JP2017034150A - Circuit substrate and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非結晶性樹脂またはゴムからなる基板上に回路パターンを有している回路基板と、その製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit board having a circuit pattern on a substrate made of an amorphous resin or rubber, and a manufacturing method thereof.
基板上に回路パターンが形成された回路基板が知られている。
特許文献１には、基板の主平面にビーム加工により形成された溝に導電材料を充填して回路パターンを形成する回路基板の製造方法の発明が記載されている。基板としてアルミナ基板が記載され（段落番号００３０）、ビーム加工として、レーザ光や電子ビームなどが例示され（段落番号００２１）、導電材料として導電ペーストを塗布することが記載されている（段落番号００３７）。
A circuit board having a circuit pattern formed on a substrate is known.
Patent Document 1 describes an invention of a circuit board manufacturing method in which a circuit pattern is formed by filling a groove formed by beam processing on a main plane of a board with a conductive material. An alumina substrate is described as the substrate (paragraph number 0030), and laser beam or electron beam is exemplified as beam processing (paragraph number 0021), and it is described that a conductive paste is applied as a conductive material (paragraph number 0037). ).
特許文献２には、基板上に溝パターンが形成され、溝パターン内に導体層が形成された導体パターンを有する回路基板の発明が記載されている。
基板としてフッ素樹脂などの樹脂基板を使用することが記載され、溝パターンがパルス幅１０ｐｓ以下のレーザー光を使用して形成することが記載され、導体層がめっきを使用することが記載されている（特許請求の範囲）。
Patent Document 2 describes an invention of a circuit board having a conductor pattern in which a groove pattern is formed on a substrate and a conductor layer is formed in the groove pattern.
It is described that a resin substrate such as a fluororesin is used as the substrate, that the groove pattern is formed using a laser beam having a pulse width of 10 ps or less, and that the conductor layer uses plating. (Claims)
特許文献３には、表面が絶縁層であるプリント基板上にレーザを照射して穴と溝を形成して、穴と溝に導電物質を充填して導体パターンを形成するプリント基板の製造方法の発明が記載されている（特許請求の範囲）。
表面が絶縁層であるプリント基板は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂で形成されていること（段落番号００１４）、導体パターンは電解銅めっきにより形成されることが記載されている（段落番号００１８）。
Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a printed circuit board in which holes and grooves are formed by irradiating a laser on a printed circuit board whose surface is an insulating layer, and a conductive pattern is formed by filling the holes and grooves with a conductive material. The invention has been described (claims).
It is described that the printed circuit board whose surface is an insulating layer is made of a thermosetting resin such as epoxy resin, polyimide resin, phenol resin (paragraph number 0014), and that the conductor pattern is formed by electrolytic copper plating. (Paragraph number 0018).
本発明は、非結晶性樹脂またはゴムからなる基板表面に回路パターンを有している回路基板と、その製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a circuit board having a circuit pattern on the surface of a substrate made of an amorphous resin or rubber, and a method for manufacturing the circuit board.
本発明は、非結晶性樹脂またはゴムからなる基板表面に回路パターンを有している回路基板であって、
前記回路パターが、前記表面に形成された溝内部に導体が充填されたものであり、
前記溝が、幅が０．０５〜２ｍｍ、深さが０．０５〜１ｍｍであり、前記溝内部の表面粗さ（Ｒａ）が１〜５０μmである、回路基板を提供する。
The present invention is a circuit board having a circuit pattern on a substrate surface made of an amorphous resin or rubber,
The circuit pattern is filled with a conductor inside a groove formed on the surface,
A circuit board is provided in which the groove has a width of 0.05 to 2 mm, a depth of 0.05 to 1 mm, and a surface roughness (Ra) inside the groove of 1 to 50 μm.
本発明は、上記の回路基板の製造方法であって、
非結晶性樹脂またはゴムからなる基板の複数面にまたがって、波長２μm以上のレーザー光をパルス幅０．０５〜１．０μsecで照射して回路パターンとなる溝を形成する工程、
前記溝内部に導体形成材料を充填する工程、
加熱して前記導体形成材料を硬化させることで回路パターンを形成する工程を有している、回路基板の製造方法を提供する。
The present invention is a method of manufacturing the above circuit board,
A step of irradiating a laser beam having a wavelength of 2 μm or more with a pulse width of 0.05 to 1.0 μsec over a plurality of surfaces of a substrate made of an amorphous resin or rubber to form a groove serving as a circuit pattern;
Filling the groove with a conductor-forming material;
Provided is a circuit board manufacturing method including a step of forming a circuit pattern by heating to harden the conductor forming material.
