JP2007084387A - セラミックス回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 セラミックス基板に対して高精度でしかも高い固着強度で導電パターンからなる回路要素を形成することができ、しかも電気的特性にも優れた、セラミックス回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 ガラスを含有してなるセラミックス基板２又はその前駆体基板７からなる基体３上に樹脂製の受容層９を形成する工程と、受容層９上に導電粒子と分散媒とを含有したインク１０を配して回路要素前駆体１１（１３）を形成する工程と、受容層９及び回路要素前駆体１１（１３）を加熱処理し、受容層９を燃焼させて基体３上から除去すると共に、回路要素前駆体１１（１３）を焼結して回路要素５とする工程と、を備えたセラミックス回路基板の製造方法である。受容層９及び回路要素前駆体１１（１３）を加熱処理する工程では、その加熱温度を、基体３中に含まれるガラスの軟化点以上とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、セラミックス基板の表面に導電パターンからなる回路要素を形成して構成される、セラミックス回路基板の製造方法に関する。

近年、電子機器に対する小型化、多機能化の要求が益々大きくなっており、これを構成する各種電子部品の小型化、複合化も進められている。これに伴い、電子部品が実装される回路基板も配線等の微細化が進められている。このような回路基板における配線の形成方法としては、一般的に用いられてきたスクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法をさらに発展させて精度良く行う方法に加えて、インクジェット法による微細配線形成技術も検討されている。

ところで、このような小型化要求に応えるための微細配線形成用の基板としては、基板自体が機能性材料であるセラミックス基板が、多層化による内層部品の形成、寸法の安定性などの点で有利であることから、好適とされている。特に、セラミックスの焼結温度が９００℃以下であり、抵抗率が小さい銀を内層回路形成材料として用いることが可能な低温同時焼成セラミックス基板、すなわちＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）基板が、高周波回路を中心にして広範囲に用いられている。

ＬＴＣＣ基板における配線形成方法としては、抵抗率が低いＡｇ、Ｐｄ等の貴金属粒子と樹脂や溶剤とを含むペーストを、未焼成セラミックスシート、すなわちグリーンシートにスクリーン印刷し、これを必要枚数を積層した後、焼成して前記金属粒子を焼結し、導通を確保する方法が知られている。また、一般にセラミックスと金属とは接着強度が弱いことから、セラミックス基板に対する配線（導電パターン）の固着強度を上げるため、前記ペースト中に予めガラスを混合しておいてこのペーストを印刷し、熱処理によって配線をセラミックス基板に強固に固着させる方法が採られている。

また、特に能動部品や受動部品が実装される表層回路、すなわち積層基板の最外層に形成する回路については、グリーンシート上に導電材料を印刷した後、このグリーンシートを焼成することで同時に焼成し形成することもできる。しかし、セラミックスは焼成時に例えば十数％も収縮することから、異なる基板間で収縮率のバラツキが生じ易く、したがって、例えば狭ピッチの端子を持つＩＣ実装用の基板や、ランド寸法、間隔を精密に制御する必要がある高密度実装用の基板には、収縮率のバラツキに起因して不良が生じるおそれがあり、前記の同時焼成法を採用するのは困難であった。

このような収縮率のバラツキに起因する不都合を解消する方法として、表層回路を基板の焼成後に行う方法がある。このように、焼成後のセラミックス基板に表層回路を形成するようにすれば、フォトリソグラフィー技術や高精度スクリーン印刷法、インクジェット法などを、回路形成のための技術として採用することができる。

ところが、フォトリソグラフィー技術には、使用する薬品が多く多工程を必要とすることから、コスト高になり易いといった問題があり、スクリーン印刷には、スクリーン延びによるズレや、焼成基板の縁等によるスクリーン割れのおそれが多いといった問題ある。そこで、製版を必要とせず、任意の場所に印刷が可能なインクジェット法が注目されている。

しかし、インクジェット法によってセラミックス基板の表面に導電材料からなるインクを描画し、回路を形成する場合、セラミックス基板表面には液体を吸収する機能が無いため、導電インクを印刷した際に、インク中の分散剤を基板表面に染み込ませることができず、結果的にインクが濡れ広がることなどでダレを生じてしまい、高い描画精度が得られないといった課題がある。
このような課題を解消してパターン精度を高めるため、基板表面に界面活性剤、水溶性樹脂、酸を含む表面処理層を形成する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３５４００号公報

