特許 6321906 導電パターン形成用基板及び導電パターン形成基板、並びにその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6321906

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】導電パターン形成用基板及び導電パターン形成基板、並びにその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/38 20060101AFI20180423BHJP

   B32B 15/08 20060101ALI20180423BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20180423BHJP

   B05D 3/06 20060101ALI20180423BHJP

   H05K 3/12 20060101ALI20180423BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/38 A

   B32B15/08 J

   B05D7/24 303B

   B05D3/06 Z

   H05K3/12 610C

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-5144(P2013-5144)

(22)【出願日】2013年1月16日

(65)【公開番号】特開2014-138051(P2014-138051A)

(43)【公開日】2014年7月28日

【審査請求日】2016年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000156042

【氏名又は名称】株式会社麗光

(74)【代理人】

【識別番号】100102716

【弁理士】

【氏名又は名称】在原 元司

(74)【代理人】

【識別番号】100122275

【弁理士】

【氏名又は名称】竹居 信利

(72)【発明者】

【氏名】内田 博

(72)【発明者】

【氏名】岡▲崎▼ 恵理

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 直子

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 禎久

【審査官】 原田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０８９８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００３／１０３３５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１２４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４３９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００３／１０３３５２（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／３８

Ｈ０５Ｋ ３／１２

Ｂ０５Ｄ ３／０６

Ｂ０５Ｄ ７／２４

Ｂ３２Ｂ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の少なくとも一方の主面に、真空蒸着法またはスパッタリング法またはイオンプレーティング法により金属の薄層を形成し、金属を含み２０ＭΩ／□超のシート抵抗を有する非導電層を形成する工程と、前記非導電層上に、バインダー樹脂に金属粒子または金属酸化物粒子を含有するインク組成物を所定のパターン形状に印刷して印刷パターンを形成する工程と、前記印刷パターンに光照射して金属粒子または金属酸化物粒子を焼結することにより金属を含む導電パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。

【請求項2】

前記金属を含み２０ＭΩ／□超のシート抵抗を有する非導電層を構成する金属の単位面積当たりの質量が４μｇ／ｃｍ^２以上５０μｇ／ｃｍ^２未満である請求項１に記載の導電パターン形成基板の製造方法。

【請求項3】

前記金属を含み２０ＭΩ／□超のシート抵抗を有する非導電層を構成する金属が、ニッケルまたはクロムまたはそれらを含む合金により構成されている請求項１または２に記載の導電パターン形成基板の製造方法。

【請求項4】

前記基板が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、エポキシ、フルオリネイテッドエチレンプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、シリコン、ガラス、紙または不織布のいずれかにより構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の導電パターン形成基板の製造方法。

【請求項5】

前記基板が透明な基板で構成され、全光線透過率が６０％以上である請求項１から４のいずれか一項に記載の導電パターン形成基板の製造方法。

【請求項6】

前記光照射する光が、パルス幅が２０μ秒から１０ｍ秒のパルス光である請求項１から５のいずれか一項に記載の導電パターン形成基板の製造方法。

【請求項7】

前記パルス光を複数回照射する請求項６に記載の導電パターン形成基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導電パターン形成用基板及び導電パターン形成基板、並びにその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に半導体、金属等の導電層を形成するには、例えば導電性粒子が分散されたインク組成物（導電性インク）を使用して基板上に所定のパターンを有するインク層を印刷し、インク層中の導電性粒子を焼結して導電パターンとすることが考えられる。

【0003】

例えば、下記特許文献１には、基板に接着剤を塗布して接着層をコーティングし、接着層がコーティングされた基板に撥水層をコーティングし、接着層及び撥水層がコーティングされた基板に導電性インクを印刷し、印刷された導電性インクの焼結及び接着層の硬化を行う技術が開示されている。

【0004】

また、下記特許文献２には、熱硬化性樹脂で形成された絶縁パターンを備えた基材の上から金属微粒子を散布して該絶縁パターン上に金属微粒子を付着させ、上記絶縁パターンを加熱して溶融し、上記金属微粒子を絶縁パターン上に固着させ、絶縁パターン以外の基材の表面に付着した金属微粒子を除去することにより電子部品を製造する装置が開示されている。

【0005】

特許文献１の方法では、焼結条件が２００℃で１時間の加熱であり（特許文献１の第００４４段落）、特許文献２の方法では、絶縁パターンの加熱温度が１５０〜２００℃である（特許文献２の第００２８段落等）が、一般に基板上の導電パターンや絶縁パターンを加熱する際には、基板ごと加熱するので、使用できる基板が高い耐熱性を有するもの、例えばビスマレイミドトリアジン化合物を含むＢＴ樹脂などの高耐熱性熱硬化樹脂等に限られる。

