(57)【要約】【解決課題】バラツキの少ない抵抗体さらに抵抗体を内蔵する回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された回路基板を提供する。【解決手段】絶縁性樹脂層から構成される抵抗体基板の製造方法であって、基板表面に抵抗体ペーストにより抵抗体を形成する工程、該抵抗体形成面上に絶縁性樹脂層を形成する工程、該基板を除去する工程を具備することを特徴とする抵抗体基板の製造方法。      【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性樹脂層から構成される抵抗体基板の製造方法であって、基板表面に抵抗体ペーストにより抵抗体を形成する工程、該抵抗体形成面上に絶縁性樹脂層を形成する工程、該基板を除去する工程を具備することを特徴とする抵抗体基板の製造方法。          
【請求項２】
基板表面の凹部にペースト被着部が形成され、凹部以外の基板表面にペースト反発部が形成されている基板を使用することを特徴とする請求項１に記載の抵抗体基板の製造方法。
【請求項３】
絶縁性樹脂層からなる抵抗体内臓回路基板の製造方法であって、基板表面に導電性ペーストにより導体回路を形成する工程、該導体回路形成面上に絶縁性樹脂層を形成する工程、該基板を除去する工程を具備する方法により得られた回路基板と請求項１または２に記載の方法により得られた抵抗体基板を回路面と抵抗体面を相対して積層する工程を含むことを特徴とする抵抗体内蔵回路基板の製造方法。
【請求項４】
絶縁性樹脂層からなる抵抗体内臓回路基板の製造方法であって、請求項１または２に記載の方法により得られた抵抗体基板の表面に銅メッキを施す工程、該銅メッキ部分をエッチングにより所望の導体回路に形成する工程を含むことを特徴とする抵抗体内蔵回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の製造方法により製造された抵抗体基板。
【請求項６】
請求項３または４に記載の製造方法により製造された抵抗体内臓回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に使用される抵抗体基板、抵抗体を内蔵する回路基板およびその製造方法に関するものであり、特に高集積化を必要とする電子機器に使用される抵抗体内臓回路基板、抵抗体内臓フレキシブル回路基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高機能化に伴い、部品の実装密度が著しく高くなっている。このために従来のように抵抗やコンデンサーのような受動部品をチップ部品の形態で回路基板表面にハンダ付実装するのではなく基板の内面に受動部品を形成し、実装密度を向上させた部品内蔵基板の検討が行われている。エレクトロ実装学会の２００３年度版日本実装技術ロードマップにおいても２００６年から２０１０年に該基板が実用化されるとの報告がなされている。
【０００３】
受動部品の内、抵抗体を基板の内面に形成する手法は、従来よりセラミック多層基板にて実用化されているが、抵抗体をスクリーン印刷にて形成するため抵抗値のバラツキが大きく、抵抗体焼成後にレーザー或いはサンドブラストによるトリミングを行って所望の抵抗値としなければならない。また焼成温度が５００℃以上と高く有機の回路基板には適用できなかった。有機回路基板への試みとして、オメガテック社、シップレイ社のように抵抗体の薄膜を全面に形成しエッチングにより所望の抵抗体を得る方法や低温焼成抵抗体ペーストをスクリーン印刷により所望の抵抗体を得る方法が検討されている。これら基板の内面に形成される抵抗体は、要求される幅広い抵抗値に適応でき、かつ抵抗値のバラツキが少ない、すなわち抵抗体パターン精度が高く、抵抗体の膜厚が均一なことが要求される。これに対し前記薄膜法は抵抗体パターン精度は高く出来るが薄膜であるため得られる抵抗値の幅が狭い。一方、抵抗体ペースト法は得られる抵抗値の幅は広いが、スクリーンで印刷するため抵抗パターン精度や膜厚の均一性に劣り、両者を満足させる方法は、見出されていない。
【非特許文献１】エレクトロニクス実装学会回路基板ロードマップ研究会（2003年3月19日）予稿集ｐ１６
