JPH10112586A

JPH10112586A - 印刷回路板の製造方法

Info

Publication number: JPH10112586A
Application number: JP9154740A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Wai; 伸一和井; Mitsugi Shirai; 貢白井; Masato Matsuoka; 真人松岡; Keiji Fujikawa; 啓司藤川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な工程を行うことなく簡単な工程により低
い製造コストで短期間に印刷回路板を製造する方法を提
供する。【解決手段】ベースとなる基板１の上に、導体材をパタ
ーン印刷し、第一導体層２を形成して硬化させる。次に
絶縁材を同様な方法で印刷して第一絶縁層３を形成し硬
化させる。上記と同様の工程を繰り返して第二導体層４
上に第二絶縁層５を形成し、その上に第三導体層６を形
成することにより３層の導体層を持つ印刷回路板を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器等に使用
される印刷回路板およびその製造方法に関する。

【従来の技術】現状の電子機器では、装置の小型化や高
性能化、低コスト化を達成するために多くの回路板が使
用されている。この様な回路板には、ベ−ス材にガラス
繊維入りのエポキシ樹脂等を用い、この上に導体を形成
したいわゆるプリント基板や、アルミナ等のセラミック
ス材料をベ−ス材にし、この上に導体を形成したセラミ
ック基板などがある。ところで、プリント基板の一般的
な製造方法としては図１３に示すように、表面に銅めっ
き１３３を施した銅張りエポキシ基板１３４に光感光性
のレジスト１３２を塗布し、フォトマスク１３１を介し
て露光（図１３（ａ））、現像を行ってレジスト膜に所
定のパタ−ンを形成した後（図１３（ｂ））、レジスト
で覆われていない銅パタ−ン部を酸でエッチングする
（図１３（ｃ））。その後、レジスト膜を除去して導体
パタ−ンを形成する（図１３（ｄ））。さらに多層化を
行う場合は、上述した方法によりパタ−ンが形成された
基板を、プリプレグと呼ばれる接着剤を挟んで複数枚重
ね合わせ、高温下で加圧して積層接着させた後、所定の
位置にドリル等で貫通穴をあける。その後、化学めっ
き、電気めっきにより貫通穴部を電気的に導通を取り、
フォトリソ工程、エッチング工程により最外層を形成し
ていた。一方、セラミック基板に関しては、まずグリ−
ンシ−トと呼ばれるセラミック粉末と有機バインダ−を
混練したシ−トを製造する。このグリーンシ−トにパン
チ等により貫通穴をあけ、この穴に導体ペ−ストを充填
した後、同様に導体ペ−ストでシート上にパタ−ンを印
刷する。更に、この様なシ−トを複数枚重ね合わせ、焼
結炉により１０００度℃以上の高温で焼結して製造して
いた。

【発明が解決しようとする課題】上述した通り、従来の
回路板製造方法では、レジストの塗布、露光、現像、エ
ッチング工程等非常に多くの製造工程を経て製造され、
エッチング装置や加圧接着用の装置等多くの生産設備が
必要であった。また、スルーホールの形成及びスルーホ
ール内へのめっき工程など複雑な工程を必要とするた
め、高度な製造技術を必要とすると共に製造コストが高
くなるという問題があった。本発明の目的は、製造に必
要な総工程数を大幅に減らし、上述したような複雑な工
程を行うことなく、低コストで回路板を製造する方法を
提供することにある。

