JP2005045236A - Inorganic thin film pattern forming method of polyimide resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミド樹脂の表面に無機薄膜を回路パターンなど微細パターンで形成する方法に関するものである。 The present invention relates to a method of forming an inorganic thin film with a fine pattern such as a circuit pattern on the surface of a polyimide resin.
ポリイミドフィルムなどポリイミド樹脂で形成される基材の表面に回路パターンを形成する方法として、各種方法が提案されている。その中で、真空蒸着法やスパッタリング法などのドライプロセスが、密着信頼性に優れた微細な回路パターンを良好に形成することが可能な方法として知られているが、これらの方法は高価な装置を必要とし、しかも同時に生産性が低く、高コストであるという問題を有する
そこで現在、最も一般的な回路パターン形成方法としては、予めポリイミド樹脂の基材の表面全体を金属皮膜で被覆して金属被覆材を作製し、フォトリソグラフ法により不必要な部位の金属皮膜をエッチング処理して除去するサブトラクティブ法が広く採用されている。金属被覆材におけるポリイミド樹脂基材と金属皮膜との間の密着力は、基材の表面を粗化することに伴うアンカー効果、もしくは接着剤により確保されている。このサブトラクティブ法は、生産性に優れ、比較的簡便に回路パターンを形成するのに有用な方法であるが、回路パターンを作製する際に多量の金属皮膜を除去する必要があるため、金属材料の無駄が多く発生するという問題がある。それに加え、近年、電子回路基板の高密度化に伴ってより一層微細な回路パターンが要求されているが、サブトラクティブ法では、オーバーエッチングの発生や基材の表面の粗化による凹凸や接着剤の存在などにより、要求される微細回路パターン形成に対応することが困難であるという問題もある。
Various methods have been proposed as a method of forming a circuit pattern on the surface of a substrate formed of a polyimide resin such as a polyimide film. Among them, dry processes such as a vacuum deposition method and a sputtering method are known as methods that can satisfactorily form a fine circuit pattern with excellent adhesion reliability. However, these methods are expensive devices. Therefore, the most common circuit pattern forming method is to coat the entire surface of the polyimide resin substrate with a metal film in advance. A subtractive method is widely used in which a covering material is produced and an unnecessary portion of a metal film is removed by etching using a photolithographic method. The adhesion force between the polyimide resin base material and the metal film in the metal coating material is ensured by an anchor effect accompanying the roughening of the surface of the base material or an adhesive. This subtractive method is excellent in productivity and is a method useful for forming a circuit pattern relatively easily. However, since it is necessary to remove a large amount of a metal film when forming a circuit pattern, a metal material is used. There is a problem that a lot of waste occurs. In addition, in recent years, finer circuit patterns have been demanded as electronic circuit boards have increased in density. However, in the subtractive method, unevenness and adhesive due to the occurrence of overetching and roughening of the surface of the base material are required. There is also a problem that it is difficult to cope with the required fine circuit pattern formation due to the presence of the above.
このため、サブトラクティブ法に代わる回路パターン形成法が盛んに研究されている。例えばフォトリソグラフ法の一種であるアディティブ法は、基材の表面の回路形成部位以外を光硬化性樹脂などのマスクで被覆し、無電解めっき法を用いて基材の表面に回路パターンを直接形成する方法である。無電解めっき法は溶液内の酸化還元反応を利用し、めっき触媒核が付与された基材表面に金属皮膜を形成する方法である。このアディティブ法は、前記のドライプロセスに比べて優れた生産性を有し、またサブトラクティブ法に比べて微細な回路パターン形成が可能であるが、ポリイミド樹脂基材と金属皮膜間の密着力を確保することが難しいため、密着信頼性に劣るといった問題点がある。また、アディティブ法は工程が複雑である上、微細な回路パターンを形成するためには高価な生産設備を必要とし、高コストになるという問題もある。 For this reason, circuit pattern formation methods that replace the subtractive method have been actively studied. For example, the additive method, which is a type of photolithographic method, covers a portion of the substrate surface other than the circuit formation site with a mask such as a photocurable resin, and directly forms a circuit pattern on the substrate surface using an electroless plating method. It is a method to do. The electroless plating method uses a redox reaction in a solution to form a metal film on the surface of a substrate provided with plating catalyst nuclei. This additive method has superior productivity compared to the dry process described above, and can form a fine circuit pattern compared to the subtractive method. Since it is difficult to ensure, there is a problem that adhesion reliability is poor. In addition, the additive method has a complicated process and requires expensive production equipment to form a fine circuit pattern, resulting in high costs.
さらに、微細な回路パターンを簡便かつ安価に形成する方法として、インクジェット方式が注目されている。インクジェット方式は、基材の表面に金属ナノ粒子から構成されるインキをインクジェットノズルよりパターン形状に噴霧して、塗布した後、アニーリング処理して微細な金属皮膜からなる回路パターンを形成するようにしたものである。しかし、インクジェット方式で金属ナノ粒子を噴霧、塗布する際に、基材の表面の単位面積あたりの金属ナノ粒子数が不十分であると、アニーリング時の金属ナノ粒子間の焼結に伴う収縮により、得られる金属皮膜が断線する可能性があり、逆に金属ナノ粒子数が過剰であると、アニーリング後形成する金属皮膜の表面平滑性が失われる可能性があり、基材上への金属ナノ粒子の塗布量の制御が極めてシビアであるという問題点がある。また、基材と金属ナノ粒子の金属成分はその物性上、十分な密着信頼性を得ることが難しく、さらに、アニーリング時の金属ナノ粒子間の焼結に伴う収縮により寸法精度にも問題を有するものである。 Further, an ink jet method has attracted attention as a method for forming a fine circuit pattern easily and inexpensively. In the inkjet method, ink composed of metal nanoparticles is sprayed onto the surface of a substrate in a pattern shape from an inkjet nozzle, applied, and then annealed to form a circuit pattern consisting of a fine metal film. Is. However, when metal nanoparticles are sprayed and applied by the inkjet method, if the number of metal nanoparticles per unit area of the surface of the substrate is insufficient, the shrinkage caused by sintering between the metal nanoparticles during annealing The resulting metal film may break, and conversely, if the number of metal nanoparticles is excessive, the surface smoothness of the metal film formed after annealing may be lost. There is a problem that the control of the coating amount of particles is extremely severe. In addition, it is difficult to obtain sufficient adhesion reliability due to the physical properties of the metal component of the base material and the metal nanoparticles, and further, there is a problem in dimensional accuracy due to shrinkage accompanying sintering between the metal nanoparticles during annealing. Is.
