JPH11224978A - プリント基板の製造方法 - Google Patents
プリント基板の製造方法Info
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- JPH11224978A JPH11224978A JP2447098A JP2447098A JPH11224978A JP H11224978 A JPH11224978 A JP H11224978A JP 2447098 A JP2447098 A JP 2447098A JP 2447098 A JP2447098 A JP 2447098A JP H11224978 A JPH11224978 A JP H11224978A
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Abstract
法において、優れた柔軟性を有し、かつ良好な導電性を
有すると共に、微細な回路パターンを形成しうる、プリ
ント基板の製造方法を提供することである。 【解決手段】金属粉末と樹脂とを含む導電性ペーストを
用いて、絶縁基材上に凹版オフセット印刷法によってパ
ターン印刷を行って導電回路基部を形成し、ついで絶縁
基材表面の、上記導電回路基部上に、無電解銅メッキに
よって銅被覆層を形成して導電回路を形成することを特
徴とするプリント基板の製造方法である。
Description
製造方法に関するものである。
ミリ等の各種電子機器にはプリント基板が使用されてい
る。一般に、プリント基板の作製には、銅箔を基板に接
着させたものに、レジストを塗布して露光・現像し、エ
ッチングして導電回路(回路パターン)を形成する製造
方法(サブトラクティブ法)が採用されている。かかる
製造方法により作製されたプリント基板は、その導電回
路が、銅自身の体積固有抵抗1.62×10-6Ω・cm
と同等の良好な導電性を有するものである。
ーン以外の大部分のエリアをエッチングによって除去す
る工程が必要なため、材料へのコストアップ、あるいは
銅廃液による環境汚染が問題になる。従って、所定の部
分にのみパターン化する新規なプリント基板の製造方法
が望まれる。
ェノール樹脂および/またはポリイミド樹脂中に分散さ
せたペーストを作製し、当該ペーストをスクリーン印刷
法により基板上に印刷した後、加熱・硬化することによ
って導電回路を形成するプリント基板の製造方法が開示
されている。上記公報に開示の製造方法では、従来のサ
ブトラクティブ法のように、エッチング処理に起因する
廃液汚染の心配がなく、しかも使用する銅粉末も必要な
量のみで足りるため、低価格化の実現が図られている。
電性ペーストにより作製した導電回路では、体積固有抵
抗が10-5Ω・cm以下の導電性が得られず、プリント
基板として実用化には至っていないのが現状である。そ
の理由としては以下のことが考えられる。すなわち、樹
脂としては一般に接着性や耐溶剤性等が良好な、前記公
報に開示のフェノール樹脂、ポリイミド樹脂や、あるい
はエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が多用されている
が、これらの樹脂に銅粉末を混入させて得られる導電性
ペーストは、加熱・硬化時に銅粉末表面が酸化されて絶
縁性の高い酸化銅を形成するため、導電性が低下してし
まうのである。
前記各種電子機器の小型化、軽量化、薄型化が進展し、
フレキシブルプリント基板が電子機器内の空間を有効に
利用し得ることから注目を浴びている。フレキシブルプ
リント基板は一般に、電子機器内の狭い空間に実装する
際に、屈曲させて用いられる場合が多く、優れた柔軟性
を有することが要求される。
基板の製造方法では、可撓性の高い圧延銅箔を使用して
いるため、柔軟性に優れたフレキシブルプリント基板が
得られる。しかし、前記の導電性ペーストを用いてフレ
キシブルプリント基板を作製した場合には、銅粉末間に
熱硬化性樹脂等のバインダーを含んでおり、得られる導
電回路は可撓性が殆どないことからもろく、屈曲により
割れが発生したり、絶縁基材から剥離したりする問題が
生じやすい。
るプリント基板は、実用可能な導電性を得るために、導
電回路の厚みを厚く(20μm以上)して導電回路中の
金属粉末を多く含有させる必要がある。これは、導電性
ペーストを用いてプリント基板を作製する際に導電回路
の膜厚が厚いと、内部は酸化されないので比較的良好な
導電性を有するが、膜厚が薄いと急激に導電性が低下す
るという問題が生じ、一定した体積固有抵抗を有するプ
リント基板を作製できないからである。そのため、導電
回路の印刷に用いられる印刷法としては通常、厚肉の印
刷が可能なスクリーン印刷法や凹版(グラビア)印刷法
が採用されている。
程度以上の導電回路の印刷を行った場合には、比較的良
