特許 7406913 配線付基板、および、その製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-20

(45)【発行日】2023-12-28

(54)【発明の名称】配線付基板、および、その製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/38 20060101AFI20231221BHJP

   H05K 3/10 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

H05K3/38 D

H05K3/10 C

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2018138236

(22)【出願日】2018-07-24

(65)【公開番号】P2020017583

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-06-01

【審判番号】

【審判請求日】2022-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000888

【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】半谷 明彦

(72)【発明者】

【氏名】福嶋 宙人

(72)【発明者】

【氏名】伊村 司

(72)【発明者】

【氏名】阿部 喜行

【合議体】

【審判長】山澤 宏

【審判官】山内 裕史

【審判官】野崎 大進

(56)【参考文献】

【文献】特開平７－１８８９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－３９２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２３５０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４９９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４９９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－４８８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H05K 3/00-3/46

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、前記基板上に配置され、前記基板に接合した配線層とを有し、
前記基板と前記配線層との接合領域の断面において、前記基板および前記配線層はそれぞれ凹凸形状を有し、前記基板の凸部は前記配線層の凹部に、前記配線層の凸部は前記基板の凹部に、それぞれ嵌入し合って、界面が密着しており、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部は、それぞれの基部の中心を通って前記基板と前記配線層の主平面に垂直な軸を中心とする各方向について非対称な３次元形状であり、前記配線層の少なくとも一部は、導電性粒子を焼結した材料により構成され、
前記凹凸形状は、前記界面の溶融によって形成され、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部の少なくとも一部は、基部と先端との間に少なくとも１つのくびれを有することを特徴とする配線付基板。

【請求項2】

請求項１に記載の配線付基板であって、前記くびれは、１つの前記凸部について複数あることを特徴とする配線付基板。

【請求項3】

基板と、前記基板上に配置され、前記基板に接合した配線層とを有し、
前記基板と前記配線層との接合領域の断面において、前記基板および前記配線層はそれぞれ凹凸形状を有し、前記基板の凸部は前記配線層の凹部に、前記配線層の凸部は前記基板の凹部に、それぞれ嵌入し合って、界面が密着しており、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部は、それぞれの基部の中心を通って前記基板と前記配線層の主平面に垂直な軸を中心とする各方向について非対称な３次元形状であり、前記配線層の少なくとも一部は、導電性粒子を焼結した材料により構成され、
前記凹凸形状は、前記界面の溶融によって形成され、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部のうちの一部は、枝分かれした形状であることを特徴とする配線付基板。

【請求項4】

請求項３に記載の配線付基板であって、前記枝分かれは、1つの前記凸部について複数あることを特徴とする配線付基板。

【請求項5】

請求項３または４に記載の配線付基板であって、前記基板の凸部、または、前記配線層の凸部のうちの一部は、その先端部が前記基板の主体部方向に向かう枝部を有することを特徴とする配線付基板。

【請求項6】

基板と、前記基板上に配置され、前記基板に接合した配線層とを有し、
前記基板と前記配線層との接合領域の断面において、前記基板および前記配線層はそれぞれ凹凸形状を有し、前記基板の凸部は前記配線層の凹部に、前記配線層の凸部は前記基板の凹部に、それぞれ嵌入し合って、界面が密着しており、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部は、それぞれの基部の中心を通って前記基板と前記配線層の主平面に垂直な軸を中心とする各方向について非対称な３次元形状であり、前記配線層の少なくとも一部は、導電性粒子を焼結した材料により構成され、
前記凹凸形状は、前記界面の溶融によって形成され、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部のうちの少なくとも一部は、鉤状であることを特徴とする配線付基板。

【請求項7】

基板と、前記基板上に配置され、前記基板に接合した配線層とを有し、
前記基板と前記配線層との接合領域の断面において、前記基板および前記配線層はそれぞれ凹凸形状を有し、前記基板の凸部は前記配線層の凹部に、前記配線層の凸部は前記基板の凹部に、それぞれ嵌入し合って、界面が密着しており、
前記基板の凸部および前記配線層の凸部は、それぞれの基部の中心を通って前記基板と前記配線層の主平面に垂直な軸を中心とする各方向について非対称な３次元形状であり、前記配線層の少なくとも一部は、導電性粒子を焼結した材料により構成され、
前記凹凸形状は、前記界面の溶融によって形成され、
前記基板と前記配線層との接合領域の断面には、前記基板に取り囲まれた、島状の前記配線層の領域、または、前記配線層に取り囲まれた、島状の前記基板の領域が、少なくとも１つ含まれることを特徴とする配線付基板。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記基板の凹凸形状と前記配線層の凹凸形状との界面の一部には、有機物が挟まれていることを特徴とする配線付基板。

