JP2012156159A - Manufacturing method of wiring board and wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線基板の製造方法および配線基板に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board and a wiring board.
電子部品が実装される回路基板（配線基板）として、セラミックスで構成された基板（セラミックス基板）上に、金属材料で構成された配線が形成されたセラミックス回路基板が、広く用いられている。このようなセラミックス回路基板では、基板（セラミックス基板）自体が、多機能性材料で構成されているため、多層化による内装部品の形成、寸法の安定性等の点で有利である。 As a circuit board (wiring board) on which electronic components are mounted, a ceramic circuit board in which wiring made of a metal material is formed on a board made of ceramics (ceramic board) is widely used. In such a ceramic circuit board, since the board (ceramic board) itself is made of a multifunctional material, it is advantageous in terms of formation of interior parts by multi-layering, dimensional stability, and the like.
そして、このようなセラミックス回路基板は、セラミックス粒子とバインダーとを含む材料で構成されたセラミックス成形体上に、形成すべき配線（導体パターン）に対応するパターンで、金属粒子を含む組成物を付与し、その後、当該組成物が付与されたセラミックス成形体に対し、脱脂、焼結処理を施すことにより製造されている。
セラミックス成形体上へのパターン形成の方法としては、スクリーン印刷法が広く用いられている。その一方で、近年、配線の微細化（例えば、線幅：６０μｍ以下の配線）、狭ピッチ化による回路基板の高密度化が求められているが、スクリーン印刷法では、配線の微細化、狭ピッチ化に不利であり、上記のような要求に応えるのが困難である。
Such a ceramic circuit board is provided with a composition containing metal particles in a pattern corresponding to a wiring (conductor pattern) to be formed on a ceramic molded body made of a material containing ceramic particles and a binder. Thereafter, the ceramic molded body to which the composition is applied is manufactured by degreasing and sintering.
A screen printing method is widely used as a method for forming a pattern on a ceramic molded body. On the other hand, in recent years, miniaturization of wiring (for example, wiring with a line width of 60 μm or less) and high density circuit boards by narrowing the pitch have been demanded. It is disadvantageous for pitching and it is difficult to meet the above requirements.
そこで、近年、セラミックス成形体上へのパターン形成の方法として、液体吐出ヘッドから金属粒子を含む液体材料（導体パターン形成用インク）を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、従来の方法と比較して、微細な導体パターンを形成することが可能であり、回路密度の向上に有利である。 Therefore, in recent years, a so-called ink jet method has been proposed as a method for forming a pattern on a ceramic molded body, in which a liquid material containing metal particles (ink for forming a conductor pattern) is ejected in droplets from a liquid ejection head. (For example, refer to Patent Document 1). According to this method, it is possible to form a fine conductor pattern as compared with the conventional method, which is advantageous in improving the circuit density.
しかし、インクを用いて基板にパターンを形成した場合、基板を焼結する際に、形成したパターン中で成分が揮発し、パターンの膨れ（デラミネーション）や空隙（ボイド）等の発生を招く。その結果、配線の導通抵抗が増大する。
また、これらの不具合は、配線の微細化や挟ピッチ化が進むにつれて、導体パターンの断線につながる懸念がある。
However, when a pattern is formed on a substrate using ink, when the substrate is sintered, components are volatilized in the formed pattern, resulting in generation of pattern swelling (delamination) and voids (voids). As a result, the conduction resistance of the wiring increases.
Moreover, there is a concern that these defects may lead to disconnection of the conductor pattern as the wiring is miniaturized and the pitch is increased.
本発明の目的は、配線の導通抵抗の増大や断線の発生を抑制し、信頼性の高い配線基板を提供すること、および、前記配線基板を効率よく製造することのできる製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly reliable wiring board that suppresses an increase in conduction resistance and disconnection of wiring, and a manufacturing method that can efficiently manufacture the wiring board. It is in.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の配線基板の製造方法は、セラミックス材料とガラス粉末とバインダーとを含む材料で構成された複数のセラミックス成形体を形成するセラミックス成形体形成工程と、
前記セラミックス成形体上に、液滴吐出法により、金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒と有機物とを含む導体パターン形成用インクを吐出し、導体パターン前駆体を形成する導体パターン前駆体形成工程と、
前記導体パターン前駆体を形成した複数のセラミックス成形体を積層し、積層体を得る積層工程と、
前記積層体を加熱する加熱工程と、を有し、
前記導体パターン形成用インク中の前記有機物量は、１０体積％以上５０体積％以下であり、
前記加熱工程では、圧力５０ｋＰａ以下の減圧雰囲気下において加熱処理を行うことを特徴とする。
これにより、配線の導通抵抗の増大や断線の発生を抑制し、信頼性の高い配線基板を効率よく製造することが可能な配線基板の製造方法を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a ceramic molded body forming step of forming a plurality of ceramic molded bodies made of a material containing a ceramic material, glass powder, and a binder,
Conductor pattern precursor formation is performed by discharging a conductive pattern precursor including metal particles, a dispersion medium in which the metal particles are dispersed, and an organic substance by a droplet discharge method onto the ceramic molded body. Process,
Laminating a plurality of ceramic molded bodies on which the conductor pattern precursor is formed, and a laminating step for obtaining a laminated body,
A heating step of heating the laminate,
The amount of the organic substance in the conductor pattern forming ink is 10% by volume or more and 50% by volume or less,
In the heating step, heat treatment is performed in a reduced pressure atmosphere having a pressure of 50 kPa or less.
As a result, it is possible to provide a method of manufacturing a wiring board that can suppress the increase in the conduction resistance of the wiring and the occurrence of disconnection and can efficiently manufacture a highly reliable wiring board.
本発明の配線基板の製造方法では、前記加熱処理における最大加熱温度は、６００℃以上９００℃以下であることが好ましい。
これにより、導体パターンにおける膨れや空隙等の発生をより確実に防止しつつ、積層体を効率よく均一に焼結させることができる。
本発明の配線基板の製造方法では、前記加熱処理における平均昇温速度は、０．１℃／分以上２０℃／分以下であることが好ましい。
これにより、導体パターン前駆体の急激な形状変化をより効果的に抑制することができる。
In the manufacturing method of the wiring board of this invention, it is preferable that the maximum heating temperature in the said heat processing is 600 degreeC or more and 900 degrees C or less.
Thus, the laminate can be efficiently and uniformly sintered while more reliably preventing the occurrence of swelling and voids in the conductor pattern.
In the manufacturing method of the wiring board of this invention, it is preferable that the average temperature increase rate in the said heat processing is 0.1 to 20 degreeC / min.
Thereby, the rapid shape change of a conductor pattern precursor can be suppressed more effectively.
本発明の配線基板の製造方法では、前記有機物は、バインダーおよび乾燥抑制剤を含むことが好ましい。
これにより、液滴吐出装置の吐出部付近において導体パターン形成用インク中の水系分散媒が揮発することを防止でき、導体パターン形成用インクの粘度の上昇、乾燥が抑えられる。このため、導体パターン形成用インクの液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。
In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, the organic substance preferably contains a binder and a drying inhibitor.
Thereby, it is possible to prevent the aqueous dispersion medium in the conductor pattern forming ink from being volatilized in the vicinity of the discharge portion of the droplet discharge device, and to suppress an increase in viscosity and drying of the conductor pattern forming ink. For this reason, the ejection stability of the droplets of the conductor pattern forming ink is particularly excellent.
本発明の配線基板の製造方法では、前記有機物中に含まれる乾燥抑制剤は、前記有機物中に含まれるバインダーの含有量を１としたとき、重量比で０．３以上３以下であることが好ましい。
これにより、導体パターンにおける膨れや空隙等の発生を防止することができる。その結果、導体パターンにおける導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができる。
In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, the drying inhibitor contained in the organic material may be 0.3 or more and 3 or less by weight when the content of the binder contained in the organic material is 1. preferable.
As a result, it is possible to prevent the occurrence of swelling and voids in the conductor pattern. As a result, increase in conduction resistance and disconnection in the conductor pattern can be reliably prevented.
本発明の配線基板の製造方法では、前記有機物中に含まれるバインダーは、ポリグリセリン化合物であることが好ましい。
これにより、導体パターンにおける膨れや空隙等の発生を防止することができる。その結果、導体パターンにおける導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができる。
本発明の配線基板の製造方法では、前記ポリグリセリン化合物は、ポリグリセリンであることが好ましい。
これにより、導体パターンにおける膨れや空隙等の発生を防止することができる。その結果、導体パターンにおける導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができる。
In the manufacturing method of the wiring board of this invention, it is preferable that the binder contained in the said organic substance is a polyglycerol compound.
As a result, it is possible to prevent the occurrence of swelling and voids in the conductor pattern. As a result, increase in conduction resistance and disconnection in the conductor pattern can be reliably prevented.
In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, the polyglycerol compound is preferably polyglycerol.
As a result, it is possible to prevent the occurrence of swelling and voids in the conductor pattern. As a result, increase in conduction resistance and disconnection in the conductor pattern can be reliably prevented.
本発明の配線基板の製造方法では、前記乾燥抑制剤は、糖アルコールであることが好ましい。
これにより、導体パターンにおける膨れや空隙等の発生を防止することができる。その結果、導体パターンにおける導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができる。
本発明の配線基板は、本発明の配線基板の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い配線基板を提供することができる。
In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, the drying inhibitor is preferably a sugar alcohol.
As a result, it is possible to prevent the occurrence of swelling and voids in the conductor pattern. As a result, increase in conduction resistance and disconnection in the conductor pattern can be reliably prevented.
The wiring board of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a wiring board of the present invention.
Thereby, a highly reliable wiring board can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《導体パターンおよび配線基板》
まず、本発明の配線基板の製造方法により製造される導体パターンおよび配線基板について説明する。
図１は、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例を示す縦断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
<< Conductor pattern and wiring board >>
First, the conductor pattern and wiring board manufactured by the manufacturing method of the wiring board of this invention are demonstrated.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a wiring board manufactured by the method for manufacturing a wiring board according to the present invention.
図１に示すように、配線基板（セラミックス回路基板）３０は、セラミックス基板３１が多数（例えば１０枚から２０枚程度）積層されてなる積層基板３２と、この積層基板３２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導体パターン（回路）２１とを有して形成されたものである。
積層基板３２は、積層されたセラミックス基板３１、３１間に、導体パターン（回路）２０を備えている。
As shown in FIG. 1, a wiring board (ceramic circuit board) 30 includes a laminated
The laminated
導体パターン２０は、後述するような金属粒子が水系分散媒に分散した導体パターン形成用インク１により形成されたパターン（導体パターン前駆体、以下、単に前駆体ともいう。）１０を加熱する（焼結する）ことにより形成される薄膜状の導体パターンであって、金属粒子が相互に結合されてなり、少なくとも導体パターン表面において前記金属粒子同士が隙間なく結合している。
The
導体パターン２０の比抵抗は、２０μΩｃｍ未満であることが好ましく、１５μΩｃｍ以下であることがより好ましい。このときの比抵抗は、インクの付与後、６５０℃以上で加熱、乾燥した後の比抵抗をいう。上記比抵抗が２０μΩｃｍ以上になると、導電性が要求される用途、すなわち回路基板上に形成する電極等に用いることが困難となる。
なお、上記のような導体パターン２０は、携帯電話やＰＤＡ等の移動通話機器の高周波モジュール、インターポーザー、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、加速度センサー、弾性表面波素子、アンテナや櫛歯電極等の異形電極、その他各種計測装置等の電子部品等に適用することができる。
The specific resistance of the
The
また、導体パターン２０は、導体パターン前駆体１０を焼結処理として１６０℃以上で２０分以上の条件で加熱することにより得られる。また、この導体パターン前駆体１０の焼結は、後述するようにセラミックス成形体１５の脱脂、焼結とともに行うことができる。
なお、導体パターン２０Ａも、導体パターン２０と同様に、後述するような導体パターン形成用インクにより形成されたものとなっている。
Moreover, the
The
セラミックス基板３１は、シート状をなしており、導体パターン２０を支持する。
また、セラミックス基板３１には、導体パターン２０に接続するコンタクト（ビア）３３が形成されている。このような構成によって導体パターン２０は、上下に配置された導体パターン２０、２０間が、コンタクト３３によって導通したものとなっている。
なお、セラミックス基板３１は、後述するように、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等のセラミックス粉末と、バインダーとを含む材料をシート状にし、その後、加熱処理（焼結処理）することにより得られる基板である。
The
In addition, a contact (via) 33 connected to the
As will be described later, the
以上のような配線基板３０は、後述するような本発明の方法を用いて形成されているため、導体パターン２０の導通不良が防止された信頼性の高いものとなっている。
また、上述したような配線基板３０は、各種の電子機器に用いられる電子部品となるものであり、各種配線や電極等からなる回路パターン、積層セラミックスコンデンサー、積層インダクター、ＬＣフィルター、複合高周波部品等を基板に形成してなるものである。
Since the
The
《配線基板の製造方法》
次に、上述した配線基板の製造方法（本発明の配線基板の製造方法）について説明する。
図２は、本発明の配線基板（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、図３は、図１の配線基板（セラミックス回路基板）の製造工程説明図、図４は、加熱工程における、縦軸に加熱温度、横軸に時間をとったときの加熱温度の履歴の一例を示すグラフである。
<Method for manufacturing wiring board>
Next, a method for manufacturing the wiring board described above (a method for manufacturing a wiring board according to the present invention) will be described.
