JP2010182775A - Conductive film pattern and method of forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット法及び無電解めっきを利用した導電膜パターンの形成方法とそれにより形成された導電膜パターンに関する。 The present invention relates to a method for forming a conductive film pattern using an inkjet method and electroless plating and a conductive film pattern formed thereby.
インクジェット法を用いて導電性インクを基材上に吐出することにより回路配線や電極を形成する技術が提案されている。従来行われてきたフォトリソグラフィー法では多数の工程（導電膜形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、などの複数回繰り返し）や材料（導電材料、フォトレジスト、現像液、洗浄液等）が必要であったのに対して、インクジェット法を用いると、工数が簡略であり、材料、エネルギーの使用量も少量で済むことから、低コストで微細な配線パターンの形成が可能な技術として注目を集めている。 There has been proposed a technique for forming circuit wirings and electrodes by discharging conductive ink onto a substrate using an inkjet method. The conventional photolithography method requires a large number of steps (conductive film formation, resist coating, exposure, development, etching, etc.) and materials (conductive material, photoresist, developer, cleaning solution, etc.). On the other hand, using the inkjet method has simplified the man-hours and requires a small amount of materials and energy, and has attracted attention as a technology that can form fine wiring patterns at low cost. Yes.
また、インクジェット法で形成した配線パターンに、さらに無電解めっきを施す方法も知られており、インクジェット法により得られた配線パターンが所望の膜厚や導電性を満たさない場合でも、めっきを施すことにより配線パターンの厚みを増して、所望の膜厚や導電性を得ることが出来る。 In addition, a method of performing electroless plating on a wiring pattern formed by an inkjet method is also known, and plating is performed even when the wiring pattern obtained by the inkjet method does not satisfy a desired film thickness and conductivity. Thus, the thickness of the wiring pattern can be increased to obtain a desired film thickness and conductivity.
近年の配線の超微細化や信頼性向上の要望にこたえるべく、種々の技術開発が行われてきている。例えば、金属ナノ粒子を含有するインクを基材上にインクジェット法により描画してめっき用シードパターンを形成するに際して、基材表面を予め粗面化しておくことによって、基材とめっき膜との密着性の向上を図る旨の記載がある（特許文献１参照）。しかし、所望するパターンが非常に微細である場合には、表面の粗面化により密着性が向上したとしてもパターン形状の精度に悪影響を及ぼしてしまうという懸念がある。 Various technical developments have been made to meet the recent demand for ultra-fine wiring and improved reliability. For example, when forming a plating seed pattern by drawing an ink containing metal nanoparticles on a substrate by an inkjet method, the substrate surface is roughened in advance, so that the substrate and the plating film are in close contact with each other. There is a description of improving the performance (see Patent Document 1). However, when the desired pattern is very fine, there is a concern that even if the adhesion is improved by roughening the surface, the accuracy of the pattern shape is adversely affected.
また、表面の粗面化を行わずに基材とめっき膜との密着性を向上させる手段として、基材に予め各種のプライマー層を設けておくという方法が知られている。例えば、Ｔｉ，Ｓｉカップリング剤とコロイダルシリカ又は金属酸化物を併用したプライマー化合物をプライマー層として用いる旨の記載がある（特許文献２参照）。しかし、この公報に記載の技術は表面装飾などに用いるためのめっき技術に関するものであり、インクジェット法を用いて微細な形状の膜パターンを形成する点についての記載が無い。実際に、本発明者の検討によれば、この公報記載の技術では微細なめっき膜パターンを高精度に作製するには不十分である。また、金属コロイド粒子、熱硬化性組成物及び溶媒を含有したものをプライマー組成物として用いる旨の記載がある（特許文献３参照）。この公報記載の技術では、プライマー層自身がめっき触媒となりめっき膜の密着性を発現させるのであるが、一様なめっき膜面を形成させるものであり、めっき膜により微細なパターンを形成する点についての詳細な記載がない。すなわち、この公報の技術により微細なパターンのめっき膜を形成するためには、プライマー層自体の微細なパターンを形成しなければならないのであるが、その点に関する記載が無く、実際にこの公報記載のプライマー層自体で微細な形状のパターンを形成するのは困難である。 Further, as a means for improving the adhesion between the substrate and the plating film without roughening the surface, a method of providing various primer layers on the substrate in advance is known. For example, there is a description that a primer compound using a Ti, Si coupling agent and colloidal silica or a metal oxide in combination is used as a primer layer (see Patent Document 2). However, the technique described in this publication relates to a plating technique for use in surface decoration or the like, and there is no description about forming a finely shaped film pattern using an inkjet method. Actually, according to the study of the present inventor, the technique described in this publication is insufficient to produce a fine plating film pattern with high accuracy. In addition, there is a description that a colloidal metal particle, a thermosetting composition and a solvent are used as a primer composition (see Patent Document 3). In the technique described in this publication, the primer layer itself becomes a plating catalyst and expresses the adhesion of the plating film. However, it is intended to form a uniform plating film surface and to form a fine pattern with the plating film. There is no detailed description. That is, in order to form a plating film with a fine pattern by the technique of this publication, it is necessary to form a fine pattern of the primer layer itself. It is difficult to form a fine pattern with the primer layer itself.
以上のように、めっき膜の密着性を向上させるために従来知られているプライマー層では、インクジェット法により高精細なパターンを形成するために用いようとしても不十分な性能しか有していなかった。 As described above, the conventionally known primer layer for improving the adhesion of the plating film has insufficient performance even when it is used to form a high-definition pattern by the ink jet method. .
一方、インクジェット法を利用して形成される膜パターンの微細化の手段として、基材へのインクの濡れ性を適宜調整する技術が知られている。例えば、基材に予めシランカップリング剤により微細なパターン用のマスクの膜を形成し、親水性領域／疎水性領域を設けることで微細なパターンを形成可能な基材とする旨の記載がある（特許文献４参照）。しかしながら、この公報の技術により形成された微細なパターンは基材の親水性領域と疎水性領域の両方の領域に形成されているため、基材との密着性が必ずしも十分でない。すなわち、一方の領域に対して良好な密着性を示すとしても、他方の領域に対しては十分な密着性を示すわけではないのである。したがって、特に微細なパターンに対してさらに無電解めっき膜を形成する場合には、この公報記載の技術ではめっき処理に耐えうるほどの密着性を有する微細なパターンを形成することは困難であった。また、この技術では、親水性領域／撥水性領域を設けるためにパターンが形成されたマスクを用いて紫外線などのエネルギーを照射するという手段を用いており、マスク露光を必要とすることになってしまうので、この工程は多大な設備や工程を必要とするため、コストアップにつながってしまうという問題があった。 On the other hand, as a means for miniaturizing a film pattern formed using an ink jet method, a technique for appropriately adjusting the wettability of ink to a substrate is known. For example, there is a description that a base film on which a fine pattern can be formed by forming a mask film for a fine pattern with a silane coupling agent in advance on a base material and providing a hydrophilic region / hydrophobic region. (See Patent Document 4). However, since the fine pattern formed by the technique of this publication is formed in both the hydrophilic region and the hydrophobic region of the substrate, the adhesion with the substrate is not always sufficient. That is, even if good adhesion is exhibited with respect to one region, sufficient adhesion is not exhibited with respect to the other region. Therefore, particularly when an electroless plating film is further formed on a fine pattern, it is difficult to form a fine pattern having adhesiveness enough to withstand the plating process by the technique described in this publication. . In addition, this technique uses means for irradiating energy such as ultraviolet rays using a mask on which a pattern is formed in order to provide a hydrophilic region / water-repellent region, and mask exposure is required. Therefore, since this process requires a large amount of equipment and processes, there is a problem that the cost is increased.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、微細な形状を有し、基材との密着性や形状精度、信頼性に優れ、複雑、高価な設備、工程を必要とせずに形成する導電膜パターン及びその形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a complicated shape, an expensive equipment, and a process having a fine shape, excellent adhesion to the substrate, shape accuracy, and reliability. An object of the present invention is to provide a conductive film pattern formed without necessity and a method for forming the same.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。 The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
１．シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤による膜が形成されている基材と、
前記カップリング剤による膜が形成されている基材上に無電解めっきの触媒としての機能を発現する組成物を含有するインクをインクジェット装置を用いて所定のパターンに配置することによって形成された触媒層と、
前記触媒層上に無電解めっき処理によって形成された金属層と、
を有することを特徴とする導電膜パターン。
1. A substrate on which a film is formed of at least one coupling agent selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent;
A catalyst formed by arranging an ink containing a composition that exhibits a function as a catalyst for electroless plating on a base material on which a film made of the coupling agent is formed in a predetermined pattern using an ink jet device Layers,
A metal layer formed by electroless plating on the catalyst layer;
A conductive film pattern comprising:
２．前記カップリング剤が、フッ素原子を含有しないシランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤、であることを特徴とする前記１に記載の導電膜パターン。 2. The coupling agent is at least one coupling agent selected from the group consisting of a silane coupling agent not containing a fluorine atom, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent. 2. The conductive film pattern according to 1 above, wherein
３．前記カップリング剤が、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤、であることを特徴とする前記２に記載の導電膜パターン。 3. 3. The conductive film according to 2 above, wherein the coupling agent is at least one coupling agent selected from the group consisting of a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent. pattern.
４．前記インクが、無電解めっきの触媒能を有する金属微粒子を含有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の導電膜パターン。 4). 4. The conductive film pattern according to any one of 1 to 3, wherein the ink contains metal fine particles having a catalytic ability for electroless plating.
５．前記インクジェット装置が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段、を具備する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる装置であることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の導電膜パターン。 5. The inkjet apparatus includes a nozzle plate having discharge holes, a pressure chamber communicating with the discharge holes, a pressure generating element that causes a pressure variation in the liquid in the pressure chamber, and a driving voltage applying unit that applies a voltage to the pressure generating element. The conductive film pattern according to any one of the above items 1 to 4, wherein the conductive film pattern is a device that discharges droplets from a droplet discharge head.
６．前記インクジェット装置が、さらに静電電圧印加手段を有し、前記圧力変動に加えて静電力を利用して液滴を飛翔させる装置であることを特徴とする前記５に記載の導電膜パターン。 6). 6. The conductive film pattern according to 5 above, wherein the ink jet apparatus further includes an electrostatic voltage applying unit, and the liquid droplets are ejected using an electrostatic force in addition to the pressure fluctuation.
７．無電解めっきの触媒としての機能を発現する組成物を含有するインクを、インクジェット法により基材上に配置することで所定のインクパターンを形成するパターニング工程と、前記インクパターンの形成された基材に無電解めっき処理を行うことで前記インクが触媒として作用し金属膜パターンが形成される導電膜形成工程とを少なくとも含む導電膜パターンの形成方法において、
前記基材上に、予め、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤による膜が形成されていることを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
7). A patterning step of forming a predetermined ink pattern by disposing an ink containing a composition that exhibits a function as a catalyst for electroless plating on a substrate by an inkjet method, and a substrate on which the ink pattern is formed In the conductive film pattern forming method including at least a conductive film forming step in which the ink acts as a catalyst and a metal film pattern is formed by performing an electroless plating process on
A film made of at least one coupling agent selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent is formed on the substrate in advance. A method for forming a conductive film pattern.
