JPH03155004A - 銀パターン形成組成物及び形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はハイブリッドＩＣ等の電子回路基板作製時に用
いられる銀パターン形成組成物およびその銀パターン形
成法に関する。

従来の技術 従来のハイブリッドＩＣにおける電子回路はアルミナセ
ラミック基板上に印刷法を用いて形成されていた。この
印刷法における基本構成物は、第３図に示されるように
、基板３上に描こうとする電子回路５とポジの関係に空
孔を設けたスクリーン１とスキージ２である。このスク
リーンｌは基板３と平行にかつ、基板３の上方０．２５
ｗａ〜２．　Ｏｍｍ程度の位置に保持され、このスクリ
ーン１上に電子回路５となる導体ペースト４が載せられ
、この導体ペースト４がスクリーン１を押し付けつつ移
動するスキージ２により押し付けられ共に移動する。そ
の結果、スクリーン１中の空孔部を通って導体ペースト
４が基板３上に移り、電子回路５が基板３上に形成され
る。

また最近描画法による基板上への電子回路形成が提案さ
れ・ている。この描画法は第４図に示すように、まずペ
ーストカートリッジ７に導体ペースト４を充填する。こ
のペーストカートリッジ７は筒状になっており下端部は
絞り込まれ直径０．０６〜２Ｗｍ程度の空孔が設けられ
ている。このペーストカートリッジ７の上端部に空気な
どで圧力を加えることにより下端部より一定直径を持っ
たペースト４が吐出される。このペースト吐出を行いな
がらペーストカートリッジ７を移動させることにより基
板３上に一定線幅の電子回路５を描かせている。

発明が解決しようとする課題 しかし、印刷法においては、得ようとする電子回路のパ
ターンが変わった場合、スクリーンを換える必要がある
。また同一電子回路パターンであっても、ある程度の印
刷回数を経るとスクリーンに伸びが生じその結果、印刷
された電子回路パターンに位置ずれが生じるため、同一
電子回路の印刷中であっても、途中でスクリーンを交換
する必要がある。このスクリーンの交換には、スクリー
ン枠の加工精度及びスクリーンを枠に貼るときの精度等
の原因で、必ずしも均一なもののみ人手できるわけでは
ない。従って、スクリーンを交換する際に新たに位置合
わせや基板とスクリーンの平行を出すなどの調整が必要
である。しかしこの調整には最低でも３０分程度必要で
あり、ハイブリッドＩＣ生産ラインの稼働率を低下させ
ている。

また、電子回路を設計しそれをテストする場合スクリー
ン作製に４日程度必要であり、開発期間を延ばしている
原因となっている。

次に描画法では、電子回路パターンを変更する場合でも
パターン座標を入力したプログラムを換えるだけである
ため、これらの原因でハイブリッドＩＣ生産ラインの停
止はほとんどない。しかしこのときのペーストカートリ
ッジ先端部の空孔は直径０．０６〜２Ｍと限られ、また
基本的には線による電子回路形成であるため、印刷に比
べ生産性は極めて悪いという欠点がある。

そこで従来の印刷法や描画法に代えて、紫外線、可視光
線、赤外線など比較的制御しやすいエネルギーを照射す
ることにより金属を析出させる電子回路形成法が提案さ
れている。金属銀による電子回路に限った場合、この技
術に類似するものとして写真がある。一般に知られてい
る写真法において金属銀は、ハロゲン化銀、硝酸銀など
から得ている。これらには感光性があり、わずかな可視
光線の照射によっても簡単に金属銀を遊離する特性を写
真法に利用している。しかし、この特性は電子回路材料
にとって望ましいものではない。

さらに金属銀を遊離した後、わずかでも水が存在すると
以下の反応を生ずる。

Ｘ−＋　　ＨＯ→ＨＸ　　＋　ＯＨ−（１）Ｎｏ　−＋
　　Ｈ２Ｏ−＋　ＨＮＯ３＋　　ＯＨ（２）但し、（１
）中のＸはハロゲン基を示す。上記の反応の様に酸を発
生する。この酸は金属を腐食させる原因となるためハロ
ゲン化銀あるいは硝酸銀を電子回路形成用材料に用いる
ことはできない。