FIG. 2 is an explanatory view showing a schematic process of the method for manufacturing a wiring board (ceramic circuit board) of the present invention, FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process of the wiring board (ceramic circuit board) in FIG. 1, and FIG. In a heating process, it is a graph which shows an example of the history of heating temperature when taking a heating temperature on the vertical axis and taking time on the horizontal axis.
本実施形態の配線基板の製造方法は、セラミックス材料とガラス粉末と有機物とを含む材料で構成された複数のセラミックス成形体１５を形成するセラミックス成形体形成工程と、セラミックス成形体１５上に、インクジェット法（液滴吐出法）により、導体パターン形成用インク１を吐出し、上述した導体パターン２０となるべき導体パターン前駆体１０を形成する導体パターン前駆体形成工程と、導体パターン前駆体１０を形成した複数のセラミックス成形体１５を積層し、積層体１７を得る積層工程と、積層体１７を加熱焼結する加熱工程とを有している。
The method for manufacturing a wiring board according to the present embodiment includes a ceramic molded body forming step for forming a plurality of ceramic molded
以下、各工程について詳細に説明する。
［セラミックス成形体形成工程（基板準備工程）］
セラミックス成形体（セラミックスグリーンシート）は、例えば、以下のようにして形成する。
まず、原料粉体として、平均粒径が１μｍ以上２μｍ以下のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や酸化チタン（ＴｉＯ２）等からなるセラミックス粉末（セラミックス材料）と、平均粒径が１μｍ以上２μｍ以下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。
Hereinafter, each step will be described in detail.
[Ceramic compact formation process (substrate preparation process)]
The ceramic molded body (ceramic green sheet) is formed as follows, for example.
First, as a raw material powder, ceramic powder (ceramic material) made of alumina (Al 2 O 3 ) or titanium oxide (TiO 2 ) having an average particle diameter of 1 μm to 2 μm, and an average particle diameter of 1 μm to 2 μm A glass powder made of borosilicate glass or the like is prepared, and these are mixed at an appropriate mixing ratio, for example, a weight ratio of 1: 1.
このように、セラミックス成形体１５の材料として、ガラス材料を含むことにより、以下のような効果が得られる。ガラス材料は、焼結時において溶融し、導体パターン２０を形成されるセラミックス基板３１に固定、密着させる機能を有している。このため、形成される導体パターン２０および配線基板３０はより信頼性の高いものとなる。
次に、得られた混合粉末に適宜なバインダー（結合剤）や可塑剤、有機溶剤（分散剤）等の有機物を加え、混合・撹拌することにより、スラリーを得る。ここで、バインダーとしては、ポリビニルブチラールが好適に用いられるが、これは水に不溶であり、かつ、いわゆる油系の有機溶媒に溶解しあるいは膨潤し易いものであるからである。
Thus, the following effects are acquired by including a glass material as a material of the ceramic molded
Next, an appropriate binder (binder), a plasticizer, an organic solvent (dispersant) or other organic substance is added to the obtained mixed powder, and a slurry is obtained by mixing and stirring. Here, polyvinyl butyral is preferably used as the binder because it is insoluble in water and easily dissolved or swelled in a so-called oil-based organic solvent.
次に、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以上数百μｍ以下の厚さのシートに成形し、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。
Next, the resulting slurry is formed into a sheet on a PET film using a doctor blade, reverse coater, etc., and formed into a sheet having a thickness of several μm or more and several hundreds μm or less depending on the manufacturing conditions of the product. Then, it is wound on a roll.
Subsequently, the sheet is cut according to the use of the product, and further cut into a sheet having a predetermined size. In this embodiment, for example, it is cut into a square shape having a side length of 200 mm.
次に、必要に応じて所定の位置に、ＣＯ２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（貫通孔）を形成する。
そして、このスルーホールに、金属粒子が分散した厚膜導電ペーストを充填することにより、コンタクト６となるべき部位（コンタクト前駆体１６）を形成する。厚膜導電ペーストとしては、後述するような導体パターン形成用インクを用いることができる。
以上により、複数のセラミックス成形体１５を準備する。
Next, a through hole (through hole) is formed at a predetermined position by drilling with a CO 2 laser, a YAG laser, a mechanical punch or the like as necessary.
Then, by filling the through-hole with a thick film conductive paste in which metal particles are dispersed, a portion (contact precursor 16) to be the contact 6 is formed. As the thick film conductive paste, a conductor pattern forming ink as described later can be used.
Thus, a plurality of ceramic molded
［導体パターン前駆体形成工程］
まず、上記のようにして得られたセラミックス成形体１５の一方の側の表面に、導体パターン２０となる導体パターン前駆体１０を、コンタクト前駆体１６に連続した状態に形成する。すなわち、図３（ａ）に示すようにセラミックス成形体１５上に、導体パターン形成用インク（以下単にインクともいう）１を液滴吐出（インクジェット）法により付与し、前記導体パターン前駆体１０を形成する。
[Conductor pattern precursor forming step]
First, the
本実施形態において、導体パターン形成用インクの吐出は、後述するようなインクジェット装置（液滴吐出装置）１００を用いることにより行うことができる。インクジェット装置１００を用いることにより、インク１を、セラミックス成形体１５（基材Ｓ）上の所望する場所に所望の量、精度良く吐出し、配することができる。
なお、形成した導体パターン前駆体１０について、さらに乾燥処理を施してもよい。乾燥処理は、上記の液滴吐出時におけるセラミックス成形体１５の加熱温度と同様の条件で行うことができる。
In this embodiment, the conductive pattern forming ink can be ejected by using an ink jet apparatus (droplet ejecting apparatus) 100 as described later. By using the
The formed
また、液滴吐出方法によりインク１を付与してから、セラミックス成形体１５を加熱して水等の水系分散媒を蒸発させ、当該加熱後の導体パターン前駆体１０の上に再度インク１を付与する、といった工程を繰り返し行うことで、厚膜の導体パターン前駆体１０を形成してもよい。このような場合、セラミックス成形体１５に一旦付与されたインク１の粘度が上昇することから、インク１がセラミックス成形体１５上に過度に濡れ広がることを防止し、導体パターン前駆体１０の厚さ、線幅等をより精度よく目的のものとすることができる。
このようにして導体パターン前駆体１０を形成したら、同様の工程により、導体パターン前駆体１０を形成したセラミックス成形体１５を必要枚数、例えば１０枚から２０枚程度作製する。
Further, after applying ink 1 by the droplet discharge method, the ceramic molded
After the
［積層工程］
次いで、これらセラミックス成形体１５からＰＥＴフィルムを剥がし、図３（ｂ）に示すようにこれらを積層することにより、積層体１７を得る。
この際に、積層するセラミックス成形体１５については、上下に重ねられるセラミックス成形体１５間で、それぞれの導体パターン前駆体１０が必要に応じてコンタクト前駆体１６を介して接続するように配置する。
その後、セラミックス成形体１５を構成するバインダーのガラス転移点以上に加熱しつつ、各セラミックス成形体１５同士を圧着する。これにより、積層体１７を得る。
[Lamination process]
Next, the PET film is peeled off from these ceramic molded
At this time, the ceramic molded
Thereafter, the
［加熱工程］
このようにして積層体１７を形成したら、例えば、ベルト炉などによって加熱処理（焼結処理）する。これにより、各セラミックス成形体１５は焼結され、図１に示すようにセラミックス基板３１となり、また、導体パターン前駆体１０は、これを構成する銀コロイド粒子が焼結して配線パターンや電極パターンからなる導体パターン（回路）２０となる。そして、このように積層体１７が加熱処理されることで、この積層体１７は図１に示した積層基板３２となる。
[Heating process]
When the laminate 17 is formed in this manner, for example, heat treatment (sintering treatment) is performed by a belt furnace or the like. As a result, each ceramic molded
ところで、近年、配線基板を構成する配線（導体パターン）は、微細化、高密度化の傾向にある。このため、積層体を焼結（加熱）する際に、配線において膨れ（デラミネーション）、空隙（ボイド）等が発生すると、導通抵抗の増大や断線、短絡等が生じ易くなっている。従来の配線基板の製造方法では、このような膨れや空隙の発生を防止することができず、配線基板の信頼性を十分に高めることができないという問題があった。 By the way, in recent years, the wiring (conductor pattern) constituting the wiring board tends to be miniaturized and densified. For this reason, when the laminate is sintered (heated), if the wiring is swollen (delamination), voids (voids), etc., it is easy to cause increase in conduction resistance, disconnection, short circuit, and the like. The conventional method for manufacturing a wiring board cannot prevent the occurrence of such swelling and voids, and has a problem that the reliability of the wiring board cannot be sufficiently improved.
これに対して、本発明では、導体パターン形成用インクとして、含まれる有機物量が１０体積％以上５０体積％以下であり、かつ、加熱工程において、圧力５０ｋＰａ以下の減圧雰囲気下において加熱処理を行う点に特徴を有し、これにより、上記問題を解決し得ることを見出した。すなわち、上述したような有機物量の導体パターン形成用インクを用い、これを含んだ積層体を上述したような減圧雰囲気下で加熱することにより、有機物の突発的な揮発が緩和しつつ、揮発成分の効率的な除去が可能になる。換言すれば、上述したような特徴を有することにより、突発的な揮発に伴う膨れや空隙の発生の防止と、揮発成分の効率的な除去とを、高度に両立することができる。その結果、最終的に形成される配線（導体パターン２０）において、導通抵抗の増大、断線、短絡等の発生が防止され、信頼性の高い配線基板を得ることができる。 On the other hand, in the present invention, as the conductor pattern forming ink, the amount of organic matter contained is 10% by volume or more and 50% by volume or less, and in the heating step, heat treatment is performed in a reduced pressure atmosphere having a pressure of 50 kPa or less. It has the feature in the point, and it discovered that the said problem could be solved by this. That is, by using a conductor pattern forming ink having an organic substance amount as described above and heating the laminate including the ink in a reduced-pressure atmosphere as described above, the sudden volatilization of the organic substance is alleviated while the volatile component is reduced. Can be efficiently removed. In other words, by having the characteristics as described above, it is possible to achieve a high degree of compatibility between prevention of blisters and voids due to sudden volatilization and efficient removal of volatile components. As a result, in the finally formed wiring (conductor pattern 20), an increase in conduction resistance, disconnection, short circuit, and the like are prevented, and a highly reliable wiring board can be obtained.
