JP2003192454A

JP2003192454A - シート部材の製造方法

Info

Publication number: JP2003192454A
Application number: JP2001274217A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sakamoto; 進阪本; Masayuki Hiroshima; 政幸廣嶋; Shigeo Mori; 繁夫森; Eiji Naraki; 英二楢木; Koichi Sato; 康一佐藤; Hirotoshi Takechi; 洋利武市
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Electronics Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Electronics Ltd
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】パターン設計の自由度が高く、複数の材料から
成る膜状体を容易に製造でき、必要な設備が簡単で製造
中のシートの取扱いが容易なシート部材の製造方法を提
供する。【解決手段】厚膜誘電体ペーストおよび厚膜導体ペース
トの焼結温度よりも高い融点を有する剥離層２８で構成
された膜形成面に誘電体印刷層４２および導体印刷層４
４が所定パターンで形成された後、それらの焼結させら
れる温度で加熱処理が施されることにより、厚膜シート
が生成される。そのため、その加熱処理温度では焼結さ
せられない剥離層２８は樹脂が焼失させられることによ
り高融点粒子のみが並ぶ粒子層５８となることから、生
成された厚膜は基板２２に固着されないため、その表面
２４から容易に剥離することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に固定されて
いないシート状の厚膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、１乃至複数種類の適宜の無機材
料や金属材料等で構成され且つ適宜の形状を備えた数
(μm)〜数(mm)程度の厚さ寸法のシート部材が知られて
いる。このようなシート部材は、例えば、無機材料にお
いては、セラミック生シートにレーザ、パンチング・プ
レス、ウォータ／サンド・ブラスト等で穴開け加工やパ
ターン加工等を施して焼成するか、焼成済のセラミック
・シートにレーザやサンド・ブラスト等で穴開け加工や
パターン加工等を施して製造される。また、金属材料に
おいては、金属シートを化学エッチングする方法、電鋳
により形成した膜を電型から剥離する方法、プレスによ
る方法等でシート部材が製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、製造可能な厚み寸法、大きさや形状等
が制限され、複数の材料から成るシート部材を製造しよ
うとすると単一材料で形状を作製して追加工を施す必要
があり、更に、大掛かりな設備が必要となる問題があっ
た。しかも、何れの方法による場合でも、大面積で厚み
寸法が薄くなるほど製造中におけるシート部材の取扱い
が困難になる問題があった。例えば、セラミック・シー
トをレーザ加工する方法では、レーザ加工機が高価な
上、材料によっては変質することもあって加工面品質に
制限があり、加工時間が長時間になる。また、金属薄板
を化学エッチングする方法では、大面積になると変形や
しわ等が生じ易く、しかも、表面に凹凸を設けようとす
る場合には工程が複雑で品質が変動し易いハーフ・エッ
チングを施す必要がある。更に、シート部材を電極とし
て利用する場合には異電極毎に分割する必要があるた
め、部品点数が著しく多くなって取扱いが煩雑になる問
題もある。

【０００４】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、パターン設計の自由度が
高く、複数の材料から成る膜状体を容易に製造でき、必
要な設備が簡単で製造中のシートの取扱いが容易なシー
ト部材の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明のシート部材の製造方法の要旨とするところ
は、(a)所定の第１温度よりも高い融点を有する粒子が
樹脂で結合されて成る高融点粒子層で構成された膜形成
面を有する支持体を用意する支持体準備工程と、(b)前
記第１温度で焼結させられる厚膜材料の構成粒子が樹脂
で結合されて成るペースト膜を前記膜形成面に所定パタ
ーンで形成するペースト膜形成工程と、(c)前記ペース
ト膜を設けた前記支持体を前記第１温度で加熱処理する
ことにより前記高融点粒子層を焼結させないでそのペー
スト膜を焼結させて、そのペースト膜から厚膜を生成す
る焼成工程とを、含むことにある。

【０００６】

【発明の効果】このようにすれば、厚膜材料の焼結温度
(第１温度)よりも高い融点を有する高融点粒子層で構成
された膜形成面に厚膜材料のペースト膜が所定パターン
で形成された後、その厚膜材料の焼結させられる第１温
度で加熱処理が施されることにより、厚膜すなわちシー
ト部材が生成される。そのため、その加熱処理温度では
焼結させられない高融点粒子層は、樹脂が焼失させられ
ることにより高融点粒子のみが並ぶ層となることから、
生成された厚膜は支持体に固着されないため、その膜形
成面から容易に剥離することができる。このとき、厚膜
材料のペースト膜は、材料や用途に応じた適宜の方法を
用いることにより、簡便な設備を用いて比較的自由なパ
ターンで膜形成面に形成することが可能である。しか
も、加熱処理により焼結させられるまでは膜形成面に塗
布されることにより一時的に固着された状態で取り扱わ
れることから、取扱いが容易である。したがって、シー
ト部材のパターン設計の自由度が高く、必要な設備が簡
単で製造中のシートの取扱いが容易になる。

