(57)【要約】【課題】本発明は、ベースフィルム３００の熱変形及び熱分解を最小化し、優れた配線３１０の焼結過程を提供することができ、工程時間を短縮し、接着強度が優れた印刷回路基板４００を提供することができる印刷回路基板４００の配線形成方法を提供する。【解決手段】本発明の印刷回路基板４００の配線形成方法は、ベースフィルム３００を準備する段階と、金属ナノ粒子を含有するインクを前記ベースフィルム３００に印刷して配線３１０のパターンを形成する段階と、前記配線３１０のパターンが形成されたベースフィルム３００を誘導加熱して配線３１０を形成する段階と、を含み、誘導加熱方式を用いることを特徴とする。【選択図】図２
2008283181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフィルムを準備する段階と、
金属ナノ粒子を含有するインクを前記ベースフィルムに印刷して配線パターンを形成する段階と、
前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱して配線を形成する段階と、
を含む印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項２】
前記ベースフィルムは、有機フィルムである請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項３】
前記有機フィルムは、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）フィルム、エポキシフィルム、フェノールフィルム、液晶高分子（ＬＣＰ）フィルム、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）フィルム、シアンエステル（ＣＥ）フィルム、ポリアラミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ノルボルネン樹脂フィルム、及びこれらの組み合せからなる群より選ばれる一つである請求項２に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項４】
前記有機フィルムは、シリカ（SIO2）、ジルコニア（ZrO2）、チタニア（TiO2）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、グラスウール、及びこれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも一つを３０〜７０質量％含有する請求項３に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項５】
前記金属ナノ粒子は、金、銀、銅、白金、鉛、インジウム、パラジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、錫、亜鉛、アルミニウム、鉄、及びこれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項６】
前記金属ナノ粒子の平均直径が、１〜５００ｎｍである請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項７】
前記金属ナノ粒子が含まれたインクをベースフィルムに印刷する方式は、インクジェット印刷方式である請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項８】
前記誘導加熱は、１０〜９００ｋＨｚの周波数で行われる請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項９】
前記誘導加熱は、回路基板全体を誘導加熱することである請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項１０】
前記誘導加熱は、回路基板の配線部分を含む部分を選択的に誘導加熱することである請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項１１】
前記配線を形成する段階は、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱しながら低温焼成して配線を形成する段階である請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項１２】
前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱する前に低温焼成する段階をさらに含む請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項１３】
