(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線シートの製造方法であって、所定のパターン形状に加工された金属箔を無機質フィラーの懸濁液中で陽極酸化して表面に凹凸形状を有する第１のセラミック被膜を、次いで、ゾル・ゲル法にて第２のセラミック被膜を形成して基材とし、該基材の少なくとも一方の面に、所定のパターン形状の導電層からなる配線を形成することを特徴とする配線シートの製造方法。
【請求項２】
上記金属箔が、アルミニウム、チタニウム、タンタル、及びこれらの合金のいずれかである請求項１に記載の配線シートの製造方法。
【請求項３】
上記無機質フィラーがＴｉＯ2、ＳｉＯ2のいずれかである請求項１または２に記載の配線シートの製造方法。
【請求項４】
上記金属箔の加工がフォトリソ法とエッチング法による請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線シートの製造方法。
【請求項５】
上記導電層をメッキ法により基材上に形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の配線を必要とし、特に大画面のフラットパネルディスプレイに好適に用いられる配線基板に用いられる配線シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、平面電極型電子放出素子を用いてなるディスプレイや、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いてなるアクティブマトリクス型液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイにおいて、基板上に配置される配線の形成方法としては、基板上に導電性材料と絶縁性材料とを所定のパターン形状に印刷して形成する方法、感光性材料を混入した導電性材料を基板上に全面に塗布し、パターン露光、現像によりパターニングして形成する方法、銅やアルミニウムなどの低抵抗の金属材料をスパッタリングなどの真空プロセスにより基板上に堆積させて金属薄膜を形成し、フォトリソグラフィによりパターニングして形成する方法、などが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、互いに交差する配線間の絶縁層として、下側の配線表面を陽極酸化して絶縁化した多層配線構造が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３３２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディスプレイの画面サイズが大きくなり、且つ、高精細パターン、即ち画素数が増加すると、基板上での配線パターンの形成工程は煩雑化し、要求される精度も高くなる。そのため、導電層や絶縁層の形成時の品質保証が困難となり、各層形成時の歩留まりが低下するために、総合的な歩留まりが低下するという問題があった。また、一般的には、各層の形成は高温加熱プロセスを伴い、基板は繰り返し加熱されるため、基板変形や層形成材料への熱的ダメージが大きな問題であった。さらに、画面の大型化に伴って、配線長が長くなると、配線抵抗によって、画面の中心部で電圧降下を生じ、画面の明るさにバラツキを生じたり、応答が遅くなって動画に追従しなくなるといった問題があった。
【０００６】
そこで、配線抵抗を低減するために、配線材料として電気抵抗の小さい材料を使用したり、配線の断面積を大きくするという対策がとられているが、現状の技術では満足するものが得られていない。
【０００７】
導電性材料を導電ペーストとして直接スクリーン印刷で付与する方法や、感光性材料と導電性材料を混合した導電ペーストを基板上に塗布した後、パターニングする方法では、導電ペーストの抵抗が導電性材料の２倍以上に大きくなってしまう。例えば、導電性材料が銀の場合、抵抗値は１．６×１０-8Ω・ｃｍ程度であるが、導電ペーストとした場合には、５×１０-8〜８×１０-8Ω・ｃｍ程度になってしまう。また、配線の断面積を大きくするために、導電ペーストの印刷を何回も重ねて行うと、精度が低下すると同時に、製造コストが増加するという問題を生じ、さらに、厚膜の配線はパネルの平坦性の点においても問題がある。
