專利名稱：配線基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基板上形成配線圖案而構(gòu)成的配線基板。
背景技術(shù)：
在基板上形成有金屬的配線圖案的配線基板中，通常除了用于與外部連接的部分(接點(diǎn)部)以外，由樹(shù)脂涂層或絕緣膜包覆配線圖案。雖然通過(guò)這樣的包覆保護(hù)了配線圖案，但由于接點(diǎn)部成為露出的狀態(tài)，故例如由濕氣等產(chǎn)生氧化及腐蝕，進(jìn)而會(huì)發(fā)生金屬元素的遷移，由此產(chǎn)生連接(接觸)不良，或相鄰配線圖案間短路的問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，以往提出有在接點(diǎn)部上也形成保護(hù)膜的方案。例如專利文獻(xiàn)1中記載有形成樹(shù)脂保護(hù)膜，其膜厚度為可由對(duì)象側(cè)連接器的端子刺破的程度。另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有形成氟系樹(shù)脂薄膜，其硬度為可由對(duì)象側(cè)連接器的端子刮去的程度。
如上所述，以往為了防止遷移等的產(chǎn)生，采用在接點(diǎn)部形成樹(shù)脂保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)，但該樹(shù)脂保護(hù)膜在導(dǎo)通連接時(shí)被破壞或被刮去。即，在連接部分，保護(hù)膜被去除而露出接點(diǎn)部，不能避免這樣露出的接點(diǎn)部遭到腐蝕。而且，若例如反復(fù)進(jìn)行拆裝，則露出部分增大，保護(hù)效果大大降低。
另外，由于在導(dǎo)通連接時(shí)樹(shù)脂保護(hù)膜被破壞或被刮去，故由此時(shí)產(chǎn)生的樹(shù)脂粉末等引起的污染而可能會(huì)引起接觸不良。
另外，例如在接觸壓較弱的情況下，由于產(chǎn)生不能在可靠地進(jìn)行導(dǎo)通連接的程度上將保護(hù)膜充分破壞掉或刮去的狀況，故也具有不能可靠地導(dǎo)通連接弱接觸壓的外部零件的問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-109997號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平8-222839號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述狀況而研發(fā)的，其目的在于提供一種可防止接點(diǎn)部的氧化、腐蝕及遷移的發(fā)生，并且即使是弱接觸壓的外部零件也能夠?qū)ㄟB接，進(jìn)而在導(dǎo)通連接時(shí)不產(chǎn)生以往那樣由污染引起的接觸不良的配線基板。
本發(fā)明的配線基板在基板上形成有含外部連接用的接點(diǎn)部的金屬配線圖案，其中，含有硅烷的有機(jī)薄膜覆蓋金屬配線圖案而形成在基板上，接點(diǎn)部經(jīng)由有機(jī)薄膜而導(dǎo)通連接。


圖1是用于說(shuō)明評(píng)價(jià)用配線基板的配線圖案的平面圖；圖2是表示改變有機(jī)薄膜的厚度的試樣的電阻評(píng)價(jià)結(jié)果的表；圖3是表示改變有機(jī)薄膜的種類、基板材料、配線材料及工作方法的試樣的電阻評(píng)價(jià)結(jié)果以及XMA分析結(jié)果的表；圖4是表示配線電阻測(cè)定后的有機(jī)薄膜表面狀態(tài)的照片；圖5是表示進(jìn)行了SEM-XMA分析時(shí)的有機(jī)薄膜中的Ag成分的SEM照片；圖6是表示沿圖1的配線基板的配線圖案的剖面和與其連接的端子引線的一例。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例在絕緣基板上形成配線圖案，覆蓋該配線圖案而在絕緣基板上形成有機(jī)薄膜，制成配線基板。絕緣基板材料使用PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)膜，配線材料使用Ag(銀)納粒子分散墨。另外，有機(jī)薄膜材料使用聚脂類硅烷溶液。以下依次說(shuō)明詳細(xì)的制作方法。