前記配線を形成する段階以降に形成された配線を低温焼成する段階をさらに含む請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項１４】
前記低温焼成の温度は、１５０〜３５０℃である請求項１１から１３いずれか記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【請求項１５】
前記形成された配線は、配線の幅が１０μｍ〜１０ｃｍである請求項１に記載の印刷回路基板の配線形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷回路基板の配線形成方法に関するもので、さらに詳細には、誘導加熱方式を用いた印刷回路基板の配線形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器及び情報端末機器などの流行が急速に変化するにつれ、機種変更時間が短くなり、多品種生産が行われている。したがって、従来のリソグラフィ/エッチングを用いた製品生産は、従来のマスク製作などのため機種変更に柔軟に対処できないだけでなく、汚廃水による深刻な環境問題が浮かび上がっている。また、金属及び有機無機原材料価格の暴騰のため、必要な領域だけに必要量だけの材料を正確に吐出できるインクジェット技術が脚光を浴びている。このようなインクジェット印刷方式を用いた微細配線を形成するために、配線材料に含まれる金属粒子のサイズがナノサイズに至っている。
【０００３】
ガラスや高分子基板にプリンティングやコーティングされた金属ナノ粒子を焼結するためには、焼成炉にて高温に加熱する方式を主に用いている。焼成炉を用いる場合、焼成炉全体を加熱することになり、焼成炉は希望の温度にて、数十分から数十時間の間加熱維持される。この場合、焼成炉のエネルギー消費だけではなく、金属ナノ粒子がコーティングされている基板も加熱による影響を受けることになる。金属ナノ粒子の焼成温度に比べて低いガラス転移温度または変形温度を有する高分子のような基板においては、金属ナノ粒子の焼結温度が制限される。ここで、低い焼結温度はナノ粒子の不完全な焼結状態を作ることになるので、機械的強度の低下及び接着強度の低下をもたらす。
【０００４】
最近、微細回路配線を含む基板は、薄くて、曲げられ、また、軽量、小型化された電子製品に適合することが要求されており、このような基板には、軟性回路基板、軟硬性回路基板、軟性多層基板などがある。これらの基板に使用されるベースフィルムとしては、ポリマーフィルムがよいが、このポリマーフィルムは多数の長所を持っているにもかかわらず、高温の焼成温度に耐えられなくてその使用が制限されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、ベースフィルムの熱変形及び熱分解を最小化して優れた配線の焼結過程を提供することができ、工程時間を短縮でき、機械的強度が優れた印刷回路基板の配線形成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】
前述した課題を達成するために本発明の一実施形態によれば、ベースフィルムを準備する段階と、金属ナノ粒子を含有するインクを前記ベースフィルムに印刷して配線パターンを形成する段階と、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱して配線を形成する段階と、を含む印刷回路基板の配線形成方法が提供される。
【０００７】
ここで、前記ベースフィルムは有機フィルムであってもよく、前記有機フィルムはポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）フィルム、エポキシフィルム、フェノールフィルム、液晶高分子（ＬＣＰ）フィルム、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）フィルム、シアンエステル（ＣＥ）フィルム、ポリアラミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ノルボルネン樹脂フィルム、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる一つであることがよい。
【０００８】
また、前記有機フィルムは、シリカ（SIO2）、ジルコニア（ZrO2）、チタニア（TiO2）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、グラスウール、及びこれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも一つを３０〜７０質量％含有すればよい。
【０００９】
