DE112008000485T5

DE112008000485T5 - Platine und Herstellungsverfahren derselben

Info

Publication number: DE112008000485T5
Application number: DE112008000485T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyota-shi Yanagimoto; Takeshi Toyota-shi BESSHO; Hidemi Takatsuki-shi NAWAFUNE; Kensuke Nagaokakyo-shi Akamatsu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2010-01-28
Also published as: CN101578928A; KR20090115223A; US8261437B2; US20100270057A1; WO2008105561A1; JP4697156B2; KR101038351B1; CN101578928B; JP2008218459A

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Platine, aufweisend ein Substrat mit einer Oberfläche, auf der erwünschte Metallverdrahtungen ausgebildet sind, aufweisend mindestens die Schritte:
Verwenden einer Form, welche Vorsprünge besitzt, die auf einer Oberfläche in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet sind, und Auftragen einer leitfähige Materialschicht auf Stirnabschnitte der Vorsprünge der Form;
Druckschweißen der Form, welche die Vorsprünge mit den Stirnabschnitten besitzt, auf welche die leitfähige Materialschicht aufgetragen worden ist, auf die Oberfläche des Substrats, und Übertragen eines Musters, aufweisend die Vorsprünge und die leitfähige Materialschicht, auf die Oberfläche des Substrats; und
Ausbilden von Metallverdrahtungen in Ausnehmungen, welche im vorherigen Schritt beim Übertragen des Musters unter Verwendung der übertragenen leitfähigen Materialschicht als Basismaterial ausgebildet sind.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Platine und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Platine einschließlich eines Dünnfilmsubstrats, das aus einem Harzmaterial und dergleichen ausgebildet ist und die Oberfläche besitzt, auf der Metallverdrahtungen in einem erwünschten Muster ausgebildet sind, und sie auch ein Herstellungsverfahren derselben betrifft.
Hintergrund der Erfindung
Trockenprozesse mit Vakuumverdampfung, Zerstäubung und dergleichen sind als Verfahren zum Ausbilden einer mikrofabrizierten Platine auf der Oberfläche eines Dünnfilmharzsubstrats bekannt. Zudem ist auch ein subtraktives Verfahren weit verbreitet, wobei dieses Verfahren einschließt: Bedecken der gesamten Oberfläche eines Substrats einschließlich, zum Beispiel, eines Polyimidharzes mit einem Metallfilm einschließlich, zum Beispiel, einer Kupferfolie um ein Metallbeschichtungsmaterial herzustellen; und Entfernen von unnötigen Metallfilmabschnitten durch einen Ätzvorgang mit Photolithographie oder dergleichen. Im Falle von diesem subtraktiven Verfahren ist es jedoch schwierig, eine mikrofabrizierte Verdrahtung mit einer Breite von circa 30 μm oder weniger auszubilden. Daher wurden weitere technologische Innovationen für die Herstellung von Platinensubstrate hoher Dichte der nächsten Generation erwartet.
Dieser Nachfrage zur Folge offenbart Patentdokument 1 ein Verfahren zur Herstellung für eine Metallverdrahtung auf einem Polyimidfilm. In dem Verfahren wird eine Chemikalie, die Polyimid zersetzen kann, bei ausgewählten Abschnitten unter Verwendung eines Lithographieapparates oder dergleichen auf einem Polyimidfilm derart aufgetragen, dass ausgewähltes Ätzen für eine Ausnehmungsausbildung ausgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind übrige Polyimidabschnitte auf der Filmoberfläche so modifiziert, dass sie in der Lage sind, Metallionen zu adsorbieren. Anschließend treten eine Metallionen beinhaltende Lösung und die Polyimidabschnitte so miteinander in Kontakt, dass Metallionen ausschließlich an den modifizierten Abschnitten adsorbiert werden. Dann tritt ein Metallionen reduzierender Mittler mit den Metallionen derart in Kontakt, dass Metall(oxid)nanopartikelverbindungen in Polyimidausnehmungen, die durch Ätzen wie obenstehend beschrieben ausgebildet wurden, aufgebracht werden. Schließlich wird ein stromloser oder elektrolytischer Plattiervorgang derart ausgeführt, dass ein Metallfilm in jeder Ausnehmung aufgebracht wird, was in einer Ausbildung einer mikrofabrizierten Schaltung resultiert. Das Dokument beschreibt, dass das Verfahren eine preiswertere Produktion einer mikrofabrizierten Verdrahtung in einem größerem Umfang erlaubt, als der, der durch ein allgemein bekanntes subtraktives Verfahren erhalten wird.

