CN107079585B - 电子电路基板的制造方法和利用该制造方法得到的电子电路基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子电路基板的制造方法，其是制造包括基材和预定图案的电子电路的电子电路基板的方法，该电子电路由含有金属颗粒的纳米墨组合物形成且被固定于上述基材之上，该制造方法包括以下的工序：保持工序，在该工序中，使含有金属颗粒的纳米墨组合物保持于在表面形成有预定图案的墨保持部的印刷版；转印工序，在该工序中，使上述基材的表面密合于上述印刷版，将保持于上述墨保持部的纳米墨组合物转印到上述基材(工件W)上；以及电子电路形成工序，在该工序中，在上述转印工序之后使上述转印后的纳米墨组合物在大气中40℃以下的环境下干燥而固定化，形成预定图案的电子电路。利用该方法，能够在常温常压下迅速且高效地形成由均匀的纳米墨组合物形成的层。

Description

电子电路基板的制造方法和利用该制造方法得到的电子电路 基板
技术领域
本发明涉及使用导电性墨在常温条件下在基材上形成电子电路的电子电路基板的制造方法和利用该制造方法得到的电子电路基板。
背景技术
利用印刷技术形成电子元件、电子电路等的印刷电子技术是通过将做成墨状的功能性材料(金属、半导体材料等)在基材(基板)的表面上涂敷(印刷或转印)成图案状来进行的。该方法不需要真空装置等大规模且昂贵的制造装置，因此，作为能够低成本地形成大面积的元件、元件基板的技术近年来受到关注。但是，以往的印刷电子技术在该功能性材料的烧成过程中要经过达到100℃～200℃以上的加热工艺，因此，存在无法将树脂制薄膜这样的因加热而伸缩的基材用作基板这样的缺点。
相对于此，本发明人开发出不必在涂敷之后烧成的导电性墨(纳米墨组合物)，并且已经申请了专利(参照专利文献1)。该纳米墨组合物使用特定的“具有导电性的芳香族性的分子”作为金属纳米颗粒的配体，通过使用上述纳米墨组合物，在大气下、室温条件下进行所有的涂敷工艺，而不使其升温就能够形成电子元件、电子电路等。此外，即使在树脂制薄膜等挠性的基材上印刷电子电路等的情况下，若使用不必经过加热烧成工艺的上述纳米墨组合物，通过在室温条件下进行所有的制造工序，也能够抑制由热引起的基材等的变形，能够高精度地转印微细的回路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第WO2011/114713号
发明内容
发明要解决的问题
但是，目前的状况是，作为使用上述纳米墨组合物在挠性的基材上高精度且再现性良好地大量生产微细的电子电路的涂敷方法，只能确立采用喷墨法的印刷法，该印刷方法的效率也并不一定优良，因此，寻求开发一种采用上述纳米墨组合物进行的生产效率较高的墨涂敷方法。
本发明即是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够在常温常压下迅速且高效地涂敷均匀的纳米墨组合物的电子电路基板的制造方法和利用该制造方法得到的电子电路基板。
用于解决问题的方案
为了达到上述的目的，本发明的第1主旨是一种电子电路基板的制造方法，其是制造包括基材和预定图案的电子电路的电子电路基板的方法，该电子电路由含有金属颗粒的纳米墨组合物形成且被固定于上述基材之上，其中，该制造方法包括：保持工序，在该工序中，使含有金属颗粒的纳米墨组合物保持于在表面形成有预定图案的墨保持部的印刷版；转印工序，在该工序中，使上述基材的表面密合于上述印刷版，将保持于上述墨保持部的纳米墨组合物转印到上述基材上；以及电子电路形成工序，在该工序中，在上述转印工序之后使上述转印后的纳米墨组合物在大气中40℃以下的环境下干燥而固定化，形成预定图案的电子电路，本发明的第2主旨是利用上述制造方法得到的电子电路基板。
即，本发明人反复思考是否能够利用除喷墨法之外的简单的方法替代需要所述真空装置等大规模的装置的方法来解决上述课题，构思是否能够利用采用版进行的转印印刷来实现这一点。而且，针对印刷版、作为被印刷体的基材的特性反复试错，其结果发现，通过使水系的纳米墨组合物保持于在版的表面具有形成了图案的墨保持部的印刷版，使这些版抵接于挠性的基材的表面，转印上述水系的纳米墨组合物，能够在上述基材上按照预定图案均匀且高效地形成比较厚的纳米墨组合物层，实现了本发明。
