JP2010050205A - Membrane wiring board and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2010050205A JP2008211758A JP2008211758A JP2010050205A JP 2010050205 A JP2010050205 A JP 2010050205A JP 2008211758 A JP2008211758 A JP 2008211758A JP 2008211758 A JP2008211758 A JP 2008211758A JP 2010050205 A JP2010050205 A JP 2010050205A
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Akinobu Ono
朗伸 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a membrane wiring board for making the specific resistance of a highly conductive film forming a circuit pattern sufficiently low, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The membrane wiring board 1 has the highly conductive film 3 formed having the desired circuit pattern by coating a surface 2a of a base 2 with highly conductive silver paste and drying the paste, and a black film 4 is formed on the highly conductive film 3, wherein the black film 4 is a conductive black film formed by applying and drying conductive ink. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、メンブレン配線板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、回路パターンを構成する高導電膜の比抵抗を低抵抗化することが可能なメンブレン配線板及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a membrane wiring board and a manufacturing method thereof, and more particularly to a membrane wiring board capable of reducing the specific resistance of a high conductive film constituting a circuit pattern and a manufacturing method thereof.

従来、プリント配線板として、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのフィルム状の基材に、ポリマー型銀ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷などにより印刷して所望の回路パターンを有する導電塗膜を形成したメンブレン配線板が知られている。
近年、従来のメンブレン配線板より比抵抗が低いメンブレン配線板として、酸化銀を主成分とした高導電銀ペーストを用いて高導電塗膜を形成したメンブレン配線板が提案され、実用化されている。
Conventionally, as a printed wiring board, a conductive coating film having a desired circuit pattern is formed by printing a conductive paste such as a polymer-type silver paste on a film-like substrate such as polyethylene terephthalate (PET) by screen printing or the like. Membrane wiring boards are known.
In recent years, a membrane wiring board having a highly conductive coating film formed of a highly conductive silver paste mainly composed of silver oxide has been proposed and put into practical use as a membrane wiring board having a lower specific resistance than conventional membrane wiring boards. .

この低比抵抗のメンブレン配線板は、高導電銀ペーストを約150℃という高温で乾燥(焼成)することにより、それに含まれる酸化銀粒子を還元すると同時に酸化銀粒子間に融着を生じさせて1.0×10−6Ωcm程度の比抵抗を得ている。
このメンブレン配線板は、低比抵抗、低インピーダンスという特徴を有することにより、例えば、近年注目を浴びているRF−IDタグ用のアンテナ回路基板、あるいはコイルを実装したICカード用の回路基板等の用途に広がりを見せている。このため、生産量も徐々に増加しており、今後も成長が見込まれる分野である(例えば、特許文献1、2等参照)。
特開2007−73837号公報 特許第3961334号公報
This low resistivity membrane wiring board is made by drying (baking) high-conductivity silver paste at a high temperature of about 150 ° C., thereby reducing the silver oxide particles contained therein and at the same time causing fusion between the silver oxide particles. A specific resistance of about 1.0 × 10 −6 Ωcm is obtained.
Since this membrane wiring board has the characteristics of low specific resistance and low impedance, for example, an antenna circuit board for an RF-ID tag which has been attracting attention in recent years, or a circuit board for an IC card mounted with a coil, etc. The use is expanding. For this reason, the production volume is gradually increasing, and this field is expected to grow in the future (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-73837 Japanese Patent No. 396334

ところで、従来の低比抵抗のメンブレン配線板では、酸化銀粒子を還元すると同時に酸化銀粒子間の融着を進行させるために、高導電銀ペーストの乾燥時間を長く取る必要がある。しかしながら、通常のトンネル炉では乾燥時間を長く取るようには設計されていないので、高導電銀ペーストの乾燥時間を長く取るためには、トンネル炉を通過した後に、別途バッチ炉を用いて再度加熱する必要があり、製造工程が複雑になり、工程時間も長くなるという問題点があった。
また、例えば、RF−IDタグ用のアンテナ回路基板では、ロール状に巻いた基板材料を使用し、完成した回路基板もロール状のまま納入するために、バッチ炉を用いて加熱すること自体が不可能であり、高導電銀ペーストの特性を十分に引き出すことができないという問題点があった。
そこで、トンネル炉を通過した後に、再度トンネル炉を通過させるという方法も考えられるが、この場合、トンネル炉内の送り速度を極端に低速にするか、あるいはトンネル炉の通過回数を増やす等の処置が必要となり、実用的ではなく、現実性に乏しい。
By the way, in the conventional low resistivity membrane wiring board, in order to reduce the silver oxide particles and simultaneously promote the fusion between the silver oxide particles, it is necessary to increase the drying time of the high conductive silver paste. However, since normal tunnel furnaces are not designed to take longer drying times, in order to increase the drying time of highly conductive silver paste, after passing through the tunnel furnace, it is heated again using a separate batch furnace. There is a problem that the manufacturing process becomes complicated and the process time becomes long.
In addition, for example, in an antenna circuit board for an RF-ID tag, a substrate material wound in a roll shape is used, and the completed circuit board is also delivered in a roll shape, so that heating using a batch furnace itself is required. This is not possible, and there is a problem that the characteristics of the highly conductive silver paste cannot be fully exploited.
Therefore, after passing through the tunnel furnace, a method of passing through the tunnel furnace again is conceivable, but in this case, measures such as extremely reducing the feed rate in the tunnel furnace or increasing the number of times of passage through the tunnel furnace, etc. Is necessary, impractical and not realistic.

