に配線を形成することができる。
請求項１５の発明によれば、多孔質状の膜を形成することで、表面積を大きくすることが出来るため、密着力に優れた配線を形成することが出できる。
請求項１６の発明によれば、膜内に亀裂を設けることで、膜の内部応力を緩和することができる。
請求項１７の発明によれば、触媒粒子を島状に分布させることにより、連接状態における応力を緩和することが出来、より密着力の高い配線を形成することができる。
請求項１８の発明によれば、触媒粒子の融着により粒径が大きくなるため、粒子の密着力は向上するが触媒能は低下するため、種々の竜径を混合させることにより、触媒能と密着力を両立させることができる。
請求項１９の発明によれば、粒径分布を設けることで、樹脂密着力、触媒の転写性を制御することができる。
請求項２０の発明によれば、機能部品を内蔵させることが出来るため、モジュール化や部品の小型化を図ることができる。
請求項２１の発明によれば、密着力が高く簡易なプロセスで導体配線構造体を製造できる。
請求項２２の発明によれば、親・疎水パターンを活用することで、微細配線形成が可能となる。
請求項２３の発明によれば、３次元微細パターンを、簡便なプロセスで形成できる。
請求項２４の発明によれば、水系コロイド溶液を使うことにより、環境負荷の少ないプロセスを提供できる。
請求項２５の発明によれば、プラスチック基材と導体配線との密着力が高い構造体を簡易的なプロセスで製造できる。
請求項２６の発明によれば、電解めっきによる導体配線形成が可能となり、生産性が向上する。
請求項２７の発明によれば、プラスチック基材面に下地配線パターンを転写成形することでプラスチック成形時の生産性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
＜実施例１＞
図１は本発明のパターン構成図である。表面研磨されたＳＵＳ３０４板上にフォトレジストＯＦＰＲ−８００（東京応化製）を塗工し、露光現像を介して、厚さ３μｍ、幅１００μｍの直線パターンを形成した。その後Ｎｉ／ＰＴＦＥ共析めっき（上村工業製）にてＳＵＳ露出面にめっきを行った。その後レジストをアセトンにて剥離してパターンを形成した。
銀ナノ粒子含有水性インク  ファインスフィアＳＶＷ１０２（日本ペイント製）を入れた容器に前記ＳＵＳ板をディッピングにて塗工した。このときレジストを除去して露出したＳＵＳ板状に銀ナノ粒子が塗膜され、Ｎｉ／ＰＴＦＥ共析めっき膜上には疎水性のため付着しなかった。
前記ＳＵＳ板を２００℃３０分の条件でオーブンにて加熱し、銀ナノ粒子を融着させた。その後エポキシ樹脂Ｇ７７０−Ｌ（住友ベークライト製）を２００℃に加熱したホットプレート上にて硬化して、ＳＵＳ板上から剥離した。硬化したエポキシ樹脂上にパターン化された銀ナノ粒子膜を形成することが出来た。
酸素プラズマ装置ＡＰ−Ｔ０３（積水化学工業製）にて表面処理後、無電解銅めっき  ＴＳＰカッパ−Ｎシリーズ（奥野製薬工業製）にて４０℃、４０分の条件にて銀ナノ粒子膜上に銅膜を形成して密着力に優れた配線を形成することが出来た。
【００１２】
また本発明では、ナノ粒子の融着状況にて構造が変化することがわかっている。図２に示すように、銀ナノ粒子膜をＳＥＭにて観察すると、島状に構成していることがわかった。数〜１０数ｎｍ径ほどの大きさである銀ナノ粒子１０が融着することにより粒成長し、粒径が１μｍ以下で構成される粒子群を形成している。またより詳細に銀ナノ粒子の分布に関して調べると、図３のように銀ナノ粒子の融着体が鎖状１１に連接して膜を構成している場合、図４のように網目状や図５のような枝分かれ構造のように配置して膜を形成していることがわかった。銀ナノ粒子の融着体が分散構造をとることにより、銀ナノ粒子膜の内部応力を低減することができるため、密着力の低下が抑制され、密着力に優れた配線を形成することが出来る。
ナノ粒子の面分布に関しては前述のとおりであるが、膜方向に関しても様々な形態をとることが可能である。銀ナノ粒子を酸素プラズマ装置ＡＰ−Ｔ０３（積水化学工業製）にて表面に存在する銀ナノ粒子を融着させ、内部に存在する銀ナノ粒子は未融着状態にすることで粒径の分布を形成することができる。他にもレーザ加熱のように局所的に加熱することで形成することができる。模式図を図６に示す。