【0006】

また、下記特許文献３には、導電性ペースト等の流動性電極材料から導電パターンを形成する際に、基板に対する導電層の接着性を高める接着層を基板上に上記パターン状に形成し、その上から導電性ペーストを基板上に大まかに堆積し、加熱乾燥して導電層を形成した後超音波洗浄等により接着層上のみに導電層を残す技術が開示されている。

【0007】

この特許文献３において、加熱乾燥工程の温度は８０℃程度（特許文献３の第０１８８段落）であるが、金属微粒子を熱融着させるために、１００〜３００℃で加熱することが記載されており、特許文献１、２と同様に、使用できる基板の材料が限定されるという問題がある。

【0008】

そこで、特許文献４〜６に記載のように、ナノ粒子等の粒子を含むインク組成物を用いて、光照射やマイクロ波加熱により金属配線に転化させようとの試みがあった。光エネルギーやマイクロ波を加熱に用いる方法は、インク組成物（導電性組成物）のみを加熱でき、耐熱温度が上記樹脂よりも低い樹脂を基板に使用できる可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０−７５９１１号公報

【特許文献2】特開２００５−２０３３９６号公報

【特許文献3】特開２００８−１５９９７１号公報

【特許文献4】特表２００８−５２２３６９号公報

【特許文献5】国際公開２０１０／１１０９６９号パンフレット

【特許文献6】特表２０１０−５２８４２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、上記従来の光照射による焼結技術においては、光照射時に導電パターンを形成するための材料であるインク組成物（導電性組成物）に含まれる金属粒子または金属酸化物粒子等の粒子と基板との密着性が悪いため、粒子が基板表面から引きはがされ、基板上に導電パターンが形成できないという問題があった。この現象は、粒子として例えば銀または銅もしくは酸化銅を使用し、基板としてポリエチレンテレフタレート等の樹脂を使用した場合に顕著に現れる
尚、本明細書中において、導電パターンとは、バインダー樹脂中に金属粒子または金属酸化物粒子が分散されたインク組成物を印刷パターンに形成し光照射することにより、金属粒子または金属酸化物粒子が焼結された結果、パターン状に形成された金属を含む導電性の金属薄膜である導電層をいう。

【0011】

本発明の目的は、基板と導電パターンの間に金属を含む非導電層を形成することにより、金属を含む非導電層を介して基板と金属粒子または金属酸化物粒子との密着性を向上し、光照射による焼結時に金属粒子または金属酸化物粒子が引きはがされることを抑制することで、基板と導電パターンとの密着性を向上できる導電パターン形成用基板、及び導電パターン形成基板、並びにその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、導電パターン形成用基板であって、基板と、前記基板の少なくとも一方の主面に形成された金属を含む非導電層と、を備えることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の他の実施形態は、導電パターン形成用基板であって、基板と、前記基板の少なくとも一方の主面に形成され、金属粒子または金属酸化物粒子を含有するインク組成物を所定のパターン形状に印刷した印刷パターンに光照射して製造される導電パターンの前記基板への密着性を向上させる金属を含む非導電層と、を備えることを特徴とする。ここで、前記金属を含む非導電層を構成する金属の単位面積当たりの質量は４μｇ／ｃｍ^２以上５０μｇ／ｃｍ^２未満であることがよく、金属を含む非導電層を構成する金属の単位面積当たりの質量は４μｇ／ｃｍ^２以上２０μｇ／ｃｍ^２未満であるのがより好ましい。

【0014】

また、上記金属を含む非導電層を構成する金属は、ニッケルまたはクロムまたはそれらを含む合金により構成されているのが好適であり、上記基板は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、エポキシ、フルオリネイテッドエチレンプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、シリコン、ガラス、紙または不織布のいずれかにより構成されているのが好適である。特に上記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であるのが好適である。

【0015】

また、上記基板が透明な基板で構成され、全光線透過率が６０％以上であるのが好適である。

【0016】

また、本発明のさらに他の実施形態は、導電パターン形成基板であって、上記導電パターン形成用基板の金属を含む非導電層上に、金属を含む導電パターンが形成されていることを特徴とする。