ここで、前記金属ナノ粒子は、金、銀、銅、白金、鉛、インジウム、パラジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、錫、亜鉛、アルミニウム、鉄、及びこれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも一つである。
【００１０】
好ましい実施例によれば、前記金属ナノ粒子の平均直径は、１〜５００ｎｍである。前記金属ナノ粒子が含まれたインクをベースフィルムに印刷する方式は、インクジェット印刷方式を用いることができる。
【００１１】
他の好ましい実施例によれば、前記誘導加熱は１０〜９００ｋＨｚの周波数で行うことができ、ここで、前記誘導加熱は、回路基板全体を誘導加熱してもよく、回路基板の配線部分を含む部分を選択的に誘導加熱してもよい。
【００１２】
また他の好ましい実施例によれば、前記配線を形成する段階は、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱しながら低温焼成して配線を形成することができ、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱する前に低温焼成する段階をさらに含むことができ、前記配線を形成する段階以降に形成された配線を低温焼成する段階をさらに含むことができる。ここで、前記低温焼成温度は、１５０〜３５０℃であることがよい。
【００１３】
また他の好ましい実施例によれば、前記形成された配線は配線の幅が１０μｍ〜１０ｃｍであることがよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による印刷回路基板の配線形成方法によれば、誘導加熱方式を、ベースフィルム上の金属ナノ粒子が含まれたインクで形成された配線の焼結に用いることにより、ベースフィルムの高分子基板の熱変形及び熱分解を最小化し、配線の優れた焼結過程を提供することができ、配線形成時間を短縮し、ベースフィルムと配線との接着強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による印刷回路基板の配線形成方法の好ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明し、添付図面を参照して説明することにおいて、同一かつ対応する構成要素は同一な図面番号を付し、これに対する重複される説明は省略する。
【００１６】
先ず、本発明の好ましい実施例を詳しく説明する前に、金属ナノ粒子の一般的な特性について説明する。
【００１７】
本発明において「金属ナノ粒子」とは、粒径が数ｎｍから数百ｎｍである粒子を言う。
【００１８】
ナノ材料技術の発達は、プリンテッドエレクトロニクス分野に飛躍的な発展をもたらした。ナノ材料の最も大きな特徴は、バルク金属より低い融点を有することである。金属粒子がナノサイズ以下に小さくなると、ナノサイズ効果を有する。ここで「ナノサイズ効果」とは、一般的に普通材料をナノサイズにするときに現われる物理的、化学的な特性変化を言う。金属の場合、例えば、ナノサイズ効果を発現する鉄の断熱応力比率は、通常の鉄より１２倍も高く、ナノサイズ効果を有する金の融点は通常の金の半分程度の水準である。
【００１９】
通常、金属の場合には、約１００ｎｍ以下でナノサイズ効果を発現するが、好ましくは５０ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ以下でナノサイズ効果が明らかに現れる。例えば、銀（Ａｇ）の場合、一般的な銀の融点は９６１．９℃であるが、約１００ｎｍから融点が低下し始め、１０ｎｍ以下のサイズでは、融点が２００〜２５０℃まで低下する。
【００２０】
このように金属粒子の直径をナノサイズ以下に充分に小さくすると、金属粒子の表面拡散は無視できないほど大きくなり、この表面拡散に起因して粒子相互間の界面が延長される。したがって、粒子サイズがナノサイズ以下に小くなる程、粒子の融点も低くなる。
【００２１】
バファット（Buffat）らは、フィジカルレビュー（Physical Review）A、13（1976）、2287で金属粒子サイズに応じる融点降下現象を式（１）で提示した。
【数１】
2008283181.tif 000003
【００２２】
式中、θはTm/T0、ρsは固相密度（ｋｇ/ｍ３）、ρlは液相密度（ｋｇ/ｍ３）、Ｌは潜熱（Ｊ/ｋｇ）、ｒｓは粒子サイズ（ｍ）、γｓは固相の表面張力であり、γｌは液相の表面張力である。
【００２３】
このようなナノ金属の融点降下により、ナノ金属を高分子基板上にプリンティングやコーティングした後に、高分子基板の変形を起こさない３００℃以下の低温での焼結が可能になった。実際、銀ナノ粒子は、２５０℃以下の低い温度でも焼結可能であるため、プリンテッドエレクトロニクスの電極素材として脚光を浴びてきた。しかし、このような銀ナノ粒子を用いた銀の配線は高価であり、かつ、銀移動など電気的な信頼性がよくないと知られている。
