JP2001284770A - 回路パターン形成方法及びそれによって形成された配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真法によって形成された回路パターン
の電気抵抗の増大を防ぐことができる回路パターン形成
方法及びそれによって形成された配線基板を提供する。 【解決手段】 セラミックグリーンシート上の回路パタ
ーン形成方法は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写
工程、定着工程からなり、現像工程では、供給手段１４
に充填された二成分現像剤１５から回路形成用荷電性粉
末１６のみを取り出し、回路形成用荷電性粉末１６を感
光体１２の表面の潜像パターンに静電吸着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路パターン形成
方法及びそれによって形成された配線基板に関し、特に
セラミックグリーンシート上に回路パターンを形成する
にあたって電子写真法により印刷を行なう回路パターン
形成方法及びそれによって形成された配線基板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、セラミックグリーンシート上
への回路パターンの形成方法としては、金属粉末を含む
印刷ペーストを使用したスクリーン印刷法があった。し
かしながら、スクリーン印刷法は、回路パターン毎にス
クリーンを製版しなければならず、少量多品種生産にな
ることの多い配線基板の場合にはスクリーンの種類が増
えて製造効率及びコストの面で不利になったり、回路パ
ターンの部分的変更でもスクリーンを再製版しなければ
ならずフレキシブルな対応ができなかったりする欠点が
あった。そこで近年では、回路形成用荷電性粉末を静電
力によってセラミックグリーンシート上に印刷する電子
写真法が実用化されつつある。

【０００３】回路形成用荷電性粉末は、導電性金属粉末
と熱可塑性樹脂とを主体材料としており、これらを所定
の重量比で混合し、この混合物をニーダで熱溶融混練し
てから、カッターミルによる粗粉砕、ジェットミルによ
る微粉砕を経て例えば平均粒径２０μｍ以下の回路形成
用荷電性粉末に調整し、分級する工程により製造されて
いる。そして、このようにして製造された回路形成用荷
電性粉末を電子写真法によりセラミックグリーンシート
上に印刷し、このセラミックグリーンシートを還元雰囲
気中で１０００℃の加熱をし、セラミックグリーンシー
トおよび回路パターンを焼結することにより、セラミッ
ク基板上に形成された回路パターンが得られる。

【０００４】特開平１１−１９３４０２号公報や特開平
１１−２３３３６５号公報は、銅やニッケルなどの導電
性金属粉末（金属粒）の表面を熱可塑性樹脂（熱可塑性
絶縁物）で被覆して絶縁した回路形成用荷電性粉末（絶
縁化表面処理金属粒子）、及び鉄粉系またはフェライト
系のキャリア粉末（キャリア粒子）からなる二成分現像
剤（電子写真用現像剤）を用いる技術が開示されてい
る。この技術によれば、現像工程において、キャリア粉
末の表面に回路形成用荷電性粉末が静電吸着された状態
の二成分現像剤は現像スリーブに磁力によって保持さ
れ、二成分現像剤のうち回路形成用荷電性粉末のみが感
光体に形成された静電的な潜像パターンに向けて移動す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子写
真法によってセラミックグリーンシート上に回路パター
ンを印刷する場合に従来の二成分現像剤を使用すると、
現像工程で静電気的バランスや磁気的バランスが崩れた
際に、回路形成用荷電性粉末とともキャリア粉末も感光
体に形成された静電的な潜像パターンに移動してしまう
キャリア現像と呼ばれる現象が生じる。このように、キ
ャリア粉末が感光体上の潜像パターンに移動し、転写工
程においてキャリア粉末がセラミックグリーンシート上
へ転写され、回路パターン上に付着すると、回路パター
ンの電気抵抗が増大するという問題がある。すなわち、
鉄粉系のキャリア粉末は表面が酸化鉄で被われ、フェラ
イト系のキャリア粉末は酸化鉄との化合物であるため、
還元雰囲気中において約１０００℃で行われる焼成で
は、酸化鉄成分は還元されることなくそのまま回路パタ
ーンに残り、その結果、その部分の電気抵抗がかなり増
大し、場合によってはほとんど断線したような状態にな
る。