好な印刷特性を有するパターン印刷が可能になる。但
し、導電回路の断線といった導電性上の問題をより少な
くするために、より一層の印刷特性(印刷形状など)を
向上させることが望まれており、また、最近の各種電気
機器の小型化、薄型化などの要望に応じて、線幅が10
0μmより小さい導電回路、好ましくは25〜50μm
程度の導電回路を形成する必要性があり、前記スクリー
ン印刷法等ではその必要性に十分対応することができな
いのが現状である。
解決し、導電性ペーストを用いてプリント基板を作製す
る場合において、非常に優れた印刷特性を有するプリン
ト基板を製造すること、また、優れた柔軟性を有し、か
つ良好な導電性を有すると共に、微細な回路パターンを
形成しうる、プリント基板の製造方法を提供することで
ある。
は25〜80μm程度、より好ましくは25〜50μm
程度の導電回路の形成に好適な、プリント基板の製造方
法を提供することである。
の、本発明のプリント基板の製造方法は、金属粉末と樹
脂とを含む導電性ペーストを用いて、絶縁基材上に、凹
版オフセット印刷法によってパターン印刷を行って導電
回路基部を形成し、ついで絶縁基材表面の、上記導電回
路基部上に、無電解銅メッキによって銅被覆層を形成し
て導電回路を形成することを特徴とするものである。
たように、加熱・硬化時にペースト中の金属粉末が酸化
されるため、それ自体の体積固有抵抗は金属自体が有す
る体積固有抵抗よりも大きくなる可能性があるが、本発
明では、当該導電回路基部上に良好な体積固有抵抗
(1.62×10-6Ωcm)を有する銅を無電解銅メッ
キ被覆した銅被覆層を設けることにより、導電回路全体
としての体積固有抵抗は良好になる。
い導電回路基部の厚みを薄くし、その導電回路基部上の
銅被覆層の厚みを厚く形成させることにより、可撓性の
高い銅が多く使用されるため、柔軟性に富んだ導電回路
を有するプリント基板を作製することができる。さらに
本発明では、前記導電回路基部を無電解銅メッキ浴に浸
漬させる、いわゆる無電解銅メッキを行うことにより、
当該導電回路基部上に銅被覆層を容易に形成することが
できる。かかる無電解銅メッキでは、金属粉末を含有し
た導電性ペーストを用いることにより、当該導電性ペー
ストより形成した導電回路基部中の金属粉末が核となっ
て導電回路基部上に、選択的に銅を析出させて、当該導
電回路基部の印刷パターンに対応した銅被覆層を形成す
ることができる。
全体としての体積固有抵抗は、導電回路基部上に設けた
銅被覆層に依存することから、導電回路基部の厚みを薄
くしても良好なプリント基板を作製できる。従って、本
発明では、スクリーン印刷法や凹版印刷法のように厚肉
の印刷はできないが、これらの印刷法よりも微細な印刷
が可能な凹版オフセット印刷法を用いることができ、そ
れにより、線幅が50μm以下の超微細な回路パターン
を印刷することが可能である。
刷法の中でも、とりわけ印刷特性が良好なことから、導
電性ペーストを用いてパターン印刷を行う際に、ピンホ
ールの発生がなく、良好なライン直線性を有するパター
ン印刷が可能になる。従って、本発明の製造方法は、高
精度化、高密度化したフレキシブルプリント基板の作製
に好適である。
と電気的に接続するには、通常ハンダによる接合が行わ
れている。ただし、上記無電解銅メッキにより得られた
銅被覆層の表面は、酸化されて銅の酸化膜が形成されや
すく、その結果、ハンダ塗れ性が著しく阻害されている
と共に、導電性が低下する場合がある。
上記導電回路上のハンダ接続部での信頼性(耐摩耗性、
耐腐食性、良好な導電性など)を確保するために、金メ
ッキなどのメッキ処理(端子メッキという)が施されて
おり、本発明でも、かかる端子メッキを行ってハンダ塗
れ性および導電性が良好なプリント基板を作製してもよ
い。
末、および銅粉末の表面を銀で被覆した粉末からなる群
より選ばれる少なくとも一種の粉末、樹脂とを含む導電
性ペーストを用いて、銅被覆層の少なくともハンダ接続
部上に凹版オフセット印刷法を用いて印刷を行ってハン
ダ接続層を形成するようにすると、(a) 端子メッキ処理
を省略して、プリント基板におけるハンダによる接合の
工程を簡易化することができ、かつ、(b) メッキ浴に使
用されるシアンの廃液処理に費用がかからず、低コスト
化を達成することができる、などの利点を有するので、
かかる方法が好適に採用される。
発明では、凹版オフセット印刷法によって、下記の導電
性ペーストを絶縁基材上にパターン印刷することによっ
て導電回路基部を作製し、ついでこの導電回路基部上
に、銅メッキ被覆を行うことにより銅被覆層を設けた導
電回路を形成することにより、プリント基板を作製す
る。 (導電性ペーストの調製)本発明で使用する導電性ペー
ストは、樹脂、金属粉末および溶剤をそれぞれ所定量配
