JP2018022755A - 導電性回路及び導電性回路の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導電性を低下させることなく、耐酸化性及を高めるとともに硫化やマイグレーションを効果的に抑制するという両方の特性を有し、さらに含有される金属粒子に起因する反射を抑制する導電性ペーストを用いた導電性回路及び導電性回路の形成方法を提供する。【解決手段】 本発明の導電性回路の形成方法は、芯材として金属粒子を用い、当該金属粒子の表面がカーボンで被覆されてなるカーボン被覆金属粒子と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む導電ペーストを用いて基材１２上に任意のパターンで導電ペースト層を形成する工程と、前記基材１２上に形成された導電ペースト層を加熱硬化することにより導体層１６を形成する工程と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、導電性回路及び導電性回路の形成方法に関するものである。

電子機器における配線層や電極等の形成には、銀粉や銀コート銅粉等の金属粒子を使用した導電性ペーストが多用されている。すなわち、銀や銀コート銅の金属粒子ペーストを各種基材上に塗布又は印刷した後、加熱乾燥、加熱硬化することによって、配線層や電極等となる導電膜を形成することができる。

例えば、導電性ペーストは、金属粒子と、樹脂、硬化剤、溶剤等からなり、導電体回路パターン又は端子の上に印刷し、１００℃〜２００℃で加熱硬化させて導電膜とし、配線や電極を形成する。導電性ペーストは、熱によって熱硬化型樹脂が硬化収縮するため、金属粒子が圧着されて接触することで金属粒子同士が重なり、電気的に接続した電流パスが形成される。導電性ペーストは、硬化温度が２００℃以下で処理することから、プリント配線板等の熱に弱い材料を用いている基板に使用されている。また、樹脂の種類によっては加熱乾燥のみでも同様の結果が得られるものもある。

さて、金属粒子としては、通常、銅粉や銀粉が使用されている。銅粉は、銀粉に比べて安価であるものの耐酸化性に劣り、１１０℃以上の温度で取り扱うと酸化被膜が容易に形成されて、導電性が著しく低下したり、断線したりするという問題がある。また、湿熱によっても容易に酸化されてしまう。一方、銀粉は、耐酸化性は良好であるものの、硫化やマイグレーションが発生しやすいことと価格が高いという問題がある。

このことから、安価な銅粉の耐酸化性を向上させるために、銅粉表面に銀を被覆する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、銀錯塩溶液を用いて銅粉表面に銀を析出させて被覆する方法が提案されている。また、特許文献３には、キレート剤としてＥＤＴＡ（エチレンジアミン４酢酸）中に銅粉を分散させて、銅表面に銀を還元被覆する方法が提案されている。さらに、特許文献４には、銅粉表面にリン及び／又はホウ素を含有しているニッケル合金を被覆し、さらにこのニッケル合金に銀を被覆する被覆銅粉が提案されている。

一方、銀のマイグレーションを抑制するものとして、特許文献５では銅粒子の表面に銀とチタネートカップリング剤を被覆する方法や、特許文献６では銅と銀の融液を不活性ガス気流中で急冷して凝固することで紛体化して内部から表面に向けて銀濃度が次第に増加する粒子とする方法が提案されている。また、特許文献７では、銅粉表面全体へ均一に銀を被覆せず、銅が表面に露出する部分を残存させることでマイグレーションを改善する方法が提案されている。

特開昭５３−１３４７５９号公報 特開昭６０−２４３２７７号公報 特開平１−１１９６０２号公報 特開２００２−７５０５７号公報 特開昭６１−６７７０２号公報 特公平６−７２２４２号公報 特許第４６７７９００号公報ｖ

しかしながら、特許文献１〜４の方法では、銀による硫化やマイグレーションの発生を抑制する方法については何ら示されていない。そして、特許文献５のチタネートカップリング剤を用いる方法では、銀表面にチタネートカップリング剤が被覆されているために導電性が低下するという問題がある。また、特許文献６の銅と銀の融液を不活性ガス気流中で急冷して紛体化する方法では、融点以上の高温の設備が必要となり、また求める粒径の大きさに制御することが困難であるという問題がある。さらに、特許文献７の部分的に銅を表面に露出する方法では、銅が表面に露出しているため耐酸化性が不十分であることと、導電性ペースト中に配合した場合に露出している銅の部分でゲル化が発生するといった問題がある。

