JP2017199724A - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な方法で導通させることができる積層体の製造方法を提供する。【解決手段】積層体21の製造方法は、基板1の第1の電極3上に、ヴィアポスト5を形成し、前記ヴィアポストが形成された基板上に、樹脂組成物を塗布し、前記ヴィアポストの一部又は全部を覆うように樹脂膜7を形成し、乾燥前かつ硬化前に、前記ヴィアポストを覆う樹脂膜をエアブロー装置9を用いて除去し、前記ヴィアポスト表面を露出させ、前記樹脂膜を、乾燥及び硬化、又は硬化させ、絶縁膜11を形成し、前記絶縁膜上及び前記ヴィアポスト上に、第2の電極13を形成する。【選択図】図1
Description
本発明は、積層体の製造方法に関する。
複数の配線基板(片面板、両面板、多層板、フレキシブル基板等)を一体化して多層化するために、従来の一般的な方法では、接着性を有する絶縁層を用い、多層間の、つまり各層間の電気的接合を形成していた。例えば、プリブレグ、接着剤を介して重ね合わせた複数の基板を加圧・加熱して機械的に一体化し、穴明け・めっきのいわゆるPTH(Plated Through hall:メッキスルーホール)により電気的に接続する。
従来のフレキシブル基板の多層化は、例えば片面に銅箔等の導電層が配設されたポリイミドフィルム等のフレキシブルな基板材料に、フィルム側からレーザ照射、フォトエッチング工程等により孔を形成し、この孔に導電性ペーストを埋め込んだり、メッキを行う等して導電性物質を充填し、これを1単位として接着剤等により貼り合わせて多層化している。
特許文献1には、絶縁性樹脂層側に突出して配設された第1のビアランドを有する第1の配線層上の導電性ピラーに圧力をかけ塑性変形させ、対向する絶縁性樹脂層側に突出して配設された第2のビアランドに加熱しながら圧着させる方法が示されている。
本発明の目的は、簡易な方法で導通させることができる積層体の製造方法を提供することである。
特許文献1の方法では導電性ピラーに圧力をかけ塑性変形させる際に微細なクラックが生じたり、変形の不均一さにより、導電性が変化し、各ピラー間での導電性の不均一さが生じる場合がある。また、張り合わせを行うことで位置合わせの精度を加味した導電性ピラー径より大きな径のビアランドを必要とする為、ビアランドは配線の高密度化の妨げとなる。
そこで本発明者らが鋭意研究を行った結果、導電性ピラー(ヴィアポスト)に圧力をかけず、簡易な方法で、層間を電気的に接続するため、硬化前の絶縁膜に着目し、本発明に至った。
そこで本発明者らが鋭意研究を行った結果、導電性ピラー(ヴィアポスト)に圧力をかけず、簡易な方法で、層間を電気的に接続するため、硬化前の絶縁膜に着目し、本発明に至った。
本発明によれば、以下の積層体の製造方法等が提供される。
1.基板の第1の電極上に、ヴィアポストを形成し、
前記ヴィアポストが形成された基板上に、樹脂組成物を塗布し、前記ヴィアポストの一部又は全部を覆うように樹脂膜を形成し、
乾燥前かつ硬化前に、前記ヴィアポストを覆う樹脂膜を除去し、前記ヴィアポスト表面を露出させ、
前記樹脂膜を、乾燥及び硬化、又は硬化させ、絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上及び前記ヴィアポスト上に、第2の電極を形成する積層体の製造方法。
2.前記除去が、気体の噴射による圧力を用いて行われる1に記載の積層体の製造方法。
3.前記気体の噴射が、前記ヴィアポストの大きさの1〜5倍の直径のノズルにより行われる2に記載の積層体の製造方法。
4.前記樹脂組成物の粘度が0.01Pa・s以上100Pa・s以下である1〜3のいずれかに記載の積層体の製造方法。
5.前記ヴィアポストの高さが、前記樹脂膜の膜厚より大きい1〜4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
6.前記露出させるヴィアポスト表面が、ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分である5に記載の積層体の製造方法。
7.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、積層回路を製造する、積層回路の製造方法。
8.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、半導体チップ又は発光ダイオードチップを配線上に接続する回路基板の製造方法。
9.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、フレキシブルプリント基板を製造する、フレキシブルプリント基板の製造方法。
10.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、配線基板を製造する、配線基板の製造方法。
11.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、タッチパネルモジュールを製造する、タッチパネルモジュールの製造方法。
12.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、電子機器を製造する、電子機器の製造方法。
13.プリント配線板、液晶ディスプレイ、自動車、ロボット、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、発光ダイオード照明又はウェアラブルデバイスである12に記載の電子機器の製造方法。
14.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、表示装置を製造する、表示装置の製造方法。
15.前記表示装置が、液晶表示装置、電気泳動表示装置又は有機EL表示装置である、14に記載の表示装置の製造方法。
1.基板の第1の電極上に、ヴィアポストを形成し、
前記ヴィアポストが形成された基板上に、樹脂組成物を塗布し、前記ヴィアポストの一部又は全部を覆うように樹脂膜を形成し、
乾燥前かつ硬化前に、前記ヴィアポストを覆う樹脂膜を除去し、前記ヴィアポスト表面を露出させ、
前記樹脂膜を、乾燥及び硬化、又は硬化させ、絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上及び前記ヴィアポスト上に、第2の電極を形成する積層体の製造方法。
2.前記除去が、気体の噴射による圧力を用いて行われる1に記載の積層体の製造方法。
3.前記気体の噴射が、前記ヴィアポストの大きさの1〜5倍の直径のノズルにより行われる2に記載の積層体の製造方法。
4.前記樹脂組成物の粘度が0.01Pa・s以上100Pa・s以下である1〜3のいずれかに記載の積層体の製造方法。
5.前記ヴィアポストの高さが、前記樹脂膜の膜厚より大きい1〜4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
6.前記露出させるヴィアポスト表面が、ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分である5に記載の積層体の製造方法。
7.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、積層回路を製造する、積層回路の製造方法。
8.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、半導体チップ又は発光ダイオードチップを配線上に接続する回路基板の製造方法。
9.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、フレキシブルプリント基板を製造する、フレキシブルプリント基板の製造方法。
10.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、配線基板を製造する、配線基板の製造方法。
11.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、タッチパネルモジュールを製造する、タッチパネルモジュールの製造方法。
12.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、電子機器を製造する、電子機器の製造方法。
13.プリント配線板、液晶ディスプレイ、自動車、ロボット、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、発光ダイオード照明又はウェアラブルデバイスである12に記載の電子機器の製造方法。
14.1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、表示装置を製造する、表示装置の製造方法。
15.前記表示装置が、液晶表示装置、電気泳動表示装置又は有機EL表示装置である、14に記載の表示装置の製造方法。
本発明によれば、簡易な方法で導通させることができる積層体の製造方法が提供できる。
本発明の積層体の製造方法では、基板の第1の電極上に、ヴィアポストを形成し、ヴィアポストが形成された基板上に、樹脂組成物を塗布し、ヴィアポストの一部又は全部を覆うように樹脂膜を形成し、乾燥前かつ硬化前に、ヴィアポストを覆う樹脂膜を除去し、ヴィアポスト表面を露出させ、樹脂膜を、乾燥及び硬化、又は硬化させ、絶縁膜を形成し、絶縁膜上及び前記ヴィアポスト上に、第2の電極を形成する。
