JP2011152486A - Method for cleaning apparatus for discharging liquid droplet, and apparatus for discharging liquid droplet - Google Patents

Method for cleaning apparatus for discharging liquid droplet, and apparatus for discharging liquid droplet Download PDF

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佳和 ▲濱▼
Yoshikazu Hama
Toshiyuki Kobayashi
敏之 小林
Kentaro Tanabe
健太郎 田邉
Atsushi Denda
敦 傳田
Toshihiro Ogawa
智弘 小川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for cleaning an apparatus for discharging liquid droplets, which favorably removes dirt in an ink flow path for forming conductor patterns in the apparatus for discharging the liquid droplet and also removes clogging of a head for discharging the liquid droplet, and also to provide the apparatus for discharging the liquid droplet. <P>SOLUTION: The method for cleaning the apparatus for discharging liquid droplets is an method for cleaning an apparatus for discharging ink for forming conductive patterns, wherein: the apparatus for discharging the liquid droplet includes a head for discharging the liquid droplet with a discharger which discharges the ink for forming conductive patterns and a path for carrying the ink for forming conductive patterns to the head for discharging the liquid droplet; and the head for discharging the liquid droplet includes a body of the head, a diaphragm, and a piezoelectric element. The ink for forming conductive patterns is sent into the head for discharging the liquid droplet through the path for carrying the ink. The ink for forming conductive patterns is suctioned from the discharger, and the suctioned ink is sent back to the head for discharging the liquid droplet while the piezoelectric element is driven by applied voltages with a frequency between 10 and 300 kHz. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出装置の洗浄方法および液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a cleaning method for a droplet discharge device and a droplet discharge device.

電子回路または集積回路などに使われる配線の製造には、例えばフォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予め導電膜を塗布した基板上にレジストと呼ばれる感光材を塗布し、回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じて導電膜をエッチングすることで導体パターンからなる配線を形成するものである。このフォトリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料使用効率も数%程度でそのほとんどを廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。   For example, a photolithography method is used for manufacturing a wiring used for an electronic circuit or an integrated circuit. In this photolithography method, a photosensitive material called a resist is coated on a substrate coated with a conductive film in advance, a circuit pattern is irradiated and developed, and the conductive film is etched according to the resist pattern, thereby forming a wiring made of a conductor pattern. Is formed. This photolithography method requires large-scale equipment such as a vacuum apparatus and a complicated process, and the material use efficiency is about several percent, and most of it must be discarded, and the manufacturing cost is high.

これに対して、液体吐出ヘッドから液体材料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を用いて導体パターン(配線)を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、導電性微粒子を分散させた導体パターン形成用インクを基板に直接パターン塗布し、その後、溶媒を除去して導体パターン前駆体を得、焼結させることにより導体パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくてすむというメリットがある。また、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。   On the other hand, a method of forming a conductor pattern (wiring) by using a droplet discharge method in which a liquid material is discharged from a liquid discharge head in the form of droplets, a so-called inkjet method has been proposed (for example, see Patent Document 1). ). In this method, a conductive pattern forming ink in which conductive fine particles are dispersed is directly applied to a substrate, and then the solvent is removed to obtain a conductive pattern precursor, which is then converted into a conductive pattern by sintering. According to this method, there is an advantage that photolithography is not required, the process is greatly simplified, and the amount of raw materials used is reduced. Further, 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.

ところで、導体パターンの形成に用いる液滴吐出装置(産業用)は、プリンターに適用されるもの(民生用)とは全く異なるものであり、例えば、大量生産を行うため、大量の液滴を長時間にわたって連続で吐出することが求められる。また、導体パターンの形成に用いるインク(産業用)では、プリンターに適用されるもの(民生用)で用いるインクに比べて、一般に、吐出時の液切れも悪く、インクジェットヘッドの吐出部(ノズル)や吐出面にインクが残存しやすい。この結果、継続して吐出した場合、インクに含まれる成分が液滴吐出装置のインクの流路に付着し、液滴吐出ヘッドへのインクの供給が不安定になる。また、導体パターンの形成に用いるインク(産業用)は、プリンターに適用されるもの(民生用)で用いるインクに比べて、組成に制限が多く、乾燥性や再溶解性等の特性が十分ではなく、金属粒子等の固形分が析出、あるいは凝集して、液滴吐出ヘッドの吐出部の目詰まりを起こしやすく、液滴の飛行曲がりを頻発する。このような場合、導体パターン形成用インクによって基板上に形成されたパターンは、十分に均一な厚さ、幅を有することが困難であった。このように、目的とする形状のパターンを形成できない場合、結果として形成した導体パターンの一部に断線が生じやすいものとなっていた。また、導体パターンが目的とする形状とならないことにより、導体パターンが目的とする周波数特性(Q値)からずれた特性を有してしまう問題があった。特に、近年の配線の微細化、狭ピッチ化による回路基板の高密度化に伴い、このような問題の発生が顕著であった。   By the way, a droplet discharge device (industrial use) used for forming a conductor pattern is completely different from that applied to a printer (consumer use). For example, a large number of droplets are long for mass production. It is required to discharge continuously over time. Also, the ink used for forming the conductor pattern (industrial) is generally poorer in liquid discharge during ejection than the ink used in printers (consumer use), and the ejection part (nozzle) of the inkjet head. Ink tends to remain on the discharge surface. As a result, when the ink is continuously discharged, the components contained in the ink adhere to the ink flow path of the droplet discharge device, and the supply of ink to the droplet discharge head becomes unstable. Also, the ink used for forming the conductor pattern (industrial) has more compositional restrictions than those used in printers (consumer use) and has sufficient characteristics such as drying and re-dissolvability. In other words, solid content such as metal particles precipitates or aggregates, and the discharge portion of the droplet discharge head is likely to be clogged, and the flight of the droplet frequently occurs. In such a case, it is difficult for the pattern formed on the substrate with the conductive pattern forming ink to have a sufficiently uniform thickness and width. As described above, when a pattern having a desired shape cannot be formed, disconnection is likely to occur in a part of the formed conductor pattern. In addition, since the conductor pattern does not have a desired shape, there is a problem that the conductor pattern has characteristics that deviate from the target frequency characteristics (Q value). In particular, the occurrence of such a problem has been remarkable with the recent increase in the density of circuit boards due to the miniaturization of wiring and the reduction in pitch.

