プリント回路基板
【課題】アディティブ法によって導体回路を形成したプリント回路基板において、導体回路の電気抵抗を低くし、さらにインダクタなどの機能素子を形成したときの高周波特性などの特性を高くすることにある。また、このような導体回路を絶縁基板の熱劣化を伴わずに得ることができるようにする。
【解決手段】絶縁基板１上に形成された導体回路２を次の導電性組成物から構成する。（１）粒子状銀化合物と分散媒を含む導電性組成物（２）粒子状銀化合物と還元剤と分散媒を含む導電性組成物（３）これら導電性組成物にバインダを添加した導電性組成物（４）粒子状酸化銀とネオデカン酸銀などの三級脂肪酸銀塩を含む導電性組成物。粒子状銀化合物には、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体などが用いられる。絶縁基板上にこれらの導電性組成物をスクリーン印刷などの印刷法により印刷し、温度１４０〜２５０℃、時間１０秒〜１２０分加熱する。
【解決手段】絶縁基板１上に形成された導体回路２を次の導電性組成物から構成する。（１）粒子状銀化合物と分散媒を含む導電性組成物（２）粒子状銀化合物と還元剤と分散媒を含む導電性組成物（３）これら導電性組成物にバインダを添加した導電性組成物（４）粒子状酸化銀とネオデカン酸銀などの三級脂肪酸銀塩を含む導電性組成物。粒子状銀化合物には、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体などが用いられる。絶縁基板上にこれらの導電性組成物をスクリーン印刷などの印刷法により印刷し、温度１４０〜２５０℃、時間１０秒〜１２０分加熱する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器などの配線に用いられるプリント回路基板に関し、その導体回路をスクリーン印刷などを用いたアディティブ法によって形成したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アディティブ法によってプリント回路基板を製造する場合は、銀ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷等により、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフィルムやガラス・エポキシなどのプラスチック板からなる絶縁基板上に、任意のパターンの導体回路を形成したのち、これを加熱して導電性ペーストを硬化することによって行われている。
【０００３】しかしながら、通常の銀ペーストなどを用いて製造されたプリント回路基板では、導体回路自体の電気抵抗が高くなってしまう欠点があった。また、コイルなどの機能素子を絶縁基板上に同様にして形成した場合にも、そのＱ値などの高周波特性が低くなってしまう欠点もあった。
【０００４】これは、銀ペーストが、フレーク状銀粒子に、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂やポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂からなるバインダ、有機溶剤、硬化剤、触媒などを添加し、混合したものであり、加熱硬化後の導体回路中にはバインダなどの添加剤が残り、これが銀粒子の直接的な接触を阻害しているためである。また、絶縁基板がプラスチック材料からなるため、加熱温度を高くして銀粒子が溶融した一様な銀被膜を形成することができないためでもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明における課題は、アディティブ法によって導体回路を形成したプリント回路基板において、導体回路の電気抵抗を低くし、インダクタなどの機能素子の高周波特性などの特性を高いものとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、粒子状銀化合物を含む導電性組成物を用いて導体回路が形成されたことを特徴とするプリント回路基板である。請求項２にかかる発明は、導電性組成物がさらに還元剤を含むことを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板である。
【０００７】請求項３にかかる発明は、導電性組成物がさらにバインダを含むことを特徴とする請求項１または２記載のプリント回路基板である。請求項４にかかる発明は、導電性組成物が粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀を含むものであることを特徴とする請求項１のプリント回路基板である。
【０００８】請求項５にかかる発明は、絶縁基板上に粒子状銀化合物を含む導電性組成物を印刷し、加熱することを特徴とするプリント回路基板の製法である。請求項６にかかる発明は、加熱温度が１４０〜２５０℃であることを特徴とする請求項５記載のプリント回路基板の製法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は、本発明のプリント回路基板の一例を示す平面図であり、図中符号１は絶縁基板を示す。この絶縁基板１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどのプラスチックフィルムや、紙・フェノール、ガラス・エポキシなどのプラスチック板からなるものである。
