JPH02220493A - パターン形成方法とパターン形成材料とその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板の表面に厚膜電子回路を形成させる形成方
法と形成材料とその製法に係り、特に精細な厚ｗＡｔｔ
ｘ子回路をマスクを使わないで形成するのに好適なパタ
ーン形成方法とパターン形成材料とその製法に関する。

〔従来の技術〕

従来基板の表面への厚膜電子回路の形成は、スクリーン
印刷によって行っていた。スクリーン印刷に関しては特
開昭６０−１８１３４４８号がある。一方静電複写技術
は広く知られており多くの公知例がある。又静複写技術
による電子回路を作る方法としては特公昭４６−１４０
３０号があり、これによれば基板上に特殊な材料で電子
回路を形成する第一工程とその特殊な材料に導電性材料
を信者する第二工程とからなり、前記第一工程では基板
にいわゆるゼログラフ法と呼ばれる静電転写技術により
導°屯性材料と親和力を有するトナー粉末で回路図形を
形成し、前記第二工程では導電性材料の溶融浴に基板を
通して前記トナー粉末に導電性材料を付着し定着炙るよ
うになっていた。

〔発明が解決しようとする１ｌＩｔ題〕上記従来技術の
スクリーン印刷は、精細な回路を対象とする場合には、
スクリーンの編目による回路の断線または線幅の不揃い
またはスクリーンの弾力によるパターンずれが生じる問
題があった。

また特公昭４６−１４０３０号の技術では、感光面を有
するドラムの表面は感光度と耐摩耗性のうえからセレン
を含む硬い材料からなり、適度ななじみ性と導電性を有
する複写紙に静電転写するには適しているが、電子回路
を形成する対象物である基板には直接転写できず、また
溶融した導電性材料からなる浴に基板を通して導電性材
料を付着するのでは精細な回路に対しては断線や線の不
揃が生じる問題があった。なお、一般の静電転写に使わ
れるトナー粉末は非導電性の材料からなっており、その
ままでは電子回路には使えない。

本発明の目的は、厚ｌｌ！！電子回路を静電転写技術に
より基板上に形成することにあって、マスクを使用しな
いで精細な電子回路基板や多種少量の電子回路基板の生
産に適するパターン形成方法とパターン形成材料とのそ
の製法を提供することにある。

［１１１！題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、電子回路を形成せしめる対
象物となる基板はなじみ性がなく、硬い材質からなるド
ラムの感光面に形成されたパターンを直接転写すること
ができないので、適度のなじみ性と導電性とを有する中
間担体に所定の電荷または所定の圧力または所定の電荷
と圧力とをかけてドラムに静電的に付着している粉状体
の転写用粒子を写し取る公知技術による第一工程の後。

基板の表面をコロナ帯電器により前記粒子と反対の極性
の電荷に帯電して前記中間担体に接触または所定の圧力
をかけて接触して前記転写用粒子を中間担体から基板の
表面に写し取る第二工程を行う、前記転写用粒子を基板
の表面に写し取るには、中間担体と基板とを接触または
所定の圧力をかけて接触して中間担体の裏側をコロナ帯
電器により前記転写用粒子と同極の電荷に＃屯してもよ
く。

また基板の表面を前記転写用粒子と反対の極性に帯電し
てから中間担体と基板とを接触または所定の圧力をかけ
て接触して中間担体の裏側を前記転写用粒子と同極の電
荷に帯電してもよい、基板に写し取られた前記転写用粒
子の周囲は所定の電荷の？Ｆ屯可能な絶縁物または酸化
被模を有しており。

また前記転写用粒子は基板の表面に静電的に付着してい
る状態であり、所定の温度と所定の雰囲気と所定の圧力
を所定の時間をかけて前記絶縁物を溶融して粒子間接触
による導体化と基板の表面への固着または前記酸化被模
を還元して粒子間接触による導体化と基板の表面への固
着をする第三工程を行うことにより、基板の表面に転写
した転写用粒子は導体粒子となり電子回路の導体をなす
パターンとして形成される。

静電複写に使われる転写用粒子は所定電荷を帯電するた
めに粒子の周囲は絶縁性を有したものでなければならな
いが、電子回路のパターンとしては導体でなければなら
ないので、導体粒子と高分子粒子とを混合して撹拌しま
たは加熱撹拌することにより、導体粒子を高分子で被覆
した転写用粒子からなる粉状体を得ることができる。Ｐ
Ａ拌は機械的によくかき混ぜるだけでもよいが、気体流
とくに旋回気体流のなかで撹拌すると高分子で被覆した
粒子が凝集を起すことなく均等によく撹拌される。また
導体粒子のなかには絶縁性の酸化被模を容易に形成する
ものもあり、所定の加熱と所定の雰囲気のなかで撹拌し
て均質な酸化被模を有する転写用粒子からなる粉状体を
得ることができる。

