(57)【要約】【課題】優れた導電性を有する配線パターンを備え、信頼性の高い配線基板、及びめっきレジスト、エッチングレジスト等を用いることなく、基材の表面の粗化を要することもない配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の配線基板の製造方法は、基材の表面に、導電性微粒子、加熱により導電化される微粒子（平均粒径が３００ｎｍ以下の微粒子）及び有機金属化合物のうちの少なくとも１種を含有し、且つ１００〜５００℃の加熱により下層導電パターンが形成される導電化剤を塗布（インクジェット方式の印刷、スクリーン印刷等の印刷法など）し、１００〜５００℃で加熱して、下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、下層導電パターン上に、めっき法（無電解めっき法又は電解めっき法）により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材の表面に形成された下層導電パターンと、該下層導電パターン上に形成された上層導電パターンとを備える配線基板の製造方法において、
上記基材の表面に、導電性微粒子及び加熱により導電化される微粒子並びに有機金属化合物のうちの少なくとも１種を含有し、且つ１００〜５００℃の加熱により上記下層導電パターンが形成される導電化剤を塗布し、１００〜５００℃で加熱して、該下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、該下層導電パターン上に、めっき法により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
基材と、該基材の表面に形成された下層導電パターンと、該下層導電パターン上に形成された上層導電パターンとを備える配線基板の製造方法において、
上記基材の表面に、平均粒径が３５０ｎｍ以下の導電性微粒子及び平均粒径が３５０ｎｍ以下の加熱により導電化される微粒子のうちの少なくとも１方を含有する導電化剤を塗布し、加熱して該下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、該下層導電パターン上に、めっき法により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
上記導電化剤をインクジェット方式の印刷により塗布する請求項１又は２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
上記導電化剤をスクリーン印刷により塗布する請求項１又は２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
上記めっき法が無電解めっき法である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
上記下層導電パターンの表面に、上記無電解めっき法において用いられる触媒成分を付着させる工程を備える請求項５に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
上記導電化剤が、上記無電解めっき法において用いられる触媒成分を含有する請求項５又は６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
上記めっき法が電解めっき法である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
上記上層導電パターンがＣｕ又はＡｇからなる請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法により製造されたことを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。更に詳しくは、抵抗が低く、導電性に優れた配線パターンを有し、信頼性の高い配線基板、及びめっきレジスト、エッチングレジスト等を用いることなく、基材の表面の粗化を要することもなく、優れた導電性を有する配線パターンを容易に形成することができる配線基板の製造方法に関する。
本発明は、ＩＣパッケーシ、電子部品、モジュール基板等において利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器が急速に小型化、高性能化、多機能化しており、半導体素子等の電子部品を実装するための配線基板においても、更なる高密度化と高信頼性が要求されている。このような配線基板の配線パターンを形成する方法として、現在、サブトラクティブ法とアディティブ法とがある。サブトラクティブ法は、銅張積層板の表面の銅めっき層にエッチングレジストを塗布し、露光、焼付後、露出している銅をエッチングにより除去し、導体パターンを形成する工程を備える。また、アディティブ法は、銅箔が積層されていない絶縁基板の表面にめっきレジストによりパターンを形成した後、めっき法により導体パターンを形成する工程を備える。
【０００３】
