KR101038033B1 - 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법 - Google Patents

배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 융점이 높아 전기 저항값이 높은 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트를 사용하여 배선 패턴을 기판에 인쇄하여도, 양호한 도전성을 갖는 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판(11) 상에 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트로써 배선 패턴을 기판 인쇄한 후에, 소정의 조건으로 가열하면서 가압하면, 배선 패턴의 도전성 페이스트 내에 분산되어 있던 금속 분말의 입자의 밀도가 향상되기 때문에, 배선 기판(10A)의 배선 패턴(12a)의 도전성 페이스트의 비저항률이 낮아져서 도전 효율이 향상된다. 이 배선 기판(10A)은 미세 배선 패턴을 갖는 배선 기판이나 고속 전송 케이블에 적용할 수 있다.

Description

배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법{CIRCUIT BOARD, METHOD OF FORMING WIRING PATTERN, AND METHOD OF MANUFACTURING CIRCUIT BOARD}
본 발명은 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 은 페이스트를 이용하여 배선 패턴을 기판에 인쇄한 배선 기판, 이 배선 패턴 형성 방법 및 이 배선 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 배선 패턴을 기판에 인쇄하여 배선 기판을 형성하기 위한 도전성 페이스트로서, 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트가 사용되어 왔다. 도전성 페이스트는 금속 분말과 접착성 수지를 혼합하여 구성되지만, 금속 분말로서 은 분말이 다용되어 왔다.
구체적으로는, 8㎛∼15㎛ 정도의 은 분말을 60 중량 퍼센트 정도 첨가한 도전성 페이스트가 널리 이용되고 있고, 비저항률이 20μΩ·㎝∼40 μΩ·㎝ 정도이다. 또한, 카본 페이스트는 비저항률이 30,000μΩ·㎝∼100,000 μΩ·㎝ 정도이다. 용도로서는, 전기 저항이 높아도 사용이 가능한, 내열성이 낮은 전자부품의 실장, 키보드, 터치 패널 등의 PET(Polyethylene Terephthalate) 멤브레인 기판의 배선 패턴 재료 등에 이용되고 있었다.
그러나, 은은 수분의 영향에 의해 마이그레이션(migration)이 발생한다. 이 때문에, 예컨대, 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이, 은 분말과 접착성 수지를 혼합하여 구성되는 도전성 페이스트를 사용하여 기판에 인쇄된 배선 패턴의 표면을, 카본을 주체로 하는 카본 페이스트로 피복하는 구조를 취함으로써, 은의 마이그레이션의 성장을 억지하는 배선 기판이 제안되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에는, 금속 분말과 접착성 수지를 혼합하여 구성되는 도전성 페이스트를 사용하여 기판에 인쇄된 배선 패턴을 갖는 배선 기판을, 슬라이드 스위치의 스위치 기판에 적용하는 경우에, 기판에 인쇄된 배선 패턴을 가압 열처리함으로써 평활화하는 배선 회로 기판이 개시되어 있다. 이 평활화에 의해 슬라이드 스위치의 접합 부분의 마찰을 억지하여, 접합 부분에 있어서의 노이즈 발생을 방지할 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-109311호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평성 제7-45159호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 1로 대표되는 종래 기술에서는, 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 은은 융점이 높아 용이하게 용해되지 않기 때문에, 은 입자끼리가 점 접촉하는 형태로 전기적 도통을 확보하고 있어, 전기 저항이 크다. 또한, 은의 마이그레이션의 성장 억제나 배선 패턴의 박리 억지를 목적으로 하여 카본 페이스트에 관해서도 마찬가지로 배선 저항이 크다. 예컨대, 커넥터 삽입부의 보호를 목적으로 하여 카본 페이스트를 도포한 경우에는, 이 커넥터 삽입부의 전기 저항이 더욱 커진다. 그 때문에, 은 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트는 작은 전기 저항인 것을 필요로 하는 제품의 배선 패턴(예컨대, 미세 배선 패턴이나 고속 신호용 배선 패턴)에는 부적합하였다.
또한, 상기 특허 문헌 2로 대표되는 종래 기술이라도, 금속 분말에, 은 등의 융점이 높아 전기 저항값이 높은 금속을 채용한 경우에는, 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트는 작은 전기 저항을 필요로 하는 제품의 배선 패턴에는 부적합하다.
