CN110896595B - 配线基板的制造方法及制造装置以及集成电路的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有电阻稳定性优异的配线的配线基板的制造方法及配线基板的制造装置以及集成电路的制造方法。配线基板的制造方法,包括:准备工序,准备形成有热塑性色粉的色粉像的基板;以及配线形成工序,在形成于所述基板之上的所述色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,之后,对所述色粉像及所述导电箔至少赋予热,形成由所述导电箔构成的配线。
Description
技术领域
本发明涉及一种配线基板的制造方法及配线基板的制造装置以及使用它们的集成电路的制造方法及集成电路的制造装置。
背景技术
专利文献1中公开了“一种电路基板的制造方法及装置,其中:在具有静电潜像载持体、显影器及对转印体转印显影剂的转印装置的装置中,显影剂为导电性粒子,在所述转印体的表面涂布有粘合剂,并且包括使表面保持有所述导电性粒子的所述静电潜像载持体与所述粘合剂接触来进行粘合转印的工序”。
专利文献2中公开了“一种非接触信息记录介质的制造方法,其是在埋设有集成电路(Integrated Circuit,IC)模块的记录基材上形成天线电路,经由连接端子将天线电路连接于所述IC模块,由此来制造非接触信息记录介质的方法,具有如下工序:在埋设有连接有连接端子的IC模块的记录基材上,使用含有粘结树脂的色粉,通过电子照相法,以至少与连接端子接触的状态形成应粘接天线电路的箔粘接用树脂层,并至少通过加压而使导电箔接触并粘接于所述箔粘接用树脂层上,由此将天线电路连接于所述连接端子,形成利用导电箔的天线电路”。
专利文献3中公开了“一种导电电路的制成方法,其中,将电子照相方式中所使用的色粉及显影剂用作抗蚀剂(resist agent)来制成导电电路”。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2011-238837号公报
[专利文献2]日本专利特开2013-015953号公报
[专利文献3]日本专利特开2004-095648号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
以往,在基板上形成使用了热塑性色粉的色粉像,在所述色粉像之上粘接导电箔的配线基板的制造方法中,存在所形成的配线的电阻稳定性低的倾向。因此,本发明的课题在于提供一种与形成厚度不足0.1μm或超过2μm的导电箔的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造方法。
[解决问题的技术手段]
在用以解决所述课题的具体的方法中,包含下述实施方式。
[1]一种配线基板的制造方法,包括:
准备工序,准备形成有热塑性色粉的色粉像的基板;以及
配线形成工序,在形成于所述基板之上的所述色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,之后,对所述色粉像及所述导电箔至少赋予热,而形成由所述导电箔构成的配线。
[2]根据所述[1]所述的配线基板的制造方法,其中,所述热塑性色粉中,加热下的流动开始温度为80℃以下,1/2下降温度为95℃以下。
[3]根据所述[2]所述的配线基板的制造方法,其中,所述热塑性色粉的所述流动开始温度为50℃以上且75℃以下,所述1/2下降温度为60℃以上且86℃以下。
[4]根据所述[1]至[3]中任一项所述的配线基板的制造方法,其中,所述热塑性色粉包含非晶性树脂及结晶性树脂。
[5]根据所述[4]所述的配线基板的制造方法,其中,所述热塑性色粉包括具有芯部及包覆部的结构的色粉粒子,所述芯部包含所述非晶性树脂及所述结晶性树脂,所述包覆部包含非晶性树脂,对所述芯部进行包覆。
[6]根据所述[1]至[5]中任一项所述的配线基板的制造方法,其中,所述热塑性色粉中,相对于所述色粉粒子的总体积,粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率为1%以下。
[7]根据所述[1]至[6]中任一项所述的配线基板的制造方法,其中,在所述配线形成工序中,通过对所述色粉像及所述导电箔赋予60℃以上的热及1MPa以下的压力而形成由所述导电箔构成的配线。
[8]根据所述[1]至[7]中任一项所述的配线基板的制造方法,其中,在所述配线形成工序中,通过将形成于薄膜基材上的所述导电箔转印至所述色粉像之上而形成由所述导电箔构成且表面为导电性的配线。
[9]一种集成电路的制造方法,包括:
通过所述[1]至[8]中任一项所述的配线基板的制造方法来制造配线基板的工序;以及
安装工序,对所述配线基板安装半导体元件。
[10]一种配线基板的制造装置,包括:配线形成部,通过在形成于基板之上的、热塑性色粉的色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,之后,对所述色粉像及所述导电箔至少赋予热,而形成由所述导电箔构成的配线。
[11]根据所述[10]所述的配线基板的制造装置,其中,所述热塑性色粉中,加热下的流动开始温度为80℃以下,1/2下降温度为95℃以下。
[12]根据所述[11]所述的配线基板的制造装置,其中,所述热塑性色粉的所述流动开始温度为50℃以上且75℃以下,所述1/2下降温度为60℃以上且86℃以下。
[13]根据所述[10]至[12]中任一项所述的配线基板的制造装置,其中,所述热塑性色粉包含非晶性树脂及结晶性树脂。
[14]根据所述[13]所述的配线基板的制造装置,其中,所述热塑性色粉是具有芯部及包覆部的结构的热塑性色粉,所述芯部包含所述非晶性树脂及所述结晶性树脂,所述包覆部包含非晶性树脂,对所述芯部进行包覆。
[15]根据所述[10]至[14]中任一项所述的配线基板的制造装置,其中,所述热塑性色粉中,相对于色粉粒子的总体积,粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率为1%以下。
[16]根据所述[10]至[15]中任一项所述的配线基板的制造装置,其中,在所述配线形成部中,通过对所述色粉像及所述导电箔赋予60℃以上的热及1MPa以下的压力而形成由所述导电箔构成的配线。
[17]根据所述[10]至[16]中任一项所述的配线基板的制造装置,其中,在所述配线形成部中,通过将形成于薄膜基材上的所述导电箔转印至所述色粉像之上而形成由所述导电箔构成且表面为导电性的配线。
[18]一种集成电路的制造装置,包括:
根据所述[10]至[17]中任一项所述的配线基板的制造装置;以及
对所述配线基板安装半导体元件的安装装置。
[发明的效果]
根据[1]、[4]、[5]或[8]的发明,提供一种与形成厚度不足0.1μm或超过2μm的导电箔的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造方法。
根据[2]或[3]的发明,提供一种与加热下的流动开始温度超过80℃的情况或1/2下降温度超过95℃的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造方法。
根据[6]的发明,提供一种与相对于所述色粉粒子的总体积、粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率超过1%的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造方法。
根据[7]的发明,提供一种与在所述配线形成工序中,通过对所述色粉像及所述导电箔赋予不足60℃的热而形成由所述导电箔构成的配线的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造方法。
根据[9]或[18]的发明,提供一种与包括通过形成厚度不足0.1μm或超过2μm的导电箔的配线基板的制造方法来制造配线基板的工序以及对所述配线基板安装半导体元件的安装工序的情况相比,包括具有电阻稳定性高的配线的配线基板的集成电路的制造方法或集成电路的制造装置。
根据[10]、[13]、[14]或[17]的发明,提供一种与形成厚度不足0.1μm或超过2μm的导电箔的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造装置。
根据[11]或[12]的发明,提供一种与加热下的流动开始温度超过80℃的情况或1/2下降温度超过95℃的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造装置。
根据[15]的发明,提供一种与相对于所述色粉粒子的总体积、粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率超过1%的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造装置。
根据[16]的发明,提供一种与在所述配线形成工序中,通过对所述色粉像及所述导电箔赋予不足60℃的热而形成由所述导电箔构成的配线的情况相比,具有电阻稳定性高的配线的配线基板的制造装置。
附图说明
图1是表示本实施方式的配线基板制造装置的一例的概略构成图。
图2是示出了本实施方式的带导电箔的薄膜的层构成的一例的概略构成图。
图3是表示本实施方式的配线基板制造装置中的配线形成部80的构成的一例的概略构成图。
图4是表示本实施方式的配线基板的制造方法的一例的流程图。
图5是表示本实施方式的配线基板制造装置中的配线形成部90的构成的一例的概略构成图。
图6是有无短路的评价中所使用的基板的概略图。
图7是电阻稳定性的评价1中所使用的集成电路的概略图。
图8是电阻稳定性的评价2中所使用的集成电路的概略图。
符号的说明
1:配线基板制造装置
10:引导用图像形成部
70:导电箔用色粉像形成部
80:配线形成部
100:带导电箔的薄膜
110:导电箔
300:元件安装部
具体实施方式
以下,对本实施方式进行说明。这些说明及实施例是对实施方式进行例示,并非对实施方式的范围进行限制。
在本实施方式中阶段性地记载的数值范围中,一个数值范围所记载的上限值或下限值也可替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。而且,在本实施方式中所记载的数值范围中,所述数值范围的上限值或下限值也可替换为实施例所示出的值。
在本实施方式中,各成分也可包含多种与之相当的物质。当在本实施方式中言及组合物中的各成分的量时,在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,只要无特别说明,则是指组合物中所存在的该多种物质的合计量。
在本公开中,“工序”的术语不仅包括独立的工序,在无法与其他工序明确地区别的情况下,若可达成此工序的预期的目的,则也包括此工序。
本实施方式的配线基板的制造方法包括:准备工序,准备形成有热塑性色粉的色粉像的基板;以及配线形成工序,在形成于所述基板之上的所述色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,之后,对所述色粉像及所述导电箔至少赋予热,形成由所述导电箔构成的配线。本实施方式的配线基板的制造方法也可包括其他工序。
以往,在配线基板的制造方法以及使用其的配线基板的制造装置中,已知利用使用有高分子薄膜、陶瓷等的绝缘性基板、金属箔、感光材(抗蚀剂)等的手法;通过光刻术(photolithography),利用导电性油墨对配线电路进行印刷的技术。在利用光刻术的印刷技术中,以往,是在基板上涂布感光材后,经由配线电路的底板即掩模(mask)来对基板进行曝光,将所述配线电路的模型制作(印刷)在基板上。