しかしながら、前記の表面処理層を形成する技術では、基板中に表面処理層が残存してしまうと、これが不純物となってセラミックス基板の電気的特性を損なうおそれがあり、高品質のセラミックス回路基板を得るのが難しいといった課題がある。
また、導電材料からなるインクとして、例えば導電成分として貴金属微粒子のみを含有したインクを用いた場合、セラミックス基板に対して十分な固着強度を確保することができないといった課題がある。これに対して、インク中にガラスや他の金属を添加したペーストのみを用いて配線を形成すると、結合材として添加した成分によって導電性が低下したり、熱処理時に合金を生成したりすることにより、配線等の回路要素の抵抗値が高くなってしまうといった新たな課題が生じてしまう。

本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、セラミックス基板に対して高精度でしかも高い固着強度で導電パターンからなる回路要素を形成することができ、しかも電気的特性にも優れた、セラミックス回路基板の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明のセラミックス回路基板の製造方法は、ガラスを含有してなるセラミックス基板又はその前駆体基板からなる基体上に樹脂製の受容層を形成する工程と、
前記受容層上に導電粒子と分散媒とを含有してなるインクを配して回路要素前駆体を形成する工程と、
前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理し、前記受容層を燃焼により消失させて前記基体上から除去するとともに、回路要素前駆体を焼結して回路要素とする工程と、を備え、
前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する工程では、その加熱温度を、前記基体中に含まれるガラスの軟化点以上とすることを特徴としている。

このセラミックス回路基板の製造方法によれば、樹脂製の受容層を介して基体上にインクを配するので、主にインク中の分散媒が受容層内に染み込み、導電粒子が受容層表面に留まることにより、インクが基体表面に濡れ広がることが抑えられる。したがって、インク滴が受容層上に配されたときの大きさ（径）や形状を保持するようになり、これにより導電パターンからなる回路要素が、高い描画精度で形成されるようになる。
また、受容層及び回路要素前駆体を加熱処理し、前記受容層を燃焼により消失させて前記基体上から除去するので、この受容層の形成材料が基体中に不純物として残存し、セラミックス基板の電気的特性が損なわれてしまうといった不都合も回避され、さらに、形成する回路要素が基体に直接接することにより、この回路要素がより良好に基体へ固着するようになる。
また、受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する際、その加熱温度を、基体中に含まれるガラスの軟化点以上としているので、受容層が燃焼により消失した後、さらに温度を上昇させて前記ガラスの軟化点以上にまで温度を上昇させることにより、形成された回路要素が軟化したガラスによって基体上に強固に固着するようになる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記基体がセラミックス基板の焼成前の前駆体基板からなる場合に、前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する工程では、前記前駆体基板を焼成することで該基板をセラミックス基板とするのが好ましい。
このようにすれば、セラミックス基板の焼成と回路要素の形成とを一括して行うことができ、したがって工程の簡略化を図ることができる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記基体がセラミックス基板からなる場合に、該セラミックス基板は９００℃以下の温度で焼成されて形成された、低温焼成セラミックスであるのが好ましい。
このようにすれば、特にこの基体がセラミックス基板を複数積層して形成される場合に、積層される基板間に形成される内層回路の形成材料として、抵抗率が小さい銀などの貴金属を用い、この内層回路を焼成により形成すると同時に、セラミックス基板の焼成を行うことが可能になる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記インクを構成する導電粒子は、銀、パラジウム、白金、金より選ばれた一種または複数種、もしくはこれらの合金からなるのが好ましい。
銀、パラジウム、白金、金といった貴金属は、抵抗率が小さく、かつ、加熱処理によって酸化されない安定なものであるから、これらの金属粒子、すなわち導電粒子を用いることにより、低抵抗で安定な回路要素を形成することが可能になる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記インクを配して回路要素前駆体を形成する工程では、インクジェット法等の液滴吐出法によってインクを配するのが好ましい。
このようにすれば、所望する場所に所望の量のインクを精度良く吐出し、配することができるので、微細配線などの回路要素を精度良くしかも容易に形成することができる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する工程では、その加熱温度を、６００℃以上、９００℃以下とするのが好ましい。
セラミックス基板として例えば低温焼成ガラスセラミックス基板は、含有するガラスの軟化点が通常６００℃から９００℃であるので、この温度範囲にまで加熱温度を上げることにより、セラミックス基板の表層部中のガラス成分を軟化させることができる。したがって、その後硬化させることにより、基体と回路要素との間をより強固に固着することができる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記受容層が、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、又はこれら樹脂の変性体より選ばれた一種または複数種からなるのが好ましい。
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの樹脂の変性体は、その分子間に形成される空隙にインクの分散媒を染み込ませることができ、したがって導電粒子を受容層上に選択的に残すことができる。また、特に回路要素前駆体を回路要素に焼成する際の加熱処理によって容易に燃焼し、消失するとともに、これら樹脂が金属等の無機質を含まないことから基体上に不純物として残留することもなく、したがって加熱処理によって基体から確実に除去されるようになる。

