JPH01319992A - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、絶縁性基板に導電性ペーストにより回路パタ
ーンが形成された配線基板に関する。

［従来の技術］ 一般的な配線基板としてのプリント基板は銅張積層板を
エツチングして回路パターンを形成するものである゛が
、その製造工程が複雑であると共に各種゛廃液等の処理
や公害防止等の多大な設備が必要である。また、両面ス
ルーホール配線板の場合、無電解メツキ、電解メツキ等
の処理が必要で、更に製造工程が複雑になると共に設備
が増大するものであった。

近年、プリント基板の需要の増大に伴ってより容易に製
造できかつ安価な当該配線基板の提供が望まれ、この要
求に応えるものとして絶縁性基板に導電性ペーストによ
り回路パターンを形成してなる配線基板が提案されてい
る。この種の配線基板としては、例えば、特開昭５６−
１６３１６６号公報にて開示されるものがある。

これは、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂等の結着樹
脂中に銅粉末を１０〜８５重量％含有した導電性ペース
トを絶縁性基板上に印刷等の手法により塗布して回路パ
ターンを形成したものである。

このような配線基板は印刷等の簡単な手法で導電ペース
トによる複雑な回路パターンを形成することが可能でる
と共に、上述したような廃液処理、メツキ処理等に係る
設備を特に必要とならないことから、容易にかつ安価に
できるものである。また、導電性ペーストについては第
９図に示すように上記金属粉末含有量の範囲で抵抗値が
最も小さくなり、電気的特性が良好なものとなる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような導電性ペーストにより回路パータンを形成
した従来の配線基板では、形成された回路パターンに回
路部品を直接半田付けすることができない。

それは、回路パターンを形成する導電性ペースト表面に
半田と合金をつくるべき金属が充分存在しないからであ
る。

このような問題について、導電性ペースト中の金属粉末
含有量を更に増加させること（９０ｘ以上）が考えられ
るが、単にその含有量を増加させると、第９図に示す特
性から明らかなように回路パターン自体の抵抗が増大し
て回路の電気的特性が低下してしまう。なお、導電性ペ
ースト中の金属粉末含有量を適性量から更に増大させた
ときに抵抗が増大するのは、結着樹脂の割合が減少して
当該樹脂が硬化する際の収縮力が充分金属粉に伝達せず
、金凡粉同士の接触圧が充分得られないから（接触抵抗
が大きい）と考えられる。

また、半田付は性を向上させるために導電性ペーストで
形成された回路パータン上に無電解メツキ処理による金
属メツキ層を形成した配線基板が提案されている（特開
昭５８−１７５８９３号公報参照）。しかし、このよう
な配線基板ではその製造に際して、無電解メツキ処理に
係る複雑な工程、多大な設備を要することから、印刷等
の簡単な手法で回路パターンが形成できる等の導電性ペ
ーストを用いたことの利点が相殺されてしまう。

そこで、本発明の課題は、回路の電気的特性を良好に保
持しつつ、より簡単な手法により導電性ペースト表面に
半田と合金をつくるべき金属を充分確保することである
。

［課題を解決するための技術的手段］ 本発明は、絶縁性基板に導電性ペーストにより回路パタ
ーンが形成された配線基板を前提としており、当該配線
基板において、上記課題を解決するための技術的手段は
、回路パターンとなる導電性ペースト表面に金属粉の付
着層を形成したことである。

また、その製造方法は、絶縁性基板に回路パターン状に
導電性ペーストを塗布し、その回路パータンとなる導電
性ペースト表面に金属粉を付着させ、その俵、導電性ペ
ーストを硬化させることである。

上記金属粉の付着は、金属粉の付着密度を高くする点、
導電性ペーストとのコンタクトが確実になる等の観点か
ら静電植毛によるものが好ましい。

［作用］ 導電性ペースト表面の金属粉付着層と半田とが合金を形
成し、回路部品の回路パターン上への半田付けがなされ
る。このとき、導電性ペーストの表面に金属粉の付着層
が形成されていることから回路パターンを形成する導電
性ペースト自体の電気的特性が特に悪化することはない
。

