JP2010212514A

JP2010212514A - 配線基板の製造方法及び配線基板

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Publication number: JP2010212514A
Application number: JP2009058466A
Authority: JP
Inventors: Yoko Motomura; 瑤子本村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】基材と配線パターンとの付着性を確保しつつ、製造工程における作業性の向上、及び、異物付着の低減を図ることが可能な配線基板及び配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線基板の製造方法は、基材２上の少なくとも配線パターン４ａを形成する範囲を含む塗布範囲に、ポリビニルピロリドン系接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、ポリビニルピロリドン系接着剤が塗布された前記配線パターン４ａを形成する範囲に、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を配置する導電性粒子配置工程と、導電性粒子溶液が配置された基材２を、基材２の耐熱温度以下で加熱して導電性粒子溶液を焼成させる焼成工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材上に導電性材料で配線パターンが形成された配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

基材上に導電性材料で配線パターンが形成された配線基板は、従来、絶縁性基材の表面に銅箔を貼り、銅箔上において配線パターンを形成する範囲にフォトリソグラフィー技術などによりマスクを施した後に、マスクが形成されていない残りの銅箔部分をエッチングすることにより製造されていた。しかし、このような配線基板の製造方法では、所定の範囲にマスクを形成する工程、エッチングをする工程、さらにはマスクを除去する工程と工程数が多く、また、エッチングの工程において廃液処理が発生してしまうなどの欠点がある。

このため、近年、金属粒子を溶媒中に分散させた溶液をインクとして、インクジェット装置を用いて基材上に配線パターンを描画し、該溶液を焼成させる方法が提案されている。また、該方法において、アクリル系、シリコーン系、ゴム系、ペトロラタム系、ビニルエーテルまたはホットメタル系のいずれかの粘着剤からなり、「ＪＩＳＣ２３３８」に準拠する引き剥がし試験を行ったときに必要な力が１９ｍｍ当り３．５Ｎ以上となる粘着面を形成し、該粘着面上に、金属粒子を溶媒中に分散させた溶液をインクとして配線パターンを描画する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような方法によれば、上記粘着面上に配線を描画することで、基材に対する配線パターンの付着性を良好なものとすることができるとされている。

特開２００４−３０４１２９号公報

しかしながら、特許文献１の方法によれば、配線パターンを描画する工程に先立って、基材上に上記粘着剤からなる粘着面を形成することで、該粘着面の粘着により、作業者、または、基材を搬送や固定する装置などに基材が付着してしまう場合があり、粘着面を形成した以後の作業性が低下してしまう問題があった。また、粘着面に異物が付着してしまった場合には、当該異物の除去が困難となってしまう問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、基材と配線パターンとの付着性を確保しつつ、製造工程における作業性の向上、及び、異物付着の低減を図ることが可能な配線基板及び配線基板の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の配線基板の製造方法は、基材上の少なくとも配線パターンを形成する範囲を含む塗布範囲に、ポリビニルピロリドン系接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、該ポリビニルピロリドン系接着剤が塗布された前記配線パターンを形成する範囲に、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を配置する導電性粒子配置工程と、該導電性粒子溶液が配置された前記基材を、該基材の耐熱温度以下で加熱して前記導電性粒子溶液を焼成させる焼成工程とを備えることを特徴としている。

この発明に係る配線基板の製造方法によれば、接着剤塗布工程として、基材上で、配線パターンを形成する範囲を含む塗布範囲にポリビニルピロリドン系接着剤を塗布する。そして、導電性粒子配置工程として、該塗布範囲に、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を配置し、焼成工程として基材の耐熱温度以下で加熱する。これにより、導電性粒子溶液が焼成され配線パターンが形成される。ここで、接着剤塗布工程でポリビニルピロリドン系接着剤を使用することで、粘着力を必要最小限とし、以降の導電性粒子配置工程及び焼成工程で、周辺装置に基材が付着してしまうことを防ぎ、良好な作業性を得ることができるとともに、異物付着の低減を図ることができる。一方、焼成工程でポリビニルピロリドン系接着剤が乾燥硬化することで、必要な付着力を発揮して基材に対して配線パターンを確実に付着させることができる。

