JP2014075461A - Conductive wiring and method for fabricating conductive wiring - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a form of a high-density wiring capable of being simply fabricated by means of coating film formation and laser beam heating, and a method for fabricating the shape of a high-density wiring.SOLUTION: In a conductive wiring for conductively connecting a circuit element, a particle layer 102 is formed on a support substrate 101 by means of coating film formation using an ink material containing metal fine particles, laser beam irradiation is performed on a predetermined portion of the particle layer 102, and the portion irradiated with the laser beam is made to a conductive portion 103 serving as a wiring. There are present the conductive portion 103 serving as a wiring and a non-conductive portion other than the wiring in the particle layer 102, the crystal particle size in the conductive portion is larger than that in the non-conductive portion, and there is present a film thickness-reduced part or crack 105 showing a boundary at the boundary between the conductive portion and the non-conductive portion.

Description

回路素子を導通接続する導電性配線の構造および作製方法に関する。特に、塗布成膜とレーザ光加熱の作製方法を用いて、簡便に形成される微細導電性配線の構造および作製方法に関する。   The present invention relates to a structure of a conductive wiring for electrically connecting circuit elements and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a structure and a manufacturing method of a fine conductive wiring that is easily formed using a coating film forming method and a laser beam heating manufacturing method.

粒子直径サイズが1〜数百nmである微粒子(以下、ナノ粒子と記載することもある)は、量子サイズ効果などの特有な効果を発現する機能材として、近年その開発が脚光を浴びており、ナノ粒子を含有したインク材料を用いて、塗布工法とレーザ加熱方法を組み合わせた導電性微細配線を形成する方法も提案されている。   In recent years, the development of fine particles having a particle diameter size of 1 to several hundreds of nanometers (hereinafter sometimes referred to as “nanoparticles”) has attracted attention as a functional material that exhibits unique effects such as the quantum size effect. There has also been proposed a method of forming conductive fine wiring by combining a coating method and a laser heating method using an ink material containing nanoparticles.

特許文献1には、3次元構造の表面形状を有したり、伝熱特性が異なる部分を有したりする基板であっても、解像度の高い導電性微細配線を形成することを目的にした、塗布工法とレーザ加熱方法を組み合わせた導電性配線の形成方法が開示されている。制御系の面から扱い易い半導体レーザを用い、レーザ光の照射強度とスキャン速度を制御し、座標データをもとに集光レンズもしくは基板の位置制御を行うことでレーザ光を均一に照射する。   Patent Document 1 aims to form high-resolution conductive fine wiring even on a substrate having a three-dimensional structure surface shape or a portion having different heat transfer characteristics. A method for forming a conductive wiring in which a coating method and a laser heating method are combined is disclosed. Using a semiconductor laser that is easy to handle from the surface of the control system, the irradiation intensity and scanning speed of the laser beam are controlled, and the position of the condenser lens or substrate is controlled based on the coordinate data to uniformly irradiate the laser beam.

特許文献2には、基材上に埋め込まれた状態で形成される微細な配線導体の形成方法であって、線幅の細線化および線厚の増大を目的とて、金属膜上方からフェムト秒レーザ光を照射して基材に溝を形成するとともに金属を溶融させながら、溶融した金属を溝に充填し、金属を冷却・固化する方法が記載されている。   Patent Document 2 discloses a method for forming a fine wiring conductor formed in a state of being embedded on a base material, in order to reduce the line width and increase the line thickness. A method is described in which a groove is formed in a substrate by irradiating a laser beam and a molten metal is filled in the groove while the metal is melted, and the metal is cooled and solidified.

特許文献3には、樹脂基板上に、接着層等を形成するための別の工程を加えることなく、基板との密着性の高い導電性配線を簡単に形成することができる配線形成方法を提供することを目的として、樹脂基板上に導電性微粒子を含有する分散溶液の塗布層を形成した構成において、樹脂基板上に到達するレーザの透過光強度を調整することによって樹脂基板と配線層との密着性を高めるという方法が記載されている。   Patent Document 3 provides a wiring forming method capable of easily forming a conductive wiring having high adhesion to a substrate without adding another process for forming an adhesive layer or the like on a resin substrate. In the configuration in which the coating layer of the dispersion solution containing conductive fine particles is formed on the resin substrate, the resin substrate and the wiring layer are adjusted by adjusting the transmitted light intensity of the laser that reaches the resin substrate. A method of improving adhesion is described.

金属ナノ粒子を含有したインク材料を用いて、塗布成膜により粒子層を形成し、粒子層をレーザ光加熱することによって、導電性配線を形成する方法においては、短時間で強いエネルギーを与えることにより粒子層を溶融固化させることで、大気中においても酸化を抑制し、電気伝導性の良好な導電性配線を形成することができる。
レーザ光加熱により粒子層を焼成して導電性を発現させる配線形成方法では、配線形状に加工された状態の粒子層に対してレーザ光を照射する。配線の微細化に伴って、レーザ光の配線への位置合わせのために、高精度なレーザ照射装置が必要になり、高価な装置を用いることから、プロセスコストの高コスト化に繋がる。配線の有無にかかわらず、全面に対してレーザ光を走査して加熱する場合は、処理時間が長くなり、スループット低下をまねく。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、塗布成膜とレーザ光加熱の方法によって、簡便に作製できる高密度配線の形状およびその作製方法を提供することを目的とする。
In a method for forming conductive wiring by forming a particle layer by coating film formation using an ink material containing metal nanoparticles and heating the particle layer with laser light, strong energy is given in a short time. By melting and solidifying the particle layer by this, it is possible to suppress oxidation even in the atmosphere and to form a conductive wiring with good electrical conductivity.
In the wiring formation method in which the particle layer is baked by laser light heating to develop conductivity, the particle layer in a state of being processed into a wiring shape is irradiated with laser light. Along with the miniaturization of the wiring, a high-precision laser irradiation device is required for positioning the laser beam on the wiring, and an expensive device is used, leading to an increase in process cost. Regardless of the presence or absence of wiring, when the entire surface is scanned with laser light and heated, the processing time becomes long, leading to a reduction in throughput.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shape of a high-density wiring that can be easily manufactured by a method of coating film formation and laser light heating, and a manufacturing method thereof.