【００１３】
＜実施例２＞
実施例１と同様にＮｉ／ＰＴＦＥ共析めっきをパターン状に施したＳＵＳ板上に銀ナノ粒子含有エタノール溶媒インクファインスフィアＳＶＥ１０２（日本ペイント製）を入れた容器に前記ＳＵＳ板をディッピングにて塗工した。塗膜後オーブンにて２００℃３０分硬化して銀ナノ粒子膜を形成した。このときの融着した銀ナノ粒子径は２００ｎｍ以下である。続いて実施例１と同様に樹脂転写及び無電解銅めっきを実施して密着力に優れた配線パターンを形成することができた。
本発明では、銀ナノ粒子膜が融着により図７に示すように多孔質膜として形成されている。また多孔質膜内に図８に示すような亀裂１２が確認され、銀ナノ粒子膜厚の増加と共に亀裂１２が網目状に形成され、図９のように銀ナノ粒子膜内で島状に構成されたものとなっている。亀裂が進展することにより銀ナノ粒子膜の内部応力が緩和され、配線の密着力が向上する。
＜実施例３＞
実施例１と同様にＮｉ／ＰＴＦＥ共析めっきをパターン状に施したＳＵＳ板上に銀ナノ粒子含有エタノール溶媒インクファインスフィアＳＶＥ１０２（日本ペイント製）を入れた容器に前記ＳＵＳ板をディッピングにて塗工した。塗膜後オーブンにて２００℃３０分硬化して銀ナノ粒子膜を形成した。次に接続端子部にエポキシ系導電性接着剤をディスペンスにて供給し、その後半導体チップに対して導電性接着剤を介して型上の配線パターンと接続し、１５０℃１時間にて接着剤を硬化した。その後実施例１と同様に樹脂成形、離型することで、半導体チップを成形体内に封止した状態で表面にはパターン状に形成された銀ナノ粒子膜を含む成形体を形成することが出来た。さらに酸素プラズマ装置にて表面処理後、無電解銅めっきにて銀ナノ粒子膜上に銅膜を形成して密着力に優れた配線を形成することが出来た。パターン構成図を図１０に示す。
本実施例では接続材料をディスペンスにて供給したが、その他にもはんだをめっきにて配線上や機能部品上に供給する方法やはんだバンプを搭載した機能部品を搭載する方法においても対応可能である。
【００１４】
図１１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る導体配線構造体の構成を示す斜視図、要部構成を示す断面図であり、図１１（ｃ）は変形例の要部断面図である。
この実施形態に係る導体配線構造体１は、平板状のプラスチック基材２の表面に導体配線（導体配線パターン）３を形成すると共に、導体配線３の下地として多数の触媒粒子４ａ、４ｂから成る触媒粒子群４が所定のパターン状に配置されている。導体配線３は、触媒粒子群上に無電解めっきにより一体形成されている。触媒粒子群４を構成する一部の触媒粒子４ａはプラスチック基材２中に埋没状態で埋設され、他の触媒粒子４ｂはプラスチック基材２の表面に一部を露出させた状態で埋設されている。表層側の触媒粒子４ｂは、直接導体配線３と密接状態で密着固定している。無電解めっきにより導体配線３を触媒粒子４ｂ上に密着形成するに際して、下地となる触媒粒子群（触媒下地配線パターン）４とプラスチック基材２との密着力が十分に確保できているため、導体配線の密着力も向上できる。本実施形態によれば無電解めっきに必要とされるパラジウム等の高価な触媒粒子が少量であっても、微細配線を形成することができる。しかも、下地となる触媒粒子群４の形成パターンを高精度に微細配線することが可能であるため、その上に密着して積層形成される導体配線３についても同様の高精度にて形成することが可能となる。
図１１（ｃ）の実施形態では、触媒粒子４ａ、４ｂ同士が互いに連接（密着）している。プラスチック基材２に埋設された触媒粒子同士を連接させることにより、無電解めっきによる導体配線形成時の成長性が安定し、析出速度を速くすることができることから生産性を向上できる。また触媒粒子と導体配線材料との接触面積が増大することから両者の密着力も向上できる。
また、各触媒粒子を１００ｎｍ未満のナノ粒子とすることで触媒としての活性力が増すため、無電解めっき成長性が向上するとともに触媒粒子同士の連接力も向上するため、導体配線との密着力が更に向上する。
