JP7782264B2 - Photosensitive conductive paste, cured product, method for manufacturing insulating ceramic layer with circuit pattern, method for manufacturing electronic component, method for manufacturing substrate with circuit pattern, and method for manufacturing inductor - Google Patents
Photosensitive conductive paste, cured product, method for manufacturing insulating ceramic layer with circuit pattern, method for manufacturing electronic component, method for manufacturing substrate with circuit pattern, and method for manufacturing inductorInfo
- Publication number
- JP7782264B2 JP7782264B2 JP2021555515A JP2021555515A JP7782264B2 JP 7782264 B2 JP7782264 B2 JP 7782264B2 JP 2021555515 A JP2021555515 A JP 2021555515A JP 2021555515 A JP2021555515 A JP 2021555515A JP 7782264 B2 JP7782264 B2 JP 7782264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photosensitive
- insulating ceramic
- conductive paste
- manufacturing
- circuit pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/0026—Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/041—Printed circuit coils
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistors, capacitors or inductors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
- H05K3/1283—After-treatment of the printed patterns, e.g. sintering or curing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/001—Conductive additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
本発明は、感光性導電ペースト、硬化物、焼成体、電子部品、回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法および電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a photosensitive conductive paste, a cured product, a fired body, an electronic component, a method for manufacturing an insulating ceramic layer with a circuit pattern, and a method for manufacturing an electronic component.
近年、電子部品の高速化・高周波化・小型化が進むにつれ、それらを実装するための基板にも、微細で低抵抗な回路パターンを形成することが要求されている。例えば、グリーンシート上に高精細な回路パターンを形成することができ、焼成欠陥を抑制することができる感光性導電ペースト(例えば、特許文献1参照)が提案されている。In recent years, as electronic components have become faster, higher frequency, and smaller, there has been a demand for fine, low-resistance circuit patterns to be formed on the substrates on which they are mounted. For example, a photosensitive conductive paste (see, for example, Patent Document 1) has been proposed that can form high-definition circuit patterns on green sheets and suppress firing defects.
電子部品の作製方法の一例として、絶縁性セラミックス層上に感光性導電ペーストを用いて回路パターンを形成し、得られた回路パターン付き絶縁性セラミックス層を積層して焼成するという方法が挙げられる。しかしながら、特許文献1に記載された感光性導電ペーストを用いた場合、焼成した際、回路パターンが多数積層された部位では収縮量が大きく、絶縁性セラミックス層の収縮量との差が大きいため、電子部品の端部に湾曲が発生したり、欠けや層間の剥がれが発生したりしやすいという課題があった。One example of a method for manufacturing electronic components is to form a circuit pattern on an insulating ceramic layer using a photosensitive conductive paste, and then stack and fire the resulting insulating ceramic layers with the circuit pattern. However, when using the photosensitive conductive paste described in Patent Document 1, the amount of shrinkage is large when fired in areas where many circuit patterns are stacked, and the difference between the amount of shrinkage and the amount of shrinkage of the insulating ceramic layer is large, which poses a problem: the edges of the electronic component are prone to bending, chipping, and peeling between layers.
そこで、本発明は高精細な回路パターンの形成が可能で、かつ、回路パターンの焼成時の収縮量が小さい感光性導電ペーストを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a photosensitive conductive paste that can form high-resolution circuit patterns and has a small amount of shrinkage when the circuit pattern is fired.
すなわち本発明は、導電性粒子(A)および感光性有機成分(B)を含有し、前記導電性粒子(A)の粒子径分布のメジアン径r3.0μm以上6.0μm以下であり、全固形分中の前記導電性粒子(A)の含有量V1が37体積%以上55体積%以下である、感光性導電ペーストである。 That is, the present invention provides a photosensitive conductive paste containing conductive particles (A) and a photosensitive organic component (B), wherein the conductive particles (A) have a median diameter r of 3.0 μm or more and 6.0 μm or less in particle size distribution, and the content V1 of the conductive particles (A) in the total solid content is 37 vol% or more and 55 vol% or less.
また本発明は、本発明の感光性導電ペーストを硬化してなる硬化物である。 The present invention also relates to a cured product obtained by curing the photosensitive conductive paste of the present invention.
また本発明は、本発明の感光性導電ペーストを焼成してなる焼成体である。 The present invention also relates to a fired body obtained by firing the photosensitive conductive paste of the present invention.
また本発明は、本発明の焼成体および絶縁性セラミックス層を含む電子部品である。 The present invention also relates to an electronic component comprising the sintered body of the present invention and an insulating ceramic layer.
また本発明は、本発明の感光性導電ペーストを絶縁性セラミックス層上に塗布して塗布膜を得る工程と、前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程と、前記乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る工程とを有する、回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法である。 The present invention also relates to a method for producing an insulating ceramic layer with a circuit pattern, which comprises the steps of applying the photosensitive conductive paste of the present invention onto an insulating ceramic layer to obtain a coating film, drying the coating film to obtain a dry film, and exposing and developing the dry film to obtain a circuit pattern.
また本発明は、本発明の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法により得られた回路パターン付き絶縁性セラミックス層上に、以下の工程A~工程Fをこの順に複数回くり返して積層体を得る工程と、前記積層体を焼成する工程とを備える電子部品の製造方法である。
工程A:感光性絶縁性セラミックス組成物を塗布して塗布膜を得る工程
工程B:前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程
工程C:前記乾燥膜を露光および現像して絶縁性セラミックス層を得る工程
工程D:前記絶縁性セラミックス層上に、請求項1~4のいずれかに記載の感光性導電ペーストを塗布して塗布膜を得る工程
工程E:前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程
工程F:前記乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る工程。
The present invention also provides a method for producing an electronic component, comprising the steps of: obtaining a laminate by repeating the following steps A to F in this order multiple times on an insulating ceramic layer having a circuit pattern obtained by the method for producing an insulating ceramic layer having a circuit pattern of the present invention; and firing the laminate.
Step A: A step of applying a photosensitive insulating ceramic composition to obtain a coating film; Step B: A step of drying the coating film to obtain a dry film; Step C: A step of exposing and developing the dry film to obtain an insulating ceramic layer; Step D: A step of applying the photosensitive conductive paste according to any one of claims 1 to 4 onto the insulating ceramic layer to obtain a coating film; Step E: A step of drying the coating film to obtain a dry film; Step F: A step of exposing and developing the dry film to obtain a circuit pattern.
また本発明は、基材に感光性絶縁性セラミックス組成物を塗布する工程、
前記感光性絶縁性セラミックス組成物の塗膜を所望のパターンに露光する工程、
前記露光された感光性絶縁性セラミックス組成物の塗膜を現像して溝を有する絶縁層を形成する工程、
前記絶縁層上および前記溝内に本発明の感光性導電ペーストを塗布する工程、
前記感光性導電ペーストの塗膜を前記溝に対応させて露光する工程、
ならびに、前記露光された感光性導電ペーストの塗膜を現像して前記溝に対応する位置に回路パターンを形成する工程を含み、
前記溝が側面にテーパー形状を有することを特徴とする、回路パターン付き基板の製造方法である。
The present invention also provides a photosensitive insulating ceramic composition, comprising:
a step of exposing the coating film of the photosensitive insulating ceramic composition to light in a desired pattern;
a step of developing the exposed coating film of the photosensitive insulating ceramic composition to form an insulating layer having grooves;
applying the photosensitive conductive paste of the present invention onto the insulating layer and into the grooves;
a step of exposing the coating film of the photosensitive conductive paste to light in correspondence with the grooves;
and developing the exposed photosensitive conductive paste coating to form a circuit pattern at a position corresponding to the groove,
The method for producing a substrate having a circuit pattern is characterized in that the groove has a tapered side surface.
また本発明は、本発明の回路パターン付き基板の製造方法を工程に含むことを特徴とする、インダクターの製造方法である。 The present invention also relates to a method for manufacturing an inductor, characterized in that the method for manufacturing a circuit patterned substrate of the present invention is included in the process.
本発明の感光性導電ペーストによれば、高精細で、かつ、焼成時の収縮量が小さい回路パターンを作製することができる。 The photosensitive conductive paste of the present invention makes it possible to create high-resolution circuit patterns that shrink little during firing.
<感光性導電ペースト>
本発明の感光性導電ペーストは、導電性粒子(A)および感光性有機成分(B)を含有する。
<Photosensitive conductive paste>
The photosensitive conductive paste of the present invention contains conductive particles (A) and a photosensitive organic component (B).
<導電性粒子(A)>
本発明の感光性導電ペーストは、導電性粒子(A)を含有する。導電性粒子(A)としては、例えば、銀、金、銅、白金、パラジウム、スズ、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、酸化ルテニウム、クロム、チタン、インジウムなどの金属やこれらの合金の粉末、カーボン粉末などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、導電性の観点から、銀、銅、金が好ましく、コストおよび安定性の観点から、銀がより好ましい。
<Conductive particles (A)>
The photosensitive conductive paste of the present invention contains conductive particles (A). Examples of conductive particles (A) include powders of metals such as silver, gold, copper, platinum, palladium, tin, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, ruthenium oxide, chromium, titanium, and indium, as well as alloys thereof, and carbon powder. Two or more of these may be contained. Among these, silver, copper, and gold are preferred from the viewpoint of conductivity, and silver is more preferred from the viewpoint of cost and stability.
導電性粒子(A)の粒子径分布のメジアン径rは、3.0μm以上6.0μm以下であることが重要である。rが3.0μm以上、好ましくは3.5μm以上、より好ましくは4.0μm以上であることで、焼成工程において、導電性粒子(A)の移動を抑え、焼成時の収縮量を小さくすることができる。また、露光工程において塗膜の透光性が低下して現像時に剥がれが発生するなど微細なパターンの形成が困難となるのを、抑えることができる。一方、rが6.0μm以下、好ましくは5.5μm以下、より好ましくは5.0μm以下であることで、焼成時の導電性粉末同士の接触確率が低下して導電パターンの体積抵抗率が増加するのを抑えることができる。また、微細配線における配線端部の直進性が向上し、配線同士の短絡を抑えることができる。It is important that the median diameter r of the particle size distribution of the conductive particles (A) is 3.0 μm or more and 6.0 μm or less. By ensuring that r is 3.0 μm or more, preferably 3.5 μm or more, and more preferably 4.0 μm or more, the movement of the conductive particles (A) during the firing process can be suppressed, thereby reducing the amount of shrinkage during firing. This also helps prevent the formation of fine patterns from becoming difficult due to a decrease in the transparency of the coating film during the exposure process, which can lead to peeling during development. On the other hand, by ensuring that r is 6.0 μm or less, preferably 5.5 μm or less, and more preferably 5.0 μm or less, the probability of contact between conductive powder particles during firing can be reduced, preventing an increase in the volume resistivity of the conductive pattern. Furthermore, the linearity of the wiring ends in fine wiring can be improved, preventing short circuits between wiring.
本発明においてメジアン径は、粒度分布測定装置(日機装(株)製“Microtrac” HRA Model No.9320-X100)を用いて、レーザー光散乱法により測定することができる。 In the present invention, the median diameter can be measured by laser light scattering using a particle size distribution measuring device ("Microtrac" HRA Model No. 9320-X100, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
全固形分中の導電性粒子(A)の含有量V1は、37体積%以上55体積%以下であることが重要である。V1が37体積%以上、好ましくは40体積%以上、より好ましくは42体積%以上であることで、焼成時に消失する固形分量を少なく抑え、収縮量を小さく抑えることができる。一方、V1が55体積%以下、好ましくは52体積%以下、より好ましくは50体積%以下であることで、露光工程において塗膜の透光性が低下して微細なパターンの形成が困難となるのを防ぐことができる。 It is important that the content V1 of the conductive particles (A) in the total solid content is 37% by volume or more and 55% by volume or less. By making V1 37% by volume or more, preferably 40% by volume or more, and more preferably 42% by volume or more, the amount of solids lost during firing can be kept small, and the amount of shrinkage can be kept small. On the other hand, by making V1 55% by volume or less, preferably 52% by volume or less, and more preferably 50% by volume or less, it is possible to prevent a decrease in the light transmittance of the coating film in the exposure step, which makes it difficult to form a fine pattern.
