JP2016039171A

JP2016039171A - 導電配線の製造方法および導電配線

Info

Publication number: JP2016039171A
Application number: JP2014159602A
Authority: JP
Inventors: 村岡　貢治; Koji Muraoka; 貢治村岡
Original assignee: Shuhou Co Ltd
Current assignee: Shuhou Co Ltd
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-03-22

Abstract

【課題】導電ペーストをスクリーン印刷によって絶縁基板に供給することなく、絶縁基板上に所望の特性の導電配線を容易に形成することができる導電配線の製造方法を提供する。
【解決手段】導電配線の製造方法は、絶縁基板１に所定のパターンになるようにインキ２を印刷する工程（Ｓ１）と、印刷されたインキ２が乾燥する前に、インキ２（所定のパターンになっている）に導電性粉末３を載置（散布）する工程（Ｓ２）と、載置された導電性粉末３を絶縁基板１に押し付けて圧縮する工程（Ｓ３）と、圧縮された導電性粉末３を加熱して焼結させる工程（Ｓ４）と、を有し、かかる一連の工程（Ｓ１〜Ｓ４）によって、導電配線２０が製造される。
【選択図】図１

Description

本発明は導電配線の製造方法および導電配線、特に、導電性粉体によって形成された導電配線の製造方法および導電配線に関する。

従来、絶縁基材上に導電配線を形成する方法として、絶縁基材上に形成された銅箔をエッチングした後に焼結するフォトリソグラフィ工法や、絶縁基材上に導電ペーストをスクリーン印刷した後やインクジェット印刷した後に焼結する印刷工法がある。
そして、フォトリソグラフィ工法では工程数が多いという問題、また、印刷工法では導電ペーストに用いられている金属粒子が表面酸化し易いという問題を共に解消する目的で、ミクロンオーダの粒径を持つ金属材料である金属ミクロン粒子とナノメータオーダの粒径を持つ金属材料である金属ナノ粒子とが含まれた導電ペーストを使用する回路基板の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５３２１２号公報（第６頁、図１）

特許文献１に開示された発明は、金属ミクロン粒子と金属ナノ粒子とが含まれた導電ペーストを、スクリーン印刷によって絶縁基板に供給し、低酸素雰囲気下で焼成して、金属ナノ粒子を焼結されるものである。このため、スクリーン印刷に好適な流動性の確保と、電気抵抗値の増大の抑制との両方を満足する導電ペーストの選定が困難であるという問題があった。すなわち、金属ミクロン粒子の材質および粒径、金属ナノ粒子の材質および粒径、溶媒の種類、およびそれぞれの量（導電ペーストに占めるそれぞれの割合）を、絶縁基板上に形成される導電配線の特性に応じて設定するには、多数の試験と長い時間とを要していた。

本発明は上記問題を解消するものであって、導電ペーストをスクリーン印刷によって絶縁基板に供給することなく、絶縁基板上に所望の特性の導電配線を容易に形成することができる導電配線の製造方法、および該導電配線の製造方法によって形成された導電配線を提供することにある。

（１）本発明に係る導電配線の製造方法は、絶縁基板に所定のパターンになるようにインキを印刷する工程と、前記印刷されたインキが乾燥する前に、前記インキの上に導電性粉末を載置する工程と、前記載置された導電性粉末を前記絶縁基板に押し付けて圧縮する工程と、前記圧縮された導電性粉末を加熱して焼結させる工程と、を有する。
（２）また、前記加熱は、前記圧縮された導電性粉末に向けて紫外線またはレーザ光を照射して行う。
（３）また、前記絶縁基板は白色または透明で、前記レーザ光はＹＡＧレーザ光である。
（４）さらに、本発明に係る導電配線は、前記（１）〜（３）の何れかに記載の導電配線の製造方法によって形成されている。

（ｉ）導電ペーストをスクリーン印刷等によって絶縁基板に供給するものでは、インキ内にある導電性粉末が印刷精度を悪化させるし、導電粉末の密度を上げることもできないのに対し、本発明に係る導電配線の製造方法は、所定のパターンの印刷に好適なインキを容易に選定することができるため、印刷精度を上げることができる。また、導電粉末の密度を上げることができ、導電性を良くすることができる上、従来のようなスクリーン印刷性および電気伝導性の両方を満足する導電ペーストを選定する手間がなくなり、作業が迅速になる。
（ｉｉ）また、紫外線またはレーザ光の照射によって焼結されるから、導電配線を安価に製造することができる。なお、導電性粉末の材質は限定するものではなく、銅や銅合金、あるいは銀や銀合金等である。
（ｉｉｉ）また、絶縁基板を白色または透明にして、白色または透明の基材を通過する性質を有するＹＡＧレーザ光を、白色または透明の絶縁基板に照射するから、絶縁基板の発熱を抑えることができる。したがって、絶縁基板を、耐熱性を有する材料、例えばセラミック板等に限定する必要がなくなるため、絶縁基板の選択肢が拡がり、安価な絶縁基板を用いることによって、導電配線を安価に製造することができる。
（ｉｖ）また、本発明に係る導電配線は、前記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の何れかに記載の効果を有する導電配線の製造方法によって形成されているから、良好な導電率を有し、安価である。

本発明の実施の形態１に係る導電配線の製造方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る導電配線の製造方法における各工程を模式的に示す側面視の断面図。本発明の実施の形態２に係る導電配線を模式的に示す側面視の断面図。