なお、導体パターン形成用インクに含まれる有機物量が前記下限値を下回ると、導体パターン形成用インクの粘性が低くなり過ぎるため、加熱工程に伴い導体パターン２０にクラックの発生を防止する効果が小さくなる。一方、導体パターン形成用インクに含まれる有機物量が前記上限値を上回ると、有機物の突発的な揮発を抑えることができず、導体パターン２０に膨れや空隙が発生してしまう。また、焼成時には導体パターン２０が大きく収縮するため、導体パターン２０にクラックが発生する。
If the amount of organic matter contained in the conductor pattern forming ink falls below the lower limit, the viscosity of the conductor pattern forming ink becomes too low, so that the effect of preventing the occurrence of cracks in the
また、本発明では、導体パターン形成用インクに含まれる有機物量を１０体積％以上５０体積％以下としているが、１５体積％以上４５体積％以下であるのが好ましく、２０体積％以上４０体積％以下であるのがより好ましい。
減圧雰囲気の圧力が前記上限値を上回ると、有機物の揮発成分の除去効率が著しく低下するとともに、導体パターン形成用インクに含まれる金属粒子が酸化し、導体パターン２０の導通抵抗が増大する。
In the present invention, the amount of organic matter contained in the conductor pattern forming ink is 10% by volume or more and 50% by volume or less, but preferably 15% by volume or more and 45% by volume or less, and more preferably 20% by volume or more and 40% by volume. The following is more preferable.
When the pressure in the reduced-pressure atmosphere exceeds the upper limit, the removal efficiency of organic volatile components is remarkably lowered, and metal particles contained in the conductor pattern forming ink are oxidized, and the conduction resistance of the
なお、本発明では、加圧工程を行う減圧雰囲気の圧力を５０ｋＰａ以下としているが、０．０１ｋＰａ以上３０ｋＰａ以下であるのが好ましく、０．２ｋＰａ以上２０ｋＰａ以下であるのがより好ましい。減圧雰囲気の圧力が前記下限値を下回ると、それ以上の効果が見込めず、場合によっては、有機物の揮発成分が突発的に揮発し易くなり、導体パターン２０に膨れや空隙が発生するおそれがある。
In the present invention, the pressure of the reduced pressure atmosphere in which the pressurizing step is performed is 50 kPa or less, preferably 0.01 kPa or more and 30 kPa or less, and more preferably 0.2 kPa or more and 20 kPa or less. When the pressure in the reduced-pressure atmosphere is lower than the lower limit value, no further effect can be expected, and in some cases, the volatile components of the organic matter are likely to volatilize suddenly, and the
また、上述の有機物とは、導体パターン形成用インクに含まれる有機化合物からなる固形分のことをいい、具体的には、後述するバインダー、乾燥抑制剤、表面張力調整剤等がそれにあたる。
ここで、加熱処理における最大加熱温度は、積層体１７に含まれるガラス材料（ガラス粉末）の軟化点以上とするのが好ましい。これにより、得られる積層体１７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、積層体１７を構成するセラミックス成形体１５と導体パターン前駆体１０との間がより強固に固着するようになる。このような温度で加熱されることにより、積層体１７は低温焼結セラミックス（ＬＴＣＣ）となる。
Moreover, the above-mentioned organic substance means a solid content composed of an organic compound contained in the conductor pattern forming ink, and specifically includes a binder, a drying inhibitor, a surface tension adjusting agent, and the like described later.
Here, the maximum heating temperature in the heat treatment is preferably equal to or higher than the softening point of the glass material (glass powder) included in the
セラミックス成形体１５上に配されたインク１中の金属は、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。
このような加熱処理によって導体パターン２０は、セラミックス基板３１中のコンタクト３３に直接接続させられ、導通させられて形成されたものとなる。ここで、この導体パターン２０が単にセラミックス基板３１上に載っているだけでは、セラミックス基板３１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、本実施形態では、前述したようにセラミックス成形体１５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、導体パターン２０をセラミックス基板３１に対し強固に固着させている。したがって、形成された導体パターン２０は、機械的にも高い強度を有するものとなる。
The metals in the ink 1 disposed on the ceramic molded
By such heat treatment, the
なお、このような加熱処理により、導体パターン２０Ａについても前記導体パターン２０と同時に形成することができ、これによってセラミックス回路基板（配線基板）３０を得ることができる。
加熱処理における最大加熱温度は、具体的には、６００℃以上９００℃以下であるのが好ましく、６５０℃以上８５０℃以下であるのがより好ましい。最大加熱温度を前記範囲内とすることにより、導体パターン２０における膨れや空隙等の発生をより確実に防止しつつ、積層体１７を効率よく均一に焼結させることができる。
By such heat treatment, the
Specifically, the maximum heating temperature in the heat treatment is preferably 600 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, and more preferably 650 ° C. or higher and 850 ° C. or lower. By setting the maximum heating temperature within the above range, it is possible to efficiently and uniformly sinter the
なお、この最大加熱温度における保持時間は、最大加熱温度や積層体１７の熱容量等にもよるが、５分以上３００分以下であるのが好ましく、１０分以上２００分以下であるのがより好ましい。保持時間を前記範囲内とすることにより、導体パターン２０における膨れや空隙等の発生をより確実に防止しつつ、積層体１７を効率よく均一に焼結させることができる。
The holding time at the maximum heating temperature is preferably 5 minutes or more and 300 minutes or less, more preferably 10 minutes or more and 200 minutes or less, although it depends on the maximum heating temperature and the heat capacity of the laminate 17. . By setting the holding time within the above range, it is possible to efficiently and uniformly sinter the
また、加熱処理における平均昇温速度は、０．１℃／分以上２０℃／分以下であるのが好ましく、０．３℃／分以上１０℃／分以下であるのがより好ましい。平均昇温速度を前記範囲内とすることにより、導体パターン前駆体１０の急激な形状変化をより効果的に抑制することができる。その結果、導体パターン前駆体１０（導体パターン２０）にクラック等が入るのをより確実に防止することができる。
In addition, the average rate of temperature increase in the heat treatment is preferably from 0.1 ° C./min to 20 ° C./min, and more preferably from 0.3 ° C./min to 10 ° C./min. By setting the average temperature rising rate within the above range, a sudden shape change of the
以上のような配線基板の製造方法では、導体パターン前駆体１０の加熱に伴い、膨れや空隙等の発生を防止しつつ、有機物が効率よく除去されるため、得られる導体パターン２０は非常に緻密なものとなる。具体的には、本発明により製造されるセラミックス回路基板３０の導体パターン２０では、最密充填構造に近い構造になるよう金属粒子を配置することができる。このため、導体パターン２０の密度は、理論上にとり得る最も高い密度に近くなる。その結果、加熱後に膨れや空隙等の不具合を生じ難くなり、導通抵抗の増大や断線等の発生を確実に防止することができる。
In the method for manufacturing a wiring board as described above, since the organic matter is efficiently removed while preventing the occurrence of swelling and voids with the heating of the
導体パターン２０の空隙率は、好ましくは２６％以上５０％以下とされ、より好ましくは２６％以上４０％以下とされる。このような空隙率の導体パターン２０は、機械的特性、電気的特性に優れたものとなり、このような導体パターン２０を備えたセラミックス回路基板３０は、信頼性の高いものとなる。
なお、導体パターン２０の空隙率は、例えば、アルキメデス法、Ｘ線小角散乱法、水銀圧入法、顕微鏡画像解析法等により測定することができる。
The porosity of the
The porosity of the
《液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置》
次に、上述した配線基板の製造方法に用いる液滴吐出装置（インクジェット装置）について図面を参照しつつ説明する。
図５は、液滴吐出装置（インクジェット装置）の一例を示す斜視図、図６は、液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図である。図５において、Ｘ方向はベース１３０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。
<Droplet discharge head and droplet discharge device>
Next, a droplet discharge device (inkjet device) used in the above-described wiring board manufacturing method will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of a droplet discharge device (inkjet device), and FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a droplet discharge head. In FIG. 5, the X direction is the left-right direction of the
液滴吐出装置（インクジェット装置）１００は、基材Ｓ（セラミックス成形体１５）上に金属粒子が水系分散媒に分散した導体パターン形成用インクを吐出し、導体パターンを形成するための装置である。
液滴吐出装置１００は、図５に示す液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド。以下、単にヘッドと呼ぶ）１１０と、ベース１３０と、テーブル１４０と、制御装置１９０と、テーブル位置決め手段１７０と、ヘッド位置決め手段１８０とを有している。
The droplet discharge device (inkjet device) 100 is a device for discharging a conductor pattern forming ink in which metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium onto a substrate S (ceramic molded body 15) to form a conductor pattern. .
The
ベース１３０は、テーブル１４０、テーブル位置決め手段１７０、およびヘッド位置決め手段１８０等の液滴吐出装置１００の各構成部材を支持する台である。
テーブル１４０は、テーブル位置決め手段１７０を介してベース１３０に設置されている。また、テーブル１４０は、基材Ｓ（本実施形態ではセラミックス成形体１５）を載置するものである。
The
The table 140 is installed on the
また、テーブル１４０の裏面には、ラバーヒーター（図示せず）が配設されている。テーブル１４０上に載置されたセラミックス成形体１５は、その上面全体がラバーヒーターにて所定の温度に加熱されるようになっている。
セラミックス成形体１５に着弾したインク（導体パターン形成用インク）１は、その表面側から水系分散媒の少なくとも一部が蒸発する。このとき、セラミックス成形体１５は加熱されているので、水系分散媒の蒸発が促進される。そして、セラミックス成形体１５に着弾したインク１は、乾燥とともにその表面の外縁から増粘し、つまり、中央部に比べて外周部における固形分（粒子）濃度がより速く飽和濃度に達することから表面の外縁から増粘していく。外縁の増粘したインク１は、セラミックス成形体１５の面方向に沿う自身の濡れ広がりを停止するため、着弾径しいては線幅の制御が容易になる。
A rubber heater (not shown) is disposed on the back surface of the table 140. The ceramic molded
At least part of the aqueous dispersion medium evaporates from the surface side of the ink (conductor pattern forming ink) 1 landed on the ceramic molded
セラミックス成形体１５の加熱温度としては、例えば、４０℃以上１００℃以下で行うのが好ましく、５０℃以上７０℃以下で行うのがより好ましい。このような条件とすることにより、水系分散媒が蒸発した際に、クラックが発生するのをより効果的に防止することができる。
テーブル位置決め手段１７０は、第１移動手段１７１と、モーター１７２とを有している。テーブル位置決め手段１７０は、ベース１３０におけるテーブル１４０の位置を決定し、これにより、ベース１３０におけるセラミックスグリーンシート１５の位置を決定する。
The heating temperature of the ceramic molded
The
第１移動手段１７１は、Ｙ方向と略平行に設けられた２本のレールと、当該レール上を移動する支持台とを有している。第１移動手段１７１の支持台は、モーター１７２を介してテーブル１４０を支持している。そして、支持台がレール上を移動することにより、基材Ｓを載置するテーブル１４０は、Ｙ方向に移動および位置決めされる。
モーター１７２は、テーブル１４０を支持しており、θｚ方向にテーブル１４０を揺動および位置決めする。
The first moving means 171 has two rails provided substantially parallel to the Y direction and a support base that moves on the rails. The support base of the first moving means 171 supports the table 140 via the
The
ヘッド位置決め手段１８０は、第２移動手段１８１と、リニアモーター１８２と、モーター１８３、１８４、１８５とを有している。ヘッド位置決め手段１８０は、ヘッド１１０の位置を決定する。
第２移動手段１８１は、ベース１３０から立設する２本の支持柱と、当該支持柱同士の間に当該支持柱に支持されて設けられ、２本のレールを有するレール台と、レールに沿って移動可能でヘッド１１０を支持する支持部材（図示せず）とを有している。そして、支持部材がレールに沿って移動することにより、ヘッド１１０は、Ｘ方向に移動および位置決めされる。
The
The second moving means 181 is provided with two support pillars standing from the
リニアモーター１８２は、支持部材付近に設けられており、ヘッド１１０のＺ方向の移動および位置決めをすることができる。
モーター１８３、１８４、１８５は、ヘッド１１０を、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決めする。
以上のようなテーブル位置決め手段１７０およびヘッド位置決め手段１８０とにより、インクジェット装置１００は、ヘッド１１０のインク吐出面１１５Ｐと、テーブル１４０上の基材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。
The
By the
図６に示すように、ヘッド１１０は、インクジェット方式（液滴吐出方式）によってインク１をノズル（突出部）１１８から吐出するものである。本実施形態では、ヘッド１１０は、圧電体素子としてのピエゾ素子１１３を用いてインクを吐出させるピエゾ方式を用いている。ピエゾ方式は、インク１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。
As shown in FIG. 6, the
ヘッド１１０は、ヘッド本体１１１と、振動板１１２と、ピエゾ素子１１３とを有している。
ヘッド本体１１１は、本体１１４と、その下端面にノズルプレート１１５とを有している。そして、本体１１４を板状のノズルプレート１１５と振動板１１２とが挟み込むことにより、空間としてのリザーバー１１６およびリザーバー１１６から分岐した複数のインク室１１７が形成されている。
The
The head
リザーバー１１６には、図示せぬインクタンクよりインク１が供給される。リザーバー１１６は、各インク室１１７にインク１を供給するための流路を形成している。
また、ノズルプレート１１５は、本体１１４の下端面に装着されており、インク吐出面１１５Ｐを構成している。このノズルプレート１１５には、インク１を吐出する複数のノズル１１８が、各インク室１１７に対応して開口されている。そして、各インク室１１７から対応するノズル１１８に向かって、インク流路が形成されている。
Ink 1 is supplied to the
The
振動板１１２は、ヘッド本体１１１の上端面に装着されており、各インク室１１７の壁面を構成している。振動板１１２は、ピエゾ素子１１３の振動に応じて振動可能となっている。
ピエゾ素子１１３は、その振動板１１２のヘッド本体１１１と反対側に、各インク室１１７に対応して設けられている。ピエゾ素子１１３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１９１に接続されている。
The
The
そして、駆動回路１９１からピエゾ素子１１３に電気信号を入力すると、ピエゾ素子１１３が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子１１３が収縮変形すると、インク室１１７の圧力が低下して、リザーバー１１６からインク室１１７にインク１が流入する。また、ピエゾ素子１１３が膨張変形すると、インク室１１７の圧力が増加して、ノズル１１８からインク１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１１３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１１３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１１３への印加電圧を制御することにより、インク１の吐出条件を制御し得るようになっている。
When an electric signal is input from the
制御装置１９０は、インクジェット装置１００の各部位を制御する。例えば、駆動回路１９１で生成する印加電圧の波形を調節してインク１の吐出条件を制御したり、テーブル位置決め手段１７０およびヘッド位置決め手段１８０を制御することにより基材Ｓへのインク１の吐出位置を制御する。
以上のようなインクジェット装置１００を用いることにより、インク１を、セラミックス成形体１５（基材Ｓ）上の所望する場所に所望の量、精度良く吐出し、配することができる。
The
By using the
《導体パターン形成用インク》
次に、本発明の配線基板の製造方法に適用される導体パターン形成用インク（インク１）について説明する。
導体パターン形成用インク１は、前述した液滴吐出装置（液滴吐出ヘッド）によって導体パターン前駆体を形成するのに用いるインクである。
なお、本実施形態では、導体パターン形成用インク１として、金属粒子としての銀粒子が水系分散媒に分散した分散液を用いた場合について代表的に説明する。
導体パターン形成用インク１は、金属粒子と、金属粒子が分散する分散媒と、有機物（有機バインダー）とを含んでなるものである。
<Conductor pattern forming ink>
Next, the conductive pattern forming ink (ink 1) applied to the method for manufacturing a wiring board of the present invention will be described.
