WO2020054457A1 - 導電回路の作製方法及び導電回路 - Google Patents

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adhesive resin
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copper fine
conductive circuit
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聡 南原
三田 倫広
祐一 川戸
英俊 有村
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石原ケミカル株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
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    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a conductive circuit and a conductive circuit manufactured by the manufacturing method.
  • a touch panel is an electronic component that integrates a display and a touch sensor.
  • a transparent conductive circuit is used for the touch sensor in order to ensure the visibility of the display.
  • a transparent conductive circuit is an electrical circuit that appears transparent.
  • a touch sensor having a transparent conductive film formed of a linear pattern of a metal film without using ITO is known (for example, see Patent Document 2).
  • the linear pattern of the metal film has, for example, a mesh shape and is formed to be thin so as to be transparent to the naked eye.
  • the transparent conductive film has a process of removing an unnecessary portion of the metal film by etching in the production, it is not easy to produce, and it costs much to treat a waste liquid generated in the etching.
  • the substrate in the transparent conductive circuit is a transparent substrate having a light transmitting property.
  • the surface of the transparent substrate is desirably smooth because light is irregularly reflected when the surface is roughened. For this reason, when forming a linear pattern of a metal film on a smooth transparent substrate, securing the adhesion of the metal film to the transparent substrate becomes a problem, and it is not easy to form the metal film on the transparent substrate. Absent.
  • the present invention solves the above problems, and in a method for manufacturing a conductive circuit and a conductive circuit, even when the substrate is a transparent substrate, a pattern of a conductive layer made of metal is easily formed on the substrate.
  • the purpose is to do.
  • the method for producing a conductive circuit according to the present invention is a method for producing a conductive circuit having a substrate and a pattern of a conductive layer, wherein a step of forming a pattern of an adhesive resin layer on the substrate and copper fine particles are dispersed.
  • the base material preferably has a light-transmitting property.
  • the base material is preferably made of a transparent insulating material selected from the group consisting of glass, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and cyclic olefin copolymer.
  • the adhesive resin layer preferably further contains a black material.
  • the pattern of the conductive layer preferably has a linear pattern having a line width of 5 ⁇ m or less.
  • the adhesive resin is preferably a synthetic resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyolefin resin, and a polyamide resin.
  • the electroless copper plating may be performed using the copper fine particle layer as a seed layer, and then the electroless nickel plating may be further performed.
  • the electroless copper plating may be performed after the electroless copper plating using the copper fine particle layer as a seed layer.
  • the conductive circuit of the present invention has a substrate and a pattern of a conductive layer, and includes a pattern of an adhesive resin layer on the substrate, a copper fine particle layer on the adhesive resin layer, and the copper fine particles.
  • a pattern of a conductor layer bonded to the layer and bonded to the adhesive resin layer, the adhesive resin layer contains an adhesive resin for bonding the copper fine particles of the copper fine particle layer to the base material,
  • the conductor layer has a metal layer formed by electroless copper plating using the copper fine particle layer as a seed layer.
  • the base material preferably has a light transmitting property.
  • the base is preferably made of a transparent insulating material selected from the group consisting of glass, polyethylene terephthalate, polycarbonate and cyclic olefin copolymer.
  • the adhesive resin layer further contains a black material.
  • the pattern of the conductor layer preferably has a linear pattern having a line width of 5 ⁇ m or less.
  • the adhesive resin is preferably a synthetic resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyolefin resin, and a polyamide resin.
  • a copper fine particle layer can be formed by a printing method or the like. Since the pattern of the conductor layer is formed by electroless copper plating using the copper fine particle layer as a seed layer, the pattern of the conductor layer made of metal can be easily formed. According to the conductive circuit of the present invention, since the adhesive resin layer adheres the copper fine particles of the copper fine particle layer to the base material, even if the base material is a transparent base material, the electroless copper having the copper fine particle layer as a seed layer is used. The conductor layer formed by plating ensures adhesion to the base material via the adhesive resin layer.
  • FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views showing a method of manufacturing a conductive circuit according to an embodiment of the present invention in chronological order.
  • FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of the conductive circuit.
  • FIG. 1E shows a method for manufacturing a conductive circuit 1.
  • the conductive circuit 1 has a base material 2 and a pattern of the conductive layer 5.
  • FIG. 1E shows a cross-sectional configuration of the conductive circuit 1.
  • the pattern of the conductive layer 5 is a circuit pattern in a plan view.
  • the base material 2 is a material formed in a plate shape.
  • the substrate 2 has a light-transmitting property and is made of a transparent insulating material.
  • the transparent insulating material is, for example, glass, and may be polyethylene terephthalate, polycarbonate, or a cyclic olefin copolymer.
  • the adhesive resin layer 3 contains an adhesive resin.
  • the adhesive resin is a resin for bonding copper fine particles described below to the base material 2.
  • the adhesive resin contained in the adhesive resin layer 3 is, for example, an epoxy resin.