【０００８】
また、導電性材料をスパッタなどの真空プロセスで薄膜形成し、マスク露光、エッチングによりパターニングする方法では、スパッタで堆積しうる膜厚が０．１〜０．２μｍ程度しか確保できない。
【０００９】
本発明の課題は、上記問題点を解決し、フラットパネルディスプレイの高精細、大画面化に対応した低抵抗の配線を、低温プロセスで精度よく形成する技術を提供し、信頼性の高い配線シート及び配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１は、配線シートの製造方法であって、所定のパターン形状に加工された金属箔を無機質フィラーの懸濁液中で陽極酸化して表面に凹凸形状を有する第１のセラミック被膜を、次いで、ゾル・ゲル法にて第２のセラミック被膜を形成して基材とし、該基材の少なくとも一方の面に、所定のパターン形状の導電層からなる配線を形成することを特徴とする。
【００１１】
上記製造方法においては、下記の構成を好ましい態様として含む。即ち、上記金属箔が、アルミニウム、チタニウム、タンタル、及びこれらの合金のいずれかであること、上記無機質フィラーがＴｉＯ2、ＳｉＯ2のいずれかであること、上記金属箔の加工がフォトリソ法とエッチング法によること、上記導電層をメッキ法により基材上に形成することである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の配線シートの製造方法においては、配線をメッキ法により形成し得るため、導電性材料本来の低抵抗を有し、厚膜の配線を形成することができる。具体的には、銅や銀を用いて、厚さ１０〜１００μｍの配線を低抵抗で形成することができる。さらに、本発明で製造した配線シートを用いた配線基板においては、絶縁性基板側の配線の表面が良好な絶縁性と高い耐熱性を示すセラミック被膜を有する基材で覆われるため、放電による回路の損傷が防止され、また、高温工程にも十分に耐えうる。よって、本発明によれば、信頼性の高い大画面、高精細のディスプレイを構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、金属箔を無機質フィラーの懸濁液中で陽極酸化して表面に第１のセラミック被膜を設け、次いでゾル・ゲル法により第２のセラミック被膜を設け、さらに、該被膜上に配線を形成する配線シートの製造方法である。
【００１６】
以下に図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【００１７】
図２は、本発明の配線シートの製造方法の好ましい実施形態の工程を示す断面模式図であり、図中、１は金属箔、２は感光性レジストフィルム、３はフォトマスク、４はレジスト、５はスルーホール、６ａは陽極酸化法による第１のセラミック被膜、６ｂはゾル・ゲル法による第２のセラミック被膜、７は金属箔１とセラミック被膜６ａ，６ｂからなる基材、８は感光性レジストフィルム、９ａ、９ｂはフォトマスク、１０ａ、１０ｂはレジスト、１２ａ、１２ｂは配線、１３は配線シートである。尚、図２においては、便宜上、断面のみを示す。
【００１８】
本発明の配線シートの製造方法においては、先ず、所定のパターン形状に加工された金属箔１を用意する。当該加工により、かかる配線シートを用いて配線基板、さらには、該配線基板を用いてディスプレイ等装置を構成する際に必要な電気的接続をとるためのスルーホール５等を形成する。
【００１９】