[Patentdokument 1] JP Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2005-29735 A

Offenbarung der Erfindung
Aufgabenstellung der Erfindung
Im obenstehenden Verfahren sind Ausnehmungen für Verdrahtungen auf der Oberfläche eines Polyimidfilms ausgebildet, der durch chemisches Ätzen als Substrat dient. In diesem Fall wird das Ätzen auf isotropische Weise ausgeführt. Daher, wenn die notwendige Verdrahtungsfilmstärke 10 μm oder dünner ist, kann davon ausgegangen werden, dass eine mikrofabrizierte Platine ausgebildet wird. Wenn jedoch eine große Verdrahtungsfilmstärke notwendig ist, sind Ausbildungen von Ausnehmungen mit großer Breite unumgänglich. Demzufolge wird es schwierig, eine Mikrofabrikation und eine Ausbildung von Verdrahtungen hoher Dichte zu erreichen. Es ist auch schwierig, Verdrahtungen mit einem Seitenverhältnis von 1 und mehr auszubilden. Dies macht es auch schwierig, eine Mikrofabrikation für Verdrahtungen zu erreichen. Weiter, im obenstehenden Fall, werden Chemikalien auf einem Polyimidfilm auf sequentielle Weise aufgetragen, was in einem Anstieg der Anzahl von Vorgangsschritten resultiert und zu einem unumgänglichen Anstieg der Kosten führt.
Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf die obenstehenden Probleme gemacht worden. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Herstellungsverfahren, einschließlich der Herstellung einer Platine mit einer weiter mikrofabrizierten Platine in weiter vereinfachten Schritten bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Platine bereitzustellen, die durch das obenstehende Herstellungsverfahren erhalten wird.
Mittel zum Lösen des Problems
Das Verfahren zur Herstellung einer Platine mit einem Substrat mit einer Oberfläche, auf der erwünschte Metallverdrahtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, umfasst zumindest die Schritte: Verwenden einer Form, die Vorsprünge auf einer Oberfläche in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet hat, und Auftragen einer leitfähigen Materialschicht auf Stirnabschnitten der Vorsprünge der Form; Druckschweißen der Form, welche die Vorsprünge mit den Stirnabschnitten besitzt, auf welche die leitfähige Materialschicht aufgetragen worden ist, auf die Oberfläche des Substrats und Übertragen eines Musters, einschließlich der Vorsprünge und der leitfähigen Materialschicht auf die Oberfläche des Substrats; und Ausbilden von Metallverdrahtungen in Ausnehmungen, die im vorherigen Schritt bei der Übertragung des Musters unter Verwendung der übertragenen leitfähigen Materialschicht als Basismaterial ausgebildet sind.
Im obenstehenden Herstellungsverfahren wird das auf der Form ausgebildete Vorsprungmuster direkt auf die Substratseite übertragen, und somit kann eine Ausnehmung mit einem beliebigen Seitenverhältnis (d. h., das Verhältnis von Tiefe zu Breite) auf der Substratoberfläche ausgebildet werden. Demzufolge kann ein Ausnehmungsmuster das bei höherer Dichte mikrofabriziert ist auf der Substratoberfläche ausgebildet werden. Zudem resultiert das Druckschweißen der Form auf die Substratoberfläche in einer zeitgleichen Übertragung des Vorsprungmusters auf die Substratoberfläche und einer leitfähigen Substratschicht auf die Bodenseite jeder ausgebildeten Ausnehmung. Daher können Verfahren zur Herstellung vereinfacht werden. Weiter resultiert dieses Druckschweißen in stabilen Übertragungsbedingungen der leitfähigen Materialschicht auf die Substratseite.