図１１に示した導体配線構造体は、次の如き製造方法により製造することができる。
製造手順としては、転写基材上に触媒粒子群からなる触媒下地配線パターンを形成してから、この触媒下地配線パターンをプラスチック材料側に転写する工程をとる。
即ち、一実施形態にかかる導体配線構造体の製造方法は、転写基材表面に親・疎水パターンを形成するステップと、該転写基材表面に触媒粒子コロイド溶液を供給するステップと、該触媒粒子コロイド溶液の溶媒を揮発させることにより該転写基材表面に触媒粒子群から成る触媒下地配線パターンを形成するステップと、該転写基材表面に流動性のあるプラスチック（プラスチック基材２となる）を積層してから硬化させたプラスチック層を剥離することにより前記触媒下地配線パターン４を該プラスチック層に転写するステップと、該プラスチック層に転写された触媒下地配線パターン４に無電解めっきにて導体配線３を一体形成するステップと、を有する。
【００１５】
以下に、上記製造方法の具体的実施例１を示す。
（実施例１）
図１１の導体配線構造体を製造するに当たり、下記製造方法によることで生産性の向上を図ることができる。
転写基材としてのＰＥＴフィルム上に親・疎水パターンを形成した。親・疎水パターンの形成方法としては、まず、ＰＥＴフィルム上に含フッ素アクリレートＴＧ−７０２（ダイキン工業製）をスプレーコートにて塗布する。その後、該ＰＥＴフィルムを９０℃に熱したエチレングリコールに３０秒浸漬して親水化処理を行った。その後、半導体レーザＬ８９３３（浜松ホトニムス製）にて所定のパターンを描画して含フッ素アクリレートを部分的に疎水性に変化させて１００μｍ幅の親・疎水パターンを形成した。この転写基材上の親・疎水パターンを構成する親水パターン上に、無電解めっきの触媒となるパラジウム触媒を析出させるために、無電解めっき用処理薬品としてのセンシタイザー（奥野製薬工業製）と、アクチベーター（無電解めっきの触媒となる金属を吸着させる手段）を順次供給し、乾燥させることでパラジウム触媒粒子層（触媒下地配線パターン＝触媒粒子群４）を形成した。この乾燥過程において、溶媒の表面張力等によりパラジウム触媒粒子は互いに連接した状態で親水パターン上に形成された。その後、流動性を有した紫外線硬化性プラスチックＳＤ−２２００（大日本インク製）を転写基材上に供給し、紫外線照射して硬化させた。紫外線照射条件としては１５ｍＷ／ｃｍ２、１０秒にて行った。紫外線照射によるプラスチックの硬化後、転写基材から紫外線硬化性プラスチック（プラスチック基材＝プラスチック層）を剥がすことでパラジウム触媒パターンを紫外線硬化性プラスチック側に転写形成することができた。その後、無電解銅めっき液としてのＴＳＰカッパーＮシリーズ（奥野製薬工業製）を用いて浴温度４０℃  ４０分の条件で無電解銅めっきを実施することで、密着性の高い銅配線（導体配線３）を形成することができた。ここで、プラスチック基材２を構成する材料として、紫外線硬化性プラスチックを使うことにより、短時間硬化が可能となり、生産性が向上するとともに触媒粒子から成る触媒下地配線パターン４に対してプラスチック材料が過度に浸透することを防止でき、無電解めっきプロセスにより導体配線形成を安定化できる。
【００１６】
次に、図１２及び図１３は夫々本発明の他の実施形態に係る導体配線構造体の要部構成を示す断面図である。
まず、図１２の実施形態に係る導体配線構造体１は、平板状のプラスチック基材２の表面に導体配線３を形成すると共に、導体配線３の下地として多数の金属ナノ粒子（触媒粒子）１０ａ、１０ｂから成る金属ナノ粒子群（下地配線パターン）１０が所定のパターン状に配置されている。導体配線３は、金属ナノ粒子群（下地配線パターン）１０上に無電解めっきにより一体形成（融着）されている。金属ナノ粒子群１０を構成する一部の金属ナノ粒子１０ａはプラスチック基材２中に埋没状態で埋設され、他の金属ナノ粒子１０ｂはプラスチック基材２の表面に一部を露出させた状態で埋設されている。表層側の金属ナノ粒子１０ｂは、直接導体配線３と密接状態で密着固定（融着）している。無電解めっきにより導体配線３を金属ナノ粒子１０ｂ上に密着形成するに際して、下地となる金属ナノ粒子群（下地配線パターン）１０とプラスチック基材２との密着力が十分に確保できているため、導体配線の密着力も向上できる。本実施形態によれば無電解めっきに必要とされるパラジウム等の高価な金属ナノ粒子が少量であっても、微細配線を形成することができる。しかも、下地となる金属ナノ粒子群１０の形成パターンを高精度に微細配線することが可能であるため、その上に密着して積層形成される導体配線３についても同様の高精度にて形成することが可能となる。
