JPH10107403A - 剛性をもつた回路および可撓性をもつた回路を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剛性または可撓性をもった電気伝導体の回路
を製造する方法。 【解決手段】 （ａ）存在する穿孔部を含む支持材料を
接合剤を含有していることもできる伝導性重合体で被覆
し、（ｂ）伝導体トラックの陰画の形で電気メッキ防止
剤を被覆し、（ｃ）存在する穿孔部を含めて電気メッキ
防止剤が存在しない表面を伝導体トラックの陽画の形で
電着させることにより金属メッキし、（ｄ）電気メッキ
防止剤を除去し、（ｅ）金属メッキが行われていない区
域から伝導性重合体を除去するかまたは伝導性重合体を
非伝導性の形に変える工程ことにより、可撓性または剛
性をもった指示材料の上に電気的に互いに連結された伝
導体トラックから成る剛性または可撓性をもった回路を
製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は剛性をもったおよび可撓性をもっ
た電気伝導体のトラック／回路を製造する方法またさら
に一緒に伝導性重合体を使用した三次元的に成形された
相互連結装置に関する。

【０００２】剛性をもった基質および可撓性のある基質
の上に減法的、加法的および半加法的方法で剛性をもっ
たおよび可撓性を有する電気伝導体のトラック／回路を
製造する方法は一般的に公知であり、長年に亙り種々の
設計のものが当業界の技術として蓄積されて来た［Ｅｕ
ｇｅｎ Ｇ．Ｌｅｕｚｅ Ｖｅｒｌａｇ１９８２年発行
のＧｕｅｎｔｈｅｒ Ｈｅｒｒｍａｎｎ著、プリント回
路技術ハンドブック（Ｈａｎｄｂｕｃｈ ｅｄｅｒ Ｌ
ｅｉｔｅｒｐｌａｔｔｅｎｔｅｃｈｎｉｋ）Ｄ−８８３
４８ Ｓａｕｌｇａｕ参照］。

【０００３】ここ数年来、伝導性重合体はプリント回路
の製造に重要な役割を演じるようになって来た。即ち伝
導性重合体、特にポリピロールを、電気メッキ法により
プリント回路および可撓性回路の穿孔部の金属メッキに
直接使用する方法はドイツ特許公開明細書３，８０６，
８８４号に記載されている。米国特許５，４０３，４６
７号には、同じ目的、即ち電気メッキによるプリント回
路の直接貫通接触させるのにポリチオフェンを使用する
方法が特に記載されている。

【０００４】また伝導体トラックの製造にも伝導性重合
体を使用することが提案されている。ヨーロッパ特許第
６１５，２５６号においては、伝導性トラックの製造に
ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを使用する
方法が記載されている。この方法においては、所望の形
をした伝導トラックの像が得られるような形に伝導性重
合体を被覆する。この方法は、伝導層を構成した後、基
質の上には互いに連結されているのではなく個別的な伝
導トラックが存在するに過ぎず、従って電気メッキ法に
よりトラックを個別的に接触させなければならないとい
う欠点をもっている。

【０００５】本発明は、個々の伝導トラックを接触させ
なければならないというこのような欠点をもたない剛性
をもったおよび可撓性のある電子回路、および三次元的
に成形された相互連結装置を製造する方法に関する。

【０００６】本発明においては驚くべきことに、本発明
方法に従って電気伝導体トラックから回路を製造すれ
ば、高い均一性と満足すべきメッキ速度をもち回路の唯
一点だけで接触した伝導体トラック構造物を作り上げる
ことが出来る。

【０００７】本発明の非伝導性の支持材料の上に製造工
程中に電気的に互いに連結された伝導体トラックから剛
性または可撓性をもった回路を製造する方法は（ａ）存
在する穿孔部を含む支持材料を接合剤を含有しているこ
ともできる伝導性重合体で被覆し、（ｂ）伝導体トラッ
クの陰画の形で電気メッキ防止剤を被覆し、（ｃ）存在
する穿孔部を含めて電気メッキ防止剤が存在しない表面
を伝導体トラックの陽画の形で電着させることにより金
属メッキし、（ｄ）電気メッキ防止剤を除去し、（ｅ）
金属メッキが行われていない区域から伝導性重合体を除
去するかまたは伝導性重合体を非伝導性の形に変える工
程から成ることを特徴している。