いずれにしても、配線パターンの形成には、通常、無電解めっきと電解めっきとが併用される。しかし、基材の表面は絶縁性が高く、直接、電解めっきを施すことはできない。更に、無電解めっきを基材に密着させるため、基材の表面を粗化する必要がある。従って、先ず、基材の表面を粗化した後、無電解めっきを施して導電性を有する被膜を形成し、次いで、電解めっきを施し、その後、不要部分をエッチングにより除去し、配線パターンを形成するのが一般的である。一方、電解めっき及び無電解めっきのいずれも行うことなく配線パターンを形成する方法も知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。これらは、金属微粒子等を含有し、加熱により導電性を有する被膜が形成される特定の分散液を用いて、基材の表面に、直接、配線パターンを形成する方法である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３２４９６６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３４６１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、インクジェット方式の印刷等により、上記の分散液を基材の表面に印刷することで、線幅及び回路間の間隔が小さい場合も、容易に配線パターンを形成することができると説明されている。しかし、この方法により形成される配線パターンは、抵抗が高く、十分な導電性が得られ難いという問題がある。また、導電性を高めるために導電層を厚くするのも容易ではないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、抵抗が低く、導電性に優れた配線パターンを有し、信頼性の高い配線基板を提供することを目的とする。また、めっきレジスト、エッチングレジスト等を用いることなく、基材の表面の粗化を要することもなく、特に、インクジェット方式の印刷とめっき法とを組み合わせることにより、十分な膜厚を有し、且つ微細な配線パターンを容易に形成することができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下のとおりである。
１．基材と、該基材の表面に形成された下層導電パターンと、該下層導電パターン上に形成された上層導電パターンとを備える配線基板の製造方法において、上記基材の表面に、導電性微粒子及び加熱により導電化される微粒子並びに有機金属化合物のうちの少なくとも１種を含有し、且つ１００〜５００℃の加熱により上記下層導電パターンが形成される導電化剤を塗布し、１００〜５００℃で加熱して、該下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、該下層導電パターン上に、めっき法により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
２．基材と、該基材の表面に形成された下層導電パターンと、該下層導電パターン上に形成された上層導電パターンとを備える配線基板の製造方法において、上記基材の表面に、平均粒径が３５０ｎｍ以下の導電性微粒子及び平均粒径が３５０ｎｍ以下の加熱により導電化される微粒子のうちの少なくとも１方を含有する導電化剤を塗布し、加熱して該下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、該下層導電パターン上に、めっき法により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
３．上記導電化剤をインクジェット方式の印刷により塗布する上記１．又は２．に記載の配線基板の製造方法。
４．上記導電化剤をスクリーン印刷により塗布する上記１．又は２．に記載の配線基板の製造方法。
５．上記めっき法が無電解めっき法である上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
６．上記下層導電パターンの表面に、上記無電解めっき法において用いられる触媒成分を付着させる工程を備える上記５．に記載の配線基板の製造方法。
７．上記導電化剤が、上記無電解めっき法において用いられる触媒成分を含有する上記５．又は６．に記載の配線基板の製造方法。
８．上記めっき法が電解めっき法である上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
９．上記上層導電パターンがＣｕ又はＡｇからなる上記１．乃至８．のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
１０．上記１．乃至９．のうちのいずれか１項に記載の配線基板の製造方法により製造されたことを特徴とする配線基板。
【０００８】
【発明の効果】
１００〜５００℃の加熱により下層導電パターンが形成される導電化剤を用いる本発明の配線基板の製造方法、及び平均粒径が３００ｎｍ以下の、導電性微粒子及び／又は加熱により導電化される微粒子を含有する導電化剤を用いる本発明の他の配線基板の製造方法によれば、めっきレジスト、エッチングレジスト等を用いることなく、基材の表面の粗化を要することもなく、下層導電パターンを容易に形成することができ、更には十分な膜厚を有し、導電性に優れた配線パターンを備え、信頼性が高い配線基板を得ることができる。
また、導電化剤をインクジェット方式の印刷により塗布する場合は、線幅及び回路間の間隔が小さい下層導電パターンを容易に形成することができる。
更に、導電化剤をスクリーン印刷により塗布する場合も、線幅及び回路間の間隔が小さい下層導電パターンを容易に形成することができる。
また、めっき法が無電解めっき法である場合は、複雑な上層導電パターンを容易に形成することができ、且つ抵抗が低く、優れた導電性を有する配線パターンを形成することができる。
更に、下層導電パターンの表面に、無電解めっき法において用いられる触媒成分を付着させる工程を備える場合は、触媒成分のうちのより多くを有効に作用させることができる。
また、導電化剤が、無電解めっき法において用いられる触媒成分を含有する場合は、下層導電パターンの表面に予め触媒成分を付着させておく必要がなく、工程をより簡略化することができる。
更に、めっき法が電解めっき法である場合は、グランド等の簡易なパターンの形成において有用である。
また、上層導電パターンがＣｕ又はＡｇからなる場合は、より低抵抗とすることができ、例えば、Ｎｉ等に比べて不要な部分に析出することもない。
