KR970001404B1

KR970001404B1 - 도전성 잉크

Info

Publication number: KR970001404B1
Application number: KR1019910005839A
Authority: KR
Inventors: 사또루 후지이; 히로또시 와따나베
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 다니이 아끼오
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1997-02-06
Also published as: JP2943362B2; JPH04213373A; KR910018201A

Abstract

내용 없음.

Description

도전성 잉크

제1도는 잉크로 오목부를 충전하는 방법을 도시한 개략도.

제2도는 오목부에서 블랭킷으로의 패턴전사방법을 도시한 개략도.

제3도는 블랭킷상의 패턴을 회로기판에 압착·전사하는 방법의 개략도.

제4도는 실시예 1 및 실시예 2에 있어서의 전체 잉크량에 대한 유기바인더 중량백분율과 구리잉크의 피전사체에의 전사량 곡선을 도시한 그래프.

제5도는 유기바인더의 중량평균분자량과 구리잉크의 피전사체 표면으로의 전사량 곡선을 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 오목판 102 : 도전성 잉크

103 : 스크레이퍼 202 : 블랭킷

203 : 블랭킷상에 전사된 패턴 301 : 기판

302 : 기판상에 전사된 팬턴 401 : 실시예 1의 전사량 곡선

402 : 실시예 2의 전사량 곡선 502 : 전사량 곡선

본 발명은 회로기판에 도전성 후막패턴을 형성하는데 사용되는 도전성 잉크에 관한 것이다.

지금까지는, 회로기판에 후막패턴을 형성하는 가장 일반적인 방법으로서 스크리인 인쇄가 공지되어 있다. 스크리인의 메시를 변화하므로써 인쇄패턴폭이 30㎛가 가능한 것에 대한 보고가, 전재재료, 1989년 5월호, 44페이지, 이께가미, 고또 및 토꾸마루 공저 하이브리드 마이크로엘렉트로닉스에서의 인쇄기술에 되어 있었으나, 메시의 영향에 의해서 패턴의 직선성의 저해 및 결함에 의한 단선이 발생하므로, 스크리인 인쇄에 의해 양산한 공업제품으로서의 패턴폭이 약 100㎛로 제한된다.

이에 대한 비교로서, 일본국 특공소 55-36512호에는 오프셋 인쇄에 의한 후막인쇄방법이 개시되어 있다.

여기에서, 연성재료의 고무경도가 30도 이하이므로, 100㎛ 이하 피치의 미세패턴에 있어서 패턴을 정밀하게 재생하기가 곤란하다.

한편, 도전성 페이스트로서 이용 가능한 시판되는 몇몇 스크리인 인쇄페이스트에는 바인더내에 에틸셀룰로오스수지나 아크릴수지가 포함된다. 일본국 특개평 2-228375호 공보에 있어서는, 50,000~500,000의 분자량을 가지는 아크릴수지가 박막페이스트의 유기바인더로서 사용된다. 그러나, 그와 같은 잉크의 점도는 너무높아 오프셋 인쇄에 직접 사용할 수 있다. 전사량을 증가시키고 인쇄특성을 향상시키기 위해서 수지의 양을 증가시킬 수 있다. 그러나, 인쇄특성을 유지하면서 고분자량의 수지를 증가시키기 위해서는, 용매의 양도 증가시켜야만 하므로, 잉크내의 염료농도가 저하되고, 후막에 있어서 잉크밀도가 떨어질 수 있다. 또한, 수지의 함량을 단순히 증가시키기만 하면, 수지의 비산성이 악화되고, 소성중에 바인더가 완전히 비산되지 않아, 탄소입자로서 잔존하여 저항치에 크게 영향을 미치게 된다.

그러므로, 본 발명의 주목적은, 에지의 직선성에 있어서 우수하고, 틈벌어짐 및 결함의 발생이 적은 고품질의 미세패턴, 특히 패턴폭이 100㎛ 이하인 미세패턴을 얻기 위하여, 오프셋 인쇄방법을 이용한 도전성후막패턴제품을 양산하기 위한 도전성 후막패턴 형성방법에 있어, 이와 같은 패턴형성방법에 적합한 도전성 잉크를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 도전성 잉크를 사용하여 도전성 후막패턴을 형성하는 방법은, 오목판의 오목부에 도전성잉크를 충전하는 공정과, 오목판의 오목부속의 도전성 잉크를 실리콘수지를 주성분으로 하여 이루어진 탄성체로 표면피복한 블랭킷상에 전사하는 공정과, 상기 블랭킷상에 전사된 도전성 후막패턴을 회로기판상에 전사 및 인쇄하는 공정과, 상기 전사된 도전성 후막패턴을 소성하므로서 유기물을 비산시키는 공정과, 상기 전사된 도전성 후막패턴을 소결시키는 공정으로 구성되어 있다.

