(57)【要約】【課題】ナノオーダーの金属粒子を使用せず、高温加熱を要せず、安価に樹脂性基板上に配線パターンを作製することが可能な配線基板、及び、当該配線基板を作製する為の配線基板作製方法を提供する。【解決手段】バインダー５中に導電性粒子４を分散させた導電性ペーストを準備する。バインダー５の材料としてポリエステル系樹脂を使用し、導電性粒子４の材料としてミクロンオーダーの粒径を有する銀粒子を使用する。ポリエステル系樹脂の配合割合は２重量部以上４０重量部以下とする。そして、基材基板２の表面に所望の配線パターン状に導電性ペーストを塗布し、加圧ローラ２１で加圧した後、１５０℃以下の加熱温度にて加熱する。これにより、基材基板２と配線パターンとが強固に密着した配線基板を作製する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂性基板と、
前記樹脂性基板上に形成される配線パターンであって、ポリエステル系樹脂材料と導電性粒子とを少なくとも含み、当該ポリエステル系樹脂材料が２重量部以上４０重量部以下の割合で含まれた導電性ペーストを塗布して得られる配線パターンと
を備えた配線基板。
【請求項２】
前記樹脂性基板は、ポリエステル系樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記導電性粒子は、銀からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
ポリエステル系樹脂材料と導電性粒子とを少なくとも含み、当該ポリエステル系樹脂材料が２重量部以上４０重量部以下の割合で含まれた導電性ペーストを樹脂性基板上に塗布し、当該導電性ペーストからなる配線パターンを当該樹脂基板上に形成させる塗布工程と、
前記塗布工程において配線パターンが形成された状態の前記樹脂性基板を加圧する加圧工程と、
前記加圧工程により加圧された樹脂性基板を加熱する加熱工程と
を備えた配線基板作製方法。
【請求項５】
前記加圧工程と前記加熱工程とを同時に行うことを特徴とする請求項４に記載の配線基板作製方法。
【請求項６】
前記加熱工程における加熱温度が１５０℃以下であることを特徴とする請求項４又は５に記載の配線基板作製方法。
【請求項７】
前記樹脂性基板は、ポリエステル系樹脂材料からなることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の配線基板作製方法。
【請求項８】
前記導電性粒子は、銀からなることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の配線基板作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線基板及び配線基板作製方法に関する。そしてより詳細には、ポリエステル系樹脂材料と導電性粒子とからなる導電性ペーストを樹脂性基板上に塗布し、加圧工程及び加熱工程を経て作製される配線基板及び配線基板作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、導電性ペーストを基板上に塗布して微細な配線パターンを形成させることにより、安価に配線基板を作製する方法が注目され盛んに研究がおこなわれている。本方法によれば、シリコン上に配線パターンを形成する場合に必要であった加熱蒸着工程やスパッタリング工程、フォトリソグラフィー工程が不要となるため、製造コストを大幅に抑制することが可能となる。このため、コスト削減の要請が強いＲＦＩＤタグにおける回路やアンテナへの応用が期待されている。また、シリコン以外の基材基板を用いて配線基板を作製することが可能となるため、フレキシブル性を有する基材基板上に配線パターンを形成させることが可能となる。このため、フレキシブル性有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや電子ペーパー等における表示素子駆動用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やドライバ回路等への応用が期待されている。
【０００３】
このような中、粒子径がナノオーダーの金属粒子を基材基板上に塗布し、低温（２００〜３００℃）にて加熱することによって、低抵抗率（約１０μΩ・ｃｍ）の配線パターンを作製することが可能な導電性ナノ粒子ペーストが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、粒子径がミクロンオーダーの金属粒子を基材基板上に塗布し、高温（６００〜８００℃）にて加熱することによって、低抵抗（約３ｍΩ／□）の配線パターンを作製することが可能な導電性ペーストが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７３２０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のナノオーダーの金属粒子を含む導電性ペーストを使用する場合には、粒径がナノオーダーの金属粒子が一般的に高価であるため、配線基板の低コスト化を阻害してしまうという問題点があった。また、上述のミクロンオーダーの金属粒子を含む導電性ペーストを使用する場合には、高温での加熱処理が必要となるため、基材基板として熱に弱い樹脂性基板を使用することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、ナノオーダーの金属粒子を使用せず、高温加熱を要せず、安価に樹脂性基板上に配線パターンを作製することが可能な配線基板、及び、当該配線基板を作製する為の配線基板作製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】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の配線基板は、樹脂性基板と、前記樹脂性基板上に形成される配線パターンであって、ポリエステル系樹脂材料と導電性粒子とを少なくとも含み、当該ポリエステル系樹脂材料が２重量部以上４０重量部以下の割合で含まれた導電性ペーストを塗布して得られる配線パターンとを備えている。