回路基板の製造方法
【課題】 製造コストを低廉にすることができるとともに、製造効率を向上でき、抵抗を小さくすることができ、さらに導体材料と基板との密着性に優れた回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 樹脂材料１１と溶剤とＡｇで形成された導電性材料１２で構成される導電性インクでスクリーン印刷し、基板２の表面２ａに印刷部１０を形成し、印刷部１０の表面を覆うメッキ部２０を無電解メッキ法によって形成する。また、樹脂材料１１と溶剤とカーボンブラックで形成された導電性材料１２とＰｄで形成された触媒性材料を有する導電性インクでスクリーン印刷し、基板２の表面２ａに印刷部１０を形成し、印刷部１０の表面を覆うメッキ部２０を無電解メッキ法によって形成する。
【解決手段】 樹脂材料１１と溶剤とＡｇで形成された導電性材料１２で構成される導電性インクでスクリーン印刷し、基板２の表面２ａに印刷部１０を形成し、印刷部１０の表面を覆うメッキ部２０を無電解メッキ法によって形成する。また、樹脂材料１１と溶剤とカーボンブラックで形成された導電性材料１２とＰｄで形成された触媒性材料を有する導電性インクでスクリーン印刷し、基板２の表面２ａに印刷部１０を形成し、印刷部１０の表面を覆うメッキ部２０を無電解メッキ法によって形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板の製造方法に関し、特に製造コストを低廉なものとすることができるとともに、製造効率を向上でき、抵抗を小さくすることができ、さらに導体部と基板との密着性に優れた回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路基板は、基板の表面に薄い導体材料層が析出形成されあるいは貼着された導体膜形成基板を用いて製造している。その工程は、導体材料層の上をレジスト層で覆い、露光現像工程でレジスト層をパターン化し、レジスト層に覆われていない部分の前記導体材料をエッチングして除去し、導体材料層で回路パターンを形成している。
【０００３】
しかし、この製造方法では、基板表面に設けられている導体材料層の多くの部分がエッチング工程で除去されてしまうので、比較的高価な導体膜形成基板を使用しているにもかかわらず、導体材料の歩留まりが悪い。また、露光現像工程およびエッチング工程に高価な設備が必要となり、またエッチングで除去された導体材料を再処理するために設備も必要になる。
【０００４】
また、他の導体回路の製造法として、基板の表面に、導電性のインク材料をインクジェット法でパターン化して塗布し、導体材料層を形成するものがある。しかし、インクジェット法は、ノズルからナノ単位の微細な導体粒子を噴射させることが必要であるため、導電性のインク材料そのものが高価である。また、回路基板の表面に噴き付けられたインク材料と回路基板との接合力が弱く、回路パターンが剥離しやすい課題を有している。
【０００５】
以下に示す特許文献１には、導体性のインク材料を用い、スクリーン印刷工程で、基板の表面に触媒性皮膜を形成し、この触媒性皮膜を覆う無電解メッキ層を設けた回路パターンを形成している。特許文献１に記載の製造方法で使用されるインク材料は、バインダー樹脂に、触媒性コロイド金属粉、球状導電性顔料および導電性ウィスカーが含有されたものである。
【０００６】
以下の特許文献２には、スクリーン印刷によって、金属粉析出インクを基板上に印刷して電気回路の配線パターンを形成し、この配線パターンの上に金属メッキ膜を形成した回路基板の製造方法が開示されている。
【０００７】
この特許文献２に開示された回路基板の製造方法は、バインダー樹脂の中に、ゲル化剤および金属粉が含有された金属粉析出インクを用いている。
【特許文献１】特開平５−１８３２６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２８４８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に記載された発明は、前記バインダー樹脂の中に、触媒性金属と球状導電性顔料、および導電性ウィスカーの３種の導電性材料を混入するものであるため、製造コストが高くなるとともに、３種の導電性材料を混入する手間がかかるため、製造効率に劣る。
【０００９】
前記特許文献２に記載された発明は、前記バインダーとして機能する樹脂材の中にゲル化剤が含まれているため、配線パターンの抵抗が大きくなり、回路基板としての特性を向上させることができない。また、ゲル化剤が含有されているため、配線パターンと基板との密着性を良好にすることができない。
【００１０】
本発明は前記従来の課題を解決するものであり、製造コストを低廉にすることができるとともに、製造効率を向上でき、抵抗を小さくすることができ、さらに導体材料と基板との密着性に優れた回路基板の製造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】
【００１１】
本発明の回路基板の製造方法は、
（ａ）樹脂材料と溶剤と導電性材料とで構成される導電性インクを用いて基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｂ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ａ）工程で、前記導電性材料をＡｇ（銀）で形成することを特徴とするものである。
【００１２】
この場合、前記（ａ）工程と（ｂ）工程との間に、
（ｃ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有するものとして構成することができる。
【００１３】
また本発明の回路基板の製造方法は、
（ｄ）樹脂材料と溶剤と導電性材料と触媒性材料とを有する導電性インクを用い基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｅ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ｄ）工程で、前記導電性材料をカーボンブラックで形成し、前記触媒活性材料をＰｄ（パラジウム）で形成することを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、
（ｆ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有するものとして構成することができる。
【００１５】
また、前記（ｂ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成するものとして構成することや、前記（ｅ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成するものとして構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
導体材料をＡｇで形成する本発明の回路基板の製造方法では、溶剤で粘度調整された前記樹脂材料の中に導電性材料のみを分散し、他の構成要素を混入しないで製造を行なう。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００１７】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料の中にゲル化剤などの添加剤を含まないで製造を行なうので、前記印刷部を小さな比抵抗にでき、回路基板としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部と前記基板の表面との密着性が良好な回路基板を製造することができる。
【００１８】
さらにＡｇを用いることで回路パターンの抵抗値を下げることができ、さらにＡｇがパターン表面に析出するマイグレーションも防止できるようになる。
【００１９】
また導電性材料としてカーボンブラックを使用し、触媒活性材料としてＰｄを使用する本発明では、前記効果に加えて、印刷部に触媒活性材料が分散されているので、印刷部の表面が活性化され、前記メッキ部を形成する際、触媒化処理を行なう必要がない。したがって、製造工程を少なくすることができ、製造効率を向上させることができる。また、基板を浸漬して触媒化処理を行なう必要がないため、基板の表面にメッキ部が析出形成されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施の形態の回路基板１を示す部分斜視図、図２は図１に示す回路基板を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断し、図１のＹ１方向から見た切断断面を模式的に示した断面図である。
【００２１】
図１に示す実施の形態の回路基板１は、シート状の基板２の表面２ａに、回路パターン３が形成されている。前記回路パターン３は、複数の導体部３ａを有して構成されている。図１に示す実施形態では、前記導体部３ａは長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に向って線状に延びている。そして、２つの前記導体部３ａは、幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に所定間隔を空けて位置するように、前記基板２の前記表面２ａに形成されている。
【００２２】
ただし、本発明は長手方向に向って線状に延びる２つの前記導体部３ａによって回路パターン３が構成されるものに限定されるものではなく、前記導体部３ａの数や形状は、必要とする回路基板１の目的にしたがって任意に設定することができる。
