(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バナジウムを成分として含まず、且つ銅の占有率が２０〜２５％の有機金ペーストを光透過性基板に印刷焼成して回路パターンを形成し、該回路パターンをエッチングして前記回路パターンに光透過部を形成することを特徴とする光透過性回路基板の作製方法。
【請求項２】
バナジウムを成分として含まず、且つ銅の占有率が２０〜２５％の有機金ペーストを光透過性基板に印刷焼成して回路パターンを形成し、該回路パターンをエッチングして前記回路パターンに光透過部を形成する光透過性回路基板の作製方法により作製された光透過性回路基板であって、
前記光透過性基板に形成した前記回路パターンに光透過部を備えることを特徴とする光透過性回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基板上に形成する回路パターンの形成に好適な有機金ペースト、該有機金ペーストを用いた回路基板及び回路基板の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光透過性を持った基板上へ金導体の電極パターンを形成する方法として、パターニングされたスクリーンを用いて直接回路パターンを有機金ペーストにて印刷焼成する方法が知られている。
【０００３】
光透過性の必要な部分には、回路パターンを印刷しなければ、基板の透明性は維持できるが、スクリーンのパターニングでは、回路線幅が数十ミクロン程度の微細なパターンの形成は、スクリーンの製版精度、あるいは有機金ペーストのチクソ性（ペースト印刷時に、スクリーン印刷したパターンの形状をにじまずに維持しようとする性質）の低さから困難であった。
【０００４】
このため、一般的に微細パターンを形成する場合には、まず光透過性基板に有機金ペーストを用いて、ベタ状態の導電膜を形成する。その後フォトエッチングプロセスにて回路パターンとして、不要な導体膜を溶解除去し、回路パターンを形成している。この方法では数十ミクロン程度のパターン幅の回路パターンを形成することが可能であるが、エッチングによって金導電体膜が溶解され、除去された部分には残渣物が基板表面に残存する。
【０００５】
この残渣物は有機金ペーストの焼成によって、燒結された膜中のエッチング液で溶解しない成分である。このため、本来光透過性基板を使用する目的である、光透過性基板に光を透過させる場合には、前記残渣物が透過光を遮断する作用をなし、光の透過率が低下するという問題があった。
【０００６】
以下前記問題点を図１に示す回路パターン形成工程に基づいて説明する。
図１の（Ａ）において、光透過性基板１は、透明性の基板、例えばソーダライムガラス基板であって、この光透過性基板１上に有機金ペースを印刷焼成法にて全面ベタ状態、又は部分的にベタ状態に印刷、焼成し、所定膜厚の導電体膜２を形成する。
【０００７】
次に、図１の（Ｂ）に示すように、前記導電体膜２上に感光性レジストを塗布した後、露光、現像を施し、回路パターンとして必要な導電体膜上にレジストをマスキング膜３として形成する。
【０００８】
さらに、図１の（Ｃ）のように、この基板にヨウ素、ヨウ化カリの水溶液であるエッチング液にて、非マスキング部分の導電体膜を溶解させる。この時に導電体膜の主成分である金はエッチング液に容易に溶解するが、その他の部分は溶解されずに残渣物４として基板上に残存する。
【０００９】
その後、図１の（Ｄ）に示すように、マスキング膜を除去すれば、必要な回路パターン２が透明基板上に形成される。この方法によれば数十ミクロンの微細パターンの形成が可能となる。
【００１０】
ところで、図４の表に示すように、前記有機金ペーストには主成分である金（Ａｕ）以外に、ビスマス（Ｂｉ）、シリコン（Ｓｉ）、バナジウム（Ｖ）、ボロン（Ｂ）、その他の微量成分を含有している。これらの微量成分中でビスマス、バナジウムなどは、導電体膜の下地である透明基板１との接着を司る働きがある。焼成中に５００℃以上の温度が加えられ、ビスマス、バナジウムが透明基板１との界面部分にて、ケミカルボンド作用が発生し、導電体膜２の下地との密着力を高めている。
【００１１】
この時、Ａｕ以外の微量成分は導電体膜（燒結膜）状態では、酸化物として燒結して入っており、エッチング液では溶解されない成分となっている。
【００１２】
通常の有機金ペーストでは、ペースト状態にてペースト中の金の含有量は１８〜３０％で、全微量成分が０．１〜数％含有されている。全微量成分のうち、ビスマスも多く含有させるのが一般的である。
