WO2013018253A1 - 感光性電磁波遮断インキ組成物、電磁波遮断硬化物、および電磁波遮断硬化物の製造方法 - Google Patents

感光性電磁波遮断インキ組成物、電磁波遮断硬化物、および電磁波遮断硬化物の製造方法 Download PDF

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WO2013018253A1
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electromagnetic wave
ink composition
electromagnetic
wave shielding
cured product
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昌吾 那須
瓜生 英一
大畑 久代
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パナソニック株式会社
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    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/32Radiation-absorbing paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D5/004Reflecting paints; Signal paints
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/16Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates the magnetic material being applied in the form of particles, e.g. by serigraphy, to form thick magnetic films or precursors therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0081Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/0092Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive pigments, e.g. paint, ink, tampon printing

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic wave shielding ink composition, an electromagnetic wave shielding cured material, and a method for producing an electromagnetic wave shielding cured material, which are used for suppressing electromagnetic interference caused by interference of unnecessary electromagnetic waves in an electronic device.
  • Electromagnetic noise refers to an unnecessary electrical signal that flows through an electronic circuit due to unnecessary electromagnetic waves emitted from an electronic device or the like. Electromagnetic noise can lead to failure of equipment malfunction. With the increase in frequency and integration of electronic circuit boards, electromagnetic waves from one circuit element in an electronic device may cause electromagnetic noise in another circuit element in the device, resulting in failure of the device. A similar phenomenon may occur between circuit boards in the same electronic device.
  • an electromagnetic wave absorbing and / or electromagnetic wave reflecting (or shielding) material for eliminating or reducing the influence of the electromagnetic wave is used for the electronic device.
  • the electromagnetic wave absorbing and / or electromagnetic wave reflecting material is provided, for example, in the form of a sheet, and is used, for example, so as to cover the whole or a part of the circuit board. It has also been proposed to apply a paste-like electromagnetic wave absorption and / or electromagnetic wave reflection material so as to cover a desired part (Patent Document 1).
  • the electromagnetic wave absorbing and / or electromagnetic wave reflecting material in the form of a sheet is affixed so as to cover the circuit element attached to the circuit board by cutting into an appropriate dimension according to the shape and dimensions of the circuit element, for example. Such cutting is cumbersome. In covering with a sheet, a gap is likely to be generated between the sheet and the circuit board, and electromagnetic waves may enter through the gap to cause a failure due to electromagnetic noise.
  • the paste-like electromagnetic wave absorption and / or electromagnetic wave reflection material as described in Patent Document 1 is usually used by being applied to a predetermined place by a device such as a dispenser, so that it is coated as compared with the sheet form.
  • a device such as a dispenser
  • the work is easy, and the gap between the electromagnetic wave absorbing and / or electromagnetic wave reflecting material and the circuit board after coating is less likely to occur.
  • the viscosity of the paste becomes high. It is difficult to apply a material having a high viscosity so as to cover only a specific small circuit element.
  • a paste-like electromagnetic wave absorbing and / or electromagnetic wave reflecting material having a high viscosity tends to increase in thickness after coating, and may be, for example, several mm or more.
  • the thick film is located on the surface of the circuit element, the heat generated from the circuit element is not released to the outside, and as a result, there arises a problem that the circuit element is deteriorated by heat.
  • the present invention makes it possible to cover only a specific circuit element on a circuit board with a composition having both electromagnetic shielding characteristics and absorption characteristics, and to release heat generated from the circuit element to the outside.
  • An object of the present invention is to provide an electromagnetic wave shielding material capable of covering a circuit element with a simpler process than the proposed material.
  • the present inventors have made various studies and found that applying a printing method by an ink jet method makes it possible to coat only a predetermined circuit element with an electromagnetic wave shielding material. . Furthermore, by making the ink composition containing the electromagnetic wave shielding material photosensitive, it has been found that the circuit element can be coated with the electromagnetic wave shielding material by a simpler process, and the present invention has been completed.
  • the present invention provides a photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition
  • a photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition comprising a photosensitive metal complex, conductive particles, soft magnetic particles, a resin, and a solvent.
  • electromagnetic wave shielding refers to the property of absorbing and / or reflecting electromagnetic waves.
  • Photosensitivity means that the property changes when irradiated with light.
  • the present invention also provides an electromagnetic wave shielding cured product including at least conductive particles and soft magnetic particles.
  • the electromagnetic wave shielding cured product When the electromagnetic wave shielding cured product is located on the surface of the object, it absorbs and / or reflects the electromagnetic wave that it has, thereby preventing the electromagnetic wave from reaching the object or reducing the electromagnetic wave reaching the object. be able to.
  • This electromagnetic wave shielding cured product is formed by coating the photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition of the present invention onto a circuit board by an inkjet method to form a coating film that covers one or more objects attached to the circuit board. And irradiating the coating with light.
  • the photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition of the present invention can form a coating film that tightly covers only one or a plurality of circuit elements, which should be prevented from reaching electromagnetic waves, along its shape by an ink jet method. And no gap is formed between the circuit element and the surface of the circuit board.
  • This coating film is cured by irradiation with light to give a film-like electromagnetic wave shielding cured product.
  • the film contains at least conductive particles and soft magnetic particles, and the conductive particles have high conductivity and thermal conductivity for the film. give. Therefore, the electromagnetic wave shielding cured product can release heat generated from the circuit element to the outside.
  • the photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition of the present invention can protect the circuit element from electromagnetic waves and reduce the damage caused by electromagnetic noise, and can dissipate heat from the circuit element to the outside.
  • the photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition of the present invention forms a film-like electromagnetic wave shielding cured product by an inkjet method and light irradiation, and can easily protect only the target circuit element from the electromagnetic wave. .
  • Sectional drawing which shows typically the electromagnetic wave shielding hardened
  • the side view which shows typically the method of forming the electromagnetic wave shielding hardened
  • the flowchart which shows one form of the method of forming the electromagnetic wave shielding hardened
  • the photosensitive electromagnetic wave shielding ink composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “ink composition”) includes at least a photosensitive metal complex, conductive particles, soft magnetic particles, a resin, and a solvent, and further includes a dispersion. And usually include an agent and a surface tension modifier. These components are described below.
  • a photosensitive metal complex is a compound in which a ligand is coordinated to a metal with a metal at the center, and has photosensitivity.
  • the photosensitive metal complex is irradiated with light, decomposition of the ligand or the like occurs, and after the irradiation with light, conductive particles are provided.
