JPS60231753A - 基材上へ電気伝導体を形成するのに用いられる組成物及び電気伝導体の製造方法 - 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】 発明の説明 本発明は回路の選ばれた部分にスクリーン印刷でき、望
まれるどきには剥ぎ取られることが可能な、一時的に使
用する伝導体又は抵抗体のための組成物に関するもので
ある。この組成物はビニル樹脂、ワックス及び溶媒から
形成される母材に埋め込まれた伝導体または半導体粒子
から構成される。伝導体組成物の凋合に、銀粒子をその
組成物の中に含ませるのが適している。抵抗体組成物の
場合は、カーボン粒子を含まじることが適している。

本発明によると、伝導体あるいは抵抗体組成物は上記の
成分を結合し、均質化することによって形成される。こ
の様に形成された生成物はインクと称される。このイン
クは電気回路のような基材に対するフィルムとして適用
される。次に、このフィルムは熱によって硬化される。

本発明の１つの具体例によれば、一時的な伝導体を回路
に取りつけることができる。たとえば電子デバイスを保
護するために、重要な部分に一時的なショート回路を挿
入することができる。

本発明のもう１つの具体例によれば、一時的な抵抗体の
被覆を電子デバイスを保護するための絶縁体として使う
ことができる。たとえば、デバイスのテスト中に、一時
的な抵抗体の被覆を敏感な部分に適用することができる
。

１１丸１１ テスト中に電磁場の放射干渉を受けやすい電子デバイス
の場合、従来技術は、特別に作られた金属性の囲いを使
うことにより保護していた。

テスト中に電子デバイス保護を達成するためのあまり高
価でなく、より融通のきく方法が、本発明の抵抗体組成
物によって提供される。本発明の抵抗体組成物は、プリ
ント印刷、ブラッシング又は浸漬という簡単な工程によ
って、保護される対象の選ばれた部分に対して被覆とし
て適用できる。

本発明の伝導体組成物に関しての別の具体例は、電気回
路の一時的な伝導体を提供する改良された方法を提案し
ている。一時的なジャンプ線のはんだづけあるいはショ
ートざゼだ締め具を使う従来の技術は、やっかいで信頼
性がない。本発明の一時的な伝導体は簡便に回路板上に
スクリーン印刷され、そして必要のなくなった時に剥離
できる。

伝導性インクの使用は一般に当技術分野において知られ
ている。たとえば、モーガンらに対する米国特許第４．
４０６．８２６号はポリチオール化合物と熱開始剤と組
み合わせて、２つの異なるエチレンの不飽和上ツマ−、
オリゴマーまたはプレポリマーから形成された樹脂材料
中へ埋め込まれた電気的に伝導性の粒子からなる伝導体
組成物を提案している。

この組成物はスクリーン印刷ができ、熱硬化できる。し
かしこの組成物は一時的なものとして意図されていない
フィルムを形成する。一旦、インクが基材上に印刷され
てしまうと剥離できないし、実際上除去することに対し
て抵抗する様に形成されてしまう。

スウブーニイによる米国特許 第２．９５９，４９８号は、樹脂誘電体上に接着された
伝導回路組成物を示している。この伝導体組成物は熱可
塑性樹脂と溶剤と混合された細かく分割された銀から構
成されている。この樹脂はノルマル−又はイソブチルメ
タクリレート、ポリ酢酸ビニル、またはポリ塩化ビニル
である。しかしながらこの組成物は剥離できない、すな
わち容易に除去できない。反対に、樹脂誘電体基材に永
久的に固く付着する様に意図されている。伝導性フィル
ムと同時に硬化される誘電体基材上の熱硬化性の下塗り
は基材上に本質的に取り消し得ない付着を与えるのに役
立っている。

