DE102006037070B4

DE102006037070B4 - Verfahren zur Herstellung einer Platine

Info

Publication number: DE102006037070B4
Application number: DE102006037070.8A
Authority: DE
Inventors: Masashi Totokawa; Yasunori Ninomiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: US7458150B2; DE102006037070A1; JP2007053212A; US20070074391A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Platine (100) mit mehrlagigen Leitungsmustern (31), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Vielzahl von thermoplastischen Harzschichten (30), wobei das Ausbilden einen Schritt des Ausbildens eines Durchgangslochs (HA) in jeder der thermoplastischen Harzschichten (30), sowie einen Schritt des Druckens aufweist, bei welchem eine leitfähige Paste (10), die Metallnanopartikel (1a) enthält, auf der thermoplastischen Harzschicht (30) mittels Siebdruck so aufgetragen wird, dass das Durchgangsloch mit der leitfähigen Paste (10) aufgefüllt wird, und das Leitungsmuster (31) auf der thermoplastischen Harzschicht ausgebildet wird; Stapeln der Vielzahl von so ausgebildeten thermoplastischen Harzschichten (30); und anschließend Sintern der Vielzahl von aufeinander gestapelten thermoplastischen Harzschichten (30); wobei beim Sintern die thermoplastischen Harzschichten (30) mit Hitze in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol so gepresst werden, dass die thermoplastischen Harzschichten (30) integriert werden und die leitfähige Paste (10) gesintert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Platine, bei dem eine leitfähige Paste in einem isolierenden Substrat gesintert wird, um eine Schaltungsleitung auszubilden.
Das U.S. Patent Nr. 6,228,467 (entsprechend der JP-A-2000-38464 ) und die JP-A-2002-299833 offenbaren Verfahren zur Herstellung einer Platine, insbesondere einer mehrlagigen Platine mit einem mehrlagigen Leitungsmuster. Bei diesem Verfahren wird eine leitfähige Paste in einem isolierenden Substrat gesintert, um eine Schaltungsleitung bzw. -ader auszubilden.
Die 4A bis 4I, 5A und 5B sind Querschnittansichten, die ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Platine 90 darstellen, das dem im U.S. Patent Nr. 6,228,467 ähnlich ist.
Zuerst wird, wie in 4A dargestellt, eine Harzschicht 20 vorbereitet, die eine thermoplastische Harzschicht 21 und eine Kupferfolie 22 enthält. Die Harzschicht 20 ist eine laminierte Schicht mit der thermoplastischen Harzschicht 21 und der Kupferfolie 22.
Dann wird, wie in 4B dargestellt, eine Abdecklage 23 auf der Kupferfolie ausgebildet. Wie in 4C dargestellt, wird ein Maskenmuster bzw. eine Mustermaske 23a (mask pattern) bei einem Fotoprozess ausgebildet.
Dann wird, wie in 4D dargestellt, ein Ätzen der Kupferfolie 22 unter Verwendung der Mustermaske 23a durchgeführt. Danach wird, wie in 4E dargestellt, die Mustermaske 23a entfernt, um ein Leitungsmuster 22a aus der Kupferfolie 22 auszubilden.
Darauf wird, wie in 4F dargestellt, eine Schutzschicht 24 auf die andere Seite der thermoplastischen Harzschicht 21 laminiert.
Anschließend wird, wie in 4G dargestellt, ein Laser von der dem Leitungsmuster 22a entgegengesetzten Seite so eingestrahlt, dass ein mit einem Boden versehenes Loch H (based hole) ausgebildet wird. Das Leitungsmuster 22a ist der Boden des mit dem Boden versehenen Lochs H.
Dann wird, wie in 4H dargestellt, das Basisloch H mit einer leitfähigen Paste 11 gefüllt, die ein leitfähiger Füllstoff aus Ag und Sn ist. Dann wird, wie in 4I dargestellt, die Schutzschicht 24 entfernt. Demgemäß wird die Harzschicht 20 vor einem Multilayer bzw. einer Mehrfachlage vorbereitet.
