JPH05218619A

JPH05218619A - 回路基板の製造方法

Info

Publication number: JPH05218619A
Application number: JP1544492A
Authority: JP
Inventors: Seiji Katou; 誠司賀藤; Junichi Ito; 順一伊藤
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【構成】導電性ペーストを用いて絶縁基板に配線パター
ンを形成して回路基板を製造するに際し、絶縁基板の表
面に形状が対応する成形面を有する成形型を使用し、成
形型の成形面及び／又は絶縁基板に配線パターンに対応
する凹部及び／又は孔部を形成し、成形型の成形面を絶
縁基板に押し当てながら、該凹部及び／又は孔部に導電
性ペーストを供給し、硬化させることを特徴とする回路
基板の製造方法。【効果】本発明の回路基板の製造方法は、導電性ペース
トによって立体的な形状を有する絶縁基板に信頼性の高
い配線パターンを簡易に形成することができるものであ
る。また、本発明の方法は、絶縁基板上の配線パターン
だけでなく、スルーホールをも同時に形成することがで
きるため、両面回路を持つ立体両面回路基板の製造にお
いて特に好適に採用しうる方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路等が形成され
た回路基板の製造方法に関する。詳しくは、成形型を用
いて導電性ペーストを供給して硬化し、配線パターンを
形成する工程を経ることによって、信頼性の高い電子回
路基板を簡易に製造することができる方法を提供するも
のである。本発明の方法は、特にスルーホールを有する
配線パターンが立体的な絶縁基板に形成されてなる回路
基板、いわゆる立体両面回路基板を製造する際に好適に
採用される。

【０００２】

【従来の技術】最近の電気・電子機器は、小型化、軽量
化が急速に進められている。この小型化、軽量化のため
に、例えばプリント配線板の使用分野が拡大しており、
特に家庭用電気機器或いは産業用機器にプリント配線板
を組み込むことが多くなっている。

【０００３】従来より機器の小型化を行うために、立体
的な形状を有する絶縁基板に電気・電子部品を実装する
こと、立体的な絶縁基板に配線パターンを形成すること
等が広く行われている。このうち、立体的な絶縁基板に
配線パターンを形成する際に採用される具体的な方法と
して、平面的なプリント配線板を、立体的な絶縁基板
の表面または内部にビス止めしたり、接着剤で接着した
りする方法、転写用フィルム上に配線パターンを導電
性ペースト等で形成したものを、射出成形機の金型内に
インサートして成形した後、得られた成形物から転写用
フィルムを剥離することにより、立体的な絶縁基板の表
面に配線パターンを転写する方法、あらかじめエッチ
ングレジストにより配線パターンが印刷されている金属
箔を金型内にインサートして成形した後、エッチングを
行って配線パターンを形成する方法等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法では、達
成できる小型化の程度が不満足なものであり、また振動
などによってプリント配線板が剥離することが少なくな
い。一方、の方法では、配線パターンを立体的な絶
縁基板の両面に形成することが難しく、たとえ両面に形
成できたとしても、両面の配線パターンを電気的に接続
する方法が簡易でない。しかも、絶縁基板の材料が熱可
塑性樹脂などに限定されるため、金属を絶縁性材料で被
覆した絶縁基板への適応は困難である。

【０００５】これら従来の技術では、立体回路、特に立
体両面回路を形成するには問題点が多く、曲面等を有す
る立体回路基板、特に立体両面回路基板を簡易に製造す
ることがかなり困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、導電性ペースト
を、成形型の成形面及び／又は絶縁基板に形成された凹
部及び／又は孔部に供給し硬化させる等の特定の操作を
行うことによって、信頼性の高い回路基板、特にスルー
ホールを有する立体両面回路基板を簡易に製造すること
ができることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち本発明は、導電性ペーストを用いて絶
縁基板に配線パターンを形成して回路基板を製造するに
際し、絶縁基板の表面に形状が対応する成形面を有する
成形型を使用し、該成形型の成形面及び／又は該絶縁基
板には配線パターンに対応する凹部及び／又は孔部が形
成されてなり、成形型の成形面を絶縁基板に押し当てな
がら、該凹部及び／又は孔部に導電性ペーストを供給
し、硬化させることを特徴とする回路基板の製造方法で
ある。

