TWI781528B - 配線基板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種新穎配線基板，其兼具由樹脂基板帶來之柔軟性及由金屬配線帶來之高導電性，且金屬配線與絕緣性樹脂基板之間之密接性較高，並且本發明提供一種於不使用光微影步驟之情況下製造此種配線基板之方法。 本發明之配線基板係具有樹脂基板及金屬配線者，且上述金屬配線包含金屬粒子之燒結體，上述燒結體具有複數個空隙，上述空隙具備朝向上述樹脂基板之開口部，上述樹脂基板之一部分自上述開口部進入至上述空隙中。

Description

配線基板及其製造方法

本發明係關於一種配線基板及其製造方法。

撓性配線基板係將具有可撓性之有機物絕緣膜製成基板者，係於該絕緣膜上形成有金屬配線者。

作為於基板上形成金屬配線之方法，可例舉：減成法、半加成法及加成法此3種。

具體而言，於減成法中，將金屬箔貼於基板，藉由光微影步驟形成配線。又，於半加成法中，將成為晶種層之薄膜藉由濺鍍法等附著於基板上後，進行電鍍而形成配線(例如，參照專利文獻1、2)。然而，由於減成法及半加成法均需要光微影步驟，故而步驟數較多。除此以外，需要廢液處理等，成本較高且對環境之負擔較大。

另一方面，加成法係藉由噴墨或網版印刷於基板上直接刻寫金屬配線而形成金屬配線之方法，具有不需要光微影步驟之優點。然而，若僅於基板上直接形成金屬配線，則由於金屬配線與基板之密接強度較弱，從而存在金屬配線容易剝離之問題。因此，為了提高金屬配線與基板之密接強度，已知有如下方法，即，於基板上預先形成Ni-Cr合金薄膜作為密接層，其後形成金屬配線(例如，參照非專利文獻1)。然而，於此種方法中，為了將作為密接層之Ni-Cr合金薄膜蝕刻成為配線形狀，需要光微影步驟。因此，於形成密接層之方法中，亦與減成法及半加成法相同地存在如下課題：步驟數較多，且需要廢液處理，因此成本較高且環境負擔較大。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開昭62-72200號公報 [專利文獻2]日本專利特開平5-136547號公報 [非專利文獻]

[非專利文獻1]Y.Cao，J.Tian，and X.Hu，This Solid Films，Vol.365(1)，pp.49-52(2000)

[發明所欲解決之問題]

本發明係鑒於如上所示之實際情況而成者，其目的在於提供一種配線基板，其兼具由樹脂基板帶來之柔軟性及由金屬配線帶來之高導電性，且金屬配線與絕緣性樹脂基板之間之密接性較高，並且提供一種於不使用光微影步驟之情況下製造此種配線基板之方法。 [解決問題之技術手段]

本發明人等為了解決上述課題，反覆銳意研究。其結果發現：藉由具備如下構造可獲得具有目標功能之配線基板，上述構造係於具備樹脂基板及金屬粒子燒結體之配線基板中，燒結體具有複數個空隙，樹脂基板之一部分自該空隙之開口部進入；並且發現此種配線基板可藉由形成金屬粒子之燒結體與樹脂基板而製造；從而完成本發明。具體而言，本發明提供以下之實施方式。

(1)一種配線基板，其係具有樹脂基板及金屬配線者，且 上述金屬配線包含金屬粒子之燒結體，上述燒結體具有複數個空隙，上述空隙具備朝向上述樹脂基板之開口部，上述樹脂基板之一部分自上述開口部進入至上述空隙中。

(2)如上述(1)所記載之配線基板，其中上述金屬粒子包含選自由銅、銀及鎳所組成之群中之1種以上。

(3)如上述(1)或(2)所記載之配線基板，其中上述空隙之比率為1體積%以上30體積%以下。

(4)如上述(1)至(3)中任一項所記載之配線基板，其中上述空隙之一部分連結，自上述開口部進入之上述樹脂基板之一部分連結。

(5)如上述(1)至(4)中任一項所記載之配線基板，其中於上述燒結體中，在位於與上述樹脂基板相接之交界面為相反側的表面形成有樹脂表面層。

(6)一種配線基板之製造方法，其係製造具有樹脂基板及包含金屬粒子燒結體之金屬配線的配線基板之方法，其包括：燒結體形成步驟，係於燒結用構件上形成上述燒結體；塗佈步驟，係於上述燒結用構件上，於上述燒結體之表面及上述燒結體之周圍塗佈包含樹脂成分之溶液；硬化步驟，係使上述樹脂成分硬化而形成樹脂基板；及剝離步驟，係自上述燒結用構件剝離上述燒結體及上述樹脂基板。

(7)如上述(6)所記載之配線基板之製造方法，其中上述溶液包含樹脂之前驅物物質或樹脂之聚合性單體。

(8)一種配線基板之製造方法，其係製造具有樹脂基板及包含金屬粒子燒結體之金屬配線的配線基板之方法，其包括：準備樹脂基板之步驟；及燒結體形成步驟，係於上述樹脂基板上形成上述燒結體。

(9)如上述(8)所記載之配線基板之製造方法，其包括於上述樹脂基板上塗佈包含樹脂成分之溶液，使上述樹脂成分硬化而形成界面樹脂層之步驟；且上述燒結體形成步驟包括於上述界面樹脂層上形成上述燒結體。

(10)如(9)所記載之配線基板之製造方法，其中上述溶液包含樹脂之前驅物物質或樹脂之聚合性單體。 [發明之效果]

