JP2507040B2 - Printed circuit paste and method of forming printed circuit - Google Patents
Printed circuit paste and method of forming printed circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はサーマルヘッド、固定抵抗器、可変抵抗器、
平板コイル、導電回路など種々の電子回路形成に用いら
れる印刷回路用ペーストおよび印刷回路の形成方法に関
するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermal head, a fixed resistor, a variable resistor,
The present invention relates to a printed circuit paste used for forming various electronic circuits such as a flat plate coil and a conductive circuit, and a method for forming a printed circuit.
従来の技術 印刷焼成回路形成のためのペーストは従来、（１）抵
抗成分、導電成分、誘電体成分の粒子とガラスフリット
粒子との混合物をアクリル樹脂などのビヒクルと有機溶
剤とからペースト化したもの（２）抵抗成分、導電成
分、誘電体成分となる元素の有機化合物単体もしくは、
これとガラスマトリクス形成可能な元素の有機化合物と
の混合物をビヒクルと有機溶剤とからペースト化したも
の、とが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a paste for forming a printed and fired circuit is (1) a mixture of particles of a resistance component, a conductive component, a dielectric component and glass frit particles, which is made into a paste from a vehicle such as an acrylic resin and an organic solvent. (2) A simple organic compound of an element that becomes a resistance component, a conductive component, or a dielectric component, or
It is known that a mixture of this and an organic compound of an element capable of forming a glass matrix is made into a paste from a vehicle and an organic solvent.
例えば抵抗成分元素、導電成分元素、誘電体成分元素
の代表例としてRu、Au、Tiがそれぞれ挙げられる。ガラ
スマトリクス形成可能な元素としてSi、Ｂ、Pbなどが挙
げられる。例えば前者のペーストでは酸化ルテニウム粉
末と硼珪酸ガラスフリット粉末とを有機成分と混合して
抵抗体ペーストとする。また後者ではルテニウムのエチ
ルヘキサン酸塩と珪素のイソプロポキシド、脂肪族アル
コールの硼酸エステル、鉛のエトキシドとを有機成分と
混合して抵抗体ペーストとする。それぞれのペーストは
スクリーン印刷、ロールコーチング法などにより膜形成
し焼成することにより抵抗体膜などを得る。従来のペー
ストを印刷型サーマルヘッドに用いる場合を例に挙げて
本発明の意図するところを述べる。サーマルヘッドは基
板上の一対の電極と、これら電極の間に形成された発熱
抵抗体層と、この発熱抵抗体層の上に形成された耐磨耗
層とから基本的に構成される。従来の厚膜型サーマルヘ
ッドは例えば金のメタルオルガニックペースト、RuO2−
ガラスフリットペースト、ホウケイ酸ガラスフリットペ
ースト、の印刷焼成により金電極、RuO2発熱抵抗体層、
耐磨耗層、を得るものである。For example, typical examples of the resistance component element, the conductive component element, and the dielectric component element include Ru, Au, and Ti. Examples of elements capable of forming a glass matrix include Si, B, Pb and the like. For example, in the former paste, ruthenium oxide powder and borosilicate glass frit powder are mixed with an organic component to form a resistor paste. In the latter case, ruthenium ethylhexanoate, silicon isopropoxide, aliphatic alcohol borate ester, and lead ethoxide are mixed with an organic component to form a resistor paste. A film of each paste is formed by screen printing, a roll coating method, or the like, and baked to obtain a resistor film or the like. The purpose of the present invention will be described by taking a case where a conventional paste is used for a printing type thermal head as an example. The thermal head is basically composed of a pair of electrodes on a substrate, a heating resistor layer formed between these electrodes, and an abrasion resistant layer formed on the heating resistor layer. The conventional thick film type thermal head is made of, for example, gold metal organic paste, RuO 2 −.
By printing and baking glass frit paste, borosilicate glass frit paste, gold electrodes, RuO 2 heating resistor layer,
To obtain a wear resistant layer.
この様な印刷焼成によるサーマルヘッドでの重要特性
のひとつは、印字品質である。すなわち、ライン状に配
列した抵抗体層の個々のドットから、均一に発熱したエ
ネルギを印画紙に伝達し、個々の印字されたドットの印
字濃度をできるだけ均一にしなければならない。個々の
印字、ドットの濃度が不均一であると印画に濃淡のスジ
が生じ印字品質が悪くなり、とくに階調印字の要求され
るフルカラープリンタ用のサーマルヘッドとしては、こ
の特性が重視される。One of the important characteristics of the thermal head by such printing and firing is print quality. That is, from the individual dots of the resistor layer arranged in a line, the uniformly generated energy must be transferred to the photographic printing paper to make the printing density of the individual printed dots as uniform as possible. If the individual prints and the dot densities are not uniform, dark and light streaks will occur in the printed image, and the print quality will deteriorate, and this characteristic is important for a thermal head for a full-color printer that requires gradation printing in particular.
