JP2017212250A - Method for manufacturing conductive wiring board - Google Patents

Method for manufacturing conductive wiring board Download PDF

Info

Publication number
JP2017212250A
JP2017212250A JP2016102392A JP2016102392A JP2017212250A JP 2017212250 A JP2017212250 A JP 2017212250A JP 2016102392 A JP2016102392 A JP 2016102392A JP 2016102392 A JP2016102392 A JP 2016102392A JP 2017212250 A JP2017212250 A JP 2017212250A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
substrate
fired
conductive wiring
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016102392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6736973B2 (en
Inventor
柳澤 匡浩
Masahiro Yanagisawa
匡浩 柳澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2016102392A priority Critical patent/JP6736973B2/en
Publication of JP2017212250A publication Critical patent/JP2017212250A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6736973B2 publication Critical patent/JP6736973B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a conductive wiring board including a fine and thick-film conductive wiring which has been conventionally difficult.SOLUTION: A method for manufacturing a conductive wiring board comprises the steps of: forming a first film 14 on a substrate 12 by applying an ink containing metal nanoparticles onto the substrate 12; forming a second film 14' including a burning portion 14a and a non-burning portion 14b by selectively burning a part of the first film 14; and forming a third film 14'' composed of the burning portion 14a on the substrate 12 by removing the non-burning portion 14b of the second film 14' from the second substrate 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、導電性配線基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a conductive wiring board.

従来、基板上に配線、アンテナ等の導電性パターンを形成する方法として、フォトリソグラフィー、エッチング等が主に利用されているが、プロセスの工程数、材料の使用効率等の点で問題があり、製造コストも高い。   Conventionally, photolithography, etching, etc. are mainly used as a method for forming a conductive pattern such as a wiring and an antenna on a substrate, but there are problems in terms of the number of process steps, material use efficiency, etc. Manufacturing costs are high.

そこで、インクジェット印刷法等の印刷法を用いて、導電性パターンを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
前記インクジェット印刷法は、インクジェット法を用いて、基板上にインクを印刷した後、乾燥・焼成する方法である。図面データに基づき所望の位置に選択的にインクを塗布できるので、従来印刷法で必要な版画が要らず簡便にパターン形成することができる。
また、特許文献1や特許文献2にあるようにインクジェット印刷法では微細な線を描画することが可能であり、これはすなわち微細幅の配線を形成することが可能であることを意味する。
Therefore, a method of forming a conductive pattern by using a printing method such as an ink jet printing method is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
The inkjet printing method is a method in which ink is printed on a substrate using the inkjet method, and then dried and baked. Since ink can be selectively applied to a desired position based on the drawing data, it is possible to easily form a pattern without requiring a print that is required in the conventional printing method.
Further, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to draw a fine line by the ink jet printing method, which means that a wiring having a fine width can be formed.

印刷法を用いて導電層を形成する方法として、基板の表面上に複数の銅ナノ粒子を含有する層を堆積させる段階と、該層の少なくとも一部を露光して、露光部分を導電性にする段階とを備えた方法(光焼成プロセス)が提案されている(特許文献3参照)。   As a method of forming a conductive layer using a printing method, a step of depositing a layer containing a plurality of copper nanoparticles on the surface of a substrate, and exposing at least a part of the layer to make the exposed portion conductive A method (photo-baking process) including a step of performing is proposed (see Patent Document 3).

インクとしては、一次粒子径がnmオーダーの金属粒子が分散媒中に分散しているナノメタルインクが知られている。ナノメタルインクはナノ粒子、分散剤、溶媒などからなるが、従来分散剤は粒子への吸着平衡により粒子に付着しているので、粒子の分散機能を実現するためには相当量を溶媒に加える必要がある。この時、特に高分子分散剤を使用する場合には分散剤量が多くなるとインクの粘度が上昇するため、特にインクジェットのように適正なインク粘度が規定される場合にはナノ粒子の濃度を上げることができず、所定量の粒子を基材に付与するためには多数回重ね塗りしなければならない。特に特許文献1のように基板の親インク領域と撥インク領域の表面エネルギー差を利用する場合は一回の塗布で吐出される液量が少ない。すなわちインクジェット印刷法では微細で且つ膜厚の厚い配線を形成することは困難であるという課題がある。   As the ink, a nano metal ink in which metal particles having a primary particle diameter of the order of nm are dispersed in a dispersion medium is known. Nanometal ink consists of nanoparticles, a dispersant, a solvent, etc., but since conventional dispersants are attached to particles by adsorption equilibrium to the particles, it is necessary to add a considerable amount to the solvent in order to realize the particle dispersion function There is. At this time, particularly when a polymer dispersant is used, the viscosity of the ink increases as the amount of the dispersant increases. Therefore, the concentration of the nanoparticles is increased particularly when an appropriate ink viscosity is specified as in the case of inkjet. In order to apply a predetermined amount of particles to the substrate, it must be applied multiple times. In particular, as in Patent Document 1, when using the surface energy difference between the parent ink region and the ink repellent region of the substrate, the amount of liquid ejected by one application is small. That is, there is a problem that it is difficult to form a fine and thick wiring by the ink jet printing method.

