JP6168510B2 - Conductive composition, method for producing wiring board using the same, and wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、導電性組成物、これを用いた配線基板の製造方法および配線基板に関し、詳しくは、基材基板との密着性および低抵抗性に優れた配線パターンを良好に形成することができる導電性組成物、これを用いた配線基板の製造方法および配線基板に関する。 The present invention relates to a conductive composition, a method for manufacturing a wiring board using the same, and a wiring board. Specifically, a wiring pattern excellent in adhesion to a base substrate and low resistance can be formed satisfactorily. The present invention relates to a conductive composition, a method for manufacturing a wiring board using the same, and a wiring board.
従来、微細な配線パターンを形成する技術として、加熱蒸着法やスパッタリング法で形成した金属薄膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングする手法が知られている。しかしながら、加熱蒸着法やスパッタリング法は真空環境が不可欠であり、その製造コストが問題となっている。また、フォトリソグラフィー法は溶剤を多量に使用するため、環境に対する負荷も問題点として挙げられている。 Conventionally, as a technique for forming a fine wiring pattern, a technique of patterning a metal thin film formed by a heating vapor deposition method or a sputtering method by a photolithography method is known. However, a vacuum environment is indispensable for the heating vapor deposition method and the sputtering method, and the production cost is a problem. In addition, since the photolithography method uses a large amount of a solvent, the burden on the environment is also cited as a problem.
これに対し、印刷法による配線パターンの形成技術は、低コストで多量の製品を効率よく製造することができるため、既に実用的に用いられている。しかしながら、より高い導電性を持つ配線パターンを印刷法にて形成する方法では、形成した導電性パターンに含まれるバインダー成分等を高温で焼成して除去する必要があった。このため、導電性パターンはガラス等の耐熱性硬質基板上に形成されることがほとんどである。 On the other hand, a wiring pattern forming technique by a printing method is already practically used because a large amount of products can be efficiently manufactured at a low cost. However, in the method of forming a wiring pattern having higher conductivity by the printing method, it is necessary to remove the binder component and the like contained in the formed conductive pattern by baking at a high temperature. For this reason, the conductive pattern is mostly formed on a heat-resistant hard substrate such as glass.
一方で、近年の電子デバイスとして、フレキシブルシートディスプレイやフレキシブルRF−ID(ラジオ周波数認識)システム等の急速な普及が期待されている。これらのフレキシブルなデバイスを実現するには、可撓性を持つプラスチックフィルム上に配線パターンを形成しなければならない。しかしながら、可撓性をもつプラスチックフィルムの多くは、高温で軟化・溶融してしまうため、このプラスチックフィルム上に配線パターンを形成することは困難である。 On the other hand, rapid spread of flexible sheet displays, flexible RF-ID (radio frequency recognition) systems, and the like is expected as recent electronic devices. In order to realize these flexible devices, a wiring pattern must be formed on a flexible plastic film. However, since many flexible plastic films are softened and melted at a high temperature, it is difficult to form a wiring pattern on the plastic film.
かかる課題に対して、例えば、特許文献1では、粒子径がナノオーダーの金属粒子を基材基板上に塗布し、低温(200〜300℃)にて加熱することによって、低抵抗率(約10μΩ・cm)の配線パターンを作製することが可能な導電性ナノ粒子ペーストが提案されている。しかしながら、粒径がナノオーダーの金属粒子は一般的に高価であるため、配線基板を安価に製造することは困難である。
For example, in
これに対して、特許文献2では、ナノオーダーの金属粒子を使用せず、高温加熱を要せず、安価に樹脂性基板上に配線パターンを作製した配線基板、およびこの配線基板を作製する方法が提案されている。具体的には、基材基板の表面に所望の配線パターン状に導電性ペーストを塗布し、得られた配線パターンを加圧ローラで加圧した後、150℃以下の温度にて加熱する。これにより、基材基板と配線パターンとが強固に密着した配線基板を製造するというものである。
On the other hand,
確かに、特許文献2に記載の配線基板の製造方法によれば、金属粒子として銀を用いる場合には適用することができる。しかしながら、アルミニウムや銅等の銀以外の金属粒子に適用すると、形成された配線パターンは基材基板と十分な密着性が得られないという新たな課題を本発明者らは見出した。
Certainly, according to the method for manufacturing a wiring board described in
そこで、本発明の目的は、配線基板を安価で効率よく製造でき、かつ、基材基板との密着性および低抵抗性に優れた配線パターンを良好に形成することができる導電性組成物、これを用いた配線基板の製造方法および配線基板を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive composition that can efficiently produce a wiring board at low cost and that can satisfactorily form a wiring pattern excellent in adhesion to the base substrate and low resistance. The present invention provides a method for manufacturing a wiring board using the above and a wiring board.
本発明者らは上記課題を解消するために鋭意検討した結果、基材基板上に形成した配線パターンを加圧することにより低抵抗化処理する配線基板の製造方法に用いる導電性組成物において、バインダー樹脂として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを併用することにより、導電性粒子としてアルミニウムや銅等の銀以外の金属粒子を用いた場合であっても、配線パターンと基材基板との密着性を改善させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a binder in a conductive composition used in a method for manufacturing a wiring board that reduces resistance by pressurizing a wiring pattern formed on a base substrate. By using a thermoplastic resin and a thermosetting resin in combination as the resin, even if metal particles other than silver such as aluminum or copper are used as the conductive particles, the adhesion between the wiring pattern and the substrate substrate As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明の導電性組成物は、基材基板上に形成した配線パターンを加圧することにより低抵抗化処理する配線基板の製造方法に用いる導電性組成物において、
バインダー樹脂としての熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂と、硬化剤と、金属粒子と、を含有することを特徴とするものである。
That is, the conductive composition of the present invention is a conductive composition used in a method for manufacturing a wiring board that is subjected to a resistance reduction treatment by pressurizing a wiring pattern formed on a base substrate.
A thermoplastic resin and a thermosetting resin as a binder resin, a curing agent, and metal particles are contained.
