JP4411113B2 - 感光性導電ペースト及びそれを用いて形成した導電体パターン - Google Patents
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Description
しかしながら、この蒸着法は、真空容器内に電極形成部材を収納して金属の蒸着膜を形成するものであり、装置が大がかりで高価であるばかりでなく、部材の出し入れがわずらわしく、真空引きに時間を要するなど作業性が悪いという欠点があった。
ここで、本発明において、変性ウレア溶液とは、イソシアネート単量体あるいはこれらのアダクト体と有機アミンとの反応物(官報公示整理番号 化審法7−885)をいう。
なお、この導電体パターンは、基材上に、本発明の感光性導電ペーストを塗布・乾燥して乾燥塗膜を形成し、次いで、露光・現像した後、得られた感光性導電ペーストの乾燥塗膜パターンを、好ましくは480℃〜620℃の温度で焼成して有機分を脱バインダーすることにより、形成することが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、沈降防止剤(E)として変性ウレア(イソシアネート単量体あるいはこれらのアダクト体と有機アミンとの反応物)を含有することを特徴とする。この変性ウレア溶液によれば、主にペースト中で三次元構造を形成し、擬塑性及びチクソトロピー性を付与させるものと考えられる。また、この変性ウレア溶液によれば、一般的に沈降防止剤として用いられる脂肪酸アミドやアミノ酸塩などに比べ、理由は明らかではないが、焼成後の比抵抗値が低く導電性に優れる。
このような変性ウレア溶液としては、BYK−410、BYK−411、BYK−420等が挙げられる。
本発明の感光性導電ペーストを構成する導電粉末(A)としては、比抵抗値が1×103Ω・cm以下の導電粉末であれば幅広く用いることができる。例えば、銀、金、ニッケル、銅、アルミニウム、錫、亜鉛、鉄、白金、イリジウム、オスニウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、タングステン、モリブデンなどの単体とその合金の他、酸化錫、酸化インジウム、ITO、酸化ルテニウムなどが挙げられる。これらは、単独で又は2種類以上の混合粉として用いることができる。
この導電粉末(A)は、球状、フレーク状、デントライト状など種々の形状のものを用いることができるが、特に光特性や分散性を考慮すると球状のものを用いることが好ましい。
この導電粉末(A)は、電子顕微鏡(SEM)を用いて10,000倍にて観察したランダムな10個の銀粉末の平均粒径で、0.1〜5μm、好ましくは0.4〜2.0μmの大きさのものを用いることが好ましい。この平均粒径が0.1μm未満の場合、光の透過性が悪くなり高精細なパターンが描き難くなり、一方、平均粒径が5μmを超える場合、ラインエッジの直線性が得られ難くなるので好ましくない。
なお、この導電粉末(A)は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置またはレーザードップラー法を利用した粒度分布測定装置を用いて測定した平均粒径が0.5〜3.5μmであるものを用いることが好ましい。
また、この導電粉末(A)は、比表面積が0.01〜2.0m2/g、好ましくは0.1〜1.0m2/gのものを用いることが好ましい。この比表面積が0.01m2/g未満の場合、保存時に沈降を引き起こし易く、一方、比表面積が2.0m2/gを超える場合、吸油量が大きくなってペーストの流動性が損なわれるため好ましくない。
特に銀粉末については、X線解析パターンにおけるAg(111)面ピークの半価幅が0.15°以上、好ましくは0.19°以上の値を示すものを用いることが望ましい。この半価幅が0.15未満の銀粉末では、銀粉末の結晶化度が高く、粒子間の焼結が起こりにくいため、620℃以下の焼成温度では抵抗値が下がらないため好ましくない。
この有機バインダーとしては、カルボキシル基を有する樹脂、具体的にはそれ自体がエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂及びエチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有樹脂のいずれも使用可能である。好適に使用できる樹脂(オリゴマー及びポリマーのいずれでもよい)としては、以下のようなものが挙げられる。
(1)(a)不飽和カルボン酸と(b)不飽和二重結合を有する化合物を共重合させることによって得られるカルボキシル基含有樹脂、
(2)(a)不飽和カルボン酸と(b)不飽和二重結合を有する化合物の共重合体にエチレン性不飽和基をペンダントとして付加させることによって得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(3)(c)エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と(b)不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、(d)不飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した2級の水酸基に(e)多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
(4)(f)不飽和二重結合を有する酸無水物と(b)不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、(g)水酸基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、
