JP2000151080A

JP2000151080A - 転写式印刷パタ―ン形成方法及びこれにより印刷パタ―ンが形成されたガラス

Info

Publication number: JP2000151080A
Application number: JP11253388A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sunahara; 一夫砂原; Katsuhisa Nakayama; 勝寿中山; Nobutaka Kidera; 信隆木寺
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積の基板上に高精度で薄膜電気回路等の
印刷パターンを簡便に形成することができる転写式印刷
パターン形成方法を提供する。【解決手段】易剥離層２０が表面に形成された転写紙
１０の上に電気回路をスクリーン印刷で形成し（ａ）、
この電気回路をガラス等の基板２２の上に熱転写する。
この熱転写をする際には、プレス板２４により転写紙１
０を加圧し、電気回路パターンを基板２２に押しつけな
がら加熱する（ｂ、ｃ）。このようにして電気回路パタ
ーンが転写された基板２２を加熱、焼成し電気回路パタ
ーン中に含まれる熱可塑性樹脂を除去すると共に、電気
回路パターンを基板２２に焼き付ける（ｄ）。これによ
り基板２２上に所望の電気回路が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス等の基板に
電気回路、電子部品、遮光パターン等の印刷パターンを
転写により形成する転写式印刷パターン形成方法及びこ
の方法により印刷パターンが形成されたガラスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】基板上に電気回路等のパターンを形成す
る方式には種々のものが採用されている。例えば、半導
体素子においては、フォトリソグラフィー／エッチング
法が採用されている。この方法は、サブミクロンオーダ
の微細パターンの加工性に優れている。

【０００３】しかし、この方法を実施するには、クリー
ンルームが必要となるなど大がかりで複雑な設備が必要
となる。また、エッチング時間が長く、特に多層化電気
回路を形成する場合には、生産時間が長くなる。形成さ
れる膜厚もサブミクロン以下のものの場合には問題がな
いが、数μ以上のものの形成には時間を要するといった
問題がある。

【０００４】また、基板表面に機能性を付与する目的で
スパッタリング法も実用化されている。この方法では、
小面積から大面積までの基板表面に薄膜をサブミクロン
以下の膜厚で一様に付与することが可能である。しか
し、密閉空間中で電界により気体分子のコントロールを
することが困難であり、回路形成をする際のパターニン
グが困難である。また、生産性が低く、コストが高い等
の問題がある。

【０００５】そこで、フォトリソグラフィー／エッチン
グ法ほど高い精度の描画性能はないが、クリーン度の低
いラフな環境条件下でも、数十μｍの精度で数μｍ〜数
百μｍの膜厚を高速に描画可能であるスクリーン印刷法
が採用される場合もある。この方法では、多層化電気回
路の印刷形成も可能であり、電子部品、印刷回路等に広
く使用されている。また、スパッタリング法と比較して
も、そのパターニング性、生産性が高く、しかも低コス
トであるという点で優れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
クリーン印刷法においては、大面積の基板上に小面積の
多層化電気回路や遮光パターン等の印刷パターンを形成
する場合、基板の位置精度を高く確保しつつ位置決めし
たり多層印刷を実施したりする必要があり、大規模な乾
燥設備や高精度の位置決め装置が必要となって、コスト
が高くなるという問題があった。

【０００７】このため、基板上にチップ部品等の素子を
取り付けて電気回路を形成することも考えられるが、素
子自体の大きさが数ｍｍ程度であるので、ガラス等の基
板と同程度あるいはそれ以上の厚みとなり、基板の装着
性に支障をきたすという問題があった。

【０００８】このように、従来のスクリーン印刷法では
大面積の基板上に薄膜電気回路や遮光パターン等の印刷
パターンを形成するのは困難であるという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、大面積の基板上に高精度で薄
膜電気回路や遮光パターン等の印刷パターンを簡便に形
成することができる転写式印刷パターン形成方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは種々検討を進め、陶磁器の分野の絵付
けに使用されている転写技術を発展させ、本発明を完成
するに至った。従来の陶磁器に絵付けを行う際には、基
材紙と水溶性糊とポリエチレン等の有機フィルムとの３
層構造からなる転写紙を用い、有機フィルムの上にスク
リーン印刷法により所定のペーストを所望のパターンで
印刷して絵柄を形成し、これを乾燥させる。このペース
トは、無機顔料とガラス粉末からなる釉薬との混練物質
を有機ビヒクルと溶剤とでペースト化したものである。

【００１１】このように絵柄が形成された転写紙を水に
浸して基材紙とパターン形成した有機フィルムとを分離
し、水溶性糊の粘着性により基板である陶磁器に有機フ
ィルムを貼り付け、乾燥する。さらに基板の熱処理工程
で有機フィルムを熱分解させて気化し、パターンが陶磁
器に焼き付くことで絵柄の転写が行われる。