  • the adhesive resin may be a polyolefin resin or a polyamide resin (nylon resin).
  • the adhesive resin layer 3 further contains a black material.
  • the black matter is, for example, carbon fine particles (carbon black), and makes the adhesive resin layer 3 black.
  • the particle size of the carbon fine particles is, for example, 13 nm to 24 nm in BET equivalent particle size, and is not limited thereto.
  • the black material may be a dye, a pigment, or a black resin.
  • the pattern of the adhesive resin layer 3 is formed on the base material 2 by a printing method using, for example, an adhesive resin dissolved in a solvent as an ink. Further, the adhesive resin dissolved in the solvent may be embedded in the base material 2 having the groove formed by the nanoimprint method or the like with a squeegee or the like. In addition, the adhesive resin layer 3 is not limited to a single layer, and a plurality of layers having different components may be laminated.
  • a liquid film 4 made of a copper fine particle dispersion is formed on the adhesive resin layer 3.
  • copper fine particles 41 are dispersed in a dispersion medium 42.
  • the copper fine particles 41 are, for example, nanoparticles having a median diameter (center particle diameter) of 1 nm or more and less than 100 nm.
  • the copper fine particles 41 may be dispersed in the dispersion medium 42, and the particle size of the copper fine particles 41 is not limited.
  • a dispersant for dispersing the copper fine particles 41 in the dispersion medium 42 may be added to the copper fine particle dispersion.
  • the dispersion medium 42 is, for example, a protic dispersion medium or an aprotic polar dispersion medium having a relative dielectric constant of 30 or more.
  • the dispersant disperses the copper fine particles 41 in a dispersion medium, and is, for example, a compound having at least one acidic functional group and having a molecular weight of 200 to 100,000 or a salt thereof.
  • protic dispersion medium examples include 3-methoxy-3-methylbutanol, triethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, and ethylene glycol mono-tert-butyl ether.
  • Examples of the aprotic polar dispersion medium having a relative dielectric constant of 30 or more include propylene carbonate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoramide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and nitrobenzene. , N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, furfural, ⁇ -butyrolactone, ethylene sulfite, sulfolane, dimethyl sulfoxide, succinonitrile, ethylene carbonate, and the like, but are not limited thereto.
  • the dispersant is, for example, a compound having a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a sulfonic acid group, a sulfate group, a carboxyl group, or the like as an acidic functional group.
  • the liquid film 4 made of such a copper fine particle dispersion is formed by a printing method such as gravure offset printing or adhesive contrast printing. Since the liquid film 4 is formed on the adhesive resin layer 3 and the adhesive resin layer 3 has a pattern, the liquid film 4 also has the same pattern.
  • the dispersion medium 42 in the liquid film 4 is dried to form a copper fine particle layer 43 as shown in FIG.
  • the copper fine particles 41 remain on the adhesive resin layer 3, and the copper fine particle layer 43 composed of the copper fine particles 41 is formed on the adhesive resin layer 3. Since the liquid film 4 has a pattern, the copper fine particle layer 43 also has the same pattern.
  • the copper fine particle layer 43 is bonded to the adhesive resin layer 3. The adhesive strength of the adhesive resin of the adhesive resin layer 3 is maintained by curing or evaporation of the solvent.
  • the pattern of the conductor layer 5 is formed by performing electroless copper plating using the copper fine particle layer 43 as a seed layer. Since the copper fine particle layer 43 has a pattern, the conductor layer 5 also has the same pattern.
  • the copper fine particle layer 43 becomes a seed layer that is catalytically active against the oxidation reaction of the reducing agent contained in the plating solution.
  • the conductor layer 5 may have a plurality of metal layers. For example, in the step of forming the pattern of the conductor layer 5, after performing electroless copper plating using the copper fine particle layer 43 as a seed layer, electroless nickel plating may be further performed. Since nickel is blackened by oxidation, reflection of light incident on the surface of the conductor layer 5 can be reduced.
  • electroplating may be further performed.
  • the copper fine particle layer 43 on which the electroless copper plating is performed is immersed in a plating solution to serve as a cathode.
  • Plating metals in electroplating include, but are not limited to, copper, nickel, tin, chromium, palladium, gold, bismuth, cobalt, iron, silver, lead, platinum, iridium, zinc, indium, ruthenium, rhodium and the like.
  • Electroplating increases the thickness of the conductor layer 5. Further, in this electroplating, for example, by using gold as the plating metal, the anticorrosion effect of the conductor layer 5 can be obtained.
  • the pattern of the conductor layer 5 has a linear pattern having a line width of 5 ⁇ m or less.
  • the conductor layer 5 looks transparent to the naked eye. Since the method for manufacturing a conductive circuit according to the present embodiment uses a copper fine particle dispersion, a linear pattern having a line width of 5 ⁇ m or less can be formed. In the conductive circuit 1, the portion where the conductor layer 5 has a linear pattern having a line width of 5 ⁇ m or less has further improved transparency. Since the electric resistance increases when the line width is small, the line width of the linear pattern is, for example, about 1 to 5 ⁇ m.
