(57)【要約】【課題】表示用ディスプレイに使用される電極と３次元的に接合するような立体配線構造を有する回路基板において、高信頼性の厚膜低抵抗配線を安価に作製するための製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板上に形成された電極が、電気的な短絡を防止する絶縁層を介して、低温焼成された金属ペースト層と３次元的に接合させた構造を有する回路パターンにおいて、この金属ペースト端部、または、端部および接合部を避けて、湿式めっき法により配線を該金属ペースト上に積層する際、基板上の被めっき部位がめっき液と接触する前に、予め給電を行いながら浴中へと浸漬する。【選択図】　　　　図１
2004109190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に形成された電極が、電気的な短絡を防止する絶縁層を介して、低温焼成された金属ペースト層と３次元的に接合された構造を有する回路パターンにおいて、この金属ペースト端部、または、端部および接合部を避けて、湿式めっき法により配線を該金属ペースト上に積層する際、基板上の被めっき部位がめっき液と接触する前に予め給電を行っておくことを特徴とする画像表示デバイス用基板の製造方法。
【請求項２】
前記請求項において、通電を行うために基板上に設けられた接点端子、及び、その周辺を、薬液と接触させないように、治具、または、保護レジストでシールすることを特徴とする画像表示デバイス用基板の製造方法。
【請求項３】
前記請求項において、めっき層を積層される低温焼成された金属ペースト層が、給電用の端子を兼ねていることを特徴とする画像表示デバイス用基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属ペースト層がＡｇを主成分とする金属ペーストを焼成したものであることを特徴とする画像表示デバイス用基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属ペーストの焼成温度が５００℃以下であることを特徴とする画像表示デバイス用基板の製造方法。
【請求項６】
前記湿式めっき法により形成された配線が、電気めっき法により形成されたＣｕ配線であることを特徴とする画像表示デバイス用基板の製造方法。
【請求項７】
前記Ｃｕ配線の膜厚が３０μｍ以上であることを特徴とする画像表示用デバイス用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示デバイスに使用される基板の配線構造に係わり、特に、一般にフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと記す）と称される画像表示装置に用いる表示デバイス用基板配線の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＰＤに用いる厚膜の配線製造方法としては、以下に記述されるものが知られている。
【０００３】
例えば、セラミック配線基板などでは、焼成前のグリーンシート上に金属ペーストで配線を印刷し、仮乾燥後に再度金属ペーストを塗り重ね、最後に８００℃近辺にて本焼成を行い、所望の膜厚を有するパターンを基板に定着させるようなものが知られている。
【０００４】
さらに他の例としては、青板ガラス基板上に、または、青板ガラス基板上に形成した保護膜上に金属ペーストで所望の配線パターンを印刷し、上記と同様に必要回数の塗り重ねを行った後、５００℃以下の温度で焼成して、所望の膜厚を有するパターンを基板に定着させるようなものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の表示デバイス用基板に用いられている低抵抗化のための厚膜配線製造方法には、以下のような問題があった。すなわち、銀ペーストを印刷・低温焼成する場合や、銀フォトペーストをパタニング後に低温焼成して作製した立体厚膜配線には、焼成温度の低温化のために金属ペースト中に添加された鉛ガラスなどの影響により、バルクの金属膜に比べて、出来上がった膜の配線抵抗が大きくなるという問題があった。例えば、５００℃程度の焼成温度により作製されたＡｇペースト印刷配線などは、めっき法により作製されたＡｇ配線に比べ、抵抗値が３倍程度大きく、したがって、配線の低抵抗化が必要な場合には３倍の膜厚が必要となるので、複数回の印刷・焼成が必要となりプロセスコストの悪化を招いてしまうばかりか、パターン精度にも悪影響を及ぼすという問題が生じる。
【０００６】
これらの問題点を避けるためには、不純物の少ない金属ペーストを用いて高温焼成を行えばよいのだが、基材に青板ガラスなどの軟化点の低い材料を使用する必要がある場合には適用できない。
【０００７】