【０００６】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたものであり、電子写真法によって形成され
た回路パターンの電気抵抗の増大を防ぐことができる回
路パターン形成方法及びそれによって形成された配線基
板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため、本発明の回路パターン形成方法は、感光体の表
面を帯電する帯電工程と、前記感光体に静電的な潜像パ
ターンを形成する露光工程と、キャリア粉末及び回路形
成用荷電性粉末からなる二成分現像剤から前記回路形成
用荷電性粉末のみを取り出し、前記回路形成用荷電性粉
末を前記潜像パターン上へ静電力により付着させる現像
工程と、前記潜像パターン上の前記回路形成用荷電性粉
末を前記セラミックグリーンシート上へ転写する転写工
程と、前記セラミックグリーンシート上へ転写された前
記回路形成用荷電性粉末を定着させる定着工程とを含む
回路パターン形成方法であって、前記二成分現像剤をな
すキャリア粉末が、回路形成用金属、並びに該回路形成
用金属の合金及び化合物のうち１種または２種以上を合
計で５０重量％以上含有し、表面が絶縁性被膜で覆われ
たものであることを特徴とする。

【０００８】本発明の配線基板は、上記の回路パターン
形成方法によって、前記回路パターンが印刷された前記
セラミックグリーンシートを焼成してなることを特徴と
する。

【０００９】また、本発明の配線基板は、上記の回路パ
ターン形成方法によって、前記回路パターンが印刷され
た前記セラミックグリーンシートを積層し、焼成してな
ることを特徴とする。

【００１０】本発明の回路パターン形成方法によれば、
回路形成用金属、並びに該回路形成用金属の合金及び化
合物のうち１種または２種以上を合計で５０重量％以上
含有し、表面を絶縁性被膜で被われたキャリア粉末を含
む二成分現像剤を用いているため、キャリア粉末が回路
パターン上に付着しても、回路パターンの電気抵抗の増
大を防ぐことができる。

【００１１】本発明の配線基板によれば、回路形成用金
属、並びに回路形成用金属の合金及び化合物のうち１種
または２種以上を合計で５０重量％以上含有し、表面を
絶縁性被膜で被われたキャリア粉末を含む二成分現像剤
を用いて、電子写真法によって回路パターンをセラミッ
クグリーンシートに印刷し、その後、それらのセラミッ
クグリーンシートを焼成して配線基板を形成するため、
電気抵抗の低い回路パターンを備えた配線基板を容易に
作製することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は、本発明の回路パターン形成方
法に係る一実施例に用いる電子写真システムの構成図で
ある。セラミックグリーンシート上の回路パターン形成
方法は、コロナ帯電器１１により感光体１２の表面を帯
電する帯電工程、感光体１２の表面にレーザ光１３を照
射して所望の潜像パターン（図示せず）を形成する露光
工程、供給手段１４に充填された二成分現像剤１５から
回路形成用荷電性粉末１６のみを取り出し、回路形成用
荷電性粉末１６を感光体１２の表面の潜像パターンに静
電吸着させる現像工程、セラミックグリーンシート１７
の背面から転写器１８により、セラミックグリーンシー
ト１７に回路形成用荷電性粉末１６と逆極性の電荷を与
え、潜像パターン上に現像された回路形成用荷電性粉末
１６をセラミックグリーンシート１７上へ転写する転写
工程、フラッシュランプ１９の照射によりセラミックグ
リーンシート１７上に転写された回路形成用荷電性粉末
１６を定着させ、セラミックグリーンシート１７上に回
路パターン（図示せず）を形成する定着工程で構成され
る。

【００１３】図２は、図１の回路パターン形成方法に用
いられる二成分現像剤の断面図である。二成分現像剤１
５は、回路形成用荷電性粉末１６とキャリア粉末２１と
からなり、回路形成用荷電性粉末１６はキャリア粉末２
１の表面に静電吸着されている。この場合、回路形成用
荷電性粉末１６とキャリア粉末２１との混合重量比は、
１０：９０〜３０：７０とすることが望ましい。

【００１４】なお、キャリア粉末２１の混合重量比が９
０％を超えると、回路形成用荷電性粉末１６とともキャ
リア粉末２１も感光体１２に形成された潜像パターンに
移動してしまうキャリア現像が著しくなって精密な回路
パターンを形成することが困難となる。

【００１５】一方、キャリア粉末２１の混合重量比が７
０％を下回ると、回路形成用荷電性粉末１６による地カ
ブリが発生しやすくなる。

【００１６】キャリア粉末２１は、銅、ニッケル、クロ
ムなどからなる回路形成用金属２２を含み、その回路形
成用金属２２の表面がポリスチレン、ポリ−ｐ−クロル
スチレン、ポリビニルトルエンなどからなる絶縁性被膜
２３で被われたものである。

【００１７】絶縁性被膜２３の形成方法としては、回路
形成用金属２２の表面に絶縁性被膜２３を衝突させて機
械的に固着させるハイブリダイゼーションやメカフュー
ジョンといった方法、あるいは回路形成用金属２２の表
面に絶縁性被膜２３を重合させる方法などがある。