根據本發明，可提供一種配線基板，其兼具由樹脂基板帶來之柔軟性及由金屬配線帶來之高導電性，且提高了金屬配線與絕緣性樹脂基板之間之密接性。又，根據本發明之配線基板之製造方法，可於不使用光微影步驟之情況下製造此種配線基板。

以下，針對本發明之具體實施方式，詳細地進行說明。本發明並不以下之實施方式任何限定，可於本發明之目的之範圍內加以適當變更而實施。

1.配線基板 以下，針對本實施方式之配線基板，使用圖1詳細地進行說明。圖1係本實施方式之配線基板中具備燒結體之部分之縱截面圖。

本實施方式之配線基板1係具有樹脂基板2及金屬配線者，且上述金屬配線包含金屬粒子之燒結體3。並且，燒結體3具有複數個空隙4a、4b、4c、4d。於本說明書中，亦存在將空隙4a、4b、4c、4d彙總記載為空隙4之情形。空隙4於其至少一部分具備朝向樹脂基板2之開口部41a、41b、41c、41d，樹脂基板2之一部分21a、21b、21c自開口部41a、41b、41c進入至空隙4中。如圖1所示，樹脂基板之一部分21a、21b、21c彎曲地進入至空隙4a、4b、4c中。藉由具有此種形態而增加絕緣性樹脂基板與燒結體之接觸部。進而，於燒結體與樹脂基板剝離之情形時，需要使進入至空隙內之樹脂變形，因此可抑制燒結體與樹脂基板之剝離。因此，藉由具備本實施方式之構造，可提高燒結體與樹脂基板之間之密接性。

又，自開口部41a、41b進入之樹脂基板2之一部分21a、21b較佳為其兩者彼此於空隙4中連結。藉由具備此種連結構造而增加燒結體與樹脂基板之接觸部分。進而，於燒結體與樹脂基板剝離之情形時，需要切斷空隙中相連結之樹脂基板，因此可抑制燒結體與樹脂基板之剝離。因此，藉由具備本實施方式之構造，可提高燒結體與樹脂基板之間之密接性。

本實施方式之配線基板亦包括於樹脂基板與燒結體之間介置有界面樹脂層之形態。

[空隙率] 又，燒結體之空隙之比率較佳為合計1體積%以上30體積%以下。於本說明書中，將該空隙之比率稱為「空隙率」。藉由使空隙率為1體積%以上，而具有可使樹脂基板之一部分進入至空隙中之開口部。，具備朝向樹脂基板之開口部之空隙之比率增加，樹脂基板之一部分變得容易進入至空隙中，其結果，可提高樹脂基板與燒結體之間之密接性。因此，空隙率較佳為1體積%以上，進而較佳為7體積%以上、10體積%以上。

另一方面，若空隙率超過30體積%，則有燒結體斷裂之虞，有導致燒結體之導電性降低之虞。要想提高燒結體之抗斷裂性及導電性，空隙率較佳為30體積%以下，進而較佳為27體積%以下、25體積%以下。

本實施方式之空隙之比率即「空隙率」可如下所示地計算。即，藉由掃描式電子顯微鏡觀察燒結體之截面，獲得以該截面之外周為邊界之內部面積作為「總截面積」，且獲得分佈於該內部之空隙之面積作為「空隙面積」。然後，對10個截面的藉由以下所示之式(1)所得出之數值求平均值所得之數值為空隙率。 空隙率(%)＝(空隙面積/總截面積)×100  ・・・式(1)

又，本實施方式之空隙率係於如下之條件下算出：於掃描式電子顯微鏡之觀察圖像中，選擇不包含燒結體端部(燒結體表面及與樹脂基板之界面)之區域，所選擇之區域之圖像面積為燒結體總截面積之1/3至2/3之範圍。

[樹脂基板] 樹脂基板2係主要包含樹脂之基板，於該樹脂基板2上形成金屬粒子之燒結體3用以構成配線基板1。

構成樹脂基板之樹脂並無特別限定。可使用聚醯亞胺、液晶性聚合物、氟樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等具有可撓性之樹脂。

樹脂基板除了樹脂以外，可根據配線基板之用途而含有抗氧化劑、阻燃劑、包含無機物粒子之填料等。

樹脂基板之厚度並無特別限定。例如，若樹脂基板之厚度為5 μm以上，則可防止基板因彎曲或拉伸變形而斷裂。因此，較佳為5 μm以上，進而較佳為10 μm以上、或15 μm以上。另一方面，若樹脂基板之厚度過大，則由樹脂材料帶來之可撓性降低。因此，樹脂基板之厚度較佳為100 μm以下，進而較佳為75 μm以下、或50 μm以下。

又，本實施方式之樹脂基板包括於與燒結體接觸之交界面設置有界面樹脂層之形態。

[燒結體] 本實施方式之配線基板中之燒結體包含金屬粒子，上述金屬粒子包含選自由銅、銀及鎳所組成之群中之1種以上，且上述燒結體於配線基板中發揮作為導電路徑之金屬配線的作用。

藉由使用銅作為燒結體中之金屬粒子，能夠以較低成本提供顯示較低電阻之金屬配線。又，藉由使用銀作為該金屬粒子，即便於高溫燒結時，配線亦不會氧化。進而，藉由使用鎳作為該金屬粒子，能夠抑制高電流密度之負荷狀態下所發生之電遷移不良。