これにより、ヴィアポストのクラックや変形なく、均一な導電性のヴィアポストを有する積層体を形成することができる。また、厚膜な絶縁膜を用いたとしても、簡易な方法で導通させることができる。また、貼り合わせを行わないため、ヴィアポストや電極を高密度化することができる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる積層体の製造方法を示す図である。
図1(a)に示すように、第1の電極3を形成した基板1を用意する。
図1(b)に示すように、第1の電極3上に、ヴィアポスト5を形成する。
図1(a)に示すように、第1の電極3を形成した基板1を用意する。
図1(b)に示すように、第1の電極3上に、ヴィアポスト5を形成する。
基板1上に、樹脂膜7を形成し(図1(c))、エアブロー装置9で、ヴィアポスト5を覆う、樹脂膜7に気体を噴射する(図1(d))。
押しのけられた樹脂膜7が流動、回復し、安定した後、樹脂膜7を硬化し、絶縁膜11とする(図1(e))。
図1(f)に示すように、第2の電極13を形成することで、積層体21を形成することができる。
押しのけられた樹脂膜7が流動、回復し、安定した後、樹脂膜7を硬化し、絶縁膜11とする(図1(e))。
図1(f)に示すように、第2の電極13を形成することで、積層体21を形成することができる。
第1の基板としては、例えば、ガラス基板、シリコンウェハー、セラミック基板等の可撓性を有さないリジット基材、及びプラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基材が挙げられる。
プラスチック樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)及びポリエーテルイミド(PEI)等が挙げられる。
プラスチック樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)及びポリエーテルイミド(PEI)等が挙げられる。
第1の基板は、単層であってもよく、積層体であってもよい。形成する層としては、酸化膜、窒化膜等の絶縁膜、半導体膜、導電膜、硬化性樹脂を含む平坦化層、バリア層等が挙げられる。これらを、単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
また、基板が透明性を有する場合、可視光領域における透過率は80%以上であることが好ましい。ここで、透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法)により測定することができる。
第1の電極は、基板上に形成される。第1の電極は、通常、基板上にパターン状に形成される。パターンとしては、例えば、ライン形状や電極パッドに用いられるパッド形状等が挙げられる。
第1の電極上の所望の位置に、ヴィアポストが形成されるが、第1の電極には、ヴィアポストが形成されていない部分があってもよい。
第1の電極上の所望の位置に、ヴィアポストが形成されるが、第1の電極には、ヴィアポストが形成されていない部分があってもよい。
第1の電極の材料としては、所望の導電性を有していれば特に限定されず、例えば、Ta、Ti、Al、Zr、Cr、Nb、Hf、Mo、Au、Ag、Pt、Cu、Mo−Ta合金、Ag合金、Cu合金、Al合金等の金属や、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の導電性無機材料、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、の導電性有機材料を用いることができる。第1の電極は、透明電極であってもよい。
また、第1の電極には、金属材料、カーボンナノチューブ、グラフェン等の導電性材料等を含んでもよい。これにより、第1の電極の印刷が可能となる。
金属材料としては、金属マイクロ粒子、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。金属ナノ粒子及び金属ナノワイヤーが好ましい。
金属材料の金属は、銀、銅、水銀、スズ、インジウム、ニッケル、パラジウム、白金及び金等が挙げられる。また、これらの合金でもよい。金、銀、銅及びそれらの合金が好ましく、銀、銅及びこれらの合金が特に好ましい。これらは、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
金属材料としては、金属マイクロ粒子、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。金属ナノ粒子及び金属ナノワイヤーが好ましい。
金属材料の金属は、銀、銅、水銀、スズ、インジウム、ニッケル、パラジウム、白金及び金等が挙げられる。また、これらの合金でもよい。金、銀、銅及びそれらの合金が好ましく、銀、銅及びこれらの合金が特に好ましい。これらは、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
金属ナノ粒子は、平均直径100nm以下が好ましく、3〜50nmがより好ましく、5〜45nmがさらに好ましい。
金属ナノワイヤーは、平均直径50nm以下が好ましく、3〜30nmがより好ましく、5〜28nmがさらに好ましい。また、金属ナノワイヤーの平均長さは、100μm以下が好ましく、5〜50μmがより好ましく、8〜30μmがさらに好ましい。
金属ナノワイヤーは、平均直径50nm以下が好ましく、3〜30nmがより好ましく、5〜28nmがさらに好ましい。また、金属ナノワイヤーの平均長さは、100μm以下が好ましく、5〜50μmがより好ましく、8〜30μmがさらに好ましい。
金属マイクロ粒子は、メジアン径(D50)が1μm以上であることが好ましく、1〜100μmがより好ましく、1.2〜80μmがさらに好ましく、1.3〜50μmが特に好ましい。また、最大粒径(D100)は、200μm以下が好ましく、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは50μm以下である。
メジアン径とは、粉体をある粒子径から2つに分けたとき、大きい側と小さい側が等量になる径をいう。
メジアン径とは、粉体をある粒子径から2つに分けたとき、大きい側と小さい側が等量になる径をいう。
カーボンナノチューブは、厚さ数原子層のグラファイト状炭素原子面(グラフェンシート)が筒形に巻かれた形状からなる炭素系繊維材料であり、単層ナノチューブ(SWNT)、多層ナノチューブ(MWNT)等が挙げられる。単層カーボンナノチューブは、グラフェンシートの構造の違いからカイラル(らせん)型、ジグザグ型、アームチェア型等が挙げられる。これらは、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
カーボンナノチューブは、アスペクト比が大きい、即ち細くて長い単層ナノチューブを用いることが好ましい。例えば、アスペクト比が102以上、好ましくは103以上のカーボンナノチューブが挙げられる。
カーボンナノチューブの平均長さは、通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上であり、平均長さの上限は特に限定されないが、例えば10mm程度である。外径としてはnmオーダーの極めて微小なカーボンナノチューブが知られている。カーボンナノチューブが有機化合物によって表面処理されていることが好ましく、具体的には、界面活性剤を使用して分散性を向上させることが好ましい。
カーボンナノチューブの平均長さは、通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上であり、平均長さの上限は特に限定されないが、例えば10mm程度である。外径としてはnmオーダーの極めて微小なカーボンナノチューブが知られている。カーボンナノチューブが有機化合物によって表面処理されていることが好ましく、具体的には、界面活性剤を使用して分散性を向上させることが好ましい。
上記の直径、長さ、長径、厚さ等については、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、100個以上の導電性材料の直径、長さ、長径、厚さ等を測定して、それらを平均して求めることができる。特に、粒子径の場合、例えば、粒子の投影面積円相当径を測定し、その平均を算出することができる。
また、金属マイクロ材料のメジアン径(D50)及び最大粒径(D100)は、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置SALD−300V(島津製作所製)で測定できる。
導電性材料は、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
第1の電極の厚みとしては、所望の導電性を有することができれば特に限定されないが、30nm以上50μm以下が好ましく、50nm以上40μm以下がより好ましく、100nm以上40μm以下が特に好ましい。
上記範囲内の場合、第1の電極を良好に形成でき、良好な導電性を示しやすい。
