JPH05275818A - 導体パターン形成材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】セラミックコンデンサの電極等に利用される高
精度の導体パターンを量産性よく形成することが可能な
導体パターン形成材料を提供しようとするものである。 【構成】感光性成分を含む有機バインダ３中に導電性微
粒子４を分散させてなる導体層５を、支持体２上に形成
したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導体パターン形成材料
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子セラミック部品においては、電極等
の導体パターンを形成することが不可欠である。かかる
導体パターンは、従来よりセラミック基板、焼結前の成
形体、グリーンシート上に導体材料を印刷する方法によ
り形成することが広く行われている。しかしながら、ス
クリーン印刷法は導体ペーストをスクリーンのメッシュ
から滲み出させて導体パターン形成を行うために、平滑
なパターンを形成することが困難であり、その上メッシ
ュの太さに制限されて焼成後の導体パターン厚さを２μ
ｍ以下に薄くすることが困難になる。

【０００３】したがって、セラミック基板上により高精
度の導体パターンを形成することが要求されている。こ
のような要求に対し、例えばサーマルヘッド等において
は前記基板上に導体薄膜を形成した後、リソグラフィ技
術によりパターニングして導体パターンを形成すること
が行われている。リソグラフィ技術は、前記導体薄膜上
に溶液型ホトレジストを塗布、乾燥して感光層を形成し
た後、フォトマスクを介して感光、現像によりレジスト
パターンを形成した後、前記レジストパターンをマスク
として前記導体薄膜を選択的にエッチングする技術であ
る。しかしながら、前記リソグラフィ技術は上述したよ
うに多くの工程数が必要であり、非常に長い時間を要す
る。

【０００４】また、リソグラフィ技術の煩雑な工程を短
縮する目的で、圧着だけで感光層を形成することができ
るドライフィルムと呼ばれるレジストが印刷配線板の製
造工程に用いられている。しかしながら、かかるドライ
フィルムを用いても、なお基板上に導体パターンを形成
するのに時間を要し、量産プロセス上の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高精
度の導体パターンを量産性よく形成することが可能な導
体パターン形成材料を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる導体パタ
ーン形成材料は、感光性成分を含む有機バインダ中に導
電性微粒子を分散させてなる導体層を、支持体上に形成
したことを特徴とするものである。以下、本発明に係わ
る導体パターン形成材料を図面を参照して詳細に説明す
る。

【０００７】図１に示すように本発明の導体パターン形
成材料１は、支持体２上において感光性成分を含む有機
バインダ３中に導電性粒子４を分散させてなる導体層５
を形成した構造になっている。

【０００８】前記支持体２としては、従来より公知の各
種のフィルムが用いられるが、必要に応じて光透過性フ
ィルムが用いられる。具体的には、マイラーフィルム、
ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、またはこ
れらに塩化ビニリデン、アクリル酸メチルなどを共重合
させたフィルム等が好適である。

【０００９】前記支持体２の厚さは、光透過率と強度、
可撓性を持たせる観点から、０．５〜３０μｍにするこ
とが望ましい。前記支持体２の厚さを０．５μｍ未満に
すると支持体としての強度が不十分であり、取り扱い上
支障をきたす恐れがある。前記支持体２の厚さが３０μ
ｍを越えると、光透過率と可撓性が損なわれる恐れがあ
る。

【００１０】前記導体層５を構成する感光性成分を含む
有機バインダ３は、通常、光重合性オリゴマー、光重合
性モノマー、光重合開始剤、その他の添加剤により構成
される。前記光重合性オリゴマーとしては、分子の末端
または側鎖にアクリロイル基（ＣＨ₂ ＝ＣＨ−ＣＯ
−）、メタクリロイル基（ＣＨ₂ ＝Ｃ（ＣＨ₃ ）−ＣＯ
−）、ビニル基（ＣＨ₂ ＝ＣＨ−）のような光重合性の
官能基を１個ないし数個含むオリゴマー、またはポリブ
タジエン、不飽和ポリエステルのような分子鎖中に二重
結合を含むラジカル重合性のオリゴマーが主として用い
られる。具体的には、ポリエステルアクリレート、エポ
キシアクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリ
エステル、１，２−ポリブタジエン等が挙げられる。前
記光重合性モノマーは、前記高分子量の光重合性オリゴ
マーの粘度を低下させる目的でしばしば用いられ、例え
ば単官能ないし多官能の低粘度のモノマーが用いられ
る。前記単官能モノマーとしては、例えばヒドロキシア
ルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリレー
ト、フェノキシアルキルアクリレート、フェノキシアル
キルメタクリレート、高級アルキルアクリレート、高級
アルキルメタクリレート、ビニルロリドン等が挙げられ
る。前記多官能モノマーとしては、例えばエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、
トリプロピレングリコール、ヘキサンジオール、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトールなどのポリア
クリレートおよびポリメタクリレート等を挙げることが
できる。前記光重合性オリゴマーおよび光重合性モノマ
ーは、いずれか一方でも、またはそれぞれ複数種を組み
合わせて用いてもよい。前記光重合開始剤としては、光
によりラジカルを発生するベンゾイルアルキルエーテ
ル、ジメトキシフェニルアセトフェノン、ジエトキシア
セトフェノン、塩素化アセトフェノン誘導体、アシロキ
シムエステル、ベンゾフェノン、ベンジル、メチルオル
ソベンゾイルベンゾエート、チオキシサントン誘導体等
が主として用いられる。その他の添加剤としては、熱重
合禁止剤、光重合促進剤、接着性付与剤、チキソトロピ
ック性付与剤、着色剤、熱可塑性ポリマーなどがあり、
必要に応じて適宜添加される。

