JP6804713B2 - 回路シートおよび回路シートの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、各種電気機器等で用いられる回路シートに関する。より詳しくは樹脂フィルムの両面に回路パターンを有し、その両面の回路パターンが導通する回路シートに関する。
各種電気機器で用いられるメンブレンシート等の回路シートは、樹脂フィルムの両面に回路パターンを有し、その両面の回路パターンがスルーホールを通じて導通している。このメンブレンシートでは、回路パターンを樹脂フィルムの両面に配置することで複雑な回路配線を設計することができる。こうした技術は、例えば特開２００７−２１４２４０号公報（特許文献１）に記載されている。
ここで、導電性ペーストを用いて回路パターンを形成する従来の方法を説明すると、図７（Ａ）で示すように、まず樹脂フィルム１の一方面ｓ１に導電性ペースト（第１導電層用塗液）を塗布して第１導電層２を形成する。次に図７（Ｂ）で示すように、パンチングや切削、針による穿設、レーザーを用いた方法などを利用して、この樹脂フィルム１と第１導電層２に貫通孔３を開ける。そして、図７（Ｃ）で示すように、その貫通孔３の開いた樹脂フィルム１の反対面ｓ２から導電性ペースト（第２導電層用塗液）を塗布することで、第２導電層４を形成する。このとき貫通孔３の中に入り込んだ第２導電層４は一方面ｓ１に形成された第１導電層２と接触して導通路５を形成する。
しかしながら、この方法によれば、樹脂フィルム１に貫通孔３を設けた後に導電性ペースト（第２導電層用塗液）を塗布するため、貫通孔３を通り抜けた導電性ペーストが、印刷機の版面に付着して版面を汚すおそれがある。そのため、版面を汚さないよう樹脂フィルムの一方面ｓ１に台紙等を配置する必要があった。
また、樹脂フィルム１に設ける孔は第１導電層２をも貫通する貫通孔３となるため、第２導電層４を形成するための導電性ペーストは、第１導電層２に形成された貫通孔３の断面のみで第１導電層２と接することから導通の確実性が乏しかった。そこで、実際には導通の信頼性を高めるためには、図７（Ｄ）で示すように、第１導電層２を形成した面ｓ１にもう一度導電性ペースト（第１導電層）を塗布して、貫通孔３の表面に表出した第２導電層４を第１導電層２で被覆する必要がある。したがって、この製造方法については、台紙等の配置を不要とすることや、第１導電層２の２度塗りを行なわずにコストを低減したいという要望があった。
また、導電性ペーストを用いずに銅箔を用いて回路シートを製造する例が特開２００３−０３６７６１号公報（特許文献２）に記載されている。しかしながら、銅箔を用いる回路シートは、樹脂フィルムに銅箔を貼り合わせた後、さらにレジストを塗布し、エッチングを行い、塗布したレジストを除去するという工程を経て回路パターンが形成されるため、処理工程数が多くなり、製造コストが高くなるという問題があった。
そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、樹脂フィルムの両面に回路パターンが形成され、それらが導通する回路シートについて確実な導通接触が得られることを目的とする。また、少ない工程数で製造できる回路シートの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する回路シートを提供する。
本発明は、樹脂フィルムと、その樹脂フィルムの一方面に形成される第１導電層と、その樹脂フィルムの他方面に形成される第２導電層とを有する回路シートについて、前記樹脂フィルムが、前記樹脂フィルムを貫通して第１導電層を露出させる開孔を有しており、前記第２導電層が、前記樹脂フィルムの他方面から開孔の内部に入り込み第１導電層の露出部分に積層して導通接触する陥入部を有することを特徴とする。
本発明によれば、従来技術のように樹脂フィルム１の貫通孔３の内周面程度の微少面積で複数の導電層２，４を積層して導通接触を得るのと比べて、樹脂フィルムの開孔に表れる第１導電層の露出部分に、第２導電層の陥入部を積層して導通接触させることができる。このため、陥入部と第１導電層との接触面積を広くすることができ、確実で接触信頼性のある導通接触を実現することができる。
