(57)【要約】  有機物絶縁層に由来する柔軟性を有しながらも、金属配線と有機物絶縁層との密着性が高い配線基板を提供するとともに、そのような配線基板を、フォトリソグラフィー法を用いることなく製造する方法を提供すること。  本発明の配線基板は、金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、金属配線は、第１の金属元素からなり、第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、第２の金属元素は、第１の金属元素より酸化物形成傾向が強いことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い、配線基板。
【請求項２】
金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第１の金属元素は、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上であり、
前記第２の金属元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である、配線基板。
【請求項３】
金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記第１の拡散層の平均厚さは、前記第２の拡散層の平均厚さより厚く、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い、配線基板。
【請求項４】
前記第１の金属元素は、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上であり、
前記第２の金属元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である、請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
前記第２の拡散層の平均厚さに対する前記第１の拡散層の平均厚さ（第１の拡散層の平均厚さ／第２の拡散層の平均厚さ）は、５倍以上５００倍以下である、請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項６】
前記金属配線は、多孔質構造を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記金属配線は、前記多孔質構造の間隙に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上からなる金属のめっきを含む、請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記金属配線は、前記多孔質構造の間隙に、熱硬化樹脂を含む、請求項６に記載の配線基板。
【請求項９】
金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子又は能動素子である１種以上からなる素子とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強く、
前記金属配線に、前記素子が接続されて構成される、電子デバイス。
【請求項１０】
金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子又は能動素子である１種以上からなる素子とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第１の金属元素は、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上であり、
前記第２の金属元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上であり、
前記金属配線に、前記素子が接続されて構成される、電子デバイス。
【請求項１１】
金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子又は能動素子である１種以上からなる素子とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記第１の拡散層の平均厚さは、前記第２の拡散層の平均厚さより厚く、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強く、
前記金属配線に、前記素子が接続されて構成される、電子デバイス。
【請求項１２】
前記金属配線と前記素子は、はんだ合金により接合されており、
前記はんだ合金は、前記金属配線の前記間隙に存在する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
有機物絶縁層の表面に、第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、前記第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前基板形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程とを含む、配線基板の製造方法。
【請求項１４】
有機物絶縁層の表面に、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上である第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前基板形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程とを含む、配線基板の製造方法。
【請求項１５】
有機物絶縁層の表面に、第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、前記第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前配線形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程と、
受動素子又は能動素子である群から選択される１種以上からなる素子を、ｐＨ４以上７以下のはんだフラックスを用いて塗布する前記金属配線に接合する素子接合工程と、を含む、電子デバイスの製造方法。
【請求項１６】
有機物絶縁層の表面に、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上である第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前配線形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程と、
受動素子又は能動素子である群から選択される１種以上からなる素子を、ｐＨ４以上７以下のはんだフラックスを用いて塗布する前記金属配線に接合する素子接合工程と、を含む、電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びその製造方法、並びに電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル配線基板は、可撓性のある有機物絶縁フィルムを基板として、このフィルム上に金属配線を形成したものである。【０００３】
金属配線の形成方法としては、サブトラクティブ法、セミアディティブ法及びアディティブ法の３種類が挙げられる。具体的に、サブトラクティブ法では、金属箔を基板に張り付けて、フォトリソグラフィー工程によって配線を形成させる。また、セミアディティブ法では、シード層となる薄膜をスパッタ法等で基板上に被着した後に、電解めっきを行って配線を形成させる（例えば、特許文献１、２）。さらに、アディティブ法では、インクジェットやスクリーン印刷によって金属配線を基板上に直接描画する。【０００４】
サブトラクティブ法とセミアディティブ法はいずれもフォトリソグラフィー工程が必要であり、工程数が多いことに加えて、廃液処理が必要となる等、コストと環境に対する負荷が大きい。これに対して、アディティブ法はフォトリソグラフィー工程が不要であるという利点がある。しかし、基板上に金属配線を形成しただけでは、金属配線の密着強度が弱いため金属配線が容易に剥離するという問題がある。金属配線と基板の密着強度を高めるには、基板上に予めＮｉ−Ｃｒ合金薄膜を密着層として形成し、その後に金属配線を形成する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。しかし、この方法を用いればＮｉ−Ｃｒ合金薄膜を配線形状にエッチングする必要が生じ、フォトリソグラフィー工程が必要となる。【０００５】
アディティブ法によって金属配線を形成するフレキシブル配線基板は、金属配線と有機物絶縁層との界面での密着性が十分でなく、フォトリソグラフィー法を用いて金属合金のシード層を形成することが要求される。この方法は工程数が多く、廃液処理が必要となるため、高価且つ環境負荷が大きいという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−７２２００号公報
