JP2005167014A - Multilayer wiring and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置の部品やプリント基板等に適した多層配線形成技術に係り、詳しくは大面積のガラスやエポキシ板などの平板状のワークに適した多層配線、及びその作製方法に関するものである。 The present invention relates to a multilayer wiring forming technique suitable for parts of an image forming apparatus, a printed circuit board, and the like, and more particularly to a multilayer wiring suitable for a flat work such as a large area glass or an epoxy board, and a method for manufacturing the same. It is.
従来のCRTに代わり、同じ品位の発光が得られる画像形成装置として、対向する一組の平面を有する真空容器内に、該平面の一方に配線及び該配線に接続した電子放出素子を複数配置して形成された電子源と、該電子源と対向して他方の平面に配置された、前記電子源より放出された電子ビームの照射により画像を形成する画像形成部材を有するものが知られている。前記画像形成装置において、電子源駆動用の配線はマトリックス(MTX)状にY方向配線上に絶縁層を介してX方向配線を形成している。 In place of a conventional CRT, as an image forming apparatus capable of emitting light of the same quality, a plurality of electron-emitting devices connected to wiring and wiring are arranged on one of the planes in a vacuum container having a pair of opposing flat surfaces. And an image forming member that forms an image by irradiating an electron beam emitted from the electron source and disposed on the other plane facing the electron source. . In the image forming apparatus, the X-direction wiring is formed on the Y-direction wiring via the insulating layer in the matrix (MTX) form for the electron source driving wiring.
図4は、従来の画像形成装置(下記特許文献1参照)におけるマトリックス状の配線の形成方法を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a method of forming a matrix-like wiring in a conventional image forming apparatus (see Patent Document 1 below).
図4において、
(工程−a)リアプレート41上にスパッタ成膜法とフォトリソグラフィー法を用いて表面伝導型電子放出素子の素子電極42と43を形成する。材質は5nmのTi、100nmのNiを積層したものである。素子電極間隔は2μmとした(図4(A))。
(工程−b)続いて、銀ペーストを所定の形状に印刷し、焼成することによりY方向配線44を形成した。該配線は電子源形成領域の外部まで延長され、電子源駆動用配線となる。該配線の幅は100μm、厚さは約10μmである(図4(B))。
(工程−c)次に、PbOを主成分とし、ガラスバインダーを混合したペーストを用い、同じく印刷法により絶縁層45を形成する。これは上記Y方向配線44と後述のX方向配線を絶縁するもので、厚さ約20μmとなるように形成した。なお、素子電極43の部分には切り欠きを設けて、X方向配線と素子電極の接続をとるようにしてある(図4(C))。
(工程−d)つづいてX方向配線46を上記絶縁層45上に形成する(図4(D))。方法はY方向配線の場合と同じで、配線の幅は300μm、厚さは約10μmである。続いて、PdO微粒子よりなる導電性膜47を形成する(図4(E))。
In FIG.
(Step-a) The device electrodes 42 and 43 of the surface conduction electron-emitting device are formed on the rear plate 41 by sputtering film formation and photolithography. The material is a laminate of 5 nm Ti and 100 nm Ni. The element electrode interval was set to 2 μm (FIG. 4A).
(Step-b) Subsequently, a
(Process-c) Next, the
(Step-d) Subsequently, an
このように従来は、第1金属電極の配線(Y方向配線)を形成後、絶縁層となる接着剤を塗布した後第2金属電極の配線(X方向配線)を形成していた。
しかし銀ペーストを用いて第1金属電極を形成すると、第1金属電極の表面、内部はペーストに含まれる銀フィラーの大きさのままポーラスな状態で焼成され、下配線上に絶縁層を形成して焼成した場合密着面積自体が少なくなってしまう場合が多く焼成後剥離を起こす場合があった。またポーラスな下配線表面上に直接絶縁層を設置すると下配線内の空隙に空気が入り込み泡が発生、次工程で加熱することで泡が破裂し絶縁層にピンホールが発生し多層配線間でショートが発生したり配線自体が切断されるといった不具合が発生していた。 However, when the first metal electrode is formed using silver paste, the surface and the inside of the first metal electrode are fired in a porous state with the size of the silver filler contained in the paste, and an insulating layer is formed on the lower wiring. When fired, the contact area itself often decreases, and peeling may occur after firing. If an insulating layer is installed directly on the surface of the porous lower wiring, air enters the voids in the lower wiring and bubbles are generated. By heating in the next process, the bubbles burst and pinholes are generated in the insulating layer. There was a problem that a short circuit occurred or the wiring itself was cut.
この不具合を克服するために、本来絶縁層の性能としては必要の無い密着力が必要性が高い優先性を持ち、そのために絶縁ペーストとしてより接着剤としての性能を高く求められ、材料選択が狭められていた。 In order to overcome this problem, adhesive strength, which is not necessary as the performance of the insulating layer, has a high priority, and as a result, higher performance as an adhesive than an insulating paste is required, and material selection is narrowed. It was done.
