JP2006186154A - 配線基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率良く導電パターンを交差して形成し、低コスト化を図ることが可能な配線基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 同一基板上に、交差する複数の導電パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法であって、複数の導電パターンのうち一方の導電パターン１３と、該一方の導電パターン１３から離間するとともに、一方の導電パターン１３を挟むように配置された複数の他方の導電パターン１１とを形成する工程と、少なくとも他方の導電パターン１１に挟まれた部分の一方の導電パターン１３を絶縁材料により被覆する工程と、複数の他方の導電パターン１１間を絶縁材料により被覆された箇所の上方で無電解めっきにより電気的に接続する工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、配線基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称する）装置等の電気光学装置に用いられる実装基板の高密度化により、複数の導電パターン（配線パターン）を交差させて配置する等、複雑に導電パターンを形成する必要性が生じている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の多層配線回路基板の製造方法では、まず、絶縁性の基板の表面に触媒を付与した後、スクリーン印刷により、触媒の表面に感光性樹脂をコーティングする。そして、露光・現像を行い、所望のパターンとなるように、導電パターン上の樹脂を除去する。これにより、導電パターンが形成される部分のみ触媒が露出され、無電解銅めっき液に浸漬することにより、この露出部分に無電解銅めっきによる導電パターンが形成される。さらに、導体層と絶縁層とを交互に積層して、上述した露光・現像を繰り返し導電パターンを多層化するものである。
特開平８−２２２８３４号公報

ところで、複雑に導電パターンを形成する際、ジャンパー線や上記特許文献１に記載の多層配線回路基板が用いられていた。しかしながら、配線基板にジャンパー線を用いると配線基板の小型化が難しい。また、導電パターンを交差して形成する際、上記特許文献１に記載の多層配線回路基板の製造方法を用いると、基板を多層構造にして、露光・現象を行うため、工程数が増え、生産性が低下してしまい、大量に生産するのは困難である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、効率良く導電パターンを交差して形成し、低コスト化を図ることが可能な配線基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の配線基板の製造方法は、同一基板上に、交差する複数の導電パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法であって、前記複数の導電パターンのうち一方の導電パターンと、該一方の導電パターンから離間するとともに、前記一方の導電パターンを挟むように配置された複数の他方の導電パターンとを形成する工程と、前記他方の導電パターンに挟まれた部分の前記一方の導電パターンを絶縁材料により被覆する工程と、前記複数の他方の導電パターン間を前記絶縁材料により被覆された箇所の上方で無電解めっきにより電気的に接続する工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る配線基板の製造方法では、まず、一方の導電パターンと、この一方の導電パターンに離間するとともに、一方の導電パターンを挟むように配置された複数の他方の導電パターンとを形成する。そして、少なくとも他方の導電パターンに挟まれた一方の導電パターンを絶縁材料により被覆した後、無電解めっきにより電気的に接続をとるものとしている。これにより、他方の導電パターンに挟まれた一方の導電パターンが被覆されているので、一方の導電パターンを挟んで形成された他方の導電パターンの双方から成長しためっき金属は、一方の導電パターンに接触せずに一方の導電パターンの上方で接合する。したがって、簡易な方法により、一方の導電パターンに交差して形成された他方の導電パターン同士の導通を確実に確保することができるため、高い接続信頼性を得た配線基板を効率良く生産することが可能となる。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記被覆工程において、前記複数の導電パターン上に前記絶縁材料を塗布する工程と、少なくとも前記他方の導電パターンに挟まれた前記一方の導電パターン上に絶縁材料が形成されるとともに、前記他方の導電パターンは露出する成形型を押圧する工程とを備えることが好ましい。

本発明に係る配線基板の製造方法では、絶縁材料が塗布された導電パターンに成形型を押圧し、成形型を絶縁層から取り除くことにより凸部形状を転写させることができる。これにより、少なくとも他方の導電パターンに挟まれた一方の導電パターンは絶縁材料に覆われることになる。したがって、確実に一方の導電パターンと他方の導電パターとの導通を防止するとともに、一方の導電パターンを挟んで形成された他方の導電パターン同士の導通を確実に確保し、高い接続信頼性を得た配線基板を製造することが可能となる。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記被覆工程において、前記複数の導電パターン上に前記絶縁材料を塗布する工程と、少なくとも前記他方の導電パターンに挟まれた前記一方の導電パターン上に絶縁材料が形成されるとともに、前記他方の導電パターンは露出するマスクを介して露光を行う工程とを備えることが好ましい。

