JP2006066838A - 回路基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路パターンの比抵抗値を小さくできて細い回路パターンでも高電流を流すことができ、また小型化・集積化が図れる回路基板を提供する。
【解決手段】可撓性を有する絶縁性の合成樹脂フイルム11の表面に回路パターン20−1〜7を設けてなるフレキシブル回路基板10である。回路パターン20−1〜7の内の少なくとも一部の回路パターン20−3,4,5,6は、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを前記合成樹脂フイルム11に塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンによって形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】可撓性を有する絶縁性の合成樹脂フイルム11の表面に回路パターン20−1〜7を設けてなるフレキシブル回路基板10である。回路パターン20−1〜7の内の少なくとも一部の回路パターン20−3,4,5,6は、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを前記合成樹脂フイルム11に塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンによって形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、回路基板に関するものである。
従来、可撓性を有する絶縁性の合成樹脂フイルムの表面に回路パターンを設けてなるフレキシブル回路基板が、各種電子機器に使用されている。そして前記フレキシブル回路基板に設ける回路パターンとして、導電ペーストを合成樹脂フイルム上に塗布して硬化させることで形成される回路パターンがある。導電ペーストの塗布によって回路パターンを形成すると、銅箔をエッチングして回路パターンを形成する場合等に比べて、回路パターンの形成が容易でその製造コストの低減化が図れ、また廃液や不要金属等が出ない工程が可能で、環境負荷が低く、また電力節減効果も期待でき、好適である。
しかしながら一方で導電ペーストを用いた回路パターンには、以下のような問題点があった。
即ち、従来の導電ペースト(一般には銀ペースト)は、鱗片状の銀粒子(平均粒径1〜50μm程度)に、樹脂バインダーや有機溶剤等を添加することで構成されている。そして回路パターンの形成は、この導電ペーストを絶縁基板である合成樹脂フイルムの表面に印刷し、一般的には160℃程度で加熱・乾燥することで行われる。しかしながらこのようにして形成された回路パターンの比抵抗(体積抵抗率)は、1×10-4〜4×10-5〔Ω・cm〕程度であり、銀そのものの比抵抗1.6×10-6〔Ω・cm〕に比べてかなり高い値となっている。このように従来の導電ペーストからなる回路パターンの比抵抗が高い原因は、樹脂バインダーが銀粒子間に残存するため銀粒子同士の接触箇所が少ないためであり、更には銀粒子同士の電気的導通は物理的接触のみであるため各接触箇所において接触抵抗が発生してしまうためである。このため従来、導電ペーストを用いて形成した回路パターンを有するフレキシブル回路基板においては、その回路パターンに高電流を流すことが困難であった。即ち例えばこのフレキシブル回路基板に設けたスイッチの回路や固定抵抗器の回路には、数mA程度の電流を流すだけで良いので回路パターンの比抵抗値が大きいことはあまり問題にならない。しかしながら例えばこのフレキシブル回路基板に設けたチップLEDの回路には、数10mA程度の電流を流す必要があるので回路パターンの比抵抗値が大きいと、回路パターンに規定の電流を流すことができず、チップLEDの発光が阻害されたり、高圧の静電気や過電流が流れ込むと最悪の場合加熱によりパターン切れを生じる恐れがあった。一方これを防止するには、そのパターン幅を太くすることとなるが、そうするとフレキシブル回路基板の小型・集積化が阻害されるという問題が生じる。
即ち、従来の導電ペースト(一般には銀ペースト)は、鱗片状の銀粒子(平均粒径1〜50μm程度)に、樹脂バインダーや有機溶剤等を添加することで構成されている。そして回路パターンの形成は、この導電ペーストを絶縁基板である合成樹脂フイルムの表面に印刷し、一般的には160℃程度で加熱・乾燥することで行われる。しかしながらこのようにして形成された回路パターンの比抵抗(体積抵抗率)は、1×10-4〜4×10-5〔Ω・cm〕程度であり、銀そのものの比抵抗1.6×10-6〔Ω・cm〕に比べてかなり高い値となっている。このように従来の導電ペーストからなる回路パターンの比抵抗が高い原因は、樹脂バインダーが銀粒子間に残存するため銀粒子同士の接触箇所が少ないためであり、更には銀粒子同士の電気的導通は物理的接触のみであるため各接触箇所において接触抵抗が発生してしまうためである。このため従来、導電ペーストを用いて形成した回路パターンを有するフレキシブル回路基板においては、その回路パターンに高電流を流すことが困難であった。即ち例えばこのフレキシブル回路基板に設けたスイッチの回路や固定抵抗器の回路には、数mA程度の電流を流すだけで良いので回路パターンの比抵抗値が大きいことはあまり問題にならない。しかしながら例えばこのフレキシブル回路基板に設けたチップLEDの回路には、数10mA程度の電流を流す必要があるので回路パターンの比抵抗値が大きいと、回路パターンに規定の電流を流すことができず、チップLEDの発光が阻害されたり、高圧の静電気や過電流が流れ込むと最悪の場合加熱によりパターン切れを生じる恐れがあった。一方これを防止するには、そのパターン幅を太くすることとなるが、そうするとフレキシブル回路基板の小型・集積化が阻害されるという問題が生じる。
上記問題点は、銀ペーストのみでなく、銅粒子に樹脂バインダーや有機溶剤等を添加することで構成される銅ペーストにも同様に生じる問題である。
特開2003−197032号公報
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、回路パターンの比抵抗値を小さくできて細い回路パターンでも高電流を流すことができ、また小型化・集積化が図れる回路基板を提供することにある。
本願請求項1に記載の発明は、絶縁基板の表面に回路パターンを設けてなる回路基板において、前記回路パターンの内の少なくとも一部の回路パターンは、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで前記微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンによって形成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回路基板において、前記融着型回路パターンは、前記絶縁基板上に導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜の上に、前記金属微粒子融着型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の回路基板において、前記融着型回路パターンは、前記金属微粒子融着型導電性被膜の上に、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項4に記載の発明は、請求項1又は2又は3に記載の回路基板において、前記回路パターンの一部が、前記融着型回路パターンによって形成され、その他の回路パターンが、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを前記絶縁基板に塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜からなる樹脂硬化型回路パターンによって形成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項5に記載の発明は、絶縁基板の表面に回路パターンを設けてなる回路基板において、前記回路基板の一部に設けた接続部の表面には、前記回路パターンに連結され且つ他の部材に設けた接点に電気的に接続される接点パターンが形成されており、少なくとも前記回路パターンの内の一部の回路パターン及びこれに連結される接点パターンは、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを前記絶縁基板に塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで前記微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンによって形成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の回路基板において、前記融着型回路パターンは、前記絶縁基板上に導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜の上に、前記金属微粒子融着型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の回路基板において、前記融着型回路パターンは、前記金属微粒子融着型導電性被膜の上に、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板にある。
本願請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の回路基板において、前記融着型回路パターンの内の前記接点パターンを構成している部分の上に、さらにマイグレーション防止用の樹脂硬化型導電性被膜をオーバーコートにて積層したことを特徴とする回路基板にある。
本願請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8の内の何れかに記載の回路基板において、
前記絶縁基板は合成樹脂フイルムであり、前記回路基板は前記合成樹脂フイルムの表面に回路パターンを設けてなるフレキシブル回路基板であることを特徴とする回路基板にある。
前記絶縁基板は合成樹脂フイルムであり、前記回路基板は前記合成樹脂フイルムの表面に回路パターンを設けてなるフレキシブル回路基板であることを特徴とする回路基板にある。
請求項1に記載の発明によれば、銀又は銅の微粒子(特に平均粒径がナノメータレベルの微細な微粒子)は、低い加熱温度(140℃〜250℃)により互いに融着して連続した金属の薄い金属微粒子融着型導電性被膜を形成する。このためこの金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる回路パターン(融着型回路パターン)は金属銀(又は金属銅)と同程度の低い比抵抗を有するものとなる。従ってパターン幅の細い回路パターンであってもこれに高電流を流すことができる。また高電流を流さない回路パターンにあってはそのパターン幅をさらに細くすることができる。これらのことから回路基板の小型化・集積化が図れる。
また前述のように低い加熱温度で銀又は銅の微粒子が融着するので、回路基板を構成する絶縁基板として、耐熱性の低い絶縁基板を用いることができる。
また銀又は銅の微粒子の粒径は小さいので、金属微粒子融着型導電性被膜の外周辺の境界線部分の凹凸を小さくでき、きわめてファインな境界線を形成することができる。従ってこの金属微粒子融着型導電性被膜のみによって回路パターンを形成した場合は、その分隣接する回路パターン間の離間距離を短くすることができ、さらなる回路基板の小型化が図れる。
一方融着型回路パターンを構成する金属微粒子融着型導電性被膜は金属層なので、半田付けも可能となる(但しこの場合、絶縁基板としてハンダ付けに耐える耐熱性の高い絶縁基板を用いる必要がある)。
請求項2,6に記載の発明によれば、絶縁基板上に設けた樹脂硬化型導電性被膜の上に金属微粒子融着型導電性被膜を積層して融着型回路パターンを構成したので、絶縁基板の材質によっては、この絶縁基板と前記樹脂硬化型導電性被膜との密着性に比べて、この絶縁基板との密着性のあまり良くない金属微粒子融着型導電性被膜を、確実に絶縁基板上に設置することができる。また回路基板として可撓性のあるフレキシブル回路基板を用いた場合は、金属微粒子融着型導電性被膜は樹脂硬化型導電性被膜に比べてフレキシブル回路基板を屈曲させたときにクラックが入り易いが、クラックの入り難い樹脂硬化型導電性被膜を積層することで金属微粒子融着型導電性被膜を補強し、これによってフレキシブル回路基板の屈曲に対して十分対応できるようになる。
請求項3,7に記載の発明によれば、金属微粒子融着型導電性被膜の上に樹脂硬化型導電性被膜を積層して融着型回路パターンを構成したので、絶縁基板の材質によっては、この絶縁基板と前記樹脂硬化型導電性被膜との密着性に比べて、この絶縁基板との密着性のあまり良くない金属微粒子融着型導電性被膜を、その上に樹脂硬化型導電性被膜を積層することで、確実に絶縁基板上に設置することができる。また回路基板としてフレキシブル回路基板を用いた場合は、金属微粒子融着型導電性被膜は樹脂硬化型導電性被膜に比べてフレキシブル回路基板を屈曲させたときにクラックが入り易いが、その上に樹脂硬化型導電性被膜を積層することで補強し、これによってフレキシブル回路基板の屈曲に対して十分対応できるようになる。
請求項4に記載の発明によれば、一枚の回路基板上に、融着型回路パターンと樹脂硬化型回路パターンとを混在させたので、高電流を流す回路パターンと低電流を流す回路パターンとが混在する回路基板であっても、回路パターンの線幅を太くする必要はなく、回路基板の小型化が図れる。
また融着型回路パターンの形成と樹脂硬化型回路パターンの形成とが、何れも微粒子含有ペーストと樹脂含有導電ペーストの塗布・加熱という類似の工程によって形成できるので、高電流を流す回路パターンと低電流を流す回路パターンとが混在する回路基板であっても、製造工程および製造設備が煩雑になることはない。
請求項5に記載の発明によれば、金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる回路パターン(融着型回路パターン)は金属銀(又は金属銅)と同程度の低い比抵抗を有するものとなるので、パターン幅の細い回路パターン及びこれに連結される接点パターンにも高電流を流すことができ、また高電流を流さない回路パターン及びこれに連結される接点パターンにあってはそのパターン幅をさらに細くすることができ、これらのことから回路基板の小型化・集積化が図れる。
また前述のように低い加熱温度で銀又は銅の微粒子が融着するので、回路基板を構成する絶縁基板として、耐熱性の低い絶縁基板を用いることができる。
また銀又は銅の微粒子の粒径は小さいので、金属微粒子融着型導電性被膜の外周辺の境界線部分の凹凸を小さくでき、きわめてファインな境界線を形成することができる。従ってこの金属微粒子融着型導電性被膜のみによって回路パターン及びこれに連結される接点パターンを形成した場合は、その分隣接する回路パターン及びこれに連結される接点パターン間の離間距離を短くすることができ、さらなる回路基板の小型化が図れる。