본 발명은 상기 문제점(과제)을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 융점이 높아 전기 저항값이 높은 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트를 사용하여 배선 패턴을 기판에 인쇄하여도, 양호한 도전성을 갖는 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 금속 분말 및 수지로 구성되는 도전성 페이스트가 인쇄되고, 상기 도전성 페이스트가 가열 처리 및 가압 처리됨으로써 형성된 배선 패턴을 구비하는 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 배선 기판의 배선 패턴은 양호한 도전성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제1 도전성 페이스트가 인쇄되고, 상기 제1 도전성 페이스트 위에 카본 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제2 도전성 페이스트가 더 인쇄되며, 상기 제1 및 제2 도전성 페이스트가 가열 처리 및 가압 처리됨으로써 형성된 배선 패턴을 구비하는 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 제1 도전성 페이스트 및 제2 도전성 페이스트에 의한 배선 패턴이 모두 양호한 도전성을 갖고, 제2 도전성 페이스트에 의해 제1 도전성 페이스트를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 발명의 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 금속 분말은 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도전성 페이스트의 금속 분말로서 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물을 사용하여도 배선 기판의 배선 패턴이 양호한 도전성을 갖는다.
또한, 본 발명은, 상기 발명의 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기 판의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 도전성 페이스트의 막 두께는 상기 제1 도전성 페이스트의 막 두께보다도 얇은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1 도전성 페이스트 및 제2 도전성 페이스트에 의해 인쇄된 배선 기판의 배선 패턴 전체의 전기 저항값을 낮게 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 발명의 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 가압 처리는 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도전성이 양호한 배선 패턴을 갖는 배선 기판을, 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 발명의 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 롤 프레스 프로세스 처리는 롤 표면에 경면 가공을 행한 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가압 처리했을 때에, 배선 기판의 배선 패턴이 박리되어 롤 표면에의 압착이나 눌어붙음 등의 제조상의 문제점을 방지하고, 배선 기판의 제조 수율을 향상시켜 배선 기판을 고속으로 또한 효율적으로, 저비용으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 융점이 높아 전기 저항값이 높은 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트를 사용하여 배선 패턴을 기판에 인쇄하여도, 양호한 도전성을 갖는 배선 기판을 제조할 수 있게 된다고 하는 효과를 발휘한다.
이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 배선 기판, 배선 패턴 형성 방법 및 배선 기판의 제조 방법에 관한 실시예를 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시예에서는, 도전성 페이스트를 구성하는 금속 분말 및 열가소성 수지를, 각각 은 분말 및 폴리에스테르로 한다. 그러나, 금속 분말은 은 분말에 한정되지 않고, 코발트 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물이어도 좋다. 나아가서는, 융점이 높아 전기 저항값이 높은 금속이라면, 어느 쪽의 금속 분말이어도 본 발명은 적용 가능하다.
이하의 실시예에서 사용하는 구체적인 재료는 도전성 페이스트가 가부시키가이샤 아사히카가꾸겐큐쇼의 LS-415C-CK(구성 재료: 은 필러, 폴리에스테르), 카본 페이스트가 후지쿠라카세이 가부시키가이샤의 FC-435(구성 재료: 카본 필러, 폴리에스테르), 기판의 필름이 도레이 가부시키가이샤의 루미러(Lumirror)(구성 재료: 폴리에틸렌테레프탈레이트)이다. 즉, 이하의 실시예에서 도시되는 배선 기판은 기판, 도전성 페이스트, 카본 페이스트가 모두 가요성을 갖기 때문에, 마찬가지로 가요성을 갖는 배선 기판이 된다.
종래에는 5㎛∼30 ㎛ 정도의 은 분말을 60 중량 퍼센트 정도 첨가한 도전성 페이스트가 널리 이용되고 있었다. 그러나, 비저항률이 20μΩ·㎝∼40 μΩ·㎝로 높기 때문에, 이러한 도전성 페이스트는 큰 전기 저항이라도 허용되는 전자기기의 배선 소재로서 다용되고 있다.
그러나, 이러한 도전성 페이스트는 비저항률이 1.67 μΩ·㎝의 구리나 10 μΩ·㎝의 땜납에 비하여, 미세 배선 패턴, 고속 신호용 배선 패턴에 사용하는 것이 불가능하였다.
