JP4498229B2 - Circuit pattern forming method, solution set - Google Patents
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本発明は、電子機器、電気機器、コンピューター、通信機器等に用いられる回路基板の製造方法に関し、特に回路パターン形成方法及び回路パターン形成に使用する溶液セットに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a circuit board used in electronic equipment, electrical equipment, computers, communication equipment, and the like, and more particularly to a circuit pattern forming method and a solution set used for circuit pattern formation.
回路基板は、電子機器や通信機器、コンピューター等にＬＳＩ等の半導体や各種電子部品等が実装されて用いられている。回路基板は種類が多く、セラミックを基材とするもの、ガラス繊維などの補強材とエポキシ樹脂などの合成樹脂との複合材を用いるもの、ポリエステル樹脂やアラミド樹脂等の可撓性フィルムを基材とするものなどがあり、また、回路層数からみると、両面板や片面板などの同一面上の回路層が単層のものと同一面上の回路層が複数の多層板などに分けられ、それぞれ用途や要求特性に応じて使い分けられている。これら回路基板はいずれも導体回路を有しており、回路パターンは機器の小形化や半導体の高性能化により高密度化している。 A circuit board is used by mounting a semiconductor such as an LSI or various electronic components on an electronic device, a communication device, a computer, or the like. There are many types of circuit boards, those based on ceramics, those using composite materials of reinforcing materials such as glass fibers and synthetic resins such as epoxy resins, and flexible films such as polyester resins and aramid resins In addition, when viewed from the number of circuit layers, circuit layers on the same surface such as double-sided boards and single-sided boards are divided into single layers and circuit layers on the same side are divided into multiple multilayer boards. These are used properly according to the application and required characteristics. Each of these circuit boards has a conductor circuit, and the circuit pattern is densified due to downsizing of devices and high performance of semiconductors.
回路基板の回路パターン形成は一般にサブトラクテイブ法により行われている。サブトラクテイブ法による回路形成は、穴開け工程、無電解メッキ工程、ドライフィルム等によるパターニング工程、電解メッキ工程、エッチング工程、半田剥離工程などを経て形成されるが、工程数が多いこと、各工程に要する時間が掛ることなどにより、製造原価に占める加工費の割合が高く、この加工費の低減がプリント配線板業界の大きな課題になっている。特に、多層配線板の場合にこのことがいえる。また、メッキ工程やエッチング工程において発生する廃液処理等の問題も抱えている。 Circuit pattern formation on a circuit board is generally performed by a subtractive method. Circuit formation by the subtractive method is performed through a hole making process, an electroless plating process, a patterning process using a dry film, etc., an electrolytic plating process, an etching process, a solder peeling process, etc. Due to the time required, the ratio of the processing cost to the manufacturing cost is high, and the reduction of the processing cost is a big issue in the printed wiring board industry. This is especially true for multilayer wiring boards. In addition, there are problems such as waste liquid treatment generated in the plating process and the etching process.
これらの問題を解決するために各種提案が成されている。例えば、特許文献１では、基材の表面に導体パターン及び絶縁パターンを液体吐出法により同時に形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法が開示されている。しかし、この方法では導体パターンと絶縁パターンの境界面で、回路パターンに滲みが生じるため、回路パターンの微細化と高密度化は困難であった。
しかしながら、前述のように基材上に導電パターン及び絶縁パターンを液体吐出法により形成する場合は、両溶液の着弾による衝撃で発生する両溶液の跳ね返りが発生してしまい、回路パターンの形成に不具合が生じてしまう。具体的には図３（ａ）に示したように基材１上の絶縁パターン用溶液層４の上に導電パターン用溶液の液滴２が付与された状態で、この近傍に別の導電パターンを形成するため、図３（ｂ）のように導電パターン用溶液の液滴２を絶縁パターン用溶液層４の上に付与する。すると、図３（ｃ）に示したように絶縁パターン用溶液層４に着弾したときの衝撃により、導電パターン用溶液の液滴２が導電パターン以外の部分に跳ね返ってしまい、導電パターン７との誤導通が発生してしまう可能性がある（図３（ｄ））。
However, when the conductive pattern and the insulating pattern are formed on the base material by the liquid discharge method as described above, the bounce of both solutions generated due to the impact of the landing of both solutions occurs, resulting in a problem in the formation of the circuit pattern. Will occur. Specifically, as shown in FIG. 3A, in the state where the droplet 2 of the conductive pattern solution is applied on the insulating
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の主たる目的は、基材上に導電パターン用溶液及び絶縁パターン用溶液が着弾した際、両溶液の着弾による衝撃で発生する両溶液の跳ね返りが発生した場合でも、微細な配線パターンを誤導通なく、容易に形成できる回路パターン形成方法及び回路パターン形成に使用する溶液セットの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional techniques as described above, and the main object of the present invention is when the conductive pattern solution and the insulating pattern solution land on the substrate. To provide a circuit pattern forming method and a solution set used for circuit pattern formation that can easily form a fine wiring pattern without erroneous conduction even when both solutions bounce due to impact of landing of both solutions. To do.
導電性のパターンと絶縁性のパターンからなるパターンを基材上に形成する回路パターン形成方法であって、前記絶縁性のパターンを形成するための絶縁パターン用溶液を記録ヘッドから吐出し、前記基材上に前記絶縁パターン用溶液層を形成する工程と、前記導電性のパターンを形成するための導電パターン用溶液を前記記録ヘッドから吐出し、前記基材上に形成された前記絶縁パターン用溶液層の上に前記導電パターンを形成する工程と、を備え、前記導電パターン用溶液の表面張力が、前記絶縁パターン用溶液の表面張力より大きいことを特徴とする。 A circuit pattern forming method for forming a pattern composed of a conductive pattern and an insulating pattern on a substrate, wherein an insulating pattern solution for forming the insulating pattern is discharged from a recording head, and the substrate Forming the insulating pattern solution layer on the material; and discharging the conductive pattern solution for forming the conductive pattern from the recording head to form the insulating pattern solution formed on the substrate. Forming the conductive pattern on the layer, and the surface tension of the conductive pattern solution is larger than the surface tension of the insulating pattern solution.
本発明は、以上説明したように構成されているので、基材上に導電パターン用溶液及び絶縁パターン用溶液が着弾した際に衝撃で発生する溶液の跳ね返りによる、配線パターンの信頼性の低下を抑制する。 Since the present invention is configured as described above, the reliability of the wiring pattern is reduced due to the rebound of the solution generated by impact when the conductive pattern solution and the insulating pattern solution land on the substrate. Suppress.
［１．回路パターン形成装置の構成］
それでは、まず本発明の実施形態における基材上に導電パターンと絶縁パターンを形成するために使用した回路パターン形成装置から説明する。
[1. Configuration of circuit pattern forming apparatus]
First, a circuit pattern forming apparatus used for forming a conductive pattern and an insulating pattern on a substrate in an embodiment of the present invention will be described.