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の配線基板は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記樹脂性基板は、ポリエステル系樹脂材料からなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明の配線基板は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記導電性粒子は、銀からなることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明の配線基板作製方法は、ポリエステル系樹脂材料と導電性粒子とを少なくとも含み、当該ポリエステル系樹脂材料が２重量部以上４０重量部以下の割合で含まれた導電性ペーストを樹脂性基板上に塗布し、当該導電性ペーストからなる配線パターンを当該樹脂基板上に形成させる塗布工程と、前記塗布工程において配線パターンが形成された状態の前記樹脂性基板を加圧する加圧工程と、前記加圧工程により加圧された樹脂性基板を加熱する加熱工程とを備えている。
【００１０】
また、請求項５に係る発明の配線基板作製方法は、請求項４に記載の発明の構成に加えて、前記加圧工程と前記加熱工程とを同時に行うことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明の配線基板作製方法は、請求項４又は５に記載の発明の構成に加えて、前記加熱工程における加熱温度が１５０℃以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る発明の配線基板作製方法は、請求項４乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記樹脂性基板は、ポリエステル系樹脂材料からなることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に係る発明の配線基板作製方法は、請求項４乃至７のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記導電性粒子は、銀からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の配線基板では、樹脂性基板と導電性ペーストを構成するポリエステル系樹脂材料との親和性が高く、双方は良好に密着する。このため、導電性粒子の粒径に依らず、樹脂性基板に対する配線パターンの密着性が強度な配線基板を作製することが可能となる。また、導電性ペーストを樹脂性基板に塗布することにより低抵抗率な配線パターンを形成させることが可能となるため、加熱蒸着法やスパッタリング法で作製した金属薄膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングする従来の配線パターン作製方法と比較して、安価に配線基板を作製することが可能となる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明の配線基板では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、樹脂性基板の材料をポリエステル系樹脂材料とすることにより、導電性ペーストを構成するポリエステル系樹脂材料との密着性がさらに高くなる。このため、樹脂性基板に対する配線パターンの密着性がより強度な配線基板を作製することが可能となる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明の配線基板では、銀粒子は、粒子同士を接触させた場合に粒子間の接触抵抗を小さくすることが可能であり、全体として導電性が向上するため、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、配線パターンの抵抗率が小さい配線基板を作製することが可能となる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明の配線基板作製方法では、樹脂性基板と導電性ペーストを構成するポリエステル系樹脂との親和性が高く、双方は良好に密着するため、配線パターンと樹脂性基板との密着性が強度な配線基板を作製することが可能となる。また、塗布工程、加圧工程、及び加熱工程を経ることにより配線パターンを作製することが可能となるため、加熱蒸着法やスパッタリング法で作製した金属薄膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングする従来の配線パターン作製方法と比較して、安価に配線基板を作製することが可能となる。また、作製される配線基板は、加圧工程にて、導電性ペーストに含まれている導電性粒子を加圧して粒子同士を良好に接触させる。一般的には、導電性粒子の粒径が小さいほど、粒子どうしが良好に接触して導電性を向上させることが可能であるが、上述の工程を経ることにより、粒径の大きな導電性粒子を使用しつつ、配線パターンの抵抗率を小さくすることが可能となる。
【００１８】
