(57)【要約】【課題】  基材表面の改質を安定して行うことができ、かつ、下地への密着性の高い導電膜を形成可能な導電膜形成方法、および配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】  配線基板などを製造する際、まず、ポリイミド樹脂からなるフィルム状の樹脂基材１を処理液２としてのＫＯＨ水溶液中に浸漬した状態でその所定領域にレーザ光Ｌを選択的に照射し、カリウムイオンを吸着させる。次に、樹脂基材１を吸着処理液３としての硫酸銅水溶液中に浸漬し、カリウムイオンと銅イオンとを置換し、しかる後に、樹脂基材１を還元性液４としての水素化ホウ素ナトリウム水溶液に浸漬し、銅イオンを金属銅として定着させる。【選択図】    図１
2005260171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を処理液と接触させた状態で前記基材にエネルギービームを照射する照射工程と、
前記基材を金属イオンを含む溶液と接触させて、前記照射工程で前記エネルギービームが照射された前記基材の表面に金属イオンを吸着させる吸着工程と、
前記基材を還元性液と接触させて、前記基材に吸着されている前記金属イオンを当該基材上に金属として定着させる還元工程と
を有することを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項２】
請求項１において、前記基材は、樹脂であることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項３】
請求項２において、前記基材は、ポリイミド樹脂であることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項４】
請求項２または３において、前記処理液は、アルカリ金属イオンを含むアルカリ溶液であることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記金属イオンは、銅イオンであることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記照射工程では、前記基材の所定領域に選択的に前記エネルギービームを照射することを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項７】
請求項６において、前記照射工程では、前記基材の所定領域に選択的に前記エネルギービームを照射するにあたって、前記エネルギービームの照射領域を前記基材上で走査させることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項８】
請求項６において、前記照射工程では、前記基材の所定領域に選択的に前記エネルギービームを照射するにあたって、所定のマスクパターンを備えたマスクを介して前記エネルギービームを前記基材に照射することを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、前記エネルギービームは、レーザビームであることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記レーザビームは、前記基材での吸収性が高い波長帯域のレーザ光であることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項１１】
請求項９において、前記レーザビームは、前記基材に対する透過性が高い波長帯域のレーザ光であることを特徴とする導電膜形成方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに規定する導電膜形成方法を用いて、配線基板用の基材上に所定の導電パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂などの基材表面に金属膜を形成する導電膜形成方法、およびこの導電膜形成方法を用いた配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂基材上に導電膜を形成する方法としては、無電解めっき処理が用いられているが、無電解めっき処理では、めっき液に使用されるホルマリンの発癌性などの問題がある。