本発明における導電性粒子(A)の体積、後述する導電性粒子以外の無機粒子(C)の体積および感光性有機成分(B)の固形分の体積の測定方法は以下のとおりである。まず、ペーストをろ過し、導電性粒子および無機粒子の混合物と、感光性有機成分(B)の固形分とに分離する。導電性粉末および無機粒子は分級し、導電性粉末および無機粒子それぞれの質量を測定する。有機成分は100℃で2時間乾燥し、乾燥後の質量を測定する。各成分の質量と密度から体積を算出することができる。In the present invention, the volume of the conductive particles (A), the volume of inorganic particles (C) other than the conductive particles (described below), and the volume of the solid content of the photosensitive organic component (B) are measured as follows. First, the paste is filtered to separate the mixture of conductive particles and inorganic particles from the solid content of the photosensitive organic component (B). The conductive powder and inorganic particles are classified, and the mass of each is measured. The organic component is dried at 100°C for 2 hours, and the mass after drying is measured. The volume can be calculated from the mass and density of each component.
<感光性有機成分(B)>
本発明の感光性導電ペーストは、感光性有機成分(B)を含有する。本発明において感光性有機成分とは、光に反応して性状が変化する、または変化させる成分を少なくとも一部に含む有機成分の群を言う。すなわち、本発明における感光性有機成分を構成する全ての成分が感光性に寄与する必要はない。
<Photosensitive organic component (B)>
The photosensitive conductive paste of the present invention contains a photosensitive organic component (B). In the present invention, the photosensitive organic component refers to a group of organic components that contain at least a component that changes or causes a change in properties in response to light. In other words, it is not necessary for all components constituting the photosensitive organic component of the present invention to contribute to photosensitivity.
感光性有機成分(B)は、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤および溶剤を含むものを好ましく用いることができる。ここで、アルカリ可溶性樹脂とは、アルカリ可溶性基を有する樹脂をいう。アルカリ可溶性基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基などが挙げられる。なかでも、アルカリ現像液への溶解性が高いことから、カルボキシル基が好ましい。The photosensitive organic component (B) preferably contains an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, and a solvent. Here, the alkali-soluble resin refers to a resin having an alkali-soluble group. Examples of alkali-soluble groups include carboxyl groups, phenolic hydroxyl groups, sulfonic acid groups, and thiol groups. Of these, carboxyl groups are preferred due to their high solubility in alkaline developers.
アルカリ可溶性樹脂としては、アクリル樹脂が好ましく、炭素-炭素二重結合を有するアクリル系モノマーとその他のモノマーとの共重合体が好ましい。 As an alkali-soluble resin, an acrylic resin is preferred, and a copolymer of an acrylic monomer having a carbon-carbon double bond and another monomer is preferred.
炭素-炭素二重結合を有するアクリル系モノマーとしては、例えば、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-ペンチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、2-エチルへキシルアクリレート、アリルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレートなどの炭素数1~18の鎖状脂肪族炭化水素基を有するアクリレート;
ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、1-ナフチルアクリレート、2-ナフチルアクリレート、などの炭素数6~10の環状芳香族炭化水素基を有するアクリレート;
シクロへキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタジエニルアクリレート、イソボルニルアクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシルアクリレートなどの炭素数6~15の環状脂肪族炭化水素基を有するアクリレートや、
これらのアクリレートをメタクリレートに換えたものなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
Examples of acrylic monomers having a carbon-carbon double bond include:
Acrylates having a chain aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-pentyl acrylate, isodecyl acrylate, isooctyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, allyl acrylate, lauryl acrylate, and stearyl acrylate;
acrylates having a cyclic aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, such as benzyl acrylate, phenyl acrylate, 1-naphthyl acrylate, and 2-naphthyl acrylate;
acrylates having a cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, such as cyclohexyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentadienyl acrylate, isobornyl acrylate, and 3,3,5-trimethylcyclohexyl acrylate;
Examples include those in which the acrylate is replaced with a methacrylate. Two or more of these may be used.
アクリル系モノマー以外の共重合成分としては、例えば、
スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレンなどのスチレン類;
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸などの不飽和カルボン酸やこれらの酸無水物などが挙げられる。
これらを2種以上用いてもよい。
Examples of copolymerization components other than acrylic monomers include:
Styrenes such as styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, chloromethylstyrene, and hydroxymethylstyrene;
Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and vinylacetic acid, and acid anhydrides thereof.
Two or more of these may be used.
アクリル樹脂は、側鎖または分子末端に炭素-炭素二重結合を有することが好ましく、露光時の硬化反応速度を向上させることができる。炭素-炭素二重結合を有する構造としては、例えば、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。これらを2種以上有してもよい。Acrylic resins preferably have carbon-carbon double bonds in the side chains or molecular terminals, which can improve the curing reaction rate during exposure. Examples of structures with carbon-carbon double bonds include vinyl groups, allyl groups, acrylic groups, and methacrylic groups. Acrylic resins may contain two or more of these.
アクリル樹脂に炭素-炭素二重結合を導入する方法としては、例えば、アクリル樹脂中のメルカプト基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基に対して、グリシジル基またはイソシアネート基と炭素-炭素二重結合とを有する化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド、アリルクロライドなどを反応させる方法などが挙げられる。 Methods for introducing carbon-carbon double bonds into acrylic resins include, for example, reacting mercapto groups, amino groups, hydroxyl groups, or carboxyl groups in the acrylic resin with compounds having a glycidyl group or an isocyanate group and a carbon-carbon double bond, such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, or allyl chloride.
グリシジル基と炭素-炭素二重結合とを有する化合物としては、例えば、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、グリシジルエチルアクリレート、クロトニルグリシジルエーテル、グリシジルクロトネート、グリシジルイソクロトネート、ダイセル化学工業(株)製“サイクロマー”(登録商標)M100、A200などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Examples of compounds having a glycidyl group and a carbon-carbon double bond include glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl ethyl acrylate, crotonyl glycidyl ether, glycidyl crotonate, glycidyl isocrotonate, and Cyclomer (registered trademark) M100 and A200 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. Two or more of these may be used.
イソシアネート基と炭素-炭素二重結合とを有する化合物としては、例えば、アクリロイルイソシアネート、メタクリロイルイソシアネート、アクリロイルエチルイソシアネート、メタクリロイルエチルイソシアネートなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Examples of compounds having an isocyanate group and a carbon-carbon double bond include acryloyl isocyanate, methacryloyl isocyanate, acryloylethyl isocyanate, and methacryloylethyl isocyanate. Two or more of these may be used.
光重合開始剤は、紫外線等の短波長の光を吸収して分解する、または、水素引き抜き反応によりラジカルを生じる化合物をいう。 A photopolymerization initiator is a compound that absorbs short-wavelength light such as ultraviolet light and decomposes, or generates radicals through a hydrogen abstraction reaction.
紫外線等の光を吸収して分解する光重合開始剤としては、例えば、1,2-オクタンジオン、ベンゾフェノン、オルト-ベンゾイル安息香酸メチル、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、2,2’-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、ミヒラーケトン、2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-1-プロパノン、4-アジドベンザルアセトフェノン、2,6-ビス(p-アジドベンジリデン)シクロヘキサノン、6-ビス(p-アジドベンジリデン)-4-メチルシクロヘキサノンなどのアルキルフェノン系光重合開始剤;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイドなどのアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤;1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-2(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)、1-フェニル-1,2-ブタンジオン-2-(O-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-プロパンジオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-プロパンジオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム、1,3-ジフェニル-プロパントリオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-3-エトキシ-プロパントリオン-2-(O-ベンゾイル)オキシムのオキシムエステル系光重合開始剤などが挙げられる。 Examples of photopolymerization initiators that decompose upon absorbing light such as ultraviolet light include alkylphenone-based photopolymerization initiators such as 1,2-octanedione, benzophenone, methyl ortho-benzoylbenzoate, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, 2,2'-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, Michler's ketone, 2-methyl-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-1-propanone, 4-azidobenzalacetophenone, 2,6-bis(p-azidobenzylidene)cyclohexanone, and 6-bis(p-azidobenzylidene)-4-methylcyclohexanone; 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl ether; acylphosphine oxide-based photopolymerization initiators such as phenyl-phosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide; and oxime ester-based photopolymerization initiators such as 1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxime)], ethanone, 1-[9-ethyl-6-2(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-1-(O-acetyloxime), 1-phenyl-1,2-butanedione-2-(O-methoxycarbonyl)oxime, 1-phenyl-propanedione-2-(O-ethoxycarbonyl)oxime, 1-phenyl-propanedione-2-(O-benzoyl)oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2-(O-ethoxycarbonyl)oxime, and 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2-(O-benzoyl)oxime.
水素引き抜き反応によりラジカルを生じる光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アントラキノン、チオキサントン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステルなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Examples of photopolymerization initiators that generate radicals through a hydrogen abstraction reaction include benzophenone, anthraquinone, thioxanthone, and phenylglyoxylic acid methyl ester. Two or more of these may be used.
溶剤は、感光性導電ペーストを構成する成分を湿潤または溶解させ、塗布性に優れたものとする。 The solvent wets or dissolves the components that make up the photosensitive conductive paste, making it easy to apply.
溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールn-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジ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、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、乳酸エチル、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジアセトンアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Examples of solvents include N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol n-butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol n-butyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, γ-butyrolactone, ethyl lactate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, ethylene glycol mono-n-propyl ether, diacetone alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, and propylene glycol monomethyl ether acetate. Two or more of these may be used.
感光性有機成分(B)は、その所望の特性を損なわない範囲で、感光性モノマー、分散剤、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、シランカップリング剤、消泡剤、安定剤等を含有してもよい。 The photosensitive organic component (B) may contain photosensitive monomers, dispersants, plasticizers, leveling agents, surfactants, silane coupling agents, antifoaming agents, stabilizers, etc., to the extent that the desired properties are not impaired.
<導電性粒子(A)以外の無機粒子(C)>
本発明の感光性導電ペーストは、さらに、導電性粒子(A)以外の無機粒子(C)を含有することが好ましい。かかる無機粒子(C)を含有することで、導電性粒子(A)同士の焼結を阻害し、感光性導電ペーストの焼成時の収縮量を効果的に抑えることができる。
<Inorganic particles (C) other than conductive particles (A)>
The photosensitive conductive paste of the present invention preferably further contains inorganic particles (C) other than the conductive particles (A). By containing such inorganic particles (C), sintering of the conductive particles (A) can be inhibited, and the amount of shrinkage during firing of the photosensitive conductive paste can be effectively suppressed.
無機粒子(C)としては、チタニア、アルミナ、シリカ、コーディエライト、ムライト、スピネル、チタン酸バリウムおよびジルコニアからなる群から選ばれた少なくとも一つを含有することが好ましい。この中でも特に、アルミナ、チタニア、シリカが好ましく用いられ、微細加工性の観点からシリカがさらに好ましい。The inorganic particles (C) preferably contain at least one selected from the group consisting of titania, alumina, silica, cordierite, mullite, spinel, barium titanate, and zirconia. Among these, alumina, titania, and silica are particularly preferred, with silica being even more preferred from the standpoint of micro-processability.
