KR20040090706A

KR20040090706A - 배선 기재 및 그것을 구비한 전기기기 및 스위치 장치

Info

Publication number: KR20040090706A
Application number: KR1020040024828A
Authority: KR
Inventors: 와따나베야스시
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2004-10-26
Also published as: TWI238684B; JP2004319881A; KR100622330B1; TW200526097A; CN1538798A

Abstract

(과제) 탈수 축합에 의해 제조되는 기재에 배선이나 그 접속 단자가 노출되어 형성된 구조에 있어서, 고온 고습 환경하에서 통전되더라도 노출된 배선이나 접속 단자가 박리되는 일이 없고, 접속 불량이 발생되지 않는 구조의 배선 기재와 이것을 구비한 전기기기 및 스위치 장치의 제공을 목적으로 한다.

(해결수단) 탈수 축합에 의해 합성된 고분자 수지로 이루어지는 기재 본체 (7) 에 배선 (8) 이 형성되어 이루어지고, 그 기재 본체 (7) 의 적어도 일부에 그 배선 (8) 의 접속 단자 (9) 가 노출 상태로 형성되고, 접속 단자 (9) 의 적어도 노출 상태로 된 부분 (9c) 은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되며, 그 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 기재 (2).

Description

배선 기재 및 그것을 구비한 전기기기 및 스위치 장치 {PATCH BOARD, AND ELECTRIC DEVICE AND SWITCH DEVICE INCLUDING THE SAME RESPECTIVELY}

본 발명은, 수지제의 기판 등과 같은 기재(基材)에 배선이 형성된 배선 기재로서, 특히 수분을 갖는 환경하에 있어서 장시간 사용하더라도 배선 부분이나 단자 부분이 베이스의 수지로부터 박리되는 현상이 일어나지 않도록 한 기술에 관한 것이다.

전자기기의 소형화 및 경량화에 맞춰 전자기기에 탑재되어 있는 각종 프린트배선 기판 또는 플렉시블 프린트 배선 기판도 소형화 및 경량화가 진행되고 있다. 이들 배선 기판이 소형화됨에 따라서, 배선 기판의 단자 부분의 소형화도 진행되고 있어, 단자부 배선 피치가 0.5㎜ 정도인 협소 피치의 것도 사용되고 있다. 이러한 배경에서 종래에 접속 단자의 고밀도화를 목적으로 하여, 단자 피치 간격을 어긋나게 하여 고밀도화한 구조의 제안 등이 이루어져 있다 (특허문헌 1 참조).

(특허문헌 1)

일본 공개특허공보 평6-13154호

이러한 배경에서 본 발명자들은 협소한 구조의 단자부를 갖는 배선 기판의 연구 개발을 진행시키고 있지만, 협소한 구조의 배선 기판 시료를 다수 제조하고, 이것들을 내(耐)환경 시험 장치에 수용하여 온도 60℃, 습도 90% 의 분위기로 하고, 직류 전압 3.2V 를 인가하여 수백 시간 통전시킨 채로 방치하는 내환경 가속 시험을 실시한 결과, 250 시간 정도의 시험 시간에서는 특별히 문제가 생기지 않지만, 250 시간을 초과하여 500 시간 정도 이상의 내환경 가속 시험을 속행한 결과, 협소 피치 구조로 한 배선 기판의 접속 단자 부분에 있어서 접속 부분의 접촉 저항이 증가되기 시작하여, 시료에 따라서는 접속 불량을 일으키는 것이 있음을 알아내었다.

이 내환경 가속 시험에 제공된 배선 기판 시료는, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 제의 가늘고 긴 플렉시블 배선 기판에 스크린 인쇄법에 의해 은 페이스트제의 선형 배선을 복수 도포 형성하고, 배선 기판의 단부에 0.5㎜ 정도의 협소 피치로 접속 단자를 형성함과 동시에, 접속 단자 이외의 부분은 레지스트 재료를 도포하여 보호층을 형성하여 이루어지고, 접속 단자 부분에 있어서는 보호층을 제거하여 은제의 접속 단자와 기판 단부 표면을 노출시킨 구조의 배선 기판이다.

상기한 내환경 가속 시험 결과에 근거하여, 본 발명자들이 접속 불량을 일으킨 원인을 분석한 결과, 접속 단자 부분에 있어서 특히 음극측의 접속 단자의 베이스가 되는 PET 제의 기판 표면 부분으로부터 접속 단자가 박리되어, 접속 단자가 기판 표면으로부터 부상(浮上)되어 있음을 확인할 수 있었다. 이 박리 현상은 다음에 설명하는 원인에 의한 것으로 이해할 수 있다.