【０００８】個別的に接触させなければならない孤立し
た伝導体トラックが存在するような従来法と比較して、
本発明方法は露出した伝導体トラックの上の全伝導区域
が接触しているために、高い電流密度を、従って速いメ
ッキ速度を得ることができる。

【０００９】本発明方法を用いれば、剛体の指示材料お
よび可撓性の支持材料の両方の上に機械的に安定した伝
導体トラックをつくることができる。

【００１０】可撓性をもった回路を製造するのに適した
支持材料は例えばポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリ塩化
ビニル、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレートおよびポリブチレンテ
レフタレート、ポリイミド、例えばＤＵＰＯＮＴ社製の
Ｋａｐｔｏｎフィルム、およびこれらの配合物のような
重合体のフィルムである。

【００１１】剛体の回路を製造するのに適した支持材料
は、例えばフェノール樹脂／紙、ガラス繊維充填エポキ
シ樹脂、例えばＦＲ３およびＦＲ４材料（前記プリント
回路技術ハンドブック参照）、エポキシド／イソシアネ
ート樹脂、ポリイミド樹脂のような有機熱硬化性樹脂、
および／またはポリカーボネート、ポリエステル、ＡＢ
Ｓ、ポリスチレン、ポリスルフォンおよびこれらの共重
合体または配合体のような熱可塑性重合体である。

【００１２】本発明方法に適した電気伝導性重合体の例
としては、随時置換基を有するポリアニリン、ポリピロ
ールまたはポリチオフェンがある。随時置換基をもった
ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン、例えばヨ
ーロッパ特許３３９，３４０号および４４０，９５７号
記載のものが特に好適である。

【００１３】伝導性重合体層の製造は伝導性重合体のベ
ースになる単量体をプリント回路の基質の上で直接重合
させることにより行うことができる。適切な方法は公知
であり、例えばヨーロッパ特許３３９，３４０号に記載
されている。また伝導性重合体を製造するために、伝導
性重合体の溶液または懸濁液を用いて被覆を行うことが
できる。適切な重合体溶液または懸濁液は例えばヨーロ
ッパ特許４４０，９５７号に記載されている。表面抵抗
が５００オーム／平方よりも低い伝導性被膜を得るため
の混合物はヨーロッパ特許６６８，６６２号に記載され
ている。伝導性重合体は例えば噴霧法、プリント法、ド
クターナイフの刃による塗布または注型法のような公知
方法により被覆することができる。伝導性重合体は水溶
液から被覆することが好ましい。 さらに水と混合し得る
溶媒、例えばメタノールおよびイソプロパノールのよう
なアルコール、例えばアセトンおよびメチルエチルケト
ンのようなケトン、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミ
ドのようなような脂肪族アミド、またはこれらの混合物
を伝導性重合体の溶液に加えることができる。