【００２３】
前記基板２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミドなどの合成樹脂で形成されている。なお、前記基板２は可撓性を有しているものとして構成しても良く、あるいは可撓性を有するソリッド基板であってもよい。
【００２４】
図２に示すように、前記回路パターン３を構成する前記導体部３ａは、前記基板２の前記表面２ａ上に形成された印刷部１０と、前記印刷部１０ａを覆うメッキ部２０とを有して構成されている。
【００２５】
前記印刷部１０は、樹脂材料１１と、この樹脂材料１１中に分散された導電性材料１２とを有して構成された導体材料で構成されている。
【００２６】
前記樹脂材料１１は、前記導電性材料１２を分散させるためのバインダーとしての機能を有するとともに、前記印刷部１０が前記基板２の前記表面２ａに形成された際に、前記表面２ａと前記印刷部１０との密着性を確保するための機能を有するものである。この樹脂材料１１は、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの熱硬化性樹脂材料で形成することができる。前記樹脂材料１１には、必要に応じて可塑剤が添加されている。
【００２７】
前記導電性材料１２は前記樹脂材料１１中に多数分散されており、導電性を発揮するものである。この導電性材料１２は、例えばフレーク状、樹枝状、球状あるいは繊維状の形態である。図２に示す実施形態では、前記導電性材料１２はＡｇ（銀）で形成されている。
【００２８】
図２では、図１に示すＩＩ−ＩＩ線での切断断面を模式的に示しているため、多数の前記導電性材料１２どうしが間隔を空けて前記樹脂材料１１中に分散された状態で図示しているが、実際には多数の前記導電性材料１２どうしがその表面において接触するように、前記樹脂材料１１中に分散されている。このように、多数の前記導電性材料１２どうしが表面において接触するように前記樹脂材料１１中に分散されているため、前記印刷部１０は全体として導電性を発揮するようになっている。
【００２９】
図１および図２に示すように、前記メッキ部２０は前記印刷部１０の表面を覆うように形成されている。前記メッキ部２０は、後記する無電解メッキ法によって形成されたものであり、金属材料によって形成されている。前記メッキ部２０に使用される金属材料としては、Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔなどを用いることができる。前記メッキ部２０をＣｕで形成すると比抵抗を小さくすることができるとともに、製造コストを低廉にすることが可能となる。なお、前記メッキ部２０を、例えばＡｕやＰｔなどの前記導電性材料１２よりもイオン化傾向が小さい金属材料で形成すると、前記導電性材料１２のイオンマイグレーションを適切に抑制することができる。
【００３０】
図１および図２に示す前記回路基板１では、バインダーとして機能する前記樹脂材料１１の中に、導電性材料１２のみが分散されており、他の構成要素を有していない。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００３１】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤が含まれていないので、前記印刷部１０の比抵抗を小さくすることができるため、前記導体部３ａ全体の比抵抗を小さくすることが可能となり、回路基板１としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１０と前記基板２の表面２ａとの密着性を良好にすることができる。
【００３２】
また、図１および図２に示す前記回路基板１では、前記印刷部１０の表面を覆うように金属材料で形成された前記メッキ部２０が形成されている。前記印刷部１０は前記導電性材料１２を含んで形成されているが、前記したように前記導電性材料１２は前記樹脂材料１１中に分散された状態である。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成されており導電性を発揮しないため、前記印刷部１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１２単体での比抵抗に比較して大きい。
【００３３】
しかし、図１および図２に示す前記回路基板１では、前記印刷部１０の表面を覆うように金属材料からなる前記メッキ部２０が形成されているため、前記印刷部１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性を適切に確保することができる。
【００３４】
図３は、本発明の回路基板１００の模式断面図であり、図２に相当する図である。なお、図３に示す回路基板１００の斜視図は図１と同様となるので図示を省略するが、以下には前記回路基板１００を説明するために、図１を使用する場合もある。また、図３に示す前記回路基板１００は、図１および図２に示す前記回路基板１と同じ構成要素を有して構成されている。したがって、図３に示す前記回路基板１００のうち前記回路基板１と同じ構成要素には、図１および図２に示す前記回路基板１と同じ符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、前記回路基板１００は、シート状の基板２の表面２ａに、回路パターン３が形成されている。前記回路パターン３は、複数の導体部３ａを有して構成されている。図３に示すように、前記回路パターン３を構成する前記導体部３ａは、前記基板２の前記表面２ａ上に形成された印刷部１１０と、前記印刷部１１０ａを覆うメッキ部２０とを有して構成されている。
【００３６】
前記印刷部１１０は、樹脂材料１１と、この樹脂材料１１に分散された導電性材料１１２および触媒活性材料１３０とを有して構成された導体材料で構成されている。なお、図３では、前記導電性材料１１２の方が、前記触媒活性材料１３０よりも直径が大きく示されているが、前記導電性材料１１２と前記触媒活性材料１３０の直径の大きさの関係はこれに限定されるものではなく、例えば前記触媒活性材料１３０の方が、前記導電性材料１１２よりも直径が大きく構成されていても良く、あるいは前記導電性材料１１２と前記触媒活性材料１３０の直径がともに同じものとして構成されていても良い。
【００３７】
前記導電性材料１１２は前記樹脂材料１１中に多数分散されており、導電性を発揮するものである。この導電性材料１１２は、例えばフレーク状、樹枝状、球状あるいは繊維状の形態である。図３に示す実施形態では、前記導電性材料１２はカーボンブラックで形成されている。ただし、前記度導電性材料１２をカーボンブラックに代えて、カーボングラファイト、カーボンファイバー、カーボンフィブリルで形成しても良い。
【００３８】
前記触媒活性材料１３０も、前記樹脂材料１１中に多数分散されており、後記する製造工程中においてメッキ部２０を無電解メッキ法で形成する際に、触媒活性を向上させる機能を発揮するものである。前記触媒活性材料１３０は導電性材料であることが好ましい。前記触媒活性材料１３０を導電性材料で形成すると、前記印刷部１１０の比抵抗を下げることができる。前記触媒活性材料１３０は、例えばフレーク状、樹枝状、球状あるいは繊維状の形態である。図３に示す実施形態では、前記触媒活性材料１３０はＰｄ（パラジウム）で形成されている。
【００３９】
なお、図３は切断断面図として模式的に示したものであるため、多数の前記導電性材料１１２どうし、あるいは多数の前記触媒活性材料１３０どうし、さらには多数の前記導電性材料１１２と多数の前記触媒活性材料１３０とが、間隔を空けて前記樹脂材料１１中に分散された状態で図示している。しかし実際には、多数の前記導電性材料１１２どうし、および多数の前記触媒活性材料１３０、さらには多数の前記導電性材料１１２と多数の前記触媒活性材料１３０とが、それらの表面において接触するように、前記樹脂材料１１中に分散されている。したがって、前記印刷部１１０は全体として導電性を発揮するようになっている。
【００４０】
図１および図３に示すように、前記メッキ部２０は前記印刷部１１０の表面を覆うように形成されている。前記メッキ部２０は、後記する無電解メッキ法によって形成されたものであり、金属材料によって形成されている。前記メッキ部２０に使用される金属材料としては、Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔなどを用いることができる。前記メッキ部２０をＣｕで形成すると比抵抗を小さくすることができるとともに、製造コストを低廉にすることができる。なお、前記メッキ部２０を、例えばＡｕやＰｔなどの前記導電性材料１１２や触媒活性材料１３０よりもイオン化傾向が小さい金属材料で形成すると、前記導電性材料１１２や前記触媒活性材料１３０のイオンマイグレーションを適切に抑制することができる。
【００４１】
図３に示す前記回路基板１００では、バインダーとして機能する前記樹脂材料１１の中に、導電性材料１１２と前記触媒活性材料１３０の２つのみが分散されている。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、例えば前記特許文献１に記載された回路基板の製造方法のように、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で容易に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００４２】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤が含まれていないため、前記印刷部１１０の比抵抗を小さくすることができるため、前記導体部３ａ全体の比抵抗を小さくすることが可能となり、回路基板１００としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１１０と前記基板２の表面２ａとの密着性を良好にすることができる。