本発明は、従来における前記課題を解決し、これまで困難であった微細かつ厚膜の導電配線を備えた導電性配線基板の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a method for manufacturing a conductive wiring board provided with a fine and thick conductive wiring, which has been difficult until now.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、基板上に所定の線幅よりも大きいサイズで、かつ厚膜でもって金属ナノ粒子を含むインクを塗布し、微細配線部分のみを焼成した後、余分な部分を除去することにより上記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor applied an ink containing metal nanoparticles with a thickness larger than a predetermined line width and a thick film on the substrate, and only the fine wiring portion was applied. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by removing an excess portion after firing.

すなわち本発明は、基板上に金属ナノ粒子を含むインクを塗布し、第一の膜を前記基板上に形成する工程と、
前記第一の膜の一部を選択的に焼成し、焼成部位と非焼成部位とを有する第二の膜を形成する工程と、
前記第二の膜の非焼成部位を前記基板から除去し、前記基板上に焼成部位で構成されている第三の膜を形成する工程と
を有することを特徴とする導電性配線基板の製造方法を提供する。
That is, the present invention comprises a step of applying an ink containing metal nanoparticles on a substrate and forming a first film on the substrate;
Selectively firing a portion of the first film to form a second film having a fired portion and a non-fired portion;
Removing the non-fired part of the second film from the substrate, and forming a third film composed of the fired part on the substrate. I will provide a.

本発明によれば、微細かつ厚膜の導電配線を備えた導電性配線基板の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the conductive wiring board provided with the fine and thick film conductive wiring can be provided.

本発明の製造方法における各工程を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating each process in the manufacturing method of this invention.

本発明の第一の実施の形態は、基板上に金属ナノ粒子を含むインクを塗布し、第一の膜を基板上に形成する工程と、前記第一の膜の一部を選択的に焼成し、焼成部位と非焼成部位とを有する第二の膜を形成する工程と、前記第二の膜の非焼成部位を前記基板から除去し、前記基板上に焼成部位で構成されている第三の膜を形成する工程とを有することを特徴とする導電性配線基板の製造方法である。   The first embodiment of the present invention includes a step of applying an ink containing metal nanoparticles on a substrate to form a first film on the substrate, and selectively firing a part of the first film. And forming a second film having a fired part and a non-fired part, removing the non-fired part of the second film from the substrate, and forming a third part comprising the fired part on the substrate. And a step of forming the film. A method for manufacturing a conductive wiring board.

以下、図面を参照しながら本発明の第一の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の製造方法における各工程を説明するための模式断面図である。なお、図1に示す形態は第二の膜および第三の膜を形成する際にいずれも光熱エネルギーを使用した例である。
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining each step in the production method of the present invention. The embodiment shown in FIG. 1 is an example in which photothermal energy is used when forming the second film and the third film.

まず、図1(A)に示すように、基板12上に金属ナノ粒子を含むインクを塗布し第一の膜14を基板12上に形成する。インクは下記で説明するように、金属ナノ粒子及び分散媒を含み、更に必要に応じて分散剤などその他の成分を含有してなる。基板12上にインクを塗布した後、加熱あるいは放置するなどにより分散媒を揮発させて除去することにより、金属ナノ粒子を含む第一の膜14が形成される。インクを塗布する方法に制限はないが、塗布後の膜の膜厚が均一になることが望ましい。例えば、インクジェット法が挙げられる。インクジェット法を採用する場合は塗布・乾燥を数回繰り返して重ね塗りする方法が有効である。第一の膜14は、所望の配線パターンの線幅よりも太めに、かつ所望の膜厚よりも厚めに形成するのが好ましく、厳密に配線パターンの寸法どおりに塗布する必要はない。   First, as shown in FIG. 1A, an ink containing metal nanoparticles is applied on a substrate 12 to form a first film 14 on the substrate 12. As will be described below, the ink contains metal nanoparticles and a dispersion medium, and further contains other components such as a dispersant as required. After the ink is applied on the substrate 12, the first film 14 containing metal nanoparticles is formed by volatilizing and removing the dispersion medium by heating or leaving it. Although there is no restriction | limiting in the method of apply | coating ink, It is desirable for the film thickness of the film | membrane after application | coating to become uniform. For example, an inkjet method can be mentioned. In the case of adopting the ink jet method, a method of repeatedly applying and drying several times is effective. The first film 14 is preferably formed thicker than the line width of the desired wiring pattern and thicker than the desired film thickness, and does not need to be applied exactly according to the dimensions of the wiring pattern.