例えば、公開特許公報Ｈ５−２６７８１８においては、絶縁材料（アルミナ、セラミックなど）で形成された基材表面に選択的に印刷によって導体層（銀、白金などの導体ペースト）を形成後、基板全面に無電解めっきを積層し、必要な回路部分をレジストにて保護した後、不要なめっき部分をエッチング除去し、所望の回路パターンを作製する方法が開示されている。
【０００８】
この特許においては、導体ペーストの焼成温度が明示されていないが、その側面が直接めっき液と接触している点と基板がセラミックであるという点より、１０００℃近い高温のプロセス履歴を有すると考えられ、本発明に用いたようなガラス基板に、これを適用することはできない。
【０００９】
本発明のような、印刷後に低温焼成した金属ペーストを下地層として、めっき法により配線を厚膜・低抵抗化する方式の場合、５００℃低下の低温で焼成した金属ペーストは耐薬品性に乏しいという問題がある。
【００１０】
これは、主に、前述の鉛ガラスなどが水溶液に溶解しやすいという特性によるものである。
【００１１】
Ａｇ微粒子に前述の鉛ガラスなどの結着剤を添加して低温焼成タイプとした金属ペーストを使用する場合、５００℃近辺では導電特性に関与する金属粒子が加熱により溶解・結着することはない。
【００１２】
この場合、焼成後には金属微粒子の１次粒子、または、２次凝集体が連続して接合した状態になっている。
【００１３】
そのために、金属ペーストと塗布面との界面は、空隙が多い点接触になっており、膜の端部から界面全体へ容易に水溶液が浸透するような状態になっている。
【００１４】
実際、５００℃程度の焼成温度にて青板ガラス上に形成したＡｇ印刷配線端部とガラス面との接合部を走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと記す）により観察すると、かなりの空隙が観察される。
【００１５】
すなわち、この空隙よりめっき液が浸透した場合、金属ペーストと塗布面との接合点を溶解し配線の密着性を劣化させてしまう。この現象は配線端部だけでなく、段差部などの印刷ペーストが薄膜化しやすい部分にも生じる可能性が大きく、この密着性劣化を如何に防止するかという問題がある。
【００１６】
（発明の目的）
本発明は、以上のような問題点を解決するために成されたもので、その目的とするところは、表示用ディスプレイに使用される電極と３次元的に接合するような立体配線構造を有する回路基板において、高信頼性の厚膜低抵抗配線を安価に作製するための製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、本発明では、表示ディスプレイ用の基板が、湿式めっきの下地層として絶縁層上から電極へと立体接合を行った低温焼成金属ペーストを利用し、この金属ペーストの端部、または、端部および接合部をカバーする形で保護レジストを積層・パタニングし、電気パターンめっきにて厚膜低抵抗配線を積層することを特徴としている。
【００１８】
ここで用いられる低温焼成金属ペーストは、青板ガラスなどの軟化点の低い基材へ適用可能な、５００℃以下で焼成を行うタイプのものであり、このような低温焼成ペースト上に電気Ｃｕめっきなどの湿式めっき法により厚膜低抵抗配線をパターンめっきする際、前述した耐薬品性・浸透の問題をクリアするために、金属ペーストの端部、または、端部および接合部を含めて保護レジストを積層する。本発明にて述べている厚膜低抵抗配線とは、概ね３０μｍ〜１５０μｍのめっき膜であり、このような膜厚を電気めっき法により任意のパターン形状に積層するためには、保護レジストとして厚膜フィルムレジストを用いるパターンめっき法が効率的である。
【００１９】
また、この低温焼成された金属ペーストが露出している基板めっき浴中に浸漬し、パターンめっきを開始する際に給電が行われるまでの時間に空白時間があると、金属ペースト中に含有される低温化成分（例えば鉛ガラスなど）がめっき液により溶解され、形成する配線の密着性や品位を損なうおそれがある。そこで、基板が浴中に浸漬される前に予め給電を行い、めっきの下地層として作用する低温焼成された金属ペーストの溶解を防止する必要がある。
【００２０】
さらに、給電を行う端子部周辺では、めっき後の膜厚が極端に増加する場合や、逆に、対向電極から影になり析出不良が生じる場合が多い。本発明のように、低温焼成された金属ペースト層がパターンめっきの下地層と給電を行う端子部を兼ねる場合、めっきが析出せずに薬液と接触し続けることは、前述した密着性、品位の低下を引き起こす。そこで、本発明においては、通電を行うために基板上に設けられた接点端子、及び、その周辺を、薬液と接触させないように、治具、または、保護レジストでシールすることで、前述した問題を回避することが可能となる。
【００２１】
