JP2597063B2

JP2597063B2 - 厚膜形成用の感圧性接着シ―ト

Info

Publication number: JP2597063B2
Application number: JP4232092A
Authority: JP
Inventors: 裕戸崎; 裕諸石; 健一高橋; 光平薮野; 行雄山田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH05218622A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に所望の厚膜パ
タ―ンなどを形成する際に使用する厚膜形成用の感圧性
接着シ―トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板上に所望の厚膜パタ―ンを形成する
技術としては、たとえば、実開昭６２−１７８１４５号
公報や特開昭６３−８４０９５号公報などに紹介されて
いるように、スクリ―ン印刷法と加圧転写印刷法とが知
られている。

【０００３】スクリ―ン印刷法は、基板上にスクリ―ン
マスクを対向させ、スクリ―ンマスク上にペ―ストを置
いて、スキ―ジ（刷毛）でスクリ―ンマスクを通して基
板上にマスクパタ―ンのペ―ストを塗布するものであ
る。

【０００４】加圧転写印刷法は、基板上に転写フイルム
に設けた厚膜ペ―ストを対向させ、転写フイルム側から
先端が丸められたワイヤで加圧して、加圧した部分の厚
膜ペ―ストを基板上に転写するものである。

【０００５】このような方法で、たとえば、セラミツク
ス基板上に塗布または転写された厚膜ペ―ストは、最終
的に、８００℃，１０分といつた高温で加熱焼結され
て、所望パタ―ンの抵抗厚膜などとされ、ハイブリツド
ＩＣなどの電気回路として利用されるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、スクリ―ン
印刷法では、スクリ―ンマスクがペ―ストで目詰りを生
じやすく、スクリ―ンの取り扱いに手間がかかるだけで
なく、高い印刷精度が得られない。特に、同一スクリ―
ンマスクで印刷を繰り返すと、極端に精度が低下するた
め、スクリ―ンマスクをたびたび交換する必要があり、
量産性が悪い。また、ペ―ストは溶剤の蒸発で粘度が変
化しやすく、ペ―ストの木目の細かい管理が必要とな
り、さらにスキ―ジはスクリ―ンマスクとの摩擦で磨耗
するのでたびたび交換する必要があり、共に手間がかか
る。

【０００７】これに対し、加圧転写印刷法では、スクリ
―ンマスクやスキ―ジがないので、これらを交換する手
間がかからず、量産性にすぐれている。しかし、ペ―ス
トを転写フイルムから基板上に直接転写するため、基板
に対する厚膜ペ―ストの結合力が弱く、良好な転写性が
得られなかつたり、加熱焼結時に剥離を生じやすく、高
精度な厚膜パタ―ンの形成が難しいという問題があつ
た。

【０００８】本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、ス
クリ―ン印刷法よりも量産性にすぐれる加圧転写印刷法
に注目し、この印刷法の難点とされる基板に対する厚膜
ペ―ストの結合力を強めることによつて、良好な転写性
を得ると共に、高精度な厚膜パタ―ンの形成を可能とす
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意検討した結果、基板上に厚膜ペ―
ストを転写する際に、あらかじめ基板上に特定構成の感
圧性接着シ―トを設けておくと、これが基板に対する厚
膜ペ―ストの結合力を強め、転写フイルム側から特定の
圧力で加圧したときに非常に良好な転写性を付与し、し
かもこの感圧性接着シ―トは転写後厚膜ペ―ストを高温
で加熱焼結する際に完全に炭化焼失し、これにより高精
度な厚膜パタ―ンの形成が可能となることを見い出し、
本発明に到達したものである。

