回路基板

【課題】金属微粒子から形成されるパッド部を基板に安定して接着状態に維持する。
【解決手段】絶縁材料からなる基板２上に印刷により形成された、配線部３ｂおよび配線部３ｂに接続し配線部３ｂよりも面積の広いパッド部３ａを含む回路パターン３を備えるとともに、パッド部３ａ及び配線部３ｂと接し、かつ、パット部３ａよりも薄くなるように回路パターンの周縁の全周にわたる部分に印刷により形成された接着性の材質からなるカバーコート層を備える回路基板１を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクレスで回路を形成する回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環境に優しく、マスクレスで回路を形成する技術として、インクジェット装置を用いた回路基板の製造技術が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
この技術は、直径がｎｍオーダの金属微粒子を溶媒に分散させて、インクジェット装置を用いて基板上に回路パターンを印刷することにより、回路基板を形成するものである。
【０００４】
インクジェット装置を用いた印刷により基板上に回路パターンを形成する従来の技術では、予め基板の表面状態を整えてから印刷を行わないと、インクが濡れ広がるため、精密な回路パターンを形成できず、断線やショートが発生する不都合がある。このため、基板の表面にフッ素系分子のような撥液性の表面処理が行われる。
【非特許文献１】菅沼克昭著、「金属ナノ粒子ペーストのインクジェット微細配線」、株式会社シーエムシー出版、２００６年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撥液性の表面処理が行われた基板表面に、インクジェット装置を用いた印刷によって回路パターンを形成すると、回路パターンと基板との接着性が不安定になるという問題がある。
【０００６】
特に、検査プローブの接触を容易にするために、配線部分よりも広い面積を有するように形成されるパッド部、あるいは搭載部品を実装するパッド部においては、使用中に温度変化が発生すると、基板の材料と回路パターンを構成する材料とで熱膨張係数が異なるために、基板から剥離してしまう不都合が発生することがある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、パッド部を基板に安定して接着状態に維持することができる回路基板とその製造方法および電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００９】
本発明は、基板上に印刷により形成された、配線部および該配線部に接続し該配線部よりも面積の広いパッド部を含む回路パターンを備えるとともに、
前記回路パターンの厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたりカバーコート層が形成される回路基板を提供する。
【００１０】
本発明によれば、基板上に印刷により形成された回路パターンの周囲を覆うように印刷されたカバーコート層が、回路パターンの剥離を抑えるように構成され、カバーコート層により回路パターンの縁部が基板から剥離しないように接着状態に維持される。これにより、基板の表面に特別の表面処理を施すことなく、回路パターンの剥離を防止することができる。また、カバーコート層はパッド部の周囲を覆っているので、パッド上面がカバーコート層に覆われていないため、検査プローブを接触させて容易に導通検査を行うことができる。また、パッド部が基板搭載部品との実装部分になるときには、パット部上面の面積が確保されているため、回路基板と部品との強固な接合を得やすい構造になる。
【００１１】
上記発明においては、前記パット部の厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたりカバーコート層が形成する構造としてもよい。
このようにすることで、配線部を覆う構造になり、多層配線が可能な構造となる。
【００１２】
上記発明においては、前記パット部の凸形状の下部を覆い、かつ、前記パット部の厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたるカバーコート層を形成する構造でもよい。
このようにすることで、面積の大きいパッド部をより強固に基板との密着性をあげることが可能となる構造となる。
【００１３】
上記発明においては、前記パッド部の断面構造が凹形状である構造でも良い。
このようにすることで、検査プローブが凹形状にコンタクトするため、容易に検査しやすくなる。また、部品を実装する際には、搭載部品の電極やバンプをはめ込むようにすることができ、パット部でのアライメントが可能になる。
【００１４】
上記発明においては、前記カバーコート層が、エポキシ樹脂製の薄膜からなることとしえてもよい。
