JP4939030B2 - 貫通孔を有する厚膜、及び貫通孔を有する厚膜の製造方法 - Google Patents
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Description
この多層配線構造においては、配線を電気的に接続するためのビアホールを有する層間絶縁膜が用いられている。
しかし、シリコン酸化膜は、比誘電率が約4.2と比較的高い材料であり、層間絶縁膜としては、より誘電率の低い材料を用いることが望ましいとされていた。
そこで近年においては、配線間の電荷容量を小さくできるように、誘電率の低い膜材料、例えばポーラスシリカ膜、フッ素化シリコン酸化膜、またはシリコン及び酸素にメチル基を付した有機絶縁膜等が注目されてきた。
特に、低誘電率(約2.2〜4.0)を示す絶縁膜材料として、有機絶縁膜が広く用いられている。
先ず、絶縁膜を、下地(電極)を覆うように絶縁膜を形成した後、絶縁膜の上にフォトレジストを塗布し、露光、現像を行ってパターンを形成する。
次に、フォトレジストのパターンをマスクにして絶縁膜表面から内部へ向けてエッチングを施して貫通孔を形成する。
その後に、貫通孔の内部を導電材料で穴埋めをすることによってビアホールを形成し、絶縁膜の上下の層の接続が完了する。
しかし、フォトリソグラフィー技術を用いる層間絶縁膜の製造方法は、工程数が多く、コスト的に不利であるという課題がある。
このスクリーン印刷は、印刷の不要な個所に乳剤を形成したスクリーンメッシュにインクを載せて、スキージで擦ることによってインクを転写する印刷方法であり、工程数を低減でき、材料の使用効率が高いという利点が期待されている。
しかし、前記のように、非吐出領域(印刷しない部分)に乳剤を形成したメッシュを介しての印刷方法であるため、微小な非吐出領域を残す印刷には適さないという欠点がある。
特にドット状の非吐出領域の場合、従来の手法では100μm径の非吐出領域が印刷の限界とされている。
その第一の理由は、非吐出領域が小さいと、メッシュで乳剤を支持することが困難であるためである。
小さなネガパターンの印刷時には乳剤が脱落する可能性が大きいという問題がある。
さらに第二の理由は、メッシュを通って転写された直後のインクは流動性を有し、重力によってインク表面が平坦ならされると同時に微量の滲みが発生する(レベリング)ためである。
小さな非吐出領域を形成した場合には、四方からレベリングしてくるインクがその部分を埋めてしまう可能性があるという問題がある。
(1):貫通孔を有する厚膜であって、前記貫通孔を形成する領域を少なくとも一箇所以上有する仮の開口部を具備し、大部分の面積に膜が形成されている厚膜を有し、前記貫通孔は、50μm以下であり、前記仮の開口部の内部に、前記貫通孔を具備すると共に当該貫通孔の周囲に非常に部分的に厚膜が形成され、厚膜の形成において、スクリーン印刷法を適用したことを特徴とする貫通孔を有する厚膜である。
(2):前記仮の開口部の面積の合計が、形成される貫通孔の面積の合計の4倍以上であり、厚膜全体の面積の1/2以下であることを特徴とする、上記(1)に記載の貫通孔を有する厚膜である。
(3):前記貫通孔形成工程で適用するスクリーン版として、前記開口部形成工程で適用するスクリーン版よりも開口率の小さいものを用いたことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の貫通孔を有する厚膜である。
(4):前記貫通孔形成工程で適用するスクリーン版として、前記開口部形成工程で適用するスクリーン版よりもメッシュ径の細いものを用いたことを特徴とする上記(3)に記載の貫通孔を有する厚膜である。
(5):上記(1)乃至(4)に記載の厚膜の材料が絶縁性材料であることを特徴とする、貫通孔を有する絶縁膜である。
(6):上記(5)に記載の絶縁膜において、ビアホールを備えたことを特徴とする絶縁膜である。
(7):上記(6)に記載の絶縁膜を介して、当該絶縁膜の下部に配置された下部電極と接続されてなる上部電極が積層されることを特徴とする多層配線構造体である。
(8):上記(7)に記載の多層配線構造を備えたプリント基板、並びにプリント基板を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイである。
(9):貫通孔を有する厚膜の製造方法であって、貫通孔を形成する部分を1か所以上含む仮の開口部を有し、大部分の面積に膜を有する厚膜を形成する開口部形成工程と、仮の開口部の内部に、貫通孔を残して当該貫通孔の周囲に非常に部分的に厚膜を形成する貫通孔形成工程とからなり、前記貫通孔は、50μm以下であり、厚膜の形成にスクリーン印刷法を適用することを特徴とする貫通孔を有する厚膜の製造方法である。