このため、例えば、液滴吐出装置のセラミックス基板のない部分で液滴を吐出することによる行う方法(つば吐き)により、液滴吐出ヘッドやインクの流路に存在する凝集物、付着物等を取り除き、インク等による汚れ、目詰まりの解消を行う。しかしながら、このような方法のみでは、十分に凝集物、付着物を取り除くことができず、再び液滴の吐出を行うと比較的短期間で、液滴の吐出量が不安定になったり、吐出部が再び目詰まりする問題があった。このような場合、液滴吐出ヘッドや他の部材を頻繁に交換する必要があり、セラミックス回路基板の生産性を極端に落とすものとなっていた。   For this reason, for example, by a method (e.g., spitting) of ejecting droplets on a portion without a ceramic substrate of a droplet ejecting device, aggregates, deposits, etc. present in the droplet ejecting head or the ink flow path Remove and remove dirt and clogging with ink. However, such a method alone cannot sufficiently remove aggregates and deposits, and if droplets are discharged again, the droplet discharge amount becomes unstable or discharged in a relatively short period of time. There was a problem that the part was clogged again. In such a case, it is necessary to frequently replace the droplet discharge head and other members, and the productivity of the ceramic circuit board is extremely reduced.

特開2007−84387号公報JP 2007-84387 A

本発明の目的は、液滴吐出装置の導体パターン形成用インクの流路における汚れ、液滴吐出ヘッドの目詰まりを好適に解消できる液滴吐出装置の洗浄方法およびこのような洗浄方法に適用されるおよび液滴吐出装置を提供することにある。   An object of the present invention is applied to a cleaning method of a droplet discharge device and such a cleaning method that can suitably eliminate contamination in a flow path of ink for forming a conductor pattern of the droplet discharge device and clogging of a droplet discharge head. And providing a droplet discharge device.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出装置の洗浄方法は、液滴吐出方式による導体パターンの形成に用いられ、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する液滴吐出装置を洗浄する洗浄方法であって、
前記液滴吐出装置は、前記導体パターン形成用インクを吐出する吐出部を備えた液滴吐出ヘッドと、前記導体パターン形成用インクを前記液滴吐出ヘッドに搬送するための搬送路とを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、ヘッド本体と、振動板と、ピエゾ素子とを備え、
前記導体パターン形成用インクを、前記搬送路を介して前記液滴吐出ヘッド内に送液し、前記ピエゾ素子を10kHz以上300kHz以下の周波数の印加電圧で駆動させつつ、前記吐出部から前記導体パターン形成用インクを吸引した後、吸引した前記導体パターン形成用インクを前記液滴吐出ヘッドに戻すことを特徴とする。
これにより、液滴吐出装置の導体パターン形成用インクの流路における汚れ、液滴吐出ヘッドの目詰まりを好適に解消できる液滴吐出装置の洗浄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 cleaning a droplet discharge device of the present invention is used for forming a conductor pattern by a droplet discharge method, and is a cleaning method for cleaning a droplet discharge device that discharges a conductive pattern forming ink in which metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium. A method,
The droplet discharge device includes a droplet discharge head including a discharge unit that discharges the conductor pattern forming ink, and a transport path for transporting the conductor pattern forming ink to the droplet discharge head. ,
The droplet discharge head includes a head body, a diaphragm, and a piezo element,
The conductor pattern forming ink is fed into the droplet discharge head via the transport path, and the piezoelectric element is driven by the applied voltage having a frequency of 10 kHz or more and 300 kHz or less from the discharge unit to the conductor pattern. After sucking the forming ink, the sucked conductive pattern forming ink is returned to the droplet discharge head.
Accordingly, it is possible to provide a cleaning method for a droplet discharge device that can suitably eliminate contamination in the flow path of the conductor pattern forming ink of the droplet discharge device and clogging of the droplet discharge head.