【００４３】
また、図１および図３に示す前記回路基板１００では、前記印刷部１１０の表面を覆うように金属材料で形成された前記メッキ部２０が形成されている。前記印刷部１１０は前記導電性材料１１２および触媒活性材料１３０を含んで形成されているが、前記したように前記導電性材料１１２および触媒活性材料１３０は前記樹脂材料１１中に分散された状態である。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成されており導電性を発揮しないため、前記印刷部１１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１１２や触媒活性材料１３０単体での比抵抗に比較して大きく、導電性に劣ることとなる。
【００４４】
しかし、図１および図３に示す前記回路基板１００では、前記印刷部１１０の表面を覆うように金属材料からなる前記メッキ部２０が形成されているため、前記印刷部１１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性を適切に確保することができる。
【００４５】
以下に、図１および図２に示す前記回路基板１の製造方法を、図４ないし図６に基づいて説明する。なお、図４ないし図６は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線での切断断面図を示す図２と同じ方向から見た断面図である。
【００４６】
まず図４に示すように、シート状の基板２を用意する。この基板２は、例えばポリエチレンテレフタレートやポリイミドなどの合成樹脂で形成されている。なお、前記基板２は可撓性のものであっても良く、あるいは可撓性ではないガラスエポキシなどのソリッド基板であってもよい。
【００４７】
次に図５に示すように、前記基板２の表面２ａに印刷部１０を形成する。この印刷部１０を形成するには、まず樹脂材料１１の中に溶剤を混入した後、この樹脂材料１１の中に導電性材料１２を分散して、ペースト状の導電性インクを形成する。前記溶剤は前記導電性インクの粘度調整を行なうためのものであり、前記樹脂材料１１中に混入する前記溶剤の量を調整することによって、前記導電性インクの粘度をスクリーン印刷に適した粘度に調整する。また、前記樹脂材料１１には、必要に応じて可塑剤が混入されている。そして、粘度調整された前記導電性インクを用いてスクリーン印刷を行ない、前記基板２の前記表面２ａに、前記導電性インクによって回路パターン形状の導電塗膜を形成する。
【００４８】
そして、前記基板２の前記表面２ａに形成された前記導電塗膜を焼成すると、前記樹脂材料１１中に混入されていた前記溶剤が揮発し、さらに前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料によって形成されているため前記導電塗膜が前記基板２の前記表面２ａで硬化し、前記基板２の前記表面２ａに印刷部１０が密着した状態で形成される。前記焼成温度は、例えば１２０〜２００℃である。
【００４９】
次に、前記印刷部１１０の表面を酸洗し、前記導電性材料１２の表面を活性化させる。この酸洗は塩酸や硫酸、あるいは重クロム酸など公知の材料を使用でき、また公知の方法によって行なうことができる。
【００５０】
次に図６に示すように、前記印刷部１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成する。このメッキ部２０は、無電解メッキ法によって形成されるものである。前記メッキ部２０は、例えばＣｕ，Ａｕ，Ｐｔなどで形成できる。前記メッキ部２０を例えばＣｕで形成する場合、メッキ浴として、例えばＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏを１０ｇ／リットル、ＮａＯＨを１０ｇ／リットル、錯化剤としてＥＤＴＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ・ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ・ａｃｉｄ）・２Ｈ２Ｏを３０ｇ／リットル、ホルムアルデヒド（ＣＨ２Ｏ）を４ｇ／リットルの組成のものを使用できる。また、このメッキ浴の温度を例えば３５℃とし、前記印刷部１０が形成された状態の前記基板２を例えば１５分間浸漬する。このようにして無電解メッキ法によって前記メッキ部２０を形成した状態を示したのが図６である。
【００５１】
前記メッキ部２０は無電解メッキ法によって形成されるが、このように前記メッキ部２０を無電解メッキ法によって形成するのは、この無電解メッキ法は被メッキ部（印刷部１０）が電気的に導通していなくてもメッキ形成できるため、例えば、前記回路パターン３を、複数の短い導体部３ａどうしがそれぞれ間隔を空けて形成され、それらの導体部３ａが互いに導通していない構造で形成する場合であっても、それら各導体部３ａを構成する前記各印刷部１０に対して、表面を覆うメッキ部２０を形成することができるからである。
【００５２】
前記印刷部１０が形成された前記基板２を前記メッキ浴に浸漬する前に、例えば塩化スズ溶液に浸漬してＳｎ２＋を析出させる感応化工程と、塩化パラジウム溶液に浸漬してＰｄを析出させる活性化工程とで構成される触媒化処理を、前記印刷部１０が形成された前記基板２に対して行なうと、前記印刷部１０の表面以外の前記表面２ａにも前記メッキ部２０が析出形成されてしまうことが、後記する実験によって確認されている。したがって、前記メッキ浴への浸漬前に前記触媒化処理は行なわないことが好ましい。
【００５３】
本発明の回路基板１の製造方法では、溶剤で粘度調整された前記樹脂材料１１の中に導電性材料１２のみを分散し、他の構成要素を混入しないで製造を行なう。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００５４】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤を含まないで製造を行なうので、前記印刷部１０を小さな比抵抗のものとして製造することができるため、前記導体部３ａ全体を小さな比抵抗のものとして製造することが可能となり、回路基板１としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１０と前記基板２の表面２ａとの密着性が良好な回路基板１を製造することができる。
【００５５】
また、前記印刷部１０は前記導電性材料１２が含まれるように形成する。しかし、前記したように前記導電性材料１２は前記樹脂材料１１中に分散された状態で形成する。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成するが、この樹脂材料１１は導電性を発揮しないため、前記印刷部１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１２単体での比抵抗に比較して大きく、導電性に劣ることとなる。
【００５６】
しかし、図４ないし図６に示す前記回路基板１の製造方法では、図６に示す工程で、前記印刷部１０の表面を覆うように前記メッキ部２０を金属材料で形成するため、前記印刷部１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性が適切に確保された回路基板１を製造することができる。
【００５７】
以上、図１および図２に示す回路基板１の製造方法を説明したが、図３に示す回路基板１００を製造するには、図５に示す工程に代えて図７に示すように、前記樹脂材料１１の中に溶剤を混入した後、この樹脂材料１１の中に導電性材料１１２と触媒活性材料１３０を分散して、ペースト状の導電性インクを形成し、この導電性インクを用いてスクリーン印刷を行ない、前記基板２の前記表面２ａに、前記導電性インクによって回路パターン形状の導電塗膜を形成する。
【００５８】
そして、前記基板２の前記表面２ａに形成された前記導電塗膜を焼成して前記樹脂材料１１中に混入されていた前記溶剤を揮発させるとともに、前記基板２の前記表面２ａで硬化させて、前記基板２の前記表面２ａに密着するように前記印刷部１１０を形成すれば良い。なお、前記焼成温度は、例えば１２０〜２００℃である。そして、前記印刷部１１０を形成した後は、図１および図２に示す前記回路基板１の製造工程と同様に、前記印刷部１１０の表面を酸洗して前記導電性材料１１２および前記触媒活性材料１３０の表面を活性化した後、図６に示す工程と同様に、前記印刷部１０の表面を覆うように、無電解メッキ法によってメッキ部２０を形成すれば良い。
【００５９】
前記回路基板１００の製造方法では、前記印刷部１１０に触媒活性材料１３０が分散されているので、前記印刷部１１０の表面が活性化されているため、図７に示す工程で前記メッキ部２０を形成する際、前記触媒化処理を行なう必要がない。したがって、製造工程を少なくすることができ、製造効率を向上させることができる。また、基板２を前記塩化スズ溶液および塩化パラジウム溶液などの溶液に浸漬して触媒化処理を行なう必要がないため、基板２の表面２ａにメッキ部２０が析出形成されることを防止できる。
【００６０】
