JP2000232262A - 配線パターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プリント配線基板の低コストかつ大量生産に
好適な配線パターンの形成方法を提供すること。 【解決手段】 絶縁性基材２上に積層された良導性金属
層３の表面に、所望の配線パターンに対応するパターン
を有するレジストマスク４を被着させたのち、レジスト
マスクが被着されていない良導性金属層の表面をエッチ
ング剤に晒して腐食させることにより、絶縁性基材上に
良導性金属による配線パターンを出現させる配線パター
ンの形成方法であって、前記レジストマスクの被着は印
刷インクをレジスト剤として用いた印刷工程により行わ
れ、かつ所望の配線パターンのうちでパッドや端子部等
のように表面に導体を露出させたい部分の印刷は導電性
インク５を使用して行われ、表面に導体を露出させたく
ない部分の印刷は絶縁性インク４を使用して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エッチング技術
を用いた配線パターンの形成方法に係り、特に、使い捨
て型ＩＣタグ等のように、低コストかつ大量供給を要求
されるシート状乃至フィルム状のプリント配線基板の製
造に好適な配線パターンの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カード、携帯電話等携帯用電子機器、あ
るいは画像機器等の進展に伴ない、プリント配線基板、
特に柔軟性のあるシート状乃至フィルム状プリント配線
基板の低コスト化に対する要求が近年急速に高まってき
ている。プリント配線基板の製造方法には、従来、概ね
次のような２つの方法が知られている。

【０００３】第１の方法は、金属等による回路パターン
を湿式メッキ等により直接基板上に形成していくアディ
ティブ法、あるいは、カーボン、銀等の導電粒子並びに
接着樹脂バインダより成る導電性インクをスクリーン印
刷法等により直接基板上に形成する方法等、絶縁性基材
の表面に配線回路を直接描画していく方法である。

【０００４】これら直接パターンを描画する方法には、
概して使用材料を削減できる等の利点があるが、前者の
アディティブ法にはメッキに伴なう工数の増加、管理範
囲の拡大等の問題があり、後者のスクリーン印刷法に
は、使用する導電性インクの抵抗率が大きく、使用範囲
が制限されること、作製工程内で熱処理を行うことが不
可欠で、耐熱性の少ない低コスト材、例えばＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）等には適用し難いこと、等
の問題がある。

【０００５】第２の方法は、絶縁性基材の少なくとも１
面に銅等の良導性金属層を積層し、この金属層上に所望
の配線パターンと同一パターンのレジストマスクを被着
させた後、レジストマスクが被着されていない良導性金
属層の表面をエッチング剤に晒して腐食させることによ
り、絶縁性基材上に良導性金属による配線パターンを出
現させることによって配線パターンを形成するという、
いわゆるエッチング方法である。

【０００６】レジストマスクを形成する方法には、従
来、基板金属導電層上に塗布形成した感光層に、配線回
路パターンに応じたマスクパターンを介して露光、現像
してレジストマスクを形成するフォトリソ法（図４参
照）、配線回路パターンに応じたスクリーンを通してレ
ジストパターンを直接印刷するスクリーン印刷法、特開
昭６１−１４７５９５号公報で開示されているようなオ
フセット印刷、あるいはグラビア印刷等の高速印刷法で
直接印刷する等が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】レジストマスクの形成
のためには、従来、一般的には図４に示されるフォトリ
ソ法が用いられてきたが、この方法では図４に示すよう
に、（ｂ）感光膜形成、（ｃ）露光、（ｄ）現像、と言
った多数の工程が必要であり、工数増大によりコストア
ップを来すという問題がある。なお、図４において、１
００は絶縁性基材、１０１は良導性金属層、１０２は感
光膜、１０３は感光用マスク、１０４はエッチング用の
レジストマスク、１０１ａは配線パターンである。一
方、レジストマスクを良導性金属層の表面に直接印刷す
る方法を使用すれば、作製工数が少ないことからフォト
リソ法に比べれば、低コスト化が可能となる。

