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技術 レーザーエッチング用導電性銀ペースト、回路基板用基材および回路基板

出願人 ペルノックス株式会社
発明者 佐藤英晴山口和樹森内文夫
出願日 2013年12月12日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2013-273776
公開日 2015年6月22日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-115314
状態 拒絶査定
技術分野 非絶縁導体 導電材料 プリント配線の製造(1) プリント基板への印刷部品(厚膜薄膜部品)
主要キーワード 四端子型 目開き量 アミン変性樹脂 はもの ポリフェニレンスルファイド樹脂 表面実装基板 銀コート スクリーン印刷適性
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年6月22日)のものです。
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課題

レーザーエッチング性に優れ、ファインピッチ化が可能であり、しかも低体積抵抗率塗膜を形成できる、新規なレーザーエッチング用導電性銀ペーストを提供すること。

解決手段

銀粒子(A)、平均一次粒子径が5nm〜20μmの光熱変換性カーボンフィラー(B)、樹脂結着剤(C)および有機溶剤(D)を含有するレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

概要

背景

モバイル機器をはじめとするデジタル家電に用いる表面実装基板は、ファインピッチ化が一層進行しており、近年はその配線回路密度ライン幅スペース幅=80μm/80μmに至るほどである。

配線を構成する材料としては、通常、その良好な導電性故に、銀粒子樹脂結着剤および溶剤からなる導電性銀ペーストが賞用されている。また、基板上に導電性銀ペーストを供給する手段としては、コストや効率の観点より、凹版印刷スクリーン印刷が一般的である。

しかし、そうした転写型印刷方法では近年のファインピッチ化に対応できないケースも多い。例えばスクリーン印刷によってファインピッチ回路基材の上に形成する場合、目標とするライン幅/スペース幅よりも目開き量が十分に小さいステンレスメッシュを用いる必要があるため、供給過剰不足バランスがとり難く、ダレカスレ等の問題が生じやすい。

そこで斯界では、導電性銀ペーストからなる塗膜レーザー光エッチングする方法も採用されている(特許文献1を参照)。この方法によれば、前記した転写型の印刷方法では困難なファインピッチ化も可能になる。

しかし、本方法においては、彫刻後に得られる配線パターンエッジ部分が滑らかであり粉末状の切り屑も発生しないことや(以下、レーザーエッチング性という。)、当該配線パターンの導電性が良好であること(以下、低体積抵抗率という。)が要求されるところ、これらを満たす導電性銀ペーストは本出願人が知る限りまだ知られていない。

概要

レーザーエッチング性に優れ、ファインピッチ化が可能であり、しかも低体積抵抗率の塗膜を形成できる、新規なレーザーエッチング用導電性銀ペーストを提供すること。銀粒子(A)、平均一次粒子径が5nm〜20μmの光熱変換性カーボンフィラー(B)、樹脂結着剤(C)および有機溶剤(D)を含有するレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

目的

本発明は、レーザーエッチング性に優れ、ファインピッチ化(高密度配線)が可能であり、しかも低体積抵抗率の塗膜を形成できる、新規なレーザーエッチング用導電性銀ペーストを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

銀粒子(A)、平均一次粒子径が5nm〜20μmの光熱変換性カーボンフィラー(B)、樹脂結着剤(C)および有機溶剤(D)を含有するレーザーエッチング導電性銀ペースト

請求項2

(A)成分が銀コート合金微粒子である、請求項1のレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

請求項3

銀コート合金微粒子をなす芯材が、銅、ニッケル、錫、亜鉛およびアルミニウムからなる群より選ばれる1種以上の金属を含む合金である、請求項2のレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

請求項4

(B)成分がケッチェンブラックである、請求項1〜3のいずれかのレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

請求項5

(C)成分が、フェノール樹脂ポリエステル樹脂エポキシ樹脂およびポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる1種である、請求項1〜4のいずれかのレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

請求項6

(D)成分がエーテルアルコール溶剤および/またはエステル溶剤である、請求項1〜5のいずれかのレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