本発明の回路基板１００の製造方法でも、溶剤で粘度調整された前記樹脂材料１１の中に導電性材料１２と触媒活性材料１３０のみを分散し、他の構成要素を混入しないで製造を行なうため、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００６１】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤を含まないで製造を行なうので、前記印刷部１１０を小さな比抵抗のものとして製造することができる。したがって、前記導体部３ａ全体を小さな比抵抗のものとして製造することが可能となり、回路基板１００としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１１０と前記基板２の表面２ａとの密着性が良好な回路基板１を製造することができる。
【００６２】
また、前記印刷部１１０は前記導電性材料１１２および触媒活性材料１３０が含まれるように形成するが、前記したように前記導電性材料１１２および前記触媒活性材料１３０は前記樹脂材料１１中に分散された状態で形成する。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成するが、この樹脂材料１１は導電性を発揮しないため、前記印刷部１１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１１２や前記触媒活性材料１３０単体での比抵抗に比較して大きく、導電性に劣ることとなる。
【００６３】
しかし、前記回路基板１００の製造方法では、図７に示す工程で、前記印刷部１１０の表面を覆うように前記メッキ部２０を金属材料で形成するため、前記印刷部１１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性が適切に確保された回路基板１００を製造することができる。
【実施例】
【００６４】
以下に示す表１は、図１および図３に示す回路基板１、１００の実施例と、比較例の導体部３ａの面積抵抗、耐マイグレーション、およびメッキ状態を示すものである。
【００６５】
【表１】
【００６６】
実施例１ないし３は、導電性材料１２をＡｇとして印刷部１０を形成し、この印刷部１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成して導体部３ａを形成した構造である。
【００６７】
実施例４は、導電性材料１２をカーボンブラックとし、触媒活性材料１３０をパラジウムとして印刷部１１０を形成し、この印刷部１１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成して導体部３ａを形成した構造である。
【００６８】
実施例１ないし４では、メッキ部２０を形成する前に、前記印刷部１０が形成された基板２を塩化第１スズ溶液と塩化パラジウム溶液とに浸漬して行なう触媒化処理は行なっていない。
【００６９】
また、表１に示すように、実施例１では希塩酸によって印刷部１０の表面を酸洗し、実施例２および３では希硫酸によって印刷部１０の表面を酸洗した。
【００７０】
比較例１は導電性材料１２をＡｇとして印刷部１０を構成し、この印刷部１０の表面にはメッキ部２０が形成されていない構造である。
【００７１】
比較例２は導電性材料１２をカーボンブラックとし、触媒活性材料１３０をパラジウムとして印刷部１０を構成し、この印刷部１０の表面にはメッキ部２０が形成されていない構造である。
【００７２】
比較例３は導電性材料１２をＡｇとして印刷部１０を形成し、この印刷部１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成して導体部３ａを形成した構造である点では実施例１ないし３と同様であるが、この比較例３では、メッキ部２０を形成する前に、前記印刷部１０が形成された基板２を塩化第１スズ溶液と塩化パラジウム溶液とに浸漬して触媒化処理を行なったものである。
【００７３】
また、表１に示すように、比較例１および２では印刷部１０の表面を酸洗せず、比較例３では希硫酸によって印刷部１０の表面を酸洗した。
【００７４】
これら各実施例および各比較例のそれぞれについて、表に示すように酸洗、塩化パラジウム溶液による触媒化処理、メッキ処理条件を設定して、面積抵抗と耐マイグレーション、およびメッキ状態を測定した。
【００７５】
前記各実施例および各比較例では、基板２としてＰＥＴを使用した。
前記各実施例および前記各比較例では、導電性材料１２として使用されるＡｇとして、平均長さ寸法５μｍフレーク状Ａｇと平均長さ寸法１〜２μｍの樹枝状Ａｇを使用した。また、導電性材料１１２として使用されるカーボンブラックとして、平均長さ寸法０．１から５μｍの中空シェル状カーボンブラック（ケッチェンブラック（Ｒ））を用いた。
【００７６】
また、樹脂材料１１としては、ポリエステルとポリウレタンとを使用した。また樹脂材料１１の粘度調整のために混入される溶剤として、カルビトールアセテートを使用した。
【００７７】
導電性材料１２と樹脂材料１１との混合比率は、導電性材料１２を４０ｖｏｌ／％、樹脂材料１１を６０ｖｏｌ／％とし、合わせて１００ｖｏｌ／％となるようにした。なお、この導電性材料１２と樹脂材料１１とを合わせたものを１００ｖｏｌ／％としたときに、３０ｖｏｌ／％の溶剤を樹脂材料１１に混入して導電性インクを形成し、この導電性インクを用いて印刷部１０、１１０を形成した。
【００７８】
前記表１の面積抵抗とは、単位面積当りの抵抗値を意味し、表１では１ｃｍ２当りの抵抗値を意味している。
【００７９】
また前記表１に示す耐マイグレーションは、基板２の表面２ａに０．５ｍｍピッチ（導体部３ａの幅寸法が０．２５ｍｍ、隣接する導体部３ａ間の幅寸法が０．２５ｍｍ）の導体部３ａを形成して、この導体部３ａを電極とし、電極間に＋/−５Ｖの電圧を印加し、温度６０℃、湿度９２ＲＨ％の条件下で５００時間放置して、マイグレーションの有無を調べた。表１では、マイグレーションが認められた場合を○印で示し、マイグレーションが認められなかった場合を×印で示している。
【００８０】
表１に示すように、実施例１ないし４では、比較例１ないし３に比較して、面積抵抗を小さくすることができる。
【００８１】
また、実施例１ないし４は、いずれも耐マイグレーションが良好であることが判る。特に実施例１ないし３は、マイグレーションが発生し易いＡｇを導電性材料１２として使用しているにも拘らず、マイグレーションが認められなかった。
【００８２】
また、印刷部１０の酸洗を行なった各実施例は、酸洗を行なっていない比較例１および２と比較して、面積抵抗が小さいことが判る。
【００８３】
また、実施例１ないし４は、いずれもメッキ状態が銅色を呈していることから、良好なメッキ状態であるといえる。
【００８４】
一方、比較例１ないし３は、実施例１ないし４に比較して面積抵抗が大きい。
また、比較例１ではマイグレーションが発生し易いＡｇを導電性材料１２として使用しているため、マイグレーションの発生が認められた。
【００８５】
また、メッキ部２０を形成する際に、印刷部１０の表面を触媒化処理した比較例３では、基板２の表面２ａにもＣｕが析出形成されているため好ましくない。
【００８６】
以上のように、実施例１ないし４は比較例１ないし３と比較して良好なメッキ状態とすることができ、小さい面積抵抗、良好な耐マイグレーションを有していることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の回路基板を示す部分斜視図、
【図２】図１に示す回路基板を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した状態を模式的に示す断面図、
【図３】本発明の回路基板を示す断面図、
【図４】図１に示す回路基板の製造工程を示す一工程図、
【図５】図４に示す工程の次に行なわれる工程を示す一工程図、
【図６】図５に示す工程の次に行われる工程を示す一工程図、
【図７】図３に示す回路基板の製造工程を示す一工程図、
【符号の説明】
【００８８】
１，１００ 回路基板
２ 基板
２ａ 表面
３ 回路パターン
３ａ 導体部
１０ 印刷部
１１ 樹脂材料
１２ 導電性材料
２０ メッキ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板の製造方法に関し、特に製造コストを低廉なものとすることができるとともに、製造効率を向上でき、抵抗を小さくすることができ、さらに導体部と基板との密着性に優れた回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路基板は、基板の表面に薄い導体材料層が析出形成されあるいは貼着された導体膜形成基板を用いて製造している。その工程は、導体材料層の上をレジスト層で覆い、露光現像工程でレジスト層をパターン化し、レジスト層に覆われていない部分の前記導体材料をエッチングして除去し、導体材料層で回路パターンを形成している。
【０００３】
しかし、この製造方法では、基板表面に設けられている導体材料層の多くの部分がエッチング工程で除去されてしまうので、比較的高価な導体膜形成基板を使用しているにもかかわらず、導体材料の歩留まりが悪い。また、露光現像工程およびエッチング工程に高価な設備が必要となり、またエッチングで除去された導体材料を再処理するために設備も必要になる。
【０００４】
また、他の導体回路の製造法として、基板の表面に、導電性のインク材料をインクジェット法でパターン化して塗布し、導体材料層を形成するものがある。しかし、インクジェット法は、ノズルからナノ単位の微細な導体粒子を噴射させることが必要であるため、導電性のインク材料そのものが高価である。また、回路基板の表面に噴き付けられたインク材料と回路基板との接合力が弱く、回路パターンが剥離しやすい課題を有している。