然而,在以往使用掩模的配线电路的制作中,在立刻制造必要的量的必要的模型的配线基板的方面,即按需(On-Demand)性能不足。而且,若要尝试制作少量配线基板,则无法避免成本上升。
因此,近年来,作为新的印刷技术之一,开发了通过在基板上形成使用有热塑性色粉的色粉像,并将导电箔按压至所述色粉像之上来制造配线基板的方法。然而,在以往的使用热塑性色粉的印刷技术中,存在在最终所获得的配线基板中,配线发生局部缺失及短路、或配线基板发热的情况(以下,也将产生这些现象的情况称为“电阻稳定性低”)。
另一方面,在本实施方式的配线基板的制造方法中,通过包括所述工序而提供一种具有电阻稳定性高的配线的配线基板。作为其主要原因未必明确,但可作如下考虑。
在本实施方式的配线基板的制造方法中,配线形成工序中所使用的导电箔的厚度为0.1μm以上。即,存在形成于色粉像之上的配线的厚度变厚,配线的电阻变低的倾向。因此认为:例如,即使想使配线中流动高电流,也可抑制配线的发热。
而且,在本实施方式的配线基板的制造方法中,配线形成工序中所使用的导电箔的厚度为2μm以下。即,存在形成于色粉像之上的配线的厚度不会过度变厚,抑制导电箔的转印不良的倾向。其结果,认为:配线的缺失及短路也得到抑制。
以下,参照添附附图,对本实施方式的配线基板的制造装置进行详细说明。
[配线基板的制造装置]
本实施方式的配线基板的制造装置包括:配线形成部,在形成于基板之上的包括热塑性色粉的色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,之后,对所述色粉像及所述导电箔至少赋予热,形成由所述导电箔构成的配线。本实施方式的配线基板的制造装置也可包括其他构件。
图1是表示本实施方式的配线基板制造装置的一例的概略构成图。
图1所示的配线基板制造装置1是所谓串联(tandem)型的彩色打印机。配线基板制造装置1包括:引导(guide)用图像形成部10,基于图像数据,在作为基板的一例的用纸P上进行引导用的图像形成;控制部50,执行配线基板制造装置1整体的动作控制或与例如个人计算机等的通信、对图像数据进行的图像处理等;以及用户接口(interface)部30,受理来自用户的操作输入或对用户显示各种信息。配线基板制造装置1包括:导电箔用色粉像形成部70,使用本实施方式的导电箔用的热塑性色粉,在用纸P上形成导电箔用色粉像;以及配线形成部80,通过在导电箔用色粉像之上形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,对所述导电箔用色粉像及导电箔至少赋予热,而形成配线。
图1所示的配线基板制造装置1也可通过进而包括安装半导体元件的元件安装部300(安装装置)而成为集成电路制造装置。
引导用图像形成部10例如包括通过电子照相方式来形成图像的功能部,即,黄色(Y)的引导用图像形成单元11Y、品红色(M)的引导用图像形成单元11M、青色(C)的引导用图像形成单元11C及黑色(K)的引导用图像形成单元11K这四个图像形成单元。另外,在以下的说明中,在不区分各图像形成单元来进行说明的情况下,总称为“引导用图像形成单元11”。
各引导用图像形成单元11例如包括:被形成静电潜像,之后被形成各色的引导用色粉像的感光体圆筒(drum)12、将感光体圆筒12的表面充电为预定的电位的充电器13、基于图像数据对由充电器13充电的感光体圆筒12进行曝光的曝光器14、通过各色色粉对感光体圆筒12上所形成的静电潜像进行显影的显影器15、以及对转印后的感光体圆筒12表面进行清扫的清洁器(cleaner)16。并且,关于各引导用图像形成单元11,除了显影器15中所收容的色粉以外,大致同样地构成。
引导用图像形成部10包括:转印带20,被转印各引导用图像形成单元11的感光体圆筒12中所形成的各色色粉像;以及一次转印辊21,将由各引导用图像形成单元11形成的各色的引导用色粉像转印(一次转印)至转印带20。而且包括:二次转印辊22,将重叠转印至转印带20上的各色色粉像一括转印(二次转印)至用纸P。还包括:定影单元60,对形成有各色的引导用色粉像的用纸P进行加热及加压,使各色的引导用色粉像热定影于用纸P上。在本实施方式中,将用以形成通过定影单元60的热定影处理而定影于用纸P上的导电箔用色粉像的色粉称为热塑性色粉。热塑性色粉的粘度会因加热而下降。另外,在本实施方式中,将配置二次转印辊22,将转印带20上的各色的引导用热定影色粉像二次转印至用纸P的区域称为二次转印区域23。
对使用配线基板制造装置1来制造配线基板的基本的动作例进行说明。引导用图像形成部10的引导用图像形成单元11的各者通过使用有所述功能构件的电子照相工艺(process)而形成黄色、品红色、青色、黑色的引导用热定影色粉像。由各引导用图像形成单元11形成的各色的引导用热定影色粉像由一次转印辊21依次一次转印至转印带20上,形成各色的引导用热定影色粉像重叠而成的合成色粉像。转印带20上的合成色粉像伴随着转印带20的移动(箭头方向)而被搬运至配置有二次转印辊22的二次转印区域23。
在记录介质搬运系统中,由抽出辊从记录介质收容容器40中抽出的用纸P被沿着搬运路径搬运,而到达二次转印区域23。在二次转印区域23中,通过由二次转印辊22形成的转印电场,将转印带20上所保持的合成色粉像一括二次转印至用纸P。
之后,形成有图像的用纸P被自转印带20分离,并被沿着搬运路径搬运至定影单元60。被搬运至定影单元60的用纸P上的图像(引导用热定影色粉像)通过定影单元60接受定影处理而被定影于用纸P。
由定影单元60定影有引导用热定影色粉像的用纸P被沿着搬运路径搬运至导电箔用色粉像形成部70。在被搬运至导电箔用色粉像形成部70的用纸P上,形成热塑性色粉的导电箔用色粉像。其次,由配线形成部80将厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔压接并粘接于所形成的所述热塑性色粉的导电箔用色粉像之上。然后,对所述导电箔用色粉像及所述导电箔至少赋予热,在导电箔用色粉像之上粘接由导电箔形成的配线,由此制造配线基板。
导电箔用色粉像形成部70包括由电子照相方式形成导电箔用色粉像的功能部即导电箔用色粉像形成单元71。导电箔用色粉像形成单元71除了收容有色粉的方面以外,与引导用图像形成部10的各引导用图像形成单元11大致相同地构成。而且,导电箔用色粉像形成部70包括用以将导电箔用色粉像形成单元71中所形成的导电箔用色粉像转印至用纸P的色粉像转印辊72。
以下,对本实施方式的配线基板的制造装置中的各构成材料进行详细的说明。另外,省略符号来进行说明。
[热塑性色粉]
对热塑性色粉的构成进行说明。
本实施方式的热塑性色粉(以下,也简称为“色粉”)包括色粉粒子,以及视需要的外添加剂。
(热塑性色粉的性质)
就形成电阻稳定性优异的配线的观点而言,热塑性色粉中,加热下的流动开始温度的上限值优选为80℃以下,更优选为78℃以下,进而优选为75℃以下。
而且,就色粉因热而熔接的现象(粘连(blocking))的抑制等保管性的观点而言,热塑性色粉中,加热下的流动开始温度的下限值优选为50℃以上,更优选为55℃以上,进而优选为60℃以上。
就形成电阻稳定性优异的配线的观点而言,热塑性色粉中,加热下的1/2下降温度的上限值优选为95℃以下,更优选为90℃以下,进而优选为86℃以下。
而且,就抑制凝聚粗粉的发生的观点而言,热塑性色粉中,加热下的1/2下降温度的下限值优选为60℃以上,更优选为65℃以上,进而优选为70℃以上。
“流动开始温度”是指高分子材料试验法(“高分子工学讲座”14,364~369页,高分子学会编辑,(股)地人书馆,昭和38年)所记载的“流出开始温度”。
热塑性色粉的加热下的流动开始温度及1/2下降温度是使用高化式流动试验仪CFT-500((股)岛津制作所制造)而求出。具体而言,首先,将热塑性色粉压缩·固化,制作颗粒(pellet)状的试验片。其次,在模(dice)的细孔的直径为0.5mm,活塞(piston)面积为1cm2,模具(die)长度为1mm,加压负载为10kgf/cm2,以升温速度1℃/分自50℃开始升温的条件下,开始汽缸(cylinder)中的颗粒的加热。将被活塞按压的试样开始熔融流出的流出开始点设为流出开始温度。而且,将相当于自所述流出开始温度起至被活塞按压的试样全部熔融流出时的流出结束温度为止的1/2的温度设为1/2下降温度。
作为将热塑性色粉的加热下的流动开始温度及1/2下降温度设为所述范围内的手法,并无特别限定,例如可列举:后述将色粉粒子的结构设为包括芯部(核粒子)及包覆芯部的包覆层(壳层)的核壳结构的色粉粒子的手法中,包覆层中所含的非晶性树脂的含量的调整;非晶性树脂与结晶性树脂的含有比率的调整;非晶性树脂的玻璃化转变温度的调整等。
就形成电阻稳定性更优异的配线的观点而言,热塑性色粉优选包含非晶性树脂及结晶性树脂。
就形成电阻稳定性更优异的配线的观点而言,热塑性色粉优选包含具有芯部及包覆部的结构的色粉粒子,所述芯部包含非晶性树脂及结晶性树脂,所述包覆部包含非晶性树脂,对所述芯部进行包覆。
热塑性色粉既可为包含着色剂的有色的热塑性色粉,也可为透明的热塑性色粉。例如,就抑制在形成配线基板后,成为配线的导电箔之下的色粉像的颜色透出的观点、以及制造过程中的成本削减的观点而言,优选为透明的热塑性色粉。
此处,所谓“透明的热塑性色粉”是指至少透过可见光的热塑性色粉。透明的热塑性色粉实质上不包含着色剂。另外,所述实质上不包含是指通过目视确认不出着色的程度的程度。
(色粉粒子)
色粉粒子例如包含粘结树脂以及视需要的着色剂、脱模剂及其他添加剂。
-色粉粒子的特性-
色粉粒子既可为单层结构的色粉粒子,也可为包括芯部(核粒子)及包覆芯部的包覆层(壳层)的所谓核壳结构的色粉粒子。
此处,核壳结构的色粉粒子例如以包括芯部及包覆层为宜,所述芯部包括粘结树脂以及视需要的着色剂及脱模剂等其他添加剂,所述包覆层包括粘结树脂。另外,在通过溶解悬浮法来制造核壳结构的色粉粒子的情况下,包覆层可为包含无机粒子的包覆层。而且,脱模剂也可包含于芯部及包覆层中的至少一者。
若为所述构成的具有核壳结构的色粉粒子,则存在抑制色粉制造及保管等之时色粉的凝聚的倾向。其结果,存在既保持热塑性色粉在低温下对导电箔的粘接性又抑制色粉像的局部的欠缺导致的粘接不良的倾向。
在色粉粒子具有核壳结构的情况下,相对于核粒子中所含的全部粘结树脂,所述核粒子中的结晶性树脂的含量的下限值优选为15质量%以上,更优选为20质量%以上,进而优选为25质量%以上。
在色粉粒子具有核壳结构的情况下,就作为热塑性色粉的充分的带电性的观点及保存稳定性的观点而言,相对于核粒子中所含的全部粘结树脂,所述核粒子中的结晶性树脂的含量的上限值优选为50质量%以下。
作为色粉粒子的体积平均粒径(D50v),优选2μm以上且10μm以下,更优选4μm以上且8μm以下。
色粉粒子的平均粒径是使用库尔特粒度计数仪(Coulter Multisizer)II(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)且电解液是使用伊索通(ISOTON)-II(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)来进行测定。
测定时,作为分散剂,向表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5%水溶液2ml中加入0.5mg以上且50mg以下的测定试样。将其添加至100ml以上且150ml以下的电解液中。