【特許文献２】特開平５−１３６５４７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｙ．Ｃａｏ，Ｊ．Ｔｉａｎ，ａｎｄ  Ｘ．Ｈｕ，Ｔｈｉｓ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，Ｖｏｌ．３６５（１），ｐｐ．４９−５２（２０００）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、有機物絶縁層に由来する柔軟性を有しながらも、金属配線と有機物絶縁層との密着性が高い配線基板を提供するとともに、そのような配線基板を、フォトリソグラフィー法を用いることなく製造するできる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討を重ねた。その結果、金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備える配線基板において、金属配線配置部に、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、金属配線非配置部において、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層された構造を備え、金属配線、第１の拡散層、酸化物層及び第２の拡散層に所定の関係を有する金属元素を含むものを構成することにより、金属配線と有機物絶縁層との密着性を高めた配線基板を得ることができること、並びにそのような配線基板は、有機物絶縁層の表面に金属層を形成し、さらにその表面に金属層に含まれる金属元素と所定の関係を有する焼結前配線を形成した焼結前基板を、酸化雰囲気下及び還元雰囲気下で順に加熱することにより得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。【００１０】
（１）金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い、配線基板。【００１１】
（２）金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第１の金属元素は、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上であり、
前記第２の金属元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である、配線基板。【００１２】
（３）金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記第１の拡散層の平均厚さは、前記第２の拡散層の平均厚さより厚く、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い、配線基板。【００１３】
（４）前記第１の金属元素は、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上であり、
前記第２の金属元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である、（３）に記載の配線基板。【００１４】
（５）前記第２の拡散層の平均厚さに対する前記第１の拡散層の平均厚さ（第１の拡散層の平均厚さ／第２の拡散層の平均厚さ）は、５倍以上５００倍以下である、（１）又は（２）に記載の配線基板。【００１５】
（６）前記金属配線は、多孔質構造を有する、（１）〜（５）のいずれかに記載の配線基板。【００１６】
（７）前記金属配線は、前記多孔質構造の間隙に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上からなる金属のめっきを含む、（６）に記載の配線基板。【００１７】
（８）前記金属配線は、前記多孔質構造の間隙に、熱硬化樹脂を含む、（６）に記載の配線基板。【００１８】
（９）金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子又は能動素子である１種以上からなる素子とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強く、
前記金属配線に、前記素子が接続されて構成される、電子デバイス。【００１９】
（１０）金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子又は能動素子である１種以上からなる素子とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第１の金属元素は、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上であり、
前記第２の金属元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上であり、
前記金属配線に、前記素子が接続されて構成される、電子デバイス。【００２０】
（１１）金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子又は能動素子である１種以上からなる素子とを備え、
前記金属配線配置部においては、金属配線と、第１の拡散層と、第１の有機物絶縁層とが積層されており、
前記金属配線非配置部においては、金属酸化物層と、第２の拡散層と、第２の有機物絶縁層とが積層されており、
前記第１の拡散層の平均厚さは、前記第２の拡散層の平均厚さより厚く、
前記金属配線は、第１の金属元素からなり、
前記第１の拡散層は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含み、
前記金属酸化物層は、第２の金属元素の酸化物からなり、
前記第２の拡散層は、第２の金属元素を含み、
前記第２の金属元素は、前記第１の金属元素より酸化物形成傾向が強く、
前記金属配線に、前記素子が接続されて構成される、電子デバイス。【００２１】
（１２）前記金属配線と前記素子は、はんだ合金により接合されており、
前記はんだ合金は、前記金属配線の前記間隙に存在する、（９）〜（１１）のいずれかに記載の電子デバイス。【００２２】
（１３）有機物絶縁層の表面に、第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、前記第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前基板形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程とを含む、配線基板の製造方法。【００２３】
（１４）有機物絶縁層の表面に、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上である第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前基板形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程とを含む、配線基板の製造方法。【００２４】
（１５）有機物絶縁層の表面に、第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、前記第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前配線形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程と、
受動素子又は能動素子である群から選択される１種以上からなる素子を、ｐＨ４以上７以下のはんだフラックスを用いて塗布する前記金属配線に接合する素子接合工程と、を含む、電子デバイスの製造方法。【００２５】
（１６）有機物絶縁層の表面に、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上である第２の金属元素により金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層の表面に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上である第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する焼結前配線形成工程と、
前記焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する焼結工程と、
