TWI674827B - 電子電路基板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

為了提供即便於常溫大氣壓下中製作也可安定地維持電路之傳導性等品質的可靠度高之電子電路基板，及可安定且有效率地製造該基板之電子電路基板的製造方法，本發明之電子電路基板具有以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物形成而成之印墨吸收層R，及使用導電性印墨形成圖案之電子電路C。此外，本發明之電子電路基板之製造方法具備下述步驟：將以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之液狀樹脂組成物塗布為層狀;使該液狀之樹脂組成物加熱乾燥而成為印墨吸收層R;及藉由印刷或轉印將由導電性印墨構成之電子電路C形成指定之電路圖案。

Description

電子電路基板及其製造方法
本發明係關於具有印墨吸收層及由形成圖案之導電性印墨構成之電子電路且可靠度高之電子電路基板與其製造方法。
印刷電子學(printed electronics)係使用印刷技術來形成電子電路或元件等，例如藉由將為印墨狀之機能性材料(導電性材料)，以印刷或轉印等塗布在基板之表面成圖案狀來進行者。印刷電子學並不一定需要真空裝置等之大規模且昂貴之製造裝置，故作為可以低成本來形成大面積之電子電路或元件之技術於近年來受到矚目。然而，習知之印刷電子學，其機能性材料(導電性材料)的煅燒經由達100～200℃以上之煅燒過程，故有無法將低熔點之基材，其中有如樹脂薄膜之可透過加熱來伸縮的材料作為基材使用的缺點。
對此，本案申請人們，在開發塗布後不需要煅燒之導電性印墨(奈米印墨組成物：參照專利文獻1)的同時，提出了一種電子電路基板之製造方法可使用此奈米印墨組成物而有效率且安定地於紙或樹脂薄膜等之「不耐熱」之軟性基材上形成具有充分之傳導性的圖案狀之電子電路(日本特願 2014-204612)。
根據此電子電路基板之製造方法，不需要經過煅燒過程，故全部製造步驟可於不會使紙或樹脂薄膜等材料發生伴隨著永久變形之熱伸縮或變形的溫度下進行。此外，於常溫空氣中藉由柔版印刷等在基材上塗布上述奈米印墨組成物且於40℃以下使該塗布之奈米印墨組成物乾燥並固定化，故可於上述「不耐熱」之軟性基材上以高精度形成微細之圖案狀的電子電路。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
專利文獻1： 國際公開第WO 2011/114713號
［發明所欲解決之課題］ 而，以往於使用上述奈米印墨組成物、一般導電性印墨之印刷電子學，普遍在生產電子電路基板或進入大規模之生產前的試作等階段，使用噴墨印刷機將上述奈米印墨組成物等印刷於印刷相片用的噴墨用紙(例如厚的光澤相片紙)。
然而，本案發明者們嘗試在市面販售之各種噴墨印刷用紙上使用上述奈米印墨組成物等來印刷形成圖案狀之電子電路，發現會因用紙之種類使得電子電路之導電性有「變異」，隨著時間經過，有時會有無法維持作為電子電路(佈線)所必須的導電性的情況發生。為此，有藉由使用上述奈米印墨組成物等之導電性印墨於常溫大氣壓下之印刷法形成電子電路基板時，可安定且長期維持一定品質之通電性等之印刷(轉印)用之基材的開發需求。
本發明係以此等事項為鑑，目的為提供就算於常溫大氣壓下製作，也可確實維持電子電路之導電性，可靠度高之電子電路基板，及可安定且有效率地製造該電子電路基板之電子電路基板的製造方法。
［解決課題之手段］ 為了達成上述之目的，本發明之第一要項為一種電子電路基板，其具備： 印墨吸收層，由以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物形成; 及電子電路，形成有由導電性印墨構成之圖案。
此外，本發明之第二要項為一種電子電路基板之製造方法，其具備以下步驟： 將以聚乙烯縮醛樹脂作為主成份之液狀之樹脂組成物塗布為層狀; 使該液狀之樹脂組成物加熱乾燥而成為印墨吸收層; 及藉由印刷或轉印將由導電性印墨構成之電子電路形成為指定之電路圖案。