【００２４】
したがって、銅配線に対する要求が増えてきている。しかし、銅配線は銀配線とは異なって、融点が高いため３００℃以下の低温焼結が困難である。また、低温焼結による比抵抗値も非常に高く、不完全な焼結による機械的強度の低下が生じる。よって、高分子基板において、熱による変形や損失を最小化しながらも、銅のような高温焼成材料の焼結緻密化が要求されている。
【００２５】
一方、高周波誘導加熱方式は、コイル形状の導体中心への永久磁石の入れ抜きに応じて磁界が変化し、導体に電流が流れる現象である電磁気誘導作用を用いて、コイルの高周波磁場内にある加熱物内に電流を誘導させて加熱する方式である。
【００２６】
この誘導電流は、物体内に電流が渦を巻きながら流れる渦電流により生じ、ヒステリシス損失によるジュール熱を発生して極めて短時間に発熱が起こる。このように発生された熱で加熱することを誘導加熱と言い、高周波電流を用いることを高周波誘導加熱と言う。
【００２７】
また、周波数の高い高周波電流を用いるため、物体の表面だけに電流が流れる現象である電流の表皮作用、及びコイルの１次電流が被加熱物に誘導されてコイルに近い表面層に流れる現象である近接効果により被加熱物の表面層に磁束及び渦電流が集中される。この際に発生する熱損失（渦電流損、ヒステリシス損失）が被加熱物の表面層を加熱することになる。
【００２８】
このような原理から、被加熱物の必要な部分にエネルギーを集中させて効率的に急速加熱することができるため、生産性及び作業性を高めることができる。重要なことは加熱効率であるが、コイル電流、コイル巻数の二乗に比例し、周波数、有効透磁率、固有抵抗の平方根に比例する。周波数が高いと、加熱効率は高いが、表皮効果により表面だけ加熱されるため、厚い物体を加熱するときには周波数を低めなくてはならない。
【００２９】
この表皮効果は周波数及び材料により決定され、これら相互関係式は式（２）の通りである。
【数２】
2008283181.tif 000004
【００３０】
式中、Ｐは浸透深さ、ρは固有抵抗、ｆは周波数、μは透磁率である。
【００３１】
浸透深さＰとは、表面からＰまでに９０％の電流が集中する深さを言う。よって、導体表面からこの深さまでに全ての電流が流れると見ることができる。同一被加熱物質に対して周波数を変更しながら加熱すると、発熱量は周波数が低いときには、周波数の二乗に比例して増加し、一定周波数以上になると、周波数の平方根に比例して増加する。これは周波数が浸透深さより低すぎると、被加熱物内で磁力線が互いにクロスしながら相殺するからである。
【００３２】
このように誘導電力の発生が変化する両特性の境界となる変曲点の周波数を臨界周波数と言う。この臨界周波数をＦｃとすると、その関係式は式（３）の通りである。
【数３】
2008283181.tif 000005
【００３３】
式中、ａは加熱物の半径、ｅは抵抗率、μは比透磁率である。
【００３４】
図１に示すように、臨界周波数以下ではわずかな周波数変動が大きい加熱状態変化をもたらし、また、周波数が高すぎると、表皮効果が激しくなり、このため、表面からの熱放出が激しくなって、却って加熱効率が落ちてしまい、加熱種類により差異はあるが、熱処理における周波数は、臨界周波数の５倍位の高い周波数を用いることになる。したがって、誘導加熱における周波数の選択は、材料の種類及びサイズに適合した表皮効果と臨界周波数とを共に考慮して決められるべきである。
【００３５】
図２は、本発明による印刷回路基板の配線形成方法を概略的に示す順序図である。図２を参照すると、本発明による印刷回路基板の配線形成方法は、ベースフィルムを提供する段階Ｓ１０と、金属ナノ粒子が含まれたインクを前記ベースフィルムに印刷して配線パターンを形成する段階Ｓ２０と、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱して配線を形成する段階Ｓ３０とを含む。
【００３６】
本発明による印刷回路基板の配線形成方法は、先ず、段階Ｓ１０で、ベースフィルムを提供する。
【００３７】
前記ベースフィルムとしては有機フィルムを用いることができ、前記有機フィルムには、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）フィルム、エポキシフィルム、フェノールフィルム、液晶高分子（ＬＣＰ）フィルム、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）フィルム、シアンエステル（ＣＥ）フィルム、ポリアラミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、またはノルボルネン樹脂フィルムを用いることができ、これに限定されることはない。また、前記物質を単独または二つ以上混合して用いることも可能である。