본 발명의 도전성 잉크는, 도전성 금속분말, 글라스프릿, 전이금속산화물 및 분산제와, 폴리-이소-부틸메타크릴레이트(i-BAM), 폴리-이소-프로필메타크릴레이트(i-PMA), 폴리메틸메타크릴레이트(MMA), 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리-α-메틸스티렌중 적어도 한종류, 또는, 폴리-α-메틸스티렌(α-MeSt)과 폴리-이소-부틸메타크릴레이트의 공중합체, 또는 폴리-α-메틸스티렌, 폴리-이소-부틸메타크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체, 또는 폴리-α-메틸스티렌과 폴리-이소-프로필메타크릴레이트의 공중합체, 또는 폴리-α-메틸스티렌, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체, 또는 폴리-α-메틸스티렌, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체로 이루어진 유기바인더를 포함하는 비히클(Vehicle)로 구성되어 있다. 상기 도전성 금속분말로서는 구리, 금 및 은중의 적어도 1종류로 이루어진 것이 바람직하다. 유기바인더의 중량평균분자량은 100,000~1,300이 바람직하며, 유기바인더의 함량은 전체 잉크량에 대해서 2~15wt%가 바람직하다.

또한, 후막패턴의 회로기판에의 접착강도를 고려한 경우, 상기 잉크에 있어서 전이금속산화물의 함량은 전체 잉크량에 대해서 0.5~2.0wt%가, 글라스프릿의 함량은 전체 잉크량에 대해서 3~4wt%가 바람직하다. 또한, 후막패턴의 회로기판에의 접착강도를 고려한 경우, 상기 분산제의 바람직한 양은 전체 잉크량에 대해서 0.05~5.0wt%이다. 상기 인쇄패턴의 직선성을 고려하면, 비히클을 구성하는 용기용매량은 전체 분말량에 대해서 중량비로 0.04~0.18이 바람직하다.

본 발명은 상기 설명한 구성에 의해서, 오프셋인쇄에 적합한 잉크를 제조할 수 있으며, 오프셋 인쇄에 의해, 고정밀도의 패턴을 회로기판상에 간편하게, 또한 종래의 스크리인 인쇄법보다도 높은 에지의 직선성을 형성하여, 틈벌어짐 및 결함의 발생이 적으며, 또한 정밀도의 점에서도 고품질의 패턴이 얻어지므로 유효하다.

이하, 본 발명의 도전성 잉크를 사용하여 도전성 후막패턴을 형성하는 방법에 관한 일실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는 오목판에 잉크를 충전하는 방법의 개략도이다. 동도에 있어서, (101)은 오목판이다. 먼저, 도전성잉크(102)를 오목판에 적하하고, 오목판의 전체 표면을 스크레이퍼(103)로 문질러서, 오목부에만 잉크를 남긴다.

제2도는 오목판에서 블랭킷으로의 패턴전사방법에 대한 개략도이다. 동도에 있어서, (202)는 박리성이 우수한 표면이 피복된 블랭킷이다. 상기 블랭킷으로서는, 예를들면, 실리콘수지, 불소수지, 폴리에틸렌수지 등 중에서 실리콘수지를 주성분으로 한 고무경도 30~60도(본 발명에서의 경도는 항상 JIS K6301, 5-2, A형에 의한다)인 탄성체를 약 5mm의 두께로 표면피복한 것이 적합하다.

(203)은 상기 블랭킷(202)을 오목판(101)상에 압착하므로써 상기 블랭킷상에 형성된 패턴이다.

제3도는 블랭킷상의 패턴을 회로기판상에 압착하여 전사하는 방법의 개략도이다. (302)는 블랭킷으로부터 회로기판상에 패턴을 압착하여 전사하므로써 얻은 소정의 패턴이다. 오목판의 오목부속의 잉크를 블랭킷상에 전사하는 공정에 있어서의 전사압력과, 블랭킷상에 전사된 도전성 후막패턴을 회로기판상에 전사 및 인쇄하는 공정에 있어서의 인쇄압력은 2~6Kg/cm²이다.