Daraufhin werden die Harzschichten 20a bis 20f in eine Richtung gestapelt, wie in 5A gezeigt. Danach werden die gestapelten Harzschichten 20a bis 20f zwischen ein Paar von Wärmepressplatten (nicht dargestellt) eingebracht und bei Hitze gepresst. Zwischen den Harzschichten 20a bis 20f und den Wärmepressplatten wird eine Klebeschutzschicht bereitgestellt.
Die thermoplastischen Harzschichten 21, die aus den Harzschichten 20a bis 20f gebildet werden, werden durch das Wärmepressen weicher gemacht und ineinander integriert, wie in 5B dargestellt. Außerdem wird die leitfähige Paste 11 erhitzt und gesintert, um einen Verbindungsleiter auszubilden, der die Leitungsmuster 22a so verbindet, dass die mehrlagige Platine 90 hergestellt wird.
Beim vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren wird ein Photolithographieverfahren verwendet. Das Photolithographieverfahren weist viele Schritte bzw. Prozesse auf und verursacht einen Anstieg der Kosten beim Herstellen der Platine 90.
Außerdem wird ein Nassätzverfahren zum Ätzen der Kupferfolie 22 verwendet. Das Nassätzen hat aufgrund des Eintauchprozesses viele Einschränkungen bei der Herstellung der Platine 90.
Im Gegensatz dazu wird beim Verfahren zur Herstellung einer Platine, das in der JP-A-2002-299833 offenbart ist, eine leitfähige Paste mit Metallpartikeln verwendet. Der Durchmesser der Partikel beträgt durchschnittlich 1 bis 100 nm. Ein Leitungsmuster wird durch einen Siebdruck oder durch einen Tintenstrahl unter Verwendung der leitfähigen Paste ausgebildet. Der Metallpartikel wird bei einer Temperatur von gleich oder weniger als 250°C gesintert. Zudem wird jedes Leitungsmuster zum Ausbilden eines mehrlagigen Leitungsmusters sequentiell aufgebaut.
Allerdings können die Oberflächen der Metallpartikel, die für die leitfähige Paste verwendet werden, leicht oxidieren. Selbst wenn die Metallpartikel bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden, kann sich ein Widerstand der Leitungsmuster leicht steigern. Der Multilayer bzw. die Mehrlagenanordnung nach dem Aufbauverfahren umfasst viele Schritte und verursacht einen Anstieg der Kosten zur Herstellung der Platine.
Die EP 1 416 779 A2 , die von der Anmelderin stammt, betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer Platine mit mehrlagigen Leitungsmustern. Hierbei wird für die Verfüllung von Durchgangsöffnungen in dem Substrat eine leitfähige Paste mit Metallpartikel in Nanogröße verwendet. Dabei erfolgt die Verfüllung unter Verwendung eines Rakels. Für das Ausbilden des Leitungsmusters wird eine Tinte mittels eines Tintendruckkopfes verwendet.
Die WO 2005/061598 A1 betrifft das Sintern von Nanopartikel-Verbindungen bei niedrigen Temperaturen. Die dabei verwendeten Verbindungen (compositions) enthalten eine Mixtur aus Silber- und Gold-Metallnanopartikeln. Diese Verbindung kann auf einem Substrat aufgetragen und gesintert werden, um ein leitfähiges Element auszubilden.
Die JP 2002-299833 A betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Platine mit mehrlagigen Leitungsschichten. Das von dieser Patentanmeldung zu lösende Problem liegt in der Herstellung eines feineren Leitungsmusters für mehrlagige Leitungsplatinen. Dazu werden in den Durchgangslöchern, die Zwischenverbindungen zwischen den Schichten ausbilden, leitende Bereiche, die sich an der inneren Umfangsoberfläche der Durchgangslöcher befinden, mit einer Nano-Silberpaste ausgebildet.
