JPS6286891A - 基板上に回路を書込む方法 - Google Patents
基板上に回路を書込む方法Info
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- JPS6286891A JPS6286891A JP18543286A JP18543286A JPS6286891A JP S6286891 A JPS6286891 A JP S6286891A JP 18543286 A JP18543286 A JP 18543286A JP 18543286 A JP18543286 A JP 18543286A JP S6286891 A JPS6286891 A JP S6286891A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/105—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by conversion of non-conductive material on or in the support into conductive material, e.g. by using an energy beam
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K2201/0137—Materials
- H05K2201/015—Fluoropolymer, e.g. polytetrafluoroethylene [PTFE]
-
- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K2203/107—Using laser light
-
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
- H05K2203/1131—Sintering, i.e. fusing of metal particles to achieve or improve electrical conductivity
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は基板上に導電性の回路を書込む方法に関する。
Ｂ、従来技術
米国特許第４２５２８９０号は粒子の凝集による像形成
装置を開示している。しかしながらこの装置は光学的な
像形成装置であるが、本発明よりも粒子及びマトリック
スがはるかに大きい。
装置を開示している。しかしながらこの装置は光学的な
像形成装置であるが、本発明よりも粒子及びマトリック
スがはるかに大きい。
Ｃ６発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は非化学的な方法で基板上に導電性の回路
を書込む事にある。
を書込む事にある。
Ｄ１問題点を解決するための手段
本発明の方法は基板上に、誘電体マトリックス材料中に
電気的に分離された導電性のクラスタを含む媒体の非常
に薄い薄膜を被覆し、上記媒体の選択した部分なレーザ
で照射して、上記レーザ照射で画定される領域で上記導
電性のクラスタを移動させ、上記クラスタな凝集させて
導電性の領域にする段階より成る。
電気的に分離された導電性のクラスタを含む媒体の非常
に薄い薄膜を被覆し、上記媒体の選択した部分なレーザ
で照射して、上記レーザ照射で画定される領域で上記導
電性のクラスタを移動させ、上記クラスタな凝集させて
導電性の領域にする段階より成る。
Ｅ、実施例
先ず基板上に電気的に分離した導電性クラスタを分散し
た誘電体マトリックス材料の層を被覆する。この層は非
常に薄く、実験によれば、好ましい結果が得られた代表
的な厚さは約１ｓｏｏ＾である。実験によると、分散す
る粒子のクラスタの好ましい寸法は約２５乃至１５０＾
であり、それ以外では所期の目的を達成できなかった。
た誘電体マトリックス材料の層を被覆する。この層は非
常に薄く、実験によれば、好ましい結果が得られた代表
的な厚さは約１ｓｏｏ＾である。実験によると、分散す
る粒子のクラスタの好ましい寸法は約２５乃至１５０＾
であり、それ以外では所期の目的を達成できなかった。
本発明にとって重要な事は導電性のクラスタと絶縁性の
マトリックス材料が互に化学的に反応しないで、最後に
得られる導電性のパターン中に連続した導電性を確実に
与える事である。
マトリックス材料が互に化学的に反応しないで、最後に
得られる導電性のパターン中に連続した導電性を確実に
与える事である。