また、請求項５に係る発明の配線基板作製方法では、請求項４に記載の発明の効果に加えて、加圧工程と加熱工程を同時に行うことが可能となるため、製造工数を抑制してさらに製造コストを抑制することが可能となる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明の配線基板作製方法では、従来のように、加熱工程において高温加熱を行い樹脂材料を硬化させる場合、耐熱性の弱い樹脂性基板を使用することが不可能であったが、本発明では、加圧工程により導電性粒子を十分に接触させることが可能になることによって、低温加熱でも低抵抗を得ることが可能となった。従って請求項４又は５に記載の発明の効果に加えて、熱に対して弱い樹脂性材料を使用して配線基板を作製することが可能となる。また、金属粒子間を十分に密着させることで、配線パターンの抵抗率が小さい配線基板を作製することが可能となる。
【００２０】
また、請求項７に係る発明の配線基板作製方法では、樹脂性基板の材料をポリエステル系樹脂材料とすることにより、導電性ペーストを形成するポリエステル系樹脂材料との密着性がさらに高くなるため、請求項４乃至６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、配線パターンの密着性がより強度な配線基板を作製することが可能となる。
【００２１】
また、請求項８に係る発明の配線基板作製方法では、銀粒子は、粒子どうしを接触させた場合に粒子間の抵抗成分を小さくすることが可能であり、粒子どうしが良好に接触する。そのため、請求項４乃至７のいずれかに記載の発明の効果に加えて、配線パターンの抵抗率が小さい配線基板を作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した配線基板１、及び、配線基板作製方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている内容は、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
【００２３】
はじめに、配線基板１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、配線基板１の断面図である。図１に示すように、配線基板１は、基材基板２と配線パターン３とから構成されている。また、配線パターン３は、バインダー５と導電性粒子４とからなる導電性ペースト６（後述）を所定のパターンに塗布することにより、基材基板２の表面に形成される。そして、導電性粒子４どうしの接触点を電子が通流することにより、配線パターン３に電流が流れる。
【００２４】
基材基板２は、樹脂材料より構成されている。なお、基材基板２の材料として使用される樹脂材料の種類は特に限定されず、従来周知の樹脂材料が使用可能である。例えば、ポリイミド、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）が使用可能である。そしてより好適には、ポリエステル系樹脂が使用される。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が使用可能である。ポリエステル系樹脂を基材基板２の材料として使用することにより、ポリエステル系樹脂材料からなるバインダー５（詳細は後述する。）との親和性が高くなり、配線パターン３を強固に密着させることが可能となる。また、これらの樹脂材料では導電性ペーストの密着性を向上させるために、プライマーを塗布したりコロナ処理などの処理を行うことがあるが、その様な処理を行ってもかまわない。
【００２５】
なお、基材基板２がフレキシブル性を有するように樹脂材料を選定することによって、配線基板１にフレキシブル性を持たせることが可能となる。
【００２６】
また、導電性ペースト６（図３参照、後述）を構成するバインダー５は、導電性粒子４を分散保持し、基材基板２の表面に強固に密着させて配線パターン３を形成させるために使用される。また導電性粒子４を分散保持することにより、配線パターン３に導電性を持たせることが可能となる。バインダー５の材料としては、基材基板２の材料として使用される樹脂材料と親和性が高いポリエステル系樹脂材料が使用される。これにより、基材基板２とバインダー５とが強固に密着するため、配線パターン３を基材基板２に強固に密着させた配線基板１を作製することが可能となる。ポリエステル系樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が使用可能である。
【００２７】
また、導電性ペースト６（図３参照）を構成する導電性粒子４は、バインダー５内に分散保持させることにより、形成される配線パターン３に導電性を与えるために使用される。使用する導電性粒子４の粒子の形状は特に限定されないが、配線パターン３内における導電性粒子４どうしの接触状態を良好とする（接触面積を多くする）ことにより、導電性を向上させることが可能となるため、長軸と短軸に差を有する板状を有していることが望ましい。また、導電性粒子４の粒径は特に限定されない。しかしながら、粒径が小さいほど粒子どうしの接触状態を良好とすることができ、形成される配線パターン３の導電性を向上させることが可能となる一方、ナノオーダーの粒子径を持つ粒子は一般に高価であるために好ましくない。そのため本実施の形態では、ミクロンオーダーの大きさを有する導電性粒子４を使用することを想定している。
【００２８】