本発明によれば、簡単な製造工程によって、基板と回路パターンの密着性の良い回路基板が得られる。 According to the present invention, a circuit board having good adhesion between the board and the circuit pattern can be obtained by a simple manufacturing process.
＜回路基板＞
図１（ａ）の回路基板１は、基板２上に回路パターン６を有している。
基板２は、非結晶性樹脂またはゴムからなるものであるが、非結晶性樹脂からなるものが好ましい。
<Circuit board>
A circuit board 1 in FIG. 1A has a circuit pattern 6 on a board 2.
The substrate 2 is made of an amorphous resin or rubber, but is preferably made of an amorphous resin.
非結晶性樹脂は、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）から選ばれるものを使用することができる。 Non-crystalline resins include polystyrene, AS resin, ABS resin, methacrylic resin (PMMA), vinyl chloride resin (PVC), polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI), polyarylate (PAR), polysulfone (PSF), Those selected from polyethersulfone (PES), polyamideimide (PAI), and modified polyphenylene ether (m-PPE) can be used.
ゴムは、エチレン‐プロピレンコポリマー(EPM)、エチレン‐プロピレン‐ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン‐オクテンコポリマー(EOM)、エチレン‐ブテンコポリマー(EBM)、エチレン‐オクテンターポリマー(EODM)、エチレン‐ブテンターポリマー(EBDM)などのエチレン‐α‐オレフィンゴム；
エチレン/アクリル酸ゴム(EAM)、ポリクロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム(NBR)、水添NBR (HNBR)、スチレン‐ブタジエンゴム(SBR)、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン(ACSM)、エピクロルヒドリン(ECO)、ポリブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(合成ポリイソプレンを含む) (NR)、塩素化ポリエチレン(CPE)、ブロム化ポリメチルスチレン‐ブテンコポリマー、スチレン‐ブタジエン‐スチレン(S‐B‐S)およびスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレン(S‐E‐B‐S)ブロックコポリマー、アクリルゴム(ACM)、エチレン‐酢酸ビニルエラストマー(EVM)、およびシリコーンゴムなどを使用することができる。
ゴムには、必要によりゴムの種類に応じた硬化剤を含有させるが、その他、公知の各種ゴム用添加剤を配合することができる。ゴム用添加剤としては、硬化剤、硬化促進剤、老化防止剤、シランカップリング剤、補強剤、難燃剤、オゾン劣化防止剤、充填剤、プロセスオイル、可塑剤、粘着付与剤、加工助剤などを使用することができる。
Rubber is ethylene-propylene copolymer (EPM), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), ethylene-octene copolymer (EOM), ethylene-butene copolymer (EBM), ethylene-octene terpolymer (EODM), ethylene-butene Ethylene-α-olefin rubber such as terpolymer (EBDM);
Ethylene / acrylic acid rubber (EAM), polychloroprene rubber (CR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated NBR (HNBR), styrene-butadiene rubber (SBR), alkylated chlorosulfonated polyethylene (ACSM), epichlorohydrin (ECO), polybutadiene rubber (BR), natural rubber (including synthetic polyisoprene) (NR), chlorinated polyethylene (CPE), brominated polymethylstyrene-butene copolymer, styrene-butadiene-styrene (SBS ) And styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS) block copolymers, acrylic rubber (ACM), ethylene-vinyl acetate elastomer (EVM), silicone rubber, and the like.
If necessary, the rubber contains a curing agent according to the type of rubber, but various other known additives for rubber can be blended. Additives for rubber include curing agents, curing accelerators, anti-aging agents, silane coupling agents, reinforcing agents, flame retardants, ozone degradation inhibitors, fillers, process oils, plasticizers, tackifiers, processing aids Etc. can be used.
基板２は、段差面を含む合計で八面の平面からなるものである。
図１（ａ）では、回路パターン６は、面３ａ、面３ｂ、面３ｃの三面にまたがって形成されているが、さらに他の面にも形成されていてもよい。
面３ａ、面３ｂ、面３ｃは、必要に応じて凹凸を有していてもよい。
面３ａと面３ｃは、厚さ方向に反対側の面４と平行になっているが、面４からの高さ（厚さ）が異なっている。
面３ｂは、面３ａと面３ｃの面４からの高さ（厚さ）の違いにより傾斜面（段差面）になっている。
面３ｂと面３ｃの間の角度（仰角）α１は特に制限されないが、例えば３０〜９０°の範囲になるようにすることができる。
The substrate 2 is composed of a total of eight planes including a stepped surface.
In FIG. 1A, the circuit pattern 6 is formed across the three surfaces of the surface 3a, the surface 3b, and the surface 3c, but may be formed on another surface.
