KR20170107973A

KR20170107973A - 전자회로기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170107973A
Application number: KR1020177017166A
Authority: KR
Inventors: 다다시 가와모토; 시게루 바바; 유우이치 스모토; 사카에 무라타; 가즈히코 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 고무라테크
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2017-09-26
Also published as: US20180001683A1; EP3253186A1; US10286702B2; TW201640968A; WO2016121669A1; TWI674827B; EP3253186A4; CN107113975B; JP6592246B2; CN107113975A; JP2016139686A

Abstract

상온 대기압하에서의 제작에 있어서도 회로의 도통성 등의 품질을 안정되게 유지할 수 있는 신뢰성이 높은 전자회로기판과, 이 기판을 안정되게 효율적으로 제조할 수 있는 전자회로기판의 제조 방법을 제공하기 위해서, 본 발명의 전자회로기판은 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 형성된 잉크 수용층(R)과, 도전성 잉크를 이용하여 패턴 형성된 전자회로(C)를 구비하도록 하였다. 또한, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법은 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 액상의 수지조성물을 층 형상으로 도포하는 공정과, 상기 액상의 수지조성물을 가열 건조시켜 잉크 수용층(R)으로 하는 공정과, 인쇄 또는 전사에 의해 도전성 잉크로 이루어지는 전자회로(C)를 소정의 회로 패턴으로 형성하는 공정을 구비하도록 하였다.

Description

전자회로기판 및 그 제조 방법{ELECTRONIC CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 잉크 수용층과 패턴 형성된 도전성 잉크로 이루어지는 전자회로를 갖는 신뢰성이 높은 전자회로기판과 그 제조 방법에 관한 것이다.

프린티드 일렉트로닉스는 인쇄 기술을 이용하여 전자회로나 디바이스 등을 형성하는 것이고, 예를 들어 잉크 상태로 된 기능성 재료(도전성 재료)를 기판(기재)의 표면에 패턴 형상으로 인쇄 또는 전사 등에 의해 도포함으로써 수행되는 것이다. 프린티드 일렉트로닉스는 진공 장치 등의 대규모이며 고가인 제조 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 대면적의 전자회로나 디바이스를 낮은 비용으로 형성 가능한 기술로서 근년 주목을 끌고 있다. 그러나 종래의 프린티드 일렉트로닉스는 그 기능성 재료(도전성 재료)의 소성에 100 내지 200℃ 이상에 달하는 소성 프로세스를 경유하기 때문에 저융점의 기재, 그 중에서도 수지 필름과 같은 가열에 의해 신축하는 재료를 기재로서 사용할 수 없다는 결점이 있다.

이에 대하여 본 출원인들은 도포 후에 소성할 필요가 없는 도전성 잉크(나노잉크 조성물: 특허 문헌 1을 참조)를 개발함과 동시에 이 나노잉크 조성물을 이용하여 종이나 수지 필름이라는 「열에 약한」 유연한 기재 상에 충분한 도통성을 가진 패턴 형상의 전자회로를 효율적으로 안정되게 형성할 수 있는 전자회로기판의 제조 방법을 제안하고 있다(일본 특허 출원 2014-204612).

이 전자회로기판의 제조 방법에 의하면 소성 프로세스를 경유할 필요가 없기 때문에 모든 제조 공정을 종이나 수지 필름이라는 재료에 영구 변형을 수반하도록 하는 열 신축이나 변형을 일으키지 않는 온도에서 수행할 수 있다. 또한, 상온 대기 중에서 플렉소 인쇄 등에 의해 기재 상에 상기 나노잉크 조성물을 도포하고, 이 도포된 나노잉크 조성물을 40℃ 이하에서 건조시켜 고정화하고 있기 때문에 상기 「열에 약한」 유연한 기재 상에 미세한 패턴 형상의 전자회로를 높은 정밀도로 형성할 수 있다.

국제 공개 제WO2011/114713호

그런데 종래 상기한 나노잉크 조성물이나 일반적인 도전성 잉크를 이용한 프린티드 일렉트로닉스에 있어서는 일반적으로 전자회로기판의 생산이나 대규모의 생산에 들어가기 전의 시작(試作) 등의 단계에서 잉크젯 프린터를 이용하여 상기 나노잉크 조성물 등을 사진 프린트용 잉크젯 용지(예를 들어 두꺼운 사진용 광택지 등)에 인쇄하는 것이 수행된다.

그러나 본 발명자들이 시판의 여러 가지 잉크젯 용지에 상기 나노잉크 조성물 등을 이용하여 패턴 형상의 전자회로를 인쇄 형성해 본 결과, 용지의 종류에 따라 전자회로의 전기 도통성에 「편차」가 있고, 경시적으로 전자회로(배선)로서 필요한 전기 도통성을 유지할 수 없는 경우가 있는 것이 판명되었다. 그 때문에 상기 나노잉크 조성물 등의 도전성 잉크를 이용하여 상온 대기압하에서 인쇄법에 의해 전자회로기판을 형성할 때에 안정되게 전기 통전성 등의 일정 품질을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 인쇄(전사)용 기재의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 상온 대기압하에서의 제작에 있어서도 전자회로의 전기 도통성을 확실히 유지할 수 있는 신뢰성이 높은 전자회로기판과, 이 전자회로기판을 안정되게 효율적으로 제조할 수 있는 전자회로기판의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 형성된 잉크 수용층과, 도전성 잉크로 이루어지는 패턴 형성된 전자회로를 구비하는 전자회로기판을 제1 요지로 한다.

또한, 본 발명은 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 액상의 수지조성물을 층 형상으로 도포하는 공정과, 상기 액상의 수지조성물을 가열 건조시켜 잉크 수용층으로 하는 공정과, 인쇄 또는 전사에 의해 도전성 잉크로 이루어지는 전자회로를 소정의 회로 패턴으로 형성하는 공정을 구비하는 전자회로기판의 제조 방법을 제2 요지로 한다.