也就是說，本發明者們著眼於，在藉由印刷或轉印形成由導電性印墨構成之電子電路(導電性印墨層)時，使用市面販售之噴墨用紙(光澤相片紙等)作為基材(電路之支撐體)或載體(之後會剝離，搬運用之支撐體)的情況下發生之電子電路的導電性之變異，進行研究。此過程中，上述市面販售之噴墨印刷用紙等為了幫助印墨之呈色或固定化，而於噴墨印刷用紙等之表面(被印刷面)，藉由塗布(coating)或表面處理形成可吸收接受印刷之顏料印墨或染料印墨之溶劑的吸收層(印墨吸收層)，推測該吸收層可能與上述導電性的變異有關。然後，著眼於上述噴墨印刷用紙等之吸收層之成分更進一步地重複研究之結果指出，為了提高顏料、染料印墨之呈色性，提升印墨之耐水性及耐候性，上述市面販售之噴墨印刷用紙的吸收層中含有「陽離子性之物質」(四級銨鹽或陽離子性矽酸膠(colloidal silica)、受阻胺化合物等之陽離子性成分)，該「陽離子性之物質」會隨著時間經過吸濕，或產生氯等而導致在上述印墨吸收層上印刷之電子電路(導電性印墨層)之導電性的低落，或破壞與基材之間之絕緣性等。
此處，本發明者們以上述知識為基礎更進一步地研究，探討為了藉由塗布形成吸收層而使用之多種的樹脂之中，具有適當之吸水性(印墨溶劑之吸收性)，且不含有如上述陽離子性的物質(陽離子性成分)，具備作為印刷用基材(載體)之適當的物性且和以往廣泛作為基材使用之樹脂薄膜(例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜等)之親和性高之塗布用之樹脂。其結果，藉由重複的實驗與試作從多數的候選者中發現「聚乙烯縮醛樹脂」為最適合使用作為吸收層之樹脂，而達成了本發明。
其中，上述「以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物」係指以將各種醛類與聚乙烯醇(PVA)反應製作之聚乙烯乙醯縮醛(PVAA)樹脂、聚乙烯縮甲醛(PVF)樹脂、聚乙烯縮丁醛(PVB)樹脂等之總稱的「聚乙烯縮醛樹脂」作為主成分者，於本發明中係指在基材或載體之表面上成形為「層」狀或「膜」狀者。 此處，主成分係可指占有全部樹脂之過半含量之成分，也包含全部僅由主成分構成之情況的含意。
［發明之效果］ 本發明之電子電路基板係具備： 印墨吸收層，由以不含有如上述陽離子性之成分的聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物形成;及 電子電路，形成了由導電性印墨構成之圖案。 藉由此構成，可抑制本發明之電子電路基板發生電子電路部分之不導通部分(也就是說斷線等之不良狀況)，可成為能長期維持其性能之電子電路基板。
此外，本發明之電子電路基板中，上述導電性印墨為含有金屬粒子之奈米印墨組成物，因為不須對基材施以為了使導電性印墨乾燥等之高熱便可完成使上述電子電路以指定之圖案在基材上固定化。因此，本發明之電子電路基板係即便使用會因熱而有大幅伸縮之樹脂薄膜等之軟性基材作為基材時，也可製作出導電性等之性能不會變異之高品質的電子電路基板。
其中，本發明之電子電路基板的上述奈米印墨組成物之中適宜採用含有金屬奈米粒子、有機π共軛系配位子及溶劑之組成物。此外，上述聚乙烯縮醛樹脂之中，適宜採用部分亞苄基化聚乙烯醇(聚乙烯乙醯縮醛樹脂的一種)。
另一方面，本發明之電子電路基板之製造方法係具備以下步驟： 將以不含有陽離子性之成分之聚乙烯縮醛樹脂作為主成份之液狀之樹脂組成物塗布為層狀; 使上述液狀之樹脂組成物加熱乾燥而成為印墨吸收層; 及藉由印刷或轉印將由導電性印墨構成之電子電路形成為指定之電路圖案。 藉由此組成，本發明之製造方法係可有效率地獲得可長時間維持電子電路之導電性等之性能且品質安定之電子電路基板。
此外，本發明之電子電路基板之製造方法之中，尤其上述導電性印墨為含有金屬粒子之奈米印墨組成物，且具備形成上述電子電路之步驟後使上述奈米印墨組成物乾燥並固定化之步驟，即便使用「不耐熱」的軟性基材作為上述電子電路基板之基材時，在此基材不會伴隨著不可逆性的溫度應變或過度之熱伸縮的溫度環境下，可在上述印墨吸收層之表面上依照所需之圖案正確且安定形成導電性等之性能不會變異之高品質的電子電路。不僅如此，本發明之電子電路基板之製造方法於其步驟中並不一定需要真空裝置或為了加熱煅燒之爐等昂貴裝置，故有能夠以少量初期投資及運轉成本來進行製作的優點。
其中，於本發明之電子電路基板之製造方法之中，作為上述奈米印墨組成物，適宜採用含有金屬奈米粒子、有機π共軛系配位子及溶劑之組成物。此外，作為上述聚乙烯縮醛樹脂，適宜採用部分亞苄基化聚乙烯醇(聚乙烯乙醯縮醛樹脂的一種)。
此外，本發明之電子電路基板之製造方法係不僅限於將上述所需圖案之導電性印墨僅印刷或轉印一次的情況，亦包含在基材上之相同區域，分開數次(重複好幾次) 積層的情況。此外，該情況，要每印刷、轉印一次便進行乾燥(固定化)，或者將數次之印刷、轉印份量之導電性印墨一起乾燥(固定化)，可因應印刷、轉印後之基材之表面狀態適當決定。
