JPH04206680A - 導体パターンの製造方法および誘電体ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は導体パターンの製造方法および誘電体ペースト
に関し、さらに詳しくは、誘電体層の側面を利用できる
導体パターンの製造方法、並びにその方法に有用な誘電
体ペーストに関するものである。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］従来
、電子回路の導体パターンは基板に製膜された導体をバ
ターニングして得られる。製膜方法としては箔の接着、
蒸着、スパッタリング、メッキ、印刷等の方法が使用さ
れ、バターニング方法としてはフォトリソグラフィー、
印刷等の方法が使用される。

しかし、上記従来の導体パターンはいずれも導体膜を平
面的に回路形成したものであるので、回路密度を高めよ
うとしても、製膜、パターニング等の技術の限界によっ
て制約される。それゆえ、より複雑な回路を得るには高
価な積層回路とするか回路基板の大型化が避けられない
。

また、デイスプレィ等の光を利用する分野において使用
する回路の場合は、導体中そのものが光の利用効率を減
するので導体巾を小さくする必要がある。ところが、そ
のためにはそれに見合って導体膜を薄くする必要がある
ので導体抵抗が非常に大きくなり不都合が生じる。他方
、ＩＴＯ等の透明電極を使用すれば導体巾の問題は解消
されるが、透明電極は抵抗値が大きく微細なパターンに
は問題がある。また、透明電極の抵抗を小さくするため
膜厚を大きくすると高コストになりしかも光透過率が減
少するという不都合がある。

本発明は上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたも
のであり、回路密度の高い複雑な導体パターンを簡便か
つ安価に製造することができ、しかも回路抵抗を大きく
増大させることなく導体巾の小さい導体パターンを製造
することができる方法、並びにその方法に有用な誘電体
ペーストを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、
誘電体側面に導体パターンを形成して利用することによ
り上記課題が解決されることを見出し、本発明に到達し
た。

すなわち本発明の導体パターンの製造方法は、無電解メ
ッキに対して活性な処理を施した誘電体からなる層の上
下面を無電解メッキに対して不活性な誘電体で挾んだ状
態とした後に無電解メッキを施し、活性な誘電体の露出
面に選択的に無電解メッキすることによって活性な誘電
体側面に導体パターンを形成することを特徴とするもの
である。

また、上記本発明の導体パターンの製造方法において有
用な本発明の誘電体ペーストは、誘電体成分と、感光性
樹脂と、無電解メッキに対する活性化剤とを少なくとも
含有することを特徴とするものである。

以下、本発明の製造方法並びに誘電体ペーストについて
より詳細に説明する。

本発明においては、先ず、無電解メッキに対して活性な
処理を施した誘電体からなる層（以下、便宜のため活性
化誘電体層という）の上下面を無電解メッキに対して不
活性な誘電体（以下、便宜のため不活性な誘電体という
）で挾んだ状態とする。

本発明で使用する誘電体としては、樹脂等の各種有機化
合物、セラミック、ガラス等が単独でまたは組合せて使
用され、要求される電気的、機械的、熱的性質に合致す
るものを選択すればよい。

また、金属や半導体であっても、その表面を誘電体で被
覆したものであれば同様に使用可能である。

上記誘電体は一般に無電解メッキに対して不活性である
。そこで、上記誘電体に無電解メッキに対して活性な処
理を施す手段としては、無電解メッキに対して触媒作用
を与える活性化剤、例えば貴金属を使用する手段が好ま
しい。具体的には、貴金属の微粒子を誘電体に混在させ
れば、その誘電体は活性な処理が施されたことになる。

誘電体が樹脂の場合、液体状態で貴金属微粒子と混練す
ればよい。また、誘電体としてセラミックやガラスの粉
体を使用する場合は、かかる粉体をバインダーや溶剤と
共に液体状態にする際に貴金属微粒子を同時に混練する
等すればよい。また、メッキ材種によってはＳｎ、Ｔｉ
の化合物を活性化剤に使用してもよい。

