JPS62196898A - マトリツクス配線基板およびその製造方法 - 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、マトリックス配線基板およびその製造方法に
係り、特にサーマルヘッドや静電記録ヘッド等における
マトリックス配線技術に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

近年、電子デバイスの分野では軽量化および小型化への
要求に伴い、配線の高密度化が急速に進められてきてい
る。１１を層の配線パターンの高密度化には、配線自由
度の制限と加工性の限界とが避は得ない問題となってお
り、このため、２層、３層へと配線パターンの多層化が
進む傾向にある。

なかでも、サーマルヘッドにおける発熱抵抗体の駆動回
路あるいは密着型イメージセンサの駆動回路等において
は、駆動用ＩＣの使用個数の低減という目的もあり、マ
トリックス配線が用いられることが多い。

例えばこれらマトリックス配線基板は、第５図に示す如
く、一端が機能素子に接線され、；（数のブロックに分
割された第１の配線層のパターンａｌ、ａ２・・・、ｍ
ｌ、ｍ２・・・と、基板表面全体に形成され所定の領域
でスルーホールＴ−Ｈの穿孔せしめられた層間絶縁膜（
図示せず）と、前記第１の配線層のパターンと直交する
ように形成され、スルーホールを介して電気的に接続さ
れる信号線としての第２の配線層Ｃ１・・・Ｃｎとから
構成されており、駆動に際しては、機能素子側をブロッ
ク毎に選定できる別口路の信号と、信号線Ｃ１・・・Ｃ
ｎとにより、特定の素子が機能せしめられる。

ところで、セラミック基板上への配線形成技術としては
、機械的強度が大であって製造コストが低いことから、
厚膜技術が用いられることが多い。

厚膜は薄膜に比べて十分なパターン精度を得ることがで
きないため、高密度の配線パターンの形成に際しては、
基板として表面をグレーズ加工したグレーズセラミック
基板を用い、インク（ペースト）としてメタルオーガニ
ック材料を用いる等、いろいろな工夫が行なわれており
、２４本／ｍ１１程度の配線パターンの形成は可能とな
っている。

しかしながら、配線パターンの多層化に際しては、層間
絶縁膜への微細なスルーホールの形成が困難であった。

すなわち、スクリーン印刷法においてスルーホールを形
成する場合には、インクのだれあるいは流れ等により１
００ＬＩＡ口以下のスルーホールを形成することはでき
ず、−万全面にガラス等を主成分とする絶縁膜を形成し
た後、フォトリソ法によってスルーホールを穿孔する方
法では、ピンホールの存在等によるショートの発生を防
止するために、膜厚を厚くしなければならず、厚くする
と、フォトリソ工程におけるパターン精度の低下により
、微細なスルーホールの形成は極めて困難であった。ま
た、形成されたとしても接続面積が微細であるためコン
タクト不良が発生する等の問題があった。

そこで、層間絶縁膜の形成において各種の改良技術が検
討されており、薄膜方式の採用やポリイミド等の９機膜
の採用等が提案されている。

前者の薄膜方式では、スパッタリング法やＣＶＤ法等に
おいて酸化シリコン膜等の絶縁膜を堆積するわけである
が、厚膜方式に比べて段差１１　ｍ性が悪く、段差部に
おいてショートが発生する等、完全な層間絶縁は不可能
であり、後者では、耐熱温度が低いことから、上層側の
配線パターンを厚膜法で形成することは不可能であり、
いずれの方法をもってしても高密度のマトリックス配線
基板の形成に際しては接続面積が微細であるためコンタ
クト不良が発生し易く、信頼性が高くかつコストの低い
ものを得ることは困難であった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、コンタク
ト不良の発生を防止し、信頼性の高いマトリックス配線
基板を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、第１の配線層および該第１の配線
層とは配線方向の異なる第２の配線層を層間絶縁膜を介
して順次積層せしめた多層マトリックス配線基板におい
て、第１の配線層と第２の配線層との接続領域で、前記
第１および第２の配線層のうちいずれか一方の各パター
ンの端部が他方の配線層の配線方向に屈曲せしめられて
おり、該屈曲端部でのみ前記第１の配線層と第２の配線
層の各パターンが夫々直接重なり合うように、層間絶縁
膜が介在せしめられている。

このマトリックス配線基板の形成に際しては、全工程を
厚膜工程で行なうようにしている。

〔作用〕

かかる構造の７トソツクス配線基板では、第１の配線層
と第２の配線層の各パターンが接続領域で、夫々同一方
向に走行しているため、高密度な配線パターンの場合に
も十分な接続面積をとることができ、接続不良の発生が
低減される。