本発明の導電性組成物においては、前記熱可塑性樹脂はポリエステル系樹脂およびフェノキシ系樹脂から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。また、前記熱硬化性樹脂はエポキシ系樹脂であることが好ましい。 In the conductive composition of the present invention, the thermoplastic resin is preferably at least one selected from polyester resins and phenoxy resins. The thermosetting resin is preferably an epoxy resin.
また、本発明の配線基板の製造方法は、導電性組成物を基材基板上に塗布し、該導電性組成物からなる配線パターンを前記基材基板上に形成する塗布工程と、前記塗布工程により形成された配線パターンを熱硬化する熱硬化工程と、前記熱硬化工程により熱硬化された配線パターンを有する前記基材基板を加圧する加圧工程と、を有する配線基板の製造方法において、
前記導電性組成物として、上記本発明の導電性組成物を用いることを特徴とするものである。
Further, the method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a coating step of coating a conductive composition on a base substrate and forming a wiring pattern made of the conductive composition on the base substrate, and the coating step. In a method for manufacturing a wiring board, comprising: a thermosetting step for thermosetting the wiring pattern formed by the step; and a pressing step for pressing the base substrate having the wiring pattern thermoset by the thermosetting step.
As the conductive composition, the conductive composition of the present invention is used.
さらに、本発明の配線基板は、上記本発明の配線基板の製造方法により製造されてなることを特徴とするものである。 Furthermore, the wiring board of the present invention is manufactured by the above-described method for manufacturing a wiring board of the present invention.
本発明によれば、配線基板を安価で効率よく製造でき、かつ、基材基板との密着性および低抵抗性に優れた配線パターンを良好に形成することができる導電性組成物、これを用いた配線基板の製造方法および配線基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrically conductive composition which can manufacture a wiring board inexpensively and efficiently, and can form the wiring pattern excellent in adhesiveness with a base substrate and low resistance favorably is used. It is possible to provide a method for manufacturing a wiring board and a wiring board.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本発明の導電性組成物は、基材基板上に形成した配線パターンを加圧することにより低抵抗化処理する配線基板の製造方法に好適に用いることができる導電性組成物であり、バインダー樹脂としての熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂と、硬化剤と、金属粒子と、を含有する。このように本発明の導電性組成物は、バインダー樹脂として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを併用した点に最大の特徴がある。その結果、本発明によれば、金属粒子として、銀以外のアルミニウムや銅等を用いた場合であっても、形成された配線パターンは基材基板との密着性に優れ、しかも、抵抗値を低下させることができるという効果も得ることができる。以下、本発明の導電性組成物の各成分について、詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The conductive composition of the present invention is a conductive composition that can be suitably used in a method for manufacturing a wiring board that is subjected to resistance reduction treatment by pressurizing a wiring pattern formed on a base substrate, and as a binder resin A thermoplastic resin and a thermosetting resin, a curing agent, and metal particles. Thus, the conductive composition of the present invention has the greatest feature in that a thermoplastic resin and a thermosetting resin are used in combination as a binder resin. As a result, according to the present invention, even when aluminum other than silver, copper, or the like is used as the metal particles, the formed wiring pattern has excellent adhesion to the base substrate, and has a resistance value. The effect that it can reduce can also be acquired. Hereinafter, each component of the electrically conductive composition of this invention is demonstrated in detail.
<熱可塑性樹脂>
本発明において、導電性組成物を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリエステル系樹脂、フェノキシ系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6ナイロン等のポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはフッ素樹脂等を用いることができる。本発明においては、これら熱可塑性樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、本発明においては、ポリエステル系樹脂およびフェノキシ系樹脂から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
<Thermoplastic resin>
In the present invention, as the thermoplastic resin constituting the conductive composition, polyester resin, phenoxy resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, Polybutadiene resin, polycarbonate resin, thermoplastic polyimide resin, polyamide resin such as 6-nylon or 6,6 nylon, acrylic resin, polyamideimide resin, or fluorine resin can be used. In the present invention, these thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more. In particular, in the present invention, it is preferable to use at least one thermoplastic resin selected from polyester resins and phenoxy resins.
ポリエステル系樹脂としては、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸のうちから選ばれた1種類以上とグリコール類のうちから選ばれた1種類以上を公知の方法により常圧または減圧下で重縮合して得られたものを使用できる。例えば、不飽和脂肪酸としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられる。飽和脂肪酸としては、ヘット酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる。グリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2,4−トリメチルペンタン−1,3−ジオール、水素化ビスフェノールA、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、トリメチレングリコール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール等が挙げられる。
The polyester resin is obtained by polycondensing at least one selected from unsaturated fatty acids and saturated fatty acids and one or more selected from glycols under normal pressure or reduced pressure by a known method. Can be used. Examples of unsaturated fatty acids include maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid and the like. Examples of saturated fatty acids include het acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and the like. . Examples of glycols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, , 6-hexanediol, neopentyl glycol, 2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol, hydrogenated bisphenol A, pentaerythritol diallyl ether, trimethylene glycol, 2-
また、フェノキシ系樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールF骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールS骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールM骨格(4,4’−(1,3−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール骨格)を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールP(4,4’−(1,4)−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール骨格)骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールZ(4,4’−シクロヘキシィジエンビスフェノール骨格)骨格を有するフェノキシ樹脂等のビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ノボラック骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノキシ樹脂、ノルボルネン骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the phenoxy resin include a phenoxy resin having a bisphenol A skeleton, a phenoxy resin having a bisphenol F skeleton, a phenoxy resin having a bisphenol S skeleton, and a bisphenol M skeleton (4,4 ′-(1,3-phenylenedioxide). Phenoxy resin having isopropylidene) bisphenol skeleton), phenoxy resin having bisphenol P (4,4 ′-(1,4) -phenylenediisopridiene) bisphenol skeleton), bisphenol Z (4,4′-cyclohexene) Phenoxy resin having a bisphenol skeleton, such as a phenoxy resin having a sidiene bisphenol skeleton), a phenoxy resin having a novolac skeleton, a phenoxy resin having an anthracene skeleton, a phenoxy resin having a fluorene skeleton, dicyclo Phenoxy resins having Ntajien skeleton, phenoxy resins having a norbornene skeleton, phenoxy resins having a naphthalene skeleton, phenoxy resins having a biphenyl skeleton include phenoxy resins having an adamantane skeleton.