【0017】

また、本発明のさらに他の実施形態は、導電パターン形成用基板の製造方法であって、基板の少なくとも一方の主面に、真空蒸着法またはスパッタリング法またはイオンプレーティング法により金属の薄層を形成し、金属を含む非導電層とすることを特徴とする。ここで、前記金属を含む非導電層を構成する金属の単位面積当たりの質量は４μｇ／ｃｍ^２以上５０μｇ／ｃｍ^２未満であることがよく、金属を含む非導電層を構成する金属の単位面積当たりの質量は４μｇ／ｃｍ^２以上２０μｇ／ｃｍ^２未満であるのがより好ましい。

【0018】

金属を含む非導電層を構成する金属は、ニッケルまたはクロムまたはそれらを含む合金により構成されているのが好適であり、上記基板は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、エポキシ、フルオリネイテッドエチレンプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、シリコン、ガラス、紙または不織布のいずれかにより構成されているのが好適である。特に上記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートであるのが好適である。

【0019】

また、上記基板が透明な基板で構成され、全光線透過率が６０％以上であるのが好適である。

【0020】

また、本発明のさらに他の実施形態は、導電パターン形成基板の製造方法であって、上記導電パターン形成用基板の製造方法により製造された導電パターン形成用基板の金属を含む非導電層上に、バインダー樹脂に金属粒子または金属酸化物粒子を含有するインク組成物を所定のパターン形状に印刷して印刷パターンを形成する工程と、前記印刷パターンに光照射して金属粒子または金属酸化物粒子を焼結することにより金属を含む導電パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。

【0021】

なお、本明細書において「導電パターン形成用基板」とは導電パターンを形成していない（導電パターン形成前の）基板を意味し、「導電パターン形成基板」とは導電パターンが形成されている（導電パターン形成後の）基板を意味する。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、基板と導電パターンの間に金属を含む非導電層を形成することにより、金属を含む非導電層を介して基板と金属粒子または金属酸化物粒子との密着性を向上し、光照射による焼結時に金属粒子または金属酸化物粒子が引きはがされることを抑制しつつ基板上に導電パターンを確実に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態にかかる導電パターン形成用基板及び導電パターン形成基板の製造工程を示す図である。

【図2】パルス光の定義を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

【0025】

図１（ａ）〜（ｆ）には、実施形態にかかる導電パターン形成用基板及び導電パターン形成基板の製造工程が示される。図１では、各工程が断面図により示されている。本製造工程の例においては、図１（ａ）に示される基板１を準備し、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように基板１の少なくとも一方の主面に、真空蒸着法またはスパッタリング法またはイオンプレーティング法等既存の方法により金属を含む非導電層２を形成する。これにより、基板１と、基板１の少なくとも一方の主面に形成された金属を含む非導電層２とを有する導電パターン形成用基板が製造される。

【0026】

なお、上記金属を含む非導電層２の基板１とは反対側の主面には、金属粒子または金属酸化物粒子がバインダー樹脂中に分散されたインク組成物が所定のパターン形状（ベタパターンを含む）で印刷され、光照射により焼結されて導電パターン３が形成される。これにより、導電パターン形成基板が製造される。導電パターン３が形成された導電パターン形成基板の製造方法は後述する。

【0027】

上記基板１に使用する材料としては、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、エポキシ、フルオリネイテッドエチレンプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド等の樹脂をフィルム状に形成したもの、シリコン、ガラス、紙または不織布が挙げられるが、材料はこれらに限定されず、基板として使用できる材料であればよい。また、基板の厚さは、１０μｍ〜３ｍｍであるのがよい。基板の厚さとしてはあまりに薄いと基板強度がなくなるために好ましくなく、厚いほうは特に制限はないがフレキシブル性が必要な場合にはあまりに厚いものは使えない。そのために基板の厚さとしては、１０μｍ〜３ｍｍ、フレキシブル性、入手の容易性も考慮するとより好ましくは１６μｍ〜２８８μｍである。

【0028】

金属を含む非導電層２は、金属を含む薄膜であるが、金属を含む非導電層２上に形成した導電パターン３が電子回路パターンとしての機能を果たすためには、金属を含む非導電層２と導電パターン３との間で短絡が生じてはならない。従って、導電性ではなく、非導電性である必要がある。

