JP2007158352A - 配線基板の製造方法及び配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層と導電パターンの接着力を改善することができる配線基板の製造方法および配線基板を提供する。
【解決手段】絶縁基材１０上に配線パターンに沿って導電パターンと絶縁パターン３０を少なくとも１層形成する方法であって、上記絶縁基材と絶縁パターンの少なくとも一つは、半硬化状態でその上部に上記導電パターンを形成し積層体を得て、該積層体を熱処理して上記半硬化状態の絶縁基材または／及び絶縁パターンの少なくとも一つは、完全硬化しつつ導電パターンを焼成することを含む。半硬化状態の絶縁層に導電パターンが印刷されると親熟性がさらに良くなり、また、半硬化絶縁層とその上部に印刷された導電パターンを同時に熱処理すると、半硬化絶縁層が完全硬化される過程で導電パターンは焼成されるため密着性が改善される。半硬化は紫外線（ＵＶ）照射によって行うことが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット方式によって配線パターンを形成する配線基板の製造方法に関する。より詳細には、絶縁層の半硬化と完全硬化の２段階プロセスによって絶縁層と導電パターンの接着力を改善することができる配線基板の製造方法に関する。

配線基板は、電子機器、コンピュータ、通信機器などで半導体や各種電子部品などが実装され使用される。配線基板の回路パターン（導電パターン）は機器の小型化や半導体の高性能化によって高密度化されつつある。

配線基板の回路パターンは、一般的にサブトラクティブプロセス（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって行われている。サブトラクティブプロセスによる回路パターンは、無電解メッキ工程、パターニング工程、電解メッキ工程、エッチング工程などを経て形成される。このような方法は、工程が複雑でメッキ工程やエッチング工程において廃液処理等の問題を抱えている。

このような問題を解決するため、基板の表面に導電パターン及び絶縁パターンをインクジェット方式によって形成する技術が開発されつつある。インクジェット方式によって配線パターン（絶縁パターン／導電パターン）を形成すると、回路幅やピッチを小さくすることができ、また多層化が容易である。インクジェット方式によって配線パターンを形成する先行技術は特許文献１と特許文献２がある。

特許文献１に記載の技術は、絶縁基材上に厚さが同一の導電パターンと絶縁パターンをインクジェット方式によって同時に印刷して配線基板を製造している。

特許文献２に記載の技術は、絶縁基材上に絶縁パターンを先に形成した後に導電パターンを形成する方法を繰り返して多層配線基板を製造している。この技術は、ポリイミドのフィルムに導電パターンと絶縁パターンを印刷した後、上記絶縁パターンを加熱または赤外線ランプ等によって完全硬化処理した後に硬化された絶縁パターン上部に導電パターンを形成し導電パターンを加熱（焼成）処理している。

上記の先行技術では、完全硬化された絶縁層（絶縁基材や絶縁パターン）の上部に導電パターンを印刷し導電パターンを焼成するので、絶縁層と導電パターンの接着力（ｐｅｅｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が良くない。

特開１９９９−１６３４９９号公報 特開２００５−２１００７９号公報

本発明の目的は、配線基板において導電パターンと絶縁パターンの接着力を改善させることにある。さらに、本発明の目的は、絶縁基材をインクジェット方式で形成して絶縁基材とその上部の導電パターンも、絶縁パターンとその上部の導電パターンの接着力を改善して配線基板の全体にわたって接着力を改善することにある。

上記の目的を達成するための本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基材上に配線パターンに沿って導電パターンと絶縁パターンを少なくとも１層形成する方法であって、上記絶縁基材と絶縁パターンの少なくとも一つは半硬化状態でその上部に上記導電パターンを形成し積層体を得て、該積層体を熱処理して上記半硬化状態の絶縁基材または／及び絶縁パターンの少なくとも一つは完全硬化し導電パターンは焼成するのである。

本発明において導電パターンと絶縁パターンは、インクジェット方式によって形成されることが好ましい。また、絶縁基材は絶縁特性を有するフィルム状、シート状、板状等の基材を用いることができるが、硬化された絶縁基材を使用することでなくインクジェット方式によっても形成することができる。

