CN117882185A - 电子器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子器件的制造方法,其包括:准备电子基板的工序,所述电子基板具备配线基板、配置于配线基板上的电子零件、在表面具有有机酸的接地电极;及对在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨来形成作为导电层形成用油墨的固化膜的导电层的工序,有机酸含有选自包括分子量小于350的一元羧酸及二羧酸的组中的至少1种化合物。

Description

电子器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电子器件的制造方法。
背景技术
电子零件需要被屏蔽,以免因来自其他电子设备的电磁波而受到干涉,通常被屏蔽罐包覆。屏蔽罐存在膜厚厚、重,并且设计的自由度小等问题,需要一种代替屏蔽罐的技术。
例如在日本特开2017-179361号公报中记载有一种导电性涂料,其作为能够通过喷涂涂布形成屏蔽层的导电性涂料,相对于100质量份的(A)以不超过合计量100质量份的范围内含有在常温下为固体的固体环氧树脂5~30质量份及在常温为液体的液体环氧树脂20~90质量份的粘合剂成分,至少含有200~1800质量份(B)铜合金粒子被含银层包覆且铜合金粒子包括铜、镍和锌的合金并且镍的含量在银包覆铜合金粒子中为0.5~20质量%、锌的含量在银包覆铜合金粒子中为1~20质量%的银包覆铜合金粒子;及0.3~40质量份(C)固化剂。
发明内容
发明要解决的技术课题
在电子基板上设置导电层的情况下,有时要求提高导电层与用于与导电层连接的接地电极的密合性。
本发明是鉴于这样的情况而完成的,根据本发明的一实施方式,可提供一种导电层与接地电极的密合性优异的电子器件的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种电子器件的制造方法,其包括:
准备电子基板的工序,所述电子基板具备配线基板、配置于配线基板上的电子零件、在表面具有有机酸的接地电极;及
对在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨来形成作为导电层形成用油墨的固化膜的导电层的工序,
有机酸含有选自由分子量小于350的一元羧酸及分子量小于350的二羧酸组成的组中的至少1种化合物。
<2>根据<1>所述的电子器件的制造方法,其中,
二羧酸为琥珀酸、戊二酸或己二酸。
<3>根据<1>或<2>所述的电子器件的制造方法,其中,
一元羧酸为松香酸。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的电子器件的制造方法,其中,
有机酸包含选自由琥珀酸、戊二酸及松香酸组成的组中的至少1种化合物。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的电子器件的制造方法,其还包括与接地电极接触而形成包覆电子零件的绝缘层的工序,
在形成导电层的工序中,对绝缘层上及在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨。
<6>根据<5>所述的电子器件的制造方法,其中,
形成绝缘层的工序为赋予绝缘层形成用油墨并照射活性能量射线来形成作为绝缘层形成用油墨的固化膜的绝缘层的工序。
<7>根据<5>或<6>所述的电子器件的制造方法,其中,
绝缘层含有丙烯酸树脂或环氧树脂。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的电子器件的制造方法,其中,
导电层形成用油墨含有金属络合物或金属盐。
发明效果
根据本发明的一实施方式,可提供一种导电层与接地电极的密合性优异的电子器件的制造方法。
附图说明
图1是在准备工序中准备的电子基板的概略俯视图。
图2是沿图1的A-A线剖切的剖视图。
图3A是表示绝缘层形成用油墨的赋予区域的一例的图。
图3B是表示在沿图1的A-A线剖切的剖视图中形成有绝缘层的状态的图。
图4A是表示导电层形成用油墨的赋予区域的一例的图。
图4B是表示在沿图1的A-A线剖切的剖视图中形成有导电层的状态的图。
具体实施方式
以下,对本发明的电子器件的制造方法进行详细说明。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”的前后的数值分别作为最小值及最大值而包含在内的范围。
在本说明书中阶段性记载的数值范围中,以某个数值范围记载的上限值或下限值也可以取代为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本说明书中所记载的数值范围中,某个数值范围中所记载的上限值或下限值也可以取代为实施例所示的值。
在本说明书中,组合物中存在多个与各成分对应的物质的情况下,只要没有特别说明,组合物中的各成分的量是指存在于组合物中的多个物质的合计量。
在本说明书中,2个以上的优选方式的组合为更优选的方式。
在本说明书中,“工序”的术语不仅包括独立的工序,即使在无法与其他工序明确地区分的情况下,只要实现该工序的所期望的目的,则也包括在本术语中。
在本说明书中,“图像”是指膜全部,“图像记录”是指图像(即膜)的形成。并且,本说明书中的“图像”的概念中也包括实心图像(solid image)。
[电子器件的制造方法]
本发明的电子器件的制造方法包括:准备电子基板的工序(以下,也称为“准备工序”),所述电子基板具备配线基板、配置于配线基板上的电子零件、在表面具有有机酸的接地电极;及对在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨来形成作为导电层形成用油墨的固化膜的导电层的工序(以下,也称为“导电层形成工序”)。有机酸包含选自由分子量小于350的一元羧酸及分子量小于350的二羧酸组成的组中的至少1种化合物。
以往,在将电子器件暴露于高温环境下的情况下,有时在接地电极与导电层的界面产生剥离。认为这不仅是构成接地电极的金属与构成导电层的金属不同,而且是基于存在于接地电极表面的氧化覆膜的密合性的降低。
相对于此,在本发明的电子器件的制造方法中,对在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨。通过在接地电极上具有有机酸,抑制接地电极表面的氧化,因此提高接地电极与导电层的密合性。
日本特开2017-179361号公报中没有关注接地电极表面的有机酸的记载。
以下,参考附图对本发明的实施方式所涉及的电子器件的制造方法的一例进行说明。但是,本发明的实施方式所涉及的电子器件的制造方法并不限定于以下的一例。
在以下的说明中,对于实质上相同的要件(例如零件或部分),标注相同元件符号,有时省略重复的说明。
<准备工序>
图1是在准备工序中准备的电子基板的概略俯视图。图2是沿图1的A-A线剖切的剖视图。
如图1及图2所示,在准备工序中,准备具备配线基板11、配置于配线基板11上的电子零件12(12A、12B)、在表面具有有机酸14的接地电极13的电子基板10。
准备工序可以为仅简单地准备预先制造的电子基板10的工序,也可以为制造电子基板10的工序。
电子基板10的制造方法能够参考公知的制造方法。
作为电子基板10,例如可举出挠性印刷基板、刚性印刷基板及刚性挠性基板。
配线基板是指对基板上及基板内部的至少一者实施配线的基板。
作为构成配线基板11的基板,例如可举出玻璃环氧基板、陶瓷基板、聚酰亚胺基板及聚对苯二甲酸乙二酯基板。基板可以为单层结构,也可以为多层结构。
设置于配线基板11的配线(未图示)优选铜配线。例如,配线的一端与外部电源连接,另一端与电子零件12的端子连接。
作为电子零件12,例如可举出半导体芯片、电容器及晶体管。配置于配线基板11上的电子零件12的数量并无特别限定。在图1中,示出电子零件12A配置有4个、电子零件12B配置有1个的例子。
接地电极13为施加接地(GND)电位的电极。在图1中,接地电极13包围电子零件12A、12B,形成为在俯视时为非连续的框状,但是接地电极的位置及形状并不限于此。例如,接地电极可以形成为在俯视下为连续的框状,也可以在电子零件12A与电子零件12B之间形成。
并且,图1中,接地电极13相对于配线基板11以埋入接地电极13的厚度方向的一部分的形式形成,但是本发明中的接地电极并不限定于该一例。例如,接地电极可以不埋入配线基板11而在配线基板11的表面形成。并且,接地电极可以作为贯穿配线基板11的图案形成。
在准备工序中准备的电子基板10中,接地电极13的表面中存在有机酸14。在接地电极13的表面可以仅配置有机酸14,也可以配置有机酸14及其他成分。在图1及图2中,以覆盖接地电极13的表面整体的方式配置有机酸14,但是有机酸14优选分散于接地电极13的表面。
准备工序可以为获得具备在表面不具有有机酸的接地电极的基板,并对接地电极的表面赋予有机酸的工序。
在接地电极的表面配置有机酸的方法并无特别限定,例如可举出涂布方法。在接地电极上涂布含有有机酸的组合物,使其干燥,由此能够在接地电极的表面配置有机酸。干燥涂布的含有有机酸的组合物的方法并无特别限定,可以为自然干燥,也可以使用加热装置。作为加热装置,例如可举出烘箱。加热温度例如为20℃~120℃,加热时间例如为1分~1小时。
有机酸包含选自由分子量小于350的一元羧酸及分子量小于350的二羧酸组成的组中的至少1种化合物(以下,也称为“特定羧酸”)。
通过在接地电极的表面存在有机酸,未在接地电极的表面形成氧化覆膜,因此提高接地电极与导电层的密合性。并且,特定羧酸的分子量小于350,因此存在沸点降低的倾向。因此,在后述的导电层形成工序中,固化导电层形成用油墨时,能够减少特定羧酸的量,因此接地电极与导电层的密合性优异。从而,可以在接地电极的表面存在除了有机酸以外的成分,但是优选仅为分子量小于350的化合物。
此外,若特定羧酸与导电层形成用油墨中所含有的成分(例如,胺等)进行反应,则导电层形成用油墨的粘度上升。若导电层形成用油墨在接地电极上增粘,则变得很难扩大,因此可精度良好地形成导电层。
化合物的分子量能够由构成化合物的元素的种类及数量来算出。
分子量小于350的一元羧酸优选松香中所含有的松香酸。作为分子量小于350的一元羧酸,例如可举出海松酸、长叶松酸、异海松酸、松香酸、脱氢松香酸、新松香酸及木蜡酸。其中,从更加提高接地电极与导电层的密合性的观点考虑,分子量小于350的一元羧酸优选松香酸。
分子量小于350的二羧酸优选饱和脂肪族二羧酸。作为饱和脂肪族二羧酸,例如可举出草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸及癸二酸。其中,从更加提高接地电极与导电层的密合性的观点考虑,分子量小于350的二羧酸优选琥珀酸、戊二酸或己二酸。
其中,有机酸优选包含选自由琥珀酸、戊二酸及松香酸组成的组中的至少1种化合物。
并且,从提高导电层的位置精度的观点考虑,为了获得导电层形成用油墨的增粘效果,有机酸更优选包含分子量小于350的二羧酸。