このような熱可塑性樹脂は、数平均分子量(Mn)が2000〜200000であることが好ましく、5000〜100000の範囲であることがより好ましい。数平均分子量が2000未満であると、印刷時の転移不良が発生しやすくなり良好な配線パターンの形成が困難となる場合がある。一方、数平均分子量が200000を超えると印刷時に導電性組成物の糸引きに起因するヒゲ欠陥やラインのうねり等が発生しやすくなり印刷適性を損なう場合があるので好ましくない。なお、数平均分子量は、ゲルパーメーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定した標準ポリスチレン換算の値である。 Such a thermoplastic resin preferably has a number average molecular weight (Mn) of 2,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000. If the number average molecular weight is less than 2000, a transfer failure during printing tends to occur, and it may be difficult to form a good wiring pattern. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 200000, whisker defects or line waviness due to stringing of the conductive composition is likely to occur during printing, and printability may be impaired. The number average molecular weight is a standard polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC).
<熱硬化性樹脂>
本発明において、導電性組成物を構成する熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、または熱硬化性ポリイミド樹脂等を用いることができる。なかでも、エポキシ系樹脂を用いることが好ましい。本発明においては、これら熱硬化性樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Thermosetting resin>
In the present invention, an epoxy resin, a phenol resin, an amino resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin, a silicone resin, a thermosetting polyimide resin, or the like is used as the thermosetting resin constituting the conductive composition. it can. Among these, it is preferable to use an epoxy resin. In the present invention, these thermosetting resins may be used alone or in combination of two or more.
エポキシ系樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、アミノクレゾール型エポキシ樹脂、アルキルフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and cresol novolac. Type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, aliphatic chain Epoxy resin, phosphorus-containing epoxy resin, anthracene type epoxy resin, norbornene type epoxy resin, adamantane type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, aminophenol type epoxy resin Resin, amino cresol type epoxy resins, phenol type epoxy resin.
このような熱硬化性樹脂は、数平均分子量(Mn)が100〜50000であることが好ましく、150〜10000の範囲であることがより好ましい。数平均分子量がかかる範囲から逸脱すると基材基板との密着性を損なう場合があるので好ましくない。 Such a thermosetting resin preferably has a number average molecular weight (Mn) of 100 to 50,000, and more preferably 150 to 10,000. If the number average molecular weight deviates from such a range, the adhesion with the base substrate may be impaired.
以上説明したようなバインダー樹脂としての熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とは、質量比で95:5〜30:70の割合で配合することが好ましく、より好ましくは90:10〜50:50の割合で配合する。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との配合割合を上記範囲とすることにより、基材基板との密着性に優れた配線パターンを形成することができ、また、併せて配線パターンの抵抗値を低下させることができる。なお、バインダー樹脂としての配合量は、導電性組成物中に固形分換算で1〜25質量%であることが好ましく、3〜20質量%の範囲であることがより好ましい。バインダー樹脂は多いほど、基材基板との優れた密着性を確保することができるが、十分な導電性が得られなくなる場合がある。一方、バインダー樹脂が少なくなると、基材基板との密着性を損なう場合がある。 The thermoplastic resin and thermosetting resin as the binder resin as described above are preferably blended in a mass ratio of 95: 5 to 30:70, more preferably 90:10 to 50:50. Mix in proportions. By setting the blending ratio of the thermoplastic resin and the thermosetting resin within the above range, it is possible to form a wiring pattern with excellent adhesion to the base substrate, and to reduce the resistance value of the wiring pattern. Can be made. In addition, it is preferable that it is 1-25 mass% in solid content conversion in a conductive composition, and, as for the compounding quantity as binder resin, it is more preferable that it is the range of 3-20 mass%. The more the binder resin is, the more excellent adhesion with the base substrate can be secured, but sufficient conductivity may not be obtained. On the other hand, if the binder resin is reduced, the adhesion with the base substrate may be impaired.
<硬化剤>
本発明において、導電性組成物を構成する硬化剤としては、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を硬化させることができるものであれば特に制限はなく、公知のものを適宜用いることができる。例えば、フェノール樹脂、イミダゾール化合物、酸無水物、脂肪族アミン、脂環族ポリアミン、芳香族ポリアミン、第3級アミン、ジシアンジアミド、グアニジン類、またはこれらのエポキシアダクトやマイクロカプセル化したもののほか、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム、テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物、特開平06−73156号公報に記載されているようなエポキシアダクトの表面を、ホウ酸エステル化合物等を用いて処理することにより得られる一液性エポキシ配合物、例えば、エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物等を用いることができる。これらの硬化剤は、単独用いてもよく、または2種以上を併用して用いてもよい。
<Curing agent>
In the present invention, the curing agent constituting the conductive composition is not particularly limited as long as it can cure a thermosetting resin such as an epoxy resin, and a known one can be appropriately used. For example, phenol resins, imidazole compounds, acid anhydrides, aliphatic amines, alicyclic polyamines, aromatic polyamines, tertiary amines, dicyandiamide, guanidines, or epoxy adducts and microencapsulated products thereof, triphenyl By treating the surface of an organic phosphine compound such as phosphine, tetraphenylphosphonium, tetraphenylborate, and the epoxy adduct described in JP-A-06-73156 with a boric acid ester compound, etc. The resulting one-component epoxy compound, for example, an epoxy-phenol-borate compound, etc. can be used. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
このような硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、1〜20質量部が好ましい。硬化剤の配合量をかかる範囲とすることにより、配線パターンの熱硬化性樹脂を良好に硬化させ、配線パターン中の金属粒子を保持すると共に基材基板との優れた密着性を確保することが可能となる。なお、硬化剤の添加量は、導電性組成物中に固形分換算で0.01〜5質量%であることが好ましく、0.05〜3質量%の範囲であることがより好ましい。 As for the compounding quantity of such a hardening | curing agent, 1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of thermosetting resins. By setting the blending amount of the curing agent in such a range, the thermosetting resin of the wiring pattern can be cured well, the metal particles in the wiring pattern can be retained, and excellent adhesion to the base substrate can be ensured. It becomes possible. In addition, it is preferable that it is 0.01-5 mass% in conversion of solid content in the electrically conductive composition, and, as for the addition amount of a hardening | curing agent, it is more preferable that it is the range of 0.05-3 mass%.
