CN102845139B - 膜配线板 - Google Patents
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Abstract
本发明的膜配线板,具备绝缘基材和至少一个电路部,该电路部设置在绝缘基材上并且以绝缘覆盖层覆盖由含有导电粉的导电性膏形成的电路层而成,其中,电路层含有具有90%以上的凝胶率的树脂成分。
Description
技术领域
本发明涉及膜配线板。
背景技术
作为个人计算机的基板间连接配线材、数字家电用的开关电路,使用膜配线板。膜配线板是在塑料等具有挠性的膜基板上印刷银膏形成电路层而成的(参照下述专利文献1)。因此,与在塑料膜上将铜蚀刻或镀覆来形成电路层的柔性印刷配线板(FPC)相比,膜配线板能够容易且低成本制造。因此,作为FPC的价廉的代替品而广泛使用膜配线板。
专利文献1:日本特开2006-261198号公报
发明内容
然而,膜配线板中,需要保护电路层。另外,伴随着膜配线板的小型化而也有将电路层多层化的趋势。因此,需要以绝缘覆盖层覆盖电路层。
但是,如果通过银膏的印刷而在基板上形成电路层后,在该电路层涂布树脂组合物并使其固化来形成绝缘覆盖层,则有时电路层的电路电阻显著上升。另外,该电路电阻的上升程度根据绝缘覆盖层的种类而异,因所使用的绝缘覆盖层的种类而使电路电阻变得相当大。因此,可使用的绝缘覆盖层的种类受限制。
本发明是鉴于上述事情而完成的,其目的在于提供一种膜配线板,其无关于绝缘覆盖层的种类而能够充分抑制用绝缘覆盖层覆盖电路层前后的电路电阻变化。
本发明人为了解决上述课题而进行深入研究,结果认为电路层的电路电阻显著变化的原因如下。即,认为用绝缘覆盖层覆盖电路层,则绝缘覆盖层中的溶剂侵入到电路层中,该溶剂使电路层所含的树脂成分膨胀或溶解,进而,由此相互接触的银粒子彼此分离,电路层的电路电阻显著变化。另外,侵入到电路层中的溶剂根据绝缘覆盖层的种类而不同。因此,本发明人认为由于绝缘覆盖层的种类而使电路电阻的变化率不同是因为根据溶剂的种类电路层中的树脂成分的膨胀或程度不同。因此,本发明人为了抑制电路层中的树脂成分的膨胀或溶解而着眼于电路层中的凝胶率,进行了深入研究。其结果发现通过将电路层中的树脂成分的凝胶率设为规定值以上,可抑制电路层中的树脂成分的膨胀或溶解,由此可解决上述课题,从而完成本发明。
即,本发明的膜配线板,具备绝缘基材和至少一个电路部,该电路部设置在上述绝缘基材上,并以绝缘覆盖层覆盖由含有导电粉的导电性膏形成的电路层而成,其特征在于,上述电路层含有具有90%以上的凝胶率的树脂成分。
根据该膜配线板,通过使电路部的电路层中的树脂成分的凝胶率为90%以上,从而能够充分抑制电路层中的树脂成分的膨胀、溶解,充分抑制导电粉彼此的分离。因此,可实现无关于绝缘覆盖层的种类而充分抑制以绝缘覆盖层覆盖电路层前后的电路电阻变化的膜配线板。
上述膜配线板中,优选上述绝缘覆盖层是将紫外线固化型抗蚀剂固化而成的。
此时,与绝缘覆盖层是将热固化型抗蚀剂固化而成的情况相比,能够实现可更充分抑制以绝缘覆盖层覆盖电路层前后的电路层的电路电阻变化的膜配线板。
上述膜配线板中,优选上述树脂成分是将含有自由基聚合系树脂组合物的树脂组合物固化而成,上述自由基聚合系树脂组合物含有聚氨酯丙烯酸酯低聚物、季戊四醇三丙烯酸酯以及季戊四醇四丙烯酸酯,上述树脂组合物中的上述自由基聚合系树脂组合物的含有率为70质量%以上。
此时,与树脂组合物中的自由基聚合系树脂组合物的含有率低于70质量%的情况相比,能够实现可更充分抑制以绝缘覆盖层覆盖电路层前后的电路层的电路电阻变化的膜配线板。