図７に示す本実施形態で用いる回路パターン形成装置は、記録媒体である基材１上に液体（溶液）を噴射するための記録ヘッド１３が搭載されているキャリッジ１０９と基材１が搭載されている吸着ステージ１０３を有している。キャリッジ１０９の移動手段としてＣＲ（キャリッジ）リニアモータ１０１が、そして基材１の移動手段として、吸着ステージ１０３およびＬＦリニアモータ１０２を採用している。ＬＦ（ラインフィード）リニアモータ１０２は定盤１０８にがっちりと固定されており、吸着ステージ１０３が移動しても基材１を載せる吸着ステージ表面が定盤面と常に平行になるようにしている。一方、ＣＲリニアモータ１０１は定盤１０８の上にベース１０４および１０５を介して高い剛性を保って固定されており、キャリッジ１０９が定盤面、すなわち吸着ステージ表面と平行に移動するように調整されている。ＣＲリニアモータ１０１およびＬＦリニアモータ１０２にはそれぞれリニアエンコーダ１１１、１１２および原点センサ１０６、１０７が内蔵されており、各リニアモータの移動時のサーボ制御入力として利用されているとともに、ＣＲ側のリニアエンコーダ１１１は液体の吐出タイミングの生成にも利用されている。尚、記録ヘッド１３のオリフィス面に付着した液体を除去するためのヘッド回復ユニット１２０が備わっている。また、本回路パターン形成装置には、パソコン（不図示）が接続されており、パソコンから送られた図形情報データに基づき、ヘッドから噴射される液体により記録媒体である基材１の表面に印字される。
The circuit pattern forming apparatus used in the present embodiment shown in FIG. 7 includes a
図８は第１の液体及び／または第２の液体を貯留する為の容器である。本実施形態で用いる回路パターン形成装置は、基材１上に第１の液体である導電パターン用溶液と第２の液体である絶縁パターン用溶液を吐出するための記録ヘッド１３と、第１の液体を貯留する為の第１の容器２０１及び第２の液体を貯留する為の第２の容器２０２が搭載されたキャリッジ１０９と、基材１が搭載された吸着ステージ１０３と、を有する。図８の（ａ）は、一体型の第１の液体貯留容器及び第２の液体貯留容器の概観図である。図８の（ｂ）は、分離型の第１の液体貯留容器及び第２の液体貯留容器の概観図である。第１の液体を貯留する為の容器２０１には、第１の液体をヘッドに供給するための第１の供給口２０３を備え、第２の液体を貯留する為の容器２０２には、第２の液体をヘッドに供給するための第２の供給口２０４を備えている。
FIG. 8 shows a container for storing the first liquid and / or the second liquid. The circuit pattern forming apparatus used in the present embodiment includes a
［２．跳ね返り現象と表面張力との関係］
次に、基材上に付与された溶液層に液滴が着弾したとき、その衝撃により発生する液滴自身の跳ね返り現象と表面張力との関係について説明する。
[2. Relationship between rebound phenomenon and surface tension]
Next, a description will be given of the relationship between the surface tension and the bounce phenomenon of the droplet itself generated by the impact when the droplet landed on the solution layer applied on the substrate.
液滴は、基材上に付与された溶液層に着弾後、表面張力γ（単位：ｄｙｎｅ／ｃｍ）による滴を保とうとするエネルギーに対して着弾の運動エネルギーが大きいと液滴自身が小滴に***してしまう。また逆に表面張力による滴を保とうとするエネルギーに対して着弾の運動エネルギーが小さいと液滴自身は***しない。これは液滴自身が小滴に***するときの条件が表面張力に関係があることを意味している。つまり、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、基材１上に付与された絶縁パターン用溶液層４の表面張力が導電パターン用溶液の液滴２の表面張力より小さいと、絶縁パターン用溶液の一部が跳ね返る。また図５（ａ）、（ｂ）に示したように、基材１上に付与された導電パターン用溶液の表面張力が絶縁パターン用溶液の液滴３の表面張力より大きいと、絶縁パターン用溶液の一部が小滴に***して跳ね返る。さらに図６（ａ）、（ｂ）に示したように、基材１上に付与された絶縁パターン用溶液の表面張力が導電パターン用溶液の液滴２の表面張力とほぼ等しいと、ほぼ同量の絶縁パターン用溶液と導電パターン用溶液の一部が跳ね返る。
When a droplet lands on a solution layer applied on a substrate, and the landing kinetic energy is large relative to the energy to keep the droplet by surface tension γ (unit: dyne / cm), the droplet itself becomes a small droplet. It will be divided. Conversely, if the landing kinetic energy is small relative to the energy to keep the droplet due to surface tension, the droplet itself will not break. This means that the conditions under which the droplets themselves break up into droplets are related to surface tension. That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, if the surface tension of the insulating
以上のことから、基材上に溶液が着弾した際、着弾による衝撃で溶液の跳ね返りが発生した場合、跳ね返っても回路パターン形成に問題無いのは、絶縁パターン用溶液である。つまり、絶縁パターン用溶液の表面張力を小さくする必要があり、逆に導電パターン用溶液は、跳ね返り難くするため表面張力を大きくする必要がある。また、絶縁パターン用溶液および導電パターン用溶液の表面張力は、液体吐出法により基材上へ付与できる範囲にする必要がある。 From the above, when the solution lands on the base material, if the solution bounces due to impact due to the landing, it is the insulating pattern solution that does not have a problem in circuit pattern formation even if bounced. That is, it is necessary to reduce the surface tension of the insulating pattern solution, and conversely, the conductive pattern solution needs to be increased in order to make it difficult to rebound. Further, the surface tension of the insulating pattern solution and the conductive pattern solution needs to be within a range that can be applied to the substrate by a liquid discharge method.
［３．導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液の表面張力］
本発明の実施形態における基材上に導電パターンと絶縁パターンを形成するために使用した導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液の表面張力について説明する。
[3. Surface tension of conductive pattern solution and insulating pattern solution]
The surface tensions of the conductive pattern solution and the insulating pattern solution used for forming the conductive pattern and the insulating pattern on the substrate in the embodiment of the present invention will be described.
まず両溶液は液体吐出法により基材上へ付与する必要がある。一般に、液体吐出方式の記録装置で使用しているカラーインク（シアン、マゼンタ、イエローインクなど）や、ブラックインクの表面張力は２５≦γ≦５０であることが好ましい。 First, both solutions need to be applied onto the substrate by a liquid discharge method. In general, the surface tension of color ink (cyan, magenta, yellow ink, etc.) or black ink used in a liquid discharge type recording apparatus is preferably 25 ≦ γ ≦ 50.
一般的には液滴吐出速度は８〜１５ｍ／ｓ、液滴吐出量は２０〜３０ｐｌが好ましい。また液滴吐出方式は、電圧を加えて圧電素子を変化させ、ノズルから液体を押し出す「ピエゾ方式」でも、ヒーターを加熱し液体内に気泡を発生させ、ノズルから液体を押し出す「バブルジェット（登録商標）方式」でも構わない。また、表面張力がγ＜２５になると、基材上に着弾した液体は液滴を保とうとするエネルギーが低下することにより、液滴自身が広がりやすくなり、基体上で液滴として保持できなくなる。さらに表面張力がγ≧３０になると、基材上に着弾した液体は液滴を保とうとするエネルギーが大きくなり、基板上に塗付された液滴に別の液滴が衝突した場合に、基板上の液滴自身が小滴に***しなくなる。そして、ある程度のインク滴を保とうとするエネルギーは表面張力が３３≦γであり、表面張力がγ＞５０になると基材上で液滴の移動が起こりやすくなる。 In general, the droplet discharge speed is preferably 8 to 15 m / s, and the droplet discharge amount is preferably 20 to 30 pl. In addition, the “Piezo Method”, which applies a voltage to change the piezoelectric element and pushes the liquid out of the nozzle, generates a bubble in the liquid by heating the heater and pushes out the liquid from the nozzle. (Trademark) method ". Further, when the surface tension becomes γ <25, the liquid that has landed on the base material is reduced in energy for keeping the liquid droplet, so that the liquid droplet tends to spread and cannot be held as a liquid droplet on the substrate. Further, when the surface tension becomes γ ≧ 30, the liquid that has landed on the base material has a large energy for keeping the droplet, and when another droplet collides with the droplet applied on the substrate, the substrate The upper droplet itself does not break up into small droplets. The energy to keep a certain amount of ink droplets is such that the surface tension is 33 ≦ γ, and when the surface tension is γ> 50, the droplets are likely to move on the substrate.
［３−１．導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液］
本発明に使用可能な導電パターン用溶液及び絶縁パターン用溶液の例をあげる。
[3-1. Solution for conductive pattern and solution for insulating pattern]
Examples of the conductive pattern solution and the insulating pattern solution that can be used in the present invention will be given.
絶縁パターン用溶液と導電パターン用溶液の表面張力を変化させるためには、パターン用溶液に入れる界面活性剤によって制御が可能である。 In order to change the surface tension of the insulating pattern solution and the conductive pattern solution, the surface tension can be controlled by the surfactant contained in the pattern solution.