また、導電性ペーストを用いて形成する導電性回路の例として、近年、銀粉や銅粉を含む導電性ペーストに感光性を持たせて基材上に被膜を形成し、露光・現像により静電容量方式のタッチパネルのメッシュ電極とする提案もなされているが、メッシュ電極に含まれる金属粒子に起因する反射光がタッチパネル画面の視認性を低下させるという問題がある。

したがって、本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、導電性を低下させることなく、耐酸化性を高めるとともに硫化やマイグレーションを効果的に抑制するという両方の特性を有し、さらに含有される金属粒子に起因する反射を抑制する導電性ペーストを用いた導電性回路及び導電性回路の形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の導電性回路の形成方法は、芯材として金属粒子を用い、当該金属粒子の表面がカーボンで被覆されてなるカーボン被覆金属粒子と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む導電ペーストを用いて基材上に任意のパターンで導電ペースト層を形成する工程と、前記基材上に形成された導電ペースト層を加熱硬化ことにより導体層を形成する工程と、を備えている。
このように導電性回路に含有される金属粒子の表面がカーボンで被覆されているので、湿度や硫化物を金属粒子に接触させることがないように金属粒子を保護できる。しかも、カーボン構造は緻密であり、水分、酸やアルカリに対する耐性が強い。したがって、このようなカーボン被覆金属粒子を用いた導電性回路は、耐酸化性及を高めるとともに硫化やマイグレーションを効果的に抑制することができる。
また、金属粒子を被覆するカーボンの接触抵抗は低く、カーボン被覆によっても導電性回路の抵抗値をほとんど上昇させない。
さらに導電性回路に含有される金属粒子に起因する反射も、金属粒子の表面が反射の少ないカーボンで被覆されているため、抑制することができる。

なお、バインダー樹脂として感光性樹脂を用い、導電ペーストを用いて基材上に被膜を形成した後、露光・現像により任意のパターンで導電ペースト層を形成するようにしてもよい。こうようにフォトプロセスを用いることにより、印刷や吐出では形成することが難しい微細で精密なパターンを形成することができる。

本発明の導電性回路は、基材と、当該基材上に任意のパターンで形成され、芯材として金属粒子を用い、当該金属粒子の表面がカーボンで被覆されてなるカーボン被覆金属粒子と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む導電ペーストの加熱硬化物である導体層とを備えている。例えば、前記導体層はメッシュ電極を含むパターンで形成されている。
このように導電性回路に含有される金属粒子の表面がカーボンで被覆されているので、前述のように、導電性を低下させることなく、耐酸化性及を高めるとともに硫化やマイグレーションを効果的に抑制することができる。また、導電性回路に含有される金属粒子に起因する反射も抑制することができ、メッシュ電極を有する場合には視認性に優れる。

金属粒子の表面を被覆するカーボンは、溶融塩電気めっき膜であることが好ましい。溶融塩電気めっき膜は、その被覆に用いる装置構成が簡便で、カーボンの金属粒子への密着性が比較的高い。また、その製造過程が低温（４００℃程度）で行われるので、芯材との収縮率の違いによるクラックが生じにくい。

金属粒子の体積平均粒子径は、０．１〜１０μｍであることが好ましい。この範囲であると、金属粒子の保護と導電性回路の導電性に優れる。

カーボンの厚みは、０．０１μｍ〜１．０μｍであることが好ましい。この範囲であると、金属粒子の保護と導電性、ペースト内での流動性に優れる。

カーボンの含有量は、カーボン被覆金属粒子全体の質量１００％に対して０．５質量％〜１０質量％であるのが好ましい。この範囲であると、金属粒子の保護と導電性ペーストの導電性に優れる。

カーボンは、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、アモルファスカーボンの単体あるいはこれらのうちの２以上が存在する構造のいずれかを用いることができる。

金属粒子は、銀、銅の中から選ばれた１以上の金属粒子であるのが好ましい。これらは、金属粒子の中でも導電性、コストの点で工業生産上適している。なお、金属粒子の形状は、球状、フレーク状、繊維状、円盤状および楕円体状のいずれであってもよい。

以上説明したように、本発明の導電性回路及び導電性回路の形成方法によれば、導電性を低下させることなく、耐酸化性及を高めるとともに硫化やマイグレーションを効果的に抑制するという両方の特性を有することができる。さらに含有される金属粒子に起因する反射を抑制することができ、視認性に優れる。

