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技術 回路基板の製造方法と回路基板

出願人 京セラケミカル株式会社
発明者 内田信彦田上正人
出願日 2005年7月8日 (14年9ヶ月経過) 出願番号 2005-200796
公開日 2007年1月25日 (13年3ヶ月経過) 公開番号 2007-018932
状態 未査定
技術分野 導電材料 高分子組成物 エポキシ樹脂 プリント配線の製造(2) 電線ケーブルの製造(1)
主要キーワード 金属入りの 使用済み薬液 使用コスト ビフェニレン樹脂 廃液処理コスト 多層フレキシブル基板 銀粉粒子 フェノール樹脂成分
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この項目の情報は公開日時点(2007年1月25日)のものです。
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課題

導電性銀ペーストを用いて回路形成を行う回路基板の製造方法において、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生が抑制されるとともに、回路パターンの接着強度が向上され、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を得ることができる製造方法を提供すること。

解決手段

基板上に導電性銀ペーストを所定の回路パターンとなるように塗布し回路形成してなる回路基板の製造方法であって、前記導電性銀ペーストが(A)アリル基含有エポキシ樹脂を除く常温固形エポキシ樹脂、(B)アリル基含有エポキシ樹脂、(C)常温で固形のフェノール樹脂および(D)銀粉を含み、かつ、前記導電性銀ペーストの樹脂分および(D)銀粉の合計量に対して(D)銀粉を90質量%以上、97質量%以下含むもの。

概要

背景

電子機器高精度化に伴い、これに使用される回路基板配線幅配線間隔がますます狭くなっている。配線幅0.1mm、配線間隔0.1mmといった超ファインパターン回路も製造され、さらには配線幅0.05mmの検討もされている。

また、回路基板の薄型化も進んでおり、フレキシブル回路基板等では多層フレキシブル基板フレックスリジット基板等の採用とともに、それらの回路基板全体を薄くする検討がなされている。このため、フィルム等の基材だけでなくその表面に形成される回路パターンの薄型化も進んでいる。

基板上への回路形成は、これまで、ほとんどがサブトラクト法と呼ばれる銅箔エッチングによる回路形成方法が用いられている。しかしながら、サブトラクト法のような銅箔からのパターンニングは工程が多くなり、各種工程に使用される薬液使用コスト、エッチングされた銅の廃液使用済み薬液廃液処理コストが上昇する。

また、回路の細線化、薄型化に伴い、使用される銅箔にも薄型化が要求されている。12ミクロン箔はすでに汎用になっており、9ミクロン箔、6ミクロン箔等の極薄箔についてもアルミ箔等のキャリア付き銅箔として使用されつつある。しかしながら、銅箔の薄型化に伴い、銅箔のコストアップや回路基板の歩留まり低下が問題となっている。

このような銅箔のエッチングにより回路形成するサブトラクト法に代わり、基板上にあらかじめメッキレジストを形成したのち、無電解銅メッキを行って回路形成するアディティブ法が開発されている。アディティブ法では銅箔のエッチングを行わないため、銅の廃液処理が不要となり、細線回路形成に適している。

しかしながら、アディティブ法においては、表面にメッキをつけやすくするため、メッキの核となる金属入りの基材を使用するか、あるいは、特殊な薬液を使用しなければならない。このため、アディティブ法は低コストの回路基板の製造には向いていない。

また、導電性ペーストを基板上に印刷して回路形成する方法も検討されている。導電性ペーストを用いた回路形成は、消費電力の少ない電子機器用の回路(ICカード用等)においてすでに適用されている。また、スクリーン印刷により精密な回路形成も可能となってきている。

しかしながら、このような導電性ペーストを用いた回路基板は今のところ低電力の回路基板に限られており、より高電力の電子機器に用いられる回路基板には不向きである。また、印刷厚さも数十ミクロン必要であり、フレキシブル配線板等では屈曲部クラックの発生等の問題がある。

このような問題を解決するために、柔軟性、可撓性に富む骨格成分を有する樹脂成分を用いることが提案されている。柔軟性、可撓性に富む骨格成分を有する樹脂成分を用いることで、クラックの発生を抑制し、抵抗値変化も僅かなものとすることができる。柔軟性、可撓性に富む骨格成分を有する樹脂としては、例えばダイマー酸ジグリシジルエステルを主な成分とするものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−261778号公報

