JPH0240225B2 - - Google Patents
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- JPH0240225B2 JPH0240225B2 JP61185432A JP18543286A JPH0240225B2 JP H0240225 B2 JPH0240225 B2 JP H0240225B2 JP 61185432 A JP61185432 A JP 61185432A JP 18543286 A JP18543286 A JP 18543286A JP H0240225 B2 JPH0240225 B2 JP H0240225B2
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- Japan
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- conductive
- clusters
- laser
- present
- substrate
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/105—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by conversion of non-conductive material on or in the support into conductive material, e.g. by using an energy beam
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/01—Dielectrics
- H05K2201/0137—Materials
- H05K2201/015—Fluoropolymer, e.g. polytetrafluoroethylene [PTFE]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
- H05K2203/107—Using laser light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
- H05K2203/1131—Sintering, i.e. fusing of metal particles to achieve or improve electrical conductivity
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は基板上に導電性の回路を書込む方法に
関する。
関する。
Ｂ 従来技術
米国特許第4252890号は粒子の凝集による像形
成装置を開示している。しかしながらこの装置は
光学的な像形成装置であるが、本発明よりも粒子
及びマトリツクスがはるかに大きい。
成装置を開示している。しかしながらこの装置は
光学的な像形成装置であるが、本発明よりも粒子
及びマトリツクスがはるかに大きい。
Ｃ 発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は非化学的な方法で基板上に導電
性の回路を書込む事にある。
性の回路を書込む事にある。
Ｄ 問題点を解決するための手段
本発明の方法は基板上に、誘電体マトリツクス
材料中に電気的に分離された導電性のクラスタを
含む媒体の非常に薄い薄膜を被覆し、上記媒体の
選択した部分をレーザで照射して、上記レーザ照
射で画定される領域で上記導電性のクラスタを移
動させ、上記クラスタを凝集させて導電性の領域
にする段階より成る。
材料中に電気的に分離された導電性のクラスタを
含む媒体の非常に薄い薄膜を被覆し、上記媒体の
選択した部分をレーザで照射して、上記レーザ照
射で画定される領域で上記導電性のクラスタを移
動させ、上記クラスタを凝集させて導電性の領域
にする段階より成る。
Ｅ 実施例
先ず基板上に電気的に分離した導電性クラスタ
を分散した誘電体マトリツクス材料の層を被覆す
る。この層は非常に薄く、実験によれば、好まし
い結果が得られた代表的な厚さは約1500Åであ
る。実験によると、分散する粒子のクラスタの好
ましい寸法は約25乃至150Åであり、それ以外で
は所期の目的を達成できなかつた。本発明にとつ
て重要な事は導電性のクラスタと絶縁性のマトリ
ツクス材料が互に化学的に反応しないで、最後に
得られる導電性のパターン中に連続した導電性を
確実に与える事である。
を分散した誘電体マトリツクス材料の層を被覆す
る。この層は非常に薄く、実験によれば、好まし
い結果が得られた代表的な厚さは約1500Åであ
る。実験によると、分散する粒子のクラスタの好
ましい寸法は約25乃至150Åであり、それ以外で
は所期の目的を達成できなかつた。本発明にとつ
て重要な事は導電性のクラスタと絶縁性のマトリ
ツクス材料が互に化学的に反応しないで、最後に
得られる導電性のパターン中に連続した導電性を
確実に与える事である。
次の段階で、媒体の選択した部分をレーザで照
射する。レーザによつて薄膜媒体中には熱的に活
性化された、構造上の物理的な変化が生ずるが、
化学的な変化は生じない。クラスタのための誘電
体ホスト・マトリツクス材料は化学的に不活性で