こため、無電解めっき処理に替わる導電膜形成方法が強く要望され、例えば、ポリイミド樹脂表面を過酸化水素または無水酢酸中で硫酸によってスルホン化した後、金属イオン含有液処理および還元処理によってポリイミド樹脂表面に金属膜を形成する方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２４５４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、以下の問題点がある。まず、ポリイミド樹脂が化学的な安定性が高いため、ポリイミド樹脂表面をスルホン化する際の制御が難しい。また、スルホン化の際に樹脂基材の表面が荒れてしまい、荒れた表面に金属膜が形成されることになるので、金属膜の密着性が低いという問題点がある。さらに、ポリイミド樹脂表面に対する液中でのスルホン化では、ポリイミド樹脂表面の所定領域を選択的にスルホン化することが不可能である。このため、配線基板のように樹脂基材表面に所定の導電パターンを形成する必要がある場合には、例えば、樹脂基材の全面をスルホン化した後、フォトリソグラフィ技術を用いて樹脂基材表面にレジストマスクを形成し、このレジストマスクで金属イオン含有液処理を選択的に行う必要があるので、工程数が多いという問題点がある。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基材表面の改質を安定して行うことができ、かつ、下地への密着性の高い導電膜を形成可能な導電膜形成方法、およびこの方法を用いた配線基板の製造方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の課題は、さらに、基材表面の所定領域に導電膜を選択的に形成可能な導電膜形成方法、およびこの方法を用いた配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の導電膜形成方法では、基材を処理液と接触させた状態で前記基材にエネルギービームを照射する照射工程と、前記基材を金属イオンを含む溶液と接触させて、前記照射工程で前記エネルギービームが照射された前記基材の表面に金属イオンを吸着させる吸着工程と、前記基材を還元性液と接触させて、前記基材に吸着されている前記金属イオンを当該基材上に金属として定着させる還元工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、基材を処理液中と接触させた状態で基材にレーザビームなどのエネルギービームを照射すると、エネルギービームの照射領域では基材の表面が改質されるので、吸着工程において、金属イオンが改質領域に吸着される。従って、吸着された金属イオンを還元工程で定着させると、基材の表面に金属膜（導電膜）が形成される。
【０００８】
本発明において、前記基材は、例えばポリイミド樹脂などの樹脂である。ここで、基材は、その全体が樹脂である場合、および樹脂内にガラス繊維などの強化材などが添加されている場合のいずれであってもよい。
【０００９】
本発明において、前記基材が樹脂の場合、前記処理液としては、アルカリ金属イオンを含むアルカリ溶液が用いられる。
【００１０】
本発明において、前記金属イオンは、例えば銅イオンである。
【００１１】
本発明において、前記照射工程では、前記基材の所定領域に選択的に前記エネルギービームを照射することが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記照射工程で前記基材の所定領域に選択的に前記エネルギービームを照射するにあたっては、前記エネルギービームの照射領域を前記基材上で走査させる。このように構成すると、フォトリソグラフィ技術を用いて形成したレジストマスクによって導電膜の形成領域を規定する必要がないので、少ない工程数で所定領域に導電パターンを選択的に形成することができる。
【００１３】
本発明において、前記照射工程で前記基材の所定領域に選択的に前記エネルギービームを照射するにあたっては、所定のマスクパターンを備えたマスクを介して前記エネルギービームを前記基材に照射してもよい。
【００１４】
本発明において、前記エネルギービームは、レーザビームである。
【００１５】
この場合、前記レーザビームとしては、前記基材での吸収性が高い波長帯域のレーザ光を用いる。例えば、波長４７３ｎｍを含む帯域のレーザ光を用いると、このような波長帯域のレーザ光は、ポリイミド樹脂で吸収されやすいので、改質領域を狭く限定することができる。従って、微細な導電パターンを選択的に形成するのに有利である。
【００１６】