对悬浮有试样的电解液利用超声波分散器进行1分钟分散处理,利用库尔特粒度计数仪II并使用孔径100μm的孔,对2μm以上且60μm以下的范围的粒径的粒子的粒度分布进行测定。另外,取样的粒子数为50000个。
针对以所测定的粒度分布为基础进行分割而得的粒度范围(通道),对体积,自小径侧起描绘累计分布,将累计达到50%的粒径定义为体积平均粒径D50v。
色粉粒子中,相对于所述色粉粒子的总体积,粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率优选为1%以下,更优选为0.7%以下,优选为0.5%以下。
若相对于所述色粉粒子的总体积,粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率为1%以下,则存在抑制在基板上呈线状地形成有色粉像时,色粉像的宽度的不均的倾向。因此,存在所述色粉像之上所形成的导电箔的宽度的不均也得到抑制的倾向。其结果认为:例如在多个配线以窄的间隔(例如1mm间隔)进行排列的情况下,也变得容易抑制在邻接的配线间产生短路。
除所述内容以外,例如在将导电箔压接于基板上所形成的色粉像之上而形成配线时,也存在所述色粉粒子的粒径分布的均匀性容易变高,按压至色粉像的压力的均等性变高的倾向。其结果,认为:抑制在形成于色粉像之上的导电箔中产生偏差,从而变得容易抑制所形成的配线中的断线的发生。
粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率如下求出。
在所述色粉粒子的粒径的测定中,制成以所获得的粒径分布为基础进行分割而得的体积粒度范围的柱状图(histogram)。根据所述柱状图求出相对于所述色粉粒子的总体积而言的16μm以上的色粉粒子的体积比率(累计相对次数)。
作为使相对于所述色粉粒子的总体积,粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率为1%以下的手法,并无特别限定,例如在通过凝聚合一法来制造色粉的情况下,可列举凝聚剂的量的调整、提高凝聚粒子形成工序中的搅拌的均匀性的调整等。在通过溶解悬浮法来制造色粉的情况下,可列举油相分散工序中的无机粒子的量的调整、油相中的固形成分量的调整等。在通过混炼粉碎法来制造色粉的情况下,可列举利用风力分级的调整等。
作为色粉粒子的平均圆形度,优选为0.94以上且1.00以下,更优选为0.95以上且0.98以下。
色粉粒子的平均圆形度是通过(圆当量周长)/(周长)[(具有与粒子像相同的投影面积的圆的周长)/(粒子投影像的周长)]而求出。具体而言,为利用以下的方法所测定的值。
首先,利用对作为测定对象的色粉粒子进行抽吸提取,使其形成扁平的流动,并使其短暂地频闪(strobo)发光,由此以静止图像的形式导入粒子像,并对所述粒子像进行图像解析的流动式粒子像解析装置(希森美康(sysmex)公司制造的FPIA-3000)而求出。然后,将求出平均圆形度时的取样数设为3500个。
另外,在色粉具有外添加剂的情况下,在将作为测定对象的色粉(显影剂)分散至包含表面活性剂的水中后,进行超声波处理,获得除去了外添加剂的色粉粒子。
-粘结树脂-
作为粘结树脂,应用非晶性树脂。
作为非晶性树脂,例如可列举:非晶性聚酯树脂、非晶性乙烯基树脂(例如苯乙烯·丙烯酸树脂等)、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂等公知的非晶性树脂。这些中,就色粉的定影性及充电性的方面而言,优选非晶性聚酯树脂、非晶性乙烯基树脂(尤其是苯乙烯·丙烯酸树脂),更优选非晶性聚酯树脂。
此处,非晶性树脂是指在使用有示差扫描量热测定(differential scanningcalorimetry,DSC)的热分析测定中,仅具有阶段状的吸热变化而非明确的吸热峰值,常温为固体,在玻璃化转变温度以上的温度中进行热塑化的树脂。
另一方面,所谓结晶性树脂,是指在示差扫描量热测定(DSC)中具有明确的吸热峰值而非阶段状的吸热量变化的树脂。
具体而言,例如,结晶性树脂是指以升温速度10℃/min进行测定时的吸热峰值的半宽度为10℃以内,非晶性树脂是指半宽度超过10℃的树脂或未确认到明确的吸热峰值的树脂。
作为非晶性聚酯树脂,例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚体。另外,作为非晶性聚酯树脂,既可使用市售品,也可使用合成的树脂。
作为多元羧酸,例如可列举:脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、丁二酸、烯基丁二酸、己二酸、癸二酸等)、脂环式二羧酸(例如环己烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。这些中,作为多元羧酸,例如优选芳香族二羧酸。
多元羧酸可与二羧酸一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价以上的羧酸,例如可列举:偏苯三酸、均苯四甲酸、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯等。
多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为多元醇,例如可列举:脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇等)、脂环式二醇(例如环己二醇、环己二甲醇、氢化双酚A等)、芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧丙烷加成物等)。这些中,作为多元醇,例如优选芳香族二醇、脂环式二醇,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,可与二醇一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的多元醇。作为三价以上的多元醇,例如可列举:甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。
其中,作为多元醇,不使用双酚A的环氧烷加成物(双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧丙烷加成物、双酚A的环氧乙烷环氧丙烷加成物等),或者即使使用也为少量。具体而言,在使用双酚A的环氧烷加成物的情况下,其使用量以相对于全部多元醇而设为超过0摩尔%且5摩尔%以下为宜。
非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃以上且65℃以下,更优选为55℃以上且64℃以下,更优选为58℃以上且62℃以下。
非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度是根据通过示差扫描量热测定(DSC)而获得的DSC曲线来求出,更具体而言,根据JIS K7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的求出方法中记载的“外插玻璃化转变引发温度”来求出。
非晶性聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选为5000以上且1000000以下,更优选为7000以上且500000以下,进而优选为30000以上且50000以下。
非晶性聚酯树脂的数量平均分子量(Mn)优选为2000以上且100000以下。
非晶性聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5以上且100以下,更优选为2以上且60以下。
非晶性聚酯树脂的重量平均分子量及数量平均分子量是利用凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)来测定。利用GPC的分子量测定是使用东曹制造的GPC·HLC-8120GPC作为测定装置,并使用东曹制造的管柱·TSKgel SuperHM-M(15cm),在THF溶媒下进行。重量平均分子量及数量平均分子量是根据所述测定结果并使用由单分散聚苯乙烯标准试样制成的分子量校准曲线来算出。
非晶性聚酯树脂可利用众所周知的制造方法来获得。具体而言,例如可利用如下的方法来获得:将聚合温度设为180℃以上且230℃以下,视需要将反应系统内减压,去除缩合时产生的水或醇并且进行反应。
另外,当原料的单量体在反应温度下不溶解或不相容时,可加入高沸点的溶剂作为溶解辅助剂来使其溶解。在此情况下,馏去溶解辅助剂并且进行缩聚反应。在存在相容性差的单量体的情况下,可预先使相容性差的单量体与和所述单量体待缩聚的酸或醇进行缩合后与主成分一起进行缩聚。
非晶性聚酯树脂的含量以在全部粘结树脂中所占的比例计,优选为60质量%以上且98质量%以下,更优选为70质量%以上且98质量%以下,进而优选为80质量%以上且98质量%以下。
此处,以与非晶性树脂一同并用结晶性树脂为宜。
作为结晶性树脂,可列举结晶性聚酯树脂、结晶性乙烯基树脂(例如,聚亚烷基树脂、(甲基)丙烯酸长链烷基酯树脂等)公知的结晶性树脂。这些中,就容易将热塑性色粉的加热下的流动开始温度及1/2下降温度控制为所述范围内的观点而言,优选为结晶性聚酯树脂。
结晶性聚酯树脂例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚体。另外,作为结晶性聚酯树脂,既可使用市售品,也可使用合成的树脂。
此处,为了容易形成结晶结构,结晶性聚酯树脂优选为使用有具有直链状脂肪族的聚合性单量体而非具有芳香族的聚合性单量体的缩聚体。
作为多元羧酸,例如可列举:脂肪族二羧酸(例如草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸等二元酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。
作为多元羧酸,可与二羧酸一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价的羧酸,例如可列举:芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三羧酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。
作为多元羧酸,可与这些二羧酸一同并用具有磺酸基的二羧酸、具有乙烯性双键的二羧酸。
多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为多元醇,例如可列举脂肪族二醇(例如,主链部分的碳数为7以上且20以下的直链型脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如可列举:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷癸二醇(1,14-eicosane decanediol)等。这些中,作为脂肪族二醇,优选:1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇。
多元醇可与二醇一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的醇。作为三价以上的醇,例如可列举:甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。