本発明の製造方法は、半硬化された絶縁層の上部に導電パターンを形成し、半硬化された絶縁層と導電パターンを同時に形成して接着力を改善することに特徴がある。従って、本発明の製造方法は、配線基板が単層であれ多層であれ、それに関係なく適用することができ、配線基板の形成もインクジェット印刷方式が好ましいのではあるが、これに制限されるのではない。また、絶縁基材はフィルム状等を用いることができるが、インクジェット印刷方式において絶縁基材を印刷して形成しながら配線基板を製造することができるのである。

本発明によって配線基板を製造する好ましい方法の一例は、（ａ）絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁基材を形成する段階と、（ｂ）上記絶縁性インクを半硬化する段階と、（ｃ）上記絶縁基材の上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクを印刷して第１導電パターンを形成する段階と、（ｄ）上記第１導電パターン上部の一部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクを印刷して層間通電部を形成する段階と、（ｅ）上記絶縁基材の上部と第１導電パターンの上部に配線パターンに沿って絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁パターンを形成する段階と、上記（ｅ）段階後に熱処理して上記絶縁性インクを硬化すると共に導電性インクを焼成する段階と、を含んで成る。

また、本発明によって配線基板を製造する好ましい方法の他の一例は、（ａ）絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁基材を形成する段階と、（ｂ）上記絶縁性インクを半硬化する段階と、（ｃ）上記半硬化された絶縁基材の上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクと絶縁性インクを印刷して第１導電パターンと第１絶縁パターンを形成する段階と、（ｄ）上記第１絶縁パターンを半硬化する段階と、（ｅ）上記第１導電パターンと第１絶縁パターンの上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクと絶縁性インクを印刷して第２絶縁パターンと層間通電部である第２導電パターンを形成する段階と、上記（ｅ）段階後に熱処理して上記絶縁性インクの硬化と共に導電性インクを焼成する段階と、を含んで成る。

本発明の配線基板の製造方法が多層配線基板の製造方法に利用される場合には、２つの製造方法において上記（ｅ）段階以後に第２絶縁パターンを半硬化は段階が追加され、次いで上記（ｃ）段階から上記（ｅ）段階までの各々の過程を１回以上繰り返して多層回路を構成する段階が追加される。

本発明において上記半硬化は、如何なる方法も使用可能であるが、最も好ましい方法は、絶縁層（絶縁基材または絶縁パターン）のみ半硬化する方法である。その例としてＵＶ（紫外線）照射を用いる方法が挙げられる。上記半硬化以前には絶縁性インクから溶剤を揮発させる乾燥過程が追加されることが好ましい。乾燥温度は１５０℃以下が好ましい。

本発明において絶縁性インクは、絶縁性樹脂と光重合開始剤の必要に応じて架橋剤を含んでいてもよい。絶縁性樹脂は、ポリイミドやポリイミドの前駆体を使用することができる。ポリイミドの前駆体を使用する場合にはポリアミック酸（ポリアミド酸ともいう）と光重合開始剤、架橋剤の３成分系で組成され、その組成比の一例はポリアミック酸：５０〜６０重量％、架橋剤：２１〜３５重量％、残り光重合開始剤で組成される。

絶縁性インクは、ビスマレイミド系化合物と光重合開始剤の２成分系を使用することができ、その組成比の一例は、ビスマレイミド系化合物が８５〜９５重量％であり、残部は光重合開始剤で組成される。

本発明において導電性インクは、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、タンタル、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウム及びこれらの合金から成る群から選択される一つ以上の金属を含むものである。

本発明において絶縁体の完全硬化と導電パターンの焼成のための熱処理は、２００〜４００℃、より好ましくは２００〜３５０℃で行われる。本発明によって製造される配線基板は、絶縁層と導電パターンの同時熱処理によって半硬化状態の絶縁層は硬化され、導電パターンは焼成されるため接着力が改善される。

本発明は半硬化された絶縁層上に導電パターンを形成し、また半硬化絶縁層と導電パターンの同時熱処理によって絶縁層と導電パターンの間の接着力を改善することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において絶縁基材とは、絶縁特性を有するものであって、フィルム状、シート状、板状等の片面形状でインクジェットが可能であれば曲面の形状にも適用することができる。本発明において導電パターンとは、回路パターンを意味し、絶縁パターンは回路パターンを除いた他の部分を意味する。配線パターンとは、導電パターンと絶縁パターンを含む意味である。層間通電部は、多層配線基板で上層の導電パターンと下層の導電パターンとの間を導通させるものであって、スルーホールまたはビアホールと同一効果を有する。本発明において絶縁基材と絶縁パターンを包括して絶縁層と表記する場合もある。