【０００５】
以下に示す特許文献１には、導体性のインク材料を用い、スクリーン印刷工程で、基板の表面に触媒性皮膜を形成し、この触媒性皮膜を覆う無電解メッキ層を設けた回路パターンを形成している。特許文献１に記載の製造方法で使用されるインク材料は、バインダー樹脂に、触媒性コロイド金属粉、球状導電性顔料および導電性ウィスカーが含有されたものである。
【０００６】
以下の特許文献２には、スクリーン印刷によって、金属粉析出インクを基板上に印刷して電気回路の配線パターンを形成し、この配線パターンの上に金属メッキ膜を形成した回路基板の製造方法が開示されている。
【０００７】
この特許文献２に開示された回路基板の製造方法は、バインダー樹脂の中に、ゲル化剤および金属粉が含有された金属粉析出インクを用いている。
【特許文献１】特開平５−１８３２６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２８４８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に記載された発明は、前記バインダー樹脂の中に、触媒性金属と球状導電性顔料、および導電性ウィスカーの３種の導電性材料を混入するものであるため、製造コストが高くなるとともに、３種の導電性材料を混入する手間がかかるため、製造効率に劣る。
【０００９】
前記特許文献２に記載された発明は、前記バインダーとして機能する樹脂材の中にゲル化剤が含まれているため、配線パターンの抵抗が大きくなり、回路基板としての特性を向上させることができない。また、ゲル化剤が含有されているため、配線パターンと基板との密着性を良好にすることができない。
【００１０】
本発明は前記従来の課題を解決するものであり、製造コストを低廉にすることができるとともに、製造効率を向上でき、抵抗を小さくすることができ、さらに導体材料と基板との密着性に優れた回路基板の製造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】
【００１１】
本発明の回路基板の製造方法は、
（ａ）樹脂材料と溶剤と導電性材料とで構成される導電性インクを用いて基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｂ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ａ）工程で、前記導電性材料をＡｇ（銀）で形成することを特徴とするものである。
【００１２】
この場合、前記（ａ）工程と（ｂ）工程との間に、
（ｃ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有するものとして構成することができる。
【００１３】
また本発明の回路基板の製造方法は、
（ｄ）樹脂材料と溶剤と導電性材料と触媒性材料とを有する導電性インクを用い基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｅ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ｄ）工程で、前記導電性材料をカーボンブラックで形成し、前記触媒活性材料をＰｄ（パラジウム）で形成することを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、
（ｆ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有するものとして構成することができる。
【００１５】
また、前記（ｂ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成するものとして構成することや、前記（ｅ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成するものとして構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
導体材料をＡｇで形成する本発明の回路基板の製造方法では、溶剤で粘度調整された前記樹脂材料の中に導電性材料のみを分散し、他の構成要素を混入しないで製造を行なう。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００１７】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料の中にゲル化剤などの添加剤を含まないで製造を行なうので、前記印刷部を小さな比抵抗にでき、回路基板としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部と前記基板の表面との密着性が良好な回路基板を製造することができる。
【００１８】
さらにＡｇを用いることで回路パターンの抵抗値を下げることができ、さらにＡｇがパターン表面に析出するマイグレーションも防止できるようになる。
【００１９】
また導電性材料としてカーボンブラックを使用し、触媒活性材料としてＰｄを使用する本発明では、前記効果に加えて、印刷部に触媒活性材料が分散されているので、印刷部の表面が活性化され、前記メッキ部を形成する際、触媒化処理を行なう必要がない。したがって、製造工程を少なくすることができ、製造効率を向上させることができる。また、基板を浸漬して触媒化処理を行なう必要がないため、基板の表面にメッキ部が析出形成されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施の形態の回路基板１を示す部分斜視図、図２は図１に示す回路基板を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断し、図１のＹ１方向から見た切断断面を模式的に示した断面図である。
【００２１】
図１に示す実施の形態の回路基板１は、シート状の基板２の表面２ａに、回路パターン３が形成されている。前記回路パターン３は、複数の導体部３ａを有して構成されている。図１に示す実施形態では、前記導体部３ａは長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に向って線状に延びている。そして、２つの前記導体部３ａは、幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に所定間隔を空けて位置するように、前記基板２の前記表面２ａに形成されている。
【００２２】
ただし、本発明は長手方向に向って線状に延びる２つの前記導体部３ａによって回路パターン３が構成されるものに限定されるものではなく、前記導体部３ａの数や形状は、必要とする回路基板１の目的にしたがって任意に設定することができる。
【００２３】
前記基板２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミドなどの合成樹脂で形成されている。なお、前記基板２は可撓性を有しているものとして構成しても良く、あるいは可撓性を有するソリッド基板であってもよい。
【００２４】
図２に示すように、前記回路パターン３を構成する前記導体部３ａは、前記基板２の前記表面２ａ上に形成された印刷部１０と、前記印刷部１０ａを覆うメッキ部２０とを有して構成されている。
【００２５】
前記印刷部１０は、樹脂材料１１と、この樹脂材料１１中に分散された導電性材料１２とを有して構成された導体材料で構成されている。
【００２６】
前記樹脂材料１１は、前記導電性材料１２を分散させるためのバインダーとしての機能を有するとともに、前記印刷部１０が前記基板２の前記表面２ａに形成された際に、前記表面２ａと前記印刷部１０との密着性を確保するための機能を有するものである。この樹脂材料１１は、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの熱硬化性樹脂材料で形成することができる。前記樹脂材料１１には、必要に応じて可塑剤が添加されている。
【００２７】
前記導電性材料１２は前記樹脂材料１１中に多数分散されており、導電性を発揮するものである。この導電性材料１２は、例えばフレーク状、樹枝状、球状あるいは繊維状の形態である。図２に示す実施形態では、前記導電性材料１２はＡｇ（銀）で形成されている。
【００２８】
図２では、図１に示すＩＩ−ＩＩ線での切断断面を模式的に示しているため、多数の前記導電性材料１２どうしが間隔を空けて前記樹脂材料１１中に分散された状態で図示しているが、実際には多数の前記導電性材料１２どうしがその表面において接触するように、前記樹脂材料１１中に分散されている。このように、多数の前記導電性材料１２どうしが表面において接触するように前記樹脂材料１１中に分散されているため、前記印刷部１０は全体として導電性を発揮するようになっている。
【００２９】
図１および図２に示すように、前記メッキ部２０は前記印刷部１０の表面を覆うように形成されている。前記メッキ部２０は、後記する無電解メッキ法によって形成されたものであり、金属材料によって形成されている。前記メッキ部２０に使用される金属材料としては、Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔなどを用いることができる。前記メッキ部２０をＣｕで形成すると比抵抗を小さくすることができるとともに、製造コストを低廉にすることが可能となる。なお、前記メッキ部２０を、例えばＡｕやＰｔなどの前記導電性材料１２よりもイオン化傾向が小さい金属材料で形成すると、前記導電性材料１２のイオンマイグレーションを適切に抑制することができる。
【００３０】