請求項7

さらに有機金属化合物(E)を含有する、請求項1〜6のいずれかのレーザーエッチング用導電性銀ペースト

請求項8

(E)成分が、チタン系有機金属化合物、ジルコニウム系有機金属化合物およびアルミニウム系有機金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項7のレーザーエッチング用導電性銀ペースト。

請求項9

請求項1〜8のいずれかのレーザーエッチング用導電性銀ペーストからなる塗膜基材とから構成される回路基板用基材。

請求項10

請求項9の回路基板用基材の塗膜の表面をレーザー光エッチング加工することにより得られる回路基板

技術分野

0001

本発明は、レーザーエッチング導電性銀ペーストおよび、当該導電性銀ペーストからなる塗膜基材とから構成される回路基板用基材、ならびに当該回路基板用基材の塗膜の表面をレーザー光エッチング加工することにより得られる回路基板、に関する。

背景技術

0002

モバイル機器をはじめとするデジタル家電に用いる表面実装基板は、ファインピッチ化が一層進行しており、近年はその配線回路密度ライン幅スペース幅=80μm/80μmに至るほどである。

0003

配線を構成する材料としては、通常、その良好な導電性故に、銀粒子樹脂結着剤および溶剤からなる導電性銀ペーストが賞用されている。また、基板上に導電性銀ペーストを供給する手段としては、コストや効率の観点より、凹版印刷スクリーン印刷が一般的である。

0004

しかし、そうした転写型印刷方法では近年のファインピッチ化に対応できないケースも多い。例えばスクリーン印刷によってファインピッチ回路を基材の上に形成する場合、目標とするライン幅/スペース幅よりも目開き量が十分に小さいステンレスメッシュを用いる必要があるため、供給過剰不足バランスがとり難く、ダレカスレ等の問題が生じやすい。

0005

そこで斯界では、導電性銀ペーストからなる塗膜をレーザー光でエッチングする方法も採用されている(特許文献1を参照)。この方法によれば、前記した転写型の印刷方法では困難なファインピッチ化も可能になる。

0006

しかし、本方法においては、彫刻後に得られる配線パターンエッジ部分が滑らかであり粉末状の切り屑も発生しないことや(以下、レーザーエッチング性という。)、当該配線パターンの導電性が良好であること(以下、低体積抵抗率という。)が要求されるところ、これらを満たす導電性銀ペーストは本出願人が知る限りまだ知られていない。

先行技術

0007

登録実用新案第3160874号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、レーザーエッチング性に優れ、ファインピッチ化(高密度配線)が可能であり、しかも低体積抵抗率の塗膜を形成できる、新規なレーザーエッチング用導電性銀ペーストを提供することを課題とする。

0009

本発明者は鋭意検討の結果、所定粒径を有する光熱変換性カーボンフィラーを配合した導電性銀ペーストにより前記課題を解決し得ることを見出した。

0010

すなわち、本発明は、銀粒子(A)、平均一次粒子径が5nm〜20μmの光熱変換性カーボンフィラー(B)、樹脂結着剤(C)および有機溶剤(D)を含有するレーザーエッチング用導電性銀ペースト、ならびに当該レーザーエッチング用導電性銀ペーストからなる塗膜と基材とから構成される回路基板用基材、ならびに当該回路基板用基材の塗膜の表面をレーザー光でエッチング加工することにより得られる回路基板、に関する。

発明の効果

0011

本発明の導電性銀ペーストは、レーザーエッチング性に優れているため、彫刻後に得られる配線パターンのエッジ部分が滑らかであり、また粉末状の切り屑も発生し難い。また、当該ペーストより得られる配線は体積抵抗率が小さく、導電性に優れる。なお、当該ペーストはファインピッチ化が可能なため、ライン幅/スペース幅=20μm〜80μm/20μm〜80μmの任意の範囲で高密度配線も可能と考えられる。

図面の簡単な説明

0012

実施例1で得られた導電性銀ペーストを用いて形成した配線のレーザーエッチング後の拡大写真(ライン幅32.47μm、スペース幅17.40μm)である。実施例8で得られた導電性銀ペーストを用いて形成した配線のレーザーエッチング後の拡大写真(ライン幅32.26μm、スペース幅が18.25μm)である。比較例1で得られた導電性銀ペーストを用いて形成した配線のレーザーエッチング後の拡大写真(ライン幅25.13μm、スペース幅が38.39μm)である。