貴金属微粒子の混合量は粒子サイズ、分散状態、比重等
によって変化するが、一般に０．１重量％以下でよい。

また、貴金属微粒子は誘電体中に点在すればよいのであ
り、誘電体の絶縁性の妨げになるものではない。なお、
上記説明においては貴金属微粒子を専ら使用したが、後
工程の還元処理や熱分解等で貴金属微粒子を析出させ得
る貴金属の化合物も同様に使用できる。

このようにして活性な処理を施した誘電体において貴金
属微粒子が誘電体に被覆されてしまい活性能力を発揮で
きないことがある。しかし、この場合は誘電体を腐蝕す
ることによって確実に活性化させればよい。

本発明においては、上記の活性化誘電体からなる層の上
下面を不活性な誘電体で挾んだ状態とするか、その具体
的方法は特に制限されない。例えば、不活性な誘電体か
らなる基板上に活性化誘電体層のパターンを形成し、さ
らにその上に不活性な誘電体層のパターンを形成する方
法等が例示される。

上記誘電体層の形成は誘電体シートの接着、ディッピン
グ、スプレー、スピンコーティング、スパッタリング、
溶射等各種のコーティング技術が使用し得る。

また、上記誘電体層のバターニングは、下記の（１）フ
ォトリソグラフィー法、（１１）印刷法または（１１１
）これらを組み合わせた方法によると一括処理が可能で
あるので好ましい。また、これらの方法と厚膜、薄膜な
どの他の導体パターン形成方法とを組合せてもよい。

（ｉ）フォトリソグラフィー法の一般的な方法は、感光
性レジストを露光現像して誘電体をエツチングするもの
である。本発明においては、前記の活性化誘電体および
不活性な誘電体に感光性を付与しておき、置駒電体を積
層した状態で露光、現像して置駒電体をエツチングする
ことが好ましい。

このエツチングは、活性化誘電体層および不活性な誘電
体層を一つのレジストパターンで行なうことが好ましい
。別々にエツチングを行なってもよいか、工程数が多く
なりしかも位置ずれによって回路パターンの精度が落ち
る傾向があるからである。また、活性化誘電体および不
活性な誘電体に同質のものを使用すると、一種類のエッ
チャントで同時にエツチング可能となるので好ましい。

（１１）印刷法においては、一般に上記誘電体の粉体と
ビヒクルとを混練してペースト状にして用いるが、誘電
体が樹脂の場合は上記粉体を使用しなくてもよい。本発
明においては、前記の活性化誘電体および不活性な誘電
体を印刷可能なペーストにして、各々を印刷積層するこ
とが好ましい。上記ビヒクルには溶剤タイプと無溶剤タ
イプがあるが、溶剤タイプが好ましい。−層目を印刷・
乾燥後二層目を重ねて印刷する際に溶剤が一層目の空隙
に吸い取られ、ペーストの同化速度が大きくなるのでダ
レかほとんど無くなる傾向にあるからである。

（ｆｉｌ）フォトリソグラフィー法と印刷法とを組み合
わせた方法は、印刷ペーストに感光性樹脂を使用するも
のであって、厚膜技術の膜厚て薄膜並の解像度を得るこ
とが可能である。従って、本発明においてもより好まし
く採用される。感光性樹脂のみでは印刷性が悪い場合、
相溶性を考慮して通常の印刷用樹脂を選択して添加すれ
ばよい。使用する誘電体は透明なもの、特に通常露光に
使用される紫外線に対して吸収の少ないものを選択すべ
きである。紫外線強度は、ランプ性能の選択や増感剤の
使用によって適量にするのは通常のフォトリソグラフィ
ー法の技術の範囲内である。この方法のさらなる有利な
点は、バターニングにおいて印刷法によるものとフォト
リソグラフィー法によるものとが各々適用できるので、
より複雑なバターニングが可能なことである。