また、基体上に吐出された、導電パターンと絶縁パターンとの界面で、凝集や固化が生じることで、にじみ等の混ざり合いが少なくなるような材料がより好ましい。 In addition, it is more preferable to use a material that is less likely to be mixed such as bleeding due to aggregation or solidification occurring at the interface between the conductive pattern and the insulating pattern discharged onto the substrate.
まず、導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とが接する界面において、導電パターン用溶液に含まれる導電性微粒子と絶縁パターン用溶液に含まれる第２の材料とが化学的に凝集し始める材料の説明を行う。 First, description of a material at which the conductive fine particles contained in the conductive pattern solution and the second material contained in the insulating pattern solution begin to aggregate chemically at the interface where the conductive pattern solution and the insulating pattern solution contact each other I do.
導電パターン用溶液は、水、導電性材料を含有するものが好ましい。導電パターン用溶液の調製用に使用される水としては、通常、工業用水を原料とし、脱イオン交換処理によって、陽イオン、陰イオンを除去したものが好ましい。導電パターン用溶液中における水の量は、その割合、または導電パターン用溶液に要求される特性に応じて広い範囲で決定されるが、導電パターン用溶液に対して、一般に１０〜９８重量％の範囲であり、とりわけ好ましいのは４０〜９０重量％の範囲である。 The conductive pattern solution preferably contains water and a conductive material. As water used for the preparation of the conductive pattern solution, it is usually preferable to use industrial water as a raw material and remove cations and anions by deionization exchange treatment. The amount of water in the conductive pattern solution is determined in a wide range according to the ratio or the characteristics required for the conductive pattern solution, but is generally 10 to 98% by weight with respect to the conductive pattern solution. A range of 40 to 90% by weight is particularly preferred.
導電パターン用溶液に使用される導電性材料としては、例えばレーザーアブレーションを用いて作製された平均粒子径が１〜１００ｎｍ以下の金属超微粒子である。金属超微粒子としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＳｎＯ２（酸化スズ）等が挙げられる。 The conductive material used for the conductive pattern solution is, for example, ultrafine metal particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm or less prepared by laser ablation. Examples of the ultrafine metal particles include ITO (indium tin oxide), SnO2 (tin oxide), and the like.
本発明で使用される絶縁パターン用溶液は、水、絶縁性材料及び第２の成分を含む。第２の成分は、アルカリ性水溶液であり、導電パターン用溶液に使用される導電性材料と接触すると、ｐＨ差における凝集沈澱反応により接触領域で界面凝集がおこり、導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とのにじみを抑え、互いに分離して存在し、後処理の熱硬化処理により揮発してしまう物質である。絶縁パターン用溶液に使用される水は、前述の導電パターン用溶液に用いられる水の例が挙げられる。 The insulating pattern solution used in the present invention contains water, an insulating material, and a second component. The second component is an alkaline aqueous solution, and when contacted with the conductive material used for the conductive pattern solution, interfacial aggregation occurs in the contact region due to the aggregation precipitation reaction in the pH difference, and the conductive pattern solution and the insulating pattern solution It is a substance that suppresses bleeding and is separated from each other and volatilizes by post-treatment heat curing. Examples of water used in the insulating pattern solution include water used in the above-described conductive pattern solution.
第２の成分として使用される物質として、任意のポリマーがあげられる。任意のポリマーの例としては、アニオン性水溶性ポリマー、揮発性アミン等を用いることができる。第２の成分の具体例として、アニオン性水溶性ポリマー；アンモニウム塩が、揮発性アミン；水酸化アンモニウムが挙げられる。また、絶縁性材料として、非イオン性ポリマーがあげられる。非イオン性ポリマーの具体例として、エポキシ樹脂等を主成分とするソルダーレジストを用いることができる。 The substance used as the second component includes any polymer. As an example of an arbitrary polymer, an anionic water-soluble polymer, a volatile amine, etc. can be used. Specific examples of the second component include anionic water-soluble polymers; ammonium salts, volatile amines; ammonium hydroxide. Moreover, a nonionic polymer is mention | raise | lifted as an insulating material. As a specific example of the nonionic polymer, a solder resist mainly composed of an epoxy resin or the like can be used.
次に、導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液の界面において導電パターン用溶液に含まれる導電性微粒子と絶縁パターン用溶液に含まれる絶縁性微粒子とが化学的に凝集するような材料の説明を行う。 Next, a description will be given of a material in which the conductive fine particles contained in the conductive pattern solution and the insulating fine particles contained in the insulating pattern solution chemically aggregate at the interface between the conductive pattern solution and the insulating pattern solution. .
（導電性微粒子）
本発明に使用可能な導電パターン用溶液に用いられる導電性微粒子として使用される金属コロイドに望まれる作用としては、絶縁パターン用溶液と混合した際に、絶縁パターン用溶液中の絶縁性微粒子と凝集反応を起こし、絶縁性微粒子表面に吸着されること等が挙げられ、これらの作用を達成できる金属コロイドが好適に用いられる。尚、これらの作用は、１種若しくは２種以上の金属コロイドによって達成されても良い。
(Conductive fine particles)
The desired action of the metal colloid used as the conductive fine particles used in the conductive pattern solution usable in the present invention is to aggregate with the insulating fine particles in the insulating pattern solution when mixed with the insulating pattern solution. For example, a metal colloid capable of achieving these actions is preferably used. These actions may be achieved by one or more metal colloids.
この作用を満たすための性質として、例えば、絶縁性微粒子と逆のイオン性を呈することが挙げられる。これにより、絶縁性微粒子は金属コロイドを静電的に吸着できる。絶縁性微粒子がアニオン性の場合はカチオン性の金属コロイドを用い、逆に絶縁性微粒子がカチオン性の場合はアニオン性の金属コロイドが用いられる。 As a property for satisfying this action, for example, it exhibits ionicity opposite to that of insulating fine particles. Thereby, the insulating fine particles can electrostatically adsorb the metal colloid. When the insulating fine particles are anionic, a cationic metal colloid is used. Conversely, when the insulating fine particles are cationic, an anionic metal colloid is used.
以下、夫々のイオン性の金属コロイドを含有する導電パターン用溶液に関して、具体的に説明する。 Hereinafter, the conductive pattern solution containing each ionic metal colloid will be described in detail.
（アニオン性金属コロイド）
アニオン性の導電パターン用溶液に使用される金属コロイドは、ゼータ電位がマイナスの値を示すものである。ゼータ電位がマイナスを示す金属コロイドとしてはＡｇ、Ｐｔ、ＳｎＯ２などが存在するが導電性などの面からＡｇやＳｎＯ２が望ましい。一般にコロイド粒子の直径は数１００ｎｍであるが、本発明で使用するアニオン性金属コロイドは回路パターンの均一性や安定性等の観点から、粒子直径が数１０〜数１００ｎｍの範囲のものが好適に用いられる。この範囲内ではカチオン性の金属コロイドが導電パターン用溶液中で沈降することも抑えられ、導電パターン用溶液の保存安定性の低下を有効に防止することができる。
(Anionic metal colloid)
The metal colloid used for the anionic conductive pattern solution has a negative zeta potential. Ag, Pt, SnO 2 and the like exist as metal colloids having a negative zeta potential, but Ag and SnO 2 are desirable from the viewpoint of conductivity. In general, the diameter of colloidal particles is several hundred nm, but the anionic metal colloid used in the present invention preferably has a particle diameter in the range of several tens to several hundreds of nm from the viewpoint of the uniformity and stability of the circuit pattern. Used. Within this range, the cationic metal colloid is also prevented from settling in the conductive pattern solution, and a decrease in storage stability of the conductive pattern solution can be effectively prevented.
（塩基）
塩基は、アニオン性の金属コロイド表面をイオン化し、表面電位を高めることにより液中での分散安定性を向上させると共に、絶縁パターン用溶液中のカチオン性化合物の吸着性向上や導電パターン用溶液の粘度調整の役割を果たす。本発明に好適に用いられる塩基は、使用するアニオン性の金属コロイドと組み合わせた場合に、所望のｐＨやゼータ電位、金属コロイドの分散性等の物性が得られるものであれば特に限定はなく、下記に挙げるような無機化合物や有機化合物等から自由に選択して、使用することができる。
(base)
The base ionizes the surface of the anionic metal colloid and improves the dispersion stability in the liquid by increasing the surface potential, and also improves the adsorptivity of the cationic compound in the insulating pattern solution and the conductive pattern solution. Plays a role in adjusting viscosity. The base suitably used in the present invention is not particularly limited as long as the desired pH, zeta potential, dispersibility of the metal colloid and the like can be obtained when combined with the anionic metal colloid used. The inorganic compounds and organic compounds listed below can be freely selected and used.