(10):貫通孔形成工程で形成される厚膜の少なくとも一部が、開口部形成工程で形成される厚膜と重なり合うことを特徴とする、上記(9)に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法である。
(11):前記貫通孔形成工程を行った後に、前記開口部形成工程を行うことを特徴とする上記(9)又は(10)のいずれか一項に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法である。
(12):前記仮の開口部の面積の合計が、形成される貫通孔の面積の合計の4倍以上であり、厚膜全体の面積の1/2以下であることを特徴とする上記(9)乃至(11)のいずれか一項に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法である。
(13):前記貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、前記開口部形成工程に用いるスクリーン版よりも開口率の小さいものを用いることを特徴とする上記(9)乃至(12)のいずれか一項に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法である。
(14):前記貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、前記開口部形成工程に用いるスクリーン版よりもメッシュ径の細いものを用いることを特徴とする上記(13)に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法である。
スクリーン印刷法を適用したことにより、材料の使用効率が高く、かつ低コストなプロセスで製造可能な貫通孔を有する厚膜が得られた。
前記仮の開口部の面積の合計が、形成される貫通孔の面積の合計の4倍以上であるとともに、厚膜全体の面積の1/2以下であるものとしたので、より高精度に形成された貫通孔を有する厚膜が得られた。
貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、開口部形成工程に用いるスクリーン版よりも開口率の小さい物を適用したことにより、繰り返し耐久性に優れ高精度な方法で製造可能な、貫通孔を有する厚膜が得られた。
貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、開口部形成工程に用いるスクリーン版よりもメッシュ径の細いものを用いたことにより、一層耐久性と精度に優れた貫通孔を有する厚膜を作製できた。
また、厚膜を絶縁性材料によって形成することにより、工程数が少なく平易かつ低コストな方法で精度良く製造が可能な、貫通孔を有する絶縁膜が得られた。
前記絶縁膜の貫通孔の内部に導電層をもうけることにより、工程数が少なく平易かつ低コストな方法で精度良く製造が可能なビアホールを備えた絶縁膜が得られた。
前記絶縁膜を介して電極を積層する構成としたことにより、平易かつ低コストな方法で、微細化が可能な多層配線構造体が得られた。
また、平易かつ低コストな方法で、微細な多層配線構造を備えたプリント基板、並びにフラットパネルディスプレイが得られた。
また、前記製造方法において、スクリーン印刷法を適用することによって、材料の使用効率が高められ、コストの低減化を図ることができた。
前記製造方法において、貫通孔形成工程で形成される厚膜の少なくとも一部が、開口部形成工程で形成される厚膜と重なり合うようにしたことにより、貫通孔以外の部分に厚膜を確実に配置することができ、より信頼性の高い厚膜を製造できた。
前記製造方法において、貫通孔形成工程を行った後に、開口部形成工程を行うこととすることにより、精度良く貫通孔を形成でき、埋め込みに適した形状の貫通孔が得られるようになった。
前記仮の開口部の面積の合計が、形成される貫通孔の面積の合計の4倍以上であるとともに、厚膜全体の面積の1/2以下であるものとしたことにより、貫通孔を有する厚膜を精度良く印刷形成できた。
前記製造方法において、貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、開口部形成工程に用いるスクリーン版よりも開口率の小さいものを用いることとしたことにより、繰り返し耐久性に優れ高精度な方法で、貫通孔を有する厚膜が得られた。
貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、開口部形成工程に用いるスクリーン版よりもメッシュ径の細いものを用いることとしたことにより、一層耐久性と精度に優れた印刷が可能となった。
厚膜10には、複数の貫通孔10hが配列されている。
