JP3280780B2

JP3280780B2 - 厚膜回路印刷方法

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Publication number: JP3280780B2
Application number: JP26772493A
Authority: JP
Inventors: 敏武内
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2002-05-13
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JPH07106738A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品等の製造におけ
る印刷方法に係わり、更に詳しくは形成させるパターン
の印刷膜厚を厚く、且つ高精度に印刷することを目的と
した膜厚回路印刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックやセラミック等からなる電
子部品用回路基板の回路形成には、金属や酸化物等の皮
膜を化学エッチングする方法（フォトリソグラフィー
法）や金属等の導電体微粒子や抵抗体微粒子、絶縁体微
粒子等を適当な結合剤と共に印刷法で回路印刷する方法
が一般に用いられている。通念的にはフォトリソグイラ
フィー法による回路形成は精密・高精度ではあるが高価
となり、この一方で、印刷法による場合は精度が低いが
安価であるとされている。

【０００３】印刷法でも電気特性があまり問題にならな
い場合にはオフセット印刷法などが使われるが、印刷膜
厚が薄いために、例えばリード線等では電気抵抗が高く
なり目的の電流値が得られない等の問題点がある。

【０００４】このような問題を解決するために、印刷時
のインキ膜厚を増加して電気抵抗を低下させ、目的の電
流値を得る方法が採用されている。その方法としてスク
リーン印刷版を使用し、ペースト状インキをスクリーン
メッシュ孔からスキージで押し出すスクリーン印刷法が
常用され、一般に厚膜印刷法と呼称されている。

【０００５】スクリーン厚膜印刷法は微細パターンなど
の形成には不利であるが、数μｍ〜３０μｍ程度の膜厚
が得られ、操作も簡便容易なので多用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスクリーン印刷法には印刷原理に由来する本質的問
題点が幾つか存在する。すなわち、スクリーン自体はシ
ルク、ナイロンその他の繊維、或いはステンレス等の金
属細線を適当な開口率を持つように編み上げたもので、
これを木製或いは金属製の枠に張力を掛けて貼り、緊張
状態に固定し、そのスクリーン面にフォトレジスト等に
よりパターンマスクを形成したものがスクリーン印刷物
である。印刷はスクリーン印刷版と被印刷物を若干（１
〜５ｍｍ程度）離した状態に配置し、マスクの存在しな
い開口部を通してインキを硬質ゴムその他の材料からな
るスキージ板で圧力を掛け、スクリーンを被印刷物面に
接触するまでたわませながら擦り込んで被印刷物面に印
刷する。スキージが通過した部分はスクリーンがその弾
力によって被印刷物面から直ちに離れるので良好な印刷
パターンが形成される。

【０００７】このような印刷プロセスにおいては、スク
リーン自体を緊張状態で枠に固定するために、局部的に
固定の弱い部分が発生すると変形が起こり、形成されて
いるパターンの形状やピッチ等が狂ってくることがある
という問題がある。

【０００８】また、固定が良好であっても印刷過程での
スキージ圧により、スクリーンに一時的な伸びが起こる
が、多数回印刷中に、伸びの復元性が弱まり次第に緊張
状態が低下し、これがパターン寸法やピッチ等に狂いを
発生させるという問題もある。

【０００９】これらは高寸法精度が必要なパターン形状
やピッチ精度に悪影響を及ぼし、特に印刷面積が大きい
場合に顕著に現われ、印刷版の使用回数を低下させた
り、場合によっては最初から仕様精度を満足させること
が出来ないということも生じ得る。

【００１０】スクリーン印刷の別の問題点としては、イ
ンキをスキージを用いてスクリーン目から押し出して印
刷するために、薄膜印刷に対してはスクリーン目の跡が
発生しやすいので、印刷後インキをフローさせてスクリ
ーン目をなくすなどインキ面の平滑化処理が必要とな
る。従って、インキ層が薄いとフローが起こらない。ま
た、インキの押し出し印刷のためにパターン自体の高精
度化や微細化に限度があり、一般に量産に適するものと
しては最小印刷線幅が７０〜１００μｍ程度となる。従
って、より細線パターンを形成するためには高価なフォ
トリソグラフィー法を使用せざるを得ない現状である。

【００１１】また、厚膜印刷には有利であるが実際に膜
厚を正確に限定する仕様に対しては、インキの粘度その
他の諸特性やスキージ圧、スキージ角度、材質、速度等
の厳密な制御が必要であり、大面積印刷での精密な膜厚
制御が殆ど不可能な場合が多い。

