JPS592392A - フレキシブル印刷ジヤンパ−線回路基板の製造方法 - 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】 本発明はフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ　；可撓性）
レジン板を用いたフレキシブル印刷ジャンパー線回路基
板の＃＃関するものである。

最初に従来のフレキシブルジャンパー線回路基板の製法
を簡単に説明する。基板としてはフレキシブルレジン板
の両面に厚さ１０〜６０μｍのＣｕ箔を密着したものを
用いる。一方の面（表面）には部品をと９つける場合の
必要な回路設計に基づいて、化学エツチングによってＣ
１Ｌ箔の導電回路網を形成する。他方核表面の部品をと
９つけた前記回路網と交叉する設計を必要とする部分を
実現するために、裏面にジャンパー線による接続を行な
わせるのが一般である。そのため裏面にはジャンパー線
回路網の設計に基づいて、表面の回路網を作った場合と
全く同様に、化学エツチングによってＣｕ箔の導電回路
網を形成する。その後で表裏両面の回路を接続する部分
に貫通孔（以下スルーホールと略称する）を設け、Ｃｕ
スルーホールめっき又は金属鳩目等用いて電気的接続す
る。このようにしてフレキシブルジャンパー線回路基板
が得られる。

前記従来の方法の欠点は次の通りである。

表裏両面のジャンパー線回路を含む電気回路網の形成は
化学エツチング法によるため、次のような欠点を生ずる
。

（イ）Ｃｕ箔を接着した基板を用いた場合には、印刷に
よりパターンを形成し、更に化学エツチング法により回
路を設けなければならないので、工数が増加し、従って
高価となる。

（ロ）Ｃｗ箔を接着した基板を用いたジャンパー線回路
基板では、完全に折りまけると、回路の断線を生ずる。

（ハ）エツチング作業は公害の問題を伴うので、小規模
企業では手軽に行なうことが困難である。

即ち設備費が大きくなるからである。

本発明の目的は前記の欠点を改良し、特性の優れたフレ
キシブルジャンパー線回路基板を安価に提供することに
ある。

この目的を達成するため、本発明に係るフレキシブルジ
ャンパー線回路基板の製法は、フレキシブルレジン板の
上に、ポリエステル系レジン又はスチレンラバーを適当
な溶剤に溶解した塗料中に導電性微粉末として粒度（１
〜７）μｍのＡｇ粉を懸濁した導電塗料を用いて、印刷
法によシ印刷したジャンパー線回路網を有することを特
徴としたものである。

次に本発明の構成について詳細に説明する。

フレキシブルレジン板は近年電卓等の基板として多量に
用いられるようになった。その理由は基板自身が曲げら
れたシ、波形に曲げられたりする必要性が多くなったた
めである。

このような事情があるため、既に広く用いられている印
刷技術による導電塗料を用いたジャンパー線回路基板は
甚だ少ないようである。

従来の導電塗料を用いた印刷ジャンパー線回路基板が、
用いられなかった理由について簡単に説明する。

導電塗料は一般に結合剤（以下バインダと略称する）と
して熱硬化性レジンを用い、これを適当な溶剤に溶かし
た塗料に、主としてＡ（７パウダーを混合して懸濁した
ものである。この塗料を印刷。

スプレー、刷毛塗り（筆塗シも含む）等の方法で設計に
基づいて絶縁基板上にジャンパー線回路を作り、高温処
理して導電膜（層）を作る。

この場合熱可塑性レジンをバインダーとして用いること
は困難である。加熱した場合、導電層が軟化して比抵抗
が高くなること、負荷寿命試験、耐熱試験、耐湿試験等
の諸試験で、その電気的特性が劣化するためである。即
ち導電塗料そのものに内在する欠点があった。

次に熱硬化性レジンをバインダとするｈｇペーストをフ
レキシブル板に用いると次の現象を生ずる。

（１）板を曲げた場合、その曲率半径が小になると比抵
抗が増大し、甚だしいときは抵抗膜に亀裂を生じ、断線
状態になる。

（２）曲げ試験を繰シ返したときは、前記の現象が特に
甚だしくなる。

本発明者は繰シ返し実験を重ねた結果、フレキシブル基
板を用いた場合は、バインダとして熱硬化性レジンを用
いることは極めて困難であるとの結論に達した。そうす
ると熱可塑性レジンを用いるよシ外に方法はな匹わけで
ある。しかし該レジンを用いるときは前記したような欠
点を生ずる。