【非特許文献２】エレクトロニクス実装学会ビルドアップ配線板研究会（2003年7月24日）予稿集ｐ５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、バラツキの少ない抵抗体さらに抵抗体を内蔵する回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、第一には
（１） 絶縁性樹脂層から構成される抵抗体基板の製造方法であって、基板表面に抵抗体ペーストにより抵抗体を形成する工程、該抵抗体形成面上に絶縁性樹脂層を形成する工程、該基板を除去する工程を具備することを特徴とする抵抗体基板の製造方法である。          
【０００６】
(２)  基板表面の凹部にペースト被着部が形成され、凹部以外の基板表面にペースト反発部が形成されている基板を使用することは抵抗体形状精度を高め、安定した抵抗値を得る点で好ましい態様である。
第二の発明は、
（３）  絶縁性樹脂層から構成される抵抗体内臓回路基板の製造方法であって、基板表面に導電性ペーストにより導体回路を形成する工程、該導体回路形成面上に絶縁性樹脂層を形成する工程、該基板を除去する工程を具備する方法により得られた回路基板と前記の方法により得られた抵抗体基板を回路面と抵抗体面を相対して積層する工程を含むことを特徴とする抵抗体内蔵回路基板の製造方法である。
第三の発明は、
（４） 絶縁性樹脂層から構成される抵抗体内臓回路基板の製造方法であって、前記の方法により得られた抵抗体基板の表面に銅メッキを施す工程、該銅メッキ部分をエッチングにより所望の導体回路に形成する工程を含むことを特徴とする抵抗体内蔵回路基板の製造方法である。
第四の発明は、 
（５） 前記の製造方法により製造された抵抗体基板、抵抗体内臓回路基板である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に用いる基板（以下マスター板という）としては、特に限定はないが、表面にペースト被着部とペースト反発部を有することが好ましい。                    例えば、ペースト被着性を有する層上に感光性とペースト反発性を有する樹脂膜が形成されている基板やペースト被着性を有する凹部とそれ以外の部分がペースト反発性を有する無機材料の凹版が挙げられる。
【０００８】
前者は、該樹脂膜をフォトマスクを介して光により硬化させた後に、現像し未露光部の樹脂膜を除去してペースト被着部を形成する、或いは該樹脂膜をフォトマスクを介して光により分解し、現像にて露光部の樹脂膜を除去しペースト被着部を形成することができる。マスター板のベースはアルミ等の金属板あるいは剛性を有する樹脂板である事が後述する加工工程において作業性の面より好ましい。ここで光線とは赤外線、可視光、紫外線の波長領域の光およびレーザー光を言う。これらのマスター板としてはコダック社製プロフェッショナル  ダイレクト  イメージ  サーマル  プリンティングプレート／８３０、三菱化学社製ダイアモンドプレートＬＴ−１およびＬＴ−Ｇ、富士写真フィルム社製Ｂｒｉｌｌｉａ  ＬＨ−ＰおよびＬＨ−Ｎ、コニカ社製コニカ  サーマル  プレート、旭化成社製旭化成サーマルプレート、東レ社製東レ水なし平版等が挙げられる。
【０００９】
後者の無機材料の凹版としては、耐熱温度が１５０℃以上の無機材料で形成された凹版であれば特に限定はないが、通常、無機材料としては、ニッケル、銅、鉄、アルミニウム、クロム、シリコン、ガリウム、インジウムおよびこれらの合金等の金属や、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、ガラス等のセラミック等が挙げられる。これらの材料を用いてマスター版を形成する方法としては、無機材料の板をウェットエッチングあるいはドライエッチングの手法により凹部を形成してマスター板を得る方法、レーザーを用いて凹部を形成してマスター板を得る方法、あるいはあらかじめ形成された凸部を有する樹脂型を用いてその表面に金属材料の場合は金属メッキ、蒸着、スパッタ、溶射等を行い、その後、脱型する方法等があり、またセラミックの場合は、グリーンシートの積層プレス、セラミック分散液の塗布乾燥を行いその後、脱型、焼結する方法等がある。これらは、その後凹部を除く表面を、後述の抵抗体ペースト塗布においてペーストが付着しにくいように撥液処理を施される。
【００１０】