前記本発明の第１導電層と第２導電層は、印刷層でなる回路パターンとすることができる。これによれば、樹脂フィルムの一方面の第１導電層の回路パターンと他方面の第２導電層の回路パターンとが陥入部において確実に導通接続する回路シートとして構成することができる。また、印刷層であるため、従来技術のように銅箔をエッチングして設けた回路パターンと比較して、少ない工数で容易に配線自由度の高い回路シートを実現できる。
前記本発明の第１導電層は、金属粒子でなる導電性粒子がバインダーに分散した導電性の印刷層とすることができる。これによれば、樹脂フィルムに設ける開孔をレーザー加工で行う場合に、樹脂フィルムのみを貫通させて第１導電層は貫通させないようにすることができる。したがって、樹脂フィルムの開孔で陥入部と第１導電層とが積層し導通接触する構造とした本発明の回路シートを少ない工程で製造することができる。
前記本発明の第２導電層は、導電性粒子がバインダーに分散した導電性の印刷層とすることができる。第２導電層が印刷層であるため、固化した印刷層が樹脂フィルムの開孔の形状に沿って形成されており、開孔の内部では確実に第１導電層に積層させることができる。
前記本発明の開孔は、前記他方面側から前記一方面側に向けて先細る円形漏斗状の形状とすることができる。開孔が樹脂フィルムの表面に対して垂直の孔面であると、そこに信頼性の高い第２導電層を形成するのは難しいが、本発明であれば開孔が円形漏斗状であるため、その円形漏斗状の孔面に沿って第２導電層の陥入部を確実に形成することができる。
前記本発明は、陥入部と第１導電層との導通接触面を曲面である回路シートとすることができる。これによれば導通接触面が平面である場合と比較して接触面積を広くすることができ、第１導電層と第２導電層とを確実に導通接触させることができる。
前記本発明は、陥入部と第１導電層との導通接触面を第１導電層の厚み範囲内に形成される回路シートとすることができる。これによれば第２導電層の陥入部が第１導電層の内部にまで入り込んだ位置で接触するため、第１導電層と第２導電層との接触面積が広くなり確実な導通接触を得ることができる。
前記陥入部は、樹脂フィルムの前記他方面側から前記一方面側に向けて先細り形状である回路シートとすることができる。これによれば前記他方面側から塗布した第２導電層用塗液で確実に樹脂フィルムの開孔の孔壁を被覆することができ、第１導電層と接触させることができる。また、孔壁が傾斜しているため気泡が抜けやすく、垂直な孔壁に比べて陥入部の先端縁に気泡が残りくい。そのため、導通の確実性が高く歩留まりの高い回路シートとすることができる。
前記本発明は、第１導電層の表面が平坦面である回路シートとすることができる。これによれば樹脂フィルムの一方面に第１導電層用塗液を塗布することで簡単に表面が平坦な第１導電層を得ることができる。
前記本発明は、第１導電層中の導電性粒子の割合が８５質量％以上である回路シートとすることができる。このように第１導電層中の導電性粒子の割合が８５質量％以上とすることで、レーザーで樹脂フィルムに孔を開ける際に、その樹脂フィルムを貫通させながら第１導電層を残す工程を行い易い。そのため、樹脂フィルムを確実に除去しつつ第１導電層を残した陥入部を有する回路シートの製造が容易である。
さらに前記本発明は、第１導電層中の導電性粒子の割合が８８質量％以上である回路シートとすることができる。第１導電層中の導電性粒子の割合が８８質量％以上とすることで、レーザーで樹脂フィルムに孔を開ける際に、その樹脂フィルムを貫通させながら第１導電層を残す工程において、レーザーの出力の調整の幅を広くすることができ、樹脂フィルムを確実に除去しつつ第１導電層を残した陥入部を有する回路シートの製造がより容易である。
前記本発明は、第１導電層の厚みが２〜２０μｍであり、樹脂フィルムの厚みが１０〜２００μｍである回路シートとすることができる。第１導電層の厚みが２〜２０μｍであり、樹脂フィルムの厚みが１０〜２００μｍであるため、第１導電層の厚みに比べて樹脂フィルムの厚みが薄いものから厚いものまで種々の厚みとすることができ、用途に応じた回路シートとすることができる。
前記目的を達成すべく本発明は、樹脂フィルムの一方面に、回路パターンとなる第１導電層を形成する工程と、この樹脂フィルムの他方面からレーザーを照射し、第１導電層を残して樹脂フィルムに先細り形状の開孔を開ける工程と、この樹脂フィルムの他方面に、前記開孔に入り込んで第１導電層と導通接触する陥入部を有する回路パターンとなる第２導電層を形成する工程とを実行する回路シートの製造方法を提供する。