【課題を解決するための手段】本発明では、エポキシ樹
脂、セラミック材、或いはプラスチック材等からなるベ
ースとなる基板上の所望部分に導体材をパターン印刷し
て硬化させ第一導体層を形成する第１の工程と、第一導
体層上の所望部分に絶縁材をパターン印刷して硬化させ
第一絶縁層を形成する第２の工程と、第一導体層及び第
一絶縁層上の所望部分に導体材をパターン印刷して硬化
させ第二導体層を形成する第３の工程より印刷回路板を
製造するため、絶縁層へのスルーホールの形成及びスル
ーホールへのめっき工程や、加圧接着用の設備等多くの
生産設備を用いることなく、簡単な工程及び設備により
印刷回路板を製造でき、低い製造コストで、且つ、短期
間での製造が可能となる。また、所望部分に絶縁材をパ
ターン印刷して硬化させ絶縁層を形成する工程と、その
絶縁層上の所望部分に導体材をパターン印刷して硬化さ
せ導体層を形成する工程とを複数回繰り返して、相互間
に絶縁層を介在させて複数層の導体層を形成することに
より、導体材が印刷された基板と絶縁基板を重ね合わせ
て高温下で加圧する加圧接着工程が必要なくなり、基板
の収縮も抑えることができる。また、最上表面が導体層
で形成されている基板の所望部分に、絶縁材をパターン
印刷して硬化させ絶縁層を形成してから、更にその絶縁
層上に導体層と絶縁層の印刷を繰り返し行い、配線パタ
ーンを形成することにより、一般に市販されている配線
基板上に更に配線層を形成することができ、より高密度
な実装が可能となる。本発明の実装方法によれば、導体
層が乾燥硬化する前に、その導体層上の所望部分に電子
部品を搭載し、電子部品の電極と導体層を接触させた状
態で導体層を硬化させ、導体層を形成すると共に導体ペ
ーストの固着力により導体層と電子部品を接続するた
め、はんだの供給工程やリフロー工程を行わずに電子部
品の実装ができ、製造工程数を減らし、コストを削減す
ることができる。また、導体層が硬化する以前に導体層
上の所望部分に搭載されるＩＣ回路チップの基板側の面
が基板表面に密着するように搭載して導体層を硬化さ
せ、導体層とＩＣ回路チップの電極とを接続するため、
ＩＣ回路チップを更に薄く実装することができ、基板の
多層化を図った場合にも基板の厚さを抑えられ、従来よ
り高密度に実装できる回路基板を作成することができ
る。本発明の薄型カードの製造方法によれば、ベースと
なる基板上の所望部分に導体材をパターン印刷して硬化
させ第一導体層を形成する第１の工程と、第一導体層上
の所望部分に絶縁材をパターン印刷して硬化させ第一絶
縁層を形成する第２の工程と、第一導体層及び第一絶縁
層上の所望部分に導体材をパターン印刷して硬化させ第
二導体層を形成する第３の工程と、最上面に粘着剤を介
して薄いシート状の物質でラミネート加工を施す第４の
工程とを行うことによりカードが製造され、絶縁層は任
意の形状に印刷するだけで形成されるため、回路チップ
が搭載された基板の両面に導体パターンを形成してその
両パターンの導通を図るための加工等を施す必要はな
く、高密度実装のカードでも容易に作成することができ
る。さらに、導体形成と電位部品の接続を同時に行う実
装方法を併用することにより、回路チップと基板表面と
の隙間をなくすように密着させて実装することができる
ため、更に薄く高密度に実装されたカードを作成するこ
とができる。また、ベースとなる基板に透明なＰＥＴを
用いた場合には、ベース基板の裏側よりＹＡＧレーザで
照射することによりはんだ材又は導体材を溶かすことが
できるため、カード製造後においても電子部品と導体層
を接続することができる。更に、透明なＰＥＴシートの
回路実装側の面から予め図柄印刷を施しておくことによ
り、製造されたカードの表面には、ＰＥＴの透明な光沢
が残り、製造後カード表面から印刷を施したときのよう
な凹凸も現れず、図柄が色あせることもない。また、絶
縁材として紫外線硬化型の樹脂を用いることにより、そ
の材料にあった波長の紫外線を照射するだけで絶縁材を
硬化させることができ、短時間で絶縁層を形成すること
ができる。また、ベースとなる基板に対し、全工程で加
えられる最も高い温度以上で加熱するアニール処理を施
すことにより、ベースとなる基板の収縮率を著しく低下
させることができ、パターン印刷時のマスクの位置合わ
せ精度を向上させることができる。

