(57)【要約】【課題】  装置を複雑化することなく、画像特性を調整することができ、かつ電子写真法に用いることができる接合材料としての現像剤を提供することである。【解決手段】  現像剤は、粉体のトナーとキャリア１７とを含有する二成分現像剤である。トナーは荷電性粒子１１を含み、荷電性粒子１１は、絶縁性樹脂で生成された層で被覆されたはんだ粒子１３を含有する。キャリア１７は、樹脂で生成された層で被覆された磁性体粒子１９を含有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真法に用いられる現像剤であって、
絶縁性樹脂で生成された層で被覆されたはんだ粒子を含有するトナーと、
樹脂で生成された層で被覆された磁性体粒子を含有するキャリアとを含む、現像剤。
【請求項２】
前記トナーは、前記はんだ粒子と絶縁性樹脂粒子から成る混合物を表面溶融化処理に付し、溶融した絶縁性樹脂粒子で生成された層で当該はんだ粒子の表面を被覆することによって生成されることを特徴とする、請求項１に記載の現像剤。
【請求項３】
前記トナーは、前記はんだ粒子と絶縁性樹脂粒子から成る混合物を機械的表面処理に付し、溶融した絶縁性樹脂粒子で生成された層で当該はんだ粒子の表面を被覆することによって生成されることを特徴とする、請求項１に記載の現像剤。
【請求項４】
前記樹脂は、シリコーン樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項１に記載の現像剤。
【請求項５】
前記樹脂の重量は、前記磁性体粒子の重量の０．１〜５％であることを特徴とする、請求項４に記載の現像剤。
【請求項６】
前記キャリアの平均粒子径は２０〜１００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の現像剤。
【請求項７】
前記キャリアは、前記樹脂で生成された層の内部と、当該樹脂で生成された層および前記磁性体粒子の間との少なくともいずれか一方にカップリング剤を有することを特徴とする、請求項１に記載の現像剤。
【請求項８】
前記カップリング剤は、シリコーン系、チタネート系の群から選ばれることを特徴とする、請求項７に記載の現像剤。
【請求項９】
前記カップリング剤の重量は、前記キャリアの重量の０．１〜５％であることを特徴とする、請求項７に記載の現像剤。
【請求項１０】
前記トナーの濃度は、前記現像剤の重量の１０〜４０％であることを特徴とする、請求項１に記載の現像剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と部品とを電気的および物理的に接合するための接合材料に関し、より特定的には、電子回路基板において配線パターンと電子部品とを接合するための電子写真法に用いられる接合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器などに用いられる電子回路基板の製造プロセスにおいて、電子部品を基板に実装するために用いられる方法の１つにリフローはんだ付けがある。リフローはんだ付けは、例えば電極またはリード、端子もしくはターミナル（以下、単に電極とも言う）等の電子部品における所定の箇所と、例えばランド（以下、単にランドまたはランドパターンともいう）等の基板に形成された配線パターンの所定の箇所とを電気的および物理的に接合するために用いられる。リフローはんだ付けは、まず、基板に形成された配線パターンのランド上にはんだを含む接合材料を供給する。その後、電子部品をランド上に適切に配置し、基板を熱処理することによって、電子部品の電極と配線パターンとを接合する。
【０００３】
一般的に、リフローはんだ付けには、接合材料としてクリームはんだが用いられる。そして、クリームはんだを基板上に形成された配線パターンのランド上に供給するためには、通常、スクリーン印刷法が用いられている。スクリーン印刷法において用いられるクリームはんだは、通常、スズおよび鉛を主成分とする直径約１０〜４０μｍのはんだ粉末と、ロジン、活性剤および溶剤から成るフラックスとを混合することによって生成される。
【０００４】
以下、スクリーン印刷法によるクリームはんだの印刷手順について説明する。まず、基板上のランドに対応するように所定の形状の開口部が所定の箇所に設けられた、厚さ８０〜１５０μｍのメタルマスク（またはスクリーン版）を、その開口部が基板上のランドに合致するように位置合わせを行い、基板に接触させて配置する。そして、基板上に配置したメタルマスク上の一方の端部付近にクリームはんだを供給する。次に、スキージを基板面に対して平行移動させ、メタルマスク上にあるクリームはんだをならすことによって、開口部にクリームはんだを充填する。
【０００５】
その後、メタルマスクを基板から離して、メタルマスクとその上にあるクリームはんだを基板から除去する。このとき、開口部に充填されたクリームはんだはメタルマスクを通り抜けて、すなわち「版抜け」して、ランド上に残留する。これにより、クリームはんだが配線パターンのランド上に供給されることにより、印刷が行われる。一般に、クリームはんだが供給されるべきランドは基板上に複数存在して所定のランドパターンを構成しており、クリームはんだは当該ランドパターンに対応した接合パターンとしてランドパターン上に印刷される。