另外，上述“在版的表面具有形成了图案的墨保持部的印刷版”可以是凸版、凹版以及平版中的任一者，作为能够“转印纳米墨组合物”的印刷方法，除了丝网印刷所代表的孔版印刷之外，也可以使用活版印刷、柔性版印刷等凸版印刷，凹版印刷(gravure)等凹版印刷，平版(offset)印刷、凹版平版印刷等平版印刷中的任一者。
发明的效果
本发明的电子电路基板的制造方法包括以下的工序：使纳米墨组合物保持于印刷版；将保持于印刷版的纳米墨组合物转印到基材上；以及使上述转印后的纳米墨组合物在大气中40℃以下的环境下干燥而固定化。通过包括这些工序，即使在采用“经不起热的”挠性的基材的情况下，也不会对上述基材赋予会引起伸缩这样的过大的热，能够在上述基材的表面按照预定的图案准确且高效地稳定形成由上述纳米墨组合物形成的均匀的层。
另外，本发明的电子电路基板的制造方法不仅包含一次转印上述预定图案的纳米墨组合物的情况，也包含在基材上的相同区域分为多次(反复数次) 转印并层叠纳米墨组合物的情况。此外，在将纳米墨组合物分为多次进行转印的情况下，与转印之后的基材的表面状态相应地适当选择每次转印都进行干燥(固定化)、或者在进行了多次转印之后统一使层叠的纳米墨组合物干燥。
此外，在本发明的电子电路基板的制造方法中，在使用纸或树脂制薄膜作为上述基材的情况下，即使对于这些“由热引起的伸缩较大的”的其他的制造方法中难以处理的基材，也能够按照所需要的图案准确地形成由纳米墨组合物形成的均匀的电子电路。
并且，在本发明的电子电路基板的制造方法中，在上述基材的表面中的水的接触角是30°以下的情况下，上述转印的纳米墨组合物的吸收和干燥变快，因此，能够更准确且精细地形成上述预定的图案。
此外，在本发明的电子电路基板的制造方法中，在上述纳米墨组合物中的金属颗粒的含量是0.1wt％～20wt％的情况下，能够均匀且表面平滑地形成具有足够厚度的电子电路。另外，在上述纳米墨组合物中的金属颗粒的含量小于0.1wt％的情况、或者相反纳米墨组合物中的金属颗粒的含量大于20wt％的情况下，无法形成均匀且平滑的纳米墨组合物层，形成的电子回路的表面有可能粗糙。
此外，在本发明的电子电路基板的制造方法中，特别是，在上述纳米墨组合物中的金属颗粒是纳米规格的银颗粒的情况下，由于纳米墨组合物状态下的长期的贮存稳定性优异，因此，能够以低成本且再现性良好地制造品质一致的电子电路。
并且，在本发明的电子电路基板的制造方法中，在上述印刷版是柔性版印刷版的情况下，由于能够保持在印刷版上的纳米墨组合物的量(每1次的纳米墨组合物转印量)较多，因此，能够以较少的转印次数高效地形成足够厚度的电子电路。
而且，利用上述电子电路基板的制造方法得到的电子电路基板不经过使挠性的基材发生伸缩的加热烧成工序，能够在上述基材的表面上按照预定的图案准确地形成具有在实际应用上足够的厚度和导电性的电子电路。此外，上述电子电路基板在其制造上不需要所述真空装置、加热烧成用的干燥炉等大规模的装置，因此，能够以较少的初期投资和低运行成本来制造。
附图说明
图1是本发明的实施方式的电子电路基板的制造方法所采用的柔性版印刷机的概略结构图，是表示纳米墨组合物转印开始之前的状态的图。
图2是表示在本发明的实施方式中使纳米墨组合物保持于柔性印刷机的柔性版印刷版的状态的图。
图3是表示在本发明的实施方式中从柔性版印刷版向被印刷体(工件W) 转印了纳米墨组合物的状态的图。
图4是表示在本发明的实施方式中反复多次向被印刷体(工件W)转印了纳米墨组合物的状态的图。
图5的(a)是本发明的实施方式的电子电路基板的制造方法所采用的柔性版印刷版的纳米墨组合物保持部的放大俯视图，图5的(b)是表示图5的 (a)的X－X’截面的图。
具体实施方式
接着，根据附图详细地说明本发明的实施方式。另外，各图中的印刷版、纳米墨组合物(层)是强调其厚度地描画的。
