JPH0199283A - メタライズ層の製造法 - Google Patents

メタライズ層の製造法

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JPH0199283A
JPH0199283A JP62257023A JP25702387A JPH0199283A JP H0199283 A JPH0199283 A JP H0199283A JP 62257023 A JP62257023 A JP 62257023A JP 25702387 A JP25702387 A JP 25702387A JP H0199283 A JPH0199283 A JP H0199283A
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JP
Japan
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printing
varnish
metallized layer
ink
ink composition
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Pending
Application number
JP62257023A
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English (en)
Inventor
Kunitaka Shimizu
清水 邦隆
Tatsuo Masaki
正木 逹夫
Goro Saito
悟朗 斎藤
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/097Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の属する技術分野〉 本発明はセラミック基板上に、タングステンインキ組成
物からなる非常に微細な導電性厚膜パターン(タングス
テンメタライズ層)を形成する方法に関する。
〈従来技術及びその解決しようとする問題点〉近年、エ
レクトロニクス関連分野における厚膜印刷の発展が目覚
しく、その要求される品質も年々厳しくなりつつある。
本発明におけるメタライズ層の形成法の特徴は、 ■普通の平版オフセット、凸版等では再現できない大き
な膜厚をもったタングステンメタライズ層を形成する事
■普通の印刷物と違って、ベタ部分や網点等がないかわ
りに、非常に細かい線の再現が要求される。
本発明によるメタライズ層では線幅100μ以下の線を
含むものが多い。
■断線、ピンホール等が全く出すに、大きな膜厚で細い
線の安定な再現が得られるインキを用いている事。
等である。
従来、この種のメタライズ層を印刷によって形成するに
あたっては、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷
等のサイクル時間の長い低速印刷機(通常用いられてい
るグラビア、オフセット平版、凸版印刷機等に比べて、
はるかに遅い)によって印刷される事が殆んどであり、
そこで用いられる焼成インキには種々の欠点があった。
例えば、経時による印刷上のバラツキに悩まされる事が
多いが、これは殆んどが、インキ中揮発分の蒸発による
インキ粘度あるいは性状の変化によるものである。グラ
ビアオフセット印刷、スクリーン印刷の場合、印刷開始
後、しばらくしてよく見受けられる“インキの目詰り°
等は卑近な例であり、ピンホール、断線の主因となる。
この種のトラブルを避けるため、この種の厚膜用インキ
は乾燥を遅らせるためにブチルカルピトール等の高沸点
溶剤あるいは石油等のオイル類を用いることが多い。
しかし、このような組成においては本発明者がテストし
た結果では短時間での良好な結果しかおさめられなかっ
た。いずれの状況においても溶剤の蒸発に伴う分散系の
バランスが崩れることにより、インキ皮膜の形状にバラ
ツキを持たらしている。
又、インキの安定性をはかるために遅乾性の溶剤を多量
に加えることは、インキ皮膜のフロー性を増し、いつま
でも乾かない回流動性皮膜を作ることにほかならない。
又、可塑剤としての役目も遅乾性溶剤は果すことになる
ため、インキ皮膜は粘稠性をいつまでも保つことになり
、パターンの重ね刷り等の処理は多大の時間あるいは熱
(予備乾燥等)が必要となる。
本発明は線幅50〜100μ、膜厚10〜25μ程変の
、通常のスクリーン印刷では得られないような微細な膜
厚パターンを、セラミック基板上に凹版オフセット方式
によって印刷した直後に紫外線を照射し、印刷直後の形
状を保持させ、しかる後1350〜1600°Cの温度
で焼成する事によってタングステン粉末の焼結を行なわ
せしめ、同時に、焼成後、残存するタングステン固形物
以外のインキ組成物を消滅させる事によって、以上述べ
たような問題点を解決して、セラミンク基板上に前記メ
タライズ層を形成する目的でなされたものである。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、セラミンク基板上に、平均粒径1.0〜2.
8μのタングステン粉末75〜95重量%と紫外線硬化
型樹脂ワニス5〜25重量%を生成分とするインキ組成
物を微細な厚膜パターンとして印刷によって設けた直後
に紫外線を照射して印刷直後の形状を保持させ、次いで
1350〜1600°Cの焼成温度で焼成する事を特徴
とするメタライズ層の製造方法である。
インキ中の固形物として、タングステン粉末を焼結させ
るためのガラスフリットが必要に応じて添加され、軟化
点500〜800°Cのものが例えば300メンシュ前
後の粒径で用いられる。ガラスフリットの使用量は、タ
ングステン100重世部に対して0.5〜5重量部が適
当である。なお、ガラスフリット単独ではな(、ガラス
フリットとニッケル等の低融点金属を混合したものを添
加する事もできる。
ここでインキ組成物中にガラスフリット等を添加するの
は、タングステンのような極めて高融点(3000°C
以上)の粉末を焼結させるには通常は2000°C以上
の焼成温度が必要であるが、このような高温度は工業的
に極めて得られにくいため、焼成温度を1350〜16
00’c程度に低下させる目的である。
タングステンが焼結する過程で生じる現象としては、イ
ンキ中にガラスフリットが存在しない場合でも、タング
ステンのパターンと基板との界面において、毛細管現象
により基板中の二酸化ケイ素のようなガラス分が、タン
グステン粉末中に浸み込み、平均粒径1.0〜2.8μ
のタングステン粉末を使用することにより、界面の密着
強度が非常に強力となる。タングステンの粒径として、
1μ以下のものを用いると、部分的に焼結が始まり、毛
細管現象が妨げられる。またタングステンの粒径が2.