【００１２】しかし、この技術をたとえば電気回路ある
いは電子部品等の転写にそのまま応用すると、転写工程
中に水に浸す工程があるので、電気回路を構成する金属
が水分等により劣化を生じるという問題がある。このた
め、本発明では、ガラスペーストを使用して電気回路等
が形成されている転写紙を水に浸さずに転写が行えるよ
うにしている。すなわち、本発明では、熱転写により電
気回路等のパターンを基板上に転写している。本発明に
おけるガラスペーストは、少なくとも、低融点のガラス
粉末、有機バインダ、溶剤（揮発性溶剤）を含有する。
前記有機バインダは、ガラスペーストの焼成工程で溶
融、分解揮散する熱可塑性樹脂であることが好ましい。
さらに、用途に応じた任意成分として、膨張係数の調整
等のためのアルミナ粉末、ジルコニア粉末等のフィラ
ー、導電性を付与するための銀粉末等の導電性材料、遮
光機能を付与するための無機耐熱顔料、誘導率を調整す
るための高誘電率セラミックス粉末、低誘電率セラミッ
クス粉末等の誘電性材料、その他に、絶縁性材料、半導
体材料、抵抗性材料、磁性材料等が加えられる。

【００１３】以上に述べた本発明は、転写式印刷パター
ン形成方法であって、転写フィルム上にガラスペースト
により印刷パターンを形成し、この印刷パターンを基板
上に熱転写し、基板上に熱転写された印刷パターンを焼
成することを特徴とする。ここでいう印刷パターンのパ
ターンは、たとえば電気回路パターン、着色パターン、
遮光パターンなどである。

【００１４】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、転写フィルム上に形成された印刷パターンは、
導電性材料、絶縁性材料、誘電性材料、半導体材料、抵
抗性材料、磁性材料、無機耐熱顔料から選ばれた一種以
上と、焼成工程で溶融、分解揮散する熱可塑性樹脂を含
有することを特徴とする。ここでいう導電性材料は、た
とえば銀、銅、白金、金、パラジウム等の金属またはＩ
ＴＯ等の導電性酸化物であり、絶縁性材料は、たとえば
ＳｉＯ₂、ＭｇＯ等の酸化物であり、誘電性材料は、た
とえばＢａＴｉＯ₃等の酸化物であり、半導体材料は、
たとえばＳｉ、ＧａＡｓ等の半導体であり、抵抗性材料
は金属等の導電体、導電体以外の材料、あるいはそれら
の混合物であり、磁性材料は、たとえばＦｅ等の金属、
ＦｅＮｉＣｏ等の合金、フェライト等の酸化物である。
無機耐熱顔料は、たとえば銅−クロムの酸化物、鉄−マ
ンガンの酸化物、マグネタイトなどである。

【００１５】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリエステル樹脂、熱
可塑性セルロース誘導体、熱可塑性アクリル系樹脂、熱
可塑性酢酸ビニル系樹脂から選ばれた一種もしくは二種
以上の混合系樹脂であることを特徴とする。

【００１６】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、転写フィルム上に形成された印刷パターンは、
一層または二層以上の積層構造であることを特徴とす
る。

【００１７】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、基板はガラスあるいはセラミックスであること
を特徴とする。

【００１８】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、転写フィルム上に形成された印刷パターン上に
は、あらかじめ粘着助剤が塗布されていることを特徴と
する。

【００１９】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、転写フィルム上に形成された印刷パターン上に
あらかじめ粘着助剤が塗布されてあり、粘着助剤の分解
温度をＴ₁、熱可塑性樹脂の分解温度をＴ₂、ガラスペー
ストの焼結開始温度をＴ₃とすると、（Ｔ₁−Ｔ₂）は５
℃〜２０℃であり、（Ｔ₃−Ｔ₁）は１０℃以上であるこ
とを特徴とする。

【００２０】また、上記転写式印刷パターン形成方法に
おいて、印刷パターンが電気回路パターンであることを
特徴とする。ここでいう「印刷パターンが電気回路パタ
ーンである」とは、基板上に熱転写された印刷パターン
のパターンが電気回路パターンであることをいう。

【００２１】また、本発明はさらに印刷パターンが形成
されたガラスであって、上記転写式印刷パターン形成方
法により、自動車用ガラス、建築用ガラス、ディスプレ
イ用ガラスから選ばれた一種に印刷パターンが形成され
たことを特徴とする。

【００２２】上記各構成によれば、ガラス等の基板上
に、直接印刷パターンを逐次多層に印刷乾燥して形成す
るのではなく、あらかじめ転写紙上に形成された印刷パ
ターンを基板上に転写するので、高精度な印刷パターン
を形成することができる。このように形成された印刷パ
ターンは、基板を熱処理することにより基板と一体化さ
れる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明における転写フィルムとし
ては、シリコン、アクリル等の有機層である易剥離層が
形成されたフィルムであればよく、紙、有機系フィル
ム、高分子フィルム等のフィルムに易剥離層が形成され
たものを使用することができる。このような転写フィル
ムは、基板となるガラス等と比べて厚さが薄いので、転
写フィルム上にスクリーン印刷を行う際のガラスペース
ト（電子材料ペースト等）の加熱乾燥時の冷却時間が短
時間でよく、電気回路パターン等を多層印刷する際の効
率が高い。このため、生産性を高くすることができる。
なお、本発明における転写フィルムは転写紙であること
が好ましい。