受動素子又は能動素子である群から選択される１種以上からなる素子を、ｐＨ４以上７以下のはんだフラックスを用いて塗布する前記金属配線に接合する素子接合工程と、を含む、電子デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、金属配線と有機物絶縁層との密着性が高い配線基板を提供することができるとともに、そのような配線基板を、フォトリソグラフィー法を用いることなく製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】金属配線配置部の縦断面模式図である。
【図２】金属配線非配置部の縦断面模式図である。
【図３】ポリイミドフィルム上にＭｎを成膜したサンプルのＳＥＭ−ＥＤＸ分析結果であり、（ａ）Ｃｕ配線断面の全体像、（ｂ）界面部分の拡大像、（ｃ）Ｃｕ配線とポリイミドフィルムを含む領域（金属配線配置部）でＥＤＸによる線分析を行った結果、（ｄ）（ｂ）の拡大図に番号を附した領域におけるＥＤＸの点分析の結果である。
【図４】ポリイミドフィルム上にＭｎを成膜したサンプルのＣｕ配線が形成されていない部分（金属配線非配置部）のＸＰＳ分析結果である。
【図５】Ｃｕ配線の間隙をエポキシで埋めたサンプル（Ｃｕ＋Ｅｐｏｘｙ）、電界Ｃｕめっきで埋めたサンプル（Ｃｕ＋Ｃｕ  Ｐｌａｔｉｎｇ）、間隙に何も埋めなかったサンプル（Ｃｕ）の３種類の電気抵抗変化の測定結果である。
【図６】実施例６のサンプルＡ〜Ｅの電気抵抗変化の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２９】
＜配線基板＞
本実施形態に係る配線基板は、金属配線配置部と、金属配線非配置部とを備えるものである。以下、それぞれの部位について図を用いて詳細に説明する。なお、「金属配線配置部」とは、金属配線と第１の有機物絶縁層とを、その積層方向におけるそれぞれの両端とする積層構造を有する部位をいう。また、「金属配線非配置部」とは、金属酸化物層と第２の有機物絶縁層とを、その積層方向におけるそれぞれの両端とする積層構造を有する部位をいう。
【００３０】
〔金属配線配置部〕
図１は、金属配線配置部の縦断面模式図である。この金属配線配置部１においては、金属配線１１と、第１の拡散層１２と、第１の有機物絶縁層１３とが積層されている。ここで金属配線１１は、第１の金属元素からなるものである。また、第１の拡散層１２は、第１の金属元素及び第２の金属元素を含むものである。
【００３１】
［第１の金属元素］
上述したとおり、第１の金属元素は、金属配線１１を構成するものである。したがって、第１の金属元素は、充分な導電性を有している必要がある。具体的に、２０℃におけるバルク材料の比抵抗が１０×１０−８Ωｍ以下である金属元素を用いることが好ましく、７×１０−８Ωｍ以下である金属元素を用いることがより好ましく、３×１０−８Ωｍ以下である金属元素を用いることがさらに好ましい。また、第１の金属元素は、第２の金属元素より導電率が高いことが好ましい。これにより、第１の金属元素が金属配線１１の充分な導電性を担保できるとともに、金属配線間の絶縁性を維持することができる。
【００３２】
［第２の金属元素］
また、第２の金属元素は、金属配線非配置部における金属酸化物層を構成するものであるから、酸化物を形成しやすい金属であることが好ましい。特に後述する製造方法を用いて製造する場合には、熱処理後に容易に酸化して金属配線間の絶縁性を維持する必要がある。このため、第２の金属元素は、上述した第１の金属元素と比較して、酸化物形成傾向が強い金属元素である必要がある。ここで、「酸化物形成傾向」に関し、酸化物形成におけるギッブス自由エネルギーを温度に対してプロットしたエリンガム図において、二つの元素を比較したとき、一方の金属元素（元素Ｘ）がもう一方の金属元素（元素Ｙ）より下側にあるとき、すなわち大きい負の自由エネルギーにあるとき、その一方の金属元素（元素Ｘ）は、もう一方の金属元素（元素Ｙ）に対し酸化物形成傾向が強いものとする。
【００３３】
このような条件を満足する金属元素としては、例えば、第１の金属元素としてＣｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上を用いることができ、第２の金属元素としてＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される１種以上を用いることができる。「第１の金属元素」及び「第２の金属元素」の定義については、以下においても同様とする。
【００３４】
［金属配線］
金属配線１１は、第１の金属元素からなるものである。この金属配線１１は、配線基板において導電経路として作用する。
【００３５】
このような金属元素としては、例えばＣｕ（銅）、Ａｇ（銀）及びＮｉ（ニッケル）が挙げられる。金属配線１１として銅を用いることにより、低抵抗を示す配線を低コストで提供できる。また、銀を用いることにより、高温焼成時においても配線が酸化しない。さらに、ニッケルを用いることにより、高電流密度の負荷状態で発生するエレクトロマイグレーション不良を抑制できる。
【００３６】
金属配線１１としては、配線としての導電性が担保できるのであれば、第１の金属元素を含む金属元素から構成される合金であってもよい。
【００３７】
金属配線１１としては、特に限定されないが、多孔質構造を有するものであることが好ましい。このように、金属配線が多孔質構造を有することにより、金属配線の弾性率がバルク純金属の値より小さくなり、また、第１の有機物絶縁層１３を構成する有機物材料の値に近くなる。このため、弾性変形時に金属配線１１と第１の有機物絶縁層１３との間に生じる集中応力が低減し、繰り返し曲げ等の耐久性に優れるフレキシブルな配線基板を提供することができる。
【００３８】
このような多孔質構造の金属配線１１としては、例えば上述した金属元素を含む金属粒子の焼結体を用いることができる。金属粒子を焼結させることにより、金属粒子が部分的に溶融接合し、多孔質構造となる。金属配線１１中の空隙の体積分率としては、２体積％以上であることが好ましく、５体積％以上であることがより好ましく、１０体積％以上であることがさらに好ましく、２０体積％以上であることが特に好ましい。また、空隙の体積分率としては、５０体積％以下であることが好ましく、４５体積％以下であることがより好ましく、４０体積％以下であることがさらに好ましく、３５体積％以下であることが特に好ましい。
【００３９】
このような金属配線１１の多孔質構造においては、その内部に間隙が存在するため、機械的強度が低い部分が存在する。例えば、金属配線１１が焼結体である場合、粒子同士が焼結した箇所が細く形成される「ネック」と呼ばれる部位が挙げられる。配線基板の変形に伴って金属配線１１が変形すると、このような部分に変形に起因して力が集中し、局所破壊を起こしやすくなる。
【００４０】
そこで、金属配線１１が多孔質構造を有する場合には、金属配線１１がその多孔質構造の間隙に、導電性を有する金属元素、特に金属配線１１を構成する第１の金属元素と同じＣｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上からなる金属のめっきを含むことが好ましい。このようにして多孔質構造の間隙に、Ｃｕ、Ａｇ及びＮｉからなる群から選択される１種以上からなる金属のめっきが存在することで、変形によりネックに集中する力を分散することができ、屈曲や伸縮等の変形に対する耐久性が向上する。さらに、導電性を有する金属によって空隙が充填されることから、電気抵抗率が低下する。
【００４１】
めっきによる空隙の充填率は、めっき前後の金属配線断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて組織観察し、（（めっき前の空隙率）−（めっき後の空隙率））／（めっき前の空隙率）の式を用いて導出できる。また、金属配線断面はクロスセクションポリッシャを用いて作製することによって、正確な測定が可能となる。めっきによる空隙の充填率は特に限定されないが、３０体積％以上であることが好ましく、４０体積％以上であることがより好ましく、５０体積％以上であることがさらに好ましく、６０体積％以上であることが特に好ましい。めっきによる空隙の充填率が所要量以上であることにより、変形に対する耐久性を高めることができる。また、金属のめっきによる空隙の充填率としては、９０体積％以下であることが好ましく、８０体積％以下であることがより好ましく、７０体積％以下であることがさらに好ましい。金属のめっきによる空隙の充填率が所要量以下であることにより、空隙以外の金属電極表面に過剰にめっきが形成されて配線形状が歪になることを防ぐことができる。
【００４２】
同様に、金属配線１１の多孔質構造の間隙に熱硬化性樹脂を充填することで変形に対する耐久性を向上することができる。熱硬化性樹脂による充填は、めっき法での金属充填に比べて耐久性は劣るが、簡易的に形成できるという利点がある。樹脂の充填の具体的な方法としては、例えば室温において金属配線表面に樹脂を塗布し、圧力が１０Ｐａ以下の減圧容器に入れて１０分程度放置し、空隙外部の減圧雰囲気と、空隙部の大気圧雰囲気を置換し、空隙部に樹脂を浸透させる方法が挙げられる。または、樹脂若しくはその溶液・分散液に浸漬させ、乾燥（必要に応じて加熱）するか、又はモノマー若しくはその溶液・分散液に浸漬させた後、そのモノマーの重合を行う方法が挙げられる。以上のような操作で樹脂が空隙内部に導入された後、樹脂を高温で熱硬化して、多孔質構造の間隙に熱硬化性樹脂が充填された金属配線１１を得る。