The surface 3a, the surface 3b, and the surface 3c may have unevenness as necessary.
The surface 3a and the surface 3c are parallel to the surface 4 on the opposite side in the thickness direction, but the height (thickness) from the surface 4 is different.
The surface 3b is an inclined surface (step surface) due to the difference in height (thickness) from the surface 4 of the surface 3a and the surface 3c.
The angle (elevation angle) α1 between the surface 3b and the surface 3c is not particularly limited, but may be in the range of 30 to 90 °, for example.
図１（ｂ）に示すように、回路パターン６は、基板２の面３ａ、面３ｂ、面３ｃの三面にまたがって形成された溝７と、溝７内部に充填された導体８からなるものである。
溝７の幅は、０．０５〜２ｍｍであり、０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
溝７の深さは、０．０５〜１ｍｍであり、０．１〜０．５ｍｍが好ましい。
溝７の内部の表面粗さ（Ｒａ）は１〜５０μmであり、１〜２５μmが好ましく、３〜１５μmがより好ましい。
導体８は、銀、銀合金、金、金合金、はんだなどを使用することができる。
溝７の内部の表面粗さが前記範囲であるため、充填された導体８と溝７との密着性が高められる。
As shown in FIG. 1B, the circuit pattern 6 is composed of a groove 7 formed over the three surfaces of the substrate 2, the surface 3 a, the surface 3 b, and the surface 3 c, and a conductor 8 filled in the groove 7. It is.
The width of the groove 7 is 0.05 to 2 mm, preferably 0.1 to 1.5 mm.
The depth of the groove 7 is 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm.
The surface roughness (Ra) inside the groove 7 is 1 to 50 μm, preferably 1 to 25 μm, and more preferably 3 to 15 μm.
As the conductor 8, silver, silver alloy, gold, gold alloy, solder, or the like can be used.
Since the surface roughness inside the groove 7 is within the above range, the adhesion between the filled conductor 8 and the groove 7 is improved.
図２（ａ）の回路基板１１は、基板１２上に回路パターン１６を有している。
基板１２は、図１の回路基板１と同じ非結晶性樹脂またはゴムから選ばれるものを使用することができる。
The circuit board 11 in FIG. 2A has a circuit pattern 16 on the board 12.
As the substrate 12, a material selected from the same amorphous resin or rubber as the circuit substrate 1 of FIG. 1 can be used.
基板１２は、立方体または直方体である。
図２（ａ）では、回路パターン１６は、隣接する面１３と面１４の二面にまたがって形成されているが、さらに他の面にも形成されていてもよい。
面１３と面１４は、必要に応じて凹凸を有していてもよい。
The substrate 12 is a cube or a rectangular parallelepiped.
In FIG. 2A, the circuit pattern 16 is formed across two surfaces, the adjacent surface 13 and surface 14, but may be formed on another surface.
The surface 13 and the surface 14 may have unevenness as necessary.
図２（ｂ）に示すように、回路パターン１６は、基板１２の面１３と面１４にまたがって形成された溝１７と、溝１７内部に充填された導体１８からなるものである。
溝１７の幅は、０．０５〜２ｍｍであり、０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
溝１７の深さは、０．０５〜１ｍｍであり、０．１〜０．５ｍｍが好ましい。
溝１７の内部の表面粗さ（Ｒａ）は１〜５０μmであり、１〜２５μmが好ましく、３〜１５μmがより好ましい。
導体１８は、銀、銀合金、金、金合金、はんだなどを使用することができる。
溝１７の内部の表面粗さが前記範囲であるため、充填された導体１８と溝１７との密着性が高められる。
As shown in FIG. 2B, the circuit pattern 16 includes a groove 17 formed across the surface 13 and the surface 14 of the substrate 12 and a conductor 18 filled in the groove 17.
The width | variety of the groove | channel 17 is 0.05-2 mm, and 0.1-1.5 mm is preferable.
The depth of the groove 17 is 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm.
The surface roughness (Ra) inside the groove 17 is 1 to 50 μm, preferably 1 to 25 μm, more preferably 3 to 15 μm.
The conductor 18 can be made of silver, silver alloy, gold, gold alloy, solder, or the like.
Since the surface roughness inside the groove 17 is within the above range, the adhesion between the filled conductor 18 and the groove 17 is enhanced.
図３（ａ）の回路基板２１は、基板２２上に回路パターン２６を有している。
基板２２は、図１の回路基板１と同じ非結晶性樹脂またはゴムから選ばれるものを使用することができる。
The circuit board 21 in FIG. 3A has a circuit pattern 26 on the board 22.