Eine leitfähige Materialschicht, die auf den Bodenabschnitt jeder Ausnehmung, die auf einem Substrat ausgebildet ist, übertragen wird, wird als Basismaterial genutzt, um eine Metallverdrahtung in jeder Ausnehmung auszubilden. Somit kann die Platine der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Wie obenstehend beschrieben, ist das Ausnehmungsmuster, das auf der Substratoberfläche ausgebildet ist, in hoher Dichte mikrofabriziert und es kann somit eine Platine mit einer hohen Verdrahtungsdichte erhalten werden. Im Falle der Platine der vorliegenden Erfindung kann der Hochstromfluss durch die Verdrahtungsabschnitte, durch Festlegen eines Musters einschließlich einer Verdrahtung mit hohen Seitenverhältnissen, aufgelöst werden. Somit wird die Platine der vorliegenden Erfindung in Bezug auf Isolationszuverlässigkeit nicht beeinträchtigt, wenn sie als Montageplatte verwendet wird, selbst wenn die Platine mikrofabriziert ist (Ausbildung hoher Dichte).
Im Verfahren zur Herstellung einer Platine der vorliegenden Erfindung enthalten die, die leitfähige Materialschicht bildenden Beispiele von Materialien, welche verwendet werden können, eine Metallpaste einschließlich einer Mischung aus anorganischen Metallpartikeln und einer Lösung, und eine Resinatpaste einschließlich einer Mischung aus einer organischen Metallkomponente und einer Lösung, sind darauf aber nicht beschränkt. Eine Metallpaste ist nicht beschränkt bzw. beschränkend; jedoch ist insbesondere eine Kupferpaste, welche ein Niedrig-Widerstand Material ist, vorzuziehen. Zusätzlich zum Obenstehenden kann auch eine Silberpaste, eine Goldpaste, eine Nickelpaste und dergleichen verwendet werden. In diesem Fall sind die Partikelgrößen von Metallpartikeln vorzugsweise circa mehrere bis mehrere hundert Nanometer groß. Beispiele einer Resinatpaste enthalten ein Kupferresinat, ein Silberresinat, ein Goldresinat und ein Nickelresinat. Im Falle einer Metallpaste, wird die Übertragung auf das Substrat über Hitze und Druckschweißen ausgeführt. Demgemäß findet ein Sintervorgang von Metallpartikeln statt, und es wird somit ein Metallfilm erhalten. Manche Abschnitte des Films sind in die Substratseite eingebettet und zeigen an, dass die Übertragung des Metallfilms auf die Substratseite sicher stattfindet. Die Sintertemperatur kann abhängig von dem verwendeten Material für das Substrat festgelegt werden; vorzugsweise ist sie jedoch 100°C bis 500°C.
Im Verfahren zur Herstellung einer Platine der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges Material als Material für eine Form verwendet werden, vorausgesetzt dass Vorsprünge auf der Form ausgebildet werden können und die Form resistent auf metallische und thermische Beanspruchungen ist, wenn sie auf die Substratseite übertragen wird. Bevorzugte Beispiele eines Materials, dass verwendet werden kann, enthalten Glas, Silikon, Quarz, Edelstahl, Harze und Metalle. Beispiele eines Metallmaterials enthalten: Nickel und dessen Legierungen; und Edelstahl. In Hinblick auf die Langlebigkeit und Positionsgenauigkeit sind jedoch insbesondere Nickel und dessen Legierungen zu bevorzugen.
Um Ausbildungen in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters auf der Oberfläche der Form auszubilden, können allgemein bekannte Verfahren wie Mikroätzen, Elektroformen (electrocasting) und mikrokontakt Drucken verwendet werden. Ein geeignetes Verfahren wird abhängig vom verwendeten Material verwendet. Zwischen diesen Verfahren ist mikrokontakt Drucken vorzuziehen. Die Verwendung von diesem Verfahren erlaubt die Ausbildung eines Vorsprung(schaltungs-)musters mit einer Vorsprungbreite von zum Beispiel 30 μm oder weniger.
Die Breiten und die Höhen von Vorsprüngen, die in einer Form ausgebildet werden, und der Abstand zwischen jedem der zwei Vorsprünge, sind abhängig vom Schaltungsmuster festgelegt, das zum Erlangen einer Platine benötigt wird. In einem Beispiel ist die Vorsprungbreite circa 5 μm bis 300 μm, die Vorsprunghöhe circa 5 μm bis 500 μm und der Abstand zwischen jedem der zwei Vorsprünge circa 5 μm bis 300 μm. Bei allen Vorsprüngen kann eine identische Breite und eine identische Höhe aufgetragen werden, oder manche Vorsprünge unterschiedliche Breiten und Höhen besitzen.
