形成导电图案的方法、线路基底、电子器件和电子设备的制作方法

文档序号:8024275阅读:128来源:国知局
专利名称:形成导电图案的方法、线路基底、电子器件和电子设备的制作方法
技术领域
本发明涉及形成导电图案的方法、线路基底、电子器件和电子设备,更具体而言,涉及形成预定导电图案的方法、在其上形成导电图案的线路基底、装配有该线路基底的电子器件和装配有该电子器件的电子设备。
背景技术
作为形成导电图案(线路图案)的方法,已知的有无电电镀法和使用金属粒子的方法。在JP-A07-131135中披露了前者方法的一个实例,而在JP-A2003-315813中披露了后者方法的一个实例。
然而,无电电镀法涉及到诸如下面的问题。即当通过无电电镀法在基底上形成导电图案时,导电图案不能足够牢地附着在基底上。此外,以无电电镀法形成的镀层有更大的表面应力。由于这些原因,当通过这种方法形成更大厚度的导电图案时,出现的问题在于这样的导电图案很可能会易于从基底上剥离。
另外,另一个问题在于,由于导电图案与基底的粘结性很差,因此生产质量可靠的导电图案是有困难的。
另一方面,使用金属粒子的方法涉及到如下的问题。即当使用金属粒子形成导电图案时,金属粒子是以墨滴的形式供给到基底上的,这样各个墨滴中所含的金属粒子的数量和它的图案精确度都受到限制。因此,问题在于很可能在金属粒子之间形成间隙,这样,当形成较大面积的导电图案时,很可能会出现裂缝或破裂。此外,在此方法中,在油墨中含有把各墨滴中的金属粒子保持在一起的粘合剂,这使得形成低电阻的导电图案遇到困难。

发明内容
因而,本发明的目的是提供一种形成具有优良的导电率和与基底的粘结更好的导电图案的方法,从而使得能够形成厚的导电图案,一种具有以此方法形成的导电图案的线路基底,一种具有高可靠性的电子器件和一种装配有这样的电子器件的电子设备。
为了实现上述目的,本发明涉及一种在基底上形成预定导电图案的方法。此方法包括如下步骤制备基底;通过液滴喷射法在基底上形成含有金属粒子的金属核,以使金属核具有与预定的图案基本相同的图案;通过至少进行一次无电电镀形成覆盖金属核的表面的镀层,从而得到导电图案。
根据如上所述的形成导电图案的方法,就有可能形成与基底的粘结更好的并且厚度较大的导电图案。
在根据本发明的形成导电图案的方法中,优选金属核的平均厚度在1至10μm范围内。
根据如上所述的形成导电图案的方法,即使是对于金属核中含有粘合剂的情形,也有可能防止形成的导电图案的电导率的降低,因此金属核作为镀层的核心能够表现出足够的功能。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,金属粒子主要是由从包括金、银、铜、镍、钯以及含有至少一种这些金属的合金的组中选出的至少一种材料构成的。
根据如上所述的形成导电图案的方法,由于这些金属粒子具有优良的导电性,因而可能整体改善导电图案的导电性。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选在镀层形成之前,催化剂有选择地应用到金属核表面上。
根据如上所述的形成导电图案的方法,能够有效形成镀层。
在根据本发明的形成导电图案的方法中,优选在形成镀层的步骤中,进行两次或更多次无电电镀,并且在第一次的无电电镀已经进行之后的每次无电电镀之前,把催化剂有选择性地应用到前一次无电电镀形成的镀层的表面之上。
这样也使得高效形成镀层成为可能。
根据本发明的形成导电图案的方法中,优选催化剂主要由至少从包括钯、铂、铑、铱、锡以及至少含有这些金属中至少一种的合金的组中选出的一种材料构成。
优选使用这些催化剂,因为它们能够表现出特别高效的催化作用。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选在形成镀层的步骤中,进行两次或更多次无电电镀,并且在每一次无电电镀中使用相同的无电电镀溶液。
这样使获得与基底粘结更好的导电图案成为可能。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选在形成镀层的步骤中,进行两次或更多次无电电镀,并且在每一次无电电镀中使用不同的无电电镀溶液。
这使获得具有优良特性的导电图案成为可能。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选镀层主要由从包括镍、银、金和铜的组中选出的一种材料构成。
这也使获得具有优良特性的导电图案成为可能。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选第一次无电电镀所形成镀层的厚度在100至1000nm的范围内。
根据如上所述的形成导电图案的方法,就有可能防止金属核从基底上的剥离并抑制应力的增加,从而使得能够得到与基底粘结更好的导电图案。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选第二层或随后的镀层的厚度在1至10μm的范围内。
