JP2005294349A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐吸湿性および耐水性に優れ、かつ端子間の短絡を防止できる配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１１０と、導電性樹脂からなる配線パターン１２０と、カーボンを含む導電性樹脂からなり端子部１３０を覆う被覆導体１４０を形成し、レーザー光を用いて、端子部１３０の被覆導体１４０は除去し、配線パターン１２０毎に分離するように溝部１６０を形成するものである。これにより、配線パターン１２０のマイグレーションを防止できる。平面性に優れた被覆導体１４０により接触抵抗が低減される。また、溝部１６０により可撓性が向上し、配線基板１００のねじれや曲げによる被覆導体１４０の剥離のない信頼性の高い配線基板１００を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に導電性樹脂からなる配線パターンを形成した配線基板およびその製造方法に関する。

スクリーン印刷等の印刷手段を用いて基板上に銀、銅や錫等を含む導電性ペーストからなる配線パターンを形成した配線基板は、従来からよく知られている。しかし、銀、銅や錫等を含む導電性ペーストで形成した配線パターンは吸湿あるいは水滴付着等によって水分が付着したり、電界が存在すると、配線パターン中の銀、銅や錫等がマイグレーションして配線抵抗が変化する課題があった。なかでも、銀は電気抵抗の低い優れた導電性金属で、低温で焼成できると共に安価であるため導電性ペーストとして一般的に用いられているが、他の導電性金属と比較してマイグレーションを起こし易いことが知られている。そこで、従来から銀のマイグレーションを防止する提案が色々なされている。特に、外部機器と接続するための配線基板の端子部は、電極を露出させておく必要があるためにマイグレーションが生じ易く、この端子部でのマイグレーションの防止が強く要求されている。

マイグレーションを防止するための配線基板構成としては、図９のような構成が示されている。図９は、従来の配線基板における外部機器との接続部の端子構成を示した斜視図である。端子部９００は、プラスチックフィルム９１０の表面に銀ペーストからなる銀ペースト層９２０を印刷した後、銀ペースト層９２０の上にカーボンペーストからなるカーボンペースト層９３０を印刷した構成になっている。なお、端子部９００間のプラスチックフィルム９１０は接続を容易にするために除去されている。また、端子部９００以外の領域には保護膜９４０が形成されている。このように、銀ペースト層９２０の上にマイグレーションの起こり難いカーボンペースト層９３０を積層させた二層構造にすることによって、吸湿もしくは水滴付着による銀のマイグレーションを防止している（例えば、特許文献１）。

また、マイグレーションを防止するための配線基板の製造方法としては、図１０に示す方法が開示されている。

図１０（ａ）は、従来の配線基板の透視平面図であり、図１０（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

図１０に示すように、まず、絶縁性樹脂の基板１０００の表面に銀ペーストを印刷して複数本の銀パターン１０１０を形成する。次に、複数本の銀パターン１０１０を全て覆うように基板１０００の表面に導電性ペーストを印刷して導体層１０２０を形成する。次に、複数本の銀パターン１０１０間に存在する導体層１０２０をＹＡＧレーザーを用いて除去することにより、基板１０００の表面に銀パターン１０１０と導体層１０２０からなる複数本の積層導体パターン１０３０が形成され、銀パターン１０１０を導体層１０２０で完全に被覆することにより、銀のマイグレーションを防止している（例えば、特許文献２）。

さらに、図１１に示すように、通常、銀のマイグレーションを防止のためにカーボンペースト層１１５０をスクリーン印刷法やステンシル印刷法等で形成する方法がある。

つまり、まず、プラスチックフィルム１１２０上に配線パターン１１３０を形成する。次に、端子部１１１０以外の配線パターン１１３０を覆うように保護層１１４０を形成する。次に、スクリーンやステンシル版１１００を保護層１１４０にまたがるように配置し、カーボンペーストを印刷することによりカーボンペースト層１１５０が形成される。

この方法により製造された配線基板は、銀からなる配線パターン１１３０をカーボンペースト層１１５０で被覆することにより銀のマイグレーションを防止することができるものである。
特開２０００−３４０６０７号公報 特開２００３−２０９３３８号公報