Im Verfahren zur Herstellung einer Platine der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges Material für eine Substanz verwendet werden, so lange es ein nichtleitfähiges Material ist. Materialien, die für gewöhnlich für diese Arten von Platinen verwendet werden, können in geeigneter Weise verwendet werden. Dieses Material ist vorzugsweise ein dünner Film mit einer Stärke von circa 10 μm bis 1000 μm. Im Hinblick auf die Einfachheit von Übertragung und Aufrechterhaltung eines Musters einschließlich durch Übertragung ausgebildete Ausnehmungen, ist insbesondere ein thermoplastisches Harz oder ein aushärtbares Harz zu bevorzugen. Beispiele von diesem Harz enthalten auf Polypropylen basierende Harze, auf Polystyren basierende Harze, auf Polyethylen basierende Harze, Polyacrylonitril, Vinylchlorid, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polytetrafluorethylen, Polyetheretherketon, Polyethylennaphthalat und Polyamidsäureharze welche Polyimidausgangsstoffe sind. Davon sind Polyamidharze mit hohen thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften zu bevorzugen.
Im Verfahren zur Herstellung einer Platine der vorliegenden Erfindung ist ein spezielles Beispiel des Schrittes der Ausbildung von Metallverdrahtungen unter Verwendung der übertragenen leitfähigen Materialschicht als Basismaterial ein Schritt, der die Ablagerung eines Metallfilms in jeder Ausnehmung unter Verwendung der leitfähigen Materialschicht als Kern über einen bekannten stromlosen oder elektrolytischen Vorgang verursacht. Wenn ein elektrolytischer Plattiervorgang durchgeführt wird, funktioniert die obenstehende übertragene leitfähige Materialschicht als Saatschicht. Wenn ein stromloser Plattiervorgang durchgeführt wird, funktioniert die obenstehende übertragene leitfähige Materialschicht als Plattierkatalysatorkern. Stromloses plattieren wird vorzugsweise zur Ausbildung einer Verdrahtung mit einer dünnen Filmstärke (z. B., circa 50 μm oder weniger) verwendet. Elektrolytisches Plattieren wird vorzugsweise zur Ausbildung einer Verdrahtung mit einer stärkeren Filmstärke als im obenstehenden Fall verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein anderes Beispiel einer Platine offenbart, dass durch das obenstehende Herstellungsverfahren hergestellt ist. Diese Platine ist dadurch gekennzeichnet, dass Ausnehmungen auf der Oberfläche eines Substrats in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet sind, dass eine leitfähige Materialschicht auf der Bodenfläche jeder Ausnehmung ausgebildet ist, und dass eine Metallverdrahtung in jeder Ausnehmung als Resultat einer Ablagerung eines Metallfilms unter Verwendung der leitfähigen Materialschicht als Kern über einen stromlosen oder elektrolytischen Plattiervorgang ausgebildet ist.
In der obenstehenden Platine können manche Metallverdrahtungen ein sich von denen der Anderen unterscheidendes Seitenverhältnis besitzen, oder alle Metallverdrahtungen identische Seitenverhältnisse besitzen. In der Platine kann eine Metallverdrahtung mit einem Seitenverhältnis von 1 oder mehr enthalten sein.
Im Falle der obenstehenden Platine ist die Metallverdrahtungsbreite circa 5 μm bis 300 μm, die Metallverdrahtungshöhe circa 5 μm bis 500 μm und der Metallverdrahtungsabstand circa 5 μm bis 300 μm, obwohl es keine Beschränkung gibt. Die Platine weist vorzugsweise einen Harzfilm auf. Die Filmstärke beträgt circa 10 μm bis 1000 μm, ist darauf aber nicht beschränkt. Ein Material für ein Substrat und ein Material das als leitfähiges Material verwendet wird, betreffen wie obenstehend beschrieben das Herstellungsverfahren.
Die Platine der vorliegenden Erfindung ist eine Montageplatte hoher Dichte mit exzellenter Beständigkeit und kann somit effektiv als Interposer bzw. Zwischenstück, fest-flexibel-Platine oder dergleichen verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, eine Platine mit einem weiter mikrofabrizierten Schaltungsmuster in weiter vereinfachten Schritten herzustellen.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Platine der vorliegenden Erfindung in Reihenfolge der Herstellungsschritte.
2 zeigt eine andere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Platine der vorliegenden Erfindung in der Reihenfolge der Herstellungsschritte.
