JP5353248B2 - 配線基板及び配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

液晶表示装置、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの電極等は所定のパターンにより形成されている。

このように、所定のパターンの電極等を形成する方法としては、フォトリソグラフィー法が一般的に用いられている。しかしながら、フォトリソグラフィー法では、高価な設備を要し、また、多数の工程を経る必要があり、出来上がった製品のコストを上昇させる原因となっている。

一方、近年製造コストを低減させるために、印刷法により電極等を形成する方法が試みられている。このような印刷法の中でも、特に、インクジェット法は、高価な設備を必要とすることもなく、また、材料の無駄もないため有望とされている。

特許文献１及び２には、インクジェット法により微細配線を形成する技術が開示されている。これは、基板上に表面エネルギーの異なる領域を紫外線の露光により形成し、導電性粒子を分散した溶液（導電インク）の濡れ性をコントロールした状態で、導電インクの液滴をインクジェット法により基板上に滴下することで配線パターンを形成し、２００℃以下の熱処理を行なうことにより、低抵抗な配線を形成する方法である。この方法により、液滴の直径よりも微細な配線の形成を可能としている。

また、特許文献３には、このようなインクジェット法により、導電インクの液滴の滴下位置をコントロールすることで、導電インクの乾燥速度と導電インクの濡れ広がりのダイナミカルな挙動を制御し、更なる微細な配線を形成することを可能としている。

特開２００６−２７８５３４号公報 特開２００６−１３４９５９号公報 特開２００８−６０５４４号公報

しかしながら、特許文献３に開示されている方法では、微細化を行なうために、配線幅の広い領域を微細配線領域に隣接して設けることが必要であり、配線パターンの設計が大きく制限され、濡れ広がりを利用しているため低濃度の導電インクを用いると膜厚が薄くなり、高抵抗化する傾向にあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低温で、低抵抗な微細配線が形成された配線基板及び配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、前記基板上において、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されている濡れ性変化層と、前記高表面エネルギー領域上の一部又は前記高表面エネルギー領域と接し、前記濡れ性変化層上に形成された多孔質導電層と、前記多孔質導電層と接し、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記濡れ性変化層は、エネルギーを付与することにより臨界表面張力が変化し、低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料を含むものであって、前記エネルギーの付与により、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、基板上に形成された高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを有する濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層の前記高表面エネルギー領域上の一部又は前記高表面エネルギー領域と接し、前記基板上に形成された多孔質導電層と、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記基板は、エネルギーを付与することにより臨界表面張力が変化し、低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料を含むものであって、前記エネルギーの付与により、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記導電層は、インクジェットヘッドにより導電性材料を含む液体を吐出することにより形成されるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記多孔質導電体層は、金属微粒子と樹脂バインダとを含むものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記金属微粒子は、Ａｇ微粒子であって、平均粒径Ｒが０．１μｍ＜Ｒ≦１μｍの範囲であることを特徴とする。

また、本発明は、前記多孔質導電体層は、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が、８５％以上、９０％以下であることを特徴とする。

また、本発明は、基板上に形成された濡れ性変化層に、エネルギーを付与することにより高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とを形成する工程と、前記高表面エネルギー領域上の一部、または前記高表面エネルギー領域と接して、多孔質導電層を形成する工程と、前記高表面エネルギー領域上に導電性材料を含む溶液を供給する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記エネルギーの付与は紫外線を照射することにより行なわれるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記多孔質導電層は、スクリーン印刷法により形成されるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記導電性材料を含む溶液は、インクジェットヘッドより吐出することにより供給されるものであることを特徴とする。

本発明によれば、低コストで、低温で、低抵抗な微細配線が形成された配線基板及び配線基板の製造方法を提供することができる。

本実施の形態における配線基板の上面図 本実施の形態における配線基板の断面図 本実施の形態における別の構成の配線基板の断面図 本実施の形態における配線基板の多孔質導電層の説明図 本実施の形態における配線基板の製造方法の工程図 実施例において用いたフォトマスクの構成図 実施例における配線基板の製造工程の説明図 比較例における配線基板の製造工程の説明図