这也使获得具有足够强度的优良特性的导电图案成为可能。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选该方法还包括在形成金属核的步骤之前,将用于金属核的初始层形成到基材上的步骤。这一初始层可以为了各种目的而形成。
在此情形中,优选提供初始层,以加强金属核与基底之间的粘结。
这使得进一步加强导电图案与基底之间的粘结成为可能,从而能够防止导电图案从基底上剥离。
另外,在如上所述的形成导电图案的方法中,优选初始层形成为电绝缘层。
这使得即使在所形成的导电图案彼此非常接近的情形下,也有可能防止导电图案间发生的短路。此外,这也使得能够使用金属材料制成的基底,因此各种材料都可用于基底。
此外,根据本发明的形成导电图案的方法中,优选基底被形成非金属基底。
这使得尽管采用无电电镀,仍有可能在基底上形成与该基底粘结更好的导电图案。
本发明的另一个方面是涉及线路基底。该线路基底包括基底;和导电图案,其使用上述形成导电图案的方法形成在基底上。
这使获得具有高可靠性的线路基底成为可能。
此外,本发明的另一个方面是涉及线路基底。该线路基底包括基底和线路图案,而所述线路图案包括含金属粒子并且是为了具有预定的图案而形成的金属核以及为覆盖该金属核表面而提供的镀层。
这也使获得具有高可靠性的线路基底成为可能。
本发明的另一个方面涉及装配有上述线路基底的电子器件。
这使提供具有高可靠性的电子器件成为可能。
本发明的另一个方面是涉及装配有上述电子器件的电子设备。
这使提供具有高可靠性的电子设备成为可能。
从以下进行的参照附图的对本发明及其实施例的详细说明,可以清楚地看到本发明的这些及其它目的、结构和优点。


图1是根据本发明的线路基底的一部分的透视图。
图2(a)至图2(g)是表示根据本发明的第一个实施方案形成导电图案的步骤的图解。
图3(a)至图3(c)是表示根据本发明的第二个实施方案形成导电图案的步骤的图解。
图4是表示本发明的电子器件用于等离子体显示设备的情形的分解透视图。
图5是表示应用本发明的电子设备的个人移动式电脑(或个人笔记本电脑)的结构的透视图。
图6是表示应用根据本分明的电子设备的移动式电话(包括个人手机系统(PHS))的结构的透视图。
图7是表示应用本发明的电子设备的数码照相机的结构的透视图。
具体实施例方式
在下文中,将参照附图中表示的优选实施方案详细说明根据本发明的形成预定导电图案的方法、线路基底、电子器件和电子设备。
形成导电图案的方法首先,将对根据本发明的形成导电图案的方法进行说明。
图1是根据本发明的线路基底的一部分的透视图。如图1所示,本发明的形成导电图案的方法是形成包括如下的导电图案3的方法金属核31,它安置在预定的图案中并包含金属粒子31a;以及覆盖金属核31的镀层32。
第一实施方案在下文中,将对根据本发明的形成导电图案的方法的第一实施方案进行说明。
图2(a)至图2(g)是表示根据本发明的第一实施方案形成导电图案的步骤的图解。在以下的说明中,图2(a)至图2(g)中的上侧被称为“上面的”或“顶端的”,这些图中的下侧被称为“下面的”或“底部的”。
图2(a)至图2(g)所示的形成导电图案的方法包括了金属核形成步骤(1A)和镀层形成步骤(2A)。在下文中,将按照这种顺序解释这些步骤。
首先,如图2(A)所示,在其上形成导电图案3的基底2被制备出来。对于基底2,可以使用各种类型的基底。这些基底的实例包括非金属基底,如硅片、二氧化硅玻璃基底和塑料膜,以及金属基底。此外,这些基底可以在这样一种状态下使用在基底的表面上形成另外的膜或层,如半导体膜、金属层、介电层或有机层。
在上面提到的这些基底中间,基底2优选使用非金属基底。根据本发明的形成导电图案的方法,有可能通过无电电镀在非金属基底2上形成与其粘结性更好的导电图案3。
(1A)形成金属核的步骤首先,如图2(b)所示,以液滴喷射方法例如喷墨方法,把含有金属粒子31a的形成金属核的材料310喷射到基底2上,形成如图2(c)所示的金属核31。
在此时,就形成了金属核31,所以金属核31具有与所形成的预定导电图案3基本相同的图案。通过使用液滴喷射方法,就有可能在不使用抗蚀剂层(掩模)的情况下,容易地形成具有更好尺寸精确性的这种图案的金属核31。
金属核31不仅起到作为让下面提到的镀层32生长的核作用,而且还起到把基底2和镀层32连接在一起的连接层的作用。
对于金属粒子31a,可以使用银、金、铜、镍、钯、铂及含有这些金属中一种或多种的合金。特别地,优选金属粒子31a由至少一种从银、金、铜、镍、钯以及含有这些金属中的一种或多种的合金中选择的材料(作为它的重要材料)构成的。由于这样的金属粒子31a具有优良的导电性,使用这样的金属粒子31a使得能够整体改善所形成的导电图案的导电性。