しかし、特許文献１に示した、銀ペースト層上にカーボンペースト層を形成する二層構成の場合、銀ペースト層の側面部はカーボンペースト層で覆われていないために、銀ペースト層の側面の露出部から銀がマイグレーションすることがあり、確実にマイグレーション防止を行うことはできなかった。特に、配線パターンが基板上に形成されている場合、配線パターンの線幅が狭くなればなるほど、銀ペースト層の側面部の相対的な露出面積が大きくなり、かつ隣接する配線パターン間の距離が小さくなる。このため、銀のマイグレーションが生じ易くなり、線幅の狭い配線パターンの形成には適用できないという課題があった。

また、特許文献２に示した、レーザー光で導体層を除去する場合、基板や保護層はレーザー光を吸収しない材料で構成されるため、導体層を基材と保護層の上に形成しなければならない。なぜなら、保護層と基材の間に一部の導体層を形成すると、レーザー光で導体層が蒸発しても逃げることができないため完全に導体層を除去できない。さらには、導体層の膨張等により保護層に膨れが発生する可能性があり信頼性や変形等による製品上の課題があった。また、保護層との段差に形成された導体層は、相手側コネクタとの着脱やコネクタ差込部の屈曲等により剥離し、配線パターンの露出によるマイグレーションの発生等、長期間にわたる信頼性に課題があった。

また、図１１（ａ）に示したように、スクリーン印刷法やステンシル印刷法等を用いてカーボンペースト層１１５０を形成する場合、マスクとして用いるスクリーンやステンシル版１１００は、通常ある程度の張力や強度を必要とするので、端子部１１１０の保護層１１４０端部において、図１１（ｂ）に示すような、スクリーンやステンシル版１１００と保護層１１４０との間に段差１１６０を生じる。なぜなら、スクリーンやステンシル版１１００は段差１１６０に応じて自由に変形できないためであり、その結果、段差１１６０位置で隙間１１７０が発生する。そして、図１１（ｃ）に示すように、印刷されるカーボンペーストがその隙間１１７０を介して流動し、隣接する配線パターン１１３０間がカーボンペースト層１１５０で短絡１１８０するという課題があった。

また、図１１（ｄ）に示すように、通常用いられる銀等の粒子を含む導電性樹脂からなるペーストをスクリーン印刷で形成する場合には、印刷し硬化処理した後の配線パターン１１３０表面部は凹凸が大きいために、機械的に接触させる接続構成においては接触抵抗を小さくできないという課題がある。そこで、マイグレーションを防ぎ、凹凸のある配線パターン１１３０を平滑に被覆するためにカーボンペースト層１１５０をスクリーン印刷法で形成した場合でも、スクリーンの位置合わせ精度や乾燥硬化時に発生するダレを考慮する必要があるため隣接する配線パターン１１３０の間隔を微細化できないという課題もあった。さらに、カーボンペースト層１１５０のダレのために、相手側コネクタの接続端子との接触できる面積が小さくなり、大幅な接触抵抗の低減はできなかった。

そこで、本発明は上記の課題を解決して、マイグレーションの発生を防止し耐湿性および耐水性を向上させると共に、接触面積の拡大により接触抵抗を下げ、さらに、保護層下の配線パターンや保護層に損傷を与えることのない信頼性に優れた配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る配線基板は、基板と、基板上に形成された導電性樹脂からなり、外部機器に接続する複数の配線パターンを有する端子部と、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなり、少なくとも端子部の配線パターンを覆う被覆導体と、端子部以外の配線パターンを被覆する絶縁性保護膜とを有し、基板の端子部には、複数の配線パターンが露出しないように、かつ被覆導体を配線パターン毎に分離すると共に、少なくとも基板の一部も削除する溝部を有する構成からなる。この構成により、配線パターンを被覆導体で確実に覆うと共に、配線パターン毎に溝部で分離されるためマイグレーションの発生を防止できるものである。

また、溝部が、少なくとも複数の配線パターン間の被覆導体および基板を分離する開口部からなる構成としてもよい。この構成により、開口部が貫通孔であっても端子部の先端は基板で繋がっているので相手側コネクタへの差込を確実に行うことができる。