周囲を絶縁性を有する高分子または酸化ＩＩＩで被覆し
た転写用粒子が静電複写に使えるものであるためには、
周囲が完全に被覆された転写用粒子のみからなる粉状体
でなければならないので、高圧数ｔｔｔ電極と接地電極
間に前記粉状体を導入し、完全に被覆された転写用粒子
のみを接地電極に付着せしめることにより、選別は容易
に行うことができる。

〔作用〕

静電複写技術に使われる感光面を有するドラムは硬い材
質からなり、またドラムと基板とは互いになじみ性がな
く感光面の静電潜像に付着している粉状体の転写用粒子
を基板に転写できないので、前記ドラムにもまた前記基
板にも適度ななじみ性を有して静電複写技術に対する適
度な帯電性を有する中間担体を使うことにより、精細な
パターンでも感光面から中間担体にまた中間担体から基
板へと転写が可能となる。転写にあたっては、粉状体の
転写用粒子に＃電した電荷が異極は引き合い同極は反撥
することを利用し、感光面と中間担体または中間担体と
基板との間を密着または圧着状態とすることにより、転
写用粒子は感光面から中間担体へさらに中間担体から基
板へと転写を確実にすることができる。

前記転写用粒子は転写されている間は絶縁性を有する材
質で被覆されているが、前記転写用粒子の転写されてい
る基板を所定の温度と所定の雰囲気と所定の圧力で所定
の時間をかけて焼成することにより、前記転写用粒子の
周囲の被覆がなくなり導体粒子間の接触で導体化すると
ともにＭＩ板に固着する。とくにセラミック基板の上に
酸化被覆したニッケル粒子の場合、還元性雰囲気中で焼
成すると容易に還元して導体化したパターンを得ること
ができる。

絶縁性を有する材質で被覆した転写用粒子の選別につい
て説明すると、高電圧放電電極の電界によって前記転写
用粒子は電荷を帯びて接地電極と接触するが、被覆が完
全でない場合には、接地電極と接触した瞬間に電荷を失
い放電空間に浮遊することとなり接地電極に付着しない
ため、完全に被覆された転写用粒子のみを容易に選別す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

第１図は本発明の第一工程を示す図で、レーザ光１を光
軸変換手段２を介して矢印Ａの方向に回転するドラム３
の表面の光半導体層からなる感光面３′に照射して所望
の静電潜像を形成し１次に微粉手段４により粉状体５を
感光面３′に撒布して静電吸着し、さらにドラム３を回
転して感光面となじみ性がよくかつ適度な導電性を有す
る中間担体６と所定の押し付け圧のもとで接触させ粉状
体５を中間担体６に転写する。中間担体６は複写紙を使
用してもよい、中間担体６の押し付けはローラ７により
行う、転写の終った感光面３′は。

クリーナ８により帯電を解除し、コロナｗｔｔＣ器９に
よりあらためて均一に帯電する。

第２図および第３図は、本発明の第二工程を示す図であ
る。第２図に示すように、転写する対象物となる基板１
０の表面１０′をコロナ帯電器１１で負極性に帯電し、
次に第３図に示すように。

正極性に帯電した粉状体５の転写用粒子５′が転写さて
いる中間担体６を基板１０に密着すると正極性の転写用
粒子５′は基板１０の表面１０′の負極性に引かれて転
写させられる。中間担体６と基板１０の表面１０′との
密着を確実にするため、圧力Ｐをかけて圧着してもよい
、第４図は、第二工程の他の実施例で基板１０の表面１
０′に正極性に帯電した転写用粒子５′の転写されてい
る中間担体６を密着または圧着し、中間担体６の裏面を
コロナ帯電器１２により転写用粒子５′と同極の正極性
に帯電すると同極は反撥することにより転写用粒子５′
は基板１０の表面１０′に転写される。第５図および第
６図は、上記を組み合せて転写するさらに他の実施例で
、第５図に示すように、基板１０の表面１０′をコロナ
帯電器１１で負極性に帯電したのち、第６図に示すよう
に中間担体６を密着または圧着せしめ、中間担体６の裏
面をコロナ＃電泰１２で正極性に帯電することにより転
写用粒子５′は表面１０′に転写される。