本発明に係る導電性回路の一例を一部省略して示す分解斜視図である。 本発明に係る導電性回路の一例を一部省略して示す断面図である。 本発明に係る導電性回路に用いるカーボン被覆金属粒子の模式図である。

下記で、本発明に係る実施形態を図面に基づいてさらに詳細に説明する。なお、本発明の実施例に記載した部位や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

以下、本発明の導電性回路とその形成方法について、静電容量方式タッチパネルのメッシュ電極を有するセンサ部分（以下、静電容量センサ）を例とする実施形態て説明する。

（導電性回路）
図１、図２に示すように、静電容量センサ１０は、透明な基体フィルム１２と、基体フィルム１２の第１主面１２ａに形成された第１導電部１４ａと、基体フィルム１２の第２主面１２ｂに形成された第２導電部１４ｂと、を備えている。

基体フィルム１２は、９０％以上の透過率をもつ樹脂フィルムである。樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル類、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ＥＶＡ、環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）等のポリオレフィン類、その他にビニル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリウレタン、シリコーン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル等を用いることができる。

基体フィルム１２の厚さは、５〜３５０μｍであることが好ましく、３０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。５〜３５０μｍの範囲であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ、取り扱いも容易である。また、基体フィルム１２は、単一層又は２層以上の貼合された積層体であってもよい。さらに、基体フィルム１２は、１／４λ位相差フィルム、例えば延伸ＣＯＰを構成中に有していてもよい。また、基体フィルム１２には、上述のポリ乳酸フィルムを一軸延伸してなる、焦電性の生じない圧電フィルムを用いることもできる。
また、基体フィルム１２は、第１主面１２ａと第２主面１２ｂの一方又は両方に樹脂コートがされていてもよい。例えば、露光波長を透過させない透明膜のコーティングである。

第１導電部１４ａ及び第２導電部１４ｂは、図１に示すように、透視を必要とする部分（第１センサ部２４ａ及び第２センサ部２４ｂ）と透視を必要としない部分（第１端子配線部３４ａ及び第２端子配線部３４ｂ）とを有する。そして、静電容量センサ１０の外形は平面視で矩形状を有すると共に、第１センサ部２４ａ及び第２センサ部２４ｂの外形も矩形状を有する。

第１導電部１４ａの第１センサ部２４ａは、それぞれ不透明で反射率１０％以下の黒色導電性細線１６及び当該黒色導電性細線１６によって仕切られた空白部１７からなって第１方向（図１中のＸ方向）に延在し、且つ、第１方向と直交する第２方向（図１中のＹ方向）に配列された２以上の第１電極パターン２５ａを有する。なお、図２は、図１の静電容量センサ中の１つの第１電極パターン２５ａを長さ方向に切断した断面図である。

第２導電部１４ｂの第２センサ部２４ｂは、それぞれ不透明で反射率１０％以下のの黒色導電性細線１６及び当該黒色導電性細線１６によって仕切られた空白部１７からなって第２方向（図１中のＹ方向）に延在し、且つ、第１方向（図１中のＸ方向）に配列された２以上の第２電極パターン２５ｂを有する。第２導電部１４ｂは、基体フィルム１２によって第１導電部１４ａと電気的に絶縁された状態下にある。

本実施形態において、黒色導電性細線１６及び当該黒色導電性細線１６によって仕切られた空白部１７からなるパターンは、具体的には網目パターンである。すなわち、各網目パターンの輪郭が黒色導電性細線１６で構成され、各網目パターンの開口部が黒色導電性細線１６で囲まれた空白部１７で構成される（図１参照）。そして、第１電極パターン２５ａ及び第２電極パターン２５ｂは、このようなパターンで形成されることによって、透視性が得られる。

ところで、静電容量センサ１０の第１電極パターン２５ａ及び第２電極パターン２５ｂに適用される網目パターンは、図１に示すような四角形や、その他の多角形で開口部を構成するのが好ましい。多角形でないもの、例えば円形や楕円形の開口を設けたものでは、開口部を最大限密に並べて配置しても開口部同士の間に輪郭の太い部分ができてしまうことから、その輪郭の太い部分が目立つとともに光線透過率を低下させる要因となるからである。また、三角形、四角形、六角形等の図形のうち、一種類あるいはそれらの複数種類の組み合わせで構成することができる。