The conductor pattern forming ink 1 is an ink used to form a conductor pattern precursor by the above-described droplet discharge device (droplet discharge head).
In the present embodiment, a case where a dispersion liquid in which silver particles as metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium is used as the conductor pattern forming ink 1 will be representatively described.
The conductive pattern forming ink 1 includes metal particles, a dispersion medium in which the metal particles are dispersed, and an organic substance (organic binder).
以下、導体パターン形成用インク１の各構成成分について詳細に説明する。
〔水系分散媒〕
本実施形態では、導体パターン形成用インク１として、水系分散媒を含むものを用いる。このように、導体パターン形成用インク１が分散媒として水系分散媒を含むものであることにより、より好適に、セラミックス成形体１５上に吐出された導体パターン形成用インク１から当該分散媒をセラミックス成形体１５中に吸収させることができ、セラミックス成形体１５上に、金属粒子が濃縮された層（導体パターン前駆体１０）をより好適に形成することができる。その結果、形成される導体パターン２０の信頼性をより高いものとすることができる。
Hereinafter, each component of the conductive pattern forming ink 1 will be described in detail.
[Aqueous dispersion medium]
In the present embodiment, the conductive pattern forming ink 1 includes an aqueous dispersion medium. Thus, since the conductive pattern forming ink 1 contains an aqueous dispersion medium as a dispersion medium, the conductive medium is more preferably transferred from the conductive pattern forming ink 1 discharged onto the ceramic molded
なお、本発明において、「水系分散媒」とは、水および／または水との相溶性に優れる液体（例えば、２５℃における水１００ｇに対する溶解度が３０ｇ以上の液体）で構成されたもののことを指す。このように、水系分散媒は、水および／または水との相溶性に優れる液体で構成されたものであるが、主として水で構成されたものであるのが好ましく、特に、水の含有率が７０ｗｔ％以上のものであるのが好ましく、９０ｗｔ％以上のものであるのがより好ましい。これにより、上述した効果がより顕著に発揮される。 In the present invention, the “aqueous dispersion medium” refers to a liquid composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water (for example, a liquid having a solubility in 100 g of water at 25 ° C. of 30 g or more). . As described above, the aqueous dispersion medium is composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water, but is preferably composed mainly of water. It is preferably 70 wt% or more, more preferably 90 wt% or more. Thereby, the effect mentioned above is exhibited more notably.
水系分散媒の具体例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒、ピリジン、ピラジン、ピロール等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、アセトアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等が挙げられ、これらのうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、導体パターン形成用インク３００中における水系分散媒の含有量は、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることが好ましく、２５ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク３００の粘度を好適なものとしつつ、分散媒の揮発による粘度の変化を少ないものとすることができる。
Specific examples of the aqueous dispersion medium include, for example, water, methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropanol and other alcohol solvents, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF) and other ether solvents, pyridine, pyrazine, pyrrole and the like. Aromatic heterocyclic compound solvents, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), nitrile solvents such as acetonitrile, and aldehyde solvents such as acetaldehyde. Of these, one or a combination of two or more can be used.
The content of the aqueous dispersion medium in the conductor pattern forming ink 300 is preferably 20 wt% or more and 80 wt% or less, and more preferably 25 wt% or more and 70 wt% or less. Thereby, while making the viscosity of the ink 300 for conductor pattern formation suitable, the change of the viscosity by volatilization of a dispersion medium can be made small.
〔銀粒子〕
次に、銀粒子（金属粒子）について説明する。
銀粒子は、形成される導体パターン２０の主成分であり、導体パターン２０に導電性を付与する成分である。
また、銀粒子は、導体パターン形成用インク１中において分散している。
[Silver particles]
Next, silver particles (metal particles) will be described.
Silver particles are a main component of the
The silver particles are dispersed in the conductor pattern forming ink 1.
銀粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのが好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク３００の吐出安定性をより高いものとすることができるとともに、微細な導体パターンを容易に形成することができる。なお、本明細書では、「平均粒径」とは、特に断りのない限り、体積基準の平均粒径のことを指すものとする。 The average particle diameter of the silver particles is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 30 nm or less. As a result, the ejection stability of the conductor pattern forming ink 300 can be made higher, and a fine conductor pattern can be easily formed. In the present specification, the “average particle size” means a volume-based average particle size unless otherwise specified.
また、導体パターン形成用インク１中において、銀粒子の平均粒子間距離は、１．７ｎｍ以上３８０ｎｍ以下であるのが好ましく、１．７５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１の粘度をより適度なものとすることができ、吐出安定性に特に優れたものとなる。
また、導体パターン形成用インク１中に含まれる銀粒子（分散剤が表面に吸着していない銀粒子（金属粒子））の含有量は、０．５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であるのが好ましく、１０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン２０の断線をより効果的に防止することができ、より信頼性の高い導体パターン２０を提供することができる。
In the conductor pattern forming ink 1, the average interparticle distance of silver particles is preferably 1.7 nm or more and 380 nm or less, and more preferably 1.75 nm or more and 300 nm or less. Thereby, the viscosity of the ink 1 for forming a conductor pattern can be made more appropriate, and the discharge stability is particularly excellent.
The content of silver particles (silver particles (metal particles) in which the dispersant is not adsorbed on the surface) contained in the conductor pattern forming ink 1 is preferably 0.5 wt% or more and 60 wt% or less, More preferably, it is 10 wt% or more and 45 wt% or less. Thereby, the disconnection of the
また、銀粒子（金属粒子）は、その表面に分散剤が付着した銀コロイド粒子（金属コロイド粒子）として、水系分散媒中に分散していることが好ましい。これにより、銀粒子の水系分散媒への分散性が特に優れたものとなり、導体パターン形成用インク１の吐出安定性が特に優れたものとなる。
分散剤としては、特に限定されないが、ＣＯＯＨ基とＯＨ基とを合わせて３個以上有し、かつ、ＣＯＯＨ基の数がＯＨ基と同じか、それよりも多いヒドロキシ酸またはその塩を含むことが好ましい。これらの分散剤は、銀粒子の表面に吸着してコロイド粒子を形成し、分散剤中に存在するＣＯＯＨ基の電気的反発力によって銀コロイド粒子を水溶液中に均一に分散させてコロイド液を安定化する働きを有する。このように、銀コロイド粒子が安定して導体パターン形成用インク１中に存在することにより、より容易に微細な導体パターン２０を形成することができる。また、導体パターン形成用インク１によって形成されたパターン（前駆体１０）において銀粒子が均一に分布し、クラック、断線等が発生しにくいものとなる。これに対して、分散剤中のＣＯＯＨ基とＯＨ基の数が３個未満であったり、ＣＯＯＨ基の数がＯＨ基の数よりも少ないと、銀コロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
The silver particles (metal particles) are preferably dispersed in an aqueous dispersion medium as silver colloid particles (metal colloid particles) having a dispersant attached to the surface thereof. Thereby, the dispersibility of the silver particles in the aqueous dispersion medium is particularly excellent, and the discharge stability of the conductor pattern forming ink 1 is particularly excellent.
Although it does not specifically limit as a dispersing agent, it has 3 or more of COOH groups and OH groups, and the number of COOH groups is the same as that of OH groups, or contains hydroxy acid or its salt more than it. Is preferred. These dispersants adsorb on the surface of silver particles to form colloidal particles, and the colloidal liquid is stabilized by uniformly dispersing silver colloidal particles in an aqueous solution by the electric repulsive force of COOH groups present in the dispersant. Has the function of As described above, since the silver colloid particles are stably present in the conductor pattern forming ink 1, the
このような分散剤としては、例えば、クエン酸、りんご酸、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、クエン酸三アンモニウム、りんご酸二ナトリウム、タンニン酸、ガロタンニン酸、五倍子タンニン等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、分散剤は、ＣＯＯＨ基とＳＨ基とを合わせて２個以上有するメルカプト酸またはその塩を含んでいてもよい。これらの分散剤は、メルカプト基が銀微粒子の表面に吸着してコロイド粒子を形成し、分散剤中に存在するＣＯＯＨ基の電気的反発力によってコロイド粒子を水溶液中に均一に分散させてコロイド液を安定化する働きを有する。このように、銀コロイド粒子が安定して導体パターン形成用インク１中に存在することにより、より容易に微細な導体パターン２０を形成することができる。また、導体パターン形成用インク１によって形成されたパターン（前駆体１０）において銀粒子が均一に分布し、クラック、断線等が発生しにくいものとなる。これに対して、分散剤中のＣＯＯＨ基とＳＨ基の数が２個未満すなわち片方のみであると、銀コロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
Examples of such a dispersing agent include citric acid, malic acid, trisodium citrate, tripotassium citrate, trilithium citrate, triammonium citrate, disodium malate, tannic acid, gallotannic acid, and pentaploid tannin. Of these, one or a combination of two or more can be used.