第７図は本発明の第三工程を説明する図である。

基板１０は焼成炉１３の入口Ｂからチェンコンベヤ１４
により焼成炉１３の内部に搬入される。

１４′はチェンコンベヤ１４を駆動するスプロケットで
ある。焼成炉１３の内部には、チェンコンベヤ１４をは
さんで上部と下部に発熱体１５と、焼成炉１３の内部を
所定の雰囲気にするガス１６の導入口１６ａと排出口１
６ｂとがある。搬入された基板１０は発熱体１５と所定
の圧力のガス体１６の雰囲気の中で所定時間保持される
ことにより、第８ｒｓに示す状態から第９図に説明する
ごとく基板１０に転写されている転写用粒子５′の周囲
の被覆１７はなくなり導体粒子１８が直接接触して導体
化するとともに基板１０の表面１０’　に被覆１７によ
り固着する。ガス１６は、転写用粒子５′の被覆１７が
高分子材料からなる場合は、前記高分子材料に対して前
記の所定の温度と所定の圧力に対して安定なものがよく
、また被′Ｂ１１７が導体粒子１８の酸化被覆からなる
場合には、還元性に富むガスがよい。

第１０図から第１４図に転写用粒子を製造する方法につ
いて説明する。撹拌槽２０は下部に締切弁２１を有する
排出口２２と上部に原料投入口２３とを有し、内部には
回転する撹拌翼２４を備え、駆動手段２５により回転さ
れる。撹拌槽２０の内部に投入された高分子材料の粒子
１９と導体粒子１８は撹拌翼２４により撹拌されて均一
に混合した状態にするとともに撹拌Ｗｔ２０の周囲に設
けられたヒータ２６により加熱され、高分子材料の粒子
１９を溶融状態にし、さらに撹拌を続ける。

撹拌は撹拌槽２０の周囲のノズル２７から乾燥した空気
を撹拌槽２０の接線から２０度ないし６０度の方向に吹
き込み、撹拌槽２０の内部に旋回気体流を発生させて撹
拌すると、溶融状態の高分子材料の粒子１９は撹拌槽２
０の壁面に付着することもなく、また導体粒子１８に付
着した高分子材料の粒子１９は旋回気体流内で粒子同士
が接触し合うので導体粒子１８の周囲に均一に被覆し転
写用粒子５′となる。撹拌は撹拌翼２４のみでもよいが
、旋回気体流のみでもよく、また粒子間の凝集を防ぐこ
とを考慮すると旋回気体流を使うのがよい、さらに撹拌
槽２０に吹き込む乾燥した空気を高温としたときにはヒ
ータ２６は省略してもよ％Ｎ。

転写用粒子５′と不良粒子５１との選別は１選別器２８
に上部から転写用粒子５′と不良粒子５１とが混合して
いるものを導入し、選別器２８の内部に設けである放電
電ｔ！ｉ２９と接地電極３０の間に導入すると、転写用
粒子５′も不良粒子するが、不良粒子５′は被覆１７が
不完全であるため導体粒子１８の一部が震出しており、
接地電極３０に接触すると帯電した電荷は放出されて付
着することなく離反するが、離反したとたんに再度帯電
して接地電極３０に接触するがまた離反する再飛散現象
を繰り返し、接地電極３０に付着することかないので転
写用粒子５′と不良粒子５１とを選別することが可能で
ある。また酸化被模による被ｙ！１７による転写用粒子
５′の場合においても、上記の選別は同様である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マスクを使用しないで容易に厚膜電子
回路パターンを基板の表面に形成可能であり、とくに多
種少量の厚膜電子回路パターンの形成を経済的らかつ迅
速に行うことができる。またマスクを使わないので精細
なパターンの形成も可能である。さらに導体材料につい
ても被覆する高分子材料についても所望の材料を使った
粉状体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る実施例の説明図で、第１図はパター
ン形成方法における第一工程の説明図、第２図および第
３図は第二工程の説明図、第４図は第二工程の他の実施
例の説明図、第５図および第６図は第二工程のさらに他
の実施例の説明図。 第１！ｌは第三工程の説明図、第８図および第９図は導
体粒子を基板に固着する過程の説明図、第１０図から第
１４図は転写用粒子を製造する方法の説明図である。 １・・・レーザ光、２・・・光軸変換手段、３・・・ド
ラム。 ４・・・微粉手段、５・・・粉状体、５′・・・転写用
粒子、６・・・中間担体、７・・・ローラ、８・・・ク
リーナ、９・・・コロナ帯電器、１０・・・基板、１１
・・・コロナ帯電器。 １２・・・コロナ帯電器、１３・・・焼成炉、１４・・
・チェンコンベヤ、１５・・・発熱体、１６・・・ガス
体、１７・・・被覆、１８・・・導体粒子、１９・・・
高分子材料の粒子、２０・・・撹拌槽、２１・・・締切
弁、２２・・・排出口。 ２３・・・原料投入口、２４・・・撹拌翼、２５・・・
駆動手段、２６・・・ヒータ、２７・・・ノズル、２８
・・・選別器。 第　１　　図 ５−＃払°体 〆−・ｒＭ担体 冨３ 図 図 図 １０−ｍ−基板 １０’−４林ｆ）張面 ／７−ｉｓ覆 １８−　　導体打手 第 図 １３−一焼戚火戸 ／４−＋エシコ〉六′ア １５−発熱体 ／６−−カ゛スイ本