【００４３】
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等を用いることが好ましい。
【００４４】
熱硬化樹脂による空隙の充填率としては、特に限定されないが、例えば３０体積％以上であることが好ましく、４０体積％以上であることがより好ましく、５０体積％以上であることがさらに好ましく、６０体積％以上であることが特に好ましい。熱硬化樹脂による空隙の充填率が所要量以上であることにより、変形に対する耐久性を高めることができる。また、熱硬化樹脂による空隙の充填率としては、９０体積％以下であることが好ましく、８０体積％以下であることがより好ましく、７０体積％以下であることがさらに好ましい。熱硬化樹脂による空隙の充填率が所要量以下であることにより、樹脂と金属との熱膨張差に起因する熱応力の発生を抑制し、柔軟性（可とう性）を高めることができる。
【００４５】
［第１の拡散層］
第１の拡散層１２は、上述した第１の金属元素及び第２の金属元素を含むものである。このような第１の拡散層１２を有することにより、金属配線１１と第１の有機物絶縁層１３との密着性を高めることができる。なお、第１の拡散層１２と金属配線１１との界面は、配線基板の図１に示すような縦断面形状をＥＤＸ測定した場合において、金属配線１１から第１の拡散層１２の方向に電子線を走査して、第１の金属元素に由来する強度が、金属配線１１における第１の金属元素に由来する強度のうちの最高強度に対して８０％となる位置と定義する。また、第１の拡散層１２と第１の有機物絶縁層１３との界面は、配線基板の図１に示すような縦断面形状をＥＤＸ測定した場合において、有機物絶縁層１３から第１の拡散層１２の方向に走査して、炭素原子の強度が、有機物絶縁層１３における炭素原子に由来する強度のうちの最高強度に対して８０％となる位置と定義する。このようにして定めた金属配線層１１と第１の拡散層１２との界面位置と、第１の拡散層１２と有機物絶縁層１３との界面位置の距離をもって第１の拡散層の厚さとする。同様のＥＤＸ測定を５か所の異なる断面で実施し、これらの平均値をもって第１の拡散層の平均厚さとする。
【００４６】
第１の拡散層１２の一部は、有機物絶縁体を含むことができる。すなわち、この一部の領域においては、第１の金属元素、第２の金属元素及び有機物絶縁体が混在することができる。また、この一部の領域においては、有機物絶縁体中に第１の金属元素及び第２の金属元素が拡散していることが好ましい。このように有機物絶縁体中に第１の金属元素及び第２の金属元素が拡散していることにより、金属配線１１と第１の有機物絶縁層１３との密着性をより高めることができる。
【００４７】
第１の拡散層１２の平均厚さとしては、特に限定されないが、３ｎｍ以上であることが好ましく、３．５ｎｍ以上であることがより好ましく、４ｎｍ以上であることがさらに好ましく、５ｎｍ以上であることが特に好ましい。第１の拡散層１２の平均厚さが所要量以上であることにより、密着性をより高めることができる。また、第１の拡散層１２の平均厚さとしては、４μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以下であることがさらに好ましく、１μｍ以下であることが特に好ましい。
【００４８】
なお、金属配線１１と第１の有機物絶縁層１３との密着性を特に高める観点から、第２の金属元素がＭｎ、Ｃｒ又はＴａである場合には、第１の拡散層１２の平均厚さとしては、７ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。また、第２の金属元素がＶ、Ｎｂ又はＴｉである場合には、第１の拡散層１２の平均厚さとしては、１２ｎｍ以上であることが好ましく、１５ｎｍ以上であることがより好ましく、２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。さらに、第２の金属元素がＺｒである場合には、第１の拡散層１２の平均厚さとしては、３０ｎｍ以上であることが好ましく、４０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
【００４９】
［第１の有機物絶縁層］
第１の有機物絶縁層１３としては、例えばポリイミド、液晶性ポリマー、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の可撓性を有する樹脂である有機物絶縁体を用いて構成することができる。その中でも、優れた耐熱性と機械的強度の観点から、ポリイミドを用いることが好ましい。また、第１の有機物絶縁層１３としては、単層であっても、２層以上に積層した層であってもよい。さらに、第１の有機物絶縁層１３と、後述する第２の有機物絶縁層は同一の有機物絶縁層を共通して用いても（すなわち、第１の有機物絶縁層１３と第２の有機物絶縁層とが、一つの有機物絶縁層を形成していることを意味する）、絶縁性を維持したまま２以上の有機物絶縁層を接合したものであってもよい。
【００５０】
第１の有機物絶縁層１３としては、特に限定されないが、フィルム状又はシート状のものを用いることが好ましい。
【００５１】
〔金属配線非配置部〕
図２は、金属配線非配置部の縦断面模式図である。この金属配線非配置部２においては、金属酸化物層２１と、第２の拡散層２２と、第２の有機物絶縁層２３とが積層されている。ここで金属酸化物層２１は、第２の金属元素の酸化物からなるものである。また、第２の拡散層２２は、第２の金属元素を含むものである。そして、この第２の金属元素は、上述したとおり、第１の金属元素より酸化物形成傾向が強い元素である。
【００５２】
［金属酸化物層］
金属酸化物層２１は、上述した第２の金属元素の酸化物を含むものである。
【００５３】
このように、配線基板が金属酸化物層２１を備えることにより、その配線基板が複数の金属配線配置部１を備え、金属配線１１の線幅と複数の金属配線１１間の線間隔が微細化されても配線間のイオンマイグレーションによる劣化を抑制することができる。特に、第２の金属元素の酸化物であることによって、絶縁性酸化物が形成され、金属配線間の電流リークを抑制することができる。
【００５４】
金属酸化物層２１の平均厚さとしては、特に限定されないが、４ｎｍ以上であることが好ましく、８ｎｍ以上であることがより好ましく、１６ｎｍ以上であることがさらに好ましい。金属酸化物層２１の平均厚さが所要量以上であることにより、層の厚さが不均一になることを抑制して金属酸化物層２１の連続性を維持し、イオンマイグレーションや配線間リークを抑制することができる。また、金属酸化物層２１の平均厚さとしては、２４０ｎｍ以下であることが好ましく、１６０ｎｍ以下であることがより好ましく、８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。厚みのある金属酸化物層２１やその前駆物質である金属層を形成するためには、時間やコストを要するため、金属酸化物層２１の平均厚さが所要量以下とする。
【００５５】
［第２の拡散層］
第２の拡散層２２は、第２の金属元素を含むものである。配線基板がこのような第２の拡散層２２を有することにより、金属酸化物層と有機物絶縁層との密着性を高く維持することができる。なお、第２の拡散層２２と第２の有機物絶縁層２３との界面は、配線基板の図２に示すような縦断面形状をＥＤＸ測定した場合において、有機物絶縁層２３から第２の拡散層２２の方向に走査して、炭素原子に由来する強度が、有機物絶縁層２３における炭素原子に由来する強度のうちの最高強度に対して８０％となる位置と定義する。このようにして定めた第２の拡散層２２と第２の有機物絶縁層２３との界面位置と、金属酸化物層の表面位置との距離をもって第２の拡散層の厚さとする。同様のＥＤＸ測定を５か所の異なる断面で実施し、これらの平均値をもって第２の拡散層の平均厚さとする。
【００５６】
なお、第２の拡散層２２の一部は、有機物絶縁体を含むことができる。すなわち、この第２の拡散層２２のうち一部の領域においては、第２の金属元素及び有機物絶縁体が混在することができる。また、この領域においては、有機物絶縁体中に第２の金属元素が拡散していることが好ましい。このように有機物絶縁体中に第２の金属元素が拡散していることにより、金属酸化物層２１と有機物絶縁層２３との密着性をより高めることができる。
【００５７】
第２の拡散層２２の平均厚さとしては、特に限定されないが、５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。第２の拡散層２２の平均厚さが所要量以上であることにより、金属酸化物層と有機物絶縁層との密着性を維持することができる。また、第２の拡散層２２の平均厚さとしては、１００ｎｍ以下であることが好ましく、７０ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。第２の拡散層２２の平均厚さが所要量以下であることにより、有機物絶縁層内部において金属配線間における電流リークの発生を抑制することができる。