本発明に係る配線基板の製造方法では、所望のパターンを予めマスクに形成し、このマスクを介して絶縁材料に露光が行われるので、パターンに応じて少なくとも他方の導電パターンに挟まれた一方の導電パターンに絶縁材料が形成される。したがって、確実に一方の導電パターンと他方の導電パターとの導通を防止するとともに、一方の導電パターンを挟んで形成された他方の導電パターン同士の導通を確実に確保し、高い接続信頼性を得た配線基板を製造することが可能となる。

また、本発明の電気光学装置の製造方法は、画素を駆動するためのスイッチング素子が配線基板に実装されてなる電気光学装置の製造方法であって、前記スイッチング素子として半導体素子を用い、該半導体素子が実装される前記配線基板に交差配線を形成する方法として、上記の配線基板の製造方法を用いることを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置の製造方法では、素子特性が良好で非常に信頼性の高い電気光学装置を得ることができる。
なお、本願発明において、電気光学装置とは、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有するものの他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換するもの等も含んで総称している。具体的には、電気光学物質として液晶を用いる液晶表示装置、有機ＥＬ(Electro-Luminescence)を用いる有機ＥＬ装置、無機ＥＬを用いる無機ＥＬ装置、電気光学物質としてプラズマ用ガスを用いるプラズマディスプレイ装置等がある。さらには、電気泳動ディスプレイ装置（ＥＰＤ：Electrophoretic Display）、フィールドエミッションディスプレイ装置（ＦＥＤ：電界放出表示装置：Field Emission Display）等がある。

また、本発明に係る電気光学装置の製造方法では、前記画素が有機エレクトロルミネッセンスにより構成され、前記一方の導電パターンにより信号線を形成し、前記他方の導電パターンにより電力供給線を形成することが好ましい。
本発明に係る電気光学装置の製造方法では、信号線と電力供給線との交差部分において、上方でめっき金属により接続される方、すなわち、電力供給線の方の膜厚が厚くなるため、より多くの電流を電力供給線に流し易くすることが可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

まず、本発明の一実施形態に係る配線基板の製造方法を用いた電気光学装置の構成について、図１を参照して説明する。また、本実施形態の電気光学装置として有機ＥＬ装置を用いて説明する。
図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置に備えられた有機エレクトロルミネッセンスパネルの回路構成図である。有機ＥＬ装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置である。

（有機エレクトロルミネッセンスパネル）
有機エレクトロルミネッセンスパネル１は、図１に示すように、配線基板１０上に、複数の走査線（信号線：一方の導電パターン）１３と、各走査線１３に対して直角に交差する方向に延びる複数のデータ線（信号線：一方の導電パターン）１２と、各データ線１２に並列に延びる複数の電源線（電力供給線：他方の導電パターン）１１とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１３とデータ線１２の各交点付近に画素領域Ｘが設けられる。
データ線１２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１４が接続される。また、走査線１３には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路１５が接続される。

さらに、画素領域Ｘの各々には、走査線１１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１６と、このスイッチング用ＴＦＴ１６を介してデータ線１２から供給される画素信号を保持する保持容量１７と、該保持容量１７によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１８と、この駆動用ＴＦＴ１８を介して電源線１１に電気的に接続したときに該電源線１１から駆動電流が流れ込む画素電極（第１電極）１９と、この画素電極１９と陰極（第２電極）２０との間に挟み込まれた発光機能層２１とが設けられる。画素電極１９と陰極２０と発光機能層２１により、発光素子が構成される。
本実施形態は、上記走査線１３とデータ線１２との交差部分（例えば、図１に示す領域Ａ）及び走査線１３と電源線１１との交差部分（例えば、図１に示す領域Ｂ）を有する配線基板１０の製造方法について特徴を有するものである。
以下、配線基板１０の下地基板１０ａの表面１０ｂに、走査線１３と電源線１１とを形成する方法について説明する。