  • the copper fine particle layer 43 can be formed by a printing method or the like. Since the pattern of the conductor layer 5 is formed by electroless copper plating using the copper fine particle layer 43 as a seed layer, an etching step is not required, and the pattern of the conductor layer 5 made of metal can be easily formed.
  • the conductive circuit 1 is an electric circuit having a base material 2 and a pattern of a conductor layer 5.
  • the conductive circuit 1 includes a pattern of the adhesive resin layer 3 on the base material 2, a copper fine particle layer 43 on the adhesive resin layer 3, and a pattern of the conductor layer 5.
  • the pattern of the conductive layer 5 is bonded to the copper fine particle layer 43 and bonded to the adhesive resin layer 3.
  • the adhesive resin layer 3 contains an adhesive resin.
  • the adhesive resin is a resin that bonds the copper fine particles of the copper fine particle layer 43 to the base material 2.
  • the conductor layer 5 has a metal layer formed by electroless copper plating using the copper fine particle layer 43 as a seed layer.
  • the copper fine particle layer 43 is integrated with the conductive layer 5 by electroless copper plating. However, at the boundary between the conductive layer 5 and the adhesive resin layer 3, traces of the copper fine particles adhered to the adhesive resin layer 3 are removed. Remains.
  • the conductor layer 5 may further include a plating layer of the same or a different plating metal on a layer formed by electroless copper plating using the copper fine particle layer 43 as a seed layer.
  • the base material 2 is a material formed in a plate shape.
  • the substrate 2 has a light-transmitting property and is made of a transparent insulating material.
  • the transparent insulating material is, for example, glass, and may be polyethylene terephthalate, polycarbonate, or a cyclic olefin copolymer.
  • the adhesive resin contained in the adhesive resin layer 3 is, for example, an epoxy resin.
  • the adhesive resin may be a polyolefin resin or a polyamide resin (nylon resin).
  • a curing agent is added.
  • the adhesive resin layer 3 further contains a black material.
  • the black matter is, for example, carbon fine particles (carbon black), and makes the adhesive resin layer 3 black.
  • the particle size of the carbon fine particles is, for example, 13 nm to 24 nm in BET equivalent particle size, and is not limited thereto.
  • the black material may be a dye, a pigment, or a black resin.
  • the pattern of the conductor layer 5 has a linear pattern having a line width of 5 ⁇ m or less.
  • the adhesive resin layer 3 adheres the copper fine particles of the copper fine particle layer 43 to the base material 2. Since the conductive layer 5 has a metal layer formed by electroless copper plating using the copper fine particle layer 43 as a seed layer, even if the base material is a transparent base material, 2 is secured.
  • the conductive circuit 1 can prevent the metal of the conductive layer 5 from being shiningly reflected when viewed from the base 2 side.
  • a conductive circuit 1 was manufactured as an example.
  • a glass formed into a plate shape was used as the base material 2.
  • the surface of the substrate 2 is smooth and not roughened.
  • As the adhesive resin a mixture of a phenoxy type epoxy resin (trade name “jER1256” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and a bisphenol type epoxy resin (trade name “jER828” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used. The mixing ratio was 95: 5.
  • a curing agent (2-ethyl-4-methylimidazole, trade name "EMI24", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to the epoxy resin. The amount of the curing agent added is 0.5 to 1% by weight based on the weight of the solid content of the epoxy resin. Carbon fine particles (carbon black) were used as a black material.
  • the adhesive resin layer 3 was formed on the substrate 2 by a printing method.
  • a liquid film 4 composed of a copper fine particle dispersion is formed on the adhesive resin layer 3 by a printing method. Formed.
  • the dispersion medium 42 in the liquid film 4 was heated and dried to form a copper fine particle layer 43.
  • Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • the mixing ratio was 95: 5.
  • the same curing agent as in Example 1 was added to the epoxy resin.
  • Other conditions were the same as in Example 1.
  • Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • Example 1 the adhesion of the conductor layer 5 was tested by the cross-cut method. Of the 100 squares, 100 squares did not peel off.
  • Phenoxy-type epoxy resins (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name "jER1256"), bisphenol-type epoxy resins (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name “jER828”) and polyfunctional epoxy resins (Mitsubishi Gas Chemical) are used as adhesive resins.
  • a mixture of "TETRAD-X” (trade name, manufactured by Co., Ltd.) was used. The mixing ratio was 45: 5: 50.
  • the same curing agent as in Example 1 was added to the epoxy resin. Other conditions were the same as in Example 1.
  • Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • Example 1 A polyamide resin (nylon resin) (trade name “Alon Mighty FS-175SV10” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) was used as the adhesive resin. No hardener is required. Other conditions were the same as in Example 1. Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • a PET polyethylene terephthalate
  • the same epoxy resin as in Example 1 was used as the adhesive resin.