概要

導電性銀ペーストを用いて回路形成を行う回路基板の製造方法において、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生が抑制されるとともに、回路パターンの接着強度が向上され、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を得ることができる製造方法を提供すること。基板上に導電性銀ペーストを所定の回路パターンとなるように塗布し回路形成してなる回路基板の製造方法であって、前記導電性銀ペーストが(A)アリル基含有エポキシ樹脂を除く常温固形エポキシ樹脂、(B)アリル基含有エポキシ樹脂、(C)常温で固形のフェノール樹脂および(D)銀粉を含み、かつ、前記導電性銀ペーストの樹脂分および(D)銀粉の合計量に対して(D)銀粉を90質量%以上、97質量%以下含むもの。なし

目的

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、導電性銀ペーストを用いて回路形成を行う回路基板の製造方法において、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生が抑制されるとともに、回路パターンの接着強度が向上され、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を製造することができる方法を提供することを目的としている。また、本発明は、このような回路基板の製造方法を用いて製造され、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

有機基板上に導電性銀ペーストを所定の回路パターンとなるように塗布し回路形成してなる回路基板の製造方法であって、前記導電性銀ペーストが(A)アリル基含有エポキシ樹脂を除く常温固形エポキシ樹脂、(B)アリル基含有エポキシ樹脂、(C)常温で固形のフェノール樹脂および(D)銀粉を含み、かつ、前記導電性銀ペーストの樹脂分および(D)銀粉の合計量に対して(D)銀粉が90質量%以上、97質量%以下含まれることを特徴とする回路基板の製造方法。

請求項2

前記導電性銀ペーストに含まれる(D)銀粉は、比表面積が1.3m2/g以下であり、かつ、タップ密度が4.0g/cm3以上、7.0g/cm3以下であることを特徴とする請求項1記載の回路基板の製造方法。

請求項3

前記導電性銀ペーストに含まれる(B)アリル基含有エポキシ樹脂が、下記式(1)で示されることを特徴とする請求項1または2記載の回路基板の製造方法。(式中、nは0または1の整数であり、Xは同一または異なってもよく、CH2、SO、SO2、C(CH3)2、C(CF3)2、O、COまたはCO2であり、R1〜R8は同一または異なってもよく、水素原子アルキル基またはアリル基であり、R1〜R8のうち少なくとも1つはアリル基である。)

請求項4

前記有機基板上への導電性銀ペーストの塗布は、印刷法またはインクジェット法により行われることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の回路基板の製造方法。

請求項5

有機基板上に導電性銀ペーストを用いて所定の回路パターンが形成されてなる回路基板であって、請求項1乃至4のいずれか1項記載の回路基板の製造方法により製造されたことを特徴とする回路基板。

技術分野

0001

本発明は、電子機器に使用される回路基板とその製造方法に関し、具体的に言えば、携帯電話基板モジュール基板等に用いられるファインピッチ対応の高精度基板フレキシブル基板等の回路基板とその製造方法に関する。

背景技術

0002

電子機器の高精度化に伴い、これに使用される回路基板は配線幅配線間隔がますます狭くなっている。配線幅0.1mm、配線間隔0.1mmといった超ファインパターン回路も製造され、さらには配線幅0.05mmの検討もされている。

0003

また、回路基板の薄型化も進んでおり、フレキシブル回路基板等では多層フレキシブル基板フレックスリジット基板等の採用とともに、それらの回路基板全体を薄くする検討がなされている。このため、フィルム等の基材だけでなくその表面に形成される回路パターンの薄型化も進んでいる。

0004

基板上への回路形成は、これまで、ほとんどがサブトラクト法と呼ばれる銅箔エッチングによる回路形成方法が用いられている。しかしながら、サブトラクト法のような銅箔からのパターンニングは工程が多くなり、各種工程に使用される薬液使用コスト、エッチングされた銅の廃液使用済み薬液廃液処理コストが上昇する。

0005

また、回路の細線化、薄型化に伴い、使用される銅箔にも薄型化が要求されている。12ミクロン箔はすでに汎用になっており、9ミクロン箔、6ミクロン箔等の極薄箔についてもアルミ箔等のキャリア付き銅箔として使用されつつある。しかしながら、銅箔の薄型化に伴い、銅箔のコストアップや回路基板の歩留まり低下が問題となっている。

0006

このような銅箔のエッチングにより回路形成するサブトラクト法に代わり、基板上にあらかじめメッキレジストを形成したのち、無電解銅メッキを行って回路形成するアディティブ法が開発されている。アディティブ法では銅箔のエッチングを行わないため、銅の廃液処理が不要となり、細線回路形成に適している。