首先，简单地说明在本实施方式的电子电路基板的制造方法中使用的柔性版印刷机。图1是在该实施方式中使用的柔性版印刷机的概略结构图，图中的附图标记1是印版滚筒，附图标记2是网纹辊，附图标记3是刮板，附图标记4是用于贮存纳米墨组合物的墨罐，附图标记S是用于载置被印刷体(工件W)的移动台。此外，在上述印版滚筒1的外周(周面)安装有具有墨保持部的柔性版印刷版(以下简称“印刷版”)11(图2～图4也相同)。
另外，上述网纹辊2和印版滚筒1在纳米墨组合物被保持时会同步旋转，对此在后面也会进行说明。此外，移动台S在纳米墨组合物被转印时与上述印版滚筒1的旋转同步地移动(滑动)。
而且，如图1～图4所示，采用上述柔性版印刷机的本实施方式的电子电路基板的制造方法是在挠性的薄膜状的基材(作为被印刷体的工件W)的一个面形成由纳米墨组合物(图中的涂黑处“ink”)形成的电子电路的方法，其包括以下的工序：(A)将含有金属颗粒的纳米墨组合物保持于在其表面形成有预定图案的墨保持部(在顶面具有微细的凹部11b的凸部11a)的印刷版 11〔图1→图2〕；(B)使上述工件W的表面密合于上述印刷版11，将保持于上述墨保持部的纳米墨组合物转印到工件W上〔图2→图3〕；以及(C)在上述转印工序之后，使上述转印的纳米墨组合物在大气中40℃以下的环境下干燥而固定化，形成预定图案的电子电路〔未图示〕。
更详细地说明，首先，作为印刷(转印)之前的准备工序，将在表面(上表面)形成有预定图案(参照图5)的墨保持部的印刷版11如图1所示那样卷绕固定在印版滚筒1的外周面的预定位置，并且向与具备刮板3的网纹辊2相对应地设置的墨罐4中填充预定的纳米墨组合物(纳米银胶体墨，商品名称： DryCure，COLLOIDAL INK公司制)。然后，在上述移动台S上的预定位置载置对表面(被印刷面)预先实施了用于提高吸水性的表面处理的纸制或树脂制等的薄膜状基材(工件W)，进行准备。
另外，由于上述纳米银胶体墨的贮存稳定性优异，因此，也可以始终贮存在墨罐4中。此外，若在制造开始之前利用加湿器、空调等将包含印版滚筒1的周围在内的柔性版印刷机的周围调整为60％RH以上的加湿气氛，则能够将上述纳米银胶体墨在打印版11上不经意的干燥防患于未然。
接着，说明(A)将纳米墨组合物保持于印刷版11的工序。在上述(A) 工序中，首先，如图1所示在使网纹辊2旋转的状态下从墨罐4以预定的时间间隔供给上述纳米银胶体墨，利用刮板3在该网纹辊2的外周面形成预定膜厚的纳米银胶体墨的液态的膜。然后，在该状态下，使印版滚筒1和网纹辊2同步旋转而使印刷版11接触纳米银胶体墨，如图2所示，将纳米银胶体墨保持于印刷版11的墨保持部(在顶面具有微细的凹部11b的凸部11a)。
接着，说明(B)将纳米墨组合物转印到工件W上的工序。在上述(B) 工序中，使上述的印刷版11与印版滚筒1一同旋转，并使作为被印刷体的工件W与移动台S一起同步地滑行移动，使保持着上述纳米银胶体墨的印刷版 11与工件W的表面(被印刷面)低压力接触(kiss-touch)，如图3所示，将保持在凸部11a顶面的凹部11b内的纳米银胶体墨以预定图案转印到上述工件 W的表面。
接着，说明(C)使转印的纳米墨组合物在大气中40℃以下的环境下干燥而固定化的工序。在上述(C)工序中，在将像上述那样在表面转印有纳米银胶体墨的工件W载置于上述移动台S或者移动到其他的平坦处的状态下，使上述纳米银胶体墨干燥，从而使纳米银胶体墨固定化(覆膜化)，能够得到形成有预定图案的电子电路的电子电路基板(带电子电路的工件W)。
另外，上述干燥只要其送风等的温度在不高于40℃的范围内，就也能够利用送风机、温风干燥机等谋求缩短干燥时间。此外，只要工件W的温度在不高于40℃的范围内，就也可以利用红外线灯、温热灯、太阳光等的热射线，超声波、高频电流等的高频加热等间接的照射加热法。
并且，在干燥之后由上述纳米银胶体墨形成的覆膜的膜厚也没有达到当初的设定膜厚的情况下，也可以通过以相同的加工条件、相同的机械设定反复转印，从而如图4所示在相同的区域以相同的图案进一步层叠由上述纳米银胶体墨形成的覆膜(在图中进一步强调了膜厚)。另外，能够与转印之后的基材表面的干燥状态、粗糙度等相应地适当选择每次转印都进行上述干燥或者集中一次地进行多次转印后的纳米银胶体墨的干燥。