【０００７】なお、上記のように高融点粒子のみが並ぶ
層の上で焼結させられる厚膜は、通常の厚膜形成とは異
なり、その収縮時に何ら形成面に拘束されない。そのた
め、形成面との間の収縮抵抗に起因する反りや変形等が
抑制され、延いてはそれら反りや変形に伴う亀裂の発生
等も解消される。したがって、例えば、基板上に厚膜パ
ターンを形成する場合にたとえ厚膜の焼成収縮率が小さ
く寸法変化が大きくても、別途製造した上記のシート部
材をその基板上に固着することにより変形や亀裂等の無
い厚膜を容易に形成でき、反りに起因する基板からの剥
離等も生じない利点がある。すなわち、本発明のシート
部材は、独立した厚膜部材として用いる他、基板上に形
成される従来の厚膜と同様な用途にも用い得る。例え
ば、図１２に示すような格子状のパターン１０６を基板
上に設ける場合には、従来の厚膜基板では格子のクロス
ポイント１０８における亀裂１１０を防止するために収
縮率の大きい多孔質材料を用いざるを得なかったが、本
発明によれば、上記のように収縮に起因する亀裂の問題
がないため緻密な材料を用い得る利点がある。なお、多
孔質材料が用いられると、真空空間内等に設けられる厚
膜ではその気孔に吸着されたガスが後工程の加熱処理時
等に発生するアウトガスの問題がある。

【０００８】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記支持体準備
工程は、所定の基板の表面に前記高融点粒子層を形成す
るものである。このようにすれば、ペースト膜が基板上
に形成されることから、加熱処理後にも支持体の形状が
維持されるため、高融点粒子層のみで支持体が構成され
ている場合(例えば、セラミック生シートで支持体が構
成されている場合)に比較して厚膜の生成後の取扱いが
容易になる利点がある。しかも、このような支持体が用
いられる場合には、ペースト膜との間に高融点粒子層が
介在させられる基板は加熱処理の際にそのペースト膜を
何ら拘束せず、且つそのペースト膜の表面粗度は高融点
粒子層の表面粗度のみが反映されることから、基板の平
坦度、表面粗度、膨張係数等のシート部材の品質に及ぼ
す影響が小さくなるため、基板に高い品質は要求されな
い。

【０００９】また、好適には、前記基板は、前記焼成温
度で変形しないものである。このようにすれば、厚膜を
生成するための加熱処理が施される際にも膜形成面の形
状が初期の形状に保たれるため、高融点粒子層を表面に
形成することにより、支持体として繰り返し使用可能と
なる利点がある。基板は、上記の条件を満たす適宜のも
のが選ばれるが、例えば、一般ガラス、耐熱ガラス、セ
ラミック板、金属板等を用いることができる。

【００１０】また、好適には、前記ペースト膜形成工程
は、複数種類の厚膜材料から成るペースト膜をその種類
毎に定められたパターンで順次に積層形成するものであ
り、前記第１温度は、前記複数種類の厚膜材料の全てが
焼結させられる温度である。このようにすれば、複数種
類の材料から成るシート部材が容易に得られる利点があ
る。このため、例えば電極用途においては、誘電体材料
で連続した骨格部分(シート・コア)を構成し、適宜(例
えば電位毎に)導体層を分割してその誘電体材料の表面
に設けることにより、一枚のシート部材に複数の電極を
一体的に備えることができる。このようなシート部材に
よれば、複数の電極を個々に独立して用意する場合に比
較して、電極相互を含む他の構成部材との位置合わせが
容易になる利点がある。

【００１１】また、好適には、前記ペースト膜形成工程
は、厚膜スクリーン印刷法を用いて前記ペースト膜を形
成するものである。ペースト膜の形成方法としては、例
えば、印刷、サンド・ブラスト、リフトオフ、感光性ペ
ーストを用いたフォト・プロセス等の種々の方法からコ
スト、必要精度、他の工程との兼ね合い等に応じて選択
した適宜の方法を用いることができるが、上記のように
印刷法による場合には、膜形成面のうち無用な部分には
膜構成材料が塗布されないことから、材料の無駄がない
利点がある。因みに、従来のシート部材の製造方法のう
ち、セラミック生シート或いはセラミック・シートの加
工や金属材料の化学エッチング等によるもの等では加工
時に除去される材料の無駄が無視できない問題があっ
た。