Further, the dispersant may contain mercapto acid or a salt thereof having two or more COOH groups and SH groups. In these dispersants, mercapto groups are adsorbed on the surface of silver fine particles to form colloidal particles, and colloidal particles are uniformly dispersed in an aqueous solution by the electric repulsive force of COOH groups present in the dispersant. Has the function of stabilizing As described above, since the silver colloid particles are stably present in the conductor pattern forming ink 1, the
このような分散剤としては、例えば、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、チオジプロピオン酸、メルカプトコハク酸、チオ酢酸、メルカプト酢酸ナトリウム、メルカプトプロピオン酸ナトリウム、チオジプロピオン酸ナトリウム、メルカプトコハク酸二ナトリウム、メルカプト酢酸カリウム、メルカプトプロピオン酸カリウム、チオジプロピオン酸カリウム、メルカプトコハク酸二カリウム等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of such dispersants include mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, thiodipropionic acid, mercaptosuccinic acid, thioacetic acid, sodium mercaptoacetate, sodium mercaptopropionate, sodium thiodipropionate, disodium mercaptosuccinate, Examples include potassium mercaptoacetate, potassium mercaptopropionate, potassium thiodipropionate, dipotassium mercaptosuccinate, and the like, and one or more of these can be used in combination.
導体パターン形成用インク１中における銀コロイド粒子の含有量は、１ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であるのが好ましく、５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。銀コロイド粒子の含有量が前記下限値未満であると、銀の含有量が少なく、導体パターン２０を形成した際、比較的厚い膜を形成する場合に、複数回重ね塗りする必要が生じる。一方、銀コロイド粒子の含有量が前記上限値を超えると、銀の含有量が多くなり、分散性が低下し、これを防ぐためには攪拌の頻度が高くなる。
The content of the silver colloid particles in the conductor pattern forming ink 1 is preferably 1 wt% or more and 60 wt% or less, and more preferably 5 wt% or more and 50 wt% or less. When the content of the silver colloid particles is less than the lower limit, the silver content is small, and when the
〔有機バインダー〕
また、導体パターン形成用インク１は、有機物を含んでおり、この有機物には有機バインダーの他、後述する成分を含んでいる。有機バインダーは、導体パターン形成用インク１を用いて形成された導体パターン前駆体１０において、銀粒子の凝集を防止するものである。すなわち、形成された導体パターン前駆体１０において、有機バインダーは、銀粒子同士の間に存在することで銀粒子同士が凝集して、パターンの一部に亀裂（クラック）が生じることを防止できる。また、焼結時においては、有機バインダーは、分解されて除去されることができ、導体パターン前駆体１０中の銀粒子同士は、結合して導体パターン２０を形成する。
[Organic binder]
The conductor pattern forming ink 1 contains an organic substance, and the organic substance contains components described later in addition to the organic binder. The organic binder prevents aggregation of silver particles in the
また、導体パターン形成用インク１が有機バインダーを含むものであることにより、セラミックス成形体１５に対する導体パターン前駆体１０の密着性を特に優れたものとすることができ、導体パターン前駆体１０を構成する金属粒子の不本意な部位への流れ出しがより確実に防止される。その結果、クラック、断線、短絡等の発生をより効果的に防止し、導体パターン２０をより高い精度で形成することができる。すなわち、最終的に得られる導体パターン２０の信頼性を特に高いものとすることができる。
Further, since the conductor pattern forming ink 1 contains an organic binder, the adhesion of the
有機バインダーとしては、特には限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール＃２００（重量平均分子量２００）、ポリエチレングリコール＃３００（重量平均分子量３００）、ポリエチレングリコール＃４００（平均分子量４００）、ポリエチレングリコール＃６００（重量平均分子量６００）、ポリエチレングリコール＃１０００（重量平均分子量１０００）、ポリエチレングリコール＃１５００（重量平均分子量１５００）、ポリエチレングリコール＃１５４０（重量平均分子量１５４０）、ポリエチレングリコール＃２０００（重量平均分子量２０００）等のポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール＃２００（重量平均分子量：２００）、ポリビニルアルコール＃３００（重量平均分子量：３００）、ポリビニルアルコール＃４００（平均分子量：４００）、ポリビニルアルコール＃６００（重量平均分子量：６００）、ポリビニルアルコール＃１０００（重量平均分子量：１０００）、ポリビニルアルコール＃１５００（重量平均分子量：１５００）、ポリビニルアルコール＃１５４０（重量平均分子量：１５４０）、ポリビニルアルコール＃２０００（重量平均分子量：２０００）等のポリビニルアルコール、ポリグリセリン、ポリグリセリンエステル等のポリグリセリン骨格を有するポリグリセリン化合物が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ポリグリセリンエステルとしては、例えば、ポリグリセリンのモノステアレート、トリステアレート、テトラステアレート、モノオレエート、ペンタオレエート、モノラウレート、モノカプリレート、ポリシノレート、セスキステアレート、デカオレエート、セスキオレエート等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as an organic binder, For example, polyethyleneglycol # 200 (weight average molecular weight 200), polyethyleneglycol # 300 (weight average molecular weight 300), polyethyleneglycol # 400 (average molecular weight 400), polyethyleneglycol # 600 ( Weight average molecular weight 600), polyethylene glycol # 1000 (weight average molecular weight 1000), polyethylene glycol # 1500 (weight average molecular weight 1500), polyethylene glycol # 1540 (weight average molecular weight 1540), polyethylene glycol # 2000 (weight average molecular weight 2000), etc. Polyethylene glycol, polyvinyl alcohol # 200 (weight average molecular weight: 200), polyvinyl alcohol # 300 (weight average molecular weight: 300), polyvinyl alcohol # 400 (average molecular weight: 400), polyvinyl alcohol # 600 (weight average molecular weight: 600), polyvinyl alcohol # 1000 (weight average molecular weight: 1000), polyvinyl alcohol # 1500 (weight average molecular weight: 1500), polyvinyl alcohol # Polyglycerin compounds having a polyglycerin skeleton such as polyvinyl alcohol such as 1540 (weight average molecular weight: 1540), polyvinyl alcohol # 2000 (weight average molecular weight: 2000), polyglycerin, polyglycerin ester, etc. Alternatively, two or more kinds can be used in combination. Examples of polyglycerol esters include polyglycerol monostearate, tristearate, tetrastearate, monooleate, pentaoleate, monolaurate, monocaprylate, polycinnolate, sesquistearate, decaoleate, and sesquioleate. Etc.
この中でも、有機物（有機バインダー）として、ポリグリセリン化合物を用いた場合、以下のような効果が得られる。
ポリグリセリン化合物は、導体パターン形成用インク１を用いて形成された導体パターン前駆体１０を乾燥（脱分散媒）した際に、導体パターン前駆体１０にクラックが発生するのを特に好適に防止することができる。これは、以下のように考えられる。導体パターン形成用インク１中にポリグリセリン化合物が含まれることにより、銀粒子（金属粒子）の間に高分子鎖が存在することとなり、ポリグリセリン化合物が銀粒子同士の距離を適度なものとすることができる。さらに、ポリグリセリン化合物は比較的沸点が高いため、水系分散媒の除去時においては除去されず、銀粒子の周囲に付着する。以上により、水系分散媒除去時において、ポリグリセリン化合物が銀粒子を包み込んだ状態が長く続き、水系分散媒の揮発による急激な体積収縮が避けられるとともに銀の粒成長（凝集）が妨げられる結果、導体パターン前駆体１０中のクラックの発生が抑制されると考えられる。
Among these, when a polyglycerin compound is used as the organic substance (organic binder), the following effects can be obtained.
The polyglycerin compound particularly suitably prevents the
また、ポリグリセリン化合物は、導体パターン２０を形成する際の焼結時において、断線が発生するのをより確実に防止することができる。これは、以下のように考えられる。ポリグリセリン化合物は、減圧雰囲気下において加熱されたとき、突発的に揮発することなく分解され導体パターン２０中から除去される。このため、ポリグリセリン化合物を含む導体パターン２０は、加熱処理に供されても膨れや空隙等を生じることなく、焼結に至る。その結果、導体パターン２０における導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができる。
In addition, the polyglycerin compound can more reliably prevent the occurrence of disconnection during sintering when the
また、このようなポリグリセリン化合物を含むことにより、導体パターン形成用インク１の粘度をより適度なものとすることができ、インクジェットヘッド１１０からの吐出安定性をより効果的に向上させることができる。また、成膜性も向上させることができる。
ポリグリセリン化合物としては、上述した中でも、ポリグリセリンを用いるのが好ましい。ポリグリセリンは、セラミックス成形体１５の温度変化による膨張・収縮への追従性が特に優れるとともに、セラミックス成形体１５の焼結後には、導体パターン２０中からより確実に除去することができる成分である。その結果、ポリグリセリンを含む導体パターン２０は、加熱処理に供されても膨れや空隙等を生じることなく、焼結に至る。その結果、導体パターン２０における導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができ、導体パターン２０の電気的特性をより高いものとすることができる。さらに、ポリグリセリンは、水系分散媒への溶解度も高いので、好適に用いることができる。
Moreover, by including such a polyglycerin compound, the viscosity of the conductor pattern forming ink 1 can be made more appropriate, and the ejection stability from the
Among the above-mentioned polyglycerin compounds, polyglycerin is preferably used. Polyglycerin is particularly excellent in the ability to follow expansion and contraction due to temperature changes of the ceramic molded
有機バインダーは、その重量平均分子量が３００以上３０００以下であるのが好ましく、４００以上１０００以下であるのがより好ましく、４００以上６００以下であるのがさらに好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１を用いて形成されたパターンを乾燥した際に、クラックの発生をより確実に防止することができる。これに対し、有機バインダーの重量平均分子量が前記下限値未満であると、有機バインダーの組成によっては、水系分散媒を除去する際に有機バインダーが分解しやすい傾向があり、クラックの発生を防止する効果が小さくなる。また、有機バインダーの重量平均分子量が前記上限値を超えると、有機バインダーの組成によっては、排除体積効果等により導体パターン形成用インク１中への溶解性、分散性が低下する場合がある。 The organic binder preferably has a weight average molecular weight of 300 or more and 3000 or less, more preferably 400 or more and 1000 or less, and still more preferably 400 or more and 600 or less. Thereby, when the pattern formed using the conductor pattern forming ink 1 is dried, the generation of cracks can be more reliably prevented. On the other hand, when the weight average molecular weight of the organic binder is less than the lower limit, depending on the composition of the organic binder, the organic binder tends to be decomposed when removing the aqueous dispersion medium, thereby preventing the occurrence of cracks. The effect is reduced. If the weight average molecular weight of the organic binder exceeds the above upper limit, depending on the composition of the organic binder, the solubility and dispersibility in the conductive pattern forming ink 1 may be lowered due to the excluded volume effect or the like.
また、導体パターン形成用インク１中に有機バインダーの含有量は、０．１ｗｔ％以上３．５ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．５ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１の吐出安定性を特に優れたものとしつつ、クラック、断線の発生をより効果的に防止することができる。これに対して、有機バインダーの含有量が前記下限値未満であると、有機バインダーの組成によっては、クラックの発生を防止する効果が小さくなる場合がある。また、有機バインダーの含有量が前記上限値を超えると、有機バインダーの組成によっては、導体パターン形成用インク１の粘度を十分に低いものとすることが困難な場合がある。 The content of the organic binder in the conductor pattern forming ink 1 is preferably 0.1 wt% or more and 3.5 wt% or less, more preferably 0.5 wt% or more and 2 wt% or less. This makes it possible to more effectively prevent the occurrence of cracks and disconnections while making the ejection stability of the conductor pattern forming ink 1 particularly excellent. On the other hand, when the content of the organic binder is less than the lower limit, the effect of preventing the occurrence of cracks may be reduced depending on the composition of the organic binder. When the content of the organic binder exceeds the upper limit, it may be difficult to make the viscosity of the conductor pattern forming ink 1 sufficiently low depending on the composition of the organic binder.
