説明

プリント配線基板

【課題】基材との接着性を十分に有すると共に、比抵抗が低くコスト的にも実用的な、導電性ペーストを用いたプリント配線基板を提供することにある。
【解決手段】導電性ペーストによって形成された回路を有するプリント配線基板であって、前記回路には熱プレス処理が施されているプリント配線基板とすることによって、解決される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性ペーストを用いて回路を形成したプリント配線基板の抵抗特性を大幅に向上させたプリント配線基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
導電性ペーストを用いて回路を形成したプリント配線基板は、その特性から種々の用途に使用されている。例えば、キーボードやスイッチ用のフレキシブルプリント配線基板として多用される。このようなフレキシブルプリント配線基板は、通常銀微粉末を樹脂中に分散させた導電性ペーストを用いて回路等を形成するが、近年の回路パターンの微細化等により要求特性がより厳しいものとなってきている。特に比抵抗の低い導電性回路が望まれている。このような技術に関して特許文献1には、銀化合物ペーストとして、粒子状の酸化銀と三級脂肪酸銀塩とを含有させることを提案している。このような銀化合物ペーストは、樹脂を含有しなくてもペースト状となり、容易に塗装ができると共にこれを加熱すると酸化銀が自己還元反応を起こして銀粒子が生成し、この析出した銀によって酸化銀由来の銀粒子どうしが融着して導電性の銀膜が得られ、この銀膜は銀粒子間に樹脂のような絶縁物質がなく、また銀粒子どうしが融着しているので比抵抗が低いとしている。しかしながら、樹脂成分を含まないので比抵抗に優れた導電性回路が得られるが、反面、基材の種類やその使用状態によっては樹脂成分を含まないので基材との接着性が低くなり基材から剥離する恐れがある。また、特許文献2には、高い導電性と耐屈曲性が要求される回路用の導電ペーストに関し、形状がフレーク状でありかつ厚さが1300オングストローム以下である銀粉、バインダー樹脂としてハロゲン元素含有樹脂からなるものであるが、特殊な銀粉および特殊なバインダーを用いるために、コスト的に問題があった。
【特許文献1】特開2003−203522号公報
【特許文献2】特開2005−56778号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
よって本発明が解決しようとする課題は、基材との接着性を十分に有すると共に比抵抗が低く、コスト的にも実用的な導電性ペーストを用いたプリント配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
前記解決しようとする課題は、請求項1に記載するように、導電性ペーストによって形成された回路を有するプリント配線基板であって、前記回路には熱プレス処理が施されているプリント配線基板とすることによって、解決される。
【0005】
また、好ましくは請求項2に記載するように、前記熱プレス処理が、温度25〜200℃、圧力2〜80kPa/cmである請求項1に記載のプリント配線基板とすることによって、より好ましくは請求項3に記載するように、熱プレス処理が、温度70〜150℃、圧力が6〜60kPa/cmである請求項1に記載のプリント配線基板とすることによって、解決される。
【発明の効果】
【0006】
本発明は、導電性ペーストによって形成された回路を有するプリント配線基板であって、得られた前記回路には熱プレス処理が施されているプリント配線基板としたので、基材との接着性を十分に有すると共に、比抵抗が低くコスト的にも実用的な、導電性ペーストを用いたプリント配線基板とすることができる。
【0007】
また、好ましくは前記熱プレス処理を、温度25〜200℃、圧力2〜80kPa/cmとすることによって、また、より好ましくは前記熱プレス処理を、温度70〜150℃、圧力を6〜60kPa/cmとすることにより、基材との接着性を十分に有すると共に、比抵抗を十数%程度以上低くすることができ、またコスト的にも実用的な導電性ペーストを用いたプリント配線基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明は請求項1に記載するように、導電性ペーストによって形成された回路を有するプリント配線基板であって、前記回路には熱プレス処理が施されているプリント配線基板である。このように熱プレス処理を施すことによって、基材との接着性を十分に有すると共に、比抵抗が低くコスト的にも実用的なプリント配線基板とすることができる。
【0009】
まず、導電性ペーストについて説明する。ペーストに導電性を付与するための微粉末としては、導電性が高くまた酸化し難いことから銀微粉末が最も使用される。その形状はフレーク状のものが好ましい。用途によっては、銅微粉末、ニッケル微粉末、金微粉末、アルミニウム微粉末、パラジウム微粉末、インジウム微粉末、グラファイト粉末、カーボン粉末等も使用することができる。その粒子径は特に制限されることはないが、50μm以下のものが好ましい。これは、粒子径が50μmを超えると、印刷時の細線のエッジの切れが悪くなり、また塗膜の平滑性が悪くなる恐れがあるためである。またその添加量は、通常導電性ペーストの固形分中に60〜95質量%含有させる。
【0010】