ボロンらによる米国再発行特許第３１．４１１号は、結
果として伝導性被覆となる、輻射により硬化できるイン
クを提案している。このインクは輻射熱硬化性樹脂、銀
や銅を含む粒子の様な電気伝導性の充てん剤から構成さ
れている。ボロンらは、また表面の粘性を明らかに示す
酸素阻害を減少させるために、少量のパラフィンを樹脂
の中に含ませることを提案している。伝導性被覆を剥離
する上での効果を持つものとして、ワックスを含有させ
ることは考えられていない。上記の伝導性インクに対し
て、本発明のスクリーン印刷可能な組成物は、伝導性ま
たは半導体の性質と剥離可能な性質の両者を結びつけた
性質をもつフィルムを形成する。

発明の目的 本発明の１つの目的は、スクリーン印刷可能であるばか
りでなく、基材上に適用された後に剥離でき、それゆえ
容易に除去することのできるフィルムを形成する伝導性
インクを生産することである。

本発明の別の目的は、一時的にジャンプ線のはんだ付け
や機械的な締め具を使う必要性がなく、回路上の重要な
部分に一時的な電気的ショー１〜回路が提供できるフィ
ルムのための伝導性インクを提供することである。

さらに本発明の目的は一時的に十分満足できる付着力を
もち、研摩材や特別な溶剤を必要とせず、容易に剥離に
よって除去される熱硬化性の厚い伝導性フィルムを提供
することである。

さらに本発明の目的は、基材がら剥離された時に基材上
の表面が、きれいでかつ影響を残さない、剥離可能で、
厚い伝導性フィルムを提供することである。

本発明の目的は、さらにデバイスのテスト中に電磁場の
放射干渉から電子デバイスを保護するための融通がきき
、高価でない手段を提供することである。

本発明の詳細な説明 本発明は熱硬化でき、剥離可能な伝導性あるいは半導体
性のフィルムのための、スクリーン印刷可能な組成物に
関するものである。この組成物は伝導体または半導体の
粒子、ビニル樹脂、ワックス及び溶剤から構成される。

伝導性の組成物の電気伝導体粒子は粒子、球、ビーズ、
粉末、繊組薄片あるいはその混合物の形状をとる。適当
な材料どしては薄片状の銀である。他の使用できる金属
は、金、銀、白金及びニッケルである。

本発明によって使用される伝導体粒子は、粒子の特別な
形状にもよるが大きさを変えることができる。粒子は約
０．１から５０ミクロンの範囲の大きさが適当である。

好ましい伝導性組成物である薄片状の銀は、平均で約２
ミクロンの長さをもっている。

伝導体粒子は重量で約６０％までの量が適当である。そ
の好ましい範囲は重量で２０％から５０％で、もつとも
好ましい範囲は約３５％から４５％である。抵抗体組成
物を製造するときは、カーボン粒子の使用が適している
。カーボン粒子はカーボンブラック又はグラファイトの
どちらかの形である。粒子の大きさは０．１から１０ミ
クロンが好ましい。

カーボン粒子は抵抗体組成物中で２０％までの量が適し
ている。一番良い結果のために、約２％から８％の範囲
の量が勧められる。一番適しているものは重量で約５％
である。

この組成物の熱硬化性樹脂は伝導体または半導体粒子に
対しての母材として役立つ。ビニル樹脂が使用される。

これらの樹脂で作られた厚いフィルム被覆はすぐれた柔
軟性と引き裂き抵抗を示している。商業的に利用できる
、適したビニル樹脂はボーデン社の一部門、ボーデン化
学（ＢｏｒｄｅｎＣｈｅｍｉｃａｌ　）によって生産さ
れたボーデンビニル（Ｂｏｒｄｅｎ　Ｖｉｎｙｌ）”Ｖ
Ｏ２１０Ｍである。望ましい強度と柔軟性をもった他の
ビニル樹脂も使用できる。伝導体また抵抗体組成物の樹
脂として利用できるものは、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール及
びポリビニルアセタールホモポリマーである。ポリ塩化
ビニルとポリ酢酸ビニルまたはポリ塩化ビニゾリンとの
ポリビニル共重合体もまた使用できる。前述のビニル樹
脂もまた従来の共重合可能なｌｉ１体や、オリゴマーや
プレポリマーの化合物と組み合わせて使われる。ビニル
と他の七ツマ−との混合物は硬さや柔軟性などの変数と
同様に、粘性や硬化速麿を制御するために使用すること
ができる。ビニル樹脂はその組成物中で重量で約５％か
ら２０％の吊とすべきである。ビニル樹脂は１０％であ
るのが好ましい。