Erklärung der Bezugszeichen
10: Form; 11: Vorsprung; 13: Leitfähige Materialschicht (Metallpaste); 20: Substrat; 30: Harzformteil; 31: Ausnehmung; 32: Metallverdrahtung; und 35: Platine
Beste Form zum Ausführen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend in den folgenden Ausführungsformen mit Bezug zu den Zeichnungen detailreicher beschrieben. Es ist jedoch als selbstverständlich zu verstehen, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
(Ausführungsform 1)
1 stellt eine erste Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Platine der vorliegenden Erfindung in der Reihenfolge der Herstellungsschritte dar. In 1 bezeichnet Bezugszeichen „10” eine Form. Vorsprünge 11 wurden auf der flachen Flächenseite einer Nickellegierungsplatte mit mindestens einer flachen Fläche durch einen allgemein bekannten Elektroformvorgang derart ausgebildet, dass sie in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet wurden, das auf der Oberfläche einer Platine, die erhalten wird, ausgebildet wird. Im Falle einer Form 10, dargestellt in 1a, wurden Vorsprünge 11a und 11b mit verschiedenen Höhen in einer derartigen Weise ausgebildet, dass ein Vorsprung 11b1 eine größere Breite als die Breiten der anderen Vorsprünge 11b besitzt.
Die Breiten der Vorsprünge 11a und 11b wurden jeweils auf 5 μm festgelegt. Die Breite eines Vorsprungs 11b1 wurde auf 20 μm festgelegt. Der Abstand zwischen jedem der zwei Vorsprünge wurde auf 5 μm festgelegt. Die Höhen der Vorsprünge 11a und 11b wurden auf 15 μm bzw. 5 μm festgelegt.
Als nächstes, wie in 1b dargestellt, wurde eine Kupferpaste, die hauptsächlich aus Kupfernanopartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 10 nm bestehen, in einer Stärke von circa 3 μm auf den Stirnabschnitten der Vorsprünge 11 der erhaltenen Form 10 aufgetragen. Somit wurde eine leitfähige Materialschicht 13 erhalten.
Anschließend, wie in 1c gezeigt, wurde ein Polyamidsäureharzfilm 20 mit einer Stärke von 50 μm auf einer flachen Glasplatte (nicht dargestellt), die als Basis dient, platziert. Die obenstehende Form 10, welche die Vorsprünge 11 mit den Stirnabschnitten, auf die eine leitfähige Materialschicht 13 einschließlich einer Metallpaste aufgetragen worden ist, besitzt, wurde mit der Oberfläche des Films unter Verwendung eines Mikrokontaktdruckapparates bei 400°C und 20 Minuten in einem Vakuumumfeld hitze- und druckverbunden. Durch Hitze- und Druckverbindung wurden die Vorsprünge 11 der Form 10 auf die Oberfläche eines Substrats 20 derart übertragen, dass Ausnehmungen 31 darauf ausgebildet wurden. Während diesem Prozess, fand das Sintern von Kupfernanopartikeln, die in der Kupferpaste enthalten sind, statt, und somit wurden die Partikel in einem kontinuierlichen Kupferdünnfilm derart ausgebildet, dass sie auf die Bodenfläche jeder Ausnehmung 31 übertragen wurden.
Die somit übertragene leitfähige Materialschicht (Kupferdünnfilm) 13 wurde in separate Abschnitte Substrat-20-seitig durch Druckschweißen eingebettet. Zudem wurde das Lösungsmittelentfernen von der Kupferpaste unterstützt, da der Prozess in einem Vakuumumfeld ausgeführt wurde.
Die Form 10 wurde von der Glasplatte bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken entfernt. Demgemäß, wie in 1d dargestellt, wurde ein Harzformteil 30 erhalten, wobei dieses Formteil Ausnehmungen 31 besitzt, die auf dessen Oberfläche ausgebildet sind, und diese Ausnehmungen Bodenabschnitte besitzen, auf welchen die aus Kupfer bestehende leitfähige Materialschicht 13 übertragen worden ist.
Das Harzformteil 30 wurde für circa 20 Minuten für einen elektrolytischen Plattiervorgang in ein Kupfersulfatplattierbad eingetaucht. Während diesem Prozess wurden Kupferionen im Plattierbad in jeder Ausnehmung 31 aufgebracht, während die leitfähige Materialschicht 13 als Kern für diese Aufbringung verwendet wurde. Demgemäß wurde eine erwünschte Kupferverdrahtung 32 in jeder Ausnehmung 31 durch Füllen ausgebildet. Schließlich wurden Metallabschnitte, die außen an den Ausnehmungen ausgebildet worden sind, durch Polieren entfernt. Somit wurde die Platine 35 der vorliegenden Erfindung fertig gestellt.