고온 고습의 내환경 가속 시험 분위기에 있어서는 다량의 수분이 접속 단자부의 주위에 존재한다. 고온 고습 환경하에 있어서 다량의 수분이 존재하고, 또 노출된 접속 단자 부분에 인가 전압 수V∼최대 5V 정도로 장시간 통전되어 있으면, 단자 부분 주위의 물을 전기 분해하고 있는 것으로 되어, 접속 단자 부분의 양극측에서는 수소가 발생하고 음극측에서는 수산기가 발생한다. 따라서 음극측의 접속 단자 주위는 수산기에 의해 알칼리성으로 되기 쉽고, 이것에 의해 PET 제의 기판 표층 부분이 가수 분해되어 용해되어, 결과적으로 접속 단자의 베이스로 되어 있는 부분이 접속 단자와 함께 박리되어 버리는 것으로 생각된다.

본 발명자가 내환경 가속 시험 중에 배선 기판 시료의 음극측 접속 단자 부분의 수분의 pH 테스트를 실시한 결과, pH 가 13∼14 까지도 되어 있는 시료가 보였다.

그런데 PET 는 일반적으로 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 탈수 축합 (脫水縮合)하는 것에 의해 제조되고 있기 때문에 가수 분해될 가능성이 있는 것으로 생각되며, 이 가수 분해 반응은, 특히 알칼리 환경하에 있어서 고온에서 촉진되는 것으로 생각된다.

또한, PET 제의 플렉시블 기판에 한정되지 않고, 페놀 수지제의 기판, 또는 폴리이미드제의 기판에 있어서, 또는 그 밖에 탈수 축합에 의해 제조되는 각종 기판에 있어서도 고온 고습의 환경하에 있어서 동일한 현상이 일어나는 것으로 생각된다.

본 발명은 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 탈수 축합에 의해 제조되는 기재에 배선이나 그 접속 단자를 노출시켜 형성한 구조에 있어서, 고온 고습 환경하에서 통전되더라도 노출된 배선이나 접속 단자가 박리되지 않고, 접속 불량을 일으키지 않는 구조의 배선 기재와 그것을 구비한 전기기기 및 스위치 장치의 제공을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 배선 기재를 구비한 스위치 장치의 평면도이다.

도 2 는 상기 배선 기재의 요부 단면도이다

도 3 은 상기 배선 기재를 구비한 스위치 장치가 형성되는 전기기기의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 4 는 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 배선 기재의 사시도이다.

도 5 는 동 제 2 실시형태의 배선 기재의 요부 단면도이다.

도 6 은 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 배선 기재를 구비한 센서의 평면도이다.

도 7 은 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 배선 기재를 구비한 스위치 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 8 은 도전성 입자의 첨가량 (체적%) 과 비저항의 관계를 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

A, 30: 스위치 장치

B: 전기기기

1: 스위치 본체부

2: 플렉시블 프린트 기판 (가요성의 배선 기재)

7, 16: 기판 본체 (기재 본체)

8, 15: 배선

8a, 15a: 선단부

9, 17: 접속 단자

9a: 기단부

9b: 중앙부

9c: 선단부

10: 보호층

20: 센서 (전기기기)

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해, 탈수 축합에 의해서 합성된 고분자 수지로 이루어지는 기재 본체에 배선이 형성되어 이루어지고, 이 기재 본체의 적어도 일부에 상기 배선의 접속 단자가 노출 상태로 형성되고, 상기 접속 단자의 적어도 노출 상태로 된 부분은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되며, 이 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어진 것임을 특징으로 한다.

