JPH02152295A - 精細な回路 - 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〕 本発明は精細な導電路を有する回路に関する。

本発明は高集積度導電回路を必要とする各種弱電機器、
電子機器に広く使用嘔れる。すなわち、各種プリント回
路、ファインパターンコイル、電磁波シールド用導電メ
ツシュ等に応用できる。これ等導電路回路では、導電路
を細くして、集積度金玉げることを経済的に達成する手
段が強く要求されている。

〔従来の技術〕

スクリーン印刷等の通常の印刷で銀、銅、カーボンブラ
ック等の導’ａ　＃粒子金倉むペースＩｆ用いて精細な
線状、破線状の印刷全行い導電路を形成する場合、一般
に断線を起さず良好に印刷できる線巾は２００　Ａｍと
云われている。２００μｍ巾未満の線巾を断線を行甥ず
に正確に印刷することは一般には困難であり、特に１０
０μ導以下の線巾は困難である。２００μｍ巾未満、特
に１００μ導巾以下の線状、破線状、点状の導電路が必
要な時は、現在は一般に薄い鋼箔をはりつけたシートを
用い、その上に感光性樹脂等をフォトレジストヲ用いて
硬化させ、未硬化部分の感光性樹脂と鋼を洗い流す湿式
方法等が用いられている。

（発明が解決すべき課題） しかしこの湿式方法は非常に複雑な工程であり、経済的
に高価である。シルクスクリーン印刷等の通常の印刷法
が使用できれば、非常に好ましい。

本発明は通常の印刷法を用いた、精細に印刷された導電
路を含有する回路である。

一方、シルクスクリーン印刷等で形成される精細な導線
の厚さにも限界があり、例えば銀ペーストを用いて印刷
を行うと、７〜８ＡｒｒＬ厚の線までが一般に印刷可能
であジ、１０μｍ厚以上、特に２０μｍ厚以上の印刷は
困難と云われている。本発明はこの問題も改良したもの
であジ、膜厚の淳い導電回路を提供できる。

〔課題全解決するための手段〕

本発明は、導電性微粒子ペーストからなる、導電路の巾
が２００μｍ未満、厚みが１０μｍ以上の精細な導電路
を有する回路を提供する。

本発明に述べる導電性微７粒子とは銀、銅、カーボンブ
ラック等の導電性の微粒子であり、微粒子は球形、フレ
ーク状等の形をしおり、フレーク状であれば、ＳＥＭで
測定しγこ粒径が０．１〜６０μｍ程度のフレークが良
好に使用できる。

これ等導電性微粒子をアクリル樹脂等の接着剤を溶解し
た溶液に練込み、ペースト状にして印刷工程に使用する
。

ここに印刷とは通常の印刷法であり、シルクスクリーン
印刷、パッド印刷、グラビヤ印刷、フレキン印刷等の一
般に使用憾れている印刷が使用できる。

本発明に述べる回路とは、電気回路を意味し、電気エネ
ルギー　情報全伝達、処理等のための導電路を有する回
路である。電気エネルギーや情報をある場所から別の場
所へ正しく伝えるための電気的手段゛あるいは媒体であ
るばかりでなく、電気を一方向あるいは交互に流して力
を発生させたり、発生した静電気を除去する導体として
も使用されるものも含まれる。

本発明に述べる精細な導電路を有する回路とは通常の導
電性ペースト等の一般に使用される印刷では形成できな
い精細度の回路である。

本発明の導電路は例えば合成樹脂の均一な多軸または一
軸配向シートに印刷したのち加熱収縮させて印刷を精細
にすることによって形成され得る。

その巾は２００μｍ未満、好ましくは１００μｍ以下、
更に好ましくは５０μｒｌＬ以下であり、導電路の断線
が無いものであジ、導電路の厚みは１０μｍ以上、好ま
しくは１５μＩｎ以上、更に好ましくは２０μｍ以上で
あり、導電路の断線が無く、電気抵抗が低い回路である
。