【００５８】
なお、第２の拡散層２２には、第１の金属元素を含んでいてもよい。後述する製造方法で製造された配線基板においては、特に、金属配線配置部１との境界の近傍において第１の金属元素が含まれ得る。
【００５９】
［第２の有機物絶縁層］
第２の有機物絶縁層２３としては、第１の有機物絶縁層１３と同様のものを用いることができる。
【００６０】
〔第１の拡散層と第２の拡散層との関係〕
このような配線基板においては、第１の拡散層１２の平均厚さは、第２の拡散層２２の平均厚さより厚いことが好ましい。このような配線基板は、第１の有機物絶縁層１３及び第２の有機物絶縁層２３を有することにより、それに由来した柔軟性が発現され得る。しかしながら、第１の拡散層１２の平均厚さと第２の拡散層２２の平均厚さが配線基板全体で一様に薄いと、第１の拡散層１２による金属配線１１と第１の有機物絶縁層１３との密着性をより高める効果が得られないことがある。一方で、第１の拡散層１２の平均厚さと第２の拡散層２２の平均厚さが配線基板全体で一様に厚いと、第１の拡散層１２と第１の有機物絶縁層１３との界面、及び第２の拡散層２２と第２の有機物絶縁層２３との界面において応力が高くなり、配線基板の柔軟性が得られにくい傾向にある。そこで、第１の拡散層１２の厚さを、第２の拡散層２２の厚さより厚くする。これにより、第１の拡散層１２と第１の有機物絶縁層１３との界面、及び第２の拡散層２２と第２の有機物絶縁層２３との界面における応力を分散させ、第１の有機物絶縁層１３及び第２の有機物絶縁層２３に由来する柔軟性をより高く維持することができる。なお、第２の拡散層２２の厚さを、第１の拡散層１２の厚さより厚くすると、配線基板の柔軟性は担保されるが、金属配線１１と第１の有機物絶縁層１３の間の密着性が低下する傾向にある。
【００６１】
第２の拡散層の平均厚さに対する第１の拡散層の平均厚さ（第１の拡散層の平均厚さ／第２の拡散層の平均厚さ）としては、特に限定されないが、例えば２倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましく、１０倍以上であることがさらに好ましく、２０倍以上であることが特に好ましい。第２の拡散層の平均厚さに対する第１の拡散層の平均厚さが所要量以上であることにより、第１の拡散層１２と第１の有機物絶縁層１３との界面、及び第２の拡散層２２と第２の有機物絶縁層２３との界面において応力の分散効果がより高くなり、第１の有機物絶縁層１３及び第２の有機物絶縁層２３に由来する高い柔軟性をより高く維持することができる。一方で、第２の拡散層の平均厚さに対する第１の拡散層の平均厚さとしては、５００倍以下であることが好ましく、４００倍以下であることがより好ましく、３００倍以下であることがさらに好ましく、２００倍以下であることが特に好ましい。第２の拡散層の平均厚さに対する第１の拡散層の平均厚さが所要量以下であることにより、第１の拡散層と第２の拡散層との遷移領域に拡散層の厚さが急峻に変化して応力集中が発生してクラックが形成されることを抑制することができる。
【００６２】
そして、このような配線基板によれば、高い柔軟性を有するとともに、金属配線は高い導電性を有し、しかも金属配線と有機物絶縁層との間の密着性が高く剥がれ等に強いことから、フレキシブル配線基板として用いることができる。また、以下に詳細に説明するが、このような配線に機能性素子を接合することにより、フレキシブルな電子デバイスを提供することができる。そして、このような電子デバイスにおいては、金属配線と有機物絶縁層との間の導電性及び密着性が高い。
【００６３】
＜電子デバイス＞
本発明のデバイスは、金属配線配置部と、金属配線非配置部と、受動素子及び能動素子からなる群から選択される１種以上からなる素子とを備えるものである。ここで、金属配線配置部及び金属配線非配置部は、上述の配線基板において説明した、金属配線配置部及び金属配線非配置部と同様のものを用いることができる。したがって、ここでは、素子のみについて詳細に説明する。
【００６４】
〔素子〕
素子は、受動素子及び能動素子からなる群から選択される１種以上であるものである。このような素子は、金属配線に接続されている。
【００６５】
受動素子としては、特に限定されないが、例えば抵抗器、積層コンデンサー、インダクター等を用いることが好ましい。
【００６６】
能動素子としては、特に限定されないが、例えばトランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ（発光ダイオード）等を用いることが好ましい。
【００６７】
このような素子及び金属配線の間の接合は、例えばはんだ合金によりなされていることが好ましい。また、素子及び金属配線の間の接合は、はんだ合金又はその成分である金属元素が金属配線の多孔質構造の間隙には存在するが、第１の拡散層には存在しないことが好ましい。接合の際にはんだ合金を金属配線の表面から含侵させ、金属粒子の間隙を埋めることで素子と金属配線を接合することができるが、はんだ合金が金属配線を貫通して有機物絶縁層まで到達すると、はんだ合金を含侵した金属配線が有機物絶縁層から剥離して断線するおそれがある。
【００６８】
はんだ合金としては、特に限定されないが、Ｐｂ−Ｓｎ−Ａｇ等の鉛合金はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕなどの非鉛合金はんだを用いることが好ましい。
【００６９】
このような電子デバイスにおいては、金属配線に素子を接合することで、機能性を有するフレキシブルな電子デバイスを提供することができる。
【００７０】
＜配線基板の製造方法＞
上述したような配線基板を製造する方法の一例について説明する。本実施形態に係る配線基板の製造方法は、金属層形成工程と、焼結前基板形成工程と、焼結工程とを含むものである。以下、それぞれの工程について詳細に説明する。
【００７１】
〔金属層形成工程〕
金属層形成工程は、有機物絶縁層の表面に、第２の金属元素により金属層を形成する工程である。
【００７２】
具体的に、有機物絶縁層の表面に金属層を形成する方法としては、特に限定されないが、例えばスパッタ法、電子ビーム蒸着法、化学気相成長法、及び第２の金属元素を含有する有機金属錯体を塗布、乾燥、焼成する方法等が挙げられる。なお、このような方法においては、有機物絶縁層は、その後金属層表面に金属配線が形成されるか否かにより、それぞれ上述した配線基板における第１の拡散層及び第２の拡散層に区分される。
【００７３】
〔焼結前基板形成工程〕
焼結前基板形成工程は、金属層形成工程において形成した金属層の表面に、さらに第１の金属元素を含む焼結前配線を備える焼結前基板を構成する工程である。
【００７４】
なお、このとき、金属層−有機物絶縁層複合体に対して、酸化性ガスを含む雰囲気への曝露を極力少なくする必要がある。曝露の時間は酸化性ガスの種類及び濃度により適宜選択すればよく、一般に酸化性ガスの酸化力が強く、また、濃度が高い場合には曝露の時間が短くなる傾向にある。特にここに示す方法では、製造工程の便宜のため空気への曝露が必要となり得るが、空気への曝露は、２４時間以下とすることが好ましい。金属層−有機物絶縁層複合体に対する、このような酸化性ガスへの曝露は、焼結前に金属層に配置される第２の金属元素の酸化が進み過ぎ、金属配線配置部１における第１の金属元素及び第２の元素の有機物絶縁層への拡散や、金属配線非配置部２における第２の金属元素の有機物絶縁層への拡散（これらのうち、特に前者の拡散）が生じないか、又はそれらの拡散が極めて小さいものとなるおそれがある。そして、これにより得られる配線基板において、第１の拡散層１２の平均厚さが第２の拡散層２２の平均厚さより厚くならないおそれがある。
【００７５】
なお、酸化性ガスとは、酸化力を有するガスをいい、具体的には、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、フッ素、塩素、二酸化塩素、三フッ化窒素、三フッ化塩素、四塩化ケイ素、二フッ化酸素、ペルクロリルフルオリド等のことをいう。例えば空気も酸化性ガスを含む雰囲気に該当する。
【００７６】
このような金属層−有機物絶縁層複合体に対して、この焼結前基板形成工程で金属層を形成し、さらに後述する焼結工程において焼結前基板に加熱処理を施すことにより、第１の拡散層１２の平均厚さが、第２の拡散層２２の平均厚さより厚い金属配線を得ることができる。そして、このような金属配線においては、上述したとおり、第１の拡散層１２と第１の有機物絶縁層１３との界面、及び第２の拡散層２２と第２の有機物絶縁層２３との界面における応力が分散され、第１の拡散層１２及び第２の拡散層２２に起因して生じ得る柔軟性の低下が抑制されており、高い柔軟性を有するものである。
【００７７】
