JPH11289149A - 薄型電子回路部品の製造装置及び薄型電子回路部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の第１の目的は、乾燥を短時間に行え、
生産性の向上した薄型電子回路部品の製造装置を提供す
ることにある。 【解決手段】フィルム１０の表面に印刷された導電ペー
スト３２は、レーザ装置４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃから照
射されるレーザ光によって乾燥されて電子回路を形成す
る。レーザ装置４０Ａは、レーザ波長が１．０６μｍの
ＹＡＧレーザであり、レーザ装置４０Ｂ，４０Ｃは、レ
ーザ波長が１０．６μｍのＣＯ2レーザを用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型電子回路部品
の製造装置及び薄型電子回路部品に係り、特に、電子回
路を内蔵したＩＣカードやメンブレンスイッチ等のフィ
ルム材に形成される薄型電子回路の製造装置及び薄型回
路部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、情報管理の１つの傾向として、小
型ＩＣチップを内蔵したＩＣカードの普及が急速に進み
つつある。ＩＣカードの種類も、密着形，近接形，遠距
離形と多くなっている。また、ＩＣカードは、高い信頼
性等を要求される分野（電話料金や定期などの料金の支
払に関わる分野，会社や学校などの個人の身分照明に関
わる分野）等用途も拡大する傾向がある。

【０００３】このようなＩＣカード等においては、ＩＣ
を実装する電子回路が形成され、使用過程において高い
信頼性が要求される。これらの電子回路は、フィルム材
上に導電ペーストをマスクを利用して印刷後、乾燥によ
って形成されるのが一般的である。このような電子回路
形成のための導電ペーストの乾燥方法としては、従来
は、温熱炉による乾燥や、赤外線を用いた方法がよく使
用されている。

【０００４】また、ＩＣカードの構造としては、フィル
ムの上下面に電子回路を形成し、上下の電子回路をスル
ーホールに充填した導電ペーストにより接続する構成の
ものが用いられつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
ム材上に回路を形成するために印刷される導電ペースト
は、導電用金属粒と有機溶剤、バインダー等が調合され
たものが一般に用いられ、乾燥すると、溶剤が蒸発し、
金属粒子間の結合が密となって、抵抗値が低下し、回路
が形成される。混入される溶剤は、印刷工程での蒸発を
防止する目的で、高沸点（沸点が１００℃以上）で蒸発
速度が低い物が選ばれる。このような導電ペーストは、
温風や赤外線照射加熱で乾燥するのが一般的であるが、
乾燥時間が短いと、外見上は乾いていても、内部までは
完全に乾かず、金属粒子間の結合が密にならないので、
抵抗が無限大を示し、回路としての機能を果たさないこ
とになる。従って、従来の温風等による加熱乾燥方法で
は、短期間で乾燥させるのが難しいので、ペースト内部
まで完全に乾燥し、低い抵抗値にするには、時間がかか
り、カード生産時の生産性が低いという第１の問題があ
った。

【０００６】また、フィルムの上下面の電子回路をスル
ーホールに充填したペーストにより接続する構成のもの
においては、フィルム材の厚さが薄いため、フィルム材
に形成されたスルーホールにペーストを充填してもプリ
ント板のように保持が困難であり、印刷時に下へ抜ける
確率が高いため、フィルムのような薄い材料に安定した
スルーホールを形成することが困難であり、電子回路部
品の信頼性が低下するという第２の問題があった。

【０００７】本発明の第１の目的は、乾燥を短時間に行
え、生産性の向上した薄型電子回路部品の製造装置を提
供することにある。また、本発明の第２の目的は、安定
したスルーホールを形成することができ、信頼性の向上
した薄型電子回路部品を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の薄型電子回路部品の製造装置は、フ
ィルムの導電ペーストが印刷された面にレーザ光を照射
するレーザ照射手段と、上記フィルムの導電ペーストが
印刷された面と反対面から上記フィルム及び上記導電ペ
ーストを加熱する加熱手段とを用いて、フィルムの表面
に印刷された導電ペーストを乾燥させて電子回路を形成
するようにしたものであり、レーザ光による局部加熱を
行うことにより、乾燥を短時間に行え、生産性が向上し
得るものとなる。

【０００９】また、上記加熱手段としては、レーザ光を
照射する第２のレーザ照射手段とすることにより、フィ
ルムの下面からも局部加熱を行え、乾燥を短時間に行
え、生産性が向上し得るものとなる。

【００１０】さらに、上記レーザ照射手段としては、複
数回に分けて上記導電ペースト上にレーザ光を照射する
ことにより、導電ペーストを乾燥して形成される回路の
抵抗を小さくし得るものとなる。