また、その製造に際しては、絶縁性基板に回路パターン
上に導電性ペーストを塗布し、その回路パターンとなる
導電性ペースト表面に金属粉を付着させる。この金属粉
の付着は、金属粉の振掛け、吹付け、静電植毛等により
なされる。このとき、導電性ペーストは完全に硬化せず
に粘着性を有していることから金属粉は容易に付着する
。そして、金属粉を付着させた後、当該導電性ペースト
を硬化させる。すると、金属粉が回路パターン表面に一
体化され、当該金属粉の付着層が形成される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る配線基板の製造過程を示す図であ
る。

まず、紙フエノール積層板、ガラスエポキシ積層板等の
絶縁性基板１上にスクリーン印刷あるいは吐出等の公知
の手法により導電性ペーストを塗布して所望の回路パタ
ーン２ａを形成する（第２図（ａ）参照）。使用する導
電性ペーストは、銀粉、銅粉、ニッケル粉等の単体の金
属粉やこれらの合金粉、複合粉等をフェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂中に分散させて得られるものを用いる。金
属粉含有量は前述の通り７０〜８５重量％程度が適当で
ある（第９図参照）。塗布した導電性ペースト２ａが硬
化する前に当該回路パターンが形成された基板表面に対
して金属粉３を例えば静電植毛の手法により飛ばす。す
ると、この飛ばされた金属粉３が硬化前で粘着力を有す
る導電性ペースト２ａ表面だけに付着する（第２図（ｂ
）参照）。

上記静電植毛の手法による金属粉３の付着は次のように
して行なわれる。

第２図に示すように下部電極２１と下部電極２２とを適
当な間隔（たとば５０＃Ｉｌｌ程度）にて平行に保持し
、下部電極２２上に金属粉３を集積しておくと共に上記
回路パターンが形成された絶縁性基板１を適当な保持機
構より当該回路表面が下部電極２２に対向するよう上部
電極２１の近傍に設置する。この状態で、上部電極２１
を接地して下部分極２２に対して高電圧発生器２５から
の出力電圧（数十ＫＶ程度）を印加づると、下部電極２
２にて帯電した金属粉３が当該下部電極２２と上部電極
２１との間に形成される静電界との相互作用により下部
電極２２側から上部電極２１側に飛翔し、上部電極２１
に達した金属粉３が逆帯電されると今度は下部電極２２
側に移行する。このように、上部電極２１と下部電極２
２との間に高電圧を印加することによって静電界が形成
されると、。

その間の金属粉３が電極間を飛交うようになる。

この金属粉３が飛交う中に導電性ベース！〜（Ｓ。より
回路パターンが形成された基板が設置されてあり９硬化
前で粘着力のある導電性ペースト表面だけに金属粉３が
付着する。なお、実際の装置では電極間以外の部分への
金属粉３の飛散を防止するため、例えば、第３図に示す
ように、下部電極２１と下部電極２２との間を透明のア
クリル板にて形成された枠２３にて囲んでおく。

上記導電性ペースト表面に付着させる金属粉３は、銀粉
、銅粉、ニッケル粉等の半田と合金を形成し易い金属単
体の粉やその合金粉、複合粉が用いられるが、導電性が
良い点、半田食われを起し難い点、コストの点等を考慮
すると、銅粉、及び銅を主体とした複合粉、合金粉が好
ましい。また、金属粉３単体の形状は電解銅粉のように
細長く多少突起のある樹枝状のもの、あるいは繊維状の
ものでその大きさが１〜１００μｍ程度（長手方向）の
ものが好ましい（例えば、補出金属箔粉工業（株）製Ｃ
Ｅ−１１５）。このように樹枝状あるいは繊維状の金属
粉が好ましいのは、第４図に示すように、金属粉３が電
界の作用により飛翔する際に金属粉３の長手方向が電界
の方向、即ち、飛翔の方向と平行になることから、金属
粉３が絶縁性基状１上に塗布された導電性ペースト２ａ
内に充分深く突き刺さって導電性ペーストとの電気的コ
ンタクトが充分とれると共にその付着密度が高くなって
半田付は性がより良好なものとなるからである。

