JPH1065312A - 導体パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望形状の導体を高精度且つ安定に形成でき
る導体パターン形成方法を提供する。 【解決手段】 基板１上にスクリーン印刷法によって導
体膜２を形成して乾燥し、この導体膜２の端縁部分２ａ
にレーザ光３を照射して同部分を昇華，除去した後、不
要部分が除去された導体膜２’を焼成することにより、
基板１上に所望形状の導体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランド等の導体を
基板上に形成する導体パターン形成方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の導体パターン形成には、スクリ
ーン印刷技術とフォトリソグラフィ技術が一般に利用さ
れている。

【０００３】スクリーン印刷技術を利用した導体パター
ン形成方法では、導体ペーストをスクリーンを介して基
板上に所定パターンで印刷し、これを乾燥，焼成するこ
とにより、所望の導体パターンを基板上に形成する。

【０００４】一方、フォトリソグラフィ技術を利用した
導体パターン形成方法では、基板上に導体膜を形成した
後、該導体膜の表面にフォトレジストを塗布して露光，
現像し、レジストが塗布されていない不要部分を溶解剤
を用いて溶解，除去してからレジストを剥離することに
より、所望の導体パターンを基板上に形成する。

【０００５】また、フォトリソグラフィ技術を利用した
導体パターン形成方法には、図７に示すように、基板１
０１に感光性導体膜１０２を形成し、乾燥後に超高圧水
銀灯を光源とし波長３６５〜４３６ｎｍの紫外線１０３
をマスク１０４を介して照射して露光し（同図（ａ）参
照）、露光されていない導体膜１０２の不要部分をアル
カリ現像液を用いて溶解，除去してから、不要部分が除
去された基板１０１上の導体膜１０２ａを焼成すること
により（同図（ｂ）参照）、所望の導体パターンを基板
上に形成するようにしたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スクリーン印
刷技術を利用した従来の導体パターン形成方法は、コス
トが低く済む反面、導体ペーストの粘度制御が困難であ
るため幅５０μｍ以下の導体を高精度で形成することが
難しい。また、導体幅の違いによって導体の厚みに変化
を生じたり、導体の端縁ラインに乱れを生じ易く、しか
も端縁部分の厚みが他の部分よりも薄くなって、導体上
に搭載される部品が不安定となる難点がある。

【０００７】一方、フォトリソグラフィ技術を利用した
従来の導体パターン形成方法は、工程が複雑であるため
スクリーン印刷法に比べてコストがかなり高くなる難点
があると共に、導体膜の基板近傍部分の露光及び感光を
十分に行うことが難しく、この結果、溶解，除去時に導
体膜の基板近傍部分が窪んでしまい、導体の端縁ライン
が乱れると共に形成された導体が基板から脱落し易い難
点がある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、所望形状の導体を高精度
且つ安定に形成できる導体パターン形成方法を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係る導体パターン形成方法は、基
板上に厚膜導体を所定パターンで形成する工程と、該厚
膜導体の端縁部分にレーザ光を照射して同部分を昇華，
除去する工程とを具備した、ことをその特徴としてい
る。この導体パターン形成方法によれば、厚膜導体の端
縁部分にレーザ光を照射して同部分を昇華，除去するこ
とにより、端縁ラインが綺麗で且つ厚みが均一な導体を
形成できる。

【００１０】請求項２の発明に係る導体パターン形成方
法は、基板上に厚膜導体を所定パターンで形成する工程
と、該厚膜導体の一部にレーザ光を照射して不要部分を
昇華，除去し部品搭載部分を形成する工程とを具備し
た、ことをその特徴としている。この導体パターン形成
方法によれば、厚膜導体の一部にレーザ光を照射して不
要部分を昇華，除去し部品搭載部分を形成することによ
り、端縁ラインが綺麗で且つ厚みが均一な部品搭載部分
を有する導体を形成できる。

【００１１】請求項５の発明に係る導体パターン形成方
法は、基板上に感光性の厚膜導体を形成する工程と、厚
膜導体の必要部分にレーザ光を照射して感光反応を生じ
させる工程と、感光反応を生じていない厚膜導体の不要
部分を溶解剤を用いて溶解，除去する工程とを具備し
た、ことをその特徴としている。この導体パターン形成
方法によれば、厚膜導体の必要部分にレーザ光を照射し
て感光反応を生じさせ、感光反応を生じていない厚膜導
体の不要部分を溶解剤を用いて溶解，除去することによ
り、端縁ラインが綺麗で且つ厚みが均一な導体を形成で
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１には本発明の第１の実施形態
に係る導体パターン形成方法を示してある。まず、図１
（ａ）に示すように、反射率の高い材料、例えばアルミ
ナから成る基板１に、スクリーン印刷法によって所定形
状の導体膜２を形成してこれを乾燥させる。乾燥条件は
１２０〜１５０℃，１５分程度である。ここで形成され
る導体膜２の形状は、最終的に得ようとする導体（図１
（ｅ）の２’参照）と相似形で全体が数％〜数十％大き
い。