発明が解決しようとする課題 このような印字濃度ムラの原因としては個々の抵抗体
ドットの抵抗値のばらつきが考えられる。抵抗値のばら
つきの原因は種々考えられるが、印刷焼成による抵抗体
の厚さ、幅のばらつきが主原因の一つである。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention As a cause of such print density unevenness, variations in resistance values of individual resistor dots can be considered. There are various possible causes for the variation in the resistance value, but one of the main causes is the variation in the thickness and width of the resistor due to printing and baking.
これはペースト印刷時のスクリーンメッシュからの抵
抗微細パターンの離脱時に印刷パターンエッジや厚さが
従来のペーストではその粘性、たれなどのために均一に
なりにくいものであるためと考えられる。この傾向は印
刷焼成後の膜厚が薄い有機金属化合物系のペーストにつ
いて大きく認められる。It is considered that this is because when the resistive fine pattern is separated from the screen mesh during paste printing, the edges and thickness of the printed pattern are difficult to be uniform due to the viscosity and sagging of the conventional paste. This tendency is greatly recognized for the organometallic compound paste having a small film thickness after printing and firing.
例えばRuO2粉末とガラスフリット粉末との混合ペース
トは均一混合分散に限界があり、たとえ均一な分散性を
有するペーストができたとしても焼成時にガラス層と酸
化ルテニウム層とが偏析分相してしまい生成した膜の組
成均一性が損なわれる。For example, a mixed paste of RuO 2 powder and glass frit powder has a limit to uniform mixing and dispersion, and even if a paste having uniform dispersibility is formed, the glass layer and the ruthenium oxide layer are segregated and separated during firing. The composition uniformity of the formed film is impaired.
課題を解決するための手段 本発明は、以上に鑑み、印刷膜の厚さを膜全体にわた
って均一にし、さらには印刷膜の端部をシャープにでき
る印刷回路用ペーストを提供することを目的とする。本
発明は、また同ペーストを用いた印刷回路の形成方法を
提供することを目的とする。Means for Solving the Problems In view of the above, it is an object of the present invention to provide a paste for a printed circuit capable of making the thickness of the printed film uniform over the entire film and further sharpening the edges of the printed film. . Another object of the present invention is to provide a method for forming a printed circuit using the paste.
課題を解決するための手段 本発明の印刷回路用ペーストは、導電材料、抵抗材
料、または誘電体材料を包含するマイクロカプセルを構
成要素とするものである。また、本発明の印刷回路の形
成方法は、この印刷回路用ペーストを基板に印刷する工
程、および印刷されたペーストを焼成して前記印刷部分
に導電体、抵抗体、または誘電体の回路を形成する工程
を有するものである。Means for Solving the Problems The printed circuit paste of the present invention has microcapsules containing a conductive material, a resistive material, or a dielectric material as a constituent element. Further, the method for forming a printed circuit of the present invention includes a step of printing the printed circuit paste on a substrate, and firing the printed paste to form a conductor, resistor, or dielectric circuit on the printed portion. There is a step of doing.
本発明の印刷回路用ペーストについて、さらに詳しく
説明すると、導電材料、抵抗材料、または誘電体材料と
して、ガラスフリットと金属または金属の酸化物との混
合物を用いる。The printed circuit paste of the present invention will be described in more detail. A mixture of glass frit and a metal or a metal oxide is used as a conductive material, a resistive material, or a dielectric material.
また、金属の有機化合物単体もしくはその混合物を導
電材料、抵抗材料、または誘電体材料とする。Further, a metal organic compound simple substance or a mixture thereof is used as a conductive material, a resistance material, or a dielectric material.
さらには、金属の有機化合物とガラスマトリクス形成
可能な元素の有機化合物との混合物を導電材料、抵抗材
料、または誘電体材料とする ここで、前記金属としては、Ru、Rh、Ir、Os、Au、お
よびAgからなる群より選ばれたものが、また、ガラスマ
トリクス形成可能な元素としては、Si、Pb、Ｂ、La、B
i、Al、Zn、Ca、Zr、およびMgからなる群より選ばれた
ものがそれぞれ用いられる。Further, a mixture of an organic compound of a metal and an organic compound of an element capable of forming a glass matrix is used as a conductive material, a resistance material, or a dielectric material. Here, the metal is Ru, Rh, Ir, Os, Au. And elements selected from the group consisting of Ag, and Si, Pb, B, La, B as elements capable of forming a glass matrix.