즉, 본 발명자들은 도전성 잉크로 이루어지는 전자회로(도전성 잉크층)를 인쇄 또는 전사에 의해 형성할 때에 시판의 잉크젯 용지(사진용 광택지 등)를 기재(회로의 지지체) 또는 캐리어(나중에 박리하는 반송용 지지체)로서 이용한 경우에 발생하는 전자회로의 전기 도통성의 편차에 착안하여 연구를 수행하였다. 그 과정에서 상기 시판의 잉크젯 용지 등은 잉크의 발색이나 고정화를 돕기 위해서 인쇄된 안료 잉크나 염료 잉크의 용매를 흡수하여 받아들이는 수용층(잉크 수용층)이 잉크젯 용지 등의 표면(피인쇄면)에 코팅이나 표면 처리 등에 의해 형성되는데, 이 수용층이 상기 전기 도통성의 편차에 관여하고 있는 것은 아닐지 추측하였다. 그리고 상기 잉크젯 용지 등의 수용층의 성분에 착안하여 더욱 연구를 거듭한 결과, 안료·염료 잉크의 발색성을 높이고, 잉크의 내수성이나 내후성을 향상시키기 위해서 상기 시판의 잉크젯 용지의 수용층에는 「양이온성의 물질」(제4급 암모늄염이나 양이온성 콜로이달 실리카, 힌더드 아민 화합물 등의 양이온성 성분)이 포함되어 있고, 이 「양이온성의 물질」이 시간 경과와 함께 흡습하거나 염소를 발생시키는 등 하여 상기 잉크 수용층 상에 인쇄된 전자회로(도전성 잉크층)의 전기 도통성의 저하나 기재와의 사이의 전기 절연성의 파괴 등을 초래하고 있음을 알아냈다.

그래서 본 발명자들은 상기 지견에 기초하여 더욱 연구를 진행시켜 코팅에 의해 수용층을 형성하기 위해서 이용되는 다종의 수지 중에서도 적당한 흡수성(잉크 용매의 흡수성)을 갖고, 상기와 같은 양이온성의 물질(양이온성 성분)을 함유하지 않고, 인쇄용 기재(캐리어)로서 적당한 물성을 구비하고 있고, 또한 기재로서 많이 이용되는 수지 필름[예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등]과 친화성이 높은 코팅용 수지를 검토하였다. 그 결과, 많은 후보 중에서 실험과 시작의 반복에 의해 「폴리비닐아세탈 수지」가 수용층에 이용되는 수지로서 최적임을 알아내어 본 발명에 도달하였다.

또한, 상기 「폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물」이란 폴리비닐알코올(PVA)에 각종 알데히드를 반응시켜 제작된 폴리비닐아세트아세탈(PVAA) 수지, 폴리비닐포르말(PVF) 수지, 폴리비닐부티랄(PVB) 수지 등을 총칭하는 「폴리비닐아세탈 수지」를 주성분으로 하는 것이고, 본 발명의 경우, 기재 또는 캐리어의 표면에 「층」 형상 또는 「막」 형상으로 성형된 것을 말한다. 여기서 주성분이란 함유하는 수지 전체의 과반을 차지하는 성분을 말하고, 전체가 주성분만으로 이루어지는 경우도 포함하는 취지이다.

본 발명의 전자회로기판은 상기한 바와 같은 양이온성의 성분을 함유하지 않는 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 형성된 잉크 수용층과, 도전성 잉크로 이루어지는 패턴 형성된 전자회로를 구비하고 있다. 이 구성에 의해 본 발명의 전자회로기판은 전자회로 부분에 도통하지 않는 부분(즉, 단선 등의 불량)의 발생이 억제되고, 장기간에 걸쳐 성능을 유지할 수 있는 전자회로기판으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 전자회로기판 중에서도 상기 도전성 잉크가 금속 입자를 함유하는 나노잉크 조성물인 것은 도전성 잉크의 건조 등을 위한 고열을 기재에 가하지 않아도 되기 때문에 상기 전자회로가 소정의 패턴대로 기재 상에 고정화된다. 따라서, 본 발명의 전자회로기판은 기재로서 수지 필름 등의 유연하며 열에 의한 신축이 큰 것을 사용한 경우라도 전기 도통성 등의 성능에 편차가 없는 고품질의 전자회로기판으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 전자회로기판은 상기 나노잉크 조성물 중에서도 금속나노입자와 유기 π공역계 배위자와 용매를 포함하는 조성물을 바람직하게 채택한다. 또한, 상기 폴리비닐아세탈 수지 중에서도 부분 벤잘화 폴리비닐알코올(폴리비닐아세트아세탈 수지의 일종)을 바람직하게 채택한다.

한편, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법은 양이온성의 성분을 함유하지 않는 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 액상의 수지조성물을 층 형상으로 도포하는 공정과, 상기 액상의 수지조성물을 가열 건조시켜 잉크 수용층으로 하는 공정과, 인쇄 또는 전사에 의해 도전성 잉크로 이루어지는 전자회로를 소정의 회로 패턴으로 형성하는 공정을 구비한다. 이 구성에 의해 본 발명의 제조 방법은 전자회로의 전기 도통성 등의 성능을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 품질이 안정된 전자회로기판을 효율적으로 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법 중에서도 특히 상기 도전성 잉크가 금속 입자를 함유하는 나노잉크 조성물이고, 상기 전자회로를 형성하는 공정 후에 상기 나노잉크 조성물을 건조시켜 고정화하는 공정을 구비하는 것은 상기 전자회로기판의 기재로서 「열에 약한」 유연한 기재를 이용한 경우라도 이 기재에 불가역적인 온도 변형이나 과도한 열 신축을 수반하는 일이 없는 온도 환경하에서 상기 잉크 수용층의 표면에 전기 도통성 등의 성능에 편차가 없는 고품질의 전자회로를 필요한 패턴대로 정확하고 안정되게 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법은 그 공정에 있어서 진공 장치나 가열 소성을 위한 오븐 등의 대규모인 장치를 필요로 하지 않기 때문에 적은 초기 투자와 낮은 러닝 코스트로 제작할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법에 있어서도 상기 나노잉크 조성물로서 금속나노입자와 유기 π공역계 배위자와 용매를 포함하는 조성물을 바람직하게 채택한다. 또한, 상기 폴리비닐아세탈 수지로서 부분 벤잘화 폴리비닐알코올(폴리비닐아세트아세탈 수지의 일종)을 바람직하게 채택한다.

또한, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법은 상기 필요한 패턴의 도전성 잉크를 한 번만 인쇄 또는 전사하는 경우뿐만 아니라 기재 상의 동일한 영역에 여러 차례로 나누어(여러 번 반복하여) 적층하는 경우를 포함한다. 또한, 이 경우, 인쇄·전사 한 번마다 건조(고정화)를 수행할지 그렇지 않으면 여러 차례의 인쇄·전사분의 도전성 잉크를 합쳐서 건조(고정화)시킬지는 인쇄·전사 후의 기재의 표면 상태에 따라 적절히 결정된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 전자회로기판의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 전자회로기판의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 전자회로기판의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 전자회로기판의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 전자회로기판의 구성을 설명하는 도면이다.

