JP2018163922A - Wiring pattern sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電領域の配線パターンが形成される配線パターンシート及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a wiring pattern sheet on which a wiring pattern of a conductive region is formed and a manufacturing method thereof.
近年、電子機器等で用いられるプリント基板の配線パターンの形成に際し、エッチングに代えて、導電性ペーストを用いて印刷により形成することも行われようになってきている。このような導電性ペーストを用いて形成される配線パターンにおいては導電部分を表出状態とさせることも必要となるが、外的な衝撃や摩擦等で当該導電部分の破損、断線を防止させる必要がある。 In recent years, when a wiring pattern of a printed board used in an electronic device or the like is formed, it is also formed by printing using a conductive paste instead of etching. In a wiring pattern formed using such a conductive paste, it is necessary to expose the conductive part, but it is necessary to prevent breakage or disconnection of the conductive part due to external impact or friction. There is.
従来、電子機器の小型化に伴い、導電性ペーストを使用して形成される配線パターンに対しても微細化・狭ピッチが求められているが、スクリーン印刷ではパターンのにじみやエッジ部の乱れが発生し、その結果、パターンのショートを招く。また、微細配線の印刷で、使用出来るスクリーン版仕様が制限され、使用できる版においては塗工量が少なくなりパターンの膜厚が薄くなってしまい、導電部分の導電性が低下するという事態が生じる。 Conventionally, along with miniaturization of electronic devices, finer and narrower pitches are required for wiring patterns formed using conductive paste, but screen printing causes pattern blurring and edge distortion. Occurs, resulting in a pattern short. In addition, the specifications of the screen plate that can be used are limited by the printing of fine wiring, and in the plate that can be used, the coating amount decreases, the pattern film thickness decreases, and the conductivity of the conductive portion decreases. .
そこで、金属粉末及び紫外線硬化樹脂を主成分とする結合材を基材上に形成して、基材側にマスクフィルムを重ね、その上から紫外線を照射することで結合材を硬化させ未硬化部分を除去することにより、導電パターンを形成するという技術が知られている(特許文献1)。 Therefore, a binder mainly composed of metal powder and ultraviolet curable resin is formed on the substrate, a mask film is stacked on the substrate side, and the binder is cured by irradiating ultraviolet rays from above to uncured portions. A technique is known in which a conductive pattern is formed by removing (Patent Document 1).
また、光焼成インキを導電パターンの形状で基材上に形成して、紫外線を照射することで当該光焼成インキを硬化させて導電膜を形成し、当該導電膜上に防錆剤を塗布するという技術も知られている(特許文献2)。 In addition, a photo-baked ink is formed on the substrate in the shape of a conductive pattern, and the photo-fired ink is cured by irradiating ultraviolet rays to form a conductive film, and a rust inhibitor is applied on the conductive film. This technique is also known (Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1の技術では、配線パターンのにじみやエッジ部乱れを抑制すると共に、配線パターンの膜厚をコントロールすることができるが、基材上に配線パターンのみが残るために、基材とパターンの段差が生じ、この部分を基点として外的な衝撃や摩擦等によりパターンの断線が発生する場合があるという問題がある。また、上記特許文献1,2の技術では、パターン形成時に未硬化部となる不要部分を除去する工程や防錆剤を塗布する工程も必要となり操作性が悪いという問題がある。
However, in the technique of the above-mentioned
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、一の層で上面が表出される導電部分の破損や断線を防止する配線パターンシート及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wiring pattern sheet and a method for manufacturing the same, which prevent damage and disconnection of a conductive portion whose upper surface is exposed in one layer.
