JP2001518693A - 薄金属物質の製造 - Google Patents

薄金属物質の製造

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JP2001518693A JP2000513717A JP2000513717A JP2001518693A JP 2001518693 A JP2001518693 A JP 2001518693A JP 2000513717 A JP2000513717 A JP 2000513717A JP 2000513717 A JP2000513717 A JP 2000513717A JP 2001518693 A JP2001518693 A JP 2001518693A
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Abstract

(57)【要約】 方法は、ペーストおよびインクのＰＡＲＭＯＤTM組成物を、熱安定性材料上に印刷し、オーブンで硬化して、電子回路、計器、および装飾などの金属箔物質を形成することを開示している。該金属箔物質は接着基板上に持ち上げられ、電子回路板および同様の生産物を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 背景技術 超小型電子回路産業において、回路トレースを基板上に形成する基本的な方法
は、多くの有害かつ高価な化合物および溶媒を用いたフォトレジストや電気めっ
き工程の組み合わせを必要とし、さらに回路板／基板の広範囲な加工を必要とす
る。基板の繰り返し加工を防ぐ一つの試みは、フォトレジスト／電気めっき工程
を用いて、または金属箔から回路パターンを打抜くことによって金属板上に回路
トレースを形成することである。次に基板に回路を移すために接着剤が使用され
る。
【０００２】 その他の代替法として、“リフトオフ”方法がある。この工程において、回路
トレースの接着イメージは基板上に形成される。次に金属箔を該接着イメージに
結合させ、次に該接着イメージに結合していない不必要な金属箔を接着フィルム
によって剥離させる。 これらの方法は、例えば基板が回路形成工程に耐えられない場合に使用されうる
。しかしながら、広範囲な加工および本質的な高コストは商業的および大量生産
の面で受け入れられない。
【０００３】 発明の概要 パレレック エルエルシー（Ｐａｒｅｌｅｃ，ＬＬＣ）製のＰＡＲＭＯＤTMと
して商業的に利用可能である新規な化合物の一群は、本出願人により１９９７年
９月１２日に出願され係属中のＰＣＴ／ＵＳ９７／１６２２６において開示され
ており、当該出願はここに全て引用される。これらの組成物は、印刷インクまた
はペーストに配合されうる。これらのインクは基板上に印刷され、よく強化した
純粋な金属のフィルムに数秒で硬化される。ＰＡＲＭＯＤTM組成物のこの迅速な
硬化能力は、それらの応用も同様に、非常に単純で低コストの工程によって複雑
な薄金属物質を形成することを可能にする。このような物質の例として、無線周
波認識票におけるアンテナとして使用される導電体のパターンがある。その他の
応用として、半導体のためのＴＡＢ結合デカルコマニアがある。
【０００４】 多くのタイプの電子回路はこの工程によって製造され、多様なタイプの基板お
よびデバイスに結合されうる。該工程は、ひずみ計、熱電対および他のタイプの
計器を製造するのに使用されうる。このような多くの他の目的および応用は、当
業者において明白である。
【０００５】 該ＰＡＲＭＯＤTM組成物は、基板上に直接印刷し、最終産物に使用することが
でき、それゆえに基板への良好な接着を得ることが重要である。その上、該基板
は該ＰＡＲＭＯＤTM組成物が固体金属に硬化される温度に耐えなければならない
。ＰＡＲＭＯＤTMが結合する表面またはコーティングを持ち、かつ高温耐性能を
持たなければならないというこれら必要条件は、基板材料に厳しい制限を負わせ
る。両方の必要条件により、選択が制限され、基板の値段を上げてしまう。これ
は、低コスト銅ＰＡＲＭＯＤTM混合物が最も高い硬化温度を必要とし、高価なポ
リイミド基板に制限されているということにおいて、特に難問である。
【０００６】 本発明は、仮の基板上で印刷および硬化を行い、次に低温で金属箔物質を永久
基板へ転移することによって、硬化および接着工程を基板から分離するものであ
る。該仮の基板の望ましい特徴は、ＰＡＲＭＯＤTMがそれに永久に結合しない；
ＰＡＲＭＯＤTMとほぼ同様の熱膨張係数を持つ；ＰＡＲＭＯＤTMが硬化する温度
に耐性を持つ；簡単に再使用できる、または廉価であるということである。
【０００７】 好ましいＰＡＲＭＯＤTM化合物は、反応性有機媒体（ＲＯＭ；Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｅｄｉｕｍ）および金属源を含み、好ましくは金属フレ