다음에 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서의 기재, 잉크 수용층이나 전자회로(도전성 잉크층으로 이루어지는 배선) 등은 그 두께를 강조해서 그리고 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 전자회로기판(1)을 도시하는 구성도이고, 도 2는 상기 전자회로기판(1)으로부터 전자회로 제작 후에 반송용 기재(캐리어(F))를 박리한 제2 실시 형태의 전자회로기판(2)을 도시하는 구성도이다. 이들 제1, 제2 실시 형태에 있어서의 전자회로기판(1, 2)은 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 형성된 잉크 수용층(R)과, 이 잉크 수용층(R) 상에 형성된 전자회로(C)를 주체로 하여 구성되어 있고, 제1 실시 형태(도 1)에서는 상기 전자회로기판(1)의 하측(이면측)에 이들 전자회로(C)와 잉크 수용층(R)을 지지하는 지지체로서 종이(제지) 또는 수지 필름 등으로 이루어지는 기재(B)가 배치되어 있다.

본 발명의 실시 형태에서 이용되는 각 구성 부재를 상세하게 설명한다. 우선 잉크 수용층(R)은 폴리비닐아세탈 수지를 수계(혼합계)의 용매에 분산시킨 액상의 수지조성물을 기재(B)나 캐리어(F) 등의 일면 상에 도포하여 건조시킨 것이고, 소정의 두께를 갖는 층 형상(또는 피막 형상)이 되어 상기 잉크 수용층(R)을 형성하고 있다. 또한, 상기 액상의 수지조성물을 도포하는 방법으로서는 바 코팅, 스핀 코팅 등 균일한 도포 두께가 얻어지는 도포 방법이라면 어떠한 도포 방법이든 사용할 수 있다. 또한, 패턴 형상으로 도포하는 경우에는 잉크젯, 플렉소 인쇄 등의 인쇄법을 이용해도 된다.

상기 잉크 수용층(R)의 주성분(수지분 전체의 과반 이상)을 구성하는 폴리비닐아세탈 수지는 통상 폴리비닐알코올(PVA)에 포름알데히드, 부틸알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드류를 반응시켜 제작되는 것으로, 폴리비닐아세트아세탈(PVAA) 수지, 폴리비닐포르말(PVF) 수지, 폴리비닐부티랄(PVB) 수지 등, 수지(폴리머)의 말단에 수산기, 아세틸기, 포르말기, 부티랄기, 벤잘기 등을 갖는 것이다. 구체적으로는 에스레크(등록 상표)[S-LEC] BL-1, BL-2, BL-5, BL-10, BM-1, BH-1, BX-1, KS-1, KS-3, KX-1, KX-5, KW-1, KW-3, KW-10(이상 세키스이가가쿠고교사 제조), 모비탈(등록 상표)[MOWITAL] B14S, B16H, B20H, B30T, B30H(이상, 쿠라레사 제조) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 부분 벤잘화 폴리비닐알코올(폴리비닐아세트아세탈)이 특히 바람직하고, 상기 에스레크(등록 상표)[S-LEC] KX-1, KX-5 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 잉크 수용층(R)(수지조성물)을 구성하는 폴리비닐아세탈 수지 이외의 수지(부성분)로서는, 상기 폴리비닐아세탈 수지와 마찬가지로 양이온성의 물질(양이온성 성분)을 포함하지 않는 폴리에스테르(PE)계, 폴리비닐알코올(PVA)계, 아크릴계 등의 수지를 첨가할 수 있다. 또한, 부성분으로서의 폴리비닐아세탈 수지 이외의 수지의 첨가량은 수지 전체에 대하여 50wt% 이하이다.

또한, 상기 잉크 수용층(R)을 구성하는 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물은 도포 전의 액상 수지조성물(바니스) 상태에서 수지의 분산매로서 물 혹은 물 혼합 용매 또는 알코올 혹은 알코올 혼합 용매 등을 함유하고 있다. 물 이외의 성분으로서는 알코올류, 에테르류, 에스테르류, 케톤류, 아미드류 등을 들 수 있다. 그 중에서도 저렴하고 취급이 용이한 물/알코올류의 혼합계가 바람직하다. 또한, 이들 용매 중에서도 특히 바람직한 용매로서 물/이소프로판올 혼합 용매(물/이소프로필알코올=70/30 내지 30/70)를 사용할 수 있다.

또한, 상기 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물은 도포 전의 액상 상태에서 통상 수지+용매에 대한 수지분(고형분)이 5 내지 20wt%이고, 그 점도는 100 내지 10000mPa·s로 조제된다. 그리고 상기 잉크 수용층(R)은 도포 후의 액상 수지조성물에 80 내지 120℃ 정도의 온도를 1 내지 10분간 정도 가함으로써, 상기 용매가 증발하여 양이온성의 물질(양이온성 성분)을 포함하지 않는 수지만으로 이루어지는 층(고상)이 되어 잉크 수용층(R)이 된다.

다음에 전자회로(C)에 대하여 설명한다. 상기 전자회로(C)는 인쇄 또는 전사 등의 방법을 이용하여 금속 입자 등을 함유하는 도전성 잉크를 상기 잉크 수용층(R)의 일면 상에 필요한 회로 패턴(평면시)에 도포하여 건조시킨 것이고, 소정의 두께를 갖는 층 형상(또는 피막 형상)이 되어 있다. 또한, 상기 전자회로(C)를 설치하는 방법으로서는 잉크젯 인쇄 외에 활판 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 철판 인쇄, 그라비아 인쇄 등의 요판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 오프셋 인쇄 등의 평판 인쇄, 스크린 인쇄 등의 공판 인쇄나 수작업에 의한 회로 패턴 묘화 등의 어느 것이나 사용할 수 있다.

상기 전자회로(C)를 구성하는 도전성 잉크로서는 금속나노입자와 바인더와 물을 주성분으로 하는 것(저온 소성 타입의 수성 도전성 잉크)이나 소성할 필요가 없는 도전성 잉크(금속나노입자를 함유하는 나노잉크 조성물: 특허 문헌 1을 참조) 등을 이용할 수 있다.

상기 저온 소성 타입의 수성 도전성 잉크로서는 금속나노입자로서 예를 들어 은 입자를 이용한 것이 바람직하게 사용된다. 상기 금속나노입자는 그 입자 형상이 구 형상, 플레이크 형상, 인편상 등이고, 가열(소성) 전의 평균 입경(또는 평균 원 상당 지름)이 0.2 내지 100nm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수성 도전성 잉크의 바인더로서는 예를 들어 아크릴계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알코올계와 같은 친수성을 갖는 수지 등을 이용하여 구성된 것이나 은 입자의 주위에(보호 콜로이드로서의) 아민계 분자를 배위시킨 유기 착체 화합물 등이 이용된다. 그리고 상기 수성 도전성 잉크에 있어서는 이 바인더와 상기 은 입자가 물을 매체(분산 용매)로 하여 균일하게 분산되어 있고, 그 점도가 0.5 내지 1000mPa·s가 되도록 조정되어 있다. 또한, 잉크젯 인쇄를 이용하는 경우에는 동일한 잉크 고형분의 경우라도 그 점도가 낮아지도록 조정된다. 또한, 수성 도전성 잉크에는 필요에 따라 가소제, 윤활제, 분산제, 레벨링제, 소포제, 산화 방지제 등의 각종 첨가제가 첨가된다.