本発明の液滴吐出装置の洗浄方法では、前記導体パターン形成用インクは、セラミックス粒子を含むことが好ましい。
これにより、液滴吐出装置の導体パターン形成用インクの流路における汚れ、液滴吐出ヘッドの目詰まりをより好適に解消することができる。
本発明の液滴吐出装置の洗浄方法では、前記セラミックス粒子は、金属酸化物を含むことが好ましい。
このような金属酸化物は、化学的に安定であり、安定して洗浄液中で分散される。また、比較的硬度が高いため、好適に液滴吐出装置内の汚れを除去することができる。
In the cleaning method for a droplet discharge device of the present invention, it is preferable that the conductor pattern forming ink contains ceramic particles.
Thereby, contamination in the flow path of the conductor pattern forming ink of the droplet discharge device and clogging of the droplet discharge head can be more preferably eliminated.
In the method for cleaning a droplet discharge device of the present invention, the ceramic particles preferably include a metal oxide.
Such metal oxides are chemically stable and stably dispersed in the cleaning liquid. Moreover, since the hardness is relatively high, dirt in the droplet discharge device can be suitably removed.

本発明の液滴吐出装置の洗浄方法では、前記金属酸化物は、二酸化ケイ素、または、酸化アルミニウムであることが好ましい。
これらの化合物は、硬度が高いものであり、比較的高い洗浄性を有している。
本発明の液滴吐出装置の洗浄方法では、前記セラミックス粒子の平均粒子径は、5nm以上300nm以下であることが好ましい。
これにより、インクの流路に付着した金属粒子(汚れ)をより効果的に取り除くことができる。
In the method for cleaning a droplet discharge device of the present invention, the metal oxide is preferably silicon dioxide or aluminum oxide.
These compounds have high hardness and have relatively high detergency.
In the cleaning method for a droplet discharge device of the present invention, the ceramic particles preferably have an average particle diameter of 5 nm to 300 nm.
Thereby, metal particles (dirt) adhering to the ink flow path can be more effectively removed.

本発明の液滴吐出装置の洗浄方法では、前記導体パターン形成用インク中における前記セラミックス粒子の含有量は、0.1wt%以上1.6wt%以下であることが好ましい。
これにより、形成される導体パターンの性能にセラミックス粒子が影響を与えることを防止しつつ、インクの流路に金属粒子が付着することを防止できる。
本発明の液滴吐出装置の洗浄方法では、吸引した前記導体パターン形成用インクは、フィルターを介して、前記液滴吐出ヘッドに戻すことが好ましい。
これにより、一旦遊離した銀等の汚れがインクの流路等に再付着するのを効果的に防止することができる。
In the method for cleaning a droplet discharge device of the present invention, the content of the ceramic particles in the conductor pattern forming ink is preferably 0.1 wt% or more and 1.6 wt% or less.
Thereby, it is possible to prevent the metal particles from adhering to the ink flow path while preventing the ceramic particles from affecting the performance of the formed conductor pattern.
In the method for cleaning a droplet discharge device of the present invention, it is preferable that the sucked ink for forming a conductor pattern is returned to the droplet discharge head via a filter.
Thereby, it is possible to effectively prevent dirt such as silver once released from reattaching to the ink flow path or the like.

本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出方式による導体パターンの形成に用いられ、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する液滴吐出装置であって、
前記導体パターン形成用インクを吐出する吐出部を備えた液滴吐出ヘッドと、前記導体パターン形成用インクを前記液滴吐出ヘッドに搬送するための搬送路と、液滴吐出装置内を清掃するための洗浄機構とを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、ヘッド本体と、振動板と、ピエゾ素子とを備え、
前記洗浄機構は、前記液滴吐出ヘッド内の前記導体パターン形成用インクを吸引する吸引手段と、該吸引手段により吸い出された前記導体パターン形成用インクを回収する回収タンクと、前記吸引手段により吸い出された前記導体パターン形成用インクを前記回収タンクへと搬送する吸引インク搬送路と、前記回収タンクへ回収された前記導体パターン形成用インクを再度液滴吐出ヘッド側へ搬送する回収インク搬送路とを備えていることを特徴とする。
これにより、導体パターン形成用インクの流路における汚れ、液滴吐出ヘッドの目詰まりを好適に解消できる液滴吐出装置を提供することができる。
A droplet discharge device of the present invention is a droplet discharge device that is used for forming a conductor pattern by a droplet discharge method and discharges a conductive pattern forming ink in which metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium.
In order to clean the inside of the droplet discharge device, a droplet discharge head having a discharge portion for discharging the conductor pattern formation ink, a conveyance path for conveying the conductor pattern formation ink to the droplet discharge head And a cleaning mechanism
The droplet discharge head includes a head body, a diaphragm, and a piezo element,
The cleaning mechanism includes a suction unit that sucks the conductor pattern forming ink in the droplet discharge head, a collection tank that collects the conductor pattern forming ink sucked by the suction unit, and a suction unit. A suction ink transport path for transporting the sucked conductor pattern forming ink to the recovery tank, and a recovery ink transport for transporting the conductor pattern formation ink recovered to the recovery tank to the droplet discharge head side again And a road.
Accordingly, it is possible to provide a droplet discharge device that can suitably eliminate dirt in the flow path of the conductor pattern forming ink and clogging of the droplet discharge head.