本発明は、絶縁層と導電パターンの接着力を向上させるための研究過程で、導電性インクは硬化された絶縁層よりは半硬化絶縁層との親熟性がより良く、また、半硬化絶縁層とその上部に印刷された導電パターンを同時に熱処理すると、半硬化絶縁層が完全硬化される過程で導電パターンは焼成されるため密着性が改善されるという点に注目して完成されたものである。

本発明では、絶縁層を半硬化し半硬化された絶縁層の上部に導電パターンを形成して、これらを同時に熱処理することに特徴がある。本発明のこのような技術思想は単面配線基板、両面配線基板、多層配線基板全てに適用可能である。また、配線パターンとして絶縁パターンと導電パターンを順次にまたは同時に形成する方法全てに適用することができる。好ましくはインクジェット印刷による配線基板の製造方法に適用されるものであるが、絶縁層と導電パターンとの形成工程で接着性が問題となる印刷方式であれば本発明を適用することができる。

本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基材上に配線パターンに沿って導電パターンと絶縁パターンを少なくとも１層形成する方法であって、上記絶縁基材と絶縁パターンの少なくとも一つは、半硬化状態でその上部に上記導電パターンを形成し積層体を得て、該積層体を熱処理して絶縁基材と絶縁パターンは完全硬化を図ると同時に導電パターンは焼成する。

本発明において絶縁基材は、絶縁特性を有するフィルム状、シート状、板状等の基材を用いることができるが、完全硬化された絶縁基材を利用するのではなく、絶縁基材を印刷方式によって形成しながら導電パターンと絶縁パターンを形成することができる。絶縁基材、導電パターンと絶縁パターンはインクジェット方式によって形成することが好ましい。上記同一層上に形成される導電パターンと絶縁パターンはインクジェット方式によって同時に形成されることができる。

本発明において半硬化は、熱源または光照射等の方法を適用することができ、最も好ましいのはＵＶ照射を行うことである。上記半硬化以前には絶縁性インクの溶剤を揮発させるため約１５０℃以下の乾燥過程を追加することができる。

上記絶縁基材と絶縁パターンは、絶縁性インクでインクジェット方式によって形成され、上記絶縁性インクはポリアミック酸、光重合開始剤および架橋剤の３成分系で組成され、その組成比はポリアミック酸：５０〜６０重量％、架橋剤：２１〜３５重量％、残部は光重合開始剤で組成される。

また、上記絶縁性インクは、ビスマレイミド系化合物と光重合開始剤の２成分系で組成され、その組成比はビスマレイミド系化合物が８５〜９５重量％であり、残部は光重合開始剤で組成される。

上記導電パターンは、導電性インクでインクジェット方式によって形成され、上記導電性インクは金、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、タンタル、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウム及びこれらの合金から成る群から選択される一つ以上の金属を含むものである。

本発明において半硬化絶縁体と導電パターンの熱処理は、導電パターンの焼成温度と絶縁層の完全硬化を達成できる温度として、約２００〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃の温度で行なわれる。導電パターンの焼成温度は２００℃以上が好ましく、絶縁基材の完全硬化温度は３５０℃以下が好ましい。

本発明による配線基板の製造方法を添付の図面を参照して説明する。添付の図面は本発明の最も好ましい一つの実施例として説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。

図１は、導電パターンと絶縁パターンを順次に形成する方法に関する。図１において符号２は絶縁性インクヘッドであり、符号４は導電性インクヘッドである。

先ず図１（ａ）のように絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁基材１０を形成する。

インクジェット方式による印刷は、パターンやインクの種類等を考慮して適切な噴射方式を採択することができる。噴射方式としては圧電素子型、バブルジェット（登録商標）型、静電誘導型、連続噴射型などがある。

次に、図１（ｂ）のように絶縁基板１０を半硬化する。半硬化は直接加熱または間接加熱によって可能である。間接加熱は光照射のような方式でＵＶ（紫外線）照射が好ましい。ＵＶ照射は瞬間的に半硬化することを可能とし、選択的な半硬化処理ができるからである。即ち、後続の工程で導電パターンと絶縁パターンが併存存する場合や、または多層化される場合には、熱源による半硬化処理で下層の導電パターンまたは下層の絶縁パターンにも熱が加わることができるからである。