(1)作為基于Ag納粒子分散墨的配線圖案形成的前處理，對(duì)PET膜基板的表面進(jìn)行防水處理加工。
(2)使用帶描畫(huà)功能的分配器向絕緣基板上排出Ag納粒子分散墨，描畫(huà)形成配線圖案。圖1表示在絕緣基板11上描畫(huà)形成有配線圖案12的配線基板試樣，絕緣基板11在該例中形成為寬3mm×長(zhǎng)10mm×厚0.2mm。另外，配線圖案12形成為寬(W)0.2mm×長(zhǎng)10mm×厚2μm，使配線圖案間的空間(S)為0.2mm，形成6個(gè)配線基板。
(3)將描畫(huà)成的配線圖案在200℃下燒結(jié)一小時(shí)，形成Ag配線圖案。
(4)在形成有Ag配線圖案的絕緣基板上噴涂聚脂類硅烷溶液，在200℃下燒結(jié)一小時(shí)，形成由聚脂類硅烷溶液構(gòu)成的有機(jī)薄膜。有機(jī)薄膜的膜厚為1.2μm。
〔電阻評(píng)價(jià)〕對(duì)如上述方法制作的配線基板的配線電阻和配線間絕緣電阻以電阻率計(jì)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定從有機(jī)薄膜之上開(kāi)始，即，經(jīng)由有機(jī)薄膜進(jìn)行，測(cè)定時(shí)的荷重為0.5N左右。另外，為了進(jìn)行比較，準(zhǔn)備無(wú)有機(jī)薄膜的Ag配線圖案露出的試樣，同樣進(jìn)行電阻評(píng)價(jià)。
具有有機(jī)薄膜(實(shí)施例)在上述6個(gè)配線圖案中，配線兩端間的配線電阻平均為2Ω，配線間絕緣電阻都大于或等于100MΩ。
無(wú)有機(jī)薄膜(比較例)在6個(gè)配線圖案中，配線電阻平均為2Ω，配線間絕緣電阻都大于或等于100MΩ。
由該結(jié)果可知，配線電阻即使夾有有機(jī)薄膜，也可得到與沒(méi)有有機(jī)薄膜的情況相同的值，即，在該例中，在介有有機(jī)薄膜的狀態(tài)下能夠得到良好的導(dǎo)通。另外，確認(rèn)測(cè)定后在測(cè)定位置有機(jī)薄膜下的配線圖案不露出(有機(jī)薄膜未破損)。
另一方面，配線間絕緣電阻都大于或等于100MΩ，可以確認(rèn)，相鄰配線間良好地絕緣。
〔腐蝕評(píng)價(jià)〕對(duì)具有上述的有機(jī)薄膜的配線基板進(jìn)行遷移試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為在85℃、85％RH的環(huán)境中通電500h，其電壓為5V。試驗(yàn)結(jié)果是，配線電阻、配線間絕緣電阻在試驗(yàn)前后都不發(fā)生變化，可得到良好的結(jié)果。
關(guān)于有機(jī)薄膜的膜厚除了僅改變有機(jī)薄膜的膜厚之外，與上述實(shí)施例同樣地制作配線基板，測(cè)定配線電阻及配線間絕緣電阻。其結(jié)果表示在圖2的表1中。
由表1可知，在有機(jī)薄膜的膜厚小于5μm時(shí)，配線電阻都為2Ω，可經(jīng)由有機(jī)薄膜進(jìn)行導(dǎo)通。另一方面，加厚有機(jī)薄膜的膜厚，使其大于或等于5μm，則配線電阻大于或等于100MΩ，即，被有機(jī)薄膜絕緣而不導(dǎo)通。另外，配線間絕緣電阻都大于或等于100MΩ。