0013

本発明のレーザーエッチング用導電性銀ペーストは、銀粒子(A)(以下、(A)成分という。)、平均一次粒子径が5nm〜20μmの光熱変換性カーボンフィラー(B)(以下、(B)成分という。)、樹脂結着剤(C)(以下、(C)成分という。)および有機溶剤(D)(以下、(D)成分という。)を含有する組成物である。

0014

(A)成分としては、導電性銀ペーストに使用可能な銀粒子であれば各種公知のものを特に制限なく利用できる。また、該(A)成分には、銀のみからなる粒子のみならず、各種合金芯材とする銀コート合金微粒子も含まれる。該芯材は特に限定されないが、銅、ニッケル、錫、亜鉛およびアルミニウムからなる群より選ばれる1種以上の金属を含む合金が挙げられる。そうした合金としては、銅−亜鉛や銅−亜鉛−ニッケル等を例示できる。

0015

また、(A)成分の平均一次粒子径は5nm〜30μm程度であり、レーザーエッチング性、高密度配線性および低体積抵抗率のバランスを考慮すると、好ましくは1μm〜10μm程度である。なお、該粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により得られる測定値である。

0016

また、(A)成分の形状も特に限定されないが、低体積抵抗率の点より球状または鱗片状(フレーク状)のものが好ましい。

0017

また、(A)成分とともに、金、銅、ニッケル、錫、亜鉛、パラジウムおよびアルミニウムならびにこれらの金属を含有する合金からなる1種以上の微粒子を併用できる。

0018

(B)成分は、レーザー光を熱に転換する機能を有するカーボンフィラーであり、これを用いることにより、本発明の導電性銀ペーストからなる塗膜にレーザー光を焦点照射した際、高い精度のエッチングおよびファインピッチ化が可能となる。

0019

また、(B)成分の平均一次粒子径は、レーザーエッチング性、高密度配線性および低体積抵抗率のバランスの観点より、通常5nm〜20μm程度、好ましくは10nm〜50nm程度である。なお、該粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により得られる測定値である。

0020

(B)成分の具体例としては、グラファイト粉末ファーネスブラックチャンネルブラックランプブラックアセチレンブラックおよびケッチェンブラック等が挙げられる。これらの中でも、特にレーザーエッチング性および高密度配線性の観点よりケッチェンブラックが好ましく、例えば、カーボンEC−PやケッチェンブラックEC−600JD、ケッチェンブラックEC−300J、バルカンXC−72HAFカーボン、SRFカーボン(いずれも商品名)などの市販品を例示できる。

0022

(C)成分としては、導電性銀ペーストに使用可能な樹脂結着剤であれば、各種公知の熱可塑性樹脂および/又は熱硬化性樹脂を特に制限なく利用できる。具体的には、例えば、フェノール樹脂ポリエステル樹脂エポキシ樹脂およびポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる1種が好ましい。

0023

フェノール樹脂としては、例えば、フェノールクレゾールアルキルフェノールビスフェノールなどのフェノール類と、ホルムアルデヒドアセトアルデヒドなどのアルデヒド類とを塩基性触媒酸性触媒の存在下に付加縮合させて得られるレゾール型フェノール樹脂が挙げられる。また、これらフェノール樹脂に、メタノールエタノールイソプロピルアルコールブタノールなどのアルコールを反応させることによりエーテル化したフェノール樹脂を用いることもできる。

0024

ポリエステル樹脂としては、酸成分とグリコール成分とを反応させたものが挙げられる。酸成分としては、例えば、テレフタル酸イソフタル酸オルソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸コハク酸アジピン酸アゼライン酸、セバチン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ヘキサヒドロ無水フタル酸、1,1´−ビシクロヘキサン−4,4´−ジカルボン酸、2,6−デカリンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸無水トリメリット酸無水ピロメリット酸等の3価以上のポリカルボン酸等が挙げられる。また、グリコール成分としては、例えば、エチレングリコールジエチレングリコールトリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオールネオペンチルグリコ−ル、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールジプロピレングリコール等の脂肪族系ジオール;1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等の脂環系ジオールグリセリントリメチロールプロパントリメチロールエタンジグリセリントリグリセリン、1,2,6−ヘキサントリオールペンタエリスリトールジペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトールマンニトール等の3価以上のポリオールが挙げられる。なお、該ポリエステル樹脂の物性は特に限定されないが、通常、水酸基価が3〜200KOHmg/g程度であり、酸価が通常0.1〜50KOHmg/g程度である。