<绝缘层形成工序>
在本发明的电子器件的制造方法中,优选还包括与接地电极接触而形成包覆电子零件的绝缘层的工序(以下,也称为“绝缘层形成工序”)。在包括绝缘层形成工序的情况下,在后述的导电层形成工序中,对绝缘层上及在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨。
以下,参考图3A及图3B,对绝缘层形成工序的一例进行说明。
图3A是表示绝缘层形成用油墨的赋予区域的一例的图。图3B是表示在沿图1的A-A线剖切的剖视图中形成有绝缘层的状态的图。
绝缘层形成工序优选为赋予绝缘层形成用油墨并照射活性能量射线来形成作为绝缘层形成用油墨的固化膜的绝缘层的工序。在赋予绝缘层形成用油墨之后,照射活性能量射线,由此如图3B所示那样形成包覆电子零件12A、12B的绝缘层31。
赋予绝缘层形成用油墨并照射活性能量射线的工序优选反复进行。通过反复进行上述工序,能够使绝缘层形成用油墨的固化膜的厚度变厚。
赋予绝缘层形成用油墨的区域(绝缘层形成用油墨的赋予区域)以绝缘层与接地电极接触的方式设定。在图3A中,绝缘层形成用油墨的赋予区域21与被不包含接地电极13上的接地电极13包围的区域(以下,也称为“接地区域”)相同。由此,如图3B所示,接地电极13的接地区域侧的壁面131与绝缘层31接触。
若绝缘层以与接地电极接触的方式形成,则在后述的导电层形成工序中,能够将导电层形成用油墨赋予到绝缘层上及在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分。例如,在绝缘层不与接地电极接触的情况下,导电层形成用油墨有时还赋予到配线基板上。在导电层形成工序中,从提高接地电极与导电层的密合性的观点考虑,导电层形成用油墨优选未赋予到配线基板上。
另外,在本例中,作为绝缘层形成用油墨的赋予区域设定了区域21,但是并不限于该例。
例如,优选预先读取配置于配线基板11上的接地电极13及电子零件12的位置、形状(平面形状及高度),根据读取的数据,设定绝缘层形成用油墨的赋予区域及绝缘层形成用油墨的赋予次数。
(绝缘层)
绝缘层为绝缘层形成用油墨的固化物,从固化性及力学强度的观点考虑,优选含有自由基聚合性单体的聚合物或环状醚化合物的聚合物或交联体,更优选含有丙烯酸树脂或环氧树脂。
绝缘层的厚度优选1μm~5000μm,更优选50μm~2000μm。
(绝缘层形成用油墨)
在本发明中,绝缘层形成用油墨是指用于形成具有绝缘性的层的油墨。绝缘性是指体积电阻率为1010Ωcm以上的性质。
绝缘层形成用油墨优选为活性能量射线固化型油墨。
绝缘层形成用油墨优选含有聚合性单体及聚合引发剂。
-聚合性单体-
聚合性单体是指在1分子中具有至少1个聚合性基团的单体。在本发明中,单体是指分子量为1000以下的化合物。分子量能够由构成化合物的原子的种类及数量来算出。
聚合性单体可以为具有1个聚合性基团的单官能聚合性单体,也可以为具有2个以上聚合性基团的多官能聚合性单体。
聚合性单体中的聚合性基团可以为阳离子聚合性基团,也可以为自由基聚合性基团。并且,从固化性的观点考虑,自由基聚合性基团优选烯属不饱和基。从固化性的观点考虑,阳离子聚合性基团优选包含环氧乙烷环及氧杂环丁烷环的至少一者的基团。
从固化性的观点考虑,自由基聚合性单体优选单官能烯属不饱和单体。
作为单官能烯属不饱和单体,例如可举出单官能(甲基)丙烯酸酯、单官能(甲基)丙烯酰胺、单官能芳香族乙烯基化合物、单官能乙烯基醚及单官能N-乙烯基化合物。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸异硬脂基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸4-正丁基环己酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基二甘醇酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸4-溴基丁酯、(甲基)丙烯酸氰基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸丁氧基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-四氟乙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟癸酯、(甲基)丙烯酸4-丁基苯酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2,4,5-四甲基苯酯、(甲基)丙烯酸4-氯苯酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基甲酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油氧基丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油氧基丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、环状三羟甲基丙烷缩甲醛(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯基缩水甘油醚酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸三甲基甲硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸聚环氧乙烷单甲醚酯、(甲基)丙烯酸聚环氧乙烷酯、(甲基)丙烯酸聚环氧乙烷单烷基醚酯、(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚环氧丙烷单烷基醚酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、2-甲基丙烯酰氧基六氢邻苯二甲酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基-2-羟丙基邻苯二甲酸酯、(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸丁氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、环氧乙烷(EO)改性苯酚(甲基)丙烯酸酯、EO改性甲酚(甲基)丙烯酸酯、EO改性壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷(PO)改性壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸EO改性-2-乙基己酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯及2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯。
其中,从提高耐热性的观点考虑,单官能(甲基)丙烯酸酯优选为具有芳香环或脂肪族环的单官能(甲基)丙烯酸酯,进一步优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯或(甲基)丙烯酸二环戊基酯。
作为单官能(甲基)丙烯酰胺,例如可举出(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺及(甲基)丙烯酰吗啉。
作为单官能芳香族乙烯基化合物,例如可举出苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、异丙基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、3-丙基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、3-丁基苯乙烯、4-丁基苯乙烯、3-己基苯乙烯、4-己基苯乙烯、3-辛基苯乙烯、4-辛基苯乙烯、3-(2-乙基己基)苯乙烯、4-(2-乙基己基)苯乙烯、烯丙基苯乙烯、异丙烯基苯乙烯、丁烯基苯乙烯、辛烯基苯乙烯、4-叔丁氧基羰基苯乙烯及4-叔丁氧基苯乙烯。
作为单官能乙烯基醚,例如可举出甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、正壬基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、环己基甲基乙烯基醚、4-甲基环己基甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、二环戊烯基乙烯基醚、2-二环戊烯氧基乙基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、丁氧基乙基乙烯基醚、甲氧基乙氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙氧基乙基乙烯基醚、甲氧基聚乙二醇乙烯基醚、四氢糠乙烯基醚、2-羟乙基乙烯基醚、2-羟丙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、4-羟基甲基环己基甲基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、聚乙二醇乙烯基醚、氯乙基乙烯基醚、氯丁基乙烯基醚、氯乙氧基乙基乙烯基醚、苯基乙基乙烯基醚及苯氧基聚乙二醇乙烯基醚。
作为单官能N-乙烯基化合物,例如可举出N-乙烯基-ε-己内酰胺及N-乙烯吡咯烷酮。
多官能聚合性单体只要为具有2个以上聚合性基团的单体,则并无特别限定。从固化性的观点考虑,多官能聚合性单体优选为多官能的自由基聚合性单体,更优选为多官能烯属不饱和单体。
作为多官能烯属不饱和单体,例如可举出多官能(甲基)丙烯酸酯化合物及多官能乙烯基醚。
作为多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、庚二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性己二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性己二醇二(甲基)丙烯酸酯、辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO加成三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙氧基三羟甲基丙烷、甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯及三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯。