上記課題は以下に記載する構成を備えた本発明によって解決することができる。
「金属微粒子を含有したインク材料を用いて、支持基板上に塗布成膜により粒子層を形成し、粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して、前記レーザ光を照射した箇所を配線となる導電性部分とした、回路素子を導通接続する導電性配線であって、前記粒子層には、配線とする導電性部分と、配線以外の非導電性部分とが存在し、導電性部分における結晶粒径は、非導電性部分の結晶粒径よりも大きく、導電性部分と非導電性部分との境界には、境界を示す膜厚減少部分又はクラックが存在することを特徴とする導電性配線。」
The above-described problems can be solved by the present invention having the configuration described below.
“Using an ink material containing fine metal particles, a particle layer is formed on a support substrate by coating and film formation, a laser beam is irradiated to a predetermined portion of the particle layer, and the portion irradiated with the laser beam becomes a wiring. Conductive wiring for electrically connecting circuit elements as conductive portions, wherein the particle layer includes a conductive portion serving as a wiring and a non-conductive portion other than the wiring, and a crystal in the conductive portion. Conductive wiring characterized in that the grain size is larger than the crystal grain size of the non-conductive part, and there is a reduced film thickness portion or crack indicating the boundary at the boundary between the conductive part and the non-conductive part. . "

本発明の導電性配線は、塗布成膜工程とレーザ光加熱工程の2工程の簡単な方法によって形成することができる配線形状であり、回路を導通接続させる配線機能を有し、導電性部分と非導電性部分の境界には膜厚減少部分もしくはクラックが存在することによって導電性配線部分を認識することができ、上層に素子形成する場合のアライメントが可能である。   The conductive wiring of the present invention has a wiring shape that can be formed by a simple method of two steps of a coating film forming step and a laser beam heating step, and has a wiring function for conductively connecting a circuit. The presence of a reduced thickness portion or a crack at the boundary of the non-conductive portion makes it possible to recognize the conductive wiring portion, and alignment is possible when an element is formed in the upper layer.

本発明の導電性配線の構造の一例を示す図であるIt is a figure which shows an example of the structure of the conductive wiring of this invention 本発明の導電性配線の構造の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the structure of the electroconductive wiring of this invention. 本発明の導電性配線の作製方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the preparation methods of the conductive wiring of this invention. 本発明の導電性配線の作製方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the manufacturing method of the electroconductive wiring of this invention. 本発明の実施例1の導電性配線の顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the microscope image of the conductive wiring of Example 1 of this invention. 図5に示した導電性配線部分の断面SEM像を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional SEM image of the electroconductive wiring part shown in FIG.

本発明の導電性配線についての詳細を実施形態1、2に基づいて説明し、本発明の導電性配線の作製方法の詳細を実施形態3〜5に基づいて説明する。   Details of the conductive wiring of the present invention will be described based on Embodiments 1 and 2, and details of a method for manufacturing the conductive wiring of the present invention will be described based on Embodiments 3 to 5.

<実施形態1>
本実施形態1の導電性配線は金属微粒子を含有したインク材料を用いて、支持基板上に塗布成膜により粒子層を形成し、粒子層の所定箇所にレーザ光を照射してレーザ光を照射した箇所を導電性部分としたものであり、この導電性配線によって回路素子を導通接続する。
本発明の導電性配線は、導電性配線が形成された粒子層には、配線とする導電性部分と、配線以外の非導電性部分が存在し、導電性部分における結晶粒径は、非導電性部分の結晶粒径よりも大きく、導電性部分と非導電性部分の境界には、境界を示す膜厚減少部分もしくはクラックが存在する。
<Embodiment 1>
The conductive wiring of the first embodiment uses an ink material containing metal fine particles, forms a particle layer by coating on a support substrate, and irradiates a laser beam to a predetermined portion of the particle layer to irradiate the laser beam. The conductive part is used as the conductive part, and the circuit elements are conductively connected by this conductive wiring.
In the conductive wiring of the present invention, the particle layer on which the conductive wiring is formed has a conductive portion as the wiring and a non-conductive portion other than the wiring, and the crystal grain size in the conductive portion is non-conductive. The crystal grain size of the conductive portion is larger, and there is a film thickness decreasing portion or a crack indicating the boundary at the boundary between the conductive portion and the non-conductive portion.

本発明の導電性配線の実施形態1を図1に基づいて説明する。
図1において、101は支持基板を示す。支持基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えば、ポリイミド(PI)基板、ポリエーテルサルホン(PES)基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板等を用いることができる。
Embodiment 1 of the conductive wiring of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a support substrate. As the support substrate, for example, a glass substrate, a silicon substrate, a stainless steel substrate, a film substrate, or the like can be used. As the film substrate, for example, a polyimide (PI) substrate, a polyethersulfone (PES) substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate, a polyethylene naphthalate (PEN) substrate, or the like can be used.

102は支持基板上に形成された粒子層を示す。粒子層は、金属微粒子を含有したインク材料を用いて、塗布成膜により形成した薄膜である。金属微粒子としては、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)など金属の微粒子を用いることができる。これら金属微粒子を混合して用いても構わない。   Reference numeral 102 denotes a particle layer formed on a support substrate. The particle layer is a thin film formed by coating using an ink material containing metal fine particles. As the metal fine particles, fine particles of metal such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), nickel (Ni) can be used. These metal fine particles may be mixed and used.

103は、粒子層に形成された導電性配線部分を示す。104は導電性配線部分の拡大図であり、断面図で導電性配線部分の形状を示す。105は導電性配線部分とそのほかの非導電性部分の境界付近において膜厚が減少している部分もしくはクラックが存在する部分を示す。   Reference numeral 103 denotes a conductive wiring portion formed in the particle layer. 104 is an enlarged view of the conductive wiring portion, and the cross-sectional view shows the shape of the conductive wiring portion. Reference numeral 105 denotes a portion where the film thickness is reduced or a portion where a crack exists in the vicinity of the boundary between the conductive wiring portion and other non-conductive portions.

本実施形態1の導電性配線は粒子層の一部を低抵抗化したものであり、支持基板上には導電性配線のほかに非導電性である粒子層も残存する。導電性配線と非導電性部分の境界に、膜厚減少部分もしくはクラックが存在することによって、低抵抗化した配線箇所を認識することができる。配線箇所が認識できることによって、導電性配線に対するアライメントができ、配線上への素子の実装や、デバイス形成が可能になる。   The conductive wiring according to the first embodiment has a part of the particle layer with a reduced resistance, and a non-conductive particle layer also remains on the support substrate in addition to the conductive wiring. The presence of a reduced film thickness portion or a crack at the boundary between the conductive wiring and the non-conductive portion makes it possible to recognize a wiring portion whose resistance has been reduced. By recognizing the wiring location, alignment with the conductive wiring can be performed, and elements can be mounted on the wiring and devices can be formed.

106は配線幅を示す。配線幅は任意に設定することができる。数μm〜数百μmの範囲にある。107は粒子層の膜厚を示す。膜厚は任意に設定することができる。数十nm〜数μmの範囲にある。
102の粒子層の結晶粒径は、数nm〜数十nmである。103の導電性配線の結晶粒径は、配線以外の部分の粒子径よりも大きく、配線幅(106)全域に渡って単一の結晶粒であってもよい。粒子層(102)は微粒子が積み重なっている状態であり、粒界が多数あるために導通しない。配線部分(103)は粒界が少ない大きな結晶粒であるために導通する。
以上のように本実施形態1の導電性配線は、粒子層内の所定の箇所に形成されており、結晶粒径の違いによって導通部分となっている。
Reference numeral 106 denotes a wiring width. The wiring width can be set arbitrarily. It is in the range of several μm to several hundred μm. Reference numeral 107 denotes the thickness of the particle layer. The film thickness can be set arbitrarily. It is in the range of several tens of nm to several μm.
The crystal grain size of the particle layer 102 is several nm to several tens of nm. The crystal grain size of the conductive wiring 103 is larger than the particle diameter of the portion other than the wiring, and may be a single crystal grain over the entire wiring width (106). The particle layer (102) is in a state where fine particles are stacked and does not conduct because there are many grain boundaries. Since the wiring part (103) is a large crystal grain with few grain boundaries, it is conductive.
As described above, the conductive wiring of the first embodiment is formed at a predetermined location in the particle layer, and becomes a conductive portion due to the difference in crystal grain size.

