JP2020009705A - 導電性材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
支持体上に少なくとも多孔質層と、該多孔質層上に解離層を有する転写用基材の、解離層の上に導電性パターンを形成する工程、加熱硬化前のソルダーレジスト層に導電性パターンを転写する工程、および導電性パターンが転写されたソルダーレジスト層を加熱硬化する工程を少なくともこの順に行う導電性材料の製造方法。
本発明における転写用基材は、支持体上に少なくとも微粒子と樹脂バインダーを含有する多孔質層と、さらに該多孔質層の上に形成された解離層を有する。多孔質層および解離層は必要に応じ、支持体の両面に設けても良い。
転写用基材が有する支持体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル樹脂、セロファン、ナイロン、ポリスチレン系樹脂、ABS樹脂等の各種樹脂からなるフィルム、石英ガラス、無アルカリガラス、結晶化透明ガラス、パイレックス(登録商標)等の各種ガラス、紙、不織布、布、各種金属、各種セラミックス等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また用途に応じこれら支持体を適宜組み合わせることができ、例えば、紙をポリオレフィン樹脂で積層したポリオレフィン樹脂被覆紙を用いることができる。
本発明において転写用基材が有する多孔質層は、後述する導電性パターンの形成に好適な導電性微粒子を含むインクあるいはペーストが含有する水あるいは有機溶剤といった溶媒成分を吸収する機能を担う。
本発明において転写用基材は、上記した多孔質層上に解離層を有する。解離層とは、導電性パターンを被転写体へ転写する際に多孔質層と導電性パターンを分離する層であり、導電性パターンのみを被転写体へ転写する、あるいは導電性パターンと解離層の一部を共に被転写体へ転写することができる。転写された解離層の一部は必要に応じ洗浄し、除去してもよい。
本発明において、被転写体に転写される導電性パターンは、導電性微粒子を含むインクあるいはペーストを用いて形成されることが簡便であり好ましい。本発明に用いられる導電性微粒子を含むインクあるいはペーストには、公知のインクあるいはペーストを広く用いることができ、銀ナノインク、銅ナノインク、銀ペースト、銅ペースト、アルミペースト、カーボンインク、カーボンペースト等を例示することができる。導電性に優れ、形成された導電性パターンが酸化されにくい点から、銀超微粒子を含有する銀ナノインクや、銀微粒子を含有する銀ペーストを用いることが好ましく、厚み1μm程度の非常に薄い導電性パターンを形成できる点から、銀ナノインクを用いることが特に好ましい。銀ナノインクは、例えば三菱製紙(株)よりNBSIJシリーズとして市販されており、銀ペーストは、例えば藤倉化成(株)よりドータイト(登録商標)シリーズとして市販されている。
本発明において、導電性微粒子を含むインクあるいはペーストは、様々な印刷方法あるいは塗布方式によりパターン形成される。例えば線状の塗布を行うことができるディスペンサー印刷方法を用いたパターン形成、サーマル、ピエゾ、マイクロポンプ、静電気等の各種方式のインクジェット印刷方法を用いたパターン形成、凸版印刷方法、フレキソ印刷方法、平版印刷方法、凹版印刷方法、グラビア印刷方法、反転オフセット印刷方法、枚葉スクリーン印刷方法、ロータリースクリーン印刷方法等の公知の各種印刷方法によるパターンを例示することができる。また、グラビアロール方式、スロットダイ方式、スピンコート方式等、公知の各種塗布方式を用い、転写用基材が有する解離層の全面あるいは一部に連続した面としてパターンを形成すること、間欠塗工ダイコーター等を用い転写用基材が有する解離層の全面あるいは一部に断続した面としてパターンを形成すること、あるいは浸漬塗布方法(ディップ方式とも言われる)を用い、転写用基材が有する解離層全体に導電性微粒子を含むインクあるいはペーストを付着させることもできる。より好ましい印刷方法としては、インクジェット印刷方法、フレキソ印刷方法、グラビア印刷方法、反転オフセット印刷方法、枚葉スクリーン印刷方法、ロータリースクリーン印刷方法を挙げることができる。
本発明におけるソルダーレジスト層は1液性、2液性の、どちらの液状レジストから得られる層であってもよく、ドライフィルム状レジストであっても使用できる。ソルダーレジスト層の組成は、例えば、アルカリ可溶性樹脂、多官能アクリルモノマー、光重合開始剤、エポキシ樹脂、無機フィラー等を含有してなる。
