(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材上に、導電性ペーストを塗布して第１回路層を形成し、前記第１回路層を樹脂組成物で被覆して第１絶縁被覆層を形成する第１工程と、導電性ペーストを塗布して第２回路層を形成し、前記第２回路層を樹脂組成物で被覆して第２絶縁被覆層を形成する第２工程と、を経て得られるメンブレン配線板の製造方法であって、
前記導電性ペーストが導電粉とバインダ樹脂とを含み、
前記導電粉がフレーク状の銀粒子から構成され、
前記樹脂組成物が紫外線硬化型インキで構成されること、
を特徴とするメンブレン配線板の製造方法。
【請求項２】
前記バインダ樹脂が飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のメンブレン配線板の製造方法。
【請求項３】
前記紫外線硬化型インキがポリウレタン（メタ）アクリレートを含むことを特徴とする請求項２に記載のメンブレン配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンブレン配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコンの基板間接続配線材やデジタル家電用のスイッチ回路として、メンブレン配線板が使用される。メンブレン配線板は、プラスチックなどの可撓性を有するフィルム上に銀ペーストを印刷して回路層を形成してなるものである（下記特許文献１参照）。このように、メンブレン配線板は、プラスチックフィルム上に銅をエッチング又はめっきして回路層を形成するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）に比べて、低コストで容易に製造できることから、ＦＰＣの安価な代替品としてよく使用されるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６１１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、メンブレン配線板のさらなる小型化が要求されており、それに伴って、回路層の多層化も行われるようになっている。回路層を多層化するためには各回路層を絶縁層で被覆することが必要となる。また銀ぺースト中に含まれる導電粉としては、フレーク状や球状の銀粒子が用いられている。
【０００５】
しかし、銀ペースト中の導電粉としてフレーク状の銀粒子が用いられると、回路層に樹脂組成物を塗布し硬化させて絶縁被覆層を形成した場合に回路層の抵抗が大きくなり、回路層の導電性が低下する場合があった。このことは、多層の回路層を有するメンブレン配線板を製造する上で障害となる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、絶縁被覆層で被覆しても優れた導電性を有する回路層を形成することができるメンブレン配線板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】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、回路層に樹脂組成物を塗布し硬化させる際に、樹脂組成物中の成分（例えば溶剤や低分子量成分）が回路層中に侵入し、回路層に含まれるバインダ樹脂を膨潤又は溶解させることによって、互いに接触した導電粉同士が離間し、これにより導電性が低下するのではないかと考えた。そこで、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、回路層に、有機溶剤を使用しないいわゆる無溶剤型の紫外線硬化型インキを塗布し硬化させて絶縁被覆層を形成することで、導電性ペースト中のバインダ樹脂の膨潤又は溶解を抑制し、それによって上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち本発明は、プラスチック基材上に、導電性ペーストを塗布して第１回路層を形成し、前記第１回路層を樹脂組成物で被覆して第１絶縁被覆層を形成する第１工程と、導電性ペーストを塗布して第２回路層を形成し、前記第２回路層を樹脂組成物で被覆して第２絶縁被覆層を形成する第２工程と、を経て得られるメンブレン配線板の製造方法であって、前記導電性ペーストが導電粉とバインダ樹脂とを含み、前記導電粉がフレーク状の銀粒子から構成され、前記樹脂組成物が紫外線硬化型インキで構成されることを特徴とするメンブレン配線板の製造方法である。