上記の　（ｉｌｊ）フォトリソグラフィー法と印刷法と
を組み合わせた方法を採用する場合、以下に詳述する本
発明の誘電体ペーストが有用である。

本発明の誘電体ペーストは、誘電体成分の他に少なくと
も感光性樹脂と無電解メッキに対する活性化剤とを含有
することを特徴とするものである。

その他の印刷に対する適性を付与するための諸成分およ
び技術に関しては、一般のペースト作成技術を応用する
ことができる。

例えば、印刷適性を与えるための液体状態を得る方法と
して一般に溶剤が使用される。厚膜印刷で多く使用され
るものとして各種セロソルブ、パインオイル等が例示で
き、他に各種のアルコール、エステル類、炭化水素系ま
たは水系の溶剤が使用できる。溶剤はその蒸発速度、感
光性樹脂の溶解度、固形粉体の分散性等を勘案して適宜
選択される。また、２種以上の溶剤を組合せたり、分散
剤、可塑剤を添加してもよい。

本発明の誘電体ペーストにおいては、印刷におけるレオ
ロジー特性や基体への接着特性を付与するため樹脂が好
ましく使用される。このような樹脂としては上記溶剤に
溶解させる溶剤タイプがあり、エチルセルロース、ニト
ロセルロース、硬化ロジン、ギルツナイト、マレイン酸
樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ア
ラビアゴム、デキストリン、メチルセルロース、ポリビ
ニルアルコール等が例示できる。これらは主に溶剤揮発
により乾燥させるタイプである。また、液体樹脂あるい
は溶剤に溶けた樹脂が熱、光、触媒等で重縮合するか、
他の樹脂等と反応硬化するものも使用され、メラミン樹
脂、尿素樹脂などのアミノ樹脂、ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等が例示でき
る。

この内、光で反応を起こすものが本発明の誘電体ペース
トの必須成分である感光性樹脂として使用される。感光
性樹脂としては、ポリビニルアルコールのケイ皮酸エス
テル、アジド化樹脂、ナイロンやセルロース系樹脂とジ
ビニル化合物との混合物、不飽和ポリエステル、ポリア
クリルアミド等が好ましい。これらは通常適当な増感剤
（ニトロ化合物、ケトン類、色素等）と併用される。こ
の感光性樹脂単独で印刷性か不充分な増白は前記各種樹
脂と組合せて使用すればよい。

また、本発明の誘電体ペーストの他の必須成分である誘
電体成分としては、前記誘電体の粉体が通常使用される
。また、誘電体成分は、溶剤等に溶解して印刷後の工程
、例えば露光、焼付、焼成等で前記誘電体の固形分に変
換されるものであってもよい。さらに、誘電体成分が樹
脂であれば印刷用の樹脂あるいは感光性樹脂と兼用する
ことも可能である。

誘電体粉体を液体ビヒクル等に分散する場合、粉体に表
面処理を施してもよい。粉体粒径はパターン精度等に影
響されるが、０．１〜２０μ口のものが好ましく使用さ
れる。粉体と液体ビヒクルとの混合比は印刷性や形成さ
れる誘電体層の特性を鑑みて適宜実験的に定められる。

なお、本発明の誘電体ペーストは印刷成膜後露光される
ので、各含有成分は通常使用される紫外線に対して吸収
の少ない物質を選択する必要がある。

本発明の誘電体ペーストのもう一つの必須成分である活
性化剤としては上述のごとく貴金属等が用いられる。な
お、貴金属成分は紫外線を吸収して不都合であるが、使
用量が誘電体に対して０．１重量％以下の微量でかつ点
在していればよいので特に問題はない。