【００１２】以上のようにスクリーン印刷法は簡便容易
な方法ではあるものの、高精度、精密印刷に対してはそ
の機能に明確な限界があることが明らかになっている。

【００１３】本発明は、このような実情に鑑みて創案さ
れたものであり、その目的は、形成させるパターンの印
刷膜厚を厚く、且つ高精度に印刷することができる膜厚
回路印刷方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点は以下の本願
発明の方法によって解決することが出来る。

【００１５】すなわち、本発明は、少なくとも表面に導
電性を備える基板上に、電気絶縁性のマスクパターンを
形成した電着用印刷版を、導電性微粉末、抵抗体微粉
末、または絶縁体微粉末をイオン性高分子化合物水溶液
中に分散した電着液中に投入し、該印刷版を一方の電極
とし対向電極板を他方の電極として直流電流を流し、電
着液中の微粉末をイオン性高分子化合物と共に印刷版面
のマスクパターン部以外の導電部に電積させて電着物を
形成し、しかる後、当該電着物を被印刷物に転写するよ
うに構成する。

【００１６】本願発明の原理は、前記厚膜印刷に用いら
れているインキの主材料を、電気的化学的手法である電
着法を利用することによって平版印刷版のマスクの存在
しない導電性パターン部に任意の厚さに電着させ、次い
で印刷版面から被印刷物面に転写させることからなる。

【００１７】導電性パターン面に電気化学的に電着させ
る技術は、金属電着において最も一般的であり、また近
年では有機物、特に高分子材料を溶解或いは分散状態で
電着し、電着塗装や電着パターニングなどを行う分野に
多く利用されている。

【００１８】この電着法の一つの利点は、電着浴中（液
中）で任意時間或いは任意量の電流を流すことによっ
て、電着物の膜厚を自由に制御できることである。従っ
てスクリーン印刷と同程度の膜厚を要求する場合には、
その膜厚になるまで電着し続けた後、次いで、電着物を
転写すれば要求膜厚の印刷物を得ることが出来る。

【００１９】スクリーン印刷では、一般に、得られる膜
厚は３０μｍ程度であるが、電着法では３０μｍ程度は
容易であり、必要ならば１００μｍ以上の膜厚も可能で
ある。すなわち、印刷版面の電着物が高抵抗となり電流
を遮断しないかぎり電着作用が継続できる。

【００２０】次に、印刷パターンの印刷画線精度につい
ては、スクリーン印刷では原理的に印刷膜厚が大きくな
るとスクリーンから押し出されたインキが潰れたり、被
画線部まで滲んだりして良好な精度のパターンが得られ
ない。

【００２１】一方、本電着法の場合には、絶縁性マスク
パターンの膜厚の高さまでは電着物がマスクの壁面に添
って成長するので、マスクパターンの精度を良好に復元
させることが出来る。ただし、マスクの高さを越えると
面方向にも広がるのでパターン線幅の太りと精度低下を
招くが、その越える度合いが少ない場合は、厚膜のマス
クパターン形成における精度に依存し、その精度より低
下する度合いは無視できる程度である。精度が厳密な場
合には線幅の太りを前もって設計時に調整しておけるの
で、要求線幅の印刷が容易にできる。

【００２２】印刷パターンのピッチ精度やパターン領域
の大きさ（トータルピッチ）精度の変動は、前述のよう
にスクリーン印刷では避けられない問題である。この一
方で、本発明の方法では印刷版が平版型であり、印刷基
板には一般平版印刷と同様に薄板基板を使用しスキージ
等は使用しない。従って、機械的に伸縮を起こす機会も
ないし、また、機械的伸びに強固な金属板その他を選択
使用できるために一般的には印刷物の伸縮に付随する問
題を起こさない。従って、本質的にスクリーン印刷にお
ける伸び等による問題は存在しない。

【００２３】以上の原理概念から、本発明の方法による
電着厚膜印刷においては、任意の膜厚で従来不可能であ
った高精度・高密度のパターンを、被印刷物としての大
面積基板上に容易に形成出来るという特徴がある。

【００２４】次に、本発明に関して、図面を参照しつつ
より詳細な説明を行う。

【００２５】図１には電着法の原理図が示されており、
電着すべき微粉末と、その電着担体となるイオン性高分
子化合物とを含有する電着液を入れた電着槽１３内に、
イオン性高分子化合物の極性と反対の極性になるよう
に、電気的に外部電源１０と接続された電着用印刷版１
１が挿入され、さらにこの印刷版１１面と対向させて外
部電源１０に接続した反対極性の対向板１２が設置され
る。