【００１３】上記のスクリーン印刷には、Ａｇ，Ａｇ−
Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ等から選択された金属粉に溶
剤，バインダ及びガラスフリットを混合して調製した導
体ペーストが使用される。導体ペーストに混入されるガ
ラスフリットは導体膜２と基板１との密着性を高めるた
めのもので、好ましくは４００〜７００℃の軟化点を有
するものが金属粉に対して５〜２０ｖｏｌ％添加され
る。

【００１４】次に、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、
基板１または図示省略の光学系の少なくとも一方を一定
速度で移動させながら、乾燥後の導体膜２の端縁部分２
ａ、換言すれば導体膜２の不要部分（図１（ｂ）のハッ
チング部分）にレーザ光Ｌを照射して同部分を昇華，除
去する。

【００１５】上記のレーザ光Ｌには、連続パルス波で波
長１０６４．１ｎｍ，出力０．４〜１．０Ｗ，周波数３
〜７ＫＨｚのＹＡＧレーザ光が使用される。除去する部
分の幅が照射レーザ光Ｌのスポット径よりも大きい場合
は、レーザ光Ｌを複数回走査して上記の部分除去を実施
する。

【００１６】図１（ｄ），（ｅ）に示すように、最初に
形成された導体膜２はその不要部分をレーザ光照射によ
り除去され、これにより所望形状の導体膜２’が基板１
上に作成される。

【００１７】次に、導体膜２’が残された基板１を図示
省略の加熱炉に投入し、該導体膜２’を焼成する。焼成
条件は６００〜８５０℃，１０分程度であり、導体ペー
ストに含まれる金属粉がＣｕ，Ｎｉの場合は窒素雰囲気
やアルゴン雰囲気下で焼成を行う。

【００１８】以上で導体パターン形成が完了する。ちな
みに、本実施形態で得られた導体には図１（ｅ）に示す
ような半導体素子Ｐがフェイスダウン実装される。

【００１９】本実施形態に係る導体パターン形成方法に
よれば、導体膜２の端縁部分２ａにレーザ光Ｌを照射し
て同部分を昇華，除去することにより、端縁ラインが綺
麗で且つ厚みが均一な導体を高精度に、且つ安定して形
成することができる。また、表面が平らな導体を得るこ
とができるので、導体と搭載部品の電極との接触面積を
確保して搭載部品を安定に支持できる利点がある。更
に、焼成前の導体膜２、つまり溶剤が残された状態にあ
る導体膜２に対してレーザ光Ｌを照射して部分除去を実
施しているので、導体膜２のレーザ光の吸収率を高めて
加工精度を向上させることができる。

【００２０】図２には本発明の第２の実施形態に係る導
体パターン形成方法を示してある。まず、図２（ａ）に
示すように、反射率の高い材料、例えばアルミナから成
る基板１に、スクリーン印刷法によって所定形状の導体
膜３を形成してこれを乾燥させる。乾燥条件は１２０〜
１５０℃，１５分程度である。ここで形成される導体膜
３の形状は、最終的に得ようとする導体（図２（ｅ）の
３’参照）における部品搭載部分が連続しており、且つ
同部分が大きい。

【００２１】上記のスクリーン印刷には、Ａｇ，Ａｇ−
Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ等から選択された金属粉に溶
剤，バインダ及びガラスフリットを混合して調製した導
体ペーストが使用される。導体ペーストに混入されるガ
ラスフリットは導体膜３と基板１との密着性を高めるた
めのもので、好ましくは４００〜７００℃の軟化点を有
するものが金属粉に対して５〜２０ｖｏｌ％添加され
る。

【００２２】次に、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、
基板１または図示省略の光学系の少なくとも一方を一定
速度で移動させながら、乾燥後の導体膜３の部品搭載部
分の一部３ａ、換言すれば導体膜３の不要部分（図２
（ｂ）のハッチング部分）にレーザ光Ｌを照射して同部
分を昇華，除去する。

【００２３】上記のレーザ光Ｌには、連続パルス波で波
長１０６４．１ｎｍ，出力０．４〜１．０Ｗ，周波数３
〜７ＫＨｚのＹＡＧレーザ光が使用される。除去する部
分の幅が照射レーザ光Ｌのスポット径よりも大きい場合
は、レーザ光Ｌを複数回走査して上記の部分除去を実施
する。

【００２４】図２（ｄ），（ｅ）に示すように、最初に
形成された導体膜３はその不要部分をレーザ光照射によ
り除去され、これにより部品搭載部分３ｂを有する所望
形状の導体膜３’が基板１上に作成される。

