JP2013016633A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の配線基板の製造方法は、撥液部を形成する工程があるため、配線の細線化が可能であったが、機能液である導電性材料を含むインクを形成したくない部分に、撥液性を示す撥液材料を含む液状体を配置し、乾燥または硬化が必要であり、導電性材料を含むインクの乾燥または硬化を含めると、スロープ部の樹脂材料の硬化以外に、乾燥または硬化が二度必要という課題があった。
【解決手段】基材に導電パターンをインクジェット法によって形成する配線基板の製造方法において、前記基材に未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層を形成する下地形成工程と、導電粒子を含むパターン描画インクをインクジェット法にて前記下地層に打ち込んで前記下地層内部に導電パターンを形成する描画工程と、前記下地層を硬化する硬化工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電パターンをインクジェット法によって形成する配線基板の製造方法に関する。

導電性材料を含むインクをインクジェット法によって基材に印刷して配線を形成する技術が知られている。この技術では、導電性材料を含むインクが基材に吐出された場合に基材との濡れ性により濡れ広がるため、配線を細線化するには限度があった。特に配線抵抗を小さくするために配線の厚みが必要な場合には配線を太くせざるをえないことがあった。この濡れ拡がりを防ぐため、撥液部を形成する技術が知られている。これは、図３に示されるように、屈曲した複数の面又は湾曲した面をまたいでパターン形成材料を含む機能液を塗布し３次元構造を備えたパターンを形成するパターン形成方法であって、屈曲した複数の面又は湾曲した面を含む面にインクジェット法を用いて機能液２０に対して撥液性を示す撥液材料を含む液状体を配置し、撥液部１６を形成する工程と、撥液部１６が形成されていない親液部に機能液２０を配置する工程と、を備えている。

尚、機能液２０は導電性材料を含むインクであり、半導体チップ１２３の電極と基板１２の電極を結ぶ配線材料となっている。半導体チップ１２３の側面には、樹脂材料からなるスロープ部１２７が形成されている。このスロープ部１２７は、基板１２の上面から半導体チップ１２３の上面に至るスロープを形成しており、半導体チップ１２３の上面（面１３ａ）、基板１２の上面（面１３ｃ）は、スロープ部１２７に形成された面（面１３ｂ）と連続した面で繋がっており、機能液２０は、面１３ａ、面１３ｂ、面１３ｃ上に形成されている。

特開２００９−０７６５２９号公報

従来の配線基板の製造方法は、撥液部１６を形成する工程があるため、配線の細線化が可能であったが、機能液２０である導電性材料を含むインクを形成したくない部分に撥液性を示す撥液材料を含む液状体を配置し、乾燥または硬化させることが必要であり、導電性材料を含むインクの乾燥または硬化を含めると、スロープ部１２７の樹脂材料の硬化以外に、乾燥または硬化が二度必要となり、生産性に劣るという課題があった。

本発明の配線基板の製造方法は、基材に導電パターンをインクジェット法によって形成する配線基板の製造方法において、前記基材に未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層を形成する下地形成工程と、導電粒子を含むパターン描画インクをインクジェット法にて前記下地層に打ち込んで前記下地層内部に導電パターンを形成する描画工程と、前記下地層を硬化する硬化工程とを有することを特徴とする。このことによって、未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層に、導電粒子を含むパターン描画インクが打ち込まれるため、パターン描画インクの拡がりを抑えられ、幅が狭い配線を一度の硬化で実現できる。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記硬化工程の後に、前記パターン描画インクを焼成する焼成工程を有することを特徴とする。このことにより、配線の低抵抗化ができる。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記パターン描画インクが前記下地層に溶解しないことを特徴とする。このことにより、配線のより細線化ができる。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記基材が段差を有しており、前記下地層が前記段差を軽減する平坦化層を兼ねていることを特徴とする。このことにより、段差にも配線形成ができる。