８．前記カップリング剤が、フッ素原子を含有しないシランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤、であることを特徴とする前記７に記載の導電膜パターンの形成方法。 8). The coupling agent is at least one coupling agent selected from the group consisting of a silane coupling agent not containing a fluorine atom, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent. 8. The method for forming a conductive film pattern as described in 7 above.
９．前記カップリング剤が、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤、であることを特徴とする前記８に記載の導電膜パターンの形成方法。 9. 9. The conductive film according to item 8, wherein the coupling agent is at least one coupling agent selected from the group consisting of a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent. Pattern formation method.
１０．前記インクが、無電解めっきの触媒能を有する金属微粒子を含有することを特徴とする前記７〜９のいずれか１項に記載の導電膜パターンの形成方法。 10. 10. The method for forming a conductive film pattern according to any one of 7 to 9, wherein the ink contains fine metal particles having a catalytic ability for electroless plating.
１１．前記インクジェット法が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段、を具備する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であることを特徴とする前記７〜１０のいずれか１項に記載の導電膜パターンの形成方法。 11. The inkjet method includes a nozzle plate having discharge holes, a pressure chamber communicating with the discharge holes, a pressure generating element that causes a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, and a driving voltage applying unit that applies a voltage to the pressure generating element. 11. The method for forming a conductive film pattern according to any one of 7 to 10, wherein the method is a method of discharging a droplet from a droplet discharge head.
１２．前記インクジェット法が、さらに静電電圧印加手段を有し、前記圧力変動に加えて静電力を利用して液滴を飛翔させる方法であることを特徴とする前記１１に記載の導電膜パターンの形成方法。 12 12. The method for forming a conductive film pattern according to 11 above, wherein the inkjet method further includes electrostatic voltage applying means, and a droplet is ejected using an electrostatic force in addition to the pressure fluctuation. Method.
本発明によれば、微細な形状を有し、基材との密着性や形状精度、信頼性に優れ、複雑、高価な設備、工程を必要とせずに形成する導電膜パターン及びその形成方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a conductive film pattern having a fine shape, excellent adhesion to a base material, shape accuracy, and reliability, and formed without requiring complicated and expensive equipment and processes, and a method for forming the same. Can be provided.
即ち、
本発明では、インクジェット法によって形成したパターンに無電解めっき処理を施して導電膜パターンを作製する際に、予め所定のカップリング剤によって表面処理を行った基材を用いることにより、めっきの析出状態や、膜パターンと基材との密着性を良好なものとすることが可能となる。
That is,
In the present invention, when an electroless plating process is performed on a pattern formed by an ink jet method to produce a conductive film pattern, a plating deposition state is obtained by using a substrate that has been surface-treated with a predetermined coupling agent in advance. In addition, the adhesion between the film pattern and the substrate can be improved.
また、インクジェット法によって形成されたパターンが微細である場合においても、めっきの析出状態や密着性に優れるだけでなく、めっき処理によるパターン形状の変動を抑制することができるので、微細形状を有する膜パターンの形成に対して好ましく用いられる。 In addition, even when the pattern formed by the ink jet method is fine, not only is the deposition state and adhesion of the plating excellent, but also the variation of the pattern shape due to the plating treatment can be suppressed, so a film having a fine shape It is preferably used for forming a pattern.
また、インクジェット法によって配置されるインクとして無電解めっきの触媒能を有する金属微粒子を含有するインクを用いることにより、無電解めっき処理においてめっき金属をインクパターン上に良好に析出させることが出来るので、好ましく用いられる。 In addition, by using an ink containing metal fine particles having electroless plating catalytic ability as an ink disposed by an inkjet method, plating metal can be favorably deposited on the ink pattern in the electroless plating process, Preferably used.
さらに、インクジェット法として静電力を利用する方法を用いることにより、微小な液滴を良好な位置精度で基材上に配置することが容易に可能となり、本発明の、微細形状を有する膜パターンの形成に対して好ましく用いられる。 Furthermore, by using a method using an electrostatic force as an ink jet method, it is possible to easily arrange minute droplets on a substrate with good positional accuracy. Preferably used for formation.
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated, this invention is not limited to these.
本発明は、インクジェット法によって形成したパターンに無電解めっき処理を施して導電膜パターンを作製する際に、予め所定のカップリング剤によって表面処理を行った基材を用いることにより、めっきの析出状態や、膜パターンと基材との密着性を良好なものとするものである。すなわち、基材表面との化学結合により形成されたカップリング剤の膜が有する官能基の作用により基材の表面物性を制御して、配置されたインク滴の形状を、微細なパターン形成が可能である程度以上には濡れ広がらせず、かつ、めっき処理後も析出不良の生じない程度の密着力を保つ程度に密着力を制御することが可能となるものである。 In the present invention, when an electroless plating process is performed on a pattern formed by an ink-jet method to produce a conductive film pattern, a deposition state of plating is obtained by using a substrate that has been surface-treated with a predetermined coupling agent in advance. In addition, the adhesiveness between the film pattern and the substrate is improved. In other words, the surface properties of the substrate can be controlled by the action of the functional group of the coupling agent film formed by chemical bonding with the substrate surface, and the pattern of the arranged ink droplets can be finely patterned. Thus, it is possible to control the adhesion force to such an extent that the adhesion force does not spread more than a certain degree and the adhesion force is maintained to such an extent that no defective deposition occurs after the plating process.
（カップリング剤）
本発明で用いられるカップリング剤は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択されるものである。本発明においては、前記の群より選択した一種の化合物を用いる場合のみならず、二種以上を組み合わせて用いることも可能である。
(Coupling agent)
The coupling agent used in the present invention is selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent. In the present invention, it is possible not only to use one kind of compound selected from the above group, but also to use two or more kinds in combination.
本発明で用いられるカップリング剤とは、中心元素（ケイ素、チタン、ジルコニウム及びアルミニウム）に各種の有機官能基と加水分解基が結合した構造を有するものであるが、この他に、中心元素にアルコキシル基が結合したアルコキシド化合物や、アシル基が結合したアシレート化合物、さらに官能基が配位結合したキレート化合物を用いても良い。また、これらの化合物が縮合したオリゴマー化合物を用いても良い。 The coupling agent used in the present invention has a structure in which various organic functional groups and hydrolyzable groups are bonded to a central element (silicon, titanium, zirconium and aluminum). An alkoxide compound to which an alkoxyl group is bonded, an acylate compound to which an acyl group is bonded, or a chelate compound to which a functional group is coordinately bonded may be used. Moreover, you may use the oligomer compound which these compounds condensed.
また、本発明で用いられるカップリング剤は、フッ素原子を含有しないものが好ましい。フッ素原子を含有したカップリング剤を用いることにより、後の工程において基材上に付与されるインクと基材との間の接触角は比較的高い値が得られる（すなわち、撥液性が比較的高くなる）が、めっき処理を行った際の基材とインクとの密着力の点、処理中におけるインクパターンの耐剥がれの点からフッ素原子を含有しないカップリング剤が好ましく用いられる。 In addition, the coupling agent used in the present invention preferably does not contain a fluorine atom. By using a coupling agent containing a fluorine atom, a relatively high value of the contact angle between the ink applied to the substrate in the subsequent step and the substrate can be obtained (that is, the liquid repellency is compared). However, a coupling agent that does not contain a fluorine atom is preferably used from the viewpoint of the adhesion between the substrate and the ink when the plating treatment is performed and the resistance to peeling of the ink pattern during the treatment.
また、基材に対する膜自体の密着性、膜物性の安定性、膜形成時の取り扱いの容易性の観点から、本発明においてはチタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される化合物が好ましく用いられる。 Further, from the viewpoint of adhesion of the film itself to the substrate, stability of film physical properties, and ease of handling during film formation, in the present invention, from a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent, A compound selected from the group consisting of is preferably used.
本発明で用いられるシランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）ジメトキシメチルシラン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）ジエトキシメチルシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、３−［２−（２−アミノエチルアミノエチルアミノ）プロピル］トリメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、イミダゾリルアルキル−トリアルコキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent used in the present invention include vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacrylic Loxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 Aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, 3- ( 2-aminoethylaminopropyl) dimethoxymethylsilane, 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane, 2- (2-aminoethylthioethyl) diethoxymethylsilane, 2- (2-aminoethylthioethyl) Triethoxysilane, 3- [2- (2-aminoethylaminoethylamino) propyl] trimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinyl base Gil) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, imidazolylalkyl-trialkoxysilane, diphenyldimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, Examples include tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyltriethoxysilane, and phenyltriethoxysilane. .
中でも、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が好ましい。 Among them, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane Etc. are preferred.
本発明で用いられるチタンカップリング剤としては、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、ブチルチタネートダイマー、チタンテトラ−２−エチルヘキソキシド、チタンジオクチロキシビス（オクチレングリコレート）、テトラメチルチタネート、チタンアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス（アセチルアセトネート）、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）、チタンエチルアセトアセテート、チタンオクタンジオレート、チタンジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）、チタントリエタノールアミネート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、ポリヒドロキシチタンステアレート、ＫＲ３８Ｓ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ４４（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ４６Ｂ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ５５（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ９ＳＡ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲＴＴＳ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ４１Ｂ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ１３８Ｓ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ２３８Ｓ（味の素ファインテクノ社製）、ＫＲ３３８Ｘ（味の素ファインテクノ社製）、などが挙げられる。 Examples of the titanium coupling agent used in the present invention include titanium tetraisopropoxide, titanium tetranormal butoxide, butyl titanate dimer, titanium tetra-2-ethylhexoxide, titanium dioctyloxybis (octylene glycolate), tetra Methyl titanate, titanium acetylacetonate, titanium diisopropoxybis (acetylacetonate), titanium tetraacetylacetonate, titanium diisopropoxybis (ethylacetoacetate), titanium ethylacetoacetate, titanium octanediolate, titanium diisopropoxy Bis (triethanolamate), Titanium triethanolamate, Titanium lactate ammonium salt, Titanium lactate, Polyhydroxytitanium stearate, KR38S In-Techno), KR44 (Ajinomoto Fine-Techno), KR46B (Ajinomoto Fine-Techno), KR55 (Ajinomoto Fine-Techno), KR9SA (Ajinomoto Fine-Techno), KRTTS (Ajinomoto Fine-Techno) , KR41B (manufactured by Ajinomoto Fine Techno), KR138S (manufactured by Ajinomoto Fine Techno), KR238S (manufactured by Ajinomoto Fine Techno), KR338X (manufactured by Ajinomoto Fine Techno), and the like.