金屬粒子亦可包含選自由銅、銀及鎳所組成之群中之複數種金屬粒子。於該情形時，燒結體之一部分或全部亦可合金化。

於在燒結體內部存在空隙之情形時，存在機械強度較低之部分。作為此種部分，例如可例舉：金屬粒子彼此燒結之部位被形成得較細的被稱為「頸部」之部位。藉由選擇具有可撓性之樹脂基板用於配線基板中，當在可用作撓性電路之此種用途中隨著變形而造成配線基板發生變形時，力集中於頸部而容易發生局部破壞。

因此，於燒結體具有多孔質構造之情形時，較佳為於多孔質構造之間隙包含具有導電性之金屬元素，尤佳為包含與構成燒結體之金屬元素相同之金屬元素之鍍覆。該金屬元素較佳為選自由銅、銀、錫、及鎳所組成之群中之1種以上。藉由此種金屬鍍覆之存在，可使於變形時集中於頸部之力分散，提高針對彎曲或伸縮等變形之耐久性。進而，由於藉由具有導電性之金屬元素填充空隙，故而燒結體之電阻率降低。

再者，根據構成燒結體之金屬元素之種類、或放置配線基板之環境，燒結體中之金屬元素會不可避免地氧化。因此，在燒結體中，在保證導電性的前提下，亦可例如以原子數換算計最大20%以下之金屬原子發生氧化。又，燒結體亦可包含相對於燒結體(100質量%)為30質量%左右之除銅、銀、錫、及鎳以外之各種添加物或不可避免之雜質。不可避免之雜質中亦包括氧化物中之氧元素。

[樹脂表面層] 本實施方式之配線基板較佳為於燒結體中，在位於與樹脂基板相接之交界面為相反側的表面包含樹脂表面層之形態。於本說明書中，將形成於燒結體表面的樹脂層稱為「樹脂表面層」。於燒結體中，以一定以上之空隙率分佈有複數個空隙。因此，於在燒結用構件上製造本實施方式之配線基板之過程中，樹脂基板之樹脂通過燒結體內相連結之空隙，潤濕擴散至燒結體與燒結用構件之界面。其結果，在位於與樹脂基板相接之交界面為相反側的燒結體之表面形成樹脂表面層。包含此種樹脂表面層之配線基板於大氣中於加熱之環境下使用之情形時，燒結體表面被樹脂表面層覆蓋，因此可抑制表面之氧化，就顯示良好之耐久性之方面而言較佳。

2.配線基板之製造方法 (1)製造方法之實施方式例1 本實施方式之配線基板之製造方法係製造具有樹脂基板及包含金屬粒子燒結體之金屬配線的配線基板之方法，其包括：燒結體形成步驟，於燒結用構件上形成上述燒結體；塗佈步驟，於上述燒結用構件上，於上述燒結體之表面及上述燒結體之周圍塗佈包含樹脂成分之溶液；樹脂層形成步驟，使上述樹脂成分硬化而形成樹脂層；及剝離步驟，自上述燒結用構件剝離上述燒結體及上述樹脂層。

(2)製造方法之實施方式例2 作為製造本實施方式之配線基板之其他方法，亦可為包括如下步驟之製造具有樹脂基板及包含金屬粒子燒結體之金屬配線的配線基板之方法：準備樹脂基板之步驟；於上述樹脂基板上塗佈包含樹脂成分之溶液之步驟；硬化步驟，使上述樹脂成分硬化而形成樹脂界面層；及燒結步驟，於上述樹脂界面層上形成上述燒結體。

準備預先製作為膜形狀或板形狀等之樹脂基板，於該樹脂基板上塗佈含金屬糊料，經由乾燥、焙燒步驟，可製作金屬粒子之燒結體。此時，含金屬糊料之焙燒溫度係能夠防止由樹脂基板由於熱導致變質的溫度，例如，若為聚醯亞胺基板，則需要大致450℃以下。

又，亦可為如下製造方法：其包括於上述樹脂基板上塗佈包含樹脂成分之溶液，使上述樹脂成分硬化而形成界面樹脂層之步驟，且上述燒結步驟包括於上述界面樹脂層上形成上述燒結體。為了提高樹脂基板與燒結體之密接性，於樹脂基板上塗佈樹脂前驅物或樹脂溶液，經由特定之熱處理步驟而形成界面樹脂層。其後，亦可於該界面樹脂層上塗佈含金屬糊料，經由乾燥及焙燒步驟而製作金屬粒子之燒結體。作為樹脂前驅物，例如可使用聚醯胺酸。作為樹脂溶液，例如可使用聚醯亞胺清漆。

而且，根據如上述「(1)製造方法之實施方式例1」及「(2)製造方法之實施方式例2」之配線基板之製造方法，可獲得具有上述「1.配線基板」所記載之特徵之配線基板。即，可獲得一種配線基板，其係具有樹脂基板及金屬配線者，且上述金屬配線包含金屬粒子之燒結體，上述燒結體具有複數個空隙，上述空隙具備朝向上述樹脂基板之開口部，上述樹脂基板之一部分自上述開口部進入至上述空隙中。

以下，使用圖2，對本實施方式之配線基板之製造方法進行說明。圖2係用於說明該製造方法之模式圖。以下，基於上述「製造方法之實施方式例1」進行說明。本發明之製造方法並不限定於實施方式例1。藉由上述「製造方法之實施方式例2」亦可提供具有本發明之特徵的配線基板。

[燒結體形成步驟] 將本實施方式之燒結體形成步驟示於圖2之(a)及(b)。燒結體形成步驟係於燒結用構件5上形成金屬粒子之燒結體6之步驟。作為該金屬粒子，較佳為包含選自由銅、銀及鎳所組成之群中之1種以上。