【０００８】本発明において、導電性ペーストは、公知
のものを限定なく用いることができる。この導電性ペー
ストの代表例としては、金、銀、銅、ニッケル、鉛、カ
ーボン等の導電材料と架橋性エポキシ樹脂、架橋性フェ
ノール樹脂、架橋性メラミン樹脂、架橋性尿素樹脂等の
架橋性を有する熱硬化性樹脂等とを配合した導電性ペー
スト、該導電材料とポリエチレン、ポリプロピレン等の
熱可塑性樹脂とを配合した導電性ペースト等が挙げられ
る。このうち、導電材料と架橋性を有する熱硬化性樹脂
とを配合した導電性ペーストが、冷却固化時の体積収縮
率が大きいために導電性が良好であり、特に大電流用の
回路基板を製造する際に好適に使用される。また、この
導電性ペーストは、架橋時に揮発性物質を発生しないも
のが好ましい。その導電性ペーストとして架橋時に揮発
性物質が発生するものを使用する場合には、架橋による
硬化工程を工夫することが、ボイドの発生を抑制するこ
とができるために、好ましい。さらに、導電性ペースト
に含まれる樹脂としては、粘度調節用の溶剤を使用しな
いで済むような低粘度の樹脂が好ましい。

【０００９】本発明において使用する導電性ペーストの
粘度は特に限定されず、後述するように導電性ペースト
を供給するに際して採用される方法に応じて決定するの
が一般的である。例えば導電性ペーストの供給を射出に
より行う場合、その導電性ペーストの粘度は１００００
０ｐｓ（ポイズ）以下であることが、流動性が優れ配線
パターンの形成が良好に行われるうるために好ましい。

【００１０】本発明において使用される絶縁基板は種々
の材質、構造を有するものを限定なく使用することがで
きる。この絶縁基板の代表例としては、紙基材−フェノ
ール樹脂積層基板、紙基材−エポキシ樹脂積層基板、紙
基材−ポリエステル樹脂積層基板、ガラス基材−エポキ
シ樹脂積層基板、紙基材−テフロン樹脂積層基板、ガラ
ス基材−ポリイミド樹脂積層基板、ガラス基材−ＢＴ
（ビスマレイミド−トリアジン）レジン樹脂積層基板、
コンポジット樹脂基板等の合成樹脂基板や、セラミック
ス基板、ガラス基板等、一般に電子回路基板に用いられ
ているもの、また、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリア
ミドイミド、ポリエーテルイミド等の熱硬化性樹脂及び
耐熱性のよい熱可塑性樹脂や、アルミニウム、鉄、ステ
ンレス等の金属をエポキシ樹脂等で覆って絶縁処理した
金属系絶縁基板等、一般に匡体の材料として用いられて
いるもの、等が挙げられるが、これらに限らず、配線パ
ターンを形成する部分が絶縁体であるものを限定なく使
用することができる。

【００１１】また、上記絶縁基板としては、平面型のも
のだけでなく、例えば箱型や円筒型等のように屈曲面や
曲面を有しているものも限定なく使用することができ
る。

【００１２】本発明の回路基板の製造方法においては、
前記の導電性ペーストを用いて前記絶縁基板に配線パタ
ーンを形成して回路基板を製造するに際して、絶縁基板
の表面に形状が対応する成形面を有する成形型を使用す
る。

【００１３】本発明において、使用する成形型の材質は
特に限定されないが、導電性ペースト中の成分と反応を
起こさないもの、例えば鉄鋼、ステンレス等の金属、セ
ラミックス、樹脂等が好ましい。より好ましい材質は、
絶縁基板との親和性に比べて導電性ペーストとの親和性
が劣るものである。また、成形型の成形面付近の材質を
ゴム等の弾性体とすることが、後述するように成形型の
成形面を絶縁基板に押し当てる際に、成形型の成形面と
絶縁基板との間に間隙が生じにくく、不必要な配線パタ
ーンが形成しにくいために好ましい。前記した弾性体の
硬度は特に限定されないが、ロックウェル硬度で１０〜
９０のものが好ましい。

【００１４】上記成形型内には、供給後の導電性ペース
トを加熱して硬化させるためのヒーターを組み込むこと
が好ましい。このヒーターとしては、公知のものを限定
なく使用することができ、例えば循環させた加熱オイ
ル、スチーム等が挙げられる。前記した加熱オイル、ス
チーム等のヒーターの温度は、通常、導電性ペーストの
硬化温度を勘案して調整する。

【００１５】上記の成形型には、通常導電性ペーストを
送り込むためのスプルが備えられている。このスプルの
数は特に限定されず、１つでも複数でもよい。そして、
スプルの位置は、導電性ペーストによる配線パターンの
形成において断線が起こらないように工夫して決定する
ことが好ましい。