【００１０】すなわち、本発明は、上記良好な転写性を
付与し、また高精度な厚膜パタ―ンの形成を可能とする
感圧性接着シ―トを提供しようとするもので、その要旨
とするところは、基板上に、転写フイルムに設けた厚膜
ペ―ストを対向させ、転写フイルム側から１〜５０kg／
mm²の圧力で加圧して上記ペ―ストを基板上に転写する
にあたり、基板と厚膜ペ―ストとの間に介在させて、基
板に対する厚膜ペ―ストの結合力を強くするための感圧
性接着シ―トであつて、常態で非粘着性であるが転写フ
イルム側からの加圧で強粘着性となる（メタ）アクリル
酸アルキルエステル系ポリマ―（以下、アクリル系ポリ
マ―という）を主成分とする厚膜形成用の感圧性接着シ
―トにある。

【００１１】

【発明の構成・作用】本発明において使用するアクリル
系ポリマ―は、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを
主モノマ―とし、これに必要に応じて共重合可能な他の
エチレン性不飽和モノマ―を加えたものを、溶液重合、
乳化重合、塊状重合などの公知の方法で重合させること
により、得られるものである。

【００１２】（メタ）アクリル酸アルキルエステルとし
ては、アルキル基の炭素数が４〜１２の範囲にあるもの
が好ましく、たとえば、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ノルマルヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリ
ル酸イソデシルなどのアクリル酸アルキルエステル、こ
れらと同じアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエ
ステルを挙げることができ、これらのうちの１種または
２種以上が用いられる。

【００１３】共重合可能な他のエチレン性不飽和モノマ
―は、上記の（メタ）アクリル酸アルキルエステルから
なる主モノマ―と共重合させることにより、アクリル系
ポリマ―の分子内に官能基や極性基を導入して、接着性
の改良を図つたり、アクリル系ポリマ―のガラス転移温
度をコントロ―ルして凝集力や耐熱性の改善を図るため
に、必要により用いられるものである。

【００１４】このようなエチレン性不飽和モノマ―の具
体例としては、たとえば、（メタ）アクリル酸、マレイ
ン酸、イタコン酸などのカルボキシル基含有モノマ―、
（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）ア
クリル酸２−ヒドロキシプロピル、２−ヒドロキシビニ
ルエ―テルなどの水酸基含有モノマ―、Ｎ・Ｎ´−ジメ
チルアミノエチル（メタ）アクリレ―ト、Ｎ−ｔｅｒｔ
−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレ―トなどのアミ
ノ基含有モノマ―、（メタ）アクリルアミドなどのアミ
ド基含有モノマ―、（メタ）グリシジルアクリレ―トな
どのグリシジル基含有モノマ―、その他スルホプロピル
（メタ）アクリレ―ト、Ｎ−ビニルカプロラクタム、
（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げら
れ、これらのうちの１種または２種以上が用いられる。

【００１５】主モノマ―の（メタ）アクリル酸アルキル
エステルと、これと共重合可能な他のエチレン性不飽和
モノマ―との使用割合としては、一般に、主モノマ―の
（メタ）アクリル酸アルキルエステルが７０〜１００重
量％、好ましくは７５〜９０重量％となり、共重合可能
な他のエチレン性不飽和モノマ―が３０〜０重量％、好
ましくは２５〜１０重量％となるようにするのが、接着
性、凝集力の点から好ましいものである。

【００１６】このようなモノマ―にて構成されるアクリ
ル系ポリマ―の分子量としては、重量平均で通常２０万
〜１５０万、好適には３０万〜８０万であるのがよい。

【００１７】本発明においては、上記のアクリル系ポリ
マ―を主成分とし、これに必要により粘着付与樹脂、可
塑剤、乳化剤、軟化剤、充てん剤、顔料、染料などの公
知の添加剤のほか、多官能性のイソシアネ―ト化合物、
エポキシ化合物などの公知の架橋剤を加えた組成物を、
溶液状態で剥離紙上に塗布し、加熱乾燥することによ
り、厚膜形成用の感圧性接着シ―トとする。

【００１８】このようにして得られる本発明の感圧性接
着シ―トは、常態では非粘着性であつて、加圧されたと
きにのみ強粘着性を示すという特異な性質を有してお
り、この性質は、アクリル系ポリマ―のモノマ―構成や
分子量、粘着付与樹脂などの添加剤成分の種類や添加
量、架橋剤による架橋の程度などを調整することによ
り、容易に得ることができる。