作为多官能乙烯基醚,例如可举出1,4-丁二醇二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、聚乙二醇二乙烯基醚、丙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、双酚A环氧烷二乙烯基醚、双酚F环氧烷二乙烯基醚、三羟甲基乙烷三乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、二三羟甲基丙烷四乙烯基醚、甘油三乙烯基醚、季戊四醇四乙烯基醚、二季戊四醇五乙烯基醚、二季戊四醇六乙烯基醚、EO加成三羟甲基丙烷三乙烯基醚、PO加成三羟甲基丙烷三乙烯基醚、EO加成二三羟甲基丙烷四乙烯基醚、PO加成二三羟甲基丙烷四乙烯基醚、EO加成季戊四醇四乙烯基醚、PO加成季戊四醇四乙烯基醚、EO加成二季戊四醇六乙烯基醚及PO加成二季戊四醇六乙烯基醚。
其中,从固化性的观点考虑,多官能聚合性单体优选为除了(甲基)丙烯酰基以外的部分的碳原子数为3~11的单体。作为除了(甲基)丙烯酰基以外的部分的碳原子数为3~11的单体,具体而言,更优选为1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(EO链n=4)或1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为阳离子聚合性单体,在固化性的观点而言,能够无特别限制地使用具有环氧乙烷环(也称为“环氧环”。)的化合物(也称为“环氧乙烷化合物”或“环氧化合物”。)、具有氧杂环丁烷环的化合物(也称为“氧杂环丁烷化合物”。)、乙烯基醚化合物等公知的阳离子聚合性单体。
作为阳离子聚合性单体,只要为通过从后述的光阳离子聚合引发剂产生的阳离子聚合引发种引发聚合反应而固化的化合物,则并无特别限制,能够使用作为光阳离子聚合性单体已知的各种公知的阳离子聚合性单体。
作为阳离子聚合性单体,例如可举出日本特开平6-9714号、日本特开2001-31892号、日本特开2001-40068号、日本特开2001-55507号、日本特开2001-310938号、日本特开2001-310937号、日本特开2001-220526号等各公报中所记载的环氧化合物、乙烯基醚化合物、氧杂环丁烷化合物等。
并且,作为阳离子聚合性单体,例如已知有阳离子聚合系的光固化性树脂,最近,在400nm以上的可见光波长区域敏化的光阳离子聚合系的光固化性树脂也例如在日本特开平6-43633号、日本特开平8-324137号的各公报等中公开。
作为环氧化合物,可举出芳香族环氧化物、脂环式环氧化物、脂肪族环氧化物等。
作为芳香族环氧化物,可举出通过具有至少1个芳香族核的多元酚或者其环氧烷(alkylene oxide)加成物与环氧氯丙烷的反应制造的二或聚缩水甘油醚。
作为芳香族环氧化物,例如可举出双酚A或者其环氧烷(alkylene oxide)加成物的二或聚缩水甘油醚、氢化双酚A或者其环氧烷(alkylene oxide)加成物的二或聚缩水甘油醚以及酚醛清漆型环氧树脂等。在此,作为环氧烷(alkylene oxide),可举出环氧乙烷及环氧丙烷等。
作为脂环式环氧化物,可优选地举出通过用过氧化氢、过酸等适当的氧化剂将具有至少1个环己烯环或环戊烯环等环烷环的化合物进行环氧化来获得的含环己烯氧化物或环戊烯氧化物的化合物。
作为脂肪族环氧化物,具有脂肪族多元醇或者其环氧烷(alkylene oxide)加成物的二或聚缩水甘油醚等,作为其代表例,可举出乙二醇的二缩水甘油醚、丙二醇的二缩水甘油醚或1,6-己二醇的二缩水甘油醚等亚烷基二醇的二缩水甘油醚、甘油或者其环氧烷(alkylene oxide)加成物的二或三缩水甘油醚等多元醇的聚缩水甘油醚、以聚乙二醇或者其环氧烷(alkylene oxide)加成物的二缩水甘油醚、聚丙二醇或者其环氧烷(alkyleneoxide)加成物的二缩水甘油醚为代表的聚亚烷基二醇的二缩水甘油醚等。
在此,作为环氧烷(alkylene oxide),可举出环氧乙烷及环氧丙烷等。
以下,对单官能及多官能的环氧化合物进行详细例示。
作为单官能环氧化合物的例,例如可举出苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧丁烷、1,3-丁二烯单氧化物、1,2-环氧十二烷、环氧氯丙烷、1,2-环氧癸烷、苯乙烯氧化物、环己烯氧化物、3-甲基丙烯酰氧基甲基环己烯氧化物、3-丙烯酰氧基甲基环己烯氧化物、3-乙烯基环己烯氧化物、4-乙烯基环己烯氧化物等。
作为多官能环氧化合物的例,例如可举出双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、溴化双酚A二缩水甘油醚、溴化双酚F二缩水甘油醚、溴化双酚S二缩水甘油醚、环氧酚醛清漆树脂、氢化双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚S二缩水甘油醚、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-甲基-二噁烷、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基-3’,4’-环氧-6’-甲基环己烷羧酸酯、亚甲基双(3,4-环氧环己烷)、二环戊二烯二环氧化物、乙二醇的二(3,4-环氧环己基甲基)醚、亚乙基双(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、环氧六氢邻苯二甲酸二辛基、环氧六氢邻苯二甲酸二-2-乙基己基、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚类、1,13-十四碳二烯二氧化物、二氧化柠檬烯、1,2,7,8-二环氧辛烷、1,2,5,6-二环氧环辛烷等。
在环氧化合物中,从固化速度优异的观点考虑,优选芳香族环氧化物及脂环式环氧化物,尤其优选脂环式环氧化物。
氧杂环丁烷化合物是指具有至少1个氧杂环丁烷环的化合物,能够任意选择使用如日本特开2001-220526号、日本特开2001-310937号、日本特开2003-341217号的各公报中所记载的公知的氧杂环丁烷化合物。
作为具有氧杂环丁烷环的化合物,优选在其结构内具有1~4个氧杂环丁烷环的化合物。通过使用这种化合物,变得容易将油墨组合物的粘度维持在操作性良好的范围内,并且,能够获得固化后的油墨组合物与被记录媒体的高密合性。
作为在分子内具有1~2个氧杂环丁烷环的化合物,可举出由以下式(1)~式(3)表示的化合物等。
[化学式1]
式(1)~式(3)中,Ra1表示氢原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的氟烷基、烯丙基、芳基、呋喃基或噻吩基。
在分子内存在2个Ra1的情况下,这些可以相同也可以不同。
作为烷基,可举出甲基、乙基、丙基、丁基等,作为氟烷基,可优选地举出这些烷基的氢中的任一个被氟原子取代的基团。
Ra2表示氢原子、碳原子数1~6个的烷基、碳原子数2~6个的烯基、具有芳香环的基团、碳原子数2~6个的烷基羰基、碳原子数2~6个的烷氧基羰基、碳原子数2~6个的N-烷基氨甲酰基。作为烷基,可举出甲基、乙基、丙基、丁基等,作为烯基,可举出1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基等,作为具有芳香环的基团,可举出苯基、苄基、氟苄基、甲氧基苄基、苯氧基乙基等。作为烷基羰基,可举出乙基羰基、丙基羰基、丁基羰基等,作为烷氧基羰基,可举出乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基等,作为N-烷基氨甲酰基,可举出乙基氨甲酰基、丙基氨甲酰基、丁基氨甲酰基、戊基氨甲酰基等。
Ra2可以具有取代基,作为取代基,可举出1~6的烷基、氟原子。
Ra3表示线状或支链状亚烷基、线状或支链状聚(亚烷氧基)基、线状或支链状不饱和烃基、羰基或含有羰基的亚烷基、含有羧基的亚烷基、含有氨甲酰基的亚烷基或以下所示的基团。作为亚烷基,例如可举出亚乙基、亚丙基、亚丁基,作为聚(亚烷氧基)基,可举出聚(乙烯氧基)基、聚(丙烯氧基)基等。作为不饱和烃基,可举出亚丙烯基、甲基亚丙烯基、亚丁烯基等。
作为由式(1)表示的化合物,可举出3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷(OXT-101:TOAGOSEI CO.,LTD.制)、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷(OXT-212:TOAGOSEICO.,LTD.制)、3-乙基-3-苯氧基甲基氧杂环丁烷(OXT-211:TOAGOSEI CO.,LTD.制)。
作为由式(2)表示的化合物,可举出1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯(OXT-121:TOAGOSEI CO.,LTD.制)。
作为由式(3)表示的化合物,可举出双(3-乙基-3-氧杂环丁基甲基)醚(OXT-221:TOAGOSEI CO.,LTD.制)。
关于具有氧杂环丁烷环的化合物,也可以参考日本特开2003-341217号公报的0021~0084段、日本特开2004-91556号公报及日本特开2004-91556号公报的0022~0058段。
以下列出优选的阳离子聚合性单体的例。
[化学式2]
[化学式3]
作为阳离子聚合性单体,也可举出乙烯基醚化合物。乙烯基醚化合物的具体例如上述。
作为乙烯基醚化合物,从固化性、与被记录媒体的密合性、形成的图像的表面硬度等的观点考虑,优选二乙烯基醚化合物或三乙烯基醚化合物,尤其优选二乙烯基醚化合物。
聚合性单体的含量相对于绝缘层形成用油墨的总量优选10质量%~98质量%,更优选50质量%~98质量%。
-聚合引发剂-
以固化聚合性单体为目的,绝缘层形成用油墨含有聚合引发剂。聚合引发剂能够根据聚合性单体的种类选择适于自由基聚合引发剂或阳离子聚合引发剂中的引发剂。作为聚合引发剂,例如可举出肟化合物、烷基苯酮化合物、酰基膦化合物、芳香族鎓盐化合物、有机过氧化物、硫代化合物、六芳基二咪唑化合物、硼酸盐化合物、吖嗪鎓化合物、二茂钛化合物、活性酯化合物、具有碳卤键的化合物及烷基胺。
从更加提高导电性的观点考虑,自由基聚合引发剂优选选自包括肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物的组中的至少1种,更优选烷基苯酮化合物,进一步优选选自包括α-氨基烷基苯酮化合物及苄基缩酮烷基苯酮的组中的至少1种。
阳离子聚合引发剂优选光产酸剂。
作为光产酸剂,例如可举出化学增幅型光致抗蚀剂或用于光阳离子聚合的化合物(参考Organic Molecular Electronics编、“显像用有机材料”、文亚出版(1993年)、187~192页)。其中,光产酸剂优选芳香族鎓盐化合物,更优选重氮盐、鏻盐、锍盐、碘盐等的鎓盐化合物,进一步优选锍盐或碘盐。