【００３８】
ここで、前記有機フィルムは、シリカ（SIO2）、ジルコニア（ZrO2）、チタニア（TiO2）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、グラスウール、またはこれらの合金の無機物を単独または二つ以上混合して３０〜７０質量％含有することができる。ここで、前記無機物が３０質量％未満であると、ベースフィルムの熱膨脹減少効果及び強度増加効果が得られないので好ましくないし、７０質量％を超過すると、ベースフィルムが脆性破壊を起こしやすいので、基板として用いるのに好ましくない。
【００３９】
段階Ｓ２０で、前記ベースフィルムを提供し、金属ナノ粒子が含まれているインクを前記ベースフィルムに印刷して配線パターンを形成する。
【００４０】
前記金属ナノ粒子としては、金、銀、銅、白金、鉛、インジウム、パラジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、錫、亜鉛、アルミニウム、または鉄を用いることができるが、これに限定されない。また、前記金属を単独または二つ以上混合して合金として用いることも可能である。
【００４１】
ここで、前記金属ナノ粒子の平均直径は１〜５００ｎｍであることが好ましく、さらに好ましいのは、３〜１００ｎｍである。金属ナノ粒子の平均直径が１ｎｍより小さいと、金属ナノ粒子を含有するインクの有機物含量が増加するので好ましくないし、５００ｎｍを超過すると、前記インクの金属ナノ粒子の分散性が低下するので好ましくない。
【００４２】
前記金属ナノ粒子が含まれているインクをベースフィルムに印刷する方式には、インクジェット印刷方式を用いることができる。
【００４３】
段階Ｓ３０で、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱して配線を形成する。
【００４４】
前記誘導加熱は１０〜９００ｋＨｚの周波数で行われることが好ましく、さらに好ましくは、１００〜７００ｋＨｚ周波数で行うことである。１０ｋＨｚより小さい周波数を用いると、周波数による熱の発生が弱いので好ましくないし、９００ｋＨｚを超過する周波数を用いると、表皮効果による表面極小加熱のため好ましくない。
【００４５】
好ましい実施例によれば、前記誘導加熱は、回路基板全体に対して行うこともでき、回路基板の配線部分を含む部分に選択的に行うこともできる。好ましい他の実施例によれば、前記配線パターンが形成されたベースフィルムを誘導加熱しながら低温焼成して配線を形成することができ、誘導加熱する前に低温焼成する段階をさらに含んで配線を形成することもでき、前記配線を形成した段階以降に、形成された配線を低温焼成する段階をさらに含んで配線を形成することもできる。
【００４６】
一方、好ましいまた他の実施例によれば、印刷回路基板の配線形成方法での前記低温焼成の温度は、１５０〜３５０℃であることが好ましく、より好ましいのは、１８０〜３００℃である。前記低温焼成温度が１５０℃未満であると、配線パターンが焼結されないので好ましくないし、３５０℃を超過すると、有機材料の熱分解のために好ましくない。
【００４７】
また他の好ましい実施例によれば、前記形成された配線は、配線の幅が１０μｍ〜１０ｃｍであることが好ましく、より好ましいのは、２０μｍ〜５００μｍである。前記配線の幅が１０μｍ未満であると、高周波による極小加熱が困難であり、またインクジェットによる回路具現が難しいし、１０ｃｍを超過すると、基板配線に使用できないので好ましくない。
【００４８】
以上で、印刷回路基板の配線形成方法の一般的な工程のフローを説明したが、以下では、添付図面を参照して、本発明による印刷回路基板のベースフィルムである基板と金属配線との間の接着強度及び界面の形状を具体的な実施例を基準にして説明する。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
誘導加熱がベースフィルムと配線との接着強度に与える影響と、接着強度試験後の銅配線と基板に用いたベースフィルムの形状とを見るために、下記のような試片を製作して接着強度を測定し、走査電子顕微鏡を用いてベースフィルムと金属配線との写真を撮影した。
【００５０】
図３に示すように、平均粒子サイズが２０ｎｍであるナノ銅粒子を含有するインクを、インクジェットを用いて横（ａ）×縦（ｂ）×厚さ（ｃ）の値が１ｃｍ×１０ｃｍ×１０μｍの銅配線３１０のパターンをビスマレイミドトリアジン（以下、「ＢＴ」と称する）樹脂のベースフィルム３００上に印刷した。
【００５１】
