JP4983811B2 - Conductive circuit forming method and conductive circuit device - Google Patents
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Description
本発明は導電性回路形成方法および導電回路装置に関するものであり、特に、導電性物質の微粒子を含むインクを用いて基板上に微細な導電性薄膜のパターンを形成する導電性回路形成方法および導電回路装置に関するものである。 The present invention relates to a conductive circuit forming method and a conductive circuit device, and in particular, a conductive circuit forming method and a conductive method for forming a fine conductive thin film pattern on a substrate using ink containing fine particles of a conductive substance. The present invention relates to a circuit device.
一般的に、プリント配線板や半導体装置の配線においては、半導体素子や種々の電子部品が高密度で実装されている。このような高密度の実装を行うために、樹脂基板、または半導体製造装置内において形成されるパッシベーション膜などの電気的絶縁性を有する物質の表面に、銅等の導電性層からなる微細な配線パターンを形成する手段が用いられている。 Generally, in printed wiring boards and wiring of semiconductor devices, semiconductor elements and various electronic components are mounted at high density. In order to perform such high-density mounting, fine wiring made of a conductive layer such as copper on the surface of a resin substrate or a material having an electrical insulation property such as a passivation film formed in a semiconductor manufacturing apparatus. A means for forming a pattern is used.
前記樹脂基板等の表面に銅配線パターンを形成する手段としては、従来からレジストと呼ばれる耐エッチング性の樹脂を用いたフォトリソグラフィーによる2つの主要な方法が知られている。 As means for forming a copper wiring pattern on the surface of the resin substrate or the like, conventionally, two main methods by photolithography using an etching-resistant resin called a resist are known.
ひとつの方法は、サブトラクティブ法と呼ばれる方法である。具体的には、前記樹脂基板の全面に予め設けた銅箔を、銅溶解性を有する液に浸してエッチングすることにより、不要の銅箔部分を除去し、所望の配線パターンの部分だけを残す方法である。
このような位置選択的エッチングを行うためには、以下の方法により、エッチングの前に配線パターンとしたい部分の銅箔表面をレジストで覆っておく必要がある。まず、感光性を有するレジストを銅箔表面に塗布する。次に、所望の配線パターンに対応する光線像を露光して現像すれば、所望のパターンを有するレジスト膜が得られる。その後、レジストに覆われていない銅箔部分をエッチングで除去し、レジストに応じた所定の方法でレジストを除去すれば、所望の銅配線パターンが得られるというものである(例えば、特許文献1参照)。
One method is a method called a subtractive method. Specifically, a copper foil previously provided on the entire surface of the resin substrate is immersed in a copper-soluble solution and etched to remove unnecessary copper foil portions and leave only a desired wiring pattern portion. Is the method.
In order to perform such position selective etching, it is necessary to cover the surface of the copper foil desired to be a wiring pattern with a resist before etching by the following method. First, a photosensitive resist is applied to the copper foil surface. Next, if a light image corresponding to a desired wiring pattern is exposed and developed, a resist film having a desired pattern can be obtained. Thereafter, the copper foil portion not covered with the resist is removed by etching, and a desired copper wiring pattern can be obtained by removing the resist by a predetermined method corresponding to the resist (see, for example, Patent Document 1). ).
もうひとつの方法は、アデイティブ法と呼ばれる方法である。具体的には、樹脂基板等上の所望の部分に無電解メッキ法により配線パターンを形成するものである。
この方法では、まず前記樹脂基板上の全面に、後の工程で行われる無電解銅メッキを行う際に銅を析出させるための触媒となる核を付着させる。次いで、前記樹脂基板の全面に感光性メッキレジスト膜を設ける。次に、この表面に所望の配線パターンに対応する光線像を露光して現像することにより、前記樹脂基板表面を、所望の配線パターンを有するメッキレジストで被覆する。引き続いて、前記樹脂基板を無電解銅メッキ液に浸し、前記レジストに覆われていない部分に銅を析出させる。その後、樹脂メッキレジストを剥離し、所望の銅配線パターンを樹脂基板等の表面に形成する(例えば、特許文献2参照)。
Another method is called an additive method. Specifically, a wiring pattern is formed on a desired portion on a resin substrate or the like by an electroless plating method.
In this method, first, a nucleus serving as a catalyst for depositing copper is attached to the entire surface of the resin substrate when performing electroless copper plating performed in a later step. Next, a photosensitive plating resist film is provided on the entire surface of the resin substrate. Next, the surface of the resin substrate is coated with a plating resist having a desired wiring pattern by exposing and developing a light image corresponding to the desired wiring pattern on the surface. Subsequently, the resin substrate is immersed in an electroless copper plating solution, and copper is deposited on a portion not covered with the resist. Thereafter, the resin plating resist is peeled off, and a desired copper wiring pattern is formed on the surface of a resin substrate or the like (see, for example, Patent Document 2).
前記2つの方法は、従来より、プリント配線板を得る手段としていずれも広く用いられているところであり、銅以外の金属や導電性材料が用いられる場合においても同様の方法が用いられる。 The two methods are conventionally widely used as means for obtaining a printed wiring board, and the same method is used even when a metal other than copper or a conductive material is used.
一方、上述のようなレジストを用いたフォトリソグラフィーによる方法に対して、レジスト及びフォトリソグラフィーを使用しない導電性配線パターン形成方法も知られている。 On the other hand, in contrast to the above-described photolithography method using a resist, a conductive wiring pattern forming method that does not use a resist and photolithography is also known.
1つ目は、電気化学的手法を使った金属配線形成方法である。この方法では、金属箔となるべき可溶性の銅前駆体化合物の薄膜を基板上に設け、この特定の部位に紫外光を照射
することにより銅を析出させている。
具体的には、誘電体やガラスの基板に予め20nm程度の銅などの金属薄膜を基板全面に析出しておき、次いで、硫酸銅、硫酸、およびグリコールを含む電解液に浸して、金属薄膜を金属前駆体化合物として溶解するとともに、照射部分のみに配線パターンを形成するためにAr+イオンレーザを照射する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。この方法は、前記レーザ光線の照射された部位に起電力が生じ、電気化学反応が起こって銅の析出に到ることを利用するものである。
The first is a metal wiring formation method using an electrochemical method. In this method, a thin film of a soluble copper precursor compound to be a metal foil is provided on a substrate, and copper is deposited by irradiating ultraviolet rays onto this specific part.
Specifically, a metal thin film such as copper of about 20 nm is deposited on a dielectric or glass substrate in advance on the entire surface of the substrate, and then immersed in an electrolytic solution containing copper sulfate, sulfuric acid, and glycol. A method of irradiating an Ar + ion laser in order to form a wiring pattern only on an irradiated portion while being dissolved as a metal precursor compound is known (for example, see Non-Patent Document 1). This method utilizes the fact that an electromotive force is generated in the portion irradiated with the laser beam, and an electrochemical reaction occurs to reach copper deposition.