上記範囲内の場合、第1の電極を良好に形成でき、良好な導電性を示しやすい。
厚みとは、一般的な測定方法によって得られる厚みをいう。厚みの測定方法としては、例えば、触針で表面をなぞり凹凸を検出することによって厚みを算出する触針式の方法や、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)等による観察像を測定する方法、分光反射スペクトルに基づいて厚みを算出する光学式の方法等が挙げられる。尚、対象となる構成の複数箇所における厚み測定結果の平均値を用いてもよい。
第1の電極の表面の濡れ性については、所望のヴィアポストを形成することができれば特に限定されない。第1の電極の表面の濡れ性としては、例えば、第1の電極の表面と水との接触角が、25℃において、30°以上95°以下であることが好ましく、40°以上90°以下がより好ましく、40°以上80°以下が特に好ましい。
上記範囲内である場合、導通不良なしに、良好なヴィアポストを形成しやすくなる。
上記範囲内である場合、導通不良なしに、良好なヴィアポストを形成しやすくなる。
接触角は、例えば、測定対象上に1マイクロリットルの液体を滴下し、滴下した液滴の形状を側面より観測し、液滴と測定対象とのなす角を計測することにより測定することができる。接触角は、例えば、井元製作所製接触角測定装置、接触角計DM−901(協和界面科学製)を用いて測定することができる。
第1の電極の形成方法としては、一般的な電極の形成方法と同様とすることができる。具体的には、基板上に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のPVD法、CVD法等で行うことができる。全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて所定のパターンにエッチングしてもよく、所定のパターンで開孔を持つメタルマスクを固定して、形成してもよい。
また、上述の金属材料、カーボンナノチューブ、グラフェン等を含む導電性ペーストを用いた印刷方法により形成してもよい。印刷法としては、例えば、インクジェット法、ディスペンサ法、スクリーン印刷法、グラビアオフセット印刷法、反転オフセット印刷法等を挙げることができる。また、導電性ペーストには、例えば後述する導体組成物インクで用いる溶剤、任意の成分等を適宜選択して用いてもよい。
また、上述の金属材料、カーボンナノチューブ、グラフェン等を含む導電性ペーストを用いた印刷方法により形成してもよい。印刷法としては、例えば、インクジェット法、ディスペンサ法、スクリーン印刷法、グラビアオフセット印刷法、反転オフセット印刷法等を挙げることができる。また、導電性ペーストには、例えば後述する導体組成物インクで用いる溶剤、任意の成分等を適宜選択して用いてもよい。
ヴィアポストは、導電性材料を含むことが好ましい。導電性材料は、上記第1の電極で挙げた導電性材料と同様のものが挙げられる。1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
ヴィアポストは、複数形成されていてもよい。
ヴィアポストは、複数形成されていてもよい。
ヴィアポストは、さらに、撥液剤を含むことが好ましく、撥液性を有することが好ましい。これにより、ヴィアポストとして良好に機能しやすくなる。
撥液剤としては、例えば、フッ素含有チオール化合物、フッ素含有ジスルフィド化合物等のフッ素含有化合物が挙げられる。自己組織化単分子膜を形成し、特に導電性材料として金属粒子を用いた場合に、導電性と撥液性を両立できることから、フッ素含有チオール化合物が好ましい。
フッ素含有チオール化合物としては、芳香環を有するフッ素含有チオール化合物、フッ化部を持つアルカンチオール等が挙げられる。これらの中でも、金属粒子の表面修飾性から、芳香環(好ましくは、ベンゼン環)を有する炭素数6〜20のフッ素含有チオールからなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物が好ましい。
芳香環を有する炭素数6〜20のフッ素含有チオールとしては、具体的には、トリフルオロメチルベンゼンチオール(例えば、4−トリフルオロメチルベンゼンチオール、3−トリフルオロメチルベンゼンチオール)、ペンタフルオロベンゼンチオール、2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンチオール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンチオール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メルカプト安息香酸メチルエステル、3,5−ビストリフルオロメチルベンゼンチオール、4−フルオロベンゼンチオール及び11−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベン
ジルオキシ)−1−ウンデカンチオール等が挙げられる。これらの中でも、撥液性の観点からトリフルオロメチルベンゼンチオール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンチオールが特に好ましい。
ジルオキシ)−1−ウンデカンチオール等が挙げられる。これらの中でも、撥液性の観点からトリフルオロメチルベンゼンチオール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンチオールが特に好ましい。
フッ素含有ジスルフィド化合物としては、芳香環を有するフッ素含有ジスルフィド化合物、フッ化部を持つ炭素鎖を有するジスルフィド化合物等が挙げられる。
芳香環を有するフッ素含有ジスルフィド化合物としては、具体的には、上述のフッ素含有チオール化合物が二量化した化合物が挙げられ、撥液性の観点から、トリフルオロメチルベンゼンチオール又は2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンチオールが二量化した化合物が特に好ましい。
芳香環を有するフッ素含有ジスルフィド化合物としては、具体的には、上述のフッ素含有チオール化合物が二量化した化合物が挙げられ、撥液性の観点から、トリフルオロメチルベンゼンチオール又は2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンチオールが二量化した化合物が特に好ましい。
また、フッ素含有化合物として、フッ素含有カルボン酸化合物を用いてもよい。
フッ素含有カルボン酸化合物の具体例としては、2,3,4,5,6−ペンタフルオロ安息香酸、2,3,4,6−テトラフルオロ安息香酸、2,4,5−トリフルオロ安息香酸、2,3,4−トリフルオロ安息香酸、2−エチル−テトラフルオロ安息香酸、2−イソプロピル−テトラフルオロ安息香酸、3−シクロプロピル−2,4,5−トリフルオロ安息香酸、2−ブチル−テトラフルオロ安息香酸、ウンデカフルオロヘキサン酸、ノナデカフルオロデカン酸が挙げられる。
フッ素含有カルボン酸化合物の具体例としては、2,3,4,5,6−ペンタフルオロ安息香酸、2,3,4,6−テトラフルオロ安息香酸、2,4,5−トリフルオロ安息香酸、2,3,4−トリフルオロ安息香酸、2−エチル−テトラフルオロ安息香酸、2−イソプロピル−テトラフルオロ安息香酸、3−シクロプロピル−2,4,5−トリフルオロ安息香酸、2−ブチル−テトラフルオロ安息香酸、ウンデカフルオロヘキサン酸、ノナデカフルオロデカン酸が挙げられる。
ヴィアポストは、さらに、樹脂を含んでもよい。
樹脂は、特に限定されず、熱硬化性樹脂の硬化物であっても、熱可塑性樹脂であってもよい。
樹脂は、特に限定されず、熱硬化性樹脂の硬化物であっても、熱可塑性樹脂であってもよい。
熱硬化性樹脂の硬化物としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミド、架橋型アクリル樹脂(例えば、架橋型ポリメチルメタクリレート樹脂)、架橋型ポリスチレン樹脂、及び、ポリアミック酸樹脂(加熱によりイミド化させポリイミド構造をつくる樹脂)等の硬化物が挙げられる。それぞれの樹脂に好ましい硬化剤を用いてもよい。
熱硬化性樹脂の硬化物を用いることで、耐熱性と導電性のバランスをとることができる。
熱硬化性樹脂の硬化物を用いることで、耐熱性と導電性のバランスをとることができる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、テフロン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル・スチレン(AS)樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド及びこれらの共重合体等が挙げられる。
共重合体は、ブロック共重合体でも、ランダム共重合体でもよい。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、1000〜500000が好ましく、2000〜400000がより好ましい。
重量平均分子量は、例えばゲルパーミェションクロマトグラフィ(GPC)によりポリスチレン換算で測定することができる。