次の段階で、媒体の選択した部分なレーザで照射する。
レーザによって薄膜媒体中には熱的に活性化された、構
造上の物理的な変化が生ずるが、化学的な変化は生じな
い。クラスタのための誘電体ホスト・マトリックス材料
は化学的に不活性である。最も好ましい材料は蒸着によ
って得られるテトラフルオロエチレンの架橋度の高い重
合体である。
造上の物理的な変化が生ずるが、化学的な変化は生じな
い。クラスタのための誘電体ホスト・マトリックス材料
は化学的に不活性である。最も好ましい材料は蒸着によ
って得られるテトラフルオロエチレンの架橋度の高い重
合体である。
クラスタとして使用出来る最も好ましい導電性の材料は
金属元素であり、特に金が最も好ましい金属である。金
は化学的に不活性であるために、純粋な金属のままの状
態を保ち、究極的な体積導電率を与える。
金属元素であり、特に金が最も好ましい金属である。金
は化学的に不活性であるために、純粋な金属のままの状
態を保ち、究極的な体積導電率を与える。
本発明の被覆薄膜の代表的な厚さは約１５００＾である
。厚さが１ｏｏｏｏｉ 以下の薄膜を与え、厚さの関数
として見た分散の均一性を制御するために、付着は蒸着
によって行われなげればならない。分散する金属粒子を
含ませながらこの様な蒸着を行う１つの好ましい方法は
米国特許第４２２６８９６号に示されている。
。厚さが１ｏｏｏｏｉ 以下の薄膜を与え、厚さの関数
として見た分散の均一性を制御するために、付着は蒸着
によって行われなげればならない。分散する金属粒子を
含ませながらこの様な蒸着を行う１つの好ましい方法は
米国特許第４２２６８９６号に示されている。
上述の如く、本発明の好ましい実施例では架橋度の高い
ポリテトラフルオロエチレン中に分散した金を使用する
。従来技術の種々の他の像形成装置では、レーザを使用
してマトリックス及び小粒子を溶解して、小粒子を拡散
させなげればならない。この事はわずか１６０°Ｃの温
度でポリテトラフルオロエチレンのマトリックス中を金
が移動する本発明とは極めて対照的である。この１６０
’Ｃの温度ではポリテトラフルオロエチレンがガラス
状態からゴム状態への遷移を生ずる。この１６０°Ｃの
温度は従来技術の溶解を含む泳動装置の温度よりもはる
かに低い。この様に温度がかなり低いために、必要な電
力が非常に少なくてすむ。この事は低温度処理が出来る
という意味で極めて重要な長所である。
ポリテトラフルオロエチレン中に分散した金を使用する
。従来技術の種々の他の像形成装置では、レーザを使用
してマトリックス及び小粒子を溶解して、小粒子を拡散
させなげればならない。この事はわずか１６０°Ｃの温
度でポリテトラフルオロエチレンのマトリックス中を金
が移動する本発明とは極めて対照的である。この１６０
’Ｃの温度ではポリテトラフルオロエチレンがガラス
状態からゴム状態への遷移を生ずる。この１６０°Ｃの
温度は従来技術の溶解を含む泳動装置の温度よりもはる
かに低い。この様に温度がかなり低いために、必要な電
力が非常に少なくてすむ。この事は低温度処理が出来る
という意味で極めて重要な長所である。
又本発明の方法は単一の層しか使用しないので、唯１回
の付着段階しか必要としない。従来の方法は代表的には
多くの付着段階を必要とする。
の付着段階しか必要としない。従来の方法は代表的には
多くの付着段階を必要とする。
上述の米国特許第４２２６８９６号に従って蒸着によっ
て付着したポリテトラフルオロエチレンは架橋度が高く
、特に記鎌媒体に適している。この様な架橋材料の利点
は加熱した時に縮む事にある。この収縮度は約３０容量
チに達する。非照射領域をより絶縁性にするためにはマ
トリックス中の金は出来るだけ少（しなげればならない
２１代表的な場合、絶縁性マトリックス中には体積比で
約１５チの導電性の金属クラスタが存在する。
て付着したポリテトラフルオロエチレンは架橋度が高く
、特に記鎌媒体に適している。この様な架橋材料の利点
は加熱した時に縮む事にある。この収縮度は約３０容量
チに達する。非照射領域をより絶縁性にするためにはマ
トリックス中の金は出来るだけ少（しなげればならない
２１代表的な場合、絶縁性マトリックス中には体積比で
約１５チの導電性の金属クラスタが存在する。
本発明のメカニズムは十分には解明されていないが、実
験によると、レーザの照射及び導電性粒子の凝集に続い
て、非照射層の導電率より１０桁も高い導電率の導電性
の像が形成されることが判明した。結果の金の導電率は
全単独の塊のものである。
験によると、レーザの照射及び導電性粒子の凝集に続い
て、非照射層の導電率より１０桁も高い導電率の導電性