【０００６】
従来のスクリーン印刷法によれば、基板上の所定の箇所にクリームはんだを印刷することができる。ここで、通常、クリームはんだには、印刷性を向上させるためにチキソ剤が添加される。チキソ剤の物性は応力に対して変化しやすいため、クリームはんだの流動特性が変化しやすくなる。従って、印刷時におけるクリームはんだの取扱いが難しく、基板への印刷状態の制御が困難であり、高い再現性が得られないという問題がある。
【０００７】
また、近年、携帯電話などの携帯用電子機器の小型化および高機能化に対する要求を受けて、電子回路基板の更なる高集積化を図るべく、基板に実装される電子部品の小型化ならびに電子部品の電極間の狭ピッチ化が進行している。これに伴って、基板上のランドサ
イズもさらなる微小化が求められるため、スクリーン印刷法によるクリームはんだの印刷パターンも微小化が求められている。
【０００８】
しかしながら、メタルマスクを用いる従来のスクリーン印刷法によって、微小なランドの上にクリームはんだを供給した場合、クリームはんだが版抜けせずに開口部に残留してしまう場合がある。クリームはんだが版抜けしない場合、ランド上にクリームはんだが印刷されない。この問題を解決する方法として、例えば、メタルマスクの厚みを薄くする方法が考えられる。しかしながら、この場合には、クリームはんだから成る接合パターンが、ランドパターンからずれた状態で形成され、接合材料をランド上に正確に供給できない場合がある。従って、スクリーン印刷法では、印刷するパターンの微細化に伴い、印刷の信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
ここで、スクリーン版を用いることなく、微細なパターンを形成することができる方法として、電子写真法がある。電子写真法は、例えばレーザプリンタに用いられる技術であって、一般的には、現像剤（トナー）を用いて印刷を行う。ニッケルや銀といった金属原子を現像剤として用い、基板上に配線パターンを形成する技術がある。
【００１０】
例えば、特開平８−２０４３２１号公報（特許文献１）では、電子写真法によってはんだ粉末を基板に印刷する方法について開示している。また、特開２００３−２０４１４５号公報（特許文献２）においても電子写真法の原理を利用したはんだ粉末を印刷する方法について開示している。
【特許文献１】特開平８−２０４３２１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０４１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の方法によれば、トナーのみを現像剤として利用する一成分現像剤を用いて電子写真法の原理を利用し、はんだ粒子を基板に印刷することができる。一成分現像は、トナー層を金属ローラー上に均一な薄層状にし、感光体静電潜像面にもたらすことによって現像を行う。しかしながら、電子写真法を利用して微細なパターンを印刷する場合、帯電性やトナーの搬送機能を精密に制御しなければならない。帯電性を微細に調整することができない場合にはトナーの搬送性に影響が生じ、その結果、所望の画像特性を得ることができない。
【００１２】
ここで、一成分現像は、帯電性付加性能や搬送の機能を装置的に行う。従って、帯電性やトナーの搬送機能の制御に精密さが求められる場合、システムが複雑になるという問題がある。
【００１３】
それゆえに、本発明の目的は、装置を複雑化することなく、画像特性を調整することができ、かつ電子写真法に用いることができる接合材料としての現像剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係る現像剤は、トナーとキャリアとを含む。トナーは、絶縁性樹脂で生成された層で被覆されたはんだ粒子を含有する。キャリアは、樹脂で生成された層で被覆された磁性体粒子を含有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置を複雑化することなく、現像剤自体で画像特性を調整することができる。また、本発明に係る現像剤は、比較的低融点のはんだ粒子を含むため、基板上に
存在する配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る現像剤について説明する。現像剤は、二成分現像剤であり、トナーとキャリアとを含む。二成分現像剤は、電子写真法によって被印刷体に印刷するために用いられる。
【００１７】
図１を参照して、トナーについて説明する。トナーは、荷電性粒子１１から成り、荷電性粒子１１は、絶縁性樹脂層１５で被覆された金属粒子１３である。荷電性粒子１１の粒径は、約０．２〜１．１μｍであって、好ましくは約０．３〜０．９μｍである。荷電性粒子１１の粒径は、金属粒子１３の粒径に絶縁性樹脂層１５の厚みが加算されたものである。
【００１８】