一方、赤外線(IR)ヒータを用いたトンネル炉は、従来の熱風循環型のトンネル炉と比べて、乾燥が効率よく進行するという特徴があり、この赤外線(IR)トンネル炉を用いて、高導電銀ペーストを乾燥することが考えられるが、この場合、次のような問題点があった。
すなわち、高導電銀ペーストは酸化銀に由来する黒色を呈しているために、赤外線(IR)を効率よく吸収し、酸化銀の還元反応を非常に効率的に進行させる。しかし、ひとたび還元反応が終了すると、この高導電銀ペーストを還元して得られた塗膜が金属光沢を呈することとなり、遠赤外線を反射してしまうこととなるために、その効果が殆ど無くなってしまい、この赤外線(IR)トンネル炉を用いても短時間で乾燥することが困難であった。
On the other hand, a tunnel furnace using an infrared (IR) heater has a feature that drying proceeds more efficiently than a conventional hot air circulation type tunnel furnace. It is conceivable to dry the silver paste, but in this case, there are the following problems.
That is, since the highly conductive silver paste exhibits a black color derived from silver oxide, it efficiently absorbs infrared rays (IR) and advances the reduction reaction of silver oxide very efficiently. However, once the reduction reaction is completed, the coating obtained by reducing this highly conductive silver paste will exhibit a metallic luster and reflect far-infrared rays. Therefore, even if this infrared (IR) tunnel furnace is used, it is difficult to dry in a short time.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、回路パターンを構成する高導電膜の比抵抗を十分に低抵抗化することができるメンブレン配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a membrane wiring board capable of sufficiently reducing the specific resistance of a high conductive film constituting a circuit pattern, and a method for manufacturing the same. For the purpose.

本発明の請求項1に係るメンブレン配線板は、基材の一方の主面に高導電銀ペーストを塗布・乾燥してなる所望の回路パターンを有する高導電膜が形成されたメンブレン配線板において、前記高導電膜上に黒色膜を形成してなることを特徴とする。   The membrane wiring board according to claim 1 of the present invention is a membrane wiring board in which a highly conductive film having a desired circuit pattern formed by applying and drying a highly conductive silver paste on one main surface of a substrate is formed. A black film is formed on the high conductive film.

本発明の請求項2に係るメンブレン配線板は、請求項1記載のメンブレン配線板において、前記黒色膜は、導電性インクを塗布・乾燥してなる導電性黒色膜であることを特徴とする。   The membrane wiring board according to claim 2 of the present invention is the membrane wiring board according to claim 1, wherein the black film is a conductive black film formed by applying and drying conductive ink.

本発明の請求項3に係るメンブレン配線板は、請求項1または2記載のメンブレン配線板において、前記高導電膜の比抵抗は、1.0×10−5Ωcm以下であることを特徴とする。 The membrane wiring board according to a third aspect of the present invention is the membrane wiring board according to the first or second aspect, wherein the specific resistance of the high conductive film is 1.0 × 10 −5 Ωcm or less. .

本発明の請求項4に係るメンブレン配線板の製造方法は、基材の一方の主面に高導電銀ペーストを塗布し乾燥して、所望の回路パターンの高導電塗膜を形成し、次いで、前記高導電塗膜上に黒色インクを塗布し、これら高導電塗膜及び黒色インクを赤外線にて加熱して高導電膜及び黒色膜とすることを特徴とする。   In the method for producing a membrane wiring board according to claim 4 of the present invention, a highly conductive silver paste is applied to one main surface of a substrate and dried to form a highly conductive coating film having a desired circuit pattern, A black ink is applied onto the highly conductive coating film, and the highly conductive coating film and the black ink are heated with infrared rays to form a highly conductive film and a black film.

本発明の請求項5に係るメンブレン配線板の製造方法は、請求項4記載のメンブレン配線板の製造方法において、前記赤外線は、遠赤外線であることを特徴とする。   A method for manufacturing a membrane wiring board according to a fifth aspect of the present invention is the method for manufacturing a membrane wiring board according to the fourth aspect, wherein the infrared rays are far infrared rays.

本発明の請求項6に係るメンブレン配線板の製造方法は、請求項4または5記載のメンブレン配線板の製造方法において、前記黒色インクは、導電性インクであることを特徴とする。   A method for manufacturing a membrane wiring board according to a sixth aspect of the present invention is the method for manufacturing a membrane wiring board according to the fourth or fifth aspect, wherein the black ink is a conductive ink.

本発明によれば、高導電銀ペーストを塗布・乾燥してなる高導電膜上に黒色膜を形成したので、回路パターンを構成する高導電膜の比抵抗を十分に低抵抗化することができ、この比抵抗の面内均一性も優れたものとなる。したがって、面内均一性に優れかつ低比抵抗の高導電膜からなる回路パターンを有するメンブレン配線板を提供することができる。   According to the present invention, since the black film is formed on the high conductive film obtained by applying and drying the high conductive silver paste, the specific resistance of the high conductive film constituting the circuit pattern can be sufficiently lowered. The in-plane uniformity of this specific resistance is also excellent. Therefore, it is possible to provide a membrane wiring board having a circuit pattern made of a high conductive film having excellent in-plane uniformity and low specific resistance.

また、高導電銀ペーストを塗布し乾燥して得られた高導電塗膜上に黒色インクを塗布し、これら高導電塗膜及び黒色インクを赤外線にて加熱して高導電膜及び黒色膜とするので、面内均一性に優れかつ低比抵抗の高導電膜からなる回路パターンを有するメンブレン配線板を、短時間の赤外線加熱という工程を加えるだけで容易に製造することができる。   Also, a black ink is applied on a highly conductive coating film obtained by applying and drying a highly conductive silver paste, and the highly conductive coating film and black ink are heated with infrared rays to form a highly conductive film and a black film. Therefore, it is possible to easily manufacture a membrane wiring board having a circuit pattern made of a highly conductive film having excellent in-plane uniformity and low specific resistance only by adding a process of short-time infrared heating.

本発明のメンブレン配線板及びその製造方法を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
The best mode for carrying out the membrane wiring board and the manufacturing method thereof of the present invention will be described.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.

図1は、本発明の一実施形態のメンブレン配線板を示す断面図である。
図において、1はメンブレン配線板であり、基材2と、この基材2の表面(一方の主面)2aに形成された高導電膜3と、この高導電膜3上に形成された黒色膜4とにより構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a membrane wiring board according to an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes a membrane wiring board, a base material 2, a high conductive film 3 formed on the surface (one main surface) 2 a of the base material 2, and a black color formed on the high conductive film 3. The film 4 is constituted.

基材2は、柔軟性を有する絶縁性材料からなるもので、その形状はシート状、フィルム状、薄板状から用途に応じて選択使用することができる。特に、RF−IDタグ用のアンテナ回路基板、あるいはコイルを実装したICカード用の回路基板等に適用するためには、シート状あるいはフィルム状のものが好ましい。   The base material 2 is made of an insulating material having flexibility, and the shape thereof can be selected and used from a sheet shape, a film shape, and a thin plate shape according to applications. In particular, in order to apply to an antenna circuit board for an RF-ID tag or a circuit board for an IC card on which a coil is mounted, a sheet or film is preferable.

基材2の材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの飽和ポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどのプラスチックが好ましい。
また、基材2の厚みは、要求される仕様によりその厚みが決定されるが、例えば、RF−IDタグ用のアンテナ回路基板、ICカード用の回路基板等の場合、25μm〜200μmが好適である。
As a material of the base material 2, plastics such as saturated polyester such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyimide, polyphenylene sulfide, polyethylene, polypropylene, and polyamide are preferable.
Further, the thickness of the base material 2 is determined by the required specifications. For example, in the case of an antenna circuit board for an RF-ID tag, a circuit board for an IC card, etc., 25 μm to 200 μm is preferable. is there.

高導電膜3は、高導電銀ペーストを塗布・乾燥してなる所望の回路パターンを有する低い比抵抗の膜であり、粒子状銀化合物を還元することで金属銀粒子とするとともに、これらの金属銀粒子が赤外線による加熱により融着が著しく進行したものである。
この粒子状銀化合物の平均粒径は、0.01μm以上かつ10μm以下の範囲とされており、例えば、加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力等の還元反応条件に応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が0.5μm以下の粒子状銀化合物を用いると、還元反応の速度が速くなるので好ましい。
The high conductive film 3 is a low specific resistance film having a desired circuit pattern formed by applying and drying a high conductive silver paste, reducing the particulate silver compound into metal silver particles, and these metals. The silver particles are significantly fused by heating with infrared rays.
The average particle size of the particulate silver compound is in the range of 0.01 μm or more and 10 μm or less. can do. In particular, it is preferable to use a particulate silver compound having an average particle size of 0.5 μm or less because the speed of the reduction reaction is increased.

この高導電膜3の比抵抗は、1.0×10−5Ωcm以下であることが好ましく、より好ましくは8.0×10−6Ωcm以下である。また、この高導電膜3により構成されている回路パターンは、例えば、厚みが1μm〜35μm、線幅が50μm〜50mm、線間間隔が50μm〜100mm程度のものである。 The specific resistance of the high conductive film 3 is preferably 1.0 × 10 −5 Ωcm or less, and more preferably 8.0 × 10 −6 Ωcm or less. In addition, the circuit pattern constituted by the high conductive film 3 has, for example, a thickness of 1 μm to 35 μm, a line width of 50 μm to 50 mm, and a line spacing of about 50 μm to 100 mm.

黒色膜4は、導電性インクを塗布・乾燥してなる導電性黒色膜である。
この導電性黒色膜は、カーボン、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ等の導電性粒子を含んでおり、その比抵抗は1.0×10−2Ω・cm以上である。
The black film 4 is a conductive black film formed by applying and drying conductive ink.
This conductive black film contains conductive particles such as carbon, carbon nanotubes, and carbon fibers, and has a specific resistance of 1.0 × 10 −2 Ω · cm or more.

次に、本実施形態のメンブレン配線板の製造方法について説明する。
まず、基材2の表面(一方の主面)2aに高導電銀ペーストを塗布し乾燥して、所望の回路パターンの高導電塗膜を形成する。
Next, the manufacturing method of the membrane wiring board of this embodiment is demonstrated.
First, a highly conductive silver paste is applied to the surface (one main surface) 2a of the substrate 2 and dried to form a highly conductive coating film having a desired circuit pattern.

