JP2006287217A - 基板の表面処理方法、配線形成方法、配線形成装置及び配線基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による基板の配線形成方法は、アルカリ金属化合物を含む表面処理液を吐出方式にてベースフィルム上の配線パターンに応じて選択的に吐出させる基板の表面処理段階、表面処理された配線に応じて金属ナノ粒子を含む導電性インクを吐出させる導電性インクの吐出段階、及び導電性インクが吐出されたベースフィルムを還元性雰囲気中で焼成させる焼成段階を含むことができる。
【選択図】図3
Description
ベースフィルム(210)は、一般的に有機絶縁体である。この有機絶縁体は弾性率が適当に高くて、吸湿膨脹係数及び線膨脹係数の小さなことが要望される。有機絶縁体の吸湿膨脹係数が大きければ、このような有機絶縁体を使って得られた基板は、使用環境の変化によって、すなわち、温度や湿度の変化によって撓みやカールが発生しやすいからである。特にPDP用軟性回路基板のように他の用途と比べて大面積を有する軟性回路基板の場合、ベースフィルムの寸法安全性が高くなければならない。有機絶縁体がベースフィルム(210)として使われるためには耐熱性、適当な弾性率、屈曲性、適当な線膨脹係数、適当な吸湿膨脹係数を有する有機絶縁体が好ましい。このような特性を有する有機絶縁体ではポリイミドが好ましい。PDP用軟性回路基板に使われるベースフィルムを例にあげたが、本発明の基板の表面処理方法はこの用途に限定されない。またこのようなベースフィルム(210)は、後に記述する基板の配線形成方法または配線基板に使われるベースフィルムにも該当される。
(1)表面処理液及び添加剤
表面処理液は、上述したようにアルカリ溶液の使用が活発に研究されている。アルカリ溶液はアルカリ金属化合物を含んでおり、好ましいアルカリ金属化合物としてはKOH、NaOHまたはLiOHが挙げられる。好ましい実施例によれば、表面処理液に40体積%まで添加剤が添加されられる。例えば、エチレングリコール、ジー(エチレングリコール)ブチルエーテル、1-ブタノール、α-テルピノル、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブタノール、2-(イソプロピルアミノ)エタノール、エチレンジアメン、グリセロール、ヘキシルアルコール、2-メチル-2、4-ペンタンジオール、アセトニトリル、エチレングリコールブチルエーテル、1-メチル-2-ピロ−ルリディノン、ジーエチレングリコールジーエチルエーテル、ジーエチレングリコール、プロエチレングリコール、テルピノル、キシレン、トルエン、テトラデカン、ドーデカン、プロピレングリコール、トリーエチレングリコール、ジ−プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ブチレングリコール、メチルエチルエーテルなどが添加されることができる。このような添加剤は、粘度調節、基板の表面との接着力調節、表面処理液の広がり調節、蒸発率調節などの機能を遂行するので願う条件にしたがって添加される。
ここで、KOH溶液の濃度は0.1乃至10Mが好ましくて、より好ましくは1Mである。濃度が0.1M以下の場合、ポリイミドフィルムに表面処理される效果がほとんどなく、濃度が10M以上の場合、ポリイミドフィルムの物性が変わることがあるから好ましくない。好ましい実施例によれば、ポリイミドフィルムの厚さが25μmの場合、表面処理するKOH溶液の濃度が10M以上の時ポリイミドフィルムが10μm以上表面改質になってポリイミドフィルムの制御が難しくなる。
表面処理時間はKOH溶液がポリイミド表面で反応を起こしてポリイミドがポリアメート状態になるのにかかる時間であれば好ましい。ポリイミドがポリアメートになった後、導電性インクを吐出させると導電性配線の形成が可能である。このようなKOH溶液の処理時間は1乃至20分程度が好ましい。処理時間が1分以下の場合、ポリアメートが充分に形成されなく、処理時間が20分以上の場合、反応が安定化段階に入ってこれ以上ポリアメートが形成されない。より好ましい表面処理時間は3乃至10分である。
フィルムを表面処理する温度は3乃至80℃が好ましい。処理温度が3℃以下の場合KOH溶液や導電性インクの粘度が低くなってノズルから表面処理液や導電性インクの吐出が難しくなることもある。処理温度が80℃以上の場合KOH溶液の化学的特性が変わることもあるし、特に、導電性インクを構成している化合物が互いに反応を起こす恐れがある。
表面処理のため吐出は、0.8乃至1.5atmの気圧下で遂行するのが好ましい。気圧がこの範囲を脱する場合、表面処理液の直進性保障や吐出大きさ(dropsize)の制御が難しくなる。また大気状態で表面処理することもできるし、窒素雰囲気下ですることもできる。窒素雰囲気下で表面処理する場合、表面処理液の流量調節が必要である。以上アルカリ溶液としてKOH溶液を基準にして説明したが、NaOH溶液やLiOH溶液の場合にも条件は同じである。
微細回路配線を形成する導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類は、特に限定されないが、一般的には金、銀、銅、白金、クロム、ニッケル、アルミニウム、チタン、パラジウム、すず(Sn)、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウムなどの金属を相応しく使うことができる。これらの金属は単独で使うことができるし、2種以上を適当に混合した合金で使うこともできる。上記金属の中で特に好ましくは、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)などをあげられる。また、これらの好ましい2種以上を適当に混合した合金で使うこともできる。このような金属ナノ粒子が分散剤によってコロイド状態を成しながら分散されているものが導電性インクである。微細回路印刷に相応しい導電性インクの好ましい粘度は1乃至50cpsである。
導電性配線を形成するため還元性雰囲気中で焼成することが要求されるが、ここで、還元性雰囲気には、酢酸、ギ酸または塩酸などが使われることができる。このような還元性雰囲気でポリアメートはポリアミック酸の安定した形態を成すことになる。