本発明において、前記レーザビームとしては、前記基材に対する透過性が高い波長帯域のレーザ光を用いてもよい。例えば、波長８０８ｎｍを含む帯域のレーザ光を用いる。このような波長帯域のレーザ光は、ポリイミド樹脂を透過しやすく、ポリイミド樹脂製の基材と改質液との界面で温度上昇を起こさせるので、改質領域が広い。従って、広い領域に導電パターンを形成するのに有利である。
【００１７】
本発明に係る導電膜形成方法は、ＴＡＢ、フレキシブル配線基板などといった配線基板の製造に用いられる。この場合、配線基板用の基材上に所定の導電パターンを形成する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、レーザ光などのエネルギービームの照射によって樹脂などの基材と処理液とを反応させて基材の表面を改質させるので、基材と処理液との接触だけの改質処理と比較して、その制御が容易である。また、照射工程では基材の表面を荒らさないので、導電膜の密着性が高く、かつ、導電膜の表面の平坦性も高い。さらに、レーザ光の照射によって基材の表面を選択的に改質できるので、レジストマスクを用いなくても、導電パターンを選択的に形成することができ、工程数の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施の形態の一例として、ポリイミド樹脂製の基材（樹脂基材）の表面に銅膜（導電膜）を形成する方法を説明する。
【００２０】
図１は、本発明を適用した樹脂基材への導電膜形成方法を示す説明図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した樹脂基材への導電膜形成方法においてレーザ光の照射方法を示す説明図である。
【００２１】
本発明では、図１に示すように、ポリイミド樹脂からなるフィルム状の樹脂基材１を準備した後、水洗する。ポリイミド樹脂は、オキシジアニリンと無水ピロメリット酸との反応から製造されるイミド五員環を有する耐熱性樹脂であり、樹脂基材１として、ポリイミド樹脂単独で構成されたもの、およびガラス繊維強化材等の補強材にポリイミド樹脂を含浸したもののいずれをも用いることができる。
【００２２】
次に、照射工程ＳＴ１０を行う。この照射工程ＳＴ１０では、例えば、図２（Ａ）に示すように、耐薬品性の高い容器１１内において、改質用の処理液２としてのＫＯＨ水溶液中に樹脂基材１を浸漬した後、容器１１の開口を例えば石英ガラスなどのカバー１３で覆い、この状態で、樹脂基材１表面の所定領域に、エネルギービームとしてのレーザ光Ｌを選択的に照射する。その際、光源から出射されたレーザ光Ｌを、所定の光学系（図示せず）によって平行光束として樹脂基材１の表面に照射する。また、図２（Ｂ）に示すように、光源から出射されたレーザ光Ｌを、集光レンズ５を備えた光学系によって収束させて収束光として樹脂基材１の表面に照射してもよい。その結果、図１に示すように、樹脂基材１の表面は、ＫＯＨ水溶液が接触している状態でレーザ光Ｌによって局所的に加熱、活性化されるので、レーザ照射された領域では、ポリイミド樹脂が開環してカリウムイオンが吸着される。なお、処理液２としては、ＫＯＨ水溶液に代えて、ＮａＯＨなど、その他のアルカリ金属イオンを含むアルカリ溶液を用いてもよい。また、樹脂基材１と処理液２とを接触させた状態でレーザ光Ｌを照射するにあたっては、樹脂基材１の表面に処理液２を塗布してもよい。
【００２３】
次に、樹脂基材１を水洗した後、吸着工程ＳＴ２０を行う。この吸着工程ＳＴ２０では、照射工程ＳＴ１０が施された樹脂基材１を、吸着処理液３としての硫酸銅水溶液中に浸漬する。その結果、照射工程ＳＴ１０で樹脂基材１表面に吸着されたカリウムイオンが硫酸銅中の銅イオンと置換され、樹脂基材１表面には、銅イオンが吸着される。すなわち、樹脂基材１の表面においてイミド五員環の開環が起こってカリウム塩が形成される。ここで、照射工程ＳＴ１０でカリウムイオンが吸着されていたのは、照射工程ＳＴ１０でレーザ光Ｌが照射されていた領域であるため、銅イオンが吸着されるのは、照射工程ＳＴ１０でレーザ光Ｌが照射された領域のみである。
【００２４】
次に、樹脂基材１を水洗した後、還元工程ＳＴ３０を行う。この還元工程ＳＴ３０では、吸着工程ＳＴ２０が施された樹脂基材１を、還元性液４としての水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）の水溶液に浸漬する。その結果、吸着工程ＳＴ２０で樹脂基材１表面に吸着された銅イオンが還元されて樹脂基材１上に金属銅として定着し、銅膜が形成される。ここで、吸着工程ＳＴ２０で銅イオンが吸着されていたのは、照射工程ＳＴ１０でレーザ光Ｌが照射されていた領域であるため、銅膜が形成されるのは、照射工程ＳＴ１０でレーザ光Ｌが照射された領域のみである。なお、還元性液４としては、水素化ホウ素ナトリウム水溶液に代えて、その他の還元性液４を用いてもよい。