本実施形態1の導電性配線は、塗布成膜工程とレーザ光加熱工程の2工程の簡単な方法によって形成することができる配線形状であり、非導電性である金属微粒子からなる粒子層の一部分を、レーザ光加熱により低抵抗化させることにより導電性配線とすることができる。この導電性配線は、回路を導通接続させる配線機能を有し、導電性配線と非導電性部分の境界には膜厚減少部分もしくはクラックが存在することによって、低抵抗化した配線箇所を認識することができる。   The conductive wiring of the first embodiment has a wiring shape that can be formed by a simple method of two steps of a coating film forming step and a laser beam heating step, and is a part of a particle layer made of non-conductive metal fine particles. Can be made conductive wiring by lowering the resistance by heating with laser light. This conductive wiring has a wiring function for conductively connecting circuits, and recognizes a wiring portion whose resistance has been reduced by the presence of a reduced thickness portion or a crack at the boundary between the conductive wiring and the non-conductive portion. be able to.

<実施形態2>
本発明の実施形態2の導電性配線は、前記粒子層を支持基板上に塗布成膜によりパターン化して形成し、このパターン化された粒子層の所定箇所にレーザ光を照射してレーザ光を照射した箇所を導電性部分としたものであり、この導電性配線によって回路素子を導通接続する。
パターン化された粒子層には、配線とする導電性部分と、配線以外の非導電性部分が存在し、導電性部分における結晶粒径は、非導電性部分の結晶粒径よりも大きく、導電性部分と非導電性部分の境界には、境界を示す膜厚減少部分もしくはクラックが存在する。
<Embodiment 2>
The conductive wiring according to the second embodiment of the present invention is formed by patterning the particle layer on a support substrate by coating and forming a laser beam on a predetermined portion of the patterned particle layer. The irradiated part is a conductive part, and the circuit elements are conductively connected by this conductive wiring.
In the patterned particle layer, there are a conductive part to be a wiring and a non-conductive part other than the wiring, and the crystal grain size in the conductive part is larger than the crystal grain size of the non-conductive part. At the boundary between the conductive portion and the non-conductive portion, there is a reduced film thickness portion or a crack indicating the boundary.

本発明の実施形態2の導電性配線を図2に基づいて説明する。
図2において、201は支持基板を示す。支持基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えば、ポリイミド(PI)基板、ポリエーテルサルホン(PES)基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板等を用いることができる。
A conductive wiring according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, 201 indicates a support substrate. As the support substrate, for example, a glass substrate, a silicon substrate, a stainless steel substrate, a film substrate, or the like can be used. As the film substrate, for example, a polyimide (PI) substrate, a polyethersulfone (PES) substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate, a polyethylene naphthalate (PEN) substrate, or the like can be used.

202はパターン化された粒子層を示す。粒子層(202)は、パターン化された状態で所定の箇所に存在し、基板面内において粒子層がない部分(208)もがある。パターン化された粒子層は、金属微粒子を含有したインク材料を用いて、塗布印刷成膜により形成した薄膜である。金属微粒子としては、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)など金属の微粒子を用いることができる。これら金属微粒子を混合して用いても構わない。   Reference numeral 202 denotes a patterned particle layer. The particle layer (202) exists in a predetermined position in a patterned state, and there is a portion (208) where there is no particle layer in the substrate surface. The patterned particle layer is a thin film formed by coating printing using an ink material containing metal fine particles. As the metal fine particles, fine particles of metal such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), nickel (Ni) can be used. These metal fine particles may be mixed and used.

203は、パターン化された粒子層に形成された導電性配線部分を示す。204は導電性配線部分の拡大図であり、断面図で導電性配線部分の形状を示す。205は導電性配線部分とそのほかの非導電性部分の境界付近において膜厚が減少している部分もしくはクラックが存在する部分を示す。   Reference numeral 203 denotes a conductive wiring portion formed in the patterned particle layer. Reference numeral 204 is an enlarged view of the conductive wiring portion, and the cross-sectional view shows the shape of the conductive wiring portion. Reference numeral 205 denotes a portion where the film thickness is reduced or a portion where a crack exists in the vicinity of the boundary between the conductive wiring portion and other non-conductive portions.

206は配線幅を示す。配線幅は任意に設定することができる。数μm〜数百μmの範囲にある。207は粒子層の膜厚を示す。膜厚は任意に設定することができる。数十nm〜数μmの範囲にある。
202の粒子層の結晶粒径は、数nm〜数十nmである。203の導電性配線の結晶粒径は、配線以外の部分の粒子径よりも大きく、配線幅(206)全域に渡って単一の結晶粒であってもよい。粒子層(102)微粒子が積み重なっている状態であり、粒界が多数あるために導通しない。配線部分(103)は粒界が少ない大きな結晶粒であるために導通する。
以上のように本実施形態2の導電性配線は、粒子層内所定の箇所に形成されており、結晶粒径の違いによって導通部分となっている。そして、粒子層はパターン化された状態で存在し、その粒子層内に微細な導電性配線部分が存在している。
Reference numeral 206 denotes a wiring width. The wiring width can be set arbitrarily. It is in the range of several μm to several hundred μm. Reference numeral 207 denotes the thickness of the particle layer. The film thickness can be set arbitrarily. It is in the range of several tens of nm to several μm.
The crystal grain size of the 202 particle layer is several nm to several tens of nm. The crystal grain size of the conductive wiring 203 is larger than the particle diameter of the portion other than the wiring, and may be a single crystal grain over the entire wiring width (206). The particle layer (102) is a state in which fine particles are stacked and does not conduct because there are many grain boundaries. Since the wiring part (103) is a large crystal grain with few grain boundaries, it is conductive.
As described above, the conductive wiring of the second embodiment is formed at a predetermined location in the particle layer, and becomes a conductive portion due to the difference in crystal grain size. The particle layer is present in a patterned state, and fine conductive wiring portions are present in the particle layer.

本実施形態2の塗布成膜工程とレーザ光加熱工程の2工程のみの簡単な方法で形成できる配線形状であり、非導電性である金属微粒子からなるパターン化された粒子層の一部分を、レーザ光加熱により低抵抗化させて導電性配線している。必要箇所のみにパターン化させた状態で粒子層を形成することによって、インクの使用量を低減し安価に形成できる配線形状である。   A part of a patterned particle layer made of non-conductive metal fine particles has a wiring shape that can be formed by a simple method of only the two steps of the coating film forming step and the laser beam heating step of the second embodiment. The conductive wiring is reduced in resistance by light heating. By forming the particle layer in a state where it is patterned only at a required portion, the wiring shape can be formed at a low cost by reducing the amount of ink used.