탈수 축합에 의해서 합성된 고분자 수지로 이루어지는 기재 본체에 배선이형성되어 이루어지는 구조의 배선 기재에 있어서는, 고온 고습의 환경하에서 통전되면, 음극측에서 환경 분위기 중의 물의 전기 분해에 의해 수산기가 발생하여 알칼리 환경으로 되기 쉽지만, 본 발명의 배선 기재에 있어서는 상기 배선에 형성된 접속 단자의 노출 상태로 된 부분 (접속 단자의 노출 부분이라고 부르기도 한다) 이 상기와 같은 내수성을 갖는 도전성 페이스트 (내수성 도전 페이스트라고 부르기도 한다) 로 형성되어 있기 때문에, 접속 단자의 노출 부분이 가수 분해되는 일이 없다. 또한 기재 본체에서 접속 단자의 노출 부분과 접속되어 있는 부분 (기재 본체의 접속 단자와의 접속 부분이라고 부르기도 한다) 은 상기 내수성 도전 페이스트에 의해 피복되게 되므로, 상기 기재 본체의 접속 단자와의 접속 부분이 가수 분해되는 것도 방지할 수 있다. 따라서 고온 고습 환경하에서 장시간 통전되더라도 노출 상태의 접속 단자가 기재 본체로부터 박리되거나 분리되는 일이 없다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해, 탈수 축합에 의해 합성된 고분자 수지로 이루어지는 기재 본체에 배선이 형성되어 이루어지고, 상기 배선에 있어서 적어도 노출 상태로 된 부분은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되며, 이 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 배선 기재에 있어서는 상기 배선의 노출 상태로 된 부분 (배선의 노출 부분) 이 상기와 같은 내수성을 갖는 도전성 페이스트 (내수성 도전 페이스트라고 부르기도 한다) 로 형성되어 있기 때문에, 배선의 노출 부분이 가수 분해되는 일이 없다. 또한 기재 본체에서 배선의 노출 부분과 접속되어 있는 부분 (기재본체의 배선과의 접속 부분이라고 부르기도 한다) 은 상기 내수성 도전 페이스트에 의해 피복되게 되므로, 상기 기재 본체의 배선과의 접속 부분이 가수 분해되는 것도 방지할 수 있다. 따라서 고온 고습 환경하에서 장시간 통전되더라도 노출 상태의 배선은 기재 본체로부터 박리되거나 분리되는 일이 없다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해, 상기 접속 단자 또는 상기 배선의 적어도 음극측의 단자 또는 배선의 형성 부분은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되고, 상기 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

물의 전기 분해는 접속 단자 또는 배선의 음극측에서 발생하고, 음극측과 그 근접 부분의 물이 분해되어 알칼리 환경으로 되기 쉽기 때문에, 적어도 음극측의 접속 단자 또는 배선을 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성하는 것이 유효하다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해, 상기 접속 단자 이외의 부분의 배선과 그 주위 부분의 기재 본체 표면이 보호층으로 피복되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

접속 단자 이외의 부분의 배선과 그 주위 부분의 기재 본체 표면이 보호층으로 피복된 구조에서는 보호층으로 피복된 부분의 배선이나 기재 본체 표면이 분해되거나 박리되는 일이 없다.

본 발명에서는 상기 기재 본체로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 페놀 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트 중 어느 하나로 이루어지는 것에 적용할 수 있다.

이들 재료로 이루어지는 기재 본체라면, 제조시에 탈수 반응을 동반하여 제조되기 때문에, 고온 고습의 알칼리 환경하에 있어서 통전에 의해 음극측에서 가수 분해 반응이 일어날 가능성이 있어, 본 발명을 적용하는 데에 유효하다.

본 발명에서는 상기 부가 중합 타입의 고분자 수지로서, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA), 폴리염화비닐 (PVC), 에폭시 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 (ABS), 알릴 수지, 푸란 수지, 멜라민 수지, 우레아 (urea) 수지 및 실리콘 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 선정할 수 있다.

상기 내수성 도전 페이스트에 사용하는 수지가 상기 부가 중합 타입의 고분자 수지이면, 가수 분해되는 일이 없고, 또한 그 내수성 도전 페이스트에 의해 기재 본체의 접속 단자와의 접속 부분 또는 기재 본체의 배선과의 접속 부분이 보호되어 있기 때문에, 기재 본체가 가수 분해되는 일도 없다. 따라서 고온 고습 환경하에서 장시간 통전되더라도 접속 단자의 노출 부분 또는 배선의 노출 부분과 기재 본체의 양쪽에 분해나 박리가 일어나지 않기 때문에, 노출 상태의 배선 또는 접속 단자가 기재 본체로부터 박리되거나, 분리되는 일이 없다.

본 발명에서는 내수성 도전 페이스트에 사용하는 도전성 입자가 Al 입자, Ag 입자, Au 입자 및 Ni 입자 중 어느 하나로 이루어지는 것을 선정할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 내수성 도전성 페이스트 중의 도전성 입자의 첨가량은 체적% 로 20% 이상 50% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25% 이상 45% 이하이다. 도전성 입자의 첨가량이 체적% 로 20% 미만이 되면 비저항이 커, 양호한 도전성을 얻을 수 없고, 50% 를 초과하면 도막이 약해진다 (무르게 된다).