【００１８】なお、絶縁性被膜２３の厚さは、回路形成
用荷電性粉末１６を現像する際の現像特性に合わせて調
整される。回路形成用荷電性粉末１６がキャリア粉末２
１から離脱して感光体１２（図１）側へ移動する際の抵
抗（キャリア抵抗）を大きくしたい場合には厚くし、小
さくしたい場合には薄くする。 ［実施例１］ １−１．キャリア粉末の作製 まず、平均粒径が４３μｍの球状のニッケル粉末と、ス
チレンアクリル樹脂とを重量比で６０：４０で混合し、
奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステムに
投入し、４０００ｒｐｍで３分間処理する。これによっ
て、回路形成用金属２２であるニッケル粉末の表面に絶
縁性被膜２３であるスチレンアクリル樹脂が固着したキ
ャリア粉末２１を得る。 １−２．二成分現像剤の作製 回路形成用荷電性粉末１６と１−１の方法で得られたキ
ャリア粉末２１とを重量比１５：８５で混合し、二成分
現像剤１５とした。回路形成用荷電性粉末１６は、銅粉
末と絶縁性樹脂との重量比を９０：１０とし、球状の銅
粉末の表面を絶縁性樹脂で被った平均粒径が７．３μｍ
のものを用いた。 １−３．回路パターンの作製 １−２の方法で得られた二成分現像剤１５を用いて、図
１に示した電子写真法により回路パターンを印刷したセ
ラミックグリーンシートを還元雰囲気中で１０００℃の
加熱をし、セラミックグリーンシートおよび回路パター
ンを焼結してセラミック基板上に回路パターンを形成し
た。

【００１９】このような回路パターンの印刷を１０００
回行った後の回路パターンを観察したところ、幅７５μ
ｍのラインにキャリア粉末が付着しているのを確認し
た。キャリア粉末が付着していない正常なラインとキャ
リア粉末が付着しているラインとの電気抵抗を測定した
ところ、それぞれ２．３ｍΩ／□であった。 ［比較例］キャリア粉末として平均粒径４０μｍのフェ
ライトを用いた以外は実施例１と同じ条件で二成分現像
剤を作製し、実施例１と同じ条件で１０００回の印刷を
行った。次いで、キャリア粉末が付着しているラインの
電気抵抗を測定したところ、３．８ｍΩ／□であった。

【００２０】以上のように、キャリア粉末が付着した
際、フェライトのキャリア粉末を用いた場合には電気抵
抗がかなり悪化するが、本発明のキャリア粉末を用いた
場合には電気抵抗はほとんど変化しない。 ［実施例２］キャリア粉末のニッケル粒子を鉄−ニッケ
ル合金とし、ニッケル含有量を３０〜７０重量％の間で
段階的に変化させた以外は実施例１と同じ条件で二成分
現像剤を作製した。

【００２１】次いで、実施例１と同じ条件で１０００回
の印刷を行い、キャリア粉末が付着していない正常なラ
インとキャリア粉末が付着しているラインとの電気抵抗
を測定した。その結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から、キャリア粉末におけるニッケル
の含有量が５０重量％未満ではラインの電気抵抗が高
く、しかも導通しない場合もあったが、５０重量％以上
の場合には、ラインの電気抵抗が低く良好な値を示すこ
とがわかる。

【００２４】上述の実施例の回路パターン形成方法によ
れば、回路形成用金属であるニッケル粉末や回路形成用
金属の合金である鉄−ニッケル合金を５０重量％以上含
有し、表面を絶縁性被膜で被われたキャリア粉末を含む
二成分現像剤を用いているため、キャリア粉末が回路パ
ターン上に付着しても、回路パターンの電気抵抗の増大
を防ぐことができる。すなわち、電気抵抗の低い回路パ
ターンを容易に形成できる。

【００２５】図３は、本発明の配線基板に係る第１の実
施例の断面図である。配線基板３０は、セラミックグリ
ーンシート３１を備える。そして、セラミックグリーン
シート３１上に、上述の実施例１及び実施例２の回路形
成用荷電性粉末を使用して、電子写真法によって回路パ
ターン３２を印刷した後、還元雰囲気中において約１０
００℃で焼成する。