【００１１】また、さらに、上記レーザ照射手段は、波
長選択形のグレーティングレーザとしたものであり、フ
ィルムをあまり加熱することなく、導電ペーストだけを
選択的に加熱可能なレーザ光を導電ペーストに照射し
て、フィルムの変形をもたらすことなく、導電ペースト
の乾燥を行い得るものとなる。

【００１２】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の薄型電子回路部品は、上記導電ペーストを充填
するスルーホールは、テーパ形状の穴とし、そのテーパ
角θは４５゜以上であり、下穴径Ｒ２とフィルムの厚さ
Ｔの比率（Ｒ２／Ｔ）を１．７以下とすることにより、
スルーホールへの導電ペーストの充填率を向上して、安
定したスルーホールを形成することができ、信頼性を向
上し得るものとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を用いて、本発
明の一実施形態による薄型電子回路部品の製造装置の構
成について説明する。最初に、図１を用いて、本発明の
一実施形態による薄型電子回路部品の製造装置の構成に
ついて説明する。

【００１４】本実施形態による薄型電子回路部品の製造
装置は、フィルムの上に導電ペーストを印刷した後、導
電ペーストを乾燥させることにより、電子回路を形成す
るものである。フィルム１０は、ロールフィーダ２０
Ａ，２０Ｂによって搬送され、ペースト回路印刷機３０
に送られる。フィルム１０の材質としては、ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）を用いている。ペースト回
路印刷機３０は、フィルム１０の上に、スクリーンマス
ク等を用いて、導電ペースト３２を所定のパターンに印
刷する。印刷されたペースト３２は、有機溶剤，バイン
ダ等の中に銀等の金属粒が点在している状態で導通がな
く、抵抗値は無限大である。その状態で、ロールフィー
ダ２０Ａ，２０Ｂによって、次の乾燥工程へ搬送され
る。

【００１５】乾燥工程においては、加熱源として、３個
のレーザ装置４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを用いる。レーザ
装置４０Ａ，４０Ｂは、導電ペースト３２の上面に配置
され、レーザ装置４０Ｃは、フィルム１０の下面に配置
される。なお、レーザ装置４０Ａ，４０Ｂの配置につい
ては、図２を用いて後述する。

【００１６】レーザ装置４０Ａは、レーザ波長が１．０
６μｍのＹＡＧレーザを用いている。レーザ装置４０Ａ
の出力は、３０Ｗである。また、レーザ装置４０Ｂは、
レーザ波長が１０．６μｍのＣＯ2レーザを用いてい
る。レーザ装置４０Ｂの出力は、４０Ｗである。２つの
レーザ装置４０Ａ，４０Ｂから出射した２種類の波長を
有するレーザ光は、重ね合わされて、フィルム１０の上
に印刷された導電ペースト３２に照射される。レーザ装
置４０Ｃは、レーザ波長が１０．６μｍのＣＯ2レーザ
を用いている。フィルム１０の搬送速度は２０ｍｍ／ｓ
であり、一定としている。

【００１７】フィルム１０として、ポリエチレン系のＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いる場合、
１．０６μｍ（ＹＡＧレーザ）の波長の光に対する吸収
率は、１．３％程度であり、１０．６μｍ（ＣＯ2レー
ザ）の波長の光に対する吸収率は、３４％程度である。
導電ペースト３２として、銀ペーストを用いる場合、
１．０６μｍ（ＹＡＧレーザ）及び１０．６μｍ（ＣＯ
2レーザ）の波長の光に対する吸収率は、５５％程度で
ある。従って、導電ペースト３２の上面からレーザ装置
４０Ａによって１．０６μｍの波長の光（ＹＡＧレー
ザ）を照射することにより、専ら、導電ペースト３２を
加熱乾燥することができる。また、導電ペースト３２の
上面からレーザ装置４０Ａによって１０．６μｍの波長
の光（ＣＯ2レーザ）を照射することにより、導電ペー
スト３２及びフィルム１０を加熱して、フィルム１０が
加熱されることにより、裏面（フィルム１０と導電ペー
スト３２の接触面）から導電ペースト３２の加熱乾燥す
ることができる。

【００１８】さらに、フィルム１０の下面から照射する
光としては、ＣＯ2レーザであるレーザ装置４０Ｃを用
いることにより、導電ペースト３２及びフィルム１０が
加熱され、フィルム１０が加熱されることにより、フィ
ルム１０と導電ペースト３２の接触面から導電ペースト
３２の加熱乾燥することができる。導電ペースト３２が
乾燥すると、電子回路３４が形成される。