合し、3本ロール等を使用して混練・分散させて得られ
るものである。金属粉末の分散性を向上させるために
は、3本ロールによる混練の前にあらかじめプラネタリ
ーミキサーなどで十分に混合しておいてもよい。
リイミド等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、アミノ樹脂等の熱硬化性樹脂いずれも使用でき
る。中でも、加熱・硬化の際に還元性のガスを発生し、
金属粉末の酸化が防止され、金属自体が有する体積固有
抵抗(例えば銀の場合には、体積固有抵抗は1.62×
10-6Ω・cmである)の低下を防止することができる
樹脂を使用するのがよい。
ア、ハロゲン化水素、ホルムアルデヒド等の還元性のガ
ス、好ましくはホルムアルデヒドを発生する熱硬化性樹
脂を使用するのが好ましい。前記ホルムアルデヒドを発
生する熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂
(とくにメチロール基の多いレゾール型フェノール樹
脂)やアミノ樹脂(とくにメラミン樹脂)があげられ
る。
ル樹脂としては、例えば群栄化学工業(株)のレジトッ
プPL2211、PL4348があげられる。またメラ
ミン樹脂としては、例えば三井サイアナミッド(株)サ
イメル370があげられる。本発明で使用する金属粉末
としては、従来、この分野で広く使用されている銅粉
末、銀粉末またはニッケル粉末いずれも使用でき、これ
らは単独であるいは併用して使用される。
ストに含有される金属粉末が加熱・硬化時において酸化
されて、得られる導電回路基部自体の体積固有抵抗が大
きくなったとしても、当該導電回路基部上に良好な体積
固有抵抗を有する銅からなる銅被覆層を設けることによ
り、プリント基板全体としての体積固有抵抗は良好なも
のになる。
れないが、導電回路基部の体積固有抵抗にむらが生じる
のを防止するのには、通常3〜15μm、好ましくは3
〜8μmであるのがよい。ところで、導電回路基部の導
電性は、使用する金属材料自体の体積固有抵抗のみで決
まるのではなく、導電回路中における金属粉末間の接触
抵抗によっても大きく左右される。例えば樹脂中に金属
粒子が高密度で充填されていても、金属粉末間の接触抵
抗が大きければ、導電回路基部全体としての導電性は低
くなる。
は、金属粉末間の接触抵抗が小さくなるように考慮し
た、平均粒子径が3〜15μmを有し、かつタップ密度
が3.0g/cm3 、好ましくは4.0g/cm3 以上
の金属粉末を使用するのがよい。タップ密度が3.0g
/cm3 より小さい場合には、金属粉末間に空隙が大き
くなるため、金属粉末同士の接触点が小さくなり、接触
抵抗が大きくなる。
定容器中に一定量の金属粉末を上下に加振しながら入れ
た後の体積当りの重量をいう。この値が大きいほど充填
密度が大きく、金属粉末同士の接触点が大きくなるた
め、良好な導電性を得ることができるが、本発明ではタ
ップ密度が6.0g/cm3 以下の金属粉末を使用する
のが適当である。
と、金属粉末が均一に分散されにくく、接触抵抗が大き
くなる。逆に、金属粉末の平均粒子径が15μmより大
きいと金属粉末同士の接触点が少なくなり過ぎるため、
接触抵抗が大きくなる。また本発明で使用する金属粉末
の形状は、球状、鱗片状等のいずれの形状のものも使用
することができるが、粉末同士の接触面を大きくする
(接触抵抗が小さくなる)ことを考慮すれば、球状より
も鱗片状のものを使用するのが好ましい。
の銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、パラジウム粉末が例
示される。 〔銀粉末〕 福田金属箔粉工業(株)の商品名 ・「シルコートAgC−A」(鱗片状,平均粒子径:
4.0μm、タップ密度:3.3g/cm3 ) ・「シルコートAgC−D」(鱗片状,平均粒子径:
7.0μm、タップ密度:3.5g/cm3 ) ・「シルコートAgC−L」(鱗片状,平均粒子径:
8.0μm、タップ密度:3.7g/cm3 )三井金属
鉱業(株)の商品名 ・「3010」(球状,平均粒子径:0.1μm、タッ
プ密度:1.0g/cm3 ) ・「3200HD」(球状,平均粒子径:4.2μm、
タップ密度:4.4g/cm3 ) 〔銅粉末〕 福田金属箔粉工業(株)の商品名 ・「SRC−CU2〜4」(球状,平均粒子径:3μ
m、タップ密度:3.0g/cm3 ) ・「SRC−CU4〜8」(球状,平均粒子径:6μ
m、タップ密度:5.2g/cm3 ) ・「SRC−CU15」(球状,平均粒子径:10μ
m、タップ密度:4.5g/cm3 ) ・「FCC−SP−77」(不定形状,平均粒子径:1
0μm、タップ密度:3.9g/cm3 ) ・「FCC−SP−88」(不定形状,平均粒子径:1
0μm、タップ密度:3.9g/cm3 ) ・「FCC−SP−99」(不定形状,平均粒子径:8