本発明の配線基板であれば、特に、線幅及び回路間の間隔が小さい場合であっても、信頼性の高いものとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
上記「基材」は、下層導電パターン及び上層導電パターン（以下、これらの両方をいう場合は「配線パターン」という。）等の導体間を絶縁するものであり、且つ各々の導電パターン等を支持するものでもある。また、基材は、その内部に導体層が配設されていてもよく、配設されていなくてもよい。この基材は、どのような絶縁材料からなるものであってもよく、絶縁材料としては、例えば、有機材料、セラミック材料、及び有機材料とセラミック材料とからなる複合材料等が挙げられる。
【００１０】
有機材料は特に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられる。これらの有機材料は１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用することもできる。更に、これらの樹脂に各種ゴム等を配合し、改質した有機材料を使用することもできる。また、有機材料からなる基材は、ガラスクロス、ガラス不織布、ポリアミド等により形成された樹脂クロス、ポリアミド等により形成された樹脂フィルム、ポリテトラフルオロエチレン等により形成された３次元網目構造を有するシート等からなる芯材を有していてもよく、金属箔等からなる芯材を有していてもよい。これらの芯材により基材の引裂強度が向上する。
【００１１】
セラミック材料は特に限定されず、ガーナイト、チタニア、アルミナ、チタン酸塩（チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等）、ムライト、ジルコニア、シリカ、コーディエライト、フォルステライト、ワラストナイト、アノーサイト、エンスタタイト、ジオプサイト、アーケルマナイト、ゲーレナイト及びスピネル等が挙げられる。これらのセラミック材料は１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用することもできる。
【００１２】
更に、これらのセラミック材料とガラス材料とを併用することもできる。このガラス材料も特に限定されず、結晶性ガラスであっても、非晶性ガラスであってもよい。ガラスに含有される元素としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ、Ｐｂ及びＺｎ等が挙げられる。このガラスとしては、具体的には、アルミノケイ酸ガラス及びアルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
また、複合材料としては、これらのセラミック材料をフィラーとして上記の有機材料に含有させたもの等が挙げられる。
【００１３】
尚、本発明では、導電化剤を塗布する前に基材の表面を粗化する必要がない。そのため、無電解めっきの場合に必須の前処理である粗化ができないことを理由に、従来、配線基板の基材として用いることが困難であった液晶ポリマー、熱硬化性ポリフェニレンエーテル、熱硬化性ポリベンゾシクロブテン、ポリノルボルネン、ポリイミド及び熱膨張率を低下させ且つ誘電特性を向上させるため所定のフィラーを高濃度で充填した樹脂等も基材として使用することができる。
【００１４】
上記「下層導電パターン」は、後記の導電化剤を基材に塗布して塗膜を形成し、その後、この塗膜を、本発明の配線基板の製造方法では、１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃で加熱して導電性を有する被膜とすることにより、形成される。本発明の他の配線基板の製造方法では、加熱温度は特に限定されないが、通常、１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃で加熱することにより、導電性を有する被膜を形成することができる。この下層導電パターンの抵抗は低いことが好ましいが、めっき法により形成される上層導電パターンを電解めっきにより形成する場合に、めっき可能な程度の導電性を有しておればよく、電子部品として十分な導電性は必ずしも有していなくてもよい。この下層導電パターンの導電性は特に限定されないが、その常温における比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以下であり、特に１０μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、下層導電パターンの厚さも特に限定されないが、１０μｍ以下であり、０．２〜１０μｍ、特に０．５〜８μｍ、更には０．７〜５μｍであることが好ましい。下層導電パターンはめっき法により形成される上層導電パターンに比べて抵抗が高く導電性が低いため、下層導電パターンの厚さを１０μｍ以下とすることで、配線パターン全体の導電性を向上させることができる。更に、この下層導電パターンは、厚さが１０μｍ以下と薄膜であっても、その表面が平滑であるため、高周波領域において用いた場合に、優れた誘電特性を有する配線基板とすることができる。
【００１６】
