JP2009283907A - 印刷回路パターンの形成方法、ガイドの形成方法、及びガイド形成用インク - Google Patents

Abstract

【課題】アスペクト比の高い印刷回路パターンを得ることができる印刷回路パターンの形成方法、ガイドの形成方法、及びガイド形成用インクを提供する。
【解決手段】スリップ特性を有するガイド形成用インクでガイドを形成する工程と、上記形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化する工程と、上記硬化されたガイドの内側に金属インクを用いて印刷回路パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする印刷回路パターンの形成方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は印刷回路パターンの形成方法、ガイドの形成方法、及びガイド形成用インクに関する。

近年、電子機器製造方法に対するコストダウンの要求が高まり、印刷技術などのような低費用のパターン形成工程が注目されている。印刷技術の中でもインクジェット印刷技術は、製版工程を必要としないデジタル印刷技術であって、安価である。このために、これを用いて電子機器を作製しようとする研究が盛んである。

特に、ナノ技術の発展に伴い、金属インクを用いたインクジェット印刷技術から印刷回路パターンを製造することができるようになった。これは、ナノ金属インクが分散安定性に優れるため２００℃程度の低い温度で焼成が可能であるからである。このようなインクジェット技術は印刷回路パターン形成工程を簡素化することができ、多品種少量生産システムに有利である。

しかし、インクジェット印刷技術を用いる場合、金属インクの分散安定性確保やインクジェットの吐出特性の確保のために、金属インク内に多量の金属を含めることができない。また、金属の比重がインク内の他の有機物や溶剤より大きいため、５０重量％以上の金属を含有したインクを製造しても金属の体積比率は１０％以下となり、パターン形成時には少量の金属だけが残って、１μｍ以下の厚さを有するパターンだけ形成可能である。

最近、電子器機の小型化から高密度の印刷回路基板製造に対する要求が高まり、インクジェット印刷技術によるパターン形成時には、より小さい体積の金属インクの吐出が要求され、これにより、インク内の金属含量はさらに減って、パターンの厚さはさらに薄くなる。

しかし、パターンの厚さが薄くなると、高い電気伝導度を有する印刷回路基板を製造することができない。

このような従来の問題点に鑑み、本発明は、印刷回路パターンの形成方法、ガイドの形成方法、及びガイド形成用インクを提供することを目的とする。

本発明の一構成によれば、スリップ特性を有するガイド形成用インクを用いてガイドを形成する工程と、上記形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化する工程と、上記硬化されたガイドの内側に金属インクを用いて印刷回路パターンを形成する工程と、を含む印刷回路パターンの形成方法が提供される。

上記スリップ特性を有するガイド形成用インクは、シリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、アクリル系インクを含むことができる。

上記シリコン系化合物は、ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができる。

上記アミド系化合物は、シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミド（Ｅｒｕｃｙｌ ａｍｉｄｅ、Ｅｒｕｃａｍｉｄｅ）からなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができる。

上記スリップ剤を０．０１〜２０重量％含み、上記アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含むことができる。

上記ガイドを形成する工程はインクジェット印刷方法で行われることができる。

上記印刷回路パターンを形成する工程はインクジェット印刷方法で行われることができる。

本発明の他の構成によれば、スリップ特性を有するガイド形成用インクを用いてガイドを形成する工程及び上記形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化する工程を含む印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法が提供される。

上記スリップ特性を有するガイド形成用インクは、シリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、アクリル系インクと、を含むことができる。

上記シリコン系化合物は、ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができる。

上記アミド系化合物は、シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミドからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができる。

上記スリップ剤を０．０１〜２０重量％含み、上記アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含むことができる。

上記ガイドを形成する工程はインクジェット印刷方法で行われることができる。

本発明のまた他の構成によれば、シリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、アクリル系インクと、を含むガイド形成用インクが提供される。