本発明において用いられる金属箔１は、アルミニウム、チタニウム、タンタルなどが好ましく用いられ、これら金属単体、或いは、これらから選択される２種以上の合金が良好に用いられる。また、該金属箔１の厚さとしては、５μｍ以上が好ましく、取り扱い性を考慮すると３０μｍ以上が好ましい。また、上限としては５００μｍ以下が好ましい。上記金属箔１の加工方法としては特に限定されず、プレス法等も用いられるが、精度上の観点から、フォトリソ法とエッチング法による方法が好ましく、図２にその工程を示す。即ち、金属箔１の両面に感光性レジストフィルム２をラミネートし、同一のフォトマスク３を介して露光し〔図２（ａ）〕、現像して所定のパターンのレジスト４を得る〔図２（ｂ）〕。次いで、該レジスト４をマスクとして金属箔１をエッチングし、所定のパターン（例えばスルーホール５）を形成する〔図２（ｃ）〕。
【００２０】
加工を終えた金属箔１は陽極酸化して表面に第１のセラミック被膜６ａを形成する。
【００２１】
本発明において、金属箔１の陽極酸化は、無機質フィラーの懸濁液中で行う。これにより、懸濁液に含まれる無機質フィラーが金属箔１の表面に多孔質形状の第１のセラミック被膜６ａを形成する。本発明において用いられる無機質フィラーは、ＴｉＯ2やＳｉＯ2が好ましく用いられ、フィラー径が１０μｍ以下のものが好ましく、さらに好ましくは１μｍ以下である。また、形状は粒状または片状が好ましい。また、該無機質フィラーを懸濁する液体としては、ケイ酸塩または硫酸塩の水溶液などが好ましく用いられ、これら無機質フィラーは懸濁液中に１０〜２００ｇ／Ｌの割合で用いられる。また、懸濁液としては市販のものも好ましく用いられ、例えば、ディップソール社製の「セラメッキＳＩ−００１」（商品名；ＳｉＯ2濃度＝１８０ｇ／Ｌ）が挙げられ、当該懸濁液を用いた陽極酸化の条件としては、０．５Ａ／ｄｍ2、２５０Ｖ、１０分間で厚さ２５μｍのＳｉＯ2被膜が得られる。本発明にかかる第１のセラミック被膜６ａの厚さは、好ましくは１０μｍ以上であり、陽極酸化の電圧と時間により調整することができる。
【００２２】
次いで表面にゾル・ゲル法にて第２のセラミック被膜６ｂを形成する。
【００２３】
本発明においてゾル・ゲル法によるセラミック被膜の形成は、金属カチオンを含む溶液に上記第１のセラミック被膜６ａを形成した金属箔１を浸漬し、その後２５０℃前後で予備加熱することで溶媒を除去し、ついで４００℃前後で焼成することで、均質で優れた絶縁性と脱ガス特性を有し、導体形成上必要な凹凸形状を有するセラミック被膜を形成する。当該方法では数回の塗布・焼成により２〜３μｍの膜厚が得られる。ゾル・ゲル液としては、例えば触媒化成工業社製の「セラメートＣＩＰ」が挙げられる。
【００２４】
以上の工程により表面に２層のセラミック被膜を形成した金属箔１を、本発明にかかる基材７とする〔図２（ｄ）〕。
【００２５】
本発明においては、上記工程で得られた所定のパターン形状を有する基材７の少なくとも一面に配線を形成する。図２では、両面にそれぞれ所定の配線を形成する工程を示す。
【００２６】
基材７の両面に感光性レジストフィルム８をラミネートし、それぞれに形成する配線パターンに対応するフォトマスク９ａ、９ｂを介して露光し〔図２（ｅ）〕、所定のパターンのレジスト１０ａ、１０ｂを得る〔図２（ｆ）〕。次いで、スルーホールメッキ法により配線１２ａ、１２ｂを形成した後〔図２（ｇ）〕、レジスト１０ａ、１０ｂを除去すると、基材７上に所定のパターン形状の配線１２ａ、１２ｂが配置された本発明の配線シート１３が得られる〔図２（ｈ）〕。
【００２７】
本発明において、配線１２ａ、１２ｂの形成方法としては、ペースト法や蒸着法、金属箔ラミネート法なども用いることができ、必要に応じてフォトリソ法なども利用されるが、図１に示したスルーホールメッキ法によれば、金属本来の固有抵抗が配線抵抗として得られるため、蒸着法やペーストを用いた印刷法などに比較して、低抵抗の配線を基材７の両面に自由に形成することができ、好ましい。
【００２８】
本発明において、上記メッキ法に適用される金属種としては、比抵抗との関係で、ニッケル（比抵抗＝６．９×１０-8Ω・ｍ）や、銅（比抵抗＝１．７×１０-8Ω・ｍ）、金（比抵抗＝２．６×１０-8Ω・ｍ）、銀（比抵抗＝１．６×１０-8Ω・ｍ）等が好ましく用いられる。
【００２９】