また、絶縁性保護膜が、被覆導体の一部と端子部以外の配線パターンを被覆する構成としてもよい。この構成により、段差部に被覆導体が形成されていないため、剥離等による信頼性の低下が発生しない。

また、被覆導体が、絶縁性保護膜の一部を被覆する構成としてもよい。この構成により、絶縁性保護膜上に被覆導体を形成しても、配線パターン毎に溝部で分離されているため、相手側コネクタの差込口の厚みばらつきや配線基板の厚みの不均一等により生じる応力等を軽減できる。特に、幅の広い配線基板におけるねじれや曲げに対する応力の緩和にその効果が大きい。

また、本発明の配線基板の製造方法は、基板上に導電性樹脂からなり、外部機器に接続するための複数の配線パターンを有する端子部を含む配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなり、端子部の配線パターンを覆う被覆導体を形成する被覆導体形成工程と、少なくとも端子部以外の配線パターンを絶縁性保護膜で被覆する被覆工程と、配線パターンが露出しないように被覆導体を分離し、少なくとも基板の一部も削除する溝部を形成する溝部形成工程とを有する方法からなる。

また、被覆工程が、被覆導体の一部と端子部以外の配線パターンを被覆する方法でもよい。

また、溝部形成工程が、少なくとも被覆導体を分離する開口部を形成する方法でもよい。

また、溝部形成工程が、レーザー光照射で行われる方法であってもよい。

また、溝部形成工程が、ダイシングソーで行われる方法であってもよい。

また、溝部形成工程が、サンドブラスト法で行われる方法であってもよい。

これらの方法により、簡単な工程で微細な配線パターンを有する配線基板を作製できる。

本発明によれば、導電性樹脂からなる配線パターンの端子部において、カーボンを含む導電性樹脂からなる被覆導体で全面を被覆し、配線パターン毎に少なくとも基板の一部も削除し、被覆導体を除去する溝部を形成する。これにより、端子部の可撓性を高め相手側コネクタの差込口形状への追従性を向上させると共に、配線パターンの耐湿性および耐水性を著しく向上させて銀等の導電性樹脂のマイグレーションを抑制し、カーボンペーストによる隣接する配線パターン間の短絡を防止する信頼性に優れた配線基板を実現できる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板およびその製造方法について、図１と図２を用いて説明する。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の要部を模式的に示した透視平面図、図１（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図１（ｃ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

本発明の第１の実施の形態に係る配線基板１００は、絶縁性樹脂のフィルムシートからなる基板１１０上にスクリーン印刷等により形成した、例えば銀を含む導電性樹脂（以下、銀ペーストと記す。）からなる配線パターン１２０と端子部１３０に、例えばスクリーン印刷等により形成したカーボンを含む被覆導体１４０と被覆導体１４０の一部と端子部１３０以外の配線パターン１２０を被覆する絶縁性保護膜１５０とで構成されている。そして、各配線パターン１２０の間で、配線パターン１２０が露出しないように、少なくとも被覆導体１４０を分離し、かつ基板１１０の一部も削除する位置まで、例えばレーザーやサンドブラスト法等で溝部１６０を形成するものである。なお、絶縁性保護膜１５０は、被覆導体１４０の一部と端子部１３０以外の配線パターン１２０を被覆する構成が好ましいが、少なくとも端子部１３０以外の配線パターン１２０を被覆導体１４０で被覆する構成とすればよく、特に限定されない。

この構成により、端子部１３０において、被覆導体１４０で被覆された配線パターン１２０は、溝部１６０により分離されると共に、被覆導体１４０で完全に被覆されているため、配線パターン１２０の銀のマイグレーションを防止できる。さらに、溝部１６０によって被覆導体１４０のにじみ等による隣接する配線パターン１２０間の短絡を防ぐことができる。

また、被覆導体１４０を形成した後に絶縁性保護膜１５０を形成するため、絶縁性保護膜１５０との段差部１７０には被覆導体１４０が存在しないので、相手側コネクタとの着脱時に発生する屈曲等による被覆導体１４０の剥離等が発生しない。つまり、剥離により配線パターン１２０の銀が露出しないため、マイグレーションによる信頼性の低下が発生しない。