そこで第１の発明の目的は、電子回路パターンの異なる
基板を得る場合にもハイブリッドＩＣ生産ラインの稼働
率を低下させることがなく、さらに量産にあたっても対
応が可能となり、さらにより高密度な金属銀による電子
回路基板の作製に用いられかつ、可視光線の照射に対し
て鈍感であり、また金属銀河析出した後に酸が発生しな
い金属銀パターン形成組成物を提供するものである。

第２の発明の目的は、第１の発明を用い電子回路作製法
としても利用できる金属銀析出法すなわち銀パターン形
成法を提供するものである。

第３の発明の目的は、第１の発明を用い電子回路作製法
としても利用できる金属銀析出法すなわち銀パターン形
成法を提供するものである。

課題を解決するための手段 第１の発明は、酸化銀と、塩基性水溶液からなることを
特徴とする銀パターン形成組成物である。

第２の発明は、上記組成物に２００℃以上の熱を加える
ことを特徴とする銀パターン形成法である。

￥％３の発明は、上記組成物にパターン化された還元剤
を接触させて金属銀を得ることを特徴とする銀パターン
形成法である。

作　　　用 第１の発明によると水酸化銀あるいは酸化銀は２００℃
の熱を受けると ２Ａｇ　　Ｏ→　４Ａｇ　　＋　　Ｏ□　　　　　　（
３）で示されるように酸化銀は酸素を遊離して金属銀を
析出する。また、Ａ　ｇ、、Ｏには可視光線に感光して
金属銀を析出しにくい。さらに酸化銀、水酸化銀が金属
銀を析出しても酸を発生することはない。また水酸化銀
あるいは酸化銀は水や有機溶媒に不溶な固体であるが、
塩基性水溶液には溶解する。従って、酸化銀あるいは水
酸化銀を塩基性水溶液に溶かすことで、均一な濃度をも
つパターン形成組成物を得ることができる。

第１の発明を用いた第２の発明によると２００℃以上の
熱をパターン化して与えることにより、電子回路として
用いられる金属銀を析出することができる。

第１の発明を用いた第３の発明によると比較的制御し易
い紫外線エネルギーを用いて還元剤をパターン化し、こ
の還元剤により第１の発明による組成物を還元すること
により、電子回路として用いられる金属銀を析出するこ
とができる。

実施例 実施例１ 第１図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明の第１の実施例すなわち第１
の発明であるパターン形成組成物を用いた第２の発明の
パターン形成法である。

まず５ｇの酸化銀を１０ｍｅの１６Ｎ−アンモニア水に
溶かす。これを重合度２０００のポリビニルアルコール
を溶かして得た１０％ポリビニル水溶液５　ｍ　ｅ中に
溶かす。これによって得られるのがパターン形成ペース
トである。その後、第１図Ａに示されるようにパターン
形成ペースト８を基板３上に塗布する。これを５０℃の
雰囲気に１時間おき乾燥させることにより第１図Ｂに示
されるようにパターン形成膜９を得る。次に第１図Ｃに
示されるように、パターン形成膜９にＹＡＧレーザ−１
０を用いて局所的に加熱する。この時のレーザー照射部
は、１５００″′Ｃ稈度に加熱されているため、この部
分に存在している酸化銀は分解し酸素を放出し金属銀１
１となる。この金属銀１１は塩基性雰囲気下では不溶で
あるため析出して（る。この結果、電子回路として用い
ることができる金属銀が形成できる。

本実施例では、塩基性成分としてアンモニアを用いたが
、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムを用いても
構わない。またペースト化するためにポリビニルアルコ
ールを用いこれを乾燥固化してパターン形成膜としたが
、ポリビニルアルコール等の樹脂成分を混ぜずに基板中
に酸化銀と塩基性物質を顔浸させて用いても構わない。

また熱源として本実施例ではＹＡＧレーザーを用いたが
、ＣＯ２レーザーなどの他のレーザー、あるいはレーザ
ー以外に加熱したガラス棒などを接触させる等、他の加
熱手段を用いても構わない。

実施例２ 第２図Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆは本発明の第２の実施例
すなわち第１の発明であるパターン形成組成物を用いた
第３の発明のパターン形成法である。