采用上述电子电路基板的制造方法，即使在使用纸制或树脂制等的“经不起热的”挠性的基材作为上述被印刷体(工件W)的情况下，不会对该基材赋予引起伸缩这样的过大的热，能够在上述基材的表面按照预定的图案准确且高效地稳定形成由上述纳米银胶体墨(纳米墨组合物)形成的均匀的层。
此外，在本发明的电子电路基板的制造方法中使用的纳米墨组合物是含有金属纳米颗粒(纳米规格的金属颗粒)、有机π共轭系配体以及溶剂的墨组合物，其特征在于，上述有机π共轭系配体与上述金属纳米颗粒π键接合，因较强的π键接合以及颗粒之间的接近而具有导电性。
作为上述金属纳米颗粒所采用的金属，可以列举出金、银、铜、铂、钯、镍、钌、铟、铑，这些金属能够单独使用或者将这些金属中的两种以上的金属混合使用。上述金属纳米颗粒在纳米墨组合物中的含量优选为0.1wt％～ 20wt％，更优选为0.5wt％～10wt％。在上述纳米墨组合物中的金属纳米颗粒的含量小于0.1wt％的情况、或者相反纳米墨组合物中的金属纳米颗粒的含量大于20wt％的情况下，无法形成均匀且平滑的纳米墨组合物层，得到的电子回路(层)的表面有可能粗糙。
此外，作为构成上述纳米墨组合物的有机π共轭系配体，可列举例如具有氨基、巯基、羟基、羧基、膦基、膦酸基、卤素基、硒醇基、硫醚基、硒醚基(配位于金属纳米颗粒表面的取代基)中的任一者或多个取代基的配体，或者是，具有氨基、烷氨基、酰胺基、酰亚胺基、膦酸基、磺酸基、氰基、硝基(使金属纳米颗粒可溶于含水溶剂以及醇类溶剂的取代基)以及它们的盐中的任一者或多个取代基的配体等。其中，优选使用2，3，9，10，16， 17，23，24-八[(2-N，N-二甲基氨基乙基)硫基]酞菁(OTAP)、2，3， 11，12，20，21，29，30-八[(2-N，N-二甲基氨基乙基)硫基]萘酞菁(OTAN)。
并且，作为构成上述纳米墨组合物的优选的溶剂，能够列举出水或水混合溶剂、或者醇或醇混合溶剂等。另外，作为除水之外的成分，能够列举出醇、醚、酯、酮、酰胺等，优选为醇类，更优选为碳数1～10的醇类。在这些溶剂中，作为特别优选的溶剂，可以使用甲醇、乙醇、2-乙氧基乙醇、乙二醇、丙二醇。
此外，上述纳米墨组合物的优选的粘度是0.001Pa·s～5Pa·s(1cP～ 5000cP)左右，更优选为0.01Pa·s～4Pa·s。当大于或者小于该粘度范围时，能看到纳米墨组合物难以形成精细的电路图案的倾向。另外，使用东机产业公司制粘度计TVE－22HT在20℃、标准转子(1°34’×R24)、0.5～100rpm 的条件下测量上述粘度。
作为上述纳米墨组合物的具体的例子，考虑到成本、处理的容易性以及贮存稳定性等，优选采用之前也说明的那样的纳米银胶体墨(商品名称： DryCure，COLLOIDAL INK公司制)。
此外，在本发明的电子电路基板的制造方法中，作为用作被印刷体的基材，可以使用之前说明的那样的表面(被印刷面)为吸水性的纸制或树脂制的薄膜状基材。作为提高上述基材表面的吸水性的处理，可以使用等离子处理、电晕放电处理、软X射线照射、紫外线照射等提升基材表面的亲水性的表面处理加工法。
此外，也可以通过对上述基材的表面(被印刷面)实施涂覆，而在上述基材上设置吸水性的墨接收层。作为该墨接收层，能够利用适当的涂敷法涂覆形成树脂层(膜)，该树脂层含有从由二氧化硅、高岭土(粘土)、氧化铝构成的组中选择的至少1种微颗粒。另外，作为墨接收层所采用的树脂，可以优选使用丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂等。此外，墨接收层的膜厚期望是10nm～100μm左右。
而且，作为实施了所述表面处理的基材或者在上述表面设有墨接收层的基材中的、处理之后的基材表面的亲水性的性能标准，优选以拒水性为基准地将基材表面中的水的接触角设定为30°以下。若上述水的接触角大于30°，则纳米墨组合物不会渗入到基材表面或者墨接收层而在横向上扩散，能看到难以制作微细的电路图案的倾向。
另外，上述水的接触角是使用协和界面科学公司制的自动接触角计Drop Master(DM)300，利用采用图像分析的液滴法(θ/2法、滴下液量2μl)测量静态接触角而得到的。