關(guān)于有機(jī)薄膜的種類、基板和配線的材料改變有機(jī)薄膜的種類、基板材料、配線材料以及配線工作方法而制作各種配線基板試樣，測(cè)定配線電阻。配線圖案與上述實(shí)施例相同，形成圖1所示的規(guī)格。另外，利用XMA來(lái)分析配線圖案附近的有機(jī)薄膜中的無(wú)機(jī)成分。制作規(guī)格以及測(cè)定結(jié)果表示在圖3的表2中。
試樣A代替上述實(shí)施例中在配線圖案的描畫(huà)中使用帶描畫(huà)功能的分配器的結(jié)構(gòu)，使用噴墨裝置，試樣B相對(duì)于試樣A，將基板材料改變?yōu)镾i(硅)。另外，試樣C相對(duì)于試樣B，改變配線材料及工作方法，通過(guò)濺射Au(金)而形成配線圖案。試樣D～F分別相對(duì)試樣C改變有機(jī)薄膜的種類。
由表2可知如下內(nèi)容。
通過(guò)由聚脂類硅烷或聚乙烯類硅烷形成有機(jī)薄膜，可經(jīng)由有機(jī)薄膜實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。對(duì)此，在不含硅烷的情況下，不能導(dǎo)通。
配線材料不限于Ag，是Au時(shí)也能夠同樣地經(jīng)由有機(jī)薄膜實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。
在形成有含硅烷的有機(jī)薄膜的情況下，從配線圖案附近的有機(jī)薄膜中檢測(cè)配線材料的金屬元素。對(duì)此，在不含硅烷的有機(jī)薄膜中檢測(cè)不到那樣的金屬元素。
由上述可知，若在配線圖案上形成含硅烷的有機(jī)薄膜，則配線材料的金屬元素在有機(jī)薄膜中產(chǎn)生擴(kuò)散的現(xiàn)象，通過(guò)這樣的金屬元素?cái)U(kuò)散而使有機(jī)薄膜帶有導(dǎo)電性，可進(jìn)行經(jīng)由有機(jī)薄膜的導(dǎo)通連接。另外，擴(kuò)散的進(jìn)行即使比表1所示的結(jié)果多，也為5μm左右，通過(guò)使有機(jī)薄膜的膜厚小于μm，可進(jìn)行這樣的導(dǎo)通連接。
另外，由這樣的擴(kuò)散的進(jìn)行程度，若相鄰配線圖案間的空間大于或等于5μm，則可避免經(jīng)由有機(jī)薄膜使相鄰配線圖案導(dǎo)通的情況，即，可確保相鄰配線間的絕緣。由此，即使是具有極窄間距(狹小空間)的配列配線的圖案的配線基板，也能夠適用本發(fā)明。
圖4所示的照片是在本發(fā)明的配線基板中，測(cè)定配線電阻，確認(rèn)良好的導(dǎo)通狀態(tài)后對(duì)表面狀態(tài)進(jìn)行攝影而得到的，由照片可以確認(rèn)，測(cè)定位置的有機(jī)薄膜不發(fā)生變化，有機(jī)薄膜下的配線圖案不露出。
另外，圖5表示通過(guò)配線基板的剖面試樣SEM-XMA分析有機(jī)薄膜中的無(wú)機(jī)成分時(shí)的SEM照片的一例，在此，使用配線材料為Ag(厚度0.5μm左右)，有機(jī)薄膜為聚脂類硅烷(厚度10μm左右)的試樣。
通過(guò)XMA分析，如圖5照片中所示，可以確認(rèn)在有機(jī)薄膜中存在有Ag成分。
如上述說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的配線基板，形成為接點(diǎn)部被有機(jī)薄膜覆蓋的結(jié)構(gòu)，故可防止接點(diǎn)部的氧化及腐蝕，進(jìn)而可防止遷移的發(fā)生。
圖6表示沿絕緣基板11上的配線基板的一條配線的剖面和在其上連接有連接器(未圖示)等外部零件的端子引線21的狀態(tài)的例子。在該例中，金屬端子引線21彈性地與含硅烷的有機(jī)薄膜13的表面接觸，經(jīng)由有機(jī)薄膜13與形成在絕緣基板11上的配線圖案12電導(dǎo)通。即，有機(jī)薄膜13表面的與配線圖案12相對(duì)的部分成為與金屬端子引線21的連接點(diǎn)。