【００１２】また、好適には、前記焼成工程の後に、前
記膜形成面から剥離された前記厚膜の外周面に所定の膜
を形成する剥離後膜形成工程を含むものである。すなわ
ち、シート部材は、加熱処理(焼成)により支持体から剥
離した後に更にその外周面に膜形成処理を施して製造し
ても良い。

【００１３】また、好適には、前記高融点粒子は、セラ
ミックス或いはガラス・フリット等の無機材料から成る
ものである。高融点粒子としては、高融点粒子層を構成
する樹脂が焼失した後も何ら軟化等するものでなけれ
ば、適宜の無機材料を用いることができる。なお、具体
的な材質は、シート部材を構成する厚膜材料の種類やそ
の焼成温度等に応じて適宜選択される。

【００１４】また、好適には、前記シート部材は、5(μ
m)〜数(mm)程度の厚さ寸法を備えたものである。一層好
適には、厚さ寸法が10(μm)以上である。このような厚
さ寸法の範囲内であれば、厚膜スクリーン印刷法等の通
常の厚膜形成プロセスを利用して、シート部材を容易に
製造することができる。特に、本発明によれば、厚さ寸
法が薄くなっても製造時および加工時における取扱いの
困難性が少ないので、厚さ寸法が薄くなるほど、同様な
寸法および形状のシート部材を従来から用いられている
エッチングやプレス等で製造する場合に比較して大きな
利点がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。

【００１６】図１(a)は、本発明のシート部材の製造方
法により製造されたシート部材の一例の厚膜シート１０
を示す平面図であり、(b)は、その要部を拡大して示す
斜視図であり、(c)(d)は、(b)におけるｃ−ｃ視断面に
おいて厚膜シート１０の内部構造を示した図である。こ
れら図１(a)〜(d)において、厚膜シート１０は、全体の
平面形状が150×150(mm)程度の大きさの略正方形を成す
薄板であって、その一辺およびそれに垂直な他辺にそれ
ぞれ沿った方向において一定の間隔で並ぶ多数の長穴１
２がその全面に設けられている。なお、長穴１２は、そ
の幅方向において相互に隣接するものが、その長手方向
においてその長さ寸法の略半分だけずれた位置関係にあ
る。長穴１２の大きさは、例えば幅寸法が0.8(mm)程
度、長さ寸法が9.8(mm)程度であり、その相互間隔は、
例えば長手方向において10(mm)程度、幅方向において1
(mm)程度である。なお、厚膜シート１０には極めて多数
の長穴１２が備えられているが、図においては長穴１２
を相対的に拡大して描いた。

【００１７】上記の厚膜シート１０の断面構造は、図１
(c)に断面を示す例では、内周部の骨格部１４とその外
周面全面を覆う被覆部１６とから成る二層構造に構成さ
れている。骨格部１４は、厚膜シート１０の骨格を成す
ものであって、例えば、低軟化点ガラスとアルミナ、ジ
ルコニア等のセラミック・フィラーとを混合した厚膜誘
電体材料等で構成されており、一方、被覆部１６は、例
えば厚膜銀等の厚膜導体材料で構成されたものである。
骨格部１４の厚さ寸法は例えば30〜300(μm)程度であ
り、被覆部１６の厚さ寸法は骨格部１４の外周面全面で
略一様な例えば3〜20(μm)程度であり、全体の厚さ寸法
は、例えば、36〜340(μm)程度になっている。すなわ
ち、厚膜シート１０は、導電性を有しない骨格部１４の
表面が高い導電性を有する被覆部１６で被覆されたもの
であり、同様な形状を備えた厚さ寸法が0.1(mm)程度の
金属薄板と同様に等の導電性のスペーサ等として用いら
れる。

【００１８】一方、図１(d)に断面を示す例では、厚膜
シート１０が単一の厚膜１８のみで構成されている。こ
の厚膜１８は、例えば酸化セリウム(CeO₂)や酸化チタン
(TiO ₂)を主成分とするものであるが、上記のような厚膜
誘電体や厚膜銀で構成することもできる。この場合、厚
膜１８の厚さ寸法すなわち厚膜シートの厚さ寸法は、例
えば10〜15(μm)程度である。このような断面構造を備
えたものでも、同様な形状を備えた厚さ寸法が10〜15
(μm)程度の金属薄板と同様に用いられる。上記厚膜シ
ート１０が例えば酸化チタンで構成される場合には、例
えば図２に示すように前記の長穴１２の長手方向が相互
に90度だけ異なる向きとなるように互い違いに複数枚を
重ね合わせ、周縁部において封着することにより、酸素
分離装置のフィルタ等として用いることができる。