具体的には例えば、炭酸アンモニウム、アンモニア、酢酸アンモニウム、モルホリンやモノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミンを用いることができる。これらの中でも特に、塩基の水中での一次解離定数ｐｋｂが５以下の塩基は、アニオン性金属コロイドの分散安定性やカチオン性化合物の吸着性に特に優れるため、好適に用いられる。 Specifically, for example, alkanolamines such as ammonium carbonate, ammonia, ammonium acetate, morpholine, monoethanolamine, and diethanolamine can be used. Among these, a base having a primary dissociation constant pkb of 5 or less in water of the base is particularly preferably used because it is particularly excellent in the dispersion stability of the anionic metal colloid and the adsorptivity of the cationic compound.
（他の構成成分）
本発明で使用される上記のようなアニオン性の導電パターン用溶液には、更にこれに、水、水溶性有機溶剤及びその他の成分、例えば、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤等が必要に応じて含まれて構成される。
(Other components)
The anionic conductive pattern solution used in the present invention further includes water, a water-soluble organic solvent and other components such as a viscosity modifier, a pH adjuster, a preservative, and a surface activity. An agent, an antioxidant and the like are included as necessary.
（カチオン性金属コロイド）
カチオン性の導電パターン用溶液に使用される金属コロイドは、ゼータ電位がプラスの値を示すものである。ゼータ電位がプラスを示す金属コロイドとしてはＡｌ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｆｅなどの水酸化物が存在するが導電性の面からＡｌが望ましい。一般にコロイド粒子の直径は数１００ｎｍ以下であるが、本発明で使用するカチオン性金属コロイドは回路パターンの均一性や安定性等の観点から、粒子直径が数１０〜数１００ｎｍの範囲のものが好適に用いられる。この範囲内では、カチオン性の金属コロイドが導電パターン用溶液中で沈降することも抑えられ、導電パターン用溶液の保存安定性の低下を有効に防止することができる。
(Cationic metal colloid)
The metal colloid used for the cationic conductive pattern solution has a positive zeta potential. As the metal colloid having a positive zeta potential, there are hydroxides such as Al, Cr, Zn, and Fe, but Al is desirable from the viewpoint of conductivity. In general, the diameter of colloidal particles is several hundred nm or less, but the cationic metal colloid used in the present invention preferably has a particle diameter in the range of several tens to several hundreds of nm from the viewpoint of uniformity and stability of circuit patterns. Used for. Within this range, the cationic metal colloid is also prevented from settling in the conductive pattern solution, and a decrease in storage stability of the conductive pattern solution can be effectively prevented.
（酸）
酸は、カチオン性の金属コロイド表面をイオン化し、表面電位を高めることにより、液中での金属コロイドの分散安定性を向上させると共に、絶縁パターン用溶液中のアニオン性化合物の吸着性向上や、導電パターン用溶液の粘度調整の役割を果たす。本発明に好適に用いられる酸は、使用するカチオン性の金属コロイドと組み合わせて、所望のｐＨやゼータ電位、金属コロイドの分散性等の物性が得られるものであれば特に限定はなく、下記に挙げる無機酸や有機酸等から自由に選択して使用することができる。
(acid)
The acid ionizes the surface of the cationic metal colloid and raises the surface potential, thereby improving the dispersion stability of the metal colloid in the liquid and improving the adsorptivity of the anionic compound in the insulating pattern solution, It plays a role in adjusting the viscosity of the conductive pattern solution. The acid suitably used in the present invention is not particularly limited as long as the desired pH, zeta potential, dispersibility of the metal colloid and the like can be obtained in combination with the cationic metal colloid to be used. It can be freely selected from the inorganic acids and organic acids mentioned.
具体的には、無機酸としては、例えば、酢酸、塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、硼酸、炭酸等が挙げられ、有機酸としては、カルボン酸やスルホン酸、アミノ酸等が挙げられる。 Specifically, examples of the inorganic acid include acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, boric acid, and carbonic acid, and examples of the organic acid include carboxylic acid, sulfonic acid, and amino acid. It is done.
そして、本発明で使用する絶縁パターン用溶液においては、これらを一種又は二種以上混合して使用することができる。これらの中でも、酸の水中での一次解離定数ｐｋａが５以下の酸は、カチオン性金属コロイドの分散安定性やアニオン性化合物の吸着性に特に優れるため、好適に用いることができる。具体的には、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸、クエン酸、マレイン酸、マロン酸等が挙げられる。 And in the solution for insulation patterns used by this invention, these can be used 1 type or in mixture of 2 or more types. Among these, an acid having a primary dissociation constant pka of 5 or less in acid water is particularly excellent in the dispersion stability of the cationic metal colloid and the adsorptivity of the anionic compound, and thus can be suitably used. Specific examples include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, formic acid, oxalic acid, lactic acid, citric acid, maleic acid, malonic acid and the like.
（他の構成成分）
本発明で使用される上記のようなカチオン性の導電パターン用溶液には、更にこれに、水、水溶性有機溶剤及びその他の成分、例えば、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤等が必要に応じて含まれて構成される。
(Other components)
The cationic conductive pattern solution used in the present invention further includes water, a water-soluble organic solvent, and other components such as a viscosity modifier, a pH adjuster, a preservative, and a surface activity. An agent, an antioxidant and the like are included as necessary.
（絶縁性微粒子）
本発明において好適に用いられる絶縁性微粒子に望まれる作用としては、
１）導電パターン用溶液と混合した際に、金属コロイドの本来持つ導電性を損なわずに、金属コロイドを吸着する、
２）導電パターン用溶液と混合した際或いは基材に付与された際に、分散安定性が低下して、基材表面に残存する、こと等が挙げられ、これらの作用を達成できる絶縁性微粒子が好適に用いられる。尚、これらの作用は、１種若しくは２種以上の絶縁性微粒子によって達成されても良い。
(Insulating fine particles)
As an action desired for the insulating fine particles suitably used in the present invention,
1) When mixed with a conductive pattern solution, the metal colloid is adsorbed without impairing the original conductivity of the metal colloid.
2) Insulating fine particles capable of achieving these functions, for example, when dispersed with a conductive pattern solution or applied to a substrate, the dispersion stability decreases and remains on the substrate surface. Are preferably used. These actions may be achieved by one kind or two or more kinds of insulating fine particles.
１）の作用を満たすための性質として、例えば、金属コロイドと逆のイオン性を呈することが挙げられる。これにより、絶縁性微粒子は金属コロイドを静電的に吸着できる。金属コロイドがアニオン性の場合はカチオン性の絶縁性微粒子を用い、逆に金属コロイドがカチオン性の場合はアニオン性の絶縁性微粒子が用いられる。 As a property for satisfying the action of 1), for example, it exhibits an ionicity opposite to that of a metal colloid. Thereby, the insulating fine particles can electrostatically adsorb the metal colloid. When the metal colloid is anionic, cationic insulating fine particles are used. Conversely, when the metal colloid is cationic, anionic insulating fine particles are used.
２）の作用は、導電パターン用溶液や基材との相互作用によって引き起こされる。このため、各構成により達成されれば良いが、例えば、絶縁性微粒子の性質として、導電パターン用溶液の組成成分や基材の構成成分と逆のイオン性を呈することが挙げられる。また、導電パターン用溶液中或いは絶縁パターン用溶液中に電解質を共存させることによっても、絶縁性微粒子の分散安定性は影響を受ける。 The action 2) is caused by the interaction with the conductive pattern solution and the substrate. For this reason, what is necessary is just to be achieved by each structure, For example, as an insulating fine particle property, exhibiting ionicity opposite to the composition component of the solution for conductive patterns and the structural component of a base material is mentioned. The dispersion stability of the insulating fine particles is also affected by the presence of an electrolyte in the conductive pattern solution or the insulating pattern solution.