導電路の導電性は、導電路を形成する物質、その密度、
その物質の均一印刷性、導電路の巾と厚き等により異る
が、本発明では、一般に使用されるプリント回路等に必
要な程度の導電性であり、従来、導電性ペーストの印刷
で広巾に形成され、使用されてきた程度の導電性を意味
する。本発明は従来導電性ペーストの印刷でつくられて
きた回路と同程度以上の導電性を有し、且つ、導電路の
巾が従来の導電路より小さく、好ましくは巾がそのｌ／
２以下であって、回路を高密度にすることができる。一
般には導電路の導電性がＩ　Ｘ　１０−１０−ｍ以下、
好ましくはＩ　Ｘ　１０−’　ｎ−ｃｒｎ　以下、更に
好ましくはＩ　Ｘ　１０−５０−ｍ以下の導電性を有す
る導電路を有する回路である。

従来、単なる印刷では形成できなかった本発明の精細な
印刷回路の形成法について、次に詳しく説明する。

本発明の回路を形成し得る一つの方法として、合成樹脂
の均一な多軸または一軸配向シートに印刷した後、加熱
収縮畑せて印刷ｆ、精細にする方法を挙げることができ
る。この方法において用い得る合成樹脂としては、一般
に配向シート’ｌ形成する合成樹脂が広く使用できるが
、好ましい樹脂は、重量平均分子量が３０万以上、好ま
しくは５０万以上、更に好ましくは１００万以上の超高
分子量重合体である。メタクリル樹脂、ポリエチレン、
ポリテトラフルオロエチレン等の超高分子量体である。

メタクリル樹脂の超高分子量体は最も良好に使用できる
。更に本発明では微少な架橋がなされた延伸加工可能な
樹脂、例えば架橋ポリエチレン等も良好に使用できる。

又、更に、一般にソフトセグメントとハードセグメント
から成るブロックコポリマー　例えばブタジェン−スチ
レンブロックコポリマー等も良好に使用できる。

ここで述べるメタクリル樹脂とはメチルメタクリレート
（以下、込仏と略称する）全主成分とする重合体であり
、込仏単独重合体（以下、ＰＭＭＡと略称する）、凪仏
以外のモノマーと込仏との共重合体、ＰＭＭＡあるいは
ＭＭＡ共重合体に他のポリマーを配合したポリマーブレ
ンド、その他各種の配合物を添加したもの等で、肋が５
０重量係以上１００重量係以下、好ましくは９０重重量
板上含まれるものである。ＰＭＭＡはセルキャスト法に
よジ容易にシート状に重合される。分子量もＭＹが５０
万以上の超高分子１１　ＰＭＭＡが容易に重合でエチル
アクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレ
ート、２−エチルアクリレート等アルキルアクリレート
を１〜１０重ｔ％含むものが好ましい。また、■仏−無
水マレイン酸−スチレンの６元系共重合体や、メチルメ
タクリルアミド共重合体等の耐熱アクリル樹脂も良好に
使用できる。この他スチレン、スチレン誘導体、アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタク
リル酸の一棟あるいは二種以上を込仏と共重合してもよ
い。

更に、本発明のこの方法では各種耐熱性樹脂、例えば各
種熱可塑性液晶ポリマー　熱可塑性ポリイミド等も必要
に応じて使用できる。

ここに述べる均一な多軸配向、あるいは均一な一軸配向
シートとは次のシートである。多軸配向とは、シート面
方向の各方向に均一に配向されたものであり、且つシー
ト面上から見た場合、ポリマー鎖に方向懺が無い状態で
ある。

多軸配向の均一性は、測定するシート全２枚の偏光板に
はさんで光を通して見た時の虹模様、明るさ等で判断で
きるが、定量的には偏光螢光光度計による測定や、複屈
折のりタープ−ジョンを測定すれば良い。

しかし、最も早い多軸配向性の測定法は、多軸配向シー
トを加熱収縮させ、収縮面上の各方向の収縮率を測定す
る方法であり、各方向の収縮率Ｓを測定し、その最大値
Ｓ　　と最小値Ｓ　　から、ｍａｘ　　　　　　　　　
　　　ｍ１ｎ（Ｓ　　　−８）／Ｓ　　　を計算し、均
一多軸ｍａｘ　　　　　ｍｉｎ　　　　　　　　ｍａｘ
配同性を表現することができる。この方法に述べる均一
多軸配向は（Ｓ　　　−８）／Ｓ　　　値ｍａｘ　　　
　　ｍｉｎ　　　　　　　ｍａｘが０，１以下、好まし
くは０．０２以下、更に好ましくは０．０１以下であり
、特に精密な成形品を用いる場合には肌００１以下のも
のが好ましい。