ーク、金属粉末およびそれらの混合物を含む。該ＲＯＭは、金属−有機分解物（
ＭＯＤ；Ｍｅｔａｌｌｏ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）化合
物、または、このような化合物を金属源の存在下で熱して形成することのできる
有機試薬のいずれかを含む。これらの成分は、必要ならば当業界で周知のレオロ
ジー変性有機ビヒクルと共に混合して、印刷インクまたはペーストを製造する。
これらのインクは基板上に印刷され、よく強化したフィルム、トレースおよび純
金属の物質に数秒で硬化されうる。
【０００８】 このプロセスは、例えばベルトやテープ、またはウェブを用いて、連続して実
施することができる。同様に連続したベルト、テープ、およびウェブを用いて、
多層ユニットが製造できる。
【０００９】 発明の詳細な説明 トレース、構成部品および物質の形成に有効な好ましい組成物は、金属混合物
および反応性有機媒体（ＲＯＭ）を含む。これらの組成物は熱的に安定な基板に
適用でき、よく強化された回路トレースおよび物質に熱処理にて硬化することが
できる。該組成物は臨界温度を示し、その温度を超えて、その金属のバルク耐性
のたった２〜４倍の耐性しか持たないよく強化された導電体へ変換される。その
導電率は、従来の厚膜組成物における、セラミック基板上への従来の高温金属粉
末焼結によって得られるものに等しい。特筆すべきは、この強化工程が４００〜
５００セルシウス度で実施され、従来の厚膜技術で使用されていた化合物より低
く、さらに焼結に必要な時間より短い規模のオーダーの時間内で実施できる。
【００１０】 適切な金属は、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、パラジウム、イリジウム、ル
テニウム、オスミウム、ロジウム、プラチナ、鉄、コバルト、ニッケル、インジ
ウム、錫、アンチモン、鉛、ビスマス、およびそれらの混合物を含む。ＲＯＭと
しての有機酸および金属フレークとコロイド金属粉末の両方を含む典型的なＰＡ
ＲＭＯＤTM混合物の例を、下記の表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】 好ましい実施様態において、該金属混合物は、金属フレークとコロイド状また
はセミコロイド状の金属粉末を含み、ここでフレークと粉末の総量は、好ましく
は全混合物の６０〜８５％、および該粉末は、好ましくは全金属の３０〜５０％
である。有機ビヒクルは、ある種の適用において、粘度を減らすためにより多く
の量を加えることもできる。
【００１３】 該金属フレークは２〜１０マイクロメーター、好ましくは約５マイクロメータ
ーの長辺、および１マイクロメーター未満の厚さを持つ。これらは滑剤と共に相
当する金属粉末を粉砕することによる、当業者に周知の方法を用いて製造するこ
とができ、この滑剤はしばしば脂肪酸または脂肪酸石鹸である。開始の粉末は通
常、化学沈殿法により製造され、所望の粒径および純度を得る。該フレークは、
厚膜インクおよび銀含有導電性エポキシの成分として、電子用途のためにはんだ
付けされる。
【００１４】 該フレークはいくつかの機能を担う。それらは、その他の材料を共に含む印刷
されたイメージにおいて骨格構造を形成し、混合物が硬化させるため加熱される
ときの溶解損失を防ぐ。該フレークは本来、石垣のような層板状構造を持つもの
と考えられており、これは基板表面と平行な方向において導電性を提供し、本発
明の目的であるよく強化された純金属導体を実現するのに必要な、金属輸送量を
減少させたフレームワークを提供する。それらはまた、組成物のその他の成分が
結合できる低い表面エネルギー、平坦な表面を提供する。
【００１５】 もう一方の本発明の金属粉末混合物成分は、好ましくは、それぞれの粒径が約
１００ナノメーター以下、好ましくは５０ナノメーター以下のコロイド状または
セミコロイド状粉末である。該コロイド状またはセミコロイド状粉末は、好まし
くは該金属粉末混合物の総質量の約４０質量％存在する。これらの粉末の主要な
機能は、該組成物がほとんど固体の純金属導体に強化される温度を下げることで
ある。微粒金属粉末が存在は、この銀を用いる低温工程の向上に有用で、銅混合
物の強化に重要であることがわかっている。それらは個々の粒子として存在する
ことが重要である。この小さい金属粒子は、凝集して開放骨格構造を持った凝集
物になる強い傾向を持つ。
【００１６】 ２０ナノメーターの呼び径を持つコロイド状銀粒子は、優れた分散状態を持ち
、銀組成物で使用され、臨界強化温度を３００から２６０セルシウス度に低める
。
【００１７】 所望のコロイド状金属の分散度を達成し且つ維持するために、それらが凝集し
ないように粒子を安定させることが重要である。銀粒子の場合、粒子表面をコー