厚膜10は、図2(a)、(b)に示すように、前記貫通孔10hを形成する領域を少なくとも一箇所以上有する仮の開口部11hを具備している厚膜11を有し、前記仮の開口部11hの内部に、貫通孔10h(図2(b)の12hに相当)を具備する厚膜が形成されている。
この厚膜10は、貫通孔10hを形成する部位を1か所以上含む仮の開口部を有する厚膜を形成する開口部形成工程と、仮の開口部の内部に、貫通孔を残して厚膜を形成する貫通孔形成工程とに工程を分割することによって好適に製造される。
この製造工程の一例を図2(a)、(b)を用いて説明する。
図2(a)は、開口部形成工程で形成される、仮の開口部11hを有する厚膜11を示す。
形成された厚膜11の仮の開口部11hの内部に、例えば図2(b)に示すような形状の厚膜12を形成することにより、目的とする貫通孔10hが完成する。
なお、図2(a)、(b)においては、仮の開口部11h、1か所に対して貫通孔1つを形成する場合を図示しているが、仮の開口部の中に複数の貫通孔を形成してもよい。
また、仮の開口部11h及び貫通孔12hの形状については特に限定するものではなく、所望の形状を選定できる。
スクリーン印刷法は、比較的低コストの装置を用いて大面積の印刷をすることが可能であることに加え、材料の使用効率が高いという利点がある。
従来の技術で、ライン/スペースの印刷であれば材料等の条件の最適化によって約20μm幅が可能であるが、貫通孔のようなドット状の非吐出領域を残す印刷は、概ね100μm径が限界とされている。しかし、本発明の厚膜10においては、製造工程を工夫することによって、50μm径以下の貫通孔10hを形成することが可能である。
非吐出領域が微小であれば、その部分の乳剤とメッシュとの接触面積が小さくなるために、印刷時に乳剤が脱落する可能性が大きくなる。これを防止するために、例えば線径の細いメッシュを使用してメッシュの密度を高くするという対策が考えられるが、メッシュが細くなるとスクリーンの強度が低下するという問題が生じることになる。
特に、非吐出領域よりも吐出領域が大きい場合には、メッシュに乳剤を支持している部分が少ないため、繰り返し印刷に耐えられる強度を確保するのは困難になり、印刷に適したテンションが得られないことによる解像不良や、スクリーンの伸びによる印刷ズレ等が生じる。
これに対し、本発明を適用すると、仮の開口部11hを形成する開口部形成工程においては、非吐出領域を大きくしておけるのでスクリーン印刷の工程上の問題は生じない。
また、仮の開口部11hの内部に貫通孔12hを残して厚膜を形成する貫通孔形成工程においては、微小な非吐出部(貫通孔となる部分)を残すために細いメッシュを使用したとしても、この工程での印刷においては非吐出領域が大きく、スクリーンの大部分が乳剤で覆われている。
すなわち、メッシュの大部分が乳剤によって補強されるため、印刷時の伸び、歪みが軽減されることになり、スクリーンの強度に問題は生じにくいと考えられる。
微細なパターンを安定に印刷するために、メッシュが高密度であることが好ましい。
そのためには、メッシュの線径は10μm以上30μm以下が適し、20μm以下が好ましい。
線径が10μmよりも細いメッシュは、強度が確保できず、マスクの伸び、歪みの原因となるために不適である。
また、メッシュの開口率は、20%以上50%未満であることが好ましい。20%より小さいと厚膜材料を効率良く吐出することができないので不都合が生じ、50%よりも大きいとメッシュと乳剤の接触面積を確保できないため、好ましくないためである。
絶縁膜用途とする場合には、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース系ポリマー、シリコンポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、ポリビニルブチラール、メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、ブチルメタクリレート樹脂等のポリマー材料を、一般的な溶媒、必要であれば可塑剤、フィラー、粘度調整剤と混合することにより、スクリーン印刷が可能な絶縁ペーストを作製できる。
導体用途とする場合には、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、カーボン等の導体成分を、溶媒、バインダー、必要に応じて可塑剤、フィラー、粘度調製剤と混合することで、導電ペーストを作製することができる。
誘電体用途とする場合には、高誘電率の無機粉体を、溶媒、バインダー、必要に応じて可塑剤、フィラー、粘度調製剤と混合することで、誘電体ペーストを作製することができる。