上記「上層導電パターン」は、下層導電パターン上にめっき法により形成される。この上層導電パターンは、下層導電パターンに接して形成されていてもよいし、下層導電パターンと上層導電パターンとの導通及び接合が妨げられない限り、他の層が介在していてもよい。また、上層導電パターンの線幅及び間隔は、下層導電パターンと略同じになる。更に、上層導電パターンの導電性は特に限定されないが、抵抗が低いことが好ましく、常温における比抵抗が３μΩ・ｃｍ以下であり、特に２μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。この上層導電パターンはＣｕ、Ａｇ等により形成することができ、Ｃｕ又はＡｇを使用すれば上記のように低抵抗の上層導電パターンとすることができ好ましい。更に、上層導電パターンの厚さも特に限定されず、１０〜３０μｍであり、１０〜２５μｍ、特に１０〜２０μｍであることが好ましい。上層導電パターンの厚さが１０μｍ以上であれば、十分に抵抗が低い配線パターンとすることができる。
【００１７】
また、導電化剤を用いて形成された下層導電パターンと、めっき法により形成された上層導電パターンとの、２層の導電層により形成された配線パターンの比抵抗は、５μΩ・ｃｍ以下、特に３μΩ・ｃｍ以下とすることができる。この比抵抗は、導電化剤のみを用いた１層の導電層からなり、幅、厚さが同じ配線パターンの抵抗に比べて１／１０〜１／２、特に１／８〜１／４と低く、優れた導電性を有する配線パターンとすることができる。
尚、これら配線パターンとしては、例えば、通常の導通用配線、抵抗用配線、パッド形状等のコンデンサ用配線、インダクタンス用配線、及びボンディングパッド等が挙げられる。
【００１８】
本発明の配線基板の製造方法は、導電性微粒子、加熱により導電化される微粒子（以下、「導電化微粒子」という。）及び有機金属化合物のうちの少なくとも１種を含有する導電化剤を基材に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃で加熱して下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、この下層導電パターン上に、めっき法により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備える。
【００１９】
上記「導電化剤」は、導電性微粒子及び導電化微粒子並びに有機金属化合物のうちの少なくとも１種を含有すること以外は特に限定されず、この導電化剤を基材に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を１００〜５００℃で加熱することにより下層導電パターンが形成されるものであればよい。
【００２０】
本発明の他の配線基板の製造方法は、平均粒径が３５０ｎｍ以下の導電性微粒子及び平均粒径が３５０ｎｍ以下の導電化微粒子のうちの少なくとも一方（これらの微粒子が球形でない場合は、平均粒径ではなく、最大長さの平均値とする。）を含有する導電化剤を基材に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を加熱して下層導電パターンを形成する下層導電パターン形成工程と、この下層導電パターン上に、めっき法により上層導電パターンを形成する上層導電パターン形成工程と、を備える
【００２１】
この製造方法では、導電化剤は、平均粒径又は最大長さの平均値が３５０ｎｍ以下の、導電性微粒子及び／又は導電化微粒子を含有すること以外は特に限定されず、この導電化剤を基材に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を加熱することにより下層導電パターンが形成されるものであればよい。この加熱の際の温度は特に限定されないが、導電性微粒子及び導電化微粒子の平均粒径又は最大長さに応じて適宜設定することができ、１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃とすることができる。
【００２２】
上記「導電性微粒子」は、微粒子そのものが導電性を有しているものである。この導電性微粒子としては、金属からなる微粒子が挙げられる。この微粒子は、１種の金属からなる微粒子であってもよいし、２種以上の金属を含有する合金からなる微粒子であってもよい。金属としては、貴金属（金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、オスミニウム、ルテニウム及びイリジウム）、銅、ニッケル、スズ、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、タンタル、タングステン並びにインジウム等が挙げられる。これらのうちでは、貴金属、銅及びニッケルが好ましく、金、銀及び銅がより好ましい。導電化剤に含有される導電性微粒子は１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。
【００２３】
上記「導電化微粒子」は、微粒子そのものは導電性を有さず、本発明の配線基板の製造方法では、１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃の加熱により導電化されるものである。また、本発明の他の配線基板の製造方法では、平均粒径又は最大長さの平均値が３５０ｎｍ以下の微粒子であり、この微粒子は、通常、１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃の加熱により導電化することができる。これらの導電化微粒子としては、酸化銀、酸化金、酸化白金、塩化金、硫化金等の金属化合物からなる微粒子が挙げられる。導電化剤に含有される導電化微粒子は１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。これらの導電化微粒子は、加熱時、それぞれ特定の温度で金属と酸素、塩素、イオウ等とに分解して導電性微粒子になり、導電性を有する被膜が形成される。
【００２４】
これら導電性微粒子及び導電化微粒子の形状は特に限定されず、球形、楕円体、ウィスカー等のいずれでもよいが、球形及び楕円体が好ましく、特に球形であることが好ましい。球形及び楕円体であれば、下層導電パターンの緻密度を向上させることができ、より抵抗の低い下層導電パターンとすることができる。