此处,多元醇以使脂肪族二醇的含量为80摩尔%以上为宜,优选为90摩尔%以上。
作为非晶性树脂与结晶性树脂的并用,优选包含并用非晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂者。
若粘结树脂包含非晶性聚酯树脂及结晶性聚酯树脂,则例如在将色粉粒子设为核壳结构的情况下,存在容易调整结晶性树脂的部位与非晶性树脂的部位的相容性及熔点的倾向。其结果,存在热塑性色粉具有在狭小的温度范围内粘度下降而熔解的性质(急剧熔融(sharp melt)性),而热塑性色粉在低温下对导电箔的粘接性提升的倾向。
结晶性聚酯树脂的熔解温度优选为50℃以上且95℃以下,更优选为55℃以上且90℃以下,进而优选为60℃以上且85℃以下。
结晶性聚酯树脂的熔解温度是根据通过示差扫描量热测定(DSC)而获得的DSC曲线,根据JIS K7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出
就耐热性及保管性的观点而言,非晶性树脂的玻璃化转变温度的下限值优选为50℃以上,更优选为55℃以上,进而优选为58℃以上。
就与通常的热塑性色粉相比降低流动开始温度,使利用导电箔的配线与色粉定影像并存的观点而言,非晶性树脂的玻璃化转变温度的上限值优选为65℃以下,更优选为64℃以下,进而优选为62℃以下。
非晶性树脂的玻璃化转变温度是以与非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度同样的方式求出。
结晶性树脂的熔解温度优选为50℃以上且95℃以下,更优选为55℃以上且90℃以下,进而优选为60℃以上且85℃以下。
结晶性树脂的熔解温度是以与结晶性聚酯树脂的熔解温度同样的方式求出。
通常,在使用呈现如上所述的熔融举动的热塑性色粉的情况下,有时会发生色粉像附着于装置中的定影构件等的现象(以下,称为“偏移(offset)”),但认为在本实施方式的配线基板的制造方法中,所述偏移的发生因导电箔的存在而得到抑制。
结晶性聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选为6,000以上且35,000以下。
结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯树脂同样地,通过众所周知的制造方法而获得。
结晶性树脂(优选为结晶性聚酯树脂)的含量优选相对于热塑性色粉的总量而为3质量%以上且20质量%以下,更优选为5质量%以上且15质量%以下。
作为粘结树脂,可并用非晶性聚酯树脂及结晶性树脂以外的其他粘结树脂。其中,其他粘结树脂的含量优选以在总粘结树脂中所占的比例计而为10质量%以下。
作为粘结树脂的含量,例如相对于色粉粒子整体而言,优选为40质量%以上且95质量%以下,更优选为50质量%以上且90质量%以下,进而优选为60质量%以上且85质量%以下。
-着色剂-
作为着色剂,例如可列举:碳黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、伍尔坎橙(vulcan orange)、沃丘格红(watchung red)、永久红、亮胭脂红3B、亮胭脂红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索尔红、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红(rose bengal)、苯胺蓝、群青蓝(ultramarine blue)、卡尔科油蓝(calco oilblue)、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐等各种颜料,或者吖啶系、呫吨系、偶氮系、苯醌系、吖嗪系、蒽醌系、硫靛蓝系、二恶嗪系、噻嗪系、偶氮甲碱系、靛蓝系、酞菁系、苯胺黑系、聚次甲基系、三苯基甲烷系、二苯基甲烷系、噻唑系等各种染料等。
着色剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
关于着色剂,可视需要使用经表面处理的着色剂,也可与分散剂并用。而且,也可并用多种着色剂。
作为着色剂的含量,例如相对于色粉粒子整体,优选为1质量%以上且30质量%以下,更优选为3质量%以上且15质量%以下。
-脱模剂-
作为脱模剂,例如可列举:烃系蜡;巴西棕榈蜡、米蜡、小烛树蜡等天然蜡;褐煤蜡等合成或矿物·石油系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯系蜡等。脱模剂并不限定于此。
脱模剂的熔解温度优选为50℃以上且110℃以下,更优选为60℃以上且100℃以下。
另外,熔解温度是根据通过示差扫描量热测定(DSC)而获得的DSC曲线,根据JISK7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出。
作为脱模剂的含量,例如相对于色粉粒子整体,优选为1质量%以上且20质量%以下,更优选为5质量%以上且15质量%以下。
-其他添加剂-
作为其他添加剂,例如可列举:磁性体、电荷控制剂、无机粉体等众所周知的添加剂。这些添加剂作为内添加剂而包含于色粉粒子中。
(外添加剂)
作为外添加剂,例如可列举无机粒子。作为所述无机粒子,可列举:SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等。
关于作为外添加剂的无机粒子的表面,以实施疏水化处理为宜。疏水化处理例如是将无机粒子浸渍于疏水化处理剂中等进行。疏水化处理剂并无特别限制,例如可列举:硅烷系偶合剂、硅酮油、钛酸酯系偶合剂、铝系偶合剂等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为疏水化处理剂的量,通常,例如相对于无机粒子100质量份而为1质量份以上且10质量份以下。
作为外添加剂,也可列举:树脂粒子(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、三聚氰胺树脂等的树脂粒子)、清洁活化剂(例如,硬脂酸锌所代表的高级脂肪酸的金属盐、氟系高分子量体的粒子)等。
作为外添加剂的外添加量,例如相对于色粉粒子,优选为0.01质量%以上且5质量%以下,更优选为0.01质量%以上且2.0质量%以下。
(色粉的制造方法)
其次,对本实施方式的色粉的制造方法进行说明。
本实施方式的色粉通过在制造色粉粒子后,对色粉粒子外添加有外添加剂来获得。
色粉粒子可利用干式制法(例如,混炼粉碎法等)、湿式制法(例如,凝聚合一法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)的任一方法来制造。色粉粒子的制法并不特别限制于这些制法,可采用众所周知的制法。
这些中,以利用凝聚合一法来获得色粉粒子为宜。
具体而言,例如在利用凝聚合一法来制造色粉粒子的情况下,经过以下工序来制造色粉粒子:
准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液的工序(树脂粒子分散液准备工序);在树脂粒子分散液中(视需要将其他粒子分散液混合后的分散液中),使树脂粒子(视需要其他粒子)凝聚而形成凝聚粒子的工序(凝聚粒子形成工序);以及对分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液进行加热,使凝聚粒子融合·合一而形成色粉粒子的工序(融合·合一工序)。
在利用溶解悬浮法来制造色粉粒子的情况下,也可经过将成为壳层的无机粒子分散在油相中的油相分散工序来制造核壳结构的色粉粒子。
在利用混炼粉碎法来制造色粉粒子的情况下,也可经过通过风力分级对粉碎物进行分级的工序来制造色粉粒子。
以下,对凝聚合一法中的各工序的详情进行说明。
另外,在以下的说明中,对获得包含着色剂及脱模剂的色粉粒子的方法进行说明,但着色剂、脱模剂为视需要使用者。当然,也可使用着色剂、脱模剂以外的其他添加剂。
-树脂粒子分散液准备工序-
首先,准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液、以及例如分散有着色剂粒子的着色剂粒子分散液、分散有脱模剂粒子的脱模剂粒子分散液。
此处,树脂粒子分散液例如通过利用表面活性剂使树脂粒子分散于分散介质中来制备。
作为用于树脂粒子分散液中的分散介质,例如可列举水系介质。
作为水系介质,例如可列举:蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为表面活性剂,例如可列举:硫酸酯盐系、磺酸盐系、磷酸酯系、皂系等阴离子表面活性剂;胺盐型、四级铵盐型等阳离子表面活性剂;聚乙二醇系、烷基苯酚环氧乙烷加成物系、多元醇系等非离子系表面活性剂等。这些中尤其是可列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂可与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂并用。
表面活性剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
在树脂粒子分散液中,作为将树脂粒子分散于分散介质中的方法,例如可列举:旋转剪切型均质机、或具有介质的球磨机、砂磨机、戴诺磨机(dyno mill)等一般的分散方法。而且,可根据树脂粒子的种类,例如利用转相乳化法来使树脂粒子分散于树脂粒子分散液中。
另外,所谓转相乳化法,为如下方法:使应分散的树脂溶解于可溶所述树脂的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱并中和后,投入水系介质(W相),由此进行自W/O向O/W的树脂的转换(所谓转相)而进行不连续相化,从而将树脂以粒子状分散于水系介质中。
作为分散于树脂粒子分散液中的树脂粒子的体积平均粒径,例如优选为0.01μm以上且1μm以下,更优选为0.08μm以上且0.8μm以下,进而优选为0.1μm以上且0.6μm以下。
另外,树脂粒子的体积平均粒径是使用通过激光衍射式粒度分布测定装置(例如,堀场制作所制造,LA-700)的测定而获得的粒度分布,针对经分割的粒度范围(通道),对体积,自小粒径侧起绘制累计分布,将相对于总粒子而累计达到50%的粒径作为体积平均粒径D50v来进行测定。另外,对其他分散液中的粒子的体积平均粒径也同样地进行测定。
作为树脂粒子分散液中所含的树脂粒子的含量,例如优选为5质量%以上且50质量%以下,更优选为10质量%以上且40质量%以下。
另外,与树脂粒子分散液同样地,例如也制备着色剂粒子分散液、脱模剂粒子分散液。即,关于树脂粒子分散液中的粒子的体积平均粒径、分散介质、分散方法、及粒子的含量,分散于着色剂粒子分散液中的着色剂粒子、及分散于脱模剂粒子分散液中的脱模剂粒子也相同。
-凝聚粒子形成工序-
其次,将树脂粒子分散液、以及着色剂粒子分散液、及脱模剂粒子分散液混合。
然后,在混合分散液中使树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子进行异质凝聚,从而形成具有与目标色粉粒子直径接近的直径、且包含树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子的凝聚粒子。