そして近年、優れた密着信頼性を有する回路パターン形成技術として、ポリイミド樹脂の基材表面をアルカリ水溶液で処理してカルボキシル基を生成させ、該カルボキシル基に金属イオンを配位させてカルボキシル基の金属塩を形成したのち、フォトマスクを介して紫外線を該ポリイミド樹脂基材上に照射することによって、選択的に金属イオンを還元して金属皮膜を析出させ、必要に応じてめっき法により金属皮膜を増膜するようにした技術が提案されている(例えば特許文献1等参照)。この方法で形成された金属皮膜はその一部がポリイミド樹脂中に埋包されており、ポリイミド樹脂の基材表面に対する金属被膜の密着信頼性を高く得ることができるのである。しかし特許文献1の発明のように、フォトマスクを介した紫外線照射によるパターン形成法では、回路基板の高密度化に伴って要望される極めて微細な回路パターンに対応することが困難である。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、無機薄膜を密着信頼性及びパターン精度高くポリイミド樹脂表面に形成することができるポリイミド樹脂の無機薄膜パターン形成方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a polyimide resin inorganic thin film pattern forming method capable of forming an inorganic thin film on a polyimide resin surface with high adhesion reliability and pattern accuracy. Is.
本発明の請求項1に係るポリイミド樹脂の無機薄膜パターン形成方法は、ポリイミド樹脂の表面に無機薄膜を形成するにあたって、(1)ポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位にアルカリ水溶液を塗布し、ポリイミド樹脂のイミド環を開裂してカルボキシル基を生成する工程、(2)前記カルボキシル基を有するポリイミド樹脂に金属イオン含有溶液を接触させてカルボキシル基の金属塩を生成する工程、(3)前記金属塩を金属として、もしくは金属酸化物或いは半導体として、ポリイミド樹脂表面に析出させて無機薄膜を形成する工程、とを有することを特徴とするものである。
In the method for forming an inorganic thin film pattern of a polyimide resin according to
この発明によれば、アルカリ水溶液を塗布したポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位に選択的に金属もしくは金属酸化物或いは半導体を析出させて無機薄膜を形成することができるものであり、フォトマスクなどを用いる必要なく、無機薄膜を密着信頼性高く、且つパターン精度高く形成することができるものである。 According to the present invention, an inorganic thin film can be formed by selectively depositing a metal, a metal oxide or a semiconductor on an inorganic thin film forming portion of a polyimide resin coated with an alkaline aqueous solution, and using a photomask or the like. There is no need to form an inorganic thin film with high adhesion reliability and high pattern accuracy.
また請求項2の発明は、請求項1の前記(1)工程において、アルカリ水溶液をインクジェット法によりポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位に塗布することを特徴とするものである。
The invention of
この発明によれば、インクジェット法を用いてアルカリ水溶液を微細なパターンで塗布することができ、無機薄膜を微細にパターン精度高く形成することができるものである。 According to the present invention, the aqueous alkaline solution can be applied in a fine pattern using an ink jet method, and the inorganic thin film can be finely formed with high pattern accuracy.
また請求項3の発明は、請求項1の前記(1)工程において、アルカリ水溶液を転写法によりポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位に塗布することを特徴とするものである。
The invention of
この発明によれば、転写法を用いてアルカリ水溶液を微細なパターンで塗布することができ、無機薄膜を微細にパターン精度高く形成することができるものである。 According to this invention, the alkaline aqueous solution can be applied in a fine pattern using a transfer method, and the inorganic thin film can be finely formed with high pattern accuracy.
また請求項4の発明は、請求項1の前記(1)工程において、ポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位以外の部分に耐アルカリ性保護層を形成した後、アルカリ水溶液を塗布することにより、ポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位にアルカリ水溶液を接触させることを特徴とするものである。
The invention of
この発明によれば、所望の無機薄膜形成部位にのみアルカリ水溶液を塗布することができ、所望のパターンで無機薄膜を形成することができるものである。 According to the present invention, the alkaline aqueous solution can be applied only to a desired inorganic thin film formation site, and an inorganic thin film can be formed in a desired pattern.
また請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの前記(3)の無機薄膜を形成する工程は、金属塩を還元処理することにより、金属塩を金属としてポリイミド樹脂表面に析出させて、金属薄膜を形成する工程であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the step (3) of forming the inorganic thin film according to any one of the first to fourth aspects, the metal salt is deposited on the surface of the polyimide resin as a metal by reducing the metal salt. Thus, this is a process for forming a metal thin film.
この発明によれば、無機薄膜形成部位に金属薄膜を形成することができ、金属薄膜で回路パターンを形成することによって、ポリイミド樹脂を基材とする電子回路基板などとして使用することができるものである。 According to the present invention, a metal thin film can be formed at an inorganic thin film forming site, and by forming a circuit pattern with the metal thin film, it can be used as an electronic circuit board based on a polyimide resin. is there.
また請求項6の発明は、請求項1乃至4のいずれかの前記(3)の無機薄膜を形成する工程は、金属塩を活性ガスと反応させることにより、金属塩を金属酸化物或いは半導体としてポリイミド樹脂表面に析出させて、金属酸化物薄膜或いは半導体薄膜を形成する工程であることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the step (3) of forming the inorganic thin film according to any one of the first to fourth aspects, the metal salt is reacted with an active gas to convert the metal salt into a metal oxide or semiconductor. It is a step of forming a metal oxide thin film or a semiconductor thin film by depositing on the polyimide resin surface.
この発明によれば、無機薄膜形成部位に金属酸化物薄膜或いは半導体薄膜を形成することができ、金属酸化物薄膜或いは半導体薄膜を有する各種の電子部品として使用することができるものである。 According to this invention, a metal oxide thin film or a semiconductor thin film can be formed at an inorganic thin film forming site, and can be used as various electronic components having a metal oxide thin film or a semiconductor thin film.
また請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれかの前記(3)工程において、析出した無機薄膜は無機ナノ粒子の集合体から構成されていることを特徴とするものである。
The invention of claim 7 is characterized in that, in the step (3) of any of
この発明によれば、無機ナノ粒子の集合体が有するアンカーロッキング効果を活用して無機薄膜の密着強度を高めることができると共に、無機ナノ粒子の集合体が有する触媒活性を活用して無機薄膜の表面に無電解めっきを容易に行なうことができるものである。 According to this invention, the anchoring effect of the inorganic nanoparticle aggregate can be utilized to increase the adhesion strength of the inorganic thin film, and the catalytic activity of the inorganic nanoparticle aggregate can be utilized to Electroless plating can be easily performed on the surface.