このようにすることで、粘着性の高いエポキシ樹脂製の薄膜を印刷により形成し、より確実に回路パターンの剥離を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パッド部の面積を確保しながら、回路パターンと基板との接着状態を安定して維持することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る回路基板１について、図１〜図１１を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態に係る回路基板１は、図１に示されるように、絶縁材料からなる基板２と、基板２の表面に形成された導電性の材料からなる回路パターン３と、回路パターン３の周縁の全周にわたる部分に接するカバーコート層４とを備えている。
【００１８】
基板２は、ガラス、石英ガラス、ポリイミド等のプラスチックフィルムあるいは表面が絶縁体で覆われている金属板等により構成されている。また、基板２は、後述するインクに含まれる金属微粒子の焼結時の温度（例えば、１２０℃〜２００℃）によって変形しない耐熱性を有している。また、基板２の表面には、フッ素系分子を吸着させることにより表面処理が行われている。
【００１９】
具体的には、例えば、Ａｒ１０ｍＬ／ｍｉｎ、５００Ｗで３０ｓｅｃ間プラズマ処理を施した後、２５〜７５％濃度に希釈したフッ素膜をスポイト塗布し、８０℃で３０分間加熱処理することにより表面処理が行われる。
【００２０】
回路パターン３は、金属微粒子を含むインクの微細な液滴をインクジェット装置によって基板２上に吐出するインクジェット印刷により描画した後に、例えば、１２０℃で１時間還元雰囲気中で加熱して、金属微粒子どうしを焼結させることにより基板２上に接着状態に形成される。
【００２１】
金属微粒子としては、例えば、金、銀、銅、パラジウムあるいはニッケルの内のいずれかを含有するものの他、これらの酸化物等を採用することができる。
【００２２】
金属微粒子の粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。１００ｎｍより大きいと、インクジェット装置のノズルに目詰まりが生ずる虞がある。また、１ｎｍより小さいと、金属微粒子に対する分散媒の体積比が大きくなるので、得られた回路パターン３内の有機物の割合が過多となる。
【００２３】
分散媒としては、上記の金属微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。
【００２４】
これらのうち、粒子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット装置での適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００２５】
また、図１では１個のパット部3aと1本の配線部３ｂを示しているが、実際の回路パターン３は、電子部品（図示略）の端子に接続する多数の配線部３ｂと、各配線部３ｂの一端に接続された比較的面積の大きなパッド部３aとで形成されている。配線部３ｂは、例えば、幅約１００μｍ、パッド部３aは、１辺が約１ｍｍの正方形状に形成されている。
【００２６】
カバーコート層４は、エポキシ樹脂からなる薄膜状に形成されている。カバーコート層４は、金属微粒子を焼結させることにより基板２上に回路パターン３が形成された後に、インクジェット装置によって回路パターン３に接するように、エポキシ樹脂を印刷し、ほぼ同時に紫外線照射することにより形成される。
【００２７】
具体的には、例えば、Ａｒ１０ｍＬ／ｍｉｎ、５００Ｗで３０ｓｅｃ間プラズマ処理を施した後、８０℃に加熱しつつインクジェット装置によりエポキシ樹脂の液滴を吹き付けることにより印刷される。
【００２８】
図２に示すように、パッド部３aの上面は、カバーコート層４に覆われないため、中央部が１辺１ｍｍの正方形状に露出していることを保つことができている。
【００２９】
また、カバーコート層４は、図３に示すようにパッド部３aの周縁から外側へも５０μｍ程度の幅で基板２上に形成されている。
【００３０】
このように構成された本実施形態に係る回路基板１によれば、回路パターン３の周縁部においてカバーコート層４により覆われているので、接着性のエポキシ樹脂からなるカバーコート層４によって回路パターン３が基板２から剥離しないように保持される。
【００３１】
すなわち、熱膨張や収縮による内部応力等が発生しても、回路パターン３の周縁が全周にわたってカバーコート層４によって基板２に接着されているので、周縁から発生し易い剥離が、効果的に抑えられる。
【００３２】
その結果、基板２の表面に撥液性の表面処理を施して、微細な回路パターン３を形成することができるとともに、パッド部３aの面積を減らすことなく、剥離を抑えて、耐久的に安定した検査を行うことができるという利点がある。
【００３３】
