JP2000331534A

JP2000331534A - 電子部品用電極インキおよびその製造方法並びに電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2000331534A
Application number: JP11136718A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Nakao; 恵一中尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】従来電子部品を安定して作製できる電子部品
用電極インキや、専用インキジェット装置等が無かった
が本発明ではこうした課題を解決できる電子部品用電極
インキやその製造方法、インキジェット装置等を提供す
ることを目的とする。【解決手段】インキジェットで印字する電子部品用イ
ンキは、１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一元素から
なる複数の金属粉よりなる電子部品用電極インキを提供
することで、インキジェットでの印刷安定性が改善さ
れ、また必要に応じて水溶性のインキを用いることで、
厚みの２０μｍ以下のセラミック生シートの上に直接印
刷してもセラミック生シートを再溶解すること無く、高
歩留まりで各種電子部品を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に広く
用いられている積層セラミックコンデンサ、ＬＣフィル
タ、複合高周波部品等のセラミック電子部品を主にイン
キジェット方法で製造する際に用いる電子部品用電極イ
ンキおよびその製造方法並びに電子部品の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セラミック電子部品はスクリ
ーン印刷、グラビア印刷等の版を用いた印刷方法で製造
されることが多かった。しかしこうした工法では大量生
産に向いているが、近年の少量多品種の生産には小回り
がききにくいものであった。そのため新しい印刷方法と
して、セラミック電子部品の製造にインキジェットを用
いることが提案されている。

【０００３】まず、一般的なインキジェット用インキに
ついて説明する。一般的なインキジェット用インキは、
染料タイプや顔料タイプであり、こうしたものは焼成に
よって揮散したり変質したりするため電極材料や誘電体
材料、磁性材料として用いることは不可能であった。例
えば、米国特許第３，８８９，２７０号明細書では紙上
の印刷用のインキジェット用インキが提案されている。
米国特許第４，１５０，９９７号明細書は、インキジェ
ット用水系の蛍光インキとその製造方法を提案している
が、こうしたものは着色用なので電子部品用には応用で
きない。米国特許第４，８９４，０９２号明細書は、耐
熱性顔料が提案されているが、こうしたものは着色用な
ので電子部品には応用できない。また米国特許第４，９
５９，２４７号明細書ではエレクトロクロミック用コー
ティング及びその製造方法が紹介されているが、これら
も電子部品には応用できない。米国特許第５，０３４，
２４４号明細書では、無機性セラミック顔料を用いたガ
ラス用の耐熱パターンの形成方法が紹介されているが、
こうした顔料系インキでは電子部品は製造できない。

【０００４】次にセラミック基材用の着色に用いるイン
キジェット用インキについて説明する。米国特許第５，
２７３，５７５号明細書は、セラミック基材の着色用
(例えば、黒、ブラウン、緑、Ｂｒｉｌｉａｎｔ青等)に
顔料の代わりに各種金属塩を溶剤に溶解して作成したイ
ンキジェット用インキを提案している。また米国特許第
５，４０７，４７４号明細書では、無機系顔料の粒子径
を限定したセラミック基材の着色用インキジェット用イ
ンキを提案している。また米国特許第５，７１４，２３
６号明細書は、各種金属塩を酸素供給物質となる可燃性
材料に混ぜて作成したセラミック基材の着色用インキを
提案している。

【０００５】しかしこうしたインキジェット用インキ
は、例えばセラミック電子部品のマーキング等の着色や
印字は可能であっても、内部電極や誘電体、磁性体とし
て用いることはできない。また特公平５−７７４７４号
公報や特開昭６３−２８３９８１号公報ではキレートを
用いたセラミック基材用の焼成型の加飾方法が提案され
ている。また特公平６−２１２５５号公報ではシリコー
ン樹脂と無機着色顔料と溶剤よりなる焼成型のマーキン
グ用インキが提案されている。また特開平５−２０２３
２６号公報は可溶性金属塩を用いたセラミック基材用マ
ーキングインキが提案されている。また特開平５−２６
２５８３号公報では可溶性金属液を溶解した酸性水溶液
をセラミック基材の上に塗布した後、金属塩を中和する
ようにアルカリ水溶液を塗布した後、焼成するマーキン
グ方法が提案されている。また特開平７−３３０４７３
号公報では金属イオン水溶液よりなるインキをセラミッ
ク基材上にインキジェットで所定形状に印刷し、焼成す
るマーキング方法が提案されている。また特開平８−１
２７７４７号公報では金属顔料を入れたセラミック基材
の着色用マーキングインキが提案されている。しかしこ
うしたセラミック着色用インキでは電子部品は製造でき
ない。