聚合引发剂的含量相对于绝缘层形成用油墨的总量优选0.5质量%~20质量%,更优选2质量%~10质量%。
在本发明中,绝缘层形成用油墨可以含有除了聚合引发剂及聚合性单体以外的其他成分。作为其他成分,可举出链转移剂、聚合抑制剂、增感剂、表面活性剂及添加剂。
-链转移剂-
绝缘层形成用油墨可以含有至少1种链转移剂。
从提高光聚合反应的反应性的观点考虑,链转移剂优选多官能硫醇。
作为多官能性硫醇,例如,可举出己烷-1,6-二硫醇、癸烷-1,10-二硫醇、二巯基二乙基醚、二巯基二乙基硫醚等脂肪族硫醇类、二甲苯硫醇、4,4′-二巯基二苯硫醚、1,4-苯二硫醇等芳香族硫醇类;
乙二醇双(巯基乙酸酯)、聚乙二醇双(巯基乙酸酯)、丙二醇双(巯基乙酸酯)、甘油三(巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、二季戊四醇六(巯基乙酸酯)等多元醇的聚(巯基乙酸酯);
乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、聚乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、丙二醇双(3-巯基丙酸酯)、甘油三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)等多元醇的聚(3-巯基丙酸酯);及
1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)等聚(巯基丁酸酯)。
-聚合抑制剂-
绝缘层形成用油墨可以含有至少1种聚合抑制剂。
作为聚合抑制剂,可举出对甲氧基苯酚、醌类(例如,氢醌、苯醌、甲氧基苯醌等)、吩噻嗪、儿茶酚类、烷基酚类(例如,二丁基羟基甲苯(BHT)等)、烷基双酚类、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜、水杨酸铜、硫代二丙酸酯类、巯基苯并咪唑、亚磷酸类、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)、2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧基(TEMPOL)及三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐(别名:Cupferron Al)。
其中,聚合抑制剂优选选自对甲氧基苯酚、儿茶酚类、醌类、烷基酚类、TEMPO、TEMPOL及三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐中的至少1种,更优选选自对甲氧基苯酚、氢醌、苯醌、BHT、TEMPO、TEMPOL及三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐中的至少1种。
在绝缘层形成用油墨含有聚合抑制剂的情况下,聚合抑制剂的含量相对于油墨的总量优选0.01质量%~2.0质量%,更优选0.02质量%~1.0质量%,尤其优选0.03质量%~0.5质量%。
-增感剂-
绝缘层形成用油墨可以含有至少1种增感剂。
作为增感剂,例如可举出多核芳香族化合物(例如,芘、苝、三亚苯基及2-乙基-9,10-二甲氧基蒽)、呫吨系化合物(例如,荧光素、曙红、赤藓红、罗丹明B及玫瑰红)、花青系化合物(例如,硫杂羰花青及氧杂羰花青)、部花青系化合物(例如,部花青及羰部花青)、噻嗪系化合物(例如,硫堇、亚甲基蓝及甲苯胺蓝)、吖啶系化合物(例如,吖啶橙、氯黄素及吖啶黄素)、蒽醌类(例如,蒽醌)、方酸菁系化合物(例如,方酸菁)、香豆素系化合物(例如,7-二乙基氨基-4-甲基香豆素)、噻吨酮类化合物(例如,异丙基噻吨酮)及二氢苯并噻喃酮系化合物(例如,二氢苯并噻喃酮)。其中,增感剂优选噻吨酮类化合物。
在绝缘层形成用油墨含有增感剂的情况下,增感剂的含量并无特别限定,相对于绝缘层形成用油墨的总量优选1.0质量%~15.0质量%,更优选1.5质量%~5.0质量%。
-表面活性剂-
绝缘层形成用油墨可以含有至少1种表面活性剂。
作为表面活性剂,可举出日本特开昭62-173463号公报及日本特开昭62-183457号公报中所记载的表面活性剂。并且,作为表面活性剂,例如可举出二烷基磺基琥珀酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪酸盐等阴离子性表面活性剂;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙醚、乙炔二醇、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物等非离子性表面活性剂;及烷基胺盐、季铵盐等阳离子性表面活性剂。并且,表面活性剂可以为氟系表面活性剂或聚硅酮系表面活性剂。
在绝缘层形成用油墨含有表面活性剂的情况下,表面活性剂的含量相对于绝缘层形成用油墨的总量优选●质量%~●质量%,更优选●质量%~●质量%。
-有机溶剂-
绝缘层形成用油墨可以含有至少1种有机溶剂。
作为有机溶剂,例如,可举出:乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚(PGME)、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;
乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇二乙醚、四乙二醇二甲醚等(聚)亚烷基二醇二烷基醚类;
二乙二醇乙酸酯等(聚)亚烷基二醇乙酸酯类;
乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等(聚)亚烷基二醇二乙酸酯类;
乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、甲基乙基酮、环己酮等酮类;
γ-丁内酯等内酯类;
乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯(MBA)、丙酸甲酯、丙酸乙酯等酯类;
四氢呋喃、二噁烷等环状醚类;及
二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类。
在绝缘层形成用油墨含有有机溶剂的情况下,有机溶剂的含量相对于绝缘层形成用油墨的总量优选为70质量%以下,更优选为50质量%以下。有机溶剂的含量的下限值并无特别限定。有机溶剂的含量可以为0质量%。
-添加剂-
绝缘层形成用油墨根据需要可以含有共增感剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防褪色剂、碱性化合物等添加剂。
(物性)
从在通过喷墨记录方式赋予时提高吐出稳定性的观点考虑,绝缘层形成用油墨的pH优选7~10,更优选7.5~9.5。pH使用pH计在25℃下进行测定,例如使用DKK-TOACorporation制的pH计(型号“HM-31”)进行测定。
绝缘层形成用油墨的粘度优选0.5mPa·s~60mPa·s,更优选2mPa·s~40mPa·s。粘度使用粘度计在25℃下进行测定,例如使用TOKI SANGYO CO.,LTD.制的TV-22型粘度计进行测定。
绝缘层形成用油墨的表面张力优选60mN/m以下,更优选20mN/m~50mN/m,进一步优选25mN/m~45mN/m。表面张力使用表面张力计在25℃下进行测定,例如使用KyowaInterface Science Co.,Ltd.制的自动表面张力计(产品名“CBVP-Z”)并且通过平板法进行测定。
(绝缘层形成用油墨的赋予)
绝缘层形成用油墨的赋予方法并无特别限定,例如可举出涂布法、喷墨记录方式等公知的方法。其中,从滴加少量而能够使通过1次的赋予形成的绝缘层的厚度变薄的观点考虑,优选使用喷墨记录方式赋予绝缘层形成用油墨。
喷墨记录方式可以为利用静电吸引力吐出油墨的电荷控制方式、利用压电元件的振动压力的按需喷墨方式(压力脉冲方式)、将电信号转换为声束照射到油墨并且利用放射压吐出油墨的声学喷墨方式及加热油墨形成气泡并且利用所生成的压力的热喷墨(BubbleJet(注册商标))方式中的任一个。
作为喷墨记录方式,尤其能够有效利用如下喷墨记录方式:通过日本特开昭54-59936号公报中所记载的方法,受到热能的作用的油墨发生急剧体积变化,通过基于该状态变化的作用力,从喷嘴吐出油墨。
并且,对于喷墨记录方式,也能够参考日本特开2003-306623号公报的0093~0105段中所记载的方法。
作为喷墨记录方式中所使用的喷墨头,可举出使用短的串行头沿基板的宽度方向扫描头并且进行记录的梭式扫描方式使用及对应于基板的1边的整个区域而排列有记录元件的线头的线方式。
从喷墨头吐出的绝缘层形成用油墨的打滴量优选1pL(皮升)~100pL,更优选3pL~80pL,进一步优选3pL~20pL。
(活性能量射线的照射)
在绝缘层形成工序中,在赋予绝缘层形成用油墨之后照射活性能量射线。
作为活性能量射线,例如可举出紫外线、可见光线及电子束,其中,优选紫外线(以下,也称为“UV”)。
紫外线的峰波长优选200nm~450nm,更优选250nm~400nm,进一步优选300nm~400nm。
从更加抑制绝缘层形成用油墨的流出的观点考虑,照射活性能量射线时的照度优选1W/cm2以上,更优选10W/cm2以上。照度的上限值并无特别限定,例如为100W/cm2
活性能量射线的照射中的曝光量优选100mJ/cm2~10000mJ/cm2,更优选300mJ/cm2~5000mJ/cm2。另外,在将绝缘层形成用油墨的赋予及活性能量射线的照射设为1个周期时,在此所说的曝光量是指1个周期中的活性能量射线的曝光量。
作为紫外线照射用的光源,主要利用汞灯、气体激光及固体激光,广泛已知汞灯、金属卤化物灯及紫外线荧光灯。并且,UV-LED(发光二极管)及UV-LD(激光二极管)为小型、高寿命、高效率并且低成本,期待作为紫外线照射用光源。其中,紫外线照射用的光源优选金属卤化物灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯或UV-LED。
<导电层形成工序>
在导电层形成工序中,对接地电极的至少一部分赋予导电层形成用油墨,形成作为导电层形成用油墨的固化膜的导电层。如上述,在包括绝缘层形成工序的情况下,对绝缘层上及在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨。
以下,参考图4A及图4B,对导电层形成工序的一例进行说明。
图4A是表示导电层形成用油墨的赋予区域的一例的图。图4B是表示在沿图1的A-A线剖切的剖视图中形成有导电层的状态的图。
通过对绝缘层31上及在表面上具有有机酸14的接地电极13上的至少一部分赋予导电层形成用油墨,如图4B所示,在绝缘层31上及接地电极13上的至少一部分形成导电层32。