상기 소성할 필요가 없는 도전성 잉크(나노잉크 조성물)로서는 금속나노입자[나노미터 사이즈(1nm 이상 1000nm 미만)의 금속 입자]와 유기 π공역계 배위자와 용매를 포함하는 것으로, 상기 금속나노입자에 상기 유기 π공역계 배위자가 π접합하고, 강한 π접합과 입자 간의 접근에 의해 도전성을 갖는 잉크 조성물을 들 수 있다.

상기 금속나노입자에 이용되는 금속으로서는 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 루테늄, 인듐, 로듐 중 어느 하나 또는 어느 둘 이상의 금속이 혼합되어 이용된다. 상기 금속나노입자의 나노잉크 조성물 중에 있어서의 함유량으로서는 바람직하게는 0.1 내지 20wt%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10wt%이다.

또한, 상기 나노잉크 조성물을 구성하는 유기 π공역계 배위자로서는 예를 들어 아미노기, 메르캅토기, 히드록실기, 카르복실기, 포스핀기, 포스폰산기, 할로겐기, 셀레놀기, 술피드기, 셀레노에테르기(금속나노입자 표면에 배위하는 치환기) 중 어느 하나 혹은 복수의 치환기를 갖는 것, 혹은 아미노기, 알킬아미노기, 아미드기, 이미드기, 포스폰산기, 술폰산기, 시아노기, 니트로기(금속나노입자를 함수 용매 및 알코올 용매에 가용으로 하는 치환기) 및 이들 염의 어느 하나 혹은 복수의 치환기를 갖는 것 등을 들 수 있다.

또한, 상기 나노잉크 조성물을 구성하는 바람직한 용매로서는 물 혹은 물 혼합 용매 또는 알코올 혹은 알코올 혼합 용매 등을 들 수 있다. 또한, 물 이외의 성분으로서는 알코올류, 에테르류, 에스테르류, 케톤류, 아미드류 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 알코올류, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 10의 알코올류이다. 이들 용매 중에서도 특히 바람직한 용매로서 메탄올, 에탄올, 2-에톡시에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜을 사용할 수 있다. 또한, 상기 나노잉크 조성물의 바람직한 점도는 0.001 내지 5Pa·s 정도이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 4Pa·s이다.

상기 나노잉크 조성물의 구체적인 예로서 코스트나 핸들링(취급)의 용이함 및 저장 안정성 등을 고려하여 나노 은 콜로이달 잉크(상품명: 드라이큐어, 콜로이달 잉크사 제조)가 바람직하게 채택된다.

그리고 상기 전자회로(C)는 상기 도전성 잉크(저온 소성 타입의 수성 도전성 잉크 또는 소성할 필요가 없는 나노잉크 조성물)를 잉크젯에 의한 인쇄 또는 플렉소판을 이용한 전사 등에 의해 상기 잉크 수용층(R) 상에 소정의 회로 패턴의 도전성 잉크층(액상)으로서 도포한 후, 이것을 가열 건조함으로써 전자회로(배선) 간이 전기적으로 도통한 상태로 형성된다.

마지막으로 상기 잉크 수용층(R) 및 이것에 적층된 전자회로(C)를 지지하는 기재(B)에 대하여 설명한다. 이 기재(B)로서는 상기 잉크 수용층(R)을 구성하는 수지조성물과의 상용성(相容性)이나 밀착성 등을 고려하여 종이(제지)나 플라즈마 처리, 코로나 방전 처리, 연X선 조사, 자외선 조사 등에 의해 표면 개질된 수지 필름 등이 바람직하게 이용된다. 필름을 구성하는 소재(재료)로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에스테르(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리이미드(PI) 수지, 폴리아미드(PA) 수지 등의 연질 수지를 들 수 있다. 그 중에서도 코스트면이나 핸들링의 용이함 등을 고려하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지제의 필름이 바람직하게 이용되고, 특히 그 표면이 코로나 방전 처리된 PET 수지제의 필름이 바람직하게 이용된다.

상기 각 수지 외에도 기재의 플렉시블성은 손상되지만, 에폭시 수지나 페놀 수지 등의 경질 수지나 유리나 금속 등을 이용해도 된다. 또한, 피혁, 피부나 인공 피부, 식물 섬유나 셀룰로오스 나노 섬유로 이루어지는 필름, 미생물, 세균 등으로부터 생산되는 동물 유래의 필름, 수목이나 야채 등의 식물에서 유래하는 필름 등, 열에 의한 영향을 특히 받기 쉬운 소재나 특수 분위기에서 특성 열화되는 재료라도 필름 형상을 유지할 수 있는 소재(재료)이면 본 발명의 전자회로기판의 기재로서 사용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 기재(B)는 제2 실시 형태(도 2 중에서는 캐리어(F)로서 표시)와 같이 전자회로(C)를 제작시에 일시적으로 지지하여 나중에 박리되는 기판 반송용 「캐리어」로서 사용되는 경우도 있다. 이 경우, 상기 잉크 수용층(R)과의 상용성이나 밀착성은 문제가 되지 않기 때문에 상기 캐리어(F)의 재료는 이형성이 우수한 실리콘 수지 등, 보다 광범위한 재료로부터 선택할 수 있다.

그리고 제1 실시 형태의 전자회로기판(1)의 제조 방법은 도 1에 도시하는 바와 같이 우선 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지로 이루어지는 기재(B)를 평탄면 상에 재치하고, 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 액상의 수지조성물을 바 코터 등에 의해 소정의 두께로 도포하여 상기 액상의 수지조성물로 이루어지는 층(막)을 기재(B) 상에 형성한다. 계속해서 이 액상의 수지조성물로 이루어지는 층을 가열하여 상기 액상의 수지조성물 중에 포함되는 용매를 증발시켜 수지조성물(고상)로 이루어지는 잉크 수용층(R)을 제작한다. 또한, 제작된 잉크 수용층(R)(수지조성물층)의 두께는 통상 0.1 내지 30㎛의 범위, 바람직하게는 1 내지 10㎛의 범위로 설정된다.

