JP3183061B2 - パッド印刷用厚膜ペースト - Google Patents

パッド印刷用厚膜ペースト

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はパッド印刷用厚膜ペー
ストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の電子部品は、小型化の進歩が著し
く、セラミックを基材に用いた電子部品もその例外では
ない。例えば、基材中央部に凹部を形成し、その中に部
品を実装して低背化を図ったものや、基材の上面、側
面、下面の全面に配線を施し高密度化を図ったもの等が
商品化されている。このような凹凸のある基材または立
方体基材全面に、厚膜ペーストを用いて連続した配線等
を施すには、各平面ごとにスクリーン印刷するか、描画
方式を用いるしかなかった。しかしながら、スクリーン
印刷は凹面には対応できず、また描画方式は量産性に劣
り、実用的ではない。一方、3次元曲面等を含めた凹凸
のある基板に印刷する方法としては、パッド印刷法(別
称:タンポ印刷)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なパッド印刷法による厚膜ペーストでは次のような問題
点があった。
【0004】一般的なパッド印刷法では膜厚2〜3μm
が上限であり、厚膜ペーストに要求される膜厚である5
〜20μmには対応できなかった。
【0005】すなわち、パッド印刷は、凹版オフセット
印刷の一種であるので、凹版深さを深くすれば膜厚を厚
くできるものの、通常のスクリーン印刷用ペーストや浸
漬塗布用ペーストでは、ペーストの凝集力や粘着力が不
足するために、シリコンパッドから基材へ完全転写せ
ず、良好な膜厚および形状の膜形成が不可能であった。
【0006】この発明の目的は、複数の印刷面を有する
電子部品に対してもパッド印刷によって良好な膜形成が
可能な厚膜ペーストを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点を解決するためになされたもので、導電粉末と、
ロジン誘導体と、有機溶剤と、少なくともエチルセルロ
ース、ポリビニルブチラール、アルキド樹脂のうち1つ
を含むパッド印刷用厚膜ペーストであって、前記パッド
印刷用厚膜ペースト100重量%のうち、前記ロジン誘
導体を5〜20重量%含有し、かつ、前記エチルセルロ
ース、前記ポリビニルブチラール、前記アルキド樹脂の
うち少なくとも1つを0.5重量%以上含有し、前記有
機溶剤は、20℃付近における蒸気圧が0.3〜10m
mHgである成分を前記有機溶剤100重量%のうち6
0重量%以上含むことを特徴とするものである。
【0008】また、本発明は、前記ロジン誘導体が、重
合ロジンであることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明の厚膜ペーストでは、パッド印刷に必要
な厚膜ペーストの凝集力や粘着力を十分に有するので、
50〜150μm程度の深い凹版を用いたパッド印刷を
行っても完全転写可能である良好なパッド印刷性を有す
ることができる。
【0010】また、本発明の厚膜ペーストにおける有機
溶剤が20℃付近における蒸気圧が0.3〜10mm
Hgである成分を前記有機溶剤100重量%のうち60
重量%以上含むため、適切な乾燥速度が得られるので、
パッドへの転写前に凹板内で厚膜ペーストが乾燥するこ
となく、かつ、乾燥に必要な熱風の温度もパッドを劣化
させることのない適切な温度となるので、作業性に優れ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の厚膜ペーストの実施例につい
て説明する。まず、本発明の厚膜ペーストの製造方法に
ついて説明する。 (1)まず、ビヒクルを作製するために、ビヒクルの樹
脂主成分として、乾燥膜の凝集性および粘着性を得るた
めのロジン誘導体である重合ロジンを用い、重合ロジン
以外の樹脂成分としては、厚膜ペーストの流動性および
保存安定性を得るためのエチルセルロース、ポリビニル
ブチラール(PVB)、アルキド樹脂のうち少なくとも
1つを用いる。
【0012】(2)これらの樹脂を各々の有機溶剤に溶
解してビヒクルを作成する。共通して使用している有機
溶剤であるジブチルフタレート(DBP)は、乾燥膜の
粘着性を安定して得るための成分である。ただし、これ
は必ずしも必要な成分ではない。
【0013】(3)このようにして得られたビヒクルを
導電粉末であるAg−Pd合金粉を分散し、厚膜ペース
トを得る。
【0014】本実施例においては、上記製造方法で得ら
れた厚膜ペーストの組成として、導電粉末であるAg−
