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配线基板和配线基板的制造方法与流程

2022-12-03 10:35:08 来源:中国专利 TAG:


1.本发明的实施方式涉及配线基板和配线基板的制造方法。


背景技术:

2.目前,智能手机、平板电脑等便携终端设备的高功能、小型化、薄型化以及轻量化不断发展。这些便携终端设备为了使用多个通信频带而需要与通信频带对应的多个天线。例如,在便携终端设备搭载有电话用天线、wifi(wireless fidelity:无线保真)用天线、3g(generation:第三代数字通信)用天线、4g(generation:第四代数字通信)用天线、lte(long term evolution:长期演进)用天线、bluetooth(蓝牙,注册商标)用天线、nfc(near field communication:近距离无线通信)用天线等多个天线。然而,伴随着便携终端设备的小型化,天线的搭载空间受到限制,从而天线设计的自由度受限。另外,由于天线内置于有限的空间内,因此未必能够满足电波灵敏度。
3.因此,开发了能够搭载于便携终端设备的显示区域的薄膜天线。该薄膜天线是在透明基材上形成有天线图案的透明天线,其中,天线图案由网格状的导电体网格层形成,该网格状的导电体网格层由作为不透明的导电体层的形成部的导体部和作为非形成部的多个开口部构成。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2011-66610号公报
7.专利文献2:日本专利第5636735号说明书
8.专利文献3:日本专利第5695947号说明书
9.在现有的薄膜天线中,网格状配线层(导电体网格层)搭载于透明基材上。特别是,近年来,在薄膜天线中使用了高频电磁波。在使用高频电磁波的情况下,电子每单位时间通过构成网格状配线层的金属的晶界的次数增加,因此电流难以流动,传输损耗有可能增加。
10.本实施方式提供一种配线基板和配线基板的制造方法,其能够抑制电流难以在网格状配线层中流动。


技术实现要素:

11.本实施方式的配线基板具备:基板;和网格状配线层,其配置于上述基板上,包含多个配线,上述基板对于波长400nm以上700nm以下的光线的透射率为85%以上,上述配线包含表面粗糙度ra,上述表面粗糙度ra为100nm以下。
12.本实施方式的配线基板中,上述配线包含金属晶体,上述金属晶体的区域平均粒径可以为300nm以上。
13.本实施方式的配线基板中,上述配线的线宽可以为0.1μm以上5.0μm以下。
14.本实施方式的配线基板中,上述网格状配线层可以为天线。
15.本实施方式的配线基板中,上述配线可以包含金、银、铜、铂、锡、铝、铁或镍。
16.本实施方式的配线基板中,上述基板的介质损耗角正切可以为0.002以下。
17.本实施方式的配线基板中,上述基板的厚度可以为5μm以上200μm以下。
18.本实施方式的配线基板中,上述基板可以包含环烯烃聚合物或聚降冰片烯聚合物。
19.本实施方式的配线基板中,上述网格状配线层可以仅存在于上述基板的一部分。
20.本实施方式的配线基板中,上述表面粗糙度ra可以为90nm以下。
21.本实施方式的配线基板的制造方法具备:准备基板的工序;和在上述基板上形成包含多个配线的网格状配线层的工序,上述基板对于波长400nm以上700nm以下的光线的透射率为85%以上,上述配线包含表面粗糙度ra,上述表面粗糙度ra为100nm以下。
22.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述配线包含金属晶体,上述金属晶体的区域平均粒径可以为300nm以上。
23.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述配线的线宽可以为0.1μm以上5.0μm以下。
24.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述网格状配线层可以为天线。
25.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述配线可以包含金、银、铜、铂、锡、铝、铁或镍。
26.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述基板的介质损耗角正切可以为0.002以下。
27.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述基板的厚度可以为5μm以上200μm以下。
28.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述基板可以包含环烯烃聚合物或聚降冰片烯聚合物。
29.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述网格状配线层可以仅存在于上述基板的一部分。
30.本实施方式的配线基板的制造方法中,上述表面粗糙度ra可以为90nm以下。
31.根据本发明的实施方式,能够抑制电流难以在网格状配线层中流动。
附图说明
32.图1是示出一个实施方式的配线基板的俯视图。
33.图2是示出一个实施方式的配线基板的放大俯视图(图1的ii部放大图)。