제1도 내지 제3도에 도시한 공정에 있어서, 회로기판상에 소정의 패턴이 형성되며, 후막성분에 함유된 용매를 증발·제거할때는, 100~150℃에서 10분간 건조시킨다. 계속해서, 최고온도부에서의 소정시간이 10분, 전체 소성시간이 60분이 되도록 전기로에 소성 및 소결에 대한 프로그램을 설정한다.

소성시 산화성 분위기에서 도전성 금속분말이 산화될 경우, 비산화성 공정에서 소성시키고, 산소농도는 10ppm 이하이며, 소성온도는 850~975℃이다. 한편, 산소분위기에서 소성할때는, 소성온도를 800~925℃로 한다.

도전성 잉크는, 도전성 금속분말, 글라스프릿, 전이금속산화물 및 분산제와, 폴리-이소-부틸메타크릴레이트, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-4-플루오로에틸렌 및 폴리-α-메틸스티렌중 적어도 1종류로 이루어진 유기바인더를 함유하는 비히클로 구성된다. 또한, 유기바인더는, 폴리-α-메틸스티렌과 폴리-이소-부틸메타크릴레이트의 공중합체로 구성되어도 되며, 이 공중합체는 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%와 폴리-이소-부틸메타크릴레이트 80~95%의 비로 구성되는 것이 바람직하며, 또는 폴리-α-메틸스티렌, 폴리-이소-부틸메타크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체로 구성되어도 되며, 이 공중합체는 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%, 폴리-이소-부틸메타크릴레이트 60~90wt% 및 폴리메틸메타크릴레이트 20~25wt%의 비로 이루어지는 것이 바람직하고, 또는 폴리-α-메틸스티렌 및 폴리-이소-프로필메타크릴레이트의 공중합체로 구성되어도 되며, 이 공중합체는 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%와 폴리-이소-프로필메타크릴레이트 80~95wt%의 비로 이루어지는 것이 바람직하고, 또는, 폴리-α-메틸스티렌, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체로 구성되어도 되며 이 공중합체는 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트 60~90wt% 및 폴리메틸메타크릴레이트 20~25wt%의 비로 이루어지는 것이 바람직하다. 도전성 금속재료로서는 구리, 금 및 은중의 적어도 1종류를 사용하는 것이 바람직하다.

잉크내의 전이금속산화물은 산화아연, 산화티탄, 산화제2크롬, 산화카드뮴 및 일산화니켈중 적어도 하나를 함유하는 것이 바람직하다. 비히클을 구성하는 유기용매로서는, α-테르핀올, n-부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이프, 2,2,4-트리메틸-1-3-히드록시펜틸이소부틸레이트, 2-부톡시에탄올 및 2-에톡시에탄올중 적어도 1종류로 구성된다.

도전성 잉크는, 비히클을 구성하는 유기용매 3~13wt%, 글라스프릿 3~4wt%, 전이금속산화물 0.5~2.0wt%, 분산제 0.05~5.0wt% 및 도전성 금속분말 78~86wt%로 구성된다. 상기 도전성 금속분말의 평균입자직경은 0.05~3.0㎛가 바람직하다.

이하, 실시예를 이용해서 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

3개의 로울을 구비한 세라믹밀을 사용하여, 다음과 같은 조성의 밀베이스를 6회 통과해서 구리잉크를 제조하였다.

상기의 구리잉크를 이용해서, 알루미나 기판상에 폭 85,60,42,34,18㎛, 높이 4㎛의 패턴을 형성하였다. 이하에, 인쇄방법을 나타낸다. 오목판은, 폭 100,75,50,40,30㎛, 깊이 3.5㎛의 패턴을 유리에 에칭하여 제조하고, 상기 구리잉크를 오목판에 적하하여, 세라믹제의 스크레이퍼로 오목판의 전체면을 문질러서, 오목판의 오목부에만 구리잉크를 남기고, 실리콘고무(JIS K-6301, 5-2, A형 고무경도로 35도)로 두께 5mm로 표면피복된 블랭킷을 압착하고 회전시켜서 상기 블랭킷상에 패턴을 전사하였다. 블랭킷상에 형성된 패턴을 피전사체에 압착하고, 패턴을 상기 피전사체에 전사하였다. 얻어진 패턴은, 직선성이 우수하고, 틈벌어짐이나 결함이 거의 없는 고품질의 것이었다.