液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a droplet discharge apparatus. 図1の液滴吐出装置が備える液滴吐出ヘッドの概略構成を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of a droplet discharge head provided in the droplet discharge device of FIG. 1. 液滴吐出装置の洗浄機構の全体構成の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the whole structure of the washing | cleaning mechanism of a droplet discharge apparatus.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《液滴吐出装置》
まず、本発明の洗浄方法の説明に先立ち、本発明が適用される液滴吐出装置の好適な実施形態について説明する。
図1は、液滴吐出装置(インクジェット装置)の好適な実施形態の一例を示す斜視図、図2は、図1の液滴吐出装置が備える液滴吐出ヘッド(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、図3は、液滴吐出装置の洗浄機構の全体構成の一例を示した模式図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
<Droplet ejection device>
First, prior to the description of the cleaning method of the present invention, a preferred embodiment of a droplet discharge apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a preferred embodiment of a droplet discharge device (inkjet device), and FIG. 2 illustrates a schematic configuration of a droplet discharge head (inkjet head) included in the droplet discharge device of FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the cleaning mechanism of the droplet discharge device.

図1および図3に示すように、液滴吐出装置100は、図2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、インク貯留槽150と、テーブル位置決め手段170と、ヘッド位置決め手段180と、制御装置190とを有している。
この液滴吐出装置100は、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することにより、導体パターンを形成するのに用いられる装置である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the droplet discharge device 100 includes a droplet discharge head (inkjet head; hereinafter simply referred to as a head) 110, a base 130, a table 140, and an ink reservoir shown in FIG. 150, a table positioning unit 170, a head positioning unit 180, and a control device 190.
The droplet discharge device 100 is a device used to form a conductor pattern by discharging a conductor pattern forming ink in which genus particles are dispersed in an aqueous dispersion medium.

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。
また、テーブル140の裏面には、ラバーヒータ(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にて所定の温度に加熱されるようになっている。
The base 130 is a table that supports each component of the droplet discharge device 100 such as the table 140, the table positioning unit 170, and the head positioning unit 180.
The table 140 is installed on the base 130 via the table positioning means 170. The table 140 is used for placing the substrate S (the ceramic molded body 15 in this embodiment).
A rubber heater (not shown) is disposed on the back surface of the table 140. The ceramic molded body 15 placed on the table 140 is heated to a predetermined temperature by a rubber heater over the entire upper surface thereof.

セラミックス成形体15に着弾したインク(後述する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。   At least a part of the aqueous dispersion medium evaporates from the surface side of the ink (conductor pattern forming ink described later) 1 landed on the ceramic molded body 15. At this time, since the ceramic molded body 15 is heated, evaporation of the aqueous dispersion medium is promoted. The ink 1 that has landed on the ceramic molded body 15 is thickened from the outer edge of the surface as it dries. That is, the solid content (particles) concentration at the outer peripheral portion is faster than the central portion and reaches the saturated concentration. Thicken from the outer edge. The thickened ink 1 on the outer edge stops its own wetting and spreading along the surface direction of the ceramic molded body 15, so that the line width can be easily controlled with respect to the landing diameter.

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 body 15 is preferably 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. By setting it as such conditions, when an aqueous dispersion medium evaporates, it can prevent more effectively that a crack generate | occur | produces.
The table positioning unit 170 includes a first moving unit 171 and a motor 172. The table positioning means 170 determines the position of the table 140 in the base 130, and thereby determines the position of the ceramic green sheet 15 in the base 130.

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 motor 172. Then, as the support base moves on the rail, the table 140 on which the base material S is placed is moved and positioned in the Y direction.
The motor 172 supports the table 140 and swings and positions the table 140 in the θz direction.

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182と、モータ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 head positioning unit 180 includes a second moving unit 181, a linear motor 182, and motors 183, 184 and 185. The head positioning unit 180 determines the position of the head 110.
The second moving means 181 is provided with two support pillars standing from the base 130, a support base provided between the support pillars, the rail support having two rails, and the rails. And a support member (not shown) for supporting the head 110. Then, as the support member moves along the rail, the head 110 is moved and positioned in the X direction.

リニアモータ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 linear motor 182 is provided in the vicinity of the support member, and can move and position the head 110 in the Z direction.
Motors 183, 184, and 185 swing and position the head 110 in the α, β, and γ directions, respectively.
By the table positioning unit 170 and the head positioning unit 180 as described above, the ink jet apparatus 100 accurately controls the relative position and posture of the ink ejection surface 115P of the head 110 and the base material S on the table 140. It can be done.

図2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. 2, the head 110 ejects ink 1 from nozzles (protruding portions) 118 by an inkjet method (droplet ejection method). In the present embodiment, the head 110 uses a piezo method in which ink is ejected using a piezo element 113 as a piezoelectric element. The piezo method has the advantage that the composition of the material is not affected because heat is not applied to the ink 1.

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116およびリザーバ116から分岐した複数のインク室117が形成されている。
The head 110 has a head body 111, a diaphragm 112, and a piezo element 113.
The head main body 111 has a main body 114 and a nozzle plate 115 on the lower end surface thereof. Then, the main body 114 is sandwiched between the plate-like nozzle plate 115 and the vibration plate 112, whereby a reservoir 116 as a space and a plurality of ink chambers 117 branched from the reservoir 116 are formed.

