JPH0785721A - 厚膜印刷用インクおよびこれを用いた非平面印刷法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の厚膜印刷用インクは、導電性粉末お
よび／または顔料、並びに熱可塑性樹脂を含有する。 【効果】 本発明の非平面印刷法は、セラミックなどで
できた電子部品表面、特に曲面などの非平面上に回路、
電極などの導電性パターンあるいはその他のパターンを
高精度で、かつ極めて少ない印刷回数により厚膜印刷す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電性粉末あるいは顔料
を含む厚膜印刷用インク(塗料)に関する。また本発明は
この塗料を用いた非平面への厚膜印刷法に関する。本発
明のインクを用いた厚膜印刷によれば、セラミックなど
でできた電子部品表面、あるいは皿、茶碗、スープ碗等
の食器など、曲面あるいは非平面上に回路、電極などの
導電性パターン又は装飾を容易に厚膜印刷することがで
きる。

【０００２】

【従来の技術および課題】従来、電子部品の表面に回
路、電極などの導電性パターンを形成するには、スクリ
ーンを用いて導電性印刷用インクのパターンが印刷され
てる。このような印刷法では印刷対象品は平面のものに
限られ、曲面への印刷は困難である。

【０００３】これに対して、曲面に対する印刷法として
パッド印刷法が知られている。この印刷法では、まずエ
ッチング等によりパターンを刻み込んだ平板(例えば銅
製、樹脂製)に、導電性粉末を含む非常に粘度の低い(10
00〜5000cps)導電性のインクをドクターブレードを用い
てかき込む。つぎに、このパターンの上に柔軟な凸面を
有するシリコーン樹脂製パッドを押しあてて平板上の導
電性パターンをパッドの表面に移しとる。ついで、この
パッド表面の導電性パターンを電子部品など曲面を有す
る素地の上に転写して電極、電子回路などの導電性パタ
ーンを形成する。

【０００４】このようなパッドを用いた曲面印刷では高
粘度の導電性ペーストを用いると、シリコーンパッドに
転写を行う際に、導電性パターンのにじみが激しくな
る。このため、高粘度の導電性ペーストを使用すること
ができず、平板からパッドへの転写、パッドから電子部
品への転写の各々の工程における導電性ペーストの転写
率がおおよそ１／３程度と低くなり、一度の転写で電子
部品上に充分な厚みの導電性パターンを形成することが
できない。

【０００５】また、印刷用インクが低粘度、低濃度で溶
剤の含有量が多いため、転写対象の素子自体がポーラス
な吸湿体であることが好ましく、溶剤の吸収性のない素
地に印刷を行うとにじみ、はじきを生じ正確なパターン
の転写ができない。このため、従来パッド印刷による曲
面印刷では膜厚１μｍ以上の導電性パターンを一度に形
成することは非常に困難である。

【０００６】このような欠点を解消する印刷用インクお
よび印刷法として、特開平４−２９４００５号公報には
導電性粉末あるいは顔料および樹脂に対して特定の混合
溶剤を含有する厚膜印刷用の印刷用ペーストが開示され
ている。しかしながら、この印刷用ペーストを用いて曲
面印刷を行った場合もなお完全な転写は行えず、転写率
の一層の改善が望まれている。

【０００７】本発明の目的は、曲面などの非平面に導電
性パターンなどの印刷用インクのパターンを厚膜印刷す
るのに適した印刷用インクを提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、かかる印刷用インクを用いた
厚膜印刷法に関する。本発明の厚膜印刷法は、セラミッ
クなどでできた電子部品表面、特に曲面などの非平面上
に容易に回路、電極などの導電性パターンを厚膜印刷す
ることができる。又、食器、つぼなどの曲面装飾の絵付
も行うことができる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の課題
について種々の研究を行った。この結果、ホットメルト
タイプの熱可塑性樹脂を配合した無溶媒の印刷用インク
を用いることにより、優れた転写率にて非平面に対して
も容易に厚膜印刷が行い得るとの知見を得て本発明を完
成した。

【０００９】本発明は導電性粉末および／または顔料、
並びに熱可塑性樹脂を配合した厚膜印刷用インクを提供
するものである。また、本発明はこのこのような印刷用
インクを、加熱したスクリーンを介して平板上に印刷し
て所望のパターン形成し、ついで凸面を有する柔軟なパ
ッドで前記平板上のパターンを移しとり、このパッド上
のパターンを非平面を有する印刷対象物に押し当てて印
刷を行う非平面厚膜印刷法およびこのような印刷用イン
クで印刷された電子部品素子を提供するものである。

【００１０】本発明の導電性印刷用インクは導電性粉末
および／または顔料と、熱可塑性樹脂を含有する。

【００１１】導電性粉末および顔料としては、従来、電
子部品の分野あるいは陶磁器絵付けの分野において公知
のものがいずれも用いられてよい。導電性粉末として
は、例えば、ニッケル、銅、銀、パラジウム、金、白
金、ルテニウムなどの金属およびこれらの合金から選ば
れた少なくとも１種の金属粉末が用いられる。また、顔
料としては、ベンガラ、チタンホワイト、雲母、あるい
は陶磁器上絵付用絵具などが用いられる。