블랭킷의 표면을 피복하고 있는 실리콘고무의 경도가 패드인쇄에서와 같이 매우 낮은 경우(10도 이하), 고무탄성체의 변형량이 매우 커져, 오목판 팬턴이 정밀하게 재현될 수 없으며, 경도가 너무 높으면, 블랭킷과 잉크간의 접촉이 저하되어 패턴이 정밀하게 재현될 수 없다. 표면피복용의 탄성체의 경도로서는, JIS 고무경도로 20도 이상이 요구되며, 바람직하게는, 30~60도 범위의 고무경도가 가장 적합하다. 한편, 인쇄압력이 낮은 경우(2kg/cm²이하)에는, 잉크의 블랭킷으로서의 전사량이 적어지고, 인쇄압력이 높은 경우(6kg/cm²이하)에는, 고무탄성체의 변형량이 증가하여, 오목판 패턴이 정밀하게 재현될 수 없다. 인쇄압력으로서는 2~6kg/cm²의 범위의 압력이 적합하다.

[실시예 2]

3개의 로울을 구비한 세라믹밀을 사용하여, 아래와 같은 조성의 밀베이스를 6회 통과하여 구리잉크를 제조하였다.

실시예 1과 같은 오목판을 사용하고, 실시예 1과 같은 그라비야오프셋법에 의해 알루미나기판상에 구리파인(fine) 패턴을 인쇄하였다. 인쇄된 패턴은, 직선성, 막두께 정밀도가 모두 우수하였다. 계속해서, 회로기판상에 인쇄된 구리후막패턴을 100~150℃에서 10분간 건조시켜, 후막조성중에 포함된 용제성분을 증발·제거시켰다. 또한, 질소를 이용해서, 구리가 산화되지 않도록 산소농도가 10ppm 이하인 비산화성 분위기중에서, 유기바인더를 고온유지부의 온도를 920℃로 조절한 전기로에서 완전히 소성을 행하였다. 소성 조건은, 최고 온도부에서의 소요시간이 10분, 완전소성시간이 60분으로 되도록 프로그램을 설정하였다. 이 결과, 적절한 인쇄성을 유지시키기 위하여 함유되어 있는 유기폴리머가 고온 상승과 함께 분해하여, 에지의 직선성에 있어서 우수하고, 틈벌어짐이나 결함의 발생이 적은 구리후막패턴을 얻었다.

또한, 박리시험을 견딜 수 있고, 8~15mΩ/

의 시이트저항치를 얻었다.

제4도에는 실시예 1 및 2에서 이용한 구리잉크의 유기바인더량을 변화시키므로써 전체 잉크량에 대한 유기바인더의 중량백분율과, 구리잉크의 피전사체에의 전사량 곡선(블랭킷에 전사된 잉크량의, 오목판의 오목부에 충전한 잉크량에 대한 중량비율), 각각 (401) 및 (402)를 표시한다. 이때, 전사량이 많은 영역은 유기바인더 중량백분율이 2~15wt%의 범위이며, 가장 전사량이 많은 영역은 유기바인더 중량백분율이 2~10wt%이었다.

제5도는, 유기바인더의 중량평균분자량과, 구리잉크의 피전사체에의 전사량곡선(블랭킷에 전사된 잉크량의, 오목판의 오목부에 충전한 잉크량에 대한 중량비율)(501)을 도시한 그래프이다. 이때, 전사량이 많은 영역은 유기바인더의 중량평균분자량이 1,300~100,000의 범위이며, 가장 전사량이 많은 영역은 유기바인더의 중량평균분자량이 1,300~40,0

00의 범위이었다.

구리 도전성 금속분말의 결과만을 상기 그래프에 도시하였으나, 기타의 도전성 금속분말에 있어서도 결과는 마찬가지였다.

[실시예 3]

3개의 로울을 구비한 세라믹밀을 사용하여, 다음의 조성의 밀베이스를 6회 통과하여 금 잉크를 제조하였다.

실시예 1과 같은 오목판에, 제조된 금잉크를 사용하여, 실시예 1과 같은 그라비야오프셋법에 의해 알루미나기판상에 폭 85,60,42,34,18㎛, 높이 14㎛의 패턴을 인쇄하였다. 얻어진 패턴은 직선성이 우수하고, 틈벌어짐이나 결함등의 발생이 거의 없는 고품질이었다. 또한, 실시예 2와 같은 비산화성 분위기 및 소성 조건에서, 금후막패턴을 얻었다. 또한, 박리시험에서도 견딜 수 있으며, 시이트저항치는 11~21mΩ/

이었다.