2つ目は、電気化学的手法によらず、レーザ光線を用いた金属配線形成方法である。この方法では、金属薄膜に配線パターン形状など局所的にレーザ光線を照射することにより配線を形成している。
具体的には、基板上に、外皮を保護コロイドとする金属コロイドを、前駆体として薄膜状に堆積し、次いで、この表面に空間選択的な光照射を行って外皮を分解又は破壊して金属薄膜とし、次いで、非露光部の金属コロイドを除去する方法が示されている。前記空間選択的な光照射は、光線像による配線パターンの形成や、配線断線部の修復のための局所的な光照射をいう(例えば、特許文献3参照)。
また、光線像による配線パターンの形成においては、導電性物質の微粒子を溶媒に分散させたインクを使用して、インクジェット法により印刷し、さらにレーザ光線を用いて所望のパターンを描画しつつ光エネルギーで焼結させた上、不要部分を除去する方法も知られている(例えば、特許文献4参照)。
The second is a metal wiring forming method using a laser beam regardless of the electrochemical method. In this method, wiring is formed by irradiating a metal thin film locally with a laser beam such as a wiring pattern shape.
Specifically, a metal colloid having the outer skin as a protective colloid is deposited on the substrate in a thin film shape as a precursor, and then the surface is irradiated with space-selective light to decompose or destroy the outer metal. A method of forming a thin film and then removing the metal colloid in the non-exposed area is shown. The space-selective light irradiation refers to local light irradiation for forming a wiring pattern based on a light image or repairing a broken wiring portion (see, for example, Patent Document 3).
In the formation of a wiring pattern by a light image, printing is performed by an ink jet method using ink in which fine particles of a conductive material are dispersed in a solvent, and light energy is drawn while drawing a desired pattern using a laser beam. There is also known a method of removing unnecessary portions after sintering (see, for example, Patent Document 4).
3つ目は、電気化学的手法もレーザ光線も用いず、加熱硬化樹脂を用いた金属配線形成方法である。この方法では、金属の微粒子と熱硬化樹脂とを混ぜた金属ペーストを用いて配線パターンを印刷し、加熱硬化により配線を形成している(例えば、特許文献5参照)。 The third is a metal wiring formation method using a thermosetting resin without using an electrochemical method or a laser beam. In this method, a wiring pattern is printed using a metal paste in which metal fine particles and a thermosetting resin are mixed, and the wiring is formed by heat curing (see, for example, Patent Document 5).
4つ目は、加熱硬化樹脂を使用せずに、基板全体を加熱焼結するという方法を用いた金属配線形成方法である。具体的には、導電性金属微粒子を含む微粒子インクを、基板上に局所選択的に薄膜状に堆積し、その後、全体を加熱焼結する方法である(例えば、特許文献6参照)。 The fourth is a metal wiring forming method using a method in which the entire substrate is heated and sintered without using a thermosetting resin. Specifically, there is a method in which fine particle ink containing conductive metal fine particles is locally and selectively deposited in a thin film shape on a substrate, and then the whole is heated and sintered (see, for example, Patent Document 6).
しかしながら、基板の全面に予め設けた金属箔を、所望の部分を残してエッチング除去するサブトラクティブ法では、配線パターンが微細化するとエッチング液の周り込みなどが起きるおそれがある。そのため、精密な寸法精度を得ることができず、断線などの信頼性にかかわる問題を引き起こすおそれがある。 However, in the subtractive method in which the metal foil provided in advance on the entire surface of the substrate is removed by etching while leaving a desired portion, there is a possibility that an etching solution may enter when the wiring pattern is miniaturized. Therefore, precise dimensional accuracy cannot be obtained, and there is a risk of causing problems related to reliability such as disconnection.
また、樹脂基板等上の所望の部分に無電解メッキ法により配線パターンを形成するアディティブ法では、所望の配線パターンを得るために、レジストによる被覆、精密光学系による露光、および剥離という工程が必須であり、プリント配線板の生産性の向上において限界がある。 In addition, in the additive method in which a wiring pattern is formed on a desired portion on a resin substrate or the like by an electroless plating method, in order to obtain the desired wiring pattern, steps of resist coating, exposure with a precision optical system, and peeling are essential. Therefore, there is a limit in improving the productivity of printed wiring boards.
一方、電気化学的手法を使った方法では、電気化学的作用のため、基板表面に銅以外のものが析出され難いという利点がある。また、レーザ光線の掃引速度を変えることによって、析出される銅の膜厚がある程度の範囲で可変である利点を有しているものの、反応速度が遅いため、十分な膜厚に析出させるためには時間をかけて描画する必要がある。そのため、スループットが低下し、コストの増大を招くおそれがある。また、予め基板全面に金属前駆体化合物の薄膜を設けておかねばならないという工程上の制約もある。また、析出した銅は一様でなく、0.1〜0.3μmの粒径の銅粒子が相互にランダムに結合した不均―な構造となってしまうおそれもある。 On the other hand, the method using the electrochemical method has an advantage that it is difficult to deposit anything other than copper on the substrate surface due to the electrochemical action. In addition, by changing the sweep speed of the laser beam, the film thickness of the deposited copper can be varied within a certain range, but the reaction speed is slow, so that the film can be deposited to a sufficient film thickness. Need to draw over time. Therefore, there is a possibility that throughput decreases and cost increases. In addition, there is a process limitation that a metal precursor compound thin film must be provided on the entire surface of the substrate in advance. Further, the deposited copper is not uniform, and there is a possibility that the copper particles having a particle size of 0.1 to 0.3 μm may be in an uneven structure in which the copper particles are randomly bonded to each other.
さらに、金属薄膜に配線パターン形状など局所的にレーザ光線を照射する方法では、レーザ光線により配線パターンを描画することによりフォトリソグラフィーと同様の極微細線の形成が可能、インクジェット法で必要な部分だけにインクを塗布することにより高価なインクの無駄な使用が避けられる、前述の電気化学的方法に比べて溶媒の種類において自由度が高いという特徴を有するものの、非露光部分の金属薄膜原料は露光後除去しなければならない。そのため、金属薄膜原料の利用効率は悪くなり、コストの増大を招くほか、廃液処理コストの増大を招くおそれがある。 Furthermore, in the method of locally irradiating a metal thin film with a laser beam, such as a wiring pattern shape, it is possible to form a very fine line similar to photolithography by drawing a wiring pattern with a laser beam, and only to the necessary part by the inkjet method. Although the use of expensive ink can be avoided by applying ink, the metal thin film raw material of the non-exposed part is post-exposure, although it has a feature that the degree of freedom in the type of solvent is higher than the electrochemical method described above. Must be removed. For this reason, the utilization efficiency of the metal thin film raw material is deteriorated, resulting in an increase in cost and an increase in waste liquid treatment cost.