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。

（配線基板の構成）
図１及び図２に基づき、本実施の形態における配線基板について説明する。図１は、本実施の形態における配線基板の上面図であり、図２は、図１の破線１Ａ−１Ｂにおいて本実施の形態における配線基板を切断した断面図である。

図１及び図２に示されるように、本実施の形態における配線基板は、基板１０の表面上に濡れ性変化層１１が形成されており、この濡れ性変化層１１の表面は、後述するように、紫外光の照射により高表面エネルギー領域１２と低表面エネルギー領域１３が形成されている。濡れ性変化層１１は形成された直後においては、低表面エネルギー状態であり、紫外光の照射された部分のみが高表面エネルギー状態となり、濡れ性変化層１１の表面には、高表面エネルギー領域１２と低表面エネルギー領域１３とが形成される。

また、濡れ性変化層１１上には、多孔質導電体層１４が高表面エネルギー領域１２と接続されるように形成されている。本実施の形態における配線基板には、配線領域２１となる幅がＷ１の細い配線領域２２と、幅がＷ２の太い配線領域２３とが接続されて形成されており、さらに、細い配線領域２２と接続されたパッド領域２４が形成されている。細い配線領域２２は、高表面エネルギー領域１２上に形成された導電層１５により形成されており、太い配線領域２３は、多孔質導電体層１４により形成されている。尚、多孔質導電体層１４の下の濡れ性変化層１１は、高表面エネルギー領域１２であっても、低表面エネルギー領域１３であってもどちらでもよい。

このような構成により、高表面エネルギー領域１２上に導電インクを選択的に流動させて、多孔質導電体層１４におけるインク受容性を利用してインクの流動性を補助することができる。特に、電流量が大きくなる主配線部分を多孔質導電体層１４により形成することが好ましい。

また、図３には、本実施の形態における別の構成の配線基板を示す。図３に示されるように、基板６０は紫外線照射により低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料により構成されており、基板６０の表面は、紫外光の照射により高表面エネルギー領域６２と低表面エネルギー領域６３が形成されている。基板６０の表面は形成された直後においては、低表面エネルギー状態であり、紫外光の照射された部分のみが高表面エネルギー状態となり、基板６０の表面には、高表面エネルギー領域６２と低表面エネルギー領域６３とが形成される。

また、基板６０上には、多孔質導電体層６４が、高表面エネルギー領域６２と接続されるように形成されている。この構成の配線基板には、配線領域７１となる幅がＷ１の細い配線領域７２と、幅がＷ２の太い配線領域７３とが接続されて形成されている。細い配線領域７２は、高表面エネルギー領域６２上に形成された導電層６５により形成されており、太い配線領域７３は、多孔質導電体層６４により形成されている。尚、多孔質導電体層６４の下の基板６０は、高表面エネルギー領域６２であっても、低表面エネルギー領域６３であってもどちらでもよい。

（基板）
本実施の形態の配線基板を構成する基板１０について説明する。

基板１０は、無機材料、金属・合金、樹脂材料により形成されている。但し、配線形成プロセスにおいて焼成を行なうため、１００℃以上の耐熱性があることが好ましく、更には、２００℃以上の耐熱性があることがより好ましい。例えば、ガラス、セラミックス、シリコン等の無機材料やＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネート等に代表される樹脂、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。尚、基板１０に導電性を有する材料を用いる場合には、表面を絶縁体に被覆する加工が必要となる。

基板１０の形状は、一般的には平板状である。基板１０を構成する材料として、樹脂材料を用いた場合、フィルム状にすることにより、軽量化することが可能である。尚、この場合、湾曲や屈曲により基板１０上に形成された配線が断線等を生じない厚さが必要であり、好ましくは４０μｍ以上、さらに好ましくは７０μｍ以上の厚さが必要である。

基板１０上には、濡れ性変化層１１が設けられており、表面にエネルギー照射等を行なうことにより、濡れ性変化層１１の表面には、高表面エネルギー領域１２と低表面エネルギー領域１３とが形成している。このエネルギー照射は、紫外線、放射線等の電磁波を照射するもの、電子線を照射するもの等が挙げられる。

このようなエネルギー照射を行なうことにより、高表面エネルギー領域１２と低表面エネルギー領域１３を形成する際には、マスク等を用いる方法が好ましい、例えば、エネルギー照射として紫外線を照射する場合には、フォトマスクを用いることにより、容易に、高表面エネルギー領域１２と低表面エネルギー領域１３を形成することができる。

