(57)【要約】【課題】インクジェット方式を用いて微細な回路パターンを形成し、このような回路パターンとベース基板との間の接着力を向上させることができる印刷回路基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による印刷回路基板の製造方法は、熱可塑性樹脂層が形成されたベース基板を提供する工程と、インクジェット方式を用いて熱可塑性樹脂層に導電性インクを吐出して回路パターンを形成する工程と、回路パターンを熱可塑性樹脂層の溶融点より低い温度に加熱して乾燥する工程と、回路パターンを加熱して焼結する工程と、熱可塑性樹脂層を加熱し、回路パターンを熱可塑性樹脂層に加圧して熱可塑性樹脂層に回路パターンの少なくとも一部を埋め込む工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂層が形成されたベース基板（base substrate）を提供する工程と、
インクジェット（inkjet）方式を用いて前記熱可塑性樹脂層に導電性インクを吐出して回路パターン（circuit pattern）を形成する工程と、
前記回路パターンを前記熱可塑性樹脂層の溶融点より低い温度に加熱して乾燥する工程と、
前記回路パターンを加熱して焼結する工程と、
前記熱可塑性樹脂層を加熱し、前記回路パターンを前記熱可塑性樹脂層に加圧して前記熱可塑性樹脂層に前記回路パターンの少なくとも一部を埋め込む工程と、
を含む印刷回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記回路パターンを焼結する工程が、
前記回路パターンを前記熱可塑性樹脂層の溶融点より低い温度に加熱して行われることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記回路パターンを埋め込む工程が、
前記熱可塑性樹脂層を溶融点より高い温度に加熱して行われることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記ベース基板を提供する工程と前記回路パターンを形成する工程との間に、
前記熱可塑性樹脂層の表面が疎水性を有するように前記熱可塑性樹脂層に表面処理（surface treatment）を行う工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂層に表面処理を行う工程が、
前記熱可塑性樹脂層の表面にプラズマ（plasma）処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂層に表面処理を行う工程が、
前記熱可塑性樹脂層に疎水性物質層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記疎水性物質層がフッ素系樹脂を含むことを特徴とする請求項６に記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂層がフィルム（film）であり、
前記ベース基板を提供する工程が、
前記熱可塑性樹脂層を前記ベース基板に積層する工程を含むことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の印刷回路基板の製造方法。
【請求項９】
ベース基板と、
前記ベース基板に形成された熱可塑性樹脂層と、
前記熱可塑性樹脂層に少なくとも一部が埋め込まれ、インクジェット方式を用いて前記熱可塑性樹脂層に導電性インクを吐出して形成された回路パターンと、を含む印刷回路基板。
【請求項１０】
前記回路パターンの焼結温度が前記熱可塑性樹脂層の溶融点より低いことを特徴とする請求項９に記載の印刷回路基板。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂層がフィルムであることを特徴とする請求項９または１０に記載の印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、インクジェット方式を用いて印刷回路基板（printed circuit board）、ＯＴＦＴ（organic thin film transistor）、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）、ＭＥＭＳ（micro-electromechanical system）、及びその他の電子製品の導電性パターンを形成しようとする研究が多く行われている。
【０００３】
しかし、このようなインクジェット方式を用いて絶縁層上に導電性パターンを形成すると、微細な金属配線を形成することはできるが、絶縁層と導電性パターンとの間に接着力を確保することは困難であった。
【０００４】
