JPH03504060A - 電気伝導構造物 - 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】 電気伝導構造物 本発明は、電気伝導構造物、たとえば、プリント配線に関する。

基板上に被覆した金属箔から成る電気伝導構造物を金属箔の一部の回路エツチン グによって形成させることができるということは公知である。このようにして製 造した導１を薄板は純金属から成る電導回路のために低い電気抵抗値を有してい るという利点がある。欠点は製造コストが高いことである。

本質的に低い製造コストと比較的高い精度のもとで、多層回路に対して適してい るプリント配線を、その他の方法によって製造することができる。これらの方法 においては、特に絶縁基板上へのスクリーン印刷による導電性ペースト、ｆ−と えば銀ペーストの印刷によって電気伝導構造物を製造する。このようなプリント 配線の欠点は、ペースト中に含有される結合剤及び銀粒子の粒度が大きいために 、ペーストの導電性が、特に良好とはいえないことである。それ故、比較的厚い 導電回路（８〜１２μｍ）をプリントすることが一般的である。そのために、銀 ペーストの使用においては、湿気の作用によって隣接する異なる電位の導電路間 で銀が移行して、漏れ電流、さらには短絡を生じさせることがある。それ故、導 電回路を特別な保護膜で保護する必要が生じる。もう一つの欠点は導電回路に部 品をはんだ付けすることができないということであ、る（ドイツ特許第３４１３ ４０８号）。

さらに、絶縁性基板は上に活性剤含有配合物（ペースト状物質）を所望の構造物 に相応して印刷し、次いで、絶縁性基板の表面のこれらの配合物でプリントした 部分上に、金属化浴中で、金属被覆を与えることからなる、プリント配線の製造 方法もまた公知である。

このような場合には、薄い厚さの純金属構造物が得られる。このような利点にも かかわらず、二つの異なる方法は、数１０年以前から公知の方法と比較して実用 的に成功を収めているとはしえない（ドイツ特許第１１７６７３１号）。

有機金属活性剤、有機溶媒、充填剤及び結合剤から成る物質を使用している電気 伝導構造物の製造のための方法がドイツ特許第３２４１５７９号によって公知で ある。さらに、ドイツ特許第２６３５４５７号及びドイツ特許第２７３７５８２ 号においても、プリント配線の製造方法が記されている。さらにまた、ドイツ特 許第３４１３４０８号、同第３００６１１７号、同第２５５８３６７号及び同第 ３０３２９３１号によって多層プリント配線の製造方法が公知である。

導電性金属ペースト、特に銀ペースト、の使用下にスクリーン印刷でプリントし た配線の前記の欠点にかかわらず、これらの方法は、回路像の精密性の達成に高 い必要性がある場合に、多くの応用に対して適当であることが認められている。

しかも、技術的発展の経過において、精度に対する必要性は増大しつつある。金 属層のできる限り薄い厚さにおいて最高の精度を有するプリント配線が必要とさ れている。このような必要性を満足することの困難性は、なかんづく、細い構造 物を十分に堅牢に且つ強固に基板と結合されてことである。

このような要望は、ドイツ特許第３７３３００２号に従って、特に絶縁性の表面 を有する基板及び活性剤を含有するプリントした物質を有するその表面を上に金 属化浴から無電流的に与えた金属層から成る導電性構造物によって満足すされる が、ここで、該物質は有機金属活性剤、充填剤、有機溶媒及び結合剤から成って いる。このような構造物は基板の表面に強固に結合しており、それによって回路 の偶発的な剥離が生じることはない。露出した金属接続部分を与えるために導体 末端をはがすことができないということは、このような電気伝導構造物にとって 不利なことである。そのために、従来は、接続部分とプラグ部分を複雑な方法Ｉ こよって形成させ、その後に接続部（ビン）を機械的に固定する（切断−クラン プ法）か又は打印する方法が用いられている。

かくして、本発明の目的は、本質的に、絶縁性表面を有する基板及びこの表面上 に塗布した配合物を用いて金属化浴から無電流的に与えた金属層から成る電気伝 導構造物であって、ここで該配合物は有機金属活性剤、有機溶剤、充填剤及び結 合剤を含有しており、該構造物は、一体を成す露出しＩ；金属の接続部分を有し ていることを特徴としている。