また、濡れ性変化層１１を構成する材料は、ポリイミドやアクリレート等の高分子材料が用いられ、これらの高分子材料の骨格を形成する主鎖や側鎖に疎水性の官能基（フッ素を含むフルオロアルキル基等）を直接または結合基を介して結合したものが用いられる。これらの高分子材料は、最初は疎水性官能基により低表面エネルギー状態となるが、紫外線等の照射により疎水性の官能基との結合が切断され親水性となり、高表面エネルギー状態となる。

表面が低表面エネルギー状態では、導電インクの濡れ性が悪く導電インクにより配線等を形成することは困難であるが、表面が高表面エネルギー状態となることにより、導電インクの濡れ性が高まり、導電インクを用いて配線を形成することが可能となる。このため、基板１０上の濡れ性変化層１１の表面に、所定の配線形状のパターンのマスクを用いて紫外線等による露光を行なうことにより、露光された領域のみが高表面エネルギー領域となり、導電インクはこの高表面エネルギー領域にのみ濡れ広がり配線を形成することが可能である。

尚、別途、濡れ性変化層１１を用いることなく基板１０上に直接高表面エネルギー領域１２及び低表面エネルギー領域１３を形成することができれば、そのような方法であってもよい。例えば、マスクを用いたプラズマ処理、エッチング処理、スパッタリング、蒸着処理等の気相法、ディッピングやスピンコーティング等の液相法により形成する方法が挙げられる。

また、配線の形成に用いられる導電インクは、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属微粒子を溶液中に分散させたものが挙げられる。特に、１００ｎｍ以下の粒子径の金属微粒子を用いたナノメタルインクは、分散性が高く、また、微細ノズルを用いたインクジェット法に適合性が高い。また、抵抗の少ないＡｇを用いたナノメタルインクにより、低抵抗な配線を形成することが可能である。

本実施の形態では、後述するように配線はインクジェット法により形成するものであるが、このインクジェット法により形成する場合、金属微粒子の適切な濃度は、１重量％以上５０重量％以下とすることが好ましく、必要とされる導電膜の厚さ等に応じて調整することが可能である。また、導電インクの表面張力の適切な範囲は、０．０２Ｎ／ｍ以上、０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲であり、表面張力が適切な値でないと、インクの着弾精度や安定性が悪化してしまう。また導電インクの粘度の適切な範囲は、１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下の範囲であり、粘度が適切な値でないと、インク吐出部において導電インクの付着等が生じ吐出安定性が低下することとなる。

（多孔質導電体層）
本実施の形態における配線基板には、多孔質導電体層１４が設けられている。この多孔質導電体層１４は、配線抵抗を低抵抗化する機能と、配線の微細パターンの形成を補助する機能とを有している。図４に示すように、多孔質導電体層１４は、複数の金属微粒子４１が凝集することにより形成されており、この複数の金属微粒子４１が凝集した状態においては、内部及び表面に微小な空隙４２を多数有しており、導電インク等の流動性の高い低粘度流体（ニュートン流体的な挙動を示す液体）を空隙内に取り込むことができ、インクを受容することができるものである。

多孔質導電体層１４は、金属微粒子であるフィラーと樹脂バインダとを含むものである。フィラーは導電体からなる金属微粒子であり、金属または合金の微粒子により構成されている。フィラーの材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等が例として挙げられる。フィラーの粒子径は、形成される配線幅及び配線厚の１／５以下であることが好ましく、さらに好ましくは、１／１０以下である。例えば、配線厚が５μｍのものを得るためには、フィラーの粒子径は、１μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下であることが好ましい。フィラーの粒子径が大きすぎる場合は、配線表面や配線エッジ部の形状が変形し、均一な配線パターンの形成が困難となるからである。一方、フィラーの粒子径が小さい場合には、配線の表面平滑性、配線パターンのエッジ形状は改善されると同時に、膜密度を低くすることができ配線の抵抗率を低くすることができるが、あまりにフィラーの粒子径が小さすぎると、多孔質導電体層１４に形成される空隙を十分に得ることができず、後述する導電インクを受容する機能が低下してしまう。