0007

しかしながら、アディティブ法においては、表面にメッキをつけやすくするため、メッキの核となる金属入りの基材を使用するか、あるいは、特殊な薬液を使用しなければならない。このため、アディティブ法は低コストの回路基板の製造には向いていない。

0008

また、導電性ペーストを基板上に印刷して回路形成する方法も検討されている。導電性ペーストを用いた回路形成は、消費電力の少ない電子機器用の回路(ICカード用等)においてすでに適用されている。また、スクリーン印刷により精密な回路形成も可能となってきている。

0009

しかしながら、このような導電性ペーストを用いた回路基板は今のところ低電力の回路基板に限られており、より高電力の電子機器に用いられる回路基板には不向きである。また、印刷厚さも数十ミクロン必要であり、フレキシブル配線板等では屈曲部クラックの発生等の問題がある。

0010

このような問題を解決するために、柔軟性、可撓性に富む骨格成分を有する樹脂成分を用いることが提案されている。柔軟性、可撓性に富む骨格成分を有する樹脂成分を用いることで、クラックの発生を抑制し、抵抗値変化も僅かなものとすることができる。柔軟性、可撓性に富む骨格成分を有する樹脂としては、例えばダイマー酸ジグリシジルエステルを主な成分とするものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−261778号公報

発明が解決しようとする課題

0011

しかしながら、従来の導電性ペーストでは、従来以上の導電性を得るために銀粉高充填化すると、印刷性極端に低下し均一な回路パターンを形成することができず、回路パターンの表面に凹凸が発生し平滑性が低下するという課題がある。印刷性を向上させる方法としては、例えば導電性ペーストに有機溶剤を多量に含有させる方法が挙げられるが、このように有機溶剤を多量に含有させると、印刷した回路パターンににじみが発生し、やはり良好な回路パターンを形成することができない。

0012

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、導電性銀ペーストを用いて回路形成を行う回路基板の製造方法において、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生が抑制されるとともに、回路パターンの接着強度が向上され、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を製造することができる方法を提供することを目的としている。また、本発明は、このような回路基板の製造方法を用いて製造され、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0013

本発明者らは、上記目的を達成しようと鋭意研究を進めた結果、回路形成に用いられる導電性ペーストとして特定の成分を必須成分として含有する導電性銀ペーストを用いることで、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生を抑制できるとともに、回路パターンの接着強度を向上させることができ、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を得ることができることを見いだし、本発明を完成させたものである。

0014

すなわち、本発明の回路基板の製造方法は、有機基板上に導電性銀ペーストを所定の回路パターンとなるように塗布し回路形成してなる回路基板の製造方法であって、前記導電性銀ペーストが(A)アリル基含有エポキシ樹脂を除く常温固形エポキシ樹脂、(B)アリル基含有エポキシ樹脂、(C)常温で固形のフェノール樹脂および(D)銀粉を含み、かつ、前記導電性銀ペーストの樹脂分および(D)銀粉の合計量に対して(D)銀粉が90質量%以上、97質量%以下含まれることを特徴とするものである。このような本発明の回路基板の製造方法における前記有機基板上への前記導電性銀ペーストの塗布は、印刷法またはインクジェット法により行うことが好ましい。

0015

本発明の回路基板の製造方法における前記導電性銀ペーストに含まれる(D)銀粉は、比表面積が1.3m2/g以下であり、かつ、タップ密度が4.0g/cm3以上、7.0g/cm3以下であることが好ましい。さらに、前記導電性銀ペーストに含まれる(B)アリル基含有エポキシ樹脂は、下記式(1)で示されるものであることが好ましい。



(式中、nは0または1の整数であり、Xは同一または異なってもよく、CH2、SO、SO2、C(CH3)2、C(CF3)2、O、COまたはCO2であり、R1〜R8は同一または異なってもよく、水素原子アルキル基またはアリル基であり、R1〜R8のうち少なくとも1つはアリル基である。)

0016

本発明の回路基板は、有機基板上に導電性銀ペーストを用いて所定の回路パターンが形成されてなる回路基板であって、上記したような特定の成分を必須成分として含有する導電性銀ペーストを用いた回路基板の製造方法により製造されたことを特徴とするものである。