以上のような製造方法により作製された配線は、低温焼成金属ペーストを段差部の接合とパターンめっきの下地層として使用するために、金属ペーストのみで配線を形成した場合に比べてトータル膜厚を薄くできるばかりか、金属ペーストを高温にて焼成しなくてもプロセス中に品質が劣化することがないので、製造工程における歩留まり向上、および、エネルギーコストの削減が期待できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図１Ａ〜Ｅ、図２Ａ〜Ｅは本発明の代表的な層構成、および、パターン形状を下層から順に示した模式図である。
【００２３】
各図において、１、２は印刷後に焼成された白金電極であり、図示されていない平滑な青板ガラスなどの基材上に形成されている。また、３はスクリーン印刷後に焼成されたＡｇ配線であり、その一部が電極１を被覆するような形で基材上に形成されている。さらに、４は、同じく、スクリーン印刷後に焼成された絶縁層であり、必ず配線３の一部を被覆するような形で基材上に形成されている。このとき、５は、印刷後に焼成されたＡｇ配線であり、めっき配線を形成するための下地層として作用すると同時に、絶縁層の側面より立体的に電極２と接合されている。６は、厚膜Ｃｕ配線であり、めっき下地層５の端部、または、端部および接合部をカバーする形で被覆・パタニングされた図示されていない保護レジストを用いて、パターン電気めっきを行い作製した。
【００２４】
（基材）
本発明における表示デバイス用基板としては、一般に青板ガラスやフローとガラスとして知られるアルカリ含有ガラス（一例として、日本板硝子製の商品名；Ｕ．Ｆ．Ｆ　Ｇｌａｓｓ）、および、一般にホウケイ酸ガラスなどとして知られるアルカリ成分をほとんど含有しないもの（一例として、コーニング製の商品名；＃７０５９）、さらに、フローとガラスなどの表面にＳｉＯ２などのアルカリ漏洩保護膜を形成したもの（一例として、日本板硝子製の商品名：Ｈコートガラス）、その他を使用することができる。
【００２５】
（配線構造）
本発明においては、図１Ｅ、図２Ｅに示したように、湿式めっきの下地層として絶縁層４上から電極２へと立体接合を行った低温焼成金属ペーストを利用し、この金属ペーストの端部、または、端部および接合部をカバーする形で保護レジストを積層・パタニングし、電気パターンめっきにて厚膜低抵抗配線を積層した構造を有している。
【００２６】
本発明において、図１Ａ、および、図２Ａは基材上に形成された白金電極の模式図であり、電極１、２は白金ペーストを印刷後に焼成するか、または、スパッタ法により形成しており、概ね、０．１μｍ前後の膜厚を有する。
【００２７】
図１Ｂ、および、図２Ｂは、その一部が電極１を被覆するような形で基材上に配線３を形成したときの模式図であり、低温焼成用Ａｇペーストをスクリーン印刷後に５００℃以下の温度にて焼成するか、または、低温焼成用のＡｇフォトペーストを塗布・露光・現像後に５００℃以下の温度にて焼成することにより形成されており、概ね、１０μｍ前後の膜厚を有する。
【００２８】
図１Ｃ、および、図２Ｃは、配線３の一部を被覆するような形で基材上に絶縁層４を形成したときの模式図であり、スクリーン印刷と仮焼成を数回繰り返した後に本焼成を行って形成しており、２０μｍ以上の膜厚を有する。
【００２９】
図１Ｄ、および、図２Ｄは、絶縁層４の上より立体的に白金電極２に接合されている下地層５を形成したときの模式図であり、配線３を形成する場合と同様な手法にて作製が可能で、概ね、１０μｍ前後の膜厚を有する。
【００３０】
このような立体接合を低温焼成用金属ペーストで行う場合、下地層５の端部や電極と接合されている部分は、ペーストの流動により膜厚が薄くなり、薬液による浸透を受けやすい状態にある。
【００３１】
この場合、電極２、絶縁層４と下地層５との界面も空隙の多い構造になりやすく、端部や薄膜部からの薬液浸透は、直ちに配線の密着性劣化を招くことになるため、下地層５の上にめっき法により厚膜低抵抗配線を形成する場合には、保護レジストによって薬液の浸透を防止する必要がある。
【００３２】
図１Ｅ、および、図２Ｅは、前述した理由により図示されていない保護レジストを形成・パタニング後に下地層５より給電し、電気Ｃｕパターンめっきにより銅配線６を３０μｍ以上積層した後、保護レジストを除去したときの模式図である。
【００３３】
この電気めっきの際、給電が行われるまでの空白時間に下地層５がＣｕめっき液中の硫酸により溶解されるのを防止するため、下地層５に給電を行いながら、めっき浴中に浸漬を行っている。
【００３４】
また、下地層５よりなる給電のための端子部、および、その周辺を保護レジストと治具によりめっ液と接触しないようにして、めっき膜厚の極端な増大と、めっき液の浸透による下地層５の溶解を防止した。
【００３５】