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を図面を
用いて具体的に説明する。図１は、３層の導体層を持つ
印刷回路板を製造する工程を示したものである。図１に
おいて印刷回路板は、例えばベース材としてプラスチッ
ク材を用いた基板１、第一導体層２、第一絶縁層３、第
二導体層４、第二絶縁層５、第三導体層６から構成され
る。この印刷回路板の製造工程を以下に説明する。ま
ず、ベースとなる基板１の上に、ペ−スト状の導体材を
例えばスクリーン印刷法を用いてパターン印刷し、第一
導体層２を形成する。スクリーン印刷方法としては、所
望のパターン形状に開口部を有するマスクをかぶせ、そ
の上に導体ペーストを供給し、スキージで延ばす方法に
より行う。その後、基板１を赤外線により加熱乾燥させ
る炉や、熱風により乾燥させる炉等に搬送し、そこで第
一導体層２を乾燥・硬化させる。次に第一導体層２が形
成された基板上に、所望のパターン形状の開口部を有す
るマスクをかぶせ、その上にペースト状の絶縁材料を供
給し、スキージで延ばすことにより第一導体層２及び基
板１上に印刷して、第一絶縁層３を形成する。そのと
き、第一導体層と第二導体層が電気的に接続されるよ
う、第一絶縁層３の所望の部分に開口部となるエリア２
２を形成する必要がある。その後、第一絶縁層３を乾燥
により硬化させる。更に、第一導体層２の形成と同様の
方法により、第二導体層４をパターン印刷により形成し
て硬化させる。この時，前記第一導体層２と第二導体層
４とは第一絶縁層３によって電気的に絶縁されるが、第
一導体層２上の絶縁材料が塗布されなかったエリア２２
には、第二導体層４のパターン印刷時にペースト状の導
体材が流れ込み、パス部を形成して第一導体層２と第二
導体層４とが電気的に接続されることになる。更に、上
記と同様の工程を繰り返して第二導体層４上に第二絶縁
層５を形成し、その上に第三導体層６を形成することに
より３層の導体層を持つ印刷回路板を製造できる。ペー
スト状の導体材料としては、通常、銅や銀等の金属微細
粉にエポキシ樹脂や、メラミン、アクリル系の熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂が混練されたもの等を使用すること
ができる。また絶縁材料としては、エポキシ系の樹脂
や、これらの有機材料にアルミナ粉等のセラミック材料
を混合したもの、或いは紫外線硬化型の樹脂等が使用で
きる。導体ペ−ストや絶縁材ぺ−ストによるパタ−ン形
成は、上記の通りマスクを介しての印刷により行う。印
刷マスクとしては、導体層の印刷と絶縁層の印刷とも
に、従来から一般的に用いられているポリエステルのメ
ッシュにエマルジョンによりパタ−ンを形成したもの
や、メタルマスク等、用途に応じていろいろなものが使
用できる。印刷した導体材や絶縁材の硬化は、通常、乾
燥により硬化させるのが一般的であるが、上述したよう
な紫外線硬化型の樹脂（レジスト）をペーストとして選
定すれば、材料に合った波長の紫外線を照射することに
より、短時間で硬化させることが可能となる。従来の基
板製造方法と本発明による基板製造方法について、全工
程数を図１１及び１２を用いて比較する。図１１は従来
の全製造工程の一例を、図１２は本発明による全製造工
程を示している。各工程についての詳しい説明は省略す
るが、図１１に示すように従来の製造方法では全３９工
程必要であったが、本発明の製造方法によると図１２に
示すように全１２工程で基板が製造できるようになり、
製造工程数が大幅に減るため、時間も製造コストも削減
することができる。また、従来方法では各々の工程につ
き製造設備が必要であったが、本発明によれば印刷設備
と乾燥設備があれば、基板を作成することができ、製造
設備も少なくて済むため、設備費用も削減することがで
きる。本実施例では導体層数は３層のものについて説明
したが、上述した導体印刷工程と絶縁材印刷工程を繰り
返し実施することにより、任意の導体層数を持つ印刷回
路板が製造可能となる。即ち、従来技術で説明したよう
な、絶縁層への穴あけ、穴へのペースト充填、積層プレ
ス工程は必要でなく、ただ、導体と絶縁材の繰り返し印
刷のみで、簡単に積層回路板を形成することができる。
また、本方法を使用すれば、広く一般に使用されている
プリント基板や、セラミック基板をベースとなる基板と
して用い、更に、この基板上に図１に示すように導体層
・絶縁層を積層形成することにより、より付加価値の高
い印刷回路板を容易に、且つ、低コストで製造すること
ができる。このような実施例について図２に示す。尚、
図２において図１に示すものと同じものについては同一
の番号を付している。図２において、ベースとなる基板
は、上述したような従来方法で製造した一般に良く使用
されているセラミック基板であって、セラミックベ−ス
７、セラミックベース７内に形成された導体層８、セラ
ミックベース７に取り付けられた外部インタ−フェ−ス
用ピン９から構成される。ベースとなる基板の導体層８
上に、ペースト状の導体材をパタ−ン印刷して第一導体
層２を形成し、ベースとなる基板の導体層８との電気的
導通を確保する。その後、図１に示した工程により絶縁
層、導体層を交互に形成して硬化させることにより、一
般に使用されている印刷回路板上に、更に導体層を積み
上げて多層化することが可能となる。ベースとなる基板