【００１９】なお、本実施例の厚膜シート１０は、上記
何れの断面構造を備えた場合においても、前記のような
全体として大面積に構成されているにも拘わらず、何ら
変形やしわ等は見られず、十分に高いパターン精度を備
えている。また、同様な寸法および形状を備えた金属薄
板をケミカル・エッチングによって製造した場合のよう
な欠陥は何ら有していない。

【００２０】上記のような厚膜シート１０は、従来から
知られる厚膜印刷技術を応用して製造したものであり、
例えば図３に示す工程に従って製造される。以下、図１
(c)に示すような断面を備えた厚膜シート１０の製造方
法を、製造工程の要部段階における状態を表した図４
(a)〜(f)を参照しつつ、図３に従って説明する。

【００２１】先ず、基板用意工程２０では、厚膜印刷を
施す基板２２(図４参照)を用意し、その表面２４等に適
宜の清浄化処理を施す。この基板２２は、後述する加熱
処理の際に殆ど変形や変質の生じないものであって、例
えば、熱膨張係数が85×10^-7(/℃)程度で、740(℃)程度
の軟化点および510(℃)程度の歪み点を備えたソーダラ
イムガラス等から成るガラス基板等が好適に用いられ
る。なお、基板２２の厚さ寸法は例えば3(mm)程度であ
り、その表面２４の大きさは前記の厚膜シート１０より
も十分に大きい200×200(mm)程度である。

【００２２】次いで、剥離層形成工程２６では、高融点
粒子が樹脂で結合させられた剥離層２８を、基板２２の
表面２４に例えば5〜50(μm)程度の厚さ寸法で設ける。
上記の高融点粒子は、例えば平均粒径が0.5〜3(μm)程
度の高軟化点ガラスフリットおよび平均粒径が0.01〜5
(μm)程度のアルミナやジルコニア等のセラミック・フ
ィラーを混合したものである。上記の高軟化点ガラス
は、例えば550(℃)程度以上の軟化点を備えたものであ
り、混合物である高融点粒子の軟化点は、例えば550
(℃)程度以上になっている。また、樹脂は、例えば350
(℃)程度で焼失させられるエチルセルロース系樹脂等で
ある。この剥離層２８は、例えば、上記の高融点粒子お
よび樹脂がブチルカルビトールアセテート(ＢＣＡ)等の
有機溶剤中に分散させられた無機材料ペースト３０を、
例えば図４(a)に示すようにスクリーン印刷法を用いて
基板２２の略全面に塗布し、室温において乾燥させるこ
とで設けられるが、コータやフィルム・ラミネートの貼
り付け等で設けることもできる。図４(b)は、このよう
にして剥離層７６を形成した段階を示している。なお、
図４(a)において、３２はスクリーン、３４はスキージ
である。本実施例においては、上記の剥離層２８を備え
た基板２２が支持体に、その剥離層２８の表面が膜形成
面にそれぞれ相当し、上記の基板用意工程２０および剥
離層形成工程２６が支持体準備工程に対応する。

【００２３】続く厚膜ペースト層形成工程３６では、前
記の骨格部１４を形成するための厚膜誘電体ペースト３
８および前記の被覆部１６を形成するための厚膜導体ペ
ースト４０(図４(a)参照)を、無機材料ペースト３０と
同様にスクリーン印刷法等を利用して剥離層２８上に所
定のパターンで順次に塗布する。このとき、スクリーン
３２は、前記の図１(a)に示される厚膜シート１０の形
状に対応する開口パターンを備えたものが用いられ、厚
膜誘電体ペースト３８は、例えば30(μm)程度の厚さ寸
法で、厚膜導体ペースト４０は、例えば10(μm)程度の
厚さ寸法でそれぞれ塗布される。上記の厚膜誘電体ペー
スト３８は、アルミナ、ジルコニア等の誘電体材料粉
末、ガラスフリット、および樹脂が有機溶剤中に分散さ
せられたものである。また、厚膜導体ペースト４０は、
銀粉末等の導体材料粉末、ガラスフリット、および樹脂
が有機溶剤中に分散させられたものである。上記のガラ
スフリットは、例えばPbO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-TiO₂系材料
等が用いられ、樹脂および溶剤は例えば無機材料ペース
ト３０と同様なものが用いられる。図４(c)は、上記の
ようにして誘電体印刷層４２および導体印刷層４４(以
下、これらを纏めて扱う場合には厚膜ペースト層４２，
４４という)を積層した状態を示している。本実施例で
は、これら厚膜ペースト層４２，４４がペースト膜に相
当する。