この撥液処理としては、導電性ペーストの接触角が大きくなる処理であれば特に限定しないが、通常、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、オレフィン樹脂等の有機樹脂、窒化ホウ素、チタンナイトライド等の無機材料等が挙げられる。これらの処理剤は導電性ペーストの性能を十分に発揮する硬化温度に耐える必要があり、好ましくは１５０℃以上の耐熱性を有し、更に２００℃以上の耐熱性を有することがより好ましい。これらの処理剤としては、例えば、デュポン社製テフロンコーティングＰＴＦＥ塗料、ダイキン工業社製ユニダイン、共栄社化学社製フルオライト、松下電工社製フレッセラ、エスケー化研社製セラミシールド、住友３Ｍ社製ノベック、ファインケミカルジャパン社製Ｂ−Ｎスプレー、ＮＴＴアドバンステクノロジー社製ＨＩＲＥＣ、東京製品開発研究所社製パラックコート等が挙げられる。これらの撥液処理剤の膜形成方法としては、特に限定されないが、通常スピンコート、ロールコート、ディップコート、スタンプ転写等の塗布、蒸着、スパッタ、プラズマ重合等の方法により行われる。この際、凹部が撥液処理されないことが必要であり、事前に凹部に樹脂を埋め込み撥液膜形成後に樹脂を除去する、凹部にマスクを配置し処理をする、全面撥液処理した後に凹部の撥液処理剤をレーザー或いはプラズマ処理する、全面に金属メッキを行い表面研磨により撥液部を露出させた後、撥液処理を行い、凹部の金属をエッチングにより除去する、或いは全面に溶剤可溶性の樹脂を塗布し表面研磨にて撥液部を露出させた後、溶剤により凹部の樹脂を除去する等の方法により表面のみを撥液処理することが出来る。
【００１１】
このようにして得られるマスター板の凹部の深さは、要求される抵抗値に応じた深さとすることが望ましいが、通常２〜５００μmが好ましく、更に好ましくは５〜３００μｍである。２μm以下では膜厚変動による抵抗値のばらつきが大きくなり好ましくなく、また５００μm以上では抵抗体ペーストを充填して硬化する際に均一な硬化が出来なくなり、更に硬化後のマスター板からの剥離が困難になることより好ましくない場合がある。
【００１２】
本マスター板の凹部は抵抗体ペースト塗布時の濡れ性のコントロールとマスター板剥離時の剥離性を付与するために有機樹脂により処理されることが好ましい。使用される有機樹脂としては抵抗体ペーストの硬化条件よりガラス転移温度が１５０℃以上の熱硬化性樹脂が好ましく、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。塗布の方法は特に限定しないが、通常、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコート、スプレーコート、カーテンコート、ロールコート等の方法が用いられる。形成される膜厚は、０．０１μｍから２μｍが好ましい。
【００１３】
本マスター板に塗布される抵抗体ペーストの製造方法としては特に限定しないが、アセチレンブラック、キッチンブラック、カーボングラファイト等のカーボン粉末を、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の有機樹脂、溶剤と混合、分散させることにより調整する。カーボン粉末と有機樹脂の重量比が、２０：８０〜８０：２０の範囲が好ましく、更に粘性調整剤を加えても構わない。
【００１４】
溶剤としては、トルエン、キシレン、α−テルピネオール等の芳香族系溶媒、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
【００１５】
本抵抗体ペーストのマスター板のペースト被着部への塗布、印刷方法は特に限定はないが通常、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコート、スプレーコート、カーテンコート、ロールコート等の方法が用いられる。マスター板表面のペースト反発部の作用によりペースト被着部のみに抵抗体ペーストが形成される。
マスター板の凹部が深い場合には、抵抗体ペーストの塗布、乾燥を繰り返し十分充填する、あるいはスキージー等で凹部に充填した後、表面の抵抗体ペーストを除去する方法を行った後に熱処理させる事が好ましい。
【００１６】
抵抗体ペーストを塗布充填した後、マスター板とともに熱処理される。熱処理条件としては抵抗体ペーストに含まれる溶剤の種類により異なるが、通常、１００℃〜３００℃にて１０分〜１２０分行い、抵抗体ペーストを硬化させる。１００℃以下では導電性ペーストの硬化が十分でなく、抵抗値の安定性、信頼性が悪くなり、３００℃以上では抵抗体ペーストとマスター板の接着を生じマスター板からの剥離が困難となる場合がある。
