JPS62291996A - 高導電性電気回路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の詳細な説明 〔発明の分野〕 本発明は高導電性電気回路及びその製造方法さらに詳し
くは回路基板上にスクリーン印刷などの印刷手段により
印刷した接着剤層に導電性塗膜層を転写した電気回路及
びその製造方法に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

従来、導電性樹脂を用いて電気回路を形成する方法とし
ては、導電性塗膜を支持フィルム全面に渡って積層して
おき、所定部分のみ加熱加圧できる熱盤を用いて、電気
回路を被転写体に転写する゛方法が知られている。この
ような電気回路の形成方法においては、安価に電気回路
を形成できるという利点がある半面、金属型あるいはゴ
ム製の熱盤を使用するために微細な回路（０，１ｍｍ以
下）が形成できないという欠点があった。さらに、この
ような転写方法においては、前記熱盤により所定部分の
み加熱加圧して回路パターンを転写するので、導電性塗
膜は良好なきれを有していることが必要になる。この導
電性塗膜のきれは塗膜の厚さが大きくなると悪化する傾
向を示すために、導電性塗膜を厚くすることができず、
一方良好な導電性を得るために、導電性塗膜中の導電性
粒子の量を多くすると、導電性塗膜の接着性が悪化する
（９向があるため、良好な導電性を有し、かつ接着強度
の優れた回路を製造することが困難であるという欠点も
あった。

本発明者は上述の点に鑑み、被転写体にあらかしめ接着
剤による回路パターンを形成しておき、この接着剤層に
導電性塗膜を転写する電気回路の形成方法を発明し特許
出願を行った（特願昭６０−２６１３６６号）。

このような電気回路の形成方法によれば、導電性塗膜の
接着性を問題にすることがなくなるために、前記導電性
塗膜に多くの導電性粒子を添加でき、このため、導電性
の良好な電気回路を形成できるという利点がある。

このような電気回路は、他の電気回路、電気部品、電気
機器などと半田によって接続されることが多いが、上述
のような導電性樹脂によって転写形成された電気回路は
、前記のような電気回路、電気部品、電気機器などと半
田では接続が不可能であるという欠点があった。すなわ
ち、上述のような電気回路の導通路となる導電性塗膜な
どの導電性樹脂は、樹脂に対し適当量の導電性粒子を添
加して樹脂に導電性を付与したものであるが、このよう
な導電性粒子を付与した導電性樹脂は、前記導電性粒子
の添加量が少ない場合においては、前記導電性粒子の添
加量が増大するとともに導電性が向上する傾向を示すが
、さらに導電性粒子の添加量が増加すると、粒子間の接
触抵抗の増加によって、導電性は低下する傾向を示すこ
とが知られている。

導電性樹脂においても、導電性粒子の金属粒子を多量に
添加すれば、半田が可能になるのであるが、前述のよう
に、半田が可能なような金属粒子添加量とすると、電気
回路の抵抗値が増大し、回路として必要な特性値を満足
できないという欠点があり、事実上半田付は可能な導電
性樹脂の転写回路は実用化されていないのが現状であっ
た。

〔発明の概要〕

本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、導電性が
良好で、しかも半田付は可能な電気回路および上述の電
気回路を形成できる回路形成方法を提供することを目的
とする。

したがって本発明による高導電性電気回路は、回路基板
に回路パターン状に形成された接着剤層上に、樹脂１０
０重量部に対し、導電性粒子を５００〜１０００重量部
添加して基本的になる導通路用導電性塗膜および樹脂１
００重量部に対し導電性粒子５００〜２０００重量部添
加して基本的になる半田用導電性塗膜を順次、積層した
電気回路を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明による高導電性電気回路の製造方法によれ
ば、支持フィル４上に樹脂１００重量部に対し、導電性
粒子５００〜２０００重量部添加して基本的になり、加
熱加圧直後に易剥離性を示す半田用導電性塗膜および樹
脂１００重量部に対し、導電性粒子を５００〜１０００
重量部添加して基本的になる導通路用導電性塗膜層を順
次接層した回路転写箔を、回路パターン状に接着剤層を
形成した回路基板に当接し、加熱加圧して、前記回路基
板上の接着剤層に前記導通路用導電性塗膜および半田用
導電性塗膜を転写し、電気回路を形成することを特徴と
するものである。