这些金属粒子31a可以与有机涂层等一起使用,以改善它在金属核形成材料310中的分散性。
金属粒子31a的平均粒度并不特别限制在某一特定值,但优选在1至100nm的范围内,更优选在1至50nm的范围内。如果金属粒子31a的粒度太小,则金属粒子31a就很可能发生团聚,这样就存在金属核形成材料310的分散性被降低的可能性。另一方面,如果金属粒子31a的粒度太大,就存在液滴喷射头的喷嘴被阻塞的可能性。
至于用于制备金属核形成材料310的分散剂(金属粒子31a在其中分散),优选但并不限制其在室温下的蒸气压在0.001至200mmHg的范围内(约0.133至26600Pa),更优选在0.001至50mmHg(约0.133至6650Pa)的范围内。如果分散剂的蒸气压太低,则分散剂的挥发就不充分,那表示分散剂很有可能具有残留在金属核之中的倾向,这种情况不是所希望的。另一方面,如果蒸气压太高,则分散剂在金属核形成材料310被喷射到基底2之上后即刻气化,这就可能使形成期望的金属核31变得困难。此外,当金属核形成材料310通过液滴喷射方法以液滴的形式喷射时,因为喷嘴很可能由于变干而堵塞,因此就会出现稳定的液滴喷射不能进行的情形。
这样的分散剂的实例包括(但不限于)除水之外的醇类,例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇;烃类,例如正庚烷,正辛烷、癸烷、十四烷、甲苯、二甲苯、甲基·异丙基苯、均四甲苯、茚、二戊烯、四氢化萘、十氢化萘和环己基苯;醚类,例如乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚和对二氧杂环己烷(p-dioxiane);碳酸异丙烯酯;γ-丁内酯;N-甲基-2-吡咯烷酮;二甲基甲酰胺;二甲基亚砜;环己酮等等。
在这些分散剂中,优选使用水、醇类、烃类和醚,特别是更优选使用水和烃类。这些分散剂可以很容易地均匀分散金属粒子。另外,使用这些分散剂制备的金属核形成材料310具有优良的保存稳定性,因而它适合于液滴喷射方法。
此外,金属粒子31a在金属核形成材料410中的含量(即分散体的浓度)可以适当改变以便满足所形成的金属核31的厚度,但优选设定在1%至80重量%,更优选在10%至60重量%。
在这一点上,需要注意如果金属粒子31a的含量超过上限值,则就很可能发生金属粒子31a的团聚,从而使获得均匀厚度的金属核31变得困难。
金属核形成材料310的表面张力优选在0.02至0.07N/m的范围内,更优选在0.02至0.05N/m的范围内。如果金属核形成材料310通过液滴喷射方法喷射时表面张力太低,则喷嘴表面的金属核形成材料310的浸润性增加,从而导致非直接喷射可能发生的可能性。另一方面,如果表面张力太高,则在喷嘴尖端的弯液面的形式不稳定,从而导致使控制喷射量和喷射时间都变得困难。
为了调整金属核形成材料310的表面张力,金属核形成材料310可以含有非常少量的表面张力调节剂,它的量控制在使与基底2的接触角不要减小到必需的角度以下。这样的表面张力调节剂的实例包括氟基表面张力调节剂、硅基表面张力调节剂和非离子表面张力调节剂。例如,当加入非离子表面张力调节剂时,金属核形成材料310对基底2的浸润性增加,从而使所形成的金属核31的均匀性(leveling property)能得到改善。这使得有可能防止在金属核31上所形成的微小不规则性。
根据需要,金属核形成材料310还可以包含有机化合物,例如醇、醚、酯、酮等等。
金属核形成材料310的粘度优选在1至50Pa·s的范围内,更优选是在5至50mPa·s的范围内。如果金属核形成材料310以液滴喷射方法喷射时其粘度太低,则由于金属核形成材料310的渗漏,喷嘴周围容易受到污染。另一方面,如果金属核形成材料310的粘度太高,就很可能发生喷嘴的堵塞,这使得金属核形成材料310的平稳喷射遇到困难。
根据需要,对已供给在基底2之上以便得到预定的图案的金属核形成材料310可以进行热处理,从而形成金属核31。当金属核31含有粘合剂时,在其表面附近的粘合剂可以通过这种热处理除去,从而使金属粒子31a露出。
所形成的金属核31的厚度不必特别限制在某一特定值,但优选在1至10μm的范围内,更优选在1至5μm的范围内。如果金属核31的厚度太薄,则会出现金属核31不能完全地起到稍后提到的镀层32的核的作用的情形。另一方面,如果金属核31的厚度太厚,超过了上面提到的上限值,就存在所形成的导电图案3的导电性被极端地降低的可能性。例如,当金属核31含有粘合剂时,根据粘合剂的种类和/或用量,就会发生这种情形。
形成镀层的步骤下面,至少进行一次无电电镀(在此实施方案中为四次)以形成覆盖金属核31表面的镀层,从而得到导电图案3。
具体地,首先,如图2(d)所示,催化剂5被有选择性地应用在金属核31的表面上。这使得高效形成第一层321(镀层32)成为可能。