As the substrate 22, a material selected from the same amorphous resin or rubber as the circuit substrate 1 of FIG. 1 can be used.
基板２２は、第１端面２２ａ側にある外径の大きな第１筒部２３と、第１端面２２ａとは軸方向反対側にある第２端面２２ｂ側の第１筒部２３よりも外径の小さな第２筒部２５と、第１筒部２３と第２筒部２５の間の中間筒部２４からなるものである。
基板２２は、第１端面２２ａから第２端面２２ｂまで貫通孔２８が形成されている。
中間筒部２４の外表面は、第１筒部２３と第２筒部２５の外径の差により傾斜面になっている。
中間筒部２４と第２筒部２５の間の角度（仰角）は、３０〜９０ーの範囲になるようにすることができる。前記角度は、基板２２の長さ方向の切断図から求めることができる。
図３（ａ）では、回路パターン２６は、第１端面２２ａ、第１筒部２３、中間筒部２４、第２筒部２５にまたがって形成されているが、さらに第２端面２２ｂにも形成されていてもよい。
第１筒部２３、中間筒部２４、第２筒部２５は、必要に応じて凹凸を有していてもよい。
The substrate 22 has a larger outer diameter than the first cylindrical portion 23 on the first end surface 22a side and the first cylindrical portion 23 on the second end surface 22b side opposite to the first end surface 22a in the axial direction. It consists of a small second cylinder part 25 and an intermediate cylinder part 24 between the first cylinder part 23 and the second cylinder part 25.
The substrate 22 has a through hole 28 formed from the first end surface 22a to the second end surface 22b.
The outer surface of the intermediate cylinder part 24 is an inclined surface due to the difference in outer diameter between the first cylinder part 23 and the second cylinder part 25.
The angle (elevation angle) between the intermediate cylinder part 24 and the second cylinder part 25 can be in the range of 30 to 90-. The angle can be obtained from a sectional view of the substrate 22 in the length direction.
In FIG. 3A, the circuit pattern 26 is formed across the first end surface 22a, the first tube portion 23, the intermediate tube portion 24, and the second tube portion 25, but is also formed on the second end surface 22b. May be.
The 1st cylinder part 23, the intermediate | middle cylinder part 24, and the 2nd cylinder part 25 may have an unevenness | corrugation as needed.
図３（ｂ）に示すように、回路パターン２６は、基板２２に形成された溝２７と、溝２７内部に充填された導体２８からなるものである。
溝２７の幅は、０．０５〜２ｍｍであり、０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
溝２７の深さは、０．０５〜１ｍｍであり、０．１〜０．５ｍｍが好ましい。
溝２７の内部の表面粗さ（Ｒａ）は１〜５０μmであり、１〜２５μmが好ましく、３〜１５μmがより好ましい。
導体２８は、銀、銀合金、金、金合金、はんだなどを使用することができる。
溝２７の内部の表面粗さが前記範囲であるため、充填された導体２８と溝２７との密着性が高められる。
As shown in FIG. 3B, the circuit pattern 26 includes a groove 27 formed in the substrate 22 and a conductor 28 filled in the groove 27.
The width of the groove 27 is 0.05 to 2 mm, preferably 0.1 to 1.5 mm.
The depth of the groove 27 is 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm.
The surface roughness (Ra) inside the groove 27 is 1 to 50 μm, preferably 1 to 25 μm, and more preferably 3 to 15 μm.
For the conductor 28, silver, silver alloy, gold, gold alloy, solder, or the like can be used.
Since the surface roughness inside the groove 27 is in the above range, the adhesion between the filled conductor 28 and the groove 27 is improved.
図１〜図３は、基板の複数面にまたがって回路パターンが形成された実施形態であるが、本発明では、基板として平板を使用して、前記平板の一平面のみに回路パターンが形成された回路基板にすることもできる。
本発明の回路基板は、ＬＥＤ、抵抗、コネクタなどの各種部品を実装して電気回路を構成することで、電子回路基板として使用することができる。
1 to 3 show an embodiment in which a circuit pattern is formed over a plurality of surfaces of a substrate. In the present invention, a circuit pattern is formed only on one plane of the flat plate using a flat plate as the substrate. It can also be a circuit board.
The circuit board of the present invention can be used as an electronic circuit board by mounting various components such as LEDs, resistors, and connectors to form an electric circuit.
＜回路基板の製造方法＞
図１の回路基板１の製造方法により説明する。
図４（ａ）の基板２は、図１（ａ）の基板２と同形状のものである（α１=60°）。
基板２は、平面３ａ、傾斜面３ｂ、平面３ｃを有している。
<Circuit board manufacturing method>
The method for manufacturing the circuit board 1 of FIG. 1 will be described.
