説明

金属微粒子分散液およびそれを用いた配線断線部の修正方法

【課題】回路基板と導電性の金属薄膜との密着性に優れ、再剥離する虞なく回路基板の配線に発生する断線部を修正する。
【解決手段】回路基板上に形成された配線の断線部を修正する修正用の金属微粒子分散液で、金、銀、白金、パラジウムのうちいずれか一種類以上の金属微粒子を含有するとともに、アルミニウム、ニッケル、銅のうちいずれかのアセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を前記金属微粒子の金属量に対し、3重量%ないし30重量%含有するものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶パネル、半導体基板、プリント配線基板等の回路基板上に形成された配線の断線部を修正するための金属微粒子分散体およびそれを用いた配線断線部の修正方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、回路基板に形成された配線に断線が発生した場合、配線断線部にレーザCVD法により導電性の金属薄膜を形成した後、前記金属薄膜の周辺にレーザ光を照射することで残存する不要な導電性の微粒子を除去する配線断線部の修正方法が知られている(例えば特許文献1)。
また、配線断線部にパラジウム、金、銀、白金の一種以上の金属を含む金属錯体溶液を射出器により塗布した後、前記配線の断線部にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射位置に導電性の金属薄膜を析出させることで配線を通電させ、配線の断線部を修正する修正方法が知られている(例えば特許文献2)。
【特許文献1】特開2006−317726号公報
【特許文献2】特開平7−29982号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記従来の配線断線部の修正方法において、レーザCVD法により導電性の金属薄膜を形成し、配線断線部を修正する修正方法では、レーザ光照射により形成した導電性の金属薄膜の周辺に残存する不要な導電性の微粒子を除去しなければならず、工程が増えることで修正に要する時間が長くなるという問題があった。さらに専用の装置が必要となり装置全体が大型化し設置スペースの面および設備コストの面でも問題があった。
また、パラジウム、金、銀、白金の一種以上の金属を含む金属錯体溶液を射出器により塗布した後、レーザ光を照射し導電性の金属薄膜を析出させ配線断線部を修正する修正方法では、回路基板(ガラス基板、金属配線、絶縁膜など)上への導電性の金属薄膜の密着力不足により、配線修正部の金属薄膜が剥離して再度断線する虞があるという問題があった。
【0004】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回路基板の配線断線部の修正にあたり、修正に要する工程を少なく抑えることで修正に長い時間を要することがなく、しかも修正された配線部における、回路基板と導電性の金属薄膜との密着性に優れ再剥離の虞のない、配線断線部の修正用の金属微粒子分散液およびそれを用いた配線断線部の修正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、以下の点を特徴としている。請求項1に係る配線断線部修正用の金属微粒子分散液は、金、銀、白金、パラジウムのうちいずれか一種類以上の金属微粒子を含有するとともに、アセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有することを特徴としている。
すなわち、回路基板と導電性の金属薄膜との密着性を向上させる含有材料として、金、銀、白金、パラジウムのうちいずれか一種類以上の金属微粒子を含有するとともに、アセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有している。
【0006】
請求項2に係る配線断線部修正用の金属微粒子分散液は、請求項1に記載の金属微粒子分散液において、前記金属錯体がアルミニウム、ニッケル、銅のうちいずれかのアセチルアセトナート錯体であることを特徴としている。
【0007】
請求項3に係る配線断線部修正用の金属微粒子分散液は、請求項1または2に記載の金属微粒子分散液において、前記金属錯体の含有量が、前記金属微粒子の金属量に対し、3重量%ないし30重量%であることを特徴としている。
【0008】
請求項4に係る配線断線部の修正方法は、回路基板上に形成された配線の断線部に修正用の金属微粒子分散液を吐出手段で塗布した後、前記配線の断線部にレーザ光を照射して照射位置にのみ導電性の金属薄膜を析出させ前記配線の断線部を修正する配線断線部の修正方法において、前記金属微粒子分散液が金、銀、白金、パラジウムのうちいずれか一種類以上の金属微粒子を含有するとともに、アセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有することを特徴としている。