一方融着型回路パターンを構成する金属微粒子融着型導電性被膜は金属層なので、半田付けも可能となる(但しこの場合、絶縁基板としてハンダ付けに耐える耐熱性の高い絶縁基板を用いる必要がある)。
請求項8に記載の発明によれば、融着型回路パターンの内の接点パターンを構成している部分の上に、さらにマイグレーション防止用の樹脂硬化型導電性被膜をオーバーコートにて積層したので、接近して設置した接点パターン間のマイグレーションを防止できる。またマイグレーションを防止できるから、さらに各接点パターンを接近して形成でき、接続部の小型化が図れる。また接点パターンは樹脂硬化型導電性被膜のオーバーコートにより耐環境性(耐酸化性や耐硫化性)に強くなり、且つその上に他の部材に設けた接点が接触することに対する機械的耐久性も強くなる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる回路基板(以下この実施形態では「フレキシブル回路基板」という)10及びこれに取り付ける各種部品を示す斜視図である。同図に示すようにフレキシブル回路基板10(図1ではフレキシブル回路基板10の接続部40よりも左側の部分はその記載を省略している)は、可撓性を有する絶縁性の絶縁基板(以下この実施形態では「合成樹脂フイルム」という)11の表面に回路パターン20(20−1〜7)を設けて構成されている。またフレキシブル回路基板10の一部(二ヶ所)に設けた接続部30,40の表面には、それぞれ前記回路パターン20(20−1〜7)に連結される接点パターン21−1〜5,23−5〜7が設けられている。以下各構成部分について説明する。
合成樹脂フイルム11は、可撓性を有する絶縁性の合成樹脂フイルム(厚みは例えば50〜75μm)であり、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フイルム、ポリフェニレンスルフイド(PPS)フイルム、ポリイミド(PI)フイルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フイルム、ポリエーテルイミドフイルム等によって構成され得るが、本実施形態では耐熱性は低いが安価なPETフイルムを使用している。合成樹脂フイルム11の外周の所定部分からは帯状に突出するリード部13が設けられ、リード部13の先端部分は下記するコネクタ70に接続される接続部(以下「第一接続部」という)30となっている。また合成樹脂フイルム11の内部の所定位置にも下記する他のフレキシブル回路基板80の接続部81に接続されるもう一つの接続部(以下「第二接続部」という)40が設けられている。
次に回路パターン20としてこのフレキシブル回路基板10には、スイッチ回路用の回路パターン20−1,20−2と、発光素子用の回路パターン20−3,20−4と、第一,第二接続部30,40間を連結する回路パターン20−5と、フレキシブル回路基板10の図示しない他の部分から接続部40に引き出される二本の回路パターン20−6,20−7とを具備して構成されている。スイッチ回路用の両回路パターン20−1,20−2の一方の端部同士は対向して配置され、それぞれの端部には、円形のスイッチ接点部20−1aと、スイッチ接点部20−1aを囲むC字状のスイッチ接点部20−2aとが設けられている。また発光素子用の両回路パターン20−3,20−4の一方の端部同士は対向して配置され、それぞれの端部には、電極固定ランド部20−3a,20−4aが設けられている。また各回路パターン20−1,20−2,20−3,20−4のもう一方の端部と、回路パターン20−5の一端は、リード部13に引き出され、それらの端部は第一接続部30上で接点パターン21−1,2,3,4,5となっている。また回路パターン20−5の第一接続部30とは反対側の端部と、回路パターン20−6,20−7の一端は第二接続部40に並列に設置された接点パターン23−5,6,7となっている。つまりフレキシブル回路基板10の一部に設けた第一,第二接続部30,40の表面には、前記回路パターン20−1〜7に連結され且つ他の部材に設けた接点に電気的に接続される接点パターン21−1〜5,23−5〜7が形成されている。
ここで上記回路パターン20−1〜7の内、回路パターン20−1,2,7は、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを合成樹脂フイルム11に塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜からなる樹脂硬化型回路パターンによって形成され、一方回路パターン20−3,4,5,6は、前記回路パターン20−1等と同様の樹脂硬化型導電性被膜の上に、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを塗布して加熱することで前記微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜(以下「融着型導電性被膜」という)を積層してなる融着型回路パターンによって形成されている。以下各回路パターン20−1〜7の構造を、その形成方法と共に説明する。
まず樹脂硬化型回路パターンとなる回路パターン20−1,2,7の形成には、鱗片状の導電粉(この実施形態では平均粒径1〜50μm程度の銀粒子)を、樹脂バインダー及び有機溶剤に分散して構成される一般の樹脂含有導電ペーストである銀ペーストを用意する。ここで樹脂バインダーとしては例えば熱硬化性の架橋型ウレタン樹脂や、フェノール樹脂等を用いる。そして合成樹脂フイルム11上にこの樹脂含有導電ペーストを、回路パターン20−1,2,7(接点パターン21−1,2,23−7及びスイッチ接点部20−1a,2aを含む)の形状に塗布(例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷やスプレー印刷等の印刷)し、次に160℃程度で加熱・硬化させることで回路パターン20−1,2,7を形成する。この樹脂硬化型導電性被膜からなる樹脂硬化型回路パターンは、その比抵抗が、1×10-4〜4×10-5〔Ω・cm〕程度で比較的大きな抵抗値となるが、回路パターン20−1,2のようにスイッチ回路用の回路パターン等の場合はこれに流れる電流が数mA程度なので、抵抗値の大きさはそれほど問題にならない。
次に融着型回路パターンとなる回路パターン20−3,4,5,6の形成は、以下の工程順序で形成される。
工程1:前記回路パターン20−1,2,7を形成するのに用いた同一の樹脂含有導電ペーストである銀ペースト、即ち導電粉(この実施形態では平均粒径1〜50μm程度の銀粒子)を樹脂バインダー及び有機溶剤に分散して構成される樹脂含有導電ペーストを前記回路パターン20−1,2,7の形成と同時に、回路パターン20−3,4,5,6(接点パターン21−3,4,5,23−5,6及び電極固定ランド部20−3a,4aを含む)の形状に塗布(例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷やスプレー印刷等の印刷)し、次に160℃程度で加熱硬化させることで回路パターン20−3,4,5,6の形状の樹脂硬化型導電性被膜を形成する。即ち回路パターン20−1,2,7の形成と回路パターン20−3,4,5,6用の樹脂硬化型導電性被膜は同時に同一の工程で形成する。