具体而言,例如将凝聚剂添加至混合分散液中,并且将混合分散液的pH值调整为酸性(例如pH为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂,之后,加热至树脂粒子的玻璃化转变温度的温度(具体而言,例如为树脂粒子的玻璃化转变温度-30℃以上且玻璃化转变温度-10℃以下)的温度,使分散于混合分散液中的粒子进行凝聚来形成凝聚粒子。
在凝聚粒子形成工序中,例如也可在对于混合分散液,利用旋转剪切型均质机在搅拌下、室温(例如25℃)下添加所述凝聚剂,将混合分散液的pH值调整为酸性(例如pH为2以上且5以下),并视需要添加分散稳定剂后,进行所述加热。
作为凝聚剂,例如可列举:与用作添加于混合分散液中的分散剂的表面活性剂为相反极性的表面活性剂、无机金属盐、二价以上的金属络合物。尤其是在使用金属络合物作为凝聚剂的情况下,可减少表面活性剂的使用量,提高带电特性。
可视需要使用形成凝聚剂的金属离子与络合物或者类似的键的添加剂。作为所述添加剂,可优选地使用螯合剂。
作为无机金属盐,例如可列举:氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐,以及聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合体等。
作为螯合剂,可使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可列举:酒石酸、柠檬酸、葡糖酸等羟基羧酸;亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid,IDA)、次氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid,NTA)、乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)等。
作为螯合剂的添加量,例如相对于树脂粒子100质量份,优选为0.01质量份以上且5.0质量份以下,更优选为0.1质量份以上且不足3.0质量份。
-融合·合一工序-
其次,针对分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液,加热至例如树脂粒子的玻璃化转变温度以上(例如比树脂粒子的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度以上),使凝聚粒子进行融合·合一,从而形成色粉粒子。
经过以上的工序,获得色粉粒子。
另外,也可经过以下工序来制造色粉粒子:在获得分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液后,进而将所述凝聚粒子分散液、与分散有树脂粒子的树脂粒子分散液混合,以在凝聚粒子的表面进而附着树脂粒子的方式进行凝聚,而形成第2凝聚粒子的工序;以及对分散有第2凝聚粒子的第2凝聚粒子分散液进行加热,使第2凝聚粒子融合·合一而形成核/壳结构的色粉粒子的工序。
此处,在融合·合一工序结束后,使溶液中所形成的色粉粒子经过公知的清洗工序、固液分离工序、及干燥工序,从而获得干燥状态的色粉粒子。
就带电性的方面而言,清洗工序以充分地实施利用离子交换水的置换清洗为宜。而且,固液分离工序虽并无特别限制,但就生产性的方面而言,以实施抽吸过滤、加压过滤等为宜。而且,干燥工序中的方法也并无特别限制,但就生产性的方面而言,以实施冷冻干燥、气流干燥、流动干燥、振动型流动干燥等为宜。
并且,本实施方式的色粉例如可通过向所获得的干燥状态的色粉粒子中添加外添加剂并加以混合来制造。混合例如可利用V型搅拌器、亨舍尔混合机、罗地格混合机(loedige mixer)等进行。进而,也可视需要使用振动筛分机、风力筛分机等来去除色粉的粗大粒子。
[导电箔]
对导电箔进行说明。
就形成电阻稳定性优异的配线的观点而言,导电箔的厚度的下限值为0.1μm以上,优选为0.2μm以上,更优选为0.3μm以上。
就形成电阻稳定性优异的配线的观点而言,导电箔的厚度的上限值为2μm以下,优选为1.5μm以下,更优选为1.0μm以下。
图2是示出了本实施方式的带导电箔的薄膜的层构成的一例的概略构成图。
带导电箔的薄膜100形成为薄膜状,包括作为薄膜基材的一例的基材100a、脱模层100b及导电箔100c。在带导电箔的薄膜100中,从图中下侧起依次层叠有基材100a、脱模层100b、导电箔100c。
基材100a成为脱模层100b及导电箔100c的支撑体。作为基材100a,例如可列举树脂制片材、树脂制薄膜等。作为所述树脂,例如可列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate,PEN)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚醚砜、聚酰亚胺等非氟系树脂;硅酮系树脂;间规聚苯乙烯(Syndiotactic polystyrene)树脂等。基材100a既可为单层结构,也可为多层结构。
脱模层100b是具有确保导电箔100c自基材100a的剥离性的功能的层。作为脱模层100b中所使用的材料,例如可列举:对热硬化性树脂、紫外线硬化性树脂或电子束硬化性树脂添加蜡(wax)而成者。作为热硬化性树脂例如可列举使用三聚氰胺或异氰酸酯作为硬化剂的树脂。作为紫外线硬化性树脂及电子束硬化性树脂,例如可列举含有丙烯酸酯或环氧树脂的树脂。作为蜡,可列举氟系的单体、硅系的单体、氟系的聚合物、硅系的聚合物等。脱模层100b中所使用的材料既可单独使用一种,也可并用两种以上。而且,在基材100a自身具有脱模性的情况下,带导电箔的薄膜100也可不具有脱模层100b。
导电箔100c具有包含金属材料的金属层,具有导电性。
金属层例如可通过使用金属材料的蒸镀法、溅镀法、离子镀法、涂布法等来形成,但就抑制氧化等的影响的观点以及提高配线的导电率的观点而言,优选通过蒸镀法来形成。作为金属材料,例如可列举:铝、锡、银、铬镍、金、镍-铬-铁合金、青铜、铝制铜等。而且,除了金属材料以外,也可包含碳黑等具有导电性的材料。
此处,带导电箔的薄膜100也可为在将导电箔100c转印至导电箔用色粉像时基材100a与脱模层100b进行剥离的薄膜(即,为将脱模层100b与导电箔100c一起也转印至导电箔用色粉像上的薄膜)。而且,带导电箔的薄膜100也可为脱模层100b与导电箔100c进行剥离的薄膜(即,仅将导电箔100c转印至导电箔用色粉像上的薄膜)。例如,就形成表面为导电性的配线的观点而言,带导电箔的薄膜100优选为脱模层100b与导电箔100c进行剥离的薄膜。
[配线形成部]
对配线形成部80进行说明。
在配线形成部,通过在导电箔用色粉像之上形成导电箔,对导电箔用色粉像及导电箔至少赋予热,而形成包括导电箔的配线。
图3是表示本实施方式的配线基板制造装置中的配线形成部80的构成的一例的概略构成图。
配线形成部80对一体形成的长条状的带导电箔的薄膜100进行保持。并且,将带导电箔的薄膜100压接至用纸P上的导电箔用色粉像。所述长条状的带导电箔的薄膜100的宽度方向(图中为进深方向)上的长度可比用纸P的宽度方向上的长度大。
配线形成部80包括:供给辊81,将带导电箔的薄膜100卷绕为辊状,并对所述带导电箔的薄膜100进行供给;以及卷取辊82,将带导电箔的薄膜100卷取成辊状。而且,配线形成部80包括:箔转印辊83,对带导电箔的薄膜100进行张挂,并将带导电箔的薄膜100转印至用纸P上的导电箔用色粉像;以及相向辊84,经由带导电箔的薄膜100而与箔转印辊83相向。
箔转印辊83设于供给辊81与卷取辊82之间,并且设于比起带导电箔的薄膜100中的导电箔100c(参照图2),更靠基材100a的一侧。箔转印辊83与相向辊84彼此按压。此时,相向辊84具有加热源(未图示),对导电箔用色粉像及导电箔赋予热。
箔转印辊83接受来自未图示的驱动马达的旋转驱动力而围绕图中逆时针方向旋转。并且,在与相向辊84之间,将带导电箔的薄膜100压接至用纸P上的导电箔用色粉像。此时,箔转印辊83也可将带导电箔的薄膜100压接至比用纸P的宽度方向上的长度更广的区域。
[配线基板的制造方法]
针对配线基板的制造方法,对详细的工序进行说明。
本实施方式的配线基板的制造方法包括:准备工序,准备形成有热塑性色粉的色粉像的基板;以及配线形成工序,在形成于所述基板之上的所述色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且0.2μm以下的导电箔,之后,对所述色粉像及所述导电箔至少赋予热,形成由所述导电箔构成的配线。本实施方式的配线基板的制造方法也可包括其他工序。
(准备工序)
在准备工序中,准备形成有热塑性色粉的色粉像的基板。
作为基板,并无特别限制,可应用公知的基板。例如,可列举电子照相方式的复印机、打印机等中所使用的纸、OHP片材等,例如可使用利用树脂等对普通纸的表面进行涂布而成的涂布纸、印刷用的铜版纸等记录介质;硅基板等半导体基板;玻璃基板;石英基板;不锈钢基板;塑料基板等。
对基板形成热塑性色粉的色粉像的方法,并无特别限制,可适当应用公知的手法。基板例如可使用预先形成有热塑性色粉的色粉像的基板。例如,可使用如下基板:使用前述的配线基板制造装置等而分别形成有利用热塑性色粉的引导用的图像及导电箔用的色粉像的基板。
(配线形成工序)
在配线形成工序中,通过在形成于基板之上的色粉像之上,形成厚度0.1μm以上且2μm以下的导电箔,之后,对色粉像及导电箔至少赋予热,而形成包括导电箔的配线。
作为赋予至色粉像及导电箔的热的温度,就获得电阻稳定性更高的配线基板的观点而言,优选为50℃以上且130℃以下,更优选为60℃以上且120℃以下,进而优选为65℃以上且115℃以下。
在配线形成工序中,也可在对色粉像及导电箔至少赋予热时,视需要进而赋予压力,来形成包括导电箔的配线。
在配线形成工序中,在对色粉像及导电箔赋予压力的情况下,就抑制基材中产生褶皱等基材劣化的观点而言,作为所赋予的压力,优选为0.05MPa以上且5MPa以下,更优选为0.1MPa以上且1MPa以下,进而优选为0.2MPa以上且0.8MPa以下。
在所述内容之中,就获得电阻稳定性更高的配线基板的观点而言,优选在配线形成工序中,通过对色粉像及导电箔赋予60℃以上的热及1MPa以下的压力而形成包括导电箔的配线。
作为在色粉像之上形成导电箔的手法,并无特别限定,可将形成于薄膜基材上的导电箔转印至色粉像之上来形成导电箔,也可将多个粉状的导电箔转印至色粉像之上来形成导电箔。
在所述内容之中,就获得电阻稳定性更高的配线基板的观点而言,优选在配线形成工序中,通过将形成于薄膜基材上的所述导电箔转印至所述色粉像之上,而形成由所述导电箔构成且表面为导电性的配线。
作为使用带导电箔的薄膜在色粉像之上形成导电箔的形成方法,可列举使用用于热压成形(烫印(hot stamp))、不使用热的压制成形(冷镦(cold stamp))等中的金属蒸镀模型等的方法。另外,在应用所述冷镦的情况下,通过对冷镦后的色粉像及导电箔赋予热而形成包括导电箔的配线。
所谓金属蒸镀模型,是指在薄膜基材上设置金、银、铜、铝等蒸镀层(优选为铝)而成者。金属蒸镀模型也可在基材与金属蒸镀层之间设置薄的脱模层。
(配线基板的制造方法的示例)
以下,一面参照附图一面对配线基板的制造方法的详情进行说明。
图4是表示本实施方式的配线基板的制造方法的一例的流程图。