すなわち、従来技術によれば、インクジェット方式を用いて絶縁層に導電性インクを吐出し、これを乾燥及び焼結することにより導電性インクのナノ粒子同士が互いに接合して結晶（grain）を形成し、導電性パターンが形成された。
【０００５】
しかし、このような従来技術は、導電性パターンが所定の結晶からなることにより、導電性パターンと絶縁層とが点接触（point contact）することになり、導電性パターンと絶縁層との間の接着力が著しく低減するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、インクジェット方式を用いて微細な回路パターンを形成し、このような回路パターンとベース基板との間の接着力を向上させることができる印刷回路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、熱可塑性樹脂層が形成されたベース基板を提供する工程と、インクジェット方式を用いて熱可塑性樹脂層に導電性インクを吐出して回路パターンを形成する工程と、回路パターンを熱可塑性樹脂層の溶融点より低い温度に加熱して乾燥する工程と、回路パターンを加熱して焼結する工程と、熱可塑性樹脂層を加熱し、回路パターンを熱可塑性樹脂層に加圧して熱可塑性樹脂層に回路パターンの少なくとも一部を埋め込む工程と、を含む印刷回路基板の製造方法が提供される。
【０００８】
ここで、回路パターンを焼結する工程は、回路パターンを熱可塑性樹脂層の溶融点より低い温度に加熱して行われることができる。
【０００９】
また、回路パターンを埋め込む工程は、熱可塑性樹脂層を溶融点より高い温度に加熱して行われることができる。
【００１０】
この際、ベース基板を提供する工程と回路パターンを形成する工程との間に、熱可塑性樹脂層の表面が疎水性を有するように熱可塑性樹脂層に表面処理を行う工程をさらに含むことができる。
【００１１】
熱可塑性樹脂層に表面処理を行う工程は、熱可塑性樹脂層の表面にプラズマ処理を行う工程を含むことができる。
【００１２】
また、熱可塑性樹脂層に表面処理を行う工程は、熱可塑性樹脂層に疎水性物質層を形成する工程を含むことができる。
【００１３】
この際、疎水性物質層はフッ素系樹脂を含むことができる。
【００１４】
一方、熱可塑性樹脂層はフィルムであり、ベース基板を提供する工程は熱可塑性樹脂層をベース基板に積層する工程を含むことができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態によれば、ベース基板と、ベース基板に形成された熱可塑性樹脂層と、熱可塑性樹脂層に少なくとも一部が埋め込まれ、インクジェット方式を用いて熱可塑性樹脂層に導電性インクを吐出して形成された回路パターンと、を含む印刷回路基板が提供される。
【００１６】
ここで、回路パターンの焼結温度は熱可塑性樹脂層の溶融点より低くくてもよい。
【００１７】
また、熱可塑性樹脂層はフィルムであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施例によれば、インクジェット方式を用いて回路パターンを微細で精密に形成することができ、このような回路パターンとベース基板との間の接着力を向上させることができる。
【００１９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造方法の一実施例を示す順序図である。
【図２】本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造方法の一実施例の一工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造方法の一実施例の一工程を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造方法の一実施例の一工程を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造方法の一実施例の一工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造方法の一実施例の一工程を示す断面図である。
【図７】図６のＡ部分の拡大図である。
【図８】本発明の他の実施形態による印刷回路基板の一実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２２】
本発明による印刷回路基板及びその製造方法の実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一かつ対応の構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態による印刷回路基板１００の製造方法の一実施例を示す順序図である。図２から図６は本発明の一実施形態による印刷回路基板１００の製造方法の一実施例の各工程を示す断面図である。
