JP2015029031A - 配線基板、及び配線基板の製造方法 - Google Patents

配線基板、及び配線基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】隣接配線間での絶縁耐圧確保、配線層の密着性向上、積層構造とした際の層間耐圧確保に適する配線形状を提供する。
【解決手段】支持基板と、当該支持基板の上面に設置されるエネルギーの付与により臨界表面張力が変化する材料を含有する濡れ性変化層と、当該濡れ性変化層に形成された凹部の内部に導電層を有する配線基板であって、前記凹部は、前記導電層の導通方向に対して直交する断面形状において、前記凹部の両側壁が下方に向かって傾斜するテーパー面とされており、前記両側壁の上縁部はなだらかな曲面に形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、配線基板、及び配線基板の製造方法の技術分野に関する。
近年、半導体素子や電子回路等に使われる配線基板は、支持部材の上面に導電層を形成するために、プリンテッド・エレクトロニクス技術が採用されている。この技術は、金属微粒子に代表される機能性インクやペーストを直接基材に印刷して、導電層のパターンを形成する技術であり、種々の印刷法を用いた配線基板が提案されている。
上記種々の印刷法を用いて、支持部材などに導電層を形成した配線基板として、支持基板にレーザーアブレーション法又はエッチングにより凹部を形成し、その凹部に導電性材料を塗布することで導電層を形成し、薄膜トランジスタを形成可能な配線基板が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、支持部材の上面に、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する濡れ性変化層が形成され、その濡れ性変化層にレーザーアブレーション法を用いて凹部が形成され、同凹部に導電性インクを塗布して導電層が形成された配線基板が知られている(例えば、特許文献3)。
上記の配線基板は、いずれも導電層を形成するために、先ず支持基板に(濡れ性変化層も含む)レーザーアブレーション法又はエッチング法などにより凹部を形成し、同凹部の内部に導電性材料を塗布している。しかし、前記凹部の形状は、その大きさや幅は様々であるが、一様に図9の概念図に示したような、屈曲部Kを有する矩形又は台形形状となっている。
したがって、凹部90の屈曲部Kには電界が集中しやすく、隣接配線間での絶縁耐圧が低下する原因となる。また、積層構造とした場合には、層間耐圧が低下する原因となる。
本発明の一つの実施の形態の目的は、隣接配線間での絶縁耐圧確保、配線層の密着性向上、積層構造とした際の層間耐圧確保に適する配線形状を提供することにある。
上記課題に鑑み、本発明の一つの実施の形態の配線基板は、支持基板と、当該支持基板の上面に設置されるエネルギーの付与により臨界表面張力が変化する材料を含有する濡れ性変化層と、当該濡れ性変化層に形成された凹部の内部に導電層を有する配線基板であって、
前記凹部は、前記導電層の導通方向に対して直交する断面形状において、前記凹部の両側壁が下方に向かって傾斜するテーパー面とされており、前記両側壁の上縁部はなだらかな曲面に形成されていることを特徴とする。
本発明の一つの実施の形態によれば、隣接配線間での絶縁耐圧確保、配線層の密着性向上、積層構造とした際の層間耐圧確保に適する配線形状を提供することにある。
実施例1における配線基板の実施の形態の一例を示す。Aは、断面図を示す。Bは、図1Aに示した配線基板の平面図を示す。 実施例2における配線基板の実施の形態の一例を示す断面図を示す。 実施例3における配線基板の実施の形態の一例を示す断面図を示す。 実施例4における配線基板の実施の形態の一例を示す断面図を示す。 実施例5における配線基板の実施の形態の一例を示す断面図を示す。 本発明に係る配線基板の製造方法の工程を順に示した説明図である。 レーザーアブレーション装置の一例を示す説明図である。 本発明の実施例1を実施した際に得られた配線基板の電子顕微鏡写真断面図である。 従来の導電層を形成する凹部の形状を示す概念図である。 レーザーアブレーション装置のレーザー出力曲線の一例を示すグラフである。 本発明の実施例1を実施した際に得られた凹部端部の状態を示す顕微鏡上方視図である。 本発明の実施例1を実施した際に得られた凹部全体の加工状態を示す顕微鏡上方視図である。 本発明の実施例3を実施した際に得られた凹部全体の加工状態を示す顕微鏡上方視図である。 本発明の実施例1〜4の凹部の加工条件を示す図である。
以下に、本発明の一つの実施の形態としての配線基板を、図面を参照しつつ説明する。しかし、本発明は下記に記載する例によって限定されるものではない。
[配線基板の構成]
図1に、実施例1における配線基板の実施の形態の一例を示す。Aは、断面図を示す。Bは、図1Aに示した配線基板の平面図を示す。因みに、図1Aの配線基板1は、導電層4の導通方向D(図1B参照)に対して直交する断面形状を示している。
本発明の一つの実施の形態の配線基板1には、支持基板2と、当該支持基板2の上面に設置される、エネルギーの付与により臨界表面張力が変化する材料を含有する濡れ性変化層3が設けられている。そして、濡れ性変化層3には導電性能を発揮する導電層4が形成されている。当該導電層4は、濡れ性変化層3に形成された凹部5の内部に形成されている。この配線基板1は、図示のとおり上記各部材2〜4が積層された構成とされている。
上記した各部材については、以下に説明する。
支持基板2は、例えば、ガラス基板または、フィルム基板などが使用できる。フィルム基板では、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、ポリカーボネート(PC)基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板、ポリエーテルイミド(PEI)基板、ポリアクリレート(PAR)基板等を用いることができる。
濡れ性変化層3は、紫外線などの光のエネルギーを付与することにより、臨界表面張力(表面自由エネルギーとも云う。)が変化する材料を用いることができる。臨界表面張力が変化する材料としては、エネルギーの付与前後で臨界表面張力の変化が大きい材料が好ましい。これは、エネルギー付与した部分と、それ以外の部分とで親液性、撥液性のコントランストが大きくなるためである。このような臨界表面張力が変化する材料としては、高分子材料が望ましく、特に側鎖に疎水性基を有する高分子材料であることが好ましい。