重量平均分子量は、例えばゲルパーミェションクロマトグラフィ(GPC)によりポリスチレン換算で測定することができる。
樹脂は、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
樹脂が熱硬化性樹脂の場合、硬化剤を含んでもよい。硬化剤は、それぞれの熱硬化性樹脂に好ましい硬化剤を使用できる。
硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、ポリアミノアミド、ポリメルカプタン類、芳香族ポリアミン、芳香族アミン、酸無水物、フェノールノボラック樹脂、ジシアンジアミド等が挙げられる。硬化剤にはさらに、硬化促進剤として、三級アミン、三級アミン塩、イミダゾール、ホスフォン、ホスホニウム塩を含んでもよい。
硬化剤は、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
硬化剤は、1種単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
導電性材料の含有量は、ヴィアポスト全量に対して、25重量%以上99重量%以下が好ましく、30重量%以上99重量%以下がより好ましい。また、100重量%でもよい。
撥液剤を含む場合、撥液剤の含有量は、ヴィアポスト全量に対して、0.01重量%以上2重量%以下が好ましく、0.1重量%以上1.8重量%以下がより好ましい。上記範囲内であることにより、導電性と撥液性を両立しやすくなる。
撥液剤を含む場合、撥液剤の含有量は、ヴィアポスト全量に対して、0.01重量%以上2重量%以下が好ましく、0.1重量%以上1.8重量%以下がより好ましい。上記範囲内であることにより、導電性と撥液性を両立しやすくなる。
樹脂を含む場合、樹脂の含有量は、ヴィアポスト全量に対して、0.1〜30重量%が好ましく、0.3〜20重量%がより好ましく、0.5〜10重量%がさらに好ましい。
上記範囲内の場合、金属材料組成物の固化後、導電性の低下を抑え、密着性を向上させることができる。
硬化剤を含む場合、硬化剤の含有量は、金属材料組成物全量に対して、10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることがより好ましい。また、硬化剤の含有量の下限は特に制限されないが、0.1重量%以上であることが好ましい。
上記範囲内の場合、金属材料組成物の固化後、導電性の低下を抑え、密着性を向上させることができる。
硬化剤を含む場合、硬化剤の含有量は、金属材料組成物全量に対して、10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることがより好ましい。また、硬化剤の含有量の下限は特に制限されないが、0.1重量%以上であることが好ましい。
また、ヴィアポストは、重合性モノマー、及びその重合体を含んでもよい。
重合性モノマーとしては、エステル系モノマー、アクリレートモノマー等が挙げられる。
エステル系モノマーとしては、フェノキシポリエチレングリコール(好ましくはジエチレングリコール)アクリレート、ノナンジオールアクリレート等が挙げられる。
アクリレートモノマーとしては、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等が挙げられる。
1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
重合性モノマーとしては、エステル系モノマー、アクリレートモノマー等が挙げられる。
エステル系モノマーとしては、フェノキシポリエチレングリコール(好ましくはジエチレングリコール)アクリレート、ノナンジオールアクリレート等が挙げられる。
アクリレートモノマーとしては、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等が挙げられる。
1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
重合性モノマー及びその重合体を含む場合、その含有量は、ヴィアポスト全量に対して、10重量%以下が好ましく、8重量%以下が好ましい。
ヴィアポストは、分散剤等の任意成分、後述の導体組成物インクの溶剤を含んでもよい。
ヴィアポストは、また、溶剤を除いて、後述の導体組成物インクは、例えば、90重量%以上、95重量%以上、98重量%以上、99重量%以上、100重量%が、
導電性材料、
導電性材料及び撥液剤、
導電性材料及び樹脂、
導電性材料、樹脂及び硬化剤、
導電性材料、樹脂及び撥液剤、
導電性材料、樹脂、硬化剤及び撥液剤からなってもよい。
また、重合性モノマー及び/又は重合性モノマーの重合体を含んで、上記の含有量となってもよい。
導電性材料、
導電性材料及び撥液剤、
導電性材料及び樹脂、
導電性材料、樹脂及び硬化剤、
導電性材料、樹脂及び撥液剤、
導電性材料、樹脂、硬化剤及び撥液剤からなってもよい。
また、重合性モノマー及び/又は重合性モノマーの重合体を含んで、上記の含有量となってもよい。
ヴィアポストの表面エネルギーは、20mN/m超80mN/m以下であることが好ましい。23mN/m以上50mN/m以下がより好ましく、23mN/m以上40mN/m以下がさらに好ましく、23mN/m以上38mN/m以下が特に好ましい。
20mN/m以下の場合、撥液剤の量が多くなり、導体組成物インク中の導電性材料が凝集し、インク状態を保持できなくなるおそれがある。80mN/mを超える場合、撥液性が低下し、絶縁膜を開孔することができなくなるおそれがある。
20mN/m以下の場合、撥液剤の量が多くなり、導体組成物インク中の導電性材料が凝集し、インク状態を保持できなくなるおそれがある。80mN/mを超える場合、撥液性が低下し、絶縁膜を開孔することができなくなるおそれがある。
表面エネルギー及び導電性の観点から、ヴィアポストの表面に、導電性材料、又は導電性材料及び撥液剤が露出していることが好ましい。
表面エネルギーを調整する手段としては、撥液剤の種類や配合量を調整すること等が挙げられる。
表面エネルギーを調整する手段としては、撥液剤の種類や配合量を調整すること等が挙げられる。
表面エネルギーは、例えば各溶剤にて測定した接触角の値から、北崎、畑の拡張Fowkes式に基づく幾何学平均法による解析(北崎寧昭、畑敏雄ら、日本接着協会誌、第8巻(3)131−141頁(1972年))で求めることができる。
ヴィアポストの撥液性としては、ヴィアポストが絶縁膜に侵入する場合に、絶縁膜を弾き、ヴィアポストが、ヴィアポストとして機能することができれば特に限定されない。ヴィアポストの表面と水との接触角としては、80°以上であることが好ましく、90°以上120°以下がより好ましい。80°未満の場合、ヴィアポストの維持が困難となるおそれがある。
「ヴィアポストが撥液性を有する」とは、ヴィアポストの表面と水との接触角が、第2の基板上の絶縁膜の表面と水との接触角よりも大きいことをいう。
具体的には、ヴィアポストの表面と水との接触角と、絶縁膜の表面と水との接触角との差が、5°以上であることが好ましく、より好ましくは20°以上である。両者の接触角の差が5°未満の場合、ヴィアポストが、絶縁膜を弾くことが困難となるおそれがある。
また、上記接触角の差の上限値としては、ヴィアポストの材料、絶縁膜の材料等に応じて適宜決定され、特に限定されないが、例えば、100°である。
具体的には、ヴィアポストの表面と水との接触角と、絶縁膜の表面と水との接触角との差が、5°以上であることが好ましく、より好ましくは20°以上である。両者の接触角の差が5°未満の場合、ヴィアポストが、絶縁膜を弾くことが困難となるおそれがある。
また、上記接触角の差の上限値としては、ヴィアポストの材料、絶縁膜の材料等に応じて適宜決定され、特に限定されないが、例えば、100°である。
ヴィアポストは、例えば導体組成物インクを第1の電極上に、塗布し、形成する。導体組成物インクは、パターン状に塗布することが好ましい。
「導体組成物インクをパターン状に塗布する」とは、第1の電極上に所定の平面視形状を有するように導体組成物インクを塗布することをいい、第1の電極が形成された電極上の全面に導体組成物インクを塗布する場合を含まないことをいう。
「導体組成物インクをパターン状に塗布する」とは、第1の電極上に所定の平面視形状を有するように導体組成物インクを塗布することをいい、第1の電極が形成された電極上の全面に導体組成物インクを塗布する場合を含まないことをいう。
導体組成物インクは、導電性材料及び溶剤を含むことが好ましい。
導体組成物インクは、さらに撥液剤を含むことが好ましい。
また、導体組成物インクは、樹脂を含んでもよい。樹脂が熱硬化性樹脂の場合、硬化剤を含むことが好ましい。
導体組成物インクは、さらに撥液剤を含むことが好ましい。
また、導体組成物インクは、樹脂を含んでもよい。樹脂が熱硬化性樹脂の場合、硬化剤を含むことが好ましい。
また、導体組成物インクは、さらに重合性モノマーを含んでもよい。
導電性材料、撥液剤、樹脂、硬化剤及び重合性モノマーは、ヴィアポストで挙げた導電性材料、撥液剤、樹脂、硬化剤及び重合性モノマーと同様のものが挙げられる。
導電性材料、撥液剤、樹脂、硬化剤及び重合性モノマーは、ヴィアポストで挙げた導電性材料、撥液剤、樹脂、硬化剤及び重合性モノマーと同様のものが挙げられる。