〔乾燥抑制剤〕
また、導体パターン形成用インク１は、有機物を含んでおり、この有機物は乾燥抑制剤を含んでいてもよい。
乾燥抑制剤は、導体パターン形成用インク１中の水系分散媒の不本意な揮発を防止するものである。その結果、インクジェット装置の吐出部付近において水系分散媒が揮発することを防止でき、導体パターン形成用インク１の粘度の上昇、乾燥が抑えられる。導体パターン形成用インク１は、このような乾燥抑制剤を含む結果、導体パターン形成用インク１の液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。すなわち、導体パターン形成用インク１の液滴の重量のばらつきが小さいものとなり、目詰まり、飛行曲がり等が少ないものとなる。また、特に、インクジェット装置に導体パターン形成用インク１を充填した後に、長期間（例えば、５日間）運転を行わずにインクジェット装置を待機状態とした場合であっても、導体パターン形成用インク１を、均一な量で、目的とする位置に精度よく吐出することができる。
(Drying inhibitor)
Further, the conductor pattern forming ink 1 contains an organic substance, and this organic substance may contain a drying inhibitor.
The drying inhibitor prevents unintentional volatilization of the aqueous dispersion medium in the conductor pattern forming ink 1. As a result, the aqueous dispersion medium can be prevented from volatilizing in the vicinity of the discharge portion of the ink jet apparatus, and the increase in viscosity and drying of the conductor pattern forming ink 1 can be suppressed. As a result of including such a drying inhibitor, the conductive pattern forming ink 1 has particularly excellent discharge stability of the droplets of the conductive pattern forming ink 1. That is, the variation in the weight of the droplets of the conductor pattern forming ink 1 is small, and clogging, flight bending, and the like are small. In particular, even when the ink jet device is placed in a standby state without being operated for a long time (for example, 5 days) after the ink pattern forming ink 1 is filled in the ink jet device, the conductor pattern forming ink 1 is used. Can be accurately discharged to a target position in a uniform amount.
導体パターン形成用インク１には、乾燥抑制剤が、有機バインダーに対して適切な割合で含まれているのが好ましく、具体的には、有機バインダーの含有量を１としたとき、重量比で０．３以上３以下となる割合で含まれているのが好ましく、０．５以上２以下となる割合で含まれているのがより好ましい。有機バインダーに対する乾燥抑制剤の割合が前記範囲内であれば、導体パターン２０における膨れや空隙等の発生を防止することができる。その結果、導体パターン２０における導通抵抗の増大や断線を確実に防止することができる。
このような乾燥抑制剤としては、下記式（Ｉ）で示される化合物、アルカノールアミン、糖アルコール、多糖類等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、特に、糖アルコールが好ましく用いられる。
The conductor pattern forming ink 1 preferably includes a drying inhibitor in an appropriate ratio with respect to the organic binder. Specifically, when the content of the organic binder is 1, the weight ratio is as follows. It is preferably contained at a ratio of 0.3 or more and 3 or less, and more preferably contained at a ratio of 0.5 or more and 2 or less. When the ratio of the drying inhibitor to the organic binder is within the above range, the occurrence of swelling and voids in the
Examples of such a drying inhibitor include compounds represented by the following formula (I), alkanolamines, sugar alcohols, polysaccharides, and the like, and one or more of them can be used in combination. In particular, sugar alcohol is preferably used.
上記式（Ｉ）で表される化合物は、水素結合性の高い成分である。このため、水との親和性が高く、適度な水分を保持することができ、導体パターン形成用インク１の水系分散媒の不本意な揮発を防止することができる。
また、上記化合物は、比較的燃焼しやすく、導体パターン２０を形成する際には導体パターン形成用インク１内からより容易に除去（酸化分解）することができる。
The compound represented by the above formula (I) is a component having a high hydrogen bonding property. For this reason, it has a high affinity with water, can retain an appropriate amount of water, and can prevent unintentional volatilization of the aqueous dispersion medium of the conductive pattern forming ink 1.
Further, the compound is relatively easily combusted, and can be more easily removed (oxidative decomposition) from the conductor pattern forming ink 1 when the
また、上述したような化合物は、金属粒子（銀粒子）が前述したように表面に分散剤が付着したコロイド粒子である場合、表面の分散剤と水素結合により結合し、金属粒子の分散安定性を向上させる効果を有している。これにより、導体パターン形成用インク１の吐出安定性に優れるとともに、保存安定性にも優れたものとなる。
上述したように、本発明で用いる上記式（Ｉ）で表される化合物中における、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ、水素またはアルキル基であるが、Ｒ、Ｒ’は、ともに水素であるのが好ましい。すなわち、尿素であるのが好ましい。これにより、上述したような保湿性を特に高いものとすることができ、特に優れた吐出安定性を得ることができる。また、金属粒子が上述したようなコロイド粒子として存在する場合に、特に優れた分散安定性を示すものとなる。
In addition, when the metal particles (silver particles) are colloidal particles having a dispersant attached to the surface as described above, the compound as described above is bonded to the surface dispersant by hydrogen bonding, and the dispersion stability of the metal particles. Has the effect of improving. Accordingly, the ejection stability of the conductor pattern forming ink 1 is excellent and the storage stability is also excellent.
As described above, R and R ′ in the compound represented by the above formula (I) used in the present invention are each hydrogen or an alkyl group, but R and R ′ are both hydrogen. preferable. That is, urea is preferable. As a result, the moisture retention as described above can be made particularly high, and particularly excellent ejection stability can be obtained. Further, when the metal particles are present as colloidal particles as described above, particularly excellent dispersion stability is exhibited.
このような上記式（Ｉ）で表される化合物の導体パターン形成用インク１中における含有量は、０．０５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．０８ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下であるのがより好ましく、０．１ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下であるのがさらに好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１の不本意な乾燥をより効率よく防止することができる。その結果、導体パターン形成用インク１の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。 The content of the compound represented by the above formula (I) in the conductive pattern forming ink 1 is preferably 0.05 wt% or more and 2.5 wt% or less, and 0.08 wt% or more and 2.0 wt%. % Or less, more preferably 0.1 wt% or more and 1.0 wt% or less. Thereby, unintentional drying of the conductor pattern forming ink 1 can be prevented more efficiently. As a result, the discharge stability of the conductor pattern forming ink 1 can be made particularly excellent.
アルカノールアミンは、保湿性の高い成分であるとともに、金属粒子が前述したようなコロイド粒子である場合に、コロイド粒子表面の分散剤の官能基を活性化させることができ、金属粒子の分散安定性をより高いものとすることができる。
アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン等各種のものを挙げることができる。
Alkanolamine is a highly moisturizing component, and when the metal particles are colloidal particles as described above, the functional group of the dispersant on the surface of the colloidal particles can be activated, and the dispersion stability of the metal particles Can be higher.
Examples of the alkanolamine include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, and tripropanolamine.
また、アルカノールアミンは、第３級アミンであるのが好ましい。第３級アミンは、アルカノールアミンの中でも、特に保湿性が高く、上記効果をより顕著なものとすることができる。
また、第３級アミンの中でも、取り扱いやすさや、保湿性の高さ等の観点から、特に、トリエタノールアミンを用いるのが好ましい。
The alkanolamine is preferably a tertiary amine. Tertiary amines have particularly high moisture retention among alkanolamines, and can make the above effects more remarkable.
Among tertiary amines, it is particularly preferable to use triethanolamine from the viewpoints of ease of handling, high moisture retention, and the like.
導体パターン形成用インク１中におけるアルカノールアミンの含有量は、０．１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．３ｗｔ％以上１．６ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１の吐出安定性をより効果的に優れたものとすることができる。
糖アルコールは、糖類のアルデヒド基およびケトン基を還元して得られるものである。
The content of alkanolamine in the conductive pattern forming ink 1 is preferably 0.1 wt% or more and 2 wt% or less, and more preferably 0.3 wt% or more and 1.6 wt% or less. Thereby, the discharge stability of the conductor pattern forming ink 1 can be more effectively improved.
Sugar alcohol is obtained by reducing aldehyde groups and ketone groups of sugars.
また、糖アルコールは、高い保湿性を有する化合物である。また、糖アルコールは、分子量あたりの酸素数が多いため、雰囲気が糖アルコールの分解温度に達すると、容易に分解して除去される。このため、導体パターン２０を形成する際には、導体パターン前駆体１０の温度を糖アルコールの分解温度よりも高くすることで、形成される導体パターン２０内から糖アルコールを確実に除去（酸化分解）することができる。また、糖アルコールは、保湿性が高いにも関わらず、減圧雰囲気下で加熱することにより、容易に除去される。このため、導体パターン２０における膨れや空隙等の発生を確実に防止することができる。
Sugar alcohol is a compound having high moisture retention. In addition, since sugar alcohol has a large number of oxygen per molecular weight, it is easily decomposed and removed when the atmosphere reaches the decomposition temperature of sugar alcohol. For this reason, when the
糖アルコールとしては、例えば、トレイトール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、スレイトール、グリトール、タリトール、ガラクチトール、アリトール、アルトリトール、ドルシトール、イディトール、グリセリン（グリセロール）、イノシトール、マルチトール、イソマルチトール、ラクチトール、ツラニトール等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of sugar alcohols include threitol, erythritol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, arabitol, ribitol, xylitol, sorbitol, mannitol, threitol, glycol, tallitol, galactitol, allitol, altritol, dolitol, iditol. Glycerin (glycerol), inositol, maltitol, isomaltitol, lactitol, tranitol and the like, and one or more of these can be used in combination.
上述したような糖アルコールの、導体パターン形成用インク１中における含有量は、０．３ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．５ｗｔ％以上１．５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１の水系分散媒の揮発をより確実に抑制することができ、導体パターン形成用インク１は、より長期にわたって液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。 The content of the sugar alcohol in the conductive pattern forming ink 1 as described above is preferably 0.3 wt% or more and 2.0 wt% or less, and more preferably 0.5 wt% or more and 1.5 wt% or less. More preferred. Thereby, volatilization of the aqueous dispersion medium of the conductor pattern forming ink 1 can be more reliably suppressed, and the conductor pattern forming ink 1 has particularly excellent droplet discharge stability over a longer period of time.
多糖類は、保湿性の高い成分であるとともに、前述したポリグリセリン化合物とともに含むことにより、導体パターン形成用インクを用いて形成される導電パターンにおいて、不本意なクラック、断線等が発生するのを確実に防止することができ、形成される導体パターンの信頼性を高いものとすることができる。また、多糖類は、保湿性が高いにも関わらず、減圧雰囲気下で加熱することにより、容易に除去される。このため、導体パターン２０における膨れや空隙等の発生を確実に防止することができる。
Polysaccharide is a highly moisturizing component, and by containing it together with the polyglycerin compound described above, unintentional cracks, disconnections, etc. occur in the conductive pattern formed using the conductive pattern forming ink. It can prevent reliably and can make the reliability of the conductor pattern formed high. In addition, the polysaccharide is easily removed by heating in a reduced pressure atmosphere despite its high moisture retention. For this reason, it is possible to reliably prevent the occurrence of swelling and voids in the
導体パターン形成用インクは、常温（２５℃）で固体の多糖類を含むのが好ましい。これにより、形成される導体パターンの信頼性を特に優れたものとすることができる。
多糖類の重量平均分子量は、１，０００以上５，０００以下であるが、１，２００以上４，５００以下であるであるのが好ましく、１，５００以上４，０００以下であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
The conductive pattern forming ink preferably contains a polysaccharide that is solid at room temperature (25 ° C.). Thereby, the reliability of the conductor pattern formed can be made especially excellent.
The weight average molecular weight of the polysaccharide is from 1,000 to 5,000, preferably from 1,200 to 4,500, more preferably from 1,500 to 4,000. . Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.
多糖類としては、例えば、セルロース、グアーガム、デンプン（アミロース、アミロペクチン）、プルラン、デキストリン、フルクタン、グルコマンナン、アガロース、アガロペクチン、カラギーナン、キチン、キトサン、ペクチン、アルギン酸、ヒアルロン酸、マルトデキストリン、またはこれらの誘導体（例えば、カルボニル基が還元された多糖類等）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the polysaccharide include cellulose, guar gum, starch (amylose, amylopectin), pullulan, dextrin, fructan, glucomannan, agarose, agaropectin, carrageenan, chitin, chitosan, pectin, alginic acid, hyaluronic acid, maltodextrin, or these Derivatives (for example, polysaccharides in which a carbonyl group is reduced) and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.