【００２６】印刷版１１はその原理的構造が図２に示さ
れ、導電性基板１面に電気絶縁性材料からなるマスク部
２を所定パターンで形成したものである（マスクパター
ンの形成）。

【００２７】次いで、外部電源１０より直流電流を流す
と、電着液１３中のイオン性高分子化合物（イオン性電
着剤）は、印刷版面の非マスク部である導電部に電気化
学的に中和されて電析する。本来中性である微粉末はそ
の周囲に吸着しているか、あるいは周辺に存在するイオ
ン性高分子化合物が印刷版１１面に吸引されるときに同
伴されて電析し、両者が電着物３となる。

【００２８】なお、印刷版１１のマスク部２は電流が遮
蔽されているので電着が起こらず、非マスク部のみに電
着が起こり電着物パターンが形成される。

【００２９】電着物の厚さは電流量が多いほど厚くな
り、マスク部２の膜厚よりも厚くなると厚さ方向と共に
マスク部２の面方向（横方向）にも成長し、非マスク部
の画線幅よりも見掛け上太くなる。

【００３０】この状態のモデル図が図３に示される。す
なわち、マスク部２の面と同じ厚さの電着物３は、マス
ク部２によって形成された電着画線幅と殆ど同じである
が、マスク部２′の面より電着物３′を若干厚く成長さ
せると画線幅よりも若干太り、マスク２″面よりも電着
物３″を更に厚くさせると太りの量は大きくなって電着
画線の精度も低下する。ただし、マスク２面よりも突き
出た電着物の線幅の太りは、電着条件にも依るので予め
実験数値を把握しておき設計時に参考にすればある程度
の線幅制御が可能である。

【００３１】しかし実際の操作では、仮に、３０μｍの
膜厚印刷を希望するならばマスク部２の厚さを３０μｍ
とし、それに合わせて電着を行なえばマスクパターンと
ほぼ同精度の電着物３が得られるので、精度の保持には
マスク面からあまり突出するような電着を行なわないよ
うにする事が好ましい。ただし、微小突出は精度を落と
さずに転写効果を向上させる効果がある（例えば、後述
する第４図（ａ）に示される）。

【００３２】図４（ａ）、（ｂ）は転写の概念図を示し
たものである。基板１上にマスク部２を有する印刷版の
非マスク部に、電着物３を形成した電着基板２１（第４
図（ａ））から、当該電着物３を被印刷物５に転写する
には、電着基板２１と被印刷物５とを密着した後、両者
を引き剥がす。すると、図４（ｂ）に示されるように被
印刷物５面に電着物３が転写され、転写画線４が形成さ
れた印刷物２２が得られる。

【００３３】電着物３を転写した基板は元の印刷版１１
となり反復して使用できる。図４（ｂ）は印刷版１１と
印刷物２２との関係を示している。

【００３４】印刷版に形成された電着物３は基板１面と
の関係により、転写の際に必ずしも剥離し易いとは限ら
ない。電着物３と基板１面との接着性が強い場合には転
写が困難になり、その場合には、例えば、図５に示され
るように、基板の電着面に剥離層６を形成して剥離を容
易にした剥離性印刷版５１を作成して使用すればよい。
剥離層６は基本的に導電性を阻害しない材料で、かつ薄
膜層にすることが望ましい。本質的に絶縁性の低い材料
であって且つ剥離性があるならばより好ましい材料であ
る。また、絶縁性が高い材料であっても、薄膜にするこ
とによって基板の導電性を阻害しないようにでき、十分
に使用し得る。

【００３５】一方、基板面が剥離性であっても電着物３
に粘着性がなければ、確実に被印刷物５に転写できない
こともある。この場合には、図５に示されるように被印
刷物５面に粘着剤層７を予め形成した転写用被印刷物５
２を用い、その粘着性を用いて転写画線４を、確実に形
成させることが出来る。

【００３６】また、図６に示されるように、前記図５で
説明した剥離性印刷版５１に電着物３を１次電着で形成
した後、続けて電着性粘着剤層８を２次電着することも
出来る。この場合には、前記図５で説明した転写用被印
刷物５２を用いずに無処理の被印刷物５を用いても転写
出来るので、被印刷物の選択範囲が増し又操作も簡便と
なる。