上記のようにして回路パータンとなる導電性ペースト２
ａ表面に金属粉３を付着させると、次いで、当該回路パ
ターンが形成された基板を１００〜２００℃に保持され
た熱風オーブン中にて数十分間程度加熱し、導電性ペー
スト２ａの乾燥、硬化を行なう。そして、この導電性ペ
ーストの硬化処理が終了すると、導電性ペーストと表面
の金属粉３との結合が強固なものとなり、回路パターン
２となる導電性ペースト表面に金属粉３の付着層が形成
される（第２図（Ｃ）参照）。

以上のようにして回路パターン２となる導電性ペースト
表面に金属粉３の付着層が形成れた配線基板が完成する
。

この完成した配線基板１に対しては、例えは、第２図（
ｄ）に示すように、パンチまたはドリルによって回路部
品のリード線を通す孔１ａが形成され、回路部品装填位
置以外の半田付けを必要としない部分にソルダーレジス
ト４が印刷等の手法により形成される。このように加工
された配線基板に表面実装型の回路部品１５が所定の回
路位置に固定され、また、リード１１付き回路部品１０
が所定の回路位置に設けられた孔１ａに押入れる（イン
サートマシン等による）。そして、この各回路部品が装
填された状態の配線基板に対して半田付は処理が行なわ
れると、回路部品のリード線部分あるいは端子部分と回
路パターン表面に形成された金属粉３付着層とが半田５
によって接合される。

このように形成した導電回路の導体抵抗は例えば約４０
　ｌΩ／口（５ｑｕａｒｅ）となって良好な電気的特性
が得られ、その半田付は性も良好なものであった。

第５図は他の構造となる配線基板の製造過程の例を示す
図である。この例は、半田付けが必要な回路パータン部
分だけ金属粉の付着層を形成するものである。

上述したのと同様に、まず、スクリーン印刷等の手法に
より導電性ペースト２ａを塗布して回路処理して導電性
ペースト２ａが指触できる程度に仮硬化させる（第５図
（ａ）参照）。その後、形成された回路パターンの半田
付けの必要な部分について導電性ペースト２ｂを重ね印
刷等により塗布して半田付は専用のパターンを形成する
（第５図（ｂ）参照）。以後、第２図に示した例と同様
に金属粉３を静電植毛等の手法にて上記半田付は専用の
パターン表面に付着させた後に硬化処理が行なわれ、半
田付は可能な回路パターン部分２−が形成される（第５
図（Ｃ）参照）。そして、このようにして完成した配線
基板に対しても同様に孔１ａ開け、ソルダーレジスト４
の塗布後にり−ド１１付き回路部品１０あるいは表面実
装型の回路部品１５の装填及び半田付は処理が行なわれ
（第５図（ｄ）参照）、各回路部品が回路パータンに半
田５付けされた状態となる。

上記のように半田付けが必要な回路パターン部分だけ金
属粉の付着層を形成した配線基板では、その導電回路の
導体抵抗は例えば約２０１Ω／口となって更に良好な電
気的特性が得られ、同様に半田付は性も良好なものであ
った。この必要な回路パータン部分だけ金属粉の付着層
を形成した場合の方が導電抵抗が低下するのは、導電性
ペースト内に金属粉が付き刺さることは導電性ペースト
内の金属粉含有量がその金属粉の付着分わずかに増加し
抵抗値を多少上昇させると考えられることから、導電性
ペースト表面への金属粉付着部分が少ないことに起因す
るものと推察される。