なお、本明細書中における「多角形」には、幾何学的に完全な多角形のみならず、前記完全な多角形に対し軽微な変更を加えた「実質的な多角形」も含まれるものとする。軽微な変更の例示として、網目と比べて微小な点要素・線要素の付加や、網目を構成する各辺（黒色導電性細線１６）の部分的欠損等が挙げられる。例えば、図１に示す例では、第１電極パターン２５ａ同士の隙間２０に臨む線状突起４０が存在することにより、当該隙間２０と第１電極パターン２５ａとの境界を曖昧にさせ、目立たせないようにしている。

網目パターンの輪郭線幅は、下限は０．２μｍ以上、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、もしくは０．５μｍ以上が好ましく、上限は２０μｍ以下、１０μｍ以下、９μｍ以下、８μｍ以下が好ましい。線幅が上記下限値未満の場合には、導電性が不十分となるためタッチパネルの検出感度が不十分となる。他方、上記上限値を越えると透視性が悪くなったりする。

網目パターンの開口率は、可視光透過率の点から８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが最も好ましい。開口率とは、透光性部分が全体に占める割合である。

（導電性ペースト）
以下、第１電極パターン２５ａ及び第２電極パターン２５ｂの黒色導電性細線１６（導体層）の形成に用いる導電性ペーストについて説明する。
黒色導電性細線１６（導体層は、金属粒子２の表面をカーボン３で被覆してなるカーボン被覆金属粒子１（図３参照）と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む導電ペーストを用いて形成される。このような導電性ペーストでは、金属粒子２の表面を被覆するカーボン３によって、湿度や硫化物を金属粒子に接触させることがないように金属粒子を保護できる。しかも、カーボン構造は緻密であり、水分、酸やアルカリに対する耐性が強い。したがって、十分な耐酸化性を有し、且つ、硫化やマイグレーションが抑制された導電性ペーストとなる。また、含有される金属粒子に起因する反射も抑制することができ、メッシュ電極の視認性に優れる。

金属粒子の表面を被覆するカーボンは、例えば、溶融塩電気めっき膜として形成することができる。他にもスパッタリング膜やプラズマＣＶＤ膜等、カーボン被覆膜として一般的な膜として形成することもできる。特に好ましくは、その被覆に用いる装置構成が簡便で、カーボンの金属粒子への密着性が比較的高くウエット法なので均一にカーボン膜を被覆可能である等の点から溶融塩電気めっき膜である。

金属粒子の表面を被覆するカーボンを溶融塩電気めっき膜として形成するには、溶融塩電気めっき（Ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ）を行なう。
溶融塩電気めっきによるカーボン膜形成の一例を説明すると、炭素源として、カーバイドイオン（Ｃ_２ ^２−）を含む 溶融塩中で、カーボンめっきを施す金属基材（被処理基材）を陽分極させると、金属基材上でＣ_２ ^２−が 電気化学的に酸化され（式１）、基材表面にカーボンめっき膜を形成することができる。

式１

溶融塩電気めっきは、従来のめっき技術同様、簡便な装置構成で実施できる常圧プロセスであり、安全な製造条件かつ低エネルギー消費で、炭素をコーティングすることができる。また、ＰＶＤなどの気相製膜方法に比べ、装置のスケールアップやプロセスの連続化も容易である。溶融塩電気めっきでは、液相の溶融塩と接する処理材の全面で反応が進行するため、微小な基材から大型の基材まで、また小さな窪みや細い管の内側といった複雑形状の基材であっても、全面にカーボンのめっきが可能であるため、微小な金属粒子の被覆にも適している。さらに、電解電位や電流密度といった電解パラメータによりカーボンめっき膜の構造や形態を容易に制御することができ、適切なパラメータを選択することで、緻密なカーボンめっき膜を形成できる。また、溶融塩電気めっきでは、ＰＶＤなどの気相製膜方法に比べて、めっき膜の密着性が高い。めっき膜のカーボンは金属粒子内への拡散をしているため、この拡散層によって金属粒子との密着性が高められると考えられる。また、その製造過程が低温（４００〜５００℃程度）で行われるので、芯材との収縮率の違いによるクラックが生じにくい。めっき膜にクラックが生ずると、金属粒子が保護されないため酸化や硫化、マイグレーションの問題が生ずる。