34.图3是示出一个实施方式的配线基板的放大俯视图(图2的iii部放大图)。
35.图4是示出一个实施方式的配线基板的截面图(图3的vi-vi线截面图)。
36.图5是示出一个实施方式的配线基板的截面图(图3的v-v线截面图)。
37.图6是示出第1方向配线和第2方向配线的截面图。
38.图7是将第1方向配线和第2方向配线的一部分放大示出的截面图(图6的vii部放大图)。
39.图8a-图8e是示出一个实施方式的配线基板的制造方法的截面图。
40.图9a-图9e是示出一个实施方式的配线基板的制造方法的截面图。
41.图10是示出一个实施方式的图像显示装置的俯视图。
42.图11是示出实施例1-2和比较例1的配线基板的俯视图。
具体实施方式
43.首先,利用图1~图10对一个实施方式进行说明。图1~图10是示出本实施方式的图。
44.以下所示的各图是示意性示出的图。因此,为了易于理解,适当夸张了各部分的大小、形状。另外,能够在不脱离技术思想的范围内适当变更实施。需要说明的是,在以下所示的各图中,对相同部分标注相同标号,有时省略一部分详细说明。另外,本说明书中记载的各部件的尺寸等数值和材料名称是作为实施方式的一例,不限于此,能够适当选择使用。在本说明书中,对于确定形状和几何条件的用语、例如平行、正交、垂直等用语,除了严格地定义之外,也包含实质上相同的状态。
45.另外,在以下的实施方式中,“x方向”是与基板的一条边平行的方向。“y方向”是与x方向垂直并且与基板的另一边平行的方向。“z方向”是与x方向和y方向双方垂直并且与配线基板的厚度方向平行的方向。另外,“正面”是指z方向正侧的面,并且是指对基板设置有配线的面。“背面”是指z方向负侧的面,并且是指与对基板设置有配线的面相反一侧的面。
46.[配线基板的构成]
[0047]
参照图1~图7对本实施方式的配线基板的构成进行说明。图1~图7是示出本实施方式的配线基板的图。
[0048]
如图1所示,本实施方式的配线基板10例如配置于图像显示装置的显示器上。这样的配线基板10具备:具有透明性的基板11;和配置于基板11上的网格状配线层(配线图案区域)20。另外,供电部40与网格状配线层20电连接。
[0049]
其中,俯视时,基板11为近似长方形形状,其长边方向与y方向平行,其短边方向与x方向平行。基板11具有透明性并且呈近似平板状,其厚度在整体上大致均匀。基板11的长边方向(y方向)上的长度l1例如能够在2mm以上300mm以下的范围选择,优选能够在100mm以上200mm以下的范围选择,基板11的短边方向(x方向)的长度l2能够在2mm以上300mm以下的范围选择,优选例如能够在50mm以上100mm以下的范围选择。需要说明的是,基板11的角部也可以分别带有圆角。
[0050]
关于基板11的材料,只要是具有可见光区域内的透明性和电绝缘性的材料即可。在本实施方式中,基板11的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯,但不限于此。作为基板11的材料,优选使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、或者环烯烃聚合物等聚烯烃系树脂、三乙酰纤维素等纤维素系树脂材料等有机绝缘性材料。或者,作为基板11的材料,也可以使用环烯烃聚合物(例如日本zeon公司制造zf-16)、聚降冰片烯聚合物(sumitomo bakelite公司制造)等有机绝缘性材料。另外,作为基板11的材料,也能够根据用途而适当选择玻璃、陶瓷等。需要说明的是,虽然图示出基板11由单一层构成的例子,但不限于此,也可以是多个基材或层层积而成的结构。另外,基板11可以为膜状,也可以为板状。因此,基板11的厚度没有特别限制,能够根据用途适当选择,作为一例,基板11的厚度(z方向)t1(参照图4和图5)例如能够设为5μm以上200μm以下的范围。
[0051]
另外,基板11的介质损耗角正切可以为0.002以下、优选为0.001以下。需要说明的
是,基板11的介质损耗角正切的下限没有特别限制,可以超过0。通过使基板11的介质损耗角正切为上述范围,尤其是在网格状配线层20所收发的电磁波(例如毫米波)为高频的情况下,能够减小与电磁波的收发相伴的增益(灵敏度)的损失。需要说明的是,基板11的介质损耗角正切的下限没有特别限定。基板11的介电常数没有特别限制,可以为2.0以上10.0以下。
[0052]
基板11的介质损耗角正切可以依据iec 62562测定。具体而言,首先,切割出未形成网格状配线层20的部分的基板11而准备试验片。或者,也可以切割出形成有网格状配线层20的基板11,通过蚀刻等除去网格状配线层20。试验片的尺寸为,宽度10mm至20mm、长度50mm至100mm。接着,依据iec 62562测定介质损耗角正切。基板11的介电常数与介质损耗角正切也可以依据astm d150测定。
[0053]
另外,基板11对于可见光线(波长400nm以上700nm以下的光线)的透射率可以为85%以上、优选为90%以上。需要说明的是,基板11对于可见光线的透射率的上限没有特别限制,例如可以为100%以下。通过使基板11对于可见光线的透射率为上述范围,能够提高配线基板10的透明性,能够容易观看图像显示装置90的显示器91(后述)。需要说明的是,可见光线是指波长为400nm~700nm的光线。另外,可见光线的透射率为85%以上是指,使用公知的分光光度计(例如,日本分光株式会社制造的分光器:v-670)对基板11进行吸光度的测定时,在400nm~700nm的整个波长区域其透射率为85%以上。