또한, 비저항률을 개선하기 위해서, 은 분말의 첨가량을 증가시키면, 도전성 페이스트의 페이스트 성능이 떨어지기 때문에, 디스펜서나 스크린 인쇄에 의한 도포 공정에 지장을 초래한다.
최근, 은 분말의 크기를 나노 레벨로 함으로써 은 입자 끼리를 금속 결합시켜, 비저항률을 저감시키는 기술도 출현하고 있지만, 형성 피막이 단단하여 플렉서블 기판에의 적용이 곤란하며, 비저항도 고속 신호용 배선 패턴을 만족시킬 수 있는 레벨이 아니다.
본 발명은 은 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 인쇄하고, 가열 및 가압함으로써 양호한 도전성을 갖는 도전성 페이스트 배선 패턴을 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어졌다.
또한, 가열 및 가압에는 진공 프레스 또는 롤 프레스가 이용되지만, 진공 프레스는 배치 처리이기 때문에, 양산성이 부족하다. 한편, 롤 프레스에서는, 도전성 페이스트가 가열 및 가압시에 롤에 눌어붙는 현상이 발생하고 있었다.
그래서, 본 발명에서는, 가열 및 가압에 이용되는 롤 표면을 개질함으로써 롤에 눌어붙는 것을 없애어 양호한 가열 및 가압 프레스를 고속으로 행하는 것을 가능하게 하였다.
[실시예]
우선, 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하 고, 가열 및 가압하는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 인쇄 구조체인 배선 기판에 대해서 설명한다. 도 1a은 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄한 후의 배선 기판의 단면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 배선 기판(10A)은 기판(11) 상에 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트로써 H1의 높이로 배선 패턴(12)이 기판 인쇄되어 있다.
이 배선 패턴(12)의 기판 인쇄는 1인치 중 250 메쉬, 내용제성이 높은 유제를 사용하는 인쇄 스크린판을 사용한 스크린 인쇄이다. 또한, 도전성 페이스트에 의한 인쇄 패턴은 패턴 길이가 10 ㎝, 패턴 폭이 300 ㎛이다.
이 배선 기판(10A)을, 도시하는 화살표의 방향으로 가열하면서 가압한다. 가열 조건은 도 6의 롤 프레스 가열 온도 프로파일을 나타내는 도면에 도시한 바와 같은 것이다. 우선, 가열 온도가 순간적으로 상온에서 170℃에 도달할 때까지 가열한다. 170℃의 가열을 0.12초간 계속한 후에, 가열 온도가 선형으로 170℃에서 상온에 도달할 때까지 냉각한다. 또한, 가압은 전술한 가열과 동시에, 50 ㎝당 100 ㎏의 선압(線壓)으로 행한다. 롤 프레스에 의한 배선 기판(10A)의 반송 속도는, 예컨대 매분 1 m의 속도이다.
또한, 가열 온도는 170℃ 이상 200℃ 이하 정도라도 좋다. 또한, 가열 온도를 130℃ 정도로 억제하는 대신에, 가압을 50 ㎝당 선압을 130 ㎏으로 하여 행하는 것으로 하여도 좋다.
또한, 가압 조건은 롤 프레스에 의한 롤 프레스 처리이다. 이 롤 프레스의 롤 표면은 하드 크롬에 의해 경면 가공되어 있다. 따라서, 가열 및 가압에 의해 도전성 페이스트가 롤 표면에 눌어 붙거나 압착되거나 하는 문제를 방지할 수 있게 되고, 가열 및 가압 처리의 고속화를 도모하여, 배선 기판의 수율을 향상시켜 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 가압은 롤 프레스에 한정되지 않고, 진공 프레스나 수평 방향 또는 수직 방향의 프레스로 행하는 것으로 하여도 좋다. 또한, 롤 프레스의 롤 표면은 내열성수지에 의한 코팅 가공에 의한 것이어도 좋다.