次に、図１（ｃ）では半硬化された絶縁基材１０の上部に配線パターンによって導電性インクをインクジェット方式で印刷して第１導電パターン２１を形成する。印刷する回路幅は、現在生産されている如何なる寸法にも対応することができる。インクジェット方式は、回路幅が狭くまた複雑な回路にも優れた生産性を発揮することができる。回路幅は２５〜１００μｍの配線板に適用されることができ、これに制限されるのではない。回路の厚さは銅箔の厚さ水準で適用されることができ、好ましくは５〜２０μｍであるが、これに制限されない。

次に図１（ｄ）のように、上記第１導電パターン２１の上部の一部に導電パターンに沿って導電性インクをインクジェット方式で印刷して層間通電部２３を形成する。ここで、「層間通電部」は相互異なる配線間を電気的に連結する部分を言い、従来多層配線基板のスルーホールやビアホールが形成される位置に形成される。

図１（ｅ）は、絶縁基材１０と第１導電パターン２１の上部に配線パターンに沿って絶縁パターン３０を形成して積層体を得る。

該積層体を図１（ｆ）のように熱処理して、絶縁基材１０と絶縁パターン２１は完全硬化すると同時に第１導電パターン２１と層間通電部２３は焼成して単層配線基板を製造する。

本発明によって多層配線基板を製造する場合には、図１の（ｅ）段階から（ｅ１）段階によって絶縁パターン３０を半硬化した後に、（ｅ２）の段階［（ｃ）段階から（ｅ）段階までの過程］を必要に応じて繰り返し、最終的に（ｆ）の段階を経る。

図２は、導電パターンと絶縁パターンを同時に形成する方法に関する。この方法において図１の製造方法と重複する説明は省略する。

図２（ａ）のように絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁基材１０を形成する。

次に図２（ｂ）のように絶縁基材１０を半硬化する。

次いで図２（ｃ）では、半硬化された絶縁基材１０の上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクと絶縁性インクを印刷して第１導電パターン２１と第１絶縁パターン３１を形成する。

次に図２（ｄ）のように第１絶縁パターン３１を半硬化する。

図２（ｅ）のように半硬化された第１絶縁パターン３１と第１導電パターン２１の上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクと絶縁性インクを印刷して第２絶縁パターン３３と層間通電部である第２導電パターン２３を形成して積層体を得る。

該積層体を図２（ｆ）のように熱処理して、絶縁基材１０と絶縁パターン３１、３３は完全硬化すると同時に、第１導電パターン２１と層間通電部である第２導電パターン２３は焼成して単層配線基板を製造する。

本発明によって多層配線基板を製造する場合には、図２の（ｅ１）段階によって形成された絶縁パターン３０を半硬化した後に、（ｅ２）の段階［（ｃ）段階から（ｅ）段階まで］の過程を必要に応じて繰り返し、最終的に（ｆ）の段階を経る。

上記の本発明の配線基板の製造方法において、絶縁層（絶縁基材または絶縁パターン）の半硬化以前に絶縁層の乾燥段階が追加されることができる。乾燥は絶縁性インクから溶剤を揮発するためのことで約１５０℃以下が好ましい。勿論、絶縁性インクの粘度が高く印刷された絶縁パターンが維持されることができれば乾燥段階は省略することができる。

以下に、本発明の配線基板の製造方法において使用する絶縁性インクと導電性インクについて説明する。本発明において、絶縁性インクと導電性インクはインクジェット方式によって配線基板の製造分野に適用されるインクが適用されるが、絶縁性インクの半硬化がＵＶによる時は、絶縁性インクに光重合開始剤が含まれるべきである。

絶縁性インクは、導電性インクによって印刷される複数の回路層間を効果的に絶縁し、かつ回路や基材との密着性を有するものであることが必要である。絶縁性インクは絶縁性物質が溶媒に均一に解離されたものを言う。ここに使用される絶縁性物質は、絶縁層を形成するため一般的に使用される物質を使用することができ、インクジェット方式で印刷することができ、導電層の焼成温度で硬化されることができればその種類は特に制限されない。このような側面を考慮してアクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などを適用することができる。また、絶縁性インクには耐熱性や熱膨張特性を改善するため無機充填剤を配合する場合もある。本発明の絶縁基材や絶縁パターンがＵＶ照射によって半硬化させる場合には、光重合反応を起こす光重合開始剤が含まれる。半硬化が可能な樹脂の例としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド系化合物などがある。

