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感光性组合物的制造方法、糊状的感光性组合物、电子部件的制造方法和电子部件、以及感光性组合物中的有机成分的配混比确定装置、计算机程序与流程

2022-02-25 22:00:58 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及感光性组合物的制造方法、糊状的感光性组合物、电子部件的制造方法和电子部件、以及感光性组合物中的有机成分的配混比确定装置、计算机程序。
2.需要说明的是,本技术要求基于2019年7月10日申请的日本国专利申请2019-128628号的优先权,将该申请的全部内容作为参照引入至本说明书中。


背景技术:

3.电感器等电子部件的制造中,已知有如下手法:使用包含导电性粉末、光聚合性树脂和光聚合引发剂的感光性组合物,通过光刻法在基材上形成导电层(例如参照专利文献1、2)。上述方法中,首先,在基材上赋予感光性组合物并使其干燥,成型为导电膜(导电膜的成型工序)。接着,使具有规定开口图案的光掩模覆盖在上述成型后的导电膜上,隔着光掩模对导电膜进行曝光(曝光工序)。由此,使导电膜的曝光部分光固化。接着,在显影液中将用光掩模遮光后的未曝光部分腐蚀并去除(显影工序)。然后,将成为期望图案的导电膜焙烧,从而在基材上烧结(焙烧工序)。根据包括以上的工序的光刻法,与现有的各种印刷法相比,可以形成精细的导电层。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本国专利第5163687号
7.专利文献2:国际公开2015/122345号


技术实现要素:

8.然而,近年来,各种电子设备的小型化、高性能化急速推进,对于安装于电子设备的电子部件,也要求进一步的小型化、高密度化。伴随于此,制造层叠芯片电感器等电子部件时,要求导电层的低电阻化的同时还要求细线化(窄小化)。更具体而言,要求构成导电层的布线的线宽与相邻的布线间的空间(线宽/线距:l/s)细小化至30μm/30μm以下、进一步至20μm/20μm以下。如果导电层的l/s小,则只是布线的线宽稍微变粗便会导致相邻的布线彼此连接而产生短路不良,或相反地,只是布线的线宽稍微变细便会变得容易产生剥离、断路。因此,例如层叠芯片电感器等电子部件中,线宽的波动如果大,则会对制品特性造成不良影响,或成品率变低。因此,从量产化的观点出发,需要通过将显影后的导电膜的线宽的波动抑制得较低,来抑制焙烧后的导电层的线宽的波动,从而重现性良好地形成电子部件中的细线状的布线。
9.本发明是鉴于上述方面而作出的,其目的在于,提供:能重现性良好地形成期望的线宽且细线状的布线的感光性组合物。另外,相关的另一目的在于,提供:电子部件的制造方法和电子部件。另外,相关的另一目的在于,提供:感光性组合物中的有机成分的配混比
确定装置和计算机程序。
10.本发明人等对感光性组合物的各成分反复深入研究,结果新判定了,导电性粉末的粒径成为确定显影后的线宽的1个重要因素。即,图1的(a)为示出使用粒径相对大的导电性粉末1a时的曝光工序的样子的示意性侧视图。如图1的(a)所示,导电性粉末1a的粒径如果大,则从光掩模的开口向导电膜的内部透入的光在导电性粉末1a的表面反射,容易发生光散射。因此,光变得容易沿导电膜的水平方向扩散。其结果,光也会到达光掩模的开口的周边(用光掩模遮光的部分),线宽容易变得比光掩模的开口宽度还粗。相对于此,图1的(b)为示出使用粒径相对小的导电性粉末1b时的曝光工序的样子的示意性侧视图。如图1的(b)所示,导电性粉末1b的粒径如果小,则从光掩模的开口向导电膜的内部透入的光不易在导电性粉末1b的表面反射,光的散射被抑制。因此,光不易沿导电膜的水平方向扩散,与图1的(a)相比,线宽相对容易变细。由此,可以说,为了使线宽稳定,期望高度管理使用的导电性粉末的粒径。
11.然而,根据本发明人等的调查,导电性粉末的制造批次(制品单位)不同时,粒径也有一些变动。例如本发明人等认为:购入平均粒径(公称值)2.9μm的几个制造批次的导电性粉末,实际测定平均粒径,结果平均粒径(实测值)偏离公称值变动
±
0.4μm左右。认为该变动源自制造工序中的波动等。因此,在该状态下,根据导电性粉末的平均粒径(实测值)的变动而预想到线宽会产生波动。因此,本发明人等认为,是否可以在制造感光性组合物时缓冲由于导电性粉末的制造批次间的变动而可能产生的线宽的波动。而且,反复进一步的研究,结果至此想到了本发明。
12.根据本发明,提供了一种制造以预先规定的配混比包含导电性粉末的感光性组合物的方法。该制造方法包含如下工序:测定所使用的导电性粉末的粒径,得到实测值的工序;将上述实测值与预先准备好的第1相关式、即、上述导电性粉末的粒径、与起因于导电膜的光吸收或光固化而变动且与上述粒径的位移相关地变动的任意因子的第1相关式对比,确认上述因子相对于预先规定的目标水平的预测偏差值的工序;基于预先准备好的第2相关式、即、上述第1相关式中的因子、与上述感光性组合物中所含且配混比的变动与上述因子的变动相关的任意有机成分的第2相关式,以消除上述预测偏差值的方式,确定上述有机成分的配混比的工序。
13.上述制造方法中,事先测定制造感光性组合物时使用的导电性粉末的粒径,模拟相对于目标水平的预测偏差值。然后,基于模拟的结果,以消除预测偏差值的方式,确定有机成分的配混比。由此,导电性粉末的制造批次间的变动所产生的影响变小,可以抑制由于导电性粉末的制造批次的差异而产生的线宽的波动。因此,可以提供一种感光性组合物,其也不需要那么高度地管理导电性粉末的粒径,例如即使在中途切换购入的导电性粉末的生产批次,也能稳定地形成期望的线宽。由此,可以改善成品率,改善量产性、生产率。
14.此处公开的优选的一方式中,上述有机成分为调整上述感光性组合物的光吸收性和光聚合性中的至少一者的有机成分。上述有机成分可以为光聚合引发剂类、光吸收剂、和阻聚剂中的至少一者。上述有机成分可以为光聚合引发剂类。由此,例如可以使感光性组合物中的光固化成分(聚合反应而固化的成分。例如光固化性化合物。)的配混比稳定,在总体上较高地维持导电膜的各特性、例如对于基材的粘性等不变的情况下,发挥此处公开的技术的效果。
15.此处公开的优选的一方式中,上述第1相关式中的因子为导电膜的线宽、膜厚、电极截面积、固化收缩率、或电阻值。上述第1相关式中的因子可以为线宽。
16.此处公开的优选的一方式中,上述第2相关式用一次函数表示。一次函数中,2个变量处于比例关系,因此,可以简单且容易地进行配混比的算出。
17.此处公开的优选的一方式中,上述导电性粉末包含银系颗粒。由此,可以实现成本与低电阻的均衡性优异的导电层。
18.此处公开的优选的一方式中,上述第1导电性粉末为核壳颗粒,所述核壳颗粒包含成为核的金属材料、和覆盖上述核的表面的至少一部分的陶瓷材料。由此,更良好地改善感光性组合物中的导电性粉末的稳定性,且可以实现高耐久性的导电层。另外,例如在陶瓷制的基材(陶瓷基材)上形成导电层以制造陶瓷电子部件的用途中,可以提高与陶瓷基材的一体性。
19.另外,根据本发明,提供一种电子部件的制造方法,其包括如下工序:将上述感光性组合物赋予至基材上,进行光固化和蚀刻后,进行焙烧,形成包含上述感光性组合物的焙烧体的导电层。根据这种制造方法,可以适合地制造小型和/或高密度的具备导电层的电子部件。
20.另外,根据本发明,提供一种确定有机成分相对于以预先规定的配混比包含导电性粉末的感光性组合物的配混比的装置。该配混比确定装置包含:输入部,其受理使用者的输入,输入所使用的导电性粉末的种类和粒径的实测值;存储部,存储预先准备好的第1相关式、即、上述导电性粉末的粒径、与起因于导电膜的光吸收或光固化而变动且与上述粒径的位移相关地变动的任意因子的第1相关式,和预先准备好的第2相关式、即、上述第1相关式中的因子、与上述感光性组合物中所含且配混比的变动与上述因子的变动相关的任意有机成分的第2相关式;第1算出部,其基于上述第1相关式,由上述输入部中输入的上述实测值,算出上述第1相关式中的因子相对于预先规定的目标水平的预测偏差值;和,第2算出部,其基于上述第2相关式,算出消除上述预测偏差值的上述第2相关式中的有机成分的配混比。由此,防止计算错误,例如即使为不熟悉作业的作业者,也可以容易地确定有机成分的配混比。