【００１０】この絶縁基板１の表面には、導体回路２が形成されている。この例では、この導体回路２は、コイル部３とこのコイル部３の側方に配置された配線部４とから構成されている。この導体回路２は、絶縁基板１上に、以下に説明するペースト状の導電性組成物をスクリーン印刷などの印刷法によって印刷し、これを加熱することにより形成したものである。
【００１１】以下、ここで使用される上記導電性組成物について説明する。この導電性組成物は、本発明者が先に特願２００１−３９８４２５、特願２００１−３３５６７５、特願２００２−１０８１７８として特許出願したもので、粒子状銀化合物を必須成分とし、これにさらに還元剤および／またはバインダを必要に応じて含むもの、あるいは粒子状の酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含有するものである。
【００１２】この導電性組成物に用いられる粒子状銀化合物とは、単なる加熱あるいは還元剤の存在下での加熱によって還元されて金属銀となる性質を有する固体粒子状の銀化合物である。
【００１３】この粒子状銀化合物の具体的なものとしては、酸化第１銀、酸化第２銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体などが挙げられる。これらは２種以上を混合して使用することもできる。この粒子状銀化合物は、工業生産されたものを用いることができるほか、後述する水溶液からの反応によって得られたものを用いてもよい。
【００１４】この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍの範囲とされ、還元反応条件；加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力などに応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が０．５μｍ以下の粒子状銀化合物を用いると還元反応の速度が速くなり好ましい。また、平均粒径が０．５μｍ以下のものは銀化合物と他の化合物との反応によって生成したもの、例えば硝酸銀水溶液に水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を撹拌下に滴下して反応させて酸化銀を得る方法によって製造することができる。この場合、溶液中に分散安定剤を添加して、析出した粒子状銀化合物の凝集を防止することが望ましい。
【００１５】また、還元剤は、上述の粒子状銀化合物を還元するもので、還元反応後の副生成物が気体や揮発性の高い液体となり、生成された導体回路２内に残らないものが好ましい。このような還元剤の具体的なものとしては、エチレングリコール、ホルマリン、ヒドラジン、アスコルビン酸、各種アルコールなどが挙げられる。この還元剤の使用量は、粒子状銀化合物１モルに対して０〜２０モル程度とすることが望ましい。反応効率や加熱による揮発を考慮とすると、等モルより多めに添加することが望ましいが、最大２０モルを越えて添加してもその分は無駄になる。
【００１６】また、粒子状銀化合物あるいは粒子状銀化合物と還元剤さらにはバインダを分散あるいは溶解し、液状の導電性組成物を得るために分散媒が使用される。この分散媒には、水、エタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどの有機溶剤が使用される。
【００１７】また、上記還元剤が液状で粒子状銀化合物を分散するものであれば、還元剤が分散媒を兼ねることができ、このようなものにはエチレングリコール等がある。この分散媒の種類の選択とその使用量は、粒子状銀化合物や製膜条件などにより適宜調整される。
【００１８】また、分散剤を添加して平均粒子径が１μｍ以下の粒子状銀化合物を良好に分散させて、粒子状銀化合物の二次凝集を防止することが好ましい。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが用いられ、その使用量は粒子状銀化合物１００重量部に対して０〜３００重量部とされる。
【００１９】導電性組成物の第１の例は、上述の粒子状銀化合物を分散媒に分散したものである。また、必要に応じて分散剤が添加されていてもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物は、その平均粒径が１μ以下の粒径の小さいものが還元反応速度が速くなって好ましい。
【００２０】また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、３０〜３００ポイズ程度が好ましい。また、この例の導電性組成物の使用方法は、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１８０〜２００℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２１】導電性組成物の第２の例は、粒子状銀化合物と還元剤を分散媒に分散、溶解したものである。この例でも必要に応じて分散剤を添加してもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物の平均粒径は、小さいものに限られることはなく、０．０１〜１０μｍの範囲であれば特に支障はなく、還元剤の存在により、１μｍ以上の粒子でも、還元反応がスムースに進行する。また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、３０〜３００ポイズ程度が好ましい。