【００１９】即ち、本実施形態においては、加熱源とし
てレーザ光を用いることにより、局部加熱が可能であ
り、導電ペーストを短時間で加熱乾燥することができ
る。また、このとき、導電ペースト３２の上面から照射
する光として、ＹＡＧレーザだけでなく、ＣＯ2レーザ
を用いることにより、フィルム１０自体も加熱して、フ
ィルム１０の加熱により、導電ペースト３２をより短時
間で乾燥することができる。また、さらに、フィルム１
０の下面からも、ＣＯ2レーザにより照射することによ
り、フィルム１０自体も加熱して、フィルム１０の加熱
により、導電ペースト３２をより短時間で乾燥すること
ができる。

【００２０】さらに、レーザ装置４０Ａ，４０Ｂからの
レーザ光の照射により導電ペースト３２が加熱乾燥され
る位置には、窒素や温風等のホットガスを吹き付けるノ
ズル５０が配置されている。ホットガスの温度は、例え
ば、フィルム１０の変質温度（１２０℃）よりは低い８
０℃としている。このような高温のガスを吹き付けるこ
とにより、レーザ光の照射位置において加熱蒸発した有
機溶剤等を吹き飛ばし易くして、乾燥時間をさらに短縮
することができる。

【００２１】また、フィルム１０の上下面には、それぞ
れ、放射温度計測器６０Ａ，６０Ｂが配置されている。
放射温度計測器６０Ａは、フィルム１０の上面の導電ペ
ースト３２の加熱温度を検出する。放射温度計測器６０
Ａによって検出された温度は、制御装置７０Ａに入力
し、制御装置７０Ａは、導電ペースト３２の温度が所定
の温度となるように、レーザ装置４０Ａ，４０Ｂの出力
を制御する。また、放射温度計測器６０Ｂは、フィルム
１０の下面の加熱温度を検出する。放射温度計測器６０
Ｂによって検出された温度は、制御装置７０Ｂに入力
し、制御装置７０Ｂは、導電ペースト３２の温度が所定
の温度となるように、レーザ装置４０Ｃの出力を制御す
る。導電ペースト３２の加熱温度をほぼ一定となるよう
に制御することによって、乾燥して形成された電子回路
３４の抵抗値をほぼ一定にすることができ、電子回路３
４の品質を向上することができる。

【００２２】次に、図２を用いて、レーザ装置４０Ａ，
４０Ｂの配置について説明する。図２は、図１の側面方
向から見た図である。図２に示されるフィルム１０は、
図１に示したように、ロールフィーダ２０Ａ，２０Ｂに
よって搬送されるロール状のフィルム１０を、幅方向か
ら見た図である。従って、フィルム１０は、紙面の手前
側から奥方向に搬送される。フィルム１０の幅は、例え
ば、２５ｃｍである。

【００２３】図２（Ａ）に示されるように、レーザ装置
４０Ａ，４０Ｂは、フィルム１０を幅方向に挟んで対称
位置に配置されている。レーザ装置４０Ａから出射され
るレーザ光の光軸と、レーザ装置４０Ｂから出射される
レーザ光の光軸は、フィルム１０の幅方向において僅か
にずれるように配置されている。レーザ装置４０Ａ，４
０Ｂから出射されるレーザビームの出力分布は、中心の
出力が高いガウス分布となっている。そこで、フィルム
１０の幅方向の左右の２方向から斜めに出射したレーザ
光を、フィルム１０の中央表面で光軸を僅かにずらして
重ね合わせるようにすることにより、重ね合わされたレ
ーザ光の強度（Ｗ）は、図２（Ｂ）に示すように、フィ
ルム１０の幅方向においてほぼ一定となる。従って、フ
ィルム１０の上の導電ペースト３２をほぼ均一に加熱乾
燥することができる。

【００２４】なお、ＣＯ2レーザであるレーザ装置４０
Ｂ，４０Ｃとしては、波長選択形のグレーティングＣＯ
2レーザを用いることもできる。一般のＣＯ2レーザの発
振波長は、１０．６μｍ付近を中心として、波長９．２
μｍ〜１０．８μｍの範囲で、多波長のマルチ発振とな
っている。それに対して、波長選択形のグレーティング
ＣＯ2レーザを用いることにより、単一波長を選択して
導電ペーストに照射することが可能となる。ここで、波
長選択形のグレーティングＣＯ2レーザを用いる場合、
本実施形態においては、選択照射する波長を、１０．６
７μｍに選定するようにしている。