配线基板制造装置1(参照图1)中的引导用图像形成部10通过二次转印区域23而对用纸P形成引导用热定影色粉像(步骤S101:引导用热定影色粉像形成工序)。其次,定影单元60对形成有引导用热定影色粉像的用纸P进行热定影处理,使引导用热定影色粉像定影于用纸P(步骤S102:引导用热定影色粉像的热定影工序)。也可视需要省略所述S101及S102。而且,也可使用预先形成有引导用热定影色粉的图像的基板。
用纸P被沿着搬运路径搬运至导电箔用色粉像形成部70。在导电箔用色粉像形成部70中,在用纸P之上形成热塑性色粉的导电箔用色粉像(步骤S103:导电箔用色粉像形成工序)。另外,导电箔用色粉像形成工序可理解为准备形成有导电箔用色粉像的基板的准备工序。
形成有导电箔用色粉像的用纸P被搬运至配线形成部80。当用纸P进入至箔转印辊83(参照图3)与相向辊84之间时,箔转印辊83以70℃以下的温度将带导电箔的薄膜100压接至用纸P。形成于用纸P的色粉像因压接于带导电箔的薄膜100并被加热而粘度下降,从而粘接于带导电箔的薄膜100的导电箔100c(参照图2)。然后,使与导电箔用色粉像重叠的带导电箔的薄膜100中的导电箔100c自基材100a剥离。由此,针对用纸P在色粉像之上形成带导电箔的薄膜100(带带导电箔的薄膜100中的导电箔100c)(步骤S104:导电箔形成工序)。
另外,将配线形成部80所保持的带导电箔的薄膜100中通过剥离导电箔100c而残存的基材100a、脱模层100b以及带导电箔的薄膜100中未形成于用纸P的部分卷取至卷取辊82。通过以上的工序,获得形成有表面为导电性的配线的配线基板。
另外,也可对所获得的配线基板安装半导体元件(安装工序)。即,可制成设置有安装半导体元件的元件安装部300(安装装置)的集成电路的制造装置。
作为将半导体元件安装于配线基板的方法,并无特别限定,例如可列举在使半导体元件的端子接触配线基板的配线的状态下,使用具有导电性的订合针(staple)的订合机(stapler)将所述端子安装于配线的方法。而且例如可列举:使用具有常温固化型的导电性粘接剂或导电性的焊料的焊烙铁将半导体元件的端子焊接于配线的方法。
作为半导体元件,并无特别限定,例如可列举:二极管、晶体管、晶闸管(thyristor)等。
通过以上的工序,获得对配线基板安装半导体元件而成的集成电路。
在使用配线基板制造装置1对安装有半导体元件的基板形成导电箔用色粉像或导电箔100c的情况下,有可能在利用配线基板制造装置1对所述基板实施加热或加压的过程中损伤到半导体元件。而且,在对安装有半导体元件的基板形成导电箔100c的情况下,当在基板中安装有半导体元件的部分与未安装的部分之间产生了阶差时,变得不易在所述阶差的部分形成导电箔100c。
相对于此,在本实施方式中,是对形成有配线的基板安装半导体元件。在此情况下,可抑制半导体元件因配线基板制造装置1而受到损伤。而且,变得容易对基板形成导电箔100c。
而且,在本实施方式中,在导电箔形成工序中,通过将形成为一体的薄膜状的带导电箔的薄膜100压接于用纸P并进行按压,而在用纸P的导电箔用色粉像之上形成导电箔100c。
在此情况下,与将分别单独形成的多个箔形成于用纸P的情况相比,可抑制在用纸P的导电箔用色粉像之上产生未形成导电箔的部分。
在使用有图3所示的配线形成部80的配线形成工序中,是通过将一体形成的带导电箔的薄膜100压接于用纸P,而在形成于用纸P之上的导电箔用色粉像之上形成作为配线的导电箔100c,但本实施方式的配线形成工序并不限定于所述工序例。
其次,对配线形成部90进行说明。
图5是表示本实施方式的配线基板制造装置中的配线形成部90的构成的一例的概略构成图。
配线形成部90通过在用纸P的导电箔用色粉像之上形成多个粉状的导电箔110来制造配线基板。
图5所示的导电箔110中包含金属粉。作为金属粉例如可列举:金粉、银粉、铝粉、锡粉、铬粉、镍粉、青铜粉等。
配线形成部90包括对导电箔110进行保持的保持辊91、将导电箔110转印至用纸P的导电箔用色粉像之上的导电箔转印辊92、以及与导电箔转印辊92相向的相向辊93。
保持辊91的表面具有吸附性。作为具有吸附性的材料,例如可列举:硅橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁腈橡胶等。作为保持辊91,也可使用硅辊或氨基甲酸酯辊。
保持辊91保持着多个导电箔110进行旋转。具体而言,保持辊91一面将自对多个导电箔110进行收容的盒(cartridge)(未图示)供给的导电箔110吸附于表面来进行保持,一面围绕图中顺时针方向进行旋转。保持辊91中吸附导电箔110的区域中的宽度方向(图中为进深方向)上的长度可比用纸P的宽度方向上的长度大。
导电箔转印辊92表面具有吸附性。作为具有吸附性的材料,例如可列举:硅橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁腈橡胶等。作为导电箔转印辊92,也可使用硅辊或氨基甲酸酯辊。而且,导电箔转印辊92中表面的吸附力比保持辊91中表面的吸附力大。
导电箔转印辊92围绕图中逆时针方向进行旋转。导电箔转印辊92与保持辊91彼此按压,保持辊91通过所述按压部T而对导电箔转印辊92供给导电箔110。导电箔转印辊92中被供给导电箔110的区域中的宽度方向(图中为进深方向)上的长度可比用纸P的宽度方向上的长度大。
在配线形成部90中,也与配线形成部80同样地,在对用纸P形成导电箔用色粉像后,在形成所述用纸P上的色粉像之上形成导电箔110。
在由导电箔用色粉像形成单元71(参照图1)形成导电箔用色粉像后,将用纸P搬运至配线形成部90。当用纸P进入至导电箔转印辊92与相向辊93之间时,导电箔转印辊92以70℃以下的温度将多个粉状的导电箔110压接至用纸P。此时,相向辊93具有加热源(未图示),对色粉像及导电箔赋予热。由此,导电箔转印辊92向用纸P压接的多个导电箔110中,与导电箔用色粉像重叠的导电箔110与导电箔用色粉像粘接,从而在用纸P的导电箔用色粉像之上形成导电箔110。导电箔转印辊92向用纸P压接的多个导电箔110中未形成于用纸P的导电箔110在这之后也被保持于导电箔转印辊92。
另外,导电箔转印辊92也可将导电箔110压接于比用纸P的宽度方向上的长度更广的区域。
在使用配线形成部90将多个粉状的导电箔110形成于用纸P的构成中,与使用图2所示的配线形成部80将一体形成的带导电箔的薄膜100形成于用纸P的导电箔用色粉像之上的构成相比,未形成于导电箔用色粉像之上的导电箔中,用于接下来的导电箔的形成中的箔的量变多。
例如,在像图2所示的导电箔的层构成那样,将一体形成的带导电箔的薄膜100形成于用纸P上的情况下,配线保持部80所保持的带导电箔的薄膜100中未残留导电箔100c的部分不被用于接下来的导电箔形成中。而且,未残留导电箔100c的部分的周边部(残留有导电箔100c的部分)也不被用于接下来的导电箔形成中。
相对于此,在像使用图5所示的配线形成部90的示例那样,将分别单独形成的多个导电箔110形成于用纸P的导电箔用色粉像之上的情况下,导电箔转印辊92所保持的导电箔110中未形成于用纸P的导电箔用色粉像之上的导电箔110被继续保持于导电箔转印辊92,并被用于接下来的导电箔的形成中。在此情况下,接下来的导电箔的形成中所使用的导电箔110的量变多。
另外,在本实施方式中,对使用用纸P作为基板的示例进行了说明,但作为基板,只要为接下来可形成导电箔者或可安装半导体元件者,则并无特别限定。例如,也可使用树脂制片材或树脂制薄膜作为基板。
而且,在本实施方式中,对配线基板制造装置1设有导电箔用色粉像形成部70及配线形成部80,但并不限定于此。例如也可采用独立于配线基板制造装置1,而设置具有导电箔用色粉像形成部及配线形成部的导电箔形成装置的构成。在此情况下,首先,使用配线基板制造装置对基板形成引导用热定影色粉像。继而,将形成有引导用热定影色粉像的基板自配线基板制造装置中取出,使用导电箔用色粉像形成部,对所述基板形成导电箔用色粉像。并且,也可在使用配线形成部对形成有导电箔用色粉像的基板压接导电箔后,对导电箔形成用色粉及导电箔赋予热,来形成配线。而且,也可将导电箔用色粉像形成部及配线形成部分别设于不同的装置。而且,也可不对基板形成引导用热定影色粉像,而形成导电箔用色粉像,并在所述导电箔用色粉像之上形成导电箔。
实施例
以下,基于实施例进而对本发明进行详细的说明,但本发明并不受下述实施例限定。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理顺序等可在不脱离本实施方式的主旨的范围内进行适当变更。另外,只要无特别说明,“份”是指“质量份”。
-树脂的合成例-
[非晶性聚酯树脂:A1的合成]
·双酚A环氧乙烷加成物:150份
·双酚A环氧丙烷加成物:250份
·对苯二甲酸:100份
·四丙烯基琥珀酸酐:130份
·偏苯三酸:15份
在具有搅拌器、温度计、冷凝器及氮气导入管的反应容器中,投入所述单体成分,并利用干燥氮气对反应容器中进行置换,之后,投入相对于所述单体成分的合计量而为0.3%的二辛酸锡。在氮气气流下花费1小时将温度升温至235℃,反应3小时,将反应容器内减压至10.0mmHg,进行搅拌反应,在成为所求的分子量的时间点结束反应。所获得的非晶性聚酯树脂A1的玻璃化转变温度为60℃,重量平均分子量为45000。
[非晶性聚酯树脂:A2的合成]
·双酚A环氧乙烷加成物:30份
·双酚A环氧丙烷加成物:270份
·对苯二甲酸:60份
·富马酸:40份
·四丙烯基琥珀酸酐:40份
除将单体成分设为所述内容以外,以与非晶性聚酯树脂A1同样的方式获得非晶性聚酯树脂A2。所获得的非晶性聚酯树脂A2的玻璃化转变温度为63℃,重量平均分子量为21000。
[非晶性聚酯树脂:A3的合成]
·双酚A环氧乙烷加成物:240份
·双酚A环氧丙烷加成物:260份
·对苯二甲酸:150份
·偏苯三酸:15份
·四丙烯基琥珀酸酐:120份
除将单体成分设为所述内容以外,以与非晶性聚酯树脂A1同样的方式获得非晶性聚酯树脂A3。所获得的非晶性聚酯树脂A3的玻璃化转变温度为59℃,重量平均分子量为28000。
[非晶性聚酯树脂:A4的合成]
·双酚A环氧乙烷加成物:210份
·双酚A环氧丙烷加成物:230份
·对苯二甲酸:30份
·富马酸:135份
除将单体成分设为所述内容以外,以与非晶性聚酯树脂A1同样的方式获得非晶性聚酯树脂A4。所获得的非晶性聚酯树脂A4的玻璃化转变温度为61℃,重量平均分子量为19000。
[结晶性聚酯树脂:C1的合成]
·1,10-癸烷二羧酸:350份
·1,6-己二醇:170份
在具有搅拌器、温度计、冷凝器及氮气导入管的反应容器中,投入所述单体成分,并利用干燥氮气对反应容器中进行置换,之后,投入相对于所述单体成分100份而为0.3份的二辛酸锡。在氮气气流下,以160℃进行3小时搅拌反应,之后进而花费1.5小时将温度升温至180℃,将反应容器内减压至3kPa,在成为所期望的分子量的时间点结束反应,获得结晶性聚酯树脂C1。所获得的结晶性聚酯树脂C1的熔解温度为73℃,重量平均分子量为26000。
[结晶性聚酯树脂:C2的合成]
·1,10-癸烷二羧酸:350份
·1,9-壬二醇:240份
除将单体成分设为所述内容以外,以与结晶性聚酯树脂C1同样的方式获得结晶性聚酯树脂C2。所获得的结晶性聚酯树脂C2的熔解温度为78℃,重量平均分子量为34000。
[结晶性聚酯树脂:C3的合成]
·1,10-癸烷二羧酸:350份
·1,4-丁二醇:130份
除将单体成分设为所述内容以外,以与结晶性聚酯树脂C1同样的方式获得结晶性聚酯树脂C3。所获得的结晶性聚酯树脂C3的熔解温度为68℃,重量平均分子量为22000。
-分散液的制备准备-
[非晶性聚酯树脂分散液:A1-1的制备]
·非晶性聚酯树脂1(A1):100份
·甲基乙基酮:60份