가압이 진공 프레스인 경우는, 다음 가열 조건에 따른다. 가열 조건은 도 7의 진공 프레스 가열 온도 프로파일을 나타내는 도면에 도시한 바와 같은 것이다. 우선, 24.5분간에 걸쳐 가열 온도가 선형으로 상온에서 170℃에 도달할 때까지 가열한다. 그리고, 1분간에 걸쳐 170℃를 유지하는 가열을 행한 후에, 24.5분간에 걸쳐 가열 온도가 선형으로 170℃에서 상온에 도달할 때까지 냉각한다. 또한, 가압은 가열과 동시에 약 10 MPa의 압력 설정으로 행한다.
이 가열 및 가압이 종료되면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트에 의해 기판 인쇄되어 있던 배선 패턴(12)이 H2의 높이의 배선 패턴(12a)이 된다(단, H2＜H1).
이와 같이 배선 패턴(12)을 가열 및 가압함으로써, 배선 패턴(12)의 도전성 페이스트 내에 분산되어 있던 금속 분말의 입자의 밀도가 향상되기 때문에, 배선 패턴(12)의 도전성 페이스트의 비저항률이 낮아져서, 도전 효율이 향상된다.
이 롤 프레스에 의한 도전 효율의 향상에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 배선 기판의 도전성의 평가 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 이 평가에서는, 배선 기판(10A)의 전기 저항 측정 단자부에 테스터(HIOKI3540 mΩHi TESTER, 히오키덴키 제조)의 프로브를 대어, 도전 저항값을 계측하였다.
동 도면에 도시된 바와 같이, 배선 기판(10A)의 샘플 No.1, 샘플 No.2, 샘플 No.3은 롤 프레스 이전의 저항값이 각각 4.70 Ω, 7.10 Ω, 7.40 Ω(이들의 평균은 6.40 Ω)이었던 것이, 롤 프레스 후에 각각 1.24 Ω, 1.65 Ω, 1.68 Ω(이들의 평균은 1.52 Ω)으로 도전 저항값이 작아지고 있다. 이와 같이, 모든 샘플에서 도전 저항값이 작아지고, 도전 효율의 현저한 개선이 확인되었다. 이와 같이, 도전 효율이 현저히 개선되기 때문에, 배선 기판(10A)은 미세 패턴 회로나 고속 신호 전송용 케이블로의 적용이 가능하다.
다음에, 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하고, 그 위에서 카본 분말을 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄한 후, 이들을 가열 및 가압하는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 인쇄 구조체인 배선 기판에 대해서 설명한다. 도 2a은 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하고, 그 위에서 카본 분말을 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄한 후의 배선 기판의 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 배선 기판(10B)은 기판(11) 상에 금속 분말과 열 가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트로써 H1의 높이로 배선 패턴(12)이 기판 인쇄되어 있다. 이 기판 인쇄의 조건은 도 1a에 도시한 것과 동일하다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 배선 기판(10B)은 막 두께(h1)의 기판(11) 상에 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트로써 H1(수∼수십 ㎛)의 높이로 배선 패턴(12)이 기판 인쇄되어 있다.
또한, 기판 인쇄된 각 배선 패턴(12) 각각의 위에서, 카본 분말을 혼합한 h2(수 ㎛∼수십 ㎛)의 막 두께의 카본 함유 도전성 페이스트(13)를, 기판(11)과 이 카본 함유 도전성 페이스트(13)로 각 배선 패턴(12) 전체를 사이에 끼우도록 기판 인쇄한다. 단, h2＜H1이다.
이 상태로부터, 도 1a에서 설명한 것과 동일한 가열 조건 및 가압 조건으로 도 2a에 도시된 화살표의 방향으로 가열 및 가압을 행한다. 이 가열 및 가압이 종료되면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트에 의해 기판 인쇄되어 있던 배선 패턴(12)이, H2의 높이의 배선 패턴(12a)이 되고(단, H2＜H1), 카본 함유 도전성 페이스트(13)가 막 두께(h2')(단, h2'＜h2)의 카본 함유 도전성 페이스트(13a)가 되어, 각 배선 패턴(12a) 각각을 기판(11)과 함께 완전히 피복하게 된다. 또한, 이 때, h2'＜H2로 되어 있다.