다음에 상기 잉크 수용층(R)이 형성된 기재(B)를 플렉소 인쇄기에 세팅하여 비치된 잉크 탱크에 소정의 나노잉크 조성물(나노 은 콜로이달 잉크, 상품명: 드라이큐어, 콜로이달 잉크사 제조)을 충전하여 준비한다. 또한, 상기 나노 은 콜로이달 잉크의 플렉소 인쇄기 상에서의 의도하지 않은 건조를 미리 방지하기 위해서 이 플렉소 인쇄기의 주위를 가습기나 에어컨 등을 이용하여 제조 개시 전에 60%RH 이상의 가습 분위기로 조정해 두는 것이 바람직하다.

계속해서 소정 회로 패턴의 잉크 저장부가 형성된 플렉소 인쇄판을 준비하고, 이것을 판동(plate cylinder)에 세팅하여 플렉소 인쇄기를 작동시키고, 상기 판동을 회전시켜 상기 나노 은 콜로이달 잉크를 인쇄판에 저장시킴과 동시에 상기 잉크를 저장한 인쇄판을 잉크 수용층(R)이 형성된 기재(B)에 키스터치시켜 나노 은 콜로이달 잉크를 잉크 수용층(R)의 표면에 소정 패턴 형상으로 전사한다.

그 후, 잉크 수용층(R)의 표면에 나노 은 콜로이달 잉크가 전사된 기재(B)를 다른 평탄한 장소 등에 이동시키고, 상기 나노 은 콜로이달 잉크로 이루어지는 도전성 잉크층(액상)을 건조(고정화 또는 피막화)시킴으로써, 제1 실시 형태의 전자회로기판(1)(전자회로(C)가 딸린 기판(B))을 얻을 수 있다. 제작된 전자회로(C)(도전성 잉크층)의 두께는 통상 0.05 내지 20㎛의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 10㎛의 범위로 설정된다.

또한, 상기 도전성 잉크층의 건조는 자연 건조로 하여도 되지만, 기재에 불가역적인 열 변형을 일으키지 않는 온도 범위이면 송풍기나 온풍 건조기 등을 이용하여 건조 시간의 단축을 도모할 수도 있다. 또한, 기재에 불가역적인 열 변형을 일으키지 않는 온도 범위 내에서 적외 램프, 온열등이나 태양광 등의 열선, 초음파, 고주파 전류 등의 고주파 가열 등 간접적인 조사 가열법을 이용해도 된다.

또한, 도전성 잉크층의 건조 후에 상기 도전성 잉크층(전자회로(C))의 막 두께가 설정 막 두께에 도달하지 않는 경우에는 나노 은 콜로이달 잉크의 전사를 동일한 위치에 반복하여 수행함으로써 설정대로의 막 두께를 갖는 도전성 잉크층(전자회로(C))을 얻을 수 있다. 그리고 이 제조 방법에서는 플렉소 인쇄판을 이용하여 도전성 잉크층(전자회로(C))을 형성했지만, 물론 종래의 잉크젯 인쇄 등을 이용해도 도전성 잉크층(전자회로(C))을 형성할 수 있다.

상기 제조 방법에 의해 제작된 전자회로기판(1)은 양이온성의 성분을 함유하지 않는 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 형성된 잉크 수용층(R) 상에 나노 은 콜로이달 잉크로 이루어지는 도전성 잉크층(전자회로(C))이 패턴 형성되어 있다. 따라서, 제1 실시 형태의 전자회로기판(1)은 전자회로(C) 부분에 단선 등의 불량의 발생이 없고, 전기 도통성 등의 성능이 담보된 고품질의 것이 된다.

또한, 상기한 전자회로기판(1)의 제조 방법에 의하면 기재(B)로서 수지제 등의 「열에 약한」 유연한 기재를 이용한 경우라도 이 기재(B)에 불가역적인 온도 변형이나 과도한 열 신축을 수반하는 일이 없는 온도 환경하에서 제조함으로써, 잉크 수용층(R)의 표면에 상기 나노 은 콜로이달 잉크로 이루어지는 도전성 잉크층(전자회로(C))을 필요한 패턴대로 정확하고 또한 효율적으로 형성할 수 있다.

다음에 도 2에 도시하는 제2 실시 형태의 전자회로기판(2)을 설명한다. 상기 전자회로기판(2)은 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 제조 방법에 의해 기재(반송 지지체로서의 캐리어(F))가 딸린 전자회로기판을 제작한 후, 이 캐리어(F)를 박리시켜 잉크 수용층(R)과 전자회로(C)만으로 이루어지는 전자회로기판(2)으로 한 것이다.

또한, 전자회로기판(2)에 있어서의 잉크 수용층(R)은 캐리어(F)를 박리시킨 후의 전자회로기판(2)의 형상을 지지하기 위해서 제1 실시 형태의 전자회로기판(1)보다 두껍게 형성되어 있고, 그 두께(층 두께)는 통상 1 내지 1000㎛의 범위, 바람직하게는 10 내지 200㎛의 범위로 설정되어 있다.

또한, 앞에도 기술한 바와 같이 캐리어(F)로서 이용되는 기재는 상기 잉크 수용층(R)과의 상용성이나 밀착성에 의해 박리의 용이함을 고려하여 결정되기 때문에 실리콘 수지제 등의 기재가 바람직하게 이용된다. 그 이외의 구성은 상기 제1 실시 형태에 있어서의 전자회로기판(1)과 마찬가지이다.

그리고 상기 전자회로기판(2)도 전자회로기판(1)과 마찬가지로 양이온성의 성분을 함유하지 않는 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 이루어지는 잉크 수용층(R) 상에 도전성 잉크층(전자회로(C))이 패턴 형성되어 있다. 이 구성에 의해 상기 전자회로기판(2)은 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 전자회로(C) 부분에 단선 등의 불량의 발생이 없고, 전자회로기판(2)을 전기 도통성 등의 성능이 담보된 고품질의 것으로 할 수 있다.

다음에 도 3에 도시하는 제3 실시 형태의 전자회로기판(3)을 설명한다. 상기 전자회로기판(3)은 제1 실시 형태와 마찬가지의 기재(B)를 이용하여 그 위에 잉크젯이나 플렉소 인쇄 등에 의해 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 이루어지는 잉크 수용층(R)을 패턴 형성함과 동시에 그 패턴 형상의 잉크 수용층(R) 상에 잉크젯이나 플렉소 인쇄 등을 이용하여 도전성 잉크층(전자회로(C))을 잉크 수용층(R)과 동일한 패턴으로 형성한 것이다. 그 이외의 구성은 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 도 4에 도시하는 제4 실시 형태의 전자회로기판(4)을 설명한다. 상기 전자회로기판(4)은 제1, 제3 실시 형태와 마찬가지의 기재(B)를 이용하여 그 위에 잉크젯이나 플렉소 인쇄 등에 의해 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 이루어지는 잉크 수용층(R)을 패턴 형성함과 동시에 그 패턴 형상의 잉크 수용층(R) 상으로부터 바 코팅이나 스핀 코팅 등을 이용하여 도전성 잉크를 전면에 바르고, 잉크 수용층(R) 및 기재(B)의 노출 부분을 도전성 잉크층에 의해 코팅한 것이다. 그 이외의 구성은 상기 제1, 제3 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 기재(B)의 노출 부분(인접하는 잉크 수용층(R)끼리의 사이)에 도포된 도전성 잉크는 전기 도통성을 발현하지 않는 것을 알 수 있다. 즉, 이 실시 형태에 있어서도 전자회로(C)가 잉크 수용층(R)과 동일한 패턴으로 형성된다.