上記各側では、絶縁性基板１として、紙フエノール積層
板、ガラスエポキシ積層板等を想定したが、それに限定
されるものではなく、例えば、第６図に示すように、金
属板１６の表面にアンダーコートペースト等の絶縁層１
７′を形成したものでもよい。また更に、第７図に示す
ように、銅張積層板１′のエツチング処理によりあるい
は上述したような導電性ペーストの印刷等により第−層
の回路パターン１８が形成された基板上の必要部分に絶
縁ＷＪ１７を形成したものを当該絶縁性基板として扱っ
てもよい。この第７図に示す基板は多層基板を想定した
ものであり、絶縁層１７側から上述したような導電性ペ
ーストの印刷、金属粉３の付着等の過程を経て第二層の
回路パターンを形成するものである。このような多層基
板では、絶縁層１７が形成されていない部分において、
第二層の回路パターンを構成する導電性ペースト２　（
１）、　２　（２）、　２　（３）が第−層の回路パタ
ーン部分１８　（１）、　１８　（２）、　１８　（３
）に印刷等されて当該第一層の回路パターン１８と第二
層の回路パータン２との電気的なコンタクトがとられる
。そして、このような多層基板に対して上記と同様に孔
１ａが設けられ、第二層の回路パターン２上へのソルダ
ーレジスト４の塗布後にリード１１付き回路部品１１あ
るいは表面実装型の回路部品１５の装填及び半田付は処
理が行なわれる。その結果、各回路部品が第二層の回路
パターン２に半田５付けされたものとなる。

なお、上述した静電植毛は、金属粉３を下部電極側に、
基板を上部電極側に配置したが、その手法はこれに限定
されず、例えば、金属粉を所定のメツシュ材にて上部電
極側に保持し、基板を下部電極側に保持したかたちでも
可能である。更に、静電界を上下方向に形成するのでは
なく左右方向に形成する手法も可能である。

また、導電性ペースト表面に金属粉の付着層を形成させ
る手法は、静電植毛に限定されるものではなく、例えば
、金属粉の振掛け、吹付けあるいは容器中に集積した金
属粉に当該基板をつける等の手法であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明に係る配線基板によれ
ば、回路パターンとなる２１性ペーストの表面に金属粉
の付着層を形成するようにしたため、回路の電気的特性
を良好に保持つつ、より簡単な手法により導電性表面に
半田と合金をつくるべき金属を充分確保できるようにな
る。その結果、従来半田付けができなかった導電性ペー
ストにより回路パターンを形成した配線基板であっても
、充分な半田付は性を容易に確保することができるよう
になる。

また、本発明に係る配線基板の製造方法によれば、具体
的にエツチング、メツキ等の複雑な処理を特に必要とせ
ずに単に金属粉の付着工程を増プだけでよく、その処理
及び設備もより簡素なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る配線基板の製造過程の具体例を示
す図、第２図乃至第４図は静電植毛について示す図、第
５図は本発明に係る他の配線基板の製造過程の具体例を
示す図、第６図及び第７図は絶縁性基板の他の構造例を
示す図、第８図は第７図に示す絶縁性基板を適用して作
成した配線基板に回路部品を実装した状態を示す図、第
９図は導電性ペーストにおける金属粉含有Ｏと導体抵抗
との関係を示す図である。 ［符号の説明コ ト・・絶縁性基板 ２ａ・・・導電性ペースト回路パターン（硬化前：２・
・・導電性ペースト回路パータン（硬化後）３・・・金
属粉 ４・・・ソルダーレジスト ５・・・半田 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代　理　人　　
弁理士　　中村　智廣 （外３名） ン 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板（１）に導電性ペーストにより回路パ
   ターン（２）が形成された配線基板において、回路パタ
   ーン（２）となる導電性ペースト表面に金属粉（３）の
   付着層が形成されていることを特徴とする配線基板。
2. （２）絶縁性基板（１）に回路パターン状に導電性ペー
   スト（２ａ）を塗布し、 その回路パータンとなる導電性ペースト（２ａ）表面に
   金属粉（３）を付着させ、 その後、導電性ペーストを硬化（２）させることを特徴
   とする配線基板の製造方法。
3. （３）請求項２に記載の配線基板の製造方法において、 導電性ペースト（２ａ）表面への金属粉（３）の付着を
   静電植毛にて行なうことを特徴とする配線基板の製造方
   法。