[실시예 4]

100~1과 같은 오목판과 실시예 3과 같은 금잉크를 사용하여 실시예 1과 같은 그라비야오프셋법에 의해 알루미나기판상에 금파인패턴을 인쇄하였다. 인쇄된 패턴은 직선성 및 막두께 정밀도가 우수하였다. 계속해서, 회로기판상에 인쇄된 금후막패턴을 100~150℃에서 10분간 건조하고, 후막조성에 함유된 용제분을 증발, 제거하였다. 또한, 산화성 분위기에서, 고온유지부의 온도를 850℃로 조절한 전기로에서 상기 재료를 소성하였다. 소성 조건은, 최고온도부에서의 소요시간이 10분, 전체 소성시간이 60분이 되도록 프로그램을 설정하였다. 그 결과, 적절한 인쇄성을 유지시키기 위해서 포함되는 유기폴리머가 온도상승과 함께 분해하여, 에지의 직선성이 우수하고, 틈벌어짐 및 결함의 발생이 적은 금후막패턴이 얻어진다. 또한, 박리시험에서도 견딜 수 있으며, 비산소성 분위기에서의 소성시에서와 같이 시이트저항치는 약 13~22mΩ/

이었다.

[실시예 5]

3개의 로울을 구비한 세라믹밀을 사용하여, 다음의 조성의 밀베이스를 6회 통과하여 은잉크를 제조하였다.

실시예 1에서와 같은 오목판을 사용하여, 실시예 1과 같은 그라비야오프셋법에 의해, 알루미나기판상에 폭 85,60,42,34,18㎛ 높이 3㎛이 은파인패턴을 인쇄하였다. 인쇄된 패턴은, 직선성, 막두께 정밀도 모두 우수하였다. 계속해서, 기판상에 인쇄된 은후막패턴을 실시예 2와 같은 비산화성 분위기 조건에서 소결하였다. 그 결과, 적절한 인쇄성을 유지시키기 위해서 포함된 유기폴리머가 온도상승과 함께 분해되어, 에지의 직선성이 우수하고 틈벌어짐이나 결함의 발생이 적은 은후막패턴을 얻었다. 또한, 박리시험에서도 견딜 수 있으며, 시이트저항치는 7.5~14.5mΩ/

이었다.

[실시예 6]

실시예 1과 같은 오목판과, 실시예 5와 같은 은잉크를 사용하여, 실시예 1과 같은 그라비야오프셋법에 의해 알루미나 기판상에 은파인패턴을 인쇄하였다. 또한, 실시예 4와 같은 조건에서 건조 및 소성시켰다.

그 결과, 적당한 인쇄성을 유지시키기 위해서 포함된 유기폴리머가 온도상승과 함께 분해되어, 에지의 직선성이 우수하고 틈벌어짐이나 결함의 발생이 적은 은후막패턴을 얻었다. 또한, 박리시험에도 견딜 수 있으며, 비산화성 분위기에서의 소성시와 같이 시이트저항치는 10~16mΩ/

이었다.

[실시예 7]

3개의 로울을 구비한 세라믹밀을 사용하여, 다음의 조성의 밀베이스를 6회 통과시켜 구리잉크를 얻었다.

실시예 1과 같은 오목판을 사용하여, 실시예 1과 같은 그라비야오프셋법에 의해, 알루미나 기판상에 구리파인패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 실시예 2와 같은 조건에서 소성하였다. 그 결과, 에지의 직선성이 우수하고 틈벌어짐 및 결함의 발생이 적은 구리후막패턴을 얻었다. 또한, 박막시험에도 견딜 수 있으며, 시이트저항치가 6~13mΩ/

이었다.

평균입자직경이 작은 분말을 사용하여, 시이트저항이 감소하였다. 실시예 7에 있어서, 구리분말의 예를 들었으나, 금, 은분말 또는 이들 혼합물에서도 아무런 문제가 없다.