均一な一軸配向シートとは、シートの各位置で均一な配
向度を示すものである。−軸配向性の測定法は、−軸配
向シートラ加熱収縮させ、収縮方向の各位置の収縮率を
測定することにより達成できる。各位置の収縮率を測定
し、その最大値Ｓ！ｎａＸと最小値Ｓｍ１ｎから、（Ｓ
ｒｎａｘ−８ｍｉｎ）／Ｓｍａｘヲ計算し、均−一軸配
向性を表現することができる。

本発明に述べる均−一軸配向は（Ｓｍａｘ−８ｍ、ｎ）
／５Ｉｎａｘ値が０．１以下、好ましくは０．０２以下
、更に好ましくは０．０１以下であり、特に精密な成形
品を用いる場合には０．００１以下のものが好ましい。

この方法の均一な配回り定義は上記の加熱収縮法で定義
される。

この方法に述べる加熱収縮とは、合成樹脂のガラス転移
温度以上、好ましくはガラス転位温度より１０°Ｃ以上
高い温度に配向シートを加熱して収縮妊セることである
。

均一な多軸配向シート、均一な一軸配向シートは種々の
方法で得られる。

次に１均一な多軸配向シートの成形方法の一例＼ 全示す。熱可塑性樹脂素地を圧縮ダイ内で圧縮して配向
成形品を成形する方法が最も良好に使用できる。すなわ
ち １）ダイ内に２層以上のメタクリル樹脂素地を互に非接
着状態にして重ねて置き、 ２）ダイ内表面と該樹脂素地表面の界面を潤滑状態にし
、 ５ン　核樹脂素地のがラス転移温度以上溶融点以下で圧
縮して樹脂素地を配回させ、 ４）冷却後ダイ内より取り出し、各素地より成形された
配向成形品を互に剥離して２個以上の成形品を得る ことから成る多軸配向成形品の圧縮成形法である。

ここで述べる非接着状態とは２層以上のメタクリル樹脂
素地を重ね合わせて圧縮成形後、各素地から成形された
配向成形品が互に容易に剥離できる程度の状態を言う。

樹脂素地と非接着性の樹脂フィルム、あるいはシートラ
各素地の界面に置く方法を取っても良い。

この場合、成形時に於て、非接着性の樹脂フィルムある
いはシートの粘度は、樹脂素地の粘度と近く、１７／３
ｏ〜３０倍の範囲にあることが好ましい。

樹脂木地と非接着性の樹脂フィルムあるいはシートの粘
度差が小さいと、圧縮成形で樹脂素地が延伸される時に
、該非接着性樹脂フィルムあるいはシートも一緒に安定
に延伸式れ、均一な多軸配向成形品が得られる。特に、
非接看性樹脂フィルムあるいはシートの粘度が成形時に
樹脂素地の粘度の１〜２０倍であり、かつ平滑表面を有
するものが好ましい。この場合非接着性樹脂フィルムあ
るいはシートの表面が成形品表面に転写され、平滑表面
の成形品が得られる。

ダイ内表面と樹脂素地表面の界面を潤滑状態にするＫは
、ダイ内表面に潤滑剤を塗布するか、あるいは、及びダ
イ内表面と素地の界面に潤滑剤を練込んだシートを存在
させることにより潤滑状態にすることができる。