The substrate 2 in FIG. 4A has the same shape as the substrate 2 in FIG. 1A (α1 = 60 °).
The board | substrate 2 has the plane 3a, the inclined surface 3b, and the plane 3c.
第１工程にて、図４（ａ）に示す基板２の平面３ａ、傾斜面３ｂ、平面３ｃに対して、図４（ｂ）、図５（ａ）、図６（ａ）に示すとおり、波長２μm以上のレーザー光（パルス波レーザー光）を照射して回路パターンとなる溝７を形成する。
溝７の幅と深さは、図１の説明において記載されている数値範囲である。
In the first step, as shown in FIGS. 4 (b), 5 (a), and 6 (a) with respect to the plane 3a, the inclined surface 3b, and the plane 3c of the substrate 2 shown in FIG. A groove 7 to be a circuit pattern is formed by irradiating a laser beam (pulse wave laser beam) having a wavelength of 2 μm or more.
The width and depth of the groove 7 are in the numerical range described in the description of FIG.
溝７は、図４（ｂ）、図５（ａ）、図６（ａ）に示すとおり、独立した溝を複数本形成することができるが（図７（ａ））、図７（ｂ）、（ｃ）に示すとおり、複数本の溝が幅方向に重ね合うように形成することで、全体として幅の広い１本の溝を形成することもできる。
図７（ｂ）は、２本の溝７が幅方向に重なるように形成されて全体として一本の溝が形成されており、図７（ｃ）は、４本の溝７が幅方向に重なるように形成されて全体として一本の溝が形成されている。
As shown in FIGS. 4 (b), 5 (a), and 6 (a), the groove 7 can be formed with a plurality of independent grooves (FIG. 7 (a)), but FIG. 7 (b). As shown in (c), by forming a plurality of grooves so as to overlap in the width direction, it is possible to form a single groove having a wide width as a whole.
In FIG. 7B, two grooves 7 are formed so as to overlap each other in the width direction to form one groove as a whole. FIG. 7C shows four grooves 7 in the width direction. A single groove is formed as a whole.
溝７を形成するときのレーザー光の照射条件は、次の範囲から選択することができる。
出力（平均出力）は４０〜３００Ｗが好ましい。
波長は２μm以上であり、好ましくは２〜２０μmである。
１スキャンのパルス幅（１スキャンのレーザー光の照射時間）は、０．０５〜１．０μsecが好ましく、０．１〜０．５μsecがより好ましい。
周波数は３００〜７００Hzが好ましい。
パルスエナジーは５０〜２００ｍＪが好ましく、１００〜１６０ｍＪがより好ましい。
レーザー光は、平面３ａ、傾斜面面３ｂ、平面３ｃのそれぞれに対して垂直方向から照射する。
このような照射条件でパルス波レーザーを照射することで、基板２に形成された溝７の内部の表面粗さ（Ｒａ）を所定範囲にすることができる。
The irradiation condition of the laser beam when forming the groove 7 can be selected from the following range.
The output (average output) is preferably 40 to 300 W.
The wavelength is 2 μm or more, preferably 2 to 20 μm.
The pulse width of one scan (irradiation time of laser light of one scan) is preferably 0.05 to 1.0 μsec, and more preferably 0.1 to 0.5 μsec.
The frequency is preferably 300 to 700 Hz.
The pulse energy is preferably 50 to 200 mJ, more preferably 100 to 160 mJ.
The laser light is irradiated from the vertical direction to each of the flat surface 3a, the inclined surface 3b, and the flat surface 3c.
By irradiating the pulse wave laser under such irradiation conditions, the surface roughness (Ra) inside the groove 7 formed in the substrate 2 can be set within a predetermined range.
レーザーは、例えば、炭酸ガスレーザー、半導体レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、キレートレーザー、色素レーザーを使用することができる。 As the laser, for example, a carbon dioxide laser, a semiconductor laser, a He—Ne laser, a chelate laser, and a dye laser can be used.
第２工程にて、図４（ｃ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すとおり、溝７の内部に導体形成材料８ａを充填する。
導体形成材料としては、導体となる金属、溶剤および樹脂などを含むインクを使用することができる。
導体形成材料のインクとしては、（株）ダイセル製の銀ナノインク「Picosil（登録商標）」のHight Viscosity-Type（銀濃度６５〜９０質量％）、Low Viscosity-Type（銀濃度３０〜５０質量％）、大研化学工業（株）製の加熱硬化型AgペーストCA-6178Bなどを使用することができる。
導体形成材料として前記インクを使用するときは、ディスペンサー、インクジェット、スクリーン印刷、オフセット印刷などの方法により溝７内部に充填することができるが、図４（ａ）に示すような段差面のある基板２を使用するときは、ディスペンサー、インクジェットが好ましい。
In the second step, as shown in FIGS. 4C, 5B, and 6B, the inside of the groove 7 is filled with a conductor forming material 8a.
