JP2007084699A - グリーンシート用インク及びセラミックス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 セラミックスグリーンシート（未焼成セラミックス基板）に対して過度に濡れ広がることなどがなく、良好に配置させられることで高精度のパターン形成を可能にするグリーンシート用インクと、これを用いて機能パターンを形成するセラミックス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 セラミックグリーンシート７に対して機能パターン５を形成するための、液滴吐出用のインク１０である。水を主成分とする水系の分散媒に機能性粒子を分散させてなり、セラミックグリーンシート７に対する静的接触角が３０度以上９０度以下である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、グリーンシート用インクと、これを用いて機能パターンを形成するセラミックス基板の製造方法に関する。

近年、電子機器に対する小型化、多機能化の要求が益々大きくなっており、これを構成する各種電子部品の小型化、複合化も進められている。これに伴い、電子部品が実装される回路基板も配線等の微細化が進められている。また、製品の多様化に伴い、配線等からなる回路を形成した基板についても、多品種少量生産への対応が求められている。

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

ＬＴＣＣ基板における配線形成方法としては、抵抗率が低いＡｇ、Ｐｄ等の貴金属粒子と樹脂や溶剤とを含むペーストを、未焼成セラミックスシート、すなわちグリーンシートにスクリーン印刷し、これを必要枚数を積層した後、焼成して前記金属粒子を焼結し、導通を確保する方法が知られている。
しかしながら、このようなスクリーン印刷法では前記の多品種少量生産についてのニーズに対応しきれなくなってきており、したがって、セラミックス基板に対し、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているようなインクジェット法を適用することが考えられる。
特開平８−２２２４７５号公報 特開平１１−２６０６６４号公報 ＷＯ９９−２３５４００号公報

ところが、インクジェット法を未焼成セラミックス基板に対する印刷に適用しようとした場合、配線等の機能パターンを形成するためのインク液が未焼成セラミックス基板に対して濡れ広がり、あるいは未焼成セラミックス基板中に染み込んでしまうことにより、インク液を所望のパターン通りに精度良く配することができず、結果として機能パターンを高精度に形成することができないといった課題があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、セラミックスグリーンシート（未焼成セラミックス基板）に対して過度に濡れ広がることなどがなく、良好に配置させられることで高精度のパターン形成を可能にするグリーンシート用インクと、これを用いて機能パターンを形成するセラミックス基板の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明のグリーンシート用インクは、セラミックグリーンシートに対して機能パターンを形成するための、液滴吐出用のインクであって、
水を主成分とする水系の分散媒に機能性粒子を分散させてなり、前記セラミックグリーンシートに対する静的接触角が３０度以上９０度以下であることを特徴としている。

一般に、有機溶剤系で成形されたセラミックグリーンシートには、ポリビニルブチラールアクリル等の有機溶剤に可溶な樹脂からなるバインダーが存在していることから、有機溶媒を主とする油系の分散媒を含有するインクでは、前記バインダーに対する分散媒の濡れ性が良いことにより、インクを配した際にこれが必要以上に濡れ広がってしまい、例えば微細配線を形成しようとしても、濡れ広がりによって線幅が所望の幅以上に広くなってしまう。
そこで、このグリーンシート用インクによれば、分散媒として、樹脂に対して濡れ性が低い水系のものを用いていることにより、セラミックグリーンシート上で必要以上に濡れ広がってしまうのが防止される。また、セラミックグリーンシートに対する静的接触角が３０度以上であるので、このセラミックグリーンシートに対し、濡れ性が過度になることなく抑えられたものとなり、したがって前記したようにセラミックグリーンシート上で必要以上に濡れ広がってしまうのが防止される。一方、セラミックグリーンシートに対する静的接触角が９０度以下であるので、セラミックグリーンシートに対して撥液性が高くなり過ぎ、これに弾かれてしまうことにより、例えば配線などの連続したパターンが形成できなくなるといった不具合が防止される。よって、セラミックグリーンシート上に所望のパターン状で良好に配置させられることにより、高精度のパターン形成が可能なインクとなる。