上記課題を解決するために、請求項1の発明では、基材の少なくとも一方面に一のパターン層が設けられ、前記パターン層は、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出された導電領域、及び、非焼結状態の上記導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域からなり、前記絶縁領域の上面の高さが前記導電領域と略同等の絶縁領域とした構成とする。
In order to solve the above problems, in the invention of
請求項2の発明では、基材の少なくとも一方面に設けられる一のパターン層が、上面が表出された導電領域及び絶縁領域とされる配線パターンシートの製造方法であって、基材上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材を塗布してパターン形成層を形成する第1工程と、前記形成されたパターン形成層上に前記導電領域となる部分が開口された露光マスクを位置させる第2工程と、前記露光マスク側から光照射し、光照射された領域の前記導電性金属粒子を焼結させて導電性質を有する前記導電領域とし、他の領域を非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む絶縁性質を有する絶縁領域として当該パターン形成層をパターン層とする第3工程と、を含む配線パターンシートの製造方法の構成とする。
The invention according to
請求項3,4の発明では、「前記第1工程後に、前記形成層を乾燥させる工程を含む」構成とし、
「前記第2工程後に、少なくとも前記導電領域を所定圧力でプレスさせる工程を含む」構成とする。
In invention of
“After the second step, at least the step of pressing the conductive region with a predetermined pressure is included”.
請求項1の発明によれば、配線パターンシートにおいて、基材の少なくとも一方面に一のパターン層が設けられるもので、当該パターン層を、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出される導電領域、及び、非焼結状態の導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域で構成し、当該絶縁領域の上面の高さが導電領域と略同等である構成とすることにより、導電領域と密着状態で隣接する絶縁領域が当該導電領域のエッジ部分に位置されることとなり、当該導電領域に対する外的な衝撃や摩擦による破損、断線を防止することができるものである。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、第1工程で、基材上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材を塗布してパターン形成層を形成し、第2工程で、形成されたパターン形成層上に導電領域となる部分が開口された露光マスクを位置させ、第3工程で露光マスク側より光照射し、光照射された領域の導電性金属粒子を焼結させて導電性質を有する導電領域とし、他の領域を非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む絶縁性質を有する絶縁領域として当該パターン形成層をパターン層とする構成とすることにより、一の層で導電領域と絶縁領域を同時に形成させることができ、不要部分が存在されずに除去工程をなくして操作性の効率化を図ることができるものである。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、形成層を塗布した第1工程後に、当該形成層を乾燥させる構成とすることにより、形成層の自然乾燥を待たずに第2工程に速やかに移行させることができるものである。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、導電領域及び絶縁領域のパターン層とした第3工程後に、少なくとも導電領域を所定圧力でプレスさせる構成とすることにより、導電領域内で金属粒子を焼結させた際に空隙が生じている場合に当該空隙を潰して導電性を向上させることができるものである。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態を図により説明する。本実施形態において、図に示す断面図等は理解しやすいように寸法を無視している。
図1に、本発明に係る配線パターンシートの構成図を示す。図1(A)は平面図、図1(B)は図1(A)のA−A断面図である。図1(A)、(B)において、配線パターンシート11は、樹脂フィルム等の基材12上の一方面にパターン層13が設けられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, dimensions are ignored in the cross-sectional views and the like shown in the drawings for easy understanding.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a wiring pattern sheet according to the present invention. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A and 1B, a
上記パターン層13は、光照射により焼結する導電性金属粒子(例えば銅粒子)の焼結状態で導電性質を有して上面が表出された導電領域21が設けられている。そして、当該導電領域21を囲うように、非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む部材(例えば樹脂)で全体として絶縁性質を有し、上面の高さが当該導電領域21と略同等の絶縁領域22が設けられたものである。すなわち、パターン層13は、導電領域21と絶縁領域22のみで構成される。なお、導電領域21のパターンは、電子回路等の種々の配線用や、RFIDアンテナなど、種々の導電パターンである。
The
このような、配線パターンシート11は、導電領域21と絶縁領域22との各上面の高さが略同等であることから、導電領域21と密着状態で隣接する絶縁領域22が当該導電領域21のエッジ部分に位置されこととなり、当該導電領域21に対する外的な衝撃や摩擦により破損、断線を防止することができるものである。なお、上記パターン層13を基材12の裏面にも形成して、両面パターンの配線パターンシートとしてもよい。
In such a
そこで、図2に、図1の配線パターンシートの第1実施形態にかかる基本製造工程図を示す。まず、図2(A)において、例えば樹脂フィルムなどの基材12上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された絶縁性質を有する部材としていわゆる導電性ペーストを塗布してパターン形成層31を形成する(第1工程)。当該パターン形成層31に使用される導電性ペーストは、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材として、例えばエポキシ系樹脂やポリビニルピロリドン樹脂等の印刷性向上のための樹脂に、溶剤(一般に導電性ペーストに使用されるものとして知られている溶剤)、光照射により焼結する導電性金属粒子としての銅粒子が含有されたものである。
FIG. 2 shows a basic manufacturing process diagram according to the first embodiment of the wiring pattern sheet of FIG. First, in FIG. 2A, a pattern is formed by applying a so-called conductive paste as a member having an insulating property containing conductive metal particles sintered by light irradiation on a
上記導電性ペーストの塗布厚は、回路として適合し得る薄さのものとして、適宜設定される。また、塗布形態は、例えば厚塗りでベタ面印刷可能なスクリーン印刷、スピンコーティング法、インクジェット法などの塗布方法を適用することができる。 The coating thickness of the conductive paste is appropriately set as a thickness that can be adapted as a circuit. In addition, for example, a coating method such as screen printing capable of solid surface printing by thick coating, a spin coating method, and an ink jet method can be applied.
