JP2012142318A - Manufacturing method of pattern substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に導体パターンが形成されたパターン基板の製造方法、この方法により得られるパターン基板およびこのパターン基板を備えた電子回路基板又は部品に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a pattern substrate having a conductor pattern formed on the substrate, a pattern substrate obtained by this method, and an electronic circuit board or component including the pattern substrate.
基板上に導体パターン(導電性パターン)を形成する方法として、スクリーン印刷法、エッチング法などが知られている。 Known methods for forming a conductor pattern (conductive pattern) on a substrate include a screen printing method and an etching method.
スクリーン印刷法を利用した方法では、形成する導体パターンと同じ開口部を持つスクリーンメッシュに導電性ペーストを通過させて印刷したのち、導電性ペーストを焼成させて導体パターンを形成する。スクリーン印刷法を利用したこのような方法は、簡単な方法であり、また、安価に導体パターンを形成できる利点がある。しかし、粘性流動体であるペースト材料を用いるため、印刷した後にペーストの垂れが生じやすく隣接パターン同士が接触(ショート)してしまう恐れがある。このためパターン同士の間隔を広くせざるを得ず、微細パターン形成の要求に応えることが難しい。 In the method using the screen printing method, the conductive paste is passed through a screen mesh having the same opening as the conductive pattern to be formed, and then printed, and then the conductive paste is baked to form the conductive pattern. Such a method using a screen printing method is a simple method and has an advantage that a conductor pattern can be formed at a low cost. However, since a paste material that is a viscous fluid is used, the paste tends to sag after printing, and adjacent patterns may come into contact with each other (short circuit). For this reason, it is difficult to meet the demand for forming a fine pattern because the interval between patterns must be widened.
また、導体パターンの表面に別の導電部材(チップなど)を実装する用途などでは、実装した後の導電部材の傾きを抑制したり、導電部材と導体パターン間の接合強度を高めたり、導電部材から発生する熱を効率的に導体側(基板側)に放出するなどの目的から、導電部材と導体パターン表面の接触面積をできるだけ大きくする必要があり、そのため、導体表面の平坦性が求められることがある。このような観点からも、スクリーン印刷法は、導体パターンの形成に適さない。すなわち、スクリーン印刷により形成された導電性ペーストのパターン(未焼結パターン)は、印刷後のペーストの垂れによってパターンの断面形状が膨出状(かまぼこ状)になってしまい、導体パターン表面が平坦にならないという問題があった。 Also, in applications where another conductive member (such as a chip) is mounted on the surface of the conductive pattern, the inclination of the conductive member after mounting is suppressed, the bonding strength between the conductive member and the conductive pattern is increased, or the conductive member For the purpose of efficiently releasing heat generated from the conductor to the conductor side (board side), the contact area between the conductive member and the conductor pattern surface must be as large as possible, and therefore flatness of the conductor surface is required. There is. From this point of view, the screen printing method is not suitable for forming a conductor pattern. In other words, the pattern of the conductive paste formed by screen printing (unsintered pattern) has a swelled pattern shape due to the dripping of the paste after printing, and the surface of the conductor pattern is flat. There was a problem of not becoming.
なお、ペーストの垂れを防ぐためにペーストの粘性を変えて垂れを生じ難くすればこのような問題を幾分かは改善できる。しかし、ペーストの流動性を低下させることになるので、印刷後のレベリングが悪くなり、スクリーンメッシュの痕が残って導体パターン表面が著しく荒れ、その結果、導体パターンの平滑性を損なってしまう。このような導体パターン表面の平滑性の低下は、前記と同様に、導電性パターンと導電部材との接触面積を小さくする要因となる。 In order to prevent the dripping of the paste, such a problem can be somewhat improved if the viscosity of the paste is changed so that the dripping hardly occurs. However, since the fluidity of the paste is lowered, the leveling after printing is deteriorated, the screen mesh marks remain, the surface of the conductor pattern is remarkably roughened, and as a result, the smoothness of the conductor pattern is impaired. Such a decrease in the smoothness of the surface of the conductor pattern is a factor for reducing the contact area between the conductive pattern and the conductive member, as described above.
一方、エッチング法を利用した方法では、基板に導体膜を形成した後、パターンとして必要な部分以外をエッチングによって除去してパターンを形成する。例えば、特開平6−204645号公報(特許文献1)には、セラミックス基板上に銅粒子を主成分とする導体ペーストを1回又は複数回塗布する工程と、該銅導体ペーストを塗布したセラミックス基板を焼成してセラミックス基板上に銅導体層を形成する工程と、該銅導体層を研磨処理する工程と、研磨処理の施された前記銅導体層上に所定パターンのレジスト膜を形成した後、エッチング処理して回路形成を行う工程とを含むセラミックス回路基板の製造方法が開示されている。 On the other hand, in a method using an etching method, after a conductor film is formed on a substrate, portions other than those necessary as a pattern are removed by etching to form a pattern. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-204645 (Patent Document 1) discloses a step of applying a conductor paste mainly composed of copper particles once or a plurality of times on a ceramic substrate, and a ceramic substrate coated with the copper conductor paste. Firing a copper conductor layer on the ceramic substrate, polishing the copper conductor layer, and forming a resist film having a predetermined pattern on the copper conductor layer subjected to the polishing treatment, A method of manufacturing a ceramic circuit board including a step of forming a circuit by performing an etching process is disclosed.
このようなエッチング法を利用した方法であれば、微細パターンの形成が可能なうえ、表面も平滑になるのでパターンをスクリーン印刷するときのような問題点はない。しかしながら、以下のような理由により、エッチングによって除去した部分の電気絶縁性が低下してしまう。すなわち、導体膜を形成するための導電性ペーストには、通常、導電性成分以外に、導体ペーストが焼成した後にセラミックスなどの絶縁性基板に対する十分な密着力を付与するために、ガラス粉などの接着性成分が配合されており、このような接着成分は、焼成の際、溶融流動により導体膜と絶縁性基板間との界面に移動し、焼成導電膜と絶縁基板とを接着又は密着させる接着層(密着層)として機能する。また、接着層は、接着性成分と導電性成分との混合物からなり、このような接着性成分としては、通常、エッチングやメッキなどの化学処理に耐えられるように、耐薬品性に優れた成分が使用されている。そのため、エッチングによっても、このような接着層が残ってしまい、エッチングした部分の絶縁性が低下する。 If such a method using the etching method is used, a fine pattern can be formed and the surface becomes smooth, so there is no problem as in the case of screen printing the pattern. However, the electrical insulation of the portion removed by etching is lowered for the following reasons. That is, the conductive paste for forming the conductor film is usually made of glass powder or the like in order to give sufficient adhesion to an insulating substrate such as ceramics after the conductor paste is fired in addition to the conductive component. An adhesive component is blended, and such an adhesive component moves to the interface between the conductor film and the insulating substrate by melt flow during firing, and adheres or adheres to the fired conductive film and the insulating substrate. Functions as a layer (adhesion layer). In addition, the adhesive layer is composed of a mixture of an adhesive component and a conductive component, and as such an adhesive component, a component having excellent chemical resistance so that it can withstand chemical treatment such as etching and plating. Is used. Therefore, such an adhesive layer remains even after etching, and the insulating property of the etched portion is lowered.
さらに、エッチング後、さらに、導体パターン表面にメッキを施す場合においては、この残存する接着層にメッキが析出する可能性がある。このような接着層へのメッキの析出は、さらなる絶縁性の低下を生じさせ、極端な場合には、ショートを引き起こす可能性もある。 Further, when the conductor pattern surface is further plated after etching, the plating may be deposited on the remaining adhesive layer. Such deposition of the plating on the adhesive layer causes a further decrease in insulation, and in an extreme case, may cause a short circuit.
なお、エッチング法において、導体膜は、導電性ペーストの塗布によらず、メッキ(電解又は無電解メッキ)により形成することも考えられる。しかし、このようなメッキを利用する方法では、メッキの成長に時間がかかって高価である上、メッキにより形成された導体膜と基板との接着信頼性も十分でない。 In the etching method, the conductor film may be formed by plating (electrolytic or electroless plating) regardless of the application of the conductive paste. However, such a method using plating is expensive because it takes time to grow the plating, and the bonding reliability between the conductive film formed by plating and the substrate is not sufficient.
本発明の目的は、基板上に導体パターンが形成されたパターン基板を効率よく製造する方法、およびこの方法により得られるパターン基板を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a pattern substrate having a conductor pattern formed on the substrate, and a pattern substrate obtained by this method.
本発明の他の目的は、導体パターンが微細であっても、導体パターン間の絶縁性に優れたパターン基板を製造する方法、およびこの方法により得られるパターン基板を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a pattern substrate having excellent insulation between conductor patterns even if the conductor pattern is fine, and a pattern substrate obtained by this method.
本発明のさらに他の目的は、比較的均一な厚み又は幅の導体パターンが形成されたパターン基板を製造する方法、およびこの方法により得られるパターン基板を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a pattern substrate on which a conductor pattern having a relatively uniform thickness or width is formed, and a pattern substrate obtained by this method.
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、基板表面のうち、パターンを形成する部分(パターン形成部)に加えて、さらに、パターンを形成しない部分(非形成部)に、パターン形成部の導電性ペーストよりも基板に対する密着性の低い焼結体を形成可能な特定の導電性ペーストを印刷(コーティング)し、焼結することで、パターン非形成部を容易にエッチングでき、導体パターン(導体パターン間の間隔)を微細化しても、導体パターン間の絶縁性に優れたパターン基板が得られること、また、パターン非形成部にも導電性ペーストを印刷することで、パターン形成部に印刷された導電性ペーストが、垂れにより膨出状(断面かまぼこ状)の凸部パターンを形成しても、このような凸部パターン間の間隙(又は空隙)を別の導電性ペーストで埋めることができ、結果としてエッチング後の導体パターンの厚みをパターンの中央部から端部に至るまで比較的均一な厚みとすることができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have, in addition to the part forming the pattern (pattern forming part), in addition to the part not forming the pattern (non-forming part) in the substrate surface, By printing (coating) a specific conductive paste that can form a sintered body with lower adhesion to the substrate than the conductive paste of the pattern formation part, and sintering it, the pattern non-formation part can be easily etched, Even if the conductor pattern (interval between conductor patterns) is miniaturized, a pattern substrate with excellent insulation between the conductor patterns can be obtained, and the pattern can be formed by printing a conductive paste on the non-patterned part. Even if the conductive paste printed on the part forms a bulging (cross-sectionally shaped) convex pattern by dripping, such a gap (or gap) between the convex patterns is formed. That can be filled with a conductive paste, as a result found that it is possible to relatively uniform thickness the thickness of the conductive pattern after etching the central portion of the pattern up to the end, and completed the present invention.
すなわち、本発明の方法は、基板上に導体パターンが形成されたパターン基板を製造する方法であって、
基板表面のうち、所定部(所定のパターン部、導体パターンの位置に対応するパターン部)の上に導電性ペースト(A)を印刷(パターン印刷)する第1の印刷工程と、
形成された導電性ペースト(A)の凸部間(又は導電性ペースト(A)で構成された未焼結パターン間)に、導電性ペースト(A)よりも基板に対する密着性の低い焼結体を形成可能な導電性ペースト(B)を印刷又は塗布(コーティング)する第2の印刷工程と、
第2の印刷工程を経た基板を焼結処理する焼結工程と、
基板表面のうち、パターン部を除く非パターン部(詳細には、パターン部を除く部分に対応する非パターン部)の上に形成された導電性ペースト(B)の焼結体をエッチングするエッチング工程とを含む。
That is, the method of the present invention is a method of manufacturing a patterned substrate having a conductor pattern formed on a substrate,
A first printing step of printing (pattern printing) the conductive paste (A) on a predetermined portion (a predetermined pattern portion, a pattern portion corresponding to the position of the conductor pattern) of the substrate surface;
Sintered body having lower adhesion to the substrate than the conductive paste (A) between the convex portions of the formed conductive paste (A) (or between unsintered patterns composed of the conductive paste (A)) A second printing step of printing or coating (coating) the conductive paste (B) capable of forming
A sintering step of sintering the substrate that has undergone the second printing step;
Etching process for etching the sintered body of the conductive paste (B) formed on the non-pattern part except the pattern part (specifically, the non-pattern part corresponding to the part excluding the pattern part) on the substrate surface Including.