図１および図２に示す前記回路基板１では、バインダーとして機能する前記樹脂材料１１の中に、導電性材料１２のみが分散されており、他の構成要素を有していない。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００３１】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤が含まれていないので、前記印刷部１０の比抵抗を小さくすることができるため、前記導体部３ａ全体の比抵抗を小さくすることが可能となり、回路基板１としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１０と前記基板２の表面２ａとの密着性を良好にすることができる。
【００３２】
また、図１および図２に示す前記回路基板１では、前記印刷部１０の表面を覆うように金属材料で形成された前記メッキ部２０が形成されている。前記印刷部１０は前記導電性材料１２を含んで形成されているが、前記したように前記導電性材料１２は前記樹脂材料１１中に分散された状態である。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成されており導電性を発揮しないため、前記印刷部１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１２単体での比抵抗に比較して大きい。
【００３３】
しかし、図１および図２に示す前記回路基板１では、前記印刷部１０の表面を覆うように金属材料からなる前記メッキ部２０が形成されているため、前記印刷部１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性を適切に確保することができる。
【００３４】
図３は、本発明の回路基板１００の模式断面図であり、図２に相当する図である。なお、図３に示す回路基板１００の斜視図は図１と同様となるので図示を省略するが、以下には前記回路基板１００を説明するために、図１を使用する場合もある。また、図３に示す前記回路基板１００は、図１および図２に示す前記回路基板１と同じ構成要素を有して構成されている。したがって、図３に示す前記回路基板１００のうち前記回路基板１と同じ構成要素には、図１および図２に示す前記回路基板１と同じ符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、前記回路基板１００は、シート状の基板２の表面２ａに、回路パターン３が形成されている。前記回路パターン３は、複数の導体部３ａを有して構成されている。図３に示すように、前記回路パターン３を構成する前記導体部３ａは、前記基板２の前記表面２ａ上に形成された印刷部１１０と、前記印刷部１１０ａを覆うメッキ部２０とを有して構成されている。
【００３６】
前記印刷部１１０は、樹脂材料１１と、この樹脂材料１１に分散された導電性材料１１２および触媒活性材料１３０とを有して構成された導体材料で構成されている。なお、図３では、前記導電性材料１１２の方が、前記触媒活性材料１３０よりも直径が大きく示されているが、前記導電性材料１１２と前記触媒活性材料１３０の直径の大きさの関係はこれに限定されるものではなく、例えば前記触媒活性材料１３０の方が、前記導電性材料１１２よりも直径が大きく構成されていても良く、あるいは前記導電性材料１１２と前記触媒活性材料１３０の直径がともに同じものとして構成されていても良い。
【００３７】
前記導電性材料１１２は前記樹脂材料１１中に多数分散されており、導電性を発揮するものである。この導電性材料１１２は、例えばフレーク状、樹枝状、球状あるいは繊維状の形態である。図３に示す実施形態では、前記導電性材料１２はカーボンブラックで形成されている。ただし、前記度導電性材料１２をカーボンブラックに代えて、カーボングラファイト、カーボンファイバー、カーボンフィブリルで形成しても良い。
【００３８】
前記触媒活性材料１３０も、前記樹脂材料１１中に多数分散されており、後記する製造工程中においてメッキ部２０を無電解メッキ法で形成する際に、触媒活性を向上させる機能を発揮するものである。前記触媒活性材料１３０は導電性材料であることが好ましい。前記触媒活性材料１３０を導電性材料で形成すると、前記印刷部１１０の比抵抗を下げることができる。前記触媒活性材料１３０は、例えばフレーク状、樹枝状、球状あるいは繊維状の形態である。図３に示す実施形態では、前記触媒活性材料１３０はＰｄ（パラジウム）で形成されている。
【００３９】
なお、図３は切断断面図として模式的に示したものであるため、多数の前記導電性材料１１２どうし、あるいは多数の前記触媒活性材料１３０どうし、さらには多数の前記導電性材料１１２と多数の前記触媒活性材料１３０とが、間隔を空けて前記樹脂材料１１中に分散された状態で図示している。しかし実際には、多数の前記導電性材料１１２どうし、および多数の前記触媒活性材料１３０、さらには多数の前記導電性材料１１２と多数の前記触媒活性材料１３０とが、それらの表面において接触するように、前記樹脂材料１１中に分散されている。したがって、前記印刷部１１０は全体として導電性を発揮するようになっている。
【００４０】
図１および図３に示すように、前記メッキ部２０は前記印刷部１１０の表面を覆うように形成されている。前記メッキ部２０は、後記する無電解メッキ法によって形成されたものであり、金属材料によって形成されている。前記メッキ部２０に使用される金属材料としては、Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔなどを用いることができる。前記メッキ部２０をＣｕで形成すると比抵抗を小さくすることができるとともに、製造コストを低廉にすることができる。なお、前記メッキ部２０を、例えばＡｕやＰｔなどの前記導電性材料１１２や触媒活性材料１３０よりもイオン化傾向が小さい金属材料で形成すると、前記導電性材料１１２や前記触媒活性材料１３０のイオンマイグレーションを適切に抑制することができる。
【００４１】
図３に示す前記回路基板１００では、バインダーとして機能する前記樹脂材料１１の中に、導電性材料１１２と前記触媒活性材料１３０の２つのみが分散されている。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、例えば前記特許文献１に記載された回路基板の製造方法のように、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で容易に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００４２】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤が含まれていないため、前記印刷部１１０の比抵抗を小さくすることができるため、前記導体部３ａ全体の比抵抗を小さくすることが可能となり、回路基板１００としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１１０と前記基板２の表面２ａとの密着性を良好にすることができる。
【００４３】
また、図１および図３に示す前記回路基板１００では、前記印刷部１１０の表面を覆うように金属材料で形成された前記メッキ部２０が形成されている。前記印刷部１１０は前記導電性材料１１２および触媒活性材料１３０を含んで形成されているが、前記したように前記導電性材料１１２および触媒活性材料１３０は前記樹脂材料１１中に分散された状態である。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成されており導電性を発揮しないため、前記印刷部１１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１１２や触媒活性材料１３０単体での比抵抗に比較して大きく、導電性に劣ることとなる。
【００４４】
しかし、図１および図３に示す前記回路基板１００では、前記印刷部１１０の表面を覆うように金属材料からなる前記メッキ部２０が形成されているため、前記印刷部１１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性を適切に確保することができる。
【００４５】
以下に、図１および図２に示す前記回路基板１の製造方法を、図４ないし図６に基づいて説明する。なお、図４ないし図６は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線での切断断面図を示す図２と同じ方向から見た断面図である。
【００４６】
まず図４に示すように、シート状の基板２を用意する。この基板２は、例えばポリエチレンテレフタレートやポリイミドなどの合成樹脂で形成されている。なお、前記基板２は可撓性のものであっても良く、あるいは可撓性ではないガラスエポキシなどのソリッド基板であってもよい。
【００４７】
次に図５に示すように、前記基板２の表面２ａに印刷部１０を形成する。この印刷部１０を形成するには、まず樹脂材料１１の中に溶剤を混入した後、この樹脂材料１１の中に導電性材料１２を分散して、ペースト状の導電性インクを形成する。前記溶剤は前記導電性インクの粘度調整を行なうためのものであり、前記樹脂材料１１中に混入する前記溶剤の量を調整することによって、前記導電性インクの粘度をスクリーン印刷に適した粘度に調整する。また、前記樹脂材料１１には、必要に応じて可塑剤が混入されている。そして、粘度調整された前記導電性インクを用いてスクリーン印刷を行ない、前記基板２の前記表面２ａに、前記導電性インクによって回路パターン形状の導電塗膜を形成する。