リザーバ116には、後述するインク貯留槽150よりインク1が供給される。リザーバ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(吐出部)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 reservoir 116 from an ink storage tank 150 described later. The reservoir 116 forms a flow path for supplying the ink 1 to each ink chamber 117.
The nozzle plate 115 is attached to the lower end surface of the main body 114 and constitutes an ink ejection surface 115P. In the nozzle plate 115, a plurality of nozzles 118 that discharge ink 1 are opened corresponding to the ink chambers 117. An ink flow path is formed from each ink chamber 117 toward the corresponding nozzle (ejection unit) 118.

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 diaphragm 112 is attached to the upper end surface of the head body 111 and constitutes the wall surface of each ink chamber 117. The diaphragm 112 can vibrate according to the vibration of the piezo element 113.
The piezo element 113 is provided corresponding to each ink chamber 117 on the opposite side of the vibration plate 112 from the head body 111. The piezoelectric element 113 is obtained by sandwiching a piezoelectric material such as quartz with a pair of electrodes (not shown). The pair of electrodes is connected to the drive circuit 191.

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。
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、ヘッド位置決め手段170およびテーブル位置決め手段180を制御することにより基板Sへのインク1の吐出位置を制御する。
When an electric signal is input from the drive circuit 191 to the piezo element 113, the piezo element 113 is expanded or contracted. When the piezo element 113 contracts and deforms, the pressure in the ink chamber 117 decreases, and the ink 1 flows from the reservoir 116 into the ink chamber 117. Further, when the piezo element 113 expands and deforms, the pressure in the ink chamber 117 increases and the ink 1 is ejected from the nozzle 118. Note that the amount of deformation of the piezo element 113 can be controlled by changing the applied voltage. Further, the deformation speed of the piezo element 113 can be controlled by changing the frequency of the applied voltage. That is, by controlling the voltage applied to the piezo element 113, the ejection conditions of the ink 1 can be controlled.
The control device 190 controls each part of the inkjet device 100. For example, the discharge position of ink 1 on the substrate S is controlled by adjusting the waveform of the applied voltage generated by the drive circuit 191 to control the discharge condition of the ink 1 or by controlling the head positioning unit 170 and the table positioning unit 180. Control.

インク貯留槽150は、インク1を貯留する。
インク貯留槽150は、図3に示すように、搬送路151を介して、ヘッド110(リザーバ116)に接続されており、インク貯留槽150に貯留されたインク1は、液滴吐出時等における必要に応じてリザーバ116に供給される。
また、搬送路151には、その途中にコック152が設けられており、コック152において、後述する回収インク搬送路220と接続されている。
また、図3に示すように、コック152とヘッド110との間には、自己封止弁153が設けられている。この自己封止弁153によって、ヘッド110へのインク1の送液を制御するとともに、インク1の逆流を防止している。
また、図3に示すように、液滴吐出装置100は、洗浄機構を備えている。
The ink storage tank 150 stores the ink 1.
As shown in FIG. 3, the ink storage tank 150 is connected to the head 110 (reservoir 116) via a conveyance path 151, and the ink 1 stored in the ink storage tank 150 is used when a droplet is discharged. It is supplied to the reservoir 116 as necessary.
Further, a cock 152 is provided in the middle of the transport path 151, and the cock 152 is connected to a recovered ink transport path 220 described later.
Further, as shown in FIG. 3, a self-sealing valve 153 is provided between the cock 152 and the head 110. The self-sealing valve 153 controls the liquid feeding of the ink 1 to the head 110 and prevents the ink 1 from flowing backward.
As shown in FIG. 3, the droplet discharge device 100 includes a cleaning mechanism.

洗浄機構は、ヘッド110内のインク1を吸引する吸引手段200と、吸引手段200により吸い出されたインク1を回収する回収タンク210と、吸引手段200により吸い出されたインク1を回収タンク210へと搬送する吸引インク搬送路201と、回収タンク210へ回収されたインク1を再度液滴吐出ヘッド110側へ搬送する回収インク搬送路220とを備えている。
吸引手段200は、ヘッド110内のインク1を吸引する機能を有している。吸引手段200により吸い出されたインク1は、図3に示すように、吸引インク搬送路201を介して回収タンク210へと搬送される。
The cleaning mechanism includes a suction unit 200 that sucks the ink 1 in the head 110, a collection tank 210 that collects the ink 1 sucked out by the suction unit 200, and a recovery tank 210 that collects the ink 1 sucked out by the suction unit 200. And a recovery ink transport path 220 for transporting the ink 1 recovered to the recovery tank 210 to the droplet discharge head 110 side again.
The suction unit 200 has a function of sucking the ink 1 in the head 110. The ink 1 sucked out by the suction means 200 is transported to the recovery tank 210 via the suction ink transport path 201 as shown in FIG.