<実施形態3>
本発明の導電性配線は、金属微粒子を含有したインク材料を用いて、塗布工法により粒子層を形成する塗布成膜工程、粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して導電性部分を形成するレーザ加熱工程を少なくとも含む導電性配線の作製方法によって作製することができる。
<Embodiment 3>
The conductive wiring of the present invention is a coating film forming step for forming a particle layer by a coating method using an ink material containing metal fine particles, and a predetermined portion of the particle layer is irradiated with laser light to form a conductive portion. It can be manufactured by a method for manufacturing a conductive wiring including at least a laser heating step.

次に、本発明の導電性配線の作製方法を実施形態3〜5に基づいて説明する。
本発明の導電性配線の作製方法の実施形態3を図3に基づいて説明する。
図3において、301は支持基板の状態を示し、302は塗布成膜工程を示し、303はレーザ加熱工程を示し、304は導電性配線形成後の状態を示す。
301において、3011は支持基板を示す。支持基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えば、ポリイミド(PI)基板、ポリエーテルサルホン(PES)基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板等を用いることができる。
Next, the manufacturing method of the conductive wiring of this invention is demonstrated based on Embodiment 3-5.
Embodiment 3 of the method for producing a conductive wiring according to the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, 301 indicates the state of the support substrate, 302 indicates the coating film forming step, 303 indicates the laser heating step, and 304 indicates the state after the conductive wiring is formed.
Reference numeral 301 denotes a support substrate. As the support substrate, for example, a glass substrate, a silicon substrate, a stainless steel substrate, a film substrate, or the like can be used. As the film substrate, for example, a polyimide (PI) substrate, a polyethersulfone (PES) substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate, a polyethylene naphthalate (PEN) substrate, or the like can be used.

塗布成膜工程(302)において、3021は粒子層を示す。粒子層は、金属微粒子を含有したインク材料を用いて、塗布成膜により形成した薄膜である。金属微粒子としては、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)など金属の微粒子を用いることができる。これら金属微粒子を混合して用いても構わない。塗布成膜法としては、スピンコート法、キャスト法、スクリーン印刷法、グラビアコーティング方法、ダイコーティング法などを用いることができる。   In the coating film forming step (302), reference numeral 3021 denotes a particle layer. The particle layer is a thin film formed by coating using an ink material containing metal fine particles. As the metal fine particles, fine particles of metal such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), nickel (Ni) can be used. These metal fine particles may be mixed and used. As the coating film forming method, a spin coating method, a casting method, a screen printing method, a gravure coating method, a die coating method, or the like can be used.

レーザ加熱工程(303)において、3031は、粒子層に形成された導電性配線部分を示す。
3032は、レーザ光が照射されている様子を示す。レーザ光源としては、エキシマレーザなどの気体レーザ、YAGレーザなどの固体レーザを用いることができる。
後述する実施形態5において示すように、半導体レーザを用いることもできる。
レーザ加熱装置は、ステージと、光源(ヘッド)と、ステージに接続されたXY軸方向移動機構と、制御装置とを備えている。ステージをX、Y方向に走査させながらステージ上に固定された支持基板に対してレーザ光を照射することで、粒子層の所定箇所を加熱し導電性配線とすることができる。
In the laser heating step (303), reference numeral 3031 denotes a conductive wiring portion formed in the particle layer.
Reference numeral 3032 denotes a state in which laser light is irradiated. As the laser light source, a gas laser such as an excimer laser or a solid-state laser such as a YAG laser can be used.
As shown in Embodiment 5 described later, a semiconductor laser can also be used.
The laser heating device includes a stage, a light source (head), an XY axial direction moving mechanism connected to the stage, and a control device. By irradiating the support substrate fixed on the stage with laser light while scanning the stage in the X and Y directions, a predetermined portion of the particle layer can be heated to form conductive wiring.

304において、3041は、導電性配線部分とそのほかの非導電性部分との境界付近における膜厚減少部分もしくはクラック部分を示す。レーザ加熱工程(303)において、レーザ照射部分では、粒子層は溶融固化する。溶融固化することによって粒子層の形状変化が起こり、導電性配線端部の膜厚が減少した形状になる。もしくは、溶融固化することによって、粒子層の体積変化も起こり、導電性配線端部に沿ったクランクが存在する形状になる。
導電性配線と非導電性部分の境界に、膜厚減少部分もしくはクラックが存在することによって、低抵抗化した配線箇所を認識することができる。配線箇所が認識できることによって、導電性配線に対するアライメントができ、配線上への素子の実装や、デバイス形成が可能になる。
Reference numeral 3041 denotes a film thickness reduced portion or a crack portion in the vicinity of the boundary between the conductive wiring portion and the other nonconductive portion. In the laser heating step (303), the particle layer is melted and solidified in the laser irradiated portion. By melting and solidifying, the shape of the particle layer changes, resulting in a shape in which the thickness of the conductive wiring end portion is reduced. Alternatively, by melting and solidifying, the volume of the particle layer also changes, resulting in a shape in which a crank is present along the end of the conductive wiring.
The presence of a reduced film thickness portion or a crack at the boundary between the conductive wiring and the non-conductive portion makes it possible to recognize a wiring portion whose resistance has been reduced. By recognizing the wiring location, alignment with the conductive wiring can be performed, and elements can be mounted on the wiring and devices can be formed.

3042は配線幅を示す。配線幅は、レーザ光の照射径や照射パワーを調整することによって任意に設定することができる。数μm〜数百μmの範囲にある。3043は粒子層の膜厚を示す。粒子層の膜厚は、塗布形成の条件を調整することによって任意に設定することができる。数十nm〜数μmの範囲にある。
以上の方法によって、実施形態1の導電性配線を作製することができる。
Reference numeral 3042 denotes a wiring width. The wiring width can be arbitrarily set by adjusting the irradiation diameter and irradiation power of the laser beam. It is in the range of several μm to several hundred μm. 3043 indicates the film thickness of the particle layer. The film thickness of the particle layer can be arbitrarily set by adjusting the conditions for coating formation. It is in the range of several tens of nm to several μm.
With the above method, the conductive wiring of Embodiment 1 can be manufactured.

本実施形態3の作製方法は、塗布成膜工程とレーザ光加熱工程の2工程のみの簡単な方法による導電性配線の作製方法であり、レーザ光加熱を用いることによって、所定箇所を局所加熱することができ、所定箇所に配線形成することができる。   The manufacturing method of Embodiment 3 is a method for manufacturing a conductive wiring by a simple method including only two steps of a coating film forming step and a laser beam heating step, and a predetermined portion is locally heated by using laser beam heating. The wiring can be formed at a predetermined location.

<実施形態4>
本発明の実施形態4は実施形態2の導電性配線の作製方法であって、金属微粒子を含有したインク材料を用いて、インクジェット法を用いてパターン化された粒子層を形成する塗布成膜工程、パターン化された粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して導電性部分を形成するレーザ加熱工程を少なくとも含む導電性配線の作製方法である。
<Embodiment 4>
Embodiment 4 of the present invention is a method for producing a conductive wiring according to Embodiment 2, and uses an ink material containing metal fine particles to form a patterned particle layer using an inkjet method. This is a method for producing a conductive wiring including at least a laser heating step of forming a conductive portion by irradiating a predetermined portion of a patterned particle layer with laser light.