この高導電銀ペーストは、本発明者等が既に特願2001−398425号、特願2001−335675号、特願2002−108178号として特許出願したものであり、粒子状銀化合物を必須成分とし、これにさらに還元剤および/またはバインダ、分散媒を必要に応じて含むもの、あるいは粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含有するものである。   This highly conductive silver paste is a patent application already filed by the present inventors as Japanese Patent Application No. 2001-398425, Japanese Patent Application No. 2001-335675, and Japanese Patent Application No. 2002-108178, and has a particulate silver compound as an essential component, In addition to this, a reducing agent and / or a binder and a dispersion medium are optionally contained, or a particulate silver oxide and a tertiary fatty acid silver salt are contained.

この高導電銀ペーストとしては、例えば、次に挙げるような4種類の組成のペーストが挙げられる。
(1)粒子状銀化合物を分散媒に分散した高導電銀ペースト
この高導電銀ペーストは、必要に応じて分散剤を添加してもよい。
粒子状銀化合物は、平均粒径が1μ以下の粒径の小さいものが還元反応速度が速くなるので好ましい。
この高導電銀ペーストの粘度は、製膜条件によって異なるが、30〜300ポイズ程度が好ましい。
Examples of the highly conductive silver paste include pastes having the following four types of compositions.
(1) Highly conductive silver paste in which a particulate silver compound is dispersed in a dispersion medium The dispersant may be added to this highly conductive silver paste as necessary.
As the particulate silver compound, those having an average particle diameter of 1 μm or less and having a small particle diameter are preferable because the reduction reaction rate is increased.
The viscosity of the highly conductive silver paste varies depending on the film forming conditions, but is preferably about 30 to 300 poise.

(2)粒子状銀化合物と還元剤を分散媒に分散、溶解した高導電銀ペースト
この高導電銀ペーストは、必要に応じて分散剤を添加してもよい。
この粒子状銀化合物は、還元剤の存在により1μm以上の粒子でも還元反応がスムーズに進行する。したがって、その平均粒径は、小さいものに限られることはなく、0.01μm〜10μmの範囲であれば特に支障はない。
この高導電銀ペーストの粘度は、製膜条件によって異なるが、30〜300ポイズ程度が好ましい。
(2) Highly conductive silver paste in which a particulate silver compound and a reducing agent are dispersed and dissolved in a dispersion medium. A dispersant may be added to this highly conductive silver paste as necessary.
In this particulate silver compound, the reduction reaction proceeds smoothly even with particles of 1 μm or more due to the presence of the reducing agent. Therefore, the average particle diameter is not limited to a small one, and there is no particular problem as long as it is in the range of 0.01 μm to 10 μm.
The viscosity of the highly conductive silver paste varies depending on the film forming conditions, but is preferably about 30 to 300 poise.

(3)上述の(1)または(2)の高導電銀ペーストに、さらにバインダを添加した高導電銀ペースト
このバインダは、得られる高導電膜を保護するとともに、柔軟性を付与するもので、従来の導電性ペーストに添加されるバインダとはその機能が異なるものである。
この高導電銀ペーストの粘度は、製膜条件によって異なるが、30〜300ポイズ程度が好ましい。
(3) Highly conductive silver paste in which a binder is further added to the above highly conductive silver paste of (1) or (2). This binder protects the obtained highly conductive film and gives flexibility. Its function is different from the binder added to the conventional conductive paste.
The viscosity of the highly conductive silver paste varies depending on the film forming conditions, but is preferably about 30 to 300 poise.

(4)粒子状銀化合物と三級脂肪酸銀塩を分散媒に分散、溶解した高導電銀ペースト
この粒子状酸化銀の粒径は500nm以下が好ましく、これよりも大きい粒径の酸化銀を用いる場合には、高導電銀ペーストの製造過程(混練工程)でこれを粉砕してその粒径を500nm以下とすることが好ましい。
(4) Highly conductive silver paste in which a particulate silver compound and a tertiary fatty acid silver salt are dispersed and dissolved in a dispersion medium. The particle size of the particulate silver oxide is preferably 500 nm or less, and silver oxide having a larger particle size is used. In this case, it is preferable to pulverize this in the production process (kneading step) of the highly conductive silver paste so that the particle size is 500 nm or less.

この高導電銀ペーストに用いられる各々の成分について説明する。
上記の粒子状銀化合物は、単なる加熱あるいは還元剤の存在下における加熱によって還元されて金属銀となる性質を有する固体粒子状の銀化合物であり、より具体的には、酸化第1銀、酸化第2銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体などが挙げられ、これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
Each component used for this highly conductive silver paste will be described.
The particulate silver compound is a solid particulate silver compound having the property of being reduced by simple heating or heating in the presence of a reducing agent to form metallic silver, and more specifically, first silver oxide, oxidized Secondary silver, silver carbonate, silver acetate, acetylacetone silver complex, etc. are mentioned, These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.