ある。最も好ましい材料は蒸着によつて得られる
テトラフルオロエチレンの架橋度の高い重合体で
ある。
射する。レーザによつて薄膜媒体中には熱的に活
性化された、構造上の物理的な変化が生ずるが、
化学的な変化は生じない。クラスタのための誘電
体ホスト・マトリツクス材料は化学的に不活性で
ある。最も好ましい材料は蒸着によつて得られる
テトラフルオロエチレンの架橋度の高い重合体で
ある。
クラスタとして使用出来る最も好ましい導電性
の材料は金属元素であり、特に金が最も好ましい
金属である。金は化学的に不活性であるために、
純粋な金属のままの状態を保ち、究極的な体積導
電率を与える。
の材料は金属元素であり、特に金が最も好ましい
金属である。金は化学的に不活性であるために、
純粋な金属のままの状態を保ち、究極的な体積導
電率を与える。
本発明の被覆薄層の代表的な厚さは約1500Åで
ある。厚さが10000Å以下の薄膜を与え、厚さの
関数として見た分散の均一性を制御するために、
付着は蒸着によつて行われなければならない。分
散する金属粒子を含ませながらこの様な蒸着を行
う１つの好ましい方法は米国特許第4226869号に
示されている。
ある。厚さが10000Å以下の薄膜を与え、厚さの
関数として見た分散の均一性を制御するために、
付着は蒸着によつて行われなければならない。分
散する金属粒子を含ませながらこの様な蒸着を行
う１つの好ましい方法は米国特許第4226869号に
示されている。
上述の如く、本発明の好ましい実施例では架橋
度の高いポリテトラフルオロエチレン中に分散し
た金を使用する。従来技術の種々の他の像形成装
置では、レーザを使用してマトリツクス及び小粒
子を溶解して、小粒子を拡散させなければならな
い。この事はわずか160℃の温度でポリテトラフ
ルオロエチレンのマトリツクス中を金が移動する
本発明とは極めて対照的である。この160℃の温
度ではポリテトラフルオロエチレンがガラス状態
からゴム状態への遷移を生ずる。この160℃の温
度は従来技術の溶解を含む泳動装置の温度よりも
はるかに低い。この様に温度がかなり低いため
に、必要な電力が少なくてすむ。この事は低温度
処理が出来るという意味で極めて重要な長所であ
る。
度の高いポリテトラフルオロエチレン中に分散し
た金を使用する。従来技術の種々の他の像形成装
置では、レーザを使用してマトリツクス及び小粒
子を溶解して、小粒子を拡散させなければならな
い。この事はわずか160℃の温度でポリテトラフ
ルオロエチレンのマトリツクス中を金が移動する
本発明とは極めて対照的である。この160℃の温
度ではポリテトラフルオロエチレンがガラス状態
からゴム状態への遷移を生ずる。この160℃の温
度は従来技術の溶解を含む泳動装置の温度よりも
はるかに低い。この様に温度がかなり低いため
に、必要な電力が少なくてすむ。この事は低温度
処理が出来るという意味で極めて重要な長所であ
る。
又本発明の方法は単一の層しか使用しないの
で、唯１回の付着段階しか必要としない。従来の
方法は代表的には多くの付着段階を必要とする。
で、唯１回の付着段階しか必要としない。従来の
方法は代表的には多くの付着段階を必要とする。
上述の米国特許第4226896号に従つて蒸着によ
つて付着したポリテトラフルオロエチレンは架橋
度が高く、特に記録媒体に適している。この様な
架橋材料の利点は加熱した時に縮む事にある。こ
の収縮度は約30容量％に達する。非照射領域をよ
り絶縁性にするためにはマトリツクス中の金は出
来るだけ少くしなければならない。代表的な場
合、絶縁性マトリツクス中には体積比で約15％の
導電性の金属クラスタが存在する。
つて付着したポリテトラフルオロエチレンは架橋
度が高く、特に記録媒体に適している。この様な
架橋材料の利点は加熱した時に縮む事にある。こ
の収縮度は約30容量％に達する。非照射領域をよ
り絶縁性にするためにはマトリツクス中の金は出
来るだけ少くしなければならない。代表的な場
合、絶縁性マトリツクス中には体積比で約15％の
導電性の金属クラスタが存在する。
本発明のメカニズムは十分には解明されていな
いが、実験によると、レーザの照射及び導電性粒
子の凝集に続いて、非照射層の導電率より10桁も
高い導電率の導電性の像が形成されることが判明
した。結果の金の導電率は金単独の塊のものであ
る。
いが、実験によると、レーザの照射及び導電性粒
子の凝集に続いて、非照射層の導電率より10桁も
高い導電率の導電性の像が形成されることが判明
した。結果の金の導電率は金単独の塊のものであ
る。
本発明の方法は選択的な線を付着するのに極め
て経済的な方法を与え、線の電気的及び機械的性
質の安定度も良好である。本発明の乾式方法は現
在使用されている湿式方法の多くの処理段階をな
くす。従つてコストが減少し、低額の資本の投資
で高い収率を上げる事が出来る。さらに重要な事
はレーザ・ビームのアドレツシング技法を使用し
て回路の修復が可能な点にある。
て経済的な方法を与え、線の電気的及び機械的性
質の安定度も良好である。本発明の乾式方法は現
在使用されている湿式方法の多くの処理段階をな
くす。従つてコストが減少し、低額の資本の投資
で高い収率を上げる事が出来る。さらに重要な事
はレーザ・ビームのアドレツシング技法を使用し
て回路の修復が可能な点にある。