이와 같이 배선 패턴(12) 및 카본 함유 도전성 페이스트(13)를 가열 및 가압함으로써, 배선 패턴(12)의 도전성 페이스트 내에 분산되어 있던 금속 분말의 입자 밀도가 향상되기 때문에, 배선 패턴(12)의 도전성 페이스트의 비저항률이 낮아져서 도전 효율이 향상된다. 또한, 배선 패턴(12a)이 카본 함유 도전성 페이스트(13a)에 의해 피복되기 때문에, 배선 패턴(12)의 도전성 페이스트 내의 금속 분말의 마이그레이션을 방지하고, 배선 패턴(12a)을 보호한다. 이 보호에 의해, 배선 패턴(12a)이 미세 패턴이어도, 배선 기판(B)의 변형에 의해 배선 패턴(12a)이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배선 기판(10B) 자체의 변형이나 파손에 대한 내성 및 강도를 향상시킨다.
이 배선 패턴(12) 및 카본 함유 도전성 페이스트(13)를 각각 H1 및 h2의 막 두께로 기판 인쇄함에 따른 도전 효율에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 카본 함유 도전성 페이스트의 막 두께와 배선 기판(10B)의 저항값을 나타낸 도면이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 은 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트에 의한 배선 패턴(12)의 저항값이 3 Ω 정도인 막 두께에 대하여, 카본 함유 도전성 페이스트(13)의 막 두께가 12 ㎛인 경우에는, 배선 기판(10B) 전체의 저항값은 19 Ω 정도로 되어 있다. 마찬가지로, 카본 함유 도전성 페이스트(13)의 막 두께가 6 ㎛인 경우에는, 배선 기판(10B) 전체의 저항값은 11 Ω 정도, 카본 함유 도전성 페이스트(13)의 막 두께가 3 ㎛인 경우에는, 배선 기판(10B) 전체의 저항값은 7 Ω 정도, 카본 함유 도전성 페이스트(13)의 막 두께가 2 ㎛인 경우에는, 배선 기판(10B) 전체의 저항값은 6 Ω 정도, 카본 함유 도전성 페이스트(13)의 막 두께 가 1 ㎛인 경우에는, 배선 기판(10B) 전체의 저항값은 4 Ω 정도로, 카본 함유 도전성 페이스트(13)의 막 두께가, 배선 패턴(12)의 막 두께에 비하여 작을수록 배선 기판(10B) 전체의 저항값은 작아진다고 하는 결과를 얻을 수 있었다.
이상의 배선 기판(10A) 및 배선 기판(10B) 사용예는 도 3에 도시된 바와 같아진다. 배선 기판(10)을, 그 단부(端部)를 배선 기판(10B)의 형태로 하고, 그 이외의 것을 배선 기판(10A)의 형태로 하도록 제조하면, 단부는 배선 기판(10B)에 의해 강도가 보강되기 때문에, 이 단부의 커넥터로의 삽입이 용이해진다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 배선 기판(10B)에 있어서, 배선 패턴(12a)이 기판 인쇄되어 있는 기판(11)의 반대측 면에는 보강판(14)이 접합된다.
배선 기판(10B)은 배선 기판(10A)과 마찬가지로 도전 효율이 현저히 개선되고 있기 때문에, 배선 기판(10A)은 미세 패턴 회로나 고속 신호 전송용 케이블로의 적용이 가능하다. 예컨대, 배선 기판(10)은 USB(Universal Serial Bus) 규격의 데이터 전송용 인터페이스에서 컴퓨터 장치의 메인 기판과 주변기기를 접속하는 케이블로서 사용 가능하고, 예컨대 USB 2.0의 고속 데이터 전송에 적합하다.
다음에, 전술한 롤 프레스 처리에서 사용하는 롤 프레스 장치의 개략 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 롤 프레스 장치(100)의 개략 구성을 도시한 도면이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 롤 프레스 장치(100)는 상하의 롤(102a) 및 롤(102b)에서, 배선 기판(10)이 이형되기 전의 기판 시트(10')를 사이에 끼우고, 도면 중의 화살표의 방향으로 가열·가압하면서 순차적으로 이송한다.
롤(102a) 및 롤(102b)의 롤 표면은 하드 크롬에 의한 경면 가공 또는 내열성 수지에 의한 코팅 가공이 행해지고 있다. 이들 롤(102a) 및 롤(102b)은 각각 가압 실린더(103a) 및 가압 실린더(103b)에 의해 기판 시트(10')로 상하에서 압력을 조절하여 가압한다. 또한, 롤(102a) 및 롤(102b)에는 각각 가열 소자(104a) 및 가열 소자(104b)가 내장되어 있다. 이 가열 소자에 의해 롤(102a) 및 롤(102b)의 롤 표면이 각각 가열된다.
