JP2010028030A - Manufacturing method of printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線基板の製造方法に関し、さらに詳しくは、ポリマー型導電インクを用いて形成した導電部の導電性に優れたプリント配線基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board, and more particularly to a method for manufacturing a printed wiring board excellent in conductivity of a conductive portion formed using a polymer-type conductive ink.
従来、導電微粒子を樹脂組成物(バインダー)に含有させてなる導電性ペースト(ポリマー型導電インク)を用いて、インクジェット法、スクリーン印刷法などの印刷法により、基板上に所定形状の回路(導電部)を形成して、プリント配線基板が製造されている。
このような導電性ペーストからなる導電部を備えたプリント配線基板としては、例えば、導電性ペーストにより基板上にアンテナ配線を形成した非接触型ICカードが開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。この非接触型ICカードでは、導電性ペーストをインレットシート表面に印刷した後、インレットシートを加熱して導電性ペースト中の熱硬化性バインダー樹脂成分を硬化させ、アンテナ配線を形成している。
As a printed wiring board provided with a conductive portion made of such a conductive paste, for example, a non-contact type IC card in which antenna wiring is formed on the board with a conductive paste is disclosed (for example,
しかしながら、導電性ペーストからなる導電部は、基板に対する接着性は高いものの、導電微粒子に対して樹脂組成物が多く存在するために比較的抵抗値が高いという問題があった。また、プラスチック基板上に、導電ペーストを用いて導電部を形成した場合、基板が曲げられたときに導電部が破壊され、導電性が損なわれるという問題があった。 However, although the conductive part made of the conductive paste has high adhesion to the substrate, there is a problem that the resistance value is relatively high because of the large amount of the resin composition with respect to the conductive fine particles. Further, when the conductive portion is formed on the plastic substrate using the conductive paste, there is a problem that when the substrate is bent, the conductive portion is destroyed and the conductivity is impaired.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポリマー型導電インクを用いて基板上に所定形状の導電部を形成した場合、その導電部が容易に破壊されることがなく、かつ、導電部の導電性に優れたプリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a conductive part having a predetermined shape is formed on a substrate using a polymer-type conductive ink, the conductive part is not easily destroyed, and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a printed wiring board having excellent conductivity of a conductive portion.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、基板と、該基板の一方の面に設けられた導電部とを備えたプリント配線基板の製造方法であって、基板の一方の面に、ポリマー型導電インクを塗布して、導電部をなす塗膜を形成する工程Aと、前記基板の他方の面と前記塗膜の最表面との間に電界を掛けて、前記塗膜に含まれる導電微粒子を、前記塗膜の最表面側に移動させる工程Bと、を有することを特徴とする。 A method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention is a method for manufacturing a printed wiring board comprising a substrate and a conductive portion provided on one surface of the substrate, wherein the polymer-type conductive material is provided on one surface of the substrate. Applying ink to form a coating film forming a conductive portion, and applying an electric field between the other surface of the substrate and the outermost surface of the coating film, the conductive fine particles contained in the coating film And a step B of moving to the outermost surface side of the coating film.
本発明のプリント配線基板の製造方法によれば、基板と、該基板の一方の面に設けられた導電部とを備えたプリント配線基板の製造方法であって、基板の一方の面に、ポリマー型導電インクを塗布して、導電部をなす塗膜を形成する工程Aと、前記基板の他方の面と前記塗膜の最表面との間に電界を掛けて、前記塗膜に含まれる導電微粒子を、前記塗膜の最表面側に移動させる工程Bと、を有するので、得られたプリント配線基板は、導電部の最表面側において、単位体積当たりの導電微粒子の含有率が高くなり、結果として、多数の導電微粒子が互いに密に接触し、多数の導電微粒子が導電部の長手方向に沿って1つの導電体を形成する。したがって、その導電部は導電性に優れるとともに、導電部はプリント配線基板を曲げても容易に破壊されることがない。 According to the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention, there is provided a method for manufacturing a printed wiring board comprising a substrate and a conductive portion provided on one surface of the substrate, wherein the polymer is formed on one surface of the substrate. A conductive film contained in the coating film by applying an electric field between the other surface of the substrate and the outermost surface of the coating film. Step B of moving the fine particles to the outermost surface side of the coating film, the obtained printed wiring board has a higher content of conductive fine particles per unit volume on the outermost surface side of the conductive portion, As a result, a large number of conductive fine particles come into close contact with each other, and the large number of conductive fine particles form one conductor along the longitudinal direction of the conductive portion. Therefore, the conductive portion is excellent in conductivity, and the conductive portion is not easily broken even when the printed wiring board is bent.
本発明のプリント配線基板の製造方法の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
The best mode of the method for producing a printed wiring board of the present invention will be described.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
本発明のプリント配線基板の製造方法は、基板と、該基板の一方の面に設けられた導電部とを備えたプリント配線基板の製造方法であって、基板の一方の面に、ポリマー型導電インクを塗布して、導電部をなす塗膜を形成する工程Aと、前記基板の他方の面と前記塗膜の最表面との間に電界を掛けて、前記塗膜に含まれる導電微粒子を、前記塗膜の最表面側に移動させる工程Bと、を有する方法である。 A method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention is a method for manufacturing a printed wiring board comprising a substrate and a conductive portion provided on one surface of the substrate, wherein the polymer-type conductive material is provided on one surface of the substrate. Applying ink to form a coating film forming a conductive portion, and applying an electric field between the other surface of the substrate and the outermost surface of the coating film, the conductive fine particles contained in the coating film And a step B of moving to the outermost surface side of the coating film.
以下、図1〜図4を参照して、本発明のプリント配線基板の製造方法の一実施形態を説明する。
まず、図1に示すように、印刷法により、基板1の一方の面1aにポリマー型導電インクを塗布して、所定の形状の導電部をなす未乾燥の塗膜2を形成する(工程A)。
この工程Aにおいて、未乾燥の塗膜2の形状は、所定の回路やアンテナなどからなる導電部の形状をなしている。
また、印刷法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法などが用いられる。
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-4, one Embodiment of the manufacturing method of the printed wiring board of this invention is described.
First, as shown in FIG. 1, a polymer-type conductive ink is applied to one
In this step A, the shape of the
As a printing method, an ink jet method, a screen printing method, or the like is used.
基板1としては、少なくとも表層部には、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたもの、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたものや、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した被覆部材や、ポリアミド系樹脂基材、ポリエステル系樹脂基材、ポリオレフィン系樹脂基材、ポリイミド系樹脂基材、エチレン−ビニルアルコール共重合体基材、ポリビニルアルコール系樹脂基材、ポリ塩化ビニル系樹脂基材、ポリ塩化ビニリデン系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、ポリカーボネート系樹脂基材、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂基材、ポリエーテルスルホン系樹脂基材、(ガラス)エポキシ樹脂基材などのプラスチック基材や、あるいはこれらにマット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理、オゾン処理、または各種易接着処理などの表面処理を施したものなどの公知のものから選択して用いられる。
As the
ポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末(カーボンブラック、カーボンナノチューブなど)などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが挙げられる。
樹脂組成物として熱硬化型樹脂を用いれば、ポリマー型導電インクは、200℃以下、例えば100〜150℃程度で導電部をなす塗膜を形成することができる熱硬化型となる。導電部をなす塗膜の電気の流れる経路は、塗膜をなす導電微粒子が互いに接触することによる形成され、この塗膜の抵抗値は10-5Ω・cmオーダーである。
また、本発明におけるポリマー型導電インクとしては、熱硬化型の他にも、光硬化型、浸透乾燥型、溶剤揮発型といった公知のものが用いられる。
Examples of polymer-type conductive inks are those in which conductive fine particles such as silver powder, gold powder, platinum powder, aluminum powder, palladium powder, rhodium powder, carbon powder (carbon black, carbon nanotube, etc.) are blended in the resin composition Is mentioned.
If a thermosetting resin is used as the resin composition, the polymer type conductive ink becomes a thermosetting type capable of forming a coating film forming a conductive part at 200 ° C. or less, for example, about 100 to 150 ° C. A path through which electricity of the coating film forming the conductive portion flows is formed by contact of the conductive fine particles forming the coating film with each other, and the resistance value of the coating film is on the order of 10 −5 Ω · cm.
Further, as the polymer type conductive ink in the present invention, known ones such as a photocuring type, a penetrating drying type, and a solvent volatilization type are used in addition to the thermosetting type.
光硬化型のポリマー型導電インクは、光硬化性樹脂を樹脂組成物に含むものであり、硬化時間が短いので、製造効率を向上させることができる。光硬化型のポリマー型導電インクとしては、例えば、熱可塑性樹脂のみ、あるいは、熱可塑性樹脂と架橋性樹脂(特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など)とのブレンド樹脂組成物に、導電微粒子が60質量%以上配合され、ポリエステル樹脂が10質量%以上配合されたもの、すなわち、溶剤揮発型かあるいは架橋/熱可塑併用型(ただし熱可塑型が50質量%以上である)のものや、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂(特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など)とのブレンド樹脂組成物に、ポリエステル樹脂が10質量%以上配合されたもの、すなわち、架橋型かあるいは架橋/熱可塑併用型のものなどが好適に用いられる。 The photocurable polymer type conductive ink contains a photocurable resin in the resin composition and has a short curing time, so that the production efficiency can be improved. Examples of the photo-curing polymer type conductive ink include, for example, a thermoplastic resin alone, or a blend resin composition of a thermoplastic resin and a crosslinkable resin (particularly, a crosslinkable resin composed of polyester and isocyanate) and 60 fine conductive particles. More than 10% by mass and 10% by mass or more of a polyester resin, that is, a solvent volatile type or a crosslinked / thermoplastic combined type (however, the thermoplastic type is 50% by mass or more), thermoplastic A resin resin or a blend resin composition of a thermoplastic resin and a crosslinkable resin (especially a crosslinkable resin composed of polyester and isocyanate) is blended with 10% by mass or more of a polyester resin, that is, a crosslinkable type or a crosslinked / crosslinked resin. A thermoplastic combination type is preferably used.
次いで、図2に示すように、基板1の他方の面1bに陽電極21を当接するように配置するとともに、塗膜2の基板1と接している面とは反対の面(最表面)2aに陰電極22を近接するように配置した後、陽電極21と陰電極22に所定の電圧を印加して、基板1の他方の面1bと塗膜2の最表面2aとの間に、基板1の一方の面1aと塗膜2の最表面2aに対して垂直に、かつ、基板1の一方の面1aから塗膜2の最表面2aに向かう方向(図中の矢印方向)に電界を掛ける。これにより、図3に示すように、塗膜2を形成するポリマー型導電インクの樹脂組成物3中に含まれる導電微粒子4を、塗膜2の最表面2a側に移動させる(工程B)。
Next, as shown in FIG. 2, the
陽電極21と陰電極22に印加する電圧の大きさは、ポリマー型導電インクにおける導電微粒子4の含有量などに応じて適宜調整されるが、塗膜2の最表面2a側に導電微粒子4が十分に移動する程度であることが好ましい。
また、陽電極21と陰電極22に電圧を印加する時間は、特に限定されないが、塗膜2の最表面2a側に導電微粒子4が十分に移動する程度であることが好ましい。
The magnitude of the voltage applied to the
The time for applying the voltage to the
この工程Bでは、エレクトロマイグレーションまたはイオンマイグレーションを利用して、塗膜2の最表面2a側に導電微粒子4を移動させている。
エレクトロマイグレーション(electromigration)とは、電界の影響により、金属成分が非金属媒体の上や中を横切って移動する現象である。この現象では、移動の前後で金属成分は金属状態であり、導電性を示す。その意味においては、金属の腐食(酸化やハロゲン化など)により染みが滲み出たように見える現象(腐食性生成物(corrosion−product)の発生)はエレクトロマイグレーションではないと言える。しかしながら、腐食性生成物はその発生状況がエレクトロマイグレーションと類似している(例えば、デンドライト状)ため、しばしば混同されることがある。2つのマイグレーションの大きな違いは、電界の有無にある。腐食性生成物は電界がなくても発生するが、エレクトロマイグレーションは電界がないと発生しない。
In this process B, the electroconductive
Electromigration is a phenomenon in which a metal component moves across or across a non-metallic medium due to the influence of an electric field. In this phenomenon, the metal component is in a metal state before and after movement, and exhibits conductivity. In that sense, it can be said that the phenomenon (the occurrence of a corrosive product) in which a stain appears to exude due to metal corrosion (oxidation, halogenation, etc.) is not electromigration. However, corrosive products are often confused because their occurrence is similar to electromigration (eg, dendritic). The major difference between the two migrations is the presence or absence of an electric field. Corrosive products occur without an electric field, but electromigration does not occur without an electric field.
イオンマイグレーションについて説明する。
ポリマー型導電インクが、導電微粒子として、例えば、銀(Ag)粒子を含む場合を例示する。
陽電極21と陰電極22の電位差と、周辺雰囲気から塗膜2の表面に吸着された水の存在とによって、下記の式(1)に示すように銀粒子の電離が生じるとともに、下記の式(2)に示すように水の電離が生じる。
Ag→Ag+ (1)
H2O→H++OH− (2)
Ion migration will be described.