また請求項8の発明は、請求項7の前記(3)工程において、無機ナノ粒子の集合体の一部がポリイミド樹脂に埋包されていることを特徴とするものである。 The invention of claim 8 is characterized in that in the step (3) of claim 7, a part of the aggregate of inorganic nanoparticles is embedded in a polyimide resin.
この発明によれば、ポリイミド樹脂に対するアンカーロッキング効果で、無機ナノ粒子の集合体からなる無機薄膜をポリイミド樹脂に強固に密着させることができるものである。 According to this invention, the inorganic thin film which consists of an aggregate | assembly of an inorganic nanoparticle can be firmly stuck to a polyimide resin by the anchor locking effect with respect to a polyimide resin.
また請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれかの前記(3)工程の後に、(4)無機薄膜を析出させたポリイミド樹脂表面に無電解めっきを施す工程を有することを特徴とするものである。
The invention of claim 9 is characterized in that after the step (3) of any one of
この発明によれば、無機薄膜の表面に無電解めっき膜を増膜して無機薄膜の膜厚を厚くすることができ、無機薄膜で電子回路基板の回路を形成することができるものである。 According to this invention, the electroless plating film can be increased on the surface of the inorganic thin film to increase the thickness of the inorganic thin film, and the circuit of the electronic circuit board can be formed with the inorganic thin film.
また請求項10の発明は、請求項9の前記(4)工程において、無機ナノ粒子の集合体をめっき析出核として無電解めっきを行なうことを特徴とするものである。 The invention of claim 10 is characterized in that, in the step (4) of claim 9, electroless plating is performed using an aggregate of inorganic nanoparticles as a plating precipitation nucleus.
この発明によれば、無機ナノ粒子の集合体からなる無機薄膜の表面に無電解めっきを析出させて、無機薄膜の表面に選択的に無電解めっきを行なうことができ、無機薄膜に無電解めっき膜を増膜するにあたって増膜後もパターン精度を保つことができるものである。 According to this invention, the electroless plating can be selectively deposited on the surface of the inorganic thin film by depositing the electroless plating on the surface of the inorganic thin film composed of the aggregate of inorganic nanoparticles. In increasing the film thickness, the pattern accuracy can be maintained even after the film increase.
また請求項11の発明は、請求項1乃至10のいずれかにおいて、無機薄膜形成部位は回路パターン形状であることを特徴とするものである。
The invention of claim 11 is characterized in that, in any one of
この発明によれば、無機薄膜形成部位に形成される無機薄膜で回路を形成することができ、ポリイミド樹脂を基材とする電子回路基板などとして使用することができるものである。 According to this invention, a circuit can be formed with an inorganic thin film formed at an inorganic thin film forming site, and it can be used as an electronic circuit board or the like based on a polyimide resin.
本発明によれば、アルカリ水溶液を塗布したポリイミド樹脂の無機薄膜形成部位に選択的に金属もしくは金属酸化物或いは半導体を析出させて無機薄膜を形成することができるものであり、フォトマスクなどを用いる必要なく、無機薄膜を密着信頼性高く、且つパターン精度高く形成することができるものである。 According to the present invention, an inorganic thin film can be formed by selectively depositing a metal, a metal oxide, or a semiconductor on an inorganic thin film forming portion of a polyimide resin coated with an alkaline aqueous solution, and using a photomask or the like. There is no need to form an inorganic thin film with high adhesion reliability and high pattern accuracy.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
ポリイミド樹脂は、主鎖に環状イミド構造を持ったポリマーであって、例えばポリアミック酸をイミド化することにより得られるものであり、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、難燃性、電気絶縁性等に優れた熱硬化性樹脂である。本発明ではこのポリイミド樹脂のフィルムや成形板などを基材として用いることができ、特に形態上の制限はない。 Polyimide resin is a polymer having a cyclic imide structure in the main chain, and is obtained, for example, by imidizing polyamic acid. Heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, flame resistance, electrical insulation It is a thermosetting resin with excellent properties. In the present invention, this polyimide resin film or molded plate can be used as a substrate, and there is no particular limitation on the form.
そして本発明は、まず(1)工程で、このポリイミド樹脂の基材の表面にアルカリ水溶液を塗布する。アルカリ水溶液のアルカリ濃度は0.01〜10Mが好ましく、より好ましくは0.5〜6Mである。アルカリ水溶液としては特に制限されるものではないが、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液、エチレンジアミン水溶液が好ましい。このアルカリ水溶液には、バインダー樹脂、有機溶剤、無機フィラー、増粘剤、レベリング剤などから選ばれる助剤を加えて、粘度、ポリイミド樹脂基材との濡れ性、平滑性、揮発性を制御することができる。これらは塗布パターンの形状、線幅に応じて選択されることが望ましい。 In the present invention, first, in step (1), an alkaline aqueous solution is applied to the surface of the polyimide resin substrate. The alkali concentration of the aqueous alkali solution is preferably 0.01 to 10M, more preferably 0.5 to 6M. Although it does not restrict | limit especially as aqueous alkali solution, A potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, calcium hydroxide aqueous solution, magnesium hydroxide aqueous solution, and ethylenediamine aqueous solution are preferable. In this alkaline aqueous solution, an auxiliary agent selected from a binder resin, an organic solvent, an inorganic filler, a thickener, a leveling agent, and the like is added to control viscosity, wettability with a polyimide resin substrate, smoothness, and volatility. be able to. These are preferably selected according to the shape and line width of the coating pattern.