さらに、加熱硬化樹脂を用いる方法では、硬化樹脂で固める手法を用いているために樹脂が配線パターンに残留している。この方法では、電気抵抗が比較的高くても良い用途向けに、微細ではないが安価な導電回路パターンを作製できるものの、残留樹脂により導電率が悪化してしまうおそれがある。また、銅など絶縁性の酸化被膜に覆われやすい金属においては、導電性が著しく低下するおそれがある。 Furthermore, in the method using the thermosetting resin, the resin remains in the wiring pattern because a method of hardening with the cured resin is used. Although this method can produce a conductive circuit pattern that is not fine but inexpensive for applications that may have a relatively high electrical resistance, the residual resin may deteriorate the conductivity. In addition, in a metal that is easily covered with an insulating oxide film such as copper, there is a risk that the conductivity is significantly lowered.
さらに、基板全体を加熱焼結するという方法では、硬化樹脂を使用しないため高導電率の電気配線を形成できるものの、基板全体を加熱するため耐熱性に乏しい樹脂からなる基板が使用できないおそれがある。 Furthermore, in the method of heating and sintering the entire substrate, a cured resin is not used, so that a highly conductive electrical wiring can be formed. However, since the entire substrate is heated, there is a possibility that a substrate made of a resin having poor heat resistance cannot be used. .
本発明の目的は、十分な導電性、簡便な工程、十分な回路形成速度、コストの低減を実現する導電性回路形成方法および導電回路装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a conductive circuit forming method and a conductive circuit device that realize sufficient conductivity, simple processes, sufficient circuit formation speed, and cost reduction.
本発明の第一の態様は、基板を室温以下に冷却して配線パターンを印刷し、前記配線パターンに光を照射することにより導電性回路を形成する方法であって、前記配線パターンの印刷には、平均粒子径が20nm以下の微粒子を含む導電性材料を使用し、前記配線パターンに光を照射する照射光学系が、光を生成する光生成光学系、及び、前記光の照射パターンを帯状となるように整形する整形光学系を含み、前記照射光学系により照射される前記光の照射パターンを前記基板に対して、前記配線パターンが前記光を通過するように相対的に移動させることにより、前記基板に印刷された配線パターン全幅に渡って前記光を照射することを特徴とする。
本発明の第二の態様は、基板に配線パターンを印刷し、前記配線パターンに光を照射することにより導電性回路を形成する方法において、前記配線パターンの印刷には、平均粒子径が20nm以下の微粒子を含む導電性材料を使用し、前記配線パターンに光を照射する照射光学系が、光を生成する光生成光学系、及び、前記光の照射パターンを帯状となるように整形する整形光学系を含み、前記基板に、室温以下に冷却されたロールを接触させ、前記照射光学系により照射される前記光の照射パターンを前記基板に対して、前記配線パターンが前記光を通過するように相対的に移動させることにより、前記基板に印刷された配線パターン全幅に渡って前記光を照射することを特徴とする。
A first aspect of the present invention is a method of forming a conductive circuit by cooling a substrate to room temperature or lower, printing a wiring pattern, and irradiating the wiring pattern with light, and printing the wiring pattern. Uses a conductive material containing fine particles having an average particle diameter of 20 nm or less, and the irradiation optical system for irradiating the wiring pattern with light has a light generation optical system for generating light, and the light irradiation pattern has a belt shape. A shaping optical system for shaping so that the irradiation pattern of the light irradiated by the irradiation optical system is moved relative to the substrate so that the wiring pattern passes the light. The light is irradiated over the entire width of the wiring pattern printed on the substrate.
According to a second aspect of the present invention, in the method for forming a conductive circuit by printing a wiring pattern on a substrate and irradiating the wiring pattern with light, the wiring pattern is printed with an average particle diameter of 20 nm or less. A light generating optical system that generates light, and shaping optics that shapes the light irradiation pattern into a band shape A roll cooled to room temperature or lower is brought into contact with the substrate, and the irradiation pattern of the light irradiated by the irradiation optical system is set so that the wiring pattern passes through the light with respect to the substrate. The light is irradiated over the entire width of the wiring pattern printed on the substrate by being relatively moved.
本発明の第三の態様は、第一または第二の態様に記載の発明において、前記光が可視光であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the light is visible light.
本発明の第四の態様は、第一ないし第三の態様に記載の発明において、前記整形光学系は、前記基板に照射される前記光を均一強度分布となるように整形することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the shaping optical system shapes the light applied to the substrate so as to have a uniform intensity distribution. To do.
本発明の第五の態様は、第一ないし第四のいずれかの態様に記載の発明において、前記微粒子が、金、銀、銅のいずれかを含む金属であることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the fine particles are a metal containing any one of gold, silver, and copper.
本発明の第六の態様は、第一ないし第四のいずれかの態様に記載の発明において、前記微粒子が、金、銀、銅のいずれかを含む金属の酸化物を含むことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the fine particles include an oxide of a metal containing any one of gold, silver, and copper. .
本発明の第七の態様は、第一ないし第六のいずれかの態様に記載の発明において、前記基板が、ポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリエチレンナフタレート基板、液晶ポリマ基板のいずれかであることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the substrate is any one of a polyimide substrate, a polyethylene terephthalate substrate, a polyethylene naphthalate substrate, and a liquid crystal polymer substrate. It is characterized by.
本発明の第八の態様は、第一ないし第七のいずれかの態様に記載の発明において、前記光生成光学系の光源が、レーザ発振機を有することを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the light source of the light generation optical system includes a laser oscillator.
本発明の第九の態様は、第八の態様に記載の発明において、前記レーザ発振機として、固体素子レーザを用いることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention described in the eighth aspect, a solid state laser is used as the laser oscillator.
本発明の第十の態様は、第九の態様に記載の発明において、前記固体素子レーザとして、窒化物半導体レーザダイオード、YAGレーザを用いることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention described in the ninth aspect, a nitride semiconductor laser diode or a YAG laser is used as the solid-state laser.
本発明の第十一の態様は、第一ないし第十のいずれかの態様に記載の発明において、前記照射光学系が、シリンドリカルレンズ、Fθレンズのいずれか、又はその両方を含むことを特徴とする。
An eleventh aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to tenth aspects, wherein the irradiation optical system includes a cylindrical lens, an Fθ lens, or both. To do.
本発明の第十二の態様は、第一ないし第十一のいずれかの態様に記載の発明において、前記照射光学系が、スリット、レンズ、ミラー、シャッター、光学フィルター、光ファイバーのいずれかの組み合わせ、又はすべての組み合わせからなる光学系を含むことを特徴とする。
A twelfth aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the irradiation optical system is a combination of any one of a slit, a lens, a mirror, a shutter, an optical filter, and an optical fiber. Or an optical system composed of all combinations.