21.另外,根据本发明,提供一种计算机程序,其构成为使计算机作为上述配混比确定装置工作。由此,可以防止计算错误,例如即使为不熟悉作业的作业者,也可以容易地确定有机成分的配混比。
22.另外,根据本发明,提供一种电子部件,其具备导电层,所述导电层包含上述感光性组合物的焙烧体。根据上述感光性组合物,也可以稳定地实现具备细线状的布线的导电层。因此,根据上述感光性组合物,可以适合地实现小型和/或高密度的具备导电层的电子部件。
23.另外,根据本发明,提供一种糊状的感光性组合物,其中,上述感光性组合物包含有机系分散介质。通过制备成糊状,从而通过例如涂布、印刷等手段,可以以期望的形态将上述感光性组合物简便地供给至基材的期望位置。
附图说明
24.图1为导电膜的示意性侧视图,(a)为使用平均粒径大的导电性粉末时的侧视图,
(b)为使用平均粒径小的导电性粉末时的侧视图。
25.图2为本发明的一实施方式的制造方法的流程图。
26.图3为示意性示出层叠芯片电感器的结构的剖视图。
27.图4为配混比确定装置的功能框图。
28.图5为实施例1的第1相关式的一例。
29.图6为光聚合引发剂类的第2相关式的一例。
30.图7为比较实际线宽的图表。
31.图8为实施例2的第1相关式的一例。
32.图9为实施例2的第1相关式的一例。
33.图10为紫外线吸收剂的第2相关式的一例。
34.图11为光阻聚剂的第2相关式的一例。
具体实施方式
35.以下,对本发明的适合的实施方式进行说明。需要说明的是,本说明书中特别提及的事项以外的事项、且实施本发明必要的事情(例如导电膜、导电层的形成方法、电子部件的制造方法等)可以基于由本说明书示范的技术内容和该领域中的本领域技术人员的一般的技术常识来理解。本发明可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。
36.需要说明的是,本说明书中,“导电膜”是指,使感光性组合物在有机成分的沸点以下的温度(大致200℃以下、例如100℃以下)干燥而得到的膜状体(干燥物)。导电膜包含未焙烧(焙烧前)的膜状体全部。导电膜可以为光固化前的未固化物,也可以为光固化后的固化物。另外,本说明书中“导电层”是指,将感光性组合物在导电性粉末的烧结温度以上焙烧而得到的烧结体(焙烧物)。导电层包含布线(线状体)、布线图案、实心图案。另外,本说明书中表示范围的“a~b”的表述包含a以上且b以下的含义、“优选大于a”和“优选小于b”的含义。
37.《感光性组合物的制造方法》
38.本实施方式中,特别是出于作为要求特性而重要的是线宽的背景,对将目标水平的因子作为线宽的(将线宽作为对象的)制造方法进行说明。即,本实施方式中,预先规定的目标水平用“目标线宽”表示,预测偏差值用“预测偏差宽度”表示。其中,如后述,目标水平的因子只要起因于导电膜的光吸收度、光固化度就不限定于线宽。
39.图2为本实施方式的制造方法的流程图。此处公开的制造方法为制造以预先规定的配混比包含导电性粉末的感光性组合物的方法。本实施方式中,上述制造方法包含如下步骤:(步骤s1)平均粒径的测定工序;(步骤s2)预测偏差宽度的确认工序;(步骤s3)有机成分的配混比确定工序;(步骤s4)感光性组合物的制备工序。以下,对各工序依次进行说明。
40.<(步骤s1)平均粒径的测定工序>
41.本工序中,首先,准备制造感光性组合物中使用的导电性粉末。导电性粉末为对导电层赋予导电性的成分。导电性粉末可以购入市售品,也可以用以往公知的方法自行制作。导电性粉末的种类没有特别限定,可以从以往公知者中根据例如用途等单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。
42.作为导电性粉末,例如可以举出金(au)、银(ag)、铜(cu)、铂(pt)、钯(pd)、铝(al)、镍(ni)、钌(ru)、铑(rh)、钨(w)、铱(ir)、锇(os)等金属的单质、和它们的混合物、合金等。作为合金,例如可以举出银-钯(ag-pd)、银-铂(ag-pt)、银-铜(ag-cu)等银合金。适合的一方式中,导电性粉末包含银系颗粒。银的成本较廉价,且电导度高。因此,通过导电性粉末包含银系颗粒,可以实现成本与低电阻的均衡性优异的导电层。需要说明的是,本说明书中“银系颗粒”包含含有银成分的全部。作为银系颗粒的一例,可以举出银的单质、上述银合金、将银系颗粒作为核的核壳颗粒、例如银-陶瓷的核壳颗粒等。
43.导电性粉末在其表面可以附着有机表面处理剂。有机表面处理剂可以以例如改善感光性组合物中的导电性粉末的分散性、提高导电性粉末与其他含有成分的亲和性、防止构成导电性粉末的金属的表面氧化中的至少一者的目的使用。作为有机表面处理剂,例如可以举出羧酸等脂肪酸、苯并三唑系化合物等。
44.适合的一方式中,导电性粉末包含金属-陶瓷的核壳颗粒。金属-陶瓷的核壳颗粒具有:包含金属材料的核部;和,包含陶瓷材料、且覆盖核部的表面的至少一部分的覆盖部。覆盖部典型地包含多个细小的陶瓷颗粒而构成。构成覆盖部的陶瓷颗粒的平均粒径典型地小于构成核部的金属材料的平均粒径,例如可以为金属材料的平均粒径的1/1000~1/2、进一步1/100~1/10左右。陶瓷材料的化学稳定性、耐热性、耐久性优异。因此,通过采用金属-陶瓷的核壳颗粒的形态,从而更良好地改善导电性粉末在感光性组合物中的稳定性,且可以实现高耐久性的导电层。另外,例如在陶瓷制的基材上形成导电层以制造陶瓷电子部件的用途中,可以提高与陶瓷基材的一体性,可以适合地抑制焙烧后的导电层的剥离、断路。
45.没有特别限定,作为构成核壳颗粒的覆盖部的陶瓷材料,例如可以举出:氧化锆(zirconia)、氧化镁(magnesia)、氧化铝(alumina)、氧化硅(silica)、氧化钛(titania)、氧化铈(ceria)、氧化钇(yttria)、钛酸钡等氧化物系材料;堇青石(cordierite)、富铝红柱石(mullite)、镁橄榄石(forsterite)、块滑石(steatite)、硅铝氮氧化物(sialon)、锆石(zircon)、肥粒铁(ferrite)等复合氧化物系材料;氮化硅(silicon nitride)、氮化铝(aluminum nitride)等氮化物系材料;碳化硅(silicon carbide)等碳化物系材料;羟磷灰石(hydroxyapatite)等氢氧化物系材料;等。例如在陶瓷制的基材上形成导电层以制造陶瓷电子部件的用途中,优选为与陶瓷基材相同的或者亲和性优异的陶瓷材料。没有特别限定,核壳颗粒中的陶瓷材料的含有比率例如相对于核部的金属材料100质量份可以为0.01~5.0质量份。
46.没有特别限定,使用市售的导电性粉末的情况下,出于与曝光性能(例如光吸收度、光固化度)的均衡,导电性粉末的平均粒径(公称值)大致可以为0.1~10μm。通过使平均粒径(公称值)为上述范围,从而可以进一步稳定地形成细线状的布线。从抑制感光性组合物中的聚集、改善感光性组合物的保存稳定性的观点出发,导电性粉末的平均粒径(公称值、例如基于激光衍射/散射法的测定、sem观察等的值)例如可以为0.5μm以上、1μm以上、1.5μm以上、2μm以上。另外,从改善细线形成性、或推进导电层的致密化、低电阻化的观点出发,导电性粉末的平均粒径(公称值)例如可以为5μm以下、4.5μm以下、4μm以下。
47.没有特别限定,导电性粉末典型地是平均长宽比为大致1~2的大致球状、优选1~1.5、例如1~1.3的球状。由此,可以更稳定地实现曝光性能。需要说明的是,本说明书中“平均长宽比”是指,用电子显微镜观察构成导电性粉末的多个导电性颗粒,由得到的观察图像
算出的长宽比的算术平均值(长径/短径比)。另外,本说明书中“球状”是指,作为整体而视为大致球体(球)的形态,也可以包含椭圆状、多面体状、圆盘球状等。