【０００６】次に電子部品等を製造する際に用いるエッ
チングレジストをインキジェット方法で作成する様子を
説明する。米国特許第５，５６７，３２８号明細書で
は、回路基板を製造する際にエッチングレジストとなる
レジストパターンがインキジェット方法で作成すること
が提案されている。同様に特開昭６０−１７５０５０号
公報でも、基材上の金属膜上にエッチングレジストとな
るレジストパターンがインキジェット方法で３次元的に
形成することが提案されている。しかしこうしたエッチ
ングレジストを用いると電子部品の製造コストが上が
る。以上のようにこうしたインキジェット方法やインキ
ジェット用のインキでは、電子部品を安価に用いること
はできなかった。

【０００７】次にインキジェット方法により各種電子部
品を製造しようとする提案について説明する。従来より
電子部品の製造にインキジェット装置を用いることが提
案されていた。特開昭５８−５０７９５号公報では未焼
成のセラミック基板の上に導体や抵抗体をインキジェッ
トによって作成する方法が提案されていた。この提案で
説明するように、従来のインクジェット法では基板上に
電子回路を形成する場合、電子回路形成用のインキが基
板上で流れ易くあるいは広がり易いという課題を解決す
べく、被印刷体に未焼成セラミック生シートを用い、更
にインキのセラミック生シートに吸収され易い有機分散
媒中に導電体あるいは抵抗体などの粉末を含むインキを
インキジェットで形成し、得られた基板を焼成すること
により所定の電子回路を形成するものである。この技術
では、基板に付着したインキ中の有機溶剤がセラミック
生シートに吸収されることにより、インキの流れや線幅
の広がりを防ぐものである。

【０００８】他にもインキジェットによる電子部品の製
造方法が提案されている。例えば特開平８−２２２４７
５号公報では、厚膜用インクをインクジェット装置を用
いて内部電極パターンに塗着し、積層、焼成する厚膜型
電子部品の製造方法が提案されている。この場合、セラ
ミック生シートの表面に、導電性インキや抵抗膜用イン
キをインキジェット装置により所定のパターン形状に塗
着されることになる。また特開昭５９−８２７９３号公
報では印刷回路基板の所定接続位置に導電性接着剤や低
温焼成用導体ペーストを、インキジェットの方法で形成
することが提案されている。特開昭５６−９４７１９号
公報では、積層セラミックコンデンサにおける内部電極
の厚みによる段差を解消するために、セラミックインク
をスプレーにより吹きつけ、内部電極の逆パターンが製
造できることが提案されている。

【０００９】同様に特開平９−２１９３３９号公報で
は、積層セラミックコンデンサにおける内部電極の厚み
による段差を解消するために、セラミックインクをイン
クジェットによりセラミックグリーンシートの表面に付
与することや、必要に応じて電極インキもインキジェッ
トにより形成する事が提案されている。同提案では、キ
ャリアフィルム上に形成された連続的に形成された長尺
のセラミック生シートを内部電極付与ステーション、セ
ラミックインキ付与ステーション、打ち抜きステーショ
ンと連続的に導きながら、積層セラミック電子部品を製
造することになる。このように内部電極の厚みを吸収さ
せるために、内部電極の印刷されたセラミック生シート
の前記内部電極の形成されていない部分にセラミックイ
ンキを印刷することは、特開昭５２−１３５０５１号公
報等でも提案されている。

【００１０】更に特開平９−２３２１７４号公報では、
同様に導電ペーストや抵抗ペースト等の機能材料ペース
トを、セラミックペーストと共にインクジェット方式で
噴射し、積層インダクタ等の電子部品を製造することが
提案されていた。またこうしたビアホールを用いない積
層型インダクタの製造方法としては、米国特許第４，３
２２，６９８号明細書に互いにコイルパターンの一部が
露出するように絶縁層を交互に形成しながら積層コイル
を製造する方法が提案されている。また特開昭４８−８
１０５７号公報ではセラミック生シートに形成されたビ
ア穴を介してコイルを積層する方法が提案されている。