好ましい実施例
本発明の薄膜を形成する好ましい方法は、通常
の高周波（RF）を容量的に結合するダイオー
ド・スパツタリング装置を使用する。この装置の
電力が与えられる電極の表面は金より成り、他方
例えば石英、サフアイアもしくはポリ（メチルメ
タクリレート）（PMMA）である基板は温度制御
した、同一平面上にある接地陽極と良好な熱的接
触を保つている。
の高周波（RF）を容量的に結合するダイオー
ド・スパツタリング装置を使用する。この装置の
電力が与えられる電極の表面は金より成り、他方
例えば石英、サフアイアもしくはポリ（メチルメ
タクリレート）（PMMA）である基板は温度制御
した、同一平面上にある接地陽極と良好な熱的接
触を保つている。
プラズマの混合気体は電力を受ける電極から適
切な量のAuが連続的にスパツタされ、同時に重
合体の薄膜が基板上に一様に形成されて、スパツ
タされたAuの粒子が薄膜の成長中に捕獲される
様に選択される。
切な量のAuが連続的にスパツタされ、同時に重
合体の薄膜が基板上に一様に形成されて、スパツ
タされたAuの粒子が薄膜の成長中に捕獲される
様に選択される。
この様な条件は適切なフツ化炭素の単量体と共
に適切な不活性スパツタ気体を選択する事によつ
て得られる。選択が適切であると、陽極では重合
化が優勢になり、同時に電力を受ける電極ではス
パツタリングが優勢になる。Au電極上の重合化
は避けなければならない。
に適切な不活性スパツタ気体を選択する事によつ
て得られる。選択が適切であると、陽極では重合
化が優勢になり、同時に電力を受ける電極ではス
パツタリングが優勢になる。Au電極上の重合化
は避けなければならない。
最終的な媒体中のAuと重合体マトリツクスの
比が或る範囲になければならない事と、厚さの関
数として見た場合に薄膜中の金属のクラスタが一
様に分布していなければならない事から、特定の
重合体形成気体だけが適切なスパツタリング気体
と混合して使用出来る。
比が或る範囲になければならない事と、厚さの関
数として見た場合に薄膜中の金属のクラスタが一
様に分布していなければならない事から、特定の
重合体形成気体だけが適切なスパツタリング気体
と混合して使用出来る。
特に、適切な金属の容量比とクラスタの寸法を
得るために、次の条件が使用される。
得るために、次の条件が使用される。
C8F8／Arの比が10-2乃至５×10-1である混合
物を流量10乃至20sccmで全気体圧が20乃至30ｍ
トルになる様にダイオード装置中に注入する。
RF放電は50ワツトで行われる。基板の温度は、
工程毎に所望の再現可能な金属体積比及びクラス
タの寸法が得られる様にするために30℃以下に保
持される。
物を流量10乃至20sccmで全気体圧が20乃至30ｍ
トルになる様にダイオード装置中に注入する。
RF放電は50ワツトで行われる。基板の温度は、
工程毎に所望の再現可能な金属体積比及びクラス
タの寸法が得られる様にするために30℃以下に保
持される。
結果の媒体は架橋度の高いフツ化炭素プラズマ
重合化マトリツクス中に小さなAuクラスタが高
度に均一に分散したものより成る。薄膜は記録特
性の優れた安定な成分を有する。薄膜にはピン・
ホールがなく、均一である。この薄膜は多くの異
なる基板に十分に付着出来る。
重合化マトリツクス中に小さなAuクラスタが高
度に均一に分散したものより成る。薄膜は記録特
性の優れた安定な成分を有する。薄膜にはピン・
ホールがなく、均一である。この薄膜は多くの異
なる基板に十分に付着出来る。
使用したレーザは薄膜の表面に２×104ワツ
ト／cm2以上のエネルギ密度を供給する様に調節し
た波長約647nmの非集束Kr +レーザである。レー
ザの照射によつてその導電率が８桁程度、即ち抵
抗が103Ωcmから３×10-6Ωcmに変化した材料が得
られる。
ト／cm2以上のエネルギ密度を供給する様に調節し
た波長約647nmの非集束Kr +レーザである。レー
ザの照射によつてその導電率が８桁程度、即ち抵
抗が103Ωcmから３×10-6Ωcmに変化した材料が得
られる。
40μ×40μのスポツトの露光時間は0.5秒である。
本発明の方法は、真空中で行われなければならな
かつた多くの従来の方法と異なり、空気中で行れ
た事に注意されたい。
本発明の方法は、真空中で行われなければならな
かつた多くの従来の方法と異なり、空気中で行れ
た事に注意されたい。
Ｆ 発明の効果
本発明に従い、低温度で、空気中で１段階の非
化学的処理で基板上に導電性の回路を書込む安価
な方法が与えられる。
化学的処理で基板上に導電性の回路を書込む安価
な方法が与えられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １(a) 寸法が25乃至150Åの電気的に分離された
導電性クラスタをテトラフルオロエチレン重合
体中に分散させてなる約1500Åの厚さの媒体で
基板を被覆し、 (b) 上記媒体の選択した部分をレーザ照射し、レ
ーザ照射領域における上記テトラフルオロエチ
レン重合体の収縮によつて上記導電性クラスタ
をレーザ照射領域で移動させ凝集させて導電性
領域にすることを含む、 基板上に回路を書込む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US78641385A | 1985-10-10 | 1985-10-10 | |