本発明の第十三の態様は、第一ないし第七のいずれかの態様に記載の発明において、前記光生成光学系の光源が、発光ダイオード、ハロゲンランプ、アークランプ、フラッシュランプ、水銀ランプ、白熱球のいずれかであることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the light source of the light generation optical system is a light emitting diode, a halogen lamp, an arc lamp, a flash lamp, a mercury lamp, It is one of incandescent bulbs.
本発明の第十四の態様は、第一ないし第十三のいずれかの態様に記載の発明において、前記照射光学系が、波長300nm以下、および波長700nm以上の光を遮断する光学系を含むことを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to thirteenth aspects, the irradiation optical system includes an optical system that blocks light having a wavelength of 300 nm or less and a wavelength of 700 nm or more. It is characterized by that.
発明の第十五の態様は、第一ないし第十四のいずれかの態様に記載の導電性回路形成方法を用いて作成した導電性回路を有する導電回路装置である。
A fifteenth aspect of the invention is a conductive circuit device having a conductive circuit created by using the conductive circuit forming method according to any one of the first to fourteenth aspects.
本発明によれば、十分な導電性、簡便な工程、十分な回路形成速度、コストの低減を実現することができる。 According to the present invention, sufficient conductivity, a simple process, a sufficient circuit formation speed, and cost reduction can be realized.
発明者らは、十分な導電性、簡便な工程、コストの低減、十分な回路形成速度を実現することができる導電性回路形成方法について種々検討した。
発明者らは、まず、光を照射することにより導電性薄膜を形成する方法に着目した。
ただし、上述の通り、前駆体物質の電気化学的反応による金属の析出現象を利用する光照射方法では、様々な不具合が生ずるおそれがある。
そこで、発明者らは、ナノメートルサイズの導電性材料微粒子を溶媒に分散させた分散液(以降、微粒子インクともいう)を用いて、前記微粒子に対して光吸収による加熱を行い、焼結させるという方法の有効性に着目した。
特に、前記微粒子を、直径20nm程度以下の導電性材料からなるようにした場合、著しく融点が低下することに着目した。
さらに、前記微粒子が直径20nm程度以下のサイズになると、量子サイズ効果により、青色から紫外域にかけて金属の表面プラズモンによる特異な光吸収が発生し、それと合わせて可視域から紫外域に至る幅広い波長領域に光吸収が生じるため、光による効率的な加熱が可能となるという特徴に着目した。
The inventors have studied various methods for forming a conductive circuit capable of realizing sufficient conductivity, simple process, cost reduction, and sufficient circuit formation speed.
The inventors first focused on a method of forming a conductive thin film by irradiating light.
However, as described above, the light irradiation method using the metal precipitation phenomenon caused by the electrochemical reaction of the precursor substance may cause various problems.
Therefore, the inventors use a dispersion liquid in which nanometer-sized conductive material fine particles are dispersed in a solvent (hereinafter also referred to as fine particle ink), heat the fine particles by light absorption, and sinter the fine particles. We focused on the effectiveness of the method.
In particular, when the fine particles are made of a conductive material having a diameter of about 20 nm or less, the melting point is remarkably lowered.
Furthermore, when the fine particles have a size of about 20 nm or less in diameter, due to the quantum size effect, specific light absorption by the surface plasmon of the metal occurs from the blue to the ultraviolet region, and together with this, a wide wavelength range from the visible region to the ultraviolet region. Focusing on the feature that light can be efficiently heated by light because of light absorption.
しかしながら、従来のレーザ光照射による方法では、レジストを使用することなく所望の配線パターンを得られるという利点はあるもの、微細な配線ラインを順次レーザ走査で描画するため、描画する時間を長く要する。そのため、単に従来のレーザ光照射による方法を用いるだけでは、スループットの点で難がある。 However, the conventional method using laser light irradiation has an advantage that a desired wiring pattern can be obtained without using a resist. However, since fine wiring lines are sequentially drawn by laser scanning, a long drawing time is required. For this reason, there is a difficulty in throughput simply by using the conventional method of laser light irradiation.
そこで、発明者らは、量産が容易、かつスループットが高い印刷法を用いて所望の配線パターンを基板上に形成した上で、帯状に広げた照射パターンを有する光にて一括して光照射を行うことにより、所望の導電性回路配線パターンを効率よく焼結、形成できることを見出した。
この知見を基に、本発明を実施するための形態を、図面を用いながら説明する。
Therefore, the inventors formed a desired wiring pattern on a substrate using a printing method that is easy to mass-produce and has a high throughput, and then collectively irradiated with light having an irradiation pattern spread in a strip shape. As a result, it was found that a desired conductive circuit wiring pattern can be efficiently sintered and formed.
Based on this knowledge, the form for implementing this invention is demonstrated, using drawing.
図1に、本実施形態にかかる導電性回路形成方法を用いた装置の概略構成を示す。
図1に示されるように、本実施形態にかかる導電性回路形成方法を用いた装置は、導電性回路が形成される基板14を巻き取るために用いられるロール1,4と、基板14上に所望の導電性回路の配線パターンを印刷するために用いられる印刷機2と、印刷された配前記線パターンに光10を照射するために用いられる照射光学系により構成されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus using the conductive circuit forming method according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the apparatus using the conductive circuit forming method according to the present embodiment includes
まず、前記基板14は、例えば長尺の形状を有する基体であり、前記基板14の上に所
望の導電性回路の配線パターンが形成されたTAB(Tape Automated Bonding)テープやCOF(Chip on Film)の製造に用いられる。
このように長尺の基板14上に配線パターンが形成されたTABテープやCOFテープを製造する際には、ロール・トウ・ロール(Role―to―role)法を用いて製造する。すなわち、図1に示すように、送り出し側ロール1と巻き取り側ロール4を矢印方向に回転させることにより、長尺の基板14を矢印方向に搬送する。
First, the
When manufacturing a TAB tape or a COF tape having a wiring pattern formed on a
前記基板14としては、例えば、ガラス基板、セラミック基板のほか、樹脂基板を使用することができる。特に、前記樹脂基板においては、テフロン(登録商標)樹脂、液晶ポリマ樹脂、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、 ビスマレイドトリアジン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等多種多様な樹脂基板や樹脂フィルムを使用することができる。
As the
次に、前記印刷機2に前記基板14を通過させることにより、前記基板14上に所望の導電性回路の配線パターンを印刷する。前記印刷機2には従来の印刷機を用いてもよく、例えば、量産が容易、かつスループットが高いフレキソ印刷機が挙げられる。
Next, the wiring pattern of a desired conductive circuit is printed on the
前記印刷機2による配線パターンの印刷には、導電性材料からなる微粒子インクが用いられる。
前記導電性材料2としては、各種の金属、金属化合物、これらの酸化物が挙げられる。また、前記金属としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケル、スズ、チタン、マンガン、インジウム、ガリウム、亜鉛、マグネシウム、タンタル、クロム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。さらに、これらの金属の合金、金属間化合物を用いてもよく、これらの金属・合金の酸化物、窒化物、炭化物を用いてもよい。なお、他に有望な金属としては、ナノ粒子が入手困難ではあるものの、白金族と呼ばれるルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムが考えられる。
また、前記導電性材料からなる微粒子インクには、平均粒子径が20nm以下の微粒子を含む導電性材料を使用する。上述の通り、平均粒子径が20nm程度以下の微粒子を含む導電性材料を用いると、著しく融点が低下し、光による効率的な加熱が可能となるためである。
なお、前記平均粒子径とは、透過型電子顕微鏡により測定した粒子径の粒度分布から求めた平均径のことであって、平均径は、粒度分布を小粒子径側から積算した積算値50%の粒度のことである。
また、前記微粒子インクは、ペースト状ないし液体状であって塗布に適するものが良く、必要に応じて溶媒量を加減して粘度を調整するのがよい。また、前記溶媒中における金属微粒子の分散性・塗布均一性を高めるために、前記金属微粒子には、界面活性剤などの適当な有機凝縮防止層が設けられてもよい。
For the printing of the wiring pattern by the
Examples of the
For the fine particle ink made of the conductive material, a conductive material containing fine particles having an average particle size of 20 nm or less is used. As described above, when a conductive material containing fine particles having an average particle diameter of about 20 nm or less is used, the melting point is remarkably lowered, and efficient heating with light becomes possible.