Those selected from the group consisting of i, Al, Zn, Ca, Zr, and Mg are used.
また、前記有機化合物としては、金属のアルコラー
ト、エステル、メルカプチド、レジネート、およびロジ
ネートからなる群より選ばれるものが用いられる。As the organic compound, a compound selected from the group consisting of metal alcoholates, esters, mercaptides, resinates and rosinates is used.
本発明の印刷回路用ペーストは、前記マイクロカプセ
ルとビヒクル、および溶剤とから構成されることが好ま
しい。The printed circuit paste of the present invention is preferably composed of the microcapsules, a vehicle, and a solvent.
作用 本発明によれば有機金属化合物や、金属酸化物粉末を
マイクロカプセル化することによってその粘性を改良
し、これを印刷膜とするために、生成した印刷膜の厚
さ、幅などが均一になり得られた抵抗体、導電体、誘電
体膜の特性を均一にできる。すなわち生成した膜のどの
部分をとっても均一な抵抗値や容量値を有する膜を得る
ことができる。Action According to the present invention, the viscosity is improved by encapsulating the organometallic compound or the metal oxide powder into a microcapsule, and in order to use this as a printed film, the thickness and width of the generated printed film are made uniform. The properties of the obtained resistor, conductor, and dielectric film can be made uniform. That is, it is possible to obtain a film having a uniform resistance value and a uniform capacitance value in any part of the formed film.
すなわち、均一分散したペーストを被覆層により被覆
してマイクロカプセル化したペーストを印刷焼成した場
合個々のカプセル中の均一組成が最後まで保持され生成
した抵抗体層中の組成が均一になる。That is, when the paste in which the uniformly dispersed paste is covered with the coating layer is coated and the microcapsule paste is printed and baked, the uniform composition in each capsule is maintained until the end, and the composition in the generated resistor layer becomes uniform.
また比較的粘性の制御が困難な有機金属化合物系のペ
ーストをマイクロカプセル化することによりペーストの
印刷粘度特性が改善され、微細パターンのエッジ部をシ
ャープにすることができる。いわゆる印刷膜端部の“た
れ”の発生が無くなる。Further, by embedding an organometallic compound paste whose viscosity is relatively difficult to control into microcapsules, the printing viscosity characteristics of the paste can be improved and the edges of fine patterns can be sharpened. The occurrence of so-called "dripping" at the edges of the printed film is eliminated.
実施例 以下に本発明の具体的な実施例について、第１図およ
び第２図に基づき詳細に説明する。Examples Specific examples of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2.
（実施例−１） 直径が0.5μｍの酸化ルテニウム粉末、硼珪酸ガラス
フリット粉末、エチルセルローズからなる混合物１をス
プレードライ法によりポリビニルアルコール皮膜２のマ
イクロカプセルとする。Example 1 A mixture 1 made of ruthenium oxide powder, borosilicate glass frit powder, and ethyl cellulose having a diameter of 0.5 μm is made into microcapsules having a polyvinyl alcohol film 2 by spray drying.
（実施例−２） ルテニウムの２−エチルヘキサン酸塩、シリコンのイ
ソプロポキシド、エチルアルコールの硼酸エステルの混
合物１をスプレイドライ法によりアルミニウムシリケー
ト皮膜２のマイクロカプセルとする。(Example-2) A mixture 1 of ruthenium 2-ethylhexanoate, silicon isopropoxide, and ethyl alcohol borate is formed into microcapsules of aluminum silicate film 2 by a spray dry method.
（実施例−３） ゼラチン溶液中にルテニウムの２−エチルヘキサン酸
塩を加え、これにエチルアルコールを加えてコアセルベ
ーション法により２−エチルヘキサン酸塩をマイクロカ
プセル化する。同様の方法でシリコンのイソプロポキシ
ド、鉛のエトキシドをマイクロカプセル化する。三種類
のマイクロカプセルをテルピネオールと混ぜて混合す
る。(Example-3) 2-Ethylhexanoate of ruthenium is added to a gelatin solution, ethyl alcohol is added thereto, and 2-ethylhexanoate is microencapsulated by a coacervation method. By the same method, silicon isopropoxide and lead ethoxide are microencapsulated. Mix three types of microcapsules with terpineol.