A case where the polymer type conductive ink includes, for example, silver (Ag) particles as the conductive fine particles will be exemplified.
The potential difference between the
Ag → Ag + (1)
H 2 O → H + + OH − (2)
Ag+とOH−とは、下記の式(3)に示すように陽電極21側でAgOHとなって析出する。
Ag++OH−→AgOH (3)
さらに、AgOHは、下記の式(4)に示すように分解して、陽電極21側でAg2Oとなり、コロイド状に分散する。
2AgOH⇔Ag2O+H2O (4)
Ag + and OH − are precipitated as AgOH on the
Ag + + OH − → AgOH (3)
Furthermore, AgOH decomposes as shown in the following formula (4) is dispersed in the
2AgOH⇔Ag 2 O + H 2 O (4)
この後、下記の式(5)に示すように水和反応が生じる。
Ag2O+H2O⇔2AgOH⇔2Ag++2OH− (5)
上記の式(5)に示す反応が進行すると、Ag+が陰電極22側に移動し、結果として、塗膜2の最表面2a側においてAgのデンドライト状の析出が進行する。
Thereafter, a hydration reaction occurs as shown in the following formula (5).
Ag 2 O + H 2 O⇔2AgOH⇔2Ag + + 2OH − (5)
When the reaction shown in the above formula (5) proceeds, Ag + moves to the
次いで、未乾燥の塗膜2を加熱、乾燥させて導電部5を形成する(工程C)。
Next, the
以上の工程A〜Cにより、基板1と、基板1の一方の面1aに設けられた導電部5とを備えたプリント配線基板10が得られる。
The printed
この実施形態のプリント配線基板の製造方法によれば、基板1の一方の面1aに、ポリマー型導電インクを塗布して、導電部をなす未乾燥の塗膜2を形成し、基板1の他方の面1bと塗膜2の最表面2aとの間に電界を掛けて、塗膜2に含まれる導電微粒子4を、塗膜2の最表面2a側に移動させた後、塗膜2を加熱、乾燥させて導電部5を形成したので、導電部5の基板1と接している面とは反対の面(最表面)5a側において、単位体積当たりの導電微粒子4の含有率が高くなり、結果として、多数の導電微粒子4が互いに密に接触し、多数の導電微粒子4が導電部5の長手方向に沿って1つの導電体を形成するようになる。したがって、導電部5は導電性に優れるとともに、導電部5はプリント配線基板10を曲げても容易に破壊されることがない。
According to the method for manufacturing a printed wiring board of this embodiment, polymer-type conductive ink is applied to one
なお、この実施形態では、塗膜2が未乾燥の状態にて、基板1の他方の面1bと塗膜2の最表面2aとの間に電界を掛けて、塗膜2の最表面2a側に導電微粒子4を移動させたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、基板上に塗布した未乾燥の塗膜を加熱、乾燥させて、導電部を形成した後、基板の他方の面と導電部の最表面との間に電界を掛けてもよい。
In this embodiment, an electric field is applied between the
1・・・基板、2・・・塗膜、3・・・樹脂組成物、4・・・導電微粒子、5・・・導電部、10・・・プリント配線基板、21・・・陽電極、22・・・陰電極。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
基板の一方の面に、ポリマー型導電インクを塗布して、導電部をなす塗膜を形成する工程Aと、
前記基板の他方の面と前記塗膜の最表面との間に電界を掛けて、前記塗膜に含まれる導電微粒子を、前記塗膜の最表面側に移動させる工程Bと、を有することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
A printed wiring board manufacturing method comprising a substrate and a conductive portion provided on one surface of the substrate,
Step A of applying a polymer type conductive ink on one surface of the substrate to form a coating film forming a conductive portion;
A step B in which an electric field is applied between the other surface of the substrate and the outermost surface of the coating film, and the conductive fine particles contained in the coating film are moved to the outermost surface side of the coating film. A printed wiring board manufacturing method characterized by the above.
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Citations (2)
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JPH05313183A (en) * | 1992-05-12 | 1993-11-26 | Citizen Watch Co Ltd | Liquid crystal display device and method for repairing same |
JP2006201421A (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Seiko Epson Corp | Optoelectronic device and its manufacturing method, and electronic apparatus |
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