μm、タップ密度:4.1g/cm3 )三井金属鉱業
(株)の商品名 ・「1050Y」(球状,平均粒子径:0.5μm、タ
ップ密度:4.0g/cm3 ) ・「MFP−1400」(球状,平均粒子径:7μm、
タップ密度:5.5g/cm3 ) 〔ニッケル粉末〕 三井金属鉱業(株)の商品名 ・「2020」(球状,平均粒子径:0.2μm、タッ
プ密度:3.0g/cm3 ) 〔パラジウム粉末〕 三井金属鉱業(株)の商品名 ・「MFP−4030」(球状,平均粒子径:0.03
μm、タップ密度:0.6g/cm3 ) ・「MFP−4100」(球状,平均粒子径:0.4μ
m、タップ密度:2.9g/cm3 ) ・「MFP−4002」(球状,平均粒子径:1.0μ
m、タップ密度:3.9g/cm3 ) さらに、本発明では、銅の酸化を防止すると共に、銀イ
オンの成長(マイグレーション)を抑えることに効果的
な、銅粉末表面に銀を用いて被覆させた銅粉末を使用す
ることができる。
の銅粉末が例示される。 福田金属箔粉工業(株)の商品名 ・「4%銀コートSRC−CU2〜4」(球状,平均粒
子径:3μm、タップ密度:3.0g/cm3 ) ・「4%銀コートSRC−CU4〜8」(球状,平均粒
子径:6μm、タップ密度:5.2g/cm3 ) ・「4%銀コートSRC−CU15」(球状,平均粒子
径:10μm、タップ密度:4.5g/cm3 )三井金
属鉱業(株)の商品名 ・「銀コートCUパウダー」(球状,平均粒子径:7μ
m、タップ密度:5.5g/cm3 ) 上記金属粉末の使用量は、樹脂100重量部に対して4
00〜1200重量部、好ましくは600〜1200重
量部である。
ないと、金属粉末同士の接触点の不足により、プリント
基板の体積固有抵抗が大きくなる。一方、金属粉末の添
加量が1200重量部よりも多ければ、ペースト全量に
対する樹脂の使用量が少な過ぎるため、金属粉末を結合
させる力が小さくなって、プリント基板の体積固有抵抗
が大きくなる。しかも、金属粉末の添加量が1200重
量部よりも多ければ、プリント基板の強度不足を招くお
それがある。
どのような印刷方式で使用されるかによって適宜選択さ
れるが、凹板オフセット印刷に使用する場合には沸点が
150℃以上のものが好適である。使用する溶剤の沸点
が上記範囲を満足しない場合には、印刷時において溶剤
が乾燥しやすくピンホールが発生するおそれがある。
ノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ド
デカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペン
タデカノール、ステアリルアルコール、セリルアルコー
ル、シクロヘキサノール、テルピネオールなどのアルコ
ール;エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチル
セロソルブ)、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル(ブチルカルビトール)、セロソルブア
セテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトール
アセテート、ブチルカルビトールアセテートなどのアル
キルエーテルがあげられ、印刷適正や作業性等を考慮し
て適宜選択される。
る場合には、インキの乾燥性や流動性に劣るおそれがあ
るため、これらよりも乾燥性が良好なブチルカルビトー
ル、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルセ
ロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテートな
どを併用すればよい。溶剤の使用量は、得られるペース
トの粘度によって決定されるが、上記金属粉末の添加量
との兼ね合いから、通常、樹脂100重量部に対して1
00〜500重量部、好ましくは100〜300重量部
であるのがよい。
は、金属粉末の添加量が最小の400重量部であって
も、粘度が1000P以上となり、絶縁基材上に印刷す
る際にピンホールが多発してしまう。一方、上記範囲を
上回る場合には金属粉末の使用量が最大の1000重量
部であっても、粘度が10P以下となり、基板への粘着
不足となりペーストがはじいてしまい、良好な印刷形状
を達成することができない。
凹版オフセット印刷法において良好な印刷特性をえるた
めに、通常1000〜10P、好ましくは500〜10
0Pであるのがよい。上記範囲より粘度が低い場合に
は、印刷形状に劣化が生じる。一方、上記範囲より粘度
が高い場合には、ピンホールが多発する。 (導電回路基部の作製)本発明のプリント基板における