さらに、配線パターン１２０毎に溝部１６０が基板１１０の少なくとも一部も削除するように形成されているため、端子部１３０の機械的強度を弱め、可撓性を向上させることができる。そのため、例えば、相手側コネクタの差込口の厚みばらつきや配線基板１００自体の厚みの不均一等によって相手側コネクタへの差込時に生じる、端子部１３０の各配線パターン１２０にかかる応力等が軽減され、応力による被覆導体１４０の剥離等を防止できる。特に、幅の広い配線基板１００におけるねじれや曲げに対する応力の緩和にその効果が大きい。

また、カーボンを含む被覆導体１４０が、例えば銀粒子よりも微細な粒径を有するカーボン粒子からなる場合、この被覆導体１４０を用いて配線パターン１２０の端子部１３０を覆うことによって、その表面部を平滑にすることができる。さらに、被覆導体１４０を全面に形成後に、レーザー等で分離するため、スクリーン印刷時に生じるダレの発生がない。その結果、被覆導体１４０の平面性が保たれているため、外部機器との接続時の接触面積を大きくでき、接触抵抗が低減される。

また、スクリーン印刷時、スクリーンの位置ズレに対するマージンが必要でないため、配線パターンの微細化に効果が大きい。

本発明の第１の実施の形態における基板１１０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネートまたはポリイミド等の高分子樹脂からなるフィルムシート基板等、通常の配線基板に用いられているものであれば、いずれでも使用可能である。なかでも、フィルムシート基板は、汎用性プラスチックとして広く利用されているため安価であり、しかも基板１１０の板厚を１００μｍ〜４００μｍに薄くできるのでこの配線基板１００を用いた電子回路装置の薄型化に有効な点で好ましい。また、ガラス繊維入りエポキシ樹脂、セラミック板やガラス板等の比較的硬質な基板等も可撓性を必要としなければ用いることができる。

本発明の第１の実施の形態の絶縁性保護膜１５０としては、メッキレジストで形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ポリイミドからなるフィルムシートを貼り合わせてもよいし、無機膜からなる保護膜をスパッタリング法や化学気相成膜（ＣＶＤ）法等により形成してもよい。また、使用する環境によってはまったく保護膜を形成しなくてもよい。

なお、レーザー加工で溝部１６０を形成する場合、基板１１０や絶縁性保護膜１５０の材料としては、使用するレーザー光に対する吸収係数の大きな材料を用いることが好ましい。また、微細な砥粒を用いたサンドブラスト法で溝部１６０を形成する場合、砥粒の衝撃を吸収し難い材料が好ましいが、特にそれに制限されるものではない。例えば、ＰＥＴ等であれば、溝部１６０の形成は可能である。

本発明の第１の実施の形態における銀ペーストとしては、銀粒子を結着剤に分散混合したものであればいずれでもよい。特に、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂またはポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を結着剤に用いた銀ペーストは、フィルムシート基板との接着強度が強く、しかも配線パターン１２０自体の機械的強度が強くなる点で好ましい。

本発明の第１の実施の形態におけるカーボンを含む被覆導体１４０としては、導電性カーボンの微粒子を結着剤に分散混合したもので、銀ペーストに用いる銀粒子の粒径よりも小さな粒径のカーボン粒子を用いてもよい。例えば、銀ペーストに用いる銀粒子の粒径が０．５μｍ〜１０μｍの球状銀粒子または鱗片状銀粒子の場合、カーボン粒子の粒径としては０．１μｍ〜１μｍ程度が望ましく、さらに０．３μｍ以下とすることがより望ましい。また、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂またはポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を結着剤に用いたカーボンペーストは、銀ペーストとの接着強度が強く、耐湿性および耐水性に優れ、しかも耐摩擦性に優れる点で好ましい。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る配線パターン１２０の導電性樹脂として、銀を例に説明してきたが、銅、錫、鉛、ニッケルや半田等のマイグレーションを起こし易い導電性樹脂に適用できることはいうまでもない。