【００１１】また、特開平２−６５１１２号公報では、
半導体コンデンサの製造時に素子の表面にドーパント液
をインキジェットで点滴状に必要量だけ均一に噴射させ
ることでその特性を改善することが提案されている。こ
の場合、金属のイオン化性塩類を溶解するために、エタ
ノールやＰＨ調整用の酸に溶解することでインキジェッ
ト用インキを作成している。このように電子部品形成用
部材がインキ中に溶解されている場合は、インキ内に沈
殿体や凝集体は発生しない。また、セラミックの表面に
電子回路ではなくセラミックの表面の着色や所定の画像
を形成するものとしては、特開平７−３３０４７３号公
報では金属イオン水溶液をインクジェットすることが、
特開昭６３−２８３９８１号公報では有機金属キレート
化合物を用いることが、特公平５−６９１４５号公報で
は水ガラスを添加することが、特公平６−２１２５５号
公報ではシリコーン樹脂を添加することが提案されてい
る。しかし、こうした提案は画像であり、本発明が提案
するような電子回路を形成することはできない。

【００１２】しかし、このように従来のインキジェット
による各種電子部品の製造方法は提案されていてもそれ
に実用になる電子部品用インキは提案されていなかっ
た。これはこうした電子部品の製造に求められる金属等
の粉末を含んだインキは、凝集しやすくインキジェット
装置の噴出口を詰まらせやすいという課題があった。

【００１３】次に、従来の例として、電子部品用電極イ
ンキ(積層セラミックコンデンサの内部電極用のＮｉス
クリーンインキ)を酢酸ブチルで希釈して粘度を下げ、
インキジェットインキとして使えるかどうか試した例に
ついて、図４を用いて説明する。図４はセラミック生シ
ートの上に電極インキをインキジェットで噴射する様子
を示す図である。

【００１４】図４において、ベースフィルム１の上には
セラミック生シート２が形成されている。このセラミッ
ク生シート２は、酢酸ブチルにブチラール樹脂を溶か
し、ここにチタン酸バリウムを分散させ、更に可塑剤と
してフタル酸系有機溶剤を添加し、塗工機でベースフィ
ルムの上に乾燥厚みが３０μｍになるように形成したも
のを用いた。また３はインキジェット装置であり、その
先端に形成されたノズル４より内蔵された電極インキ５
が必要に応じて噴出されインキ小滴６を形成する。ま
た、噴出されたインキ小滴６はセラミック生シート２の
上に付着して電極パターン７を形成する。矢印８はセラ
ミック生シート２の内部に電極パターン７から溶剤成分
が染込む様子を示す。

【００１５】このように、セラミック生シート２上に、
溶剤系の電極インキ５が印刷された場合、電極インキ５
に含まれる溶剤成分がセラミック生シート２に染込み、
ショート原因になることは従来より特公平５−２５３８
１号公報等で指摘されている。また９は電極インキ５内
に発生した凝集体であり、こうした凝集体９は電極イン
キ５の中で沈殿しノズル４を詰めてしまう。

【００１６】このようにインキジェット印刷用に電極イ
ンキ５を試作しても、電極インキ５中の凝集体９のため
にノズル４が詰まるため、安定した印刷品質が得られな
いという課題があった。また市販されている電子部品用
の電極インキもそのほとんどすべてが有機溶剤で希釈す
るタイプのため、厚み２０μｍ以下のセラミック生シー
ト２上に印刷すると、その溶剤成分がセラミック生シー
ト２を溶解し、ショート等の不良発生原因になるという
課題も指摘されていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は染料
や金属塩を用いたインキは提案されていたが、沈殿や凝
集体の発生しやすい電子部品用インキを安定して印字で
きる電子部品印刷用インキジェット装置は提案されてい
なかった。こうした電子部品用インキは、製造後に高精
度なろ過設備でろ過したとしてもインキジェット装置内
で沈殿したり再凝集したりする。そのため従来提案され
ていたインキジェット装置では、インキジェット用の印
字ヘッドやインキ噴出口を詰めてしまいやすく安定した
印刷が難しかった。また安定して印字できるインキジェ
ット用の電子部品用インキは、着色等を目的とした染料
や金属塩を用いたものであり、ＬＣフィルタ、高周波部
品等の電子部品の製造に用いることはできなかった。ま
た積層セラミック電子部品を製造する場合、またインキ
ジェット方法でなくとも厚み２０μｍ以下のセラミック
生シートの上に電極インキ等を印刷した場合、前記電極
インキ中の溶剤成分が前記セラミック生シートに染み込
み、ショート等の不良発生原因になることがあった。