根据本发明,能够提供一种以绝缘覆盖层覆盖电路层时能无关于绝缘覆盖层的种类而充分抑制电路电阻变化的膜配线板。
附图说明
图1是表示本发明的膜配线板的一个实施方式的俯视图。
图2是沿图1的II-II线切的截面图。
图3是表示图2的电路层的放大图。
具体实施方式
以下,使用图1~图3对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的膜配线板的一个实施方式的俯视图,图2是沿图1的II-II线切的截面图,图3是表示图2的电路层的放大图。如图1和图2所示,本实施方式的膜配线板100具备绝缘基材1、设置在绝缘基材1上的第1电路部2、设置在第1电路部2上的第2电路部3。
第1电路部2是以绝缘覆盖层2b覆盖设置在绝缘基材1上的电路层2a而成的。另外,第2电路部3是以绝缘覆盖层3b覆盖设置在第1电路部2的绝缘覆盖层2b上的电路层3a而成的。
电路层2a和电路层3a均由含有导电粉的导电性膏形成,如图3所示,电路层2a和电路层3a含有导电粉4和树脂成分5,树脂成分5具有90%以上的凝胶率。
根据该膜配线板100,通过使第1电路部2的电路层2a中的树脂成分5的凝胶率为90%以上,从而能够充分抑制电路层2a中的树脂成分5的膨胀、溶解,并能够充分抑制导电粉4彼此的分离。另外,通过使第2电路部3的电路层3a中的树脂成分5的凝胶率为90%以上,从而能够充分抑制电路层3a中的树脂成分5的膨胀、溶解,并能够充分抑制导电粉4彼此的分离。因此,根据膜配线板100,能够无关于绝缘覆盖层2b、3b的种类而充分抑制以绝缘覆盖层2b覆盖电路层2a前后的电路层2a的电路电阻变化以及以绝缘覆盖层3b覆盖电路层3a前后的电路层3a的电路电阻变化。
这里,电路层2a、3a中的树脂成分5的凝胶率优选为94%以上,更优选为96%以上。
接下来,对膜配线板100的制造方法进行说明。
首先,准备绝缘基材1。构成绝缘基材1的绝缘材料通常由塑料构成。作为这样的塑料,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(PEN)等聚酯树脂,聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等。
接下来,准备导电性膏。作为导电性膏,使用将导电粉4、用于形成树脂成分5的树脂组合物以及溶剂进行混合而成的膏。
(导电粉)
通常,导电粉4可以是片状的导电粒子,也可以是球状的导电粒子,也可以是它们的混合物。
对导电粉4的平均粒径没有特别限制,但通常为0.1~20μm,优选为0.5~10μm。
作为导电粉4,如图3所示,优选使用片状导电粒子4a与球状导电粒子4b的混合物。这种情况下,干燥导电性膏时,球状导电粒子4b容易进入到片状的导电粒子4a间的缝隙,其结果,即使片状的导电粒子4a彼此分离,也能通过球状导电粒子4b而容易地确保片状导电粒子4a间的导电路径。这里,相对于片状导电粒子4a的平均粒径的球状导电粒子4b的平均粒径的比优选为0.1~1,更优选为0.25~0.5。此时,即使片状的导电粒子4a彼此分离,也能够通过球状导电粒子4b而更容易地确保片状导电粒子4a间的导电路径。应予说明,片状导电粒子4a和球状导电粒子4b的粒径是指用电子显微镜观察导电粒子时,由下述式算出的值。
粒径=(最小长度+最大长度)/2
应予说明,球状导电粒子4b是指相对于最小长度的最大长度的比为1~2的导电粒子。另外,平均粒径是指利用激光衍射法测定得到的值的50%的值。
作为导电粉4,例如可使用银。
(树脂组合物)