以下に、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法の工程の一例を示す透視平面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、スクリーン印刷またはグラビア印刷等、一般的に配線基板の配線層を形成するために用いられる印刷手段を用いて、基板１１０上に銀ペーストを印刷し、乾燥もしくは加熱して硬化させると、低抵抗で、かつ接着強度の良好な端子部１３０を有する配線パターン１２０が得られる（この工程を配線パターン形成工程という）。特に、スクリーン印刷法は、配線パターン１２０の形状を自由に、しかも比較的微細な配線パターン１２０まで作製可能で、かつ量産性に優れ、製造コストも安価である点で好ましい。なお、配線パターン１２０の表面部は、図２（ｃ）に示すように比較大きな凹凸を有している。これは、スクリーン印刷で形成する場合には、スクリーンメッシュによる印刷厚さのむらが最終的に残ること、および銀ペーストの銀粒子の形状ばらつきの影響によるものである。

次に、図２（ｂ）に示すように、少なくとも配線パターン１２０は被覆するように端子部１３０の全面にカーボンを含む被覆導体１４０をスクリーン印刷等により印刷し、乾燥もしくは加熱等により形成する（この工程を被覆導体形成工程という）。

次に、図２（ｃ）に示すように、少なくとも被覆導体１４０の一部と端子部１３０以外で配線パターン１２０が形成されている部分に絶縁性保護膜１５０を形成する（この工程を被覆工程という）。なお、絶縁性保護膜１５０は、被覆導体１４０の一部と端子部１３０以外の配線パターン１２０を被覆するように形成することが好ましいが、少なくとも端子部１３０以外の配線パターン１２０を被覆導体１４０で被覆するように形成すればよく、特に限定はされない。

この絶縁性保護膜１５０としては、通常用いられるメッキレジスト、ＰＥＴやポリイミド等の絶縁性の樹脂材料や二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料等を形成すればよく、さらに無機材料と樹脂材料とを積層する構成としてもよい。

次に、図２（ｄ）示すように、例えば、配線基板１００の構成材料に応じて光吸収係数の高いＣＯ_２レーザー、エキシマレーザー、ＵＶレーザーやＹＡＧ高調波レーザー等のレーザー加工機２００のレーザー光２１０により、配線基板１００の端子部１３０を構成する基板１１０、被覆導体１４０と少なくとも被覆導体１４０を覆う絶縁性保護膜１５０を、例えばＣＯ_２レーザーによる熱分解加工やエキシマ、ＹＡＧ高調波レーザー等による光分解加工で除去し、少なくとも基板１１０の一部も削除する溝部１６０を加工形成する（この工程を溝部形成工程という）。

この場合、溝部１６０は、銀ペーストからなる配線パターン１２０が露出しない部分の基板１１０、被覆導体１４０と絶縁性保護膜１５０に形成することが重要である。なぜなら、配線パターン１２０が露出した場合、銀のマイグレーションを発生する要因となり、長期的な信頼性を低下させてしまうからである。

次に、レーザー光２１０による溝部１６０の形成工程を繰り返すことにより、図２（ｅ）に示すような、端子部１３０において、配線パターン１２０毎に溝部１６０が形成され、配線基板１００が作製される。

これにより、カーボンを含む被覆導体１４０により配線パターン１２０が保護され、湿度の高い雰囲気や水滴が付着するような雰囲気で使用しても銀のマイグレーションを防止できる。さらに、レーザー光２１０で加工され、かつ基板１１０の一部も削除する溝部１６０で被覆導体１４０が分離されるため、信頼性が高く、かつ原理的にはレーザー光２１０で加工可能な幅まで微細な配線パターン１２０を形成することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態では、配線パターン１２０の銀ペーストを硬化させた後に被覆導体１４０を形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、被覆導体１４０まで形成した後に、銀ペーストと被覆導体１４０とを同時に硬化処理してもよい。また、溝部１６０を形成後に、被覆導体１４０を硬化してもよい。この場合、硬化時に被覆導体１４０のダレが少ないことが望ましい。