としては、ガラス−エポキシ樹脂等の有機材料を使用し
たプリント基板にも適用が可能である。尚、必要によっ
てはベースとなる基板の上にまず絶縁材をパターン印刷
して硬化させた後、同様の方法で印刷回路板を製造する
事も可能である。次に、本方法により製造した印刷回路
板にＬＳＩ等の電子部品を実装する場合の実装例を図３
を用いて具体的に説明する。図３において、１０はＬＳ
Ｉ等の電子部品、１１は電子部品電極を示し、また１２
はアンダ−フィル用接着剤を示す。図３（ａ）に示すよ
うに電子部品１０を印刷回路板に実装するには、まず、
図１に示した工程により印刷回路板を製造し、第三導体
層６をパターン印刷した直後、この導体材が硬化する以
前に、電子部品１０を第三導体層６上の搭載位置に搭載
する。この時、電子部品１０は硬化前の導体層の粘着性
により第三導体層６上に保持される。そして、電子部品
の電極１１と第三導体層６の接続箇所とを接触させた状
態で、第三導体層６を乾燥して硬化させる。この硬化時
の導体材の固着力により、電子部品と導体層とを電気的
導通を保ちながら、約２００ｇｆの力で垂直に引っ張っ
ても外れない程度の機械的保持力を持たせて直接接続す
ることができ、電子部品１０を印刷回路板に確実に実装
できる。第三導体層６に直付けするために、はんだの供
給工程、フラックスの塗布工程及びはんだの乾燥工程が
必要でなくなり、工程数の低減及び時間の短縮を図るこ
とができる。また、必要に応じて、図３（ｂ）に示すよ
うに電子部品１０の下面にアンダ−フィル接着剤１２を
充填して硬化させることにより、電子部品と導体層の機
械的保持力を補強することも可能である。図４を用いて
電子部品の他の実装例について説明する。本実装例で
は、電子部品の電極１１と印刷回路板の第三導体層６の
間に、はんだ或いは導電性接着剤等の接合材料１６を供
給して、電子部品１０と第三導体層６を接続する。即
ち、図１に示した工程により第三導体層６までをパター
ン印刷して乾燥硬化させ、印刷回路板を完成させる。そ
の後、第三導体層６上の電子部品搭載位置にはんだ等の
接合材料１６を印刷等により供給する。そして、供給さ
れた接合材料１６を介して第三導体層６上に電子部品１
０を搭載し、その状態で印刷回路板を加熱して接合材料
を溶かすことにより電子部品と印刷回路板を接続する。
尚、印刷回路板と実装される電子部品とは接続信頼性を
確保するため、同じ様な熱膨張率を持つものを組み合わ
せる必要がある。但し、上述したような印刷回路板の製
造方法によれば、印刷回路板の熱膨張率はベースとなる
基板の材料によってほぼ決定することができ、しかもベ
ースとなる基板のベース材としてどの様な材料を選定す
るかは自由であるため、搭載する電子部品が例えばセラ
ミックスの場合には、ベースとなる基板としてセラミッ
ク基板を選定すればよい。また搭載部品の熱膨張率が金
属に近い場合には金属板を基板のベース材として選定す
ることができる。この場合はベースとなる基板の上にま
ず絶縁ペ−ストを印刷して硬化させた後、同様の方法で
製造することができる。また、上述したはんだ等に変え
て異方性導電膜を接合材料として用いることにより、電
子部品１０と第三導体層６とを接続することもできる。
この場合、電子部品の電極１１と第三導体層６の間に異
方性導電膜を供給して、両者を加圧しながら加熱して接
続する。次に、本印刷回路板製造方法をＩＣカード等の
電子部品を搭載した薄型カードに適用した場合の薄型カ
ードの製造方法を図５、図７及び図１０を用いて説明す
る。始めに、従来の薄型カード製造方法について、図１
０を用いて説明する。図１０において、１０１はリード
コイル、１０２は回路チップ、１０３は基板、１０４は
接着剤、１０５及び１０６はポリ塩化ビニル（以下、Ｐ
ＶＣと略して記載する）を示している。リードコイル１
０１と回路チップ１０２をプリント基板１０３にはんだ
付け又は熱圧着接合する。次に、ＰＶＣ１０５材料に凹
部の加工を行い、接着剤１０４でリードコイル１０１と
回路チップ１０２が電気的接合を確保された状態でＰＶ
Ｃ１０５上に固定する。その後、上面カバー用ＰＶＣ１
０６材料を超音波加工他の工法で加熱融着し完成させ
る。この時リードコイル１０１接合時や回路チップ１０
２接合時に、錫／鉛共晶はんだ（融点１８３℃）を用い
たりすると、融点以上の加熱を行う必要性から１８０℃
以上のヒータ加熱棒を使用しなければならなかった。ま
た、回路チップの接合に異方性導電膜を用いる場合にお
いても、加熱圧着ヒータとしてやはり１８０℃以上のヒ
ータが必要であった。次に、本印刷回路板製造方法によ
る薄型カードの製造方法を図５及び図７を用いて説明す
る。図５において、１は前述のベースとなる基板であ
り、ここではＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）で
ある。２は第一導体層、３は絶縁層、４は第二導体層、
１１は回路チップ端子（電子部品電極）、１０は回路チ
ップ（電子部品）、１７は粘着剤、１８は表面にラミネ
ートされたシート状のＰＥＴを示している。図７は、上
記実施例の製造方法のフローチャートを示したものであ
る。７０１は加熱処理（アニール処理）工程、７０２は
第一導体層の印刷工程、７０３は乾燥工程、７０４は絶
縁層の印刷及び硬化乾燥工程、７０５は第二導体層の印
刷工程、７０６は回路チップ搭載工程、７０７は接合・