【００２５】
微粒子の寸法は、本発明の配線基板の製造方法では特に限定されないが、平均粒径又は最大長さの平均値が３５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、本発明の他の配線基板の製造方法では、平均粒径又は最大長さの平均値が３５０ｎｍ以下である。この平均粒径又は最大長さの平均値が３５０ｎｍ以下であれば、１００〜５００℃で加熱することにより下層導電パターンを形成することができる。この平均粒径又は最大長さの平均値は、２００ｎｍ以下、特に１００ｎｍ以下、更には５０ｎｍ以下（通常、１ｎｍ以上である。）であることが好ましく、３０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、粒度分布においてピークは１つのみでもよく、２つ以上でもよい。２つ以上のピークを有する場合であっても、特に小径の粒子により被膜化が十分になされ緻密、且つ低抵抗の下層導電パターンを形成することができる。
尚、微粒子は、例えば、その表面を特定の分子層により被覆する等の方法により、保管時等における凝集が防止されている。
【００２６】
上記「有機金属化合物」は、導電性を有していても、有していなくてもよく、いずれにしても１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃の加熱により下層導電パターンが形成されるものである。この有機金属化合物に含有される金属元素としては、貴金属（金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、オスミニウム、ルテニウム及びイリジウム）、銅、ニッケル、スズ、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、タンタル、タングステン並びにインジウム等が挙げられる。これらのうちでは、貴金属、銅及びニッケルが好ましく、金、銀及び銅がより好ましい。これらの金属元素は１種のみ含有されていてもよく、２種以上含有されていてもよい。この有機金属化合物としては、金属原子と炭素原子との結合を有するものの他に、アルコキサイド等の金属原子と酸素原子との結合のみを有するものを用いることもできる。
【００２７】
導電化剤に含有される微粒子及び有機金属化合物の含有量は特に限定されず、導電化剤を１００質量％とした場合に、１０〜９９質量％、特に３０〜９５質量％のものが提供されている。微粒子等の含有量が１０〜９９質量％、特に３０〜９５質量％の範囲であれば、十分な導電性を有する下層導電パターンとすることができる。更に、導電化剤の性状も特に限定されず、保管時等における凝集を防止する処理が施された微粒子のみからなる液状物（以下、「液状導電化剤」という。）、又は微粒子及び有機金属化合物の他に、樹脂成分及び水、有機溶剤等の分散媒などを含有するペースト状導電化剤などとすることができる。どのような性状の導電化剤を用いるかは、塗布方法等により適宜選択することができる。
【００２８】
ペースト状導電化剤に分散媒として含有される有機溶剤は特に限定されず、（１）ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、トリデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン、テトラリン、ミネラルスピリット及びソルベントナフサ等の炭化水素系溶剤、（２）ターピネオール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール類、（３）アセトン、シクロヘキサノン、トリメチルシクロヘキサノン等のケトン類、（４）エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、及びエチルカルビトール、ブチルカルビトール、酢酸カルビトール等のカルビトール類などの多価アルコール系溶剤、（５）酢酸メチル、酢酸エチル及び酢酸ブチル等の酢酸エステル類、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル類、及びセバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル等のセバシン酸エステル類などのエステル系溶剤等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２９】
更に、特に微粒子を含有する場合、微粒子が分散媒により安定して分散されるように分散剤が含有されていてもよい。この分散剤としては、微粒子を形成する金属に配位可能であり、且つ加熱により分解し、又は昇華し、微粒子の表面から脱離し得る化合物を使用することができる。このような化合物としては、アルキルアミン等の窒素原子を有する化合物、アルカンジオール等の酸素原子を有する化合物、アルカンチオール等のイオウ原子を有する化合物などであって、沸点が２５０℃以下である化合物が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用することもできる。
【００３０】
また、ペースト状導電化剤には、その粘度を調整するための粘度調整剤が含有されていてもよい。この粘度調整剤としては、各種樹脂、この樹脂を溶解する溶剤及び可塑剤等が挙げられる。溶剤は樹脂の種類等により適宜選択することができ、例えば、１価アルコール類、カルビトール類、ケトン類、セロソルブ類、酢酸エステル類等を使用することができる。更に、可塑剤としては、フタル酸エステル類、セバシン酸エステル類等を用いることができる。尚、上記の分散媒を粘度調整剤として兼用することもできる。