（実施例−４） ルテニウムの２−エチルヘキサン酸塩のクロロホルム
溶液とヘキサンメチレンジアミンのエチルアルコール溶
液を混合撹拌する。両液は相互に溶解度が低いためにエ
マルジョン化しヘキサメチレンジアミン皮膜２のマイク
ロカプセルが生成する。同じくトリフェニルシラノー
ル、鉛のエトキシドそれぞれをマイクロカプセル化す
る。Example 4 A solution of ruthenium 2-ethylhexanoate in chloroform and a solution of hexanemethylenediamine in ethyl alcohol are mixed and stirred. Since the two solutions have low solubilities with each other, they are emulsified to form microcapsules of the hexamethylenediamine film 2. Similarly, triphenylsilanol and lead ethoxide are each microencapsulated.
（実施例−５） 実施例−４と同じ元素の有機化合物三種類を良く撹拌
混合しエマルジョン法によりヘキサメチジアミン皮膜２
のマイクロカプセルをつくる。以上、実施例−１〜５の
５種類のマイクロカプセルを、必要な場合はポリエステ
ルなどのビヒクルやテルピネオールの様な溶媒３を加え
て適当な粘度を与えてペーストとする。これらのペース
トを用いて以下の二つの方法でサーマルヘッドを試作し
た。第１の方法は第２図に示すように、グレーズ層をそ
の表面に有するアルミナ基板５の上に一対の電極層６を
形成する。これらの電極層6,6の間に400メッシュのスク
リーン版により幅400μｍの抵抗体層７を印刷する。引
き続き800℃で焼成する。抵抗体層７の上に硼珪酸ガラ
スフリットペーストの印刷焼成により耐磨耗層８を形成
する。第２の方法はホーロ基板の上にロールコータによ
り抵抗体ペースト膜を施す。800℃焼成により抵抗体層
とする。抵抗体層の上に金の有機金属化合物ペーストの
印刷焼成により金層を形成する。引き続き金層のホトリ
ソエッチング、抵抗体層のホトリソエッチングにより抵
抗体層、電極層のパターン形成する。耐磨耗層は第１の
方法と同じ方法で形成する。実施例−１、２、３は第１
の方法で、実施例−４、５は第２の方法で試作した。以
上の実施例で得られたサーマルヘッドの特性を表に示
す。(Example-5) Three kinds of organic compounds having the same elements as in Example-4 were well mixed by stirring, and the hexamethydiamine film 2 was formed by an emulsion method.
Make microcapsules. As described above, the five types of microcapsules of Examples 1 to 5 are made into pastes by adding a vehicle such as polyester and a solvent 3 such as terpineol to give an appropriate viscosity, if necessary. Using these pastes, a thermal head was prototyped by the following two methods. In the first method, as shown in FIG. 2, a pair of electrode layers 6 is formed on an alumina substrate 5 having a glaze layer on its surface. A resistor layer 7 having a width of 400 μm is printed between the electrode layers 6 and 6 with a screen plate of 400 mesh. Continue firing at 800 ° C. An abrasion resistant layer 8 is formed on the resistor layer 7 by printing and baking a borosilicate glass frit paste. The second method is to apply a resistor paste film on a hollow substrate with a roll coater. A resistor layer is formed by firing at 800 ° C. A gold layer is formed on the resistor layer by printing and firing a gold organometallic compound paste. Subsequently, a pattern of the resistor layer and the electrode layer is formed by photolithographic etching of the gold layer and photolithographic etching of the resistor layer. The abrasion resistant layer is formed by the same method as the first method. Examples-1, 2, 3 are the first
Example 4, Examples 4 and 5 were manufactured by the second method. The characteristics of the thermal heads obtained in the above examples are shown in the table.
比較のために、従来の構成のサーマルヘッドの特性も
並記した。比較例−１は、ガラスフリット−RuO2粉末系
ペーストをスクリーン印刷し、焼成して抵抗体層を形成
したヘッド、比較例−２は、金属の有機化合物系ペース
トをスクリーン印刷し、焼成して抵抗体層を形成したヘ
ッドである。 For comparison, the characteristics of the conventional thermal head are also shown. Comparative Example-1, a glass frit -RuO 2 powder-based paste by screen printing and baking the head forming a resistance layer, Comparative Example-2, the metal organic compound-based paste is screen printing and baking The head has a resistor layer formed thereon.