側鎖の疎水性基としては、特に限定はされないが、末端基が−CFCH、−CFCF、−CF(CF、−CFH等である官能基が挙げられる。また、アルキル基又はフルオロアルキル基、及び多分岐構造を持つアルキル基、フルオロアルキル基、及びそれらの同位体が好ましい。これらの疎水性基は、エネルギー付与によって分解する、C=O(カルボニル基)を含む構造式−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCOO−、−NHOCO−及びそれらの同位体で表される官能基を介して、主鎖と結合していることが好ましい。この場合、側鎖は、紫外線照射により、構造式−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCOO−又は−NHOCO−で表される官能基等の光感応基が切断されると、大気雰囲気中の水分と反応することにより、カルボキシル基、ヒドロキシル基等の親水性基を生成する。
したがって、表面が親水性(高表面エネルギー)となる。特に、多分岐構造を持つ側鎖の場合、少ないエネルギー付与により、濡れ性変化層の臨界表面張力を大きく変化させることができる。
また、前記高分子材料の主鎖についても、特に限定されるものではないが、紫外線の吸収がないもの、もしくは小さいものが望ましい。つまり、紫外線によって主鎖の分子構造が切断されない、又は、切断されにくい構造が好ましい。これは、例えば、紫外線照射によってエネルギー付与した際に、主鎖の結合が切れてしまうと、絶縁性が低下するなど、高分子の統制自体が低下して、材料の安定性、信頼性の低下が生じるためである。
そして、係る条件を満たす主鎖の構造として、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、(メタ)アクリル酸を重合することにより得られる骨格等が例示できるが、絶縁性を考慮すると主鎖中にポリイミドを含む構造であることが特に好ましい。一般に、ポリイミドは、剛直な構造であると共に、充填性が良いため、紫外線照射等によるエネルギー付与がなされて、分子鎖が切断されることがあっても、ある程度の絶縁性を保持することができる。したがって、信頼性の高い配線を実現できる。
また、ポリイミドを用いた場合、2%程度の吸湿性はあるものの、絶縁性が高く、安定しているため、高い絶縁性を確保しながら、濡れ性制御も可能となる。
ここで、ポリイミドとしては、ポリアミック酸(ポリアミド酸)を加熱することによる脱水縮合反応で生じる熱硬化型ポリイミドと、溶媒に可溶な可溶性ポリイミドが一般的に知られているが、いずれのポリイミドも使用可能である。可溶性ポリイミドは、溶媒に溶解させた塗布液を塗布した後、200℃未満の低温で溶媒を揮発させることにより、成膜できる。
一方、熱硬化型ポリイミドは、脱水縮合反応が起こる程度まで加熱しないと反応が生じないため、一般に、200℃以上の高温にする必要がある。したがって、基板の耐熱性等、各種条件に併せて選択される。
特に、フィルム基板のような、低温プロセスが要求され、且つ生産性を向上させるため小さい紫外線照射量で表面エネルギーを変化させる場合には、特許5211729号に記載しているような、可溶性ポリイミドが好ましく用いられる。これは、主鎖と多分岐構造を含む側鎖からなるポリイミドであり、紫外線照射によって表面自由エネルギーが変化する材料である。
本発明の一つの実施の形態としての濡れ性変化層3は、上記の紫外線照射によって表面自由エネルギーが変化する材料を含む複数の材料を混合し、単層とすることができる。また、紫外線照射によって表面自由エネルギーが変化する材料の一種類の単層とすることもできる。更に、相対的に電気絶縁性に優れた第一の材料と、紫外線のようなエネルギー付与によって表面自由エネルギーの変化する割合が、第一の材料よりも相対的に大きい第二の材料を混合して用いることもできる。この場合、両者材料の物性の違いを利用して膜厚方向に材料の分布のある構造をとることができる。
このような濡れ性変化層3を形成することで、濡れ性変化層3に凹部5を形成する際の光のエネルギー付与によって、凹部5は臨界表面張力が大きい高表面エネルギー部となり、凹部5以外の濡れ性変化層3は臨界表面張力が小さい低表面エネルギー部となる。
このため、導電性インクが導電層4を形成する凹部5からはみ出して塗布された場合でも、低表面エネルギー部には付着しにくく、凹部5に導電性インクが流れ込み、凹部5以外の部分に残渣が発生しない。なお、濡れ性変化層3の厚さは特に限定されるものではなく適宜選択的に決定される。これは例えば、形成する配線(導電層)の深さ、必要とされる絶縁性や、濡れ性変化層3の形態、例えば、単層であるか、積層であるか等によって必要とされる膜厚が異なるためである。
次に、濡れ性変化層3に形成される凹部5について説明する。
凹部5は、導電層4の導通方向に対して直交する断面形状において、前記凹部5の両側壁が下方に向かって傾斜するテーパー面とされている。また、凹部5の上縁部5aはなだらかな曲面に形成されており、濡れ性変化層3の上面と屈曲部無く繋がる形状とされている。
したがって、凹部5内に形成される導電層4の厚みは、上縁部5aに向かって緩やかに薄くなる形状となる。
凹部5の深さや形状は特に限定されるものではなく、濡れ性変化層3の厚さ3Hと凹部5の深さ5Hが一致していてもよい。また、図示はしないが、濡れ性変化層3の厚さ3Hよりも、凹部5の深さを浅くして実施しても良い。
次に、凹部5の内部に形成される導電層4について説明する。
導電層4は、凹部5の内部に塗布された導電性インクを、オーブンやホットプレート、光などを用いて加熱焼成、紫外線照射等による固化によって得られる配線層である。前記した導電性インクは、固化した場合に導電性を示すものであれば足り、特に限定されるものではない。例えば、導電性材料を溶媒に溶解したものや、導電性材料の微粒子を溶媒に分散させたもの、導電性材料の前駆体もしくはその前駆体を溶媒に溶解したもの、導電性材料の前駆体を溶媒に分散したものなどがある。
導電性材料としては例えば、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、タンタル(Ta)、ビスマス(Bi)、鉛(Pb)、インジウム(In)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、もしくはアルミニウム(Al)、またはこれらから選択された2以上の金属種からなる合金、これらの金属種のハロゲン化銀、酸化銅などが挙げられる。更には、カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノカーボン系材料を有機溶媒や水に分散したものが用いられる。更に、ドープトPANI(ポリアニリン)、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)にPSS(ポリスチレンスルホン酸)をドープした導電性高分子の水溶液などがある。特に、低抵抗な銀、銅、カーボンナノチューブ等が好ましい。
導電層4は、凹部5の内部に塗布された導電性インクが固化した状態で存在するため、その形状は凹部5と略同形である。したがって、凹部5の中心における導電層4の膜厚4Hよりも凹部5の上縁部5a付近における導電層4の膜厚4Lが薄くなっている。因みに、凹部5内へ塗布される導電性インクの量によっては、凹部5の深さ5Hに達しない膜厚となる場合もある。
[配線基板の製造方法]
次に、配線基板1の製造方法を説明する。