また、層間絶縁膜に対しては、各パターン毎に微細なス
ルーホールを形成することなく、接続領域の近傍の第１
の配線層が露呈するように、少なくとも第１の配線層と
第２の配線層の交差部を含む島領域にのみ層間絶縁膜を
介在せしめるようにすればよいため、スクリーン印刷を
用いた厚膜工程で容易に形成可能である。

従って、全工程を厚膜技術で形成することが可能となり
、低コストで信頼性の高い高密度マトリックス配線基板
の形成が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、密性型イメージセンサの
駆動回路を構成するマトリックス配線基板の１部を示す
図である。（第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ断
面拡大図である。）このマトリックス配線基板は、グレ
ーズ加工のなされたセラミック基板Ｓ上に、形成された
第１の配線層りとしての、ａ１〜ａ６４のパターンから
なるＡ１ブロック、ｂ１〜ｂ６４のパターンからなるＢ
１ブロック、同様のＡ２ブロック、Ｂ２ブロック・・・
Ａ２４ブロツク、Ｂ２４ブロツクというふうに各ブロッ
ク夫々先端が直角方向に屈曲せしめられた６４本の縦方
向のストライプパターンと、その上層に該各パターンの
屈曲端Ｃを露呈せしめるように積層せしめられた、各ブ
ロック毎に台形状をなす層間絶縁膜■１・・・１４８と
、更にこの上層に積層せしめられた第２の配線層Ｕとし
ての、第１の配線層とは直交する。ｌ、ｐｉ、ｏ２゜ｐ
２・・・ｏ６４．ｐ６４の１２８本の横方向のストライ
ブパターン（例えば１２本／ＩＩＩｍ）とから構成され
ている。

そして、上記第１の配線層の各パターンとこれに対応す
る第２の配線層のパターンとは第１の配線層の屈曲端近
傍で接触することにより、電気的接続が達成されるよう
になっている。

次に、このマトリックス配線基板の製造方法について説
明する。

まず、第２図（ａ）に示す如く、グレーズ加工のなされ
たセラミック基板Ｓの全面にメタロオーガニック金を０
．５〜０．ｇＩＵの厚さで印刷、焼成し、フォトリソエ
ツチングにより、第１の配線層りとして、４８ブロツク
のパターンを形成する。

このパターンの密度は１２本／關である。

次いで、第２図（ｂ）に示す如く、ガラスペーストを用
いたスクリーン印刷および焼成により各ブロック毎に、
第１の配線層の屈曲端近傍が露呈するように台形状の層
間絶縁膜１１〜Ｉ４８を形成する。このとき、印刷およ
び焼成工程を２回繰り返すことにより、ピンホールがな
くなり、また２回１」を１回口よりやや小さｌのパター
ンとすることにより、パターンの端部がゆるやかなテー
パ状をなすように形成する。

この後、スクリーン印刷および焼成により全面に膜厚１
　ｕｓの金（Ａｕ）導体層を形成し、フォトリソエツチ
ング法によりバターニングし、第２の配線層を形成する
。

このようにして第１図（ａ）および（ｂ）に示したよう
な、マトリックス配線基板が形成される。

このような構造をとることにより、スルーホールの形成
は不用となり、従来、高密度化をはばむ問題となってい
たスルーホール貫通率、加工精度の限界（３０μｓ以下
は不可能であった）等の問題はなくなる。従ってパター
ン形成上の精度は第１および第２の配線層の加工精度に
依存するのみであり、極めて信頼性の高い高密度のマト
リックス配線基板の形成が可能となる。

また、層間絶縁膜の形成が厚膜法により極めて容易に形
成され得ると共に、これにより後続工程である第２の配
線層の形成も厚膜法で形成し得、全工程を厚膜法による
ことが可能となるため、製造も容易でコストも大幅に低
減される。

また、層間絶縁膜の形成に際しては、２回の印刷および
焼成工程を経るようにしているため、第３図に示す如く
、エツジがＥｒ−２０〜５０＋Ｌｍ。

Ｅ２＝２０〜５０ｍ、膜厚Ｇ＋−１０〜１５ｕｍ。

Ｇ２＝１０〜１５ａとなだらかなテーパ状をなしており
、この」二層に形成される第２の配線層の段切れもなく
なり信頼性が向上する。また、ピンホール等の欠陥もな
く、絶縁性も確実なものとなっている。ここで、実施例
においては１回口と２回口のパターンのサイズを異なっ
たものとしているが、同一サイズのパターンを重ねるよ
うにしても各パターンのわずかなずれから、段差は小さ
くなり、又、ピンホール防止効果も十分に発揮されるこ
とはいうまでもない。

なお、第１の配線層のパターンの機能素子側端部は、第
２の配線層のパターニング工程においてはレジスト被覆
するなどして、露出しないようにしなければならない。

また、実施例においては、下層側に位置する第１の配線
層の各パターンの先端を直角方向に屈曲させるようにし
たが、必ずしも下層側を屈曲させる必要はなく、第４図
に示す如く、上層側のパターンの先端を屈曲させるよう
にしてもよい。このとき、段差上へのパターン形成では
、高精度のパターンを得ることはできないため、下層側
に、より高密度のパターンをもつ層がくるようにした方
がよい。