なお上記実施例においては液相化学エッチングを用い
たがRIE法などの物理的気相エッチングを用いてもよ
い。Although liquid phase chemical etching is used in the above-mentioned embodiment, physical vapor phase etching such as RIE may be used.
また上記実施例では抵抗体ペーストのみを例に挙げて
説明したが導電回路、誘電体膜なども抵抗膜と同じよう
にそれぞれの材料をマイクロカプセル化することにより
均一な機能性膜を得ることが可能である。Further, in the above-described embodiment, only the resistor paste has been described as an example, but a conductive circuit, a dielectric film, and the like can be microencapsulated in the same manner as the resistor film to obtain a uniform functional film. It is possible.
発明の効果 以上記載のように本発明の印刷回路用ペーストを用い
てスクリーン印刷、ロールコータ法などにより成膜し焼
成すると均一な組成の抵抗膜、導電膜、誘電体膜等が得
られ、かつ微細回路パターンを得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the printed circuit paste of the present invention is used to form a resistive film, a conductive film, a dielectric film or the like having a uniform composition when screen-printed by a roll coater method or the like and baked, and A fine circuit pattern can be obtained.
第１図は本発明の一実施例におけるマイクロカプセル化
ペーストの模式図、第２図は本発明の一実施例の印刷回
路用ペーストを用いたサーマルヘッドの断面図である。 １……混合物、２……被膜、３……溶剤、５……基板、 ６……電極層、７……抵抗体層、８……耐摩耗層。FIG. 1 is a schematic view of a microencapsulated paste according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a thermal head using the printed circuit paste according to an embodiment of the present invention. 1 ... Mixture, 2 ... Coating, 3 ... Solvent, 5 ... Substrate, 6 ... Electrode layer, 7 ... Resistor layer, 8 ... Wear resistant layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 義博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 服部 章良 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−53805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40188（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Watanabe 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-63-53805 (JP, A) JP-A-61-40188 (JP, A)
Claims (7)
包含するマイクロカプセルを構成要素とするペーストを
基板に印刷する工程、および印刷されたペーストを焼成
して前記印刷部分に導電体、抵抗体、または誘電体の回
路を形成する工程を有することを特徴とする印刷回路の
形成方法。1. A step of printing a paste containing a microcapsule containing a conductive material, a resistive material, or a dielectric material as a constituent element on a substrate, and firing the printed paste to form a conductor and a resistance on the printed portion. A method of forming a printed circuit, comprising the step of forming a body or dielectric circuit.
との混合物からなる導電材料、抵抗材料、または誘電体
材料を包含するマイクロカプセルを構成要素とすること
を特徴とする印刷回路用ペースト。2. A printed circuit paste comprising microcapsules containing a conductive material, a resistive material, or a dielectric material made of a mixture of glass frit and a metal or a metal oxide, as a constituent element.
からなる導電材料、抵抗材料、または誘電体材料を包含
するマイクロカプセルを構成要素とすることを特徴とす
る印刷回路用ペースト。3. A printed circuit paste comprising microcapsules containing a conductive material, a resistance material, or a dielectric material made of a metal organic compound simple substance or a mixture thereof as a constituent element.
可能な元素の有機化合物との混合物からなる導電材料、
抵抗材料、または誘電体材料を包含するマイクロカプセ
ルを構成要素とすることを特徴とする印刷回路用ペース
ト。4. A conductive material comprising a mixture of an organic compound of a metal and an organic compound of an element capable of forming a glass matrix,
A paste for a printed circuit, comprising a microcapsule containing a resistance material or a dielectric material as a constituent element.
からなる群より選ばれたものであり、ガラスマトリクス
形成可能な元素がSi、Pb、Ｂ、La、Bi、Al、Zn、Ca、Z
r、およびMgからなる群より選ばれたものである請求項
４記載の印刷回路用ペースト。5. The metal is Ru, Rh, Ir, Os, Au, and Ag.
Elements selected from the group consisting of Si, Pb, B, La, Bi, Al, Zn, Ca, Z.
The printed circuit paste according to claim 4, which is selected from the group consisting of r and Mg.
ステル、メルカプチド、レジネート、およびロジネート
からなる群より選ばれる請求項３または４記載の印刷回
路用ペースト。6. The printed circuit paste according to claim 3, wherein the organic compound is selected from the group consisting of metal alcoholates, esters, mercaptides, resinates, and rosinates.
溶剤とから構成された請求項２、３または４記載の印刷
回路用ペースト。7. The printed circuit paste according to claim 2, which is composed of the microcapsules, a vehicle, and a solvent.
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