【００１６】本発明においては、前記の成形型の成形面
及び／又は前記の絶縁基板には配線パターンに対応する
凹部及び／又は孔部が形成されてなる。

【００１７】前記した凹部の形成方法は特に限定されな
い。この凹部の成形方法としては、例えば市販の成形型
又は絶縁基板を削って凹部を形成する方法、配線パター
ンを勘案して凹部が形成されてなる成形型又は絶縁基板
を製造し使用する方法等が挙げられる。

【００１８】本発明において、凹部を形成する場合、そ
の凹部を絶縁基板のみに形成することが、得られる回路
基板の表面が平滑となり、部品の実装などが行いやすく
なるために好ましい。また、前記の凹部の深さは特に限
定されないが、０．０１〜２０ｍｍであることが、導電
性ペーストの硬化物の導電性が良好であるために好まし
い。配線パターンが複雑な場合には、前記の凹部の深さ
を０．５〜２０ｍｍとすることが、導電性ペーストの硬
化物における断線が生じにくくなるために、より好まし
い。

【００１９】一方、前記した孔部は、通常絶縁基板に形
成される。そして、この孔部に導電性ペーストを供給し
硬化させると、スルーホールが形成される。

【００２０】また、孔部の形成方法は特に限定されない
が、例えば絶縁性材料のみを使用して成形された絶縁基
板を使用し、該絶縁基板の穿孔を行う方法、絶縁性材料
のみを使用し、予め孔部を有するように絶縁基板を製造
する方法、前記した金属系絶縁基板に貫通孔を設けた
後、該金属系絶縁基板の貫通孔部の内壁を絶縁処理する
方法等が挙げられる。

【００２１】本発明においては、前記した成形型の成形
面を絶縁基板に押し当てながら、前記の凹部及び／又は
孔部に導電性ペーストを供給し、硬化させて回路基板を
製造する。

【００２２】本発明において、導電性ペーストを供給す
る方法は特に限定されないが、例えば射出圧力を利用す
る方法等が挙げられる。

【００２３】また、本発明において、導電性ペーストを
硬化させる方法は、公知の導電性ペーストの硬化方法を
限定なく採用することができる。例えば、導電性ペース
トを加熱する方法等が挙げられる。導電性ペーストを硬
化させるにあたっては、成形型内にて一次硬化させ、成
形型を取り除いた後に二次硬化させることが、作業能率
を上げることができるために好ましい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の回路基板の製造方法は、導電性
ペーストによって立体的な形状を有する絶縁基板に信頼
性の高い配線パターンを簡易に形成することができるも
のである。また、本発明の方法は、絶縁基板上の配線パ
ターンだけでなく、スルーホールをも同時に形成するこ
とができるため、両面回路を持つ立体両面回路基板の製
造において特に好適に採用しうる方法である。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定され
るものではない。

【００２６】尚、実施例において使用した銅ペーストの
調製方法は次の通りである。

【００２７】平均粒径６．８μｍ、タップ密度２．９９
ｇ／ｃｍ³、比表面積４２００ｃｍ²／ｇの樹枝状電解銅
粉に、リノール酸を銅粉表面積に対し、０．２５×１０
^-5ｍｍｏｌ／ｃｍ²の割合で配合し、窒素雰囲気下で１
５分間、乳鉢により予備混合した。このようにして得た
前処理銅粉を、１，６−ヘキサンジオールジグリシジル
エーテル（エポキシ当量＝１６５）／ノボラック型フェ
ノール樹脂（ヒドロキシ当量＝１０５）＝７４／２６
（重量比）のバインダー１００重量部に対し、４５６重
量部添加し、さらに２−エチル−４−メチルイミダゾー
ルを、バインダー１００重量部に対し２．８重量部添加
した後、３本ロールミルで３０分間混練して銅ペースト
とした。得られた銅ペーストの粘度は、室温で２８０Ｐ
Ｓであった。実施例１下記の工程（ａ）〜（ｄ）に従って回路基板を製造し
た。この工程（ａ）〜（ｄ）の概略を図１に示す。

【００２８】（ａ）９０度に屈曲した厚さ３ｍｍのアル
ミニウム板１に直径３ｍｍのスルーホール用の孔部を構
成する貫通孔２を明け、表面全体をエポキシ系樹脂３で
覆って絶縁処理を行った。エポキシ系樹脂の厚みは約５
０μｍとなるようにした。