荷電性粒子１１は接合材料として用いられ得、この場合、荷電性粒子１１から成る接合材料を基体上に所望の接合パターンとして正確に印刷することができる。しかし、本発明はこれに限定されず、本発明の荷電性粒子１１はその他のもの、例えば電子写真法に言うところの外添剤などと共に混合された状態でも接合材料として用いられ得、この場合、荷電性粒子１１および外添剤を含む接合材料を基体上に所望の接合パターンとして正確に印刷することができる。このような荷電性粒子１１から成る、または荷電性粒子１１を用いた接合材料は、電子写真法に言うところのトナーに相当するものとして理解されるであろう。以下、理解を容易にするために、本明細書において、「荷電性粒子」との表現を「接合材料」の意味でも用いるものとするが、本発明の荷電性粒子１１を用いて得られる接合材料は荷電性粒子１１以外の他のもの、例えば外添剤などを含み得ることに留意されるべきである。
【００１９】
次に、荷電性粒子１１に含まれる金属粒子１３について説明する。金属粒子１３の平均粒径は、約１〜２０μｍであって、特に約５〜１０μｍが好ましい。また、金属粒子１３の融点は約２５０℃以下、例えば１８０〜２３０℃の融点を有する金属材料から製造されることが好ましい。ここで、「融点」とは、材料が少なくとも部分的に溶融し始める温度をいう。金属粒子１３は、典型的には、はんだ粒子であって、例えばガスアトマイズ法を用いて、はんだ材料から生成される。
【００２０】
はんだ材料は、鉛を含んでいてもよいが、鉛を含んでいなくてもよい。鉛を含有するはんだ材料は、例えばＳｎ−Ｐｂ系材料である。しかしながら、環境への影響を考慮した場合においては、鉛を含まない鉛フリーはんだ材料が好ましい。一方、鉛フリーはんだ材料は、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系材料、Ｓｎ−Ｂｉ系材料、Ｓｎ−Ｃｕ系材料、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ系材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ系材料、Ｓｎ−Ｚｎ系材料、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系材料などがある。ここで、「〜系材料」とは、その材料系についての共晶組成およびその近傍の組成を有し、該共晶組成から大幅にずれない程度に微量の他の成分を含み得る材料をいう。
【００２１】
金属粒子１３の平均粒径が約１μｍ未満の場合、得られる荷電性粒子１１の粒径も金属粒子１３の粒径に応じて小さくなる。粒径が小さい荷電性粒子１１を印刷に用いた場合、荷電性粒子１１が容易に飛散するため、印刷の質（画質）が低下してしまう場合がある。一方、金属粒子１３の平均粒径が２０μｍより大きい場合には、得られる荷電性粒子１１の粒径も金属粒子１３の粒径に応じて大きくなるが、このように大きな荷電性粒子１１は電子写真法による印刷に適さないため、印刷の質の低下の原因となる場合がある。
【００２２】
また、金属粒子１３の形状は特に制限されず、例えば球形、回転楕円形、不定形などの形状であって、例えば、約０．７以上、更には約０．８以上の球状度を有し得る。
【００２３】
次に、金属粒子１３を被覆する絶縁性樹脂について説明する。絶縁性樹脂は、例えば、ロジンやポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂（スチレン−アクリル共重合体を含む）、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の絶縁性樹脂であって、好ましくはロジンである。
【００２４】
ここで、「絶縁性」とは、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に従って測定される体積固有抵抗率が約１×１０１０Ω・ｃｍ以上の性質をいう。絶縁性樹脂粒子の形状は、特に制限されず、例えば球形、回転楕円形、不定形などの形状であり得るが、本実施形態においては実質的に球形のものを用いた。
【００２５】
なお、絶縁性樹脂層１５を構成する絶縁性樹脂は、絶縁性を有する樹脂であれば、熱溶融性樹脂または熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。荷電性粒子１１を製造する際に、表面溶融化処理を実施する場合には、特に熱溶融性樹脂を用いることが好ましいが、詳細については後述する。
【００２６】
絶縁性樹脂層１５を形成するために用いられる絶縁性樹脂は、粒子の形態であることが好ましい。以下、粒子状の絶縁性樹脂を絶縁樹脂粒子という。絶縁性樹脂粒子は、絶縁性樹脂粒子と金属粒子１３とを含む混合物において、金属粒子１３の表面を取り囲むように存在することが好ましい。このため、絶縁性樹脂粒子の平均粒径は、金属粒子１３の平均粒径に対して好ましく約１／１００〜１／１０倍、より好ましくは約１／５０〜１／２０倍である。本実施形態においては、絶縁性樹脂粒子の平均粒径は、例えば約０．０１〜２μｍであって、好ましくは約０．０２〜１μｍである。
【００２７】