催化剂5的应用是通过把含有催化剂5的催化剂施用液体(供给)在金属核31的表面上来进行的。
对于把催化剂施用液体负载在金属核31表面上的方法,可以使用几种施用方法。该施用方法的实例包括浸涂法、旋涂法、裂涂法、顶涂法(capcoating method)、分配器法、喷涂法、辊涂法和喷墨法(液滴喷射法)。在这些方法中,可以使用其中的任意一种或者其中任意两种或更多种方法的组合。
催化剂5的实例包括钯、铂、铑、铱和锡-钯混合溶液以及含有至少其中一种金属的合金。其中,特别特别优选主要材料中含有钯、铂、锡-钯混合溶液以及至少包含了它们中至少一种的合金中的至少一种的催化剂,因为这样的催化剂5表现出特别高的催化作用。
催化剂施用液体可以例如通过在溶剂中溶解催化剂的盐(卤化物等)而加以调整。
当这样的催化剂施用到金属核31的表面上以便与表面形成接触时,催化剂5就以金属的单质形式沉积在金属粒子31a的表面上。
因此,优选在催化剂施用液体应用在金属核31的表面上之前,金属核31的表面进行活化处理。至于这种活化处理的实例,可以提到的有除去金属粒子31a表面上的包覆剂或氧化膜的处理,即光蚀刻。这使得把催化剂更可靠地沉积(附着在)金属粒子31a的表面上成为可能。
通过设定蚀刻剂的浓度和蚀刻时间等,可以调整金属粒子31a表面由光蚀刻除去的量。
此外,当催化剂负载在金属核31的表面上时,会对条件加上特定的限制,例如催化剂施用液体中盐的浓度、催化剂施用液体的温度、催化剂施用液体在金属核31表面上的接触时间。
在这一点上,应当注意如果金属核31中的金属粒子31a表现出催化作用,则可以省去在金属核31的表面上应用催化剂。
然后,通过把已在其上形成金属核31的基底2浸没到无电电镀溶液中进行第一次无电电镀。结果,如图2(e)所示,以催化剂5作为中心,在金属核31的表面上形成了第一层321。
在这一步中,第一层321的平均厚度并不特别限制在某一特定值,但优选在100至1000nm,更优选在150至800nm的范围内。如果第一层321的平均厚度小于下限值,则存在所形成的金属核仍处于不能充分地形成核的孤岛状态的可能性,结果就会出现所形成的金属核具有不均匀性的情形。另一方面,如果第一层的平均厚度超过了上面的上限值,就会出现所形成的金属核可能从基底2上剥离的情形。
第一层321的厚度例如可以通过适当设定无电电镀溶液中金属离子的浓度、无电电镀溶液的温度和基底2在无电电镀溶液中的浸没时间等等进行调整或控制。
然后,在以与前一步骤相同的方式把催化剂施用到第一层321的表面上之后,如图2(f)所示,通过把基底2浸没在无电电镀溶液,即通过进行第二次无电电镀,形成第二个镀层322。
通过重复进行上述的无电电镀,如图2(g)所示依次形成第三层323和第四层324。通过这种方式,就得到了镀层32。
如上所述,通过以多次无电电镀的方式形成镀层32,就可能在可靠保持与金属核31更好的粘结的同时得到具有较大厚度的镀层32。
在上述的形成镀层32的过程中,以每次无电电镀形成的每层厚度可以彼此基本相同,但优选每层的厚度各不相同,特别是,后形成的镀层有更大的厚度。这使得能够获得与基底2的粘结更好的导电图案3。
此外,在这一情形中,对于每次无电电镀,可以使用相同的无电电镀溶液,或者对于这些无电电镀,可以使用至少一次不同的无电电镀溶液。
对于每次无电电镀都使用相同的无电电镀溶液的情形,优点在于相邻镀层间能够获得更好的粘结而不必考虑相邻镀层间的相容性。
另一方面,对于这些无电电镀使用至少一次不同的无电电镀溶液的情形,具有如下的优点。
(1)例如,对于金无电镀溶液用作最后的无电电镀溶液以使导电图案3的表面及附近由金组成的情形,就可能不仅保护导电图案3而且还可方便地进行与其它图案或线路的连接。
(2)例如,对于镀层由含有镍镀层和金或银镀层的层压结构组成的情形,由于镍的价格较低,就可能在降低生产成本的同时保持导电率。
(3)例如,如果通过层压具有在彼此相反方向上施加的表面应力的层,就变成可能消除或再生镀层32中的表面应力,则由此使得能够可靠地防止镀层32从基底2上剥离。在这一点上,要注意的是,在压缩正方向上必定出现表面应力的层的一般实例包括镍-磷镀层,在拉伸正方向必然出现表面应力的层的实例包括镍-硼镀层和铜镀层。
在上面的实施方案中,无电电镀的次数不限于4次,无电电镀可以进行一次、两次、三次、五次或更多次。
镀层32的平均厚度不特别限制在某一特定值,而优选在1至10μm的范围内,更优选在1至5μm的范围内。这使得能够获得具有更高导电性的导电图案3。
此外,至于镀层32的组成材料,除了上面提到的镍、铜和金之外,可以提到的有银,优选使用这些材料的中的一种,或这些材料中两种及更多种的组合(层压)。这些材料受到特别青睐是由于它们作为导电图案的优良导电率。
通过上述步骤,制备出本发明的线路基底1。由于在这样的线路基底1中,导电图案3具有更高的导电性,它被安置在与其粘结更好的基底2上,因而不容易从基材上剥离,所以线路基底1可具有高的可靠性。