롤(102a) 및 롤(102b)은 각각 회전 구동축(105a) 및 회전 구동축(105b)의 회전 구동에 의해 회전하며, 기판 시트(10')를 도면 중의 화살표 방향으로 순차적으로 이송한다.
롤 프레스 장치(100)의 제어부(101)는 가압 제어부(101a)와, 가열 제어부(101b)와, 회전 구동 제어부(101c)를 갖는다. 가압 제어부(101a)는 가압 실린더(103a) 및 가압 실린더(103b)를 제어하여, 예컨대 50 ㎝ 당 선압 100 ㎏의 가압을 유지한다. 가열 제어부(101b)는 가열 소자(104a) 및 가열 소자(104b)를 제어하여, 예컨대 도 7에 도시된 롤 프레스 가열 온도 프로파일에 따른 기판 시트(10')로의 가열을 제어한다.
회전 구동 제어부(101c)는 회전 구동축(105a) 및 회전 구동축(105b)의 회전 구동을 제어하여, 예컨대 매분 1 m의 속도로 기판 시트(10')를 도면 중의 화살표 방향으로 반송한다.
다음에, 실시예에 따른 배선 기판 제조 순서에 대해서 설명한다. 도 5는 실시예에 따른 배선 기판 제조 순서를 나타내는 흐름도이다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 우선, 폴리에스테르 필름의 기판 시트의 건조 처리를 150℃ 분위기 속에서 2 시간 방치함으로써 행한다(단계 S101).
계속해서, 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트에 의해 실크스크린판으로써 회로 배선 패턴을 인쇄한다(단계 S102). 계속해서, 회로 배선 패턴을 인쇄한 도전성 페이스트의 건조 처리를 170℃ 분위기 속에서 30분간 방치함으로써 행한다(단계 S103).
계속해서, 예컨대 가열 온도 170℃, 50 ㎝ 당 선압 100 ㎏의 압력으로, 회로 배선 패턴이 인쇄된 배선 기판의 가열·가압 처리를 행한다(단계 S104). 계속해서, 카본 함유 도전성 페이스트에 의해 배선 기판의 지정된 커넥터 삽입부에 실크스크린판으로써 회로 배선 패턴을 인쇄한다(단계 S105).
계속해서, 지정된 커넥터 삽입부에 회로 배선 패턴이 인쇄된 카본 함유 도전성 페이스트의 건조 처리를 170℃ 분위기 속에서 30분간 방치함으로써 행한다(단계 S106).
계속해서, 도전성 페이스트 및 카본 함유 도전성 페이스트 인쇄 막 두께를 측정한다(단계 S107). 이것은, 검사 공정이다. 계속해서, 실크스크린판을 사용하여 레지스트 잉크로써, 지정된 회로 배선 절연 보호 패턴을 인쇄한다(단계 S108).
계속해서, 레지스트 잉크를 170℃ 분위기 속에서 30분간 방치함으로써 건조시키는 처리를 행한다(단계 S109). 또한, 실크스크린판을 사용하여 레지스트 잉크로써, 지정된 회로 배선 절연 보호 패턴을 인쇄하고(단계 S110), 레지스트 잉크를 170℃ 분위기 속에서 30분간 방치함으로써 건조시키는 처리를 행한다(단계 S111).
계속해서, 회로 배선 절연 보호부에, 배선 패턴 절연용 보호 시트를 접합시 킨다(단계 S112). 계속해서, 커넥터 삽입부에 보강판을 접합시킨다(단계 S113). 마지막으로 배선 기판의 이형(stripping) 처리를 행한다(단계 S114).
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재한 기술적 사상의 범위 내에서 추가로 여러 가지 상이한 실시예로 실시되어도 좋은 것이다. 또한, 실시예에 기재한 효과는 이것에 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시예에 있어서 설명한 각 처리 중, 자동적으로 행해지는 것으로서 설명한 처리의 전부 또는 일부를 수동적으로 행할 수도 있고, 또는, 수동적으로 행해지는 것으로서 설명한 처리의 전부 또는 일부를 공지의 방법에 의해 자동적으로 행할 수도 있다. 이밖에, 상기 실시예에서 도시한 처리 순서, 제어 순서, 구체적 명칭은 특기하는 경우를 제외하고 임의로 변경할 수 있다.