本発明において、上記１）と２）の作用のどちらか一方の作用が、瞬時に得られることが望ましい。更には、上記１）と２）と両方の作用が、瞬時に得られることが好ましい。以下、夫々のイオン性の絶縁性微粒子を含有する絶縁パターン用溶液に関して、具体的に説明する。 In the present invention, it is desirable that one of the actions 1) and 2) is obtained instantaneously. Furthermore, it is preferable that the effects of both 1) and 2) are obtained instantaneously. Hereinafter, the insulating pattern solution containing each ionic insulating fine particle will be described in detail.
（カチオン性の絶縁性微粒子）
カチオン性の絶縁性微粒子とは、ゼータ電位がプラスの値を示すものである。微粒子の分散系における表面の性質は、分散質と分散媒との界面に生じる電気二重層によって議論される。実際には、電気泳動異動度などから得られるゼータ電位に置き換えられる。ゼータ電位の値は、界面に存在するＯＨ−イオンの濃度に大きく支配され、従って微粒子の表面の性質は、絶縁パターン用溶液のｐＨに大きな影響をうける。
(Cationic insulating fine particles)
Cationic insulating fine particles have a positive zeta potential. The surface properties of the fine particle dispersion are discussed by the electric double layer generated at the interface between the dispersoid and the dispersion medium. Actually, it is replaced with the zeta potential obtained from the electrophoretic mobility. The value of the zeta potential is largely governed by the concentration of OH- ions present at the interface, and therefore the surface properties of the fine particles are greatly affected by the pH of the insulating pattern solution.
本発明において、カチオン性の絶縁性微粒子のゼータ電位は、好ましくは＋５〜＋９０ｍＶである。その理由は定かではないが、上記範囲においては、導電パターンとの境界部の滲みが少なく、絶縁性の高いパターンを得ることができた。 In the present invention, the zeta potential of the cationic insulating fine particles is preferably +5 to +90 mV. The reason is not clear, but in the above range, there was little blurring at the boundary with the conductive pattern, and a pattern with high insulation could be obtained.
ｐＨはゼータ電位が上記の値となるように調整される。但し、インクジェットヘッドに使われている部材の腐食の原因となる場合があるので、好ましくは２〜１１．５のｐＨ範囲とされるのが望ましい。そのため本発明で使用する絶縁パターン用溶液に用いられる絶縁性微粒子は、その表面がカチオン性である必要があるが、本質的にカチオン性である絶縁性微粒子は勿論のこと、本来は静電的にアニオン性或いは中性である絶縁性微粒子であっても、処理によって表面がカチオン化された絶縁性微粒子であれば用いることができる。 The pH is adjusted so that the zeta potential becomes the above value. However, since it may cause corrosion of members used in the ink jet head, it is preferable that the pH range is preferably 2 to 11.5. For this reason, the insulating fine particles used in the insulating pattern solution used in the present invention must have a cationic surface. Of course, the insulating fine particles are essentially cationic, but electrostatically. Insulating fine particles that are anionic or neutral can be used as long as the insulating fine particles have their surfaces cationized by treatment.
本発明で好適に用いられるカチオン性絶縁性微粒子は、具体的には、特に材料種に限定はなく、無機系絶縁性微粒子や有機系絶縁性微粒子、無機有機複合絶縁性微粒子等が挙げられるが、本実施例による回路パターン形成工程には定着工程を含むため、耐熱性にすぐれたものが特に好ましい。無機系絶縁性微粒子としては、カチオン化した、シリカ、アルミナ、アルミナ水和物、チタニア等が挙げられ、有機系絶縁性微粒子としては、スチレンアクリルやアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。また、無機有機複合絶縁性微粒子としては、１級２級及び３級アミン塩型の官能基を表面に有する無機絶縁性微粒子等が挙げられる。 Specific examples of the cationic insulating fine particles preferably used in the present invention are not particularly limited, and examples thereof include inorganic insulating fine particles, organic insulating fine particles, and inorganic / organic composite insulating fine particles. Since the circuit pattern forming process according to this embodiment includes a fixing process, it is particularly preferable to have excellent heat resistance. Examples of the inorganic insulating fine particles include cationized silica, alumina, alumina hydrate, titania, and the like. Examples of the organic insulating fine particles include styrene acrylic, acrylate copolymer, methacrylate ester copolymer. Examples include coalescence. Examples of the inorganic / organic composite insulating fine particles include inorganic insulating fine particles having functional groups of primary, secondary and tertiary amine salts on the surface.
また、本発明で使用する上記したようなカチオン性の絶縁性微粒子は、回路パターンの均一性や安定性等の観点から、金属コロイド粒子径の１０倍程度、すなわち粒子直径が数１００ｎｍ〜数μｍの範囲のものが好適に用いられる。この範囲内では、カチオン性の絶縁性微粒子が絶縁パターン用溶液中で沈降することも抑えられ、絶縁パターン用溶液の保存安定性の低下も有効に防止することができる。 Further, the above-mentioned cationic insulating fine particles used in the present invention are about 10 times the metal colloid particle diameter from the viewpoint of circuit pattern uniformity and stability, that is, the particle diameter is several hundred nm to several μm. Those in the range are preferably used. Within this range, it is possible to prevent the cationic insulating fine particles from being settled in the insulating pattern solution, and to effectively prevent the storage stability of the insulating pattern solution from being lowered.
本発明で使用する絶縁パターン用溶液中における上記したようなカチオン性の絶縁性微粒子の含有量を多くするほど、回路パターン形成上好適ではあるが、重量基準で５０重量％程度が上限である。この範囲内では、絶縁パターン用溶液の吐出安定性や保存安定性についても特に問題はない。 The higher the content of the cationic insulating fine particles as described above in the insulating pattern solution used in the present invention, the better the circuit pattern is formed, but the upper limit is about 50% by weight. Within this range, there is no particular problem with respect to the ejection stability and storage stability of the insulating pattern solution.
（酸）
酸は、カチオン性の絶縁性微粒子表面をイオン化し、表面電位を高めることにより、液中での絶縁性微粒子の分散安定性を向上させると共に、導電パターン用溶液中のアニオン性化合物の吸着性向上や、絶縁パターン用溶液の粘度調整の役割を果たす。本発明に好適に用いられる酸は、使用するカチオン性の絶縁性微粒子と組み合わせて、所望のｐＨやゼータ電位、絶縁性微粒子の分散性等の物性が得られるものであれば特に限定はなく、下記に挙げる無機酸や有機酸等から自由に選択して使用することができる。
(acid)
The acid ionizes the surface of the cationic insulating fine particles to increase the surface potential, thereby improving the dispersion stability of the insulating fine particles in the liquid and improving the adsorptivity of the anionic compound in the solution for the conductive pattern. It also serves to adjust the viscosity of the insulating pattern solution. The acid suitably used in the present invention is not particularly limited as long as the desired pH, zeta potential, dispersibility of the insulating fine particles can be obtained in combination with the cationic insulating fine particles used, It can be freely selected from the following inorganic acids and organic acids.
ただし、最終的には絶縁パターンとして高い絶縁性を維持しなければならないため、揮発して無くなるもの、あるいは昇華するものが望ましい。 However, since it is necessary to maintain a high insulating property as an insulating pattern in the end, it is desirable that it evaporates and disappears or sublimates.
具体的には、無機酸としては、例えば、酢酸、塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、硼酸、炭酸等が挙げられ、有機酸としては、例えば、下記に挙げるようなカルボン酸やスルホン酸、アミノ酸等が挙げられる。カルボン酸としては、例えば、ギ酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、フルオロ酢酸、トリメチル酢酸、メトキシ酢酸、メルカプト酢酸、グリコール酸等が挙げられる。また、スルホン酸としては、例えば、ベンゼンスルホン酸、メチルベンゼンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。また、アミノ酸としては、グリシン、アラニン、バリン、α−アミノ酪酸、γ−アミノ酪酸等が挙げられる。 Specifically, examples of the inorganic acid include acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, boric acid, and carbonic acid, and examples of the organic acid include carboxylic acids and the like listed below. Examples include sulfonic acid and amino acid. Examples of the carboxylic acid include formic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, fluoroacetic acid, trimethylacetic acid, methoxyacetic acid, mercaptoacetic acid, glycolic acid and the like. Examples of the sulfonic acid include benzenesulfonic acid, methylbenzenesulfonic acid, and ethylbenzenesulfonic acid. Examples of amino acids include glycine, alanine, valine, α-aminobutyric acid, γ-aminobutyric acid, and the like.