【００１２】これら導電性粉末、顔料は各々単独で、ま
たは２種以上を混合して使用することができる。これら
顔料の配合量は、ペースト全量に対して２０〜８０重量
％である。またチタン酸バリウム、チタン酸ジルコニウ
ム酸鉛などの金属酸化物が用いられる。

【００１３】これら導電性粉末、顔料の素地への密着性
を向上させるため、さらにガラスフリットを配合しても
よい。かかるガラスフリットとしては、ホウケイ酸鉛
系、ホウケイ酸ビスマス系、酸化鉛系、酸化ビスマス
系、酸化ケイ素系など公知のガラスフリットがいずれも
用いられてよい。

【００１４】本発明の印刷用インクに配合される熱可塑
性樹脂としては種々のものが用いられるが、５０〜１５
０℃、好ましくは６０〜１００℃の温度範囲でホットメ
ルトタイプの樹脂として使用することのできる樹脂が好
ましい。このような樹脂としては、例えば、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合樹脂、ポリエステ
ル共重合樹脂などが用いられる。かかる樹脂の配合量は
インク全量に対して２０〜８０重量％、好ましくは２０
〜３０重量％である。

【００１５】本発明の導電性印刷用インクにはさらに各
種の添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては
ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジエチルフタレート
(ＤＥＰ)などの可塑剤などが挙げられる。

【００１６】本発明にて用いられる印刷用インクは、こ
れら導電性粉末、顔料、熱可塑性樹脂、その他の成分を
トリロールなどの公知の混合機にて混合して調製する。

【００１７】つぎに、本発明の非平面印刷法について説
明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の印刷法を説明
する説明図である。図１（ａ）に示すごとく、スクリー
ン１０を用い、樹脂製、金属製など適宜の平板１１上に
印刷インクをスクリーン印刷し、所望の回路、電極の導
電性パターン１２を形成する。

【００１８】スクリーン印刷に使用するスクリーンは、
通常１５０〜２５０メッシュのものが用いられるが、目
的の回路、電極として厚い膜が必要な場合は、メッシュ
の粗いスクリーンを使用し、薄い膜が必要な場合は、細
いメッシュを使用してよい。このスクリーン１０の金網
には電流を通し、インクに配合されたホットメルト樹脂
に応じ、好ましくは６０〜１００℃程度に加熱してイン
クの固化を防止する。このスクリーン印刷に用いられる
平板としては、樹脂平板などが用いられ、ウレタン樹脂
板、シリコーン樹脂板などが特に好ましい。また、離形
剤(シリコーン樹脂)などにより表面が離形処理された樹
脂板がより好ましい。

【００１９】図１（ｂ）に示すごとく、平板上に導電性
インクの導電性パターン１２が形成されると、直ちに柔
軟で弾性のある凸面を備えたパッド１３を前記平板の導
電性パターンの上に押し付ける。このようなパッドとし
ては、従来の曲面印刷に用いられている公知のシリコー
ンゴム製パッドなどが用いられてよい。

【００２０】ここで、インクは樹脂平板よりも弾性パッ
ドのほうに強く吸着され転写される。この時、従来の平
板上のエッチング導電性パターン上に残留した導電性イ
ンクを移しとるパッド印刷では、導電性インクの大部分
が平板上のエッチングパターン内に残るが、本発明の印
刷法ではスクーンにより形成されたインクのパターンは
完全にパッド上に移行する。

【００２１】つぎに、図１（ｃ）に示すごとく、パッド
１３を電子部品などの最終印刷対象の素地１４の上に押
し付け、パッド１３の表面に乗っていたインクのパター
ン１２を素地１４の上に転写する。この工程においても
パッドから素子などの印刷対象への転写はほぼ完全であ
る。なお、転写対象としては、電子部品、陶磁器、ガラ
スなどのセラミック製の素子、あるいはホウロウなどが
挙げられる。特に、曲面セラミック、又は障害物のため
に通常直接スクリーン印刷ができない非平面の箇所に容
易に直接導電性パターンを形成することができる。

【００２２】ついで、５００〜１３００℃の適当な温度
で焼成して有機物を除去すると、所望の導電性膜、ある
いは所望の色調のパターンが得られる本発明の転写方法
によれば、導電性粉末や顔料を含むインクが印刷対象に
ほぼ完全に転写され、１〜２０μｍの非常に厚みのある
精度の高い導電性パターンがほぼ１回の印刷で転写でき
る。

【００２３】なお、陶磁器絵付け用の顔料ペーストの場
合も同様の操作を行うことにより凹凸などの非平面上に
容易に絵付けができ、従来のように転写紙を用いる必要
がない。

【００２４】本発明の印刷用インクでは固形分量が多
く、ウレタンなどの平板からシリコーンパッドへの転
写、およびシリコーンパッドからセラミック製電子部品
などの素地への吸着が極めて効率的に行い得る。

【００２５】このようにして、印刷用インクのパターン
を印刷した後、焼成を行う。これらの条件は特に限定さ
れないが、約６００〜１０００℃、好ましくは白金の場
合７００〜１０００℃にて６０〜１８０分間焼成するの
がよい。