具体的に、焼結前配線を形成する方法としては、第１の金属元素を含む導電性ペーストを作製し、スクリーン印刷法等で配線を形成すること等が挙げられる。導電性ペーストとしては、特に限定されないが、好ましい導電性ペーストの一例を以下に詳細に説明する。
【００７８】
［導電性ペースト］
本発明の導電性ペーストの一例としては、金属粒子と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む。
【００７９】
（金属粒子）
金属粒子は、第１の金属元素を含むものである。
【００８０】
金属粒子としては、第１の金属元素を含むものであれば特に限定されないが、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、または液相還元析出法等の方法で製造された粒子であり、５０％粒子径が７０ｎｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
（バインダー樹脂）
導電性ペーストに含有される有機ビヒクル中のバインダー樹脂の含有量としては、０．０５質量％以上１７．０質量％以下であることが好ましい。バインダー樹脂は焼結工程において分解される樹脂であれば特に限定されないが、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。その中でも、酸素や一酸化炭素と反応してペースト中から容易に消失する傾向があるセルロース系樹脂を用いることが好ましく、セルロース系樹脂の中でも、エチルセルロースを用いることがより好ましい。
【００８２】
大気焼成を行う場合には、バインダー樹脂が大気と反応することにより、焼成後の配線中に残留する樹脂量を極力低減し、樹脂の残留による配線抵抗の上昇を抑制することができる。ただし、バインダー樹脂成分が配線中に残留し、焼結性が悪化するとともに配線抵抗が上昇するおそれがあるため、有機ビヒクル中のバインダー樹脂の含有量を１７％未満にすることによって、焼成後に配線中に残留するバインダー樹脂成分が配線抵抗に与える影響を無視できるようにすることができる。一方で、有機ビヒクル中のバインダー樹脂の質量％が０．０５％未満であると、導電性ペーストの粘度が小さくなり、印刷性が悪化するおそれがある。
【００８３】
（溶剤）
導電性ペーストに含有される溶剤としては、適正な沸点、蒸気圧、粘性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば炭化水素系溶剤、塩素化炭化水素系溶剤、環状エーテル系溶剤、アミド系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系化合物、多価アルコールのエステル系溶剤、多価アルコールのエーテル系溶剤、テルペン系溶剤及びこれらの混合物が挙げられる。これらの中で、沸点が２００℃近傍にあるテキサノール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール等を用いることが好ましい。
【００８４】
（その他の有機ビヒクル中の成分）
有機ビヒクルとは、バインダー樹脂、溶媒及びその他必要に応じて添加される有機物を全て混合した液体のことである。本発明に記載の雰囲気中で焼成する場合は、バインダー樹脂と溶剤を混合して作製した有機ビヒクルを用いることで十分であるが、必要に応じて金属塩とポリオールを混合して用いることができる。金属塩の例としては、例えば第１の金属元素としてＣｕを用いる場合には、酢酸銅（ＩＩ）、安息香酸銅（ＩＩ）、ビス（アセチルアセトナート）銅（ＩＩ）等が挙げられる。Ａｇを用いる場合には、酢酸銀（Ｉ）、安息香酸銀（Ｉ）等が挙げられる。Ｎｉを用いる場合には、酢酸ニッケル（ＩＩ）、二安息香酸ニッケル（ＩＩ）、ビス（アセチルアセトナート）ニッケル（ＩＩ）等が挙げられる。また、ポリオールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、テトラエチレングリコール等が挙げられる。これらを添加することで、焼成時にポリオールが金属塩を還元して、還元された金属が粒子間の空隙に析出するので、粒子間の電気伝導性を高める作用をする。
【００８５】
導電性ペーストに含有される上記有機ビヒクルの含有量としては、特に限定されないが、例えば３質量％以上１９質量％以下であることが好ましく、８質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。
【００８６】
導電性ペーストに含有される有機ビヒクルの含有量を、３質量％以上１９質量％以下とすることにより、配線形状を良好に保つことができる。有機ビヒクルの含有量１９質量％超であると、導電性ペーストの粘性が小さくなるため、印刷した配線形状に垂れが生じるおそれがある。一方で、有機ビヒクルの含有量が３％未満であると、導電性ペーストの粘性が大きくなり過ぎるため、一様な形状の配線を形成することができなくなるおそれがある。
【００８７】
［導電性ペーストの製造方法］
導電性ペーストは、上述したバインダー樹脂と溶媒を混合し、さらに金属粒子を添加して、遊星ミキサー等の装置を用いて混練することができる。また、金属粒子に対して例えば１０質量％以下の質量比のガラスフリットを添加することもできる。さらに、必要に応じて三本ロールミルを用いて粒子の分散性を高めることもできる。
【００８８】
〔焼結工程〕
焼結工程は、焼結前基板形成工程で形成した焼結前基板を、酸化雰囲気下で１５０℃以上４５０℃以下に加熱した後、還元雰囲気下で加熱焼結する工程である。
【００８９】
［酸化雰囲気下での加熱］
まず、焼結前基板を、酸化性ガスを含有する雰囲気中で加熱する。このような加熱により、溶媒の蒸発、樹脂の燃焼消滅、第１の金属元素を含む金属粒子の酸化焼結を行う。
【００９０】
金属層のうち、その上部に焼結前配線を有しない部分（すなわち、後述する焼結工程の後に、金属配線非配置部２の金属酸化物層２１及び第２の拡散層２２が形成される部分）では、焼結に伴う加熱により、金属層が一方の面では酸素気体に接触し酸化物を形成する気固反応が生じ、もう一方の面では有機物絶縁層に接触し金属層に含まれる第２の金属元素が有機物絶縁層に拡散する固相反応が起こる。これらの反応は競争反応であり、その反応速度は、気固反応である前者の反応が固相反応である後者の反応に比べて速い。すなわち、第２の金属元素が金属酸化物に変化する反応は、第２の金属元素が有機物絶縁層中に拡散する反応より速くなる。そして、第２の金属元素が金属酸化物に変化した場合、その第２の金属元素は有機物絶縁層中に拡散しなくなる。
【００９１】
一方で、その上部に焼結前配線を有する部分（すなわち、後述する焼結工程の後に、金属配線配置部１の第１の拡散層１２が形成される部分）では、焼結前配線により金属層に配置される第２の金属元素が酸素に直接接触することが抑制されており、すなわち、酸化が抑制されている。焼結前配線を構成する第１の金属元素は、加熱にともない金属層及び有機物絶縁層に拡散するが、この拡散により金属層に含まれる第２の金属元素の有機物絶縁層への拡散を阻害しない。
【００９２】
したがって、以上で述べた酸化雰囲気下での加熱を含む、配線基板の製造方法によれば、焼結前配線を有する部分では、第２の金属元素の有機物絶縁層への拡散が進む一方、焼結前配線を有しない部分では、第２の金属元素の有機物絶縁層への拡散が抑制されることにより、得られる配線基板において第１の拡散層は、第２の拡散層よりも厚くなりやすい。
【００９３】
上述したように、このとき、その上部に焼結前配線を有する部分（すなわち、後述する焼結工程の後に、特に金属配線配置部１の第１の拡散層１２が形成される部分）において、金属層が所定量以上酸化されると、第１の金属元素及び第２の金属元素の有機物絶縁層への拡散を阻害するおそれがあるので、金属層形成工程及び焼結前基板形成工程の工程間で、例えば空気等の酸化性ガスへの曝露をできる限り抑制して金属層の酸化を抑制することが好ましい。
【００９４】
酸化性ガスとしては、例えば酸素、又は大気等を用いることができる。また、酸化性ガス以外のガスと酸化性ガスを混合して用いることができる。酸化性ガス以外のガスとしては、不活性ガス（例えば窒素ガスやアルゴンガス）を用いることができる。
【００９５】
酸化雰囲気中の酸素の濃度としては、特に限定されないが、酸素分圧にして５０Ｐａ以上であることが好ましく、６０Ｐａ以上であることが好ましく、７０Ｐａ以上であることがさらに好ましい。雰囲気の圧力が大気圧（１０５Ｐａ）である場合にこれらの酸素分圧を体積比の濃度に換算すると、５００ｐｐｍ以上であることが好ましく、６００ｐｐｍ以上であることが好ましく、７００ｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。
【００９６】
酸化性ガスの濃度が５００ｐｐｍ未満であると樹脂の燃焼が充分に行われず、樹脂成分が残存して焼結性を悪化するおそれがある。８０００ｐｐｍを超えると金属ペーストの表面近傍でのみ急速に反応が生じて緻密な焼結被膜層を形成し、内部の反応を阻害するおそれがある。酸化性ガスの濃度が所要量であることにより、ペースト全体で樹脂の燃焼消滅と金属粒子の酸化焼結をバランス良く進行させることができる。