8μ以上の場合、粒子間のすき間が大きすぎて、毛細管
現象が生しなくなる。
また、本発明の焼成インキにおいて、用いた樹脂の粘性
挙動により、ワニスが25重量%以上では焼成後残存す
る固形物の比率が小さくなることによる欠点の他、殆ん
どのタイプのインキについてフロー性が出て、所謂ヒキ
の強い版離れの悪いインキになり、微細線形成用として
は不向きなインキとなる。
特にフロー値(平均板粘度計 1分値、25°C)で直
径15〜60IIImの値が必要であり、外圧がかかれ
ば動くカベさもなLjればフローを起こさず、印刷直後
の形状を保持することが要求されている。ワニスが5重
量%以下では、インキとしての性能を保持し難く、印刷
が不可能となり、良好な皮膜を形成できない。以上のよ
うに、ワニスがインキ中5〜25重景%の範囲では、タ
ングステンの比率が高く、均一な皮膜が得られ、高〆話
焼成時にクラックと称するヒビ割れが入ることも少ない
本発明に係わる紫外線硬化型樹脂ワニスとしては従来よ
り知られている各種組成のものが適宜使用される。該ワ
ニスはラジカル重合性の不飽和基をもつプレポリマー、
重合性不飽和モノマー及び光開始剤を必須成分とするも
のである。プレポリマーとしてはエポキシ樹脂の(メタ
)アクリレート、ポリウレタンの(メタ)アクリレート
、ポリエステルあるいはアルキッド樹脂の(メタ)アク
リレート不飽和ポリエステル、多価アルコールの(メタ
)アクリレートなどである。
モノマーとしては(メタ)アクリル酸エステル、スチレ
ン等である。増感剤としてはアリルケトン類、ジスルフ
ィド類、ベンゾイン類等である。本発明において好適な
紫外線硬化型樹脂ワニスの例としてはワニス全fi 1
00グラムに対してエチレン性不飽和基として(メタ)
アクリロイル基を0.04〜1.50モル含有するワニ
スあるいは(メタ)アクリロイル基を0.04〜1.5
0モル含有し、かつ飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂及びアルキッド樹脂の少なくとも1種を含
存するワニスである。飽和ポリエステル樹脂の例として
はテレフタル酸又はイソフタル酸とエチレンオキサイド
との共縮合物等である。不飽和ポリエステル樹脂として
はエチレングリコール等の多価アルコールと無水マレイ
ン酸等の飽和二塩基酸との共縮合物等がある。又、アル
キッド樹脂としてはペンタエリスリトール等の多価アル
コールと無水フタル酸等の多塩基酸との共縮合物で一部
油変性したもの及びこれに(メタ)アクリル酸を付加し
たものなどがある。
本発明のインキには揮発性溶剤を前述のインキ全量に対
して10重世%以下の割合で添加することもできる。揮
発性溶剤としては低沸点の溶剤だけでなく、レベリング
剤や皮張り防止剤等として用いられる高沸点溶剤も用い
られる。揮発性溶剤が10重量%以上では保存安定性等
の問題を生じやすい。更に電気特性等に悪影響を及ぼさ
ない範囲で顔料等の添加剤を併用することができる。
焼成において、ポリエステル、アクリル系樹脂を用いた
インキは比較的ゆるやかに燃焼し、焼成中に皮膜形状を
そこねることがなく、有効なインキであることが判明し
た。従来この種のインキに供する易焼成樹脂成分として
ニトロセルロース、エチルセルロース等のセルロース系
を用いるのが殆んどであるが、本発明の樹脂は性能的に
劣らないばかりか、印刷されたインキ皮膜の形状の保存
には、より有効であり、したがって所間の印刷パターン
を正確に再現でき、また、400℃以下の焼成温度では
未焼成分の残留が予期されるが、それ以上では問題がな
い。なお、通常の焼成では500°C以上である。
更に焼成インキとして要求される線幅200μ以下の細
線を形成する場合など、先にも述べた様にインキのフロ
ーによるインキ画線の崩れを絶対に防がねばならない。
つまり、対象としている厚膜印刷の膜厚が15〜25μ
といった大きさになる場合は、印刷直後にフローとして
横に流れだし、細線としての線幅を広げてしまったり、
不均一な細線となることが多い。特に画線幅30μ、膜
厚20μといった細線形成においては、この印刷後のフ
ローによるインキ画線の滲み、ふとりを絶対に防ぐ必要
があり、それも極めて近接した時間内に乾燥固化する必
要があることにより、本発明のインキ組成物はそのイン
キの粘性及び流動性特性改善に加えて、紫外線硬化型樹
脂ワニスを使用することにより、その目的を完全に達し
ている。即ち、印刷直後に印刷皮膜に対して、十分な光
量を持った紫外線照射器(例えば2KW超高圧水銀灯な
ど)にて数十秒間照射することにより、表面層を中心に
フローを起こさない、所謂印刷用語で゛セットの状態を
作りだすことができる。このようなインキの状態は重ね
刷り時にも、逆トラッピング現象の防止、インキ画線の
くずれ、ふとり防止にもつながりが好ましいものである
〈実施例〉 以下実施例により説明する。
実施例1 下記インキ組成物を3本ロールにて練肉、タングステン
導電インキを作成した。
なお、この紫外線硬化型樹脂ワニスとしてはNKエステ
ルA−TMM−3(新中村化学■製オリゴエステル多価
アクリレート系プレポリマー、ポリマー100gあたり
アクリロイル基を約1.07モル含有する)93重量% ベンゾフェノン           5重吋%トリエ
タノールアミン        2ffl量%からなる
ワニスである。
このインキを用いてグラビアオフセット方式にて線幅7
0μ、版深30μの版を用いてフォルステライト基板上
に印刷し、その直後0.2W/cutの紫外線を30秒
間当てて固定したところ、線幅50μ、膜厚15μの画
線が得られた。更にバッチ式焼成炉にて1350°Cで
1時間還元雰囲気焼成した。皮膜形状はクランキングも
なく、又、画線はエツジのビリツキもなく、シャープで
あった。皮゛膜強度も強く最終的抵抗値としては0.8
〜1.0Ω/cmが得られ良好な導電皮膜であった。
実施例2 下記組成物も3本ロールにて練肉、タングステン導電イ
ンキを作成した。
このインキを用いてセラミック(A−476京都セラミ
ック■製)上に実施例1と同様に印刷、その後0.2W
/c+dの紫外線を1分間当てたところ線幅40μ、膜
厚13〜15μの画線が得られた。更に印刷されたセラ
ミックをバッチ式焼成炉にて1400°Cで1時間還元
雰囲気焼成したところ、良好な導電パターンが得られた
。皮膜強度に問題はなかった。
〈発明の効果〉 本発明によれば、従来のスクリーン印刷及び熱硬化型・
乾燥型インキでは達成できなかった、大きな膜J¥(固
形分だけでlθμ以上)で細い線(50〜100μ)が
安定して得られ、印刷後、後工程として1350〜16
00″C程度の低い温度でタングステンの焼結を行うこ
とができる。
特  許  出  願  人 凸版印刷株式会社 代表者 鈴木和夫