0025

エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂や、ビスフェノール型エポキシ樹脂の水添物フェノールノボラック樹脂クレゾールノボラック樹脂ハロエポキシドを反応させて得られるノボラック型エポキシ樹脂ビフェニル型エポキシ樹脂;これらエポキシ樹脂に各種公知のアミン類を反応させて得られるアミン変性樹脂;これらエポキシ樹脂に各種公知のアミン類とポリイソシアネート類とを反応させて得られるアミンウレタン変性樹脂(特開2010−235918号公報参照。)等が挙げられる。なお、前記ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールAD、テトラメチルビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールA、テトラフルオロビスフェノールA等が挙げられる。また、前記アミン類としては、例えば、トルイジン類、キシリジン類、クミジンイソプロピルアニリン)類、ヘキシルアニリン類、ノニルアニリン類ドデシルアニリン類等の該芳香族アミン類シクロペンチルアミン類、シクロヘキシルアミン類、ノルニルアミン類等の脂環族アミン類;メチルアミンエチルアミンプロピルアミンブチルアミンヘキシルアミンオクチルアミンデシルアミン、ドデシルアミンステアリルアミン、イコシルアミン2−エチルヘキシルアミンジメチルアミンジエチルアミンジプロピルアミンジブチルアミン、ジペンチルアミンジヘプチルアミン等の脂肪族アミン類;ジエタノ−ルアミン、ジイソプロパノ−ルアミン、ジ−2−ヒドロキシブチルアミン、N−メチルエタノ−ルアミン、N−エチルエタノ−ルアミン、N−ベンジルエタノ−ルアミン等のアルカノ−ルアミン類等が挙げられる。また、前記ポリイソシアネートとしては、例えば、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートトリレンジイソシアネートブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート等の各種の脂肪族系、脂環族系または芳香族系のジイソシアネートが挙げられる。該エポキシ樹脂としては、前記ビスフェノール類とエピクロルヒドリンとから誘導されるもの(いわゆるフェノキシ樹脂)、アミン変性エポキシ樹脂およびアミン・ウレタン変性エポキシ樹脂からなる群より選ばれる1種が好ましい。

0027

(D)成分としては、導電性銀ペーストに使用可能な有機溶剤であれば各種公知のものを特に制限なく利用できる。具体的には、例えば、ジエチルエーテルエチレングリコールモノメチルエーテルエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−i−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテートジエチレングリコールジメチルエーテルジエチレングリコールジエチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテルジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートプロピレングリコールモノエチルエーテルプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系アルコール;メチルアルコールエチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール等の非エーテル系アルコール;乳酸エチル乳酸ブチル酢酸メチル酢酸エチル酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、シュウ酸ジエチルマロン酸ジエチル等のエステル溶剤アセトンメチルエチルケトンメチルイソブチルケトンシクロヘキサノン等のケトン溶剤テレピン油テレネオール、ボルネオール、α−ピネン等のテルペン溶剤;テトラヒドロフランジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタントリクロロエタンクロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタンオクタン、ベンゼン、トルエンキシレンジアセトンアルコール炭酸プロピレン等のその他炭化水素溶剤が挙げられ、これらの中でも特にエーテル系アルコール溶剤および/またはエステル溶剤が好ましい。

0028

なお、本発明の導電性銀ペーストには、基材との密着性を付与したり、チクソトロピック性を調整しスクリーン印刷適性を最適化したりする観点より、各種公知の有機金属化合物(E)(以下、(E)成分という。)を含めることができる。具体的には、例えば、チタン系有機金属化合物、ジルコニウム系有機金属化合物およびアルミニウム系有機金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。