発明の効果

0017

本発明によれば、有機基板上へ所定の回路パターンを形成する際に、特定の成分を含む導電性銀ペーストを用いることで、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生を抑制するとともに、回路パターンの接着強度を向上させ、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0018

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の回路基板の製造方法は、有機基板上に導電性銀ペーストを所定の回路パターンとなるように塗布し回路形成してなるものである。本発明では、このような回路基板の製造方法において、特に導電性銀ペーストが(A)アリル基含有エポキシ樹脂を除く常温で固形のエポキシ樹脂、(B)アリル基含有エポキシ樹脂、(C)常温で固形のフェノール樹脂および(D)銀粉を含み、かつ、導電性銀ペーストの樹脂分および(D)銀粉の合計量に対する(D)銀粉の含有量が90質量%以上、97質量%以下であることを特徴とする。

0019

本発明では、導電性銀ペーストの樹脂成分をエポキシ樹脂成分およびフェノール樹脂成分を含むものとし、さらにこのエポキシ樹脂成分を少なくとも固形のエポキシ樹脂およびアリル基含有エポキシ樹脂を含むものとし、かつ、フェノール樹脂成分を少なくとも固形のフェノール樹脂を含むものとすることで、有機基板上に回路パターンを形成した場合に、回路パターンの表面における凹凸の発生および側面部におけるにじみの発生を抑制するとともに、回路パターンの接着強度を向上させることができる。これにより、本発明では、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板を得ることができる。

0020

本発明の導電性銀ペーストに用いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、上記したように、(B)成分であるアリル基含有エポキシ樹脂を除くエポキシ樹脂であって、常温(23℃)で固形となるものである。この常温で固形のエポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、かつ、常温(23℃)で固形状であればいかなるエポキシ樹脂であってもよい。

0021

(A)成分のアリル基含有エポキシ樹脂を除く常温で固形のエポキシ樹脂(以下、単に常温で固形のエポキシ樹脂と呼ぶ。)としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ナフタレンアントラセン等の多核体を含むエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のうち常温で固形状であるものが挙げられる。

0022

また、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂としては、ウレタン変性エポキシ樹脂イミド変性エポキシ樹脂等の変性エポキシ樹脂のうち常温で固形状であるものを用いることもできる。これらの常温で固形状のエポキシ樹脂は1種類のみを単独で使用してもよいし、また2種類以上を組み合わせて用いてもよい。

0023

本発明では、エポキシ樹脂成分を(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂および後述する(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂のみからなるものとしてもよいが、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂の一部を、常温で液状のエポキシ樹脂(アリル基含有エポキシ樹脂を除く)に置き換えるようにしてもよい。

0024

この常温で液状のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ナフタレンやアントラセン等の多核体を含むエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のうち常温で液状であるものが挙げられる。また、ウレタン変性エポキシ樹脂、イミド変性エポキシ樹脂等の変性エポキシ樹脂のうち常温で液状であるものを用いることもできる。

0025

常温で液状のエポキシ樹脂を用いる場合には、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂とこの常温で液状のエポキシ樹脂との合計量100質量%中、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂が50質量%以上含まれていることが好ましく、70質量%以上含まれていればより好ましい。(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂の含有量が50質量%未満であると、回路パターンを形成した場合、その表面に凹凸が発生したり、にじみが発生したりし、また、接着強度が低下するおそれがある。

0026

本発明の導電性銀ペーストに用いられる(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂としては、骨格にアリル基(CH2=CH−CH2−)を含むエポキシ樹脂であれば、特に制限なく使用することができる。(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂としては、常温で固形のもの、液状のもののいずれを用いてもよい。

0027

(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂としては少なくとも骨格にアリル基を含むエポキシ樹脂であれば十分な効果を得ることができるが、下記式(1)で示される構造を有するアリル基含有エポキシ樹脂を用いればより十分な効果が得られるため好ましい。



(式中、nは0または1の整数であり、Xは同一または異なってもよく、CH2、SO、SO2、C(CH3)2、C(CF3)2、O、COまたはCO2であり、R1〜R8は同一または異なってもよく、水素原子、アルキル基またはアリル基であり、R1〜R8のうち少なくとも1つはアリル基である。)

0028

上記式(1)で示される構造を有するアリル基含有エポキシ樹脂においては、R1〜R4のうち少なくとも1つがアリル基であり、かつ、R5〜R8のうち少なくとも1つがアリル基であればより好ましい。また、上記式(1)で示される構造を有するアリル基含有エポキシ樹脂においては、R1〜R8の全てがアリル基であってもよい。