本発明によれば、回路基板上にあらかじめ形成された接
着剤の回路パターンに導通路用導電性塗膜路、電気部品
、電気機器などと半田によって接続可能になうという利
点がある。また、本発明による高導電性電気回路の製造
方法によれば、回路基板上に接着剤による回路パターン
を形成し・この接着剤層に導電性塗膜（半田用および導
通路用）を転写するために、接着強度を問題とする必要
がなくなり・このため導電性塗料中に導電性粒子を多量
に混入可能となるので、′ＩＩｉ綱で、かつ良好な導電
性と強度を有し、かつ半田の可能な電気回路が形成可能
になるという利点がある。

〔発明の詳細な説明〕

本発明による高導電性電気回路は、第１図に示すように
、回路基板１上にスクリーン印刷などの手段によって回
路パターン状に形成された接着剤層２を有し、この接着
剤層２の接着性を利用して導通路用導電性塗膜３および
半田用導電性塗膜４を熱転写して構成されている。

この回路基板１は、本発明において基本的に限定される
ものではなく、前記接着剤層２が印刷可能なものであれ
ばいかなるものでもよい。たとえば、たとえば、ＡＢＳ
　、　ＡＳＳＨＩＰＳ、ポリアセクール、塩化ビニル、
ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンなどの熱可
塑性樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリエステル（Ｈ脂などの熱硬化性樹脂、木版、
ガラス、セラミック坂などであることができる。

前述のような回路基板１上に回路パターン状に形成され
る接着剤層２は、後述の導通路用導電性塗膜３および回
路基板１と良好な接着強度で接着する接着剤であれば、
基本的にいかなるものでもよい。たとえば、熱可塑性ポ
リエステル系ホットメルト型接着剤、エポキシ系接着剤
、アルキッド系、アクリル系、ポリアミド系、セルロー
ス系、ウレタン系、ゴム系、ロジン系接着剤等の一種以
上の組み合わせなどであることができる。

この接着剤層２の厚さは、好ましくは５〜５０μｍであ
るのが望ましい。５μｍ未満であると、導通路用導電性
塗膜３を良好に接着しない虞を生じ１、一方５０μｍを
越えても、接着強度の大巾な増加が望めなく、材料が無
駄になったり、塗膜の乾燥が遅くなったりして効果的で
ない。

この接着剤層２上に形成される導通路用導電性塗膜３は
、樹脂１００重量部に対し、導電性粒子を５００〜１０
００重量部添加して基本的になる導電性塗料で形成され
たものである。

前述の導通用導電性塗膜は、回路転写箔としての基本的
性能、たとえば回路基Ｆｉ１の回路パターン状接着剤層
２に良好に転写でき、かつ充分な強度で接着すること、
また前記半田用導電性塗膜４と良好な接着強度を有して
いること、さらには電気回路とし所要の導電性を有して
いることなどの種々の条件を充足していることが必要で
ある。

このような条件を充足するためには、前記半田用導電性
塗膜、導通路用導電性塗膜の基材となる樹脂（溶媒およ
び溶質）、さらにはこの樹脂に添加される導電性粒子の
種類などを選択することが重要であり、さらには導電性
粒子の添加量および粒径を考慮する必要もある。このよ
うな導電性塗料の基材となる樹脂としては、前記半田用
導電性塗膜４と良好に接着する樹脂分（溶質）、たとえ
ばアクリル系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリエーテ
ル系、ポリエステル系樹脂などあるいは環化ゴム、塩化
ゴム、ロジンなどの一種以上を、たとえば、ＭＥＫ　Ｓ
ＭＩｆｌＫ、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ＩＰＡ　
、ブタノール等のアルコール系溶媒あるいはエーテル系
溶媒、エステル系溶媒、その他としてＤＭＦ　、　Ｎ−
メチルピロリドン等の溶媒の一種以上に溶解した樹脂溶
液であることができる。

また、このように形成された電気回路が、テ通半田によ
って半田付けされるような場合は、百（熱性のある樹脂
ないし軟化点の高い熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂
であることができる。このような樹脂溶液としては、ポ
リエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリエーテルイミ
ドなと゛の而（熱（生樹脂の一種以上を、たとえばＤＩ
ＩＰ　、　Ｎ−メチルピロリドンなどの溶媒の一種以上
に溶解した樹脂ン容液であることができる。

前述の樹脂溶液に添加する導電性粒子は、前記樹脂溶液
に均一に分散し、良好な導電性を付与できるものであれ
ば、本発明において基本的に限定されるものではない。

たとえば金、銀、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、
スズ、亜鉛などの金属粒子あるいは前記のような金属を
表面にコー　ティングした複合体および合金粉、さらに
はカーボン粒子等の一種以上であることができる。