【００２４】以下、本発明の実施の形態（以下実施形態
という）を、転写フィルムが転写紙である場合を例にと
って、図面に従って説明する。

【００２５】図１（ａ）、（ｂ）には、本発明にかかる
転写式印刷パターン形成方法において、転写紙１０に所
望の印刷パターンを形成する場合の説明図が示される。
図１（ａ）において、転写紙１０には、スクリーン印刷
法により電気回路パターンあるいは遮光パターン等の印
刷パターンが形成される。図１（ａ）に示された例で
は、スクリーン印刷に使用されるスクリーン版１２に
は、転写紙１０に形成すべき電気回路パターンが形成さ
れている。電気回路パターンは、スクリーン版１２上に
乗せられた電子材料ペースト１４をスキージ１６により
スクリーン版１２に形成された電気回路パターンにそっ
て押し出すことにより、転写紙１０上にスクリーン印刷
される。転写紙１０の上には、このようなスクリーン印
刷を１回または複数回繰り返すことにより、平面状ある
いは多層状の電気回路パターン（印刷パターン）が形成
される。

【００２６】以上のようにして電気回路パターンがスク
リーン印刷された転写紙１０の断面図が図１（ｂ）に示
される。図１（ｂ）において、転写紙１０は、基材紙１
８の上に易剥離層２０が形成された２層構造となってい
る。また、図に示された例では、電気回路パターンが１
層目と２層目の２層構造からなる多層状の電気回路パタ
ーンとなっている。

【００２７】このように、基材紙１８の上に易剥離層２
０を形成することにより、転写紙１０の上に形成された
電気回路パターンが剥離しやすくなる。これにより、転
写紙１０から基材への電気回路パターンの転写が容易と
なる。

【００２８】上述したスクリーン印刷において、電気回
路パターンを形成する際に使用する電子材料ペースト１
４は、目的とする電気回路及び電子素子に応じて、導
体、半導体、抵抗体、絶縁体、誘電体、磁性体の電子材
料成分のいずれか一種以上あるいはそれらの全てを適宜
混合してその組成を調整する。このような混合物を、ま
ず粉末状に加工し、ガラスフリットすなわち低融点ガラ
ス粉末と熱可塑性樹脂（有機バインダ）と揮発性溶剤と
共に混練し、スクリーン印刷可能な粘度に調整する。こ
こで、ガラスフリットは、ガラスあるいはセラミックス
等の基板の焼成工程の温度域で軟化流動するものであ
り、基板と電気回路パターンの電子材料成分との接着を
目的として添加される。

【００２９】また、熱可塑性樹脂は、電子材料成分とガ
ラスフリット等をペースト状態にする機能を有するが、
スクリーン印刷を行う際の加熱乾燥時及び熱転写時にお
いて電気回路パターンを基板に接着させる作用も有す
る。図１（ａ），（ｂ）に示された転写紙１０上の電気
回路パターンを基板に熱転写する際に、基板と電子材料
ペースト１４との密着性が十分でない場合には、その後
の熱処理による焼成工程において密着不十分な部分から
剥離が発生する。この密着性確保のために上述した熱可
塑性樹脂を使用する。この熱可塑性樹脂がホットメルト
接着機能を有するものであれば、さらに密着性を向上さ
せることが可能である。

【００３０】以上のことから、有機バインダとしては熱
可塑性樹脂を使用することが好適である。また、熱可塑
性樹脂は、焼成時において該樹脂が分解揮散する際に発
生する気泡を脱気しやすいので、この点でも好適であ
る。その理由は、前記気泡は焼成後の電気回路パターン
の特性及び品質に悪影響を及ぼすことがあるからであ
る。

【００３１】上記熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリ
エステル樹脂、熱可塑性セルロース誘導体、熱可塑性ア
クリル系樹脂、熱可塑性酢酸ビニル系樹脂が好ましく、
これらから選ばれた一種もしくは二種以上の混合系樹脂
が使用される。例えば、ポリエチレンテレフタレートな
どの熱可塑性ポリエステル樹脂、エチルセルロースなど
の熱可塑性セルロース誘導体、アクリル酸エステル共重
合体やメタクリル酸エステル共重合体などの熱可塑性ア
クリル系樹脂、酢酸ビニルの単独重合体や共重合体など
の熱可塑性酢酸ビニル系樹脂がある。

【００３２】なお、電子材料ペースト１４を作製する際
に添加される揮発性溶剤は、電子材料ペースト１４の粘
度をスクリーン印刷可能な粘度に調整するために使用さ
れる。この揮発性溶剤に要求される特性としては、熱可
塑性樹脂と相溶性があり、粘度特性の時間変化が少ない
ように適度に高沸点であることがあげられる。

【００３３】以上に述べた電子材料ペースト１４は、本
発明に係るガラスペーストに相当する。なお、ガラスペ
ーストとしては上記電子材料ペースト１４に限られるも
のではなく、導体等電子材料の代わりに例えば遮光パタ
ーンを形成するための無機耐熱顔料を含有したものでも
よい。

【００３４】図２には、図１に示された電気回路パター
ンが印刷された転写紙１０からガラスあるいはセラミッ
クス等の基板にその電気回路パターンを熱転写する工程
が示される。なお、基板として使用されるガラスとして
は、自動車用ガラス、建築用ガラス、ディスプレイ用ガ
ラス等から選択することができる。