接著，藉由圖示來針對本發明之實施形態進行詳細地說明。其中，於各圖之基材、印墨吸收層或電子電路(由導電性印墨層構成之佈線)等以強調其厚度之方式來描繪。
圖1係展示本發明之第1實施形態的電子電路基板1的構成圖，圖2係展示從上述電子電路基板1將電子電路製作後，運送用基材(載體F)剝離而得之第2實施形態之電子電路基板2之構成圖。此等第1、第2實施形態之電子電路基板1、2係以印墨吸收層R與電子電路C作為主體結構，印墨吸收層R由以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物形成而成，電子電路C在此印墨吸收層R上形成而成，而第1實施形態(圖1)中，在上述電子電路基板1的下側(背側)配置了由紙(製紙)或樹脂薄膜等構成之基材B作為支撐此等電子電路C及印墨吸收層R之支撐體。
詳細地說明本發明之實施形態中使用之各構成構件。首先，印墨吸收層R係將於聚乙烯縮醛樹脂於水系(混合系)之溶劑中分散而得之液狀的樹脂組成物塗布於基材或載體F等之一面上並使其乾燥而成者，且會成為具有指定厚度之層狀(或被膜狀)，而形成上述之印墨吸收層R。其中，作為塗布上述液狀之樹脂組成物之方法，桿塗布機、旋轉塗布機等只要是可獲得均勻之塗布厚度之塗布方法即可，可使用任意之塗布方法。此外，塗布為圖案狀時，也可使用噴墨、柔版印刷等之印刷法。
構成上述印墨吸收層R之主成分(超過樹脂部分全體之一半以上)之聚乙烯縮醛樹脂通常係使甲醛、丁醛、苯甲醛等之醛類與聚乙烯醇(PVA) 反應而製成，且係聚乙烯乙醯縮醛(PVAA)樹脂、聚乙烯縮甲醛(PVF)樹脂、聚乙烯縮丁醛(PVB)樹脂等在樹脂(聚合物)之末端具有羥基、乙醯基、甲醛基、丁醛基、亞苄基等者。具體而言，可舉出S-LEC(註冊商標)BL-1、BL-2、BL-5、BL-10、BM-1、BH-1、BX-1、KS-1、KS-3、KX-1、KX-5、KW-1、KW-3、KW-10(以上為積水化學工業公司製)、MOWITAL(註冊商標)B14S、B16H、B20H、B30T、B30H(以上為KURARAY CO., LTD.製)等。其中，尤其宜為部分亞苄基化聚乙烯醇(聚乙烯乙醯縮醛樹脂)，可適宜使用上述S-LEC(註冊商標)KX-1、KX-5等。
此外，作為構成上述印墨吸收層R(樹脂組成物)之聚乙烯縮醛樹脂以外之樹脂(副成分)，可添加與上述聚乙烯縮醛樹脂同樣地不含有陽離子性之物質(陽離子性成分)之聚酯(PE)系、聚乙烯醇(PVA)系、丙烯酸系等之樹脂。其中，作為副成分之聚乙烯縮醛樹脂以外之樹脂的添加量相對於全部樹脂為50重量%以下。
其中，構成上述印墨吸收層R之以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物，於塗布前之液狀樹脂組成物(清漆，varnish)之狀態含有水或水混合溶劑、醇或醇混合溶劑等作為樹脂之分散劑。做為水以外之成分，可舉出醇類、醚類、酯類、酮類、醯胺類等。其中，以價格低廉且操作容易之水/醇類之混合系較為理想。進一步地，在此類溶劑中，作為特別適宜之溶劑，可使用水/異丙醇混合溶劑(水/異丙醇=70/30～30/70)。
此外，上述以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物，通常製備成：在塗布前之液態狀態，樹脂成分(固體成分)相對於樹脂+溶劑為5～20wt%，黏度為100～10000mPa‧s。接著，上述印墨吸收層R，係藉由對塗布後之液狀樹脂組成物以80～120℃左右之溫度加熱約1～10分鐘使上述溶劑蒸發，而成為僅由不含有陽離子性之物質(陽離子性成分)之樹脂構成之層(固相)，形成印墨吸收層R。
接著，針對電子電路C進行說明。上述電子電路C係使用印刷或轉印等之方法，將含有金屬粒子等之導電性印墨塗布在上述印墨吸收層R之一面上並乾燥為所需之電路圖案(俯視圖)者，為具有指定厚度之層狀(或被膜狀)。此外，作為設置上述電子電路C之方法，除了噴墨印刷以外，還可使用活版印刷、柔版印刷等凸版印刷、照相凹版印刷等凹版印刷、膠版印刷、凹版膠版印刷等平板印刷、網版印刷等孔版印刷或藉由手寫描繪電路圖案等任一方法。
作為構成上述電子電路C之導電性印墨可使用以金屬奈米粒子、黏結劑及水作為主成分者(低溫煅燒型之水性導電性印墨)、不需要進行煅燒之導電性印墨(含有金屬奈米粒子之奈米印墨組成物：參照專利文獻1)。