樹脂素地のガラス転移温度以上、溶融点以下で圧縮して
配回させる罠は、重ね合せた素地がダイ内で圧縮力によ
り均一にプラグフローすれば良い。

ダイ内表面と樹脂素地表面の界面を良い潤滑状態にする
ことにより均一なプラグフロー成形ができる。

延伸倍率は必要に応じ、面積比で２〜２０倍の範囲よＶ
選択できる。

均一な多軸配向シートを成形するには、樹脂素地を円形
とし、円形素地を円形圧縮ダイ内で均一に圧縮すること
が特に好ましい。

均一な一軸配回シートも同様に樹脂素地を圧縮成形して
得ることができる。この場合、圧縮により素地が一方向
に均一にプラグフローすることが必要である。

従来、均一な多軸配向、あるいは均一な一軸配回したシ
ート得ることは一般的ではなく、上記の圧縮成形法で高
度に均一配回したシートが得られるＣとが確認できた結
果、本発明の方法が実施できることがわかり本発明に至
った。

この方法で加熱収縮でゼる方法は、合成樹脂のガラス転
移温度以上の適度な温度の気体、又は液体中に多軸配向
あるいは一軸配回シートを置くことにより収縮させるこ
とができる。均一配向シートを収縮させる場合、′ｖｌ
Ｌｔ平均分子量が３０万以上、好ましくは５０万以上、
更に好ましくは１００万以上の超高分子量体である合成
樹脂の配向シートが安定に均一に収縮し易い。すなわち
、超高分子量体の重合体は、十分にからみ合っており、
そのために丁ぬげ現象が起りにくく、配向中に於ても、
加熱収縮中に於ても重合体鎖のすぬけが起らない。従っ
て、例えば４倍に延伸されたシートは、加熱によジ安定
して１／４に非常に近い値に収縮することになる。一定
の収縮率を得たい場合、それに応じて延伸倍率を定めれ
ば良いことになり、この方法の目的に非常に好ましい。

一タん印刷によって回路をシート上に形成した合成樹脂
の配回シート’ｌ均一収縮させるこの方法によって形成
された本発明の精細な回路の使用方法としては、各種方
法が考えられるが、そのまま使用する場合、形成された
回路を他材質へ転写して使用する場合、形成された回路
をシートと共に封入成形して使用する場合等がある。形
成きれた精細な回路をそのまま使用する場合には、収縮
させる合成樹脂シートは耐熱性の樹脂が好ましい。

形成場れた回路をシートと共に個人成形して使用する場
合には、通常行われる刺入射出成形等の方法が使用され
る。

印刷回路を他材質へ転写する場合には、転写し易い様に
印刷することが必要であり、例えば、剥離し易いように
合成樹脂シートラ表面処理した後に印刷を行うこと等が
好ましい。すなわち、シート表面にシリコン等の離型剤
等を薄く塗布した後に印刷を行う。印刷回路を他材質へ
転写するには、印刷の表面か、あるいは及び他材質の表
面に接着剤全塗布して行う。回路が転写された他材質を
更に個人成形あるいは転写して使用することもできる。

例えばメタクリル樹脂シート上に形成場れ１こ回路を、
ポリエチレテレフタレートの２軸延伸フイルム上に転写
し、転写された該フィルムを封入成形あるいは転写して
使用できる。

スクリーン印刷等で印刷てれたシートを加熱収縮する時
に、シートと共に印刷物も同時に収縮することが必要で
あり、従ってシートの収縮時には印刷物も収縮できる移
変の軟かさであることが必要である。導電ペーストの構
成成分として、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた
場合、熱硬化性樹脂全完全に硬化してからシートラ収縮
させることは困難である。従って、熱硬化性樹脂の未硬
化又は半硬化状態で収縮させ、収縮後に硬化させるか、
あるいは収縮させ、次で印刷物を転写させた後に硬化さ
することが好ましい。

以下、本発明及び本発明の回路を成形する方法をジ！面
により説明する。

第１図は厚肉の多軸配向シートを、第２図は本発明に良
好に使用できる薄肉の多軸配向シートをそれぞれ圧縮成
形により成形する過程を示す。

第６図は圧縮成形時に樹脂素地を互に非接着状恒に重ね
て置く方法を示す。第４図は印刷された均一多軸配向シ
ート又は均−一軸配回シートを加熱収縮させて印刷され
た線巾を小さく、且つ印刷厚さを大きくして、本発明の
精細な回路を形成したものを示す。