この粒子状銀化合物の平均粒径は、0.01μm以上かつ10μm以下の範囲とされ、例えば、加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力等の還元反応条件に応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が0.5μm以下の粒子状銀化合物を用いると、還元反応の速度が速くなるので好ましい。また、平均粒径が0.5μm以下のものは、銀化合物と他の化合物との反応により製造することができる。例えば、硝酸銀水溶液に、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を撹拌しながら滴下して反応させ、酸化銀を得る方法等である。この場合、溶液中に分散安定剤を添加して、析出した粒子状銀化合物の凝集を防止することが望ましい。   The average particle size of the particulate silver compound is in the range of 0.01 μm or more and 10 μm or less, and is appropriately selected according to the reduction reaction conditions such as the heating temperature, the presence or absence of a reducing agent, and the reducing agent's reducing power Can do. In particular, it is preferable to use a particulate silver compound having an average particle size of 0.5 μm or less because the speed of the reduction reaction is increased. Those having an average particle size of 0.5 μm or less can be produced by a reaction between a silver compound and another compound. For example, there is a method in which an aqueous silver nitrate solution, such as sodium hydroxide, is dropped and reacted with an aqueous silver nitrate solution to obtain silver oxide. In this case, it is desirable to add a dispersion stabilizer to the solution to prevent aggregation of the precipitated particulate silver compound.

また、還元剤は、上述の粒子状銀化合物を還元するもので、還元反応後の副生成物が気体や揮発性の高い液体となって飛散し、高導電膜3内に残らないものが好ましい。このような還元剤の具体的なものとしては、エチレングリコール、ホルマリン、ヒドラジン、アスコルビン酸、各種アルコールなどが挙げられる。
この還元剤の添加量は、粒子状銀化合物1モルに対して0.5モル以上かつ20モル以下とすることが望ましい。反応効率や加熱による揮発を考慮とすると、等モルより多めに添加することが望ましいが、最大20モルを越えて添加してもその分は無駄になるので、20モル以上の添加は好ましくない。
Further, the reducing agent is for reducing the above-mentioned particulate silver compound, and it is preferable that the by-product after the reduction reaction scatters as a gas or a highly volatile liquid and does not remain in the high conductive film 3. . Specific examples of such a reducing agent include ethylene glycol, formalin, hydrazine, ascorbic acid, various alcohols, and the like.
The amount of the reducing agent added is desirably 0.5 mol or more and 20 mol or less with respect to 1 mol of the particulate silver compound. In consideration of reaction efficiency and volatilization by heating, it is desirable to add more than equimolar, but even if it exceeds 20 mol at the maximum, the amount is wasted, so addition of 20 mol or more is not preferable.

また、分散媒は、上記の粒子状銀化合物、さらには還元剤および/またはバインダを分散させてペースト状とするものであり、水、あるいはエタノール、メタノール、2−プロパノールなどのアルコール類、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどの有機溶媒が好適に用いられる。
なお、上記の還元剤が液状で粒子状銀化合物を分散することができるものであれば、還元剤が分散媒を兼ねることができる。このような例としては、エチレングリコールなどがある。この分散媒の種類の選択とその使用量は、粒子状銀化合物や製膜条件などにより適宜調整される。
The dispersion medium is a paste obtained by dispersing the particulate silver compound, and further the reducing agent and / or binder, water, alcohols such as ethanol, methanol, 2-propanol, isophorone, Organic solvents such as terpineol, triethylene glycol monobutyl ether and butyl cellosolve acetate are preferably used.
In addition, if said reducing agent is liquid and can disperse | distribute a particulate silver compound, a reducing agent can serve as a dispersion medium. Examples of such include ethylene glycol. The selection of the type of the dispersion medium and the amount of use thereof are appropriately adjusted depending on the particulate silver compound and the film forming conditions.

また、分散剤を添加して平均粒径が1μm以下の粒子状銀化合物を良好に分散させて、粒子状銀化合物の二次凝集を防止することが好ましい。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが用いられ、その使用量は粒子状銀化合物100重量部に対して0.1質量部以上かつ300質量部以下が好ましい。   Further, it is preferable to add a dispersant to disperse the particulate silver compound having an average particle diameter of 1 μm or less well to prevent secondary aggregation of the particulate silver compound. As this dispersant, hydroxypropylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, or the like is used, and the amount used is preferably 0.1 parts by weight or more and 300 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the particulate silver compound.

また、上記のバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂の1種または2種以上の混合物が用いられる。
このバインダは、これら樹脂、化合物の中でもそれ自体還元作用を有するもの、換言すれば酸化重合性を有し、加熱時に粒子状銀化合物を還元するとともにそれ自体が重合するものが好ましい。このようなバインダを選択することにより、還元剤の添加量を削減、あるいは還元剤を不要とすることができる。このような還元作用を有するバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
Moreover, as said binder, the polyhydric phenol compound, a phenol resin, an alkyd resin, unsaturated polyester resin, 1 type, or 2 or more types of mixtures of thermosetting resins, such as an epoxy resin, are used.
Among these resins and compounds, this binder is preferably one that itself has a reducing action, in other words, one that has oxidative polymerizability and that reduces the particulate silver compound upon heating and polymerizes itself. By selecting such a binder, the amount of the reducing agent added can be reduced, or the reducing agent can be made unnecessary. Examples of the binder having such a reducing action include polyhydric phenol compounds, phenol resins, alkyd resins, and the like.

熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化樹脂とこれを硬化させる硬化剤、触媒などを用いる。
バインダの配合量は、粒子状銀化合物100質量部に対して、1〜20質量部、好ましくは1〜5質量部とされる。その理由は、1質量部未満では、配合効果が得られず、20質量部を超えると、得られる高導電膜の体積抵抗率が大きくなり、熱衝撃特性、機械的特性が劣ることになる。
In the case of using a thermosetting resin, an uncured resin and a curing agent, a catalyst, or the like for curing the uncured resin are used.
The compounding quantity of a binder is 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of particulate silver compounds, Preferably it is 1-5 mass parts. The reason is that when the amount is less than 1 part by mass, the blending effect cannot be obtained, and when the amount exceeds 20 parts by mass, the volume resistivity of the resulting high conductive film increases, resulting in poor thermal shock characteristics and mechanical characteristics.

さらに、上記の三級脂肪酸銀塩は、総炭素数が5〜30、好ましくは10〜30の三級脂肪酸の銀塩である。この三級脂肪酸銀塩は、滑剤的な役割を果たし、酸化銀と三級脂肪酸銀塩とを混練してペースト状にする際に、酸化銀を粉砕して微粒子化を促進するととともに、酸化銀粒子の周囲に存在して酸化銀粒子の再凝集を抑制し、分散性を向上させる。このため、バインダを添加しなくともペースト状にすることができる。   Furthermore, the tertiary fatty acid silver salt is a silver salt of a tertiary fatty acid having a total carbon number of 5 to 30, preferably 10 to 30. This tertiary fatty acid silver salt plays the role of a lubricant. When kneading silver oxide and tertiary fatty acid silver salt into a paste, the silver oxide is pulverized to promote micronization and silver oxide. It exists around the grains to suppress reaggregation of silver oxide grains and improve dispersibility. For this reason, it can be made into a paste without adding a binder.

また、この三級脂肪酸銀塩は、加熱時に銀を析出し、酸化銀から還元して生成する銀粒子同士を融着させる。このような三級脂肪酸銀塩の具体例としては、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀などが挙げられる。三級脂肪酸銀塩の製造は、例えば三級脂肪酸を水中でアルカリ化合物で中和し、これに硝酸銀を反応させることで行われる。   Moreover, this tertiary fatty acid silver salt precipitates silver at the time of heating, and fuses silver particles produced by reduction from silver oxide. Specific examples of such tertiary fatty acid silver salts include silver pivalate, silver neoheptanoate, silver neononanoate, and silver neodecanoate. The production of the tertiary fatty acid silver salt is carried out, for example, by neutralizing the tertiary fatty acid with an alkali compound in water and reacting this with silver nitrate.

この粒子状銀化合物と三級脂肪酸銀塩を含む高導電銀ペーストにおける粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩との配合割合は、酸化銀の質量をAとし、三級脂肪酸銀塩の質量をBとしたときに、質量比率(A/B)が1/4〜3/1であることが好ましい。
また、この高導電銀ペーストでは、酸化銀と三級脂肪酸銀塩以外に溶媒が含まれる。この溶媒には、酸化銀および三級脂肪酸銀塩と反応を起こさず、これらを良好に分散するものであれば特に限定されるものではない。
The blending ratio of the particulate silver oxide and the tertiary fatty acid silver salt in the highly conductive silver paste containing the particulate silver compound and the tertiary fatty acid silver salt is such that the mass of the silver oxide is A and the mass of the tertiary fatty acid silver salt is When B, the mass ratio (A / B) is preferably ¼ to 3/1.
Moreover, in this highly conductive silver paste, a solvent is contained in addition to silver oxide and tertiary fatty acid silver salt. The solvent is not particularly limited as long as it does not react with silver oxide and the tertiary fatty acid silver salt and can disperse them satisfactorily.

このような高導電銀ペーストとしては、例えば、平均粒径が500μm以下の酸化銀を含む高導電銀ペースト XA−9053(藤倉化成)等が入手可能である。
次いで、この高導電銀ペーストを、スクリーン印刷法等により基材2の表面(一方の主面)2aに塗布し、加熱・乾燥する。加熱・乾燥の温度は、高導電銀ペーストに還元剤が含まれている場合には140〜160℃、また、高導電銀ペーストに還元剤が含まれていない場合には180〜200℃であり、加熱時間は双方共10秒〜120分程度である。
これにより、高導電銀ペースト中の粒子状銀化合物が還元されて金属の銀微粒子を生成するとともに、この高導電銀ペーストに含まれる還元剤、バインダ、分散媒等が分解または溶融して飛散し、その結果、基材2の表面2aに高導電塗膜が形成される。
As such a highly conductive silver paste, for example, a highly conductive silver paste XA-9053 (Fujikura Kasei) containing silver oxide having an average particle size of 500 μm or less is available.
Next, this highly conductive silver paste is applied to the surface (one main surface) 2a of the substrate 2 by screen printing or the like, and heated and dried. The heating / drying temperature is 140 to 160 ° C. when the reducing agent is contained in the highly conductive silver paste, and 180 to 200 ° C. when the reducing agent is not contained in the highly conductive silver paste. The heating time is about 10 seconds to 120 minutes for both.
As a result, the particulate silver compound in the highly conductive silver paste is reduced to produce metallic silver fine particles, and the reducing agent, binder, dispersion medium, etc. contained in the highly conductive silver paste are decomposed or melted and scattered. As a result, a highly conductive coating film is formed on the surface 2 a of the substrate 2.