導体パターン形成用インクは、上記の中でも、常温（２５℃）で固体のマルトデキストリンを含むのが好ましい。これにより、液滴の吐出安定性、形成される導体パターンの信頼性を特に優れたものとすることができる。
また、導体パターン形成用インクは、多糖類として、カルボニル基が還元された多糖類を含むのが好ましい。これにより、液滴の吐出安定性、形成される導体パターンの信頼性を特に優れたものとすることができる。
Among the above, the conductive pattern forming ink preferably contains a solid maltodextrin at room temperature (25 ° C.). Thereby, the discharge stability of the droplet and the reliability of the formed conductor pattern can be made particularly excellent.
In addition, the conductor pattern forming ink preferably contains a polysaccharide having a carbonyl group reduced as the polysaccharide. Thereby, the discharge stability of the droplet and the reliability of the formed conductor pattern can be made particularly excellent.
上述したような多糖類の、導体パターン形成用インク１中における含有量は、０．１ｗｔ％以上２．８ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．２ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１の水系分散媒の揮発をより確実に抑制することができ、導体パターン形成用インク１は、より長期にわたって液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。 The content of the polysaccharide as described above in the conductive pattern forming ink 1 is preferably 0.1 wt% or more and 2.8 wt% or less, more preferably 0.2 wt% or more and 1 wt% or less. . Thereby, volatilization of the aqueous dispersion medium of the conductor pattern forming ink 1 can be more reliably suppressed, and the conductor pattern forming ink 1 has particularly excellent droplet discharge stability over a longer period of time.
〔表面張力調整剤〕
また、導体パターン形成用インク１は、有機物を含んでおり、この有機物は表面張力調整剤を含んでいてもよい。
表面張力調整剤は、導体パターン形成用インク１とセラミックス成形体１５との接触角を所定の角度に調整する機能を有している。
[Surface tension modifier]
The conductor pattern forming ink 1 contains an organic substance, and the organic substance may contain a surface tension adjusting agent.
The surface tension adjusting agent has a function of adjusting the contact angle between the conductor pattern forming ink 1 and the ceramic molded
表面張力調整剤としては、各種界面活性剤を用いることができ、１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、アセチレングリコール系化合物およびアルコキシル化グリセライドの少なくとも一方を含むことが好ましい。
アセチレングリコール系化合物およびアルコキシル化グリセライドは、少ない添加量で、導体パターン形成用インク１とセラミックス成形体１５との接触角を所定の範囲に調整することができる。このように、導体パターン形成用インク１とセラミックス成形体１５との接触角を所定の範囲に調整することにより、より微細な導体パターン２０を形成することができる。また、吐出した液滴内に気泡が混入した場合であっても、速やかに気泡を除去することができる。その結果、形成される導体パターン２０でのクラック、断線の発生をより効果的に防止することができる。また、アセチレングリコール系化合物およびアルコキシル化グリセライドは、減圧雰囲気下で加熱することにより、容易に除去される。このため、導体パターン２０における膨れや空隙等の発生を確実に防止することができる。
As the surface tension adjusting agent, various surfactants can be used, and one or a combination of two or more types can be used. It is preferable that at least one of an acetylene glycol compound and an alkoxylated glyceride is included.
The contact angle between the conductive pattern forming ink 1 and the ceramic molded
アセチレングリコール系化合物としては、例えば、サーフィノール１０４シリーズ（１０４Ｅ、１０４Ｈ、１０４ＰＧ−５０、１０４ＰＡ等）、サーフィノール４００シリーズ（４２０、４６５、４８５等）、オルフィンシリーズ（ＥＸＰ４０３６、ＥＸＰ４００１、Ｅ１０１０等）（「サーフィノール」および「オルフィン」は、日信化学工業株式会社の商品名）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of acetylene glycol compounds include Surfynol 104 series (104E, 104H, 104PG-50, 104PA, etc.), Surfynol 400 series (420, 465, 485, etc.), Olphine series (EXP4036, EXP4001, E1010, etc.). ("Surfinol" and "Orphine" are trade names of Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) and the like, and one or more of these can be used in combination.
また、導体パターン形成用インク１中には、ＨＬＢ値が異なる２種以上のアセチレングリコール系化合物を含んでいるのが好ましい。導体パターン形成用インク１とセラミックス成形体１５との接触角を所定の範囲により容易に調整することができる。
特に、導体パターン形成用インク１中に含まれる２種以上のアセチレングリコール系化合物のうち、最もＨＬＢ値が高いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値と、最もＨＬＢ値が低いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値との差が、４以上１２以下であるのが好ましく、５以上１０以下であるのがより好ましい。これにより、より少ないアセチレングリコール系化合物の添加量で、導体パターン形成用インク１とセラミックス成形体１５との接触角を所定の範囲により容易に調整することができる。
The conductive pattern forming ink 1 preferably contains two or more acetylene glycol compounds having different HLB values. The contact angle between the conductor pattern forming ink 1 and the ceramic molded
In particular, among the two or more acetylene glycol compounds contained in the conductive pattern forming ink 1, the HLB value of the acetylene glycol compound having the highest HLB value and the HLB value of the acetylene glycol compound having the lowest HLB value The difference is preferably 4 or more and 12 or less, and more preferably 5 or more and 10 or less. As a result, the contact angle between the conductor pattern forming ink 1 and the ceramic molded
導体パターン形成用インク１中に２種以上のアセチレングリコール系化合物を含むものを用いる場合、最もＨＬＢ値の高いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値は、８以上１６以下であるのが好ましく、９以上１４以下であるのがより好ましい。
また、導体パターン形成用インク１中に２種以上のアセチレングリコール系化合物を含むものを用いる場合、最もＨＬＢ値の低いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値は、２以上７以下であるのが好ましく、３以上５以下であるのがより好ましい。
When the conductive pattern forming ink 1 contains two or more acetylene glycol compounds, the HLB value of the acetylene glycol compound having the highest HLB value is preferably 8 or more and 16 or less, and 9 or 14 The following is more preferable.
Moreover, when using what contains 2 or more types of acetylene glycol type compounds in the ink 1 for conductor pattern formation, it is preferable that the HLB value of the acetylene glycol type compound with the lowest HLB value is 2-7. More preferably, it is 5 or less.
一方、アルコキシル化グリセライドとしては、例えば、エマノーン１１１２、エマノーン３２０１ＭＨ−Ｖ、エマノーン３１９９Ｖ、エマノーン４１１０、エマノーン３２９９ＲＶ（「エマノーン」は、花王株式会社の商品名）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
導体パターン形成用インク１中に含まれる表面張力調整剤の含有量は、０．００１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．０１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク１とセラミックス成形体１５との接触角をより効果的に所定の範囲に調整することができる。
On the other hand, examples of the alkoxylated glyceride include Emanon 1112, Emanon 3201MH-V, Emanon 3199V, Emanon 4110, Emanon 3299RV (“Emanon” is a trade name of Kao Corporation), and the like. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
The content of the surface tension adjusting agent contained in the conductor pattern forming ink 1 is preferably 0.001 wt% or more and 1 wt% or less, and more preferably 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less. As a result, the contact angle between the conductor pattern forming ink 1 and the ceramic molded
〔その他の成分〕
なお、導体パターン形成用インク１の構成成分は、上記成分に限定されず、上記以外の成分を含んでいてもよい。
このような成分としては、例えば、チオ尿素等が挙げられる。
また、導体パターン形成用インク１の粘度は、特に限定されないが、２．０ｍＰａ・ｓ以上１２．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、５．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。これにより、液滴の吐出安定性を優れたものとすることができるとともに、セラミックス成形体１５に着弾した導体パターン形成用インク１の不本意な濡れ広がりをより確実に防止することができ、微細な線幅の導体パターン前駆体１０を形成することができる。
[Other ingredients]
The constituent components of the conductor pattern forming ink 1 are not limited to the above components, and may include components other than those described above.
Examples of such components include thiourea.
The viscosity of the conductive pattern forming ink 1 is not particularly limited, but is preferably 2.0 mPa · s or more and 12.0 mPa · s or less, and preferably 5.0 mPa · s or more and 10.0 mPa · s or less. Is more preferable. As a result, the droplet ejection stability can be improved, and the unintentional wetting and spreading of the conductor pattern forming ink 1 that has landed on the ceramic molded
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の配線基板の製造方法は、任意の目的の工程が１または２以上追加されてもよい。
また、前述した実施形態では、金属粒子を溶媒に分散してなる分散液として、コロイド液を用いる場合について説明したが、コロイド液でなくてもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.
For example, in the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, one or two or more optional steps may be added.
In the embodiment described above, the case where the colloid liquid is used as the dispersion liquid in which the metal particles are dispersed in the solvent has been described. However, the colloid liquid may not be used.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
［１］導体パターン形成用インクの調製
１０Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を３ｍＬ添加してアルカリ性にした水５０ｍＬに、クエン酸３ナトリウム２水和物１７ｇ、タンニン酸０．３６ｇを溶解した。得られた溶液に対して３．８７ｍｏｌ／Ｌ硝酸銀水溶液３ｍＬを添加し、２時間攪拌を行い銀コロイド液を得た。得られた銀コロイド液に対し、導電率が３０μＳ／ｃｍ以下になるまで透析することで脱塩を行った。透析後、３０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離を行うことで、粗大金属コロイド粒子を除去した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[1] Preparation of conductor pattern forming ink 17 g of trisodium citrate dihydrate and 0.36 g of tannic acid were dissolved in 50 mL of water made alkaline by adding 3 mL of 10N-NaOH aqueous solution. To the obtained solution, 3 mL of 3.87 mol / L silver nitrate aqueous solution was added and stirred for 2 hours to obtain a silver colloid solution. The obtained silver colloid solution was desalted by dialysis until the electrical conductivity was 30 μS / cm or less. After dialysis, the coarse metal colloid particles were removed by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes.
この銀コロイド液に、乾燥抑制剤としてのトリエタノールアミンと、尿素と、キシリトールと、有機バインダーとしてのポリグリセリンと、表面張力調整剤としてのサーフィノール１０４ＰＧ−５０（日信化学工業社製）およびオルフィンＥＸＰ４０３６（日信化学工業社製）とを添加し、さらに濃度調整用のイオン交換水を添加することにより、表１に示すような導体パターン形成用インクを得た。 In this silver colloid liquid, triethanolamine as a drying inhibitor, urea, xylitol, polyglycerin as an organic binder, Surfynol 104PG-50 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) as a surface tension adjusting agent, and Orfin EXP4036 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and ion exchange water for concentration adjustment was further added to obtain a conductor pattern forming ink as shown in Table 1.
［２］配線基板の製造
（実施例１）
［セラミックスグリーンシート（セラミックス成形体）形成工程］
まず、以下のようにしてセラミックスグリーンシート（セラミックス成形体）を用意した。
[2] Production of wiring board (Example 1)
[Ceramic green sheet (ceramic molded body) formation process]
First, a ceramic green sheet (ceramic molded body) was prepared as follows.
平均粒径が１〜２μｍ程度のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と酸化チタン（ＴｉＯ２）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１：１の重量比で混合し、バインダー（結合剤）としてポリビニルブチラール、可塑剤としてジブチルフタレートを加え、混合・撹拌することにより得たスラリーを、ドクターブレードでＰＥＴフィルム上にシート状に形成したものをセラミックスグリーンシートとし、１辺の長さを２００ｍｍとする正方形状に裁断したものを使用した。 1 ceramic powder composed of alumina (Al 2 O 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ) having an average particle diameter of about 1 to 2 μm, and glass powder composed of borosilicate glass and the like having an average particle diameter of about 1 to 2 μm. : A mixture obtained by mixing at a weight ratio of 1 and adding polyvinyl butyral as a binder (binder) and dibutyl phthalate as a plasticizer, mixing and stirring, and forming a slurry on a PET film with a doctor blade Was used as a ceramic green sheet and cut into a square shape with a side length of 200 mm.