【請求項9】

請求項８に記載の配線付基板であって、前記有機物は、ポリビニルピロリドン、または、ポリビニルピロリドンの焼成物であることを特徴とする配線付基板。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記接合領域には空孔が含まれていることを特徴とする配線付基板。

【請求項11】

請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記基板および前記配線層の凸部の基部から先端までの長さは、基板厚みの１／４以下であることを特徴とする配線付基板。

【請求項12】

請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記配線層の凸部の径は、最も太いところで、前記配線層の厚みの１／４以下であることを特徴とする配線付基板。

【請求項13】

請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記基板の凸部の径は、最も太いところで、１μｍ以下であることを特徴とする配線付基板。

【請求項14】

請求項１０に記載の配線付基板であって、前記接合領域に含まれる空孔の大きさは、１ｎｍ以下であることを特徴とする配線付基板。

【請求項15】

請求項1乃至１４に記載の配線付基板であって、前記導電性粒子の径は、１００ｎｍ以下であることを特徴とする配線付基板。

【請求項16】

請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記基板は、樹脂製であることを特徴とする配線付基板。

【請求項17】

請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の配線付基板であって、前記基板は、フレキシブルであることを特徴とする配線付基板。

【請求項18】

導電性粒子が分散された溶液を基板の上に塗布して所望の形状の膜を形成する工程と、
前記膜を加熱することにより前記溶液に分散された前記導電性粒子を焼結して配線層を形成する工程と
前記配線層もしくは前記膜の一部に前記基板を侵入させることで、前記配線層もしくは前記膜と前記基板が互いに嵌入しあうようにする工程とを
有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載された配線付基板の製造方法。

【請求項19】

請求項１８に記載の配線付き基板の製造方法であって、
前記導電性粒子が分散された溶液は、
導電性粒子が２０ｗｔ％～８９．９ｗｔ％、溶媒が５ｗｔ％～７０ｗｔ％、有機分散剤が０．０１ｗｔ％～１０ｗｔ％の範囲で含有される組成物であることを特徴とする配線付基板の製造方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の配線付基板の製造方法であって、前記有機分散剤は、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする配線付基板の製造方法。

【請求項21】

請求項１９に記載の配線付基板の製造方法であって、前記膜の加熱を、光を照射することによって行うことを特徴とする配線付基板の製造方法。

【請求項22】

請求項２１に記載の配線付基板の製造方法であって、前記基板は、前記光を透過する材質であり、前記光を前記基板の裏面側から前記基板を透過させて前記膜に照射することにより、前記膜を加熱することを特徴とする配線付基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線付基板に関し、特に、導電性粒子を焼結して形成された配線を備えた基板に関する。

【背景技術】

【0002】

導電性粒子を溶媒に分散させたペースト状の組成物を基材に塗布し、加熱することにより溶媒を蒸発させるとともに導電性粒子を焼結し、配線等を基材上に形成する技術が知られている。導電性粒子として、数ｎｍ～数十μｍの微粒子を用いることにより、比較的低温で導電性粒子を焼結することができるため、樹脂製の基材を用いることも可能である。

【0003】

特許文献１には、製造時に、導電性粒子の凝集防止のために、その表面を有機物で覆い、さらに、この有機物を酸性および塩基性官能基を有する高分子分散剤へ置換することが開示されている。これにより、低温度で焼結でき、かつ、基材への接着性が十分に得られるペースト状組成物を得ることができると特許文献１には記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、加熱に伴う体積収縮率を小さくして焼結体に割れが生じるのを抑制しつつ、耐食性を向上させるため、平均一次粒子径が１～１５０ｎｍの導電性粒子と、１～１０μｍの導電性粒子とを所定の比率で混合したものを、還元性を有する有機溶媒に分散させたペーストが開示されている。マイクロサイズの導電性粒子が、ナノサイズの導電性粒子の自由な移動を制限することで、焼結時の体積収縮率が小さくなり、粗大ボイドやクラックの発生が抑制される。また、有機分散剤で被覆されたナノサイズの導電性粒子を用いることにより、焼結体表面に有機化合物層が残存し、耐食性が向上すると記載されている。