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.セラミック基板上に、平均粒径が1.0〜2.8μ
    のタングステン粉末75〜95重量%と、紫外線硬化型
    樹脂ワニス5〜25重量%を主成分とするインキ組成物
    を塗布、もしくは印刷した直後に紫外線を照射し、印刷
    直後の形状を保持させ、次いで還元雰囲気中で1350
    〜1600℃の焼成温度で焼成することにより、タング
    ステンの導電体層を形成することを特徴とするメタライ
    ズ層の製造法。
  2. 2.インキ組成物中にガラスフリット単独またはガラス
    フリットと低融点金属を混合したものを0.5〜5重量
    %含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のメ
    タライズ層の製造法。
  3. 3.紫外線硬化型ワニスが、該ワニス全量100gに対
    して(メタ)アクリロイル基0.04〜1.50モルを
    含む特許請求の範囲第1項または第2項記載のメタライ
    ズ層の製造法。
  4. 4.紫外線硬化型ワニスが該ワニス全量100gに対し
    て(メタ)アクリロイル基0.04〜1.50モルを含
    みかつ、ポリエステル樹脂を含む特許請求の範囲第1項
    または第2項記載のメタライズ層の製造法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110271856A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Medical Components, Inc. Method and Apparatus for Printing Radiopaque Indicia

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110271856A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Medical Components, Inc. Method and Apparatus for Printing Radiopaque Indicia
US10933625B2 (en) * 2010-05-05 2021-03-02 Medical Components, Inc. Method and apparatus for printing radiopaque indicia
US11987042B2 (en) 2010-05-05 2024-05-21 Medical Components, Inc. Method and apparatus for printing radiopaque indicia

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