(57)【要約】      （修正有）【課題】導電領域の配線パターンが形成される配線パターンシート及びその製造方法に関し、一の層で上面が表出される導電部分の破損や断線を防止する。【解決手段】配線パターンシート１１において、基材１２の一方面に一のパターン層１３が設けられるもので、当該パターン層１３が、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出される導電領域２１、及び、当該導電領域２１を囲うように非焼結状態の上記導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域２２よりなり、絶縁領域２２の上面の高さを当該導電領域２１と略同等とした構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一方面に一のパターン層が設けられ、
前記パターン層は、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出された導電領域、及び、非焼結状態の上記導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域からなり、
前記絶縁領域上面の高さが前記導電領域と略同等であることを特徴とする配線パターンシート。
【請求項２】
基材の少なくとも一方面に設けられる一のパターン層が、上面が表出された導電領域及び絶縁領域とされる配線パターンシートの製造方法であって、
基材上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材を塗布してパターン形成層を形成する第１工程と、
前記形成されたパターン形成層上に前記導電領域となる部分が開口された露光マスクを位置させる第２工程と、
前記露光マスク側から光照射し、光照射された領域の前記導電性金属粒子を焼結させて導電性質を有する前記導電領域とし、他の領域を非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む絶縁性質を有する絶縁領域として当該パターン形成層をパターン層とする第３工程と、
を含むことを特徴とする配線パターンシートの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の配線パターンシートの製造方法であって、前記第１工程後に、前記形成層を乾燥させる工程を含むことを特徴とする配線パターンシートの製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載の配線パターンシートの製造方法であって、前記第３工程後に、少なくとも前記導電領域を所定圧力でプレスさせる工程を含むことを特徴とする配線パターンシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電領域の配線パターンが形成される配線パターンシート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器等で用いられるプリント基板の配線パターンの形成に際し、エッチングに代えて、導電性ペーストを用いて印刷により形成することも行われようになってきている。このような導電性ペーストを用いて形成される配線パターンにおいては導電部分を表出状態とさせることも必要となるが、外的な衝撃や摩擦等で当該導電部分の破損、断線を防止させる必要がある。
【０００３】
従来、電子機器の小型化に伴い、導電性ペーストを使用して形成される配線パターンに対しても微細化・狭ピッチが求められているが、スクリーン印刷ではパターンのにじみやエッジ部の乱れが発生し、その結果、パターンのショートを招く。また、微細配線の印刷で、使用出来るスクリーン版仕様が制限され、使用できる版においては塗工量が少なくなりパターンの膜厚が薄くなってしまい、導電部分の導電性が低下するという事態が生じる。
【０００４】
そこで、金属粉末及び紫外線硬化樹脂を主成分とする結合材を基材上に形成して、基材側にマスクフィルムを重ね、その上から紫外線を照射することで結合材を硬化させ未硬化部分を除去することにより、導電パターンを形成するという技術が知られている（特許文献１）。
【０００５】
また、光焼成インキを導電パターンの形状で基材上に形成して、紫外線を照射することで当該光焼成インキを硬化させて導電膜を形成し、当該導電膜上に防錆剤を塗布するという技術も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−０５３９９３号公報