上述低溫煅燒型之水性導電性印墨宜使用例如使用銀粒子作為金屬奈米粒子者。上述金屬奈米粒子其粒子形狀為球狀、片狀、鱗片狀等，加熱(煅燒)前之平均粒徑(或平均圓相當直徑)為0.2～100nm之範圍內者較理想。
此外，作為上述水性導電性印墨之黏結劑，可使用例如使用丙烯酸系、乙酸乙烯酯系、聚乙烯醇系之類具有親水性之樹脂等構成者、或在銀粒子周圍有(作為保護膠體)之胺系分子形成配位基之有機錯合物等。而且，於上述水性導電性印墨，該黏結劑與上述銀粒子以水作為溶劑(分散溶劑)均勻地分散，其黏度調整為0.5～1000mPa・s。其中，使用噴墨印刷時，即便於印墨固體成分相同之情況，仍將其黏度調低。此外，水性導電性印墨可因應需求添加塑化劑、潤滑劑、分散劑、塗平劑、消泡劑、抗氧化劑等各種添加劑。
作為上述不需要煅燒之導電性印墨(奈米印墨組成物)，可列舉含有金屬奈米粒子(奈米大小(1nm以上未達1000nm)之金屬粒子)、有機π共軛系配位子及溶劑者且上述有機π共軛系配位子對上述金屬奈米粒子π鍵結，藉由強力之π鍵結及粒子間的接近而具有導電性之印墨組成物。
作為使用於上述金屬奈米粒子之金屬，可使用金、銀、銅、鉑、鈀、鎳、釕、銦、銠之中任一種，或混合任兩種以上金屬使用。於上述金屬奈米粒子之奈米印墨組成物中之含量宜為0.1～20wt%，更宜為0.5～10wt%。
此外，作為構成上述奈米印墨組成物之有機π共軛系配位子，可舉例如具有胺基、氫硫基、羥基、羧基、膦基、膦酸基、鹵素基、硒醇基、硫醚基、硒醚基(配位在金屬奈米粒子表面上之取代基)之中任一種或多種之取代基者，或具有胺基、烷胺基、醯胺基、醯亞胺基、膦酸基、磺酸基、氰基、硝基(使金屬奈米粒子可溶於含水溶劑及醇溶劑中之取代基)及其鹽類之中任一種或多種之取代基者。
另外，作為適宜構成上述奈米印墨組成物之溶劑，可舉出水或水混合溶劑、醇或醇混合溶劑等。其中，做為水以外之成分可列舉醇類、醚類、酯類、酮類、醯胺類等，但宜為醇類、更宜為碳數為1～10之醇類。在此類溶劑之中，作為溶劑尤其宜可使用甲醇、乙醇、2-乙氧基乙醇、乙二醇、丙二醇。其中，上述奈米印墨組成物適宜之黏度為0.001～5Pa‧s左右，更宜為0.01～4Pa‧s。
作為上述奈米印墨組成物之具體例，考慮到成本或處理(操作)容易度，及保存安定性等，適宜採用奈米銀膠態印墨(商品名： DryCure，COLLOIDAL INK Co., Ltd.製)。
此外，上述電子電路C係藉由下述方法形成而成： 將上述導電性印墨(低溫煅燒型之水性導電性印墨，或不需要煅燒之奈米印墨組成物)藉由噴墨印刷或使用柔版之轉印等，使其塗布於上述印墨吸收層R上作為指定之電路圖案的導電性印墨層(液相)後，使其加熱乾燥而使電子電路(佈線)間形成電性導通之狀態。
最後針對支撐上述印墨吸收層R及在其上積層之電子電路C的基材B進行說明。作為此基材B，考慮到與構成上述印墨吸收層R之樹脂組成物之間的相容性及密合性，適宜使用藉由紙(製紙)、電漿處理、電暈放電處理、軟X射線照射或紫外線照射等表面改質後之樹脂薄膜層。作為構成薄膜之素材(材料)，可舉出聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚酯(PE)樹脂、聚丙烯(PP)樹脂、聚醯亞胺(PZ)樹脂、聚醯胺(PA)樹脂等之軟質樹脂。其中，考慮到成本面或操作容易性等，適宜使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂製之薄膜，特別適宜使用其表面經電暈放電處理後之PET樹脂製之薄膜。
除了上述各樹脂以外，雖然會損及基材之柔軟性，也可使用環氧樹脂或酚樹脂等之硬質樹脂、玻璃或金屬等。另外，即便為皮革、皮膚或人工皮膚、由食物纖維或纖維素奈米纖維構成之薄膜、由微生物、細菌等生產之來自動物之薄膜、來自樹木或蔬菜等之植物之薄膜等特別容易受到熱的影響，或於特殊環境下會使其特性劣化的材料，只要是可維持薄膜形狀之素材(材料)即可使用作為本發明之電子電路基板之基材。
其中，上述基材B有時係如第2實施形態(圖2中，表示為載體F)，係於製作電子電路C時提供暫時的支撐後便剝離之作為基板搬運用之「載體」。此情況下，與上述印墨吸收層R之間之相容性或密合性並不成問題，故上述載體F之材料係可從離型性優良之矽樹脂等更廣範圍的材料中選擇。
