JPS62232996A - 多層配線基板 - 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、多層配線基板に係り、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。単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、複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・・・、ｍｌ
、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ＣＩ・・・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・・・Ｃｎ
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／　ｍｍ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らた。

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
００ＩＵ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有機膜
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被覆性が悪く、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。

そこで本発明者らは、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べく、次
に示すような配線構造を提案している。

すなわち、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ると共に、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。

かかる構造のマトリックス配線基板では、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。

しかしながら、層間ショート等の不良発生は完全に皆無
とすることは不可能であり、製造歩留りを低下させる大
きな原因の１つとなっていた。にもかかわらず、一旦発
生してしまった層間ショート等の不良を救済する有力な
手段はないに等しいものであった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、層間ショ
ート等の不良が発生した場合に容易に修復可能な多層配
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、前記第１の配線層および第２の配線層が少なくとも
各１本の修正用パターンを具備しており、更に第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ると共に、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、層間絶縁膜を介在せ
しめている。

〔作用〕

すなわち、各配線層が修正用パターンを具えているため
、層間ショート等の不良が発生した場合、その部分を切
断し、配線パターンとして使用することなく、修正用パ
ターンを介して、所望のマトリックス配線を達成するこ
とができる。

〔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、本発明の静電記録ヘッド
の駆動回路に用いられるマトリックス配線基板の１部（
１ブロツク）を示す図である。第１図（ｂ）は第１図（
ａ）のＡ−Ａ断面図である。

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、第１の配線層りとしての、ａ１
〜ａ４のパターンからなるＡ１ブロック１．ｂ１〜ｂ４
のパターンからなるＢ１ブロック（図示せず）、同様の
Ａ２ブロック（図示せず）、Ｂ２ブロック・・・Ａ２４
ブロツク（図示せず）、Ｂ２４ブロツク（図示せず）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
られたライン幅５４ｕｎの４本の縦方向のストライブパ
ターンと各ブロック毎に形成された１本の縦方向の修正
用パターンＲ１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１１・・・１４ｇ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。ｆ、ｐｉ、ｏ２．ｐ２２部本
のライン幅１２５廟の横方向のストライブパターンと１
本の横方向の修正用パターンにとから構成されている。

ここで実際はａ１〜ａ４．ｂｌ〜ｂ４は各６本であるが
説明を簡単にするため各４本とする。

そして、上記第１の配線層の各ストライブパターンとこ
れに対応する第２の配線層の各ストライブパターンとは
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。

また、縦方向の修正用パターンＲ１は、ｏｌのパターン
とｐｌのパターンとの間および横方向の修正用パターン
に上に層間絶縁膜から露呈するように夫々突出する第１
．第２および第３の突起ｎｌ、ｎ２．ｎ３を具えている
。

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、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０．５〜０．８鵡の厚さで印
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および縦方向の修
正用パターンＲ１を形成する。

次いで、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１１〜１４８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、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
μｍの金（Ａｕ）導体層を形成し、フォトリソエツチン
グ法によりパターニングし、第２の配線層として４本の
横方向のストライブパターンと横方向の修正用パターン
Ｋ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（３０ＩＵ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。

ここで、縦方向の修正用パターンＲ１は横方向の修正用
パターンに接続されているが、他の第２の配線層の横方
向のストライブパターンとは接続されていない。

今、仮に第１図（ａ）の点Ａにおいて層間絶縁膜にピン
ホールがあり、層間不良が発生したとする。

本来、信号線すなわちストライブパターン０２の信号は
第１層目のストライブパターンａ３に伝えられるが、こ
の欠陥（層間不良）のためにストライブパターンａ２に
も伝えられてしまうことになる。

この場合の修正方法を以下に説明する。

まず、第２図に示す如く、ディスペンサーを用いて、メ
タロオーガニック金ペーストを塗布し、縦方向（第１層
目）の修正用パターンＲ１と横方向（第２層目）のスト
ライブパターンｐ２とにかかるように第１のドツト状パ
ターンｍ１を形成すると共に４横方向（第２層目）の修
正用パターンにと縦方向（第１層目）のストライブパタ
ーンａ２とにかかるように第２のドツト状パターンｍ２
を形成し、焼結する。

このとき、ある程度の広がりは避けられず、これらのド
ツト状パターンｍｌ、ｍ２は実際は、第２図の如く、他
のパターンにかかるように形成されてしまうことが多い
。

この後、第３図に示す如く、ＹＡＧレーザを用い、切断
線ｃ１に従って、ストライブパターンａ２の先端部を切
断し、横方向のストライブパターンｐ１と、縦方向のス
トライブパターンａ２を分離する。