【００３７】次に本発明の厚膜回路印刷方法に用いられ
る材料及び処理工程等について説明する。

【００３８】印刷版の基本材料には一般に導電性を備え
る基板を用いる。例えば鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、
錫その他の汎用金属板等やカーボンその他の導電材料を
主成分とした導電性基板が好ましい。また、プラスチッ
クやセラミック・ガラス等の電気絶縁性材料でもその表
面に金属無電解めっき膜や導電性蒸着膜を形成したり、
金属箔を貼り合わせて表面を導電性にした基板も使用で
きる。

【００３９】特に、パターンピッチ精度が厳しい場合に
は、線膨張係数の小さいアンバー材やカーボンフィル
ム、アラミド樹脂系フィルム等（ガラスや石英板に近
い）を利用することが好ましい。

【００４０】基板面に絶縁性マスクパターン（マスク部
２）を形成するにはフォトレジストを用いるのが簡便で
あり、一般には、市販の殆どのフォトレジストの利用が
可能である。基板面にフォトレジストを塗布・乾燥し、
フォトマスクを密着して露光し現像乾燥する方法で、フ
ォトリソグラフィー工程で常用されている極めて一般的
な方法がある。この変形法として、より使いやすいフォ
トレジスト形成材料にドライフィルムがあり、これも一
般的に用いられ得る。

【００４１】多数の同一パターンの印刷版を作成する場
合に、パターン精度がそれほど厳しく要求されないなら
ば、印刷法でレジストインキを印刷し、それをマスクパ
ターンとすることも出来る。

【００４２】ただし、これらのマスク材料は有機物なの
で印刷版としての反復耐久性に欠けると思われる場合に
は、低融点ガラスその他の無機材料を塗布硬化させた
後、フォトエッチング法によって絶縁材料をエッチング
してマスク部を形成させ、高耐久性のある版を得ること
が出来る。

【００４３】このように形成されるマスク部２の膜厚
は、前述したように印刷膜厚と精度を勘案して決定する
ことが必要である。

【００４４】電着液の液組成の主成分は、印刷版の電気
極性と反対の極性を持つイオン性高分子化合物と付着さ
せるべき微粉末であり、その分散溶媒は水又は若干のア
ルコール添加水である。勿論、電着をスムースに行なう
ために必要なら各種の添加剤が副成分として用いられ
る。

【００４５】電子部品用回路形成などに用いる場合に
は、一般に包含されている微粉末が主役であり、その役
割は導電体、絶縁体を形成することにある。従って、目
的に応じた微粉末を電着することが必要で、導電体を形
成すべく導電体微粉末としては、銅、銀、金、ニッケ
ル、タングステン、銀／パラジウム、金／パラジウムそ
の他の金属微粉末が用いられる。また、ＩＴＯ（インジ
ウム−錫酸化物）その他の導電性化合物やカーボン微粉
末なども利用できる。これらは少量の低融点ガラスや高
分子材料を結合剤として共存させ電着後固定化される。

【００４６】抵抗体を形成すべく抵抗体微粉末として
は、前記導電体微粉末やＲｕＯ₂ 等が用いられ、これら
は結合剤の量比を調整して必要な抵抗値（例えば１Ω／
□〜１ＭΩ／□）が得られるようにして電着固定化され
る。

【００４７】誘電体（絶縁体）はクロスオーバーや多層
用等の用途に用いられるが、誘電体微粉末としては、高
融点酸化物を含むガラス粉、誘電率の高い金属酸化物
（Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 等）とガラスの混合物、或いは
低融点ガラスと硬化性高分子樹脂等が用いられる。

【００４８】これらの導電体、抵抗体、誘電体（絶縁
体）用の材料は基本的には通常のスクリーン印刷による
厚膜印刷用インキペースト材料を利用することが出来、
これらの材料は電着可能な処理をすることが可能であ
る。

【００４９】従来から電着技術は、一般に、電着塗装そ
の他の塗布法に用いられており、有機イオン性材料、特
に有機高分子材料が主成分である。塗装や塗布を目的と
しているので着色剤或いは充填剤として無機や有機顔料
粉体等を含んでおり、イオン性材料が塗装用電極面に電
析されるときに本来イオン性を持たない顔料粒子も共析
させて着色塗装などが行なわれる。この場合、イオン性
材料は、電着物の結合剤的機能をも有する。

【００５０】電着液に含有されるイオン性材料としての
イオン性高分子化合物としては、天然樹脂系、合成油
系、アルキッド樹脂系、エステル樹脂系、アクリル樹脂
系、エポキシ樹脂系等種々知られている。アニオン型で
は古くからマレイン樹脂系やポリブタジエン樹脂系等
が、又カチオン型ではエポキシ樹脂系が多く、ポリブタ
ジエン樹脂系、メラミン樹脂系、アクリル樹脂系等の所
謂ポリアミノ樹脂系等もよく用いられている。