中でも、チタンジオクチロキシビス（オクチレングリコレート）、チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）、ポリヒドロキシチタンステアレート、ＫＲ４４（味の素ファインテクノ製）、ＫＲ４６Ｂ（味の素ファインテクノ製）、ＫＲ５５（味の素ファインテクノ製）、ＫＲ９ＳＡ（味の素ファインテクノ製）、ＫＲ４１Ｂ（味の素ファインテクノ製）、等が好ましい。 Among them, titanium dioctyloxybis (octylene glycolate), titanium diisopropoxybis (ethyl acetoacetate), polyhydroxytitanium stearate, KR44 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno), KR46B (manufactured by Ajinomoto Fine Techno), KR55 (Ajinomoto) Fine Techno), KR9SA (Ajinomoto Fine Techno), KR41B (Ajinomoto Fine Techno), and the like are preferable.
本発明で用いられるジルコニアカップリング剤としては、ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、ジルコニウムテトラノルマルブトキシド、ジルコウニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、ジルコニウムジブトキシビス（エチルアセトアセテート）、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシモノステアレート、塩化ジルコニウム化合物アミノカルボン酸、ジルコニウムモノアセチルアセトネート、ジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジルコニウムモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセチルアセトネートビスエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムモノステアレート、等が挙げられる。 Examples of the zirconia coupling agent used in the present invention include zirconium tetranormal propoxide, zirconium tetranormal butoxide, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tributoxymonoacetylacetonate, zirconium monobutoxyacetylacetonate bis (ethylacetoacetate). ), Zirconium dibutoxybis (ethyl acetoacetate), zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tributoxy monostearate, zirconium chloride compound aminocarboxylic acid, zirconium monoacetylacetonate, zirconium bisacetylacetonate, zirconium monoethylacetoacetate, Zirconium acetylacetonate bisethylacetoacetate, zirconium acetate Over DOO, zirconium monostearate, and the like.
中でも、ジルコニウムジブトキシビス（エチルアセトアセテート）、ジルコニウムトリブトキシモノステアレート等が好ましい。 Of these, zirconium dibutoxybis (ethyl acetoacetate), zirconium tributoxy monostearate and the like are preferable.
本発明で用いられるアルミニウムカップリング剤としては、アルミニウムイソプロピレート、モノｓｅｃ−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチレート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロポキシモノオレイルアセトアセテート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、アルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート、環状アルミニウムオキサイドイソプロピレート、環状アルミニウムオキサイドオクチレート、環状アルミニウムオキサイドステアレート、等が挙げられる。 Examples of the aluminum coupling agent used in the present invention include aluminum isopropylate, monosec-butoxyaluminum diisopropylate, aluminum sec-butyrate, aluminum ethylate, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), Alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum diisopropoxy monooleyl acetoacetate, aluminum monoacetylacetonate bis (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), aluminum monoisopropoxy monooleoxyethyl acetoacetate, cyclic aluminum Oxide isopropylate, cyclic aluminum oxide octylene , Cyclic aluminum oxide stearate, and the like.
中でも、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等が好ましい。 Of these, alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate is preferred.
（基材）
本発明で用いられる基材は、用途に応じて適宜選択して使用すればよいが、例としては、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、ガラス−エポキシ基材、シリコン基材、セラミックス基材、ガラス基材等が挙げられる。
(Base material)
The base material used in the present invention may be appropriately selected and used depending on the application, but examples include a resin film such as a polyimide film, a polyamideimide film, a polyamide film, and a polyester film, a glass-epoxy base material, A silicon base material, a ceramic base material, a glass base material, etc. are mentioned.
本発明で用いられる樹脂フィルムの材質としては、特に限定はないが、例えば、ポリエステル系フィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンも含む）系フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム（アートン（ＪＳＲ社製）、ゼオネックス、ゼオネア（以上、日本ゼオン社製））、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリアクリレート系フィルム、ポリアリレート系フィルム等を挙げることができる。これらの素材を主成分とする異なる材質のフィルムを積層したフィルムであってもよい。 The material of the resin film used in the present invention is not particularly limited. For example, polyester film (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polycarbonate film, polyarylate film, polysulfone (including polyethersulfone). Film, polyethylene film, polypropylene film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene vinyl alcohol film, syndiotactic polystyrene film, polycarbonate film, cycloolefin polymer film (Arton (manufactured by JSR), Zeonex, Zeonea (and above) , Manufactured by Nippon Zeon)), polyethersulfone film, polysulfone film, polymethylpentene film, poly Chromatography ether ketone film, polyether ketone imide film, a polyamide film, a fluororesin film, a nylon film, polymethyl methacrylate film, polyacrylate films, and polyarylate films. The film which laminated | stacked the film of the different material which has these materials as a main component may be sufficient.
（基材へのカップリング処理方法）
基材上にカップリング剤の膜を形成する膜形成方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、カップリング剤を溶媒に希釈した溶液を基材表面に対してスプレーコート、スピンコート、ディップコート、ロールコート、インクジェットなどの方法で付与する方法を挙げることが出来る。この場合、溶媒は用いるカップリング剤の種類に応じて適当なものを選択して用いることが出来るが、例えば、イソプロパノールや１−ブタノールを使用することが出来る。
(Coupling treatment method to substrate)
The film forming method for forming a coupling agent film on a substrate is not particularly limited. For example, a solution obtained by diluting a coupling agent in a solvent is spray-coated or spin-coated on the substrate surface. , Dip coating, roll coating, ink jetting and the like. In this case, an appropriate solvent can be selected and used according to the type of coupling agent to be used. For example, isopropanol or 1-butanol can be used.
また、希釈液中のカップリング剤濃度は任意の値にすることが出来るが、濃度が高すぎると取り扱いが困難になり基材上へ均一に付与することが難しく、逆に濃度が低すぎると形成された膜が所望の物性を発現しない場合があるため、例えば０．０１〜２０質量％の範囲の中で任意の値に設定すればよい。 In addition, the concentration of the coupling agent in the diluent can be any value, but if the concentration is too high, it becomes difficult to handle and difficult to apply uniformly on the substrate, and conversely if the concentration is too low Since the formed film may not exhibit desired physical properties, it may be set to any value within a range of 0.01 to 20% by mass, for example.
また、カップリング剤を付与された基材は、熱風循環炉（オーブン）やホットプレートなどを用いて加熱乾燥される。加熱乾燥されることにより、基材に付与されたカップリング剤が基材表面において所望の物性、機能を発現することになる。 Moreover, the base material provided with the coupling agent is heated and dried using a hot-air circulating furnace (oven) or a hot plate. By being dried by heating, the coupling agent imparted to the substrate exhibits desired physical properties and functions on the surface of the substrate.
また、基材上にカップリング剤を付与するのに先立って、基材とカップリング剤層との密着性を高めると言う観点から、基材に予め表面処理を行うことが好ましい。表面処理の例として、プラズマ処理、コロナ放電処理、火炎処理、オゾン処理、紫外線処理、放射線処理、化学薬品処理を挙げることができる。 In addition, prior to applying the coupling agent on the base material, it is preferable to perform surface treatment on the base material in advance from the viewpoint of improving the adhesion between the base material and the coupling agent layer. Examples of the surface treatment include plasma treatment, corona discharge treatment, flame treatment, ozone treatment, ultraviolet treatment, radiation treatment, and chemical treatment.
（インクジェット方法、装置）
本発明で用いられるインクジェット装置について説明する。
(Inkjet method, apparatus)
The ink jet device used in the present invention will be described.
インクジェット法として静電力を利用する方法のインクジェット装置を用いることにより、微小な液滴を良好な位置精度で基材上に配置することが容易に可能となり、本発明の、微細形状を有する膜パターンの形成に対して好ましく用いることができる。 By using an ink jet apparatus using an electrostatic force as an ink jet method, it is possible to easily arrange minute droplets on a substrate with good positional accuracy, and the film pattern having a fine shape of the present invention It can be preferably used for the formation of.
（インクジェット記録装置の概要）
以下、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。
(Outline of inkjet recording apparatus)
Hereinafter, an exemplary embodiment of an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。本実施形態におけるインクジェット記録装置１００は、底板１と、水平ガイドレール２を下方から所定高さ位置で支持するガイドレール支持台３を備えている。水平ガイドレール２は、垂直ガイドレール６を介してキャリッジ７を支持しており、垂直ガイドレール６とキャリッジ７は、一体となって、図示しない移動機構により所定の搬送方向である水平な主走査方向Ｘに、水平ガイドレール２に沿って往復移動するようになっている。また、キャリッジ７は、図示しない移動機構により垂直方向Ｚに、垂直ガイドレール６に沿って往復移動するようになっている。
FIG. 1 is a perspective view showing an internal configuration of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. The ink
底板１には、図示しない基材を非記録面側から支持する支持台４と、インクジェット記録ヘッド８のメンテナンスを行うメンテナンス装置５とが、水平ガイドレール２の長手方向に並んで配設されている。支持台４は、図示しない搬送機構により主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに、記録媒体を搬送するものである。
On the bottom plate 1, a
また、支持台４は、静電吸引力を利用してインクを吐出させる場合には、静電電圧印加手段の電極としての機能も具備する。
Further, the
キャリッジ７には、本発明に係るインクを基材に対して吐出するインクジェット記録ヘッド８が搭載されている。インクジェット記録ヘッドについては後に詳述する。 An ink jet recording head 8 that discharges the ink according to the present invention to the substrate is mounted on the carriage 7. The ink jet recording head will be described in detail later.
本発明において上記のインクジェット記録装置を使用する際には、支持台上に配置された基材上に、インクジェット記録ヘッドから吐出されたインクによって任意のパターンを描画するように、キャリッジと支持台を任意に移動できるように制御するとともに、記録ヘッドからのインクの吐出制御を行う。 When using the above-described inkjet recording apparatus in the present invention, the carriage and the support base are arranged so that an arbitrary pattern is drawn by the ink ejected from the ink jet recording head on the substrate arranged on the support base. Control is performed so that it can be arbitrarily moved, and ink ejection from the recording head is controlled.
