(57)【要約】【課題】大型であっても導電パターン付き立体成型品を簡便に製造すること。【解決手段】ポリマーメッシュ材の基板１ａの両面に導電性ペーストで厚膜導体パターン１ｂ，１ｃをそれぞれ印刷する。各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃをそれぞれ乾燥、アニール、焼成させ、基板１ａの網目１ｄを通じて接続導通した１つの厚膜導体パターンとして機能させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に印刷した導電性ペーストにより厚膜導体パターンが形成された厚膜回路基板であって、
前記基板は、多数の網目を有するポリマーメッシュ材のフィルムで構成されており、
前記フィルムの両面にそれぞれ形成された２つの前記厚膜導体パターンが、前記網目を通じて接続導通されている、
ことを特徴とする厚膜回路基板。
【請求項２】
基板上に導電性ペーストを印刷、焼成して厚膜導体パターンを形成する厚膜回路基板の製造方法であって、
前記基板とするポリマーメッシュ材のフィルムの両面に前記厚膜導体パターンをそれぞれ印刷して、両厚膜導体パターンを前記網目を通じて接続導通させる両面印刷ステップと、
前記各厚膜導体パターンをそれぞれ焼成する焼成ステップと、
を含むことを特徴とする厚膜回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記両面の前記厚膜導体パターンをそれぞれ前記フィルム側に熱加圧するアニール処理ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２記載の厚膜回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚膜回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀ペースト等の導電性ペーストを基板上にスクリーン印刷し焼成して厚膜回路基板を製造する方法は、従来から知られている（例えば、特許文献１）。この種の製造方法で製造される厚膜回路基板の導電パターンは、数μｍから１０μｍ程度であることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５３１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
厚膜回路基板に対しては、許容電流を上げるために膜厚を増やす要請がある。一方、厚膜回路基板の膜厚を増やすと（例えば３０μｍ以上）、焼成の際に導電性ペースト中の溶媒が蒸発しにくくなる。溶媒が蒸発しにくくなると、焼成後にも導電体中に気泡が残って比抵抗が上がり要求仕様を満たせなくなる場合が生じる。また、気泡が多い分強度も下がってしまう。
【０００５】
このような事情から、厚膜回路基板の膜厚を増やすことは、電気伝導性や強度等の回路基板としての性能を維持する上で容易ではない。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、回路基板としての性能を維持しつつ膜厚を増やすことができる厚膜回路基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の厚膜回路基板は、
基板上に印刷した導電性ペーストにより厚膜導体パターンが形成された厚膜回路基板であって、
前記基板は、多数の網目を有するポリマーメッシュ材のフィルムで構成されており、
前記フィルムの両面にそれぞれ形成された２つの前記厚膜導体パターンが、前記網目を通じて接続導通されている、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、上述した目的を達成するため、請求項２に記載した本発明の厚膜回路基板の製造方法は、
基板上に導電性ペーストを印刷、焼成して厚膜導体パターンを形成する厚膜回路基板の製造方法であって、
前記基板とするポリマーメッシュ材のフィルムの両面に前記厚膜導体パターンをそれぞれ印刷して、両厚膜導体パターンを前記網目を通じて接続導通させる両面印刷ステップと、
前記各厚膜導体パターンをそれぞれ焼成する焼成ステップと、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載した本発明の厚膜回路基板と、請求項２に記載した本発明の厚膜回路基板の製造方法とによれば、各厚膜導体パターンの焼成を、基板の片面だけに厚膜導体パターンを形成した場合と同程度の面積を露出させてそれぞれ行うことができる。このため、例えば、各厚膜導体パターンの膜厚がそれぞれ従来レベルであれば、溶媒が蒸発しにくくなって焼成後の厚膜中に気泡が残りやすくなったり、それによって厚膜導体パターンの比抵抗が上がってしまうことは、少なくとも生じない。
【００１０】
そうでありながら、フィルムの両面にそれぞれ形成された２つの厚膜導体パターンが、フィルムの多数の網目を通じて導通接続されるので、これらが１つの厚膜導体パターンを構成することになる。したがって、厚膜回路基板としての膜厚は、フィルム各面の厚膜導体パターンの膜厚を足し合わせた膜厚となる。
【００１１】
このため、焼成による導電性ペースト中の溶媒の蒸発を従来と同様の効率で行えるようにして、回路基板としての性能を維持しつつ、フィルム両面の厚膜導体パターンを接続導通させて１つの厚膜導体パターンとし、厚膜回路基板としての膜厚を増やすことができる。
【００１２】