次いで、切断線ｃ２に従って前記第１のドツト状パター
ンｍ１のストライブパターン０１にががっている部分を
切断し、分離する。

続いて、切断線ｃ３に従って、縦方向のストライブパタ
ーンａ２を分断する。

そして更に、切断線ｃ４および切断線ｃ５に従って、第
２のドツト状パターンｍ２をカギ状に分断し、縦方向の
ストライブパターンａ２のみが横方向の修正用パターン
Ｋに接続されるようにする。

このようにして、修正がなされ、ストライブパターンａ
２は中間を分断されるため層間ショートの発生した部分
Ａでは、ストライブパターン０２とショートしているが
、両端が浮いた状態となっているため、信号の流れに影
響はない。

また、横方向のストライブパターンｐ１の信号は、第１
のドツトパターンｍ１を介して縦方向の修正用パターン
Ｒ１に伝えられ、更に、横方向の修正用パターンＫを経
、そして第２のドツトパターンｍ２を介して本来の縦方
向のストライブパターンａ２に出力され、記録部（機能
素子）へと伝達される。

このようにして、容易に層間ショートの修正を行なうこ
とができ、製造歩留りも大幅に向上する。

ここで、層間接続部において第１層目（縦方向）のスト
ライブパターンａ１〜ａ４はパターン幅が、第２層目（
溝方向）のストライブパターン０１゜ｐｉ、Ｃ２，ｐ２
のパターン幅に比べて小さく形成されているため、第１
層目の周辺をレーザで切断することによって第２層目の
ストライブパターンの切断が誘起されることもなく、第
１層目のストライブパターンのみが容易に分断され得る
。なお、レーザによる切断では、層間絶縁膜までは切断
されず、」二層のみが分断される。

なお、実施例では第１層目に屈曲部を有する幅の狭いス
トライブパターン、第２層目に幅の広いストライブパタ
ーンが形成されているが、この逆でもよい。すなわち、
第１層目に幅の広いストライブパターン、第２層目に屈
曲部を有する幅の狭いストライブパターンが形成されて
いる場合、第２層目のストライブパターンを分断するよ
うにすれば、第１層目のストライブパターンを分断する
ことなく使用できる。また、切断ラインの形状について
は、第４図（ａ）および（ｂ）に示す如く、一本のライ
ンとしても方形状としてもよい。

また、修正用ラインの形状および数については適宜変更
可能である。

〔効果〕

以上説明してきたように、本発明の多層配線基板によれ
ば、各配線層が少なくとも１本の修正用パターンを具備
しているため、製造後において層間ショート等の不良が
検知された場合も容易に修正可能であり、製造歩留りを
大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明実施例のマトリッ
クス配線基板の１部を示す図、第２図および第３図は、
同マトリックス配線基板の層間ショート発生時における
修正工程を示す図、第４図（ａ）および（ｂ）は、切断
ラインの形状を示す図、第５図は通常のマトリックス配
線基板を示す図である。 ａ１〜ａ４・・・第１の配線層（Ｄ）゛のパターン、ｏ
　１　、　　ｏ　２　、　　ｐ　１　、　　ｐ　２　・
−・第２の配線層（Ｕ）のパターン、１１・・・層間絶
縁膜、Ｋ、Ｒ１・・・修正用パターン、ｍｌ、ｍ２・・
・ドツト状パターン、Ｃ１・・・Ｃ５・・・切断線、ａ
ｌ、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・・
・セラミックス基板。 第１図（Ｑ） 第１図（ｂ） 第２図 第３図 第５図

Claims (6)

【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と
   共に、更に、前記第１の配線層および前記第２の配線層
   は夫々、少なくとも１本の修正用パターンを具備したこ
   とを特徴とする多層配線基板。
2. （２）前記第１の配線層の各パターンと前記第２の配線
   層の各パターンとは、層間接続部においてパターン幅の
   差が十分に大きくなるように構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の多層配線基板。
3. （３）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
   ）項記載の多層配線基板。
4. （４）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
   ）項記載の多層配線基板。
5. （５）屈曲部を有するパターンの屈曲部のパターン幅が
   、該屈曲部と重なり合う他の配線層のパターン幅よりも
   小さいことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の多層配線基板。
6. （６）前記第１の配線層の各パターンは復数個のブロッ
   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（５）項のいずれかに記載の
   多層配線基板。