As the conductor forming material, an ink containing a metal, a solvent, a resin, or the like to be a conductor can be used.
As the ink of the conductor forming material, High Viscosity-Type (silver concentration 65 to 90% by mass) and Low Viscosity-Type (silver concentration 30 to 50% by mass) of the silver nano ink “Picosil (registered trademark)” manufactured by Daicel Corporation. ), Thermosetting Ag paste CA-6178B manufactured by Daiken Chemical Industry Co., Ltd. can be used.
When the ink is used as a conductor forming material, the groove 7 can be filled by a method such as dispenser, ink jet, screen printing, offset printing, etc., but a substrate having a stepped surface as shown in FIG. When using 2, a dispenser and an inkjet are preferable.
第３工程にて、図４（ｄ）、図５（ｃ）、図６（ｃ）に示すとおり、加熱して導体形成材料８ａを硬化させて導体８にすることで、回路パターン６を形成する。
第３工程の加熱は、前記インク中の溶剤を蒸発させ、樹脂を揮発除去させるための処理である。
加熱条件は、基板２の材質（耐熱性）、インクに使用している溶剤や樹脂の種類により調整することができる。
第３工程の加熱処理によって、溝７内部の導体形成材料（インク）中の導体となる金属が残り、導体８からなる回路パターン６が形成される。
本発明の製造方法では、レーザー照射工程において溝７内部の表面粗さ（Ｒａ）が所定範囲にされているため、硬化した導体８と溝７との密着性が高められる。
In the third step, as shown in FIGS. 4 (d), 5 (c) and 6 (c), the conductor forming material 8a is cured by heating to form the conductor 8, thereby forming the circuit pattern 6. To do.
The heating in the third step is a process for evaporating the solvent in the ink and evaporating and removing the resin.
The heating conditions can be adjusted according to the material (heat resistance) of the substrate 2 and the type of solvent or resin used in the ink.
By the heat treatment in the third step, the metal serving as the conductor in the conductor forming material (ink) inside the groove 7 remains, and the circuit pattern 6 including the conductor 8 is formed.
In the manufacturing method of the present invention, since the surface roughness (Ra) inside the groove 7 is within a predetermined range in the laser irradiation step, the adhesion between the cured conductor 8 and the groove 7 is improved.
図２の回路基板１１を製造するときも、上記第１工程〜第３工程と同様に実施することができる。
なお、第２工程において基板１２の溝１７内部に導体形成材料（上記インク）を充填するときは、図８に示すように、保持具５０を使用して、辺１３ａを上にして基板１２を保持した状態にて、面１３と面１４にインクを充填する方法を適用することが好ましい。
図８の状態にすることで、面１３と面１４の水平面に対する角度α１が４５ーに維持できるため、インク充填時の液だれが防止できるので好ましい。
When manufacturing the circuit board 11 of FIG. 2, it can implement similarly to the said 1st process-3rd process.
In addition, when the conductor forming material (the above ink) is filled in the groove 17 of the substrate 12 in the second step, as shown in FIG. It is preferable to apply a method of filling the surfaces 13 and 14 with ink in the held state.
The state shown in FIG. 8 is preferable because the angle α1 of the surface 13 and the surface 14 with respect to the horizontal plane can be maintained at 45−, so that dripping during ink filling can be prevented.
図３の回路基板２１を製造するときも、上記第１工程〜第３工程と同様に実施することができる。
なお、図３の基板２２に対して第１工程および第２工程を実施するときは、貫通孔２８内に支持棒を差し込んだ状態にて、回転させながら実施する方法を適用することができる。
The circuit board 21 shown in FIG. 3 can be manufactured in the same manner as in the first to third steps.
Note that when the first step and the second step are performed on the substrate 22 of FIG. 3, a method can be applied in which the support rod is inserted into the through hole 28 and rotated.
次に、図９（ａ）〜（ｄ）により本発明の回路基板の製造方法を適用した電気回路基板100の製造方法を説明する。
図９（ａ）は、非結晶性樹脂からなる基板102の平面図であり、部品装着用の穴103、凹部104a、104bを有している。
図９（ｂ）では、所定波長のパルス波のレーザー光を照射して、溝107が形成されている。
図９（ｃ）では、部品用の穴103にLED、凹部104aに抵抗114a、凹部104bにコネクタ114bが実装されている。
図９（ｄ）では、溝107に導体形成材料であるインクが充填されている。その後、加熱処理することで導体108が形成されている。
Next, a method of manufacturing the electric circuit board 100 to which the circuit board manufacturing method of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
FIG. 9A is a plan view of the substrate 102 made of an amorphous resin, and has a component mounting hole 103 and recesses 104a and 104b.