また、請求項３に記載した本発明の厚膜回路基板の製造方法は、請求項２に記載した本発明の厚膜回路基板の製造方法において、前記両面の前記厚膜導体パターンをそれぞれ前記フィルム側に熱加圧するアニール処理ステップをさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した本発明の厚膜回路基板の製造方法によれば、請求項２に記載した本発明の厚膜回路基板の製造方法において、厚膜導体パターンを焼成する前に行う熱加圧（アニール）処理において、フィルム両面の厚膜導体パターンをそれぞれ基板側に加圧することで、各厚膜導体パターンをフィルムの網目の中にそれぞれ進入させ、網目を通じて双方を確実に接触導通させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路基板としての性能を維持しつつ、厚膜回路基板としての膜厚を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の製造方法により製造する厚膜回路基板の一実施形態の概略構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部を拡大した説明図である。
【図２】本発明の厚膜回路基板の製造方法の一実施形態に係る手順を示すフローチャートである。
【図３】図２の両面印刷ステップにおけるスクリーン印刷技術による厚膜導体パターンの基板に対する印刷動作を示す説明図である。
【図４】図２の両面印刷ステップにおいて印刷された基板上の厚膜導体パターンの状態を示す説明図である。
【図５】図２の乾燥ステップで行う基板の各厚膜導体パターンの低温乾燥工程を模式的に示す説明図である。
【図６】図２のアニール処理ステップにおける厚膜導体パターンのロールアニール動作を示す説明図である。
【図７】図６のロールアニール動作後の基板上の厚膜導体パターンの状態を示す説明図である。
【図８】図２の焼成ステップで行う基板の各厚膜導体パターンの焼成工程を模式的に示す説明図である。
【図９】図２のアニール処理ステップを行った場合と行わない場合の厚膜導体パターンの比抵抗を比較して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の厚膜回路基板の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の製造方法により製造する厚膜回路基板の一実施形態の概略構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部を拡大した説明図である。図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る厚膜回路基板１は、ポリマーメッシュ材のフィルムで構成された基板１ａと、基板１ａの両面にそれぞれ形成された２つの厚膜導体パターン１ｂ，１ｃとを有している。図１（ｂ）に示すように、両面の厚膜導体パターン１ｂ，１ｃは、基板１ａが有する多数の網目１ｄを通じて接続導通されている。
【００１８】
図２は本発明の厚膜回路基板の製造方法の一実施形態に係る手順を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態の製造方法は、両面印刷ステップ（ステップＳ１）、乾燥ステップ（ステップＳ３）、アニール処理ステップ（ステップＳ５）、及び、焼成ステップ（ステップＳ７）を含んでいる。
【００１９】
ステップＳ１の両面印刷ステップでは、基板１ａの両面にそれぞれ導電性ペーストにより厚膜導体パターン１ｂ，１ｃをそれぞれ印刷する。基板１ａには、例えば、液晶ポリマー等のポリマーメッシュ材が使用される。導電性ペーストとしては、例えば、銀や銅等の導電性フィラーをバインダーに分散させたポリマー型のペーストが使用される。
【００２０】
導電性ペーストを用いた厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの基板１ａに対する印刷は、例えば、スクリーン印刷技術を用いて行うことができる。その場合は、図３に示すように、スクリーン版１１に乗せた導電性ペースト１３を、スキージ１５を用いて厚膜導体パターン１ｂ，１ｃに応じたパターンで、基板１ａの両面にそれぞれ転写する。
【００２１】
基板１ａに印刷した各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃには、図４に示すように、基板１ａを構成するポリマーメッシュ材の織り目に応じた凹凸が生じている。
【００２２】
次に、乾燥ステップ（ステップＳ３）では、図５に示すように、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの導電性ペースト中の溶媒を蒸発させるために、基板１ａの両厚膜導体パターン１ｂ，１ｃを温風２０によりそれぞれ低温乾燥させる。各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの乾燥は同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
【００２３】
続いて、アニール処理ステップ（ステップＳ５）では、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃを熱加圧し、内部応力を除去すると共に分子配列を整列させて比抵抗を低下させる。アニール処理は、例えば、図６に示すように、ロール３０を用いたロールアニールによって各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの表面を熱加圧することで行うことができる。
【００２４】
このアニール処理を行うと、図７に示すように、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの表面が平滑化される。これと共に、基板１ａの網目１ｄに各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの一部が埋め込まれ、網目１ｄ内での両厚膜導体パターン１ｂ，１ｃどうしの接続導通がより強固になる。
【００２５】