<金属粒子>
本発明において、導電性組成物を構成する金属粒子としては、アルミニウムや銅、銀、金等の粒子を挙げることができるが、コストや低抵抗化処理、マイグレーションの観点から、アルミニウムおよび銅の粒子が好ましい。これら金属粒子は、電子顕微鏡(SEM)を用いて10000倍で観察したランダムな10個の金属粒子の平均粒径で、0.1〜15μmであることが好ましく、0.5〜5μmの範囲であることがより好ましい。これらの金属粒子は、平均粒径が小さいほど金属粒子どうしの接触状態を良好とすることができ、形成される配線パターンの導電性を向上させることが可能となるが、金属粒子の平均粒径がナノオーダーになると低抵抗化処理の効果が十分に得られない場合がある。一方、金属粒子の平均粒径が大きくなると基材基板との密着性を損なう場合がある。
<Metal particles>
In the present invention, examples of the metal particles constituting the conductive composition include aluminum, copper, silver, and gold particles. From the viewpoint of cost, low resistance treatment, and migration, aluminum and copper particles. Is preferred. These metal particles have an average particle diameter of 10 random metal particles observed at 10000 times using an electron microscope (SEM), preferably 0.1 to 15 μm, and in the range of 0.5 to 5 μm. More preferably. These metal particles can improve the contact state between the metal particles as the average particle size is small, and it is possible to improve the conductivity of the formed wiring pattern. If the value is on the nano order, the effect of reducing the resistance may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the average particle size of the metal particles is increased, the adhesion to the base substrate may be impaired.
本発明の導電性組成物においては、使用する金属粒子の形状については特に制限はないが、球状がより低抵抗化処理には好適である。このような金属粒子の配合量は、導電性組成物中に固形分換算で50〜90容量%であることが好ましく、60〜85容量%の範囲であることがより好ましい。金属粒子の配合量が50容量%未満であると、配線パターン内での金属粒子どうしの接触点が減少し、十分な導電性を得ることができなくなるおそれがある。一方、金属粒子の配合量が90容量%を超えると、相対的にバインダー樹脂の量が減少するので、配線パターンと基材基板との密着性が低下するおそれがある。なお、質量比では、導電性組成物中に固形分換算で65〜99質量%であることが好ましく、75〜97質量%の範囲であることがより好ましい。 In the conductive composition of the present invention, the shape of the metal particles to be used is not particularly limited, but a spherical shape is suitable for the resistance reduction treatment. The compounding amount of such metal particles is preferably 50 to 90% by volume in terms of solid content in the conductive composition, and more preferably 60 to 85% by volume. If the blending amount of the metal particles is less than 50% by volume, the contact points between the metal particles in the wiring pattern may be reduced, and sufficient conductivity may not be obtained. On the other hand, when the blending amount of the metal particles exceeds 90% by volume, the amount of the binder resin is relatively decreased, and thus the adhesion between the wiring pattern and the base substrate may be lowered. In addition, it is preferable that it is 65-99 mass% in conversion of solid content in a conductive composition, and, as for mass ratio, it is more preferable that it is the range of 75-97 mass%.
なお、本発明の導電性組成物には、例えば、印刷適性を損なわない範囲で、金属分散剤、チクソトロピー性付与剤、消泡剤、レベリング剤、希釈剤、可塑化剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、カップリング剤や充填剤等の添加剤を配合してもよい。 The conductive composition of the present invention includes, for example, a metal dispersant, a thixotropy imparting agent, an antifoaming agent, a leveling agent, a diluent, a plasticizer, an antioxidant, and a metal as long as printability is not impaired. You may mix | blend additives, such as a deactivator, a coupling agent, and a filler.
本発明の導電性組成物を用いて、基材基板上に配線パターンを印刷する場合、通常、本発明の導電性組成物は溶剤で希釈して用いられるが、かかる溶剤としては、金属粒子の分散性がよく揮発性のあるものを用いるのが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、酢酸エチル、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、1−(2−メトキシ−2−メチルエトキシ)−2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、および水等を挙げることができる。これら溶剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。 When a wiring pattern is printed on a base substrate using the conductive composition of the present invention, the conductive composition of the present invention is usually used by diluting with a solvent. It is preferable to use a material having good dispersibility and volatility. For example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA), methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), ethyl acetate, cyclohexanone, toluene, xylene, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl methyl ether, dipropylene glycol Examples thereof include monomethyl ether, 1- (2-methoxy-2-methylethoxy) -2-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, and water. Each of these solvents may be used alone, or two or more of them may be mixed and used in an arbitrary ratio.
次に、本発明の配線基板の製造方法、および本発明の配線基板について説明する。
本発明の配線基板の製造方法は、導電性組成物を基材基板上に塗布し、該導電性組成物からなる配線パターンを前記基材基板上に形成する塗布工程と、前記塗布工程により形成された配線パターンを熱硬化する熱硬化工程と、前記熱硬化工程により熱硬化された配線パターンを有する前記基材基板を加圧する加圧工程と、を有する。本発明の配線基板の製造方法においては、導電性組成物として上記本発明の導電性組成物を用いることが重要である。上述の通り、本発明の導電性組成物は、配線基板を安価で効率よく製造でき、かつ、基材基板との密着性に優れた配線パターンを形成することができるからである。以下、本発明の配線基板の製造方法について、詳細に説明する。
Next, the manufacturing method of the wiring board of this invention and the wiring board of this invention are demonstrated.
The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a coating step of coating a conductive composition on a base substrate and forming a wiring pattern made of the conductive composition on the base substrate, and the coating step. A thermosetting process for thermosetting the wiring pattern formed, and a pressurizing process for pressing the base substrate having the wiring pattern thermoset by the thermosetting process. In the method for producing a wiring board of the present invention, it is important to use the conductive composition of the present invention as the conductive composition. This is because, as described above, the conductive composition of the present invention can efficiently produce a wiring board at low cost and can form a wiring pattern with excellent adhesion to a base substrate. Hereafter, the manufacturing method of the wiring board of this invention is demonstrated in detail.