本発明の配線基板の製造方法は、未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層に、導電粒子を含むパターン描画インクが打ち込まれるため、パターン描画インクの濡れ広がりを抑えられ、幅が狭い配線を一度の硬化で実現できる。

第１の実施形態の配線基板の製造方法を説明する図である。 第１の実施形態の配線基板の製造方法によって形成された配線基板を説明する図である。 第１の実施形態の配線基板の製造方法によって形成された導電パターンの断面図である。 第２の実施形態の配線基板の製造方法を説明する図である。 従来の配線基板の製造方法を説明する図である

次に、本発明の実施形態の例について図を参照しながら詳細に説明をする。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の配線基板の製造方法を説明する図であり、図２は、第１の実施形態の配線基板の製造方法によって形成された配線基板を説明する図である。

図１は、第１の実施形態の配線基板の製造方法を説明する図である。図１（ａ）は、準備工程を示す。基材２は、絶縁性のガラスや絶縁性の樹脂である。

次に、図１（ｂ）は、下地形成工程を示す。図１（ｂ）に示されるように、基材２片面に、未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層７を所望の領域に形成する。下地層７の材質は、約１０〜４０μｍ程度の厚さのＵＶ硬化性のアクリル樹脂である。下地層７は、インクジェット法もしくは、ディスペンサ等を用いて形成することができる。

次に、図１（ｃ）は、描画工程を示す。図１（ｃ）に示されるように、導電粒子を含むパターン描画インクをインクジェット法にて、未硬化の下地層７に打ち込んで導電パターン６を形成する。パターン描画インクの液滴を適切な密度で連続して打ち込むことにより、下地層７に打ち込まれたパターン描画インクの液滴同士が接続されて導電パターン６が描かれる。未硬化の下地層７に打ち込まれることにより、図３（ｂ）に示すように、パターン描画インクは下地層７の内部にめり込むように形成することができる。このように下地層７の内部に導電パターン６を形成することにより、下地層７に阻害されて導電パターン６が濡れ広がることが抑えられるため配線の厚みを保ったまま幅を狭く形成することが可能となる。パターン描画インクが未硬化の下地層７に溶解しないように材料を選定するとさらによい。下地層７とパターン描画インクとが互いに溶解しない材料とするとパターン描画インクの液滴同士が接続されやすく、液滴間に下地層７が残って導電パターン６の導電性を下げてしまうことがなくなる。パターン描画インクは、銀ペーストインクである場合を例示するが、これに限られるものではなく、銅などの導電粒子を含む材質であってもかまわない。下地層７内部に形成された導電パターン６の厚みは、約０．８〜２．５μｍ程度の厚さになる。

次に、図１（ｄ）は、硬化工程を示す。図１（ｄ）に示されるように、下地層７を硬化させる。下地層７の硬化は、メタルハライドランプなどを用いたＵＶ照射により、未硬化の下地層７が硬化するまで行う。

上述した図１（ａ）の準備工程から図１（ｄ）の硬化工程を経ることで、図２に示されるような配線基板１を容易にえることができる。未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層７に、導電粒子を含むパターン描画インクが打ち込まれるため、導電パターン６の拡がりを抑えられ、幅が狭い配線を一度の硬化で実現できる。基材２上に直接形成された導電パターン６の配線幅は、図３（ａ）に示されるように、最少でも約５０μｍ程度であるが、下地層７上の導電パターン６の配線幅は、図３（ｂ）に示されるように、約２０μｍ程度まで細線化できる。尚、本実施形態では、導電パターン６が、縦方向に２本、横方向に２本引き回されている場合を例示したが、導電パターン６の配置および本数は、これにかぎられるものではない。

また、導電パターン６を形成する際は、導電パターン６が延びる方向にインクジェットヘッドをスキャンしながら形成することが好ましい。このことにより、パターン描画インクを少しずつずらして打ち込んで導電パターン６が断線することなく形成することができる。たとえば、図２に示されるように、導電パターン６を縦方向へ引き回す場合は、図１（ｃ）の描画工程において、導電パターン６を打ち込むインクジェットヘッドを縦方向へスキャンまたは基材２を縦方向へスキャンし、導電パターンを横方向へ引き回す場合は、インクジェットヘッドを横方向へスキャンまたは基材２を横方向へスキャンし、描画を行う。