【００４８】
そして、前記基板２の前記表面２ａに形成された前記導電塗膜を焼成すると、前記樹脂材料１１中に混入されていた前記溶剤が揮発し、さらに前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料によって形成されているため前記導電塗膜が前記基板２の前記表面２ａで硬化し、前記基板２の前記表面２ａに印刷部１０が密着した状態で形成される。前記焼成温度は、例えば１２０〜２００℃である。
【００４９】
次に、前記印刷部１１０の表面を酸洗し、前記導電性材料１２の表面を活性化させる。この酸洗は塩酸や硫酸、あるいは重クロム酸など公知の材料を使用でき、また公知の方法によって行なうことができる。
【００５０】
次に図６に示すように、前記印刷部１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成する。このメッキ部２０は、無電解メッキ法によって形成されるものである。前記メッキ部２０は、例えばＣｕ，Ａｕ，Ｐｔなどで形成できる。前記メッキ部２０を例えばＣｕで形成する場合、メッキ浴として、例えばＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏを１０ｇ／リットル、ＮａＯＨを１０ｇ／リットル、錯化剤としてＥＤＴＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ・ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ・ａｃｉｄ）・２Ｈ２Ｏを３０ｇ／リットル、ホルムアルデヒド（ＣＨ２Ｏ）を４ｇ／リットルの組成のものを使用できる。また、このメッキ浴の温度を例えば３５℃とし、前記印刷部１０が形成された状態の前記基板２を例えば１５分間浸漬する。このようにして無電解メッキ法によって前記メッキ部２０を形成した状態を示したのが図６である。
【００５１】
前記メッキ部２０は無電解メッキ法によって形成されるが、このように前記メッキ部２０を無電解メッキ法によって形成するのは、この無電解メッキ法は被メッキ部（印刷部１０）が電気的に導通していなくてもメッキ形成できるため、例えば、前記回路パターン３を、複数の短い導体部３ａどうしがそれぞれ間隔を空けて形成され、それらの導体部３ａが互いに導通していない構造で形成する場合であっても、それら各導体部３ａを構成する前記各印刷部１０に対して、表面を覆うメッキ部２０を形成することができるからである。
【００５２】
前記印刷部１０が形成された前記基板２を前記メッキ浴に浸漬する前に、例えば塩化スズ溶液に浸漬してＳｎ２＋を析出させる感応化工程と、塩化パラジウム溶液に浸漬してＰｄを析出させる活性化工程とで構成される触媒化処理を、前記印刷部１０が形成された前記基板２に対して行なうと、前記印刷部１０の表面以外の前記表面２ａにも前記メッキ部２０が析出形成されてしまうことが、後記する実験によって確認されている。したがって、前記メッキ浴への浸漬前に前記触媒化処理は行なわないことが好ましい。
【００５３】
本発明の回路基板１の製造方法では、溶剤で粘度調整された前記樹脂材料１１の中に導電性材料１２のみを分散し、他の構成要素を混入しないで製造を行なう。したがって、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００５４】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤を含まないで製造を行なうので、前記印刷部１０を小さな比抵抗のものとして製造することができるため、前記導体部３ａ全体を小さな比抵抗のものとして製造することが可能となり、回路基板１としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１０と前記基板２の表面２ａとの密着性が良好な回路基板１を製造することができる。
【００５５】
また、前記印刷部１０は前記導電性材料１２が含まれるように形成する。しかし、前記したように前記導電性材料１２は前記樹脂材料１１中に分散された状態で形成する。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成するが、この樹脂材料１１は導電性を発揮しないため、前記印刷部１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１２単体での比抵抗に比較して大きく、導電性に劣ることとなる。
【００５６】
しかし、図４ないし図６に示す前記回路基板１の製造方法では、図６に示す工程で、前記印刷部１０の表面を覆うように前記メッキ部２０を金属材料で形成するため、前記印刷部１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性が適切に確保された回路基板１を製造することができる。
【００５７】
以上、図１および図２に示す回路基板１の製造方法を説明したが、図３に示す回路基板１００を製造するには、図５に示す工程に代えて図７に示すように、前記樹脂材料１１の中に溶剤を混入した後、この樹脂材料１１の中に導電性材料１１２と触媒活性材料１３０を分散して、ペースト状の導電性インクを形成し、この導電性インクを用いてスクリーン印刷を行ない、前記基板２の前記表面２ａに、前記導電性インクによって回路パターン形状の導電塗膜を形成する。
【００５８】
そして、前記基板２の前記表面２ａに形成された前記導電塗膜を焼成して前記樹脂材料１１中に混入されていた前記溶剤を揮発させるとともに、前記基板２の前記表面２ａで硬化させて、前記基板２の前記表面２ａに密着するように前記印刷部１１０を形成すれば良い。なお、前記焼成温度は、例えば１２０〜２００℃である。そして、前記印刷部１１０を形成した後は、図１および図２に示す前記回路基板１の製造工程と同様に、前記印刷部１１０の表面を酸洗して前記導電性材料１１２および前記触媒活性材料１３０の表面を活性化した後、図６に示す工程と同様に、前記印刷部１０の表面を覆うように、無電解メッキ法によってメッキ部２０を形成すれば良い。
【００５９】
前記回路基板１００の製造方法では、前記印刷部１１０に触媒活性材料１３０が分散されているので、前記印刷部１１０の表面が活性化されているため、図７に示す工程で前記メッキ部２０を形成する際、前記触媒化処理を行なう必要がない。したがって、製造工程を少なくすることができ、製造効率を向上させることができる。また、基板２を前記塩化スズ溶液および塩化パラジウム溶液などの溶液に浸漬して触媒化処理を行なう必要がないため、基板２の表面２ａにメッキ部２０が析出形成されることを防止できる。
【００６０】
本発明の回路基板１００の製造方法でも、溶剤で粘度調整された前記樹脂材料１１の中に導電性材料１２と触媒活性材料１３０のみを分散し、他の構成要素を混入しないで製造を行なうため、製造コストを低廉にすることができるとともに、多くの種類の導電性材料を混入する場合に比較して少ない工程で簡単に製造することができるため、製造効率を向上させることができる。
【００６１】
また、前記バインダーとして機能する樹脂材料１１の中にゲル化剤などの添加剤を含まないで製造を行なうので、前記印刷部１１０を小さな比抵抗のものとして製造することができる。したがって、前記導体部３ａ全体を小さな比抵抗のものとして製造することが可能となり、回路基板１００としての特性を向上させることができる。また、前記印刷部１１０と前記基板２の表面２ａとの密着性が良好な回路基板１を製造することができる。
【００６２】
また、前記印刷部１１０は前記導電性材料１１２および触媒活性材料１３０が含まれるように形成するが、前記したように前記導電性材料１１２および前記触媒活性材料１３０は前記樹脂材料１１中に分散された状態で形成する。ここで、前記樹脂材料１１は熱硬化性樹脂材料で形成するが、この樹脂材料１１は導電性を発揮しないため、前記印刷部１１０全体の比抵抗は、前記樹脂材料１１の存在によって、前記導電性材料１１２や前記触媒活性材料１３０単体での比抵抗に比較して大きく、導電性に劣ることとなる。
【００６３】
しかし、前記回路基板１００の製造方法では、図７に示す工程で、前記印刷部１１０の表面を覆うように前記メッキ部２０を金属材料で形成するため、前記印刷部１１０のみの比抵抗と比較すると、前記導体部３ａ全体での比抵抗を小さくすることが可能である。したがって、前記導体部３ａの導電性が適切に確保された回路基板１００を製造することができる。
【実施例】
【００６４】
以下に示す表１は、図１および図３に示す回路基板１、１００の実施例と、比較例の導体部３ａの面積抵抗、耐マイグレーション、およびメッキ状態を示すものである。
【００６５】
【表１】
【００６６】
実施例１ないし３は、導電性材料１２をＡｇとして印刷部１０を形成し、この印刷部１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成して導体部３ａを形成した構造である。
【００６７】
実施例４は、導電性材料１２をカーボンブラックとし、触媒活性材料１３０をパラジウムとして印刷部１１０を形成し、この印刷部１１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成して導体部３ａを形成した構造である。
【００６８】
実施例１ないし４では、メッキ部２０を形成する前に、前記印刷部１０が形成された基板２を塩化第１スズ溶液と塩化パラジウム溶液とに浸漬して行なう触媒化処理は行なっていない。
【００６９】
また、表１に示すように、実施例１では希塩酸によって印刷部１０の表面を酸洗し、実施例２および３では希硫酸によって印刷部１０の表面を酸洗した。