本発明においてポリイミド樹脂基材へのアルカリ水溶液の塗布は、無機薄膜形成部位にのみ選択的に所望のパターン形状で行なわれるものである。ここで、ポリイミド樹脂基材の表面にアルカリ水溶液を塗布すると、特許文献1に記載されているように、化学反応式1にみられるようなポリイミド樹脂の分子構造中のイミド環の開裂により、カルボキシル基(−COOA:カルボン酸のアルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属塩)とアミド結合(−CONH−)が生成される。
In the present invention, the application of the alkaline aqueous solution to the polyimide resin substrate is carried out selectively in a desired pattern shape only at the inorganic thin film forming site. Here, when an alkaline aqueous solution is applied to the surface of the polyimide resin base material, as described in
従って、ポリイミド樹脂基材1の表面にアルカリ水溶液2を部分的にパターン形状で塗布して、図1(a)のようにポリイミド樹脂基材1の表面にアルカリ水溶液2を無機薄膜形成部位にのみ選択的に接触させることによって、ポリイミド樹脂基材1の表面の部分的な分解に伴って、図1(b)のように、ポリイミド樹脂基材1の表面にカルボキシル基が生成された改質層3がパターン形状に形成されるものである。
Therefore, the alkaline
ここで、上記のようにポリイミド樹脂基材1の表面に部分的に塗布したアルカリ水溶液2がポリイミド樹脂基材1の表面内に浸透するに従って、カルボキシル基を生成させるポリイミド樹脂の改質が進行するものであり、従って、アルカリ水溶液2を塗布した後の静置時間を長くしたり、ポリイミド樹脂基材1を加熱処理したりすることによって、改質層3の厚みを増大させることができるものである。アルカリ水溶液2をポリイミド樹脂基材1の表面に塗布する際の処理温度は10〜80℃が好ましく、より好ましくは15〜60℃である。また処理時間は5〜1800秒が好ましく、より好ましくは30〜600秒である。
Here, as the alkaline
上記のように、ポリイミド樹脂基材の無機薄膜形成部位にアルカリ水溶液を選択的に塗布するにあたっては、例えばインクジェット法で行なうことができる。すなわち、アルカリ水溶液をインクジェット印刷装置のインクとして用い、所望のパターンにアルカリ水溶液をポリイミド樹脂基材表面に噴霧、塗布することによって、無機薄膜形成部位にアルカリ水溶液を選択的に塗布することができるものである。インクジェット印刷装置としては、サーマル方式、ピエゾ方式のいずれも使用可能である。 As described above, the selective application of the alkaline aqueous solution to the inorganic thin film forming portion of the polyimide resin substrate can be performed by, for example, an ink jet method. That is, an alkaline aqueous solution can be selectively applied to an inorganic thin film forming site by using an alkaline aqueous solution as an ink for an ink jet printing apparatus and spraying and applying the alkaline aqueous solution on the surface of the polyimide resin substrate in a desired pattern. It is. As the ink jet printing apparatus, either a thermal method or a piezo method can be used.
また、転写法によって、ポリイミド樹脂基材の無機薄膜形成部位にアルカリ水溶液を選択的に塗布することもできる。転写法としては特に制限されるものではないが、例えば電子写真法や、オフセット印刷法などを用いることができる。電子写真法は、例えば、アルカリ水溶液を公知のマイクロカプセル法を用いて熱可塑性樹脂カプセルに内包すると共に、このマイクロカプセル粒子の表面に帯電制御剤、例えばアゾ系含金属錯体を被覆して形成した粉体を、トナーとして用いて行なうことができるものである。この粉体の粒径は0.1〜10μmが好ましく、より好ましくは0.5〜5μmである。 Moreover, an alkaline aqueous solution can also be selectively applied to the inorganic thin film forming portion of the polyimide resin substrate by a transfer method. The transfer method is not particularly limited, and for example, an electrophotographic method or an offset printing method can be used. The electrophotographic method is formed by, for example, encapsulating an alkaline aqueous solution in a thermoplastic resin capsule using a known microcapsule method, and coating the surface of the microcapsule particle with a charge control agent, for example, an azo metal-containing complex. The powder can be used as a toner. The particle size of the powder is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.5 to 5 μm.
さらに、ポリイミド樹脂基材の表面の無機薄膜を形成する部位以外の部分に、耐アルカリ性保護層を形成した後、アルカリ水溶液を塗布することによって、ポリイミド樹脂基材の無機薄膜形成部位にアルカリ水溶液を選択的に塗布するようにすることもできる。耐アルカリ性保護層は、フォトリソグラフ法、スクリーン印刷法、蒸着法などでポリイミド樹脂基材の表面に形成することができるものであり、耐アルカリ性保護層として具体的には、金属蒸着膜、酸化チタンや酸化錫等の金属酸化物膜などを挙げることができる。このようにポリイミド樹脂基材の無機薄膜形成部位以外の部分に耐アルカリ性保護層を形成した後、ポリイミド樹脂基材の表面にスピンコート法やディップ法などでアルカリ水溶液を塗布することによって、耐アルカリ性保護層で被覆されておらず露出された状態の無機薄膜形成部位にのみ選択的にアルカリ水溶液を塗布することができるものである。 Furthermore, after forming an alkali-resistant protective layer on a portion other than the portion where the inorganic thin film is formed on the surface of the polyimide resin base material, an alkaline aqueous solution is applied to the inorganic thin film forming portion of the polyimide resin base material by applying an alkaline aqueous solution. It can also be applied selectively. The alkali-resistant protective layer can be formed on the surface of the polyimide resin substrate by a photolithographic method, a screen printing method, a vapor deposition method, or the like. Specifically, as the alkali-resistant protective layer, a metal vapor-deposited film, titanium oxide, or the like. And metal oxide films such as tin oxide. Thus, after forming an alkali-resistant protective layer on the polyimide resin base material other than the inorganic thin film forming part, the alkali resistance is applied by applying an alkaline aqueous solution to the surface of the polyimide resin base material by spin coating or dipping. The alkaline aqueous solution can be selectively applied only to the inorganic thin film forming portion that is not covered with the protective layer and exposed.
ここで、蒸着法で耐アルカリ性保護層を形成する場合、金、銀、アルミニウム、鉄、錫、銅、チタン、ニッケル、タングステン、タンタル、コバルト、亜鉛、クロム、マンガンから選ばれた少なくとも1種を含む金属薄膜で耐アルカリ性保護層を形成することができる。またスクリーン印刷法で耐アルカリ性保護層を形成する場合は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、もしくはフッ素樹脂から選ばれた少なくとも1種を含む液状樹脂を印刷して耐アルカリ性保護層を形成することができる。さらにフォトリソグラフ法で耐アルカリ性保護層を形成する場合は、例えばリソグラフィレジスト用フッ素樹脂を用いて耐アルカリ性保護層を形成することができる。 Here, when the alkali-resistant protective layer is formed by vapor deposition, at least one selected from gold, silver, aluminum, iron, tin, copper, titanium, nickel, tungsten, tantalum, cobalt, zinc, chromium, and manganese is used. An alkali resistant protective layer can be formed with the metal thin film contained. When the alkali-resistant protective layer is formed by a screen printing method, the alkali-resistant protective layer can be formed by printing a liquid resin containing at least one selected from an acrylic resin, a silicon resin, or a fluorine resin. Further, when the alkali-resistant protective layer is formed by photolithography, the alkali-resistant protective layer can be formed using, for example, a fluororesin for a lithography resist.