한편, 수지로서, 실시예 1 및 7에서는 폴리-이소-부틸메타크릴레이트(i-BMA) 및 폴리-α-멜틸스티렌(α-MeSt)의 공중합체를, 실시예 2, 5, 6에서는 폴리-이소-부틸메타크릴레이트((i-BMA), 폴리-α-메틸스티렌(α-MeSt) 및 폴리메틸메타크릴레이트(MMA)의 공중합체를, 실시예 3, 4에서는 폴리-이소-프로필메타크릴레이트(i-PMA) 및 폴리-α-메틸스티렌(α-MeSt)의 공중합체를 사용하였으나, 각 화합물을 단독으로 사용해도 되고, 공중합체를 혼합해서 사용해도 된다.

또한, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트(i-PMA), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 폴리-이소-프로필메타크릴레이트(i-PMA), 폴리-α-메틸스티렌(α-MeSt) 및 폴리메틸메타크릴레이트(MMA)의 공중합체를 사용해도 된다.

물론, 수지상호의 용해성, 용매중의 용해량을 감안해서 배합을 결정하는 것이 필요하다. 그러나, 통상의 아크릴수지(예를들면 폴리-n-부틸메타크릴레이트)에서는 비산성이 악화되어 사용할 수 없었다. 또한, 염료의 분산을 개선하기 위하여, 글리시딜메타크릴레이트 등을 5% 내에서 공중합시킨 것을 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 상기 수지중에는 적어도 5~20wt%의 α-메틸스티렌을 포함하는 것이 필요하며, 이 범위를 초과하거나, 아크릴수지만을 사용하면, 수지 분산성이 악화되어, 형성된 금속후막패턴의 시이트저항치는 높았다. 아크릴수지로서 폴리메틸메타크릴레이트를 사용할때는 20~25wt% 첨가하는 것이 바람직하다. 이 범위를 초과한 경우에는, 잉크인쇄성이 악화되어 수지비산성이 충분하지 않았다. 또한, 수지의 평균분자량이 100,000 이상이면, 잉크점도가 높아져, 인쇄에 적합하지 않고 1,3000 미만이면, 소성시 비산성이 악화된다. 즉, 상기 수지의 평균분자량은 100,000~1,3000이 바람직하며, 가장 바람직한 것은 제5도에 도시한 바와 같이 40,000~1,300이다. 상기 수지의 함유량이 전체 잉크량의 15㎛ 이상이면, 잉크점도가 너무 높아져서, 인쇄에 적합하지 않게 된다. 즉, 수지의 함유량은 전체 잉크량의 2~15wt%가 바람직하며, 가장 바람직한 것은 제4도에 도시한 바와 같이 2~10wt%이다.

도전성 금속분말로서, 실시예 1,2,7에서는 구리를, 실시예 3,4에서는 금을, 실시예 5,6에서는 은을 사용하였으나, 이들로 제한되지 않으며, 예를들면, 실시예 3, 5에 구리분말을, 실시예 1,2,5,6,7에 금분말을 실시예 1,2,3,4,7에 은분말을 사용할 수 있고 또한 도전성 금속분말을 혼합해서 사용해도 된다.

이러한 도전성 금속분말의 양은 전체잉크량의 78~86wt%가 바람직하다. 만약 이 범위보다 작으면, 소성후 후막의 조밀성이 충분하지 않게 된다. 이 범위보다 크면, 잉크점도가 커져, 인쇄에 적합하지 않게 된다. 도전성 금속분말의 평균입자직경은 0.05~3.0㎛가 바람직하다. 만약 평균입자직경이 0.05㎛ 미만이면, 전체입자의 표면적이 커져, 잉크내의 비히클의 함량이 증가되어야만 하므로, 도전성 금속의 함량이 낮아진다. 만약 평균입자직경이 3.0㎛ 이상이면, 소성시 조밀하게 되지 않아 시이트저항이 커진다.

비하클을 구성하는 유기용매로서, 실시예 1,2,3,4,5,6,7에서는 부틸카르비톨아세테이트를 사용하였으나, 이것으로 한정되지 않고, α-테르핀올, 부틸카르비톨, 2,2,4-트리메틸 1-3-히드록시펜틸이소부틸레이트, 2-부톡시에탄올 또는 2-에톡시에탄올을 단독으로 또는 혼합해서 사용해도 되며, 인쇄조건이나 건조조건에 맞추어서 사용하는 것이 가능하다.