【００２２】この例の導電性組成物の使用方法も、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は還元剤の存在により、先のものよりも低くてよく１４０〜１６０℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２３】導電性組成物の第３の例は、上述の第１の例または第２の例の組成物にさらにバインダを添加したものである。このバインダは、得られる導電性被膜を保護し、柔軟性を付与するもので、従来の導電性ペーストに配合されるものとはその機能が異なるものである。このバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂の１種または２種以上の混合物が用いられる。
【００２４】また、バインダとしては、これら樹脂、化合物のなかでもそれ自体還元作用を有するもの、換言すれば酸化重合性を有し、加熱時に粒子状銀化合物を還元するとともにそれ自体が重合するものが好ましく、このようなバインダを選択することにより、還元剤の添加量を減量することができ、あるいは還元剤を不要とすることもできる。このような還元作用を有するバインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
【００２５】熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化樹脂とこれを硬化させる硬化剤、触媒等を用いる。バインダの配合量は、粒子状銀化合物１００重量部に対して、１〜２０重量部、好ましくは１〜５重量部とされる。１重量部未満では、配合効果が得られず、２０重量部を越えると得られる導体回路２の電気抵抗が大きくなる。
【００２６】この例の導電性組成物の使用方法も、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は、還元剤が含まれていないものでは１８０〜２００℃とされ、還元剤が含まれたものでは１４０〜１６０℃とされ、加熱時間はいずれも１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２７】導電性組成物の第４の例は、粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含むものである。この粒子状酸化銀の粒子径は５００ｎｍ以下が好ましく、これよりも大きい粒子径の酸化銀を用いる場合には、導電性組成物の製造過程（混練工程）でこれを粉砕してその粒子径を５００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００２８】三級脂肪酸銀塩とは、総炭素数が５〜３０、好ましくは１０から３０の三級脂肪酸の銀塩である。この三級脂肪酸銀塩は、滑剤的な役割を果たし、酸化銀と三級脂肪酸銀塩とを混練してペースト状にする際に、酸化銀を粉砕して微粒子化を促進するととともに、酸化銀粒子の周囲に存在して酸化銀粒子の再凝集を抑制し、分散性を向上させる。このため、バインダを添加しなくともペースト状にすることができる。
【００２９】また、この三級脂肪酸銀塩は、加熱時に銀を析出し、酸化銀から還元して生成する銀粒子同士を融着させる。このような三級脂肪酸銀塩の具体例としては、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀などがあげられる。三級脂肪酸銀塩の製造は、例えば三級脂肪酸を水中でアルカリ化合物で中和し、これに硝酸銀を反応させることで行われる。
【００３０】この例の導電性組成物における粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩との配合割合は、酸化銀の重量をＡとし、三級脂肪酸銀塩の重量をＢとしたときに、重量比率（Ａ／Ｂ）が１／４〜３／１であることが好ましい。また、この例の導電性組成物では酸化銀と三級脂肪酸銀塩以外に溶媒が含まれる。この溶媒には、酸化銀および三級脂肪酸銀塩と反応を起こさず、これらを良好に分散するものであれば特に限定されるものではない。
【００３１】この例の導電性組成物の製造は、例えば酸化銀粒子と三級脂肪酸銀塩と溶媒を混合した後、ロールミルなどで混練してペースト状にする方法などで行われる。この例の導電性組成物の使用方法も、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１５０〜２５０℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００３２】このような導電性組成物を印刷し、加熱して得られた導体回路２では、粒子状銀化合物が還元され、還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の被膜となる。このため、この導体回路２の体積抵抗率は、３〜８×１０-6Ω・ｃｍに至る低い値を示し、金属銀の体積抵抗率と同オーダーになる。このため、導体回路２自体の電気抵抗が大幅に低くなり、その線幅を細くしても低い抵抗値となり、高密度の導体回路２を形成できる。また大電流を流すような用途にも使用できる。