【0029】

また、上記金属を含む非導電層２に使用する材料としては、ニッケル、クロム、コバルト、アルミニウム、錫、亜鉛等の金属またはこれらを含む合金が使用でき、中でもニッケルまたはクロムまたはそれらを含む合金を好ましく使用することができる。金属を含む非導電層２は、上述したように、真空蒸着法またはスパッタリング法またはイオンプレーティング法等既存の方法により、上記基板１の少なくとも一方の主面に、これらの金属の、導電性を発現しないレベル（非導電性）の薄層として形成する。上記方法により金属を薄層として形成する場合、均一な膜厚を有する薄膜として形成されず膜厚にバラツキを有する、微視的には海島状に形成されることがあるが、本明細書における「金属を含む非導電層」とはこのように海島状に形成される場合を含む。金属を含む非導電層２の正確な膜厚を測定することは困難であるため、膜厚に対応するパラメータとして単位面積あたりに形成された金属の質量を用いることができる。金属を含む非導電層２を構成する金属の単位面積当たりの質量は、４μｇ／ｃｍ^２以上５０μｇ／ｃｍ^２未満、好ましくは４μｇ／ｃｍ^２以上２０μｇ／ｃｍ^２未満が好ましい。また、透明な基板、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマーを使用した場合は、膜厚に対応するパラメータとして全光線透過率を用いることができる。透明な基板を使用した場合の導電パターン形成用基板の全光線透過率の値としては６０％以上がよい。なお、上記「透明な基板」とは、全光線透過率が８５％以上の基板を意味する。また、全光線透過率の上限値は、基板１自体の全光線透過率に対応する。

【0030】

金属を含む非導電層２を構成する金属の単位面積当たりの質量が５０μｇ／ｃｍ^２以上である場合あるいは全光線透過率が６０％未満である場合には、基板の外観を損なうと共に、金属を含む非導電層２が導電性を帯び、短絡が生じることにより金属を含む非導電層２上に形成した導電パターン３が電子回路パターンとしての機能を果たせなくなる場合があるので好ましくない。また、全光線透過率の値が上限値となっている場合は、基板１の主面に金属を含む非導電層２が形成されていないことを意味する。

【0031】

なお、金属を含む非導電層２は、基板１の少なくとも一方の主面の全面に形成してもよいし、主面の一部、例えば導電パターン３が形成される領域に形成してもよい。

【0032】

次に、導電パターン３が形成された導電パターン形成基板の製造方法について説明する。本実施形態にかかる導電パターン形成用基板の主面（金属を含む非導電層２の基板１とは反対側の主面）に導電パターン３を形成するためには、上記金属を含む非導電層２上に、金属粒子または金属酸化物粒子がバインダー樹脂中に分散されたインク組成物を所定のパターン形状に印刷して適宜な印刷パターン３ｐを形成し（図１（ｄ））、これに光照射を行い（図１（ｅ））、インク組成物に含まれる金属粒子または金属酸化物粒子を焼結することにより導電パターン３に転化させる（図１（ｆ））。このとき、インク組成物を所定のパターン形状に印刷した部分の金属を含む非導電層２及び印刷していない部分の金属を含む非導電層２はいずれも、光照射の前後で状態に変化を生じることはない。なお、金属酸化物粒子を使用したインク組成物の場合には、インク組成物中に含まれる適宜な還元剤により金属酸化物粒子が還元されて金属の焼結体が生成する。また、インク組成物の印刷方法としては、特に限定されないが、例えばインクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、マスキング印刷等の印刷方法を使用することができる。

【0033】

上記インク組成物中に含まれる金属粒子に使用する材料としては、金、銀、銅、コバルト、ニッケル、鉄、亜鉛、インジウム、錫等が挙げられる。また、金属酸化物粒子に使用する材料としては、酸化銅、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫等が挙げられる。これらの中でも還元された金属の導電性が高い点から酸化銅がより好ましい。用いる金属粒子、金属酸化物粒子の粒径としては、目的とする印刷精度にもよるが、粒径があまりに小さいとインクの配合設計が難しくなる上に、質量あたりの表面積も大きくなるので凝集防止のために用いる保護コロイドの使用量を相対的に多くする必要がある。また、粒径があまりに大きい場合にはファインパターンの印刷が出来ないため、粒子同士の接触が上手くいかず、焼結しにくいという問題がある。そのため、粒径は、一般に５ｎｍ〜１０μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜５μｍの間から選択される。粒径は日機装製 マイクロトラックで測定し、Ｄ５０の値を用いた。