再者，以下，對於燒結用構件5上形成燒結體6之方法之一例進行說明。本發明之製造方法並不限定於以下之具體例。只要不妨礙本發明之效果，可採用公知或非公知之任意例。

(燒結用構件) 燒結用構件較佳為選擇如下者：塗佈於該燒結用構件上之包含金屬粒子之含金屬糊料、其乾燥物、及其燒結所形成之燒結體以某程度接著，並且於其後之步驟中不易剝離者。

燒結用構件之素材或種類較佳為於高溫下燒結含金屬糊料時不與金屬反應之材料。例如，可使用包含無機材料之無機基板，可使用碳化物基板、氮化物基板及氧化物基板中之任一者。具體而言，作為無機材料，可例舉：碳化矽(SiC)、氮化矽(Si ₃N ₄)、氮化硼(BN)、矽酸玻璃(SiO ₂)、氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al ₂O ₃)、富鋁紅柱石(Al ₂O ₃＋SiO ₂)、矽(Si)等。進而，可使用鉬、鎢等可成型為片狀且不會與糊料中之金屬反應之金屬。基於自燒結用構件剝離包含燒結體及樹脂基板之配線基板時之剝離性良好之方面，較佳為氧化鎂(MgO)或矽酸玻璃(SiO ₂)素材。

又，亦可使用石墨基板作為燒結用構件。於將石墨基板用於燒結用構件之情形時，存在石墨粒子附著於配線基板中之樹脂層上之情形，根據配線基板之用途而定，而有樹脂層之功能(例如電絕緣性)受到損害之情形。於此種情形時，亦可藉由碳化物、氮化物、氧化物等絕緣體覆蓋燒結用構件之表面而使用。

如該例所示，關於燒結用構件，亦可考慮與含金屬糊料、其乾燥物及燒結體之密接性、或所獲得之配線基板之用途，而修飾或覆蓋燒結用構件之表面。再者，修飾或覆蓋可為有機及無機中之任一種。

燒結用構件表面之平均粗糙度(Ra)較佳為25 μm以下。藉由使該平均粗糙度(Ra)為25 μm以下，可保證形成於燒結用構件表面的樹脂層之表面的平滑性，防止發生對於樹脂層之拉伸變形或彎曲變形而斷裂之起點。

(含金屬糊料) 含金屬糊料係用於形成包含選自由銅、銀或鎳所組成之群中之1種以上的金屬之燒結體者。具體而言，含金屬糊料例如至少包含金屬粒子或金屬氧化物粒子、黏合劑樹脂及溶劑。

(金屬粒子或金屬氧化物粒子) 金屬粒子亦可包含除銅、銀或鎳以外之金屬元素。至於除銅、銀及鎳以外之金屬元素之含量，不論其狀態為何，以金屬換算計，相對於金屬燒結體中所含之所有金屬元素較佳為30質量%以下，亦可為20質量%以下。

作為含金屬糊料中之玻璃料等玻璃成分之含量，並無特別限定。不論其狀態為何，以金屬換算計，相對於含金屬糊料中所含之所有金屬元素較佳為5質量%以下，進而較佳為1質量%以下0.5質量%以下、或0.1質量%以下。若含金屬糊料中之玻璃成分之含量超過5質量%，則於藉由含金屬糊料形成燒結體之燒結步驟中，該玻璃成分與燒結用構件過度反應。因此，當自燒結用構件剝下樹脂層時，有燒結體殘留於燒結用構件表面之虞，故而欠佳。又，藉由使玻璃成分之含量為0.5質量%以下、或0.1質量%以下，可抑制燒結體之電阻率之增加。

金屬粒子或金屬氧化物粒子之平均粒徑(D ₅₀)並無特別限定。該平均粒徑(D ₅₀)較佳為0.1 μm以上20 μm以下。藉由使該平均粒徑(D ₅₀)為0.1 μm以上，可防止受到燒結用構件5之表面凹凸之影響而產生斷線部，使作為配線之功能受到損害，或可防止開口之空隙亦成為與粒徑同等小之尺寸而難以使樹脂基板之一部分進入。藉由使該平均粒徑(D ₅₀)為20 μm以下，可形成空隙之彎曲部。再者，本實施方式之金屬粒子或金屬氧化物粒子之平均粒徑(D ₅₀)係指50體積%粒徑，係指藉由雷射繞射法所測得之粒徑。

作為金屬粒子或金屬氧化物粒子之含量，並無特別限定。例如，相對於含金屬糊料100質量%，較佳為80質量%以上95質量%以下。

(黏合劑樹脂) 含金屬糊料中所調配之黏合劑樹脂只要為可藉由燒結而分解之樹脂材料，則並無特別限定。例如可例舉：甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素樹脂，丙烯酸樹脂、丁醛樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、酚樹脂等。較佳為有與氧或一氧化碳反應而容易自糊料中消失之傾向的纖維素系樹脂。於纖維素系樹脂中，較佳為乙基纖維素。

黏合劑樹脂之含量並無特別限定。例如，相對於含金屬糊料100質量%，較佳為0.1質量%以上5質量%以下。若黏合劑樹脂殘留於燒結體中，則使電阻率增加。於在大氣下進行燒結之情形時，黏合劑樹脂與大氣中之氧反應而燃燒，藉此可減少殘留於燒結體中之黏合劑樹脂之量，減少燒結體之電阻率。因此，黏合劑樹脂之含量較佳為5質量%以下。，藉由使黏合劑樹脂之含量為5質量%以下，可抑制黏合劑樹脂成分殘留於燒結體中，可忽視對燒結體之電阻率造成之影響。另一方面，藉由使含金屬糊料中之黏合劑樹脂為0.1質量%以上，可提高含金屬糊料之黏度，提高糊料之塗佈性或印刷性。因此，黏合劑樹脂之含量較佳為0.1質量%以上。