·异丙醇:10份
在具有搅拌机的反应容器中投入所述成分,以60℃使其溶解。在确认到溶解后,将反应容器冷却至35℃,之后添加10%氨水溶液3.5份。继而,将离子交换水300份花3小时滴加至反应容器中,制成聚酯树脂分散液。继而,利用蒸发器除去甲基乙基酮以及异丙醇,获得非晶性聚酯树脂分散液A1-1。
[非晶性聚酯树脂分散液:A2-1的制备]
将所使用的树脂设为非晶性聚酯树脂(A2),除此以外,以与非晶性聚酯树脂分散液A1-1同样的方式获得非晶性聚酯树脂分散液A2-1。
[非晶性聚酯树脂分散液:A3-1的制备]
将所使用的树脂设为非晶性聚酯树脂(A3),除此以外,以与非晶性聚酯树脂分散液A1-1同样的方式获得非晶性聚酯树脂分散液A3-1。
[非晶性聚酯树脂分散液:A4-1的制备]
将所使用的树脂设为非晶性聚酯树脂(A4),除此以外,以与非晶性聚酯树脂分散液A1-1同样的方式获得非晶性聚酯树脂分散液A4-1。
[结晶性聚酯树脂分散液:C1-1的制备]
·结晶性聚酯树脂(C1):100份
·甲基乙基酮:60份
·异丙醇:15份
在具有搅拌机的反应容器中投入所述成分,以65℃使其溶解。在确认到溶解后,将反应容器冷却至60℃,之后添加10%氨水溶液5份。继而,将离子交换水300份花3小时滴加至反应容器中,制成聚酯树脂分散液。继而,利用蒸发器除去甲基乙基酮以及异丙醇,获得结晶性聚酯树脂分散液C1-1。
[结晶性聚酯树脂分散液:C2-1的制备]
将所使用的树脂设为结晶性聚酯树脂(C2),除此以外,以与结晶性聚酯树脂分散液C1-1同样的方式获得结晶性聚酯树脂分散液C2-1。
[结晶性聚酯树脂分散液:C3-1的制备]
将所使用的树脂设为结晶性聚酯树脂(C3),除此以外,以与结晶性聚酯树脂分散液C1-1同样的方式获得结晶性聚酯树脂分散液C3-1。
[脱模剂分散液的制备]
在对下述成分进行混合,并利用压力喷出型均质机(高林(Gaulin)公司制造,高林(Gaulin)均质机),以内液温度120℃将脱模剂溶解后,以分散压力5MPa进行120分钟,继而以40MPa进行360分钟的分散处理,并进行冷却,获得脱模剂分散液。所述脱模剂分散液中的粒子的体积平均粒径D50v为210nm。之后,加入离子交换水,以固形成分浓度成为20.0%的方式进行制备。
·烃系蜡(日本精蜡(股)公司制造,商品名:FNP0090,熔解温度Tw=90.2℃):270份
·阴离子表面活性剂(帝化(Tayca)(股)公司制造,帝化能量(Tayca Power)BN2060,有效成分量:60%):13.5份(有效成分相对于脱模剂而为3.0%)
·离子交换水:700份
[实施例1]
(色粉粒子1的制造)
在将下述称量的各分散液投入至圆形不锈钢制烧瓶后,以固形成分浓度成为12.5%的方式加入离子交换水,进而,投入硫酸铝10%水溶液6.3份。继而,使用均质机(IKA制造,乌鲁塔拉库斯(Ultraturrax)T50),以5000rpm进行10分钟混合及分散,之后,一面搅拌烧瓶内的内容物一面加热搅拌至40℃,以后,一面以每分0.5℃进行升温,一面在粒径成为4.5μm时对温度进行保持。由此,制作了核粒子。
·非晶性聚酯树脂分散液A1-1:21.5份
·非晶性聚酯树脂分散液A2-1:21.5份
·结晶性聚酯树脂分散液C1-1:30份
其次,在形成有所述核粒子的分散液中,称量下述各分散液,进行混合,保持60分钟。利用光学显微镜对所获得的内容物进行观察,确认到生成了凝聚粒子。在加入11份的乙二胺四乙酸(EDTA)四钠盐(开莱斯特(Chelest)(股)制造,开莱斯特(Chelest)40)后,添加氢氧化钠水溶液将pH调整为8,之后,在提升温度设为82.5℃后,每隔10分钟便利用硝酸将pH每次降低0.05,持续搅拌45分钟。在冷却后,进行过滤,利用离子交换水进行充分清洗后,进行干燥,获得具有核壳结构的色粉粒子1。
·非晶性聚酯树脂分散液A1:24份
·脱模剂分散液:3份
(热塑性色粉1的制备)
对100份的上述获得的色粉粒子1,加入1.5份的疏水性二氧化硅(日本艾罗西尔(Aerosil)股份有限公司制造,RY50),使用样品磨机以13000rpm混合30秒钟。之后,利用筛目45μm的振动筛进行筛分,制备热塑性色粉1。利用库尔特计数器(Coulter counter)对所述无色的热塑性色粉1的色粉粒子的粒径进行测定,体积平均粒径D50为6.8μm,体积粒度分布指标GSDv为1.22。而且,16μm以上的色粉粒子的体积分率为0.5%。将热塑性色粉1固定于包埋材,进行切片,利用透射型电子显微镜进行观察,确认到成为了核壳结构的热塑性色粉1。所述热塑性色粉1的流动开始温度为72℃,1/2下降温度为86℃。
(树脂包覆载体的制备)
使用关西涂料(paint)股份有限公司制造的砂磨机以1200rpm对除铁氧体粒子外的下述成分及玻璃珠(φ1mm,与甲苯量相同)搅拌30分钟,获得树脂包覆层形成用溶液。进而,将所述树脂包覆层形成用溶液与铁氧体粒子加入至真空除气型捏合机,进行减压,除去甲苯并进行干燥,由此制备树脂包覆载体(C)。
·Mn-Mg-Sr系铁氧体粒子(平均粒径40μm):100份
·甲苯:14份
·甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物(质量比99:1,Mw80000):2.0份
·碳黑(VXC72:卡博特(Cabot)制造):0.12份
(显影剂的制作)
将36份的热塑性色粉1及414份的载体加入至2升的V型搅拌器中,搅拌20分钟,之后在212μm筛目的筛中进行筛分,制作显影剂。
(配线基板的制造)
将显影剂组装于富士施乐(Fuji Xerox)DocuPrint P450。
使用王子制纸公司制造的OK外涂纸(top coat paper)(A4 127GSM(注册商标))作为基板,利用相同富士施乐(Fuji Xerox)DocuCenter C7550I,形成以人物为中心的样品图像,准备对其进行定影而成的定影图像。
将形成了所述定影图像的用纸装填至所述DocuPrint P450,如图6所示,对基板形成宽度的大小分别不同的三种类的线状的色粉像,各种类各形成5根。具体而言,宽度的大小为约0.4mm(线间0.8mm)的色粉像G1、约1mm(线间2mm)的色粉像G2、约2mm(线间4mm)的色粉像G3各形成5根。另外,邻接的色粉像G1的间隔L、邻接的色粉像G2的间隔L、邻接的色粉像G3的间隔L均设为约1mm。
在形成于所述基板之上的色粉像之上,重叠导电箔层为厚度0.5μm的铝蒸镀层的带导电箔的薄膜,一面以加热至90℃的辊施加压力(0.6MPa),一面传输纸张。由此,将铝蒸镀转印箔转印至热塑性色粉的色粉像之上,获得厚度0.5μm的配线。使用数码多用测试仪(digital multi tester),将其2根针状端子竖立于各线上配线端部,通过蜂鸣器(buzzer)确认了导通。
[实施例2]
(色粉溶液的制造)
作为色粉核成分,对下述种类及比率的分散液进行混合。其次,利用温风干燥机除去水分,取出作为混合树脂X。混合树脂X其干燥后不透明而为白色混浊,并观察到微型地相分离的样子。
·非晶性聚酯树脂分散液A3-1:35份
·非晶性聚酯树脂分散液A4-1:35份
·结晶性聚酯树脂分散液C1-1:30份
其次,对下述成分进行混合,使用氧化锆球通过球磨机,进行3小时的分散。
·混合树脂X 100份
·THF 300份
·乙酸乙酯300份
(碳酸钙分散液的制备)
将下述成分混合,使用氧化锆球通过球磨机进行两小时的分散。之后,进而还加入离子交换水900份,通过均质机进行均匀混合,制备碳酸钙分散液。
·碳酸钙(丸尾钙(股)制造的鲁米纳斯(LUMINUS))200份
·阴离子性表面活性剂(第一工业制药(股)制造,乃奥根(Neogen)RK)5份
·离子交换水400份
(热塑性色粉2的制造)
在所获得的碳酸钙分散液中,一面运转均质机一面加入所述色粉溶液,进行乳化。之后,一面加热至40℃,一面花费4小时进行溶剂去除。进而,加入1N盐酸400份,使碳酸钙溶解后,使其通过15微米尼龙筛,之后进行过滤,并利用离子交换水进行充分清洗,之后利用纳什(Nutsche)式抽吸过滤进行固液分离。然后,在40℃的离子交换水中进行再分散,使用不锈钢叶轮(stainless impeller)以100rpm进行15分钟的搅拌、清洗。反复进行3次所述清洗操作,利用纳什(Nutsche)式抽吸过滤进行固液分离后,将含水量调整为40%,之后将入口气流温度设定为80℃,利用闪速喷射干燥器(Flash jet dryer)进行干燥。利用库尔特计数器对所述无色的热塑性色粉2的色粉粒子的粒径进行测定,体积平均粒径D50为8.3μm,体积粒度分布指标GSDv为1.26。而且,16μm以上的色粉粒子的体积分率为0.7%。
将热塑性色粉2固定于包埋材,进行切片,利用透射型电子显微镜进行观察,确认到成为了以碳酸钙粒子为表层(壳层)的核壳结构的热塑性色粉2。所获得的热塑性色粉2的流动开始温度为75℃,1/2下降温度为88℃。
(显影剂的制作)
除采用使用热塑性色粉2的规范以外,以与实施例1同样的规范,制作显影剂。
(配线基板的制造)
将显影剂组装于富士施乐(Fuji Xerox)DocuPrint P450。
使用将厚度20μm的聚丙烯薄膜附着于表面的王子制纸公司制造的OK外涂纸纸(A4127GSM(注册商标))作为基板,除此以外,以与实施例1同样的规范,如图6所示,对基板形成宽度的大小分别不同的三种类的线状的色粉像,各种类各形成5根。
在形成于所述基板之上的色粉像之上重叠附着有厚度0.3μm的银箔粉的色粉辊,一面以加热至90℃的辊施加压力(0.6MPa),一面使层压有所述聚丙烯薄膜的涂布纸通过。由此,将银箔转印至热塑性色粉的色粉像之上,获得厚度0.4μm的配线。使用数码多用测试仪,将其2根针状端子竖立于各线上配线端部,通过蜂鸣器确认了导通。
[实施例3]
在配线基板的制造中,将辊设定温度设为80℃,除此以外,以与实施例1同样的规范制造配线基板。
[实施例4]
将配线基板的制造中的导电箔设为基板层为仓敷纺绩(股)制造的聚苯乙烯系剥离性薄膜(奥迪司(Oidys)HN12微米厚),导电箔层为厚度0.3μm的铜蒸镀层的带导电箔的薄膜。而且,将辊设定温度设为70℃,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。另外,配线的表面未被脱模层包覆,具有导电性。
[实施例5]
在配线基板的制造中,采用将热塑性色粉设为不具有核壳结构的热塑性色粉5的规范,除此以外,以与实施例1同样的规范制造配线基板。热塑性色粉的体积平均粒径D50为9.5μm,体积粒度分布指标GSDv为1.29。而且,16微米以上的粒子的体积分率为1.2%。另外,将不具有核壳结构的热塑性色粉5的制造方法(混炼粉碎法)示于下。
(利用混炼粉碎法对色粉粒子5的制造)
利用班伯里混合机(banbury mixer)将实施例2中所使用的混合树脂X混炼,之后,进行压延、冷却。之后,利用锤磨机(hammer mill)进行粗粉碎,进而利用喷射磨机(jetmill)进行微粉碎,之后利用弯头喷嘴(elbow jet)进行分级,制造不具有核壳结构的热塑性色粉5。
(热塑性色粉5的制备)
对100份的上述获得的色粉粒子5加入1.5份的疏水性二氧化硅(日本艾罗西尔(Aerosil)股份有限公司制造,RY50),使用样品磨机以13000转/分混合30秒钟。之后,利用筛目45μm的振动筛进行筛分,制备热塑性色粉5。
[实施例6]