48.没有特别限定,导电性粉末在基于jis z 8781:2013年的l
*a*b*
色度体系中的亮度l
*
可以为50以上。由此,曝光时光稳定地到达至未固化的导电膜的深处,例如,也可以稳定地形成膜厚为5μm以上、进一步10μm以上那样厚的导电层。从上述观点出发,导电性粉末的亮度l
*
可以为大致55以上、例如60以上。需要说明的是,亮度l
*
的测定例如可以用依据jis z 8722:2009年的分光测色计进行。
49.本工序中,接着,实测使用的导电性粉末的平均粒径。平均粒径的测定方法、测定装置和测定条件以及测定结果的解析条件可以与算出后述的第1相关式时统一。由此,可以改善后述的预测偏差宽度的确认工序(步骤s2)中的预想精度。一例中,用基于激光衍射/散射法的粒度分布测定装置进行粒度分布测定。例如,通过使用microtrac bel株式会社制的microtrac mt-3000ii系列,可以测定大致0.02~2800μm的粒径范围。通过粒度分布测定,可以得到导电性粉末的体积基准的粒度分布。而且,粒度分布中,将从粒径小的一侧起相当于累积值50%的粒径(d50粒径)作为“平均粒径(实测值)”。如以上,取得制造感光性组合物中使用的导电性粉末的平均粒径(实测值)。
50.<(步骤s2)预测偏差宽度的确认工序>
51.本工序中,首先,准备第1相关式。例如按照导电性粉末的种类(例如按照制品名)预先准备第1相关式。第1相关式的相关系数r2可以为大致0.85以上、优选0.9以上、例如0.92以上。第1相关式例如可以如下准备。
52.即,首先,准备制造批次和/或平均粒径(公称值)不同的多种导电性粉末。此时,对于能对多种导电性粉末的粒径以外的物性、例如曝光性能(例如光吸收度、光固化度)产生较大影响的导电性粉末的金属种类、平均长宽比、亮度l
*
等,使条件统一(大致相同),从而排除粒径以外的偏误,可以清晰地评价粒径本身的影响。接着,分别单独实测准备好的多种导电性粉末的平均粒径。平均粒径的测定可以用以往公知的测定方法进行。例如,可以用基于激光衍射/散射法的粒度分布测定装置进行。
53.接着,使用实测了平均粒径的多种导电性粉末,分别制备感光性组合物。例如,首先,制备包含有机成分的规定的载体(vehicle),使导电性粉末分散于其中,制备感光性组合物。由此,制备导电性粉末以外的成分与其配混比统一、且仅导电性粉末的种类不同的多种感光性组合物。接着,将制备好的感光性组合物分别赋予至基材上,进行光固化和蚀刻。由此,形成细线状的布线。
54.接着,观察基材上的布线,由得到的观察图像测量布线的线宽。观察布线时,例如可以使用激光显微镜。此时,线宽的测量对多个视野进行,将其算术平均值作为实际线宽(实际的线宽)。然后,例如,在横轴x上取导电性粉末的平均粒径(实测值)、在纵轴y上取实际线宽的“平均粒径(实测值)x-实际线宽y”的图表中标绘数据。根据该图表,算出平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式。如此准备第1相关式。
55.本工序中,接着,将步骤s1中得到的实测值与相同种类的导电性粉末的第1相关式对比。然后,确认相对于预先规定的目标线宽而假定的偏差宽度(预测偏差宽度)。例如首先,将步骤s1中得到的实测值内插于平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式,算出预想的线宽。然后,算出预想的线宽与期望的目标线宽的差量作为预测偏差宽度。需要说明的是,
目标线宽可以任意设定。如此,确认预测偏差宽度。
56.<(步骤s3)有机成分的配混比确定工序>
57.本工序中,首先,准备第2相关式。例如按照导电性粉末的种类(例如按照制品名)预先准备第2相关式。第2相关式的相关系数r2可以为大致0.85以上、优选0.9以上、例如0.92以上。第2相关式可以用一次函数表示。一次函数中,2个变量处于比例关系。因此,可以简单且容易地进行配混比的算出。第2相关式例如可以如下准备。即,首先,准备制造感光性组合物中使用的有机成分中的至少一者。例如,准备算出第1相关式时使用的载体中所含的有机成分中的至少一者。准备的有机成分可以为1种,例如可以为2种以上。
58.没有特别限定,此时准备的有机成分可以包含:对感光性组合物的固化速度产生影响的成分、例如有机粘结剂和光固化性化合物以外的用于调整感光性组合物的光吸收性和光聚合性中的至少一者的有机成分(固化速度调整剂)。准备的有机成分例如可以包含:(a)光聚合引发剂、(b)敏化剂、(c)光吸收剂、和(d)阻聚剂中的至少一者。其中,可以包含聚合引发剂系、即、(a)光聚合引发剂和(b)敏化剂中的至少一者。准备的有机成分例如可以为(a)~(d)的成分中、载体中配混比最高的第1成分,可以还包含配混比第二高的第2成分。
59.(a)光聚合引发剂是通过光照射而分解,产生自由基、阳离子等活性物质,使光固化成分的聚合反应进行的成分。光聚合引发剂是调整感光性组合物的光聚合性(详细地加速聚合反应)的成分。作为光聚合引发剂,可以从以往公知者中根据例如光固化成分的种类等而单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。光聚合引发剂可以为光自由基聚合引发剂,也可以为光阳离子聚合引发剂,还可以为光阴离子聚合引发剂。从反应速度快、不需要基于热进行的固化的方面出发,特别优选光自由基聚合引发剂。作为典型例,可以举出苯偶姻系光聚合引发剂、α-羟基苯乙酮系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、苄基缩酮系光聚合引发剂、α-羟基苯乙酮系光聚合引发剂、α-氨基苯乙酮系光聚合引发剂、酰基氧化膦系光聚合引发剂、二茂钛系光聚合引发剂、o-酰基肟系光聚合引发剂、肟酯系光聚合引发剂、二苯甲酮系光聚合引发剂、吖啶系光聚合引发剂等。
60.(b)敏化剂(也称为促进剂、反应促进剂等。)是将吸收光而得到的能量传递至光固化成分,促进光固化成分的聚合反应的成分。敏化剂是调整感光性组合物的光聚合性(详细地,加速聚合反应)的成分。作为敏化剂,可以从以往公知者中根据例如照射的光的波长等而单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为典型例,可以举出蒽系敏化剂、芳香族酮系敏化剂、联苯系敏化剂、蒽醌系敏化剂等。
61.(c)光吸收剂(也称为着色剂、有机颜料等)是调整感光性组合物的光吸收性的成分。光吸收剂典型地是仅改变感光性组合物的颜色以调整光的透入率的成分。光吸收剂可以为吸收一部分或全部的紫外线的波长的光的紫外线吸收剂,也可以为吸收一部分或全部的红外线的波长的光的红外线吸收剂,还可以为吸收一部分或全部的可见光的波长的光的可见光吸收剂(例如黑色剂)。作为光吸收剂,可以从以往公知者中根据例如照射的光的波长范围等而单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为典型例,可以举出苯并三唑系光吸收剂、三嗪系光吸收剂、二苯甲酮系光吸收剂、苯甲酸酯系光吸收剂、水杨酸酯系光吸收剂、氰基丙烯酸酯系光吸收剂、间苯二酚系光吸收剂、受阻胺系光吸收剂等。
62.特别是紫外线吸收剂有减少如下现象的效果:进行紫外线曝光时,从光掩模的开口向导电膜的内部透入的光发生散射,使光掩模的遮光部分固化,线宽变得宽于光掩模的
开口宽度。
63.作为紫外线吸收剂,优选在250~520nm的波长范围内具有高的吸收系数者,其中优选在350~450nm的波长范围内具有高的吸收系数的有机染料。作为有机染料,可以举出偶氮系、二苯甲酮系、氨基酮系、氧杂蒽系、喹啉系、氨基酮系、蒽醌系、二苯基氰基丙烯酸酯系、三嗪系、对氨基苯甲酸系等。其中优选偶氮系和二苯甲酮系的有机染料。
64.作为偶氮系有机染料,例如可以举出苏丹蓝(sudan blue)、苏丹r、苏丹ii、苏丹iii、苏丹iv、油溶橙(oil orange)ss、油溶紫(oil violet)、油溶黄(oil yellow)ob等。作为二苯甲酮系有机染料,例如可以举出basf株式会社制的uvinul(注册商标)d-50(2,2’,4,4