（静電力を利用した液滴吐出手段）
図２は、本発明に好ましく用いられる、静電力を利用した液滴吐出装置（インクジェット装置）の全体構成を示す模式図である。なお、本発明で用いられるインクジェット記録ヘッド４０２は、いわゆるシリアル方式あるいはライン方式等の各種の液体吐出装置に適用可能である。
(Droplet discharge means using electrostatic force)
FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of a droplet discharge device (inkjet device) using electrostatic force, which is preferably used in the present invention. The ink
本実施形態の液滴吐出装置４０１は、帯電可能なインクＬの液滴Ｄを吐出するノズル４１０が形成された液体吐出ヘッド４０２と、液体吐出ヘッド４０２のノズル４１０に対向する対向面を有すると共にその対向面で液滴Ｄの着弾を受ける基材Ｋを支持する対向電極４０３とを備えている。
The
インクジェット記録ヘッド（以下、液体吐出ヘッドともいう）４０２の対向電極４０３に対向する側には、複数のノズル４１０を有する樹脂製のノズルプレート４１１が設けられている。液体吐出ヘッド４０２は、ノズルプレート４１１の対向電極４０３に対向する吐出面４１２からノズル４１０が突出していないフラットな吐出面を有するヘッドとして構成されている。
A
各ノズル４１０は、ノズルプレート４１１に穿孔されて形成されており、各ノズル４１０には、それぞれノズルプレート４１１の吐出面４１２に吐出孔４１３を有する小径部４１４とその背後に形成されたより大径の大径部４１５との２段構造とされている。本実施形態では、ノズル４１０の小径部４１４および大径部４１５は、それぞれ断面円形で対向電極側がより小径とされたテーパ状に形成されており、小径部４１４の吐出孔４１３の内部直径（以下、ノズル径という。）が例えば１０μｍ、大径部４１５の小径部４１４から最も離れた側の開口端の内部直径が、例えば７５μｍとなるように構成されている。
Each
ノズルプレート４１１の吐出面４１２と反対側の面には、例えばニッケル等の導電性部材よりなりノズル４１０内の液体Ｌを帯電させるための帯電用電極４１６が設けられている。本実施形態では、帯電用電極４１６は、ノズル４１０の大径部４１５の内周面４１７まで延設されており、ノズル内のインクＬに接するようになっている。
On the surface opposite to the
また、帯電用電極４１６は、静電吸引力を生じさせる静電電圧を印加する静電電圧印加手段としての帯電電圧電源４１８に接続されており、単一の帯電用電極４１６が全てのノズル４１０内の液体Ｌに接触しているため、帯電電圧電源４１８から帯電用電極４１６に静電電圧が印加されると、全ノズル４１０内の液体Ｌが同時に帯電され、液体吐出ヘッド４０２と対向電極４０３との間、特に液体Ｌと基材Ｋとの間に静電吸引力が発生されるようになっている。
Further, the charging
帯電用電極４１６の背後には、ボディ層４１９が設けられている。ボディ層４１９の各ノズル４１０の大径部４１５の開口端に面する部分には、それぞれ開口端にほぼ等しい内径を有する略円筒状の空間が形成されており、各空間は、吐出される液体Ｌと連通したキャビティ４２０になっている。
A
ボディ層４１９の背後には、可撓性を有する金属薄板やシリコン等よりなる可撓層４２１が設けられており、可撓層４２１により液体吐出ヘッド４０２が外界と画されている。
A
なお、ボディ層４１９には、キャビティ４２０に液体Ｌを供給するための図示しない流路が形成されている。具体的には、ボディ層４１９としてのシリコンプレートをエッチング加工してキャビティ４２０、共通流路、および共通流路とキャビティ４２０とを結ぶ流路が設けられており、共通流路には、外部の図示しない液体タンクから液体Ｌを供給する図示しない供給管が連絡されており、供給管に設けられた図示しない供給ポンプにより或いは液体タンクの配置位置による差圧により流路やキャビティ４２０、ノズル４１０等の液体Ｌに所定の供給圧力が付与されるようになっている。
In the
可撓層４２１の外面の各キャビティ４２０に対応する部分には、それぞれ圧力発生手段としての圧電素子アクチュエータであるピエゾ素子４２２が設けられており、ピエゾ素子４２２には、素子に駆動電圧を印加して素子を変形させるための駆動電圧電源４２３が接続されている。ピエゾ素子４２２は、駆動電圧電源４２３からの駆動電圧の印加により変形して、ノズル内の液体Ｌに圧力を生じさせてノズル４１０の吐出孔４１３に液体Ｌのメニスカスを形成させるようになっている。なお、圧力発生手段は、本実施形態のような圧電素子アクチュエータのほかに、例えば、静電アクチュエータや発熱素子等を採用することも可能である。
駆動電圧電源４２３および帯電用電極４１６に静電電圧を印加する前記帯電電圧電源４１８は、それぞれ動作制御手段４２４に接続されており、それぞれ動作制御手段４２４による制御を受けるようになっている。
The charging
動作制御手段４２４は、本実施形態では、ＣＰＵ４２５やＲＯＭ４２６、ＲＡＭ４２７等が図示しないＢＵＳにより接続されて構成されたコンピュータからなっており、ＣＰＵ４２５は、ＲＯＭ４２６に格納された電源制御プログラムに基づいて帯電電圧電源４１８および各駆動電圧電源４２３を駆動させてノズル４１０の吐出孔４１３からインクである液体Ｌを吐出させるようになっている。
In this embodiment, the operation control means 424 is composed of a computer in which a
なお、本実施形態では、液体吐出ヘッド４０２のノズルプレート４１１の吐出面４１２には、吐出孔４１３からの液体Ｌの滲み出しを抑制するための撥液層４２８が吐出孔４１３以外の吐出面４１２全面に設けられている。撥液層４２８は、例えば、液体Ｌが水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体Ｌが油性であれば撥油性を有する材料が用いられるが、一般に、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、フッ素シロキサン、フルオロアルキルシラン、アモルファスパーフルオロ樹脂等のフッ素樹脂等が用いられることが多く、塗布や蒸着等の方法で吐出面４１２に成膜されている。なお、撥液層４２８は、ノズルプレート４１１の吐出面４１２に直接成膜してもよいし、撥液層４２８の密着性を向上させるために中間層を介して成膜することも可能である。
In this embodiment, the
液体吐出ヘッド４０２の下方には、基材Ｋを支持する平板状の対向電極４０３が液体吐出ヘッド４０２の吐出面４１２に平行に所定距離離間されて配置されている。対向電極４０３と液体吐出ヘッド４０２との離間距離は、０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲内で適宜設定される。
Below the
本実施形態では、対向電極４０３は接地されており、常時接地電位に維持されている。そのため、前記帯電電圧電源４１８から帯電用電極４１６に静電電圧が印加されると、ノズル４１０の吐出孔４１３の液体Ｌと対向電極４０３の液体吐出ヘッド４０２に対向する対向面との間に電界が生じるようになっている。また、帯電した液滴Ｄが基材Ｋに着弾すると、対向電極４０３はその電荷を接地により逃がすようになっている。また、これとは逆に、基材側の電極４０３に静電電圧を印加し、液体Ｌに接している電極４１６を接地ささせるような構成にしても良い。
In this embodiment, the
なお、対向電極４０３または液体吐出ヘッド４０２には、液体吐出ヘッド４０２と基材Ｋとを相対的に移動させて位置決めするための図示しない位置決め手段が取り付けられており、これにより液体吐出ヘッド４０２の各ノズル４１０から吐出された液滴Ｄは、基材Ｋの表面に任意の位置に着弾させることが可能とされている。
The
次に、以下、図面を参照しながら本発明に好ましく用いられるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の好ましい一態様について説明する。但し、本発明はこれらに限定されない。 Next, a preferred embodiment of the ink jet head (droplet discharge head) preferably used in the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these.
本発明に用いられるインクジェットヘッドの一例として、マルチノズルヘッド５００が図３に示されている。マルチノズルヘッド５００はノズルプレート５３１、ボディプレート５３２および圧電素子５３３を有している。ノズルプレート５３１は１５０μｍ〜３００μｍ程度の厚みを有したシリコン基材また酸化シリコン基材である。ノズルプレート５３１には複数のノズル５０１が形成されており、これら複数のノズル５０１が１列に配列されている。
As an example of the ink jet head used in the present invention, a
ボディプレート５３２は、２００μｍ〜５００μｍ程度の厚みを有したシリコン基材である。ボディプレート５３２にはインク供給口６０１、インク貯留室６０２、複数のインク供給路６０３および複数の圧力室６０４が形成されている。
The
インク供給口６０１は直径が４００μｍ〜１５００μｍ程度の円形状の貫通孔である。
The
インク貯留室６０２は幅が４００μｍ〜１０００μｍ程度で深さが５０μｍ〜２００μｍ程度の溝である。
The
インク供給路６０３は幅が５０μｍ〜１５０μｍ程度で深さが３０μｍ〜１５０μｍ程度の溝である。圧力室６０４は幅が１５０μｍ〜３５０μｍ程度で深さが５０μｍ〜２００μｍ程度の溝である。
The
ノズルプレート５３１とボディプレート５３２とは互いに接合されるようになっており、接合した状態ではノズルプレート５３１のノズル５０１とボディプレート５３２の圧力室６０４とが１対１で対応するようになっている。
The
ノズルプレート５３１とボディプレート５３２とが接合された状態でインク供給口６０１にインクが供給されると、当該インクはインク貯留室６０２に一時的に貯留され、その後にインク貯留室６０２から各インク供給路６０３を通じて各圧力室６０４に供給されるようになっている。
When ink is supplied to the
圧電素子５３３はボディプレート５３２の圧力室６０４に対応した位置に接着されるようになっている。圧電素子５３３はＰＺＴと電極からなるアクチュエータであり、電圧の印加を受けると変形して圧力室６０４の内部のインクをノズル５０１から吐出させるようになっている。
The
次に、マルチノズルヘッド５００の断面図の一例を図４に示す。図３では図示しないが、ノズルプレート５３１とボディプレート５３２と間には硼珪酸ガラスプレート５３４（図４参照）が介在している。また、ノズル内部の液体に静電電圧を印加するための図示しない帯電用電極が設けられている。
Next, an example of a cross-sectional view of the
図４に示す通り、１つの圧電素子に対応してノズル５０１と圧力室６０４とが１つずつ構成されている。
As shown in FIG. 4, one
ノズルプレート５３１においてノズル５０１には段が形成されており、ノズル５０１は下段部５０１ａと上段部５０１ｂとで構成されている。下段部５０１ａと上段部５０１ｂとは共に円筒形状を呈しており、下段部５０１ａの直径Ｄ１（図４中左右方向の距離）が上段部５０１ｂの直径Ｄ２（図３中左右方向の距離）より小さくなっている。
In the
ノズル５０１の下段部５０１ａは上段部５０１ｂから流通してきたインクを直接的に吐出する部位である。下段部５０１ａは直径Ｄ１が１μｍ〜１０μｍで、長さＬ（図４中上下方向の距離）が１．０μｍ〜５．０μｍとなっている。下段部５０１ａの長さＬを１．０μｍ〜５．０μｍの範囲に限定するのは、インクの着弾精度を飛躍的に向上させることができるからである。
The
他方、ノズル５０１の上段部５０１ｂは圧力室６０４から流通してきたインクを下段部５０１ａに流通させる部位であり、その直径Ｄ２が１０μｍ〜６０μｍとなっている。
On the other hand, the
上段部５０１ｂの直径Ｄ２の下限を１０μｍ以上に限定するのは、１０μｍを下回ると、ノズル５０１全体（下段部５０１ａと上段部５０１ｂ）の流路抵抗に対し上段部５０１ｂの流路抵抗が無視できない値となり、インクの吐出効率が低下しやすいからである。
The lower limit of the diameter D2 of the
逆に、上段部５０１ｂの直径Ｄ２の上限を６０μｍ以下に限定するのは、上段部５０１ｂの直径Ｄ２が大きくなるほど、インクの吐出部位としての下段部５０１ａが薄弱化して（下段部５０１ａが面積増大して機械的強度が小さくなる。）、インクの吐出時に変形し易くなり、その結果インクの着弾精度が低下するからである。すなわち、上段部５０１ｂの直径Ｄ２の上限が６０μｍを上回ると、接着剤液の吐出に伴い下段部５０１ａの変形が非常に大きくなり、着弾精度を規定値（＝０．５°）以内に抑えることができなくなる可能性があるからである。
On the other hand, the upper limit of the diameter D2 of the
ノズルプレート５３１とボディプレート５３２との間には数百μｍ程度の厚みを有した硼珪酸ガラスプレート５３４が設けられており、硼珪酸ガラスプレート５３４にはノズル５０１と圧力室６０４とを連通させる開口部５３４ａが形成されている。開口部５３４ａは、圧力室６０４とノズル５０１の上段部５０１ｂとに通じる貫通孔であり、圧力室６０４からノズル５０１に向けてインクを流通させる流路として機能する部位である。圧力室６０４は、圧電素子５３３の変形を受けて当該圧力室６０４の内部のインクに圧力を与える部位である。
A
以上の構成を具備するマルチノズルヘッド５００では、圧電素子５３３が変形すると、圧力室６０４の内部のインクに圧力を与え、当該インクは圧力室６０４から硼珪酸ガラスプレート５３４の開口部５３４ａを流通してノズル５０１に至り、最終的にノズル５０１の下段部５０１ａから吐出されるようになっている。
In the
なお、本発明に係るインクジェット記録装置の一態様としては、マルチノズルヘッド５００のノズルプレート５３１に対向する位置に基材電極が設けられており（図示略）、ノズル５０１と当該基材電極との間に静電電圧を印加できるようになっている。
As an aspect of the ink jet recording apparatus according to the present invention, a base electrode is provided at a position facing the
従って、圧電素子による液体への圧力付与と帯電用電極による液体への静電吸引力との相乗効果により効率的に液滴を吐出できる液滴吐出ヘッドとすることが出来る。換言すると、静電吸引力が働かない場合には飛翔中の空気抵抗の影響により飛翔速度が低下して正規の着弾位置まで到達できないような微小な液滴を吐出する場合においても、静電吸引力の作用により正規の着弾位置に高い精度で着弾させることができ、良好な形状のパターンを形成することができる。 Therefore, a liquid droplet ejection head capable of efficiently ejecting liquid droplets can be obtained by a synergistic effect between the application of pressure to the liquid by the piezoelectric element and the electrostatic attraction force to the liquid by the charging electrode. In other words, when the electrostatic attraction force does not work, electrostatic attraction is effective even when ejecting minute droplets that cannot reach the normal landing position due to the flight speed being reduced due to the air resistance during flight. Due to the action of force, it is possible to land at a regular landing position with high accuracy, and a pattern having a good shape can be formed.