本発明の導電性配線の作製方法の実施形態4を図4に基づいて説明する。
図4において、401は支持基板の状態を示し。402は塗布成膜工程を示し、403はレーザ加熱工程を示し、404は導電性配線形成後の状態を示す。
401において、4011は支持基板を示す。支持基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えば、ポリイミド(PI)基板、ポリエーテルサルホン(PES)基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板等を用いることができる。
Embodiment 4 of the manufacturing method of the conductive wiring of this invention is demonstrated based on FIG.
In FIG. 4, 401 indicates the state of the support substrate. Reference numeral 402 denotes a coating film forming step, 403 denotes a laser heating step, and 404 denotes a state after the conductive wiring is formed.
Reference numeral 4011 denotes a support substrate. As the support substrate, for example, a glass substrate, a silicon substrate, a stainless steel substrate, a film substrate, or the like can be used. As the film substrate, for example, a polyimide (PI) substrate, a polyethersulfone (PES) substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate, a polyethylene naphthalate (PEN) substrate, or the like can be used.

塗布成膜工程(402)において、4021はパターン化された粒子層を示す。粒子層は、金属微粒子を含有したインク材料を用いて、塗布成膜により所定箇所に形成された薄膜である。金属微粒子としては、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)など金属の微粒子を用いることができる。これら金属微粒子を混合して用いても構わない。   In the coating film forming step (402), reference numeral 4021 denotes a patterned particle layer. The particle layer is a thin film formed at a predetermined position by coating film formation using an ink material containing metal fine particles. As the metal fine particles, fine particles of metal such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), nickel (Ni) can be used. These metal fine particles may be mixed and used.

塗布成膜法としては、液滴吐出法(インクジェット法)を用いることができる。インクジェット装置は、ステージと、液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドに接続されたX軸方向移動機構と、ステージに接続されたY軸方向移動機構と、制御装置とを備えている。この吐出ノズルからステージに固定されている支持基板に対してインクが吐出される。液滴吐出ヘッドとステージとを相対的に走査させながらステージ上に固定された支持基板に対してインクを吐出することで、所定箇所に粒子層を形成することができる。
以上のように、インクジェット法を用いることによって、所定箇所に粒子層を形成することができる。基板面内において、粒子層が無い領域(4022)もある。
As the coating film formation method, a droplet discharge method (inkjet method) can be used. The ink jet apparatus includes a stage, a droplet discharge head, an X-axis direction moving mechanism connected to the droplet discharge head, a Y-axis direction moving mechanism connected to the stage, and a control device. Ink is discharged from the discharge nozzle onto a support substrate fixed to the stage. By ejecting ink onto a support substrate fixed on the stage while relatively scanning the droplet ejection head and the stage, a particle layer can be formed at a predetermined location.
As described above, the particle layer can be formed at a predetermined position by using the ink jet method. There is also a region (4022) where there is no particle layer in the substrate plane.

レーザ加熱工程(403)において、4031は、粒子層に形成された導電性配線部分を示す。4032は、レーザ光が照射されている様子を示す。レーザ光源としては、エキシマレーザなどの気体レーザ、YAGレーザなどの固体レーザを用いることができる。
また、後述する実施形態5において示すように、半導体レーザを用いることもできる。レーザ光を走査することによって、パターン化された粒子層の所定箇所を加熱して導電性配線を形成する。
In the laser heating step (403), reference numeral 4031 denotes a conductive wiring portion formed in the particle layer. Reference numeral 4032 denotes a state in which laser light is irradiated. As the laser light source, a gas laser such as an excimer laser or a solid-state laser such as a YAG laser can be used.
Further, as shown in Embodiment 5 described later, a semiconductor laser can also be used. By scanning the laser beam, a predetermined portion of the patterned particle layer is heated to form a conductive wiring.

404において、4041は、導電性配線部分とそのほかの非導電性部分の境界付近における膜厚減少部分もしくはクラック部分を示す。レーザ加熱工程(403)において、レーザ照射部分では、粒子層は溶融固化する。溶融固化の過程において、粒子層の形状変化が起こり、導電性配線端部の膜厚が減少した形状になる。4042は配線幅を示す。配線幅は、レーザ光の照射径や照射パワーを調整することによって任意に設定することができる。数μm〜数百μmの範囲にある。4043は粒子層の膜厚を示す。粒子層の膜厚は、塗布形成の条件を調整することによって任意に設定することができる。数十nm〜数μmの範囲にある。
以上の方法によって、実施形態2の導電性配線を作製することができる。
In 404, 4041 indicates a film thickness reduced portion or a crack portion in the vicinity of the boundary between the conductive wiring portion and the other nonconductive portion. In the laser heating step (403), the particle layer is melted and solidified in the laser irradiated portion. In the process of melting and solidifying, the shape of the particle layer changes, resulting in a shape in which the film thickness at the end of the conductive wiring is reduced. Reference numeral 4042 denotes a wiring width. The wiring width can be arbitrarily set by adjusting the irradiation diameter and irradiation power of the laser beam. It is in the range of several μm to several hundred μm. Reference numeral 4043 denotes the thickness of the particle layer. The film thickness of the particle layer can be arbitrarily set by adjusting the conditions for coating formation. It is in the range of several tens of nm to several μm.
By the above method, the conductive wiring of Embodiment 2 can be manufactured.

本実施形態4の作製方法は、塗布成膜工程とレーザ光加熱工程の2工程のみの簡単な方法による導電性配線の作製方法であり、塗布成膜工程ではインクジェット法を用いることによって、微細なパターン化された粒子層を簡便に形成することができる。通常のインクジェット法では作製できない微細な配線幅も、集光されたレーザ光で局所加熱することによって、簡便な装置で作製することができる。   The manufacturing method of Embodiment 4 is a method for manufacturing conductive wiring by a simple method including only a coating film forming process and a laser light heating process. In the coating film forming process, a fine method is achieved by using an inkjet method. A patterned particle layer can be easily formed. A fine wiring width that cannot be produced by a normal ink jet method can be produced by a simple apparatus by locally heating with a focused laser beam.

<実施形態5>
本発明の実施形態5は、前記した実施形態3及び実施形態4に記載する導電性配線の作製方法におけるレーザ加熱工程において半導体レーザを用いることを特徴とする。
半導体レーザを搭載したレーザ加熱装置は、エキシマレーザやYAGレーザなどを搭載したレーザ加工用装置と比較して、装置価格が安価であり、ランニングコストも安価であり、光源(ヘッド)が小さくて済むなどの特長がある。そのために、より簡便で小型なレーザ加工装置を用いた、プロセスコストが低コストである配線作製方法とすることができる。
<Embodiment 5>
Embodiment 5 of the present invention is characterized in that a semiconductor laser is used in the laser heating step in the conductive wiring manufacturing method described in Embodiments 3 and 4.
A laser heating device equipped with a semiconductor laser has a lower device price, a lower running cost, and a smaller light source (head) than a laser processing device equipped with an excimer laser, a YAG laser, or the like. There are features such as. Therefore, it is possible to provide a wiring manufacturing method using a simpler and smaller laser processing apparatus with a low process cost.