次いで、この高導電塗膜上に、スクリーン印刷法等により黒色インクを塗布する。
黒色インクとしては、導電性インクが好適に用いられる。
導電性インクは、導電性の黒色粒子であるカーボンを含む黒色のインクであり、例えば、FC−415(藤倉化成)等が入手可能である。
Next, black ink is applied onto the highly conductive coating film by screen printing or the like.
As the black ink, a conductive ink is preferably used.
The conductive ink is a black ink containing carbon that is conductive black particles. For example, FC-415 (Fujikura Kasei) or the like is available.

次いで、この黒色インク及び高導電塗膜を、赤外線(IR)、好ましくは遠赤外線により加熱する。
赤外線(IR)加熱手段としては、赤外(IR)焼成炉、赤外(IR)乾燥炉等が挙げられる。
この赤外線加熱により、高導電塗膜中の金属の銀微粒子同士の融着が著しく進行し、比抵抗が1.0×10−5Ωcm以下の高導電膜3となる。
また、黒色インクも、赤外線加熱により分散媒等が飛散し、比抵抗が1.0×10−2Ω・cm以下の導電性黒色膜となる。
The black ink and highly conductive coating are then heated by infrared (IR), preferably far infrared.
Examples of the infrared (IR) heating means include an infrared (IR) firing furnace and an infrared (IR) drying furnace.
By this infrared heating, the fusion of metallic silver fine particles in the highly conductive coating film proceeds remarkably, and the highly conductive film 3 having a specific resistance of 1.0 × 10 −5 Ωcm or less is obtained.
Further, the black ink also becomes a conductive black film having a specific resistance of 1.0 × 10 −2 Ω · cm or less by scattering the dispersion medium or the like by infrared heating.

本実施形態によれば、高導電銀ペーストを塗布・乾燥してなる高導電膜3上に黒色膜4を形成したので、回路パターンを構成する高導電膜3の比抵抗を十分に低抵抗化することができ、この比抵抗の面内均一性も優れたものとなる。
また、高導電銀ペーストを塗布し乾燥して得られた高導電塗膜上に黒色インクを塗布し、これら高導電塗膜及び黒色インクを赤外線にて加熱して高導電膜3及び黒色膜4とするので、面内均一性に優れかつ低比抵抗の高導電膜3からなる回路パターンを有するメンブレン配線板を容易に製造することができる。
According to this embodiment, since the black film 4 is formed on the high conductive film 3 formed by applying and drying the high conductive silver paste, the specific resistance of the high conductive film 3 constituting the circuit pattern is sufficiently lowered. And the in-plane uniformity of this specific resistance is also excellent.
In addition, a black ink is applied on a highly conductive coating film obtained by applying and drying a highly conductive silver paste, and the highly conductive coating film and the black ink are heated with infrared rays so that the highly conductive film 3 and the black film 4 are heated. Therefore, it is possible to easily manufacture a membrane wiring board having a circuit pattern made of the high conductive film 3 having excellent in-plane uniformity and low specific resistance.

以下、実施例及び比較例により本発明を説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。
(実施例1〜3)
基材2としてポリエステル系のルミラーS10(厚み75μm:東レ社製)を用い、この基材2の表面に高導電銀ペースト用プライマを下塗りし、この高導電銀ペースト用プライマの上に高導電銀ペースト XA−9053(藤倉化成)を塗布し、IR炉を用いて表1に挙げる条件(150℃にて3分間、所定のパス回数)にて乾燥し、所望の回路パターンの高導電塗膜を形成した。
Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these examples.
(Examples 1-3)
A polyester-based Lumirror S10 (thickness 75 μm: manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as the base material 2, and a primer for high-conductivity silver paste is primed on the surface of the base material 2, and high-conductivity silver is coated on the primer for high-conductivity silver paste. Paste XA-9053 (Fujikura Kasei) was applied and dried using an IR furnace under the conditions listed in Table 1 (150 ° C. for 3 minutes, predetermined number of passes) to form a highly conductive coating film having a desired circuit pattern. Formed.

次いで、この高導電塗膜上に表1に挙げる黒色インクを塗布し、これら高導電塗膜及び黒色インクを、IR炉を用いて表1に挙げる条件(150℃にて3分間、所定のパス回数)にて乾燥、あるいはBOX炉を用いて表1に挙げる条件(150℃にて60分間)にて乾燥し、基材2上に高導電膜3及び黒色膜4が積層された実施例1〜3のメンブレン配線板を作製した。
次いで、実施例1〜3のメンブレン配線板各々の高導電膜の比抵抗を測定した。
これらの各条件及び比抵抗の測定結果を表1に示す。
Next, the black ink listed in Table 1 was applied onto this highly conductive coating film, and these highly conductive coating film and black ink were subjected to the conditions listed in Table 1 using an IR furnace (150 ° C. for 3 minutes, predetermined pass). Example 1 in which the high conductive film 3 and the black film 4 were laminated on the base material 2 by drying under the conditions shown in Table 1 (60 minutes at 150 ° C.) using a BOX furnace. -3 membrane wiring boards were produced.
Subsequently, the specific resistance of the high conductive film of each of the membrane wiring boards of Examples 1 to 3 was measured.
Table 1 shows the measurement results of these conditions and specific resistance.

