(57)【要約】【課題】耐吸湿性および耐水性に優れ、かつ配線パターン間の短絡を防止できる配線基板とその製造方法およびそれに用いられる配線基板形成用フィルムマスクを提供する。【解決手段】基板１２０上に形成された導電性樹脂からなる端子部１１０の配線パターン１３０を、配線基板形成用フィルムマスクを用いて、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体１５０で被覆して配線基板１００を形成するものである。この方法により、被覆導体１５０の表面１７０を平坦化し、その側面１６０をシャープな形状とすることにより、接触抵抗の低減と配線パターン１３０の微細化を実現する。また、被覆導体１５０で配線パターン１３０のマイグレーションを防ぐと共に、隣接する被覆導体１５０同士の短絡を防ぎ、信頼性の高い配線基板１００を実現する。【選択図】図１
2005322823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に導電性樹脂からなる複数の配線パターンと、
複数の前記配線パターンに形成された端子部と、
前記端子部で複数の前記配線パターン毎に、かつ複数の前記配線パターンが露出しないように被覆するカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体と、
少なくとも前記端子部以外の複数の前記配線パターンを被覆する絶縁性保護膜とを有し、
外部機器と接続される前記被覆導体の表面が平坦であると共に側面がシャープな形状であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁性保護膜の前記端子部側の端面がテーパ形状であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
基板上に導電性樹脂からなる複数の配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
複数の前記配線パターンに端子部を形成する端子部形成工程と、
前記端子部の複数の前記配線パターン毎およびその周辺部は個別に露出させるように配線基板形成用フィルムマスクの開口部を貼り合せる工程と、
前記配線基板形成用フィルムマスクの前記開口部にカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体を充填する被覆導体形成工程と、
前記配線基板形成用フィルムマスクを剥離する剥離工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項４】
基板上に導電性樹脂からなる複数の配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
端子部が形成される位置で、複数の前記配線パターン毎およびその周辺部は個別に露出させるように配線基板形成用フィルムマスクの開口部を貼り合せる工程と、
前記配線基板形成用フィルムマスクの前記開口部にカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体を充填する被覆導体形成工程と、
前記配線基板形成用フィルムマスクを剥離する剥離工程と、
複数の前記配線パターンに前記端子部を形成する端子部形成工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記端子部形成工程において、前記端子部以外の複数の前記配線パターンを絶縁性保護膜で被覆し、前記絶縁性保護膜の前記端子部側の端面がテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
基板上に形成された導電性樹脂からなる複数の配線パターンと複数の前記配線パターンに形成された端子部と前記端子部の複数の前記配線パターンが配線基板形成用フィルムマスクを用いて被覆導体で被覆される配線基板において、
前記配線基板形成用フィルムマスクは、少なくとも一方の側は撥水性または撥油性を有し、かつ他方の側に接着層を備えた樹脂フィルムからなり、前記樹脂フィルムが、少なくとも前記端子部の複数の前記配線パターン毎およびその周辺部は個別に露出させる開口部を有すると共に、複数の前記配線パターンの厚みより厚いことを特徴とする配線基板形成用フィルムマスク。
【請求項７】
前記被覆導体は、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなることを特徴とする請求項６に記載の配線基板形成用フィルムマスク。
【請求項８】
前記樹脂フィルムは、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂の材料を含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配線基板形成用フィルムマスク。
【請求項９】
前記接着層は、熱または紫外線により接着性が低下する材料からなることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれかに記載の配線基板形成用フィルムマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に導電性材料からなる複数の配線パターンを形成した配線基板およびその製造方法と配線基板を形成する時に用いられる配線基板形成用フィルムマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷等の印刷手段を用いて基板上に銀、銅や錫等を含む導電性ペーストからなる配線パターンを形成した配線基板は、従来からよく知られている。しかし、銀、銅や錫等を含む導電性ペーストで形成した配線パターンは吸湿あるいは水滴等によって水分が付着する場合や電界が存在する場合、配線パターン中の銀、銅や錫等のマイグレーションが起こり、配線抵抗が変化するという課題があった。なかでも、銀は電気抵抗の低い優れた導電性金属で、低温で焼成できると共に安価であるため導電性ペーストとして一般的に用いられているが、他の導電性金属と比較してマイグレーションを起こしやすいことが知られている。そこで、従来から、例えば銀等のマイグレーションを防止する提案が色々なされている。特に、外部機器と接続するための配線基板の端子部は、電極を露出させておく必要があるためにマイグレーションが起こりやすく、この端子部でのマイグレーションの防止が強く要求されている。