また、前記グリーンシート用インクにおいては、前記セラミックグリーンシートに、バインダー成分として、水に不溶な樹脂が含まれていてもよい。
このようにバインダー成分が水に不溶な樹脂を含んでおり、したがって有機溶剤等からなる油系の分散媒に溶解してしまう場合にも、本発明におけるインクの分散媒は、水を主成分とする水系の分散媒からなっているため、バインダーを溶解してしまい、その後グリーンシートを焼成してセラミックス基板を作製する際に悪影響を与えるといったことが回避される。

また、前記グリーンシート用インクにおいては、インク中の水の量が２０重量％以上８０重量％以下であるのが好ましい。
２０重量％未満であると、例えばバインダー成分である樹脂によってセラミックグリーンシート上から弾かれてしまう度合いが少なくなり、濡れ性が良くなり過ぎることで分散媒がセラミックグリーンシート中に染み込んでしまい、パターン形成が難しくなるおそれがある。また、８０重量％を越えると、インクの表面張力が大きくなり過ぎ、液滴吐出法による吐出が難しくなる。また、分散粒子の濃度が小さくなるので、所望の膜厚を得にくくなる。そこで、２０重量％以上８０重量％以下とすることで、インクによるパターン形成が容易になるとともに、液滴吐出法での吐出も容易になる。

また、前記グリーンシート用インクにおいては、前記機能性粒子が、導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料のうちのいずれか一種からなるのが好ましい。
機能性粒子を導電材料とすれば、このインクによって配線や電極などの導電パターンを形成することができる。さらに、前記導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料から適宜に選択し、機能性粒子として用いれば、積層セラミックスコンデンサ、積層インダクター、ＬＣフィルタ、複合高周波部品等を形成することができる。

本発明のセラミックス基板の製造方法は、セラミックグリーンシートに対し、前記のグリーンシート用インクを液滴吐出法で選択的に配し、その後、加熱処理することでセラミックグリーンシートをセラミックス基板にするとともに、前記グリーンシート用インクを機能パターンにすることを特徴としている。
このセラミックス基板の製造方法によれば、前記のグリーンシート用インクをセラミックグリーンシートに対して配しているので、このグリーンシート用インクをセラミックグリーンシート上に所望のパターン状で良好に配置することができ、したがって高精度のパターン形成が可能になる。

また、前記のセラミックス基板の製造方法においては、前記セラミックグリーンシートがガラスを含有してなる場合に、前記加熱処理では、その加熱温度を、前記セラミックグリーンシート中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましい。
このようにすれば、加熱処理によってセラミックグリーンシートをセラミックス基板にした際、その加熱温度を、前記セラミックグリーンシート中に含まれるガラスの軟化点以上としているので、形成された機能パターンが軟化したガラスによって基体上に強固に固着するようになる。

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のグリーンシート用インクは、セラミックグリーンシートに対して機能パターンを形成するための、液滴吐出法用のインクであり、本発明のセラミックス基板の製造方法は、前記グリーンシート用インクを用い、セラミックグリーンシート上に機能パターンを形成する方法である。
この製造方法によって得られるセラミックス基板は、各種の電子機器に用いられる電子部品となるもので、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、積層インダクター、ＬＣフィルタ、複合高周波部品等を基板に形成してなるものである。

具体的には、図１に示すように本発明に係るセラミックス回路基板１は、セラミックス基板２が多数（例えば１０枚から２０枚程度）積層されてなる積層基板３と、この積層基板３の最外層、すなわち一方の側の表面に形成された、微細配線等からなる回路４とを有して形成されたものである。積層基板３は、積層されたセラミックス基板２、２間に、本発明のグリーンシート用インク（以下、単にインクと記す）からなる回路（機能パターン）５を形成したもので、これら回路５には、これに接続するコンタクト（ビア）６が形成されている。このような構成によって回路５は、上下に配置された回路５、５間が、コンタクト６によって導通したものとなっている。なお、回路４も、回路５と同様に、本発明のグリーンシート用インクから形成されたものとなっている。