  • a curing agent (trade name “YN100” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to the epoxy resin.
  • Other conditions were the same as in Example 1.
  • Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • a modified polyolefin resin (trade name “Arrow Base SD-1200” manufactured by Unitika Ltd.) was used as the adhesive resin. No hardener is required. Other conditions were the same as in Example 5. Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • Example 6 A modified polyolefin resin (trade name “Arrowbase SD-1205J2” manufactured by Unitika Ltd.) different from that in Example 6 was used as the adhesive resin. Other conditions were the same as in Example 6. Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • a modified polyolefin resin (trade name “Arrow Base SD-1210J2” manufactured by Unitika Ltd.) different from those in Examples 6 and 7 was used as the adhesive resin. Other conditions were the same as in Example 6. Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. Electroless copper plating was possible, and the pattern of the conductor layer 5 made of plated metal was formed.
  • the electroless copper plating can be performed by using the copper fine particle layer 43 adhered to the adhesive resin layer 3 as a seed layer. It was confirmed that a conductor layer 5 having the same could be formed.
  • a glass formed into a plate shape was used as a substrate.
  • the surface of the substrate is smooth and not roughened.
  • a copper fine particle dispersion manufactured by Ishihara Chemical Co., Ltd.
  • a liquid film composed of the copper fine particle dispersion was formed on a substrate by a printing method.
  • the dispersion medium in the liquid film was dried by heating to form a copper fine particle layer.
  • Electroless copper plating was performed using the copper fine particle layer as a seed layer. However, the plating metal peeled off from the substrate during plating, and a conductor layer made of the plating metal could not be formed.
  • Comparative Example 2 A plate formed of PET (polyethylene terephthalate) was used as a substrate. The other conditions were the same as in Comparative Example 1. The plating metal peeled off from the substrate during plating, and a conductor layer made of the plating metal could not be formed.
  • the substrate 2 may not be a transparent substrate.
  • the shape of the substrate 2 is not limited to a plate shape, and may be an arbitrary three-dimensional shape.

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Abstract

導電回路の作製方法及び導電回路において、金属から成る導体層のパターンを基材上に容易に形成する。 導電回路1の作製方法は、基材2上に接着性樹脂層3のパターンを形成する工程と、銅微粒子41が分散媒42に分散された銅微粒子分散液から成る液膜4を接着性樹脂層3上に形成する工程と、液膜4中の前記分散媒を乾燥して銅微粒子層43を形成する工程と、銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施して導体層5のパターンを形成する工程とを備える。接着性樹脂層3は、銅微粒子41を基材2に接着する接着性樹脂を含有する。これにより、導体層5は、接着性樹脂層3を介して基材2との密着性が確保される。

Description

導電回路の作製方法及び導電回路