工程1:前記回路パターン20−1,2,7を形成するのに用いた同一の樹脂含有導電ペーストである銀ペースト、即ち導電粉(この実施形態では平均粒径1〜50μm程度の銀粒子)を樹脂バインダー及び有機溶剤に分散して構成される樹脂含有導電ペーストを前記回路パターン20−1,2,7の形成と同時に、回路パターン20−3,4,5,6(接点パターン21−3,4,5,23−5,6及び電極固定ランド部20−3a,4aを含む)の形状に塗布(例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷やスプレー印刷等の印刷)し、次に160℃程度で加熱硬化させることで回路パターン20−3,4,5,6の形状の樹脂硬化型導電性被膜を形成する。即ち回路パターン20−1,2,7の形成と回路パターン20−3,4,5,6用の樹脂硬化型導電性被膜は同時に同一の工程で形成する。
工程2:次に銀化合物を含有した微粒子含有ペーストとを用意する。微粒子含有ペーストには種々の構成のものがあるが、ここでは、酸化銀微粒子(銀化合物の微粒子)と有機銀化合物と有機溶剤からなる微粒子含有ペーストを用いている。酸化銀微粒子は例えば160℃程度の熱で加熱されると酸素を離して銀に戻る。すなわち酸化銀は空気中で熱せられることで自己還元し(2Ag2O→4Ag+O2)、酸素が分離して金属銀微粒子が形成される。一方所定の化学構造の有機銀化合物に熱を加えることで熱分解すれば、その有機分は揮散し、金属銀微粒子が析出する。このとき析出する銀微粒子は活性である(R−Ag→Ag+R1↑+R2↑+…)。また有機溶剤は加熱によって揮発する。そこでこの実施形態に用いる微粒子含有ペーストとして、140〜200℃以下で分解する特定の分子構造の有機銀化合物を用い、この有機銀化合物と前記酸化銀微粒子とを併用して配合したものを用いた。この微粒子含有ペーストを絶縁基板にスクリーン印刷して140〜200℃程度で加熱すれば、酸化銀微粒子から酸素が分離して金属銀微粒子が発生し、次に隣接している前記金属銀微粒子同士が、有機銀化合物からの活性な析出銀微粒子によって融着されることにより、最終的に緻密な導電性の高い連続した銀膜が生成できる。ここで140〜200℃以下で分解する有機銀化合物としては、例えば三級脂肪酸銀塩が好適である。なおこのような微粒子含有ペーストとしては、例えば特開2003−203522号公報や特開2003−309375号公報等に記載のペーストがある。
なお前記酸化銀微粒子の平均粒径は500nm以下が好ましいが、還元剤等を添加することでこれよりも大きな粒径とすることも可能である。三級脂肪酸銀塩とは総炭素数が5〜30の三級脂肪酸の銀塩であり、滑剤的な役割を果たし、酸化銀微粒子と三級脂肪酸銀塩とを混練してペースト状にする際に酸化銀微粒子を粉砕して微粒子化を促進するとともに、酸化銀微粒子の周囲に存在して酸化銀微粒子の再凝集を抑制し、分散性を向上させるものであり、同時に加熱時には銀を析出し、酸化銀微粒子から還元して生成する銀微粒子同士を融着させるものである。このような三級脂肪酸銀塩の具体例としては、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀等がある。
なおこの実施形態では粒子状銀化合物として酸化銀(酸化第1銀、酸化第2銀)の微粒子を用いたが、その代りに炭酸銀、酢酸銀等、又はこれらの混合物の微粒子を用いても良い。またこの粒子状銀化合物に還元剤を添加すれば、平均粒径が500nm以上の比較的大きな微粒子であっても還元がスムーズに行えるようになり、その利用が容易に行えるようになる。
また有機溶剤としては、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどがある。
そして工程1で形成された回路パターン20−3,4,5,6の形状を有する前記樹脂硬化型導電性被膜の上に、上記微粒子含有ペーストを、積層するように塗布(例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷やスプレー印刷等の印刷)して加熱すれば、融着型導電性被膜が積層形成される。加熱温度は微粒子含有ペーストの材質に応じて140℃〜250℃とし、加熱時間は10秒〜120分程度とする。以上により回路パターン20−3,4,5,6は、合成樹脂フイルム11上に導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜の上に、銀化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを塗布して加熱することで前記微粒子を金属銀微粒子に還元した上で互いに融着してなる融着型導電性被膜を積層することで構成される融着型回路パターンが形成されたことになる。更に少なくとも回路パターン20−1〜7の内の一部の回路パターン20−3,4,5,6及びこれに連結される接点パターン21−3,4,5,23−5,6は、銀化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを樹脂硬化型導電性被膜の上に塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで前記微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を積層してなる融着型回路パターンによって形成されている。
上記融着型導電性被膜は、金属銀微粒子が互いに融着して連続している金属銀の塗膜なので、その比抵抗は3〜8×10-6〔Ω・cm〕程度と小さく、金属銀と同じオーダーになる。なお前記加熱時間を長くすればするほど、また加熱温度を高くすればするほど比抵抗は小さくなり、また密着性もより良好になる。従来の鱗片状の銀粒子(平均粒径1〜50μm程度)を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを用いて形成した樹脂硬化型導電性被膜の場合は、前述のようにその比抵抗が、1×10-4〜4×10-5〔Ω・cm〕程度なのに対して、非常に小さい比抵抗となる。従って融着型導電性被膜と樹脂硬化型導電性被膜とを積層してなる融着型回路パターンは、金属銀に近い比抵抗を有し、従って数十mAの高電流を流すような回路パターン20−3,4,5,6であっても、その線幅を太くしたり、その厚みを厚くしたりすることなく、他の回路パターン20−1,2,7と同じような線幅と厚みに形成することができる。また140℃〜250℃程度の低い温度による加熱で済むので、合成樹脂フイルム11として熱に弱い材質(PET等)のフイルムを使用することができる。
なおこの実施形態において、融着型回路パターンを、合成樹脂フイルム11上に設けた樹脂硬化型導電性被膜の上に融着型導電性被膜を積層して構成したのは以下の理由による。即ち合成樹脂フイルム11と融着型導電性被膜の密着性は、両者の相性によっては、合成樹脂フイルム11と樹脂硬化型導電性被膜との密着性に比べて、あまり良くない場合がある。そこで融着型導電性被膜を確実に合成樹脂フイルム11上に設置するため、両者に対して密着性の優れている樹脂硬化型導電性被膜を介在したのである。また融着型導電性被膜は樹脂硬化型導電性被膜に比べて合成樹脂フイルム11を屈曲させたときにクラックが入り易いが、クラックの入り難い柔軟性のある樹脂硬化型導電性被膜を積層することで融着型導電性被膜を補強し、これによって合成樹脂フイルム11の屈曲に対して十分対応できるようにするためでもある。