【０００８】しかしながら、フォトリソ法若しくは直接
印刷法のいずれにおいても、金属層の表面に被着される
レジストマスクは絶縁性であることから、作製された配
線基板上に電子部品を実装する際、絶縁性であるレジス
トマスクを剥離する工程は必要であり、大きな製造コス
トの低下は望めないと言う問題が残されている。

【０００９】本発明は、上述した従来技術の問題点に着
目してなされたもので、その目的とするところは、この
種のプリント配線基板の低コストかつ大量生産に好適な
配線パターンの形成方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明は、絶縁性基材上に積層された良導性金属層の
表面に、所望の配線パターンに対応するパターンを有す
るレジストマスクを被着させたのち、レジストマスクが
被着されていない良導性金属層の表面をエッチング剤に
晒して腐食させることにより、絶縁性基材上に良導性金
属による配線パターンを出現させる配線パターンの形成
方法であって、前記レジストマスクの被着は印刷インク
をレジスト剤として用いた印刷工程により行われ、かつ
所望の配線パターンのうちでパッドや端子部等のように
表面に導体を露出させたい部分の印刷は導電性インクを
使用して行われ、表面に導体を露出させたくない部分の
印刷は絶縁性インクを使用して行われることを特徴とす
る配線パターンの形成方法にある。

【００１１】この方法によれば、レジストマスクの被着
は印刷インクをレジスト剤として用いた印刷工程により
行われることから、従来のフォトリソ法で必要としてい
た感光膜形成工程、露光工程、現像工程等が不要となる
ことから、プリント配線基板の低コストかつ大量生産が
可能となる。

【００１２】さらに、所望の配線パターンのうちでパッ
ドや端子部等のように表面に導体を露出させたい部分の
印刷は導電性インクを使用して行われ、表面に導体を露
出させたくない部分の印刷は絶縁性インクを使用して行
われることから、ＩＣ等電子部品実装のための絶縁レジ
スト剥離の必要を無くし、工程数削減による低コスト化
ができるほか、パターン保護のためのカバーレイ等の形
成を削減できる。

【００１３】この出願の請求項２に記載の発明は、導電
性インクを使用した印刷と絶縁性インクを使用した印刷
とは別々の工程で行われ、かつそれぞれの工程はオフセ
ット印刷機やグラビア印刷機等の連続印刷が可能な印刷
機を使用して行われることを特徴とする請求項１に記載
の配線パターンの形成方法にある。

【００１４】この方法によれば、フォトリソ法、スクリ
ーン印刷法では大量、高速生産を目的としたロール材を
作製する場合、各ロット間に露光マスク幅、あるいはス
クリーン幅を原因とするピッチずれが不可避であるが、
オフセット、グラビア等の印刷法ではこのずれは生じな
いため、大量、低コスト生産に有効な、ＲＴＲ（ロール
ツー ロール）生産が容易になるという効果が得られ
る。

【００１５】この出願の請求項３に記載の発明は、別々
の工程のうちで、先に位置する印刷工程においては、熱
や活性エネルギー線等により短時間で硬化するタイプの
印刷インクが使用されることを特徴とする請求項２に記
載の配線パターンの形成方法にある。

【００１６】この方法によれば、工程間の移行を短時間
で行うことにより、オフセット、グラビア等の印刷法を
使用したＲＴＲ（ロール ツー ロール）生産における一
層の高速化を達成できる。

【００１７】この出願の請求項４に記載の発明は、導電
性インクが、ハンダペースト、若しくは、熱可塑性の接
着樹脂をバインダとする導電性インク等の接着性物質で
あることを特徴とする請求項１に記載の配線パターンの
形成方法にある。

【００１８】この方法によれば、導電性インクが、ハン
ダペースト、若しくは、熱可塑性の接着樹脂をバインダ
とする導電性インク等の接着性物質であることから、レ
ジストマスクを電子部品実装のための結合部材として用
いることができる。

【００１９】この出願の請求項５に記載の発明は、導電
性インクと絶縁性インクとは色が異なることを特徴とす
る請求項１に記載の配線パターンの形成方法にある。

【００２０】この発明によれば、完成した配線パターン
のうちで、どの部分が導電性でどの部分が絶縁性である
かを視覚的に容易に認識させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な一実施形
態を添付図面に従って詳細に説明する。