前記無機粒子(C)の粒子径分布のメジアン径は1~100nmであることが好ましい。前記無機粒子(C)の粒子径分布のメジアン径が1nm以上であることにより、導電性粉末同士の焼結を阻害し収縮量をより抑えることができる。一方、メジアン径が100nm以下であることにより、焼成後に得られる回路パターンの抵抗値を小さくすることができる。 The median diameter of the particle size distribution of the inorganic particles (C) is preferably 1 to 100 nm. Having a median diameter of 1 nm or more in the particle size distribution of the inorganic particles (C) inhibits sintering of the conductive powder particles and further reduces the amount of shrinkage. On the other hand, having a median diameter of 100 nm or less reduces the resistance value of the circuit pattern obtained after firing.
前記導電性粒子(A)100体積%に対する前記無機粒子(C)の体積比率V2は、3体積%以上10体積%以下であることが好ましい。V2が3体積%以上、より好ましくは3.5体積%以上、さらに好ましくは4体積%以上であることにより、焼成時の導電性粉末の移動を阻害し焼成時の収縮量をより抑えることができる。一方、V2が10体積%以下、より好ましくは7体積%以下、さらに好ましくは5.5体積%以下であることにより、焼成後に得られる回路パターンの抵抗値を小さくすることができる。 The volume ratio V2 of the inorganic particles (C) relative to 100 volume% of the conductive particles (A) is preferably 3 volume% or more and 10 volume% or less. By setting V2 to 3 volume% or more, more preferably 3.5 volume% or more, and even more preferably 4 volume% or more, movement of the conductive powder during firing can be inhibited and the amount of shrinkage during firing can be further suppressed. On the other hand, by setting V2 to 10 volume% or less, more preferably 7 volume% or less, and even more preferably 5.5 volume% or less, the resistance value of the circuit pattern obtained after firing can be reduced.
本発明の感光性導電ペーストは、前記r、V1、V2の積r×V1×V2が500以上3300以下であることが好ましい。r×V1×V2が500以上、より好ましくは600以上、さらに好ましくは700以上であることにより、焼成時の収縮量をより抑えることができる。一方、r×V1×V2が3300以下、より好ましくは2500以下、さらに好ましくは1500以下であることにより、収縮過少による誘電体層との収縮率不整合を防ぎ、誘電体と電極間のボイド発生を防ぐことができる。 In the photosensitive conductive paste of the present invention, the product r× V1 ×V2 of r, V1 , and V2 is preferably 500 or more and 3300 or less. By making r × V1 × V2 500 or more, more preferably 600 or more, and even more preferably 700 or more, the amount of shrinkage during firing can be further suppressed. On the other hand, by making r× V1 × V2 3300 or less, more preferably 2500 or less, and even more preferably 1500 or less, a shrinkage rate mismatch with the dielectric layer due to insufficient shrinkage can be prevented, and voids can be prevented from occurring between the dielectric and the electrode.
<感光性導電ペーストの製造>
本発明の感光性導電ペーストは、例えば、導電性粒子(A)、溶剤以外の感光性有機成分(B)、好ましくはさらに無機粒子(C)を溶剤に溶解および/または分散させることにより得ることができる。溶解および/または分散させる装置としては、例えば、三本ローラー、ボールミル、等の分散機や混練機などが挙げられる。
<Production of Photosensitive Conductive Paste>
The photosensitive conductive paste of the present invention can be obtained, for example, by dissolving and/or dispersing conductive particles (A), a photosensitive organic component (B) other than the solvent, and preferably inorganic particles (C) in a solvent. Examples of the apparatus for dissolving and/or dispersing include a disperser such as a triple roller or a ball mill, and a kneader.
<硬化物>
次に、硬化物について説明する。本発明の硬化物は、本発明の感光性導電ペーストを硬化してなる。
<Cured product>
Next, the cured product of the present invention will be described. The cured product of the present invention is obtained by curing the photosensitive conductive paste of the present invention.
本発明の硬化物の形状には、特に制約はない。 There are no particular restrictions on the shape of the cured product of the present invention.
本発明の硬化物の膜厚tは、導電性の観点から5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。一方、微小面積部への微細パターン形成性の観点から35μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましい。From the viewpoint of electrical conductivity, the film thickness t of the cured product of the present invention is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more. On the other hand, from the viewpoint of the ability to form fine patterns on small areas, it is preferably 35 μm or less, more preferably 30 μm or less, and even more preferably 20 μm or less.
硬化物は、所定のパターン形状を有していてもよい。パターン形状としては、例えば、ストライプ形状、渦巻形状などが挙げられる。The cured product may have a predetermined pattern shape. Examples of pattern shapes include stripes and spirals.
硬化物は、膜厚tと線幅wとの比t/wが0.5以上1.0以下であることが好ましい。t/wが0.5以上1.0以下であることで、高アスペクト比の配線が得られ、微細配線と低抵抗値を両立することができる。 The ratio t/w of the film thickness t to the line width w of the cured product is preferably 0.5 or more and 1.0 or less. By having t/w of 0.5 or more and 1.0 or less, wiring with a high aspect ratio can be obtained, achieving both fine wiring and low resistance.
また硬化物は、頂部幅aに対する底部幅bの比b/aが0.6以上1.0以下であることが好ましい。b/aが0.6以上1.0以下を満たすことで、断面積が大きく低抵抗の配線を得ることができる。 It is also preferable that the ratio b/a of the bottom width b to the top width a of the cured product is 0.6 or more and 1.0 or less. By satisfying the b/a ratio of 0.6 or more and 1.0 or less, wiring with a large cross-sectional area and low resistance can be obtained.
硬化物を積層して積層体とすることもできる。積層数は、1~30層が好ましい。積層数を1層以上とすることにより、所定のパターンの厚みを大きくすることができる。一方、積層数を30層以下とすることにより、層間のアライメントずれの影響を小さくすることができる。 The cured product can also be laminated to form a laminate. The number of layers is preferably 1 to 30. By laminating one or more layers, the thickness of the specified pattern can be increased. On the other hand, by laminating 30 or fewer layers, the impact of misalignment between layers can be reduced.
<硬化物の製造>
硬化物は、例えば、本発明の感光性導電ペーストを基材上に塗布して乾燥し、露光により光硬化させることにより得ることができる。パターン形状の硬化物を製造する場合には、パターン露光した後、現像することによりパターンを形成してもよい。
<Production of Cured Product>
The cured product can be obtained, for example, by applying the photosensitive conductive paste of the present invention to a substrate, drying the paste, and then photo-curing the paste by exposure to light. When a patterned cured product is to be produced, the pattern may be formed by pattern exposure followed by development.
塗布工程における塗布方法としては、例えば、スピナーを用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、活版印刷、フレキソ印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコ-ターまたはバーコーターを用いる方法が挙げられる。中でも、得られる塗布膜の表面平坦性に優れ、スクリーン版の選択により膜厚調整が容易であることから、スクリーン印刷が好ましい。 Examples of coating methods used in the coating process include spin coating using a spinner, spray coating, roll coating, screen printing, offset printing, gravure printing, letterpress printing, flexographic printing, and methods using a blade coater, die coater, calendar coater, meniscus coater, or bar coater. Among these, screen printing is preferred because it produces excellent surface flatness for the coating film obtained and allows for easy film thickness adjustment by selecting the appropriate screen.
乾燥方法としては、例えば、オーブン、ホットプレート、赤外線等の加熱装置を用いた加熱乾燥や、真空乾燥などが挙げられる。加熱温度は、40~130℃が好ましい。乾燥温度を40℃以上とすることにより、溶媒を効率良く揮発除去することができる。一方、乾燥温度を130℃以下とすることにより、感光性導電ペーストの熱架橋を抑制し、後述する露光・現像工程における非露光部の残渣を低減して、より高精細なパターンを容易に形成することができる。加熱時間は、5分間~1時間が好ましい。 Drying methods include, for example, heat drying using a heating device such as an oven, hot plate, or infrared, and vacuum drying. The heating temperature is preferably 40 to 130°C. By setting the drying temperature to 40°C or higher, the solvent can be efficiently removed by evaporation. On the other hand, by setting the drying temperature to 130°C or lower, thermal crosslinking of the photosensitive conductive paste is suppressed, reducing residue in unexposed areas during the exposure and development process described below, making it easier to form higher-resolution patterns. The heating time is preferably 5 minutes to 1 hour.
露光方法としては、フォトマスクを介して露光する方法、フォトマスクを用いずに露光する方法がある。フォトマスクを用いない露光方法としては、全面露光する方法、レーザー光等を用いて直接描画する方法などが挙げられる。露光装置としては、例えば、ステッパー露光機、プロキシミティ露光機などが挙げられる。露光する活性光線としては、例えば、近紫外線、紫外線、電子線、X線、レーザー光等が挙げられ、紫外線が好ましい。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌灯などが挙げられ、超高圧水銀灯が好ましい。Exposure methods include exposure through a photomask and exposure without a photomask. Exposure methods without a photomask include full-surface exposure and direct writing using laser light, etc. Exposure devices include, for example, stepper exposure machines and proximity exposure machines. Actinic rays used for exposure include, for example, near-ultraviolet light, ultraviolet light, electron beams, X-rays, and laser light, with ultraviolet light being preferred. Light sources for ultraviolet light include, for example, low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, halogen lamps, and germicidal lamps, with ultra-high-pressure mercury lamps being preferred.
アルカリ現像を行う場合の現像液としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの水溶液が挙げられる。 Examples of developers for alkaline development include aqueous solutions of tetramethylammonium hydroxide, diethanolamine, diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, triethylamine, diethylamine, methylamine, dimethylamine, dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethyl methacrylate, cyclohexylamine, ethylenediamine, and hexamethylenediamine.
これらの水溶液に、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン等の極性溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;界面活性剤などを添加してもよい。 To these aqueous solutions, polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and γ-butyrolactone; alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate; ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone, and methyl isobutyl ketone; surfactants, etc. may be added.
現像方法としては、例えば、乾燥膜を形成した基材を静置または回転させながら現像液を露光後の乾燥膜にスプレーする方法、露光後の乾燥膜を形成した基材を現像液中に浸漬する方法、露光後の乾燥膜を形成した基材を現像液中に浸漬しながら超音波をかける方法などが挙げられる。 Examples of development methods include spraying a developer onto the exposed dry film while the substrate on which the dry film has been formed is left stationary or rotated, immersing the substrate on which the exposed dry film has been formed in a developer, and applying ultrasound to the substrate on which the exposed dry film has been formed while immersing it in a developer.
現像により得られた硬化物に、リンス液によるリンス処理を施してもよい。リンス液としては、例えば、水;エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類の水溶液;乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類の水溶液などが挙げられる。The cured product obtained by development may be rinsed with a rinse solution. Examples of rinse solutions include water; aqueous solutions of alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol; and aqueous solutions of esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate.
<焼成体>
本発明の焼成体は、前述の本発明の感光性導電ペーストを焼成してなる。
<Fired body>
The fired body of the present invention is obtained by firing the above-mentioned photosensitive conductive paste of the present invention.
焼成方法としては、例えば、300~600℃で5分間~数時間熱処理した後、さらに850~900℃で5分間~数時間熱処理する方法などが挙げられる。 Examples of firing methods include heat treatment at 300 to 600°C for 5 minutes to several hours, followed by a further heat treatment at 850 to 900°C for 5 minutes to several hours.
<電子部品>
本発明の電子部品は、本発明の焼成体および絶縁性セラミックス層を含む。絶縁性セラミックス層を有することにより、焼成体間における意図しない短絡を抑制することができる。
<Electronic Components>
The electronic component of the present invention includes the sintered body of the present invention and an insulating ceramic layer. The presence of the insulating ceramic layer can prevent unintended short circuits between the sintered bodies.
絶縁性セラミックス層の組成は、酸化物に換算してSiO2 25~50(質量%)、Al2O3 30~60(質量%)、B2O3 5~20(質量%)、K2O 0.3~3(質量%)であることが好ましい。かかる組成とすることで、次述する比誘電率εを得やすくなる。 The insulating ceramic layer preferably has a composition, calculated as oxides, of 25 to 50 (mass %) SiO 2 , 30 to 60 (mass %) Al 2 O 3 , 5 to 20 (mass %) B 2 O 3 , and 0.3 to 3 (mass %) K 2 O. By using such a composition, it becomes easier to obtain the relative dielectric constant ε described below.