このように、絶縁性樹脂粒子の粒径を選択することによって、金属粒子１３と絶縁性樹脂粒子との混合物において、絶縁性樹脂粒子同士が凝集することを効果的に回避することができる。また、摩擦帯電を利用して、１つの金属粒子１３の周囲を複数の絶縁性樹脂粒子で取り囲むことができる。なお、本実施形態において、絶縁性樹脂粒子は、絶縁性樹脂以外にも任意の他の適切な成分、例えば、荷電制御剤などを併せて含んでいてもよい。
【００２８】
以上のような金属粒子１３、絶縁性樹脂粒子から成る混合物を表面溶融化処理または機械的表面処理に付すことにより、金属粒子１３が絶縁性樹脂層１５で被覆された荷電性粒子１１が得られ、この絶縁性樹脂層１５は、絶縁性樹脂粒子に由来する材料から成り得る。
【００２９】
次に、上述した金属粒子１３および絶縁樹脂粒子の製造方法、および金属粒子１３および絶縁樹脂粒子を用いた荷電性粒子１１の製造方法について説明する。
【００３０】
まず、荷電性粒子１１のコアとなる金属粒子１３と、絶縁性樹脂層１５の原料となる絶縁性樹脂粒子とを準備する。この金属粒子１３は、約２５０℃以下の融点、例えば約１８０〜２３０℃の融点を有する金属材料から成る。このような低融点の金属材料としては、上記に詳述したようなはんだ材料を用い得る。
【００３１】
また、金属粒子１３と絶縁性樹脂粒子との混合割合は、当業者であれば、絶縁性樹脂層１５の所望の厚さを考慮して容易に選択することができる。混合比は、例えば、金属粒子１３の１００重量部に対して、絶縁性樹脂粒子を約１〜１０重量部、好ましくは約２〜６重量部の割合で添加する。
【００３２】
なお、金属粒子１３と絶縁性樹脂粒子とを混合する際に、荷電制御剤が含まれていてもよい。絶縁性樹脂粒子に絶縁性樹脂と荷電制御剤とを併せて用いる場合には、絶縁性樹脂層１５において所望される重量割合となるようにして用いられ得る。この場合、例えば、絶縁性樹脂１００重量部に対して荷電制御剤を約０．５〜５重量部、好ましくは約１〜３重量部の割合で添加する。
【００３３】
まず、金属粒子１３の製造方法について説明する。金属粒子１３は、例えば、アトマイズ法を用いて製造される。アトマイズ法は、所定の金属材料から成る金属インゴットを、その融点以上に加熱して完全に溶融させた金属材料を、噴霧によって液滴状に分散し、空気などにより冷却固化させて粉末状（または粒状物）とする方法である。アトマイズ法によって製造された金属粒子１３は、必要に応じて分級することによって、所望の粒径を有する粒子を得ることができる。なお、金属粒子１３の製造方法は、アトマイズ法に限られず、他の任意の適切な方法によって製造されてもよい。
【００３４】
特に、１０μｍ以下の粒径を有するはんだ材料から成る金属粒子１３は、上述したようにアトマイズ法によって製造することは容易ではないが、必ずしも不可能ではない。一般的に、アトマイズ法により溶融状態のはんだ材料を噴霧して得られた粒子は、例えば約３０μｍの粒径を中心に分布しており、このような場合には１０μｍ以下の粒径を有する粒子も、粒子全体に比してわずかの量ではあるが存在する。よって、このようにして得られた粒子を分級することによって、１０μｍ以下、例えば約５μｍの粒径を有する粒子を得ることもできる。しかし、これに限らず、他の適切な方法により１０μｍ以下の粒径を有するはんだ材料から成る金属粒子１３を製造することも可能であろう。
【００３５】
絶縁性樹脂粒子は、例えば、粉砕機  ＣＪ−１５型や分級機  ＴＣ−１５型（いずれも日清エンジニアリング株式会社製）を用いることによって製造される。
【００３６】
以上のように製造した金属粒子１３および絶縁性樹脂粒子を用いた荷電性粒子１１の製造方法について説明する。金属粒子１３（即ち、金属材料）を１００重量部として絶縁性樹脂粒子（即ち、本実施形態においては絶縁性樹脂）を例えば約４重量部とする混合割合で、予備混合機を用いて、予め混合しておく。予備混合機には、例えばハイスピードミキサー  ＬＦＳ−ＧＳ−２Ｊ型（深江パウテック株式会社製）を用い得る。
【００３７】
本実施形態においては、予備混合機における混合の際に、例えば絶縁性樹脂粒子を摩擦混合などにより帯電させて、金属粒子１３の表面全体を覆うようにして絶縁性樹脂粒子を金属粒子１３に付着する。以下、このように絶縁性粒子で表面が覆われた金属粒子１３を、複合体粒子という。
【００３８】
次に、複合体粒子を表面溶融化処理する。具体的には、複合体粒子を熱風気流中に分散供給して通すことによって、複合体粒子の少なくとも表面を絶縁性樹脂粒子の絶縁性樹脂の溶融温度以上に比較的短時間で加熱する。続いて、加熱した複合体粒子を、例えば冷却用気流を吹き付けて速やかに冷却する。これにより、複合体粒子同士が凝集することなく、複合体粒子の金属粒子１３表面に付着した絶縁性樹脂粒子の絶縁性樹脂が複合体粒子表面にて溶融して互いに融合化して、表面張力により金属粒子１３表面を被覆する液膜を形成し、その後、液膜が凝固して絶縁性樹脂層１５となる。
【００３９】
表面溶融化処理は、例えばサーフュージングシステム  ＳＦＳ−３型（日本ニューマチック工業株式会社製）を用いて、処理流量等にもよるが、例えば約５〜３０分間に亘って実施され得る。
【００４０】