（１．導電パターンの形成工程）
まず、下地基板１０ａ上に、図１に示すような導電パターンである電源線パターン１１ａ，１１ｂと走査線１３とを形成する工程について説明する。なお、本実施形態において、電源線１１と走査線１３との交差部分について説明するが、走査線１３とデータ線１２との交差部分についても同様の工程により形成することが可能である。
はじめに、図２（ａ）に示すように、下地基板１０ａを用意する。そして、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて、この下地基板１０ａの表面１０ｂに、Ａｌ，Ｃｕ等の金属導電材料を成膜する。次に、フォトリソグラフィを用いて金属導電材料が成膜された下地基板１０ａの加工を行う。まず、金属導電材料の膜上に、紫外線反応型レジスト等のフォトレジスト（ネガ型、ポジ型のいずれでも良い）を塗布してレジスト層（図示略）を形成する。そして、このレジスト層上に、所定の形状のフォトマスクを設置した状態で、紫外光等の光源を用いてフォトレジスト層を露光する。なお、本実施形態ではネガ型フォトレジストを用いている。

そして、露光工程が終了した後、現像処理を行う。ここで、ネガ型のフォトレジストは溶剤に溶ける性質を持っているため、光化学反応によって光が照射されたレジスト層は、溶剤に不溶となり、残ることになる。
さらに、マスクパターンが形成された金属導電材の膜に、エッチングを施して、下地基板１０上に所望の形状の電源線パターン１１ａ，１１ｂ及び走査線１３を形成する。
電源線パターン１１ａ，１１ｂは、図２（ｂ）に示すように、走査線１３を挟んで走査線１３に略垂直に配されるとともに、走査線１３と離間して形成されている。

（２．被膜工程）
次に、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた、走査線１３ａを絶縁材料により被覆する工程について説明する。
まず、図３に示すように、電源線パターン１１ａ，１１ｂ及び走査線１３が形成された側の下地基板１０ａ上にＵＶ硬化型エポキシ樹脂（絶縁材料）を滴下し、電源線パターン１１ａ，１１ｂ及び走査線１３を完全に覆うように絶縁層３０を形成する。
なお、絶縁層の材料としては、本実施形態ではＵＶ硬化型エポキシ樹脂を用いたが、感光性アクリル樹脂等を用いても良い。さらには、感光性材料を使用せずに、成形型の押圧により好適に塑性変形し、粘度が比較的低い樹脂材料を採用しても良い。

次に、図４に示すように、エポキシ樹脂が硬化していない状態で成形型３１を押圧する。
本実施形態の成形型３１は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、電源線パターン１１ａ，１１ｂ及び走査線１３に底面３１ｂが当接するとともに、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａの上方に対応する箇所に凹部３１ａが形成されている。
このような成形型３１を絶縁層３０に押圧すると、図４（ｃ）に示すように、成形型３１の底面３１ｂが電源線パターン１１ａ，１１ｂ及び走査線１３に当接する。このとき、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａの上方に対応する箇所には凹部３１ａが位置している。この状態でＵＶ光を照射することにより、絶縁層３０は硬化され、成形型３１を取り除くと、走査線１３ａには絶縁層３０が残り被膜される。
なお、本実施形態では、下地基板１０ａあるいは成形型３１がＵＶ光を透過可能な透明基板である。

ここで、下地基板１０ａと電源線パターン１１ａ，１１ｂ及び走査線１３との間にエポキシ樹脂が残ってしまった場合、これら残膜の除去を行う。残膜の剥離処理としては、ドライエッチングまたは１０％程度の希硫酸溶液中に浸漬して行われる。

（３．めっき成長工程）
以上の被膜を行った後、走査線１３を挟んで両側に位置している電源線パターン１１ａ、１１ｂの電気的接続を行う。ここでは、無電解めっき処理法を用いて接続するものとしている。まず、各電源線パターン１１ａ、１１ｂの表面の濡れ性向上、及び残さを除去するために処理液に浸漬する。本実施形態では、フッ酸が０．０１％〜０．１％、及び硫酸が０．０１％〜０．１％含有した水溶液中に１分〜５分間含浸する。あるいは０．１％〜１０％の水酸化ナトリウム等のアルカリベースの水溶液に１分〜１０分浸漬してもよい。