【００２２】（第１実施形態）図１は本発明に係る配線
パターン形成方法の工程図、図２は本発明により形成さ
れた配線パターン上に電子部品を搭載した状態を示す説
明図、図３は本発明の応用例であるＲＴＲ印刷並びにエ
ッチング工程を示す説明図である。

【００２３】この実施形態により製造されるプリント配
線基板は、１６μｍ厚の銅箔３をエッチングして成る配
線パターンを、２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）製フィルム２の片面に形成し、これに電子部
品６を搭載しようとするものである。

【００２４】（工程Ａ）まず最初の工程として、図１
（Ａ）に示されるように、Ｃｕ−ＰＥＴ積層基材１を用
意する。一例として絶縁性基材としての２５μｍ厚のＰ
ＥＴフィルム２の片面に、ウレタン系接着剤を介して良
導性金属層としての１６μｍ厚の銅箔３を重ね、これを
１５０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ^２の条件で熱ラミネートを
経て積層接着させる。これにより、ＰＥＴフィルム２の
表面に銅箔３が接着されたＣｕ−ＰＥＴ積層材１が完成
する。

【００２５】（工程Ｂ）次の工程として、図１（Ｂ）に
示されるように、所望の配線パターンのうちでパッドや
端子部等のように表面に導体を露出させたい部分以外の
部分について、積層材１の銅箔３の表面上に、所望の配
線パターンと同一形状のエッチング用の絶縁性レジスト
マスクパターン４を印刷技術を使用して形成被着させ
る。この例では、後に図２（ａ），（ｂ）を参照して述
べるように、配線パターン上の帯状導体部８ａ，８ｂ，
８ｃ等が絶縁性レジストマスクパターン５の被着箇所に
対応する。この工程は、例えば連続印刷が可能なオフセ
ット印刷機やグラビア印刷機等を用いて、エッチングレ
ジストとしての絶縁性インキ（印刷用インクは通常絶縁
性である）を、銅箔３の上に所要の配線パターン形状
（この場合は、帯状導体のパターン形状）に対応させて
印刷塗布することで行うことができる。このとき、次工
程における導電性レジストインキによる印刷を速やかに
行わせるためには、絶縁性レジストインキとしては、熱
又は活性エネルギー線で硬化するタイプのものを使用す
ることが好ましい。活性エネルギー線としては紫外線ま
たは電子線を使用し、紫外線を用いる場合にはレジスト
インキに光重合剤を入れて使用すればよい。さらに、絶
縁性インキは、絶縁性基材であるＰＥＴフィルムと視覚
的に容易に識別できる所定の着色（以下、第１の色と称
する）が施されていることが好ましい。

【００２６】（工程Ｃ）次の工程として、図１（Ｃ）に
示されるように、所望の配線パターンのうちでパッドや
端子部等のように表面に導体を露出させたい部分につい
て、積層材１の銅箔３の表面上に、所望の配線パターン
と同一形状のエッチング用の導電性レジストマスクパタ
ーン５を印刷技術を使用して形成被着させる。この例で
は、後に図２（ａ），（ｂ）を参照して述べるように、
表面実装型チップ部品６の両端電極部６ａ，６ｂが接合
される配線パターン上のパッド部７ａ，７ｂが導電性レ
ジストマスクパターン５の被着箇所に対応する。この工
程も、例えば連続印刷が可能なオフセット印刷機やグラ
ビア印刷機、或いは連続印刷には馴染まないスクリーン
印刷機等を用いて、エッチングレジストとしての導電性
インキを、銅箔３の上に所要の配線パターン形状（この
場合は、パッドや端子のパターン形状）に対応させて印
刷塗布することで行うことができる。このとき、導電性
レジストインキとしては、１２０℃、２０分程度の熱処
理で硬化する熱硬化性導電接着剤を用いれば、搭載部品
の接合作業を容易とすることができる。なお、導電性レ
ジストインキとしては、例えばＡｇ粒子と熱可塑性接着
剤の混合物に光重合剤を入れたもの、あるいはハンダペ
ースト等を使用することもできる。さらに、導電性イン
キは、絶縁性基材であるＰＥＴフィルムと視覚的に容易
に識別できる所定の着色（以下、第２の色と称する）が
施されていることが好ましい。