【００２４】なお、上記の図４(c)では、誘電体印刷層
４２および導体印刷層４４を同一パターンで描いている
が、前記の図１(c)に示すように誘電体印刷層４２を導
体印刷層４４で覆うために、厚膜導体ペースト４０を印
刷するためのスクリーン３２の開口パターンは、厚膜誘
電体ペースト３８を印刷するための開口パターンよりも
僅かに大きくされる。また、前記の図１(d)に示すよう
に厚膜シート１０が厚膜１８のみで構成される場合に
は、上記の厚膜ペースト層形成工程３６は、一種類の厚
膜ペーストを塗布する工程だけで構成される。

【００２５】上記のようにして厚膜ペースト層４２，４
４を形成し、乾燥工程４６において例えばこれを乾燥し
て溶剤を除去した後、焼成工程４８においては、基板２
２を炉室５０内に入れ、厚膜誘電体ペースト３８および
厚膜導体ペースト４０の種類に応じた例えば550(℃)程
度の焼成温度で加熱処理を施す。図４(d)は加熱処理中
の状態を示している。

【００２６】上記の加熱処理過程において、厚膜ペース
ト層４２,４４は、その焼結温度が例えば550(℃)程度で
あるため、その樹脂成分が焼失させられると共に誘電体
材料、導体材料、およびガラスフリットが焼結させら
れ、厚膜誘電体層５２および厚膜導体層５４が生成され
る。図４(e)は、この状態を示している。この厚膜誘電
体層５２は、前記の骨格部１４を構成するものである。
このとき、前記の剥離層２８は、前述したようにその無
機成分粒子が550(℃)以上の軟化点を備えたものである
ため、樹脂成分は焼失させられるが高融点粒子(ガラス
粉末およびセラミック・フィラー)は焼結させられな
い。そのため、加熱処理の進行に伴って樹脂成分が焼失
させられると、剥離層２８は高融点粒子５６(図５参照)
のみから成る粒子層５８となる。

【００２７】図５は、図４(e)の右端の一部を拡大し
て、上記の加熱処理における焼結の進行状態を模式的に
示した図である。剥離層２８の樹脂成分が焼失させられ
て生成された粒子層５８は、単に高融点粒子５６が積み
重なっただけの層であり、その高融点粒子５６は互いに
拘束されていない。そのため、図に一点鎖線で示される
焼成前の端部位置から厚膜ペースト層４２,４４が収縮
するときには、その高融点粒子５６がコロの如き作用を
する。これにより、厚膜ペースト層４２,４４の下面側
でも基板２２との間にその収縮を妨げる力が作用しない
ので、上面側と同様に収縮させられることから、収縮量
の相違に起因する密度差や反り等は何ら生じていない。

【００２８】なお、本実施例においては、基板２２の熱
膨張係数は誘電体材料と略同じであり、厚膜ペースト層
４２,４４の焼結が開始するまで、すなわち、樹脂成分
は焼失させられたがガラスフリット、誘電体材料粉末や
導体粉末の結合力が未だ小さい温度範囲ではこれらの熱
膨張量に殆ど差はない。一方、厚膜ペースト層４２,４
４の焼結が開始するときには、上述したように粒子層５
８の作用によって基板２２はその焼成収縮を何ら妨げな
い。したがって、基板２２の熱膨張は生成される厚膜の
品質に実質的に影響しない。なお、基板２２を繰り返し
使用する場合や熱処理温度が高くなる場合には、歪み点
の一層高い耐熱性ガラス(例えば、熱膨張係数が32×10
^-7(/℃)程度で軟化点が820(℃)程度のパイレックス・ガ
ラス(「パイレックス」は米国コーニング社の登録商標)
や、熱膨張係数が5×10^-7(/℃)程度で軟化点が1580(℃)
程度の石英ガラス等)を用いることができる。この場合
にも、誘電体材料粉末等の結合力が小さい温度範囲では
基板２２の熱膨張量が極めて小さくなる。この場合に
も、その熱膨張が生成される厚膜の品質に影響すること
はない。

【００２９】図３に戻って、剥離工程６０では、生成さ
れた厚膜すなわち厚膜誘電体層５２および厚膜導体層５
４の積層体を基板２２から剥離する。それらの間に介在
させられている粒子層５８は高融点粒子５６が単に積み
重なっただけであるので、上記剥離処理は何らの薬品や
装置を用いることなく容易に行い得る。このとき、積層
体の裏面には高融点粒子５６が一層程度の厚みで付着し
得るが、この付着粒子は、必要に応じて、続く粒子除去
工程６２において、粘着テープやエアブロー等を用いて
除去する。なお、厚膜が剥離された基板２２は、前述し
たように前記の焼成温度では変形および変質し難いもの
であるため、同様な用途に繰り返し用いられる。