【0005】

特許文献３では、導電膜をポリイミド基板に搭載した構造であって、導電膜とポリイミド基板の構成成分が、界面を超えて相互に侵入する形状とすることが開示されている。これにより、導電膜とポリイミド基板との接触面積を増大させ、ポリイミド基板への密着性を高めている。また、導電膜を形成する導電性ペーストの銀粉末として、ロジン、脂肪酸、またはアミン類からなるコート剤を表面に付着させた銀粉末を用いている。これにより、２５０～３００℃の低温で焼結が進むのでポリイミド基板への密着性が高まると開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－５５３３２号公報

【文献】特開２０１５－１１８９９号公報

【文献】特許第６２６３１４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

照明装置のように光源の熱が伝導する用途や、クレジットカードのように使用時に基板を撓ませる応力が加わる可能性のある用途に用いられる配線付基板は、熱衝撃や基板を撓まれる応力が加わっても、配線が基板からはがれないようにする強固な密着性が要求される。

【0008】

本発明の目的は、配線が基板に強固に密着した配線付基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明によれば、基板と、基板上に配置され、基板に接合した配線層とを有する配線付基板が提供される。基板と配線層との接合領域の断面において、基板および配線層はそれぞれ凹凸形状を有し、基板の凸部は配線層の凹部に、配線層の凸部は前記基板の凸部に、それぞれ嵌入し合って、界面が密着している。基板の凸部および配線層の凸部は、基板と配線層の主平面に垂直な軸を中心とする各方向について非対称な３次元形状である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、基板と配線層の主平面に垂直な軸を中心として各方向について非対称な３次元形状の凸部が、配線層と基板の凹部に相互に嵌入し合っているため、配線層が基板に強固に密着した配線付基板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の配線付基板の断面図。

【図2】実施形態の配線付基板の界面の形状を示す説明図。

【図3】（ａ）および（ｂ）実施形態の配線付基板の製造工程を説明する図。

【図4】実施例１の配線付基板の断面のＳＥＭ写真。

【図5】実施例３の配線付基板の断面のＳＥＭ写真。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の一実施形態について以下に説明する。

【0013】

図１は、本実施形態の配線付基板の断面図である。図２は、配線付基板の基板と配線層の接合領域の凹凸構造を拡大して示す模式図である。

【0014】

図１および図２に示したように、本実施形態の配線付基板は、基板１と、基板１上に配置され、基板に接合した配線層２とを備えて構成される。基板１と配線層２との接合領域３の断面において、基板１および配線層２はそれぞれ凹凸形状を有している。基板１の凸部１１（11-1～11-6)は、配線層２の凹部２２（22-1～22-6)に嵌入し、配線層２の凸部２１（21-1～21-6）は、基板１の凹部１２（12-1～12-6)に嵌入することにより、両者の界面３１は密着している（ただし、一部について、基板１と配線層２が離間している構造が含まれていてもよい）。このとき、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１は、それぞれの基部の中心を通って基板１と配線層２の主平面に垂直な軸３２を中心として、各方向について非対称な３次元形状である（例えば図２の凸部11-2参照）。

【0015】

このように、基板１および配線層２の接合領域３においては、複雑な３次元形状の凸部１１，２１が、それに対応する形状の凹部２２、１２にそれぞれ嵌入し合っているため、基板１と配線層２は、接合領域３において３次元に絡み合った構造となっている。これにより、基板１と配線層２との接触面積が増え、配線層２に加わる様々な方向への応力に対する耐久性も増すため、配線層２が基板１に強固に密着した配線付基板が得られる。

【0016】

このとき、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１の少なくとも一部（11-2、11-4、11-6）は、基部と先端との間に少なくとも１つのくびれ４１を有することが望ましい。本実施形態でいう「くびれ」とは、凸部において、その太さがその前後よりも細くなっている部分である。凸部１１、２１がくびれ４１を備えることにより、基板１と配線層２の界面３１の形状は、より複雑な形状となるため、配線層２を基板１により強固に密着させることができる。なお、くびれの数は、１つの凸部について複数であるとさらに望ましい。