（インク）
本発明で用いられるインクは、無電解めっきの触媒としての機能を有する組成物を含有するものである。この場合の「無電解めっきの触媒としての機能」とは、触媒が付与された基材に対して無電解めっき処理を施すと触媒が付与された位置にめっき金属が析出する機能のことである。
(ink)
The ink used in the present invention contains a composition having a function as a catalyst for electroless plating. In this case, the “function as a catalyst for electroless plating” refers to a function in which a plating metal is deposited at a position where a catalyst is applied when the electroless plating treatment is performed on a substrate provided with the catalyst. .
前記組成物の形態は特に限定されるものではないが、好ましい形態として、触媒能を有する組成物として金属微粒子を含有する形態が挙げられる。 Although the form of the said composition is not specifically limited, As a preferable form, the form containing metal microparticles | fine-particles as a composition which has catalytic ability is mentioned.
本発明に用いられる金属微粒子としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等が挙げられるが、その中でも特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ又はこれらを含む合金は、触媒能が高く良好なめっきパターンを形成することができるので好ましく用いられる。これらの金属微粒子は、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属ナノコロイドであることが好ましい。 Examples of the metal fine particles used in the present invention include Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga, In and the like can be mentioned, among which Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ir, Cu or alloys containing these are preferably used because they have a high catalytic ability and can form a good plating pattern. It is done. These metal fine particles are preferably metal nanocolloids having an average particle diameter of 100 nm or less.
本発明で用いられる金属微粒子含有インクには、金属微粒子の保護コロイドとして重合体または界面活性剤を用いることができ、特に、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリウレタンとアルカノールアミンとのブロック共重合体が好ましい。 In the fine metal particle-containing ink used in the present invention, a polymer or a surfactant can be used as a protective colloid of fine metal particles. Particularly, a block copolymer of polyester, polyacrylonitrile, polyurethane and alkanolamine is preferable. .
本発明で用いられる金属微粒子含有インクは、水系インクと油系インクとが挙げられる。金属微粒子を、水を主体とする分散媒に分散して構成される水系導電性インクは、例えば、以下に示す方法に従って調製することができる。 Examples of the metal fine particle-containing ink used in the present invention include water-based ink and oil-based ink. A water-based conductive ink constituted by dispersing metal fine particles in a dispersion medium mainly containing water can be prepared, for example, according to the following method.
塩化金酸や硝酸銀のような金属イオンソース水溶液中に水溶性の重合体を溶解させ、撹拌しながら、ジメチルアミノエタノールのようなアルカノールアミンを添加する。数１０秒〜数分で金属イオンが還元され、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子が析出する。その後、塩素イオンや硝酸イオンを限外濾過などの濾過方法で除去した後、濃縮・乾燥することにより、高濃度に金属微粒子を含有した水系インクが得られる。この水系インクは、水やアルコール系溶媒、テトラエトキシシランやトリエトキシシランのようなゾルゲルプロセス用バインダーに安定に溶解、混合することが可能である。 A water-soluble polymer is dissolved in a metal ion source aqueous solution such as chloroauric acid or silver nitrate, and an alkanolamine such as dimethylaminoethanol is added with stirring. Metal ions are reduced in several tens of seconds to several minutes, and metal fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less are deposited. Thereafter, chlorine ions and nitrate ions are removed by a filtration method such as ultrafiltration, and then concentrated and dried to obtain a water-based ink containing metal fine particles at a high concentration. This water-based ink can be stably dissolved and mixed in water, an alcohol-based solvent, a sol-gel process binder such as tetraethoxysilane or triethoxysilane.
また、金属微粒子を油性分散媒に分散した油系インクは、例えば、以下に示す方法に従って調製することができる。 An oil-based ink in which metal fine particles are dispersed in an oil-based dispersion medium can be prepared, for example, according to the following method.
油溶性ポリマーをアセトンのような水混和性有機溶媒に溶解させ、このポリマー溶液を金属イオンソース水溶液と混合する。混合物は不均一系であるが、これを撹拌しながらアルカノールアミンを添加すると、金属微粒子が重合体中に分散した形で油相側に析出してくる。これを洗浄、濃縮、乾燥させることにより、水系インクと同様の濃厚な金属微粒子を含有する油系インクが得られる。この油系導電性インクは、芳香族系、ケトン系、エステル系などの溶媒やポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等に安定に溶解、混合することが可能である。 The oil-soluble polymer is dissolved in a water-miscible organic solvent such as acetone, and the polymer solution is mixed with an aqueous metal ion source solution. Although the mixture is heterogeneous, when alkanolamine is added while stirring the mixture, metal fine particles are precipitated on the oil phase side in a form dispersed in the polymer. By washing, concentrating and drying this, an oil-based ink containing dense metal fine particles similar to the water-based ink can be obtained. This oil-based conductive ink can be stably dissolved and mixed in aromatic, ketone-based, ester-based solvents, polyesters, epoxy resins, acrylic resins, polyurethane resins, and the like.
インクの分散媒中における金属微粒子の濃度は、最大８０質量％程度にすることが可能であるが、用途に応じて適宜希釈して使用することができる。通常は、インクにおける金属微粒子の含有量は２〜５０質量％、界面活性剤および樹脂成分の含有量は０．３〜３０質量％、粘度は３〜３０ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。 The concentration of the metal fine particles in the ink dispersion medium can be about 80% by mass at maximum, but can be appropriately diluted depending on the application. Usually, the content of metal fine particles in the ink is preferably 2 to 50% by mass, the content of the surfactant and the resin component is 0.3 to 30% by mass, and the viscosity is preferably 3 to 30 mPa · s.
また、金属微粒子を含有するインクのほかに、前記の金属をイオンとして含有する液状組成物をインクとする形態も好ましく用いることができる。この場合、インクが基材上に配置された後、無電解めっき処理を行う前に還元処理を行うことにより基材上に配置されたインク中の金属イオンが還元されてめっき触媒能が発現され、無電解めっき処理を行うことによりめっき金属が析出して所望のパターンを得ることができる。 In addition to ink containing fine metal particles, a liquid composition containing the above metal as ions can be preferably used. In this case, after the ink is disposed on the substrate, the metal ion in the ink disposed on the substrate is reduced by performing a reduction treatment before performing the electroless plating treatment, thereby expressing the plating catalytic ability. By performing the electroless plating treatment, the plated metal can be deposited and a desired pattern can be obtained.
さらに、無電解めっきの触媒としての機能を有する組成物として、特開２００８−１６３３７１号公報に記載の、導電性ポリピロールなどの導電性高分子微粒子を用いることも出来る。 Furthermore, conductive polymer fine particles such as conductive polypyrrole described in JP-A-2008-163371 can be used as a composition having a function as a catalyst for electroless plating.
また、本発明で用いられるインクは、インクジェットヘッドから良好に吐出でき、かつ基材上に配置した際に適度な濡れ広がり性を示すという観点から、表面張力を２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下の値に調整することが好ましい。さらに、２５ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下とすることがより好ましい。 In addition, the ink used in the present invention has a surface tension of 20 mN / m or more and 50 mN / m or less from the viewpoint that it can be ejected satisfactorily from an inkjet head and exhibits appropriate wetting and spreading properties when placed on a substrate. It is preferable to adjust the value. Furthermore, it is more preferable to set it as 25 mN / m or more and 45 mN / m or less.
また、本発明で用いられるインクは、電気伝導度を０．１μＳ／ｃｍ以上、１０００μＳ／ｃｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは、１μＳ／ｃｍ以上、１００μＳ／ｃｍ以下の値とする。このことにより、インクジェット方式として静電力を用いる場合に、インクの吐出が安定となり、インクの基材上への着弾位置のばらつきが低減され、好ましく用いることが出来る。 In addition, the ink used in the present invention preferably has an electric conductivity of 0.1 μS / cm or more and 1000 μS / cm or less. More preferably, the value is 1 μS / cm or more and 100 μS / cm or less. As a result, when electrostatic force is used as the ink jet method, ink ejection becomes stable, and variations in the landing position of the ink on the base material are reduced, which can be preferably used.