すなわち、断線部に形成する導電性の金属薄膜の周辺に残存する不要な導電性の微粒子を除去する工程を省くために、配線断線部修正用の金属微粒子分散液を吐出手段により塗布した後、レーザ照射により導電性の金属薄膜を形成することとしている。
【0009】
請求項5に係る配線断線部の修正方法は、請求項4に記載の配線断線部の修正方法において、前記金属錯体がアルミニウム、ニッケル、銅のうちいずれかのアセチルアセトナート錯体であることを特徴としている。
【0010】
請求項6に係る配線断線部の修正方法は、請求項4または5に記載の配線断線部の修正方法において、前記金属錯体の含有量が、前記金属微粒子の金属量に対し、3重量%ないし30重量%であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
配線断線部修正用の金属微粒子にアセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有することで、断線部に形成された導電性の金属薄膜と回路基板との密着力が向上し、再剥離の虞がなくなり信頼性の改善がなされた。
また、配線断線部修正用の金属微粒子分散液を吐出手段により塗布した後、レーザ照射による焼成をすることで、断線部に形成された導電性の金属薄膜の周辺に残存する不要な導電性の微粒子を除去するという工程が省かれ、修正に要する時間の短縮がなされる。さらに、配線断線部修正用の金属微粒子分散液をレーザ照射により局所的に加熱焼成することで、修正部周辺の損傷および回路基板の歪みを最小限に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の一つの実施の形態について説明する。
本実施の形態における配線断線部修正用の金属微粒子分散液は、金、銀、白金、パラジウム等の金属微粒子を含有するとともに、アセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有している。
【0013】
前記金属微粒子の材料としては、前述の金、銀、白金、パラジウム等の貴金属、その他にも銅、クロム等、各種汎用の金属微粒子であって、好ましくは400℃以下での溶融性に富んだナノサイズ(1nmないし50nm)の粒径の銀ナノ微粒子である。そして、これらは単独で使用しても、また、これらを組み合わせて使用しても良い。
また、これらの金属材料の安定分散のために分散剤を使用するのが好ましく、前記金属材料の溶媒(分散媒体)としてはトルエン、シクロヘキサン等の各種汎用の溶剤を使用する。
【0014】
続いて、前記金属微粒子分散液中に含有させる金属錯体について説明する。
前記金属錯体は、配線修正部における回路基板と析出する導電性の金属薄膜との密着性を向上させることを目的に含有するものであって、レーザ照射(可視光線範囲)によって光化学反応を起こしやすい炭素・酸素二重結合を有する有機金属錯体であるアセチルアセトナート(CH3COCHCOCH3)基を配位子とする各種金属錯体である。例えばアルミニウム、ニッケル、銅等のアセチルアセトナート錯体であり、好ましくはアルミニウムのアセチルアセトナート錯体である。
また、金属錯体の溶媒としては金属錯体を溶解するものであればよいが、金属材料の溶媒と相溶性の高いものが好ましい。さらに、金属錯体を含有させるタイミングは、汎用金属微粒子分散体に後から含有してもよいし、製造段階で含有してもよい。
【0015】
ここで、前記金属錯体の含有量は、金属微粒子の金属量に対し3重量%ないし30重量%とするのが好ましく、より好ましくは7重量%ないし20重量%とするのが良い。前記金属錯体の含有量は少なすぎた場合(3重量%未満の量)には基板表面に対する十分な密着力を得ることができず、一方含有量が多すぎた場合(30重量%を超える量)には配線修正部の電気抵抗が大きくなり、配線修正材としては好ましくないということがいえる。
【0016】
次に、前記金属微粒子分散液を用いた配線断線部の修正方法について添付図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る金属微粒子分散液を用いた断線部修正装置1の概念図である。断線部修正装置1は、液晶パネル、半導体基板、プリント配線基板等の回路基板の配線部に発生する断線部を修正する装置であって、断線部の発生した回路基板(以下、単に「ワーク」という)6を載置してX−Y(図1の紙面に垂直な方向)方向に移動可能とするテーブルユニット4と、光学系ユニット3と、配線修正ユニット2と、これらを制御する制御ユニット5とで構成されている。
【0017】
テーブルユニット4は、ワーク6を載置保持する載置台4Aと、テーブル4Bと、テーブル駆動装置4Cとを備えており、テーブル駆動装置4Cによって光学系ユニット3および配線修正ユニット2が載置台4Aと相対的に移動可能になっている。
【0018】