【００３５】図２（ａ）において、転写紙１０の易剥離
層２０上に形成された電気回路パターンがガラスあるい
はセラミックス等の基板２２に対向するように配置さ
れ、図２（ｂ）に示されるように、プレス板２４により
転写紙１０が所定の圧力で加圧される。この際、同時に
加熱も行う。加熱温度は、電気回路パターンを構成する
電子材料ペースト１４の中に含まれる熱可塑性樹脂によ
り接着性が発現する温度とする。また、プレス板２４に
よって加える圧力は、電気回路パターンを転写するとき
にこの電気回路パターンが変形しない程度に制御する。

【００３６】以上の工程により、図２（ｃ）に示される
ように、基板２２の上に、熱可塑性樹脂によって電気回
路パターンが接着され、熱転写される。この状態では、
電気回路パターンは十分な回路機能を持たない。これ
は、電気回路パターンの中に熱可塑性樹脂が含まれてい
るからである。そこで、図２（ｄ）に示されるように、
基板２２を焼成し、熱可塑性樹脂を分解揮散させてこれ
を除去し、回路機能を発現させる。

【００３７】この熱処理による焼成工程において、基板
２２と電気回路パターンとの間に密着性が不十分な部分
があると、ここに空気を含むことがある。また、電気回
路パターン中に含まれる熱可塑性樹脂が分解し揮散する
際にも気泡が発生する。しかし、これらによって発生す
る気泡は充分除去され、回路特性に悪影響を及ぼすこと
はない。なお、この熱可塑性樹脂として例えば熱可塑性
ポリエステルを使用することにより、この気泡の除去を
より効率的に行うことができる。すなわち、焼成工程は
約６００〜７００℃で行われるが、熱可塑性樹脂はたと
えば３００℃付近またはそれ以上の温度で分解し気化が
始まる。熱可塑性ポリエステル樹脂の場合は、たとえば
４４０℃で分解し気化が始まる。このとき、熱可塑性樹
脂は溶融状態にあるので、発生した気泡は溶融状態の熱
可塑性樹脂中を移動して外部の空間に放散される。この
ようにして電気回路パターンを基板２２に十分接着させ
ることができる。さらに、この電気回路パターンを６０
０〜７００℃程度まで加熱することにより、電気回路パ
ターンに含まれるガラスフリットが溶融し、ガラス等の
基板２２と接着して基板と一体化させることができる。

【００３８】また、熱可塑性樹脂に、上述した熱可塑性
ポリエステル樹脂等を使用すると、この樹脂には可撓性
があるので、転写紙１０上に電気回路パターンが形成さ
れた際に、転写紙１０が撓んでも電気回路パターンが転
写紙１０から剥離することを防止できる。

【００３９】なお、以上に述べた転写紙１０の上に形成
された電気回路パターン上に、接着作用のある接着性樹
脂、例えば燃焼性に優れたアクリル系樹脂等を粘着助剤
として塗布すると、図２（ｂ）で示された、基板２２上
への電気回路パターンの転写を行う際の加熱温度を低く
することができ、あるいはこの際の加圧圧力を低くする
ことができる。

【００４０】図３には、図１（ｂ）に示された電気回路
パターン上に粘着助剤２６を塗布した例が示される。図
３において、粘着助剤２６は電気回路パターンを覆うよ
うに印刷、形成される。この粘着助剤２６は、ペースト
化した場合にガラスあるいはセラミックス基板２２への
粘着性の弱い熱可塑性セルロース誘導体を有機バインダ
として使用する場合や、ペースト化する際に有機バイン
ダが少なく、粘着性が弱い場合に、電気回路パターンを
基板２２に十分接着させるために用いることができる。
特に、スクリーン印刷用途として広く用いられている熱
可塑性セルロース誘導体の場合、粘着助剤２６を用いず
に転写しようとすると加圧圧力及び加熱温度共に高くす
る必要があり、電気回路のパターンを壊す可能性もある
ことから粘着助剤２６を用いることが好ましい。

【００４１】図４には、図３に示された粘着助剤２６が
形成された電気回路パターンを転写紙１０からガラスあ
るいはセラミックス等の基板２２に熱転写する工程が示
される。図４（ａ）において、粘着助剤２６で覆われた
電気回路パターンが基板２２に対向するように配置さ
れ、図４（ｂ）に示されるように、プレス板２４により
転写紙１０が所定の圧力で加圧される。この際、同時に
加熱も行い、粘着助剤２６の粘着力により電気回路パタ
ーンを基板２２に十分接着させる。