続いて、図2(B)に示すように、形成された上記パターン形成層31上に、導電領域となる部分が開口された露光マスク32が位置される(第2工程)。当該露光マスク32は、例えば金属製で、数百度の温度に対する耐熱性を有するものである。そこで、図2(C)に示すように、露光マスク側から光照射する(第3工程)。光照射は、例えばキセノンランプによって200〜1000nmのパルス光を照射する。すなわち、パターン形成層31に対して、パルス光を短時間照射する処理であり、パルス光とすることで露光マスク33を過度に加熱し過ぎないようにするためである。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, an
そして、図2(D)に示すように、上記光照射により、パターン形成層31中で、光を吸収した導電性金属粒子が熱に変換され、印刷性向上のために含まれていた樹脂等が昇華され、これに伴って導電性金属粒子が互いに融着して焼結状態となり、抵抗の低い導電性質の導電領域21が形成される。
Then, as shown in FIG. 2 (D), the conductive metal particles that have absorbed the light are converted into heat in the
一方、露光マスク32により、光が照射されない領域は、非焼結状態の導電性金属粒子が含有されていても絶縁性質を有したままであり、当該領域が絶縁領域22として残存される。これによって、基材11上に導電領域21及び絶縁領域22のみで構成されたパターン層13が形成されるものである。
On the other hand, the region that is not irradiated with light by the
このような製造工程の処理は、従来のエッチング処理のように光照射されない部分で導電領域とさせて光照射した部分を除去処理することと異なり、露光されない部分を絶縁領域22として残存させることから、エッチング処理のような除去処理を不要として操作性の効率化を図ることができ、また、一のパターン形成層31(パターン層13)で導電領域21と絶縁領域22を同時に形成させることができるものである。
Unlike the conventional etching process, the process of such a manufacturing process leaves the non-exposed part as the insulating
上記製造方法により製造された配線パターンシート11が、図1に示されるものであり、上述のように絶縁領域22により当該導電領域21に対する外的な衝撃や摩擦による破損、断線を防止することができるものである。なお、導電領域21は絶縁領域22と同じパターン形成層31より形成されるものであるから、導電性金属粒子の焼結状態である導電領域21の上面の高さが当該導電性金属粒子の非焼結状態である絶縁領域22より若干低くなる場合もあるが、略同等として扱うこととする。すなわち、導電領域21の上面の高さは絶縁領域22の上面の高さより高くはならず、上記同様に、当該絶縁領域22が導電領域21を防護する役割をなすことができるものである。
The
ところで、上記基材12として樹脂フィルムが使用された場合を示したが、紙類であってもよい。この場合、パターン形成層31に含まれる水分が紙類に吸収されて若干延伸する場合もあるが、基材全面で均等に水分が吸収されることから導電領域21及び絶縁領域22の形成に際してさほど問題とはならない。完全を期するなら、導電性ペーストに含有される溶剤を速乾性のものを使用すればよく、また後述の図4に示す乾燥の処理工程で対処することができるものである。
By the way, although the case where the resin film was used as the said
続いて、図3に、図1の配線パターンシートの使用例の説明図を示す。図3(A)は平面図、図3(B)は図3(A)のB−B断面図である。図3(A)、(B)において、上記配線パターンシート11は導電領域21を、例えばRFIDアンテナとして形成した場合として、導電領域21の端部間上に、下面が当該各端部と電気的接続し、上面が表出される導電部42A、42Bと絶縁部43とが形成された配線延長層41が設けられる。
Next, FIG. 3 shows an explanatory diagram of a usage example of the wiring pattern sheet of FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3A. 3A and 3B, when the
上記配線延長層41は、例えばレジスト材を用いて配線パターンシート11上に形成することができ、また、配線延長層41を上記配線パターンシート11と同様の製造方法によって作製することもできる。これらの場合、上述した導電領域21が若干低くなってもレジスト材や導電性ペーストの使用で電気的接続に影響を及ぼすことはない。
The wiring extension layer 41 can be formed on the
そして、上記配線延長層41の上面に表出されている導電部42A,42B上に導電性金属などの部材の導電ジャンパ線51A,51Bが形成され、当該導電ジャンパ線51A、51B間にチップ51が搭載されることでRFIDとなるものである。
次に、図4に、図1の配線パターンシートの第2実施形態にかかる製造工程図を示す。図4に示す製造工程は、図2に示す第1工程の処理後に、乾燥の処理工程を含ませたものである。すなわち、図4(A)において、基材12上に、パターン形成層31が形成された後に、図4(B)に示すように、塗布されたパターン形成層31に対し、所定温度で加熱して乾燥させる。例えば、乾燥温度は40℃〜150℃が好ましい。また、乾燥時間は1〜60分であることが好ましい。
Next, FIG. 4 shows a manufacturing process diagram according to the second embodiment of the wiring pattern sheet of FIG. The manufacturing process shown in FIG. 4 includes a drying process after the first process shown in FIG. That is, in FIG. 4A, after the
すなわち、上記第2工程における光照射時にパターン形成層31上に露光マスクを重ねることから当該表面が乾燥している必要があり、また、乾燥処理によってパターン形成層31中に残存する溶剤が除去される。これによって、導電性ペーストに含まれる溶剤の気化膨張に起因する微小なクラックや空隙の発生を低減することができるものである。なお、乾燥処理の要、不要は導電性ペースト中の導電性金属粒子の材料成分による。
That is, since the exposure mask is superimposed on the
そして、図4(C)に示すように、形成された上記パターン形成層31上に、導電領域となる部分が開口された露光マスク32を位置させ、図4(D)に示すように、露光マスク側から光照射することによって、図4(E)に示すように、上記図2(D)のような導電領域21及び絶縁領域22のパターン層13が形成されるものである。
Then, as shown in FIG. 4C, an
次に、図5に、図1の配線パターンシートの第3実施形態にかかる製造工程図を示す。図5に示す製造工程は、図2に示す第3工程の処理後に、プレスの処理工程を含ませたものである。すなわち、図5(A)において、基材12上に、パターン形成層31を形成させ、図5(B)に示すように、形成された上記パターン形成層31上に、導電領域となる部分が開口された露光マスク32を位置させ、図5(C)に示すように、露光マスク側から光照射することによって、上記図2(D)に示すような導電領域21及び絶縁領域22のパターン層13を一旦形成させる。
Next, FIG. 5 shows a manufacturing process diagram according to the third embodiment of the wiring pattern sheet of FIG. The manufacturing process shown in FIG. 5 includes a pressing process after the third process shown in FIG. That is, in FIG. 5A, the
続いて、図5(D)に示すように、基材12上のパターン層13に対して、例えば2本のプレスローラ35A,35Bによりプレスする。加圧圧力は100〜2000N/mmが好ましい。また、ロールの温度は60〜200℃が好ましい。なお、上記プレスの処理工程を2本のプレスローラ35A,35Bにより線加圧する場合として示したが、平板を用いて面加圧してもよい。そして、図5(E)に示すように、上記図2(D)のような導電領域21及び絶縁領域22のパターン層13が形成されるものである。
Subsequently, as shown in FIG. 5D, the
すなわち、上記プレスの処理工程により、光照射工程で得られた導電領域21の内部は、急激な発熱により昇華された樹脂部分が空隙となっているため、プレス工程により内部に存在する空隙を潰すことにより、導電性をさらに向上させることができるものである。
That is, the inside of the
なお、プレス工程の必要有無は使用する導電性ペースト中の導電性金属粒子の材料成分によるものであり、また、特に低抵抗の導電領域21に高い導電性が求められなければあえてしなくともよい処理である。
The necessity of the pressing step depends on the material component of the conductive metal particles in the conductive paste to be used, and there is no need to dare if high conductivity is not particularly required for the low-resistance
ところで、上述の図4の第2実施形態と図5の第3実施形態との両方を含ませた処理工程としてもよい。 By the way, it is good also as a processing process which included both 2nd Embodiment of the above-mentioned FIG. 4 and 3rd Embodiment of FIG.
本発明の配線パターンシート及びその製造方法は、配線基板に関する製造、使用、販売等の産業分野に利用可能である。 The wiring pattern sheet and the manufacturing method thereof of the present invention can be used in industrial fields such as manufacturing, use, and sales related to a wiring board.
11 配線パターンシート
12 基材
13 パターン層
21 導電領域
22 絶縁領域
31 パターン形成層
32 露光マスク
33 照射光
34 乾燥用照射光
35A,35B プレスローラ
41 配線延長層
42A,42B 導電部
43 絶縁部
51 チップ
51A,51B 導電ジャンパ線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記パターン層は、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出された導電領域、及び、非焼結状態の上記導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域からなり、
前記絶縁領域上面の高さが前記導電領域と略同等であることを特徴とする配線パターンシート。 A pattern layer is provided on at least one surface of the substrate;
The pattern layer includes a conductive region having conductive properties in a sintered state of conductive metal particles sintered by light irradiation, and an upper surface exposed, and a member including the conductive metal particles in a non-sintered state. And consisting of an insulating region having insulating properties as a whole,
A wiring pattern sheet, wherein the upper surface of the insulating region is substantially equal to the conductive region.
基材上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材を塗布してパターン形成層を形成する第1工程と、
前記形成されたパターン形成層上に前記導電領域となる部分が開口された露光マスクを位置させる第2工程と、
前記露光マスク側から光照射し、光照射された領域の前記導電性金属粒子を焼結させて導電性質を有する前記導電領域とし、他の領域を非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む絶縁性質を有する絶縁領域として当該パターン形成層をパターン層とする第3工程と、
を含むことを特徴とする配線パターンシートの製造方法。 One pattern layer provided on at least one surface of the substrate is a method for producing a wiring pattern sheet in which the upper surface is a conductive region and an insulating region,
A first step of forming a pattern forming layer by applying a member having insulating properties as a whole containing conductive metal particles sintered by light irradiation on a substrate;
A second step of positioning an exposure mask in which a portion to be the conductive region is opened on the formed pattern forming layer;
Irradiating light from the exposure mask side, the conductive metal particles in the irradiated region are sintered to form the conductive region having conductive properties, and the other region includes the conductive metal particles in a non-sintered state. A third step of using the pattern forming layer as a pattern layer as an insulating region having insulating properties;
A method for producing a wiring pattern sheet, comprising:
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61244094A (en) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 | 株式会社東芝 | Manufacture of multilayer wiring board |
JPH10268521A (en) * | 1997-01-21 | 1998-10-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Pattern forming method |
JP2000207936A (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-28 | Hitachi Chem Co Ltd | Resin composition, resin composition layered product using the same, manufacture of wiring circuit and multilayer wiring circuit, wiring circuit and the multilayer wiring circuit |
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- 2017-03-24 JP JP2017058966A patent/JP6997524B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61244094A (en) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 | 株式会社東芝 | Manufacture of multilayer wiring board |
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