【００３３】さらに、導体回路２は、ほぼ純粋な銀の被膜からなるため、コイル部３のＱ値が高いものとなり、高周波特性が高いインダクタなどの機能素子を形成することができる。さらに、導体回路２の形成のための加熱温度は、１４０〜２５０℃で十分であるので、樹脂材料からなる絶縁基板１を熱劣化させることが少ない。
【００３４】また、この導体回路２を押しボタンスイッチや摺動スイッチなどのスイッチの接点として用いた場合でも、金属板からなる対抗接点との接触抵抗が低くなり、耐久性が向上するなど、優れた特性を有するスイッチが得られる。
【００３５】以下、具体例を示す。
（１）厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる絶縁基板上に、下記の４種の導電性組成物を用いてスクリーン印刷により、線幅０．２５ｍｍ、線間間隔０．２５ｍｍの直線状の配線を複数本平行に配置したパターンを形成し、これを１５０℃、１時間加熱して、導体回路を形成した。このようにして得られたプリント回路基板を長さ１０ｃｍに切断し、配線の両端間の電気抵抗を測定した。想定された電気抵抗の平均値を表１に示す。
【００３６】また、このプリント回路基板を利用して、１２６×６４ドット、ドットピッチ０．５ｍｍのモノクロ液晶パネルとそのドライバ基板とを、このプリント回路基板の両端に異方性導電性フィルムで接続して動作させ、その動作状態を見た。動作状態を表１に示す。
【００３７】（２）厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる絶縁基板上に、下記の４種の導電性組成物を用いてスクリーン印刷を行い、図２に示す平面形状の、線幅１ｍｍ、線間間隔１ｍｍ、３ターンのコイルを形成した。このコイルの周波数１３．６ＭＨｚでのＱ値を測定した。結果を表２に示す。
【００３８】導電性組成物は、以下の４種である。
（１）イオン交換水５０ｍｌに硝酸銀０．１７ｇを溶解し、これにヒドロキシプロピルセルロース（分散剤）０．０５〜０．５ｇを溶解した水溶液を用意し、この水溶液に、撹拌下１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を０．９〜５ｍｌ滴下し、撹拌を１０〜３０分続け、酸化銀懸濁液とした。ついで、メタノールにより酸化銀を２〜５回洗浄し、余分なイオン類を除去した。こののち、エチレングリコール（還元剤）を０．０６〜１ｇ加えて、混合してペースト状の導電性組成物Ａを製造した。
【００３９】（２）上記導電性組成物Ａに、バインダとして４，４’−（（２−ハイドロオキシフェニル）メチレン）ビス（２−メチルフェノール）の固体粉末を、酸化銀１００重量部に対して５重量部添加し分散してペースト状の導電性組成物Ｂを製造した。
【００４０】（３）溶媒であるイソホロンに酸化銀粉末（小島化学薬品社製）４ｇとネオデカン酸銀３ｇを添加し、ロールミルにより混練し、導電性組成物Ｃを製造した。
（４）比較のための市販ポリエステル樹脂系銀ペーストＤ。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリント回路基板によれば、その導体回路として、粒子状銀化合物を含む導電性組成物、あるいはこの粒子状銀化合物と還元剤を含む導電性組成物、あるいはバインダをさらに添加した導電性組成物もしくは粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含む導電性組成物を、絶縁基板上に印刷し加熱して得られたものを用いたものであるので、導体回路の電気抵抗が低く、回路の線幅を狭くすることができる。また、インダクタなどの機能素子を形成したものではその高周波特性が高いものとなる。さらに、低温での加熱により回路基板を形成することができるので、樹脂材料からなる絶縁基板を熱劣化させることがないなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるプリント回路基板の例を示す概略平面図である。
【図２】具体例でのコイルの平面形状を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基板、２・・・導体回路
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器などの配線に用いられるプリント回路基板に関し、その導体回路をスクリーン印刷などを用いたアディティブ法によって形成したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アディティブ法によってプリント回路基板を製造する場合は、銀ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷等により、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフィルムやガラス・エポキシなどのプラスチック板からなる絶縁基板上に、任意のパターンの導体回路を形成したのち、これを加熱して導電性ペーストを硬化することによって行われている。