【０００９】
このメンブレン配線板の製造方法によれば、上記導電性ペーストを塗布して第１回路層を形成し、この第１回路層に樹脂組成物として紫外線硬化型インキを塗布し硬化させて第１絶縁被覆層を形成すると、紫外線硬化型インキは通常、有機溶剤を含まないため、第１回路層に樹脂組成物を塗布する際に第１回路層中のバインダ樹脂を膨潤又は溶解させにくく、フレーク状の銀粒子同士を離間させにくい。このため、第１回路層の抵抗の上昇が十分に抑制される。同様に、上記導電性ペーストを第１絶縁被覆層に塗布して第２回路層を形成し、この第２回路層に樹脂組成物として紫外線硬化型インキを塗布し硬化させて第２絶縁被覆層を形成すると、第２回路層に樹脂組成物を塗布する際に紫外線硬化型インキが第２回路層中のバインダ樹脂を膨潤又は溶解させにくく、フレーク状の銀粒子同士を離間させにくい。このため、第２回路層の抵抗の上昇が十分に抑制される。よって、絶縁被覆層で被覆されても優れた導電性を有する第１及び第２回路層が実現される。
【００１０】
上記メンブレン配線板の製造方法において、前記バインダ樹脂が飽和ポリエステル樹脂であることが好ましい。この場合、基材、特にＰＥＴ製の基材への密着性が向上するという利点がある。
【００１１】
ここで、前記紫外線硬化型インキがポリウレタン（メタ）アクリレートを含むことが好ましい。
【００１２】
この場合、紫外線硬化型インキが、導電ペースト中のバインダ樹脂により膨潤又は溶解させにくくなる。このため、より優れた導電性を有する回路層を実現することができる。
【００１３】
なお、本発明において、フレーク状の銀粒子とは、導電粉のみを倍率１０００〜３０００倍の電子顕微鏡で観察した場合に最小長さに対する最大長さの比が１．１を超える粒子を言うものとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁被覆層で被覆しても優れた導電性を有する回路層を形成することができるメンブレン配線板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のメンブレン配線板の製造方法の一実施形態により製造されるメンブレン配線板を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図１及び図２を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るメンブレン配線板の一実施形態を示す平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態のメンブレン配線板１００は、プラスチック基材１と、プラスチック基材１上に設けられる第１回路層２ａと、プラスチック基材１上に第１回路層２ａを覆うように設けられる第１絶縁被覆層３と、第１絶縁被覆層３上に設けられる第２回路層２ｂと、第１絶縁被覆層３上に第２回路層２ｂを覆うように設けられる第２絶縁被覆層４とを備える。
【００１８】
第１回路層２ａ及び第２回路層２ｂはいずれも、導電粉とバインダ樹脂とを含む。導電粉は、フレーク状の銀粒子から構成され、フレーク状の銀粒子同士は互いに接触した状態で保持されている。
【００１９】
メンブレン配線板１００は以下のようにして得ることができる。
【００２０】
まずプラスチック基材１を準備する。プラスチック基材１を構成するプラスチックは、プラスチックであれば特に限定されるものではない。このようなプラスチックとしては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどが挙げられる。
【００２１】
次に導電性ペーストを準備する。導電性ペーストとしては、導電粉と、バインダ樹脂とを含むものが用いられる。導電粉は、フレーク状の銀粒子から構成される。即ち導電粉中のフレーク状銀粒子の含有率は１００質量％である。
【００２２】
導電粉のうちフレーク状の銀粒子の平均粒径は、特に制限されるものではないが、通常は０．１〜２０μｍであり、好ましくは０．５〜１０μｍであり、更に好ましくは１．０〜６．０μｍである。なお、フレーク状の銀粒子の粒径とは、銀粒子を電子顕微鏡にて観察した場合に、下記式：
粒径＝（最小長さ＋最大長さ）／２
で算出される値を言う。
【００２３】