［実施の形態１］
図１および図２は本発明の実施の形態１に係る導電配線の製造方法と、かかる導電配線の製造方法によって製造された導電配線とを説明するものであって、図１はフローチャート、図２の（ａ）〜（ｅ）は各工程を模式的に示す側面視の断面図である。なお、図２は、模式的に一部を誇張して示すものであって、本発明は、図示された形態（大きさや数量）に限定するものではない。

図１および図２において、導電配線の製造方法は、絶縁基板１に所定のパターンになるようにインキ２を印刷する工程（Ｓ１）と、印刷されたインキ２が乾燥する前に、インキ２（所定のパターンになっている）に導電性粉末３を載置（散布）する工程（Ｓ２）と、載置された導電性粉末３を絶縁基板１に押し付けて圧縮する工程（Ｓ３）と、圧縮された導電性粉末３を加熱して焼結させる工程（Ｓ４）と、を有し、かかる一連の工程（Ｓ１〜Ｓ４）によって、導電配線２０が製造される。
なお、本発明は、圧縮する工程（Ｓ３）と加熱して焼結させる工程（Ｓ４）とは、連続して行うものに限定するものではなく、同時に行ってもよい。

このとき、導電性粉末３は、例えば、銅や銅合金の細粒であって、例えば、平均粒径が１〜２００μｍであるが、本発明は導電性粉末３の平均粒径の範囲を限定するものではない。
そして、印刷されたインキ２が乾燥する前に、絶縁基板１に導電性粉末３を散布するから、導電性粉末３は乾燥する前のインキ２（単斜線にて示す）に付着し、インキ２に付着した導電性粉末３は所定のパターンを描くことになる。
また、前記加熱は、圧縮された導電性粉末３に向けてレーザ光（例えば、ＹＡＧレーザ光）３０を照射して行う。
なお、レーザ光照射の前に、インキ２に付着した導電性粉末３は圧縮される（インキ２および導電性粉末３をまとめて複斜線にて示す）から、導電性粉末３同士の間隔（正確には、空孔（ポアー）の大きさ）が小さくなって密度が上がることによって、焼結が促進され、より低温でより迅速に加熱作業を実施することができる（焼結後の導電性粉末３を塗りつぶしにて示す）。なお、加熱は、レーザ光３０に代えて、紫外線（キャノン光）を照射してもよい。

すなわち、導電配線の製造方法は、導電ペーストをスクリーン印刷等によって絶縁基板１に供給するものではないから、所定のパターンの印刷に好適なインキ２を容易に選定することができ、また、導電配線の特性に応じた導電性粉末３を容易に選定することができるため、印刷精度を上げ、導電粉末の密度を上げることができ、導電性を良くすることができる。また、従来のようなスクリーン印刷性および電気伝導性の両方を満足する導電ペーストを選定する手間がなくなり、作業が迅速になる。
また、導電性粉末３は細粒であって、紫外線またはレーザ光の照射によって焼結されるから、導電配線を安価に製造することができる。

このとき、絶縁基板１を白色または透明にして、レーザ光としてＹＡＧレーザ光を照射すれば、ＹＡＧレーザ光は白色または透明の基材を通過する性質を有することから、絶縁基板１の発熱を抑えることができる。したがって、絶縁基板１を、耐熱性を有する材料、例えばセラミック板等に限定する必要がなくなることから、絶縁基板の選択肢が拡がり、安価な絶縁基板を用いることによって、導電配線２０を安価に製造することができる。
なお、図２の（ｄ）において、複斜線を付した部分（インキ２および導電性粉末３）の上に、粒状の導電性粉末３が付着し、それぞれの厚さが略同じになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれの厚さは何れか厚くてもよく、また、複斜線を付した部分の上に付着した導電性粉末３は一層に限定されるものではない。さらに、複斜線を付した部分の上に付着した導電性粉末３がなく、複斜線を付した部分のみであってもよい。

［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係る導電配線を示す側面視の断面図である。なお、図２と同じ部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図３において、導電配線２０は、絶縁基板１上に焼結した導電性粉末３によって描かれた所定のパターンを呈している。このとき、導電配線２０は、導電配線の製造方法によって形成されたものであるから、良好な導電率を有し、安価である。
なお、絶縁基板１は平面に限定されるものではなく、曲面であってもよい。また、導電性粉末３によって描かれたパターンは限定されるものではなく、導電性粉末３の材質（成分）も限定するものではない。

本発明によれば、所望のパターンの導電配線を容易かつ安価に製造することができるから、様々な形状の絶縁基板上に導電配線を製造する方法として広く利用することができる。

１絶縁基板
２インキ
３導電性粉末
２０導電配線
３０レーザ光

Claims

絶縁基板に所定のパターンになるようにインキを印刷する工程と、
前記印刷されたインキが乾燥する前に、前記インキの上に導電性粉末を載置する工程と、
前記載置された導電性粉末を前記絶縁基板に押し付けて圧縮する工程と、
前記圧縮された導電性粉末を加熱して焼結させる工程と、
を有することを特徴とする導電配線の製造方法。
前記加熱は、前記圧縮された導電性粉末に向けて、紫外線またはレーザ光を照射して行うことを特徴とする請求項１記載の導電配線の製造方法。
前記絶縁基板は白色または透明で、前記レーザ光はＹＡＧレーザ光であることを特徴とする請求項２記載の導電配線の製造方法。
請求項１〜３の何れか一項に記載の導電配線の製造方法によって形成されたことを特徴とする導電配線。