回収タンク210へ回収されたインク1は、図3に示すように、回収インク搬送路220、および、コック152を介して搬送路151(液滴吐出ヘッド110側)へと搬送される。
また、回収インク搬送路220には、フィルター221が設けられており、このフィルターによって、回収されたインク1中の異物を除去する。
As shown in FIG. 3, the ink 1 collected in the collection tank 210 is conveyed to the conveyance path 151 (droplet ejection head 110 side) via the collection ink conveyance path 220 and the cock 152.
Further, a filter 221 is provided in the collected ink conveyance path 220, and foreign matter in the collected ink 1 is removed by this filter.

《液滴吐出装置の洗浄方法》
次に、本発明の液滴吐出装置の洗浄方法の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、上述したような液滴吐出装置100を洗浄する洗浄方法を代表的に説明するが、本発明は、上述したような液滴吐出装置100に限定されるものではない。
本実施形態では、まず、インク貯留槽150から、搬送路151、コック152、自己封止弁153を介して、ヘッド110へインク1を搬送(投入)し、液滴吐出装置100内にインク1を充填する。
<Dropping device cleaning method>
Next, a preferred embodiment of the method for cleaning a droplet discharge device of the present invention will be described.
In the present embodiment, a cleaning method for cleaning the droplet discharge device 100 as described above will be representatively described, but the present invention is not limited to the droplet discharge device 100 as described above.
In the present embodiment, first, the ink 1 is transported (injected) from the ink storage tank 150 to the head 110 via the transport path 151, the cock 152, and the self-sealing valve 153, and the ink 1 is put into the droplet discharge device 100. Fill.

次に、ヘッド110のピエゾ素子113を10kHz以上300kHz以下の周波数の印加電圧で駆動(振動)させる。そして、このようにピエゾ素子113を振動させつつ、ノズル(吐出部)118から吸引手段200を用いて液滴吐出装置100内のインク1を吸引する。
次に、吸引されたインク1は、吸引インク搬送路201を介して回収タンク210へと搬送される。
Next, the piezo element 113 of the head 110 is driven (vibrated) with an applied voltage having a frequency of 10 kHz to 300 kHz. The ink 1 in the droplet discharge device 100 is sucked from the nozzle (discharge portion) 118 using the suction means 200 while vibrating the piezo element 113 in this way.
Next, the sucked ink 1 is transported to the recovery tank 210 via the suction ink transport path 201.

その後、回収タンク210に回収されたインク1は、回収インク搬送路220を介して、フィルター221で異物を除去しつつ、再度、搬送路151(液滴吐出ヘッド110側)へと搬送される。
搬送されたインク1は、再度、液滴吐出ヘッド110に搬送され、インクの流路等の洗浄に供される。
Thereafter, the ink 1 collected in the collection tank 210 is conveyed again to the conveyance path 151 (the droplet discharge head 110 side) through the collection ink conveyance path 220 while removing foreign matters by the filter 221.
The transported ink 1 is transported again to the droplet discharge head 110 and used for cleaning the ink flow path and the like.

ところで、導体パターンの形成に用いる液滴吐出装置(産業用)は、プリンターに適用されるもの(民生用)とは全く異なるものであり、例えば、大量生産を行うため、大量の液滴を長時間にわたって連続で吐出することが求められる。また、導体パターンの形成に用いるインク(産業用)では、プリンターに適用されるもの(民生用)で用いるインクに比べて、一般に、吐出時の液切れも悪く、インクジェットヘッドの吐出部(ノズル)にインクが残存しやすい。この結果、継続して液滴を吐出した場合、インクに含まれる成分が液滴吐出装置のインクの流路に付着し、液滴吐出ヘッドへのインクの供給が不安定になる。また、導体パターンの形成に用いるインク(産業用)は、プリンターに適用されるもの(民生用)で用いるインクに比べて、組成に制限が多く、乾燥性や再溶解性等の特性が十分ではなく、金属粒子等の固形分が乾燥、あるいは凝集して液滴吐出ヘッドの吐出部の目詰まりを起こしやすくなる。この結果、液滴吐出装置は、液滴吐出時における液滴量の均一性、吐出性が劣るものとなり、液滴の飛行曲がりが頻発し、形成される導体パターンは、信頼性の低いものとなる。このような場合、導体パターン形成用インクによって基板上に形成されたパターンは、十分に均一な厚さ、幅を有することが困難であった。このように、目的とする形状のパターンを形成できない場合、結果として形成した導体パターンの一部に断線が生じやすいものとなっていた。特に、近年の配線の微細化、狭ピッチ化による回路基板の高密度化に伴い、このような問題の発生が顕著であった。   By the way, a droplet discharge device (industrial use) used for forming a conductor pattern is completely different from that applied to a printer (consumer use). For example, a large number of droplets are long for mass production. It is required to discharge continuously over time. Also, the ink used for forming the conductor pattern (industrial) is generally poorer in liquid discharge during ejection than the ink used in printers (consumer use), and the ejection part (nozzle) of the inkjet head. Ink tends to remain. As a result, when droplets are continuously discharged, components contained in the ink adhere to the ink flow path of the droplet discharge device, and the supply of ink to the droplet discharge head becomes unstable. Also, the ink used for forming the conductor pattern (industrial) has more compositional restrictions than those used in printers (consumer use) and has sufficient characteristics such as drying and re-dissolvability. In other words, solids such as metal particles are dried or aggregated, and the discharge part of the droplet discharge head is likely to be clogged. As a result, the droplet discharge device is inferior in uniformity and discharge property of the droplet amount at the time of discharging the droplet, the flying curve of the droplet occurs frequently, and the formed conductor pattern has low reliability. Become. In such a case, it is difficult for the pattern formed on the substrate with the conductive pattern forming ink to have a sufficiently uniform thickness and width. As described above, when a pattern having a desired shape cannot be formed, disconnection is likely to occur in a part of the formed conductor pattern. In particular, the occurrence of such a problem has been remarkable with the recent increase in the density of circuit boards due to the miniaturization of wiring and the reduction in pitch.