另外,该图4B图示了作为优选的方式的有机酸量为微量的例,在接地电极13上的界面附近不存在有机酸。
赋予绝缘层形成用油墨的工序优选反复进行。通过反复进行上述工序,能够使导电层形成用油墨的固化膜的厚度变厚。
赋予导电层形成用油墨的区域(导电层形成用油墨的赋予区域)设定于接地电极13上的至少一部分。在图4A中,导电层形成用油墨的赋予区域22比接地区域宽,与被含有接地电极13上的接地电极13包围的区域大致相同。
另外,在本例中,作为导电层形成用油墨的赋予区域设定了区域22,但是并不限于该例。
区域22能够根据配置于配线基板11上的电子零件12及接地电极13的位置、形状来适当设定。
导电层的厚度优选0.1μm~100μm,更优选1μm~50μm。
(导电层形成用油墨)
在本发明中,导电层形成用油墨是指用于形成具有导电性的层的油墨。导电性是指体积电阻率小于108Ωcm的性质。
导电层形成用油墨优选为含有金属粒子的油墨(以下,也称为“金属粒子油墨”)、含有金属络合物的油墨(以下,也称为“金属络合物油墨”)或含有金属盐的油墨(以下,也称为“金属盐油墨”),更优选为金属络合物油墨或金属盐油墨。
从提高电磁波屏蔽性的观点考虑,导电层形成用油墨优选含有银,更优选含有银盐的油墨或含有银络合物的油墨。
<<金属粒子油墨>>
金属粒子油墨例如为金属粒子分散于分散介质中的油墨组合物。
-金属粒子-
作为构成金属粒子的金属,例如可举出贱金属及贵金属的粒子。作为贱金属,例如可举出镍、钛、钴、铜、铬、锰、铁、锆、锡、钨、钼及钒。作为贵金属,例如可举出金、银、铂、钯、铱、锇、钌、铑、铼及含有这些金属的合金。其中,从导电性的观点考虑,构成金属粒子的金属优选含有选自包括银、金、铂、镍、钯及铜的组中的至少1种,更优选含有银。
金属粒子的平均粒径并无特别限定,优选10nm~500nm,更优选10nm~200nm。若平均粒径在上述范围内,则金属粒子的煅烧温度下降,导电性油墨膜制作的工艺适性提高。尤其,在通过喷涂方式或喷墨记录方式赋予金属粒子油墨的情况下,存在提高吐出性并且提高图案形成性及导电性油墨膜的膜厚的均匀性的倾向。在此所说的平均粒径是指金属粒子的一次粒径的平均值(平均一次粒径)。
金属粒子的平均粒径通过激光衍射/散射法进行测定。金属粒子的平均粒径例如为测定3次50%体积累积直径(D50)而作为3次测定的值的平均值算出的值,能够使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置(产品名“LA-960”、HORIBA,Ltd.制)进行测定。
并且,金属粒子油墨中根据需要可以含有平均粒径为500nm以上的金属粒子。在含有平均粒径为500nm以上的金属粒子的情况下,通过nm尺寸的金属粒子在μm尺寸的金属粒子的周围降低熔点,能够接合导电性油墨膜。
在金属粒子油墨中,金属粒子的含量相对于金属粒子油墨的总量优选10质量%~90质量%,更优选20质量%~50质量%。若金属粒子的含量为10质量%以上,则进一步降低表面电阻率。若金属粒子的含量为90质量%以下,则在通过喷墨记录方式赋予金属粒子油墨的情况下,提高吐出性。
金属粒子油墨中除了金属粒子以外,例如还可以含有分散剂、树脂、分散介质、增稠剂及表面张力调整剂。
-分散剂-
金属粒子油墨可以含有附着到金属粒子的表面的至少一部分的分散剂。分散剂实质上与金属粒子一同构成金属胶体粒子。分散剂具有包覆金属粒子以提高金属粒子的分散性并且防止凝聚的作用。分散剂优选为能够形成金属胶体粒子的有机化合物。从导电性及分散稳定性的观点考虑,分散剂优为胺、羧酸、醇或树脂分散剂。
金属粒子油墨中所含有的分散剂可以为1种,也可以为2种以上。
作为胺,例如可举出饱和或不饱和的脂肪族胺。其中,胺优选为碳原子数4~8的脂肪族胺。碳原子数为4~8的脂肪族胺可以为直链状也可以为支链状,可以具有环结构。
作为脂肪族胺,例如可举出丁基胺、正戊基胺、异戊基胺、己基胺、2-乙基己基胺及辛基胺。
作为具有脂环结构的胺,可举出环戊基胺、环己基胺等环烷基胺。
作为芳香族胺,可举出苯胺。
胺可以具有除了氨基以外的官能团。作为除了氨基以外的官能团,例如可举出羟基、羧基、烷氧基、羰基、酯基及巯基。
作为羧酸,例如可举出甲酸、草酸、乙酸、己酸、丙烯酸、辛酸、油酸、天师酸、蓖麻油酸、没食子酸及水杨酸。作为羧酸的一部分的羧基可以与金属离子形成盐。形成盐的金属离子可以为1种,也可以为2种以上。
羧酸可以具有除了羧基以外的官能团。作为除了羧基以外的官能团,例如可举出氨基、羟基、烷氧基、羰基、酯基及巯基。
作为醇,例如可举出萜烯系醇、烯丙醇及油醇。醇容易配位于金属粒子的表面,能够抑制金属粒子的凝聚。
作为树脂分散剂,例如可举出作为亲水性基团具有非离子性基团并且能够均匀地溶解于溶剂的分散剂。作为树脂分散剂,例如可举出聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚乙烯醇、聚烯丙基胺及聚乙烯醇-聚乙酸乙烯酯共聚物。树脂分散剂的分子量中,优选重均分子量为1000~50000,更优选1000~30000。
在金属粒子油墨中,分散剂的含量相对于金属粒子油墨的总量优选0.1质量%~20质量%,更优选0.1质量%~10质量%。
-分散介质-
金属粒子油墨优选含有分散介质。分散介质的种类并无特别限定,例如可举出烃、醇及水。
金属粒子油墨中所含有的分散介质可以为1种,也可以为2种以上。金属粒子油墨中所含有的分散介质优选为挥发性。分散介质的沸点优选50℃~250℃,更优选70℃~220℃,进一步优选80℃~200℃。若分散介质的沸点为50℃~250℃,则存在能够兼具金属粒子油墨的稳定性与煅烧性的倾向。
作为烃,可举出脂肪族烃及芳香族烃。
作为脂肪族烃,例如可举出十四烷、十八烷、七甲基壬烷、四甲基十五烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十三烷、甲基戊烷、正链烷烃、异链烷烃等饱和脂肪族烃或不饱和脂肪族烃。
作为芳香族烃,例如可举出甲苯及二甲苯。
作为醇,可举出脂肪族醇及脂环式醇。在作为分散介质使用醇的情况下,分散剂优选胺或羧酸。
作为脂肪族醇,例如可举出庚醇、辛醇(例如,1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇等)、癸醇(例如,1-癸醇等)、月桂醇、十四烷基醇、鲸蜡醇、2-乙基-1-己醇、十八烷基醇、十六醇、油醇等在饱和或不饱和的链中可以含有醚键的碳原子数6~20的脂肪族醇。
作为脂环式醇,例如可举出环己醇等环烷醇;萜品醇(含有α、β、γ异构物或这些任意的混合物。)、二氢萜品醇等萜烯醇;二氢萜品醇、桃金娘烯醇、索布瑞醇、薄荷醇、香芹醇、紫苏醇、松香芹醇、索布瑞醇及马鞭烯醇。
分散介质可以为水。从调整粘度、表面张力、挥发性等物性的观点考虑,分散介质可以为水与其他溶剂的混合溶剂。与水混合的其他溶剂优选为醇。与水并用而使用的醇优选为能够与水混合的沸点130℃以下的醇。作为醇,例如可举出1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙醚及丙二醇单甲基醚。
在金属粒子油墨中,分散介质的含量相对于金属粒子油墨的总量优选1质量%~50质量%。分散介质的含量只要为1质量%~50质量%,则作为导电性油墨能够获得充分的导电性。分散介质的含量更优选10质量%~45质量%,进一步优选20质量%~40质量%。
-树脂-
金属粒子油墨可以含有树脂。作为树脂,例如可举出聚酯、聚氨酯、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯系树脂、聚醚及萜烯树脂。
金属粒子油墨中所含有的树脂可以为1种,也可以为2种以上。
在金属粒子油墨中,树脂的含量相对于金属粒子油墨的总量优选0.1质量%~5质量%。
-增稠剂-
金属粒子油墨可以含有增稠剂。作为增稠剂,例如可举出粘土、皂土、锂蒙脱石等粘土矿物;甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物;及黄原胶、瓜尔胶等多糖类。
金属粒子油墨中所含有的增稠剂可以为1种,也可以为2种以上。
在金属粒子油墨中,增稠剂的含量相对于金属粒子油墨的总量优选0.1质量%~5质量%。
-表面活性剂-
金属粒子油墨可以含有表面活性剂。若在金属粒子油墨中含有表面活性剂,则容易形成均匀的导电性油墨膜。
表面活性剂可以为阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂及非离子性表面活性剂中的任一个。其中,从能够以少量的含量调整表面张力的观点考虑,表面活性剂优选为氟系表面活性剂。并且,表面活性剂优选为沸点超过250℃的化合物。
金属粒子油墨的粘度并无特别限定,为0.01mPa·s~5000mPa·s即可,优选0.1mPa·s~500mPa·s。在通过喷涂法或喷墨记录方式赋予金属粒子油墨的情况下,金属粒子油墨的粘度优选1mPa·s~100mPa·s,更优选2mPa·s~50mPa·s,进一步优选3mPa·s~30mPa·s。
金属粒子油墨的粘度为使用粘度计在25℃下测定的值。粘度例如使用VISCOMETERTV-22型粘度计(TOKI SANGYO CO.,LTD.制)进行测定。
金属粒子油墨的表面张力并无特别限定,优选20mN/m~45mN/m,更优选25mN/m~40mN/m。
表面张力为使用表面张力计在25℃下测定的值。
金属粒子油墨的表面张力例如使用DY-700(Kyowa Interface ScienceCo.,Ltd.制)进行测定。
-金属粒子的制造方法-
金属粒子可以为市售品,也可以通过公知的方法制造。作为金属粒子的制造方法,例如可举出湿式还原法、气相法及等离子体法。作为金属粒子的优选的制造方法,可举出能够以粒径分布变窄的方式制造平均粒径200nm以下的金属粒子的湿式还原法。基于湿式还原法的金属粒子的制造方法例如可举出包括如下工序的方法:日本特开2017-37761号公报、国际公开第2014-57633号等中所记载的混合金属盐及还原剂获得络合反应液的工序及加热络合反应液来还原络合反应液中的金属离子获得金属纳米粒子的浆料的工序。
在金属粒子油墨的制造中,为了将金属粒子油墨中所含有的各成分的含量调整在规定范围内,可以进行加热处理。加热处理可以在减压下进行,也可以在常压下进行。并且,在常压下进行的情况下,可以在大气中进行,也可以在非活性气体环境下进行。
<<金属络合物油墨>>
金属络合物油墨例如为金属络合物溶解于溶剂中的油墨组合物。
-金属络合物-
作为构成金属络合物的金属,例如可举出银、铜、金、铝、镁、钨、钼、锌、镍、铁、铂、锡、铜及铅。其中,从导电性的观点考虑,构成金属络合物的金属优选含有选自包括银、金、铂、镍、钯及铜的组中的至少1种,更优选含有银。
金属络合物油墨中所含有的金属的含量相对于金属络合物油墨的总量以金属元素换算计优选1质量%~40质量%,更优选5质量%~30质量%,进一步优选7质量%~20质量%。