また、前記セラミックス回路基板の製造方法においては、前記受容層の厚さが１０ｎｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましい。
受容層の厚さが１０ｎｍ未満になると、この上に配されたインク中の分散媒を染み込ませ、かつ、導電粒子をその上に留めるといった機能が十分に発揮されなくなるおそれがあり、１０μｍを越えると、最終的にこれを燃焼させ、消失させる際の加熱処理の負荷が大きくなってしまい、生産性が損なわれるからである。

以下、本発明のセラミックス回路基板の製造方法を詳しく説明する。
本発明に係るセラミックス回路基板は、各種の電子機器に用いられる電子部品となるもので、積層セラミックスコンデンサ、積層インダクター、ＬＣフィルタ等のセラミックス電子部品の、配線パターンや電極パターン、すなわち回路要素を、セラミックス基板間及びセラミックス基板上に形成したものである。

具体的には、図１に示すように本発明に係るセラミックス回路基板１は、セラミックス基板２が多数（例えば１０枚から２０枚程度）積層されてなる基体３と、この基体３の最外層、すなわち一方の側の表面に形成された、微細配線等からなる表層回路（回路要素）４とを有して形成されたものである。基体３は、積層されたセラミックス基板２、２間に内層回路５を形成したもので、これら内層回路５には、これに接続するコンタクト（ビア）６が形成されている。このような構成によって内層回路５は、上下に配置された内層回路５、５間が、コンタクト６によって導通したものとなっている。

このような構成からなるセラミックス回路基板１の製造方法を、図２の概略工程図を参照して説明する。
まず、原料粉体として、平均粒径が１〜２μｍ程度のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や酸化チタン（ＴｉＯ_２）等からなるセラミックス粉末と、平均粒径が１〜２μｍ程度のホウ珪酸ガラス等からなるガラス粉末とを用意し、これらを適宜な混合比、例えば１：１の重量比で混合する。

次に、得られた混合粉末に適宜なバインダー（結合剤）や溶剤（分散剤）等を加え、混合・撹拌することにより、スラリーを得る。
次いで、得られたスラリーを、ドクターブレード、リバースコーター等を用いてＰＥＴフィルム上にシート状に形成し、製品の製造条件に応じて数μｍ〜数百μｍ厚のシートに成形し、その後、ロールに巻き取る。
続いて、製品の用途に合わせて切断し、さらに所定寸法のシートに裁断する。本実施形態では、例えば１辺の長さを２００ｍｍとする正方形状に裁断する。

次いで、必要に応じて所定の位置に、ＣＯ_２レーザー、ＹＡＧレーザー、機械式パンチ等によって孔開けを行うことでスルーホールを形成する。そして、スルーホールを形成したセラミックグリーンシートについては、厚膜導電ペーストのスクリーン印刷によって所定の位置に導電パターンを形成し、コンタクト（図示せず）とする。このようにしてコンタクトまでを形成することにより、セラミックグリーンシート、すなわち、本発明におけるセラミックス基板の前駆体基板７を得る。

このようにして前駆体基板７を形成したら、これの一方の側の表面に、前記した内層回路５となる回路要素前駆体を、前記コンタクトに連続した状態に形成する。ただし、本発明ではこれに先立ち、図３（ａ）に示すように前駆体基板７上に樹脂製の受容層８を形成する。なお、この内層回路５の形成は、本発明の製造方法の一実施形態となる工程であり、この実施形態においては、前記の前駆体基板７が本発明における基体となっている。また、この内層回路５の形成に際しては、基体となる前駆体基板７の他方の側、すなわち内層回路５を形成する側と反対の側の面に、支持体としてＰＥＴフィルム８を設けておく。