【００１１】前記熱転写性導体層５に分散される導電性
粒子４としては、貴金属粒子およびそれらの合金粒子、
比較的酸化され難いＣｕ、Ｎｉなどの卑金属粒子および
それらの合金粒子、還元雰囲気下で容易に金属となりえ
るＣｕＯ、ＮｉＯなどの酸化物、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ など
の導電性酸化物等を用いることができる。前記導電性粒
子４としてＣｕＯ、ＮｉＯなどの酸化物を用いる場合に
は、パターン形成後の熱処理を還元性雰囲気で行なうこ
とが望ましい。

【００１２】前記導電性粒子４は、最大粒子径が２μｍ
以下、平均粒径が１μｍ以下であることが望ましい。こ
れは、前記粒子径より大きい導電性粒子を用いると、感
光時の光透過率が低下し、パターニングが難しくなり、
しかも導体層５の厚さを均一にすることが困難になる恐
れがあるからである。

【００１３】前記導電性粒子４は、前記有機バインダ３
中に８３〜９７重量％の範囲で分散させることが望まし
い。前記導電性粒子４の分散量を８３重量％未満にする
と、パターン形成後の熱処理において導体パターンの体
積減少度合が大きくなって寸法精度が低下し、かつ導電
性粒子４同志の結合率が低下して電気抵抗の低い導体パ
ターンを形成できなくなる。一方、前記導電性粒子４の
分散量が９７重量％を越えると光透過率が低下して良好
な導体パターンの形成が困難になるばかりか、均一厚さ
の導体層５を支持体２上に形成することが困難となる。

【００１４】前記導体層５は、前述した有機バインダ３
と導電性粒子４を主成分とする塗布液を前記支持体２上
に塗布し、乾燥させることにより得られる。かかる導体
層５の厚さは、０．１〜３０μｍ、より好ましくは４．
０μｍ以下にすることが望ましい。この理由は、導体層
５の厚さが薄過ぎると、形成される導体パターンに切断
部分が生じ易く信頼性が低下する恐れがあり、一方導体
層５の厚さが厚過ぎると、光透過率の低下し、感光性の
低下を生じて導体パターンの形成が困難になるからであ
る。

【００１５】本発明に係わる導体パターン形成材料は、
シート状またはリボンテープ状の形態で使用される。ま
た、導体層上にカバーフィルムを設け、所望の基板に導
体パターンを形成する前に前記カバーフィルムを剥がす
ようにすると、前記導体層の清浄度を保持できるため、
信頼性の点で好ましい。かかるカバーフィルムとして
は、例えばポリエチレン、ポリエステルが用いられ、特
に離型性が付与されていることが好ましい。

【００１６】また、本発明に係わる導体パターン形成材
料は図２に示すように支持体２にバインダ層６ａ、導体
層５およびバインダ層６ｂを順次積層した３層構造とし
てもよい。例えば、前記バインダ層６ａ、６ｂの感光性
を前記導体層５に対して相対的に高めると、露光時のエ
ネルギー線照射量を減少させることができ、露光時間の
短縮化を図ることが可能になる。また、前記バインダ層
６ａ中に剥離剤を添加すると、露光後の剥離処理を容易
に行うことができる。このようなバインダ層は、必要に
応じて形成されるが、いずれか一方でも、または一方側
に２層以上形成してもよい。かかる操作は、バインダ成
分を適宜変えることによって調節される。