 本発明は、導電回路の作製方法及びその作製方法で作製される導電回路に関する。
 スマートフォンやタブレット端末等にタッチパネルが使われている。タッチパネルは、ディスプレイとタッチセンサを統合した電子部品である。タッチセンサには、ディスプレイの視認性を確保するために透明導電回路が用いられる。透明導電回路は、透明に見える電気回路である。従来から、ITO(インジウム-錫酸化物)から成る透明導電膜を有する透明導電回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような透明導電回路は、ITOから成る導電膜の電気抵抗が高いので、タッチセンサの大型化に対応することが困難である。
 ITOを用いずに、金属膜の線状パターンから成る透明導電膜を有するタッチセンサが知られている(例えば、特許文献2参照)。金属膜の線状パターンは、例えばメッシュ状であり、肉眼で透明に見えるように細く形成される。しかしながら、この透明導電膜は、作製においてエッチングによって金属膜の不要部分を除去する工程を有するので、作製が容易ではなく、また、エッチングで発生する廃液の処理等にコストがかかる。
 透明導電回路における基材は、透光性を有する透明基材である。透明基材は、表面を粗化すると光が乱反射するので、表面は平滑であることが望ましい。このため、金属膜の線状パターンを平滑な透明基材上に形成する場合、金属膜は、透明基材への密着性の確保が問題になり、透明基材上に形成することが容易ではない。
特開平5-291726号公報 特開2015-65376号公報
 本発明は、上記問題を解決するものであり、導電回路の作製方法及び導電回路において、基材が透明基材であっても、金属から成る導体層のパターンをその基材上に容易に形成することを目的とする。
 本発明の導電回路の作製方法は、基材と、導体層のパターンとを有する導電回路の作製方法であって、基材上に接着性樹脂層のパターンを形成する工程と、銅微粒子が分散媒に分散された銅微粒子分散液から成る液膜を前記接着性樹脂層上に形成する工程と、前記液膜中の前記分散媒を乾燥して銅微粒子層を形成する工程と、前記銅微粒子層をシード層として無電解銅めっきを施して導体層のパターンを形成する工程とを備え、前記接着性樹脂層は、前記銅微粒子を前記基材に接着する接着性樹脂を含有することを特徴とする。
 この導電回路の作製方法において、前記基材は、透光性を有することが好ましい。
 この導電回路の作製方法において、前記基材は、ガラス、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート及び環状オレフィンコポリマーからなる群から選ばれる透明な絶縁材料から成ることが好ましい。
 この導電回路の作製方法において、前記接着性樹脂層は、黒色物をさらに含有することが好ましい。
 この導電回路の作製方法において、前記導体層のパターンは、線幅が5μm以下の線状パターンを有することが好ましい。
 この導電回路の作製方法において、前記接着性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリアミド樹脂からなる群から選ばれる合成樹脂であることが好ましい。
 この導電回路の作製方法において、導体層のパターンを形成する前記工程において、前記銅微粒子層をシード層として前記無電解銅めっきを施した後、無電解ニッケルめっきをさらに施してもよい。
 この導電回路の作製方法において、導体層のパターンを形成する前記工程において、前記銅微粒子層をシード層として前記無電解銅めっきを施した後、電気めっきをさらに施してもよい。
 本発明の導電回路は、基材と、導体層のパターンとを有するものであって、基材上の接着性樹脂層のパターンと、前記接着性樹脂層上の銅微粒子層と、前記銅微粒子層と結合して前記接着性樹脂層に接着された導体層のパターンとを備え、前記接着性樹脂層は、前記銅微粒子層の銅微粒子を前記基材に接着する接着性樹脂を含有し、前記導体層は、前記銅微粒子層をシード層とする無電解銅めっきによって形成される金属の層を有することを特徴とする。
 この導電回路において、前記基材は、透光性を有することが好ましい。
 この導電回路において、前記基材は、ガラス、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート及び環状オレフィンコポリマーからなる群から選ばれる透明な絶縁材料から成ることが好ましい。
 この導電回路において、前記接着性樹脂層は、黒色物をさらに含有することが好ましい。
 この導電回路において、前記導体層のパターンは、線幅が5μm以下の線状パターンを有することが好ましい。
 この導電回路において、前記接着性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリアミド樹脂からなる群から選ばれる合成樹脂であることが好ましい。
 本発明の導電回路の作製方法によれば、銅微粒子分散液を用いるので、印刷法等によって銅微粒子層を形成することができる。その銅微粒子層をシード層として無電解銅めっきによって導体層のパターンを形成するので、金属から成る導体層のパターンを容易に形成することができる。本発明の導電回路によれば、接着性樹脂層が銅微粒子層の銅微粒子を基材に接着するので、基材が透明基材であっても、銅微粒子層をシード層とする無電解銅めっきによって形成される導体層は、接着性樹脂層を介して基材との密着性が確保される。
図1(a)~(e)は本発明の一実施形態に係る導電回路の作製方法を時系列順に示す断面構成図。 図2は同導電回路の断面構成図。
 本発明の一実施形態に係る導電回路の作製方法を図1(a)~(e)を参照して説明する。図1(e)に示すように、この方法は、導電回路1を作製する方法である。導電回路1は、基材2と、導体層5のパターンとを有する。図1(e)は、導電回路1の断面構成を示しており、導電回路1において、導体層5のパターンは、平面視における回路パターンである。
 図1(a)に示すように、基材2は、材料を板状に形成したものである。本実施形態では、基材2は、透光性を有し、透明な絶縁材料から成る。その透明な絶縁材料は、例えば、ガラスであり、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、又は環状オレフィンコポリマー等であってもよい。
 先ず、図1(b)に示すように、基材2上に接着性樹脂層3のパターンが形成される。接着性樹脂層3は、接着性樹脂を含有する。接着性樹脂は、後述する銅微粒子を基材2に接着する樹脂である。