【００２５】
このように本発明では、レーザ光Ｌの照射によって樹脂基材１と処理液２とを反応させて樹脂基材１の表面を改質させるので、樹脂基材１とスルホン化処理液との接触だけの改質処理と比較して、その制御が容易である。また、照射工程ＳＴ１０では、樹脂基材１の表面においてイミド五員環の開環が起こってカリウム塩が形成されるだけであるため、表面が荒れない。それ故、銅膜の下地（樹脂基材１）との密着性、および銅膜表面の平坦性が高い。
【００２６】
さらに、レーザ光Ｌの照射によって樹脂基材１の表面を選択的に改質できるので、レジストマスクを用いなくても、導電パターンを選択的に形成することができ、工程数の削減を図ることができる。従って、樹脂基材１として、ＴＡＢの基材あるいはフレキシブル配線基板の基材を用い、かつ、配線パターン（導電パターン）を形成すべき領域にレーザ光Ｌを照射すれば、所定の領域に銅膜からなる配線パターンを形成できるので、ＴＡＢやフレキシブル配線基板などといった配線基板を製造することができる。しかも、銅膜の下地（樹脂基材１）との密着性、および銅膜表面の平坦性が高いので、本形態の方法で端子などを形成した場合、電気的接続の信頼性が高い端子を備えた配線基板を製造することができる。
【００２７】
［レーザ光Ｌの照射方法］
図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した樹脂基材への導電膜形成方法においてレーザ光を選択的に照射する方法を示す説明図である。
【００２８】
本発明において、照射工程ＳＴ１０で樹脂基材１の所定領域に選択的にレーザ光Ｌを照射する方法としては、例えば、図３（Ａ）に示すように、レーザ光Ｌと樹脂基材１とを相対移動させて、レーザ光Ｌの照射領域を樹脂基材１上で走査させればよい。
【００２９】
また、図３（Ｂ）に示すように、光束径の大きなレーザ光Ｌを、所定のパターンで開口６０が形成されたマスク６を介して樹脂基材１に照射し、マスク６の開口６０によって、レーザ光Ｌの照射領域を規定してもよい。
【００３０】
ここで、レーザ光Ｌについては、樹脂基材１の表面にスポット状に照射してもよいが、シリンドリカルレンズを用いて、帯状に照射してもよい。
【００３１】
［レーザ光Ｌの条件］
本発明において、図１に示す照射工程ＳＴ１０で照射するレーザ光Ｌの波長を最適化すると、以下に説明するように、改質領域を任意に設定できる。
【００３２】
例えば、照射工程ＳＴ１０において、中心波長が４７３ｎｍの帯域のレーザ光Ｌ（半導体レーザ）を用いと、レーザ光Ｌは、反射率、透過率、吸収率がそれぞれ７．７％、３．１％、８９．２％となり、ポリイミド樹脂で吸収されやすくなる。このため、改質領域を狭く限定することができるので、微細な導電パターンを選択的に形成するのに有利である。
【００３３】
これに対して、中心波長が８０８ｎｍの帯域のレーザ光Ｌ（半導体レーザ）を用いると、レーザ光Ｌは、反射率、透過率、吸収率がそれぞれ０．９％、８２．８％、１６．３％となり、ポリイミド樹脂を透過しやすくなる。従って、改質領域が広くなるので、広い領域に導電パターンを形成するのに有利である。
【００３４】
例えば、中心波長が４７３ｎｍの帯域のレーザ光Ｌ、および中心波長が８０８ｎｍの帯域のレーザ光Ｌの各々を同一のスポット径で樹脂基材１に照射すると、中心波長が４７３ｎｍの帯域のレーザ光Ｌでは、直径約１ｍｍの領域に銅膜が形成され、中心波長が８２８ｎｍの帯域のレーザ光Ｌでは、直径約５ｍｍの領域に銅膜が形成された。
【００３５】
なお、レーザ光の波長帯域については上記の条件に限定されるものではなく、改質領域を狭く限定したい場合には、レーザ光として、樹脂基材１での吸収性が高い波長帯域のレーザ光、例えば、中心波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍのレーザ光を用いればよく、改質領域が広くしたい場合には、樹脂基材１での吸収性が高い波長帯域のレーザ光、例えば、中心波長が７００ｎｍ〜１０００ｎｍのレーザ光を用いればよい。
【００３６】
［レーザ光Ｌの照射時間］