【００１４】伝導性重合体の溶液に接合剤を加えること
ができる。適切な接合剤の例としては、脂肪族、芳香族
または脂肪／芳香族のポリイミド、ポリヒドラントイ
ン、ポリアミド−イミド、ポリウレタン、ポリアクリレ
ート、エポキシド樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルア
ルコール、ポリオレフィン、ポリエステルおよびこれら
の混合物または共重合体がある（単一層構造）。しかし
接合剤はプライマーとして溶液または分散液の形で伝導
性重合体とは別に第１の層として被覆し、次いで乾燥工
程を置いた後、伝導性重合体を被覆することもできる。
この場合も、伝導性重合体の溶液はプライマーとは同じ
または異なった接合剤を含んでいることができる。伝導
性重合体と接合剤との混合物を使用する場合には、これ
らは水性の溶液または分散液であることが好ましい。 こ
のような二層構造物を用いて本発明方法を実施する場合
には、プライマーはまた有機溶液から被覆することがで
きる。適当な有機溶媒としてはアルコール、例えばメタ
ノール、イソプロパノール、グリコールおよびグリセリ
ン、ケトン、例えばアセトンおよびメチルエチルケト
ン、脂肪族または脂環式の炭化水素、例えばヘキサンお
よびシクロヘキサン、芳香族炭化水素、例えばトルエン
およびキシレン、脂環式のアミド、例えばＮ−メチルピ
ロリドンおよびＮ−メチルカプロラクタム、および脂肪
族アミド、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドがあ
る。印刷および塗装技術において特に知られている物
質、例えばエステル、例えば酢酸ブチル、フタル酸ジオ
クチル、およびグリコル酸ブチル、グリコールエーテ
ル、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
グライム、およびプロピレングリコールモノメチルエー
テル、グリコールエーテルのエステル、例えばエチレン
グリコールアセテートおよびプロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート、およびジアセトンアルコー
ルも使用することができる。勿論これらの溶媒の混合物
およびそれと他の溶媒との配合物も使用することができ
る。

【００１５】さらに後で電気メッキにより被覆された金
属層の接着性を改善する有機または無機の充填剤を伝導
性重合体の溶液および／またはプライマーに加えること
ができる。適当な充填剤の例には、二酸化チタン、二酸
化珪素、分散シリカ、粘土鉱物、カーボンブラック、エ
ーロゾル、タルク、酸化鉄、珪藻土、バライタ、カオリ
ン、石英粉末、亜硫酸亜鉛、クロムイエロー、青銅、有
機顔料および白亜がある。伝導性重合体およびもし存在
するならば接合剤の全体に対して０〜１００重量％、好
ましくは５〜５０重量％の充填剤を加える。

【００１６】プライマー層と伝導性重合体層とを組み合
わせたもの（２層構造）および随時接合剤を含む伝導性
重合体を組み合わせたもの（単層構造）の厚さは０．０
５〜１００μｍ、好ましくは０．５〜２０μｍである。

【００１７】伝導性重合体による支持材料の被覆は、重
合体層が乾燥した後、必要に応じ熱処理をした後に行
う。実施される乾燥および熱処理は使用した溶媒および
接合剤に依存する。温度は通常室温〜３００℃である。
処理の長さは乾燥工程に対し数秒から数分の間である。
熱処理は最高数時間行うことができる。

【００１８】伝導性重合体で支持基質を被覆した後、電
気メッキ防止剤（フォトレジスト）を被覆する。電気メ
ッキ防止剤は例えばスクリーン印刷法またはグラビア・
オフセット法により構造をもった成形体に直接被覆する
ことができる。しかし表面全体に亙って電気メッキ防止
剤を被覆し、マスクを通して光に露出する通常の方法で
構造をつくり、次いで現像する（写真平板法）か、また
はレーザーにより切除（下方に存在する伝導性重合体の
層を取り去ることなく部分的または段階的にレーザーで
切除）する。適切な方法は前記のプリント回路技術ハン
ドブックに記載されている。乾燥した電気メッキ防止剤
のフィルムを使用することもできる。好適な方法におい
ては液体の電気メッキ防止剤を使用する。電気メッキ防
止剤の厚さは通常５〜１００μｍである。

【００１９】電気メッキ防止剤を取り付けた後、金属層
を電着させる。電着は市販の金属メッキ浴中で行われ、
伝導性重合体層はカソードとして連結される。電着させ
得る金属の例は銅、ニッケル、金、銀、パラジウム、錫
および／またはこれらの合金である。適当な銅浴の例は
ドイツ、ＳｏｌｉｎｇｅｎのＢｌａｓｂｅｒｇ Ｏｂｅ
ｒｆｌａｅｃｈｅｎｔｅｃｈｎｉｋ製のＣｕｐｒｏｓｔ
ａｒ ＬＰ １ 銅浴である。電着は０．１〜４アンペ
ア／ｄｍ²の範囲の電流密度で行われる。最初は低い電
流密度を使用し、電着の間に徐々に増加させることが好
ましい。 電着した金属層の厚さは０．１〜１４０μｍ、
好ましくは１〜５０μｍである。