図４に示すように、前記ベースフィルム３００の上に形成された前記銅配線３１０のパターンを、乾燥工程を経た後に、高周波発振器４１０が連結されている誘導加熱炉４３０を、５００ｋＨｚの作動周波数で、コンベヤベルト４２０を用いて通過させた。窒素、アルゴン、酸素、水素、大気、有機酸ガス、またはアルコールガスなどを気体投入口を通して誘導加熱炉４３０に投入可能であり、本実施例では大気雰囲気を用いた。
【００５２】
ここで、加熱部４４０の種類は、加熱しようとする面積に応じて、配線が含まれる回路基板の極小部分を誘導加熱するのに適合した探針型４７０、及び、回路基板の全体を加熱するのに適合したループ型４６０を適切に選択することができる。本実施例では探針型４７０の加熱部４４０を移送装置４５０で移送させながら印刷回路基板４００の銅配線３１０のパターンを含む極小部分を誘導加熱して瞬間的熱発生により焼結過程を行うことにより、印刷回路基板４００の配線３１０を形成し、これを用いて接着力を求めて、その結果を表１に示した。
【表１】
2008283181.tif 000006
【００５３】
（実施例２）
図３に示すように、平均粒子サイズが５ｎｍであるナノ銅粒子を含有するインクをインクジェットを用いて横×縦×厚さの値が１ｃｍ×１０ｃｍ×１０μｍである銅配線パターン３１０をＢＴ樹脂のベースフィルム３００上に印刷した。
【００５４】
平均粒子サイズが５ｎｍである銅ナノ粒子は、有機物含量が１５〜２０質量％であって、有機物の含量を減らすために、誘導加熱する前に低温にて熱処理する必要があった。このため、１８０℃で低温熱処理した後に、前記ベースフィルム３００の上に形成された前記銅配線３１０のパターンを乾燥工程を経た後、図４に示すように、高周波発振器４１０が連結されている誘導加熱炉４３０を、５００ｋＨｚの作動周波数で、コンベヤベルト４２０を用いて通過させた。
【００５５】
本実施例では、探針型４７０の加熱部４４０を移送装置４５０で移送させながら印刷回路基板４００の銅配線３１０のパターンを含む極小部分を誘導加熱して瞬間的な熱発生により焼結過程を行って印刷回路基板４００の配線３１０を形成し、これを用いて接着力を求めて、その結果を表１に示した。接着力試験を行ったその試料から走査電子顕微鏡を用いて配線３１０及びベースフィルム３００の写真を得た。
【００５６】
（比較例）
図３に示すように、平均粒子サイズが５ｎｍであるナノ銅粒子を含有するインクをインクジェットを用いて横×縦×厚さの値が１ｃｍ×１０ｃｍ×１０μｍである銅配線３１０のパターンをＢＴ樹脂のベースフィルム３００上に印刷した。
【００５７】
平均粒子サイズが５ｎｍである銅ナノ粒子は、有機物含量を１５〜２０質量％含有しており、２５０℃の従来技術により焼成炉にて焼結して印刷回路基板４００の配線３１０を形成した。これを用いて接着力を求めて、その結果を表１に示し、接着力試験を行ったその試料から走査電子顕微鏡を用いて界面の写真を得た。
【００５８】
＜印刷回路基板のベースフィルムと配線の接着強度について＞
図５に示すように、従来技術の焼成炉を経た、配線３１０が形成されたベースフィルム３００、または、本発明の誘導加熱工程を経た、配線３１０が形成されたベースフィルム３００を万能引張試験機（ＵＴＭ）の支持台５００に固定させ、万能引張試験機を用いてＩＰＣＴＭ−６５０２．４．８の試験方法により接着強度を測定した結果を表１に示した。
【００５９】
表１に示すように、誘導加熱工程を経た２０ｎｍの銅ナノ粒子を用いた実施例１の接着強度は０．３ｋＮ/ｍであり、５ｎｍの銅ナノ粒子を用いた実施例２の接着強度は０．４ｋＮ/ｍであった。このように、誘導加熱工程を有する配線形成方法による印刷回路基板４００が、従来方式の焼成炉を経た配線形成方法による印刷回路基板４００より、接着力が３倍〜４倍優れたことを確認できた。
【００６０】
＜走査電子顕微鏡によるベースフィルムと配線の形状について＞
図６ａ〜図７ｄに、本発明及び従来技術による印刷回路基板４００に対して、ベースフィルム３００と配線３１０との接着強度試験を行った試片の走査電子顕微鏡写真を、それぞれ示した。
【００６１】
実施例と比較例を簡単明確に説明するために、ベースフィルム３００が空気と接する部分をベースフィルム表面５１０と定義し、ベースフィルム３００が金属ナノ粒子焼結層である配線３１０と接するか接したことのある部分をベースフィルム界面５２０と定義する。同じ方法で、配線３１０が空気と接する部分を配線表面５４０と定義し、配線３１０がベースフィルム３００と接するか接したことのある部分を配線界面５３０と定義する。
【００６２】
本発明による実施例２のベースフィルム表面５１０の写真である図６ａと、ベースフィルム界面５２０の写真である図６ｂとの表面形状が類似に示された。破壊が界面を沿って発生すると、配線３１０が形成される前のベースフィルム３００の形状を維持することになる。したがって、実施例２の接着強度を測定する間に、ベースフィルム界面５２０と銅配線界面５３０との間に破壊が生じたことが分かる。