トする界面活性剤によって安定化され、金属金属の接触を防ぐ。好ましい界面活
性剤は、カルボン酸、およびカルボン酸の金属石鹸である。これは該粉末を製造
する手段としての化学沈殿法に有利であり、それらが形成から最終強化への安定
化を促進する環境にさらされるからである。
【００１８】 該反応性有機媒体（ＲＯＭ）は、金属混合物が共に結合してよく強化された導
体を形成する環境を提供する。有機化合物の多くの種類はＲＯＭとして機能しう
る。それらが共有しそれらを効果的にする共通の特徴は、ヘテロ原子を通して金
属との結合を持つ、または形成できることである。該ヘテロ原子は酸素、窒素、
硫黄、リン、砒素、セレニウム、およびその他の非金属元素であり、好ましくは
酸素、窒素、または硫黄である。この結合は、有機部分を共に保持する結合より
も弱く、熱的に破壊され金属を析出する。多くの場合、その反応は可逆的であり
、すなわち以下に模式的に示すように、その酸または他の有機残基が金属と反応
し、金属−有機化合物を再形成する。
【００１９】
【化１】
【００２０】 ここでＲは反応性有機化合物、Ｍは金属である。
【００２１】 有機酸のような成分を形成するＭＯＤを含むＰＡＲＭＯＤTM混合物の説明とし
て、硬化中に起こる反応は以下の通りである。
【００２２】
【化２】
【００２３】 その効果は、小さい粒子を消費し共に溶接されて大きい粒子になり、純金属の
微視的な回路を形成することである。酸の存在下では、分解した金属−有機化合
物を、その酸化物または金属から簡単に形成しうるいくつかの他の活性有機試薬
が使用されうる。例としては、硫黄化合物の使用であり、メルカプチドまたは窒
素配位子を形成し、分解性の複合体を製造する。
【００２４】 有用な化合物の例はカルボン酸の石鹸であり、それにおいてヘテロ原子は酸素
であり；アミノ化合物であり、それにおいてヘテロ原子は窒素であり；およびメ
ルカプト化合物であり、それにおいてヘテロ原子は硫黄である。 好ましいＲＯＭ成分の特殊な例は、カルボン酸、銀および銅を含むネオデカノエ
ートおよび２−エチルヘキサノエートの相当する金属石鹸であり、例えば銀ネオ
デカノエートであり、式
【００２５】
【化３】
【００２６】 で示され、ここでＲ1、Ｒ2、およびＲ3はＣ9Ｈ19であり、 銀２−エチルヘキサノエートは、式
【００２７】
【化４】
【００２８】 で示され、 金アミン２−エチルヘキサノエートは、窒素化合物の例として、
【００２９】
【化５】
【００３０】 であり、 金ｔ−ドデシルメルカプチドは、硫黄化合物の例として、
【００３１】
【化６】
【００３２】 であり、ここでＲ1、Ｒ2、およびＲ3はＣ11Ｈ23である。
【００３３】 これらのＲＯＭ組成物は当業界で周知の方法にて製造することができる。全て
の上記化合物は比較的低温でそれぞれ金属に分解することができる。該銀ネオデ
カノエートおよび銀２−エチルヘキサノエート（銀オクトエート）において、そ
の分解温度は２００〜２５０℃である。相当する銅化合物においては３００〜３
１５℃である。金硫化物は、１５０℃付近の非常に低い温度で分解する。金アミ
ンオクトエートは、３００〜５００℃で分解する。銅および銀化合物は、同じ温
度でそれに相当する酸から再形成され、すなわちその反応は上述したように可逆
的である。
【００３４】 いくつかの場合において、本発明の組成物の印刷特性を改善するために、当業
界で周知のレオロジー増強化合物を加えることは有用である。アルファ−テルピ
ノールは、銅および銀組成物の粘度を減少させ、スクリーン印刷を容易にするた
めに用いられてきた。アルファ−テルピノールはまた、不飽和環に結合している
水酸基の酸としての特徴により、強化反応に関与する。成分と添加剤を選択する
ことによって、１５センチポイズの粘度を持つ流体インクから固体粉末までの範
囲の印刷可能な組成物を製造する可能性を示している。
【００３５】 該組成物は、都合の良い任意の印刷技術を用いて基板へ印刷されることができ
る。スクリーン印刷およびステンシルは、比較的少数で高い解像度を持つ固定基
板に適している。グラビア印刷、インプレッション印刷およびオフセット印刷は
、高い製造レートのフレキシブル基板に適している。インクジェット印刷および
静電印刷は、印刷イメージを直接コンピューター制御することにおいてつさらな
る利点を有する。これはコンピューターエイデッドデザイン（ＣＡＤ）ファイル
からの直接的な印刷を可能とし、特殊なツールの必要性を除くことができる。そ
れぞれの回路は異なることが可能で、必要ならば、コードまたはプロトタイプに
用いることができる。同様の目的が、コンピューター制御されたディスペンサ器
具を用いて低い製造レートで達成できる。この器具は、表面上で針を動かし、ポ
ンプまたは加圧シリンジによって印刷組成物を供給して、ドットまたはラインを
製造する。
