CN116157273A - 布线形成方法及转印模的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种不对表面具有凹凸的基板进行平坦化处理就能够利用转印模形成转印布线的以往没有的划时代的布线形成方法。一种布线形成方法，向形成有规定图案的凹部(4a)的转印模(4)的该凹部(4a)填充导电性部件(2)，使填充有该导电性部件(2)的所述转印模(4)与具有凹凸的基板(1)的表面重叠，将所述导电性部件(2)转印到所述基板(1)的表面，利用该导电性部件(2)在该基板(1)的表面上形成布线部(3)，其中，所述转印模(4)使用A型硬度计计测的硬度为40～70的软质性的转印模。

Description

布线形成方法及转印模的制造方法
技术领域
本发明涉及在基板上形成规定图案的布线的布线形成方法，特别是涉及适合在具有凹凸的基板的表面形成布线的布线形成方法。
背景技术
使用导电性浆料的布线形成与以往的利用铜布线、焊料等金属的布线形成相比，能够在低温下进行工艺，因此，能够在目前为止无法进行的塑料等的膜上进行布线形成、芯片安装。
以往，使用该导电性浆料的布线形成通常使用印刷法来进行。然而，在印刷法中能够形成的布线的最小线宽存在极限，例如，在代表性的丝网印刷中，约30μm宽的布线印刷被认为是极限。此外，在印刷法中使用浆料或油墨状的导电性部件，但在基板上印刷后，不会立即硬化，因此在形成厚的布线(纵横比高的布线)的情况下，布线发生渗出等而使尺寸精度降低，另外，由于浆料或油墨状的导电性部件所具有的一定的粘度引起的流动而产生形状塌陷。因此，现状是能够通过印刷法形成的布线的纵横比的上限至多为0.5左右。
另一方面，在使用了转印模的转印布线形成法(压印法)中，由于进行微细化至纳米级尺寸的布线微细化、以及使导电性浆料硬化而进行转印，因此也能够形成纵横比为1以上的布线。
关于使用该转印模的转印布线形成法，本申请人提出了日本特开2016-58664号所公开的具有导电部的基板的制造方法(以下，称为“以往例”)。
在该以往例中，在具备形成为与在基板上形成的布线图案相同的图案的凹部的模具(在日本特开2016-58664号中标记为印刷版)的所述凹部中填充导电性浆料，使在该凹部中填充有导电性浆料的模具与基板重叠并压接，由此将在该模具的凹部中填充的导电性浆料转印到基板，在基板上形成规定图案的布线。
然而，在以往例中，由于使用了称为半预成型的硬质性的转印模，因此对于在布线形成面已经形成有其他布线等而具有凹凸(台阶)的基板，如图2所示，转印模14由于凹凸而无法适当地与基板11的表面接地(紧贴)，由此，产生转印形成的布线13特别是在预先形成于基板11的布线台阶附近未紧贴而成为浮起的状态的不良情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-58664号公报
发明内容
发明所要解决的问题
这样，在以往的布线形成中，在利用印刷的布线形成中，存在无法形成高纵横比的布线的问题，另外，在使用了转印模的布线形成中，存在对于在表面具有凹凸的基板没有适用性的问题。
因此，在对表面具有凹凸的基板进行高纵横比的布线形成的情况下，现状是必须对表面具有凹凸的基板进行平坦化处理，在使基板表面平坦化后，进行使用转印模的布线形成，存在平坦化处理部分的工时增加而花费成本的问题。
本发明是鉴于这样的现状而完成的，提供一种不对表面具有凹凸的基板进行平坦化处理就能够利用转印模形成转印布线的以往没有的划时代的布线形成方法。
用于解决问题的手段
参照附图对本发明的主旨进行说明。
一种布线形成方法，在形成有规定图案的凹部(4a)的转印模(4)的该凹部(4a)中填充导电性部件(2)，使填充有该导电性部件(2)的所述转印模(4)与具有凹凸的基板(1)的表面重叠，将所述导电性部件(2)转印到所述基板(1)的表面，利用该导电性部件(2)在该基板(1)的表面上形成布线部(3)，其特征在于，所述转印模(4)使用A型硬度计计测的硬度为40～70的软质性的转印模(4)。
另外，根据权利要求1所述的布线形成方法，其特征在于，所述凹凸是设置于所述基板1的表面的纵横比为1以上的布线台阶差。