【００９７】
酸化雰囲気下での加熱温度としては、１５０℃以上４５０℃以下であれば特に限定されないが、１７０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることがさらに好ましい。また、加熱温度としては、４４０℃以下であることが好ましく、４２０℃以下であることがより好ましく、４００℃以下であることがさらに好ましい。１５０℃未満では樹脂が残存するおそれがある一方で、４５０℃を超えると被覆層が形成され、内部の反応を阻害するおそれがある。さらに有機物絶縁層が結晶化することにより特性が劣化するおそれがある。
【００９８】
［還元雰囲気下での加熱］
次に、酸化雰囲気下で加熱した酸化後の基板に対し、還元雰囲気下で加熱焼結する。これにより酸化雰囲気下での加熱により形成された第１の金属元素の酸化物からなる焼結体に対して、還元性ガスを含有する窒素ガス雰囲気中で加熱して還元処理を行い、第１の金属元素からなる焼結体である金属配線を有する焼結後基板を得ることができる。
【００９９】
還元性ガスとしては、水素、一酸化炭素、ギ酸、アンモニア等を用いることができる。また、還元性ガス以外のガスとしては、不活性ガス、例えば窒素ガスやアルゴンガスを用いることができる。
【０１００】
還元性ガス濃度としては、特に限定されないが還元雰囲気の圧力が大気圧（１０５Ｐａ）であるとすると、体積比で０．５％以上であることが好ましく、１％以上であることがより好ましく、２％以上であることがさらに好ましい。体積比で０．５％未満であると、焼結体における第１の金属元素の酸化物の還元が充分に行われず、金属酸化物が残存し、焼成後の金属配線は、高い電気抵抗率を呈するおそれがある。
【０１０１】
還元雰囲気下での加熱温度としては、特に限定されないが、１５０℃以上であることが好ましく、１７０℃以上であることがより好ましく、１８０℃以上であることがさらに好ましく、２００℃以上であることが特に好ましい。また、加熱温度としては、４５０℃以下であることが好ましく、４４０℃以下であることがより好ましく、４２０℃以下であることがさらに好ましく、４００℃以下であることが特に好ましい。１５０℃未満であると第１の金属元素の酸化物が残存し、４５０℃を超えると有機物絶縁層が結晶化することにより特性が劣化するおそれがある。
【０１０２】
このようにして酸化・還元雰囲気下での連続した焼結処理を行うことで、金属配線配置部では、金属配線と第１の有機物絶縁層との界面において、第１の金属元素及び第２の金属元素の一部が、有機物絶縁層の内部に拡散して密着性を高めることができる。一方で、金属配線非配置部では、第２有機物絶縁層の表面にある第２の金属元素が、酸素を含む雰囲気で導電性ペーストの熱処理を行うときに、絶縁性に優れた金属酸化物となる。また、第２の金属元素が、有機物絶縁層の内部に拡散して密着性を高めることができる。なお、このようにして形成される第２の金属元素の酸化物は、還元雰囲気下での加熱により還元されないため、酸化物として維持される。
【０１０３】
〔焼結後の圧力印加〕
上述した焼結後基板は、そのままの状態で配線基板として用いることができる。したがって、必須の構成要素ではないが、上述した還元雰囲気下での加熱の後に、焼結後基板金属配線に圧力を印加してもよい。このようにして圧力を印加することで、還元熱処理後の金属配線内部に存在する空隙の体積率が減少し、電気抵抗率を減少するとともに、変形に対する耐久性が向上する。
【０１０４】
付加する応力としては、特に限定されないが、例えば１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【０１０５】
圧力付加の方法の一例としては、室温（例えば、−１０〜４０℃、特に２５℃程度）にて圧延することが可能である。圧延の際の圧下率（（圧延前の厚さ−圧延後の厚さ）÷圧延前の厚さ）としては、特に限定されないが、５％以上５０％以下であることが好ましい。
【０１０６】
また、圧力付加の方法の一例としては、高温プレスを行うことが可能である。高温プレスは１００℃以上４００℃以下の温度範囲において、上述した還元雰囲気下での加熱の温度よりも低い温度で行うことが好ましい。
【０１０７】
なお、抵抗増加の緩和の度合いは、圧延の場合は圧下率を制御することによって、高温プレスの場合は温度、圧力、時間を制御することによって変化することができる。
【０１０８】
このような製造方法によれば、金属配線と有機物絶縁層との密着性を高めた配線基板を、フォトリソグラフィー法を用いることなく製造することができる。特に、焼結前基板に対して、酸化性ガスを含む雰囲気への曝露を２４時間以下として製造することにより、第１の拡散層の平均厚さが第２の拡散層の平均厚さより厚いものが得られる。そして、このような構成を有する配線基板では、上述したとおり、第１の拡散層及び第２の拡散層に起因して生じ得る柔軟性の低下が抑制されており、高い柔軟性を有するものである。
【０１０９】
＜電子デバイスの製造方法＞
本発明のデバイスの製造方法は、金属薄膜形成工程と、焼結前配線形成工程と、焼結工程と、素子接合工程とを含むものである。ここで、金属層形成工程、焼結前配線形成工程及び焼結工程は、上述の配線基板の製造方法において説明した、金属層形成工程、焼結前配線形成工程及び焼結工程と同様の操作を行うことができる。したがって、ここでは、素子接合工程のみについて詳細に説明する。
【０１１０】
〔素子接合工程〕
素子接合工程は、素子をｐＨ４以上７以下のはんだフラックスを塗布して、金属配線に接合する工程である。
【０１１１】
ｐＨが４以上７以下、すなわち弱酸性又は中性であるはんだフラックスを用いることにより、第２の金属元素からなる金属酸化物層が強酸性フラックスで溶解することを回避できる。
【実施例】
【０１１２】
以下に実施例を挙げて、本発明についてさらに詳細に説明する。本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。【０１１３】
（実施例１）
フレキシブル回路を以下のように作製した。有機物絶縁層として東レデュポン製のポリイミドフィルム（１４０ＥＮ、厚さ３５μｍ）を用いた。ポリイミドフィルムは受入ままの状態で利用した。このフィルムの一方の表面に第２の金属元素であるマンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）の各金属層をスパッタ法によって成膜した。金属層の厚さは３〜３００ｎｍとした。第２の金属元素を成膜後、大気雰囲気での放置時間を２４時間以内としてＣｕペーストによる配線形成を行った。２４時間を超過すると第２の金属元素の表面が酸化して安定になり、第１の拡散層を形成し難くなり、焼成後の金属配線の密着強度が劣化し、テープテストによって基板から容易に剥離した。用いたＣｕペーストは、特開２０１３−２５８１２８の実施例１に記載したペーストを用いて、線幅が２００μｍ、線間隔が１ｍｍの配線形状をスクリーン印刷した。これらのサンプルを大気雰囲気、８０℃において５分の乾燥を行い、３５０℃で３０分の酸化熱処理を行った。その後、窒素＋５％水素の混合ガス雰囲気で、酸化熱処理と同じ温度で３０分の還元熱処理を行った。還元熱処理後にＣｕ配線のテープテストを実施したところ、剥離は見られなかった。また、Ｃｕ配線の電気抵抗率は５〜７μΩ・ｃｍであった。【０１１４】
第２の金属元素を形成後に大気中に放置した時間を１時間又は４８時間とし、その後Ｃｕペーストを印刷、酸化熱処理、還元熱処理を実施した。得られた試料に対して、粘着強度が４Ｎのスコッチテープを貼り付け、テープを引き剥がす際に、Ｃｕ配線がポリイミドフィルムに密着したままか、又は剥離するかを評価した。その結果を表１に示す。表１において、テープの貼り付けと引き剥がしを３回繰り返しても剥離しなかったサンプルをＡと表記し、２回以降でＣｕ配線の一部が剥離したサンプルをＢ、１回の評価でＣｕ配線が完全に剥離したサンプル、又はＣｕ配線が自然剥離したサンプルをＣとした。表１に示すように、膜厚が１０ｎｍであり、待機放置時間が４８時間の試料はＣ評価であった。一方で、待機放置時間が1時間の試料は、どの金属層においても、膜厚が５ｎｍ以上であれば１回のテープテストで剥離することはない。第２の金属元素がＭｎ、Ｃｒ、Ｔａの場合は膜厚が１０ｎｍ以上、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの場合は膜厚が２０ｎｍ以上、Ｚｒの場合は膜厚が５０ｎｍ以上であれば、Ａ評価となった。熱処理温度を３００℃、４００℃としても同じ結果が得られた。【０１１５】
【表１】
2020004624.tif 000003
【０１１６】
次に、Ｃｕ配線間の電気抵抗を測定した。測定には２本の電流端子と２本の電圧端子を隣接するＣｕ配線上に配置し、得られた電流と電圧の値から算出した。表１に示した全てのサンプルにおいて電気抵抗値は１ＭΩ以上であり、十分な絶縁性を示した。また、表１に示した金属層は、有機物絶縁層中に拡散して第２の拡散層を形成するために一部が消費される。一方で金属層が酸化される際には酸素イオンを取り込むため体積膨張が生じる。その結果、いずれのサンプルにおいても、金属酸化物層の厚さは、表１に示した金属層の厚さの０．８倍以上１．５倍以下の範囲に含まれるものとなった。また、いずれのサンプルにおいても、ＳＥＭ−ＥＤＸで測定した第１の拡散層の平均厚さは、第２の拡散層の平均厚さより厚かった。【０１１７】