更に、粒子径の異なるフィラーを混合することにより、電気抵抗と導電インク受容性とを両立することも可能である。具体的には、０．５μｍ径の金属微粒子に、微量の０．０５μｍ径の金属微粒子（ナノ粒子）を混合する方法が挙げられる。この方法では、０．５μｍ径の金属微粒子によって空隙を形成することができ、導電インクの受容性を高めることができるとともに、この０．５μｍ径の金属微粒子間の接触部分に０．０５μｍ径の金属微粒子が集まることにより、粒子間の接触面積を増やすことができる。

樹脂バインダは、基板１０上においてフィラーを形成保持する機能を有するものである。樹脂バインダに用いる材料は、基板１０または濡れ性変化層１１との密着性を考慮して選定する必要がある。尚、導電インクに含まれる溶媒成分に対して不溶であるか、溶解性が低いことも必要となる。

樹脂バインダに用いられる材料は、ポリビニルアルコール樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の印刷用インクまたはペーストの樹脂バインダ等に用いる材料を用いることができる。

フィラー（金属微粒子）と樹脂バインダとの質量比は、フィラー：樹脂バインダが、８０：２０〜９７：３、即ち、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が８０％〜９７％の範囲であることが好ましい。フィラーの比率が高すぎると、基板１０や濡れ性変化層１１との密着性が低下する傾向にあり、多孔質導電体層１４が形成されても剥離等してしまう可能性がある。また、応力が加わった場合に多孔質導電体層１４にクラック等が発生しやすくなってします。一方、フィラーの比率が低すぎると、電気抵抗率が低くなり配線抵抗が高くなってしまう。また、フィラー間に形成されるはずの空隙が樹脂である樹脂バインダにより充填されてしまい、導電インクを受容する性能が低下してしまう。

多孔質導電体層１４は、上述のフィラーと樹脂バインダとを溶媒中に分散した溶液を作製し、塗布した後、乾燥させることにより形成することができる。このフィラーと樹脂バインダとが分散した溶液中では、フィラー間相互作用により、フィラー粒子が凝集し凝集体を形成する。溶液を塗布した後、溶媒を乾燥させる工程で凝集体中のフィラーは自由度が低下するため、複数の凝集体間に空隙が発生する。このような空隙が膜中や表面に生じることにより、多孔質導電体層１４を形成することが可能である。膜中・膜表面に生じる空隙はフィラー径、フィラー材料、樹脂バインダ材料、フィラーと樹脂バインダとの質量比等に依存する。空隙の大きさは、導電インク受容性の観点からは、０．１〜１０μｍの範囲であることが好ましく、更には、電気伝導度や膜強度を考慮するならば、０．５μｍ〜２μｍの範囲であることが好ましい。

多孔質導電体層１４を形成するための溶液に用いられる溶媒は、加熱により揮発させ除去することができる材料であることが必要であり、更には、基板１０または濡れ性変化層１１を溶解しない材料であることが必要である。また、多孔質導電体層１４を形成する際には、形成方法にあわせて粘度、乾燥速度、腐食性等が調整される。

多孔質導電体層１４の形成方法としては、印刷法による印刷がコスト的にも有利である。具体的には、印刷法としては、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。特に、多孔質導電体層１４を厚く形成することができ、生産性も高いスクリーン印刷法が好ましい。

多孔質導電体層１４の形成方法としてスクリーン印刷法を用いる場合には、塗布される溶液の粘度を高くしておく必要があり、ブルックフィールド法粘度計で８０〜３００Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましく、更には、１００〜１５０Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましい。粘度が低すぎる場合には、塗布した後の形状安定性が悪くなり、形状の均一性が悪化する傾向にある。一方、粘度が高すぎる場合には、スクリーン印刷中にスクリーンと基板との密着性が高くなり、安定した版離れを行なうことが困難となり、多孔質導電層１４のパターン転写性が著しく低下してしまう。