図6に配線基板1の製造方法の一例を示す。図6において、(a)は支持基板2に濡れ性変化層3を形成する工程、(b)は濡れ性変化層3に凹部5を形成する工程、(c)は凹部5内に導電層4を形成する工程を示す。(d)は導電層4を形成した後の状態を示す。2は支持基板、3は濡れ性変化層、4は導電層、5は濡れ性変化層3に形成した凹部、60はレーザービーム、61は導電性インクを示す。
(a)は、支持基板2の上面に濡れ性変化層3を形成する工程を示す。濡れ性変化層3を支持基板2の上面に形成する方法としては、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、マイクロコンタクト法、インクジェット法、ノズルプリンティング法、エアロゾルジェット法等の各種印刷法を用いることができる。
図には示さないが、支持基板2の上面に、絶縁層を設け、当該絶縁層の上面に濡れ性変化層3を設ける手法を用いても良い。絶縁層の形成方法としては、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、マイクロコンタクト法、インクジェット法、ノズルプリンティング法、エアロゾルジェット法等の各種印刷法を用いることができる。
(b)は、濡れ性変化層3に凹部5を形成する工程を示す。濡れ性変化層3に凹部5を形成する方法としては、レーザーを用いたレーザーアブレーション法により形成することが好ましい。係る方法によれば、凹部5の形成と同時に凹部表面を高表面エネルギー領域に変えることができる。このため、凹部5という物理的な形状効果だけでなく、レーザー照射による表面改質の効果が1つの工程で得られ、凹部5に導電性インクが充填されやすくなる。
レーザーとしては、気体レーザーや固体レーザーを用いることができる。気体レーザーの場合は、エキシマレーザーを用いることができ、固体レーザーとしては、YAGレーザーやYVOレーザーを用いることができる。レーザー光の波長としては、紫外光であることが好ましい。エキシマレーザーであれば、XeFをレーザー媒質とした波長351nm、XeClをレーザー媒質とした波長308nm、KrFをレーザー媒質とした波長248nmなどを用いることができる。YAGレーザーやYVOレーザーであれば、第3次高調波である波長355nm、第4次高調波である波長266nmを用いることができる。
レーザーは、濡れ性変化層3の光学特性によって選択する。つまり、濡れ性変化層3の光吸収スペクトルにおける光吸収端の波長よりも短波長であるレーザーを用いる。このようなレーザーを濡れ性変化層3へ照射した場合、濡れ性変化層3がレーザー光を吸収し、発熱、昇華することで凹部5が形成される。濡れ性変化層3の発熱は層方向にも拡がり所定温度以上になった部分が昇華し除去される。
したがって、レーザービーム径よりも広い幅で凹部5は形成される。この際に、レーザービーム径の端部から外方へ離れるに従って温度が低下することから、濡れ性変化層3の除去量が減少し、ビーム径から外れる凹部5の端部形状(上縁部5a)は、図1(図2〜図5も含む)に示すような、なだらかな曲面に形成される。
特に、凹部5を形成する方法としては、凹部5を形成するのに必要な微細なレーザーを用いてレーザービーム60を走査する、もしくは、加工対象である濡れ変化層3を有するワークを走査する方法が採れる。このように、レーザービーム60を走査する、もしくはワークを走査する方法は、マスクを必要としないため低コストであり、さらに、工程数の増加を抑えつつ、複雑なパターンをより高速で形成することが可能となる。
前記したレーザービーム60を走査して凹部5を形成する際には、ガルバノスキャナを用いてレーザービームを走査することで濡れ性変化層3上に凹部5を形成することが好ましい。
また、凹部を形成する領域がガルバノスキャナでレーザービームを走査できる領域よりも大きい場合には、ステップアンドリピートが行なわれる。つまり、ワークを静止した状態でのレーザー光照射による凹部の形成、次の領域へのワークの移動、ワークを静止した状態でのレーザー光照射による凹部の形成を繰り返すことにより、所定の加工領域に対してレーザー光を照射して凹部を形成することができる。
(c)は、濡れ性変化層3に形成された凹部5内に導電層4を形成する工程を示す。即ち、濡れ性変化層3に形成した凹部5の内部に導電性インク61を塗布し、当該導電性インク61を固化させることで導電層4を形成する。
塗布方法としては、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、マイクロコンタクト法、インクジェット法、ノズルプリンティング法、エアロゾルジェット法等の各種印刷法が挙げられる。特に、導電性インク61が凹部5に流れ込むのに適した粘度、表面張力で塗布することができ、小さな液滴を供給できるインクジェット法、又はノズルプリンティング法が好ましい。また、上記2つの方法は材料利用効率も、スピンコート法などに比べて格段に高く、マスクレス、非接触印刷であることから、大面積化が容易である利点がある。
(d)は、凹部5内に塗布された導電性インク61をオーブンやホットプレート、光などを用いて加熱焼成、紫外線照射等により固化して形成した導電層4を示した。
上述した実施の形態を具体化した実施例を、図面を用いて以下に説明する。
本実施例1における配線基板1を図1A、図1Bに示した。
図1Aには、配線基板1における導電層4の導通方向D(図1B参照)に対して直交する断面形状を示した、図1Bには、図1Aに示した配線基板1の平面図を示した。
即ち、配線基板1は、支持基板2と、当該支持基板2の上面に設置されるエネルギーの付与により臨界表面張力が変化する材料を含有する濡れ性変化層3と、当該濡れ性変化層3に形成された凹部5の内部に導電層4を有する構成とされている。凹部5と導電層4は、図1Bの平面図に示すように、配線基板1の長手方向(導通方向)Dに伸びる配線として形成されている。図示例では、2本の配線を示したが、この限りではなく単線でも複線でもどちらでも良い。
本実施例1は凹部5の断面形状に特に特長がある。即ち、凹部5は、導電層4の導通方向Dに対して直交する断面形状において、当該凹部5の両側壁が下方に向かって内側方向(中心方向)に傾斜するテーパー面に形成され、その底部は湾曲形状に形成されている。
また、凹部5の上縁部5a(境界部とも云う。)はなだらかな曲面に形成されており、濡れ性変化層3の上面と屈曲部無く繋がる形状とされている。上縁部5aのテーパー角度は20°程度である。上記のような形状としたので、凹部5は、図9に示した従来の凹部90に比して、屈曲部が全く存在しない形状となる。特に、凹部5内に形成される導電層4の厚みが上縁部5aに向かって緩やかに薄くなるように形成され、且つ屈曲箇所が全く無いので、濡れ性変化層3との境界部に電界集中が起きることを確実に防止できる。
したがって、凹部5の内部に形成される導電層4の厚みは、その中心部においては最も深く4H、上縁部5a近傍では薄い4Lに形成される。また、導電層4の幅7は、凹部5の幅6と一致している。