それ故実際使用上、曲げ試験及び電気的緒特性の試験に
おいて、その抵抗変化率の許容限界がどの程度まで許さ
れるかを検討し数年来研究を重ねた。

その結果、バインダーとして熱可塑性レジンの中に、充
分使用し得るものが発見できたので、更に研究を重ねた
結果、ここに充分に実用に供し得るフレキシブル印刷ジ
ャンパー線回路基板の製法を確立した。

もつとも従来フレキシブルレジン板の上に、熱可塑性レ
ジンを用いた導電塗料によって印刷したフレキシブル回
路基板の研究がなかったわけではない。次にその代表的
文献を挙げる。

（イ）可撓性を有するスルーホールプリント回路基板の
製造方法 特願昭５４−２２８２９Ｊｌｆ （ロ）可撓性回路基板へのスルーホールの製造方法。

特願昭５４−２９５２８号 （ハ）可撓性多層印刷回路基板の製造方法。

特願昭５４−４２４８８号 しかし前記の諸研究によるものは、製法も複雑であり、
かつ完成品についての諸種の機械的並びに電気内緒試験
の結果についても、必ずしも充分であるとはいい難いよ
うであった。又具体的な数字も発表されているものは少
なｈようである。

本発明者等は、バインダーとしては従来既に広く市販さ
れている熱可塑性レジン、それも混合又はブレンドする
といった複雑な操作をすることなしに、レジン単体で間
単に使用できるものに限定し、かつ導電微粉末として最
も低い面積固有抵抗（以下比抵抗ρと略称する。単位、
　。／ｌＬ）を得るための条件を研究したのである。以
下その研究について聞単に説明する。

最初にバインダーについて述べる。熱可塑性レジンにつ
いて、Ａｌ１の微粉本（以下Ａ（７パウダーと略称する
）を用いた場合、後述の曲げ試験に於て曲率半径ｒ＝　
２　ｍｍ及び曲げ角度θミ３６０’　（第２図の（、ｚ
）図、及び（ｂ）図参照）の繰シ返し試験でクラックを
生じないことを第１の条件とシ２、更に塗料として比抵
抗ρ′の小さいことを第２の条件として試験した結果、
ポリエステル系レジン、スチレンラバー等が適している
ことが分った。

次に前記レジンを用いて導電塗料の製法について説明−
する。導電性パウダーとしてはＡ（７を用いるのが一般
である。ジャンパー線の場合、用途によって比抵抗ρ′
が膜厚１５μｍくらいで１ｏｉｌ’しｂでもよいことが
多いが、一般には５００ｍ弊以下弊屋下しい。そうする
とＣｗ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒパウダー等も用いるこ
とができる。本例の場合はρ′＜１ｏｏｍ’／ｉ。

を目的値としたのでＡｇパウダーヲ用いた。Ａｇパウダ
ーは粒度（１〜７）μｍの鱗片状のものが好結果を与え
た。更に微測な粒度１μｍ以下のＡｇパウダーを僅かに
混入するとＩは更に下る。１μｍ以下の微小Ａｇの混入
量は鱗片状Ａ（７の粒度分布によって違ってくる。実測
結末によると１０％以下で良いようであるが、大まかに
は数％くらいでρ′が最小になる。ρ′が多少大でよい
場合は入れる必要はない。

Ａ１７パウダーは粒度が小になると表面の活性度が大に
なるので、表面は薄い酸化層で蔽われている。

それ故適当な方法で還元して、直ちに調合することが必
要である。次にその調合例の代表的なものを示す。

ＡＩ７パウダーく速力化学ＫＫ製）６０重量％ポリエス
テルレジン（ダイヤボンドＫＫ＃り２０　〃トが得られ
る。印刷法としては手軽なスクリーン印刷法を用いる。

該技術は印刷抵抗回路の普及によって既に広く公知とな
っているので説明は省略する。テトロン生地を用いて、
設計に基づいて適当な印刷マスクを作る。印刷時のジャ
ンパー線の膜厚はテ）ｏン生地の厚さによって定めるの
がよ慎　灯 い。Ａ１７−←−ラセ十の濃度、印刷時の印圧などによ
っても調節できるが、量産には適しないようである。

Ｖ封 前記のＡｇ＋−＋＋を用い、フレキ７プル基板の上に印
刷し、これを乾燥して後１２０℃６０分ベーキングして
膜厚１５μｍのジャンパー線回路が得うれた。

比抵抗ρ′≧１００　ｍ　Ｑ１０であった。フレキシブ
ル基板としてはポリエステル系、ポリイミド系、ポリア
ミド系等、多種市販されてｂるが、本実験ではポリエス
テル系レジン板を用すた。