【００５１】アニオン型はＲ^- （例、Ｒ−ＣＯＯ^- ）、
カチオン型はＲ⁺ （例、Ｒ−ＮＨ⁺）の電離構造をとる
ので、アニオン電着では電着基板を＋極に、カチオン電
着では−極にすることによって電気化学的に夫々の電着
剤を対応する電極版面に電析させることが出来る。

【００５２】具体例として、例えば、プラスチック基板
上に厚膜導体印刷を行なう場合には、電着液の基本組成
としてエポキシ樹脂系カチオン水溶液中にＣｕやＡｇな
どの導電性微粉末を分散し、電着印刷版１１（第２図）
を陰極とし陽極に不溶性対向電極を配した電着液中に直
流電流を流せば、印刷版１１の非マスク部（導電部）に
エポキシ樹脂と導電性微粉末が電析される。

【００５３】導電体の電着時間は迅速で短時間であり、
所定の膜厚に電着した後に引き上げて水洗乾燥し、図４
に示されるように被印刷物（例えば、プラスチック基
板）と密着した後、引き剥がし、加熱硬化させて固着さ
せ印刷を完了する。電着膜厚は、電着時間に応じて厚く
できるので、時間管理によって膜厚管理が容易にでき
る。

【００５４】電着が迅速なのは電着物が導電性であるた
めと考えられ、抵抗体を形成する電着において抵抗値が
高い場合にはより長い時間を必要とする。また、誘電体
電着の場合には、電着膜厚の成長と共に抵抗が増大する
ので、電着される材料によっては膜厚を大きくするため
に電着電圧を増大させながら電着するが、材料により抵
抗値が増加しすぎて電流が流れなくなり、電着膜厚に上
限が出来ることもある。

【００５５】被印刷物５がガラスやセラミック類の場合
には、一般に、厚膜印刷後、焼成処理が行なわれる。こ
の場合には、上記の有機結合剤の代わりに一般に無機結
合剤（通常はガラス）が用いられる。無機結合剤はイオ
ン性を持たないから前記と同様に有機イオン性高分子化
合物の電着機能を利用して行なうことが出来る。すなわ
ち、電着液の主成分は、イオン性高分子化合物水溶液中
に無機結合剤の微粉末と導電体等の微粉末を共存させて
電着させる。イオン性高分子化合物は、焼成によって燃
焼消去され無機結合剤のみがその焼成温度で融解し、導
電体等の微粉末を固定させる。従って、イオン性高分子
化合物は、焼成しやすい材料であり、無機結合剤はその
焼成温度で溶解して結合機能に優れた材料を選択する必
要がある。

【００５６】なお、無機結合剤と導電体等の微粉末を予
め溶融混合したものを微粉砕して使用することも出来
る。最終的には無機結合材と導電体等の成分比が電気特
性を決定するから、この量比の決定が最も重要でありイ
オン性高分子化合物は単なる電着担体の役割をはたすに
過ぎないが、担体としての機能が優れた材料を選択する
必要がある。

【００５７】印刷版１１の非マスク部の上に形成された
電着物３を被印刷物５面に転写するに際し、電着物３と
印刷版１１との接着が強すぎて転写が困難な場合には、
前述したように印刷版の電着面に導電性を阻害しない剥
離層６（図５，６）を予め形成させて剥離材処理をして
おき、これによって転写を容易にすることが出来る。例
えば、汎用剥離剤であるシリコーン樹脂類は一般に電気
絶縁性のものが多いが、１μｍ以下の薄膜で形成してお
けば電着が可能であり且つ剥離性能も維持できる。従っ
て、シリコーン処理した面の電着物３は容易に剥離転写
が可能である。ふっそ樹脂系の処理をしてもよい。

【００５８】また、印刷版１１がステンレス板等の場合
には、図７に示されるように電着面に予めＣｕ，Ｎｉ，
Ａｇ，Ｓｎその他の金属薄膜６０を１次電着し、次いで
目的の電着物３を電着した後、転写すると、図８に示さ
れるように電着物３は金属薄膜６０ごと被印刷物５面に
転写されるから、転写後に適当なエッチング液を用いて
金属薄膜６０を溶解除去して目的を達成することが出来
る。ステンレス面は電着される金属との親和性が弱く容
易に剥離する性質を持つからである。この場合の剥離用
１次金属電着では、電着される金属が導電性であるから
厚さを任意に設定出来るが、一般には１〜２μｍ程度が
除去操作も容易なので好ましい。