導電性粒子４としては従来周知の導電性粒子が使用可能であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、カーボン、及びこれらを少なくとも１つ以上含む合金等が使用可能である。そしてより好適には、銀が使用される。銀を導電性粒子４として使用した場合、粒子どうしの接触抵抗を抑制することが可能となる。このため、導電性の良好な配線パターン３を基材基板２上に形成させることを可能としている。金も同様な効果があるが価格が高いために一般には用いられない。
【００２９】
ここで、配線パターン３の導電性を向上させるためには、導電性ペースト６を構成する導電性粒子４の配合割合を大きくするように、バインダー５と導電性粒子４との配合量を調整することが必要となる。理由は、既述のように配線パターン３内では、導電性粒子４どうしの接触点を電子が通流することにより配線パターン３に電流が流れるが、導電性粒子４の配合割合を大きくすることにより、導電性粒子４どうしの接触点を多くすることが可能となるためである。一方、配線パターン３と基材基板２とを強固に密着させるためには、導電性ペースト６を構成するバインダー５の配合割合を大きくするように、バインダー５と導電性粒子４との配合量を調整することが必要となる。理由は、既述のように、基材基板２は樹脂材料より構成されており、バインダー５はポリエステル系樹脂材料より構成されているため、双方は親和性が高く強固に密着するためである。本実施の形態では、配線パターン３の高導電性と配線パターン３の基材基板２に対する高密着性との両方を実現するため、バインダー５が２重量部以上４０重量部以下の配合割合となるように、導電性ペーストが調整される。
【００３０】
次に、配線基板１の作製方法について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、配線基板１の作製方法の概略を示すフローチャートであり、図３は、導電性ペーストを基材基板２に塗布する塗布工程を示しており、図４は、基材基板２上に塗布された導電性ペーストに対して加圧を行い、基材基板２上に配線パターン３を形成させる加圧工程を示している。
【００３１】
はじめに、図２を参照し、配線基板１の作製方法について概説する。配線基板１は、塗布工程（Ｓ１）、加圧工程（Ｓ２）及び加熱工程（Ｓ３）を経て作製される。塗布工程（Ｓ１）では、導電性ペースト６が所定の配線パターン状に基材基板２表面に塗布される。塗布方法としては、導電性ペースト６を塗布する方法として従来周知の方法が使用可能である。例えば各種印刷法（凹版印刷法、凸版印刷法、平版印刷法）、ディスペンシング法、インクジェット法が使用可能である。
【００３２】
次いで、塗布工程（Ｓ１）において導電性ペースト６が塗布された状態の基材基板２は、加圧工程（Ｓ２）において加圧される。ここで、導電性ペースト６を構成するバインダー５はポリエステル系樹脂より構成されており、樹脂性材料より構成された基材基板２と良好に密着する。また加圧工程（Ｓ２）は、導電性ペースト６中の導電性粒子４どうしを密集させ、粒子どうしを接触させて配線パターン３の導電性を向上させるために実施される。
【００３３】
次いで、加圧工程（Ｓ２）において加圧された状態の基材基板２及び導電性ペースト６は、加熱工程（Ｓ３）において加熱され、配線パターン３が形成される。加熱工程（Ｓ３）で、配線パターン３を硬化させることにより、導電性粒子どうしが接触した状態となる。これにより、導電性の良好な配線パターン３を作製することが可能となる。
【００３４】
なお、上述の加熱工程（Ｓ３）は、加圧工程（Ｓ２）後の基材基板２及び導電性ペースト６を加圧する方法に限定されない。例えば、加圧工程（Ｓ２）において加圧中に同時に加熱工程（Ｓ３）を実行する方法としてもよい。
【００３５】
図３を参照して、導電性ペーストの塗布工程（図２中Ｓ１に相当）について説明する。図３では、導電性ペースト６を基材基板２上に所定のパターンに塗布する方法として、スクリーン印刷法を採用した場合を示している。図３に示すように、塗布工程では、所定の配線パターンを印刷可能なスクリーン版１０が基材基板２上に配置される。そして、スクリーン版１０上に導電性ペースト６が配置される。導電性ペースト６は、バインダー５と導電性粒子４とが既述の配合割合となるようにあらかじめ調整され混合されている。
【００３６】
次いで、スクリーン版１０上に配置された状態の導電性ペースト６を、スキージー１１を使用して基材基板２側に押し付けながら伸ばす。これにより、基材基板２上に所定の配線パターン状に導電性ペースト６が塗布された状態となる。
【００３７】
次に、図４を参照し、加圧工程（図２中Ｓ２に相当）について説明する。図４に示すように、加圧工程では、塗布工程（図３参照）にて塗布した導電性ペースト６上にローラ２１を置き、下方に加圧しながら転がすことにより、導電性ペースト６を加圧する。これにより、導電性粒子４どうしを密集させて接触点を多くさせ、配線パターン３の導電性を向上させる。
【００３８】
次に、加熱工程（図２中Ｓ３に相当）について説明する。加熱工程では、加圧工程により加圧された状態の導電性ペースト６を加熱し、硬化させる。以上の工程を経て、配線パターン３が形成された状態の配線基板１が作製される。
【００３９】
なお、本発明では、１５０℃以下の加熱温度にて導電性ペースト６を硬化させる。これにより、基材基板２の材料として比較的熱に弱い樹脂性材料を使用した場合でも、基材基板２の物性に影響を及ぼすことなく配線パターン３を形成させることが可能となる。
【００４０】
以上説明したように、ポリエステル系樹脂からなるバインダー５と導電性粒子４とを含む導電性ペーストを基材基板２上に塗布し、配線パターン３を形成させる。これにより、親和性の高いポリエステル系樹脂と基材基板２とが強固に密着するため、強度に密着した配線パターン３を有する配線基板１を作製することが可能となる。ここで、バインダー５と導電性粒子４との配合割合を、バインダー５が２重量部以上４０重量部以下となるような配合割合とすることにより、配線パターン３と基材基板２との高密着性を確保しつつ、導電性の良好な配線パターン３を形成させることが可能となる。