この配線は、印刷手法のみにて配線６を形成したときに比べ、約三分の一の膜厚で、同等の抵抗値となった。
【００３６】
図１Ｅと図２Ｅにおいて配線６の形状が異なるのは、電極２と下地層５の接合形態が異なるためであり、いずれの場合にも下地膜５の端部や接合部は保護レジストによりカバーされ、薬液の浸透を受けにくい構造となっている。
【００３７】
このような電気パターンめっきにおいて使用する保護レジストは、配線６の必要膜厚に絶縁層４と配線３の膜厚を加えた厚さを有するものを使用することが好ましい。
【００３８】
また、配線６の電気めっきに硫酸基本浴からなる銅めっき浴を使用した場合、上記の条件を満たす保護レジストとして、プリント配線板等のめっきに使用される耐酸性の厚膜フィルムレジストなどを好適に利用できる。これ以外でも、耐酸性のフィルムレジストならば転用することが可能である。（一例として、日立化成工業製のバリアリブ形成用厚膜フィルムレジストであるＰＦ１５００（膜厚１５０μｍ）などがある）
さらに、特に図示は行っていないが、上記プロセスにおいて保護レジストを除去する前に、銅配線６の上に銅の酸化を抑止する金属層の積層をパターンめっきにより行うことが可能である。例えば、銀めっき層などを２〜３μｍ程度パターンめっきし、保護レジストを除去することで、次工程における銅の表面酸化を十分に防止できる。
【００３９】
以上のような製造方法を用いることで、低温焼成印刷配線が混在する基板において、厚膜配線の低抵抗化を低温プロセスで行うことが可能となり、エネルギーコストが削減可能なばかりか、トータル膜厚の薄膜化による配線の信頼性向上も期待できる。
【００４０】
（実施例）
以下、具体的な数値を用いて本発明の実施例について説明を行う。
【００４１】
（実施例１）
３００ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ２．８６ｍｍの青板ガラス（日本板硝子製）を基材として用い、この上にオフセット印刷法を用いて白金ペーストを塗布・焼成し、図１Ａに示したような厚さ０．１μｍの電極１、２を形成した。（電極形成部分は、基板中央の１６０ｍｍ×２１０ｍｍの範囲）
このとき、電極１の一部を被覆するように基材上に配線３を積層した。これは、スクリーン印刷法を用いて低温焼成用銀ペーストを塗布・焼成（４９０℃）したものであり、配線膜厚１０μｍ、配線幅９０μｍ、配線間スペース２９０μｍとなるように形成し、図１Ｂに示したような構造とした。
【００４２】
ここで、前記のようなスクリーン印刷法により形成された配線は、ペーストの流動により端部が薄膜化するため、本発明でその膜厚について言及するときには、配線中央部近辺の高さのことを意味することとする。次に、この配線３と電極の一部を被覆するように基材上に絶縁層４を積層した。これは、スクリーン印刷法を用いて低温焼成用のペーストを塗布し仮焼成を行うプロセスを２回繰り返した後に本焼成（５００℃）したものであり、配線膜厚３０μｍ、配線幅４６０μｍ、配線間スペース６５０μｍとなるように形成し、図１Ｃに示したような構造とした。
【００４３】
さらに、上記にて作製した絶縁層４の上に下地層５を積層し電極２と接合した。これは、配線３と同様のプロセスにて形成したものであり、配線膜厚７μｍ、配線幅、３００μｍ、配線間スペース７３０μｍとなっており、その一部が引き出されて電極２と接合されている。この下地層を積層したときの模式図を図１Ｄに示す。
【００４４】
続いて、下地層５の端部、または、端部および電極２との接合部をカバーする形で保護レジストを積層・パタニングし、電気パターンめっきにて配線６を配線膜厚１００μｍ、配線幅２００μｍとなるように形成後、不要なレジストを除去し、図１Ｅに示したような構造とした。
【００４５】
ここで使用したレジストは、前述の日立化成工業製ＰＦ１５００（膜厚１５０μｍ）であり、下地層の端部より１５μｍの部分を少なくても被覆するように、以下の条件によりフィルムラミネート、露光、現像を行った。
フィルムラミネート条件
ラミネート前基板予熱処理　　８０℃にて１０分間
ラミネートロール温度　　　　１００〜１１０℃
ラミネートロール圧力　　　　４ｋｇ／ｃｍ２
ラミネートロール速度　　　　毎分０．５ｍ
露光条件
露光量　　　　　　　　　　　８０ｍＪ／ｃｍ２
現像条件
現像液　　　　　　　　　　　Ｎａ２ＣＯ３　１％水溶液
温度　　　　　　　　　　　　３０℃
処理時間　　　　　　　　　　２３０秒
また、この保護レジストパタニング工程に引き続いて、必要により、ドライ系の前処理を行い、パターンめっきの品質を向上させることもできる。本発明においては、以下に示す条件でエキシマ光の照射を行った。
照射条件
波長　　　　　　　　　　　　１７２ｎｍ（半値幅１４ｎｍ）
照射強度　　　　　　　　　　５．５ｍＷ／ｃｍ２
照射雰囲気温度　　　　　　　室温