レーザ加熱装置は、ステージと、光源(ヘッド)と、ステージに接続されたXY軸方向移動機構と、制御装置とを備えている。ステージをX、Y方向に走査させながらステージ上に固定された支持基板に対してレーザ光を照射することで、粒子層の所定箇所を加熱し導電性配線とすることができる。光源に用いる半導体レーザの波長としては、405nm、635nm、670nm、785nm、810nm、1.3μm、1.5μmなどを用いることができる。レーザ光加熱装置のXYステージに支持基板を固定し、ステージをXY走査し粒子層の所定箇所を加熱し導電性配線を形成する。レーザ光の照射方法としては、パルスモード、もしくは、CWモード(連続波)を用いることができる。   The laser heating device includes a stage, a light source (head), an XY axial direction moving mechanism connected to the stage, and a control device. By irradiating the support substrate fixed on the stage with laser light while scanning the stage in the X and Y directions, a predetermined portion of the particle layer can be heated to form conductive wiring. As the wavelength of the semiconductor laser used for the light source, 405 nm, 635 nm, 670 nm, 785 nm, 810 nm, 1.3 μm, 1.5 μm, or the like can be used. A support substrate is fixed to an XY stage of a laser beam heating apparatus, and the stage is subjected to XY scanning to heat a predetermined portion of the particle layer to form a conductive wiring. As a laser beam irradiation method, a pulse mode or a CW mode (continuous wave) can be used.

本実施形態5の作製方法は、塗布成膜工程とレーザ光加熱工程の2工程のみの簡単な方法による導電性配線の作製方法であり、レーザ光加熱工程において、より簡便で小型な半導体レーザを搭載するレーザ加熱装置を用いることでき、プロセスコストの低コスト化につながる。   The manufacturing method of the fifth embodiment is a method of manufacturing conductive wiring by a simple method including only two steps of a coating film forming step and a laser beam heating step. In the laser beam heating step, a simpler and more compact semiconductor laser is manufactured. An on-board laser heating device can be used, leading to a reduction in process costs.

以下に上記した実施形態をより具体化した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
なお、いわゆる当業者は以下に示す本発明の実施例について適宜変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正は本発明に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の好ましい実施形態における例であって、本発明を限定するものではない。
In the following, the present invention will be described in detail based on examples that further embody the above-described embodiment.
Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by appropriately changing / modifying the examples of the present invention described below, and these changes / modifications are included in the present invention. The description is an example of a preferred embodiment of the invention and is not intended to limit the invention.

[実施例1]
本実施例は実施形態1の導電性配線を図3に示す実施形態3の作製方法によって作製した例である。
支持基板(3011)としては、ガラス基板を用いた。ガラス基板の厚みは0.7mmである。塗布成膜工程(302)において、Ag微粒子を含有したAgインクを用いて、スピンコート法により、Ag粒子層を形成した。スピンコート法による成膜条件は、回転数2000rpm、時間20秒である。成膜後に大気中で加熱して塗布膜を乾燥させた。
乾燥条件は、温度100℃、時間10分間である。3021をAg粒子層とした。Ag粒子層は基板全面に積層され、膜厚は300nmである。
[Example 1]
This example is an example in which the conductive wiring of the first embodiment is manufactured by the manufacturing method of the third embodiment shown in FIG.
A glass substrate was used as the support substrate (3011). The thickness of the glass substrate is 0.7 mm. In the coating film forming step (302), an Ag particle layer was formed by spin coating using Ag ink containing Ag fine particles. The film forming conditions by the spin coating method are a rotation speed of 2000 rpm and a time of 20 seconds. After the film formation, the coating film was dried by heating in the air.
Drying conditions are a temperature of 100 ° C. and a time of 10 minutes. 3021 was an Ag particle layer. The Ag particle layer is laminated on the entire surface of the substrate, and the film thickness is 300 nm.

レーザ加熱工程(303)において、半導体レーザを光源としたレーザ加熱装置を用いて、導電性配線部分(3031)を形成した。レーザ加熱装置のXYステージに支持基板を固定し、ステージをXY走査しAg粒子層の所定箇所を加熱し導電性配線を形成した。半導体レーザの波長は810nmである。サンプル面における照射パワーを1950mWに設定し、CWモード(連続波)にて照射した。以上の方法により、Ag粒子層の所定箇所に導電性配線部分を形成した。   In the laser heating step (303), a conductive wiring portion (3031) was formed using a laser heating apparatus using a semiconductor laser as a light source. A support substrate was fixed to an XY stage of a laser heating apparatus, and the stage was subjected to XY scanning to heat a predetermined portion of the Ag particle layer to form a conductive wiring. The wavelength of the semiconductor laser is 810 nm. The irradiation power on the sample surface was set to 1950 mW, and irradiation was performed in CW mode (continuous wave). The conductive wiring part was formed in the predetermined location of the Ag particle layer by the above method.

図5に上記のようにして得た導電性配線の顕微鏡像示す。図5において、501はAg粒子層、502は導電性配線、503は配線幅を示す。配線幅(503)は70μmである。配線幅は、レーザ照射パワーを変えることによって、40μmから90μmの範囲で変えることができる。4端子4探針法により抵抗率測定を行った。測定には、抵抗率計・ロレスタGP(三菱アナリック製)を用いた。導電性配線部分は、抵抗率測定ができる面積とするため、配線をオーバーラップさせた状態(重ね合わせた状態)のサンプルを作製して行った。レーザ照射していない粒子層部分の抵抗率は1×10Ω・cmよりも大きく測定できないレベルであった。レーザ照射した導電性配線部分の抵抗率は3.5E−06Ω・cmであった。バルク銀の抵抗率(1.59×10−6Ω・cm)に近い値であり、導電性配線として十分に機能することを確認した。 FIG. 5 shows a microscopic image of the conductive wiring obtained as described above. In FIG. 5, 501 indicates an Ag particle layer, 502 indicates conductive wiring, and 503 indicates wiring width. The wiring width (503) is 70 μm. The wiring width can be changed in the range of 40 μm to 90 μm by changing the laser irradiation power. The resistivity was measured by a 4-terminal 4-probe method. For the measurement, a resistivity meter / Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Analic) was used. In order to make the conductive wiring part have an area where the resistivity can be measured, a sample in a state where the wirings are overlapped (overlapped state) was produced. The resistivity of the particle layer portion not irradiated with the laser was at a level that cannot be measured larger than 1 × 10 3 Ω · cm. The resistivity of the conductive wiring portion irradiated with the laser was 3.5E-06 Ω · cm. It was a value close to the resistivity (1.59 × 10 −6 Ω · cm) of bulk silver, and it was confirmed that it sufficiently functions as a conductive wiring.

