JP2016136362A - 積層体基板、配線基板ならびにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 積層体基板および配線基板は、透明基板の少なくとも一方の表面に設けた導電性の積層体を備え、積層体が、銅層と銅層の表面に積層される表面黒化層であり、表面黒化層が最も表面にあり、銅層は、表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1.2以上である。銅層は、積層構造であり、透明基板側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1未満であり、表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1.2以上とすることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本実施形態の配線基板は、透明基板と、透明基板の少なくとも一方の表面に設けた積層構造の配線を備え、配線が、銅層と銅層の表面に積層される表面黒化層であり、表面黒化層が最も表面に配される構成となっている。そして、本発明に係る配線基板は、本発明に係る積層体基板をエッチング等の加工より配線に加工される。
銅層の厚さの上限値は特に限定されないが、銅層が厚くなると、配線を形成するためにエッチングを行う際にエッチングに時間を要するためサイドエッチングが生じ、エッチングの途中でレジストが剥離する等の問題を生じ易くなる。このため、銅層の厚さは3000nm以下であることが好ましく、1200nm以下であることがより好ましい。なお、銅層が上述のように銅薄膜層と、銅めっき層を有する場合には、銅薄膜層の厚さと、銅めっき層の厚さとの合計が上記範囲であることが好ましい。
また、透明基板側における銅層の結晶の(111)配向度指数は1未満であってもよい。
銅層は金属光沢を有するため、透明基板上に銅層をエッチングした配線を形成したのみでは上述のように銅が光を反射し、例えばタッチパネル用の配線基板として用いた場合、ディスプレイの視認性が低下するという問題があった。そこで、表面黒化層を設ける方法が検討されてきた。
上述のように、本実施形態の配線基板は透明基板と、銅層と、表面黒化層と、を備えている。銅層と、表面黒化層と、はそれぞれ複数層形成することもできる。なお、銅層表面での光の反射の抑制のため、銅層の表面のうち光の反射を特に抑制したい面に黒化層が配置されている。特に黒化層が銅層の表面に形成された積層構造を有している。すなわち、銅層は透明基板と表面黒化層に挟まれた構造を有していることがより好ましい。
これは波長400nm以上700nm以下の光の反射率の平均が55%以下の場合、例えばタッチパネル用の配線基板として用いた場合でもディスプレイの視認性の低下を特に抑制できるためである。
まず、はじめに、本実施形態の配線基板の製造方法を示す。
配線基板の製造方法は、透明基板11を準備する透明基板準備工程と、透明基板11の少なくとも一方の面側に銅を堆積する成膜手段により銅層12を形成する銅層形成工程と、透明基板11の少なくとも一方の面側に金属の窒化物または酸化物を堆積する成膜手段により表面黒化層13を成膜する黒化層形成工程と、を有する。
以下に本実施形態の積層体基板の製造方法について説明するが、以下に説明する点以外については上述の配線基板の製造方法の場合と同様の構成とすることができるため説明を省略している。
銅層の形成方法としては、表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数を1.2以上となるように銅層を形成することができれば特に限定されず、例えば乾式めっき法により銅薄膜層を形成する工程を有することができる。また、銅層形成工程は、乾式めっき法により銅薄膜層を形成する工程と、該銅薄膜層を給電層として、湿式めっき法により銅めっき層を形成する工程と、を有していてもよい。
銅薄膜層は例えばロール・ツー・ロールスパッタリング装置50を用いて好適に成膜することができる。
図5はロール・ツー・ロールスパッタリング装置50の一構成例を示している。
ロール・ツー・ロールスパッタリング装置50は、その構成部品のほとんどを収納した筐体51を備えている。
図5において筐体51の形状は直方体形状として示しているが、筐体51の形状は特に限定されるものではなく、内部に収容する装置や、設置場所、耐圧性能等に応じて任意の形状とすることができる。例えば筐体51の形状は円筒形状とすることもできる。
また、銅薄膜層を成膜する基材の搬送経路上には、上記各ロール以外に任意にガイドロール58a〜58h、ヒーター61、圧力調整バルブ62、真空計63及びベントバルブ64等を設けることもできる。
給電ロール26aとアノード24aの間には電源(図示せず)が接続されている。