【００１８】本発明で提案する電子部品印刷用インキジ
ェット装置を用いることで従来では印刷不可能であった
ような電子部品用インキ及びその製造方法を提案するこ
とを目的とする。また、本発明では、新しく水溶性の電
極インキを提案することによって、厚み２０μｍ以下の
グリーンシート上に直接、電極インキをインキジェット
のみならずスクリーン、グラビア等の印刷方法で印刷し
てもグリーンシートを膨潤させたり再溶解させることが
ない。このため従来の電極インキではショートしていた
ような２０μｍ以下の薄い薄層グリーンシートに対して
も、ショートを発生させることがない。こうして本発明
では印刷方法に関係なく、高歩留まりで積層セラミック
電子部品を製造できる。さらに本水溶性電極インキを用
いることで、火災の防止のみならず印刷作業環境を大幅
に改善できる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電子部品用電極インキは、新しく水溶性の電
極インキを提案することによって、厚み２０μｍ以下の
セラミック生シート上に直接電極インキをインキジェッ
ト、スクリーン、グラビア等の印刷方法で印刷してもセ
ラミック生シートを膨張させたり再溶解させることがな
い。このため従来の電極インキではショートしていたよ
うな１５μｍ以下の薄いセラミック生シートに対しても
ショートを発生させることがない。こうして本発明では
印刷方法に関係なく、高歩留まりで積層セラミック電子
部品を製造できる。さらに本水溶性の電子部品用電極イ
ンキを用いることで、火災の防止のみならず、印刷作業
環境を大幅に改善できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一元素からなる
複数の金属粉が水もしくは有機溶剤中に１重量％以上８
０重量％以下で粘度２ポイズ以下に分散されてなる電子
部品用電極インキであり、異なる粒径の金属粉を用いる
ことで、インキ安定性を改善すると共にインキのコスト
ダウンができるという作用を有する。

【００２１】請求項２に記載の発明は、０．０１ｍｍφ
以上１０ｍｍφ以下のビーズを用いて金属粉を水もしく
は有機溶剤中に１重量％以上８０重量％以下でかつ粘度
２ポイズ以下に分散した後、フィルターでろ過する電子
部品用電極インキの製造方法であり、金属粉をビーズで
分散させることで、高歩留まりで高濃度、低粘度のイン
キジェット用電極インキを製造するという作用がある。

【００２２】請求項３に記載の発明は、１０μｍ以下の
異なる粒径を持つ同一元素からなる複数の金属粉が水も
しくは有機溶剤中に１重量％以上８０重量％以下で粘度
２ポイズ以下に分散されてなる電子部品用電極インキ
を、セラミック生シートもしくはセラミック基板上にイ
ンキジェット装置を用いて所定パターンに形成した後、
積層もしくは焼成した後、個片化し、外部電極を取付け
る電子部品の製造方法であり、異なる粒径の金属粉を混
合することでインキジェットでの印刷安定性を改善し、
各種電子部品を短納期かつ安価に市場に提供するという
作用がある。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図３を用いて説明する。

【００２４】（実施の形態１)実施の形態１における電
子部品用電極インキは、１０μｍ以下の異なる粒径を持
つ同一元素からなる複数の金属粉が水もしくは有機溶剤
中に１重量％以上８０重量％以下で粘度２ポイズ以下に
分散してなるものである。

【００２５】この電子部品用電極インキは、まず粒径
０．４μｍのＮｉ粉末１００ｇ、粒径０．０４μｍのＮ
ｉ粉末２０ｇに添加剤または樹脂を１ｇ加え、有機溶剤
もしくは水１５０ｇを添加する。ここで金属粉末として
は、銀パラジウム、白金、パラジウム、ニッケル等を添
加する。添加剤としてはフタル酸ブチル等のフタル酸系
溶剤やポリエチレンオキサイド等を添加するものであ
る。樹脂としては、セルロース系樹脂、ビニール系樹脂
または石油系樹脂等を添加することにより、印刷塗膜の
結着力を良好にすることができ、乾燥後のインキの高強
度化が図れる。有機溶剤としては、エチルアルコール、
イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸ブチル等のエス
テル類、またはナフサ等の炭化水素類を添加するもので
ある。また必要により分散剤として脂肪酸エステル、多
価アルコール脂肪酸エステル、アルキルグリセルエーテ
ルやその脂肪酸、各種レシチン誘導体、プロピレングリ
コール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリ
セリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル等を添加することに
より、粉体の分散性が良好となり、粉体の再凝集による
沈殿を防止できる。

【００２６】次に、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ
を用いて３時間分散する。その後、ポア径が５μｍのメ
ンブランフィルタを用いてろ過して粘度を２ポイズとし
た有機溶剤系の電極インキを作成する。

【００２７】ここで、１０μｍ以下の異なる粒径を持つ
同一元素からなる複数の金属粉とは、例えば平均粒径
０．４μｍのニッケル金属粉末と、平均粉末０．０４μ
ｍのニッケル金属粉末を混合した金属粉を意味する。こ
のように、金属粉の平均粒径を異ならせることにより、
インキの安定性を高めるのみならず、電極塗膜の密度上
昇、電極インキのコストダウンが可能なる。