絶縁性セラミックス層の比誘電率εは、3.0以上6.0以下であることが好ましい。εを6.0以下とすることで、回路パターン付き絶縁性セラミックス層を積層チップインダクターに適用したときに、損失の少ない高性能なインダクターを得ることができる。また、εを3.0以上とすることで、機械強度を高くすることができる。 The dielectric constant ε of the insulating ceramic layer is preferably 3.0 or more and 6.0 or less. By setting ε to 6.0 or less, when an insulating ceramic layer with a circuit pattern is applied to a multilayer chip inductor, a high-performance inductor with low loss can be obtained. Furthermore, by setting ε to 3.0 or more, mechanical strength can be increased.
本発明の電子部品は、焼成体と絶縁性セラミックス層の外部に端子電極を有していてもよい。端子電極を構成する材料としては、例えば、ニッケルやスズなどが挙げられる。 The electronic component of the present invention may have terminal electrodes on the outside of the sintered body and the insulating ceramic layer. Examples of materials that may be used to form the terminal electrodes include nickel and tin.
<回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法>
本発明の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法の一つは、本発明の感光性導電ペーストを絶縁性セラミックス層上に塗布して塗布膜を得る塗布工程と、前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程と、前記乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る工程とを有する。
<Method for manufacturing an insulating ceramic layer having a circuit pattern>
One method for producing an insulating ceramic layer having a circuit pattern of the present invention includes a coating step of applying the photosensitive conductive paste of the present invention onto an insulating ceramic layer to obtain a coating film, a step of drying the coating film to obtain a dry film, and a step of exposing and developing the dry film to obtain a circuit pattern.
まず、本発明の感光性導電ペーストを絶縁性セラミックス層上に塗布して塗布膜を得る。 First, the photosensitive conductive paste of the present invention is applied onto an insulating ceramic layer to obtain a coating film.
絶縁性セラミックス層は、アルミナ、石英ガラス、ソーダガラス、化学強化ガラス、“パイレックス”(登録商標)ガラス、合成石英板、エポキシ樹脂基板、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「PETフィルム」)、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、アラミドフィルム等の樹脂からなる透明フィルム、光学用樹脂板などの上に、絶縁性セラミックス組成物もしくは感光性絶縁性セラミックス組成物を全面もしくは部分的に塗布、乾燥して得られる。 The insulating ceramic layer is obtained by applying an insulating ceramic composition or a photosensitive insulating ceramic composition to the entire surface or part of a transparent film made of resin such as alumina, quartz glass, soda glass, chemically strengthened glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate, epoxy resin substrate, polyetherimide resin substrate, polyether ketone resin substrate, polysulfone resin substrate, polyethylene terephthalate film (hereinafter referred to as "PET film"), cycloolefin polymer film, polyimide film, polyester film, or aramid film, or an optical resin plate, and then drying it.
塗布方法としては、スクリーン印刷法、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、ブレードコーターなど方法を用いることができる。 Application methods that can be used include screen printing, bar coater, roll coater, die coater, and blade coater.
感光性絶縁性セラミックス組成物を用いた場合は、フォトリソグラフィー法によりパターン形成してもよい。 When a photosensitive insulating ceramic composition is used, patterns may be formed using photolithography.
絶縁性セラミックス組成物は、絶縁性セラミックス粉末、バインダー樹脂および溶剤を含有することが好ましい。絶縁性セラミックス粉末としては、例えば、“パルセラム”(登録商標)BT149(製品名;日本化学工業(株)製)、L5(製品名;Ferro corp.製)、SG-200(製品名;日本タルク(株)製)などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、メチルセルロース樹脂などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 The insulating ceramic composition preferably contains insulating ceramic powder, a binder resin, and a solvent. Examples of insulating ceramic powders include "Palceram" (registered trademark) BT149 (product name: manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), L5 (product name: manufactured by Ferro Corp.), and SG-200 (product name: manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.). Two or more of these may be contained. Examples of binder resins include acrylic resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl alcohol resin, cellulose resin, and methyl cellulose resin. Two or more of these may be contained.
絶縁性セラミックス組成物の溶剤としては、前述の感光性導電ペーストの感光性有機成分(B)に含まれる溶剤が好適に用いられる。 The solvent contained in the photosensitive organic component (B) of the aforementioned photosensitive conductive paste is preferably used as the solvent for the insulating ceramic composition.
感光性絶縁性セラミックス組成物は、前記絶縁性セラミックス粉末、溶剤に加えて、アルカリ可溶性樹脂および光重合開始剤を含むことが好ましい。 The photosensitive insulating ceramic composition preferably contains, in addition to the insulating ceramic powder and solvent, an alkali-soluble resin and a photopolymerization initiator.
感光性絶縁性セラミックス組成物に用いるアルカリ可溶性樹脂および光重合開始剤としては、前述の感光性導電ペーストの感光性有機成分(B)に含まれるアルカリ可溶性樹脂および光重合開始剤が好適に用いられる。 The alkali-soluble resin and photopolymerization initiator used in the photosensitive insulating ceramic composition are preferably the alkali-soluble resin and photopolymerization initiator contained in the photosensitive organic component (B) of the photosensitive conductive paste described above.
絶縁性セラミックス層上に感光性導電ペーストを塗布して塗布膜を得る塗布工程としては、前述の硬化物の製造方法における塗布方法として例示した方法が挙げられる。 Examples of the coating process for applying a photosensitive conductive paste onto an insulating ceramic layer to obtain a coating film include the methods exemplified as coating methods in the method for manufacturing the cured product described above.
次に、前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る。 Next, the coated film is dried to obtain a dry film.
乾燥工程における乾燥方法としては、前述の硬化物の製造方法における乾燥方法として例示した方法が挙げられる。 Drying methods used in the drying process include the methods exemplified as drying methods in the aforementioned method for producing cured products.
次に、前記乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る。 The dried film is then exposed and developed to obtain a circuit pattern.
露光・現像工程における露光方法としては、前述の硬化物の製造方法における露光方法として例示した方法が挙げられる。 Examples of exposure methods used in the exposure and development process include the methods exemplified as exposure methods in the aforementioned method for producing cured products.
露光後の乾燥膜を、現像液を用いて現像し、非露光部を溶解除去することにより、所望のパターンを形成することができる。現像液としては、前述の硬化物の製造方法における現像液として例示したものが挙げられる。The dried film after exposure can be developed using a developer to dissolve and remove the unexposed areas, forming the desired pattern. Examples of developers include those exemplified as developers in the aforementioned method for producing a cured product.
現像方法としては、例えば、絶縁性セラミックス層を静置または回転させながら現像液を露光後の乾燥膜にスプレーする方法、露光後の乾燥膜を有する絶縁性セラミックス層を現像液中に浸漬する方法、露光後の乾燥膜を有する絶縁性セラミックス層を現像液中に浸漬しながら超音波をかける方法などが挙げられる。 Examples of development methods include spraying a developer onto the dried film after exposure while the insulating ceramic layer is left standing or rotated, immersing the insulating ceramic layer with the dried film after exposure in a developer, and applying ultrasound while immersing the insulating ceramic layer with the dried film after exposure in a developer.
現像により得られたパターンに、リンス液によるリンス処理を施してもよい。リンス液としては、前述の硬化物の製造方法におけるリンス液として例示したものが挙げられる。The pattern obtained by development may be rinsed with a rinse solution. Examples of rinse solutions include those exemplified as rinse solutions in the method for producing a cured product described above.
得られた回路パターン付き絶縁性セラミックス層を積層して積層体とすることもできる。 The resulting insulating ceramic layers with circuit patterns can also be stacked to form a laminate.
得られた回路パターン付き絶縁性セラミックス層を焼成して焼成体とすることが好ましい。焼成方法としては、焼成体の製造方法における焼成方法として例示した方法が挙げられる。絶縁性セラミックス層上に形成された回路パターンは、導電性粉末(A)および感光性有機成分(B)を含む複合物であり、焼成時に導電性粉末(A)同士が接触することにより導電性が発現する。The resulting insulating ceramic layer with a circuit pattern is preferably fired to form a fired body. Firing methods include those exemplified as firing methods for the method for producing a fired body. The circuit pattern formed on the insulating ceramic layer is a composite containing conductive powder (A) and a photosensitive organic component (B), and electrical conductivity is achieved by contact between the conductive powders (A) during firing.
<電子部品の製造方法>
本発明の電子部品の製造方法の一つは、本発明の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法により複数の回路パターン付き絶縁性セラミックス層を得る工程と、前記複数の回路パターン付き絶縁性セラミックス層を積層および熱圧着して積層体を得る積層工程と、前記積層体を焼成する焼成工程とを有する。
<Electronic component manufacturing method>
One method for manufacturing an electronic component of the present invention includes a step of obtaining a plurality of insulating ceramic layers with circuit patterns by the method for manufacturing an insulating ceramic layer with circuit patterns of the present invention, a lamination step of stacking and thermocompression bonding the plurality of insulating ceramic layers with circuit patterns to obtain a laminate, and a firing step of firing the laminate.
まず、本発明の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法により複数の回路パターン付き絶縁性セラミックス層を得る。First, multiple insulating ceramic layers with circuit patterns are obtained using the method for manufacturing insulating ceramic layers with circuit patterns of the present invention.
次に、前記複数の回路パターン付き絶縁性セラミックス層を積層および熱圧着して積層体を得る。積層方法としては、例えば、ガイド孔を用いて回路パターン付き絶縁性セラミックス層を積み重ねる方法などが挙げられる。熱圧着装置としては、例えば、油圧式プレス機などが挙げられる。熱圧着温度は90~130℃が好ましく、熱圧着圧力は5~20MPaが好ましい。Next, the multiple insulating ceramic layers with circuit patterns are stacked and thermocompressed to obtain a laminate. Examples of stacking methods include stacking the insulating ceramic layers with circuit patterns using guide holes. Examples of thermocompression devices include hydraulic presses. The thermocompression temperature is preferably 90 to 130°C, and the thermocompression pressure is preferably 5 to 20 MPa.
次に、前記積層体を焼成する。焼成方法としては、前述の焼成体の製造方法における焼成方法として例示した方法が挙げられる。Next, the laminate is fired. Firing methods include those exemplified as firing methods in the above-mentioned method for producing a fired body.
本発明の電子部品の製造方法の一つは、本発明の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法により得られた回路パターン付き絶縁性セラミックス層上に、以下の工程A~工程Fをこの順に複数回繰り返して積層体を得る工程と、前記積層体を焼成する工程とを備える。
工程A:感光性絶縁性セラミックス組成物を塗布して塗布膜を得る工程
工程B:前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程
工程C:前記乾燥膜を露光および現像して絶縁性セラミックス層を得る工程
工程D:前記絶縁性セラミックス層上に、本発明の感光性導電ペーストを塗布して塗布膜を得る工程
工程E:前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程
工程F:前記乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る工程。
One method for producing an electronic component of the present invention includes a step of obtaining a laminate by repeating the following steps A to F in this order multiple times on an insulating ceramic layer having a circuit pattern obtained by the method for producing an insulating ceramic layer having a circuit pattern of the present invention, and a step of firing the laminate.
Step A: A step of applying a photosensitive insulating ceramic composition to obtain a coating film. Step B: A step of drying the coating film to obtain a dry film. Step C: A step of exposing and developing the dry film to obtain an insulating ceramic layer. Step D: A step of applying the photosensitive conductive paste of the present invention onto the insulating ceramic layer to obtain a coating film. Step E: A step of drying the coating film to obtain a dry film. Step F: A step of exposing and developing the dry film to obtain a circuit pattern.