Im Hinblick auf das Vorangehende und andere Probleme, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Platine vorzuschlagen, bei dem eine leitfähige Paste in einem isolierendem Substrat gesintert wird, um eine Schaltungsleitung so auszubilden, dass ein Widerstand eines Leitungsmusters niedrig ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstellung einer Platine einen Bereitstellungsprozeß bzw. -schritt, bei dem eine leitfähige Paste mit Metallnanopartikeln in einem isolierenden Substrat bereitgestellt wird, und einen Sinterprozess bzw. -schritt, bei dem die leitfähige Paste gesintert wird und dadurch eine Schaltungsleitung ausgebildet wird. Beim Sinterprozess wird die leitfähige Paste in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol so gesintert, dass die Metallnanopartikel gesintert werden.
Folglich kann die leitfähige Paste mit dem Metallnanopartikel bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden. Außerdem fungiert der Alkohol als Reduktionsmittel, wenn die leitfähige Paste in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol gebrannt wird. Daher kann eine Oberflächenoxidschicht des Metallnanopartikels entfernt werden. Das heißt, ein Anstieg eines Widerstands der Schaltungsleitung, die durch Sintern der leitfähigen Paste ausgebildet wird, wird verhindert.
Gemäß eine anderem Beispiels der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Fertigung einer Platine mit einem mehrlagigen Leitungsmuster einen Vorbereitungsprozess bzw. -schritt, bei dem eine Mehrzahl von Schichtelementen vorbereitet wird, von denen jedes eine leitfähige Paste mit Metallnanopartikeln hat, die in Durchgangslöcher eines isolierenden Substrats gefüllt wird, einen Stapelprozess bzw. -schritt, bei dem die Mehrzahl der Schichtelemente gestapelt wird, und einen Erhitzungsprozess bzw. -schritt, bei dem das gestapelte Schichtelement in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol so erhitzt wird, dass die Nanopartikel gesintert werden, um das mehrlagige Leitungsmuster auszubilden.
Folglich kann das Ausbilden des mehrlagigen Leitungsmusters und das Sintern der Nanopartikel gleichzeitig durchgeführt werden. Daher können die Fertigungsprozesse bzw. -schritte gegenüber herkömmlichen Verfahren extrem reduziert werden.
Die vorstehende, sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
1A eine Musterdarstellung, die Komponentensubstanzen einer leitfähigen Paste darstellt, die in einem Verfahren zur Herstellung einer Platine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
1B eine Darstellung, die Druckausführungen einschließlich Füllraten von Durchgangslöchern mit leitfähigen Pasten darstellt, wenn die leitfähigen Pasten mittels Siebdruck auf isolierenden Substraten aufgebracht werden, und
1C eine Darstellung, die die Widerstände von Schaltungsleitungen darstellt, wenn die Schaltungsleitungen durch Sintern der leitfähigen Paste unter Bedingungen ausgebildet werden;
2A bis 2C Querschnittansichten, die Herstellungsprozesse einer mehrlagigen Platine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
3A und 3B Querschnittansichten, die Herstellungsprozesse der mehrlagigen Platine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
4A bis 4I Querschnittansichten, die ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Platine darstellen; und
5A und 5B Querschnittansichten, die das herkömmliche Verfahren zur Herstellung der mehrlagigen Platine darstellen.
1A zeigt eine Musterdarstellung, die Bestandteilsubstanzen einer leitfähigen Paste 10 darstellt, die bei einem Verfahren zur Herstellung einer Platine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die leitfähige Paste 10, die in 1A dargestellt ist, enthält Metallnanopartikel 1a, deren Durchmesser im Nanometerbereich liegen. Die Durchmesser des Metallnanopartikels 1a können auf gleich oder weniger als 50 nm gesetzt werden. In diesem Fall kann die leitfähige Paste 10 bei einer niedrigen Temperatur von gleich oder weniger als 300°C gesintert werden, und komplizierte Leitungsmuster und Verbindungsleiter, die die Leitungsmuster verbinden, können ausgebildet werden.