第二实施方案下面,将对关于根据本发明的导电图案的形成方法的第二实施方案进行说明。
图3(a)至图3(c)是表示根据本发明的第二实施方案形成导电图案的步骤的图解。在以下的说明中,图3(a)至图3(c)中的上侧被称为“上面的”或“顶端的”,这些图中的下侧被称为“下面的”或“底部的”。
以下对关于根据本发明的导电图案的形成方法的第二实施方案的说明将集中于与第一实施方案的不同点,而共同描述之处将会被略去。
即除了在金属核31的形成之前形成初始层4之外,第二实施方案与第一实施方案相同。图3(a)至图3(c)所示的导电图案的形成方法包括初始层形成步骤(1B)、金属核形成步骤(2B)和镀层形成步骤(3B)。
(1B)初始层形成步骤首先,如图3(a)所示,在基底2上形成初始层4。提供初始层4是用于加强金属核31与基底2的粘结。由于通过提供这样的初始层4而加强了金属核31与基底2的粘结,因此就有可能即使在基底2具有柔性的情形下仍可防止金属核31(即导电图案3)从基底2上剥离。
在这一点上,优选初始层4是绝缘的。这使得即使在所形成的导电图案3彼此相距很近的情形下仍能够防止短路的发生。此外,这还使得能够使用金属材料制成的基底2,因此各种材料能够选择性地用于基底2。
这样的初始层4的实例包括聚烯烃,例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA);环状聚烯烃;改性聚烯烃;聚氯乙烯;聚偏二氯乙烯;聚苯乙烯;聚酰胺;聚酰亚胺;聚酰胺-酰亚胺;聚碳酸酯;聚-(4-甲基戊烯-1);离子交联聚合物;丙烯酸树脂;聚甲基丙烯酸甲酯;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂);丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂);丁二烯-苯乙烯共聚物;聚甲醛;聚乙烯醇(PVA);乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH);聚酯,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸环己烷酯(polycyclohexane terephthalate)(PCT);聚醚;聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK);聚醚酰亚胺;聚缩醛(POM);聚苯醚;改性聚苯醚;聚砜;聚醚砜;聚苯硫醚;多芳基化合物(polyalylate);芳香族聚酯(液晶聚合物);氟基树脂,例如聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯;各种热塑性弹性体,例如聚苯乙烯基弹性体,聚烯烃基弹性体,聚氯乙烯基弹性体,聚氨酯基弹性体,聚酯基弹性体,聚酰胺基弹性体,聚丁二烯基弹性体,反式聚异戊二烯基弹性体,氟橡胶基弹性体,氯化聚乙烯基弹性体等;环氧树脂;酚树脂;脲树脂;三聚氰胺树脂;不饱和聚酯;硅氧烷树脂;聚氨酯树脂;以及各个都含有上述材料中的至少一种作为主要成分的共聚物、共混物或聚合物合金。在此情形下,可以使用这些材料中的一种或者两种或更多种材料的混合物(以两层或更多层的层压形式)。
初始层4的平均厚度并不特别限制在某一特定值,但优选在1至25μm的范围内,还更优选在5至20μm的范围内。如果初始层的厚度太小,侧存在取决于初始层4的组成材料,在基底2和金属核31之间不能获得足够的粘结以及不能表现出足够的绝缘性的情形。另一方面,如果初始层的厚度超过上述的上限值,则不仅进一步的效果不能实现,而且在基底2具有柔性的情况下还会降低基底2的柔性。
此外,可以通过将其中溶解或分散有如前面提到的材料或其前体的初始层形成材料使用到基底2上,然后将该基底2进行干燥、热处理或紫外线照射等,从而形成初始层4。
至于把初始层形成材料施用到基底2上的方法,可以使用与关于上述用于涂敷催化剂施用液体的方法所提到方法相同的各种方法。
初始层4可为实现与增强金属核31和基底2之间的粘结不同的另一个目的而提供,或者为实现这两个目的而提供。
此外,在图中显示的实例中,初始层4是在基底2的整个表面上形成的。然而,本发明并不限于这一种结构,而且能够形成具有与所形成的导电图案3类似的图案的初始层4。
(2B)金属核形成步骤这一步骤是以与上述步骤(1A)相同的方式进行的。通过这一步骤,在初始层4上形成了金属核31。
(3B)镀层形成步骤这一步骤是以与上述步骤(2A)相同的方式进行的。通过这一步骤,形成了镀层4以覆盖金属核31的表面。
通过上述的这些步骤,就可得到本发明的线路基底。
在该第二实施方案中,由于初始层4在基底2之上形成,因此导电图案3与基底2间的粘结得到了加强,从而使得能够可靠地防止导电图案3从基底2上剥离。