熱風気流の温度は、用いる絶縁性樹脂の種類に応じて適切に選択され得るが、例えば、絶縁性樹脂としてロジンを用いる場合、約３００〜４００℃が好ましい。一方、冷却用気流の温度は、特に限定されないが、例えば常温（周囲雰囲気の温度）とされ得る。また、熱風気流および冷却用気流としては、例えば、空気および／または窒素ガスなど、好ましくは窒素ガスを用い得る。これら気流の流量、気流に通す複合体粒子の量等は、当業者であれば適切に選択することができるであろう。
【００４１】
以上の工程を経て、図１に示すような、金属粒子１３が絶縁性樹脂層１５で被覆された荷電性粒子１１が得られる。得られる荷電性粒子１１は、絶縁性樹脂層１５が金属粒子１３を完全に被覆しているため、金属粒子１３が露出しない。これにより、荷電性粒子１１を確実に帯電させることができ、また、電子写真法を用いて基体上に印刷することができる。
【００４２】
また、上記のような方法により得られる荷電性粒子１１は、一般的に、１つの金属粒子１３が層厚のほぼ均一な絶縁性樹脂層１５で被覆されて成り、得られる荷電性粒子１１は比較的均一な粒径を有することから、分級する必要がなく、高い製造効率が得られる。例えば、金属粒子１３として、その体積換算粒度分布において約７０〜１００体積％の金属粒子１３が、金属粒子１３の平均粒径を中心として該平均粒径の約８０％の数値範囲内にあるものを用いる場合には、得られる荷電性粒子１１についても、その体積換算粒度分布において約７０〜１００体積％の荷電性粒子１１が、荷電性粒子１１の平均粒径を中心として該平均粒径の約８０％の数値範囲内となる。
【００４３】
このように、荷電性粒子１１において、絶縁性樹脂層１５の膜厚が比較的均一であるため、荷電性粒子１１を均一に帯電させることができる。従って、電子写真法によって基体上に印刷する際に高い印刷特性を得ることができ、荷電性粒子１１から成る微細な接合パターンを正確に形成することが可能となる。
【００４４】
さらに、金属粒子１３と絶縁性樹脂層１５との重量割合が適切に選択されているので、電子部品を基体の配線パターンに電気的および物理的に接合し得るのに好適に利用され得、配線パターンと電子部品との間の接合部において十分な接合強度および低い接合抵抗を確保することができる。
【００４５】
また、本実施形態において、表面溶融化処理の実施回数は一回であった。しかしながら、表面溶融化処理は、複数回行われてもよい。その場合、表面溶融化処理によって、粒子の表面に形成する層（またはこの層の原料となる粒子）は、各層を同じ材料を用いて層を形成してもよく、層ごとに異なる材料を用いて層を形成してもよい。層ごとに異なる材料を用いて層を形成する場合、材料の異なる複数の層で金属粒子１３が被覆された荷電性粒子１１を得ることができる。帯電効率を向上させる観点においては、荷電性粒子１１表面の層が荷電制御剤から成るか、表面の層に荷電制御剤が分散されていることが好ましい。
【００４６】
さらに、本実施形態においては絶縁性樹脂として熱溶融性樹脂を用いることとした。ここで、熱溶性樹脂に代えて、または熱溶融性樹脂加えて、熱硬化性樹脂を用いてもよい。特に、絶縁性樹脂として、熱硬化性樹脂を単独で用いる場合には、熱硬化性樹脂が完全に熱硬化しない範囲で、樹脂がある程度軟化するように、例えばＢ状態となるようにして表面溶融化処理（この場合、厳密には表面は「溶融」しないが、本発明においてはこのような場合をも含めて「表面溶融化処理」と言うものとする）を行うことにより、本実施形態と同様の構成を有する荷電性粒子１１を得ることができる。
【００４７】
次に、図２を参照して、二成分現像剤に含まれるキャリア１７について説明する。キャリア１７は、樹脂層２１で被覆された磁性体粒子１９であって、荷電性粒子１１をマグネ
ットローラー上に担持させ、所望の帯電量を付与させるために用いられる。磁性体粒子１９は、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄粉である。キャリア１７の平均粒径は２０〜１００μｍであって、好ましくは４０〜７０μｍである。
【００４８】
樹脂層２１の樹脂被覆重量は、磁性体粒子１９の重量に対して０．１〜５％である。ここで、磁性体粒子１９に対する樹脂被覆重量の割合が増大すると、現像剤としての流動性が低下するため荷電性粒子１１の搬送性が悪化してしまう。荷電性粒子１１の搬送性の悪化は、画像濃度の低下や濃度の偏りの原因となるため、磁性体粒子１９の重量に対する樹脂被覆重量は、好ましくは０．３〜３％である。
【００４９】
また、キャリア１７の平均粒径が大きくなり、樹脂被覆率が小さくなると帯電付与能力が低下する傾向にある。一方、キャリア１７の平均粒径が小さくなり、樹脂被覆率が大きくなるに従い、帯電量が増大する傾向にある。キャリア１７の平均粒径が１００μｍを越え、樹脂被覆率が０．１％を下回る場合、トナー（荷電性粒子１１）への帯電付与能力が所定範囲に達しない。逆に、樹脂被覆率が５％を越える場合、現像剤としての流動性が悪化するため、均一な画像特性が得られ難くなる。
【００５０】
樹脂層２１を形成するために用いられる樹脂材料は、例えば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂である。特に、シリコーン樹脂を樹脂材料として用いた場合に、被覆樹脂材料間の帯電レベルが良好であり、また、帯電の立ち上がりも早い。