[0054]
本实施方式中,网格状配线层20由具有作为天线的功能的天线图案区域构成。在图1中,网格状配线层20在基板11上形成有多个(3个),分别对应于不同的频带。即,多个网格状配线层20的长度(y方向上的长度)la互不相同,分别具有与特定的频带对应的长度。需要说明的是,对应的频带越是低频,则网格状配线层20的长度la越长。在配线基板10例如配置于图像显示装置90的显示器91(参照后述的图10)上的情况下,各网格状配线层20可以对应于电话用天线、wifi用天线、3g用天线、4g用天线、5g用天线、lte用天线、bluetooth(注册商标)用天线、nfc用天线等中的任一种。另外,网格状配线层20也可以不存在于基板11的整个面,而仅存在于基板11上的一部分区域。
[0055]
俯视时,各网格状配线层20分别为近似长方形形状。各网格状配线层20的长边方向与y方向平行,其短边方向与x方向平行。各网格状配线层20的长边方向(y方向)上的长度la例如能够在3mm以上100mm以下的范围选择,各网格状配线层20的短边方向(x方向)的宽度wa例如能够在1mm以上10mm以下的范围选择。尤其是,网格状配线层20可以为毫米波用天线。在网格状配线层20为毫米波用天线的情况下,网格状配线层20的长度la能够在1mm以上10mm以下、更优选在1.5mm以上5mm以下的范围选择。
[0056]
在网格状配线层20中,分别是,金属线形成为格子形状或网眼形状,在x方向和y方向上具有重复图案。即,网格状配线层20具有由在x方向上延伸的部分(第2方向配线22)和在y方向上延伸的部分(第1方向配线21)构成的图案形状。
[0057]
如图2所示,各网格状配线层20包含:具有作为天线的功能的多个第1方向配线(天线配线)21;和连结多个第1方向配线21的多个第2方向配线(天线连结配线)22。具体而言,多个第1方向配线21和多个第2方向配线22在整体上成为一体而形成格子形状或网眼形状。各第1方向配线21在与天线的频带对应的方向(长边方向,y方向)上延伸,各第2方向配线22在与第1方向配线21正交的方向(宽度方向,x方向)上延伸。第1方向配线21具有与规定的频
带对应的长度la(上述的网格状配线层20的长度,参照图1),由此主要发挥作为天线的功能。另一方面,第2方向配线22将这些第1方向配线21彼此连结起来,由此发挥抑制第1方向配线21断线或者第1方向配线21与供电部40变得没有电连接这样的不良情况的效果。
[0058]
如图3所示,在各网格状配线层20中,通过由彼此相邻的第1方向配线21和彼此相邻的第2方向配线22包围而形成了多个开口部23。另外,第1方向配线21和第2方向配线22彼此等间隔配置。即,多个第1方向配线21彼此等间隔配置,其间距p1例如能够设为0.01mm以上1mm以下的范围。另外,多个第2方向配线22彼此等间隔配置,其间距p2例如能够设为0.01mm以上1mm以下的范围。这样,多个第1方向配线21和多个第2方向配线22分别等间隔配置,由此,在各网格状配线层20内,开口部23的大小没有偏差,能够使得难以通过肉眼看到网格状配线层20。另外,第1方向配线21的间距p1与第2方向配线22的间距p2相等。因此,俯视时,各开口部23分别为近似正方形形状,具有透明性的基板11从各开口部23露出。因此,通过扩大各开口部23的面积,能够提高作为配线基板10整体的透明性。需要说明的是,各开口部23的一边的长度l3例如能够设为0.01mm以上1mm以下的范围。需要说明的是,各第1方向配线21和各第2方向配线22彼此正交,但不限于此,也可以彼此呈锐角或钝角地交叉。另外,开口部23的形状优选在整个面为相同形状且相同尺寸,但也可以根据场所而改变等、从而在整个面上不均匀。
[0059]
如图4所示,各第1方向配线21的与其长边方向垂直的截面(x方向截面)为近似长方形形状或近似正方形形状。这种情况下,第1方向配线21的截面形状沿着第1方向配线21的长边方向(y方向)大致均匀。另外,如图5所示,各第2方向配线22的与长边方向垂直的截面(y方向截面)的形状为近似长方形形状或近似正方形形状,与上述的第1方向配线21的截面(x方向截面)形状大致相同。这种情况下,第2方向配线22的截面形状沿着第2方向配线22的长边方向(x方向)大致均匀。第1方向配线21和第2方向配线22的截面形状可以不一定是近似长方形形状或近似正方形形状。第1方向配线21和第2方向配线22的截面形状例如也可以是正面侧(z方向正侧)比背面侧(z方向负侧)窄的近似梯形形状、或者是位于长边方向两侧的侧面弯曲的形状。
[0060]
本实施方式中,第1方向配线21的线宽w1(x方向的长度、参照图4)和第2方向配线22的线宽w2(y方向的长度、参照图5)没有特别限定,能够根据用途适当选择。例如,第1方向配线21的线宽w1能够在0.1μm以上5.0μm以下的范围选择,优选为0.2μm以上2.0μm以下。另外,第2方向配线22的线宽w2能够在0.1μm以上5.0μm以下的范围选择优选为0.2μm以上2.0μm以下。此外,第1方向配线21的高度h1(z方向的长度、参照图4)和第2方向配线22的高度h2(z方向的长度、参照图5)没有特别限定,能够根据用途适当选择,例如能够在0.1μm以上5.0μm以下的范围选择,优选为0.2μm以上2.0μm以下。