(Ausführungsform 2)
2 stellt eine zweite Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Platine der vorliegenden Erfindung in Reihenfolge der Herstellungsschritte dar. Hierbei wurde eine Glasplatte mit einer flachen Fläche als Material für eine Form 10 verwendet, und ein allgemein bekannter Sandstrahlvorgang auf der flachen Flächenseite der Glasplatte durchgeführt. Demgemäß wurden die Vorsprünge 11 wie in 2a dargestellt ausgebildet. Die Breite und die Höhe jedes Vorsprungs 11 wurde auf 5 μm bzw. 10 μm festgelegt, außer wenn die Breite eines Vorsprungs 11c auf 10 μm festgelegt worden ist. Zudem wurde der Abstand zwischen jedem der zwei Vorsprünge auf 5 μm festgelegt.
Nachfolgend wurde eine Silberpaste, die hauptsächlich aus Silbernanopartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 20 nm besteht, gestreckt und mit einer Stärke von 2 μm auf die Oberfläche einer PET Platte unter Verwendung einer Streichmaschine (bar coater) oder dergleichen aufgetragen. Die Vorsprung-11-Seite einer Form 10 wurde darauf gedrückt. Demgemäß, wie in 2b dargestellt, wurde eine Form 10 erhalten, eine Form mit den Vorsprüngen 11 und den Stirnabschnitten, auf denen die Silberpaste 13 aufgetragen worden war.
Zur Vorbereitung wurde Polyamidsäure, die in einem Substrat 20 ausgebildet wird, gestreckt und in einer Stärke von 30 μm auf die Oberfläche einer flachen Glasplatte (nicht dargestellt) unter Verwendung einer Streichmaschine oder dergleichen aufgetragen. Dann, wie in 2c dargestellt, wurde die Vorsprung-11-Seite einer Form 10 darauf gedrückt und anschließend im Vakuum bei 350°C für 20 Minuten hitzebehandelt.
Die Form 10 wurde von der Glasplatte bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken entfernt. Wie in 2d dargestellt, wurde eine Harzform 30 erhalten, ein Formteil das das obenstehende Substrat 20 auf der Oberfläche aufweist, auf die ein Muster einschließlich Vorsprüngen 11 der Form 10 übertragen wurde um Ausnehmungen 31 auszubilden. Ein kontinuierlicher Silberdünnfilm, welcher durch Sintern von in der Silberpaste enthaltenen Kupfernanopartikeln erhalten wurde, wurde auf den Bodenabschnitt jeder der Ausnehmungen 31, die obenstehend durch Übertragen ausgebildet ist, übertragen, so dass der Film als leitfähige Materialschicht (Kupferdünnfilm) 13 dienen konnte. Zudem wurde das Lösungsmittelentfernen von der Silberpaste unterstützt, da der Prozess in einem Vakuumumfeld ausgeführt wurde.
Das Harzformteil 30 wurde für 20 Minuten für einen elektrolytischen Plattiervorgang in ein Kupfersulfatplattierbad eingetaucht. Während diesem Prozess wurden Kupferionen in dem Plattierbad in jeder Ausnehmung 31 aufgebracht, während die leitfähige Materialschicht 13 als Kern für die Aufbringung verwendet wurde. Demgemäß wurde eine erwünschte Kupferverdrahtung 32 in jeder Ausnehmung 31 durch Füllen ausgebildet. Somit wurde die Platine 35 der vorliegenden Erfindung fertig gestellt.
(Ausführungsform 3)
Vorsprünge mit jeweils einer Breite von 50 μm und einer Höhe von 50 μm wurden unter Verwendung einer Quarzplatte mit einer flachen Fläche (nicht dargestellt) als Material für eine Form 10 in gleicher Weise wie in Ausführungsform 2 ausgebildet. Der Abstand zwischen jedem der zwei Vorsprünge wurde auf 10 μm festgelegt.