またバインダーとして用いる樹脂としては、有機溶剤に可溶であれば制限されることはないが、熱可塑性樹脂が好ましく例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂や各種変性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ニトロセルロース樹脂や各種変性セルロース樹脂等が使用される。また前記有機溶剤としては、イソホロン、ブチルセロソロブアセテート、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、γ−ブチロラクトン等が使用される。そして、導電性ペーストの粘度は、スクリーン印刷の場合には20〜1000dPa・sとするのが回路形成の作業性等から好ましく、100〜500dPa・sとするのがより好ましい。なお、導電性ペーストの粘度を調整するために、シリカ粉末、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、タルク、硫酸バリウム等の非導電性粉末を添加してもよい。
【0011】
導電性ペーストによって回路を形成するための基材は、通常ポリエステルフィルム(以下、PETフィルム)、ポリイミドフィルム、ITO(酸化インジウム・酸化錫)蒸着PETフィルム等のフレキシブルな基材が用いられるが、エポキシ樹脂基板やフェノール樹脂基板等のリジット基板も用いることができる。また、前記基材上に回路を形成する方法としては、スクリーン印刷、グラビア印刷、転写印刷、ロールコート、フローコート、ディスペンサー、スプレー塗装等によって行うことができる。通常スクリーン印刷が多用される。これ等の方法によって基板上に印刷された回路は、通常100〜180℃程度加熱処理(硬化処理)を行うことによって、プリント配線基板となる。このようにして得られたプリント配線基板は、キーボードやスイッチに使用するフレキシブル配線基板として多用される。
【0012】
しかしながら、前述のようにして得られたプリント配線基板は、回路パターンの微細化等による要求特性としての比抵抗をクリアできない場合が多い。本発明においては、得られたプリント配線基板の導電性回路に熱プレス処理を施すことによって、この問題を解決した。すなわち、得られたプリント配線基板をプレス機やロール機等によって、特定の圧力と温度を掛けることによって、プリント配線基板の比抵抗を低下させるものである。実験によって確認したところ、熱プレス前と後の回路を顕微鏡で観て見ると、熱プレス後の回路の導電性フィラーは、フィラーどうしが緊密に接触した状態になっており、このことによって比抵抗が低下したものと思われる。さらにその外観は、熱プレス処理を行わないものと比較して、平滑性が向上していた。なお、プレス機を用いた熱プレス処理の場合は、比較的長時間の熱プレス処理を要するガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いたバインダーから構成される導電性ペーストによって回路を形成した場合に好ましく、またロール機による熱プレス処理は、比較的短時間の熱処理によって比抵抗が低下するガラス転移温度の低い熱可塑性樹脂を用いたバインダーから構成される導電性ペーストによって回路を形成した場合に好ましいことが確認された。このような熱プレス処理を施すことによって、基材との接着性を十分に有すると共に、比抵抗が低くコスト的にも実用的なプリント配線基板とすることができた。
【0013】
そして、好ましい前記熱プレス処理の条件としては、請求項2に記載するように、前記熱プレス処理が、温度25〜200℃、圧力2〜80kPa/cmであるプリント配線基板とすることによって、基材との接着性を十分に有すると共に、比抵抗が低くコスト的にも実用的な、導電性ペーストを用いたプリント配線基板を提供できる。具体的には、導電性ペーストの種類に関係なく、前記熱プレス処理を施すことによってプリント配線基板の比抵抗を十数%向上させることができる。このような条件は、圧力が2kPa/cm未満では圧力の効果がなく、また80kPa/cmを超えると回路の断線が生じるためである。さらに請求項3に記載するように、より好ましくは前記熱プレス処理が、温度70〜150℃、圧力6〜60kPa/cmとすると、前記効果に加えて比抵抗をより低くすることができる。
【実施例】
【0014】
以下の実施例並びに比較例によって、本発明の効果を説明する。以下に示す3種類の導電性ペーストを用いて、PETフィルムにスクリーン印刷によって回路を形成し、150℃で30分間硬化処理を行ってプリント配線基板を作製した。用いた導電性ペースト(A)は、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(ユニオンカーバイド社のユーカーMAG527)10質量%、フレーク銀(フェロジャパン社のSF−7)90質量%をイソホロンに溶解。導電性ペースト(B)は、ポリエステル樹脂(ユニチカ社のエリーテルUE3500)12質量%、フレーク銀(フェロジャパン社のSF−70M)88質量%をブチルセロソロブアセテートに溶解。導電性ペースト(C)は、ポリエステル樹脂(ユニチカ社のエリーテルUE3500)5質量%、フレーク銀(フェロジャパン社のSF−70M)95質量%をブチルセロソロブアセテートに溶解させ、粘度を200〜350dPa・sに調整したものである。
【0015】
得られたプリント配線基板について、圧力並びに温度・時間を変えて熱プレス処理を行い、熱プレス処理前と後での回路抵抗値(Ω)をデジタルマルチメーターを用いて測定し、その変化率(%)を求めた。また回路比抵抗値(Ω・cm)を計算し、その変化率(%)を求めた。導電性ペースト(A)を用いた場合の結果を表1に、導電性ペースト(B)を用いた場合の結果を表2に、導電性ペースト(C)を用いた場合の結果を表3に示した。なお、数値はいずれも5回の平均値で示した。
【0016】
【表1】