【００５９】ところで、仮に電着物３に接着性がなく、
かつ転写が確実に行われない場合には、例えば被印刷体
面に予め接着剤を塗布して接着剤層７（図５）を形成し
ておき、次いで転写を行なう。電着物３が導電性の場合
には、導電性接着剤を、電着物３が絶縁性の場合には、
絶縁性接着剤を用いるが、エポキシ樹脂系やアクリル樹
脂系等の市販品も利用できる。後工程で有機物除去の焼
成を行なうガラスやセラミック基板に転写する場合には
焼成温度で容易に燃焼除去できる接着剤を選択すればよ
い。

【００６０】さらに、ある種の接着剤は電着性を付与で
きるから、目的物を電着して電着物を形成した後、続い
て粘着性を有するイオン性電着性材料を電着して粘着剤
８（図６）を形成し、無処理の被印刷体５に転写するこ
とも出来る。この場合は被印刷体に接着剤処理をする必
要がないからより簡便である。この種の粘着性を有する
イオン性電着性材料は、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂
系、ポリエステル樹脂系、アクリルウレタン樹脂系、そ
の他によって作成することが出来る。

【００６１】また、このような粘着性を有するイオン性
電着性材料を、電着液中に含有せしめ、微粒子を共析さ
せて、電着物に粘着性を与え、電着後の転写を容易かつ
確実にならしめることもできる。

【００６２】また、電着液中に熱可塑性接着剤成分を含
有させ、電着後に、電着物と被印刷物との転写において
熱転写操作を行うこともできる。この場合、熱可塑性接
着剤成分としては、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、
酢酸ビニル樹脂系、ポリエステル樹脂系等が挙げられ、
熱転写操作としては、温度１５０〜３００℃の範囲、圧
力２〜２０ｋｇ／ｃｍ² の範囲とすることが好ましい。

【００６３】

【実施例】以下、具体的実施例を示し、本発明をさらに
詳細に説明する。

【００６４】（実施例１）表面を研磨した厚さ０．１ｍ
ｍ、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍのステンレス板上
に、市販のメッキ用フォトレジスト（ヘキスト社製、商
品名ＡＺＬＰ−１０）を厚さ約３０μｍに塗布・乾燥
し、必要なパターンが形成されているフォトマスクを密
着し露光した後、所定の処理法に従い現像・乾燥し、更
に熱硬化処理（１２０℃、１５分）を行ない電着用印刷
版を作成した。

【００６５】一方で、Ａｇ微粉末４０重量％、ホウ珪酸
系ガラスフリット微粉末５重量％、電着担体としてカル
ボキシル基を有するアクリル系共重合体樹脂１０重量
％、中和剤としてトリメチルアミン２重量％、エタノー
ル１０重量％、水３３重量％を混合撹拌してアニオン型
電着液を得た。

【００６６】上記電着用印刷版と白金電極を対向させ
て、上記電着液中に挿入し、直流電源の陽極側に電着用
印刷版を、陰極側に白金電極を、それぞれ、接続して、
３０Ｖの電圧で１０秒間電流を流して電着し、これを乾
燥して厚さ約３５μｍのパターン状の厚膜電着物（膜）
を得た。

【００６７】次いで、転写用基板として厚さ０．６ｍｍ
のアルミナ板を用意し、上記の電着を終了した電着基板
面と圧力５ｋｇ／ｃｍ2 、温度２００℃で圧着した後、
両者を剥離し、アルミナ基板状にＡｇ微粉末を主成分と
する転写パターンを得た。

【００６８】さらに、上記表面に転写パターンが転写さ
れているアルミナ基板を８５０℃で１０分間焼成し、目
的とするセラミック回路基板を得た。作成した導電膜の
抵抗値は５ｍΩ／□であり、最小線幅５０μｍを得た。

【００６９】（実施例２）実施例１において、電着液の
組成をＲｕＯ₂ 粉末３５重量％、ほう珪酸鉛系ガラスフ
リット５重量％、アクリル樹脂１０重量％、トリメチル
アミン２重量％、エタノール１０重量％、水３８重量％
とした以外は全て、前記実施例１と同様な実験を行な
い、アルミナ基板上に抵抗体よりなる厚さ２０μｍの転
写パターンを作成した。これを上記温度で焼成した時の
抵抗体膜の抵抗は２ＫΩ／□であり、最小線幅は５０μ
ｍであった。