【0034】

また、インク組成物中のバインダー樹脂は、インク組成物を金属を含む非導電層２上に印刷するために必要となる。バインダー樹脂として使用できる高分子化合物としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクトンのようなポリ−Ｎ−ビニル化合物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリＴＨＦのようなポリアルキレングリコール化合物、ポリウレタン、セルロース化合物およびその誘導体、エポキシ化合物、ポリエステル化合物、塩素化ポリオレフィン、ポリアクリル化合物のような熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が使用できる。

【0035】

上述したように、金属酸化物粒子を使用したインク組成物の場合には、光照射して金属を含む導電パターンを形成するために、金属酸化物粒子を焼結して金属の焼結体としなければならず（金属酸化物を金属に還元しなければならず）、そのためにはインク組成物中に還元剤を含有させる必要があるが、上記バインダー樹脂は効果の程度に差はあるが、いずれも還元剤としての機能を有する。この中でもバインダー効果を考えるとポリビニルピロリドンが、還元効果を考えるとポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールが、また、バインダーとしての粘着力の観点からはポリウレタン化合物が好ましい。なお、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールは多価アルコールの分類に入り、特に還元剤として好適な特性を有する。

【0036】

なお、インク組成物には、上記バインダー樹脂の他に適宜な還元剤を加えてもよい。還元剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、シクロヘキサノール、テルペニオールのようなアルコール化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール、蟻酸、酢酸、蓚酸、コハク酸のようなカルボン酸、アセトン、メチルエチルケトン、ベンズアルデヒド、オクチルアルデヒドのようなカルボニル化合物、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸フェニルのようなエステル化合物、ヘキサン、オクタン、トルエン、ナフタリン、デカリン、シクロヘキサンのような炭化水素化合物を使用することが出来る。この中で、還元剤の効率を考えると、エチレングリコール、プロピレングリコールやグリセリン等の多価アルコール、蟻酸、酢酸、蓚酸のようなカルボン酸が好適である。上記還元剤の配合量は金属酸化物粒子に対してその還元に必要な量であれば制限はないが、通常上記バインダー樹脂を含む組成物の溶剤としての機能を兼ねるので金属酸化物粒子１００質量部に対して５〜２００質量部配合される。

【0037】

インク組成物に含まれる金属粒子または金属酸化物粒子を焼結するために照射する光としては、波長２００ｎｍ〜３０００ｎｍの連続光またはパルス光がよく、焼結時の蓄熱が起こりにくいパルス光がより好ましい。本明細書中において「パルス光」とは、光照射期間（照射時間）が短時間の光であり、光照射を複数回繰り返す場合は図２に示すように、第一の光照射期間（ｏｎ）と第二の光照射期間（ｏｎ）との間に光が照射されない期間（照射間隔（ｏｆｆ））を有する光照射を意味する。図２ではパルス光の光強度が一定であるように示しているが、１回の光照射期間（ｏｎ）内で光強度が変化してもよい。上記パルス光は、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを備える光源から照射される。このような光源を使用して、上記組成物を所定の形状に印刷したパターンにパルス光を照射する。ｎ回繰り返し照射する場合は、図２における１サイクル（ｏｎ＋ｏｆｆ）をｎ回反復する。なお、繰り返し照射する場合には、次パルス光照射を行う際に、導電パターン形成用基板を室温付近まで冷却できるようにするため基板１側から冷却することが好ましい。

【0038】

パルス光のパルス幅、すなわち１回の照射期間（ｏｎ）としては、５μ秒から1秒、より好ましくは２０μ秒から１０ｍ秒の範囲が好ましい。５μ秒よりも短いと焼結が進まず、導電パターン３の性能向上の効果が低くなる。また、１秒よりも長いと基板１の光劣化、熱劣化による悪影響のほうが大きくなる。パルス光の照射は単発で実施しても効果はあるが、上記の通り繰り返し実施することもできる。繰返し実施する場合、照射間隔（ｏｆｆ）は２０μ秒から５秒、より好ましくは２ｍ秒から２秒の範囲とすることが好ましい。２０μ秒よりも短いと、連続光と近くなってしまい一回の照射後に放冷される間も無く照射されるので、基板が加熱され温度がかなり高くなってしまう。また、５秒より長いと、放冷が進むのでまったく効果が無いわけはないが、繰り返し実施する効果が低減する。なお、上記パルス光の照射には、０．２Ｈｚ以上で動作する光源を使用することができる。また、上記パルス光としては、１ｐｍ〜１ｍの波長範囲の電磁波を使用することができる。