このため、例えば、液滴吐出装置のセラミックス基板のない部分で液滴を吐出する方法(つば吐き)により、液滴吐出ヘッドや、インクの流路に存在する凝集物、付着物等を取り除き、インク等による汚れ、目詰まりの解消を行う。しかしながら、このような方法のみでは、液滴吐出装置内にある凝集物、付着物を十分には取り除くことができず、吐出を再開した場合に、比較的短期間で、液滴の吐出量が不安定になったり、再び吐出部の目詰まり等が発生する問題があった。このような場合、液滴吐出ヘッドや他の部材を頻繁に交換する必要があり、セラミックス回路基板の生産性を極端に落とすものとなっていた。   For this reason, for example, by a method of ejecting droplets in a portion without a ceramic substrate of a droplet ejection device (e.g. spit), aggregates, deposits, etc. existing in the droplet ejection head and the ink flow path are removed, Removes dirt and clogging caused by ink. However, with only such a method, aggregates and deposits in the droplet discharge device cannot be sufficiently removed, and when the discharge is restarted, the droplet discharge amount can be reduced in a relatively short period of time. There has been a problem that it becomes unstable or the discharge part is clogged again. In such a case, it is necessary to frequently replace the droplet discharge head and other members, and the productivity of the ceramic circuit board is extremely reduced.

これに対して、本発明の液滴吐出装置の洗浄方法は、液滴吐出ヘッド内に導体パターン形成用インクを充填し、ピエゾ素子を所定の周波数の電圧を印加することで振動させつつ、吐出部から導体パターン形成用インクを吸引して回収し、さらに、回収した導体パターン形成用インクを再度液滴吐出ヘッド側に戻す点に特徴を有している。このような特徴を有することで、ピエゾ素子の振動により付着した金属粒子等の汚れを浮かした状態で導体パターン形成用インクを吸引するため、液滴吐出装置の導体パターン形成用インクの流路における汚れや、液滴吐出ヘッドの目詰まりを確実に除去することができ、液滴吐出装置内を効果的に洗浄することができる。   In contrast, the method for cleaning a droplet discharge device according to the present invention fills a droplet discharge head with a conductor pattern forming ink and discharges the piezoelectric element while vibrating it by applying a voltage of a predetermined frequency. The conductive pattern forming ink is sucked and collected from the portion, and the collected conductive pattern forming ink is returned to the droplet discharge head side again. By having such a feature, in order to suck the conductor pattern forming ink in a state where dirt such as metal particles adhering to the vibration of the piezo element is floated, in the flow path of the conductor pattern forming ink of the droplet discharge device Dirt and clogging of the droplet discharge head can be reliably removed, and the inside of the droplet discharge device can be effectively cleaned.

本発明において、ピエゾ素子に印加する電圧の周波数は、10kHz以上300kHz以下であるが、50kHz以上250kHz以下であるのがより好ましく、100kHz以上200kHz以下であるのがさらに好ましい。これにより、本発明の効果をより顕著なものとすることができる。
また、液滴吐出装置100内に送液された導体パターン形成用インク1が吸引手段によって吸引される速度は、1つの液滴吐出ヘッド110あたり2mL/min以上60mL/min以下であるのが好ましく、5mL/min以上30mL/min以下であるのがより好ましい。これにより、より効果的に液滴吐出装置100内を洗浄することができる。
In the present invention, the frequency of the voltage applied to the piezoelectric element is 10 kHz to 300 kHz, more preferably 50 kHz to 250 kHz, and still more preferably 100 kHz to 200 kHz. Thereby, the effect of this invention can be made more remarkable.
Further, the speed at which the conductor pattern forming ink 1 fed into the droplet discharge device 100 is sucked by the suction means is preferably 2 mL / min or more and 60 mL / min or less per droplet discharge head 110. More preferably, it is 5 mL / min or more and 30 mL / min or less. Thereby, the inside of the droplet discharge device 100 can be cleaned more effectively.

《導体パターン形成用インク》
次に、本発明の洗浄方法に適用することが可能な導体パターン形成用インクの好適な実施形態について説明する。
導体パターン形成用インクは、基板上に導体パターンを形成するのに用いるインクであり、特に、液滴吐出法によって導体パターン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、金属粒子を水系分散媒に分散してなる分散液として、銀粒子が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。
<Conductor pattern forming ink>
Next, a preferred embodiment of the conductive pattern forming ink that can be applied to the cleaning method of the present invention will be described.
The conductor pattern forming ink is an ink used for forming a conductor pattern on a substrate, and in particular, an ink used for forming a conductor pattern by a droplet discharge method.
In this embodiment, a case where a dispersion liquid in which silver particles are dispersed is used as a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium.