0029

チタン系有機金属化合物としては、例えば、テトラ−i−プロポキシチタンおよびその重合物、テトラ−n−ブトキシチタンおよびその重合物、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン、チタニウム−i−プロポキシオクチレングリコレート、ジ−i−プロポキシ・ビスアセチルアセトナト)チタン、プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート、ジ−i−プロポキシチタンジステアレート、チタニウムステアレート、ジ−i−プロポキシチタンジイソステアレート、ジ−n−ブトキシ・ビス(トリエタノールアミナト)チタン等が挙げられる。なお、該チタン系有機金属化合物は市販品であってよく、例えば、TOT、TOG、T−50,T−60,A−1、A−10,B−1、B−2,B−4,B−7、B−10、TBSTA、DPSTA−25、S−151、S−152、S−181、TATTLA−A−50(いずれも日本曹達(株)製)、オルガチックスTA−10、オルガチックスTA−25、オルガチックスTA−22、オルガチックスTA−30、オルガチックスTC−100、オルガチックスTC−401、オルガチックスTC−200、オルガチックスTC−750、オルガチックスTC−400、オルガチックスTC−310、オルガチックスTC−300、オルガチックスTC−315、オルガチックスTPHS(いずれもマツモトファインケミカル(株)製)、プレアクトRTTS、プレンアクトKR46B、プレンアクトKR55、プレンアクトKR41B、プレンアクトKR38S、プレンアクトKR138S、プレンアクトKR238S、プレンアクト338X、プレンアクトKR44、プレンアクトKR9SA(いずれも味の素ファインテクノ(株)製)等が挙げられる。

0030

ジルコニウム系有機金属化合物としては、例えば、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)ジルコニウム、ジルコニウム−i−プロポキシオクチレングリコレート、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、プロパンジオキシジルコニウムビス(エチルアセトアセテート)、トリ−n−ブトキシジルコニウムモノステアレート、ジ−i−プロポキシジルコニウムジステアレート、ジルコニウムステアレート、ジ−i−プロポキシジルコニウムジイソステアレート、ジ−n−ブトキシ・ビス(トリエタノールアミナト)ジルコニウム等が挙げられる。なお、該ジルコニウム系有機金属化合物は市販品であってよく、例えば、オルガチックスZA−45、オルガチックスZA−65、オルガチックスZC−150、オルガチックスZC−540、オルガチックスZC−580、オルガチックスZC−700、オルガチックスZB−320、オルガチックスZB−126(いずれもマツモトファインケミカル(株)製)等が挙げられる。

0031

アルミニウム系有機金属化合物としては、例えば、アルミニウムテトライソプロポキシドアルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムアセトナート、アルミニウムアセチルトナート、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリスエルアセトアセテート、アルミニウムジイソプロピレートモノブチレート、アルミニウムブチレートアルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネートアルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。なお、該アルミニウム系有機金属化合物は市販品であってよく、例えば、AMD、ASBD、ALCH、ALCH−TR、アルミキレートM、アルミキレートD、アルミキレートA(W)(いずれも川研ファインケミカル(株)製)、プレンアクトAL−M(味の素ファインテクノ(株)製)等が挙げられる。

0032

本発明の導電性銀ペーストにおける(A)成分〜(E)成分の含有量は特に限定されないが、レーザーエッチング性、高密度配線形成性および低体積抵抗率のバランスの観点より、当該導電性銀ペーストの全体を100質量%とした場合において、通常は以下の通りである。
(A)成分:75〜95質量%程度、好ましくは80〜90質量%程度
(B)成分:0.001〜0.1質量%程度、好ましくは0.01〜0.05質量%程度
(C)成分:1〜40質量%程度、好ましくは5〜30質量%程度
(D)成分:3.999〜35質量%程度、好ましくは3.99〜30質量%程度
(E)成分:0〜5質量%程度、好ましくは1〜3質量%程度

0033

なお、本発明の導電性銀ペーストには、必要に応じて、各種公知の界面活性剤分散剤)やチタン系カップリング剤硬化剤導電補助剤レベリング剤消泡剤などの添加剤を配合できる。