の像が形成されることが判明した。結果の金の導電率は
全単独の塊のものである。
本発明の方法は選択的な線ヲ付着するのに極めて経済的
な方法を与え、線の電気的及び機械的性質の安定度も良
好である。本発明の乾式方法は現在使用されている湿式
方法の多くの処理段階をなくす。従ってコストが減少し
、低額の資本の投資で高い収率な上げる事が出来る。さ
らに重要な事はレーザ・ビームのアトＶツシング技法を
使用して回路の修復が可能な点にある。
な方法を与え、線の電気的及び機械的性質の安定度も良
好である。本発明の乾式方法は現在使用されている湿式
方法の多くの処理段階をなくす。従ってコストが減少し
、低額の資本の投資で高い収率な上げる事が出来る。さ
らに重要な事はレーザ・ビームのアトＶツシング技法を
使用して回路の修復が可能な点にある。
好ましい実施例
本発明の薄膜を形成する好ましい方法は、通常の高周波
（ＲＦ ）ａ’容量的に結合するダイオード・スパッタ
リング装置を使用する。この装置の電力が与えられる電
極の表面は金より成り、他方例えば石英、サファイアも
しくはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）であ
る基板は温度制御した、同一平面上にある接地陽極と良
好な熱的接触を保っている。
（ＲＦ ）ａ’容量的に結合するダイオード・スパッタ
リング装置を使用する。この装置の電力が与えられる電
極の表面は金より成り、他方例えば石英、サファイアも
しくはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）であ
る基板は温度制御した、同一平面上にある接地陽極と良
好な熱的接触を保っている。
プラズマの混合気体は電力を受ける電極から適切な量の
Ａｕが連続的にスパッタされ、同時に重合体の薄膜が基
板上に一様に形成されて、スパッタされたＡｕの粒子が
薄膜の成長中に捕獲される様に選択される。
Ａｕが連続的にスパッタされ、同時に重合体の薄膜が基
板上に一様に形成されて、スパッタされたＡｕの粒子が
薄膜の成長中に捕獲される様に選択される。
この様な条件は適切なフッ化炭素の単量体と共に適切な
不活性スパッタ気体を選択する事によって得られる。選
択が適切であると、陽極では重合化が優勢になり、同時
に電力を受ける電適ではスパッタリングが優勢になる。
不活性スパッタ気体を選択する事によって得られる。選
択が適切であると、陽極では重合化が優勢になり、同時
に電力を受ける電適ではスパッタリングが優勢になる。
Ａｕ電極上の重合化は避けなければならない。
最終的な媒体中のＡｕと重合体マトリックスの比が成る
範囲内になければならない事と、厚さの関数として見た
場合に薄膜中の金属のクラスタが一様に分布していなげ
ればならない事から、特定の重合体形成気体だけが適切
なスパッタリング気体と混合して使用出来る。
範囲内になければならない事と、厚さの関数として見た
場合に薄膜中の金属のクラスタが一様に分布していなげ
ればならない事から、特定の重合体形成気体だけが適切
なスパッタリング気体と混合して使用出来る。
特に、適切な金属の容量比とクラスタの寸法を得るため
に、次の条件が使用される。
に、次の条件が使用される。
ＣａＦａ／Ａｒの比が１０−２乃至５Ｘ１０−１である
混合物を流量１０乃至２０ｓｅｃｍで全気体圧が２０乃
至３０ｍ）ルになる様にダイオード装置中に注入する。
混合物を流量１０乃至２０ｓｅｃｍで全気体圧が２０乃
至３０ｍ）ルになる様にダイオード装置中に注入する。
ＲＦ放電は５０ワツトで行われる。基板の温度は、工程
毎に所望の再現可能な金属体積比及びクラスタの寸法が
得られる様にするために３０°Ｃ以下に保持される。
毎に所望の再現可能な金属体積比及びクラスタの寸法が
得られる様にするために３０°Ｃ以下に保持される。
結果の媒体は架橋度の高いフッ化炭素プラズマ重合化マ
トリックス中に小さなＡｕクラスタが高度に均一に分散
したものより成る。薄膜は記碌特性の優れた安定な成分
を有する。薄膜にはビン・ホールがなく、均一である。
トリックス中に小さなＡｕクラスタが高度に均一に分散
したものより成る。薄膜は記碌特性の優れた安定な成分
を有する。薄膜にはビン・ホールがなく、均一である。
この薄膜は多くの異なる基板に十分に付着出来る。
使用したレーザは薄膜の表面に２ Ｘ １０’ワット／
ｃｍ２ 以上のエネルギ密度を供給する様に調節した波
長約６４７ ｎｍの非集束Ｋｒ レーザである。
ｃｍ２ 以上のエネルギ密度を供給する様に調節した波
長約６４７ ｎｍの非集束Ｋｒ レーザである。