  • the photosensitive metal complex combines the conductive particles formed from this complex and the conductive particles previously contained in the ink composition, thereby curing the ink composition to form a hard film.
  • the conductive particles are, for example, metal particles or metal oxide particles.
  • nonmagnetic metal particles such as aluminum, copper, silver, indium, magnesium, tantalum, or zinc, or indium tin oxide, tin oxide, Metal oxide particles such as antimony tin oxide, zinc oxide, or aluminum zinc oxide are provided.
  • the photosensitive metal complex may provide one or more kinds of conductive particles.
  • the ink may contain only one type of photosensitive metal complex, or may contain two or more types.
  • the photosensitive metal complex may be, for example, an acetylacetone complex in which acetylacetonate is coordinated to a central metal selected from aluminum, copper, silver, indium, magnesium, tantalum, or zinc.
  • the photosensitive metal complex may be a complex in which other ⁇ -diketones are coordinated.
  • the ⁇ -diketone include benzoylacetone, benzoyltrifluoroacetone, benzoyldifluoroacetone, and benzoylfluoroacetone. is there.
  • the photosensitive metal complex may be a metal complex in which an organic amine is coordinated to a metal.
  • the organic amine that forms a complex with the metal is, for example, ethylamine, methylamine, butylamine, and triethanolamine.
  • the photosensitive metal complex is preferably dissolved in an organic solvent contained in the ink composition.
  • the stability of the ink composition is improved.
  • the photosensitive metal complex is preferably one that gives conductive particles having a particle size in the range of 10 nm to 300 nm by light irradiation.
  • a conductive material having a particle size in the range of 10 nm to 200 nm. More preferably, particles are provided.
  • the particle diameter is an average primary particle diameter of metal particles and oxide particles measured by a laser diffraction method, and indicates a median diameter D50 of the measured particle size distribution.
  • the photosensitive metal complex is preferably in a proportion of 5 to 50 parts by weight, when the photosensitive metal complex and the soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight in the ink composition. More preferably, it is contained in a proportion of 10 to 40 parts by weight.
  • the photosensitive metal complex becomes conductive particles in an electromagnetic wave shielding cured product (hereinafter also simply referred to as “cured product”) formed by irradiation of light, and bonds the conductive particles together.
  • the formed conductive particles serve to reflect electromagnetic waves in the cured product and impart conductivity to the cured product.
  • the ratio of the photosensitive metal complex in the ink composition is too small, the bonding between the conductive particles may be insufficient, and / or the conductivity of the cured product may be reduced.
  • the proportion of the photosensitive metal complex is too large, the proportion of other components may decrease, and an ink composition suitable for coating film formation by the ink jet method may not be obtained, or electromagnetic wave shielding by soft magnetic particles may occur. The effect may not be obtained sufficiently.
  • the conductive particles are used for imparting conductivity to the cured product. As described above, although the conductive particles are formed from the photosensitive metal complex, the conductive particles formed from the photosensitive metal complex alone cannot achieve sufficient conductivity. Contains conductive particles in advance.
  • the conductive particles are, for example, metal particles or metal oxide particles. Specifically, the conductive particles are nonmagnetic metal particles such as aluminum, copper, silver, indium, magnesium, tantalum, or zinc, or indium tin oxide, tin oxide, antimony tin oxide, zinc oxide. Or metal oxide particles such as aluminum zinc oxide. Two or more kinds of conductive particles may be contained. Further, the conductive particles may be the same as or different from the conductive particles formed by irradiating the photosensitive metal complex with light.
  • the conductive particles previously contained in the ink composition preferably have a particle size in the range of 10 nm to 300 nm.
  • the conductive particles having such a particle diameter are suitable for forming a coating film by an ink jet method, and when the ink composition of the present invention is irradiated with light, the particles are bonded together to form a conductive film. Easy to give.
  • the conductive particles are preferably contained in the ink composition at a ratio of 5 to 40 parts by weight, when the photosensitive metal complex and the soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight. More preferably, it is contained in a proportion of 10 to 30 parts by weight.
  • the conductive particles serve to reflect electromagnetic waves in the cured product and impart conductivity to the cured product. Therefore, when the ratio of the conductive particles in the ink composition is too small, the conductivity of the cured product is lowered. On the other hand, if the proportion of the conductive particles is too large, the proportion of other components may be reduced, and an ink composition suitable for coating film formation by an ink jet method may not be obtained, or the electromagnetic wave shielding effect by soft magnetic particles May not be obtained sufficiently.
  • the soft magnetic particles are metal or alloy showing soft magnetism, or oxide particles.
  • simple metal particles such as Fe, Co, and Ni
  • alloy magnetic particles such as FeNi, CoNbZr, and iron oxide, NiZn ferrite, MnZn ferrite, Ba ferrite, and Z-type hexagonal crystal Examples thereof include oxide particles made of ferrite or the like.
  • the material of the soft magnetic particles is selected so that an imaginary part ( ⁇ ′′) having a high complex permeability can be obtained in a predetermined frequency band.
  • the particle diameter of the soft magnetic particles is preferably in the range of 5 nm to 5 ⁇ m.
  • Soft magnetic particles exhibit higher soft magnetism up to higher frequency characteristics as the particle size decreases. However, if the particle size is smaller than 5 nm, the magnetic characteristics are greatly deteriorated, and the effect of removing electromagnetic noise of the cured product is reduced. On the other hand, when larger than 5 micrometers, the mechanical characteristic of the hardened
  • the shape of the particles is preferably spherical because the incident angle dependence of electromagnetic noise is reduced. However, the shape of the soft magnetic particles is not limited to this, and may be flat, for example.
  • the soft magnetic particles are preferably contained in the ink composition in a proportion of 20 to 80 parts by weight, when the photosensitive metal complex and the soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight. More preferably, it is contained in a proportion of 30 to 70 parts by weight.
  • the ratio of the soft magnetic particles is too small, the effect of removing the electromagnetic noise of the cured product is reduced.
  • the ratio of the hard magnetic particles is too large, the ratio of the other components decreases, and an ink composition suitable for forming a coating film by the ink jet method may not be obtained, or sufficient conductivity may be obtained. There may not be.
  • the ink composition of the present invention contains a resin for viscosity adjustment, sedimentation suppression, and viscoelasticity adjustment of the ink composition.
  • the resin include cellulose resin, olefin resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, acrylate resin, polyurethane resin, polycarbonate resin, polyester resin, alkyd resin, polystyrene resin, polyacetal resin, polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, poly One or more resins selected from vinyl acetate resins and epoxy resins are used.