【００１７】
次にマスター板上に絶縁性樹脂層が形成される。絶縁性樹脂層の形成は絶縁性樹脂ワニスを塗布しても、シート状に形成されたもの或いはガラスクロス等の基材に絶縁性樹脂を含浸したものをラミネートしても良い。使用される絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等が挙げられる。ワニス塗布の場合、塗布の方法は特に限定はないが通常、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコート、スプレーコート、カーテンコート、ロールコート等の方法が用いられ、１５０℃〜３００℃にて１０分〜１２０分加熱処理することにより絶縁性樹脂層を形成する。また、シート状の絶縁性樹脂層の場合には、使用される絶縁性樹脂層の種類により異なるが、通常、１２０〜３００℃、１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2、２０〜３００分の加熱加圧条件にて絶縁性樹脂層を形成する。
【００１８】
本絶縁性樹脂層を形成後、マスター板を除去することにより、抵抗体ペーストにより形成された抵抗体は絶縁性樹脂層に転写され、抵抗体基板が得られる。
次に抵抗体に接続する導体回路を形成する。この方法としては、前述のマスター板に所望の導体回路形状に凹部を形成した後、凹部に導電性ペーストを充填し、加熱硬化する。導電性ペーストとしては、特に制限はないが、微細な配線回路を形成するためには、使用される導電粒子の平均粒子径が１０μｍ以下の金属粒子である事が好ましく、更に導体回路の導通抵抗を低下させる為には１００ｎｍ以下がより好ましく、２ｎｍ以上が最も好ましい。使用する金属としては、金、銀、銅、ニッケル、パラジュウム等が挙げられる。導電性ペーストの製造方法としては特に制限はないが、金属の粉末を、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂、メラミン樹脂等の有機樹脂と溶剤を混合し、分散させることにより本ペーストを調整する方法や、ガス中蒸発法により生成する金属ナノ粒子に溶剤中にてアクリロニトリル類、メルカプタン類等の有機化合物を表面被覆させて調整する方法や溶剤中にて前記有機樹脂および／または有機化合物の存在下金属イオンを還元することにより金属ナノ粒子を調整する方法等がある。いずれにても導電性ペースト中の金属粉と有機樹脂および／または有機化合物の重量比が、７０：３０〜９９：１の範囲が好ましく、更に粘性調整剤、還元剤を加えても構わない。
【００１９】
溶剤としては、トルエン、キシレン、α−テルピネオール等の芳香族系溶媒、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
【００２０】
この上に前述のように絶縁性樹脂層を形成し、マスター板を剥離することにより導体回路基板を得る。この導体回路基板と抵抗体基板を相対させて位置合わせをして熱圧積層することにより一体化し、抵抗体内蔵基板が得られる。
【００２１】
あるいは、抵抗体基板の表面全体に無電解銅メッキ、更に必要に応じて電解銅メッキを行った後、銅メッキ部分を感光性レジストによりマスクし、露光、現像後不要な部分の銅をエッチング除去するサブトラクト法、或いは抵抗体基板に所望の導体回路部分を銅メッキするアディティブ法、セミアディティブ法により抵抗体基板表面に導体回路を形成し、多層化することにより抵抗体内蔵基板を得ることも可能である。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例にて説明する。
【００２３】
［実施例１］
実施例−１の製造プロセスを図−１に示す。マスター板としては水なし平版（東レ社製、商品名ＨＧ２）を使用した。本マスター板をフォトマスクを介して露光、現像する事により所望の抵抗体パターンのペースト被着部を形成した。次に本マスター板上に熱硬化性樹脂をディップコート法により塗布した（工程１）。  使用した熱硬化性樹脂は、ビスマレイミド、ノボラックフェノール樹脂（三井化学（株）社製ミレックスＸＬＣ−３Ｌ）、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなるもので配合重量比率は５０：２５：２５であり、メチルエチルケトンとＮ−メチルピロリドンを１：１で配合した溶剤を使用し、固形分０．