【特許文献２】特開２０１６−０６２７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、配線パターンのにじみやエッジ部乱れを抑制すると共に、配線パターンの膜厚をコントロールすることができるが、基材上に配線パターンのみが残るために、基材とパターンの段差が生じ、この部分を基点として外的な衝撃や摩擦等によりパターンの断線が発生する場合があるという問題がある。また、上記特許文献１，２の技術では、パターン形成時に未硬化部となる不要部分を除去する工程や防錆剤を塗布する工程も必要となり操作性が悪いという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、一の層で上面が表出される導電部分の破損や断線を防止する配線パターンシート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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、基材の少なくとも一方面に一のパターン層が設けられ、前記パターン層は、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出された導電領域、及び、非焼結状態の上記導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域からなり、前記絶縁領域の上面の高さが前記導電領域と略同等の絶縁領域とした構成とする。
【００１０】
請求項２の発明では、基材の少なくとも一方面に設けられる一のパターン層が、上面が表出された導電領域及び絶縁領域とされる配線パターンシートの製造方法であって、基材上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材を塗布してパターン形成層を形成する第１工程と、前記形成されたパターン形成層上に前記導電領域となる部分が開口された露光マスクを位置させる第２工程と、前記露光マスク側から光照射し、光照射された領域の前記導電性金属粒子を焼結させて導電性質を有する前記導電領域とし、他の領域を非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む絶縁性質を有する絶縁領域として当該パターン形成層をパターン層とする第３工程と、を含む配線パターンシートの製造方法の構成とする。
【００１１】
請求項３，４の発明では、「前記第１工程後に、前記形成層を乾燥させる工程を含む」構成とし、
「前記第２工程後に、少なくとも前記導電領域を所定圧力でプレスさせる工程を含む」構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、配線パターンシートにおいて、基材の少なくとも一方面に一のパターン層が設けられるもので、当該パターン層を、光照射により焼結する導電性金属粒子の焼結状態で導電性質を有して上面が表出される導電領域、及び、非焼結状態の導電性金属粒子を含む部材で全体として絶縁性質を有する絶縁領域で構成し、当該絶縁領域の上面の高さが導電領域と略同等である構成とすることにより、導電領域と密着状態で隣接する絶縁領域が当該導電領域のエッジ部分に位置されることとなり、当該導電領域に対する外的な衝撃や摩擦による破損、断線を防止することができるものである。
【００１３】
請求項２の発明によれば、第１工程で、基材上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材を塗布してパターン形成層を形成し、第２工程で、形成されたパターン形成層上に導電領域となる部分が開口された露光マスクを位置させ、第３工程で露光マスク側より光照射し、光照射された領域の導電性金属粒子を焼結させて導電性質を有する導電領域とし、他の領域を非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む絶縁性質を有する絶縁領域として当該パターン形成層をパターン層とする構成とすることにより、一の層で導電領域と絶縁領域を同時に形成させることができ、不要部分が存在されずに除去工程をなくして操作性の効率化を図ることができるものである。
【００１４】
請求項３の発明によれば、形成層を塗布した第１工程後に、当該形成層を乾燥させる構成とすることにより、形成層の自然乾燥を待たずに第２工程に速やかに移行させることができるものである。
【００１５】
請求項４の発明によれば、導電領域及び絶縁領域のパターン層とした第３工程後に、少なくとも導電領域を所定圧力でプレスさせる構成とすることにより、導電領域内で金属粒子を焼結させた際に空隙が生じている場合に当該空隙を潰して導電性を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る配線パターンシートの構成図である。
【図２】図１の配線パターンシートの第１実施形態にかかる基本製造工程図である。
【図３】図１の配線パターンシートの使用例の説明図である。
【図４】図１の配線パターンシートの第２実施形態にかかる製造工程図である。
【図５】図１の配線パターンシートの第３実施形態にかかる製造工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図により説明する。本実施形態において、図に示す断面図等は理解しやすいように寸法を無視している。
図１に、本発明に係る配線パターンシートの構成図を示す。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（Ａ）、（Ｂ）において、配線パターンシート１１は、樹脂フィルム等の基材１２上の一方面にパターン層１３が設けられる。
【００１８】