【００２８】図１は、１０μｍ以下の異なる粒径を持つ
同一元素からなる複数の金属粉から構成された電子部品
用電極インキの粒度分布の測定例である。図１におい
て、Ｘ軸は粒子径、Ｙ軸は相対粒子量である。図１にお
いて、ＡとＢの位置に複数のピークを持つ粒度分布が得
られている。このように複数のピークを持たせること
で、インキ濃度を２０重量％以上８０重量％にした場合
でも、インキ粘度を２ポイズ以下(多くの場合、０．０
１ポイズから１ポイズの範囲内)に保ちながら、安定し
た分散状態を保てる。

【００２９】なお、粒子径の小さい方のピーク(ピーク
Ａに相当)の粒子径は０．００１μｍ以上１μｍ以下が
望ましい。また粒子径の大きい方のピーク(ピークＢに
相当)の粒子径は０．０１μｍ以上１０μｍ以下が望ま
しい。またピークＡに比べ、ピークＢの高さが高くなる
ようにインキ形成を設定しておくことで、より電子部品
用電極インキの高濃度化と低粘度化が可能になり、イン
キジェット印刷装置で使える電子部品用電極インキとし
て活用できる。なお、粒度分布計によっては測定精度が
得られず、図１に示すような複数個のピークが測定され
ない場合がある。このような場合は、インキ塗膜をＳＥ
Ｍ(走査型電子顕微鏡)等で観察し、必要に応じて市販の
画像解折装置(あるいは粉体形状評価装置)を用いること
で、異なる粉径を持っているかどうかを確かめられる。

【００３０】また図２は実施の形態１における電子部品
用電極インキと、従来の電子部品用電極インキの印刷安
定性を比較する図である。図２においてＸ軸は連続印刷
枚数、Ｙ軸はインキ塗着量である。図２において、白丸
は市販の電極インキを専用溶剤で希釈して作成したイン
キジェット用の従来電極インキ、黒丸は実施の形態１で
説明する電子部品用電極インキである。従来の電極イン
キを用いてインキジェット印刷した場合、印刷枚数の増
加とともにインキ塗着量が急激に低下し、５枚目にはイ
ンキ噴出部が詰まってしまい印刷できなかった。一方、
黒丸に示す本実施の形態１における１０μｍ以下の異な
る粒径を持つ同一元素からなる複数の金属粉を用いて作
成した電子部品用電極インキでは、１５０枚を超えても
安定して印刷ができる。又これらインキの沈殿速度を調
べたところ、従来の電極インキはすぐに沈殿が始まり、
沈殿しやすいことが分かった、一方、１０μｍ以下の異
なる粒径を持つ同一元素からなる複数の金属粉を用いて
作成した実施の形態１の電極インキは、殆ど沈殿しなか
った。

【００３１】（実施の形態２)実施の形態２では、実施
の形態１で説明した１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同
一元素からなる複数の金属粉から構成された電子部品用
電極インキを用いて、各種電子部品を製造する様子を示
す。図３（Ａ）、（Ｂ）は電子部品用電極インキを用い
てインキジェットにより各種電子部品を製造する様子を
示す。図３（Ａ）において、１０はベースフィルムで、
このベースフィルム１０の表面にはセラミック生シート
１１が形成されている。１２は実施の形態１で提案した
本発明の電子部品用電極インキであり、インキジェット
ヘッド１３の中に充墳されている。また１４は素子であ
り、インキジェットヘッド１３の内部に形成され、局所
発熱や圧電効果を発生させる。この素子１４の働きによ
り、インキジェットヘッド１３より必要に応じてインキ
小滴１５ａが噴出される。このインキ小適１５ａによ
り、セラミック生シート１１の上面にインキパターン１
６ａを形成する。また図３（Ｂ）において１７はセラミ
ック基板であり、個片に分割するためのブレイクライン
１８が形成されている。図３（Ｂ）においてセラミック
基板１７の上にインキ小滴１５ｂをインキジェット装置
(図３（Ｂ）には図示していない)より吹き付けることに
より、所定のインキパターン１６ｂが形成できる。

【００３２】まず、図３（Ａ）を用いてセラミック生シ
ート１１を用いて電子部品を製造する様子を説明する。
ＥＩＡＪ規格によるＸ７Ｒ特性を有する粒径０．５μｍ
のチタン酸バリウムを主体とした誘電体粉末を、ブチラ
ール樹脂、フタル酸系可塑剤及び有機溶剤と共に分散し
て誘電体スラリーとし、このスラリーを１０μｍのフィ
ルターでろ過した後、ベースフィルム１０の上に塗布
し、厚みが１０μｍに有機系セラミック生シート１１を
作成する。