そして、本発明で使用する絶縁パターン用溶液においては、これらを一種又は二種以上混合して使用することができる。これらの中でも、酸の水中での一次解離定数ｐｋａが５以下の酸は、カチオン性絶縁性微粒子の分散安定性やアニオン性化合物の吸着性に特に優れるため、好適に用いることができる。具体的には、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸、クエン酸、マレイン酸、マロン酸等が挙げられる。 And in the solution for insulation patterns used by this invention, these can be used 1 type or in mixture of 2 or more types. Among these, acids having a primary dissociation constant pka of 5 or less in acid water are particularly excellent in the dispersion stability of the cationic insulating fine particles and the adsorptivity of the anionic compound, and therefore can be suitably used. Specific examples include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, formic acid, oxalic acid, lactic acid, citric acid, maleic acid, malonic acid and the like.
（他の構成成分）
次に、カチオン性の絶縁パターン用溶液を構成するその他の成分について具体的に説明する。本発明で使用するカチオン性の絶縁パターン用溶液は、上記したカチオン性絶縁性微粒子を必須の成分とし、上記したような酸を含み、その他に、通常は液媒体として水を含むが、更に、水溶性有機溶剤及びその他の添加剤、例えば、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、各種界面活性剤、酸化防止剤及び蒸発促進剤、水溶性カチオン性化合物やバインダー樹脂等の添加剤を適宜配合してもかまわない。
(Other components)
Next, other components constituting the cationic insulating pattern solution will be specifically described. The cationic insulating pattern solution used in the present invention contains the above-mentioned cationic insulating fine particles as essential components, contains the acid as described above, and usually contains water as a liquid medium. Water-soluble organic solvents and other additives such as viscosity modifiers, pH adjusters, preservatives, various surfactants, antioxidants and evaporation accelerators, water-soluble cationic compounds and binder resins are appropriately added. You may mix.
（アニオン性の絶縁性微粒子）
アニオン性の絶縁性微粒子とは、ゼータ電位がマイナスの値を示すものである。本発明において、ア二オン性の絶縁性微粒子のゼータ電位は、好ましくは−５〜−９０ｍＶである。その理由は定かではないが、上記範囲において、導電パターンとの境界部の滲みが少なく、絶縁性の高いパターン得ることができた。
(Anionic insulating fine particles)
Anionic insulating fine particles have a negative zeta potential. In the present invention, the zeta potential of the anionic insulating fine particles is preferably −5 to −90 mV. The reason for this is not clear, but in the above range, there was little bleeding at the boundary with the conductive pattern, and a pattern with high insulation could be obtained.
ｐＨはゼータ電位が上記の値となるように調整される。但し、インクジェットヘッドに使われている部材の腐食の原因となる場合があるので、好ましくは２〜１１．５のｐＨ範囲とされるのが望ましい。そのため本発明で使用する絶縁パターン用溶液で用いる絶縁性微粒子は、表面がアニオン性に帯電していることが必要であるが、本質的にアニオン性である絶縁性微粒子は勿論のこと、本来は静電的にカチオン性或いは中性の絶縁性微粒子であっても、処理によって表面がアニオン化された絶縁性微粒子であれば用いることができる。 The pH is adjusted so that the zeta potential becomes the above value. However, since it may cause corrosion of members used in the ink jet head, it is preferable that the pH range is preferably 2 to 11.5. Therefore, the insulating fine particles used in the insulating pattern solution used in the present invention are required to have an anionic charged surface, but naturally the insulating fine particles are essentially anionic, Even electrostatically cationic or neutral insulating fine particles may be used as long as the insulating fine particles have their surfaces anionized by treatment.
本発明で好適に用いられるアニオン性絶縁性微粒子は、具体的には、特に材料種に限定はなく、無機系絶縁性微粒子や有機系絶縁性微粒子、無機有機複合絶縁性微粒子等が挙げられる、本実施例による回路パターン形成工程には定着工程を含むため、耐熱性にすぐれたものが特に好ましい。無機系絶縁性微粒子としては、アニオン化した、シリカ、チタニア、ジルコニア等が挙げられ、有機系絶縁性微粒子としては、例えば、スチレンアクリルやアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、ＳＢＲラテックス等の共役ジエン系共重合体等が挙げられる。また、無機有機複合絶縁性微粒子としては、例えば、水中でアニオン性を呈する官能基を表面に有する無機絶縁性微粒子等が挙げられる。 Specifically, the anionic insulating fine particles suitably used in the present invention are not particularly limited to the material type, and include inorganic insulating fine particles, organic insulating fine particles, inorganic organic composite insulating fine particles, and the like. Since the circuit pattern forming process according to this embodiment includes a fixing process, a circuit pattern having excellent heat resistance is particularly preferable. Examples of the inorganic insulating fine particles include anionized silica, titania, zirconia, and the like. Examples of the organic insulating fine particles include styrene acrylic, acrylate copolymer, methacrylic ester copolymer, and SBR. Examples thereof include conjugated diene copolymers such as latex. Examples of the inorganic / organic composite insulating fine particles include inorganic insulating fine particles having a functional group exhibiting anionic property in water on the surface.
また、本発明で使用するアニオン性の絶縁性微粒子は、先に説明したカチオン性の絶縁性微粒子の場合と同様に、回路パターンの均一性や安定性等の観点から、金属コロイド粒子径の１０倍程度、すなわち粒子直径が数１００ｎｍ〜数μｍの範囲のものが好適に用いられる。この範囲内では、アニオン性の絶縁性微粒子が絶縁パターン用溶液中で沈降することも抑えられ、絶縁パターン用溶液の保存安定性の低下も有効に防止することができる。 Further, the anionic insulating fine particles used in the present invention have a metal colloid particle diameter of 10 from the viewpoint of the uniformity and stability of the circuit pattern as in the case of the cationic insulating fine particles described above. Those having a particle diameter of about several hundred nm to several μm are preferably used. Within this range, the anionic insulating fine particles are also prevented from settling in the insulating pattern solution, and the storage stability of the insulating pattern solution can be effectively prevented from being lowered.
本発明で使用する絶縁パターン用溶液中における上記したようなアニオン性の絶縁性微粒子の含有量は多くするほど、回路パターン形成上好適ではあるが、重量基準で５０重量％程度が上限である。この範囲内では、絶縁パターン用溶液の吐出安定性や保存安定性についても特に問題はない。 The higher the content of the anionic insulating fine particles as described above in the insulating pattern solution used in the present invention, the better the circuit pattern is formed, but the upper limit is about 50% by weight. Within this range, there is no particular problem with respect to the ejection stability and storage stability of the insulating pattern solution.
（塩基）
塩基は、アニオン性の絶縁性微粒子表面をイオン化し、表面電位を高めることにより液中での分散安定性を向上させると共に、導電パターン用溶液中のカチオン性化合物の吸着性向上や絶縁パターン用溶液の粘度調整の役割を果たす。本発明に好適に用いられる塩基は、使用するアニオン性の絶縁性微粒子と組み合わせた場合に、所望のｐＨやゼータ電位、絶縁性微粒子の分散性等の物性が得られるものであれば特に限定はなく、下記に挙げるような無機化合物や有機化合物等から自由に選択して、使用することができる。
(base)
The base ionizes the surface of the anionic insulating fine particles to improve the dispersion stability in the liquid by increasing the surface potential, and also improves the adsorptivity of the cationic compound in the solution for the conductive pattern and the solution for the insulating pattern. It plays the role of viscosity adjustment. The base suitably used in the present invention is not particularly limited as long as the desired pH, zeta potential, dispersibility of the insulating fine particles and the like can be obtained when combined with the anionic insulating fine particles used. However, it can be freely selected from inorganic compounds, organic compounds and the like listed below.