此外，作为被用作上述被印刷体的基材，除了采用例如聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等软质树脂之外，虽然基材的挠性受损，但也可以采用环氧树脂、酚醛树脂等硬质树脂。此外，只要将表面改性为吸水性，就也可以采用玻璃、金属等。并且，即使由皮革、皮肤、人工皮肤、食物纤维、纤维素纳米纤维形成的薄膜、利用微生物、细菌等生产的源自动物的薄膜、源自树木、蔬菜等植物的薄膜等特别易于受到热的影响的材料、在特殊的气氛中特性会劣化这样的材料，只要是在表面具有吸水性且能够维持一定的薄膜形状的材料，就能够用作本发明的电子电路基板的制造方法的基材。
接着，作为在本实施方式的柔性版印刷机中使用的印刷版11，例如可以使用利用穿透负片(negative film)的紫外线照射使聚氨酯系丙烯酸酯的预聚物、丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体、光重合抑制剂、光重合引发剂等的混合物固化、成形而成的凸印刷版。
利用上述穿透负片的紫外线照射(光刻法)在上述印刷版11的墨保持面的凸状墨保持部(图1～图4中的凸部11a)，形成有与预定形状的电路图案对应的微细的凹凸〔参照图5的(a)的放大俯视图和其剖视图(b)〕，上述纳米墨组合物保持在形成于这些凹凸之间的微细的凹部11b。另外，印刷版11 上的墨保持部所保持的、每单位面积的纳米墨组合物的保持量被设定为约 1ml/m2～50ml/m2。
此外，作为印刷版11，也可以使用利用穿透负片的紫外线照射使树脂组合物和光重合引发剂等助剂的混合物固化、成形的“聚酯系橡胶”制凸印刷版。另外，作为得到的印刷版11的表面形状，与上述图5的(a)、图5的(b) 所示的形态是同样的，保持于墨保持部的每单位面积的纳米墨组合物的保持量也是约1ml/m2～50ml/m2。
接着，一并说明实施例和比较例。但是，本发明并不限定于以下的实施例。
【实施例】
在该实施例中，使用纳米银胶体墨(纳米墨组合物)利用柔性版印刷制作电子电路基板，比较其导电性能(电阻值：Ω)。此外，对于获得了电导通的电子电路基板安装电子器件，确认电路是否正常工作。
首先，在纳米墨组合物转印之前，对适合转印的表面特性进行研究。
〔对基材的表面特性的研究〕
对适合转印的表面特性的研究是通过测量基材表面的“水的接触角”来进行的。另外，接触角的测量与上述同样地通过使用协和界面科学公司制的自动接触角计DropMaster(DM)300，利用采用图像分析的液滴法(θ/2 法、滴下液量2μl)测量静态接触角。
<基材的种类>
作为用于对上述表面特性的研究的基材，准备后述的喷墨印刷用照片用纸(市面上销售的厚的相纸类型)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制薄膜〔有表面涂覆(墨接收层)〕这两种。
[水的接触角的测量]
将上述照片用纸和PET薄膜(有涂覆)分别在室温(23℃)下无风状态下载置在所述自动接触角计的测量台(水平)上，测量水的液滴刚刚滴下之后(0秒)、滴下10秒之后、滴下60秒(1分钟)之后、滴下300秒(5分钟) 之后的水的接触角。另外，针对各基材分别进行两次测量，取其平均作为结果。结果表示在后述的表1中。
【表1】
(接触角单位：°)
基材种类 刚刚滴下之后 滴下10秒之后 滴下60秒之后 滴下300秒之后
照片用纸 28.9 27.8 25.7 17.6
PET薄膜 68.0 65.0 55.1 39.9
另外，上述墨接收层是由含有阳离子的丙烯酸树脂形成的层(膜)，其利用棒涂机等在薄膜的表面(被印刷面)上均匀地涂覆成膜厚是17μm左右。
接着，利用柔性版印刷制作实施例1、2和比较例1的电子电路基板。另外，各电子电路基板的制作所采用的纳米墨组合物、柔性版印刷机、印刷条件等如下。
<纳米墨组合物>(纳米银胶体墨)
COLLOIDAL INK公司制 银纳米墨 DryCure(日文：ドライキユア)Ag-J
成分：银颗粒-粒径1nm～100nm(平均粒径：15nm)
有机π共轭系配体
以水为主要成分的溶剂
固体成分：10wt％～20wt％