更に、実施例においては、第１および第２の配線層およ
び層間絶縁膜の形成に際し、厚膜技術を用いたが、薄膜
技術を用いるようにしてもよい。

〔効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、多層マトリ
ックス配線基板において、第１の配線層と第２の配線層
とがその接続領域で、各層のうちのいずれか一方の配線
層における各パターンの端部が油力の配線層の配線方向
に屈曲せしめられており、該屈曲端部の近傍でのみ、第
１の配線層および第２の配線層の各パターンが夫々接触
するように、第１および第２の配線層の間に層間絶縁膜
が介在せしめるようにしているため高密度配線基板にお
いても接続面積を大きくすることができ第１および第２
の配線層の接続が確実となる上、接続抵抗を低下せしめ
ることができる。また、スルーホールの形成が不要であ
るため、層間絶縁膜の膜厚を十分に厚くすることができ
、層間のショートの発生もほとんど皆無となる。

また、形成に際しては、全工程、厚膜法で形成すること
ができるため製造が容易であり、製造コストを大幅に低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、夫々、本発明実施例のマ
トリックス配線基板を示す図（第１図（ｂ）は第１図（
ａ）のＡ−Ａ断面図）、第２図（ａ）および（ｂ）は、
同マトリックス配線基板の製造工程を示す図、第３図は
、層間絶縁膜のパターンエツジの断面形状を示す図、第
４図は、本発明の他の実施例を示す図、第５図は、従来
例のマトリックス配線基板を示す図である。 ａｌ、Ｃ２・・・ｍｌ、ｍ２・・・・・・第１の配線層
（機能素子配線）、Ｃ１・・・ｃｎ・・・・・・第２の
配線層（信号線）　、Ｔ−Ｈ・・・スルーホール、Ｓ・
・・セラミック基板、ＡＩ、Ｂｌ、Ａ２．Ｂ２．　・・
・　・・・ブロック、Ｄ・・・第１の配線層、１１・・
・１４ｇ・・・層間絶縁膜、ｏｌ、ｐｉ、・・・Ｃ６４
，ｐ６４・・・第２の配線層パターン、Ｕ・・・第２の
配線層。 第３図 第４図 Ｈ 第５図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも、第１の配線層と、 該第１の配線層とは配線方向の異なる第２の配線層とを 層間絶縁膜を介して順次積層せしめた多層マトリックス
   配線基板において、 前記第１の配線層と第２の配線層との接続領域で前記第
   １および第２の配線層のうちいずれか一方の各パターン
   の端部が他方の配線層の配線方向に屈曲せしめられてお
   り、この屈曲端部およびその近傍でのみこれらの配線層
   の各パターンが直接重なり合うように、これらの配線層
   の間には所定の領域に層間絶縁膜が介在せしめられるよ
   うにしたことを特徴とするマトリックス配線基板。
2. （２）前記第１および第２の配線層のうち、下層側に位
   置する第１の配線層のパターンの端部が屈曲端部を構成
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のマトリックス配線基板。
3. （３）前記第１および第２の配線層のうち、上層側に位
   置する第２の配線層のパターンの端部が屈曲端部を構成
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のマトリックス配線基板。
4. （４）前記第１の配線層の各パターンは複数個のブロッ
   クに分割せしめられており、各ブロック毎に、島をなす
   ように、第１および第２の配線層の交差部に層間絶縁膜
   が介在せしめられるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の
   マトリックス配線基板。
5. （５）第１の配線層を形成する第１の工程と、層間絶縁
   膜を形成する第２の工程と、 第２の配線層を形成する第３の工程とを 含み、 前記第１の配線層と第２の配線層との接続領域で前記第
   １および第２の配線層のうちいずれか一方の各パターン
   の端部が他方の配線層の配線方向に屈曲せしめられてお
   り、この屈曲端部およびその近傍でのみこれらの配線層
   の各パターンが直接重なり合うように、これらの配線層
   の間には所定の領域に層間絶縁膜が介在せしめられるよ
   うにしたマトリックス配線基板の製造方法において、前
   記第２の工程がスクリーン印刷および焼成による厚膜工
   程であることを特徴とするマトリックス配線基板の製造
   方法。
6. （６）前記厚膜工程は２回以上の印刷および焼成工程を
   含むようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（５
   ）項記載の マトリックス配線基板の製造方法。
7. （７）前記第１および第３の工程は、スクリーン印刷お
   よび焼成による厚膜工程であることを特徴とする特許請
   求の範囲第（５）項又は第（６）項記載のマトリックス
   配線基板の製造方法。