「吐出方式」は、ノズル(nozzle)やニードル(needle)を利用して願う低粘度の液体を目的対象物に噴射または吐出させて印刷する方式を言う。好ましくはインクジェット方式である。ここで、インクジェットプリンタヘッドの駆動方式にはピエゾ(Piezo)方式やサーマル(Thermal)方式があるが、このようなヘッド駆動方式に制限されることではない。表面処理液の濃度を調節すればOA用インクジェットプリンタも使用可能である。ここで、インクジェットプリンタヘッドの数や種類、インクジェットプリンタヘッドのノズルの大きさなどに関しては上述の実施例で具体的に説明したので、ここに関する説明を省略する。
130 撥水性加工膜
150 レーザ(laser)、光
170 導電性インク
210 ベースフィルム
230 表面処理液用インクジェットプリンタヘッド
250 導電性インク用インクジェットプリンタヘッド
261 配線パターン
263 表面処理された配線
265 インクが吐出された配線
270 導電性インク
280 表面処理液
Claims (21)
- アルカリ金属化合物を含む表面処理液を、吐出方式にてベースフィルム上の配線パターンに応じて選択的に吐出する基板の表面処理方法。
- 前記アルカリ金属化合物は、KOH、NaOH、及びLiOHの中の少なくとも一つである請求項1に記載の基板の表面処理方法。
- 前記吐出方式はインクジェット方式である請求項1に記載の基板の表面処理方法。
- 前記インクジェット方式に使われるインクジェットプリンタヘッドのノズルの直径、1乃至80μmである請求項3に記載の基板の表面処理方法。
- 前記ベースフィルムはポリイミドフィルムである請求項1に記載の基板の表面処理方法。
- アルカリ金属化合物を含む表面処理液を、吐出方式にてベースフィルム上の配線パターンに応じて吐出する基板の表面処理段階、
前記表面処理になった配線に応じて金属ナノ粒子を含む導電性インクを吐出する導電性インク吐出段階、及び
前記導電性インクの吐出されたベースフィルムを還元性雰囲気中で焼成させる焼成段階
を含む基板の配線形成方法。 - 前記表面処理段階と導電性インク吐出段階が同時に遂行されることができる請求項6に記載の基板の配線形成方法。
- 前記ベースフィルムはポリイミドフィルムである請求項6に記載の基板の配線形成方法。
- 前記吐出方式はインクジェット方式である請求項6に記載の基板の配線形成方法。
- 前記インクジェット方式は、複数のインクジェットプリンタヘッドを含んでおり、前記複数のインクジェットプリンタヘッドは、アルカリ金属化合物を含む表面処理液を吐出する表面処理液用インクジェットプリンタヘッド、及び
金属ナノ粒子を含む導電性インクを吐出する導電性インク用インクジェットプリンタヘッド
を含む請求項9に記載の基板の配線形成方法。 - 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドと前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドは相互違う動作制御信号に応じて個別的に動きながらそれぞれ表面処理液と導電性インクを吐出する請求項10に記載の基板の配線形成方法。
- 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドのノズルの大きさは、前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドのノズルの大きさより小さな請求項10または11に記載の基板の配線形成方法。
- 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドのノズルの直径は、前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドのノズルの直径より1乃至20μm小さな請求項12に記載の基板の配線形成方法。
- 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドと前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドの吐出振動数を異にする請求項10または11に記載の基板の配線形成方法。
- 前記アルカリ金属化合物は、KOH、NaOH、及びLiOHの中の少なくとも一つである請求項6または10に記載の基板の配線形成方法。
- アルカリ金属化合物を含む表面処理液を吐出する表面処理液用インクジェットプリンタヘッド、及び
金属ナノ粒子を含む導電性インクを吐出する導電性インク用インクジェットプリンタヘッド
を含んでおり、
前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドと前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドがそれぞれ表面処理液と導電性インクを同時に吐出する基板の配線形成装置。 - 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドと前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドは相互違う動作制御信号に応じて個別的に動きながらそれぞれ表面処理液と導電性インクを同時に吐出する請求項16に記載の基板の配線形成装置。
- 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドのノズルの大きさは前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドのノズルの大きさより小さな請求項16または17に記載の基板の配線形成装置。
- 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドのノズルの直径は前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドのノズルの直径より1乃至20μm小さな請求項18に記載の基板の配線形成装置。
- 前記表面処理液用インクジェットプリンタヘッドと前記導電性インク用インクジェットプリンタヘッドとの吐出振動数を異にする請求項16または17に記載の基板の配線形成装置。
- 請求項6乃至11に記載された基板の配線形成方法によって形成された微細配線を含む配線基板。
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