本発明によれば、従来技術のように樹脂フィルム１の貫通孔３の内周面程度の微少面積で複数の導電層２，４を積層して導通接触を得るのと比べて、樹脂フィルムの開孔に表れる第１導電層の露出部分に、第２導電層の陥入部を積層して導通接触させることができる。このため、陥入部と第１導電層との接触面積を広くすることができ、確実で接触信頼性のある導通接触を実現することができる。また、従来技術に比べて回路シートを製造するための工程数が少なく、回路シートを低コストで製造することができる。
前記本発明は、前記第１導電層と第２導電層を印刷により形成する製法とすることができる。第１導電層と第２導電層を印刷で形成するため、従来技術のように銅箔をエッチングして設けた回路パターンと比較して、少ない工数で容易に配線自由度の高い回路シートを実現できる。
前記本発明は、前記第１導電層が、金属粒子でなる導電性粒子がバインダーに分散した導電性ペーストを塗布して形成される製法とすることができる。これによれば、樹脂フィルムに設ける開孔をレーザー加工で行う場合に、樹脂フィルムのみを貫通させて第１導電層は貫通させないようにすることができる。したがって、樹脂フィルムの開孔で陥入部と第１導電層とが積層し導通接触する構造とした本発明の回路シートを少ない工程で製造することができる。
前記本発明は、前記第２導電層が、導電性粒子がバインダーに分散した導電性ペーストを塗布して形成される製法とすることができる。第２導電層が印刷層であるため、固化した印刷層が樹脂フィルムの開孔の形状に沿って形成されており、開孔の内部では確実に第１導電層に積層させることができる。
前記本発明は、レーザーが炭酸ガスレーザーである製法とすることができる。レーザーが炭酸ガスレーザーであるため、樹脂部分を含んだ導電層であっても除去せずに残す工程を実行し易い。そのため、導電層の形成において導電性塗液の塗布という簡単な方法で容易に複雑な回路パターンを形成することができる。
前記本発明は、第１導電層中の導電性粒子の割合が８５質量％以上であり、第１導電層の厚みが２〜２０μｍであり、樹脂フィルムの厚みが１０〜２００μｍである回路シートの製造方法とすることができる。これによれば、樹脂フィルムの厚みに比べて第１導電層の厚みが薄く、金属含有率の低いＹＡＧレーザー等では製造し難い構成の回路シートであっても製造が容易である。
本発明の回路シートと回路シートの製造方法によれば、樹脂フィルムの両面に形成された第１導電層と第２導電層を確実に導通接触させることができる。また、樹脂フィルムの両面に回路パターンが形成され、その両面の回路パターンが確実に導通する回路シートを従来技術よりも少ない工程数で簡単に製造することができる。
図面を参照して本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。なお、種々の変更実施形態において、共通する材料、製造方法、効果等について重複する部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の回路シート１０を図１に示す。回路シート１０は、樹脂フィルム１１と、その樹脂フィルム１１の「一方面」となる下面ｓ１に形成される第１導電層１２と、その樹脂フィルム１１の「他方面」となる上面ｓ２に形成される第２導電層１３とを有している。そして、樹脂フィルム１１には、樹脂フィルム１１を貫通する開孔１４が形成されており、第２導電層１３にはその開孔１４に入り込む陥入部１５が形成されている。第１導電層１２と第２導電層１３は、その陥入部１５が第１導電層１１と接触する導通接触部１６を形成している。
このように第２導電層１３の陥入部１５は、樹脂フィルム１１の開孔１４に表れる第１導電層１２の露出部分に積層して導通接触させることができる。このため、従来技術のように樹脂フィルム１の貫通孔３の内周面程度の微少面積で複数の導電層２，４を積層して導通接触を得るのと比べて、陥入部１５と第１導電層１２との接触面積を広くすることができ、確実で接触信頼性のある導通接触を実現できる回路シート１０を得ることができる。
樹脂フィルム１１は、透明性の高い樹脂フィルムであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、メタアクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等などから形成することができる。
樹脂フィルム１１としては、導電性ペーストとの密着性を高めるプライマー層や、表面保護層、帯電防止等を目的とするオーバーコート層などのうち有機高分子からなる表面処理を施したものを用いても良い。