本発明において、インクとして金属微粒子を含有するインクを用いた場合、カップリング剤による膜が形成されている基材上にインクジェット装置により所定の形状の膜パターンを形成された後に、熱風循環炉（オーブン）やホットプレートなどを用いて加熱、焼成を行うことが好ましい。このことにより、インク中に含有される分散剤などの有機物質や溶媒が蒸発し、形成されたパターンのめっきの触媒としての機能を発現する作用が強固なものになるため、焼成を行うことが好ましい。焼成時の温度は特に制限はないが、基材として樹脂基材を用いる場合は基材の軟化点や融点以下で行う必要がある。 In the present invention, when an ink containing metal fine particles is used as an ink, a film pattern having a predetermined shape is formed on a base material on which a film made of a coupling agent is formed by an inkjet device, and then a hot air circulating furnace ( It is preferable to perform heating and baking using an oven) or a hot plate. As a result, the organic substance such as the dispersant contained in the ink and the solvent evaporate, and the function of acting as a catalyst for plating the formed pattern becomes strong. preferable. The temperature at the time of firing is not particularly limited, but when a resin base material is used as the base material, it is necessary to carry out at a temperature lower than the softening point or melting point of the base material.
本発明において、インクジェット装置により線状のパターンを形成する際には、いわゆる間引き描画（まず、互いに接触しない間隔で液滴を配置し、その後に間隔を埋めることにより線状パターンを形成する方法）を行わず、液滴を連続的に配置することにより線状パターンを形成する方法が好ましく用いられる。この方法を用いると、線状パターンを形成する際に断線や、パターンからのインクの溢れなどがしばしば発生するといわれているが、本発明の如く基材の表面物性を所望の物性になるよう制御し、さらに使用するインク物性に応じた表面物性にするための適切なカップリング剤を選択することにより前記のような問題の発生を解消できる。 In the present invention, when a linear pattern is formed by an inkjet apparatus, so-called thinning drawing (a method of forming a linear pattern by first arranging droplets at intervals that do not contact each other and then filling the intervals) A method of forming a linear pattern by continuously arranging droplets without performing the above is preferably used. When this method is used, it is said that breakage and overflow of ink from the pattern often occur when forming a linear pattern. However, as in the present invention, control is performed so that the surface physical properties of the substrate become the desired physical properties. Furthermore, the occurrence of the above-mentioned problems can be eliminated by selecting an appropriate coupling agent for making the surface physical properties according to the physical properties of the ink to be used.
（無電解めっき処理）
本発明で用いられる無電解めっき処理は、基材（カップリング剤による膜が形成されている基材）上に配置された触媒を核としてめっき液中に含有される金属イオンを析出させることにより、金属の配線パターンを形成するものである。めっき処理で使用できるめっき液は、めっき材料として析出させる金属イオンが溶解された溶液が用いられ、金属塩とともに還元剤が含有されるものであり、公知の無電解めっき液を用途に応じて特に制限無く使用することができる。
(Electroless plating treatment)
The electroless plating treatment used in the present invention is performed by precipitating metal ions contained in the plating solution with a catalyst disposed on a base material (a base material on which a film is formed by a coupling agent) as a nucleus. A metal wiring pattern is formed. The plating solution that can be used in the plating treatment is a solution in which metal ions to be deposited as a plating material are dissolved, and contains a reducing agent together with a metal salt. Can be used without restriction.
めっき液に含有される金属塩の例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の金属のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩などが挙げられる。 Examples of metal salts contained in the plating solution include halides, nitrates, sulfates, phosphates, borates, acetic acids of at least one metal selected from Au, Ag, Cu, Ni, Co, and Fe. Salt, tartrate, citrate and the like.
還元剤としては、ヒドラジン、ヒドラジン塩、ボロハライド塩、次亜燐酸塩、次亜硫酸塩、アルコール、アルデヒド、カルボン酸、カルボン酸塩などが適用可能である。これらの還元剤に含有されるボロン、燐、窒素などの元素が、金属とともに析出して含有されていてもよい。或いは２種類以上の金属塩を含有するめっき液を用いて、合金が析出するような形態を取っても良い。 As the reducing agent, hydrazine, hydrazine salt, borohalide salt, hypophosphite, hyposulfite, alcohol, aldehyde, carboxylic acid, carboxylate and the like are applicable. Elements such as boron, phosphorus and nitrogen contained in these reducing agents may be precipitated together with the metal. Or you may take the form which an alloy precipitates using the plating solution containing 2 or more types of metal salts.
めっき液には、必要に応じて、ｐＨ調整のための緩衝剤、界面活性剤などの添加物を含有させることができる。また、溶媒として、水以外にアルコール、ケトン、エステルなどの有機溶剤を添加するようにしてもよい。 The plating solution may contain additives such as a buffer for adjusting pH and a surfactant as necessary. Moreover, you may make it add organic solvents, such as alcohol, a ketone, and ester other than water as a solvent.
めっき液の組成は、析出させる金属の金属塩、還元剤、および必要に応じて添加物、有機溶媒を添加した組成で構成されるが、析出速度に応じて濃度や組成を調整することができる。また、めっき液の温度を調節して析出速度を調整することもできる。この温度調整の方法としては、めっき液の温度を調整する方法、また例えばめっき液中に浸漬する場合、浸漬前に基材（カップリング剤による膜が形成されている基材）を加熱、冷却して温度調節する方法などが挙げられる。さらに、めっき液に浸漬する時間で析出する金属の膜厚を調整することもできる。 The composition of the plating solution is composed of a metal salt of the metal to be deposited, a reducing agent, and an additive and an organic solvent as necessary, but the concentration and composition can be adjusted according to the deposition rate. . In addition, the deposition rate can be adjusted by adjusting the temperature of the plating solution. As a method for adjusting the temperature, a method of adjusting the temperature of the plating solution, and, for example, when immersed in the plating solution, the substrate (the substrate on which the film is formed by the coupling agent) is heated and cooled before immersion. And adjusting the temperature. Furthermore, the film thickness of the metal which deposits by the time immersed in a plating solution can also be adjusted.
また、触媒が配置された基材をめっき液で処理するに先立って、基材に前処理を行うことが好ましい。前処理の例として、基材の加熱乾燥処理、洗浄処理、触媒活性化処理などが挙げられ、公知の処理方法を必要に応じて選択して処理を行えばよい。特に、インクパターンに対して選択的に触媒能を付与する処理工程を行うことが好ましい。 Moreover, it is preferable to pre-process the base material before processing the base material on which the catalyst is disposed with the plating solution. Examples of the pretreatment include heat drying treatment, washing treatment, catalyst activation treatment and the like of the base material, and a known treatment method may be selected as necessary. In particular, it is preferable to perform a treatment step that selectively imparts catalytic ability to the ink pattern.
また、無電解めっき処理を行って配線パターンを形成した後に、さらに電気めっきを行って配線の厚みを増すようにしてもよい。この場合は、電気めっきを行う際の通電に使用するための電極として使用するためのパターンを、配線パターンと同様にインクによって形成しておくことが好ましい。 Further, after the electroless plating process is performed to form the wiring pattern, electroplating may be further performed to increase the thickness of the wiring. In this case, it is preferable that a pattern for use as an electrode for use in energization when performing electroplating is formed with ink in the same manner as the wiring pattern.
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。尚、特に断りない限り、実施例中の「部」あるいは「％」の表示は、「質量部」あるいは「質量％」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these. Unless otherwise specified, “part” or “%” in the examples represents “part by mass” or “mass%”.
実施例１
《カップリング剤溶液の作製》
カップリング剤を溶媒で希釈した溶液を準備した。下表に、カップリング剤溶液のカップリング剤の種類と、溶媒種を示す（カップリング剤濃度は、全て０．５質量％とした）。
Example 1
<< Preparation of coupling agent solution >>
A solution in which the coupling agent was diluted with a solvent was prepared. The table below shows the type of coupling agent in the coupling agent solution and the solvent type (all coupling agent concentrations were 0.5% by mass).
Ｔ１７７０：トリエトキシ−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリデカフルオロ−ｎ−オクチルシラン（東京化成工業社製） T1770: triethoxy-1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-n-octylsilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
ＫＢＭ−７１０３：トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製）
ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＢＭ−２０２ＳＳ：ジフェニルジメトキシシラン（信越シリコーン社製）
KBM-7103: trifluoropropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
KBM-202SS: Diphenyldimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
ＫＢＭ−３０６３：ヘキシルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製）
ＣＨ３（ＣＨ２）５Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＢＭ−６０２：Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（信越シリコーン社製）
KBM-3063: Hexyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
CH 3 (CH 2 ) 5 Si (OCH 3 ) 3
KBM-602: N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
ＫＢＭ−５７３：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製） KBM-573: N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
ＫＢＭ−８０３：３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製）
（ＣＨＯ３）３ＳｉＣ３Ｈ６ＳＨ
ＫＢＭ−３１０３：デシルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製）
ＣＨ３（ＣＨ２）９Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＲ ４４：イソプロピル−トリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート（味の素ファインテクノ社製）
ｉ−Ｃ３Ｈ７Ｏ−Ｔｉ［−Ｏ−（ＣＨ２）２−ＮＨ−（ＣＨ２）２−ＮＨ２］３
ＫＲ ４１Ｂ：（味の素ファインテクノ社製）
（ｉ−Ｃ３Ｈ７Ｏ−）４Ｔｉ［（Ｐ（ＯＣ８Ｈ１７）２ＯＨ）２］
ＫＲ ４６Ｂ：（味の素ファインテクノ社製）
（Ｃ８Ｈ１７Ｏ−）４Ｔｉ［（Ｐ（ＯＣ１３Ｈ２７）２ＯＨ）２］
ＫＲ ５５：（味の素ファインテクノ社製）
KBM-803: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
(CHO 3 ) 3 SiC 3 H 6 SH
KBM-3103: Decyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
CH 3 (CH 2 ) 9 Si (OCH 3 ) 3
KR 44: isopropyl-tri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
i-C 3 H 7 O- Ti [-O- (CH 2) 2 -NH- (CH 2) 2 -NH 2] 3
KR 41B: (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
(I-C 3 H 7 O- ) 4 Ti [(P (OC 8 H 17) 2 OH) 2]
KR 46B: (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
(C 8 H 17 O—) 4 Ti [(P (OC 13 H 27 ) 2 OH) 2 ]
KR 55: (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
ＫＲ ９ＳＡ：（味の素ファインテクノ社製） KR 9SA: (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
ＫＲ ＴＴＳ：（味の素ファインテクノ社製） KR TTS: (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
ＰＣ−６０５：チタンオリゴマー化合物（オルガチックスＰＣ−６０５）（マツモトファインケミカル社製）
ＴＣ−７５０：チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）（マツモトファインケミカル社製）
（ｉ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）２Ｔｉ（Ｃ６Ｈ９Ｏ３）２
ＴＣ−２００：チタンジオクチロキシビス（オクチレングリコレート）（マツモトファインケミカル社製）
（Ｃ８Ｈ１７Ｏ）２Ｔｉ（Ｏ２Ｃ８Ｈ１７）２
ＴＰＨＳ：ポリヒドロキシチタンステアレート（マツモトファインケミカル社製）
PC-605: Titanium oligomer compound (Orgatics PC-605) (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.)