作为树脂组合物,可使用自由基聚合系树脂组合物、阳离子聚合系树脂组合物、不饱和聚酯树脂等。其中,从反应速度的方面考虑,优选自由基聚合系树脂组合物。
这里,作为自由基聚合系树脂组合物,可优选使用包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物、季戊四醇三丙烯酸酯以及季戊四醇四丙烯酸酯的树脂组合物(例如UV-5501(日本合成化学工业公司制)),包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物、用不饱和脂肪酸羟基烷基酯修饰的ε-己内酯、2-羟基乙基丙烯酸酯的树脂组合物(例如UV-7510B(日本合成化学工业公司制))。这些可以分别单独或混合使用。
这里,使用包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物、季戊四醇三丙烯酸酯以及季戊四醇四丙烯酸酯的自由基聚合系树脂组合物的情况下,优选上述树脂组合物中的自由基聚合系树脂组合物的含有率为70质量%以上,更优选为80质量%以上。这种情况下,与树脂组合物中的自由基聚合系树脂组合物的含有率低于70质量%的情况相比,能够更充分抑制以绝缘覆盖层2b覆盖电路层2a前后的电路层2a的电路电阻变化。其中,上述树脂组合物中的自由基聚合系树脂组合物的含有率通常为100质量%以下。
(溶剂)
作为溶剂,可使用乙醇、丙醇、四氢呋喃、异佛尔酮、松油醇、三乙二醇单丁基醚、丁基乙酸溶纤剂、二乙二醇乙醚醋酸酯等有机溶剂。这些可单独或组合2种以上使用。
导电性膏中,将作为固体成分基底即固体成分的导电粉4和树脂组合物的总计设为100质量%时,优选以70~95质量%的比例含有导电粉4,优选以5~30质量%的比例含有树脂组合物。如果导电粉4和树脂组合物的含有率在上述范围内,则可对电路层2a和电路层3a的树脂成分5容易地实现90%以上的凝胶率,并且也可容易地实现良好的导电性和印刷性。
接下来,通过印刷法将上述导电性膏涂布在绝缘基材1上。作为印刷法,例如可采用丝网印刷法、凹版印刷法、转印印刷法、辊涂法等。
接着,向导电性膏照射电子束。此时,吸收剂量通常为100~200kGy即可。通过电子束的照射,导电性膏中的树脂组合物发生交联(固化),得到具有90%以上的凝胶率的树脂成分5。此时,如果增大吸收剂量,则能够提高凝胶率,如果减小吸收剂量,则能够降低树脂成分5的凝胶率。如此地在绝缘基材1上形成电路层2a。
接下来,以绝缘覆盖层2b覆盖电路层2a。绝缘覆盖层2b可通过以覆盖电路层2a的方式在绝缘基材1上涂布树脂组合物并使其固化而得到。此时,作为树脂组合物,可使用紫外线固化型抗蚀剂、热固化型抗蚀剂。这里,紫外线固化型抗蚀剂是含有紫外线固化性树脂和光聚合引发剂而构成的,热固化型抗蚀剂是含有热固化性树脂和固化剂而构成的。
作为紫外线固化性树脂,例如可举出聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和聚醚酯(甲基)丙烯酸酯等。使用饱和聚酯树脂作为电路层2a中的树脂成分5时,由于更不易使树脂成分5膨胀,因此优选聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
树脂组合物的固化可通过向树脂组合物照射紫外线来进行。
使用热固化型抗蚀剂作为树脂组合物时,作为热固化性树脂,例如,可使用饱和聚酯树脂等。此外,作为固化剂,例如可使用聚异氰酸酯等。
使用热固化型抗蚀剂作为树脂组合物时,可通过将树脂组合物加热并使其固化,从而得到绝缘覆盖层2b。