受容層９を形成する樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、又はこれら樹脂の変性体より選ばれた一種または複数種が好適に用いられる。これらの樹脂は、インクジェット用の表面処理剤として一般的に用いられるもので、その分子間に形成される空隙に、後述するインクの分散媒を染み込ませ、導電粒子を受容層９上に選択的に残すことができる。

また、これら樹脂の燃焼温度は、例えば変性ポリエステルで４８０℃程度、変性ポリウレタンで５００℃程度であり、後述する回路要素前駆体の焼成温度（加熱温度）より十分に低くなることから、この回路要素前駆体の焼成処理（加熱処理）により、容易に燃焼して消失し、前駆体基板７から除去されるようになる。

このような樹脂からなる受容層９を形成するには、前記樹脂を適宜な溶剤に溶解し、得られた溶液をスピンコート法、デイップ法、スキージ法などによって前記前駆体基板７の一方の側の面上に塗布し、その後、適宜な温度で乾燥する。このようにして形成する受容層８の厚さについては、１０ｎｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、１００ｎｍ以上５μｍ以下とするのがさらに好ましい。

受容層９の厚さを１０ｎｍ未満とすると、厚さを十分均一に形成するのが難しくなることなどから、後述するようにこの上に配されるインク中の分散媒を染み込ませ、かつ、導電粒子をその上に留めるといった機能が十分に発揮されなくなるおそれがあり、特に１００ｎｍ以上とすれば、均一な厚さに形成し易くなるため、前記の機能を良好に発揮できるようになる。
一方、受容層９の厚さを、１０μｍを越えるようにすると、最終的にこれを燃焼させて消失させる際の加熱処理の負荷が大きくなることから、生産性が損なわれてしまうとともに、コストおよび環境の観点からも不利になってしまい、５μｍ以下であれば、加熱処理の際の負荷も比較的小さく、コストおよび環境の点でも十分許容できる範囲となる。

このようにして受容層９を形成したら、図３（ｂ）に示すようにこの受容層９上にインク１０を配し、前記内層回路５となる回路要素前駆体１１を形成する。このインク１０としては、導電粒子とこれを分散させる分散媒とを主成分として含有し、必要に応じて水溶性樹脂や界面活性剤、安定剤などが添加されたものが用いられる。

導電粒子としては、抵抗率が小さく、かつ、熱処理によって酸化されない安定な貴金属が好適とされ、具体的には、銀、パラジウム、白金、金より選ばれた一種または複数種、もしくはこれらの合金からなるものが好適に用いられる。このような金属粒子、すなわち導電粒子を用いることにより、低抵抗で安定な回路要素を形成することができる。これら金属からなる導電粒子の平均粒子径は１〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０〜３０ｎｍ程度とされる。分散媒としては、特に水系のものが用いら、具体的には、水やアルコールが好適に用いられる。このようなインク１０中の導電粒子の濃度については、２０〜７０重量％程度とするのが、凝集などを起こすことなく安定であり、また後述するインクジェット法での吐出（塗布）に適した粘度となることなどから、好ましい。

前記受容層９上へのインク１０の配置（塗布）については、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。このインクジェット法は、例えば図４に示すインクジェット装置（液滴吐出装置）５０を用い、図５に示すインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）７０からインクを吐出する方法である。以下に、インクジェット装置５０及びインクジェットヘッド７０について説明する。

図４はインクジェット装置５０の斜視図である。図４において、Ｘ方向はベース５２の左右方向であり、Ｙ方向は前後方向であり、Ｚ方向は上下方向である。インクジェット装置５０は、インクジェットヘッド（以下、単にヘッドと呼ぶ）７０と、基板Ｓ（本実施形態では受容層９を形成した前駆体基板７）を載置するテーブル４６とを主として構成されている。なお、インクジェット装置５０の動作は、制御装置５３により制御されるようになっている。

基板Ｓを載置するテーブル４６は、第１移動手段５４によりＹ方向に移動および位置決め可能とされ、モータ４４によりθｚ方向に揺動および位置決め可能とされている。一方、ヘッド７０は、第２移動手段（図示せず）によりＸ方向に移動および位置決め可能とされ、リニアモータ６２によりＺ方向に移動および位置決め可能とされている。また、ヘッド７０は、モータ６４，６６，６８により、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。このような構成のもとにインクジェット装置５０は、ヘッド７０のインク吐出面７０Ｐと、テーブル４６上の基板Ｓとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールできるようになっている。