まず、工程Aにおいて、本発明の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法により得られた回路パターン付き絶縁性セラミックス層上に、感光性絶縁性セラミックス組成物を塗布して塗布膜を得る。感光性絶縁性セラミックス組成物としては、前述の回路パターン付き絶縁性セラミックス層の製造方法における感光性絶縁性セラミックス組成物を用いることができる。塗布方法としては、前述の硬化物の製造方法における塗布方法として例示した方法が挙げられる。First, in step A, a photosensitive insulating ceramic composition is applied to an insulating ceramic layer having a circuit pattern obtained by the method for producing an insulating ceramic layer having a circuit pattern of the present invention to obtain a coating film. The photosensitive insulating ceramic composition can be the same as the photosensitive insulating ceramic composition used in the method for producing an insulating ceramic layer having a circuit pattern described above. Examples of application methods include those exemplified as application methods in the method for producing a cured product described above.
次に、工程Bにおいて、得られた感光性絶縁性セラミックス組成物の塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る。乾燥方法としては、前述の硬化物の製造方法における乾燥方法として例示した方法が挙げられる。Next, in step B, the resulting coating film of the photosensitive insulating ceramic composition is dried to obtain a dried film. Drying methods include those exemplified as drying methods in the method for producing the cured product described above.
次に、工程Cにおいて、得られた乾燥膜を露光および現像して絶縁性セラミックス層を得る。露光方法としては、前述の硬化物の製造方法における露光方法として例示した方法が挙げられる。現像方法としては、前述の硬化物の製造方法における現像方法として例示した方法が挙げられる。Next, in step C, the resulting dried film is exposed to light and developed to obtain an insulating ceramic layer. Examples of exposure methods include those exemplified as exposure methods in the aforementioned method for producing a cured product. Examples of development methods include those exemplified as development methods in the aforementioned method for producing a cured product.
次に、工程Dにおいて、得られた絶縁性セラミックス層上に、本発明の感光性導電ペーストを塗布して塗布膜を得る。 Next, in step D, the photosensitive conductive paste of the present invention is applied to the obtained insulating ceramic layer to obtain a coating film.
次に、工程Eにおいて、得られた感光性導電ペーストの塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る。 Next, in step E, the resulting coated film of photosensitive conductive paste is dried to obtain a dried film.
次に、工程Fにおいて、得られた乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る。 Next, in step F, the resulting dried film is exposed and developed to obtain a circuit pattern.
次に、上述した工程A~工程Fをこの順に複数回繰り返して積層体を得る。 Next, the above-mentioned steps A to F are repeated in this order multiple times to obtain a laminate.
次に、得られた積層体を焼成する。焼成方法としては、前述の焼成体の製造方法における焼成方法として例示した方法が挙げられる。Next, the resulting laminate is fired. Firing methods include those exemplified as firing methods in the aforementioned method for producing a fired body.
<回路パターン付き基板の製造方法>
本発明の回路パターン付き基板の製造方法は、基材に感光性絶縁性セラミックス組成物を塗布する工程、前記感光性絶縁性セラミックス組成物の塗膜を所望のパターンに露光する工程、前記露光された感光性絶縁性セラミックス組成物の塗膜を現像して溝を有する絶縁層を形成する工程、前記絶縁層上および前記溝内に本発明の感光性導電ペーストを塗布する工程、前記感光性導電ペーストの塗膜を前記溝に対応させて露光する工程、ならびに、前記露光された感光性導電ペーストの塗膜を現像して前記溝に対応する位置に回路パターンを形成する工程を含み、前記溝が側面にテーパー形状を有することが好ましい。
<Method of manufacturing a circuit patterned substrate>
The method for manufacturing a circuit patterned substrate of the present invention includes the steps of applying a photosensitive insulating ceramic composition to a substrate, exposing the coating of the photosensitive insulating ceramic composition to light in a desired pattern, developing the exposed coating of the photosensitive insulating ceramic composition to form an insulating layer having grooves, applying the photosensitive conductive paste of the present invention onto the insulating layer and into the grooves, exposing the coating of the photosensitive conductive paste to light corresponding to the grooves, and developing the exposed coating of the photosensitive conductive paste to form a circuit pattern in a position corresponding to the grooves, and it is preferable that the grooves have tapered sides.
溝が側面にテーパー形状を有することにより、粒径の大きい導電性粉末を含むペーストにおいても感光性導電ペーストを溝内に塗布し充填する際に、気泡を逃がしやすく、設計から期待されるものに近い導電性を得ることができる。 Because the grooves have tapered sides, air bubbles can easily escape when applying and filling the photosensitive conductive paste into the grooves, even when using paste containing conductive powder with large particle sizes, and conductivity close to that expected from the design can be achieved.
テーパー形状を有する溝の頂部幅(c)と底部幅(d)との比(d/c)としては、0.30以上1.00未満が好ましい。1.00未満、より好ましくは0.95以下、さらに好ましくは0.90以下とすることで、感光性導電性ペーストの充填性を向上させることができる。また、0.3以上、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.7以上とすることで、回路パターンの断面積を大きくすることができる。The ratio (d/c) of the top width (c) to the bottom width (d) of the tapered groove is preferably 0.30 or more and less than 1.00. Setting this ratio to less than 1.00, more preferably 0.95 or less, and even more preferably 0.90 or less, can improve the filling ability of the photosensitive conductive paste. Furthermore, setting this ratio to 0.3 or more, more preferably 0.5 or more, and even more preferably 0.7 or more can increase the cross-sectional area of the circuit pattern.
感光性導電ペーストの粘度としては、3~50Pa・sが好ましい。50Pa・s以下、より好ましくは40Pa・s以下、さらに好ましくは30Pa・s以下とすることで、テーパー形状を有する溝への充填をしやすくすることができる。また、3Pa・s以上、より好ましくは5Pa・s以上、さらに好ましくは10Pa・s以上とすることで、塗布を容易なものとすることができる。 The viscosity of the photosensitive conductive paste is preferably 3 to 50 Pa·s. By setting the viscosity at 50 Pa·s or less, more preferably 40 Pa·s or less, and even more preferably 30 Pa·s or less, it becomes easier to fill tapered grooves. Furthermore, by setting the viscosity at 3 Pa·s or more, more preferably 5 Pa·s or more, and even more preferably 10 Pa·s or more, it becomes easier to apply.
感光性導電ペーストの粘度は、ブルックフィールド型の粘度計を用いて、10rpmの条件で測定される。 The viscosity of the photosensitive conductive paste is measured using a Brookfield viscometer at 10 rpm.
感光性導電ペーストのTI値(チクソトロピックインデックス)は、2.0以下が好ましく、1.5以下がより好ましく、1.3以下がさらに好ましい。そうすることで、レベリング性に優れ、溝内への充填性にも優れたものとすることができる。 The TI value (thixotropic index) of the photosensitive conductive paste is preferably 2.0 or less, more preferably 1.5 or less, and even more preferably 1.3 or less. This ensures excellent leveling and groove filling properties.
感光性導電ペーストのTI値は、ブルックフィールド型の粘度計を用いて、10rpmの条件で測定した値(e)と30rpmの条件で測定した値(f)の比(e/f)として定義される。 The TI value of a photosensitive conductive paste is defined as the ratio (e/f) of the value (e) measured at 10 rpm and the value (f) measured at 30 rpm using a Brookfield viscometer.
絶縁層上および溝内に感光性導電ペーストを塗布した塗膜を、溝に対応させて露光する。その際の露光方法としては、例えば、マスクを介して露光するプロキシミティ露光、レーザー光により直接パターンを描画する方法などが挙げられる。 A coating of photosensitive conductive paste is applied to the insulating layer and into the grooves, and then exposed to light that corresponds to the grooves. Exposure methods include proximity exposure, which involves exposing through a mask, and direct patterning using laser light.
プロキシミティ露光により露光する際の露光マスクの開口幅としては、絶縁層の溝の幅(頂部幅c)以下とすることが好ましい。そうすることで、よりアスペクト比の高い回路パターンを形成することができる。 When using proximity exposure, it is preferable to set the opening width of the exposure mask to be equal to or smaller than the width of the groove in the insulating layer (top width c). This allows for the formation of circuit patterns with a higher aspect ratio.
本発明の回路パターン付き基板の製造方法は、インダクターの製造に好適である。すなわち、本発明のインダクターの製造方法は、本発明の回路パターン付き基板の製造方法を工程に含む。 The method for manufacturing a substrate having a circuit pattern of the present invention is suitable for manufacturing an inductor. That is, the method for manufacturing an inductor of the present invention includes the method for manufacturing a substrate having a circuit pattern of the present invention as a step.
本発明の製造方法で得られた回路パターン付き基板を所望のチップサイズに切断し、焼成し、端子電極を塗布し、めっき処理をすることにより、積層チップインダクターを得ることができる。切断装置としては、例えば、ダイス切断機、レーザー切断機などが挙げられる。 The circuit-patterned substrate obtained by the manufacturing method of the present invention can be cut to the desired chip size, fired, coated with terminal electrodes, and plated to obtain a multilayer chip inductor. Examples of cutting devices include a die cutter and a laser cutter.
焼成により、回路パターンの導電性を発現させて、導電パターンとすることができる。端子電極の塗布方法としては、例えば、スパッタ法などが挙げられる。めっき処理に用いる金属としては、例えば、ニッケル、スズなどが挙げられる。 By firing, the electrical conductivity of the circuit pattern can be developed, forming a conductive pattern. Examples of methods for applying terminal electrodes include sputtering. Examples of metals used for plating include nickel and tin.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明はここに示す態様にのみ限定されるものではない。なお、実施例8,13,14,15は順に、比較例7,8,9,10と読み替えるものとする。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the embodiments shown here. Examples 8, 13, 14, and 15 should be read as Comparative Examples 7, 8, 9, and 10, respectively.
[測定・評価方法]
(1)メジアン径
粒度分布測定装置(日機装(株)製“Microtrac” HRA Model No.9320-X100)を用いて、レーザー光散乱法により測定した。
[Measurement and evaluation method]
(1) Median diameter: Measured by a laser light scattering method using a particle size distribution measuring device ("Microtrac" HRA Model No. 9320-X100, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
(2)高精細パターン加工性
(絶縁性セラミックス層の形成)
絶縁性セラミックス粉末として“パルセラム”BT149(日本化学工業(株)製)100体積部、バインダー樹脂としてポリビニルブチラール樹脂(SP値19.1(J/cm3)1/2)240体積部、可塑剤としてフタル酸ジブチル80体積部、溶媒としてエチレングリコールモノブチルエーテル160体積部を混合し、ドクターブレード法によりアルミナ基板(100mm×100mm×厚み0.5mm)上に塗布し、絶縁性セラミックス層を形成した。
(2) High-definition patterning (forming an insulating ceramic layer)
A mixture of 100 parts by volume of "Palceram" BT149 (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) as insulating ceramic powder, 240 parts by volume of polyvinyl butyral resin (SP value 19.1 (J/cm 3 ) 1/2 ) as binder resin, 80 parts by volume of dibutyl phthalate as plasticizer, and 160 parts by volume of ethylene glycol monobutyl ether as solvent was applied to an alumina substrate (100 mm × 100 mm × thickness 0.5 mm) by the doctor blade method to form an insulating ceramic layer.
(塗布膜の形成)
前記絶縁性セラミックス層上に、実施例・比較例で得られた感光性導電ペーストを、乾燥後膜厚が10μmになるようにスクリーン印刷法により塗布し、塗布膜を得た。
(Formation of coating film)
The photosensitive conductive paste obtained in each of the examples and comparative examples was applied onto the insulating ceramic layer by screen printing so that the film thickness after drying would be 10 μm, thereby obtaining a coating film.