0029

(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂は、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂100質量部に対して、20質量部以上、140質量部以下の範囲で含有させることが好ましい。なお、上記したように、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂の一部を、常温で液状のエポキシ樹脂に置き換えるようにした場合には、これら(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂と常温で液状のエポキシ樹脂との合計量100質量部に対して、(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂を上記範囲で含有させることが好ましい。(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂の含有量が上記範囲をはずれる場合、回路パターンを形成した場合に、その表面に凹凸が発生したり、にじみが発生したりし、また、接着強度が低下することがある。

0030

本発明の導電性銀ペーストに用いられる(C)成分のフェノール樹脂は硬化剤として用いられるものであり、分子中にフェノール性水酸基を有し、常温(23℃)で固形のものであればよく、一般にエポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものであれば特に制限されることなく用いることができる。

0031

(C)成分の常温で固形のフェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂ノボラック型クレゾール樹脂ビニルフェノール重合物ポリ−p−ビニルフェノール樹脂)、ビスフェノール樹脂フェノールビフェニレン樹脂等のうち常温で固形のものが挙げられる。これらのフェノール樹脂は1種類のみを単独で使用してもよく、また2種類以上を組み合わせて用いてもよい。

0032

(C)成分の常温で固形のフェノール樹脂としては、数平均分子量が500以上のものが好ましく用いられる。数平均分子量の上限は特に制限されるものではないが、通常、数平均分子量が10000程度までのものが用いられる。

0033

(C)成分の常温で固形のフェノール樹脂の含有量は、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂および(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂成分のエポキシ基1当量に対して、フェノール性水酸基が0.5当量以上、1.5当量以下となるようにすることが好ましい。なお、上記したように、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂の一部を、常温で液状のエポキシ樹脂に置き換えるようにした場合には、これら(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂、(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂および常温で液状のエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂成分のエポキシ基1当量に対して、フェノール性水酸基が0.5当量以上、1.5当量以下となるようにすることが好ましい。

0034

本発明においては、上記(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂、(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂、および、必要に応じて加えられる常温で液状のエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂成分、ならびに、(C)成分の常温で固形のフェノール樹脂を含むフェノール樹脂成分に加えて、応力緩和密着性付与等を目的としてその他の樹脂を併用することができる。

0035

その他の樹脂としては、例えばポリエステル樹脂ポリブタジエン樹脂シリコーン樹脂ポリウレタン樹脂キシレン樹脂等が挙げられる。その他の樹脂は、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂100質量部に対して、50質量部以下の範囲で含有させることが好ましい。なお、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂の一部を、常温で液状のエポキシ樹脂に置き換えるようにした場合には、これら(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂と常温で液状のエポキシ樹脂との合計量100質量部に対して、上記したようなその他の樹脂を50質量部以下の範囲で含有させることが好ましい。

0036

本発明の導電性銀ペーストに用いられる(D)成分の銀粉は必ずしも限定されるものではないが、比表面積が1.3m2/g以下であり、かつ、タップ密度が4.0g/cm3以上、7.0g/cm3以下であるものが好適に用いられる。比表面積が1.3m2/g以下であれば、銀粉の充填状態が良好となり、導電性銀ペーストの硬化物の導電性が向上すると同時に、回路形成時に適度の粘度を有するため回路形状性が良好となる。

0037

(D)成分である銀粉の比表面積は、特に0.7m2/g以下であれば、上記効果を得やすいため好ましい。また、その下限については特に制限されるものではないが、通常、0.2m2/g程度のものまでが用いられる。このため、(D)成分の銀粉の好ましい比表面積は、0.2m2/g以上、0.7m2/g以下である。

0038

一方、(D)成分の銀粉のタップ密度は4.0g/cm3以上であれば、導電性銀ペーストの硬化物の導電性が良好となり、また7.0g/cm3以下であれば導電性銀ペーストのチクソ性が良好となり、回路形成時の導電性銀ペーストの広がり性が抑制される。(D)成分の銀粉のタップ密度は上記範囲内であれば上記効果を十分に得られるが、このような範囲内でも特にタップ密度の大きいもの、すなわち7.0g/cm3に近いものの方がより上記効果を得やすいため好ましい。