上記のように(1)工程で、ポリイミド樹脂基材1の表面の無機薄膜形成部位にカルボキシル基を生成させる改質層3を形成した後、(2)工程で、ポリイミド樹脂基材1の表面を金属イオン含有溶液で処理する。金属イオン含有溶液において、金属イオンとしては、金イオン、銀イオン、銅イオン、白金アンミン錯体、パラジウムアンミン錯体、タングステンイオン、タンタルイオン、チタンイオン、錫イオン、インジウムイオン、カドミウムイオン、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、マンガンイオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、そして亜鉛イオンから選ばれた少なくとも1種を挙げることができる。これらの金属イオンのうち、白金アンミン錯体、パラジウムアンミン錯体はアルカリ溶液の状態で、それ以外の金属イオンは酸性溶液の状態で使用されるものである。
As described above, after forming the modified
そして、このようにポリイミド樹脂基材1の表面を金属イオン含有溶液で処理して、上記のようにカルボキシル基を生成させた改質層3に金属イオン含有溶液を接触させることによって、例えば
−COO−…M2+…−OOC−
のようにカルボキシル基に金属イオン(M2+)を配位させてカルボキシル基の金属塩(カルボン酸の金属塩)を生成させることができるものであり、図1(c)のように改質層3の箇所に金属イオン含有改質層4を形成させることができるものである。ここで、ポリイミド樹脂に生成させたカルボキシル基中の水酸基、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属と、金属イオンとの間の配位子交換を進行させるために、水酸基やアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の解離度を増加させる必要がある。このためにはポリイミド樹脂基材1を酸性状態に保つことが必要であり、従ってこの場合には金属イオン含有溶液として金属イオン含有酸性溶液を用いるのが好ましい。
Then, by treating the surface of the
As shown in FIG. 1C, a metal ion (M 2+ ) can be coordinated to the carboxyl group to form a metal salt of the carboxyl group (a metal salt of a carboxylic acid). The metal ion-containing modified
また、金属イオン含有溶液中の金属イオン濃度は、ポリイミド樹脂に生成させたカルボキシル基中の水酸基、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属と、金属イオンとの配位子置換反応に密接な相関を示す。金属イオン種により異なるが、金属イオン濃度は1〜1000mMが好ましく、より好ましくは10〜500mMである。金属イオン濃度が低くなると、配位子置換の反応が平衡に達するまでの時間がかかるため好ましくない。ポリイミド樹脂基材1の表面への金属イオン含有溶液の接触時間は10〜600秒が好ましく、より好ましくは30〜420秒である。
The metal ion concentration in the metal ion-containing solution shows a close correlation with the ligand substitution reaction between the hydroxyl group, alkali metal or alkaline earth metal in the carboxyl group generated in the polyimide resin, and the metal ion. Although depending on the metal ion species, the metal ion concentration is preferably 1 to 1000 mM, more preferably 10 to 500 mM. A low metal ion concentration is not preferable because it takes time for the ligand substitution reaction to reach equilibrium. The contact time of the metal ion-containing solution to the surface of the
上記のように(2)の工程で、ポリイミド樹脂基材1の改質層3に金属イオン含有溶液を接触させ、カルボキシル基の金属塩を生成させた金属イオン含有改質層4を形成させた後、水もしくはアルコールでポリイミド樹脂基材1の表面を洗浄し、不要な金属イオンを除去する。そして次に、(3)の工程で、金属イオン含有改質層4の金属塩を、金属として析出させ、もしくは金属酸化物或いは半導体として析出させ、ポリイミド樹脂基材1の金属イオン含有改質層4の表面に図1(d)に示すように、金属からなる無機薄膜5、もしくは金属酸化物或いは半導体からなる無機薄膜5を形成することができるものである。
As described above, in the step (2), the metal ion-containing modified
金属イオン含有改質層4に金属塩を金属として析出させる場合には、金属塩を還元処理することによって行なうことができる。還元処理は、例えば、還元剤を含む溶液でポリイミド樹脂基材1の表面を処理したり、還元ガスや不活性ガス雰囲気下でポリイミド樹脂基材1を熱処理することによって行なうことができる。還元条件は金属イオン種により異なるが、還元剤を含む溶液で処理する場合、還元剤として、例えば水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸及びその塩、ジメチルアミンボラン等を使用することができる。また還元ガスで処理する場合、還元ガスとして、例えば水素及びその混合ガス、ボラン−窒素混合ガス等を使用することができ、不活性ガスで処理する場合、不活性ガスとして、例えば窒素ガス、アルゴンガス等を使用することができる。
In the case where the metal salt is deposited as a metal on the metal ion-containing modified
また、金属イオン含有改質層4の金属塩を金属酸化物或いは半導体として析出させる場合には、金属塩を活性ガスで処理することによって行なうことができる。処理条件は金属イオン種により異なるが、活性ガスとして、例えば酸素及びその混合ガス、窒素及びその混合ガス、硫黄及びその混合ガス等を使用し、ポリイミド樹脂基材1の表面を活性ガスと接触させることによって、処理を行なうことができる。
Moreover, when depositing the metal salt of the metal ion containing modified
ここで、金属酸化物としては、例えば酸化チタン、酸化錫、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化コバルト、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、インジウム−錫複合酸化物、ニッケル−鉄複合酸化物、コバルト−鉄複合酸化物、などを挙げることができるものであり、このように金属酸化物からなる無機薄膜5をポリイミド樹脂基材1の表面に形成することによって、例えば、コンデンサー、透明導電膜、放熱材、磁気記録材料、エレクトロクロミズム素子、センサー、触媒、発光材料などとして使用することができるものである。
Here, as the metal oxide, for example, titanium oxide, tin oxide, indium oxide, vanadium oxide, manganese oxide, nickel oxide, aluminum oxide, iron oxide, cobalt oxide, zinc oxide, barium titanate, strontium titanate, indium- Tin composite oxide, nickel-iron composite oxide, cobalt-iron composite oxide, etc. can be mentioned, and the inorganic
また半導体としては、例えば硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化カドミウム、硫化銀、硫化銅、リン化インジウム、などを挙げることができるものであり、このように半導体からなる無機薄膜5をポリイミド樹脂基材1の表面に形成することによって、例えば、発光材料、トランジスタ、メモリー材料、などとして使用することができるものである。
Examples of the semiconductor include cadmium sulfide, cadmium telluride, cadmium selenide, silver sulfide, copper sulfide, and indium phosphide. In this way, the inorganic