導電性ペースト(A)および導電性ペースト(B)は、導電剤としての導電性金属を含んでいてもよい。また、導電性ペースト(A)は、通常、ガラスを含んでいてもよく、導電性ペースト(B)を構成する導電性金属に対するガラスの重量割合よりも、導電性ペースト(A)を構成する導電性金属に対するガラスの重量割合を大きくしてもよい。具体的には、導電性ペースト(A)中のガラスの割合を、導電性ペースト(A)を構成する導電性金属100重量部に対してA重量部とし、導電性ペースト(B)中のガラスの割合を、導電性ペースト(B)を構成する導電性金属100重量部に対してB重量部とするとき、A−Bの値を0.5重量部以上(例えば、1重量部以上)にしてもよい。なお、導電性ペースト(A)中のガラスの割合は、導電性ペースト(A)を構成する導電性金属100重量部に対して、例えば、1.5重量部以上(例えば、1.8重量部以上)であってもよく、導電性ペースト(B)中のガラスの割合は、導電性ペースト(B)を構成する導電性金属100重量部に対して、例えば、3重量部以下(例えば、2.5重量部以下)であってもよい。 The conductive paste (A) and the conductive paste (B) may contain a conductive metal as a conductive agent. In addition, the conductive paste (A) may usually contain glass, and the conductive paste (A) is made more conductive than the weight ratio of the glass to the conductive metal constituting the conductive paste (B). You may enlarge the weight ratio of the glass with respect to a property metal. Specifically, the proportion of glass in the conductive paste (A) is A parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive metal constituting the conductive paste (A), and the glass in the conductive paste (B). When the ratio of B is B parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive metal constituting the conductive paste (B), the AB value is 0.5 parts by weight or more (for example, 1 part by weight or more). May be. The proportion of glass in the conductive paste (A) is, for example, 1.5 parts by weight or more (for example, 1.8 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the conductive metal constituting the conductive paste (A). The ratio of glass in the conductive paste (B) is, for example, 3 parts by weight or less (for example, 2 parts) with respect to 100 parts by weight of the conductive metal constituting the conductive paste (B). .5 parts by weight or less).
前記第2の印刷工程において、導電性ペースト(A)の凸部間を埋める形態で導電性ペースト(B)を印刷してもよい。また、前記第2の印刷工程において、導電性ペースト(B)を導電性ペースト(A)の凸部を被覆(凸部が埋入)するように印刷してもよい。さらに、前記第2の印刷工程において、導電性ペースト(B)を複数回印刷してもよい。 In the second printing step, the conductive paste (B) may be printed in a form in which the gaps between the convex portions of the conductive paste (A) are filled. In the second printing step, the conductive paste (B) may be printed so as to cover the convex portions of the conductive paste (A) (the convex portions are embedded). Furthermore, in the second printing step, the conductive paste (B) may be printed a plurality of times.
前記方法において、第1の印刷工程と第2の印刷工程との間には、さらに、導電性ペースト(A)を焼結処理する予備焼結工程を含んでいてもよい。 In the method, a pre-sintering step of sintering the conductive paste (A) may be further included between the first printing step and the second printing step.
また、前記方法において、第2の印刷工程と焼結工程との間には、さらに、導電性ペースト(A)及び導電性ペースト(B)の表面を研磨(又は平坦化又は平滑化)する予備研磨工程(平坦化工程)を含んでいてもよい。 Moreover, in the said method, between the 2nd printing process and a sintering process, it is a preliminary | backup which grind | polishes (or planarizes or smoothes) the surface of an electrically conductive paste (A) and an electrically conductive paste (B) further. A polishing step (planarization step) may be included.
さらに、前記方法において、焼結工程とエッチング工程との間には、導電性ペースト(A)及び導電性ペースト(B)の焼結体表面を研磨(平面化又は平滑化)する研磨工程(平面化工程又は平滑化工程)を含んでいてもよい。 Furthermore, in the said method, between the sintering process and an etching process, the grinding | polishing process (flat surface) which grind | polishes (planarization or smoothing) the sintered compact surface of an electrically conductive paste (A) and an electrically conductive paste (B). Conversion step or smoothing step).
前記方法において、研磨工程により、焼結体表面の表面粗さRaを0.3μm以下としてもよい。 In the above method, the surface roughness Ra of the surface of the sintered body may be set to 0.3 μm or less by the polishing step.
本発明には、前記方法により得られるパターン基板も含まれる。このようなパターン基板において、導体パターンの幅のうち、基板と接触する部分の幅と表面部分の幅との差は、例えば、10μm以下であってもよく、導体パターン間の間隔は、70μm以下であってもよく、非パターン形成部の抵抗値は、例えば、1×1010Ω以上であってもよい。前記パターン基板において、導体パターン上にさらにメッキが施されていてもよい。 The present invention also includes a patterned substrate obtained by the above method. In such a pattern substrate, of the widths of the conductor pattern, the difference between the width of the portion in contact with the substrate and the width of the surface portion may be, for example, 10 μm or less, and the interval between the conductor patterns is 70 μm or less. For example, the resistance value of the non-pattern forming portion may be 1 × 10 10 Ω or more. In the pattern substrate, the conductor pattern may be further plated.
本発明には、前記パターン基板を備えた電子回路基板又は部品も含まれる。 The present invention also includes an electronic circuit board or component provided with the pattern board.
本発明の方法では、基板上に導体パターンが形成されたパターン基板を効率よく製造できる。特に、導体パターンを形成しない部分に、基板に対して密着性の劣る第2の導電性ペーストを印刷するので、容易に導体パターンを形成しない部分をエッチングでき、導体パターンが微細であっても、導体パターン間の絶縁性に優れたパターン基板を製造できる。また、本発明の方法では、第2の導電性ペーストの焼結体により、導体パターン間の間隙を埋めることができるため、スクリーン印刷で見られるような厚みが不均一の膨出状(断面かまぼこ状)パターンではなく、1つのパターンの中央部から端部に亘って、比較的均一な厚みの導体パターンを形成することができる。 In the method of the present invention, a patterned substrate having a conductor pattern formed on the substrate can be efficiently produced. In particular, since the second conductive paste having poor adhesion to the substrate is printed on the portion where the conductor pattern is not formed, the portion where the conductor pattern is not easily formed can be etched, and even if the conductor pattern is fine, A pattern substrate excellent in insulation between conductor patterns can be manufactured. Further, in the method of the present invention, the gap between the conductor patterns can be filled with the sintered body of the second conductive paste, so that the thickness is uneven as seen in screen printing (cross-section kamaboko). A conductive pattern having a relatively uniform thickness can be formed not from the pattern but from the center to the end of one pattern.
<第1の印刷工程>
第1の印刷工程では、基板表面のうち、所定のパターン部(すなわち、導体パターンの位置に対応するパターン部、所定部、パターン形成部などということがある。)の上に導電性ペースト(A)を印刷(パターン印刷)する。
<First printing process>
In the first printing step, a conductive paste (A) may be formed on a predetermined pattern portion (that is, a pattern portion corresponding to the position of the conductor pattern, a predetermined portion, or a pattern forming portion) on the substrate surface. ) Is printed (pattern printing).
[基板]
基板(絶縁基板又は絶縁性基板)としては、焼結処理(焼成温度)に耐えうる基板であれば特に限定されず、用途に応じて選択できる。このような基板としては、例えば、セラミックス基板、ガラスセラミックス基板、シリコーンウエハー基板、ホーロー基板などが挙げられる。特に、アルミナ基板や窒化アルミニウム基板などのセラミックス基板は、耐熱温度や機械強度、耐薬品性に優れ、本発明において好適に用いることができる。
[substrate]
The substrate (insulating substrate or insulating substrate) is not particularly limited as long as it is a substrate that can withstand the sintering treatment (firing temperature), and can be selected according to the application. Examples of such a substrate include a ceramic substrate, a glass ceramic substrate, a silicone wafer substrate, and an enamel substrate. In particular, ceramic substrates such as an alumina substrate and an aluminum nitride substrate are excellent in heat resistant temperature, mechanical strength, and chemical resistance, and can be suitably used in the present invention.
また、基板は、予め焼結された焼結基板を用いてもよく、グリーンシート状の基板であってもよい。このようなグリーンシート状の基板を、原料としての基板に用いる場合、導電性ペースト(A)(及び導電性ペースト(B))の焼結処理とともに、焼結基板(同時焼結基板)を得ることができる。なお、グリーンシート状態では、柔らかく支持性に劣るため、後述する平面化工程前の適当な段階で、基板の焼結を行うのが好ましい。 The substrate may be a sintered substrate that has been sintered in advance, or may be a green sheet substrate. When such a green sheet-like substrate is used as a raw material substrate, a sintered substrate (simultaneously sintered substrate) is obtained together with the sintering treatment of the conductive paste (A) (and the conductive paste (B)). be able to. Since the green sheet is soft and inferior in supportability, it is preferable to sinter the substrate at an appropriate stage before the planarization step described later.
なお、基板の表面は、必要に応じて、酸化処理[表面酸化処理、例えば、高温酸化処理、放電処理(コロナ放電処理、グロー放電など)、酸処理(クロム酸処理など)、紫外線照射処理、焔処理など]、表面凹凸処理(溶剤処理、サンドブラスト処理など)などの表面処理がされていてもよい。 In addition, the surface of the substrate may be subjected to oxidation treatment [surface oxidation treatment, for example, high-temperature oxidation treatment, discharge treatment (corona discharge treatment, glow discharge, etc.), acid treatment (chromic acid treatment, etc.), ultraviolet irradiation treatment, as necessary. Surface treatment such as glazing treatment, surface unevenness treatment (solvent treatment, sandblast treatment, etc.) may be performed.
基板の厚みは、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、0.05〜10mm、好ましくは0.1〜5mm、さらに好ましくは0.2〜3mm程度であってもよい。 What is necessary is just to select the thickness of a board | substrate suitably according to a use, for example, 0.05-10 mm, Preferably it is 0.1-5 mm, More preferably, it may be about 0.2-3 mm.
[導電性ペースト(A)]
導電性ペースト(A)は、導電剤を少なくとも含むペーストであれば特に限定されないが、通常、導電剤としての導電性金属を少なくとも含むペーストである場合が多い。
[Conductive paste (A)]
The conductive paste (A) is not particularly limited as long as it is a paste containing at least a conductive agent, but usually it is often a paste containing at least a conductive metal as a conductive agent.
(導電性金属)
導電性金属としては、用途に応じて適宜選択でき、例えば、遷移金属(例えば、ニオブなどの周期表第5A族金属;モリブデン、タングステンなどの周期表第6A族金属;マンガンなどの周期表第7A族金属;鉄、ニッケル、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、イリジウム、白金などの周期表第8族金属;銅、銀、金などの周期表第1B族金属など)、周期表第2B族金属(例えば、亜鉛など)、周期表第3B族金属(例えば、アルミニウムなど)などの金属単体の他、これらの金属の合金、これらの金属の化合物(金属硫化物、金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物など)などが挙げられる。
(Conductive metal)
The conductive metal can be appropriately selected depending on the application. For example, transition metal (for example, periodic table group 5A metal such as niobium; periodic table group 6A metal such as molybdenum and tungsten; periodic table 7A such as manganese; Group metal: Periodic table Group 8 metals such as iron, nickel, cobalt, ruthenium, rhodium, palladium, rhenium, iridium, platinum; Periodic table Group 1B metals such as copper, silver, gold, etc.), Periodic table Group 2B In addition to simple metals such as metals (for example, zinc) and Group 3B metals (for example, aluminum) of the periodic table, alloys of these metals, compounds of these metals (metal sulfides, metal carbides, metal nitrides, Metal borides and the like).
導電性金属は、通常、金属単体又は金属合金であってもよい。代表的な導電性金属には、良好な電気特性を有するという観点から、例えば、ニッケル、銅、銀、アルミニウムなどが挙げられる。特に、これらの中でも、安価でかつ導電性が高く、研磨によって延伸しやすい膜が得られるという観点から、銅が好ましい。 The conductive metal may usually be a single metal or a metal alloy. Representative conductive metals include, for example, nickel, copper, silver, and aluminum from the viewpoint of having good electrical characteristics. Among these, copper is preferable from the viewpoint that a film that is inexpensive, has high conductivity, and can be easily stretched by polishing can be obtained.
導電性金属は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 The conductive metals may be used alone or in combination of two or more.
なお、導電剤(導電性金属)の形態(又は形状)は、特に限定されないが、粒子状の導電剤(導電性金属粒子など)を好適に使用してもよい。粒子状の導電剤の平均粒径は、例えば、0.01〜50μm、好ましくは0.05〜20μm、さらに好ましくは0.1〜10μm程度であってもよい。 The form (or shape) of the conductive agent (conductive metal) is not particularly limited, but a particulate conductive agent (such as conductive metal particles) may be suitably used. The average particle diameter of the particulate conductive agent may be, for example, about 0.01 to 50 μm, preferably about 0.05 to 20 μm, and more preferably about 0.1 to 10 μm.
(ガラス)
また、導電性ぺースト(A)は、通常、ガラスを含んでいてもよい。ガラスは、焼結処理中に軟化して基板と焼結金属パターンとの間に強力な接着層を形成することができるため、基板に対する優れた密着性を付与する点で好適である。
(Glass)
Moreover, the conductive paste (A) may usually contain glass. Since glass can be softened during the sintering process to form a strong adhesive layer between the substrate and the sintered metal pattern, it is preferable in that it provides excellent adhesion to the substrate.