【0017】
【表2】

【0018】
【表3】

【0019】
表1の実施例1および2から明らかなとおり、得られたプリント配線基板(導電性ペースト(A)を使用)に対して熱プレス処理を行うことによって、回路比抵抗値を大幅に低下させることができることが判る。すなわち、実施例1に示すように、圧力(56.7kPa/cm)を加えながら加熱(150℃で30分)処理を行うことによって、回路抵抗値で22.8%、回路比抵抗値として67.0%低下していることが判る。また、実施例2のように、加熱時間を5分としても、回路抵抗値で24.4%、回路比抵抗値として65.6%低下していることが判る。これに対して、比較例1のように加圧せずに加熱(150℃で30分)のみであると、回路抵抗値、回路比抵抗値共に変化していないことが判る。これは比抵抗を向上させることができないことを示している。
【0020】
また、表2の実施例3〜6から明らかなとおり、得られたプリント配線基板(導電性ペースト(B)を使用)に対して熱プレス処理を行うことによって、回路比抵抗値を大幅に低下させることができることが判る。すなわち、実施例3に示すように、圧力(30kPa/cm)を加えながら加熱(70℃で5分)処理を行うことによって、回路抵抗値で53.1%、回路比抵抗値として69.6%低下していることが判る。また、実施例4のように、圧力(13.3kPa/cm)で加熱(150℃で5分)した場合は、回路抵抗値で55.9%、回路比抵抗値として63.3%低下していることが判る。さらに、実施例5に記載されるように、圧力(6.7kPa/cm)で加熱(150℃で5分)した場合にも、回路抵抗値で46.3%、回路比抵抗値として53.3%低下することが判る。また、実施例6に記載されるように、圧力(6.7kPa/cm)で加熱(70℃で5分)した場合は、回路抵抗値で16.3%、回路比抵抗値として13.8%低下と、少し効果は小さくなる。これに対して、比較例2のように加圧せずに加熱(150℃で30分)のみであると、回路抵抗値で4.2%、回路比抵抗値で3.2%程度の低下しかなく、この条件では比抵抗を向上させることができないことが判る。
【0021】
さらに、表3の実施例7〜10から明らかなとおり、得られたプリント配線基板(導電性ペースト(C)を使用)に対して熱プレス処理を行うことによって、回路比抵抗値を大幅に低下させることができることが判る。すなわち、実施例7に示すように、圧力(30kPa/cm)を加えながら加熱(150℃で30分)処理を行うことによって、回路抵抗値で82.7%、回路比抵抗値として89.6%低下していることが判る。また、実施例8のように、圧力(13.3kPa/cm)で加熱(150℃で5分)した場合は、回路抵抗値で84.1%、回路比抵抗値として88.1%低下していることが判る。さらに、実施例9に記載されるように、圧力(6.7kPa/cm)で加熱(70℃で5分)した場合にも、回路抵抗値で54.1%、回路比抵抗値として62.7%低下することが判る。また、実施例10に記載されるように、圧力(30kPa/cm)で加熱(25℃で30分)した場合は、回路抵抗値で23.6%、回路比抵抗値として27.4%低下させることができる。これに対して、比較例3のように加圧せずに加熱(150℃で30分)のみであると、回路抵抗値で3.9%、回路比抵抗値で4.3%程度の低下しかなく、比抵抗を向上させることができないことが判る。また、比較例4のように圧力(30kPa/cm)を加えながら加熱(10℃で30分)処理を行った場合には、回路抵抗値で2,1%、回路比抵抗値は2.5%程度しか低下しなかった。これは、低温の状態で圧力をかけても平均膜厚は殆ど変化しないために、熱プレス処理後の導電性フィラーは、フィラーどうしが緊密に接触した状態にならず、比抵抗を向上させる効果がないものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【0022】
以上の本発明によれば、導電性ペーストを用いて製造するプリント配線基板を、導体回路の接着力を低下させずに比抵抗を向上させることができるので、回路パターンの微細化等に対しても十分対応できるプリント配線基板として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性ペーストによって形成された回路を有するプリント配線基板であって、前記回路には熱プレス処理が施されていることを特徴とするプリント配線基板。
【請求項2】
前記熱プレス処理が、温度25〜200℃、圧力2〜80kPa/cmであることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線基板。
【請求項3】
前記熱プレス処理が、温度70〜150℃、圧力が6〜60kPa/cmであることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線基板。

【公開番号】特開2007−250655(P2007−250655A)
【公開日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−69431(P2006−69431)
【出願日】平成18年3月14日(2006.3.14)
【出願人】(000224123)藤倉化成株式会社 (124)
【Fターム(参考)】