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

導体パターン形成材料

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JPH05275818A
JPH05275818A JP7061992A JP7061992A JPH05275818A JP H05275818 A JPH05275818 A JP H05275818A JP 7061992 A JP7061992 A JP 7061992A JP 7061992 A JP7061992 A JP 7061992A JP H05275818 A JPH05275818 A JP H05275818A
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JP
Japan
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conductor
conductor pattern
conductor layer
substrate
support
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JP7061992A
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Hisami Okuwada
久美 奥和田
Yohachi Yamashita
洋八 山下
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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
【0036】Pb0.875 Ba0.125 〔(Zn1/3 Nb
2/3 0.3 (Mg1/3 Nb2/3 0.5 Ti0.2 〕O3
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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100614551B1 (ko) * 2003-01-14 2006-08-25 샤프 가부시키가이샤 배선 재료, 배선 기판 및 그의 제조 방법 및 표시 패널,미립자 박막 재료, 박막층을 구비한 기판 및 그의 제조방법
JP2007226158A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Asahi Kasei Electronics Co Ltd ドライフィルムレジスト

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