| US786413 | 1985-10-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286891A JPS6286891A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0240225B2 true JPH0240225B2 (ja) | 1990-09-10 |
Family
ID=25138503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18543286A Granted JPS6286891A (ja) | 1985-10-10 | 1986-08-08 | 基板上に回路を書込む方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0222496B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6286891A (ja) |
| DE (1) | DE3665742D1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4895735A (en) * | 1988-03-01 | 1990-01-23 | Texas Instruments Incorporated | Radiation induced pattern deposition |
| US5132248A (en) * | 1988-05-31 | 1992-07-21 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Direct write with microelectronic circuit fabrication |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB733414A (en) * | 1951-03-09 | 1955-07-13 | Ward Blenkinsop & Co Ltd | Conductors for printed circuits |
| US3708387A (en) * | 1970-09-11 | 1973-01-02 | Univ Drexel | Metallic modified plastic compositions and method for the preparation thereof |
| JPS5621396A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Nippon Electric Co | Method of forming conductive passage on substrate |
| US4303698A (en) * | 1980-02-25 | 1981-12-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Use of prolonged tack toners for the preparation of electric circuits |
| GB2113720B (en) * | 1982-01-07 | 1985-12-04 | Standard Telephones Cables Ltd | Fabricating solder tracks |
| US4516836A (en) * | 1982-09-20 | 1985-05-14 | Crystaloid Electronics Company | Conductor for use in electro-optical displays |
| US4564563A (en) * | 1983-09-30 | 1986-01-14 | Electro Materials Corp. Of America | Solderable conductor |
| JPS60167491A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | 株式会社東芝 | 導体路形成方法 |
-
1986
- 1986-08-08 JP JP18543286A patent/JPS6286891A/ja active Granted
- 1986-10-02 DE DE8686307623T patent/DE3665742D1/de not_active Expired
- 1986-10-02 EP EP19860307623 patent/EP0222496B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6286891A (ja) | 1987-04-21 |
| EP0222496A1 (en) | 1987-05-20 |
| EP0222496B1 (en) | 1989-09-20 |
| DE3665742D1 (en) | 1989-10-26 |
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