0034

界面活性剤は、これを用いることにより、本発明の導電性銀ペーストをエッチングした後に生ずる残渣の洗浄が容易になる。その具体種としては、例えば、アルキルベタインアルキルアミンオキサイド等の両性界面活性剤アルキル硫酸塩ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩アルキルベンゼンスルホン酸塩アルキルナフタレンスルホン酸塩脂肪酸塩ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤アルケニルコハク酸塩アルカンスルホン酸塩ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルおよびその塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのリン酸エステルおよびその塩等のアニオン性界面活性剤ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体ソルビタン脂肪酸エステルポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステルグリセリン脂肪酸エステルポリオキシエチレン脂肪酸エステルポリオキシエチレン硬化ひまし油ポリオキシエチレンアルキルアミンポリオキシアルキルアルキレンアミンアルキルアルカノールアミド等のカチオン性界面活性剤、その他各種のノニオン性界面活性剤が挙げられる。なお、該界面活性剤の使用量は特に限定されないが、通常、(A)成分〜(E)成分の合計を100質量部とした場合において、通常通常0.01〜3.0質量部程度、好ましくは0.05〜2.0質量部程度である。

0035

チタン系カップリング剤は、これを用いることにより、本発明の導電性銀ペーストと基材との密着性が向上する。その具体種としては、例えば、3‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2‐(3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン等のエポキシ官能性シラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ官能性シランビニルトリメトキシシランビニルフェニルトリメトキシシランビニルトリス(2−メトキシエトキシシラン等のオレフィン官能性シラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル官能性シラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリル官能性シラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性シラン等が用いられる。なお、該界面活性剤の使用量は特に限定されないが、通常、(A)成分〜(E)成分の合計を100質量部とした場合において、通常0.1〜15質量部程度、好ましくは0.1〜10質量部程度である。

0036

硬化剤としては、本発明の導電性銀ペースト中で前記(C)成分を架橋する化合物であれば各種公知のものを特に制限なく利用できる。具体的には、前記(C)成分が分子内に水酸基を含有するものであれば、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、ならびにヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびリジンジイソシアネー等の脂肪族ジイソシアネート、ならびにジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物や、それらの二量体三量体、ならびにそれらのアダクト体ブロック体といったイソシアネート系硬化剤を利用できる。また、前記(C)成分がエポキシ樹脂であれば、メラミン尿素ベンゾグアナミンアセトグアナミンスピログアナミンおよびジシアンジアミド等のアミノ系硬化剤を利用できる。

0037

導電補助剤としては、酸化インジウムスズ(ITO)、三酸化アンチモンATO)、ガリウムドープ酸化亜鉛GZO)もしくはアルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)などの金属酸化物が挙げられる。なお、該金属酸化物は市販品であってよく、例えば、これら金属酸化物はものを使用できる。ものとしては、例えば、日本アエロジル(株)製のAEROXIDE(R)Alu、AEROXIDE(R)TiO2、AEROXIDE(R)TiO2P25S、VP AEROPERL(R)P25/20、VP Zirconium Oxide 3‐YSZ、VP Zirconium Oxide PH、AEROXIDE(R)TiO2T805、AEROXIDE(R)AluC805、AEROSIL(R)MOX80、AEROSIL(R)MOX170、AEROSIL(R)COK84を例示できる。

0038

レベリング剤としては、シリコーン系レベリング剤フッ素系レベリング剤アクリル系レベリング剤等が挙げられる。

0039

本発明の導電性銀ペーストは、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分、ならびに必要に応じて前記(E)およびその他添加剤(硬化剤、分散剤等)を、3本ロールミル超音波分散機サンドミルアトライター、パールミルスーパーミル、ボールミルインペラーデスパーザー、KDミル、コロイドミルダイナトロン遊星ミルおよび加圧ニーダー等の各種公知の分散手段に付すことにより得ることができる。

0040

本発明の回路基板は、本発明の導電性銀ペーストを各種基材に塗布し、レーザーエッチングにより回路を描写することにより得られる。基材は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートポリカーボネートポリエチレンポリ塩化ビニルポリプロピレンポリスチレンポリメチル・メタクリレート等のプラスチックフィルムや、当該プラスチックフィルムにITOスパッタして得られるITOフィルムガラス板等が挙げられる。

