JP2004152934A

JP2004152934A - 回路基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004152934A
Application number: JP2002315530A
Authority: JP
Inventors: Kunio Nishihara; 邦夫西原
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】微細かつ高アスペクト比の導電回路を有する回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された回路基板を提供する。
【解決手段】凹形状を有する絶縁基板上に金属粉を含有する導電性ペーストを塗布し、該ペーストを硬化させた後、絶縁基板表面を研磨し、凹部以外のペーストを除去することを特徴とする回路基板の製造方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板の導電回路形成方法とその方法により得られた導電回路の形成された回路基板に関するものであり、更に詳しくは高アスペクト比の微細配線を有する回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板の製造方法は、絶縁基板に銅箔が接着された銅張り積層板の銅箔上にフォトレジストを塗布あるいはラミネートし、露光、現像、エッチングを行う事により導電回路を形成していた（サブトラクティブ法）。しかしながら、近年、電子機器の軽薄短小化に伴い導電回路の微細化が進み、サブトラクティブ法ではエッチング時に導体の側面からの浸蝕を生じ断面形状が台形となり、微細配線の形成が困難となる。この対策としては使用する銅箔の厚さを薄くするしかないが、薄くするとアスペクト比が小さくなり通電できる電流値に限界を生ずる。本問題に対し絶縁基板上にフォトレジスト層を前記同様に形成し、露光、現像後、無電解銅メッキおよび／または電解銅メッキを行う事による導電回路の形成が図られている（アディティブ法）。しかしながらアディティブ法によっても高アスペクト比の微細導電回路の形成にはフォトレジストの解像性に乏しい為に限界があること、銅メッキによる導電回路形成には時間を要し、効率的に劣り、高価となる等の問題を生じている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述のように微細かつ高アスペクト比の導電回路を有する回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された回路基板を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、導電回路部に凹形状を有する絶縁基板上に金属粉を含有する導電性ペーストを塗布し、該ペーストを硬化させた後、表面を研磨し、凹部以外のペーストを除去する事により導電回路を形成してなる回路基板の製造方法およびその方法により得られた回路基板。あるいは、導電回路部に凹形状を有する絶縁基板上に金属粉を含有する導電性ペーストを塗布し、該ペーストを乾燥させ、表面を研磨し、凹部以外のペーストを除去した後、該ペーストを硬化する事により導電回路を形成してなる回路基板の製造方法およびその方法により得られた回路基板である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の導電回路部に凹形状を有する絶縁基板において凹形状の形成方法は特に限定しないが、金型を使用する方法あるいはレーザーを使用する方法が好ましい。金型を使用する場合、凹形状に対応した凸形状を有する金型を作成し、樹脂を注入あるいは圧縮フローさせるトランスファー成型法あるいは射出成型法により導電回路部に凹形状を有する絶縁基板を得るのが好ましい。この金型の作成方法としては通常、ガラス板上に感光性樹脂の厚膜層を形成し、露光、現像して凹形状の樹脂型を作成する。ついで表面にニッケルメッキを施した後、感光性樹脂を除去し凸形状の金型を得る。
【０００６】
また、レーザーを使用する場合には、平面状の絶縁基板上の導電回路部に炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー等のレーザービームを直接照射する事により凹形状の形成を実施しても構わない。絶縁基板を構成する樹脂としては金型を使用する場合は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。この中で特に液晶ポリマーが耐熱性、寸法安定性の面より望ましい。レーザーを使用する場合は、特に限定はしないが、ガラス／エポキシ基材、ガラス／ポリイミド基材、ガラス／ポリフェニレンオキサイド基材、ポリイミドフィルム等が挙げられる。いずれの場合も絶縁基板上に形成する微細配線の凹部形状としては、凹部の開口幅に対する深さの比（アスペクト比）が０．５以上であることが微細導電回路に電流を流す上で好ましい。
【０００７】
本発明の金属粉を含有する導電性ペーストの金属粉としては、銀、銅、金、ニッケル等であり、粒子径としては１０μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。これらは単独で使用しても２種以上混合して使用しても構わない。粒子径が１０μｍ以上では微細な凹部への充填が難しくなるため好ましくない場合がある。該金属粉は、樹脂、溶剤および分散剤と共に，分散、混練されることにより導電性ペーストが得られる。
【０００８】
使用される樹脂は、特に限定されないが耐熱性の面より、通常、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリシアネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂等が挙げられ、更に柔軟性付与の面よりＮＢＲ樹脂、水素添加ＮＢＲ樹脂、ＳＢＲ樹脂、水素添加ＳＢＲ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂が挙げられる。これらは単独で使用しても２種以上混合して使用しても構わない。