【００３０】裏面印刷工程６４では、基板２２から剥離
した積層体をその裏面(誘電体層５２側)が上側となる向
きで適当な基板６６の上に乗せ、その裏面(上面)に前記
の厚膜導体ペースト４０を導体印刷層４４を形成した場
合と同様にして塗布する。なお、この場合にも、誘電体
層５２の側面が覆われるように前述したような開口面積
の大きなスクリーン３２が用いられる。図４(f)は、誘
電体層５２上に導体印刷層６８を設けた状態を示してい
る。そして、焼成工程７０においては、これを例えば前
記と同様な条件で焼成することにより、前記の厚膜シー
ト１０が得られる。

【００３１】ここで、本実施例においては、厚膜誘電体
ペースト３８および厚膜導体ペースト４０の焼結温度よ
りも高い融点を有する剥離層２８で構成された膜形成面
に誘電体印刷層４２および導体印刷層４４が所定パター
ンで形成された後、それらの焼結させられる温度で加熱
処理が施されることにより、厚膜シート１０が生成され
る。そのため、その加熱処理温度では焼結させられない
剥離層２８は樹脂が焼失させられることにより高融点粒
子５６のみが並ぶ粒子層５８となることから、生成され
た厚膜は基板２２に固着されないため、その表面２４か
ら容易に剥離することができる。したがって、厚膜シー
ト１０のパターン設計の自由度が高く、必要な設備が簡
単で製造中の取扱いも容易になる。

【００３２】また、本実施例においては、厚膜ペースト
３８，４０の塗布される支持体は、基板２２の表面に剥
離層２８が形成されることにより構成されるため、加熱
処理後にも支持体の形状が維持されるため、剥離層２８
のみで支持体が構成されている場合に比較して厚膜シー
ト１０の生成後の取扱いが容易になる利点がある。な
お、厚膜ペースト層４２，４４と基板２２との間には剥
離層２８が介在させられていることから、加熱処理の際
にその厚膜ペースト層４２，４４を何ら拘束しないた
め、基板２２の平坦度や表面粗度等は特に問題にならな
い。すなわち、例えば図６(a)に示されるように基板表
面２４が凹状に反っている場合には、厚膜ペースト層４
２，４４はその表面２４に倣って反りを有して形成され
る。しかしながら、生成される厚膜(厚膜シート１０)が
十分に薄い場合には、焼成後にも十分な柔軟性があるた
め、図６(b)に示すように平坦面Ｈに置いた場合にその
面に倣って厚膜シート１０も平坦になる。また、基板２
２の表面粗度が悪い場合にも、厚膜シート１０の表面粗
度はそれに接する剥離層２８の表面性状のみに影響され
るのである。

【００３３】また、本実施例においては、厚膜ペースト
層形成工程３６が、複数種類の厚膜材料から成る厚膜ペ
ースト層４２，４４をその種類毎に定められたパターン
で順次に積層形成するものであり、前記焼成温度は、そ
れらが何れも焼結させられる温度に設定されている。そ
のため、複数種類の材料から成る厚膜シート１０が容易
に得られる。

【００３４】また、本実施例においては、厚膜ペースト
層４２，４４は、厚膜スクリーン印刷法を用いて形成さ
れることから、装置が簡単且つ材料の無駄が少ないた
め、低コストとなる利点がある。

【００３５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図７は、電界放出型表示装置(Field Emission Disp
lay：ＦＥＤ)のエミッタとアノードとの間に配置される
ゲート電極７２の要部を示す平面図である。図におい
て、ゲート電極７２は、薄板状の誘電体層７４と、その
表面および裏面に所定の相互間隔を以て互いに平行に設
けられた複数本の帯状の電極層７６とから構成される。
上記誘電体層７４および電極層７６は何れも厚膜であっ
て、前記の厚膜誘電体層５２および厚膜導体層５４とそ
れぞれ同様な材料で構成されている。

【００３６】上記の電極層７６は、例えば7〜10(μm)程
度の略一様な厚さ寸法の膜状を成すものであって、例え
ば直径100(μm)程度の複数の開口７８が150(μm)程度の
一定の相互間隔を以て高密度に配置されたゲートホール
群８０を、それぞれその長手方向に所定の相互間隔で備
えたものである。誘電体層７４の表面および裏面にそれ
ぞれ設けられた電極層７６は、その開口７８が相互に重
なる位置、すなわち誘電体層７４を挟んで相互に対向し
て位置する。また、上記の誘電体層７４は、略一様な30
(μm)程度以下の厚さ寸法を備えたものであって、上記
の開口７８の直下に同様な直径の貫通穴を有している。
すなわち、開口７８すなわちゲートホールは、ゲート電
極７２を厚み方向に貫通する貫通穴である。この開口７
８は、面状電極或いはカーボン・ナノチューブ等で構成
されたＦＥＤのエミッタから放出された電子を、ゲート
電極７２を挟んでエミッタの反対側に設けられたアノー
ドに向かって導き且つ加速するためのものであるが、Ｆ
ＥＤの構成の詳細については本実施例の理解に必要では
ないので省略する。なお、ゲート電極７２全体の厚さ寸
法は、例えば50(μm)程度である。