또한, 도시한 각 장치의 각 구성 요소는 기능 개념적인 것으로서, 반드시 물리적으로 도시한 바와 같이 구성되어 있는 것을 필요로 하는 것은 아니다. 즉, 각 장치의 분산·통합의 구체적 형태는 도시한 것에 한정되지 않고, 그 전부 또는 일부를 각종 부하나 사용 상황 등에 따라 임의의 단위로 기능적 또는 물리적으로 분산·통합하여 구성할 수 있다.
(부기 1) 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 도전성 페이스트가 인쇄되고,
상기 도전성 페이스트가 가열 처리 및 가압 처리됨으로써 형성된 배선 패턴을 구비하는 배선 기판.
(부기 2) 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제1 도전성 페이스트가 인쇄되고,
상기 제1 도전성 페이스트 위에, 카본 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제2 도전성 페이스트가 더 인쇄되며,
상기 제1 및 제2 도전성 페이스트가 가열 처리 및 가압 처리됨으로써 형성된 배선 패턴을 구비하는 배선 기판.
(부기 3) 상기 금속 분말은 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 부기 2에 기재한 배선 기판.
(부기 4) 상기 제2 도전성 페이스트의 막 두께는 상기 제1 도전성 페이스트의 막 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 부기 2 또는 부기 3에 기재한 배선 기판.
(부기 5) 상기 가압 처리는 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 4 중 어느 한 항에 기재한 배선 기판.
(부기 6) 상기 롤 프레스 프로세스 처리는 롤 표면에 경면 가공을 행한 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 부기 5에 기재한 배선 기판.
(부기 7) 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 도전성 페이스트를 기재에 인쇄하고,
상기 도전성 페이스트를 가열 처리 및 가압 처리하는 것을 특징으로 하는 배선 패턴 형성 방법.
(부기 8) 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제1 도전성 페이스트를 기 재에 인쇄하고,
상기 제1 도전성 페이스트 위에, 카본 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제2 도전성 페이스트를 더 인쇄하며,
상기 제1 및 제2 도전성 페이스트를 가열 처리 및 가압 처리하는 것을 특징으로 하는 배선 패턴 형성 방법.
(부기 9) 상기 금속 분말은 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부기 7 또는 부기 8에 기재한 배선 패턴 형성 방법.
(부기 10) 상기 제2 도전성 페이스트의 막 두께는 상기 제1 도전성 페이스트의 막 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 부기 8 또는 부기 9에 기재한 배선 패턴 형성 방법.
(부기 11) 상기 가압 처리는 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 부기 7 내지 부기 10 중 어느 한 항에 기재한 배선 패턴 형성 방법.
(부기 12) 상기 롤 프레스 프로세스 처리는 롤 표면에 경면 가공을 행한 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 부기 11에 기재한 배선 패턴 형성 방법.
(부기 13) 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 도전성 페이스트를 기재에 인쇄하고,
상기 도전성 페이스트를 가열 처리 및 가압 처리하는 것을 특징으로 하는 배선 기판의 제조 방법.
(부기 14) 금속 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제1 도전성 페이스트를 기재에 인쇄하고,
상기 제1 도전성 페이스트 위에, 카본 분말 및 열가소성 수지로 구성되는 제2 도전성 페이스트를 더 인쇄하며,
상기 제1 및 제2 도전성 페이스트를 가열 처리 및 가압 처리하는 것을 특징으로 하는 배선 기판의 제조 방법.
(부기 15) 상기 금속 분말은 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부기 13 또는 부기 14에 기재한 배선 기판의 제조 방법.
(부기 16) 상기 제2 도전성 페이스트의 막 두께는 상기 제1 도전성 페이스트의 막 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 부기 14 또는 부기 15에 기재한 배선 기판의 제조 방법.
(부기 17) 상기 가압 처리는 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 부기 13 내지 부기 16 중 어느 한 항에 기재한 배선 기판의 제조 방법.
(부기 18) 상기 롤 프레스 프로세스 처리는 롤 표면에 경면 가공을 행한 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 부기 17에 기재한 배선 기판의 제조 방법.