또한, 본 발명에 있어서, 상기 도전성 입자의 입경은 20㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하로 하는 것이 배선이나 접속 단자의 고밀도화에 유리하다. 도전성 입자의 입경이 20㎛ 를 초과하면, 본 발명에 관한 배선이나 접속 단자를 스크린 인쇄에 의해 형성할 때, 배선 피치나 단자 피치를 0.3㎜ 보다 작게 할 수 없다.

본 발명에서는 상기 중 어느 하나에 기재된 배선 기재를 구비한 전기기기 또는 스위치 장치를 제공할 수 있고, 이러한 전기기기나 스위치 장치라면, 고온 고습의 환경하에서 통전 사용되더라도 배선 또는 접속 단자가 기판 본체로부터 박리되거나 분리를 일으키는 일이 없어, 배선 접속 부분의 접속 불량을 일으키지 않는 전기기기나 스위치 장치를 제공할 수 있다.

발명의 실시형태

도 1 은 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 배선 기판을 구비한 스위치 장치의 평면도, 도 2 는 동 스위치 장치에 있어서의 배선 기판 선단 부분의 요부 단면도이다. 또, 이하의 모든 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 각 구성 요소의 막두께나 치수의 비율 등을 적당히 다르게 하여 표시하고 있다. 또한, 본 발명이 이하의 실시형태로 한정되는 것이 아님은 물론이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 배선 기판을 구비한 스위치 장치를 나타내는 것으로, 이 실시형태의 스위치 장치 (A) 는, 스위치 본체부 (1) 와 그 스위치본체부 (1) 에 접속된 플렉시블 프린트 기판 (가요성의 배선 기재) (2) 을 구비하여 구성되어 있다.

스위치 본체부 (1) 에는 본체 기판 (3) 이 형성되고, 이 본체 기판 (3) 에는 슬라이드식의 제 1 스위치부 (5) 와 제 2 스위치부 (6) 가 형성되고, 상기 본체 기판 (3) 의 이면측에는 이들 스위치부 (5, 6) 의 스위치 회선에 접속되는 가늘고 긴 플렉시블 프린트 기판 (2) 이 형성되어 있다. 이 플렉시블 프린트 기판 (2) 은 예를 들어 도 3 에 나타내는 디지털 카메라 등의 전기기기 (B) 의 내부 전기 회로에 스위치부 (5, 6) 를 접속하기 위해, 전기기기 (B) 의 외면의 일부에 형성된 것이다.

상기 플렉시블 프린트 기판 (2) 은, 도 2 에 나타낸 바와 같이 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 제의 가늘고 긴 가요성의 기판 본체 (기재 본체) (7) 를 갖고, 상기 기판 본체 (7) 의 표면 부분에 스크린 인쇄법 등의 인쇄법에 의해 도포 형성된 복수개의 배선 (8…) 과, 기판 본체 (7) 의 폭이 좁혀진 선단부 (7a) 에 형성되고 이들 배선 (8…) 의 단부에 각각 접속된 접속 단자 (9…) 를 가지고 있다. 또 상기 배선 (8…) 과 접속 단자 (9…) 의 일부와 이들의 주위의 기판 본체 (7) 의 표면을 피복하고 레지스트 등의 내수성 재료로 이루어지는 보호층 (10) 이 형성되어 있다.

복수의 배선 (8…) 은, 기판 본체 (7) 의 선단부 (7a) 근처 부분까지 거의 등간격으로 평행하게 스크린 인쇄법 등의 도포법에 의해 형성되어 있다. 또한, 이들 배선 (8) 의 선단부 (8a) 에 각각 접속하여 올라타도록 접속 단자 (9) 가 스크린 인쇄법 등의 인쇄법에 의해 형성되어 있다. 이 구조에 있어서 접속 단자 (9) 는, 배선 (8) 의 선단부 (8a) 상에 소정 길이만큼 올라탄 기단부 (9a) 를 갖지만, 그 이외의 부분은 기재 본체 (7) 위에 직접 형성되어 있다.

또, 배선 (8) 과 그 선단부 (8a) 와 이 선단부 (8a) 상의 접속 단자 (9) 와 이 선단부 (8a) 에 가까운 부분의 접속 단자 (9) 의 중앙부 (9b) 와, 이들의 주위 부분의 기판 본체 표면을 피복하고 레지스트로 이루어지는 보호층 (10) 이 형성되어 있다. 따라서, 상기 접속 단자 (9) 의 선단부 (9c) 부분은, 상기 기판 본체 (7) 의 선단부 (7a) 의 표면측에 노출되어 있다.