In FIG. 9B, the groove 107 is formed by irradiating a laser beam of a pulse wave having a predetermined wavelength.
In FIG. 9C, an LED is mounted in the component hole 103, a resistor 114a is mounted in the recess 104a, and a connector 114b is mounted in the recess 104b.
In FIG. 9D, the groove 107 is filled with ink which is a conductor forming material. Thereafter, the conductor 108 is formed by heat treatment.
実施例１
ＡＢＳ樹脂製の基板（平板）（縦40mm、横120mm、厚さ4mm）を使用して、一面（40×120mm）のみに図７（ｃ）のようにＣＯ2レーザー照射することで、幅０．５ｍｍの溝を合計で２０本形成して、１０ｍｍ×１０ｍｍの溝を形成した。
溝７の寸法は、顕微鏡観察した。
溝７の表面粗さは、レーザー変位計（キーエンス ブルーレーザフォーカス変位計 LT-9500V）により測定した。
Example 1
Using an ABS resin substrate (flat plate) (length 40mm, width 120mm, thickness 4mm), only one side (40 x 120mm) is irradiated with a CO 2 laser as shown in Fig. 7 (c). A total of 20 5 mm grooves were formed to form 10 mm × 10 mm grooves.
The dimension of the groove 7 was observed with a microscope.
The surface roughness of the groove 7 was measured with a laser displacement meter (Keyence Blue Laser Focus Displacement Meter LT-9500V).
（レーザー照射条件）
波長：１０．６μm
パルス幅：０．２μsec
パルスエナジー：１３０ｍＪ
最大繰り返し数：５００Ｈｚ
平均出力：６５Ｗ
（溝７）
幅：６００μm
深さ：４４０μm
表面粗さ（Ｒａ）：６μm
(Laser irradiation conditions)
Wavelength: 10.6 μm
Pulse width: 0.2μsec
Pulse energy: 130mJ
Maximum number of repetitions: 500Hz
Average output: 65W
(Groove 7)
Width: 600μm
Depth: 440 μm
Surface roughness (Ra): 6 μm
次に、武蔵エンジニアリング（株）製の非接触式ディスペンサー「AeroJet 350PCsmart，SHOT MASTER 300DS-s」（ノズルの内径0.15mm）を使用して、銀インク（（株）ダイセルのPicosil Hight Viscosity-Type）を溝７内部に２５mm／secの移動速度で充填した。
次に、オーブン中にて１５０℃で３０分間加熱処理して、回路基板を得た。
回路基板の導体の３ｃｍの範囲の抵抗値をデジタルマルチメーター（三和電気計器製CD770）で測定したところ、４Ω／ｃｍ未満であった。
１０ｍｍ×１０ｍｍの溝を２×２ｍｍの格子状（計２５）にカットして、セロテープ（登録商標）（ニチバン（株））を貼り付けた。貼り付けた前記テープを剥がしたところ全く剥離しなかった。
Next, silver ink (Picosil Hight Viscosity-Type from Daicel Corporation) using non-contact dispenser “AeroJet 350PCsmart, SHOT MASTER 300DS-s” (nozzle inner diameter 0.15mm) manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd. Was filled into the groove 7 at a moving speed of 25 mm / sec.
Next, heat treatment was performed in an oven at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a circuit board.
When the resistance value in the range of 3 cm of the conductor of the circuit board was measured with a digital multimeter (CD770 manufactured by Sanwa Denki Keiki Co., Ltd.), it was less than 4 Ω / cm.
A 10 mm × 10 mm groove was cut into a 2 × 2 mm grid (total 25), and Cellotape (registered trademark) (Nichiban Co., Ltd.) was attached. When the affixed tape was peeled off, it did not peel at all.
実施例２
図１に示すＰＣ製の基板２を使用して、面３ａ、面（傾斜面）３ｂ、面３ｃの三面にまたがって、実施例１と同じ条件でＣＯ2レーザー照射をして、溝７（幅600μm，深さ340μm，内部のＲａ＝５μm）を形成した。
Example 2
Using the PC substrate 2 shown in FIG. 1, CO 2 laser irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 across the three surfaces of the surface 3a, the surface (inclined surface) 3b, and the surface 3c, and the groove 7 ( (Width 600 μm, depth 340 μm, internal Ra = 5 μm).