Zudem sind Metallmikropartikel 1b in der leitfähigen Paste 10 enthalten, wie in 1A dargestellt. Die Metallmikropartikel 1b bestehen aus demselben Metall wie die Metallnanopartikel 1a, wobei die Durchmesser der Metallmikropartikel 1b im Mikrometerbereich liegen (z. B., mehrere Mikrometer bis mehrere zehn Mikrometer). Ein gemischtes Material aus Metallnanopartikeln 1a und Metallmikropartikeln 1b kann die Kosten für die leitfähige Paste 10 reduzieren und zur Herstellung eines dicken Leitungsmusters und eines Verbindungsleiters mit einem großen Querschnitt verwendet werden. Zusätzlich kann der Anteil der Metallnanopartikel 1a in der leitfähigen Paste 10 auf gleich oder mehr als 40 Gew% gesetzt werden. In diesem Fall werden die Charakteristika durch die Verwendung der Metallnanopartikel 1a sogar dann beibehalten, wenn die Metallmikropartikel 1b in der leitfähigen Paste 10 enthalten sind. Die Charakteristika sind zum Beispiel, dass die Erhitzungstemperatur niedrig ist, und dass die komplizierte Schaltungsleitung hergestellt werden kann.
Die Metallnanopartikel 1a und die Metallmikropartikel 1b können aus Cu oder Ag bestehen, welches eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Cu ist insbesondere besser, da Cu keine Tendenz zur Migration aufweist. Die leitfähige Paste 10, die in 1A gezeigt wird, enthält die Metallnanopartikel 1a und die Metallnanopartikel 1b. Die leitfähige Paste 10 kann jedoch auch nur die Metallnanopartikel 1a enthalten.
In der leitfähigen Paste 10 werden Metallzusammensetzungen aus den Metallnanopartikeln 1a und den Metallmikropartikeln 1b in einer geeigneten Menge eines Lösungsmittels 2 verteilt. Alkane und/oder Alkohole können für das Lösungsmittel 2 verwendet werden. Die leitfähige Paste 10 kann einem isolierenden Substrat über eine Vielfalt von Verfahren zugeführt werden, z. B. Siebdruck, der wenige Schritte enthält, wodurch die Herstellungskosten gering sind.
Wenn die leitfähige Paste 10 dem isolierenden Substrat durch Siebdruck zugeführt wird, wird die Durchführung des Druckens getestet. Die Durchführung schließt die Füllraten eines Durchgangslochs mit der leitfähigen Paste 10 ein. Die Testergebnisse sind in 1B dargestellt.
Es werden verschiedene Zusammensetzungen der leitfähigen Paste 10 getestet. Beim Drucktest sind die Durchmesser der Metallnanopartikel durchschnittlich 5 nm und die Durchmesser der Metallmikropartikel durchschnittlich 1 μm. Bei einer leitfähigen Paste der Zus. 1 (Zusammensetzung 1), werden 40 Gew% Ag-Nanopartikel und 40 Gew% Ag-Mikropartikel in 20 Gew% eines Alkans verteilt bzw. verdünnt. In einer leitfähigen Paste der Zus. 2 (Zusammensetzung 2), werden 40 Gew% Cu-Nanopartikel und 40 Gew% Cu-Mikropartikel in 20 Gew% Glycerin, welches ein mehrwertiger Alkohol bzw. Polyalkohol ist, verteilt. In einer leitfähigen Paste der Zus. 3 (Zusammensetzung 3), werden 40 Gew% Cu-Nanopartikel und 40 Gew% Cu-Mikropartikel in 20 Gew% eines Alkans verteilt. Alle Ergebnisse der Drucktests mit den vorbereiteten Proben der Zus. 1 bis 3 sind gut zur Steuerung der Viskositäten, z. B., Verdampfen der Lösung. Ein Durchsickern der Proben wird nicht beobachtet. Auch die Durchführungen der Durchgangslochbefüllung mit den Proben sind gut. Es wird keine Fehlstelle im Durchgangsloch verursacht.