기판 본체 (7) 는, 이 실시형태에서는 PET 필름으로 이루어지고, 이 PET 는 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 탈수 중합하여 제조된 것이다. 또한, 기판 본체 (7) 의 구성 재료는 PET 로 한정되지 않고, 폴리이미드, 페놀 수지 등과 같이 탈수 중합하여 제조된 수지로 이루어지는 것이어도 된다.

배선 (8) 은, 은, 금, 구리, 백금 또는 이들의 합금 등과 같은 전기 전도성이 양호한 금속 재료로 이루어지지만, 이들 중에서도 스크린 인쇄법에 의해 기판 본체 (7) 상에 용이하게 인쇄 형성이 가능한 은 페이스트 또는 은 합금 페이스트로 이루어지는 것이 바람직하게 이용된다.

접속 단자 (9) 는, 이 실시형태에서는 선단부 (9c) 의 부분이 노출 상태로 되어 있기 때문에, 배선 (8) 을 구성하는 재료보다도 내수성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 접속 단자 (9) 를 구성하는 재료로는, 내수성을 갖는 도전성 페이스트 (내수성 도전 페이스트) 가 사용된다.

상기 내수성 도전 페이스트는, 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어지는 것이다.

접속 단자 (9) 는, 배선 (8) 의 선단부 (8a) 상 및 기판 본체 (7) 의 선단부 (8a) 상에 상기 내수성 도전 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 도포하는 것에 의해 용이하게 형성할 수 있다.

상기 내수성 도전 페이스트에 사용되는 부가 중합 타입의 고분자 수지로는, PE, PP, PMMA, PVC, 에폭시 수지, 아크릴 수지, ABS, 알릴 수지, 푸란 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지 및 실리콘 수지 중에서 선택하여 사용된다. 이들 수지 중에서도 스크린 인쇄법을 사용하여 배선 (8) 상이나 기판 본체 (7) 상에 도포 형성이 용이하고, 도포 정밀도를 확보하기 쉬우며, 쉽게 가수 분해되지 않는 에폭시 수지가 도전 페이스트의 구성 재료로 바람직하다.

상기 도전성 입자로서는, Al 입자, Ag 입자, Au 입자 및 Ni 입자 중에서 선택하여 사용된다.

스크린 인쇄법에 의해 배선 (8) 과 기판 본체 (7) 상에 상기 내수성 도전 페이스트를 도포하는 경우, 도포 상태의 막의 형성 정밀도가 양호하게 되기 위해서는 내수성 도전 페이스트가 인쇄에 알맞는 점도를 가질 것, 막으로서의 두께를 확보할 수 있을 것 등을 감안하여, 이들을 위해서는 상기 부가 중합 타입의 고분자 수지의 분자량을 수백 ∼ 수십만 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 점에 있어서 열경화형 고분자 수지가, 가교 전의 도포 단계에서는 용제 등에 용해시켜 도포하기가 쉽고, 가열에 의해 가교하여 분자량을 증가시켜 튼튼한 도막으로 할 수 있다는 면에서 유리한 것으로 생각된다.

상기 내수성 도전성 페이스트 중의 도전성 입자의 첨가량은 체적% 로 20% 이상 50% 이하인 것이 앞서 서술한 이유에 의해 바람직하며, 보다 바람직하게는 25% 이상 45% 이하이다.

또한, 상기 도전성 입자의 입경은 20㎛ 이하인 것이 앞서 서술한 이유에 의해 바람직하며, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하이다.

또, 접속 단자 (9) 를 스크린 인쇄법 이외의 방법으로 형성하는 경우에는, 상기 도전성 입자의 입경이 반드시 20㎛ 이하가 아니어도 된다.

접속 단자 (9) 의 막두께로는, 5∼25㎛ 정도의 범위로 하는 것이 도전성을 양호하게 할 수 있다는 것과, 가용성을 갖는 기판 본체 (7) 에 도막이 추종하여 변형될 수 있다는 점에서 바람직하다.