バインダ樹脂としては、飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが用いられる。中でも、飽和ポリエステル樹脂が、導電性ペーストの硬化収縮を抑制する点から好ましい。
【００２４】
導電性ペーストは、導電粉及びバインダ樹脂のほか、通常は溶剤を含む。溶剤としては、エタノール、プロパノール、テトラヒドロフラン、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテートなどの有機溶剤を用いることができる。
【００２５】
導電性ペースト中において、導電粉は、バインダ樹脂１００質量部に対して好ましくは２３０〜１９００質量部添加し、より好ましくは４００〜９００質量部添加する。導電粉の添加量が上記範囲内にあると、第１回路層２ａ及び第２回路層２ｂの導電性をより向上させることができ、印刷性及び塗膜特性も向上するという利点もある。
【００２６】
次に、プラスチック基材１上に印刷法によって上記導電性ペーストを塗布する。印刷法としては、例えばスクリーン印刷法、グラビア印刷法、転写印刷法、ロールコート法などを採用することができる。
【００２７】
次いで、導電性ペーストを乾燥させる。乾燥は、例えば１２０℃〜１８０℃の温度で、３０〜１２０分間加熱すればよい。これにより、導電性ペースト中の溶剤が除去され、フレーク状の銀粒子同士が互いに接触する。こうしてプラスチック基材１上に第１回路層２ａが得られる。
【００２８】
次に、プラスチック基材１上に第１回路層２ａを覆うように第１絶縁被覆層３を形成する（第１工程）。第１絶縁被覆層３は、プラスチック基材１上に第１回路層２ａに樹脂組成物を塗布し硬化させることによって得ることができる。このとき、樹脂組成物としては、紫外線硬化型インキを用いる。ここで、紫外線硬化型インキは、紫外線硬化性樹脂及び光重合開始剤を含んで構成されるものである。
【００２９】
紫外線硬化型インキは一般に有機溶剤を含まないため、第１回路層２ａに樹脂組成物を塗布する際に第１回路層２ａ中のバインダ樹脂を膨潤又は溶解させにくい。このため、第１回路層２ａの抵抗の上昇が抑制され、より優れた導電性を有する第１回路層２ａが実現される。
【００３０】
紫外線硬化性樹脂としては、例えばポリエステル（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート及びポリエーテル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。第１回路層２ａ中のバインダ樹脂として飽和ポリエステル樹脂を用いる場合には、導電性ペースト中のバインダ樹脂をより膨潤させにくいことから、ポリウレタン（メタ）アクリレートが好ましい。
【００３１】
樹脂組成物の硬化は、樹脂組成物に紫外線を照射して行う。
【００３２】
次に、第１絶縁被覆層３の上に、上記と同様の導電性ペーストを印刷法によって塗布し、乾燥させる。乾燥は上記の導電性ペーストを乾燥させる場合と同様にして行うことができる。こうして第１絶縁被覆層３の上に第２回路層２ｂが得られる。
【００３３】
最後に、第１絶縁被覆層３の上に、第２回路層２ｂを覆うように第２絶縁被覆層４を形成する（第２工程）。第２絶縁被覆層４も、第１絶縁被覆層３と同様、第２回路層２ｂを覆うように第１絶縁被覆層３上に樹脂組成物を塗布し硬化させる。このとき、樹脂組成物としては、第１絶縁被覆層３を形成した場合と同様に紫外線硬化型インキを用いる。こうしてメンブレン回路板１００が得られる。
【００３４】
上記のメンブレン回路板１００の製造方法によれば、導電性ペーストをプラスチック基材１上に塗布し乾燥させて第１回路層２ａを形成し、さらに第１回路層２ａに樹脂組成物として紫外線硬化型インキを塗布し硬化させて第１絶縁被覆層３を形成すると、導電ペースト中のバインダ樹脂が、樹脂組成物中の成分によって膨潤又は溶解されることが十分に抑制される。このため、フレーク状の銀粒子同士は互いに接触した状態で保持される。従って、第１回路層２ａの抵抗の上昇を抑制することができ、優れた導電性を有する第１回路層２ａを実現することができる。同様に、導電性ペーストを第１絶縁被覆層３上に塗布し乾燥させて第２回路層２ｂを形成し、さらに第２回路層２ｂに樹脂組成物として紫外線硬化型インキを塗布し硬化させて第２絶縁被覆層４を形成した場合も、導電ペースト中のバインダ樹脂が、樹脂組成物中の成分によって膨潤又は溶解されることが十分に抑制される。このため、フレーク状の銀粒子同士は互いに接触した状態で保持される。