【００２７】（工程Ｄ）次の工程として、図１（Ｄ）に
示されるように、エッチング用のレジストマスクパター
ン４，５から露出する銅箔部分３をエッチング剤に晒し
て腐食させて除去することにより、所望の配線パターン
を出現させることで、プリント配線基板を完成する。こ
のエッチング処理に際しては、エッチング液としてＦｅ
Ｃｌ_２（１２０ｇ／ｌ）を５０℃の条件にて使用し銅箔
を腐食させて除去する。

【００２８】先に説明したように、従前のエッチング法
で形成される配線パターンでは、配線パターンの全面に
絶縁性のレジストマスクが被着されて残されているめ、
その上に電子部品を搭載するためには、搭載用のパッド
部分について、表面に被着されたレジストマスクを除去
せねばならなかった。これに対して、本発明により形成
された配線パターンにあっては、配線パターンの全面に
レジストマスク４，５が被着されているとは言え、端子
パッド等の部品接合予定位置のレジストマスクパターン
５は導電性を有するものであるため、レジストマスクパ
ターン５の上に接合された電子部品等は、導電性を有す
るレジストマスクパターン５を介して銅箔３との電気的
導通を確保される。そのため、本発明によれば、エッチ
ング用のレジストマスクパターン５の剥離工程を削除で
き、さらにエッチング用の絶縁性レジストマスクパター
ン４が配線パターン表面の絶縁性保護層としても機能す
るという効果が得られる。また、絶縁性のレジストマス
クパターンと導電性のレジストマスクパターンとは着色
を異ならせているため、両者を視覚的に簡単に識別する
ことができる。

【００２９】（工程Ｅ）最後に、図１（Ｅ）に示される
ように、導電性のレジストマスクパターン５で被覆され
た配線パターンの端子パッド部７ａ，７ｂ（図２参照）
に電子部品６の両端電極部６ａ，６ｂを接合する。本工
程は、従来公知のハンダゴテ等高温度に加熱された圧子
を接合端子部に押し当て、ハンダ、あるいは熱可塑性接
着剤からなる導電性接着剤を溶融させて接合させること
で行われる。尚、このとき、接合強度等の観点から接合
部材の量が不足する場合は、レジストマスクとして使用
した導電材と同種の材料を付加的に接合部に供給しても
よい。さらに、レジストマスクの導電材としてハンダペ
ーストを用いる場合は、Ａｇ−Ｚｎ系、あるいはＡｇ−
Ｂｉ系の低融点ハンダを用いれば、絶縁性基材２として
耐熱性の低い素材を用いても、基材の損傷を小さくでき
る。

【００３０】本発明に係る配線パターンの形成方法の適
用例が図３に示されている。なお、図３における工程Ａ
〜工程Ｄは、図１における工程Ａ〜工程Ｄと対応するも
のである。この適用例の特徴は本発明方法をＲＴＲ（Ｒ
ｏｌｌ Ｔｏ Ｒｏｌｌの略）で実施したことにある。
すなわち、同図に示されるように、工程ＡとしてＣｕ−
ＰＥＴ積層材１をロール材として供給すると共に、工程
Ｂにおいて輪転機構造のオフセット印刷機等を使用して
絶縁性レジストマスクパターンを形成した後、工程Ｃに
おいて同様な輪転機構造のオフセット印刷機等を使用す
る連続印刷によって導電性レジストマスクパターンを形
成する。このとき、前方工程である工程Ｂにおけるレジ
ストマスク材を紫外線硬化等の高速硬化法、後工程であ
る工程Ｃにおけるレジストマスク材を比較的硬化の遅い
ものをという配置に設定すれば、図３に示すようなＲＴ
Ｒの連続ラインが可能となる。その後、同様なＲＴＲの
連続ラインにより工程Ｄにおいてエッチング処理が行わ
れる。

【００３１】以上説明した実施形態によれば、レジスト
マスクの被着は印刷インクをレジスト剤として用いた印
刷工程により行われることから、従来のフォトリソ法で
必要としていた感光膜形成工程、露光工程、現像工程等
が不要となることから、プリント配線基板の低コストか
つ大量生産が可能となる。