Pd粉末と、ビヒクルの樹脂主成分である重合ロジン
と、重合ロジン以外の樹脂成分であるエチルセルロー
ス、ポリビニルブチラール、およびアルキド樹脂と、有
機溶剤である乳酸ブチル、ジブチルフタレート(DB
P)、O−キシレン、およびn−アミルアルコールを表
1で示すように設定し、それぞれに対するパッド印刷性
および膜厚(μm)を表1中に示している。
【0015】
【表1】
【0016】なお、表1において、試料No.に*を付
したものは本発明の範囲外の試料であり、その他は本発
明の範囲内の実施例を示す。
【0017】次に、表1における膜厚の測定方法および
パッド印刷性の評価について説明する。 (1)まず、銅板に印刷パターン形状を深さ100μm
にエッチングした凹版に、ブレードを用いて厚膜ペース
トを充填する。
【0018】(2)その上に凸形状のシリコンパッドを
押し付け、凹版中のペーストの一部をシリコンパッド上
に転写する。
【0019】(3)送風によりシリコンパッド上で主有
機溶剤成分を蒸発させ、厚膜ペーストを粘着シート状ま
で乾燥させる。
【0020】(4)このようにして形成した粘着膜を段
差のあるアルミナ基板に転写印刷した。そして、印刷後
の膜厚を蛍光X線膜厚計を用いて測定した。
【0021】このように測定した結果、表1のパッド印
刷性の評価について、完全転写した厚膜ペーストのみを
パッド印刷性良好とし、○で示した。また、パッド印刷
性不良は×、また、完全転写させるためにはシリコンパ
ッドが劣化する程度まで風温を高く設定する必要がある
場合、またはシリコンパッドからアルミナ基板へのペー
ストの転移が不完全の場合、パッド印刷性が良好でな
いものとして×で示した。
【0022】試料No.1は、パッド印刷性が不良であ
り、膜厚も測定できなかった。これは、試料No.1は
粘着性を付与する重合ロジン量が3重量%と少ないた
め、シリコンパッドからアルミナ基板に完全転写しない
ためである。
【0023】試料No.2ないし試料No.12は、パ
ッド印刷性が良好であり、厚膜ペーストに要求される膜
厚を得ることができた。
【0024】なお、試料No.7は、エチルセルロース
の量が少ないため、凹版上での作業性が他の試料に比べ
て劣ったが、例えばブレードのかき取りスピードを遅く
する等、作業条件を厳しくすれば使用可能である。
【0025】試料No.13は、パッド印刷性が良好で
なかった。また、試料No.14も、パッド印刷性が良
好でなかった。これらの理由については後述する。
【0026】ここで、有機溶剤の乾燥条件について説明
する。乾燥条件は有機溶剤の蒸気圧範囲で異なり、蒸気
圧範囲が2〜10mmHgの有機溶剤では室温の送風に
よる乾燥でよく、蒸気圧範囲が0.3〜2mmHgの有
機溶剤では熱風乾燥が必要である。また、10mmHg
以上の有機溶剤では乾燥が速すぎるため、凹版内で乾燥
し、シリコンパッドに転写しなくなり、さらに、0.3
mmHg以下の有機溶剤では乾燥に必要な熱風の温度が
高くなりすぎて、シリコンパッドが劣化するため使用で
きない。
【0027】表2に本実施例で用いたDBP以外の有機
溶剤の各温度での蒸気圧を示す。
【0028】
【表2】
【0029】なお、DBPの20℃付近での蒸気圧は記
載していないが少なくとも0.1mmHg以下ある。
【0030】つまり、本実施例の有機溶剤は、DBPの
みでは乾燥に必要な熱風の温度が高くなりすぎて、シリ
コンパッドが劣化するため使用できないが、DBPと他
の有機溶剤を混合させることで乾燥速度および乾燥温度
を作業性のよい適切なものにしている。
【0031】ここで、試料No.13は、20℃におけ
る蒸気圧が0.4mmHgである乳酸ブチルが厚膜ペー
スト100重量%のうち6重量%、20℃付近で蒸気圧
が少なくとも0.1mmHg以下のDBPが同じく6重
量%であり、乳酸ブチルとDBPとは有機溶剤100重
量%のうち互いに50重量%である。この試料No.1
3は、転写は可能であるが、乾燥に必要な熱風温度が高
くなりすぎ、転写用のシリコンパッドの強度が低下して
傷つきやすくなるため、総合的にはパッド印刷性が良好
でない。
【0032】また、試料No.14は、20℃における
蒸気圧が0.4mmHgである乳酸ブチルが厚膜ペース
ト100重量%のうち6重量%、20℃における蒸気圧
が14.5mmHgであるn−プロパノールが同じく6
重量%であり、乳酸ブチルとn−プロパノールとは有機
溶剤100重量%のうち互いに50重量%である。この
試料No.14は、一応転写は可能であるが、乾燥が速
く、凹版内からシリコンパッドへのペーストの転移が完
全に行われず膜厚が薄くなるため総合的にはパッド印刷
性が良好でない。
【0033】従って、それぞれの試料の有機溶剤成分の
うち、好ましくは乳酸ブチルまたはO−キシレンまたは