【００４１】
また、基材基板２の材料として、ポリエステル系樹脂材料を使用することにより、バインダー５との親和性をより高めることが可能となる。これにより、基材基板２と配線パターン３とがより強固に密着した配線基板１を作製することが可能となる。また、導電性粒子４として粒子間の接触抵抗が小さい銀粒子を使用することにより、配線パターン３の導電性を向上させることが可能となる。
【００４２】
また、配線基板１の作製工程において、基材基板２上に塗布した状態の導電性ペースト６を加熱、加圧することにより、導電性ペースト６に含まれた状態の導電性粒子４の粒径が大きい（ミクロンオーダー）場合であっても、導電性粒子４どうしを密集させ良好に接触させることが可能となり、配線パターン３の導電性を向上させることが可能となる。また、低い加熱温度でも導電性粒子４を十分に接触させることが可能となるので、熱に弱い樹脂性基材基板２に影響を及ぼすことなく、導電性の良好な配線パターン３を有する配線基板１を作製することが可能となる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００４４】
図３においては、スクリーン印刷法により導電性ペースト６を配線パターン状に塗布していたが、本発明はこの印刷法に限定されることなく、他の各種印刷法（凹版印刷法、凸版印刷法、平版印刷法）、ディスペンシング法、インクジェット法により導電性ペーストを塗布してもよい。
【００４５】
また、図２においては、加熱工程（Ｓ２）と加圧工程（Ｓ３）とを別々に行う工程としたが、本発明はこの方法に限定されない。従って、塗布工程にて基材基板２上に塗布された状態の導電性ペースト６について、加熱された状態の加圧ローラ２１を使用して加圧することによって、加圧工程（Ｓ２）と加熱工程（Ｓ３）を同時に行い、配線基板１を作製してもかまわない。
＜実施例＞
【００４６】
本発明の実施例について、「１．導電性ペーストの構成」「２．導電性ペースト作製方法」「３．配線基板作製方法」「４．評価方法」「５．評価結果」の順に説明する。
１．導電性ペーストの構成
【００４７】
はじめに、導電性ペースト６の構成について説明する。導電性ペースト６を構成する導電性粒子４として銀を使用し、導電性ペースト６を構成するバインダー５として、ポリエステル系樹脂を使用した。また比較のため、導電性粒子４として銀を使用し、バインダー５としてビニル共重合樹脂を使用した導電性ペースト６と、導電性粒子４として銀を使用し、バインダー５として塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコールのターポリマーを使用した導電性ペースト６と、導電性粒子４として銀を使用し、バインダー５としてアクリル系樹脂を使用した導電性ペースト６とを使用した。
【００４８】
バインダー５としてポリエステル系樹脂を使用した導電性ペースト６を用いて配線パターン３を作製する場合は、試薬としてＴＯＹＯＢＯ社製導電性ペースト「ＤＷ−１１４Ｌ−１」（以下「試薬１」という。）を使用した。また、バインダー５としてビニル共重合樹脂をした導電性ペースト６を用いて配線パターン３を作製する場合は、試薬としてＡｃｈｅｓｏｎ社製Ａｇペースト「ＰＭ−４０６」（以下「試薬２」という。）を使用した。また、バインダー５として塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコールのターポリマーを使用した導電性ペースト６を用いて配線パターン３を作製する場合は、試薬としてＴＯＹＯＢＯ社製導電性ペースト「ＤＷ−３５１Ｈ−３０」（以下「試薬３」という。）を使用した。また、バインダー５としてアクリル系樹脂を使用した導電性ペースト６を用いて配線パターン３を作製する場合は、試薬としてハリマ化成製「ＳＶ−２３００」（以下「試薬４」という。）を使用した。また、バインダー５として銀粒子を含まない単なるポリエステル系樹脂を使用した。試薬１〜試薬５の詳細について、表１に示す。
【表１】
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２．導電性ペースト作製方法
【００４９】
次に、導電性ペースト６の作製方法について説明する。導電性ペースト６としては、バインダー５としてポリエステル系樹脂を使用した導電性ペースト６、バインダー５としてビニル共重合樹脂を使用した導電性ペースト６、バインダー５として塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコールのターポリマーを使用した導電性ペースト６、及び、バインダー５としてアクリル系樹脂を使用した導電性ペースト６を作製した。これらのうち、バインダー５としてポリエステル系樹脂を使用した導電性ペースト６に関しては、バインダー５の配合割合が、０．９重量部、１．８重量部、２．７重量部、３．６重量部、４．５重量部、９．０重量部、４０重量部、４５重量部、５０重量部、５５重量部、６０重量部となるように調整した試料を作製した。
【００５０】
バインダー５としてビニル共重合樹脂をした導電性ペースト６としては、試薬２をそのまま使用した（以下「ペースト１」という。）。また、バインダー５として塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコールのターポリマーを使用した導電性ペースト６としては、試薬３をそのまま使用した（以下「ペースト２」という。）。また、バインダー５としてアクリル系樹脂を使用した導電性ペースト６としては、試薬４をそのまま使用した（以下「ペースト３」という。）。