【００３３】次に図３（Ａ）に示すように、このセラミ
ック生シート１１の上面から印字品質が７２０ｄｐｉと
した後述するインキジェット装置のインキ噴出部より内
部電極を形成する。まず、上述した実施の形態１で説明
した電子部品用電極インキ１２は、内蔵された素子１４
により小滴状に必要に応じてオンデマンドで噴出され
る。この噴出されたインキ小滴１５ａは、セラミック生
シート１１の表面に付着し、インキパターン１６ａを形
成する。なお素子１４を数個から数百個(図示していな
い。)規則正しく整列させておくことで、同時に多数多
量のインキ小滴１５ａを噴出し、印字速度を上げられ
る。

【００３４】次に、前工程でインキパターン１６ａを有
するセラミック生シート１１からベースフィルム１０を
剥離しながら、数十枚から数百枚を、必要に応じて最上
面及び最下面にセラミック生シート１１を上方よりプレ
ス装置により加圧圧着させてセラミック生積層体を形成
する。

【００３５】最後に、このセラミック生積層体を所望す
る寸法に切断し個片化した後、内部電極であるインキパ
ターン１６ａと電気的に接続する外部電極を形成し、積
層セラミック電子部品を作成するものである。このよう
に、厚みが２０μｍ以下の有機系セラミック生シート１
１の上には、水系電極インキを用いることで電極インキ
がセラミック生シート１１にしみ込まない。そのため図
４で示したような電極パターン７に含まれるショートが
発生しない。

【００３６】なお本技術を用いて、ＴＣ（温度補償）用
の各種積層セラミックコンデンサを製造することもでき
る。例えば、ＣＨタイプ（０±６０ｐｐｍ／℃）、ＰＨ
タイプ（−１５０±６０ｐｐｍ／℃）、ＲＨタイプ（−
２２０±６０ｐｐｍ／℃）等の温度補償用のコンデンサ
は、少量多品種のため、インキジェットで内部電極を形
成することでより短納期、低コストで市場に提供でき
る。

【００３７】（実施の形態３)次に図３（Ｂ）を用いて
セラミック基板を用いて電子部品を製造する様子を説明
する。ここでは角チップ抵抗器を例に説明する。まず、
１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一元素からなる複数
の金属粉を有する電子部品用電極インキに、更にガラス
粉を添加することでセラミック基板１１等に対する密着
力を向上した。ここでガラス粉としては、Ｐｂ−ＳｉＯ
₂−Ｂ₂Ｏ₃を添加できる。あるいは酸化ビスマス、酸化
銅、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マ
グネシウム、酸化マンガン等を添加しても良い。こうし
て作成した銀電極を用いた角チップ抵抗器の製造方法の
一例について説明する。

【００３８】まず予め縦横に割溝を有する図３（Ｂ）に
示すように、セラミック基板１７の縦横のブレイクライ
ン１８の近傍に、この銀電極をインキジェット装置によ
りインキパターン１６ｂを形成する。次にこの上面のイ
ンキパターン１６ｂを誇ぐように抵抗体を形成する。最
後にこの抵抗体を覆うようにガラスや樹脂で保護層を形
成する。最後に個片に分割して、必要に応じて側面電極
を覆うようにメッキ層を形成し、角型チップ抵抗器を製
造することができる。なお、ここで、抵抗体やガラス、
樹脂もインキジェットで形成してもよい。

【００３９】ここで、金属粉の粒径が０．００１μｍ以
上であるのは、０．００１μｍ未満とすると通常状態に
おいて金属として存在しにくいからである。特にニッケ
ル、銅、銀、アルミニウム、亜鉛等の卑金属またはこれ
らの合金粉をＥＳＣＡによる表面分析装置を用いて分析
すると、表面層のみならず粉体内部まで酸化物または水
酸化物化したセラミックに変質していた。１０μｍ以下
であるのは、１０μｍより大きくなるとインキ中で金属
粉が沈殿しやすくなるからである。この金属粉が１重量
％以上であるのは、１重量％未満ではインキ焼成後に電
気的導通が得られない場合があるからである。８０重量
％以下であるのは、８５重量％以上の場合インキが沈殿
しやすくなるからである。また粘度が２ポイズ以下とす
るのは、粘度が高すぎるとインキ噴出部から安定してイ
ンキを噴出することが困難で、例えインキが噴出された
としてもインキ切れが悪く印刷制度が悪くなるからであ
る。