また、本発明の配線基板は、基材と、該基材上に設けられ、ポリビニルピロリドン系接着剤が乾燥硬化して形成された接着層と、該接着層上に設けられ、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を焼成させてなる配線層とを備えることを特徴としている。

この発明に係る配線基板によれば、基材と、配線層との間に、ポリビニルピロリドン系接着剤が乾燥硬化して形成された接着層が設けられていることで、必要な付着力をもって基材に対して配線層を確実に付着させることができる。また、接着層がポリビニルピロリドン系接着剤からなることで、粘着力を必要最小限のものとして、良好な作業性のもと、接着層上に溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を配置し、焼成して配線層を形成することができる。

本発明の配線基板の製造方法によれば、接着剤塗布工程でポリビニルピロリドン系接着剤を塗布することで、基材と配線パターンとの付着性を確保しつつ、製造工程における作業性の向上、及び、異物付着の低減を図ることができる。
本発明の配線基板によれば、接着層がポリビニルピロリドン系接着剤が乾燥硬化してなることで、基材と配線パターンとの付着性を確保しつつ、製造工程における作業性の向上、及び、異物付着の低減を図ることができる。

本発明の実施形態の配線基板の概略を示す全体図である。本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示すフロー図である。本発明の実施形態の配線基板の製造方法において、接着剤塗布工程を説明する断面図である。本発明の実施形態の配線基板の製造方法において、導電性粒子配置工程を説明する断面図である。本発明の実施形態の配線基板の製造方法において、焼成工程を説明する断面図である。

本発明に係る実施形態について、図１から図５を参照して説明する。本実施形態の配線基板１は、基材２と、基材２上に設けられた接着層３と、接着層３上に設けられた所定の配線パターン４ａに形成された配線層４とを備える。配線層４は、後述するように溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を焼成させて形成されている。導電性粒子としては、例えば銀、金あるいは銅などの金属粒子が選択される。特に、粒子径が十数ｎｍの金属ナノ粒子を導電性粒子とし、該金属ナノ粒子が溶媒中に分散したナノインクが導電性粒子溶液として好適に選択される。また、基材２は、絶縁性材料からなるが、後述する導電性粒子溶液を焼成する焼成工程を実施することから、少なくとも耐熱温度が導電性粒子溶液の焼成温度よりも高いものである必要があり、ガラスや樹脂などが選択される。また、接着層３は、ポリビニルピロリドン系接着剤（以下、ＰＶＰ系接着剤と称する）が乾燥硬化して形成されたものであり、少なくとも配線パターン４ａが形成されている範囲を含む範囲で形成されている。
次に、このような配線基板１の製造方法について図２のフロー図及び図３から図５の工程図に基づいて説明する。

図２及び図３に示すように、まず接着剤塗布工程として、接着層３を形成するＰＶＰ系接着剤５を基材２上に塗布する。塗布範囲は、配線パターン４ａが形成される範囲（図５参照）を少なくとも含む範囲とする。次に、図２及び図４に示すように、接着層３となるＰＶＰ系接着剤５上において、配線パターン４ａとなる範囲に、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液６を配置する。具体的には該導電性粒子溶液６をインクとして、インクジェット装置を用いて所定の配線パターン４ａを描画させる。そして、図２及び図５に示すように、焼成工程として、基材２を加熱することで、導電性粒子溶液６中の溶媒を蒸発させ、焼成させる。ここで、加熱温度としては、導電性粒子溶液６を焼成可能な温度以上で、かつ、基材２の耐熱温度以下とする。これにより、導電性粒子溶液６中の導電性粒子同士が結合することで、導電性粒子からなり所定の配線パターン４ａとなる配線層４が形成されるとともに、ＰＶＰ系接着剤５が乾燥硬化して接着層３が形成され、配線層４は接着層３によって基材２に付着されることとなる。そして、検査工程として、配線パターン４ａの導通を確認することで所望の配線パターン４ａを有する配線基板１が製造されることとなる。
次に、以下の実施例に示すように、配線基板１を製造し、性能確認を行った結果について説明する。

本実施例では、基材２としてガラス板を使用し、また、接着層３を形成するＰＶＰ系接着剤として、「固形アラビックＹＳ−２２」（ヤマト株式会社製）を、また、導電性粒子溶液としては、導電性粒子として銀ナノ粒子を含む銀ナノインクを使用した。そして、接着剤塗布工程として、ＰＶＰ系接着剤の塗布を行った。ここで、＜表１＞に示すように、ＰＶＰ系接着剤である「固形アラビックＹＳ−２２」について、粘着力を測定した。なお、比較例として、従来から粘着層として用いられるポリイミド粘着テープＮｏ．３６０Ａ（日東電工株式会社製）について粘着力を測定した。粘着力の測定には、タッキング試験機（株式会社レスカ製）を使用した。そして、＜表１＞に示すように、本実施例のＰＶＰ系接着剤では、比較例のポリイミド粘着テープと比較して、粘着力を約１／４程度まで抑えることができることが確認できた。

次に、導電性粒子配置工程として、ＰＶＰ系接着剤上において、銀ナノインクを用いてインクジェット装置により配線パターン４ａを描画した。さらに焼成工程として、基材２を加熱した。加熱温度としては基材２であるガラス板の耐熱温度より低い１５０℃に設定し、３０分間行った。その結果、銀ナノインクは焼成され、銀ナノ粒子が結合して所定の配線パターン４ａとなる配線層４が形成されるとともに、ＰＶＰ系接着剤が乾燥硬化して接着層３が形成され、配線基板１を得ることができた。ここで、上記のとおりＰＶＰ系接着剤では、粘着力を最小限に抑えられることから、導電性粒子配置工程及び焼成工程において、搬送装置や、工程実施の際に使用する固定装置などにＰＶＰ系接着剤により基材２が付着してしまうことなく、好適に各工程を実施することができた。また、工程実施時において、異物等がＰＶＰ系接着剤に付着してしまうこともなかった。

その後、配線パターン４ａの両端にテスターの端子を接続して導通確認を行った結果、良好な導通状態を確認することができた。また、基材２に対する配線層４の付着性について「ＪＩＳＫ５６００−５−６」に準拠したテープ剥離試験（但し、クロスカットは省略）により確認したところ、配線層４の剥離は認められず、良好な付着性を有することが確認できた。なお、比較例として、基材２上にＰＶＰ系接着剤からなる接着層３を設けず、直接銀ナノ粒子からなる配線層４を設けた配線基板について、同様のテープ剥離試験を行ったところ、配線層４は全体にわたって剥離する結果となり、本実施例では、ＰＶＰ系接着剤５が乾燥硬化してなる接着層３によって良好な付着性を得られたことが確認できた。

以上のように、本実施形態の配線基板の製造方法によれば、接着剤塗布工程でＰＶＰ系接着剤を使用することで、粘着力を必要最小限とし、以降の導電性粒子配置工程及び焼成工程で、周辺装置に基材２が付着してしまうことを防ぎ、良好な作業性を得ることができるとともに、異物付着の低減を図ることができる。一方、焼成工程でＰＶＰ系接着剤が乾燥硬化することで、必要な付着力を発揮して基材２に対して配線パターン４ａとなる配線層４を確実に付着させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１配線基板
２基材
３接着層
４配線層
４ａ配線パターン
５ＰＶＰ系接着剤
６導電性粒子溶液

Claims

基材上の少なくとも配線パターンを形成する範囲を含む塗布範囲に、ポリビニルピロリドン系接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
該ポリビニルピロリドン系接着剤が塗布された前記配線パターンを形成する範囲に、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を配置する導電性粒子配置工程と、
該導電性粒子溶液が配置された前記基材を、該基材の耐熱温度以下で加熱して前記導電性粒子溶液を焼成させる焼成工程とを備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
基材と、
該基材上に設けられ、ポリビニルピロリドン系接着剤が乾燥硬化して形成された接着層と、
該接着層上に設けられ、溶媒に導電性粒子を分散させた導電性粒子溶液を焼成させてなる配線層とを備えることを特徴とする配線基板。