【００６３】
一方、従来技術による焼成炉を用いて焼結した比較例のベースフィルム表面５１０の写真である図７ａと、ベースフィルム界面５２０の写真である図７ｂとの表面形状は異なる。銅ナノ粒子を含む配線３１０のパターンの焼結が緻密に行われないと、配線３１０の内部にクラックが発生し、クラックにより破壊が発生し得る。図７ｂに示すように、ベースフィルム界面５２０に金属ナノ粒子の焼結層の一部が残っていて、破壊が、ベースフィルム界面５２０と銅配線界面５３０との間ではなく、ナノ粒子焼結層である配線３１０の内部で生じたことが分かる。
【００６４】
一方、実施例２の配線３１０の場合には、図６ｄに示すように、クラックの発生することなく、緻密に焼結されたことが分かり、比較例の配線３１０の場合には、図７ｄに示すように、 クラックを有することが確認できた。前述したように、クラックのない実施例２では、接着強度試験の際に、破壊が、ベースフィルム界面５２０と配線３１０の界面との間で生じ、クラックのある比較例で、破壊が、配線３１０の内部で生じた理由がクラックの存在のためであることが分かった。
【００６５】
一方、図６ｃ及び図７ｃを参照して、接着強度試験の後、実施例２の配線界面５３０と比較例の配線界面５３０とを比較した。比較例の配線界面５３０は、実施例の配線界面５３０に比べて、より立体的な凹凸状を有している。このような比較例の配線界面５３０の立体的な凹凸状は、前述したように、比較例の配線３１０にクラックが存在し、焼結緻密化が充分に行われなかったからであると考えられる。
【００６６】
以上のように、本発明による誘導加熱を用いた印刷回路基板の配線形成方法によれば、金属配線の焼結の緻密化を向上させて配線におけるクラックの発生を抑制するので、配線とベースフィルムとの接着強度を従来方法による比較例に比べて、３倍以上向上させることができる。
【００６７】
本発明は前記実施例に限定されなく、本発明の思想内で当分野の通常の知識を有する者により多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】周波数による誘導電力の発生を示すグラフである。
【図２】本発明による印刷回路基板の配線形成方法を簡略に示す順序図である。
【図３】本発明の実施例による標準試片の製作工程を示す図である。
【図４】本発明に実施例による誘導加熱工程を示す図である。
【図５】本発明の実施例による標準試片の接着強度の測定方法を示す図である。
【図６ａ】本発明の実施例によるベースフィルム表面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図６ｂ】本発明の実施例によるベースフィルム界面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図６ｃ】本発明の実施例による配線界面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図６ｄ】本発明の実施例による配線表面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図７ａ】本発明の比較例によるベースフィルム表面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図７ｂ】本発明の比較例によるベースフィルム界面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図７ｃ】本発明の比較例による配線界面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図７ｄ】本発明の比較例による配線表面の形状を示す走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００６９】
３００  ベースフィルム
３１０  配線
４００  印刷回路基板
４１０  高周波発振器
４２０  コンベヤベルト
４３０  誘導加熱炉
４４０  加熱部
４５０  移送装置
４６０  ループ型
４７０  探針型
５００  支持台
５１０  ベースフィルム表面
５２０  ベースフィルム界面
５３０  配線界面
５４０  配線表面
【図１】
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【図２】
2008283181.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
2008283181.tif 000013
【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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