例えば、第一の膜14は、所望の配線パターンの線幅よりも2倍〜6倍程度太く形成するのが好ましい。また、配線パターンの線幅および第一の膜14の膜厚は、用途に応じて種々決定されるが、配線パターンの線幅は例えば10μm〜100μmであり、20μm〜50μmが好ましく、第一の膜14の膜厚は例えば1μm〜10μmであり、2μm〜5μmが好ましい。   For example, the first film 14 is preferably formed to be about 2 to 6 times thicker than the line width of the desired wiring pattern. The line width of the wiring pattern and the film thickness of the first film 14 are variously determined depending on the application. The line width of the wiring pattern is, for example, 10 μm to 100 μm, preferably 20 μm to 50 μm, The film thickness of the film 14 is, for example, 1 μm to 10 μm, and preferably 2 μm to 5 μm.

次に、図1(B)に示すように前記第一の膜14の一部を選択的に焼成し、焼成部位14aと非焼成部位14bとを有する第二の膜14’を形成する。焼成工程とは、基板12上に塗布された金属ナノ粒子を焼成する工程である。基板12上に塗布された金属ナノ粒子を焼成すると金属ナノ粒子同士が融合することにより、金属ナノ粒子間の界面を消失させることができる。焼成された焼成部位14aは導電性をもつ配線部となり、非焼成部位14bはそのまま金属ナノ粒子が堆積した塗膜状態のままである。 Next, as shown in FIG. 1B, a part of the first film 14 is selectively baked to form a second film 14 'having a baked portion 14a and a non-fired portion 14b. The firing step is a step of firing the metal nanoparticles applied on the substrate 12. When the metal nanoparticles coated on the substrate 12 are baked, the metal nanoparticles are fused with each other, thereby eliminating the interface between the metal nanoparticles. The fired fired part 14a becomes a conductive wiring part, and the non-fired part 14b remains as it is in a coating state in which metal nanoparticles are deposited.

焼成方法としては、選択的に金属ナノ粒子同士を融合させることが可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱焼成、プラズマ焼成、光焼成などが挙げられる。焼成する際の雰囲気温度は、加熱焼成およびプラズマ焼成の場合100℃〜200℃が好ましく、100℃〜150℃がより好ましい。前記光焼成する際に用いる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、キセノンランプなどが挙げられる。なお、焼成前に、第一の膜14を加熱乾燥することが好ましい。   The firing method is not particularly limited as long as the metal nanoparticles can be selectively fused together, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include thermal firing, plasma firing, and light firing. It is done. In the case of heat firing and plasma firing, the atmospheric temperature during firing is preferably 100 ° C. to 200 ° C., and more preferably 100 ° C. to 150 ° C. There is no restriction | limiting in particular as a light source used at the time of the said photobaking, According to the objective, it can select suitably, For example, a xenon lamp etc. are mentioned. In addition, it is preferable to heat-dry the 1st film | membrane 14 before baking.

選択的に焼成する手段としては光による焼成(光焼成)が好ましい。光焼成であれば光が照射されたところだけが焼成され焼成部位14aとなり、光が照射されなかった部分は非焼成部位14bとなる。また光は直進性が高いので、焼成部位14a、非焼成部位14bの界面が明確になるので、解像度も高くすることが可能になる。
他に、パターンに対応するマスクを使用して配線パターン部分のみに光を照射してもよい。
As a means for selectively firing, firing by light (photo-firing) is preferable. In the case of light firing, only the portion irradiated with light is fired to become a fired portion 14a, and the portion not irradiated with light becomes the non-fired portion 14b. In addition, since light has high straightness, the interface between the fired part 14a and the non-fired part 14b is clarified, so that the resolution can be increased.
In addition, only a wiring pattern portion may be irradiated with light using a mask corresponding to the pattern.

次に、図1(C)に示すように前記第二の膜14’の非焼成部位14bを基板12から除去し、基板12上に焼成部位14aで構成されている第三の膜14’’を形成する。非焼成部位14bの除去方法としては、図1(C)に示すように過剰な光を照射し、非焼成部位14bの堆積粒子Pをバーストさせる方法や、湿式洗浄する方法等が挙げられる。
非焼成部位14bが基板12から除去されると、図1(D)に示すように、膜厚の厚い第三の膜14’’からなる微細配線が完成する。
Next, as shown in FIG. 1C, the non-fired portion 14b of the second film 14 ′ is removed from the substrate 12, and the third film 14 ″ configured by the fired portion 14a on the substrate 12 is removed. Form. Examples of the method for removing the non-fired portion 14b include a method of irradiating excessive light as shown in FIG. 1C to burst the deposited particles P of the non-fired portion 14b, a wet cleaning method, and the like.
When the non-fired portion 14b is removed from the substrate 12, as shown in FIG. 1D, a fine wiring composed of the thick third film 14 ″ is completed.