本発明は、平面ディスプレーに必要となるMTX多層配線において、第1金属電極上に、低融点の材料を含浸させることで第1金属電極表面の密着性を向上させ、絶縁性を有する接着剤を第1金属電極上に形成する際、より高い接着力を得られる多層配線、及びその作製方法を提供するものである。 The present invention improves the adhesion of the surface of the first metal electrode by impregnating the low melting point material on the first metal electrode in the MTX multilayer wiring required for the flat display, and provides an insulating adhesive. The present invention provides a multilayer wiring capable of obtaining a higher adhesive force when formed on a first metal electrode, and a method for manufacturing the same.
上記の課題を解決するため、本発明の多層配線は、基板上に金属を含むペーストを焼成し、低融点ペーストを含浸させた第1金属電極と、前記第1金属電極上に絶縁性を有する接着剤層と、前記絶縁層上に第2金属電極とが形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the multilayer wiring of the present invention has a first metal electrode obtained by firing a paste containing metal on a substrate and impregnating with a low melting point paste, and has insulation on the first metal electrode. An adhesive layer and a second metal electrode are formed on the insulating layer.
また、本発明の多層配線の作製方法は、基板上に金属を含むペーストを焼成し第1金属電極を形成する工程と、前記第1金属電極上に低融点ペーストを含浸させる工程と、前記第1金属電極上に絶縁性を有する接着剤層を形成する工程と、前記接着剤層上に第2金属電極とを形成する工程とを有することを特徴とする。 The method for producing a multilayer wiring of the present invention includes a step of baking a paste containing a metal on a substrate to form a first metal electrode, a step of impregnating a low melting point paste on the first metal electrode, It has the process of forming the adhesive agent layer which has insulation on 1 metal electrode, and the process of forming a 2nd metal electrode on the said adhesive bond layer, It is characterized by the above-mentioned.
本発明により、第1金属電極に低融点のペーストを含浸させて空隙を埋め、かつ第1金属電極表面を平滑にさせることにより前述の断線、多層配線間のピンホールによるショートを防ぎより接着力の強い多層配線を形成することができる。本発明の多層配線は、画像形成装置の電子源駆動用配線として用いられ、信頼性を高めることができる。 According to the present invention, the first metal electrode is impregnated with a low-melting-point paste to fill the voids, and the surface of the first metal electrode is smoothed to prevent the above-mentioned disconnection and short-circuit due to pinholes between the multilayer wirings. Strong multilayer wiring can be formed. The multilayer wiring of the present invention is used as an electron source driving wiring of an image forming apparatus, and can improve reliability.
本発明の平面ディスプレーMTX多層配線工程は、以下の装置、手段によって達成される。 The planar display MTX multilayer wiring process of the present invention is achieved by the following apparatus and means.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態における多層配線構成の一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a multilayer wiring configuration according to an embodiment of the present invention.
基板111上に、第1金属電極112、接着剤層113、第2金属電極114を順次形成する。 A first metal electrode 112, an adhesive layer 113, and a second metal electrode 114 are sequentially formed on the substrate 111.
図1においては、第1金属電極112、接着剤層113、第2金属電極114が1つの場合を示したが、例えば画像形成装置の電子源駆動用配線においては、第1金属電極112は、基板111上に位置決めされて配置された金属線材又は金属板材を接着して形成され、第1金属電極112を覆うように一定間隔でライン状に複数列配置された絶縁性を有する接着剤層113の上に第1金属電極と直交する方向に、第2金属電極114が、第1金属電極112と所定の間隔を設けて直交するように金属線材又は金属板材を接着して形成され、マトリックス状に配置された多層配線を形成している。 FIG. 1 shows the case where there is one first metal electrode 112, adhesive layer 113, and second metal electrode 114. For example, in the electron source driving wiring of the image forming apparatus, the first metal electrode 112 is An insulating adhesive layer 113 formed by adhering a metal wire or a metal plate positioned and arranged on the substrate 111 and having a plurality of lines arranged in a line at regular intervals so as to cover the first metal electrode 112. A second metal electrode 114 is formed by bonding a metal wire or a metal plate so as to be orthogonal to the first metal electrode 112 at a predetermined interval in a direction perpendicular to the first metal electrode. Are formed.
図2は、本発明の実施形態に用いるペースト供給装置の一例の概略を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an outline of an example of a paste supply apparatus used in the embodiment of the present invention.
101はペースト供給装置、102はペースト供給部、103はペーストタンク部、104は、定盤でありその上に基板111が設置される。ペースト供給部102は、制御可能なインクジェット、ディスペンサー等である。 101 is a paste supply device, 102 is a paste supply unit, 103 is a paste tank unit, and 104 is a surface plate, on which a substrate 111 is installed. The paste supply unit 102 is a controllable ink jet, dispenser, or the like.