’‑
四氢氧基二苯甲酮)、uvinul(注册商标)ms40(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮5-磺酸)、uvinul(注册商标)ds49(2,2-二羟基-4,4
’‑
二甲氧基二苯甲酮-5,5
’‑
二磺酸钠)等。
65.(d)阻聚剂(也称为抑制剂、光稳定剂、稳定剂、自由基捕捉剂、氧捕捉剂等)是妨碍光固化成分的聚合反应以改善感光性组合物的耐气候性、耐热性和保存稳定性中的至少一者的成分。阻聚剂是调整感光性组合物的光聚合性(详细地,减速聚合反应)的成分。作为阻聚剂,可以从以往公知者中单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为典型例,可以举出氢醌和其衍生物、苯酚衍生物。
66.接着,用规定的导电性粉末,阶段性地变更准备好的有机成分的配混比,制备多种感光性组合物。接着,与算出第1相关式时同样地,将制备好的感光性组合物分别赋予至基材上,进行光固化和蚀刻。由此,形成细线状的布线。接着,用激光显微镜观察基材上的布线,由得到的观察图像测量布线的线宽。此时,线宽的测量对多个视野进行,将其算术平均值作为实际线宽(实际的线宽)。然后,例如,在横轴x上取感光性组合物中的有机成分的配混比、在纵轴y上取实际线宽的“有机成分的配混比x-实际线宽y”的图表上标绘数据。由该图表,算出有机成分的配混比与实际线宽的相关式。如此,准备第2相关式。
67.本工序中,接着,用第2相关式,以消除步骤s2中确认的预测偏差宽度的方式,确定感光性组合物中的有机成分的配混比。换言之,以诱导为目标线宽的方式,确定感光性组合物中的有机成分的配混比。一例中,将算出第1相关式时使用的载体的配混设为基础。然后,关于已经算出第2相关式的有机成分中的至少一者,自成为基础的载体变更配混比。由此,可以消去步骤s2中确认的预测偏差宽度。需要说明的是,对于未变更配混比的有机成分,可以与成为基础的载体相同。变更配混比的有机成分可以为1种,例如在预测偏差宽度大的情况下等,也可以通过分别一点一点地变更2种以上的有机成分的配混比来消除作为整体的预测偏差宽度。
68.在例如使用聚合引发剂系消除预测偏差宽度的情况下,首先,作为第2相关式,准备聚合引发剂系的配混比与实际线宽的相关式。例如,准备光聚合引发剂的配混比与实际线宽的相关式、和敏化剂的配混比与实际线宽的相关式这两个相关式。该相关式中,假定聚合引发剂系的配混比与实际线宽具有正的相关。该情况下,预想的线宽如果大于目标线宽,则基于相关式,由成为基础的载体的配混,以消除预测偏差宽度的方式,减少聚合引发剂系的配混比。另一方面,预想的线宽如果小于目标线宽,则基于相关式,由成为基础的载体的配混,以消除预测偏差宽度的方式,增加聚合引发剂系的配混比。
69.另外,在例如使用阻聚剂消除预测偏差宽度的情况下,首先,作为第2相关式,准备阻聚剂的配混比与实际线宽的相关式。该相关式中,假定阻聚剂的配混比与实际线宽具有
负的相关。该情况下,预想的线宽如果大于目标线宽,则基于相关式,由成为基础的载体的配混,以消除预测偏差宽度的方式,增加阻聚剂的配混比。另外,预想的线宽如果小于目标线宽,则基于相关式,由成为基础的载体的配混,以消除预测偏差宽度的方式,减小阻聚剂的配混比。如以上,确定感光性组合物中的有机成分的配混比。
70.需要说明的是,本工序中调整配混比的有机成分不限定于上述(a)~(d)的成分。例如,只要其他性能(例如导电膜对基材的粘性等)不显著降低即可,可以调整后述的光固化性树脂和光固化性化合物中的至少一者的配混比。另外,例如可以调整后述的其他添加成分的配混比。
71.<(步骤s4)感光性组合物的制备工序>
72.本工序中,用步骤s1中实测了平均粒径的导电性粉末,制备感光性组合物。例如首先,将有机粘结剂、光固化性化合物、光聚合引发剂、敏化剂、光吸收剂、阻聚剂和根据需要使用的其他添加成分在有机系分散介质中进行混合,制备液态的载体。此时,以感光性组合物成为步骤s3中确定的配混比的方式,添加各成分。接着,将导电性粉末与载体以预先规定的配混比进行混合。由此,制备感光性组合物。本实施方式中,可以得到包含有机系分散介质、且制备成糊状(包含浆料状、墨状)的感光性组合物(糊状的感光性组合物)。
73.有机粘结剂(聚合物成分)是提高基材与未固化的导电膜的粘接性的成分。有机粘结剂可以具有感光性(是指通过光而产生化学变化或结构变化的性质。例如光固化性。),也可以不具有感光性。有机粘结剂包含:重均分子量为2000以上且低于5000的光聚合性低聚物(预聚物)、和重均分子量为5000以上的光聚合性聚合物。作为有机粘结剂,可以从以往公知者中根据例如基材、光聚合性化合物、光聚合引发剂的种类等而单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为有机粘结剂,优选显影工序中能用显影液容易去除者。例如,显影工序中使用碱性的显影液的情况下,优选具有羟基(-oh)、羧基(-c(=o)oh)、酯键(-c(=o)o-)、磺基(-so3h)等示出酸性的结构部分的化合物。由此,残渣变得不易残留在未曝光部分,例如可以稳定地确保细线之间的空间。
74.作为有机粘结剂的一适合例,可以举出甲基纤维素、乙基纤维素、羧基甲基纤维素、羟基甲基纤维素等纤维素系高分子、丙烯酸类树脂、酚树脂、醇酸树脂、聚乙烯基醇、聚乙烯醇缩丁醛等。其中,从显影工序中容易去除的观点出发,优选亲水性的有机粘结剂、例如纤维素系高分子、丙烯酸类树脂等。
75.另外,作为有机粘结剂,可以使用光固化性树脂。光固化性树脂是通过由光聚合引发剂产生的活性物质而聚合、并固化的光固化成分。光固化性树脂典型地具有1个以上的不饱和键和环状结构中的至少一者。作为光固化性树脂,可以从以往公知者中单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为典型例,可以举出具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯属双键的树脂、例如丙烯酸类树脂、环氧树脂等。需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酰基”是包含“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”的术语。
76.作为丙烯酸类树脂的具体例,可以举出:聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯的均聚物、或将(甲基)丙烯酸烷基酯作为主单体(占据最大质量比的单体)且包含对该主单体具有共聚性的副单体的共聚物。
77.光固化性化合物(单体成分)是通过由光聚合引发剂产生的活性物质而进行聚合并固化的光固化成分。聚合反应例如可以为加成聚合,也可以为开环聚合。光固化性化合物
可以为自由基聚合性,也可以为阳离子聚合性。光固化性化合物是重均分子量低于2000的单体。作为光固化性化合物,可以从以往公知者中单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为典型例,可以举出具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯单体包含:每1分子具有1个官能团的单官能(甲基)丙烯酸酯、每1分子具有2个以上官能团的多官能(甲基)丙烯酸酯、和它们的改性物。作为(甲基)丙烯酸酯单体的具体例,可以举出多官能(甲基)丙烯酸酯、具有氨基甲酸酯键的氨基甲酸酯改性(甲基)丙烯酸酯、环氧改性(甲基)丙烯酸酯、有机硅改性(甲基)丙烯酸酯等。需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是包含“甲基丙烯酸酯”和“丙烯酸酯”的术语。