(溶劑) 含金屬糊料中所含有之溶劑只要具有適當之沸點、蒸氣壓、黏性，則無特別限定。例如可例舉：烴系溶劑、氯化烴系溶劑、環狀醚系溶劑、醯胺系溶劑、亞碸系溶劑、酮系溶劑、醇系化合物、多元醇之酯系溶劑、多元醇之醚系溶劑、萜烯系溶劑及該等之混合物。該等中，較佳為沸點為200℃左右之TEXANOL、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、松油醇等。

含金屬糊料中所含有之溶劑之含量並無特別限定。例如，相對於含金屬糊料100質量%，較佳為2質量%以上25質量%以下。藉由使溶劑之含量為25質量%以下，可抑制含金屬糊料之黏度，且可抑制其擴大至所需之印刷形狀之外。另一方面，藉由使溶劑之含量為2質量%以上，可提高含金屬糊料之印刷性。

本實施方式中之「有機媒劑」係指將黏合劑樹脂、溶劑及其他視需要而添加之有機物全部加以混合而成之液體。作為有機媒劑，通常可使用將黏合劑樹脂與溶劑加以混合而製備者。進而，亦可於有機媒劑中混合金屬鹽及多元醇。

含金屬糊料之製造方法並無特別限定。例如，可將上述黏合劑樹脂與溶劑加以混合，進而添加金屬粒子，使用行星式混合機等裝置進行混練。亦可視需要使用三輥研磨機，提高金屬粒子之分散性。

於燒結用構件上塗佈或印刷含金屬糊料，以成為配線或電極等之特定形狀之方式而形成。具體而言，塗佈或印刷之方法可例舉：網版印刷、分注器印刷、凹版印刷、膠版印刷、噴墨印刷等。

(燒結) 於燒結用構件上塗佈或印刷含金屬糊料後，將燒結用構件於600℃以上800℃以下之溫度下進行加熱而獲得燒結體。

燒結可於氮氣氣氛下、或還原氣氛下以一個階段進行，亦可於氧化氣氛下進行加熱後於還原氣氛下進行加熱分二個階段進行。再者，於分二個階段進行加熱之情形時，二個階段該兩者之加熱溫度設為600℃以上800℃以下之溫度。

以下，針對分二個階段進行加熱之情形時之氣體氣氛進行說明。

氧化氣氛中之氧化性氣體例如可使用氧或大氣等。又，可將除氧化性氣體以外之氣體與氧化性氣體加以混合而使用。除氧化性氣體以外之氣體可使用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)。

氧化氣氛中之氧之濃度並無特別限定。若以氧分壓表示，則較佳為50 Pa以上，進而較佳為60 Pa以上或70 Pa以上。於氣氛之壓力為大氣壓(10 ⁵Pa)之情形時，若將該等氧分壓換算成體積比之濃度，則較佳為500 ppm以上，進而較佳為600 ppm以上、或700 ppm以上。

藉由使氧濃度為500 ppm以上，可充分燃燒含金屬糊料中之黏合劑樹脂而將其消除。另一方面，若氧化性氣體之濃度超過8000 ppm，則有僅於含金屬糊料之表面附近快速發生反應之虞。為了充分燒結至燒結體內部，氧氣濃度較佳為8000 ppm以下。

作為還原性氣體，可使用氫氣、一氧化碳、甲酸、氨等。又，作為除還原性氣體以外之氣體，可使用惰性氣體，例如氮氣或氬氣。

還原性氣體之濃度並無特別限定。於還原氣氛之壓力為大氣壓(10 ⁵Pa)之情形時，還原性氣體之濃度較佳為以體積比計為0.5%以上，進而較佳為1%以上、或2%以上。若以體積比計未達0.5%，則無法充分進行燒結體中之銅、銀或鎳等金屬之氧化物之還原，而殘存有金屬氧化物，因此焙燒後之金屬配線有呈現較高電阻率之虞。

於使用包含金屬粒子之糊料之情形時，亦可於氮氣氣氛下進行燒結。或者，於使用包含金屬氧化物粒子之糊料之情形時，亦可於還原氣氛下進行燒結。於任一情形時，燒結溫度均較佳為600℃以上850℃以下。

[塗佈步驟] 將本實施方式之塗佈步驟示於圖2之(c)。塗佈步驟係於燒結用構件5上，於燒結體6之表面及燒結體6之周圍塗佈包含樹脂成分之溶液7的步驟。

本實施方式之塗佈步驟之樹脂成分可使用樹脂之前驅物物質或樹脂之聚合性單體。可使用藉由去除溶劑之乾燥處理或進一步之處理而硬化之樹脂或其前驅物物質。

作為聚合性單體，只要為藉由聚合或進一步之處理而硬化之樹脂之單體，則無特別限定。例如可例舉：聚醯亞胺、液晶性聚合物、氟樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等具有可撓性之樹脂之單體。