【００２０】金属層を電着させた後、電気メッキされて
いない場所にある電気メッキ防止剤および必要に応じ伝
導性重合体層を一工程で除去するか、または伝導性重合
体層を非伝導性の状態に変える。例えば溶媒で溶解する
ことによって除去を行うことができ、適当な溶媒は電気
メッキ防止剤または電気伝導性重合体の溶液を被覆する
際に用いた溶媒である。電気メッキ防止剤および伝導性
重合体を逐次的に除去する場合、伝導性重合体層を非伝
導性の絶縁体の形に変えるには次の方法が適している。

【００２１】− 短波長の光、好ましくは波長が３００
μｍより短い紫外線を照射して非伝導性の重合体に変え
るか、または − ガス状または溶解した酸化剤、例えばオゾン、過マ
ンガン酸カリウム、過酸化水素で処理して伝導性重合体
を酸化的に分解する。

【００２２】

【実施例】

実施例１ 固体分１．３重量％のポリ−３，４−エチレンジオキシ
チオフェン／ポリスチレンスルフォネートの水溶液１
０．０ｇ、３−グリシドオキシプロピルトリメトキシシ
ラン０．１５ｇ、ソルビトールの３０％水溶液２．０
ｇ、Ｎ−メチルピロリドン１．０ｇ、およびイソプロパ
ノール６．０ｇから成る溶液を、６００ｒｐｍで回転被
覆機を用い、大きさ１０×１０ｃｍ²のガラス繊維含量
３０重量％のポリアミドの板の上に回転被覆し、空気中
で乾燥する。次にこの板を３０分間１５０℃で熱処理す
る。電気メッキ防止用のペイントとしてＷｅｐｅｌａｎ
被覆ペイントＳＤ２１５４Ｅ（ドイツ、Ｋｅｍｐｅｎの
Ｌａｃｋｗｅｒｋｅ Ｐｅｔｅｒｓ社製）をスクリーン
印刷法により伝導性トラックの陰画の形でこの板に被覆
する。ペイント層を１２０℃で３０分間乾燥する。次に
全区域に亙って被覆された伝導性重合体の相対する露出
した縁を接触させ、銅浴（Ｂｌａｓｂｅｒｇ Ｏｂｅｒ
Ｆｌａｅｃｈｅｎｔｅｃｈｎｉｋ製のＣｕｐｒｏｓｔａ
ｒ ＬＰ１）中において露出した区域に銅を電着させ
る。

【００２３】電気メッキは１．５アンペア／ｄｍ²で３
時間行った。水洗し乾燥した後、電気鍍金防止剤を塩化
メチレンで溶解し去る。これによって伝導性重合体層の
上に銅の伝導体トラックの所望の像が得られる。７０ｇ
／リットルの過マンガン酸カリウム水溶液に１０分間浸
漬して伝導性重合体層を分解する。

【００２４】実施例２ 充填剤を含み、且つドイツ特許公告明細書２，６５１，
５０６号記載の直鎖で僅かに分岐した脂肪族炭素鎖をも
ち−ＣＯＯ^-および−ＳＯ₃ ^-基を有する粒径が５０〜４
５０ｎｍのポリウレタン４０％水性分散物６５２重量
部、１１５重量部のＴｉＯ₂、および２３０重量部のタ
ルクから成るプライマー調合物を、プライマーとして乾
燥した層の厚さが２０μｍになる割合でガラス繊維含量
３０重量％の１０×１０ｃｍ²のポリアミドの板の上に
噴霧した。固体分含量１．３％のポリ−３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォンネート
溶液１０．０ｇ、グリシドオキシプロピルトリメトキシ
シラン０．１５ｇ、ソルビトールの３０％水溶液２．０
ｇ、Ｎ−メチルピロリドン２．０ｇ、およびイソプロパ
ノール６．０ｇから成る水溶液を、６００ｒｐｍで回転
被覆機を用いて被覆し、空気中で乾燥する。次いでこの
板を１５０℃で３０分間熱処理する。