図6に導電性配線部分の断面SEM像を示す。レーザ照射していない粒子層とレーザ照射した導電性配線の境界付近を観察した。図6において、601はガラス基板、602はAg粒子層、603はレーザ照射した導電性配線部分、604は粒子層と導電性配線の境界付近を示す。Ag粒子層(602)のAg粒子径は、10nm以下である。導電性配線部分(603)では、写真視野内において、空孔は見られるが、明らかな粒界は見られず、結晶粒径は2μm以上になっている。粒子層(602)と導電性配線(603)の境界付近(604)では、Ag粒子層の溶融固化にともなう形状変化によって、膜厚が100nm程度減少している。   FIG. 6 shows a cross-sectional SEM image of the conductive wiring portion. The vicinity of the boundary between the particle layer not irradiated with laser and the conductive wiring irradiated with laser was observed. In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a glass substrate, 602 denotes an Ag particle layer, 603 denotes a conductive wiring portion irradiated with a laser, and 604 denotes the vicinity of the boundary between the particle layer and the conductive wiring. The Ag particle diameter of the Ag particle layer (602) is 10 nm or less. In the conductive wiring portion (603), vacancies are seen in the photographic field, but no clear grain boundary is seen, and the crystal grain size is 2 μm or more. In the vicinity (604) of the boundary between the particle layer (602) and the conductive wiring (603), the film thickness is reduced by about 100 nm due to the shape change accompanying the melting and solidification of the Ag particle layer.

[実施例2]
本実施例は実施形態1の導電性配線を図3に示す実施形態3の作製方法によって作製した例である。
支持基板(3011)としては、ガラス基板を用いた。ガラス基板の厚みは0.7mmである。塗布成膜工程(302)において、Cu微粒子を含有したCuインクを用いて、スピンコート法により、Cu粒子層を形成した。スピンコート法による成膜条件は、回転数2000rpm、時間20秒である。成膜後に大気中で加熱して塗布膜を乾燥させた。乾燥条件は、温度100℃、時間10分間である。3021はCu粒子層を示す。Cu粒子層は基板全面に積層され、膜厚は1300nmである。
[Example 2]
This example is an example in which the conductive wiring of the first embodiment is manufactured by the manufacturing method of the third embodiment shown in FIG.
A glass substrate was used as the support substrate (3011). The thickness of the glass substrate is 0.7 mm. In the coating film forming step (302), a Cu particle layer was formed by spin coating using Cu ink containing Cu fine particles. The film forming conditions by the spin coating method are a rotation speed of 2000 rpm and a time of 20 seconds. After the film formation, the coating film was dried by heating in the air. Drying conditions are a temperature of 100 ° C. and a time of 10 minutes. Reference numeral 3021 denotes a Cu particle layer. The Cu particle layer is laminated on the entire surface of the substrate, and the film thickness is 1300 nm.

レーザ加熱工程(303)において、半導体レーザを光源としたレーザ加熱装置を用いて、導電性配線部分(3031)を形成した。レーザ加熱装置のXYステージに支持基板を固定し、ステージをXY走査しCu粒子層の所定箇所を加熱し導電性配線を形成した。半導体レーザの波長は810nmである。サンプル面における照射パワーを100mWに設定し、CWモード(連続波)にて照射した。以上の方法により、Cu粒子層の所定箇所に導電性配線部分を形成した。   In the laser heating step (303), a conductive wiring portion (3031) was formed using a laser heating apparatus using a semiconductor laser as a light source. A support substrate was fixed to an XY stage of a laser heating apparatus, and the stage was subjected to XY scanning to heat a predetermined portion of the Cu particle layer to form a conductive wiring. The wavelength of the semiconductor laser is 810 nm. The irradiation power on the sample surface was set to 100 mW, and irradiation was performed in the CW mode (continuous wave). The conductive wiring part was formed in the predetermined location of Cu particle layer by the above method.

抵抗率測定を[実施例1]と同様の方法で行った。レーザ照射していない粒子層部分の抵抗率は1×10Ω・cmよりも大きく測定できないレベルであった。レーザ照射した導電性配線部分の抵抗率は2.0×10−5Ω・cmであった。バルク銅の抵抗率(1.68×10−6Ω・cm)までは低下できていないが、膜厚を厚くすることで、導電性配線として用いることができる抵抗率のレベルにあることが確認できた。 Resistivity measurement was performed in the same manner as in [Example 1]. The resistivity of the particle layer portion not irradiated with the laser was at a level that cannot be measured larger than 1 × 10 3 Ω · cm. The resistivity of the conductive wiring portion irradiated with the laser was 2.0 × 10 −5 Ω · cm. Although it has not decreased to the resistivity of bulk copper (1.68 × 10 −6 Ω · cm), it has been confirmed that by increasing the film thickness, the resistivity can be used as a conductive wiring. did it.

[実施例3]
本実施例は実施形態1の導電性配線を図4に示す実施形態4の作製方法によって作製した例である。
支持基板(4011)としては、ポリイミド(PI)基板を用いた。基板の厚みは0.11mmである。塗布成膜工程(402)において、4021はパターン化された粒子層を示す。Ag微粒子を含有したAgインクを用いて、インクジェット法により、Ag粒子層を形成した。液滴吐出ヘッドとステージとを相対的に走査させながらステージ上に固定された支持基板に対してAgインクを吐出することで、配線形状にパターン化させたAg粒子層を形成した。配線形成後に大気中で加熱して塗布膜を乾燥させた。乾燥条件は、温度100℃、時間10分間である。4021は配線形状のAg粒子層を示す。Ag粒子層の線幅(4023)は100μmであり、膜厚は200nmである。
[Example 3]
This example is an example in which the conductive wiring of the first embodiment is manufactured by the manufacturing method of the fourth embodiment shown in FIG.
A polyimide (PI) substrate was used as the support substrate (4011). The thickness of the substrate is 0.11 mm. In the coating film forming step (402), reference numeral 4021 denotes a patterned particle layer. An Ag particle layer was formed by an inkjet method using Ag ink containing Ag fine particles. An Ag particle layer patterned into a wiring shape was formed by discharging Ag ink onto a support substrate fixed on the stage while relatively scanning the droplet discharge head and the stage. After the wiring was formed, the coating film was dried by heating in the air. Drying conditions are a temperature of 100 ° C. and a time of 10 minutes. Reference numeral 4021 denotes a wiring-shaped Ag particle layer. The line width (4023) of the Ag particle layer is 100 μm and the film thickness is 200 nm.

レーザ加熱工程(403)において、4031は、配線形状のAg粒子層に形成された導電性配線を示す。4032は、レーザ光が照射されている様子を示す。半導体レーザを光源としたレーザ加熱装置を用いて、導電性配線部分(4031)を形成した。レーザ加熱装置のXYステージに支持基板を固定し、ステージをXY走査しAg粒子層の所定箇所を加熱し導電性配線を形成した。半導体レーザの波長は405nmである。サンプル面における照射パワーを300mWに設定し、CWモード(連続波)にて照射した。404は、導電性配線形成後の状態を示す。導電性配線の線幅(4042)は20μmである。集光されたレーザ光により局所加熱することによって、配線形状にパターン化されたAg粒子層のなかの微細な領域に導電性配線とすることができる。   In the laser heating step (403), reference numeral 4031 denotes a conductive wiring formed in a wiring-shaped Ag particle layer. Reference numeral 4032 denotes a state in which laser light is irradiated. A conductive wiring portion (4031) was formed using a laser heating apparatus using a semiconductor laser as a light source. A support substrate was fixed to an XY stage of a laser heating apparatus, and the stage was subjected to XY scanning to heat a predetermined portion of the Ag particle layer to form a conductive wiring. The wavelength of the semiconductor laser is 405 nm. The irradiation power on the sample surface was set to 300 mW, and irradiation was performed in the CW mode (continuous wave). Reference numeral 404 denotes a state after the conductive wiring is formed. The line width (4042) of the conductive wiring is 20 μm. By locally heating with the focused laser beam, a conductive wiring can be formed in a fine region in the Ag particle layer patterned in the wiring shape.