【００２５】ここで、図３を用いて、フィルム材である
ＰＥＴと導電ペーストである銀ペーストの吸収率の波長
特性について説明する。ＣＯ2レーザは、発振波長は、
１０．６μｍ付近を中心として、９．２〜１０．８μｍ
の範囲で多波長のマルチ発振となっている。この範囲に
おけるＰＥＴおよび銀ペーストの吸収率曲線は、図６に
示すようになっている。ＰＥＴの特性は、実線で示すよ
うに、１０．３μｍ付近に吸収ピークを持ち、１０．６
μｍ前後では、２０〜８０％に急変化する吸収特性を有
している。これに対し、銀ペーストの吸収率特性は、一
点鎖線で示すように、若干の変化は有るものの、６０％
前後で一定である。ＰＥＴは、高分子物質が赤外領域に
おいて、分子の振動・回転による吸収変化が波長に対し
て微細な構造を持つことによる。

【００２６】波長選択形のグレーティングＣＯ2レーザ
は、ＣＯ2レーザの発振器の反射ミラーにグレーティン
グ（回析格子）を用い、ある特定の単一波長のみを選定
することが可能なものである。

【００２７】そこで、例えば、波長選択形のグレーティ
ングＣＯ2レーザの出射波長を１０．２７μｍを選定す
ると、ＰＥＴの吸収率は８０％であり、導電ペーストの
吸収律は５８％となり、導電ペーストが乾燥する条件で
は、ＰＥＴの温度が過剰に上がり、変色・そり変化が発
生する恐れがある。

【００２８】それに対して、選択した波長を１０．６μ
ｍとすると、ＰＥＴの吸収率は３３．２％であり、導電
ペーストの吸収率は６４％となり、ＰＥＴの変質を低減
できるものの、完全には除去できない。

【００２９】そこで、選択した波長を１０．６７μｍと
することにより、ＰＥＴの吸収率は２７％と低減して、
導電ペーストの吸収率を６４．２％を高くすることによ
り、ＰＥＴの変質の発生しない温度条件で加熱すると同
時に、導電ペーストを乾燥・形成できる。このように、
ＣＯ2レーザにおいて、最適波長を選定することによっ
て、最適形成条件を設定することが可能となる。

【００３０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、加熱源としてレーザ光を用いることにより、局部加
熱が可能であり、導電ペーストを短時間で加熱乾燥する
ことができる。従って、薄型電子回路部品の生産性の向
上することができる。また、レーザ装置として、ＣＯ2
レーザを用いることにより、フィルム自体も加熱して、
導電ペースト３２をより短時間で乾燥することができ
る。また、さらに、フィルムの下面からも、ＣＯ2レー
ザにより照射することにより、フィルム自体の加熱と、
導電ペーストの加熱により、導電ペーストをより短時間
で乾燥することができる。また、フィルムの上面の導電
ペーストの加熱温度を検出して、この温度が所定の温度
となるように、レーザ装置の出力を制御することによ
り、乾燥して形成された電子回路の抵抗値をほぼ一定に
することができ、電子回路の品質を向上することができ
る。また、さらに、２つのレーザ光を重ね合わせること
により、重ね合わされたレーザ光の強度をフィルムの幅
方向においてほぼ一定にすることができ、フィルムの上
の導電ペーストをほぼ均一に加熱乾燥することができ
る。また、ＣＯ2レーザであるレーザ装置としては、波
長選択形のグレーティングＣＯ2レーザを用いて、波長
を１０．６７μｍに選定することにより、フィルムの吸
収率を低減して、導電ペーストの吸収率を高くすること
により、ＰＥＴの変質の発生しない温度条件で加熱する
と同時に、導電ペーストを乾燥・形成できる。

【００３１】次に、図４〜図６を用いて、本発明の第２
の実施形態による薄型電子回路部品の製造装置の構成に
ついて説明する。最初に、図４を用いて、本発明の第２
の実施形態による薄型電子回路部品の製造装置の構成に
ついて説明する。なお、図１と同一符号は、同一部分を
示している。

【００３２】フィルム１０は、ロールフィーダ２０Ａ，
２０Ｂによって搬送され、ペースト回路印刷機３０に送
られる。フィルム１０の材質としては、ＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）を用いている。ペースト回路印
刷機３０は、フィルム１０の上に、スクリーンマスク等
を用いて、導電ペースト３２を所定のパターンに印刷す
る。印刷されたペースト３２は、有機溶剤，バインダ等
の中に銀等の金属粒が点在している状態で導通がなく、
抵抗値は無限大である。その状態で、ロールフィーダ２
０Ａ，２０Ｂによって、次の乾燥工程へ搬送される。

【００３３】乾燥工程においては、加熱源として、レー
ザ装置４０Ａ及び加熱されたコンベア８０を用いてい
る。レーザ装置４０Ａは、導電ペースト３２の上面に配
置され、コンベア８０は、フィルム１０の下面に配置さ
れる。