仮の開口部11h、すなわち開口部形成工程におけるペーストの非吐出領域は、従来の技術で好適に印刷できる大きさを持つことが好ましい。
図3の平面図に、貫通孔10hと仮の開口部11hの相対位置を示す。
図3中、aが形成したい貫通孔の径、bが仮の開口部の径を表す。
本発明においては、従来のスクリーン印刷技術で形成が不可能であった微小な貫通孔(概ね100μm径以下)の形成を想定しているので、仮の開口部の径としてはその2倍程度以上、面積にして4倍程度以上であることが好ましい。
貫通孔形成工程で形成する部分は、仮の開口部内の貫通孔以外のドーナツ状の部分であるので、その幅c=(b−a)/2 がスクリーン印刷可能な範囲であることが必要である。
もしもb<2aであると、c<a/2 となり、想定している貫通孔の径の半分よりも狭い幅の領域を印刷することは困難となる。
従って、b≧2a、すなわち仮の開口部の面積の合計は貫通孔の面積の合計の4倍以上であることが好ましい。
一方で、仮の開口部が大きくなるに従い、貫通孔形成工程で形成される部分が大きくなる。貫通孔形成工程で形成する領域が大きすぎると、貫通孔形成工程で用いるスクリーン版の乳剤に覆われている部分が少なくなるため、スクリーンの強度を確保できない。
そのため、仮の開口部の面積の合計は、厚膜全体の面積の概ね1/2以下であることが好ましい。
貫通孔形成工程で形成される厚膜12は、開口部形成工程においては厚膜が形成されない領域に貫通孔を残して形成するものである。
従って、貫通孔12h部分の乳剤を安定に保持するために、乳剤とメッシュの接触面積を大きくする、すなわち開口率を小さくすることが望ましい。
望ましい開口率としては、厚膜ペーストの種類や所望の印刷厚さによって異なるが、概ね40%以下が好ましい。
開口率の小さいスクリーン版の具体的な形態としては、メッシュ径の細いスクリーン版とすることにより実現することができる。
径の細いメッシュを用いることで、スクリーンのメッシュ密度を上げることが可能になり、乳剤をより安定して保持することが出来るようになる。
なお、貫通孔形成工程においては、ペーストの吐出領域が小さく、スクリーン版の大部分が乳剤で覆われているため、メッシュ径が細いことによるスクリーン版の強度低下を抑制することができる。
本発明の貫通孔を有する絶縁膜の、貫通孔の内部に導電層を設けることで、ビアホールを備えた絶縁膜とすることができる。
貫通孔の内部に導電層を設ける方法は、従来公知の方法が用いられるが、本発明においては、上部電極とともにスクリーン印刷法によって貫通孔を埋め込むことが、同一の装置を利用できるという点から望ましい。
さらに、前記ビアホールを備えた絶縁膜を所望の位置に配置、積層することにより、多層配線構造に応用することができる。これにより、従来よりも製造工程を大幅に低減するとともに、微細構造化が可能な多層配線構造とすることができる。
この多層配線構造を基板上に作りこむことによって、プリント基板を得ることができる。
本発明に準じる製造方法を用いることにより、従来のプリント基板よりもスループットに優れかつ低温度プロセスで製造が可能であるため、基板としてはガラスはもちろんのこと、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルフォン等のプラスチックフィルム基板を適用することも可能になる。
さらに、得られたプリント基板をディスプレイ素子に適用することで、薄型、軽量のフラットパネルディスプレイを製造することができる。
厚膜10にはそれを貫通する、複数の貫通孔10hが配列されている。
この厚膜10は、貫通孔10hを形成する部位を1か所以上含む仮の開口部を有する厚膜を形成する開口部形成工程と、仮の開口部の内部に、貫通孔を残して厚膜を形成する貫通孔形成工程とに工程を分割することによって好適に製造される。
工程の一例を図2を用いて説明する。
図2(a)は、開口部形成工程で形成される、仮の開口部11hを有する厚膜を示す。
仮の開口部の内部となる部分に、図2(b)に示されるような形状の厚膜を形成することによって、貫通孔10hが完成する。
図2においては、仮の開口部1か所に対して貫通孔1つを形成する場合を図示しているが、仮の開口部の中に複数の貫通孔を形成してもよい。
また、仮の開口部11hおよび貫通孔10hの形状については特に限定されない。
スクリーン印刷法は、比較的低コストの装置を用いて大面積の印刷をすることが可能であることに加え、材料の使用効率が高いという利点がある。
従来の技術で、ライン/スペースの印刷であれば材料等の条件の最適化によって約20μm幅が可能であるが、貫通孔のようなドット状の非吐出領域を残す印刷は、概ね100μm径が限界とされている。しかし、本発明の製造方法を適用することで、50μm径以下の貫通孔を有する厚膜の形成が可能になった。