給電ロール26a、アノード24a、めっき液、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2および電源により、電気めっき回路が構成される。また、不溶性アノードは、特別なものを必要とせず、導電性セラミックで表面をコーティングした公知のアノードでよい。なお、電気めっき槽21の外部に、めっき液28に銅イオンを供給する機構を備える。
このように電流密度を上昇させることで、銅層の変色を防ぐことができる。特に銅層の膜厚が薄い場合に電流密度が高いと銅層の変色が起こりやすいために、めっき中の電流密度は、後述するPeriodic Reverse電流の反転電流を除き0.1A/dm2〜8A/dm2が望ましい。電流密度が高くなると銅電気めっき層の外観不良が発生する。
Periodic Reverse電流(以下PR電流ということがある。)を使用する場合、反転電流は正電流の1〜9倍の電流を加えると良い。
反転電流時間割合としては1〜10%程度が望ましい。
また、PR電流の次の反転電流が流れる周期は、10m秒以上が望ましく、より望ましくは20m秒〜300m秒である。
図7はPR電流の時間と電流密度を模式的に示したものである。
なお、めっき電圧は、上述の電流密度が実現できるように適宜調整すればよい。
表面黒化層形成工程は既述のように、銅層の表面に金属の窒化物や酸化物を堆積する成膜手段により表面黒化層を成膜する工程である。表面黒化層形成工程における窒化物や酸化物を堆積する成膜手段は特に限定されるものではないが、例えば、スパッタリング成膜手段(スパッタリング成膜法)であることが好ましい。
また、エッチング液は例えば、塩酸を1重量%以上50重量%以下の割合で含むことが好ましく、1重量%以上20重量%以下の割合で含むことがより好ましい。なお、残部については水とすることができる。
(1)反射率
以下の実施例において作製した配線基板について反射率の測定を行った。
測定は、紫外可視分光光度計(株式会社 島津製作所製 型式:UV−2550)に反射率測定ユニットを設置して行った。
配線基板は図2(a)の構造を有する配線基板を作製したが、反射率の測定は図2(a)における第2の黒化層132の外部に露出した面に対して入射角5°、受光角5°として、波長400nm以上700nm以下の範囲の光を照射して実施した。なお、配線基板に照射した光は、400nm以上700nm以下の範囲内で、1nm毎に波長を変化させて測定を行い、測定結果の平均を該配線基板の反射率の平均とした。
配線基板上にフォトレジスト配線を付与し、塩化第二鉄10重量%と、塩酸10重量%と、残部が水と、からなるエッチング液をスプレーノズルにより噴射して配線形成をした。
結晶配向は、X線回折でWilsonの配向度指数を用い測定した。
以下に実施例1における配線基板の製造条件を示す。
図2(a)に示した構造を有する配線基板を作製した。
まず、幅500mm、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)製の透明基板を図5に示したロール・ツー・ロールスパッタリング装置により、透明基板上に黒化層を厚さ40nm形成した。
続いて、ロール・ツー・ロールスパッタリング装置により、第1の黒化層の上面に銅層を厚さ200nm形成した。
そして、電気めっき法で、直流電源により第一銅めっき層を200nm析出させた後、アノード24g、24hにてPR電源により第二銅めっき層を200nm析出させ、銅層12を形成した。
なお、PR電流は負電流時間割合を10%とした。
そして再度、第一黒化層131と同条件で銅層12の上面に第2の黒化層132を形成した。
この配線基板に配線幅5μm、配線間スペース300μmのパターンを形成するフォトレジスト配線を付与し、エッチング処理をしたところ、配線が形成できた。
電気めっき法で、直流電源により銅めっき皮膜を400nm析出させた、銅層12を形成した点以外は実施例1と同様にして配線基板に配線を形成しようとしたところ、配線側面が過剰にエッチングされ、配線加工ができなかった。なお、いずれの例においても第1の黒化層131を成膜する際と、第2の黒化層132を成膜する際とで成膜条件は同じにして黒化層の成膜を行っている。
銅層の結晶配向は、銅めっき層成膜後、X線回折で測定し、銅めっき層の結晶の(111)配向度指数は0.84であった。
11 透明基板
12、12A、12B 銅層
13、13A、13B、131、132、131A、131B、132A、132B、32A、32B 黒化層
31A、31B 配線
Claims (17)
- 透明基板と、
前記透明基板の少なくとも一方の表面に設けた導電性の積層体を備え、
前記積層体が、銅層と前記銅層の表面に積層される表面黒化層であり、前記表面黒化層が最も表面にあり、