【００２９】（ｂ）絶縁処理したアルミニウム板の形状
に対応した成形面を持つ２個の成形型５を作成した。該
成形型の成形面には、所望の配線パターンに対応する深
さ３ｍｍ、幅３ｍｍの凹部４を形成した。また、成形型
には中空部６を設け、加熱冷却用のオイルが循環できる
ようにした。次いで、絶縁処理したアルミニウム板に、
２個の成形型の成形面を押し当てて固定した。

【００３０】（ｃ）予め調製しておいた銅ペーストを室
温でプランジャーに通して、該成形型の成形面及び絶縁
基板に形成された凹部及び孔部に供給するよう射出を行
った。この射出は、５０トン油圧プレスと内径２２ｍｍ
のダイスを使用したプランジャー方式にて面圧２トン／
ｃｍ²で行った。次いで該成形型の中空部に１５０℃に
加熱温調したシリコンオイル８を５分間循環させること
によって銅ペーストを一次硬化した。

【００３１】（ｄ）成形型を冷却後に取り外し、取り出
した板を１８０℃で１０分間加熱することによって銅ペ
ーストを２次硬化させ、回路基板を完成させた。この回
路基板の全体図を図２に示す。

【００３２】以上の工程によって得られた回路基板の配
線パターンを黙視したところ、断線及びショートは見当
たらなかった。また、得られた回路基板における配線パ
ターンの体積抵抗率を測定したところ、１．２×１０^-4
［Ω・ｃｍ］であった。

【００３３】実施例２下記の工程（ａ）〜（ｄ）に従って回路基板を製造し
た。この工程（ａ）〜（ｄ）の概略を図３に示す。

【００３４】（ａ）フッ素樹脂を素材とした厚さ３．５
ｍｍ、曲率半径１２０ｍｍ、長さ１８０ｍｍの湾曲した
フッ素樹脂絶縁基板９を射出成形により作成した。この
時該絶縁基板には、配線パターンに対応した深さ１ｍ
ｍ、幅２ｍｍの凹部４及び直径１．５ｍｍのスルーホー
ル用の孔部を構成する貫通孔２を設け、また、該絶縁基
板をナトリウム／ナフタリン処理を行い、表面の接着性
を改善した。

【００３５】（ｂ）次に該絶縁基板の表面形状に対応し
た成形面を持つ２個の成形型５を作成し、成形型には中
空部６を設け、加熱冷却用のオイルが循環できるように
した。次いで、該絶縁基板に、２個の成形型の成形面を
押し当てて固定した。

【００３６】（ｃ）予め調製しておいた銅ペーストを室
温でプランジャーに通して、成形型の凹部に供給するよ
う射出を行った。この射出は、５０トン油圧プレスと内
径２２ｍｍのダイスを使用したプランジャー方式にて面
圧２トン／ｃｍ²で行った。次いで成形型の中空部に１
５０℃に加熱温調したシリコンオイル８を５分間循環さ
せることによって銅ペーストを一次硬化した。

【００３７】（ｄ）成形型を冷却後に取り外し、取り出
した板を１８０℃で１０分間加熱することによって銅ペ
ーストを２次硬化させ、回路基板を完成させた。この回
路基板の全体図を図４に示す。

【００３８】以上の工程によって得られた回路基板の配
線パターンを黙視したところ、断線及びショートは見当
たらなかった。また、得られた配線パターンの体積抵抗
率を測定したところ、１．１×１０^-4［Ω・ｃｍ］であ
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の回路基板の製造における工程を示す
図である。

【図２】実施例１において得られた回路基板、換言する
と図１に示す工程によって得られた回路基板の全体図で
ある。

【図３】実施例２の回路基板の製造における工程を示す
図である。

【図４】実施例２において得られた回路基板、換言する
と図３に示す工程によって得られた回路基板の全体図で
ある。

【符号の説明】

１アルミニウム板２貫通孔３エポキシ系樹脂４凹部５金型６中空部７導電性ペースト８シリコンオイル９絶縁基板

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性ペーストを用いて絶縁基板に配線パ
ターンを形成して回路基板を製造するに際し、絶縁基板
の表面に形状が対応する成形面を有する成形型を使用
し、該成形型の成形面及び／又は該絶縁基板には配線パ
ターンに対応する凹部及び／又は孔部が形成されてな
り、成形型の成形面を絶縁基板に押し当てながら、該凹
部及び／又は孔部に導電性ペーストを供給し、硬化させ
ることを特徴とする回路基板の製造方法。