本発明において絶縁性インクは、絶縁性樹脂と光重合開始剤に必要に応じて架橋剤を含んでいてもよい。絶縁性樹脂は、ポリイミドやポリイミドの前駆体を使用することができる。ポリイミドの前駆体を使用する場合には、ポリアミック酸、光重合開始剤および架橋剤の３成分系で組成され、その組成比の一例はポリアミック酸：５０〜６０重量％、架橋剤：２１〜３５重量％、残り光重合開始剤で組成される。絶縁性インクは、ビスマレイミド系化合物と光重合開始剤の２成分系を使用することができ、その組成比の一例はビスマレイミド系が８５〜９５重量％であり、残部は光重合開始剤で組成される。

本発明において光重合開始剤には、オニウム塩、硫酸塩エステル、スルホニル化合物などが適用されることができる。オニウム塩としてはジフェニリドオニウム、トリフェニルスルホニウム塩があり、硫酸塩エステルにはｏ−ニトロベンジルエステル等がある。スルホニル化合物にはα，α’−ビスアクリルスルホニルジアゾメタン等がある。

本発明において架橋剤は、メラミン誘導体があり、その例としてＮ−メトキシメチル化されたメラミンがある。

インクジェット印刷方式において、絶縁性インクは、ポリイミドやその前駆体のポリアミック酸（ＰＡＡ）を多く使用している。ポリイミドは硬化中に鎖の脱水反応でＨ₂Ｏが形成され水泡や多孔が形成される問題点がある。また、ポリアミック酸は相対的に粘度が高いため過量の溶媒で希釈して粘度を低くしなければならない問題点がある。また、希釈させたポリアミック酸で絶縁層を形成して硬化工程を経る場合、過量の溶媒が揮発され絶縁層に気孔が形成されることができ、層の厚さが著しく低くなる短所がある。このような短所を克服しようとする場合には、ビスマレイミド系化合物を含む絶縁性インクを使用することが好ましい。該化合物は、普通、ポリイミド化された後、熱によって揮発性物質を付加生成させることなく直ちに３次元網構造を形成するからである。また、このビスマレイミド系化合物を利用すると低い分子量の化合物を使用することができ、絶縁性インクの粘度を容易に低めることができる。従って、ポリアミック酸を使用する場合より絶縁性物質がさらに多く含有された導電性インクを提供することができる。また導電層と接着時にも高い湿潤性と接着性を期待することができる。また、硬化時に形態の変更が少ないため値数安定性が高い絶縁層を形成することができる。

また、ビスマレイミド系化合物を使用して絶縁層を形成させる場合、２００℃乃至２５０℃で硬化反応が起きるため、低温硬化を必要とする工程に応用することができる。導電パターンは低温焼成が好ましいため、ビスマレイミド系化合物の適用は導電パターンと絶縁層の同時熱処理に適している。

このようなビスマレイミド化合物としては、芳香族または脂肪族のビスマレイミドが代表的である。最も好ましくは、１，１’−（メチレンジ−４，１−フェニレン）ビスマレイミドを使用することができ、この化合物は約２００℃で硬化が起きる。ビスマレイミドは架橋剤無しでも硬化によって架橋が行われる。これによって低誘電率、高耐熱性の絶縁層を得ることができる。

このような絶縁物質を溶解させる溶媒は、使用される絶縁物質の種類によって異なることができる。例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルホルムアマイド（ＤＭＦ）またはメチルセロソルブ（ＭＣＳ）またはこれらの混合溶液を使用することができる。絶縁性インクの粘度は１乃至５０ｃｐｓで好ましくは５乃至２０ｃｐｓである。

本発明において絶縁基材や絶縁パターンをインクジェット方式で印刷する場合に、絶縁性インクは異なるものを使用することもできるが、同一のものを使用することが好ましい。

本発明において導電性インクは、金属粒子が有機溶媒に均一に解離されたものである。微細配線を形成するため、この金属粒子はナノサイズであることが好ましい。このような導電性インクを使用して配線を形成する方法は制限なく使用可能である。例えば、このような金属粒子の種類は、特に限定はされないが一般的に金、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、タンタル、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウム、鉄等の金属を適切に使用することができる。これら金属は単独で使用することもでき、２種以上を適当に混合した合金で使用することもできる。上記金属のうち好ましくは、導電性に優れた金（Ａｇ）、銀（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。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用することもできる。経済的な側面でさらに有利である銀が特に好ましい。このような金属粒子が数十マイクロメーター以下の微細配線を形成するためには１乃至１００ｎｍ、好ましくは５乃至５０ｎｍ大きさの金属ナノ粒子を使用することが好ましい。