The average particle diameter is an average diameter obtained from the particle size distribution measured with a transmission electron microscope, and the average diameter is an integrated value of 50% obtained by integrating the particle size distribution from the small particle diameter side. It is the grain size of.
The fine particle ink is preferably in the form of a paste or liquid and is suitable for application, and the viscosity is preferably adjusted by adjusting the amount of solvent as necessary. In order to improve the dispersibility and coating uniformity of the metal fine particles in the solvent, the metal fine particles may be provided with an appropriate organic condensation prevention layer such as a surfactant.
次に、前記基板14に印刷された配線パターンに、照射光学系を用いて光10を照射する。この光照射により、導電性材料からなる配線パターンを基板14上に焼結させ、TABテープやCOFテープを作製し、ひいてはこれらのテープから導電回路装置を作製する。
Next, the
前記照射光学系は、光10を生成する光生成光学系、及び、前記光10の照射パターンを帯状となるように整形する整形光学系を含む。 The irradiation optical system includes a light generation optical system that generates the light 10 and a shaping optical system that shapes the irradiation pattern of the light 10 into a band shape.
前記光生成光学系においては、光源9によって光10を生成する。前記光10は可視光であることが好ましい。また、前記光源9は、可視光10を発生させる発光光源であれば
よいが、レーザ発振機であることが好ましい。光学系の設計においては、レーザ発振機である光源が扱いやすいためである。また、平行度の高いビームを放射するためコリメーションが容易であり、ミラーやレンズなどの光学系を簡素にできる利点を有するほか、単色化のためのカットフィルターが不要であり、発光出力を有効に使えるためである。
また、前記レーザ発振機としては、Arレーザ、Ho―Cdレーザなどのガスレーザ、窒化ガリウム系レーザダイオードなどの半導体レーザ、YAG、YV04などの固体レーザが挙げられる。比較的安価で使いやすいレーザであるためである。
In the light generation optical system, light 10 is generated by a
Examples of the laser oscillator include gas lasers such as Ar lasers and Ho—Cd lasers, semiconductor lasers such as gallium nitride laser diodes, and solid-state lasers such as YAG and YV04. This is because the laser is relatively inexpensive and easy to use.
次に、前記整形光学系においては、前記光生成光学系によって生成された可視光10(以降、レーザ10ともいう)の照射パターンを帯状となるように整形する。前記レーザ10の照射パターンは、帯状であることに加え、均一強度分布となるように成形させることが好ましい。
Next, in the shaping optical system, the irradiation pattern of the visible light 10 (hereinafter also referred to as laser 10) generated by the light generation optical system is shaped so as to be a band shape. The irradiation pattern of the
前記レーザ10の照射パターンの整形を行うためには、平面ミラー8によりレーザ10を反射させ、この反射させたレーザ10がシリンドリカルレンズ7、Fθレンズ6のいずれか、又はその両方を通過するようにすることが好ましい。レーザ10の強度分布を抑えつつも、レーザ10の照射パターンをなるべく均―に帯状に広げるためである。
前記シリンドリカルレンズ7には、例えば平凹型のものが挙げられる。また、必要に応じてこれに直交するように平凸型のレンズを組み合わせて、レーザ10のフォーカスを調整すると同時に実効光強度を変化させることもできる。
また、前記Fθレンズ6を光学系に挿入することによって、レーザ照射部5の幅を広げることによるフィルム幅方向両端のレーザの強度の低下を防止できる。
In order to shape the irradiation pattern of the
Examples of the
Further, by inserting the
そして、図1に示すように、前記整形光学系により前記レーザ10の照射パターンを帯状として均一強度分布となるように整形し、前記レーザ照射部5を前記基板14に対して相対的に移動させる。
例えば、図1に示すように、レーザ照射部5の照射位置を固定した帯状の照射パターンを有するレーザ10に対して、前記ロール1,4で基板14を搬送することにより、少なくとも配線パターン部分の全幅が含まれるように、レーザ10に対して基板14を直角に交差するように通過させる。好ましくは、基板14の全幅が含まれるように、レーザ10に対して基板14を通過させる。
逆に、前記基板14上に印刷された導電性材料からなる配線パターンの全幅を焼結させるために、固定した基板14に対して帯状のレーザ10を移動させてもよい。この場合、前記照射光学系そのもの又はその一部を移動させてもよいし、平面ミラー8、シリンドリカルレンズ7、Fθレンズ6などの傾きを変化させることにより、基板14に照射されるレーザ照射部5を移動させてもよい。
Then, as shown in FIG. 1, the shaping optical system shapes the irradiation pattern of the
For example, as shown in FIG. 1, by transporting the
Conversely, the belt-
なお、基板14の全幅がレーザ照射部5を通過するならば、基板14の搬送方向に対してレーザ照射部5を直交させるのではなく、斜めにしてもよい。また、基板14上に照射される帯状の照射パターンを有するレーザ10の幅においては、ライン状のように細くする以外にも、光照射の際に適切な面強度が得られるならば、レーザ10の照射パターンの幅を拡げて幅広の帯状とすることも可能である。また、基板14上への光照射にムラが生じない程度に、レーザ10の帯状の照射パターンが湾曲していてもよい。
If the entire width of the
つまり、本実施形態では、配線パターン部分の全幅がレーザ照射部5に含まれるように、帯状かつ均一強度分布の照射パターンを有するレーザ10が同時かつ一括に照射される。その結果、本実施形態においては、基板14上の配線パターンにおけるレーザ照射部5において、配線パターンが同時かつ一括して焼結される。