従来スクリーン印刷法で、微小な非吐出領域を残すのが困難だった最大の理由は、非吐出領域が小さいと、その部分の乳剤をメッシュで支持することが困難であるためであった。非吐出領域が微小であれば、その部分の乳剤とメッシュとの接触面積が小さくなるために、印刷時に乳剤が脱落する可能性が大きくなる。
これを防止するために、例えば線径の細いメッシュを使用してメッシュの密度を高くするという対策が考えられるが、メッシュが細くなるとスクリーンの強度が低下するという問題が生じることになる。
特に、非吐出領域よりも吐出領域が大きい場合には、メッシュに乳剤を支持している部分が少ないため、繰り返し印刷に耐えられる強度を確保するのは困難になり、印刷に適したテンションが得られないことによる解像不良や、スクリーンの伸びによる印刷ズレなどが生じる。
これに対し、本発明方法を適用すると、開口部形成工程においては、非吐出領域を大きくしておけるのでスクリーン印刷の工程上の問題は生じない。
仮の開口部の内部に貫通孔を残して厚膜を形成する貫通孔形成工程においては、微小な非吐出部(貫通孔となる部分)を残すために細いメッシュを使用したとしても、貫通孔形成工程での印刷においては非吐出領域が大きく、スクリーンの大部分が乳剤で覆われている。
すなわち、メッシュの大部分が乳剤によって補強されるため、印刷時の伸び、歪みが軽減されることになり、スクリーンの強度に問題は生じないと考えられる。
スクリーン印刷に用いるスクリーンマスクは、従来公知のものを用いることができる。
微細なパターンを安定に印刷するために、メッシュが高密度であることが好ましい。そのためには、メッシュの線径は10μm以上30μm以下が適し、20μm以下が好ましい。線径が10μmよりも細いメッシュは、強度が確保できず、マスクの伸び、歪みの原因となるために不適である。また、メッシュの開口率は、20%以上50%未満であることが好ましい。20%より小さいと厚膜材料を効率良く吐出することができないので不都合が生じ、50%よりも大きいとメッシュと乳剤の接触面積を確保できないため、好ましくないためである。
スクリーン印刷法で印刷することが可能な厚膜の材料としては、従来公知のものを用いることができる。
絶縁膜として使用する厚膜であれば、ポリビニルアルコール、セルロース系ポリマー、シリコンポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、ポリビニルブチラール、メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、ブチルメタクリレート樹脂などのポリマー材料を、一般的な溶媒、必要であれば可塑剤、フィラー、粘度調整剤と混合することにより、スクリーン印刷が可能な絶縁ペーストを作製することができる。導体厚膜を形成する場合であれば、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、カーボン等の導体成分を、溶媒、バインダー、必要に応じて可塑剤、フィラー、粘度調製剤と混合することで、導電ペーストを作製することができる。同様に、誘電体厚膜を形成する場合であれば、高誘電率の無機粉体を、溶媒、バインダー、必要に応じて可塑剤、フィラー、粘度調製剤と混合することで、誘電体ペーストを作製することができる。
この問題の解決策として、貫通孔形成工程で形成される厚膜の少なくとも一部と、開口部形成工程で形成される厚膜と重なり合うようにすることによって、印刷位置のずれがあっても欠陥の発生を予防することができる。
従来のスクリーン印刷装置の位置合わせ精度は、下地およびスクリーン版の材質、サイズなどによって異なるが、概ね10μm以下である。
従って、開口部形成工程と貫通孔形成工程で形成する部分の重なりが10μm程度あれば欠陥の発生する可能性は低く、信頼性の高い圧膜の製造が可能である。
この方法を用いて作製された厚膜は、二つの工程で形成された部分の境界、すなわち仮の開口部があった部分に厚膜の重なり合う部分があるため、結果的には厚みの均一でない(段差のある)膜となる。
しかし、重なり合う部分の面積は、厚膜および貫通孔の大きさに対して十分に小さいため、実質的には問題は生じないと考えられる。
本発明方法においては、小さな非吐出領域を残す貫通孔形成工程において、より高精度かつ高品質の印刷が要求される。
もしも開口部形成工程を実施した後で、その内部に貫通孔を形成する場合について、図4を参照して説明する。
この場合、貫通孔形成工程においては、開口部形成工程の厚膜11によって凹凸が存在する下地に印刷をするため、スキージ20を使用してペースト吐出を行う際に、量の制御がしにくく、最終的に形成される貫通孔12hが場所によって不均一になったり、レベリングしたペーストによって埋まったりする可能性が大きい。