此外，第1實施形態之電子電路基板1的製造方法係如圖1所示，首先將由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂構成之基材B放置於平坦面上，將以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之液狀之樹脂組成物藉由桿塗布機等塗布為指定之厚度，在基材B上形成由上述液狀之樹脂組成物構成之層(膜)。接著，將由此液狀之樹脂組成物構成之層加熱，使上述液狀之樹脂組成物中含有之溶劑蒸發，製作由樹脂組成物(固相)構成之印墨吸收層R。其中，製作之印墨吸收層R(樹脂組成物層)之厚度通常設定為0.1～30μm之範圍，宜為1～10μm之範圍。
接著，將上述形成了印墨吸收層R之基材B設置於柔版印刷機，於裝置附的印墨槽中填充指定之奈米印墨組成物(奈米銀膠態印墨，商品名： DryCure，COLLOIDAL INK Co., Ltd.製) 做準備。其中，為了預先防範上述奈米銀膠態印墨之柔版印刷機上之預期外的乾燥，宜在製造開始前於此柔版印刷機的周圍使用加濕器或空調等加濕調整環境為60%RH以上。
接著，準備好已形成指定電路圖案之印墨保持部之柔板印刷版，將其設置於印版輥筒，啟動柔版印刷機，使上述印版輥筒回轉，在將上述奈米銀膠態印墨保持於印刷板的同時，將上述保持印墨之印刷板密接於形成了印墨吸收層R之基材B，使奈米銀膠態印墨以指定之圖案狀轉印於印墨吸收層R之表面。
之後，將於印墨吸收層R之表面轉印了奈米銀膠態印墨的基材B移動至其他平坦之地方等，使由上述奈米銀膠態印墨構成之導電性印墨層(液相)乾燥(固定化或被膜化)，而可獲得第1實施形態之電子電路基板1(具有電子電路C之基板B)。製作之電子電路C(導電性印墨層)之厚度通常設定為0.05～20μm之範圍，宜為0.5～10μm之範圍。
其中，上述導電性印墨層之乾燥係可為自然乾燥，但只要是為不會生成不可逆性之熱應變的溫度範圍即可，也可使用送風機或溫風乾燥機等來達成縮短乾燥時間。此外，在不會使基材生成不可逆性之熱應變之溫度範圍內，也可利用紅外線燈、溫熱燈、太陽光等之熱源、超音波、高頻電流等高頻加熱等間接性的照射加熱法。
另外，於導電性印墨層之乾燥後，在上述導電性印墨層(電子電路C)之膜厚達不到指定膜厚時，可於相同位置重複進行奈米銀膠態印墨的轉印來獲得具有如同設定之膜厚的導電性印墨層(電子電路C)。此外，此製造方法中雖然使用柔板印刷板形成導電性印墨層(電子電路C)，理所當然地即便使用習知之噴墨印刷等也可形成導電性印墨層(電子電路C)。
藉由上述製造方法製作之電子電路基板1係在由以不含有陽離子性之成分之聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物形成而成的印墨吸收層R上，形成由奈米銀膠態印墨構成之圖案之導電性印墨層(電子電路C)。因此，第1實施形態之電子電路基板1在電子電路C部分不會有斷線等之不良現象的發生，能保證其導電性等之性能而為高品質之電子電路基板。
此外，藉由上述電子電路基板1之製造方法，即便為使用樹脂製等之「不耐熱」的軟性基材作為基材B時，藉由於該基材B不會伴隨著不可逆性的溫度應變或過度之熱伸縮的溫度環境下製造，可於印墨吸收層R之表面上使上述由奈米銀膠態印墨構成之導電性印墨層(電子電路C) 正確且有效率地形成指定之圖案。
接著說明如圖2所示之第2實施形態之電子電路基板2。上述電子電路基板2係，藉由與上述第1實施形態同樣的製造方法製作具有基材(作為搬運支撐體之載體F)之電子電路基板後，使該載體F剝離，成為僅由印墨吸收層R與電子電路C構成之電子電路基板2。
其中，於電子電路基板2之印墨吸收層R係為了在載體F剝離後支撐電子電路基板2之形狀，形成的厚度比第1實施形態之電子電路基板1更厚，其厚度(層厚)通常設定為1～1000μm之範圍，宜為10～200μm之範圍。
此外，如同先前描述，可使用作為載體F之基材係相較於與上述印墨吸收層R之間的相容性或密合性，更優先考慮剝離之容易性來決定，故宜使用矽樹脂製等基材。除此以外之構成，與上述第1實施形態之電子電路基板1相同。
此外，上述電子電路基板2也與上述電子電路基板1相同，在由以不含有陽離子性之成分之聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物構成之印墨吸收層R上，形成圖案狀之導電性印墨層(電子電路C) 。藉由此構成，上述電子電路基板2係可達到與第1實施形態相同之效果。也就是說，電子電路C部分不會有斷線等之不良現象的發生，使電子電路基板2可保證導電性等之性能，為高品質之電子電路基板。