이 실시형태의 구조에 있어서는, 복수의 접속 단자 (9) 의 선단부 (9c) (복수의 접속 단자 (9) 의 노출부) 주위에 수분이 존재하는 환경하에서 이들 접속 단자 (9…) 에 통전하여 사용하여도, 상기 복수의 접속 단자 (9…) 의 내수성 도전 페이스트 중에 부가 중합 타입의 고분자 수지가 포함되어 있기 때문에, 복수의 접속 단자 (9…) 는 가수 분해되는 일이 없다. 또한, 기판 본체 (7) 에서 접속 단자 (9) 의 선단부 (9c) 와 접속되어 있는 부분 (기판 본체 (7) 의 접속 단자 (9) 와의 접속 부분) 은 상기 내수성 도전 페이스트에 의해 피복되게 되기 때문에, 기판 본체 (7) 의 접속 단자 (9) 와의 접속 부분이 가수 분해되는 것도 방지할 수 있다. 따라서 고온 고습 환경하에서 장시간 통전되더라도 노출 상태의 접속 단자가 기판 본체 (7) 로부터 박리되거나 분리되는 일이 없다.

따라서 이 실시형태의 구조를 구비한 스위치 장치 (A) 나 전기기기 (B) 라면, 고온 고습의 환경하에서 장시간 통전시킨 채로 사용하더라도, 접속 단자 (9…) 가 기판 본체 (7) 로부터 박리되거나 분리되는 일이 없어, 배선 접속 부분의 접속 불량을 일으키지 않는 스위치 장치 (A) 나 전기기기 (B) 를 제공할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 모든 배선 (8) 을 레지스트 등의 내수성 재료로 이루어지는 보호층 (10) 으로 피복한 구조로 하였지만, 배선 (8) 을 보호층 (10) 으로 피복하고 있지 않은 구조를 채용할 수도 있다. 그 경우에 보호층 (10) 으로 피복되어 있지 않은 배선 (8) 의 주위 부분에서는 그 베이스측인 기판 본체 (7) 의 표면 부분에 있어서 가수 분해를 일으킬 가능성이 있기 때문에, 보호층 (10) 으로 피복되어 있지 않은 배선 (8: 배선 (8) 의 노출 부분) 은 상기 내수성 도전 페이스트로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그런데, 이 실시형태에서는 배선 (8) 의 선단부측에 배선 (8) 의 구성 재료와는 상이한 재료로 이루어지는 접속 단자 (9) 를 형성하였지만, 도 4 와 도 5 에 나타내는 구조와 같이 배선 (15) 을 그대로 기판 본체 (기재 본체: 16) 의 선단부 (16a) 측까지 연장시켜 형성하여, 배선 (15) 의 선단부 (15a) 를 접속 단자 (17) 로서 이용하여도 됨은 물론이다.

이 구조에서는 물론, 배선 (15) 을 상기 내수성 도전 페이스트로 형성하는 것으로 한다.

도 4 와 도 5 에 나타내는 구조에서는, 배선 (15) 을 보호층 (10) 으로부터부분적으로 노출시킨 구조로서, 이러한 구조에 있어서도 배선 (15) 의 선단부 (15a: 배선 (15) 의 노출 부분) 주위 부분에서의 기판 본체 (16) 로부터의 박리 현상이나 분리 현상을 억제할 수 있다.

또한, 앞선 실시형태에서는 모든 배선 (15) 을 상기 내수성 도전 페이스트로 형성한 경우에 대해서 설명하였지만, 배선 (15) 의 선단부 (15a) (배선 (15) 의 노출 부분) 를 상기 내수성 도전성 페이스트로 형성하고, 다른 부분은 은 페이스트 또는 은 합금 페이스트로 형성되어 있어도 된다.

다음으로, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 가요성 배선 기판 (플렉시블 배선 기판) 에 한정되지 않고, 탈수 중합에 의해 제조되는 리지드한 두꺼운 기판에도 적용이 가능하며, 또는 판형상이 아닌 다른 형상으로, 배선이 실시되는 기재 일반에 널리 적용할 수 있음은 물론이다.

도 6 은 센서 (전기기기) (20) 에 접속시켜 형성된 본 발명에 관한 플렉시블 배선 기판 (25) 을 나타내는 것이고, 도 7 은 휴대전화용 멤브레인 스위치 (스위치 장치) (30) 에 접속시켜 형성된 본 발명에 관한 플렉시블 배선 기판 (26) 을 나타낸다. 이들 플렉시블 배선 기판 (25, 26) 은 앞선 실시형태의 플렉시블 배선 기판 (2) 과 동등한 구조로서, 외형만이 상이한 것이다.