【００１７】
このように本実施形態に係る導体配線構造体１は、その導体配線３の下地に金属ナノ粒子１０ｂが融着し、径成長した金属ナノ粒子群１０がパターン状に存在し、その一部はプラスチック基材２中に埋めこめられ、またその表面層の粒子は直接導体配線３と密接している構成である。
金属ナノ粒子群１０上に導体配線３を積層形成するに際しては、無電解めっき用触媒である金属ナノ粒子を活用することにより、無電解めっきが可能である。
また、下地配線パターン１０により導電性も確保できることから、触媒粒子以外の金属ナノ粒子を活用しても電解めっき等にて導体配線形成が可能となる。
図１３の実施形態では、金属ナノ粒子１０ａ、１０ｂ同士の融着を促進し、多孔質膜状の下地配線パターン１０を形成している。
これらの実施形態のように、金属ナノ粒子同士を融着させると、下地配線層１０の凝集力が高まるとともに、プラスチック基材２を構成するプラスチック材料が融着することによって形成された多孔、或いは凹凸部の隙間の一部に浸透することが可能となり、下地配線パターンとプラスチック材料との密着力が向上し、ひいては導体配線と基材との密着力を向上できる。また、金属ナノ粒子同士を融着させることで、下地配線パターンの導電性を利用した電解めっきによる導体配線形成も可能となり、生産性が向上する。
【００１８】
次に、本実施形態を具体的実施例２、３、４により夫々説明する。
（実施例２）
図１２の導体配線構造体を製作するに当たり、下記製造方法によることで生産性の向上を図ることができた。
転写基材として親・疎水パターンを有する東レ製水なし版を用いた。この東レ製水なし版はアルミ基板をベースとして疎水膜パターンとしてシリコーンゴム層を有している。
この水なし版上に粒径が１００ｎｍ未満の銀ナノ粒子を含んだ銀コロイド水溶液（ファインスフィアＳＶＷ１０２  日本ペイント製）を供給し、エアーブローすることで銀コロイド水溶液を、親水パターン部のみに付着させた。ここで、親水パターン部のみに供給する方法はインクジェット、ディッピング等にても可能である。
溶媒として水を活用することにより、コロイド溶液自体の表面張力を高くすることができるため、親・疎水パターンに対する微細配線形成が可能となるとともに、溶媒揮発による環境汚染をなくすことができ作業環境の劣化を招かない。
その後、溶媒を揮発させることにより、銀ナノ粒子を親水パターン部のみに析出させる。次いで、水なし版ごと１５０℃  ３０分の条件で加熱することで銀ナノ粒子は融着し、版上にて粒子径の成長が見られた。この水なし版上に流動性を有した熱硬化型エポキシ樹脂（プラスチック基材２となる）を供給し、１５０℃、３０分の硬化条件にて熱硬化型エポキシ樹脂を硬化させた。熱硬化型エポキシ樹脂の硬化後、転写基材としての水なし版からエポキシ樹脂を剥離することにより、融着して径成長した銀粒子群（下地配線パターン１０）を一部融着及び連接した状態でエポキシ樹脂（プラスチック基材２）側にパターン状に転写することができた。
その後、ピロリン酸浴銅めっきにて電流密度は４Ａ／ｄｍ２、２０℃にて理論厚さ１０μｍとなるように、銀ナノ粒子群上に導体配線３を形成した。
【００１９】
（実施例３）
図１３の導体配線構造体を製作するに当たり、下記製造方法によることで生産性の向上を図ることができた。
この実施例では、転写基材として親・疎水パターンを有する東レ製水なし版を用いた。この東レ製水なし版はアルミ基板をベースとして疎水膜パターンとしてシリコーンゴム層を有している。
この水なし版上に個々の銀ナノ粒子径が１００ｎｍ未満である銀コロイド水溶液（ファインスフィアＳＶＷ１０２  日本ペイント製）を供給し、エアーブローすることで銀コロイド水溶液を、親水パターン部のみに付着させた。