【0017】

また、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１のうちの一部(11-1、11-3、11-5、21-6)は、枝分かれした形状であってもよい。本実施形態でいう「枝分かれ」とは、凸部にさらに凸部が形成されている（凸部が２つ以上に分かれている）形状である。枝分かれすることにより、さらに複雑な形状となり密着度が向上するからである。なお、枝分かれの数は、１つの凸部について複数であるとさらに望ましい。また、基板１の凸部１１は、その先端部が基板１の主体部方向に向かう枝部を有する場合、基板１の凸部１１が特に複雑な形状になるため望ましい。同様に、配線層２の凸部２１は、その先端部が配線層２の主体部方向に向かう枝部を有する場合、配線層２の凸部２１が特に複雑な形状になるため望ましい。この場合の主体部とは、基板１や配線層２の界面や表面部ではない中央領域をいう。

【0018】

また、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１のうちの少なくとも一部（11-2、11-6、21-2、21-4、21-5）は、鉤状であることが望ましい。本実施形態という「鉤状」とは、凸部の中心軸が直線ではない形状であることをいう。鉤状の凸部が、それに対応する形状の凹部に嵌入することにより、配線層２を剥がす力が加わった場合でも、鉤状の凸部が、凹部に引っかかって、はがれにくく、密着力が向上する。

【0019】

さらに、基板１と配線層２との接合領域の断面には、基板１に取り囲まれた、島状の配線層２の領域が少なくともの１つ含まれることが望ましい。同様に、基板１と配線層２との接合領域の断面には、配線層２に取り囲まれた、島状の基板１の領域が少なくとも１つ含まれることが望ましい。

【0020】

配線層２の少なくとも一部は、導電性粒子を焼結した材料により構成されている。導電性粒子を所定の条件で焼結することにより、各方向について非対称な３次元形状の凸部を形成することができる。

【0021】

基板１の凹凸形状と配線層２の凹凸形状との界面３１の一部には、有機物５１が挟まれていることが望ましい。界面３１に有機物が挟まれることにより、有機物の接着効果により基板１と配線層２を強固に接着することができる。この有機物５１は、ポリビニルピロリドン、または、ポリビニルピロリドンの焼成物であることがさらに望ましい。ポリビニルピロリドンまたはその焼成物は、特に、配線層２を焼結した後の配線層２と基板１との接着性に特に向上させることができる。

【0022】

接合領域３には空孔６１が含まれていることが望ましい。接合領域３に空孔６１が含まれていることにより、配線層２や基板１を撓ませる応力が加わった場合に、空孔６１が変形し、配線層２や基板１にフレキシブル性が生じる。これにより、撓み等の変形が生じた場合にも配線層２の膜はがれを生じにくい。なお、ここでいう接合領域３の範囲とは、界面３１の凹凸の膜厚方向の最大範囲をいう。すなわち、凸部１１、２１の膜厚方向の基部から先端までの距離の最大値が、接合領域３の厚さである。

【0023】

なお、空孔６１は、配線層２側のみならず、基板１の凸部１１内に含まれていてもよい。

【0024】

基板１および配線層２の凸部１１、２１の基部から先端までの長さは、基板厚みの１／４以下であることが望ましい。配線層２の凸部２１の径は、最も太いところで、配線厚みの１／４以下であることが望ましい。基板１の凸部１１の径は、最も太いところで、基板厚みの１／４以下であることが望ましい。

【0025】

接合領域３に含まれる空孔の大きさは、配線厚みの１／４以下であることが好ましい。

【0026】

配線層２を構成する導電性粒子の焼結前の径は、１μｍ以下であることが望ましい。

【0027】

基板１は、樹脂製のものを用いることができる。また、基板１は、フレキシブルであってもよいし、透明であってもよい。透明な基板１を用いた場合には、光焼結により配線層２の導電性粒子を焼結する際に、基板１を透過させて光を配線層２に照射することができる。これにより、上述してきた凹凸形状の界面３１を形成しやすいというメリットが得られる。