【００７０】
比較例１は導電性材料１２をＡｇとして印刷部１０を構成し、この印刷部１０の表面にはメッキ部２０が形成されていない構造である。
【００７１】
比較例２は導電性材料１２をカーボンブラックとし、触媒活性材料１３０をパラジウムとして印刷部１０を構成し、この印刷部１０の表面にはメッキ部２０が形成されていない構造である。
【００７２】
比較例３は導電性材料１２をＡｇとして印刷部１０を形成し、この印刷部１０の表面を覆うようにメッキ部２０を形成して導体部３ａを形成した構造である点では実施例１ないし３と同様であるが、この比較例３では、メッキ部２０を形成する前に、前記印刷部１０が形成された基板２を塩化第１スズ溶液と塩化パラジウム溶液とに浸漬して触媒化処理を行なったものである。
【００７３】
また、表１に示すように、比較例１および２では印刷部１０の表面を酸洗せず、比較例３では希硫酸によって印刷部１０の表面を酸洗した。
【００７４】
これら各実施例および各比較例のそれぞれについて、表に示すように酸洗、塩化パラジウム溶液による触媒化処理、メッキ処理条件を設定して、面積抵抗と耐マイグレーション、およびメッキ状態を測定した。
【００７５】
前記各実施例および各比較例では、基板２としてＰＥＴを使用した。
前記各実施例および前記各比較例では、導電性材料１２として使用されるＡｇとして、平均長さ寸法５μｍフレーク状Ａｇと平均長さ寸法１〜２μｍの樹枝状Ａｇを使用した。また、導電性材料１１２として使用されるカーボンブラックとして、平均長さ寸法０．１から５μｍの中空シェル状カーボンブラック（ケッチェンブラック（Ｒ））を用いた。
【００７６】
また、樹脂材料１１としては、ポリエステルとポリウレタンとを使用した。また樹脂材料１１の粘度調整のために混入される溶剤として、カルビトールアセテートを使用した。
【００７７】
導電性材料１２と樹脂材料１１との混合比率は、導電性材料１２を４０ｖｏｌ／％、樹脂材料１１を６０ｖｏｌ／％とし、合わせて１００ｖｏｌ／％となるようにした。なお、この導電性材料１２と樹脂材料１１とを合わせたものを１００ｖｏｌ／％としたときに、３０ｖｏｌ／％の溶剤を樹脂材料１１に混入して導電性インクを形成し、この導電性インクを用いて印刷部１０、１１０を形成した。
【００７８】
前記表１の面積抵抗とは、単位面積当りの抵抗値を意味し、表１では１ｃｍ２当りの抵抗値を意味している。
【００７９】
また前記表１に示す耐マイグレーションは、基板２の表面２ａに０．５ｍｍピッチ（導体部３ａの幅寸法が０．２５ｍｍ、隣接する導体部３ａ間の幅寸法が０．２５ｍｍ）の導体部３ａを形成して、この導体部３ａを電極とし、電極間に＋/−５Ｖの電圧を印加し、温度６０℃、湿度９２ＲＨ％の条件下で５００時間放置して、マイグレーションの有無を調べた。表１では、マイグレーションが認められた場合を○印で示し、マイグレーションが認められなかった場合を×印で示している。
【００８０】
表１に示すように、実施例１ないし４では、比較例１ないし３に比較して、面積抵抗を小さくすることができる。
【００８１】
また、実施例１ないし４は、いずれも耐マイグレーションが良好であることが判る。特に実施例１ないし３は、マイグレーションが発生し易いＡｇを導電性材料１２として使用しているにも拘らず、マイグレーションが認められなかった。
【００８２】
また、印刷部１０の酸洗を行なった各実施例は、酸洗を行なっていない比較例１および２と比較して、面積抵抗が小さいことが判る。
【００８３】
また、実施例１ないし４は、いずれもメッキ状態が銅色を呈していることから、良好なメッキ状態であるといえる。
【００８４】
一方、比較例１ないし３は、実施例１ないし４に比較して面積抵抗が大きい。
また、比較例１ではマイグレーションが発生し易いＡｇを導電性材料１２として使用しているため、マイグレーションの発生が認められた。
【００８５】
また、メッキ部２０を形成する際に、印刷部１０の表面を触媒化処理した比較例３では、基板２の表面２ａにもＣｕが析出形成されているため好ましくない。
【００８６】
以上のように、実施例１ないし４は比較例１ないし３と比較して良好なメッキ状態とすることができ、小さい面積抵抗、良好な耐マイグレーションを有していることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の回路基板を示す部分斜視図、
【図２】図１に示す回路基板を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した状態を模式的に示す断面図、
【図３】本発明の回路基板を示す断面図、
【図４】図１に示す回路基板の製造工程を示す一工程図、
【図５】図４に示す工程の次に行なわれる工程を示す一工程図、
【図６】図５に示す工程の次に行われる工程を示す一工程図、
【図７】図３に示す回路基板の製造工程を示す一工程図、
【符号の説明】
【００８８】
１，１００ 回路基板
２ 基板
２ａ 表面
３ 回路パターン
３ａ 導体部
１０ 印刷部
１１ 樹脂材料
１２ 導電性材料
２０ メッキ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）樹脂材料と溶剤と導電性材料とで構成される導電性インクを用いて基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｂ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ａ）工程で、前記導電性材料をＡｇ（銀）で形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記（ａ）工程と（ｂ）工程との間に、
（ｃ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有する請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
（ｄ）樹脂材料と溶剤と導電性材料と触媒性材料とを有する導電性インクを用い基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｅ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ｄ）工程で、前記導電性材料をカーボンブラックで形成し、前記触媒活性材料をＰｄ（パラジウム）で形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、
（ｆ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有する請求項３記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記（ｂ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成する請求項１または２記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記（ｅ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成する請求項３または４記載の回路基板の製造方法。
【請求項１】
（ａ）樹脂材料と溶剤と導電性材料とで構成される導電性インクを用いて基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｂ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ａ）工程で、前記導電性材料をＡｇ（銀）で形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記（ａ）工程と（ｂ）工程との間に、
（ｃ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有する請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
（ｄ）樹脂材料と溶剤と導電性材料と触媒性材料とを有する導電性インクを用い基板の表面に印刷部を形成する工程と、
（ｅ）前記印刷部の表面を覆うメッキ部を無電解メッキ法によって形成する工程と、を有し、
前記（ｄ）工程で、前記導電性材料をカーボンブラックで形成し、前記触媒活性材料をＰｄ（パラジウム）で形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、
（ｆ）前記印刷部の表面を酸洗して、前記導電性材料の表面を活性化させる工程、を有する請求項３記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記（ｂ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成する請求項１または２記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記（ｅ）工程で、メッキ膜をＣｕで形成する請求項３または４記載の回路基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３０３３６８（Ｐ２００６−３０３３６８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２６３４２（Ｐ２００５−１２６３４２）
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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