上記パターン層１３は、光照射により焼結する導電性金属粒子（例えば銅粒子）の焼結状態で導電性質を有して上面が表出された導電領域２１が設けられている。そして、当該導電領域２１を囲うように、非焼結状態の当該導電性金属粒子を含む部材（例えば樹脂）で全体として絶縁性質を有し、上面の高さが当該導電領域２１と略同等の絶縁領域２２が設けられたものである。すなわち、パターン層１３は、導電領域２１と絶縁領域２２のみで構成される。なお、導電領域２１のパターンは、電子回路等の種々の配線用や、ＲＦＩＤアンテナなど、種々の導電パターンである。
【００１９】
このような、配線パターンシート１１は、導電領域２１と絶縁領域２２との各上面の高さが略同等であることから、導電領域２１と密着状態で隣接する絶縁領域２２が当該導電領域２１のエッジ部分に位置されこととなり、当該導電領域２１に対する外的な衝撃や摩擦により破損、断線を防止することができるものである。なお、上記パターン層１３を基材１２の裏面にも形成して、両面パターンの配線パターンシートとしてもよい。
【００２０】
そこで、図２に、図１の配線パターンシートの第１実施形態にかかる基本製造工程図を示す。まず、図２（Ａ）において、例えば樹脂フィルムなどの基材１２上に、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された絶縁性質を有する部材としていわゆる導電性ペーストを塗布してパターン形成層３１を形成する（第１工程）。当該パターン形成層３１に使用される導電性ペーストは、光照射により焼結する導電性金属粒子が含有された全体として絶縁性質を有する部材として、例えばエポキシ系樹脂やポリビニルピロリドン樹脂等の印刷性向上のための樹脂に、溶剤（一般に導電性ペーストに使用されるものとして知られている溶剤）、光照射により焼結する導電性金属粒子としての銅粒子が含有されたものである。
【００２１】
上記導電性ペーストの塗布厚は、回路として適合し得る薄さのものとして、適宜設定される。また、塗布形態は、例えば厚塗りでベタ面印刷可能なスクリーン印刷、スピンコーティング法、インクジェット法などの塗布方法を適用することができる。
【００２２】
続いて、図２（Ｂ）に示すように、形成された上記パターン形成層３１上に、導電領域となる部分が開口された露光マスク３２が位置される（第２工程）。当該露光マスク３２は、例えば金属製で、数百度の温度に対する耐熱性を有するものである。そこで、図２（Ｃ）に示すように、露光マスク側から光照射する（第３工程）。光照射は、例えばキセノンランプによって２００〜１０００ｎｍのパルス光を照射する。すなわち、パターン形成層３１に対して、パルス光を短時間照射する処理であり、パルス光とすることで露光マスク３３を過度に加熱し過ぎないようにするためである。
【００２３】
そして、図２（Ｄ）に示すように、上記光照射により、パターン形成層３１中で、光を吸収した導電性金属粒子が熱に変換され、印刷性向上のために含まれていた樹脂等が昇華され、これに伴って導電性金属粒子が互いに融着して焼結状態となり、抵抗の低い導電性質の導電領域２１が形成される。
【００２４】
一方、露光マスク３２により、光が照射されない領域は、非焼結状態の導電性金属粒子が含有されていても絶縁性質を有したままであり、当該領域が絶縁領域２２として残存される。これによって、基材１１上に導電領域２１及び絶縁領域２２のみで構成されたパターン層１３が形成されるものである。
【００２５】
このような製造工程の処理は、従来のエッチング処理のように光照射されない部分で導電領域とさせて光照射した部分を除去処理することと異なり、露光されない部分を絶縁領域２２として残存させることから、エッチング処理のような除去処理を不要として操作性の効率化を図ることができ、また、一のパターン形成層３１（パターン層１３）で導電領域２１と絶縁領域２２を同時に形成させることができるものである。
【００２６】
上記製造方法により製造された配線パターンシート１１が、図１に示されるものであり、上述のように絶縁領域２２により当該導電領域２１に対する外的な衝撃や摩擦による破損、断線を防止することができるものである。なお、導電領域２１は絶縁領域２２と同じパターン形成層３１より形成されるものであるから、導電性金属粒子の焼結状態である導電領域２１の上面の高さが当該導電性金属粒子の非焼結状態である絶縁領域２２より若干低くなる場合もあるが、略同等として扱うこととする。すなわち、導電領域２１の上面の高さは絶縁領域２２の上面の高さより高くはならず、上記同様に、当該絶縁領域２２が導電領域２１を防護する役割をなすことができるものである。
【００２７】
ところで、上記基材１２として樹脂フィルムが使用された場合を示したが、紙類であってもよい。この場合、パターン形成層３１に含まれる水分が紙類に吸収されて若干延伸する場合もあるが、基材全面で均等に水分が吸収されることから導電領域２１及び絶縁領域２２の形成に際してさほど問題とはならない。完全を期するなら、導電性ペーストに含有される溶剤を速乾性のものを使用すればよく、また後述の図４に示す乾燥の処理工程で対処することができるものである。
【００２８】