金属络合物例如通过使金属盐与络合剂进行反应来获得。作为金属络合物的制造方法,例如可举出将金属盐及络合剂加入到溶剂并且搅拌规定时间的方法。搅拌方法并无特别限定,能够从使用搅拌器、搅拌叶片或混合器进行搅拌的方法及施加超声波的方法等公知的方法适当选择。
作为金属盐,可举出硫氰酸盐、硫化物、氯化物、氰化物、氰酸盐、碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、高氯酸盐、四氟硼酸盐、乙酰丙酮络盐及羧酸盐。
从导电性及保存稳定性的观点考虑,金属盐优选羧酸盐。形成羧酸盐的羧酸优选选自包括碳原子数1~20的羧酸的组中的至少1种,更优选碳原子数1~16的羧酸,进一步优选碳原子数2~12的脂肪酸。脂肪酸可以为直链状,也可以为支链状,可以具有取代基。
作为直链脂肪酸,例如可举出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸及亚麻酸。
作为支链脂肪酸,例如可举出异丁酸、异戊酸、2-乙基己酸、新癸酸、新戊酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸及2-乙基丁酸。
作为具有取代基的羧酸,例如可举出六氟乙酰基丙酮酸、乙醇酸、乳酸、3-羟基丁酸、2-甲基-3-羟基丁酸、3-甲氧基丁酸及乙酰乙酸。
作为多官能羧酸,可举出草酸、琥珀酸、戊二酸、丙二酸、丙酮二羧酸、3-羟基戊二酸、2-甲基-3-羟基戊二酸、2,2,4,4-羟基戊二酸及柠檬酸。
其中,金属盐优选碳原子数2~12的烷基羧酸盐、草酸盐或乙酰乙酸盐,更优选碳原子数2~12的烷基羧酸盐。
作为络合剂,可举出胺、氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物及碳酸氢铵化合物。其中,从导电性及金属络合物的稳定性的观点考虑,络合剂优选含有选自包括胺、氨基甲酸铵系化合物及碳酸铵系化合物的组中的至少1种。
金属络合物具有源自络合剂的结构,优选为具有源自选自包括胺、氨基甲酸铵系化合物及碳酸铵系化合物的组中的至少1种的结构的金属络合物。
作为络合剂的胺,例如可举出氨、伯胺、仲胺、叔胺及多胺。
作为具有直链状的烷基的伯胺,例如可举出甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五烷胺、正十六烷胺、正十七烷胺及正十八烷胺。
作为具有支链状烷基的伯胺,例如可举出异丙胺、仲丁胺、叔丁胺、异戊胺、2-乙基己胺及叔辛胺。
作为具有脂环结构的伯胺,例如可举出环戊胺、环己胺及二环己胺。
作为具有羟烷基的伯胺,例如可举出乙醇胺、丙醇胺及异丙醇胺。
作为具有芳香环的伯胺,例如可举出苄胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺及4-氨基吡啶。
作为仲胺,例如可举出二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二苯胺、二环戊胺、甲基丁胺、二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二丙醇胺及二异丙醇胺。
作为叔胺,例如可举出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三乙醇胺、三丙醇胺及三异丙醇胺、三苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基-对甲苯胺及4-二甲基氨基吡啶。
作为多胺,例如可举出乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、二亚乙三胺、三亚乙四胺、四亚甲基五胺、六亚甲基二胺、四亚乙基五胺及这些的组合。
胺优选为烷基胺,优选为碳原子数为2~12的烷基胺,更优选为碳原子数为2~8的伯烷基胺。
构成金属络合物的胺可以为1种,也可以为2种以上。
在使金属盐与胺进行反应时,相对于金属盐的摩尔量的胺的摩尔量的比率优选1倍~15倍,更优选1.5倍~6倍。若上述比率在上述范围内,则结束络合物形成反应而获得透明的溶液。
作为络合剂的氨基甲酸铵系化合物,可举出氨基甲酸铵、甲基铵甲基氨基甲酸酯、乙基铵乙基氨基甲酸酯、1-丙基铵1-丙基氨基甲酸酯、异丙基铵异丙基氨基甲酸酯、丁基铵丁基氨基甲酸酯、异丁基铵异丁基氨基甲酸酯、戊基铵戊基氨基甲酸酯、己基铵己基氨基甲酸酯、庚基铵庚基氨基甲酸酯、辛基铵辛基氨基甲酸酯、2-乙基己基铵2-乙基己基氨基甲酸酯、壬基铵壬基氨基甲酸酯及癸基铵癸基氨基甲酸酯。
作为络合剂的碳酸铵系化合物,可举出碳酸铵、甲基碳酸铵、乙基碳酸铵、1-丙基碳酸铵、异丙基碳酸铵、丁基碳酸铵、异丁基碳酸铵、戊基碳酸铵、己基碳酸铵、庚基碳酸铵、辛基碳酸铵、2-乙基己基碳酸铵、壬基碳酸铵及癸基碳酸铵。
作为络合剂的碳酸氢铵系化合物,可举出碳酸氢铵、甲基碳酸氢铵、乙基碳酸氢铵、1-丙基碳酸氢铵、异丙基碳酸氢铵、丁基碳酸氢铵、异丁基碳酸氢铵、戊基碳酸氢铵、己基碳酸氢铵、庚基碳酸氢铵、辛基碳酸氢铵、2-乙基己基碳酸氢铵、壬基碳酸氢铵及癸基碳酸氢铵。
在使金属盐与氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物或碳酸氢铵系化合物进行反应时,相对于金属盐的摩尔量的氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物或碳酸氢铵系化合物的摩尔量的比率优选0.01倍~1倍,更优选0.05倍~0.6倍。
在金属络合物油墨中,金属络合物的含量相对于金属络合物油墨的总量优选10质量%~90质量%,更优选10质量%~40质量%。若金属络合物的含量为10质量%以上,则更加降低表面电阻率。若金属络合物的含量为90质量%以下,则在通过喷墨记录方式赋予金属络合物油墨的情况下,提高吐出性。
-溶剂-
金属络合物油墨优选含有溶剂。溶剂只要能够溶解金属络合物等金属络合物油墨中所含有的成分,则并无特别限定。从制造容易性的观点考虑,溶剂的沸点优选30℃~300℃,更优选50℃~200℃,更优选50℃~150℃。
在金属络合物油墨中,溶剂的含量相对于金属络合物的金属离子的浓度(相对于金属络合物1g作为游离离子存在的金属的量)优选0.01mmol/g~3.6mmol/g,更优选0.05mmol/g~2mmol/g。若金属离子的浓度在上述范围内,则金属络合物油墨的流动性优异并且能够获得导电性。
作为溶剂,例如可举出烃、环状烃、芳香族烃、氨基甲酸酯、烯烃、酰胺、醚、酯、醇、硫醇、硫醚、膦及水。金属络合物油墨中所含有的溶剂可以仅为1种,也可以为2种以上。
烃优选碳原子数6~20的直链状或支链状的烃。作为烃,例如可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十八烷、十九烷及二十烷。
环状烃优选碳原子数6~20的环状烃。作为环状烃,例如能够含有环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷及十氢萘。
作为芳香族烃,例如可举出苯、甲苯、二甲苯及四氢萘。
醚可以为直链状醚、支链状醚及环状醚中的任一个。作为醚,例如可举出二乙基醚、二丙基醚、二丁基醚、甲基-叔丁基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、二氢吡喃及1,4-二噁烷。
醇可以为伯醇、仲醇及叔醇中的任一个。
作为醇,例如可举出乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇、环戊醇、萜品醇、癸醇、异癸基醇、月桂醇、异月桂醇、肉豆蔻醇、异肉豆蔻醇、鲸蜡醇(Cetanol)、异鲸蜡醇、硬脂醇、异硬脂醇、油醇、异油醇、亚麻醇、异亚麻醇、棕榈醇、异棕榈醇、二十醇及异二十醇。
作为酮,例如可举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮及环己酮。
作为酯,例如可举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸甲氧基丁酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙基醚乙酸酯、二丙二醇单丁基醚乙酸酯及3-甲氧基丁基乙酸酯。
-还原剂-
金属络合物油墨可以含有还原剂。若金属络合物油墨中含有还原剂,则促进从金属络合物向金属还原。
作为还原剂,例如可举出氢化硼金属盐、氢化铝盐、胺、醇、醛、有机酸、还原糖、糖醇、亚硫酸钠、肼化合物、糊精、氢醌、羟胺、乙二醇、谷胱甘肽及肟化合物。
还原剂可以为日本特表2014-516463号公报中所记载的肟化合物。作为肟化合物,例如,可以举出丙酮肟、环己酮肟、2-丁酮肟、2,3-丁二酮单肟、二甲基乙二肟、乙酰乙酸甲酯单肟、丙酮酸甲酯单肟、苯甲醛肟、1-茚酮肟、2-金刚烷酮肟、2-甲基苯甲酰胺肟、3-甲基苯甲酰胺肟、4-甲基苯甲酰胺肟、3-氨基苯甲酰胺肟、4-氨基苯甲酰胺肟、苯乙酮肟、苯甲酰胺肟及频哪酮肟。
金属络合物油墨中所含有的还原剂可以为1种,也可以为2种以上。
在金属络合物油墨中,还原剂的含量并无特别限定,相对于金属络合物油墨的总量优选0.1质量%~20质量%,更优选0.3质量%~10质量%,进一步优选1质量%~5质量%。
-树脂-
金属络合物油墨可以含有树脂。若在金属络合物油墨中含有树脂,则提高金属络合物油墨与电子基板的密合性。
作为树脂,例如可举出聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚缩醛、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、氟树脂、硅酮树脂、乙基纤维素、羟乙基纤维素、松香、丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚砜、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基系树脂、聚丙烯腈、多硫化物、聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚芳酯、聚醚醚酮、聚氨酯、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂及脲树脂。
金属络合物油墨中所含有的树脂可以为1种,也可以为2种以上。
-添加剂-
金属络合物油墨在不损害本发明的效果的范围内进而可以含有无机盐、有机盐、二氧化硅等无机氧化物;表面调整剂、湿润剂、交联剂、抗氧化剂、防锈剂、耐热稳定剂、表面活性剂、增塑剂、固化剂、增稠剂、硅烷偶联剂等添加剂。在金属络合物油墨中,添加剂的合计含量相对于金属络合物油墨的总量优选为20质量%以下。
金属络合物油墨的粘度并无特别限定,为0.001Pa·s~5000Pa·s即可,优选0.001Pa·s~100Pa·s。在通过喷涂法或喷墨记录方式赋予金属络合物油墨的情况下,金属络合物油墨的粘度优选1mPa·s~100mPa·s,更优选2mPa·s~50mPa·s,进一步优选3mPa·s~30mPa·s。