ガラスとしては、基板に対する密着性を付与できれば特に限定されず、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ素(B2O3)を含むガラス(例えば、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸亜鉛ガラス、鉛ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸バリウムガラス、ホウケイ酸ストロンチウムガラス、ホウケイ酸カリウムガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ビスマスガラスなど)、鉛ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、石英ガラスなどが挙げられる。ガラスは、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 The glass is not particularly limited as long as adhesion to the substrate can be imparted. For example, soda lime glass, glass containing boron (B 2 O 3 ) (for example, borosilicate glass, zinc borosilicate glass, lead borosilicate glass, borosilicate) Barium acid glass, strontium borosilicate glass, potassium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, bismuth borosilicate glass, etc.), lead glass, aluminosilicate glass, phosphate glass, quartz glass and the like. Glasses may be used alone or in combination of two or more.
ガラスとしては、化学エッチング液、酸、アルカリなどの化学薬品に対する耐性に優れたガラスを使用するのが好ましい。代表的なガラスには、耐薬品性(耐アルカリ性、耐酸性)などの観点から、例えば、ホウ素(B2O3)を含むガラス(例えば、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸亜鉛ガラス、鉛ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸バリウムガラス、ホウケイ酸ストロンチウムガラス、ホウケイ酸カリウムガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなど)などが挙げられる。 As the glass, it is preferable to use a glass excellent in resistance to chemicals such as a chemical etching solution, acid and alkali. Typical glass includes, for example, glass containing boron (B 2 O 3 ) (for example, borosilicate glass, zinc borosilicate glass, lead borosilicate glass) from the viewpoint of chemical resistance (alkali resistance, acid resistance) and the like. , Barium borosilicate glass, strontium borosilicate glass, potassium borosilicate glass, alumino borosilicate glass, etc.).
ホウ素を含むガラス(ホウケイ酸ガラス)は、ホウ素(B2O3)とケイ素(SiO2)を少なくとも含むガラスであり、これらの他に、金属酸化物[例えば、アルカリ金属酸化物(例えば、Li2O、Na2O、K2Oなど)、アルカリ土類金属(例えば、MgO、CaO、SrO、BaOなど)、遷移金属酸化物(例えば、MnO2、ZnO)、周期表第13族金属酸化物(例えば、Al2O3)、周期表第14族金属酸化物(例えば、PbO、Pb2O5)、周期表第15族金属酸化物(例えば、Sb2O3、Bi2O3)など]を含んでいてもよい。 A glass containing boron (borosilicate glass) is a glass containing at least boron (B 2 O 3 ) and silicon (SiO 2 ), and in addition to these, a metal oxide [eg, alkali metal oxide (eg, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, etc.), alkaline earth metals (eg, MgO, CaO, SrO, BaO, etc.), transition metal oxides (eg, MnO 2 , ZnO), periodic table group 13 metal oxidation Product (for example, Al 2 O 3 ), periodic table group 14 metal oxide (for example, PbO, Pb 2 O 5 ), periodic table group 15 metal oxide (for example, Sb 2 O 3 , Bi 2 O 3 ) Etc.] may be included.
ホウ素を含むガラスにおいて、ホウ素の割合は、B2O3換算で、例えば、5〜50重量%、好ましくは7〜40重量%、さらに好ましくは10〜30重量%程度であってもよい。また、ホウ素を含むガラスにおいて、ケイ素の割合は、SiO2換算で、例えば、10〜80重量%、好ましくは20〜70重量%、さらに好ましくは30〜65重量%程度であってもよい。また、ホウ素を含むガラスにおいて、亜鉛の割合は、ZnO換算で、例えば、0〜75重量%(例えば、0〜70重量%)、好ましくは0〜50重量%、さらに好ましくは0〜30重量%程度であってもよい。なお、亜鉛を含むホウケイ酸ガラス(ホウケイ酸亜鉛ガラス)において、亜鉛の割合は、ZnO換算で、例えば、5〜75重量%(例えば、7〜60重量%)、好ましくは10〜50重量%(例えば、12〜40重量%)、さらに好ましくは15〜30重量%程度であってもよい。 In the glass containing boron, the proportion of boron may be, for example, about 5 to 50% by weight, preferably 7 to 40% by weight, and more preferably about 10 to 30% by weight in terms of B 2 O 3 . In the glass containing boron, the ratio of silicon may be, for example, 10 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight, and more preferably about 30 to 65% by weight in terms of SiO 2 . In the glass containing boron, the proportion of zinc is, for example, 0 to 75% by weight (for example, 0 to 70% by weight), preferably 0 to 50% by weight, and more preferably 0 to 30% by weight in terms of ZnO. It may be a degree. In addition, in the borosilicate glass (zinc borosilicate glass) containing zinc, the ratio of zinc is 5-75 weight% (for example, 7-60 weight%) in conversion of ZnO, Preferably it is 10-50 weight% ( For example, it may be about 12 to 40% by weight), more preferably about 15 to 30% by weight.
なお、ガラスの形状(又は形態)は、特に限定されないが、通常、粒子状(フリット状)であってもよい。粒子状のガラス(ガラス粒子、ガラスフリット)において、平均粒径は、例えば、0.1〜50μm、好ましくは0.5〜20μm、さらに好ましくは1〜10μm程度であってもよい。 In addition, although the shape (or form) of glass is not specifically limited, Usually, a particle form (frit shape) may be sufficient. In the particulate glass (glass particles, glass frit), the average particle diameter may be, for example, about 0.1 to 50 μm, preferably about 0.5 to 20 μm, and more preferably about 1 to 10 μm.
(バインダー樹脂)
導電性ペースト(A)は、ペーストの塗布性(印刷性)を向上させるとともに、基板表面で所定の膜形状(パターン形状)を保持するため、バインダー樹脂を含んでいてもよい。バインダー樹脂としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂であってもよい。代表的なバインダー樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂[例えば、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体などのスチレンと(メタ)アクリル系単量体との共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体など]、(メタ)アクリル系樹脂{例えば、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリイソブチルメタクリレートなど)、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体、ポリ(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリル系単量体[例えば、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸アルキル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチルなどの(メタ)アクリル酸C1−20アルキル、好ましくは(メタ)アクリル酸C1−10アルキルなど)などの(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリルアミドなど]の単独又は共重合体;熱又は光硬化性アクリル系樹脂など}、オレフィン系樹脂(例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)、ビニルエステル系樹脂(例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなど)、ハロゲン含有樹脂(ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体など)、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートなどの芳香族ポリエステル系樹脂;脂肪族ポリエステル系樹脂など)、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、多糖類又はその誘導体[例えば、セルロース誘導体(例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースエステル類;メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのセルロースエーテル類;ニトロセルロースなど)、デンプン、グアガム、アラビアガム、アルギン酸ナトリウムなど]、ゴム又はエラストマー(例えば、アクリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなど)などが挙げられる。
(Binder resin)
The conductive paste (A) may contain a binder resin in order to improve the applicability (printability) of the paste and to maintain a predetermined film shape (pattern shape) on the substrate surface. It does not specifically limit as binder resin, For example, a thermoplastic resin may be sufficient. Typical binder resins include, for example, styrene resins [for example, copolymers of styrene and (meth) acrylic monomers such as polystyrene and styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymers. Etc.], (meth) acrylic resin {for example, poly (meth) acrylic acid ester (for example, polymethyl methacrylate, polybutyl (meth) acrylate, polyisobutyl methacrylate, etc.), methyl methacrylate- (meth) acrylic acid copolymer , (Meth) acrylic monomers such as methyl methacrylate-acrylic acid ester copolymer, poly (meth) acrylamide [for example, (meth) acrylic acid; (meth) acrylic acid alkyl (for example, (meth) acrylic acid Methyl, ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylate Le, (meth) such as isobutyl acrylate (meth) acrylic acid C 1-20 alkyl, preferably (meth) acrylic acid C 1-10 alkyl) (meth) acrylic acid esters and the like; (meth) acrylamide, etc.] Homopolymer or copolymer; heat or photocurable acrylic resin, etc.}, olefin resin (for example, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid ester copolymer) ), Vinyl ester resins (eg, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, etc.), halogen-containing resins (polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, etc.), polyester resins (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, Aromatic polyester trees such as polybutylene naphthalate Fats; aliphatic polyester resins, etc.), polyurethane resins, polyamide resins, polyimide resins, polysaccharides or derivatives thereof [for example, cellulose derivatives (for example, cellulose acetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, etc. Cellulose esters; cellulose ethers such as methylcellulose, ethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose; nitrocellulose, starch, guar gum, gum arabic, sodium alginate, etc.], rubber or elastomer (for example Acrylic rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, etc.).
バインダー樹脂は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 Binder resins may be used alone or in combination of two or more.
(溶媒)
導電性ペースト(A)は、通常、溶媒を含んでいる。溶媒としては、バインダー樹脂の種類などに応じて選択でき、導電性ペーストに適度な粘度を与え、容易に乾燥処理などにより除去できる(揮発する)溶媒を好適に使用できる。
(solvent)
The conductive paste (A) usually contains a solvent. As the solvent, a solvent that can be selected according to the type of the binder resin, etc., can give an appropriate viscosity to the conductive paste, and can be easily removed (volatilized) by a drying treatment or the like can be suitably used.
代表的な溶媒としては、例えば、アルコール類{例えば、脂肪族アルコール類(例えば、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、ラウリルアルコール、テトラデシルアルコール、セチルアルコール、オクタデシルアルコール、ヘキサデセノール、オレイルアルコールなどの飽和又は不飽和C6−30脂肪族アルコール、好ましくは飽和又は不飽和C8−24脂肪族アルコールなど)、脂環族アルコール類[例えば、シクロヘキサノールなどのシクロアルカノール類;テルピネオール、ジヒドロテルピネオールなどのテルペンアルコール類(例えば、モノテルペンアルコールなど)など]、芳香脂肪族アルコール(例えば、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールなど)、フェノール類[例えば、クレゾール(メタクレゾールなど)など]、多価アルコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコールなどの(ポリ)C2−4アルキレングリコールなどのグリコール類;グリセリンなどの3以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールなど)など}、グリコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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、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モノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテルなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル;2−フェノキシエタノールなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアリールエーテルなど)、グリコールエーテルエステル類(例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート)、炭化水素類[例えば、脂肪族炭化水素類(例えば、テトラデカン、オクタデカン、ヘプタメチルノナン、テトラメチルペンタデカンなどの飽和又は不飽和脂肪族炭化水素類)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン(パラキシレンなど)など)など]、ケトン類(例えば、アセトン、ジアセトンアルコールなどの鎖状ケトン;イソホロンなどの環状ケトン)、エーテル類(例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類)、エステル類[例えば、乳酸エステル(乳酸エチルなど)、酢酸エステル(例えば、酢酸ベンジル、酢酸イソボルネオール)などの脂肪酸エステル;安息香酸エステル(安息香酸メチル、安息香酸エチルなど)などの芳香族カルボン酸エステル]、窒素含有溶媒[例えば、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミドなどのホルムアミド類)、イミダゾール類(例えば、ジメチルイミダゾールなど)、ジメチルイミダゾリジノンなど]などが挙げられる。 Typical solvents include, for example, alcohols {eg, saturated or unsaturated fatty alcohols (eg, heptanol, octanol, decanol, lauryl alcohol, tetradecyl alcohol, cetyl alcohol, octadecyl alcohol, hexadecenol, oleyl alcohol). C 6-30 aliphatic alcohols, preferably saturated or unsaturated C 8-24 aliphatic alcohols), alicyclic alcohols [eg, cycloalkanols such as cyclohexanol; terpene alcohols such as terpineol and dihydroterpineol ( For example, monoterpene alcohol etc.), araliphatic alcohols (eg benzyl alcohol, phenethyl alcohol etc.), phenols [eg cresol (metacresol etc.) Etc.], polyhydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycols such as (poly) C 2-4 alkylene glycols such as triethylene glycol; multi having 3 or more hydroxyl groups such as glycerin Etc.}, glycol ethers (eg, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol) Monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, triplicate (Poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as pyrene glycol butyl ether; (poly) alkylene glycol monoaryl ethers such as 2-phenoxyethanol), glycol ether esters (eg, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, (Poly) alkylene glycol monoalkyl ether acetates such as diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate), hydrocarbons [eg aliphatic hydrocarbons (eg tetradecane, octadecane, heptamethylnonane) , Saturated or unsaturated aliphatic such as tetramethylpentadecane Hydrocarbons), aromatic hydrocarbons (eg, toluene, xylene (paraxylene, etc.), etc.), ketones (eg, chain ketones, such as acetone and diacetone alcohol; cyclic ketones, such as isophorone), ethers (For example, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane), esters [for example, lactic acid esters (for example, ethyl lactate), fatty acid esters such as acetic acid esters (for example, benzyl acetate, isoborneol acetate); benzoic acid esters (benzoic acid) Aromatic carboxylic acid esters such as methyl and ethyl benzoate], nitrogen-containing solvents [eg, amides (eg, formamides such as dimethylformamide), imidazoles (eg, dimethylimidazole, etc.), dimethylimidazolidinone, etc. ] Etc. are mentioned.