【０００３】しかしながら、通常の銀ペーストなどを用いて製造されたプリント回路基板では、導体回路自体の電気抵抗が高くなってしまう欠点があった。また、コイルなどの機能素子を絶縁基板上に同様にして形成した場合にも、そのＱ値などの高周波特性が低くなってしまう欠点もあった。
【０００４】これは、銀ペーストが、フレーク状銀粒子に、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂やポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂からなるバインダ、有機溶剤、硬化剤、触媒などを添加し、混合したものであり、加熱硬化後の導体回路中にはバインダなどの添加剤が残り、これが銀粒子の直接的な接触を阻害しているためである。また、絶縁基板がプラスチック材料からなるため、加熱温度を高くして銀粒子が溶融した一様な銀被膜を形成することができないためでもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明における課題は、アディティブ法によって導体回路を形成したプリント回路基板において、導体回路の電気抵抗を低くし、インダクタなどの機能素子の高周波特性などの特性を高いものとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、粒子状銀化合物を含む導電性組成物を用いて導体回路が形成されたことを特徴とするプリント回路基板である。請求項２にかかる発明は、導電性組成物がさらに還元剤を含むことを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板である。
【０００７】請求項３にかかる発明は、導電性組成物がさらにバインダを含むことを特徴とする請求項１または２記載のプリント回路基板である。請求項４にかかる発明は、導電性組成物が粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀を含むものであることを特徴とする請求項１のプリント回路基板である。
【０００８】請求項５にかかる発明は、絶縁基板上に粒子状銀化合物を含む導電性組成物を印刷し、加熱することを特徴とするプリント回路基板の製法である。請求項６にかかる発明は、加熱温度が１４０〜２５０℃であることを特徴とする請求項５記載のプリント回路基板の製法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は、本発明のプリント回路基板の一例を示す平面図であり、図中符号１は絶縁基板を示す。この絶縁基板１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどのプラスチックフィルムや、紙・フェノール、ガラス・エポキシなどのプラスチック板からなるものである。
【００１０】この絶縁基板１の表面には、導体回路２が形成されている。この例では、この導体回路２は、コイル部３とこのコイル部３の側方に配置された配線部４とから構成されている。この導体回路２は、絶縁基板１上に、以下に説明するペースト状の導電性組成物をスクリーン印刷などの印刷法によって印刷し、これを加熱することにより形成したものである。
【００１１】以下、ここで使用される上記導電性組成物について説明する。この導電性組成物は、本発明者が先に特願２００１−３９８４２５、特願２００１−３３５６７５、特願２００２−１０８１７８として特許出願したもので、粒子状銀化合物を必須成分とし、これにさらに還元剤および／またはバインダを必要に応じて含むもの、あるいは粒子状の酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含有するものである。
【００１２】この導電性組成物に用いられる粒子状銀化合物とは、単なる加熱あるいは還元剤の存在下での加熱によって還元されて金属銀となる性質を有する固体粒子状の銀化合物である。
【００１３】この粒子状銀化合物の具体的なものとしては、酸化第１銀、酸化第２銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体などが挙げられる。これらは２種以上を混合して使用することもできる。この粒子状銀化合物は、工業生産されたものを用いることができるほか、後述する水溶液からの反応によって得られたものを用いてもよい。
【００１４】この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍの範囲とされ、還元反応条件；加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力などに応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が０．５μｍ以下の粒子状銀化合物を用いると還元反応の速度が速くなり好ましい。また、平均粒径が０．５μｍ以下のものは銀化合物と他の化合物との反応によって生成したもの、例えば硝酸銀水溶液に水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を撹拌下に滴下して反応させて酸化銀を得る方法によって製造することができる。この場合、溶液中に分散安定剤を添加して、析出した粒子状銀化合物の凝集を防止することが望ましい。