又，所謂樹脂之「前驅物物質」係指藉由實施任意處理而硬化，從而獲得具有可撓性之樹脂的物質。作為前驅物物質，例如可例舉：使用聚醯亞胺作為樹脂之情形時之聚醯胺酸。該聚醯胺酸係藉由實施醯亞胺化處理而變成聚醯亞胺之物質，可稱為聚醯亞胺之前驅物物質。再者，本實施方式之前驅物物質亦包括於聚合後實施任意處理而硬化的單體。

溶劑並無特別限定。可考慮樹脂成分之溶解度或與塗佈方法對應之黏度等而適當地選擇。例如，於聚醯亞胺樹脂之情形時，可將N-甲基吡咯啶酮作為溶劑。

包含樹脂成分之溶液之黏度並無特別限定。例如，較佳為0.5 Pa・s以上，更佳為2 Pa・s以上。另一方面，較佳為50 Pa・s以下，更佳為25 Pa・s以下。藉由使溶液之黏度為0.5 Pa・s以上、50 Pa・s，可使樹脂基板之一部分進入至燒結體之空隙。進而，藉由使溶液之黏度為2 Pa・s以上、25 Pa・s以下，可使進入至燒結體之空隙之樹脂基板之一部分彼此連結，從而獲得較高之密接強度及較高之斷裂伸長率。

作為塗佈之方法，並無特別限定。例如可使用狹縫式塗佈機、棒式塗佈機、旋轉塗佈機等。

如上所示，於將包含樹脂成分之溶液塗佈於燒結用構件上之後，使之乾燥。乾燥方法並無特別限定，例如，可於常溫下、大氣壓下進行乾燥，亦可進行加熱及減壓之至少任一者。

乾燥後之樹脂成分含有層之厚度大致與樹脂基板之厚度相等。乾燥後之樹脂成分含有層之厚度並無特別限定。例如，較佳為5 μm以上，進而較佳為10 μm以上、或15 μm以上。另一方面，較佳為100 μm以下，進而較佳為75 μm以下、或50 μm以下。藉由使乾燥後之樹脂成分含有層之厚度為5 m以上，可防止基板因彎曲或拉伸變形而發生斷裂。另一方面，藉由使乾燥後之樹脂成分含有層之厚度為100 m以下，可賦予優異之可撓性。

[硬化步驟] 將本實施方式之硬化步驟示於圖2(d)。硬化步驟係將所塗佈或印刷之含樹脂成分之溶液中所含之前驅物物質或聚合性單體等樹脂成分轉換成樹脂，形成該樹脂硬化之狀態之樹脂基板層8之步驟。

作為硬化方法，並無特別限定，可根據各個單體之化學物種而進行加熱，或者使用各種觸媒。例如，於使用聚醯胺酸作為前驅物物質，形成作為樹脂之聚醯胺之情形時，亦可經由利用加熱所進行之脫水反應。

本實施方式之配線基板之製造方法係於硬化步驟中，使樹脂基板之樹脂通過燒結體內相連結之空隙，潤濕擴散至燒結體與燒結用構件之界面。其結果，在位於與樹脂基板相接之交界面為相反側的燒結體之表面形成樹脂表面層。

[剝離步驟] 將本實施方式之剝離步驟示於圖2之(e)。剝離步驟係自燒結用構件5剝離燒結體6及樹脂層8之步驟。例如，藉由抓持住樹脂層8之端部，向剝離之方向拉動，可自燒結用構件5剝離燒結體6及樹脂層8。 [實施例]

以下例舉實施例，對於本發明進一步進行說明。本發明並不受該等實施例限定。

[實施例1～4、比較例1～2] (試樣之製備) 使用氧化鎂板作為燒結用構件。藉由網版印刷法於該燒結用構件之表面印刷銅糊料。作為銅糊料，使用含有平均粒徑為1 μm之球狀粒子80質量%、及包含黏合劑樹脂與溶劑之混合體之媒劑20質量%者。所印刷之銅糊料於100℃之大氣中進行乾燥後，於氮氣氣氛下實施熱處理而進行燒結，其次冷卻至室溫。如表1所示，將熱處理溫度於600℃至850℃之範圍內適當地變化，且將熱處理時間於30分鐘至60分鐘之範圍內適當地變化而實施，藉此獲得實施例1～4及比較例1～2之不同空隙率之燒結體。所獲得之燒結體之銅配線之大概尺寸係線寬為200 μm，高度為13 μm，長度為6 cm。

關於實施例1～4及比較例1～2之各試樣，於具有燒結體(銅配線)之燒結用構件之表面塗佈調整溶劑量而使黏度成為10 Pa・s之聚醯亞胺清漆(宇部興產股份有限公司之製品「UPIA」)。其次，於氮氣氣氛中，於280℃下實施10分鐘之熱處理，其後於350℃下實施30分鐘之熱處理，使聚醯亞胺清漆硬化，形成膜狀之聚醯亞胺樹脂基板。該樹脂基板之厚度於與燒結體接觸之中心部為25 μm，於端部為31 μm。冷卻至室溫後，自燒結用構件剝離包含銅燒結體與聚醯亞胺樹脂基板之積層體。其後，對於所獲得之積層體，使用用於獲得平坦截面之截面拋光儀(日本電子股份有限公司製造之IB-19530CP)實施離子束加工處理。

(截面觀察) 所獲得之包含銅燒結體及聚醯亞胺樹脂基板之積層體之大小為約20 mm×約15 mm。於形成有銅配線之長度方向上，於其中心附近垂直地切斷，獲得截面觀察用樣品。使用場發射型之掃描電子顯微鏡(以下，簡稱為「SEM」)，觀察積層體之截面組織。將觀察實施例2之試樣所得之截面組織示於圖3A。銅燒結體11之上側為與燒結用構件相接之部分。可確認，銅燒結體整體埋設於樹脂基板12內。切出僅包含於圖3A中以虛線表示之框所包圍之銅配線區域的圖像部分(圖3B)。然後，使用圖像解析軟體(Image J)進行二值化，獲得如圖3C所示之黑白圖像。藉由Image J計算圖3C之黑色部分之面積比率，求出空隙率(%)。