樹脂として、市販の、溶剤が含まれている樹脂を用いてもよい。市販の樹脂に含まれる溶剤としては、後述の溶剤と同様のものが挙げられる。
導体組成物インク中、導電性材料が、溶剤中に分散したナノコロイドであってもよい。
導体組成物インク中、導電性材料が、溶剤中に分散したナノコロイドであってもよい。
溶剤は、導電性材料及び撥液剤を分散又は溶解させるものであれば、特に限定されない。
溶剤としては、水、アルコール系溶剤(モノアルコール系溶剤、ジオール系溶剤、多価アルコール系溶剤等)、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、グライム系溶剤、ハロゲン系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、印刷性の観点から、アルコール系溶剤が好ましい。アルコール系溶剤としては、イソプロピルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、シクロヘキサノール、1−メトキシ−2−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、1,3−プロパンジオールが挙げられる。
溶剤としては、水、アルコール系溶剤(モノアルコール系溶剤、ジオール系溶剤、多価アルコール系溶剤等)、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、グライム系溶剤、ハロゲン系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、印刷性の観点から、アルコール系溶剤が好ましい。アルコール系溶剤としては、イソプロピルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、シクロヘキサノール、1−メトキシ−2−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、1,3−プロパンジオールが挙げられる。
ケトン系溶剤としては、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
溶剤の表面張力は、25℃において20mN/m以上65mN/m以下であることが好ましい。溶剤の表面張力が上記範囲内であれば、導体組成物インクを下地に十分に付着させることができる。
表面張力は、ペンダントドロップ法により測定できる。
表面張力は、ペンダントドロップ法により測定できる。
表面張力が25℃において20mN/m以上65mN/m以下のアルコール系溶剤としては、エチレングリコール、グリセリン、1,3−プロパンジオール等が挙げられる。これらの中でも、1,3−プロパンジオールが特に好ましい。
溶剤を除いた場合の、導電性材料、撥液剤、樹脂及び硬化剤の含有量は、上述の、ヴィアポスト全量に対する、導電性材料、撥液剤、樹脂及び硬化剤含有量と同様である。
溶剤を除いた場合の、重合性モノマーの含有量は、上述の、ヴィアポスト全量に対する、重合性モノマー及びその重合体の含有量と同様である。
溶剤を除いた場合の、重合性モノマーの含有量は、上述の、ヴィアポスト全量に対する、重合性モノマー及びその重合体の含有量と同様である。
溶剤の含有量は、導体組成物インク全量に対して、10重量%以上85重量%以下が好ましく、15重量%以上80重量%以下がより好ましい。溶剤の含有量が上記範囲内であれば、導体組成物インクを適正に塗布できる。
導体組成物インクは、分散剤等の任意の成分を含んでいてもよい。
任意成分は、導体組成物インク全量に対して、10重量%以下であることが好ましい。
任意成分は、導体組成物インク全量に対して、10重量%以下であることが好ましい。
上記金属ナノ材料溶液は、撥液剤を含んでもよい。金属ナノ材料溶液は、例えば溶剤に金属ナノ材料を添加することで得ることができる。
金属ナノ材料溶液全体中、金属ナノ材料の含有量は、50〜70重量%が好ましい。
金属ナノ材料溶液全体中、溶剤の含有量は、30〜50重量%が好ましい。
金属ナノ材料溶液全体中、金属ナノ材料の含有量は、50〜70重量%が好ましい。
金属ナノ材料溶液全体中、溶剤の含有量は、30〜50重量%が好ましい。
導体組成物インクの塗布方法としては、特に限定されず、例えば、インクジェット法、ディスペンサ法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、反転オフセット印刷法、凸版印刷法等が挙げられる。中でもインクジェット法、ディスペンサ法、スクリーン印刷法を用いることが好ましい。
導体組成物インクを、塗布後、焼成してもよい。
焼成方法としては、塗布した導体組成物インクに含まれる溶剤を除去し、電気的接続を可能にすることができれば特に限定されず、一般的な焼成方法を用いることができる。具体的には、ホットプレート、乾燥炉、光焼成等を用いて焼成することができる。
焼成方法としては、塗布した導体組成物インクに含まれる溶剤を除去し、電気的接続を可能にすることができれば特に限定されず、一般的な焼成方法を用いることができる。具体的には、ホットプレート、乾燥炉、光焼成等を用いて焼成することができる。
焼成温度及び焼成時間については、導体組成物インクに含まれる溶剤、撥液剤等の種類に応じて適宜調整される。
焼成温度としては、特に限定されないが、100℃以上220℃以下が好ましく、110℃以上180℃以下がより好ましい。
220℃を超える場合、撥液剤が劣化して所望の撥液性を示すことが困難となるおそれがある。また、100℃未満の場合、ヴィアポストでの溶剤の残存量が多くなり、導電性を得ることが困難となるおそれがある。
220℃を超える場合、撥液剤が劣化して所望の撥液性を示すことが困難となるおそれがある。また、100℃未満の場合、ヴィアポストでの溶剤の残存量が多くなり、導電性を得ることが困難となるおそれがある。
焼成時間としては、導体組成物インクに含まれる溶剤を除去し、導体化することが可能な時間であれば特に限定されないが、1分間以上60分間以下であることが好ましく、3分間以上30分間以下がより好ましく、5分間以上20分間以下が特に好ましい。
1分間未満の場合、ヴィアポストでの溶剤の残存量が多くなり所望の導電性を示すことが困難となるおそれがある。60分間を超える場合、撥液剤が劣化して所望の撥液性を示すことが困難となるおそれがある。また、生産性が低下するおそれがある。
図2A及びBは、導体組成物インクの塗布位置について説明する説明図である。
図2Aに示すように、第1の電極上にのみ導体組成物インクを塗布し、付着物5Aを形成してもよく、図2Bに示すように第1の電極上及びその近傍に導体組成物インクを塗布し、付着物5Aを形成してもよい。この場合、導体組成物インクは、通常、第1の電極上に塗布され、かつ上記第1の電極に隣接する他の電極3aと導通しないように塗布される。
第1の電極の表面の濡れ性及び導体組成物インクの物性を調整し、ヴィアポストの形状を調整しやすくし、導体組成物インクを第1の電極上にのみ塗布することが好ましい。
図2Aに示すように、第1の電極上にのみ導体組成物インクを塗布し、付着物5Aを形成してもよく、図2Bに示すように第1の電極上及びその近傍に導体組成物インクを塗布し、付着物5Aを形成してもよい。この場合、導体組成物インクは、通常、第1の電極上に塗布され、かつ上記第1の電極に隣接する他の電極3aと導通しないように塗布される。
第1の電極の表面の濡れ性及び導体組成物インクの物性を調整し、ヴィアポストの形状を調整しやすくし、導体組成物インクを第1の電極上にのみ塗布することが好ましい。
ヴィアポストの平面視形状としては、ヴィアポストとして機能できれば特に限定されず、例えば、円形状、楕円形状、四角形状、多角形状等が挙げられる。中でも、ヴィアポストの平面視形状が、円形状、楕円形状が好ましい。
図3A〜Cは、本発明の一実施形態にかかる方法におけるヴィアポストの縦断面形状についての説明図である。
ヴィアポストの縦断面形状とは、基板に対して垂直方向のヴィアポストの断面形状をいう。
ヴィアポスト5の縦断面形状としては、図3Aに示すような半円形状、図3Bに示すような半楕円形状、図示はしないが台形状、四角形状等が挙げられる。また、これらの形状は中央に平坦部又は窪みを有していてもよい。尚、図3Cにおいては、半楕円形状の中央に平坦部を有する形状を示している。
ヴィアポストの縦断面形状とは、基板に対して垂直方向のヴィアポストの断面形状をいう。
ヴィアポスト5の縦断面形状としては、図3Aに示すような半円形状、図3Bに示すような半楕円形状、図示はしないが台形状、四角形状等が挙げられる。また、これらの形状は中央に平坦部又は窪みを有していてもよい。尚、図3Cにおいては、半楕円形状の中央に平坦部を有する形状を示している。
ヴィアポストの大きさとしては、ヴィアポストを介して第1の電極及び第2の電極を導通させることが可能なヴィアポストを形成することができれば特に限定されず、例えば、1μm以上5000μm以下が好ましく、5μm以上1000μm以下がより好ましく、10μm以上100μm以下が特に好ましい。
5000μmを超える場合には、製造される積層体の高精細化、高集積化が困難となるおそれがある。また、1μm未満の場合には、ヴィアポストと第1の電極とを良好に導通させることが困難となるおそれがある。