前記銅層は、前記表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1.2以上であることを特徴とする積層体基板。 - 前記銅層は、積層構造であり、前記透明基板側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1未満であり、前記表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1.2以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層体基板。
- 前記銅層は、乾式めっき法により得られた第一銅膜と、前記乾式めっき法により得られた銅膜を給電層としてPR電流による電気めっき法で成膜して得られた第二銅膜とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の積層体基板。
- 前記PR電流による電気めっき法で成膜して得られた第二銅膜の厚さは、100nm以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の積層体基板。
- 前記積層体が、前記透明基板の表面に形成される第一黒化層と、前記第一黒化層の表面に形成される前記銅層と、前記銅層の表面に形成される前記表面黒化層の積層構造であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の積層体基板。
- 前記第一黒化層および前記表面黒化層が、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni、Cuから選択される1種以上の金属を含む窒化物または酸化物であることを特徴する請求項1から5のいずれか1項に記載の積層体基板。
- 前記銅層は厚さが100nm以上であり、
前記表面黒化層の厚さが20nm以上である請求項1から6のいずれか1項に記載の積層体基板。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の積層体基板の製造方法であり、前記表面黒化層側における銅層をPR電流による電気めっき法で成膜する工程を含むことを特徴とする積層体基板の製造方法。
- 請求項2に記載の積層体基板の製造方法であり、前記銅層のうち前記透明基板側における銅層の全部または一部を乾式めっき法により成膜する工程(a)と、その工程(a)の後に、前記表面黒化層側における銅層をPR電流による電気めっき法で成膜する工程を含むことを特徴とする積層体基板の製造方法。
- 透明基板と、
前記透明基板の少なくとも一方の表面に設けた積層構造の配線を備え、
前記配線が、銅層と前記銅層の表面に積層される表面黒化層であり、前記表面黒化層が最も表面にあり、
前記銅層は、前記表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1.2以上であることを特徴とする配線基板。 - 前記銅層は、積層構造であり、前記透明基板側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1未満であり、前記表面黒化層側における銅層の結晶の(111)配向度指数が1.2以上であることを特徴とする請求項10に記載の配線基板。
- 前記銅層は、乾式めっき法により得られた第一銅膜と、前記乾式めっき法により得られた銅膜を給電層としてPR電流による電気めっき法で成膜して得られた第二銅膜とを含むことを特徴とする請求項10又は11に記載の配線基板。
- 前記PR電流による電気めっき法で成膜して得られた第二銅膜の厚さは、100nm以上であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の配線基板。
- 前記積層体が、前記透明基板の表面に形成される第一黒化層と、前記第一黒化層の表面に形成される前記銅層と、前記銅層の表面に形成される前記表面黒化層の積層構造であることを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の配線基板。
- 前記第一黒化層および前記表面黒化層が、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni、Cuから選択される1種以上の金属を含む窒化物または酸化物であることを特徴する請求項10から14のいずれか1項に記載の配線基板。
- 前記銅層は厚さが100nm以上であり。
前記表面黒化層の厚さが10nm以上である請求項10から15のいずれか1項に記載の配線基板。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の積層体基板をエッチングにより配線に加工することを特徴とする配線基板の製造方法。
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