0039

なお、上記比表面積(SA)は、B.T.T.Quantachrome Modosorbにて測定される、銀粉の単位質量あたりの表面積(単位:m2/g)である。また、上記タップ密度(TD)は、Tap−Pak Volummeterにて測定される、振動させた容器内の銀粉の単位体積あたりの質量(単位:g/cm3)である。

0040

(D)成分の銀粉の比表面積およびタップ密度を上記範囲内とするには、例えば銀粉の粒子形状を制御することにより行うことができる。具体的には、銀粉の粒子形状を球状と鱗片状との中間の形状(扁平状)とすることにより、比表面積およびタップ密度を上記範囲内としやすくなる。さらに具体的には、銀粉粒子縦方向粒径と横方向の粒径の比(縦方向の粒径/横方向の粒径)を0.1以上、0.4以下とすることで、比表面積およびタップ密度を上記範囲内としやすくなる。

0041

(D)成分の銀粉の含有量は、導電性銀ペーストを構成する樹脂分および(D)成分の銀粉の合計量に対して、90質量%以上、97質量%以下の範囲とする。ここで、樹脂分とは、(A)成分の常温で固形のエポキシ樹脂、(B)成分のアリル基含有エポキシ樹脂、(C)成分の常温で固形のフェノール樹脂、その他に必要に応じて加えられる常温で液状のエポキシ樹脂、その他の樹脂を含むものであって、有機溶剤等の希釈剤硬化促進剤およびカップリング剤等は含まないものとする。

0042

(D)成分の銀粉の含有量が90質量%未満であると、導電性銀ペーストにおける銀粉の充填化率が十分でなく、回路を形成した場合に導電性が低下する。また、97質量%を超えると、導電性銀ペーストの流動性不足し、回路を形成すること自体が困難となる。

0043

本発明に用いられる導電性銀ペーストは、上記(A)成分〜(D)成分を必須成分として含有し、必要に応じて常温で液状のエポキシ樹脂、その他の樹脂を含有するものであるが、本発明の目的に反しない限度において、かつ、必要に応じて、その他の添加剤を含有させることができる。その他の添加剤としては、この種の導電性ペーストに一般的に含有されるものが挙げられ、例えば無機充填材、硬化促進剤、溶剤反応性希釈剤、カップリング剤、消泡剤、硬化促進剤、形状維持剤、その他の成分が挙げられる。

0044

本発明に用いられる導電性銀ペーストは、上記(A)成分〜(D)成分を必須成分として配合し、必要に応じて常温で液状のエポキシ樹脂およびその他の樹脂、さらには添加剤を配合し、十分に混合した後、さらにデイスパースニーダー、3本ロール等により混練することで調製することができる。このようにして調製される導電性銀ペーストの粘度は、50Pa・s以上、200Pa・s以下となっていることが好ましい。導電性銀ペーストの粘度は、溶剤、反応性希釈剤等を添加することにより調整することができる。

0045

本発明の回路基板の製造方法では、このような導電性銀ペーストを印刷法やインクジェット法等を用いて有機基板上に塗布し回路パターンを形成することにより、回路基板とする。本発明の回路基板の製造に用いられる有機基板としては特に制限されるものではなく、例えばポリイミドフィルムポリパラフェニレンテレフタルアミドフィルム、ポリエーテルニトリルフィルム、ポリエーテルスルホンフイルムポリエチレンテレフタレートフィルムポリエチレンナフタレートフィルムポリ塩化ビニルフィルム等が挙げられる。

0046

本発明の回路基板の製造方法では、特定の成分を含む導電性銀ペーストを用いて回路基板を製造することで、回路パターンの表面における凹凸の発生およびにじみの発生が抑制され、さらに回路パターンの接着強度も向上されるため、高電気伝導性、高密度、高精度かつ高信頼性を有する回路パターンが形成された回路基板とすることができる。このようにして製造される本発明の回路基板は、例えば携帯電話基板、モジュール基板等に用いられるファインピッチ対応の高精度基板、フレキシブル基板等として好適に用いられる。

0047

次に、実施例を参照して本発明を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。まず、実施例および比較例で使用した各成分の詳細を示す。

0048

(A)常温で固形のエポキシ樹脂:日本化薬(株)製クレゾールノボラック樹脂、EOCN4500
(B)アリル化エポキシ化合物:日本化薬(株)製、RE810NM
(他のエポキシ樹脂)常温で液状のエポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン(株)製ビスフェノールFグリシジルエーテル、YL983U
(C)常温で固形のフェノール樹脂:明和化成(株)製フェノール・ビフェニレン樹脂、MEH−7851