【００１９】なお、ここにいう強粘着性とは、セラミツ
クス基板などの厚膜形成用の基板に対し、貼合せ圧力１
Kg／mm²、剥離速度３００mm／分、２３℃における粘着
力が２０ｇ／cm以上、好ましくは５０〜５００ｇ／cmと
なることを意味する。また、常態で非粘着性とは、加圧
も加熱もされない通常状態での上記粘着力が５ｇ／cm以
下となり、粘着感がほとんどみられないことを意味す
る。

【００２０】このような粘着特性を有していることによ
り、この感圧性接着シ―トを基板上に設け、この上に転
写フイルムに設けた厚膜ペ―ストを重ね合わせただけの
状態では、このペ―ストは上記シ―トに粘着しないが、
その状態で、転写フイルム側から先端が丸められたワイ
ヤを用いて加圧すると、加圧した部分の厚膜ペ―ストが
上記シ―トに強力に粘着することになり、その後転写フ
イルムを剥離すると、厚膜ペ―ストは上記シ―トを介し
て基板上に良好に転写されるのである。

【００２１】ここで、上記の粘着特性に基づく良好な転
写性を発揮させるために、本発明に用いる感圧性接着シ
―トとしては、その２０℃，周波数１Hzの剪断貯蔵弾性
率、つまり、レオメトリツクスフア―イ―スト（株）製
の動的粘弾性測定装置（ＲＤＳ）を用いて、平行円盤に
より周波数１Hzで、２０℃で測定される剪断貯蔵弾性率
（Ｇ´）が、一般に、８×１０⁵〜３００×１０⁵dyne
／cm²の範囲にあるのが望ましい。この弾性率が小さく
なると、接着シ―トが柔らかくなつて転写形状の不良が
起きやすく、また逆に大きくなると、接着シ―トが固く
なつて厚膜ペ―ストの接着不良などが起こる。

【００２２】同様の観点から、本発明に用いる感圧性接
着シ―トとしては、その厚さが、通常２〜３０μｍ、好
ましくは５〜１５μｍの範囲にあるのがよい。薄すぎる
と、十分な接着力を得にくく、また厚くなりすぎると、
加圧時の接着シ―トへの沈み込みなどで正確な転写形状
を得にくくなる。

【００２３】また、本発明では、転写フイルム側からの
加圧の程度が、転写形状に大きく影響するため、この圧
力を１〜５０kg／mm²の範囲に設定することが肝要であ
る。１kg／mm²より小さいと、十分な接着力が得られ
ず、ペ―ストの転写形状はワイヤの面積より著しく小さ
くなり、５０kg／mm²より大きくなると、ワイヤ側にも
接着剤が付着し、また加圧部分の厚膜ペ―ストの押し出
しが強いため、転写形状だけでなくその断面形状も不良
となる。

【００２４】このように、本発明の上記構成の感圧性接
着シ―トを用いて、これを上述のように、転写フイルム
に設けた厚膜ペ―ストと基板との間に介在させて、転写
フイルム側から１〜５０kg／mm²の圧力で加圧すると、
加圧した部分の厚膜ペ―ストが上記シ―トを介して基板
上に強い結合力で接着するため、その後に転写フイルム
を剥離することにより、上記厚膜ペ―ストが高精度で転
写される。ここで、高精度とは、転写形状がワイヤの厚
膜ペ―ストとの接触面積の０．５〜２倍、特に好適には
１〜１．５倍の範囲で一定していることを意味する。