次に、水酸化ナトリウムベースでｐＨが９〜１３のアルカリ性水溶液を２０℃〜６０℃に加温した中に１秒〜５分間浸漬し、表面の酸化膜を除去する。あるいは５％〜３０％硝酸をベースとしたｐＨ１〜３の酸性水溶液を２０℃〜６０℃に加温した中に１秒〜５分間浸漬してもよい。
さらに、ＺｎＯを含有したｐＨ１１〜１３のジンケート液中に１秒〜２分間浸漬し、端子表面をＺｎに置換する。その後、５％〜３０％の硝酸水溶液に１秒〜６０秒浸漬し、Ｚｎを剥離する。そして、再度ジンケート浴中に１秒〜２分浸漬し、緻密なＺｎ粒子をＡｌ表面に析出させる。その後、無電解Ｎｉめっき浴に浸漬し、Ｎｉめっきを形成する。
めっき高さは２μｍ〜１０μｍ程度析出させる。めっき浴は次亜リン酸を還元剤とした浴であり、ｐＨ４〜５、浴温８０℃〜９５℃である。

このような工程においては、次亜リン酸浴を行うので、リン（Ｐ）が共析する。めっき金属は、電源線パターン１１ａ及び電源線パターン１１ｂの双方から等方成長するため、双方の電源線パターン１１ａ，電源線パターン１１ｂにて成長しためっき金属が、図５（ａ），（ｂ）に示すように、中央部まで成長することにより接合する。なお、接続面積を増やすために、接合後もある程度めっきを継続するものとしている。

全ての電源線パターン１１ａ及び電源線パターン１１ｂ同士が接続されたら、最後に置換Ａｕめっき浴中に浸漬し、Ｎｉ表面をＡｕにする。Ａｕは０．０５μｍ〜０．３μｍ程度に形成する。Ａｕ浴はシアンフリータイプを用い、ｐＨ６〜８、浴温５０℃〜８０℃で、１分〜３０分間の浸漬を行う。このようにして、双方の電源線パターン１１ａ及び電源線パターン１１ｂ上にＮｉ−Ａｕめっき金属を形成する。

以上により、図６に示すように、双方の電源線パターン１１ａ及び電源線パターン１１ｂは、無電解めっきによって成長しためっき金属３５，３６によって互いに電気的に接続され電源線１１が形成されることになる。また、走査線１３にも同様にして無電解めっき処理法によりめっき金属を形成する。
電源線１１と走査線１３との交差部分では、断面的に見ると、走査線１３に比べ走査線１３の上方で接続される電源線１１の方の膜厚が厚くなるため、より多くの電流を電源線１１に流すことが可能となるので、膜厚が厚くなる側を電源線にする方が好ましい。

このように、本実施形態では、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａが、エポキシ樹脂により被覆されているので、走査線１３を挟んで形成された電源線パターン１１ａ，１１ｂの双方から成長しためっき金属は、走査線１３に接触せずに走査線１３の上方で接合する。したがって、簡易な方法により、走査線１３に交差して形成された電源線パターン１１ａ，１１ｂ同士の導通を確実に確保した電源線１１を得ることができるため、高い接続信頼性を得た配線基板１０を効率良く生産することが可能となる。
また、被膜工程において、成形型３１を用いて電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａにのみ絶縁層３０を形成しているため、確実に走査線１３と電源線１１との導通を防止することが可能となる。さらに、同一平面上で交差配線が実現できるので、電源線１１の膜厚を厚くすることが可能であるにもかかわらず、全体の膜厚を厚くしなくて済むことになる。

（被膜工程の別の形態）
上記の実施形態においては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂からなる絶縁層３０に成形型３１を押圧することによって、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａを被膜している。被膜する方法としては、成形型３０に限らず、図７に示すように、絶縁層３０にマスクを配置し、マスクを介して露光を行うことにより、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａを被膜しても良い。
ここでは、上記実施形態と異なる部分のみを説明し、同一工程、同一構成の説明を簡略化する。