이들 제3, 제4 실시 형태에 의해서도 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 제3, 제4 실시 형태의 전자회로기판(3, 4)은 기재(B)를 대신할 수 있는 형상 지지 부재가 없기 때문에 제2 실시 형태와 같이 이 기재(B)를 반송 지지체로서의 캐리어(F)로서 이용할 수는 없고, 기재(B)를 전자회로기판으로부터 박리할 수는 없다.

다음에 도 5에 도시하는 제5 실시 형태의 전자회로기판(5)을 설명한다. 상기 전자회로기판(5)은 제2 실시 형태의 전자회로기판(2)을 기판의 상하를 반대(잉크 수용층(R)과 전자회로(C)의 제작 순서도 반대)로 하여 제작한 것이다. 즉, 상기 전자회로기판(5)은 제2 실시 형태와 마찬가지의 캐리어(F)를 이용하여 그 위에 잉크젯이나 플렉소 인쇄 등에 의해 우선 도전성 잉크층(전자회로(C))을 패턴 형성하고, 계속해서 바 코팅이나 스핀 코팅 등을 이용하여 상기 도전성 잉크층(전자회로(C)) 및 노출되어 있는 캐리어(F)를 가리도록 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 이루어지는 잉크 수용층(R)을 코팅한 것이다.

그리고 상기 전자회로기판(5)은 기판 제작 후에 캐리어(F)로부터 박리되고, 도 5의 아래 도면과 같이 상하를 원래로 되돌려서 도전성 잉크층(전자회로(C))이 노출되어 있는 면에 전자 부품 등이 실장된다. 그 이외의 구성은 상기 제2 실시 형태와 마찬가지이다. 이 제5 실시 형태에 의해서도 상기 제1, 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 잉크 수용층(R)은 제2 실시 형태와 마찬가지로 캐리어(F)를 박리한 후에 기판 형상의 지지 부재로서 기능하도록 다른 전자회로기판(1, 3, 4)에 형성된 것보다 대폭 두껍게 형성되어 있다.

다음에 실시예에 대하여 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

기재로서의 PET제 필름 상에 여러 가지 수지조성물로 이루어지는 잉크 수용층을 형성하고, 그 잉크 수용층 상에 나노잉크 조성물(나노 은 콜로이달 잉크)로 이루어지는 도전성 잉크층(전자회로)을 제작하여 상기 전자회로의 전기 저항값(전기 도통성)을 측정하고, 여러 가지 수지조성물의 「잉크 수용층으로서의 적성」을 확인하였다.

사용한 각 재료의 상세는 이하와 같다.

[기재]

PET 필름 - 두께 100㎛, 한쪽 면에 이접착용 코로나 처리[도요보사 제조, 고투명 폴리에스테르 필름, 코스모샤인(등록 상표), 품번: A4100]

[나노잉크 조성물](나노 은 콜로이달 잉크)

콜로이달 잉크사 제조의 은 나노잉크 DryCure(드라이큐어) Ag-J

성분: 은 입자 - 입경 1 내지 100nm(평균 입경: 15nm), 유기 π공역계 배위자, 물을 주성분으로 하는 용매

고형분: 5 내지 20wt%

점도: 1 내지 2000mPa·s

잉크 수용층을 형성하는 수지조성물로서 이하의 폴리머를 이용하였다. 또한, 폴리머 B는 후기하는 실시예 2에서 사용한다.

<폴리머 A>(주성분)

폴리비닐아세탈(부분 벤잘화 폴리비닐알코올의 물/이소프로판올 용액)[세키스이가가쿠고교사 제조, 부티랄 수지 에스레크(등록 상표) KX-5, 수지 고형분: 8±2wt%, 점도: 3000±1500mPa·s]

<폴리머 B>(주성분)

폴리비닐아세탈(부분 벤잘화 폴리비닐알코올의 물/이소프로판올 용액)[세키스이가가쿠고교사 제조, 부티랄 수지 에스레크(등록 상표) KX-1, 수지 고형분: 8±2wt%, 점도: 10000±6000mPa·s]

<폴리머 X>(부성분)

폴리에스테르계 수지(수분산체)[타카마츠유시사 제조, 페스레진 A-640, 수지 고형분: 25wt%, 점도: 50mPa·s 이하]

<폴리머 Y>(부성분)

폴리비닐알코올계 수지(수용액)[비누화도: 88mol%, 점도: 5mPa·s]

[잉크 수용층의 제작]

상기 기재(PET 필름)를 평탄한 장소에 재치한 후, 바 코터로 액상의 각 수지조성물을 도포하였다. 그 후, 수지조성물로 이루어지는 층을 기재마다 100℃의 오븐 중에서 2분간 가열하여 건조시키고, 폴리머 A(실시예 1), 폴리머 X(참고예 1), 폴리머 Y(참고예 2)만으로 이루어지는 잉크 수용층(막 두께 8㎛)을 제작하였다.

[전자회로의 제작]

얻어진 잉크 수용층 상에 바 코터를 이용하여 상기 나노잉크 조성물(나노 은 콜로이달 잉크)을 폭 5mm, 길이 100mm 이상의 띠 형상으로 도포하고, 기재마다 40℃의 오븐 중에서 20분간 가열하여 건조시키고, 실시예 1, 참고예 1, 참고예 2의 전자회로기판을 얻었다. 또한, 수지조성물을 도포하지 않고, 기재 상에 직접 나노 은 콜로이달 잉크를 동일한 조건으로 도포하여 건조시킨 전자회로기판을 「참고예 3」으로 하고 있다. 즉, 참고예 3은 잉크 수용층을 갖고 있지 않다.

[전기 저항값의 측정]

테스터(커스텀사 제조 디지털 테스터)를 이용하여 그 양 프로브를 상기 띠 형상(길이 100mm 이상)의 길이 방향으로 10mm의 간격을 두고 접촉시키고, 각 전자회로기판의 전기 저항값(Ω/cm)을 측정하였다. 또한, 전기 저항값은 편차가 크기 때문에 측정은 길이 방향으로 위치를 바꾸어 여러 차례 수행하고, 측정된 전기 저항값 중의 최댓값을 그 전자회로기판의 전기 저항값으로 하였다. 결과를 「표 1」에 나타낸다.