また、図３に示すように、溝部１６０を基板１１０が完全に分離した構成で形成してもよい。この場合、レーザー加工やサンドブラスト法だけでなく、図４に示すように、ダイシングソー５００等により溝部１６０の形成ができるため、一括で溝部１６０の加工が可能となり、生産性やコストの低減に効果がある。さらに、配線パターン１２０毎に完全に分離されるため、確実なマイグレーションの防止と、端子部１３０の曲げやねじれに対する応力緩和効果がさらに向上する。

また、被覆導体１４０と基板１１０および配線パターン１２０との付着強度が強ければ、ウォータージェット法を用いて溝部１６０を形成することもできる。

また、図５に示すように、絶縁性保護膜１５０を端子部１３０以外の配線パターン１２０を覆うように形成し、絶縁性保護膜１５０と略同一平面になるように被覆導体１４０を全面に形成し、溝部１６０により配線パターン１２０毎に分離してもよい。これにより、被覆導体１４０と絶縁性保護膜１５０が略同一平面上に形成されるため、絶縁性保護膜１５０による段差を生じないので、相手側コネクタ等の着脱時の被覆導体１４０と絶縁性保護膜１５０との変形による界面剥離等が発生しない。さらに、端子部１３０が薄型化した配線基板１００が得られる。

また、図６に示すように、絶縁性保護膜１５０の一部を覆うように被覆導体１４０を形成し、溝部１６０により配線パターン１２０毎に分離してもよい。この構成により、絶縁性保護膜１５０上に被覆導体１４０を形成しても、配線パターン１２０毎に分離されているため、相手側コネクタの差込口の厚みばらつきや配線基板１００の厚みの不均一等により生じる応力等を軽減できるので被覆導体１４０の界面剥離等が低減される。特に、幅の広い配線基板１００におけるねじれや曲げに対する応力の緩和にその効果が大きい。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態に係る配線基板およびその製造方法について、図７と図８を用いて説明する。

図７（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の要部を模式的に示した透視平面図、図７（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図７（ｃ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図７において図１と同じ構成については同じ符号を用い説明を省略する。

本発明の第２の実施の形態では、図７（ａ）に示すように、溝部１６０の代わりに開口部７００を端子部１３０の配線パターン１２０間にレーザー光２１０により加工形成するものである。

以下に、本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の製造方法の工程の一例を示す透視平面図である。図８において図２と同じ構成については同じ符号を用い説明を省略する。

まず、図８（ａ）に示すように、スクリーン印刷またはグラビア印刷等、一般的に配線基板の配線パターンを形成するために用いられる印刷手段を用いて、基板１１０上に銀ペーストを印刷し、乾燥もしくは加熱して硬化させると、低抵抗で、かつ接着強度の良好な配線パターン１２０が得られる（この工程を配線パターン形成工程という）。

次に、図８（ｂ）に示すように、配線パターン１２０の端子部１３０の全面にカーボンを含む被覆導体１４０をスクリーン印刷等により印刷し、乾燥もしくは加熱して形成する（この工程を被覆導体形成工程という）。

次に、図８（ｃ）に示すように、少なくとも被覆導体１４０の一部と端子部１３０以外で配線パターン１２０が形成されている部分の上に絶縁性保護膜１５０を形成する（この工程を被覆工程という）。

次に、図８（ｄ）示すように、例えば、配線基板１００の構成材料に応じて光吸収係数の高いＣＯ_２レーザー、エキシマレーザー、ＵＶレーザーやＹＡＧ高調波レーザー等のレーザー加工機２００のレーザー光２１０により、配線基板１００の端子部１３０を構成する基板１１０の端部の一部は残すようにした基板１１０と、被覆導体１４０と少なくとも被覆導体１４０を覆う絶縁性保護膜１５０を、熱分解加工もしくは光分解加工で除去することにより、開口部７００を加工形成する（この工程を溝部形成工程という）。

次に、レーザー光２１０による加工を繰り返すことにより、図８（ｅ）に示すような、端子部１３０において、配線パターン１２０毎に分離され、複数の開口部７００を有する配線基板１００が形成される。これにより、第１の実施の形態の効果が得られると共に、基板１１０の端子部１３０の端部には開口部７００等による溝がないため、端子部１３０が分離していないため、相手側コネクタとの差込が容易になる。