【００１５】また、還元剤は、上述の粒子状銀化合物を還元するもので、還元反応後の副生成物が気体や揮発性の高い液体となり、生成された導体回路２内に残らないものが好ましい。このような還元剤の具体的なものとしては、エチレングリコール、ホルマリン、ヒドラジン、アスコルビン酸、各種アルコールなどが挙げられる。この還元剤の使用量は、粒子状銀化合物１モルに対して０〜２０モル程度とすることが望ましい。反応効率や加熱による揮発を考慮とすると、等モルより多めに添加することが望ましいが、最大２０モルを越えて添加してもその分は無駄になる。
【００１６】また、粒子状銀化合物あるいは粒子状銀化合物と還元剤さらにはバインダを分散あるいは溶解し、液状の導電性組成物を得るために分散媒が使用される。この分散媒には、水、エタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどの有機溶剤が使用される。
【００１７】また、上記還元剤が液状で粒子状銀化合物を分散するものであれば、還元剤が分散媒を兼ねることができ、このようなものにはエチレングリコール等がある。この分散媒の種類の選択とその使用量は、粒子状銀化合物や製膜条件などにより適宜調整される。
【００１８】また、分散剤を添加して平均粒子径が１μｍ以下の粒子状銀化合物を良好に分散させて、粒子状銀化合物の二次凝集を防止することが好ましい。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが用いられ、その使用量は粒子状銀化合物１００重量部に対して０〜３００重量部とされる。
【００１９】導電性組成物の第１の例は、上述の粒子状銀化合物を分散媒に分散したものである。また、必要に応じて分散剤が添加されていてもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物は、その平均粒径が１μ以下の粒径の小さいものが還元反応速度が速くなって好ましい。
【００２０】また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、３０〜３００ポイズ程度が好ましい。また、この例の導電性組成物の使用方法は、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１８０〜２００℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２１】導電性組成物の第２の例は、粒子状銀化合物と還元剤を分散媒に分散、溶解したものである。この例でも必要に応じて分散剤を添加してもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物の平均粒径は、小さいものに限られることはなく、０．０１〜１０μｍの範囲であれば特に支障はなく、還元剤の存在により、１μｍ以上の粒子でも、還元反応がスムースに進行する。また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、３０〜３００ポイズ程度が好ましい。
【００２２】この例の導電性組成物の使用方法も、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は還元剤の存在により、先のものよりも低くてよく１４０〜１６０℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２３】導電性組成物の第３の例は、上述の第１の例または第２の例の組成物にさらにバインダを添加したものである。このバインダは、得られる導電性被膜を保護し、柔軟性を付与するもので、従来の導電性ペーストに配合されるものとはその機能が異なるものである。このバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂の１種または２種以上の混合物が用いられる。
【００２４】また、バインダとしては、これら樹脂、化合物のなかでもそれ自体還元作用を有するもの、換言すれば酸化重合性を有し、加熱時に粒子状銀化合物を還元するとともにそれ自体が重合するものが好ましく、このようなバインダを選択することにより、還元剤の添加量を減量することができ、あるいは還元剤を不要とすることもできる。このような還元作用を有するバインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
【００２５】熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化樹脂とこれを硬化させる硬化剤、触媒等を用いる。バインダの配合量は、粒子状銀化合物１００重量部に対して、１〜２０重量部、好ましくは１〜５重量部とされる。１重量部未満では、配合効果が得られず、２０重量部を越えると得られる導体回路２の電気抵抗が大きくなる。