TC-750: Titanium diisopropoxybis (ethyl acetoacetate) (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.)
(I-C 3 H 7 O ) 2 Ti (C 6 H 9 O 3) 2
TC-200: Titanium dioctyloxybis (octylene glycolate) (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.)
(C 8 H 17 O) 2 Ti (O 2 C 8 H 17 ) 2
TPHS: Polyhydroxytitanium stearate (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.)
ＺＣ−５８０：ジルコニウムジブトキシビス（エチルアセトアセテート）（マツモトファインケミカル社製）、
Ｚｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ４Ｈ９）２（Ｃ６Ｈ９Ｏ３）２
ＺＢ−３２０：ジルコニウムトリブトキシモノステアレート（マツモトファインケミカル社製）
Ｚｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ４Ｈ９）３（ＯＣＯＣ１７Ｈ３５）
ＡＬ−Ｍ：アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（味の素ファインテクノ社製）
ZC-580: zirconium dibutoxybis (ethyl acetoacetate) (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.)
Zr (O-n-C 4 H 9) 2 (C 6 H 9 O 3) 2
ZB-320: zirconium tributoxy monostearate (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.)
Zr (O-n-C 4 H 9) 3 (OCOC 17 H 35)
AL-M: Alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
《基材上へのカップリング剤による膜の形成》
また、ガラス基材（松浪硝子工業（株）製スライドグラス）に対して、酸素プラズマ処理を施し表面洗浄したものを準備した。
<< Formation of film by coupling agent on substrate >>
Further, a glass substrate (slide glass manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) subjected to oxygen plasma treatment and subjected to surface cleaning was prepared.
このガラス基材をカップリング剤溶液に浸漬させた後、１００℃に設定した恒温槽内で２０分間乾燥させることにより、基材上に各種カップリング剤による膜を形成した。
《無電解めっき触媒インクによるパターンの形成》
次に、銀ナノ粒子含有インク（住友電工製 ＡＧＩＮ−Ｗ４Ａ）に純水及びエチレングリコールを添加して２５℃における粘度が３ｍＰａ・ｓ、表面張力が３０ｍＮ／ｍとなるように調製したものをインクジェット用インクとして準備した。このインクを、図１〜図４（静電・圧電によるインクジェット装置）に記載したインクジェット装置を用いて、ヘッド（ノズル径１０μｍ）から吐出することにより、基材上に銀インクのパターンを形成した。パターン形状が線幅５０μｍ、長さ１ｍｍの線状パターンを５０μｍ間隔で２０本並ぶ形状になるように、装置の射出周波数や吐出電圧、ヘッドと基材の相対移動速度を適宜調整した。
The glass substrate was immersed in a coupling agent solution, and then dried for 20 minutes in a thermostat set to 100 ° C., thereby forming films of various coupling agents on the substrate.
<< Pattern formation with electroless plating catalyst ink >>
Next, an ink prepared by adding pure water and ethylene glycol to a silver nanoparticle-containing ink (AGIN-W4A manufactured by Sumitomo Electric Industries) to have a viscosity at 25 ° C. of 3 mPa · s and a surface tension of 30 mN / m is inkjet. Prepared as an ink. The ink was ejected from the head (nozzle diameter 10 μm) using the ink jet apparatus described in FIGS. 1 to 4 (electrostatic and piezoelectric ink jet apparatus) to form a silver ink pattern on the substrate. . The injection frequency and discharge voltage of the apparatus, and the relative movement speed of the head and the substrate were appropriately adjusted so that the pattern shape was a shape in which 20 linear patterns having a line width of 50 μm and a length of 1 mm were arranged at 50 μm intervals.
なお、上記カップリング剤による膜を形成した基材の他に、比較としてカップリング剤の膜を形成しない（表面洗浄のみを行った）基材に対してもインクを吐出したが、基材上で濡れ広がりすぎて上記のパターン形状は形成できなかった（ただし、その後の処理は他の水準とともに継続して行った。）。 In addition to the base material on which the film of the coupling agent was formed, the ink was discharged to the base material on which the film of the coupling agent was not formed (only the surface was cleaned) as a comparison. The above pattern shape could not be formed due to too much spreading in the process (however, the subsequent treatment was continued with other levels).
パターンを形成した基材は、１５０℃の恒温槽内で３０分間乾燥させた。
《無電解めっき処理》
次に、下記工程による無電解銅めっき処理を行って導電膜パターン試料を作製した。
The substrate on which the pattern was formed was dried in a thermostatic bath at 150 ° C. for 30 minutes.
《Electroless plating treatment》
Next, the electroless copper plating process by the following process was performed and the electrically conductive film pattern sample was produced.
〈めっき工程〉
脱脂：浸漬脱脂用脱脂剤（エースクリーンＡ−２２０、奥野製薬工業（株）製）５０ｇ／Ｌ水溶液に５０℃で３分間浸漬。
<Plating process>
Degreasing: Immersion in 50 g / L aqueous solution at 50 ° C. for 3 minutes in a degreasing agent for immersion degreasing (A Screen A-220, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
エッチング：無水クロム酸４００ｇ／Ｌ及び９８％硫酸４００ｇ／Ｌを含有する水溶液に７０℃で１０分間浸漬。 Etching: Immersion in an aqueous solution containing 400 g / L of chromic anhydride and 400 g / L of 98% sulfuric acid at 70 ° C. for 10 minutes.
中和：ＣＲＰニュートライザー３００（奥野製薬工業（株）製）１０ｍｌ／Ｌ水溶液に室温で３分間浸漬。 Neutralization: Immersion in a 10 ml / L aqueous solution of CRP Neutralizer 300 (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) for 3 minutes at room temperature.
プリディップ：３５％塩酸５０ｍｌ／Ｌ水溶液に室温で１分間浸漬。 Pre-dip: Immerse in a 50% / L aqueous solution of 35% hydrochloric acid for 1 minute at room temperature.
触媒化：パラジウム−錫コロイド（ＣＲＰキャタリストＫ、奥野製薬工業（株）製）３０ｍｌ／Ｌ及び３５％塩酸２５０ｍｌ／Ｌを含有する水溶液に３０℃で６分間浸漬。 Catalysis: Immersion in an aqueous solution containing 30 ml / L of palladium-tin colloid (CRP Catalyst K, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) and 250 ml / L of 35% hydrochloric acid at 30 ° C. for 6 minutes.
導体化（無電解銅めっき）：Ｃｕを含有する導電性皮膜形成水溶液（無電解銅めっき液）（ＣＲＰセレクターＡ １５０ｍｌ／Ｌ、ＣＲＰセレクターＢ ２００ｍｌ／Ｌ、奥野製薬工業（株）製）に４５℃で３分間浸漬。
《評価》
めっき処理を行って得られた導電膜パターン試料について、下記の評価を行った。
（めっき析出性）
めっき処理後の基材を顕微鏡（倍率：１００倍）で観察し、めっき析出状態や形状を観察し、めっき析出性を、下記評価基準に則り、○△×の三段階で評価した。
○：めっき析出状態は良好で、断線や領域間の短絡は見られなかった。
△：一部にめっきの欠落が見られるが、形成した本数の９０％以上は断線が見られなかった。
×：めっきが析出していないか、パターンが剥がれてしまった場所が多く、形成した線の１０％を越える本数の線に断線が見られた。または、パターン形状が所望の形状から乱れていた。
（密着性）
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６に示されるクロスカット法に準じたテープ剥離試験により密着性を評価し、結果を下記評価基準に則り、○△×の三段階で示した。
○：密着性は良好（クロスカット法の試験結果分類０に相当する）
△：密着性は中程度（クロスカット法の試験結果分類１〜２に相当する）
×：密着性は悪い（クロスカット法の試験結果分類３に相当するか、さらに悪い）
結果を表２に示す。
Conductive (electroless copper plating): 45 conductive film-forming aqueous solution containing Cu (electroless copper plating solution) (CRP selector A 150 ml / L, CRP selector B 200 ml / L, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) Immerse for 3 minutes at ℃.
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the electrically conductive film pattern sample obtained by performing a plating process.
(Plating precipitation)
The substrate after the plating treatment was observed with a microscope (magnification: 100 times), the plating deposition state and shape were observed, and the plating deposition property was evaluated according to the following evaluation criteria in three stages of ○ Δ ×.
○: The plating deposition state was good, and no disconnection or short circuit between the regions was observed.
Δ: Some of the plating was missing, but 90% or more of the number formed was not broken.
X: There are many places where the plating is not deposited or the pattern is peeled off, and disconnection was observed in the number of wires exceeding 10% of the formed wires. Alternatively, the pattern shape is disturbed from the desired shape.
(Adhesion)
Adhesion was evaluated by a tape peeling test according to the cross-cut method shown in Japanese Industrial Standards JIS K 5600-5-6, and the results were shown in three stages according to the following evaluation criteria.
○: Adhesiveness is good (corresponding to cross-cut test result classification 0)
Δ: Medium adhesion (corresponding to cross-cut test result classification 1-2)
X: Adhesion is poor (corresponds to test
The results are shown in Table 2.
表２に示した結果から明らかなように、本発明のカップリング剤による膜を基材に形成することにより、めっきによる金属膜パターンの形成が可能となり、基材と金属膜パターンとの密着性も優れていることが分かる。 As is apparent from the results shown in Table 2, by forming a film with the coupling agent of the present invention on the substrate, it becomes possible to form a metal film pattern by plating, and the adhesion between the substrate and the metal film pattern. It can be seen that it is excellent.