ヘッド７０は、図５の側断面図に示すように、インクジェット方式（液滴吐出方式）によってインク１０をノズル９１から吐出するものである。液滴吐出方式として、圧電体素子としてのピエゾ素子を用いてインクを吐出させるピエゾ方式や、インクを加熱して発生した泡（バブル）によりインクを吐出させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。このうちピエゾ方式は、インクに熱を加えないため、材料の組成に影響を与えないなどの利点を有する。そこで、図５に示すヘッド７０には、前述したピエゾ方式が採用されている。

ヘッド７０のヘッド本体９０には、リザーバ９５およびリザーバ９５から分岐された複数のインク室９３が形成されている。リザーバ９５は、各インク室９３にインクを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体９０の下端面には、インク吐出面を構成するノズルプレート（図示せず）が装着されている。このノズルプレートには、インク１０を吐出する複数のノズル９１が、各インク室９３に対応して開口されている。そして、各インク室９３から対応するノズル９１に向かって、インク流路が形成されている。一方、ヘッド本体９０の上端面には、振動板９４が装着されている。この振動板９４は、各インク室９３の壁面を構成している。その振動板９４の外側には、各インク室９３に対応してピエゾ素子９２が設けられている。ピエゾ素子９２は、水晶等の圧電材料を一対の電極（不図示）で挟持したものである。その一対の電極は、駆動回路９９に接続されている。

そして、駆動回路９９からピエゾ素子９２に電気信号を入力すると、ピエゾ素子９２が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子９２が収縮変形すると、インク室９３の圧力が低下して、リザーバ９５からインク室９３にインク２１が流入する。また、ピエゾ素子９２が膨張変形すると、インク室９３の圧力が増加して、ノズル９１からインク２１が吐出される。なお、印加電圧を変化させることにより、ピエゾ素子９２の変形量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子９２の変形速度を制御することができる。すなわち、ピエゾ素子９２への印加電圧を制御することにより、インク２１の吐出条件を制御し得るようになっているのである。

したがって、このようなヘッド７０を備えたインクジェット装置５０を用いることにより、インク１０を、前記受容層９上の所望する場所に所望の量、精度良く吐出し、配することにより、図３（ｂ）に示したように回路要素前駆体１１を、精度良くしかも容易に形成することができる。すなわち、受容層９は前述したように樹脂からなっていることにより、その分子間に形成された空隙にインク１０中の分散媒を染み込ませ、残りの導電粒子を受容層９上に選択的に残すことができる。したがって、インク１０が濡れ広がることによって導電粒子も広がり、着弾径が保持されずに大きくなり、吐出によるパターニングの精度が低下してしまうといったことが抑えられることから、回路要素前駆体１１を精度良く形成することが可能になるのである。

このようにして回路要素前駆体１１を形成したら、同様の工程により、回路要素前駆体１１を受容層９上に形成した前駆体基板７を必要枚数、例えば１０枚から２０枚程度容易する。
次いで、これら前駆体基板７からＰＥＴフィルム８を剥がし、図２に示すようにこれらを積層することにより、積層体１２を得る。このとき、積層する前駆体基板７については、上下に重ねられる前駆体基板７間で、それぞれの回路要素前駆体１１が必要に応じてコネクタ６を介して接続するように配置する。

このようにして積層体１２を形成したら、この積層体１２を例えばベルト炉などによって加熱処理する。これにより、各前駆体基板７は焼成されることで図３（ｃ）に示すようにセラミックス基板２となり、また回路要素前駆体１１はこれを形成する導電粒子が焼結して配線パターンや電極パターンからなる内層回路（回路要素）５となり、さらに受容層９は燃焼により消失し、前記セラミックス基板２上から除去される。そして、このように前記積層体１２が加熱処理されることで、この積層体１２は図１に示した基体３となる。

ここで、前記積層体１２の加熱温度としては、６００℃以上９００℃以下とするのが好ましい。また、加熱条件としては、適宜な速度で温度を上昇させ、かつ下降させるようにし、さらに、最大加熱温度、すなわち前記の６００℃以上９００℃以下の温度では、その温度に応じて適宜な時間保持するようにする。