【００３７】上記のゲート電極７２は、図８(a)〜(c)に
製造工程の要部段階における断面状態を示すように、前
記の厚膜シート１０と同様な方法で製造されたものであ
る。すなわち、その製造工程の厚膜ペースト層形成工程
３６では、前記の基板用意工程２０および剥離層形成工
程２６に従って製造された基板２２上に剥離層２８が形
成された支持体の表面(膜形成面)に、まず、例えばスク
リーン印刷法を用いて厚膜導体ペースト４０を塗布する
ことにより、導体印刷層８２を所定の穴明き帯状パター
ン８４(図７参照)で形成する。図８(a)はこの段階を示
している。

【００３８】次いで、上記の導体印刷層８２の上から、
スクリーン印刷法を用いて厚膜誘電体ペースト３８を塗
布することにより、所定パターンで誘電体印刷層８４を
形成する。図８(b)は、この段階を示している。このと
き、誘電体ペースト３８は、帯状パターン８４の相互間
にも塗布される。そのため、その部分８８では、誘電体
ペースト３８が導体印刷層８２のパターン相互間に流れ
込み、そこが誘電体印刷層８４で埋め尽くされるか、或
いは、図に示されるように誘電体印刷層８４が下に凸形
状で形成されている。そして、この上に更に導体印刷層
８２の形成時と同一のスクリーンを用いて同様に導体印
刷層９０を設けることにより、ペースト層形成工程３６
が終了する。印刷を終えた基板２２に乾燥および焼成処
理を施し、基板２２から剥離することにより、上記のゲ
ート電極７２が得られる。

【００３９】そのため、このようにして製造されたゲー
ト電極７２は、直径が100(μm)程度の多数の開口７８が
150(μm)程度の相互間隔で設けられており、且つ全体の
厚さ寸法が50(μm)程度と薄いにも拘わらず、容易且つ
高精度で製造することができる。また、複数本の帯状の
電極層７６が誘電体層７４を介して相互に結合されて構
成されている、すなわち、複数本の電極層７６が誘電体
層７４で相互に電気的に分割された状態で一体化させら
れていることから、金属のみから構成されているために
制御単位毎すなわち帯状の電極７６毎に独立した薄板を
用意する必要があった従来のゲート電極に比較して、取
扱いが容易で電極相互および他の構成要素との相対位置
精度も極めて高い利点がある。

【００４０】図９，図１０は、本発明のシート部材の製
造方法の他の構成例を説明する工程図および要部段階に
おける模式図である。本実施例においては、厚膜ペース
ト層形成工程３６と乾燥工程４６との間にパターニング
工程９２が設けられている。図１０(a)は、厚膜ペース
ト層形成工程３６の実施後の状態を示した図であり、図
に示されるように、厚膜ペースト層９４は何らパターン
化されないで「ベタ」に設けられている。このような厚
膜ペースト層９４は、感光性樹脂で構成されたものであ
って、例えば、コータやフィルム・ラミネート等によっ
て形成される。

【００４１】続くパターニング工程９２では、所定パタ
ーンの露光マスク９６を介して露光処理を施した後、水
洗等の現像処理が施される。図１０(b)は露光処理の実
施状態を表した図であり、図において９８は露光ランプ
である。図１０(c)に現像処理後すなわちパターニング
後の状態を示す。この後、乾燥工程４０以下が実施され
ることにより、厚膜シート１０と同様なシート部材が得
られることとなる。このようなパターニングを厚膜ペー
ストの塗布とは別に実施する方法にも、本発明を適用す
ることができる。

【００４２】図１１は、セラミック生シート１００が支
持体として用いられた場合を説明するための図４(c)〜
(e)に対応する図である。本実施例では、セラミック生
シート１００の表面１０２に厚膜ペーストが塗布される
ことにより誘電体印刷層４２および導体印刷層４４が形
成されており、それら印刷層４２，４４が設けられたセ
ラミック生シート１００が炉室５０内に投入されること
によって、セッタ１０４に乗せられた状態で焼成処理が
施される。このため、焼成処理後には、セッタ１０４の
上に粒子層５８を介して厚膜シート(厚膜誘電体層５２
および厚膜導体層５４)が乗せられた状態となるが、セ
ッタ１０４の表面状態や反応性等が特に問題なければこ
のようにして厚膜シート１０を製造することもできる。
なお、セラミック生シート１００を基板２２等の上に乗
せて焼成することも無論可能である。