ただし、最終的には絶縁パターンとして高い絶縁性を維持しなければならないため、揮発して無くなるもの、あるいは昇華するものが望ましい。 However, since it is necessary to maintain a high insulating property as an insulating pattern in the end, it is desirable that it evaporates and disappears or sublimates.
具体的には例えば、炭酸アンモニウム、アンモニア、酢酸アンモニウム、モルホリンやモノエタノールアミン等のアルカノールアミンを用いることができる。これらの中でも特に、塩基の水中での一次解離定数ｐｋｂが５以下の塩基は、アニオン性絶縁性微粒子の分散安定性やカチオン性化合物の吸着性に特に優れるため、好適に用いられる。 Specifically, for example, ammonium carbonate, ammonia, ammonium acetate, alkanolamines such as morpholine and monoethanolamine can be used. Among these, a base having a primary dissociation constant pkb of 5 or less in water of base is particularly preferably used because it is particularly excellent in dispersion stability of anionic insulating fine particles and adsorptivity of a cationic compound.
（他の構成成分）
次に、アニオン性の絶縁パターン用溶液を構成するその他の成分について具体的に説明する。本発明で使用するアニオン性の絶縁パターン用溶液は、上記したアニオン性絶縁性微粒子を必須の成分とし、好ましくは上記したような塩基を含み、その他に、通常は液媒体として水を含むが、更に、水溶性有機溶剤及びその他の添加剤、例えば、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、各種界面活性剤、酸化防止剤及び蒸発促進剤、水溶性アニオン性化合物やバインダー樹脂等の添加剤を適宜配合してもかまわない。
(Other components)
Next, other components constituting the anionic insulating pattern solution will be specifically described. The anionic insulating pattern solution used in the present invention contains the above-mentioned anionic insulating fine particles as essential components, preferably contains a base as described above, and usually contains water as a liquid medium. Furthermore, water-soluble organic solvents and other additives such as viscosity modifiers, pH adjusters, preservatives, various surfactants, antioxidants and evaporation accelerators, additives such as water-soluble anionic compounds and binder resins May be appropriately blended.
尚、上述したいずれの材料を用いた場合においても、絶縁パターン用溶液は、導電パターン溶液に比べて表面張力を小さくする必要がある。絶縁パターン用溶液は基材上に一様に付与されることが好ましいため、液滴を保とうとするエネルギーを低く、液滴自身が小滴に***する程度の表面張力があれば良い。つまり、表面張力はγ＜３０が望ましいと言えるが絶縁パターン用溶液の液滴を液体吐出法により基材上に付与するため、表面張力は２５≦γ＜３０が好ましい。 Even when any of the materials described above is used, the insulating pattern solution needs to have a lower surface tension than the conductive pattern solution. Since the insulating pattern solution is preferably applied uniformly on the substrate, it is sufficient that the energy for keeping the droplets is low and the surface tension is such that the droplets themselves are split into small droplets. That is, it can be said that the surface tension is preferably γ <30, but the surface tension is preferably 25 ≦ γ <30 in order to apply the droplet of the insulating pattern solution onto the substrate by the liquid discharge method.
また、導電パターン用溶液は、絶縁パターン溶液の比べて表面張力を大きくする必要がある。導電パターン用溶液は基材上の絶縁パターン用溶液層の上に付与した液滴自身の広がりを抑え、微細な回路パターンを形成するため、液滴を保とうとするエネルギーを高く、液滴自身が小滴に***しない表面張力があれば良い。つまり、表面張力は３３≦γが望ましく、導電パターン用溶液の液滴を液体吐出法により基材上に付与するため、表面張力は３３≦γ≦５０が好ましい。 Moreover, the conductive pattern solution needs to have a larger surface tension than the insulating pattern solution. The conductive pattern solution suppresses the spread of the droplet itself applied on the insulating pattern solution layer on the substrate and forms a fine circuit pattern. Therefore, the energy for holding the droplet is high, and the droplet itself Any surface tension that does not break up into droplets is sufficient. That is, the surface tension is preferably 33 ≦ γ, and the surface tension is preferably 33 ≦ γ ≦ 50 in order to apply droplets of the conductive pattern solution onto the substrate by the liquid discharge method.
以上のことから、本発明の実施形態における基材上に導電パターンと絶縁パターンを形成するために使用した導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液の表面張力は、以下のようになる。
（１）導電パターン用溶液の表面張力：３３≦γ≦５０
（２）絶縁パターン用溶液の表面張力：２５≦γ＜３０
［４．回路パターン形成方法］
〔実施例１〕
導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とが接する界面において、導電パターン用溶液に含まれる導電性微粒子と絶縁パターン用溶液に含まれる第２の材料とが化学的に凝集し始める材料を用いた例を示す。
From the above, the surface tensions of the conductive pattern solution and the insulating pattern solution used for forming the conductive pattern and the insulating pattern on the substrate in the embodiment of the present invention are as follows.
(1) Surface tension of the conductive pattern solution: 33 ≦ γ ≦ 50
(2) Surface tension of insulating pattern solution: 25 ≦ γ <30
[4. Circuit pattern forming method]
[Example 1]
Example using a material in which the conductive fine particles contained in the conductive pattern solution and the second material contained in the insulating pattern solution begin to aggregate chemically at the interface where the conductive pattern solution and the insulating pattern solution contact each other Indicates.
絶縁性の基体として、厚さ１００μｍのポリイミドフイルムを用いた。導電パターン用溶液には、導電性材料としてＳｎＯ２（酸化スズ）：平均粒子径１００ｎｍ以下を１０重量％、水を８９．９８重量％用いる。また、絶縁パターン用溶液には、第２の成分として水酸化アンモニウムを１０重量％、絶縁性材料としてエポキシ樹脂系のソルダーレジストを１０重量％、水を７９．５重量％用いる。尚、両溶液の表面張力は非イオン性の界面活性剤であるアセチレノールによって調節してあり、導電パターン溶液にアセチレノールは重量比で０．０２％、絶縁パターン用溶液には重量比で０．５％とし、導電パターン用溶液の表面張力は、約４２ｄｙｎｅ／ｃｍ、絶縁パターン用溶液の表面張力は、約２８ｄｙｎｅ／ｃｍである。 A polyimide film having a thickness of 100 μm was used as an insulating substrate. In the conductive pattern solution, SnO2 (tin oxide): 10% by weight of an average particle size of 100 nm or less and 89.98% by weight of water are used as a conductive material. The insulating pattern solution uses 10 wt% ammonium hydroxide as the second component, 10 wt% epoxy resin solder resist as the insulating material, and 79.5 wt% water. The surface tension of both solutions is adjusted by acetylenol which is a nonionic surfactant, and acetylenol is 0.02% by weight in the conductive pattern solution and 0.5% by weight in the insulating pattern solution. %, The surface tension of the conductive pattern solution is about 42 dyne / cm, and the surface tension of the insulating pattern solution is about 28 dyne / cm.