また、このような金属粒子が溶媒に均一で安定的に解離されるためには、金属粒子を包むためのキャッピング分子が必要である。本発明においてこのようなキャッピング分子は、制限なく使用が可能である。例えば、金属粒子と配位結合を形成することができる窒素、酸素または硫原子対の孤立電子対の電子を有する化学グループを含む化合物であることができる。より具体的には、窒素原子を含むアミノ基（−ＮＨ₂）、硫原子を含むスルファニル基（−ＳＨ）、チオール基（−Ｓ−）、酸素原子を含むヒドロキシ基（−ＯＨ）、エーテル型のオキシ基（−Ｏ−）等を有する化合物を用いることができる。

導電性インクを形成するため使用される溶媒は、金属粒子の性質によって水系または非水系溶媒を使用することができ、これは特に制限されない。例えば、非水系溶媒としてトルエンとテトラデカンまたはこれらの混合溶液を使用することができ、水系溶媒として水またはジエチレングリコールブチルエーテルアセテートとエタノール水溶液またはこれらの混合液を使用することができる。上記のような溶液に金属粒子を入れソニケーターで分散させると導電性インクを製造することができる。

微細配線を印刷するに適している導電性インクの好ましい粘度は、使用されるノズルの条件、印刷条件、ナノ粒子のサイズ等に影響を受けるが、１乃至５０ｃｐｓで、好ましくは５乃至２０ｃｐｓである。

導電性インクは、導電性材料を水系または油系溶媒に分散させ、分散剤等の添加剤を混合して使用されている。金属ナノ粒子の導電性インクは、微細な配線パターンを高い線幅精密度で形成することができ、この金属ナノ粒子塗布層を焼成処理して簡単に導電パターンを形成することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

［実施例１］
導電性インクは、銀窒化物とＰＶＰ（ＭＷ＝１０，０００）をモル比１：８で混合し、還元剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を精製水と１：１の体積比にして添加し１００℃で３０分間反応してＰＶＰでキャッピングされた５０ｎｍの銀ナノ粒子を利用した。

絶縁性インクは、表１の通り、ポリイミド前駆体と光重合開始剤、架橋剤を配合した。表１においてＰＡＡは、ポリイミド前駆体のポリアミック酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）であり、架橋剤はＭＢＨＰ［４、４’−メチレンビス［２，６−ビス（ヒドロキシメチル）］フェノール（４，４’−ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｓ［２，６−ｂｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）］ｐｈｅｎｏｌ）を使用した。光重合開始剤はＰＴＭＡ［５−プロピルスルホニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−２−（メチルフェニル）アセトニトリル］（５−ｐｒｏｐｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ−ｏｘｙｉｍｉｎｏ−５Ｈ−ｔｈｉｏｐｈｅｎ−２−ｙｌｉｄｅｎｅ）−２−（ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）を使用した。

図１（ａ）のように絶縁性インクをインクジェット方式によって絶縁基材を形成し、１００℃で乾燥し図１（ｂ）のようにＵＶを照射して半硬化した。半硬化した後、インクジェット方式で上記導電性インクを印刷して第１導電パターンを形成した（図１ｃ）。第１導電パターンの上部にインクジェット方式で 層間通電部を形成した（図１ｄ）。図１（ｅ）のように上記絶縁性インクとして５μｍの絶縁層を形成し１００℃で乾燥して積層体を得た。該積層体を２００℃で１時間焼成した。

絶縁層の硬化の有無は、水溶性ＴＭＡＨ溶液で現像の有無を通じて確認した。硬化の有無は溶解と非溶解で判断することができる。

表１に示された通り、架橋剤が２０重量％と充分でない場合には、硬化が完全にされないことが確認できた。一方、Ａ２とＡ３の場合には、絶縁層と導電パターンとの接着力も改善されたことが確認できた。絶縁層と導電パターンの接着力に対する評価方法が立てられていないため定量的に接着力を評価できない実情である。

［実施例２］
銀窒化物とＰＶＰ（ＭＷ＝１０，０００）をモル比１：８で混合し、還元剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を精製水と１：１の体積比にして添加し１００℃で３０分間反応してＰＶＰでキャッピングされた５０ｎｍの銀ナノ粒子の導電性インクを得た。