Beim Verfahren zur Herstellung der Platine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird die leitfähige Paste 10 mit Alkohol in einer sauerstoffarmen Umgebung so gebrannt, dass die Metallnanopartikel 1a gesintert werden. Die leitfähige Paste 10 kann bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden, da die leitfähige Paste 10 die Metallnanopartikel 1a enthält. Zusätzlich funktioniert der Alkohol als ein Reduktionsmittel, wenn die leitfähige Paste 10 in einer sauerstoffarmen Umgebung gebrannt wird. Dadurch werden Oberflächenoxidschichten der Metallnanopartikel 1a entfernt. Folglich wird ein Anstieg des Widerstands der Schaltungsleitung, die durch das Sintern der leitfähigen Paste 10 ausgebildet wird, verhindert. Die Schaltungsleitung hat annähernd dieselbe elektrische Leitfähigkeit wie ein metallisches Material als festes Rohmaterial.
Unter Bedingungen wie nachfolgend beschrieben, werden die leitfähigen Pasten 10 der Zus. 1 bis 3 bei 300°C so gebrannt, dass Schaltungsleiter ausgebildet werden. Die Ergebnisse von Messungen der Widerstände der Schaltungsleitungen sind in 1C dargestellt.
Jede leitfähige Paste der Zus. 1 bis 3 wird, bei den in 1C dargestellten Beispielen 1–3, in einer sauerstoffarmen Umgebung gebrannt. Zusätzlich ist im Beispiel 2 das Lösungsmittel 2 der leitfähigen Paste 10 der Zus. 2 ein Polyalkohol. Deshalb wird in Beispiel 2 die leitfähige Paste 10 der Zus. 2 in der Umgebung mit dem Polyalkohol gebrannt. Andererseits wird, in den Beispielen 4 bis 6, gasförmiger Alkohol einer Kammer mit wenig Sauerstoff zugeführt. Jede leitfähige Paste der Zus. 1 bis 3 wird, dargestellt in den Beispielen 4 bis 6 in 1C, in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol gebrannt.
Wie in Beispiel 1 und Beispiel 4 in 1C gezeigt ist, sind die Widerstände der Schaltungsleitungen 3 μΩcm, die durch Brennen der leitfähigen Pasten mit den Ag-Nanopartikeln erzeugt werden. In den Umgebungen, welche jeweils den Alkohol enthalten oder den Alkohol nicht enthalten, können die Ag-Nanopartikel vorteilhaft gesintert werden.
Andererseits ist der Widerstand der Schaltungsleitung, wie in Beispiel 3 in 1C dargestellt, 30 μΩcm, wenn die leitfähige Paste mit den Cu-Nanopartikeln in einer Umgebung ohne Alkohol gebrannt wird. Die Oberfläche der Cu-Nanopartikel in der leitfähigen Paste 10 wird in einem stationären Zustand oxidiert, so dass die Cu-Nanopartikel nicht nur durch Erhitzen gesintert werden kann. Der Widerstand der Schaltungsleitung steigt extrem an, nachdem die Cu-Nanopartikel gesintert wurden, auch wenn die Cu-Nanopartikel gesintert werden können.
Dementsprechend ist der Widerstand der Schaltungsleitung, wie in Beispiel 6 in 1C dargestellt, 3 μΩcm, wenn die leitfähige Paste 10 mit den Cu-Nanopartikeln in der Umgebung mit dem Alkohol gebrannt wird. Der Alkohol funktioniert als ein Reduktionsmittel, so dass Oberflächenoxidschichten der Cu-Nanopartikel, wie vorstehend erwähnt, entfernt werden können. Folglich können die Cu-Nanopartikel bei der niedrigen Temperatur gesintert werden, und das Ansteigen des Widerstands der Schaltungsleitung kann verhindert werden, nachdem sie gesintert wurde. Die Schaltungsleitung kann mit annähernd derselben elektrischen Leitfähigkeit wie diejenige von Cu im festen Rohmaterial ausgebildet werden. Die elektrische Leitfähigkeit von Ag oder Cu als festes Rohmaterial beträgt 1,6 μΩcm.