【００４２】このような粘着助剤２６は、電気回路パタ
ーンの材料である電子材料ペースト１４中に熱可塑性セ
ルロース誘導体等の熱可塑性樹脂が用いられている場
合、該熱可塑性樹脂よりも熱分解温度が高い必要があ
る。図４（ｃ）に示されるように粘着助剤は電気回路パ
ターンと基板２２との間に介在するが、粘着助剤２６の
熱分解温度が電子材料ペースト１４中の熱可塑性樹脂の
熱分解温度よりも低い場合、焼成時に電気回路パターン
中の前記熱可塑性樹脂が分解していないため、先に分解
した粘着助剤２６の放出が十分に行われず、焼結時に亀
裂や剥離が起こる原因となる。したがって、粘着助剤２
６の熱分解温度をＴ₁、電子材料ペースト１４中の熱可
塑性樹脂の熱分解温度をＴ₂とした場合、（Ｔ₁−Ｔ₂）
は５℃〜２０℃であることが望ましい。（Ｔ₁−Ｔ₂）が
５℃未満では焼結時に亀裂や剥離が起こるおそれがあ
る。（Ｔ₁−Ｔ₂）が２０℃超では前記熱可塑性樹脂の熱
分解が多くなりすぎ、粘着助剤が分解するまでの間の電
気回路パターンの形状維持が困難になるおそれがある。
なお、（Ｔ₁−Ｔ₂）は５℃〜１０℃であることがより好
ましい。この範囲外では焼成された電気回路パターンに
亀裂や剥離が生じる可能性が高くなる。

【００４３】また、本発明に係るガラスペーストである
電子材料ペースト１４の焼結開始温度をＴ₃とした場
合、（Ｔ₃−Ｔ₁）は１０℃以上である必要があり、望ま
しくは２０℃以上であることが好適である。（Ｔ₃−
Ｔ₁）がそれより低い場合には粘着助剤２６の熱分解が
起こる前に電気回路パターンの流動、固化が始まり、焼
成された電気回路パターンに亀裂や剥離が生じるおそれ
があるからである。

【００４４】以上の現象は、電気回路パターンの厚みが
２０μmを超える場合に顕著であり、粘着助剤及び熱可
塑性樹脂（有機バインダ）の熱分解温度、ガラスペース
トの焼結開始温度の制御を行うことが好ましい。ここで
熱分解温度とは、熱重量測定にて２０℃／minで昇温し
た時、測定試料の重量の９８%が分解した温度と定義す
る。また、焼結開始温度は、ガラスペーストを種々の温
度で焼成し、目視観察により焼結の有無を調べて決定さ
れる。

【００４５】上述の粘着助剤２６の層の厚みは、粘着性
を付与できる範囲で出来るだけ薄いほうが良く、望まし
くは１〜３μmである。１μｍ未満では粘着性が十分に
付与できないおそれがあり、３μｍでは粘着助剤２６の
分解、放出に時間がかかり、焼成された電気回路パター
ンの亀裂や剥離の原因となるおそれがある。

【００４６】なお、上述した本発明の方法によれば、印
刷パターンとして電気回路パターンのみならず、誘電体
印刷パターン、絶縁体印刷パターン、抵抗体印刷パター
ン、着色パターン、遮光パターン、その他無機材料の機
能膜等も転写することができる。また、スクリーン印刷
法による基板への直接印刷では印刷が困難な非平面形状
の基板へも印刷パターンを形成することができる。

【００４７】以上に説明した本発明にかかる転写式印刷
パターン形成方法の具体例を実施例として説明する。以
下の実施例１〜５は印刷パターンが電気回路パターンで
ある場合である。なお、以下の実施例１〜５により作製
した電気回路が形成されたガラス製の基板２２（２００
×１００ｍｍ；厚み３．５ｍｍ）については比抵抗（μ
Ω・ｃｍ）、引張り強度（ｋｇｆ）、色差（ΔＥ）、品
質をそれぞれ測定した。測定結果は表１に示される。な
お、これらの測定方法につき以下に説明する。ただし、
実施例２、３については比抵抗、引張り強度の測定は行
わなかった。

【００４８】比抵抗：株式会社アドバンテスト製デジタ
ルマルチメーターを用いて、電気抵抗Ｒを測定した。さ
らに、東京精密株式会社製サーフコム（商品名）を用い
て、断面形状を測定し積分法にて断面積Ｓを算出した。
前記Ｒ、Ｓを用いてＲ×Ｓ÷Ｌを算出し、これを比抵抗
とした。なお、Ｌは導電性線条の長さである。本実施例
の方法による転写ではなく、直接ガラス基板上に印刷し
焼成した場合の比抵抗は約３．８であった。この値と比
較して、転写導電体の比抵抗が著しく変化しなければ導
電体（導電性線条）は良好に焼結していると判断でき
る。

【００４９】引張り強度：導電体にハンダで接着（接着
面積は２５ｍｍ²）したＳｎメッキ銅製端子に力を加え
て引張り、Ｓｎメッキ銅製端子がはがれたときの力を小
型の引張りゲージを用いて測定した。本発明者らは１５
ｋｇｆ超を許容範囲とした。すなわち、１５ｋｇｆ以上
であれば導電体は基板に良好に焼付いていると判断でき
る。

【００５０】色差：本実施例の方法により転写した導電
体付ガラス板の導電性線条の正方形パターン部分につい
て、導電性ペーストを印刷・焼成していない面の側から
見たときの、色差ΔＥ（ＪＩＳＺ８７３０６．１）
を、ミノルタ株式会社製ＣＲ２００型分光光度計（商品
名）を用いて測定した。直接ガラス基板上に該ペースト
を印刷焼成したものと転写により作成したもののガラス
焼付き面の色差ΔＥ値が１以下のものを基板焼付き性良
好とした。また、非導電体についても同様に測定し、基
板との焼付状態の良好性を確認した。