乾燥工程、７０８は粘着剤１７の付いたＰＥＴ１８によ
るラミネート工程、７０９はデザイン印刷工程、７１０
は切断・分割工程を示している。まず始めに、図５
（ｂ）に示すように、ＰＥＴ１上にＡｇによる第一導体
層２を形成する。導体層の形成は、一般に用いられる導
体パターン印刷方法を用いて行う。印刷方法としては、
例えば、所望のパターン形状に開口部を有するマスクを
かぶせ、その上に導体ペーストを供給し、スキージで延
ばすスクリーン印刷方法により行う（第一導体層の印刷
工程７０２）。次に、形成された第一導体層２を有する
ＰＥＴ１を炉の中に置き、１５０℃で約５分間加熱し、
乾燥させる（乾燥工程７０３）。第一導体層２が乾燥し
たら、図５（ｃ）に示すように、今度は第一導体層２及
びＰＥＴ１上に、ペースト状の絶縁材も導体層と同様、
例えばスクリーン印刷法等を用いてパターン印刷して、
第一導体層２上に絶縁層３を形成する。このとき、第一
導体層２と絶縁層３の上に形成される第二導体層４とを
電気的に接続させるために、予め絶縁層３に接続用の開
口部２２が形成されるようにパターニングしておく。印
刷した絶縁層３の硬化は、通常、乾燥により硬化させる
のが一般的であるが、絶縁材が紫外線硬化型の樹脂（レ
ジスト）等である場合は、材料に合った波長の紫外線を
照射することにより、短時間で硬化させることが可能で
ある（絶縁層の印刷及び硬化乾燥工程７０４）。次に、
図５（ｄ）に示すように、第二導体層４を絶縁層３上に
パターン印刷する（第二導体層の印刷工程７０５）。こ
のときに、絶縁層３に予め形成しておいた接続用の開口
部に導体が印刷され、第一導体層２と第二導体層４が電
気的に接続された状態になる。第二導体層４が硬化する
前に、図５（ｅ）に示すように、電子部品１０を印刷パ
ターンに合わせて載置し、回路チップ１０の回路チップ
端子１１（例えば、Ａｕ１５μｍ厚）を第二導体層４に
接続させる（回路チップ搭載工程７０６）。回路チップ
１０を第二導体層４に搭載した状態を示す平面図を図９
に示す。図９（ａ）は回路チップ搭載前の様子を、図９
（ｂ）は回路チップを搭載した状態を示している。図９
（ａ）の回路チップ搭載位置に設けてある回路チップ端
子接続用ランドに、回路チップの複数の端子各々が接続
されるように位置合わせを行い、導体層が上に端子を搭
載する。回路チップはまだ乾燥していない導体ペースト
の粘着力により基板上に保持される。その後、搬送加速
度を１Ｇ以下の振動に抑えて乾燥路に搬送し、全体を炉
の中に入れ、１５０℃で約５分間加熱し、端子の接着と
導体パターンの乾燥を同時に行う（接合・乾燥工程７０
７）。続いて、図５（ｆ）に示すように、粘着剤１７を
表面に塗布し、最上面を薄いシート状のＰＥＴ１８で被
覆し、約１２０℃で加熱ロールを行い、ラミネートする
（ラミネート工程７０８）。最後に、製造された薄型カ
ードにオフセット印刷やスクリーン印刷により、図柄を
印刷する（デザイン印刷工程７０９）。本製造方法によ
り形成されたカードは、非常に薄型でフレキシビリティ
ーに富むため、オフセット印刷やスクリーン印刷を行っ
ても、回路チップ１０の割れや接続断が発生せず、紙と
同様の印刷などが可能となる。例えば、プラスチック等
にも使用できる油性のインクを用いたオフセット印刷機
に、紙と同様にカードをセットして印刷を行ったり、マ
スクとなるスクリーンを通して、油性のインクを印刷す
ることもできる。また、カードを形成する前にベースと
なる基板またはラミネートされるＰＥＴシートに図柄を
印刷しておくこともできる。カード形成後の印刷では、
カード内に導体配線及び回路チップが搭載されているた
め、例えば回路チップの厚さが厚い場合などは、回路チ
ップに曲げ応力がかかり、クラックが発生する場合があ
る。そのため、回路チップなど曲げ応力に弱い部品を搭
載する必要がある場合には、予め図柄印刷を施しておく
ことは有効な手段である。また、透明なＰＥＴシートの
場合には、ＰＥＴシートの回路実装側の面から印刷を施
しておくことにより、製造されたカードの表面には、Ｐ
ＥＴの透明な光沢が残り、表面から印刷を施したときの
ような凹凸も現れず、図柄が色あせるようなこともな
い。また、図７における工程の最初に、図５（ａ）に示
すベースとなるＰＥＴ１を図７の全工程で加わる最も高
い温度以上で、加熱処理（アニール処理）７０１をして
おけば、ＰＥＴの熱収縮率を著しく低下することができ
る。例えば、ＰＥＴを前もって１６０℃で５分間加熱処
理した後、１５０℃で５分間印加する場合と、ＰＥＴを
加熱処理せずに１５０℃で５分間印加する場合の熱収縮
率は、各々０．０３％、０．５％となっており、１桁以
上異なることになる。すなわち、予めＰＥＴに加熱処理
を施し熱収縮を押さえることにより、パターン印刷を複
数回実施する場合に、パターン印刷時のマスクの位置合
わせ精度を向上させることができ、高品位なカードを製
造することができる。図６は本発明の製造方法を用い
た、薄型カードの他の製造方法を示している。製造工程
は前述図５及び図７を用いて説明したものとほぼ同一で
あるが、第二導体層４を形成するときに、図６（ｄ）に
示すように、絶縁層に形成された接続用の開口部２２を
完全にペーストで埋めてしまうのではなく、上部に充填
されていない部分が残っているようにしておく。それに
より、回路チップ端子１１が、絶縁層３に形成した開口
