CN1886025A - 配线基板 - Google Patents
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Abstract
一种配线基板，其在基板上形成有含外部连接用的接点部的金属配线图案，其中，含有硅烷的有机薄膜覆盖金属配线图案而形成在基板上，接点部经由有机薄膜而导通连接。与以往的形成于接点部上的树脂保护膜在连接时受到破坏或被刮去的情况不同，该配线基板例如对弱接触压的外部零件也能够导通连接。
Description
技术领域
本发明涉及在基板上形成配线图案而构成的配线基板。
背景技术
在基板上形成有金属的配线图案的配线基板中，通常除了用于与外部连接的部分(接点部)以外，由树脂涂层或绝缘膜包覆配线图案。虽然通过这样的包覆保护了配线图案，但由于接点部成为露出的状态，故例如由湿气等产生氧化及腐蚀，进而会发生金属元素的迁移，由此产生连接(接触)不良，或相邻配线图案间短路的问题。
为解决上述问题，以往提出有在接点部上也形成保护膜的方案。例如专利文献1中记载有形成树脂保护膜，其膜厚度为可由对象侧连接器的端子刺破的程度。另外，在专利文献2中记载有形成氟系树脂薄膜，其硬度为可由对象侧连接器的端子刮去的程度。
如上所述，以往为了防止迁移等的产生，采用在接点部形成树脂保护膜的结构，但该树脂保护膜在导通连接时被破坏或被刮去。即，在连接部分，保护膜被去除而露出接点部，不能避免这样露出的接点部遭到腐蚀。而且，若例如反复进行拆装，则露出部分增大，保护效果大大降低。
另外，由于在导通连接时树脂保护膜被破坏或被刮去，故由此时产生的树脂粉末等引起的污染而可能会引起接触不良。
另外，例如在接触压较弱的情况下，由于产生不能在可靠地进行导通连接的程度上将保护膜充分破坏掉或刮去的状况，故也具有不能可靠地导通连接弱接触压的外部零件的问题。
专利文献1：特开2002-109997号公报
专利文献2：特开平8-222839号公报
发明内容
本发明是鉴于上述状况而研发的，其目的在于提供一种可防止接点部的氧化、腐蚀及迁移的发生，并且即使是弱接触压的外部零件也能够导通连接，进而在导通连接时不产生以往那样由污染引起的接触不良的配线基板。
本发明的配线基板在基板上形成有含外部连接用的接点部的金属配线图案，其中，含有硅烷的有机薄膜覆盖金属配线图案而形成在基板上，接点部经由有机薄膜而导通连接。
附图说明
图1是用于说明评价用配线基板的配线图案的平面图；
图2是表示改变有机薄膜的厚度的试样的电阻评价结果的表；
图3是表示改变有机薄膜的种类、基板材料、配线材料及工作方法的试样的电阻评价结果以及XMA分析结果的表；
图4是表示配线电阻测定后的有机薄膜表面状态的照片；
图5是表示进行了SEM-XMA分析时的有机薄膜中的Ag成分的SEM照片；
图6是表示沿图1的配线基板的配线图案的剖面和与其连接的端子引线的一例。
具体实施方式
通过实施例说明本发明的实施方式。
实施例
在绝缘基板上形成配线图案，覆盖该配线图案而在绝缘基板上形成有机薄膜，制成配线基板。绝缘基板材料使用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜，配线材料使用Ag(银)纳粒子分散墨。另外，有机薄膜材料使用聚脂类硅烷溶液。以下依次说明详细的制作方法。
(1)作为基于Ag纳粒子分散墨的配线图案形成的前处理，对PET膜基板的表面进行防水处理加工。