粘度：5mPa·s～1155mPa·s
<基材>
作为纸制基材，是上述照片用纸(爱普生公司制、厚度0.3mm)。
作为树脂制基材，是上述PET薄膜〔薄膜部分：东丽公司制、厚度0.1mm、表面涂敷有墨接收层(17μm厚)〕。
此外，实施例·比较例的电子电路基板的制作所采用的柔性版印刷机是在以下的条件下使用的(柔性版印刷机的概略结构参照图1等)。
〔柔性版印刷机〕
KOMURA-TECH制 Smart Labo－III (注册商标)
〔柔性版印刷版〕
KOMURA-TECH制 聚酯系橡胶制树脂凸版 类型：T－YP400V
版厚：2.84mm 600线/inch
硬度：40度～70度(Shore A硬度)
印刷用墨保持部的墨保持量：4ml/m2(调整宽度：1ml/m2～5ml/m2)
另外，在印刷版表面形成有宽度1mm的电子电路图案的墨保持部。
〔网纹辊〕
200线/inch(100线/inch～600线/inch)
单元容量(单元容积)：8ml/m2(调整幅度：1.5ml/m2～50ml/m2)
<柔性版印刷条件>
·印刷速度(印刷台移动量)：18m/分钟
·网纹辊速度：25m/分钟(圆周速度)
·网纹辊和印刷版之间 夹持宽度：8mm(调整幅度：4mm～8mm)
·印刷版和基材之间 夹持宽度：10mm(调整幅度：8mm～12mm)
·印刷室的环境(气氛)
温度：15℃～30℃湿度：40％RH～70％RH
·印刷之后的干燥条件
风干：温度23℃(大气压下自然干燥)：30秒～60分钟
另外，在吹送温风促进干燥的情况下，调整为温风的温度和基材的温度维持在40℃以下。
[实施例1]
在上述的条件下，利用柔性版印刷机在基材(照片用纸)的表面(被印刷面)的相同的区域，将纳米墨组合物分别连续地涂敷1次或3次、6次以进行层叠，在室温(23℃)大气下放置60分钟使其风干，得到在基材上转印形成有电子电路的“实施例1”的电子电路基板。
[实施例2]
除了使用PET薄膜(涂覆墨接收层)作为基材之外，与上述实施例1同样地，利用柔性版印刷机在基材表面的相同区域将纳米墨组合物分别连续地涂敷1次或3次、6次，在室温(23℃)大气下放置60分钟，得到“实施例2”的电子电路基板。
[比较例1]
使用PET薄膜(涂覆墨接收层、常用耐热温度40℃～60℃)作为基材，与上述实施例2同样地利用柔性版印刷机在基材表面的相同区域连续地涂敷纳米墨组合物6次，在基材表面形成电子电路，并且将该电子电路基板放入到保持温度设定为50℃或60℃的干燥炉中60分钟，使上述纳米墨组合物(层叠墨图案：1mm宽)干燥，得到“比较例1”的电子电路基板。
另外，该比较例1的电子电路基板无论是在50℃还是在60℃下干燥，其基材整体都会产生由热伸缩引起的波纹，形成的电子电路剥离而成为断断续续的形态，因此，没有进行除后述的“外观”之外的试验。
使用以上的实施例1、2和比较例1的电子电路基板(测试样品)，比较形成在基材的表面上的电子电路(干燥墨图案：1mm宽)的“外观”、“厚度”、“导电性能”(导电性)。
[电子电路的外观]
通过视觉观察电子电路表面的裂纹、破损等缺陷。评价是将有较大缺陷的样本设为“F”，将表面有裂纹的程度的缺陷设为“B”，将看不到缺陷的样本设为“A”。
[电子电路的厚度]
在处于电子电路图案的中央附近的相同位置针对各基材切断电子电路，使用显微镜<日本电子公司制 JSM－5500>观察截面，从而测量电子电路的厚度(由转印后的纳米墨组合物形成的层在干燥之后的厚度：单位μm)。
[电子电路的导电性能]
在处于电子电路图案的中央附近的相同位置使用数字测试仪<Custom 公司制>测量形成的宽度1mm的电子电路的两点之间(距离：10mm)的电阻值(单位：Ω)。
[电子电路的运作试验]
使用在上述“电子回路的导电性能”试验中确认了导电性能的电子电路基板，采用导电糊剂(银铜导电涂料、PLASCOAT公司制、PTP－1202G、涂银铜+1液型聚酯树脂粘合剂、常温干燥常温固化有机溶剂型)在该电子电路的预定位置(接合处等)安装IC、LED等电子器件，并连接电源，试验了电子电路是否运作。结果是用“A”表示运作，用“F”表示不运作。