上記の構成は、導電層4が形成される凹部5の上縁部5aと、濡れ性変化層3との境界部に電界集中が生じることを効果的に防止できると共に、隣接する導電層4の絶縁耐圧を確実に確保して、精度の高い配線基板1を実現できる。
本実施例1においては、上縁部5aのテーパー角度を20°程度で実施したが、この限りではなく、例えば、10°〜40°程度のテーパー角度を適宜設定して実施できる。
濡れ性変化層3は、原料として側鎖にデンドリマーを含む可溶性ポリイミド材料と、当該ポリイミド材料よりも絶縁性が高く、側鎖を有さないポリイミドCT4112(商品名、京セラケミカル社製)を混合したポリイミドNMP溶液を使用した。
導電層4は、粒径約30nmのAg粒子を水系溶媒に分散した導電性インク61を凹部5上に選択的に塗布して固化することで形成される。形成方法は下記に具体的に説明する。
また、図1の凹部5は、両側壁が下方に向かって内側方向に傾斜するテーパー面であり全体が逆円錐形状として実施しているが、上縁部5a(境界部)に電界集中が生じることを防止する形状であれば良い。例えば、凹部5の全体形状として、側壁の上縁部5aがなだらかな曲面に形成され、側壁の一部分が幅広に形成されたひょうたん型形状であっても同様に実施できる。
[実施例1に係る配線基板の製造方法]
実施例1の配線基板1の製造方法を図6に基づいて説明する。なお、既に実施の形態において説明した記載は、重複を避けるために省略する。
図6(a)に示すように、ウェット洗浄を行ったガラス基板2(支持基板2)上に、濡れ性変化層3を形成した。
濡れ性変化層3の原料としては、側鎖にデンドリマーを含む可溶性ポリイミド材料Aと、ポリイミド材料Aよりも絶縁性が高く、側鎖を有さないポリイミドCT4112(商品名、京セラケミカル社製)を混合したポリイミドNMP溶液を用いた。
前記ポリイミドNMP溶液をスピンコート法によりガラス基板2上に塗布した。次いで、窒素中、100℃のオーブンでプリベークし、さらに、窒素中180℃のオーブンで、1時間のポストベークを行い、570nmの膜厚の濡れ性変化層3を形成した。このとき、濡れ性変化層3の表面は、疎水性の側鎖を持つポリイミドにより、低表面エネルギーとなっている。
次に、CADデータをもとに配線、電極等の導電層4に相当する部分に、図7に示すレーザーアブレーション装置700を用いて、紫外線領域のレーザービーム(60)を照射することによって、濡れ性変化層3に凹部5を形成した(図6(b))。レーザービーム60を照射した凹部5の表面は、高表面エネルギー領域となり、レーザーを照射していない領域はポリイミドの疎水性側鎖による低表面エネルギー領域となっている。
レーザーアブレーション装置について図7を用いて説明する。図7において、701はコントローラ、702はレーザーヘッド、703はレーザー光、704はバリアブルアッテネータ、705はレンズユニット、706はガルバノスキャナ、707はfθレンズ、708はワーク、709はステージをそれぞれ示す。
本実施例ではレーザーとしてYVOレーザーを用いた。レーザーヘッド702は、Nd:YVOレーザー結晶と非線形光学結晶を備える。レーザーダイオード励起YVOレーザーであって、半導体レーザーでNd:YVOレーザー結晶が励起され波長1064nmのレーザー光が発生し、非線形光学結晶が励起され波長266nmのレーザー光703が発生する。バリアブルアッテネータ704では光量(パワー)を調整する。レンズユニット705にて所定のビーム径に整形されたレーザー光をガルバノスキャナ706でXY走査し、fθレンズ707にて平行光としてワーク708面にレーザー光を照射する。レーザー光の特性としては次の通りである。レーザー光の波長は266nmである。レーザービーム径は10μmである。レーザービームの強度分布はガウシアン分布である。
ワーク708はステージ709上に設置される。ステージ709をXY駆動することで、ステージ上に設置したワーク708を移動することができる。ステージはXY軸直動駆動機構を備えており、ワーク708を位置決め移動することができる。
ガルバノスキャナ706によるレーザー光703の走査範囲は、X方向55mm、Y方向55mmであり、55mm四方の範囲にレーザー光を照射して、所定箇所に凹部を形成する。ステージ709はXY駆動することで、ステージ上に設置したワーク708を移動することができる。加工領域が55mm四方よりも大きい場合には、ステップアンドリピートを行なう。つまり、ワークを静止した状態での55mm四方内へのレーザー光照射による凹部の形成、次の領域へのワークの移動、ワークを静止した状態での55mm四方内へのレーザー光照射による凹部の形成を繰り返すことにより、所定の加工領域に対してレーザー光を照射して凹部を形成することができる。
図14に、実施例1における凹部の加工条件を示した。
実施例1の凹部5の加工条件は次の通りに設定している。即ち、レーザー光の発振周波数は50kHzであり、レーザー走査速度は0.5m/secである。ここで、発振周波数とレーザー走査速度は、次の結果から設定した。
先ず、発振周波数の設定において、図10に示す発振周波数によるレーザー平均出力の変化を参考にした。レーザー平均出力は、発振周波数によって変化し、50kHz付近が最大値になる。よって、発振周波数は、最大パワーが得られる50kHzに設定した。
次に、レーザー走査速度の設定について説明する。図11に、凹部端部の加工状態を顕微鏡写真で示した。パルス光を照射して凹部を形成するために、レーザー光照射条件によっては、凹部端部でラインエッジラフネス(LER:Line Edge Roughness)が大きくなる。ラインエッジラフネスとは、境界部分(凹部の端部)に発生する揺らぎを指す。LERはレーザー光照射条件によって抑制できる。具体的には、「レーザー走査速度(mm/sec)÷発振周波数((Hz)1/sec)」にて求められるパルス間隔の長さ(mm)が、レーザービーム径以下になるように、レーザー走査速度と発振周波数を設定することによって、LERの発生が抑制できる。
本実施例1の場合、レーザービーム径が10μmであり、発振周波数が50kHzであるので、レーザー走査速度は0.5m/sec以下に設定した。因みに、レーザー出力は、60mWに設定した。
図11の1103に、発振周波数50kHz、レーザー走査速度は0.5m/secで加工した凹部端部の状態を示した。つまり、パルス間隔の長さがレーザービーム径と同じ10μmとなる設定である。図示のように、凹部端部にはLER(0μm)は認められず、端部の形状はテーパー状になった。しかし、1101と1102のように、パルス間隔の長さがレーザービーム径以上となる、発振周波数又は走査速度に設定されていると、凹部端部にはLERが生じてしまうことが確認されている。
図12に、凹部の加工状態を顕微鏡写真で示した。凹部の幅は加工条件によって変えることができる。図12の1201〜1204は、図14の「実施例1」の4つの場合(幅狭の凹部〜幅広の凹部)を示しており、それぞれ発振周波数50kHz、レーザー走査速度は0.5m/secで加工した凹部である。