作为树脂组合物,优选使用紫外线固化型抗蚀剂。此时,与使用热固化型抗蚀剂形成绝缘覆盖层2b的情况相比,能够实现可更充分抑制以绝缘覆盖层2b覆盖电路层2a前后的电路电阻变化的膜配线板100。
接下来,在绝缘覆盖层2b上通过印刷法将与上述同样的导电性膏进行涂布。然后,与形成电路层2a时同样地通过电子束照射使导电性膏固化。如此地在绝缘覆盖层2b上形成电路层3a。
最后,以绝缘覆盖层3b覆盖电路层3a。绝缘覆盖层3b也与绝缘覆盖层2b同样,以覆盖电路层3a的方式将树脂组合物涂布在绝缘覆盖层2b上并固化。此时,作为树脂组合物,如同绝缘覆盖层2b的情况,优选使用紫外线固化型抗蚀剂。此时,能够更加充分地抑制以绝缘覆盖层3b覆盖电路层3a前后的电路层3a的电路电阻的变化。
如此地得到膜电路板100。
本发明并不限定于上述实施方式。例如上述实施方式中,虽然形成2层电路部,但也可以仅形成1层电路部,也可以形成3层以上。形成3层以上的电路部时,反复进行使用上述导电性膏在电路部3上形成电路层,在该电路层涂布树脂组合物并使其固化形成绝缘覆盖层从而得到电路部的工序即可。
实施例
以下,举出实施例和比较例,更具体说明本发明的内容,但本发明并不限定于以下实施例。
(实施例1~9)
首先,如下准备导电性膏。即,混合银粒子、树脂组合物以及溶剂,用三辊混炼机进行混炼得到导电性膏。此时,以表1所示的比例混合银粒子和树脂组合物。应予说明,表1中的数值的单位只要没有特别限定则表示“质量%”。另外,表1所示的导电性膏中的各成分的含有率表示将固体成分基底,即固体成分的总量设为100质量%时的含有率。相对于固体成分100质量份添加3~20质量份的溶剂。
表1
另外,作为银粒子、树脂组合物和溶剂,具体使用下述物质。
(1)银粒子
S-303:大研化学工业(株)制(平均粒径2.4μm的片状银粒子)
S-602:大研化学工业(株)制(平均粒径1.07μm的球状粒子)
(2)树脂组合物
UV-5501:日本合成化学工业公司制的自由基聚合系树脂组合物
UV-7501B:日本合成化学工业公司制的自由基聚合系树脂组合物
(3)溶剂
二乙二醇乙醚醋酸酯
接下来,在厚度75μm的由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的塑料基材上通过丝网印刷法将上述导电性膏以形成厚度10μm且直线状的印刷图案的方式涂布,使用电子束照射装置以加速电压300kV、吸收剂量200kGy向该印刷图案照射电子束,形成电路层。
接下来,在如上述得到的电路层上将表1所示的热固化型抗蚀剂(藤仓化成(株)XB-3027)通过丝网印刷法以露出电路层两端的方式涂布,使用IR炉将该抗蚀剂以150℃加热固化5分钟,形成绝缘覆盖层。这样得到膜配线板。
(实施例10~18)
将表1所示的紫外线固化型抗蚀剂(互应化学工业(株)制PTF-300G)通过丝网印刷法以露出电路层两端的方式涂布在实施例1~9中得到的各电路层上,通过使用金属卤化物灯向该抗蚀剂照射强度1000mJ/cm2的紫外线使抗蚀剂固化,由此形成厚度20μm的绝缘覆盖层,除此之外,与实施例1同样地得到膜配线板。
(比较例1)
将表1所示的组成的导电性膏通过丝网印刷法涂布在塑料基材上形成直线状的印刷图案后,使用IR炉将该印刷图案以150℃加热固化5分钟来形成电路层,除此之外,与实施例1同样地得到膜配线板。应予说明,比较例1的导电性膏由银粒子、自由基聚合系树脂组合物、引发剂和溶剂构成,作为引发剂使用AIBN(偶氮二异丁腈)。
(比较例2)
将表1所示的组成的导电性膏通过丝网印刷法涂布在塑料基材上形成直线状的印刷图案后,使用IR炉将该印刷图案以150℃加热固化5分钟来形成电路层,除此之外,与实施例10同样地得到膜配线板。应予说明,比较例2的导电性膏由银粒子、自由基聚合系树脂组合物、引发剂和溶剂构成,作为引发剂使用AIBN(偶氮二异丁腈)。