まず、図1を参照し、配線基板の作製方法について説明する。図1は、本発明の配線基板の製造方法を示すフローチャートであり、図示する通り、配線基板は、導電性組成物を基材基板上に塗布し、導電性組成物からなる配線パターンを基材基板上に形成する塗布工程(S1)と、塗布工程により形成された配線パターンを熱硬化する熱硬化工程(S2)と、前記熱硬化工程により熱硬化された配線パターンを有する前記基材基板を加圧する加圧工程(S3)と、を経て製造される。塗布工程(S1)では、上記本発明の導電性組成物が所定の配線パターン状に基材基板表面に塗布される。塗布方法としては特に制限はなく、導電性組成物を塗布する方法として公知の手法を適用することができる。塗布方法としては、例えば、各種印刷法(スクリーン印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法、平版印刷法)、ディスペンシング法、インクジェット法等を挙げることができる。 First, a method for manufacturing a wiring board will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a wiring board according to the present invention. As shown in the drawing, a wiring board is formed by applying a conductive composition onto a base substrate and forming a wiring pattern made of the conductive composition as a base. An application step (S1) formed on the substrate, a thermosetting step (S2) for thermosetting the wiring pattern formed by the application step, and the base substrate having the wiring pattern thermoset by the thermosetting step. And a pressurizing step (S3) for applying pressure. In the application step (S1), the conductive composition of the present invention is applied to the base substrate surface in a predetermined wiring pattern. There is no restriction | limiting in particular as an application | coating method, A well-known method is applicable as a method of apply | coating an electroconductive composition. Examples of the coating method include various printing methods (screen printing method, intaglio printing method, relief printing method, lithographic printing method), dispensing method, ink jet method and the like.
次いで、塗布工程(S1)において本発明の導電性組成物が塗布された状態の基材基板は、熱硬化工程(S2)において配線パターンが加熱硬化される。この工程では、塗布された配線パターンの乾燥も同時に行うことができるが、必要に応じて、事前に塗膜乾燥工程を施して配線パターンを乾燥してもよい。本発明の導電性組成物のバインダー樹脂は熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂より構成されており、上述のとおり、バインダー樹脂中に熱硬化性樹脂が存在するため、この熱硬化工程を経ることにより、基材基板との良好な密着性を得ることができる。ここで、熱硬化条件は、好ましくは80〜200℃で1〜120分、より好ましくは100〜170℃で10〜60分とする。 Next, in the substrate substrate on which the conductive composition of the present invention has been applied in the application step (S1), the wiring pattern is heat-cured in the thermosetting step (S2). In this step, the applied wiring pattern can be dried at the same time, but if necessary, a coating film drying step may be performed in advance to dry the wiring pattern. The binder resin of the conductive composition of the present invention is composed of a thermoplastic resin and a thermosetting resin. As described above, since the thermosetting resin exists in the binder resin, the binder resin is subjected to this thermosetting step. Good adhesion to the substrate can be obtained. Here, the thermosetting conditions are preferably 80 to 200 ° C. for 1 to 120 minutes, more preferably 100 to 170 ° C. for 10 to 60 minutes.
次いで、熱硬化工程(S2)において配線パターンが加熱硬化された配線基板は、加圧工程(S3)において加圧される。ここで、加圧工程(S3)では、印刷した導電性組成物と加圧体の間に水平方向の圧力が印加されるように加圧体を駆動させ、導電性組成物の表面にずり応力を発生させる。これにより、金属粒子が塑性変形し、隣接金属粒子間で圧接され導電性の金属結合が形成される。その結果、低抵抗化処理が実現される。 Next, the wiring board on which the wiring pattern is heat-cured in the thermosetting step (S2) is pressurized in the pressurizing step (S3). Here, in the pressing step (S3), the pressing body is driven so that a horizontal pressure is applied between the printed conductive composition and the pressing body, and shear stress is applied to the surface of the conductive composition. Is generated. Thereby, the metal particles are plastically deformed and pressed between adjacent metal particles to form a conductive metal bond. As a result, a resistance reduction process is realized.
さらに必要に応じて、加圧工程(S3)において低抵抗化処理された状態の配線パターンを有する基材基板は、加熱工程において加熱される。この加熱工程では、配線パターンを硬化収縮させることにより、金属粒子どうしの接触確率がさらに増加する。なお、この加熱工程は、加圧工程(S3)において加圧中に同時に実施してもよい。 Furthermore, if necessary, the base substrate having the wiring pattern that has been subjected to the resistance reduction treatment in the pressurizing step (S3) is heated in the heating step. In this heating step, the contact probability between the metal particles is further increased by curing and shrinking the wiring pattern. In addition, you may implement this heating process simultaneously during a pressurization in a pressurization process (S3).
ここで、図2を用いて、導電性組成物の塗布工程(図1中S1に相当)について説明する。図2では、バインダー2と金属粒子3とを有する導電性組成物4を基材基板1上に所定のパターンに塗布する方法として、スクリーン印刷法を採用した場合を示している。図2に示すように、塗布工程では、所定の配線パターンを印刷可能なスクリーン版5が基材基板1上に配置される。そして、スクリーン版5上に導電性組成物が配置される。
Here, the application | coating process (equivalent to S1 in FIG. 1) of an electroconductive composition is demonstrated using FIG. In FIG. 2, the case where the screen printing method is employ | adopted as a method of apply | coating the electroconductive composition 4 which has the
次いで、スクリーン版5上に配置された状態の導電性組成物4を、スキージー6を使用して基材基板1側に押し付けながら伸ばす。これにより、基材基板1上に所定の配線パターン状に導電性組成物4が塗布された状態となる。
Next, the conductive composition 4 placed on the
次に、熱硬化工程(図1中S2に相当)について説明する。熱硬化工程では、加圧工程により加圧された状態の導電性組成物を加熱し、熱硬化させる。以上の工程を経て、配線パターンが形成された状態の配線基板が作製される。なお、本発明では、好ましくは80〜200℃で、より好ましくは100〜170℃の加熱温度にて導電性組成物を熱硬化させる。これにより、基材基板の材料として比較的熱に弱い樹脂性材料を使用した場合でも、基材基板の物性に影響を及ぼすことなく配線パターンを形成させることが可能となる。 Next, a thermosetting process (corresponding to S2 in FIG. 1) will be described. In the thermosetting step, the conductive composition pressed in the pressing step is heated and thermoset. Through the above steps, a wiring board in which a wiring pattern is formed is manufactured. In the present invention, the conductive composition is preferably thermoset at a heating temperature of preferably 80 to 200 ° C, more preferably 100 to 170 ° C. Thereby, even when a resinous material that is relatively weak against heat is used as the material of the base substrate, it is possible to form a wiring pattern without affecting the physical properties of the base substrate.