樹脂フィルム１１の厚みは、１０〜２００μｍとすることが好ましい。２００μｍまでの厚みがあれば回路シート１０としての強度を充足し、２００μｍを超えて厚くするほど強度を高める必要性に乏しく、厚み方向のスペースが少なくなるという不都合もある。また、２００μｍを超えると、後述する第１導電層１２の厚みに比べて樹脂フィルム１１の厚みが厚くなりすぎることから、レーザーを用いて加工を行う場合に、第１導電層１２を残して樹脂フィルム１１を除去するためのレーザー出力の調整が難しくなる。一方、１０μｍ未満では、基材としての耐久性が不十分となるおそれがある。
第１導電層１２は、金属粒子でなる導電性粒子がバインダーに分散した導電層である。金属粒子でなる導電性粒子がバインダーに分散した導電性ペースト（導電性塗液）は、印刷して回路パターンを形成できるため、従来技術のような銅箔をエッチングして形成する回路パターンよりも少ない工程数で配線自由度の高い回路シート１０を安価に製造できる利点がある。
導電性粒子としては、金属でなる粒子を用いることができ、具体的には銀、銅、アルミニウム、ニッケルやそれらの合金、あるいは金属を銀や金でコーティングした粒子を挙げることができる。これらの中でも導電性が高く、耐候性を備えた銀粒子を用いることが好ましい。後述のレーザー処理において、第１導電層１２を除去せずに導通接触部１６を形成するためには、こうした金属でなる粒子が好ましい。これに対して樹脂を金属でコーティングしてなる導電粒子は、レーザーで除去され易いことから用い難い。
バインダーとしては、有機高分子を用いることができる。具体的にはアクリル、エポキシ、ポリエステル、ポリウレタン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン、ポリアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、などの各種樹脂を例示することができる。これらの中でもポリエステルが好ましい。
導電性粒子はバインダー中に分散しており、導電性粒子とバインダーの合計質量に占める導電性粒子の質量の占める割合が多いほど、レーザーで樹脂フィルム１１に開孔１４を設ける際に第１導電層１２を除去し難くなる。したがって、第１導電層１２中の導電性粒子の割合は８５質量％以上が好ましく、８８質量％以上がより好ましい。８５質量％未満では炭酸ガスレーザーを用いた製造方法での製造は困難である。また、８５質量％以上であれば、第１導電層１２の厚みを４〜２０μｍと薄くしても、樹脂フィルム１１に開孔１４を形成しながらも第１導電層１２については貫通させずに残存させることができる。８８質量％以上であれば、樹脂フィルム１１の厚さにかかわらず樹脂フィルム１１を確実に除去しつつ、第１導電層１２を貫通させずにその一部を残すことができる。
導電性粒子とバインダーの合計重量に占める導電性粒子の質量の割合の上限は９６質量％程度である。９６質量％を超えると、バインダーが導電性粒子を保持できず、第１導電層１１が脆くなるおそれがある。
第１導電層１２の厚みは２〜５０μｍとすることができる。また、４〜２０μｍとすることが好ましい。２μｍ未満では、レーザー加工の際に樹脂フィルム１１とともにレーザーで除去されるおそれがあり、５０μｍを超えると、導電性ペーストの使用量が増えることからコスト増となる。厚さを４μｍ以上とすれば、レーザー出力の条件幅が広がり製造が容易になる。また、厚さを２０μｍ以下とすれば、第１導電層１２が形成する回路パターンと、その周囲の樹脂フィルム１１の表面との間の段差が小さくなり、回路パターン上にさらに保護層１７等を塗布する際の気泡の混入を抑えることができる。
第１導電層１２は、前記導電性ペーストを所望の回路パターン形状に印刷して形成することができる。導電性ペーストは、（１）導電性粒子とバインダーを溶剤に溶解したり、（２）導電性粒子とバインダーの前駆体（主剤と硬化剤）を溶剤に溶解したり、（３）バインダーの前駆体が液状の場合には、バインダーの前駆体に導電性粒子を分散させたものを用いることができる。なお、導電性ペーストには前記成分に加えて分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを適宜添加してもよい。