最後に、必要な場合、湿度、機械的損傷等からジャンパ
ー線回路を保護するため、適当な熱可塑性レジン塗料を
用いて保護皮膜を設ける。該塗料は前記導電塗料のバイ
ンダーと同系のものが結果が良いようである。伸び、縮
み、熱の影響等による物理的特質が類似しているからで
あろう。

なお実際の場合には表面の電気回路との接続に必要なス
ルーホールを設け、その間を導通させるために一般に導
電塗料で連結する。該塗料も熱可塑性レジンをバインダ
ーとしたものが望ましい。

次に前記のようにして作ったジャンパー線のサンプルに
ついて行なった諸試験の結果を示す。サンプルは第１図
１示す。図において１はポリエステル系のフレキシブル
レジン板で厚さは０．１＋ａ＋である。２．は本発明に
よる印刷ジャンパー線で寸法はｌｍｍＸ７０ｍｍで厚さ
は１５μｍ２両端の抵抗値は約７Ω、１０本並列印刷で
ある。裏面にも全く同じバタンか印刷されている。

（り曲げ試験 第２図の（α）図に示すように基板１を曲率半径ｒなる
絶縁円柱１０に固く固着する。図において第１図と同じ
部分には同一の符号を付して説明を省略する。２２は第
１図の裏面に作られた印刷ジャンパー線である。

いま ＲＯ及びＲ’Ｏ：曲げ試験前のＡＡ聞及びＡ’Ａ’間の
抵抗値 Ｒ及びＲ′：第２図（α）図の屈曲状態のＡＡ間及びＡ
′λ間の抵抗値 とすると曲げ角度θ−６６０°における抵抗変化率径で
、縦軸は変化率である。曲線（１）は（１）式のδＲ１
（１１）は（２）式のδＲ′を示す。曲線（１）による
と第２図（α）図の外側に印刷された抵抗の値は曲率半
径ｒが小になるほど犬になることが分る。抵抗の有効長
が犬になるためと考えられる。

なおｒが極めて小さい場合でも、本発明の場合にはδＲ
が極めて大きくなった９、時には断線するということは
起らない。

次に内側に印刷された抵抗の変化率δＲ′は当然負にな
るべきはずである。抵抗の有効長が小になるからである
。然るに第６図では正になっている。

その理由は図に示すように曲率半径ｒが極めて小である
ため、抵抗層の内部に生ずる歪（ひずみ）が犬であるこ
とに起因するものと考えられる。従ってｒが大になるに
従ってδＲ′は小にな９、ｒが１００叫くらいになると
負の値になることが実測される。

第６図のｒ　＝　１　ｍｎというのは、はとんど折り曲
げに等しい状態であるから、変化率が共に１３％以下と
いうのは極めてよい結果といえるであろう。

なお曲＃　（１）　、　（ｎ）はサンプル１０４固の平
均値であるが、そのばらつきは極めて小であった。（１
％以内）（２）繰り返し曲げ試験 サンプルは第１図に示すものと同様のものを用い、第２
図のｒの値を５ｍ２曲げ角度θ−３６０°の曲げ試験を
繰り返し行なった。その場合の繰シ返し数ｎと（０式に
示す変化率との関係は第４図に示す通シである。但しＲ
Ｏは初期抵抗、Ｒは試験後の抵抗である。曲線は１０個
の平均値を結んだもので弗る。ばらつきは極めて小さく
、１％以内である。

これによると繰り返し数５００回、　１ｏｏｏ回で変化
率δＲが平均９％、１２％というのは良好な結果といえ
るであろう。なお変化率δＲ′についても殆んど同じ結
果り卸られた。ＷＩＪ単のため省略する。

（３）電気的特性 以下の緒特性ではジャンパー線の供試サンプルは同一で
あって次に示す通りである。（第１図参照）ジャンパー
線の長さくＡＡ）　：　　５０　ｒｔａｎ〃　幅：　１
震 初抵抗（Ｒｏ）　　：　　　４〜５Ω サンプル数　　：１０個 なお各試験後の抵抗値をＲとすると、その変化率は（０
式で表わされる。試験結果のデータは１０個の平均値で
、ばらつきは小さく１％以内である。

（３，１）耐湿放置特性 試験条件、湿度：相対湿度（Ｒ，Ｈ，）　９５％周囲温
度：４０℃ 放置時間と抵抗値の変化率との関係は第５図に示す通り
でめる。即ち５００時間くらいで飽和しＰ一定となる。