【００２６】図４は、本発明の配線基板に係る第２の実
施例の断面図である。配線基板４０は、第１〜第３のセ
ラミックグリーンシート４１ａ〜４１ｃを備える。そし
て、第２及び第３のセラミックグリーンシート４１ｂ，
４１ｃ上に、上述の実施例１及び実施例２の回路形成用
荷電性粉末を使用して、電子写真法によって回路パター
ン４２ａ，４２ｂを印刷する。次いで、第１〜第３のセ
ラミックグリーンシート４１ａ〜４１ｃを積層して圧力
をかけ、一体成形した後、還元雰囲気中において約１０
００℃で焼成する。

【００２７】なお、第２及び第３のセラミックグリーン
シート４１ｂ，４１ｃ上の回路パターン４２ａ，４２ｂ
は、ビアホール４３により接続されるが、このビアホー
ル４３は既存の技術で形成される。例えば、導体描画装
置を用いてビアホールごとに導体を圧入していく方法な
どがある。この場合には、回路パターンを４２ａ，４２
ｂを電子写真法で形成した後、ビアホール４３を形成す
ると粉体が描画機のノズルを傷める可能性があるため、
回路パターン４２ａ，４２ｂを形成する前にビアホール
４３を形成しておくことが好ましい。

【００２８】上述の実施例の配線基板によれば、回路形
成用金属であるニッケル粉末や回路形成用金属の合金で
ある鉄−ニッケル合金を５０重量％以上含有し、表面を
絶縁性被膜で被われたキャリア粉末を含む二成分現像剤
を用いて、電子写真法によって回路パターンをセラミッ
クグリーンシートに印刷し、その後、それらのセラミッ
クグリーンシートを焼成して配線基板を形成するため、
電気抵抗の低い回路パターンを備えた配線基板を容易に
作製することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の回路パターン形成方法によれ
ば、回路形成用金属、並びに該回路形成用金属の合金及
び化合物のうち１種または２種以上を合計で５０重量％
以上含有し、表面を絶縁性被膜で被われたキャリア粉末
を含む二成分現像剤を用いているため、キャリア粉末が
回路パターン上に付着しても、回路パターンの電気抵抗
の増大を防ぐことができる。すなわち、電気抵抗の低い
回路パターンを容易に形成できる。

【００３０】本発明の配線基板によれば、回路形成用金
属、並びに回路形成用金属の合金及び化合物のうち１種
または２種以上を合計で５０重量％以上含有し、表面を
絶縁性被膜で被われたキャリア粉末を含む二成分現像剤
を用いて、電子写真法によって回路パターンをセラミッ
クグリーンシートに印刷し、その後、それらのセラミッ
クグリーンシートを焼成して配線基板を形成するため、
電気抵抗の低い回路パターンを備えた配線基板を容易に
作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路パターン形成方法に係る一実施例
に用いる電子写真システムの構成図である。

【図２】図１の回路パターン形成方法に用いられる二成
分現像剤の断面図である。

【図３】本発明の配線基板に係る第１の実施例の断面図
である。

【図４】本発明の配線基板に係る第２の実施例の断面図
である。

【符号の説明】

１２ 感光体 １５ 二成分現像剤 １６ 回路形成用荷電性粉末 １７，３１，４１ａ〜４１ｃ セラミックグリーン
シート ２１ キャリア粉末 ２２ 回路形成用金属 ２３ 絶縁性被膜 ３０，４０ 配線基板 ３２，４２ａ，４２ｂ 回路パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の表面を帯電する帯電工程と、前
   記感光体に静電的な潜像パターンを形成する露光工程
   と、キャリア粉末及び回路形成用荷電性粉末からなる二
   成分現像剤から前記回路形成用荷電性粉末のみを取り出
   し、前記回路形成用荷電性粉末を前記潜像パターン上へ
   静電力により付着させる現像工程と、前記潜像パターン
   上の前記回路形成用荷電性粉末を前記セラミックグリー
   ンシート上へ転写する転写工程と、前記セラミックグリ
   ーンシート上へ転写された前記回路形成用荷電性粉末を
   定着させる定着工程とを含む回路パターン形成方法であ
   って、 前記二成分現像剤をなすキャリア粉末が、回路形成用金
   属、並びに該回路形成用金属の合金及び化合物のうち１
   種または２種以上を合計で５０重量％以上含有し、表面
   が絶縁性被膜で覆われたものであることを特徴とする回
   路パターン形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回路パターン形成方法
   によって、前記回路パターンが印刷された前記セラミッ
   クグリーンシートを焼成してなることを特徴とする配線
   基板。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の回路パターン形成方法
   によって、前記回路パターンが印刷された前記セラミッ
   クグリーンシートを積層し、焼成してなることを特徴と
   する配線基板。