「ヴィアポストの大きさ」とは、ヴィアポストの平面視形状の大きさをいい、例えば、平面視形状が円形状の場合は直径をいい、平面視形状が四角形状の場合は、一辺の幅をいう。また、平面視形状が長方形、楕円形等の短辺及び長辺を有する形状の場合は長辺の幅をいう。また、平面視形状が多角形状の場合は、外接円の直径をいう。
具体的にヴィアポストの大きさとは、図4においてuで示される距離をいう。図4は、ヴィアポスト5及び第1の電極3を示す図である。
5000μmを超える場合には、製造される積層体の高精細化、高集積化が困難となるおそれがある。また、1μm未満の場合には、ヴィアポストと第1の電極とを良好に導通させることが困難となるおそれがある。
「ヴィアポストの大きさ」とは、ヴィアポストの平面視形状の大きさをいい、例えば、平面視形状が円形状の場合は直径をいい、平面視形状が四角形状の場合は、一辺の幅をいう。また、平面視形状が長方形、楕円形等の短辺及び長辺を有する形状の場合は長辺の幅をいう。また、平面視形状が多角形状の場合は、外接円の直径をいう。
具体的にヴィアポストの大きさとは、図4においてuで示される距離をいう。図4は、ヴィアポスト5及び第1の電極3を示す図である。
ヴィアポストの高さとしては、第2の電極と導通させることができれば特に限定されないが、100nm以上100μm以下であることが好ましく、1μm以上60μm以下がより好ましい。
100μmを超える場合には、製造される積層体の第2の電極側表面の平坦性を良好とすることが困難となるおそれがある。100nm未満の場合には、ヴィアポストが所望の導電性を示すことが困難となるおそれがある。
「ヴィアポストの高さ」とは、ヴィアポストの縦断面形状において基材と垂直方向の距離が最大となる部分の値をいう。
100μmを超える場合には、製造される積層体の第2の電極側表面の平坦性を良好とすることが困難となるおそれがある。100nm未満の場合には、ヴィアポストが所望の導電性を示すことが困難となるおそれがある。
「ヴィアポストの高さ」とは、ヴィアポストの縦断面形状において基材と垂直方向の距離が最大となる部分の値をいう。
ヴィアポストのアスペクト比(高さ/大きさ)としては、ヴィアポストを形成することができれば、特に限定されないが、0.001以上1以下であることが好ましく、0.01以上0.8以下がより好ましく、0.03以上0.8以下が特に好ましい。
1を超える場合、ヴィアポスト自体を形成することが困難となるおそれがあり、ヴィアポストに破損等を生じやすくなるおそれがある。0.001未満の場合、ヴィアポストが十分な導電性、撥液性を示すことが困難となるおそれがある。
1を超える場合、ヴィアポスト自体を形成することが困難となるおそれがあり、ヴィアポストに破損等を生じやすくなるおそれがある。0.001未満の場合、ヴィアポストが十分な導電性、撥液性を示すことが困難となるおそれがある。
樹脂組成物は、基板上に塗布され、樹脂膜を形成する。
樹脂組成物は、樹脂を含有することが好ましい。必要に応じて重合開始剤等その他の成分を含有してもよい。樹脂は、ポリマー等が挙げられる。モノマー、オリゴマーでもよい。単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
また、樹脂組成物は、上述の導体組成物インクと同様の硬化剤を含んでもよい。
また、樹脂組成物は、上述の導体組成物インクと同様の硬化剤を含んでもよい。
樹脂としては、上述の導体組成物インクの樹脂と同様のものが挙げられる。
また、アクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の電離放射線硬化性樹脂、ポリアミック酸樹脂、アクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、フッ素系樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。中でも、絶縁性をより良好なものとすることができるため、熱硬化性樹脂であることが好ましい。
また、アクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の電離放射線硬化性樹脂、ポリアミック酸樹脂、アクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、フッ素系樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。中でも、絶縁性をより良好なものとすることができるため、熱硬化性樹脂であることが好ましい。
電離放射線とは、光硬化に用いられ、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波又は荷電粒子を意味する。例えば、すべての紫外線(UV−A、UV−B、UV−C)、可視光線、ガンマー線、X線、電子線等が挙げられる。
フッ素系樹脂としては、フッ素が添加されたポリイミド、フッ素が添加されたポリパラキシレン、ポリスチレン、サイトップ(登録商標)、テフロン(登録商標)、テフロン(登録商標)AF、フルオロポリアリールエーテル、サイトップ(旭硝子社製)等が挙げられる。
樹脂組成物は、溶剤を含有してもよい。
樹脂組成物に含有される溶剤としては、ヴィアポストの撥液性、絶縁膜が形成される下地の濡れ性、粘度等に応じて適宜選択することができ、一般的な樹脂組成物に用いられるものと同様とすることができる。
樹脂組成物に含有される溶剤としては、ヴィアポストの撥液性、絶縁膜が形成される下地の濡れ性、粘度等に応じて適宜選択することができ、一般的な樹脂組成物に用いられるものと同様とすることができる。
また、樹脂がフッ素系樹脂である場合、通常、フッ素系溶剤を用いることが好ましい。
樹脂組成物は、さらに必要に応じて、重合開始剤、光増感剤、酸化防止剤、重合禁止剤、架橋剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、粘度調整剤、密着性向上剤等を含有することもできる。
樹脂組成物の粘度は、所定の塗布性を有すれば特に限定されない。
具体的な樹脂組成物の粘度としては、25℃において、0.01Pa・s以上100Pa・s以下が好ましく、0.05Pa・s以上40Pa・s以下がより好ましく、0.1Pa・s以上30Pa・s以下が特に好ましい。
0.01Pa・s未満の場合、樹脂組成物の塗膜を形成することが困難となるおそれがある。100Pa・sを超える場合、表面の濡れ性の差の効果を得ることが困難になるおそれがある。
具体的な樹脂組成物の粘度としては、25℃において、0.01Pa・s以上100Pa・s以下が好ましく、0.05Pa・s以上40Pa・s以下がより好ましく、0.1Pa・s以上30Pa・s以下が特に好ましい。
0.01Pa・s未満の場合、樹脂組成物の塗膜を形成することが困難となるおそれがある。100Pa・sを超える場合、表面の濡れ性の差の効果を得ることが困難になるおそれがある。
粘度の測定方法については、粘度を精度良く測定できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、レオメーター、B型粘度計、キャピラリー式粘度計等の粘度測定装置を用いる方法が挙げられる。また、粘度の測定方法としては、デジタル粘度計TV−35(東機産業株式会社製)を用いてもよい。
また、導電性組成物インクと同様の方法を用いてもよい。
また、導電性組成物インクと同様の方法を用いてもよい。
樹脂組成物の表面張力としては、所定の塗布性を有すれば特に限定されない。
具体的な樹脂組成物の表面張力としては、25℃において、5mN/m以上70mN/m以下が好ましく、10mN/m以上50mN/m以下がより好ましい。
5mN/m未満の場合、接合の際、ヴィアポストを弾きにくくなる傾向があり、70mN/mを超える場合は、絶縁膜を形成することが困難となる可能性があるからである。
具体的な樹脂組成物の表面張力としては、25℃において、5mN/m以上70mN/m以下が好ましく、10mN/m以上50mN/m以下がより好ましい。
5mN/m未満の場合、接合の際、ヴィアポストを弾きにくくなる傾向があり、70mN/mを超える場合は、絶縁膜を形成することが困難となる可能性があるからである。
表面張力の測定方法については、表面張力を精度良く測定できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、Wilhelmy法(プレート法)、懸滴法(ペンダント・ドロップ法)、Young−Laplace法、du Nouy法等が挙げられる。
また、表面張力の測定には、例えば高精度表面張力計(協和界面科学社 DY−700)を用いることができる。
また、表面張力の測定には、例えば高精度表面張力計(協和界面科学社 DY−700)を用いることができる。
塗布方法としては、所望の厚みを有する絶縁膜を形成することができれば特に限定されず、一般的な塗布法を用いることができる。
具体的には、スリットコート法、スピンコート法、スクリーン印刷法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、LB(ラングミュア-ブロジェット)法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、及びキャスト法等が挙げられる。