			실시예1	참고예1	참고예2	참고예3
잉크수용층	폴리머A	폴리비닐아세탈계 (중량부수)	100			0
	폴리머B	폴리비닐아세탈계 (중량부수)				0
	폴리머X	폴리에스테르계 (중량부수)		100		0
	폴리머Y	폴리비닐알코올계 (중량부수)			100	0
	두께	(㎛)	8	8	8	없음
도전성잉크 (전자회로)층	두께	(㎛)	3	3	3	3
기재	필름두께	(㎛)	100	100	100	100
전기저항값	5mm 폭	(Ω/cm)	10 이하	측정한계 이상	측정한계 이상	측정한계 이상

상기 표 1로부터 폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물을 잉크 수용층에 이용한 실시예 1의 전자회로기판은 양호한 전기 도전성을 발현한다. 또한, 잉크 수용층이 없는 기재에 직접 나노잉크 조성물을 도포(참고예 3)하여도 전기 도전성은 발현되지 않는 것이 확인되었다. 또한, 표에 기재하지는 않았지만, 상기 폴리에스테르계 수지(폴리머 X: 참고예 1), 폴리비닐알코올계 수지(폴리머 Y: 참고예 2) 외에 양이온계 성분을 함유하지 않는 아크릴계 수지, 카르복시 변성 아크릴계 수지, 폴리아크릴아미드계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르우레탄계 수지 등을 잉크 수용층 형성용 수지조성물로서 이용한 전자회로기판(시험용)을 제작했지만, 모두 잉크 수용층 상에 형성된 도전성 잉크층(전자회로)은 전기 도통을 나타내지 않았다.

[실시예 2 ~ 6, 비교예 1 ~ 3]

다음에 상기 폴리비닐아세탈 수지(주성분)에 다른 수지(부성분)를 혼합한 계를 잉크 수용층 형성용 수지조성물로서 이용한 실시예에 대하여 설명한다.

상기 실시예 1에서 그 효과가 확인된 「폴리비닐아세탈 수지」에 도전성을 발현시키는 효과가 없는 다른 수지를 혼합하여 어느 정도의 혼합 비율까지 상기 「도전성 잉크의 도전성을 발현시키는 효과」가 지속되는지를 검증하였다. 이에 의해 상기 폴리비닐아세탈 수지의 상용성이나 밀착성 등이 개질되고, 본 발명의 전자회로기판을 더욱 다양한 기재에 적용할 수 있는 가능성이 높아지는 것을 기대할 수 있다.

사용한 각 재료는 상기 실시예 1과 마찬가지이다. 단, 혼합계의 베이스가 되는 폴리비닐아세탈 수지로서 실시예 1에 있어서의 폴리머 A를 대신하여 폴리머 B를 사용하였다. 또한, 폴리머 B에 대한 폴리머 X, Y(부성분)의 혼합은 각 수지를 후기하는 「표 2」, 「표 3」에 나타내는 중량부수의 비율로 혼합하여 수지 전체를 100중량부로 하고, 수지조성물(액상 상태) 중의 수지 고형분(8wt%)이 일정해지도록 수지를 용매에 분산시켰다.

[잉크 수용층의 제작]

상기 실시예 1과 마찬가지로 기재(PET 필름)를 평탄한 장소에 재치한 후, 바 코터로 조제한 액상의 각 수지조성물을 도포하였다. 그 후, 수지조성물로 이루어지는 층을 기재마다 100℃의 오븐 중에서 2분간 가열하여 건조시키고, 실시예 2(폴리머 B), 실시예 3, 4(폴리머 B+X), 실시예 5, 6(폴리머 B+Y)과 비교예 1, 2(폴리머 B+X), 비교예 3(폴리머 B+Y)에서 사용하는 잉크 수용층(막 두께 8㎛)을 제작하였다.

[전자회로의 제작]

사용한 잉크 수용층이 상이한 것 외에 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 2 ~ 6 및 비교예 1 ~ 3의 전자회로기판(전자회로의 두께: 3㎛)을 제작하였다.

그리고 각 전자회로기판의 「전기 저항값의 측정」 방법도 상기 실시예 1과 마찬가지이다. 측정한 결과를 하기의 「표 2」, 「표 3」에 나타낸다.

			실시예2	실시예3	실시예4	실시예5
잉크수용층	폴리머A	폴리비닐아세탈계 (중량부수)
	폴리머B	폴리비닐아세탈계 (중량부수)	100	70	50	80
	폴리머X	폴리에스테르계 (중량부수)		30	50
	폴리머Y	폴리비닐알코올계 (중량부수)				20
	두께	(㎛)	8	8	8	8
도전성잉크 (전자회로)층	두께	(㎛)	3	3	3	3
기재	필름두께	(㎛)	100	100	100	100
전기저항값	5mm 폭	(Ω/cm)	10 이하	10 이하	30 이하	30 이하

			실시예6	비교예1	비교예2	비교예3
잉크수용층	폴리머A	폴리비닐아세탈계 (중량부수)
	폴리머B	폴리비닐아세탈계 (중량부수)	50	30	15	30
	폴리머X	폴리에스테르계 (중량부수)		70	85
	폴리머Y	폴리비닐알코올계 (중량부수)	50			70
	두께	(㎛)	8	8	8	8
도전성잉크 (전자회로)층	두께	(㎛)	3	3	3	3
기재	필름두께	(㎛)	100	100	100	100
전기저항값	5mm 폭	(Ω/cm)	100K 미만	100K 이상	2M 이상	2M 이상

상기 표 2 및 3으로부터 폴리머 B(폴리비닐아세탈 수지)가 수지 전체의 과반(50wt%) 이상을 차지하는 실시예 3 ~ 6의 전자회로기판에 있어서는 첨가하는 다른 수지가 폴리머 X 또는 폴리머 Y의 어느 쪽이든 도전성 잉크층(전자회로)의 전기 도통성의 발현에 문제는 없었다. 이에 대하여 폴리머 B의 비율이 수지 전체의 과반(50wt%)을 밑도는 비교예 1 ~ 3의 전자회로기판은 도전성 잉크의 도전성의 발현이 불충분해지고, 도전성 잉크층(전자회로)의 전기 도통성이 뒤떨어지는 경향이 보여 전자 부품을 실장하여도 기능하지 않을 우려가 큰 것을 알았다.