[0061]
图6示出第1方向配线21和第2方向配线22的宽度方向(x方向、y方向)的截面。第1方向配线21和第2方向配线22分别具有正面24a、背面24b和两个侧面24c、24d。其中,正面24a位于使用时观察者观察第1方向配线21和第2方向配线22的一侧(z方向正侧)。背面24b位于正面24a的相反侧即基板11侧(z方向负侧)。另外,两个侧面24c、24d位于正面24a与背面24b之间,分别位于第1方向配线21和第2方向配线22的宽度方向(x方向、y方向)两侧。这种情况下,正面24a和侧面24c、24d分别大致正交,背面24b和侧面24c、24d分别大致正交,但不限于此,也可以呈锐角或钝角相交。另外,正面24a、背面24b和侧面24c、24d分别以直线状
延伸,但不限于此,正面24a、背面24b或侧面24c、24d分别也可以弯曲。
[0062]
图7是将第1方向配线21和第2方向配线22的正面24a的附近放大示出的示意图。如图7所示,第1方向配线21和第2方向配线22分别能够利用ebsd法测定在其宽度方向(x方向、y方向)的截面出现的晶粒的尺寸。
[0063]
ebsd法是使用扫描型电子显微镜(以下也称为sem)等从相对于试样的表面大幅倾斜的方向对试样照射电子射线,基于该情况下得到的电子射线的衍射图样(以下也称为ebsd图案)对晶粒进行分析的方法。作为测定装置,可以使用例如将肖特基场发射扫描型电子显微镜和ebsd检测器组合而成的装置。作为ebsd检测器,可以使用例如株式会社tsl solutions制造的oim(定向成像显微分析法,orientation imaging microscopy)检测器。
[0064]
作为进行ebsd法前的前处理,可以使用fib(聚焦离子束)法进行试样的截面加工。另外,作为进行fib法前的前处理,可以对试样表面赋予200nm以上的作为保护膜的碳。作为该保护膜,可以为pt、ptpd、os等成分,作为赋予保护膜的方法,可以使用溅射法、蒸镀法中的任一种。保护膜防止在利用fib法进行加工时在加工部表面产生的损伤,保护膜的膜厚能够根据加工条件适当调节。作为用于fib法的fib装置,只要是搭载了以微量采样为代表的能够从任意部位拾取的系统的装置就可以使用任何装置,可以使用例如日立高新技术制造的nb5000。需要说明的是,对观察部位的截面进行了薄膜加工的成品膜厚为300nm以上,厚度没有问题。对观察部位的截面进行了薄膜加工的成品宽度例如可以为30μm。虽然也取决于搭载于fib装置的系统,但成品宽度大时更有效。
[0065]
用于ebsd法的扫描型电子显微镜的条件的一例如下所述。
[0066]
·
观察倍率:30000倍(x1倍率的基准为120mm
×
90mm)
[0067]
·
加速电压:15kv
[0068]
·
工作距离:15mm
[0069]
·
试样倾斜角度:70度
[0070]
基于ebsd法的晶体分析的条件的一例如下所述。
[0071]
·
步长:25nm
[0072]
分析条件:
[0073]
使用株式会社tsl solutions制造的晶体取向分析软件oim(ver7.3)实施下述分析。
[0074]
在作为分析对象的测定区域中出现的晶粒的个数小于100个时,一边移动测定对象区域一边在试样截面的多个位置取得图像,并连结所得到的多个图像,由此可以生成出现100个以上晶粒的图像。
[0075]
排除由株式会社tsl solutions制造的晶体取向分析软件oim(ver7.3)定义的置信指数(confidence index:ci值)为规定值以下的数据,实施分析。例如,排除ci值为0.2以下的数据。由此,能够排除存在于试样正面和背面的基材或前处理中使用的保护膜、试样截面所存在的晶界、或非晶质的影响。作为其他方法,也可以为下述方法:将通过图像质量(image quality)图像而具有一定程度以上的对比度的部位视为晶体,进行数据提取。假设不存在孪晶界,仅计算通常的晶界。
[0076]
第1方向配线21和第2方向配线22中包含的金属晶体29的区域平均粒径可以为300nm以上、优选为400nm以上。需要说明的是,金属晶体29的区域平均粒径的上限没有特别
限制,例如可以为1000nm以下。通过使金属晶体29的区域平均粒径为300nm以上,如后所述,金属晶体29的密度相对降低,因此能够抑制晶界的总面积减少、晶界处的电子扩散减少、电流不易流动,能够减小电磁波的传输损耗。
[0077]
需要说明的是,金属晶体29的粒径d
p
是指例如图7的截面图中的该金属晶体29的大小,换言之,可以为与从平行于第1方向配线21和第2方向配线22的长边方向的方向观察第1方向配线21和第2方向配线22时观察到的该金属晶体29的大小为相同面积的圆的直径。严格来说,关于金属晶体29的区域平均粒径,对第1方向配线21和第2方向配线22中包含的所有金属晶体29调查粒径d
p
,计算出其平均值。然而,考虑到金属晶体29的大小等,也可以调查被期待可表示第1方向配线21和第2方向配线22内的金属晶体29的粒径d
p
的整体倾向的数量的金属晶体29的粒径d
p
,将其平均值作为金属晶体29的区域平均粒径。例如,可以在第1方向配线21和第2方向配线22的长边方向的每3μm至30μm长度,调查5个至50个以上的金属晶体29的粒径d