溶融塩には、例えば、ＬｉＣｌ−ＫＣｌやＬｉＣｌ−ＫＣｌ−ＣａＣｌ_２等を用い、溶融後、塩化水素の吹き込みによる脱水処理を行った上でめっき浴として使用する。Ｃ_２ ^２−源としては、例えば、ＣａＣ_２を使用し、電解を行う。電解により金属粒子の表面にカーボンが析出して被膜が形成される。電解後のカーボン被覆金属粒子は蒸留水で水洗し、カーボン被覆金属粒子表面に付着した溶融塩を除去する。
カーボン被覆金属粒子において、カーボンの含有量（カーボン被覆量）は、カーボン被覆金属粒子全体の質量１００％に対して０．５質量％〜１０質量％であることが好ましい。カーボン被覆量は、少なすぎると金属粒子表面に均一なカーボンの被膜が確保できず、金属粒子が一部露出して酸化、硫化およびマイグレーションの抑制効果低下の原因になる。このことから、カーボン被覆量はカーボン被覆金属粒子全体の質量１００％に対して０．５質量％以上が好ましく、より好ましくは１質量％以上である。一方で、カーボン被覆量は、多くなりすぎると相対的に金属粒子の含有量が低くなり、導電性低下の原因となる。このことから、カーボン被覆量はカーボン被覆金属粒子全体の質量１００％に対して１０質量％以下が好ましく、より好ましくは７質量％以下である。

本実施の形態に係るカーボン被覆金属粒子は、上述したように、芯材として金属粒子を用いる。芯材として使用される金属粒子の形状としては、球状、フレーク状、繊維状、円盤状、及び楕円体状のいずれかの形状のものを利用することができる。

金属粒子としては、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、金、錫、亜鉛、ステンレスなどの金属系、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズなどを基材にアルミ ニウム、酸化アンチモンをドープした金属酸化物系、絶縁性で安価なマイカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズにアルミニウムやニッケルなどの金属を被覆した金属被覆系などが挙げられる。とくに、銀、銅の中から選ばれた１以上の金属粒子を用いるのが、導電性、コストの点で工業生産上適しているために好ましい。

金属粒子の体積平均粒子径は、０．１〜１０μｍである。平均粒子径がこのような範囲であることで、この金属粒子を用いた導電性ペーストは、十分な導電性や良好な成形性を確保することができる。粒子径が小さすぎると、これを用いて導電性ペーストとしたときに粒子間の接点点数が多く、すなわちカーボンどうしの接点数が多くり抵抗値が高くなるおそれがある。このことから、粒子径は０．１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．２μｍ以上である。一方で、粒子径が大きすぎると、カーボン被覆時においてカーボンとの収縮率の違いによるクラックが生じやすくなる。このことから、粒子径は２０μｍ以下が好ましく、より好ましくはより好ましくは５μｍ以下である。なお、金属粒子を被覆するカーボンが溶融塩電気めっき膜の場合、前述の通り、クラックはより発生しにくい。

また、本実施の形態に係るカーボン被覆金属粒子において、芯材としての金属粒子の表面に被覆するカーボンの平均厚み（平均被覆厚み）としては、０．０１μｍ〜１．０μｍであるのが好ましい。カーボンの厚みは、薄すぎると金属粒子表面に均一なカーボンの被膜が確保できず、金属粒子が一部露出して酸化、硫化およびマイグレーションの抑制効果低下の原因になる。このことから、カーボンの平均厚みは０．０１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．２μｍ以上である。一方で、カーボンの厚みは、厚すぎると被膜構成によっては抵抗値が上昇する。具体的には、純粋なグラフェン、カーボンナノチューブなどであれば、被覆膜が厚くても構わないが、混合物であれば、厚すぎない方がよい。加えて、金属粒子の粒径が大きい場合にはカーボン被覆粒子全体の粒径が大きくなりすぎ、導電性ペーストを印刷又は吐出する際の流動性が悪くなる。このことから、カーボンの平均厚みは１．０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５μm以下である。

金属粒子の表面に被覆するカーボンは、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、アモルファスカーボンの単体あるいはこれらのうちの２以上が存在する構造のいずれかで形成することができる。上記列挙のカーボンは、いずれも緻密な構造を有するので、水分、酸やアルカリに対する耐性が強い。また、この中でも、アモルファスカーボンを含む構成は、接触抵抗及び膜厚方向の抵抗の低さという点でとくに優れているので、より好ましい。
また、これらのカーボンに被覆された金属粒子は、金属粒子の金属光沢に起因する反射が抑制され、導電性ペーストとして黒色を呈する。
なお、導電性ペーストの反射を抑えるためにペースト内に黒色剤を添加することが知られている。しかし、一般の黒色剤としては、反応性染料、アゾ染料、ニグロシン類、ペリレン顔料、混合相顔料などの有機系、着色剤もあるが、いずれも導電性を有しないため、添加により金属粒子で得た導電性を損なうおそれがある。これに対して、上記のカーボン被覆は金属粒子の導電性を低下させない。