第５図は、第４囚で形成した本発明の精細な回路を他材
質に転写する過程を示す。

第１図に於て、圧縮ダイ１の内表面２に潤滑剤を塗布し
、メタクリル樹脂の板状素地３を置き（１−１）％該素
地３のがラス転移温度以上、溶融点以下に加熱した後圧
縮して素地３′ｆニブラグフローさせて多軸配回させ（
１−２）、そのまま冷却して多軸配回シート４を得る。

第２図に於て、圧縮ダイ５の内表面６に潤滑剤を塗布し
た後、４枚のメタクリル樹脂素地γの各界面と両裟面に
該素地と非接着性の樹脂フィルム８を置き、圧縮ダイ内
に置＜（２−１）。素地７のガラス転移温度以上、溶融
点以下に加熱した後、圧縮して素地７全プラグフローδ
せて４枚の多軸配向シート９を成形しく２−２）、その
壕ま冷却して４枚の多軸配回シート９を圧縮夕°イ５よ
り取り出しく２−３）、次いで各多軸配向シート全剥難
してさらに非接着性のフィルムを配向シートから剥離し
て、薄肉の多軸配向シート１ｏを得る（　２〜４　）。

第３図は２Ｎｊ以上の熱可塑性樹脂素地を互に非接着状
態にｌね合せて置く各種方法を示すものである。（３−
１）は樹脂素地１１をそのまま重ね合わせた場合、ある
いは樹脂素地１１の各界面１２に＠滑剤あるいは離型剤
を塗布する方法、（ろ−２）は樹脂素地１１の各界面及
び表面に非接着性樹脂フィルム１３を置く方法、（３−
３）は樹脂素地１１の各界面に非接着性樹脂フィルム１
３を置き、重ね合せた素地全体を非接着性樹脂フィルム
１４で真空包装する方法、（３−４）は互に非接着性の
２種の樹脂１５．１６を交互に重ねる方法である。本発
明のシートの成形には（６−６）の方法が好適である。

樹脂゛素地を真空包装することにより、重ね合せた界面
に突気が残留して、成形品表面が悪くなるのを防ぐこと
ができる。

表面が鏡面平滑な非接層性樹脂フィルムあるいはシー）
ｆ用い、（３−３）に示した真空包装した後、圧縮成形
して多軸配回すると、本発明に好適な弐面が平滑な多軸
配向成形品が得られる。

第４図に於て、均一多軸配回シート１７０表面に４ｔペ
ーストで導電路１８を印刷しく４−１）、該多軸配向シ
ートラ加熱収縮させて、配向度がｏｌ又は０に近いシー
ト１９とその上の印刷物２０が得られる（４−２）。導
電路の巾’ＴｈＢ１→Ｂ２、その間隔ｉＡ１→Ａ２にな
る。Ａ２と８２が小さくて印刷できない場合、Ａ１と８
１で印刷してからＡ２＋Ｂ２にすることかできる。

こうして形成し二Ａ２ｙＢ２は、従来の単なる印刷では
困難であった２００μｍ未満、好１しくけ１００μｍ未
満の導電路全形成することができる。

又、第４図から明らかな様に、導電路の厚でも厚くなり
、１０μｍ以上にすることができる。

第５図に於て、第４図に示した方法で精細な回路を形成
するに先立ち、均一多軸配向シート１７０表面に薄い剥
離層２１を塗布した後、第４図と同じ方法で精細な導電
路２０を有する回路を形成する（５−１）。次いで、接
着剤２３を塗布した他材質２２を精細な導電路２ｏに接
触させて接層させる（５−２）。次いでこれを剥離する
と、導電路２０は剥離層２１０所で剥離し、他材質２２
に精細な導電路２０を有する回路板が得られる。

剥離層は、導電路２０とはある程度の接着力があるが、
しかし、後で剥離できる程度の接着力の物質を用いる必
要がある。すなわち、多軸配回シートを加熱収縮させた
時に、印刷物も一緒に収縮する必要があり、接着力か弱
すぎると収縮時に剥離して印刷物が収縮しなくなる。適
度な接着力、剥離力の物質を選ぶ必云がある。第５図に
示す転写では、均一多軸配向シート１７として、均一多
軸配回された超高分子量メタクリル樹脂シートを、又、
転写する他材質２２として、２軸配回ポリエチレンテレ
フタレート、ポリイミド等の耐熱フィルム、がラス織布
−エボキシ系板等が良好に使用できる。