 接着性樹脂層3に含有される接着性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂である。接着性樹脂をポリオレフィン樹脂又はポリアミド樹脂(ナイロン樹脂)としてもよい。
 本実施形態では、接着性樹脂層3は、黒色物をさらに含有する。その黒色物は、例えば、炭素微粒子(カーボンブラック)であり、接着性樹脂層3を黒くする。炭素微粒子の粒径は、例えば、BET換算粒径で13nm~24nmであり、それに限定されない。また、黒色物は、染料、顔料、又は黒色樹脂であってもよい。
 接着性樹脂層3のパターンは、例えば、溶媒中に溶解した接着性樹脂をインクとして用い、印刷法によって基材2上に形成される。また、ナノインプリント法などで溝を形成した基材2に、溶媒中に溶解した接着性樹脂をスキージなどで埋め込んでもいい。なお、接着性樹脂層3は、単層に限定されず、成分の異なる複数層を積層してもよい。
 そして、図1(c)に示すように、銅微粒子分散液から成る液膜4が接着性樹脂層3上に形成される。その銅微粒子分散液は、銅微粒子41が分散媒42に分散されている。
 銅微粒子41は、例えば、メジアン径(中心粒子径)が1nm以上100nm未満のナノ粒子である。銅微粒子41は分散媒42に分散されればよく、銅微粒子41の粒径は限定されない。銅微粒子分散液に、銅微粒子41を分散媒42中で分散させる分散剤を添加してもよい。
 分散媒42は、例えば、プロトン性分散媒又は比誘電率が30以上の非プロトン性の極性分散媒である。分散剤は、銅微粒子41を分散媒中で分散させるものであり、例えば、少なくとも1個の酸性官能基を有し、分子量が200以上100000以下の化合物又はその塩である。
 プロトン性分散媒としては、例えば、3-メトキシ-3-メチルブタノール、トリ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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ-tert-ブチルエーテル、2-オクタノール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,5-ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等が挙げられるが、これらに限定されない。
 比誘電率が30以上の非プロトン性極性分散媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ヘキサメチルフォスフォラミド、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ニトロベンゼン、N、N-ジエチルホルムアミド、N、N-ジメチルアセトアミド、フルフラール、γ-ブチロラクトン、エチレンスルファイト、スルホラン、ジメチルスルホキシド、スクシノニトリル、エチレンカーボネート等が挙げられるが、これらに限定されない。
 分散剤は、例えば、リン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、硫酸基、又はカルボキシル基等を酸性官能基として有する化合物である。
 このような銅微粒子分散液から成る液膜4は、例えば、グラビアオフセット印刷や付着力コントラスト印刷のような印刷法によって形成される。液膜4は接着性樹脂層3上に形成され、接着性樹脂層3がパターンを有するので、液膜4も同じパターンを有する。
 そして、液膜4中の分散媒42を乾燥して、図1(d)に示すように、銅微粒子層43が形成される。
 液膜4の乾燥によって、銅微粒子41が接着性樹脂層3上に残り、銅微粒子41から成る銅微粒子層43が接着性樹脂層3上に形成される。液膜4がパターンを有するので、銅微粒子層43も同じパターンを有する。銅微粒子層43は、接着性樹脂層3に接着される。接着性樹脂層3の接着性樹脂は、硬化又は溶媒の蒸発によって、接着力が維持される。
 そして、図1(e)に示すように、銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施して導体層5のパターンが形成される。銅微粒子層43がパターンを有するので、導体層5も同じパターンを有する。
 この無電解銅めっきにおいて、銅微粒子層43は、めっき液に含まれる還元剤の酸化反応に対して触媒活性なシード層となる。
 導体層5は、複数の金属層を有してもよい。例えば、導体層5のパターンを形成する工程において、銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した後、無電解ニッケルめっきをさらに施してもよい。ニッケルは酸化によって黒色化するので、導体層5の表面に入射する光の反射を低減することができる。
 また、導体層5のパターンを形成する工程において、銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した後、電気めっきをさらに施してもよい。
 電気めっきにおいて、無電解銅めっきが施された銅微粒子層43は、めっき液に浸漬され、陰極となる。電気めっきにおけるめっき金属は、銅、ニッケル、錫、クロム、パラジウム、金、ビスマス、コバルト、鉄、銀、鉛、白金、イリジウム、亜鉛、インジウム、ルテニウム、ロジウム等が挙げられるが、これらに限定されない。電気めっきは、導体層5の厚さを増大する。また、この電気めっきにおいて、例えば、めっき金属を金とすることによって、導体層5の防蝕効果が得られる。
 本実施形態では、導体層5のパターンは、線幅が5μm以下の線状パターンを有する。
 導体層5の線状パターンを細く形成することによって、導体層5が肉眼で透明に見える。本実施形態の導電回路の作製方法は、銅微粒子分散液を用いるので、線幅が5μm以下の線状パターンを形成することができる。導電回路1において、導体層5が線幅が5μm以下の線状パターンを有する部分は、透明感がいっそう向上する。線幅が細いと電気抵抗が高くなるので、線状パターンの線幅は、例えば1~5μm程度とされる。
 以上、本実施形態に係る導電回路の作製方法によれば、銅微粒子分散液を用いるので、印刷法等によって銅微粒子層43を形成することができる。その銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきによって導体層5のパターンを形成するので、エッチングの工程が不要であり、金属から成る導体層5のパターンを容易に形成することができる。