【０００３】
マイグレーションを防止するための配線基板構成としては、図７のような構成がある。図７は、従来の配線基板における外部機器との接続部の端子構成を示した斜視図である。端子部７００は、プラスチックフィルム７１０の表面に銀ペーストからなる銀ペースト層７２０を印刷した後、銀ペースト層７２０の上にカーボンペーストからなるカーボンペースト層７３０を印刷した構成になっている。なお、端子部７００間のプラスチックフィルム７１０は接続を容易にするために除去されている。また、端子部７００以外の領域には保護膜７４０が形成されている。このように、銀ペースト層７２０の上にマイグレーションの起こりにくいカーボンペースト層７３０を積層させた二層構造にすることによって、吸湿もしくは水滴付着による銀のマイグレーションを防止している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、マイグレーションを防止するための配線基板の製造方法としては、図８に示すように、一般的に、銀のマイグレーション防止のためにカーボンペースト層８５０をスクリーン印刷法やステンシル印刷法等で形成する方法がある。
【０００５】
この方法は、まず、プラスチックフィルム８２０上に配線パターン８３０を形成する。次に、端子部８１０以外の配線パターン８３０を覆うように保護層８４０を形成する。次に、スクリーンやステンシル版８００を保護層８４０にまたがるように配置し、カーボンペーストを印刷することによりカーボンペースト層８５０を形成する。
【０００６】
この方法により製造された配線基板は、銀からなる配線パターン８３０をカーボンペースト層８５０で被覆することにより銀のマイグレーションを防止することができるものである。
【特許文献１】特開２０００−３４０６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図７に示すように、銀ペースト層７２０上にカーボンペースト層７３０を形成する二層構造の場合、銀ペースト層７２０の側面部はカーボンペースト層７３０で覆われていないために、銀ペースト層７２０の側面の露出部から銀がマイグレーションすることがあり、確実にマイグレーションの防止を行うことはできなかった。
【０００８】
また、図８（ａ）に示したように、一般的なスクリーン印刷法やステンシル印刷法等を用いてカーボンペースト層８５０を形成する場合、マスクとして用いるスクリーンやステンシル版８００は、平面性が要求されるため、通常ある程度の張力や剛性を必要とする。そのため、端子部８１０の保護層８４０端部において、図８（ｂ）に示すように、スクリーンやステンシル版８００と保護層８４０との間に段差８６０を生じる。その理由は、スクリーンやステンシル版８００は段差８６０の形状に応じて自由に変形できないためであり、その結果、段差８６０の位置で隙間８７０が発生する。そして、図８（ｃ）に示すように、印刷されるカーボンペースト層８５０が、その隙間８７０を介して流動し、隣接する配線パターン８３０間のカーボンペースト層８５０同士が繋がり、短絡部８８０を生じてしまうという課題があった。
【０００９】
また、図８（ｄ）に示すように、特にスクリーン印刷法の場合、印刷されたカーボンペースト層８５０は、例えば、表面張力が大きい場合や加熱硬化時のだれ等に起因して半円状になりやすく、平坦な表面が形成できない。その結果、外部機器に接続する場合、相手側コネクタとの接触面積が小さくなり、接触抵抗が増大する。また、カーボンペースト層８５０の表面張力や粘度が小さい場合には、カーボンペースト層８５０が広がるため、その側面がシャープに形成できないので、カーボンペースト層８５０の間隔が狭くなる。その結果、カーボンペースト層８５０の広がりを考慮する必要があるため、隣接するカーボンペースト層８５０の間隔を微細化できないという課題もあった。
【００１０】
また、図８（ｂ）に示すような保護層８４０による段差８６０を解消するために、保護層８４０を形成する前に端子部８１０の配線パターン８３０をスクリーンやステンシル版８００を用いてカーボンペースト層８５０で被覆し、図９（ｂ）に示すように、段差９１０を小さくすることによって短絡を起こりにくくする方法が考えられる。しかし、スクリーン８００等をマスクとして用いる場合、図９（ｃ）に示すように、配線パターン８３０の間隔が狭いために、配線パターン８３０間ではマスクが変形できず、配線パターン８３０の厚みによって隙間９００が形成される。そのため、隣接するカーボンペースト層間で短絡部が形成されるという課題は解消されない。
【００１１】
そこで、本発明は上記の課題を解決して、マイグレーションの発生と隣接する配線パターン間のカーボンペーストによる短絡を防止すると共に、外部機器との接続時の接触抵抗を低減し、かつ配線パターン間を微細化できる配線基板およびその製造方法とそれに用いられる配線基板形成用フィルムマスク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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の配線基板は、基板上に導電性樹脂からなる複数の配線パターンと、複数の配線パターンに形成された端子部と、端子部で複数の配線パターン毎にかつ複数の配線パターンが露出しないように被覆するカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体と、少なくとも端子部以外の複数の配線パターンを被覆する絶縁性保護膜とを有し、外部機器と接続される被覆導体の表面が平坦であると共にその側面がシャープな形状である構成を有する。
【００１３】
また、絶縁性保護膜の端子部側の端面がテーパ形状であってもよい。
【００１４】
これらの構成により、相手側コネクタと接触する被覆導体の表面が平坦化して形成されるため、接触抵抗の低減と端子間の接触抵抗の変動を抑えることができる。さらに、被覆導体の側面がシャープな形状で形成されるため、配線パターンの微細化が容易になる。そして、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体を印刷することにより、配線パターンが完全に被覆されるため、配線パターンのマイグレーションの発生を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明の配線基板の製造方法は、基板上に導電性樹脂からなる複数の配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、複数の配線パターンに端子部を形成する端子部形成工程と、端子部の複数の配線パターン毎およびその周辺部は個別に露出させるように配線基板形成用フィルムマスクの開口部を貼り合せる工程と、配線基板形成用フィルムマスクの開口部にカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体を充填する被覆導体形成工程と、配線基板形成用フィルムマスクを剥離する剥離工程とを有する方法からなる。
【００１６】
この方法により、配線基板形成用フィルムマスクの貼り合せや剥離という簡単な工程で、配線パターンの端子部をカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体で被覆することができる。また、被覆導体は、硬化時に配線基板形成用フィルムマスクの開口部とほぼ同じ形状で形成されるため、側面では周辺への広がりやだれの発生がなく、また表面では平坦な形状とできる。そのため、マイグレーションの防止およびカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体の広がりによる短絡の防止や接触面積の増加により接続部の接触抵抗を低減できる。そして、配線基板形成用フィルムマスクは、絶縁性保護膜による段差部に沿って変形できる程度の可撓性を有するため、段差部を確実に被覆できる。さらに、配線基板形成用フィルムマスクは、熱や紫外線等により簡単に着脱できる接着層で基板や絶縁性保護膜と接着されるため、隙間が形成されない。そのため、隙間を介するカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体同士の短絡が発生しない。
【００１７】
また、本発明の配線基板の製造方法は、基板上に導電性樹脂からなる複数の配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、端子部が形成される位置で、複数の配線パターン毎およびその周辺部は個別に露出させるように配線基板形成用フィルムマスクの開口部を貼り合せる工程と、配線基板形成用フィルムマスクの開口部にカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体を充填する被覆導体形成工程と、配線基板形成用フィルムマスクを剥離する剥離工程と、複数の配線パターンに端子部を形成する端子部形成工程とを有する方法からなる。
【００１８】
この方法により、配線基板形成用フィルムマスクは、絶縁性保護膜でなく配線パターンの厚さのみ被覆すればよく、配線パターンの断面形状に沿って変形できる程度の可撓性を有する配線基板形成用フィルムマスクによって、配線パターン間の段差部で形成される隙間を確実に埋めることができる。そのため、配線基板形成用フィルムマスクの変形可能な配線パターンの間隔までの微細な配線パターンを形成できる。
【００１９】
また、本発明の配線基板の製造方法は、端子部形成工程において、端子部以外の複数の配線パターンを絶縁性保護膜で被覆し、絶縁性保護膜の端子部側の端面がテーパ形状に形成される方法からなる。
【００２０】
この方法により、配線パターンと絶縁性保護膜との厚みばらつき等によるシャープな段差部の形状に追従できない場合でも、絶縁性保護膜の段差部がテーパ形状によりなだらかに形成される。そして、配線基板形成用フィルムマスクで段差部を隙間なく貼り合せることができる。そのため、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体の隙間を介した流動等がなく、隣接する被覆導体同士の短絡を確実に防止できる。
【００２１】
また、本発明の配線基板形成用フィルムマスクは、基板上に形成された導電性樹脂からなる複数の配線パターンと複数の配線パターンに形成された端子部と端子部の複数の配線パターンが配線基板形成用フィルムマスクを用いて被覆導体で被覆される配線基板において、配線基板形成用フィルムマスクは、少なくとも一方の側は撥水性または撥油性を有し、かつ他方の側に接着層を備えた樹脂フィルムからなり、樹脂フィルムは、少なくとも端子部の複数の配線パターン毎およびその周辺部は個別に露出させる開口部を有すると共に、複数の配線パターンの厚みより厚い構成を有する。
【００２２】
また、被覆導体は、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる構成としてもよい。
【００２３】
また、樹脂フィルムは、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂の材料を含む構成としてもよい。
【００２４】
また、接着層は、熱または紫外線により接着性が低下する材料からなる構成としてもよい。
【００２５】
これらの構成により、配線基板形成用フィルムマスクの開口部以外に被覆導体等が付着することを防止できる。また、被覆導体の乾燥もしくは加熱硬化時や硬化後に配線基板形成用フィルムマスクを熱や紫外線で剥離できるため、被覆導体を配線基板形成用フィルムマスクの開口部の形状とほぼ同じ形状で形成できる。そして、樹脂フィルムは、スクリーンやステンシル版よりも可撓性を有するため、配線パターン等の段差部の被覆性に優れると共に、開口部以外は接着層で基板等に密着できるため隙間が発生しない。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、配線パターンの耐湿性および耐水性を著しく向上させて配線パターンのマイグレーションの発生を抑制できる。また、配線基板形成用フィルムマスクが被覆導体硬化後に剥離されるため、被覆導体の側面はシャープに、その表面は平坦な形状で形成できる。その結果、接触面積の増大により接触抵抗を低減させると共に配線パターン間を微細化できる。さらに、配線基板形成用フィルムマスクが基板に接着層を介して密着されるため、隙間の発生がない。そのため、被覆導体による短絡を生じない等、信頼性に優れた配線基板を実現できるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板および配線基板の製造方法とそれに用いられる配線基板形成用フィルムマスクについて、図１から図４を用いて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板を示す図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図、図１（ｃ）はそのＢ−Ｂ’断面図である。
【００２９】
また、図２は、図１の配線基板１００の端子部１１０を形成する途中の状態を説明する図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図、図２（ｃ）はそのＢ−Ｂ’断面図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、絶縁性の基板１２０の表面上に、例えば、銀ペースト等の導電性樹脂からなる複数の配線パターン１３０が形成されている。その上に端子部１１０は除いて、絶縁性保護膜１４０が形成される。そして、端子部１１０から絶縁性保護膜１４０にかけて配線基板形成用フィルムマスク（以下、フィルムマスクと記す。）３００が貼り合されている。このフィルムマスク３００には、個々の配線パターン１３０およびその周辺部を個別に露出させる開口部３３０が形成されている。このようにフィルムマスク３００を接着層を介して貼り付けた状態で、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体（以下、被覆導体と記す。）１５０が開口部３３０に充填される。最終状態では、被覆導体１５０を形成後にフィルムマスク３００を除いて、図１に示す配線基板１００が完成する。
【００３１】
この構成により、配線パターン１３０が、マイグレーションを起こしやすい、例えば、銀、銅、錫や半田等のペーストで形成される場合でも、配線パターン１３０が完全に被覆導体１５０で覆われているので、水分等による配線パターン１３０のマイグレーションの発生を防止できる配線基板１００が作製される。
【００３２】
また、図１（ｂ）や図１（ｃ）に示すように、被覆導体１５０の表面１７０が平坦な形状で形成されるため、外部機器と接続される接触面積が拡大する。その結果、接触抵抗が低減する。
【００３３】
さらに、被覆導体１５０の側面１６０もシャープな形状で形成されるため、被覆導体１５０の広がりがなくなり、被覆導体１５０間を容易に微細化できる。
【００３４】
以下に、図３を用いて、配線基板１００の作製に用いられるフィルムマスク３００について説明する。
【００３５】
図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るフィルムマスク３００を模式的に示した平面図、図３（ｂ）は、そのＡ−Ａ’断面図である。
【００３６】
本発明の第１の実施の形態に係るフィルムマスク３００は、少なくとも一方の側は撥水性または撥油性を有する樹脂フィルム３１０と、他方の側には設けられた熱や紫外線によって接着強度が低下する接着層３２０と、被覆導体形成用の開口部３３０とで構成されている。そして、開口部３３０は、図２に示した端子部１１０の個々の配線パターン１３０およびその周辺部を個別に露出させる大きさを有する。このフィルムマスク３００は、少なくとも配線パターン１３０よりも厚い厚みを有している。例えば、配線パターンの厚みが３０μｍの場合、フィルムマスク３００の厚みは５０μｍ程度である。なお、フィルムマスク３００の厚みは、配線パターン１３０の厚み以上で、少なくとも配線パターン１３０表面の凹凸は被覆されると共に、配線基板１００が使用される環境（例えば、湿度等）条件や要求される配線抵抗を考慮して被覆導体１５０の厚みを加えることにより決められる。つまり、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体１５０の抵抗率は、例えば、銀、銅や錫等の導電性樹脂からなる配線パターン１３０の抵抗率に比べて一般に大きく、その値が接続される機器の特性を左右する。そのため、接続時の電力損失や信号の伝送速度等に応じて、要望される抵抗値を被覆導体１５０の厚みによって調整する必要があり、フィルムマスク３００の厚みの設計が重要である。例えば、低抵抗が必要とされる用途においては、被覆導体１５０を薄く形成することになる。
【００３７】
なお、樹脂フィルム３１０は、撥水性または撥油性を有する、または少なくとも接着層３２０と反対側の表面に、例えばフッ素被膜等を付与した、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂やフッ素樹脂、シリコーン樹脂等からなる。特に、フッ素樹脂やシリコーン樹脂は、被覆導体１５０との付着力が小さく、樹脂フィルム３１０として好ましい。また、接着層３２０は、例えばガラス転移温度５０℃から９０℃程度で接着強度が低下する熱可塑性樹脂等からなる材料や紫外線で接着強度が低下するＵＶ自己隔離型粘着剤等からなる材料で構成される。なお、樹脂フィルム３１０や接着層３２０等は、配線パターン１３０や被覆導体１５０の導電性樹脂材料の硬化温度等を考慮して最適な材料同士を組み合せることが好ましい。なぜならば、被覆導体１５０の硬化時に、フィルムマスク３００の剥離を同時に行うことができるため、工程が簡略化される。
【００３８】
また、フィルムマスク３００は、図２（ｂ）に示すように、例えば３００μｍ程度の段差部２６０に沿って変形できる程度の可撓性を有する樹脂フィルム３１０で形成されている。そのため、フィルムマスク３００は、絶縁性保護膜１４０の端面部の段差部２６０や隣接する配線パターン１３０間の隙間を形成することなく被覆し、さらに接着層３２０により密着させて固定される。その結果、隙間を介して被覆導体１５０が広がることがなくなるため、被覆導体１５０同士の短絡が防止される。
【００３９】
さらに、図２（ｃ）に示すように、フィルムマスク３００の開口部３３０に被覆導体１５０が充填され、その状態で被覆導体１５０が乾燥もしくは加熱された後、フィルムマスク３００を剥離することにより被覆導体１５０が形成される。その結果、図１（ｃ）に示すように、被覆導体１５０の側面１６０をだれのないシャープな形状で形成できると共に、その表面１７０を平坦な形状とすることができる。そのため、フィルムマスク３００の開口部３３０間の形成限界まで微細化した配線パターン１３０を有する端子部１１０の形成が可能となる。
【００４０】
また、被覆導体１５０が、例えば、配線パターン１３０の銀粒子よりも微細な粒径を有するカーボン粒子を含む導電性樹脂からなる場合、銀粒子による配線パターン１３０表面の凹凸をカーボン粒子で覆うことにより、その表面部は平滑化されると共に上述したように平坦化される。そのため、外部機器との接続時、相手側コネクタと端子部１１０との接触する面積が拡大され、接触抵抗が低減される。
【００４１】
以下に、配線基板１００の具体的な構成の一例について説明する。
【００４２】
本発明の第１の実施の形態における基板１２０としては、ガラス繊維入りエポキシ樹脂、セラミック板またはガラス板等の比較的硬質の基板、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネートまたはポリイミド等の高分子樹脂からなるフィルムシート基板等、通常の配線基板に用いられているものであれば、いずれでも使用可能である。なかでも、フィルムシート基板は、汎用性プラスチックとして広く利用されているため安価であり、しかも基板の板厚を１００μｍ〜４００μｍに薄くできるのでこの配線基板を用いた電子回路装置の薄型化に有効な点で好ましい。なお、配線パターンが形成される面が絶縁性を有するものであれば導電性の基板を用いてもよい。
【００４３】
本発明の第１の実施の形態における導電性樹脂からなる複数の配線パターン１３０として、銀粒子を結着剤に分散混合した銀ペーストが主に用いられる。なかでも、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂またはポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を結着剤に用いた銀ペーストは、フィルムシート基板との接着強度が強く、しかも配線パターン１３０自体の機械的強度が強くなる点で好ましい。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態における被覆導体１５０としては、導電性カーボンの微粒子を結着剤に分散混合したもので、銀ペーストに用いる銀粒子の粒径よりも小さな粒径のカーボン粒子を用いることが、銀ペーストの表面の凹凸を平滑化できる点で好ましい。例えば、銀ペーストに用いる銀粒子の粒径が０．５μｍ〜１０μｍの球状銀粒子または鱗片状銀粒子の場合、カーボン粒子の粒径としては０．１μｍ〜１μｍ程度が望ましく、さらに０．３μｍ以下とすることがより望ましい。また、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂またはポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を結着剤に用いた被覆導体１５０は、銀ペーストとの接着強度が強く、耐湿性および耐水性に優れ、しかも耐摩擦性に優れる点で好ましい。
【００４５】
なお、本発明の第１の実施の形態では、絶縁性保護膜１４０による段差部２６０まで被覆導体１５０で覆う位置にフィルムマスク３００の開口部３３０を貼り合せる構成で示したが、絶縁性保護膜１４０上の一部も被覆導体１５０で覆うようにフィルムマスク３００の開口部３３０を位置合せして貼り付け、被覆導体１５０を形成してもよい。この場合、例えば、フィルムマスク３００の開口部３３０と絶縁性保護膜１４０の段差部２６０とが、ずれて貼り合された場合に発生する配線パターン１３０の露出によるマイグレーションの発生を未然に防ぐことができる。さらに、フィルムマスク３００と絶縁性保護膜１４０の段差部２６０との精密な位置合せを必要としないため、生産性が向上する。
【００４６】
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す平面図である。
【００４７】