【００２５】本発明に適用される厚膜ペ―ストは、従来
と同様構成のものでよく、抵抗厚膜などの形成に用いら
れる銅ペ―ストや銀ペ―スト、つまり結合剤樹脂中に銅
粉や銀粉などを均一に混練してなる導電ペ―ストなどで
あつて、これを、ポリエチレンテレフタレ―トフイルム
などの厚さが通常６〜３８μｍ程度の転写フイルム上
に、乾燥後の厚さが通常５〜５０μｍ程度の高粘度状態
を維持した厚膜となるように、塗布，乾燥してなるもの
である。

【００２６】この厚膜ペ―ストは、本発明の感圧性接着
シ―トを用いて、上述のように基板上に転写形成された
のち、たとえば、８００℃，１０分といつた高温加熱下
で焼結され、目的とする抵抗厚膜などに変換される。こ
のとき、基板と厚膜ペ―ストとの間に介在される感圧性
接着シ―トは、焼結操作中の上記ペ―ストの基板からの
剥離を防いで、厚膜パタ―ンの高精度化にさらに好結果
を与える。

【００２７】上記の８００℃，１０分という条件は、基
板がセラミツクスなどの場合、基板中のガラス成分が溶
解し、ペ―ストが接合するのに必要な条件であるが、そ
の際感圧性接着シ―トも完全に焼失しなければならな
い。よつて、前記の感圧性接着シ―トの作製にあたつて
は、その材料構成などについて、上記特性が得られるよ
うに適宜調整するのが望ましい。ここで、完全に焼失と
は、高温下で抵抗厚膜などとして使用する際に、この厚
膜などの浮きや流動などが実質的に起こらない程度に焼
失することを意味する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明の厚膜形成用の感
圧性接着シ―トを用いることにより、加圧転写印刷法の
難点とされていた厚膜ペ―ストの転写性を大幅に改善で
き、高精度な厚膜パタ―ンの形成が可能となる。

【００２９】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載してより具体
的に説明する。なお、以下部とあるのは重量部を意味す
るものとする。

【００３０】実施例１アクリル酸イソノニルとアクリル酸との重量比９０：１
０の共重合体からなる重量平均分子量が５０万のアクリ
ル系ポリマ―の溶液に、アクリル系ポリマ―１００部に
対して３官能性イソシアネ―ト化合物を５部添加し、こ
れを剥離紙上に手塗りしたのち、加熱乾燥により溶剤で
ある酢酸エチルを揮散除去すると共に架橋処理して、厚
さが１０μｍの感圧性接着シ―トを作製した。

【００３１】この感圧性接着シ―トは、常態で非粘着性
であつたが、セラミツクス基板上に押圧したときの粘着
力が、前記測定条件で２５０ｇ／cmとなり、強い粘着性
を示すものであつた。また、その剪断貯蔵弾性率（Ｇ
´）は２５×１０⁵dyne／cm²であつた。

【００３２】つぎに、この感圧性接着シ―トをセラミツ
クス基板に貼り合せた。一方、厚さが２５μｍのポリエ
チレンテレフタレ―トフイルム製の転写フイルムに、銅
ペ―ストを塗布し、１００℃で３分間乾燥して、上記転
写フイルムに厚さが２０μｍの厚膜ペ―ストを設けた。
ついで、セラミツクス基板に感圧性接着シ―トを貼り合
せた面を上にして、これに上記転写フイルムに設けた厚
膜ペ―ストを重ね合せ、この状態で転写フイルム側から
直径１００μｍのワイヤで約２０kg／mm²の圧力で押圧
した。

【００３３】しかるのち、転写フイルムを剥離したとこ
ろ、セラミツクス基板上に感圧性接着シ―トを介して所
定パタ―ンの厚膜ペ―ストが転写された。この転写形状
を観察したところ、形状・大きさ共、ワイヤとほぼ同形
であつた。つぎに、この厚膜ペ―ストを８００℃，１０
分で加熱焼結したところ、この焼結操作中に感圧性接着
シ―トは完全に焼失し、パタ―ン形状の変化もなく、セ
ラミツク基板上に強固に接着した高精度な抵抗厚膜が得
られた。