【００２４】
本実施例では、熱可塑性樹脂層１２０が形成されたベース基板１１０を提供する工程と、インクジェット方式を用いて熱可塑性樹脂層１２０に導電性インク１３５を吐出して回路パターン１３０を形成する工程と、回路パターン１３０を熱可塑性樹脂層１２０の溶融点より低い温度に加熱して乾燥する工程と、回路パターン１３０を加熱して焼結する工程と、熱可塑性樹脂層１２０を溶融点より高い温度に加熱し、回路パターン１３０'を熱可塑性樹脂層１２０に加圧して熱可塑性樹脂層１２０に回路パターン１３０'の少なくとも一部を埋め込む工程と、を含む印刷回路基板１００の製造方法が提供される。
【００２５】
本実施例によれば、インクジェット方式を用いて回路パターン１３０，１３０'を微細で精密に形成することができ、この際に熱可塑性樹脂層１２０を用いることにより回路パターン１３０'とベース基板１１０との間の接着力を向上させることができる。
【００２６】
以下、図１から図７を参照して、各工程についてより詳細に説明する。
【００２７】
先ず、ステップＳ１１０で、図２に示すように、熱可塑性樹脂層１２０が形成されたベース基板１１０を提供する。インクジェット方式を用いて、ベース基板１１０に回路パターン１３０を直接形成するのではなく、ベース基板１１０上に形成された熱可塑性樹脂層１２０に回路パターン１３０を形成し、その後の工程により熱可塑性樹脂層１２０に回路パターン１３０'の少なくとも一部を埋め込むことにより、回路パターン１３０'とベース基板１１０との間の接着力を向上させることができる。
【００２８】
ここで、熱可塑性樹脂層１２０は、例えば、ポリアミド（polyamide）、ポリエステル（polyester）、ポリビニルブチラール（polyvinyl butyral）などを含むことができる。また、熱可塑性樹脂層１２０には、後述する回路パターン１３０の焼結温度に比べて溶融点が高い物質を用いてもよい。これにより、後述する回路パターン１３０の焼結工程中に熱可塑性樹脂層１２０が溶融することなく、その形状を維持することができる。
【００２９】
一方、熱可塑性樹脂層１２０はフィルムであって、熱可塑性樹脂層１２０をベース基板１１０に単に積層するだけで、より容易に熱可塑性樹脂層１２０が形成されたベース基板１１０を提供することができる。
【００３０】
本実施例では、熱可塑性樹脂層１２０がフィルムである場合を一例として説明したが、これに限定されず、熱可塑性樹脂層１２０は、液状の樹脂をスプレー（spray）法、ディッピング（dipping）法、スピンコーティング（spin coating）法、スクリーン印刷（screen printing）法、インクジェット印刷（inkjet printing）法などの公知の多様な方式を用いてベース基板１１０に形成することができることは明らかである。
【００３１】
一方、ベース基板１１０は、例えば、ＦＲ４（flame resistant４）、ビスマレイミドトリアジン樹脂（bismaleimide triazine resin）などで形成された絶縁層であることができる。
【００３２】
次に、ステップＳ１２０で、図３に示すように、熱可塑性樹脂層１２０の表面が疎水性を有するように熱可塑性樹脂層１２０に表面処理を行う。これは、インクジェット方式により熱可塑性樹脂層１２０に液状の回路パターン１３０が形成されるため、インクジェット方式により形成された回路パターン１３０が熱可塑性樹脂層１２０上で広がることを防止するために、熱可塑性樹脂層１２０の表面が疎水性を有するように表面処理を行うことである。
【００３３】
このように熱可塑性樹脂層１２０の表面に疎水性表面処理を行うことにより、液状の導電性インク１３５は熱可塑性樹脂層１２０の表面上で広がることなく凝集し、より微細で精密な回路パターン１３０，１３０'を形成することができる。
【００３４】
上述した表面処理工程は、疎水性物質層１２５を形成することにより行われることができる。すなわち、熱可塑性樹脂層１２０の表面に、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene、ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ（perfluoroalkoxy、ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン（fluorinated ethylenepropylene、ＦＥＰ）、またはこれらの二つ以上を組合せたフッ素系樹脂などで形成された疎水性物質層１２５を形成する工程である。
【００３５】
ここで、疎水性物質層１２５は、上述した熱可塑性樹脂層１２０と同様に、スプレー法、ディッピング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などの公知の多様な方式を用いて熱可塑性樹脂層１２０上に形成可能である。