【００３６】 本発明の組成物はスクリーン印刷、ステンシル、ディスペンジング、グラビア
印刷、インクジェット印刷、インプレッション印刷、オフセット印刷、および静
電印刷によって塗布される。代替の適用方法は、接着パターンを乾燥粉末組成物
またはトナーを用いてコーティングすることを含む。スクリーニングは、従来の
厚膜フィルムペーストの塗布に用いられているが、最も広義には、評価のための
サンプルの調製に用いられてきた。約５００ポイズの粘度を持つ組成物は、所望
の導体パターンの光定義（ｐｈｏｔｏ−ｄｅｆｉｎｅｄ）オープンイメージをそ
のなかに持つ微細スクリーンを通して、ラバースキージーによって使用される。
この方法によって達成させる解像度は、プロダクションスクリーンプリンターが
５０ミクロンもの微細なパターンを達成できるのにもかかわらず、約１２５ミク
ロン（５ミリ）のラインアンドスペースである。多くのテストパターンが１２ミ
クロン付近の厚さであるにもかかわらず、５０ミクロンまでの厚さを持つ導電性
トレースが印刷されており、これは０．３７オンスの銅／平方フィートに等しい
。
【００３７】 該金属−有機分解化合物またはそれから形成される酸は、上述の金属フレーク
およびコロイド状金属粉末成分と共に混合され、適切な基板上にそれぞれ薄層と
して印刷され、金属−有機化合物の分解温度を超過する臨界温度へ加熱される場
合、反応がおこり、その結果、ゆるく凝集した金属成分が、大きく電気抵抗率を
減少させたほぼ固体の金属トレースに、瞬時に強化される。銅および銀の混合物
の臨界温度以下で金属−有機化合物を分解するために加熱されたトレースの走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の断面図は、それぞれ金属フレークおよび粉末粒子を示
しており、非加熱混合物の図のようである。
【００３８】 臨界温度を超過して加熱された場合、電気抵抗率の非常に迅速な減少が起こり
、析出物の機械的な凝集力が劇的に増加し、該析出物の外観が変化する。臨界温
度を超過して加熱された銅、銀、および金の混合物のＳＥＭ断面図は、金属フレ
ークおよび粉末が固体金属の結合ネットワークへ強化されていた。
【００３９】 該組成物は、短時間の間熱にさらすことによって硬化される。この時間は、安
全に基板をさらすことのできる温度において変更でき、ただし組成物が持ちうる
導電性のほとんどを達成するために１分未満であり、いくつかの場合では、温度
で１０秒以下である。
【００４０】 銅（および金）において、その臨界温度は３００℃を越える。３０５〜３２５
℃で、銅の抵抗率は、係数１００で１０マイクロオーム−ｃｍ未満に低下した。
銅のバルクの抵抗率は、１．７マイクロオーム−ｃｍである。抵抗率が低下する
のと同じ温度で、そのトレースの機械的特性は等しく劇的に改善された。サンプ
ルに折り目を作ることやスコッチテープでトレースを引き上げることにより脆性
および弱い粘着性を測定したところ、そのサンプルは、７５ミクロン（３ミル）
の基板において、テープ試験により１８０度の折り目を耐えるのに十分なほど延
性になる。この折り目試験は、１７％の金属トレースの伸延に等しい。このテー
プ試験は、約１０ニュートン／ｃｍ（６ｌｂ／ｌｉｎｅａｌ ｉｎｃｈ）の接着
力に等しい。さらに高い温度への加熱はほんのわずかしか抵抗率を減少させない
。
【００４１】 銀において、工程温度で抵抗率を減少させることは、銅ほど劇的ではないが、
容易に分解する弱く強化した材料から延性金属へ転換することは、等しく鮮明で
ある。その臨界温度は約２３０度である。
【００４２】 その臨界温度は金属−有機成分を混合することにより調節できる。上述したよ
うに、金アミンオクトエートは５００℃までの温度で分解する。これは、ポリマ
ーベースの印刷回路基板またはその他の多くの電子的な成分と共に使用するには
高すぎる。金ｔ−ドデシルメルカプチドは、約１５０℃で分解する。これは、そ
の基板に効果的に結合させたり、金フレークを添加するには低すぎる。金ネオデ
カノエートは約１２０〜１５４℃で分解する。金アミンオクトエートおよび金ネ
オデカノエートの混合物は望ましい範囲内で分解温度を達成するために用いられ
てきた。
【００４３】 金および銀両方の混合物は、金属−有機成分が分解する温度で金属元素が安定
な形態であるために、空気中で加熱することができる。しかしながら銅は、空気
中で分解による安定した生成物の銅酸化物を形成することを防ぐために、防御さ
れた雰囲気が必要である。酸素が容量で約２０ｐｐｍ未満、好ましくはほとんど
３ｐｐｍ未満である窒素雰囲気が適していることが見出されている。量が約５％
の水蒸気の添加は、生じる析出物の導電性を改善することに有効であることが見
出されている。
【００４４】 該ＰＡＲＭＯＤTMが熱的に安定な基板に結合すべきではない一方で、自動の連