78.有机系分散介质是对感光性组合物赋予适度的粘性、流动性以改善感光性组合物的操作性、成型为导电膜时的作业性的成分。作为有机系分散介质,可以从以往公知者中单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为典型例,可以举出醇系溶剂、二醇系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂、烃系溶剂、矿物精油等有机溶剂。其中,从改善感光性组合物的保存稳定性、成型为导电膜时的操作性的观点出发,优选沸点为150℃以上的有机溶剂、进一步优选沸点为170℃以上的有机溶剂。另外,作为另一适合例,从较低地抑制印刷导电膜后的干燥温度的观点出发,优选沸点为250℃以下的有机溶剂、进一步优选沸点为220℃以下的有机溶剂。
79.作为其他添加成分,可以从以往公知者中单独使用1种,或适宜组合2种以上而使用。作为一例,可以举出抗氧化剂、增塑剂、表面活性剂、流平剂、增稠剂、湿润剂、分散剂、消泡剂、抗静电剂、防凝胶剂、防腐剂、填充剂(有机填料或无机填料)、玻璃粉末、陶瓷粉末(al2o3、zro2、sio2等)、有机金属化合物(金属树脂酸酯)等。
80.本实施方式中,感光性组合物中的导电性粉末的配混比预先进行规定。没有特别限定,导电性粉末的配混比可以设为大致50质量%以上、典型地60~95质量%、例如70~90质量%。通过满足上述范围,从而可以形成致密性、导电性高的导电层。另外,可以改善感光性组合物的操作性、成型为导电膜时的作业性。
81.没有特别限定,聚合引发剂系在感光性组合物整体中所占的比率可以设为大致5质量%以下、典型地0.01~1质量%、例如0.02~0.5质量%、0.05~0.2质量%。另外,光吸收剂的比率可以设为大致0.5质量%以下、典型地0.1质量%以下、例如0.01质量%以下、进一步0.001质量%以下。另外,阻聚剂的比率可以设为大致0.5质量%以下、典型地0.1质量%以下、例如0.001质量%以下。另外,光固化性树脂在感光性组合物整体中所占的比率可以设为大致5质量%以下、典型地0.01~1质量%、例如0.02~0.5质量%、0.03~0.2质量%。另外,光固化性化合物在感光性组合物整体中所占的比率可以设为大致5质量%以下、典型地0.01~1质量%、例如0.02~0.5质量%、0.03~0.2质量%。另外,光固化性树脂与光固化性化合物的配混比可以设为大致1:10~10:1、例如1:3~3:1、进一步1:2~2:1。另外,有机系分散介质的比率可以设为大致1~50质量%、典型地3~30质量%、例如5~20质量%。另外,其他添加成分的比率可以设为大致5质量%以下、例如3质量%以下。
82.《感光性组合物的用途》
83.根据此处公开的感光性组合物,可以稳定地形成l/s比30μm/30μm还细小的、进一步l/s比20μm/20μm还细小的导电层。因此,此处公开的感光性组合物例如可以适合用于电感器部件、电容器部件、多层电路基板等各种电子部件中的导电层的形成。电子部件可以为
表面安装类型、通孔安装类型等各种安装形态。电子部件可以为层叠型,也可以为卷线型,还可以为薄膜型。作为电感器部件的典型例,可以举出高频滤波器、共模滤波器(common mode filter)、高频电路用电感器(线圈)、普通电路用电感器(线圈)、高频滤波器、抗流线圈(choking coil)、变压器(transformer)等。
84.另外,导电性粉末包含金属-陶瓷的核壳颗粒的感光性组合物可以适合用于陶瓷电子部件的导电层的形成。需要说明的是,本说明书中,“陶瓷电子部件”包含具有非晶态的陶瓷基材(玻璃陶瓷基材)或者结晶态(即,非玻璃)的陶瓷基材的电子部件全部。作为典型例,可以举出具有陶瓷制的基材的高频滤波器、陶瓷电感器(线圈)、陶瓷电容器、低温焙烧层叠陶瓷基材(low temperature co-fired ceramics substrate:ltcc基材)、高温焙烧层叠陶瓷基材(high temperature co-fired ceramics substrate:htcc基材)等。
85.图3为示意性示出层叠芯片电感器10的结构的剖视图。需要说明的是,图3中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)未必反映实际的尺寸关系。另外,图面中的符号x、y分别表示左右方向、上下方向。其中,其仅为便于说明的方向。
86.层叠芯片电感器10具备:主体部11、和设置于主体部11的左右方向x的两侧面部分的外部电极20。层叠芯片电感器10的形状例如为1608形状(1.6mm
×
0.8mm)、2520形状(2.5mm
×
2.0mm)等尺寸。主体部11具有将陶瓷层(电介质层)12与内部电极层14一体化而成的结构。陶瓷层12例如作为可构成导电性粉末的覆盖部者而由上述的陶瓷材料构成。在上下方向y,在陶瓷层12之间,配置有内部电极层14。内部电极层14是使用上述感光性组合物而形成的。夹着陶瓷层12在上下方向y相邻的内部电极层14通过设置于陶瓷层12的通孔16而被导通。由此,内部电极层14构成为三维的漩涡形状(螺旋状)。内部电极层14的两端分别与外部电极20连接。
87.层叠芯片电感器10例如可以按照以下的步骤而制造。即,首先,制备包含成为原料的陶瓷材料、粘结剂树脂和有机溶剂的糊剂,将其供给至载片上,形成陶瓷生片。接着,对该陶瓷生片进行压延后,切割成期望的尺寸,得到多个陶瓷层形成用生片。接着,用穿孔机等,在多个陶瓷层形成用生片的规定的位置适宜形成导通孔。接着,用上述感光性组合物,在多个陶瓷层形成用生片的规定位置形成规定的线圈图案的导电膜。作为一例,可以通过包含以下工序的制造方法而形成未焙烧的状态的导电膜:(步骤a)将感光性组合物赋予至陶瓷层形成用生片上并干燥,从而成型为包含感光性组合物的干燥体的导电膜的工序;(步骤b)在导电膜上覆盖规定的开口图案的光掩模,隔着光掩模进行曝光,使导电膜部分地光固化的工序:(步骤c)对光固化后的导电膜进行蚀刻而将未固化的部分去除的工序。
88.需要说明的是,使用上述感光性组合物形成导电膜时,可以适宜使用以往公知的手法。例如,(步骤a)中,感光性组合物的赋予可以利用丝网印刷等各种印刷法、棒涂机等而进行。感光性组合物的干燥典型地可以在50~100℃下进行。(步骤b)中,曝光中可以使用发出可见光线、紫外线、x射线、电子束、α射线、β射线、γ射线那样的辐射线的曝光机。作为一例,可以使用发出10~400nm的波长范围的光线的曝光机、例如高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯等紫外线照射灯。(步骤c)中,蚀刻中可以使用例如包含氢氧化钠、碳酸钠等碱成分的水溶液。
89.接着,将多张形成未焙烧的状态的导电膜的陶瓷层形成用生片层叠,并进行压接。由此,制作未焙烧的陶瓷生片的层叠体。接着,将陶瓷生片的层叠体在例如600~1000℃下
进行焙烧。由此,陶瓷生片被一体地烧结,形成主体部11,所述主体部11具备:陶瓷层12、和包含感光性组合物的焙烧体的内部电极层14。而且,对主体部11的两端部赋予适当的外部电极形成用糊剂并焙烧,从而形成外部电极20。如此,可以制造层叠芯片电感器10。
90.《配混比确定装置》
91.图4为配混比确定装置30的功能框图。此处公开的配混比确定装置30具备:输入部31、存储部32、第1算出部33、第2算出部34和显示部35。配混比确定装置30的各部构成为能相互通信。配混比确定装置30的各部可以由软件构成,也可以由硬件构成。配混比确定装置30的各部可以由处理器进行,也可以装入电路。
92.输入部31构成为:能受理使用者(例如制备感光性组合物的作业者)的操作输入,输入所使用的导电性粉末的种类和平均粒径(实测值)、以及目标线宽。在组合使用多种导电性粉末的情况下,构成为能进一步输入它们的混合比率。导电性粉末的种类例如为用购买地、品种名(制品名)、商品编号等表示的信息。导电性粉末的种类例如可以为用导电性粉末的结构(是否为核壳结构)、平均粒径(公称值)、平均长宽比、亮度l
*