また、スクリーン印刷に用いるメッシュは、強度と体溶剤性の観点からステンレス製メッシュを用いることが好ましい。この際、メッシュの細かさは、形成される多孔質導電層１４のパターンの形状に合わせて選定される。具体的には、形成されるパターンの幅と同等以下の線密度のものを用いることが好ましい。例えば、幅が５０μｍの多孔質導電層１４のパターンを形成する場合では、５０μｍ間隔、即ち、５００番（１インチあたり５００本）以上のメッシュを用いることが好ましい。メッシュが粗すぎると、パターン幅と膜厚の均一性が低下し、断線や隣接配線との間でショートが生じる場合がある。一方、メッシュが細かすぎると、ステンレス線の太さを細くする必要があり、メッシュ強度が弱くなってしまい、繰り返しの使用によりメッシュが塑性変形してしまい、形成されるパターンの精度を著しく劣化させてしまう。尚、高張力のステンレスメッシュを用いる方法もあるが、このようなメッシュの製造コストは高いことから、製造される配線基板のコストを上昇させてしまう。

また、スクリーン印刷法では、高粘度の溶液を印刷することが可能であるため、溶媒に含まれる溶質の成分を高くすることができ、これにより、多孔質導電体層１４を厚く形成することができる。

以上より、大きな電流の流れる主配線となる多孔質導電層１４は、スクリーン印刷法により形成することが好ましい。

（製造方法）
次に、図５に基づき、本実施の形態における配線基板の製造方法について説明する。

最初に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板１０上に濡れ性変化層１１を形成したものの表面に紫外線を照射する。具体的には、フォトマスク３０を介して紫外線を照射することにより、フォトマスク３０の開口領域３１を透過した紫外光が濡れ性変化層１１の表面に照射される。尚、図５（ａ）は上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の破線５Ａ−５Ｂで切断した断面図である。

次に、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、フォトマスク３０を除去する。基板１０の濡れ性変化層１１の表面には、紫外線の照射された領域には、高表面エネルギー領域１２が形成され、紫外線の照射されていない領域は低表面エネルギー領域１３となる。即ち、基板１０上の濡れ性変化層１１の表面は低表面エネルギー状態であり、この後、紫外線を照射することにより、紫外線が照射された部分が高表面エネルギー状態へと変化し、高表面エネルギー領域１２が形成される。一方、紫外線が照射されていない部分は、最初の低表面エネルギー状態のままであるため、この部分は低表面エネルギー領域１３となる。尚、図５（ｃ）は上面図であり、図５（ｄ）は、図５（ｃ）の破線５Ｃ−５Ｄで切断した断面図である。

次に、図５（ｅ）及び（ｆ）に示すように、多孔質導電層１４を形成する。この多孔質導電層１４は、高表面エネルギー領域１２上または高表面エネルギー領域１２に接して形成される。多孔質導電層１４は、特に低抵抗の配線が必要となる主配線となる部分に形成される。この多孔質導電層１４は、スクリーン印刷法により形成することが好ましい。尚、図５（ｅ）は上面図であり、図５（ｆ）は、図５（ｅ）の破線５Ｅ−５Ｆで切断した断面図である。

次に、図５（ｇ）及び（ｈ）に示すように、インクジェット法により導電インク３３の液滴を滴下する。具体的には、多孔質導電体層１４と高表面エネルギー領域１２とが接触している領域上に滴下する。一般的には、インクジェット法により滴下された液滴の直径よりも微細な配線を形成することは困難である（液滴が基板に接触することにより広がるため）が、多孔質導電体層１４と高表面エネルギー領域１２とが接触している領域上に導電インク３３の液滴を滴下することにより、液滴の広がりを防ぐことができる。尚、図５（ｇ）は上面図であり、図５（ｈ）は、図５（ｇ）の破線５Ｇ−５Ｈで切断した断面図である。

次に、図５（ｉ）及び（ｊ）に示すように、インクジェット法により滴下された導電インク３３は、高表面エネルギー領域１２と多孔質導電体層１４に広がる。具体的には、多孔質導電体層１４のインク受容機能により、導電インク３３の液滴の濡れ広がり量を調整することができ、高表面エネルギー領域１２上に濡れ広がらせることができる。また、導電インク３３の液滴を滴下する位置を多孔質導電体層１４と高表面エネルギー領域１２との間において調整することにより、高表面エネルギー領域１２に流れ込む溶液の量を調整することが可能である。尚、図５（ｉ）は上面図であり、図５（ｊ）は、図５（ｉ）の破線５Ｉ−５Ｊで切断した断面図である。