电子器件上述的线路基底1可用于各种电子器件,例如半导体器件和显示器(例如液晶显示器,有机电子发光器件(organic EL devices)和等离子体显示器等)。
在下文中,将基于本发明的电子器件被用于等离子体显示器中的实例情况进行描述。
图4是表示本发明的电子器件用于等离子体显示设备的情形的分解透视图。
图4所示的等离子体显示器500通常由彼此相对安置的玻璃基底501和玻璃基底502以及在玻璃基底501和502之间提供的放电和显示区域构成。
放电和显示区域510包括多个放电单元516。在这些放电单元中,由红色放电单元516(R)、绿色放电单元516(G)和蓝色放电单元516(B)组成的三个放电单元构成一个起到像素作用的单位。
在玻璃基底501的上表面,有已形成的寻址电极511,它们以预定的间距按照行列(strip)方式排列,介电层519在寻址电极511和玻璃基底501之上形成,以覆盖这些电极的上表面。
此外,在介电层519之上,形成了隔离墙515,该隔离墙515安置在相邻的寻址电极511,511之间,并沿着每个寻址电极511伸展。
在其纵向中隔离墙预定的位置上,也装配有另外的隔离墙(在图中未显示),以使这些另外的隔离墙在垂直于各寻址电极511方向上延伸。结果,形成了每个都由一对安置在每个寻址电极511两侧的隔离墙和一对安置在预定间隔以使在与寻址电极511垂直方向伸展的隔离墙限定的多个矩形区域,形成的放电单元516分别对应于这些矩形区域。由这些矩形区域中的三个组成的单位构成了像素。
此外,在每一个由隔离墙515确定的矩形区域的内部,还装有荧光层517。荧光层517发出具有红色、绿色和蓝色中的任一种颜色的荧光。更具体地,红色荧光层517(R)装在红色放电单元516(R)的底部上,绿色荧光层517(G)装在绿色放电单元516(G)的底部上,蓝色荧光层517(B)装在蓝色放电单元516(B)的底部上。
另一方面,在玻璃基底502上,多个透明的显示电极512以沿与寻址电极511垂直的方向具有预定间隔的行列方式形成。这些透明的显示电极512由透明的导电材料例如ITO、FTO和ATO等形成。另外,形成的金属总线电极512a分别与透明显示电极512接触。这些总线电极512a具有降低透明显示电极512的电阻值的作用。
此外,在透明显示电极512和总线电极512a上,形成了覆盖这些512、512a电极的介电层513,在介电层513上,形成了由MgO等构成的保护层514。
具有上述结构的玻璃基底501与玻璃基底502粘结在一起,以使寻址电极511与透明显示电极512垂直,然后荧光层517和保护层513所确定的空间被抽空,再在那里充入惰性气体,以形成放电单元516。
在这一点上,要注意的是,在玻璃基底502上形成的透明显示电极512,使得每一个放电单元516都分配有两个电极512。
寻址电极511和透明显示电极512连接到并未在图中示出的AC电源上。通过对预定的电极通上电流,在相应的放电显示区域上的荧光层就会被激发,发出光,从而能够提供色彩显示。
在这样的等离子体显示器500中,在其上形成寻址电极511的玻璃基底501可以由根据本发明的线路基底形成。
电子设备本发明的电子器件可用于各种类型的电子设备。
图5是表示应用根据本发明的电子设备的个人移动式电脑(或个人笔记本电脑)的结构的透视图。
在图5中,个人电脑1100由装有键盘1102的主机1104和装有显示器的显示部件1106组成。显示部件1106由主机1104通过转轴结构提供旋转支撑。
例如,在个人电脑1100中,显示部件1106包括了上述的显示器(电子器件)。
图6是表示应用根据本分明的电子设备的移动式电话(包括个人手机系统(PHS))的结构的透视图。
移动式电话1200包括了多个操作按钮1202、一个耳机1204、一个话筒1206和一个装有上述显示器(电子器件)的显示部件。
图7是表示应用本发明的电子设备的数码照相机的结构的透视图。在此图中,只是简单示意了与外部器件的分界面。
在传统的照相机中,银盐膜被物体的光学图像曝光。另一方面,在数码照相机1300中,如CCD(电荷耦合器件)这样的图像摄取器件通过物体的光学图像的光电转换产生图像摄取信号(或图像信号)。
在数码照相机1300的机壳(或壳体)的后表面,装有提供基于CCD产生的图像摄取信号的图像的显示器。这就是说,显示器起到发现者的作用,它把物体作为电子图像显示。
在机壳内部,装有电路板1308。电路板1308有能储存图像摄取信号的存储器。
在机壳1302的前表面(在图7中,机壳1302的前表面是在后侧),装有包含光学透镜(图像摄取光学系统)和CCD的光接收装置1304。
当拍摄者在核实显示器上的物体图像之后按动快门时,由CCD产生的图像摄取信号同时被传递给电路板1308中的存储器,然后储存在那里。