101 支持基板
102 粒子層
103 導電性配線部分
104 導電性配線部分の拡大図
105 導電性配線部分と非導電性部分の境界付近の膜厚減少部分もしくはクラックが存在する部分
106 配線幅
107 粒子層の膜厚
201 支持基板
202 パターン化された粒子層
203 導電性配線部分
204 導電性配線部分の拡大図
205 導電性配線部分と非導電性部分の境界付近の膜厚減少部分もしくはクラックが存在する部分
206 配線幅
207 粒子層の膜厚
208 粒子層が無い領域
301 支持基板の状態
302 塗布成膜工程
303 レーザ加熱工程
304 導電性配線形成後の状態
3011 支持基板
3021 粒子層
3031 粒子層に形成された導電性配線部分
3032 レーザ光が照射されている様子
3041 導電性配線部分と非導電性部分境界付近の膜厚減少部分もしくはクラック部分 3042 配線幅
3043 粒子層の膜厚
401 支持基板の状態
402 塗布成膜工程
403 レーザ加熱工程
404 導電性配線形成後の状態
4011 支持基板
4021 パターン化された粒子層
4022 粒子層が無い領域
4031 粒子層に形成された導電性配線部分
4032 レーザ光が照射されている様子
4041 導電性配線部分と非導電性部分の境界付近の膜厚減少部分もしくはクラック部分
4042 配線幅
4043 粒子層の膜厚
501 Ag粒子層
502 導電性配線
503 配線幅
601 ガラス基板
602 Ag粒子層
603 導電性配線部分
604 粒子層と導電性配線の境界付近
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Support substrate 102 Particle layer 103 Conductive wiring part 104 Enlarged view of conductive wiring part 105 Thickness reduction part near the boundary between conductive wiring part and non-conductive part or part where crack exists 106 Wiring width 107 of particle layer Thickness 201 Support substrate 202 Patterned particle layer 203 Conductive wiring portion 204 Enlarged view of conductive wiring portion 205 Reduced thickness portion or crack-existing portion 206 near the boundary between the conductive wiring portion and the nonconductive portion Wiring width 207 Particle layer thickness 208 Region without particle layer 301 Support substrate state 302 Coating film forming step 303 Laser heating step 304 State after conductive wiring formation 3011 Support substrate 3021 Particle layer 3031 Conduction formed on the particle layer Conductive wiring portion 3032 Laser light irradiation 3041 Conductive wiring portion and non-conductive portion Thickness of each reduced portion or cracked portion 3042 wiring width 3043 particles layer near field
401 State of support substrate 402 Coating film forming step 403 Laser heating step 404 State after conductive wiring formation 4011 Support substrate 4021 Patterned particle layer 4022 Region without particle layer 4031 Conductive wiring portion 4032 formed in the particle layer Laser light irradiation 4041 Reduced film thickness portion or crack portion 4042 near the boundary between the conductive wiring portion and the nonconductive portion 4042 Wiring width 4043 Particle layer thickness 501 Ag particle layer 502 Conductive wiring 503 Wiring width
601 Glass substrate 602 Ag particle layer 603 Conductive wiring portion 604 Near boundary between particle layer and conductive wiring

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Claims (5)

金属微粒子を含有したインク材料を用いて、支持基板上に塗布成膜により粒子層を形成し、粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して、前記レーザ光を照射した箇所を配線となる導電性部分とした、回路素子を導通接続する導電性配線であって、前記粒子層には、配線とする導電性部分と、配線以外の非導電性部分とが存在し、導電性部分における結晶粒径は、非導電性部分の結晶粒径よりも大きく、導電性部分と非導電性部分との境界には、境界を示す膜厚減少部分又はクラックが存在することを特徴とする導電性配線。   Using an ink material containing metal fine particles, a particle layer is formed on a support substrate by coating and forming, a laser beam is irradiated to a predetermined portion of the particle layer, and the portion irradiated with the laser beam is electrically conductive as a wiring. A conductive wiring for electrically connecting circuit elements, wherein the particle layer includes a conductive portion serving as a wiring and a non-conductive portion other than the wiring, and crystal grains in the conductive portion. A conductive wiring characterized in that the diameter is larger than the crystal grain size of the non-conductive portion, and there is a thickness-decreasing portion or a crack indicating the boundary at the boundary between the conductive portion and the non-conductive portion. 金属微粒子を含有したインク材料を用いて、支持基板上に塗布成膜によりパターン化された粒子層を形成し、パターン化された粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して、前記レーザ光を照射した箇所を配線となる導電性部分とした、回路素子を導通接続する導電性配線であって、前記パターン化された粒子層には、配線とする導電性部分と、配線以外の非導電性部分とが存在し、導電性部分における結晶粒径は、非導電性部分の結晶粒径よりも大きく、導電性部分と非導電性部分との境界には、境界を示す膜厚減少部分又はクラックが存在することを特徴とする導電性配線。   Using an ink material containing metal fine particles, a patterned particle layer is formed on a supporting substrate by coating film formation, and a predetermined portion of the patterned particle layer is irradiated with laser light, and the laser light is irradiated Conductive wiring for conductively connecting circuit elements, wherein the irradiated portion is a conductive portion to be a wiring, and the patterned particle layer includes a conductive portion to be a wiring and a non-conductive material other than the wiring. And the crystal grain size of the conductive part is larger than the crystal grain size of the non-conductive part, and the boundary between the conductive part and the non-conductive part is a film thickness decreasing part or crack indicating the boundary. Conductive wiring characterized by the presence of 金属微粒子を含有したインク材料を用いて、塗布工法により支持基板上に粒子層を形成する塗布成膜工程と、粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して導電性部分を形成するレーザ加熱工程とを少なくとも含むことを特徴とする請求項1に記載の導電性配線の作製方法。   A coating film forming process for forming a particle layer on a support substrate by a coating method using an ink material containing metal fine particles, and a laser heating process for forming a conductive portion by irradiating a predetermined portion of the particle layer with laser light The method for manufacturing a conductive wiring according to claim 1, wherein: 金属微粒子を含有したインク材料を用いて、インクジェット法を用いて支持基板上にパターン化された粒子層を形成する塗布成膜工程と、パターン化された粒子層の所定箇所にレーザ光を照射して導電性部分を形成するレーザ加熱工程とを少なくとも含むことを特徴とする請求項2に記載の導電性配線の作製方法。   A coating film forming process for forming a patterned particle layer on a supporting substrate using an ink-jet method using an ink material containing metal fine particles, and irradiating a predetermined portion of the patterned particle layer with laser light. The method for manufacturing a conductive wiring according to claim 2, further comprising at least a laser heating step of forming a conductive portion. 前記レーザ加熱工程において、半導体レーザを用いることを特徴とする請求項3又は4に記載の導電性配線の作製方法。
5. The method for manufacturing a conductive wiring according to claim 3, wherein a semiconductor laser is used in the laser heating step.
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