本発明で有効な溶媒は、ガンマブヂロラクトンが最も適
している。他の適する溶媒しては、それだけに制限する
ものではないが、メチルｎ−プロピルケトン　メヂルイ
ソプロビルケトン、およびアセチルアセトンの様な化合
物を含めることができる。

最終的な組成物中に含められる溶媒は重量で約２０％か
ら６０％の量が適当であり、約４０％が望ましい。

ワックスは組成物に対して剥離しやずさを与える。本発
明に使用されるワックスは、広い範囲の合成物や天然物
から選ぶことができる。たとえば、セチル、セリル（ｃ
ｅｒｙｌ　）　、メリシルエステル等が適している。商
業的に利用できる、組成物に使えるワックスは、フラン
クビーロス（Ｆ　ｒａｎｋ　Ｂ　。

Ｒｏｓｓ）株式会社によって生産されたロスワツク’）
、　（Ｒｏｓｓ　Ｗａｘ）　Ｎｏ　、　１９７２である
。

組成物中のワックスの含有量は、本発明の使用にとって
重要である。ワックスのある含有量が、フィルムの望ま
しい剥離特性を達成する上で、要求される。このワック
スはフィルムが容易に除去されることができるための、
剥離剤として役立っている。しかしながら、あまり多く
のワックスは反対にフィルムの付着力を逆に弱くしてし
まうことが見出された。結果として、フィルムは、被覆
された基材を十分に保護できなくなってしまう。

適切なワックスの含有量は重量で約２％から６％である
。好ましい量は約４％である。樹脂対ワックスの比は約
４＝１から約２：１であり、望ましい比としては約２．
５：１から約３．５：１であり、最も好ましいのは約３
＝１である。

本発明の別の面は、螢光性顔料を含めることにある。そ
れによって厚いフィルム状の伝導体や抵抗体を紫外線の
もとで見ることができる様になる。

その様な顔料を含めることによって、フィルムを除去す
る前後で、基材や回路の被覆部分の観察や検査を可能に
している。剥離後の検査によって、その基材で完全にフ
ィルムがきれいに取り除かれていることが確認される。

一方、剥離前の検査により、基材上にはげた点や望まし
くないしみが存在していないことを確認できる。螢光顔
料の使用は周囲の光に対して敏感な電子デバイスに適用
される本発明の場合に、特に適している。

好ましい螢光顔料はデイグロカラー（Ｄ　ａｙ−Ｇ　ｌ
ｏ　Ｃｏ１ｏｒ）社によって生産されたディグロー（Ｄ
ａｙｏｌｏｗ）　Ｚ−１４１ＭＰである。この顔料は組
成物中で重量で約０．１から１％の量であるのが適して
おり、約０．１％の量が望ましい。

本発明の組成物は随意的に酸化防止剤、阻害剤、充てん
剤、帯電防止剤、シックナー、粘性修正剤、可塑剤、粘
漏剤のような従来の添加物を含めることができる。これ
らの添加物を、当業者に知られているように、有効な量
で含有させることができる。

本発明の組成物は次の方法で調製され使われる。

有機性樹脂は溶媒とワックスとともに激しくかき回ねし
て混合される。その時に、伝導性まｌｃは半伝導性の粒
子が加えられる。完全な均質化のために、その混合物を
３つのローラをもつミルを通過させる。

この組成物はスクリーン印刷、浸漬やブラッシングによ
って基材に対して適用される。硬化は約５分間約１５０
℃に熱することにより起こる。この硬化サイクルは約２
分から１８０分の範囲であり、そして温度は約１２５°
がら１６５℃の範囲であり、これはその組成物が固体に
まで十分硬化するのに十分な条件である。