【0039】

尚、前記の通り、導電パターン３は金属を含むものであるが、金属酸化物粒子を使用したインク組成物の場合には、前記還元剤の使用や上記照射条件によっても、金属酸化物粒子が完全に金属の焼結体とならず、一部金属酸化物を含んだ状態となる場合がある。しかし、本発明の目的を達成できる範囲であれば、このような状態の導電パターン３も、本明細書でいう金属を含む導電パターン３に含まれる。

【0040】

本実施形態にかかる金属を含む非導電層２は、上記インク組成物に含まれる金属粒子または金属酸化物粒子との密着性が高いので、金属粒子または金属酸化物粒子を焼結するための光照射をする際に、金属粒子または金属酸化物粒子が導電パターン形成用基板（の金属を含む非導電層２）から引きはがされることを抑制できる。その結果、金属を含む非導電層２を介して基板１と導電パターン３との密着性が向上する。そのためには、金属を含む非導電層２の単位面積当たりの質量を上述した下限値（４μｇ／ｃｍ^２）以上とすることが好ましく、下限値より小さい場合には、金属粒子または金属酸化物粒子の引きはがしを抑制する効果が十分得られない場合がある。

【実施例】

【0041】

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

【0042】

実施例１
バッチ蒸着機(EVB-6CH、株式会社アルバック製)の真空容器中に基板としてのポリイミドフィルム(カプトン１５０ＥＮ、東レ・デュポン株式会社製、厚さ：３８μｍ、全光線透過率：６０．３％)を設置し、蒸着する材料であるニッケルをタングステンボードにのせ、真空容器を１０^-３〜１０^-４ｔｏｒｒの真空にして電圧を加えることで材料を気化し、金属（ニッケル）の単位面積当たりの質量が９μｇ／ｃｍ^２となるようポリイミドフィルムに付着させ、ポリイミドフィルム上に金属を含む非導電層であるニッケル層を形成した実施例１の導電パターン形成用基板を得た。なお、金属を含む非導電層を構成する金属の単位面積当たりの質量は次のような方法で行った。まず、１ｃｍ角の導電パターン形成用基板を硝酸（関東化学株式会社製 ＥＬ硝酸）２０ｍｌに浸漬し、１２０℃のホットプレート上で加熱して金属を含む非導電層を溶解させた。溶解後の溶液を回収し５０ｍｌの試料溶液を調製した。その後ＩＣＰ質量分析装置(Agilent ICP-MS 7500)を用いて試料溶液中の金属量を測定した。得られた導電パターン形成用基板の全光線透過率は、５７．５％であった。

【0043】

実施例１で得られた導電パターン形成用基板のニッケル層上に、インク組成物であるNovaCentrix社製酸化銅インクＩＣＩ-０２０（酸化銅粒子の粒径Ｄ５０＝２００ｎｍ）を使用し、スクリーン印刷にて２ｃｍ×２ｃｍ角のパターンを厚さ８μｍで印刷して印刷パターンを形成した。このようにして得られたサンプルについて、Xenon社製Sinteron2000を用いてパルス照射を行って酸化銅粒子を焼結、還元することにより上記印刷パターンを銅を含む導電パターンに転化して、ポリイミドフィルム上にニッケル層、及び銅を含む導電パターンが順次形成された実施例１の導電パターン形成基板を得た。照射条件は、パルス幅２０００μ秒、電圧３０００Ｖ、照射距離４．５ｃｍから単発照射した。その際のパルスエネルギーは２０７０Ｊであった。

【0044】

実施例２
実施例１で得られた本発明の導電パターン形成用基板のニッケル層上に、インク組成物であるNovaCentrix社製銀フレークインクＨＰＳ−０２１（銀粒子の粒径Ｄ５０＝２μｍ）を使用し、スクリーン印刷にて２ｃｍ×２ｃｍ角のパターンを厚さ１４μｍで印刷して印刷パターンを形成した。このようにして得られたサンプルについて、Xenon社製Sinteron2000を用いてパルス照射を行って銀粒子を焼結することにより上記印刷パターンを導電パターンに転化して、ポリイミドフィルム上にニッケル層、及び銀を含む導電パターンが順次形成された実施例２の導電パターン形成基板を得た。照射条件は、パルス幅２０００μ秒、電圧３０００Ｖ、照射距離４．５ｃｍから単発照射した。その際のパルスエネルギーは２０７０Ｊであった。