【００１７】

【作用】本発明に係わる導体パターン形成材料によれ
ば、例えば図３〜図６の各工程を経て導体パターンを形
成することができる。

【００１８】すなわち、図３に示すように導体パターン
形成材料１のカバーフィルム７をローラ８を用いて剥離
しながら、加熱ローラ９により基板１０の表面に導体層
５と支持体２を積層する。この積層操作は、加熱ロール
９による加圧が有効であり、基板１０を前記加熱ロール
９に対して矢印方向に移動させる。

【００１９】つづいて、図４に示すように前記支持体２
表面にマスク１１を密着させ、例えば２５０〜４００ｎ
ｍの波長範囲の紫外線を照射して露光を行う。この紫外
線照射によって前記マスク１１の透過部に対応する前記
導体層５の感光性成分が反応する。前記紫外線の光源と
しては、ケミカルランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、
メタルハライドランプ等が用いられる。ひきつづき、図
５に示すように支持体２を剥離する。なお、支持体２を
剥離した後に露光を行ってもよい。

【００２０】次いで、図６に示すように現像液への浸漬
または現像液のスプレー等により現像処理を施すことに
より未露光部を選択的に溶解除去して所定のパターン
（ネガパターン）１２を形成する。この際、前記導体層
５に含まれる感光性成分としてポジタイプのものを用い
れば、前記露光後の露光部が前記現像処理により選択的
に溶解除去されてポジ型のパターンが形成される。この
後、洗浄処理を施し、前記パターンを熱処理してバイン
ダ成分を除去することにより導電性粒子のみからなる電
極等の導体パターンを形成することができる。

【００２１】したがって、本発明の導体パターン形成材
料はセラミックコンデンサ、サーマルヘッド等の電極形
成に有効に利用することができる。また、従来のように
基板上に導体薄膜を形成し、ホトレジストの塗布、乾燥
という煩雑な工程を経ずに導体パターンを形成できるた
め工程を簡略化でき、高い量産性を有する。

【００２２】なお、以上の説明においては本発明の導体
パターン形成材料を基板に積層した後、露光、現像処理
を行ったが、この方法に限定されない。例えば、本発明
の導体パターン形成材料に、まず露光、現像処理を順次
施して支持体上の導体層のパターニングを行った後、こ
れを基板上に積層して加熱加圧することにより前記支持
体上に形成されたパターンを前記基板上に転写すると共
にバインダ成分を除去して導電性粒子のみからなる導体
パターンを前記基板上に形成することも可能である。

【００２３】また、本発明の導体パターン形成材料を乾
式剥離現像方法に適用すれば工程はさらに短縮され、し
かも化学薬品である現像液を使用する必要がなくなる。
前記乾式剥離現像方法を図７、図８を参照して詳細に説
明する。

【００２４】図７の乾式剥離現像方法は、導体パターン
形成材料を構成する支持体と導体層間の接着力と前記導
体層と基板間の接着力とのバランスを露光により変化さ
せることにより導体パターンを基板上に形成する方法で
ある。図７において、例えば表面が粗面な基板１０を用
い、この基板１０表面に導体パターン形成材料１をその
導体層５が前記基板１０に当接するように重ねる。この
場合、前記導体層５中には有機バインダとして光照射に
より重合反応が進む感光性成分を含有させる。つづい
て、支持体２側からマスクを通して露光を行う。かかる
露光において、前記支持体２との界面の前記導体層５中
の感光性成分の重合が進むため、前記支持体２と前記導
体層５の間の接着力が増加する。このため、その後前記
支持体２を図７のように前記基板１０から剥がすと露光
部の導体層５部分が支持体２側に、未露光部の導体層５
部分が前記基板１０側にそれぞれ残り、基板１０上にポ
ジ型のパターン１２が形成される。

【００２５】前述した方法は、未露光部が導体パターン
として基板側に残る例を説明したが、露光部を基板側に
残してネガ型の導体パターンを形成することができる。
例えば、透明な基板を用い、前記基板表面に導体パター
ン形成材料をその導体層が前記基板に当接するように重
ねる。前記導体層中には有機バインダとして光照射によ
り重合反応が進む感光性成分を含有させる。つづいて、
前記基板裏面側から前記導体層にマスクを通してパター
ン露光を施す。この時、露光部では前記基板との界面の
前記導体層中の感光性成分の重合が進むため、前記基板
と前記導体層の間の接着力が増加する。ひきつづき、支
持体側から全面露光を行うことにより前記支持体との界
面の前記導体層中の感光性成分の重合が進むため、前記
支持体と前記導体層の間の接着力が増加する。このよう
な露光操作の後に、前記支持体を前記基板から剥がすと
前記未露光部の導体層部分が前記支持体側に、露光部の
導体層部分が前記基板側にそれぞれ残り、基板上にネガ
型のパターンが形成される。