【００３１】
１価アルコール類としては、イソプロピルアルコール等が挙げられる。更に、カルビトール類としては、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等が挙げられる。また、ケトン類としては、アセトン、シクロヘキサノン、トリメチルシクロヘキサノン等が挙げられる。更に、セロソルブ類としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等が挙げられる。また、酢酸エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。これらのうちでは、沸点が２５０℃以下である溶剤、例えば、ブチルカルビトール等が好ましい。これらの溶剤によってペースト状導電化剤の粘度が適正な範囲に長期に渡って維持される。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
更に、可塑剤であるフタル酸エステル類としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等が挙げられる。また、セバシン酸エステル類としては、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用することもできる。
【００３３】
このペースト状導電化剤には、基材と下層導電パターンとの接合性を向上させるためのバインダが含有されていてもよい。このバインダは特に限定されず、導電化剤を加熱する際に硬化し、且つ加熱温度において分解しない熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂及びシリコーン樹脂等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用することもできる。
【００３４】
溶剤、可塑剤、バインダ等により形成される有機ビヒクルの含有量は特に限定されないが、ペースト状導電化剤を１００質量％とした場合に、１〜９０質量％とすることができ、５〜８０質量％であることが好ましい。また、有機ビヒクルのうち、溶剤は０．５〜７５質量％、特に４〜７０質量％であることが好ましい。溶剤の含有量がこの範囲であれば、導電化剤の粘度が好ましい範囲に維持される。更に、バインダは、基材との接合性の向上の観点からは、０．５〜１５質量％、特に１〜１０質量％であることが好ましい。また、抵抗が低く、より高い導電性を有する下層導電パターンを形成するという観点からは、０．１〜１０質量％、特に０．１〜５質量％であることが好ましい。
【００３５】
尚、有機ビヒクルには、ガラス、セラミック、密着性向上剤、焼成収縮調整剤、レベリング剤、滑剤、消泡剤、酸化防止剤、界面活性剤及び硬化剤等の各種の配合剤を含有させることもできる。
【００３６】
上記「下層導電パターン形成工程」は、基材の表面に導電化剤を塗布し、加熱して下層導電パターンを形成する工程である。
上記「塗布」は、基材の表面に導電化剤を付着させる工程であり、その方法は特に限定されない。塗布方法としては、例えば、インクジェット方式の印刷、スクリーン印刷等の各種の印刷法及びスピンコート法等が挙げられる。これらの塗布方法のうちでは、所定形状の下層導電パターンを正確に、且つ再現性よく形成することができるインクジェット印刷及びスクリーン印刷が好ましい。また、線幅及び回路間の間隔が小さい配線パターンの場合は、より正確に、且つ再現性よくパターンを形成することができるインクジェット印刷が特に好ましい。
【００３７】
更に、導電化剤を塗布する前に基材の表面を粗化する必要がなく、導電化剤がバインダを含有する場合は特に粗化は不要であるが、必要に応じて、粗化した後、導電化剤を塗布することもできる。
【００３８】
インクジェット印刷では、導電化剤の粘度（測定装置として東機産業社製、型式「ＴＶＢ−２０Ｈ」を使用し、２５℃で測定した値である。以下、粘度は、この装置を用い、この温度で測定した値である。）は、３０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、１〜５Ｐａ・ｓであることがより好ましい。一方、スクリーン印刷では、導電化剤の粘度は、５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、１〜２００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。更に、基材に導電化剤を塗布して形成された塗膜の厚さは特に限定されず、配線基板の種類、用途等に応じて適宜設定することができるが、通常、０．１μｍ以上、特に０．２〜１０μｍである。０．１μｍ以上とすることにより、上層導電パターンを形成するのに十分な厚さの下層導電パターンとすることができる。
【００３９】
線幅及び回路間の間隔が小さい配線パターンの場合に特に好ましい塗布方法であるインクジェット方式の印刷では、導電化剤を、所定のパターンとなるように微細な液滴として基材に向けて噴射し、塗布する。所定の線幅及び間隔により、塗布されるドットの平均径を、例えば、１０〜２０μｍの範囲に設定することができ、このドットの平均径の設定に応じて液滴量が定まる。この液滴量は装置によって自動的に定まるものであり、即ち、液滴量は、使用する装置のプリンターヘッドの性能に依存するため、所定量の液滴が噴射されるプリンターヘッドを備える装置を選択して用いることが好ましい。
【００４０】
また、ペースト状導電化剤の場合、微粒子等と、有機溶剤等の他のすべての成分とを混合し、分散させた一液型のペーストであってもよいし、例えば、微粒子等を溶剤に分散させた分散液と、熱硬化性樹脂等の他の成分を含有する溶液又は分散液との二液型のペーストであってもよい。この二液型のペーストの場合は、それぞれを基材の表面に別々に噴射して塗布し、基材上で両液を混和させ、一液型の場合と同様の塗膜を形成することができる。