まず、図７（ａ）に示すように、アクリル樹脂からなる絶縁層３０を形成した後、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａに絶縁材料が形成されるようなパターンを有するマスク４０を配置する。さらに、この状態で加熱処理（ベーキング）を施して、アクリル樹脂を仮硬化させる。さらに、マスク４０を配置した状態でＵＶ露光を行い、マスクを剥離し、現像を行うことで、図７（ｂ）に示すように、電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａにのみ絶縁層３０が残ることになる。この場合においても、マスク４０を用いて電源線パターン１１ａ，１１ｂに挟まれた走査線１３ａにのみ絶縁層３０を形成しているため、確実に走査線１３と電源線１１との導通を防止することが可能となる。

次に、上記電気光学装置を用いた電子機器として、例えば、有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について、図８を用いて説明する。図８は、携帯電話１０００の斜視図である。有機ＥＬ装置は、上記配線基板からなる有機エレクトロルミネッセンスパネルが用いられている。
本実施形態の配線基板は、前記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々、種々の電子機器に適用することができる。いずれの電子機器においても、本発明の配線基板を適用することで、高性能な電子機器を効率良く生産することが可能となる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、有機エレクトロルミネッセンスパネル１に形成された、走査線１３とデータ１２との交差部分及び走査線１３と電源線１１との交差部分について説明したが、これに限ることはなく、導電パターンが交差するところであれば、適用することが可能である。また、図９に示すように、段差がある下地基板５１に導電パターン５２，５３を設けた配線基板５０であっても良い。この構成の場合も、導電パターン５２ａ，５２ｂに挟まれた導電パターン５３にのみ絶縁層５４が残ることになり、簡易な方法により、導電パターン５３に交差して形成された導電パターン５２ａ，５２ｂ同士の導通を確実に確保することができるため、高い接続信頼性を得た配線基板５０を効率良く生産することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る配線基板を用いた有機エレクトロルミネッセンスパネルを示す回路図。 本発明の配線基板の製造工程を示す断面図（ａ）及び正面図（ｂ）。 本発明の配線基板の製造工程を断面にて示す説明図。 本発明の配線基板の製造工程を示す断面図（ａ），上面図（ｂ）及び（ｂ）のＡ−Ａ断面図（ｃ）。 本発明の配線基板の製造工程を示す上面図（ａ）及び（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）。 本発明の配線基板の製造工程を示す上面図（ａ）及び（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）。 本発明の配線基板の被膜工程の別の形態を示す断面図（ａ），（ｂ）。 本発明の電子機器の一実施形態を示す斜視図。 配線基板の構成の変形例を示す断面図。

符号の説明

１０…配線基板、１１…電源線（電力供給線：他方の導電パターン）、１２…データ線（信号線：一方の導電パターン）、１３…走査線（信号線：一方の導電パターン）、３１…成形型、３５，３６…めっき金属（Ｎｉめっき）、マスク…４０

Claims (5)

1. 同一基板上に、交差する複数の導電パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法であって、
   前記複数の導電パターンのうち一方の導電パターンと、該一方の導電パターンから離間するとともに、前記一方の導電パターンを挟むように配置された複数の他方の導電パターンとを形成する工程と、
   少なくとも前記他方の導電パターンに挟まれた部分の前記一方の導電パターンを絶縁材料により被覆する工程と、
   前記複数の他方の導電パターン間を前記絶縁材料により被覆された箇所の上方で無電解めっきにより電気的に接続する工程とを備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記被覆工程において、前記複数の導電パターン上に前記絶縁材料を塗布する工程と、
   少なくとも前記他方の導電パターンに挟まれた前記一方の導電パターン上に絶縁材料が形成されるとともに、前記他方の導電パターンは露出する成形型を押圧する工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 前記被覆工程において、前記複数の導電パターン上に前記絶縁材料を塗布する工程と、
   少なくとも前記他方の導電パターンに挟まれた前記一方の導電パターン上に絶縁材料が形成されるとともに、前記他方の導電パターンは露出するマスクを介して露光を行う工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
4. 画素を駆動するためのスイッチング素子が配線基板に実装されてなる電気光学装置の製造方法であって、
   前記スイッチング素子として半導体素子を用い、該半導体素子が実装される前記配線基板に交差配線を形成する方法として、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
5. 前記画素が有機エレクトロルミネッセンスにより構成され、前記一方の導電パターンにより信号線を形成し、前記他方の導電パターンにより電力供給線を形成することを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置の製造方法。