Als nächstes wurde eine Silberpaste, die hauptsächlich aus Silbernanopartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5 nm besteht, gestreckt und unter Verwendung einer Streichmaschine oder dergleichen in einer Stärke von 5 μm auf die Oberfläche einer PET Platte aufgetragen. Die Vorsprung-11-Seite der Form 10 wurde darauf gedrückt. Demgemäß wurde eine Form 10 erhalten, eine Form mit den Vorsprüngen 11 und Stirnabschnitten, auf welche die Silberpaste 13 aufgetragen worden ist.
Ein Polycarbonatharzfilm mit einer Stärke von 80 μm wurde auf einer Glasplatte platziert. Dann wurde die Vorsprung-11-Seite der Form 10 darauf gedrückt und anschließend im Vakuum bei 170°C für 10 Minuten hitzebehandelt.
Die Form 10 wurde von der Glasplatte bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken entfernt. Demgemäß wurde ein Harzformteil 30 erhalten, ein Formteil das ein Substrat 20 (aus einem Polycarbonatharzfilm hergestellt) auf der Oberfläche aufweist, auf der ein Muster einschließlich der Vorsprünge 11 der Form 10 übertragen wurde, um Ausnehmungen 31 auszubilden. Ein kontinuierlicher Silberdünnfilm mit einer Stärke von 2 μm, welcher durch Sintern von in der Silberpaste enthaltenen Kupfernanopartikeln erhalten wurde, wurde auf den Bodenabschnitt jeder der Ausnehmungen 31, die obenstehend durch Übertragen ausgebildet ist, übertragen, so dass der Film als leitfähige Materialschicht (Kupferdünnfilm) 13 dienen konnte. Zudem wurde das Lösungsmittelentfernen von der Silberpaste unterstützt, da der Prozess in einem Vakuumumfeld ausgeführt wurde.
Wie im Falle von Ausführungsform 2 wurde das Harzformteil 30 für 20 Minuten für einen elektrolytischen Plattiervorgang in ein Kupfersulfatplattierbad eingetaucht. Während diesem Prozess wurden Kupferionen in dem Plattierbad in jeder Ausnehmung 31 aufgebracht, während die leitfähige Materialschicht 13 als Kern für diese Aufbringung verwendet wurde. Demgemäß wurde eine erwünschte Kupferverdrahtung 32 in jeder Ausnehmung 31 durch Füllen ausgebildet. Somit wurde die Platine 35 der vorliegenden Erfindung fertig gestellt.
Im Falle der Platine 35 der vorliegenden Erfindung, Beispiele sind obenstehend in den Ausführungsformen 1, 2 und 3 dargestellt, sind Ausnehmungen 31 auf Substrat-20- Seite in einem Muster entsprechend einem Muster einschließlich Vorsprüngen 11, die in einer Form 10 ausgebildet sind, ausgebildet. Daher können beliebige Seitenverhältnisse, abhängig von den auszubildenden Höhen der Vorsprünge 11, für in Ausnehmungen 31 auszubildende Metallverdrahtungen 32 festgelegt werden. Eine Metallverdrahtung mit einem hohen Seitenverhältnis wird bei einem Abschnitt mit einer hohen Stromdichte bereitgestellt. Dies erlaubt eine Reduzierung der Abstände zwischen zwei benachbarten Metallverdrahtungen während Hochisolationseigenschaften aufrechterhalten werden. Demgemäß kann eine Platine 35 mit einem mikrofabrizierten Schaltungsmuster hoher Dichte fertig ausgebildet werden. Außerdem erfordert die Herstellung nur eine Druckverbindung einer Form und einen Plattiervorgang und kann somit mit weniger Schritten erreicht werden.
Abhängig von den Breiten und den Tiefen der obenstehenden Ausnehmungen 31 würde die Stärke eines Metallfilms, der in jeder Ausnehmung nach dem Ablauf einer bestimmten Zeitdauer ausgebildet ist, variieren. Daher könnte die Metallaufbringung in manchen Ausnehmungen 31 bis zu einer Stärke, welche die Oberflächenhöhe des Substrats 20 übersteigt, auftreten, während eine Metallfilmausbildung in manchen anderen Ausnehmungen 31 bis zu einer erwünschten Stärke nicht erreicht werden würde. Zum Beispiel kann selbst in diesem Fall eine kurzschaltungsfreie Platine hoher Dichte durch Polieren der Substratoberfläche im letzten Schritt erhalten werden.