その後、溶媒を揮発させることにより、銀ナノ粒子を親水パターン部のみに析出させた。
次いで、水なし版ごと２００℃、３０分の条件で加熱することで銀ナノ粒子を融着させ、水なし版上にて多孔質膜としての銀ナノ粒子群（下地配線パターン）を形成することができた。この水なし版上にプラスチック基材となる熱硬化型エポキシ樹脂を流動性を有した状態で供給して一定厚のエポキシ樹脂層を形成し、１５０℃、３０分の硬化条件にて硬化させた。熱硬化型エポキシ樹脂層を硬化させた後、水なし版からエポキシ樹脂を剥離することにより、銀ナノ粒子が融着し合って多孔質膜を形成した状態でエポキシ樹脂層側にパターン状に転写することができた。
その後、ピロリン酸浴銅めっきにて電流密度は４Ａ／ｄｍ２、２０℃にて理論厚さ１０μｍとなるように、銀ナノ粒子群上に導体配線を形成した。
【００２０】
（実施例４）
転写基材として所定の親・疎水パターンを予め形成した東レ製水なし版を用いた。この東レ製水なし版はアルミ基板をベースとして疎水膜パターンとしてシリコーンゴム層を有している。
この水なし版上に個々のパラジウム粒子の粒径が１００ｎｍ未満であるパラジウムコロイド水溶液を供給し、エアーブローすることでパラジウムコロイド水溶液を、親水パターン部のみに付着させた。ここで、親水パターン部のみに供給する方法はインクジェット、ディッピング等にても可能である。
その後、溶媒を揮発させることにより、パラジウムナノ粒子を親水パターン部のみに析出させた。次いで、水なし版ごと２００℃、３０分の条件で加熱することでパラジウムナノ粒子を融着させ、径成長とともに相互粒子の融着が起こった。この水なし版上にプラスチック基材となる熱硬化型エポキシ樹脂を流動状態で供給して一定厚に積層し、エポキシ樹脂層を１５０℃３０分の硬化条件にて硬化させた。硬化後、水なし版からエポキシ樹脂層を剥離することにより、パラジウム融着パターン（下地配線パターン）をエポキシ樹脂層表面に転写することができた。その後、無電解銅めっき液であるＴＳＰカッパーＮシリーズ（奥野製薬工業製）を用いて浴温度４０℃、４０分の条件で無電解銅めっきすることで、密着性の高い導体配線を形成することができた。
図１４は本発明の他の実施形態に係る導体配線構造体の構成説明図であり、この導体配線構造体１は、立体形状（三次元構造）を有するプラスチック基材２の複数の面２ａ、２ｂ、２ｃ上にまたがるように立体的な導体配線３のパターンを形成した構成を備えている。
一般に、立体物の各面にまたがる領域（面間の境界部２Ａ）での微細配線パターン形成は断線し易く困難である。一般的には製品を個別にフォトリソ或いはレーザーアブレーションによりパターニングして形成することが行われているが、工程の複雑化、製造設備の高コスト化、材料の無駄といった問題が生じる。
それに対して、本発明では親・疎水パターンを有する転写基材を成形型として用いることにより、従来の不具合を解消している。
【００２１】
本実施形態では、三次元構造を有する転写基材としての成形型の成型面上に形成した親・疎水パターンの親水パターン部分に対して下地配線となるコロイド溶液を供給して乾燥させて下地配線パターンを形成した後、流動性を有したプラスチックを成型面に充填して下地配線パターンをプラスチックに転写形成する。その後、プラスチック基材２に形成した下地配線パターンに対するめっき（電解、無電解を問わない）により導体配線３を形成することにより、製品毎に複雑なフォトリソプロセス等を経ずに微細配線パターンを３次元構造体の多面に対して密着力高く形成することができる。この３次元構造体の多面にまたがった配線形成を可能とすることで、筐体と配線基板の機能を集約化でき、小型軽量化及び部材削減による低コスト化が可能となる。ここで、多面にまたがる配線パターンが形成された境界部２Ａ（コーナー部）においてコーナーがＲ面取り（曲面化）されていることにより、表面張力によりコロイド溶液を供給するプロセスにおいて溶液の供給量の均一化が可能となり、パターンの太り細りを低減できる。また、配線形成後の応力集中も低減でき、配線パターン剥離等に対して信頼性が向上できる。
この実施形態では、上記各実施形態において示した製造、加工方法において使用するプラスチック基材２として、熱硬化型プラスチックを使用している点が特徴的である。