第２導電層１３は、導電性高分子や導電性粒子がバインダーに分散した導電材料からなる導電層である。第２導電層１３に用いる材料は例えばポリチオフェン系導電性ポリマーや第１導電層１２に用いた材料を用いることができる。また、第２導電層１３中に分散させる導電性粒子は金属粒子に限定されず、カーボンのような非金属の導電性粒子であっても良い。
第２導電層１３の厚みも２〜５０μｍとすることができ、６〜２０μｍとすることが好ましい。２μｍ未満では、導電性が悪化するおそれがあり、５０μｍを超えると、導電性ペーストの使用量が増えることからコスト増となる。また、厚さを６μｍ以上とすれば、前記樹脂フィルムの開孔に導電性ペーストを確実に陥入させて、導通不良を発生させ難く、厚さを２０μｍ以下とすれば、回路パターンと樹脂フィルム表面との境界の段差が小さくなり、回路パターン上にさらに後述する保護層１７等を塗布する際の気泡の混入を抑えることができる。
本発明の回路シートは上記構成を必須とするが、必要に応じて他の要素を含んでいてもよい。図２で示すように、例えば第１導電層１２や第２導電層１３の他にさらに保護層１７を積層しても良い。この保護層１７は第２導電層１３の上に積層しても（図２（Ａ）参照）、第１導電層１２の上に積層しても、あるいは両導電層１２，１３に積層しても良い（図２（Ｂ）参照）。保護層１７を設けることで被覆された導電層１２，１３の耐久性や耐候性を高めることができる。
回路シート１０の製造方法について図を参照して説明する。
まず、第１の工程として、図３（Ａ）で示すように、樹脂フィルム１１の下面ｓ１に、金属粒子でなる導電性粒子がバインダーに分散した導電性ペースト（第１導電層用塗液）を塗布して第１導電層１２を形成する。第２の工程として、図３（Ｂ）で示すように、この樹脂フィルム１１の上面ｓ２からレーザーを照射し、第１導電層１２を残して樹脂フィルム１１に先細り形状となる開孔１４を開ける。そして、第３の工程として、図３（Ｃ）で示すように、この樹脂フィルム１１の上面ｓ２に、導電性粒子がバインダーに分散した導電性ペースト（第２導電層用塗液）を塗布して、第１導電層１２と接触する導電接触部１６を有する陥入部１５を形成する。こうして回路シート１０を製造することができる。
また、保護層１７を形成する場合は、これらの工程の後に所望の場所に保護層１７用塗液を塗布することで形成することができるが、第１導電層１２を設けた下面ｓ１に保護層１７を設ける場合は、開孔１４の形成前に保護層１７を形成しても良い。
上記第１の工程における第１導電層用塗液の塗布方法や第２導電層用塗液の塗布方法としては、スクリーン印刷、バーコートによる塗布、ディスペンサーによる塗布などを挙げることができる。それらの中でも、特にスクリーン印刷を採用することが、比較的詳細且つ複雑な回路パターンを安価に形成できる点で好ましい。
第２の工程で使用するレーザーとしては、炭酸ガスレーザーが好ましい。ＹＡＧレーザーやファイバーレーザー等の固体レーザーでは樹脂フィルム１１の除去とともに第１導電層１２も除去され易く、第１導電層１２を残して樹脂フィルム１１のみを除去することが困難である。これに対して、炭酸ガスレーザーによれば、厚みの厚い樹脂フィルム１１を貫通させながらも厚みの薄い第１導電層１２を残す加工を容易に行うことができる。
また、炭酸ガスレーザーを用いた場合に、開ける孔の形状は円形となり、その先端の方ほど細くなる先細り形状となる開孔１４を開けることができる。ドリル等による開孔では径が均等な孔になり、その孔の内周面に第２導電層用塗液を被覆し難い。それに比べて先細り形状の開孔１４であれば、第３工程においてその開孔１４の円形漏斗状の孔壁面に沿って第２導電層用塗液を付着させ易く、一定の層厚を有する陥入部１５を形成することができ、確実な導通を図ることができる。こうした製造方法を採用すれば、従来技術に比べて工程数を少なくすることができ、低いコストで回路シート１０を製造することができる。
炭酸ガスレーザーの照射によって第１導電層１２には、その厚み範囲内に入り込む凹面１２ａが形成される。そして第２導電層１３の陥入部１５が、この凹面１２ａと接するように形成されることで、第１導電層１２の厚み範囲内に曲面形状の導通接触部１６が形成されることになる。曲面形状の導通接触部１６は、これを平面形状である場合と比較して、接触面積をより広くすることができる。また、第１導電層１２の厚み範囲内に入り込むことでも、入り込まない場合よりも、その接触面積をより広くすることができる。したがって第１導電層１２と第２導電層１３との確実な導通接触を得ることができる。