次に、図3を参照し、加圧工程(図1中S3に相当)について説明する。図示するように、加圧工程では、熱硬化工程(図1参照)により熱硬化された配線パターンを構成する導電性組成物4上に加圧体7を置き、水平方向の圧力が印加されるように加圧体7を駆動させ導電性組成物4を加圧する。これにより、金属粒子3が塑性変形し、隣接金属粒子3間で圧接され、導電性の金属結合3aが形成され、配線パターンの導電性が向上する。なお、図示例においては、加圧体7として加圧ローラを用いているが、本発明においては、加圧体はこれに限られるものではない。
Next, the pressurizing step (corresponding to S3 in FIG. 1) will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the pressurizing step, a pressurizing
以上説明したように、本発明の導電性組成物を基材基板上に塗布し、配線パターンを形成する。これにより、熱硬化性樹脂と基材基板とが強固に密着するため、密着性に優れた配線パターンを有し、かつ、低抵抗化を実現した配線基板を作製することが可能となる。 As described above, the conductive composition of the present invention is applied on a base substrate to form a wiring pattern. Thereby, since the thermosetting resin and the base substrate are firmly adhered, it is possible to produce a wiring substrate having a wiring pattern excellent in adhesion and realizing low resistance.
なお、本発明の配線基板の製造方法に用いる基材基板については特に制限はなく、従来から、基材基板の材料として使用される樹脂材料が使用可能である。特に基材基板として樹脂製の基材を用いる場合は、例えば、ポリイミド、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)等を挙げることができ、好適には、ポリエステル系樹脂を用いることができる。 In addition, there is no restriction | limiting in particular about the base substrate used for the manufacturing method of the wiring board of this invention, The resin material conventionally used as a material of a base substrate can be used. In particular, when a resin base material is used as the base material substrate, for example, polyimide, polyester resin, polyethersulfone (PES), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyamide ( PA), polypropylene (PP), polyphenylene oxide (PPO) and the like can be mentioned, and a polyester-based resin can be preferably used.
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)を挙げることができる。また、これらの樹脂材料では導電性組成物の密着性を向上させるために、プライマーを塗布したり、コロナ処理等の処理を施したりすることがあるが、そのような処理を行ってもかまわない。 Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), and polybutylene naphthalate (PBN). Moreover, in these resin materials, in order to improve the adhesiveness of the conductive composition, a primer may be applied or a treatment such as a corona treatment may be performed, but such a treatment may be performed. .
以下、実施を用いて本発明をより詳細に説明する。
<実施例1>
熱可塑性樹脂83質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、熱硬化性樹脂17質量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840)、有機溶剤241質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、硬化剤(1)1.7質量部(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N)、硬化剤(2)3.2質量部(エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子433質量部(球状粉、平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で60容量%であった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to implementation.
<Example 1>
83 parts by mass of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 17 parts by mass of thermosetting resin (bisphenol A type epoxy resin: EPICLON 840 manufactured by DIC Corporation), 241 masses of organic solvent Parts (diethylene glycol monoethyl ether acetate), curing agent (1) 1.7 parts by mass (epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), curing agent (2) 3. 2 parts by mass (epoxyimidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of leveling / foaming agent (Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of surface modifier (silane) Coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 433 parts by mass of aluminum particles (spherical powder, average particle size 2 m) was stirred 500 rpm, 20 min at dissolver. Then, it knead | mixed 3 times with 3 rolls made from 7 inch size ceramics, and produced the electrically conductive composition. In addition, aluminum content was 60 volume% in conversion of solid content in an electroconductive composition.
<実施例2>
熱可塑性樹脂83質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、熱硬化性樹脂17質量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840)、有機溶剤289質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、硬化剤(1)1.7質量部(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N)、硬化剤(2)3.2質量部(エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子675質量部(球状粉、平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で70容量%であった。
<Example 2>
83 parts by mass of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 17 parts by mass of thermosetting resin (bisphenol A epoxy resin: EPICLON 840 manufactured by DIC Corporation), 289 masses of organic solvent Parts (diethylene glycol monoethyl ether acetate), curing agent (1) 1.7 parts by mass (epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), curing agent (2) 3. 2 parts by mass (epoxyimidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of leveling / foaming agent (Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of surface modifier (silane) Coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 675 parts by mass of aluminum particles (spherical powder, average particle size 2) m) was stirred 500 rpm, 20 min at dissolver. Then, it knead | mixed 3 times with 3 rolls made from 7 inch size ceramics, and produced the electrically conductive composition. In addition, aluminum content was 70 volume% in conversion of solid content in an electroconductive composition.
<実施例3>
熱可塑性樹脂83質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、熱硬化性樹脂17質量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840)、有機溶剤414質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、硬化剤(1)1.7質量部(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N)、硬化剤(2)3.2質量部(エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子1152質量部(球状粉、平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で80容量%であった。
<Example 3>
83 parts by mass of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 17 parts by mass of thermosetting resin (bisphenol A type epoxy resin: EPICLON 840 manufactured by DIC Corporation), 414 masses of organic solvent Parts (diethylene glycol monoethyl ether acetate), curing agent (1) 1.7 parts by mass (epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), curing agent (2) 3. 2 parts by mass (epoxyimidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of leveling / foaming agent (Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of surface modifier (silane) Coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 1152 parts by mass of aluminum particles (spherical powder, average particle size) μm) and the mixture was stirred 500rpm, 20 minutes in the dissolver. Then, it knead | mixed 3 times with 3 rolls made from 7 inch size ceramics, and produced the electrically conductive composition. In addition, aluminum content was 80 volume% in conversion of solid content in an electroconductive composition.