【0028】

＜＜配線付基板の製造方法＞＞
本実施形態の配線付基板の製造方法について説明する。まず、焼結されることにより配線層２となる焼結用組成物（導電性インクと呼ぶ）を用意する。導電性インクは、導電性粒子と、導電性粒子を被覆する有機分散剤と、溶媒とを含む。導電性インクの組成は、導電性粒子が２０ｗｔ％～９５ｗｔ％、溶媒が５ｗｔ％～７０ｗｔ％、有機分散剤が０．０１ｗｔ％～１０ｗｔ％の範囲であることが望ましい。例えば、導電性粒子として銀粒子が８０ｗｔ％以上の割合で溶媒に分散された導電性インクを用意する。

【0029】

導電性インクを基板１に塗布して導電性インクの膜２０を形成し（図３（ａ））、膜２０を加熱することにより導電性インクに含まれる導電性粒子を焼結し、配線層２を形成する（図３（ｂ））。これにより、基板１上に配線層２が搭載された配線付基板を製造することができる。

【0030】

なお、加熱方法としては、オーブン等を用いた加熱の他に、図３（ｂ）のように光等の電磁波を照射する方法を用いることができる。基板１が光等の電磁波を透過する特性を有する場合には、図３（ｂ）のように、基板１を透過させて光等の電磁波を膜２０に照射して、膜２０の導電性粒子を焼結することにより、本実施形態の非対称な３次元形状の凸部１１，２１が嵌入し合った構造の接合領域３を備えた配線付基板を製造することができる。

【0031】

＜導電性粒子＞
導電性インクの導電性粒子を構成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。

【0032】

導電性インクの導電性粒子の粒径分布の最大値は、２５０ｎｍ未満であり、２００ｎｍ以下であることが望ましい。ただし、誤差の範囲で粒径分布の最大値を超える粒子が一部含まれていてもよい。導電性粒子の粒径分布の最小値は、５０ｎｍ未満であることが望ましく、より望ましくは、１０ｎｍ以下である。これにより、配線層２の断面において空隙（空孔６１を含む）が占める割合が小さく、しかも、一つ一つの空隙サイズも小さくなるため、熱抵抗率を低減することができ、焼結物の放熱性を高めることができる。

【0033】

＜溶媒＞
導電性インクの溶媒としては、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコールや、アミン、アルコール、エーテル、芳香族、ケトン、ニトリルなどの有機溶媒や、水などを用いることができる。導電性インクの溶媒の沸点は、２６０℃未満であることが望ましい。

【0034】

＜有機分散剤＞
導電性粒子を被覆する有機分散剤としては、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などのポリマーや、アミンや、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基、メルカプト基等の官能基を含む化合物などを用いることができる。特に、ＰＶＰまたはＰＶＡを好適に用いることができる。

【0035】

＜導電性粒子の製造方法＞
導電性粒子は、有機分散剤に被覆されるように製造することが望ましい。例えば、溶媒に有機分散剤を溶解した有機分散剤溶液を用意し、金属のイオンを含む金属イオン溶液を滴下する方法により製造する。これにより、有機分散剤に被覆された導電性粒子を析出させることができる。

【0036】

＜基板＞
基板１の材質としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー、ガラスエポキシ、紙フェノール、セラミック、ガラス含有シリコーンガラス、ガラス等の他、表面を絶縁層で被覆した金属などを用いることができる。

【実施例】

【0037】

以下、本発明の実施例１、２について説明する。

【0038】

＜＜＜実施例１、２＞＞＞
＜銀ナノ粒子の合成＞
まず、実施例１～２の導電性インクに用いる導電性粒子として銀ナノ粒子を合成した。この銀ナノ粒子は、凝集を防止するため、表面が有機分散剤であるポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）で被覆されている。

【0039】

銀ナノ粒子は、ポリオール法により合成した。まず、ＰＶＰ（分子量２０，０００）と、溶媒であるジエチレングリコール１００ｇとを撹拌して、ＰＶＰを溶媒に溶解させ、このＰＶＰ溶液を加熱した。ＰＶＰの量は、実施例１では６ｇ、実施例２では８ｇとした。

【0040】

一方、硝酸銀６ｇとジエチレングリコール２０ｇとを撹拌し、硝酸銀をジエチレングリコールに溶解させた溶液を用意した。この溶液を、加熱したＰＶＰ溶液に滴下した。

【0041】

滴下後、室温まで徐冷し、ＰＶＰで被覆された銀ナノ粒子を合成した。合成溶液をエタノールで遠心分離を行うことで、ＰＶＰで被覆された球状の銀ナノ粒子を得た。

【0042】

＜焼結用組成物の製造＞
溶媒であるポリエチレングリコール（平均分子量２００）に、ＰＶＰで被覆された銀ナノ粒子を９０ｗｔ％になるように滴下し、混合した。必要に応じて、攪拌処理を実施した。これにより、実施例１、２の導電性インクを製造した。