なお、曲面形状に形成された前記凹面１２ａについて、第２導電層１３を形成した後には、第２導電層１３の表面もまた曲面形状になる。したがって、導通接触部１６の断面を観察すると、導通背触部１６の周縁部分よりも中央の厚さが薄くなる様子が観察できる。
なお、曲面形状に形成された前記凹面１２ａについて、第２導電層１３を形成した後には、第２導電層１３の表面もまた曲面形状になる。したがって、導通接触部１６の断面を観察すると、導通背触部１６の周縁部分よりも中央の厚さが薄くなる様子が観察できる。
また、炭酸ガスレーザーの照射で第１導電層１２には、その周囲とは色味の異なるレーザー痕領域を形成する。この色味が異なる領域は、第１導電層１２が変質して色味が変わった領域であって、樹脂フィルム１１を完全に貫通したときに形成される。したがって、こうした領域を確認することで炭酸ガスレーザーを照射した後の品質確認にも利用できる。
上記実施形態は本発明の一例であり、こうした形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限度において、各部材の形状、材質、製造方法等の変更、取り替えを行い得るものである。
樹脂フィルム１１の裏面に第１導電層１２を、表面に第２導電層１３を設けた次に示す種々の「回路シート」の試料を製造し、導通性能について評価を行った。なお、以下の説明で樹脂フィルムの表面、裏面とする表記は便宜上のものである。
＜試料の作成＞
透明な樹脂フィルムとして厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを、第１導電層用塗液として粒径が３〜５μｍの不定形状の銀粒子をポリエステル系樹脂組成物に分散させた表１、表２に示す銀ペースト１〜銀ペースト４を、第２導電層用塗液として前記銀ペースト１と同じものをそれぞれ準備した。
透明な樹脂フィルムとして厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを、第１導電層用塗液として粒径が３〜５μｍの不定形状の銀粒子をポリエステル系樹脂組成物に分散させた表１、表２に示す銀ペースト１〜銀ペースト４を、第２導電層用塗液として前記銀ペースト１と同じものをそれぞれ準備した。
樹脂フィルムには、その裏面に第１導電層用塗液を塗布し乾燥して図４で示す配線パターン１２ａからなる厚さ７μｍの第１導電層を形成した。この第１導電層の配線パターン１２ａは、直径０．８ｍｍの円を２．２ｍｍの間隔を開けて２０個と、その両外側の円から１．１ｍｍの間隔を開けて３．０ｍｍ角の端子を２個有し、２つの円または両外側の円と端子を線幅が０．５ｍｍの直線で結んだ構成とした。
次に、配線パターン１２ａが形成された面とは反対の樹脂フィルムの表面から、前記配線パターン１２ａの２０個の円の中心に対応する位置に炭酸ガスレーザーを照射した。レーザーにはＭＬ−Ｚ９５２０（株式会社キーエンス製）を用い、照射条件は表１、表２に示すものとした。
そして、この樹脂フィルムの表面に第２導電層用塗液をスクリーン印刷によって塗布し乾燥して図５で示す配線パターン１３ａの印刷層からなる厚さ７μｍの第２導電層を形成した。この第２導電層の配線パターン１３ａは、第１導電層の配線パターン１２ａの円と重なる位置に直径０．８ｍｍの円を有し、２つの円を線幅が０．５ｍｍの直線で結んだ構成とした。そして、第１導電層の配線パターン１２ａと第２導電層の配線パターン１３ａとは透明な樹脂フィルムを挟んで図６で示す配線パターン１８を形成するものとした。この配線パターン１８は、円の部分で第１導電層と第２導電層とが接触して導電接触部を形成していれば、前記２つの端子間は導通するものとしている。
表１に示した第１導電層用塗液として、「銀ペースト１」は、その乾燥質量中の導電性粒子の割合が８８質量％であり、「銀ペースト２」は、その乾燥質量中の導電性粒子の割合が８５質量％であり、「銀ペースト３」は、その乾燥質量中の導電性粒子の割合が７９質量％であり、「銀ペースト４」は、その乾燥質量中の導電性粒子の割合が６５質量％であり、「樹脂インキ」は導電性粒子を分散させないポリエステル系樹脂からなるバインダーである。
また、表１に示した炭酸ガスレーザーの照射条件として、「条件１」は、レーザー出力５０、スキャンスピード２００ｍｍ／ｓであり、「条件２」は、レーザー出力４０、スキャンスピード２００ｍｍ／ｓであり、「条件３」は、レーザー出力３０、スキャンスピード２００ｍｍ／ｓであり、「条件４」は、レーザー出力２０、スキャンスピード２００ｍｍ／ｓである。