【００３４】レーザ装置４０Ａは、レーザ波長が１．０
６μｍのＹＡＧレーザを用いている。レーザ装置４０Ａ
の出力は、８０Ｗである。なお、図１において説明した
ように、単一のレーザ装置４０Ａに替えて、レーザ波長
が１．０６μｍで出力が３０ＷののＹＡＧレーザからな
るレーザ装置４０Ａと、レーザ波長が１０．６μｍで出
力が４０ＷのＣＯ2レーザからなるレーザ装置４０Ｂを
も用いるようにしてもよいものである。

【００３５】レーザ装置４０Ａから出射したレーザ光
は、ハーフミラー４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ及びミラー４
４によって光路を分岐される。ＹＡＧレーザであるレー
ザ装置４０Ａの出力が８０Ｗの場合、ハーフミラー４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃによってそれぞれ反射され、フィル
ム１０の上に印刷された導電ペースト３２に照射される
レーザのビームのパワーを、それぞれ２０Ｗとする。ま
た、ミラー４４によってそれぞれ反射され、フィルム１
０の上に印刷された導電ペースト３２に照射されるレー
ザのビームのパワーを、１５Ｗとする。

【００３６】ミラー４４に反射されたレーザ光は、プリ
ヒートビームとして用いられる。導電ペースト３２をプ
リヒートすることにより、導電ペースト３２の表面を乾
燥させるように指触乾燥させる。さらに、導電ペースト
３２の本乾燥は、ハーフミラー４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ
によってレーザビームを３分割することにより、３回照
射により行われる。導電ペースト３２が乾燥すると、電
子回路３４が形成される。フィルム１０の搬送速度は２
０ｍｍ／ｓであり、一定としているため、本乾燥は、３
回に分けての間欠乾燥となる。この３回照射乾燥の理由
については、図５を用いて後述する。

【００３７】さらに、本実施形態においては、フィルム
１０の下面に、加熱されたコンベア８０を配置して、予
備加熱を行うようにしている。コンベア８０は、ヒータ
８２によって加熱される。コンベア８０を加熱するヒー
タ８２の温度は、温度コントローラ８４によって制御さ
れる。ヒータ８２の設定温度は、熱源をＹＡＧレーザと
した場合は５０〜６０゜Ｃとし、ＹＡＧレーザとＣＯ2
レーザを重ね照射する場合は５０゜Ｃ前後とする。ＣＯ
2レーザを併用する場合には、ＣＯ2レーザによるフィル
ム１０の加熱が行われるため、コンベア８０の設定温度
は、ＹＡＧレーザ単体の場合に比べて低めにしている。
フィルム１０は、熱容量断面積が低いので、コンベア８
０との接触後、レーザ照射前に、十分昇温できる。

【００３８】即ち、本実施形態においては、加熱源とし
てレーザ光を用いることにより、局部加熱が可能であ
り、導電ペーストを短時間で加熱乾燥することができ
る。また、加熱されたコンベアを用いて予備加熱を行う
ことにより、予めフィルムを昇温した上で、レーザ光を
照射することにより、本乾燥を短時間で行うことができ
る。また、ミラー４４を用いて、導電ペースト３２をプ
リヒートすることにより、本乾燥を短時間で行うことが
できる。また、このとき、導電ペースト３２の上面から
照射する光として、ＹＡＧレーザだけでなく、ＣＯ2レ
ーザを用いることにより、フィルム１０自体も加熱し
て、フィルム１０の加熱により、導電ペースト３２をよ
り短時間で乾燥することができる。

【００３９】さらに、レーザ装置４０Ａからのレーザ光
の照射により導電ペースト３２が加熱乾燥される位置に
は、窒素や温風等のホットガスを吹き付けるノズル５０
Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが配置されている。ホット
ガスの温度は、例えば、フィルム１０の変質温度（１２
０℃）よりは低い８０℃としている。このような高温の
ガスを吹き付けることにより、レーザ光の照射位置にお
いて加熱蒸発した有機溶剤等を吹き飛ばし易くして、乾
燥時間をさらに短縮することができる。

【００４０】なお、本実施形態において図示は省略して
いるが、図１において説明したように、フィルム１０の
上面に放射温度計測器を配置して、放射温度計測器によ
って検出された温度が一定となるように、制御装置によ
ってレーザ装置４０Ａの出力を制御するようにすること
もできる。導電ペースト３２の加熱温度をほぼ一定とな
るように制御することによって、乾燥して形成された電
子回路３４の抵抗値をほぼ一定にすることができ、電子
回路３４の品質を向上することができる。