１，１’−（メチレンジ−４，１−フェニレン）ビスマレイミドをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）とジメチルホルムアマイド（ＤＭＦ）の混合溶液に溶かして１５ｃｐｓになるようにして絶縁性インクを得た。この絶縁性インクに光重合開始剤としてＰＴＭＡ［５−プロピルスルホニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−２−（メチルフェニル）アセトニトリル］（５−ｐｒｏｐｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ−ｏｘｙｉｍｉｎｏ−５Ｈ−ｔｈｉｏｐｈｅｎ−２−ｙｌｉｄｅｎｅ）−２−（ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ、）を使用した。

図２（ａ）のように絶縁性インクをインクジェット方式によって絶縁基材を形成し、１００℃で乾燥し図２（ｂ）のようにＵＶを照射して半硬化した。半硬化した後、インクジェット方式で上記導電性インクと上記絶縁性インクを印刷して第１導電パターンと第１絶縁パターンを形成した（図２ｃ）。第１絶縁パターンを１００℃で乾燥した後ＵＶ照射して半硬化した（図２ｄ）。次いで第１導電パターンと第１絶縁パターンの上部にインクジェット方式によって上記絶縁性インクと上記導電性インクを印刷して第２絶縁パターンと第２導電パターンを形成した（図２（ｅ））。該積層体を２００℃で１時間焼成した。

絶縁層の硬化の有無は水溶性ＴＭＡＨ溶液で現像の有無により確認した。確認結果、水溶性ＴＭＡＨ溶液で現像が起こらなかった。絶縁層と導電パターンとの接着力も改善されたことが確認できた。

本発明において上記実施形態は一つの例示であって、本発明がこれに限定されるのではない。本発明の特許請求範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し同一の作用効果を奏するものは、如何なるものでも本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本発明の実施例では半硬化の手段としてＵＶ（紫外線照射）を用いているが、絶縁層を半硬化することができる他の方法も適用することができる。

本発明によるインクジェット方式によって導電パターンと絶縁パターンを順次に形成して配線基板を製造する方法の一例を示す図である。 本発明によるインクジェット方式によって導電パターンと絶縁パターンを同時に形成して配線基板を製造する方法の一例を示す図である。

符号の説明

２ 絶縁性インクヘッド
４ 導電性インクヘッド
１０ 絶縁基材
２１ 第１導電パターン
２３ 層間通電部（第２導電パターン）
３０ 絶縁パターン
３１ 第１絶縁パターン
３３ 第２絶縁パターン

Claims (32)