部２２を介して、絶縁層３上の第二導体層４または第一
導体層２と電気的に接続している状態になるため、図６
（ｆ）のように絶縁層３と回路チップ１０の間に空間が
無くなり、より薄い構造とすることができる。また、従
来から問題となっていた小径穴（ここでは、絶縁層３の
開口部２２）への導体ペーストの充填が十分に行われに
くいといった点についても効果を発揮し、本発明による
と、ペーストが硬化する前に回路チップ１０を直付けす
るため、充填が不十分であったとしても、回路チップ端
子１１が小径穴の中に入り、なおかつ、柔らかいペース
トが残りの隙間を埋める状態になり、良好な接続状態が
得られる。これにより、小径穴内への不十分なペースト
の充填による断線といった問題も、防ぐことが出来る。
本発明で用いたＰＥＴの厚さは８０〜１００μｍ、Ａｇ
ペーストの厚さは１０〜２０μｍ、絶縁層３の厚さは２
０〜４０μｍ、回路チップ１０の厚さは５０μｍ、粘着
剤層の最も厚い部分の厚さは５０〜１４０μｍであるた
め、製造されるカードの厚さは図１５に示すように、Ｐ
ＥＴの厚さと粘着剤層の最も厚い部分の厚さで決まり、
０．３４ｍｍ以下にすることが可能である。例えば、Ｐ
ＥＴ厚を１００μｍ、回路チップ厚を５０μｍとし、粘
着剤層の最も厚い部分の厚さが１００μｍになるようＡ
ｇペースト及び絶縁層の厚さをとることにより、０．３
ｍｍのカードを作成できる。また、ＰＥＴ厚を８０μｍ
とし、粘着剤層の最も厚い部分の厚さが９０μｍになる
ようＡｇペースト及び絶縁層の厚さをとる（例えば、Ａ
ｇペースト厚を１０μｍ、絶縁層厚を２０μｍ）ことに
より、０．２５ｍｍのカードを作成することもできる。
使用する回路チップとしては、製造されたカードをオフ
セット印刷機等の印刷にかけられる程度の柔軟性をもた
せるため、１００μｍ以下の厚さのものを使用するのが
望ましい。尚、オフセット印刷機は、版胴、ゴム胴及び
圧胴の三つのシリンダを備え、版胴の周囲に巻き付けら
れた印版に、湿し水及びインキが付着され、このインキ
がゴム胴に転写された後、ゴム胴と圧胴との間を通過す
る被印刷物に印刷される。そのため、オフセット印刷機
を用いた印刷では、図１４に示すようにカードが複数の
ローラの間を縫うような状態で送られるため、その印刷
工程において回路チップが割れないという条件が必要で
あり、また、カード自体も印刷機にかけられる範囲の厚
さ且つ柔軟性を備えていなければならない。本製造方法
により製造されたカードはその厚さを０．３ｍｍ以下に
抑えることができ、印刷に耐えられるだけの柔軟性を備
えているため、紙同様に印刷することが可能となる。ま
た、絶縁材ペーストとしては、導体層となる導体ペース
トとの接合性が良い物を使用するのが望ましい。本発明
では、例えば、名刺サイズのカードを量産したい場合に
は、ベースとなるＰＥＴとして１ｍ×１ｍ等大きめの物
を用意し、パターン印刷により同一の導体パターンを複
数印刷する。その上に絶縁層を印刷し、複数の回路チッ
プを搭載してラミネートした後、デザイン印刷等を一括
して行ってから、名刺サイズ（５４ｍｍ×８５．６ｍ
ｍ）に分割するという方法を用いることにより、高能率
生産が可能となる（図７の切断・分割工程７１０）。デ
ザイン印刷工程７０９は省略することも可能であり、切
断・分割工程７１０の後に行うことも可能である。カー
ド状に形成された後のデザイン印刷であれば、個人の印
刷機等（ｅｘ、パソコンに接続されたプリンタ）でも印
刷でき、自由に好きな図柄を印刷することもできる。ま
た、透明なＰＥＴシートを用いると、製造工程途中で接
続部のチェックが行える上、電子部品搭載時に、直接ベ
ースとなるＰＥＴ側よりＹＡＧレーザ等で照射すること
により、電子部品端子を導体と接続するためのはんだ材
を溶かして、端子と導体を接続する接続実施をすること
も出来る。また、本実施例では粘着剤１７を用いている
が、これは普通の硬化型接着剤のように完全に硬化して
しまうのを避け、ラミネート後に弾性を持たせ、接続部
を保護するためであり、同様の効果の得られる物であれ
ば代用は可能である。また、本実施例ではラミネート工
程７０８において、粘着剤１７を基板表面に塗布してか
ら最上面をＰＥＴ１８で被覆し、加熱ロールを行うこと
により、ラミネートする方法を示しているが、予め粘着
剤１７がＰＥＴ１８に塗着された物を、基板の表面に加
熱ロールしてラミネートする方法もある。尚、本実施例
においては、導体ペーストとしてＡｇを用いたが、Ａｇ
以外であってもＣｕ等、電気導電性を有するものであれ
ば、いずれのものでも適用可能である。図８を用いて、
更に薄型のカードを形成する為の導体層の製造方法の一
例について説明する。ベースとなる基板であるＰＥＴ１
を、レーザー２０により配線パターン形状１９に照射す
る。レーザー照射されたＰＥＴは、パターン形状に溝が
掘られ、その部位は活性化された状態となる。その後、
ＰＥＴ１をメッキ液内に浸漬し、活性化された部位に導
体層２１を析出させる。上記方法により形成された導体
層２１の構造は図８（ｂ）に示されるように、ＰＥＴ１
がレーザーにより削られ活性化された部分に導体層２１
が形成されるため、ＰＥＴ１表面の上に導体層２１が盛
り上がって印刷されるのではなく、ＰＥＴ１表面と同じ
高さに形成され、カード全体としては図５の実施例と比
べて、第一導体層２の厚さの分だけ薄い構造とすること
が出来る。