另外，根据权利要求1所述的布线形成方法，其特征在于，所述转印模4由在以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂中混合有硬化剂的树脂材料构成。
另外，根据权利要求2所述的布线形成方法，其特征在于，所述转印模4由在以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂中混合有硬化剂的树脂材料构成。
另外，根据权利要求3所述的布线形成方法，其特征在于，所述树脂材料是所述主剂与所述硬化剂以大致5：1的混合比混合而成的。
另外，根据权利要求4所述的布线形成方法，其特征在于，所述树脂材料是所述主剂与所述硬化剂以大致5：1的混合比混合而成的。
另外，根据权利要求3至6中任一项所述的布线形成方法，其特征在于，所述转印模4是通过在形成有规定图案的凸部的原版上设置所述树脂材料后，利用支承基板进行加压成形，并进行硬化处理而得到的。
另外，根据权利要求7所述的布线形成方法，其特征在于，所述硬化处理是在常温下进行硬化的常温硬化处理和在200℃以上的温度下进行加热硬化的加热硬化处理。
另外，根据权利要求8所述的布线形成方法，其特征在于，所述常温硬化处理进行24小时以上。
另外，根据权利要求8所述的布线形成方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着进行200℃～250℃、30分钟的所述加热硬化处理。
另外，根据权利要求9所述的布线形成方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着进行200℃～250℃、30分钟的所述加热硬化处理。
另外，涉及一种转印模的制造方法，所述转印模是通过在形成有规定图案的凸部的原版上设置树脂材料后，利用支承基板进行加压成形并进行硬化处理而得到的，其特征在于，所述树脂材料是在以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂中混合硬化剂而得到A型硬度计计测的硬度为40～70的软质性的转印模的树脂材料。
另外，在权利要求12所述的转印模的制造方法中，涉及转印模的制造方法，其特征在于，树脂材料是所述主剂和所述硬化剂以大致5：1的混合比混合而成的。
另外，根据权利要求12或13所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述硬化处理是在常温下硬化的常温硬化处理和在200℃以上的温度下进行加热硬化的加热硬化处理。
另外，根据权利要求14所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述常温硬化处理进行24小时以上。
另外，根据权利要求14所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着在200℃～250℃下进行30分钟的所述加热硬化处理。
另外，根据权利要求15所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着在200℃～250℃下进行30分钟的所述加热硬化处理。
发明效果
本发明如上所述，因此即使对于表面具有凹凸的基板，也能够使用转印模形成转印布线。
因此，例如在对表面具有凹凸的基板进行高纵横比的布线形成的情况下，通过使用本发明，不需要目前为止在使用转印模的情况下所需的平坦化处理，削减了相应的工时，得到生产率提高、成本削减的效果。
附图说明
图1是表示使用本实施例的转印模的情况下的布线形成状态的说明图。
图2是表示使用以往的转印模的情况下的布线形成状态的说明图。
图3是本实施例的处理工序流程图。
具体实施方式
根据附图示出本发明的作用而简单说明本发明的优选实施方式。
在形成于转印模4的规定图案的凹部4a填充导电性部件2，使在该凹部4a填充有导电性部件2的转印模4与基板1的表面重叠并压接。
通过该压接，转印模4追随基板表面的凹凸而变形，转印模4相对于基板表面成为紧贴状态。
由此，不会发生转印形成的布线部3在预先形成于基板1的布线台阶附近也成为浮起的状态(未与基板1接地的状态)的不良情况，因此即使不对表面具有凹凸的基板进行平坦化处理，也能够进行使用转印模的转印布线形成。