表１には、中心波長が４７３ｎｍの半導体レーザを用い、かつ、レーザ光Ｌを平行光束として樹脂基材１の表面に照射した場合に、ＫＯＨ水溶液のＫＯＨ濃度（１Ｍ、２Ｍ、３Ｍ）、およびレーザの照射時間と銅膜の形成有無との関係を示す。表２には、中心波長が４７３ｎｍの半導体レーザを用い、かつ、レーザ光Ｌを収束光として樹脂基材１の表面に照射した場合に、ＫＯＨ水溶液のＫＯＨ濃度（１Ｍ、２Ｍ、３Ｍ）、およびレーザの照射時間と銅膜の形成有無との関係を示す。また、表３には、中心波長が８０８ｎｍの半導体レーザを用い、かつ、レーザ光Ｌを平行光束として樹脂基材１の表面に照射した場合に、ＫＯＨ水溶液のＫＯＨ濃度（１Ｍ、２Ｍ、３Ｍ）、およびレーザの照射時間と銅膜の形成有無との関係を示す。また表２には、中心波長が８０８ｎｍの半導体レーザを用い、かつ、レーザ光Ｌを収束光として樹脂基材１の表面に照射した場合に、ＫＯＨ水溶液のＫＯＨ濃度（１Ｍ、２Ｍ、３Ｍ）、およびレーザの照射時間と銅膜の形成有無との関係を示す。
【００３７】
【表１】
2005260171.tif 000003
【００３８】
【表２】
2005260171.tif 000004
【００３９】
【表３】
2005260171.tif 000005
【００４０】
【表４】
2005260171.tif 000006
【００４１】
表１〜表４に示すように、レーザ光Ｌの照射時間は、処理液２としてのＫＯＨ水溶液のＫＯＨ濃度などに応じて設定すればよく、ＫＯＨ濃度が高い場合には、レーザ光Ｌの照射時間を短くし、ＫＯＨ濃度が低い場合には、レーザ光Ｌの照射時間を長く設定すればよい。
【００４２】
［その他の実施の形態］
上記形態では、樹脂基材１の表面に選択的に銅膜を形成する例を説明したが、樹脂基材１の表面全体に銅膜を形成するのに本発明を適用してもよい。この場合、照射工程ＳＴ１０でレーザ光Ｌを樹脂基材１の全面に照射すればよい。
【００４３】
また、上記形態では、ポリイミド樹脂からなる樹脂基材１の表面に銅膜を形成する例を説明したが、銅膜に代えて、ニッケル膜などを形成する場合に本発明を適用してもよい。
【００４４】
さらに、上記形態では、ポリイミド樹脂からなる樹脂基材１の表面に金属膜を形成する例を説明したが、エポキシ樹脂その他の樹脂からなる樹脂基材１に金属膜を形成する場合に本発明を適用してもよい。また、樹脂基材１としては、樹脂にガラス繊維などの強化材が配合されている基材に本発明を適用してもよい。さらに、樹脂基材１に代えて、樹脂以外の基材に本発明を適用してもよい。
【００４５】
さらにまた、上記形態では、樹脂基材１に対する改質にレーザ光Ｌを照射したが、吸着工程ＳＴ２０あるいは還元工程ＳＴ３０においてレーザ光を照射してその反応速度を高めてもよい。
【００４６】
なお、上記形態では、エネルギービームとしてレーザ光Ｌ（レーザビーム）を用いたが、ＵＶ光（紫外線）や電子ビームなどのエネルギービームとして用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明では、レーザ光などのエネルギービームの照射によって基材と処理液とを反応させて基材の表面を改質させるので、基材と処理液との接触だけの改質処理と比較して、その制御が容易である。また、エネルギービームの照射によって基材の表面を選択的に改質できるので、レジストマスクを用いなくても、導電パターンを選択的に形成することができ、工程数の削減を図ることができる。さらに、照射工程では基材の表面を荒らさないので、導電膜の密着性が高く、かつ、導電膜表面の平坦性も高い。それ故、本発明によれば、ＴＡＢやフレキシブル配線基板などといった配線基板を効率よく製造でき、かつ、導電膜と下地との密着性、および銅膜表面の平坦性が高いので、本発明に係る方法で端子などを形成した場合、電気的接続の信頼性が高い端子を備えた配線基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した樹脂基材への導電膜形成方法を示す説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した樹脂基材への導電膜形成方法においてレーザ光の照射方法を示す説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した樹脂基材への導電膜形成方法においてレーザ光を選択的に照射する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  樹脂基材（基材）
２  処理液
３  吸着処理液
４  還元性液
５  集光レンズ
６  マスク
Ｌ  レーザ光（エネルギービーム）
ＳＴ１０  照射工程
ＳＴ２０  吸着工程
ＳＴ３０  還元工程
【図１】
2005260171.tif 000007
【図２】
2005260171.tif 000008
【図３】
2005260171.tif 000009