上記シリコン系化合物は、ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができる。

上記アミド系化合物は、シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミドからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができる。

上記スリップ剤を０．０１〜２０重量％含み、上記アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含むことができる。

本発明によれば、スリップ特性を有するガイド形成用インクを使用することにより、縦と横の比率であるアスペクト比の高い印刷回路パターンを得ることができる。

本発明の好ましい一実施例による印刷回路パターンの形成方法を示す工程図である。 本発明の好ましい一実施例によるガイドの形成方法を示す側面図である。 本発明の好ましい一実施例により形成されたガイドの内部側面図である。 本発明の好ましい一実施例により硬化されたガイド表面での金属インクのスリップ現象を示す図である。 本発明の好ましい実施例による印刷回路パターンの平面写真である。 図５aの断面写真である。 本発明の比較例による印刷回路パターンの平面写真である。 図６ａの断面写真である。

本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除するものではないことを理解すべきである。

以下、本発明による印刷回路パターンの形成方法の好ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一であるか対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複される説明は省略する。

図１は、本発明の好ましい一実施例による印刷回路パターンの形成方法を示している。上記方法は、基板樹脂準備工程１０１、ガイド形成工程１０２、及び印刷回路パターン形成工程１０３を含むことができる。

以下、各工程について詳細に説明する。

基板樹脂準備工程１０１における基板樹脂は高分子樹脂であってもよい。例えば、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、またはポリイミド樹脂などを基板樹脂として用いることができるが、これに限定されない。

ガイド形成工程１０２では、印刷回路パターン形成のためのガイドが形成される。

本発明の好ましい一実施例によるガイド形成用インク２０３は、ＵＶ硬化特性を有するアクリル系インクであってもよい。上記インクを用いてインクジェット印刷方法で印刷する場合、ガイド形成のための別途のマスク製作やフォトリソグラフィ工程が不要になり、全体的に工程の簡素化を図ることができる。

また、上記インクはＵＶ硬化特性を有するため、上記インクがインクジェットヘッド２０１から吐出されて基板樹脂に着弾時にｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化ランプ２０２により硬化され、広がりの少ない高解像度のガイドを形成することができる。高解像度のガイドが形成されると、高解像度の印刷回路パターン、すなわち、印刷回路パターンを側面から見たとき、縦と横の比率であるアスペクト比の高い印刷回路パターンを形成することができる。

図２は、上述したガイド形成工程１０２をより詳細に示す図である。上述したように、ガイド形成用インク２０３がインクジェットヘッド２０１から吐出され基板樹脂に着弾時に、インクジェットヘッド２０１に隣接して位置しているｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化ランプ２０２により硬化される。

ガイド形成用インク２０３はスリップ特性を有することがよい。上記インクがスリップ特性を有するために、本発明の好ましい一実施例におけるガイド形成用インク２０３はシリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、アクリル系インクと、を含むことができる。

図３を参照すると、ガイド形成用インク２０３に含まれたスリップ剤３０１は、ガイド形成用インク２０３の主要成分であるアクリル系インクとの相溶性がよくないため、印刷後の硬化時にガイド表面に浮き上がって、ガイド表面がスリップ剤成分でコーティングされることになる。上記ガイド表面に存在するスリップ剤３０１はガイド表面の摩擦係数を減らしてガイドと金属インクとの間の接着力を低下させる。したがって、ガイド上に金属インクが着弾される場合、金属インクはガイドに付着することなく、スリップしてガイドの内側に着弾することになる。

上記ガイドのスリップ特性から、金属インクの着弾のずれによる印刷回路パターンの解像度が低下することを防止することができる。厚さの厚い印刷回路パターンを得るために同じ位置に繰り返して金属インクを印刷すると、インクジェットヘッドノズル同士の加工ばらつき、インクジェット設備のヘッドハンドラ及びステージ移動誤差、インクの直進性または体積誤差などのために、ガイドの内側に正確にインクを着弾させることが困難である。しかし、上述した本発明の一実施例によるガイドを使用すると、ガイドの内側に金属インクが着弾されなくてもガイドのスリップ特性から金属インクがガイドの内側に移動することになる。