【0043】

なお、実施例１、２の導電性インクの組成は、銀粒子が２０ｗｔ％～９５ｗｔ％、溶媒が５ｗｔ％～７０ｗｔ％、有機分散剤が０．０１ｗｔ％～１０ｗｔ％の範囲であれば、組成を変更することも可能である。

【0044】

＜配線付基板の製造＞
光透過性のポリイミド基板１の表面に実施例１、２の導電性インクを厚さ１０μｍで幅２００μｍで塗布して膜２０を形成し、この膜２０に対して基板１の裏面側からレーザ光やフラッシュ光等の電磁波を基板を通して照射した。これにより、光が焼結用組成物の銀ナノ粒子に照射され、膜２０とその周辺の基板１が集中的に加熱され、膜２０中の銀ナノ粒子が焼結され、焼結体である配線層２が形成された。このとき、光が照射された基板の一部が溶融し、配線層２の一部に侵入した状態で再度固化することにより、図２のような非対称な３次元形状の基板１の凸部１１と配線層２の凸部２１が形成され、基板１と配線層２とが界面において強固に密着される。また、有機分散剤（ＰＶＰ）の一部が配線層２と基板１との間に界面に入り込み、接着剤として機能することにより、配線層２と基板１とを接着をさらに強固にする。

【0045】

以上により、実施例１、２の焼結用組成物（導電性インク）を焼結して形成された配線付基板を製造した。

【0046】

なお、基板のうち、焼結用組成物（導電性インク）の膜とその周辺以外の部分については溶融しないままであった。

【0047】

＜＜＜比較例１、２＞＞＞
比較例１、２として、有機溶媒に分散された銀粒子の形状が球状で、ポリビニルピロリドンは含有されていない、他社製品の２種類の導電性インクを用意し、実施例１，２と同様の手順で配線付基板を製造した。

【0048】

＜＜評価＞＞
＜断面ＳＥＭ写真＞
実施例１、２および比較例１，２の配線付基板を切断し、ＳＥＭにより撮影した。実施例１の配線付基板の断面のＳＥＭ写真を図４に示す。

【0049】

図４のように、基板１の凸部１１は、配線層２の凹部２２に嵌入し、配線層２の凸部２１は、基板１の凹部１２に嵌入することにより、両者の界面が密着していた。また、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１は、それぞれの基部の中心を通って基板１と配線層２の主平面に垂直な軸３２を中心として非対称な形状であった。

【0050】

また、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１の一部は、基部と先端との間にくびれ４１があることも図４により確認できた。さらに、凸部のうちの一部は枝分かれし、一部は鉤状であることも図４により確認できた。

【0051】

また、凸部が嵌入し合っている接合領域３には、空孔６１が含まれていることも図４のＳＥＭ写真により確認できた。

【0052】

また、実施例２の配線付基板の界面も、上記実施例１と同様であった。

【0053】

さらに、高倍率（１０万倍以上）で基板１と配線層２との界面を観察したところ、有機物が界面に存在することが確認できた。溶媒は、焼結時に蒸発していると考えられるため、界面に存在する有機物は、ポリビニルピロリドン、または、ポリビニルピロリドンの焼成物であると推測される。

【0054】

これに対し、比較例１，２の配線付基板の基板１と配線層２の界面の形状は、断面観察用のサンプル加工中に基板と配線が剥がれてしまう事象が発生し、密着力が悪い為、基板と配線の界面に隙間などがあると推測される状態であった。

【0055】

＜密着性の評価＞
実施例１，２および比較例１，２の配線付基板の配線層２の上にメンディングテープ（３Ｍ社製のスコッチ（登録商標）メンディングテープ）を指で押し付けて付着させた後、メンディングテープの端部を指で保持して、基板１に対して角度１２０度以上になるように持ち上げて剥離し、剥離したメンディングテープに配線層２が付着しているかどうかを目視で観察した。