1. 絶縁基材上に配線パターンに沿って導電パターンと絶縁パターンを少なくとも１層形成する方法であって、
   前記絶縁基材と絶縁パターンの少なくとも一つは、半硬化状態でその上部に前記導電パターンを形成し積層体を得て、該積層体を熱処理して前記半硬化状態の絶縁基材または／及び絶縁パターンを完全硬化し、導電パターンは焼成することを含んで成る配線基板の製造方法。
2. 前記絶縁基材、導電パターンおよび絶縁パターンのうち少なくとも一つは、インクジェット方式で形成され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. 前記同一層上に形成される導電パターンと絶縁パターンは、インクジェット方式によって同時に形成す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. 前記半硬化は、ＵＶ照射によることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記半硬化以前には、乾燥過程が追加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記絶縁基材と絶縁パターンは、絶縁性インクでインクジェット方式によって形成され、前記絶縁性インクはポリアミック酸、光重合開始剤および架橋剤の３成分系で組成されることを特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記絶縁性インクは、ポリアミック酸：５０〜６０重量％、架橋剤：２１〜３５重量％、残部は光重合開始剤で組成されることを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。
8. 前記絶縁基材と絶縁パターンは、絶縁性インクでインクジェット方式によって形成され、前記絶縁性インクは、ビスマレイミド系化合物と光重合開始剤の２成分系であることを特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法。
9. 前記ビスマレイミド系は、８５〜９５重量％であり、残部は光重合開始剤で組成されることを特徴とする請求項８に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記導電パターンは、導電性インクでインクジェット方式によって形成され、前記導電性インクは金、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、タンタル、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウム及びこれらの合金から成る群から選択される一つ以上の金属を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
11. 前記熱処理は、２００〜３５０℃で行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
12. （ａ）絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁基材を形成する段階と、
    （ｂ）前記絶縁性インクを半硬化する段階と、
    （ｃ）前記半硬化された絶縁基材の上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクを印刷して第１導電パターンを形成する段階と、
    （ｄ）前記第１導電パターン上部の一部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクを印刷して層間通電部を形成する段階と、
    （ｅ）前記絶縁基材の上部と第１導電パターンの上部に配線パターンに沿って絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁パターンを形成する段階と、
    前記（ｅ）段階後に熱処理して前記絶縁性インクを硬化すると共に導電性インクを焼成する段階と、
    を含んで成る配線基板の製造方法。
13. 前記（ｅ）段階以後に第２絶縁パターンを半硬化する段階が追加され、前記（ｃ）段階から前記（ｅ）段階までの過程を１回以上繰り返して多層回路を構成する段階が追加されることを特徴とする請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
14. 前記半硬化は、ＵＶ照射によることを特徴とする請求項１２または１３に記載の配線基板の製造方法。
15. 前記半硬化以前には、乾燥過程が追加されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
16. 前記絶縁性インクは、ポリアミック酸、光重合開始剤および架橋剤の３成分系で組成されることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
17. 前記絶縁性インクは、ポリアミック酸：５０〜６０重量％、架橋剤：２１〜３５重量％、残部は光重合開始剤で組成されることを特徴とする請求項１６に記載の配線基板の製造方法。
18. 前記絶縁性インクは、ビスマレイミド系化合物と光重合開始剤の２成分系であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の配線基板の製造方法。
19. 前記ビスマレイミド系化合物は、８５〜９５重量％であり、残部は光重合開始剤で組成されることを特徴とする請求項１８に記載の配線基板の製造方法。
20. 前記導電性インクは、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、タンタル、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウム及びこれらの合金から成る群から選択される一つ以上の金属を含むことを特徴とする請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
21. 前記熱処理は、２００〜３５０℃で行うことを特徴とする請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
22. （ａ）絶縁性インクをインクジェット方式で印刷して絶縁基材を形成する段階と、
    （ｂ）前記絶縁性インクを半硬化する段階と、
    （ｃ）前記半硬化された絶縁基材の上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクと絶縁性インクを印刷して第１導電パターンと第１絶縁パターンを形成する段階と、
    （ｄ）前記第１絶縁パターンを半硬化する段階と、
    （ｅ）前記第１導電パターンと第１絶縁パターンの上部に配線パターンに沿ってインクジェット方式で導電性インクと絶縁性インクを印刷して第２絶縁パターンと層間通電部である第２導電パターンを形成する段階と、
    前記（ｅ）段階後に熱処理して前記絶縁性インクの硬化と導電性インクを焼成する段階と、
    を含んで成る配線基板の製造方法。
23. 前記（ｅ）段階以後に第２絶縁パターンを半硬化する段階が追加され、次いで前記（ｃ）段階から前記（ｅ）段階までの過程を１回以上繰り返して多層回路を構成する段階が追加されることを特徴とする請求項２２に記載の配線基板の製造方法。
24. 前記半硬化は、ＵＶ照射によることを特徴とする請求項２２または２３に記載の配線基板の製造方法。
25. 前記半硬化以前には乾燥過程が追加されることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
26. 前記絶縁性インクは、ポリアミック酸と光重合開始剤、架橋剤の３成分系で組成されることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
27. 前記絶縁性インクは、ポリアミック酸：５０〜６０重量％、架橋剤：２１〜３５重量％、残り光重合開始剤で組成されることを特徴とする請求項２６に記載の配線基板の製造方法。
28. 前記絶縁性インクは、ビスマレイミド系化合物と光重合開始剤の２成分系であることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
29. 前記ビスマレイミド系化合物は、８５〜９５重量％で、残り光重合開始剤で組成されることを特徴とする請求項２８に記載の配線基板の製造方法。
30. 前記導電性インクは、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、タンタル、バナジウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ジルコニウム及びこれらの合金から成る群から選択される一つ以上の金属を含むことを特徴とする請求項２２〜２９のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
31. 前記熱処理は、２００〜３５０℃で行うことを特徴とする請求項２２〜３０のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
32. 請求項１、請求項１２乃至請求項１３、および請求項２２乃至請求項２３のいずれか一項に記載の方法により製造された配線基板。

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