(比较例3)
作为导电性膏,使用互应化学工业(株)制PAF-25F,将电路层中的树脂成分的凝胶率按表1所示进行设定,除此之外,与实施例1同样地得到膜配线板。
(比较例4)
作为导电性膏,使用互应化学工业(株)制PAF-25F,将电路层中的树脂成分的凝胶率按表1所示进行设定,除此之外,与实施例10同样地得到膜配线板。
<凝胶率>
凝胶率如下求得。即,切出实施例1~18和比较例1~4中得到的电路层的一部分作为试验片,将该试验片在MEK(甲基乙基酮)中浸渍1小时后,在105℃干燥1小时,测定浸渍前后的试验片的重量变化,由此算出凝胶率。
<电路电阻的评价>
对实施例1~18和比较例1~4中得到的膜配线板如下评价电路电阻。
在实施例1~18和比较例1~4中得到的膜配线板的制造中途,测定以绝缘覆盖层覆盖电路层前的电路层的电阻值(R1)作为初始电阻,并且测定膜配线板完成后的电路层的电阻值(R2)。将结果示于表1。应予说明,在此,电阻值R1、R2是使用数字万用表,通过4端子法测定的。进而,基于下述式算出电阻的变化率。
电阻变化率(%)=100×(R2-R1)/R1
结果示于表1。
由表1所示的结果可知,与具有凝胶率低于90%的电路层的比较例1~4的膜配线板相比,具有凝胶率为90%以上的电路层的实施例1~18的膜配线板能够充分抑制电路电阻的变化。另外,还可知能够无关于绝缘覆盖层的种类而充分抑制电路电阻的变化。
因此,根据本发明的膜配线板,可确认通过使电路层中的树脂成分的凝胶率为90%以上,从而能够无关于绝缘覆盖层的种类而充分抑制以绝缘覆盖层覆盖电路层前后的电路电阻的变化。
附号说明
1…绝缘基材,2…第1电路部,3…第2电路部,2a、3a…电路层,2b、3b…绝缘覆盖层,4…导电粉,4a…片状导电粒子,4b…球状导电粒子,5…树脂成分,100…膜配线板。
Claims (6)
1.一种膜配线板,具备:
绝缘基材,和
至少一个电路部,其设置在所述绝缘基材上并以绝缘覆盖层覆盖由含导电粉的导电性膏形成的电路层而成,
其特征在于,所述电路层含有具有90%以上的凝胶率的树脂成分,
所述至少一个电路部具有设置在所述绝缘基材上的第1电路部,在所述第1电路部所述绝缘覆盖层与所述绝缘基材接触。
2.根据权利要求1所述的膜配线板,其特征在于,所述绝缘覆盖层是将紫外线固化型抗蚀剂固化而成的。
3.根据权利要求1或2所述的膜配线板,其特征在于,
所述树脂成分是将含有自由基聚合系树脂组合物的树脂组合物固化而成的,
所述自由基聚合系树脂组合物包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物、季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯,
所述树脂组合物中的所述自由基聚合系树脂组合物的含有率为70质量%以上。
4.根据权利要求1或2所述的膜配线板,其中,所述导电粉为片状导电粒子与球状导电粒子的混合物。
5.根据权利要求4所述的膜配线板,其中,相对于所述片状导电粒子的平均粒径的所述球状导电粒子的平均粒径的比为0.1~1。
6.根据权利要求1或2所述的膜配线板,其中,所述导电性膏中,将所述导电粉和所述树脂组合物的总和设为100质量%时,以70~95质量%的比例含有所述导电粉,以5~30质量%的比例含有所述树脂组合物。
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