當計算空隙率時，於試樣之截面組織中任意選定10個部位，求出各自之空隙率，將其平均值作為本實施例中之燒結體之空隙率。

圖4係將圖3A之銅燒結體11與樹脂基板12之交界面附近放大而示出之圖。圖4之交界面16所顯示之虛線係沿著銅燒結體之截面之外周緣畫線而成者，表示銅燒結體與樹脂基板之交界。位於該交界線之更內側且不存在銅燒結部分之區域相當於銅燒結體之空隙。又，目視觀察該SEM圖像，於樹脂存在於該交界面16之更內側之情形時，判定為樹脂進入至空隙中之狀態。例如，於存在於圖4之交界面16附近之空隙13及空隙14之內部，具備朝向樹脂基板12之開口部9、10，樹脂基板之樹脂之一部分進入至空隙13、14之中。進而，空隙13與空隙14於銅燒結體之內部中連結，進入至各個空隙中之樹脂15亦連結。

於本說明書中，於樹脂基板之樹脂之一部分進入至銅燒結體之空隙中之狀態之情形時，可以說該配線基板具有「樹脂進入」。又，於進入至燒結體中之複數個空隙中的樹脂彼此連結之情形時，可以說該配線基板具有「樹脂之連續性」。

(電阻率之測定) 使用探針間隔為1 mm之直流四探針法測定實施例2之試樣之電阻率。

(密接性之評價) 製作用於評價密接性之樣品。於氧化鎂基板上之10 mm見方之區域塗佈銅糊料後，進行焙燒而獲得平板狀之銅燒結體。其後，塗佈黏度為15 Pa・s之聚醯亞胺清漆，進行熱處理，冷卻至室溫後，自燒結用構件剝離。使用所獲得之銅燒結體與樹脂基板積層而成之樣品，依照ASTM D 3359-79進行膠帶試驗，測定自樹脂基板剝離之銅燒結體之剝離部之面積而求出面積率(%)，評價銅燒結體與樹脂基板之密接性。密接性如下所示，根據剝離部之面積率(%)以0至5這6個等級進行評價。再者，5為最高之密接強度，0為最低之密接強度。 5：0 4：超過0%且未達5% 3：5%以上且未達15% 2：15%以上且未達35% 135%以上且未達65% 0：65%以上

(斷裂伸長率之測定) 又，於銅燒結體之長度方向上進行拉伸試驗，測定電阻隨著伸長應變增加之變化。其結果，於伸長應變為18%之時間點，電阻相對於初始值增加40%。若進一步增加伸長應變，則電阻急遽增加，確認銅燒結體斷裂。於本實施例中，將觀測到電阻急遽增加時之伸長應變(%)作為「斷裂伸長率」。

將以上之評價結果示於表1。理想之結果係電阻率為4 μΩ・cm以下，密接性評價為3以上，斷裂伸長率為8%以上。更理想之結果係電阻率為3 μΩ・cm以下，密接性評價為5，斷裂伸長率為13%以上。

[表1]

	熱處理溫度 [℃]	熱處理時間 [分鐘]	空隙率 [%]	樹脂之進入	樹脂之連續性	電阻率 [μΩ・cm]	密接性評價	斷裂伸長率 [%]
實施例1	850	30	3	有	無	1.9	3	12
實施例2	800	30	12	有	有	2.2	5	18
實施例3	700	30	24	有	有	2.9	5	15
實施例4	650	30	28	有	有	3.4	4	10
比較例1	850	60	1	無	無	1.8	2	5
比較例2	600	30	33	有	有	4	3	4

[實施例5～8、比較例3～4] 於實施例5～8、比較例3～4中，於650℃下進行30分鐘之焙燒，獲得空隙率為28%之銅燒結體，且使聚醯亞胺清漆之黏度於0.6至63Pa・s之範圍內發生變化，除此以外，以與實施例2相同之條件製作試樣。再者，聚醯亞胺清漆之黏度可藉由調整清漆中所含之N-甲基吡咯啶酮(NMP)之含量(以相對於清漆之質量%進行表述)而使其變化。對於所獲得之試樣，對樹脂進入至空隙內、空隙內之樹脂之連續性、密接性及斷裂伸長率進行評價。將其結果示於表2。理想之結果係密接性評價為3以上，斷裂伸長率為8%以上。更理想之結果係密接性評價為5，斷裂伸長率為13%以上。

[表2]

	NMP濃度 [質量%]	黏度 [Pa・s]	樹脂之進入	樹脂之連續性	密接性評價	斷裂伸長率 [%]
實施例5	80	0.6	有	無	3	11
實施例6	75	3	有	有	5	16
實施例7	67	24	有	有	5	14
實施例8	50	47	有	無	3	12
比較例3	85	0.3	無	無	2	7
比較例4	40	63	無	無	2	6