凹部5は、複数の平行なレーザー光を線状に走査して異なる幅に形成できる。つまり、一つの凹部5を形成する際、レーザー光の走査回数を変えることによって凹部の幅を変えることができる。ここで、線状とは、直線又は曲線のことであり、線はレーザー光のビーム径の中心を通過する位置を指している。複数の平行なレーザー光を走査して凹部5を形成する場合には、複数の平行な線の間隔を、レーザー光のビーム径以下としている。
具体的には、先ず、濡れ性変化層3の上面において、所定の走査方向に沿ってレーザー光を走査する第1のレーザー光走査工程が行なわれる。そして、第1のレーザー光走査工程の走査方向と平行で、且つ直前のレーザー光の走査開始位置より、レーザー光のビーム径以下にシフトした位置で、レーザー光の走査を繰り返す、繰返し走査工程が行なわれることにより、所定の幅の凹部5を形成することができる。
繰返し走査工程の走査開始位置は、第1の走査方向に対して垂直方向に順次シフトされる。そのシフト量が、レーザー光のビーム径以下にシフトして行なわれるため、図1に示す、凹部の底面に突出部が無い状態で凹部の幅を変えることができる。
本実施例では1回目のレーザー走査位置に対する2回目のレーザー光の走査位置のシフト量は、レーザービーム径と同じ10μmとし、且つレーザー光の走査回数を2回として凹部5を形成した。この限りではなく、複数回レーザー光の走査を行なって異なる幅の凹部5を形成できる。因みに、予めレーザー光の走査回数を1回で形成できる凹部の幅を求めておくことによって、次の関係式から凹部の幅を設定することができる。即ち「凹部幅=レーザービーム径×レーザー走査回数+レーザー走査1回の場合の凹部幅」である。
上記のレーザー光の走査により、凹部5の形状は、前記導電層4の導通方向に対して直交する断面形状おいて、両側壁が下方に向かって連続的に幅狭に傾斜するテーパー面となり、当該側壁の上縁部5aはなだらかな曲面になるように形成される。また、図12の1201〜1204に示すように、いずれの凹部幅においても端部の形状はテーパー状になることが確認された。
次いで、インクジェット法により、粒径約30nmのAg粒子を水系溶媒に分散した導電性インク61を凹部5上に選択的に塗布した(図6(c))。ここでは、水系の金属微粒子分散液を用いているため、導電性インク61はレーザーアブレーション法で形成した凹部5にわたって広がり、インクジェットの液滴サイズによらず微細なパターンも形成できる。そして、大気中100℃のオーブンでプリベークを行い、同じく大気中180℃のオーブンで、1時間のポストベークを行った。これにより、凹部5の内部に導電層4であるAg配線4を形成した(図6(d))。
図8には、上記製造方法で製造した配線基板801のうち、一つの導電層4(一本の配線)の断面形状を走査型電子顕微鏡(SEM)像で示す。
802はガラス基板、803は濡れ性変化層であるポリイミド、804は導電層であるAg配線、805はポリイミドに形成した凹部である。凹部805の内部は側壁が下方に向かって傾斜するテーパー面に形成され、上縁部805aはなだらかな曲面に形成されているために屈曲部が全く存在しない。したがって、凹部805内の導電層804は、上縁部805aに向かって導電層804の厚みが緩やかに薄くなる特性を有する。テーパー角度は20°程度である。
濡れ性変化層であるポリイミド層803の膜厚806は570nmである。ポリイミドに形成した凹部805の深さ807は、ポリイミド層803の膜厚806とほぼ等しい570nmである。凹部中心付近におけるAg配線804(導電層)の厚み808は、260nmである。凹部端部近傍のAg配線804の厚みは、凹部上縁部805aに近づくにつれて薄い。凹部の幅809は30μmであり、Ag配線の幅810は同じく30μmである。
上記した配線基板1の製造方法により、フォトリソグラフィの手法を用いることなく、簡易な方法で、配線基板1を製造できる。また、導電層4を形成する際に、濡れ性変化層3とレーザーアブレーション法を組み合わせて用いることにより、凹部5の形成と、加工した凹部5の表面を高表面エネルギー領域に変えることを同時に行える。このため、より少ない工程数で、より微細であり、絶縁性の低下がなく、精度の高い導電層4を形成できる。また、上記レーザーアブレーション法により、凹部5の形状、特に上縁部5aが上記のようななだらか曲面になるように微細に調整して、電界集中が生じることを効果的に抑制できる。更に、隣接する導電層4の絶縁耐圧を確実に確保する凹部5を、効率よく製造することができる。特に「パルス間隔の長さ(mm)=レーザー走査速度(mm/sec)÷発振周波数((Hz)1/sec)」にて求められるパルス間隔の長さが、レーザービーム径以下になるように、レーザー走査速度と発振周波数を設定することによって、LERの発生を確実に抑制できる。
次に、本発明の実施例2を図2に基づいて説明する。
図2に、配線基板21の断面形状を示した。図示した断面図は、導電層24の導通方向(図1B参照)に対して直交する断面形状を示している。実施例2は実施例1と略同様の技術的思想に基づいており、以下に、その相違点を中心に説明する。
22は支持基板であるガラス基板、23は濡れ性変化層であるポリイミド、24は導電層であるAg配線、25はポリイミドに形成した凹部である。濡れ性変化層23であるポリイミド23は、上記実施例1に示す材料と同じ材料を用いて形成した。導電層24であるAg配線24も、上記実施例1に示す材料と同じ材料を用いて形成した。
実施例2の凹部25は、導電層24の導通方向に対して直交する断面形状において、当該凹部25の両側壁が下方に向かって幅狭に傾斜するテーパー面とされている。また、当該側壁の上縁部25aがなだらかな曲面に形成されており、濡れ性変化層23の上面と屈曲部無く繋がる形状とされている。そのテーパー角度は20°程度である。そのため図9に示した従来の凹部90に比して、屈曲部が全く存在しない。つまり、上縁部5aに向かって導電層4の厚みが緩やかに薄くなるように形成されている点は、実施例1と同じである。
凹部25の底面には、屈曲部が無い緩やかな凸形状の突出部25bが形成されている。図示例では突出部25bは一箇所であるが、適宜複数形成して実施することもできる。つまり、凹部25内において、底部が波形形状に形成されており、突出部25bにより凹部深さが浅い部分25Mが形成される構成である。
したがって、凹部25の浅い深さ25Mにおける導電層24の膜厚24Mは、凹部25の深い部分25Hにおける導電層24の膜厚24Hよりも薄くなっている。
図示例では、導電層24の厚みは、その中心部においては薄く24M、上縁部25a付近では更に薄い24Lに形成されている。
また、凹部25の深さは、深い部分25Hで導電層24の膜厚24Hとほぼ等しい570nmであり、浅い部分25Mの深さは、深い部分の半分程度に形成される。
導電層24(Ag配線)の厚み24Hは、凹部25の深さ25Hとほぼ同じか若干薄くなっている。導電層24(Ag配線)の厚み24Mも、凹部25の浅い深さ25Mとほぼ同じになっている。凹部25の幅26は60μmである。
凹部25の上縁部25a付近の導電層24(Ag配線)の厚み24Lは、上縁部25aに近づくにつれて徐々に薄くなっている。導電層24(Ag配線)の幅27は、凹部25の幅26に一致し、60μmである。