次の例が、その範囲に限定するものではないが、本発明
を例示するために提供される。もし別に記述されなけれ
ば、すべての自分率、部は重量で表わされる。

例　エ ホバートモデル（Ｈｏｂａｒｔ　Ｍｏｄｅｌ）　Ｎ−５
０ミキナーで、次のものが混合された。即ち、４０％の
ガンマブチロラフトン、１２．８％のボーデンビニル（
３ｏｒｄｅｎ　Ｖｉｎｙｌ）　ＶＣ−４１０Ｍ。

４．３％のロスワックス（ＲＯ８Ｓ　Ｗａｘ）　Ｎｏ　
。

１９７２、そして４２．９％の銀の薄片である。

その混合物はさらに３つのローラーをもったミルで均質
化された。この混合物、又は組成物は基材の上にスクリ
ーン印刷された。次にそのプリントされたフィルムは約
５分間、約１５０℃で硬化された。この様にして得られ
たフィルムは０．１ｏｈｍ／ＳＱ、の伝導性を示し、た
。フィルムは容易に剥離された。

例　１【 ５１部１部のガンマブヂロラクトン、２７部のボーデン
ビニル（Ｂｏｒｄｅｎ　Ｖｉｎｙｌ）　ＶＣ４０１Ｍ。

９部のロスワックス（ＲＯ３Ｓ　Ｗａｘ）　１９７２．
１０部のグラファイト粒子から構成される組成物がホバ
ート（ｔｌｏｂａｒｔ　）　Ｎ−５０ミキサーで混合さ
れ、そして３つのローラーをもつミルで均質化された。

この組成物は基材上にスクリーン印刷され、次に５分間
、１５０℃の温度で硬化された。

プリントされたフィルムは５００　Ｋ　Ｏｈｍ／ＳＱ、
の伝導性を示した。このフィルムは２４時間後に容易に
剥離された。

本発明は現在の好ましい具体例に関して説明された。あ
る範囲内で本発明を修正、変更、代用し、　たちのは本
発明の中に含められ、その範囲は当業者によって判断さ
れるであろう。