金属络合物油墨的粘度为使用粘度计在25℃下测定的值。粘度例如使用VISCOMETER TV-22型粘度计(TOKI SANGYO CO.,LTD.制)进行测定。
金属络合物油墨的表面张力并无特别限定,优选20mN/m~45mN/m,更优选25mN/m~35mN/m。表面张力为使用表面张力计在25℃下测定的值。
金属络合物油墨的表面张力例如使用DY-700(Kyowa Interface ScienceCo.,Ltd.制)进行测定。
<<金属盐油墨>>
金属盐油墨例如为金属盐溶解于溶剂中的油墨组合物。
-金属盐-
作为构成金属盐的金属,例如可举出银、铜、金、铝、镁、钨、钼、锌、镍、铁、铂、锡、铜及铅。其中,从导电性的观点考虑,构成金属盐的金属优选含有选自包括银、金、铂、镍、钯及铜的组中的至少1种,更优选含有银。
金属盐油墨中所含有的金属的含量相对于金属盐油墨的总量以金属元素换算计优选1质量%~40质量%,更优选5质量%~30质量%,进一步优选7质量%~20质量%。
在金属盐油墨中,金属盐的含量相对于金属盐油墨的总量优选10质量%~90质量%,更优选10质量%~40质量%。若金属盐的含量为10质量%以上,则表面电阻率进一步下降。若金属盐的含量为90质量%以下,则在通过喷涂方式或喷墨记录方式赋予金属粒子油墨的情况下,提高吐出性。
作为金属盐,能够使用与在上述金属络合物油墨中使用的金属盐相同的金属盐。其中,金属盐优选为羧酸盐。作为形成羧酸盐的羧酸,优选碳原子数6~12的烷基羧酸盐或乙酰乙酸,更优选碳原子数6~12的烷基羧酸盐。羧酸盐可以组合2种以上。
金属盐可以为市售品,也可以通过公知的方法制造。银盐例如通过以下方法制造。
首先,向乙醇等有机溶剂中添加成为银的供给源的银化合物(例如乙酸银)及相对于银化合物的摩尔当量等量的甲酸或碳原子数1~30的脂肪酸。使用超声波搅拌机进行搅拌规定时间,用乙醇清洗并倾析所产生的沉淀物。这些工序全部能够在室温(25℃)下进行。银化合物与甲酸或碳原子数1~30的脂肪酸的混合比以摩尔比计优选1:2~2:1,更优选1:1。
金属盐油墨优选含有溶剂。
只要能够溶解金属盐油墨中所含有的金属盐,则溶剂的种类并无特别限定。
从制造容易性的观点考虑,溶剂的沸点优选30℃~300℃,更优选50℃~300℃,更优选50℃~250℃。
在金属盐油墨中,溶剂的含量相对于金属盐的金属离子的浓度(相对于金属盐1g作为游离离子存在的金属的量)优选0.01mmol/g~3.6mmol/g,更优选0.05mmol/g~2.6mmol/g。若金属离子的浓度在上述范围内,则金属盐油墨的流动性优异并且能够获得电磁波屏蔽性。
作为溶剂,例如可举出烃、环状烃、芳香族烃、氨基甲酸酯、烯烃、酰胺、醚、酯、醇、硫醇、硫醚、膦及水。
金属盐油墨中所含有的溶剂可以仅为1种,也可以为2种以上。
溶剂优选包含芳香族烃。
作为芳香族烃,例如可举出苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、丙基苯、异丙基苯、丁基苯、异丁基苯、叔丁基苯、三甲基苯、戊基苯、己基苯、四氢萘、苯甲醇、苯酚、甲酚、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯及苯甲酸丁酯。
从与其他成分的相容性的观点考虑,芳香族烃中的芳香族环的数量优选1个或2个,更优选1个。
从制造容易性的观点考虑,芳香族烃的沸点优选50℃~300℃,更优选60℃~250℃,更优选80℃~200℃。
溶剂可以包含芳香族烃及除了芳香族烃以外的烃。
作为除了芳香族烃以外的烃,可举出碳原子数6~20的直链状烃、碳原子数6~20的支链状烃、碳原子数6~20的脂环式烃。
作为除了芳香族烃以外的烃,例如可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十八烷、十九烷、十氢萘、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、癸烯、萜烯系化合物及二十烷。
除了芳香族烃以外的烃优选含有不饱和键。
作为除了含有不饱和键的芳香族烃以外的烃,可举出萜烯系化合物。
萜烯系化合物根据构成萜烯系化合物的异戊二烯单元的数量,例如可分为半萜烯、单萜烯、倍半萜烯、二萜烯、二倍半萜烯、三萜烯、三倍半萜烯及四萜烯。
作为溶剂的萜烯系化合物可以为上述的任一个,但是优选单萜烯。
作为单萜烯,例如可举出蒎烯(α-蒎烯、β-蒎烯)、萜品醇(α-萜品醇、β-萜品醇、γ-萜品醇)、月桂烯、茨烯、柠檬烯(d-柠檬烯、l-柠檬烯、二戊烯)、罗勒烯(α-罗勒烯、β-罗勒烯)、别罗勒烯、水芹烯(α-水芹烯、β-水芹烯)、萜品烯(α-萜品烯、γ-萜品烯)、萜品油烯(α-萜品油烯、β-萜品油烯、γ-萜品油烯、δ-萜品油烯)、1,8-桉叶素、1,4-桉叶素、香桧烯、对薄荷二烯、蒈烯(δ-3-蒈烯)。
作为单萜烯,优选环式单萜烯,更优选蒎烯、萜品醇或蒈烯。
醚可以为直链状醚、支链状醚及环状醚中的任一个。作为醚,例如可举出二乙基醚、二丙基醚、二丁基醚、甲基-叔丁基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、二氢吡喃及1,4-二噁烷。
醇可以为伯醇、仲醇及叔醇中的任一个。
作为醇,例如可举出乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇、环戊醇、萜品醇、癸醇、异癸基醇、月桂醇、异月桂醇、肉豆蔻醇、异肉豆蔻醇、鲸蜡醇(Cetanol)、异鲸蜡醇、硬脂醇、异硬脂醇、油醇、异油醇、亚麻醇、异亚麻醇、棕榈醇、异棕榈醇、二十醇及异二十醇。
作为酮,例如可举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮及环己酮。
作为酯,例如可举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸甲氧基丁酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙基醚乙酸酯、二丙二醇单丁基醚乙酸酯及3-甲氧基丁基乙酸酯。
金属盐油墨的粘度并无特别限定,为0.001Pa·s~5000Pa·s即可,优选0.001Pa·s~100Pa·s。在通过喷涂法或喷墨记录方式赋予金属盐油墨的情况下,金属盐油墨的粘度优选1mPa·s~100mPa·s,更优选2mPa·s~50mPa·s,进一步优选3mPa·s~30mPa·s。
金属盐油墨的粘度为使用粘度计在25℃下测定的值。粘度例如使用VISCOMETERTV-22型粘度计(TOKI SANGYO CO.,LTD.制)进行测定。
金属盐油墨的表面张力并无特别限定,优选20mN/m~45mN/m,更优选25mN/m~35mN/m。表面张力为使用表面张力计在25℃下测定的值。
金属盐油墨的表面张力例如使用DY-700(Kyowa Interface ScienceCo.,Ltd.制)进行测定。
(导电层形成用油墨的赋予)
导电层形成用油墨的赋予方法并无特别限定,例如可举出涂布法、喷墨记录方式等公知的方法。其中,从滴加少量而能够使通过1次的赋予形成的导电层的厚度变薄的观点考虑,优选通过喷墨记录方式赋予导电层形成用油墨。
喷墨记录方式的优选的方式与绝缘层形成用油墨的赋予中的喷墨记录方式的优选的方式相同。
优选在赋予导电层形成用油墨之前,预先对形成有绝缘层的电子基板进行加温。赋予导电层形成用油墨时的电子基板的温度优选为20℃~120℃,更优选40℃~100℃。
(导电层的形成)
优选在绝缘层上赋予导电层形成用油墨之后,使用热或光来固化导电层形成用油墨。另外,有机酸14中所含有的特定羧酸的分子量小于350,因此在使用热或光来固化导电层形成用油墨的工序中蒸发。
在使用热进行固化的情况下,煅烧温度优选为250℃以下并且煅烧时间为1分~120分。若煅烧温度及煅烧时间在上述范围内,则可抑制对电子基板的损坏。
煅烧温度更优选80℃~250℃,进一步优选100℃~200℃。并且,煅烧时间更优选为1分~60分。
煅烧方法并无特别限定,能够通过通常公知的方法进行。
从导电层形成用油墨的赋予结束的时刻到开始煅烧的时刻为止的时间优选为60秒以下。上述时间的下限值并无特别限定,例如为20秒。若上述时间为60秒以下,则提高导电性。
另外,“导电油墨的赋予结束的时刻”是指导电层形成用油墨的所有油墨滴着落于绝缘层上的时刻。
在使用光进行固化的情况下,作为光,例如可举出紫外线及红外线。
紫外线的峰波长优选200nm~405nm,更优选250nm~400nm,进一步优选300nm~400nm。
光的照射中的曝光量优选100mJ/cm2~10000mJ/cm2,更优选500mJ/cm2~7500mJ/cm2
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更进一步具体说明,但是只要本发明不脱离其主旨,并不限定于以下的实施例。
首先,制备了绝缘层形成用油墨及导电层形成用油墨。
<绝缘层形成用油墨1的制备>
向300mL的树脂制烧杯中添加2-(二甲基氨基)-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮(产品名“Omnirad 379”、IGM Resins B.V.公司制)4.0g、2-异丙基噻吨酮(产品名“SPEEDCURE ITX”、LAMBSON制)2.0g、丙烯酸苯氧基乙酯(FUJIFILM Wako PureChemical Corporation制)34.0g、N-乙烯基己内酰胺22.0g、1,6-己二醇二丙烯酸酯30.0g及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)8.0g,使用混合器(产品名“L4R”、Silverson Nippon Limited制),在25℃下5000旋转/分的条件下搅拌20分钟,获得了绝缘层形成用油墨1。
<绝缘层形成用油墨2的制备>
向300mL的树脂制烧杯中添加3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷(产品名“OXT-221”、TOAGOSEI CO.,LTD.制)50.0g、3’,4’-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯(产品名“CELLOXIDE 2021P”、Daicel Corporation制)15.0g、二氧化柠檬烯(产品名“CELLOXIDE 3000”、Daicel Corporation制)28.0g、三芳基锍六氟磷酸盐,混合物(Sigma-Aldrich制)7.0g,使用混合器(产品名“L4R”、Silverson NipponLimited制),在25℃下5000旋转/分的条件下搅拌20分钟,获得了绝缘层形成用油墨2。
<导电层形成用油墨的制备>
(银络合物油墨)