p
,将其平均值作为金属晶体29的区域平均粒径。
[0078]
关于测定金属晶体29的区域平均粒径的部位,在第1方向配线21和第2方向配线22的截面等测定面,在测定所需的尺寸比测定面窄的情况下,为远离其端部的部位。例如,在能够测定第1方向配线21和第2方向配线22的宽度方向的位置的情况下,在从宽度方向端部离开第1方向配线21和第2方向配线22的宽度的10%以上的长度的中央附近的部位进行测定。在能够测定第1方向配线21和第2方向配线22的厚度方向的位置的情况下,在从厚度方向端部离开第1方向配线21和第2方向配线22的厚度的10%以上的长度的中央附近的部位进行测定。另外,如上所述,可以测定多个点,将它们的平均值作为区域平均粒径。
[0079]
另外,如图7所示,第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra可以为100nm以下、优选为90nm以下。需要说明的是,第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra的下限没有特别限制,例如可以为5nm以上。通过使第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra为100nm以下,如后所述,特别是在高频电磁波下,由于趋肤效应,电子主要流向第1方向配线21和第2方向配线22的表面。因此,该表面越平滑,即表面粗糙度ra越小,则越能减小电磁波的传输损耗。表面粗糙度ra是使用非接触式粗糙度计测定的算术平均粗糙度。作为非接触式粗糙度计,可以使用keyence公司制造的激光显微镜vk-x250(控制部)。
[0080]
此处,第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra是指第1方向配线21和第2方向配线22的外表面的表面粗糙度ra,具体而言,是指第1方向配线21和第2方向配线22的正面24a的表面粗糙度ra。另外,优选正面24a整体满足上述范围,但不限定于此,也可以是正面24a的一部分表面粗糙度ra满足上述范围。关于测定第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra的部位,在正面24a,为远离其宽度方向端部的部位。例如,在从宽度方向端部离开第1方向配线21和第2方向配线22的宽度的10%以上的长度的中央附近的部位进行测定。另外,可以为一个点,也可以测定多个点,取其平均值。
[0081]
需要说明的是,本实施方式中,如上所述,优选:(i)第1方向配线21和第2方向配线22中包含的金属晶体29的区域平均粒径为300nm以上;并且,(ii)第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra为100nm以下。但是,不限于此,也可以仅满足上述(i)或(ii)中的任一条件。
[0082]
第1方向配线21和第2方向配线22的材料只要是具有导电性的金属材料即可。本实施方式中,第1方向配线21和第2方向配线22的材料为铜,但不限定于此。第1方向配线21和
第2方向配线22的材料能够使用例如金、银、铜、铂、锡、铝、铁、镍等金属材料(包含上述金属材料的合金)。另外,第1方向配线21和第2方向配线22可以是通过电镀法形成的镀层。
[0083]
另外,如图4和图5所示,在基板11上形成有易粘接层15。易粘接层15提高基板11与第1方向配线21和第2方向配线22的粘接性,形成于基板11的正面的大致整个区域。易粘接层15由绝缘性的覆膜构成。作为这样的易粘接层15的材料,能够使用例如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸类树脂及其改性树脂和共聚物、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯基树脂及其共聚物、聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃等无色透明的树脂。另外,易粘接层15的厚度能够在10nm以上800nm以下的范围适当设定。需要说明的是,易粘接层15只要形成于基板11的正面中的至少网格状配线层20即可。
[0084]
在易粘接层15上形成有密合层16。该密合层16位于第1方向配线21和第2方向配线22与易粘接层15之间。密合层16提高基板11与第1方向配线21和第2方向配线22的密合性,形成为与第1方向配线21和第2方向配线22相同的平面形状。即,密合层16在俯视时具有格子形状或网眼形状。作为该密合层16的材料,能够使用例如钛、钛氧化物、镍、镍氧化物、铟-锌氧化物(izo:indium-zinc-oxide)、铟-锡氧化物(ito:indium-tin-oxide)等金属氧化物。另外,密合层16的厚度能够在10nm以上100nm以下的范围选择。需要说明的是,可以未必一定设置密合层16。
[0085]