다음에 상기 「실시예 1」에서 제작한 전자회로기판과 동일한 것을 대형으로 제작하여 수행한 실시예에 대하여 설명한다.

우선 상기 실시예 1에서 사용한 각 재료를 이용하여 동일한 방법에 의해 PET 필름 기재 상에 200mm×300mm 크기의 대형 잉크 수용층을 제작하였다. 계속해서 상기 잉크 수용층 상에 플렉소 인쇄기를 이용하여 나노잉크 조성물로 이루어지는 도전성 잉크층(전자회로)을 소정의 회로 패턴이 되도록 전사하고, 도전성 잉크층을 건조시켜 전자회로기판을 제작하였다.

사용한 나노잉크 조성물은 플렉소 인쇄용 그레이드의 것이다.

[나노잉크 조성물](나노 은 콜로이달 잉크)

콜로이달 잉크사 제조의 은 나노잉크 DryCure(드라이큐어) B

성분: 은 입자 - 입경 1 ~ 100nm(평균 입경: 15nm), 유기 π공역계 배위자, 물을 주성분으로 하는 용매

고형분: 20wt%, 점도: 152mPa·s

플렉소 인쇄에 의한 가공(전사) 조건은 이하와 같다.

[플렉소 인쇄기]

고무라테크사 제조의 Smart Labo-Ⅲ(등록 상표)

[플렉소 인쇄판]

고무라테크사 제조의 폴리에스테르계 고무제 수지 철판인 타입 T-YP400V

판 두께: 2.84mm 600선/inch

경도: 40 ~ 70도(쇼어 A 경도)

인쇄용 잉크 저장부의 잉크 저장량: 4ml/m²(조정 폭: 1 ~ 5ml/m²)

또한, 인쇄판 표면에는 폭 1mm의 전자회로 패턴의 잉크 저장부가 형성되어 있다.

[애니록스 롤]

200선/inch(100 ~ 600선/inch)

셀 용량(셀 용적): 8ml/m²(조정 폭: 1.5 ~ 50ml/m²)

<플렉소 인쇄 조건>

·인쇄 속도(인쇄 스테이지 이동량): 18m/분

·애니록스 롤 속도: 25m/분(주속)

·애니록스 롤-인쇄판 간 닙폭: 8mm(조정 폭: 4 ~ 8mm)

·인쇄판-기재 간 닙폭: 10mm(조정 폭: 8 ~ 12mm)

·인쇄 챔버의 환경(분위기)

온도: 15 ~ 30℃ 습도: 40 ~ 70%RH

또한, 인쇄(전사)는 전자회로의 두께(막 두께)를 확보하기 위해서 동일한 위치(패턴)에 3회 거듭해서 수행하였다.

·인쇄 후의 건조 조건

풍건: 온도 23℃(대기압하 자연 건조): 30초 ~ 60분

또한, 온풍을 내뿜어 도전성 잉크층(나노잉크 조성물)의 건조를 촉진시키는 경우에는 온풍의 온도 및 기재의 온도가 70℃ 이하로 유지되도록 조정하였다.

[전자회로의 전기 저항값]

전자회로의 배선 패턴의 중앙 부근에서 테스터(커스텀사 제조 디지털 테스터)를 이용하여, 형성된 폭 1mm의 전자회로(배선)의 2점 간(거리: 10mm)의 전기 저항값(Ω)을 측정하였다. 결과는 도전성 잉크층(전자회로)의 두께는 2㎛이고, 전기 저항값은 15Ω이었다.

[전자회로의 동작 시험]

상기 「전기 저항값」 시험에서 전기 도통성이 있다고 확인된 전자회로기판을 사용하여 그 전자회로(배선)의 소정 위치(범프 등)에 도전 페이스트(은 구리 도전 도료, 플라스코트사 제조, PTP-1202G, 은 코팅 구리+1액형 폴리에스테르 수지 바인더, 상온 건조 상온 경화 유기 용제형)를 이용하여 IC, LED 등의 전자 부품을 실장하고, 전원을 접속하였다. 결과는 상기 LED의 소정 패턴에서의 점멸이 시인되어 전자회로로서 기능하고 있는 것이 확인되었다.

상기 실시예에 있어서는 본 발명에 있어서의 구체적인 형태에 대하여 나타냈지만, 상기 실시예는 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되는 것은 아니다. 당업자에게 자명한 다양한 변형은 본 발명의 범위 내인 것이 도모되어 있다.

<산업상 이용가능성>

본 발명의 전자회로기판은 전자회로 부분에 단선 등의 도통하지 않는 부분의 발생이 없는 장기간에 걸쳐 성능을 유지할 수 있는 신뢰성이 높은 전자회로기판으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 전자회로기판의 제조 방법은 종이제 혹은 수지제 등의 「열에 약한」 유연한 기재는 물론 피혁, 피부나 인공 피부, 식물 섬유나 셀룰로오스 나노 섬유로 이루어지는 필름, 미생물, 세균 등으로부터 생산되는 동물 유래의 필름, 수목이나 야채 등의 식물에서 유래하는 필름 등, 특수한 분위기하에서 특성 열화되는 기재라도 그 표면에 나노잉크 조성물로 이루어지는 전자회로를 안정되게 효율적으로 제작할 수 있다.

C : 전자회로 R : 잉크 수용층

Claims

폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 수지조성물로 형성된 잉크 수용층과, 도전성 잉크로 이루어지는 패턴 형성된 전자회로를 구비하는, 전자회로기판.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 잉크가 금속 입자를 함유하는 나노잉크 조성물인, 전자회로기판.
제 2 항에 있어서,
상기 나노잉크 조성물이 금속나노입자와 유기 π공역계 배위자와 용매를 포함하는 조성물인, 전자회로기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리비닐아세탈 수지가 부분 벤잘화 폴리비닐알코올인, 전자회로기판.
폴리비닐아세탈 수지를 주성분으로 하는 액상의 수지조성물을 층 형상으로 도포하는 공정과, 상기 액상의 수지조성물을 가열 건조시켜 잉크 수용층으로 하는 공정과, 인쇄 또는 전사에 의해 도전성 잉크로 이루어지는 전자회로를 소정의 회로 패턴으로 형성하는 공정을 구비하는, 전자회로기판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 도전성 잉크가 금속 입자를 함유하는 나노잉크 조성물이고, 상기 전자회로를 형성하는 공정 후에 상기 나노잉크 조성물을 건조시켜 고정화하는 공정을 구비하는, 전자회로기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 나노잉크 조성물이, 금속나노입자와 유기 π공역계 배위자와 용매를 포함하는 조성물인, 전자회로기판의 제조 방법.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리비닐아세탈 수지가 부분 벤잘화 폴리비닐알코올인, 전자회로기판의 제조 방법.