Zudem beträgt der Widerstand der Schaltungsleitung, dargestellt in Beispiel 2 in 1C, 3 μΩcm, sodass die Cu-Nanopartikel vorteilhaft gesintert werden können. Dies ist so, da der Polyalkohol, der das Lösungsmittel 2 der leitfähigen Paste 10 der Zus. 2 ist, bei der Bedingung enthalten ist. Der gasförmige Alkohol kann der Kammer zugeführt werden, in der die leitfähige Paste 10 gebrannt wird. Der Alkohol kann jedoch der leitfähigen Paste 10 auch als Lösungsmittel 2 zugeführt werden. Weiterhin hat eine Hydroxylgruppe (-OH) des Alkohols die Funktion des Reduktionsmittels. Daher ist der Polyalkohol mit einer Anzahl von Hydroxylgruppen der vorzugsweise in der Kammer enthaltene Alkohol. Glycerin kann zum Beispiel als der Polyalkohol verwendet werden, der als Lösungsmittel 2 der Zus. 2 verwendet wird.
Beim Verfahren zur Herstellung der Platine gemäß der vorliegenden Erfindung, wird, wie vorstehend beschrieben, die leitfähige Paste 10 mit den Metallnanopartikeln 1a, dargestellt in 1A, in der sauerstoffarmen Umgebung mit dem Alkohol gebrannt. Dadurch kann die Platine hergestellt werden, wobei der Widerstand des Leitungsmusters niedrig ist.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung der Platine ist insbesondere zur Herstellung einer mehrlagigen Platine 100 mit einem mehrlagigen Leitungsmuster geeignet. Das Verfahren zur Herstellung der mehrlagigen Platine 100 wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst wird, wie in 2A dargestellt, eine thermoplastische Harzschicht 21 vorbereitet.
Dann wird, wie in 2B dargestellt, ein Durchgangsloch HA in vorbestimmten Positionen der Harzschicht bereitgestellt, um einen Verbindungsleiter zwischen den Harzschichten 21 auszubilden. Das Durchgangsloch HA kann nicht nur durch eine Bearbeitung mittels Laser, sondern auch durch Stanzen ausgebildet werden.
Daraufhin wird, wie in 2C dargestellt, die leitfähige Paste 10, die unter Bezugnahme auf 1A beschrieben wurde, der Harzschicht 21 durch Siebdruck zugeführt. Das Durchgangsloch HA wird mit der leitfähigen Paste 10 gefüllt und ein Leitungsmuster 31 auf der Harzschicht 21 ausgebildet. Die leitfähige Paste 10 trocknet nach dem Drucken bei einer Temperatur zwischen einer Raumtemperatur und 120°C. Dementsprechend wird eine Harzschicht 30 vor einem Multilayer vorbereitet.
Dann werden die Harzschichten 30a bis 30f, wie in 3A dargestellt, in einer Richtung und einer Anordnung gestapelt.
Danach werden die gestapelten Harzschichten 30a bis 30f zwischen ein Paar Wärmepressplatten (nicht dargestellt) eingebracht, und mit Hitze bei einer Temperatur von gleich oder weniger als 300°C in der vorstehend beschriebenen sauerstoffarmen Umgebung mit dem Alkohol gepresst. Eine Klebeschutzschicht ist zwischen den Harzschichten 20a bis 20f und den Wärmepressplatten bereitgestellt.