【0045】

実施例３
バッチ蒸着機(EVB-6CH、株式会社アルバック製)の真空容器中に基板としてのポリイミドフィルム(カプトン１５０ＥＮ、東レ・デュポン株式会社製、厚さ：３８μｍ、全光線透過率：６０．３％)を設置し、蒸着する材料であるクロムをタングステンボードにのせ、真空容器を１０^-３〜１０^-４ｔｏｒｒの真空にして電圧を加えることで材料を気化し、金属（クロム）の単位面積当たりの質量が７μｇ／ｃｍ^２となるようポリイミドフィルムに付着させ、ポリイミドフィルム上に金属を含む非導電層であるクロム層を形成した実施例３の導電パターン形成用基板を得た。なお、単位面積当たりの質量は実施例１と同じ方法で測定した。得られた導電パターン形成用基板の全光線透過率は、５８．２％であった。
実施例３で得られた導電パターン形成用基板のクロム層上に、実施例１で用いた酸化銅インクを使用し、実施例１と同様にして導電パターンを形成し、ポリイミドフィルム上にクロム層、及び銅を含む導電パターンが順次形成された実施例３の導電パターン形成基板を得た。

【0046】

実施例４
実施例３で得られた導電パターン形成用基板のクロム層上に、実施例２で用いた銀フレークインクを使用し、実施例２と同様にして導電パターンを形成し、ポリイミドフィルム上にクロム層、及び銀を含む導電パターンが順次形成された実施例４の導電パターン形成基板を得た。

【0047】

比較例１
実施例１で使用したポリイミドフィルム上に、実施例１で用いた酸化銅インクを使用し、実施例１と同様にして導電パターンを形成し（実施例１の導電パターン形成基板の金属を含む非導電層を形成しなかった）、ポリイミドフィルム上に、直接、銅を含む導電パターンが形成された比較例１の導電パターン形成基板を得た。

【0048】

比較例２
実施例１で使用したポリイミドフィルム上に、実施例２で用いた銀フレークインクを使用し、実施例２と同様にして導電パターンを形成し（実施例２の導電パターン形成基板の金属を含む非導電層を形成しなかった）、ポリイミドフィルム上に、直接、銀を含む導電パターンが形成された比較例２の導電パターン形成基板を得た。

【0049】

酸化銅インク及び銀フレークインクの印刷厚さ、並びに体積抵抗率及び密着性の結果も含め、表１に示す。

【0050】

【表1】

【0051】

実施例５〜８
バッチ蒸着機(EVB-6CH、株式会社アルバック製)の真空容器の中に基板としてのＰＥＴフィルム（エンブレットＳ、ユニチカ株式会社製、厚さ：５０μｍ、全光線透過率：８９．２％）を設置し、蒸着する材料であるニッケルをタングステンボードにのせ、真空容器を１０^-３〜１０^-４ｔｏｒｒの真空にして電圧を加えることで、材料を気化し、表２に示される目的の単位面積当たりの質量となるようＰＥＴフィルムに付着させ、ＰＥＴフィルム上に金属を含む非導電層であるニッケル層を形成した実施例５〜８の導電パターン形成用基板を得た。なお、単位面積当たりの金属（ニッケル）質量は実施例１と同じ方法で測定した。得られた導電パターン形成用基板の全光線透過率は表２に示す通りであった。

【0052】

実施例５〜８で得られた導電パターン形成用基板のニッケル層上にそれぞれ、実施例１で用いた酸化銅インクを使用し、実施例１と同様にして導電パターンを形成し、ＰＥＴフィルム上にニッケル層、及び銅を含む導電パターンが順次形成された実施例５〜８の導電パターン形成基板を得た。
実施例９〜１２

【0053】

実施例５〜８で得られた本発明の導電パターン形成用基板のニッケル層上にそれぞれ、実施例２で用いた銀フレークインクを使用し、実施例２と同様にして導電パターンを形成し、ＰＥＴフィルム上にニッケル層、及び銀を含む導電パターンが順次形成された実施例９〜１２の導電パターン形成基板を得た。

【0054】

実施例１３〜１６、比較例３
バッチ蒸着機(EVB-6CH、株式会社アルバック製)の真空容器の中に基板としてのＰＥＴフィルム(エンブレットＳ、ユニチカ株式会社製、厚さ：５０μｍ、全光線透過率：８９．２％）を設置し、蒸着する材料であるクロムをタングステンボードにのせ、真空容器を１０^-３〜１０^-４ｔｏｒｒの真空にして電圧を加えることで、材料を気化し、表２に示される目的の単位面積当たりの質量となるようＰＥＴフィルムに付着させ、ＰＥＴフィルム上に金属を含む非導電層であるクロム層を形成した実施例１３〜１６の導電パターン形成用基板、及び比較例３の導電パターン形成用基板を得た。なお、単位面積当たりの金属（クロム）質量は実施例１と同じ方法で測定した。得られた導電パターン形成用基板の全光線透過率は表２に示す通りであった。