また、開口部７００を貫通孔とすれば、相手側コネクタの配線基板１００の開口部７００の位置にラッチを設けて、一旦差し込むと抜け難い構成とすることにより接続の信頼性を高めることもできる。

また、開口部７００の形成は、上記で述べたレーザー光２１０による加工に限られず、例えば、メタルマスクやフォトリソグラフィによるレジストパターンをマスクとしたサンドブラスト法を用いることができる。また、微小粒子を用いたマイクロサンドブラスト法の場合には、メタルマスク等を用いずに直接開口部７００を形成することもできる。さらに開口部７００が貫通孔であれば、ウォータージェット法等を用いることもできる。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の作製について、実施例に基づいて具体的に説明する。他の実施の形態においても同様であり説明は省略する。

本実施例においては、以下の条件により、銀ペーストからなる配線パターン１２０を基板１１０上に印刷した。基板１１０としては、ポリイミド樹脂からなるフィルムシートで、その厚みは１００μｍとした。銀ペーストは、銀粒子の粒径が０．５μｍ〜１０μｍの球状銀粒子と鱗片状銀粒子の混合粒子を７５重量部、硬化温度１２０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる結着剤を１５重量部に混合して用いた。これをスクリーン印刷法で印刷した。その時のスクリーンメッシュの線径は２５μｍ、感光性乳剤層厚は１０μｍで、配線の線幅設計値が１５０μｍとなるようにした。銀ペーストを印刷し、熱硬化させることにより配線パターン１２０を形成した。この時の配線パターン１２０の膜厚は２０μｍ〜３０μｍ、その線幅は１６０μｍ〜１７０μｍおよび表面部の凹凸は約１０μｍであった。

次に、以下の条件により、カーボンを含む被覆導体１４０を配線パターン１２０の端子部１３０全面に、スクリーン印刷により形成した。カーボンを含む被覆導体１４０としては、粒径が０．１μｍ〜０．３μｍのアセチレンブラックから作製された導電性カーボンを８５重量部、硬化温度１２０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる結着剤を１５重量部に混合したものを用いた。そして、カーボンを含む被覆導体１４０をスクリーン印刷により印刷後、基板１１０を１３０℃で１０分間加熱して、カーボンを含む被覆導体１４０を熱硬化させた。その結果、配線パターン１２０の端子部１３０全面が、硬化したカーボンを含む被覆導体１４０で被覆された。さらに、被覆導体１４０の一部と端子部１３０以外の配線パターン１２０に絶縁性保護膜１５０を形成した。この時の絶縁性保護膜１５０としては、一般的にメッキ等のレジスト膜として用いられている樹脂をスクリーン印刷により形成した。そして、ポリイミド樹脂と被覆導体と絶縁性保護膜を、それらの光吸収端以下の波長を有するＵＶレーザー（２６６ｎｍ）、ＹＡＧ高調波レーザー（３５５ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）等で光分解加工により除去した。この時、溝部１６０の深さや構成材料の光吸収係数等を考慮して照射エネルギー量、時間、パルスや連続照射等の条件を調整することにより所望の溝部１６０が形成される。これらのレーザー加工の場合、加工面は、シャープで加工残渣もなく形成された。なお、溝部１６０の加工精度が要求されない場合は、ＣＯ_２レーザー（１０．６μｍ）を用いて熱分解加工で形成することもできる。

また、サンドブラスト法の場合、溝部１６０のピッチや幅および深さ等を考慮して、例えば、Φ０．３ｍｍ〜Φ８ｍｍのノズルを用いて、３μｍ〜４０μｍの微細砥粒を０．２ＭＰａ〜１．３ＭＰａ程度の圧力によって投射して形成した。この時、溝部１６０の形状に応じて、マスクを用いて形成することも、直接形成することもできる。