まず５ｇの酸化銀を１０ｍｆ！の１６Ｎ−アンモニア水
に溶かす。これを重合度２０００のポリビニルアルコー
ルを用いた１０％ポリビニルアルコール水溶液５ｒｒｌ
に混ぜる。これによって得られるのがパターン形成ペー
ストである。次に、１０％ポリビニルアルコール水溶液
４ｍｅに０．ＩＮ水酸化ナトリウム水溶液１１ｍ表４−
メトキシｌ−ナフトール０．５ｇを混ぜ還元剤ペースト
とした。第２図Ａに示されるように還元剤ペースト１２
を支持体１３上に塗布する。これを５０°Ｃの雰囲気に
１時間置き第２図Ｂに示されるように還元膜１４を得る
。次に支持体１３上に形成した還元膜１４に対し、第２
図Ｃに示されるようにマスク１５を用いて紫外線ランプ
１６から発せられる光を、金属パターンを析出させない
部分にのみ照射する。これにより紫外線照射部１７の４
−メトキシ−１−ナフトールは分解し、もはや還元能力
を持たない。次に第２図りに示されるようにパターン形
成ペースト８を基板３上に塗布する。これを５０℃の雰
囲気に１時間置き乾燥させ第２図Ｅに示されるようにパ
ターン形成膜９を得る。次に第２図Ｆに示されるように
、パターン形成膜９上に水１８を塗布しこの上にレーザ
ー光でパターン化した前記還元剤膜１４を重ね合わゼる
。この状態で１分保持することにより、紫外線をうけな
かったために分解しなかった還元剤が、パターン形成膜
上に転写され、この還元剤が酸化銀を還元する。これに
よりパターン化された金属銀１１を得ることができ、こ
れは電子回路としても利用することができる。

本実施例では、塩基性成分としてアンモニア及び水酸化
ナトリウムを用いたがこれ以外に水酸化カリウム等塩基
性を示すものを用いても構わない。またペースト化する
ためにポリビニルアルコールを用いこれを乾燥固化して
パターン形成膜及び還元膜としたが、酢酸エチルなど他
の樹脂を用いても構わなく、さらに樹脂成分を用いずに
直接基板あるいは支持体中に、酸化銀と塩基性物質、あ
るいは還元剤を顔浸させて用いても構わない。また、還
元剤としては４−メトキシ−１−ナフトールを用いたが
これ以外のα−ナフトール誘導体を用いても構わない。

さらに還元剤膜の還元剤成分の転写性を良好にするため
、−還元剤膜とパターン形成膜の間に水を介在させたが
、この水がなくても金属銀によるパターン形成は可能で
あったｂ　発明の効果 第１の発明を用いた第２の発明によれば、塩基性物質に
酸化銀を溶かしたものをこれに２００　’Ｃ以上の熱を
加えて金属銀を析出するため、比較的制御しやすいレー
ザーなどを用いて、選択的に熱を加えることにより金属
銀のパターンを形成することができるため、電子回路パ
ターンが変わってもすぐさま対応でき、また金属銀析出
に必要な熱量も比較的低温であることから、この方法に
よるパターン形成のタクトは十分に量産に対応できるも
のである。また酸化銀は一度、塩基性物質に溶かした物
を用いるため、均一でかつ密度の高い金属銀を析出させ
ることができる。

次に第３の発明によれば第１の発明による導体形成組成
物を基板に塗布の後、パターン化された還元剤を接触さ
せることにより、金属銀によるパターンが得られる。こ
の時の還元剤は紫外線によりパターン化することができ
るために、パターン化においてかぶりなどの問題が発生
しに（＜、生産タクトも非常に高いものとなった。また
この方法により線幅が０　、０６　ｍｍのパターンを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明の第１の実施例における銀パ
ターン形成法を示す断面図、第２図Ａ。 Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆは本発明の第２の実施例における銀
パターン形成法を示す断面図、第３図および第４図は従
来の電子回路に用いられる金属パターンを形成する際に
用いられていた印刷法および描画法をそれぞれ示す簡単
な断面図である。 ３・・・・・・基板、８・・・・・・パターン形成ペー
スト、９・・・・・パターン形成膜、１０・・・・・・
ＹＡＧレーザ−１１・・・・・・金属銀、１２・・・・
・・還元ペースト、１３・・・・・・支持体、１４・・
・・・・還元膜、１５・・・・・・マスク、１６・・・
・・・紫外線ランプ、１７・・・・・・紫外線照射部、
１８・・・・・・水。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化銀と、塩基性水溶液からなる銀パターン形成
   組成物。
2. （２）請求項１記載の銀パターン形成組成物に２００℃
   以上の熱を加える銀パターン形成法。
3. （３）請求項１記載の銀パターン形成組成物にパターン
   化された還元剤を接触させて金属銀を得る銀パターン形
   成法。