本発明では、所望の線幅および膜厚の配線パターンを得るために、上記のように、第一の膜14を、所望の配線パターンの線幅よりも太めに、かつ所望の膜厚よりも厚めに形成するのが好ましい。上記の本発明の各工程を経ることにより、第一の膜14の線幅および膜厚は、初期の値よりも減じられ、微細な配線パターンを得ることができる。また本発明では第一の膜14の膜厚を厚く設定することができるので、微細な配線パターンが完成した後でも、所望の膜厚を得ることができる。第一の膜14の線幅および膜厚が、本発明の製造方法の各工程を経てどの程度減少するのかは、第一の膜14の焼成温度や第二の膜14’における非焼成部位14bの除去エネルギー等に依存し、これらは予備実験により事前に把握することが可能である。   In the present invention, in order to obtain a wiring pattern having a desired line width and film thickness, the first film 14 is made thicker than the line width of the desired wiring pattern and larger than the desired film thickness as described above. It is preferable to form it thickly. By passing through each process of the present invention described above, the line width and film thickness of the first film 14 are reduced from the initial values, and a fine wiring pattern can be obtained. In the present invention, since the film thickness of the first film 14 can be set thick, a desired film thickness can be obtained even after a fine wiring pattern is completed. The extent to which the line width and film thickness of the first film 14 decrease through each step of the manufacturing method of the present invention depends on the firing temperature of the first film 14 and the non-fired portion 14b in the second film 14 ′. Depending on the removal energy, etc., these can be grasped in advance by preliminary experiments.

本発明の上記各工程において使用される基板、インクについて説明する。   The substrate and ink used in the above steps of the present invention will be described.

(基板)
本発明の実施の形態における基板は、ガラスや金属などの基板、樹脂フィルムなど特に限定されない。特に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、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネートが好適に使用される。
(substrate)
The board | substrate in embodiment of this invention is not specifically limited, such as board | substrates, such as glass and a metal, and a resin film. In particular, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, and polycarbonate are preferably used.

(インク)
本発明に使用されるインクは、導電性の配線パターンの形成に用いられ、金属ナノ粒子及び分散媒を含み、更に必要に応じて分散剤などその他の成分を含有してなる。
(ink)
The ink used in the present invention is used for forming a conductive wiring pattern, contains metal nanoparticles and a dispersion medium, and further contains other components such as a dispersant as required.

<金属ナノ粒子>
金属粒子としては、導電性の配線パターンを形成することが可能であれば、特に限定されないが、銅粒子、銀粒子、ニッケル粒子などが挙げられる。
本発明で言う金属ナノ粒子とは、平均一次粒子径が1μm未満の粒子を意味し、該粒子径は、2nm〜100nmが好ましく、5nm〜50nmがより好ましい。
なお、金属ナノ粒子の平均粒径は、例えば、動的光散乱法を用いて測定することができる。
金属ナノ粒子のインクにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分散媒100質量部に対して、10質量部〜50質量部が好ましい。
<Metal nanoparticles>
Although it will not specifically limit as a metal particle if a conductive wiring pattern can be formed, A copper particle, silver particle, nickel particle, etc. are mentioned.
The metal nanoparticles referred to in the present invention mean particles having an average primary particle size of less than 1 μm, and the particle size is preferably 2 nm to 100 nm, more preferably 5 nm to 50 nm.
In addition, the average particle diameter of a metal nanoparticle can be measured using a dynamic light scattering method, for example.
The content of the metal nanoparticles in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersion medium.

<分散媒>
分散媒としては、金属ナノ粒子を分散させることが可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機溶媒などが挙げられる。前記有機溶媒としては、アルコール、アルキルエステル、モノアルキルグリコールエーテル、グリコールモノアルキルエーテルエステル又はジアルキルグリコールエーテルなどの極性有機溶媒、炭化水素などの非極性有機溶媒が挙げられる。
<Dispersion medium>
The dispersion medium is not particularly limited as long as the metal nanoparticles can be dispersed, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include an organic solvent. Examples of the organic solvent include polar organic solvents such as alcohols, alkyl esters, monoalkyl glycol ethers, glycol monoalkyl ether esters or dialkyl glycol ethers, and nonpolar organic solvents such as hydrocarbons.

前記モノアルキルグリコールエーテルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル等のエチレングリコール系エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコール系エーテルなどが挙げられる。   The monoalkyl glycol ether is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol Ethylene glycol ethers such as monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol Monomethyl ether Pyrene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol And propylene glycol ethers such as propylene glycol monobutyl ether.

前記グリコールモノアルキルエーテルエステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said glycol monoalkyl ether ester, According to the objective, it can select suitably, For example, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate etc. are mentioned.

前記ジアルキルグリコールエーテルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられる。   The dialkyl glycol ether is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol Examples include dimethyl ether.

非極性有機溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン等のパラフィン系炭化水素、イソヘキサン、イソオクタン、イソドデカン等のイソパラフィン系炭化水素、シクロドデセンなどのシクロオレフィン系炭化水素、流動パラフィン等のアルキルナフテン系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素、あるいは、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジアルキルシリコーンオイル、アルキルフェニルシリコーンオイル、環状ポリジアルキルシロキサン又は環状ポリアルキルフェニルシロキサン等のシリコーン系のオイルが挙げられる。 Examples of nonpolar organic solvents include paraffinic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, and tetradecane, isoparaffinic hydrocarbons such as isohexane, isooctane, and isododecane, and cycloolefin hydrocarbons such as cyclododecene, Alkyl naphthenic hydrocarbons such as liquid paraffin, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, alkyl benzene and solvent naphtha, or dimethyl silicone oil, phenyl methyl silicone oil, dialkyl silicone oil, alkyl phenyl silicone oil, cyclic polydialkyl Examples thereof include silicone-based oils such as siloxane or cyclic polyalkylphenylsiloxane.

<分散剤>
本発明では前記金属ナノ粒子の分散媒中での凝集を防ぐ目的として、分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては公知の分散剤が使用でき、特に限定されない。分散剤の前記インクにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記分散媒100質量部に対して、1質量部〜20質量部が好ましい。
<Dispersant>
In the present invention, a dispersant is preferably added for the purpose of preventing aggregation of the metal nanoparticles in the dispersion medium. A known dispersant can be used as the dispersant, and is not particularly limited. The content of the dispersant in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersion medium.

前記金属ナノ粒子を分散媒中に分散させる際に用いる分散機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライターなどが挙げられる。   The disperser used when dispersing the metal nanoparticles in the dispersion medium is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a homogenizer, a ball mill, a sand mill, and an attritor.

本発明の第二の実施の形態は、前記第一の膜14の塗布がパターン塗布である前記第一の実施の形態における導電性配線基板の製造方法である。
パターン塗布とは基板12全面ではなく必要な部分のみに選択的にインクを塗布することであり、例えば電気回路の配線を基板12上に形成することを想定している。塗布領域が必要部分のみなので、インクの消費量が全面塗布に比べて少なく済み、経済的である。
前記パターン塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などが挙げられる。これらの中でも、簡便に直接パターニングできる点から、インクジェット法が好ましい。
The second embodiment of the present invention is a method for manufacturing a conductive wiring board according to the first embodiment, in which the application of the first film 14 is pattern application.
The pattern application is to selectively apply ink to only a necessary portion rather than the entire surface of the substrate 12. For example, it is assumed that wiring of an electric circuit is formed on the substrate 12. Since the application area is only a necessary part, the ink consumption is less than that of the entire surface application, which is economical.
There is no restriction | limiting in particular as said pattern application | coating method, According to the objective, it can select suitably, For example, the inkjet method, the gravure printing method, the screen printing method etc. are mentioned. Among these, the inkjet method is preferable because direct patterning can be easily performed.

本発明の第三の実施の形態は、前記第一の膜14の焼成が光照射により行われる前記第一または第二の実施の形態における導電性配線基板の製造方法である。
光焼成とは光源からの光をインク中の特に金属ナノ粒子が吸収し、発熱することによって生じる熱エネルギーによって金属ナノ粒子が焼成されることである。光により焼成するので配線パターン部分のみを特に選択的に焼成することが可能である。
The third embodiment of the present invention is a method for manufacturing a conductive wiring board according to the first or second embodiment, in which the firing of the first film 14 is performed by light irradiation.
Photo-firing means that metal nanoparticles in the ink absorb light from the light source, and the metal nanoparticles are fired by heat energy generated by generating heat. Since it is baked by light, only the wiring pattern portion can be baked particularly selectively.

本発明の第四の実施の形態は、前記第一の膜14の一部を光照射により選択的に焼成する際に、露光マスクを使用しないことを特徴とする前記第三の実施の形態における導電性配線基板の製造方法である。
露光マスクを使用する際にはその作製に時間・コストが必要となり、大量生産しない限り製造コストが高くなってしまうという課題があるが、露光マスクを使用せずに選択的に必要な部分のみを光照射することにより、これらの課題が解決される。
露光マスクを使用しない光照射方法としてはレーザー光の照射が挙げられる。レーザー光の波長としては特に限定されないが、インク材料、特に金属ナノ粒子が吸収することができる波長であることが好ましい。
In the fourth embodiment of the present invention, an exposure mask is not used when a part of the first film 14 is selectively baked by light irradiation. It is a manufacturing method of a conductive wiring board.
When using an exposure mask, it requires time and cost to produce it, and there is a problem that the manufacturing cost will be high unless it is mass-produced. By irradiating with light, these problems are solved.
As a light irradiation method that does not use an exposure mask, there is laser light irradiation. Although it does not specifically limit as a wavelength of a laser beam, It is preferable that it is a wavelength which an ink material, especially a metal nanoparticle can absorb.