此外,在基板11的正面上,以覆盖第1方向配线21、第2方向配线22和易粘接层15的方式形成有保护层17。保护层17用于保护第1方向配线21和第2方向配线22,形成于基板11的正面的大致整个区域。作为保护层17的材料,能够使用聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸类树脂及其改性树脂和共聚物、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯基树脂及其共聚物、聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃等无色透明的绝缘性树脂。另外,保护层17的厚度能够在0.3μm以上10μm以下的范围选择。需要说明的是,保护层17只要形成为覆盖基板11中的至少网格状配线层20即可。
[0086]
网格状配线层20整体的开口率at能够设为例如87%以上且小于100%的范围。通过将配线基板10整体的开口率at设为该范围,能够确保配线基板10的导电性和透明性。需要说明的是,开口率是指开口区域(不存在第1方向配线21、第2方向配线22等金属部分而使基板11露出的区域)的面积在规定的区域(例如网格状配线层20的整个区域)的单位面积中所占的比例(%)。
[0087]
再次参照图1,供电部40与网格状配线层20电连接。该供电部40由近似长方形形状的导电性的薄板状部件构成。供电部40的长边方向与x方向平行,供电部40的短边方向与y方向平行。另外,供电部40配置于基板11的长边方向端部(y方向负侧端部)。供电部40的材料能够使用例如金、银、铜、铂、锡、铝、铁、镍等金属材料(包含上述金属材料的合金)。该供电部40在配线基板10被组装入图像显示装置90(参照图10)时与图像显示装置90的无线通信用电路92电连接。需要说明的是,供电部40设置于基板11的正面,但不限于此,供电部40的一部分或全部也可以位于比基板11的周缘靠外侧的位置。另外,通过柔软地形成供电部40,供电部40能够绕到图像显示装置90的侧面或背面,在侧面或背面侧进行电连接。
[0088]
[配线基板的制造方法]
[0089]
接着,参照图8a-图8e和图9a-图9e,对本实施方式的配线基板的制造方法进行说
明。图8a-图8e和图9a-图9e是示出本实施方式的配线基板的制造方法的截面图。
[0090]
首先,如图8a所示,准备基板11,在该基板11的正面的大致整个区域依次形成易粘接层15和密合层16。作为形成易粘接层15的方法,可以使用辊涂、凹版印刷涂布、反向凹版印刷涂布、微凹版印刷涂布、狭缝式模涂、模涂、刮刀涂布、喷墨涂布、分配器涂布(dispenser coat)、吻合涂布(kiss coat)、喷涂。另外,作为形成密合层16的方法,可以使用蒸镀法、溅射法或等离子体cvd法。
[0091]
接着,如图8b所示,在基板11的正面的大致整个区域且密合层16上形成导电层51。本实施方式中,导电层51的厚度为200nm。但是不限定于此,导电层51的厚度能够在10nm以上1000nm以下的范围适当选择。本实施方式中,导电层51利用铜通过溅射法形成。作为形成导电层51的方法,可以使用等离子体cvd法。
[0092]
接着,如图8c所示,向基板11的正面的大致整个区域且密合层16上供给光固化性绝缘抗蚀剂52。作为该光固化性绝缘抗蚀剂52,可以举出例如环氧系树脂等有机树脂。
[0093]
接着,准备具有凸部53a的透明的压印用的模具53(图8d),使该模具53和基板11接近,在模具53与基板11之间使光固化性绝缘抗蚀剂52展开。接着,从模具53侧进行光照射,使光固化性绝缘抗蚀剂52固化,由此形成绝缘层54。由此,在绝缘层54的正面形成沟槽54a,该沟槽54a具有转印了凸部53a的形状。沟槽54a具有与第1方向配线21及第2方向配线22对应的平面形状图案。
[0094]
之后,将模具53从绝缘层54剥离,由此得到图8e所示的截面构造的绝缘层54。从绝缘层54剥离模具53的方向优选为更长的第1方向配线21所延伸的y方向。
[0095]
这样,通过压印法在绝缘层54的正面形成沟槽54a,由此能够使沟槽54a的形状为微细的形状。需要说明的是,不限于此,也可以通过光刻法来形成绝缘层54。在该情况下,通过光刻法,以使与第1方向配线21及第2方向配线22对应的导电层51露出的方式形成抗蚀剂图案。
[0096]
此时,在绝缘层54的沟槽54a的底部有时残留有绝缘材料的残渣。因此,通过进行使用了高锰酸盐溶液或n-甲基-2-吡咯烷酮等有机溶剂的湿式处理、或者使用了氧等离子体的干式处理,去除绝缘材料的残渣。
[0097]
这样,通过去除绝缘材料的残渣,如图9a所示,能够形成使导电层51露出的沟槽54a。
[0098]
接着,如图9b所示,用导电体55来填充绝缘层54的沟槽54a。本实施方式中,将导电层51作为晶种层,使用电镀法,用铜来填充绝缘层54的沟槽54a。需要说明的是,导电体55具有与第1方向配线21和第2方向配线22对应的平面形状。
[0099]
如此使用电镀法用导电体55填充沟槽54a时,例如通过适当调整用于电镀的电镀液,能够:(i)使导电体55(第1方向配线21和第2方向配线22)中包含的金属晶体29的区域平均粒径为300nm以上;和/或,(ii)使导电体55(第1方向配线21和第2方向配线22)的表面粗糙度ra为100nm以下。例如在导电体55由铜制作且使用以硫酸铜为主要成分的硫酸铜浴作为电镀液的情况下,通过适当调整电镀液中包含的硫酸铜、硫酸、包含表面活性剂等的光泽剂等各种成分,能够抑制晶体的生长速度,结果,能够增大导电体55中包含的金属晶体29的区域平均粒径,能够抑制导电体55的表面粗糙度ra。这样,在使用以硫酸铜为主要成分的物质作为电镀液的情况下,与使用以氰化铜为主要成分的一般电镀液的情况相比,能够增大