金属粉と樹脂の重量比は、通常９８：２〜７０：３０である。本導電性ペーストの塗布方法としては、スクリーン印刷法、浸漬塗布法、ロールコート法、スプレーコート法、およびインクジェット法等が挙げられるが、凹部のみ塗布できるインクジェット法が導電性ペーストの使用量を少なくでき、合理的で好ましい。
【０００９】
導電性ペーストの塗布、乾燥後あるいは硬化後にさらに塗布する工程を複数回繰り返して塗布しても構わない。
導電性ペーストを塗布する前に絶縁基板の表面を該ペーストで濡れやすくなるように処理しておいても構わない。この場合の処理方法としては、プラズマ処理、ＵＶ処理、コロナ放電処理等の乾式処理あるいは過マンガン酸液、アルカリ液等の湿式処理等が挙げられる。
【００１０】
このようにして導電回路部に凹形状を有する絶縁基板上に金属粉を含有する導電性ペーストを塗布した後、該ペーストを乾燥あるいは硬化させ、表面を研磨する事により凹部以外のペーストを除去する。
乾燥、研磨、硬化の工程をとる場合の乾燥条件は５０℃から１２０℃、好ましくは８０℃から１００℃にて１５分から６０分乾燥させ研磨後、更に１８０℃から２５０℃にて３０分から１２０分の硬化を行う。また硬化、研磨の工程をとる場合は、１８０℃から３００℃の温度にて３０分から１８０分硬化させた後、研磨を行う。
【００１１】
研磨は、導電性ペースト塗布面を定盤研磨機にてスラリーを流しながら、加重０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ^２、回転数３０〜１００ｒｐｍ、研磨時間２〜３０分の条件にて研磨する。本研磨工程をバフ研磨機、ベルトサンダー等によって行っても構わない。
【００１２】
本製造工程を複数回繰り返す事により、多層の回路基板を製造することは、勿論可能である。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
本発明の回路基板の製造プロセスを図−１に示す。図−１において、導体回路部に凸形状を有する金型を用いて、金型に樹脂としてエポキシ樹脂（三井化学社製、商品名エポックス）を用いトランスファ成型を行った。成型条件は，金型型絞圧力２００ｋｇ／ｃｍ^２、樹脂加圧４５ｋｇ／ｃｍ^２、充填温度１８０℃であった。これにより表面に凹部を有する絶縁基板を得た。
こうして得られた絶縁基板にインクジェット法を用いて銀ペーストを凹部に印刷した。使用した銀ペーストは、粒径７ｎｍの銀粉９８重量部に対しエポキシ樹脂（三井化学社製、商品名エポックス）２重量部、溶剤としてテトラデカン１００重量部を混合分散したものを用いた。
この基板を２００℃、１時間加熱し、銀ペーストを硬化させた後、ペースト印刷面を定盤研磨機にて凹部表面の余分のペーストを研磨除去した。研磨機の条件は、加重１ｋｇ／ｃｍ^２、回転数７０ｒｐｍ、研磨時間２０分であった。
このようにして得られた回路基板の導体回路の微細配線部における導体回路幅は１０μｍであり、導体回路厚は１２μｍであった。
【００１４】
［実施例−２］
絶縁基板としてガラス／エポキシ基材の表面にＹＡＧレーザーを用い導体回路部に凹部を形成した。その後、粒子径１０ｎｍの銅粉２５重量部、２μｍの銅粉５５重量部、フェノール樹脂（三井化学社製、ミレックスＸＬＣ）１０重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＥＯＣＮ−４４００）１０重量部会社名、商品名を追記して下さい）および溶剤としてデカノール３０重量部を混合、分散した銅ペーストをスクリーン法により凹部に印刷した。１００℃、５分の加熱条件により乾燥させ、ベルトサンダーにより印刷面を研磨し、余分の銅ペーストを除去した。研磨条件は加圧負荷電流５Ａ、送り速度１ｍ／ｍｉｍであった。本基板を窒素雰囲気中で１８０℃、１時間加熱し、ペーストを硬化した。こうして得られた回路基板の微細配線部における導体回路幅は２０μｍであり、導体回路厚は１２μｍであった。
【００１５】
［実施例―３］
実施例−１で作成した回路基板に更に成型により凹部を有する絶縁層を形成し、実施例−１と同様にして２層回路基板を作成した。製造プロセスを図−２に示す。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の方法により、微細かつ高アスペクト比の導電回路を有する回路基板を効率的に、かつ安価に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回路基板の製造プロセスの一例を示す図
【図２】回路基板の製造プロセスの一例を示す図

Claims

凹形状を有する絶縁基板上に金属粉を含有する導電性ペーストを塗布し、該ペーストを硬化させた後、絶縁基板表面を研磨し、凹部以外のペーストを除去することを特徴とする回路基板の製造方法。
凹形状を有する絶縁基板上に金属粉を含有する導電性ペーストを塗布し、該ペーストを乾燥させたのち、絶縁基板表面を研磨し、凹部以外のペーストを除去した後、該ペーストを硬化することを特徴とする回路基板の製造方法。
金属粉の粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板の製造方法。
絶縁基板が凹形状部に対応した凸形状を有する金型を用い、トランスファー成型法、或いは射出成型法により成型してなる有機樹脂基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
凹形状をレーザーにより形成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
上記導電性ペーストを凹形状部にインクジェット法にて塗布することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の回路基板の製造方法。
形成された導電回路のアスペクト比（導電回路厚／導電回路幅）が０．５以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
請求項１〜７いずれかに記載の製造方法により得られた回路基板。