本発明の第五の実施の形態は、前記第二の膜14’の非焼成部位14bの除去方法が光照射であることを特徴とする前記第一乃至第四の実施の形態における導電性配線基板の製造方法である。
過剰な光を照射すると過剰な発熱により瞬時にインク中の分散剤などの有機物が熱分解してガス化することによりバーストし、非焼成の金属ナノ粒子が飛散する。光照射方法としてはレーザーで非焼成部位14bを選択的に過剰露光する方法や、後述のとおり全面一括でフラッシュランプにより過剰照射する方法が挙げられる。なお、全面を過剰照射する場合、既に焼成されている焼成部分14aは基材12と金属ナノ粒子からなる金属層とが密着している状態なので、過剰照射による影響は何も受けず、そのまま残る。
In the fifth embodiment of the present invention, the conductive wiring in the first to fourth embodiments is characterized in that the method of removing the non-fired portion 14b of the second film 14 'is light irradiation. A method for manufacturing a substrate.
When excessive light is irradiated, organic substances such as a dispersant in the ink are instantly decomposed and gasified due to excessive heat generation, and burst, and non-fired metal nanoparticles are scattered. Examples of the light irradiation method include a method of selectively overexposing the non-fired portion 14b with a laser, and a method of overexposing the entire surface with a flash lamp as described later. When the entire surface is excessively irradiated, since the fired portion 14a that has already been fired is in a state where the base material 12 and the metal layer made of metal nanoparticles are in close contact with each other, it is not affected by the excessive irradiation and remains as it is. .

本発明の第六の実施の形態は、前記第二の膜14’の非焼成部位14bの除去時に除去飛散物を吸引あるいは吹き飛ばすことを特徴とする前記第一乃至第五の実施の形態における導電性配線基板の製造方法である。
前記第二の膜14’の非焼成部位14bの除去時には非焼成のインク材料が飛散することになり、この内の一部は基板12上に付着する可能性もある。これは電気回路に対しての異物となるため、ショートなどの原因になりかねない。本実施形態により飛翔した非焼成のインク材料が基板12上に付着することがなくなるので、電気回路の信頼性が向上する。
The sixth embodiment of the present invention is characterized in that the removed scattered matter is sucked or blown off at the time of removing the non-fired portion 14b of the second film 14 '. It is a manufacturing method of a conductive wiring board.
When the non-fired portion 14b of the second film 14 ′ is removed, the non-fired ink material is scattered, and a part of the ink material may adhere to the substrate 12. This becomes a foreign matter to the electric circuit, which may cause a short circuit. Since the non-baked ink material flying according to the present embodiment does not adhere to the substrate 12, the reliability of the electric circuit is improved.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されない。なお、部は質量部を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In addition, a part means a mass part.

実施例1
(インクの調製)
特開2014‐177600号公報の実施例1のインクを調製した。
すなわち、5部の下記分散剤1、銅粒子QSI−Nano Copper Powder(QuantumSphere社製)40部及びエチレングリコールモノメチルエーテル100部を10分間超音波分散させた後、高速ミキサーのフィルミックス(プライミクス社製)を用いて10分間分散させた。次に、孔径が1μmのフィルターを用いて粗大粒子を除去し、平均一次粒子径が75nmである銅からなる金属ナノ粒子を含むインクを得た。
分散剤1: 撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器に、エタノール300部を入れた後、窒素パージの下、60℃に加熱した。次に、数平均分子量が500のポリエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート90部、メタクリル酸10部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル1部からなる混合液を1時間で滴下した後、60℃で5時間撹拌した。さらに、エバポレーターを用いてエタノールを蒸発させ、分散剤1を得た。
Example 1
(Preparation of ink)
An ink of Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-177600 was prepared.
That is, 5 parts of the following dispersant 1, 40 parts of copper particles QSI-Nano Copper Powder (manufactured by QuantumSphere) and 100 parts of ethylene glycol monomethyl ether were ultrasonically dispersed for 10 minutes, and then a high-speed mixer fill mix (manufactured by Primex) ) For 10 minutes. Next, coarse particles were removed using a filter having a pore size of 1 μm to obtain an ink containing metal nanoparticles made of copper having an average primary particle size of 75 nm.
Dispersant 1: Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, 300 parts of ethanol was added and heated to 60 ° C. under a nitrogen purge. Next, a liquid mixture consisting of 90 parts of polyethylene glycol methyl ether methacrylate having a number average molecular weight of 500, 10 parts of methacrylic acid and 1 part of a polymerization initiator azobisdimethylvaleronitrile was added dropwise over 1 hour, followed by stirring at 60 ° C. for 5 hours. did. Further, ethanol was evaporated using an evaporator to obtain Dispersant 1.