またこの実施形態のように、一枚のフレキシブル回路基板10上に、融着型回路パターン20−3,4,5,6と樹脂硬化型回路パターン20−1,2,7とを混在させたので、高電流を流す回路パターンと低電流しか流さない回路パターンとが混在するフレキシブル回路基板であっても、回路パターンの線幅を太くする必要はなく、フレキシブル回路基板10の小型化が図れる。また融着型回路パターン20−3,4,5,6と樹脂硬化型回路パターン20−1,2,7は、何れも微粒子含有ペースト又は樹脂含有導電ペーストの塗布・加熱という類似の工程によって形成できるので、高電流を流す回路パターンと低電流を流す回路パターンとが混在するフレキシブル回路基板であっても、製造工程及び製造設備の簡素化が図れる。
次に以上のようにして各種回路パターン20−1〜7を形成した合成樹脂フイルム11の前記スイッチ接点部20−1a,20−2aと、電極固定ランド部20−3a,20−4aと、接続部30,40の部分を除く表面全体を覆うように、絶縁塗料を印刷・乾燥することで、絶縁部材50(図1には図示せず。図2,図3参照)を被覆・形成する。この絶縁塗料としては例えば紫外線硬化型の樹脂を用い、20μm程度の膜厚で塗布・硬化する。なお絶縁部材50は絶縁フイルム(例えば厚み25μmのPETフイルムを厚み5〜10μmの接着剤で接着する)で構成しても良い。そして前記接続部30を構成する合成樹脂フイルム11の裏面側に矩形状の板材(例えば厚み200μm程度のPETフイルムを厚み10μm程度の接着剤で接着する)からなる補強部材55を貼り付ければ、フレキシブル回路基板10が完成する。なお補強部材55は合成樹脂を塗布すること(例えば紫外線硬化型の樹脂を200μm程度の膜厚で塗布・硬化すること)で構成しても良いし、省略しても良い。
そして以上のようにして完成したフレキシブル回路基板10のスイッチ接点部20−1a,20−2aの真上に、弾性金属板をその中央が上方向に凸となるように湾曲変形してなる反転板60を載置し、図示しない接着テープ等によって固定し、またフレキシブル回路基板10の電極固定ランド部20−3a,20−4a上に発光素子65を載置して発光素子65の両端に設けた電極部65a,65bをそれぞれこれら電極固定ランド部20−3a,20−4aに導電性接着剤や図示しない機械的各種固定手段によって取り付ける。さらにこのフレキシブル回路基板10の接続部30には他の部材であるコネクタ70が、接続部40には他の部材であるフレキシブル回路基板80の接続部81が接続される。
ここで図2は接続部30とコネクタ70とを示す斜視図である。同図に示すように接続部30には前記接点パターン21−1,2,3,4,5が設けられており、接点パターン21−1〜5以外の回路パターン20−1〜5上には前記絶縁部材50が被覆され、また前述のように接続部30の裏面側には補強部材55が設けられている。一方コネクタ70は、合成樹脂製のケース71の一側面に設けた挿入部73の内部に、前記接点パターン21−1〜5と同一本数・同一ピッチの金属板からなる接点部材75を並列に配置して構成されている。各接点部材75はその一端側に設けた一対のアーム部77,77の先端部に接点78を設けると共に、その他端側をケース71の外部に突出して端子部79としている。端子部79はこのコネクタ70を載置する別の基板の端子パターンに接続される。
そしてこのコネクタ70の挿入部73にフレキシブル回路基板10の接続部30を挿入すると、接続部30に設けた各接点パターン21−1〜5に接点78が弾接して両者間が電気的に導通する。このとき接点パターン21−3,4,5は前述のようにその比抵抗が小さく、且つ小型化によって接点パターン21−3,4,5と接点78との接触面積が小さく、また接点78の接点パターン21−3,4,5に対する弾接力が弱くても、両者間の接触抵抗値を小さくできる。従ってこれら接点パターン21−3,4,5に高電流を流すことができ、機能部品の不都合(その回路パターンにLEDを設置している場合、その回路パターンに数10mA程度の高電流を流す必要があるが、接触抵抗値が大きいとLEDの発光が阻害されたりする)は生じない。なお接続部30に接続するコネクタの形状、構造に種々の変更が可能であることは言うまでもない。
なおこの実施形態においては、前記各接点パターン21−1〜5の上に、マイグレーション防止用(及び耐摺動性を高めるため)のオーバーコート層を積層している。このオーバーコート層は、樹脂バインダーにカーボン粉を混練してなる導電ペースト(以下「カーボンペースト」という)、或いは樹脂バインダーに金属粒子の表面に他の金属を被覆してなる金属粉(以下「被覆金属粉」という)を混練してなる導電ペースト(以下「被覆金属粉ペースト」という)を各接点パターン21−1〜5上に塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜によって構成されている。オーバーコート層の厚みは例えば10〜15μmとする。樹脂バインダーとしては、例えばフェノール樹脂、ウレタン樹脂等を用いる。被覆金属粉は、非貴金属である例えばニッケル粉又は銅粉又はアルミニウム粉又は鉄粉の表面に、貴金属である金又はパラジウム等を被覆して構成されている。このように非貴金属粉を貴金属で被覆してなる導電性粉末(例えばニッケル粉に金又はパラジウムを被覆してなる導電性粉末)を用いた導電ペーストからなる被膜は高導電性で耐マイグレーション性に優れている(例えば特開平8−335406号公報参照)。特に耐マイグレーション性と耐摺動性があるオーバーコート層を、融着型導電性被膜を用いた接点パターン21−3〜5上にオーバーコートしているので、接点パターン21−3〜5によってその抵抗値が格段に低下された上で、さらに耐マイグレーション性及び機械的耐久性(耐摺動性)及び耐環境性(耐酸化性や耐硫化性)にも強くなる。そしてマイグレーションが防止できる分各接点パターン21−1〜5を接近して形成でき、接続部30の小型化が図れる。
次に図3はフレキシブル回路基板10の接続部40に他のフレキシブル回路基板80の接続部81を機械的固定手段によって接続する構造の要部分解斜視図である(図3ではフレキシブル回路基板10の接続部40の部分のみと、フレキシブル回路基板80の接続部81の部分のみと、機械的固定手段である弾発手段100,ケース110,固定板120とが示されている)。同図に示すようにフレキシブル回路基板10の接続部40には、前記三本の接点パターン23−5,6,7が並列に露出している。また接点パターン23−5,6,7を設けた部分の両側部には貫通する小孔からなる係止部25,25が設けられている。前述のように接点パターン23−5,6,7の部分を除く合成樹脂フイルム11の表面は絶縁部材50によって覆われている。
一方フレキシブル回路基板80は可撓性を有する絶縁性の合成樹脂フイルム91の表面(図では下面)に、複数本の並列に設置された露出する細長帯状の接点パターン83−1,2,3と、各接点パターン83−1,2,3に連結する細長帯状の回路パターン85−1,2,3とを設け、接点パターン83−1,2,3の部分を除く合成樹脂フイルム91の表面(図では下面)上を絶縁部材87(絶縁部材50と同様の構成)で覆うとともに、接点パターン83−1,2,3を設けた部分の両側部に貫通する小孔からなる係止部89,89を設けて構成されている。
そしてこの実施形態の合成樹脂フイルム91は、耐熱性のある合成樹脂フイルムであるPIフイルム(厚み80μm)で構成され、また複数本の接点パターン83−1,2,3と回路パターン85−1,2,3は合成樹脂フイルム91の表面に貼り付けた銅箔をエッチング処理することで形成されており、その厚みは18μm程度である。接点パターン83−1,2,3は、合成樹脂フイルム91の内部(外周部分でない部分)に設けられている。