まず、図４（ａ）に示すように、スクリーン印刷またはグラビア印刷等、一般的に配線基板の配線パターンを形成するために用いられる印刷手段を用いて、基板１２０上に、例えば銀ペーストを印刷し、乾燥もしくは加熱して硬化させると、低抵抗で、かつ接着強度の良好な複数の配線パターン１３０が得られる（この工程を配線パターン形成工程という）。なかでも、スクリーン印刷法は配線パターン１３０形状を自由に、しかも比較的微細なパターンまで作製可能で、かつ量産性に優れ、製造コストも安価である点で好ましい。なお、配線パターン１３０の表面部は比較的大きな凹凸を有している。これは、スクリーン印刷で形成する場合には、スクリーンメッシュによる印刷厚さのむらが最終的に残ること、および銀ペーストの銀粒子の形状ばらつきの影響によるものである。
【００４８】
次に、図４（ｂ）に示すように、端子部１１０以外の配線パターン１３０が形成されている部分の上に絶縁性保護膜１４０を形成する。この絶縁性保護膜１４０としては、通常用いられるポリイミド等の絶縁性の樹脂材料や二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料等を形成すればよく、さらに無機材料と樹脂材料とを積層する構成としてもよい。また、樹脂材料は、スクリーン印刷で形成した場合、配線パターン１３０による凸形状を反映することなく、平坦に絶縁性保護膜１４０が形成できるため好ましい。
【００４９】
次に、図４（ｃ）に示すように、フィルムマスク３００の開口部３３０を端子部１１０の配線パターン１３０と位置合せし、接着層によって基板１２０に貼り合せる。この時、フィルムマスク３００の厚みは、配線パターン１３０の膜厚より厚く、また、その開口部３３０は、絶縁性保護膜１４０側以外の配線パターン１３０を内包することになる。
【００５０】
次に、図４（ｄ）に示すように、フィルムマスク３００の開口部３３０に被覆導体１５０を、スクリーン印刷等と同様の方法を用いて、充填する（この工程を被覆導体形成工程という）。
【００５１】
次に、図４（ｅ）に示すように、例えば、フィルムマスク３００がフッ素樹脂で、接着層が熱可塑性樹脂の場合、９０℃程度まで加熱し、フィルムマスク３００の接着性を低下させてフィルムマスク３００を剥離する（この工程を剥離工程という）。この時、被覆導体１５０は、フィルムマスク３００の剥離時の加熱により、フィルムマスク３００の開口部３３０の形状で硬化し形成される。また、必要に応じて、フィルムマスク３００を剥離後、さらに被覆導体１５０を乾燥もしくは加熱して硬化させてもよい。この場合、予めフィルムマスク３００の剥離時の加熱により被覆導体１５０の形状が決まるため、再度の加熱によりだれが発生することはない。
【００５２】
以上の工程により、被覆導体１５０で端子部１１０の配線パターン１３０が完全に被覆された配線基板１００が得られる。
【００５３】
なお、剥離工程において、フィルムマスク３００の接着層として、紫外線で接着性が低下する、例えば、ＵＶ自己隔離型粘着剤を用いた場合、フィルムマスク３００面から紫外線を照射することにより簡単に剥離することができる。また、例えばＰＥＴからなる基板１２０や絶縁性保護膜１４０が紫外線に対して透明であれば基板１２０側から紫外線を照射することもできる。この場合には、フィルムマスク３００を剥離する前に、被覆導体１５０を乾燥もしくは加熱により硬化させる必要がある。
【００５４】
これにより、被覆導体１５０により端子部１１０の配線パターン１３０が被覆され、湿度の高い雰囲気や水滴が付着するような雰囲気中で配線基板１００を使用しても、銀ペーストからなる配線パターン１３０のマイグレーションの発生を防止できる。さらに、フィルムマスク３００が基板１２０に接着されるため、隣接する配線パターン１３０間に隙間が形成されないので、被覆導体１５０のにじみや流動等による短絡を防止できる。従って、被覆導体１５０のにじみ等によって配線パターン１３０間が狭くならず、フィルムマスク３００の開口部３３０の形状で被覆導体１５０が形成されるため、配線パターン１３０の微細化が容易となる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す平面図である。図５において図４と同じ構成については同じ符号を用い説明を省略する。
【００５６】
本発明の第２の実施の形態では、配線パターン１３０上に被覆導体１５０を形成した後、絶縁性保護膜１４０により端子部１１０を形成するものである。
【００５７】
以下に、図５を用いて第２の実施の形態について第１の実施の形態と異なる工程を主に説明する。
【００５８】
まず、図５（ａ）に示すように、基板１２０上に、例えば、銀ペーストからなる配線パターン１３０を印刷し、加熱硬化により、低抵抗で、かつ接着強度の良好な配線パターン１３０を形成する（この工程を配線パターン形成工程という）。
【００５９】
次に、図５（ｂ）に示すように、端子部１１０が形成される位置に、フィルムマスク３００が、その開口部３３０を配線パターン１３０と位置合せされ、接着層によって基板１２０に貼り合される。この時、フィルムマスク３００の厚みは、配線パターン１３０の膜厚より厚いので、開口部３３０は、配線パターン１３０を内包することができる。
【００６０】
次に、図５（ｃ）に示すように、フィルムマスク３００の開口部３３０に被覆導体１５０を、スクリーン印刷等と同様の方法を用いて、充填する（この工程を被覆導体形成工程という）。この場合、フィルムマスク３００の開口部３３０以外の配線パターン１３０上に被覆導体１５０が塗布されないように形成する必要がある。
【００６１】
次に、図５（ｄ）に示すように、例えば、フィルムマスク３００がシリコーン樹脂で、接着層が熱可塑性樹脂の場合、９０℃程度まで加熱し、フィルムマスク３００の接着性を低下させてフィルムマスク３００を剥離する（この工程を剥離工程という）。この場合、被覆導体１５０は、フィルムマスク３００の剥離時の加熱により、フィルムマスク３００の開口部３３０の形状で乾燥もしくは硬化する。また、必要に応じて、フィルムマスク３００を剥離後、カーボンペーストを乾燥もしくは加熱して硬化させてもよい。この場合、予めフィルムマスク３００の剥離時の加熱により被覆導体１５０の形状が決まるため、再度の加熱によりだれが発生することはない。
【００６２】
次に、図５（ｅ）に示すように、少なくとも被覆導体１５０の一部を覆うように絶縁性保護膜１４０を形成する。
【００６３】
以上の工程により、被覆導体１５０で端子部１１０の配線パターン１３０が被覆されると共に、少なくとも被覆導体１５０の一部が絶縁性保護膜１４０で被覆された配線基板１００が得られる。
【００６４】
これにより、第１の実施の形態における絶縁性保護膜１４０による段差部２６０をフィルムマスク３００で被覆する必要がなく、配線パターン１３０の段差部５００（厚みに相当）を被覆するだけでよいため、フィルムマスク３００の接着により基板１２０との隙間がほとんどなくなる。そのため、被覆導体１５０のにじみや流動等による被覆導体１５０同士の短絡の防止効果をさらに向上させ、信頼性を高めた配線基板１００を実現できるものである。また、被覆導体１５０の一部が絶縁性保護膜１４０で覆われているため、例えば、相手側コネクタに差し込む場合に発生する配線基板１００の変形による被覆導体１５０の剥離が起こりにくい。従って、信頼性に優れた配線基板１００を実現できる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る配線基板を示す平面図、図６（ｂ）は同図（ａ）Ａ−Ａ’断面図、図６（ｃ）は同図（ｂ）のＢ部の拡大図、図６（ｄ）は第３の実施の形態に係る絶縁性保護膜を形成するメタルマスクの断面図である。図６において図２と同じ構成については同じ符号を用い説明を省略する。
【００６６】
本発明の第３の実施の形態は、絶縁性保護膜１４０の端子部１１０側の端面形状をテーパ形状６００にするものである。
【００６７】
以下に、図６を用いて第３の実施の形態について説明する。
【００６８】
図６（ｂ）において、端子部１１０の絶縁性保護膜１４０の端面の形成方法は、例えば、図６（ｄ）に示すように、オーバーエッチング等により開口部の断面形状を逆テーパ状に形成したメタルマスク等を用いて、絶縁性樹脂等を塗布することにより絶縁性保護膜１４０が形成される。あるいは、絶縁性樹脂等で絶縁性保護膜１４０を形成した後、加熱等によりテーパ状の断面とすることにより、図６（ｃ）のＢ部の拡大図に示すようなテーパ形状６００の絶縁性保護膜１４０が形成される。また、スクリーン印刷等においては、粘度の低い絶縁性保護膜１４０材料を用いることによって、スクリーンを取り除いた後に自然に端面部をだれさせてテーパ形状６００とすることもできる。さらには、スクリーン印刷時にスクリーンを徐々に端子部１１０と逆方向に移動させてテーパ形状６００を形成してもよい。このようにして形成されたテーパ形状６００に沿ってフィルムマスク３００を貼り合せることにより、絶縁性保護膜１４０の端面部における段差部や配線パターン１３０間での隙間が形成されない。
【００６９】
次に、フィルムマスク３００の開口部３３０に被覆導体１５０を充填後、フィルムマスク３００を加熱により剥離すると同時に、被覆導体１５０を硬化させることにより、配線パターン１３０を完全に被覆導体１５０で被覆した配線基板が形成されるものである。
【００７０】
この構成により、絶縁性保護膜１４０の端面部がテーパ形状６００に形成されているため、図２（ｂ）の段差部２６０のような過剰な変形をフィルムマスク３００に加えることがなく、簡単で、しかも隙間なく貼り合せることができる。
【００７１】
また、図２（ｂ）で示すような絶縁性保護膜１４０の段差部２６０で被覆導体１５０を付着し、硬化させた場合と比べて、絶縁性保護膜１４０を覆うように被覆導体１５０が形成されるため、被覆導体１５０の剥離が発生しにくい。さらに、第１の実施の形態と同様に、隣接する配線パターン１３０間はフィルムマスク３００と基板１２０が接着層を介して接着されるため、一般的に用いられるスクリーンやステンシル版等のマスクで形成する時に生じる隙間が発生しない。そのため、隣接する配線パターン１３０間の被覆導体１５０の流動やにじみ等による被覆導体１５０同士の短絡を防止できる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の作製について、実施例に基づいて具体的に説明する。他の実施の形態においても同様であり説明は省略する。
【００７３】
本実施例においては、以下の条件により、例えば、銀ペーストからなる配線パターン１３０を基板１２０上に印刷した。基板１２０としては、ポリイミド樹脂からなるフィルムシートで、その厚みは１００μｍとした。銀ペーストは、銀粒子の粒径が０．５μｍ〜１０μｍの球状銀粒子と鱗片状銀粒子の混合粒子を７５重量部、硬化温度１２０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる結着剤を１５重量部に混合して用いた。これをスクリーン印刷法で印刷した。その時のスクリーンメッシュの線径は２５μｍ、感光性乳剤層厚は１０μｍで、配線の線幅設計値が１５０μｍとなるようにした。銀ペーストを印刷した後、熱硬化させることにより配線パターン１３０を形成した。この時の配線パターン１３０の膜厚は２０μｍ〜３０μｍ、その線幅は１６０μｍ〜１７０μｍおよび表面部の凹凸は約１０μｍであった。
【００７４】
次に、配線基板１００の端子部１１０が形成される部分以外の配線パターン１３０を覆うように絶縁性保護膜１４０を形成して、耐湿、耐水性を確保した。この時の絶縁性保護膜１４０としては、一般的に鍍金等のレジスト膜として用いられている樹脂をスクリーン印刷により形成した。
【００７５】