n−アミルアルコールを60重量%以上含む方がよい。
乳酸ブチルまたはO−キシレンまたはn−アミルアルコ
ールを60重量%以上含むと乾燥速度および乾燥温度を
確実に作業性のよい適切なものにすることができる。
【0034】ところで、本実施例では、導電粒子比率を
70〜80重量%と比較的高い比率でのみ評価したが、
これは焼成後の膜厚を厚くするためであり、その必要が
なければ70重量%以下の低比率でもよい。
【0035】また、ビヒクルの樹脂主成分として重合ロ
ジンを用いるのは、重合ロジンが乾燥膜の凝集性および
粘着性を有するからである。また、これらは重合ロジン
に限定されるものではなく、水添ロジン、エステル化ロ
ジン等の他のロジン誘導体であれば使用可能である。
【0036】また、重合ロジンは20重量%以上を添加
していないが、これは例えば重合ロジンを30重量%ま
で添加すると樹脂成分の割合が多くなってしまい、実質
上、電極膜を形成できないからである。
【0037】また、重合ロジン以外の樹脂成分としてエ
チルセルロースまたはポリビニルブチラール(PVB)
またはアルキド樹脂を用いるのは、これらが厚膜ペース
トの流動性および保存安定性を有するからである。
【0038】また、導電粉末は、Ag−Pd導電粉末に
限定するものではなく、Ag、Au、Cu、Ni等の金
粉等でもよい。導電粉末としてAg−Pd導電粉末を
用いるのは、他の導電粉末に比べて耐マイグレーション
性に優れているからである。
【0039】次に、凹版深さと膜厚との関係について説
明する。ここでは、最も膜厚が厚くなった表1に示す試
料No.6を用いて、凹版深さが50μm、75μm、
100μm、125μm、150μmである各種凹版の
パッド印刷性および膜厚を表3に示している。
【0040】
【表3】
【0041】パッド印刷性はすべての凹版で良好であっ
た。各種凹版ごとの膜厚は表2に示す通りであり、凹版
深さと膜厚は相関関係がある。従って、50μm〜15
0μm深さの凹版を用いることにより、厚膜ペーストに
必要な5μm〜20μm程度の膜厚が得られることがわ
かった。
【0042】ところで、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の
応用、変形が可能である。
【0043】
【発明の効果】本発明の厚膜ペーストでは、パッド印刷
に必要な厚膜ペーストの凝集力や粘着力を十分に有する
ため、50〜150μm程度の深い凹版を用いたパッド
印刷を行っても、完全転写可能である良好なパッド印刷
性を有することができるので、複数の印刷面を有する電
子部品に対してもパッド印刷によって良好な膜形成が可
能である。
【0044】また、本発明の厚膜ペーストにおける有機
溶剤が20℃付近における蒸気圧が0.3〜10mm
Hgである成分を前記有機溶剤100重量%のうち60
重量%以上含むため、適切な乾燥速度が得られパッド
への転写前に凹板内で厚膜ペーストが乾燥することな
く、かつ、乾燥に必要な熱風の温度もパッドを劣化させ
ることのない適切な温度となるので、作業性に優れる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電粉末と、ロジン誘導体と、有機溶剤
    と、少なくともエチルセルロース、ポリビニルブチラー
    ル、アルキド樹脂のうち1つを含むパッド印刷用厚膜ペ
    ーストであって、 前記パッド印刷用厚膜ペースト100重量%のうち、前
    記ロジン誘導体を5〜20重量%含有し、かつ、前記エ
    チルセルロース、前記ポリビニルブチラール、前記アル
    キド樹脂のうち少なくとも1つを0.5重量%以上含有
    前記有機溶剤は、20℃付近における蒸気圧が0.3〜
    10mmHgである成分を前記有機溶剤100重量%の
    うち60重量%以上含む ことを特徴とする、パッド印刷
    厚膜ペースト。
  2. 【請求項2】前記ロジン誘導体は、重合ロジンであるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載のパッド印刷用厚膜ペ
    ースト。
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JP6489550B2 (ja) * 2015-10-26 2019-03-27 八興産業株式会社 ワイヤロープ装置
KR102434597B1 (ko) * 2021-02-05 2022-08-23 주식회사 아이에스피 연속 인쇄물 두께 측정용 x선 형광 분석 시스템 및 방법

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