【００５１】
磁性体粒子１９に樹脂被覆を行う際、被覆樹脂中およびその下層にカップリング剤をコーティングする事によって、樹脂と磁性体粒子１９の表面との結着性を向上させたり、帯電レベルをコントロールしたりすることができる。カップリング剤の種類はシリコーン系やチタネート系を用いる事ができるが、本発明においてはシリコーン系のカップリング剤の種類及び使用量に対して特に帯電性の均一化及び制御が可能である事を見出した。
【００５２】
被覆樹脂の下層にカップリング剤をコートする場合、及び被覆樹脂中にカップリング剤をブレンドする場合のいずれの場合においても、カップリング剤被覆重量は磁性体粒子１９重量に対して０．１〜５％であるのが好ましい。
【００５３】
磁性体粒子１９を樹脂で被覆する場合、および磁性体粒子１９をカップリング剤で被覆する場合には、浸漬法が用いられる。万能撹拌機中に核となる粉体の磁性体粒子１９、被覆するための樹脂、カップリング剤および混合状態を均一にするための溶剤を加え、撹拌しながら加熱する。その後、乾燥工程と、養生および硬化を行うキュアリング工程とを経て、所望のキャリア１７を得る。溶剤は、樹脂を均一に分散できるものを選択する。
【００５４】
混合状態を均一にするための溶剤は、樹脂の性質によって使い分けられる。油溶性の樹脂を用いる場合、溶剤は、例えばトルエン、キシレンケトン類である。水溶性の樹脂を用いる場合、溶剤は、水やメタノール等から成る。また、乾燥工程およびキュアリング工程は、使用する樹脂によって調整が可能であるが、乾燥工程は７０〜１４０℃で１０〜６０分程度、キュアリング工程においては１４０〜３００℃で１０〜１２０分の範囲に入るものが好ましい。
【００５５】
キュアリング処理は攪拌しながら行われる。しかしながら、例えばシリコーン樹脂のような熱硬化性樹脂を用いる場合、撹拌によるストレスによって、キャリア１７表面の樹脂層が荒れてしまう場合がある。従って、この場合には、攪拌を伴うキュアリング処理の時間を短縮し、キュアリング処理後に、オーブン等で静置キュアリングを行ってもよい。静置キュアリングに用いるオーブンの条件は、樹脂の種類によって異なるが、一般的には、１００〜３００℃で３０分〜５時間が好ましい。
【００５６】
以上のように製造された接合材料である現像剤を用いて印刷を行った電子回路基板およびその製造方法について説明する。以下、電子部品が接合される基体として、配線パターンが形成された回路用基板を例に説明する。回路用基板は、配線板、配線基板またはプリント基板であってもよい。
【００５７】
まず、電子写真法の原理を利用して、荷電性粒子１１（接合材料）とキャリア１７とを含む現像剤を、回路用基板の表面に所定のパターンで供給する。より詳細には、荷電性粒子１１が、回路用基板上に形成された配線パターンの所定の箇所、例えばランド上に印刷され、配置されることにより、荷電性粒子１１から成る接合パターンが形成される。
【００５８】
ここで、荷電性粒子１１の印刷は、電子写真法を利用する印刷機構を備える装置、例えば電子写真法の分野において一般的に使用されるようなプリンタや、プリンタと同様の原理を利用した装置等を用いて実施され得る。
【００５９】
一般的に、配線パターンと電子部品とを電気的および物理的に接合するための接合材料として用いられる荷電性粒子１１から成る接合パターンは、良好な電気伝導性および十分な接合強度を有することが必要である。従って、荷電性粒子１１の接合パターンは、ある程度の厚さ、例えば３０〜１００μｍの厚さを有することが望ましい。所定の厚みを有する接合パターンを形成するためには、上述のように転写を非接触式とすることが好ましい。また、例えば、複数の印刷機構に回路用基板を通したり、１つの印刷機構に回路用基板を複数回通したりすることによって、回路用基板上に同じ接合パターンを重ねて印刷することにより、より厚い接合パターンを形成することもできる。
【００６０】
次いで、回路用基板の配線パターンにおいて、ランド等の所定の箇所に配置された荷電性粒子１１が、電子部品の所定の箇所（例えばリード）と少なくとも部分的に接触するようにして、電子部品を回路用基板に配置する。電子部品を配置した回路用基板を熱処理に付して、荷電性粒子１１に含まれる金属粒子１３の金属材料の融点以上の温度、例えば約１８０〜２３０℃の温度にて加熱する。このような熱処理には、例えば、一般的なリフロー装置を用い得る。
【００６１】
絶縁性樹脂として熱溶融性樹脂を用いる場合には、一般的に金属材料の融点よりも低い温度で溶融（または軟化）する。この場合、回路用基板を加熱すると、まず、荷電性粒子１１の表面にある絶縁性樹脂層１５の絶縁性樹脂が溶融（または軟化）する。例えば、熱溶融性樹脂の１種であるロジンの融点は約１２０〜１３５℃であり、金属材料のＳｎ−Ｐｂ系材料の融点である約１８０〜１９０℃よりも低い。
【００６２】