导电体55中包含的金属晶体29的区域平均粒径,同时能够使导电体55的外表面变得平滑。
[0100]
接着,如图9c所示,去除绝缘层54。在该情况下,通过进行使用了高锰酸盐溶液或n-甲基-2-吡咯烷酮等有机溶剂的湿式处理、或者使用了氧等离子体的干式处理,去除基板11上的绝缘层54。
[0101]
接着,如图9d所示,去除基板11的正面上的导电层51和密合层16。此时,通过进行使用了氯化铁(iii)水溶液、氯化铜水溶液、过硫酸铵水溶液、过硫酸钠水溶液、硫酸、双氧水等铜蚀刻液是湿式处理,按照基板11的正面露出的方式对导电层51和密合层16进行蚀刻。进而,之后,可以在导电体55(第1方向配线21和第2方向配线22)的表面形成黑化层。
[0102]
之后,如图9e所示,以覆盖基板11上的易粘接层15、导电体55和密合层16的方式形成保护层17。作为形成保护层17的方法,可以使用辊涂、凹版印刷涂布、反向凹版印刷涂布、微凹版印刷涂布、狭缝式模涂、模涂、刮刀涂布、喷墨涂布、分配器涂布(dispenser coat)、吻合涂布(kiss coat)、喷涂、丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷。
[0103]
如此,得到具有基板11和配置于基板11上的网格状配线层20的配线基板10(图9e)。这种情况下,网格状配线层20包含第1方向配线21和第2方向配线22。此时,可以由导电体55的一部分形成供电部40。或者,也可以另行准备平板状的供电部40,将该供电部40与网格状配线层20电连接。
[0104]
[本实施方式的作用]
[0105]
接着,对由这样的结构构成的配线基板的作用进行描述。
[0106]
如图10所示,配线基板10被组装入具有显示器91的图像显示装置90。配线基板10配置于显示器91上。作为这样的图像显示装置90,可以举出例如智能手机、平板电脑等便携终端设备。配线基板10的网格状配线层20经由供电部40而与图像显示装置90的无线通信用电路92电连接。这样,能够经由网格状配线层20来收发规定频率的电波,从而能够使用图像显示装置90进行通信。
[0107]
顺便提及,特别是在近年来使用的高频电磁波下,电子每单位时间通过构成网格状配线层20的金属的晶界的次数增加,因此电流不易流动,传输损耗有可能增加。
[0108]
与此相对,根据本实施方式,(i)第1方向配线21和第2方向配线22中包含的金属晶体29的区域平均粒径为300nm以上;和/或,(ii)第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra为100nm以下。由此,金属晶体29的密度相对降低,因此能够抑制晶界的总面积减少、晶界处的电子扩散减少、电流不易流动,能够减小电磁波的传输损耗。另外,第1方向配线21和第2方向配线22的表面平滑,因此能够减小电磁波的传输损耗。
[0109]
但是,近年来,开展了第五代通信即5g(generation)用便携终端设备的开发。在配线基板10的网格状配线层20例如被用作5g用的天线(特别是毫米波用天线)的情况下,网格状配线层20所收发的电波(毫米波)例如与4g用的天线所收发的电波相比为高频。通常,当在配线中流过交流电流时,频率越高,电流越难在配线的中心部分流过,从而,电流在配线的表面流动。这样,将在配线中流过交流电流时电流仅在表面流动的现象称作趋肤效应。另外,趋肤深度是指:衰减至电流最容易流动的配线表面的电流的1/e(大约0.37)倍的、距离配线表面的深度。该趋肤深度δ(参照图6)通常能够用下式求出。
[0110]
[数1]
[0111][0112]
需要说明的是,上式中,ω是指角频率(=2πf),μ是指导磁率(在真空中为4π
×
10-7
[h/m]),σ是指构成配线的导体的电导率(在铜的情况下为5.8
×
107[s/m])。关于铜配线的趋肤深度δ,在频率为0.8ghz的情况下,δ=约2.3μm,在频率为2.4ghz的情况下,δ=约1.3μm,在频率为4.4ghz的情况下,δ=约1.0μm,在频率为6ghz的情况,δ=约0.85μm。另外,5g用的天线所收发的电波(毫米波)例如与4g用的天线所收发的电波相比为高频(28ghz~39ghz),例如在电流的频率为28ghz~39ghz的情况下,δ=约0.3μm~约0.4μm。
[0113]
因此,网格状配线层20的表面越平滑,即表面粗糙度ra越小,则越能抑制配线的趋肤电阻增加,越能减小在收发电波时产生的传输损耗。与此相对,作为比较例,在配线的表面粗糙度ra大的情况下,配线的趋肤电阻增加,在收发电波时有可能产生传输损耗。尤其是,在网格状配线层20所收发的电波(毫米波)为高频的情况下,通过将第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra抑制为100nm以下,能够减小第1方向配线21和第2方向配线22的趋肤电阻。因此,通过第1方向配线21和第2方向配线22的趋肤电阻,能够不阻碍网格状配线层20中的电流流动。
[0114]
另外,根据本实施方式,第1方向配线21和第2方向配线22的线宽为0.1μm以上5.0μm以下。由此,能够使第1方向配线21和第2方向配线22难以被肉眼看到,能够防止显示器91的可见性降低。
[0115]