無電流金属化のために適する触媒的に働く配合物は、たとえば、ドイツ特許第３ ７４３７８０号、同第３６２７２５６号、同第３６２５５８７号中に記されてい る。結合剤及び溶剤としては、特に、ドイツ特許第３７３３００２号に従うもの を考慮することができる。

ハロゲンを含有しない溶剤と組合わせたポリウレタンゴムが好適である。

配合物の調製は一般に成分を混合することによって行なわれる。

そのためには、単なるかきまぜのほが、特にラッカーおよび印刷工業ｊ二おいて 一般的な湿式粉砕機、たとえば、こねまぜ機、アトリションミル、ローラー機、 溶解機。ローターステーターミル、ボールミル及び撹拌混合機が特に適している 。いうまでもなく、配合成分の処理を別々の段階で行なうこともできる。たとえ ば、先ず活性剤を結合剤と溶剤中に溶解するか又は分散させ、次いで充填剤を混 入することができる。あらかじめ、高い剪断力下に充填剤を溶剤中に混入させる こともまた、可能なもう一つの方法である。

配合物の塗布は一般にラッカー及び印刷技術において公知の方法によって、たと えば、吹付け、刷毛塗り、ロール塗り、浸せき、コーティング、印刷（たとえば 、オフセット印刷、スクリーン印刷、タンポン印刷）ｌこよって、あるいはイン キ−ジェット方法によって行なうことができる。

本発明の方法のための基板としては、薄板、箔、紙又は７リース状のガラス、石 英、セラミック、はうろう、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂 、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリヒダントイ ン、ＡＢＳ樹脂、シリコーン、ポリハロゲン化ビニル類、ポリふっ化ビニリデン が適当である。導体板の製造において用いられているような基板、たとえばフェ ノール樹脂紙、ガラス繊維強化エポキシ板、ポリエステル箔、ポリイミドおよび セラミックが特に適当である。

適当な充填剤は特に分散けい酸及び二酸化チタンである。

バ特許第８１，４３８号又はヨーロッパ特許第１３１．１９５号中に記載のもの である。

基板表面への配合物の塗布後、溶剤は除去する。それは一般に乾燥によって行な われる。

配合物で活性化した表面を引続く工程で無電流的に金属化する。

そのためには、特に、ニツケノ呟コバレールト、鉄、銅、銀、金及びパラジウム 塩又はそれらの混合物による浴を考慮することができる。この種の金属化浴は無 電流金属化の技術において公知である。

本発明のもう一つの目的は、導電回路ばかりでなく、接続−及びプラグ区域をも 、一工程において金属化させ且つその際これらの区域における金属層は付着強度 がきわめて低いために基板表面を損傷することもなく容易にそれからはがすこと ができるということを特徴とする、基板表面への有機金属活性剤含有配合物の塗 布及びその後の湿式化学的無電流金属化による、一体的な露出した接続−及びプ ラグ区域をも有する単層−又は多層電気電動構造物の製造方法である。

付着強度は、たとえば、ＤＩＮ４０６３３．５３１５１及び５３４９４（ＶＩＣ ）の方法によって測定することができる。これらの方法に従って測定した金属層 の接続区域における付着強度は１５Ｎ／インチ未満、好ましくは１−１ＯＮ／イ ンチである。

それに対して、導電回路像の区域における金属層の付着強度は少なくとも２ＯＮ ／インチ、好ましくは少なくとも２５Ｎ／インチでなければならない。

異なる付着強度を有する金属層を与えるためには種々の方法を用いることができ る。

その一方法は通常の印刷のり中の結合剤と充填剤の種類及び量を変化させる方法 である。このような方策は、印刷技術により一般的に公知である。

たとえば、ポリウレタンゴム含有配合物においてしばしば用いられるエーロジル の割合を結合剤に対して４０重量％から２５重量％に低下させると、それによっ て被覆した金属層の付着強度が２ＯＮ／　２５　ｍｍ以上から約５Ｎ／２５ｍｍ に低下する。充填剤によって付着力を低下させる一方法は、黒鉛又はタルクを添 加することである。

アクリル系のゴムを使用する場合には、付着強度の低下は、たとえばアクリルニ トリル含量の低下又はアクリルエステル成分中への比較的長い脂肪族側鎖の導入 によって達成することができる。