図４を参照すると、ガイド表面に金属インク４０２が着弾されると、ガイド表面に浮き上がったスリップ剤４０１のスリップ特性から金属インク４０２がガイドの内側に移動したことが分かる。図３のスリップ剤３０１及び図４のスリップ剤４０１は図面番号は異なるが、同じものである。

上記スリップ特性を有するガイド形成用インクに含まれる上記シリコン系化合物は、ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができ、これらは１種単独でもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

また、ガイド形成用インクに含まれる上記アミド系化合物は、シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミドからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができ、これらは１種単独でもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

また、ガイド形成用インクに含まれる上記炭化水素化合物は、長鎖アルキル化合物及び炭素繊維誘導体からなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることができ、これらは１種単独でもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

また、ガイド形成用インクに含まれる上記フッ素系化合物は、フッ素置換化合物であってもよい。異なる種類のフッ素置換化合物のうち１種単独でもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

上記ガイド形成用インク２０３は、上記スリップ剤４０１を０．０１〜２０重量％含み、アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含むことができる。上記スリップ剤４０１が０．０１重量％未満であると、ガイド表面におけるスリップ特性を得ることができなく、上記スリップ剤４０１が２０重量％を超えると、ガイド形成用インクの混合時にガイド形成用インク内のアクリル系インクとの相分離現象が起こり、インクジェット印刷方法を用いてインクを吐出することができないため好ましくない。

上記形成されたガイドの内側に金属インク４０２を印刷して印刷回路パターンを形成することができる。上述したように、インクジェット印刷方法を繰り返してガイドの内側に金属インクを印刷する場合にも解像度が低下することなく、厚い厚さの印刷回路パターンを得ることができる。ここで、厚い厚さとは、印刷回路パターンを側面から見たときの縦と横の比率であるアスペクト比が高いことを意味する。

上記ガイド形成用インクを印刷する方法及び金属インクを印刷する方法はインクジェット印刷方法を用いることができる。インクジェット印刷によりガイド及び印刷回路パターンを直接形成すると、既存のマスク製版、露光、現像、エッチング、剥離、及び洗浄などのフォトリソグラフィ工程を省略することができるため、全工程を簡素化することができる。また、有機溶剤及び有機廃水排出量が減少して、環境に優しい印刷回路基板を製造することができる。

（実施例）
２−ヒドロキシエチルアクリレート３５０ｇ及び２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート５７５ｇを５０℃で高速撹拌機を用いて均一に混合した後、上記混合物にアゾビスイソバレロニトリル４８．７５ｇ、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン５００ｇ、ポリメチルアルキルシロキサン２０ｇ、及び消泡剤５５ｇを混合して高速撹拌した。上記混合物を１μｍフィルタで濾過してガイド形成用インクを製造した。上記ガイド形成用インクを用いてインクジェット印刷方法でガイドを形成し、形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化し、ガイドの内側にインクジェット印刷方法で金属インクを印刷した。２００℃で１時間焼成して印刷回路パターンを形成した。

図５ａは上記実施例により得られた印刷回路パターンの平面写真であり、図５ｂはその断面写真である。図５ａ及び図５ｂに示すように、本発明によれば、印刷回路パターンの誤差が極めて小さくてよい結果が得られたことが分かる。

（比較例）
２−ヒドロキシエチルアクリレート３５０ｇ及び２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート５７５ｇを５０℃で高速撹拌機を用いて均一に混合した後、上記混合物にアゾビスイソバレロニトリル４８．７５ｇ、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン５００ｇ、及び消泡剤７５ｇを混合して高速撹拌した。上記混合物を１μｍフィルタで濾過してガイド形成用インクを製造した。上記ガイド形成用インクを用いてインクジェット印刷方法でガイドを形成し、形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化し、ガイドの内側にインクジェット印刷方法で金属インクを印刷した。２００℃で１時間焼成して印刷回路パターンを形成した。