また、焼成後の導電膜中の各微量成分の含有量は、一例を挙げれば、膜中の金含有量は９０％となり、残りの１０％が微量成分となる。但し、これはペースト状態での含有量が異なれば、それに伴って変化する。
【００１３】
この有機金ペースト中のビスマスの含有量を増やせば、それだけ導電体膜の密着力も高くなるが、図３に示すようにエッチング後の残渣物４ａの量が多くなり、透明基板１の光透過率をそれだけ低下させることになる。
【００１４】
また、エッチング後にこの残渣物を除去する方法もあるが、前記残渣物を除去する方法として、まず接触式により残渣物を拭き取り等で除去できるが、通常有機金ペーストによる導電体膜の膜厚は１ミクロン以下であり、接触式では回路パターンに傷を付け、パターンオープン不良を誘発する。
【００１５】
他の方法として、非接触式として酸等による溶解方法がある。例えば硝酸水溶液中で回路基板をディップすれば、残渣物は溶解され除去される。しかしこの時、導電体膜にて回路パターンを形成しているので、回路パターンと透明基板の界面部分にも硝酸水溶液が浸透し、金以外の接着成分を溶解してしまう。このため、回路パターンの密着力の低下、あるいは膜剥れを起こす。
【００１６】
以上のように、実際には前記残存物４、４ａを除去することは非常に困難である。
このように、導電膜２の透明基板への密着力は、これ以降の組み立て工程、例えば導電体膜へのワイヤボンディング接続、またはフェイスダウンボンディング接続において、導電体膜の剥れ防止、ボンディング強度を確保するうえで非常に重要な要素である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点に鑑み、光透過性基板を用いて光透過率を低下させずに高密度の回路パターンを高密着力で形成した回路基板及びその作製方法、回路パターンを構成する導電体膜材料である有機金ペーストを提案するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機金ペーストは、バナジウムを成分として含まず、銅の占有率が２０〜２５％である。
本発明の回路基板は、光透過性基板上にバナジウムを成分として含まず、且つ銅の占有率が２０〜２５％の有機金ペーストを燒結してなる導電体膜を備え、該回路基板はバナジウムを成分として含まず、且つ銅の占有率が２０〜２５％の有機金ペーストを光透過性基板に印刷焼成して作製される。
有機金ペーストに透明度が低下するバナジウムを含まないため、光透過性基板の透明性が低下しない。
【００１９】
【実施例】
本発明は、前記図１で示す導電体膜パターン作製工程において導電体膜パターンを構成する有機金ペーストとしてバナジウムを含まず且つ銅（Ｃｕ）を含有した有機金ペーストを使用し、該有機金ペーストを前記印刷焼成法にて導電体膜を形成し、フォトエッチングプロセスにて高密度回路パターンを形成する。
【００２０】
図４に示す表には、従来の有機金ペーストと本発明有機金ペーストの構成成分（重量％）を、ペースト状態及び燒結膜状態において対比して示している。
前記ペースト成分表において、燒結膜状態は、ペーストを印刷焼成して膜形成した状態を示しており、焼成中に有機物（金属以外の成分）は完全に消失する。
【００２１】
前記成分表において、従来のペーストでは、Ａｕ以外の成分中でのＣｕの占有率は０％であるが、本発明ペーストでは、ペースト状態におけるＡｕ及び有機物以外の成分中のＣｕの占有率は約２３％、燒結膜の状態でのＡｕ以外の成分中のＣｕの占有率も約２３％となっている。
ここで、本発明の有機金ペーストの具体例（図４）で見ると、主成分である金と有機物を除く他の成分の含有率は、Ｃｕが０．１４重量％、Ｓｉが０．１３重量％、Ｂｉが０．１３重量％、Ｂが０．１０重量％、Ｖが０％、他の成分が０．１０重量％であるが、これらの成分を合計すると０．６０重量％となっている。０．６０重量％の成分中、銅が０．１４重量％占めており、これらの成分中で銅は０．１４／０．６０＝２３．３％占め、この量を前記占有率と定義する。
【００２２】
このように有機金ペーストに銅を微量含有することで前記透明性を低下させることなく、導電体膜の密着力を維持することが可能となる。
銅は、前記ビスマスに比べ焼成中のケミカルボンド反応が活発であり、強い密着力が得られる特徴がある。この特性を利用することによって、ビスマスよりも透明度を低下させるバナジウムを含有せず微量の銅を含有することで、ビスマスの含有量を大幅に削減することができる。
【００２３】