続工程を用いる場合、ある程度の粘着性または接着性が所望される。当業界で周
知の基板は、仮の基板に求められる特徴を有する。安定な仮の基板の例は、ポリ
イミドフィルム、ポリソルフォンフィルム、ポリエステルフィルム、テフロン被
膜フィルム、シリコン被膜フィルム、金属箔、ガラスおよびセラミック表面を含
む。
【００４５】 永久基板は、絶縁耐力のような最終的な適用のその他いかなる必要条件に加え
て、転移した金属箔へしっかり結合できる能力を持つことのみが必要とされる。
適切な基板の例は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロースおよび紙を含む。当
業界で周知の、圧力感受性または他のタイプの接着のコーティングがこれを完成
するのに用いられ、例えば、ポリエチレンまたはエポキシのような熱可塑性材料
、フェノール系、アクリル系、およびポリイミド系の熱硬化性樹脂をである。こ
れはまた、熱可塑性または基板それ自身の接着性によって達成され、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、またはポリスチレンである。
【００４６】 より大きい経済性およびより高い製造レートのために、その導体パターンはロ
ータリープレスによる基板の連続ウェブに適用され、これは新聞の印刷のようで
あるが、図１に示すようにより微細な解像度を持つ。グラビア印刷はこの適用に
使用されうる。オフセット印刷はまた非常に高い解像度を製造できる。高速のイ
ンクジェット印刷および静電印刷も用いられる。印刷工程に続いて、その回路は
いまだ連続ウェブとしてオーブンで硬化される。これらの混合物の数秒で固形金
属へ硬化され宇能力は、本発明の概念を理解するのに重要である。より長い工程
時間により、オーブンを圧力に比例して不相応に大きくしなければならず、高速
印刷の速度の利点のほとんどを無駄にしている。連続工程において、該ＰＡＲＭ
ＯＤTM化合物は、熱的に安定な基板のベルト上に所望のパターンで印刷される。
該ベルトはオーブンを通過し、その中で該ＰＡＲＭＯＤTMは硬化され固形金属物
を形成する。永久基板の連続の“テープ”の接着表面は、該ベルトと結合してお
り、その金属物質は永久基板テープ上に持ち上げられる。該テープは次にラミネ
ートされ、それぞれの回路板を形成するために切断される。
【００４７】 多層構造は、図２で説明してあるように、他のセットのイメージをリフトオフ
する両面被膜層を用いた技術で簡単に製造される。両面誘電体は一つの層を被膜
するのに用いられ、金属物質を次の層に持ち上げる。この両面誘電体は、例えば
Ｂ−ステージエポキシ樹脂を含浸したガラス布強化物質からなる従来のプリプレ
グである。連続の低コスト工程によって、多層回路板を製造するのに所望される
だけの多くの層のために、その工程は連続して実施されうる。
【００４８】 長い時間の非常に高い製造ランのため、新聞類似物は、複数の金属物質を同時
にターンアウトする複数のロータリープレスでさらに押し出され、これは単一の
オーブンで硬化され、サイズにダイカッティングされる前に、おそらくは統合さ
れフライ上でラミネートされる。そのスタックは切り離されそれぞれの回路を形
成する。さらに低コストの方法は、片側のの中間層の裏面上に接着剤を使用し、
プリプレグを用いずにスタックをラミネートすることである。
【００４９】 このリフトオフ工程はまた、テープ自動結合デカルコマニアのような、部分的
に支持されたパターン化金属箔物質を製造するのに用いられる。該パターンは非
接着材料上に印刷され、露出したパターンの部分を取り除くダイカット接着テー
プ上へ持ち上げられる。その結果、半導体チップ上でパッドが結合した一組であ
る、微細金属フィンガーを持つテープを生じる。該フィンガーの外側の端は、テ
ープによってサポートされており、半導体パッケージに、またはチップオンボー
ドを搭載するための印刷回路へ直接、はんだ付けできる。このようなＴＡＢ転写
は図３に模式的に示されている。
【００５０】 サポートされた、部分的にサポートされた、およびサポートされていないその
他の物質は関連する技術の当業者によって認識されるような、本発明の技術によ
って製造されうる。例として： 熱電体およびひずみ計のような計器、 ポリマーフィルム上に印刷される、レジスタ、キャパシタ、インダクタ、 電熱器 上述のものの任意をまたは全てを含む回路は、例えばパッケージおよび荷物の
認識のために、遠隔的に尋問されうる無線周波タグ、 宝石およびクリスマスオーナメントのような装飾的な金属品目 である。
【００５１】 実施例 下記に説明された実施例は、好ましい組成物のそれぞれの成分およびそれらを
適用する条件を、所望の結果を得るためにどのように機能させるかを示している
。該実施例は本発明の性質をさらに象徴するために与えられているが、それらの