【００４１】
更に、二液型のペーストの場合、微粒子等を溶剤に分散させた分散液と、熱硬化性樹脂等の他の成分を含有する溶液又は分散液とを、別々に噴射し、塗布するため、各々の粘度がともに容易に噴射することができる好ましい範囲内にある必要がある。従って、それぞれに含有される溶剤の合計量が、一液型のペーストに含有される溶剤量と比較して多くなることもある。そのような場合は塗膜形成時、又は塗膜形成後の加熱工程において、溶剤を蒸散させる工程を設けることが好ましい。
【００４２】
また、インクジェット印刷装置のプリンターヘッドには、インクを加熱し、発泡させて噴射するサーマル方式、圧電素子を用いてインクを噴射するピエゾ方式等があるが、ペースト状導電化剤の場合は、サーマル方式及びピエゾ方式等のいずれであってもよい。また、液状導電化剤の場合は、ピエゾ方式のプリンターヘッドを備える装置を用いることができる。尚、装置によって用いる導電化剤の粘度を調整する必要があり、例えば、溶剤の配合量により、粘度を０．５〜３０Ｐａ・ｓ、特に１〜５Ｐａ・ｓの範囲に設定することが好ましい。また、サーマル方式の場合、加熱、発泡（バブル化）し得る有機溶剤、即ち、その沸点がサーマル方式の加熱温度より低い有機溶剤を用いる必要がある。
【００４３】
このインクジェット方式の印刷では、導電化剤をプリンターヘッドの液溜に投入し、微細な液滴として噴射し、微小なドットとして塗布することができる。従って、細線からより幅広のパターンまで、更にはパターン形状にもよらず、高い精度で再現性よく下層導電パターンを形成することができる。更に、同一個所に正確に塗布することができるため、複数回の印刷により所望の膜厚の塗膜とすることもできる。また、同一工程において形成される下層導電パターンに、設計膜厚が異なる領域がある場合も、膜厚にかかわらずパターン全体を同様に高い精度で形成することができる。
【００４４】
更に、プリンターヘッドの液溜に投入される導電化剤は、室温又は保管時に想定される上限温度の範囲においては、例えば、凝集を防止するため微粒子の表面に被覆されている化合物である末端アミノ基等と、酸無水物等との反応は実質的に進行しない。そのため、バインダとして配合されている熱硬化性樹脂を硬化させる等の目的で、所定の温度まで加熱しない限り、微粒子等の表面を緻密に被覆しているアミン化合物等の分子層が安定に維持され、保管時の微粒子の凝集が防止される。従って、各種の成分が混合されてなるペースト状導電化剤であっても、微粒子は、噴射されるまでの間、均一に分散されており、ノズルの内部に付着して液滴量がばらつくことはない。
【００４５】
本発明において用いられる導電化剤、特に、平均粒径が３５０ｎｍ以下の導電性微粒子及び導電化微粒子を含有する導電化剤は、流動性に優れ、インクジェット方式の印刷に好適である。この微粒子を含有する導電化剤は、プリンターヘッドの液溜に貯留されている際に凝集等を生ずることがなく、噴射が妨げられることがない。また、粘度が低く、流動性に優れるため、噴射される各々の液滴の容量を正確に制御することができ、所定の線幅及び間隔で、所定の位置に正確に配線パターンを形成することができ、信頼性の高い配線基板とすることができる。
【００４６】
上記「加熱」は、塗膜を、導電化剤の種類及び平均粒径等に応じて所定の温度で加熱する工程であり、この加熱により下層導電パターンが形成される。本発明の配線基板の製造方法では、この加熱の際の温度は１００〜５００℃であり、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃であることが好ましい。本発明の他の配線基板の製造方法では、１００〜５００℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃とすることが好ましい。加熱時間は特に限定されず、１０〜９０分、特に３０〜６０分とすることができる。また、加熱雰囲気も特に限定されないが、大気雰囲気とすることができる。この加熱により、導電性を有する被膜、即ち、下層導電パターンを形成することができる。更に、基材との接合性を向上させるために熱硬化性樹脂からなるバインダが配合されている場合は、このバインダを硬化させることができる。このようにして形成される下層導電パターンの抵抗及び厚さの好ましい範囲は前記のとおりである。
尚、基材が有機材料からなる場合は、加熱温度は１００〜３５０℃、特に１００〜３００℃、更に１００〜２５０℃とすることが好ましく、この温度範囲で導電化することができる導電化剤を用いることが好ましい。
【００４７】
上記「上層導電パターン形成工程」は、上記のようにして形成された下層導電パターン上にめっき法により上層導電パターンを形成する工程である。
上記「めっき法」は、無電解めっき法であってもよいし、電解めっき法であってもよい。無電解めっき法の場合は、下層導電パターンの表面にＰｄ触媒等の触媒成分を付着させた後、無電解めっきすることができる。この触媒成分の付着は、触媒成分を含有する分散液を、下層導電パターンの形成における基材への導電化剤の塗布と同様の方法により行うことができる。特に、インクジェット方式の印刷のように、所定個所に正確に、且つ再現性よく印刷することができる方法により付着させれば、下層導電パターンの表面からずれることなく、下層導電パターンの表面の全面に触媒成分を付着させることができる。
【００４８】