이들 예에 나타내는 바와 같이 어떠한 전기기기나 스위치 장치에도 본 발명에 관한 플렉시블 배선 기판 (25, 26) 을 적용할 수 있음은 물론이며, 본원 명세서에서 설명한 것 이외의 각종 스위치 장치나 전기기기용에 본 발명을 널리 적용할 수 있음은 물론이다.

실시예

PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 제의 두께 0.07㎜ 의 플렉시블 기판을 사용하고, 이 플렉시블 기판 상에 스크린 인쇄법에 의해 은 페이스트를 도포하여 150℃ 로 가열하여, 두께 10㎛, 폭 0.35㎜ 의 복수의 배선을 소성하고, 플렉시블 기판 단부에 위치하는 각 배선의 선단부측에 부가 중합 타입의 고분자 수지로서의 에폭시 수지에 도전성 입자로서의 Au 입자의 첨가량을 체적% 로 30% 첨가한 내수성 도전 페이스트로 이루어지는 길이 4㎜, 두께 0.01mm 의 접속 단자를 상기 배선에 접속하도록 0.5㎜ 피치로 형성하여 이루어지는 구성의 플렉시블 프린트 기판을 복수 제조하였다.

다음으로 이들 플렉시블 프린트 기판의 접속 단자 부분을 제외한 부분에 염화 비닐 수지의 레지스트 재료로 이루어지는 보호층을 도포하여 플렉시블 프린트 기판 시료 (실시예) 를 50 개 제조하였다.

이들 플렉시블 프린트 기판 시료의 접속 단자를 전원에 접속된 커넥터에 삽입하여 각 배선에 3.2V 통전시킨 상태에서 온도 60℃, 습도 90% 조건의 환경 시험 장치에 수용하여 1000 시간 내환경 가속 시험을 실시하였다.

또한, 비교를 위해 접속 단자 형성용 도전성 페이스트로서 시판되는 은 페이스트 (아사히 화학 연구소 주식회사 제조의 상품명 SW1100-1) 를 사용한 것 외에는 상기 플렉시블 프린트 기판과 동등하게 한 플렉시블 프린트 기판 시료를 복수장 제작하여, 동일한 내환경 가속 시험에 제공하였다.

이 시험의 결과, 내수성 도전 페이스트로 형성한 접속 단자를 갖는 50 개의시료 (실시예) 는 1000 시간 경과 후도 통전 성능에 전혀 변화가 없고, 접촉 저항치의 상승도 보이지 않았다. 이들 시료에 대하여 시판되는 은 페이스트로 형성한 접속 단자를 갖는 비교 시료에 있어서는, 250 시간 경과 후까지는 변화가 보이지 않았지만, 250∼500 시간 경과하는 동안에 10% 의 시료에 접촉 저항 변화가 보이고, 500 시간 경과 후에 60% 의 시료에 있어서 통전 불량이 발생되었다.

이상의 시험 결과로부터, 본 발명에 관한 구조를 채용함으로써, 고온 고습 환경하에서 노출되는 접속 단자 부분에 있어서 장시간 통전 사용하여도 접촉 저항의 변화가 없고, 통전 상태도 변화되지 않는 구조를 제공할 수 있음이 분명해졌다.

에폭시 수지에 첨가하는 Au 입자의 첨가량을 체적% 로 20%∼70% 의 범위로 변경한 도전 페이스트로 접속 단자를 형성한 것 외에는 상기 실시예와 동등하게 한 각종 플렉시블 프린트 기판 시료를 제작하였다.

제작한 각종 플렉시블 프린트 기판 시료의 접속 단자를 전원에 접속된 커넥터에 삽입하고 각 배선에 온도 60℃, 습도 90% 조건의 환경하에 3.2V 통전시켰을 때의 비저항을 조사하였다. 그 결과를 도 8 에 나타낸다. 또한, 제작한 각종 플렉시블 프린트 기판 시료의 접속 단자의 표면의 연필 스크래치값을 조사하였다. 그 결과를 도 8 에 함께 나타낸다.

도 8 의 결과로부터 도전성 페이스트 중의 Au 입자의 첨가량이 20% 미만이 되면 비저항이 크고, 50% 를 초과하면 도막이 무르게 되며, 60% 를 초과하면 H 정도의 경도를 갖는 연필로도 접속 단자의 표면에 흠집을 낼 수 있다.