另外,在数码照相机1300的机壳1302的侧表面上,装有一个视频信号输出终端1312和一个用于数据通讯的输入-输出终端1314。如图7所示,当需要时,把电视监视器1430和个人电脑1440分别连接到视频输出终端1312和用于数据通讯的输入-输出终端1314上。在此情形下,通过预定的操作,储存在电路板1308中的存储器里的图像摄取信号就被输出到电视监视器1430或个人电脑1440中。
根据本发明的电子设备不仅可用于图5所示的个人电脑(它是一台个人移动式电脑)、图6所示的移动电话、图7所示的数码照相机,而且还可用于其它电子设备。这样的电子设备的实例包括电视机、摄影机、录像机的探视器或者监视型、膝上型个人电脑、汽车导航器件、寻呼机、电子记事本(它可具有通讯设备)、电子词典、电子计算器、电脑化的游戏机、文字处理机、工作站、电视电话、安全电视监视器、电子眼、POS终端、装有接触面板的设备(例如金融机构中的自动提款机、售票机)、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图监视器、超声诊断设备、内窥镜监视器)、鱼群探测器、各种测量仪器、计量器(例如车辆、飞行器和船艇的计量器)、飞行模拟器、各种监视器以及如投影仪这样的投影显示器。
在前文中,基于附图所示的实施方案,已经说明了根据本发明的导电图案形成方法、线路基底、电子器件和电子设备,但本发明并不局限于这些内容。
例如,在根据本发明的导电图案形成方法中,可以加入一个或多个任选的步骤。此外,在本发明的电子器件和电子设备中,一些部件可以用其它具有相同功能的部件来代替,还可加入一些其它的任选部件或元件。
实施例下面,将描述本发明的实际实施例。
1.线路基底的生产
(实施例1)首先,制备金属核形成材料。关于金属核形成材料,制备了在其中平均粒度约为5nm的银粒子分散在有机溶剂中的溶液(“PERFECT SILVER”,ULVAC Materials,Inc.的产品),但它的分散剂,即有机溶剂改换为十四烷。
在上面的金属核形成材料中,银粒子的量为60wt%,粘度为8mpa·s,表面张力为0.05N/m。
使用SEIKO EPSON Corporation生产的喷墨打印机头把金属核形成材料喷射到基底上,以便绘制如图1所示的图案。在这一点上,要注意的是喷墨打印机头是通过改进打印机PM950(由SEIKO EPSON Corporation生产和销售)的喷墨打印机头而得到的,以便能够耐有机溶剂。
然后,把已喷射到玻璃基底上使其具有预定的图案的金属核形成材料在室温下干燥两个小时,然后在氮气气氛下在400℃的温度下煅烧一小时。
这样得到的金属核由平均厚度为3μm、平均宽度为20μm的薄的线路部分以及平均厚度为3μm、面积(平坦部分)为0.15mm2的衬垫部分组成。
然后,把金属核进行光蚀刻。
然后,在其上形成金属核的玻璃基底在含有钯盐(“ACTIVATOR”,Meltec Ltd的产品)的催化剂施用液体中浸渍一分钟,从而把钯(催化剂)施用在金属核的表面上。
然后,把玻璃基底从催化剂施用溶液中取出并进行清洗。此后,把玻璃基底浸入到镀镍溶液中(“无电镍电镀溶液”,Meltec Ltd的产品)两分钟,从而在金属核表面上进行镀镍,形成平均厚度为160nm的镍层,以覆盖金属核的表面。
然后,以水清洗玻璃基底,再把它浸入到相同的催化剂施用液体中两分钟,并且在以水清洗玻璃基底之后,把玻璃基底浸入到相同的镀镍溶液中三分钟。
然后,把浸入到镀镍溶液中的时间分别改为3分钟、5分钟和5分钟,重复上面的过程三次。
最后,进行置换镀金,从而形成镀层,以得到导电图案。
经确认,这样得到的导电图案的平均厚度为8μm(镀层的平均厚度为5μm),细线路部分和衬垫部分的表面都是密实的表面。
(实施例2)除了聚酰亚胺膜用作基底并且导电图案在固定于玻璃基底之上的聚酰亚胺膜上形成以外,以与实施例1相同的方式形成导电图案。
在这一实施例中,无电电镀的过程与实施例1相同,但进行三次镀镍。另外,浸入镀镍溶液的浸渍时间分别为1分钟、3分钟和7分钟。
经确认,这样得到的导电图案的平均厚度为6μm(镀层的平均厚度为5μm),细线路部分和衬垫部分的表面都是密实的表面。
(实施例3)除了提供以如下面提到的方式形成的初始层以外,以与实施例1相同的方式形成线路基底。
通过旋转涂法把环氧树脂的前体施用在玻璃基底上,在280℃的温度下煅烧一小时,从而形成平均厚度为5μm的初始层。
(实施例4)除了与实施例3相同的方式提供初始层以外,以与实施例2相同的方式形成线路基底。
(比较实施例1)除了省去金属核以外,以与实施例1相同的方式生产线路基底。
(比较实施例2)除了省去金属核以外,以与实施例2相同的方式生产线路基底。
(比较实施例3)除了省去金属核以外,以与实施例3相同的方式生产线路基底。
(比较实施例4)除了省去金属核以外,以与实施例4相同的方式生产线路基底。
2.评价对实施例和比较实施例中得到的各个线路基底进行胶带剥离测试。这一测试按照由JIS H 8504确定的测试方法(测试电镀粘结的方法)中的(8)剥离测试方法中的(a)胶带测试方法来进行。