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．静電複写技術により電子回路を形成するパターンを
   基板に形成する方法において、導体粒子の周囲を絶縁性
   材料で覆つた転写用粒子からなる粉状体を、感光面のパ
   ターンの静電潜像に静電的に付着せしめ、前記感光面と
   前記基板とに対して適度ななじみ性を有するとともに静
   電的に転写可能な帯電性を有する中間担体を所定の電荷
   または所定の押し付け圧または所定の電荷と押し付け圧
   とをかけて前記感光面に接触せしめ、前記感光面上の粉
   状体を前記中間担体に写し取る第一工程と、前記中間担
   体と前記基板とを所定の電荷または所定の押し付け圧ま
   たは所定の電荷と押し付け圧とをかけて接触せしめて前
   記中間担体の前記粉状体を前記基板に写し取る第二工程
   と、前記基板を所定の温度と所定の雰囲気と所定の圧力
   のもとに所定時間保持することにより、前記基板に写し
   取つた前記粉状体の前記転写用粒子の周囲の絶縁性材料
   を除去して前記導体粒子の粒子間接触を可能ならしめる
   とともに前記基板に固着せしめて導体化する第三工程と
   からなることを特徴とするパターン形成方法。
2. ２．請求項１において、前記中間担体に写し取られてい
   る転写用粒子からなる前記粉状体を、前記基板の表面を
   前記転写用粒子に帯電している電荷と反対の電荷に帯電
   して前記中間担体に接触または所定の圧力をかけて接触
   し、前記転写用粒子を前記基板に写し取る第二工程から
   なることを特徴とするパターン形成方法。
3. ３．請求項１において、前記転写用粒子を写し取つた前
   記中間担体を前記基板に接触または所定の圧力をかけて
   接触し、前記中間担体の前記転写用粒子の付着していな
   い面を前記転写用粒子に帯電している電荷と同じ電荷に
   帯電することにより、前記転写用粒子を前記基板に写し
   取る第二工程からなることを特徴とするパターン形成方
   法。
4. ４．請求項１において、前記基板の表面を前記転写用粒
   子に帯電している電荷と反対の電荷に帯電して前記転写
   用粒子を写し取つた前記中間担体を接触または所定の圧
   力をかけて接触し、前記中間担体の前記転写用粒子の付
   着していない面を前記転写用粒子に帯電している電荷と
   同じ電荷に帯電することにより、前記転写用粒子を前記
   基板に写し取る第二工程からなることを特徴とするパタ
   ーン形成方法。
5. ５．静電転写技術により電子回路のパターンを基板に形
   成せしめる材料において、導体粒子の周囲を絶縁性を有
   する高分子材料で被覆してなる転写用粒子からなる粉状
   体であることを特徴とするパターン形成材料。
6. ６．静電転写技術により電子回路のパターンを基板に形
   成せしめる材料において、導体粒子の周囲を酸化被覆で
   覆つてなる転写用粒子からなる粉状体であることを特徴
   とするパターン形成材料。
7. ７．高分子材料の粒子と導体粒子とを機械的な撹拌また
   は気体流による撹拌を所定の温度と所定の圧力のもとに
   所定の時間をかけて行うことにより、前記高分子材料で
   前記導体粒子の周囲を被覆せしめることを特徴とするパ
   ターン形成材料の製法。
8. ８．粉状体を、高電圧放電電極と接地電極との間に導入
   することにより、導体粒子の周囲が完全に高分子材料ま
   たは酸化被模により覆われてなる転写用粒子のみを接地
   電極に付着せしめて選別可能としたことを特徴とするパ
   ターン形成材料の製法。