溶媒は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 The solvents may be used alone or in combination of two or more.
なお、導電性ペースト(A)は、上記成分の他に、必要に応じて、各種添加剤(例えば、界面活性剤又は分散剤、分散安定化剤、増粘剤又は粘度調整剤、消泡剤など)などの他の成分を含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 In addition to the above components, the conductive paste (A) may contain various additives (for example, a surfactant or a dispersant, a dispersion stabilizer, a thickener or a viscosity modifier, an antifoaming agent). And other components may be included. These additives can be used alone or in combination of two or more.
(各成分の割合)
導電性ペースト(A)において、導電剤の割合は、導電剤の種類や所望の導電性の程度などにもよるが、例えば、50重量%以上(例えば、55〜98重量%)、好ましくは60重量%以上(例えば、65〜95重量%)、さらに好ましくは70重量%以上(例えば、75〜90重量%)であってもよい。
(Ratio of each component)
In the conductive paste (A), the proportion of the conductive agent is, for example, 50% by weight or more (for example, 55 to 98% by weight), preferably 60, although it depends on the type of conductive agent and the desired degree of conductivity. It may be 70% by weight or more (eg, 75-90% by weight), more preferably 70% by weight or more (eg, 75-90% by weight).
また、ガラスを含む導電性ペースト(A)において、ガラスの割合は、導電剤(特に、導電性金属)100重量部に対して、0.5重量部以上(例えば、0.7〜50重量部)の範囲から選択でき、例えば、1重量部以上(例えば、1.2〜40重量部)、好ましくは1.5重量部以上(例えば、1.6〜30重量部)、さらに好ましくは1.8重量部以上(例えば、1.9〜20重量部)、通常1.5〜18重量部(例えば、1.8〜15重量部)程度であってもよく、2重量以上[例えば、2.1重量部以上(例えば、2.2〜30重量部)、好ましくは2.5〜20重量部、さらに好ましくは3〜18重量部]とすることもできる。 In the conductive paste (A) containing glass, the proportion of glass is 0.5 parts by weight or more (for example, 0.7 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive agent (particularly conductive metal)). ), For example, 1 part by weight or more (for example, 1.2 to 40 parts by weight), preferably 1.5 parts by weight or more (for example, 1.6 to 30 parts by weight), more preferably 1. It may be 8 parts by weight or more (for example, 1.9 to 20 parts by weight), usually 1.5 to 18 parts by weight (for example, 1.8 to 15 parts by weight), or 2 parts or more [for example, 2. 1 part by weight or more (for example, 2.2 to 30 parts by weight), preferably 2.5 to 20 parts by weight, and more preferably 3 to 18 parts by weight.
なお、ガラスを含む導電性ペースト(A)において、ガラスの割合は、例えば、0.3重量%以上(例えば、0.5〜30重量%)、好ましくは0.7重量%以上(例えば、0.8〜20重量%)、さらに好ましくは1重量%以上(例えば、1.2〜15重量%)程度であってもよく、通常1〜15重量%(例えば、1.5〜12重量%)程度であってもよい。 In addition, in the electrically conductive paste (A) containing glass, the ratio of glass is 0.3 weight% or more (for example, 0.5-30 weight%), for example, Preferably it is 0.7 weight% or more (for example, 0 0.8 to 20% by weight), more preferably about 1% by weight or more (for example, 1.2 to 15% by weight), and usually 1 to 15% by weight (for example, 1.5 to 12% by weight). It may be a degree.
このような割合でガラスを含む導電性ペースト(A)を用いると、導電性を損なうことなく、基板に対する優れた密着性を効率よく実現できる。 When the conductive paste (A) containing glass at such a ratio is used, excellent adhesion to the substrate can be efficiently realized without impairing conductivity.
また、バインダー樹脂を含む導電性ペースト(A)において、バインダー樹脂の割合は、導電剤100重量部に対して、例えば、1〜50重量部(例えば、1.5〜40重量部)、好ましくは2〜30重量部、さらに好ましくは3〜20重量部程度であってもよい。 Moreover, in the conductive paste (A) containing the binder resin, the ratio of the binder resin is, for example, 1 to 50 parts by weight (for example, 1.5 to 40 parts by weight), preferably 100 parts by weight of the conductive agent. It may be about 2 to 30 parts by weight, more preferably about 3 to 20 parts by weight.
また、導電性ペースト(A)において、固形分(例えば、導電剤、ガラスおよびバインダー樹脂の総量)の割合は、例えば、60重量%以上(例えば、65〜99.5重量%)、好ましくは70重量%以上(例えば、75〜99重量%)、さらに好ましくは80重量%以上(例えば、85〜98重量%)、特に90〜97重量%程度であってもよい。 In the conductive paste (A), the ratio of the solid content (for example, the total amount of the conductive agent, glass, and binder resin) is, for example, 60% by weight or more (for example, 65 to 99.5% by weight), preferably 70. It may be not less than wt% (for example, 75 to 99 wt%), more preferably not less than 80 wt% (for example, 85 to 98 wt%), particularly about 90 to 97 wt%.
導電性ペースト(A)の粘度は、用途や適用するコーティング方法などに応じて選択できるが、通常、25℃において、0.5Pa・s以上(例えば、1〜400Pa・s)、好ましくは3Pa・s以上(例えば、5〜300Pa・s)、さらに好ましくは10〜250Pa・s(例えば、20〜200Pa・s)程度であってもよく、通常1〜300Pa・s程度であってもよい。 The viscosity of the conductive paste (A) can be selected according to the application and the coating method to be applied, but is usually 0.5 Pa · s or more (for example, 1 to 400 Pa · s), preferably 3 Pa · s at 25 ° C. s or more (for example, 5 to 300 Pa · s), more preferably about 10 to 250 Pa · s (for example, 20 to 200 Pa · s), and usually about 1 to 300 Pa · s.
[印刷方法]
導電性ペースト(A)は、基板表面のうち、パターン形成部の上に印刷(コーティング、転写)される。印刷方法としては、導電性ペースト(A)を所望の形状パターンで基板に印刷できるものであれば特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷などの公知の印刷方法を利用できる。
[Printing method]
The conductive paste (A) is printed (coated or transferred) on the pattern forming portion of the substrate surface. The printing method is not particularly limited as long as the conductive paste (A) can be printed on the substrate with a desired shape pattern. For example, the screen printing method, the intaglio printing method, the letterpress printing method, the ink jet printing method, and the offset printing. A known printing method such as a printing method, a flexographic printing method, or a gravure printing method can be used.
これらの中でも、特に、安価であると共に、厚い膜の形成にも対応しやすいため、スクリーン印刷が好ましい。代表的なスクリーン印刷では、スクレッパーを用いてスクリーンマスクに導電性ペーストを所定の厚みに(例えば、薄く)コートした後、スキージを用いてスクリーンメッシュ開口部に導電性ペーストを通過させることにより、基板にパターンが印刷される。なお、スクレッパーやスキージは特に限定されるものではなく、一般的な、金属材質のスクレッパーやウレタンやシリコーンなどのゴム材質のスキージを用いることができる。スクリーンマスクもまた、一般に用いられるスクリーンメッシュに感光剤でネガパターン形成したマスクや、ステンレスなどの金属材質でパターン部をペースト通過できるように開口を設けたメタルマスクなどを用いることができる。メッシュの細かさや感光剤、メタルの厚さ等マスクの仕様も要求されるパターンサイズによって適宜選択すればよい。スキージ速度やクリアランス、スキージ圧力などの印刷条件も適宜自由に選択できるもので制限はない。なお、導電性ペースト(A)は、ペースト状であるため、スクリーンメッシュの開口部の幅を所望のパターンの幅よりも小さくしてもよい。 Among these, screen printing is preferable because it is inexpensive and can easily handle the formation of a thick film. In typical screen printing, a conductive paste is coated on a screen mask to a predetermined thickness (for example, thinly) using a scraper, and then the conductive paste is passed through the screen mesh opening using a squeegee, whereby a substrate is obtained. The pattern is printed on. The scraper and squeegee are not particularly limited, and a general scraper made of metal or a squeegee made of rubber such as urethane or silicone can be used. As the screen mask, a mask obtained by forming a negative pattern on a commonly used screen mesh with a photosensitive agent, or a metal mask provided with an opening so that the pattern portion can be pasted with a metal material such as stainless steel can be used. Mask specifications such as the fineness of the mesh, the photosensitive agent, and the thickness of the metal may be appropriately selected according to the required pattern size. Printing conditions such as squeegee speed, clearance, and squeegee pressure can be freely selected as appropriate and are not limited. Since the conductive paste (A) is in a paste form, the width of the opening of the screen mesh may be made smaller than the width of the desired pattern.
印刷により基板上に形成される導電性ペースト(A)[又は導電性ペースト(A)の凸部(凸部パターン)又は未焼成パターン]の幅(最大幅)は、例えば、1〜300μm、好ましくは3〜250μm、さらに好ましくは5〜200μm(例えば、10〜180μm)、特に20〜150μm(例えば、30〜120μm)程度であってもよい。 The width (maximum width) of the conductive paste (A) [or the convex portion (convex portion pattern) or unfired pattern of the conductive paste (A)] formed on the substrate by printing is, for example, 1 to 300 μm, preferably May be about 3 to 250 μm, more preferably about 5 to 200 μm (for example, 10 to 180 μm), particularly about 20 to 150 μm (for example, 30 to 120 μm).
また、印刷により基板上に形成される導電性ペースト(A)の凸部間(隣接する凸部間)の距離(又は絶縁幅)は、例えば、5〜150μm、好ましくは10〜120μm、さらに好ましくは15〜100μm(例えば、20〜90μm)、特に25〜80μm(例えば、30〜70μm)程度であってもよい。本発明では、このような微細なパターンであっても、非パターン形成部に優れた絶縁性を付与できる。 Moreover, the distance (or insulating width) between the convex parts (between adjacent convex parts) of the conductive paste (A) formed on the substrate by printing is, for example, 5 to 150 μm, preferably 10 to 120 μm, and more preferably. May be about 15 to 100 μm (for example, 20 to 90 μm), particularly about 25 to 80 μm (for example, 30 to 70 μm). In this invention, even if it is such a fine pattern, the insulation which was excellent in the non-pattern formation part can be provided.
なお、基板上に形成される導電性ペースト(A)の凸部の形状は、ペーストの粘性の程度にもよるが、通常、膨出状(断面かまぼこ状)である。 In addition, although the shape of the convex part of the electrically conductive paste (A) formed on a board | substrate is based also on the degree of the viscosity of a paste, it is a bulging shape (cross-sectionally kamaboko shape) normally.
なお、導電性ペースト(A)は、基板の片面又は両面に印刷してもよい。両面に印刷する場合、両面を後述の工程に供してもよく、片面のみを後述の工程に供してもよい。両面に印刷する場合において、片面にのみ高精度の電極形成が要求される場合などにおいては、片面のみを後述の工程に供することにより、製造コストを抑えることができる。 The conductive paste (A) may be printed on one side or both sides of the substrate. When printing on both sides, both sides may be subjected to a later-described step, or only one side may be subjected to a later-described step. In the case of printing on both sides, when high-precision electrode formation is required only on one side, the manufacturing cost can be suppressed by subjecting only one side to the steps described later.
なお、導電性ペースト(A)を印刷した後の基板には、後述の予備焼結工程や第2の印刷工程に先立って、必要に応じて乾燥処理を行ってもよい。 In addition, you may perform a drying process to the board | substrate after printing the electrically conductive paste (A) prior to the below-mentioned pre-sintering process and 2nd printing process as needed.
<予備焼結工程>
第1の印刷工程後、導電性ペースト(A)のパターンが印刷された基板は、第2の印刷工程にそのまま供してもよく、必要に応じて、第2の印刷工程に先立って、焼結処理(又は焼成処理)してもよい。第2の印刷工程前に、導電性ペースト(A)を焼結処理することで、基板に対する密着性をさらに向上させたり、層間剥離を効率よく防止できる場合がある。なお、予備焼結工程において、焼結(焼成)条件は、後述と同様である。
<Pre-sintering process>
After the first printing step, the substrate on which the pattern of the conductive paste (A) is printed may be directly used for the second printing step, and if necessary, sintered before the second printing step. You may process (or baking processing). By subjecting the conductive paste (A) to a sintering treatment before the second printing step, the adhesion to the substrate may be further improved, or delamination may be efficiently prevented. In the preliminary sintering step, the sintering (firing) conditions are the same as those described later.
<第2の印刷工程>
第2の印刷工程では、印刷により形成された導電性ペースト(A)の凸部間(又は凸部の間隙又は空隙)に、導電性ペースト(B)を印刷する。
<Second printing process>
In the second printing step, the conductive paste (B) is printed between the convex portions of the conductive paste (A) formed by printing (or between the convex portions or gaps).