光学ユニット3はワーク6に対向する対物レンズ11と対物レンズ11の光軸Lと同軸に配置された結像レンズ13と、ハーフミラー12Aと、ハーフミラー12Bと、可変スリット7と、レーザ照射器8とを備えている他、ハーフミラー12Bによって光軸Lから分岐された光軸L1の光軸上に配置された偏向用ミラー12Cと、偏光用ミラー12Cによって光軸L1から偏向された光軸L2上に配置されたCCDカメラ9とを備えている。
さらに、光学系ユニット3は、ハーフミラー12Aによって光軸上から分岐された光軸L3の光軸上に配置された偏向用ミラー12Dと、偏向用ミラー12Dによって光軸L3から偏向された光軸L4の光軸上に配置され、光軸Lとワーク6との交点イを含む所定の領域に光を照射するための照明手段8Aを備えている。
【0019】
そして、CCDカメラ9は表示器10に電気的に接続されており、CCDカメラ9によって取込まれた画像が表示器10に表示できるようになっている。
また、可変スリット7は複数のスリット板(図示せず)で構成され、制御ユニット5の制御装置5Aに電気的に接続されたスリット駆動手段(図示せず)により前記複数のスリット板を独立して移動させスリット開口を調整することで、レーザ照射器8からワーク6に照射するレーザ光の形状および位置を調整できるようになっている。
【0020】
配線修正ユニット2はディスペンサノズル13を備え、該ディスペンサノズル13はディスペンサノズル移動手段13Aによって位置イに対し矢印α方向に沿って接近離間可能になっている。そして、ディスペンサノズル13の先細の先端口13aの反対側の他端13bには、金属錯体を含有した金属微粒子分散液の供給装置13Bが接続され、ディスペンサノズル13の先端口13aからワーク6の配線断線部に金属錯体を含有する金属微粒子分散液を供給できるようになっている。
【0021】
制御ユニット5は制御装置5Aと外部入力装置5Bを備えており、制御装置5Aにはテーブル駆動装置4C、可変スリット7の前記スリット駆動手段、レーザ照射器8の前記開閉スイッチ、照明手段8A、CCDカメラ9、ディスペンサノズル移動手段13A、金属微粒子分散液の供給装置13B、外部入力装置5Bが電気的に接続されており、外部入力装置5Bによって可変スリット7の設定が自由に行なえるようになっている。
また、制御装置5Aによってワーク6が配線断線部の金属微粒子析出速度に応じて移動できるようにテーブル駆動装置4Cが制御されている。
【0022】
次に、前記実施の形態の断線部修正装置1を用いた本発明に係る配線断線部の修正方法について図1および図2を用いて説明する。
先ず、レーザ光照射器8の開閉スイッチの開閉シャッターが閉の状態であることを確認してから、ワーク6を載置台4A上に載置した後、照明手段8Aを作動させ、外部入力装置5Bを用いて制御装置5を介してワーク6の断線部が対物レンズ11の直下に位置するようにワーク6を移動させる。(ステップ1)
【0023】
続いて、CCDカメラ9によってワーク6の断線部を撮影し、撮影した画像を表示器10に表示させ、その画像に合わせて可変スリット駆動手段を作動させ可変スリット7を調整する。(ステップ2)
【0024】
次にディスペンサノズル移動手段13Aによってディスペンサノズル13の先端をワーク6の断線部の近傍まで移動接近させ、金属錯体を含有した金属微粒子分散液の供給装置13Bを作動し、ワーク6の断線部に金属錯体を含有した金属微粒子分散液を供給する。供給終了後はディスペンサノズル移動手段13Aを再び作動させディスペンサノズル13を当初の位置まで後退させる。(ステップ3)
【0025】
ワーク6の断線部に供給された金属錯体を含有した金属微粒子分散液は、レーザ照射器8の開閉スイッチを開とし、予め可変スリット駆動手段によって調整された可変スリット7を通して、レーザ照射による局所的な加熱焼成が行なわれる。この局所的なレーザ照射により、レーザ照射位置にのみ金属微粒子が析出させ、ワーク6の断線部が修正される。(ステップ4)
そして、ワーク6のその他の部分に断線部が存在すれば、それらの断線部において、上記操作を繰り返すことで修正作業を完了する。
【0026】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で以下の通りとしてもよい。
例えば、上記実施の形態ではワーク6を載置台4A上に載置してテーブル移動手段4Cによって移動させるようにしたが、逆に配線断線部修正ユニット4、光学ユニット3を移動させるようにしてもよい。
また、本実施の形態では、金属微粒子分散液の吐出手段としてディスペンサノズル方式を例にあげて説明したが、これに限定されるものではなくインクジェット方式をはじめ吐出手段全般を対象としている
【0027】
次に、上記実施の形態に基づいて行なった実験結果について説明する。
実験に用いた金属微粒子分散液としては、以下の実施例4液、比較例2液に関して行ない、さらに、実施例1および2に関しては使用した金属錯体の含有量の違いについても実験を行なった。
(1)実施例1:銀ナノ微粒子分散体A(銀固形分44重量%)に対し、12.5%アルミニウムアセチルアセトナート溶液(溶媒:酢酸、金属微粒子の金属量に対する金属錯体含有量:6%、13%、25%)を適宜添加し、超音波攪拌を30分行ない、分散液を得た。