이상의 시험 결과로부터, 본 발명에 관한 구조를 채용함으로써, 고온 고습환경하에서 노출되는 접속 단자 부분에 있어서, 도전성이 양호하고, 도막의 강도가 양호하게 되는 것을 알 수 있다.

에폭시 수지에 첨가하는 Au 입자 (도전성 입자) 의 입경을 1.0㎛∼50.0㎛ 의 범위로 변경한 도전 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄법에 의해 접속 단자를 형성한 것 외에는 상기 실시예와 동등하게 한 각종의 플렉시블 프린트 기판 시료를 제작할 때, 인쇄 가능 피치와 도전성 입자의 최대 입경의 관계를 조사하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. 표 1 중, ○는 인쇄의 긁힘, 번짐 등의 문제가 없고, 우수한 경우이고, △ 은 인쇄의 긁힘, 번짐 등의 문제가 없고, 양호한 경우이고, ×는 인쇄의 긁힘, 번짐 등의 문제가 있으며, 불량한 경우를 나타내고 있다.

도전성 입자의 최대 입경과 인쇄 가능 피치의 관계

인쇄 피치	최대입경	1.0㎛	3.0㎛	5.0㎛	10.0㎛	20.0㎛	30.0㎛	40.0㎛	50.0㎛
1.0㎜	○	○	○	○	○	○	△	△
0.9㎜	○	○	○	○	○	○	△	×
0.8㎜	○	○	○	○	○	△	×	×
0.7㎜	○	○	○	○	○	△	×	×
0.6㎜	○	○	○	○	○	×	×	×
0.5㎜	○	○	○	○	△	×	×	×
0.4㎜	○	○	○	○	△	×	×	×
0.3㎜	○	○	○	△	△	×	×	×
0.2㎜	○	○	△	△	×	×	×	×

표 1 의 결과로부터 도전 페이스트에 사용하는 도전성 입자의 입경이 20㎛ 이하이면 인쇄 피치가 0.3㎜ 까지 가능하고, 입경이 10㎛ 이하이면 인쇄 피치를 0.2㎜ 로 할 수도 있어, 접속 단자의 고밀도화에 유리함을 알 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 접속 단자의 적어도 노출 상태로 된 부분이 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성된 것에 의해, 고온 고습 환경하에서 통전되더라도 노출된 배선이나 접속 단자가 박리되는 일이 없고, 접속 불량이 발생되지 않는 구조의 배선 기재를 제공할 수 있다.

따라서, 고온 고습의 환경하에서 장시간 사용하여도 통전 불량이나 접촉 불량을 일으키는 일이 없는 배선 기재 및 스위치 장치 또는 전기기기를 제공할 수 있다.

Claims

탈수 축합에 의해서 합성된 고분자 수지로 이루어지는 기재 본체에 배선이 형성되어 이루어지고, 상기 기재 본체의 적어도 일부에 상기 배선의 접속 단자가 노출 상태로 형성되고, 상기 접속 단자의 적어도 노출 상태로 된 부분은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되며, 이 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배선 기재.
탈수 축합에 의해서 합성된 고분자 수지로 이루어지는 기재 본체에 배선이 형성되어 이루어지고, 상기 배선에 있어서 적어도 노출 상태로 된 부분은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되고, 이 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 있어서, 상기 접속 단자 또는 상기 배선의 적어도 음극측의 단자 또는 배선의 형성 부분은 내수성을 갖는 도전성 페이스트로 형성되고, 상기 내수성을 갖는 도전성 페이스트는 부가 중합 타입의 고분자 수지에 도전성 입자를 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 접속 단자 이외의 부분의 배선과 그 주위 부분의 기재 본체 표면이 보호층으로 피복되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 있어서, 상기 기재 본체가, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 페놀 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트 중 어느 하나로 이루어지는 플렉시블 기판 또는 리지드 기판인 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 있어서, 상기 부가 중합 타입의 고분자 수지가, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA), 폴리염화비닐 (PVC), 에폭시 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 (ABS), 알릴 수지, 푸란 수지, 멜라민 수지, 우레아 (urea) 수지 및 실리콘 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 입자가, Al 입자, Ag 입자, Au 입자, Ni 입자 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 있어서, 상기 내수성 도전성 페이스트 중의 도전성 입자의 첨가량은 체적% 로 20% 이상 50% 이하인 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 입경이 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 배선 기재.
제 1 항에 기재된 배선 기재를 구비한 것을 특징으로 하는 전기기기.
제 1 항에 기재된 배선 기재를 구비한 것을 특징으로 하는 스위치 장치.