【００５１】品質：目視にて焼成後のパターンにおける
気泡の発泡の有無を調べた。発泡のない場合に回路はガ
ラス基板に良好に焼付いていると判断した。

【００５２】

【実施例１】電子材料として導電性材料を使用した。導
電性材料の一般的なものは銅、アルミニウム、金、銀、
ニッケル等の金属あるいはＩＴＯ等の導電性酸化物が挙
げられ、それら何れもが使用可能であるが、ここでは材
料の入手し易さ、導電率の高さより銀を使用した。この
銀としては、数μｍ程度の粒径のフレーク状銀粉末を用
いた。低融点のガラス粉末（ガラスフリット）として
は、基板となるソーダライムシリカガラスの軟化点以下
の融点を持つ低融点Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＰｂＯ系ガラス
フリットを使用した。このガラスフリットの組成は表１
に「低融点ガラス組成」として示される。銀をペースト
化するための熱可塑性樹脂（有機バインダ）としては、
熱可塑性ポリエステル樹脂で、分子量が約１６０００、
Ｔｇ（ガラス転移点）が約−２５℃のものを使用した。
揮発性溶剤としては、シクロヘキサノンとＢＣＡ（ブチ
ルカルビトールアセテート：沸点約１５０℃）を使用し
た。以上に述べた銀粉末、ガラスフリット、熱可塑性ポ
リエステル樹脂及び揮発性溶剤（溶剤）を表１に示され
る割合で混合し、乳鉢及び三本ロールで混練してペース
ト化した。

【００５３】

【表１】スクリーン版１２には１５０メッシュ、乳剤厚１０μｍ
のステンレスメッシュを使用した。印刷パターンは長さ
２０ｃｍ、幅１ｍｍの線条を使用した。

【００５４】転写紙１０は表面に易剥離層２０としてＳ
ｉ層を有するものを使用した。転写紙１０のＳｉ層上
へ、作製した銀ペーストをスクリーン印刷し１２０℃で
乾燥させた。さらに、これをガラス製基板上に１８０℃
で転写し、６６０℃で焼成した。本実施例の場合、熱可
塑性ポリエステル樹脂の熱分解温度Ｔ₂は４４０℃であ
り、一方銀ペーストの焼結開始温度Ｔ₃は４５０℃であ
り、Ｔ₃はＴ₂よりも１０℃高い。したがって、銀ペース
トの焼結が始まる前に熱可塑性ポリエステル樹脂の熱分
解がおこり、熱分解ガスが抜けてから銀ペーストが焼結
する。このため、焼成された印刷パターンに亀裂が生じ
たり、ガラス基板から剥離したりするおそれが少ない。
ここで、上記焼結開始温度Ｔ₃は、種々の温度でペース
トを焼成し、目視観察により焼結の有無を調べて求めた
値である。なお、本実施例においては、粘着助剤は使用
していない。

【００５５】表１に示されるように、転写、焼成後の導
体としての比抵抗、引張り強度、焼付き特性（色差、品
質）とも良好な電気回路パターンをガラス基板上に形成
することができた。

【００５６】

【実施例２】電子材料として絶縁体を使用した。絶縁性
材料の一般的なものは低融点ガラス、ＳｉＯ₂、Ｚｒ
Ｏ₂、ＭｇＯ等の酸化物が挙げられ、それら何れも使用
可能であるが、ここでは材料の入手し易さ、基板である
自動車用ガラスに対する密着性を考慮して低融点ガラス
粉末を使用した。この低融点ガラス粉末としては、Ｂ₂
Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＰｂＯ系ガラスフリットで数μｍ程度の
粒径のものを用いた。このガラスフリットの組成も表１
に「低融点ガラス組成」として示される。

【００５７】上記ガラスフリットに熱可塑性ポリエステ
ル樹脂及び揮発性溶剤を表１に示される比率で混合し、
実施例１と同様にペースト化した。次に、このペースト
を使用して転写紙１０上にスクリーン印刷した後乾燥し
た。その後、ガラスの基板上に転写し、焼成した。本実
施例の場合、熱可塑性ポリエステル樹脂の熱分解温度Ｔ
₂は４４０℃であり、一方ペーストの焼結開始温度Ｔ₃は
ガラスフリットのガラス転移点Ｔｇ＝４７０℃と軟化点
Ｔｓ＝５６０℃との間であった。したがって、Ｔ₃はＴ₂
よりも３０℃以上高く、実施例１と同様、焼成された印
刷パターンに亀裂が生じたり、ガラス基板から剥離した
りするおそれが少ない。なお、本実施例においても、粘
着助剤は使用していない。

【００５８】表１に示されるように転写、焼成後の焼付
き特性（色差、品質）が良好な絶縁体をガラス基板上に
形成することができた。

【００５９】

【実施例３】電子材料として誘電体を使用した。誘電性
材料は絶縁性材料に含まれるが、特に高・低誘電率のも
のは電気的に有効である。誘電性材料の一般的なものは
低融点ガラス、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＢａＴｉＯ
₃、ＰｂＴｉＯ₃、ＰｂＺｒＯ₃、ＰｂＳｒＯ₃、ＣａＴｉ
Ｏ₃等の酸化物が挙げられ、それら何れもが使用可能で
あるが、ここでは低誘電率特性のＣａＴｉＯ₃を使用し
た。ＣａＴｉＯ₃単独では基板ガラスとの接着性が確保
できないため、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＰｂＯ系ガラスフリ
ットで数μｍ程度の粒径のものとＣａＴｉＯ₃を混合し
た。混合比率は表１に示される通りとした。