次に、カーボン粒子を含む導電性樹脂からなる被覆導体１５０を、端子部１１０の配線パターン１３０の位置でフィルムマスク３００の開口部３３０と配線パターン１３０とを位置合せして隙間なく貼り合せた後、スクリーン印刷により開口部３３０に充填した。その後、基板１２０を１３０℃で１０分間加熱して、被覆導体１５０を加熱硬化させると共に、フィルムマスク３００の接着層３２０の接着性を低下させ基板１２０から剥離した。この時、被覆導体１５０としては、粒径が０．１μｍ〜０．３μｍのアセチレンブラックから作製された導電性カーボンを８５重量部、硬化温度１２０℃の熱硬化性エポキシ樹脂からなる結着剤を１５重量部に混合したものを用いた。また、フィルムマスク３００は、厚みが５０μｍで、開口部３３０が端子部１１０の配線パターン１３０を確実に被覆できる形状とした。
【００７６】
その結果、端子部１１０の配線パターン１３０は、硬化した被覆導体１５０で被覆され、隣接する被覆導体１５０間ににじみ等による短絡のない配線基板１００が得られた。硬化後の配線パターン１３０と被覆導体１５０の全膜厚は４５μｍ〜５０μｍ、その表面の凹凸は２μｍ以下であり、配線パターン１３０の凹凸は被覆導体１５０により平滑化されていた。また、形成された被覆導体１５０は、フィルムマスク３００の開口部３３０の形状を反映しており、だれもなく、その側面１６０はシャープであり、かつその表面１７０は平坦であった。
【００７７】
このようにして作製した配線基板１００の信頼性を評価するために信頼性評価試験を行った。試験条件および評価は、以下の方法により行った。すなわち、６５℃、９５％ＲＨ雰囲気中で電圧を印加した状態で放置し、１０００時間後に端子部１１０の配線の表面の観察を行った。その結果、銀のマイグレーションはまったく観察されなかった。また、外部機器と接続するための配線パターン１３０の端子部１１０と外部機器の端子とを機械的に接触させて接触抵抗を測定したが、従来の凹凸がある場合に比べて接触抵抗はほぼ１桁小さくなり、接触抵抗も充分小さくできることが見出された。さらに、端子部１１０の被覆導体１５０間を絶縁抵抗計で測定した結果、基板１２０の抵抗値と同様の値であり、短絡の発生や絶縁抵抗の低下はなかった。
【００７８】
なお、本発明の実施例では被覆導体が覆われていない配線パターンにはレジストからなる絶縁性保護膜を形成したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ポリイミドからなるフィルムシートを貼り合せてもよいし、無機膜からなる保護膜をスパッタリングや化学気相成膜（ＣＶＤ）法等により形成してもよい。
【００７９】
また、本発明の実施例では、配線パターンの露出部のうち、端子部のみを被覆導体で覆ったが、配線パターンの全体を個別に被覆導体で覆う構成にしてもよい。
【００８０】
また、本発明の実施例においては、単層構成の配線基板について説明したが、本発明はこれに限定されない。多層配線構成であってもよく、その場合には最上層の配線パターン上に本発明の実施例で説明した方法でカーボンを含む導電性樹脂からなる被覆導体を形成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る配線基板は、外部機器と低い接触抵抗での接続や配線パターンの微細化が要望される電子機器やマイグレーションの抑制が必要な厳しい環境で使用される各種電子機器に適用することができる。
【００８２】
また、本発明の配線基板形成用フィルムマスクは、表面が平坦で、かつシャープな側面形状が必要な配線パターン形成に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の端子部を形成する途中の状態を説明する平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図
【図３】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係るフィルムマスクの平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す平面図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す平面図
【図６】（ａ）本発明の第３の実施の形態に係る配線基板を示す平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ｂ）のＢ部の拡大図（ｄ）本発明の第３の実施の形態に係る絶縁性保護膜を形成するメタルマスクの断面図
【図７】従来の配線基板における外部機器との接続部の端子構成を示した斜視図
【図８】（ａ）従来の配線基板の構成を説明する平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のスクリーンマスクを除いた後の被覆導体の状態を説明する平面図（ｄ）同図（ｃ）のＢ−Ｂ’断面図
【図９】（ａ）従来の配線基板の構成を説明する平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図
【符号の説明】
【００８４】
１００    配線基板
１１０    端子部
１２０    基板
１３０    配線パターン
１４０    絶縁性保護膜
１５０    被覆導体
１６０    （被覆導体の）側面
１７０    （被覆導体の）表面
２６０，５００    段差部
３００    （配線基板形成用）フィルムマスク
３１０    樹脂フィルム
３２０    接着層
３３０    開口部
６００    テーパ形状
【図１】
2005322823.tif 000003
【図２】
2005322823.tif 000004
【図３】
2005322823.tif 000005
【図４】
2005322823.tif 000006
【図５】
2005322823.tif 000007
【図６】
2005322823.tif 000008
【図７】
2005322823.tif 000009
【図８】
2005322823.tif 000010
【図９】
2005322823.tif 000011