将色粉粒子的制造中核粒子的制备中所使用的树脂分散液设为以下的种类及量,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造热塑性色粉6。利用库尔特计数器对所述无色的热塑性色粉6的色粉粒子的粒径进行测定,体积平均粒径D50为8.8μm,体积粒度分布指标GSDv为1.25。而且,16μm以上的色粉粒子的体积分率为0.9%。将热塑性色粉6固定于包埋材,进行切片,利用透射型电子显微镜进行观察,确认到成为了以碳酸钙粒子为表层(壳层)的核壳结构的热塑性色粉6。所述热塑性色粉6的流动开始温度为82℃,1/2下降温度为98℃。
使用所获得的热塑性色粉6,制造配线基板。另外,在配线基板的制造中,将辊设定温度设为90℃,之后,进而升温至110℃,除此以外,以与实施例1同样的规范制造配线基板。
·非晶性聚酯树脂分散液A1-1:33.5份
·非晶性聚酯树脂分散液A2-1:33.5份
·结晶性聚酯树脂分散液C1-1:5份
[实施例7]
在配线基板的制造中,将导电箔的厚度设为0.11μm,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
[实施例8]
在配线基板的制造中,将导电箔的厚度设为2.0μm,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
[实施例9]
在配线基板的制造中,将导电箔的厚度设为0.8μm,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
[实施例10]
在配线基板的制造中,采用使用相对于所述色粉粒子的总体积,粒径为16μm以上的色粉粒子的体积分率为2.0%的热塑性色粉的规范,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
[比较例1]
在配线基板的制造中,将导电箔的厚度设为0.07μm,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
[比较例2]
在配线基板的制造中,将导电箔的厚度设为2.1μm,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
[比较例3]
在配线基板的制造中,采用在配线形成工序时不赋予热而形成配线的规范,除此以外,以与实施例1同样的规范,制造配线基板。
将各示例中的热塑性色粉的性质及配线基板的制造方法的条件示于表1。另外,在表1所示的配线形成工序中所赋予的热的温度的项目中,采用不赋予热的构成者为“-”。
-评价-
[有无短路的评价]
针对各示例中所制作的配线基板,进行有无短路的评价。
图6是有无短路的评价中所使用的基板的概略图。
如图6所示,对基板形成宽度的大小分别不同的三种类的线状的色粉像,各种类各形成5根。具体而言,宽度的大小为约0.4mm的色粉像G1、约1mm的色粉像G2、约2mm的色粉像G3各形成5根。邻接的色粉像G1的间隔L、邻接的色粉像G2的间隔L、邻接的色粉像G3的间隔L均设为约1mm。针对此基板,在色粉像G1、色粉像G2、色粉像G3之上分别形成箔,制作形成有宽度的大小为约0.4mm的配线、约1mm的配线、约2mm的配线各5根的配线基板。而且,通过所述方法,制作10枚所述配线基板。
使用数码多用测试仪对所获得的配线基板的各者进行有无短路的评价。具体而言,使数码多用测试仪的其中一个端子接触宽度的大小为约0.4mm的5根配线中邻接的配线的其中一者,并使数码多用测试仪的另一个端子接触配线的另一者,通过是否导通来评价有无短路。而且,针对宽度的大小为约1mm的配线及宽度的大小为约2mm的配线,也同样地进行有无短路的评价。另外,评价基准如下。在以下的评价基准中,将A的评价设为合格,将B的评价设为不合格。将各示例的评价结果示于表1。
A:在所有的配线基板中均未确认到短路。
B:在一枚以上的配线基板中确认到短路。
[电阻稳定性的评价1]
图7是电阻稳定性的评价1中所使用的集成电路的概略图。
使用各示例的显影剂,将长度为3cm,宽度为1cm的两个色粉像串联形成于厚度100μm的PET薄膜基板。两个色粉像的间隔X设为1cm。其次,在基板上的两个色粉像之上分别形成导电箔,制造配线基板。然后,切出包括所述两个配线部的4cm×8cm的长条。
对所述两个配线部安装肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode)200(瑞萨(Renesas)公司制造:1SS106)及发光二极管333(光谷(OptoSupply)公司制造:LEDOSDR3133A)作为电路模块,制作作为集成电路的整流天线(Rectenna)。具体而言,使用进行了研磨(MAX No.10)的导电性的针:订合针S(麦克斯(MAX)股份有限公司制造No.10),将肖特基势垒二极管200的其中一个端子(图7中左侧的端子)及发光二极管333的其中一个端子(图7中左侧的端子)安装于配线100A。而且,使用订合针S,将肖特基势垒二极管200的另一个端子(图7中右侧的端子)及发光二极管333的另一个端子(图7中右侧的端子)安装于配线100B。
所述整流天线接收2.4GHz的电波,将所产生的交流电流通过肖特基势垒二极管200而转换为直流,并通过转换后的直流电流使发光二极管333发光。
对整流天线发送2.4GHz的电波,通过发光二极管是否发光而对所述集成电路中半导体元件有无动作进行评价。另外,评价基准如下。将各示例中的评价结果示于表1。
A:确认到发光二极管333的发光。
B:发光二极管333发光或不发光,不稳定。
[电阻稳定性的评价2]
图8是电阻稳定性的评价2中所使用的集成电路的概略图。
与电阻稳定性的评价1同样地,使用各示例的显影剂,在基板上的两个色粉像之上分别形成导电箔,制造配线基板。然后,切出包括所述两个配线部的4cm×8cm的长条。
对所述两个配线部安装表面安装型肖特基势垒二极管201(瑞萨(Renesas)公司制造:1SS106)及发光二极管334(光谷(OptoSupply)公司制造:LED OSDR3133A)作为电路模块,制作作为集成电路的整流天线。具体而言,代替所述电阻稳定性的评价1中的订合针,使用裸露导电(Bare Conductive)公司制造的导电性涂料笔(Electric Paint),将表面安装型肖特基势垒二极管(HSMS-2820)201的其中一个端子安装于配线100A的一端。同样地,将表面安装型肖特基势垒二极管201的另一个端子安装于配线100B的一端。而且,使用所述导电性涂料笔,将发光二极管(光谷(OptoSupply)公司制造:LED OSDR3133A)334的其中一个端子(图8中左侧的端子)安装于配线100A的一端,将另一个端子(图8中右侧的端子)安装于配线100B的一端。
在使发光二极管334的引线接触导电配线表面的状态下,使设为Wi-Fi(注册商标)模式的智能手机接近时,所述整流天线使发光二极管334发光。
对所述整流天线发送2.4GHz的电波,通过发光二极管是否发光而对所述集成电路中半导体元件有无动作进行评价。另外,评价基准如下。将各示例中的评价结果示于表1。
A:确认到发光二极管334的发光。
B:发光二极管334发光或不发光,不稳定。
[粘连耐久性的评价]
将在各示例中所使用的热塑性色粉在温度50℃、湿度50%的环境下放置17小时。之后,以35μm筛目的筛进行筛分,根据网上的热塑性色粉量,对粘连耐久性,以以下的基准进行评价。
A:网上未残留热塑性色粉。
B:网上残留有少量热塑性色粉。
根据所述结果,可知:实施例的配线基板的制造方法与比较例的配线基板的制造方法相比,可获得电阻稳定性高的配线。更具体而言,实施例的配线基板的制造方法,与比较例的配线基板的制造方法相比,在包括短路的评价、电阻稳定性的评价1及评价2这三种的评价结果中,在两种以上的评价中呈现出了良好的结果。尤其是在配线形成工序中采用不赋予热的构成的比较例3的配线基板的制造方法中,无法将导电箔转印至色粉像之上,未形成配线。
Claims (15)
1.一种配线基板的制造方法,其特征在于,包括:
准备工序,准备形成有热塑性色粉的色粉像的基板;以及
配线形成工序,在形成于所述基板之上的所述色粉像之上,形成厚度0.1 μm至2 μm范围的导电箔图像,之后,对所述色粉像及所述导电箔图像赋予热,形成由所述导电箔图像构成的配线,
所述热塑性色粉中,相对于色粉粒子的总体积,粒径为16 μm以上的色粉粒子的体积分率为1%以下。
2.根据权利要求1所述的配线基板的制造方法,其特征在于,所述热塑性色粉中,加热下的流动开始温度为80℃以下,1/2下降温度为95℃以下。
3.根据权利要求2所述的配线基板的制造方法,其特征在于,所述热塑性色粉的所述流动开始温度为50℃至75℃的范围,所述1/2下降温度为60℃至86℃的范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的配线基板的制造方法,其特征在于,所述热塑性色粉含有非晶性树脂及结晶性树脂。
5.根据权利要求4所述的配线基板的制造方法,其特征在于,所述热塑性色粉是具有芯部以及包覆部的色粉粒子,所述芯部含有所述非晶性树脂及所述结晶性树脂,所述包覆部含有非晶性树脂。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的配线基板的制造方法,其特征在于,所述配线形成工序是通过对所述色粉像及所述导电箔图像赋予60℃以上的热及1 MPa以下的压力而形成配线。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的配线基板的制造方法,其特征在于,所述配线形成工序是通过将形成于薄膜基材上的导电箔转印至所述色粉像之上而形成导电性的配线。
8.一种集成电路的制造方法,其特征在于包括:
通过权利要求1所述的配线基板的制造方法来制造配线基板的工序;以及
安装工序,对所述配线基板安装半导体元件。
9.一种配线基板的制造装置,其特征在于具有:
配线形成部,通过在形成于基板之上的包括热塑性色粉的色粉像之上,形成厚度0.1 μm至2 μm的范围的导电箔图像,之后,对所述色粉像及所述导电箔图像赋予热,而形成由所述导电箔图像构成的配线,
所述热塑性色粉中,相对于色粉粒子的总体积,粒径为16 μm以上的色粉粒子的体积分率为1%以下。
10.根据权利要求9所述的配线基板的制造装置,其特征在于,所述热塑性色粉中,加热下的流动开始温度为80℃以下,1/2下降温度为95℃以下。
11.根据权利要求10所述的配线基板的制造装置,其特征在于,所述热塑性色粉的所述流动开始温度为50℃至75℃的范围,所述1/2下降温度为60℃至86℃的范围。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的配线基板的制造装置,其特征在于,所述热塑性色粉含有非晶性树脂及结晶性树脂。
13.根据权利要求12所述的配线基板的制造装置,其特征在于,所述热塑性色粉具有芯部以及包覆部,所述芯部含有所述非晶性树脂及所述结晶性树脂,所述包覆部含有非晶性树脂。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的配线基板的制造装置,其特征在于,在所述配线形成部中,通过对所述色粉像及所述导电箔图像赋予60℃以上的热及1 MPa以下的压力,而形成由所述导电箔图像构成的配线。
15.根据权利要求9至11中任一项所述的配线基板的制造装置,其特征在于,在所述配线形成部中,通过将形成于薄膜基材上的导电箔转印至所述色粉像之上,而形成由所述导电箔图像构成且表面为导电性的配线。
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