(5)(f)不飽和二重結合を有する酸無水物と(b)不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、(h)水酸基と不飽和二重結合を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(6)(i)多官能エポキシ化合物と(d)不飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した2級の水酸基に(e)多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(7)(b)不飽和二重結合を有する化合物と(c)エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物の共重合体のエポキシ基に、(j)1分子中に1つのカルボキシル基を有し、エチレン性不飽和結合を持たない有機酸を反応させ、生成した2級の水酸基に(d)多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、
(8)(k)水酸基含有ポリマーに(d)多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、
(9)(k)水酸基含有ポリマーに(d)多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂に、(c)エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物をさらに反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂などが挙げられる。
上記樹脂の分子量が1,000より低い場合、現像時の皮膜の密着性に悪影響を与え、一方、100,000よりも高い場合、現像不良を生じ易いので好ましくない。また、酸価が30mgKOH/gより低い場合、アルカリ水溶液に対する溶解性が不充分で現像不良を生じ易く、一方、250mgKOH/gより高い場合、現像時に皮膜の密着性の劣化や光硬化部(露光部)の溶解が生じるので好ましくない。さらに、カルボキシル基含有感光性樹脂の場合、感光性樹脂の二重結合当量が350よりも小さいと、焼成時に残渣が残り易くなり、一方、2,000よりも大きいと、現像時の作業余裕度が狭く、また光硬化時に高露光量を必要とするので好ましくない。
ここで、基材としては、特定のものに限定されるものではないが、例えば、ガラス基板やセラミック基板などの耐熱性基板を用いることができる。
なお、ペーストを予めフィルム状に成膜することもでき、この場合には基材上にフィルムをラミネートすればよい。
露光工程としては、所定の露光パターンを有するネガマスクを用いた接触露光又は非接触露光が可能である。露光光源としては、ハロゲンランプ、高圧水銀灯、レーザー光、メタルハライドランプ、ブラックランプ、無電極ランプなどが使用される。露光量としては50〜1000mJ/cm2程度が好ましい。
(合成例1)
温度計、攪拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレートとメタクリル酸を0.87:0.13のモル比で仕込み、溶媒としてジプロピレングリコールモノメチルエーテル、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒素雰囲気下、80℃で2〜6時間攪拌し、樹脂溶液を得た。この樹脂溶液中の有機バインダーA(共重合樹脂)は、重量平均分子量が約10,000、酸価が74mgKOH/gであった。
なお、得られた樹脂溶液中の有機バインダーAの重量平均分子量は、島津製作所製ポンプLC−6ADと昭和電工製カラムShodex(登録商標)KF−804、KF−803、KF−802を三本つないだ高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した。
有機バインダーA 100.0部
トリメチロールプロパントリアクリレート 50.0部
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−
(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1 10.0部
2,4−ジエチルチオキサントン 1.0部
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 90.0部
銀粉 (平均粒径(D50):2.5μm) 700.0部
沈降防止剤(BYK-410:ビックケミー・ジャパン製) 5.0部
ガラス粉末 35.0部
リン酸エステル 2.0部
消泡剤(BYK-354:ビックケミー・ジャパン製) 1.0部
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試験片作成:
ガラス基板上に、評価用の各感光性導電ペーストを180メッシュのポリエステルスクリーンを用いて全面に塗布し、次いで、熱風循環式乾燥炉にて90℃で20分間乾燥して指触乾燥性の良好な塗膜を形成した。次に、光源としてメタルハライドランプを用い、ネガマスクを介して、乾燥塗膜上の積算光量が300mJ/cm2となるようにパターン露光した後、液温30℃の0.5wt%Na2CO3水溶液を用いて現像を行い、水洗した。そして、こうして塗膜パターンを形成した基板を、空気雰囲気下にて5℃/分で550℃まで昇温して570℃で30分間焼成し、導電体パターンを形成した試験片を作成した。
上記方法によって作成した試験片の最小ライン幅を評価した。
(比抵抗値)
上記方法によって4mm×10cmのパターンを有する試験片を作成し、パターン抵抗値と膜厚を測定して比抵抗値を算出した。
(密着性)
上記法保によって作成した試験片について、粘着テープピーリングを行い、パターンの剥離がないかどうかで評価した。
(銀粉の沈降)
ペーストを350mlの容器に300g入れ密閉した後、10℃の保冷庫で3ヶ月間放置した後、ペーストに金属へらを差し込み容器の底部に沈降があるか確認した。
これらの評価結果を表1に示す。
Claims (2)
- 導電粉末と、
有機バインダーと、
光重合性モノマーと、
光重合開始剤と、
イソシアネート単量体と有機アミンとの反応物、又はイソシアネート単量体のアダクト体と有機アミンとの反応物である変性ウレア溶液からなる沈降防止剤とを含有することを特徴とする感光性導電ペースト。
- 前記請求項1に記載の感光性導電ペーストを用いて焼成物パターンを形成してなることを特徴とする導電体パターン。
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