【００４３】以上、本発明を図面を参照して詳細に説明
したが、本発明は更に別の態様でも実施できる。

【００４４】例えば、実施例においては、金属シートの
代わりに用いられる厚膜シート１０やＦＥＤのゲート電
極７２等の製造方法に本発明が適用された場合について
説明したが、本発明は、厚膜シート部材が有用な他の種
々の用途、例えば各種の表示デバイス用部品(例えばス
ペーサ、リブ(隔壁)、カラーフィルタ、電極、グリッド
等)、フラットＣＲＴのゲート電極、無機ＥＬの高誘電
体シート、各種のフィルタ(例えばオゾン発生装置、酸
素分離装置、脱臭装置等)等の製造にも適用し得る。

【００４５】その他、一々例示はしないが、本発明は、
その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法で製造された厚膜シートを示
す図であり、(a)、(b)はそれぞれ平面図、斜視図であ
る。(c)、(d)は、それぞれこの厚膜シートの断面構造の
一例を示す断面図である。

【図２】図１(d)の厚膜シートを積層した酸素分離装置
の要部を示す図である。

【図３】図１の厚膜シートの製造方法を説明する工程図
である。

【図４】(a)〜(f)は、図３の製造工程の要部段階におけ
る基板および厚膜の状態を示す図である。

【図５】図３の焼成工程における収縮挙動を説明する図
である。

【図６】(a)、(b)は、基板の反りの影響を説明する図で
ある。

【図７】他の実施例のＦＥＤのゲート電極を示す平面図
である。

【図８】(a)〜(c)は、図７のゲート電極の製造工程の要
部段階における厚膜の状態を説明する図である。

【図９】本発明の更に他の実施例の製造方法を説明する
工程図である。

【図１０】(a)〜(c)は、図９の製造工程の要部段階にお
ける厚膜の状態を説明する図である。

【図１１】(a)〜(c)は、本発明の更に他の実施例の工程
の要部段階における厚膜の状態を説明する図である。

【図１２】従来の厚膜の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１０：厚膜シート２２：基板２８：剥離層４２：誘電体印刷層４４：導体印刷層５８：粒子層

フロントページの続き (72)発明者阪本進福岡県朝倉郡夜須町大字三並字八ツ並2160 番地ノリタケ電子工業株式会社夜須工場内 (72)発明者廣嶋政幸福岡県朝倉郡夜須町大字三並字八ツ並2160 番地ノリタケ電子工業株式会社夜須工場内 (72)発明者森繁夫福岡県朝倉郡夜須町大字三並字八ツ並2160 番地ノリタケ電子工業株式会社夜須工場内 (72)発明者楢木英二福岡県朝倉郡夜須町大字三並字八ツ並2160 番地ノリタケ電子工業株式会社夜須工場内 (72)発明者佐藤康一福岡県朝倉郡夜須町大字三並字八ツ並2160 番地ノリタケ電子工業株式会社夜須工場内 (72)発明者武市洋利福岡県朝倉郡夜須町大字三並字八ツ並2160 番地ノリタケ電子工業株式会社夜須工場内Ｆターム(参考） 5C027 AA05 AA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の第１温度よりも高い融点を有する
粒子が樹脂で結合されて成る高融点粒子層で構成された
膜形成面を有する支持体を用意する支持体準備工程と、前記第１温度で焼結させられる厚膜材料の構成粒子が樹
脂で結合されて成るペースト膜を前記膜形成面に所定パ
ターンで形成するペースト膜形成工程と、前記ペースト膜を設けた前記支持体を前記第１温度で加
熱処理することにより前記高融点粒子層を焼結させない
でそのペースト膜を焼結させて、そのペースト膜から厚
膜を生成する焼成工程とを、含むことを特徴とするシー
ト部材の製造方法。
【請求項２】前記支持体準備工程は、所定の基板の表
面に前記高融点粒子層を形成するものである請求項１の
シート部材の製造方法。
【請求項３】前記基板は、前記焼成温度で変形しない
ものである請求項２のシート部材の製造方法。
【請求項４】前記ペースト膜形成工程は、複数種類の
厚膜材料から成るペースト膜をその種類毎に定められた
パターンで順次に積層形成するものであり、前記第１温度は、前記複数種類の厚膜材料の全てが焼結
させられる温度である請求項１のシート部材の製造方
法。
【請求項５】前記ペースト膜形成工程は、厚膜スクリ
ーン印刷法を用いて前記ペースト膜を形成するものであ
る請求項１乃至請求項４の何れかのシート部材の製造方
法。
【請求項６】前記焼成工程の後に、前記支持体から剥
離された前記厚膜の外周面に所定の膜を形成する剥離後
膜形成工程を含むものである請求項１乃至請求項５のシ
ート部材の製造方法。