In other words, in the present embodiment, the
上述のように、帯状かつ均一強度分布の照射パターンを有するレーザ10を用いて同時
かつ一括して配線パターンを焼結することにより、以下のような利点を有することになる。
すなわち、レーザ10の照射パターンを帯状に広げれば、レーザ照射部5に配線パターンを印刷した基板14を通すだけで、基板14の全面を焼結させることができるという利点を有する。
また、基板14の全面を焼結させることができるという利点を有しながらも、基板14にダメージを与えることなく配線を形成することが可能になる。具体的には、光照射を受けると前記微粒子の温度は光吸収によって急激に上昇し、隣接する粒子と融着、融合すると考えられる。さらに、基板14との界面においても物理的、化学的効果によって接着すると考えられる。このとき、前記微粒子の温度上昇が極めて高速であるため、熱伝導による前記微粒子の周囲の温度上昇はわずかであり、仮に基板14が比較的耐熱性のない樹脂フィルムにより形成されていたとしても、前記樹脂フィルム全体が溶けることなく配線を形成できる。
さらに、図1に示すように、本実施形態では、長尺の基板14を一様連続に移動させながらの配線パターンの印刷及び光照射による焼結が可能であるため、量産性に優れる。
その結果、基板14を通すだけで配線を焼結させることができるので、従来のような長い描画時間を要することなく、十分な回路形成速度を実現することができる。
As described above, by simultaneously and collectively sintering the wiring pattern using the
That is, if the irradiation pattern of the
In addition, the wiring can be formed without damaging the
Furthermore, as shown in FIG. 1, in this embodiment, since the wiring pattern can be printed and sintered by light irradiation while moving the
As a result, since the wiring can be sintered only by passing through the
なお、本実施形態の変形例が記載された図2に示すように、前記照射光学系においては、スリット12、光学フィルター13、レンズ11、ミラー、シャッター、光ファイバー(以上は図示せず)のいずれかの組み合わせ、又はすべての組み合わせからなる光学系を含むことが好ましい。レーザの強度、波長、形状などの制御がしやすくなると共に、外乱光などによるノイズの影響を抑止し、また機器の設置位置に自由度が増し、よりコンパクトな配置が可能となるためである。
As shown in FIG. 2 in which a modification of the present embodiment is described, any of the
ここまででは、前記光生成光学系の光源9がレーザである場合について説明したが、前記光源9は発光ダイオード、ハロゲンランプ、アークランプ、フラッシュランプ、水銀ランプ、白熱球のいずれかであってもよい。高出力の発光ダイオードを光源9とする場合は、単色光源なのでフィルターは不要となり、比較的使いやすい。また、これらの光源を使用する場合、種々の波長を選択できること、単色光でないこと、光源装置が比較的安価であるという利点がある。
また、白熱球やハロゲンランプなどを用いた光源9は、焦点において虚像となるフィラメント像を形成してしまい、照射強度が均―にならなくなるおそれがあるものの、例えば、前記整形光学系にシャッター機能付スリット12を設けることによって、光源9が擬似的に点光源となるように光を絞り、そして最終的に可視光10の照射パターンの形状をライン状ないし幅広の帯状に整形し、照射強度を均―にすることができる。
So far, the case where the
In addition, the
なお、前記光生成光学系の光源9においては、特に、レーザ以外の光源9を使用する場合には、光源9が光焼結に必要な波長域以外にも幅広い波長域の光を放射するため、余分な波長域をフィルター、プリズムなどで遮断するのが好ましい。具体的には、波長300nm以下、および波長700nm以上の光を遮断するのが好ましい。
なぜなら、波長300nm以下の紫外域の強い光は、樹脂基板を劣化させるおそれがあるためである。また、微粒子インクの吸収係数が高く、印刷した微粒子インクの表面でだけ強く吸収されすぎて、深部において十分に焼結が進まず、密着性を低下させる原因になるためである。例えば、ナノ粒子を直接加熱しない白熱球などにおいて、余分な波長域をフィルター、プリズムなどで遮断して照射すれば、赤外光による加熱による焼結を抑えることができ、基板14へのダメージを軽減することができる。
一方、波長700nm以上の赤色、赤外域の強い熱線は、不必要に基板14を加熱し、配線金属が基板14に拡散してしまうおそれがあるためである。なお、700nm以上の光をカットするフィルターを入れた場合、フィルターによる光損失が大きいことから、強
力な光強度を有する光源9を用いるのが好ましい。
Note that, in the
This is because strong ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less may deteriorate the resin substrate. Further, the absorption coefficient of the fine particle ink is high, and it is absorbed too strongly only on the surface of the printed fine particle ink, so that sintering does not proceed sufficiently in the deep part, which causes a decrease in adhesion. For example, in an incandescent sphere that does not directly heat the nanoparticles, if the excess wavelength region is cut off with a filter, prism or the like and irradiated, sintering due to heating by infrared light can be suppressed, and damage to the
On the other hand, the red and infrared heat rays having a wavelength of 700 nm or more may cause the
ここで、本実施形態の変形例について説明する。
まず、室温以下に冷却した基板14に対して配線パターンを印刷し、前記基板14にレーザを照射してもよい。また、図2に示すように、ロール1,4を利用して基板14を搬送する際、配線パターンの印刷される面の反対面の、基板14上においてレーザ照射部5に対応する位置に、基板14の速度に合わせて回転させた冷却ロール3を接触させながら、レーザ照射を行ってもよい。これにより、配線の断面積が大きい場合、または耐熱性に乏しい基板14を用いる必要がある場合、レーザ照射時に基板材料を冷却することにより、配線パターン部分以外の部分の基板14へのダメージを軽減することができる。
なお、前記冷却ロール3の代わりに、冷却ステージ上に基板を密着させて熱伝導により冷却してもよい。
その他にも、冷気を基板14に当てることにより基板14を冷却してもよい。また、基板14全体を恒温層の中に収納して冷却しながら、導電性回路を形成してもよい。
Here, a modified example of the present embodiment will be described.