向50mL的3口烧瓶中添加异丁基碳酸铵6.08g及异丙醇15.0g,使其溶解。接着,添加氧化银2.0g,在常温下反应2小时,获得了均匀的溶液。此外,添加2-羟基-2-甲基丙基胺0.3g,进行搅拌,获得了含有银络合物的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器,过滤该溶液,获得了银络合物油墨。
(银盐油墨)
向200mL的3口烧瓶中添加了新癸酸银40g。向其添加三甲基苯30.0g及萜品醇30.0g,进行搅拌,获得了含有银盐的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器,过滤所获得的溶液,获得了银盐油墨。
(银粒子油墨)
-银粒子分散液1的制备-
作为分散剂,制备了将聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量3000、Sigma-Aldrich制)6.8g溶解于水100mL的溶液a。另外,制备了将硝酸银50.00g溶解于水200mL的溶液b。在室温下向混合溶液a及溶液b进行搅拌而获得的混合液滴加85质量%N,N-二乙基羟胺水溶液78.71g,进而在室温下缓慢滴加了将聚乙烯吡咯烷酮6.8g溶解于水1000mL的溶液。将所获得的悬浮液通过超滤单元(Sartorius Stedim公司制Vivaflow 50、截留分子量:10万、单元数:4个),从超滤单元通过纯化水进行纯化,直至流出约5L的渗出液。停止纯化水的供给,进行浓缩,获得了30g的银粒子分散液1。该分散液中的固体成分的含量为50质量%,通过TG-DTA(差示热量重量同时测定)(Hitachi High-Tech Corporation制、模型:STA7000系列)测定固体成分中的银的含量的结果,为96.0质量%。使用离子交换水,将所获得的银粒子分散液1稀释成20倍,使用粒径分析仪FPAR-1000(Otsuka Electronics Co.,Ltd.制)进行测定,求出了银粒子的体积平均粒径。银粒子分散液1所含有的银粒子的体积平均粒径为60nm。
-银粒子油墨A1的调制-
向银粒子分散液10g添加2-丙醇2g、作为表面活性剂的OLFINE E-1010(NissinChemical Co.,Ltd.制)0.1g,添加水,使银浓度成为40质量%,获得了银粒子油墨。
<处理液的制备>
以成为表1所示的含量(质量%)的方式混合各成分,制备了处理液。另外,表1中,“其他羧酸”是指不对应于特定羧酸的羧酸。
处理液中所含有的各成分的详细内容如下。
-一元羧酸-
·松香酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
·异海松酸(Sigma-Aldrich制)
·木蜡酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
-二羧酸-
·琥珀酸(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
·戊二酸(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
-其他羧酸-
·聚丙烯酸(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制、重均分子量:5000)
-溶剂-
·异丙醇(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
·甲基乙基酮(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
[表1]
[实施例1~实施例8、比较例1~比较例4]
-电子基板的准备-
拆卸了Quectel制LTE模组的屏蔽罐和框架。在去除了接合屏蔽罐和框架的基板上的金属配线的焊锡之后,使用印刷基板用焊剂清洗剂(产品名“goot BS-W20B”去除焊剂,获得了电子基板A。在电子基板A上形成有多个电子零件及非连续的框状的接地电极以包围多个电子零件。
之后,在电子基板A的接地电极上涂布有处理液之后,使用烘箱在100℃下干燥5分钟,获得了电子基板B。另外,在比较例3及比较例4中,未实施涂布处理液的工序。
-绝缘层的形成-
将绝缘层形成用油墨填充于喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”、FUJIFILMDimatix,Inc.制)的墨盒(10皮升用)中。关于图像记录条件,将打滴量设为每1点10皮升。
准备了与电子基板中的被接地电极包围的区域相同的区域的图像数据。反复了使用该图像数据赋予绝缘层形成用油墨并照射紫外线的周期,直至包覆配置于基板上的电子零件。
紫外线的照射使用设置于喷墨头的横向的紫外线照射装置(产品名“UV SpotCure OmniCure S2000”、LumenDynamics制)进行。紫外线的照度设为8W/cm2,每1次照射0.1秒钟,由此每1次的曝光量为0.8J/cm2。并且,将从赋予绝缘层形成用油墨的时刻到紫外线的照射开始为止的时间设为0.3秒。
-导电层的形成-
将导电层形成用油墨填充于喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”、FUJIFILMDIMATIX制)的墨盒(10皮升用)中。关于图像记录条件,将分辨率设为1270dpi(dots perinch),将打滴量设为每1点10皮升。预先对形成有绝缘层的电子基板加温至60℃。
准备了电子基板中的覆盖接地电极上和绝缘层的区域的图像数据。反复了8次使用该图像数据赋予导电层形成用油墨并使用烘箱在180℃下加热60分钟的周期。获得了形成有具有金属光泽的导电层的电子器件。
使用制作的电子器件,进行了密合性、电磁波屏蔽性及导电层形成用油墨的流出的评价。
<密合性>
使用所获得的电子基板,进行了1000个周期的-15℃~90℃的温度之间的周期试验。在周期试验之后,观察相对于接地电极的导电层的剥离的有无和导电层的变形的有无,根据观察内容,评价了密合性。评价标准如下。
5:没有导电层的剥离,也没有导电层的变形。
4:没有导电层的剥离,用目视无法确认导电层的变形,但是通过显微镜观察被确认。
3:没有导电层的剥离,但是用目视确认到导电层的变形。
2:稍微有导电层的剥离。
1:导电层的一半以上被剥离。
<电磁波屏蔽性>
用LTE BAND13通讯所获得的电子基板,使用近磁场测定装置(产品名“SmartScan550”、API制),在频率777MHz下实施了近磁场测定。测定噪声抑制水平,根据噪声抑制水平,评价了电磁波屏蔽性。
<导电层的位置精度>
在所获得的电子基板中,在导电层的外缘部位于被含有接地电极上的接地电极包围的区域的外侧的情况下,判定为导电层从接地电极突出。在导电层从接地电极突出的情况下,测定了导电层从接地电极突出的距离(以下,也称为“突出距离”)。具体而言,用激光显微镜(产品名“VK-9710”、KEYENCE Corporation制)分别放大50倍观察了形成为框状的接地电极的4个边的中央部。在观察视场的3处中,以与接地电极的接地区域相反的一侧的侧面为基准,测定了导电层的外缘部为止的距离。而且,算出了在12处测定的突出距离的平均值。根据突出距离的平均值,评价了导电层的位置精度。评价标准如下。
5:导电层未从接地电极突出。
4:突出距离的平均值超过0μm且为2μm以下。
3:突出距离的平均值超过2μm且为5μm以下。
2:突出距离的平均值超过5μm且为10μm以下。
1:突出距离的平均值超过10μm。
表2及表3中示出评价结果。表2及表3中,“特定羧酸”是指选自包括分子量小于350的一元羧酸及二羧酸的组中的至少1种化合物。并且,“其他羧酸”是指不对应于特定羧酸的羧酸。绝缘油墨1是指“绝缘层形成用油墨1”,绝缘油墨2是指“绝缘层形成用油墨2”。
[表2]
[表3]
如表2所示,在实施例1~实施例8中,包括:准备电子基板的工序,所述电子基板具备配线基板、配置于配线基板上的电子零件、在表面具有有机酸的接地电极;及对在表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨来形成作为导电层形成用油墨的固化膜的导电层的工序,有机酸含有选自包括分子量小于350的一元羧酸及二羧酸的组中的至少1种化合物,因此可知接地电极与导电层的密合性优异。
另一方面,在比较例1及比较例2中,使用了不含有特定羧酸的处理液,因此接地电极与导电层的密合性不充分。
并且,在比较例3及比较例4中,在接地电极的表面不存在有机酸,因此可知接地电极与导电层的密合性较差。
另外,关于2021年8月30日申请的日本专利申请2021-139985号的公开,将其整体通过参考被编入到本说明书中。并且,本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准,与具体且各自地记载通过参考而援用于各个文献、专利申请及技术标准的情况相同程度地,通过参考而被援用于本说明书中。

Claims (8)

1.一种电子器件的制造方法,其包括:
准备电子基板的工序,所述电子基板具备配线基板、配置于所述配线基板上的电子零件、和表面具有有机酸的接地电极;及
对所述表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予导电层形成用油墨来形成所述导电层形成用油墨的固化膜即导电层的工序,
所述有机酸含有选自由分子量小于350的一元羧酸及分子量小于350的二羧酸组成的组中的至少1种化合物。
2.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其中,
所述二羧酸为琥珀酸、戊二酸或己二酸。
3.根据权利要求1或2所述的电子器件的制造方法,其中,
所述一元羧酸为松香酸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子器件的制造方法,其中,
所述有机酸包含选自由琥珀酸、戊二酸及松香酸组成的组中的至少1种化合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子器件的制造方法,其中,
还包括与所述接地电极接触而形成包覆所述电子零件的绝缘层的工序,
在形成所述导电层的工序中,对所述绝缘层上及所述表面具有有机酸的接地电极上的至少一部分赋予所述导电层形成用油墨。
6.根据权利要求5所述的电子器件的制造方法,其中,
形成所述绝缘层的工序为赋予绝缘层形成用油墨并照射活性能量射线来形成所述绝缘层形成用油墨的固化膜即绝缘层的工序。
7.根据权利要求5或6所述的电子器件的制造方法,其中,
所述绝缘层含有丙烯酸树脂或环氧树脂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子器件的制造方法,其中,
所述导电层形成用油墨含有金属络合物或金属盐。
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