将上述各试验的结果归纳表示在以下的“表2”中。另外，表中的“－－”表示未实施试验(无法制作电子电路基板)。
【表2】
根据上述表2可知，若使用表面的水的接触角是30°以下的亲水性的基材，只要将纳米墨组合物重涂多次，就能够不经过烧成等加热工序而高效地得到具有电阻值较低的电子回路的电子电路基板。
在上述实施例中表示了本发明的具体的方式，但上述实施例只是简单的例示，并不是限定地解释。本领域技术人员所明确的各种各样的变形也在本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的电子电路基板的制造方法和利用该制造方法得到的电子电路基板能够在常温常压下迅速且高效地制作由均匀的纳米墨组合物层形成的电子电路基板。因而，就本发明的制造方法而言，纸制或树脂制等“经不起热的”挠性的基材自不必说，即使是由皮革、皮肤、人工皮肤、食物纤维、纤维素纳米纤维形成的薄膜、利用微生物、细菌等生产的源自动物的薄膜、源自树木、蔬菜等植物的薄膜等在特殊的气氛下特性会劣化这样的基材，也能够在其表面形成由纳米墨组合物形成的电子电路。
附图标记说明
1、印版滚筒；2、网纹辊；3、刮板；4、墨罐；11、印刷版；11a、凸部；11b、凹部；S、移动台；W、工件。

Claims (4)

1.一种电子电路基板的制造方法，其是制造包括基材和预定图案的电子电路的电子电路基板的方法，该电子电路由含有金属颗粒的纳米墨组合物形成且被固定于上述基材之上，该电子电路基板的制造方法的特征在于，
该制造方法包括：
保持工序，在该工序中，使含有金属颗粒的纳米墨组合物保持于在表面形成有预定图案的墨保持部的柔性版印刷版；
转印工序，在该工序中，使上述基材的表面密合于上述柔性版印刷版，将保持于上述墨保持部的纳米墨组合物转印到上述基材上；以及
电子电路形成工序，在该工序中，在上述转印工序之后使上述转印后的纳米墨组合物在大气中40℃以下的环境下干燥而固定化，形成预定图案的电子电路，
上述基材的表面被设定为水的刚刚滴下之后的接触角是30°以下，上述纳米墨组合物中的金属颗粒的含量是0.1wt％～20wt％，设有多个将上述纳米墨组合物转印到基材上的工序，不经过将上述固定化后的纳米墨组合物烧成的工序。
2.根据权利要求1所述的电子电路基板的制造方法，其特征在于，
上述基材是纸或者树脂制薄膜。
3.根据权利要求1或2所述的电子电路基板的制造方法，其特征在于，
上述纳米墨组合物中的金属颗粒是纳米规格的银颗粒。
4.一种电子电路基板，其中，
该电子电路基板是利用权利要求1～3中任一项所述的制造方法得到的。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6592246B2 (ja) 2015-01-27 2019-10-16 株式会社コムラテック 電子回路基板およびその製造方法
FR3071855B1 (fr) * 2017-10-04 2021-02-19 Inst Polytechnique Grenoble Procede de fabrication d'un support flexible cellulosique fonctionnel, installation pour la mise en œuvre de ce procede
ES2938658T3 (es) * 2018-02-27 2023-04-13 Fund I D Automocion Y Mecatronica Método de producción de una tinta conductora de impresión offset y tinta conductora así producida
JP2019155652A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 シャープ株式会社 印刷基板の製造方法
JP7452970B2 (ja) * 2019-10-08 2024-03-19 株式会社小森コーポレーション グラビア印刷装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102510783A (zh) * 2010-08-27 2012-06-20 同和电子科技有限公司 低温烧结性银纳米粒子组合物及使用该组合物而形成的电子物品