【００４０】（実施の形態４)なお、本実施の形態１の
電子部品用電極インキは有機溶剤系であるが、水系の電
子部品用電極インキとしても良い、この水系電子部品用
電極インキは、粒径０．４μｍのＮｉ粉末１００ｇ、粒
径０．０４μｍのＮｉ粉末２０ｇに添加剤または樹脂を
１ｇ、水または水系（もしくは水溶液）有機溶剤を１５
０ｇ添加する。次に直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ
を用いて３時間分散する。

【００４１】その後、ポア径が５μｍのメンブランフィ
ルターを用いてろ過し粘度を２ポイズとした水系の電子
部品用電極インキを作成する。

【００４２】ここで、水系（もしくは水溶液）有機溶剤
としては、エチレングリコール、グリセリン、エチレン
グリコール等を添加する。樹脂としては、メチルセルロ
ース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系樹
脂、ポリビニールアルコール等のビニール系樹脂、スチ
レンブタジエンゴム等のラテックス樹脂等の水溶性樹脂
を添加することにより、印刷塗膜の結着力を良好にする
ことができ、乾燥後にインキの高強度化が図れる。分散
剤としては、各種レシチン誘導体、プロピレングリコー
ル脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリエ
キシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリ
ン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンソルビット脂肪酸エステル、ポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリカルボン酸または各種石鹸を添加すること
で、粉体の分散性を向上でき、粉体の再凝集による沈殿
を防げる。

【００４３】また、Ｎｉや銀、パラジウム等の各種電極
インキ(主にスクリーン印刷用)を入手して専用溶剤で希
釈したところ、沈殿速度が大きく、実際に市販のインキ
ジェット装置にセットして印字実験を試みたが、安定し
た印字は得られなかった。

【００４４】また、金属粉の表面電位(ゼータ電位)を高
めることでも、更に本発明で提案する電子部品用電極イ
ンキの連続印刷性や安定性を改善できる。こうした目的
として、前述した分散剤以外にも次のような添加剤を添
加してもよい。こうして金属粉体のゼータ電位の絶対値
を５０ｍＶ以上に高めることで、更に沈殿しにくく連続
印刷性の優れた電子部品用電極インキを製造できる。

【００４５】例えば、リン酸塩として、ヘキサメタリン
酸ナトリウム、ポリオキシエチレン付加直鎖アルコール
リン酸塩、ポリオキシエチレン付加アルキルフェノール
リン酸塩、アルキルリン酸塩等がある。陰イオン界面活
性剤としては、カルボン酸塩として直鎖脂肪族塩、ヤシ
油脂肪酸塩、トール油脂肪酸塩、アミン塩、Ｎ−ラウロ
イルサクコシン、アシル化ポリペプチド等がある。スル
ホン酸塩として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、ト
リエタノールアミン塩、イソプロピルアミン塩、遊難ス
ルホン酸塩、高級アルキルベンゼンスルホン酸塩、ベン
ゼンやトルエンやキシレンやクメンスルホン酸塩、リク
ニンスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、Ｎ−アシルアル
キルタウリン塩、ｎ−パラフィンスルホン酸塩、α−オ
レフィンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルフ
タレンスルホン酸塩、イセチオン酸塩等がある。硫酸塩
として直鎖第１級アルコール硫酸塩（ＡＳ）、ポリオキ
シエチレン付加直鎖アルコール硫酸塩（ＡＥＳ）、硫酸
化塩(スルホン化油)等が有る。

【００４６】また陽イオン界面活性剤としては、直鎖ア
ミン系、直鎖ジアミン、直鎖ポリアミン、直鎖第４級ア
ンモニウム塩(例えばテトラアルキルアンモニウム塩や
塩化Ｎ−アルキルトリメチルアンモニウム)、ポリオキ
シエチレン付加直鎖アミン、ポリオキシエチレン付加直
鎖第４級アンモニウム塩、アミンオキシド（例えばＮ−
アルキルジメチルアミンオキシドはセチルジメチルアミ
ンオキシド等）を用いることができる。また非イオン界
面活性剤としては、ポリオキシエチレン付加非イオン界
面活性剤、アルキルフェノールのエチレンオキシド付加
物（ＡＰＥ）、直鎖アルコールのエチレンオキシド付加
物（ＡＥ）、ポリオキシプロピレングリコールのポリオ
キシエチレン付加物、直鎖メルカプタンのポリオキシエ
チレン付加物、直鎖脂肪族エステル、天然脂肪酸のグリ
セリル、ポリグリセリルエステル、プロピレングリコー
ル、ソルビトール、ポリオキシエチレン付加ソルビトー
ルの脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリコールエ
ステル、ポリオキシエチレン付加脂肪酸(トール油を含
む)、アルカノールアミン−脂肪酸縮合物、アルカノー
ルアミド、アセチレン第３級グリコール、ポリオキシエ
チレン付加シリコーン、Ｎ−アルキルピロリドン、アル
キルポリグリコシド等が有る。