【発明の効果】本発明によれば、高密度な印刷回路板を
導体材及び絶縁材のパターン印刷と硬化の繰り返しで製
造することが可能となり、従来のような複雑な工程や、
多くの生産設備を用いる必要がないため、低い製造コス
トで、且つ、短期間に印刷回路板を製造することができ
る。また、印刷回路板に電子部品を実装する場合に、パ
ターン印刷した導体材の硬化前の粘着性を利用して導体
層上に電子部品を直接接続することもでき、より少ない
工程で電子部品を印刷回路板に実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による印刷回路板の製造工程
を示す図

【図２】本発明の他の実施例による印刷回路板の断面を
示す図

【図３】本発明による印刷回路板への電子部品の一実装
例を示す図

【図４】本発明による印刷回路板への電子部品の他の実
装例を示す図

【図５】本発明による薄型カードの製造方法の一実装例
を示す図

【図６】本発明による薄型カードの製造方法の他の実装
例を示す図

【図７】本発明の一実施例による薄型カードの製造工程
を示す図

【図８】本発明による薄型カードの製造方法の他の実装
例を示す図

【図９】電子部品を基板上に実装したときの平面図

【図１０】従来の薄型カード製造方法の概要を示す図

【図１１】従来の基板製造方法の一実施例を示す図

【図１２】本発明による基板製造方法の一実施例を示す
図

【図１３】従来の導体パターン印刷方法を示す図

【図１４】オフセット印刷の概略図

【図１５】本発明による薄型カードの断面の一例を示す
図

【符号の説明】

１ベースとなる基板２第一導体層３第一絶縁層４第二導体層５第二絶縁層６第三導体層７セラミックベ−ス８導体層９外部インターフェース用ピン１０電子部品１１電子部品電極１２アンダーフィル用接着剤１６接合材料１７粘着剤１８ＰＥＴ

