JPH10284814A - 回路パターン及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板等の回路パターンを簡易にしか
も安価に製造すると共に、安定した導通性能を確保す
る。 【解決手段】 基板２１上に印刷形成された金属粉析出
インク２２と、その上面に施された導電性の金属メッキ
２３とで構成された回路パターン２０であって、前記金
属粉析出インク２２は、樹脂材２４の表層面に沿って鱗
片状の金属粉２５が析出されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に印刷形成
する電気配線の回路パターン及びその形成方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に形成するこの種の回路パ
ターンは、以下の方法で形成されていた。最も一般的な
形成方法は、図７に示すように、樹脂あるはガラスの基
板１上に蒸着又はスパッタリング法で銅などの金属薄膜
２を形成し（第１工程）、次に回路パターン部を形成す
る部分にレジスト３を施し（第２工程）、次にエッチン
グによって露出している部分の金属薄膜２を除去し（第
３工程）、最後に回路パターン上の不要なレジスト３を
除去することによって回路パターン４を形成するもので
ある（第４工程）。なお、この回路パターン４の上面に
金属メッキ５を施して導電性を高める場合もある（第５
工程）。

【０００３】その他の方法としては、図８に示すよう
に、基板６上に導電性樹脂７で回路パターンを印刷形成
し、さらにこの回路パターンの上面に金属メッキ８を施
して形成するものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来の回路パターン形成方法にあっては、金属薄
膜２の蒸着、レジスト３の印刷、その後のエッチングと
不要なレジスト３の除去作業など多くの工程を経なけれ
ばならない。特にレジスト３の印刷においては、写真技
術を利用しているため、印刷版の製作が必要となりコス
ト的に高いものとなる。また、上記工程では蒸着設備、
エッチング設備、レジスト除去設備等が必要となるため
コスト高になる上、エッチング及びレジスト除去作業に
おいては、有害な液を使用することから、作業環境面で
の管理が面倒になるといった問題があった。

【０００５】また、図８に示した従来の形成方法では、
図７のものに比べて製作工程が短くなりコスト的には安
価にできるが、導電性樹脂７が樹脂の中に金属粉が分散
した状態で硬化しているためメッキの付き具合いが不安
定であり、導通不良の発生するおそれがあった。一方、
より確実に導通を得るにはメッキ量を増やさなければな
らず、結果的に回路パターンが厚くなってしまうと共
に、表面にも凹凸ができ外観的にも好ましいものではな
かった。

【０００６】そこで本発明は、製作工数がかからずに安
価に提供することができ、しかも導通不良の発生しにく
い回路パターン及びその形成方法を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る回路パターンは、基板上に
印刷された金属粉析出インクと、その上面に施された導
電性の金属メッキとで構成されたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る回路パター
ンは、樹脂材に溶剤、可塑剤、ゲル化剤を混合してイン
ク基材を構成し、このインク基材に鱗片状の金属粉を分
散させた金属粉析出インクを用いたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の請求項３に係る回路パター
ン形成方法は、基板上に金属粉析出インクを印刷し、乾
燥させた後、その上面に導電性の金属メッキを施したこ
とを特徴とする。

【００１０】また、本発明の請求項４に係る回路パター
ン形成方法は、樹脂材に溶剤、可塑剤、ゲル化剤を混合
してインク基材を構成し、このインク基材に鱗片状の金
属粉を分散させた金属粉析出インクを用いたことを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に基づいて本発明に
係る回路パターン及びその形成方法の実施の形態を詳細
に説明する。図１は基板２１上に形成された本発明の回
路パターン２０の断面構造を示す図である。この回路パ
ターン２０は、基板２１上に印刷された金属粉析出イン
ク２２と、その上面に施された金属メッキ２３とで構成
される。金属粉析出インク２２は、樹脂材２４とその表
層面に沿って析出された鱗片状の金属粉２５とからな
り、金属粉析出インク２２を基板２１上に印刷した後に
所定温度で乾燥させると、その表層面に沿って金属粉２
５が析出硬化して導電性が付与される。

【００１２】前記金属粉析出インク２２は、図２に示す
ように、基本的には樹脂材２４の中に金属粉２５を分散
させたものである。樹脂材２４は、固形又は液状のエポ
キシ樹脂、あるいは固形のシリコン樹脂が望ましい。ま
た、樹脂材２４には溶剤、可塑剤、ゲル化剤が混合され
てインク基材を構成している。混合割合は、重量比で樹
脂材５．５に対して溶剤２、可塑材２．４、ゲル化剤
０．１の割合が望ましい。ゲル化剤を入れることによっ
て金属粉２５を樹脂材２４内で分散させることができ、
ゲル化剤の軟化点以上の温度を加えることで金属粉２５
が樹脂材２４の表層部に浮いて析出してくる。なお、ゲ
ル化剤を加えない場合には、金属粉２５が常温でインク
表面に析出している。