作为上面提到的测试的结果,经确认,在每个实施例中生产的线路基底中未观察到导电图案从基底上剥离,这样就没有问题。
另一方面,在各个比较实施例的线路基底中,用肉眼观察到了导电图案从基底上剥离。
此外,经确认,在各实施例生产的线路基底中,没有导电图案的电特性的问题。
最后,要理解的是本发明不局限于上面所述的实施例,只要不脱离由以下的权利要求所确定的发明范围,就可以进行很多变化或补充。
权利要求
1.一种在基底上形成预定导电图案的方法,其包括如下步骤制备基底;通过液滴喷射方法在基底上形成含有金属粒子的金属核,以使所述金属核具有与预定导电图案基本相同的图案;和通过进行至少一次无电电镀形成镀层以覆盖所述金属核的表面,从而得到所述导电图案。
2.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中所述金属核的平均厚度在1至10μm的范围内。
3.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中所述金属粒子主要是由从包括金、银、铜、镍、钯以及含有至少一种这些金属的合金组成的组中选出的至少一种材料构成的。
4.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中在所述镀层形成之前,催化剂被有选择性地应用到所述金属核的表面上。
5.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中在镀层形成步骤中,无电电镀进行两次或更多次,并且在已进行了第一次无电电镀之后的每一次无电电镀之前,催化剂被有选择性地应用到前一次无电电镀形成的镀层的表面上。
6.如权利要求4所述的形成预定导电图案的方法,其中所述催化剂主要是由从包括钯、铂、铑、铱、锡以及含有至少一种这些金属的合金组成的组中选出的材料构成的。
7.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中在所述镀层形成步骤中,无电电镀进行两次或更多次,并且在每次无电电镀中使用相同的无电电镀溶液。
8.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中在所述镀层形成步骤中,无电电镀进行两次或更多次,并且在每次无电电镀中使用不同的无电电镀溶液。
9.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中所述镀层主要是由从包括镍、银、金和铜的组中选出的材料形成。
10.如权利要求5所述的形成预定导电图案的方法,其中第一次无电电镀形成的镀层的厚度在100至1000nm的范围内。
11.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中第二次或此后镀层的厚度在1至10μm的范围内。
12.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,还包括在金属核形成步骤之前,用于金属核的初始层形成到基底上的步骤。
13.如权利要求12所述的形成预定导电图案的方法,其中所述初始层是为增强所述金属核与所述基底之间的粘结性而提供的。
14.如权利要求12所述的形成预定导电图案的方法,其中所述初始层形成为电绝缘层。
15.如权利要求1所述的形成预定导电图案的方法,其中所述基底形成为非金属基底。
16.一个线路基底,它包括基底;和导电图案,使用权利要求1所定义的导电图案形成的方法在基底上形成。
17.一个线路基底,它包括基底;和导电图案,它包括了其中含有金属粒子并且是为了具有预定图案而形成的金属核,以及为覆盖所述金属核表面而提供的至少一层镀层。
18.一种电子器件,其装配有权利要求16所定义的线路基底。
19.电子设备,装有权利要求18所定义的电子器件。
全文摘要
本发明提供了一种形成具有优良的导电率并且与基底的粘结更好的导电图案的方法,从而能够形成厚的导电图案。此方法包括如下步骤制备基底;通过液滴喷射的方法在基底上形成含有金属粒子的金属核,以使金属核具有与预定图案基本相同的图案;以及通过至少进行一次无电电镀形成覆盖金属核的表面的镀层,从而得到导电图案。本发明也提供了具有以此方法形成的导电图案的线路基底、装配有该线路基底的电子器件以及装配有该电子器件的电子设备。
文档编号H05K1/16GK1767725SQ20051011605
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月25日 优先权日2004年10月26日
发明者松井邦容 申请人:精工爱普生株式会社
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