接著，說明如圖3所示之第3實施形態之電子電路基板3。上述電子電路基板3係使用與第1實施形態相同之基材B，在其上藉由噴墨或柔版印刷等形成由聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物構成之印墨吸收層R之圖案的同時，在該圖案狀之印墨吸收層R上，使用噴墨或柔版印刷等，將導電性印墨層(電子電路C)形成與印墨吸收層R相同之圖案。除此以外之構成與上述第1實施形態相同。
另外，說明如圖4所示之第4實施形態之電子電路基板4。上述電子電路基板4係，使用與第1、第3實施形態相同之基材B，在其上藉由噴墨或柔版印刷等形成由以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物構成之印墨吸收層R之圖案的同時，從該圖案狀之印墨吸收層R之上方，使用桿塗布機或旋轉塗布機等，整面塗布導電性印墨，藉由導電性印墨層被覆(coating)住印墨吸收層R及基材B之露出部分者。除此以外之構成與上述第1、第3實施形態相同。其中，我們知道於基材B之露出部分(相鄰之印墨吸收層R彼此之間)塗布之導電性印墨並未展現其導電性。也就是說，於此實施之型態之中，電子回路C與印墨吸收層R形成同樣之圖案。
藉由此第3、第4實施形態，可達成與上述第1實施形態相同的效果。其中，第3、第4實施形態之電子電路基板3、4係因為沒有取代基材B之形狀支撐元件，無法如同第2實施形態般將此基材B作為搬運支撐體之載體F來使用，基材B無法從電子電路基板上剝離。
接著說明如圖5所示之第5實施形態之電子電路基板5。上述電子電路基板5係將第2實施形態之電子電路基板2的基板上下顛倒(印墨吸收層R與電子電路C之製作順序也顛倒)製作而成者。也就是說，上述電子電路基板5係使用與第2實施形態相同之載體F，在其上藉由噴墨或柔版印刷等首先形成導電性印墨層(電子電路C)之圖案，接著使用桿塗布機或旋轉塗布機等，以被覆住上述導電性印墨層(電子電路C)及露出之載體F的形態，被覆由以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物構成之印墨吸收層R者。
此外，上述電子電路基板5係於基板製作後從載體F上剝離，如同圖5下方之圖將上下回復原狀，於導電性印墨層(電子電路C)露出的面安裝電子零件等。除此以外之構成與上述第2實施形態相同。藉由此第5實施形態，也可達成與上述第1、第2實施形態相同之效果。其中，上述印墨吸收層R係與第2實施形態相同，將印墨吸收層R形成為比其他之電子電路基板1、3、4形成者厚很多以發揮作為在載體F剝離後支撐基板形狀之元件之功能。
接著，將針對實施例與比較例一併說明。然而，本發明並非僅限於以下之實施例。 [實施例1]
在作為基材之PET製薄膜上，形成由各種樹脂組成物構成之印墨吸收層，於該印墨吸收層上製作由奈米印墨組成物(奈米銀膠態印墨)構成之導電性印墨層(電子電路)，測定上述電子電路之電阻值(導電性)，並確認各種樹脂組成物之「作為印墨吸收層之適性」。
使用之各材料的詳細內容，如以下所述： [基材] PET薄膜，厚度：100μm，其中一面以易黏著用之電暈處理。[東洋紡公司製，高透明聚酯薄膜，COSMOSHINE(註冊商標)，產品編號：A4100]
[奈米印墨組成物](奈米銀膠態印墨) COLLOIDAL INK Co., Ltd.製，銀奈米印墨DryCure Ag-J 成分：銀粒子-粒徑1～100nm(平均粒徑：15nm)，有機π共軛系配位子，以水作為主成分之溶劑 固體成分：5～20wt% 黏度：1～2000mPa‧s
使用以下聚合物作為形成印墨吸收層之樹脂組成物。其中，聚合物B係使用於下述之實施例2中。 ＜聚合物A＞(主成分) 聚乙烯縮醛(部分亞苄基化聚乙烯醇之水/異丙醇溶液)[積水化學工業公司製，丁醛樹脂S-LEC(註冊商標)KX-5，樹脂固體成分：8±2wt%，黏度：3000±1500mPa‧s] ＜聚合物B＞(主成分) 聚乙烯縮醛(部分亞苄基化聚乙烯醇之水/異丙醇溶液)[積水化學工業公司製，丁醛樹脂S-LEC(註冊商標)KX-1，樹脂固體成分：8±2wt%，黏度：10000±6000mPa‧s]
＜聚合物X＞(副成分) 聚酯系樹脂(水分散體)[高松油脂公司製，PESRESIN A-640，樹脂固體含量：25wt%，黏度：50mPa‧s以下] ＜聚合物Y＞(副成分) 聚乙烯醇系樹脂(水溶液)[皂化度：88mol%，黏度：5mPa‧s]