【００４１】次に、図５及び図６を用いて、複数回照射
の効果について説明する。本実施形態においては、図４
において説明したように、レーザ装置４０Ａから出射し
たレーザ光は、ハーフミラー４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに
よって４つの光路に分割され、内、ハーフミラー４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃによって反射された３つのレーザ光
によって、３回の間欠加熱を行うようにしている。

【００４２】印刷された導電ペーストは、乾いていない
状態では導通が無く、抵抗は無限大を示す。次に加熱・
乾燥を行うと、導通性が、抵抗値低下に伴い、増加す
る。ここで、図６は、炉によって連続加熱の場合を示し
ているが、図６は、回路幅約１ｍｍ×長さ４００ｍｍ程
度の印刷ペースト回路を乾燥・形成した場合の抵抗変化
を示している。即ち、炉による乾燥の場合、１５０℃で
加熱すると、５分程度で４０〜５０Ωまで低下し、後は
加熱してもその抵抗は下がらず、ほぼ一定となる。

【００４３】それに対して、図５は、本実施形態による
レーザ光の３回間欠照射加熱の場合の抵抗変化を示して
いる。即ち、図５に示すように、レーザ光の照射回数を
重ねるに従い、段階的に抵抗を低下させることができ
る。これは、抵抗値の低減に対しては、加熱時間よりも
加熱回数に大きく依存することを利用したものであっ
て、レーザの局部加熱による急熱・急冷が可能な特質を
生かせば短時間で可能となる。

【００４４】図５に示す例では、最初に、コンベア８０
による予備加熱及びミラー４４によて反射されたレーザ
光によるプリヒート時点では、抵抗値は無限大のままで
あるが、その後、コンベア８０によるフィルム１０の下
面からの加熱を行いながら、ＹＡＧレーザ４０Ａにより
３回の間欠加熱を行ったところ、３回目の加熱で２０Ω
まで抵抗値を低下させることが可能であった。しかも、
加熱に要する時間は、３回間欠照射の合計時間で約１分
と、炉加熱の１／５と短縮でき、しかも、抵抗値が半分
以下の回路形成が可能となる。

【００４５】なお、以上の説明では、レーザ装置として
は、ＹＡＧレーザ単体、若しくは、ＹＡＧレーザとＣＯ
2レーザとの組合せを用いるものとして説明したが、Ｃ
Ｏ2レーザ単体で実施することもでき、この場合には、
コンベア加熱を不要とすることができる。即ち、ＰＥＴ
フィルムの吸収率は、１．０６μｍ（ＹＡＧレーザ）で
は１．３％程度であるのに対し、１０．６μｍ（ＣＯ2
レーザ）では３４％と２５倍も高い。また、Ａｇペース
トの吸収率は両波長ともに５５％程度であるので、１
０．６μｍの波長（ＣＯ2レーザ）を用いれば、導電ペ
ーストの加熱と同時にＰＥＴの加熱を実施できる。フィ
ルムの下部を空間とすれば、熱の保持性を向上できるの
で、コンベアによる予備加熱と同等の効果が得られる。
また、コンベアによる予備加熱の温度を１００℃とする
ことにより、アニール効果も同時に実施できる。

【００４６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、レーザによる複数回加熱・乾燥によって電子回路部
品を形成することにより、低抵抗化した品質の高い回路
部品を形成できる。また、加熱源としてレーザ光を用い
ることにより、局部加熱が可能であり、導電ペーストを
短時間で加熱乾燥することができる。従って、薄型電子
回路部品の生産性の向上することができる。また、レー
ザ装置として、ＣＯ2レーザを用いることにより、フィ
ルム自体も加熱して、導電ペースト３２をより短時間で
乾燥することができる。また、さらに、フィルムの下面
からコンベアにより加熱することにより、導電ペースト
をより短時間で乾燥することができる。

【００４７】次に、図７〜図１０を用いて、本発明の他
の実施形態による薄型電子回路部品の構成について説明
する。最初に、図７を用いて、本実施形態によるフィル
ムに形成されるスルーホールの形状について説明する。