範囲において限定をするものではない。その範囲は添付された請求項によっての
み定義されるものである。
【００５２】 実施例１ 銀ＰＡＲＭＯＤTMスクリーンインクを以下のように調製した。１２．０ｇのデ
グサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）銀フレーク、３．０ｇの銀ネオデカノエート、および１
．３５ｇのネオデカン酸をへらを用いて混合した。生じた混合物を次にロールミ
ルで磨砕し、均一なペーストを得た。
【００５３】 ８ターンアンテナコイルのイメージと、キャパシティティブプレートは銀ＰＡ
ＲＭＯＤスクリーンを用いたセパレート基板上に印刷された。そのスクリーンパ
ラメータは、０．７ミルエマルジョンで裏付けされた１９５メッシュスクリーン
である。使用された該基板はカラデックス（Ｋａｌａｄｅｘ）２０３０ポリエチ
レンナフタレート（ＰＥＮ）の１ミル厚シートを用いた。そのサンプルは、２〜
５分間、空気中で、箱形炉において熱的に２１０℃まで加熱することにより硬化
された。生じたサンプルは３，５μΩ−ｃｍの電気抵抗率および基板への弱い接
着力をもつ、連続した純銀フィルムであった。
【００５４】 該銀フィルムは次に１．３ミル厚ポリエチレン（ＰＥ）基板の逆面へ転送され
ラミネートされた。そのＰＥ基板は銀８ターンアンテナコイル上におかれた。そ
の銀キャパシティティブプレートを該ＰＥに面して置き、その下に銀イメージで
整列させた。そのサンプルを次に２２０℃の鉄と共に熱圧する。二つのＰＥＮフ
ィルム構造は次に慎重に剥がされ、ＰＥ構造の両面の設定点に銀フィルムを転送
する。転送後、その電気抵抗特性は同じであった。
【００５５】 実施例２ 実施例１の方法を、実施例１で調製した銀スクリーンインクを用いてキャパシ
ティティブプレートをスクリーン印刷し熱硬化することを除いて、繰り返した。
該８ターンアンテナコイルは、１ミル厚ＰＥ基板上にアルミニウムをエッチング
したものである。該銀キャパシティティブプレートは実施例３で実施されたよう
に、アルミニウムコイルに転送され、ラミネートされ、同様の結果を得た。
【００５６】 実施例３ デュポンのカプトン（ＤｕＰｏｎｔ Ｋａｐｔｏｎ）Ｈポリイミドフィルム上
にキャパシティティブプレートを印刷し熱硬化することを除いては、実施例２の
方法を繰り返した。転送ラミネーションで同様の結果が得られた。
【００５７】 実施例４ デュポンのカプトン（ＤｕＰｏｎｔ Ｋａｐｔｏｎ）ＦＮＦＥＰテフロン被膜
ポリイミドフィルム上にキャパシティティブプレートを印刷し熱硬化することを
除いては、実施例２の方法を繰り返した。転送ラミネーションで同様の結果が得
られた。
【００５８】 実施例５ 銅ＰＡＲＭＯＤTMインクを、４７ｇの銅フレーク、ネオデカン酸（金属の〜７
７質量％）を混合した２９ｇのナノメーターサイズの球状銅粉末、および１５ｇ
のネオデカン酸を、グローブボックス内で混合することによって調製した。次に
このプレミックスをさらに空気中で、３０分、２−ロールミルで混合した。該ミ
ルのギャップの設定は、０．００６”〜０．００８”であった。磨砕した後、そ
のインクは該ミルから分取され、プラスチックシリンジに保存し、またそこから
分配もされた。
【００５９】 該銅ＰＡＲＭＯＤTMインクは、アルミニウム箔上にスクリーンされ、Ｎ2−Ｈ2 Ｏ−Ｈ2ガス混合中で、３分間、３６０℃で加熱した。生じた銅回路は、アルミ ニウム箔基板によく接着しなかった。生じた回路は２インチ幅の、圧力感受性の
、接着剤被膜セロファンテープを用いて基板から剥離され、次にこれを紙を裏に
してスタックされた。
【００６０】 実施例６ 銅ＰＡＲＭＯＤTMインクを、４９ｇの銅フレーク、ネオデカン酸（金属の〜７
７質量％）を混合した３１ｇのナノメーターサイズの球状銅粉末、および１１ｇ
のネオデカン酸を、グローブボックス内で混合することによって調製した。次に
このプレミックスをさらに空気中で、３０分、２−ロールミルで混合した。該ミ
ルのギャップの設定は、０．００６”〜０．００８”であった。磨砕した後、そ
のインクは該ミルから分取され、プラスチックシリンジに保存し、またそこから
分配もされる。
【００６１】 ホウ素窒化物粉末の水性縣濁液をアルミナ基板（０．０３０”厚）上にスプレ
ーし、空気中で乾燥した。過剰のホウ素窒化物はリントフリーの布で拭き取るこ
とにより除去した。
【００６２】 該銅ＰＡＲＭＯＤTMインクは、無線周波タグのためのアンテナコイルの形態で
、ホウ素窒化物被膜アルミナ基板上にスクリーンされ、Ｎ2−Ｈ2Ｏ−Ｈ2ガス混 合中で、３分間、３６０℃で加熱した。生じたアンテナコイルは、アルミナ基板
によく接着せず、それを圧力感受性の接着剤で被膜した０．００４”のポリエス
テルシートに転送した。タグのキャパシタ部分のために、同様の工程を繰り返し
、該アンテナコイルおよびキャパシタは次にカプトンの両面に堆積したラバーセ
メントを用いて共に“ラミネート”し、これを誘電体として提供した。
【００６３】 実施例７ 銅ＰＡＲＭＯＤTMインクを、４８ｇの直径９ミクロンの球状銅粉末、３０ｇの
直径３ミクロンの球状銅粉末、ネオデカン酸（金属の〜７７質量％）を混合した
１５ｇのナノメーターサイズの球状銅粉末、および７ｇのネオデカン酸を、グロ
ーブボックス内で混合することによって調製した。次にこのプレミックスをさら
に空気中で、３０分、２−ロールミルで混合した。該ミルのギャップの設定は、
０．００６”〜０．００８”であった。磨砕した後、そのインクは該ミルから分
取され、プラスチックシリンジに保存し、またそこから分配もされる。
【００６４】 該銅ＰＡＲＭＯＤTMインクは、被膜されていないテフロン−ガラスラミネート
（厚さ０．０６２”）上にスクリーンされ、Ｎ2−Ｈ2Ｏ−Ｈ2ガス混合中で、６ 分間、３００℃で加熱した。生じた銅回路は、エポキシ−ガラスのテフロン−ガ
ラスラミネートケースによく接着しなかった。
【００６５】 テフロン−ガラス固定板上の銅回路は、リジッドＦＲ−４ガラス−エポキシ基
板へ、アクリル系シート接着剤（デュポン ＬＦ０１２０）を用いてラミネート
することにより転送される。エポキシの調製は、該カプトンを該ＦＲ−４ボード
に接着することでなされた。そのラミネートの条件は、６０分、１９０℃で、〜
３５０Ｐｓｉラミネーティング圧力および２８Ｈｇの減圧であった。生じた光沢
のある（ｂｒｉｇｈｔ）銅回路は、該カプトンによく接着した。２５５℃のはん
だ浴に２０秒浸した後、境界はなく、はんだがよく銅に接着しており、これはは
んだ浴を行う前に融剤に浸したためである。
【００６６】 実施例８ 銅ＰＡＲＭＯＤTMインクを、４８ｇの直径９ミクロンの球状銅粉末、３０ｇの
直径３ミクロンの球状銅粉末、ネオデカン酸（金属の〜７７質量％）を混合した
１５ｇのナノメーターサイズの球状銅粉末、および７ｇのネオデカン酸を、グロ
ーブボックス内で混合することによって調製した。次にこのプレミックスをさら
に空気中で、３０分、２−ロールミルで混合した。該ミルのギャップの設定は、
０．００６”〜０．００８”であった。磨砕した後、そのインクは該ミルから分
取され、プラスチックシリンジに保存し、またそこから分配もされる。
【００６７】 該銅ＰＡＲＭＯＤTMインクは、被膜されていないテフロン−ガラスラミネート
（厚さ０．０６２”）上にスクリーンされ、Ｎ2−Ｈ2Ｏ−Ｈ2ガス混合中で、６ 分間、３００℃で加熱した。生じた銅回路は、エポキシ−ガラスのテフロン−ガ
ラスラミネートケースによく接着しなかった。
【００６８】 テフロン−ガラス固定板上の銅回路は、リジッドＦＲ−４ガラス−ポリエステ
ル基板へ、アクリル系シート接着剤（デュポン ＬＦ０１２０）を用いてラミネ
ートすることにより転送される。エポキシの調製は、該カプトンを該ＦＲ−４ボ
ードに接着することでなされた。そのラミネートの条件は、６０分、１９０℃で
、〜３５０Ｐｓｉラミネーティング圧力および２８Ｈｇの減圧であった。生じた
光沢のある（ｂｒｉｇｈｔ）銅回路は、アクリルによく接着した。２５５℃のは
んだ浴に２０秒浸した後、境界はなく、はんだが浴銅に接着しており、これはは
んだ浴を行う前に融剤に浸したためである。
【００６９】 本発明はその好ましい実施形態を参照して説明されているが、それらの内容と
範囲から逸脱しない限り、当業者によって本発明の構造および形態を変更するこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明による好ましい実施形態を、以下の図を参照して詳細に説明する。
【図１】 本発明の方法を用いた、金属回路トレース、構成部品、および物質を持つ基板
を形成する連続工程の図説である。
【図２】 本発明の方法を用いた、多層回路を形成する連続工程の図説である。
【図３】 本方法を用いた、テープ自動結合デカルコマニアの図説である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4F100 AB01B AB17 AB21A AB22A AB23A AB24 AH08B AJ04A AK04A AK12A AK41A AK45A AK51A AT00A BA02 DE01B EC042 EH46B EH462 EJ082 GB43 HB31 HB31B JB13B JG01B JJ03A JL02 5E343 AA16 BB22 BB23 BB24 BB25 BB34 BB72 CC01 DD56 DD72 GG11 GG20 5G323 CA03 CA05

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に一つまたはそれ以上のパターンを持つ金属物質を製
    造する方法であって： ａ）低温かつ短時間で熱硬化されて純金属の導体を形成し得る金属組成物を、耐