従って、第２回路層２ｂの抵抗の上昇を抑制することができ、優れた導電性を有する第２回路層２ｂを実現することができる。このため、メンブレン配線板１００は、回路層の多層化に極めて有用である。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、回路層が２層形成されているが、回路層は３層以上形成されてもよい。この場合は、上記導電性ペーストを用いて回路層を形成し、この回路層に樹脂組成物を塗布し硬化させて絶縁被覆層を形成する工程を繰り返し行えばよい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
まず以下のようにして導電性ペーストを準備した。即ちフレーク状の銀粒子、バインダ樹脂、有機溶剤および硬化剤を混合し、３本ロールで混練して導電性ペーストを得た。このとき、フレーク状の銀粒子、バインダ樹脂は、表１に示す割合で混合し、硬化剤は、バインダ樹脂１００質量部に対して２０質量部添加した。なお、表１に示す割合は、固形分ベース、即ち固形分の合計を１００質量％とした場合の割合を示す。フレーク状の銀粒子、バインダ樹脂、有機溶剤及び硬化剤としては、具体的には、下記のものを用いた。
フレーク状銀粒子：大研化学工業（株）製Ｓ−３０３（平均粒径２．４μｍ）
バインダ樹脂    ：東洋紡績（株）製バイロン３００
有機溶剤        ：カルビトールアセテート
硬化剤          ：ディスモジュールＴＰＬＳ２７５９（ブロックＨＭＤＩ）
【００３８】
次に、上記導電性ペーストを厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートからなるプラスチック基材上にスクリーン印刷法によって、所定形状の印刷パターンとなるように塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させた。上記印刷パターンは、直線部と、直線部の両端に設けられる四角形状の引出端子部とで構成し、直線部は、乾燥後の厚さが８μｍ、幅０．４ｍｍ、長さ５ｃｍとなるように形成し、引出端子部は、乾燥後の厚さが８μｍ、幅３ｍｍ、長さ５ｍｍとなるように形成した。こうしてプラスチック基材上に第１回路層を得た。
【００３９】
次に、レジストインク（樹脂組成物）として、紫外線硬化型インキ（互応化学工業（株）製ＰＴＦ−６Ｄ）を、第１回路層の直線部を覆って引出端子部を露出させるように塗布し、メタルハライドランプを用いて強度１０００ｍＪ／ｃｍ２の光を出力することにより、紫外線硬化型インキに紫外線を照射して紫外線硬化型インキを硬化させた。続いて、上記と同様にして、上記の紫外線硬化型インキを、紫外線照射により硬化させた紫外線硬化型インキの上に重ねて塗布し、この紫外線硬化型インキに、上記と同様にして紫外線を照射して紫外線硬化型インキを硬化させた。こうして、厚さ２４μｍの第１絶縁被覆層を得た。
【００４０】
次に、上記の導電性ペーストを第１絶縁被覆層上にスクリーン印刷法によって所定形状のパターンとなるように塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させた。このパターンは、第１回路層と同一のパターンで構成し、寸法も第１回路層と同一とした。こうして第１絶縁被覆層上に第２回路層を得た。
【００４１】
最後に、第２回路層の直線部を覆って引出端子部を露出させるように第１回路層の製造に使用したレジストインクである紫外線硬化型インキを、第２回路層を覆うように塗布し、この紫外線硬化型インキに上記と同様にして紫外線を照射して紫外線硬化型インキを硬化させた。続いて、上記と同様にして、第１回路層の製造に使用した紫外線硬化型インキを、紫外線照射により硬化させた紫外線硬化型インキの上に重ねて塗布し、この紫外線硬化型インキに、上記と同様にして紫外線を照射して紫外線硬化型インキを硬化させた。こうして厚さ２４μｍの第２絶縁被覆層を得た。以上のようにしてメンブレン配線板を得た。
【００４２】
（実施例２）
導電性ペースト中のフレーク状の銀粒子として、大研化学工業（株）製Ｓ−３０３（平均粒径２．４μｍ）に代えて、大研化学工業（株）製Ｓ−３０２（平均粒径６．２μｍ）のものを用いたこと以外は実施例１と同様にしてメンブレン配線板を得た。
【００４３】
（実施例３）