これに対し、貫通孔形成工程を先に実施すれば、平坦な下地基板の上にまず貫通孔12hとその周囲部分を形成できるので、より高精度に貫通孔を形成することができる。
一方、開口部形成工程を先に実施した場合は、図5(b)のように、貫通孔に近い部分の膜厚が厚くなるために、貫通孔が深くなる恐れがある。貫通孔が深くなると、後の工程において貫通孔の内部を導電材料などで穴埋めする場合に、埋めこみがしにくくなるという問題が発生する。すなわち、貫通孔形成工程を先に実施することで、貫通孔内部への埋めこみに適した形状の貫通孔を形成することができる。
仮の開口部11h、すなわちペーストの非吐出領域は、従来の技術で好適に印刷できる大きさを持つことが必要である。
図3のaが形成したい貫通孔の径、bが仮の開口部11hの径を表す。
本発明においては従来のスクリーン印刷技術で形成が不可能であった微小な貫通孔(概ね100μm径以下)の形成を想定しているので、仮の開口部11hの径としてはその2倍程度以上、面積にして4倍程度以上であることが好ましい。
貫通孔形成工程で形成する部分は、仮の開口部11h内の貫通孔以外のドーナツ状の部分であるので、その幅c=(b−a)/2がスクリーン印刷可能な範囲であることが必要である。
もしもb<2aであると、c<a/2となり、想定している貫通孔の径の半分よりも狭い幅の領域を印刷することは困難となる。
従って、b≧2a、すなわち仮の開口部の面積の合計は貫通孔の面積の合計の4倍以上であることが好ましい。
一方で、仮の開口部11hが大きくなるに従い、貫通孔形成工程で形成される部分が大きくなる。
貫通孔形成工程で形成する領域が大きすぎると、貫通孔形成工程で用いるスクリーン版の乳剤に覆われている部分が少なくなるため、スクリーンの強度を確保できない。
そのため、仮の開口部11hの面積の合計は、厚膜全体の面積の概ね1/2以下であることが好ましい。
貫通孔形成工程で形成される厚膜は、仮の開口部11hの内側となる部分に貫通孔を残して形成するものである。
従って、貫通孔部分の乳剤を安定に保持するために、乳剤とメッシュの接触面積を大きくする、すなわち開口率を小さくすることが望ましい。
望ましい開口率としては、厚膜ペーストの種類や所望の印刷厚みによって異なるが、概ね40%以下が好ましい。
開口率の小さいスクリーン版の具体的な形態としては、メッシュ径の細いスクリーン版であることにより実現することができる。
径の細いメッシュを用いることで、スクリーンのメッシュ密度を上げることが可能になり、乳剤をより安定して保持することが出来るようになる。
なお、貫通孔形成工程においてはペーストの吐出領域が小さく、スクリーン版の大部分が乳剤で覆われているため、メッシュ径が細いことによるスクリーン版の強度低下を抑制することができる。
スクリーン印刷用のスクリーン版として、線径25μm、開口率約40%のメッシュを用いて、図6の(a)、(b)に示すようなパターンの二枚の版を準備した。
図中のa=80、b=200、d=200(μm)とした。
印刷する厚膜ペーストとしては、ポリビニルアルコール樹脂を溶媒に溶かし、フィラー及び粘度調整剤を加えて粘度を約100Pa・sに調製したものを準備した。
充分に洗浄したガラス基板上に開口部形成工程の印刷を施した後、10分放置してから80℃で60分ベークして溶媒を乾燥させ、仮の開口部を有する厚膜を得た。
続いて、貫通孔形成工程の印刷を、仮の開口部の内部に位置合わせをして実施し、同様の条件で乾燥させた。
得られた厚膜を、実体顕微鏡および触針式膜厚計にて評価した結果、正方形にやや近い形の貫通孔が形成されている厚膜が得られたことが確認された。
形成された貫通孔の一辺は約70μmであった。
実施例1と同様のメッシュを用いて、図6(c)に示すパターンの版を準備した。
実施例1と同様の基板及びペーストを用いて印刷を行い、乾燥させた。
得られた絶縁膜には、一部に貫通孔が観察されたが、存在すべき貫通孔の多くがペーストで埋まっている状態であった。
また、印刷工程を30回繰り返すと、スクリーン版の乳剤が脱落するようになり、連続印刷が不可能であった。
スクリーン版として、線径20μm、開口率約40%のメッシュを用いて、図7(a)に示されるパターンの版を、線径18μm、開口率約37%のメッシュを用いて図7の(b)に示されるパターン版の合計2枚のスクリーン版を準備した。
仮の開口部11hと貫通孔12h(10h)のサイズを図中に示した。
印刷するペーストとしては、ポリビニルアセタール樹脂を溶媒に溶かし、フィラーおよび粘度調整剤を加えて粘度を調製したものを準備した。
洗浄したガラス基板上に、開口部形成工程を印刷、乾燥後、仮の開口部の内部に位置を合わせるように貫通孔形成工程を印刷、乾燥させることにより、貫通孔を有する絶縁膜を作製した。