【００３２】さらに、所望の配線パターンのうちでパッ
ドや端子部等のように表面に導体を露出させたい部分の
印刷は導電性インクを使用して行われ、表面に導体を露
出させたくない部分の印刷は絶縁性インクを使用して行
われることから、ＩＣ等電子部品実装のための絶縁レジ
スト剥離の必要を無くし、工程数削減による低コスト化
ができるほか、パターン保護のためのカバーレイ等の形
成を削減できる。

【００３３】また、この方法によれば、フォトリソ法、
スクリーン印刷法では大量、高速生産を目的としたロー
ル材を作製する場合、各ロット間に露光マスク幅、ある
いはスクリーン幅を原因とするピッチずれが不可避であ
るが、オフセット、グラビア等の印刷法ではこのずれは
生じないため、大量、低コスト生産に有効な、ＲＴＲ
（ロール ツー ロール）生産が容易になるという効果が
得られる。

【００３４】また、この方法によれば、オフセット、グ
ラビア等の印刷法を使用したＲＴＲ（ロール ツー ロー
ル）生産における一層の高速化を達成できる。

【００３５】また、この方法によれば、導電性インク
が、ハンダペースト、若しくは、熱可塑性の接着樹脂を
バインダとする導電性インク等の接着性物質であること
から、レジストマスクを電子部品実装のための接続部材
として用いることができる。

【００３６】さらに、この方法によれば、完成した配線
パターンのうちで、どの部分が導電性でどの部分が絶縁
性であるかを視覚的に容易に認識させることができる。

【００３７】

【発明の効果】 【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配線パターン形成方法の工程図で
ある。

【図２】本発明により形成された配線パターン上に電子
部品を搭載した状態を示す説明図である。

【図３】本発明の応用例であるＲＴＲ印刷並びにエッチ
ング工程を示す説明図である。

【図４】従来のエッチングを用いた配線パターン形成方
法を示す工程図である。

【符号の説明】

１ Ｃｕ−ＰＥＴ積層材 ２ ＰＥＴフィルム ３ 銅箔 ４ 絶縁性レジストマスクパターン ５ 導電性レジストマスクパターン ６ 電子部品 ６ａ，６ｂ 電極部 ７ａ，７ｂ パッド部 ８ａ，８ｂ，８ｃ 帯状導体部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基材上に積層された良導性金属層
   の表面に、所望の配線パターンに対応するパターンを有
   するレジストマスクを被着させたのち、レジストマスク
   が被着されていない良導性金属層の表面をエッチング剤
   に晒して腐食させることにより、絶縁性基材上に良導性
   金属による配線パターンを出現させる配線パターンの形
   成方法であって、 前記レジストマスクの被着は印刷インクをレジスト剤と
   して用いた印刷工程により行われ、かつ所望の配線パタ
   ーンのうちでパッドや端子部等のように表面に導体を露
   出させたい部分の印刷は導電性インクを使用して行わ
   れ、表面に導体を露出させたくない部分の印刷は絶縁性
   インクを使用して行われることを特徴とする配線パター
   ンの形成方法。
2. 【請求項２】 導電性インクを使用した印刷と絶縁性イ
   ンクを使用した印刷とは別々の工程で行われ、かつそれ
   ぞれの工程はオフセット印刷機やグラビア印刷機等の連
   続印刷が可能な印刷機を使用して行われることを特徴と
   する請求項１に記載の配線パターンの形成方法。
3. 【請求項３】 別々の工程のうちで、先に位置する印刷
   工程においては、熱や活性エネルギー線等により短時間
   で硬化するタイプの印刷インクが使用されることを特徴
   とする請求項２に記載の配線パターンの形成方法。
4. 【請求項４】 導電性インクが、ハンダペースト、若し
   くは、熱可塑性の接着樹脂をバインダとする導電性イン
   ク等の接着性物質であることを特徴とする請求項１に記
   載の配線パターンの形成方法。
5. 【請求項５】 導電性インクと絶縁性インクとは色が異
   なることを特徴とする請求項１に記載の配線パターンの
   形成方法。