なお、第１導電層を形成する前の樹脂フィルムに対して条件１〜条件４の各条件にしたがって炭酸ガスレーザーを照射した予備実験を行い、樹脂フィルムに形成される開孔の大きさを観察した。樹脂フィルムの表面側と裏面側のそれぞれから光学顕微鏡を通して測定した開孔の直径を次の表３に示す。この炭酸ガスレーザーの照射により形成された開孔は先細りした円形漏斗状の孔壁面を有していた。
なお、第１導電層を形成する前の樹脂フィルムに対して条件１〜条件４の各条件にしたがって炭酸ガスレーザーを照射した予備実験を行い、樹脂フィルムに形成される開孔の大きさを観察した。樹脂フィルムの表面側と裏面側のそれぞれから光学顕微鏡を通して測定した開孔の直径を次の表３に示す。この炭酸ガスレーザーの照射により形成された開孔は先細りした円形漏斗状の孔壁面を有していた。
＜試料の評価方法＞
樹脂フィルムに対する貫通孔の形成：
表３で示したように、レーザー照射の条件について、出力が２０となる条件４では、貫通する開孔が形成されず、出力が３０となる条件３でも開孔の直径が０．０７ｍｍと極めて小さいものとなった。一方、条件１と条件２では、断面がテーパー状の開孔が樹脂フィルムに形成され、先細った方の樹脂フィルムの裏面でも０．１ｍｍを超える直径の孔が形成された。
樹脂フィルムに対する貫通孔の形成：
表３で示したように、レーザー照射の条件について、出力が２０となる条件４では、貫通する開孔が形成されず、出力が３０となる条件３でも開孔の直径が０．０７ｍｍと極めて小さいものとなった。一方、条件１と条件２では、断面がテーパー状の開孔が樹脂フィルムに形成され、先細った方の樹脂フィルムの裏面でも０．１ｍｍを超える直径の孔が形成された。
導通接触部の形成について：
樹脂フィルムに開孔が形成されず導通接触部が得られないことが明らかな試料７を除き、それ以外の試料については、第２導電層が樹脂フィルムに形成された開孔に入り込み第１導電層と接触して導通接触部を形成しているか否かを見極めるために、まずは第１導電層が貫通しているか否かについて各試料の裏面を光学顕微鏡で観察した。そして、第１導電層が貫通していなかったものを「貫通ナシ」、貫通していたものを「貫通あり」とした。そして、第１導電層が貫通し「貫通あり」とした試料については、第１導電層に形成された孔の直径を計測した。これらの結果を表１、表２に示す。
樹脂フィルムに開孔が形成されず導通接触部が得られないことが明らかな試料７を除き、それ以外の試料については、第２導電層が樹脂フィルムに形成された開孔に入り込み第１導電層と接触して導通接触部を形成しているか否かを見極めるために、まずは第１導電層が貫通しているか否かについて各試料の裏面を光学顕微鏡で観察した。そして、第１導電層が貫通していなかったものを「貫通ナシ」、貫通していたものを「貫通あり」とした。そして、第１導電層が貫通し「貫通あり」とした試料については、第１導電層に形成された孔の直径を計測した。これらの結果を表１、表２に示す。
導通評価：
各試料の図６で示す配線パターン１８の両端の端子間の抵抗値をテスターで測定した。その測定結果を表１、表２に示す。
各試料の図６で示す配線パターン１８の両端の端子間の抵抗値をテスターで測定した。その測定結果を表１、表２に示す。
＜評価結果＞
第１導電層の金属含有量が８８質量％である試料１では、レーザー照射の条件が条件１と条件２の何れの場合でも第１導電層を貫通せず、抵抗値も低くなり、第１導電層と第２導電層とが接触した導通接触部を形成していることがわかる。一方、第１導電層中の金属含有量を８５質量％とした試料２では、レーザー照射の条件が条件２の場合では導通接触部を形成したのに対し、条件１では第１導電層を貫通してしまった。このことから、試料２ではレーザー出力の設定を慎重に行うことが必要であり、その慎重に設定した出力によれば導通接触部を形成できることがわかる。
第１導電層の金属含有量が８８質量％である試料１では、レーザー照射の条件が条件１と条件２の何れの場合でも第１導電層を貫通せず、抵抗値も低くなり、第１導電層と第２導電層とが接触した導通接触部を形成していることがわかる。一方、第１導電層中の金属含有量を８５質量％とした試料２では、レーザー照射の条件が条件２の場合では導通接触部を形成したのに対し、条件１では第１導電層を貫通してしまった。このことから、試料２ではレーザー出力の設定を慎重に行うことが必要であり、その慎重に設定した出力によれば導通接触部を形成できることがわかる。