  • the cellulosic resin is preferably ethyl cellulose or methyl cellulose resin.
  • the weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) of the resin is preferably in the range of 10,000 to 200,000.
  • the resin constituting the ink composition of the present invention is used in a cured product in order to increase the conductivity of a cured product formed by irradiating the ink composition with light and performing a heat treatment for drying as necessary. It is preferred that the amount present as resin is as small as possible. That is, the resin is preferably decomposed by the catalytic action on the surfaces of the metal particles and oxide particles by light irradiation and heat treatment, and / or decomposed or evaporated by light and heat, and does not remain in the cured product.
  • Such resins have, for example, low temperature pyrolysis, low temperature sublimability, a low melting point and / or a low boiling point and generally have a low molecular weight.
  • cellulose resins, olefin resins, and polyvinyl chloride resins are preferably used as the resin having such properties.
  • the resin is preferably contained in the ink composition at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight, when the photosensitive metal complex and soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight. More preferably, it is contained in a proportion of 0.5 to 5 parts by weight.
  • An ink composition containing a resin in a proportion within this range has a viscosity and a viscoelasticity that are suitable for forming a coating film by the ink jet method, and the components do not easily precipitate.
  • the solvent functions as a dispersion medium for ensuring fluidity (that is, viscosity) of the ink composition and for uniformly dispersing the components.
  • the solvent is selected from, for example, water, aromatic solvents, aliphatic solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, alcohol solvents, glycol ether solvents, and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • Aromatic solvents are, for example, butyl carbitol acetate, terpineol, toluene, and xylene. Aliphatic solvents are, for example, hexane and heptane.
  • the ketone solvent is, for example, acetone, methyl ethyl ketone diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone.
  • the ether solvent is, for example, dibutyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran.
  • the ester solvent is, for example, ethyl acetate and butyl acetate.
  • the alcohol solvent is, for example, methanol, ethanol, and isopropyl alcohol.
  • glycol ether solvent include ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and butyl cellosolve.
  • the solvent is preferably contained in the ink composition at a ratio of 30 parts by weight to 90 parts by weight when the photosensitive metal complex and the soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight. It is preferably contained in a proportion of 40 to 80 parts by weight.
  • An ink composition containing a solvent in a proportion within this range has fluidity suitable for being ejected from a nozzle in an ink jet method.
  • the ink composition of the present invention may contain a dispersant for improving the dispersibility of the soft magnetic particles and other components, if necessary.
  • the dispersant may be a surfactant.
  • the dispersing agent for example, one or more substances selected from acrylic copolymers, alkylammonium salts, siloxanes, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene alkyl ether, and the like can be used.
  • an anionic surfactant for example, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, or a zwitterionic surfactant may be used as the dispersant.
  • the anionic surfactant include styrene-acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid- Acrylate ester copolymer, alkyl sulfate ester salt, alkyl allyl sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, naphthalene sulfonate formaldehyde condensate, polyoxyethylene alkyl phosphate ester salt, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt is there.
  • Nonionic surfactants are, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, and acetylene glycol ethylene oxide adduct.
  • Zwitterionic surfactants are, for example, alkylbetaines and alkylamine oxides.
  • the dispersant is preferably contained in the ink composition in a proportion of 0.001 to 0.2 parts by weight when the photosensitive metal complex and the soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight. More preferably, it is contained in a proportion of 0.005 to 0.1 parts by weight. Ink compositions containing a dispersant in a proportion within this range are those in which the components contained therein are stably dispersed.
  • the ink composition of the present invention may further contain a surface tension adjusting agent (leveling agent).
  • a surface tension adjusting agent any of anionic, cationic, and nonionic surfactants can be used.
  • polyethylene glycol alkyl ether sulfate salts can be used as anionic surfactants
  • poly-2-vinylpyridine derivatives, poly-4-vinylpyridine derivatives, and the like can be used as cationic surfactants.
  • the surface tension adjusting agent is preferably in a proportion of 0.001 to 0.1 parts by weight, when the photosensitive metal complex, soft magnetic particles and conductive particles described later are combined in 100 parts by weight in the ink composition. More preferably, it is contained in a proportion of 0.002 to 0.05 parts by weight.
  • the ink composition containing the surface tension adjusting agent in a proportion within this range spreads moderately on the surface of the circuit element to be applied and the surface of the circuit board in the vicinity thereof, and satisfactorily covers the entire circuit element.
  • An ink jet printing (or recording) apparatus that performs the ink jet method is provided with a head 14 provided with a plurality of nozzles for discharging the ink composition 10 and a circuit element 16 that is a target for forming the coating film 12. And a detection base (not shown) such as a camera for detecting the position of the circuit board 18 and the application position of the ink composition 10.
  • the ink jet printing apparatus is configured such that the relative positional relationship between the nozzles of the head 14 and the circuit board 18 can be changed based on the detection result of the detection apparatus. Then, after confirming the position, the ink composition 10 is ejected in the form of droplets to a location designated in advance, and the coating film 12 is formed.
  • the thickness of the coating film 12 is preferably in the range of 1 ⁇ m to 5 ⁇ m from the viewpoint of the electromagnetic noise reduction effect by the cured product and the strength of the cured product.
  • the coating film is irradiated with light to cure the coating film.
  • the light irradiation is performed using, for example, an ultraviolet irradiation device. Irradiation with light can be performed at room temperature. Irradiation of light alters the photosensitive metal complex to give conductive particles, and the conductive particles previously formed in the ink composition and the conductive particles formed from the photosensitive metal complex are sintered and cured. It becomes a hard film.
  • a cross section of the cured product is schematically shown in FIG.
  • the soft magnetic particles 140 are dispersed in the film-like cured product 100 formed by the sintered body 120 of conductive particles.
  • the cured product 100 preferably has a thickness of 1 ⁇ m to 3 ⁇ m (the thickness of the thickest portion).
  • Heat treatment may be performed before or after light irradiation.
  • the heat treatment is performed for decomposing or evaporating the resin contained in the ink composition and / or for evaporating the solvent contained in the ink composition.
  • the heat treatment may be performed in the atmosphere, for example, at a temperature of 70 ° C. to 200 ° C.
  • the viscosity at 25 ° C. (hereinafter simply referred to as “viscosity”) of the ink composition is preferably 10 mPa ⁇ s or more and 40 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity within this range can be obtained by adjusting the molecular weight and content of the resin as appropriate, with the total content of the photosensitive metal complex, conductive particles, soft magnetic particles, and resin being 40 wt% to 70 wt%. .