【００２６】なお、前述した２つの方法の他に導体層の
中間で剥離させて導体パターンを形成することも可能で
ある。本発明の導体パターン形成材料によれば、いずれ
の方法も支持体、導体層および基板の種類、厚さ等を適
宜変更させることによって達成することができる。

【００２７】図８の乾式剥離現像方法は、加熱ローラ１
３に本発明の導体パターン形成材料１をその支持体２が
前記加熱ローラ１３に当接するように巻装し、前記導体
層５にマスクを通してパターン露光を行う。この時、露
光部５ａでは導体層５中の感光性成分の重合が進行して
基板１０に対する熱接着性が低下する。この後、前記導
体パターン形成材料１の導体層５側を加熱ローラ１３に
より基板１０に加熱圧着すると、導体層５の未露光部５
ｂのみが基板１０上に転写されてポジ型のパターン１２
が形成される。かかる加熱圧着時において基板１０裏面
のプラテン１４から加熱してもよい。なお、マスクを用
いて露光を行う際、前記導体層の化学的変化が熱接着性
を向上させる場合にはネガ型のパターンが形成される。

【００２８】なお、前述した乾式剥離現像方法において
は露光操作をマスクを用いて行なったが、マスクを用い
ずにエレクトロンビームやレーザビームを直接描画して
露光を行なっても同様な効果を達成することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例１ 下記成分からなる導体材料組成物を約１００℃に加熱し
ながら、前記組成物中の導電性微粒子を熱溶融性バイン
ダ中に分散混合して塗布液を調製した。 （導体材料組成物） Ａｇ−Ｐｄ合金微粒子 （平均粒径０．３μｍ、Ｐｄ＝３０wt％） ９０ｇ ポリアミノ系ポリマー １０ｇ ジアゾ化合物 ０．１ｇ トルエン ３００ｇ

【００３０】次いで、前記塗布液をホットメルトしなが
ら支持体であるポリエチレンテレフタレートフィルム
（厚さ３．５μｍ）上に塗布し、厚さ４μｍの導体層を
形成して導体パターン形成材料を製造した。この後、前
記導体パターン形成材料の導体層にポリエチレン製のカ
バーフィルムを被覆した。

【００３１】得られた導体パターン形成材料を用いて前
述した図３〜図６の各工程を経てアルミナ基板上にパタ
ーンを形成した。その結果、２００本／インチの解像度
の導体パターンを前記アルミナ基板上に形成することが
できた。この後、前記パターンを１１００℃で焼成する
ことにより電極となる所定の導体パターンを形成した。
この電極は、比抵抗が８０μΩ−ｃｍと極めて低抵抗の
ものであった。 実施例２ 下記成分からなる導体材料組成物をボールミルを用いて
分散混合することにより塗布液を調製した。 （導電材料組成物） Ａｇ−Ｐｄ合金微粒子 （平均粒径０．３μｍ、Ｐｄ＝３０wt％） ８５ｇ ポリアミノ系ポリマー １５ｇ ジアゾ化合物 ０．１ｇ トルエン ３００ｇ

【００３２】次いで、前記塗布液をホットメルトしなが
ら支持体であるポリエステルフィルム（厚さ３．５μ
ｍ）上に塗布し、厚さ３．５μｍの導体層を形成して導
体パターン形成材料を製造した。

【００３３】得られた導体パターン形成材料を用いて前
述した図３〜図６の各工程を経てＢａＴｉＯ₃ 基板上に
パターンを形成した後、１１００℃で焼成した。その結
果、比抵抗が１５０μΩ−ｃｍと極めて低抵抗の導体パ
ターン（電極）を形成することができた。 実施例３

【００３４】下記成分からなる導体材料組成物より調製
した塗布液を支持体であるマイラーフィルム上に塗布し
て導体層を形成して導体パターン形成材料を製造し、さ
らに前記導体層にポリエチレン製のカバーフィルムを積
層した。 （導体材料組成物） Ａｇ粒子（平均粒径０．２μｍ） ２００ｇ トリエチレングリコールジメタクリレート １２ｇ ポリメチルメタクリレート １０ｇ 重合開始剤・促進剤（クロロフェニルイミダゾリル２量体、 メルカプトベナゾチアゾール、ジメチルアミノメチルクマリン）２ｇ トリクロルエチレン ３００ｇ