전이금속산화물로서, 실시예 1,2,3,4,5,6,7에서는 산화아연을 사용하였으나 이것으로 한정되지 않고, 산화티탄, 산화제2크롬, 산화카드뮴 또는 일산화니켈을 단독으로 또는 혼합해서 사용해도 되며, 인쇄조건이나 건조조건에 맞추어서 사용하는 것이 가능하다. 상기 전이금속산화물의 함유량이 전체 잉크량에 대해서 0.6wt% 미만이며, 소성한 후막의 기판에의 접착강도가 낮아져, 약간의 외력만을 가해도 박리되었다. 따라서, 바람직한 함유량은 0.5~2.0wt%이며, 이때의 접착강도는 박리시험에도 충분히 견딜 수 있는 정도의 것이었다.

전체 잉크량에 대한 글라스스프릿량은 3~4wt%가 바람직하다. 3wt%가 미만이면, 소성된 후막의 기판에의 접착강도가 낮아져, 약간의 외력만을 가해도 박리되었다.

분산제량이 전체 잉크량에 대해서 0.5wt% 미만이면, 잉크의 분산성이 악화되어 보존안정성이 부족하며, 5.0wt% 이상에서는 소성후의 후막패턴중에 잔류하는 양이 많아져서, 시이트저항치가 높아졌다. 즉, 상기 분산제의 함유량은 전체 잉크량에 대해서 0.05~5.0wt%인 것이 바람직하다. 비산화성 분위기에 있어서의 소성을 고려하면, 산소농도가 10ppm 이상인 경우, 유기물이 비산하는 과정에 있어서 산소의 영향이 커지고, 도전성 후막중의 탄소 및 산소농도가 산화성 분위기에서의 소성과 같은 수준으로 되어, 산소농도가 10ppm 이하인 비산화성 분위기에서 소성된 도전성 후막중의 탄소 및 산소의 농도보다 약간 높았다. 따라서, 산소농도 10ppm 이상에서는 시이트저항치가 산화성 분위기에서 소성된 값과 같고, 산소농도가 10ppm 이하인 경우의 시이트저항치와 비교하면 2mΩ/

정도 높았다. 즉, 비산화성 분위기에서의 소성시, 산소농도는 10ppm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 구리인크의 소성은 통상 비산화성 분위기에서 행해지므로, 비산화성분위기에서 본 발명의 은잉크나 금잉크와 구리잉크를 공존시키는 것이 가능하다.

Claims

구리, 금 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 도전성 금속분말 78~86wt%; 글라스프릿 3~4wt%; 산화아연, 산화티탄, 산화제 2크롬, 산화카드뮴 및 일산화니켈로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전이금속산화물 0.5~2.0wt%; 폴리옥시에틸렌알킬의 인산에스테르 또는 폴리옥시에틸렌알킬알릴의 인산에스테르로 이루어진 분산제 0.05~5.0wt%; 및 중량평균분자량이 1,300~100,000이고, 유기용제 3~13wt%와, 폴리-α-메틸스티렌과 폴리이소부틸메타크릴레이트의 공중합체, 폴리-α-메틸스티렌, 폴리이소부틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체, 폴리-α-메틸스티렌과 폴리이소프로필메타크릴레이트의 공중합체, 폴리-α-메틸스티렌, 폴리이소프로필메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 유기바인더 2~15wt%로 구성된 비히클로 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 유기바인더가, 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%와 폴리이소-부틸메타크릴레이트 80~95wt%의 비로 이루어진 공중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 유기바인더가, 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%, 폴리-이소-부틸메타크릴레이트 60~90wt% 및 폴리메틸메타크릴레이트 20~25%의 비로 이루어진 공중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 유기바인더가, 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt% 및 폴리-이소-프리폴메타크릴레이트 80~95wt%의 비로 이루어진 공중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 유기바인더가, 폴리-α-메틸스티렌 5~20wt%, 폴리-이소-프로필메타크릴레이트 60~90wt% 및 폴리메틸메타크릴레이트 20~25wt%의 비로 이루어진 공중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 비히클을 구성하는 유기용매가 도전성 금속분말, 글라스프릿, 전이금속산화물의 총량에 대해서 중량비로 0.04~0.18인 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 도전성 금속분말의 평균입자직경이 0.05~3.0㎛인 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.
제1항에 있어서, 비히클을 구성하는 유기용매가, α-테르핀올, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 2,2,4-트리메틸 1-3-히드록시펜틸이소부틸레이트, 2-부톡시에탄올 및 2-에톡시에탄올중 적어도 1종류로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 잉크.