また、本実施形態においては、図４−６に示すように、パッド部３aの厚みと配線部３ｂの厚みを異なるように回路パターン３を形成し、その後、カバーコート層４を形成してもよい。このようにすることで、配線部３ｂのほぼ全体もカバーコート層４により被覆されているので、配線部３ｂの剥離をより強く抑えられ、断線等の不都合の発生を未然に防止することができる。さらに、図には示さないが、カバーコート層４は絶縁であるため、この上に配線部3bを形成することで、多層化が可能になる。
【００３４】
さらに、本実施形態においては図７に示すようなパット部３ａを形成したのちに、図８に示すようにカバーコート層４を形成してもよい。このようにすることで、パット部の断面は図９に示す構造となり、より強固に剥離を抑えることが可能となり、耐久的に安定した検査を行うことができるようになる。
【００３５】
また、本実施形態においては、図４及び図８に示したパッド部３ａの構造を図１０及び図１１に示す構造にしてもよい。このようにすることで、検査プローブが凹形状にコンタクトするため、容易に検査しやすくなる。
また、これまでパット部３ａには、検査プローブで接触することを前提に説明してきたが、パッド部３のサイズを小さくすることで、搭載部品の実装部の構造に置き換えることが可能である。すなわち、図１０もしくは図１１に示す構造にして、パッド部３aで搭載部品を実装する際には、搭載部品の電極やバンプをはめ込むようにすることができ、パット部でのアライメントが可能になる構造となる。
【００３６】
また、本実施形態に係る回路基板１は、図示を略すが、ストップウォッチ、時計、メトロノーム等の電子機器の内部基板として採用することにしてもよく、この場合、保守時等に、回路基板１に設けられたパッド部３aに検査プローブを接触させて導通検査を行うことができ、しかもパッド部３aが基板２から剥離しないように抑えられるので、耐久的に安定した検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路基板の一部を示す斜視図である。
【図２】図１のA-A'断面図である。
【図３】図１のB-B'断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る回路基板の一部を示す斜視図である。
【図５】図４のA-A'断面図である。
【図６】図４のB-B'断面図である。
【図７】カバーコート層を設ける前の回路基板の一部を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る回路基板の一部を示す斜視図である。
【図９】図８のA-A'断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る回路基板の一部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る回路基板の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１回路基板
２基板
３回路パターン
３ａパッド部
３ｂ配線部
４カバーコート層

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に印刷により形成された、配線部および前記配線部に接続し前記配線部よりも面積の広いパッド部を含む回路パターンと、
前記回路パターンの厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたりカバーコート層が形成される回路基板。
【請求項２】
前記基板上に印刷により形成された、前記配線部および前記配線部に接続し前記配線部よりも面積の広い前記パッド部を含む前記回路パターンと、
前記パット部の厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたり前記カバーコート層が形成される回路基板。
【請求項３】
前記基板上に印刷により形成された、前記配線部および前記配線部に接続し前記該配線部よりも面積の広い断面形状が凸形状の前記パッド部を含む前記回路パターンと、
凸形状の前記パット部の下部を覆い、かつ、前記パット部の厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたり前記カバーコート層が形成される回路基板。
【請求項４】
前記基板上に印刷により形成された、前記配線部および前記配線部に接続し前記該配線部よりも面積の広い前記パッド部を含む前記回路パターンと、
前記パット部の厚みより薄く、かつ、前記回路パターンの周縁の全周にわたり前記カバーコート層を備えるとともに、前記パッド部の断面構造が凹形状である回路基板。
【請求項５】
前記カバーコート層が、印刷により形成された接着性の材質である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項６】
前記カバーコート層が、エポキシ樹脂製の薄膜からなる請求項１から５のいずれか一項に記載の回路基板。

【図１】