図2の供給装置を使用して、下記の要領で実際の多層配線形成を行った。使用サンプルは以下の通りである。
・使用基板111・・・PD200(巾300mm×長さ200mm厚み2.8mm)
・第1金属電極用112用ペースト・・・・金属、例えば銀ペースト(Noritake社製)
・低融点ペースト110・・・ガラスフリットペースト(Dupon製)
図3は、本発明の実施形態において低融点ペーストを第1金属電極に含浸させる工程の説明図である。
Using the supply device of FIG. 2, an actual multilayer wiring was formed in the following manner. Samples used are as follows.
・ Substrate 111 ... PD200 (width 300 mm x length 200 mm thickness 2.8 mm)
・ Paste for first metal electrode 112... Metal, for example, silver paste (Noritake)
・ Low melting point paste 110 ... Glass frit paste (Dupont)
FIG. 3 is an explanatory diagram of a process of impregnating the first metal electrode with the low melting point paste in the embodiment of the present invention.
図3において、前工程において基板上に第1金属電極112は銀ペーストを500℃の焼成炉で焼成された状態であり、基板111は定盤104上に位置決めされ設置される(図3(A))。 In FIG. 3, the first metal electrode 112 is a state in which silver paste is baked in a baking furnace at 500 ° C. on the substrate in the previous step, and the substrate 111 is positioned and placed on the surface plate 104 (FIG. 3 (A )).
XYステージ上に設置されたペースト供給部102から低融点のガラスフリットを含むペースト110を、第1金属電極112上(線幅50μm、厚み10μm)に約1×10(−13)m3(第1金属電極1mm長さ辺り)を塗布する(図1(B))。ここで、上記低融点とは、後述する接着剤層を形成するための接着剤に比較して融点が低いことを意味する。 A paste 110 containing a glass frit having a low melting point is supplied from the paste supply unit 102 installed on the XY stage onto the first metal electrode 112 (line width 50 μm, thickness 10 μm) by about 1 × 10 (−13) m 3 (first 1 metal electrode 1 mm length) is applied (FIG. 1B). Here, the said low melting point means that melting | fusing point is low compared with the adhesive agent for forming the adhesive bond layer mentioned later.
次に約350℃にて低融点ペースト110を融解し、銀ペーストで形成された第1金属電極112に含浸させる。第1金属電極112内部、表面のポーラスな部分に低融点ペースト110を含浸させることにより、空隙が埋められ、かつ第1金属電極112表面が平滑にされる(図1(C))。 Next, the low melting point paste 110 is melted at about 350 ° C. and impregnated in the first metal electrode 112 formed of silver paste. By impregnating the porous portion of the surface of the first metal electrode 112 with the low melting point paste 110, the gap is filled and the surface of the first metal electrode 112 is smoothed (FIG. 1C).
その後絶縁性を有する接着剤層113を形成するために、絶縁性能を持つ接着剤、例えばPbOを主成分とし、ガラスバインダーを混合したペーストを、マイクロテック社製スクリーン印刷機にて塗布しパターンを形成する。更に第2金属電極114を形成し、その後488℃設定のトンネル炉にて約一時間焼成した。 Then, in order to form the adhesive layer 113 having insulating properties, an adhesive having insulating performance, for example, a paste containing PbO as a main component and mixed with a glass binder is applied by a screen printer manufactured by Microtech Co., Ltd. Form. Further, a second metal electrode 114 was formed and then fired for about one hour in a tunnel furnace set at 488 ° C.
これにより作製した多層配線、第1金属電極112と接着剤層113間の接着力をクロスカット法(200gf荷重をかけた鋼針で塗膜を0.5mmピッチで11本平行に引掻き、更に試験片を90°回転させて同様に11本引掻き、できた100の碁盤目のうちいくつ剥離したかを調べる。)により評価した。 The multi-layer wiring thus produced, the adhesive force between the first metal electrode 112 and the adhesive layer 113 was cross-cut (scratched 11 parallel coatings at a 0.5 mm pitch with a steel needle applied with a 200 gf load, and further tested. The piece was rotated 90 ° and similarly 11 pieces were scratched, and the number of the 100 grids formed was examined.
結果低融点ペーストを含浸させない従来法で作られた配線14〜18%剥離、本実験による多層配線7〜12%剥離と本実験の有為性が検証された。 As a result, the validity of this experiment was verified, with 14 to 18% peeling of the wiring made by the conventional method not impregnated with the low melting point paste and 7 to 12% peeling of the multilayer wiring by this experiment.
また断面SEM(走査型電子顕微鏡)観察でも、第1金属電極が原因によるキャビティ、断線などは見つからなかった。 Further, even in cross-sectional SEM (scanning electron microscope) observation, no cavities or disconnections due to the first metal electrode were found.
101 ペースト供給装置
102 ペースト供給部
103 ペーストタンク部
104 定盤
111 基板
110 低融点ペースト
112 第1金属電極
113 接着剤層
114 第2金属電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Paste supply apparatus 102 Paste supply part 103 Paste tank part 104 Surface plate 111 Substrate 110 Low melting point paste 112 1st metal electrode 113 Adhesive layer 114 2nd metal electrode
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