(57)【要約】【解決課題】上述のような微細であり且つ比抵抗が実用上問題の無い回路形成を効率的に、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】平均粒子径が１〜１００ｎｍの範囲にある金属粒子を含有してなる導電性ペーストを絶縁性基材上に塗布する工程、金属粒子が吸収可能な光を回路形成部に照射する工程、光未照射部の導電性ペーストを除去する工程を含有してなる回路基板の形成方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が１〜１００ｎｍの範囲にある金属粒子を含有してなる導電性ペーストを絶縁性基材上に塗布する工程、金属粒子が吸収可能な光を回路形成部に照射する工程、光未照射部の導電性ペーストを除去する工程を含んでなる回路基板の形成方法。
【請求項２】
金属粒子が銀粒子であり、照射光の波長が３５０から４５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の回路基板の形成方法。
【請求項３】
導電性ペーストを絶縁性基材に塗布する方法がインクジェット法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形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの方法により形成された回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される回路基板の形成方法および形成された回路基板に関するものであり、特に高密度配線の形成に適した微細回路の形成方法および回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路形成は、絶縁基材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、フォトレジストの露光、現像、露出した銅箔のエッチング、フォトレジストの剥離という一連の工程を行うことにより回路の形成を行っていた。しかしながら本回路形成方法は、サイドエッチといわれるエッチング液の側面からの浸蝕により微細回路の形成が難しいこと、工程が長く工程短縮が難しいこと、工程からの排出する廃液処理などの問題を有していた。  これらの問題に対し導電性ペーストを用いスクリーン印刷により直接、回路を描画する方法もセラミック基板において実用化されている。しかしながらスクリーン印刷法では、使用されるスクリーン版のメッシュの影響で微細回路形成は困難である。
【０００３】
近年、金属粒子の微細化技術の進歩によりナノサイズの金属粒子が得られ、その分散液を導電性ペーストとしてインクジェット法により描画する試みがなされている。しかしインクジェット法のみでは、絶縁基材が分散液を吸い込まない為、滲み出しによる線幅の広がりを生ずる、ノズルヘッドから射出する導電性ペーストの液滴の着弾位置にバラツキを生ずる、インクジェットノズル小径化の限界により導電性ペーストの液滴の大きさが小さくならない等の理由よりインクジェット法にても再現性の良い微細な回路形成は、難しい状況である。
【０００４】
また、特開２０００−２５８９２１号公報には感光性の導電性ペーストを塗布後、露光現像を行い乾燥焼成することにより任意のパターンを形成する試みがなされているが、前記方法はペーストが金属粒子と感光性樹脂からなっており、感光性樹脂が露光により架橋し、現像にてパターンの形成がなされる為、照射光は、感光性樹脂の架橋開始剤の吸収波長である。また金属粒子の配合比率が高くなると露光した際に、深部まで光が透過せず架橋不十分となる。また架橋して形態保持をする樹脂量が少なくなることより、現像時の回路形状の保持が困難となるなどの理由より金属粒子の配合比率を高く出来ない。その為、形成された回路の比抵抗が高く、実用上問題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述のような微細であり且つ比抵抗が実用上問題の無い回路形成を効率的に、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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明者らは、特定波長の光を吸収する金属粒子を使用し、光照射による光エネルギーを熱エネルギーに変換し、金属粒子同士を融着させることにより、実用上問題の無い比抵抗を有する回路形成がなされることを見出し本発明を完成したものである。
すなわち本発明は、
（１）平均粒子径が１〜１００ｎｍの範囲にある金属粒子を含有してなる導電性ペーストを絶縁性基材上に塗布する工程、金属粒子が吸収可能な光を回路形成部に照射する工程、光未照射部の導電性ペーストを除去する工程を含んでなる回路基板の形成方法。
（２）  金属粒子が銀粒子であり、照射光の波長が３５０から４５０ｎｍの範囲であることを特徴とする（１）記載の回路基板の形成方法。
（３）  導電性ペーストを絶縁性基材に塗布する方法がインクジェット方法であることを特徴とする（１）または（２）に記載の回路基板の形成方法。
（４）  （１）〜（３）のいずれかの方法により形成された回路基板。
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性ペーストは、平均粒子径が１から１００ｎｍの範囲、好ましくは３〜２０ｎｍの金属粒子を含有する。平均粒子径１００ｎｍ以上では後述する光照射時の粒子同士の融着が不十分となり回路の比抵抗の上昇を引き起こす場合がある。また１ｎｍ以下では常温での導電性ペーストの安定性が低下する場合がある。金属粉としては金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、パラジュウム粉、白金粉、アルミ粉およびこれらの合金粉等が挙げられる。これらは単独で或いは２種以上混合して使用しても構わない。中でも融着が容易な銀粉が好ましい。金属粒子は、樹脂中に分散して使用する。