0041

エッチングのために使用するレーザー光の波長は特に限定されないが、エッチング性を考慮すると、紫外域(10〜400nm程度)であるのが好ましい。

0042

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

0043

<(A)成分として銀粒子(非コートタイプ)を使用した態様>

0044

実施例1
銀フレーク粉(商品名「AgC−201Z」、福田金属箔工業(株)製、平均一次粒子径2.6μm)86.0質量部、カーボンフィラー(商品名「カーボンEC−P」、ライオン(株)製、平均一次粒子径39.4nm)3.0質量部、アミン・ウレタン変性エポキシ樹脂(商品名「KA−1479」、荒川化学工業(株)製、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート溶液固形分35質量%)24.5質量部、ポリエステル樹脂(商品名「XA−0847」、ユニチカ(株)製、酸価10mgKOH/g、固形分40質量%)4.2質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート45.0質量部、およびチタン系有機化合物(商品名「プレンアクトKRTTS」、味の素ファインテクノ(株)製)2.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0045

実施例2
銀粉(商品名「E−20」、(株)徳力化学研究所製、平均一次粒子径11.5μm)60.2質量部および銀粉(商品名「AC−4048」、Metalor Technologies USA製、平均一次粒子径1.5μm)25.8質量部、ならびにカーボンEC−P 1.5質量部、ポリエステル樹脂(商品名「UE9800−40DBE」、ユニチカ(株)製)35.0質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート15.0質量部、およびプレンアクトKRTTS1.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0046

実施例3
銀粉(E−20)60.2質量部および銀粉(AC−4048)25.8質量部、ならびにカーボンEC−P 3.0質量部、水酸基含有ポリエステル樹脂(商品名「UE3600」、ユニチカ(株)製、固形分35質量%)40質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート26.0質量部およびポリイソシアネート系硬化剤(商品名「MF−B60X」、旭化成(株)製)0.5質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0047

実施例4
銀粉(E−20)60.2質量部および銀粉(AC−4048) 25.8質量部、ならびにカーボンEC−P 1.5質量部、ポリエステル樹脂UE3600 40.0質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート26.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0048

実施例5
銀粉(E−20)27.0質量部および銀粉(商品名「K−1321P」、Metalor Technologies USA製、平均一次粒子径1.2μm)64.0質量部、ならびにケッチェンブラックEC300J(ライオン(株)製)0.5質量部、ポリエステル樹脂(商品名「バイロン103−ECR」、東洋紡(株)製、固形分40質量%)24.0質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート2.0質量部、およびブロックイソシアネート(旭化成(株)製、MF−B60X)1.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0049

実施例6

にカーボンフィラー(商品名「ケッチェンブラックEC600JD」、ライオン(株)製、平均一次粒子径34nm)0.5質量部、ポリウレタン樹脂(商品名「ユリアーノ800

ルモノエチルエーテルアセテート7.0質量部、ブロックイソシアネート系硬化剤(商品名「SBN−70D」、旭化成(株)製)5.5質量部、および分散剤(商品名「BYK4510」、ビッグケミー(株)製)3.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0050

実施例7
銀粉(E−20)60.5質量部および銀粉(AC−4048)26.0質量部、ならびにケッチェンブラックEC600JD 2.3質量部、ポリエステル樹脂UE−3600 37.0質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート21.0質量

により、導電性銀ペーストを得た。

0051

<(A)成分として銀コート粒子を使用した態様>

0052

実施例8
銀コート銅亜鉛粉(商品名「AO−SCX−1」、DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径2μm、タイプA1)64.5質量部および銀粉(E−20)64.5質量部、ならびにカーボンEC−P 2.3質量部、ポリエステル樹脂UE−9800−40DBE?52.5質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート21.0質量部およびプレンアクトKRTTS 1.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0053

実施例9
実施例1において、銀コート銅亜鉛粉AO−SCX−1を銀コート銅亜鉛粉(商品名「AO−SCX−26」、DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径2μm、タイプB1)に変更した他は同様にして、導電性銀ペーストを得た。

0054

実施例10
実施例1において、銀コート銅亜鉛粉AO−SCX−1を銀コート銅亜鉛粉(商品名「A0−SCX−15」、DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径3μm、タイプA1)に変更した他は同様にして、導電性銀ペーストを得た。