代理人　浅　村　皓 第１頁の続き ■Ｉｎｔ、Ｃ１，’　識別記号　庁Ｐ ［相］発　明　者　フランク　セント　ジ　フヨン　− １整理番号 °メリカ合衆国ニューヨーク州バッダーリン、ウエブス
タ、プレース　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　基材」−に電気伝導体を形成りるのに適用される
   組成物であって、該組成物は望ましい伝導性を持ち、上
   記の基材から剥離によって除去されることが可能である
   組成物において、ビニル樹脂、ワックス、Ｊ５よび上記
   伝導体の望ましい仏３ｒｉｆ’ｌを付与するために選ば
   れた伝導性と半伝導性の°粒子の少なくとも１つからな
   り、ビニル樹脂対ワックスの比が上記基材から剥離によ
   って伝導体が除去されることができるように選ばれたこ
   とを特ｉりとする組成物。 ２、　上記ビニル樹脂と上記ワックスの比が２：１から
   ４：１の範囲である特許′［請求の範囲第１項記載の組
   成物。 ３、　上記ビニル樹脂と上記ワックスの比が２．５：１
   から３．５：１の範囲である特許請求の範囲第１「１記
   載の組成物。 ４、　上記１′：ニル４ｆｉｌ　１ｉｆｔはポリ塩化ビ
   、−ル、ポリ塩化ビニルとポリ耐酸ビニルの共１合体、
   ポリ塩化ヒ゛−ルどポリｊ甚イ七ビーリデンの−ＪＬ重
   含イ本かＩ：′）イする群から選ばれる、特許請求の範
   囲第１項記載の組成物、。 ５．１−記仏導↑／１粒子は金、銀、白金及びニラグル
   粒子からなる群から選ばれる特許請求の範囲第１ｓｒｉ
   記載の組成物。 ６、　上記半伝導性の粒子がカーボン粒子から描成さね
   る、特許請求の範囲第１　］１’７記載の組成物。 ７、　さらに螢光顔料を含む、特許請求の範囲第１項に
   記載の組成物。 ８、　望ましい１八尋性をもち、刹細によって基材から
   除去り−ることができる電気伝１（ホを製％Ｆｉ　’ｊ
   るための方法において、 （ａ　）　ビニル樹゛脂、溶剤及びワックスを、上記の
   望ましい伝導性を提供づるために選ばれＩこ伝導性及び
   半伝導性の粒子のうち少なくとし１つと混合させ、そし
   てビニル樹脂とワックスの比を上記基材から剥離によっ
   て上記伝導体を除去することができる様に選び、 （ｂ）　基材上にフィルムを形成するために、基材に上
   記（ａ）の混合物を適用し、 （Ｃ）　上記フィルムが上記伝導体を形成するように硬
   化されるまで高温で上記フィルムを熱硬化させ、上記伝
   導体は剥離によって上記基材から除去することができる
   、ステップからなる ことを特徴とする方法。 ９、　上記混合物は硬化する前に重量で、上記ビニル樹
   脂は約５％から２０％、′上記溶剤は約２０％から６０
   ％、上記ワックスは約２％から６％含む特許請求の範囲
   第８項記載の方法。 １０、上記混合物は硬化する前に重量で上記半伝導性粒
   子を約２０％から６０％含んでいる、特許請求の範囲第
   ９項記載の方法。 １１、上記混合物は硬化する前に重量で、上記半伝導性
   粒子を約２％から２０％含んでいる、特許請求の範囲第
   ９項記載の方法。 １２、上記ビニル樹脂と上記ワックスの対比が２＝１か
   ら４：１の範囲内にある、特許請求の範囲第８項記載の
   方法。 １３、上記ビニル樹脂はポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
   ルとポリ酢酸ビニルとの共重合体、ポリ塩化ビニルとポ
   リ塩化ビニゾリンとの共重合体からなる群から選ばれる
   特許請求の範囲第８項記載の方法。 １４、上記伝導性粒子は、金、銀、白金、及びニッケル
   粒子から構成される群から選ばれる、特許請求の範囲第
   ８項記載の方法。 １５、上記半伝導性粒子がカーボン粒子から構成される
   、特許請求の範囲第８項記載の方法。 １６、さらに螢光顔料を含む特許請求の範囲第１１項記
   載の方法。 １１、望ましい伝導性をもつ電気導電体を担持する基材
   からなる物品であって、上記伝導体がビニル樹脂、ワッ
   クスそして伝導性と半伝導性粒子のうちの少なくとも１
   つの母材から成りこの伝導性と半伝導性粒子は上記母材
   中に配置される上記伝導体が望ましい伝導性をもつ様に
   選ばれており、上記ビニル樹脂と、ワックスとの比が剥
   離によって上記基材から伝導体を除去することができる
   様に選ばれたことを特徴とする物品。 １８、上記ビニル樹脂と上記ワックスの比は２：１から
   ４：１の範囲内にある、特許請求の範囲第１７項記載の
   物品。 １９、上記ビニル樹脂は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
   ニルとポリ酢酸ビニルとの共重合体、ポリ塩化ビニルと
   ポリ塩化ビニリデンとの共重合体からなる群の中から選
   ばれる、特許請求の範囲第１７項の物品。 ２０、上記伝導性粒子は金、銀、白金、及びニッケル粒
   子からなる群から選ばれる、特許請求の範囲第１７項記
   載の物品。 ２１、上記手伝導体粒子がカーボン粒子から構成される
   特許請求の範囲第１７項記載の物品。 ２２、さらに螢光洗顔を含む特許請求の範囲第１７項記
   載の物品。 ２３、基材上に電気伝導体を形成するために適用される
   組成物であって、その伝導体は、望ましい伝導性をもち
   、剥離によって上記基材から除去することが可能な伝導
   体であり、そしてビニル樹脂とワックスの比が２：１か
   ら４：１の範囲であるビニル樹脂と−ワックス、上記伝
   導体の望ましい伝導性を提供するために選ばれた伝導性
   と半伝導性粒子のうちの少なくとも１つとから構成され
   る組成物。