【００５１】
また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を０．９重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬１とを９：１の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト４」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を１．８重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬１とを８：２の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト５」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を２．７重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬１とを７：３の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト６」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を３．６重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬１とを６：４の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト７」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を４．５重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬１とを５：５の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト８」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を９．０重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬１をそのまま使用した（以下「ペースト９」という。）。ペースト１〜ペースト９の詳細について、表２に示す。
【表２】
2010021470.tif 000004
【００５２】
また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を４０重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬５とを７：３の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト１０」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を４５重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬５とを６．５：３．５の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト１１」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を５０重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬５とを６：４の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト１２」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を５５重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬５とを５．５：４．５の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト１３」という。）。また、バインダー５としてポリエステル系樹脂を６０重量部使用した導電性ペースト６としては、試薬２と試薬５とを５：５の割合で混合し、攪拌した試薬を使用した（以下「ペースト１４」という。）。ペースト１０〜ペースト１４の詳細について、表３に示す。
【表３】
2010021470.tif 000005
３．配線基板作製方法
【００５３】
次に、配線基板１の作製方法について説明する。基材基板２として、ポリエステル系材料からなる基材基板（「ルミラー（登録商標）（Ｕ１２）」東レ社製）を使用した。そして、上述のように作製した導電性ペースト６（ペースト１〜ペースト１４）のそれぞれを、スクリーン印刷法により配線パターン状となるように基材基板２上に塗布した。スクリーン印刷を行う場合には、スクリーン印刷装置「ＭＴ−３２０ＴＶＣ」（マイクロテック社製）を使用した。
【００５４】
図５を参照し、基材基板２上に形成させた配線パターン３の外形を示す。図５は、配線パターン３が形成された状態の配線基板１を示す模式図である。図５に示すように、配線パターン３として、渦巻き状の配線（線幅１ｍｍ、線長８３７ｍｍ）を形成させた。
【００５５】
次いで、スクリーン印刷法により表面に配線パターン３を形成させた状態の基材基板２を、加圧装置にて加圧した。加圧装置としては、加熱可能な加圧ローラを備え、当該加圧ローラに熱を加えながら転圧することにより、基板を加熱と同時に加圧することが可能な装置を使用した。なお、基材基板２は、加圧前に５０℃の雰囲気中で１分間放置することにより初期乾燥させた。そして、上述の加圧装置により、加熱していない状態の加圧ローラにより１０００Ｎの圧力で加圧した。次いで、加圧された後の基材基板２を１３０℃の温度で１０分間加熱した。