【００３６】
また、上述した疎水性物質層１２５以外に、熱可塑性樹脂層１２０の表面にプラズマ処理を行うことにより、熱可塑性樹脂層１２０に表面処理を行うこともできる。すなわち、熱可塑性樹脂層１２０の表面にフッ素プラズマ処理を行って熱可塑性樹脂層１２０の表面が疎水性を有するようにすることもできる。
【００３７】
次に、ステップＳ１３０で、図４に示すように、インクジェット方式を用いてインクジェットヘッド１４０から導電性インク１３５を吐出して熱可塑性樹脂層１２０に回路パターン１３０を形成する。上述の工程により熱可塑性樹脂層１２０が表面処理されたため、このような熱可塑性樹脂層１２０にインクジェット方式により導電性インク１３５を吐出すると、熱可塑性樹脂層１２０に形成された回路パターン１３０が広がることなく凝集し、より微細で精密な回路パターン１３０を形成することができる。
【００３８】
次に、ステップＳ１４０で、図５に示すように、回路パターン１３０を熱可塑性樹脂層１２０の溶融点より低い温度に加熱して乾燥し、ステップＳ１５０で、回路パターン１３０を加熱して焼結する。以下、各工程について詳細に説明する。
【００３９】
先ず、ステップＳ１４０で、回路パターン１３０を加熱して乾燥する。すなわち、熱可塑性樹脂層１２０上に吐出された回路パターン１３０がより微細になるように、例えば、ベース基板１１０を加熱するなどの方法により回路パターン１３０を乾燥する。
【００４０】
このとき、回路パターン１３０は熱可塑性樹脂層１２０の溶融点より低い温度に加熱し、これにより、熱可塑性樹脂層１２０が流動せずに固体状態を維持して、より精密な印刷回路基板１００を実現することができる。
【００４１】
次に、ステップＳ１５０で、回路パターン１３０を加熱して焼結する。このような焼結工程により、導電性インク１３５のナノ粒子同士が互いに接合して、硬化された回路パターン１３０'を形成することができる。
【００４２】
ここで、回路パターン１３０，１３０'の酸化を防止するために、還元雰囲気ガスを注入してもよく、圧力をかけてもよい。
【００４３】
一方、回路パターン１３０の焼結温度は熱可塑性樹脂層１２０の溶融点より低くてもよい。これにより、熱可塑性樹脂層１２０が焼結工程中に溶融せずに固体状態を維持できるので、より精密な印刷回路基板１００を実現することができる。
【００４４】
次に、ステップＳ１６０で、図６に示すように、熱可塑性樹脂層１２０を溶融点より高い温度に加熱し、回路パターン１３０'を熱可塑性樹脂層１２０に加圧して熱可塑性樹脂層１２０に回路パターン１３０'の少なくとも一部を埋め込む。
【００４５】
すなわち、熱可塑性樹脂層１２０を加熱しながら、例えば、プレス（press）などを用いて回路パターン１３０'を加圧して熱可塑性樹脂層１２０に埋め込むことである。
【００４６】
以下、図６及び図７を参照して、上記工程についてより詳細に説明する。
【００４７】
熱可塑性樹脂層１２０は、溶融点以上の温度に加熱されると流動性を有する液状に変化するので、回路パターン１３０'を熱可塑性樹脂層１２０に加圧して埋め込むことができる。これにより、回路パターン１３０'と熱可塑性樹脂層１２０との接する部分が増加するので、結果的に回路パターン１３０'とベース基板１１０との間の接着力が増加することになる。
【００４８】
ここで、回路パターン１３０'は、図６に示すように、その一部が熱可塑性樹脂層１２０に埋め込まれることができ、回路パターン１３０'の全体が埋め込まれることもできる。
【００４９】
一方、熱可塑性樹脂層１２０の表面処理のために形成された疎水性物質層１２５は、加熱により溶融された熱可塑性樹脂層１２０に分散されて表面上には残存しなくなり、これにより、回路パターン１３０'の埋め込み後には回路パターン１３０'と熱可塑性樹脂層１２０との間の接着力にほとんど影響を及ぼすことはない。
【００５０】
図７は図６のＡ部分の拡大図である。図７に示すように、回路パターン１３０'が熱可塑性樹脂層１２０と広い接触面積を有しながら埋め込まれていることが分かる。すなわち、インクジェット方式により形成された回路パターン１３０'は、ナノ粒子の焼結により互いに接合され、図７に示されたように、所定サイズの結晶を形成し、これらの結晶が熱可塑性樹脂層１２０上に侵入して強固に接合することになる。
【００５１】
本実施例では、熱可塑性樹脂層１２０を溶融点より高い温度に加熱して、回路パターン１３０'を熱可塑性樹脂層１２０に埋め込む場合を一例として説明したが、熱可塑性樹脂層１２０を溶融点以上の温度に加熱しなくても、圧力を調節することにより本工程を行うことができ、これも本発明の権利範囲に含まれることは勿論である。
【実施例】
【００５２】
以下、本実施例について具体的な実験例をもって説明する。
【００５３】
＜実験例１＞