【0055】

実施例１３〜１６で得られた導電パターン形成用基板のクロム層上、及び比較例３で得られた導電パターン形成用基板のクロム層上に、それぞれ実施例１で用いた酸化銅インクを使用し、実施例１と同様にして導電パターンを形成し、ＰＥＴフィルム上にクロム層、及び銅を含む導電パターンが順次形成された実施例１３〜１６の導電パターン形成基板、及び比較例３の導電パターン形成基板を得た。

【0056】

実施例１７〜２０、比較例４
実施例１３〜１６で得られた導電パターン形成用基板のクロム層上、及び比較例３の導電パターン形成用基板のクロム層上にそれぞれ、実施例２で用いた銀フレークインクを使用し、実施例２と同様にして導電パターンを形成し、ＰＥＴフィルム上にクロム層、及び銀を含む導電パターンが順次形成された実施例１７〜２０の導電パターン形成基板、及び比較例４の導電パターン形成基板を得た。
比較例５

【0057】

実施例５〜８で使用したＰＥＴフィルム上に、実施例１で用いた酸化銅インクを使用し、実施例１と同様にして導電パターンを形成し（実施例５〜８の導電パターン形成基板の金属を含む非導電層を形成しなかった）、ＰＥＴフィルム上に、直接、銅を含む導電パターンが形成された比較例５の導電パターン形成基板を得た。

【0058】

比較例６
実施例５〜８で使用したＰＥＴフィルム上に、実施例２で用いた銀フレークインクを使用し、実施例２と同様にして導電パターンを形成し（実施例９〜１２の導電パターン形成基板の金属を含む非導電層を形成しなかった）、ＰＥＴフィルム上に、直接、銀を含む導電パターンが形成された比較例６の導電パターン形成基板を得た。

【0059】

酸化銅インク及び銀フレークインクの印刷厚さ、並びに体積抵抗率及び密着性の結果も含め、表２に示す。

【0060】

【表2】

【0061】

以上の表１、表２に示された導電パターンの体積抵抗率は、株式会社三菱アナリテック製、ロレスタＧＰを使用して測定した。

【0062】

また、基板及び導電パターン形成用基板の全光線透過率は、基板又は導電パターン形成用基板を５０ｍｍ角でカットし、濁度計(NDH2000、日本電色工業製)を使用して測定した。

【0063】

また、表１、表２に示す密着性とは、光照射により、導電パターンとなった塗膜が基板から引きはがされなかったとした場合に対する質量変化率である。この密着性は、光照射前後の塗膜質量を測り、塗膜の質量減少を計算することにより求める。金属酸化物粒子を使用した場合は、光照射により金属酸化物粒子が金属粒子に完全転化された場合の質量に換算して計算を行った。密着性を示す記号の表記については次のように定義した。
◎：質量変化率０〜５％。○：質量変化率５〜１０％。△：質量変化率１０〜１５％。×：質量変化率１５％〜。ただし、上記範囲は、いずれも下限値以上、上限値未満を示す。

【0064】

表１に示されるように、いずれの実施例の導電パターン形成基板も、金属を含む非導電層が形成されていない比較例１、２の導電パターン形成基板よりも良好な密着性を有している。

【0065】

また、表２に示されるように、いずれの実施例の導電パターン形成基板も、金属を含む非導電層が形成されていない比較例５、６の導電パターン形成基板よりも良好な密着性を有している。

【0066】

また、金属を含む非導電層の導通有無を確認するために、株式会社三菱アナリテック製、ロレスタＧＰを用いて２ｃｍ角の導電パターン形成用基板のシート抵抗測定試験を行った。その際、２０ＭΩ／□以下のシート抵抗が観測された場合に、導通有と定義した。表２に示された比較例３、４のように導通有の場合は、金属を含む非導電層を厚く形成することにより密着性が良好であっても、透明性に関して外観を損なうと共に、金属を含む非導電層が導電性を帯びることにより短絡が生じ、電子回路パターンを形成できなくなるという問題がある。

【符号の説明】

【0067】

１ 基板、２ 金属を含む非導電層、３ 導電パターン。

【図1】

【図2】