[導電性ペースト(B)]
導電性ペースト(B)は、導電性ペースト(A)よりも基板に対する密着性の低い焼結体(焼結物又は焼結膜)を形成可能であればよい。すなわち、導電性ペースト(B)の焼結体のエッチング除去性(例えば、エッチング液による除去のしやすさ)を、導電性ペースト(A)の焼結体に比べて相対的に高くできればよい。
[Conductive paste (B)]
The conductive paste (B) only needs to be able to form a sintered body (sintered product or sintered film) having lower adhesion to the substrate than the conductive paste (A). That is, it is only necessary that the etching removability of the sintered body of the conductive paste (B) (for example, ease of removal by the etching solution) can be made relatively higher than that of the sintered body of the conductive paste (A).
このようなエッチング除去性を相対的に高くする方法としては、例えば、(1)導電性ペースト(B)中のガラスの割合を導電性ペースト(A)に比べて相対的に小さくする方法、(2)導電性ペースト(B)中のガラスとして、導電性ペースト(A)のガラスよりもエッチング除去性に優れたガラスを使用する方法などが挙げられる。 As a method for making such etching removability relatively high, for example, (1) a method of making the proportion of glass in the conductive paste (B) relatively small compared to the conductive paste (A), ( 2) As the glass in the conductive paste (B), there may be mentioned a method of using a glass having better etching removability than the glass of the conductive paste (A).
特に、導電性ペースト(B)(の焼結体)は、後述するように、通常、導体パターンの一部を形成するため、十分な導電性を有しているのが好ましい。そのため、十分な導電性を維持しつつ、基板に対する密着性を低下させることができるという点で、前者の方法(1)を好適に利用できる。このような方法では、ガラスの含量を少なくすることにより相対的に導電性ペースト(B)中の導電剤の割合を大きくできるため、むしろ、導電性ペースト(A)に比べてより高い導電性の焼結体を形成することもできる。以下、方法(1)について詳述する。 In particular, the conductive paste (B) (sintered body) preferably has sufficient conductivity to form a part of the conductor pattern, as will be described later. Therefore, the former method (1) can be suitably used in that adhesion to the substrate can be lowered while maintaining sufficient conductivity. In such a method, since the proportion of the conductive agent in the conductive paste (B) can be relatively increased by reducing the glass content, it is rather more conductive than the conductive paste (A). A sintered body can also be formed. Hereinafter, the method (1) will be described in detail.
導電性ペースト(B)は、ガラスの含量において導電性ペースト(A)に比べて小さければよい。例えば、導電性ペースト(B)を構成する導電剤(特に、導電性金属)に対するガラスの重量割合よりも、導電性ペースト(A)を構成する導電剤(特に、導電性金属)に対するガラスの重量割合を大きくしてもよい。具体的には、導電性ペースト(A)中のガラスの割合を、導電性ペースト(A)を構成する導電剤(特に、導電性金属)100重量部に対してA重量部とし、導電性ペースト(B)中のガラスの割合を、導電性ペースト(B)を構成する導電剤(特に、導電性金属)100重量部に対してB重量部とするとき、A−Bの値が、例えば、0.3重量部以上(例えば、0.4〜40重量部)、好ましくは0.5重量部以上(例えば、0.7〜30重量部)、さらに好ましくは1重量部以上(例えば、1.2〜20重量部)、特に1.5重量部以上(例えば、1.7〜18重量部)となるように調整してもよい。 The conductive paste (B) may be smaller than the conductive paste (A) in the glass content. For example, the weight of the glass with respect to the conductive agent (particularly conductive metal) constituting the conductive paste (A) rather than the weight ratio of the glass with respect to the conductive agent (particularly conductive metal) constituting the conductive paste (B). The proportion may be increased. Specifically, the proportion of glass in the conductive paste (A) is set to A parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive agent (particularly conductive metal) constituting the conductive paste (A). When the proportion of glass in (B) is B parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive agent (particularly conductive metal) constituting the conductive paste (B), the value of AB is, for example, 0.3 parts by weight or more (for example, 0.4 to 40 parts by weight), preferably 0.5 parts by weight or more (for example, 0.7 to 30 parts by weight), more preferably 1 part by weight or more (for example, 1.. 2 to 20 parts by weight), particularly 1.5 parts by weight or more (for example, 1.7 to 18 parts by weight).
また、導電性ペースト(B)は、ガラスを含んで(又は実質的に含んで)いなくてもよく、相対的に導電性ペースト(A)よりも基板に対する密着性を低下させることができれば、ガラスを含んでいてもよい。導電性ペースト(B)は、基板に対する密着性や導電性の観点からは、ガラスを含まないこと好ましいが、後述の平面化工程において導体パターンに負荷が作用するため、場合によってはガラスを導電性ペースト(B)に含有させて基板と弱く接着しておくほうがよいこともある。例えば、パターン形成部間の間隔が大きい場合、基板と接着しない非パターン部の面積割合が増えて平面化のストレスに耐えきれず剥離してしまう可能性があるが、このように剥離が非パターン部にとどまらずパターン形成部にまで及ぶ恐れのある場合などにおいては、ガラスを少量添加して基板と弱く接着しておくことでこのような問題を効率よく防ぐことができる。 In addition, the conductive paste (B) does not need to contain glass (or substantially contain), and if the adhesiveness to the substrate can be relatively lowered than the conductive paste (A), It may contain glass. The conductive paste (B) preferably does not contain glass from the viewpoint of adhesion to the substrate and conductivity, but a load acts on the conductor pattern in the planarization step described later, and in some cases the glass is made conductive. In some cases, it may be better to make the paste (B) adhere to the substrate weakly. For example, when the interval between pattern forming parts is large, the area ratio of the non-pattern part that does not adhere to the substrate increases, and it may not withstand the stress of planarization and may peel off. In a case where there is a possibility of reaching not only the part but also the pattern forming part, such a problem can be efficiently prevented by adding a small amount of glass and weakly adhering to the substrate.
このような観点から、導電性ペースト(B)中のガラスの割合は、導電性ペースト(B)を構成する導電剤(特に、導電性金属)100重量部に対して、10重量部以下(例えば、0〜7重量部)の範囲から選択でき、例えば、5重量部以下(例えば、0〜4重量部)、好ましくは3重量部以下(例えば、0〜2.7重量部)、さらに好ましくは2.5重量部以下(例えば、0〜2.2重量部)、特に2重量部以下(例えば、0〜1.5重量部)であってもよい。 From such a viewpoint, the proportion of glass in the conductive paste (B) is 10 parts by weight or less (for example, with respect to 100 parts by weight of the conductive agent (particularly conductive metal) constituting the conductive paste (B)). 0-7 parts by weight), for example, 5 parts by weight or less (eg, 0-4 parts by weight), preferably 3 parts by weight or less (eg, 0-2.7 parts by weight), more preferably It may be 2.5 parts by weight or less (for example, 0 to 2.2 parts by weight), particularly 2 parts by weight or less (for example, 0 to 1.5 parts by weight).
なお、導電性ペースト(B)がガラスを含む場合、導電性ペースト(B)中のガラスの割合は、導電性ペースト(B)を構成する導電剤(特に、導電性金属)100重量部に対して、例えば、0.1重量部以上(例えば、0.2〜5重量部)、好ましくは0.3重量部以上(例えば、0.4〜4重量部)、さらに好ましくは0.5重量部以上(例えば、0.7〜3重量部)、特に1重量部以上(例えば、1.2〜2.5重量部)程度であってもよい。 When the conductive paste (B) contains glass, the proportion of glass in the conductive paste (B) is 100 parts by weight of the conductive agent (particularly conductive metal) constituting the conductive paste (B). For example, 0.1 parts by weight or more (for example, 0.2 to 5 parts by weight), preferably 0.3 parts by weight or more (for example, 0.4 to 4 parts by weight), more preferably 0.5 parts by weight. It may be about (for example, 0.7 to 3 parts by weight), particularly about 1 part by weight or more (for example, 1.2 to 2.5 parts by weight).
なお、導電性ペースト(B)に含まれるガラスとしては、前記と同様のガラスが挙げられる。 In addition, examples of the glass contained in the conductive paste (B) include the same glass as described above.
導電性ペースト(B)は、ガラスを除いて、通常、前記導電性ペースト(A)と同様の成分を含んでいてもよい。すなわち、導電性ペースト(B)は、導電剤(前記例示の導電剤など)を少なくとも含むペーストであり、その他の成分として、バインダー樹脂(前記例示のバインダー樹脂など)などを含んでいてもよい。 The conductive paste (B) may usually contain the same components as the conductive paste (A) except for glass. That is, the conductive paste (B) is a paste containing at least a conductive agent (such as the conductive agent illustrated above), and may include a binder resin (such as the binder resin illustrated above) as another component.
これらの導電性ペースト(B)における各成分の割合もまた、ガラスを除いて、前記導電性ペースト(A)と同様の範囲から選択できるが、導電性ペースト(B)では導電性ペースト(A)よりも相対的にガラスの含量を小さくする場合が多い。 The proportion of each component in these conductive pastes (B) can also be selected from the same range as that of the conductive paste (A) except for glass, but in the conductive paste (B), the conductive paste (A) In many cases, the glass content is relatively small.
そのため、導電性ペースト(B)では導電性ペースト(A)よりも相対的に導電剤の含量が大きい、すなわち、導電性ペースト(A)中に含まれる導電剤(特に、導電性金属)の重量割合よりも、導電性ペースト(B)中に含まれる導電剤(特に、導電性金属)の重量割合が大きい場合が多い。具体的には、導電性ペースト(A)中の導電剤の割合をA重量%とし、導電性ペースト(B)中の導電剤の割合をB重量%とするとき、A−Bの値は、例えば、0.3重量%以上(例えば、0.5〜30重量%)、好ましくは0.7重量%以上(例えば、0.8〜20重量%)、さらに好ましくは1重量%以上(例えば、1.2〜15重量%)、特に1.5重量%以上(例えば、1.7〜12重量%)であってもよく、通常1〜10重量%(例えば、1.5〜9重量%、好ましくは1.7〜8重量%、さらに好ましくは2〜7重量%)であってもよい。 Therefore, the conductive paste (B) has a relatively larger content of the conductive agent than the conductive paste (A), that is, the weight of the conductive agent (particularly, conductive metal) contained in the conductive paste (A). In many cases, the weight ratio of the conductive agent (particularly, conductive metal) contained in the conductive paste (B) is larger than the ratio. Specifically, when the ratio of the conductive agent in the conductive paste (A) is A wt% and the ratio of the conductive agent in the conductive paste (B) is B wt%, the value of AB is For example, 0.3% by weight or more (for example, 0.5 to 30% by weight), preferably 0.7% by weight or more (for example, 0.8 to 20% by weight), more preferably 1% by weight or more (for example, 1.2 to 15 wt%), particularly 1.5 wt% or more (e.g. 1.7 to 12 wt%), usually 1 to 10 wt% (e.g. 1.5 to 9 wt%, It may be 1.7 to 8% by weight, more preferably 2 to 7% by weight.
また、導電性ペースト(B)における固形分の割合や粘度も前記と同様の範囲から選択できる。 Moreover, the ratio and viscosity of the solid content in the conductive paste (B) can be selected from the same range as described above.
[印刷方法]
第2の印刷工程では、導電性ペースト(A)(予備焼結処理を行う場合には、導電性ペースト(A)の焼結体又は焼結パターン、他に同じ)の凸部間(又は導電性ペースト(A)のパターン間)に、導電性ペースト(B)を印刷(コーティング)する。換言すれば、第2の印刷工程は、導電性ペースト(A)で形成された凸部パターン(又は未焼成パターン又はその焼結パターン)間の隙間に、導電性ペースト(B)を埋める工程ともいうことができる。
[Printing method]
In the second printing step, the conductive paste (A) (or the sintered body or the sintered pattern of the conductive paste (A) when conducting a pre-sintering process, the same applies) between the convex portions (or conductive) The conductive paste (B) is printed (coated) between the patterns of the conductive paste (A). In other words, the second printing step is a step of filling the conductive paste (B) in the gap between the convex pattern (or the unfired pattern or the sintered pattern thereof) formed of the conductive paste (A). I can say that.
印刷方法としては、特に限定されず、前記と同様の方法を利用できる。印刷条件もまた前記と同様に特に限定されない。 The printing method is not particularly limited, and the same method as described above can be used. The printing conditions are not particularly limited as described above.
導電性ペースト(B)は、少なくとも前記凸部間の隙間又は領域(部位)を埋めることができればよく、基板表面のうち、導体パターンを形成しない非パターン部(非パターン形成部)の上にのみ形成(印刷)してもよいが、特に、導電性ペースト(A)の凸部(膨出状の凸部又は膨出状の未焼成パターン)間を埋める形態で導電性ペースト(B)を印刷してもよい。 The conductive paste (B) only needs to be able to fill at least the gaps or regions (parts) between the convex portions, and only on the non-pattern portion (non-pattern formation portion) that does not form a conductor pattern on the substrate surface. It may be formed (printed), but in particular, the conductive paste (B) is printed in a form that fills the gaps between the convex portions (bulged convex portions or bulged unfired patterns) of the conductive paste (A). May be.