つまり、従来のように有機金ペースト中の金以外の微量成分のトータル含有量よりも銅成分を含む本発明有機金ペーストの方が、有機金ペースト中の微量成分のトータル含有量を少なくして、なおかつ導電体膜の密着力を従来ペーストと同じ値に維持することができる。
このことから、本発明の有機金ペーストを用いて導電体膜パターンを形成した透明基板では、導電体膜の密着力を低下させることなく、光の透過率も低下させることのない光透過性回路基板を供給することができる。
【００２４】
前記表に示す例では、ペースト状態でのＡｕと有機物以外の成分中でのＣｕの占有率は２３％、燒結膜状態でのＡｕ以外の成分中でのＣｕの占有率（重量％）は前記したように約２３％であるが、ペースト状態でのＡｕと有機物以外の成分中のＣｕの占有率が８〜４０％、燒結膜中のＡｕ以外の成分でのＣｕの占有率が１０〜５０％が好適である。そして、ペースト状態でのＡｕと有機物以外の成分中でのＣｕの占有率が約２５％前後、燒結膜状態でも約２５％前後が最も好適であった。
【００２５】
前記図１の導電体膜パターン作製工程において、光透過性基板としてソーダライムガラスを用いた例で説明したが、これ以外のガラス基板、あるいは他の透明基板でも同様に採用することができ、同様の効果が得られる。
【００２６】
図２には、前記図１に示すプロセスにおいて、本発明銅を微量含有した有機金ペーストを印刷焼成等して回路パターンを形成した光透過性基板を用いた電子部品の例を示している。
図２に示すように、透明基板１上に前記銅を微量含有した有機金ペースで作製した金導電体膜２にて回路パターンを形成する。そして、ＬＥＤアレー６のフェイスダウンボンディングパッド９と、外部接続パッド１０を構成する部分で金導電体膜２が露出して開口部となるように、絶縁膜５が形成されている。
【００２７】
この透明基板１にＬＥＤアレー６を金バンプ７にて前記パッド９へフェイスダウンボンディング接続した後、前記外部接続パッド１０と外部回路（図示せず）を接続し、所定の入出力信号を加えるとＬＥＤアレー６のＬＥＤ発光部からＬＥＤ光８が照射される。この時、光透過部１１は、本発明の銅を微量含有した有機金ペーストを用いた導電体膜のエッチング跡であり、残存物も少なくＬＥＤ光の透過率を低下させることなく、光を透過させることができる。
【００２８】
ちなみに、Ｃｕの占有率が２５％の導電体膜を形成した際の導電体膜のエッチング処理による残渣物残存部分での光透過率（分光透過率）は、波長６６０ｎｍの光では、光透過率９３．５％の光透過性基板に従来ペーストを使用した場合は８８％であるが、本発明ペーストを使用した場合は９３％となって、光透過性基板１の光透過率９３．５％にほぼ近付き、全体として残渣物による光透過率の低下を防止することができた。
【００２９】
また、密着度においても、従来のペーストでは１Ｋｇ／ｍｍ2 以上であるが、本発明ペーストでも１Ｋｇ／ｍｍ2 以上の密着度が得られ、光透過率を向上させたうえで従来のペーストに劣らない密着度を達成できた。
【００３０】
この場合でも、光透過部１１はエッチングプロセスによって導電体膜を溶解形成するため、数十ミクロンの幅で開口部を形成することが容易に可能であり、ＬＥＤアレー６の対向する接続パッドピッチを狭くすることができ、小型のＬＥＤアレーを使用することができ、製品の小型化も図れる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、光透過性基板に形成する回路パターン導電体膜材料として、銅を微量含有した有機金ペーストを用いたから、透明度の低下を大きくするバナジウムを含まずビスマスの含有量を減らしても導電体膜の密着力を低下させることなく、同時に光の透過率をも低下させることなく、微細な回路パターンを形成した回路基板を作製し供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機金ペーストを用いて光透過性基板に導電体膜を形成する回路基板作製工程図である。
【図２】本発明を利用して作製した電子部品の要部断面図である。
【図３】回路基板の問題点を説明する要部断面図である。
【図４】従来及び本発明における有機金ペーストの成分を示す図表である。
【符号の説明】
１  光透過性基板
２、１０  銅を微量含有した有機金ペーストを印刷焼成して形成した導電体膜
４  エッチング後の残渣物
６  ＬＥＤアレイ
【図１】
0003695721.tif 000002
【図２】
0003695721.tif 000003
【図３】
0003695721.tif 000004
【図４】
0003695721.tif 000005