本発明におけるソルダーレジスト層に転写パターンを転写する工程について説明する。加熱硬化前のソルダーレジスト層は常温で粘着性を有するため、粘着性が発現している状態で導電性パターンの転写が行われる。転写は転写用基材とソルダーレジスト層を貼合し剥離することにより行われる。ソルダーレジスト層に対する転写用基材の貼合はロールラミネーターを使用したラミネート法により導電性パターンを被転写体に圧着する方法が好ましい。ラミネートの条件としては、ロール温度は室温(5〜35℃)、圧力が1〜50N/cm2で、時間が0.1秒〜5分であることが好ましく、より好ましく圧力が5〜20N/cm2で、圧着時間が1秒〜1分であるが、ソルダーレジスト層の厚みや種類等により適宜調整することができる。圧力が1N/cm2を下回るとソルダーレジスト層への導電性パターンの転写が均一に行われない場合があり、50N/cm2を超えると転写後の剥離が困難になる場合がある。
貼合された転写用基材とソルダーレジスト層を剥離する場合、剥離する際のソルダーレジスト層側のJIS Z0237に準じ設定される引きはがし角度は浅い方が好ましい。転写用基材からソルダーレジスト層を剥離する際には剥離部分にて曲がりが発生し、これにより導電性パターンも曲がることとなるが、この曲がる時の角度が小さい程、導電性パターンの導電性低下が小さいため好ましい。具体的には90度以下で剥離することが好ましい。90度を超えると、導電性パターンの厚みにもよるが、導電性が数十%程度低下する場合がある。
本発明において、ソルダーレジスト層は導電性パターンの転写後に加熱硬化を実施する。加熱硬化を行うことにより、導電性パターンのソルダーレジスト層に対する密着力が向上する。加熱硬化の条件は、使用するソルダーレジスト層の構成により適宜選択でき、例えば130〜200℃の範囲で実施することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
<転写用基材の作製>
<無機微粒子分散液の調製>
水に、カウンターイオンに塩素イオンを有するジアリルジメチルアンモニウムクロライド−重合物としてシャロール(登録商標)DC902P(第一工業製薬(株)製)8質量部と、無機微粒子として気相法シリカ(平均一次粒子径7nm、比表面積300m2/g)100質量部を添加し、のこぎり歯状ブレード型分散機(ブレード周速30m/秒)を使用して予備分散液を作製した。次に得られた予備分散液を高圧ホモジナイザーで処理して、固形分濃度が20質量%の無機微粒子分散液を調製した。該分散液中の気相法シリカの平均二次粒子径は130nmであった。
無機微粒子分散液 (シリカ固形分として) 100g
ポリビニルアルコール 25g
(ケン化度88%、平均重合度3500)
ホウ酸 4g
ノニオン性界面活性剤 0.3g
(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)
固形分濃度は13質量%になるように水で調整した。
塩化ナトリウム 0.3g
水 99.7g
コロイダルシリカ20質量%スラリー 15g
(扶桑化学工業(株)製、クォートロンPL−3L、平均一次粒径35nm)
水 85g
転写用基材に対し、銀ナノインク(三菱製紙(株)製NBSIJ−MU01、銀濃度15質量%)を入れたピエゾタイプのインクジェットプリンタを用い、50mm×50mmのベタパターン(面状パターン)で印刷を行い、導電性パターンを形成した。銀ナノインクの吐出量は23ml/m2であり、導電性パターンの厚みは0.8μmであった。
ソルダーレジスト層として、液状ソルダーレジストであるタムラ化研(株)製DSR−330S32−21を使用した。転写に際して該ソルダーレジスト層は、DSR−330S32−21の主剤と硬化剤を混合したのち、支持体としてSUS304鋼板上にアプリケーターを用いて塗工し、70℃、30分間乾燥した後に使用した。ソルダーレジスト層への導電性パターンの転写は、ソルダーレジスト層の転写面に対して、ロール温度25℃、圧力9.8N/cm2、速度0.3m/分(圧着時間として1秒)でラミネート処理を行い、転写用基材を剥離した。その後、導電性パターンが転写されたソルダーレジスト層を180℃1時間の加熱硬化を行い、導電性材料1を得た。