【００４８】ＩＣカード等においては、フィルムの上下
面に導電ペーストの印刷乾燥により電子回路を形成する
場合があるが、フィルムの上下面の電子回路をスルーホ
ールに充填したペーストにより接続する構成のものにお
いては、フィルム材の厚さが薄いため、フィルム材に形
成されたスルーホールにペーストを充填してもプリント
板のように保持が困難であり、印刷時に下へ抜ける確率
が高いものである。プリント基板の厚さは、数百μｍあ
るのに対して、フィルムの厚さは、１００μｍ以下、例
えば、５０μｍであるので、スルーホールの側壁と充填
された導電ペーストの接触面積が小さいため、フィルム
のスルーホールに導電ペーストを印刷した後、フィルム
をチャックから外すと、スルーホール中の導電ペースト
が下部のチャックに付着して、スルーホールから抜け落
ちることになる。、従来のフィルムに形成されたスルー
ホールは、円筒形状をしており、フィルムの上面のスル
ーホールの直径と、下面のスルーホールの直径が等しい
ものを用いていた。それに対して、本実施形態において
は、図７（Ａ）に示すように、フィルム１０に形成され
るスルーホール１２の断面形状がテーパ状、即ち、図示
するように、テーパ角度θを有しており、スルーホール
の上面の直径Ｒ１が、下面の直径Ｒ２に比べて大きくな
るようにしている。なお、同図（Ｂ）は、（Ａ）の平面
図である。

【００４９】次に、図８を用いて、テーパ状のスルーホ
ールの形成方法について説明する。短パルスＣＯ2レー
ザからのレーザ光Ｌを、フィルム１０に対し、フィルム
１０の下面が焦点位置となるようにレンズ４６により集
光して、穴開けする。レンズ４６の焦点距離は、ビーム
集光角と対応し、短い程、穴テーパ角度θが大きくな
る。

【００５０】下穴径Ｒ２は、集光用パルスＣＯ2レーザ
で最小２０μｍ程度にすることができる。上穴径Ｒ１
は、テーパ角度と、下穴径によって決まる。テーパ角が
５０゜で下穴径Ｒ２が２０μｍの場合、フィルムの厚さ
Ｔを５０μｍとすると、上穴径Ｒ１は、１４０μｍとな
る。加工速度は、最近の高性能ＣＯ2パルスレーザによ
れば、１パルス加工の再現性も優れているので、３００
ＨＺ程度で行うと、ガルバノスキャン方式で、１秒あた
り３００穴の高速加工が可能である。

【００５１】次に、図９を用いて、本実施形態によって
形成されたスルーホールを用いて、薄型電子回路部品を
形成する方法について説明する。図９（Ａ）において、
フィルム１０には、図８に示した方法により、テーパ状
スルーホール１２が形成されている。フィルム１０の上
面に、開口部３６Ａを有するマスク３６を密着させ、ス
キージ３８を用いて、開口部３６Ａに導電ペースト３２
を充填して、電子回路を印刷する。また、このとき、ス
ルーホール１２内にも導電ペースト３２が充填される。

【００５２】次に、図９（Ｂ）に示すように、フィルム
１０の上面からマスク３６を剥すことにより、電子回路
のパターンに沿った形状の導電ペースト３２が印刷され
る。ここで、フィルム１０の下のチャックからフィルム
１０を持ち上げても、スルーホール１２内の導電ペース
ト３２は、下に抜け落ちることなく、スルーホール１２
内に保持されている。この後、導電ペースト３２を乾燥
して、電子回路を形成される。

【００５３】さらに、図９（Ｃ）に示すように、フィル
ム１０を下面にもマスクを用いて導電ペースト３２Ａを
印刷し、乾燥させることにより、電子回路を形成する。
フィルム１０の上面の電子回路と、下面の電子回路は、
スルーホール１２を介して電気的に接続される。

【００５４】次に、図１０を用いて、スルーホールのテ
ーパ角と穴径の関係について説明する。本発明者らは、
実際にＣＯ2レーザによって、加工条件（焦点位置、パ
ルス条件）を変えて穴加工し、そのフィルムに実際にペ
ースト印刷を行い、充填率の調査をした。図１０は、そ
のデータを示している。

【００５５】図１０の縦軸は下穴径を示し、横軸はテー
パ角を示し、充填率を図中に示している。図中の１記号
当たりのデータは、いずれも５０〜１５０個の穴につい
て調査した。なお、フィルムとしてはＰＥＴを用い、そ
の厚さは、実際に使用する５０μｍのものとしている。

【００５６】図１０から理解されるように、テーパ角θ
が４５゜以上で、下穴径がφ９０μｍ以下のスルーホー
ルについては、導電ペーストの不保持による不良の発生
は極めて少なく、充填率は９０％以上であった。ここ
で、充填率とは、例えば、１００個のスルーホールに導
電ペーストを充填して、マスクを剥し、チャックから剥
した状態でスルーホール中に保持されている割合であ
る。特に、テーパ角θが４５゜以上で、下穴径がφ５０
μｍ以下のスルーホールについては、導電ペーストの不
保持による不良の発生は全くなく、充填率は１００％で
あり、歩留まり１００％を示した。