中でも、絶縁膜の平坦性を良好にできるため、スクリーン印刷法、及びスリットコート法が好ましい。
具体的には、スリットコート法、スピンコート法、スクリーン印刷法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、LB(ラングミュア-ブロジェット)法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、及びキャスト法等が挙げられる。
中でも、絶縁膜の平坦性を良好にできるため、スクリーン印刷法、及びスリットコート法が好ましい。
樹脂膜は、ヴィアポストの一部又は全部を覆うように形成される。ヴィアポストの全部を覆うように形成されることが好ましい。
樹脂膜及び後述の絶縁膜の厚みは、積層体の用途に応じて適宜選択することができるが90nm以上90μm以下であることが好ましく、500nm以上60μm以下がより好ましい。
90μmを超える場合、ヴィアポストを機能させることが困難となるおそれがある。90nm未満である場合、十分な保護性を示すことが困難となるおそれがある。
90μmを超える場合、ヴィアポストを機能させることが困難となるおそれがある。90nm未満である場合、十分な保護性を示すことが困難となるおそれがある。
ヴィアポストの高さが、樹脂膜及び後述の絶縁膜の膜厚より大きいことが好ましい。これにより、絶縁膜を貫通し、第1の電極及び第2の電極を導通することができる。
樹脂膜及び後述の絶縁膜の厚みは、上述のヴィアポストの高さの60〜100%であることが好ましく、70〜95%がより好ましい。
樹脂膜及び後述の絶縁膜の厚みは、上述のヴィアポストの高さの60〜100%であることが好ましく、70〜95%がより好ましい。
樹脂膜がヴィアポストの一部を覆う場合、ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分の一部を覆うことが好ましく、ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分の60%以上100%未満を覆うことがより好ましく、70〜95%を覆うことがさらに好ましい。
ヴィアポストを覆う樹脂膜を、乾燥前かつ硬化前に除去し、ヴィアポスト表面を露出させる。露出させるヴィアポスト表面が、ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分であることが好ましい。
これにより、絶縁膜を貫通し、第1の電極及び第2の電極を導通することができる。
これにより、絶縁膜を貫通し、第1の電極及び第2の電極を導通することができる。
ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分の70%以上を露出させることが好ましく、90〜100%露出させることがより好ましい。また、95〜110%でもよい。
一旦、ヴィアポスト全体を露出させ、樹脂膜の流動性により、樹脂膜の膜厚高さまで、ヴィアポストが埋まり、ヴィアポスト表面が露出してもよい。
除去の方法としては、気体の噴射による圧力を用いることが挙げられる。
気体の噴射は、例えば、ディスペンサ、エアーガン等のエアブロー装置等を用いて行う。
気体の噴射は、例えば、ディスペンサ、エアーガン等のエアブロー装置等を用いて行う。
気体としては、空気、窒素、アルゴン、それらの混合ガス等が挙げられる。
噴射の圧は、0.1〜0.5MPaであることが好ましい。
噴射の流量は、10〜100ml/秒であることが好ましい。
噴射時間は、0.05〜3秒間が好ましく、0.1〜2秒間がより好ましい。
噴射の回数は、1〜5回が好ましく、1〜3回がより好ましい。
噴射のノズルの直径は、ヴィアポストの大きさの1〜5倍であることが好ましく、2〜4倍であることがより好ましい。これにより、ヴィアポスト上の樹脂膜を除去することができる。
噴射のノズルの直径は、例えば、20〜200μmである。噴射のノズルの直径は内径であることが好ましい。
噴射の圧は、0.1〜0.5MPaであることが好ましい。
噴射の流量は、10〜100ml/秒であることが好ましい。
噴射時間は、0.05〜3秒間が好ましく、0.1〜2秒間がより好ましい。
噴射の回数は、1〜5回が好ましく、1〜3回がより好ましい。
噴射のノズルの直径は、ヴィアポストの大きさの1〜5倍であることが好ましく、2〜4倍であることがより好ましい。これにより、ヴィアポスト上の樹脂膜を除去することができる。
噴射のノズルの直径は、例えば、20〜200μmである。噴射のノズルの直径は内径であることが好ましい。
樹脂膜を、乾燥及び硬化、又は硬化させ、絶縁膜(樹脂膜及び樹脂組成物の硬化物)を形成することができる。
絶縁膜は、1層でもよく、複数の膜から形成されてもよい。
絶縁膜は、1層でもよく、複数の膜から形成されてもよい。
乾燥は、例えばホットプレートにより行うことができる。乾燥温度は、例えば90〜200℃である。乾燥時間は、例えば1〜20分間である。
硬化としては、熱硬化、上述の光硬化等が挙げられる。熱硬化が好ましい。
熱硬化は、例えばホットプレート、乾燥炉により行うことができる。熱硬化の温度は、例えば100〜350℃である。熱硬化の時間は、例えば5分間〜2時間である。
熱硬化は、例えばホットプレート、乾燥炉により行うことができる。熱硬化の温度は、例えば100〜350℃である。熱硬化の時間は、例えば5分間〜2時間である。
第2の電極の材料、物性、形成方法等は、上述の第1の電極と同様のものが挙げられる。
第2の電極の厚みについては、ヴィアポスト及び第1の電極との間での導通を得ることができれば特に限定されない。具体的には、30nm以上50μm以下が好ましく、50nm以上40μm以下がより好ましく、200nm以上20μm以下が特に好ましい。
上述の第1の電極の厚みと同様に測定できる。
上述の第1の電極の厚みと同様に測定できる。
本発明の方法により製造される積層体は、ヴィアポストを介して2つの電極が導通する積層構造を有するデバイスに適用でき、積層回路、薄膜で高密度なフレキシブルプリント基板、配線基板及びタッチパネルモジュール等に利用できる。
また、集積度の高い半導体素子、タッチパネルセンサ、RF−ID(Radio Frequency Identification)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)デバイス等に適用できる。半導体素子は、温度センサーや圧力センサー等に用いることもできる。
また、プリント配線板、液晶ディスプレイ、自動車、ロボット、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、発光ダイオード(LED)照明、ウェアラブルデバイス等の電子機器、液晶表示装置、電気泳動表示装置、有機EL表示装置等の表示装置に使用できる。
また、集積度の高い半導体素子、タッチパネルセンサ、RF−ID(Radio Frequency Identification)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)デバイス等に適用できる。半導体素子は、温度センサーや圧力センサー等に用いることもできる。
また、プリント配線板、液晶ディスプレイ、自動車、ロボット、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、発光ダイオード(LED)照明、ウェアラブルデバイス等の電子機器、液晶表示装置、電気泳動表示装置、有機EL表示装置等の表示装置に使用できる。
本発明の回路基板は、上述の方法で製造された積層体を用いて、半導体チップ又はLEDチップを配線上に接続することができる。
例えば、LEDの電極上に、上述の方法で製造された積層体を用いて、LEDチップをプリント基板等へ接続することができる。
例えば、LEDの電極上に、上述の方法で製造された積層体を用いて、LEDチップをプリント基板等へ接続することができる。
製造例1
銀ナノ粒子(DOWAエレクトロニクス株式会社製、平均粒径20nm、球状)0.7gを、水1.8g及びイソプロピルアルコール1.8mlに添加し、1分間撹拌した。
得られた銀ナノ粒子溶液を、ASU−6D(アズワン株式会社製)を用いて、周波数43kHzの条件で、1時間超音波処理した。
銀ナノ粒子(DOWAエレクトロニクス株式会社製、平均粒径20nm、球状)0.7gを、水1.8g及びイソプロピルアルコール1.8mlに添加し、1分間撹拌した。
得られた銀ナノ粒子溶液を、ASU−6D(アズワン株式会社製)を用いて、周波数43kHzの条件で、1時間超音波処理した。
処理後の銀ナノ粒子溶液を、高速遠心機H−2000B(株式会社コクサン製)を用いて、以下の条件で、3500rpmで30秒間、遠心分離した。遠心分離後の銀ナノ粒子溶液の液成分を、容器を傾けることで除去した。遠心分離から液成分の除去について、追加で、2回繰り返し、ペースト1を得た。
銀ナノ粒子の平均粒径については、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、100個以上の銀ナノ粒子の粒径(直径)を測定して、それらを平均して求めた。