尚、メッキ法においては、基材７の表面が絶縁性であるため、一旦導電化処理が必要であり、例えば、メルテック社製の「メルトプレートアクチベータ３３１液」にて浸漬処理を行うことで、基材７の第２のセラミック被膜６ｂ表面にＰｄ膜が形成される。次いで、Ｐｄ膜の形成された基材７を、メルテックス社製「メルプレートＮｉ−８０２液」に浸漬することで、無電界メッキによりＮｉ層を形成することができる。
【００３０】
本発明において、メッキ法以外で配線１２ａ、１２ｂを形成する方法として具体的には、例えば、図２（ｄ）の基材７の少なくとも一方の面に全面に金属箔を真空ラミネートして導電層を形成し、該導電層上に感光性レジストフィルムをラミネートしてフォトマスクを介して露光、現像し、所定のパターンのレジストを得、該レジストをマスクとしてエッチングして配線形状とすることもできる。
【００３１】
また、図２においては、配線１２ａ、１２ｂは互いに基材１３を介して絶縁されているが、レジスト１０ａ、１０ｂのパターンにより、スルーホール５を介して電気的に接続することも可能である。
【００３２】
本発明の配線基板は、上記のようにして製造された本発明の配線シートを、電極や配線等必要な導電部材を作り込んだ所定のパターン形状の導電層を有する絶縁性基板上に重ね、配線シートの配線と、絶縁性基板上の導電層とを電気的に接続して構成される。また、必要に応じて、絶縁性基板表面と配線とを接合する。
【００３３】
本発明の配線基板に用いられる絶縁性基板は、通常の配線基板に用いられる絶縁性基板であり、ガラス基板やプラスチック基板が好ましく用いられる。また、該絶縁性基板上に形成される導電層は、素子電極等の導電性部材であり、従来の配線基板において用いられていた導電性材料、製造方法により設けられた部材である。
【００３４】
本発明において、配線シートの配線と、絶縁性基板上の導電層との電気的接続及び絶縁性基板表面と配線との接合方法としては、接着剤が好ましく用いられる。接着剤としては、後工程の加熱処理において劣化しないこと、十分な電気伝導性があること、かかる配線基板を用いた最終形態のディスプレイ等装置において該装置の性能に悪影響を与えるガスを発生しないことが求められ、例えば、焼成タイプの銀ペースト材料などが好ましく用いられる。また、接着剤と絶縁性基板１との熱膨張係数の差が大きい場合には、後工程の加熱処理によって絶縁性基板１が反ってしまったり、接着剤が剥がれるなどの問題を生じるため、接着剤と絶縁性基板１の熱膨張係数の差はできるだけ小さい方が望ましい。
【００３５】
接着剤は、配線の接続、接合箇所に対応してライン状、またはドット状にディスペンサー、インクジェット法、スクリーン印刷など、既存の方法で絶縁性基板上に塗布し、その上に配線シートを配置して、焼成し、接着剤を固化する。また、配線シートを絶縁性基板上に重ねた後、配線シートのスルーホールに接着剤を付与して接続、接合を行っても良い。また、複数の方法を併用してもかまわない。
【００３６】
図１に、スルーホール５を介して接続する場合の、工程の断面模式図を示す。図中、１４は絶縁性基板、１５は導電層、１６は導電性接着剤、１７はコンタクト部である。本発明の配線シートを、配線１２ｂを基板１４側に向けて重ね〔図１（ａ）〕、スルーホール５を介してインクジェット法により、接着剤１６を付与し〔図１（ｂ）〕、焼成して固化し、コンタクト部１７を形成して配線１２ｂと導電層１５を電気的に接続する〔図１（ｃ）〕。この場合、予め導電層１５表面に接着剤を塗布しておき、導電層１５と配線１２とを接触面において直接接続しても良い。
【００３７】
尚、本発明においては、配線シート１３のスルーホール５を介して、配線シート１３の表側の配線１２ａと絶縁性基板１４上の導電層１５との電気的な接続を図ることも可能である。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
図１、図２の工程に従って、配線シート及び配線基板を作製した。
【００３９】