〔実施例〕

（均一な多軸延伸ＰＭＭＡシートの成形）セルキャスト
法で重合した１′Ｉ［平均分子ｉｔ　２［］０万の１１
厚の表面平滑なＰ厖仏シート（ガラス転移温度１０５℃
）を樹脂素地とし、該素地ｆ：２０枚重ね、その各素地
の界面に剥離シートとしてポリプロピレンの１００μｍ
厚の鏡面シートを置き、該２０枚重ねの厚肉素地を上記
ポリプロピレンシートで真空包装して圧縮多軸配向成形
の素地とした。圧縮ダイ内表面にポリジメチルシロキサ
ンを塗布し、圧縮ダイ及び樹脂素地を１５０℃に加熱し
、圧縮してプラグフローさせ、面積比で４倍に多軸配回
した。圧縮ダイを冷却して多軸配回成形品を冷却した後
、圧縮ダイより成形品を取ジ出し、各成形品を互に剥離
し、更にポリプロピレンを剥離すると表面が平滑な０．
２５關厚の面積比４倍延伸の表面平滑なＰＭＭＡ多軸配
向シートが２０枚得られた。

成形された０、２５　ＲＭ厚ＰＭＭＡ多軸配回シートの
ＯＲ８は２４　ｋｇ　／　ａｎｔ　テあツタ。

（精細な導電路を有する回路の形成） 核多軸配向シートにシルクスクリーン印刷機を用いて、
４００μ扉間隔、２００μｍ巾の導電路を欽ペーストで
印刷した。シルクスクリーンは６００メツシユのステレ
ノススチールを用い１こ。銀ペーストは次の処方のペー
ストｔ−用いた。銀フレークは福田金属箔粉工業（力製
、シルクコートＡｇｃ　−Ａ　（Ｓｍで測定し７：粒度
が０．２〜３　Ｄ　Ａｍ、比表面ｔＪ０．６〜１．０　
Ｉｎ”／／ｌ　）を用い、接着剤として帝国インク人造
（株）製ＶＧメジウム（アクリル系接着剤）を用い、こ
の銀フレークと接着剤を重量比で１対１に混練し、銀ペ
ーストとした。スクリーン印刷きれた銀導電路は２００
μｍ巾で、印刷物の厚みは４μＩｎであった。この印刷
された多軸配向シー１．１５０℃に加熱された熱風炉に
３０分間放置しに０多軸配向シートは均一に収縮し、銀
導電路は１００μｍ巾、２００μｍ間隔になり、厚みは
１６μｍであった。

この銀ペーストで印刷した導′亀路の導酸性は、加熱収
縮前：４００Ｘ１０””　Ω−ｃｍ加熱収縮後：　１０
．８　Ｘ　１０−６　　Ω−傭であった。加熱収縮によ
り導′亀性は著るしく向上し１こ。１００μｍ巾、１６
μｍ厚のこの様な良４’を往路は単なるスクリーン印刷
では困難であり、本発明によりはじめて得られ１こ。

〔発明の効果〕

印刷シートの収縮法により、これまで単なる印刷では困
難であった高精細印刷がはじめて可能になり、本発明の
精細な導電路を有する回路が得られた。この精細な回路
により、プリント回路の集積度を著るしく上げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は圧縮成形により多軸配回シートラ成
形する過程を示す説明図、第３図は４層の樹脂素地を互
に非接着状態にして重ねて置く各種方法を示す説明図、
第４図は印刷された多軸配向シート金加熱収縮させて、
本発明の精細な導電路を含有する回路を形成する方法を
示す説明図、第５図は本発明の精細な回路を他材質へ転
写嘔せる方法を示す説明図である。 特許出願人　旭化成工業株式会社 （＋−１） 第 図 第３図 第２図 第４図 第５図 手続補正書（自発） 平成　１年　１月１ｇ日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導電性微粒子ペーストからなる巾が２０μｍ未満、厚
   みが１０μｍ以上の精細な導電路を有する回路