0049

(D)銀粉a:鱗片状銀粉、タップ密度4.2g/cm3、比表面積0.6m2/g
(D)銀粉b:鱗片状銀粉、タップ密度6.4g/cm3、比表面積0.2m2/g
(D)銀粉c:鱗片状銀粉、タップ密度7.8g/cm3、比表面積0.1m2/g
(D)銀粉d:鱗片状銀粉、タップ密度2.0g/cm3、比表面積1.8m2/g

0050

希釈剤:ブチルカルビトール
硬化促進剤:四国化成工業(株)製イミダゾール、2MA−OK
カップリング剤:3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン

0051

(実施例1〜5および比較例1〜5)
表1に示す配合割合で各成分を配合した後、十分に混合し、さらに3本ロールで混練して回路基板の製造に用いる導電性銀ペーストを作製した。なお、表1中、銀含有量は、この導電性銀ペーストの樹脂分および銀粉の合計量に対する銀粉の含有量を示したものである。この導電性銀ペーストの特性として、粘度を測定するとともに、回路基板を作製したときの印刷性(平滑性、にじみ性)を評価した。結果を表1に示す。

0052

また、この導電性銀ペーストを用いて作製した回路基板について、導電性銀ペーストの硬化物である回路の接着強度を評価するとともに、比抵抗を測定した。結果を表1に示す。各評価あるいは測定の詳細は以下に示すとおりである。

0053

(導電性銀ペーストの特性)
(1)粘度
E型粘度計(3°コーン、0.5rpm)を用いて、温度25℃の粘度を測定した。

0054

(2)印刷性(平滑性、にじみ性)
厚さ50μmのポリイミドフィルム上に、回路パターン(評価用)として硬化後の厚さが20μm、幅5mm、長さ500mmとなるように導電性銀ペーストをスクリーン印刷により塗布し、150℃で30分硬化させて回路基板を作製した。その後、この回路基板における回路パターンの外観を観察し、平滑性、にじみ性を評価した。

0055

表中、平滑性については、回路パターンの表面が平滑で光沢があったものを良好として「○」で示し、表面に凹凸があり光沢がなかったものを「×」で示した。また、表中、にじみ性については、回路パターンににじみが認められなかったものを良好として「○」で示し、0.5mm未満のにじみが認められたものを「△」で示し、0.5mm以上のにじみが認められたものを「×」で示した。

0056

硬化物特性
(1)回路接着強度
上記(導電性銀ペーストの特性)における(2)印刷性の評価で作製したものと同様の回路基板を用い、これを直径5mmの円柱巻き付け屈曲させ、その後の回路パターンの外観を観察することにより回路接着強度を評価した。表中、回路パターンにクラック等の発生が認められず、変化が認められなかったものを回路接着強度が良好として「○」で示し、微細なクラックが認められたものを「△」で示し、大きなひび割れが認められたものを「×」で示した。

0057

(2)比抵抗
上記(導電性銀ペーストの特性)における(2)印刷性の評価で作製したものと同様の回路基板を用い、回路パターンの比抵抗を測定した。

0058

0059

表1から明らかなように、樹脂成分として常温で固形のエポキシ樹脂、アリル基含有エポキシ樹脂および常温で固形のフェノール樹脂の全てを含む導電性銀ペーストを用いて作製した実施例1〜5の回路基板については、いずれも回路パターンが平滑でにじみがなく印刷性が良好であり、また回路の接着強度や比抵抗についても十分であることが認められた。

0060

これに対して、樹脂成分として常温で固形のエポキシ樹脂および常温で固形のフェノール樹脂を含んでいるものの、アリル基含有エポキシ樹脂を含んでいない導電性銀ペーストを用いて作製した比較例1〜5の回路基板は、全般的に回路の接着強度や比抵抗が低くなることが認められた。

0061

特に、常温で固形のエポキシ樹脂の大半を常温で液状のエポキシ樹脂に置き換えた導電性銀ペーストを用いた比較例2の回路基板は回路接着強度が低くなることが認められた。また、比表面積やタップ密度が大きすぎたり、小さすぎたりする銀粉を用いた導電性銀ペーストを用いて作製した比較例3、4の回路基板は、回路パターンに凹凸あるいはにじみが発生しやすくなり、比抵抗も高くなりやすいことが認められた。

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