厚さ５０μｍのアルミニウム箔の両面に厚さ３０μｍの感光性ドライフィルム（レジストフィルム）をラミネートし、表裏同一のフォトマスクにより露光し、潜像を作製した。次いで、５％炭酸ナトリウム液により現像してレジストを得た後、１０％塩酸によりアルミニウム箔をエッチングしてスルーホールを形成し、レジストを苛性ソーダにより剥離した。所定のパターン形状に加工された上記アルミニウム箔をＳｉＯ2の懸濁液（ディップソール社製「セラメッキＳＩ−００１」）にて陽極酸化し、表面に厚さ５μｍの第１のセラミック被膜を形成し、次いでゾル・ゲル法でＳｉＯ2膜（触媒化成セラメートＣＩＰシリーズ）を浸漬法にて成膜し２５０℃にて予備加熱工程を５回繰り返し、４００℃にて焼成することで、厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜を形成して第２のセラミック被膜とし、絶縁基材を得た。
【００４０】
上記基材をメルテックス社製「メルプレートＮｉ−８０２液」に浸漬してパラジウム触媒処理の後、厚さ３０μｍの感光性ドライフィルムを両面にラミネートし、表裏で異なるフォトマスクを介して露光し、潜像を作製した。次いで、５％炭酸ナトリウムで現像し、レジストを得た後、無電界銅メッキにより、スルーホール内を含めて厚さ５μｍの銅メッキ膜を形成した。苛性ソーダによりドライフィルムを除去し、本発明の配線シートを得た。
【００４１】
絶縁性基板としてガラス基板を用い、該ガラス基板上に所定の素子電極を形成した。この素子電極に、上記配線シートの配線が接続されるようにアライメントを行い、配線シートとガラス基板を仮接合し、次いで、インクジェット法により接合用銀ペーストをスルーホールに付与して配線シートの配線と素子電極とを接続し、本発明の配線基板を得た。得られた配線基板において、ガラス基板と基材に挟まれた配線は、高い導電性を示し、また、絶縁性の基材に覆われることで、放電による損傷や、基材を介して交差する反対側の配線との短絡が良好に防止された。
【００４２】
（実施例２）
配線の形成工程として、基材の両面に厚さ３０μｍの銅箔を真空ラミネートし、次いで、感光性ドライフィルムをラミネートし、フォトマスクを介して露光、現像してレジストを形成し、塩化第２鉄溶液にて上記銅箔をエッチングし、所望のパターン形状にパターニングした以外は、実施例１と同様にして配線シート、配線基板を作製し、同様の効果が得られた。
【００４３】
（実施例３）
実施例１においてセラミック被膜と導電層を種々変えて、セラミック被膜の絶縁性を比較した。測定系の概略構成を図３に示す。図中、３１は金属箔、３２はセラミック被膜、３３は導電層、３４は絶縁テスターである。結果を表１に示す。尚、評価判定基準は、以下の通りである。
◎：ＭΩ以上
△：ｋΩ〜ＭΩ
×：リーク（表示＝０Ω）
【００４４】
【表１】
0004689313.tif 000002
【００４５】
【図１】本発明の配線基板の製造方法の一例の工程図である。
【図２】本発明の配線シートの製造方法の一実施形態の工程図である。
【図３】本発明の実施例においてセラミック被膜の絶縁性を測定する系を示す概略図である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の配線シートの製造方法の一実施形態の工程図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法の一例の工程図である。
【図３】本発明の実施例においてセラミック被膜の絶縁性を測定する系を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  金属箔
２  感光性レジストフィルム
３  フォトマスク
４  レジスト
５  スルーホール
６ａ，６ｂ  セラミック被膜
７  基材
８  感光性レジストフィルム
９ａ，９ｂ  フォトマスク
１０ａ，１０ｂ  レジスト
１２ａ，１２ｂ  配線
１３  配線シート
１４  絶縁性基板
１５  導電層
１６  接着剤
１７  コンタクト部
３１  金属箔
３２  セラミック被膜
３３  導電層
３４  絶縁テスター
【図１】
0004689313.tif 000003
【図２】
0004689313.tif 000004
【図３】
0004689313.tif 000005