等物性值表示的信息。输入部31例如具备具有光标键、数字输入键等的键盘、鼠标等点击装置、按钮等输入装置(未作图示)。输入部31例如可以构成为自显示部35所显示的下拉选单中选择导电性粉末的种类。输入部31例如可以构成为自主计算机等外部设备、通过有线或无线连接的网络获取上述的信息。需要说明的是,本实施方式中,“目标线宽”为预先规定的目标水平的一例。
93.存储部32存储第1相关式和第2相关式。第1相关式和第2相关式按照导电性粉末的种类(例如按照制品名)预先存储于存储部32。因此,存储部32中存储的第1相关式和第2相关式典型地分别为多个。第1相关式可以用一次函数表示。没有特别限定,第1相关式例如为上述导电性粉末的平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式。第2相关式具有规定的斜率(变化的比率)。第2相关式可以以用一次函数表示。没有特别限定,第2相关式例如为上述有机成分(例如聚合引发剂系)的配混比与实际线宽的相关式。存储部32可以进一步存储有成为基础的载体的组成、即、载体中所含的各有机成分的种类与配混比。
94.如果由使用者自输入部31进行使用的导电性粉末的种类和平均粒径(实测值)的输入操作,则第1算出部33从存储部32中存储的第1相关式中参照与所输入的导电性粉末相同的种类的导电性粉末的第1相关式。然后,由输入部31中输入的平均粒径(实测值)算出相对于目标线宽的预测偏差宽度。例如,第1相关式用导电性粉末的平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式表示的情况下,首先,将输入部31中输入的平均粒径(实测值)内插至对应的第1相关式,算出预想的线宽。然后,算出预想的线宽、与由使用者自输入部31输入的目标线宽的差量作为预测偏差宽度。需要说明的是,本实施方式中,“预测偏差宽度”为预测偏差值的一例。
95.如果第1算出部33中算出预测偏差宽度,则第2算出部34从存储部32中存储的第2相关式中参照与所输入的导电性粉末相同的种类的导电性粉末的第2相关式。然后,基于第1算出部33中算出的预测偏差宽度,算出有机成分的配混比。在例如第2相关式用聚合引发剂系的配混比与实际线宽的相关式表示的情况下,预测偏差宽度除以第2相关式的斜率,算出用于消除预测偏差宽度的聚合引发剂系的配混比。然后,由载体中所含的光聚合引发剂类的配混比,增减用于消除上述预测偏差宽度的配混比,设为最终的配混比。
96.配混比确定装置30例如为计算机,具备:针对使用者的接口(i/f)、执行控制程序
的命令的中央运算处理装置(cpu:central processing unit)、存入有cpu执行的程序的rom(read only memory)、作为展开程序的工作区使用的ram(random access memory)、和存入上述程序、各种数据的存储器等存储装置。配混比确定装置30可以为计算机程序,所述计算机程序构成为使计算机的cpu作为配混比确定装置30的各部工作。上述计算机程序可以为写入配混比确定装置30的工作、且可以由计算机读取的记录介质。
97.作为记录介质,例如可以示例半导体记录介质(例如,rom、非挥发性记忆卡)、光记录介质(例如,数字激光视盘(digital video disc,dvd)、磁光盘(magneto-optical disc,mo)、迷你光盘(mini disc,md)、光盘(compact disc,cd)、蓝光光盘(blu-ray disc,bd))、磁记录介质(例如,磁带、软性磁盘)等。另外,上述计算机程序可以经由上述记录介质或者因特网、内部网络等网络发送到服务器计算机。该情况下,服务器计算机也为配混比确定装置30的一形态。
98.以下,对涉及本发明的几个实施例进行说明,但并不意图将本发明限定于所述实施例所示的内容。
99.<实施例1:单独使用1种导电性粉末的情况>
100.以下,对单独使用1种导电性粉末制造感光性组合物的情况进行说明。此处,作为事先准备,首先准备对应于使用的导电性粉末的第1相关式和第2相关式。具体而言,准备图5所示的第1相关式与图6的第2相关式。图6为用于调整光聚合引发剂类的配混比的第2相关式。
101.图5所示的第1相关式如下准备。即,首先,作为导电性粉末,准备多种(此处15种)平均粒径(公称值)大致为3μm左右的市售的银粉末。接着,使用基于激光衍射/散射法的粒度分布测定装置(microtrac bel株式会社制的型号“mt-3000ii”、测定范围:0.02~2800μm),通过在分散溶剂中的湿式测定分别实测15种银粉末的平均粒径。作为分散溶剂,从抑制银粉末的聚集、使各颗粒分散于分散溶剂中的观点出发,使用醇系溶剂(具体为乙醇)。然后,得到体积基准的粒度分布。需要说明的是,粒度分布典型地为模式直径(众数粒径)仅1个的单峰性。由粒度分布分别读取15种银粉末的平均粒径(实测值)。
102.接着,使有机粘结剂、光固化性化合物、光聚合引发剂、敏化剂、作为光吸收剂的紫外线吸收剂和阻聚剂以表1的组成溶解于有机系分散介质,准备载体。接着,将上述准备好的15种银粉末与载体以77:23的质量比混合,从而分别制备感光性组合物。
103.[表1]
[0104]
表1载体的组成
[0105]
[0106]
接着,通过丝网印刷,将上述制备好的感光性组合物分别涂布于市售的陶瓷生片上。接着,使其在60℃下干燥15分钟,在生片上成型为导电膜(整面膜)(导电膜的成型工序)。接着,从导电膜上覆盖光掩模。作为光掩模,使用l/s=25μm/25μm的光掩模。在使该光掩模覆盖于导电膜上的状态下,利用紫外线曝光机,以2500mj/cm2的强度照射光,使导电膜部分地固化(曝光工序)。曝光后,向陶瓷生片吹送0.4质量%的na2co3水溶液,将未固化的导电膜部分蚀刻去除后,用纯水清洗,在室温下干燥(显影工序)。如此,在陶瓷生片上形成布线图案。
[0107]
接着,用激光显微镜观察布线图案,由得到的观察图像测量布线的线宽。需要说明的是,线宽的测量对多个视野进行,将其算术平均值作为实际线宽(实际的线宽)。而且,如图5所示,将15种银粉末的平均粒径(实测值)与实际线宽的相关表示于图表,且算出相关式(y=5.593x 11.192)。图5所示的第1相关式中,银粉末的平均粒径(实测值)、与使用包含该银粉末的感光性组合物而成的实际线宽成比例(相关系数:0.92)。图5所示的第1相关式用一次函数表示。图5中,平均粒径(实测值)与实际线宽具有正相关性。即,随着银粉末的平均粒径(实测值)变大,线宽以线性变粗。
[0108]
图6的第2相关式如下准备。即,首先,准备规定的银粉末作为导电性粉末。另外,将有机粘结剂、光固化性化合物、光聚合引发剂、敏化剂、紫外线吸收剂、阻聚剂和有机系分散介质以上述表1的配混比混合,准备成为基础的载体。接着,将银粉末与载体以77:23的质量比混合,从而制备成为基础的感光性组合物。
[0109]
接着,从成为基础的感光性组合物中,如表2改变光聚合引发剂类(光聚合引发剂和敏化剂)的配混比。此时通过增减有机系分散介质的量来调整增减了光聚合引发剂类的配混比的部分。例如,将光聚合引发剂类的配混比自0.550减少至0.515的情况下,与该部分(0.035)相应地增加有机系分散介质的量。制备多种(此处为5种图案)的这种感光性组合物。需要说明的是,改变光聚合引发剂类的配混比时,使光聚合引发剂与敏化剂的比率恒定。接着,使用上述制备好的多种感光性组合物,与算出上述第1相关式时同样地形成布线图案,求出实际线宽。然后,将5种图案的感光性组合物中的光聚合引发剂的配混比与实际线宽的相关表示于图表,且算出相关式(y=74.927x 19.762)。
[0110]
[表2]
[0111]
表2光聚合引发剂类的配混比
[0112]
载体中的配混比(质量%)0.6210.5850.5500.5150.479感光性组合物中的配混比(质量%)0.1430.1350.1270.1180.110实际线宽(μm)30.529.729.528.428.1
[0113]