 上記のように作製される導電回路1について、図2を参照して説明する。導電回路1は、基材2と、導体層5のパターンとを有する電気回路である。この導電回路1は、基材2上の接着性樹脂層3のパターンと、接着性樹脂層3上の銅微粒子層43と、導体層5のパターンとを備える。導体層5のパターンは、銅微粒子層43と結合して接着性樹脂層3に接着されている。接着性樹脂層3は、接着性樹脂を含有する。接着性樹脂は、銅微粒子層43の銅微粒子を基材2に接着する樹脂である。導体層5は、銅微粒子層43をシード層とする無電解銅めっきによって形成される金属の層を有する。
 なお、銅微粒子層43は、無電解銅めっきによって導体層5と一体化するが、導体層5と接着性樹脂層3との境界において、接着性樹脂層3に接着された銅微粒子の痕跡が残る。
 導体層5は、銅微粒子層43をシード層とする無電解銅めっきによって形成された層の上に、同一又は異なるめっき金属によるめっき層をさらに有してよい。
 基材2は、材料を板状に形成したものである。本実施形態では、基材2は、透光性を有し、透明な絶縁材料から成る。その透明な絶縁材料は、例えば、ガラスであり、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、又は環状オレフィンコポリマー等であってもよい。
 接着性樹脂層3に含有される接着性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂である。接着性樹脂をポリオレフィン樹脂又はポリアミド樹脂(ナイロン樹脂)としてもよい。エポキシ樹脂を用いる場合は、硬化剤が添加される。
 本実施形態では、接着性樹脂層3は、黒色物をさらに含有する。その黒色物は、例えば、炭素微粒子(カーボンブラック)であり、接着性樹脂層3を黒くする。炭素微粒子の粒径は、例えば、BET換算粒径で13nm~24nmであり、それに限定されない。また、黒色物は、染料、顔料、又は黒色樹脂であってもよい。
 本実施形態では、導体層5のパターンは、線幅が5μm以下の線状パターンを有する。
 上記のように構成された導電回路1は、接着性樹脂層3が銅微粒子層43の銅微粒子を基材2に接着する。導体層5は、銅微粒子層43をシード層とする無電解銅めっきによって形成される金属の層を有するので、基材が透明基材であっても、接着性樹脂層3を介して基材2との密着性が確保される。
 また、接着性樹脂層3に含有される黒色物が光を吸収するので、導電回路1は、基材2の側から見たとき、導体層5の金属によるキラキラ光る反射が防がれる。
 本発明の導電回路の作製方法を用い、実施例として導電回路1を作製した。
 基材2としてガラスを板状に成形したものを用いた。基材2の表面は、平滑であり、粗化していない。接着性樹脂としてフェノキシ型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、商品名「jER1256」)とビスフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、商品名「jER828」)の混合を用いた。その混合割合は、95:5とした。そのエポキシ樹脂に硬化剤(三菱ケミカル(株)製、2-エチル-4-メチルイミダゾール、商品名「EMI24」)を添加した。硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂固形分重量の0.5~1重量%である。黒色物として炭素微粒子(カーボンブラック)を用いた。印刷法によって基材2上に接着性樹脂層3を形成した。メジアン径(中心粒子径)40nmの銅微粒子を含有する銅微粒子分散液(石原ケミカル(株)製)を用いて、印刷法により接着性樹脂層3上に銅微粒子分散液から成る液膜4を形成した。その液膜4中の分散媒42を加熱乾燥し、銅微粒子層43を形成した。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法(JIS K5600)で試験した。この試験において、所定の面積を有する導体層5の試験面に100マスの格子パターンを切り込み、粘着テープを貼り付け、粘着テープを引き剥がし、試験面を観察した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 接着性樹脂としてフェノキシ型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、商品名「jER1256」)と多官能特殊ノボラック型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、商品名「jER157S70」)の混合を用いた。その混合割合は95:5とした。そのエポキシ樹脂に実施例1と同じ硬化剤を添加した。それ以外の条件は実施例1と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 実施例1と同様に、導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 接着性樹脂としてフェノキシ型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、商品名「jER1256」)とビスフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、商品名「jER828」)と多官能エポキシ樹脂(三菱瓦斯化学(株)製、商品名「TETRAD-X」)の混合を用いた。その混合割合は、45:5:50とした。そのエポキシ樹脂に実施例1と同じ硬化剤を添加した。それ以外の条件は実施例1と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 接着性樹脂としてポリアミド樹脂(ナイロン樹脂)(東亜合成(株)製、商品名「アロンマイティFS-175SV10」)を用いた。硬化剤は不要である。それ以外の条件は実施例1と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 基材2としてPET(ポリエチレンテレフタラート)を板状に成形したものを用いた。接着性樹脂として実施例1と同じエポキシ樹脂を用いた。そのエポキシ樹脂に硬化剤(三菱ケミカル(株)製、商品名「YN100」)を添加した。それ以外の条件は実施例1と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 接着性樹脂として変性ポリオレフィン樹脂(ユニチカ(株)製、商品名「アローベースSD-1200」)を用いた。硬化剤は不要である。それ以外の条件は実施例5と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 接着性樹脂として実施例6とは異なる変性ポリオレフィン樹脂(ユニチカ(株)製、商品名「アローベースSD-1205J2」)を用いた。それ以外の条件は実施例6と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 接着性樹脂として実施例6、7とは異なる変性ポリオレフィン樹脂(ユニチカ(株)製、商品名「アローベースSD-1210J2」)を用いた。それ以外の条件は実施例6と同じとした。接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施した。無電解銅めっきは可能であり、めっき金属から成る導体層5のパターンが形成された。