フロントページの続き (72)発明者藤川啓司神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷回路板の製造方法において、所望のパターンに開口を有するマスクを介して、絶縁材
ペーストをパターン印刷して硬化させることにより絶縁
層を形成することを特徴とする印刷回路板の製造方法。
【請求項２】印刷回路板の製造方法において、ベースとなる基板上の所望部分に導体材をパターン印刷
して硬化させ第一導体層を形成する第１の工程と、前記
第一導体層上の所望部分に絶縁材をパターン印刷して硬
化させ第一絶縁層を形成する第２の工程と、前記第一導
体層及び第一絶縁層上の所望部分に前記導体材をパター
ン印刷して硬化させ第二導体層を形成する第３の工程と
を行うことを特徴とする印刷回路板の製造方法。
【請求項３】前記第２の工程と第３の工程とを複数回繰
り返して相互間に絶縁層を介在させて複数層の導体層を
形成することを特徴とする請求項２記載の印刷回路板の
製造方法。
【請求項４】ベースとなる基板上の所望部分に絶縁材を
パターン印刷して硬化させ絶縁層を形成する工程を行
い、前記絶縁層上に前記第１の工程乃至第３の工程を行
うことを特徴とする請求項２記載の印刷回路板の製造方
法。
【請求項５】所望のパターンに開口を有するマスクを介
して、導体ペースト及び絶縁材ペーストを繰り返し印刷
することにより、積層された配線層を形成する方法。
【請求項６】ベースとなる基板上に電子部品を実装する
実装方法において、ベースとなる基板上に導体層をパターン印刷し、前記導
体層が硬化する以前に前記導体層上の所望部分に電子部
品を搭載し、前記電子部品の電極と前記導体層を接触さ
せた状態で前記導体層を硬化させ、前記導体層を形成す
ると共に前記導体層と前記電子部品の電極とを接続する
ことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項７】ベースとなる基板上に導体層をパターン印
刷し、前記導体層が硬化する以前に前記導体層上の所望
部分にＩＣ回路チップを実装する方法であって、前記基板上に搭載されるＩＣ回路チップの基板側の面が
基板表面に密着するように搭載し、前記ＩＣ回路チップ
の電極と前記導体層を接触させた状態で前記導体層を硬
化させ、前記導体層を形成すると共に、前記基板表面と
前記ＩＣ回路チップの間に隙間がない状態で前記導体層
と前記ＩＣ回路チップの電極とを接続することを特徴と
するＩＣ回路チップの実装方法。
【請求項８】最上層の導体層をパターン印刷し、前記導
体層が硬化する以前に前記導体層上の所望部分に電子部
品を搭載し、前記電子部品の電極と前記導体層を接触さ
せた状態で前記導体層を硬化させ、前記導体層を形成す
ると共に前記導体層と前記電子部品の電極とを接続する
ことを特徴とする請求項２から４記載の印刷回路板の製
造方法。
【請求項９】ベースとなる基板上の所望部分に導体材を
パターン印刷して硬化させ第一導体層を形成する第１の
工程と、前記第一導体層上の所望部分に絶縁材をパター
ン印刷して硬化させ第一絶縁層を形成する第２の工程
と、前記第一導体層及び第一絶縁層上の所望部分に前記
導体材をパターン印刷して硬化させ第二導体層を形成す
る第３の工程と、最上面に粘着剤を介して薄いシート状
の物質でラミネート加工を施す第４の工程とを行うこと
を特徴とする薄型カードの製造方法。
【請求項１０】ベースとなる基板上の所望部分に導体材
をパターン印刷して硬化させ第一導体層を形成する第１
の工程と、前記第一導体層上の所望部分に絶縁材をパタ
ーン印刷して硬化させ第一絶縁層を形成する第２の工程
と、前記第一導体層及び第一絶縁層上の所望部分に第二
の導体材をパターン印刷する第３の工程と、前記第二の
導体材が硬化する以前に前記第二の導体材のパターンの
所望部分に電子部品を搭載し、前記電子部品の電極と前
記第二の導体材のパターンを接触させた状態で前記第二
の導体材を硬化させ、第二導体層を形成すると共に前記
第二の導体材のパターンと前記電子部品の電極とを接続
する第５の工程と、最上面に粘着剤を介して薄いシート
状の物質でラミネート加工を施す第６の工程とを行うこ
とを特徴とする薄型カードの製造方法。
【請求項１１】請求項９、請求項１０記載の薄型カード
の製造方法において、基板の最も上面にパターン印刷された導体層が硬化する
以前に前記導体層上の所望部分に電子部品を搭載し前記
電子部品の電極と前記導体層を接続させ、さらに前記電
子部品と最も上面に形成された絶縁層を密着させた状態
で前記導体層を硬化させ、前記導体層を形成すると共に
前記導体層と前記電子部品とを接続することにより、前
記電子部品と前記絶縁層の間の隙間をなくし、更にその
上に粘着剤を介して薄いシート状の物質でラミネート加
工を施すことを特徴とする薄型カードの製造方法。
【請求項１２】電子部品が搭載された基板の表面に、粘
着剤を介して薄いシート状の物質をラミネート加工する
ことにより薄型カードを製造する方法であって、予め粘着剤が前記シート状の物質に塗着された物を、基
板の表面に加熱ロールでラミネートすることにより、粘
着剤の層が一層のみしか形成されないことを特徴とする
薄型カードの製造方法。
【請求項１３】ベースとなる基板上の所望部分に導体材
がパターン印刷され硬化することにより第一導体層が形
成される第１の工程と、前記第一導体層上の所望部分に
絶縁材がパターン印刷され硬化することにより第一絶縁
層が形成される第２の工程と、前記第一導体層及び第一
絶縁層上の所望部分に前記導体材がパターン印刷され硬
化することにより第二導体層が形成される第３の工程
と、最上面に粘着剤を介して薄いシート状の物質がラミ
ネート加工を施される第４の工程を含む製造工程を含
み、前記第一絶縁層の厚さが均一でないことを特徴とする薄
型カード。
【請求項１４】ベースとなる基板上の所望部分に導体材
がパターン印刷され硬化することにより第一導体層が形
成される第１の工程と、前記第一導体層上の所望部分に
絶縁材がパターン印刷され硬化することにより第一絶縁
層が形成される第２の工程と、前記第一導体層及び第一
絶縁層上の所望部分に第二の導体材がパターン印刷され
る第３の工程と、前記第二の導体材が硬化する以前に前
記第二の導体材のパターンの所望部分に電子部品が搭載
され、前記電子部品の電極と前記第二の導体材のパター
ンを接触させた状態で前記第二の導体材を硬化させ、第
二導体層が形成されると共に前記第二の導体材のパター
ンと前記電子部品の電極とが接続される第４の工程と、
最上面に粘着剤を介して薄いシート状の物質がラミネー
ト加工を施される第５の工程を含む製造工程を有し、前記電子部品の端子と前記導体材のパターンが、はんだ
を介さず直に接続されていることを特徴とする薄型カー
ド。
【請求項１５】請求項１３、請求項１４記載の薄型カー
ドにおいて、前記ベースとなる基板及びラミネートされる前記シート
の厚さを８０〜１００μｍ、導体パターンの厚さを１０
〜２０μｍ、絶縁層の厚さを２０〜４０μｍ、搭載する
電子部品の厚さを５０μｍ以下、粘着剤の層の最も厚い
部分を５０〜１４０μｍにすることにより、製造される
カード全体の厚みが３４０μｍ以下になるように形成さ
れることを特徴とする薄型カード。
【請求項１６】ベースとなる基板に対し、全工程で加わ
る最も高い温度以上で加熱するアニール処理を施す加熱
工程を行うことを特徴とする請求項９、請求項１０、請
求項１１記載の薄型カードの製造方法。
【請求項１７】請求項１３、請求項１４記載の薄型カー
ドにおいて、前記絶縁材は、紫外線硬化型の樹脂であることを特徴と
する薄型カード。
【請求項１８】請求項９、請求項１０、請求項１１記載
の薄型カードの製造方法において、ベースとなる基板またはラミネートされるシートに予め
デザインを印刷する工程を行うことを特徴とする薄型カ
ードの製造方法。
【請求項１９】請求項１３、請求項１４記載の薄型カー
ドにおいて、前記ベースとなる基板及びラミネートされる物質は、Ｐ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）であることを特徴
とする薄型カード。
【請求項２０】請求項１３、請求項１４記載の薄型カー
ドにおいて、前記ベースとなる基板は、透明なＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタラート）より成り、電子部品搭載時に、導体層が印刷されていない側の面か
らＹＡＧレーザ等で照射することにより、はんだ材また
は導体材を溶かし、前記電子部品の端子と前記導体層を
接続することができることを特徴とする薄型カード。
【請求項２１】請求項１３、請求項１４記載の薄型カー
ドにおいて、前記ベースとなる基板及びラミネートされる物質は、透
明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）シートであ
り、前記ＰＥＴシートの電子回路側面に図柄が印刷され
ていることを特徴とする薄型カード。