次に、図５（ｋ）及び（ｌ）に示すように、この後乾燥させることにより、多孔質導電体層１４の形成されている太い配線領域２３と、高表面エネルギー領域１２上に導電層１５が形成された細い配線領域２２からなる配線基板が形成される。尚、図５（ｋ）は上面図であり、図５（ｌ）は、図５（ｋ）の破線５Ｋ−５Ｌで切断した断面図である。

本実施の形態における配線基板では、多孔質導電層１４を用いているが、このような多孔質導電層１４を用いない場合には、太い配線領域と細い配線領域が存在する配線パターンの場合、細い配線領域に僅かでも溶液が過剰に供給されてしまうと、細い配線領域から溶液が広がってしまう。このため、所望の配線パターンが形成されなくなる場合や、溶液が供給された細い配線領域と太い配線領域とにおける溶媒の乾燥速度が異なることにより、局所的に配線が薄くなってしまうといったことを防ぐことができる。

（実施例１）
基板１０として０．５μｍ厚のガラス基板を用い、ガラス基板の表面に濡れ性変化層１１としてポリイミド樹脂を形成した。この濡れ性変化層１１は、側鎖付ポリイミド樹脂であるチッソ製ＰＩＡ−Ｘ４９１−Ｅ０１をＮ−メチルピロリドンに溶解した溶液をスピンコーターにより塗布した後、２００℃で熱処理を行なうことにより形成した。形成された濡れ性変化層１１の膜厚をエリプソメータで測定したところ約２μｍであった。

このように、基板１０上に濡れ性変化層１１を形成したものについて、図６に示すパターンの形成されたフォトマスク３０を用いて紫外線を照射し露光を行なった。フォトマスク３０は、開口部３１とマスク部３２とによるパターンの形成されたものであり、照射される紫外線の光源には、λ＝２５４ｎｍの水銀ランプを用い、照射エネルギー密度は５Ｊ／ｃｍ^２とした。フォトトマスク３０に形成されている開口部３１のパターンにより、配線領域が形成されるものであり、幅Ｗ１が１５μｍの細い配線領域（引き出し線）となる部分と、幅Ｗ２が５０μｍの太い配線領域（主配線）となる部分により形成されており、更に細い配線領域となる部分に接続された直径Ｄ＝３０μｍの円形のパッド領域となる部分が形成された形状のものである。尚、細い配線領域（引き出し線）同士の間の距離Ｓは、３５μｍであり、長さＬは、８０μｍである。

次に、図７に示すようにフォトマスク３０を用いた露光の終了後の濡れ性変化層上に多孔質導電層１４を形成した。この多孔質導電層１４は、高表面エネルギー領域上に形成した。多孔質導電層１４を形成するための溶液は、フィラーとして平均粒子径は０．２μｍのＡｇ微粒子を用い、樹脂バインダとして熱硬化樹脂である多価アクリレートモノマーＫＡＹＲＡＤ Ｄ３３０を用い、フィラー：樹脂バインダの重量比は、９０：１０、即ち、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が９０％とした。このフィラーと樹脂バインダとの溶質をジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート（ＢＣＡ）の溶媒に溶解することにより溶液化させた。尚、溶媒の重量濃度は９０％とした。

このようにして得た溶液を更にプラネタリミキサ、ロールミルにより分散させ均一なスクリーン印刷をすることが可能なＡｇペーストを得た。このＡｇペーストの粘度をブルックフィールド式粘度計測器により測定したところ、１５０Ｐａ・ｓであった。

多孔質導電層１４は、スクリーン印刷法により形成した。スクリーン印刷に用いたスクリーンは５００番ステンレスメッシュ（直径２０μｍのステンレスワイヤを１インチあたり５００本の密度で形成されたメッシュ）上に乳剤によるパターンを形成することにより作製した。このスクリーン上にＡｇペーストを塗布し、ウレタンゴム製のスキージを走査することで、Ａｇペーストによる多孔質導電体層１４のパターンを形成した。