そして、本実施形態では、導電性ペーストにポリマー型を使用しているので、アニール処理ステップを行い分子配列を整列させることで、導電性フィラーの接触面積を増やし、電気伝導率を高める（比抵抗を下げる）ことができる。また、焼成前にアニール処理を行って加圧すると、バインダーの樹脂を厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの表層から基板１ａ寄りの下層に押しやられる。このため、厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの表面を、半田付けしやすい導電性フィラーリッチな状態にすることができる。
【００２６】
次に、焼成ステップ（ステップＳ７）では、図８に示すように、乾燥又はアニール後の基板１ａを高温雰囲気４０によって焼成し、厚膜導体パターン１ｂ，１ｃ内の溶媒を蒸発させると共に導電性フィラー同士の隙間を減らし、厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの比抵抗を下げて電気伝導性を高める。各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの焼成は同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
【００２７】
以上のステップを行うことにより、基板１ａの両面の厚膜導体パターン１ｂ，１ｃどうしが基板１ａの網目１ｄを通じて接続導通された、図１の厚膜回路基板１を得る。
【００２８】
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、基板１ａの両面の厚膜導体パターン１ｂ，１ｃが基板１ａの網目１ｄを通じて接続導通されて１つの厚膜導体パターンとして機能する。そして、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの乾燥や焼成は、基板の片面に厚膜導体パターンを形成した場合と同程度の面積を露出させてそれぞれ行われる。
【００２９】
このため、例えば、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの膜厚がそれぞれ従来レベルであれば、溶媒が蒸発しにくくなって焼成後の厚膜中に気泡が残りやすくなったり、それによって厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの比抵抗が上がってしまうことは、少なくとも生じない。
【００３０】
よって、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの溶媒蒸発をそれぞれの乾燥や焼成により確実に行いつつ、２つの厚膜導体パターン１ｂ，１ｃを接続導通させて１つの厚膜導体パターンとし、両厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの膜厚を足し合わせた膜厚の厚膜導体パターンを構成して、厚膜導体パターンの膜厚を増やすことができる。
【００３１】
また、基板１ａの網目１ｄに各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの一部が埋まって、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃが基板１ａと一体化される。このため、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃの強度を基板１ａで補強し、例えば、各厚膜導体パターン１ｂ，１ｃを屈曲させるような外力が加わった場合の耐力を増やすことができる。
【００３２】
なお、アニール処理ステップは必須でなく、省略することもできる。しかし、上述したように、導電性ペーストにポリマー型を使用した場合には、比抵抗を下げる上でアニール処理ステップを行うことは非常に有効である。
【実施例】
【００３３】
アニール処理が比抵抗に及ぼす影響を検証するため、実施例と比較例の各厚膜回路基板を製造して実験を行った。ここで、実施例（加圧あり）には、図２のフローチャートに示す各ステップを省略せずに行って製造した厚膜回路基板を用い、比較例には、図２のフローチャートに示すステップからアニール処理ステップ（ステップＳ５）を省略して製造した厚膜回路基板を用いた。
【００３４】
なお、実施例と比較例のいずれの厚膜回路基板も、基板１ａのポリマーメッシュ材には、ＮＢＣメッシュテック社製のＶ２５０−３０（厚さ５０μｍ）を使用し、導電性ペーストには、アサヒ化研社製のポリマー型導電性銅ペースト（ＡＣＰ−０５１）を使用した。
【００３５】
実施例と比較例の各厚膜回路基板における厚膜導体パターンの膜厚と比抵抗を、図９に示した。図９を見てもわかるように、実施例と比較例のどちらも、厚膜導体パターンの膜厚（実施例１０３μｍ、比較例＝１３１μｍ）を、従来の厚膜回路基板に比べて非常に厚膜にすることができた。
【００３６】
その上で、アニール処理による加圧を行わなかった比較例の厚膜回路基板の比抵抗（７．０Ｅ−０３Ω・ｃｍ）よりも、アニール処理による加圧を行った実施例の厚膜回路基板の比抵抗（２．４Ｅ−０３Ω・ｃｍ）を、３分の１近くに下げることができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、基板上に導電性ペーストを印刷、焼成して厚膜導体パターンを形成する厚膜回路基板を製造する際に用いて極めて有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１  厚膜回路基板
１ａ  基板
１ｂ，１ｃ  厚膜導体パターン
１ｄ  網目
１１  スクリーン版
１３  導電性ペースト
１５  スキージ
２１  ロール
３０  温風
４０  高温雰囲気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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