【００５６】
以上の工程を経て、配線基板１を作製した。なお、ペースト１〜ペースト１４を使用して作製した配線基板１を、それぞれ「サンプル１」〜「サンプル１４」という。
【００５７】
なお、加圧工程と加熱工程とを同時に行った場合に得られる配線基板１の評価を行う場合には、上述と同様の加圧装置を使用し、基材基板２を加圧前に５０℃の雰囲気中で１分間放置することにより初期乾燥させた後、加圧ローラを１２０℃に加熱した状態で５００Ｎの圧力で加圧することにより、配線基板１を作製した。
４．評価方法
【００５８】
次に、作製したサンプル１〜サンプル１４の評価方法について説明する。第一の評価として、断面写真を撮影し、作製した配線パターン３の断面構造を確認した。そして、配線基板作製工程における加圧工程及び加熱工程の前後での断面構造の違いを確認し、加圧工程及び加熱工程が配線パターン３の特性に及ぼす効果を検証した。また、第二の評価として、碁盤目テープ法（ＪＩＳ  Ｋ  ５４００）を実施することにより、基材基板２と配線パターン３との密着度を評価した。また、第三の評価として、４端子法により配線パターン３の抵抗率を測定することにより、作製される配線パターン３の導電性を確認した。また、配線基板作製工程における加圧工程及び加熱工程の前後での抵抗率の違いを確認し、加圧工程及び加熱工程が配線パターン３の導電性に及ぼす影響を検証した。
５．評価結果
【００５９】
はじめに、断面写真撮影の結果について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、加圧装置による加圧前において基材基板２上に塗布された導電性ペースト６の断面を撮影した写真であり、図７は、加圧装置による加圧、及び加熱が行われることにより形成された配線パターン３の断面を撮影した写真である。
【００６０】
図６に示すように、加圧、加圧前の導電性ペースト６内の導電性粒子４は、バインダー５内に低密度で分散した状態となっており、相互の導電性粒子４の間にバインダー５が入り込み導電性粒子４間の接触点が少ない状態となっている。一方、図７に示すように、塗布された導電性ペースト６を加圧、加熱することにより形成された配線パターン３内は、バインダー５の量が少なくなっており、導電性粒子４がバインダー５内に高密度で分散した状態となっている。そのため、導電性粒子４間の接触点が多い状態となっている。既述のように、配線パターン３内では、導電性粒子４どうしの接触点を電子が通流することにより配線パターン３に電流が流れるため、以上の結果から、加圧工程、及び加熱工程を経ることにより、配線パターン３の導電性が向上するものと推察される。
【００６１】
次に、碁盤目テープ法による評価結果について説明する。基材基板２上に形成させた配線パターン３に１ｍｍ間隔で切り込みを入れ、その上からテープを貼り、剥がしたときの剥離の様子を観察することにより評価を行った。評価結果について、表４に示す。評価は、サンプル１〜サンプル９について行い、剥離したます目が存在しない場合に、配線パターン３と基材基板２とが強固に密着しているものと評価し（表４中「○」と表記）、剥離したます目が１つでも存在する場合に、配線パターン３と基材基板２との密着性が弱いものと評価した（表４中「×」と表記）。また、配線パターン３と基材基板２とが強固に密着している（「○」）と評価したサンプルの剥離の様子の一例、及び配線パターン３と基材基板２との密着性が弱い（「×」）と評価したサンプルの剥離の様子の一例を図８及び図９に示す。図８は、碁盤目テープ法により「○」と判断したサンプルの剥離の様子を示す写真であり、図９は、碁盤目テープ法により「×」と判断したサンプルの剥離の様子を示す写真である。
【表４】
2010021470.tif 000006
【００６２】
表４に示すように、サンプル１〜サンプル４を使用した場合の評価結果が「×」であるのに対し、サンプル５〜サンプル９を使用した場合の評価結果が「○」となった。また「○」と評価したサンプルでは、図８に示すように剥離が全く観察されないのに対し、「×」と評価したサンプルでは、図９に示すように、ほぼすべてのます目で剥離する状態が観察された。
【００６３】
ここで表４に示すように、サンプル１〜３は、バインダー５としてポリエステル系樹脂以外の樹脂からなる導電性ペースト６を使用して配線パターン３を形成させており、サンプル４は、バインダー５としてポリエステル系樹脂を０．９重量部含む導電性ペースト６を使用して配線パターン３を形成させている。これに対し、サンプル５〜サンプル９は、バインダー５としてポリエステル系樹脂を１．８重量部以上含む導電性ペースト６を使用して配線パターン３を形成させている。従って碁盤目テープ法による評価結果から、バインダー５としてポリエステル系樹脂を少なくとも１．８重量部以上含む導電性ペースト６を使用することにより、ポリエステル系樹脂以外の樹脂をバインダー５として使用した場合や、ポリエステル系樹脂を０．９重量部以下の配合割合で含む導電性ペースト６を使用して配線パターン３を形成させた場合と比較して、配線パターン３を基材基板２表面に強固に密着させた配線基板１を作製可能であることが明らかとなった。
【００６４】
次に、４端子法による抵抗率測定結果について説明する。評価は、バインダー５としてポリエステル系樹脂を使用した導電性ペーストを使用して作製したサンプル（サンプル４〜サンプル９）のうち、ポリエステル系樹脂の配合割合が３．６重量部であるペースト７を使用して作製したサンプル７を使用した。併せて、ペースト７を使用し、配線基板１の作製工程において、加圧工程と加熱工程とを同時に行うことにより作製したサンプル（以下「サンプル１５」という。）について、同様に４端子法により抵抗率を測定した。