上記のように(3)の工程で形成される無機薄膜5を構成する金属、もしくは金属酸化物或いは半導体は、粒径2〜100nmのナノ粒子で構成されている。この無機ナノ粒子は、その極めて高い表面エネルギーのため容易に凝集され、無機ナノ粒子の集合体として存在するものである。そしてこのとき、上記の金属イオン濃度、還元剤濃度、雰囲気温度、活性ガス濃度の条件などにより程度は異なるものの、無機ナノ粒子の集合体の一部がポリイミド樹脂基材1の樹脂内で安定化しており、すなわち、無機ナノ粒子の集合体の一部がポリイミド樹脂の表層部内に埋包された状態となり、この際のアンカーロッキング効果によって、ポリイミド樹脂基材1と無機ナノ粒子の集合体からなる無機薄膜5とを強固に密着させることができるものである。特に、基材表面を化学的、もしくは物理的に粗化することにより得られる一般的なアンカーロッキング効果では、その表面粗さがμmオーダーであるが、本発明におけるような無機ナノ粒子とポリイミド樹脂とのアンカーロッキング効果は、表面粗さがナノスケールで優れた密着特性を得ることができるものであり、高周波領域の電子信号を伝達するための配線材料に適しているものである。
As described above, the metal, metal oxide, or semiconductor constituting the inorganic
上記のようにしてポリイミド樹脂基材1の無機薄膜形成部位に無機薄膜5を形成することができるものであり、無機薄膜形成部位を回路パターン形状に設定しておくことによって、無機薄膜5で回路パターンを形成することができ、ポリイミド樹脂基材1を電子回路基板などの電子部品として加工することができるものである。
The inorganic
ここで、上記の(3)の工程で形成される無機薄膜5は膜厚が10〜500nm程度である。一方、電子回路基板において回路は概ねμ単位の膜厚が必要である。このために、電子回路基板として使用する場合には、無機薄膜5に増膜を施して、回路の膜厚を厚く形成することが好ましい。すなわち、(3)の工程の後に、(4)の工程で、ポリイミド樹脂基材1に設けた無機薄膜5の表面に無電解めっきを行ない、無機薄膜5の膜厚を無電解めっきで厚くすることができるものである。
Here, the inorganic
無電解めっきは、例えば、無電解めっき浴にポリイミド樹脂基材1を浸漬することによって行なうことができるものであり、無機薄膜5を形成する上記の無機ナノ粒子集合体をめっきの析出核として、無機薄膜5の表面に図1(e)のように無電解めっき膜6を析出させることができるものである。すなわち、無機ナノ粒子の集合体は、極めて広大な比表面積を有するので、優れた触媒活性を示すものであり、無電解めっき膜6を析出させるための析出核として利用する場合、多くの点から均一にめっき膜の析出が始まるため、良好な密着性と電気特性を示す無電解めっき膜6を得ることができるものである。このように無機ナノ粒子集合体をめっきの析出核として無機薄膜5の表面に無電解めっき膜6を析出させることによって、ポリイミド樹脂基材1の表面のうち、無機薄膜5の表面にのみ選択的に無電解めっき膜6を形成することができるものであり、無機薄膜5に無電解めっき膜6を増膜して回路を形成するにあたって、マスクなどを必要とすることなく増膜後も回路のパターン精度を保つことができるものである。尚、無電解めっき浴は、ポリイミド樹脂基材1の再改質を防ぐため、中性もしくは弱アルカリ性無電解めっき浴であることが好ましい。
The electroless plating can be performed, for example, by immersing the
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(実施例1)
5M濃度のKOH水溶液100質量部に、増粘剤としてポリエチレングリコール10質量部を加え、これを攪拌して溶解させることによって、アルカリ水溶液を調製した。
(Example 1)
An alkaline aqueous solution was prepared by adding 10 parts by mass of polyethylene glycol as a thickener to 100 parts by mass of a 5M KOH aqueous solution, and stirring and dissolving the resultant.
一方、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、商品名「カプトン200−H」)をエタノール溶液に浸漬し、5分間超音波洗浄を施したのち、オーブン中で100℃、60分乾燥することにより、ポリイミドフィルムの表面を清浄化した。 On the other hand, a polyimide film (trade name “Kapton 200-H” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) is immersed in an ethanol solution, subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes, and then dried in an oven at 100 ° C. for 60 minutes. The surface of the polyimide film was cleaned.
そしてプリント・ヘッドのインクカートリッジに、上記アルカリ水溶液を充填し、ピエゾ方式のインクジェット印刷装置を用いてポリイミドフィルムの表面に線幅50μmの回路パターンを描画して、アルカリ水溶液を塗布し、10分間室温で静置した。その後、ポリイミドフィルムをエタノール溶液中に浸漬して超音波洗浄を10分間行った。ポリイミドフィルムの表面には回路パターン形状で改質層が形成されていた(図1(b)参照)。 The ink cartridge of the print head is filled with the alkaline aqueous solution, a circuit pattern having a line width of 50 μm is drawn on the surface of the polyimide film using a piezo ink jet printing apparatus, and the alkaline aqueous solution is applied for 10 minutes at room temperature. Left at rest. Thereafter, the polyimide film was immersed in an ethanol solution and subjected to ultrasonic cleaning for 10 minutes. The modified layer was formed in the circuit pattern shape on the surface of the polyimide film (refer FIG.1 (b)).
次に、金属イオン含有酸性溶液として50mMの濃度のCuSO4水溶液を用い、この水溶液中にポリイミドフィルムを5分間浸漬し、改質層にCuイオンを配位して、金属イオン含有改質層を形成した(図1(c)参照)。この後、蒸留水で余分なCuSO4を除去した。 Next, a 50 mM CuSO 4 aqueous solution is used as the metal ion-containing acidic solution, the polyimide film is immersed in this aqueous solution for 5 minutes, Cu ions are coordinated to the modified layer, and the metal ion-containing modified layer is formed. It formed (refer FIG.1 (c)). Thereafter, excess CuSO 4 was removed with distilled water.
次に、還元溶液として5mM濃度のNaBH4水溶液を用い、この水溶液にポリイミドフィルムを5分間浸漬した後、蒸留水で洗浄したところ、金属イオン含有改質層の表面部に銅薄膜の析出が確認された(図1(d)参照)。銅薄膜の厚みは300nm、線幅は50μm、銅薄膜の電気抵抗は5×10−3Ωcmであり、アルカリ水溶液の塗布形状と同形状を有する回路パターンを形成することができた。 Next, a 5 mM NaBH 4 aqueous solution was used as the reducing solution, and after immersing the polyimide film in this aqueous solution for 5 minutes and washing with distilled water, it was confirmed that a copper thin film was deposited on the surface of the metal ion-containing modified layer. (See FIG. 1 (d)). The thickness of the copper thin film was 300 nm, the line width was 50 μm, and the electrical resistance of the copper thin film was 5 × 10 −3 Ωcm, and a circuit pattern having the same shape as the application shape of the alkaline aqueous solution could be formed.