そしてこれら接続部40,81同士を接続するには、フレキシブル回路基板10の接点パターン23−5,6,7と、フレキシブル回路基板80の接点パターン83−1,2,3とを対向させて積層し、フレキシブル回路基板10の接点パターン23−5,6,7を設けた面の反対面側に設置した弾性金属板製の弾発手段100を収納する収納部111を有する金属板製のケース110と、フレキシブル回路基板80の接点パターン83−1,2,3を設けた面の反対面側に設置した金属板製の固定板120とを、ケース110の両端に設けた舌片状の係止片113,113をフレキシブル回路基板10,80の係止部25,25,89,89に挿入した後、固定板120の両端に設けた凹状の係合部121,121に挿入してその先端側の部分を固定板120の表面に折り曲げて一体化する。これによって弾発手段100の一辺から突出して略U字状に折り曲げられた先端にある複数の弾発部101の各々がフレキシブル回路基板10の接続部40の反対面側を接続部81側に向けて弾発し、これにより各接点パターン23−5,6,7及び接点パターン83−1,2,3間が圧接され、電気的に接続される。なおこの実施形態では弾発手段100として弾性金属板を用いているが、その代わりに弾性を有するラバー(ゴム)部材を用いても良い。
このとき接点パターン23−5,6,7の内の、融着型回路パターンからなる接点パターン23−5,6は前述のようにその抵抗値が小さく、且つこれらに接続される接点パターン83−1,2は銅箔なので元々その抵抗値が小さいので、例え小型化によって接点パターン23−5,6と接点パターン83−1,2との接触面積が小さく、また弾発部101による弾発力が弱くても、両者間の接触抵抗値を小さくでき、このため回路パターン20−5,6と回路パターン85−1,2間を流れる電流を例えば数十mA程度の高電流とすることができ、部品の不都合(その回路パターンにLEDを設置している場合、その回路パターンに数10mA程度の電流を流す必要があるが、接触抵抗値が大きいとLEDの発光が阻害されたりする)は生じない。
またこの接点パターン23−5,6,7においても、接点パターン21−1〜5と同様に、接点パターン23−5,6,7の表面に、前述した樹脂バインダーにカーボン粉が混練しているカーボンペースト、或いは前述した樹脂バインダーに金属粒子の表面に他の金属を被覆してなる被覆金属粉を混練してなる被覆金属粉ペーストを塗布して硬化させてなるマイグレーション防止用の樹脂硬化型導電性被膜(オーバーコート層)をオーバーコートにて積層しても良い。
即ちこの接続部40,81においては、少なくとも融着型回路パターンからなる接点パターン23−5,6を設けてなるフレキシブル回路基板10と、金属箔からなる接点パターン83−1,2を設けてなるフレキシブル回路基板80とを具備し、両フレキシブル回路基板10,80を、両者の接点パターン23−5,6及び83−1,2同士が導通するように重ね合わせ、弾発手段100及びケース110及び固定板120によって構成される接続手段(圧接接続手段)にて接続一体化されるように構成されている。
ところで前述のように本実施形態においては、フレキシブル回路基板10の接点パターン23−5,6,7及びフレキシブル回路基板80の接点パターン83−1,2,3を、何れもフレキシブル回路基板10,80の内部(外周部分でない部分)に設けている。即ち接続部40,81をフレキシブル回路基板10,80の内部(各種回路パターンを設けた面の内部)に設けることとしているが、これは以下の理由による。即ち従来一般に基板間を接続する場合、両基板の外周端部まで接点パターンを引き出し、この端部において導電性接着剤等の接続手段によって両接点パターン間を接続していた。しかしながら基板上に形成する各種回路パターンの集積化が進んで多数の回路パターンを小さい寸法形状の基板中に設ける場合、わざわざ基板の何れかの外周端部に接点パターンを集めることは困難となってきていた。即ち多数の電子部品を取り付けたフレキシブル回路基板を電子機器内部に収納し、その際フレキシブル回路基板を電子機器内部に屈曲などさせた複雑な取付状態とするが、そのようなフレキシブル回路基板においてわざわざ接点パターンを基板の外周端部にまで引き出して設けることは困難となってきていた。そこでこの実施形態においては上述のように接続部40,81をフレキシブル回路基板10,80の内部の位置に各種回路パターンに割り込んで設置し、これによってフレキシブル回路基板10,80の小型化や構造の複雑化に対応できるようにしたのである。なお接点パターンをフレキシブル回路基板の内部に設けるのは、何れか一方のフレキシブル回路基板(10又は80)であってもよい。
またこの実施形態では、弾発手段100をフレキシブル回路基板10の背面側に設置してフレキシブル回路基板10をフレキシブル回路基板80側に押し付けることで、両フレキシブル回路基板10,80に設けた接点パターン23−5,6,7及び83−1,2,3間を圧接接続するように構成しているが、このようにフレキシブル回路基板10側を弾発したのは以下の理由による。即ち前述のようにフレキシブル回路基板10はPET製であってその厚みが75μm程度で薄いばかりか、その表面に形成される接点パターン23−5,6,7は柔軟性のある金属微粒子融着型導電性被膜及び/又は樹脂硬化型導電性被膜である。一方フレキシブル回路基板80はPI製であってその厚みは80μm程度と薄いのではあるが、その表面に形成される接点パターン83−1,2,3は銅箔であって前記接点パターン23−5,6,7に比べて硬度が高いので、全体としてフレキシブル回路基板80はフレキシブル回路基板10よりも硬くて柔軟性がない。そこで、より柔軟性のあるフレキシブル回路基板10側を弾発手段100の弾発部101によって弾発することで、軟らかいフレキシブル回路基板10を変形させてフレキシブル回路基板80に弾接させ、これによって両者間の接続が確実となるようにしたのである。
更にこの実施形態においてフレキシブル回路基板80の合成樹脂フイルム91として耐熱性のあるPIフイルムを用いたのは、このフレキシブル回路基板80には半田付けが必要だからであり、従って半田付けの必要のないフレキシブル回路基板10の合成樹脂フイルム11としては安価なPETフイルムを用いている。言い換えれば、半田付けの必要な部分だけ高価な耐熱性のあるフレキシブル回路基板80を用いると共に、半田付けの必要のない部分については安価なフレキシブル回路基板10を用いて両者を接続し、半田付けの必要な電子部品を取り付けるフレキシブル回路基板全体のコストをできるだけ安価に構成するようにしている。しかも両フレキシブル回路基板10,80の接点パターン23−5,6,7及び83−1,2,3間の圧接接続を上記圧接接続手段を用いて行ったので、その接続が確実に行える。
ところで上記実施形態ではフレキシブル回路基板80に半田付けを行うために回路パターンとして金属箔を用いたが、この実施形態に用いた融着型回路パターンのように、その上面に融着型導電性被膜が露出しているタイプの融着型回路パターンの場合、融着型導電性被膜は金属層そのものなので半田付けが可能である。そこで前記半田付けを行う回路パターンとして金属箔の代りに回路パターン20−5,6のように融着型導電性被膜が露出しているタイプの融着型回路パターンを用いても良い。このとき半田付けしない回路パターンについては通常の樹脂含有導電ペーストを塗布してなる樹脂硬化型回路パターンによって形成すれば良い。
なお上記実施形態では、フレキシブル回路基板80に半田付けを行うために合成樹脂フイルム91としてPIフイルムを用いたが、半田付けを必要としない場合は、合成樹脂フイルム91としてPETフイルムなどの半田付けに対する耐熱性を有しない材料を用いても良い。この場合、回路パターンとして、フレキシブル回路基板10の回路パターンと同様に、融着型回路パターンと樹脂硬化型回路パターンとを混在させて設けても良い。