上記のように、凹部25の断面形状は導通方向と直交する面において、その両側壁が下方に向かって連続的に傾斜するテーパー面とされ、底部が突出部25bにより波形形状とされる構成である。したがって、凹部25と、当該凹部25内に形成される導電層24との接触面積が大きくなり、導電層24の密着性を上げることができる。また、導電層24の表面積を増加させることができ、アンテナのような金属材料の表皮効果を利用するデバイスには有効な構造となる。
[実施例2に係る配線基板の製造方法]
実施例2の配線基板21の製造方法を簡潔に説明する。なお、製造方法は既に実施の形態で図6を用いて説明した通りであり、新たに図面を作成することは省略した。以下に、実施例1との相違点のみ説明する。
つまり、濡れ性変化層23に凹部25を形成する手法が異なる(図6(b)に該当)。とは言え、レーザーアブレーション法であることは同じである。
図14に、実施例2における凹部の加工条件を示した。
発振周波数、レーザー走査速度、レーザー出力は実施例1と同じである。実施例1と異なるのは、複数回レーザー光を走査して凹部を形成する際の、2回目以降のレーザー光の走査開始位置のシフト量である。シフト量は実施例1よりも大きく20μmに設定している。実施例1では、レーザー光の走査位置のシフト量をレーザービーム径と等しく10μmに設定することで、底面に突出部が存在しない凹部を形成した。実施例2では、レーザー光の走査位置のシフト量を、レーザービーム径を超えた設定にすることにより、凹部の底面に突出部25bを形成することができる。
まず、支持基板22の上面に、実施例1で記載したと同様の製造方法により濡れ性変化層23であるポリイミド層が形成される。
実施例2の凹部25は、図2に示すように複数の平行なレーザー光を線状に走査して(図示では2回)形成されるものであり、複数(図示では2本)の平行な線の間隔が、レーザー光のビーム径を越えるようにレーザ光の走査が行なわれる。線状とは、直線又は曲線のことであり、線はレーザー光のビーム径の中心を通過する位置を指している。
具体的には、濡れ性変化層23の上面に先ず、第1のレーザー光走査工程において、一箇所の凹み部25Lを形成する。2回目のレーザー光の走査(実施例1の繰返し走査工程に相当)においては、1回目のレーザー光の走査位置より、レーザービーム径を越えた20μmにシフトさせてレーザー光を走査し、凹み部25Rを形成する。ここで、レーザービーム径を超えるとは、凹み部25Lと凹み部25Rの中心間の距離が、レーザビーム径を超えているという意味である。したがって、凹部幅が広く、底面部が波形形状の凹部25が形成できる。1回目のレーザー光の走査によって形成された左側の凹み部(25L)と、オーバーラップ部分Rを形成可能な位置に、右側の凹み部(25R)を形成するように位置決めされる。上記のように製造すると、凹部25の中央部に、前記オーバーラップ部分Rが突出部25bとして形成され、底面に突出部25bが存在する凹部25が形成できる。
その後、前記凹部25内に導電性インク61が塗布、固化されて導電層24が形成されることは(図6(c)、(d)に該当)、上記実施例1と同様である。
上記の製造方法により、凹部25の両側壁を下方に向かって連続的に傾斜するテーパー面に形成して屈曲部を全く存在させない。また、側壁の上縁部25aをなだらかな曲面にできる。つまり、上縁部25aに向かって導電層24の厚みが緩やかに薄く形成できる。
次に、本発明の実施例3を図3に基づいて説明する。
図3に、配線基板31の断面形状を示した。図示した断面図は、導電層341、342の導通方向(図1B参照)に対して直交する断面形状を示している。実施例3は実施例1、2と略同様の技術的思想に基づいており、以下に、その相違点を中心に説明する。
32はガラス基板、33は濡れ性変化層であるポリイミド、351はポリイミドに形成した幅の狭い凹部、341は幅の狭い凹部上の導電層(Ag配線)である。352はポリイミドに形成した幅の広い凹部、342は幅の広い凹部上の導電層(Ag配線)である。濡れ性変化層であるポリイミド33は、実施例1、2に示す材料と同じ材料を用いて形成した。導電層であるAg配線341、342は、実施例1、2と同じ材料を用いて形成した。
要するに、濡れ性変化層33の同一平面内に、幅の狭い凹部351と幅の広い凹部352による、二種類の導電層341、342が形成されている。
因みに、凹部351、352は、導電層341、342の導通方向に対して直交する断面形状において、両側壁が下方に向かって連続的に幅狭に傾斜するテーパー面とされている。また、凹部351、352の上縁部351a、352aはなだらかな曲面に形成されている。つまり、上縁部351aに向かって導電層341の厚みが緩やかに薄くなるように形成されている点、また、上縁部352a向かって導電層342の厚みが緩やかに薄くなるように形成されている点は、実施例1、2と同じである。
凹部352の断面形状は、その底面に屈曲部が無く緩やかな凸形状の突出部352bが複数設けられている。図示例では、6個の突出部352bを設けた。
実施例3の濡れ性変化層33には、同一平面内に横幅の異なる二種類の凹部351と凹部352が存在し両者の関係について特長がある。
以下に、凹部351と凹部352の関係について具体的に説明する。
端的に言うと、幅36の幅狭な凹部351と、幅37の幅広な凹部352とは、両凹部の内部に形成される導電層341、342の断面積が近くなるような厚さと形状に形成されている。導電層341、342と、凹部351、352とは、図3では、導通方向に対して直行する断面形状に記載しているので、「導電層341、342の断面積が近くなるような」と上述した。しかし、導電層341、432と、凹部351、352とは、実際には図1Bに示すように導通方向に伸びる形状であるため、「導電層341、342の体積が近くなるような」形状に、凹部351、352が形成される。
したがって、濡れ性変化層33の同一層内(同一面内)において、二種類の導電層341、342の厚みが異なる。配線幅が広い導電層342の厚さ342Hは、配線幅が細い導電層341の厚さ341Hよりも薄く形成して、導電層341と342の断面積を近づける。上記の構成とすることで、導電層341と342の抵抗の不連続性を抑制することができる。
上記した濡れ性変化層33に形成した幅の狭い凹部351の深さ351Hは、500nmであり、幅の広い凹部352の深い部分352Hは150nmに形成されている。
凹部351内の導電層341(Ag配線)の厚み341Hは、凹部深さ351Hとほぼ同じか若干薄くなっている。導電層341(Ag配線)の幅38は、凹部351の幅36に一致し、20μmである。凹部352内の導電層342(Ag配線)の厚み342Hも、凹部深さ352Hとほぼ同じか若干薄くなっている。凹部352の幅37は60μmとされている。また、導電層342(Ag配線)の幅39は、凹部352の幅37に一致し、60μmとされている。