この後、ポリイミドフィルムを、50℃に温度調整した次の浴組成の中性無電解銅めっき浴に3時間浸漬した。 Thereafter, the polyimide film was immersed in a neutral electroless copper plating bath having the following bath composition whose temperature was adjusted to 50 ° C. for 3 hours.
CuCl2 :0.05M
エチレンジアミン :0.60M
Co(NO3)2 :0.15M
アスコルビン酸 :0.01M
2,2’−ビピリジル :20ppm
pH :6.75
そして無電解銅めっき膜は銅薄膜の上に析出し、膜厚が4μmの均一な銅めっき膜が得られた。銅めっき膜の電気抵抗は3×10−5Ωcmであり、先の銅薄膜とこの銅めっき膜とで、電子回路基板の回路を形成することができた(図1(e)参照)。
CuCl 2 : 0.05M
Ethylenediamine: 0.60M
Co (NO 3 ) 2 : 0.15M
Ascorbic acid: 0.01M
2,2′-bipyridyl: 20 ppm
pH: 6.75
The electroless copper plating film was deposited on the copper thin film, and a uniform copper plating film having a thickness of 4 μm was obtained. The electric resistance of the copper plating film was 3 × 10 −5 Ωcm, and the circuit of the electronic circuit board could be formed with the copper thin film and the copper plating film (see FIG. 1 (e)).
(実施例2)
5M濃度のKOH水溶液100質量部に、増粘剤としてポリビニルピロリドン30質量部とグリセリン15質量部を加え、これを攪拌して溶解させることによって、アルカリ水溶液を調製した。
(Example 2)
An aqueous alkaline solution was prepared by adding 30 parts by mass of polyvinylpyrrolidone and 15 parts by mass of glycerin as a thickener to 100 parts by mass of a 5M KOH aqueous solution, and stirring and dissolving them.
次に、プリント・ヘッドのインクカートリッジに、上記アルカリ水溶液を充填し、サーマル方式のインクジェット印刷装置を用いて、実施例1と同様に表面清浄化したポリイミドフィルムの表面に線幅15μmの回路パターンを描画し、30分間室温で静置した。その後、ポリイミドフィルムを1−プロパノール溶液中に浸漬して超音波洗浄を10分間行ない、100℃で30分間乾燥した。この結果、ポリイミドフィルムの表面には回路パターン形状で改質層が形成されていた(図1(b)参照)。 Next, a circuit pattern having a line width of 15 μm is formed on the surface of the polyimide film, which is filled with the above alkaline aqueous solution in the ink cartridge of the print head and cleaned on the surface in the same manner as in Example 1 using a thermal ink jet printing apparatus. Drawing and standing at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the polyimide film was immersed in a 1-propanol solution, subjected to ultrasonic cleaning for 10 minutes, and dried at 100 ° C. for 30 minutes. As a result, a modified layer having a circuit pattern shape was formed on the surface of the polyimide film (see FIG. 1B).
次に、0.1M濃度の硫酸インジウム水溶液と0.1M濃度の硫酸錫水溶液を混合し、インジウムイオンと錫イオンのモル比がインジウム/錫=15/85からなる金属イオン含有酸性水溶液を調製し、この金属イオン含有水溶液中にポリイミドフィルムを20分間浸漬し、改質層にインジウムイオンと錫イオンを配位させて、金属イオン含有改質層を形成した(図1(c)参照)。この後、蒸留水で余分な金属イオンを除去した。 Next, a 0.1 M concentration indium sulfate aqueous solution and a 0.1 M concentration tin sulfate aqueous solution are mixed to prepare a metal ion-containing acidic aqueous solution in which the molar ratio of indium ions to tin ions is indium / tin = 15/85. The polyimide film was immersed in this metal ion-containing aqueous solution for 20 minutes, and indium ions and tin ions were coordinated to the modified layer to form a metal ion-containing modified layer (see FIG. 1C). Thereafter, excess metal ions were removed with distilled water.
次にこのポリイミドフィルムを水素雰囲気下で350℃、3時間熱処理を行い、インジウム−錫合金からなるナノ粒子集合体を得た。この時、ナノ粒子集合体の膜厚は200nmであった。この後、ポリイミドフィルムを空気雰囲気下で300℃、6時間の条件で熱処理を行って、インジウム−錫合金を酸素と反応させることによって、ITO薄膜を形成させた(図1(d)参照)。このITO薄膜の線幅は16μm、シート抵抗は0.7Ω/□であった。 Next, this polyimide film was heat-treated in a hydrogen atmosphere at 350 ° C. for 3 hours to obtain a nanoparticle aggregate made of an indium-tin alloy. At this time, the film thickness of the nanoparticle aggregate was 200 nm. Thereafter, the polyimide film was heat-treated in an air atmosphere at 300 ° C. for 6 hours to react the indium-tin alloy with oxygen to form an ITO thin film (see FIG. 1D). The ITO thin film had a line width of 16 μm and a sheet resistance of 0.7Ω / □.
(実施例3)
5M濃度のエチレンジアミン水溶液100質量部に、増粘剤としてポリビニルピロリドン35質量部とグリセリン25質量部を加え、これを攪拌して溶解させることによって、アルカリ水溶液を調製した。
(Example 3)
An aqueous alkaline solution was prepared by adding 35 parts by mass of polyvinylpyrrolidone and 25 parts by mass of glycerin as a thickener to 100 parts by mass of a 5M ethylenediamine aqueous solution, and stirring and dissolving them.
次に、プリント・ヘッドのインクカートリッジに、上記アルカリ水溶液を充填し、サーマル方式のインクジェット印刷装置を用いて、実施例1と同様に表面清浄化したポリイミドフィルムの表面に線幅10μmの回路パターンを描画し、50℃で10分間熱処理した。その後、ポリイミドフィルムを1−プロパノール溶液中に浸漬して超音波洗浄を10分間行ない、100℃で30分間乾燥した。この結果、ポリイミドフィルムの表面には回路パターン形状で改質層が形成されていた(図1(b)参照)。 Next, a circuit pattern having a line width of 10 μm is formed on the surface of the polyimide film which is filled with the above alkaline aqueous solution in the ink cartridge of the print head and cleaned on the surface in the same manner as in Example 1 using a thermal ink jet printing apparatus. Drawing and heat-treated at 50 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the polyimide film was immersed in a 1-propanol solution, subjected to ultrasonic cleaning for 10 minutes, and dried at 100 ° C. for 30 minutes. As a result, a modified layer having a circuit pattern shape was formed on the surface of the polyimide film (see FIG. 1B).