このような導電性粒子は（Ｈ脂１００重量部に対し、５
００〜１０００重量部添加する。５００重量部未満であ
ると、導電性粒子充填の回路として要求される表面抵抗
１Ω／口以下にすることが困難になり、一方１０００重
量部を越えると、抵抗値が増大（導電性が低下）する傾
向を示し、かつ塗料適性（流動性粘度）が悪くなる。本
発明においては、接着剤層２によって回路パターンを形
成し、この回路パターン上に導通路用導電性塗膜層３を
転写するものであるため、接着剤層２を構成する接着剤
と導通路用導電性塗膜層３の樹脂を選択することによっ
て、接着強度は良好になる。このため、従来の回路転写
箔の場合と異なり、導電性粒子を導電性が接触抵抗など
のために低下する限界まで混入可能になる。したがって
、導電性が良好で、接着強度の優れた電気回路を形成で
きる。

前記導電性粒子の粒径は１０μｍ以下であるのがよい。

１０μｍを超えると、塗装の際、不都合を生じやすいか
らである。

この導通路用導電性塗膜３の厚さは、好ましくは、１５
〜３０μｍの厚さであるのがよい。導通路用導電性塗膜
３の厚みが１５μｍより薄いと、電気回路として必要な
導電性１．０Ω／口以下を得るためには、導電性粒子を
多く充填しなければならず、一方、３０ＡＩｍを超える
と、きれが悪化し、接着剤Ｆｉ２の回路パターンに対応
して導通路用導電性塗膜３を形成するのが困難になる虞
を生じるからである。

前記導通路用導電性塗料には任意に他の添加剤、たとえ
ば酸化防止剤、分散剤などを添加可能である。

本発明による高導電性電気回路は、第１図に示すように
、導通路用導電性塗膜３上にさらに半田用導電性塗膜４
が積層されている。

このような半田用導電性塗膜４は、前述の導通路用導電
性塗膜３に比較して金属粒子含量を多くした導電性塗料
によって形成されたものである。

この半田用導電性塗膜は、半田を行う部分であるために
、前記導通路用導電性塗膜３と相違して導電性はあまり
問題にならず、良好な半田ができること、前記導通路用
導電性塗Ｍ＊３と良好な接着強度を有すること、さらに
は加熱加熱直後に、後述の支持フィルムと容易に剥離す
ることなどが要求される。

このような条件を充足する樹脂としては、たとえば、た
とえばアクリル系、ポリアミド系、エポキシ系、韮すエ
ーテル系、ポリエステル系樹脂などあるいは環化ゴム、
塩化ゴム、ロジンなどの一種以上を、たとえば、ＭＥＫ
　、　ＭＩＢＫ、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、
トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ＩＰ
＾、ブタノール等のアルコール系溶媒あるいはエーテル
系溶媒、エステル系溶媒、その他としてＤＭＦ　、　Ｎ
−メチルピロリドン等の溶媒の一種以上に溶解した樹脂
溶液によって設けた導電性塗膜であることができる。

特に、普通半田（約２６０℃で行う）用の場合には耐熱
性樹脂ないし軟化点の高い熱可塑性樹脂、あるいは熱硬
化性樹脂であることが必要である。

このような樹脂溶液としては、ポリエーテルサルホン、
ポリサルホン、ポリエーテルイミドなどの耐熱性樹脂の
一種以上を、たとえば、ＤＭＦ　、　Ｎ−メチルピロリ
ドンなどの溶媒の一種以上に熔解した樹脂溶液を用いる
ことができる。

また、この樹脂溶液に添加する金に粒子としては、半田
性の良好な金属粒子であるのがよいのは明らかである。

一般に水素よりもイオン化傾向の小さい金属粒子が好ま
しい。このような金属粒子としては、たとえば金、銀、
白金、銅、ニッケル、ス］ズ、などの金属粒子あるいは
前記のような金属を表面にコーティングした複合体およ
び合金粉の一種以上であることができる。

さらに、前記半田用導電性塗膜４への金属粒子添加量は
、樹脂１００重量部に対し、５００〜２０００重量部で
ある。５００重量部未満であると、金屈粒子の含有量が
小さすぎて半田付けが困難になり・一方２０００重量部
を超えると、前記導通路用導電性塗膜３および支持フィ
ルムとの剥離強度が劣悪になるとともに、脆くなって実
用に供せなくなる。さらには、コスト高になるという欠
点も生じるからである。