First, a wiring pattern may be printed on the
Instead of the
In addition, the
本実施形態の導電性回路及び導電回路装置は、以下のように形成及び製造される。
図1に示すように、まず、巻き取ることにより搬送させるために、長尺の基板14をロール1,4に設置する。
次に、前記基板14をロール1,4による巻き取りを利用して搬送しながら、所望の導電性回路の配線パターンを、従来の印刷機2により、平均粒子径が20nm以下の微粒子を含む導電性材料を使用して、基板14上に印刷する。
そして、照射光学系から、前記配線パターン全幅に対して、帯状の照射パターンを有する光10を照射する。
この光10の照射により基板上に印刷された導電性材料を焼結させ、前記基板14の上に所望の導電性回路の配線パターンが形成されたTABテープやCOFを製造する。
最後に、前記TABテープやCOFから所望の部分を切り出し、導電回路装置を製造する。
The conductive circuit and conductive circuit device of this embodiment are formed and manufactured as follows.
As shown in FIG. 1, first, a
Next, while transporting the
And the light 10 which has a strip | belt-shaped irradiation pattern with respect to the said wiring pattern full width is irradiated from an irradiation optical system.
The conductive material printed on the substrate is sintered by the irradiation of the light 10 to produce a TAB tape or COF in which a wiring pattern of a desired conductive circuit is formed on the
Finally, a desired portion is cut out from the TAB tape or COF to manufacture a conductive circuit device.
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、光照射による焼結方法を用いることにより、基板14全体を加熱焼結せずとも、導電性材料における微粒子を直接加熱できるため、基板14の温度上昇を大幅に下げることが可能となり、耐熱性に乏しい材料を基板として使うことも可能となる。また、残留樹脂などによる導電率の悪化についても心配なく、十分な導電性を有する導電性回路を形成することができる。
さらに、光照射により配線パターンを描画する場合に比べ、レーザ照射部5に配線パターンを印刷した基板14を通すだけで基板14の全面を焼結させるという簡便な工程で済むことにより、十分な回路形成速度で導電性回路を形成することができる。
その結果、コストの低減が可能となり、従来よりもスループットを大幅に改善することが可能となる。
なお、本実施形態の導電性回路形成方法により作製された導電回路装置は、回路基板、配線板、電子部品及び機器として好適であり、特にプリント配線板や半導体装置の配線に好適である。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
That is, by using a sintering method by light irradiation, the fine particles in the conductive material can be directly heated without heating and sintering the
Furthermore, as compared with the case where a wiring pattern is drawn by light irradiation, a simple process of sintering the entire surface of the
As a result, the cost can be reduced, and the throughput can be greatly improved as compared with the prior art.
Note that the conductive circuit device manufactured by the conductive circuit forming method of the present embodiment is suitable as a circuit board, a wiring board, an electronic component, and a device, and particularly suitable for wiring of a printed wiring board or a semiconductor device.
次に、本発明について、本実施例の導電性回路形成方法の説明図である図1を用いて説明する。 Next, the present invention will be described with reference to FIG. 1, which is an explanatory view of the conductive circuit forming method of the present embodiment.
(平均粒子径)
まず、長尺である厚さ40μm、幅35mmのPI(ポリイミド)フィルムである基板14(以降、フィルム14ともいう)を、長手方向に搬送するためにロール1,4に設置
した。フィルム14の送出速度は概ね2m/分とした。
次に、前記フィルム14上に、フレキソ印刷法を使用した印刷機2により線幅5μm、線間5μmのラインアンドスペース配線パターンおよび密着性評価用ベタ膜を印刷した。印刷に使用した微粒子インクには銅微粒子を含む銅インク7種類を用い、その平均粒子径は各々約1nm、3nm、10nm、20nm(以上、実施例1〜4)、50nm、100nm、1μm(以上、比較例1〜3)とした。
印刷後、前記配線パターンが印刷された前記フィルム上に対して、光源9から、帯状(基板長手方向25μm×基板幅方向40mm)に広げた照射パターンを有するレーザ10を照射した。光源9には、波長532nmのYAGレーザを使用した。レーザ出力は1kWとした。ここでは、コリメートされたレーザ10を平面ミラー8と平凹型のシリンドリカルレンズ7、及びFθレンズ6を組み合わせて導き、前記フィルム14の印刷面に照射されるレーザ10の強度が、前記フィルム14の中央部分と幅方向両端部分において均一となるようにした。
また、レーザ10照射時のフィルム冷却用ロール3の温度は制御せず、室温とした。
(Average particle size)
First, a substrate 14 (hereinafter also referred to as a film 14), which is a long PI (polyimide) film having a thickness of 40 μm and a width of 35 mm, was placed on
Next, a line and space wiring pattern having a line width of 5 μm and a line spacing of 5 μm and a solid film for adhesion evaluation were printed on the
After printing, the
Further, the temperature of the
以上の条件下で、フィルム14上に形成された配線パターンに対し、レーザ10照射による焼結を行い、導電率と密着性について評価した。
前記導電率については、デジタルマルチメーターにより抵抗を測定し、線幅、膜厚、測定距離から導電率を測定した。前記密着性については、JIS C5012に基づいた90°剥離法で試験をおこなった。図3に測定結果を示す。
Under the above conditions, the wiring pattern formed on the
About the said electrical conductivity, resistance was measured with the digital multimeter and the electrical conductivity was measured from line | wire width, the film thickness, and the measurement distance. About the said adhesiveness, it tested by the 90 degree peeling method based on JISC5012. FIG. 3 shows the measurement results.
図3に示されるように、銅微粒子の平均粒子径によって導電率及び密着性に差異が見られる。具体的には、銅微粒子の平均粒子径が20nm以下のサイズ(実施例1〜4)においては導電率、密着性ともに概ね良好な結果が得られた。
その一方、平均粒子径が20nmを越えたサイズ(比較例1〜3)の粒子からなる微粒子インクでは、レーザの照射条件などを調整しても導電率および密着性は改善しなかった。なお、平均粒子径が1μmのものは、そもそも金属膜になっていなかった。
As shown in FIG. 3, the conductivity and adhesion are different depending on the average particle diameter of the copper fine particles. Specifically, in the size (Examples 1 to 4) where the average particle diameter of the copper fine particles was 20 nm or less, generally good results were obtained in both conductivity and adhesion.
On the other hand, in the fine particle ink composed of particles having an average particle diameter exceeding 20 nm (Comparative Examples 1 to 3), the conductivity and adhesion were not improved even when the laser irradiation conditions were adjusted. In addition, the thing with an average particle diameter of 1 micrometer was not a metal film in the first place.
(導電性材料の種類)
実施例5〜7において、微粒子インクの導電性材料となる金属として金、銀、銅を各々使用し、印刷用のインクに粒径約3nmの金属ナノ粒子を含む微粒子インクを使用したこと以外は、前記実施例1〜4と同様に、配線パターンを形成した。
導電率と密着性の評価結果について、図4に示す。図4に示されるように、いずれの金属においても良好な導電率と密着性が得られた。
(Type of conductive material)
In Examples 5 to 7, except that gold, silver, and copper were used as the conductive materials of the fine particle ink, respectively, and the fine particle ink containing metal nanoparticles having a particle diameter of about 3 nm was used as the printing ink. In the same manner as in Examples 1 to 4, a wiring pattern was formed.