得られた厚膜には、正方形にやや近い形状の貫通孔が形成されていることが確認された。貫通孔の径は、40〜55μmであった。
スクリーン版として、線径20μm、開口率約40%のメッシュを用いて、図6(a)に示されるパターンの版を準備した。
さらに、線径16μm、開口率約36%のメッシュを用いて図6(b)に示されるパターンの版を準備した。
なお図中のa=50、b=150、d=150(μm)とした。
印刷するペーストとしては、ポリビニルブチラール樹脂を溶媒に溶かし、フィラーおよび粘度調整剤を加えて粘度を調整したものを準備した。
洗浄したガラス基板上に、開口部形成工程を印刷、乾燥させた後、仮の開口部の中央部に貫通孔が配置されるように位置合わせをして貫通孔形成工程を印刷、乾燥させることにより、貫通孔を有する絶縁膜を作製した。
得られた絶縁膜には、貫通孔が形成されていることが確認された。
貫通孔の外周は、メッシュの影響で不定形状になっているが、貫通孔の形成には影響を与えていなかった。
貫通孔の径は、場所によるバラツキが見られたが、約40μmであった。
開口部形成工程、貫通孔形成工程の双方を印刷するスクリーン版を、線径20μm、開口率約40%のメッシュで作製した。その他の条件は実施例3と同様にして、貫通孔を有する絶縁膜を作製した。
得られた絶縁膜は、実施例3のものと大きな差は無かったものの、貫通孔の形状および大きさのバラツキがより大きかった。貫通孔の径は、概ね20〜40μmであった。
基板上に、厚膜導体、厚膜抵抗体等から構成される回路パターンを備えた厚膜回路基板を準備した。
回路基板の導体部と、後工程で形成する上部電極がビアホールを介して電気的に接続が可能となるように位置を調整した上で、実施例3と同様の方法によって、貫通孔を有する絶縁膜を形成した。
さらに、上部電極のパターンが施されたスクリーン版を用いて、形成された絶縁膜の貫通孔を埋め込むように、スクリーン印刷によって導体ペーストを印刷、焼成を行い、上部電極を形成した。
その結果、各上部電極と回路基板が良好に接続され、上記のように平易な方法を用いて多層配線構造を製造することが可能であることが確認された。
スクリーン印刷用のスクリーン版として、線径25μm、開口率約40%のメッシュを用いて、図6の(a)、(b)に示すようなパターンの二枚の版を準備した。
図中のa=80、b=200、d=180μmとした。
印刷する厚膜ペーストとしては、ポリビニルアセタール樹脂をブチルカルビトールを主成分とする溶媒に溶かし、フィラー及び粘度調整剤を加えて粘度を100〜120Pa・sに調製したものを準備した。
充分に洗浄したガラス基板上に、先ず貫通孔形成工程の印刷を施した後、10分放置してから100℃のオーブンで60分ベークして溶媒を乾燥させた。
続いて、形成された貫通孔周囲の厚膜部分が仮の開口部の内部に収まるように位置合わせをして、開口部形成工程の印刷を実施し、同様の条件で乾燥させた。
得られた厚膜を、実体顕微鏡および触針式膜厚計にて評価した結果、正方形にやや近い形の貫通孔が形成されている厚膜が得られたことが確認された。
形成された貫通孔の一辺は約70μmであり、貫通孔の深さは7〜9μmであった。
実施例5と同様のペースト、及びスクリーン版を準備した。
ガラス基板上に、先ず開口部形成工程の印刷を行ってペーストを乾燥させてから、貫通孔形成工程の印刷を、開口部の内部に位置合わせをして実施した。
形成された貫通孔の一辺は約60μm、深さは11〜13μmであった。
スクリーン版として、線径20μm、開口率約40%のメッシュを用いて、図6(a)に示されるパターンの版を、線径18μm、開口率約37%のメッシュを用いて図6(b)に示されるパターン版の合計2枚のスクリーン版を準備した。
図中のa=50μm、b=150μm、d=135μmとした。
印刷するペーストとしては、分子量が3万〜5万のポリビニルアセタール樹脂をブチルカルビトールを主成分とする溶媒に溶かし、フィラーおよび粘度調整剤を加えて粘度120〜150Pa・sに調製したものを準備した。
洗浄したガラス基板上に先ず貫通孔形成工程を印刷、乾燥後、貫通孔周囲の厚膜部分が仮の開口部の内部に収まるように位置を合わせて開口部形成工程の印刷を実施し、乾燥させることにより、貫通孔を有する厚膜を作製した。
得られた厚膜には、不定形状の貫通孔が形成されていることが確認された。
貫通孔の径は、約45μm、深さは約11μmであった。
貫通孔形成工程と開口部形成工程のいずれも、線径20μm、開口率約40%のメッシュを用いたスクリーン版にて印刷することを除いては、実施例6と同様の方法で、貫通孔を有する厚膜を製造した。
得られた厚膜には不定形状の貫通孔が形成されており、その大きさのバラツキは実施例6の厚膜よりも大きかった。