【００６０】これらを、実施例１と同様にペースト化し
転写紙１０上にスクリーン印刷、乾燥した。その後、ガ
ラスの基板上に転写し、焼成した。本実施例の場合も、
熱可塑性ポリエステル樹脂の熱分解温度Ｔ₂は４４０℃
であり、ペーストの焼結開始温度Ｔ₃はガラスフリット
のガラス転移点Ｔｇ＝４５０℃と軟化点Ｔｓ＝５７０℃
との間であった。したがって、実施例２と同様、焼成さ
れた印刷パターンに亀裂が生じたり、ガラス基板から剥
離したりするおそれが少ない。なお、本実施例において
も、粘着助剤は使用していない。

【００６１】表１に示されるように転写、焼成後の焼付
き特性が良好な誘電体をガラス基板上に作成することが
できた。

【００６２】

【実施例４】本実施例では電子材料として実施例１と同
様に銀粉末を使用した。また、銀粉末をペースト化する
ための熱可塑性樹脂（有機バインダ）として熱可塑性セ
ルロース誘導体であるエチルセルロースを使用した。こ
れらと低融点ガラス粉末及び溶剤を表２に示される割合
で混合し、ペースト化した。この銀ペーストを使用し、
転写紙１０上にスクリーン印刷、乾燥して印刷パターン
を形成した後、表２に示された粘着助剤２６を前記印刷
パターン上に３μm印刷した。粘着助剤２６は、有機バ
インダとして使用したエチルセルロースの粘着力が低い
ため、前記印刷パターンの粘着力を補うために使用され
る。粘着助剤２６はアクリル系樹脂であり、銀ペースト
中のエチルセルロースの熱分解温度Ｔ₂（＝３７５℃）
よりも熱分解温度Ｔ₁が５℃高いものである（Ｔ₁＝３８
０℃）。その後ガラスの基板に転写し、６６０℃の温度
で焼成した。

【００６３】上述の通りＴ₁がＴ₂より５℃高いので、焼
成中にエチルセルロースが前記アクリル系樹脂より先に
分解される。このため、銀ペーストにより構成された印
刷パターンからエチルセルロースが抜けて粗となり、そ
の細孔中をその後に分解されるアクリル系樹脂の分解ガ
スが抜けやすくなるので、焼成された印刷パターンの亀
裂、剥離を防止できる。

【００６４】また、本実施例の場合、銀ペーストの焼結
開始温度Ｔ₃が上記Ｔ₁より７０℃高いので、粘着助剤２
６の分解、揮散が十分行われてから銀ペーストが焼結す
る。したがって、これによっても印刷パターンの亀裂、
剥離を防止することができる。

【００６５】表２に示されるように、転写、焼成後の導
体としての比抵抗、引張り強度、焼付き特性（色差、品
質）とも良好な電気回路パターンをガラス基板上に形成
することができた。

【００６６】

【表２】

【００６７】

【実施例５】本実施例では、電子材料として実施例４と
同様に銀粉末を使用した。また、銀をペースト化するた
めの熱可塑性樹脂（有機バインダ）として熱可塑性アク
リル系樹脂を使用した。これらと低融点ガラス粉末及び
揮発性溶剤（溶剤）を表２に示される割合で混合し、ペ
ースト化した。この銀ペーストを使用し、転写紙１０上
にスクリーン印刷、乾燥して印刷パターンを形成した
後、実施例４と同様に表２に示された粘着助剤２６を印
刷パターン上に３μm印刷した。その後ガラスの基板に
転写し、焼成した。

【００６８】本実施例に使用された有機バインダとして
のアクリル系樹脂は、粘着助剤２６として使用されたア
クリル系樹脂（互応化学工業社製ＯＳ２０００）とは異
なるものであり、その熱分解温度Ｔ₂は３７０℃であ
る。粘着助剤２６として使用されたアクリル系樹脂の熱
分解温度Ｔ₁が３８０℃であり、Ｔ₂より１０℃高いの
で、本実施例でも焼成中に有機バインダが粘着助剤２６
より先に分解される。よって、焼成された印刷パターン
の亀裂、剥離を防止できる。

【００６９】また、本実施例の場合も銀ペーストの焼結
開始温度Ｔ₃が上記Ｔ₁より７０℃高いので、これによっ
ても焼成された印刷パターンの亀裂、剥離を防止するこ
とができる。

【００７０】表２に示されるように、転写、焼成後の導
体としての比抵抗、引張り強度、焼付き特性（色差、品
質）とも良好な電気回路パターンをガラス基板上に形成
することができた。