前記前駆体基板７は、含有しているガラスの軟化点が通常６００℃から９００℃であるので、この軟化点以上の温度、すなわち前記温度範囲にまで加熱温度を上げることにより、得られるセラミックス基板２の表層部中のガラス成分を軟化させることができる。したがって、その後常温にまで冷却し、ガラス成分を硬化させることにより、基体３を構成するセラミックス基板２と内層回路（回路要素）５との間がより強固に固着するようになる。

また、このような温度範囲で加熱することにより、得られるセラミックス基板２は、９００°以下の温度で焼成されて形成された、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）となる。したがって、これらセラミックス基板２間に形成された内層回路５の形成材料としては、比較的低融点である銀などの貴金属が使用可能となっており、これによって内層回路５の焼成による形成と同時に、セラミックス基板２の焼成が可能となる。また、銀などの貴金属は抵抗率が小さいことから、内層回路５を低抵抗にすることができる。

ここで、受容層９上に配されたインク１０中の導電粒子は、加熱処理によって互いに融着し、連続することによって導電性を示すようになる。インクジェット法用のインクにおいて主に用いられる平均粒子径１０〜３０ｎｍ程度の導電粒子は、例えば銀粒子の場合、２００℃程度の温度で導電性を示すようになる。したがって、前記した６００℃以上、９００℃以下の範囲での加熱処理により、インク１０中の導電粒子は容易に融着し連続化することにより、内層回路５となるのである。

なお、導電粒子は、前述したように２００℃程度の温度で導電性を示すようになるものの、受容層９がこの導電粒子からなる内層回路５と前駆体基板７（セラミックス基板２）との間に存在していると、これが絶縁層として機能することから内層回路５と前駆体基板７（セラミックス基板２）中のコンタクト６との間で導通がとれなくなってしまう。

そこで、本発明では加熱温度を前述したように比較的高温にし、受容層９を燃焼させることで消失させ、セラミックス基板２（前駆体基板７）から除去することにより、この加熱によって形成される内層回路５を、セラミックス基板２中のコンタクト６に直接接続させ、融着させるようにしている。

受容層９を形成する樹脂の燃焼温度は、その種類によっても異なるものの、例えば変性ポリエステルが４８０℃程度、変性ポリウレタンが５００℃程度であり、概ね３５０〜６００℃の範囲となる。したがって、加熱温度を前記範囲とすることにより、受容層９を確実に燃焼させ、消失させることができる。ただし、受容層９を急激に燃焼させてしまうと、この受容層９上に形成される回路要素前駆体１１（内層回路５）を損傷してしまうおそれがある。そこで、この加熱処理工程では、特に常温から前記範囲の加熱温度にまで温度を上昇させる際、その温度上昇速度を比較的緩慢な温度上昇速度、例えば１時間あたり１０℃〜１００℃程度の温度上昇速度とするのが好ましい。このように緩慢な速度で加熱温度を上昇させることにより、受容層９を急激に燃焼させることによる回路要素前駆体１１（内層回路５）の損傷を防止することができる。

このように受容層９を除去することで、加熱によって形成された内層回路５を、セラミックス基板２中のコンタクト６に直接接続させ、導通させることができる。ここで、この内層回路５が単にセラミックス基板２上に載っているだけでは、セラミックス基板２に対する機械的な接続強度が確保されず、したがって衝撃等によって破損してしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、前述したように前駆体基板７中のガラスを一旦軟化させ、その後硬化させることにより、内層回路５をセラミックス基板２に対し強固に固着させている。したがって、形成された内層回路５は、機械的にも高い強度を有するものとなる。

なお、前記の加熱処理工程においては、受容層９を燃焼させるときには酸素が供給される雰囲気であることが必要であるが、前駆体基板７（セラミックス基板２）の表層部におけるガラスを軟化させ、内層回路５と固着させるときには、酸素雰囲気、不活性雰囲気のいずれでもよい。したがって、受容層９を燃焼させるまでの温度領域では酸素雰囲気で加熱処理を行い、その後、さらに温度を上げてガラスを軟化させる際には、不活性雰囲気で加熱処理を行うようにしてもよい。

このようにして基体３を形成したら、図３（ｄ）に示すようにこの基体３の一方の面、すなわちコンタクト６の一端側が露出している面に受容層９を形成する。そして、この受容層９上に前記インク１０をインクジェット法（液滴吐出法）で選択的に配し、回路要素前駆体１３を形成する。
その後、前述の積層体１２を基体３に形成した工程と同じ加熱処理を行うことにより、前記受容層９を燃焼により消失させて基体３上から除去するとともに、回路要素前駆体１３を焼結して微細配線等からなる表層回路４とし、図１に示したセラミックス回路基板１を得る。