【００２６】

【実施例】つぎに本発明を実施例にもとづきさらに具体
的に説明する。

【００２７】［実施例１］ 成 分 重量部 白金粉 １００ ホウケイ酸ガラス ３ アクリル系ホットメルト樹脂 ２０ 上記成分を３本ロールを用いて混合、分散して導電性印
刷用インクを調製した。この導電性印刷用インクを用い
約８０℃に加熱したステンレススチール製のスクリーン
(２５０mesh)を使用して、シリコーン樹脂平板上に導電
性印刷用インクのパターンを印刷した。得られたシリコ
ーン樹脂平板上のパターンにシリーコンゴムのパッドで
押し付けて、パッド表面にパターンを転写した。つい
で、このパッドをジルコニアセラミックス製の円筒（１
０ｍｍφ）上にあて導電性パターン(５ｍｍ×６ｍｍ)を
転写し、１０００℃にて８０分間焼付を行った。導電性
パターンの厚みは、乾燥厚み８μｍ、焼付厚み４μｍ、
表面抵抗１Ω以下であった。

【００２８】［実施例２］ 成 分 重量部 銀粉 １００ ホットメルト樹脂（アクリル共重合体） ３０ ガラスフリット（ホウケイ酸鉛ガラス系） ３ 上記成分を用い実施例１と同様にして導電性印刷用イン
クを調製した。この導電性印刷用インクを用い約８０℃
に加熱したステンレススチール製のスクリーン(１６５m
esh)を使用してウレタン樹脂平板上に印刷した。これに
シリコーンゴムパッドを押し付けて転写を行った。つい
で、このパッド上に印刷対象の素地（チタン酸バリウム
の直方体：２×５×２ｍｍ）の直角に交わる２面を転が
すように押し付けて転写し、８００℃にて６０分間で焼
付た。得られた導電性パターンは、乾燥厚み２５μｍ、
焼付厚み１０μｍ、表面抵抗１Ω以下であった。

【００２９】［実施例３］ 成 分 重量部 緑色顔料（陶磁顔料） ５０ ＤＯＰ ２.５ ホットメルト樹脂 ５０ 上記成分を用いて実施例１と同様に処理して印刷用イン
クを調製した。このペーストを用い、ステンレス製のス
クリーン(２５０mesh)を使用してウレタン樹脂平板上に
所望のパターンを印刷した。これにシリコーンゴムパッ
ドを押し付けてパッド上にパターンを転写した。つい
で、このパッドを磁器の底に押し当てて転写を行い、８
００℃にて６０分間で焼付た。得られたパターンは、乾
燥厚み１０μｍ、焼付厚み８μｍ、緑色の色調の装飾で
あった。転写紙を用いることなく、糸尻のある凸部に容
易に印刷することができた。

【００３０】［比較例１］ 成 分 重量部 白金粉 ５０ ガラスフリット（ホウケイ酸ガラス） ０.４ エチルセルロース ２.５ ミネラルターペン １５ ブチルセルソルブ ５ 上記成分を用いて実施例１と同様に処理してペーストを
調製し印刷を行った。シリコーン板からのパターンの離
脱は完全ではなくシリコーン板上に部分的にパターンが
残った。

【００３１】［比較例２］ 成 分 重量部 エチルセルロース ２.５ ブチルカルビトールアセテート １５ 白金粉 ５０ ガラスフリット ０.４ 上記成分を用いて実施例１と同様に処理してペーストを
調製し印刷を行った。シリコーン板からのパターンの離
脱は完全ではなくシリコーン板上に部分的にパターンが
残った。

【００３２】 ［表１］ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 転写率（％） ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例１ １００％ 〃２ １００％ 〃３ １００％ ────────────────────────────────── 比較例１ ３０〜４０％ 〃２ ３０〜４０％ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【００３３】

【発明の効果】本発明の非平面印刷法は、セラミックな
どでできた電子部品表面、特に曲面などの非平面上に回
路、電極などの導電性パターンあるいはその他のパター
ンを高精度で、かつ極めて少ない印刷回数により厚膜印
刷することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０：スクリーン １１：平板 １２：導電性パターン １３：パッド １４：素地

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性粉末および／または顔料、並びに
   熱可塑性樹脂を配合した厚膜印刷用インク。
2. 【請求項２】 導電性粉末がニッケル、銅、銀、パラジ
   ウム、金、白金、ルテニウムおよびこれらの合金から選
   ばれた少なくとも１種の粉末である請求項１記載の厚膜
   印刷用インク。
3. 【請求項３】 顔料が雲母、ベンガラおよびチタンホワ
   イトから選ばれた少なくとも１種の顔料である請求項１
   記載の印刷用インク。
4. 【請求項４】 請求項１記載の印刷用インクを、加熱し
   たスクリーンを介して平面上に印刷して所望のパターン
   形成し、ついで凸面を有する柔軟なパッドで前記平板上
   のパターンを移しとり、このパッド上のパターンを非平
   面を有する印刷対象物に押し当てて印刷を行う非平面厚
   膜印刷法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の印刷用インクが印刷され
   た電子部品素子。