(基板へのインク塗布)
上記インクを用いてインクジェット装置(ピーエムティー社製、IJ−DESK)により受容層付きPETフィルム(ピクトリコ社製、グラフィックアーツ透明フィルム)にパターン描画した。描画後60℃で30分オーブン乾燥した。この塗布・乾燥を4回繰り返し、基板上に第一の膜を調製した。第一の膜の線幅は120μmであり、膜厚は5.8μmであった。
(Ink application to the substrate)
Using the above ink, a pattern was drawn on a PET film with a receiving layer (Graphic Arts transparent film, manufactured by Pictorico Co., Ltd.) using an ink jet apparatus (PJ, Inc., IJ-DESK). After drawing, it was oven dried at 60 ° C. for 30 minutes. This coating and drying was repeated 4 times to prepare a first film on the substrate. The line width of the first film was 120 μm and the film thickness was 5.8 μm.

(配線部分の選択的焼成)
波長810nmの赤外線レーザーを第一の膜の中心線に合わせて出力300mW、ビーム径30μm、掃引速度1mm/sで光照射したところ照射部分のみが焼成され、焼成部位と非焼成部位からなる第二の膜を作成した。
(Selective firing of wiring part)
When an infrared laser with a wavelength of 810 nm is irradiated with light at an output of 300 mW, a beam diameter of 30 μm, and a sweep speed of 1 mm / s in accordance with the center line of the first film, only the irradiated portion is fired, and a second comprising a fired portion and a non-fired portion. The film was made.

(非焼成部位の除去)
キセノンフラッシュランプ焼成装置(SINTERON2000、XENON社製)を用いてパルス幅2ms、20J/cmのエネルギーの光を照射したところ、焼成部位はそのままでそれ以外の非焼成部位の粒子が飛散し基板上から消失した。この工程により基板上に第三の膜が形成された。第三の膜の線幅は28μm、膜厚は2.8μmであった。
(Removal of non-fired part)
When a xenon flash lamp firing device (SINTERON 2000, manufactured by XENON) was used to irradiate light with an energy of pulse width 2 ms and 20 J / cm 2 , particles in the other non-fired portions were scattered on the substrate without changing the fired portions. Disappeared from. By this process, a third film was formed on the substrate. The third film had a line width of 28 μm and a film thickness of 2.8 μm.

実施例2
実施例1の配線部分の選択的焼成において、配線部分(幅30μm)のみ光を透過するフォトマスク越しにキセノンフラッシュランプ焼成装置からパルス幅2ms、16J/cmのエネルギーの光を照射して配線部分を光焼成した以外は実施例1と同様に行ったところ、第三の膜の線幅は30μm、膜厚は2.8μmとなった。
Example 2
In the selective firing of the wiring portion of Example 1, the wiring is irradiated with light having a pulse width of 2 ms and energy of 16 J / cm 2 from a xenon flash lamp firing device through a photomask that transmits light only in the wiring portion (width 30 μm). When the same procedure as in Example 1 was performed except that the portion was photobaked, the line width of the third film was 30 μm and the film thickness was 2.8 μm.

実施例3
実施例1の基板へのインク塗布において、インクジェットの代わりにワイヤーバー(ウェットギャップ40μm)で基板全面塗布した以外は実施例1と同様に行ったところ、第三の膜の線幅は27μm、膜厚は3.4μmとなった。
Example 3
The ink coating on the substrate of Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the entire surface of the substrate was coated with a wire bar (wet gap 40 μm) instead of inkjet, and the line width of the third film was 27 μm. The thickness was 3.4 μm.

12 基板
14 第一の膜
14’ 第二の膜
14’’ 第三の膜
14a 焼成部位
14b 非焼成部位
P 堆積粒子
12 Substrate 14 First film 14 ′ Second film 14 ″ Third film 14a Firing part 14b Non-firing part P Deposited particles

特開2013−16773号公報JP 2013-16773 A 特開2013−214649号公報JP 2013-214649 A 特表2010−528428号公報Special table 2010-528428 gazette

Claims (6)