このようにして加熱処理を行えば、特に基体３の表面がセラミックス基板２によって構成されていることにより、インク１０に対して濡れ性が良く、そのためインク１０が濡れ広がり易くなっているものの、前述したような受容層９の機能により、インク１０が基体３の表面に濡れ広がることが抑えられる。よって、インク滴が受容層９上に配されたときの大きさ（径）や形状を保持するようになり、したがって、例えば微細配線などからなる表層回路４を高い描画精度で形成することができる。

また、受容層９及び回路要素前駆体１３を同時に加熱処理し、受容層９を基体３上から除去するので、この受容層９の形成材料が基体３中に不純物として残存し、セラミックス基板２の電気的特性が損なわれてしまうといった不都合も回避される。また、受容層９の除去によって得られる表層回路４が基体３に直接接し、さらにセラミックス基板２表層部のガラスの軟化・融着によって表層回路４が基体３上に強固に固着するので、形成された表層回路４は、機械的にも高い強度を有するものとなる。

なお、前記実施形態では、基体３の形成に際しても、特にその内層回路５の形成について本発明の方法を適用したが、例えば基体３までの形成は従来と同様にして受容層を形成することなく、印刷法等によって内層回路５を形成し、焼成するようにしてもよい。その場合にも、得られた基体３に対して本発明を適用し、前述したように表層回路４を形成することで、この表層回路４を精度良く形成することができ、したがってこの表層回路４に各種の電子部品を支障無く容易に接続することができるようになる。

［実施例］
以下、本発明を実施例によってさらに詳しく説明する。なお、本発明が以下の実施例に限定されないのはもちろんである。
（実施例１）
セラミックス基板上に表層回路（ミアンダコイル）を以下のようにして作製した。
まず、アルミナ粒子と軟化点６９０℃のホウ珪酸ガラス粒子とを重量比１：１で混合し、得られた材料を８８０℃で焼成して、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板を形成した。
次に、このセラミックス基板の一方の表面上に、スピンコート法によって燃焼温度４８０℃の変性ポリエステル樹脂を塗布し、厚さ１．０μｍの受容層を形成した。
次いで、平均粒子径１０ｎｍのＡｇ粒子を含むインクを用い、これをインクジェット法で前記受容層上に吐出し、幅５０μｍのミアンダコイルパターンを印刷（形成）した。
その後、前記セラミックス基板に７２０℃で３０分間の加熱処理を施した。すると、前記受容層はセラミックス基板上から消失し、このセラミックス基板上には厚さ５．０μｍの配線（ミアンダコイル）が形成された。
このようにして配線が形成された基板について、その印刷領域（配線形成領域）に対して「ＪＩＳ Ｃ５０１２」で規定されるテープ引き剥がし試験を行ったところ、金属（配線）の引き剥がれが見られず、したがって配線がセラミックス基板上に十分な強度で固着していることが確認された。
なお、得られた結果を、他の例と共に以下の「表」に記す。

（比較例１）
実施例１と同じ材料を用い、同様のパターン印刷を行うことで、セラミックス基板上に表層回路（ミアンダコイル）を作製した。
ただし、加熱処理温度については、受容層の樹脂燃焼温度以上ではあるものの、セラミックス基板に含まれるガラスの軟化点以下の温度である、６００℃とした。
このようにして配線が形成された基板について、実施例１と同様にしてテープ引き剥がし試験を行ったところ、金属（配線）が容易に引き剥がされた。したがって、形成された配線は、セラミックス基板に十分な強度で固着されていなかったことが分かった。
なお、得られた結果を、他の例と共に以下の「表」に記す。

（比較例２）
実施例１と同様にして、セラミックス基板上に表層回路（ミアンダコイル）を作製した。
ただし、この例では、前記セラミックス基板上に、樹脂からなる受容層を塗布・形成することなく、このセラミックス基板上に直接、インクジェット法によって平均粒子径１０ｎｍのＡｇ粒子を含むインクを吐出し、幅５０μｍのミアンダコイルパターンの印刷（形成）を行った。
しかしながら、このようにしてインクを吐出したところ、インクがセラミックス基板上で濡れ広がってしまって、ライン（配線パターン）を形成することができなかった。
なお、得られた結果を、他の例と共に以下の「表」に記す。