さらに金属含有量の低い試料３と試料４では第１導電層が貫通し、導通接触部は形成されなかった。試料３と試料４で生じた第１導電層の開孔の直径を比較すると、試料３よりも試料４の方が大きく、この結果から、第１導電層中の金属含有量の割合が少ないほど第１導電層に孔が開き易く、反対に第１導電層中の金属含有量が多いほど第１導電層に孔が開き難いことがわかる。
また、樹脂フィルムに直径が０．０７ｍｍという小さな孔が開く程度のレーザー出力とした試料６では、第１導電層に開孔が開かないにも関わらず導通しなかったことから、第２導電層用塗液が樹脂フィルムの開孔の内部に十分に入り込まず、第１導電層の表面にまで第２導電層用塗液が達していないと考えられる。
本発明の回路シートは種々の用途に用いることができる。例えば、フレキシブル回路基板やタッチセンサ、その他のセンサ、エレクトロルミネッセンス等を挙げることができるがこれに限定されるものではない。
１ 樹脂フィルム
ｓ１ 下面（一方面）
ｓ２ 上面（他方面）
２ 第１導電層
３ 貫通孔
４ 第２導電層
５ 導電路
１０ 回路シート
１１ 樹脂フィルム
１２ 第１導電層
１２ａ 凹面
１２ｂ 配線パターン
１３ 第２導電層
１３ａ 配線パターン
１４ 開孔
１５ 陥入部
１６ 導通接触部（導通接触面）
１７ 保護層
１８ 配線パターン
ｓ１ 下面（一方面）
ｓ２ 上面（他方面）
２ 第１導電層
３ 貫通孔
４ 第２導電層
５ 導電路
１０ 回路シート
１１ 樹脂フィルム
１２ 第１導電層
１２ａ 凹面
１２ｂ 配線パターン
１３ 第２導電層
１３ａ 配線パターン
１４ 開孔
１５ 陥入部
１６ 導通接触部（導通接触面）
１７ 保護層
１８ 配線パターン
Claims (10)
- 樹脂フィルムと、その樹脂フィルムの一方面に形成される第１導電層と、その樹脂フィルムの他方面に形成される第２導電層とを有する回路シートにおいて、
前記樹脂フィルムが、前記樹脂フィルムを貫通して第１導電層を前記他方面に露出させる開孔を有しており、
前記第１導電層は、金属粒子でなる導電性粒子が８５質量％以上の割合で含まれるようにバインダーに分散してなる導電材料からなり、
前記第２導電層は、前記樹脂フィルムの他方面から開孔の内部に入り込み第１導電層の露出部分に積層して導通接触する陥入部を有し、
前記陥入部と第１導電層との導通接触面が第１導電層の厚み範囲内にあり、前記第１導電層には、前記厚み範囲内に入り込むように前記導通接触面と接する凹面を有することを特徴とする回路シート。 - 第１導電層と第２導電層が、印刷層でなる回路パターンである請求項１記載の回路シート。
- 前記開孔が前記他方面側から前記一方面側に向けて先細る円形漏斗状の形状である請求項１又は請求項２記載の回路シート。
- 前記凹面は、曲面形状である請求項１〜請求項３何れか１項記載の回路シート。
- 前記陥入部は樹脂フィルムの前記他方面側から前記一方面側に向けて先細り形状である請求項１〜請求項４何れか１項記載の回路シート。
- 第１導電層の厚みが２〜２０μｍであり、樹脂フィルムの厚みが１０〜２００μｍである請求項１〜請求項５何れか１項記載の回路シート。
- 樹脂フィルムの一方面に、金属粒子でなる導電性粒子が８５質量％以上の割合で含まれるようにバインダーに分散してなる導電材料からなり、回路パターンとなる第１導電層を形成する工程と、
この樹脂フィルムの他方面からレーザーを照射し、第１導電層を残して樹脂フィルムに先細り形状の開孔を開ける工程と、
この樹脂フィルムの他方面に、前記開孔に入り込んで第１導電層と導通接触する陥入部を有する回路パターンとなる第２導電層を形成する工程とを実行し、
前記樹脂フィルムに前記開孔を開ける工程では、前記陥入部と第１導電層との導通接触面が前記第１導電層の厚み範囲内となるように、前記導通接触面と接する凹面を前記第１導電層に形成する回路シートの製造方法。 - 前記第１導電層が、金属粒子でなる導電性粒子がバインダーに分散した導電性ペーストを塗布して形成される請求項７記載の回路シートの製造方法。
- レーザーが炭酸ガスレーザーである請求項７又は請求項８記載の回路シートの製造方法。
- 第１導電層中の導電性粒子の割合が８５質量％以上であり、第１導電層の厚みが２〜２０μｍであり、樹脂フィルムの厚みが１０〜２００μｍである請求項７〜請求項９何れか１項記載の回路シートの製造方法。
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