良好な結果である。なおばらつきは小さく１％以下であ
る。

（３，２）耐熱数ｔｉ１％性 試験条件、温度：１００℃ 湿度：　Ｒ，Ｈ，６０％ 放置時間と抵抗・直の変化率との関係は第６図に示す通
りである。図によると放置時間３００時間程度で一定値
４％となった。なおばらつきは小さく１％以下であった
。

（３，３）耐湿負荷寿命特性 試験条件、湿度：　Ｒ，Ｈ，９５％ 温度：４０℃ 負荷電流：　　５０７ｆｌＡ 試験時間と抵抗値の変化率との関係は第７図に示す通り
である。図によると４００時間程度で変化率は６％一定
となる。変化率がこのように小さいのは、単なる負荷寿
命試験の場合には変化率が僅かに負特性であるのに基づ
く。耐湿特性は第５図に示すように正特性であるが、寿
命特性が負特性であるため、互に効果が相殺されて図の
ように小さい正特性となるものと思われる。何れにして
もこの場合、好ましい特性といえる。また、そのばらつ
きは小さく、１％以下である。

なおスチレンラバーを用いた場合でも、殆ど同じような
結果が得られる。即ちスチレンラバーとしては、例えば
ダイヤボンドＫＫ製のスチレンブタジェンラバー、商品
名メルトロンを用い、溶剤としては一般にトルエンを用
いれば、前記実施例の場合と類似の好結果が得られる。

簡単のためここでは省略する。

次に本願発明の効果について簡単に述べる。

（り従来フレキシブルレジン板に使用できる特性ｉ　打 の優れた導電性÷ミズキは少なかった。そのため実用に
供し得る印刷法によって製造したフレキシブルジャンパ
ー線回路基板は少なかった。

（２）本願発明は、近来ますます需要の増大したフレキ
シブルレジン板を利用するため、バインダーとして熱０
Ｔ塑性レジンを用いる導電塗料の研究を重ね、実用に供
し得るものを開発した。

（３）その結果印刷法によるフレキシブルジャンパー線
回路基板を安価に提供することができた。

（４）該基板は電気的特性も優れており、特に従来最大
の欠点とされた繰り返し曲げ試験にも充分耐え得るもの
である。

（５）本願発明に基づく基板の製造方法は簡便であるか
ら小企業でも充分実施し得るものであり、価格も低廉で
ある。

（６）なお、本発明は表面の電気回路網がＣ１Ｌ箔をエ
ツテングして形成された電気回路基板を対象としたので
あるが、該回路網が導電塗料で印刷形成された場合であ
っても、その裏面に用いるジャンパー線には本発明によ
る技術はそのまま適用することができる。またジャンパ
ー線に限定することなく、一般のフレキシブルレジン板
を用いた印刷による導電回路網基板の場合にも利用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレジン板を用いたフレキシブルジャンバー線回
路基板の供試サンプルの平面図、第２図、（α）図は曲
げ試験の方法を示す図面、同（ｂ）図は曲げ角度の説明
図、 第６図は曲げ試験時の抵抗変化率を示すグラフ、第４図
は繰シ返し曲げ試験後の抵抗変化率を示すグラフ、 第５図は耐湿特性を示すグラフ、 第６図は耐熱放置特性を示すグラフ、 第７図は耐熱負荷寿命特注を示すグラフである。 図において １・・・７レキシプルレジン板 ２８．２２・・・印刷ジャンパー線　　である。 第１図 第２図 （ａ） 曲率半径ｒ（ｍｍ）− 第４図 第５図 時間　（Ｈｒ） 時間　（Ｈｒ） 時間　（Ｈｒ）−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．７レキシブルレジン板の上に、ポリエステル系レジ
   ン又はスチレンラバーを適当な溶剤に溶解した塗料中に
   導電性微粉末として粒度（１〜７）μｍの鱗片状のＡ（
   ７粉を懸濁した導電塗料を用いて、印刷法によシ印刷し
   たジャンパー線回路網を有することを特徴とする、フレ
   キシブル印刷ジャンパー巌回路基板の製造方法。 ２、前記導酸性倣粉末として粒度（１〜７）μｍの鱗片
   状Ａ１７紛に粒度１μｍ以下のｈｇ粉を、前記鱗片ｉ　
   Ａｇ粉に対し重量比１０％以下の割合で混合したものを
   用いることを特徴とする特許請求の範囲′ｉ４１項記載
   のフレキシブル印刷ジャンパー線回路基板の製造方法。