部位選択的表面改質を利用したポリイミド系樹脂上への銅回路形成技術の開発

利用位点选择性表面改性在聚酰亚胺树脂上开发铜电路形成技术

• 批准号: 16760588
• 负责人: 赤松 謙祐
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760588/
• 关键词: 銅回路パターン; ポリイミド樹脂; エレクトロニクス実装; 部位選択的表面改質; 密着強度

本研究計画の最終年度である本年度は、前年度において得られた成果をもとに、樹脂と銅薄膜との密着性に関係するナノ粒子分散層の微細構造制御について検討した。前年度においては、微少液滴吐出装置を用いて樹脂基板上にアルカリ水溶液のパターンを描画することにより部位選択的に樹脂基板表面を改質することが可能であることが分かっており、本年度は主に密着力発現メカニズムと関連があると考えられる銅・樹脂間の界面構造について詳細な検討を行った。その結果、銅イオンの還元条件に依存して形成する銅薄膜の微細構造が薄膜状からグラニュラ層状に変化し、この界面の微細構造が銅薄膜の密着強度に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。これは、改質層内に吸着している金属イオンの還元速度が還元条件によって異なり、その結果として銅・樹脂層間の界面微細構造(接触面積)が異なることに起因している結果であると考えられる。銅・樹脂層間の密着強度は、界面構造がグラニュラ層状であった場合において高い値を示す傾向が認められており、この知見は金属ナノ粒子を利用したナノスケールインターロッキングに基づく界面密着構造制御に向けての新たな可能性を示している。本研究計画で用いた樹脂表面の改質を行うという手法では、回路部以外の樹脂基板に余分な化学変化を伴うことなく必要最少量の金属イオンを導入・還元するだけで回路形成が行えることから、より実用的な技術として位置付けられ、今後微細構造を最適化することによって全湿式メタラリゼーションプロセスの実現が期待される。以上の成果は国内外において研究発表を行い、ナノ粒子分散層の微細構造制御に関してまとめた論文をJ.Am.Chem.Soc.誌に公表した。

今年，该研究项目的最后一年，根据上一年获得的结果，我们研究了纳米颗粒分散层的精细结构控制，这与树脂和铜薄膜之间的粘附有关。在上一年，发现可以使用微粒弹射器的碱性水溶液在树脂底物上绘制碱性水溶液的模式来选择性修改树脂底物的表面，并在今年对铜和树脂之间的界面结构进行了详细的检查，这与铜和树脂之间的界面结构进行了详细检查，这与粘贴机构有关。结果，发现铜薄膜的微观结构取决于还原铜离子的条件，从薄膜变为颗粒状层的变化，并且该界面处的微结构对铜薄膜的粘附强度产生了重大影响。这被认为是根据还原条件在修饰层吸附的金属离子降低速率差异的结果，从而导致铜和树脂层之间界面（接触区）的微结构差异。人们已经认识到，当界面结构是颗粒状的层状时，铜和树脂层之间的粘附强度往往很高，并且这一发现显示了使用金属纳米颗粒基于纳米级互锁控制粘附结构的新可能性。该研究项目中使用的方法是修改树脂的表面，可以通过简单地引入和减少所需的最小金属离子并减少所需的最小量的金属离子而形成，而没有任何其他化学变化对树脂基板除了电路部分以外的其他化学变化，从而使其成为一种更实用的技术，并且可以预期，将来可以通过在未来的罚款结构中实现完整的湿金属化过程。上述结果在日本和国外发表，并在J.Am.Chem.Soc发表了有关纳米颗粒分散层的精细结构控制的论文。