(乾燥膜の形成)
得られた塗布膜を、80℃の熱風乾燥機を用いて10分間乾燥して、絶縁性セラミックス層上に乾燥膜を形成した。同様の操作を繰り返し、乾燥膜および絶縁性セラミックス層を形成した基板を各実施例・比較例につき4枚ずつ用意した。
(Formation of dry film)
The resulting coating film was dried for 10 minutes using a hot air dryer at 80°C to form a dry film on the insulating ceramic layer. The same procedure was repeated to prepare four substrates each having a dry film and an insulating ceramic layer formed thereon for each Example and Comparative Example.
(パターン形成)
前記乾燥膜上に、コイル状パターンの線幅/線間の間隔(以下、「L/S」)が20μm/20μm、18μm/18μm、15μm/15μm、12μm/12μmの4種類の露光マスクをそれぞれ介して、いずれも21mW/cm2の出力の超高圧水銀灯により照射量400mJ/cm2(波長365nm換算)の露光を行った。
(Pattern formation)
The dried film was exposed to light from an ultra-high pressure mercury lamp with an output of 21 mW/cm 2 at an irradiation dose of 400 mJ/cm 2 (equivalent to a wavelength of 365 nm) through four types of exposure masks with coil pattern line widths/line spacings (hereinafter referred to as "L/S") of 20 μm/20 μm, 18 μm/18 μm, 15 μm/15 μm, and 12 μm/ 12 μm.
その後、0.1質量%炭酸ナトリウム水溶液を現像液として、非露光部が全て溶解する時間(以下、「全溶解時間」)までシャワー現像し、L/Sが異なる4種類のパターン形成シートを製造した。 Then, shower development was performed using a 0.1% by mass aqueous solution of sodium carbonate as the developer until all of the unexposed areas had dissolved (hereinafter referred to as the "total dissolution time"), and four types of pattern-forming sheets with different L/S were produced.
前記4種のパターン形成シートを、それぞれ光学顕微鏡を用いて倍率10倍で拡大観察し、パターンの剥がれもしくは短絡の有無から、下記の基準により評価した。D以上を合格とした。
A:上記4種類の全てのサイズのパターンにおいて、剥がれおよび短絡が認められない。
B:15μm/15μm以上のパターンにおいて剥がれおよび短絡が認められず、12μm/12μm以下のパターンにおいて剥がれまたは短絡が認められる。
C:18μm/18μm以上のパターンにおいて剥がれおよび短絡が認められず、15μm/15μm以下のパターンにおいて剥がれまたは短絡が認められる。
D:20μm/20μm以上のパターンにおいて剥がれおよび短絡が認められず、18μm/18μm以下のパターンにおいて剥がれまたは短絡が認められる。
E:上記4種類の全てのサイズのパターンにおいて、剥がれまたは短絡が認められる。
The four types of pattern-formed sheets were each observed at a magnification of 10 times using an optical microscope, and evaluated based on the presence or absence of pattern peeling or short circuits according to the following criteria: D or higher was considered to be acceptable.
A: No peeling or short circuiting was observed in any of the four patterns of all sizes.
B: No peeling or short circuiting was observed in a pattern of 15 μm/15 μm or more, but peeling or short circuiting was observed in a pattern of 12 μm/12 μm or less.
C: No peeling or short circuiting was observed in a pattern of 18 μm/18 μm or more, but peeling or short circuiting was observed in a pattern of 15 μm/15 μm or less.
D: No peeling or short circuiting was observed in a pattern of 20 μm/20 μm or more, but peeling or short circuiting was observed in a pattern of 18 μm/18 μm or less.
E: Peeling or short circuits were observed in all four patterns of different sizes.
(3)体積抵抗率
アルミナ基板(100mm×100mm×厚み0.5mm)上に、各実施例・比較例で得られた感光性導電ペーストを、乾燥後の膜厚が10μmになるようにスクリーン印刷法で塗布した。得られた塗布膜を80℃の熱風乾燥機で10分間乾燥して、乾燥膜を得た。
(3) Volume Resistivity The photosensitive conductive paste obtained in each Example and Comparative Example was applied to an alumina substrate (100 mm × 100 mm × thickness 0.5 mm) by screen printing so that the film thickness after drying would be 10 μm. The obtained coating film was dried for 10 minutes in a hot air dryer at 80° C. to obtain a dried film.
所定パターン(長さ5cm×線幅1mm、両端に1cm四方のパッドの付いたパターン)の露光マスクを使用した以外は前述の「高精細パターン加工性」と同様に露光・現像を行い、抵抗測定用パターン形成シートを得た。 Exposure and development were carried out in the same manner as in the "High-definition pattern processability" section above, except that an exposure mask with a specified pattern (5 cm long x 1 mm line width, with 1 cm square pads on both ends) was used, and a pattern-forming sheet for resistance measurement was obtained.
得られた抵抗測定用パターン形成シートを、880℃で10分間熱処理して焼成し、抵抗測定用パターン形成焼成体を得た。 The obtained pattern-forming sheet for resistance measurement was heat-treated and fired at 880°C for 10 minutes to obtain a pattern-forming fired body for resistance measurement.
得られた抵抗測定用パターン形成焼成体について、光学顕微鏡を用いて倍率1000倍で拡大観察し、焼成体の線幅を測定し、触針式段差計(“サーフコム”(登録商標)1400;(株)東京精密製)を用いて焼成体の膜厚を測定した。また、デジタルマルチメータ(CDM-16D;カスタム社製)を用いて、上記抵抗測定用パターン焼成体の抵抗値を測定し、下記式から、体積抵抗率を算出した。
体積抵抗率(μΩ・cm)=実抵抗値(Ω)×106×パターン線幅(cm)×パターン厚み(cm)÷パターン長さ(cm) …(式)。
The obtained fired body having the pattern for resistance measurement formed thereon was observed at a magnification of 1000 times using an optical microscope, the line width of the fired body was measured, and the film thickness of the fired body was measured using a stylus-type step gauge ("Surfcom" (registered trademark) 1400; manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). In addition, the resistance value of the fired body having the pattern for resistance measurement was measured using a digital multimeter (CDM-16D; manufactured by Custom Co., Ltd.), and the volume resistivity was calculated using the following formula.
Volume resistivity (μΩ·cm)=actual resistance value (Ω)×10 6 ×pattern line width (cm)×pattern thickness (cm)÷pattern length (cm) (formula).
下記の基準により評価し、C以上を合格とした。
A:体積抵抗率が2.2μΩ・cm未満である。
B:体積抵抗率が2.2μΩ・cm以上2.5μΩ・cm未満である。
C:体積抵抗率が2.5μΩ・cm以上3.0μΩ・cm未満である。
D:体積抵抗率が3.0μΩ・cm以上である。
The evaluation was based on the following criteria, with C or higher being considered a pass.
A: The volume resistivity is less than 2.2 μΩ·cm.
B: The volume resistivity is 2.2 μΩ·cm or more and less than 2.5 μΩ·cm.
C: The volume resistivity is 2.5 μΩ·cm or more and less than 3.0 μΩ·cm.
D: The volume resistivity is 3.0 μΩ·cm or more.
(4)焼成収縮率
アルミナ基板(100mm×100mm×厚み0.5mm)上に、各実施例・比較例で得られた感光性導電ペーストを、乾燥後の膜厚が10μmになるようにスクリーン印刷法で塗布した。得られた塗布膜を80℃の熱風乾燥機で10分間乾燥して、乾燥膜を得た。
(4) Firing Shrinkage Rate The photosensitive conductive paste obtained in each Example and Comparative Example was applied to an alumina substrate (100 mm × 100 mm × thickness 0.5 mm) by screen printing so that the film thickness after drying would be 10 μm. The obtained coating film was dried for 10 minutes in a hot air dryer at 80° C. to obtain a dried film.
コイル状パターンのL/Sが20μm/20μmのマスクを用いて前述の「高精細パターン加工性」と同様に露光・現像を行い、収縮率測定用パターン形成シートを得た。 Using a mask with a coil-shaped pattern L/S of 20 μm/20 μm, exposure and development were carried out in the same manner as described above in "High-definition pattern processability," and a pattern-forming sheet for shrinkage rate measurement was obtained.
得られた収縮率測定用パターン形成シートについて、光学顕微鏡を用いて倍率1000倍で拡大観察し、焼成前パターン線幅を測定した。また、触針式段差計(“サーフコム”(登録商標)1400;(株)東京精密製)を用いて焼成前パターン膜厚を測定した。The resulting pattern-formed sheet for shrinkage measurement was observed at 1000x magnification using an optical microscope to measure the pattern line width before firing. Additionally, a stylus-type step profiler ("Surfcom" (registered trademark) 1400; manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) was used to measure the pattern film thickness before firing.
その後、収縮率測定用パターン形成シートを、880℃で10分間熱処理して焼成し、収縮率測定用パターン形成焼成体を得た。 The pattern-forming sheet for shrinkage measurement was then heat-treated and fired at 880°C for 10 minutes to obtain a pattern-forming fired body for shrinkage measurement.
得られた収縮率測定用パターン形成焼成体について、光学顕微鏡を用いて倍率1000倍で拡大観察し、焼成後パターン線幅を測定した。また、触針式段差計(“サーフコム”(登録商標)1400;(株)東京精密製)を用いて焼成後パターン膜厚を測定した。下記式から、焼成収縮率を算出した。
線幅変化率(%)=[焼成後パターン線幅(μm)/焼成前パターン線幅(μm)]×100
膜厚変化率(%)=[焼成後パターン膜厚(μm)/焼成前パターン膜厚(μm)]×100
焼成収縮率(%)=100-(線幅変化率(%)×膜厚変化率(%))/100 。
The resulting pattern-formed fired body for shrinkage measurement was observed at a magnification of 1000 times using an optical microscope to measure the pattern line width after firing. Furthermore, the pattern film thickness after firing was measured using a stylus-type step profiler ("Surfcom" (registered trademark) 1400; manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). The firing shrinkage was calculated using the following formula:
Line width change rate (%) = [pattern line width after firing (μm) / pattern line width before firing (μm)] × 100
Film thickness change rate (%) = [pattern film thickness after firing (μm) / pattern film thickness before firing (μm)] × 100
Firing shrinkage rate (%)=100−(line width change rate (%)×film thickness change rate (%))/100.
下記の基準により評価し、D以上を合格とした。
A:焼成収縮率が55.0%未満である。
B:焼成収縮率が55.0%以上58.0%未満である。
C:焼成収縮率が58.0%以上60.0%未満である。
D:焼成収縮率が60.0%以上63.0%未満である。
E:焼成収縮率が63.0%以上である。
The evaluation was based on the following criteria, with D or higher being considered a pass.
A: The firing shrinkage rate is less than 55.0%.
B: The firing shrinkage rate is 55.0% or more and less than 58.0%.
C: The firing shrinkage rate is 58.0% or more and less than 60.0%.
D: The firing shrinkage rate is 60.0% or more and less than 63.0%.
E: The firing shrinkage rate is 63.0% or more.
(5)回路パターン断面の観察評価
実施例16~20、比較例5,6で得られた回路パターン付き基板の断面を回路パターンの線幅方向にカットした。走査型電子顕微鏡(S2400;(株)日立製作所製)を用いて倍率3000倍で、断面を拡大観察し、絶縁層の層厚み、溝の頂部幅c、底部幅d、回路パターンと絶縁層との間の空隙を観察した。異なる箇所の溝の断面を10点観察し、5μm以上の空隙が見られる10点中の断面の数を点数で評価し、3点以下を合格とした。空隙のサイズは、空隙の最長部(一つの空隙における、最も離れた2点の端部間の距離)を測定することで算出した。
(5) Observation and Evaluation of Circuit Pattern Cross Sections The cross sections of the circuit-patterned substrates obtained in Examples 16 to 20 and Comparative Examples 5 and 6 were cut in the line width direction of the circuit pattern. The cross sections were observed at a magnification of 3000x using a scanning electron microscope (S2400; manufactured by Hitachi, Ltd.), and the thickness of the insulating layer, the top width c of the groove, the bottom width d, and the voids between the circuit pattern and the insulating layer were observed. Ten cross sections of the grooves at different locations were observed, and the number of cross sections out of the ten in which voids of 5 μm or more were observed was evaluated as a score, with a score of 3 or less being considered acceptable. The size of the voids was calculated by measuring the longest part of the void (the distance between the two most distant ends of one void).