導電回路基部の製造方法として、凹版オフセット印刷法
を用いた理由は以下のとおりである。
ン印刷法、水無しオフセット印刷法、凹版(グラビア)
印刷、凹版オフセット印刷法等の従来公知の印刷法があ
げられるが、これらの印刷法を用いて導電回路基部を作
製する場合には、印刷法の問題点であるピンホールの発
生、ライン形状、寸法精度などについて十分検討する必
要がある。
μm以下、好ましくは25〜80μm程度、より好まし
くは25〜50μm程度の超微細なパターン印刷が要求
されていることから、このような超微細な印刷において
も、ライン形状や寸法精度が優れていることか必要であ
る。上記スクリーン印刷法ではこのような超微細なメッ
シュが作製できず、メッシュの伸縮などにより寸法精度
にも問題が生じるほか、パターンの直線性も著しく劣る
ために好ましくない。
厚が非常に薄く、インキの粘度も高いことからピンホー
ルが発生しやすく、また印刷されたパターンのエッジが
良好でなく、また連続印刷時において膜厚のばらつきが
大きいため、導電回路のような超微細印刷を行うには適
さない。グラビア印刷法では、凹版の凹部の深さを導電
回路基部のパターンの厚さに応じて調節することにより
導電回路基部に必要な厚みを一回の印刷で形成すること
もできる。しかし、凹部に充填させた導電性ペーストを
直接絶縁基板上に転移させる印刷工程を行うので、前記
導電性ぺーストを絶縁基板上に良好に転写させることが
できず、導電回路基部の印刷形状が低下してしまうとい
った問題がある。
は、良好なライン直線性や導電回路基部の厚みの均一性
が図れる点などに優れており、また凹版印刷法と同様
に、凹部の深さを導電回路基部のパターンの厚さに応じ
て調節することにより導電回路基部に必要な厚みを一回
の印刷で形成することもできる。さらに、後述する実施
例から明らかなように、線幅が25〜50μm程度の超
微細なパターンであっても精密に再現することが可能で
ある。
基板の表面に導電回路基部のパターンに対応した凹部を
形成したものである。前記基板としては、例えばソーダ
ライムガラス、ノンアルカリガラス、石英、低アルカリ
ガラス、低膨張ガラス等の軟質ガラス板のほか、フッ素
樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホ
ン(PES)、ポリエステル、ポリメタクリル樹脂等の
樹脂板、ステンレス、銅、低膨張合金アンバー等の金属
板が使用可能である。中でも、微細なパターン印刷を高
精度で再現するうえで、ソーダライムガラス等の軟質ガ
ラスを用いるのが、特に好ましい。
厚みが乾燥後の厚さで通常3〜15μm程度となるよう
に、前記凹部の深さを5〜30μm程度の範囲で設定さ
れる。凹版オフセット印刷に用いられるオフセットブラ
ンケットとしては、従来公知のものが使用できるが、そ
の表面がシリコーンゴムからなり、ゴム硬度(JIS
A)が30〜80度であり、好ましくは40〜70度の
ブランケットを用いた場合には、ペーストの転写が良好
であるために、線幅が50μm以下の微細パターンを行
うには好適である。
性をより良好なものとするためには、オフセットブラン
ケットのゴム表面が平坦であるほど好ましく、具体的に
は、表面粗さ(十点平均粗さ)が0.2μm以下である
のが好ましく、より好ましくは0.1μm以下である。
上記絶縁基材としては、板(シート)状のものまたはフ
ィルム状のものいずれも使用でき、プリント基板の使用
形態に応じて適宜選択される。
ソーダライムガラス等の軟質ガラス、エナガラス、テレ
ックス、パイレックス等の硬質ガラス等のガラス板のほ
か、ポリーカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホ
ン(PES)、ポリアリレートポリイミド等の樹脂板、
ガラス繊維補強エポキシ樹脂等の繊維強化樹脂板などが
使用可能である。中でも、微細なパターンを高精度で再
現するうえで、ソーダライムガラス等の軟質ガラスを用
いるのが好ましい。
ばポリエステル樹脂、ポリイミド等の樹脂フィルムなど
が使用できる。かかるフィルム状の絶縁基材は柔軟性に
優れていることから、フレキシブルプリント基板の絶縁
基材として好適である。中でも、前記ポリイミドは耐熱
性に優れており、また、前記ポリエステル樹脂は安価に
入手しやすい利点があることから、所望のプリント基板
の作製がより容易となる。
際し、上記板状またはシート状の絶縁基材に、可撓性の
高いエポキシ樹脂等を被覆したものを使用してもよい。
上記絶縁基材の厚みは、例えばフレキシブルプリント基
板に使用する場合には、良好な柔軟性を有するために、
絶縁基材の厚みは通常、10〜200μm、好ましくは
12.5〜125μmの範囲にあるのがよい。
ン印刷した後、通常、150〜250℃で10〜90分
間、好ましくは150〜250℃で15〜60分間の加