得られたペースト1について、電子天秤を用いて秤量した。その後、200℃15分間加熱し、ペースト1を再度秤量した。加熱後のペースト1の重量を、加熱前のペースト1の重量で割ることで、固形分濃度を求めた。固形分濃度は、58.0重量%であった。
得られたペースト1について、デジタル粘度計TV−35(東機産業株式会社)を用いて、25℃で測定した。粘度は、1610Pa・sであった。
得られたペースト1について、25℃で、MCR301レオメータ(アントンパール社製)の測定から以下のCassonの式を用いて降伏応力(Casson降伏値)を求めた。降伏応力は、1510Paであった。
1gの上述のペースト1に、ペンタフルオロ安息香酸0.006gを加えて撹拌し、印刷ペースト1を得た。
実施例1
ガラス基板(Corning社製のEagle XG、大きさ:40mm×40mm、厚み:0.7mm)の表面に所定のパターンで開孔を持つメタルマスクを固定し、スパッタ法でITOの薄膜(厚み150nm)を成膜し、第1の電極を形成した。
ITOパターンの、所望の箇所に、スクリーン印刷法により、製造例1で得られた印刷ペースト1を印刷し、160℃15分間焼成することで、高さ3.2μm、直径50μmのヴィアポストを形成した。ヴィアポストの断面形状は、触針式段差計ET4000(株式会社小坂研究所製)で測定した。
ガラス基板(Corning社製のEagle XG、大きさ:40mm×40mm、厚み:0.7mm)の表面に所定のパターンで開孔を持つメタルマスクを固定し、スパッタ法でITOの薄膜(厚み150nm)を成膜し、第1の電極を形成した。
ITOパターンの、所望の箇所に、スクリーン印刷法により、製造例1で得られた印刷ペースト1を印刷し、160℃15分間焼成することで、高さ3.2μm、直径50μmのヴィアポストを形成した。ヴィアポストの断面形状は、触針式段差計ET4000(株式会社小坂研究所製)で測定した。
次いで、ヴィアポスト形成後の基板上に、パイヤーM.L.(株式会社アイ.エス.テイ製、25℃での粘度5Pa・s、製造例1のペースト1と同様に測定)を、後述の絶縁膜が膜厚3μmとなるようにスピンコートし、樹脂膜を形成した。光学顕微鏡MX61(オリンパス株式会社製)にて確認したところヴィアポストは、樹脂膜に覆われていた。
ディスペンサー装置ACCURA 9(岩下エンジニアリング株式会社製、ノズル内径サイズ:150μm、)を用いて、ヴィアポストが形成された樹脂膜上に位置を合わせ、0.1秒間、2ショット、圧0.2MPaでエアブローした。
その後、樹脂膜を、180℃15分間加熱し溶剤を乾燥させた後、300℃1時間加熱し硬化させ、絶縁膜を形成した。光学顕微鏡MX61(オリンパス株式会社製)にて確認したところヴィアポストの、絶縁膜の膜厚より高い部分は、絶縁膜に覆われていなかった。
ディスペンサー装置ACCURA 9(岩下エンジニアリング株式会社製、ノズル内径サイズ:150μm、)を用いて、ヴィアポストが形成された樹脂膜上に位置を合わせ、0.1秒間、2ショット、圧0.2MPaでエアブローした。
その後、樹脂膜を、180℃15分間加熱し溶剤を乾燥させた後、300℃1時間加熱し硬化させ、絶縁膜を形成した。光学顕微鏡MX61(オリンパス株式会社製)にて確認したところヴィアポストの、絶縁膜の膜厚より高い部分は、絶縁膜に覆われていなかった。
ヴィアポスト部分に開孔を持つメタルマスクを固定し、真空蒸着法で銅の薄膜(300nm)を成膜して、第2の電極を形成し、積層体を得た。
得られた積層体の導通を確認したところ、導通したことが確認できた。
得られた積層体の導通を確認したところ、導通したことが確認できた。
比較例1
エアブローを行わなかった以外、実施例1と同様に、ヴィアポスト、樹脂膜及び絶縁膜を形成していき、積層体を製造し、評価した。
ヴィアポストの高さは3.2μm、直径は50μmであった。
スピンコート後、ヴィアポストは樹脂膜に覆われていた。
得られた積層体について、導通しなかった。
エアブローを行わなかった以外、実施例1と同様に、ヴィアポスト、樹脂膜及び絶縁膜を形成していき、積層体を製造し、評価した。
ヴィアポストの高さは3.2μm、直径は50μmであった。
スピンコート後、ヴィアポストは樹脂膜に覆われていた。
得られた積層体について、導通しなかった。
本発明の方法で製造される積層体は、エレクトロニクス分野に利用でき、半導体チップ(LEDチップを含む)の接合バンプ、及び、基板の微細なプリント配線、伝導性の配線、ヴィア等の層間接続体等の形成に利用できる。
本発明の方法で製造される積層回路及び回路基板を、プリント配線板、携帯端末、自動車、ロボット、パソコン、プリンタ、カメラ、LED照明、ウェアラブルデバイス等の電子機器等に用いることができる。
本発明の方法で製造される積層回路及び回路基板を、プリント配線板、携帯端末、自動車、ロボット、パソコン、プリンタ、カメラ、LED照明、ウェアラブルデバイス等の電子機器等に用いることができる。
1 基板
3 第1の電極
3a 隣接する他の電極
5 ヴィアポスト
5A 付着物
7 樹脂膜
9 エアブロー装置
11 絶縁膜
13 第2の電極
21 積層体
3 第1の電極
3a 隣接する他の電極
5 ヴィアポスト
5A 付着物
7 樹脂膜
9 エアブロー装置
11 絶縁膜
13 第2の電極
21 積層体
Claims (15)
- 基板の第1の電極上に、ヴィアポストを形成し、
前記ヴィアポストが形成された基板上に、樹脂組成物を塗布し、前記ヴィアポストの一部又は全部を覆うように樹脂膜を形成し、
乾燥前かつ硬化前に、前記ヴィアポストを覆う樹脂膜を除去し、前記ヴィアポスト表面を露出させ、
前記樹脂膜を、乾燥及び硬化、又は硬化させ、絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上及び前記ヴィアポスト上に、第2の電極を形成する積層体の製造方法。 - 前記除去が、気体の噴射による圧力を用いて行われる請求項1に記載の積層体の製造方法。
- 前記気体の噴射が、前記ヴィアポストの大きさの1〜5倍の直径のノズルにより行われる請求項2に記載の積層体の製造方法。
- 前記樹脂組成物の粘度が0.01Pa・s以上100Pa・s以下である請求項1〜3のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記ヴィアポストの高さが、前記樹脂膜の膜厚より大きい請求項1〜4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記露出させるヴィアポスト表面が、ヴィアポストの、樹脂膜の膜厚より高い部分である請求項5に記載の積層体の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、積層回路を製造する、積層回路の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、半導体チップ又は発光ダイオードチップを配線上に接続する回路基板の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、フレキシブルプリント基板を製造する、フレキシブルプリント基板の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、配線基板を製造する、配線基板の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、タッチパネルモジュールを製造する、タッチパネルモジュールの製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、電子機器を製造する、電子機器の製造方法。
- プリント配線板、液晶ディスプレイ、自動車、ロボット、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、発光ダイオード照明又はウェアラブルデバイスである請求項12に記載の電子機器の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で積層体を製造し、前記積層体を用いて、表示装置を製造する、表示装置の製造方法。
- 前記表示装置が、液晶表示装置、電気泳動表示装置又は有機EL表示装置である、請求項14に記載の表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016087236A JP2017199724A (ja) | 2016-04-25 | 2016-04-25 | 積層体の製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11387718B2 (en) * | 2018-09-27 | 2022-07-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of removing coating layer of coil wiring |
-
2016
- 2016-04-25 JP JP2016087236A patent/JP2017199724A/ja active Pending
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