  • the viscosity of the ink composition is lower than 10 mPa ⁇ s, the solid content in the composition is quickly settled, and the particles are precipitated and aggregated in the ink jet apparatus.
  • the concentration (content rate) of the solid content in each droplet discharged from the nozzle hole of the inkjet head is not kept constant, but varies and the coating has a non-uniform thickness and composition.
  • the performance of the finally obtained cured product is lowered.
  • the viscosity is higher than 40 mPa ⁇ s, it is difficult to discharge the ink composition from the nozzle holes of the inkjet head.
  • the surface tension of the ink composition of the present invention is preferably in the range of 15 to 50 mN / m. If the surface tension is not within this range, stable droplets may not be formed or scattering may occur.
  • the ink jet method only one circuit element mounted on a circuit board or a plurality of circuit elements located at separate positions can be individually covered with a cured product. This is because the ink jet method allows fine droplets to be sprayed at a predetermined position with high accuracy, thereby forming a coating film having a small area. Therefore, the ink-jet device is combined with a device that detects or predicts the location where electromagnetic noise is generated and a device that analyzes the frequency, intensity, and distribution of electromagnetic waves that cause electromagnetic noise, and the cured product is subjected to the procedure shown in FIG. May be formed.
  • the cured product of the present invention formed using the ink composition of the present invention includes at least conductive particles and soft magnetic particles.
  • the conductive particles contained in the cured product are formed by irradiating the photosensitive metal complex with light in addition to those previously present in the ink composition.
  • the conductive particles are bonded to each other to form a conductive film.
  • the bonding between the conductive particles is considered to be due to a catalytic reaction by light involving the photosensitive metal complex.
  • the conductive particles impart conductivity and thermal conductivity to the cured product and serve to block the electromagnetic wave by reflecting the electromagnetic wave.
  • the conductive particles are preferably contained in a proportion of 30% by weight to 80% by weight, more preferably 40% by weight when the total amount of the conductive particles and soft magnetic particles is 100% by weight. It is contained at a ratio of up to 70% by weight.
  • a cured product containing conductive particles in a proportion within this range is excellent in conductivity and thermal conductivity.
  • the preferred particle size of the conductive particles is as described above in relation to the conductive particles previously contained in the photosensitive metal complex and the ink composition.
  • the soft magnetic particles are dispersed in a film formed by conductive particles.
  • Soft magnetic particles serve to absorb electromagnetic waves.
  • the soft magnetic particles are contained in the cured product in a proportion of preferably 70 wt% to 20 wt%, more preferably 60 wt% to 30 wt% in the cured product.
  • a cured product containing soft magnetic particles in a proportion within this range exhibits excellent electromagnetic wave shielding properties and suppresses electromagnetic noise.
  • the cured product is formed by irradiating the ink composition with light and optionally further heating the ink composition.
  • the resin is preferably decomposed and removed from the cured product during the light irradiation and heating.
  • the cured product may include a resin that has not been removed.