１重量％の溶液として使用した。塗布後、２００℃、６０分乾燥硬化し、０．２μｍの被膜を形成した。次に本マスター板上に抵抗体ペーストをロールコートによりペースト被着部に印刷した（工程２）。使用した抵抗体ペーストは、グラファイトカーボン５０重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名ミレックスＸＬＣ）２５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）２５重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００重量部を混合、分散することにより得られたものである。印刷後、１５０℃、１時間加熱処理した。その後、抵抗体ペースト印刷面に絶縁性樹脂層として厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（鐘淵化学社製、商品名アピカル）上に５μｍの熱可塑性ポリイミドを形成したフィルムを積層した。積層条件は、２５０℃、１０ＭＰａ、３０ｍｉｎであった（工程３）。マスター板より絶縁性樹脂層を剥離することにより抵抗体を有する基板を得た(工程４)。
次に上述と同様にして導電回路パターンを形成したマスター板上に導電性ペーストをロールコート法により印刷し、ペースト被着部に導電性ペーストの回路を形成した。使用した導電性ペーストは、平均粒径７ｎｍの銀粉９５重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名ミレックスＸＬＣ）２．５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）２．５重量部、α−テルピネオール２０重量部を混合、分散することにより得られたものである。印刷後、２５０℃１時間加熱処理した。その後、上述の絶縁性樹脂層を同様の条件にて積層、剥離することにより導電回路基板を得た（工程５）。
得られた抵抗体基板と導体回路基板を相対させ位置合わせし、２５０℃、１０ＭＰａ、３０ｍｉｎの条件にて熱圧積層を行い、抵抗体内蔵回路基板を得た（工程６）。得られた抵抗体の抵抗値のばらつきは設計値  士１．５％と良好な結果であった。
【００２４】
［実施例２］
実施例−２の製造プロセスを図−２に示す。マスター板として、樹脂型にニッケルメッキを施し、脱型することにより作成したニッケルの凹版を用いた。形成された溝は、深さは３０μｍであった。本凹版の表面に三井化学（株）社製感光性樹脂ＭＴ−ＵＶ−６６０２をスピンコートにより溝を含めた全面に塗布し、紫外線を照射して硬化した後、表面部分の樹脂を研磨により除去し、住友３Ｍ社製ノベックをスピンコートした。１２０℃６０分硬化した後、溝に充填されたＭＴ−ＵＶ−６６０２をＮａＯＨ水溶液により溶解除去し、撥液処理した（工程１）。次にこの溝の部分に実施例１と同様に熱硬化性樹脂をディップコートにより塗布し、１８０℃６０min硬化させて樹脂膜を形成した（工程２）。樹脂膜の厚みは０.１ミクロンであった。こうして作成したマスター板上に抵抗体ペーストをロールコート法により印刷し、凹部に抵抗体ペーストの回路を形成した（工程３）。その後、抵抗体ペーストの印刷面に厚さ２５μｍのポリイミドフィルムの表面に三井化学（株）社製熱可塑性ポリイミド樹脂オーラムを２μm形成した絶縁性樹脂層を積層し（工程４）、２６０℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ2の条件にて1時間加熱、加圧し、マスター板を剥離することにより抵抗体基板を得た（工程５）。得られた基板上に無電解銅メッキついで電解銅メッキを行い、基板全面に銅の導体膜を形成した（工程６）。この上に旭化成社製のドライフィルムをラミネートし、フォトマスクを介して導体回路パターンを露光、現像し、塩化第２鉄エッチング液により銅の露出部分を溶解除去したのち、ドライフィルムを剥離することにより抵抗体基板上に導体回路を形成し抵抗体内蔵回路基板を得た（工程７）。抵抗体の抵抗値は設計値  士２％と良好な結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１の回路基板製造工程を表す概略図である
【図２】実施例２の回路基板製造工程を表す概略図である
【図１】
2006140305.tif 000002
【図２】
2006140305.tif 000003