(6)導電パターンのアスペクト比および抵抗値の評価
絶縁層の溝および回路パターンの長さを40mmとした以外は実施例16~20、比較例5,6と同様の方法で基板を作製した。得られた回路パターン付き基板を880℃で10分間熱処理して焼成し、導電パターンを得た。デジタルマルチメータ(CDM-16D;カスタム社製)を用いて、導電パターンの抵抗値を測定した。次に導電パターンを線幅方向にカットした。その断面を、走査型電子顕微鏡(S2400;(株)日立製作所製)を用いて、倍率3000倍で拡大観察し、導電パターンの線幅、高さを測定した。線幅は、導電パターンの断面の最大幅とした。得られた結果からシート抵抗値、導電パターンのアスペクト比を算出した。シート抵抗値は以下の式で算出した。
シート抵抗値(mΩ)=導電パターン抵抗値(mΩ)×線幅(mm)÷導電パターン長さ(mm)
3.5mΩ未満を合格とした。
(6) Evaluation of the aspect ratio and resistance of the conductive pattern Substrates were prepared in the same manner as in Examples 16 to 20 and Comparative Examples 5 and 6, except that the length of the insulating layer groove and circuit pattern was 40 mm. The obtained circuit-patterned substrate was baked by heat treatment at 880°C for 10 minutes to obtain a conductive pattern. The resistance of the conductive pattern was measured using a digital multimeter (CDM-16D; manufactured by Custom). The conductive pattern was then cut in the line width direction. The cross section was observed at 3000x magnification using a scanning electron microscope (S2400; manufactured by Hitachi, Ltd.), and the line width and height of the conductive pattern were measured. The line width was defined as the maximum width of the cross section of the conductive pattern. The sheet resistance and the aspect ratio of the conductive pattern were calculated from the obtained results. The sheet resistance was calculated using the following formula.
Sheet resistance value (mΩ) = Conductive pattern resistance value (mΩ) × line width (mm) ÷ conductive pattern length (mm)
A resistance of less than 3.5 mΩ was considered to be acceptable.
(感光性導電ペースト)
感光性導電ペーストに用いた原料は、以下の通りである。
(Photosensitive conductive paste)
The raw materials used for the photosensitive conductive paste are as follows:
導電性粒子(A)
A-1 :メジアン径rが3.2μm、密度が10.5g/cm3のAg粉末
A-2 :rが4.5μm、密度が10.5g/cm3のAg粉末
A-3 :rが5.2μm、密度が10.5g/cm3のAg粉末
A-4 :rが5.8μm、密度が10.5g/cm3のAg粉末
A-5 :rが2.8μm、密度が10.5g/cm3のAg粉末
A-6 :rが6.5μm、密度が10.5g/cm3のAg粉末。
Conductive particles (A)
A-1: Ag powder with a median diameter r of 3.2 μm and a density of 10.5 g/cm3 . A-2: Ag powder with r of 4.5 μm and a density of 10.5 g/ cm3 . A-3: Ag powder with r of 5.2 μm and a density of 10.5 g/cm3. A-4: Ag powder with r of 5.8 μm and a density of 10.5 g/ cm3. A-5: Ag powder with r of 2.8 μm and a density of 10.5 g/ cm3. A-6: Ag powder with r of 6.5 μm and a density of 10.5 g/ cm3 .
アルカリ可溶性樹脂:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/スチレンのモル比が54/23/23の共重合体のカルボキシル基100モル部に対して、40モル部のグリシジルメタクリレートを付加反応させたアクリル樹脂(重量平均分子量30,000、ガラス転移点110℃、酸価100mgKOH/g、密度1.0g/cm3)。 Alkali-soluble resin: an acrylic resin (weight average molecular weight 30,000, glass transition point 110°C, acid value 100 mgKOH/g, density 1.0 g/cm 3 ) obtained by addition reaction of 40 mole parts of glycidyl methacrylate with 100 mole parts of carboxyl groups of a copolymer of methacrylic acid/methyl methacrylate/styrene in a molar ratio of 54/23/23.
感光性モノマー:エステル構造含有ウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製“NKオリゴ”UA-122P、粘度7.0Pa・s、重量平均分子量1,100、密度1.0g/cm3)。 Photosensitive monomer: urethane acrylate containing an ester structure ("NK Oligo" UA-122P, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., viscosity 7.0 Pa·s, weight average molecular weight 1,100, density 1.0 g/cm 3 ).
光重合開始剤:オキシム系光重合開始剤((株)ADEKA製“アデカオプトマー”N-1919、密度1.3g/cm3)。 Photopolymerization initiator: oxime-based photopolymerization initiator ("Adeka Optomer" N-1919, manufactured by ADEKA Corporation, density 1.3 g/cm 3 ).
レベリング剤:“ディスパロン”(登録商標)L-1980N(密度1.0g/cm3;楠本化成(株)製)。 Leveling agent: "Disparlon" (registered trademark) L-1980N (density 1.0 g/cm 3 ; manufactured by Kusumoto Chemicals Co., Ltd.).
分散剤:“フローレン”G-700(密度1.1g/cm3;共栄社化学(株)製)。 Dispersant: "Floren" G-700 (density 1.1 g/cm 3 ; manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.).
溶剤:“セルトール”CHXA(シクロヘキサノールアセテート、密度1.0g/cm3;(株)ダイセル製)。 Solvent: "Cellutol" CHXA (cyclohexanol acetate, density 1.0 g/cm 3 ; manufactured by Daicel Corporation).
無機粒子(C)
C-1 :シリカ(日本アエロジル(株)製“AEROSIL”R972、メジアン径12nm、密度2.2g/cm3)
C-2 :アルミナ(日本アエロジル(株)製“AEROXIDE”AluC、メジアン径13nm、密度3.3g/cm3)。
Inorganic particles (C)
C-1: Silica ("AEROSIL" R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., median diameter 12 nm, density 2.2 g/cm 3 )
C-2: Alumina ("AEROXIDE" AluC, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., median diameter 13 nm, density 3.3 g/cm 3 ).
[実施例1]
5.0gのアルカリ可溶性樹脂、2.4gのNKオリゴUA-122P、0.5gのアデカオプトマーN-1919、0.1gの“ディスパロン”L-1980N、0.1gのフローレンG-700および11.9gの“セルトール”CHXAを混合し、20.0gの感光性有機成分B-1(比重1.0g/cm3)を得た。表1にその組成を示す。
[Example 1]
5.0 g of alkali-soluble resin, 2.4 g of NK Oligo UA-122P, 0.5 g of Adekaoptomer N-1919, 0.1 g of Disparlon L-1980N, 0.1 g of Floren G-700, and 11.9 g of Cellutol CHXA were mixed to obtain 20.0 g of photosensitive organic component B-1 (specific gravity 1.0 g/cm 3 ). The composition is shown in Table 1.
得られた20.0gの感光性有機成分(B-1)と51.8gのAg粉末(A-3)および0.5gの無機粒子(C-1)を混ぜ合わせ、3本ローラーを用いて混練し、表2に記載の感光性導電ペーストP-1を得た。評価結果を表2に示す。20.0 g of the resulting photosensitive organic component (B-1) was mixed with 51.8 g of Ag powder (A-3) and 0.5 g of inorganic particles (C-1) and kneaded using three rollers to obtain the photosensitive conductive paste P-1 described in Table 2. The evaluation results are shown in Table 2.
[実施例2~15、比較例1~4]
表2~4に示す組成の感光性導電ペーストP-2~P-19を実施例1と同様の方法により作製した。
[Examples 2 to 15, Comparative Examples 1 to 4]
Photosensitive conductive pastes P-2 to P-19 having the compositions shown in Tables 2 to 4 were prepared in the same manner as in Example 1.
高精細パターン加工性の評価について:
実施例4では12μm/12μmのパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
実施例5では15μm/15μm以下のパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
実施例6では12μm/12μmのパターンにおいてのみ短絡が認められた。
実施例7では15μm/15μm以下のパターンにおいてのみ短絡が認められた。
実施例8では15μm/15μm以下のパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
実施例13では15μm/15μm以下のパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
実施例14では15μm/15μm以下のパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
実施例15では18μm/18μm以下のパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
比較例2では4種類の全てのサイズのパターンにおいて剥がれが認められた。
比較例3では18μm/18μm以下のパターンにおいてのみ剥がれが認められた。
比較例4では4種類の全てのサイズのパターンにおいて短絡が認められた。
Regarding evaluation of high-definition pattern processability:
In Example 4, peeling was observed only in the 12 μm/12 μm pattern.
In Example 5, peeling was observed only in patterns of 15 μm/15 μm or less.
In Example 6, short circuits were observed only in the 12 μm/12 μm pattern.
In Example 7, short circuits were observed only in patterns of 15 μm/15 μm or less.
In Example 8, peeling was observed only in patterns of 15 μm/15 μm or less.
In Example 13, peeling was observed only in patterns of 15 μm/15 μm or less.
In Example 14, peeling was observed only in patterns of 15 μm/15 μm or less.
In Example 15, peeling was observed only in patterns of 18 μm/18 μm or less.
In Comparative Example 2, peeling was observed in all four patterns of different sizes.
In Comparative Example 3, peeling was observed only in patterns of 18 μm/18 μm or less.
In Comparative Example 4, short circuits were observed in all four patterns of different sizes.
評価結果を表2~4に示す。 The evaluation results are shown in Tables 2 to 4.
[実施例16~20、比較例5、6]
(基材)
基材として、アルミナ板を用いた。
[Examples 16 to 20, Comparative Examples 5 and 6]
(Base material)
An alumina plate was used as the substrate.
(感光性絶縁性組成物)
絶縁性セラミックス粉末(Ferro corp.製 L5)55質量部、アルカリ可溶性樹脂として、メタクリル酸/メタクリル酸メチル/スチレンのモル比が54/23/23の共重合体のカルボキシル基100モル部に対して、40モル部のグリシジルメタクリレートを付加反応させたアクリル樹脂(重量平均分子量30,000、ガラス転移点110℃、酸価100mgKOH/g)20質量部、光重合開始剤((株)ADEKA製“アデカオプトマー”N-1919)7.0質量部、レベリング剤(共栄社化学(株)製“フローレン”G-700)1.0質量部、分散剤(共栄社化学(株)製“フローレン”G-700)1.0質量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル4.0質量部、溶剤((株)ダイセル製“セルトール”CHXA)12.0質量部を計量後、混合し、3本ローラーで混練して感光性絶縁性組成物I-1を得た。
(Photosensitive insulating composition)
55 parts by mass of insulating ceramic powder (L5 manufactured by Ferro Corp.), 20 parts by mass of an acrylic resin (weight average molecular weight 30,000, glass transition point 110°C, acid value 100 mgKOH/g) obtained by addition reaction of 40 parts by mole of glycidyl methacrylate with 100 parts by mole of carboxyl group of a copolymer of methacrylic acid/methyl methacrylate/styrene in a molar ratio of 54/23/23, and a photopolymerization initiator ("Adeka" manufactured by ADEKA Corporation). Photosensitive insulating composition I-1 was obtained by weighing, mixing, and kneading with a triple roller. 7.0 parts by mass of a leveling agent ("Florene" G-700, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 1.0 part by mass of a dispersant ("Florene" G-700, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 4.0 parts by mass of dibutyl phthalate as a plasticizer, and 12.0 parts by mass of a solvent ("Cellul" CHXA, manufactured by Daicel Corporation).