图6的第2相关式中,感光性组合物中的聚合引发剂系的配混比与实际线宽成比例(相关系数:0.96)。图6的第2相关式用一次函数表示。图6中,聚合引发剂系的配混比与实际线宽具有正相关性。即,可知,随着聚合引发剂系的配混比变大,线宽线性地变粗。
[0114]
实施例1中,如以上,将第1相关式和第2相关式对齐后,作为步骤s1,准备感光性组合物中使用的银粉末(平均粒径(公称值):3μm)。接着,使用与算出第1相关式时相同的粒度分布测定装置,在相同的测定解析条件下,实测银粉末的平均粒径。然后,自体积基准的粒度分布读取银粉末的平均粒径(实测值)。此处,实测值为3.17μm。
[0115]
接着,作为步骤s2,将步骤s1中得到的实测值与图5的第1相关式对比。然后,确认
相对于预先规定的目标线宽的预测偏差宽度。此处,如果将实测值为3.17μm内插至图5的第1相关式(y=5.593x 11.192),则算出预想的线宽为28.92μm。因此,目标线宽为27.3μm的情况下,以(预想的线宽28.92μm)-(目标线宽27.3μm)算出预测偏差宽度为 1.62μm。即,可知,如果直接按照如基础的载体的组成制备感光性组合物,则产生比目标线宽粗1.62μm的线宽的可能性高。
[0116]
因此,接着,作为步骤s3,以消除预测偏差宽度并接近于目标线宽的方式,变更有机成分的配混比。此处,基于图6的第2相关式(y=74.927x 19.762),调整聚合引发剂系的配混比。即,预测偏差宽度 1.62μm除以第2相关式的斜率74.927而得到的值(=1.62/74.927)= 0.022成为调整预测偏差宽度 1.62μm部分的聚合引发剂系的量。因此,为了消除预测偏差宽度,自基础的感光性组合物使聚合引发剂系的比率减少0.022质量%。表3是考虑预测偏差宽度而确定的聚合引发剂系的配混比的一例。
[0117]
[表3]
[0118]
表3光聚合引发剂类的配混比
[0119][0120]

加号( )表示相对于目标线宽粗。
[0121]
接着,作为步骤s4,如表3,制备变更了聚合引发剂系的配混比的载体。需要说明的是,对于表3中未记载的有机成分、例如有机粘结剂、光固化性化合物、紫外线吸收剂、阻聚剂,与成为基础的感光性组合物的配混相同。接着,将步骤s1中实测了平均粒径的银粉末与载体混合,制备感光性组合物。然后,形成布线图案,测量实际线宽。其结果,实际线宽为27.4μm。即,成为比步骤s2中预想的线宽(29.0μm)大幅接近于目标线宽(27.3μm)的结果。
[0122]
进一步对于多种导电性粉末,与上述同样地,适用此处公开的技术,制备感光性组合物,测量实际线宽。即,步骤s1中取得银粉末的平均粒径的实测值,步骤s2中确认预测偏差宽度,步骤s3中确定聚合引发剂系的配混比,调整载体的配混后,制备感光性组合物,测量实际线宽。将结果示于表4。需要说明的是,表4的右端为上述实施例1的结果。另外,作为参考例,不适用此处公开的技术,而将直接使用基础的载体(即,使聚合引发剂系的配混比为恒定而不进行调整)时的实际线宽(μm)记载于最下段。
[0123]
[表4]
[0124]
表4聚合引发剂类的配混比
[0125][0126]

1:加号( )表示相对于目标线宽粗,减号(-)表示相对于目标线宽细。
[0127]

2:加号( )表示配混比的减少,减号(-)表示配混比的增加。
[0128]
图7是汇总表4的结果、比较此处公开的技术的适用有无中的实际线宽的图表。由图7和表4表明,通过适用此处公开的技术,从而与不适用此处公开的技术的情况(参考例)相比,相对地缓冲导电性粉末的制造批次间的变动,可以抑制线宽的波动。此处,可以将线宽的变动抑制为
±
1μm以下、进一步抑制为
±
0.5μm以下。换言之,可以在目标线宽的附近稳定地形成细线状的布线。上述结果体现了此处公开的技术的意义。
[0129]
《实施例2:混合2种导电性粉末而使用的情况》
[0130]
以下,对使用混合有2种导电性粉末的混合粉制造感光性组合物的情况进行说明。此处作为事先准备,首先,准备对应于使用的2种导电性粉末的2个第1相关式。具体而言,准备图8、9中用实线表示的第1相关式。另外,一并准备第2相关式。需要说明的是,关于第2相关式,准备与图6所示的相关式相同者。
[0131]
图8中用实线表示的第1相关式如下准备。即,首先,作为第1导电性粉末,准备多种(此处为7种)平均粒径(公称值)为大致2.9μm左右的第1银粉末。然后,与算出上述实施例1的图5的第1相关式时同样地,分别实测7种第1银粉末的平均粒径(实测值)。另外,作为第2导电性粉末,准备平均粒径(实测值)为2.56μm的第2银粉末。接着,将第1银粉末与第2银粉末以规定的比率(此处40:60)的质量比混合,从而调整混合粉。将该混合粉与表1所示的载体以77:23的质量比混合,从而制备感光性组合物。接着,使用该感光性组合物,与上述实施例1同样地形成布线图案,算出平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式(y=1.89x 24.85)。
[0132]
图9中用实线表示的第1相关式如下准备。即,首先,作为第2导电性粉末,准备多种(此处为5种)平均粒径(公称值)为大致2.4μm左右的第2银粉末。然后,与算出上述实施例1的图5的第1相关式时同样地,分别实测5种第2银粉末的平均粒径(实测值)。另外,作为第1导电性粉末,准备平均粒径(实测值)为3.06μm的第1银粉末。接着,将第1银粉末与第2银粉末以40:60的质量比混合,从而调整混合粉。然后,与算出上述图8的第1相关式时同样地,算出平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式(y=2.12x 24.72)。
[0133]
图8、9中用实线表示的第1相关式与实施例1的图5的第1相关式同样地,变化后的银粉末的平均粒径(实测值)与实际线宽成比例(相关系数:0.92以上)。图8、9中用实线表示的第1相关式用一次函数表示。图8、9中,平均粒径(实测值)与实际线宽具有正相关性。
[0134]
实施例2中,如以上,将2个第1相关式对齐后,作为步骤s1,准备感光性组合物中使
用的第1银粉末(平均粒径(公称值):2.9μm)与第2银粉末(平均粒径(公称值):2.4μm)这2种导电性粉末。接着,与算出图8、9的第1相关式时同样地,分别实测第1银粉末和第2银粉末的平均粒径。接着,作为步骤s2,将步骤s1中得到的第1银粉末的实测值与图8的第1相关式(y=1.89x 24.85)对比。另外,将第2银粉末的实测值与图9的第1相关式(y=2.12x 24.72)对比。接着,对于2种银粉末,分别算出相对于目标线宽(此处设定为30.0μm)的预测偏差宽度α1、α2。即,如果将第1银粉末和第2银粉末的实测值设为x1、x2、预测线宽设为y1、y2,则预测偏差宽度α1、α2由下述式求出。
[0135]
α1=y1-30.0=1.89
×
x1 24.85-30.0
[0136]
α2=y2-30.0=2.12
×
x2 24.72-30.0
[0137]
然后,混合2种导电性粉末而使用时的预测偏差宽度β(μm)用上述预测偏差宽度α1、α2由以下式子求出。
[0138]
β=α1 α2
[0139]
接着,作为步骤s3,与上述实施例1同样地,如表5、6调整载体中所含的聚合引发剂系的配混比。接着,作为步骤s4,与上述实施例1同样地,制备感光性组合物。然后,形成布线图案,测量实际线宽。
[0140]
[表5]
[0141]
表5光聚合引发剂类的配混比
[0142][0143]

1:加号( )表示相对于目标线宽粗,减号(-)表示相对于目标线宽细。
[0144]

2:加号( )表示配混比的减少,减号(-)表示配混比的增加。
[0145]
[表6]
[0146]
表6光聚合引发剂类的配混比
[0147][0148]

1:加号( )表示相对于目标线宽粗,减号(-)表示相对于目标线宽细。
[0149]

2:加号( )表示配混比的减少,减号(-)表示配混比的增加。
[0150]