ビスマレイミドトリアジン樹脂で形成されたベース基板１１０にポリビニルブチラールで形成された熱可塑性樹脂層１２０をコーティングした後、インクジェット方式を用いて回路パターン１３０を形成し、これを還元雰囲気下で２００℃の温度で乾燥及び焼結する。その後、２０ＭＰａの圧力及び２００℃の温度で回路パターン１３０'の一部を熱可塑性樹脂層１２０に埋め込ませる。
【００５４】
このように形成された印刷回路基板１００の回路パターン１３０'に対して熱可塑性樹脂層１２０との接着強度をテストした結果、熱可塑性樹脂層１２０を使用しなく、また回路パターン１３０'の埋め込みを行わなかった場合に０．１１Ｎ／ｍｍであった接着強度が、１．１Ｎ／ｍｍまで増加したことが確認された。
【００５５】
次に、図８を参照して、本発明の他の実施形態による印刷回路基板２００の一実施例について説明する。
【００５６】
図８は本発明の他の実施形態による印刷回路基板２００の一実施例を示す断面図である。
【００５７】
本実施例によれば、ベース基板２１０と、ベース基板２１０に形成された熱可塑性樹脂層２２０と、熱可塑性樹脂層２２０に少なくとも一部が埋め込まれ、インクジェット方式を用いて熱可塑性樹脂層２２０に導電性インクを吐出して形成された回路パターン２３０と、を含む印刷回路基板２００が提供される。
【００５８】
本実施例によれば、インクジェット方式により微細で精密に形成された回路パターン２３０を、熱可塑性樹脂層２２０を介してベース基板２１０に強固に接着可能な印刷回路基板２００を実現することができる。
【００５９】
以下、図８に基づいて、各構成についてより詳細に説明する。
【００６０】
ベース基板２１０は、例えば、ＦＲ４、ビスマレイミドトリアジン樹脂などで形成された絶縁層であることができ、インクジェット方式により形成された回路パターン２３０とベース基板２１０との接着力を増加させるために、ベース基板２１０上には熱可塑性樹脂層２２０が形成される。
【００６１】
このような熱可塑性樹脂層２２０は、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルブチラールなどを含むことができ、この場合には、熱可塑性樹脂層２２０がフィルムであるため、熱可塑性樹脂層２２０をベース基板２１０に単に積層するだけでベース基板２１０上に容易に熱可塑性樹脂層２２０を形成することができる。
【００６２】
回路パターン２３０は、熱可塑性樹脂層２２０に少なくとも一部が埋め込まれ、インクジェット方式を用いて熱可塑性樹脂層２２０に導電性インクを吐出することにより形成される。
【００６３】
すなわち、回路パターン２３０は、インクジェット方式を用いて導電性インクを吐出し、その後、乾燥及び焼結することにより導電性インクナノ粒子同士が互いに接合されて結晶を形成する。このような回路パターン２３０の一部は、熱可塑性樹脂層２２０の加熱及び回路パターン２３０の熱可塑性樹脂層２２０への加圧により熱可塑性樹脂層２２０に埋め込まれて、回路パターン２３０と熱可塑性樹脂層２２０との接する面積が増加することになり、結果的にこのような熱可塑性樹脂層２２０を介してベース基板２１０と回路パターン２３０との間の接着力が増加することになる。このとき、回路パターン２３０全体が熱可塑性樹脂層２２０に埋め込まれることもできる。
【００６４】
一方、回路パターン２３０の焼結温度は熱可塑性樹脂層２２０の溶融点より低くてもよい。これにより、回路パターン２３０が焼結されても、熱可塑性樹脂層２２０が溶融されることなく、その形状を維持することができるため、より容易に精密な印刷回路基板２００を実現することができる。
【００６５】
本実施例による印刷回路基板２００は、上述した印刷回路基板１００（図１参照）の製造方法の一実施例と同様に形成できるため、本実施例による印刷回路基板２００の製造方法に対する詳細な説明は省略する。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した方法における動作、手順、ステップ、および工程等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６８】
１００  印刷回路基板
１１０  ベース基板
１２０  熱可塑性樹脂層
１３５  導電性インク
１３０，１３０'  回路パターン
１２５  疎水性物質層
１４０  インクジェットヘッド
【図１】
2010067947.tif 000003
【図２】
2010067947.tif 000004
【図３】
2010067947.tif 000005
【図４】
2010067947.tif 000006
【図５】
2010067947.tif 000007
【図６】
2010067947.tif 000008
【図７】
2010067947.tif 000009
【図８】
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