    熱性の仮の基板上に、一つまたはそれ以上のパターンの金属物質のパターンで塗
    布し； ｂ）前記金属組成物を熱硬化して、該一つまたはそれ以上のパターンの金属物質
    を形成し； ｃ）該一つまたはそれ以上のパターンの金属物質を前記仮の基板からその基板の
    片面へ転送する 段階を含む方法。
  2. 【請求項２】 ｄ）低温で硬化され純金属導体を形成し得る金属組成物を、
    第二の耐熱性基板上に、追加の一つまたはそれ以上のパターンの金属物質のパタ
    ーンで塗布し、 ｅ）前記金属組成物を熱硬化して、前記追加の一つまたはそれ以上のパターンの
    金属物質を形成し、 ｆ）前記追加の一つまたはそれ以上のパターンの金属物質を前記第二の仮の基板
    から、段階ｃ）において前記一つまたはそれ以上のパターンの金属物質が転送さ
    れた面と逆の基板の片面に転送する 段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記金属組成物は、スクリーン印刷、ステンシル、ディスペ
    ンジング、グラビア印刷、インクジェット印刷、インプレッション印刷、オフセ
    ット印刷、および静電印刷からなる群より選択される方法を用いて、前記仮の基
    板へ塗布される、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記仮の基板は連続ベルトの形態である、請求項１に記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 前記一つまたはそれ以上のパターンの金属物質は、テープ自
    動結合転写を含む、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記一つまたはそれ以上のパターンの金属物質は、ひずみ計
    を含む、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記一つまたはそれ以上のパターンの金属物質は、熱電対を
    含む、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記仮の基板は、ポリイミドフィルム、ポリソルフォンフィ
    ルム、ポリエステルフィルム、テフロン被膜フィルム、シリコン被膜フィルム、
    金属箔、ガラスおよびセラミック表面からなる群より選択される、請求項１に記
    載の方法。
  9. 【請求項９】 基板はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ
    エステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロースおよび紙からなる群よ
    り選択される、請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 該基板はテープまたは連続ウェブの形態である、請求項１
    に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記金属組成物は、金属粒子および反応性有機媒体を含み
    、前記反応性有機媒体は、分解性化合物または前記金属粒子と共に分解性化合物
    を形成する一つもしくはそれ以上の試薬含む、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記反応性有機媒体中の分解性化合物は、その金属と弱い
    ヘテロ原子結合を持ち、そのため前記仮の基板が耐えうる温度で分解するもので
    ある、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記ヘテロ原子は、酸素、窒素、硫黄、リンおよび砒素か
    らなる群より選択される、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記金属粒子は、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ、
    ＶＩＩＡ、およびＶＩＩＩＡ金属、インジウム、錫、アンチモン、鉛、ならびに
    ビスマスからなる群より選択される、請求項１１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 段階ｆ）は前記一つまたはそれ以上のパターンの金属物質
    上に両面の誘電体を置き、次に前記追加の一つまたはそれ以上のパターンの金属
    物質を前記第二の仮の基板から前記両面の誘電体へ転送する、請求項２に記載の
    方法。
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