  • the resin is preferably contained in a ratio of 2 parts by weight or less, more preferably 0.5 parts by weight or less, when the amount of the conductive particles and soft magnetic particles in the cured product is 100 parts by weight. Included in the ratio. When there are many ratios of resin, the electroconductivity of hardened
  • the cured product is preferably formed so that its resistivity is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the ratio of the resin in the cured product can be adjusted by the ratio of the resin contained in the ink composition, the light irradiation conditions, the conditions of the heat treatment performed as necessary, and the like.
  • the cured product of the present invention may be formed on the surface of an insulating coating film by covering a circuit element to be subjected to electromagnetic wave shielding with an insulating coating film made of an insulating resin.
  • the insulating coating film can also be formed by an ink jet method. Therefore, in an inkjet printing apparatus, an inkjet head for forming an insulating coating film and an inkjet head for forming a cured product are prepared, and coating film formation by an inkjet method is performed a plurality of times. A two-layer coating film can be obtained.
  • the insulating coating film is preferably a photocurable resin cured by light. This is because when a resin that is cured by light is used, the cured product and the insulating coating film of the present invention can be simultaneously formed by light irradiation.
  • the cured product of the present invention can be formed using an ink jet method, and can cover an object of various sizes. Therefore, the hardened
  • a cured product formed using the ink composition may be a specific circuit element selected in various electronic components and electronic devices. It is useful as an electromagnetic wave shielding film for covering.

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Abstract

 感光性金属錯体、導電性粒子、軟磁性粒子、樹脂、および溶媒を含む、感光性電磁波遮断インク組成物を用い、インクジェット法により、回路基板に取り付けられた特定の回路素子の表面にインク組成物の塗膜を形成し、光を照射して、感光性金属錯体に由来する導電性粒子120、および軟磁性粒子140を少なくとも含み、樹脂の含有量が減少した、導電性の電磁波遮断硬化物100を形成する。

Description

感光性電磁波遮断インキ組成物、電磁波遮断硬化物、および電磁波遮断硬化物の製造方法
 本発明は、電子機器内の不要な電磁波の干渉によって生じる電磁障害を抑制するために用いられる、電磁波遮断インキ組成物、電磁波遮断硬化物、および電磁波遮断硬化物の製造方法に関する。
 移動体通信および医療機器等の電子機器および家庭電気製品からの電磁ノイズの発生が問題となっている。「電磁ノイズ」とは、電子機器等から放出される不要な電磁波に起因して、電子回路に流れる不必要な電気信号をいう。電磁ノイズは、機器の誤作動という障害をもたらす可能性がある。電子回路基板の高周波数化および高集積化に伴い、電子機器内の1つの回路素子からの電磁波が同機器内の別の回路素子において電磁ノイズを発生させ、機器に障害をもたらすことがある。同様の現象は、同一の電子機器内の回路基板間でも生じることがある。
 前記障害を避けるために、電子機器には、電磁波による影響を無くす又は少なくするための電磁波吸収および/または電磁波反射(もしくはシールド)材料が用いられている。電磁波吸収および/または電磁波反射材料は、例えば、シートの形態で提供され、例えば、回路基板の全体または一部を覆うように用いられる。また、ペースト状の電磁波吸収および/または電磁波反射材料を、所望の部品を覆うように塗布することも提案されている(特許文献1)。
特開2008-85057号公報
 シートの形態の電磁波吸収および/または電磁波反射材料は、例えば、回路素子の形状および寸法に応じて、適切な寸法にカットして、回路基板に取り付けられた回路素子を覆うように貼り付けられる。そのようなカッティングは、煩雑である。また、シートによる被覆においては、シートと回路基板との間に隙間が生じやすく、そのような隙間から電磁波が進入して、電磁ノイズによる障害を生じさせることもある。
 特許文献1に記載のようなペースト状の電磁波吸収および/または電磁波反射材料は、通常、ディスペンサなどの装置で所定の場所に塗布して使用するため、シートの形態のものと比較して、被覆作業が容易であり、また、被覆後の電磁波吸収および/または電磁波反射材料と回路基板との間の隙間も生じにくい。しかし、ペースト状の電磁波吸収および/または電磁波反射材料においては、電波吸収特性を向上させるために軟磁性粒子の含有量を増加させること、および樹脂分を増やす必要がある。そのため、ペーストの粘度が高くなってしまう。粘度が高い材料を特定の小さな回路素子のみを覆うように塗布することは難しい。また、粘度の高いペースト状の電磁波吸収および/または電磁波反射材料は、被覆した後の厚さが大きくなる傾向にあり、具体的には、例えば数mm以上となることもある。厚い膜が回路素子の表面に位置すると、回路素子から発せられる熱が外部に放出されず、その結果、回路素子の熱による劣化という課題が生じる。
 本発明は、電磁波シールド特性と吸収特性とを兼ね備えた組成物で回路基板上の特定の回路素子のみを覆うこと、および回路素子から発せられる熱を外部に放出させることを可能にするとともに、従来提案された材料よりも簡易なプロセスで回路素子を被覆することが可能な電磁波遮断材料を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明者らは種々検討を重ねたところ、インクジェット法による印刷方法を応用すると、所定の回路素子のみを電磁波遮断材料で被覆することが可能になることを見出した。さらに、電磁波遮断材料を含むインク組成物を感光性とすることによって、より簡易なプロセスにより電磁波遮断材料で回路素子を被覆できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 本発明は、感光性金属錯体、導電性粒子、軟磁性粒子、樹脂、および溶媒を含む、感光性電磁波遮断インク組成物を提供する。本明細書において、「電磁波遮断」とは、電磁波を吸収および/または反射する性質をいう。また、「感光性」とは、光が照射されると、その性質が変化することをいう。