また、前記金属粒子の平均粒径は、好ましくは０．３〜
１０μｍであるのがよい。

この半田用導電性塗膜４の厚さは、基本的に半田付けに
充分な厚さがあればよい。したがって、この半田用導電
性塗膜４の厚さは好ましくは、１μｍ以上であるのがよ
い。

次に本発明による高導電性電気回路の製造方法を説明す
る。

第２図は本発明の高導電性電気回路の製造方法の一例の
断面図であるが、この第２図に示すように、まず本発明
による高導電性電気回路の製造方法によれば、回路基板
１上に所定の回路パターン状の接着剤層２を形成する。

この接着剤層２の形成方法は、基本的に限定されるもの
ではなく、たとえばスクリーン印刷、グラビア印刷など
の印刷法によって形成できる。

このような接着剤層２Ｑ種類および厚さは、前に述べた
通りであるが、このような回路基板１上に形成される回
路パターンの線幅ないし線間の距離は細かい方が好まし
いのは当然である。本発明による高導電性電気回路の製
造方法においては、前述の線幅ないし線間距離が０．５
　ｍｍ以下の回路を形成可能にするため、さらに前記線
の厚みを大きくシ（良好な導電性を得る）、良好な接着
強度の回路を形成するため、印刷する接着剤の粘度を１
０〜４００ボイズに調整するのが好ましい。この接着剤
の粘度が１０ボイズ未満であると、前記線が形部れする
虞を生じ、一方４００ボイズを超えると回路、パターン
を回路基板１上に印刷することが困難になるからである
。

前述の接着剤層２を形成する接着剤は、回路基板１の種
類によって、機能的に選択されるのは明らかである。た
とえば、この接着剤として熱硬化性樹脂を用いる場合、
前記回路基Ｍｊ、１に印刷形成された接着剤層２を半硬
化状態にしておき、後述の回路転写箔を転写する際、又
は転写後２次加熱により硬化するようにして、前記導通
路用導電性塗膜層３、回路基板ｌと接着剤層２とを良好
な接着強度で接着するようにするのが好ましい。

このような半硬化状態は２０〜４０％程度が架橋した状
態であるものが好ましい。上述の範囲を逸脱すると、回
路基板１および導通路用導電性塗膜３との接着強度が低
下する虞があるからである。

このように、回路パターン上に接着剤層２を形成したの
ち、加熱加圧直後に易剥離性を示す半田用導電性塗膜４
および導通路用導電性塗膜３を順次支持フィルム５に積
層した回路転写箔６を前記回路基板１上に重ね合わせ、
娘盛７あるいはヒートロールなどの手段によって加熱加
圧しく第２図参照）、前記回路基板１上に形成された接
着剤層２に導通路用導電性塗膜３および半田用導電性塗
膜４を転写し、電気回路をを形成する（第３図参照）。

この第３図より明らかなように、導通路用導電性塗膜３
上に半田用導電性塗膜４が積層された電気回路が形成で
きる。

このような半田用導電性塗膜４が積層される支持フィル
ム５は、本発明において基本的に限定されるものではな
く、常温において半田用導電性塗膜４と良好な接着性を
有するとともに、加熱加圧直後においては容易に前記半
田用導電性塗膜４と剥離するものであり、耐熱性ないし
平滑性があり、しかも導電性塗膜に含まれる溶媒に侵さ
れない合成樹脂フィルムなどを有効に用いることができ
る。

前記支持フィルム５の具体例としては、たとえばポリエ
ステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリプロピレン
フィルムなどのプラスチックフィルムおよびアルミニウ
ムホイルなどを挙げることができる。特に、転写される
電気回路が普通半田によって半田付けされるような場合
は、耐熱性の良好なポリイミドフィルム、アルミニウム
ホイルが好ましい。

・：肥接着剤層２に、半田用導電性塗膜３および導通路
用導電性塗膜４を加熱、加圧して転写する場合、８０〜
３００℃の温度で、５〜１０Ｋｇ／ｃＩ１１の圧力で転
写するのがよい。転写温度が８０℃より低いと、回路基
板１に形成された回路パターン状の接着剤層２に半田用
導電性塗膜３および導通路用導電性塗膜４が転写しない
虞があり〜また、３００℃より高いと、回路基板１にそ
り、熱収縮、熱劣化などを生じる虞がある。