図１（ａ）から（ｇ）は、本発明である回路パターン形成方法を説明するための第１の実施例を示した概略工程図である。第１の実施例では、図９に示したような記録ヘッド１２を使用する。記録ヘッド１２には、上記絶縁パターン用溶液を吐出するノズル２０ａのノズル列３０ａと上記導電パターン用溶液を吐出するノズル２０ｂのノズル列３０ｂが配置されている。
FIGS. 1A to 1G are schematic process diagrams illustrating a first embodiment for explaining a circuit pattern forming method according to the present invention. In the first embodiment, a
まず第１層目のパターン形成を説明する。図１（ａ）に示したように、記録ヘッド１２を描画開始位置である基材１の左端（図面上左側）へ移動した後、上記絶縁パターン用溶液の液滴３を基材１上に着弾させる。図１（ｂ）に示したように記録ヘッド１２が移動して絶縁パターンを形成する位置に来たとき、記録ヘッド１２のノズル列３０ａのノズル２０ａから溶液を吐出する。すると図１（ｃ）のように、基材上１に絶縁パターン用溶液層４が形成される。
First, pattern formation of the first layer will be described. As shown in FIG. 1A, after the
次に第２層目のパターン形成を説明する。まず記録ヘッド１２を描画開始位置（基材１の左端）へ移動する。そして、記録ヘッド１２を描画方向（図面左から右）へ移動しながら、絶縁パターン用溶液層４の上に導電パターン７および８を形成する。図１（ｄ）や（ｅ）に示したように記録ヘッド１２が移動して導電パターンを形成する位置に来たとき、記録ヘッド１２のノズル列３０ｂのノズル２０ｂから溶液を吐出する。すると、図１（ｆ）のように導電パターン用溶液の液滴２が液体吐出法により絶縁パターン用溶液層４の上に着弾し、その衝撃により、絶縁パターン用溶液の一部が導電パターン７に向かって跳ね返っている。導電パターン用溶液の表面張力が絶縁パターン用溶液の表面張力に比べて大きいので、絶縁パターン用溶液の一部が跳ね返る。その後、図１（ｇ）に示したように導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液を固化させる。この工程は、加熱工程等があげられる。一方、導電パターン７に向かって跳ね返った絶縁パターン用溶液の一部は、導電パターン７の近傍に着弾しているが、溶液が絶縁パターンを形成するものであるため、図１（ｇ）のように第１の導電パターン７および第２の導電パターン８のパターン形成に不都合を生じさせること無く、微細な回路パターンを形成できる。
Next, the pattern formation of the second layer will be described. First, the
また、図１では絶縁パターン用溶液の液滴３や導電パターン用溶液の液滴２の吐出開始位置を図面左側からとしたが、逆方向（図面右側）から吐出を開始しても良い。 Further, in FIG. 1, the discharge start position of the liquid droplet 3 for the insulating pattern and the liquid droplet 2 for the conductive pattern solution is shown from the left side of the drawing, but the discharge may be started from the opposite direction (right side of the drawing).
尚、液滴吐出方式は、電圧を加えて圧電素子を変化させ、ノズルから液体を押し出す「ピエゾ方式」でも、ヒーターを加熱し液体内に気泡を発生させ、ノズルから液体を押し出す「バブルジェット（登録商標）方式」でも構わない。 In addition, the droplet discharge method is a “piezo method” in which a piezoelectric element is changed by applying a voltage to push out a liquid from a nozzle, and a heater is heated to generate bubbles in the liquid. (Registered trademark) system ".
〔実施例２〕
導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液の界面において導電パターン用溶液に含まれる導電性微粒子と絶縁パターン用溶液に含まれる絶縁性微粒子とが化学的に凝集するような材料を用いる。使用するノズルなど、実施例１と同様の部分の説明は省略する。
[Example 2]
A material is used in which the conductive fine particles contained in the conductive pattern solution and the insulating fine particles contained in the insulating pattern solution are chemically aggregated at the interface between the conductive pattern solution and the insulating pattern solution. A description of the same parts as in the first embodiment, such as the nozzles used, is omitted.
図２（ａ）から（ｄ）は、本発明である回路パターン形成方法を説明するための第２の実施例の概略工程図である。図２（ａ）に示したように基材１上の絶縁パターン用溶液層４が既に形成されている。この状態で導電パターンを形成するため、導電パターン用溶液の液滴２を液体吐出法により基材上の絶縁パターン用溶液層４の端部に付与する。すると、図２（ｂ）に示したように導電パターン用溶液の液滴２が絶縁パターン用溶液層４の端部に着弾したときの衝撃により、絶縁パターン用溶液の一部が跳ね返っている。これは、導電パターン用溶液の表面張力が絶縁パターン用溶液の表面張力に比べて大きいので、絶縁パターン用溶液の一部が跳ね返るようになっている。その後、図２（ｃ）に示したように導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液の界面において導電パターン用溶液に含まれる導電性微粒子と絶縁パターン用溶液に含まれる絶縁性微粒子６とが化学的に凝集する。一方、跳ね返った絶縁パターン用溶液の一部は、基材１上に着弾しているが、溶液が絶縁パターンを形成するものであるため、図２（ｄ）のように第１の導電パターン７のパターン形成に不都合を生じさせること無く、微細な回路パターンを形成できた。
2A to 2D are schematic process diagrams of a second embodiment for explaining a circuit pattern forming method according to the present invention. As shown in FIG. 2A, the insulating
上述した発明は、導電パターンを形成する毎に、絶縁パターンを形成する毎に、それぞれ加熱等の工程を入れる必要が無く、工程数を減らすことが出来る。また、配線パターンの形成方法において、導電パターンと絶縁パターンとをほぼ同時に吐出して配線パターンを形成する配線パターン形成方法に、特に効果的に用いることができる。 In the above-described invention, it is not necessary to add a process such as heating each time an insulating pattern is formed every time a conductive pattern is formed, and the number of processes can be reduced. Further, the wiring pattern forming method can be used particularly effectively in a wiring pattern forming method in which a conductive pattern and an insulating pattern are discharged almost simultaneously to form a wiring pattern.
１ 基材
２ 導電パターン用溶液の液滴
３ 絶縁パターン用溶液の液滴
４ 絶縁パターン用溶液層
５ 導電性微粒子
６ 絶縁性微粒子
７ 第１の導電パターン
８ 第２の導電パターン
９ 導電パターン用溶液層
１２ 記録ヘッド
２０ａ，２０ｂ ノズル
３０ａ，３０ｂ ノズル列
１０１ ＣＲリニアモータ
１０２ ＬＦリニアモータ
１０３ 吸着ステージ
１０４、１０５ ベース
１０６、１０７ 原点センサー
１０８ 定盤
１０９ キャリッジ
１１１，１１２ リニアエンコーダ
１２０ ヘッド回復ユニット
２０１ 第１の容器
２０２第２の容器
２０３ 第１の供給口
２０４ 第２の供給口
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記絶縁性のパターンを形成するための絶縁パターン用溶液を記録ヘッドから吐出し、前記基材上に前記絶縁パターン用溶液層を形成する工程と、
前記導電性のパターンを形成するための導電パターン用溶液を前記記録ヘッドから吐出し、前記基材上に形成された前記絶縁パターン用溶液層の上に前記導電パターンを形成する工程と、
を備え、
前記導電パターン用溶液の表面張力が、前記絶縁パターン用溶液の表面張力より大きいことを特徴とする回路パターン形成方法。 A circuit pattern forming method for forming a pattern comprising a conductive pattern and an insulating pattern on a substrate ,
Discharging an insulating pattern solution for forming the insulating pattern from a recording head, and forming the insulating pattern solution layer on the substrate;
Discharging a conductive pattern solution for forming the conductive pattern from the recording head, and forming the conductive pattern on the insulating pattern solution layer formed on the substrate;
With
A circuit pattern forming method, wherein a surface tension of the conductive pattern solution is larger than a surface tension of the insulating pattern solution.
前記絶縁パターン用溶液の表面張力γ２がγ２＜３０〔ｄｙｎｅ／ｃｍ〕であることを特徴とする請求項１記載の回路パターン形成方法。 The surface tension γ1 of the conductive pattern solution is 33 [dyne / cm] ≦ γ1,
2. The circuit pattern forming method according to claim 1, wherein a surface tension γ2 of the insulating pattern solution is γ2 <30 [dyne / cm].
前記絶縁パターン用溶液の表面張力γ２が２５〔ｄｙｎｅ／ｃｍ〕≦γ２であり、
前記導電パターン用溶液と前記絶縁パターン用溶液とを液体吐出によって前記基材に吐出することを特徴とする請求項２記載の回路パターン形成方法。 The surface tension γ1 of the conductive pattern solution is γ1 ≦ 50 [dyne / cm],
The surface tension γ2 of the insulating pattern solution is 25 [dyne / cm] ≦ γ2.
3. The circuit pattern forming method according to claim 2, wherein the conductive pattern solution and the insulating pattern solution are discharged onto the substrate by liquid discharge.
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Patent Citations (2)
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