また、配線基板１の導電パターン６の一部が、下地層７を介さずに基材２上に形成されていてもかまわない。図２に示される端子部９は、導電パターン６の一部で基材２上に直接形成されている。下地層７がないため、パターン描画インクは濡れ拡がってしまうが、外部装置との電気的接続を取る端子部９は、用途によってはある程度の面積が必要でそれほど細線化が要求されておらず、また接続にあたっては下地層７がない方が好ましい場合がある。このように配線の細線化を望まない部分には、未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層７の無い部分を作る工夫を行ってもかまわない。

さらに、図１（ａ）準備工程から図１（ｄ）硬化工程を経た後、図示はしないが、焼成工程を行ってもかまわない。焼成工程においては、下地層７の硬化工程後に、パターン描画インク６を焼成する。パターン描画インク６が、銀ペーストインクである場合、約１００〜２００℃の温度で、焼成を行う。このことにより、配線の低抵抗化ができる。また、本実施形態においては、下地層７がＵＶ硬化性のアクリル樹脂である場合を例示したが、導電パターン６に含まれるパターン描画インクの焼成温度未満で硬化する、熱硬化性樹脂を用いて熱硬化させてもかまわない。パターン描画インクが下地層７に溶解しないそれぞれの材質を選定することにより、配線をより細線化することができる。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態の配線基板の製造方法を説明する図である。第１の実施形態と同じ部分については共通の符号を付して説明を省略する。

図４は、第２の実施形態の配線基板の製造方法を説明する図である。図４（ａ）は、準備工程を示す。図４（ａ）に示されるように、本実施形態は第１の実施形態と異なり、基材２の片面に段差３が設けられている。段差３は、約１〜１００μｍ程度の厚さの絶縁性もしく導電性の材料からなる。

次に、図４（ｂ）は、下地形成工程を示す。図４（ｂ）に示されるように、基材２の段差３が設けられた片面に、未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層７を所望の領域に形成する。下地層７は、基材２の段差３を軽減するように平坦化膜を兼ねており、さらに段差３の上から段差３のない基材２に向けて、スロープ部５が設けられている。

次に、第１の実施形態と同様に図４（ｃ）に示す描画工程、図４（ｄ）に示す硬化工程を行う。

このようにすることにより、下地層７が、段差３を軽減する平坦化層を兼ねているため、導電パターンが断線することなく厚みを保ったまま細線化された導電パターンを形成することができる。また、本実施形態において、図４（ａ）の準備工程の段差３が導電性の材料からなる配線であってもよい。このことによって、配線基板上に既に形成されている配線をまたぐ配線を容易に形成可能となる。さらに多層の配線を形成する場合は、図４（ｂ）の下地形成工程から図４（ｄ）の硬化工程および焼成工程を繰り返してもよい。

１ 配線基板
２ 基材
３ 段差
５ スロープ部
６ 導電パターン
７ 下地層
９ 端子部

Claims (4)

1. 基材に導電パターンをインクジェット法によって形成する配線基板の製造方法において、前記基材に未硬化の硬化性樹脂を含む絶縁性の下地層を形成する下地形成工程と、導電粒子を含むパターン描画インクをインクジェット法にて前記下地層に打ち込んで前記下地層内部に導電パターンを形成する描画工程と、前記下地層を硬化する硬化工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 請求項１に記載の配線基板の製造方法において、前記硬化工程の後に、前記パターン描画インクを焼成する焼成工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の配線基板の製造方法において、前記パターン描画インクが前記下地層に溶解しないことを特徴とする配線基板の製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法において、前記基材が段差を有しており、前記下地層が前記段差を軽減する平坦化層を兼ねていることを特徴とする配線基板の製造方法。