【００２５】次に、導体膜３’が残された基板１を図示
省略の加熱炉に投入し、該導体膜３’を焼成する。焼成
条件は６００〜８５０℃，１０分程度であり、導体ペー
ストに含まれる金属粉がＣｕ，Ｎｉの場合は窒素雰囲気
やアルゴン雰囲気下で焼成を行う。

【００２６】以上で導体パターン形成が完了する。ちな
みに、本実施形態で得られた導体には図２（ｅ）に示す
ような半導体素子Ｐがフェイスダウン実装される。ま
た、基板１上には導体膜３’と端部が重なるように配線
用の導体膜４が部品実装前に所定パターンで形成され、
導体膜３’と一括で焼成される。

【００２７】本実施形態に係る導体パターン形成方法に
よれば、導体膜３の一部にレーザ光Ｌを照射して不要部
分３ａを昇華，除去し部品搭載部分３ｂを形成している
ので、第１の実施形態に示した方法に比べて部分除去に
要する時間を短縮して工数を簡略化することができる。
他の効果は第１の実施形態と同様である。

【００２８】尚、上記第１，第２の実施形態で、焼成前
の導体膜２’，３’を部分除去する際に生じた残査Ｓが
図３（ａ）に示すように導体膜２’，３’の表面に付着
するような場合には、同図（ｂ）に示すように焼成前の
導体膜２’、３’の表面に平坦面を有する加工治具５を
押し付けて残査Ｓを押し込んで表面を平らに均すように
してもよく、或いは残査付着部分に再度レーザ光を照射
してこれを除去するようにしてもよい。また、レーザ光
照射による加工精度をより向上させるには、導体膜２，
３のレーザ光吸収性を高めるために、カーボン，有機色
素，低融点金属粉等を導体ペーストに予め添加しておく
とよい。

【００２９】また、上記第１，第２の実施形態では、焼
成前の導体膜に対してレーザ光を照射するようにした
が、焼成後の導体膜に対してレーザ光を照射して同様の
部分除去を実施するようにしてもよい。この場合には、
焼成前の導体膜にレーザ光を照射する際に生じ得る導体
膜の収縮影響を回避して加工精度を向上させることがで
きる。

【００３０】焼成後の導体膜にレーザ光を照射するとき
の加工精度をより向上させるには、導体膜のレーザ光吸
収性を高めるために、コバルト粉を導体ペーストに予め
添加しておくとよい。このコバルト粉の添加によって導
体の特性が変化してしまうような場合には、連続パルス
波で波長３５５ｎｍ（第３高周波）または２６６ｎｍ
（第４高周波）のＹＡＧレーザ光を使用するとよく、金
属材料は短波長の方がレーザ光吸収性が良くなるので加
工精度も良好となる。

【００３１】また、焼成後の導体膜へのＹＡＧレーザ光
照射により導体の特性が変化してしまうような場合に
は、エキシマレーザ光によって不要部分の除去を行うよ
うにしてもよく、これにより熱によるダメージを低減し
て特性変化を抑制することができる。

【００３２】さらに、焼成後の導体膜を部分除去する際
に生じた残査Ｓが図４に示すように導体膜６の表面に付
着するような場合には、残査付着部分に再度レーザ光を
照射してこれを除去するようにしてもよく、この再照射
によって導体に弊害（エッジ部のダメージ等）が生じる
場合にはサンドブラストによる研磨を施すようにすると
よい。

【００３３】ちなみに、図４に示すように部分除去後の
導体膜６の表面が多少湾曲し、且つその表面端部に残査
Ｓが付着する場合は、該残査Ｓは必ずしも除去する必要
はなく、表面端部に付着した残査Ｓを利用して導体と搭
載部品の電極との接触面積を増加させて搭載部品を安定
に支持することができる。

【００３４】図５には本発明の第３の実施形態に係る導
体パターン形成方法を示してある。まず、図５（ａ）に
示すように、アルミナ等から成る基板１上に、スクリー
ン印刷法によって所定厚の導体膜７、所謂ベタパターン
を形成してこれを乾燥させる。乾燥条件は１２０〜１５
０℃，１５分程度である。

【００３５】上記のスクリーン印刷には、Ａｇ，Ａｇ−
Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ等から選択された金属粉に感光性ポリ
マー，光重合開始剤及びガラスフリットを混合して調製
した感光性の導体ペーストが使用される。ガラスフリッ
トは導体膜７と基板１との密着性を高めるためのもの
で、好ましくは４００〜７００℃の軟化点を有するもの
が金属粉に対して５〜２０ｖｏｌ％添加される。