(耐久性之評價) [實施例9] 以與實施例2相同之方法製作複數個銅燒結體之樣品，藉由SEM觀察銅燒結體之截面組織。圖5係將位於銅燒結體11與樹脂基板接觸之交界面16之相反側的表面附近放大而示出之圖。於燒結體之表面形成有樹脂表面層17，該樹脂表面層17之厚度約為0.8 μm。將該等樣品於大氣中、於200℃、250℃及300℃下實施10分鐘之加熱處理，進行冷卻後，目測觀察銅燒結體之表面。於加熱處理之前後，於銅燒結體之表面未觀察到變色，表面氧化得到抑制。於該方面而言，可確認本發明之配線基板對於使用環境具有良好之耐久性。

於實施例9之銅燒結體中，以與實施例2相同程度之空隙率分佈有複數個空隙。因此，可推測當對聚醯亞胺清漆進行加熱而使之硬化時，樹脂基板之樹脂經由銅燒結體內之連結之空隙潤濕擴散至銅燒結體與燒結用構件之界面，藉此形成燒結體之樹脂表面層。

[比較例5] 以與比較例1相同之方法製作複數個銅燒結體之樣品，以與實施例9相同之順序，藉由SEM觀察銅燒結體之表面附近之截面組織，進而實施加熱處理，目測觀察銅燒結體之表面。其結果，於銅燒結體之表面未觀察到樹脂表面層。進而，關於在200℃、250℃及300℃之各溫度下進行了加熱處理之銅燒結體，其表面均變成黑灰色，表面被氧化。

由於比較例5之銅燒結體比實施例9更多地進行了燒結處理，故而與比較例1同樣，空隙之分佈比率較小。因此，可推測於該銅燒結體中不存在樹脂基板之樹脂可通過之程度的相連結之空隙，並沒有形成樹脂表面層。

1:配線基板 2:樹脂基板 3:燒結體 4:空隙 4a:空隙 4b:空隙 4c:空隙 4d:空隙 5:燒結用構件 6:燒結體 7:溶液 8:樹脂基板層 9:開口部 10:開口部 11:銅燒結體 12:樹脂基板 13:空隙 14:空隙 15:樹脂 16:交界面(虛線) 17:樹脂表面層 21a:樹脂基板之一部分 21b:樹脂基板之一部分 21c:樹脂基板之一部分 41a:開口部 41b:開口部 41c:開口部 41d:開口部

圖1係表示本實施方式之配線基板之截面之模式圖。 圖2係用於說明本實施方式之配線基板之製造方法之模式圖，(a)及(b)係表示燒結體形成步驟之圖，(c)係表示樹脂之塗佈步驟之圖，(d)係表示樹脂之硬化步驟之圖，(e)係表示剝離步驟之圖。 圖3A係表示實施例2之試樣中的樹脂基板及燒結體之截面之掃描式電子顯微鏡照片之圖。 圖3B係將圖3A中之燒結體之截面組織放大之圖。 圖3C係表示針對圖3B進行了二值化處理之組織之圖。 圖4係表示實施例2之試樣中的樹脂基板與燒結體之交界附近之截面之圖。 圖5係表示實施例2之試樣中之燒結體之樹脂表面層之圖。

1:配線基板 2:樹脂基板 3:燒結體 4a:空隙 4b:空隙 4c:空隙 4d:空隙 21a:樹脂基板之一部分 21b:樹脂基板之一部分 21c:樹脂基板之一部分 41a:開口部 41b:開口部 41c:開口部 41d:開口部

Claims (10)

1. 一種配線基板，其係具有樹脂基板及金屬配線者，且上述金屬配線包含金屬粒子之燒結體，上述燒結體具有複數個空隙，上述空隙具備朝向上述樹脂基板之開口部，上述樹脂基板之一部分自上述開口部進入至上述空隙中，上述燒結體中，樹脂表面層覆蓋位於與上述樹脂基板相接之交界面為相反側的表面。
2. 如請求項1之配線基板，其中上述金屬粒子包含選自由銅、銀及鎳所組成之群中之1種以上。
3. 如請求項1或2之配線基板，其中上述空隙之比率為1體積%以上30體積%以下。
4. 如請求項1或2之配線基板，其中上述空隙之一部分連結，自上述開口部進入之上述樹脂基板之一部分連結。
5. 如請求項1或2之配線基板，其中上述燒結體之上述空隙包含具有導電性之金屬元素。
6. 一種配線基板之製造方法，其係製造如請求項1至5中任一項之配線 基板之方法，該配線基板具有樹脂基板及包含金屬粒子燒結體之金屬配線，其包括：燒結體形成步驟，係於燒結用構件上形成上述燒結體；塗佈步驟，係於上述燒結用構件上，於上述燒結體之表面及上述燒結體之周圍塗佈包含樹脂成分之溶液；硬化步驟，係使上述樹脂成分硬化而形成樹脂基板；及剝離步驟，係自上述燒結用構件剝離上述燒結體及上述樹脂基板。
7. 如請求項6之配線基板之製造方法，其中上述溶液包含樹脂之前驅物物質或樹脂之聚合性單體。
8. 一種配線基板之製造方法，其係製造如請求項1至5中任一項之配線基板之方法，該配線基板具有樹脂基板及包含金屬粒子燒結體之金屬配線，其包括：準備樹脂基板之步驟；及燒結體形成步驟，係於上述樹脂基板形成上述燒結體。
9. 如請求項8之配線基板之製造方法，其包括於上述樹脂基板上塗佈包含樹脂成分之溶液，使上述樹脂成分硬化而形成界面樹脂層之步驟，且上述燒結體形成步驟包括於上述界面樹脂層上形成上述燒結體。
10. 如請求項9之配線基板之製造方法，其中上述溶液包含樹脂之前驅物物質或樹脂之聚合性單體。

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