因此，例如在对表面具有凹凸的基板进行高纵横比的布线形成的情况下，通过使用本发明，不需要目前为止在使用转印模的情况下所需的平坦化处理，削减了相应的工时，得到生产率提高、成本削减的效果。
[实施例]
基于附图对本发明的具体实施例进行说明。
本实施例是如下的布线形成方法：在形成有规定图案的凹部4a的转印模4的所述凹部4中填充导电性部件2，使填充有该导电性部件2的转印模4与具有凹凸的基板1的表面重叠，将在所述凹部4a内硬化的导电性部件2转印到所述基板1的表面，利用该导电性部件2在该基板1的表面上形成布线部3。即，本实施例是如下的布线形成方法：在基板1上已经形成有布线，通过使用转印模4的压印法在表面因该布线而具有凹凸(台阶)的基板1上转印形成布线部3。
首先，对本实施例中使用的转印模4及导电性部件2进行说明。
本实施例的转印模4是通过在形成有规定图案的凸部的原版(主模)上滴下树脂材料，利用支承基板进行加压成形后，进行硬化处理而得到的通常被称为软预制品模的软质性的转印模4。
具体而言，本实施例的转印模4是使混合了以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂和硬化剂的树脂材料硬化而成的硅树脂制，硬度利用A型硬度计而计为40～70左右。
另外，形成于该转印模4的凹部4a形成为使转印形成于基板1的布线部3的形状成为正锥形那样的锥形(正锥形)的凹部。
详细而言，如下制造本实施例的转印模4。
将作为主剂的PDMA(聚二甲基硅氧烷)与硬化剂以混合比5∶1混合而成的树脂材料滴下到形成有规定图案的凸部的原版上，利用支承基板进行加压成型。
需要说明的是，在以该PDMA为主剂的树脂材料中，以往主剂与硬化剂的混合比为10：1左右，但在本实施例中，如上述那样增加硬化剂的比率(约2倍)。这是为了使硬化后的转印模4的表面的粘接性(粘性)降低，容易刮除掉转印模4的表面上的导电性部件2。
接着，进行使加压成型后的树脂材料在常温(15℃～30℃、优选25℃)下硬化24小时以上、优选48小时以上的常温硬化处理。需要说明的是，本实施例的常温硬化处理条件设为25℃、48小时。
接着，从原版取下常温硬化处理后的转印模4，使用加热装置(例如加热板等)，在200℃～300℃、优选250℃下对该取下的转印模4进行30分钟左右的加热硬化处理，使树脂材料正式硬化，从而完成。
另外，通过上述制造方法形成的转印模4的硬度利用A型硬度计而计为60左右。
需要说明的是，在以该PDMA为主剂的树脂材料中，以往，利用支承基板对滴下到原版上的树脂材料进行加压成型后，进行100℃～150℃、10分钟～35分钟左右的加热硬化处理，通过该加热硬化处理将转印模硬化至规定的硬度，但在该以往的加热硬化处理中，由于转印模与原版(主材料、玻璃)的热膨胀系数的差异，在下限侧的100℃的加热硬化处理中也会产生超过2％的图案收缩。另一方面，在本实施例中，通过将硬化处理如上述那样设为常温硬化处理和加热硬化处理这样的两个阶段处理，能够将图案收缩抑制在0.5％左右。
具体而言，在本实施例中，25℃、48小时的常温硬化处理后的图案收缩为0.1％左右，250℃、30分钟的加热硬化处理后的图案收缩为0.6％左右。
另外，本实施例中使用的导电性部件2是在导电性浆料中含有活性化光线硬化型树脂而成的含有活性化光线硬化型树脂的导电性浆料。
即，本实施例的布线形成方法不是通过加热使导电性部件2硬化，而是通过例如紫外线等活性化光线使其硬化。
具体而言，导电性浆料能够从Ag浆料(包含纳米浆料)、Cu浆料(包含纳米浆料)、Au浆料(包含纳米浆料)、Pt浆料(包含纳米浆料)、Pd浆料(包含纳米浆料)、Ru浆料(包含纳米浆料)、C浆料(包含纳米浆料)中选择，本实施例使用Ag浆料。
另外，本实施例使用平均粒径被设定为形成于基板1的布线部3的最小线宽的1/5～1/10的导电性浆料。即，例如，在形成最小L/S(线&间隙)＝5μm/5μm的布线图案的情况下，使用平均粒径设定为0.5μm～1.0μm的导电性浆料。
另外，该导电性浆料中含有的活性化光线硬化型树脂为紫外线硬化型树脂，以在导电性部件2中的体积含有率成为20％～40％的方式含有于导电性浆料中。
即，本实施例的导电性部件2是Ag浆料与紫外线硬化型树脂的体积比被设定为6：4～8：2的含有紫外线硬化型树脂的Ag浆料。
接着，对本实施例的具体的布线形成方法进行说明。
如上所述，本实施例的布线形成方法是如下的布线形成方法：在形成有规定图案的凹部4a的转印模4的所述凹部4中填充导电性部件2，使填充有该导电性部件2的转印模4与具有凹凸的基板1的表面重叠，将所述凹部4a内的导电性部件2转印到所述基板1的表面，利用该导电性部件2在该基板1的表面上形成布线部3。
即，如图3所示，本实施例具有：导电性部件填充处理工序，向转印模4的凹部4a填充导电性部件2；转印模重叠处理工序，使填充有导电性部件2的转印模4重叠于基板1；导电性部件硬化处理工序，使填充于转印模4的凹部4a的导电性部件2硬化；以及导电性部件转印处理工序，将在转印模4的凹部4a内硬化的导电性部件2转印于基板1而在基板1上形成规定图案的布线部3，按照该顺序进行处理。
以下，对本实施例的各处理工序进行说明。
导电性部件填充处理工序是进行如下处理的工序：以凹部4a的开口部朝向上方的方式设置转印模4，在从上方将导电性部件2填充到凹部4a之后，使用刮除件(刮板)将从转印模4的表面、凹部4a溢出的导电性部件2刮去，仅在凹部4a填充导电性部件2。
需要说明的是，如上所述，本实施例中使用的转印模4与以往相比增大硬化剂相对于主剂的混合比率，使转印模4的表面的粘接性(粘性)降低，因此在该导电性部件填充处理工序中，能够顺利地刮除去转印模4的表面上的不需要的导电性部件2，尽可能地防止在转印模4的表面残留不需要的导电性部件2。
另外，转印模重叠处理工序是使在凹部4a填充有导电性部件2的转印模4与基板1重叠，并通过加压使转印模4压接于基板1的工序。
在本实施例中，作为转印模4使用A型硬度计计测的硬度60的软质性转印模4(软预制品模具)，因此如图1所示，当使转印模4压接于基板1时，转印模4追随基板1的凹凸、具体而言追随由已经形成于基板1上的布线而形成的台阶而弹性变形，转印模4的表面(凹部4a的开口部侧)成为与基板1的表面以及已经形成于基板1上的布线上表面接地(紧贴)的状态。
另外，导电性部件硬化处理工序是使填充于转印模4的凹部4a的导电性部件2硬化的工序，在本实施例中，通过紫外线照射使导电性部件2硬化。
具体而言，从转印模4的凹部4a的底侧照射紫外线，使填充于该转印模4的凹部4a的导电性部件2与凹部内表面的接触界面部分硬化，提高导电性部件2从转印模4的脱模性。
如本实施例那样，通过利用紫外线照射使导电性部件2硬化，与利用加热使其硬化的情况相比，处理时间大幅缩短。
需要说明的是，该导电性部件硬化处理工序也可以在将转印模4重叠于基板1之前、即转印模重叠处理工序之前进行。
另外，在导电性部件转印处理工序中，使与基板1重叠的转印模4从基板1脱离，将转印模4的凹部4a内的导电性部件2转印到基板1，在基板1上形成规定图案的布线部3。
接着，以下对本实施例的作用效果进行说明。
在本实施例中，作为转印模4使用A型硬度计计测的硬度60的软质性转印模4(软预制品模具)，因此即使不对表面具有凹凸的基板进行平坦化处理，也能够进行使用转印模的转印布线形成(基于压印法的布线形成)。
由此，例如在对表面具有凹凸的基板进行高纵横比(布线高度相对于布线宽度高、台阶差大的布线)的布线形成的情况下，以往需要进行平坦化处理，但本发明不需要该平坦化处理，削减了相应的工时，得到生产率提高、成本削减的效果。
另外，本实施例中使用的转印模4与以往的转印模相比，表面的粘接性(粘性)低，因此利用刮除工具(刮板)进行的导电性部件2的刮除处理的作业性提高。
另外，本实施例中使用的转印模4通过常温硬化处理和加热硬化处理这样的两个阶段的硬化处理而硬化，因此能够将图案收缩抑制在0.5％左右。
另外，本实施例使用使Ag浆料含有紫外线硬化型树脂的含有紫外线硬化型树脂的Ag浆料作为导电性部件2，通过紫外线的照射使导电性部件2硬化，因此与使用含有热硬化型树脂的导电性浆料并通过加热处理使其硬化的情况相比，图案变形减少，应力的产生也得到抑制，能够实现完全转印，进而硬化时间大幅缩短，生产率提高。
另外，本实施例使用使用了平均粒径被设定为布线部3的最小线宽的1/5～1/10的Ag浆料的导电性部件2，因此形成于基板1的布线部3的形状成为凹凸少的平滑的形状，由此缓和了布线部3间的局部的电场集中，布线部3的长期的可靠性提高。