図６ａは、上記比較例より得られた印刷回路パターンの平面写真であり、図６ｂはその断面写真である。図６ａ及び図６ｂに示すように、上記実施例より得られた印刷回路パターンに比べて、一部金属インクがガイド表面にて硬化して印刷回路パターンの誤差が大きくて、結果がよくないことが分かった。

以上、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解できよう。

上述した実施例の他の多様な実施例が本発明の特許請求の範囲内に存在する。

１０１ 基板樹脂準備工程
１０２ ガイド形成工程
１０３ 印刷回路パターン形成工程
２０１ インクジェットヘッド
２０２ ｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化ランプ
２０３ ガイド形成用インク
３０１、４０１ スリップ剤
４０２ 金属インク

Claims (17)

1. スリップ特性を有するガイド形成用インクでガイドを形成する工程と、
   前記形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化する工程と、
   前記硬化されたガイドの内側に金属インクを用いて印刷回路パターンを形成する工程と、
   を含む印刷回路パターンの形成方法。
2. 前記スリップ特性を有するガイド形成用インクが、
   シリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、
   アクリル系インクと、
   を含む、請求項１に記載の印刷回路パターンの形成方法。
3. 前記シリコン系化合物が、
   ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物である、請求項２に記載の印刷回路パターンの形成方法。
4. 前記アミド系化合物が、
   シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミドからなる群より選択される少なくとも一つの化合物である、請求項２または３に記載の印刷回路パターンの形成方法。
5. 前記スリップ剤を０．０１〜２０重量％含み、前記アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含む、請求項２ないし４の何れか１項に記載の印刷回路パターンの形成方法。
6. 前記ガイドを形成する工程が、インクジェット印刷方法で行われる、請求項１ないし５の何れか１項に記載の印刷回路パターンの形成方法。
7. 前記印刷回路パターンを形成する工程が、インクジェット印刷方法で行われる、請求項１ないし６の何れか１項に記載の印刷回路パターンの形成方法。
8. スリップ特性を有するガイド形成用インクを用いてガイドを形成する工程と、
   前記形成されたガイドをｉｎ−ｓｉｔｕ ＵＶ硬化する工程と、
   を含む印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法。
9. 前記スリップ特性を有するガイド形成用インクが、
   シリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、
   アクリル系インクと、
   を含む、請求項８に記載の印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法。
10. 前記シリコン系化合物が、
    ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物である、請求項９に記載の印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法。
11. 前記アミド系化合物が、
    シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミドからなる群より選択される少なくとも一つの化合物である、請求項９または１０に記載の印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法。
12. 前記スリップ剤を０．０１〜２０重量％含み、前記アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含む、請求項９ないし１１の何れか１項に記載の印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法。
13. 前記ガイドを形成する工程が、インクジェット印刷方法で行われる、請求項８ないし１２の何れか１項に記載の印刷回路パターン形成用ガイドの形成方法。
14. シリコン系化合物、炭化水素化合物、フッ素系化合物、及びアミド系化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含むスリップ剤と、
    アクリル系インクと、
    を含む、ガイド形成用インク。
15. 前記シリコン系化合物が、
    ポリメチルアルキルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、及びポリエステル変性ヒドロキシポリメチルシロキサンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物である、請求項１４に記載のガイド形成用インク。
16. 前記アミド系化合物が、
    シス−１３−ドコセンアミド、オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミドからなる群より選択される少なくとも一つの化合物である、請求項１４または１５に記載のガイド形成用インク。
17. 前記スリップ剤を０．０１〜２０重量％含み、前記アクリル系インクを８０〜９９．９９重量％含む、請求項１４ないし１６の何れか１項に記載のガイド形成用インク。