<実施例4>
熱可塑性樹脂83質量部(フェノキシ樹脂:新日鐵化学(株)社製 YP−50)、熱硬化性樹脂17質量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840)、有機溶剤289質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、硬化剤(1)1.7質量部(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N)、硬化剤(2)3.2質量部(エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子675質量部(球状粉、平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で70容量%であった。
<Example 4>
83 parts by mass of thermoplastic resin (phenoxy resin: YP-50 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), 17 parts by mass of thermosetting resin (bisphenol A type epoxy resin: EPICLON 840 manufactured by DIC Corporation), organic solvent 289 Parts by mass (diethylene glycol monoethyl ether acetate), curing agent (1) 1.7 parts by mass (epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), curing agent (2) 3 .2 parts by mass (epoxyimidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of leveling / foaming agent (Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of surface modifier ( Silane coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 675 parts by mass of aluminum particles (spherical powder,
<実施例5>
熱可塑性樹脂83質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、熱硬化性樹脂17質量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840)、有機溶剤289質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、硬化剤(1)1.7質量部(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N)、硬化剤(2)3.2質量部(エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子675質量部(長細粉、長軸方向平均粒径4μm、短軸方向平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で70容量%であった。
<Example 5>
83 parts by mass of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 17 parts by mass of thermosetting resin (bisphenol A epoxy resin: EPICLON 840 manufactured by DIC Corporation), 289 masses of organic solvent Parts (diethylene glycol monoethyl ether acetate), curing agent (1) 1.7 parts by mass (epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), curing agent (2) 3. 2 parts by mass (epoxyimidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of leveling / foaming agent (Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of surface modifier (silane) Coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 675 parts by mass of aluminum particles (long fine powder, flat in the long axis direction) Particle size 4 [mu] m, a minor axis average particle diameter 2 [mu] m) was stirred 500 rpm, 20 min at dissolver. Then, it knead | mixed 3 times with 3 rolls made from 7 inch size ceramics, and produced the electrically conductive composition. In addition, aluminum content was 70 volume% in conversion of solid content in an electroconductive composition.
<実施例6>
熱可塑性樹脂83質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、熱硬化性樹脂17質量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840)、有機溶剤289質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、硬化剤(1)1.7質量部(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N)、硬化剤(2)3.2質量部(エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)および銅粒子2220質量部(球状粉、平均粒径3μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、銅含有量は、導電性組成物中に固形分換算で70容量%であった。
<Example 6>
83 parts by mass of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 17 parts by mass of thermosetting resin (bisphenol A epoxy resin: EPICLON 840 manufactured by DIC Corporation), 289 masses of organic solvent Parts (diethylene glycol monoethyl ether acetate), curing agent (1) 1.7 parts by mass (epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), curing agent (2) 3. 2 parts by mass (epoxyimidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of leveling / foaming agent (Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of surface modifier (silane) Coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 2220 parts by mass of copper particles (spherical powder,
<比較例1>
熱可塑性樹脂100質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、有機溶剤277質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子416質量部(球状粉、平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で60容量%であった。
<Comparative Example 1>
100 parts by weight of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 277 parts by weight of organic solvent (diethylene glycol monoethyl ether acetate), 5 parts by weight of leveling / foaming agent (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Polyflow No. 90),
<比較例2>
熱可塑性樹脂100質量部(非晶性ポリエステル樹脂:東洋紡(株)社製 バイロン290)、有機溶剤338質量部(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、レベリング・消泡剤5質量部(共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90)、表面改質剤5質量部(シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040)およびアルミニウム粒子648質量部(球状粉、平均粒径2μm)をディゾルバーにて500rpm、20分間撹拌した。その後、7インチサイズセラミックス製3本ロールにて3回混練して導電性組成物を作製した。なお、アルミニウム含有量は、導電性組成物中に固形分換算で70容量%であった。
<Comparative example 2>
100 parts by weight of thermoplastic resin (amorphous polyester resin: Byron 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 338 parts by weight of organic solvent (diethylene glycol monoethyl ether acetate), 5 parts by weight of leveling / foaming agent (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Polyflow No. 90),
<基板の作製>
得られた実施例1〜6および比較例1、2の導電性組成物を用いて、配線基板を作製した。基材基板としてはポリイミドフィルム50μmを用いた。この基材基板の上に、得られた導電性組成物を用いてスクリーン印刷(パターン印刷)を行った。スクリーン印刷には、300メッシュのポリエステルスクリーン版を用いた。比抵抗値測定用の基板の配線パターンは、0.1cm×40cmとし、密着性評価用の基板の配線パターンは2cm×5cmとした。次いで、基材基板上に形成した配線パターンを、150℃で30分間の条件にて乾燥・熱硬化し、その後、後述する低抵抗化処理を行って配線基板を作製した。
<Production of substrate>
A wiring board was produced using the obtained conductive compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2. A polyimide film of 50 μm was used as the base substrate. Screen printing (pattern printing) was performed on the base substrate using the obtained conductive composition. For screen printing, a 300 mesh polyester screen plate was used. The wiring pattern of the substrate for specific resistance measurement was 0.1 cm × 40 cm, and the wiring pattern of the substrate for adhesion evaluation was 2 cm × 5 cm. Next, the wiring pattern formed on the base substrate was dried and heat-cured at 150 ° C. for 30 minutes, and then a resistance reduction process described later was performed to produce a wiring board.
<低抵抗化処理>
スクリーン印刷した導電性組成物により形成された配線パターンを加圧機ステージに真空チャックもしくは粘着性テープにより設置し、加圧体と導電性組成物の配線パターンの表面との間にずり応力が発生するように加圧機ステージと加圧体の速度を調整した。このとき発生するずり応力はプレスケール(富士フィルム(株)社製)により計測し、55MPa以上であった。
<Low resistance treatment>
A wiring pattern formed with a screen-printed conductive composition is placed on a pressure machine stage with a vacuum chuck or adhesive tape, and shear stress is generated between the pressure body and the surface of the wiring pattern of the conductive composition. Thus, the speed of the pressurizer stage and the pressurizing body was adjusted. The shear stress generated at this time was measured with a prescale (manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) and was 55 MPa or more.