熱・硬化することによって厚さ5〜20μm、好ましく
は5〜10μmであり、線幅10〜500μm、好まし
くは15〜300μmであり、線間10〜500μm、
好ましくは15〜300μmである導電回路基部が作製
される。
くく、硬化時の温度が250℃を超えると使用する樹脂
自体が劣化しやすくなる。 (銅被覆層の形成)上記で得られた導電回路基部上に、
銅被覆層を形成するには、無電解銅メッキが採用され
る。一般に銅メッキ被覆を行うには、前記無電解銅メッ
キのほかに電解銅メッキがあげられるが、かかる電解銅
メッキは、無電解銅メッキに比べて、銅メッキ被覆され
る部分、すなわち導電回路基部に電気を通す必要がある
ため電極を設けなければならず、銅メッキ工程が複雑と
なる。
成するには、導電性ペーストを用いて導電回路基部を形
成し、ついでこの導電回路基部を銅メッキ液中に浸漬さ
せる。そうすると、導電回路基部に含有された金属粉末
が核となって、導電回路基部上に、選択的に銅を析出さ
せて、当該導電回路基部の印刷パターンに対応した銅被
覆層を形成することができる。
ば下記(a) 〜(e) に示す手順に従って行われる。 (a) 脱脂処理:導電回路基部表面に付着した油脂類を脱
脂液を用いて除去し、表面を洗浄し、かつ親水性を付与
する。 (b) 酸活性処理:導電回路基部表面に発生した酸化物
を、硫酸、リン酸、塩酸などを用いて溶解除去し、酸化
されていない銅表面を露出させる。
度の特別なメッキ液組成、およびメッキ条件を設定して
メッキ被覆する短時間メッキを行い、次の本メッキ処理
により銅被覆層の十分な密着性と被覆性とを得るために
行われる、前メッキ処理である。 (d) 無電解銅メッキ処理(本メッキ):前メッキ処理さ
れた導電回路基部を、従来公知の方法に従い、無電解銅
メッキ浴中に浸漬させて、当該導電回路基部上に銅被覆
層を形成する。
色防止処理を行う。上記(a) の工程における脱脂処理と
しては、例えばリン酸塩、ケイ酸塩、炭酸ナトリウム、
水酸化ナトリウム、界面活性剤、キレート剤などのアル
カリ脱脂液を用いたアルカリ脱脂処理;トリクロロエチ
レン、トリクロロエタン、ジクロロメタンなどの塩素系
溶剤を用いた溶剤脱脂処理;中性の洗浄液を用いた脱脂
処理などがあげられるが、本発明では、中性の洗浄液を
用いた脱脂処理が好適に採用される。
製薬工業(株)製の商品名「OPC120クリーン液」
が例示され、かかる脱脂液による脱脂処理は、通常50
〜60℃で、約1〜5分程度行われる。上記(b) の工程
において使用される酸としては、例えば塩酸、硫酸、塩
酸などがあげられ、例えば硫酸を用いた場合には、通常
40〜60℃で、約1〜5分程度行われる。
解銅メッキ浴としては、従来公知のものが使用され、具
体的には奥野製薬工業(株)製の商品名「OPC750
化学銅A」や、同奥野製薬工業(株)製の商品名「OP
C750化学銅B」が例示される。本発明では、上記
(a) および(b) の工程が施された導電回路基部を、かか
る無電解銅メッキ浴に、通常20〜30℃で、約10〜
60分程度浸漬し、約1〜5μmの銅被覆層を形成させ
る。
銅メッキ浴としては、例えば銅イオン源として硫酸銅、
アルカリ源として水酸化ナトリウム、ロッシェル塩やE
DTAなどのキレート剤のほか、必要に応じて2,2’
−ジピリジルやポリエチレングリコールなどの添加剤を
加えて調製されたものが使用できる。またメッキ条件
は、銅被覆層の厚みに応じて適宜設定されるが、プリン
ト基板への良好な導電性を付与するために、下記の条件
で行うのが好ましい。 ・メッキ条件 pH:10〜13 温度:60〜80℃ 時間:1.0〜15時間 本発明では、上記無電解銅メッキにより、導電回路基部
上に、厚さ5〜50μm、好ましくは10〜30μm程
度の銅被覆層を有する導電回路を形成したプリント基板
が作製できる。
より得られた銅被覆層の変色を防止するために、従来公
知の防錆剤を塗布してもよい。その際使用される防錆剤
としては、奥野製薬工業(株)製の商品名「トップ防錆
剤511」が例示され、約20〜30℃で、通常1〜5
分程度行われる。 (ハンダ接続層)斯くして得られたプリント基板と、他
の配線との電気的に接続を行うにあたり、良好な導電性
およびハンダ塗れ性を確保するために、従来より慣用の
端子メッキを施してもよい。
ダ接続部上に、金属粉末と樹脂とを含む導電性ペースト
を用いて、当該銅被覆層上に凹版オフセット印刷法を用
いてパターン印刷を行った後、加熱・硬化してハンダ接
続層を形成する方法を採択するのが好ましい。前記ハン
ダ接続層は、上記端子メッキで得られる金メッキ層と同
等の導電性を有すると共に、良好なハンダ塗れ性を有す
るものである。
メッキ処理の工程が省略されてプリント基板の製造工程
を簡素化できると共に、高価な金を使用することがない