続いて、図３に、図１の配線パターンシートの使用例の説明図を示す。図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）において、上記配線パターンシート１１は導電領域２１を、例えばＲＦＩＤアンテナとして形成した場合として、導電領域２１の端部間上に、下面が当該各端部と電気的接続し、上面が表出される導電部４２Ａ、４２Ｂと絶縁部４３とが形成された配線延長層４１が設けられる。
【００２９】
上記配線延長層４１は、例えばレジスト材を用いて配線パターンシート１１上に形成することができ、また、配線延長層４１を上記配線パターンシート１１と同様の製造方法によって作製することもできる。これらの場合、上述した導電領域２１が若干低くなってもレジスト材や導電性ペーストの使用で電気的接続に影響を及ぼすことはない。
【００３０】
そして、上記配線延長層４１の上面に表出されている導電部４２Ａ，４２Ｂ上に導電性金属などの部材の導電ジャンパ線５１Ａ，５１Ｂが形成され、当該導電ジャンパ線５１Ａ、５１Ｂ間にチップ５１が搭載されることでＲＦＩＤとなるものである。
【００３１】
次に、図４に、図１の配線パターンシートの第２実施形態にかかる製造工程図を示す。図４に示す製造工程は、図２に示す第１工程の処理後に、乾燥の処理工程を含ませたものである。すなわち、図４（Ａ）において、基材１２上に、パターン形成層３１が形成された後に、図４（Ｂ）に示すように、塗布されたパターン形成層３１に対し、所定温度で加熱して乾燥させる。例えば、乾燥温度は４０℃〜１５０℃が好ましい。また、乾燥時間は１〜６０分であることが好ましい。
【００３２】
すなわち、上記第２工程における光照射時にパターン形成層３１上に露光マスクを重ねることから当該表面が乾燥している必要があり、また、乾燥処理によってパターン形成層３１中に残存する溶剤が除去される。これによって、導電性ペーストに含まれる溶剤の気化膨張に起因する微小なクラックや空隙の発生を低減することができるものである。なお、乾燥処理の要、不要は導電性ペースト中の導電性金属粒子の材料成分による。
【００３３】
そして、図４（Ｃ）に示すように、形成された上記パターン形成層３１上に、導電領域となる部分が開口された露光マスク３２を位置させ、図４（Ｄ）に示すように、露光マスク側から光照射することによって、図４（Ｅ）に示すように、上記図２（Ｄ）のような導電領域２１及び絶縁領域２２のパターン層１３が形成されるものである。
【００３４】
次に、図５に、図１の配線パターンシートの第３実施形態にかかる製造工程図を示す。図５に示す製造工程は、図２に示す第３工程の処理後に、プレスの処理工程を含ませたものである。すなわち、図５（Ａ）において、基材１２上に、パターン形成層３１を形成させ、図５（Ｂ）に示すように、形成された上記パターン形成層３１上に、導電領域となる部分が開口された露光マスク３２を位置させ、図５（Ｃ）に示すように、露光マスク側から光照射することによって、上記図２（Ｄ）に示すような導電領域２１及び絶縁領域２２のパターン層１３を一旦形成させる。
【００３５】
続いて、図５（Ｄ）に示すように、基材１２上のパターン層１３に対して、例えば２本のプレスローラ３５Ａ，３５Ｂによりプレスする。加圧圧力は１００〜２０００Ｎ／ｍｍが好ましい。また、ロールの温度は６０〜２００℃が好ましい。なお、上記プレスの処理工程を２本のプレスローラ３５Ａ，３５Ｂにより線加圧する場合として示したが、平板を用いて面加圧してもよい。そして、図５（Ｅ）に示すように、上記図２（Ｄ）のような導電領域２１及び絶縁領域２２のパターン層１３が形成されるものである。
【００３６】
すなわち、上記プレスの処理工程により、光照射工程で得られた導電領域２１の内部は、急激な発熱により昇華された樹脂部分が空隙となっているため、プレス工程により内部に存在する空隙を潰すことにより、導電性をさらに向上させることができるものである。
【００３７】
なお、プレス工程の必要有無は使用する導電性ペースト中の導電性金属粒子の材料成分によるものであり、また、特に低抵抗の導電領域２１に高い導電性が求められなければあえてしなくともよい処理である。
【００３８】
ところで、上述の図４の第２実施形態と図５の第３実施形態との両方を含ませた処理工程としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の配線パターンシート及びその製造方法は、配線基板に関する製造、使用、販売等の産業分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１１            配線パターンシート
１２            基材
１３            パターン層
２１            導電領域
２２            絶縁領域
３１            パターン形成層
３２            露光マスク
３３            照射光
３４            乾燥用照射光
３５Ａ，３５Ｂ  プレスローラ
４１            配線延長層
４２Ａ，４２Ｂ  導電部
４３            絶縁部
５１            チップ
５１Ａ，５１Ｂ  導電ジャンパ線
【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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