(感光性導電ペースト)
感光性導電ペーストP-3を用いた。
(Photosensitive conductive paste)
Photosensitive conductive paste P-3 was used.
(回路パターン付基板)
基材上に感光性絶縁性組成物I-1を、表5に示す絶縁層の層厚みとなるように塗布、乾燥した。
(circuit patterned board)
The photosensitive insulating composition I-1 was applied onto the substrate so as to give an insulating layer with a thickness shown in Table 5, and then dried.
次いで、露光マスクを感光性絶縁性組成物の塗膜の上方に表5に示す間隙で設置し、露光装置を用いて表5に示す露光量で全線露光を行った。 Next, an exposure mask was placed above the coating of photosensitive insulating composition at the gap shown in Table 5, and full-line exposure was performed using an exposure device with the exposure amount shown in Table 5.
次いで、0.2質量%のNa2CO3溶液に、表5に示す時間、基板を浸漬させることで現像を行った。 Next, the substrate was immersed in a 0.2 mass % Na 2 CO 3 solution for the time shown in Table 5 to perform development.
次いで、超純水によるリンス処理を施した。 Then, a rinse was performed with ultrapure water.
次に、溝を有する絶縁層上に、感光性導電ペーストを表5に示す塗膜の最大厚み(感光性導電ペーストが入り込んだ絶縁層の溝の底部から感光性導電ペーストの塗膜の表面までの距離。すなわち回路パターンの高さにほぼ対応する。)となるように塗布、乾燥した。 Next, the photosensitive conductive paste was applied onto the insulating layer with the grooves to the maximum coating thickness shown in Table 5 (the distance from the bottom of the insulating layer grooves filled with the photosensitive conductive paste to the surface of the photosensitive conductive paste coating; i.e., roughly corresponding to the height of the circuit pattern), and then dried.
次いで、表5に示す開口幅を有するマスクを、感光性導電性組成物の塗膜の上方に配置し、露光装置を用いて露光量400mJ/cm2(波長365nm換算)で、絶縁層の溝に対応する部位を露光した。 Next, a mask having an opening width shown in Table 5 was placed above the coating of the photosensitive conductive composition, and the areas of the insulating layer corresponding to the grooves were exposed to light using an exposure device at an exposure dose of 400 mJ/cm 2 (equivalent to a wavelength of 365 nm).
次いで、0.2質量%のNa2CO3溶液に基板を30秒間浸漬させることで現像を行った。 Next, the substrate was immersed in a 0.2 mass % Na 2 CO 3 solution for 30 seconds to perform development.
次いで、超純水によるリンス処理を施し、回路パターン付き基板を得た。 Then, a rinse treatment was performed with ultrapure water to obtain a substrate with a circuit pattern.
Claims (16)
前記感光性有機成分(B)が、アルカリ可溶性樹脂、感光性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、
前記導電性粒子(A)の粒子径分布のメジアン径rが3.0μm以上6.0μm以下であり、
全固形分中の前記導電性粒子(A)の含有量V1が37体積%以上55体積%以下であり、
前記無機粒子(C)の粒子径分布のメジアン径が1~100nmであり、
100体積%の前記導電性粒子(A)に対する前記無機粒子(C)の量V2が3体積%以上10体積%以下である、感光性導電ペースト。 The conductive particles (A), the photosensitive organic component (B), and the inorganic particles (C) other than the conductive particles (A) are contained,
the photosensitive organic component (B) contains an alkali-soluble resin, a photosensitive monomer, and a photopolymerization initiator;
the median diameter r of the particle size distribution of the conductive particles (A) is 3.0 μm or more and 6.0 μm or less;
The content V1 of the conductive particles (A) in the total solid content is 37% by volume or more and 55% by volume or less,
the median diameter of the particle size distribution of the inorganic particles (C) is 1 to 100 nm,
A photosensitive conductive paste, wherein the amount V2 of the inorganic particles (C) relative to 100% by volume of the conductive particles (A) is 3% by volume or more and 10% by volume or less.
工程A:感光性絶縁性セラミックス組成物を塗布して塗布膜を得る工程
工程B:前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程
工程C:前記乾燥膜を露光および現像して絶縁性セラミックス層を得る工程
工程D:前記絶縁性セラミックス層上に、請求項1~4のいずれかに記載の感光性導電ペーストを塗布して塗布膜を得る工程
工程E:前記塗布膜を乾燥して乾燥膜を得る工程
工程F:前記乾燥膜を露光および現像して回路パターンを得る工程 A method for producing an electronic component, comprising: a step of repeating the following steps A to F in this order a plurality of times on an insulating ceramic layer having a circuit pattern obtained by the method for producing an insulating ceramic layer having a circuit pattern according to claim 9 to obtain a laminate; and a step of firing the laminate.
Step A: A step of applying a photosensitive insulating ceramic composition to obtain a coating film; Step B: A step of drying the coating film to obtain a dry film; Step C: A step of exposing and developing the dry film to obtain an insulating ceramic layer; Step D: A step of applying the photosensitive conductive paste according to any one of claims 1 to 4 onto the insulating ceramic layer to obtain a coating film; Step E: A step of drying the coating film to obtain a dry film; Step F: A step of exposing and developing the dry film to obtain a circuit pattern.
前記感光性絶縁性セラミックス組成物の塗膜を所望のパターンに露光する工程、
前記露光された感光性絶縁性セラミックス組成物の塗膜を現像して溝を有する絶縁層を形成する工程、
前記絶縁層上および前記溝内に請求項1~4のいずれかに記載の感光性導電ペーストを塗布する工程、
前記感光性導電ペーストの塗膜を前記溝に対応させて露光する工程、
ならびに、前記露光された感光性導電ペーストの塗膜を現像して前記溝に対応する位置に回路パターンを形成する工程を含み、
前記溝が側面にテーパー形状を有することを特徴とする、回路パターン付き基板の製造方法。 applying a photosensitive insulating ceramic composition to a substrate;
a step of exposing the coating film of the photosensitive insulating ceramic composition to light in a desired pattern;
a step of developing the exposed coating film of the photosensitive insulating ceramic composition to form an insulating layer having grooves;
a step of applying the photosensitive conductive paste according to any one of claims 1 to 4 onto the insulating layer and into the grooves;
a step of exposing the coating film of the photosensitive conductive paste to light in correspondence with the grooves;
and developing the exposed photosensitive conductive paste coating to form a circuit pattern at a position corresponding to the groove,
A method for producing a substrate having a circuit pattern, wherein the groove has a tapered side surface.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020134396 | 2020-08-07 | ||
| JP2020134396 | 2020-08-07 | ||
| JP2020182152 | 2020-10-30 | ||
| JP2020182152 | 2020-10-30 | ||
| PCT/JP2021/028322 WO2022030382A1 (en) | 2020-08-07 | 2021-07-30 | Photosensitive conductive paste, cured article, sintered body, electronic component, method for producing circuit pattern-equipped insulative ceramic layer, method for producing electronic component, method for producing circuit pattern-equipped substrate and method for producing inductor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022030382A1 JPWO2022030382A1 (en) | 2022-02-10 |
| JPWO2022030382A5 JPWO2022030382A5 (en) | 2024-05-02 |
| JP7782264B2 true JP7782264B2 (en) | 2025-12-09 |
Family
ID=80117899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021555515A Active JP7782264B2 (en) | 2020-08-07 | 2021-07-30 | Photosensitive conductive paste, cured product, method for manufacturing insulating ceramic layer with circuit pattern, method for manufacturing electronic component, method for manufacturing substrate with circuit pattern, and method for manufacturing inductor |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7782264B2 (en) |
| KR (1) | KR20230049063A (en) |
| CN (1) | CN116137900B (en) |
| TW (1) | TWI890835B (en) |
| WO (1) | WO2022030382A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000276945A (en) | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Murata Mfg Co Ltd | Conductor paste and circuit board using it |
| JP2009086280A (en) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Taiyo Ink Mfg Ltd | Photosensitive silver paste, method for producing electrode pattern, electrode pattern, and plasma display panel |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3726627B2 (en) * | 2000-03-15 | 2005-12-14 | 株式会社村田製作所 | Photosensitive conductor paste, electronic component, electronic device |
| JPWO2015040908A1 (en) * | 2013-09-20 | 2017-03-02 | 東洋紡株式会社 | Photosensitive conductive paste, conductive thin film, electric circuit, and touch panel |
| JP2018087897A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 東レ株式会社 | Photosensitive paste and method for producing pattern using the same |
| JP6637087B2 (en) * | 2018-02-08 | 2020-01-29 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | Photosensitive composition and its use |
| WO2019202889A1 (en) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | 東レ株式会社 | Photosensitive conductive paste and method for producing pattern-forming green sheet using the same |
-
2021
- 2021-07-30 KR KR1020227046095A patent/KR20230049063A/en not_active Withdrawn
- 2021-07-30 JP JP2021555515A patent/JP7782264B2/en active Active
- 2021-07-30 WO PCT/JP2021/028322 patent/WO2022030382A1/en not_active Ceased
- 2021-07-30 CN CN202180057909.9A patent/CN116137900B/en active Active
- 2021-08-05 TW TW110128861A patent/TWI890835B/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000276945A (en) | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Murata Mfg Co Ltd | Conductor paste and circuit board using it |
| JP2009086280A (en) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Taiyo Ink Mfg Ltd | Photosensitive silver paste, method for producing electrode pattern, electrode pattern, and plasma display panel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202212971A (en) | 2022-04-01 |
| CN116137900B (en) | 2026-04-10 |
| WO2022030382A1 (en) | 2022-02-10 |
| CN116137900A (en) | 2023-05-19 |
| KR20230049063A (en) | 2023-04-12 |
| TWI890835B (en) | 2025-07-21 |
| JPWO2022030382A1 (en) | 2022-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6662491B1 (en) | Photosensitive conductive paste and method for producing pattern-formed green sheet using the same | |
| JP5967079B2 (en) | Conductive paste and conductive pattern manufacturing method | |
| TWI592949B (en) | Photosensitive conductive paste, laminate substrate and method for producing conductive pattern | |
| JP2017182901A (en) | Photosensitive conductive paste and method for manufacturing electronic component using the same | |
| WO2017057544A1 (en) | Photosensitive conductive paste, and method for manufacturing conductive pattern using same | |
| JP7806563B2 (en) | Photosensitive conductive paste, method for manufacturing substrate with conductive pattern, cured film, method for manufacturing fired body, fired body and electronic component | |
| JP7782264B2 (en) | Photosensitive conductive paste, cured product, method for manufacturing insulating ceramic layer with circuit pattern, method for manufacturing electronic component, method for manufacturing substrate with circuit pattern, and method for manufacturing inductor | |
| JP7230347B2 (en) | PHOTOSENSITIVE PASTE, CURED FILM USING THE SAME, FIRED BODY, ELECTRONIC COMPONENT, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
| KR101788100B1 (en) | Conductive paste and method for producing conductive pattern | |
| WO2024004461A1 (en) | Method for producing ceramic green sheet with conductive pattern | |
| JP7729350B2 (en) | Photosensitive conductive paste, method for manufacturing substrate with conductive pattern, method for manufacturing electronic component, cured film, fired body, and electronic component | |
| TWI704417B (en) | Photosensitive conductive paste and method for manufacturing substrate with conductive pattern | |
| WO2026088714A1 (en) | Photosensitive electrically conductive paste, and cured product, sintered body, and electronic component using same | |
| JP2020083947A (en) | Paste, cured film using the paste, fired body, electronic component and manufacturing method thereof, and ceramic laminate with wiring | |
| WO2022191054A1 (en) | Photosensitive composition and use thereof | |
| JP2024024156A (en) | Manufacturing method of ceramic green sheet with conductive pattern |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240422 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250701 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250716 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251028 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251110 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7782264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |