JP3016923B2 - 導体回路板の製造方法 - Google Patents

導体回路板の製造方法

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導体回路板の製造方法
に関する。更に詳しくは、ハンダ付けを行わずに、一般
の接着剤にて回路板にチツプ部品を搭載する導体回路板
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から回路板にIc、抵抗、コンデン
サーなどのチツプ部品を搭載するには、一般にハンダ付
けが行われている。しかしながら、最近の電子部品の精
密化、高度化などに伴い種々の回路用基板が開発され、
その中にはハンダのつかない基板、ハンダでは導体回路
間を短絡してしまう精細な基板、ハンダ処理温度に耐え
られない基板などがあり、ハンダ付けに代わる新しいチ
ツプ部品搭載方法が望まれている。
【0003】ハンダ付けに代わる方法として、例えば、
異方導電性接着剤を用いて回路板にチツプ部品を搭載す
る方法が知られている。この方法によれば、確かに実用
に供し得る導体回路板が製造されるが、不良品率が高い
という問題点がある。しかも異方導電性接着剤は製造が
非常に困難であり、コストも著しく高く、更に該接着剤
を用いてチツプ部品を搭載するのに種々の制約を伴うの
で大量生産には適用し難い。
【0004】又、ホツトメルト樹脂感圧接着剤などの一
般の接着剤をもつて部品を搭載すると、得られる回路は
殆ど導電性を示さず実用には供し難い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ハン
ダ付けによらず、瞬間接着剤性能を有する嫌気性接着剤
やホツトメルト樹脂感圧接着剤などの一般的な接着剤を
用いて回路板にチツプ部品を搭載する導体回路板の製造
方法を提供することにある。
【0006】また本発明の目的は高い導電性及び優れた
電気的性能を示し、苛酷な使用条件に充分耐え得る歪み
吸収性能を有し、不良品率も極めて低い導体回路板の製
造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は回路基板に、接
着性樹脂、触媒性コロイド金属粉、球状導電性顔料及び
導電性ウイスカーを含むインクをスクリーン印刷して硬
化させ、該スクリーン印刷部分に無電解メツキを施し、
そこに接着剤を用いてチツプ部品を搭載することを特徴
とする導体回路板の製造方法に係る。
【0008】以下、発明について説明する。
【0009】発明によれば、先ず回路基板に触媒性イ
ンクをスクリーン印刷し、触媒性皮膜を形成した後、無
電解銅下地処理を行い、銀メッキ被覆層を形成する。
【0010】回路基板としては特に制限されず従来から
のものが何れも使用でき、材質、形状なども広い範囲か
ら用途、目的などに応じて適宜選択できる。
【0011】インクは接着性樹脂、触媒性コロイド金属
粉、球状導電性顔料及び導電性ウイスカーを含有する。
接着性樹脂としては公知のものが使用でき、例えば基板
材質或いはフレキシブル回路板、エラストマー回路板、
多層回路板、整形回路板、電源回路板、高周波回路板等
の目的用途に合わせて、ポリエステル、ウレタン、アク
リル、エポキシ、フエノール、シリコン樹脂、フツ素樹
脂、シリコンゴム、フツ素ゴム、NBR、ブタジエンゴ
ムなどを挙げることができるが、その中でも、ウレタン
樹脂、フツ素樹脂などが好ましい。市販品としては、例
えば、SB104〔ポリウレタン樹脂、日本ポリウレタ
ン(株)製〕/C2507〔ブロツクイソシアネート、
日本ポリウレタン(株)製〕、セフラルコートA201
TB〔フツ素樹脂、セントラル硝子(株)製〕/C25
07などを挙げることができる。樹脂SB104/C2
507、及びA201TB/C2507は通常有機溶媒
(例えば、γ−ブチロラクトン、酢酸カルビトール、メ
チルエチルケトンなど又はその混液)に溶解されてお
り、SB104/C2507で樹脂固形分25〜30%程
度、セフラルコートA201TB/C2507で35〜45
%程度が使用に好適である。樹脂は2種以上混合使用し
てもよい。
【0012】触媒性コロイド金属粉はメツキ触媒性を有
するコロイド金属粉をいう。該コロイド金属粉の配合に
より、樹脂皮膜上にメツキ皮膜が形成できる。該コロイ
ド金属粉としては公知のものが使用できるが、経済性な
どを考慮すると触媒能を有するCu,Ni,Co,Fe,M
nなどのコロイド粉が好ましい。触媒性コロイド金属粉
の粒径は特に制限されないが、通常粒径0.3μm以下のも
のでできる限り小さく一次粒子に分散して使用する。市
販品としては、例えば、MDPO30〔コロイドCu、
住友金属鉱山(株)製〕、SNP110〔コロイドN
i、住友金属鉱山(株)製〕などを挙げることができ
る。触媒性コロイド金属粉の配合量は特に制限されない
が、通常インキ全量の40〜80%(重量%、以下同様)程
度、好ましくは45〜70%程度とすればよい。
【0013】球状導電性顔料の配合により、樹脂皮膜の
表面ひいてはメツキの表面に凹凸が形成され、厚さ方向
の導通路が形成される。即ち、接着剤で部品を実装する
とき回路板の表面の凹凸に入つた接着剤部の凹部は補強
性、凸部は導通路をもつ働きを示す。従つて、球状導電
性顔料の必要な特性は粒子径ができる限りそろい、多孔
質である方が好ましい。また、球状導電性顔料の粒径は
設定した樹脂皮膜厚より大きなものとするのがよい。球
状導電性顔料の具体例としては、例えばカーボンビー
ズ、Ni、Cu、それらの合金粉などを挙げることができ
る。市販品としては、例えば、カーボンビーズMC10
20〔日本カーボン(株)製〕などを挙げることができ
る。球状導電性顔料の配合量は特に制限されないが、通
常インキ全量の1〜30%程度、好ましくは2〜12%程度
とすればよい。
【0014】導電性ウイスカーの配合により、回路基板
と樹脂皮膜との密着性が一層高められる。導電性ウイス
カーの具体例としては、例えば、グラフアイトウイスカ
ー、カーボン被覆チタン酸カリウムウイスカー、銅被覆
チタン酸カリウムウイスカー、ニツケル被覆チタン酸カ
リウムウイスカーなどを挙げることができ、その中でも
アスペクト比10以上のものが好ましい。市販品として
は、例えばグラフアイトウイスカー〔旭化成(株)
製〕、デントールWK、デントールBK、スーパーデン
トール〔大塚化学(株)製〕などを挙げることができ
る。導電性ウイスカーの配合量は特に制限されないが、
通常インキ全量の3〜30%程度、好ましくは5〜20%程
度とすればよい。
【0015】更に、上記インキには多孔質ビーズが配合
されていてもよい。多孔質ビーズの配合により、結合樹
脂へのアンカー効果による密着性の向上、触媒の均質担
持力によるメツキ性の向上等が図られる。多孔質ビーズ
としては、例えば、多孔質カーボンビーズ、多孔質プラ
スチツクビーズ、多孔質セラミツクビーズなどを挙げる
ことができる。市販品としては、例えばカーボンビーズ
〔日本カーボン(株)製〕、プラスチツクビーズDP5
〔鐘紡(株)製〕、セラミツクビーズ〔富士デヴイソン
化学(株)製〕などを挙げることができる。多孔質ビー
ズの配合量は特に制限されないが、通常インキ全量の10
%以下、好ましくは8%以下とするのがよい。
【0016】上記各成分を通常の方法で混合することに
より、インキが得られる。例えば、3本ロール、超音波
ホモジナイザーなどを用いて混合すればよい。
【0017】このインキを用いて回路基板上にスクリー
ン印刷した後、印刷層を硬化させる。スクリーン印刷は
#350〜#200のスクリーンで総厚70〜120μmで設
計してピツチ300μmまで可能である。インキの印刷量は
特に制限されないが、通常硬化乾燥後の樹脂皮膜の膜厚
が通常12〜30μm程度、好ましくは15〜25μm程度になる
様に印刷すればよい。硬化条件は特に制限されないが、
通常室温〜180℃程度の温度下に、0.5〜2時間程度とす
ればよい。この様にして基板上に面積抵抗(R0)0.01
Ω/□以下の導体回路が形成される。
【0018】次いで、キレート剤を含む無電解メツキ浴
を用いて無電解メツキを施し、回路基板の導体部(樹脂
皮膜)上にメツキ層を形成する。面積抵抗0.01Ω/□以
下の導体回路であれば無電解メツキで充分に対応でき
る。
【0019】無電解メツキ浴としては、この分野で常用
されるものを何れも使用でき、その中でも低抵抗のメツ
キ皮膜が得られるCuメツキ浴が好ましい。具体的に
は、例えば、セル・レツクス〔EEJA社製〕、マイテ
イCH〔大和特殊(株)製〕、MK450〔室町化学
(株)製〕、エンプレートCu701〔ジヤパンメタル
フイニツシングカンパニー社製〕、シプレイキマーポジ
ツト328L〔シプレイ・フアーイースト社製〕、CU
ST201〔日立化成(株)製〕などを用いることがで
きる。この無電解メツキ浴に加えるCuキレート剤とし
ては公知のものが使用でき、その中でもクワドロール
浴、EDTA浴などが好ましい。無電解メツキの条件は
通常と同様でよく、例えば、40〜60℃程度の温度下に15
〜30分程度とすればよい。それにより、厚さ1〜3μm
程度のメツキ層が形成され、面積抵抗0.01〜0.006Ω/
□が得られる。
【0020】この様にして形成されたメツキ層上の所定
の部位に、接着剤を用いてチツプ部品を実装する。接着
剤としては公知のものが使用でき、例えば、嫌気UV共
用アクリレート系接着剤などの嫌気性接着剤、ホツトメ
ルト樹脂感圧接着剤などを挙げることができ、また異方
性導電接着剤も使用できる。本発明に好適に使用できる
市販接着剤としては、例えば、アロンタイトBUシリー
ズ〔東亜合成化学(株)製〕、HARDLOC TM3
01〔デンカ社製〕、ダイアボンドSG−11〔ノガワ
ケミカル(株)製〕、Y−800〔セメダイン(株)
製〕、ChipBonder 3601〔日本ロクタイト社製〕
などを挙げることができる。尚、ベアチツプをフエース
ダウンで接合するには、イオン物質が4ppm以下に管理
された接着剤が好ましい。
【0021】
【0022】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を一層明瞭なも
のとする。
【0023】実施例1 樹脂固形分35%[溶剤;γ−ブチロラクトン/酢酸カル
ビトール(1:1)]のワニスを用い、表1に示す組成
A、B、Cを調合し、3本ロールで混合してインキを製
造した。
【0024】このインキを用い、#200、総厚100μmの
スクリーンでn=1000となるジグザグパターンを厚さ14
4μmのポリエステルフイルム〔商品名ルミラー、東レ
(株)製〕基板に印刷し、150℃で2時間硬化乾燥して
樹脂皮膜(導体部)を形成した。樹脂皮膜の膜厚は22μ
mであつた。次いでCu無電解メツキ浴〔CUST20
1、日立化成(株)製〕を用い、60℃で15分間Cu無電
解メツキを行つた。抵抗値はA、B、C各組成で異な
り、表2に示す。表より表面凹凸効果、吸蔵効果が充分
得られた。
【0025】これに、釜屋電機のチツプ抵抗 10Ωを接
着剤〔ロツクタイトChipBonder3601、日本ロツク
タイト(株)製〕で接合した。チツプ抵抗10Ωを含んだ
接合抵抗値を表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】実施例2 表3に示す組成のインキを用い、実施例1と同様にして
無電解メツキまで行つたところ、D、E、Fの抵抗値は
表4の通りで実施例1と比較して多孔質皮膜となつてい
ることが判る。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】実施例3 表5に示す組成のインキを用い、PET回路板に実施例
1と同様にしてスクリーン印刷、乾燥硬化及びCu無電
解メツキを行い、水洗した後直ちにAuメツキ浴〔M−
Au−1、日本鉱業(株)製〕を用い、70℃の温度下に2
5分Auメツキを行い、Au−Cu/PET回路板を得た。
【0032】このAu−Cu/PET回路板とITO/ガ
ラス透明導電回路板とを、シール機〔モーフイツトHM
2150、ダイソー社製〕を用いて圧力39kg/cm2、温
度150℃で10秒間加熱加圧して接合した。
【0033】得られた接合体のメツキ皮膜の抵抗値及び
シール抵抗値を測定した。尚、ここで得られたデータは
n=20測定の平均値である。結果を表6に示す。この種
の接合では一般のホツトメルト剤あるいはエラストマー
の接着剤でも異方導電接合ができることがわかる。
【0034】
【表5】
【0035】
【表6】
【0036】
【発明の効果】本発明の方法によつて得られる導体回路
は凹凸面を有し、多孔質である配線電極部を有するた
め、接着層を介して実装する部品の電極部導通路が得ら
れる。
【0037】部品ははだかで実装できるので、うす型、
小型化の高密度実装ができる。本発明の導体回路板は一
般の接着剤で部品実装ができ、回路板の材質、形状も広
範囲から選ぶことができる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/32 H05K 3/12 610 H05K 3/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板に、接着性樹脂、触媒性コロイ
    ド金属粉、球状導電性顔料及び導電性ウイスカーを含む
    インクをスクリーン印刷して硬化させ、該スクリーン印
    刷部分に無電解メツキを施し、そこに接着剤を用いてチ
    ツプ部品を搭載することを特徴とする導体回路板の製造
    方法。
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