実施例２
《基材上へのカップリング剤による膜の形成》
シリコン基材（（株）ＳＵＭＣＯ製シリコンウェハー）に酸素プラズマ処理を施して表面洗浄を行ったものを準備した。この基材を用いて、実施例１と同様のカップリング剤溶液の浸漬処理及び乾燥を行うことにより、シリコン基材上に各種カップリング剤の膜を形成した。
《無電解めっき触媒インクによるパターンの形成》
次に、実施例１と同様にインクジェット装置を用いて基材上に銀インクのパターンを形成し、乾燥させた。
《無電解めっき処理》
次に、下記に示す工程による無電解ニッケルめっき処理を行った。
表面洗浄：奥野製薬ＮＮＰクリーナー液（２５℃）に３分間浸漬させた
純水洗浄（１分間）
触媒付与：奥野製薬ＮＮＰアクセラ液（２５℃）に３分間浸漬させた
純水洗浄（１分間）
ポストディップ：奥野製薬ＮＮＰポストディップ液（２５℃）に１分間浸漬させた
純水洗浄（１分間）
無電解めっき：奥野製薬ＮＮＰニコロン液（７５℃）に３分間浸漬させた
純水洗浄後、乾燥させた。
《評価》
めっき処理を行って得られた導電膜パターン試料について、実施例１と同様にめっき析出性と密着性の評価を行った。結果を表３に示す。
Example 2
<< Formation of film by coupling agent on substrate >>
A silicon substrate (a silicon wafer manufactured by SUMCO Co., Ltd.) was subjected to oxygen plasma treatment to perform surface cleaning. By using this base material, the same coupling agent solution as in Example 1 was dipped and dried to form films of various coupling agents on the silicon base material.
<< Pattern formation with electroless plating catalyst ink >>
Next, a silver ink pattern was formed on the substrate using an inkjet device in the same manner as in Example 1 and dried.
《Electroless plating treatment》
Next, the electroless nickel plating process by the process shown below was performed.
Surface cleaning: Pure water cleaning (1 minute) immersed in Okuno Pharmaceutical NNP Cleaner Solution (25 ° C) for 3 minutes
Catalyst application: Pure water washing (1 minute) immersed in Okuno Pharmaceutical NNP Axela liquid (25 ° C) for 3 minutes
Post dip: Pure water washing (1 minute) immersed in Okuno NNP post dip solution (25 ° C) for 1 minute
Electroless plating: Washed with pure water soaked in Okuno Pharmaceutical NNP Nicolon solution (75 ° C.) for 3 minutes and then dried.
<Evaluation>
About the electrically conductive film pattern sample obtained by performing a plating process, the metal-plating precipitation property and adhesiveness were evaluated similarly to Example 1. FIG. The results are shown in Table 3.
表３に示す結果から明らかなように、基材にシリコン基材を用いた場合においても、本発明のカップリング剤を使用することにより、めっきによる金属膜パターンの形成が可能になることが分かる。 As is apparent from the results shown in Table 3, it can be seen that even when a silicon substrate is used as the substrate, the metal film pattern can be formed by plating by using the coupling agent of the present invention. .
さらに、カップリング剤がフッ素原子を含有する場合（即ち、試料Ｎｏ．２０２、Ｎｏ．２０３の場合）に比べて、カップリング剤がフッ素原子を含有しない場合は、形成された金属膜パターンと基材との密着性が良好であり、特に好ましいことが分かる。 Further, when the coupling agent does not contain a fluorine atom as compared with the case where the coupling agent contains a fluorine atom (that is, in the case of sample No. 202 or No. 203), the formed metal film pattern and substrate It can be seen that the adhesiveness to the material is good and particularly preferable.
実施例３
《基板上にカップリング剤による膜の形成》
ポリイミド基材（宇部興産株式会社製ポリイミドフィルム：製品名「ユーピレックス」）に酸素プラズマ処理を施して表面洗浄を行ったものを準備した。この基材を用いて、実施例１と同様のカップリング剤溶液の浸漬処理及び乾燥を行うことにより、ポリイミド基材上に各種カップリング剤の膜を形成した。
《無電解めっき触媒インクによるパターンの形成》
次に、実施例１と同様のインクジェット装置（ただし、ノズル径は５μｍのヘッドに変更した）を用いて基材上に銀インクのパターンを形成し、乾燥させた。
Example 3
<< Formation of film with coupling agent on substrate >>
A polyimide base material (Ube Industries, Ltd. polyimide film: product name “Upilex”) subjected to oxygen plasma treatment to perform surface cleaning was prepared. Using this substrate, various coupling agent films were formed on the polyimide substrate by immersing and drying the same coupling agent solution as in Example 1.
<< Pattern formation with electroless plating catalyst ink >>
Next, a silver ink pattern was formed on the substrate using the same ink jet apparatus as in Example 1 (however, the nozzle diameter was changed to a 5 μm head) and dried.
ここでは、形成したインクのパターン形状が線幅２０μｍ、長さ１ｍｍの線状パターンを５０μｍ間隔で２０本並ぶ形状になるように、装置の射出周波数や吐出電圧、ヘッドと基材の相対移動速度を適宜調整したが、調整したにもかかわらず、パターンが途切れて断線したり、濡れ広がりすぎて隣接するパターンとつながって短絡したりする現象を完全に防ぐことの出来ない水準があった。この水準は表４の中（細線描画性の項目）で示すが、以後の処理は他の水準と同様継続した。
《評価》
（細線描画性の評価）
細線描画性は、目視観察により、下記評価基準に則り評価した。
○：短絡や断線なく所望の線状パターンを形成することが出来た。
△：一部のパターンで短絡や断線が発生し、完全になくすことが出来なかった。
×：インク滴の濡れ広がりが著しく、線状パターンを形成することが出来なかった。
Here, the ejection frequency and discharge voltage of the apparatus and the relative movement speed of the head and the substrate are set so that the formed ink pattern has a shape in which 20 linear patterns having a line width of 20 μm and a length of 1 mm are arranged at intervals of 50 μm. In spite of the adjustment, there was a level at which it was not possible to completely prevent the phenomenon that the pattern was interrupted and disconnected, or that the pattern was too wet and connected to the adjacent pattern to cause a short circuit. This level is shown in Table 4 (thin line drawability item), but the subsequent processing was continued as in the other levels.
<Evaluation>
(Evaluation of fine line drawability)
The fine line drawing property was evaluated according to the following evaluation criteria by visual observation.
A: A desired linear pattern could be formed without short circuit or disconnection.
(Triangle | delta): The short circuit and disconnection generate | occur | produced in one part pattern, and it was not able to be eliminated completely.
X: Wetting and spreading of ink droplets were remarkable, and a linear pattern could not be formed.
この時点で、顕微鏡観察によりインクパターンの形状を測定し、平均線幅を求めた。
《無電解めっき処理》
続いて、実施例１及び２に記載の方法で無電解銅めっき処理及び無電解ニッケルめっき処理を行い、金属膜パターンを形成して導電膜パターン試料を作製した。
《評価》
この時点で再び顕微鏡観察を行い、平均線幅を求めた。めっき前後での線幅の差を算出し、下記評価基準に則り○△×の三段階で評価を行った（線幅変動）。
○：めっき前後での線幅の差は２％未満と小さく、形状についても、大きな凹凸などは見られず良好であった。
△：めっき前後での線幅の差は２％以上１０％未満であった。めっき表面や輪郭線にやや凹凸が見られた。
×：めっき前後での線幅の差が１０％以上であるか、あるいはめっき後のパターンに断線や隣接線との短絡が見られた。
At this time, the shape of the ink pattern was measured by microscopic observation, and the average line width was obtained.
《Electroless plating treatment》
Then, the electroless copper plating process and the electroless nickel plating process were performed by the method as described in Example 1 and 2, the metal film pattern was formed, and the electrically conductive film pattern sample was produced.
<Evaluation>
At this time, the microscope was observed again to determine the average line width. The difference between the line widths before and after plating was calculated, and the evaluation was performed in three stages of △ ×× in accordance with the following evaluation criteria (line width fluctuation).
◯: The difference in line width before and after plating was as small as less than 2%, and the shape was good with no large irregularities.
Δ: The difference in line width before and after plating was 2% or more and less than 10%. Slight irregularities were observed on the plating surface and outline.
X: The difference between the line widths before and after plating was 10% or more, or the pattern after plating was broken or short-circuited with adjacent lines.
この他、実施例１や２と同様のめっき析出性、密着性の評価も行った。結果を表４に示す。 In addition, the same plating precipitation and adhesion as in Examples 1 and 2 were also evaluated. The results are shown in Table 4.
（Ｃｕ：銅めっき、Ｎｉ：ニッケルめっきの評価結果を示す。）
表４の結果から明らかなように、基材にポリイミド基材を用いた場合においても、本発明のカップリング剤を使用することにより、めっきによる金属膜パターンの形成が可能になることが分かる。また、カップリング剤がフッ素原子を含有しない場合、形成された金属膜パターンと基材との密着性が良好であり、好ましいことが分かる。さらに、チタン系、ジルコニウム系、又はアルミニウム系のカップリング剤を用いることにより、めっき処理の前後での線幅変動が少なく、非常に微細なパターンを形成する場合には特に好ましいことが分かる。
(The evaluation results of Cu: copper plating, Ni: nickel plating are shown.)
As is apparent from the results in Table 4, it can be seen that even when a polyimide substrate is used as the substrate, the metal film pattern can be formed by plating by using the coupling agent of the present invention. Moreover, when a coupling agent does not contain a fluorine atom, the adhesiveness of the formed metal film pattern and a base material is favorable, and it turns out that it is preferable. Furthermore, it can be seen that the use of a titanium-based, zirconium-based, or aluminum-based coupling agent is particularly preferable when a very fine pattern is formed with little variation in line width before and after the plating treatment.
１ 底板
２ 水平ガイドレール
３ ガイドレール支持台
４ 基材を支持する支持台
５ メンテナンス装置
６ 垂直ガイドレール
７ キャリッジ
８、１１、４０２ インクジェット記録ヘッド
４０１ 液滴吐出装置
４０３ 対向電極
４１０、５０１ ノズル
４１６ 帯電用電極
５００ マルチノズルヘッド
５３３ 圧電素子
６０４ 圧力室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bottom plate 2
Claims (12)
前記カップリング剤による膜が形成されている基材上に無電解めっきの触媒としての機能を発現する組成物を含有するインクをインクジェット装置を用いて所定のパターンに配置することによって形成された触媒層と、
前記触媒層上に無電解めっき処理によって形成された金属層と、
を有することを特徴とする導電膜パターン。 A substrate on which a film is formed of at least one coupling agent selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent;
A catalyst formed by arranging an ink containing a composition that exhibits a function as a catalyst for electroless plating on a base material on which a film made of the coupling agent is formed in a predetermined pattern using an ink jet device Layers,
A metal layer formed by electroless plating on the catalyst layer;
A conductive film pattern comprising:
前記基材上に、予め、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニアカップリング剤、およびアルミニウムカップリング剤、からなる群より選択される少なくとも一種のカップリング剤による膜が形成されていることを特徴とする導電膜パターンの形成方法。 A patterning step of forming a predetermined ink pattern by disposing an ink containing a composition that exhibits a function as a catalyst for electroless plating on a substrate by an inkjet method, and a substrate on which the ink pattern is formed In the conductive film pattern forming method including at least a conductive film forming step in which the ink acts as a catalyst and a metal film pattern is formed by performing an electroless plating process on
A film made of at least one coupling agent selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconia coupling agent, and an aluminum coupling agent is formed on the substrate in advance. A method for forming a conductive film pattern.
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