【００２６】この例の導電性組成物の使用方法も、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は、還元剤が含まれていないものでは１８０〜２００℃とされ、還元剤が含まれたものでは１４０〜１６０℃とされ、加熱時間はいずれも１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２７】導電性組成物の第４の例は、粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含むものである。この粒子状酸化銀の粒子径は５００ｎｍ以下が好ましく、これよりも大きい粒子径の酸化銀を用いる場合には、導電性組成物の製造過程（混練工程）でこれを粉砕してその粒子径を５００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００２８】三級脂肪酸銀塩とは、総炭素数が５〜３０、好ましくは１０から３０の三級脂肪酸の銀塩である。この三級脂肪酸銀塩は、滑剤的な役割を果たし、酸化銀と三級脂肪酸銀塩とを混練してペースト状にする際に、酸化銀を粉砕して微粒子化を促進するととともに、酸化銀粒子の周囲に存在して酸化銀粒子の再凝集を抑制し、分散性を向上させる。このため、バインダを添加しなくともペースト状にすることができる。
【００２９】また、この三級脂肪酸銀塩は、加熱時に銀を析出し、酸化銀から還元して生成する銀粒子同士を融着させる。このような三級脂肪酸銀塩の具体例としては、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀などがあげられる。三級脂肪酸銀塩の製造は、例えば三級脂肪酸を水中でアルカリ化合物で中和し、これに硝酸銀を反応させることで行われる。
【００３０】この例の導電性組成物における粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩との配合割合は、酸化銀の重量をＡとし、三級脂肪酸銀塩の重量をＢとしたときに、重量比率（Ａ／Ｂ）が１／４〜３／１であることが好ましい。また、この例の導電性組成物では酸化銀と三級脂肪酸銀塩以外に溶媒が含まれる。この溶媒には、酸化銀および三級脂肪酸銀塩と反応を起こさず、これらを良好に分散するものであれば特に限定されるものではない。
【００３１】この例の導電性組成物の製造は、例えば酸化銀粒子と三級脂肪酸銀塩と溶媒を混合した後、ロールミルなどで混練してペースト状にする方法などで行われる。この例の導電性組成物の使用方法も、絶縁基板１上に導体回路のパターンをスクリーン印刷などで印刷したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１５０〜２５０℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００３２】このような導電性組成物を印刷し、加熱して得られた導体回路２では、粒子状銀化合物が還元され、還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の被膜となる。このため、この導体回路２の体積抵抗率は、３〜８×１０-6Ω・ｃｍに至る低い値を示し、金属銀の体積抵抗率と同オーダーになる。このため、導体回路２自体の電気抵抗が大幅に低くなり、その線幅を細くしても低い抵抗値となり、高密度の導体回路２を形成できる。また大電流を流すような用途にも使用できる。
【００３３】さらに、導体回路２は、ほぼ純粋な銀の被膜からなるため、コイル部３のＱ値が高いものとなり、高周波特性が高いインダクタなどの機能素子を形成することができる。さらに、導体回路２の形成のための加熱温度は、１４０〜２５０℃で十分であるので、樹脂材料からなる絶縁基板１を熱劣化させることが少ない。
【００３４】また、この導体回路２を押しボタンスイッチや摺動スイッチなどのスイッチの接点として用いた場合でも、金属板からなる対抗接点との接触抵抗が低くなり、耐久性が向上するなど、優れた特性を有するスイッチが得られる。
【００３５】以下、具体例を示す。
（１）厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる絶縁基板上に、下記の４種の導電性組成物を用いてスクリーン印刷により、線幅０．２５ｍｍ、線間間隔０．２５ｍｍの直線状の配線を複数本平行に配置したパターンを形成し、これを１５０℃、１時間加熱して、導体回路を形成した。このようにして得られたプリント回路基板を長さ１０ｃｍに切断し、配線の両端間の電気抵抗を測定した。想定された電気抵抗の平均値を表１に示す。
【００３６】また、このプリント回路基板を利用して、１２６×６４ドット、ドットピッチ０．５ｍｍのモノクロ液晶パネルとそのドライバ基板とを、このプリント回路基板の両端に異方性導電性フィルムで接続して動作させ、その動作状態を見た。動作状態を表１に示す。
【００３７】（２）厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる絶縁基板上に、下記の４種の導電性組成物を用いてスクリーン印刷を行い、図２に示す平面形状の、線幅１ｍｍ、線間間隔１ｍｍ、３ターンのコイルを形成した。このコイルの周波数１３．６ＭＨｚでのＱ値を測定した。結果を表２に示す。
【００３８】導電性組成物は、以下の４種である。
（１）イオン交換水５０ｍｌに硝酸銀０．１７ｇを溶解し、これにヒドロキシプロピルセルロース（分散剤）０．０５〜０．５ｇを溶解した水溶液を用意し、この水溶液に、撹拌下１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を０．９〜５ｍｌ滴下し、撹拌を１０〜３０分続け、酸化銀懸濁液とした。ついで、メタノールにより酸化銀を２〜５回洗浄し、余分なイオン類を除去した。こののち、エチレングリコール（還元剤）を０．０６〜１ｇ加えて、混合してペースト状の導電性組成物Ａを製造した。
【００３９】（２）上記導電性組成物Ａに、バインダとして４，４’−（（２−ハイドロオキシフェニル）メチレン）ビス（２−メチルフェノール）の固体粉末を、酸化銀１００重量部に対して５重量部添加し分散してペースト状の導電性組成物Ｂを製造した。
【００４０】（３）溶媒であるイソホロンに酸化銀粉末（小島化学薬品社製）４ｇとネオデカン酸銀３ｇを添加し、ロールミルにより混練し、導電性組成物Ｃを製造した。
（４）比較のための市販ポリエステル樹脂系銀ペーストＤ。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリント回路基板によれば、その導体回路として、粒子状銀化合物を含む導電性組成物、あるいはこの粒子状銀化合物と還元剤を含む導電性組成物、あるいはバインダをさらに添加した導電性組成物もしくは粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含む導電性組成物を、絶縁基板上に印刷し加熱して得られたものを用いたものであるので、導体回路の電気抵抗が低く、回路の線幅を狭くすることができる。また、インダクタなどの機能素子を形成したものではその高周波特性が高いものとなる。さらに、低温での加熱により回路基板を形成することができるので、樹脂材料からなる絶縁基板を熱劣化させることがないなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるプリント回路基板の例を示す概略平面図である。
【図２】具体例でのコイルの平面形状を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基板、２・・・導体回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】粒子状銀化合物を含む導電性組成物を用いて導体回路が形成されたことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項２】導電性組成物がさらに還元剤を含むことを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板。
【請求項３】導電性組成物がさらにバインダを含むことを特徴とする請求項１または２記載のプリント回路基板。
【請求項４】導電性組成物が粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀を含むものであることを特徴とする請求項１のプリント回路基板。
【請求項５】絶縁基板上に粒子状銀化合物を含む導電性組成物を印刷し、加熱することを特徴とするプリント回路基板の製法。
【請求項６】加熱温度が１４０〜２５０℃であることを特徴とする請求項５記載のプリント回路基板の製法。
【請求項１】粒子状銀化合物を含む導電性組成物を用いて導体回路が形成されたことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項２】導電性組成物がさらに還元剤を含むことを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板。
【請求項３】導電性組成物がさらにバインダを含むことを特徴とする請求項１または２記載のプリント回路基板。
【請求項４】導電性組成物が粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀を含むものであることを特徴とする請求項１のプリント回路基板。
【請求項５】絶縁基板上に粒子状銀化合物を含む導電性組成物を印刷し、加熱することを特徴とするプリント回路基板の製法。
【請求項６】加熱温度が１４０〜２５０℃であることを特徴とする請求項５記載のプリント回路基板の製法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００３−３０９３３７（Ｐ２００３−３０９３３７Ａ）
【公開日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−１１３７１４（Ｐ２００２−１１３７１４）
【出願日】平成１４年４月１６日（２００２．４．１６）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（０００２２４１２３）藤倉化成株式会社 (124)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年４月１６日（２００２．４．１６）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（０００２２４１２３）藤倉化成株式会社 (124)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]