0055

実施例11
実施例1において、銀コート銅亜鉛粉AO−SCX−1を銀コート銅亜鉛粉(商品名「A0−SCX−23」、DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径4μm、タイプB1)に変更した他は同様にして、導電性銀ペーストを得た。

0056

実施例12
実施例1において、銀コート銅亜鉛粉AO−SCX−1を銀コート銅亜鉛粉(商品名「A0−SCX−2」DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径5μm、タイプA1)に変更した他は同様にして、導電性銀ペーストを得た。

0057

実施例13
実施例1において、銀コート銅亜鉛粉AO−SCX−1を銀コート銅亜鉛ニッケル粉(商品名「A0−SCX−9」、DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径5μm、タイプA1)に変更した他は同様にして、導電性銀ペーストを得た。

0058

実施例14
銀コート銅亜鉛粉(商品名「AO−SCX−26」、DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒子径2μm、タイプB1)61.5質量部および銀粉(E−20)26.4質量部、ならびにカーボンEC−P 1.0質量部、ポリエステル樹脂(商品名「ポリエスターTP−236」、日本合成化学(株)製、40%溶液)9.0質量部、フェノキシ樹脂(商品名「YP−50」、新日鉄住金化学(株)製、固形分35質量%)24.0質量部およびエステル溶剤(商品名「DBE」、山一化学(株)製)8.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0059

比較例1
実施例1において、カーボンEC−PおよびプレンアクトKRTTSを用いなかった他は同様にして導電性銀ペーストを得た。

0060

比較例2
実施例2において、カーボンEC−PおよびプレンアクトKRTTSを用いなかった他は同様にして導電性銀ペーストを得た。

0061

比較例3
実施例3において、カーボンEC−Pを用いなかった他は同様にして導電性銀ペーストを得た。

0062

比較例4
実施例4において、カーボンEC−Pを用いなかった他は同様にして導電性銀ペーストを得た。

0063

比較例5
銀粉(E−20)60.2質量部および銀粉(AC−4048)25.8質量部、ならびにポリエステル樹脂UE−9800 35.0質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート14.0質量部、およびプレンアクトKRTTS 1.0質量部を混合し、3本ロールにて混練することにより、導電性銀ペーストを得た。

0064

導電性塗膜の形成>
各実施例および比較例の導電性銀ペーストをそれぞれ、厚さ100μmのPETフィルム(50mm×30mm、厚み100μm)上に下記条件でスクリーン印刷にて厚さ8μmとなるように全面塗布し、130℃で20分間乾燥硬化させた。次いで、塗膜の体積抵抗率を市販の四端子型抵抗率計製品名「ミリオームハイテスタ」、日置電気(株)製)を用いて測定した。

0065

スクリーン印刷版ポリエステル180メッシュ線径48μm)、乳剤=25μm
フレームサイズ:320mm×320mm
スキ—ジスピード:200mm/sec
スキ—ジ硬度:80度
スキ—ジ角度 :65度
ドクタースピード:200mm/sec
クリアランス:1.5mm

0066

<レーザーエッチング性および高密度配線性の評価>
固体UVレーザー発生装置(製品名「HDP600」、HARDRAM社製)、レーザー光で、各実施例および比較例に係る塗膜の表面を下記条件でスキャンし、エッチングにより配線を形成した。

0067

レーザー光:固体UVレーザー(波長355nm)
レーザー出力:3.0W
レーザー繰り返し周波数:30KHz
加工条件アッテネータにて90μJ/パルス
スキャン回数:1回
スペース:約15μm

0068

レーザーエッチング性は、以下の基準で評価した。
○:レーザー光による導電性銀ペースト硬化物除去性が良い(エッジ部分が滑らかであり、粉末状の切り屑も発生していない)。
×:レーザー光による導電性銀ペースト硬化物の除去性が悪い(エッジ部分が滑らかでないか、粉末状の切り屑が発生している)

0069

また、高密度配線形成性は、以下の基準で評価した。
○:高密度配線形成ができた。
×:高密度配線形成ができなかった。

実施例

0070

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