這樣，由于接點(diǎn)部經(jīng)由有機(jī)薄膜而導(dǎo)通連接，故與以往那樣通過(guò)在連接時(shí)利用接觸強(qiáng)制地去除覆蓋接點(diǎn)部的保護(hù)膜而構(gòu)成導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)不同，可得到穩(wěn)定的導(dǎo)通狀態(tài)，也不會(huì)產(chǎn)生由污染等而引起的接觸不良，另外，即使是例如接觸壓0.5N左右的弱接觸壓的外部零件，也能夠得到良好的導(dǎo)通連接狀態(tài)。另外，本發(fā)明中使用的含硅烷的有機(jī)薄膜硬度較高，在通常的連接器連接等的接觸壓下也不會(huì)破損。
應(yīng)用例進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)，即在上述的實(shí)施例使用的聚脂類硅烷溶液中浸入Cu(銅)制的連接器端子，在表面形成有機(jī)薄膜。浸漬時(shí)間為一分鐘，以150℃燒結(jié)一小時(shí)，形成聚脂類硅烷膜。進(jìn)行了該連接端子的導(dǎo)通評(píng)價(jià)的結(jié)果，可確認(rèn)導(dǎo)通。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于形成為金屬配線圖案，包括接點(diǎn)部被含硅烷的有機(jī)薄膜覆蓋的結(jié)構(gòu)，故能夠防止接點(diǎn)部的氧化及腐蝕，遷移的發(fā)生。
另外，接點(diǎn)部經(jīng)由有機(jī)薄膜導(dǎo)通連接，故不會(huì)如以往那樣在連接時(shí)將形成于接點(diǎn)部上的樹(shù)脂保護(hù)膜破壞掉或刮去這樣由樹(shù)脂粉末等污染接點(diǎn)部，由此，也不發(fā)生接觸不良，并且，即使是弱接觸壓的外部零件，也能夠得到良好的導(dǎo)通狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種配線基板，其包括絕緣基板；形成于所述絕緣基板的表面的金屬配線圖案；覆蓋所述金屬配線圖案而形成于所述絕緣基板上的含硅烷的有機(jī)薄膜，在所述有機(jī)薄膜表面的與所述金屬配線圖案相對(duì)的部分，所述金屬配線圖案經(jīng)由所述有機(jī)薄膜與外部零件的端子連接。
2.如權(quán)利要求1所述的配線基板，其中，所述有機(jī)薄膜由聚脂類硅烷或聚乙烯類硅烷構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的配線基板，其中，所述有機(jī)薄膜的膜厚小于5μm。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的配線基板，其中，所述金屬配線圖案由銀材料形成。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的配線基板，其中，所述金屬配線圖案由金材料形成。
6.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的配線基板，其中，所述金屬配線圖案含有配線間隔大于或等于5μm的多個(gè)金屬配線。
全文摘要
一種配線基板，其在基板上形成有含外部連接用的接點(diǎn)部的金屬配線圖案，其中，含有硅烷的有機(jī)薄膜覆蓋金屬配線圖案而形成在基板上，接點(diǎn)部經(jīng)由有機(jī)薄膜而導(dǎo)通連接。與以往的形成于接點(diǎn)部上的樹(shù)脂保護(hù)膜在連接時(shí)受到破壞或被刮去的情況不同，該配線基板例如對(duì)弱接觸壓的外部零件也能夠?qū)ㄟB接。
文檔編號(hào)H05K3/28GK1886025SQ20061009404
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者宮下拓也, 岡田正史, 松本憲治 申請(qǐng)人:日本航空電子工業(yè)株式會(huì)社