【００３５】次いで、前記カバーフィルムを剥離しなが
ら、アルミナ基板に対して導体層を密着させた後、マイ
ラーフィルムにマスクを密着させ、マスクを通して前記
導体層に紫外線を照射して露光を行った。マイラーフィ
ルムを剥離することにより前記導体層の未露光部のみが
前記基板上に残留してマスク通りの解像度３００本／イ
ンチの線幅を有するパターンが形成された。この後、ア
ルミナ基板を８００℃で焼成することにより配線となる
導体パターンが得られた。 実施例４ ポリエステルフィルム上に下記成分からなる導体材料組
成物より調製した塗布液を塗布し、シート状導体パター
ン形成材料を製造した。 （導電材料組成物） Ａｇ−Ｐｄ合金微粒子 （平均粒径０．３μｍ、Ｐｄ＝３０wt％） ２００ｇ ポリペンタメチレンビスフェニレンジアクリレート コアジレート ２０ｇ エチルベンゾイルメチレンナフトチアゾリン １ｇ シロキサン表面活性剤 ０．１ｇ エチレンジクロライド ５００ｇ 次いで、前述した図８に示すように加熱したプラテン上
に

【００３６】Ｐｂ0.₈₇₅ Ｂａ_0.125 〔（Ｚｎ_1/3 Ｎｂ
_2/3 ）_0.3 （Ｍｇ_1/3 Ｎｂ_2/3 ）_0.5 Ｔｉ_0.2 〕Ｏ₃ か
らなる厚さ１６μｍの誘電体グリーンシートを配置し、
前記導体パターン形成材料をマスクを通して紫外線露光
した後、加熱ロールに巻装し、前記導体パターン形成材
料を前記加熱ロールにより前記誘電体グリーンシートに
加圧することにより前記誘電体グリーンシート上にパタ
ーンを形成した。

【００３７】前記パターンが形成されたグリーンシート
を１０層積層し、最上層および最下層にパターンが形成
されていない誘電体グリーンシートを数枚ずつ積層して
全体を圧着した。その後、所定形状に切断し、バインダ
成分を脱脂し、１０５０℃で焼成した。焼成後、外部電
極として銀ペーストを７００℃で焼き付け、５．７ｍｍ
×５．０ｍｍ×２ｍｍの寸法の積層セラミックコンデン
サを作製した。得られた積層セラミックコンデンサは、
１層当たりの厚さが約１０μｍで、容量が１．０μＦ、
誘電損失は０．５％であった。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係わる導体
パターン形成材料によれば高精度の導体パターンを量産
性よく形成でき、ひいてはセラミックコンデンサ、サー
マルヘッドの電極形成に有効に利用できる等顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる導体パターン形成材料を示す断
面図。

【図２】本発明に係わる別の導体パターン形成材料を示
す断面図。

【図３】本発明に係わる導体パターン形成材料を用いて
基板上に導体パターンを形成する工程のうち、前記導体
パターン形成材料を基板上に積層する工程を示す断面
図。

【図４】本発明に係わる導体パターン形成材料を用いて
基板上に導体パターンを形成する工程のうち、前記導体
パターン形成材料の導体層をマスクを通して露光する工
程を示す断面図。

【図５】本発明に係わる導体パターン形成材料を用いて
基板上に導体パターンを形成する工程のうち、支持体を
剥離する工程を示す断面図。

【図６】本発明に係わる導体パターン形成材料を用いて
基板上に導体パターンを形成する工程のうち、現像処理
して導体パターンを形成する工程を示す断面図。

【図７】本発明に係わる導体パターン形成材料を用いて
乾式剥離現像方法により基板上にパターンを形成する工
程を示す断面図。

【図８】本発明に係わる導体パターン形成材料を用いて
別の乾式剥離現像方法により基板上に導体パターンを形
成する工程を示す断面図。

【符号の説明】

１…導体パターン形成材料、２…支持体、３…バイン
ダ、４…導電性微粒子、５…導体層、６ａ、６ｂ…バイ
ンダ層、１０…基板、１１…マスク、１２…導体パター
ン、１３…加熱ローラ、１４…プラテン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性成分を含む有機バインダ中に導電
   性微粒子を分散させてなる導体層を、支持体上に形成し
   たことを特徴とする導体パターン形成材料。