この後、１５０℃の熱処理を行なうことにより、Ａｇペーストに含まれる溶媒を揮発させ、多孔質導電層１４を形成した。このように形成した多孔質導電層１４の厚さを触針式膜厚計測装置で測定したところ４〜５μｍの範囲であり、断面形状は、緩やかな曲面となっていた。また、この多孔質導電層１４の断面をＦＩＢ（収束イオンビーム）により切り出して、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察したところ、表面及び膜中に１〜２μｍの空隙が多数存在していることを確認した。また、熱処理後の多孔質導電体層１４の電気抵抗率（体積抵抗率）を測定したところ１×１０^−５Ω・ｃｍ以下であり、配線材料として用いることができることが確認された。

このように、多孔質導電層１４の形成されたものについて、図７に示す位置にインクジェット法によりナノメタルインクを滴下させた。用いたナノメタルインクは、Ａｇ微粒子を溶媒中に分散させたものであり、粘度は１０ｍＰａ・ｓである。インクジェット法に用いたインクジェット装置は、圧電素子により微小液滴の吐出が可能なものであり、吐出する液滴を８ｐＬ（直径約２５μｍ）に設定したものである。また、このインクジェット装置は、液滴の滴下する位置合せのために、２次元移動が可能な可動ステージが設けられている。ナノメタルインクが滴下された後は、２００℃の熱処理を行なうことにより、乾燥させてナノメタルインク中のＡｇナノ粒子と結合している分散剤等の有機材料を除去した。

このようにして、多孔質導電層１４からなる太い配線領域２３と、導電層１５からなる細い配線領域２２及びパット領域２４から構成される配線領域を有する実施例１に係る配線基板が形成した。

熱処理後の配線を光学顕微鏡で観察したところ、フォトマスク３０と同様のパターンからなる配線が形成されていることが確認された。これにより、高表面エネルギー領域１２上にのみ配線が形成されていることが確認された。また、円形パッド部と主配線部の多孔質導電体層１４にプローブを接触させ、デジタルマルチメータによりＩ−Ｖ特性を測定したところ、オームの法則にそったものであり、十分な電気的な導通が得られていることを確認した。

（比較例１）
比較例１として、図８に示すような配線基板を作製した。比較例１における配線基板は、太い配線領域に多孔質導電体層が形成されていない構成のものである。実施例１と同様の方法により、図８に示す位置に、ナノメタルインクをインクジェット法により滴下して配線を形成した。

このようにして、導電層１１５からなる太い配線領域１２３、細い配線領域１２２及びパット領域１２４から構成される配線領域を有する比較例１に係る配線基板が形成した。

比較例１により形成された配線基板は、配線を光学顕微鏡で観察したところ、高表面エネルギー領域上には配線が形成されているが、太い配線領域と細い配線領域の接続部分では、膜厚が非常に薄く形成されており、将来的な使用において断線の可能性があることが確認された。また、円形パッド部と太い配線領域である主配線部とにプローブを接触させ、デジタルマルチメータによりＩ−Ｖ特性を測定したところ、全体の約２０％において、導通不良が確認された。更に、導通が確認された配線においても、抵抗値は実施例１の１０倍〜１００倍の高抵抗であることが確認された。

（実施例２）
実施例１と同様の方法により、配線基板を作製した。但し、多孔質導電体層１４を形成するために用いたフィラー（金属微粒子）と樹脂バインダとの比率を、フィラー：樹脂バインダが、８５：１５であるもの、即ち、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が８５％であるものと、８０：２０であるもの、即ち、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が８０％であるものとを作製した。このように作製した配線基板における配線抵抗は実施例１のものと比較して、フィラー：樹脂バインダが８５：１５であるものは約６０％上昇したものの十分な電気的な導通が確認された。一方、フィラー：樹脂バインダが８０：２０であるものは電気的な導通が確認されなかった。実施例１と実施例２の結果より、フィラー：樹脂バインダが８５：１５〜９０：１０であること、即ち、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が８５〜９０％であることが、配線基板を形成する上で必要であることが確認された。