CN102574206A (zh) * 2009-10-20 2012-07-11 Dic株式会社 含有金属纳米粒子的复合物、其分散液以及它们的制造方法
CN102884589A (zh) * 2010-03-15 2013-01-16 金原正幸 纳米油墨组合物
WO2014051066A1 (ja) * 2012-09-28 2014-04-03 トッパン・フォームズ株式会社 銀インク組成物、導電体及び通信機器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030151028A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Lawrence Daniel P. Conductive flexographic and gravure ink
JP2006332592A (ja) * 2005-04-28 2006-12-07 Ricoh Co Ltd 電気部品、導電パターンの形成方法、およびインクジェットヘッド
JP5211729B2 (ja) * 2008-02-07 2013-06-12 株式会社リコー 積層構造体及びその製造方法
JP2010253925A (ja) * 2009-03-31 2010-11-11 Fujifilm Corp 記録媒体の製造方法
SG189953A1 (en) * 2010-10-22 2013-06-28 Cambrios Technologies Corp Nanowire ink compositions and printing of same
WO2012165081A1 (ja) * 2011-06-01 2012-12-06 宇部日東化成株式会社 アミノ基を有するシランカップリング剤と金属アルコキシド化合物との縮合物、それを主成分とする積層基板用材料、積層基板および導電性部材、並びにそれらの製造方法
KR20150013639A (ko) * 2012-05-18 2015-02-05 유니-픽셀 디스플레이스, 인코포레이티드 금속나노입자들 및 나노와이어들을 포함한 잉크를 사용하여 도전성 패턴들을 형성하는 방법
US10040960B2 (en) * 2012-09-28 2018-08-07 Toppan Forms Co., Ltd. Silver ink composition, conductor and communication device
US9462699B2 (en) * 2014-06-16 2016-10-04 Wistron Neweb Corp. Method of forming metallic pattern on polymer substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102574206A (zh) * 2009-10-20 2012-07-11 Dic株式会社 含有金属纳米粒子的复合物、其分散液以及它们的制造方法
CN102884589A (zh) * 2010-03-15 2013-01-16 金原正幸 纳米油墨组合物
CN102510783A (zh) * 2010-08-27 2012-06-20 同和电子科技有限公司 低温烧结性银纳米粒子组合物及使用该组合物而形成的电子物品
WO2014051066A1 (ja) * 2012-09-28 2014-04-03 トッパン・フォームズ株式会社 銀インク組成物、導電体及び通信機器

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JP2016076538A (ja) 2016-05-12

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