(2)使用带描画功能的分配器向绝缘基板上排出Ag纳粒子分散墨，描画形成配线图案。图1表示在绝缘基板11上描画形成有配线图案12的配线基板试样，绝缘基板11在该例中形成为宽3mm×长10mm×厚0.2mm。另外，配线图案12形成为宽(W)0.2mm×长10mm×厚2μm，使配线图案间的空间(S)为0.2mm，形成6个配线基板。
(3)将描画成的配线图案在200℃下烧结一小时，形成Ag配线图案。
(4)在形成有Ag配线图案的绝缘基板上喷涂聚脂类硅烷溶液，在200℃下烧结一小时，形成由聚脂类硅烷溶液构成的有机薄膜。有机薄膜的膜厚为1.2μm。
〔电阻评价〕
对如上述方法制作的配线基板的配线电阻和配线间绝缘电阻以电阻率计进行测定。测定从有机薄膜之上开始，即，经由有机薄膜进行，测定时的荷重为0.5N左右。另外，为了进行比较，准备无有机薄膜的Ag配线图案露出的试样，同样进行电阻评价。
具有有机薄膜(实施例)
在上述6个配线图案中，配线两端间的配线电阻平均为2Ω，配线间绝缘电阻都大于或等于100MΩ。
无有机薄膜(比较例)
在6个配线图案中，配线电阻平均为2Ω，配线间绝缘电阻都大于或等于100MΩ。
由该结果可知，配线电阻即使夹有有机薄膜，也可得到与没有有机薄膜的情况相同的值，即，在该例中，在介有有机薄膜的状态下能够得到良好的导通。另外，确认测定后在测定位置有机薄膜下的配线图案不露出(有机薄膜未破损)。
另一方面，配线间绝缘电阻都大于或等于100MΩ，可以确认，相邻配线间良好地绝缘。
〔腐蚀评价〕
对具有上述的有机薄膜的配线基板进行迁移试验。试验条件为在85℃、85％RH的环境中通电500h，其电压为5V。试验结果是，配线电阻、配线间绝缘电阻在试验前后都不发生变化，可得到良好的结果。
关于有机薄膜的膜厚
除了仅改变有机薄膜的膜厚之外，与上述实施例同样地制作配线基板，测定配线电阻及配线间绝缘电阻。其结果表示在图2的表1中。
由表1可知，在有机薄膜的膜厚小于5μm时，配线电阻都为2Ω，可经由有机薄膜进行导通。另一方面，加厚有机薄膜的膜厚，使其大于或等于5μm，则配线电阻大于或等于100MΩ，即，被有机薄膜绝缘而不导通。另外，配线间绝缘电阻都大于或等于100MΩ。
关于有机薄膜的种类、基板和配线的材料
改变有机薄膜的种类、基板材料、配线材料以及配线工作方法而制作各种配线基板试样，测定配线电阻。配线图案与上述实施例相同，形成图1所示的规格。另外，利用XMA来分析配线图案附近的有机薄膜中的无机成分。制作规格以及测定结果表示在图3的表2中。
试样A代替上述实施例中在配线图案的描画中使用带描画功能的分配器的结构，使用喷墨装置，试样B相对于试样A，将基板材料改变为Si(硅)。另外，试样C相对于试样B，改变配线材料及工作方法，通过溅射Au(金)而形成配线图案。试样D～F分别相对试样C改变有机薄膜的种类。
由表2可知如下内容。
通过由聚脂类硅烷或聚乙烯类硅烷形成有机薄膜，可经由有机薄膜实现导通。对此，在不含硅烷的情况下，不能导通。
配线材料不限于Ag，是Au时也能够同样地经由有机薄膜实现导通。
在形成有含硅烷的有机薄膜的情况下，从配线图案附近的有机薄膜中检测配线材料的金属元素。对此，在不含硅烷的有机薄膜中检测不到那样的金属元素。
由上述可知，若在配线图案上形成含硅烷的有机薄膜，则配线材料的金属元素在有机薄膜中产生扩散的现象，通过这样的金属元素扩散而使有机薄膜带有导电性，可进行经由有机薄膜的导通连接。另外，扩散的进行即使比表1所示的结果多，也为5μm左右，通过使有机薄膜的膜厚小于μm，可进行这样的导通连接。