The evaluation results of conductivity and adhesion are shown in FIG. As shown in FIG. 4, good conductivity and adhesion were obtained with any metal.
(基板の種類)
実施例8〜15において、基板14としてPIフィルム、LCP(液晶ポリマ樹脂)フィルム、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、ガラス基板を各々使用し、印刷用のインクに粒径約3nmの金属ナノ粒子を含む微粒子インクを使用したこと以外は、前記実施例1〜4と同様に、配線パターンを形成した。なお、PET及びPEN(実施例11〜14)については、密着性を向上させるために照射強度を増すとフィルムの変形が生じるおそれがあるため、フィルム冷却用ロール3の温度を室温から5℃に下げた。
導電率と密着性の評価結果について、図5に示す。図5に示されるように、いずれの基板においても良好な導電率と密着性が得られた。
(Substrate type)
In Examples 8 to 15, the
The evaluation results of conductivity and adhesion are shown in FIG. As shown in FIG. 5, good conductivity and adhesion were obtained in any of the substrates.
(光源の種類および波長)
実施例16〜31において、光源9としてGaN系LD(レーザダイオード)、YAGレーザ、Arレーザ、He−Cdレーザ、KrFレーザ、GaN系LED(発光ダイオー
ド)、ハロゲンランプ、アークランプ、フラッシュランプ、水銀ランプ、白熱球を各々使用し、波長を248nm〜1064nmの範囲で設定し、印刷用のインクに粒径約3nmの金属ナノ粒子を含む微粒子インクを使用したこと以外は、前記実施例1〜4と同様に、配線パターンを形成した。なお、その際、ハロゲンランプおよび白熱球においては、300nm〜700nmの波長域を透過するバンドバスフィルター13を光学系に挿入し、この有無毎に試験を行った。導電率と密着性の評価結果について、図6に示す。
(Light source type and wavelength)
In Examples 16 to 31, GaN-based LD (laser diode), YAG laser, Ar laser, He—Cd laser, KrF laser, GaN-based LED (light emitting diode), halogen lamp, arc lamp, flash lamp, mercury as
まず、レーザを用いた光源の場合(実施例16〜23)について説明する。
図6に示されるように、いずれの光源においても実用可能な導電率と密着性が得られた。
特に、GaN系LD、YAGレーザ、Arレーザの場合、良好な導電率と密着性が得られた。また、波長300nm以下、および波長700nm以上の光を有しない光源の場合、良好な導電率と密着性が得られた。なお、波長266nm以下のレーザではフィルムに曇りが生じたものの、実用可能な導電率と密着性が得られた。
First, the case of the light source using a laser (Examples 16 to 23) will be described.
As shown in FIG. 6, practical conductivity and adhesion were obtained with any light source.
In particular, in the case of GaN-based LD, YAG laser, and Ar laser, good conductivity and adhesion were obtained. In the case of a light source that does not have light with a wavelength of 300 nm or less and a wavelength of 700 nm or more, good conductivity and adhesion were obtained. The laser with a wavelength of 266 nm or less produced a practical conductivity and adhesion, although the film was clouded.
次に、発光ダイオード(実施例24)、ランプ類(実施例25〜31)を用いた光源について説明する。
図6に示されるように、いずれの光源においても実用可能な導電率と密着性が得られた。特に、ハロゲンランプ及び白熱球(実施例26及び31)については、波長300nm以下、および波長700nm以上の光を遮断するバンドパスフィルター13を光学系として挿入することによって、良好な導電率と密着性が得られた。
Next, a light source using a light emitting diode (Example 24) and lamps (Examples 25 to 31) will be described.
As shown in FIG. 6, practical conductivity and adhesion were obtained with any light source. In particular, for halogen lamps and incandescent bulbs (Examples 26 and 31), good conductivity and adhesion can be obtained by inserting a
1 送り出し側ロール
2 印刷機
3 冷却ロール
4 巻き取り側ロール
5 レーザ照射部
6 Fθレンズ
7 シリンドリカルレンズ
8 平面ミラー
9 レーザ光源
10 照射光
11 レンズ
12 シャッター機能付きスリット
13 光学フィルター
14 基板
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記配線パターンの印刷には、平均粒子径が20nm以下の微粒子を含む導電性材料を使用し、
前記配線パターンに光を照射する照射光学系が、光を生成する光生成光学系、及び、前記光の照射パターンを帯状となるように整形する整形光学系を含み、
前記照射光学系により照射される前記光の照射パターンを前記基板に対して、前記配線パターンが前記光を通過するように相対的に移動させることにより、前記基板に印刷された配線パターン全幅に渡って前記光を照射することを特徴とする導電性回路形成方法。 A method of forming a conductive circuit by printing a wiring pattern by cooling the substrate to room temperature or lower, and irradiating the wiring pattern with light.
For the printing of the wiring pattern, a conductive material containing fine particles having an average particle size of 20 nm or less is used,
The irradiation optical system that irradiates light to the wiring pattern includes a light generation optical system that generates light, and a shaping optical system that shapes the irradiation pattern of light so as to have a band shape,
By moving the irradiation pattern of the light irradiated by the irradiation optical system relative to the substrate so that the wiring pattern passes through the light, the entire width of the wiring pattern printed on the substrate is obtained. And irradiating the light with a conductive circuit.
前記配線パターンの印刷には、平均粒子径が20nm以下の微粒子を含む導電性材料を使用し、For the printing of the wiring pattern, a conductive material containing fine particles having an average particle size of 20 nm or less is used,
前記配線パターンに光を照射する照射光学系が、光を生成する光生成光学系、及び、前記光の照射パターンを帯状となるように整形する整形光学系を含み、The irradiation optical system that irradiates light to the wiring pattern includes a light generation optical system that generates light, and a shaping optical system that shapes the irradiation pattern of light so as to have a band shape,
前記基板に、室温以下に冷却されたロールを接触させ、前記照射光学系により照射される前記光の照射パターンを前記基板に対して、前記配線パターンが前記光を通過するように相対的に移動させることにより、前記基板に印刷された配線パターン全幅に渡って前記光を照射することを特徴とする導電性回路形成方法。A roll cooled to room temperature or lower is brought into contact with the substrate, and the irradiation pattern of the light irradiated by the irradiation optical system is moved relative to the substrate so that the wiring pattern passes the light. By irradiating, the said light is irradiated over the wiring pattern full width printed on the said board | substrate, The conductive circuit formation method characterized by the above-mentioned.
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