<比抵抗値>
低抵抗化処理を施した抵抗値測定用の配線パターン(0.1cm×40cm)について、HIOKI社製のHIOKI3540mΩハイテスタを用いて配線パターンのライン抵抗値を測定した。得られたライン抵抗値から、下記式を用いて比抵抗値を算出した。
比抵抗値(Ω・cm)=ライン抵抗値(Ω)×膜厚(cm)×ライン幅(cm)/ライン長さ(cm)
得られた結果を、下記表1および2に示す。
<Specific resistance value>
With respect to the resistance value measurement wiring pattern (0.1 cm × 40 cm) subjected to the resistance reduction treatment, the line resistance value of the wiring pattern was measured using a HIOKI 3540 mΩ high tester manufactured by HIOKI. From the obtained line resistance value, a specific resistance value was calculated using the following formula.
Specific resistance (Ω · cm) = Line resistance (Ω) × film thickness (cm) × line width (cm) / line length (cm)
The obtained results are shown in Tables 1 and 2 below.
<密着性>
低抵抗化処理を施した密着性評価用の基板の配線パターン(2cm×5cm)について、クロスカット法(JIS K−5600)に準拠して、1mm間隔の格子状に配線パターンを25個切り込んだ。その上にテープを貼り、剥がした時の状態により密着性の評価を行った。剥離がないものを○、剥離があるものを×とした。得られた結果を下記表1および2に示す。
<Adhesion>
With respect to the wiring pattern (2 cm × 5 cm) of the substrate for adhesion evaluation subjected to the low resistance treatment, 25 wiring patterns were cut into a 1 mm-interval grid pattern according to the cross-cut method (JIS K-5600). . Adhesion was evaluated according to the state when a tape was applied and peeled off. The case where there was no peeling was marked with ◯, and the case where there was peeling was marked with ×. The obtained results are shown in Tables 1 and 2 below.
※2 熱可塑性樹脂B:フェノキシ樹脂:新日鐵化学(株)社製 YP−50
※3 熱硬化性樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂:DIC(株)社製 EPICLON840
※4 硬化剤1:エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物:四国化成工業(株)社製 L−07N
※5 硬化剤2:エポキシイミダゾールアダクト:四国化成工業(株)社製 P0505
※6 金属粒子A:アルミニウム粒子、球状粉、平均粒径2μm
※7 金属粒子B:アルミニウム粒子、長細粉、長軸方向平均粒径4μm、短軸方向平均粒径2μm
※8 金属粒子C:銅粒子、球状粉、平均粒径3μm
※9 レベリング・消泡剤:アルリル系レベリング・消泡剤:共栄社化学(株)社製 ポリフローNo.90
※10 表面改質剤:シランカップリング剤:東レ・ダウコーニング(株)社製 Z−6040
※11 有機溶剤:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
※12 HIOKImΩハイテスタの測定レンジを超えて測定不能(非導電性)
* 2 Thermoplastic resin B: Phenoxy resin: YP-50 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
* 3 Thermosetting resin: Bisphenol A type epoxy resin: EPICLON840 manufactured by DIC Corporation
* 4 Curing agent 1: Epoxy-phenol-borate ester compound: L-07N manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.
* 5 Curing agent 2: Epoxy imidazole adduct: P0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.
* 6 Metal particles A: Aluminum particles, spherical powder, average particle size 2μm
* 7 Metal particle B: Aluminum particles, long fine powder, long axis direction average particle size 4 μm, short axis direction
* 8 Metal particle C: Copper particle, spherical powder, average particle size 3μm
* 9 Leveling and antifoaming agent: Allyl leveling and antifoaming agent: Polyflow No. manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 90
* 10 Surface modifier: Silane coupling agent: Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
* 11 Organic solvent: Diethylene glycol monoethyl ether acetate * 12 Cannot be measured beyond the measurement range of HIOKIMmΩ HiTester (non-conductive)
表1および2より、本発明の導電性組成物を用いて基材基板上に形成した配線パターンは基材基板と強固な密着性を有しており、また、比抵抗値も十分に低いものであることがわかる。以上より、本発明の導電性組成物は、RF−IDなどの電子デバイスの製造に好適に用いることができる。 From Tables 1 and 2, the wiring pattern formed on the base substrate using the conductive composition of the present invention has strong adhesion to the base substrate and has a sufficiently low specific resistance value. It can be seen that it is. As mentioned above, the electroconductive composition of this invention can be used suitably for manufacture of electronic devices, such as RF-ID.
1 基材基板
2 バインダー樹脂
3 金属粒子
3a 金属結合
4 導電性組成物
5 スクリーン版
6 スキージー
7 加圧体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
バインダー樹脂としての熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂と、硬化剤と、金属粒子と、を含有し、
前記熱可塑性樹脂と前記熱硬化性樹脂との質量比が95:5〜50:50の割合であることを特徴とする導電性組成物。 In the conductive composition used in the method of manufacturing a wiring board for reducing resistance by pressurizing the wiring pattern formed on the base substrate,
Containing a thermoplastic resin and a thermosetting resin as a binder resin, a curing agent, and metal particles ,
The conductive composition, wherein a mass ratio of the thermoplastic resin to the thermosetting resin is in a ratio of 95: 5 to 50:50 .
前記導電性組成物として、請求項1〜3のうちいずれか一項記載の導電性組成物を用いることを特徴とする配線基板の製造方法。 Applying a conductive composition on a substrate substrate, forming a wiring pattern made of the conductive composition on the substrate substrate, and thermosetting curing the wiring pattern formed by the coating step In a method for manufacturing a wiring board, comprising: a step and a pressurizing step of pressurizing the base substrate having the wiring pattern thermoset by the thermosetting step,
The manufacturing method of the wiring board characterized by using the conductive composition as described in any one of Claims 1-3 as the said conductive composition.
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