【００５７】例えば、下穴径がφ５０μｍのときの上穴
径はφ１７０μｍであり、テーパ角は５０゜であった。
このときの穴加工条件は、ＣＯ2パルスレーザ、平均出
力４５Ｗ，３００ＨＺの条件である。

【００５８】図１０に示した結果から理解されるよう
に、充填率を高めるには、テーパ角は４５゜以上とする
必要がある。また、下穴径については、フィルムの厚さ
との相関があることから、下穴径Ｒ２をフィルムの厚さ
Ｔ（本例では、５０μｍ）で規格化することにより、
（下穴径Ｒ２／フィルムの厚さＴ）を１．７（＝８５／
５０）以下とし、さらに、好適には、１．０（＝５０／
５０）以下とすることにより、スルーホールへの導電ペ
ーストの充填率を高めて、ペースト充填不良を防止する
ことができることが判明した。導電ペーストの充填不良
を改善できる結果、フィルムの上下面に形成される２層
構造の電子回路部品の信頼性を向上することができる。

【００５９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、安定したスルーホールを形成することができ、薄型
電子回路部品の信頼性を向上することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、フィルム上に印刷され
た導電ペーストの乾燥を短時間に行え、薄型電子回路部
品の生産性を向上することができる。

【００６１】また、フィルムに安定したスルーホールを
形成することができ、薄型電子回路部品の信頼性を向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による薄型電子回路部品の
製造装置の全体構成を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施形態による薄型電子回路部品の
製造装置の加熱源であるレーザ装置の配置を示す図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態による薄型電子回路部品の
製造装置に用いるフィルム材であるＰＥＴと導電ペース
トである銀ペーストの吸収率の波長特性図である。

【図４】本発明の第２の実施形態による薄型電子回路部
品の製造装置の全体構成を示す側面図である。

【図５】本発明の一実施形態による薄型電子回路部品の
製造装置における複数回照射時の抵抗値の変化を示す説
明図である。

【図６】１回照射時の抵抗値の変化を示す説明図であ
る。

【図７】本発明の他の実施形態による薄型電子回路部品
に用いるフィルムに形成されるスルーホールの形状の説
明図であり、（Ａ）は断面図を示し、（Ｂ）は平面図を
示している。

【図８】本発明の他の実施形態による薄型電子回路部品
に用いるフィルムにテーパ状のスルーホールを形成する
方法の説明図である。

【図９】本発明の他の実施形態による薄型電子回路部品
の形成方法を示す工程図である。

【図１０】本発明の他の実施形態による薄型電子回路部
品のスルーホールのテーパ角と穴径の関係の実験結果を
示す図である。

【符号の説明】

１０…フィルム １２…スルーホール ２０Ａ，２０Ｂ ロールフィーダ ３０…印刷機 ３２…導電ペースト ３４…形成回路 ３６…マスク ３８…スキージ ４０…レーザ装置 ４２…ハーフミラー ４４…反射ミラー ５０…ノズル ６０…温度計測器 ７０…温度制御器 ８０…コンベア ８２…ヒータ ８４…温度コントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルムの表面に印刷された導電ペースト
   を乾燥させて電子回路を形成する薄型電子回路部品の製
   造装置において、 上記フィルムの導電ペーストが印刷された面にレーザ光
   を照射するレーザ照射手段と、 上記フィルムの導電ペーストが印刷された面と反対面か
   ら上記フィルム及び上記導電ペーストを加熱する加熱手
   段とを備えたことを特徴とする薄型電子回路部品の製造
   装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の薄型電子回路部品の製造装
   置において、 上記加熱手段は、レーザ光を照射する第２のレーザ照射
   手段であることを特徴とする薄型電子回路部品の製造装
   置。
3. 【請求項３】請求項１記載の薄型電子回路部品の製造装
   置において、 上記レーザ照射手段は、複数回に分けて上記導電ペース
   ト上にレーザ光を照射することを特徴とする薄型電子回
   路部品の製造装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の薄型電子回路部品の製造装
   置において、 上記レーザ照射手段は、波長選択形のグレーティングレ
   ーザであることを特徴とする薄型電子回路部品の製造装
   置。
5. 【請求項５】フィルムの上下面に印刷された導電ペース
   トをスルーホールに充填された導電ペーストで接続し、
   導電ペーストを乾燥させて電子回路が形成された薄型電
   子回路部品において、 上記スルーホールは、テーパ形状の穴とし、そのテーパ
   角θは４５゜以上であり、下穴径Ｒ２とフィルムの厚さ
   Ｔの比率（Ｒ２／Ｔ）を１．７以下としたことを特徴と
   する薄型電子回路部品。