すなわち、前記のように、導電性ペースト(A)の凸部(凸部パターン)の形状は、通常、ペーストの垂れに起因して、パターンの両側部の厚みが小さくなる膨出状(断面かまぼこ状)となっている場合が多い。そのため、前記凸部間を埋める形態で導電性ペースト(B)を印刷すると、導電性ペースト(B)の一部が導電性ペースト(A)(又はその焼結体)と接触(密着)してパターンが均一化され、エッチングにより厚み又は幅が均一な導体パターンが得られやすい。 That is, as described above, the shape of the convex portion (convex portion pattern) of the conductive paste (A) is usually a bulging shape (cross-section kamaboko) in which the thickness of both sides of the pattern is reduced due to the dripping of the paste. In many cases. Therefore, when the conductive paste (B) is printed in a form filling the convex portions, a part of the conductive paste (B) comes into contact (adherence) with the conductive paste (A) (or a sintered body thereof). The pattern is made uniform, and a conductor pattern having a uniform thickness or width is easily obtained by etching.
また、導電性ペースト(B)は、導電性ペースト(A)の凸部間のみに印刷してもよく、導電性ペースト(A)の凸部が埋入するように(又は凸部を被覆するように)印刷してもよい。具体的には、第1の印刷工程で形成された導電性ペースト(A)のパターン(ポジパターン)とは逆のネガパターンで導電性ペースト(B)を印刷してもよく、導電性ペースト(A)のパターンを被覆するように全面ベタパターンで導電性ペースト(B)を印刷してもよい。導電性ペースト(B)で導電性ペースト(A)の凸部を被覆すれば、導体パターンを容易に厚膜にでき、また、後述の平坦化工程における研磨しろを容易に確保することができる。 In addition, the conductive paste (B) may be printed only between the convex portions of the conductive paste (A), or the convex portions of the conductive paste (A) are embedded (or the convex portions are covered). As well) may be printed. Specifically, the conductive paste (B) may be printed with a negative pattern opposite to the pattern (positive pattern) of the conductive paste (A) formed in the first printing step. The conductive paste (B) may be printed with a solid pattern on the entire surface so as to cover the pattern A). If the convex part of the conductive paste (A) is covered with the conductive paste (B), the conductor pattern can be easily thickened, and the polishing margin in the flattening step described later can be easily secured.
また、導電性ペースト(B)は、複数回(例えば、2〜10回、好ましくは2〜5回)印刷(重ね印刷)してもよい。重ね印刷により、凸部を被覆する場合と同様の効果が得られる。 The conductive paste (B) may be printed (overprinted) a plurality of times (for example, 2 to 10 times, preferably 2 to 5 times). The effect similar to the case where a convex part is coat | covered is acquired by overprinting.
なお、導電性ペースト(B)を印刷した後の基板には、後述の平坦化工程や焼結工程に先立って、必要に応じて乾燥処理を行ってもよい。 In addition, you may perform a drying process to the board | substrate after printing an electrically conductive paste (B) prior to the below-mentioned planarization process and sintering process as needed.
<予備研磨工程>
第2の印刷工程後、導電性ペースト(A)および導電性ペースト(B)が印刷された基板は、焼結工程にそのまま供してもよく、必要に応じて、第2の焼結工程に先立って、導電性ペースト(A)(又はその焼結体)及び導電性ペースト(B)の表面を平坦化(又は研磨)する(又はならす)予備研磨工程(均一化工程又は平坦化工程)を含んでいてもよい。ペーストにより形成された膜は、未焼結であるため、平坦化又は研磨しやすく、容易に平坦化可能であり、後述の焼結後の基板表面を研磨する研磨工程(平面化工程)と組み合わせると、効率よく導体パターンを研磨しやすい。
<Preliminary polishing process>
After the second printing step, the substrate on which the conductive paste (A) and the conductive paste (B) are printed may be directly subjected to the sintering step, and if necessary, prior to the second sintering step. A pre-polishing step (homogenization step or flattening step) for flattening (or polishing) the surfaces of the conductive paste (A) (or a sintered body thereof) and the conductive paste (B). You may go out. Since the film formed by the paste is unsintered, it is easy to flatten or polish, and can be easily flattened, and is combined with a polishing process (planarization process) for polishing the substrate surface after sintering, which will be described later. It is easy to polish the conductor pattern efficiently.
なお、平坦化工程において、研磨方法としては、後述の方法などを適宜利用できる。 In the planarization step, a method described later can be appropriately used as a polishing method.
<焼結工程>
焼結工程(焼成工程)では、第2の印刷工程(および平坦化工程)を経た基板を焼結処理(又は焼成処理)する。焼成工程は、例えば、トンネル炉、バッチ炉などの慣用の炉を用いることができる。
<Sintering process>
In the sintering process (firing process), the substrate that has undergone the second printing process (and the flattening process) is subjected to a sintering process (or a firing process). For the firing step, for example, a conventional furnace such as a tunnel furnace or a batch furnace can be used.
焼成温度(焼結温度)は、ガラスの種類(ガラスの軟化又は溶融温度など)や導電剤の種類(導電剤の融点など)などに応じて選択でき、通常、ガラスの軟化温度よりも高く導電剤の融点よりも低い温度であればよい。具体的な焼成温度としては、例えば、400℃以上(例えば、500〜1600℃)、好ましくは600℃以上(例えば、650〜1300℃)、さらに好ましくは700℃以上(例えば、800〜1200℃)、特に800〜1100℃(例えば、850〜1000℃)程度であってもよい。なお、焼成温度での保持時間(焼成時間)は、例えば、5分〜5時間、好ましくは10分〜3時間、さらに好ましくは20分〜1時間程度であってもよい。 The firing temperature (sintering temperature) can be selected according to the type of glass (softening or melting temperature of the glass, etc.) and the type of conductive agent (melting point of the conductive agent, etc.), and is usually higher than the softening temperature of the glass. Any temperature lower than the melting point of the agent may be used. The specific firing temperature is, for example, 400 ° C. or higher (eg, 500 to 1600 ° C.), preferably 600 ° C. or higher (eg, 650 to 1300 ° C.), more preferably 700 ° C. or higher (eg, 800 to 1200 ° C.). In particular, it may be about 800 to 1100 ° C. (for example, 850 to 1000 ° C.). The holding time (calcination time) at the firing temperature may be, for example, about 5 minutes to 5 hours, preferably about 10 minutes to 3 hours, and more preferably about 20 minutes to 1 hour.
焼成処理は、酸化性雰囲気下で行ってもよく、用途に応じて酸化[例えば、導電性金属(ニッケルなど)の酸化]を防止するため、非酸化性又は不活性雰囲気[例えば、窒素、希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴンなど)などの不活性ガス]下で行ってもよい。 The baking treatment may be performed in an oxidizing atmosphere, and in order to prevent oxidation [for example, oxidation of conductive metal (such as nickel)] depending on the application, non-oxidizing or inert atmosphere [for example, nitrogen, rare It may be performed under an inert gas such as a gas (helium, neon, argon, etc.).
このような焼結処理を経て、基板上(又は基板表面)に、導電性ペースト(A)および導電性ペースト(B)の焼結体(焼結膜)が形成される。 Through such a sintering treatment, a sintered body (sintered film) of the conductive paste (A) and the conductive paste (B) is formed on the substrate (or the substrate surface).
<研磨工程>
焼結工程後、導電性ペースト(A)及び導電性ペースト(B)の焼結体が形成された基板は、そのままエッチング工程に供してもよいが、エッチング工程に先立って、導電性ペースト(A)及び導電性ペースト(B)の焼結体表面を研磨により平面化又は平滑化する研磨工程を含んでいてもよい。
<Polishing process>
After the sintering process, the substrate on which the conductive paste (A) and the sintered body of the conductive paste (B) are formed may be directly subjected to the etching process, but prior to the etching process, the conductive paste (A And a polishing step of planarizing or smoothing the surface of the sintered body of the conductive paste (B) by polishing.
平面化(又は均一化)方法としては、特に限定されず、例えば、研削、バフ研磨、ラップ研磨(例えば、ダイヤモンドスラリーを用いて平行パッドの間で研磨する方法)、化学研磨(例えば、酸やアルカリなどの化学薬品を用いて研磨する方法)、化学的機械研磨などの慣用の研磨方法を利用できる。研磨方法は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 The planarization (or homogenization) method is not particularly limited. For example, grinding, buffing, lapping (for example, polishing between parallel pads using diamond slurry), chemical polishing (for example, acid or Conventional polishing methods such as chemical mechanical polishing and the like can be used. The polishing methods may be used alone or in combination of two or more.
バフ研磨では、例えば、不織布にシリコーンカーバイドなどの砥粒を練りこんだバフロールを用いて研磨する。なお、前記のように平坦化工程においても、研磨を行うことができるが、バフロールを使う場合で表面が軟らかく、凹凸に追随するように研磨してしまい平坦化が困難な場合には、バフロールに変えて、砥粒を練りこんだキューブ状の樹脂ブロックを螺旋状に配置し、その内側に弾力性のあるゴム層を設けたスパイラルカッターを用いてもよい。これらの研磨方法の単独もしくは組み合わせてもよいし、砥粒サイズを選択して、例えば、印刷による凹凸を無くす平坦化のために大きめの砥粒で粗研磨した後、所望の表面粗さを得るために細かい砥粒で仕上げ研磨を行うように組み合わせると効率的である。 In the buff polishing, for example, polishing is performed using a baffle in which abrasive grains such as silicone carbide are kneaded into a nonwoven fabric. As described above, polishing can also be performed in the flattening step, but if the surface is soft and the surface is soft to follow the unevenness when using buffol, it is difficult to flatten. It is also possible to use a spiral cutter in which a cube-shaped resin block kneaded with abrasive grains is arranged in a spiral shape and an elastic rubber layer is provided on the inside thereof. These polishing methods may be used singly or in combination, and after selecting the abrasive grain size, for example, rough polishing with large abrasive grains for flattening to eliminate unevenness due to printing, a desired surface roughness is obtained. Therefore, it is efficient when combined so as to perform final polishing with fine abrasive grains.
このような研磨工程を経て、焼結体(導体パターン)表面が平面化される。研磨工程後の焼結体表面の表面粗さRaは、0.8μm以下(例えば、0又は検出限界〜0.7μm)の範囲から選択でき、例えば、0.6μm以下(例えば、0〜0.5μm)、好ましくは0.3μm以下(例えば、0.01〜0.28μm)程度であってもよく、0.2μm以下[例えば、0〜0.15μm、好ましくは0.1μm以下(例えば、0.02〜0.08μm)]とすることもできる。 Through such a polishing process, the surface of the sintered body (conductor pattern) is planarized. The surface roughness Ra of the surface of the sintered body after the polishing step can be selected from a range of 0.8 μm or less (for example, 0 or a detection limit to 0.7 μm), for example, 0.6 μm or less (for example, 0 to 0.00). 5 μm), preferably about 0.3 μm or less (for example, 0.01 to 0.28 μm), or 0.2 μm or less [for example, 0 to 0.15 μm, preferably 0.1 μm or less (for example, 0 .02 to 0.08 μm)].
なお、焼結体の厚みは、例えば、1〜150μm(例えば、2〜120μm)、好ましくは3〜100μm(例えば、5〜70μm)、特に7〜50μm(例えば、10〜30μm)程度であってもよい。 The thickness of the sintered body is, for example, about 1 to 150 μm (for example, 2 to 120 μm), preferably 3 to 100 μm (for example, 5 to 70 μm), and particularly about 7 to 50 μm (for example, 10 to 30 μm). Also good.
<エッチング工程>
エッチング工程では、基板表面のうち、前記パターン形成部以外の部分、すなわち、パターン部を除く部分(導体パターンを形成しない位置)に対応する非パターン部(非パターン形成部)の上に形成された焼結体又は焼結膜(すなわち、導電性ペースト(B)の焼結体)をエッチングする。
<Etching process>
In the etching process, the substrate surface was formed on a non-pattern part (non-pattern formation part) corresponding to a part other than the pattern formation part, that is, a part excluding the pattern part (position where the conductor pattern is not formed). The sintered body or the sintered film (that is, the sintered body of the conductive paste (B)) is etched.
エッチング方法としては、慣用の方法が利用でき、代表的には、エッチングレジスト(エッチングレジスト膜)により露出させた非パターン形成部をエッチングする。エッチングレジストとしては、特に限定されず、フィルム(例えば、紫外線硬化性樹脂で形成されたフィルム)、液レジスト(例えば、紫外線硬化型の現像タイプの液レジスト、熱硬化(乾燥)性の印刷タイプの液レジストなど)などの一般的なレジストを用いることができる。 As an etching method, a conventional method can be used. Typically, the non-pattern forming portion exposed by the etching resist (etching resist film) is etched. The etching resist is not particularly limited, and is a film (for example, a film formed of an ultraviolet curable resin), a liquid resist (for example, an ultraviolet curable development type liquid resist, or a thermosetting (drying) printing type. A general resist such as a liquid resist can be used.