バインダー樹脂としては特に限定されるものではなく熱硬化性樹脂や架橋可能な熱可塑性樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン系樹脂、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース誘導体などが挙げられる。

また、溶剤についても、従来使用されている、プロピレンモノメチルエーテル、エチルカルビトール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールイソプロピルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、３ − メチル− ３ − メトキシブタノール、３ − メチル− ３ − メトキシブチルエーテル、酢酸ブチル、乳酸ブチルの有機溶剤や水を用いることができる。また、その有機溶剤や水の添加量としては、特に限定されないが、スクリーン印刷やディスペンサー等の導電膜形成方法に適した粘度となるように、カーボン被覆金属粒子の粒度を考慮して調整することができる。

また、硬化剤についても、従来使用されている２エチル４メチルイミダゾール等を使用することができる。

（導電性回路の形成方法）
上記したような導電ペーストを用いて上記黒色導電性細線１６を形成するには、まず、（１）基体フィルム１２上に第１電極パターン２５ａおよび第２電極パターン２５ｂで導電ペースト層を形成し、（２）その後に基体フィルム１２上に形成された導電ペースト層を加熱硬化する。

導電性ペーストを基体フィルム１２上に塗布して導電ペースト層を形成する工程（１）は、特に限定されないが、例えば、コーティング法、印刷法などによって行うことができる。印刷法としては、スクリーン印刷法、平版オフセット印刷法、インクジェット法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、スタンピング法、ディスペンス法、スキージ印刷などが挙げられる。

なお、メッシュ電極の場合、バインダー樹脂として感光性樹脂を用い、導電ペーストを用いて基体フィルム１２上に被膜を形成した後、露光・現像により任意のパターンで導電ペースト層を形成するようにするのが好ましい。こうようにフォトプロセスを用いることにより、印刷や吐出では形成することが難しい微細で精密なパターンを形成することができる。

感光性樹脂としては、アクリル系、脂環式エポキシ系、アクリルアクリレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ビニールエーテル系及びノボラック系などの感光性樹脂が挙げられるが、とくに光重合開始剤を含有した感光性樹脂とすることが柔軟性に優れるという観点から好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、チオキサントン系、ベンジル系、アゾ系等の光重合開始剤を用いることができる。また、増感剤を添加してもよい。

また、感光性を有する導電ペーストをドライフィルムレジスト化して、基体フィルム１２上にラミネートしてもよい。

上記露光処理では、基体フィルム１２の一方面に形成された感光性を有する第１導電ペースト層に対し、基体フィルム１２に向かって光を照射して第１導電ペースト層を第１マスクパターンに沿って露光する第１露光処理と、基体フィルム１２の他方面に形成された感光性を有する第２導電ペースト層に対し、基体フィルム１２に向かって光を照射して第２導電ペースト層１２３ｂを第２マスクパターンに沿って露光する第２露光処理とが行われる。第１露光処理及び第２露光処理は、露光のタイミングを同時にしてもよいし、異ならせてもよい。同時であれば、１度の露光処理で、感光性を有する第１導電ペースト層及び第２導電ペースト層を同時に露光することができ、処理時間の短縮化を図ることができる。

そして、第１導電ペースト層に照射された光が、不透明な第１導電ペースト層によって遮ぎられて第２導電ペースト層に実質的に到達せず、第２感導電ペースト層に照射された光が、不透明な導電ペースト層によって遮ぎられて第１導電ペースト層に実質的に到達しない。それゆえに、露光処理によって、透明な基体フィルム１２の両面（表裏）に異なった露光パターンを任意に、且つ、表裏に対して位置精度よく形成することができる。

上記現像処理では、感光性樹脂がネガ型の場合、露光されると現像液１４０に対して溶解性が低下しているので、現像後に露光部分が残る。他方、感光性樹脂がポジ型の場合、露光されると現像液に対して溶解性が増大しているため、露光した部分が除去される
使用する現像液としては、アルカリ液、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等の水溶液を用いることができる。