【０００８】
樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂等が挙げられ、これらは単独でも２種以上混合して使用してもよい。金属粒子と樹脂の重量比は、８０：２０〜９９．５：０．５の範囲が好ましい。又、粘性調整剤、還元剤を加えてもよい。更に溶剤として、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤等を加えて分散し導電性ペーストが得られる。溶媒量は、塗布方法に適した粘度に調整するに必要な量加えられるが、通常、全導電性ペースト重量の内、２０から６０重量％である。
導電性ペーストを塗布する絶縁性基材は特に限定ないが、通常ガラスエポキシ樹脂基材、紙フェノール樹脂基材、ガラスポリイミド樹脂基材、ガラスビスマレイミド樹脂基材、ガラスポリフェニレンオキサイド基材、アラミドエポキシ樹脂基材、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、液晶ポリマーフィルム等が挙げられる。
【０００９】
絶縁性基材上に導電性ペーストを塗布する方法としては特に限定するものではないが通常インクジェット法、ロールコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ブレードコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、スピンコート法等が使用されるが、所望の回路部分にのみ導電性ペーストを塗布できるインクジェット法、スクリーン印刷法が好ましく、更に好ましくはインクジェット法である。所望の回路部の塗布は後述の工程にて回路の整形が行われることより若干広がって塗布されてももちろん構わない。
絶縁性基材上に導電性ペーストを塗布した後、必要に応じて乾燥工程を経て、導電性ペーストを構成する金属粒子の吸収波長に対応した光を所望の回路部分に照射する。金属粒子の吸収波長は、銀粉では、３５０〜４５０ｎｍ、金粉では、５００〜６００ｎｍ、銅粉では、４５０〜６００ｎｍ、アルミ粉では、１５０〜２５０ｎｍ、パラジュウム粉では、３５０〜４５０ｎｍである。照射光は金属粒子に吸収されて熱に変換され金属粒子の融着を生じ回路形成が行われる。光の照射は、例えばＹＡＧレーザー、サファイアレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、Ｎ２レーザー等のレーザー、ガリウムナイトライドに代表されるＬＥＤによる直接描画、或いはマスクを使用して高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等により一括照射により行っても構わない。照射する光のエネルギーとしては導電性ペースト上にて１０ｍＪ／ｃｍ２〜１００Ｊ／ｃｍ２である。１０ｍＪ／ｃｍ２以下では生ずる熱が足りず融着が不十分となる場合がある。また、１００Ｊ／ｃｍ２以上では、生ずる熱が過多となり回路幅の増大が発生する場合がある。
【００１０】
光照射により導電性ペーストの回路部分の融着を行った後、回路部分以外の未照射の導電性ペースト除去を行う。除去は溶剤のスプレーあるいは溶剤への浸漬により行われる。使用される溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
その後、必要に応じて後加熱を行い、回路基板を得る。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００１２】
［実施例１］
平均粒径７ｎｍの銀粉９５重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名ミレックスＸＬＣ）２．５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）２．５重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００重量部を混合、分散することにより導電性ペーストを得た。本ペーストをインクジェット法により５０μｍのポリイミドフィルム上に所望の回路を塗布した。塗布された回路幅は１８μｍであった。その後、チタン・サファイアの第２高調波レーザー（波長３４０〜４８０ｎｍ）により所望回路部にレーザー光を照射した。照射エネルギーは１Ｊ／ｃｍ２であった。ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートをスプレーして未照射部の導電性ペーストを除去し、２２０℃３０分間加熱処理することにより回路基板を得た。形成された回路の幅は目標８μｍに対し８士１μｍであり、回路の比抵抗は８μΩ・ｃｍと実用上問題の無い値であった。
【００１３】
［実施例２］
実施例１で使用した導電性ペーストをスクリーン印刷法にて所望の回路幅＋１０μｍにてガラスエポキシ基材上に印刷した。その後６０℃２０分乾燥し、所望回路のネガフィルムを位置合わせして印刷基材上にのせ、メタルハライドランプ（波長２５０〜４５０ｎｍ）を用いて平行光を照射した。照射エネルギーは、５００ｍＪ／ｃｍ２であった。その後、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートに浸漬して未照射部の導電性ペーストを除去し、２００℃にて６０分間加熱し回路基板を得た。得られた回路基板の回路幅は目標１０μｍに対し１０士１μｍであり、回路の比抵抗は８μΩ・ｃｍであった。
【００１４】
【発明の効果】
上述のように本発明により金属粉固有の吸収波長の光を照射する事により微細であり且つ比抵抗が実用上問題の無い回路形成を容易に行うことが可能となる。