ここで、本発明のインク（グリーンシート用インク）について説明する。
本発明のインクは、セラミックグリーンシートに対して前記した回路パターン等の機能パターンを形成するためのもので、インクジェット法等の液滴吐出法によって吐出され選択的に配されるよう調製されたものである。
このインクは、水を主成分とする水系の分散媒と、この分散媒に分散させられてなる機能性粒子とを主成分とし、必要に応じて水溶性樹脂や界面活性剤、安定剤などが添加されてなるものである。

分散媒としては、水が例えば分散媒全体の半分を越える量配合され、これによって分散媒全体として、水としての性質、例えばその粘性や樹脂に対する反発性等を発揮するようになっている。また、水以外の分散媒としては、水に対して相溶性が高いものが用いられ、例えばグリセンリンやグリコール等の多価アルコールが好適に用いられる。

このような分散媒において、その水の量がインク全体に対して占める割合（配合量）としては、２０重量％以上８０重量％以下、すなわち、インク中の水の量は２０重量％以上８０重量％以下であるのが好ましい。
２０重量％未満であると、後述するようにセラミックグリーンシート中のバインダー成分である樹脂によってセラミックグリーンシート上から弾かれてしまう度合いが少なくなり、濡れ性が良くなり過ぎることで分散媒がセラミックグリーンシート中に染み込んでしまい、パターン形成が難しくなるおそれがあるからである。また、８０重量％を越えると、インクの表面張力が大きくなり過ぎ、液滴吐出法による吐出が難しくなるからである。そこで、前記のように２０重量％以上８０重量％以下とすることで、インクによるパターン形成を容易にすることができるとともに、液滴吐出法での吐出も容易にすることができるのである。特に、３０重量％以上５０重量％以下とすれば、パターン形成の容易性をより高め、かつ吐出容易性もより高めることができ、好ましい。

また、分散媒中の水以外の分散媒、すなわち多価アルコール等については、特にインク全体の粘度を調整することでインクジェット法（液滴吐出法）による吐出安定性を高めるとともに、ノズル近傍でのインクの乾燥性を制御すること等を目的として添加される。吐出安定性については、水自体は粘性が低いことから、これより粘性が高い分散媒を添加することで、インクジェット法で良好に吐出できる範囲にインクの粘性を調整している。乾燥性については、分散媒中の水の割合が高くなると、ノズル近傍において分散媒としての水がすぐに乾いてしまうことで、粒子が凝集を起こしてノズルがふさがれることにより、インクが吐出できなくなるおそれがある。そこで、水以外の分散媒として水より乾燥性が低いもの、すなわち蒸気圧が低い分散媒を添加することで、分散媒全体の乾燥性を抑えている。
なお、インク全体に対する分散媒全体の割合については、吐出安定性や乾燥性に加え、インクとしての安定性などを考慮して決定される。

機能性粒子としては、導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料などが好適とされ、インクによって形成する機能パターンに応じて、これら材料からなる粒子のうちのいずれか一種が選択され用いられる。
機能性粒子として例えば導電材料からなる導電粒子を用いる場合、この導電粒子としては、抵抗率が小さく、かつ、熱処理によって酸化されない安定な貴金属が好適とされ、具体的には、銀、パラジウム、白金、金より選ばれた一種または複数種、もしくはこれらの合金からなるものが好適に用いられる。このような金属粒子、すなわち導電粒子を用いることにより、配線や電極等の導電パターンを低抵抗で安定に形成することができる。これら金属からなる導電粒子の平均粒子径は１〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０〜３０ｎｍ程度とされる。

このような導電粒子を含有するインクとして、銀粒子を導電粒子として用いた場合の組成の一例を以下に示す。
・機能性粒子が導電粒子の場合（インクＡ）
導電粒子 ；銀粒子 ；４０重量％、
分散媒 ；水 ；４０重量％
分散媒 ；グリセリン ；２０重量％