【００１３】また、ゲル化剤を入れることによって、印
刷形状が丸く盛り上がって輪郭が鮮明になるといった効
果がある。即ち、パターンなどを印刷したときにパター
ンが厚く丸みを持って立体的にできるので、輪郭がはっ
きりと現れてクリアになると共に、光沢が出ることによ
ってより一層の立体感と高級感を感じさせることができ
る。また、パターン幅の寸法管理が出来やすいので微細
なパターン形成にも対応できる。なお、ゲル化剤として
は、軟化点が８０℃のゲルオールＤなどが用いられる。

【００１４】上記溶剤の種類としては、例えばブチルカ
ルビトールやメチルセロソルブなどが用いられる。これ
らの溶剤は印刷された後にインクの表面に移動して蒸発
していくが、その際に樹脂材２４中に分散している金属
粉２５を一緒に表層部に押し上げて、表面に集積する役
割を果たす。また、可塑剤は長期間に亘ってインクの状
態を変質せずに持続させる働きがあると同時に、金属粉
２５の析出を助長させる役割を果たしている。高沸点の
可塑剤として、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）やフタル酸
ジブチル（ＤＢＰ）などが適当である。

【００１５】また、金属粉２５は、銅粉、金粉、アルミ
粉、銀粉、真鍮粉など様々な種類の金属が用いられる。
金属粉２５の一つ一つは、直径が約３〜６μｍ、厚みが
約０．１５μｍ程度の鱗片状をしている。鱗片状に形成
したことで、金属粉２５がインク表面に浮き易くなり、
また浮き上がった金属粉２５が互いに重なり合って積層
するため金属光沢が一段と映えることになる。また、金
属粉２５は直径の小さいほうが表面に集積した時に滑ら
かな表面を形成するため金属光沢が強く現れる。インク
基材に分散させる金属粉２５は、インク基材に対して体
積比で１０：２．０〜２．５の割合で分散させることが
望ましい。金属粉２５の体積比が２．０より少ないと、
浮き上がった時の重なり合いが十分でなく、インク基材
の透明部分が目立ってムラが生じてしまう。一方、金属
粉２５の体積比が２．５より多いと表面にブツブツが現
れて凸凹状になってしまい、光沢が出なくなるからであ
る。

【００１６】なお、金属粉２５の表面をステアリン酸な
どで処理して表面を油膜で覆い、表面の酸化を防止する
ことによって、より一層の金属光沢を得ることが可能と
なる。

【００１７】上記構成からなる金属粉析出インク２２の
製造に際しては、先ず樹脂材２４、溶剤、可塑剤、ゲル
化剤を重量比で、５．５：２．０：２．４：０．１の割
合で混合し、１５０℃程度に加熱溶解してインク化して
インク基材をつくる。次いで、このインク基材に対して
金属粉２５を体積比で１０：２．０〜２．５の割合で混
練し、樹脂材２４中に金属粉２５を分散させた状態でペ
ースト化する。そして、印刷する直前で前記ペースト状
のインク基材に硬化促進剤を混ぜて印刷する。硬化促進
剤を入れることによってインク表面の硬化状態が良好と
なる。この硬化促進剤にはアミン系等のものが使用さ
れ、インク基材に対して適量が加えられる。

【００１８】次に、上記回路パターン２０の形成方法を
説明する。先ず、基板２１上に金属粉析出インク２２で
電気回路の配線パターンをスクリーン印刷又はパット印
刷等の手段で印刷する。印刷されたインクの厚みは８μ
ｍ以上が望ましく、スクリーン印刷の場合には１回の印
刷で８〜１５μｍの厚さが得られるが、パット印刷の場
合には２〜３回の積層印刷を行うことで、所定のインク
厚さに仕上げる。

【００１９】印刷した直後のインクは、図２に示すよう
に、樹脂材２４の中に金属粉２５が分散した状態にあ
る。このあと約８０〜１２０℃の温度で３０分程度加熱
乾燥すると、図３に示したように、樹脂材２４の中に分
散していた金属粉２５がインクの表面に浮き上がって全
面に一様に広がると共に、鱗片状の金属粉２５が互いに
重なり合うことでインク表面が金属粉２５で滑らかに覆
われ、貴金属色の光沢が得られる。