(2)実施例2:銀ナノ微粒子分散体B(銀固形分40重量%)に対し、12.5%アルミニウムアセチルアセトナート溶液(溶媒:酢酸、金属微粒子の金属量に対する金属錯体含有量:6%、13%、25%)を適宜添加し、超音波攪拌を30分行ない、分散液を得た。
(3)実施例3:銀ナノ微粒子分散体A(銀固形分44重量%)に対し、12.5%ニッケルアセチルアセトナート溶液(溶媒:酢酸、金属微粒子の金属量に対する金属錯体含有量:13%)を適宜添加し、超音波攪拌を30分行ない、分散液を得た。
(4)実施例4:銀ナノ微粒子分散体A(銀固形分44重量%)に対し、12.5%銅アセチルアセトナート溶液(溶媒:酢酸、金属微粒子の金属量に対する金属錯体含有量:13%)を適宜添加し、超音波攪拌を30分行ない、分散液を得た。
(5)比較例1:銀ナノ微粒子分散体A(銀固形分44重量%)
(6)比較例2:銀ナノ微粒子分散体B(銀固形分40重量%)
【0028】
金属微粒子分散液の実験方法および評価方法について以下に説明する。
(1)実験方法
a.塗布方法・・・ガラス製マイクロディスペンサに金属微粒子分散液を充填し、エア吐出制御により、基板上に金属微粒子分散液の細線を描画した。
b.焼成方法・・・基板上に塗布した金属微粒子分散液細線の全体に、連続発振レーザ(中心波長:532nm)を照射し、金属微粒子分散液の溶媒の気化および金属微粒子の溶融を行ない、金属の細線(サイズ:長さ100μm×線幅20μm×膜厚0.2μm)を形成した。
(2)評価方法
a.密着性試験・・・ガラス、アルミ配線、絶縁膜(SiN)上に形成した金属配線を、アルコールを浸した綿棒で、一定の力で10回擦り、残存性を確認した。
b.抵抗値測定・・・形成した金属配線の両端部に抵抗測定プローブを接触させ、テスターで電気抵抗値を測定した。
【0029】
前記実施例および比較例の金属微粒子分散液について、前記実験を行なった結果を下表に示す。ここで、表中の密着性の評価については、良好な評価の大きい方から○>△>×として表記を行なった。
【0030】
【表1】

【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明に係る回路基板に発生する配線断線部の修正方法の実施形態を示す概念図である。
【図2】本発明に係る回路基板に発生する配線断線部の修正方法の工程を示す図である。
【符号の説明】
【0032】
1 断線部修正装置
2 配線修正ユニット
3 光学系ユニット
4 テーブルユニット
5 制御ユニット
6 ワーク
7 可変ユニット
8 レーザ照射器
9 CCDカメラ
10 表示器
13 ディスペンサンノズル






【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路基板上に形成された配線の断線部を修正する修正用の金属微粒子分散液において、
前記金属微粒子分散液が金、銀、白金、パラジウムのうちいずれか一種類以上の金属微粒子を含有するとともに、アセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有することを特徴とする金属微粒子分散液。
【請求項2】
前記金属錯体がアルミニウム、ニッケル、銅のうちいずれかのアセチルアセトナート錯体である請求項1記載の金属微粒子分散液。
【請求項3】
前記金属錯体の含有量が、前記金属微粒子の金属量に対し、3重量%ないし30重量%である請求項1または2記載の金属微粒子分散体。
【請求項4】
回路基板上に形成された配線の断線部に修正用の金属微粒子分散液を吐出手段で塗布した後、前記配線の断線部にレーザ光を照射して照射位置にのみ導電性の金属薄膜を析出させ前記配線の断線部を修正する配線断線部の修正方法において、
前記金属微粒子分散液が金、銀、白金、パラジウムのうちいずれか一種類以上の金属微粒子を含有するとともに、アセチルアセトナート基を配位子とする金属錯体を含有することを特徴とする配線断線部の修正方法。
【請求項5】
前記金属錯体がアルミニウム、ニッケル、銅のうちいずれかのアセチルアセトナート錯体である請求項4記載の配線断線部の修正方法。
【請求項6】
前記金属錯体の含有量が、前記金属微粒子の金属量に対し、3重量%ないし30重量%である請求項4または5記載の配線断線部の修正方法。

















【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−235388(P2008−235388A)
【公開日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−69834(P2007−69834)
【出願日】平成19年3月19日(2007.3.19)
【出願人】(500171707)株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Fターム(参考)】