図示例では二種類の凹部を例に取り説明したが、二種類以上の凹部が存在する場合においても、各凹部の異なる幅に応じて、複数の導電層の断面積(体積)が近くなるように、当該凹部の深さと形状が適宜調整される。
[実施例3に係る配線基板の製造方法]
実施例3の配線基板31の製造方法を簡潔に説明する。なお、製造方法は既に実施の形態で図6を用いて説明した通りであり、新たに図面を作成して一から説明することは省略した。以下に、実施例1、2との相違点のみ説明する。
つまり、濡れ性変化層33へ幅の異なる二種類の凹部351、凹部352を形成する手法(図6(b)に該当)が異なる。とは言え、レーザーアブレーション法であることは同じである。
図14に、実施例3における凹部の加工条件を示した。
発振周波数、レーザー走査速度、走査位置のシフト量は実施例1と同じである。実施例1との相違点は、レーザー出力である。幅広の凹部を形成する場合には、幅狭の凹部を形成する場合よりもレーザー出力を下げる。凹部の深さはレーザー出力に応じて変化する。凹部の幅は、実施例1と同様にレーザー光の走査回数に応じて変化する。したがって、幅広の凹部の形成する際には、幅狭の凹部を形成する条件よりも、レーザー出力が低く、レーザー光の走査回数が多くなっている。実施例3の場合、幅狭の凹部351は、レーザー出力を40mW、レーザー光の走査回数を1回とし、幅広の凹部352は、レーザー出力を20mW、レーザー光の走査回数を6回とした。
配線基板の製造方法としては、まず、支持基板32の上面に、実施例1で記載したと同様の製造方法により濡れ性変化層33であるポリイミド層が形成される。
次に、図3の左側に示す幅36の狭い凹部351は、レーザー出力を40mWに調整して、右側に示す幅37の広い凹部352より深くなるように形成した。凹部352は、レーザー出力を20mWに下げ、実施例2で説明したと同様に、1回目のレーザー光の走査に対して、2回目以降のレーザー光の走査位置を左右方向(走査位置に対して垂直方向)に少しずつシフトさせることによって、幅が広く浅い凹部352を形成する。レーザー光の走査位置のシフト量は実施例1と同じくレーザービーム径以下の10μmである。
図13に、凹部の加工状態を顕微鏡写真で示した。
図13の1301(図3の凹部351に相当)および1302(図3の凹部352に相当)は、それぞれ発振周波数50kHz、レーザー走査速度は0.5m/secで加工した凹部である。レーザー出力とレーザー光の走査回数を、それぞれに変えることによって、幅が狭く深い凹部1301と、幅が広く浅い凹部1302を形成できた。「凹部断面積=凹部幅×深さ」の関係式で概略見積もる断面積は、幅が狭く深い凹部1301では、1μm、幅が広く浅い凹部1302では0.9μmであり、近い値に形成できる。また、図13の1301に示すように、凹部端部の形状はテーパー状になっている。
その後、前記各凹部351、352内に導電性インク61が塗布、固化されて導電層341、342が形成される(図6(c)、(d)に該当)ことは、上記実施例1、2と同様である。
したがって、上記レーザー光の走査により形成された凹部351と352内の断面積が近くなると、凹部351、352内に形成される導電層341と342の断面積(体積)も近くなり、導電層341、342の抵抗の不連続性を抑制できるのである。
上記の製造方法により、凹部351の両側壁を下方に向かって連続的に幅狭に傾斜するテーパー面にして屈曲部を全く存在させない。また、上縁部351aをなだらかな曲面に形成できる。凹部352も同じように、両側壁を幅狭に傾斜するテーパー面にして屈曲部を全く存在させない。また、上縁部352aをなだらかな曲面に形成できることは上記したとおりである。
次に、本発明の実施例4を図4に基づいて説明する。
図4に、配線基板41の断面形状を示した。図示した断面図は、導電層44の導通方向(図1B参照)に対して直交する断面形状を示している。実施例4は実施例1〜3と略同様の技術的思想に基づいており、以下に、その相違点を中心に説明する。
実施例4の配線基板41において、42は支持基板、43は濡れ性変化層、44は凹部上の導電層、45は濡れ性変化層に形成された凹部、46は絶縁層であり、前記した42〜26を積層した構成とされている。
本実施例4の特長は、支持基板42と、濡れ性変化層43との間に絶縁層46を介在している点にある。したがって、濡れ性変化層43と、絶縁層46とで機能を分離することが可能となり、層間耐圧を確実に確保して、精度の高い配線基板を実現できる。
支持基板42はガラス基板、濡れ性変化層43はポリイミド、導電層44はAg配線である点は、上記した各実施例と同様である。
本実施例の絶縁層46は絶縁性ポリイミドを使用している。このポリイミドは、濡れ性変化層43であるポリイミドとは異なり、側鎖にデンドリマーを含む可溶性ポリイミド材料Aを混合せず、側鎖を有さない。よって、絶縁性ポリイミドとして、濡れ性変化層43のポリイミドとは区別している。
具体的には、絶縁層46は、有機材料では、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、シルセスキオキサン、ポリビニルフェノール、ポリカーボネート、フッ素系樹脂、ポリパラキシリレン、ポリビニルブチラール等が挙げられる。ここで、ポリビニルフェノールやポリビニルアルコールは適当な架橋剤によって、架橋して用いてもよい。また、無機材料では、TiO、SiO、Si、SiONなどが挙げられる。
要するに、支持基板42と濡れ性変化層43とを分離できる材料であれば適宜使用することができる。
因みに、上記した絶縁層46の膜厚46Hは500nmである。濡れ性変化層43の膜厚43Hは570nmである。凹部45の深さ45Hは、濡れ性変化層43の膜厚43Hよりも若干浅い500nmである。
また、凹部45の幅47は20μmである。凹部45の中心付近における導電層44(Ag配線)の厚み44Hは、凹部45の深さ45Hとほぼ同じか若干薄くなっている。凹部45の上縁部45a付近の導電層44の厚み44Lは、上縁部45aに近づくにつれて徐々に薄くなっている。導電層44の幅48は、凹部45の幅47に一致し、20μmである。
[実施例4に係る配線基板の製造方法]
実施例4の配線基板41の作製方法を簡潔に説明する。なお、製造方法は既に実施の形態で図6を用いて説明した通りであり、新たに図面を作成して一から説明することは省略した。以下に、相違点を中心に説明する。
要するに、図6(a)以前に、支持基板42の上面に絶縁層46を形成する工程が行われている点が相違する。
先ず、ウェット洗浄を行ったガラス基板42(支持基板)上に、ポリイミド溶液PI213B(商品名、丸善石油化学社製)をスピンコート法により塗布した後、窒素中、100℃のプリベークと、180℃での焼成を行い絶縁層46に形成する。
しかる後は、図6(a)〜(d)と同様の製造方法である。即ち、絶縁層46の上面に、濡れ性変化層43であるポリイミドを、実施例1に示す材料と同じ材料を、同じ方法を用いて形成する。濡れ性変化層43に凹部45を形成する方法も、実施例1と同じ方法を用いて行う。
図14に実施例4における凹部の加工条件を示した。