また転写圧力が５Ｋｇ／ｃＪより小さいと、導電性塗膜
４が良好に転写しない虞があり、一方、１０Ｋｇ／ｃｎ
ｌより大きいと、回路パターンが崩れる虞があるからで
ある。

実施例１ 紙にフェノール樹脂を施したいわゆる紙−フェノール回
路基板上に下記の組成−１の接着剤（５０ポイズ）で、
線幅０．５　ｍｓの回路パターンを厚さ１０μｍでスク
リーン印刷した。次ぎに、この接着剤層を加熱して、４
０　　％の半硬化状態にした。

組成１ エポキシ系接着剤 ＤＥＲ３３１（Ｄｏｗ社製）１００重量部ベンジルジメ
チルアミン（ＢＤＭＡ）　　　　　１　重ｆｆ１部無水
フタル酸　　　　　　　　　　　　６０重量部次ぎに、
シリコーン処理離型フィルム上に、下記の組成−２の半
田用導電性塗膜、下記の組成−３の導通路用導電性塗膜
を厚さ５μｍ、１７μｍでそれぞれ積層した回路転写箔
を用意し、１３０℃、８Ｋｇ／ｃｒｌの条件で、前記導
電性塗膜を接着剤層に転写して電気回路を形成した。

組成２ アクリル樹脂　　　　　　　　　　　１００重量部メチ
ルイソブチルケトン　　　　　　１５０重量部銅粒子　
　　　　　　　　　　　　　８００重量部組成３ アクリル樹脂　　　　　　　　　　　１００重量部メチ
ルイソブチルケトン　　　　　　１８０　重量部銀コー
ト銅粒子　　　　　　　　　　８５０重量部（平均粒径
２μｍ） 分散剤　　　　　　　　　　　　　　０．３重量部酸化
防止剤　　　　　　　　　　　　０．５重量部このよう
に製造された電気回路の導電性を測定またところ、表面
抵抗がＱ、２Ω／口（抵抗率４×１０−３Ω・ｃＩｉ）
であり、良好な導電性を示した。

また、上記接着剤層に上記二層の導電性塗膜を１０　×
１０のゴバン目状に形成した試料を製造し、セロファン
テープを貼着したのち、垂直方向に前記セロファンテー
プを剥離し、ｌ０ＸＩＯのゴバン目状の塗膜のうち、い
くつ剥離したかを測定するゴバン目剥離テストを行った
。この結果、剥離した塗膜はなく、良好な剥離強度を有
していることがわかった。

さらに、前述のように形成された電気回路に、電気部品
を半田によって接続したところ、良好に半田付けができ
た。

〔発明の効果〕

以上説明いたように、本発明による高導電性電気回路に
よれば、良好な導電性を有し、かつ半田付は可能である
という利点がある。

また、本発明による高導電性電気回路の形成方法によれ
ば、回路基板との接着性を問題にすることなく、良好に
基板に電気回路を形成でき、したがって高導電性回路を
形成できるとともに、半田付は可能な電気回路を容易に
形成できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による高導電性電気回路の一例の断面
図、第２図および第３図は本発明の高導電性電気回路の
製造方法の一例を説明するための断面図である。 １・・・回路基板、２　・・・接着剤層、３　・・・導
通路用導電性塗膜、４　・・・半田用導電性塗膜、５　
・・・支持フィルム、６　・・・回路転写箔。 出願人代理人　　雨　宮　　正　筆 箱１図 第２図 第３図 手続補正書（肋 昭和６１年７月２９日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路基板に回路パターン状に形成された接着剤層
   上に、樹脂１００重量部に対し、導電性粒子を５００〜
   １０００重量部添加して基本的になる導通路用導電性塗
   膜および樹脂１００重量部に対し導電性粒子５００〜２
   ０００重量部添加して基本的になる半田用導電性塗膜を
   順次積層した電気回路を備えたことを特徴とする高導電
   性電気回路。
2. （２）支持フィルム上に樹脂１００重量部に対し、導電
   性粒子５００〜２０００重量部添加して基本的になり、
   加熱加圧直後に易剥離性を示す半田用導電性塗膜および
   樹脂１００重量部に対し、導電性粒子を５００〜１００
   ０重量部添加して基本的になる導通路用導電性塗膜を順
   次積層した回路転写箔を、回路パターン状に接着剤層を
   形成した回路基板に当接し、加熱加圧して回路基板上の
   接着剤層に前記導通用導電性塗膜および半田用導電性塗
   膜を転写し、電気回路を形成することを特徴とする高導
   電性電気回路の製造方法。