[印墨吸收層之製作] 將上述基材(PET薄膜)放置於平坦之地方後，以桿塗布機塗布液狀之各樹脂組成物。之後，將由樹脂組成物構成之層連同基材於100℃之爐中加熱2分鐘使其乾燥，製作分別僅由聚合物A(實施例1)、聚合物X(參考例1)、聚合物Y(參考例2)構成之印墨吸收層(膜厚8μm)。
[電子電路之製作] 於獲得之印墨吸收層上，使用桿塗布機，將上述之奈米印墨組成物(奈米銀膠態印墨)塗布為寬5mm、長100mm以上之帶狀，連同基材於40℃之爐中加熱20分鐘乾燥，獲得實施例1、參考例1、參考例2之電子電路基板。其中，將不塗布樹脂組成物，直接於基材上以相同條件塗布奈米銀膠態印墨且乾燥之電子電路基板作為「參考例3」。也就是說，參考例3係不具有印墨吸收層。
[電阻值之測定] 使用試驗機(CUSTOM corporation.製數位試驗機)，將其兩支探針於上述帶狀(長度100mm以上)之長度方向以相離10mm之間隔接觸，測定各電子電路基板之電阻值(Ω/cm)。其中，電阻值的變異大，故測定係於長度方向上改變位置進行數次，以測定之電阻值中的最大值作為該電子電路基板之電阻值。結果如「表1」所示。
【表1】
由上述表1，發現將聚乙烯縮醛樹脂作為主成分之樹脂組成物用於印墨吸收層之實施例1的電子電路基板展現良好之導電性。此外，確認即使直接於沒有印墨吸收層之基材上塗布奈米印墨組成物(參考例3)仍不展現導電性。又，雖然未記載於表中，除了上述聚酯系樹脂(聚合物X：參考例1)、聚乙烯醇系樹脂(聚合物Y：參考例2)以外，使用了不含有陽離子系成分之丙烯酸系樹脂、羧基改性丙烯酸系樹脂、聚丙烯醯胺系樹脂、胺甲酸酯系樹脂、酯型胺甲酸酯系樹脂等作為形成印墨吸收層使用之樹脂組成物來製作電子電路基板(試驗用)，但不管何者，於印墨吸收層上形成之導電性印墨層(電子電路)皆未展現電導通。
[實施例2～6、比較例1～3] 接著，針對使用了於上述聚乙烯縮醛樹脂(主成分)混合其他樹脂(副成分)之系作為形成印墨吸收層用之樹脂組成物的實施例進行說明。
檢查在上述實施例1中已確認效果之「聚乙烯縮醛樹脂」中混合不具展現導電性之效果的其他樹脂直到多少之混合比例還可保持上述「展現導電性印墨之導電性的效果」。藉此，可期待改良上述聚乙烯縮醛樹脂之相容性或密合性，本發明之電子電路基板可適用於更多樣之基材的可能性提高。
使用之各材料與上述實施例1相同。然而，使用聚合物B來替換於實施例1之聚合物A作為混合系之基質的聚乙烯縮醛樹脂。此外，聚合物X、Y(副成分)相對於聚合物B之混合，係將各樹脂以後方記載之「表2」、「表3」所示的重量份比率混合而將樹脂全體作為100重量份，並使樹脂分散於溶劑中，使樹脂組成物(液狀狀態)中之樹脂固體成分(8wt%)成為一定。
[印墨吸收層之製作] 與上述實施例1同樣，將基材(PET薄膜)放置於平坦之地方後，以桿塗布機塗布製備之液狀的各樹脂組成物。之後，將由樹脂組成物構成之層連同基材於100℃之爐中加熱2分鐘乾燥，製作在實施例2(聚合物B)、實施例3、4(聚合物B+X)、聚合物5、6(聚合物B+Y)與比較例1、2(聚合物B+X)、比較例3(聚合物B+Y)使用之印墨吸收層(膜厚8μm)
[電子電路之製作] 除了使用之印墨吸收層相異以外，以與上述實施例1相同方法來製作實施例2～6及比較例1～3之電子電路基板(電子電路之厚度：3μm)。
接著，各電子電路基板之「電阻值之測定」方法也與上述實施例1相同。測定之結果如下方記載之「表2」、「表3」所示。
【表2】
【表3】
從上述表2、3，於聚合物B(聚乙烯縮醛樹脂)占樹脂全體超過一半(50wt%)以上之實施例3～6之電子電路基板中，即便添加其他樹脂為聚合物X或聚合物Y之中的任一者，在導電性印墨層(電子電路)之導電性之展現方面皆沒有問題。相對於此，聚合物B之比率為樹脂全體之低於一半(50wt%)以下之比較例1～3之電子電路基板中，導電性印墨之導電性的展現並不充分，導電性印墨層(電子電路)之導電性有低劣的趨勢，即便安裝電子零件也有相當高的可能性無法發揮功能。
接著，針對將上述「實施例1」中製作之電子電路基板之相同物品放大進行製作之實施例進行說明。
首先，使用上述實施例1中使用之各材料，藉由相同方法於PET薄膜基材上製作200mmx300mm方形之大型的印墨吸收層。接著，於上述印墨吸收層之上，使用柔版印刷機，將由奈米印墨組成物構成之導電性印墨層(電子電路)轉印為指定之電路圖案，使導電性印墨層乾燥，製作電子電路基板。
