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公開番号2024089575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-03
出願番号2022204990
出願日2022-12-21
発明の名称回路基板およびその製造方法
出願人エレファンテック株式会社
代理人個人
主分類H05K 3/12 20060101AFI20240626BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】リジッドな基材においても金属微粒子のインクを用いて非サブトラクティブ法で適正に作成することができる回路基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】回路基板10は、ガラスエポキシ製の基材11と、基材11上に形成され、エポキシ樹脂を含む樹脂層12と、樹脂層12上に形成された金属微粒子の光焼結層からなる導電膜13と、導電膜13上に形成されためっき層14とを備えて構成される。その一態様として、樹脂層を構成する樹脂は室温から190℃の範囲内の硬化温度を有するとともに、当該樹脂のTG-DTA分析において360℃以上で450℃以下の領域内に吸熱ピークを有する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
ガラスエポキシ製の基材と、
前記基材上に形成され、エポキシ樹脂を含む樹脂層と、
前記樹脂層上に形成された金属微粒子の光焼結層からなる導電膜と、
前記導電膜上に形成されためっき層と
を備えた回路基板。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記樹脂層を構成する樹脂は室温から１９０℃の範囲内の硬化温度を有するとともに、当該樹脂のＴＧ－ＤＴＡ分析において３６０℃以上で４５０℃以下の領域内に吸熱ピークを有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記樹脂層の厚さの平均値は５μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
ガラスエポキシ製の基材上にエポキシ樹脂を含む樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層上に金属微粒子の光焼結によって光焼結層からなる導電膜を形成する工程と、
前記導電膜上にめっき層を形成する工程と
を備えた回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂層を構成する樹脂は室温から１９０℃の範囲内の温度で硬化させることを特徴とする請求項４に記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂層は、硬化後の樹脂のＴＧ－ＤＴＡ分析において３６０℃以上で４５０℃以下の領域内に吸熱ピークを有することを特徴とする請求項４または５に記載の回路基板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リジッドな基材においても金属微粒子のインクを用いて非サブトラクティブ法で適正に作成することができる回路基板およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板は、樹脂などの絶縁性基材（ベース材料）の上に金属層を形成した後、この金属層の不要な部分をエッチングにより除去することによって配線パターンを形成するサブトラクティブ法という方法で製造されてきた。この方法では大量の水と、エッチングで捨てられる余分な金属を使用し、多くの工程を経ねばならなかった。
【０００３】
これに対し、本出願人は、ポリイミドフィルムのような熱可塑性樹脂により構成された絶縁性基材上に、インクジェット法などで金属ナノ粒子（金属微粒子）を含む導電性インクを必要な部分にのみ塗布し、さらに抵抗値を下げるためめっき処理で金属層を増膜するという手法を提案している（特許文献１）。従来のサブトラクティブ法とは異なるこのような手法（非サブトラクティブ法）により基板製造工程の大幅な簡略化を可能とし、特に使用する水の量を大幅に削減すること、さらに二酸化炭素の排出量削減に成功した。このような非サブトラクティブ法は環境に良い、工程数の少ない回路基板の製造方法と言える。また、インクジェット法は、オンデマンドで少量の回路基板を最小の時間とコストで作れる信頼できる方法である。
【０００４】
特許文献２には、ポリエーテルエーテルケトンを基材としてその上に金属ナノ粒子のインクを塗布し、光焼結膜を形成して、その上に、めっき層を形成することにより、回路形成を行う場合、基材上にプライマーと呼ばれる樹脂層（下地層）を塗布して改良するなどの方策が開示されている。光焼結はキセノンランプなどを加熱源として金属ナノ粒子の焼結（焼成）を行うものであり、基材の温度上昇を抑制しつつ、金属ナノ粒子のインク部を選択的に加熱することを可能とするものである。これにより、耐熱性の低い基材でも熱影響を最小限にして短時間での焼結が実現される。特許文献２において、下地層としての樹脂層を用いる理由は、基材表面に直接金属ナノ粒子のインクを塗布して光焼結（フォトシンタリング：ＰＳ）した場合に、基材に対するめっき層の密着強度が不足するからである。また特許文献３には、基板に対して、熱伝導性の低い樹脂の下地層を設けて、焼結性を向上させた例もある。この下地層としてポリイミドを用いるという記載があるが、ポリイミドはアルカリ耐性が弱いという欠点もあり、ほかの材料が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６３００２１３号公報
特開２０２０－１８８０７４号公報
特表２０１２－５２２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、古くから使用されているいわゆるガラスエポキシ基板のようなリジッドな基板（ＲＰＣＢ）においては、特許文献２のプライマーとしての樹脂層を用いて全く同様に回路基板を製造することは困難であった。
【０００７】
その理由の１つは、従来技術に用いられたと同様のプライマーとしての樹脂層を塗布した場合、光焼結の際に樹脂層（および金属ナノ粒子層）が吹き飛ぶ現象がたびたび発生して、回路基板を作ることが困難であるということである。
【０００８】
図１は、光焼結後の基板表面を撮影した顕微鏡写真であり、光焼結の際に樹脂層およびその上に塗布された金属ナノ粒子層が完全に吹き飛んだ状態を示している。
【０００９】
図２は、同じく光焼結後の基板表面を撮影した顕微鏡写真（×２０）であるが、これは樹脂層および金属ナノ粒子層が部分的に吹き飛んだ状態を示している。
【００１０】
また、「吹き飛び」が生じなかった場合でも、光焼結後に形成された光焼結層およびめっき層の基材への密着強度は非常に低く、ほぼゼロＮ／ｍｍに近いと結果となった。
（【００１１】以降は省略されています）

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