発振周波数、レーザー走査速度、走査位置のシフト量は実施例1と同じである。実施例1と異なるのは、レーザー出力である。下層の絶縁性ポリイミド46にダメージを与えないように、上層の濡れ性変化層であるポリイミド43が凹部の底面に残るようにレーザー出力を40mWに下げて加工した。
また、凹部45内に形成される導電層44であるAg配線44も、実施例1に示す材料と同じ材料を、同じ方法を用いて形成する。
上記の製造方法により、凹部45の両側壁を下方に向かって幅狭に傾斜するテーパー面にして屈曲部を全く存在させない。また、上縁部45aをなだらかな曲面に形成できることは上記したとおりである。テーパー角度は20°程度である
次に、本発明の実施例5を図5に基づいて説明する。
図5に、配線基板51の断面形状を示した。図示した断面図は、導電層54の導通方向(図1B参照)に対して直交する断面形状を示している。実施例5は実施例1又は4と略同様の技術的思想に基づいており、以下に、その相違点を中心に説明する。
配線基板51の基本構成は、上記実施例4に記載した、支持基板52と濡れ性変化層53との間に絶縁層56を介在させる点が同様である。
また、支持基板52は、ガラス基板、濡れ性変化層53はポリイミド、導電層54はAg配線である点は上記した各実施例と同様であり、絶縁層56が濡れ性変化層53とは異なるポリイミドが使用されることも同じである。
相違点は、支持基板52の上面に、絶縁層56を介在させた導電層54を有する濡れ性変化層53を一ユニットとする積層ユニットが、上下方向に複数積層されていることにある。501は1層目の積層ユニット構造、502は2層目の積層ユニット構造、503は3層目の積層ユニット構造をそれぞれ示し、1層目の構造を繰り返し積層した多層構造である。
上記積層構造は、濡れ性変化層53の間に絶縁層46を介在させることでリセス(段差状の凹み)が少ない積層配線を実現でき、層間耐圧を確実に確保することができる。
[実施例5に係る配線基板の製造方法]
実施例5の配線基板51の作製方法について簡潔に説明する。なお、製造方法は既に実施の形態で図6を用いて説明した通りであり、新たに図面を作成して一から説明することは省略した。
特に本実施例5の配線基板51の製造方法は、実施例4に記載した製造方法を上下方向に繰り返してなされるものであり、1層目の積層ユニット501について特に説明することは省略する。
実施例4の製造方法で1層目の積層ユニット構造501が製造されると、1層目の最上層に位置する濡れ性変化層53の上面に、ポリイミド溶液PI213B(商品名、丸善石油化学社製)をスピンコート法により塗布する。そして、窒素中、100℃のプリベークと、180℃での焼成を行って、絶縁層56を形成する。
その後、絶縁層56の上面に濡れ性変化層53を、実施例1と同じ方法を用いて形成する。そして、濡れ性変化層53に、凹部55と、導電層54であるAg配線54を、実施例1と同じ方法を用いて形成して、2層目の積層ユニット構造502を製造する。
上記2層目の積層ユニット構造502の製造方法を繰り返すことで、3層目以上の積層ユニット構造が構築される。
以上のとおり、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。
1、21、31、41、51、801 配線基板
2、22、32、42、52、802 支持基板
3、23、33、43、53、803 濡れ性変化層
4、24、341、342、44、54、804 導電層(配線層)
5、25、351、352、45、55、805 凹部
46、56 絶縁層
60 レーザービーム
61 導電性インク
700 レーザーアブレーション装置
特開2006―163418号公報 特開2009―105413号公報 特開2013−016773号公報

Claims (10)

  1. 支持基板と、当該支持基板の上面に設置されるエネルギーの付与により臨界表面張力が変化する材料を含有する濡れ性変化層と、当該濡れ性変化層に形成された凹部の内部に導電層を有する配線基板であって、
    前記凹部は、前記導電層の導通方向に対して直交する断面形状において、前記凹部の両側壁が下方に向かって傾斜するテーパー面とされており、前記両側壁の上縁部はなだらかな曲面に形成されていることを特徴とする、配線基板。
  2. 前記凹部は、前記導電層の導通方向に対して直交する断面形状において、当該凹部の底面に突出部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする、請求項1に記載した配線基板。
  3. 前記濡れ性変化層には、同一平面内に複数の幅の異なる凹部が形成されており、
    幅が狭い凹部ほど導電層の厚みが厚いことを特徴とする、請求項1又は2に記載した配線基板。
  4. 前記支持基板と、前記濡れ性変化層との間に絶縁層が介在されていることを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載した配線基板。
  5. 前記支持基板の上に、絶縁層を介在させた導電層を有する濡れ性変化層が、上下方向に複数積層されていることを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載した配線基板。
  6. 支持基板上に、エネルギーの付与により臨界表面張力が変化する材料を含有する濡れ性変化層を形成する工程と、レーザーアブレーション法により、前記濡れ性変化層に凹部を形成する工程と、前記凹部の内部に導電性インクを塗布して導電層を形成する配線基板の製造方法であって、
    前記凹部は、前記導電層の導通方向に対して直交する断面形状において、前記凹部の両側壁を下方に向かって傾斜させるテーパー面とし、前記両側壁の上縁部をなだらかな曲面に形成することを特徴とする、配線基板の製造方法。
  7. 前記レーザーアブレーション法により、前記濡れ性変化層に凹部を形成する工程において、
    レーザー光源として固体レーザーを用い、レーザー光を走査する手段としてガルバノスキャナを用い、レーザー走査速度と発振周波数は、レーザー走査速度÷発振周波数で求められるパルス間隔の長さが、レーザービーム径以下となるように設定されていることを特徴とする、請求項6に記載した配線基板の製造方法。
  8. 前記凹部は、複数の平行なレーザー光を線状に走査して形成されており、
    前記複数の平行な線の間隔は、レーザー光のビーム径以下とされていることを特徴とする、請求項6又は7に記載した配線基板の製造方法。
  9. 前記凹部は、複数の平行なレーザー光を線状に走査して形成されており、
    前記複数の線の間隔が、レーザー光のビーム径を越えていることを特徴とする、請求項6又は7に記載した配線基板の製造方法。
  10. 前記濡れ性変化層の同一平面内に複数の幅の異なる凹部が形成されており、
    幅が狭い凹部ほど前記導電層の厚みが厚いことを特徴とする、請求項6〜9の何れか一項に記載した配線基板の製造方法。
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