導電性ペーストを塗布された基体フィルム１２を加熱する工程（２）は、大気下、真空雰囲気下、不活性ガス雰囲気下、還元性ガス雰囲気下などで行うことができる。加熱温度は２０〜２００℃の範囲で行い、要求される導電率や基体フィルム１２の耐熱性などを考慮して選択される。水を含む溶媒が揮散され、場合により加熱下で硬化反応が進行し、乾燥後の導電性膜の導電性や密着性、表面硬度が良好となる。

（その他の構成）
前記したように、第１導電部１４ａ及び第２導電部１４ｂは、透視を必要とする部分（第１センサ部２４ａ及び第２センサ部２４ｂ）と透視を必要としない部分（第１端子配線部３４ａ及び第２端子配線部３４ｂ）とを有している（図１参照）。

第１端子配線部３４ａのうち静電容量センサ１０の一辺側の周縁部には、その長さ方向中央部分に、複数の第１端子（図示せず）が配列形成されている。そして、第１端子配線パターン３５ａが、各第１電極パターン２５ａのいずれか一端から導出され、前記第１端子に向かって引き回されて、それぞれ対応する第１端子６４ａに電気的に接続されている。また、第２端子配線部３４ｂのうち静電容量センサ１０の一辺側の周縁部にも、その長さ方向中央部分に、複数の第２端子（図示せず）が配列形成されている。そして、第２端子配線パターン３５ｂが、各第２電極パターン２５ｂのいずれか一端から導出され、前記第２端子に向かって引き回されて、、それぞれ対応する第２端子に電気的に接続されている。

第１端子配線パターン３５ａ及び第２端子配線パターン３５ｂは、第１電極パターン２５ａ及び第２電極パターン２５ｂと同じ材料で形成することができる。第１端子配線パターン３５ａ及び第２端子配線パターン３５ｂは、例えば、２５μｍ以上５００μｍ以下の幅、１０ｍｍ以上の長さで構成し、抵抗が１０ｍｍ当たり３００オーム以下、好ましくは１００オーム以下である。

そして、この静電容量センサ１０をタッチパネルとして構成する場合は、上記した静電容量センサ１０の他、静電容量センサ１０のいずれか一方の主面側に積層されたカバー部材と、静電容量センサ１０に電気的に接続されたＦＰＣと、ＦＰＣ上に配置されたＩＣ回路とを備える。指先をカバー部材上に接触させることで、指先に対向する第１電極パターン２５ａと第２電極パターン２５ｂからの信号がＩＣ回路に伝達される。ＩＣ回路では、供給された信号に基づいて指先の位置を演算する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は本実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、導電性回路の導体層を静電容量センサのメッシュ電極として説明したが、これに限定されず、その他にプリント配線板、太陽電池、有機ＥＬ、照明、電子ブック、ＲＦＩＤ（無線自動識別）タグなど様々な用途の配線としてもよい。また、その場合、導電性回路の基材は、上述の樹脂フィルムに限定されず、他にもガラスが挙げられる。厚みは５〜８００μｍの範囲で適宜設定可能である。この厚さ範囲にすれば、必要な強度が得られ、また、適度な柔軟性を有して加工が容易になるからである。

［実施例１］
平均粒子径０．８μｍの球状銅粒子に、溶融塩電気めっきにて平均厚み０．０５μｍのアモルファスカーボンを被覆させたカーボン被覆銅粒子を用意した。なお、銅粒子に被覆されたカーボンの被覆量は、カーボン被覆銅粒子全体の質量１００％に対して５質量％のものである。

このカーボン被覆銅粒子６０ｇに対して、感光性のバインダー樹脂として炭酸ソーダで現像が可能なネガタイプのアクリル系感光性樹脂３ｇ、溶剤として酢酸ブチルを３７ｇを混合し、混錬を繰り返すことによってペースト化した。得られた導電性ペーストをＰＥＮからなる樹脂フィルム上にコーティングし、被膜を露光・現像してメッシュ電極（幅５μｍ、開口率９０％）及び当該メッシュ電極から引き出された配線パターン（幅０．２ｍｍ、配線間隔０．２ｍｍ）を形成した。 大気雰囲気中にて１２０℃で１５分間硬化させた。

加熱硬化後の被膜の比抵抗値を測定した結果、カーボン被覆していない銅粒子を用いた導電性ペーストと比較して殆ど数値の上昇は見られなかった。また、水蒸気腐食試験において抵抗値が上昇することもなかった。さらに、メッシュ電極も低反射であった。