另外，在本实施例中，由于转印模4的凹部4a的形状形成为锥形(正锥形)，因此在基板1上转印形成的布线部3的形状成为正锥形，提高了转印时的导电性部件2从转印模4的凹部4a的脱模性，能顺畅地进行脱离，提高了导电性部件转印处理工序中的成品率。
这样，本实施例是起到上述那样的划时代的作用效果的以往没有的划时代的布线形成方法。
需要说明的是，本发明不限于本实施例，各构成要件的具体构成可以适当设计。

Claims (17)

1.一种布线形成方法，在形成有规定图案的凹部的转印模的该凹部填充导电性部件，使填充有该导电性部件的所述转印模与具有凹凸的基板的表面重叠，将所述导电性部件转印到所述基板的表面，利用该导电性部件在该基板的表面上形成布线部，其特征在于，所述转印模使用A型硬度计计测的硬度为40～70的软质性的转印模。
2.根据权利要求1所述的布线形成方法，其特征在于，所述凹凸是设置于所述基板的表面的纵横比为1以上的布线台阶差。
3.根据权利要求1所述的布线形成方法，其特征在于，所述转印模由在以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂中混合有硬化剂的树脂材料构成。
4.根据权利要求2所述的布线形成方法，其特征在于，所述转印模由在以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂中混合有硬化剂的树脂材料构成。
5.根据权利要求3所述的布线形成方法，其特征在于，所述树脂材料是所述主剂与所述硬化剂以大致5：1的混合比混合而成的。
6.根据权利要求4所述的布线形成方法，其特征在于，所述树脂材料是所述主剂与所述硬化剂以大致5：1的混合比混合而成的。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的布线形成方法，其特征在于，所述转印模是通过在形成有规定图案的凸部的原版上设置所述树脂材料后，利用支承基板进行加压成形并进行硬化处理而得到的。
8.根据权利要求7所述的布线形成方法，其特征在于，所述硬化处理是在常温下进行硬化的常温硬化处理和在200℃以上的温度下进行加热硬化的加热硬化处理。
9.根据权利要求8所述的布线形成方法，其特征在于，所述常温硬化处理进行24小时以上。
10.根据权利要求8所述的布线形成方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着在200℃～250℃下进行30分钟的所述加热硬化处理。
11.根据权利要求9所述的布线形成方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着在200℃～250℃下进行30分钟的所述加热硬化处理。
12.一种转印模的制造方法，所述转印模是通过在形成有规定图案的凸部的原版上设置树脂材料后，利用支承基板进行加压成形并进行硬化处理而得到的，其特征在于，所述树脂材料是在以有机硅系高分子化合物为主成分的主剂中混合硬化剂而得到A型硬度计计测的硬度为40～70的软质性的转印模的树脂材料。
13.根据权利要求12所述的转印模的制造方法，其特征在于，树脂材料是将所述主剂和所述硬化剂以大致5：1的混合比混合而成的。
14.根据权利要求12或13所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述硬化处理是在常温下硬化的常温硬化处理和在200℃以上的温度下进行加热硬化的加热硬化处理。
15.根据权利要求14所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述常温硬化处理进行24小时以上。
16.根据权利要求14所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着在200℃～250℃下进行30分钟的所述加热硬化处理。
17.根据权利要求15所述的转印模的制造方法，其特征在于，所述硬化处理在设定为15℃～30℃的空间内进行48小时的所述常温硬化处理，接着在200℃～250℃下进行30分钟的所述加热硬化处理。
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