導電ペーストとして、藤倉化成（株）製ＦＡ−３５３Ｎを用いるとともに、第１及び第２絶縁被覆層を形成するための樹脂組成物として、互応化学工業（株）製ＰＴＦ−６Ｄに代えて、互応化学工業（株）製ＰＴＦ−２５０Ｇを用いることによって、フレーク状銀粒子の平均粒径及び紫外線硬化型インキの樹脂材料を変更したこと以外は実施例１と同様にしてメンブレン配線板を得た。なお、藤倉化成（株）製ＦＡ−３５３Ｎは、フレーク状の銀粒子及びバインダ樹脂を表１に示す配合割合で含んでいる。
【００４４】
（実施例４）
導電ペーストとして、藤倉化成（株）製ＦＡ−３５３Ｎを用いたこと以外は実施例１と同様にしてメンブレン配線板を得た。
【００４５】
（比較例１）
第１及び第２絶縁被覆層を形成するためのレジストインク（樹脂組成物）として、紫外線硬化型インキに代えて、溶剤型インキであるポリエステル樹脂組成物（藤倉化成（株）製ＸＢ−１０１Ｇ）を用い、ボックス型加熱炉にてポリエステル樹脂組成物を１５０℃で３０分間加熱して硬化させることにより第１絶縁被覆層及び第２絶縁被覆層を形成したこと以外は実施例１と同様にしてメンブレン配線板を得た。
【００４６】
（比較例２）
第１及び第２絶縁被覆層を形成するためのレジストインク（樹脂組成物）として、紫外線硬化型インキに代えて、溶剤型インキであるポリエステル樹脂組成物（藤倉化成（株）製ＸＢ−１０１Ｇ）を用い、ボックス型加熱炉にてポリエステル樹脂組成物を１５０℃で３０分間加熱して硬化させることにより第１絶縁被覆層及び第２絶縁被覆層を形成したこと以外は実施例２と同様にしてメンブレン配線板を得た。
【００４７】
（比較例３）
第１及び第２絶縁被覆層を形成するためのレジストインク（樹脂組成物）として、紫外線硬化型インキに代えて、溶剤型インキであるポリエステル樹脂組成物（アサヒ化学研究所（株）製ＣＲ−１８Ｇ）を用い、ボックス型加熱炉にてポリエステル樹脂組成物を１５０℃で３０分間加熱して硬化させることにより第１絶縁被覆層及び第２絶縁被覆層を形成したこと以外は実施例３と同様にしてメンブレン配線板を得た。
【００４８】
（比較例４）
第１及び第２絶縁被覆層を形成するためのレジストインク（樹脂組成物）として、紫外線硬化型インキに代えて、溶剤型インキであるポリエステル樹脂組成物（藤倉化成（株）製ＸＢ−１０１Ｇ）を用い、ボックス型加熱炉にてポリエステル樹脂組成物を１５０℃で３０分間加熱して硬化させることにより第１絶縁被覆層及び第２絶縁被覆層を形成したこと以外は実施例４と同様にしてメンブレン配線板を得た。
【表１】
0005410176.tif 000002
【００４９】
＜第１回路層及び第２回路層の導電性評価＞
実施例１〜４及び比較例１〜４で得られたメンブレン配線板について以下の特性を評価した。
実施例１〜４及び比較例１〜４で得られたメンブレン配線板の製造途中において、第１回路層の印刷・乾燥直後の抵抗（Ｒ１）を測定するとともに、メンブレン配線板の完成後の第１回路層の抵抗（Ｒ１’）を測定した。結果を表１に示す。なお、このとき、抵抗Ｒ１、Ｒ１’は、４端子法によって測定した。そして、抵抗上昇率を下記式：
抵抗上昇率＝１００×（Ｒ１’−Ｒ１）／Ｒ１
に基づいて算出した。結果を表１に示す。
【００５０】
また実施例１〜４及び比較例１〜４で得られたメンブレン配線板の製造途中において、第２回路層の印刷・乾燥直後の抵抗（Ｒ２）を測定するとともに、メンブレン配線板の完成後の第２回路層の抵抗（Ｒ２’）を測定した。結果を表１に示す。なお、このとき、抵抗Ｒ２、Ｒ２’も４端子法によって測定した。そして、抵抗上昇率を下記式：
抵抗上昇率＝１００×（Ｒ２’−Ｒ２）／Ｒ２
に基づいて算出した。結果を表１に示す。
【００５１】
なお、表１における各実施例及び比較例の抵抗値及び抵抗上昇率は、１０個のメンブレン配線板について測定した抵抗値及び抵抗上昇率の平均値を示すものである。
【００５２】
表１に示す結果より、実施例１〜４のメンブレン配線板は、比較例１〜４のメンブレン配線板に比べて、抵抗の上昇が著しく抑制され、優れた導電性を有する回路層を実現できることが分かった。
【００５３】
従って、本発明のメンブレン配線板の製造方法によれば、絶縁被覆層で被覆しても優れた導電性を有する回路層を形成することができることが確認された。
【符号の説明】
【００５４】
１…プラスチック基材、２ａ…第１回路層、２ｂ…第２回路層、３…第１絶縁被覆層、４…第２絶縁被覆層、１００…メンブレン配線板。
【図１】
0005410176.tif 000003
【図２】
0005410176.tif 000004