次いで、金属材料から生成された金属粒子１３を、その融点以上の温度に加熱して溶融する。このとき、溶融状態の絶縁性樹脂と金属材料とは相分離し、１箇所（例えば１つのランド）に配置された複数個の荷電性粒子１１分の絶縁性樹脂および金属材料がそれぞれ互いに分離するようにして集まって、絶縁性樹脂の相と金属材料の相を形成すると考えられる。絶縁性樹脂および金属材料の比重を考慮すれば、絶縁性樹脂の相が上方に、金属材料の相が下方に位置すると考えられる。
【００６３】
上記熱処理後、回路用基板が冷却（または放冷）されると、溶融状態の絶縁性樹脂および金属材料がそのままの状態で凝固する。金属材料が集まって凝固することにより、回路用基板に形成された配線パターンの所定の箇所（例えばランド）と電子部品の所定の箇所（例えばリード）とが金属材料で電気的および物理的に接合される。一方、絶縁性樹脂は、金属材料の表面をコートするようにして凝固すると考えられ、凝固した絶縁性樹脂は、電子部品を回路用基板に物理的に接合する助けとなり得る。また、本実施形態にて用いる
荷電性粒子１１に占める絶縁性樹脂の割合は、混練・粉砕法により得られる粒子に比べて小さいため、配線パターンと電子部品との間の接合抵抗をより低くすることができる。
【００６４】
以上のように、荷電性粒子１１（接合材料）を印刷することによって、荷電性粒子１１から成る接合パターンを形成した回路用基板に電子部品を適切に配置し、この回路用基板を単に熱処理に付すだけで、電子部品が回路用基板に電気的および物理的に接合された電子回路基板を作製することができる。
【００６５】
なお、上記のような絶縁性樹脂および金属材料の溶融状態および凝固状態についての説明はあくまで例示であり、本発明の荷電性粒子１１（接合材料）によって電子部品が回路用基板に電気的および物理的に接合され得る限り、本発明を限定するものではないことに留意されるべきである。
【００６６】
また、現像剤として用いる場合、本発明のはんだトナーの比重は、約７．０〜８．０ｇ／ｃｍ3 である。これに対して、従来の電子写真法に用いられるポリエステル系トナーや
スチレン−アクリル系のトナーの比重は、約０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3 である。本発明の
はんだトナーの比重は、従来のトナーの比重の約１５〜８０倍である。従って、現像剤におけるトナー濃度を低く設定した場合、全体的な荷電性粒子１１（トナー）の数が不足し、画像濃度が低下してしまう。そこで本発明では、従来電子写真法の適性トナー濃度よりも高いトナー濃度を設定し、１０〜３５％好ましくは１５〜２５％のトナー濃度で画像カブリが少なく、かつ高い画像濃度を得ることができる。
【００６７】
さらに、本発明の荷電性粒子１１は、比較的低融点の金属粒子１３（はんだ粒子）を含んでいる。従って、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料として用いることができる。より詳細には、上記のようにして得られた基体に電子部品を荷電性粒子１１（接合材料）から成るパターンと接触するようにして配置し、この基体を、荷電性粒子１１の金属粒子１３を構成する金属材料の融点以上の温度に加熱して金属材料を溶融させ、その後、基体を放冷または冷却して金属材料を凝固させると、凝固した金属材料により電子部品が基体（より詳細には配線パターン）に電気的および物理的に接合される。
【００６８】
なお、本発明によって得られる接合材料（現像剤）は、電子部品を基体に物理的および電気的に接合すること、換言すれば、導電性接合または導電接続を確保することができる材料であればよい。よって、何らかの処理を施すことにより電子部品を基体に物理的および電気的に接合できる限り、接合前（例えば電子写真法による印刷の際）に必ずしも導電性を示す必要はないことに留意されるべきである。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の一実施例について説明する。まず、本実施例で用いる二成分現像剤に含まれるトナー（荷電性粒子）およびキャリアの製造方法について説明する。図１に示すように、荷電性粒子１１は、絶縁性樹脂層１５で被覆された金属粒子１３である。金属粒子１３を生成するための原料となる金属材料は、Ｓｎ−Ｐｂ系材料（より詳細には、全体基準で、３７重量％のＰｂおよび残部のＳｎの組成を有するもの）を用いた。金属粒子１３は、平均粒径が約１０μｍのものを用いた。
【００７０】
次に、絶縁性樹脂としてロジンを用いて絶縁性樹脂粒子を生成した。粉砕機ＣＪ−１５型および分級機ＴＣ−１５型（いずれも日新エンジニアリング）を用いて、ロジンを絶縁性樹脂粒子に加工した。絶縁性樹脂粒子は、平均粒径が約０．５μｍのものを用いた。
【００７１】
まず、ハイスピードミキサー  ＬＦＳ−ＧＳ−２Ｊ型（深江パウテック株式会社製）で
金属粒子１３と絶縁性樹脂粒子とを混合し、絶縁性樹脂粒子を帯電させることによって金属粒子１３に付着させた。混合比は、金属粒子１３００重量部に対して絶縁性樹脂粒子が４重量部である。次に、絶縁性樹脂粒子を付着させた金属粒子１３に表面溶融化処理を行った。サーフュージングシステム  ＳＦＳ−３型（日本ニューマチック工業株式会社製）で３００℃、３０分間溶融した。
【００７２】