【0056】

メンディングテープに替えて、セロハンテープ（ニチバン社製セロテープ（登録商標））により、同様に剥離試験を行った。

【0057】

配線層２がテープに付着していないものを○、付着しているものを×として表１に示す。

【0058】

＜曲げ耐性＞
曲げ耐性試験は、配線付き基板の両端を治具で固定し基板の中心部をＲ１０以下に曲げる事で基板と配線の密着力確認を実施することにより行った。配線に剥がれが発生しなかったものを○、剥がれが発生したものを×として表１に示す。

【0059】

＜熱衝撃耐性＞
実施例１，２および比較例１，２の配線付基板を－４０℃で１５分保持後１２０℃で１５分保持し－４０℃へ冷却させるのを１サイクルとし、これを１０００サイクル繰り返した後、配線にクラックが生じているかどうかを顕微鏡で観察した。クラックが生じていないものを○、クラックが生じたものを×とし、表１に示す。

【表1】

表１により、実施例１、２の配線付基板は、配線層２の基板１に対する密着性に優れ、メンディングテープ試験およびセロハンテープ試験の両方で剥離を生じなかった。これに対し、比較例１は、セロハンテープ試験で剥離を生じ、比較例２は、メンディングテープ試験およびセロハンテープ試験の両方で剥離を生じた。

【0060】

また、実施例１、２の配線付基板は、曲げ耐性および熱衝撃耐性にも優れていたのに対し、比較例１，２の配線付基板は、配線の剥がれやクラックを生じた。

【0061】

＜＜＜実施例３＞＞＞
配線付基板の製造条件を変化させることで、基板と配線層との接合面をより複雑で強固な構造とすることもできる。以下、実施例３の配線付基板の製造条件について、実施例１～２と異なっている点のみ示す。以下に記載がない事項は、実施例１、２に記載の製造条件と同一である。

【0062】

＜銀ナノ粒子の合成＞
実施例１～２とは一部異なる条件で銀ナノ粒子を合成した。ＰＶＰ（分子量４０，０００）と、溶媒であるジエチレングリコール８０ｇとを攪拌して、ＰＶＰを溶媒に溶解させ、このＰＶＰ溶液を加熱した。ＰＶＰの量は２ｇとした。
＜焼結用組成物の製造＞
溶媒であるポリエチレングリコール（平均分子量２００）に、ＰＶＰで被覆された銀ナノ粒子を８０ｗｔ％になるように滴下し、混合した。

【0063】

＜＜評価＞＞
実施例３の配線付基板を切断し、ＳＥＭにより撮影した。実施例３の配線付基板の断面のＳＥＭ写真を図５に示す。

【0064】

実施例１～２と同様に、実施例３においても、基板１の凸１１部は、配線層の凹部に嵌入し、配線層の凸部２１は、基板１の凹部に嵌入することにより、両者の界面が密着していた。また、基板１の凸部１１および配線層２の凸部２１は、それぞれの基部の中心を通って基板１と配線層２の主平面に垂直な軸３２を中心として非対称な形状であった。

【0065】

実施例１～２と同様に、実施例３においても、くびれ、枝分かれの形状は確認できたが、特筆すべきは、その形状がより複雑な形状となっていることである。図５においてＡ１，Ａ２，Ａ３で示したように、凸部２１に複数のくびれが形成されている。また、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３で示したように、凸部２１に複数の枝分かれした形状が形成されている。さらに、Ｃ１，Ｃ２で示したように、枝分かれした配線層の凸部がその先端部を配線層２の主体部の方向に向いている。さらに、Ｄで示したように、断面には、基板１により周囲が囲まれた、島状の配線層２を有している。当該配線層２は、この断面には現れない部分で配線層２の主体部と一体となっているものと考えられる。以上のように実施例３は、界面周辺の構造がより複雑になっているため、より強固な密着を実現することができる。

【0066】

上述してきた実施形態および実施例の配線付基板は、プリンテッドエレクトロニクス関連に使用される配線や、タッチパネルならびに透明スクリーンなど配線や、車載機器、照明装置、通信装置、遊技機、ＯＡ機器、産業機器、一般民生家電機器や、クレジットカードなどの用途に好適である。

【符号の説明】

【0067】

１…基板、２…配線層、３…接合領域、１１…基板の凸部、１２…基板の凹部、２０…導電性インクの膜、２１…配線層の凸部、２２…配線層の凹部、４１…くびれ、６１…空孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】