また、機能性粒子として、抵抗体材料からなる抵抗体粒子、高誘電体材料からなる高誘電体粒子、磁性体材料からなる磁性体粒子をそれぞれ用いた場合のインクの組成の一例を以下に示す。
・機能性粒子が抵抗体粒子の場合（インクＢ）
抵抗体粒子 ；酸化ルテニウム（IV）粒子 ；１０重量％、
分散媒 ；水 ；６０重量％
分散媒 ；グリセリン ；３０重量％
・機能性粒子が高誘電体粒子の場合（インクＣ）
高誘電体粒子；チタン酸バリウム粒子 ；１０重量％、
分散媒 ；水 ；６０重量％
分散媒 ；グリセリン ；３０重量％
・機能性粒子が磁性体粒子の場合（インクＤ）
高誘電体粒子；ニッケル粒子 ；１０重量％、
分散媒 ；水 ；６０重量％
分散媒 ；グリセリン ；３０重量％

なお、抵抗体粒子としては、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）以外にもニクロムやＴａＮ（窒化タンタル）などを用いることもできる。また、磁性体粒子としては、鉄やコバルトなどを用いることができる。
このような抵抗体粒子、高誘電体粒子、磁性体粒子にあっても、その平均粒子径については、前記の導電粒子と同様、１〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０〜３０ｎｍ程度とされる。

また、このようにして構成されるインクについては、特に、後述するセラミックグリーンシートに対する静的接触角を、３０度以上９０度以下となるように調製している。
後述するように一般にセラミックグリーンシートには、樹脂からなるバインダーが含有されている。したがって、有機溶媒を主とする油系の分散媒を含有するインクでは、前記バインダーに対する分散媒の濡れ性が良いことから、インクを配した際にこれが必要以上に濡れ広がってしまう。すると、例えば微細配線を形成しようとしても、濡れ広がりによって線幅が所望の幅以上に広くなってしまう。

そこで、本発明のインクでは、分散媒として、前述したように樹脂に対して濡れ性が低く反発性を有する水系のものを用いることにより、セラミックグリーンシートに対する静的接触角を３０度以上にしている。このように３０度以上に調整することで、このインクはセラミックグリーンシートに対し、濡れ性が過度になることなく抑えられたものとなり、したがって前記したようにセラミックグリーンシート上で必要以上に濡れ広がってしまうといったことが防止される。

また、本発明のインクでは、水以外の分散媒を併用することなどにより、セラミックグリーンシートに対する静的接触角を９０度以下にしている。このように静的接触角を９０度以下に調整することで、セラミックグリーンシートに対して撥液性（反発性）が高くなり過ぎ、これに弾かれてしまうことにより、例えば配線などの連続したパターンが形成できなくなるといった不具合が防止される。
よって、本発明のインクによれば、水と水以外の分散媒との量比を適宜に決定することなどにより、セラミックグリーンシートに対する静的接触角が前記範囲となるようにインク全体を調製することで、セラミックグリーンシート上に所望のパターン状で良好に配置させられるようになり、したがって高精度のパターン形成が可能となる。

ここで、セラミックグリーンシートとして、後述するようにセラミックス粉末としてのアルミナと、ガラス粉末としてのホウ珪酸ガラスとを１：１の重量比で混合し、さらにバインダーとしてポリビニルブチラールを添加するとともに、可塑剤、有機溶剤（分散剤）等を適宜に添加して形成したものを用意し、このセラミックグリーンシートに対する前記各インクの静的接触角を調べたところ、以下に示す通りとなった。
・機能性粒子が導電粒子（銀粒子）であるインクＡの静的接触角；７０度
・機能性粒子が抵抗体粒子（酸化ルテニウム粒子）である
インクＢの静的接触角；８０度
・機能性粒子が高誘電体粒子（チタン酸バリウム粒子）である
インクＣの静的接触角；８０度
・機能性粒子が磁性体粒子（ニッケル粒子）である
インクＤの静的接触角；８０度