さらにまた、たとえば、非イオン界面活性剤、アルキルスルホナート、石けん類 、パラフィン、シリコーンのような付着低下添加剤の添加もまｔ；有利なことが 多い。

良好な付着力を有する配合物にのみ用いることができる第二の可能性は、持続部 分における基板の化学的又は物理的前処理によって付着強度を低下させる方法で ある。化学的前処理に対する例としては剥離剤、ラッカー、エツチング及び蒸気 処理を挙げることができる。物理的な前処理方法としては砂吹性は法及びコロナ 放電を挙げることができる。

剥離剤としては特にシリコーンを挙げることができる。適当なエツチング剤はた とえば、クロム硫酸である。蒸気処理はたとえばシロキサンを用いて行なわれる 。

最後に、プラグ及び持続部分を別の基材で作製し、それを、たとえば、溶接、接 着によって又は被覆によって基板と結合させることもまた可能である。

その場合に別の基材は、金属化の際にその上に生じる導ｔ＊造物の付着強度を低 下させるように選ぶことができる。この場合に、さらにまた、たとえば、腐食剤 又は溶剤による溶解によってのちに容易に除去することができる材料を、使用す ることも可能である。

これらの方法は露出した構造物の溶解後にもはや基板を除Ｘ必要がないというこ とである。

有機金属活性剤含有配合物上には、たとえば、以下の方法に従って金属層を被覆 することができる。

のちに導電性でなければならない場所にのみ物質を塗布する。その中間区域はそ のままに残しておく。次いで付加的に好ましくは０．５〜５μｍの厚さの金属層 を被覆し、場合によっては、いうまでもなく適当な接点の取付は後に、電気めっ きによって、さらに厚くすることもできる。

次いで金属構造物を接続の区域において前記のようにはがし且つ場合によっては 基板をプラグ−及び接続区域において除去する。

いうまでもなく、全金属層を純粋に付加的に構成させることもできる。

本発明による金属構造物の形成のｔ；めの第二の可能性は有機金属物質を平滑に 塗布し且つ構造形成を半付加的に遂行するという方法である。

このような方法は、経験によれば、高い寸法精度を有する構造物を与え、それ故 、特に超精密導体構造物の製造のために適している。次いで露出しｔ：構造部分 の溶解を前記のようにして行なう。

いうまでもなく、金属構造物は腐食に対して保護することもできる。

この種の方法は、電気めっき及び電導板工業においては公知である。例としでは 保護ラッカー、ニッケル、金、パラジウム合金及び亜鉛の被覆を挙げることがで きる。いうまでもなく、露出されｔ；接続−及びプラグ区域のみを、このように して保護することもできる。

さらに別の製造方法は、加熱すると金属構造物から溶は去る配合物を接続部分に 塗布することを特徴としている。基板の加熱に対しては、６０〜３００℃の温度 を用いることができる。１００〜２５０℃、特ニ１００〜２００℃が好適である 。

その場合には、使用する熱可塑性結合剤の軟化温度を適当な手段によって低下さ せることが有用である。ポリウレタンゴムの場合には、それは、ｔ；とえば、脂 肪族成分の割合を比較的高くすること、又は（イソシアナート）指数を低くする ことによって達成することができる。

本発明の方法ｌこよって製造した配線の応用可能性は多面的であり、たとえば、 軟質及び硬質配線又は構造物、遮蔽物、キーボード、センサー、無限導体、薄片 コネクターを挙げることができる。本発明の電気伝導構造物は、いうまでもなく 、異なる物質の塗布による調製後に全体的に部分的に保護し且つ／又は絶縁する 。このような方法は電気技術により公知である（たとえば、吹付け、捺染、噴霧 、浸漬、被覆）。

本発明の目的はさらに、一体となっている露出した接続区域を有する多層プリン ト配線に関し、その各層中の電気伝導構造は、特にプリントした絶縁性中間層に よって相互に電気的に分離させである。これらの配線においては、該構造物は活 性剤含有物質を用いて基板の絶縁性表面及び絶縁している各中間層上に被覆しｔ ；金属層から成っていることが重要である。個々の層中の構造物が相互に結合し ていなければならない限りは、さらに、絶縁中間層は透過接触のためにくぼみを 有し且つ個々の下方の層の構造物上のそのくぼみの領域において物質が完全に又 は部分的にプリントしであることが重要である。このような構成において、驚く べきことに、その上に物質が完全に又は部分的にプリントしである、下の金属層 及びその物質上に無電流的に被覆した金属層の間に、導電的な接触が得られる。

このような多層配線においても、やはり前記の方法によって、接続及びプラグ区 域において露出した金属導電構造物を製造することができる。

その場合に、特定の層のみを露出させ、一方、他の層は金属の接続区域を露出さ せることなしに製造することができる。

本発明の構造物は、配線板、薄片コネクターとして、また、いわゆる、“テープ −結合”に対して使用することができる。

Ａ）６５０重量部の、ブタジオールアジペート（分子量２０００）、ネオペンチ ルグリコール及び４．４′〜ジフエニルメタンジイソシアナートからのポリウレ タンゴムのプロピレングリコールメチルエーテル酢酸エステル中の３０％溶液、 ３３０重量部のグリコールメチルエーテル酢酸エステ１１５５重量部のけい酸エ ーロシル＠（ＢＥＴにより３８０ｍ”／ｌ）、５２重量部のピグメントブルー１ ５（カラーインデックス７４／６０）、 １３重量部のブタジェンパラジウムクロリド、から成る、触媒作用を有するスク リーン印刷のりを用いて１２５μｍのＢＥＴ−薄片上に、取付は部（“ピン“） を除いてコネクター構造物を印刷し、その印刷物を１５０℃で１０分間乾燥する 。

Ｂ）次いで、取付は部を １００重量部の上記のポリウレタンゴムの３０％溶液、２０重量部のカーボンブ ランク（プリンテックス＠Ｖ）、２重量部の３−ヘプテン−２−オン−パラジウ ムクロリド、及び ２重量部のジエチレングリコール から成る印刷のりによって適切に印刷し、その印刷した構造物を１５０℃で１時 間乾燥する。

この印刷物をホルマリン含有鋼浴中で無電流的に１時間銅したのち、電気めっき によって２０μｍの厚さとする。

接続部分を基板端から機械的に容易に分離することができる薄片コネクターを取 得する。

声施例２ Ａ）　７５μｎのポリイミド薄片（カプトン■）上に、２６０重量部の、Ｎ−メ チルカプロラクタム中のトリメリド酸無水物、４．４−ジフェニルメタンジイソ シアナート及びε−カプロラクタムからの重合体の２０％溶液１３０重量部のメ トキシプロピル酢酸エステル、２．２！量部のブタジェンパラジウムジクロリド 、及び２０重量部のエーロジル（ＢＥｉこより３８０　ｍ”／７）から成る触媒 的に働らくスクリーン印刷のりを用いて接続部を除いて薄片コネクター構造物を 印刷し、その印刷物を１６０℃において１０分間乾燥する。

Ｂ）　次いで ６６重量部の、５０重量部のメタクリル酸メチル、２０重量部のアフリルミｎ− ブチル及び３０重量部のアクリルニトリルから成る重合体のメトキシプロピル酢 酸中における６０％溶液、５０重量部の、グリコｔ＼ルメチルエーテルｉ［エス テル、４重量部のエーロジル＠　（ＢＥＴにより２００　ｍ”／７）、１！量部 の３−へブテン−２−オン−パラジウムクロリドから成る印刷のりによって接続 部を適切に印刷し、印刷した構造物を２００°ＣＩ：おいて１時間乾燥する。

次いで、印刷した薄片をホルマリン含有鋼浴中で無電流的に５時間銅被覆する。

１３０℃への迅速な加熱によって接続部を薄片からはがすことができる薄片コネ クターを取得する。

実施例３ ポリエチレンテレフタレート薄片上で、のちの接続部に、テルピン油中のメチル ポリシロキサンの０．１％溶液により、型板を用いて、噴霧し且つ乾燥する。

次いで、実施例ＩＡによるスクリーン印刷のりを用いて全薄片コネクター構造物 を印刷し、１５０°Ｃで１時間乾燥したのち、無電流的に１時間鋼被覆する。次 いで、銅被覆構造物を電気めっきにより３５μｍに厚化する。このようにして取 得する薄片コネクターは、接続部を基板薄片から機械的に容易に分離することが できる。

実施例４ ５０μｍのポリイミド薄片を実施例２Ａによる配合物で一面上の全表面を被覆す る。被覆した薄片を２５０　’Ｃで４５分間乾燥したのち、ポルマリン含有銅洛 中で無電流的に１時間銅被覆する。銅表面上に、ガルバルジストを用いて、８４ 接続部を有するチングーキャリアーのネガ像を塗布し且つ露出区域において電気 めっきにより１０μｍの銅、約２μｍのニッケル及び約３μｍの金を被覆する。

レジストのストリップ後に回路の間の銅表面をエツチングする。耐アルカリ性の エツチングレジストを、のちの接続−及びプラグ区域が露出したままで残るよう に、両面的に印刷する。これらの区域において熱アルカリ溶液によって基板材料 をエツチングする。エツチングレジストの分離後に露出した接続−及びプラグ区 域を有するチップ−担体を取得する。

実施例５ ２００重量部のブタンジオールポリアジベ−１・（分子量１５００）とトルイレ ンジイソシアナートから成るポリウレタンゴムのプロピレングリコールメチルエ ーテル酢酸エステル中における２０％溶液、 ５４２の　　　二酸化チタン ６０２の　　　グリコール酸ブチルエステル及び１．４Ｉの　　ビス−アセトニ トリルパラジウムジクロリドから成る触媒的に作用するスクリーン印刷のりを用 いて７５μｍの薄片の一面上に、のちの接続区域を除いて、印胴する。次いで、 これらの区域を実施例２Ｂののりを用いて印刷する。

印刷面を１５０℃で１時間乾燥し、ホルマリン含有鋼浴中で無電流的に銅被覆し 、次いで電気めっきにより２０ｐｍに厚化する。レジストの塗布後のエツチング によって薄片コネクター構造物が生成したが、それからプラグ部分を機械的に容 易に除去することができる。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＥＰ　８９１０１２６８

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．本質的に、絶縁表面を有する基板及び該表面上に塗布した配合物を用いて無 電流的に金属化浴から被覆した金属層から成り、その際該配合物は有機金属活性 剤、有機溶剤、充填剤及び結合剤を含有し、構造物は一体をなしている、露出し ている金属の持続区域を有していることを特徴とする、該電気伝導構造物。
2. ２．個々の層中の電気伝導構造物が、特に印刷した絶縁中間層によつて相互に電 気的に分離してある多層プリント配線において、該構造物は、活性剤含有配合物 を用いて無電流的に基板の特別の絶縁表面及び各絶縁中間層上に被覆した金属層 から成り、該プリント配線は一体をなしている露出した金属の接続区域を有して いることを特徴とする、該プリント配線。
3. ３．基板表面上への有機金属活性剤含有配合物の塗布及びそれに続く湿式化学的 無機電流金属化による一体をなしている、露出した接続−及びプラグ区域を有す る−層又は多層電気伝導構造物の製造方法にして、導電回路且つまた接続−及び プラグ区域を−工程において金属化し且つその際これらの区域中の金属層を基板 表面を損傷させることなしにそれから容易に分離させるために十分な低い付着強 度で被覆することを特徴とする該製造方法。
4. ４．接続−及びプラグ区域における付着強度は１５Ｎ／インチ未満であることを 特徴とする、請求項３記載の方法。
5. ５．回路像及び接続−ならびにプラグ区域の形成に対して、異なる付着強度の金 属層を与える異なる活性剤配合物を使用することを特徴とする、請求項３記載の 方法。
6. ６．接続−及びプラグ区域において付着強度を物理的及び又は化学的前処理によ つて低下させることを特徴とする、請求項３記載の方法。
7. ７．接続−及びプラグ区域に対して、回路層保有基板とは異なる、金属層に対す る比較的低い付着強度を示す基材を使用することを特徴とする、請求項３記載の 方法。
8. ８．有機金属活性剤含有配合物の基板表面への塗布及びそれに続く湿式化学的無 電流金属化による、一体をなしている露出した接続−及びプラグ区域を有する− 層又は多層電気伝導構造物の製造方法にして、接続〜２５０℃の加熱において金 属層の分離を可能とする熱可塑せい結合剤含有活性剤配合物を使用し、一方、回 路像はこのような条件下にしつかりと付着したままであることを特徴とする、該 製造方法。
9. ９．結合剤としてポリウレタンを且つ充填剤として分散けい酸を使用することを 特徴とする、請求項３〜８記載の方法。
10. １０．導体板、薄片コネクターとして又は“テープ−結合”のための請求項１又 は２記載の、あるいは請求項３〜９記載の方法によつて取得した、構造物の使用 。