［実施例２］
平均粒子径１μｍの鱗片状銀粒子に、溶融塩電気めっきにて厚み０．１μｍのグラファイトを被覆させたカーボン被覆銀粒子を用意した。なお、銀粒子に被覆されたカーボンの被覆量は、カーボン被覆銀粒子全体の質量１００％に対して２質量％のものである。

このカーボン被覆銀粒子５０ｇに対して、感光性のバインダー樹脂として炭酸ソーダで現像が可能なネガタイプのアクリル系感光性樹脂３ｇ、溶剤としてプロピレンモノメチルエーテルを４８ｇを混合し、混錬を繰り返すことによってペースト化した。得られた導電性ペーストをＰＥＴからなる樹脂フィルム上にコーティングし、被膜を露光・現像してメッシュ電極（幅５μｍ、開口率９０％）及び当該メッシュ電極から引き出された配線パターン（幅０．２ｍｍ、配線間隔０．２ｍｍ）を形成した。大気雰囲気中にて１３０℃で２０分間硬化させた。

加熱硬化後の被膜の比抵抗値を測定した結果、カーボン被覆していない銀粒子を用いた導電性ペーストと比較して殆ど数値の上昇は見られなかった。また、硫化水素ガスでの腐食試験においても抵抗値が上昇することもなかった。さらに、メッシュ電極も低反射であった。

また、硬化後の配線パターン間のイオンマイグレーション試験として、抵抗の変化を１００時間ｉｎ−ｓｉｔｕ測定したところ、カーボン被覆されていない銀粒子を用いた導電性ペーストと比較して格段に絶縁が保たれた。

１ カーボン被覆金属粒子
２ 金属粒子
３ カーボン
１０ 静電容量センサ
１２ 基体フィルム
１４ａ 第１導電部 １４ｂ 第２導電部
１６ 黒色導電性細線
１７ 空白部
２０，２１ 隙間
２４ａ 第１センサ部 ２４ｂ 第２センサ部
２５ａ 第１電極パターン ２５ｂ 第２電極パターン
３４ａ 第１端子配線部 ３４ｂ 第２端子配線部
３５ａ 第１端子配線パターン ３５ｂ 第２端子配線パターン
４０ 線状突起

Claims (12)

1. 芯材として金属粒子を用い、当該金属粒子の表面がカーボンで被覆されてなるカーボン被覆金属粒子と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む導電ペーストを用いて基材上に任意のパターンで導電ペースト層を形成する工程と、
   前記基材上に形成された導電ペースト層を加熱硬化することにより導体層を形成する工程と、を備えた導電性回路の形成方法。
2. 前記金属粒子の表面を被覆する前記カーボンは、溶融塩電気めっき膜である請求項１記載の導電性回路の形成方法。
3. 前記バインダー樹脂として感光性樹脂を用い、導電ペーストを用いて基材上に被膜を形成した後、露光・現像により任意のパターンで導電ペースト層を形成する請求項１又は請求項２の導電性回路の形成方法。
4. 基材と、当該基材上に任意のパターンで形成され、芯材として金属粒子を用い、当該金属粒子の表面がカーボンで被覆されてなるカーボン被覆金属粒子と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む導電ペーストの加熱硬化物である導体層とを備えた導電性回路。
5. 前記金属粒子の表面を被覆する前記カーボンは、溶融塩電気めっき膜である請求項４記載の導電性回路。
6. 前記バインダー樹脂が感光性樹脂である請求項３又は請求項４又は請求項５の導電性回路。
7. 前記導体層が、メッシュ電極を含むパターンで形成されている請求項４〜６のいずれかの導電性回路。
8. 前記金属粒子の体積平均粒子径は、０．１〜１０μｍである請求項４〜７のいずれかの導電性回路。
9. 前記カーボンの厚みは、０．０１μｍ〜１．０μｍである請求項４〜８のいずれかの導電性回路。
10. カーボンの含有量は、カーボン被覆金属粒子全体の質量１００％に対して０．５質量％〜１０質量％である請求項４〜９のいずれかの導電性回路。
11. 前記カーボンは、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、アモルファスカーボンの単体あるいはこれらのうちの２以上が存在する構造のいずれかである請求項４〜１０のいずれかの導電性回路。
12. 前記金属粒子は、銀、銅の中から選ばれた１以上の金属粒子である請求項４〜１１のいずれかの導導電性回路。

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