なお上記実施形態では、銀化合物の微粒子である酸化銀微粒子を還元した銀微粒子を互いに融着してなる融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンを形成したが、銀化合物の代わりに銅化合物を用いても良い。即ち融着型回路パターンは、銅化合物の微粒子を還元した銅微粒子を互いに融着してなる融着型導電性被膜を有するように形成しても良い。銅の金属微粒子を用いて形成される融着型回路パターンの場合も、前記銀の金属微粒子によって形成される融着型回路パターンの場合と同様に、その比抵抗は、金属銅自体の比抵抗に近い値となり、細い融着型回路パターンであっても高電流を流すことが可能となる。また140〜250℃程度の低い温度による加熱で済むので、熱に弱い材質(PET等)からなる合成樹脂フイルムを使用することができる。
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において例えば以下のような種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
(1)上記実施形態では、融着型回路パターンを、合成樹脂フイルム11上に設けた樹脂硬化型導電性被膜の上に融着型導電性被膜を積層して構成したが、その逆に合成樹脂フイルム11上に設けた融着型導電性被膜の上に樹脂硬化型導電性被膜を積層して構成してもよい。このように構成しても、合成樹脂フイルム11と樹脂硬化型導電性被膜との密着性に比べて、その材質によってはこの合成樹脂フイルム11との密着性のあまり良くない融着型導電性被膜を、その上に樹脂硬化型導電性被膜を積層することで、確実に合成樹脂フイルム11上に設置することができる。また融着型導電性被膜は樹脂硬化型導電性被膜に比べて合成樹脂フイルム11を屈曲させたときにクラックが入り易いが、その上に樹脂硬化型導電性被膜を積層することで補強し、これによって合成樹脂フイルム11の屈曲に対して十分対応できるようになる。
(1)上記実施形態では、融着型回路パターンを、合成樹脂フイルム11上に設けた樹脂硬化型導電性被膜の上に融着型導電性被膜を積層して構成したが、その逆に合成樹脂フイルム11上に設けた融着型導電性被膜の上に樹脂硬化型導電性被膜を積層して構成してもよい。このように構成しても、合成樹脂フイルム11と樹脂硬化型導電性被膜との密着性に比べて、その材質によってはこの合成樹脂フイルム11との密着性のあまり良くない融着型導電性被膜を、その上に樹脂硬化型導電性被膜を積層することで、確実に合成樹脂フイルム11上に設置することができる。また融着型導電性被膜は樹脂硬化型導電性被膜に比べて合成樹脂フイルム11を屈曲させたときにクラックが入り易いが、その上に樹脂硬化型導電性被膜を積層することで補強し、これによって合成樹脂フイルム11の屈曲に対して十分対応できるようになる。
(2)上記実施形態では、融着型回路パターンを、樹脂硬化型導電性被膜と融着型導電性被膜とを積層することで構成したが、合成樹脂フイルム11と融着型導電性被膜との密着性が良い場合は、樹脂硬化型導電性被膜を省略して融着型導電性被膜のみによって融着型回路パターンを構成しても良い。融着型導電性被膜のみによって融着型回路パターンを構成した場合、金属微粒子の粒径は小さいので、融着型回路パターンの外周辺の境界線部分の金属微粒子による凹凸を微細にでき(言い換えればスクリーン印刷時のスクリーンのメッシュを金属微粒子の粒径に合わせて微細にできるので)、きわめてファインな境界線を形成することができる。従ってこの融着型導電性被膜のみによって融着型回路パターンを形成した場合は、その分隣接する融着型回路パターン間の離間距離を短くすることができ、さらなるフレキシブル回路基板の小型化が図れる。
(3)また例えばフレキシブル回路基板の接続部を除く回路パターンの部分については樹脂硬化型導電性被膜と融着型導電性被膜とを積層した構造とし、一方接続部の接点パターンについては融着型導電性被膜のみの構造としてもよい。このように構成すれば、可撓性が必要な回路パターンについては合成樹脂フイルムへの密着性がよい樹脂硬化型導電性被膜と融着型導電性被膜との積層構造とし、可撓性はそれほど必要ない(補強部材55や固定板120によって固定される)が隣接するパターン間のピッチを小さくして小型化したい接点パターンについてはパターンの外周辺のファイン化ができて前記ピッチを小さくできる融着型導電性被膜のみの構造とすることができる。
(4)上記実施形態では融着型導電性被膜として、粒子状の銀化合物(酸化銀微粒子等)と有機銀化合物と有機溶剤からなる微粒子含有ペーストを合成樹脂フイルム11に塗布して加熱することで構成しているが、本発明に用いることができる微粒子含有ペーストはこの例に限定されず、種々の変更が可能である。例えば酸化銀微粒子を用いず、有機銀化合物又は有機銅化合物と有機溶剤からなるペーストでもよい。また金属銀又は金属銅の微粒子を分散したものでも良い。即ち例えば微粒子含有ペーストとして、特開2002−299833号公報で記載されているように、平均粒径が1〜100nmである金属(銀及び/又は銅)微粒子が、その表面を、当該金属微粒子に含まれる金属元素と配位可能な有機化合物で被覆されて、液体中に安定に分散した250℃以下の温度で燒結するペースト組成物(微粒子含有ペースト)を用い、この微粒子含有ペーストを合成樹脂フイルム上に塗布して140℃〜250℃で加熱して前記金属微粒子を互いに融着することで金属微粒子融着型導電性被膜を形成しても良い。即ちこの例では、酸化銀微粒子を還元するのではなく、金属銀(銅)微粒子自体を分散したペーストを用いている。平均粒径が1〜100nmの銀及び/又は銅の微細な金属微粒子(ナノ粒子)は、上記実施形態と同様に、低い加熱温度により容易に溶融し、互いに融着して連続した金属の薄い金属微粒子融着型導電性被膜を形成する。加熱時間は10秒〜120分程度とする。このようにして形成された金属微粒子融着型導電性被膜も、その比抵抗は7×10-6〔Ω・cm〕程度(金属銀微粒子の場合)と、金属銀(銅)と同じレベルで小さい。またこの例以外にも各種の微粒子含有ペーストが提案されており、本発明はその何れの微粒子含有ペーストを用いても良い。即ち要は、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有し、絶縁基板に塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで前記微粒子が互いに融着して金属微粒子融着型導電性被膜を形成することができる微粒子含有ペーストであれば、どのような組成からなる微粒子含有ペーストであってもよい。
(5)例えば上記実施形態では金属微粒子融着型導電性被膜を銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を単独で融着することで形成しているが、金属微粒子融着型導電性被膜は、これらの微粒子を混合したものを融着することで形成しても良い。また本発明を他の各種形状・構造のフレキシブル回路基板に適用しても良いことはいうまでもない。