レーザの照射によってその導電率が８桁程度、即ち抵抗
が１０３Ωｃｍから５Ｘ１０−６Ωａｍに変化した材料
が得られる。
が１０３Ωｃｍから５Ｘ１０−６Ωａｍに変化した材料
が得られる。
４０μ×４０μのスポットの露光時間は０．５秒である
。本発明の方法は、真空中で行われなげればならなかっ
た多（の従来の方法と異なり、空気中で行れた事に注意
されたい。
。本発明の方法は、真空中で行われなげればならなかっ
た多（の従来の方法と異なり、空気中で行れた事に注意
されたい。
Ｆ２ 発明の効果
本発明に従い、低温度で、空気中で１段階の非化学的処
理で基板上に導電性の回路？：ｉｔ込む安価な方法が与
えられる。
理で基板上に導電性の回路？：ｉｔ込む安価な方法が与
えられる。
出Ｅ’ｌｌｉ人 インタ１ヒ４ナル・４碑スマシーン
ズ・コーポレーション代理人 弁理士 山 本
仁 朗（外１名）
ズ・コーポレーション代理人 弁理士 山 本
仁 朗（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）寸法が約２５乃至１５０Åの電気的に分離された
導電性クラスタを上記クラスタと化学的に反応しない誘
電体マトリックス材料中に分散させてなる約１５００Å
の厚さの媒体で基板を被覆し、 （ｂ）上記媒体の選択した部分をレーザ照射し、上記導
電性のクラスタを上記レーザ照射によつて画定される領
域で移動させ上記クラスタを凝集させて導電性領域にす
ることを含む、 基板上に回路を書込む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US78641385A | 1985-10-10 | 1985-10-10 | |
| US786413 | 1985-10-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286891A true JPS6286891A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0240225B2 JPH0240225B2 (ja) | 1990-09-10 |
Family
ID=25138503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18543286A Granted JPS6286891A (ja) | 1985-10-10 | 1986-08-08 | 基板上に回路を書込む方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0222496B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6286891A (ja) |
| DE (1) | DE3665742D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0234916A (ja) * | 1988-03-01 | 1990-02-05 | Texas Instr Inc <Ti> | 放射誘導によるパターン付着法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5132248A (en) * | 1988-05-31 | 1992-07-21 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Direct write with microelectronic circuit fabrication |
Citations (1)
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Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB733414A (en) * | 1951-03-09 | 1955-07-13 | Ward Blenkinsop & Co Ltd | Conductors for printed circuits |
| US3708387A (en) * | 1970-09-11 | 1973-01-02 | Univ Drexel | Metallic modified plastic compositions and method for the preparation thereof |
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