次に、実施例１と同様にして銀インクを溝７内部に２５mm／secの移動速度で充填した後、オーブン中にて１５０℃で３０分間加熱処理して、回路基板を得た。
回路基板の導体の３ｃｍの範囲の抵抗値をデジタルマルチメーター（三和電気計器製CD770）で測定したところ、４Ω／ｃｍ未満であった。
また、面３ａと面３ｃの回路幅は６１０μm、傾斜面３ｂの回路幅は５２０μmであり、差は９０μmであった。
Next, silver ink was filled in the groove 7 at a moving speed of 25 mm / sec in the same manner as in Example 1, and then heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes in an oven to obtain a circuit board.
When the resistance value in the range of 3 cm of the conductor of the circuit board was measured with a digital multimeter (CD770 manufactured by Sanwa Denki Keiki Co., Ltd.), it was less than 4 Ω / cm.
Further, the circuit width of the surfaces 3a and 3c was 610 μm, the circuit width of the inclined surface 3b was 520 μm, and the difference was 90 μm.
比較例１
溶融したＡＢＳ樹脂を金型に形成したシボ（日本エッチング（株），梨地Ｎｏ７）で転写することで、凹凸のある表面（表面粗さＲａ＝１０μm）を作製した。実施例１と同様に１０ｍｍ×１０ｍｍに銀インクを印刷した後、加熱処理して導体を形成した。
１０ｍｍ×１０ｍｍの溝を２×２ｍｍの格子状（計２５）にカットして、セロテープ（登録商標）（ニチバン（株））を貼り付けた。
貼り付けた前記テープを剥がしたところ、２５個中１０個が剥離した。
Comparative Example 1
By transferring the melted ABS resin with a texture (Nippon Etching Co., Ltd., Nashiji No. 7) formed in a mold, an uneven surface (surface roughness Ra = 10 μm) was produced. In the same manner as in Example 1, after silver ink was printed on 10 mm × 10 mm, a heat treatment was performed to form a conductor.
A 10 mm × 10 mm groove was cut into a 2 × 2 mm grid (total 25), and Cellotape (registered trademark) (Nichiban Co., Ltd.) was attached.
When the affixed tape was peeled off, 10 pieces out of 25 pieces were peeled off.
本発明の回路基板とその製造方法は、電子回路基板とその製造方法として利用することができる。 The circuit board and the manufacturing method thereof of the present invention can be used as an electronic circuit board and a manufacturing method thereof.
１ 回路基板
２、１２、２２ 基板
７、１７、２７ 溝
８、１８、２８ 導体
６、１６、２６ 回路パターン
1 Circuit board 2, 12, 22 Board 7, 17, 27 Groove 8, 18, 28 Conductor 6, 16, 26 Circuit pattern
Claims (5)
前記回路パターが、前記表面に形成された溝内部に導体が充填されたものであり、
前記溝が、幅が０．０５〜２ｍｍ、深さが０．０５〜１ｍｍであり、前記溝内部の表面粗さ（Ｒａ）が１〜５０μmである、回路基板。 A circuit board having a circuit pattern on the surface of the substrate made of an amorphous resin or rubber,
The circuit pattern is filled with a conductor inside a groove formed on the surface,
The circuit board, wherein the groove has a width of 0.05 to 2 mm, a depth of 0.05 to 1 mm, and a surface roughness (Ra) inside the groove of 1 to 50 μm.
前記回路パターンが、前記基板の複数面にまたがって形成された溝と、前記溝内部に充填された導体からなるものである、請求項１記載の回路基板。 The substrate is a molded body having a plurality of planes or a plurality of planes composed of planes and curved surfaces,
The circuit board according to claim 1, wherein the circuit pattern includes a groove formed over a plurality of surfaces of the substrate and a conductor filled in the groove.
非結晶性樹脂またはゴムからなる基板の複数面にまたがって、波長２μm以上のレーザー光をパルス幅０．０５〜１．０μsecで照射して回路パターンとなる溝を形成する工程、
前記溝内部に導体形成材料を充填する工程、
加熱して前記導体形成材料を硬化させることで回路パターンを形成する工程を有している、回路基板の製造方法。 It is a manufacturing method of a circuit board given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
A step of irradiating a laser beam having a wavelength of 2 μm or more with a pulse width of 0.05 to 1.0 μsec over a plurality of surfaces of a substrate made of an amorphous resin or rubber to form a groove serving as a circuit pattern;
Filling the groove with a conductor-forming material;
A method for manufacturing a circuit board, comprising a step of forming a circuit pattern by heating and curing the conductor forming material.
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