Figure 2010050205
Figure 2010050205

(比較例1〜3)
基材2としてポリエステル系のルミラーS10(厚み75μm:東レ社製)を用い、この基材2の表面に高導電銀ペースト用プライマを下塗りし、この高導電銀ペースト用プライマの上に高導電銀ペースト XA−9053(藤倉化成)を塗布し、IR炉を用いて表1に挙げる条件(150℃にて3分間、所定のパス回数)にて乾燥、あるいはBOX炉を用いて表1に挙げる条件(150℃にて60分間)にて乾燥し、基材2上に高導電膜が形成された比較例1〜3のメンブレン配線板を作製した。
次いで、比較例1〜3のメンブレン配線板各々の高導電膜の比抵抗を測定した。
これらの各条件及び比抵抗の測定結果を表2に示す。
(Comparative Examples 1-3)
A polyester-based Lumirror S10 (thickness 75 μm: manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as the base material 2, and a primer for high-conductivity silver paste is primed on the surface of the base material 2, and high-conductivity silver is coated on the primer for high-conductivity silver paste. Paste XA-9053 (Fujikura Kasei) was applied and dried under the conditions listed in Table 1 using an IR furnace (3 minutes at 150 ° C., predetermined number of passes), or conditions listed in Table 1 using a BOX furnace The membrane wiring board of Comparative Examples 1-3 in which the highly conductive film was formed on the base material 2 was produced by drying at 150 ° C. for 60 minutes.
Subsequently, the specific resistance of the high conductive film of each of the membrane wiring boards of Comparative Examples 1 to 3 was measured.
Table 2 shows the measurement results of each of these conditions and specific resistance.

Figure 2010050205
Figure 2010050205

これらの結果によれば、実施例1〜3のメンブレン配線板では、少ないIR加熱(熱履歴)により、低い比抵抗の高導電膜が得られることが分かった。
これに対し、比較例1〜3のメンブレン配線板では、IR炉によるIR加熱(熱履歴)を多くするか、BOX炉を用いないと、実施例1〜3と同様の低い比抵抗の高導電膜が得られないことが分かった。
これにより、実施例1〜3のメンブレン配線板は、比較例1〜3と比べて生産効率が向上していることが分かった。
According to these results, it was found that the membrane wiring boards of Examples 1 to 3 can obtain a high conductive film having a low specific resistance by a small IR heating (thermal history).
On the other hand, in the membrane wiring boards of Comparative Examples 1 to 3, if the IR heating (thermal history) by the IR furnace is increased or the BOX furnace is not used, the high electrical conductivity having the same low resistivity as in Examples 1 to 3 is used. It was found that no film was obtained.
Thereby, it turned out that the membrane wiring board of Examples 1-3 has improved production efficiency compared with Comparative Examples 1-3.

本発明の一実施形態のメンブレン配線板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the membrane wiring board of one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…メンブレン配線板、2…基材、3…高導電膜、4…黒色膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Membrane wiring board, 2 ... Base material, 3 ... High conductive film, 4 ... Black film.

Claims (6)

基材の一方の主面に高導電銀ペーストを塗布・乾燥してなる所望の回路パターンを有する高導電膜が形成されたメンブレン配線板において、
前記高導電膜上に黒色膜を形成してなることを特徴とするメンブレン配線板。
In a membrane wiring board in which a highly conductive film having a desired circuit pattern formed by applying and drying a highly conductive silver paste on one main surface of a substrate is formed,
A membrane wiring board comprising a black film formed on the high conductive film.
前記黒色膜は、導電性インクを塗布・乾燥してなる導電性黒色膜であることを特徴とする請求項1記載のメンブレン配線板。   2. The membrane wiring board according to claim 1, wherein the black film is a conductive black film formed by applying and drying conductive ink. 前記高導電膜の比抵抗は、1.0×10−5Ωcm以下であることを特徴とする請求項1または2記載のメンブレン配線板。 3. The membrane wiring board according to claim 1, wherein a specific resistance of the high conductive film is 1.0 × 10 −5 Ωcm or less. 基材の一方の主面に高導電銀ペーストを塗布し乾燥して、所望の回路パターンの高導電塗膜を形成し、
次いで、前記高導電塗膜上に黒色インクを塗布し、これら高導電塗膜及び黒色インクを赤外線にて加熱して高導電膜及び黒色膜とすることを特徴とするメンブレン配線板の製造方法。
A highly conductive silver paste is applied to one main surface of the substrate and dried to form a highly conductive coating film having a desired circuit pattern,
Next, a black ink is applied on the highly conductive coating film, and the highly conductive coating film and the black ink are heated with infrared rays to form a highly conductive film and a black film.
前記赤外線は、遠赤外線であることを特徴とする請求項4記載のメンブレン配線板の製造方法。   The method for manufacturing a membrane wiring board according to claim 4, wherein the infrared rays are far infrared rays. 前記黒色インクは、導電性インクであることを特徴とする請求項4または5記載のメンブレン配線板の製造方法。   6. The method for manufacturing a membrane wiring board according to claim 4, wherein the black ink is a conductive ink.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104968157A (en) * 2015-05-25 2015-10-07 李恒 Electrocoppering thin film circuit and additive manufacturing method thereof

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