得られた荷電性粒子１１は、絶縁性樹脂層１５の厚さが約０．５μｍであり、金属粒子１３（即ち、金属材料）１００重量部に対して、絶縁性樹脂は約２〜５重量部であった。また、得られた荷電性粒子１１は、約０．７以上の球状度を有していた。
【００７３】
次に、キャリアの具体的な製造方法について説明する。図２に示すように、キャリア１７は、樹脂層２１で被覆された磁性体粒子１９である。キャリア１７に含まれる磁性体粒子１９としては、フェライト粒子を用いた。フェライト粒子の重量に対してシランカップリング剤（ＫＢＭ６０３：信越化学社製）を０．５〜２．５重量％の割合になるように混合し、溶剤としてメタノールを添加してコーティング液とした。コーティング液を平均粒径が６０〜７０μｍの球状フェライト粒子に加え、万能撹拌機による浸漬法によって、１２０℃で１時間の加熱撹拌を行い、メタノールを除去すると共に、フェライト粒子にカップリング剤を被覆した。
【００７４】
次いで、カップリング剤で被覆されたフェライト粒子（以下、被覆粒子）上にシリコーン樹脂（ＴＳＲ１２７Ｂ：東芝シリコーン社製）を０．５〜２．５重量％の割合になるように加え、溶剤としてトルエンを添加し、１２０℃で３０分加熱して溶剤を除去した。さらに、樹脂を硬化させるために、２００℃で３０分加熱撹拌した。その後、熱循環式オーブン中で、２００℃で３時間の加熱硬化処理を行ってキャリア１７とした。
【００７５】
以上のように製造した現像剤を用いて、パターン形成に必要な最適条件を調べた。パターン形成を最適化するために、キャリア１７の粒径差による画像濃度を測定した。マクベス反射濃度計（ＲＤ−９１９）を用いて、転写後のパターンを任意に４点選択し、画像濃度を測定した。
【００７６】
表１を参照して、キャリア１７の粒径と画像濃度の関係について説明する。粒径６０μｍのキャリア１７と、粒径７０μｍのキャリア１７とを用いてそれぞれ印刷を行った。印刷後、耐刷枚数が１枚、５枚、１０枚、２０枚、２５枚のそれぞれの場合について画像濃度を測定した。
【００７７】
【表１】
2005181551.tif 000003
【００７８】
その結果、粒径が６０μｍのキャリア１７を用いて印刷を行った場合と比較し、粒径が７０μｍのキャリア１７を用いて印刷を行った場合に、安定して濃い画像濃度を得ることができた。
【００７９】
表２を参照して、トナーの濃度差と画像濃度の関係について説明する。トナーの濃度が
２０％の場合、および３０％の場合について、それぞれ画像濃度を測定した。印刷後、耐刷枚数が１枚、５枚、１０枚、２０枚、２５枚のそれぞれの場合について画像濃度を測定した。
【００８０】
【表２】
2005181551.tif 000004
【００８１】
その結果、２０％のトナー濃度で印刷を行った場合と比較し、３０％のトナー濃度で印刷を行った場合に、安定して濃い画像濃度を得ることができた。
【００８２】
表３を参照して、トナーの金属粒子１３を被覆する絶縁性樹脂量と画像濃度の関係について説明する。トナーコート樹脂量の違いによる画像濃度を測定した。トナーを被覆する樹脂の量を２．８％とした場合、および４．０％とした場合において、それぞれ印刷を行った。印刷後、耐刷枚数が１枚、５枚、１０枚、２０枚、２５枚のそれぞれの場合について画像濃度を測定した。
【００８３】
【表３】
2005181551.tif 000005
【００８４】
その結果、トナーの被覆絶縁性樹脂量が４．０％である場合に比べ、トナーの被覆絶縁性樹脂量が２．８％である場合に、安定して濃い画像濃度を得ることができた。
【００８５】
表４を参照して、キャリア１７に配合するシランカップリング剤の量と画像濃度の関係について説明する。キャリア１７に配合するシランカップリング剤の量を０．７０％とした場合、０．９０％とした場合および１．５０％とした場合のそれぞれについて印刷を行った。印刷後、耐刷枚数が１枚、５枚、１０枚、２０枚、２５枚のそれぞれの場合について画像濃度を測定した。
【００８６】
【表４】
2005181551.tif 000006
【００８７】
その結果、０．９％のシランカップリング剤を用いた場合に、最も安定して濃い画像濃度を得ることができた。
【００８８】
以上のように、粒径７０μｍのキャリア１７に０．９％のシランカップリング剤を配合し、絶縁性樹脂被覆量が２．８％のトナーを３０％のトナー濃度とした二成分現像剤を用いて印刷を行うことによって、良好な画像濃度を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、装置を複雑化することなく、画像特性を調整することができ、かつ電子写真法に用いることができる接合材料としての現像剤等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像剤に含まれるトナー（荷電性粒子１１）の断面を模式的に示す図
【図２】本発明の一実施形態に係る現像剤に含まれるキャリア１７の断面を模式的に示す図
【符号の説明】
【００９１】
１１  荷電性粒子
１３  はんだ粒子
１５  絶縁性樹脂層
１７  キャリア
１９  磁性体粒子
２１  樹脂層
【図１】
2005181551.tif 000007
【図２】
2005181551.tif 000008