【００２５】Ｗｅｐｅｌａｎ被覆ペイントＳＤ２１５４
Ｅ（ドイツ、ＫｅｍｐｅｎのＬａｃｋｗｅｒｋｅ Ｐｅ
ｔｅｒｓ社製）をスクリーン印刷法により伝導体トラッ
クの陰画の形でこの板に被覆する。ペイント層を１２０
℃で３０分間乾燥する。次に全区域に亙って被覆された
伝導性重合体の相対する露出した縁を接触させ、銅浴
（Ｂｌａｓｂｅｒｇ ＯｂｅｒＦｌａｅｃｈｅｎｔｅｃ
ｈｎｉｋ製のＣｕｐｒｏｓｔａｒ ＬＰ１）中において
露出した区域に銅を電着させる。

【００２６】電気メッキは１．５アンペア／ｄｍ²で３
時間行った。水洗し乾燥した後、電気鍍金防止剤を塩化
メチレンで溶解し去る。これによって伝導性重合体層の
上に銅の伝導体トラックの所望の像が得られる。７０ｇ
／リットルの過マンガン酸カリウム水溶液に１０分間浸
漬して伝導性重合体層を分解する。この銅のトラックは
２０Ｎ／インチの接着力を示した。

【００２７】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 １．（ａ）存在する穿孔部を含む支持材料を接合剤を含
有していることもできる伝導性重合体で被覆し、（ｂ）
伝導体トラックの陰画の形で電気メッキ防止剤を被覆
し、（ｃ）存在する穿孔部を含めて電気メッキ防止剤が
存在しない表面を伝導体トラックの陽画の形で電着させ
ることにより金属メッキし、（ｄ）電気メッキ防止剤を
除去し、（ｅ）金属メッキが行われていない区域から伝
導性重合体を除去するかまたは伝導性重合体を非伝導性
の形に変える工程から成る非伝導性の支持材料の上に製
造工程中に電気的に互いに連結された伝導体トラックか
ら剛性または可撓性をもった回路を製造する方法。

【００２８】２．使用する伝導性重合体はポリアニリ
ン、ポリプロール、ポリチオフェンまたはそれらの誘導
体である上記第１項記載の方法。

【００２９】３．使用する伝導性重合体は３，４−ポリ
エチレンジオキシチオフェンである上記第１項記載の方
法。

【００３０】４．全表面上に被覆する伝導性重合体の層
は表面抵抗が５００オーム／平方である上記第１項記載
の方法。

【００３１】５．伝導性重合体の前にプライマーを支持
材料に被覆する上記第１項記載の方法。

【００３２】６．電気メッキ防止剤は液体または固体の
形で被覆し、次いで写真平板法により構造をもたせる上
記第１項記載の方法。

【００３３】７．電着用の銅浴注で金属メッキを行う上
記第１項記載の方法。

【００３４】８．プライマー層は充填剤を含んでいる上
記第１項記載の方法。

【００３５】９．伝導性重合体の層は充填剤を含んでい
る上記第１項記載の方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）存在する穿孔部を含む支持材料を
   接合剤を含有していることもできる伝導性重合体で被覆
   し、 （ｂ）伝導体トラックの陰画の形で電気メッキ防止剤を
   被覆し、 （ｃ）存在する穿孔部を含めて電気メッキ防止剤が存在
   しない表面を伝導体トラックの陽画の形で電着させるこ
   とにより金属メッキし、 （ｄ）電気メッキ防止剤を除去し、 （ｅ）金属メッキが行われていない区域から伝導性重合
   体を除去するかまたは伝導性重合体を非伝導性の形に変
   える工程から成ることを特徴とする非伝導性の支持材料
   の上に製造工程中に電気的に互いに連結された伝導体ト
   ラックから剛性または可撓性をもった回路を製造する方
   法。