【００４７】また、両性界面活性剤としては、ｐＨ−感
受性の両面活性剤として、β−Ｎ−アルキルアミノプロ
ピオン酸、Ｎ−アルキル−β−イミノジプロピオン酸、
イソダゾリンカルボンサン、Ｎ−アルキルベタイン、ア
ミンオキシドがあり、ｐＨ−不感受性の両面活性剤とし
てはスルホビタイン、サルティン等を用いることができ
る。

【００４８】なお、電子部品用電極インキをビーズミル
を用いて製造する際には、０．０１μｍφ以上１０ｍｍ
φ以下のビーズを用いることが望ましい。０．００５μ
ｍ以下のビーズでは、分散後にビーズを除去することが
難しい。また１５ｍｍφ以上のビーズでは分散効率が悪
くなると共に、金属粉が変形してしまうことがある。ま
たこうしたビーズを用いる場合は、市販の電動式の縦型
や横型のビーズミル、あるいは回転架台等にセットして
用いるボールミルを用いることができる。またこうした
ミルの回転数は、１０ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ以下が
望ましい。ビーズミルが５ｒｐｍ以下では分散効率が落
ち実用的でない。また３０００ｒｐｍを超える高速のビ
ーズミルでは、ビーズどうしの衝突が激しくなり、分散
効率が落ちると共にビーズ寿命が短くなりインキに不純
物が入りやすくなる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、沈殿体や
凝集体の発生しやすい高濃度の電子部品用電極インキで
も安定してインキジェットで印字できる。このため、積
層セラミックコンデンサを始めとする積層セラミック電
子部品のみならず、高周波部品、光学部品、ＬＣフィル
タ、３次元複合化電子部品、各種半導体との複合デバイ
ス等の電子部品を必要な時、必要なだけ短時間に製造で
きると共に、製品の低コスト化、高歩留まり化、高信頼
化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一
元素からなる複数の金属粉から構成された電子部品用電
極インキの粒度分布の測定例の説明図

【図２】同実施の形態１における電子部品用電極インキ
と、従来の電子部品用電極インキの印刷安定性を比較す
る図

【図３】電子部品用電極インキを用いてインキジェット
により各種電子部品を製造する様子を示す図

【図４】セラミック生シートの上に電極インキをインキ
ジェットで噴射する様子を示す図

【符号の説明】

１ベースフィルム２セラミック生シート３インキジェット装置４ノズル５電極インキ６インキ小滴７電極パターン８矢印９凝集体１０ベースフィルム１１セラミック生シート１２電子部品用電極インキ１３インキジェットヘッド１４素子１５ａ、１５ｂインキ小滴１６ａ、１６ｂインキパターン１７セラミック基板１８ブレイクライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E001 AB03 AC09 AC10 AF06 AH01 AH05 AH06 AH09 AJ01 5E082 AB03 BC38 BC40 EE04 EE22 EE23 EE35 FG06 FG26 GG10 LL03 MM22 PP03 PP09 PP10 5G301 DA03 DA10 DA11 DA12 DA42 DA60 DD02 DE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一元
素からなる複数の金属粉が水もしくは有機溶剤中に１重
量％以上８０重量％以下で粘度２ポイズ以下に分散され
てなる電子部品用電極インキ。
【請求項２】０．０１ｍｍφ以上１０ｍｍφ以下のビ
ーズを用いて１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一元素
からなる複数の金属粉を水もしくは有機溶剤中に１重量
％以上８０重量％以下で、かつ粘度２ポイズ以下に分散
した後、フィルターでろ過する電子部品用電極インキの
製造方法。
【請求項３】１０μｍ以下の異なる粒径を持つ同一元
素からなる複数の金属粉が水もしくは有機溶剤中に１重
量％以上８０重量％以下で粘度２ポイズ以下に分散され
てなる電子部品用電極インキを、セラミック生シートも
しくはセラミック基板上にインキジェット装置を用いて
所定パターンに形成した後、積層もしくは焼成した後、
個片化し、外部電極を設ける電子部品の製造方法。