使用之奈米印墨組成物為柔版印刷用級者。 [奈米印墨組成物](奈米銀膠態印墨) COLLOIDAL INK Co., Ltd.製，銀奈米印墨DryCure B 成分：銀粒子-粒徑1～100nm(平均粒徑：15nm)，有機π共軛系配位子，以水作為主成分之溶劑 固體含量：20wt%，黏度：152mPa‧s
藉由柔版印刷之加工(轉印)條件如下述。 [柔版印刷機] KOMURA-TECH CO.,LTD製 Smart Labo-III(註冊商標) [柔版印刷版] KOMURA-TECH CO.,LTD製 聚酯系橡膠製樹脂凸版 型：T-YP400V 版厚-2.84mm 600線/吋 硬度：40～70度(蕭氏A硬度) 印刷用印墨保持部之印墨保持量：4ml/m2 (調整幅度：1～5ml/m2 ) 其中，印刷版表面係形成寬1mm之電子電路圖案之印墨保持部。 [網紋輥](anilox roll) 200 線/吋 (100～600線/吋) 槽容量(槽容積)：8ml/m2 (調整幅度：1.5～50ml/m2 )
＜柔版印刷條件＞ ・印刷速度(印刷載台移動量)：18m/分 ・網紋輥速度：25m/分(圓周速度) ・網紋輥-印刷版間 夾持寬度：8mm(調整幅度：4～8mm) ・印刷版-基材間 夾持寬度：10mm(調整幅度：8～12mm) ・印刷室之環境(一般大氣) 溫度：15～30℃ 濕度：40～70%RH 其中，為了確保電子電路之厚度(膜厚)，故印刷(轉印)於相同位置(圖案)重複進行三次。
・印刷後之乾燥條件 風乾：溫度23℃ (大氣壓下自然乾燥)：30秒～60分鐘 其中，吹送溫風來促進導電性印墨層(奈米印墨組成物)乾燥時，調整成使溫風之溫度及基材之溫度維持為70℃以下。
[電子電路之電阻值] 於電子電路之佈線圖案之中央附近，使用試驗機(CUSTOM corporation.製數位試驗機)，測定形成寬1mm之電子電路(佈線)之兩點間(距離：10mm)之電阻值(Ω)。結果，當導電性印墨層(電子電路)之厚度為2μm時，電阻值為15Ω。
[電子電路之運作試驗] 使用上述「電阻值」試驗中確認有導電性之電子電路基板，於該電子電路(佈線)之指定位置(凸塊(bump)等)，使用導電性糊劑(銀銅導電塗料，PLASCOAT co.,ltd製，PTP-1202G，覆銀之銅+1液型聚酯樹脂黏結劑，常溫乾燥常溫硬化 有機溶劑型)安裝IC、LED等之電子零件，接上電源。結果為可目視確認上述LED於指定圖案上閃爍，確認電子電路有發揮其功能。
於上述實施例中，展示本發明之具體之形態，但上述實施例係僅為單純之示例，並非為限定性之解釋。對於該技術領域中具有通常知識者而言顯而易見之各種變化，均意欲包括於本發明的範圍內。
［產業上利用性］ 本發明之電子電路基板，係於電子電路部分不會發生斷線等不導通之部分，為經長時間仍可維持其性能之可靠度高之電子電路基板。此外，本發明之電子電路基板之製造方法係，不只是紙製或樹脂製等之「不耐熱」的軟性基材，即便為皮革、皮膚或人工皮膚、由食物纖維或纖維素奈米纖維構成之薄膜、由微生物、細菌等生產之來自動物之薄膜、來自樹木或蔬菜等之植物之薄膜等於特殊環境下其特性會劣化之基材，也可於其表面上，安定且有效率地製作由奈米印墨組成物構成之電子電路。
C‧‧‧電子電路
R‧‧‧印墨吸收層
F‧‧‧載體
B‧‧‧基材
［圖1］本發明之第1實施形態之電子電路基板的構成的說明圖。 ［圖2］本發明之第2實施形態之電子電路基板的構成的說明圖。 ［圖3］本發明之第3實施形態之電子電路基板的構成的說明圖。 ［圖4］本發明之第4實施形態之電子電路基板的構成的說明圖。 ［圖5］本發明之第5實施形態之電子電路基板的構成的說明圖。

Claims (2)

  1. 一種電子電路基板，其特徵為具備：印墨吸收層，由以聚乙烯縮醛樹脂作為主成分且不含有陽離子性之成分的樹脂組成物形成；及電子電路，形成有由導電性印墨構成之圖案；其中該導電性印墨為含有金屬奈米粒子、有機π共軛系配位子及溶劑之奈米印墨組成物，且該聚乙烯縮醛樹脂為部分亞苄基化聚乙烯醇。
  2. 一種電子電路基板之製造方法，其特徵為具備下述步驟：將以聚乙烯縮醛樹脂作為主成份且不含有陽離子性之成分的液狀之樹脂組成物塗布為層狀；使該液狀之樹脂組成物加熱乾燥而成為印墨吸收層；及藉由印刷或轉印將由導電性印墨構成之電子電路形成為指定之電路圖案；其中該導電性印墨為含有金屬奈米粒子、有機π共軛系配位子及溶劑之奈米印墨組成物，且該聚乙烯縮醛樹脂為部分亞苄基化聚乙烯醇。
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