 本発明はまた、導電性粒子および軟磁性粒子を少なくとも含む、電磁波遮断硬化物を提供する。電磁波遮断硬化物は、対象物の表面に位置すると、それが有する電磁波を吸収および/または反射する性質によって、対象物に電磁波が到達することを防止し、あるいは対象物に到達する電磁波を少なくすることができる。
 この電磁波遮断硬化物は、本発明の感光性電磁波遮断インク組成物を、回路基板に向けてインクジェット法により吐出させて、回路基板に取り付けられた1つまたは複数の対象物を覆う塗膜を形成すること、および塗膜に光を照射することを含む方法によって形成される。
 本発明の感光性電磁波遮断インク組成物は、インクジェット法によって、電磁波の到達を防止すべき対象である1または複数の回路素子のみを、その形状に沿って密に覆う塗膜を形成することができ、回路素子の周囲の回路基板の表面との間で隙間を生じない。この塗膜は、光の照射により硬化して膜状の電磁波遮断硬化物を与え、膜は、導電性粒子および軟磁性粒子を少なくとも含み、導電性粒子は膜に高い導電性および熱伝導性を与える。そのため、この電磁波遮断硬化物は、回路素子から発せられる熱を良好に外部に放出させることができる。
 したがって、本発明の感光性電磁波遮断インク組成物は、回路素子を良好に電磁波から保護して、電磁ノイズによる障害を軽減することを可能にするとともに、回路素子からの熱を外部に放散させる。また、本発明の感光性電磁波遮断インク組成物は、インクジェット法および光照射によって、膜状の電磁波遮断硬化物を形成し、対象となる回路素子のみを容易に電磁波から保護することを可能にする。
本発明の電磁波遮断硬化物を模式的に示す断面図 本発明の電磁波遮断硬化物を形成する方法を模式的に示す側面図 本発明の電磁波遮断硬化物を形成する方法の一形態を示すフロー図
 本発明の感光性電磁波遮断インク組成物(以下、単に「インク組成物」ということがある)は、感光性金属錯体、導電性粒子、軟磁性粒子、樹脂、および溶媒を少なくとも含み、さらに、分散剤および表面張力調整剤を通常含む。これらの成分について以下に説明する。
(感光性金属錯体)
 感光性金属錯体は、金属を中心として、配位子が金属に配位した化合物であり、感光性を有する。感光性金属錯体は、光が照射されると配位子の分解等が生じて、光が照射された後に、導電性粒子を与える。また、感光性金属錯体は、この錯体から形成された導電性粒子同士およびインク組成物に予め含まれている導電性粒子同士を結合させ、それによりインキ組成物を硬化させて、硬い膜を形成する役割をする。導電性粒子は、例えば、金属粒子または金属酸化物粒子である。
 具体的には、感光性金属錯体は、光が照射されると、アルミニウム、銅、銀、インジウム、マグネシウム、タンタル、もしくは亜鉛等の非磁性の金属粒子、またはインジウムスズ酸化物、スズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、亜鉛酸化物、もしくはアルミニウム亜鉛酸化物等の金属酸化物粒子等を与える。感光性金属錯体は、1種または2種以上の導電性粒子を与えるものであってよい。あるいは、インクは、感光性金属錯体を1種のみ含んでよく、または2種以上含んでよい。
 感光性金属錯体は、例えば、アルミニウム、銅、銀、インジウム、マグネシウム、タンタル、または亜鉛から選択される中心金属に、アセチルアセトナトが配位したアセチルアセトン錯体であってよい。あるいは、感光性金属錯体は、他のβ-ジケトン類が配位した錯体であってよく、β-ジケトン類は、例えば、ベンゾイルアセトン、ベンゾイルトリフルオロアセトン、ベンゾイルジフルオロアセトン、およびベンゾイルフルオロアセトン等である。
 あるいは、感光性金属錯体は、金属に有機アミンが配位した金属錯体であってよい。その場合、金属と錯体を形成する有機アミンは、例えば、エチルアミン、メチルアミン、ブチルアミン、およびトリエタノールアミンなどである。
 感光性金属錯体は、インク組成物に含まれる有機溶媒に溶解するものであることが好ましい。感光性金属錯体がインク組成物において有機溶媒に溶解していると、インク組成物の安定性が良好となる。
 感光性金属錯体は、光の照射により、粒径が10nm~300nmの範囲にある導電性粒子を与えるものであることが好ましい。特に、インク組成物を塗膜とした後に光を照射し、必要に応じて乾燥させて形成される硬化物の機械的強度および密度を考慮すると、粒径が10nm~200nmの範囲にある導電性粒子を与えるものであることがより好ましい。ここで、粒径は、レーザ回折法で測定した金属粒子及び酸化物粒子の平均一次粒子径であり、測定した粒度分布のメディアン径D50を指す。
 感光性金属錯体は、インク組成物中に、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、好ましくは5重量部~50重量部の割合で含まれ、より好ましくは10重量部~40重量部の割合で含まれる。感光性金属錯体は、光が照射されて形成される電磁波遮断硬化物(以下、単に「硬化物」とも呼ぶ)において導電性粒子となるとともに、導電性粒子同士を結合させる。形成された導電性粒子は、硬化物において電磁波を反射する役割をするとともに、硬化物に導電性を付与する。したがって、インク組成物中の感光性金属錯体の割合が少なすぎると、導電性粒子同士の結合が不十分となることがあり、ならびに/または硬化物の導電性が低下することがある。一方、感光性金属錯体の割合が大きすぎると、他の成分の割合が少なくなって、インクジェット法による塗膜形成に適したインク組成物を得られないことがある、あるいは軟磁性粒子による電磁波遮断効果を十分に得られないことがある。
(導電性粒子)
 導電性粒子は、硬化物に導電性を付与するために用いられる。導電性粒子は、前述のとおり、感光性金属錯体から形成されるものの、感光性金属錯体から形成される導電性粒子だけでは、十分な導電性を達成できないことから、本発明のインク組成物には、予め導電性粒子を含有させる。導電性粒子は、例えば、金属粒子または金属酸化物粒子である。導電性粒子は、具体的には、アルミニウム、銅、銀、インジウム、マグネシウム、タンタル、もしくは亜鉛等の非磁性の金属粒子、またはインジウムスズ酸化物、スズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、亜鉛酸化物、もしくはアルミニウム亜鉛酸化物等の金属酸化物粒子等である。導電性粒子は、2種以上含まれていてよい。また、導電性粒子は、感光性金属錯体に光が照射されることにより形成される導電性粒子と同じものであってよく、あるいは異なるものであってよい。
 インク組成物に予め含まれている導電性粒子は、その粒径が10nm~300nmの範囲にあることが好ましい。そのような粒径の導電性粒子は、インクジェット法による塗膜の形成に適しており、また、本発明のインク組成物に光が照射されたときに粒子同士が結合して、導電性の膜を与えやすい。
 導電性粒子は、インク組成物中に、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、好ましくは5重量部~40重量部の割合で含まれ、より好ましくは10重量部~30重量部の割合で含まれる。導電性粒子は、硬化物において電磁波を反射する役割をするとともに、硬化物に導電性を付与する。したがって、インク組成物中の導電性粒子の割合が少なすぎると、硬化物の導電性が低下する。一方、導電性粒子の割合が大きすぎると、他の成分の割合が少なくなって、インクジェット法による塗膜形成に適したインク組成物を得られないことがある、あるいは軟磁性粒子による電磁波遮断効果を十分に得られないことがある。
(軟磁性粒子)
 軟磁性粒子は、軟磁性を示す金属もしくは合金、または酸化物粒子である。具体的には、軟磁性粒子として、Fe、Co、およびNi等の単体金属粒子、FeNi、およびCoNbZr等の合金磁性粒子、ならびに酸化鉄、NiZnフェライト、MnZnフェライト、Baフェライト、およびZ型六方晶フェライト等からなる酸化物粒子が挙げられる。軟磁性粒子の材料は、所定の周波数帯域において、高い複素透磁率の虚部(μ”)が得られるように選択する。