本発明の製造方法においては、以上のごとくして活性化
誘電体層の上下面を不活性な誘電体で挾んだ状態とした
後、それに無電解メッキを施す。

すると、無電解メッキは活性化誘電体の露出面にのみ選
択的に施され、結果として活性化誘電体側面に導体パタ
ーンが形成される。

本発明の製造方法に係る無電解メッキの技術に関しては
特に制限はなく、通常の無電解メッキと同様であってよ
い。

以下、本発明の製造方法によって得られる導体パターン
の具体例を図面を参照して説明する。

第１図に、上述の本発明の方法によって製造される導体
パターンの一例を示す。第１図において、１は不活性な
誘電体からなる基板、２は活性化誘電体層、３は不活性
な誘電体層、４はメッキ層をそれぞれ示す。

第１図の導体パターンは、先ず無電解メッキに対して不
活性な誘電体からなる基板１上に無電解メッキに対して
活性な処理を施した誘電体層２のパターンを形成し、さ
らにその上に不活性な誘電体層３のパターンを形成した
状態で無電解メッキを施すごとによって得られる。この
ようにすると、活性化誘電体層２の側面にのみ選択的に
メッキ層４が被着形成される。

なお、第１図の導体パターンは活性化誘電体層２の側面
にのみ形成しであるが、必要ならば活性化誘電体層２の
露出面をその上面等に増やして、側面以外の箇所に導体
パターンを形成したり、巾広の導体パターンを形成して
もよい。また、第１図では活性化誘電体が１層であるが
、各層を更に積層してクロスオーバー等の立体配線も可
能である。さらに、厚膜、薄膜などの他の導体パターン
形成方法と組合せてより複雑な回路を作成することもで
きる。

第２図に、上述の本発明の方法によって製造される導体
パターンのより複雑な一例を示す。第２図において、１
は不活性な誘電体からなる基板、２ａ、２ｂ、２ｃは活
性化誘電体層、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは不活性な誘電
体層、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはメッキ層、５は薄膜ま
たは厚膜技術で形成した導体層をそれぞれ示す。

第２図の導体パターンにおいて、活性化誘電体層２ａの
左側面は第１図の導体パターンと同様にしてメッキ層４
ｂが形成されているか、右側面は不活性な誘電体層３ｃ
によりメッキ層が形成されておらず、絶縁化されている
。また、この不活性な誘電体層３ｃ上に活性化誘電体層
２ｃが設けられており、メッキ層からなるクロスオーバ
一部４ａが形成されている。そして、このメッキ層４ａ
の一部は不活性な誘電体層３ｄにより一部絶縁されてい
る。

また、他のクロスオーバー手段として導体層５が活性化
誘電体層２ｂの下に形成されている。これにより活性化
誘電体層２ｂの両側面のメッキ層４ｃ、４ｄおよびメッ
キ層４ａが結線されている。導体層５の形成は従来の薄
膜または厚膜技術等で可能であり、配線のクロスオーバ
ーの形成や端子部形成に有効である。本発明の製造方法
による誘電体層側面の導体パターンのみては外部取出し
端子として使用するのが困難な場合、上記のような導体
層を組合わせると好ましい。もちろん、回路構成によっ
ては上述以外の各種組合せが可能であり、容易に実施し
得る。

［作　用］ 本発明の方法に従えば、導体パターンが誘電体層の両側
面に形成されるので、１本の誘電体層に対して２本の導
体が形成される。従って、バターニング精度が同程度の
場合、従来の平面的な導体パターンに比べて回路密度を
２倍程度まで向上させることが可能となる。

また、本発明によって誘電体層の側面に形成される導体
パターンは回路基板に対して垂直方向になっているので
、みかけの導体巾は係る導体の厚さとなる。従って、導
体の断面積は同程度に維持したままで従来の平面的な導
体パターンに比べてみかけの導体巾を著しく小さくする
ことが可能となる。