なお、紫外線硬化型のレジストは、露光や現像といったフォトリソグラフィー工程を経ることで、解像度が高く良好な形状のレジストパターンを形成できるので、最終的に得られるエッチング後の導体パターンにおいて優れた形状や精度が得られやすい。これに対して、フォトリソグラフィー工程を経ずに、直接印刷により導電膜の上にレジストパターンを形成する印刷レジスト法は、コスト面に優れるほか、暗室などの特別な施設を要しない利点がある。レジスト剥離もエッチング後にアルカリなどを用いて剥離する一般的なものでよい。 In addition, since the ultraviolet curable resist can form a resist pattern having a high resolution and a good shape through a photolithography process such as exposure and development, the shape of the conductive pattern after etching that is finally obtained is excellent. Accuracy is easy to obtain. On the other hand, the printing resist method in which a resist pattern is formed on a conductive film by direct printing without passing through a photolithography process is excellent in cost and has an advantage that a special facility such as a dark room is not required. The resist may be removed by a general method using an alkali or the like after etching.
また、エッチングは、特に限定されないが、通常、化学エッチングであってもよい。代表的な化学エッチングでは、焼結体[又はその構成成分、例えば、導電剤(例えば、導電性金属)]を溶解可能な成分(例えば、酸やアルカリなど)を吹きつけて(例えば、スプレー方式で吹きつけて)、エッチングレジストでマスクして(被覆して)いない部分(すなわち、非パターン形成部上の焼結体)を溶解させて除去する場合が多い。例えば、導電性金属が銅である場合には、塩化第二鉄や塩化第二銅などの溶液によって効率的にエッチング可能である。 Etching is not particularly limited, but may be chemical etching usually. In typical chemical etching, a component (for example, an acid or an alkali) capable of dissolving the sintered body [or its constituent components, for example, a conductive agent (for example, conductive metal)] is sprayed (for example, a spray method). In many cases, the portion that is not masked (covered) with the etching resist (that is, the sintered body on the non-pattern forming portion) is dissolved and removed. For example, when the conductive metal is copper, it can be efficiently etched with a solution of ferric chloride or cupric chloride.
なお、前記のように、第2の印刷工程により膨出状の凸部パターンに沿って導電性ペースト(B)が印刷される場合が多いため、エッチング後において、通常、パターン形成部上には、導電性ペースト(B)由来の焼結体が残存している場合が多い。すなわち、エッチング工程では、導電性ペースト(B)の焼結体のうち、パターン形成部上において導電性ペースト(A)の焼結体に沿って形成された導電性ペースト(B)の焼結体部分を残してエッチングしてもよい。 As described above, since the conductive paste (B) is often printed along the bulging convex pattern in the second printing step, usually after the etching, on the pattern forming portion. In many cases, a sintered body derived from the conductive paste (B) remains. That is, in the etching step, among the sintered body of the conductive paste (B), the sintered body of the conductive paste (B) formed along the sintered body of the conductive paste (A) on the pattern forming portion. Etching may be performed leaving a portion.
<パターン基板およびその用途>
このようにして、基板上のパターン形成部に導体パターンが形成されたパターン基板が得られる。本発明の方法により得られる導体パターンは、その表面の表面粗さが前記のように小さく平坦であり、また、厚み又は幅が比較的均一である。例えば、導体パターン(1つの導体パターン)の幅のうち、基板と接触する部分の幅と表面(最表面)部分の幅との差は、導体パターンのサイズにもよるが、例えば、20μm以下(例えば、0〜15μm)、好ましくは10μm以下(例えば、0〜5μm)、さらに好ましくは5μm以下(例えば、0〜3μm)、特に1μm以下(例えば、0〜0.5μm)であり、通常、ほぼ0μmであってもよい。
<Pattern substrate and its use>
In this way, a patterned substrate having a conductor pattern formed on the pattern forming portion on the substrate is obtained. The conductor pattern obtained by the method of the present invention has a surface roughness that is small and flat as described above, and a relatively uniform thickness or width. For example, of the width of the conductor pattern (one conductor pattern), the difference between the width of the portion in contact with the substrate and the width of the surface (outermost surface) portion depends on the size of the conductor pattern, but is, for example, 20 μm or less ( For example, 0 to 15 μm), preferably 10 μm or less (for example, 0 to 5 μm), more preferably 5 μm or less (for example, 0 to 3 μm), particularly 1 μm or less (for example, 0 to 0.5 μm). It may be 0 μm.
また、導体パターン間の間隔は、用途に応じて適宜選択できるが、例えば、300μm以下(例えば、1〜250μm)、好ましくは200μm以下(例えば、5〜150μm)、さらに好ましくは100μm以下(例えば、10〜70μm)、特に50μm以下(例えば、15〜50μm)程度にまで小さくできる。本発明では、非パターン形成部を基板に対する密着性の低い焼結体にすることでき、そのため、エッチングにより、容易かつ確実に非パターン形成部上に形成された焼結体を除去できるため、このような微細なパターンであっても、非パターン形成部の絶縁性を損なうことがない。 Moreover, although the space | interval between conductor patterns can be suitably selected according to a use, For example, 300 micrometers or less (for example, 1-250 micrometers), Preferably it is 200 micrometers or less (for example, 5-150 micrometers), More preferably, it is 100 micrometers or less (for example, 10 to 70 μm), particularly 50 μm or less (for example, 15 to 50 μm). In the present invention, the non-patterned portion can be a sintered body having low adhesion to the substrate, and therefore, the sintered body formed on the non-patterned portion can be removed easily and reliably by etching. Even such a fine pattern does not impair the insulation of the non-pattern forming portion.
なお、導体パターンの幅(平均幅)は、例えば、1μm〜10mm、好ましくは2μm〜2mm、さらに好ましくは5μm〜1mm、特に10〜500μm程度であってもよい。 The width (average width) of the conductor pattern may be, for example, 1 μm to 10 mm, preferably 2 μm to 2 mm, more preferably 5 μm to 1 mm, particularly about 10 to 500 μm.
非パターン形成部の絶縁性(抵抗値)は、基板の種類にもよるが、例えば、1×108Ω以上(例えば、5×108〜1×1016Ω)、好ましくは1×109Ω以上(例えば、5×109〜1×1015Ω)、さらに好ましくは1×1010Ω以上(例えば、5×1010〜1×1014Ω)、特に1×1011Ω以上(例えば、5×1011〜1×1013Ω)程度であってもよい。 The insulating property (resistance value) of the non-pattern forming portion depends on the type of the substrate, but is, for example, 1 × 10 8 Ω or more (for example, 5 × 10 8 to 1 × 10 16 Ω), preferably 1 × 10 9. Ω or more (for example, 5 × 10 9 to 1 × 10 15 Ω), more preferably 1 × 10 10 Ω or more (for example, 5 × 10 10 to 1 × 10 14 Ω), particularly 1 × 10 11 Ω or more (for example, 5 × 10 11 to 1 × 10 13 Ω).
また、本発明のパターン基板では、基板に対して高い密着性を有する導体パターンが形成されており、例えば、基板に対する導体パターンのピール強度(1mm当たりのピール強度)は、0.5kgf/mm以上(例えば、0.55〜5kgf/mm)、好ましくは0.6kgf/mm以上(例えば、0.65〜4kgf/mm)、さらに好ましくは0.7kgf/mm以上(例えば、0.75〜3kgf/mm)、特に0.8kgf/mm以上(例えば、0.85〜2.5kgf/mm)であってもよく、1kgf/mm以上(例えば、1.1〜2.5kgf/mm、好ましくは1.2〜2.2kgf/mm)とすることもできる。 In the pattern substrate of the present invention, a conductor pattern having high adhesion to the substrate is formed. For example, the peel strength (peel strength per mm) of the conductor pattern with respect to the substrate is 0.5 kgf / mm or more. (For example, 0.55 to 5 kgf / mm), preferably 0.6 kgf / mm or more (for example, 0.65 to 4 kgf / mm), more preferably 0.7 kgf / mm or more (for example, 0.75 to 3 kgf / mm) mm), particularly 0.8 kgf / mm or more (for example, 0.85 to 2.5 kgf / mm), or 1 kgf / mm or more (for example, 1.1 to 2.5 kgf / mm, preferably 1. 2 to 2.2 kgf / mm).
本発明のパターン基板は、前記のように、厚み又は幅が均一で、表面が平滑又は平坦なパターンを有しているため、パターン上部の接触面積を大きくすることができる。 Since the pattern substrate of the present invention has a pattern having a uniform thickness or width and a smooth or flat surface as described above, the contact area of the pattern upper portion can be increased.
なお、導体パターン上には、さらにはメッキ(電解又は無電解メッキ)を施してもよい。 The conductor pattern may be further plated (electrolytic or electroless plating).
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
96%アルミナ基板(4インチ角、厚み0.4mm)に導電性ペースト1(接合用導電性ペースト)を、ライン幅75μmおよび絶縁幅75μmの櫛形パターンと、2mm角パッドパターンとを含むパターン(未焼成のパターン)で印刷した。なお、導電性ペースト1は、銅粉100重量部に対し、ホウケイ酸ガラス粉末(SiO2:45%,B2O3:15%,ZnO:25%,TiO2:5%,その他:10%)を5重量部、アクリル樹脂(ポリイソブチルメタクリレート、重量平均分子量:250000)をテルピネオールに30重量%の割合で溶解させた有機ビヒクルを15重量部含有するもので、乳鉢により原料を一体化させた後、3本ロールにて混練して作製した。また、スクリーン版にはステンレス製♯500メッシュ(線径16μm)に感光剤を10μmの厚みで付けたものを用いた。スキージは硬度70度のウレタン製スキージを用いアタック角70度にて印刷した。
Example 1
Conductive paste 1 (conductive paste for bonding) on a 96% alumina substrate (4 inch square, thickness 0.4 mm), a pattern (not yet) including a comb pattern having a line width of 75 μm and an insulation width of 75 μm, and a 2 mm square pad pattern Printing with a firing pattern). In addition, the conductive paste 1 is borosilicate glass powder (SiO 2 : 45%, B 2 O 3 : 15%, ZnO: 25%, TiO 2 : 5%, others: 10% with respect to 100 parts by weight of copper powder. ), 15 parts by weight of an organic vehicle in which acrylic resin (polyisobutyl methacrylate, weight average molecular weight: 250,000) is dissolved in terpineol at a ratio of 30% by weight, and the raw materials are integrated by a mortar Thereafter, it was prepared by kneading with three rolls. The screen plate used was a stainless steel # 500 mesh (wire diameter 16 μm) with a photosensitizer applied to a thickness of 10 μm. The squeegee was printed using a urethane squeegee with a hardness of 70 degrees and an attack angle of 70 degrees.
印刷後の櫛形パターンの絶縁幅(パターン部の幅)は、ペーストの垂れにより50μmとなった。パターン(ポジパターン)を印刷したアルミナ基板を120℃で20分間乾燥させた後、非パターン部(ネガパターン)上に導電性ペースト2(エッチング用導電性ペースト)を印刷した。導電性ペースト2には銅粉100重量部に対し前記有機ビヒクル15重量部を含有し、ガラス成分は含まないものを用いた。スクリーン版には、前記の仕様と同じもので、導体パターンとは逆(ネガ)の開口部を持つものを用いた。同様に120℃で20分間乾燥して印刷基板を得た。 The insulating width of the comb pattern after printing (the width of the pattern portion) was 50 μm due to the dripping of the paste. The alumina substrate on which the pattern (positive pattern) was printed was dried at 120 ° C. for 20 minutes, and then the conductive paste 2 (conductive paste for etching) was printed on the non-pattern part (negative pattern). The conductive paste 2 contained 15 parts by weight of the organic vehicle with respect to 100 parts by weight of copper powder, and did not contain a glass component. A screen plate having the same specifications as described above and having an opening opposite to the conductor pattern (negative) was used. Similarly, it was dried at 120 ° C. for 20 minutes to obtain a printed board.
得られた印刷基板を、ベルト搬送式トンネル炉でピーク温度900℃、保持時間10分、窒素雰囲気下にて昇温降温含め60分間焼成した。焼成後膜厚は最も厚いところで22μm、最も低いところで15μmであった。焼成を終えた基板を2軸バフ研磨機で、流水中、研磨した。バフロールには前側を不織布タイプで硬度H(Hard)の#400番手(JP TYPEII/ジャブロ工業株式会社製)、後側を硬度Hの#800番手(JP TYPEII/ジャブロ工業株式会社製)を用いた。平坦化により膜厚が均一になり厚さ13μmになった。 The obtained printed circuit board was baked in a belt-conveying tunnel furnace for 60 minutes including a peak temperature of 900 ° C., a holding time of 10 minutes, and a temperature increase and decrease in a nitrogen atmosphere. After firing, the film thickness was 22 μm at the thickest and 15 μm at the lowest. The substrate after firing was polished in running water with a biaxial buffing machine. The front side was # 400 number (JP TYPE II / JABLO INDUSTRY CO., LTD.) With a non-woven fabric type and a hardness H (HARD) on the front side, and # 800 number (JP TYPE II / JABLO INDUSTRY CO., LTD.) With a hardness H on the back side. . The film thickness became uniform by the planarization, and the thickness became 13 μm.