Die thermoplastischen Harzschichten 21, die in den Harzschichten 30a bis 30f bereitgestellt sind, werden durch das Warmpressen weicher gemacht und ineinander integriert, wie in 3B dargestellt. Zusätzlich werden die Metallnanopartikel 1a der leitfähigen Paste 10 bei niedriger Temperatur so gesintert, dass eine Schaltungsleitung (das Leitungsmuster 31 und eine Verbindungsleitung, welche die Leitungsmuster 31 verbindet) ausgebildet wird.
Folglich wird die mehrlagige Platine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Bei dem, in den 2A bis 2C, 3A und 3B dargestellten Herstellungsverfahren der mehrlagigen Platine 100, wird die leitfähige Paste 10 mit den Metallnanopartikeln 1a der Harzschicht 21 durch den Siebdruck, dessen Kosten niedrig sind, zugeführt. Die gestapelten Harzschichten 30a bis 30f werden mit Hitze bei einer Temperatur von 300°C oder weniger gepresst, welche die erlaubte Temperaturgrenze der Harzschicht 21 ist. Folglich kann das Integrieren der Harzschichten 21 und das Sintern der leitfähigen Paste 10 gleichzeitig durchgeführt werden. Daher können die Herstellungsprozesse bzw. -schritte, verglichen mit den herkömmlichen Verfahren, extrem reduziert werden.
Beim vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Platine, wird die leitfähige Paste 10, die dem isolierenden Substrat zugeführt ist, erhitzt und gesintert, um die Schaltungsleitung auszubilden. Zudem kann die mehrlagige Platine 100 mit dem mehrlagigen Leitungsmuster 31 mit der leitfähigen Paste 10 mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
Darüber hinaus kann die leitfähige Paste 10 mit den Metallnanopartikeln 1a, anstatt der leitfähigen Paste 11 des herkömmlichen Verfahrens, das in den 4A bis 4I, 5A und 5B dargestellt ist, zur Herstellung der mehrlagigen Platine 90 verwendet werden. Die gestapelten Harzschichten 20a bis 20f, dargestellt in 5B, können mit Hitze in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol gepresst werden.
Solche Änderungen und Modifizierungen sind als zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehörig zu verstehen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Platine (100) mit mehrlagigen Leitungsmustern (31), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Vielzahl von thermoplastischen Harzschichten (30), wobei das Ausbilden einen Schritt des Ausbildens eines Durchgangslochs (HA) in jeder der thermoplastischen Harzschichten (30), sowie einen Schritt des Druckens aufweist, bei welchem eine leitfähige Paste (10), die Metallnanopartikel (1a) enthält, auf der thermoplastischen Harzschicht (30) mittels Siebdruck so aufgetragen wird, dass das Durchgangsloch mit der leitfähigen Paste (10) aufgefüllt wird, und das Leitungsmuster (31) auf der thermoplastischen Harzschicht ausgebildet wird; Stapeln der Vielzahl von so ausgebildeten thermoplastischen Harzschichten (30); und anschließend Sintern der Vielzahl von aufeinander gestapelten thermoplastischen Harzschichten (30); wobei beim Sintern die thermoplastischen Harzschichten (30) mit Hitze in einer sauerstoffarmen Umgebung mit Alkohol so gepresst werden, dass die thermoplastischen Harzschichten (30) integriert werden und die leitfähige Paste (10) gesintert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: ein Durchmesser der Metallnanopartikel (1a) gleich oder kleiner als 50 nm ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die leitfähige Paste (10) zudem Metallmikropartikel (1b) enthält, welche aus dem gleichen Metall wie die Metallnanopartikel (1a) bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: ein Anteil der Metallnanopartikel (1a) in der leitfähigen Paste (10) gleich oder größer als 40 Gew% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Metall Ag ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Metall Cu ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der Alkohol ein Polyalkohol ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei: der Polyalkohol Glycerin ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Alkohol als Lösungsmittel (2) der leitfähigen Paste (10) zugeführt wird.