このようにして作製した配線基板１００の信頼性を評価するために信頼性評価試験を行った。試験条件および評価は、以下の方法で行った。すなわち、６５℃、９５％ＲＨ雰囲気中で電圧を印加した状態で放置し、１０００時間後に端子部１３０の配線の表面の観察を行った。その結果、銀のマイグレーションはまったく観察されなかった。また、外部機器と接続するための配線パターン１２０の端子部１３０と外部機器の端子とを機械的に接触させて接触抵抗を測定したが、従来の凹凸がある場合に比べて接触抵抗はほぼ１桁小さくなり、接触抵抗も充分小さくできることが見出された。さらに、端子部１３０の被覆導体１４０間を絶縁抵抗計で測定した結果、基板１１０の抵抗値と同様の値であり、短絡や絶縁抵抗の低下はなかった。また、１０００回の挿抜評価を行っても、接触抵抗の増加や被覆導体１４０の剥離等の発生はなかった。

本発明に係る配線基板およびその製造方法は、導電性樹脂からなる配線パターンを、カーボンを含む導電性樹脂からなる被覆導体により保護すると共に、端子部の配線パターンを分離するため、耐吸湿性および耐水性が著しく向上し、マイグレーションを大幅に抑制することができる。また、挿抜による被覆導体の剥離が発生せず信頼性の高い配線基板が得られる。

これにより、導電性樹脂からなる微細な配線パターンが形成された配線基板を厳しい環境で使用される各種電子機器に適用することができる。

（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の要部を示す透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図 本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す透視平面図 （ａ）本発明の第１の実施の形態に係る別の例の配線基板の要部を示す透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図 本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す透視平面図 （ａ）本発明の第１の実施の形態に係る別の例の配線基板の要部を示す透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図 （ａ）本発明の第１の実施の形態に係る別の例の配線基板の要部を示す透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図 （ａ）本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の要部を示す透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図 本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す透視平面図 従来の配線基板における外部機器との接続部の端子構成を示した斜視図 （ａ）従来の配線基板の構成を説明する透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図 （ａ）従来の配線基板の構成を説明する透視平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のスクリーンマスクを除いた後の被覆導体の状態を説明する透視平面図（ｄ）同図（ｃ）のＢ−Ｂ’断面図

符号の説明

１００ 配線基板
１１０ 基板
１２０ 配線パターン
１３０ 端子部
１４０ 被覆導体
１５０ 絶縁性保護膜
１６０ 溝部
１７０ 段差部
２００ レーザー加工機
２１０ レーザー光
５００ ダイシングソー
７００ 開口部

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された導電性樹脂からなり、外部機器に接続する複数の配線パターンを有する端子部と、
   カーボン粒子を含む導電性樹脂からなり、少なくとも前記端子部の前記配線パターンを覆う被覆導体と、
   前記端子部以外の前記配線パターンを被覆する絶縁性保護膜とを有し、
   前記基板の前記端子部には、複数の前記配線パターンが露出しないように、かつ前記被覆導体を前記配線パターン毎に分離すると共に、少なくとも前記基板の一部も削除する溝部を有することを特徴とする配線基板。
2. 前記溝部が、少なくとも複数の前記配線パターン間の前記被覆導体および前記基板を分離する開口部からなることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記絶縁性保護膜が、前記被覆導体の一部と前記端子部以外の前記配線パターンを被覆することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
4. 前記被覆導体が、前記絶縁性保護膜の一部を被覆することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
5. 基板上に導電性樹脂からなり、外部機器に接続するための複数の配線パターンを有する端子部を含む配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
   カーボン粒子を含む導電性樹脂からなり、少なくとも前記端子部の前記配線パターンを覆う被覆導体を形成する被覆導体形成工程と、
   前記端子部以外の前記配線パターンを絶縁性保護膜で被覆する被覆工程と、
   前記配線パターンが露出しないように前記被覆導体を分離し、少なくとも前記基板の一部も削除する溝部を形成する溝部形成工程と、
   を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
6. 前記被覆工程が、前記被覆導体の一部と前記端子部以外の前記配線パターンを絶縁性保護膜で被覆することを特徴とする請求項５に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記溝部形成工程が、少なくとも前記被覆導体を分離する開口部を形成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の配線基板の製造方法。
8. 前記溝部形成工程が、レーザー光照射で行われることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかに記載の配線基板の製造方法。
9. 前記溝部形成工程が、ダイシングソーで行われることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記溝部形成工程が、サンドブラスト法で行われることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかに記載の配線基板の製造方法。

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