由表5、6表明,通过适用此处公开的技术,即使在混合2种导电性粉末而使用的情况下,也可以缓冲导电性粉末的制造批次间的变动,抑制线宽的波动。此处,可以将线宽的变动抑制为
±
1μm以下、进一步抑制为
±
0.5μm以下。
[0151]
需要说明的是,图8、9中用虚线表示的第1相关式是分别将第1银粉末与第2银粉末以70:30的质量比混合时的相关式。即使在如此改变混合比的情况下,也与用实线表示的第1相关式同样地,变化后的银粉末的平均粒径(实测值)与实际线宽以一次函数成比例(相关系数:0.95以上)。平均粒径(实测值)与实际线宽具有正相关性。由此认为:可以不依赖于混合比地对各种混合粉适用此处公开的技术。
[0152]
以上,对本发明的适合的实施方式进行了说明。但是,上述实施方式只不过是示例,本发明可以以其他各种形态实施。本发明可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识而实施。权利要求书中记载的技术中包含对上述中示例的实施方式进行了各种变形、变更而成者。例如,也可以将上述实施方式的一部分组合、或置换为其他变形方式。另外,如果其技术特征并非必须进行说明,则可以适宜删除。
[0153]
上述实施方式中,目标水平的因子以“线宽”规定,但不限定于此。目标水平的因子只要起因于导电膜的光吸收度、光固化度即可,例如可以为导电膜的膜厚、电极截面积、固化收缩率、电阻值等。即,由图1的(a)、(b)可知,根据导电性粉末的粒径的差异而光的散射发生变化,其结果,导电膜的光吸收性发生变化,从而光固化度发生变化。从该观点出发,对于本领域技术人员来说显而易见的是,根据导电性粉末的粒径的差异而不仅上述线宽变化,而且膜厚、截面积、固化收缩率等也能同样地变化。另外,对于本领域技术人员来说显而易见的是,伴随于此,电阻值也能同样地变化。
[0154]
认为这一点例如也可以由以下的参考文献1~3等证实:
[0155]
·
参考文献1:宇加治孝志著,cmc科技图书馆(technical library)206,塑料表面处理技术与材料,p.67,涂膜的透光率(%)与粒径(μm)的相关图;
[0156]
·
参考文献2:山本贵金属地金株式会社,高分子技术报告,vol.5(2011年),p.20,
图15(改变照射光的强度时的己二醇二丙烯酸酯的反应率与固化时间的关系);
[0157]
·
参考文献3:信息技术协会发行,uv固化树脂的调配设计、特性评价与新应用,p.470,图16(uv抗蚀剂的固化收缩中的膜厚的变化)。
[0158]
如果考虑上述文献的记载,则推断:例如在0.1~10μm的范围内,随着导电性粉末的粒径的变化,表明光吸收度、光固化度的因子单调增加或单调减少。亦即,认为,随着粒径的位移的线宽的变动与这些位移成比例、或以恒定的函数成为相关性高的推移。由以上可以说,缓冲线宽的波动与抑制涉及光吸收度、光固化度的因子的波动为相同含义。亦即,认为,此处公开的技术中,“目标水平”可以设为目标线宽,可以设为目标膜厚,可以设为目标截面积,可以设为目标固化收缩率,可以设为目标电阻值。另外认为,“预测偏差值”对应于目标水平可以设为偏差宽度,可以设为偏差厚度,可以设为偏差截面积,可以设为偏差固化收缩率,可以设为偏差电阻值。
[0159]
上述实施方式中,在步骤s2后接着实施步骤s3,但不限定于此。例如,在步骤s2后,可以包括:对比预测偏差宽度与预先设定好的阈值的判定工序。而且,判定工序中判定为预测偏差宽度小于阈值时,可以省略步骤s3而进行步骤s4。
[0160]
需要说明的是,上述实施方式中,作为第1相关式,示例了平均粒径(实测值)与实际线宽的相关式,但不限定于此。作为与平均粒径(实测值)对比的变量,例如可以设为从实际线宽中减去目标线宽而得到的预测偏差宽度。即,第1相关式可以用平均粒径(实测值)与预测偏差宽度的相关式表示。该情况下,可以将步骤s1中得到的实测值内插至相关式,直接确认预测偏差宽度。
[0161]
需要说明的是,上述实施方式中,作为第2相关式,示例了感光性组合物中的有机成分的配混比与实际线宽的相关式,但不限定于此。作为与有机成分的配混比对比的变量,可以与第1相关式的情况同样地设为例如预测偏差宽度。另外,有机成分的配混比例如可以用载体中的配混比等表示,而不是感光性组合物中的配混比。
[0162]
上述实施方式中,配混比确定装置30具备:输入部31、存储部32、第1算出部33和第2算出部34,但不限定于此。配混比确定装置30除上述各部之外,还可以具备以下的至少1者:第1设定部,对规定种类的导电性粉末设定第1相关式、并存储于存储部32中;第2设定部,对规定种类的导电性粉末设定第2相关式、并存储于存储部32中;通知部,与所输入的导电性粉末相同种类的第1相关式或第2相关式未存储于存储部32的情况下,向使用者通知错误;等。
[0163]
上述实施例1、2中,使用银粉末作为导电性粉末,但不限定于此。如下机制、即如果使用平均粒径大的导电性粉末,则曝光工序中照射光容易向导电膜的水平方向扩散,布线的线宽容易变粗这一机制对于其他金属种类而言也是同样的。此处公开的技术不仅可以用于银粉末,当然也可以用于包含上述各种金属、例如铜、铂、钯、铝、镍等在内的粉末。
[0164]
上述实施例1、2中,步骤s1中,测定导电性粉末的平均粒径(d50粒径)、具体而言体积基准的粒度分布中自粒径较小一侧起相当于累积值50%的粒径,但不限定于此。步骤s1中,也可以使用个数基准的粒度分布等代替体积基准的粒度分布。另外,粒径因素例如也可以为d40粒径(粒度分布中从粒径较小一侧起相当于累积值40%的粒径)、d60粒径(粒度分布中从粒径较小一侧相当于累积值60%的粒径)等代替平均粒径(d50粒径)。该情况下,第1相关式可以用“d40粒径(实测值)x-实际线宽y”、“d60粒径(实测值)x-实际线宽y”等表示。
进而,例如导电性粉末的粒度分布为单峰性时等,粒径因素也可以为进一步偏离平均粒径的粒径、例如d5粒径(粒度分布中从粒径较小一侧起相当于累积值5%的粒径)、d90粒径(粒度分布中从粒径较小一侧起相当于累积值90%的粒径)、d95粒径(粒度分布中从粒径较小侧起相当于累积值95%的粒径)等。
[0165]
上述实施例1、2中,步骤s3中,准备聚合引发剂系的第2相关式,调整光聚合引发剂类的配混比,从而抑制线宽的波动,但不限定于此。调整配混比的有机成分例如可以为光聚合引发剂和敏化剂中的任一者。
[0166]
另外,上述实施例1、2中,步骤s3中,准备聚合引发剂系的第2相关式,但代替其、或者除此之外,例如准备光吸收剂的第2相关式(参照图10),调整光吸收剂的配混比,从而也可以抑制线宽的波动。图10所示的第2相关式中,感光性组合物中的紫外线吸收剂的配混比与实际线宽用对数曲线表示。对数曲线的变化急剧,因此,例如预测偏差宽度大的情况下,有仅稍变更配混比即可的优点。另外,例如准备阻聚剂的第2相关式(参照图11),调整阻聚剂的配混比,从而也可以抑制线宽的波动。图11所示的第2相关式中,感光性组合物中的光阻聚剂的配混比与实际线宽成比例(相关系数:0.99)。图11所示的第2相关式用一次函数表示。阻聚剂的配混比与实际线宽具有负相关性。即,可知,随着阻聚剂系的配混比变大,线宽线性地变细。这种第2相关式也与上述图6、7的第2相关式同样地,可以适合用于此处公开的技术。
[0167]
附图标记说明
[0168]
10
ꢀꢀ
层叠芯片电感器
[0169]
11
ꢀꢀ
主体部
[0170]
12
ꢀꢀ
陶瓷层
[0171]
14
ꢀꢀ
内部电极层
[0172]
20
ꢀꢀ
外部电极
[0173]
30
ꢀꢀ
配混比确定装置
[0174]
31
ꢀꢀ
输入部
[0175]
32
ꢀꢀ
存储部
[0176]
33
ꢀꢀ
第1算出部
[0177]
34
ꢀꢀ
第2算出部
[0178]
35
ꢀꢀ
显示部
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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