（実施例３）
実施例１と同様の方法により、配線基板を作製した。但し、多孔質導電体層１４を形成ために用いたフィラーの平均粒子径は、平均粒径０．１μｍのＡｇフィラー、平均粒径１μｍのＡｇフィラー、平均粒径２μｍのＡｇフィラーの３種類のフィラーにより、各々配線基板を作製した。平均粒径０．１μｍのＡｇフィラーにより作製したＡｇペーストは、粘度がブルックフィールド方式で３００Ｐａ・ｓを超える高粘度ペーストとなり、このＡｇペーストを用いてスクリーン印刷を行なったところ、パターン抜けが生じてしまい正常な印刷を行なうことができなかった。また、平均粒径１μｍのＡｇフィラー、平均粒径２μｍのＡｇフィラーにより作製したＡｇペーストを用いてスクリーン印刷を行なったところ、平均粒径２μｍのＡｇフィラーを用いた場合、形成された配線基板における配線抵抗は、実施例１における配線基板における配線抵抗の約１．５倍の高抵抗なものとなった。また、平均粒径１μｍのＡｇフィラーを用いた場合、形成された配線基板における配線抵抗は、実施例１における配線基板における配線抵抗とあまりかわらなかった。

よって、Ａｇフィラーの平均粒径Ｒは、０．１μｍ＜Ｒ≦１μｍの範囲であることが好ましい。また、実施例１では、平均粒径０．２μｍのＡｇフィラーで良好な配線基板を得ることができるものの、本実施例の平均粒径０．１μｍのＡｇフィラーでは、高粘度となってしまう。経験的な観点に基づくならば、この間のＡｇフィラーの平均粒径Ｒが０．１５μｍ以上であれば、比較的良好な配線基板を得ることができるものと考えられる。

フィラーの金属微粒子の粒径が大きくなることにより、単位質量あたりの金属微粒子の表面積が減少し、含まれる樹脂バインダの影響が大きくなり、高抵抗になるものと考えられる。

また、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１０ 基板
１１ 濡れ性変化層
１２ 高表面エネルギー領域
１３ 低表面エネルギー領域
１４ 多孔質導電層
１５ 導電層
２２ 細い配線領域
２３ 太い配線領域

Claims (12)

1. 基板と、
   前記基板上において、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されている濡れ性変化層と、
   前記高表面エネルギー領域上の一部又は前記高表面エネルギー領域と接し、前記濡れ性変化層上に形成された多孔質導電層と、
   前記多孔質導電層と接し、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層と、
   を有することを特徴とする配線基板。
2. 前記濡れ性変化層は、エネルギーを付与することにより臨界表面張力が変化し、低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料を含むものであって、
   前記エネルギーの付与により、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 基板上に形成された高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを有する濡れ性変化層と、
   前記濡れ性変化層の前記高表面エネルギー領域上の一部又は前記高表面エネルギー領域と接し、前記基板上に形成された多孔質導電層と、
   前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層と、
   を有することを特徴とする配線基板。
4. 前記基板は、エネルギーを付与することにより臨界表面張力が変化し、低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料を含むものであって、
   前記エネルギーの付与により、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されているものであることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
5. 前記導電層は、インクジェットヘッドにより導電性材料を含む液体を吐出することにより形成されるものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の配線基板。
6. 前記多孔質導電体層は、金属微粒子と樹脂バインダとを含むものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の配線基板。
7. 前記金属微粒子は、Ａｇ微粒子であって、平均粒径Ｒが０．１μｍ＜Ｒ≦１μｍの範囲であることを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
8. 前記多孔質導電体層は、（金属微粒子）／（金属微粒子＋樹脂バインダ）の重量比率が、８５％以上、９０％以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の配線基板。
9. 基板上に形成された濡れ性変化層に、エネルギーを付与することにより高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とを形成する工程と、
   前記高表面エネルギー領域上の一部、または前記高表面エネルギー領域と接して、多孔質導電層を形成する工程と、
   前記高表面エネルギー領域上に導電性材料を含む溶液を供給する工程と、
   を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
10. 前記エネルギーの付与は紫外線を照射することにより行なわれるものであることを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。
11. 前記多孔質導電層は、スクリーン印刷法により形成されるものであることを特徴とする請求項９または１０に記載の配線基板の製造方法。
12. 前記導電性材料を含む溶液は、インクジェットヘッドより吐出することにより供給されるものであることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の配線基板の製造方法。

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