照射時間　　　　　　　　　　３０秒
上記保護レジストのパタニングと前処理を行った基板を以下に示す組成の電気銅めっき浴中に、下地層５より予め給電を行いながら浸漬し、１００μｍの銅めっき層を形成した。この際、下地層５よりなる給電のための端子部、および、その周辺は保護レジストと治具によりめっき液と接触しないようにしてある。
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このようにして銅めっき配線を形成後、以下に示す条件によって保護レジストを除去し、イオン交換水により水洗を行った。
レジスト剥離条件
浴組成　　　モノエタノールアミン　１０％水溶液
浴温　　　　４０℃
処理時間　　４２０秒
以上のようにして作製した膜厚１００μｍのＣｕ配線は、耐薬品性の弱い低温焼成金属ペースト上に形成されているにもかかわらず、密着不良による剥離などは観察されなかった。
【００４６】
（実施例２）
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅに示したような構造を有する配線を作製した。
【００４７】
このときに使用する金属ペースト、保護レジスト、めっき液、その他の製造方法は、実施例１にて使用したものと同一の条件である。
【００４８】
この配線構造の場合、電極２は図２Ａに示したような形状をしており、図２Ｂに示したように配線３を電極２上に積層後、図２Ｃに示したような形状の絶縁層４を積層する必要がある。
【００４９】
このような構造とした場合、この絶縁層の上に積層する下地層５は、直線状に形成するだけで電極２との接合が確実に行える。このような接合を行った場合、この接合部の周囲は下地層５が金属ペーストの流動により薄くなるので、保護レジストによりパターンめっきされたＣｕ配線の形状は、図２Ｅに示した配線６のような形状となる。この場合、保護レジストは、下地層４の端部より１５μｍ、および、接合部周辺の絶縁層の端部から１５μｍの部分を少なくても被覆するようにパタニングが行ってある。
【００５０】
以上のようにして作製した膜厚１００μｍのＣｕ配線は、耐薬品性の弱い低温焼成金属ペースト上に形成されているにもかかわらず、密着不良による剥離などは観察されなかった。
【００５１】
（比較例１）
図１Ｅにおいて下地層５の端部に沿う形で、実施例１と同様に保護レジストパターンを形成し、同じく実施例１と同様に電気銅めっきによりパターンめっきを１時間行った。ただし、このパターンめっきを行う際、基板をめっき浴に浸漬し始めてから基板が完全に浴中に埋没し給電を行うまで約１分間を要した。
【００５２】
めっき終了後、実施例１と同様にしてレジストを除去し、水洗を行ったところ、銅パターンは全て剥離してしまった。
【００５３】
この原因として、低温焼成Ａｇペーストよりなる下地層の端部から、酸性めっき液が浸透し、下地層と絶縁層の間の結合点を溶解したことや、基板をめっき浴に浸漬し始めてから基板が完全に浴中に埋没し給電を行うまで約１分間に、めっき液が下地層５内部に浸漬して密着性を劣化させたことなどが考えられる。
【００５４】
以上、説明した実施例では、本発明を基に製作された表示デバイス基板の代表的な製造方法を示したに過ぎず、本発明は、前記の特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術範囲において、数々の変形・応用が可能であることは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、以上、詳述したような製造方法を採用することで、耐薬品性の乏しい低温焼成金属ペーストを厚膜めっきの下地層、および、立体的な電気的接合層とした場合においても、薬液による配線の密着性劣化が生じないばかりか、低温焼成金属ペーストめっき層のハイブリッド配線とすることで、金属ペーストのみの配線に比べてトータル膜厚を薄くでき、さらに、多数回の焼成プロセスも省略できるので消費するエネルギーが少なくて済むというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の層構成と構造を、基材側から順に示した模式図である。
【図２】本発明の実施例２の層構成と構造を、基材側から順に示した模式図である。
【符号の説明】
１，２　電極
３　低温焼成金属ペーストにより形成された配線
４　電気的な短絡を防止する絶縁層
５　低温焼成金属ペーストにより形成された、パターンめっきのための下地層
６　パターンめっきされた厚膜配線
【図１】
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【図２】
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