［導体パターン前駆体形成工程］
上記のようにして得られた導体パターン形成用インクを、それぞれ図５、６に示すようなインクジェット装置に投入した。
まず、上記導体パターン形成用インクを搭載した上記インクジェット装置を用いて描画を行い、インクが安定して吐出されることを確認した。
[Conductor pattern precursor forming step]
The ink for forming a conductor pattern obtained as described above was put into an ink jet apparatus as shown in FIGS.
First, drawing was performed using the above-described inkjet device equipped with the above-described conductor pattern forming ink, and it was confirmed that the ink was stably ejected.
次に、上記セラミックスグリーンシートを６０℃に昇温保持した。各吐出ノズルからそれぞれ１滴当り１５ｎｇの液滴を順次吐出し、線幅が５０μｍ、厚み１５μｍ、長さが１０．０ｃｍのライン（導体パターン前駆体）を２０本描画した。そして、このラインが形成されたセラミックスグリーンシートを乾燥炉に入れ、６０℃で３０分間加熱して乾燥した。
上記のようにして、ラインが形成されたセラミックスグリーンシートを第１のセラミックスグリーンシートとした。
Next, the ceramic green sheet was heated to 60 ° C. and held. Drops of 15 ng per droplet were sequentially discharged from each discharge nozzle, and 20 lines (conductor pattern precursor) having a line width of 50 μm, a thickness of 15 μm, and a length of 10.0 cm were drawn. And the ceramic green sheet in which this line was formed was put into the drying furnace, and it heated and dried at 60 degreeC for 30 minutes.
The ceramic green sheet on which the line was formed as described above was used as the first ceramic green sheet.
次に、別のセラミックスグリーンシートに上記の金属配線の両端位置に機械式パンチ等によって孔開けを行うことで計４０箇所に直径１００μｍのスルーホールを形成し、得られた各実施例および各比較例の導体パターン形成用インクを充填することでコンタクト（ビア）を形成した。さらに、このコンタクト（ビア）上に２ｍｍ角のパターンを、得られた各実施例および各比較例の導体パターン形成用インクを用いて上記液滴吐出装置を用いて端子部を形成した。
この端子部が形成されたセラミックスグリーンシートを第２のセラミックスグリーンシートとした。
Next, through holes having a diameter of 100 μm were formed in a total of 40 locations by punching the other ceramic green sheets with mechanical punches or the like at both end positions of the above metal wiring. A contact (via) was formed by filling the ink for forming a conductor pattern in the example. Further, a 2 mm square pattern was formed on the contact (via), and the terminal portion was formed using the above-described droplet discharge device using the conductive pattern forming inks of the respective Examples and Comparative Examples.
The ceramic green sheet on which this terminal portion was formed was used as the second ceramic green sheet.
［積層工程］
次に、第２のセラミックスグリーンシートの下に第１のセラミックスグリーンシートを積層し、さらに無加工のセラミックスグリーンシートを補強層として２枚積層し、生の積層体を得た。この生の積層体を２０ブロック作成した。
次に、生の積層体を、９５℃の温度において、２５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０分間プレスした。
[Lamination process]
Next, the first ceramic green sheet was laminated under the second ceramic green sheet, and two unprocessed ceramic green sheets were laminated as reinforcing layers to obtain a raw laminate. 20 blocks of this raw laminate were made.
The raw laminate was then pressed for 30 minutes at a temperature of 95 ° C. and a pressure of 250 kg / cm 2 .
［加熱工程］
その後、圧力１ｋＰａの減圧雰囲気中において、平均昇温速度５℃／分で８９０℃まで昇温した。その後、８９０℃で３０分間保持した後、冷却して、セラミックス回路基板（配線基板）を得た。
（実施例２〜６）
導体パターン形成用インクにおける有機物の含有量を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にしてセラミックス回路基板（配線基板）を製造した。
[Heating process]
Thereafter, the temperature was increased to 890 ° C. at an average temperature increase rate of 5 ° C./min in a reduced pressure atmosphere having a pressure of 1 kPa. Then, after hold | maintaining for 30 minutes at 890 degreeC, it cooled and obtained the ceramic circuit board (wiring board).
(Examples 2 to 6)
A ceramic circuit board (wiring board) was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the organic content in the conductive pattern forming ink was changed as shown in Table 1.
（比較例１〜４）
導体パターン形成用インクにおける有機物の含有量を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にしてセラミックス回路基板（配線基板）を製造した。
（実施例７〜１３）
加熱処理における減圧雰囲気の圧力を表２に示すように変更した以外は、前記実施例３と同様にしてセラミックス回路基板（配線基板）を製造した。
(Comparative Examples 1-4)
A ceramic circuit board (wiring board) was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the organic content in the conductive pattern forming ink was changed as shown in Table 1.
(Examples 7 to 13)
A ceramic circuit board (wiring board) was manufactured in the same manner as in Example 3 except that the pressure in the reduced-pressure atmosphere in the heat treatment was changed as shown in Table 2.
（比較例５、６）
加熱処理における減圧雰囲気の圧力を表２に示すように変更した以外は、前記実施例３と同様にしてセラミックス回路基板（配線基板）を製造した。
（実施例１４〜２３）
導体パターン形成用インクの組成および加熱処理における条件を表３に示すように変更した以外は、前記実施例３と同様にしてセラミックス回路基板（配線基板）を製造した。
(Comparative Examples 5 and 6)
A ceramic circuit board (wiring board) was manufactured in the same manner as in Example 3 except that the pressure in the reduced-pressure atmosphere in the heat treatment was changed as shown in Table 2.
(Examples 14 to 23)
A ceramic circuit board (wiring board) was produced in the same manner as in Example 3 except that the composition of the conductor pattern forming ink and the heat treatment conditions were changed as shown in Table 3.
［３］空隙率の評価
各実施例および各比較例で得られたセラミックス回路基板中の導体パターンを切断し、断面を電子顕微鏡で観察した。そして、観察像における銀粒子の面積および空隙の面積をそれぞれ求め、空隙の面積占有率を空隙率として算出した。
この結果を表１〜３に示した。
表１〜３に示すように、本発明の製造方法で得られた配線基板では、導体パターンの空隙率が比較的低いことが認められた。特に、インク中の有機物量と、加熱処理における減圧雰囲気の圧力とが、空隙率に大きな影響を及ぼし、これらを最適化することで低空隙率の導体パターンが得られることが明らかとなった。
[3] Evaluation of porosity The conductor pattern in the ceramic circuit board obtained in each Example and each Comparative Example was cut, and the cross section was observed with an electron microscope. And the area of the silver particle and the area of a space | gap in an observation image were calculated | required, respectively, and the area occupation rate of the space | gap was computed as a porosity.
The results are shown in Tables 1-3.
As shown in Tables 1 to 3, it was recognized that the wiring substrate obtained by the manufacturing method of the present invention had a relatively low porosity of the conductor pattern. In particular, it has been clarified that the amount of organic matter in the ink and the pressure in the reduced-pressure atmosphere in the heat treatment have a great influence on the porosity, and a conductor pattern with a low porosity can be obtained by optimizing these.
［４］信頼性の評価
各実施例および比較例で得られたセラミックス回路基板について、２０本の導体パターン上に形成された端子部間にテスタをあて、導通の有無を確認し、下記評価基準により配線基板の信頼性を評価した。なお、導通率とは、導通できた良品の数を総数で除して得られる数値を示す。
[4] Evaluation of reliability For the ceramic circuit boards obtained in each of the examples and comparative examples, a tester was applied between the terminal portions formed on the 20 conductor patterns to confirm the presence or absence of conduction, and the following evaluation criteria Thus, the reliability of the wiring board was evaluated. The conductivity is a numerical value obtained by dividing the number of good products that can be conducted by the total number.
Ａ：２０ブロック全てにおいて導通率が１００％であった。
Ｂ：２０ブロック中導通率が１００％を含み、他は９８％以上であった。（実用可。）
Ｃ：２０ブロック中導通率が１００％を含み、他は９５％以上であった。（実用可。）
Ｄ：２０ブロック中導通率が１００％を含み、９３％以上９５％未満が含まれていた。（実用不可。）
Ｅ：２０ブロック中導通率が１００％を含み、９０％以上９３％未満が含まれていた。（実用不可。）
Ｆ：２０ブロック全てにおいて導通率が１００％未満であった。（実用不可。）
A: The conductivity was 100% in all 20 blocks.
B: The conductivity in 20 blocks included 100%, and the others were 98% or more. (Practical acceptable.)
C: The conductivity in 20 blocks included 100%, and the others were 95% or more. (Practical acceptable.)
D: The conductivity in 20 blocks included 100% and was 93% or more and less than 95%. (Not practical.)
E: The conductivity in 20 blocks included 100%, and 90% or more and less than 93% were included. (Not practical.)
F: The conductivity was less than 100% in all 20 blocks. (Not practical.)
この結果を、表１〜３に合わせて示した。
表１〜３に示すように、本発明の製造方法で得られた配線基板（実施例）は、いずれも導通率が高く、信頼性の高いものであった。また、本発明の製造方法は、比較的短時間で効率よく信頼性の高い配線基板を得られるものであった。これに対して、比較例では、満足な結果が得られなかった。
The results are shown in Tables 1 to 3.
As shown in Tables 1 to 3, all of the wiring boards (Examples) obtained by the production method of the present invention had high conductivity and high reliability. In addition, the manufacturing method of the present invention can obtain a highly reliable wiring board efficiently in a relatively short time. On the other hand, in the comparative example, a satisfactory result was not obtained.
１…導体パターン形成用インク（インク） １０…導体パターン前駆体（前駆体） １５…セラミックス成形体（セラミックスグリーンシート） １６…コンタクト前駆体 １７…積層体 ２０、２０Ａ…導体パターン（回路） ２１…パッド ２２…配線 ３０…セラミックス回路基板（配線基板） ３１…セラミックス基板 ３２…積層基板 ３３…コンタクト １００…インクジェット装置（液滴吐出装置） １１０…インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド、ヘッド） １１１…ヘッド本体 １１２…振動板 １１３…ピエゾ素子 １１４…本体 １１５…ノズルプレート １１５Ｐ…インク吐出面 １１６…リザーバー １１７…インク室 １１８…ノズル（突出部） １３０…ベース １４０…テーブル １７０…テーブル位置決め手段 １７１…第１移動手段 １７２…モーター １８０…ヘッド位置決め手段 １８１…第２移動手段 １８２…リニアモーター １８３、１８４、１８５…モーター １９０…制御装置 １９１…駆動回路 Ｓ…基材 ３００…導体パターン形成用インク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductor pattern formation ink (ink) 10 ... Conductor pattern precursor (precursor) 15 ... Ceramic molded body (ceramic green sheet) 16 ...
Claims (9)
前記セラミックス成形体上に、液滴吐出法により、金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒と有機物とを含む導体パターン形成用インクを吐出し、導体パターン前駆体を形成する導体パターン前駆体形成工程と、
前記導体パターン前駆体を形成した複数のセラミックス成形体を積層し、積層体を得る積層工程と、
前記積層体を加熱する加熱工程と、を有し、
前記導体パターン形成用インク中の前記有機物量は、１０体積％以上５０体積％以下であり、
前記加熱工程では、圧力５０ｋＰａ以下の減圧雰囲気下において加熱処理を行うことを特徴とする配線基板の製造方法。 A ceramic molded body forming step of forming a plurality of ceramic molded bodies made of a material including a ceramic material, glass powder, and a binder;
Conductor pattern precursor formation is performed by discharging a conductive pattern precursor including metal particles, a dispersion medium in which the metal particles are dispersed, and an organic substance by a droplet discharge method onto the ceramic molded body. Process,
Laminating a plurality of ceramic molded bodies on which the conductor pattern precursor is formed, and a laminating step for obtaining a laminated body,
A heating step of heating the laminate,
The amount of the organic substance in the conductor pattern forming ink is 10% by volume or more and 50% by volume or less,
In the heating step, a heat treatment is performed in a reduced pressure atmosphere having a pressure of 50 kPa or less.
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