Diese Platinen können nicht nur über einen elektrolytischen Plattiervorgang erhalten werden, sondern auch über einen stromlosen Plattiervorgang. Außerdem kann eine leitfähige Materialschicht, die ähnlich der ist, die für das elektrolytische Plattieren verwendet wird, für einen elektrolytischen Plattiervorgang verwendet werden.
Zusammenfassung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Platine mit einem weiter mikrofabrizierten Schaltungsmuster, das in weiter vereinfachten Schritten hergestellt werden kann, erhalten. Für diesen Zweck wird eine Form 10, welche Vorsprünge 11 in einem Muster entprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet hat, verwendet, um eine leitfähige Materialschicht (Metallpaste) 13 auf Stirnabschnitte der Vorsprünge 11 der Form 10 aufzutragen. Die Form ist auf die Oberfläche eines Substrats 20, das aus einem Harzfilm oder desgleichen hergestellt ist, hitze- und druckgeschweißt. Demgemäß werden ein Muster einschließlich der Vorsprünge 11 und die leitfähige Materialschicht (Metallpaste) 13 auf das Substrat 20 übertragen. Nach dem Transfer wird das Harzsubstrat (Harzformteil 30) für einen elektrolytischen Plattiervorgang in ein Kupfersulfatplattierbad eingetaucht. Kupferionen im Plattierbad wurden in jede Ausnehmung 31 aufgebracht, während die leitfähige Materialschicht 13 als Basismaterial für die Ausbildung einer Metallverdrahtung 32 verwendet wird. Ein Muster der auf die Substrat-20-Seite übertragenen Ausnehmungen 31 wird abhängig von einem Muster einschließlich den Vorsprüngen 11 auf der Form 10 festgelegt. Somit kann eine mikrofabrizierte Platine hoher Dichte mit Metallverdrahtungen 32 und verschiedenen Seitenverhältnissen erlangt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-29735 A [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Platine, aufweisend ein Substrat mit einer Oberfläche, auf der erwünschte Metallverdrahtungen ausgebildet sind, aufweisend mindestens die Schritte: Verwenden einer Form, welche Vorsprünge besitzt, die auf einer Oberfläche in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet sind, und Auftragen einer leitfähige Materialschicht auf Stirnabschnitte der Vorsprünge der Form; Druckschweißen der Form, welche die Vorsprünge mit den Stirnabschnitten besitzt, auf welche die leitfähige Materialschicht aufgetragen worden ist, auf die Oberfläche des Substrats, und Übertragen eines Musters, aufweisend die Vorsprünge und die leitfähige Materialschicht, auf die Oberfläche des Substrats; und Ausbilden von Metallverdrahtungen in Ausnehmungen, welche im vorherigen Schritt beim Übertragen des Musters unter Verwendung der übertragenen leitfähigen Materialschicht als Basismaterial ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Platine nach Anspruch 1, wobei eine Metallpaste oder eine Resinatpaste als Material verwendet wird, das die leitfähige Materialschicht bildet.
Verfahren zur Herstellung einer Platine nach Anspruch 1, wobei Glas, Silikon, Quarz, Edelstahl, ein Harz, oder ein Metall als Material für die Form verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Platine nach Anspruch 1, wobei ein Harzmaterial als Material für das Substrat verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Platine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt zur Ausbildung von Metallverdrahtungen unter Verwendung der übertragenen leitfähigen Materialschichten als Basismaterial durch Bewirken von Aufbringung eines Metallfilms in jeder Ausnehmung unter Verwendung der leitfähigen Materialschicht als Kern, über einen bekannten stromlosen oder elektrolytischen Plattiervorgang ausgeführt wird.
Platine, dadurch gekennzeichnet, dass Ausnehmungen auf der Oberfläche eines Substrats in einem Muster entsprechend eines Schaltungsmusters ausgebildet sind, dass eine leitfähige Metallschicht auf der Bodenfläche jeder Ausnehmung ausgebildet ist, und dass eine Metallverdrahtung in jeder Ausnehmung durch Aufbringung eines Metallfilms unter Verwendung der leitfähigen Metallschicht als Kern, über einen bekannten stromlosen oder elektrolytischen Plattiervorgang ausgeführt wird.
Platine nach Anspruch 6, wobei manche der Metallverdrahtungen Seitenverhältnisse besitzen, die sich von denen der anderen unterscheiden.