【００７０】（実施例３）実施例１，２において、転写
性を補助するために夫々のアルミナ基板の転写面に予
め、市販の粘着剤（日本カーバイト（株）製、商品名Ｐ
Ｅ−１１８）を塗布したこと、及び転写を室温で行なっ
たこと以外は全ての実験を同様に行なった。この結果、
アルミナ基板上への転写が容易に行なわれ且つ転写され
た線幅の最小幅は３５μｍに改善された。また、焼成に
より有機粘着剤は全て燃焼除去されて無機物となり、厚
膜印刷物の電気特性には影響がなかった。

【００７１】（実施例４）実施例２において電着用印刷
版作成の後、電着操作前にその表面に市販の剥離剤に使
用しているシリコーン樹脂の希薄溶液を、１５００回転
のスピンナーで塗布乾燥した以外は、全て実施例２と同
様の実験を行ない、アルミナ基板上に抵抗体膜の作成を
行なった。電着基板の電着面のシリコーン樹脂塗布膜厚
は約０．２μｍで導電性が維持でき、その面への電着を
疎外せずに抵抗体の電着を行なうことが出来た。この剥
離処理によって転写時の剥離製が向上し、パターンの欠
陥などの発生率が大幅に低下し、さらにパターンは最小
線幅３０μｍのものが得られた。

【００７２】（実施例５）実施例２において電着用印刷
版作成の後、抵抗体電着の前にＣｕの１次電着を約１μ
ｍの厚さに行ない（下記に電着浴組成が示される）、十
分水洗いしてから水きりをし、そのまま抵抗体の２次電
着を行なった。次いで実施例３の粘着剤を塗布したアル
ミナ基板に密着転写を行なったところ、一次電着のＣｕ
箔と共に抵抗体が容易に転写された。次いで過硫酸アン
モニウム希薄溶液を用いて表面のＣｕ箔をエッチング除
去し、水洗乾燥した後、焼成処理を行なった。

【００７３】転写時の剥離性は極めて良好で、最小線幅
３０μｍが得られ電気特性への影響はなかった。

【００７４】Ｃｕ電着浴組成（ピロ燐酸Ｃｕ浴）Ｃｕ₂ Ｐ₂ Ｏ₇ ・３Ｈ₂ Ｏ９４ｇ／ｌＫ₄ Ｐ₂ Ｏ₇ ３４０ｇ／ｌＮＨ₄ ＯＨ（２８％）３ｍｌ／ｌｐＨ８．８液温５５℃ 電析速度（５Ａ／ｄｍ2 ）１．０μｍ／ｍｉｎ．（実施例６）実施例１において電着用印刷版を作成し、
実施例４の市販シリコーン剥離液を塗布乾燥した後、同
様にＡｇ微粉末を主成分とする導電体の１次電着を行な
った。次いで下記の組成で示されるアニオン型のアクリ
ル樹脂系電着粘着剤浴中に移し、該粘着剤を導電体層上
に２次電着して表面に粘着性を付与した。２次電着電圧
は１０Ｖで、粘着剤電着膜厚は３μｍであった。

【００７５】次いで、電着用印刷版の電着物面とアルミ
ナ基板を室温で圧着し剥離することによってアルミナ基
板面に電着導電体が良好に転写され、このものをさらに
８５０℃で焼成することにより目的の導電体パターンを
得た。完成したアルミナ回路基板の導電体パターンの最
小線幅は３５μｍ、膜厚約３０μｍ、抵抗値は５ｍΩ／
□であった。

【００７６】２次電着浴（粘着剤浴）組成ｎブチルアクリレート９８２部、アクリル酸７２部、ベ
ンゾイルパーオキサイド２部を反応溶液中で７０℃、５
時間重合したのち、２０００部のブチルセロソルブに溶
解したものを原液とした。この原液１０００部とトリエ
チルアミン２０部の混合液に脱イオン水３３８０部を撹
拌しつつ加えてアニオン型粘着剤浴とした。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明の電着用印刷版に
よる厚膜印刷法を用いれば、従来スクリーン印刷法でも
成しえなかった高精度画線で高ピッチ精度、且つ一度の
転写操作で従来得られなかった膜厚の印刷パターンが容
易に得られる。従ってプラスチックやガラス・セラミッ
ク基板の何れにおいても高精度の膜厚印刷物が得られ、
作成困難であった設計要素を含む電子回路等を作成する
工程に簡便に利用することが出来る。