プラスチック表面にめっき等の方法により導体配線を形成するためには、密着力を確保するためにプラスチック表面をエッチングして粗面化する必要がある。
これに対して、耐熱性及び耐薬品性に優れたエポキシ等の熱硬化性プラスチックは、特にその密着力確保のための表面処理が困難であった。
上記各実施形態に示した製造方法によれば、熱硬化性プラスチック表面に微細配線の下地配線パターンを形成でき、密着力の高い導体配線を形成できるため、特に耐熱性が求められる電子部品実装用の３次元回路基板として活用することができる。
この実施形態では、実施例３の場合と同様に、親・疎水パターンが形成された型（転写基材）の親水パターン部分に金属ナノ粒子を融着させた下地配線パターンを形成する。これに対してたとえば熱硬化性プラスチックにより予備成形させたプラスチックを転写成形することでプラスチック基材側に下地配線パターンを形成している。また、下地配線パターンに対してめっき（電解、無電解を問わない）により導体配線を形成している。本プロセスによれば、熱硬化性プラスチック成形のタクトを短縮することができることから、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のパターン構成図である。
【図２】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図３】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図４】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図５】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図６】本発明のパターン構成図である。
【図７】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図８】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図９】ナノ粒子の融着状況を示す図である。
【図１０】本発明のパターン構成図である。
【図１１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る導体配線構造体の構成を示す斜視図、（ｂ）は要部構成を示す断面図、（ｃ）は変形例の要部断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る導体配線構造体の要部構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る導体配線構造体の要部構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る導体配線構造体の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  導体配線構造体、２  プラスチック基材、３  導体配線（導体配線パターン）、４  触媒粒子群、４ａ、４ｂ  触媒粒子、１０  金属ナノ粒子群（下地配線パターン）、１０ａ、１０ｂ  金属ナノ粒子（触媒粒子）。
【図１】
2006222408.tif 000003
【図２】
2006222408.tif 000004
【図３】
2006222408.tif 000005
【図４】
2006222408.tif 000006
【図５】
2006222408.tif 000007
【図６】
2006222408.tif 000008
【図７】
2006222408.tif 000009
【図８】
2006222408.tif 000010
【図９】
2006222408.tif 000011
【図１０】
2006222408.tif 000012
【図１１】
2006222408.tif 000013
【図１２】
2006222408.tif 000014
【図１３】
2006222408.tif 000015
【図１４】
2006222408.tif 000016