（実施例２）
セラミックス基板上に表層回路（ミアンダコイル）を以下のようにして作製した。
まず、酸化チタン粒子と軟化点６４０℃のホウ珪酸ガラス粒子とを重量比１：１で混合し、得られた材料を８６０℃で焼成して、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板を形成した。
次に、このセラミックス基板の一方の表面上に、スピンコート法によって燃焼温度５００℃の変性ウレタン樹脂を塗布し、厚さ０．８μｍの受容層を形成した。
次いで、平均粒子径１２ｎｍのＡｕ粒子を含むインクを用い、これをインクジェット法で前記受容層上に吐出し、幅５０μｍのミアンダコイルパターンを印刷（形成）した。
その後、前記セラミックス基板に７４０℃で３０分間の加熱処理を施した。すると、前記受容層はセラミックス基板上から消失し、このセラミックス基板上には厚さ４．３μｍの配線（ミアンダコイル）が形成された。
このようにして配線が形成された基板について、その印刷領域（配線形成領域）に対して「ＪＩＳ Ｃ５０１２」で規定されるテープ引き剥がし試験を行ったところ、金属（配線）の引き剥がれが見られず、したがって配線がセラミックス基板上に十分な強度で固着していることが確認された。
なお、得られた結果を、他の例と共に以下の「表」に記す。

（比較例３）
実施例２と同じ材料を用い、同様のパターン印刷を行うことで、セラミックス基板上に表層回路（ミアンダコイル）を作製した。
ただし、加熱処理温度については、受容層の樹脂燃焼温度以上ではあるものの、セラミックス基板に含まれるガラスの軟化点以下の温度である、５５０℃とした。
このようにして配線が形成された基板について、実施例２と同様にしてテープ引き剥がし試験を行ったところ、金属（配線）が容易に引き剥がされた。したがって、形成された配線は、セラミックス基板に十分な強度で固着されていなかったことが分かった。
なお、得られた結果を、他の例と共に以下の「表」に記す。

本発明に係るセラミックス回路基板の概略構成を示す側断面図である。 セラミックス回路基板の製造方法の、概略の工程を示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は図１のセラミックス回路基板の、製造工程説明図である。 インクジェット装置の概略構成を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの概略構成を説明するための模式図である。

符号の説明

１…セラミックス回路基板、２…セラミックス基板、３…基体、４…表層回路（回路要素）、５…内層回路（回路要素）、７…前駆体基板、９…受容層、１０…インク、１１、１３…回路要素前駆体

Claims (8)

1. ガラスを含有してなるセラミックス基板又はその前駆体基板からなる基体上に樹脂製の受容層を形成する工程と、
   前記受容層上に導電粒子と分散媒とを含有してなるインクを配して回路要素前駆体を形成する工程と、
   前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理し、前記受容層を燃焼により消失させて前記基体上から除去するとともに、回路要素前駆体を焼結して回路要素とする工程と、を備え、
   前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する工程では、その加熱温度を、前記基体中に含まれるガラスの軟化点以上とすることを特徴とするセラミックス回路基板の製造方法。
2. 前記基体がセラミックス基板の焼成前の前駆体基板からなる場合に、前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する工程では、前記前駆体基板を焼成することで該基板をセラミックス基板とすることを特徴とする請求項１記載のセラミックス回路基板の製造方法。
3. 前記基体がセラミックス基板からなる場合に、該セラミックス基板は９００℃以下の温度で焼成されて形成された、低温焼成セラミックスであることを特徴とする請求項１記載のセラミックス回路基板の製造方法。
4. 前記インクを構成する導電粒子は、銀、パラジウム、白金、金より選ばれた一種または複数種、もしくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセラミックス回路基板の製造方法。
5. 前記インクを配して回路要素前駆体を形成する工程では、液滴吐出法によってインクを配することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のセラミックス回路基板の製造方法。
6. 前記受容層及び回路要素前駆体を加熱処理する工程では、その加熱温度を、６００℃以上、９００℃以下とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセラミックス回路基板の製造方法。
7. 前記受容層が、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、又はこれら樹脂の変性体より選ばれた一種または複数種からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のセラミックス回路基板の製造方法。
8. 前記受容層の厚さが１０ｎｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のセラミックス回路基板の製造方法。
   

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