【００７８】本発明の方法を利用すれば単に電子回路等
の電子部品のみでなく、紙やプラスチック、木材製品等
の表面にインキを厚く印刷する一般的な他の厚膜印刷製
品（例えば商業印刷製品等）にも同様に適用でき新しい
感覚の印刷製品を産み出すのにも種々寄与し得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電着法の原理図を示したものである。

【図２】印刷版の原理構造図を示したものである。

【図３】非マスク部に、電着物が種々のパターンで電着
される状態、特に、マスク部の高さと電着物の厚さとの
関係により電着状態がどのように変わるかを説明するた
めの図である。

【図４】転写の概念を説明するための図である。

【図５】電着物の剥離性を向上させるための好適な印刷
版および被印刷物の構成例を示す図である。

【図６】電着物の剥離性を向上させるための好適な印刷
版および印刷方法を説明するための図である。

【図７】電着物の剥離性を向上させるための好適な印刷
版および印刷方法を説明するための図である。

【図８】電着物の剥離性を向上させるための好適な印刷
方法を説明するための被印刷物側の図である。

【符号の説明】

１…導電性を備える基板２…マスク部３…電着物４…転写画線５…被印刷物６…剥離層７…粘着剤層８…電着性粘着剤層１１…印刷版２１…電着基板２２…印刷物５１…剥離性印刷版５２…転写用被印刷物

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも表面に導電性を備える基板上
に、電気絶縁性のマスクパターンを形成した電着用印刷
版を、導電性微粉末、抵抗体微粉末、または絶縁体微粉
末をイオン性高分子化合物水溶液中に分散した電着液中
に投入するとともに、さらにこの電着液中に粘着性を有
するイオン性電着性材料を含有させ、該印刷版を一方の電極とし対向電極板を他方の電極とし
て直流電流を流し、電着液中の微粉末およびイオン性電
着性材料をイオン性高分子化合物と共に印刷版面のマス
クパターン部以外の導電部に電積させて粘着性のある電
着物を形成し、しかる後、当該電着物を被印刷物に転写
することを特徴とする厚膜回路印刷方法。
【請求項２】少なくとも表面に導電性を備える基板上
に、電気絶縁性のマスクパターンを形成した電着用印刷
版を準備し、当該印刷版面の導電部に、厚さ１μｍ以下
のシリコーン樹脂類またはふっ素樹脂系からなる剥離層
をスピンナー塗布で形成した後、当該電着用印刷版を導
電性微粉末、抵抗体微粉末、または絶縁体微粉末をイオ
ン性高分子化合物水溶液中に分散した電着液中に投入
し、該印刷版を一方の電極とし対向電極板を他方の電極
として直流電流を流し、電着液中の微粉末をイオン性高
分子化合物と共に印刷版面のマスクパターン部以外の導
電部に電積させて電着物を形成し、しかる後、当該電着
物を被印刷物に転写することを特徴とする厚膜回路印刷
方法。
【請求項３】少なくとも表面に導電性を備える基板上
に、電気絶縁性のマスクパターンを形成した電着用印刷
版を、導電性微粉末、抵抗体微粉末、または絶縁体微粉
末をイオン性高分子化合物水溶液中に分散した電着液中
に投入し、該印刷版を一方の電極とし対向電極板を他方
の電極として直流電流を流し、電着液中の微粉末をイオ
ン性高分子化合物と共に印刷版面のマスクパターン部以
外の導電部に電積させて電着物を形成した後、この電着
物の上にさらに粘着性を有するイオン性電着性材料を電
着して粘着性を付与し、しかる後、被印刷物面に転写す
ることを特徴とする厚膜回路印刷方法。
【請求項４】少なくとも表面に導電性を備える基板上
に、電気絶縁性のマスクパターンを形成した電着用印刷
版を、導電性微粉末、抵抗体微粉末、または絶縁体微粉
末をイオン性高分子化合物水溶液中に分散した電着液中
に投入するとともに、さらにこの電着液中に熱可塑性接
着剤成分を含有させ、該印刷版を一方の電極とし対向電極板を他方の電極とし
て直流電流を流し、電着液中の微粉末および熱可塑性接
着剤成分をイオン性高分子化合物と共に印刷版面のマス
クパターン部以外の導電部に電積させて電着物を形成
し、しかる後、当該電着物を被印刷物に転写する際に熱
転写操作を行うことを特徴とする厚膜回路印刷方法。