【００３４】比較例１転写フイルム側からの圧力を５００ｇ／mm²に変更した
以外は、実施例１と同様にして、厚膜ペ―ストのセラミ
ツクス基板への転写を試みたが、厚膜ペ―ストはセラミ
ツクス基板上に全く転写されず、そのままであつた。そ
こで、上記圧力を６０kg／mm²に増大してみたところ、
厚膜ペ―ストの転写は可能となつたが、転写形状は円形
ではなく、大きさもワイヤの約３倍となり、高さも不均
一で偏りがあり、良好な転写形状が得られなかつた。

【００３５】実施例２アクリル酸２−エチルヘキシルとアクリル酸ｎ−ブチル
とアクリル酸との重量比８５：５：１０の共重合体から
なる重量平均分子量が６０万のアクリル系ポリマ―の溶
液に、アクリル系ポリマ―１００部に対して４官能性エ
ポキシ化合物を０．０１部添加し、これを剥離紙上に手
塗りしたのち、加熱乾燥により溶剤である酢酸エチルを
揮散除去すると共に架橋処理して、厚さが１５μｍの感
圧性接着シ―トを作製した。

【００３６】この感圧性接着シ―トは、常態で非粘着性
であつたが、セラミツクス基板上に押圧したときの粘着
力が、前記の測定条件で１２０ｇ／cmとなり、強い粘着
性を示すものであつた。また、その剪断貯蔵弾性率（Ｇ
´）は２１０×１０⁵dyne／cm²であつた。

【００３７】つぎに、この感圧性接着シ―トを用いて、
実施例１と同様にして、銅ペ―ストからなる厚膜ペ―ス
トをセラミツクス基板上に転写すると共に、この転写後
加熱焼結したところ、転写形状は、形状・大きさ共、ワ
イヤとほぼ同形であり、また焼結操作中に感圧性接着シ
―トは完全に焼失し、パタ―ン形状の変化もなく、セラ
ミツク基板上に強固に接着した高精度な抵抗厚膜が得ら
れた。

【００３８】なお、上記の実施例２において、感圧性接
着シ―トの厚さを１μｍに変更したところ、転写形状は
かなりの部分が不良となりがちで、比較的良好な部分も
焼成後にペ―ストの離脱などがみられ、焼結が不十分と
なる傾向がみられた。また、上記シ―トの厚さを４０μ
ｍに変更したところ、転写形状はワイヤの大きさの約４
倍となり、良好なパタ―ン形状を得にくかつた。これら
の結果からも、感圧性接着シ―トの厚さとしては、本文
中で述べたように、２〜３０μｍの範囲に設定するのが
望ましいものであることがわかつた。

フロントページの続き (72)発明者高橋健一茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番地日立テクノエンジニアリング株式会社内 (72)発明者薮野光平茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番地日立テクノエンジニアリング株式会社内 (72)発明者山田行雄茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番地日立テクノエンジニアリング株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、転写フイルムに設けた厚膜ペ
―ストを対向させ、転写フイルム側から１〜５０kg／mm
²の圧力で加圧して上記ペ―ストを基板上に転写するに
あたり、基板と厚膜ペ―ストとの間に介在させて、基板
に対する厚膜ペ―ストの結合力を強くするための感圧性
接着シ―トであつて、常態で非粘着性であるが転写フイ
ルム側からの加圧で強粘着性となる（メタ）アクリル酸
アルキルエステル系ポリマ―を主成分とする厚膜形成用
の感圧性接着シ―ト。
【請求項２】２０℃，周波数１Hzの剪断貯蔵弾性率が
８×１０⁵〜３００×１０⁵dyne／cm²、厚さが２〜３
０μｍである請求項１に記載の厚膜形成用の感圧性接着
シ―ト。
【請求項３】基板上に転写される厚膜ペ―ストを８０
０℃，１０分で焼結して抵抗厚膜などとする際に、完全
に焼失する請求項１または請求項２に記載の厚膜形成用
の感圧性接着シ―ト。