【００３６】次に、図５（ｂ）に示すように、基板１ま
たは図示省略の光学系の少なくとも一方を一定速度で移
動させながら、乾燥後の導体膜７にレーザ光Ｌを照射し
て、該導体膜７の必要部分７ａ（導体として残す部分）
に感光反応を生じさせる。

【００３７】上記の照射レーザ光Ｌには、連続パルス波
で波長３５５ｎｍ（第３高周波）のＹＡＧレーザ光が使
用される。また、レーザ光照射の条件（出力，周波数及
び移動速度）は照射部分が十分に感光されしかも昇華さ
れないように設定される。

【００３８】次に、図５（ｃ）に示すように、導体膜７
の不要部分（レーザ光未照射の非感光部分）をアルカリ
現像液によって溶解，除去する。アルカリ現像液は、感
光性ポリマーの種類に応じて無機系または有機系のもの
が選択的に使用される。

【００３９】次に、複数の感光部分７ａが残された基板
１を図示省略の加熱炉に投入し、該感光部分７ａを焼成
する。焼成条件は６００〜８５０℃，１０分程度であ
り、導体ペーストに含まれる金属粉がＣｕ，Ｎｉの場合
は窒素雰囲気やアルゴン雰囲気下で焼成を行う。以上で
導体パターン形成が完了する。

【００４０】本実施形態に係る導体パターン形成方法に
よれば、レーザ光照射によって導体膜７の必要部分７ａ
の感光を瞬時且つ十分に行うことができるので、導体膜
７の不要部分（レーザ光未照射の非感光部分）をアルカ
リ現像液によって溶解，除去する際に同部分７ａの基板
近傍部分が窪むようなことがなく、これにより端縁ライ
ンが綺麗で且つ厚みが均一な導体を高精度に、且つ安定
して形成することができる。

【００４１】尚、第３の実施形態では基板上に複数の帯
状導体を形成したものを例示したが、レーザ光の照射軌
跡及び位置を変化させれば、任意形状の導体を基板上に
形成することができる。

【００４２】また、照射レーザ光にはＹＡＧレーザ光の
代わりにＸｅＦｅ（波長３５１ｎｍ）のエキシマレーザ
光を使用してもよく、この場合にはＹＡＧレーザ光を照
射する場合に比べて感光反応を促進させることができ
る。

【００４３】また、図６に示すように、導体膜にパター
ンに合致したマスクＭを介してレーザ光を一括で照射す
るようにすれば、導体として残す部分全ての感光反応を
同時に行って生産性をより向上させることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
端縁ラインが綺麗で且つ厚みが均一な所望形状の導体を
高精度且つ安定して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る導体パターン形
成方法を示す図

【図２】本発明の第２の実施形態に係る導体パターン形
成方法を示す図

【図３】第１，第２の実施形態で示した導体パターン形
成方法の変形例を示す図

【図４】第１，第２の実施形態で示した導体パターン形
成方法の変形例を示す図

【図５】本発明の第３の実施形態に係る導体パターン形
成方法を示す図

【図６】第３の実施形態で示した導体パターン形成方法
の変形例を示す図

【図７】フォトリソグラフィ技術を利用した従来の導体
パターン形成方法を示す図

【符号の説明】

１…基板、２…導体膜、２ａ…不要部分、２’…部分除
去後の導体膜、Ｌ…レーザ光、３…導体膜、３ａ…不要
部分、３’…部分除去後の導体膜、３ｂ…部品搭載部
分、Ｓ…残査、５…加工治具、６…部分除去後の導体
膜、７…導体膜、７ａ…感光部分、Ｍ…マスク。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に厚膜導体を所定パターンで形成
   する工程と、 該厚膜導体の端縁部分にレーザ光を照射して同部分を昇
   華，除去する工程とを具備した、 ことを特徴とする導体パターン形成方法。
2. 【請求項２】 基板上に厚膜導体を所定パターンで形成
   する工程と、 該厚膜導体の一部にレーザ光を照射して不要部分を昇
   華，除去し部品搭載部分を形成する工程とを具備した、 ことを特徴とする導体パターン形成方法。
3. 【請求項３】 レーザ光照射による厚膜導体の部分除去
   を焼成前の厚膜導体に対して行う、 ことを特徴とする請求項１または２記載の導体パターン
   形成方法。
4. 【請求項４】 レーザ光照射による厚膜導体の部分除去
   を焼成後の厚膜導体に対して行う、 ことを特徴とする請求項１または２記載の導体パターン
   形成方法。
5. 【請求項５】 基板上に感光性の厚膜導体を形成する工
   程と、 厚膜導体の必要部分にレーザ光を照射して感光反応を生
   じさせる工程と、 感光反応を生じていない厚膜導体の不要部分を溶解剤を
   用いて溶解，除去する工程とを具備した、 ことを特徴とする導体パターン形成方法。