【００６５】
測定の結果、サンプル７では、配線パターン３の抵抗率が９．０×１０−６Ω・ｃｍとなり、サンプル１５では、配線パターン３の抵抗率が１０．９×１０−６Ω・ｃｍとなった。従って、バインダー５としてポリエステル系樹脂を使用し、導電性粒子４として銀粒子を使用し、配線基板１の作製工程において加圧工程及び加熱工程を経ることにより、基材基板２上に伝導性の良好な配線パターン３を形成させることが可能となることが明らかとなった。また、加圧工程の後に加熱工程を行った場合と、加圧工程と加熱工程とを同時に行った場合とのいずれの場合でも、導電性の良好な配線パターン３を形成させることが可能となることが明らかとなった。
【００６６】
次に、サンプル１〜サンプル９について、それぞれ配線基板作製工程における加圧工程及び加熱工程の完了後で抵抗率を測定し、加圧なしで硬化させた場合の抵抗値との減少率を以下の式に基づいて算出し「抵抗率減少率」とした。算出結果について、表４に示す。
・抵抗率減少率  ＝  （加圧及び加熱工程後の抵抗率）／（加圧工程のみの場合の抵抗率）
【００６７】
表４に示すように、サンプル１〜サンプル９のすべてにおいて、加圧工程及び加熱工程を経ることにより抵抗率が減少することがわかった。またその減少率は、バインダー５としてポリエステル系樹脂を含む導電性ペーストを使用した場合に、約２０％となることがわかった。この結果から、配線基板１作製工程において、加圧工程及び加熱工程を実施することにより、配線パターン３の導電性を向上させることが可能であることが明らかとなった。そして、加圧工程及び加熱工程を経ることにより、導電性の良好な配線パターン３を基材基板２上に形成させることが可能であることが明らかとなった。
【００６８】
次に、バインダー５としてポリエステル系樹脂を含む導電性ペーストを使用した場合のサンプル１０〜サンプル１４について、それぞれ加圧工程及び加熱工程を経て作製された配線パターン３の抵抗率を４端子法により測定し、抵抗率測定の可否を評価した。結果を表５に示す。評価は、抵抗率が測定できた場合に、導電性の良好な配線パターン３が形成されたものと評価し（表５中「○」と表記）、抵抗率が大きく抵抗率が測定できなかった場合に、導電性の悪い配線パターン３が形成されたものと評価した（表５中「×」と表記）。
【表５】
2010021470.tif 000007
【００６９】
表５に示すように、導電性ペースト６中のバインダー５（ポリエステル系樹脂）の配合割合が４０重量部である場合（表中サンプル１０）には、４端子法により抵抗率の測定が可能であったが、配合割合が４５重量部以上である場合（表中サンプル１１〜サンプル１４）には、４端子法では抵抗率の測定が不可能であった。測定が不可能であった理由は、形成された配線パターン３の抵抗率がほぼ∞となってしまったためであると推察される。
【００７０】
上述の原因として、バインダー５は配線パターン３では絶縁体として作用するが、バインダー５の配合割合を大きくした結果、配線基板１の作製工程における加圧工程、及び加熱工程を経た場合でも、残留したバインダー５が絶縁成分として作用した結果、抵抗率が大きくなってしまったことが考えられる。以上の結果から、バインダー５として導電性ペースト６に含有させる樹脂材料の配合割合を４５重量部以上とした場合では、十分な導電性を有する配線パターン３を作製することが不可能であることがわかった。この結果から、良好な導電性を有する配線パターン３を作製するためには、導電性ペースト６に含有させる樹脂性材料の配合割合は４０重量部以下としなければならないことが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】配線基板１の断面図である。
【図２】配線基板１の作製方法を示すフローチャートである。
【図３】導電性ペースト６を基材基板２に塗布する塗布工程を示す模式図である。
【図４】塗布された導電性ペースト６に対して加圧を行う加圧工程を示す模式図である。
【図５】配線パターン３が形成された状態の配線基板１を示す模式図である。
【図６】加圧、加熱前において基材基板２上に塗布された導電性ペースト６の断面を撮影した写真である。
【図７】加圧、加熱により形成された配線パターン３の断面を撮影した写真である。
【図８】碁盤目テープ法により「○」と評価したサンプルの剥離の様子を撮影した写真である。
【図９】碁盤目テープ法により「×」と評価したサンプルの剥離の様子を撮影した写真である。
【符号の説明】
【００７２】
１      配線基板
２      基材基板
３      配線パターン
４      導電性粒子
５      バインダー
６      導電性ペースト
１０    スクリーン版
１１    スキージー
２１    加圧ローラ
【図１】
2010021470.tif 000008
【図２】
2010021470.tif 000009
【図３】
2010021470.tif 000010
【図４】
2010021470.tif 000011
【図５】
2010021470.tif 000012
【図６】
2010021470.tif 000013
【図７】
2010021470.tif 000014
【図８】
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【図９】
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