貫通孔の径は25〜45μm、深さは約11μmであった。
洗浄したガラス基板上に、導電性Agペーストをスクリーン印刷法によって形成し、第1の金属配線を形成した。
上述した本発明実施例で示した方法にて厚膜を印刷し、貫通孔を有する絶縁膜を形成した。
さらに、上部電極のパターンが施されたスクリーン版と、第1の配線に用いたのと同じ導電ペーストを用いて、第2の金属配線をスクリーン印刷法で形成し、乾燥させた。
これにより、絶縁膜の貫通孔内部が導電ペーストによって埋め込まれてビアホールが形成され、第1と第2の金属配線が電気的に接続された二層配線構造を得ることができた。
この二層配線構造において、貫通孔で接続された第1の金属配線と第2の金属配線のコンタクトチェーンを評価した結果、ビアホール1個当たりのコンタクト抵抗は10Ω以下であり、良好なコンタクト抵抗が得られていた。
10h 貫通孔
11 開口部形成工程で形成される厚膜
11h 仮の開口部
12 貫通孔
12h 貫通孔形成工程で形成される厚膜
20 スキージ
21 ペースト
Claims (14)
- 貫通孔を有する厚膜であって、
前記貫通孔を形成する領域を少なくとも一箇所以上有する仮の開口部を具備し、大部分の面積に膜が形成されている厚膜を有し、
前記貫通孔は、50μm以下であり、
前記仮の開口部の内部に、前記貫通孔を具備すると共に当該貫通孔の周囲に非常に部分的に厚膜が形成され、
厚膜の形成において、スクリーン印刷法を適用したことを特徴とする貫通孔を有する厚膜。 - 前記仮の開口部の面積の合計が、形成される貫通孔の面積の合計の4倍以上であり、
厚膜全体の面積の1/2以下であることを特徴とする、請求項1に記載の貫通孔を有する厚膜。 - 前記貫通孔形成工程で適用するスクリーン版として、前記開口部形成工程で適用するスクリーン版よりも開口率の小さいものを用いたことを特徴とする請求項1又は2に記載の貫通孔を有する厚膜。
- 前記貫通孔形成工程で適用するスクリーン版として、前記開口部形成工程で適用するスクリーン版よりもメッシュ径の細いものを用いたことを特徴とする請求項3に記載の貫通孔を有する厚膜。
- 請求項1乃至4に記載の厚膜の材料が絶縁性材料であることを特徴とする、貫通孔を有する絶縁膜。
- 請求項5に記載の絶縁膜において、ビアホールを備えたことを特徴とする絶縁膜。
- 請求項6に記載の絶縁膜を介して、当該絶縁膜の下部に配置された下部電極と接続されてなる上部電極が積層されることを特徴とする多層配線構造体。
- 請求項7に記載の多層配線構造を備えたプリント基板、並びにプリント基板を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
- 貫通孔を有する厚膜の製造方法であって、
貫通孔を形成する部分を1か所以上含む仮の開口部を有し、大部分の面積に膜を有する厚膜を形成する開口部形成工程と、
仮の開口部の内部に、貫通孔を残して当該貫通孔の周囲に非常に部分的に厚膜を形成する貫通孔形成工程とからなり、
前記貫通孔は、50μm以下であり、
厚膜の形成にスクリーン印刷法を適用することを特徴とする貫通孔を有する厚膜の製造方法。 - 貫通孔形成工程で形成される厚膜の少なくとも一部が、開口部形成工程で形成される厚膜と重なり合うことを特徴とする、請求項9に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法。
- 前記貫通孔形成工程を行った後に、前記開口部形成工程を行うことを特徴とする請求項9又は10のいずれか一項に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法。
- 前記仮の開口部の面積の合計が、形成される貫通孔の面積の合計の4倍以上であり、
厚膜全体の面積の1/2以下であることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法。 - 前記貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、前記開口部形成工程に用いるスクリーン版よりも開口率の小さいものを用いることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか一項に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法。
- 前記貫通孔形成工程に用いるスクリーン版として、前記開口部形成工程に用いるスクリーン版よりもメッシュ径の細いものを用いることを特徴とする請求項13に記載の貫通孔を有する厚膜の製造方法。
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