另外,本实施方式中,通过使基板11的介质损耗角正切为0.002以下,尤其是在网格状配线层20所收发的电波(毫米波)为高频的情况下,能够减小电波收发时所产生的介电损耗。
[0116]
另外,根据本实施方式,第1方向配线21和第2方向配线22由镀层构成,由此能够提高第1方向配线21的高度h1和第2方向配线22的高度h2。
[0117]
另外,根据本实施方式,在基板11上形成有易粘接层15,因此能够提高基板11与第1方向配线21和第2方向配线22的粘接性。此外,由于在易粘接层15上形成有密合层16,因此能够进一步提高基板11与第1方向配线21和第2方向配线22的密合性。
[0118]
另外,根据本实施方式,在基板11上以覆盖第1方向配线21和第2方向配线22的方式形成有保护层17,因此能够保护第1方向配线21和第2方向配线22免受外部的冲击等。
[0119]
另外,根据本实施方式,网格状配线层20具有作为天线的功能。能够将该作为天线的网格状配线层20配置于图像显示装置90的最表面侧。因此,与将天线内置于图像显示装置90中的情况相比,能够提高通信性能。另外,能够在图像显示装置90的面内配置多个作为天线的网格状配线层20,因此能够进一步提高通信性能。
[0120]
尤其是,在网格状配线层20用作天线的情况下,能够抑制作为天线的性能、具体而言抑制s11等天线性能的降低。此处,s11例如是指将由天线的输入端子反射的电力除以入射到天线的输入端子的电力所得到的值。s11例如可以使用网络分析仪进行测定。
[0121]
需要说明的是,本实施方式中,以网格状配线层20具有作为天线的功能的情况为例进行了说明,但不限于此。网格状配线层20也可以起到例如悬停(即使使用者不直接触碰显示器也能够进行操作的功能)、指纹认证、加热器、降噪(噪声屏蔽)等功能。这种情况下,
也能使电流容易流至网格状配线层20中。
[0122]
另外,本实施方式中,以第1方向配线21和第2方向配线22两者为(i)第1方向配线21和第2方向配线22中包含的金属晶体29的区域平均粒径为300nm以上;和/或,(ii)第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra为100nm以下的情况为例进行了说明,但不限于此。也可以仅是第1方向配线21和第2方向配线22中的任一者为(i)第1方向配线21和第2方向配线22中包含的金属晶体29的区域平均粒径为300nm以上;和/或,(ii)第1方向配线21和第2方向配线22的表面粗糙度ra为100nm以下。
[0123]
[实施例]
[0124]
接着,对本实施方式中的具体实施例进行说明。
[0125]
(网格图案的制作)
[0126]
分别如下准备实施例和比较例的配线基板。
[0127]
(实施例1)
[0128]
在pet膜制的基板上,使用以硫酸铜为主要成分的电镀液通过电镀法制作铜的网格图案。由此,得到具备基板101和网格状配线层102的配线基板100(参照图11)。需要说明的是,网格状配线层102的尺寸为宽度2mm
×
长度7.5mm,在长度7.5mm的终端部以相同的宽度2mm形成有长度1mm的铜的实心区域103。网格状配线层102和铜的实心区域103被电连接。进而,从铜的实心区域103开出1~2mm宽,形成宽度6mm以上、长度6mm以上的铜实心区域(接地)104。网格状配线层102为格子状,实心区域103、104为实心(solid)。各配线的宽度在网格状配线层102的宽度方向和长度方向均为1μm。另外,各配线的高度为1μm,各配线的间距为100μm。实心区域103、104的高度为1μm。
[0129]
(实施例2)
[0130]
除了制作网格状配线层102和实心区域103、104时的电镀液的各种成分不同以外,与实施例1同样地制作实施例2的配线基板。
[0131]
(比较例1)
[0132]
除了制作网格状配线层102和实心区域103、104时的电镀液的各种成分不同以外,与实施例2同样地制作比较例1的配线基板。
[0133]
对实施例和比较例的配线基板100分别测定铜晶体的区域平均粒径和配线的表面粗糙度ra。铜晶体的区域平均粒径通过sem-ebsd法进行分析。另外,配线的表面粗糙度ra使用激光显微镜(keyence公司制造vk-x250(控制部)、vk-x260(测定部)、激光波长408nm)进行测定。
[0134]
使用矢量网络分析仪(agilent公司制造8722es),将同轴电缆的g信号连接到宽度6mm以上、长度6mm以上的铜实心区域104,将s信号连接到网格图案终端部的实心区域103,测定了网格状配线层102的8~12ghz的s11。
[0135]
其结果,具有-10db以下的峰时评价为
“◎”
(优),具有-8db以下的峰时评价为
“○”
(良),未示出-8db以下的峰时评价为
“×”
(差)。将上述评价结果示于表1。
[0136]
[表1]
[0137] 实施例1实施例2比较例1铜晶体的区域平均粒径[nm]776406167配线的表面粗糙度ra[nm]7660132
评价
◎◎×
[0138]
也能够根据需要适当组合上述实施方式和变形例中公开的多个结构要素。或者,也可以从上述实施方式和变形例所示的全部结构要素中删除几个结构要素。
再多了解一些

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