［実施例コ 以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する
。

実施例１ 誘電体成分として平均粒径０．５μｍのアルミナ８重量
部および平均粒径３μＭの５ｉ０２　　Ｂ２０、−Ｂａ
Ｏ系ガラス粉末９２！　Ｊ１部と、活性化剤として粒径
０．１μ關以下のパラジウム粉末０．０２重量部と、感
光性液体ビヒクル４０重量部とをよく混練して誘電体ペ
ーストを調整した。感光性液体ビヒクルとしてはポリビ
ニルアルコールのケイ皮酸エステル７重量％のブチルカ
ルピトール溶液を用いた。

この誘電体ペーストをアルミナ基板上へスクリーン印刷
して乾燥し、所望のバターニングされた厚み約１５μｍ
の無電解メッキに対して活性な誘電体層を形成した。こ
の活性化誘電体層上に、活性化剤のみか欠落した以外は
前記誘電体ペーストと同様のペーストを重ねて印刷して
乾燥した。この状態でフォトマスクと紫外線ランプを用
いて露光した後、水で現像して２度目のバターニングを
施した。印刷によるパターニング精度はライン中で約１
口０μｍ、露光によるパターニング精度はライン中で約
３０μｌであった。

これを８３０℃で焼成し、アルミナとガラスの誘電体パ
ターンをアルミナ基体上に固着した。これを希塩酸で処
理して活性化誘電体層を充分に活性化した後に、通常の
無電解ニッケルメッキを施したところ、活性化誘電体層
の側面並びに他の活性化誘電体層の露出面にニッケルの
導体パターンが形成された。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の製造方法によれば誘電体
層の両側面に導体パターンを形成することができ、高密
度の導体パターンを簡便かつ安価に製造することが可能
となり、回路の縮小化が容易である。さらに、本発明に
よる導体パターンは従来の平面導体と容易に結線でき、
部分的な絶縁も自在で、またクロスオーバー等の立体回
路や端子部に要求される中広のパターンも同時に容易に
形成できる。従って、本発明の製造方法によれば複雑で
かつ高密度の回路の形成か容易となる。

また、本発明の方法を採用することによって、回路抵抗
を大きく増大させることなくみかけの導体１Ｊが小さい
導体パターンが得られる。従って、デイスプレィ分野の
電極に適用すれば、遮光する電極巾を充分小さくして光
の利用効率を増大させることが可能である。

さらに、本発明の製造方法において本発明の誘電体ペー
ストを用いることによって、各種誘電体のエツチング工
程を経ることなく、露光および現像といった簡易な方法
で微細なパターン形成が可能となり、経済性の向上も可
能である。従って、本発明の誘電体ペーストは、本発明
の方法によって導体パターンを製造する際に好適に採用
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法によって製造される導体パター
ンの一例を示す模式断面図であり、第２図は、本発明の
方法によって製造される導体パターンの他の一例を示す
模式断面図である。 １・不活性誘電体基板、 ２．２ａ、２ｂ、２ｃ　：活性化誘電体層、３．３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄ　　不活性誘電体層、４．４ａ、４ｂ
、４ｃ、４ｃｌ　　：メッキ層、５：導体層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．無電解メッキに対して活性な処理を施した誘電体か
   らなる層の上下面を無電解メッキに対して不活性な誘電
   体で挾んだ状態とした後に無電解メッキを施し、活性な
   誘電体の露出面に選択的に無電解メッキすることによっ
   て活性な誘電体側面に導体パターンを形成することを特
   徴とする導体パターンの製造方法。
2. ２．前記の活性な誘電体および不活性な誘電体を印刷可
   能なペーストにして、各々を印刷積層することを特徴と
   する、請求項１に記載の導体パターンの製造方法。
3. ３．前記の活性な誘電体および不活性な誘電体に感光性
   を付与しておき、両誘電体を積層した状態で露光、現像
   して両誘電体をパターニングすることを特徴とする、請
   求項１または２に記載の導体パターンの製造方法。
4. ４．誘電体成分と、感光性樹脂と、無電解メッキに対す
   る活性化剤とを少なくとも含有することを特徴とする誘
   電体ペースト。