 軟磁性粒子の粒径は、5nm~5μmの範囲にあることが好ましい。軟磁性粒子は、粒径が小さくなるほど、高い周波数特性まで、より高い軟磁性を示す。しかし、粒径が5nmより小さくなると磁気特性が大きく劣化して、硬化物の電磁ノイズの除去効果が低減する。一方、5μmより大きいと、塗膜としての硬化物の機械的特性が悪くなる。粒子の形状は、電磁ノイズの入射角依存性が小さくなることから、球状であることが望ましい。尤も、軟磁性粒子の形状はこれに限定されず、例えば、扁平であってよい。
 軟磁性粒子は、インク組成物中に、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、好ましくは20重量部~80重量部の割合で含まれ、より好ましくは30重量部~70重量部の割合で含まれる。軟磁性粒子の割合が少なすぎると、硬化物の電磁ノイズの除去効果が低減する。一方、難磁性粒子の割合が大きすぎると、他の成分の割合が少なくなって、インクジェット法による塗膜形成に適したインク組成物を得られないことがある、あるいは十分な導電性を得られないことがある。
(樹脂)
 本発明のインク組成物は、インク組成物の粘度調整、沈降抑制、および粘弾性調整のために、樹脂を含む。樹脂として、例えば、セルロース系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、およびエポキシ樹脂から選択される1または複数の樹脂が用いられる。セルロース系樹脂は、好ましくは、エチルセルロースおよびメチルセルロース樹脂である。樹脂の重量平均分子量(以下、「Mw」と示す)は、1万~20万の範囲内にあることが好ましい。
 本発明のインク組成物を構成する樹脂は、インク組成物に光を照射し、必要に応じて乾燥のための加熱処理を施して形成した硬化物の導電性を高くするために、硬化物において樹脂として存在する量ができるだけ少なくなるようなものであることが好ましい。即ち、樹脂は、光の照射および加熱処理により、金属粒子および酸化物粒子表面における触媒作用により分解する、ならびに/または光および熱により分解または蒸発して、硬化物中に残らないことが好ましい。そのような樹脂は、例えば、低温熱分解性、低温昇華性、低い融点および/または低い沸点を有するものであり、一般に分子量が小さい。そのような性質を有する樹脂として、具体的には、セルロース系樹脂、オレフィン系樹脂、およびポリ塩化ビニル樹脂が好ましく用いられる。
 樹脂は、インク組成物中に、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、好ましくは0.1重量部~10重量部の割合で含まれ、より好ましくは0.5重量部~5重量部の割合で含まれる。この範囲内の割合で樹脂を含むインク組成物は、インクジェット法による塗膜形成に適した、粘度および粘弾性を有し、また、成分の沈降が生じにくいものとなる。
(溶媒)
 本発明のインク組成物において、溶媒は、インク組成物の流動性(即ち、粘度)を確保するとともに、成分を均一に分散させるための分散媒として機能する。溶媒は、例えば、水、芳香族系溶媒、脂肪族系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、およびグリコールエーテル系溶媒などから選択される。これら溶媒は、単独で使用してよく、または2種以上を混合して使用してもよい。
 芳香族系溶媒は、例えば、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、トルエン、およびキシレンである。脂肪族系溶媒は、例えば、ヘキサン、およびヘプタンである。ケトン系溶媒は、例えば、アセトン、メチルエチルケトンジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノンである。エーテル系溶媒は、例えば、ジブチルエーテル、ジオキサン、およびテトラヒドロフランである。エステル系溶媒は、例えば、酢酸エチル、および酢酸ブチルである。アルコール系溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、およびイソプロピルアルコールである。グリコールエーテル系溶媒は、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、およびブチルセロソルブである。
 溶媒はインク組成物中に、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、好ましくは30重量部~90重量部の割合で含まれ、より好ましくは40重量部~80重量部の割合で含まれる。この範囲内の割合で溶媒を含むインク組成物は、インクジェット法においてノズルから吐出されるのに適した流動性を有するものとなる。
(分散剤(界面活性剤))
 本発明のインク組成物は、必要に応じて、軟磁性粒子および他の成分の分散性を向上させるための分散剤を含んでよい。分散剤は、界面活性剤であってよい。
 分散剤として、例えば、アクリル系共重合体、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類、ポリビニールアルコールおよびポリオキシエチレンアルキルエーテル等から選択される、1または複数の物質を用いることができる。
 あるいは、分散剤として、例えば、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、または両イオン系界面活性剤を使用してよい。アニオン系界面活性剤は、例えば、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸フォルムアルデヒド縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩である。非イオン系界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、およびアセチレングリコールエチレンオキサイド付加物である。両イオン系界面活性剤は、例えば、アルキルベタイン、およびアルキルアミンオキサイドである。
 分散剤は、インク組成物中に、好ましくは、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、0.001重量部~0.2重量部の割合で含まれ、より好ましくは0.005重量部~0.1重量部の割合で含まれる。この範囲内の割合で分散剤を含むインク組成物は、それに含まれる成分が安定的に分散したものとなる。
(表面張力調整剤)
 本発明のインク組成物は、表面張力調整剤(レベリング剤)をさらに含んでよい。表面張力調整剤として、アニオン系、カチオン系、および非イオン系のいずれの界面活性剤も使用することができる。具体的には、アニオン系界面活性剤として、ポリエチレングリコールアルキルエーテル硫酸エステル塩、カチオン系界面活性剤としては、ポリ2-ビニルピリジン誘導体、およびポリ4-ビニルピリジン誘導体等を使用しうる。
 表面張力調整剤は、インク組成物中に、感光性金属錯体、ならびに後述する軟磁性粒子および導電性粒子を合わせて100重量部としたときに、好ましくは0.001重量部~0.1重量部の割合で含まれ、より好ましくは0.002重量部~0.05重量部の割合で含まれる。この範囲内の割合で表面張力調整剤を含むインク組成物は、塗布の対象となる回路素子表面およびその周辺の回路基板表面において適度に広がって、回路素子全体を良好に被覆する。
(硬化物の形成方法)
 上記の成分を含むインク組成物は、インクジェット法により対象物に向かって吐出されると塗膜を形成し、この塗膜は光に曝されることにより硬化して、本発明の電磁波遮断硬化物となる。以下に、硬化物の形成方法を図1を参照して説明する。
 インクジェット法を実施するインクジェット印刷(または記録)装置は、前記インク組成物10を吐出するノズルを複数個配列して設けたヘッド14と、塗膜12を形成する対象となる回路素子16が取り付けられた回路基板18を設置する支持台(図示せず)と、回路基板18の位置およびインク組成物10の塗布位置を検出するカメラなどの検出装置(図示せず)とを具備する。インクジェット印刷装置は、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記ヘッド14のノズルと回路基板18との相対的位置関係を変更可能なように構成されている。そして、位置を確認した後、インク組成物10を予め指定した場所に、液滴状で吐出させ、塗膜12を形成する。この時点において、塗膜12の厚さ(最も厚い箇所の厚さ)は、1μm~5μmの範囲内にあることが、硬化物による電磁ノイズ低減効果および硬化物の強度の点から好ましい。