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

次に、得られた混合粉末に適宜なバインダー（結合剤）や可塑剤、有機溶剤（分散剤）等を加え、混合・撹拌することにより、スラリーを得る。ここで、バインダーとしては前記した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。したがって、インクについては、その分散媒として油系でなく水系のものを用いる必要がある。

次いで、得られたスラリーを、ドクターブレード、リバースコーター等を用いてＰＥＴフィルム上にシート状に形成し、製品の製造条件に応じて数μｍ〜数百μｍ厚のシートに成形し、その後、ロールに巻き取る。
続いて、製品の用途に合わせて切断し、さらに所定寸法のシートに裁断する。本実施形態では、例えば１辺の長さを２００ｍｍとする正方形状に裁断する。

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

このようにしてセラミックグリーンシート７を形成したら、これの一方の側の表面に、本発明における機能パターンとなる前記回路５の前駆体を、前記コンタクト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グリーンシート７上に、前述した本発明のインク１０を配し、前記回路５となる前駆体１１を形成する。なお、ここでは、機能パターンとして回路５を形成するため、インク１０としては、前記した導電粒子（銀粒子）を機能性粒子として含有し、水系の分散媒に分散させたものを用いている。

前記セラミックグリーンシート７上へのインク１０の配置（塗布）については、液滴吐出法であるインクジェット法が採用される。このインクジェット法は、例えば図４に示すインクジェット装置（液滴吐出装置）５０を用い、図５に示すインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）７０からインクを吐出する方法である。以下に、インクジェット装置５０及びインクジェットヘッド７０について説明する。

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

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

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

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

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

したがって、このようなヘッド７０を備えたインクジェット装置５０を用いることにより、インク１０を、前記セラミックグリーンシート７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。よって、図３（ａ）に示したように前駆体１１を、精度良くしかも容易に形成することができる。

すなわち、本発明のインクは、分散媒として水系のものを用いていることなどにより、セラミックグリーンシート７に対する静的接触角が３０度以上９０度以下となるように調製されている。したがって、前述したようにセラミックグリーンシート７上で必要以上に濡れ広がってしまうことがなく、また、セラミックグリーンシート７に強く弾かれてしまうこともないことから、セラミックグリーンシート７上に所望のパターン状で良好に配置させられるようになっているのである。

このようにして前駆体１１を形成したら、同様の工程により、前駆体１１を形成したセラミックグリーンシート７を必要枚数、例えば１０枚から２０枚程度容易する。
次いで、これらセラミックグリーンシートからＰＥＴフィルムを剥がし、図２に示すようにこれらを積層することにより、積層体１２を得る。このとき、積層するセラミックグリーンシート７については、上下に重ねられるセラミックグリーンシート７間で、それぞれの前駆体１１が必要に応じてコネクタ６を介して接続するように配置する。

このようにして積層体１２を形成したら、例えばベルト炉などによって加熱処理する。これにより、各セラミックグリーンシート７は焼成されることで、図３（ｂ）に示すように本発明のセラミックス基板２となり、また前駆体１１はこれを形成する導電粒子が焼結して配線パターンや電極パターンからなる回路（機能パターン）５となる。そして、このように前記積層体１２が加熱処理されることで、この積層体１２は図１に示した積層基板３となる。

ここで、前記積層体１２の加熱温度としては、セラミックグリーンシート７中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましく、具体的には、６００℃以上９００℃以下とするのが好ましい。また、加熱条件としては、適宜な速度で温度を上昇させ、かつ下降させるようにし、さらに、最大加熱温度、すなわち前記の６００℃以上９００℃以下の温度では、その温度に応じて適宜な時間保持するようにする。

このように前記ガラスの軟化点以上の温度、すなわち前記温度範囲にまで加熱温度を上げることにより、得られるセラミックス基板２の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、積層基板３を構成する各セラミックス基板２と回路（機能パターン）５との間がより強固に固着するようになる。