另外，由这样的扩散的进行程度，若相邻配线图案间的空间大于或等于5μm，则可避免经由有机薄膜使相邻配线图案导通的情况，即，可确保相邻配线间的绝缘。由此，即使是具有极窄间距(狭小空间)的配列配线的图案的配线基板，也能够适用本发明。
图4所示的照片是在本发明的配线基板中，测定配线电阻，确认良好的导通状态后对表面状态进行摄影而得到的，由照片可以确认，测定位置的有机薄膜不发生变化，有机薄膜下的配线图案不露出。
另外，图5表示通过配线基板的剖面试样SEM-XMA分析有机薄膜中的无机成分时的SEM照片的一例，在此，使用配线材料为Ag(厚度：0.5μm左右)，有机薄膜为聚脂类硅烷(厚度：10μm左右)的试样。
通过XMA分析，如图5照片中所示，可以确认在有机薄膜中存在有Ag成分。
如上述说明，根据本发明的配线基板，形成为接点部被有机薄膜覆盖的结构，故可防止接点部的氧化及腐蚀，进而可防止迁移的发生。
图6表示沿绝缘基板11上的配线基板的一条配线的剖面和在其上连接有连接器(未图示)等外部零件的端子引线21的状态的例子。在该例中，金属端子引线21弹性地与含硅烷的有机薄膜13的表面接触，经由有机薄膜13与形成在绝缘基板11上的配线图案12电导通。即，有机薄膜13表面的与配线图案12相对的部分成为与金属端子引线21的连接点。
这样，由于接点部经由有机薄膜而导通连接，故与以往那样通过在连接时利用接触强制地去除覆盖接点部的保护膜而构成导通的结构不同，可得到稳定的导通状态，也不会产生由污染等而引起的接触不良，另外，即使是例如接触压0.5N左右的弱接触压的外部零件，也能够得到良好的导通连接状态。另外，本发明中使用的含硅烷的有机薄膜硬度较高，在通常的连接器连接等的接触压下也不会破损。
应用例
进行如下的实验，即在上述的实施例使用的聚脂类硅烷溶液中浸入Cu(铜)制的连接器端子，在表面形成有机薄膜。浸渍时间为一分钟，以150℃烧结一小时，形成聚脂类硅烷膜。进行了该连接端子的导通评价的结果，可确认导通。
发明效果
根据本发明，由于形成为金属配线图案，包括接点部被含硅烷的有机薄膜覆盖的结构，故能够防止接点部的氧化及腐蚀，迁移的发生。
另外，接点部经由有机薄膜导通连接，故不会如以往那样在连接时将形成于接点部上的树脂保护膜破坏掉或刮去这样由树脂粉末等污染接点部，由此，也不发生接触不良，并且，即使是弱接触压的外部零件，也能够得到良好的导通状态。
Claims (6)
1.一种配线基板，其包括：绝缘基板；形成于所述绝缘基板的表面的金属配线图案；覆盖所述金属配线图案而形成于所述绝缘基板上的含硅烷的有机薄膜，在所述有机薄膜表面的与所述金属配线图案相对的部分，所述金属配线图案经由所述有机薄膜与外部零件的端子连接。
2.如权利要求1所述的配线基板，其中，所述有机薄膜由聚脂类硅烷或聚乙烯类硅烷构成。
3.如权利要求2所述的配线基板，其中，所述有机薄膜的膜厚小于5μm。
4.如权利要求1～3中任一项所述的配线基板，其中，所述金属配线图案由银材料形成。
5.如权利要求1～3中任一项所述的配线基板，其中，所述金属配线图案由金材料形成。
6.如权利要求1～3中任一项所述的配线基板，其中，所述金属配线图案含有配线间隔大于或等于5μm的多个金属配线。
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