平坦化した基板に、熱硬化型レジストインク(SPR−081/関西ペイント株式会社製)をポジパターンで印刷した後、100℃で10分間乾燥させた。導電性ペースト1とポジパターンを印刷する点では同じだが、ペーストの拡がり程度に差があるので別の版を用いた。櫛形パターンはライン幅100μmで絶縁部にあたる幅は50μm、版仕様は同じである。印刷されたレジストの絶縁部にあたる幅は40μmであった。これをスプレー式エッチングマシーンにて塩化第二鉄、液温45℃でエッチングした。純水洗浄を行った後、45℃の1%水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離を行い、再度、純水洗浄を行ってエッチング基板を得た。エッチング後に形成された絶縁幅は50μmであった。 A thermosetting resist ink (SPR-081 / manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was printed in a positive pattern on the flattened substrate, and then dried at 100 ° C. for 10 minutes. Although it is the same in printing the positive pattern as the conductive paste 1, another plate was used because there was a difference in the extent of spreading of the paste. The comb pattern has a line width of 100 μm, a width corresponding to an insulating portion of 50 μm, and the plate specifications are the same. The width corresponding to the insulating part of the printed resist was 40 μm. This was etched with ferric chloride at a liquid temperature of 45 ° C. using a spray etching machine. After cleaning with pure water, the resist was stripped with a 1% aqueous sodium hydroxide solution at 45 ° C., and cleaning with pure water was performed again to obtain an etched substrate. The insulating width formed after etching was 50 μm.
そして、櫛形パターン部で絶縁抵抗を評価した、超高抵抗微小電流計(アドバンテック製)で500Vの電圧を絶縁部に印加し、1分後の抵抗値を読み取った。1×1010Ω以上であれば良好な絶縁性を持つと判定した。 A voltage of 500 V was applied to the insulating part with an ultrahigh resistance microammeter (manufactured by Advantech) whose insulation resistance was evaluated by the comb-shaped pattern part, and the resistance value after 1 minute was read. If it was 1 × 10 10 Ω or more, it was determined to have good insulation.
2mm角パッドパターン部で密着力を評価した。2mm角パッド表面に沿うようにφ0.6錫メッキ軟銅線をハンダ付けしたのちパッド端に位置する箇所において軟銅線を垂直上方に折り曲げたものを引張試験機に固定し、パッドが基板から剥離するまで引張上げた。パッドが基板から剥離する際の最も高い荷重をピール強度(2mmパターンのピール強度)として記録した。ピール強度が1kgf以上(すなわち、パターン1mmあたりのピール強度が0.5kgf以上)であれば良好な密着性があるとした。 Adhesion was evaluated with a 2 mm square pad pattern. After soldering φ0.6 tin-plated annealed copper wire along the 2mm square pad surface, the soft copper wire bent vertically upward at the position located at the end of the pad is fixed to a tensile tester, and the pad peels from the substrate Pulled up. The highest load when the pad peeled from the substrate was recorded as peel strength (peel strength of 2 mm pattern). If the peel strength is 1 kgf or more (that is, the peel strength per 1 mm of pattern is 0.5 kgf or more), it is considered that there is good adhesion.
導体パターンの断面形状の評価尺度として、櫛形パターンのラインにおいて導体パターン下面(基板との接触部分)の幅から導体上面(表面部分、最表面部分)の幅を差し引いた値を用いた。顕微鏡による画像測定によって上面と下面にフォーカスを合わせながらそれぞれの幅を測定した。上面と下面との幅にほとんど差異が無く判別不可能な場合はゼロ(差なし)とした。差が10μm以下であれば良好とした。 As an evaluation scale of the cross-sectional shape of the conductor pattern, a value obtained by subtracting the width of the conductor upper surface (surface portion, outermost surface portion) from the width of the conductor pattern lower surface (contact portion with the substrate) in the comb pattern line was used. The respective widths were measured while focusing on the upper and lower surfaces by image measurement with a microscope. Zero (no difference) when there was almost no difference in the width between the upper and lower surfaces and discrimination was impossible. If the difference was 10 μm or less, it was considered good.
2mm角パッドの表面で粗さ計を用いて表面粗さを測定した。測定方法としてはJISに定められるとおりとした。Raが0.3μm以下であれば良好と判定した。 The surface roughness was measured using a roughness meter on the surface of a 2 mm square pad. The measurement method was as defined in JIS. If Ra was 0.3 μm or less, it was determined to be good.
(実施例2)
実施例1において、基板を窒化アルミニウムに変更したこと以外は、実施例1と同様とした。
(Example 2)
Example 1 was the same as Example 1 except that the substrate was changed to aluminum nitride.
(実施例3および4)
実施例1において、導電性ペースト1のガラスの割合を表に示す割合に変更したこと以外は、実施例1と同様にした。
(Examples 3 and 4)
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having changed the ratio of the glass of the electrically conductive paste 1 into the ratio shown to a table | surface.
(実施例5)
実施例1において、導電性ペースト2のガラスの割合を表に示す割合に変更したこと以外は、実施例1と同様にした。
(Example 5)
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having changed the ratio of the glass of the electrically conductive paste 2 into the ratio shown to a table | surface.
(実施例6)
実施例1において、導電性ペースト2の印刷をネガではなく、ベタ(全面カバー)印刷に変えたこと以外は、実施例1と同様にした。ベタ印刷において、スクリーン版にはステンレス製#400メッシュ(線径23μm)に感光剤を10μmの厚みで付けたものを用いた。焼成後膜厚は最も厚いところで30μm、最も低いところで23μmであった。また、研磨後の膜厚は20μmであった。
(Example 6)
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the printing of the conductive paste 2 was changed to solid (full cover) printing instead of negative. In the solid printing, a stainless steel # 400 mesh (wire diameter: 23 μm) with a photosensitive agent applied to a thickness of 10 μm was used. The film thickness after firing was 30 μm at the thickest and 23 μm at the lowest. The film thickness after polishing was 20 μm.
(実施例7)
実施例6において、ベタ印刷を2回に変更し、研磨をラップ研磨に変更したこと以外は、実施例6と同様にした。焼成後膜厚は最も厚いところで45μm、最も低いところで33μmであった。研磨は、砥粒サイズ2μmのスラリーで粗研磨した後、0.1μmのスラリーに変えて仕上げることにより行い、研磨後の膜厚は20μmであった。
(Example 7)
Example 6 was the same as Example 6 except that the solid printing was changed to twice and the polishing was changed to lapping. The thickness after firing was 45 μm at the thickest and 33 μm at the lowest. Polishing was performed by roughly polishing with a slurry having an abrasive grain size of 2 μm, and then changing to a 0.1 μm slurry and finishing, and the film thickness after polishing was 20 μm.
(実施例8)
実施例1において、導電性ペースト2の印刷まで終えたあと、焼成前に、乾燥膜の状態でバフ研磨(硬度S#320,硬度S#1000)し、焼成後、エッチング前に、再度バフ研磨(1本,硬度S#1000)したこと以外は、実施例1と同様に行った。焼成を終えた時点で膜厚は均一であり15μmであった。再度の研磨で膜厚3μmになった。
(Example 8)
In Example 1, buffing (hardness S # 320, hardness S # 1000) is performed in a dry film state after printing to the conductive paste 2 and before baking, and buffing is performed again after baking and before etching. The procedure was the same as in Example 1 except that (one, hardness S # 1000). When the firing was finished, the film thickness was uniform and 15 μm. Re-polishing resulted in a film thickness of 3 μm.
(比較例1)
実施例1において、導体ペースト1を印刷後、そのまま焼成し、バフ研磨もエッチングも行わなかったこと以外は、実施例1と同様にした。膜厚15μmであった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, after the conductor paste 1 was printed, it was baked as it was, and it was the same as Example 1 except that neither buffing nor etching was performed. The film thickness was 15 μm.
(比較例2)
導電性ペースト1をベタ印刷した後、そのまま実施例1と同様の条件で、焼成、バフ研磨、およびエッチングした。膜厚15μmであった。
(Comparative Example 2)
After the conductive paste 1 was solid-printed, it was fired, buffed, and etched under the same conditions as in Example 1. The film thickness was 15 μm.
(比較例3)
比較例2において、導電ペースト1中のホウケイ酸ガラス粉末を1重量部としたこと以外は、比較例2と同様にして、ベタ印刷、焼成、バフ研磨、およびエッチングした。膜厚15μmであった。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 2, solid printing, baking, buffing, and etching were performed in the same manner as in Comparative Example 2 except that 1 part by weight of the borosilicate glass powder in the conductive paste 1 was used. The film thickness was 15 μm.
結果を表に示す。 The results are shown in the table.
表から明らかなように、実施例では、基板に対する密着性、絶縁抵抗性、パターンの平坦性および平滑性のいずれにおいても優れた導体パターンを得ることができた。一方、比較例1では、平坦なパターンが得られず、平滑性も悪かった。また、比較例2では、接着層が残りやすいため、絶縁抵抗が低く、また、ライン下面の裾が残ったため、平坦なパターンも得られなかった。 As is apparent from the table, in the examples, a conductor pattern excellent in all of adhesion to the substrate, insulation resistance, pattern flatness and smoothness could be obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, a flat pattern was not obtained and the smoothness was poor. In Comparative Example 2, since the adhesive layer was likely to remain, the insulation resistance was low, and the bottom of the line remained, so a flat pattern could not be obtained.
本発明の方法によれば、微細かつ導体パターン非形成部の絶縁性に優れたパターン基板を得ることができる。しかも、このようなパターン基板の導体パターンは、幅又は厚みが均一であり、その表面も平滑であるため、導体パターン表面を有効に他の導電部材と接触させることができる。そのため、本発明のパターン基板は、各種電子回路基板又は部品に用いることができ、特に、導体パターン上にさらに導電部材(例えば、導電チップなど)を設けるための用途に好適である。 According to the method of the present invention, it is possible to obtain a patterned substrate that is fine and excellent in insulation of a conductor pattern non-formed part. Moreover, since the conductor pattern of such a pattern substrate has a uniform width or thickness and a smooth surface, the conductor pattern surface can be effectively brought into contact with another conductive member. Therefore, the pattern substrate of the present invention can be used for various electronic circuit boards or components, and is particularly suitable for an application for further providing a conductive member (for example, a conductive chip) on the conductor pattern.
特に、本発明のパターン基板(又はその導体パターン)は、平坦であるため、導電チップなどの導電部材に対する接合強度に優れ、また、前記のように、導体パターンの幅のうち基板と接触する部分の幅と表面部分の幅との差が著しく小さく、導体パターンの表面積を最大限利用できるため、導電部材からの熱を直ちに基板側に放熱でき、放熱性(又は熱伝導性)にも優れている。そのため、本発明のパターン基板は、LEDチップのような高い放熱性(又は熱伝導性)が要求される導電部材を設けるための基板(パッケージ用基板)として特に有用である。 In particular, since the pattern substrate (or its conductor pattern) of the present invention is flat, the bonding strength to a conductive member such as a conductive chip is excellent, and as described above, the portion of the width of the conductor pattern that contacts the substrate The difference between the width of the surface and the width of the surface part is remarkably small, and the surface area of the conductor pattern can be used to the maximum, so heat from the conductive member can be immediately radiated to the board side, and heat dissipation (or thermal conductivity) is also excellent Yes. Therefore, the pattern substrate of the present invention is particularly useful as a substrate (package substrate) for providing a conductive member that requires high heat dissipation (or thermal conductivity) such as an LED chip.
Claims (16)
基板表面のうち、所定のパターン部の上に導電性ペースト(A)をパターン印刷する第1の印刷工程と、
形成された導電性ペースト(A)の凸部間に、導電性ペースト(A)よりも基板に対する密着性の低い焼結体を形成可能な導電性ペースト(B)を印刷する第2の印刷工程と、
第2の印刷工程を経た基板を焼結処理する焼結工程と、
基板表面のうち、パターン部を除く非パターン部の上に形成された導電性ペースト(B)の焼結体をエッチングするエッチング工程とを含む製造方法。 A method of manufacturing a pattern substrate having a conductor pattern formed on a substrate,
A first printing step of pattern printing the conductive paste (A) on a predetermined pattern portion of the substrate surface;
Second printing step of printing the conductive paste (B) capable of forming a sintered body having lower adhesion to the substrate than the conductive paste (A) between the convex portions of the formed conductive paste (A) When,
A sintering step of sintering the substrate that has undergone the second printing step;
The manufacturing method including the etching process of etching the sintered compact of the electrically conductive paste (B) formed on the non-pattern part except a pattern part among the substrate surfaces.
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