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

ここで、セラミックグリーンシート７上に配されたインク１０中の導電粒子は、加熱処理によって互いに融着し、連続することによって導電性を示すようになる。インクジェット法用のインクにおいて主に用いられる平均粒子径１０〜３０ｎｍ程度の導電粒子は、例えば銀粒子の場合、２００℃程度の温度で導電性を示すようになる。したがって、前記した６００℃以上、９００℃以下の範囲での加熱処理により、インク１０中の導電粒子は容易に融着し連続化することにより、回路５となるのである。

このような加熱処理によって回路５は、セラミックス基板２中のコンタクト６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、この回路５が単にセラミックス基板２上に載っているだけでは、セラミックス基板２に対する機械的な接続強度が確保されず、したがって衝撃等によって破損してしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、前述したようにセラミックグリーンシート７中のガラスを一旦軟化させ、その後硬化させることにより、回路５をセラミックス基板２に対し強固に固着させている。したがって、形成された回路５は、機械的にも高い強度を有するものとなる。

なお、このような加熱処理により、回路４についても前記回路５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１を得ることができる。

このようなセラミックス回路基板１の製造方法にあっては、特に積層基板３を構成する各セラミックス基板２の製造に際して、前記のグリーンシート用インク１０をセラミックグリーンシート７に対して配しているので、このグリーンシート用インク１０をセラミックグリーンシート７上に所望のパターン状で良好に配置することができ、したがって高精度の機能パターン（回路）５を形成することができる。
よって、本発明によれば、電子機器の構成要素となる電子部品について、その小型化の要求に応えることができるのはもちろん、多品種少量生産についてのニーズにも十分に対応可能となる。

また、セラミックグリーンシート７を加熱処理する際の加熱温度を、セラミックグリーンシート７中に含まれるガラスの軟化点以上としているので、加熱処理によってセラミックグリーンシート７をセラミックス基板２にした際、形成した回路（機能パターン）５が軟化したガラスによってセラミックス基板２（セラミックグリーンシート７）上に強固に固着するようになり、したがって回路５の機械的強度を高めることができる。

なお、前記実施形態では、機能性粒子として導電粒子を含有してなるインクを用い、機能パターンとして回路を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、前述したように抵抗体粒子（抵抗体材料）や高誘電体粒子（高誘電体材料）、磁性体粒子（磁性体材料）を用いることにより、積層セラミックスコンデンサ、積層インダクター、ＬＣフィルタ、複合高周波部品等の機能パターンを基板上に形成することもできる。

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

符号の説明

１…セラミックス回路基板、２…セラミックス基板、３…積層基板、４…回路、５…回路（機能パターン）、７…セラミックグリーンシート、１０…インク、１１…前駆体、１２…積層体

Claims (6)

1. セラミックグリーンシートに対して機能パターンを形成するための、液滴吐出用のインクであって、
   水を主成分とする水系の分散媒に機能性粒子を分散させてなり、前記セラミックグリーンシートに対する静的接触角が３０度以上９０度以下であることを特徴とするグリーンシート用インク。
2. 前記セラミックグリーンシートには、バインダー成分として、水に不溶な樹脂が含まれていることを特徴とする請求項１記載のグリーンシート用インク。
3. インク中の水の量が２０重量％以上８０重量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグリーンシート用インク。
4. 前記機能性粒子は、導電材料、抵抗体材料、高誘電体材料、磁性体材料のうちのいずれか一種からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のグリーンシート用インク。
5. セラミックグリーンシートに対し、請求項１〜４のいずれか一項に記載のグリーンシート用インクを液滴吐出法で選択的に配し、その後、加熱処理することでセラミックグリーンシートをセラミックス基板にするとともに、前記グリーンシート用インクを機能パターンにすることを特徴とするセラミックス基板の製造方法。
6. 前記セラミックグリーンシートがガラスを含有してなる場合に、前記加熱処理では、その加熱温度を、前記セラミックグリーンシート中に含まれるガラスの軟化点以上とすることを特徴とする請求項５記載のセラミックス基板の製造方法。
   
   

Images