テープ密着試験:JIS K5600に準拠して、テープ密着試験を実施した。幅1mm間隔に10マス×10マスの計100マス目を導電性材料1の導電性パターン部にクロスカットし、ニチバン(株)製セロテープ(登録商標)(24mm幅)を印刷面に貼り付け、急激に剥離し、残ったマス目の状態にて評価を行った。その結果、マス目の剥離が無く密着性良好であることが確認された。
<導電性材料2の作製>
ソルダーレジスト層として、ドライフィルム状ソルダーレジストである太陽インキ製造(株)製PFR−800 AUS410を使用に変更すること以外、導電性材料1と同様の作製方法より導電性材料2を得た。
テープ密着試験:JIS K5600に準拠して、テープ密着試験を実施した。幅1mm間隔に10マス×10マスの計100マス目を導電性材料2の導電性パターン部にクロスカットし、ニチバン(株)製セロテープ(24mm幅)を印刷面に貼り付け、急激に剥離し、残ったマス目の状態にて評価を行った。その結果、マス目の剥離が無く密着性良好であることが確認された。
<導電性材料3の作製>
ソルダーレジスト層として、液状ソルダーレジストであるタムラ化研(株)製DSR−330S32−21を使用した。スクリーン印刷に際して該ソルダーレジスト層は、DSR−330S32−21の主剤と硬化剤を混合したのち、支持体としてSUS304鋼板上にアプリケーターを用いて塗工し、70℃、30分間乾燥した後に使用した。ソルダーレジスト層への導電性パターンの印刷は、ソルダーレジスト層の転写面に対して銀ペースト(藤倉化成(株)製ドータイト FA−333)を50mm×50mmの面状パターンでスクリーン印刷した。その後、120℃10分間の銀ペースト加熱硬化処理を行い、導電性材料3を得た。
テープ密着試験:JIS K5600に準拠して、テープ密着試験を実施した。幅1mm間隔に10マス×10マスの計100マス目を導電性材料3の導電性パターン部にクロスカットし、ニチバン(株)製セロテープ(24mm幅)を印刷面に貼り付け、急激に剥離し、残ったマス目の状態にて評価を行った。その結果、マス目の剥離が散見され密着性不良であることが確認された。
<導電性材料4の作製>
ソルダーレジスト層として、ドライフィルム状ソルダーレジストである太陽インキ製造(株)製PFR−800 AUS410を使用し、スクリーン印刷に際して該ソルダーレジスト層は支持体としてSUS304鋼板を熱圧着した状態で使用した。ソルダーレジスト層への導電性パターンの印刷は、ソルダーレジスト層の転写面に対して銀ペースト(藤倉化成(株)製ドータイト FA−333)を50mm×50mmの面状パターンでスクリーン印刷した。その後、120℃10分間の銀ペースト加熱硬化処理を行い、導電性材料4を得た。
テープ密着試験:JIS K5600に準拠して、テープ密着試験を実施した。幅1mm間隔に10マス×10マスの計100マス目を導電性材料4の導電性パターン部にクロスカットし、ニチバン(株)製セロテープ(24mm幅)を印刷面に貼り付け、急激に剥離し、残ったマス目の状態にて評価を行った。その結果、マス目の剥離が散見され密着性不良であることが確認された。
2 多孔質層
3 解離層
4 導電性パターン
5 ソルダーレジスト層
10 転写用基材
Claims (1)
- 支持体上に少なくとも多孔質層と、該多孔質層上に解離層を有する転写用基材の、解離層の上に導電性パターンを形成する工程、加熱硬化前のソルダーレジスト層に導電性パターンを転写する工程、および導電性パターンが転写されたソルダーレジスト層を加熱硬化する工程を少なくともこの順に行う導電性材料の製造方法。
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WO2006068175A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 導体層パターン付き基材の製造法、導体層パターン付き基材及びそれを用いた電磁波遮蔽部材 |
JP2014192275A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 導電性パターン転写用基材および導電性パターン転写方法 |
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2018
- 2018-07-12 JP JP2018131961A patent/JP2020009705A/ja active Pending
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