基板上に金属ナノ粒子を含むインクを塗布し、第一の膜を前記基板上に形成する工程と、
前記第一の膜の一部を選択的に焼成し、焼成部位と非焼成部位とを有する第二の膜を形成する工程と、
前記第二の膜の非焼成部位を前記基板から除去し、前記基板上に焼成部位で構成されている第三の膜を形成する工程と
を有することを特徴とする導電性配線基板の製造方法。
Applying an ink containing metal nanoparticles on a substrate and forming a first film on the substrate;
Selectively firing a portion of the first film to form a second film having a fired portion and a non-fired portion;
Removing the non-fired part of the second film from the substrate, and forming a third film composed of the fired part on the substrate. .
前記第一の膜の塗布がパターン塗布であることを特徴とする請求項1に記載の導電性配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a conductive wiring board according to claim 1, wherein the application of the first film is a pattern application. 前記第一の膜の焼成が、光照射により行われることを特徴とする請求項1または2に記載の導電性配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a conductive wiring board according to claim 1, wherein the baking of the first film is performed by light irradiation. 前記第一の膜の一部を光照射により選択的に焼成する際に、露光マスクを使用しないことを特徴とする請求項3に記載の導電性配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a conductive wiring board according to claim 3, wherein an exposure mask is not used when part of the first film is selectively baked by light irradiation. 前記第二の膜の非焼成部位の除去方法が光照射であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性配線基板の製造方法。   The method for producing a conductive wiring board according to claim 1, wherein the method for removing the non-fired portion of the second film is light irradiation. 前記第二の膜の非焼成部位の除去時に除去飛散物を吸引あるいは吹き飛ばすことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性配線基板の製造方法。


The method for manufacturing a conductive wiring board according to claim 1, wherein the removed scattered matter is sucked or blown off at the time of removing the non-fired portion of the second film.


JP2016102392A 2016-05-23 2016-05-23 Method for manufacturing conductive wiring board Active JP6736973B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016102392A JP6736973B2 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method for manufacturing conductive wiring board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016102392A JP6736973B2 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method for manufacturing conductive wiring board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017212250A true JP2017212250A (en) 2017-11-30
JP6736973B2 JP6736973B2 (en) 2020-08-05

Family

ID=60476875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016102392A Active JP6736973B2 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method for manufacturing conductive wiring board

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6736973B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038999A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for forming conductive circuit by using laser irradiation, and conductive circuit
JP2010528428A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 アプライド・ナノテック・ホールディングス・インコーポレーテッド Metal ink
JP2016021298A (en) * 2014-07-14 2016-02-04 東芝機械株式会社 Conductive substrate, and apparatus and method for producing conductive substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038999A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for forming conductive circuit by using laser irradiation, and conductive circuit
JP2010528428A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 アプライド・ナノテック・ホールディングス・インコーポレーテッド Metal ink
JP2014116315A (en) * 2007-05-18 2014-06-26 Applied Nanotech Holdings Inc Metallic ink
JP2016021298A (en) * 2014-07-14 2016-02-04 東芝機械株式会社 Conductive substrate, and apparatus and method for producing conductive substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP6736973B2 (en) 2020-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI466733B (en) Laser decal transfer of electronic materials
TWI506101B (en) Conductive metal ink composition and preparation method for conductive pattern
JP2010528428A (en) Metal ink
KR20120050924A (en) Metallic ink
JP2005229109A (en) Thick-film ink composite possible to be printed in ink jet, and method therefor
JP2005223323A (en) Ink jet printable thick film ink composition and ink jet printing method
JP2009124032A (en) Method of manufacturing printing type electronic circuit board
JP2017513040A (en) Metallization by direct laser writing in pulse mode
TW201321076A (en) Copper particulate dispersion, conductive film forming method and circuit board
JP2009124029A (en) Method of manufacturing electronic circuit board using ink jetting
JP2017212250A (en) Method for manufacturing conductive wiring board
KR101808741B1 (en) Method for forming conductive layer patterns by inkjet-printing
KR101180475B1 (en) Method of forming conductive pattern and substrate having conductive pattern manufactured by the same method
KR101841757B1 (en) Forming method Flexible-PCB electrode pattern by laser sintering of copper ink
JP6686567B2 (en) Copper nanoparticle ink and method for producing the same
JP2014177600A (en) Dispersing agent, and method for manufacturing the same
JP2017216303A (en) Base material for circuit member, circuit member, method of producing base material for circuit member, and method of producing circuit member
KR101232835B1 (en) Method for forming conductive thin layer
WO2019203811A1 (en) Sintering and curing using single electromagnetic radiation source
JP6574553B2 (en) Conductive pattern forming composition and conductive pattern forming method
JP6497129B2 (en) Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern
JP7223868B2 (en) Method and apparatus for preparing PCB products with high density conductors
JP2015077590A (en) Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming electro-conductive pattern
KR20140066492A (en) Method of forming conductive pattern using inkjet printing technique
TWI481327B (en) Method for manufacturing a conductive circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200616

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200629

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6736973

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151