(산업상이용가능성)
본 발명은 융점이 높아 전기 저항값이 높은 금속 분말과 수지로 구성되는 도전성 페이스트를 사용하여 배선 패턴을 기판에 인쇄하여 제조하는 배선 기판의 도전성을 개선하고자 하는 경우에 유용하다.
도 1a는 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄한 후의 배선 기판의 단면도.
도 1b는 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하여 가열·가압한 후의 배선 기판의 단면도.
도 2a는 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하고, 그 위에서 카본 분말을 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄한 후의 배선 기판의 단면도.
도 2b는 금속 분말과 열가소성 수지를 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하고, 그 위에서 카본 분말을 혼합한 도전성 페이스트를 기판 인쇄하여 가열·가압한 후의 배선 기판의 단면도.
도 3은 배선 기판의 사용예를 도시한 도면.
도 4는 롤 프레스 장치의 개략 구성을 도시한 도면.
도 5는 실시예에 따른 배선 기판 제조 순서를 도시한 흐름도.
도 6은 롤 프레스 가열 온도 프로파일을 도시한 도면.
도 7은 진공 프레스 가열 온도 프로파일을 도시한 도면.
도 8은 배선 기판의 도전성 평가 결과를 도시한 도면.
도 9는 카본 함유 도전성 페이스트의 막 두께와 배선 기판의 저항값을 도시한 도면.
〈부호의 설명〉
10 : 배선 기판 10' : 기판 시트
10A : 배선 기판 10B : 배선 기판
11 : 기판 12, 12a : 배선 패턴
13, 13a : 카본 함유 도전성 페이스트
14 : 보강판 100 : 롤 프레스 장치
101 : 제어부 101a : 가압 제어부
101b : 가열 제어부 101c : 회전 구동 제어부
102a, 102b : 롤 103a, 103b : 가압 실린더
104a, 104b : 가열 소자 105a, 105b : 회전 구동축

Claims (12)

  1. 금속 분말 및 열가소성 수지를 포함하는 도전성 페이스트가 기재상에 인쇄되어 형성된 배선 패턴을 포함하는 배선 기판으로서,
    상기 도전성 페이스트 위에, 카본 분말 및 열가소성 수지를 포함하는 제2 도전성 페이스트가 인쇄되어 있고,
    상기 도전성 페이스트 및 상기 제2 도전성 페이스트를 일괄하여 가열 처리 및 가압 처리하는 것에 의해 상기 도전성 페이스트 내에 상기 금속 분말이 응집되어 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속 분말은 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 도전성 페이스트의 막 두께는 상기 도전성 페이스트의 막 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  5. 금속 분말 및 열가소성 수지를 포함하는 도전성 페이스트를 기재상에 인쇄하는 공정과,
    상기 도전성 페이스트 위에, 카본 분말 및 열가소성 수지를 포함하는 제2 도전성 페이스트를 인쇄하는 공정과,
    상기 도전성 페이스트 및 상기 제2 도전성 페이스트를 일괄하여 가열 처리 및 가압 처리하여 상기 도전성 페이스트 내에 상기 금속 분말을 응집시키는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 패턴 형성 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 금속 분말은 은 분말 또는 은 분말과 코발트 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 배선 패턴 형성 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2 도전성 페이스트의 막 두께는 상기 도전성 페이스트의 막 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 배선 패턴 형성 방법.
  9. 금속 분말 및 열가소성 수지를 포함하는 도전성 페이스트를 기재상에 인쇄하는 공정과,
    상기 도전성 페이스트 위에, 카본 분말 및 열가소성 수지를 포함하는 제2 도전성 페이스트를 인쇄하는 공정과,
    상기 도전성 페이스트 및 상기 제2 도전성 페이스트를 일괄하여 가열 처리 및 가압 처리하여 상기 도전성 페이스트 내에 상기 금속 분말을 응집시키는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선 기판의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제5항에 있어서, 상기 가압 처리는, 롤 표면에 경면 가공을 실시한 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 배선 패턴의 형성 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 가압 처리는, 롤 표면에 경면 가공을 실시한 롤 프레스 프로세스 처리인 것을 특징으로 하는 배선 기판의 제조 방법.
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