触媒成分は、予め導電化剤に配合しておくこともでき、この場合は形成された下層導電パターンに触媒成分が含有されることになり、工程を簡略化することができる。尚、触媒成分は、この触媒成分を含有する分散液を下層導電パターンの表面に付着させ、且つ予め導電化剤に配合しておいてもよい。また、下層導電パターンがＣｕからなる場合は、特に無電解銅めっきであれば、Ｐｄ触媒等の触媒成分は必ずしも用いる必要はない。更に、下層導電パターンがＡｇからなる場合は、無電解銀めっき及び無電解銅めっきであれば、Ｐｄ触媒等の触媒成分は必ずしも必要ではない。
【００４９】
上層導電パターンは電解めっき法により形成することもできる。但し、この電解めっき法において、多数の下層導電パターンのすべての導通をとってめっきすることは容易ではない。従って、グランド等の比較的面積が大きく、簡易なパターンの上層導電パターンの場合に実用的である。
【００５０】
本発明の配線基板の製造方法及び本発明の他の配線基板の製造方法では、基材の一面又は両面に配線パターンが形成された積層体を、基材が前記の有機材料及び複合材料からなる場合は、加熱して配線基板とすることができる。この加熱の温度は材質等により適宜設定することができるが、通常、１００〜３５０℃、特に１００〜３００℃、更に１５０〜２５０℃とすることができる。加熱時間も特に限定されず、３０〜３００分、特に６０〜１８０分とすることができる。
【００５１】
更に、基材がセラミック材料からなる場合は、焼成して配線基板とすることができる。この焼成の温度は特に限定されず、通常、８００〜１６００℃、特に８５０〜１５００℃とすることができる。特に、低温焼成セラミックの場合は、８００〜１１００℃、特に８５０〜１０５０℃、更には８５０〜９５０℃とすることができる。この焼成温度を保持する時間も特に限定されないが、１５分〜５時間、特に３０分〜２時間とすることができる。
【００５２】
尚、基材の一面に配線パターンが形成された積層体を用いてなる配線基板は、通常、この配線基板のみで実用に供されることはなく、多層配線基板とする場合に、他の配線基板に積層されて使用されるものであるが、このような配線基板も本発明の配線基板であるとする。また、基材の両面に配線パターンが形成された積層体を用いてなる配線基板は、この配線基板のみで実用に供し得るが、多層配線基板とする場合のコア基板として用いられることも多い。
【００５３】
この配線基板を製造するための加熱と、配線パターンを形成するための加熱とは、それぞれを別工程として行うことができる。更に、各々の加熱のための温度、時間等の条件を調整することができれば、配線基板を製造するための加熱と、配線パターンを形成するための加熱とを同時に行うこともできる。また、配線基板を製造するため焼成する場合は、予め配線パターンを形成するための加熱を行った後、焼成してもよいし、焼成温度に到達するまでの昇温過程において、配線パターンを形成してもよい。このように配線基板を製造するための加熱又は焼成と、配線パターンを形成を形成するための加熱とを兼ねた場合は、工程を簡略化することができ、所要エネルギーを低減することもできる。
【００５４】
本発明の配線基板は、前記の方法により製造することができ、基材と、この基材の表面に形成された下層導電パターンと、この下層導電パターン上に形成された上層導電パターンとを備える。この配線基板は、マザーボード等の通常の配線基板に用いることができ、更にはフリップチップパッケージ用配線基板、ＣＳＰ用配線基板、及びＭＣＰ用配線基板等のパッケージ用配線基板、並びにアンテナスイッチモジュール用配線基板、ミキサーモジュール用配線基板、ＰＬＬモジュール用配線基板、及びＭＣＭ用配線基板等のモジュール用配線基板等に使用することができる。
【００５５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
市販の超微粒子銀分散液（平均粒径８ｎｍの銀微粒子が含有され、この銀微粒子を１００質量部とした場合に、１５質量部のドデシルアミン及び７５質量部のターピネオールを含有する分散液、粘度；１０Ｐａ・ｓ）を脱気処理し、脱気された分散液をピエゾ方式のインクジェット印刷装置のプリンターヘッドの液溜に充填し、このプリンターヘッドを装置本体に装着した。
【００５６】
この装置を使用し、７０質量％のＳｉＯ２フィラーを含有するエポキシ樹脂からなる樹脂基材の表面に分散液を印刷し、幅が５０μｍ、間隔が５０μｍ、厚さが１μｍである塗膜を形成した。その後、大気雰囲気下、この塗膜を２５０℃で３０分加熱し、銀微粒子を被膜化し、比抵抗３μΩ・ｃｍ、線幅５０μｍ、間隔５０μｍ、厚さ０．５μｍの下層導電パターンを形成した。
【００５７】
次いで、液溜にＰｄ触媒成分を含有する分散液を充填し、印刷して下層導電パターンの表面にＰｄ触媒成分を付着させた。その後、無電解銅めっきを行い上層導電パターンを形成した。この上層導電パターンの厚さは２５μｍであった。尚、Ｐｄ触媒成分の付着は正確に下層導電パターンの上面においてなされ、その結果、銅めっきの堆積も正確に下層導電パターンの上面においてなされていた。また、線幅、間隔、下層導電パターンと上層導電パターンとの合計厚さのばらつきは極めて小さく、設計どおりの配線パターンが形成された。尚、プリンターヘッドのノズル部における超微粒子銀分散液の目詰まりもまったくなかった。また、形成された配線パターンの比抵抗は２μΩ・ｃｍと十分に低く、良好な結果であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】基材の表面に下層導電パターンが形成された中間製品の断面の一部を示す模式図である。
【図２】更に下層導電パターン上に上層導電パターンが形成された配線基板の断面の一部を示す模式図である。
【符号の説明】
１；配線基板、１１；基材、１２下層導電パターン、１３；上層導電パターン。
【図１】
2005050965.tif 000003
【図２】
2005050965.tif 000004