ので、プリント基板の製造コストの低減を図ることがで
きる。また、端子メッキ処理を行わないので、端子メッ
キに使用するメッキ浴中に含まれるシアン廃液が発生せ
ず、廃液処理にかかる費用を削減することができる。
しては、銀粉末、銅粉末の表面を銀で被覆した粉末(銀
コート銅粉末)から選ばれる少なくとも一種の粉末があ
げられるが、とりわけ金属のイオンマイグレーションを
考慮すると銀コート銅粉末を使用するのがより好まし
い。ハンダ接続層の厚みは、プリント基板における導電
回路のハンダ塗れ性を高め、かつ酸化を防止し、良好な
導電性が得られるならば特に制限はなく、通常1〜10
μm、好ましくは2〜5μmであるのがよい。
る。 (導電性ペーストの調製) ・ペーストA フェノール樹脂「PL4348」(前出)100重量
部、銅粉末「1050Y」(前出)100重量部および
溶剤(酢酸−n−ブチルカルビトール,沸点:245
℃)150重量部を配合し、3本ロールにて混練、分散
してペーストを調製した。 ・ペーストB 銅粉末に代えて、銀粉末「3010」(前出)を使用し
た以外は、ペーストAと同様にして作製した。 ・ペーストC 銅粉末に代えて、銀コート銅粉末「4%銀コートSRC
−Cu−4〜8」(前出)を使用した以外は、ペースト
Aと同様にして作製した。 ・ペーストD 銅粉末に代えて、ニッケル粉末「2020」(前出)を
使用した以外は、ペーストAと同様にして作製した。 ・ペーストE フェノール樹脂に代えて、ポリエステル樹脂(住友ゴム
工業(株)社製)を使用した以外は、ペーストAと同様
にして作製した。 ・ペーストF 銅粉末に代えてニッケル粉末「2020」(前出)を使
用し、かつフェノール樹脂に代えてポリエステル樹脂
(前出)を使用した以外は、ペーストAと同様にして作
製した。 ・ペーストG 銅粉末に代えて銀粉末「3010」〕(前出)を使用
し、かつフェノール樹脂に代えてポリエステル樹脂(前
出)を使用した以外は、ペーストAと同様にして作製し
た。 (使用する絶縁基材)ガラスエポキシ板:厚さ1mmの
ガラス繊維補強エポキシ樹脂板を使用した。
のを使用した。 実施例1 (プリント基板の作製)上記作製したペーストAを、ガ
ラスエポキシ板上に、凹版オフセット印刷にて厚み25
μm、線幅150μmとなるように重ね印刷を行い、つ
いでホットプレートを用いて250℃で20分間加熱し
て、導電回路基部を作製した。
メッキ液としてピロリン酸銅メッキ液を使用し、下記の
(a)'〜 (e)' の手順に従って無電解銅メッキを行い、厚
さ25μmの銅被覆層を形成させることにより導電回路
を形成し、プリント基板を作製した。 ・メッキ条件 (a)'脱脂処理:導電回基部表面を「OPC120クリー
ン液」(前出)に約35℃で3分間浸漬して、脱脂処理
を行った。 (b)'上記脱脂処理された導電回路基部を、水1リットル
に98%硫酸を100ml含有した溶液に浸漬し、約4
0〜45℃で3分間処理を行った。 (c)'(b)'の工程を行った導電回路基部を、「OPC75
0化学銅A」(前出)と「OPC750化学銅B」(前
出)との混合メッキ液に浸漬し、約35〜40℃で7分
間処理を行い、導電回路基部上に約0.3μm の銅メ
ッキ層を形成した。 (d)'上記銅メッキ層を有する導電回路基部を、pH1
2.3に調製した、「OPC750T−1」、「OPC
750T−2」および「OPC750T−3」の混合メ
ッキ浴に約60℃で60分間に浸漬・攪拌することよ
り、厚み25μmの銅被覆層を形成した。 実施例2〜6 下記表1および2に示すペースト、印刷法、印刷仕様
(厚み、線幅)、絶縁基材の種類によりパターン印刷を
行い、導電回路基部を作製し、ついでこの導電回路基部
上に無電解銅メッキにより銅被覆層を形成した以外は、
実施例1と同様にしてプリント基板を作製した。 比較例1〜7 下記表1に示すペースト、印刷法、印刷仕様(厚み、線
幅)、絶縁基材の種類により印刷を行った以外は、実施
例1と同様にして導電回路基部を作製し、銅被覆層のな
い導電回路を有するプリント基板を作製した。 比較例8 凹版オフセット印刷に代えて、スクリーン印刷にて厚み
10μm、線幅25μmとなるように印刷を行った以外
は実施例1と同様にしてパターン印刷を行ったところ、
下記の(印刷形状の評価)で×となり、実用可能なプリ
ント基板を作製することができなかった。 比較例9 凹版オフセット印刷に代えて、凹版(グラビア)印刷に
て厚み10μm、線幅25μmとなるように印刷を行っ
た以外は実施例1と同様にしてパターン印刷を行ったと
ころ、下記の(印刷形状の評価)で×となり、実用可能
なプリント基板を作製することができなかった。 (体積固有抵抗の測定)上記作製した各実施例および比
較例のメッキ前・後のプリント基板について、デジタル
マルチメーターにより抵抗を測定し、線幅、膜厚、測定