 次に、塗膜に光を照射して、塗膜を硬化させる。光の照射は、例えば、紫外線照射装置を用いて実施する。光の照射は、室温にて実施できる。光の照射により、感光性金属錯体が変質して、導電性粒子を与え、さらにインク組成物に予め含まれている導電性粒子および感光性金属錯体から形成された導電性粒子が焼結硬化して、硬い膜となる。硬化物の断面を模式的に図2に示す。軟磁性粒子140は、導電性粒子の焼結体120により形成される膜状の硬化物100において、分散している。硬化物100は、好ましくは、1μm~3μmの厚さ(最も厚い箇所の厚さ)を有する。
 光の照射前または後に、加熱処理を実施してよい。加熱処理は、インク組成物に含まれる樹脂を分解もしくは蒸発させるために、および/またはインク組成物に含まれる溶媒を蒸発させるために実施される。加熱処理は、大気中で、例えば、70℃~200℃の温度で実施してよい。
 インクジェット法により塗膜を形成する場合、インク組成物の25℃での粘度(以下、単に「粘度」と称する。)は、10mPa・s以上40mPa・s以下であることが好ましい。この範囲の粘度は、感光性金属錯体、導電性粒子、軟磁性粒子および樹脂の全含有量を、40wt%以上70wt%以下とし、適宜樹脂の分子量および含有量を調整することにより得ることができる。インク組成物の粘度が10mPa・sより低いと、組成物内の固形分の沈降が速くなり、インクジェット装置内で各粒子が沈殿および凝集してしまう。その結果、インクジェットヘッドのノズル孔から吐出される各液滴中の固形分の濃度(含有率)が一定に保たれずに、ばらついて、塗膜が不均一な厚さおよび組成を有するものとなり、最終的に得られる硬化物の性能が低下する。逆に粘度が40mPa・sより高いと、インクジェットヘッドのノズル孔からのインク組成物の吐出が困難になる。
 また、本発明のインク組成物の表面張力は、15~50mN/mの範囲にあることが好ましい。表面張力がこの範囲内にない場合、安定な液滴が形成されないことがあり、あるいは飛び散りが発生することがある。
 インクジェット法によれば、回路基板上に取り付けられた1つの回路素子のみ、または複数の離れた位置にある回路素子をそれぞれ別個に、硬化物で被覆することができる。インクジェット法は、細かな液滴を精度よく、所定の位置に吹き付けて、面積の小さい塗膜の形成を可能にするからである。したがって、インクジェット装置を、電磁ノイズ発生箇所を検出または予測する装置、ならびに電磁ノイズの原因となる電磁波の周波数、強度および分布を解析する装置と組み合わせて、図3に示すような手順で、硬化物を形成してよい。
(硬化物)
 本発明のインク組成物を用いて形成される、本発明の硬化物は、導電性粒子および軟磁性粒子を少なくとも含む。硬化物に含まれる導電性粒子は、インク組成物に予め存在していたものに加えて、感光性金属錯体に光が照射されて形成されたものである。硬化物において、導電性粒子は、互いに結合して、導電性の膜を形成している。導電性粒子同士の結合は、感光性金属錯体が関与する光による触媒反応によるものであると考えられる。導電性粒子は、硬化物に導電性および熱伝導性を付与するとともに、電磁波を反射することにより電磁波を遮断する役割をする。
 硬化物において、導電性粒子は、導電性粒子と軟磁性粒子を合わせた量を100重量%としたときに、好ましくは30重量%~80重量%の割合で含まれ、より好ましくは40重量%~70重量%の割合で含まれる。この範囲内の割合で導電性粒子を含む硬化物は、導電性および熱伝導性に優れたものとなる。導電性粒子の好ましい粒径は、先に感光性金属錯体およびインク組成物に予め含まれる導電性粒子に関連して説明したとおりである。
 硬化物において、軟磁性粒子は、導電性粒子が形成する膜に分散されている。軟磁性粒子は、電磁波を吸収する役割をする。軟磁性粒子は、硬化物において、硬化物において、好ましくは70重量%~20重量%の割合で含まれ、より好ましくは60重量%~30重量%の割合で含まれる。この範囲内の割合で軟磁性粒子を含む硬化物は、優れた電磁波遮断性を示し、電磁ノイズを抑制する。
 硬化物は、インク組成物に光を照射し、場合によりインク組成物をさらに加熱することにより形成される。この光の照射および加熱の間に、樹脂は分解等して、硬化物から除かれることが好ましい。しかしながら、樹脂を完全に除去することは難しいので、硬化物は、除去されなかった樹脂を含んでよい。その場合、樹脂は、硬化物において、導電性粒子と軟磁性粒子とを合わせた量を100重量部としたときに、好ましくは2重量部以下の割合で含まれ、より好ましくは0.5重量部以下の割合で含まれる。樹脂の割合が多いと、硬化物の導電性が低下する。
 硬化物は、好ましくは、その抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であるように、形成されることが好ましい。かかる抵抗率が得られるように、硬化物中の導電性粒子および軟磁性粒子の割合を決定し、かつ硬化物中に残存する樹脂の割合を調整する必要がある。硬化物中の樹脂の割合は、インク組成物に含まれる樹脂の割合、光の照射条件、および必要に応じて実施される加熱処理の条件等によって調整することができる。
 本発明の硬化物は、電磁波遮断の対象となる回路素子を、絶縁性樹脂からなる絶縁性塗膜で覆い、この絶縁性塗膜の表面に形成されていてよい。回路素子を外部から絶縁する必要がある場合には、本発明の硬化物を用いて回路素子を直接被覆することは適当でないことによる。絶縁性塗膜もまた、インクジェット法により形成することができる。したがって、インクジェット印刷装置において、絶縁性塗膜を形成するためのインクジェットヘッドと、硬化物を形成するためのインクジェットヘッドを用意して、インクジェット法による塗膜形成を複数回実施することにより、そのような二層構造の塗膜が得られる。絶縁性塗膜は、好ましくは光硬化性の樹脂が光により硬化したものであることが好ましい。光により硬化する樹脂を用いると、本発明の硬化物および絶縁性塗膜の形成を、光照射によって同時に実施することができるからである。
 本発明の硬化物は、インクジェット法を利用して形成することができ、種々の寸法の対象物を被覆することが可能である。したがって、本発明の硬化物は、回路基板上の配線を被覆するものであってよい。あるいは本発明の硬化物は、回路素子よりも大きい他の電子部品を被覆するものであってよい。あるいはまた、本発明の硬化物は、回路基板の表面全体を被覆するために用いられてよい。
 本発明のインク組成物は、インクジェット法により塗膜を形成することが可能であるから、これを用いて形成される硬化物は、各種電子部品および電子機器において、選択された特定の回路素子等を覆う電磁波遮断膜として有用である。
  10 感光性電磁波遮断インク組成物
  12 塗膜
  14 インクジェット印刷装置のヘッド
  16 回路素子
  18 回路基板
  100 電磁波遮断硬化物
  120 導電性粒子の焼結体

Claims (8)

  1.  導電性粒子および軟磁性粒子を少なくとも含む、電磁波遮断硬化物。
  2.  前記導電性粒子が互いに結合して、膜を形成している、請求項1に記載の電磁波遮断硬化物。
  3.  樹脂をさらに含み、前記樹脂の含有量が前記導電性粒子および前記軟磁性粒子を合わせて100重量部としたときに、2重量部以下である、請求項1または2に記載の電磁波遮断硬化物。
  4.  抵抗率が1×10-5Ω・cm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の電磁波遮断硬化物。
  5.  感光性金属錯体、導電性粒子、軟磁性粒子、樹脂、および溶媒を含む、感光性電磁波遮断インク組成物を、回路基板に向けてインクジェット法により吐出させて、前記回路基板に取り付けられた1つまたは複数の対象物を覆う塗膜を形成すること、および
     前記塗膜に光を照射すること
    を含む、電磁波遮断硬化物の製造方法。
  6.  前記塗膜を加熱処理することをさらに含む、請求項5に記載の電磁波遮断硬化物の製造方法。
  7.  感光性金属錯体、導電性粒子、軟磁性粒子、樹脂、および溶媒を含む、感光性電磁波遮断インク組成物。
  8.  分散剤および表面張力調整剤をさらに含む、請求項7に記載の感光性電磁波遮断インク組成物。
PCT/JP2012/002837 2011-07-29 2012-04-25 感光性電磁波遮断インキ組成物、電磁波遮断硬化物、および電磁波遮断硬化物の製造方法 WO2013018253A1 (ja)

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