【００７１】

【実施例６】本実施例では、電子材料ではなく黒色無機
耐熱顔料を使用し、これに表２に示されるような割合で
低融点ガラス粉末、熱可塑性樹脂（有機バインダ）、溶
剤（揮発性溶剤）を混合し、ペースト化して黒色セラミ
ックスペーストとした。ここで、低融点ガラス粉末とし
ては、表２に示されるように、ＰｂＯ−ＳｉＯ₂−Ｔｉ
Ｏ₂系結晶化ガラスを使用した。また、有機バインダと
しては、熱可塑性セルロース誘導体を使用した。

【００７２】上記黒色セラミックスペーストを使用し、
転写紙１０上にスクリーン印刷、乾燥して印刷パターン
を形成した後、実施例４と同様に表２に示された粘着助
剤２６を印刷パターン上に３μm印刷した。その後ガラ
スの基板に転写し、焼成した。

【００７３】本実施例に使用された有機バインダとして
の熱可塑性セルロース誘導体の熱分解温度Ｔ₂は３７０
℃であり、粘着助剤２６としてのアクリル系樹脂の熱分
解温度Ｔ₁は３８０℃である。したがって、Ｔ₁がＴ₂よ
り１０℃高いので、本実施例でも焼成中に熱可塑性樹脂
が粘着助剤２６より先に分解される。よって、焼成され
た印刷パターンの亀裂、剥離を防止できる。

【００７４】また、本実施例の場合、黒色セラミックス
ペーストの焼結開始温度Ｔ₃は、低融点ガラス粉末のガ
ラス転移点Ｔｇ＝４５０℃と軟化点Ｔｓ＝５７０℃との
間にあり、上記Ｔ₁より７０℃以上高い。したがって、
これによっても焼成された印刷パターンの亀裂、剥離を
防止することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大面積ガラス基板上に高精度薄膜電気回路等の印刷パタ
ーンを簡便に付与し機能性ガラスを提供することが可能
で、さらに多品種少量生産にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる転写式印刷パターン形成方法
において、転写紙に所望の電気回路パターンを形成する
場合の説明図である。

【図２】図１に示された転写紙から基板に電気回路パ
ターンを熱転写する際の工程図である。

【図３】本発明にかかる転写式印刷パターン形成方法
において、転写紙に所望の電気回路パターンを形成し、
粘着助剤を形成する場合の説明図である。

【図４】図３に示された転写紙から基板に粘着助剤を
用いて、電気回路パターンを熱転写する際の工程図であ
る。

【符号の説明】

１０転写紙、１２スクリーン版、１４電子材料ペ
ースト、１６スキージ、１８基材紙、２０易剥離
層、２２基板、２４プレス板、２６粘着助剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写フィルム上にガラスペーストにより
印刷パターンを形成し、この印刷パターンを基板上に熱転写し、前記基板上に熱転写された印刷パターンを焼成すること
を特徴とする転写式印刷パターン形成方法。
【請求項２】請求項１記載の転写式印刷パターン形成
方法において、前記転写フィルム上に形成された印刷パ
ターンは、導電性材料、絶縁性材料、誘電性材料、半導
体材料、抵抗性材料、磁性材料、無機耐熱顔料から選ば
れた一種以上と、前記焼成工程で溶融、分解揮散する熱
可塑性樹脂を含有することを特徴とする転写式印刷パタ
ーン形成方法。
【請求項３】請求項２記載の転写式印刷パターン形成
方法において、前記熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリエステ
ル樹脂、熱可塑性セルロース誘導体、熱可塑性アクリル
系樹脂、熱可塑性酢酸ビニル系樹脂から選ばれた一種も
しくは二種以上の混合系樹脂であることを特徴とする転
写式印刷パターン形成方法。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか一項記
載の転写式印刷パターン形成方法において、前記転写フ
ィルム上に形成された印刷パターンは、一層または二層
以上の積層構造であることを特徴とする転写式印刷パタ
ーン形成方法。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれか一項記
載の転写式印刷パターン形成方法において、前記基板は
ガラスあるいはセラミックスであることを特徴とする転
写式印刷パターン形成方法。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか一項記
載の転写式印刷パターン形成方法において、前記転写フ
ィルム上に形成された印刷パターン上には、あらかじめ
粘着助剤が塗布されていることを特徴とする転写式印刷
パターン形成方法。
【請求項７】請求項１から請求項５のいずれか一項記
載の転写式印刷パターン形成方法において、前記転写フ
ィルム上に形成された印刷パターン上にあらかじめ粘着
助剤が塗布されてあり、前記粘着助剤の分解温度を
Ｔ₁、前期熱可塑性樹脂の分解温度をＴ₂、前記ガラスペ
ーストの焼結開始温度をＴ₃とすると、（Ｔ₁−Ｔ₂）は
５℃〜２０℃であり、（Ｔ₃−Ｔ₁）は１０℃以上である
ことを特徴とする転写式印刷パターン形成方法。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれか一項記
載の転写式印刷パターン形成方法において、印刷パター
ンが電気回路パターンであることを特徴とする転写式印
刷パターン形成方法。
【請求項９】請求項１から請求項８のいずれか一項記
載の転写式印刷パターン形成方法により、自動車用ガラ
ス、建築用ガラス、ディスプレイ用ガラスから選ばれた
一種に印刷パターンが形成されたことを特徴とする印刷
パターンが形成されたガラス。