距離から体積固有抵抗を算出した。 (柔軟性)上記得られた各実施例および比較例のプリン
ト基板を、90度屈曲させることにより、曲げ部分に生
じた変化を評価した。
曲げを数回繰り返しても切断しない。 ○・・・曲げ部分では切断は見られないが、折り曲げを
数回繰り返すことで切断する。 ×・・・曲げ部分でプリント基板が完全に切断する。 (印刷形状の評価)スクリーン印刷法または凹版オフセ
ット印刷法により、印刷した回路パターンの形状(ライ
ン直線性)を目視により観察し、下記の基準で評価し
た。
である。 △・・・ヒゲ状の乱れが見られ、ライン直線性にやや劣
る。 ×・・・ヒゲ状の乱れが多く見られ、ライン直線性に劣
る。 (最小線幅の測定)回路パターンを印刷する際に、線幅
を250、200、150、100、80、50、25
μmと徐々に減少させていき、その印刷形状が、上記
(印刷形状の評価)の評価基準の△(ヒゲ状の乱れが見
られ、ライン直線性にやや劣る)または○(ヒゲ状の乱
れが全くなく、ライン直線性は良好である)が認められ
た最小の線幅を記録した。
い比較例に比べて、良好な体積固有抵抗および柔軟性を
有することがわかる。また、凹版オフセット印刷法によ
り作製したプリント基板は、スクリーン印刷により作製
したプリント基板に比べて、最小線幅が100μm以下
となり、微細なパターン印刷が可能である。また比較例
8および比較例9から、凹版オフセット印刷法以外で
は、微細なパターン印刷を行うことができないことがわ
かる。
ついて、導電回路(銅被覆層)の端部上に、上記ペース
トCを用いて凹版オフセット印刷により印刷を行い、つ
いでホットプレートを用いて250℃で20分間加熱し
て、ハンダ接続層を有するプリント基板を作製した。な
お、上記実施例1〜6のプリント基板に従来の端子メッ
キ処理を行い、金メッキ層を有するプリント基板を作製
し、これらを対照として使用した。
ついて、ハンダ塗れ性を下記の基準で評価したところ、
ハンダ接続層、金メッキ層いずれにおいてもハンダ塗れ
性の評価は○であった。また、ハンダ接続層を有しない
上記比較例1〜7のプリント基板についても、ハンダ塗
れ性を下記の基準で評価した。これらの結果を上記表1
〜3に示す。 (ハンダ塗れ性の評価)日本スペリア製「NS366」
(Sn−Pb合金:含有比率Sn:Pb=63:37)
を用いて280℃で約5秒の塗れ面積を測定し、下記の
基準で評価した。
導電回路基部上に、良好な体積固有抵抗を有する銅被覆
層を形成したプリント基板が作製されることから、プリ
ント基板全体としての体積固有抵抗は良好なものであ
る。また本発明では、前記導電回路基部の厚みを薄くし
て、可撓性に富んだ銅被覆層の厚みを厚くすることがで
きるので、柔軟性に富んだプリント基板が作製できる。
を薄くすることができるので、導電性ペーストを絶縁基
材上に印刷する際に凹板オフセット印刷を採用すること
ができる。さらに本発明では、前記銅被覆層の少なくと
もハンダ接続部上に、導電性ペーストを用いた凹版オフ
セット印刷法によりハンダ接続層を設けることができ
る。かかるハンダ接続層の形成は、端子メッキの金メッ
キ層と同等のハンダ塗れ性および導電性が有すると共
に、従来の端子メッキ処理の工程を簡素化し、シアン廃
液の処理を行う必要がないという効果がある。
たフレキシブルプリント基板が、容易にかつ安価に作製
することができるという効果がある。
Claims (2)
- 【請求項1】金属粉末と樹脂とを含む導電性ペーストを
用いて、絶縁基材上に、凹版オフセット印刷法によって
パターン印刷を行って導電回路基部を形成し、ついで絶
縁基材表面の、上記導電回路基部上に、無電解銅メッキ
によって銅被覆層を形成して導電回路を形成することを
特徴とするプリント基板の製造方法。 - 【請求項2】銀粉末、および銅粉末の表面を銀で被覆し
た粉末からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属粉
末と、樹脂とを含む導電性ペーストを用いて、上記銅被
覆層の少なくともハンダ接続部上に、凹版オフセット印
刷法によってパターン印刷を行ってハンダ接続層を形成
する請求項1に記載のプリント基板の製造方法。
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-
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- 1998-02-05 JP JP02447098A patent/JP3904317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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