（実施例２）
実施例１と同じポリイミドフィルム表面にＴａ及びＭｎを１５ｎｍの厚さに成膜し、Ｃｕペーストを配線形状にスクリーン印刷し、８０℃で乾燥した後に、３５０℃で酸化熱処理、還元熱処理を行った。得られたサンプルを切断して断面を研磨し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）とそれに付属するＥＤＸを用いて、Ｃｕ配線とポリイミドフィルム界面の組織観察と界面近傍の組成分析を行った。【０１１８】
ポリイミドフィルム上にＭｎを成膜したサンプルのＳＥＭ−ＥＤＸ分析結果を図３に示す。図３（ａ）はＣｕ配線断面の全体像を示す。図３（ｂ）は界面部分における拡大像を示す。なお、詳細は後述するが、図３（ｂ）の番号１〜７を附した領域（以下「領域１〜７」という。）において、ＥＤＸの点分析を行った。図３（ｃ）は、Ｃｕ配線とポリイミドフィルムを含む領域（金属配線配置部）でＥＤＸによる線分析を行った結果である。ＣｕのＥＤＸ強度が界面で急激に減少し、ポリイミドフィルムの内部に向かって弱い強度分布がある。このことは、Ｃｕがポリイミドフィルムの内部に拡散していることを示している。図３（ｄ）は、（ｂ）の拡大図のうち領域１〜７においてＥＤＸの点分析を行った結果である。領域２、３、４においてＭｎのＥＤＸピークが検出され、Ｍｎがポリイミドフィルムの内部に拡散していることを示している。第１の拡散層の厚さは約０．５μｍであった。【０１１９】
同じサンプルにおいて、ポリイミドフィルムのＣｕ配線が形成されていない部分の組成分布を、ＸＰＳを用いて行った。ポリイミドフィルム上にＭｎを成膜したサンプルのＭｎ配線が形成されていない部分（金属配線非配置部）のＸＰＳ分析結果を図４に示す。図４において、横軸はサンプル表面をＡｒイオンでスパッタエッチングを行ったときのエッチング時間を示す。エッチング速度は毎秒約０．１ｎｍであった。ポリイミドフィルム表面に成膜したＭｎは、Ｍｎ酸化物になっており、その厚さは約２０ｎｍである。Ｍｎ酸化物層のポリイミドフィルム側にはＭｎ、Ｏ、Ｃ及びＮが検出され、ポリイミドフィルム内部にＭｎが拡散したことが分かった。第２の拡散層の厚さは約１０ｎｍであった。【０１２０】
ポリイミドフィルム上にＴａを成膜したサンプルにおいても、Ｍｎを成膜したサンプルの結果と同様に、拡散層が観察された。Ｔａの場合の第１の拡散層の厚さは約０．１μｍであり、第２の拡散層の厚さは約１０ｎｍであった。【０１２１】
（実施例３）
幅１５ｍｍ、長さ８ｃｍのポリイミドフィルム上にＭｎを１５ｎｍの厚さに成膜し、Ｃｕペーストを印刷、熱処理をして線幅が１．２ｍｍのＣｕ配線を形成した。また、ＳＥＭ−ＥＤＸで測定した第１の拡散層の平均厚さは、第２の拡散層の平均厚さより厚かった。その後、このサンプルを硫酸銅溶液に浸漬して電解Ｃｕめっきを施し、Ｃｕ配線の間隙を電解Ｃｕめっきで埋めた。別なサンプルでは、Ｃｕ配線表面にエポキシを塗布し真空内に放置することでＣｕ配線の間隙にエポキシを浸透させた。このようにして作製したサンプルを引張試験機に装着し、変形時の電気抵抗変化を測定した。引張方向はフィルムの長手方向であり、初期ひずみ速度は１０−３／秒とした。電気抵抗測定のために、サンプル中心部から１ｃｍの位置に電圧端子を取り付け、２ｃｍの位置に電流端子を取り付けた。電流端子に一定値の電流（１００ｍＡ）を印加して変形途上の電圧を測定して電気抵抗変化を得た。【０１２２】
図５に、Ｃｕ配線の間隙をエポキシで埋めたサンプル（Ｃｕ＋Ｅｐｏｘｙ）、電界Ｃｕめっきで埋めたサンプル（Ｃｕ＋Ｃｕ  Ｐｌａｔｉｎｇ）、間隙に何も埋めなかったサンプル（Ｃｕ）の３種類の電気抵抗変化の測定結果を示す。縦軸は各サンプルの変形中の抵抗値を初期抵抗値で除した値であり、横軸は変形中のサンプルの長さ増分を初期ゲージ長（６ｃｍ）で除した値（％）である。変形中の抵抗増加は、配線に形成されるクラック数の増加に対応しており、組織的に弱いネック部の断裂に起因する。図５によれば、焼結したＣｕ配線の間隙をエポキシで埋めることによって抵抗増加が緩和される。電解Ｃｕめっきで埋めることで、抵抗増加の緩和傾向はより顕著となる。また、ここで用いたエポキシ及び電解Ｃｕめっきは、それぞれ一般的な熱硬化性樹脂、Ｎｉめっき、Ａｕめっきで代替でき、図５で示した結果と同等の効果が期待できる。【０１２３】
（実施例４）
幅１５ｍｍ、長さ８ｃｍのポリイミドフィルム上にＭｎを１５ｎｍの厚さに成膜し、Ｃｕペーストを印刷し、３５０℃で酸化熱処理、還元熱処理をして線幅が１．２ｍｍのＣｕ配線を形成した。ＳＥＭ−ＥＤＸで測定した第１の拡散層の平均厚さは、第２の拡散層の平均厚さより厚かった。これをサンプルＡとした。【０１２４】
サンプルＡと同様の方法で製造したものについて、硫酸銅溶液に浸漬して電解Ｃｕめっきを施し、Ｃｕ配線の間隙を電解Ｃｕめっきで埋め、サンプルＢとした。【０１２５】
また、サンプルＡと同様の方法で製造したものについて、Ｃｕ配線表面にエポキシを塗布し真空内に放置することでＣｕ配線の間隙にエポキシ樹脂を浸透させ、サンプルＣとした。【０１２６】
さらに、サンプルＡと同様の方法で製造したものについて、Ｃｕペーストを印刷、熱処理したサンプルＡと同様のサンプルを、室温で圧下率９％の圧延処理を行い、サンプルＤとした。【０１２７】
サンプルＡと同様に製造したものについて、高温プレス装置を用いて２５０℃で２ＭＰａの応力を付加し、３０分保持をしてサンプルＥとした。【０１２８】
このようにして作製したサンプルを引張試験機に装着し、変形時の電気抵抗変化を測定した。引張方向はフィルムの長手方向であり、初期ひずみ速度は１０−３／秒とした。電気抵抗測定のために、サンプル中心部から１ｃｍの位置に電圧端子を取り付け、２ｃｍの位置に電流端子を取り付けた。電流端子に一定値の電流（１００ｍＡ）を印加して変形途上の電圧を測定して電気抵抗変化を得た。【０１２９】
図６は、サンプルＡ〜Ｅの電気抵抗変化の測定結果である。縦軸は各サンプルの変形中の抵抗値を初期抵抗値で除した値であり、横軸は変形中のサンプルの長さ増分を初期ゲージ長（６ｃｍ）で除した値（％）である。変形中の抵抗増加は、配線に形成されるクラック数の増加に対応しており、組織的に弱いネック部の断裂に起因する。図６によれば、焼結したＣｕ配線の間隙をエポキシで埋めることによって抵抗増加が緩和される。電解Ｃｕめっきで埋めることで、抵抗増加の緩和傾向はより顕著となる。高温プレス又は圧延を行うことによって抵抗増加が緩和される。【０１３０】
（実施例５）
実施例１で示した方法によって、ポリイミドフィルム上にＭｎ酸化物とＣｕ配線を有する基板を作製した。【０１３１】
この基板に機能性を付与するためにレジスター、キャパシター、インダクター、ダイオード、ＬＥＤ、マイクロプロセッサ等を実装することができるが、これらの素子をＣｕ配線に接合するためには、はんだフラックスを塗布してＣｕ配線表面の酸化物を除去する必要がある。【０１３２】
接合の際に、ｐＨが２及び３の塩酸を含むフラックスを用いたところ、Ｃｕ配線が剥離した。ｐＨが４、５及び６の酢酸水溶液、又はｐＨが７の中性フラックスを塗布したところＣｕ配線が剥離することなくＣｕ配線表面の酸化物を除去できた。次にｐＨ５のフラックスを塗布したＣｕ配線に素子のはんだ接合を実施した。接合に用いたはんだ合金はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金とした。はんだ合金の量、はんだごての温度、はんだ接合時間を変化して、最適接合条件を探索した。はんだ接合試験後にＣｕ配線が剥離したサンプルの剥離部を分析したところ、はんだ合金がＣｕ電極を貫通してポリイミドフィルムとの界面まで到達していた。Ｃｕ電極が剥離しなかったサンプルは、はんだ合金が界面に達していなかった。これらの結果から、素子実装にはｐＨが４以上７以下のはんだフラックスを用いること、はんだ合金がＣｕ電極を貫通してポリイミドフィルムとの界面に到達しないことが必要である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  金属配線配置部
１１  金属配線
１２  第１の拡散層
１３  第１の有機物絶縁層
２  金属配線非配置部
２１  金属酸化物層
２２  第２の拡散層
２３  第２の有機物絶縁層
【図１】
2020004624.tif 000004
【図２】
2020004624.tif 000005
【図３】
2020004624.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020004624.tif 000009
【国際調査報告】
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