次に、50mM濃度の硝酸カドミウム水溶液からなる金属イオン含有酸性水溶液中にポリイミドフィルムを3分間浸漬し、改質層にカドミウム(II)イオンを配位させて、金属イオン含有改質層を形成した(図1(c)参照)。この後、蒸留水で余分な硝酸カドミウムを除去した。 Next, a polyimide film was immersed in a metal ion-containing acidic aqueous solution composed of a 50 mM cadmium nitrate aqueous solution for 3 minutes, and cadmium (II) ions were coordinated to the modified layer to form a metal ion-containing modified layer. (See FIG. 1 (c)). Thereafter, excess cadmium nitrate was removed with distilled water.
次に100ppm濃度の硫化ナトリウム、5mM濃度のリン酸水素二ナトリウム、5mM濃度のリン酸二水素カリウムの組成からなる水溶液を30℃に保ち、ポリイミドフィルムを20分間浸漬して硫化処理を行い、硫化カドミウムのナノ粒子集合体を得た。そして上記のアルカリ水溶液による処理以降の処理を5回繰り返すことにより、硫化カドミウムのナノ粒子集合体の濃度を増加させた。
Next, an aqueous solution having a composition of 100 ppm sodium sulfide, 5 mM disodium hydrogen phosphate, 5 mM potassium dihydrogen phosphate was kept at 30 ° C., and the polyimide film was immersed for 20 minutes for sulfiding treatment. Cadmium nanoparticle aggregates were obtained. And the density | concentration of the nanoparticle aggregate | assembly of a cadmium sulfide was increased by repeating the process after the process by said alkaline
この後、大気雰囲気下で300℃、5時間の条件で熱処理を行うことにより、硫化カドミウム薄膜を形成させた(図1(d)参照)。この硫化カドミムウム薄膜の膜厚は1.0μm、線幅は10μmであった。 Thereafter, a cadmium sulfide thin film was formed by performing heat treatment under conditions of 300 ° C. for 5 hours in an air atmosphere (see FIG. 1D). The cadmium sulfide thin film had a thickness of 1.0 μm and a line width of 10 μm.
(実施例4)
5M濃度のエチレンジアミン水溶液をアルカリ水溶液として用いた。そして、プリント・ヘッドのインクカートリッジにこのアルカリ水溶液を充填し、ピエゾ方式のインクジェット印刷装置を用いて、実施例1と同様に表面清浄化したポリイミドフィルムの表面に線幅20μmの回路パターンを描画し、30℃で30分間静置した。その後、ポリイミドフィルムを蒸留水中に浸漬して超音波洗浄を3分間行ない、50℃で5分間乾燥した。この結果、ポリイミドフィルムの表面には幅21μmの回路パターン形状で改質層が形成されていた(図1(b)参照)。
(Example 4)
A 5M aqueous ethylenediamine solution was used as the aqueous alkaline solution. Then, this alkaline aqueous solution is filled in the ink cartridge of the print head, and a circuit pattern having a line width of 20 μm is drawn on the surface of the polyimide film whose surface is cleaned in the same manner as in Example 1 using a piezo ink jet printing apparatus. And left at 30 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the polyimide film was immersed in distilled water, subjected to ultrasonic cleaning for 3 minutes, and dried at 50 ° C. for 5 minutes. As a result, a modified layer was formed in a circuit pattern shape having a width of 21 μm on the surface of the polyimide film (see FIG. 1B).
次に、金属イオン含有酸性溶液として50mM濃度のCuSO4水溶液を用い、この水溶液中にポリイミドフィルムを5分間浸漬し、改質層にCuイオンを配位して、金属イオン含有改質層を形成した(図1(c)参照)。この後、蒸留水で余分なCuSO4を除去した。 Next, a 50 mM CuSO 4 aqueous solution is used as the metal ion-containing acidic solution, the polyimide film is immersed in this aqueous solution for 5 minutes, and Cu ions are coordinated to the modified layer to form a metal ion-containing modified layer. (See FIG. 1 (c)). Thereafter, excess CuSO 4 was removed with distilled water.
次に、還元溶液として100mM濃度のジメチルアミンボラン水溶液を用い、この水溶液にポリイミドフィルムを10分間浸漬した後、蒸留水で洗浄したところ、金属イオン含有改質層の表面部に銅薄膜の析出が確認された(図1(d)参照)。銅薄膜の厚みは200nm、銅薄膜の電気抵抗は5×10−3Ωcmであり、アルカリ水溶液の塗布形状と同形状を有する回路パターンを形成することができた。 Next, a dimethylamine borane aqueous solution having a concentration of 100 mM was used as the reducing solution, and after immersing the polyimide film in this aqueous solution for 10 minutes and washing with distilled water, the copper thin film was deposited on the surface portion of the metal ion-containing modified layer. It was confirmed (see FIG. 1 (d)). The thickness of the copper thin film was 200 nm, and the electrical resistance of the copper thin film was 5 × 10 −3 Ωcm, and a circuit pattern having the same shape as the application shape of the alkaline aqueous solution could be formed.
この後、ポリイミドフィルムを、75℃に温度調整した次の浴組成の中性無電解ニッケルめっき浴に3時間浸漬した。 Thereafter, the polyimide film was immersed in a neutral electroless nickel plating bath having the following bath composition whose temperature was adjusted to 75 ° C. for 3 hours.
NiSO4 :0.1M
CH3COOH :1.0M
NaH2PO2 :0.2M
pH :4.5
そして無電解ニッケルめっき膜は銀薄膜の上に析出し、膜厚が4μmの均一なニッケルめっき膜が得られた。ニッケルめっき膜の電気抵抗は3×10−5Ωcmであり、先の銀薄膜とこのニッケルめっき膜とで、電子回路基板の回路を形成することができた(図1(e)参照)。
NiSO 4 : 0.1M
CH 3 COOH: 1.0M
NaH 2 PO 2 : 0.2M
pH: 4.5
The electroless nickel plating film was deposited on the silver thin film, and a uniform nickel plating film having a thickness of 4 μm was obtained. The electric resistance of the nickel plating film was 3 × 10 −5 Ωcm, and the circuit of the electronic circuit board could be formed with the silver thin film and the nickel plating film (see FIG. 1E).
本発明は、電子部品、機械部品、特にフレキシブル回路板、フレックスリジッド回路板、TAB用キャリアなどの回路板の製造に広く利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used in the manufacture of electronic parts, mechanical parts, particularly circuit boards such as flexible circuit boards, flex-rigid circuit boards, and TAB carriers.
1 ポリイミド樹脂基材
2 アルカリ水溶液
3 改質層
4 金属イオン含有改質層
5 無機薄膜
6 無電解めっき膜
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