 導体層5の密着性をクロスカット法で試験した。100マスのうち剥離しなかったマスは、100マスであった。
 上記の実施例1~8から、接着性樹脂層3を形成することによって、接着性樹脂層3に接着された銅微粒子層43をシード層として無電解銅めっきを施すことができ、密着性を有する導体層5を形成できることが確認された。
 比較例として、接着性樹脂層3を省略して試験を行った。
(比較例1)
 基材としてガラスを板状に成形したものを用いた。基材の表面は、平滑であり、粗化していない。メジアン径(中心粒子径)40nmの銅微粒子を含有する銅微粒子分散液(石原ケミカル(株)製)を用いて、印刷法により基材上に銅微粒子分散液から成る液膜を形成した。その液膜中の分散媒を加熱乾燥し、銅微粒子層を形成した。その銅微粒子層をシード層として無電解銅めっきを施した。しかし、めっき中にめっき金属が基材から剥離し、めっき金属から成る導体層を形成することができなかった。
(比較例2)
 基材としてPET(ポリエチレンテレフタラート)を板状に成形したものを用いた。それ以外の条件は比較例1と同じとした。めっき中にめっき金属が基材から剥離し、めっき金属から成る導体層を形成することができなかった。
 上記の比較例1、2から、接着性樹脂層を形成しない場合、導体層の基材に対する密着性が十分でなく、無電解銅めっきを施すことができないことが確認された。
 なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、例えば、基材2は、透明基材でなくても構わない。また、基材2の形状は、板状に限られず、任意の3次元形状であってもよい。
1 導電回路
2 基材
3 接着性樹脂層
4 液膜
41 銅微粒子
42 分散媒
43 銅微粒子層
5 導体層

Claims (14)

  1.  基材と、導体層のパターンとを有する導電回路の作製方法であって、
     基材上に接着性樹脂層のパターンを形成する工程と、
     銅微粒子が分散媒に分散された銅微粒子分散液から成る液膜を前記接着性樹脂層上に形成する工程と、
     前記液膜中の前記分散媒を乾燥して銅微粒子層を形成する工程と、
     前記銅微粒子層をシード層として無電解銅めっきを施して導体層のパターンを形成する工程とを備え、
     前記接着性樹脂層は、前記銅微粒子を前記基材に接着する接着性樹脂を含有することを特徴とする導電回路の作製方法。
  2.  前記基材は、透光性を有することを特徴とする請求項1に記載の導電回路の作製方法。
  3.  前記基材は、ガラス、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート及び環状オレフィンコポリマーからなる群から選ばれる透明な絶縁材料から成ることを特徴とする請求項2に記載の導電回路の作製方法。
  4.  前記接着性樹脂層は、黒色物をさらに含有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の導電回路の作製方法。
  5.  前記導体層のパターンは、線幅が5μm以下の線状パターンを有することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか一項に記載の導電回路の作製方法。
  6.  前記接着性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリアミド樹脂からなる群から選ばれる合成樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の導電回路の作製方法。
  7.  導体層のパターンを形成する前記工程において、前記銅微粒子層をシード層として前記無電解銅めっきを施した後、無電解ニッケルめっきをさらに施すことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の導電回路の作製方法。
  8.  導体層のパターンを形成する前記工程において、前記銅微粒子層をシード層として前記無電解銅めっきを施した後、電気めっきをさらに施すことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の導電回路の作製方法。
  9.  基材と、導体層のパターンとを有する導電回路であって、
     基材上の接着性樹脂層のパターンと、
     前記接着性樹脂層上の銅微粒子層と、
     前記銅微粒子層と結合して前記接着性樹脂層に接着された導体層のパターンとを備え、
     前記接着性樹脂層は、前記銅微粒子層の銅微粒子を前記基材に接着する接着性樹脂を含有し、
     前記導体層は、前記銅微粒子層をシード層とする無電解銅めっきによって形成される金属の層を有することを特徴とする導電回路。
  10.  前記基材は、透光性を有することを特徴とする請求項9に記載の導電回路。
  11.  前記基材は、ガラス、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート及び環状オレフィンコポリマーからなる群から選ばれる透明な絶縁材料から成ることを特徴とする請求項10に記載の導電回路。
  12.  前記接着性樹脂層は、黒色物をさらに含有することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の導電回路。
  13.  前記導体層のパターンは、線幅が5μm以下の線状パターンを有することを特徴とする請求項10乃至請求項12のいずれか一項に記載の導電回路。
  14.  前記接着性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリアミド樹脂からなる群から選ばれる合成樹脂であることを特徴とする請求項9乃至請求項13のいずれか一項に記載の導電回路。

     
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