(6)上記実施形態の接続部30は、複数本の接点パターン21−1,2,3,4,5が並列に相互に接近して設置されているので、銀マイグレーションを生じ易い。そこで上記実施形態ではこれら接点パターン21−1,2,3,4,5の上に、カーボンペースト又は被覆金属粉ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜をマイグレーション防止用としてオーバーコートしている。そしてさらにマイグレーションを防止するために、前記樹脂硬化型導電性被膜のオーバーコートと共に、又は前記樹脂硬化型導電性被膜のオーバーコートの代りに、図4に示すように、接続部30上の複数本の接点パターン21−1,2,3,4,5の間をスリット37で仕切るように構成しても良い。スリット37は合成樹脂フイルム11のみを貫通するように設けても良いし、合成樹脂フイルム11と補強部材55の両者を貫通するように設けても良い。またスリットは前記合成樹脂フイルム11の各接点パターン23−5,6,7の間に設けても良い。
(7)上記実施形態では微粒子含有ペーストを合成樹脂フイルムに塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンを形成したが、その代りに、前記融着型回路パターンを一旦転写部材に形成し、次にこの転写部材に形成した融着型回路パターン上に合成樹脂フイルムを当接することで前記融着型回路パターンを転写部材から合成樹脂フイルムに転写し、これによって合成樹脂フイルムの表面に融着型回路パターンを設けてなる回路基板を構成してもよい。
(8)上記実施形態では、絶縁基板として可撓性を有する合成樹脂フイルム11を用い、この合成樹脂フイルム11の表面に回路パターン20−1〜7を設けてフレキシブル回路基板10を構成したが、本発明はフレキシブル回路基板10に限らず、セラミック,ガラス等の絶縁硬質基板の表面に回路パターンを設けてなる回路基板であっても良く、また導電性の金属基板の表面又は絶縁基板の表面に薄い層からなる絶縁層を印刷手法又はスパッタリング手法等によって被覆して構成される絶縁基板の該絶縁層表面に回路パターンを設けてなる回路基板であっても良い。
(9)上記実施形態では絶縁基板の形状として薄板状の絶縁基板を用いたが、本発明に用いることができる絶縁基板の形状は上記形状の絶縁基板に限られず、塊状、円筒状等の立体形状の絶縁基板であってもよい。即ち塊状、円筒状等の立体形状の絶縁基板の表面に回路パターンを設けてなる回路基板であっても良い。
10 フレキシブル回路基板(回路基板)
11 合成樹脂フイルム(絶縁基板)
13 リード部
20(20−1〜7) 回路パターン
20−1a,20−2a スイッチ接点部
20−3a,20−4a 電極固定ランド部
21(21−1〜5) 接点パターン
23(23−5〜7) 接点パターン
30 接続部
37 スリット
40 接続部
50 絶縁部材
55 補強部材
60 反転板
65 発光素子
70 コネクタ
71 ケース
73 挿入部
75 接点部材
78 接点
80 他のフレキシブル回路基板
81 接続部
83−1,2,3 接点パターン
85−1,2,3 回路パターン
87 絶縁部材
91 合成樹脂フイルム
100 弾発手段
110 ケース
120 固定板
11 合成樹脂フイルム(絶縁基板)
13 リード部
20(20−1〜7) 回路パターン
20−1a,20−2a スイッチ接点部
20−3a,20−4a 電極固定ランド部
21(21−1〜5) 接点パターン
23(23−5〜7) 接点パターン
30 接続部
37 スリット
40 接続部
50 絶縁部材
55 補強部材
60 反転板
65 発光素子
70 コネクタ
71 ケース
73 挿入部
75 接点部材
78 接点
80 他のフレキシブル回路基板
81 接続部
83−1,2,3 接点パターン
85−1,2,3 回路パターン
87 絶縁部材
91 合成樹脂フイルム
100 弾発手段
110 ケース
120 固定板
Claims (9)
- 絶縁基板の表面に回路パターンを設けてなる回路基板において、
前記回路パターンの内の少なくとも一部の回路パターンは、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで前記微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンによって形成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項1に記載の回路基板において、
前記融着型回路パターンは、前記絶縁基板上に導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜の上に、前記金属微粒子融着型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項1に記載の回路基板において、
前記融着型回路パターンは、前記金属微粒子融着型導電性被膜の上に、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項1又は2又は3に記載の回路基板において、
前記回路パターンの一部が、前記融着型回路パターンによって形成され、
その他の回路パターンが、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを前記絶縁基板に塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜からなる樹脂硬化型回路パターンによって形成されていることを特徴とする回路基板。 - 絶縁基板の表面に回路パターンを設けてなる回路基板において、
前記回路基板の一部に設けた接続部の表面には、前記回路パターンに連結され且つ他の部材に設けた接点に電気的に接続される接点パターンが形成されており、
少なくとも前記回路パターンの内の一部の回路パターン及びこれに連結される接点パターンは、銀又は銀化合物又は銅又は銅化合物の微粒子を含有する微粒子含有ペーストを前記絶縁基板に塗布して140℃〜250℃の加熱温度で加熱することで前記微粒子を互いに融着してなる金属微粒子融着型導電性被膜を有してなる融着型回路パターンによって形成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項5に記載の回路基板において、
前記融着型回路パターンは、前記絶縁基板上に導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜の上に、前記金属微粒子融着型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項5に記載の回路基板において、
前記融着型回路パターンは、前記金属微粒子融着型導電性被膜の上に、導電粉を樹脂バインダーに分散してなる樹脂含有導電ペーストを塗布して硬化させてなる樹脂硬化型導電性被膜を積層して構成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項6又は7に記載の回路基板において、
前記融着型回路パターンの内の前記接点パターンを構成している部分の上に、さらにマイグレーション防止用の樹脂硬化型導電性被膜をオーバーコートにて積層したことを特徴とする回路基板。 - 請求項1乃至8の内の何れかに記載の回路基板において、
前記絶縁基板は合成樹脂フイルムであり、
前記回路基板は前記合成樹脂フイルムの表面に回路パターンを設けてなるフレキシブル回路基板であることを特徴とする回路基板。
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-
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- 2004-08-30 JP JP2004250969A patent/JP2006066838A/ja active Pending
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