【００２０】金属粉析出インク２２の表面が硬化したの
ち、上層面に析出した金属粉２５の表面に付着している
樹脂をバフ研磨あるいはホーニング研磨等で除去する。
そして、更に重クロム酸水温液に浸漬して、析出した金
属粉２５の表面を活性化したのち、その上から銅又は銀
の金属メッキ２３を施して被覆し、金属粉析出インク２
２と金属メッキ２３との二層構造からなる電気回路配線
パターンを完成させる。金属メッキ２３を形成したこと
により、導電性が高まり良質の電気回路用配線パターン
が形成される。なお、金属メッキ２３は、銅や銀のみに
限定されるものではない。

【００２１】図４は、上記図１で形成した金属メッキ２
３の表面を半田２６で被覆したものであり、導電性をさ
らに高める効果がある。また、回路パターン上に電子部
品を表面実装する際に半田２６を介しての接合が容易と
なる。また、本発明は、図５に示したように、上記図１
の金属メッキ２３の上面に、更にニッケルメッキ２７や
金メッキ２８を重ねて被覆することも可能である。ニッ
ケルメッキ２７は無彩色金属であるが耐食性に優れてお
り、また金メッキ２８は有彩色金属で光沢性に富み且つ
導電性も高い。このため、耐食性、導電性の要求が厳し
い用途に適したものとなる。

【００２２】図６は、本発明に係る回路パターン形成方
法を利用して電気の回路パターン２０を自由に印刷形成
できることを示したものである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る回路
パターンによれば、金属粉析出インクを使用したこと
で、インク樹脂の表層部に良質の金属粉が集中的に析出
硬化するため、その上に被せた金属メッキとの密着性も
良く、また金属粉析出インクの上面全体に金属メッキが
乗るので、導電性に優れ、かつ安定した品質の回路パタ
ーンが得られる。特に金属粉として、鱗片状粉を使用す
るため表層部に析出される金属粉は粉末の重なりによっ
て、隙間が発生することなく、魚の鱗の如く金属粉の連
結された一様な金属粉の表面となる。このため、表面外
観も凹凸のないきれいな回路パターンとなる。また、本
発明による回路パターンはパターンの輪郭が鮮明に形成
されると共に併せてそのパターン幅の寸法管理が十分可
能なことから微細なパターン形状も形成可能とある。

【００２４】また、本発明に係る回路パターン形成方法
によれば、金属粉析出インクによる回路パターン印刷工
程と、回路パターンの上面を覆う金属メッキ形成工程の
２工程で済むため、工数がかからず、安価なコストで電
気回路配線基板が量産できる。また、従来のような蒸
着、エッチング等の装置が不要で設備費がかからない
上、人体に有害なエッチング液やレジスト剥離液等を使
用しないため、作業環境面での管理が容易となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回路パターンの一実施例を示す断
面図である。

【図２】印刷した直後の金属粉析出インクの内部構造を
示す概念図である。

【図３】金属粉析出インクを加熱乾燥した時の金属粉の
析出を示す概念図である。

【図４】本発明に係る回路パターンの他の実施例を示す
断面図である。

【図５】本発明に係る回路パターンの別異の実施例を示
す断面図である。

【図６】本発明に係る回路パターンを形成したプリント
基板の平面図である。

【図７】従来における回路パターン形成工程を示す工程
図である。

【図８】従来における回路パターンの他の構成例を示す
断面図である。

【符号の説明】

２０ 回路パターン ２１ 基板 ２２ 金属粉析出インク ２３ 金属メッキ ２４ 樹脂材 ２５ 金属粉

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に印刷形成された金属粉析出イン
   クと、その上面に施された導電性の金属メッキとで構成
   されたことを特徴とする回路パターン。
2. 【請求項２】 前記金属粉析出インクは、樹脂材に溶
   剤、可塑剤、ゲル化剤を混合したインク基材と、このイ
   ンク基材に分散させた鱗片状の金属粉とを有することを
   特徴とする請求項１記載の回路パターン。
3. 【請求項３】 基板上に前記金属粉析出インクを印刷
   し、乾燥させた後、その上面に導電性金属メッキを施し
   たことを特徴とする回路パターン形成方法。
4. 【請求項４】 前記金属粉析出インクは、樹脂材に溶
   剤、可塑剤、ゲル化剤を混合したインク基材と、このイ
   ンク基材に分散させた鱗片状の金属粉とを有することを
   特徴とする請求項３記載の回路パターン形成方法。