また、導体パターンが形成される基板は、いかなるものであってもよいが、本実施形態では、基板としてセラミックスを主として構成されたセラミックス基板を用いることとする。また、本実施形態では、セラミックスとバインダーとを含む材料で構成されたシート状のセラミックス成形体(セラミックスグリーンシート)に導体パターン形成用インクを付与するものとして説明する。なお、セラミックス成形体は、後述するように焼結処理され、セラミックス基板となる。
以下、導体パターン形成用インクの各構成成分について詳細に説明する。
The substrate on which the conductor pattern is formed may be any substrate, but in the present embodiment, a ceramic substrate mainly composed of ceramics is used as the substrate. In the present embodiment, the description will be made assuming that the ink for forming a conductor pattern is applied to a sheet-like ceramic formed body (ceramic green sheet) made of a material containing ceramics and a binder. The ceramic molded body is sintered as described later to become a ceramic substrate.
Hereinafter, each component of the conductor pattern forming ink will be described in detail.

[水系分散媒]
まず、水系分散媒について説明する。
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。
[Aqueous dispersion medium]
First, the aqueous dispersion medium will be described.
In the present invention, the “aqueous dispersion medium” refers to one composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water (for example, water at 25 ° C .: a liquid having a solubility in 100 g 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.

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中における水系分散媒の含有量は、25wt%以上60wt%以下であることが好ましく、30wt%以上50wt%以下であることがより好ましい。これにより、インク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.
Further, the content of the aqueous dispersion medium in the conductor pattern forming ink is preferably 25 wt% or more and 60 wt% or less, and more preferably 30 wt% or more and 50 wt% or less. Thereby, while making the viscosity of an ink 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の主成分であり、導体パターンに導電性を付与する成分である。
また、銀粒子は、インク中において分散している。
[Silver particles]
Next, silver particles (metal particles) will be described.
Silver particles are the main component of the conductor pattern to be formed, and are components that impart conductivity to the conductor pattern.
The silver particles are dispersed in the ink.

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、インク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 ink ejection stability can be further improved, 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、インク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を提供することができる。
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、インクの吐出安定性が特に優れたものとなる。
Further, the content of silver particles (silver particles (metal particles) in which the dispersant is not adsorbed on the surface) contained in the ink is preferably 0.5 wt% or more and 60 wt% or less, and is preferably 10 wt% or more and 45 wt%. The following is more preferable. Thereby, disconnection of a conductor pattern can be prevented more effectively, and a more reliable conductor pattern can be provided.
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 ink ejection stability is particularly excellent.

インク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、10wt%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 ink is preferably 1 wt% or more and 60 wt% or less, and more preferably 10 wt% or more and 50 wt% or less. When the content of the silver colloidal particles is less than the lower limit, the silver content is small, and when a conductive pattern is formed, it is necessary to apply a plurality of times when a relatively thick film is formed. On the other hand, when the content of the silver colloidal particles exceeds the upper limit, the silver content increases and the dispersibility decreases. To prevent this, the frequency of stirring increases.

また、銀コロイド粒子の熱重量分析における500℃までの加熱減量は、1wt%以上25wt%以下が好ましい。コロイド粒子(固形分)を500℃まで加熱すると、表面に付着した分散剤等が酸化分解され、大部分のものはガス化されて消失する。500℃までの加熱による減量は、銀コロイド粒子中の分散剤の量にほぼ相当すると考えられる。加熱減量が1wt%未満であると、銀粒子に対する分散剤の量が少なく、銀粒子の充分な分散性が低下する。一方、25wt%を超えると、銀粒子に対する残留分散剤の量が多なり、導体パターンの比抵抗が高くなる。但し、比抵抗は、導体パターンの形成後に加熱焼結して有機分を分解消失させることである程度改善することができる。そのため、基板として、より高温で焼結されるセラミックス成形体等を用いた場合このような効果を容易に得ることができる。   Further, the heat loss to 500 ° C. in the thermogravimetric analysis of the silver colloid particles is preferably 1 wt% or more and 25 wt% or less. When the colloidal particles (solid content) are heated to 500 ° C., the dispersant or the like attached to the surface is oxidized and decomposed, and most of them are gasified and disappear. The weight loss due to heating up to 500 ° C. is considered to substantially correspond to the amount of the dispersant in the silver colloid particles. When the loss on heating is less than 1 wt%, the amount of the dispersant with respect to the silver particles is small, and the sufficient dispersibility of the silver particles is lowered. On the other hand, when it exceeds 25 wt%, the amount of the residual dispersant with respect to the silver particles increases, and the specific resistance of the conductor pattern increases. However, the specific resistance can be improved to some extent by heating and sintering after formation of the conductor pattern to decompose and disappear organic components. Therefore, such an effect can be easily obtained when a ceramic molded body sintered at a higher temperature is used as the substrate.

[セラミックス粒子]
また、導体パターン形成用インクは、セラミックス粒子を含んでいるのが好ましい。
セラミックス粒子は、比較的硬度が高いものであり、導体パターン形成用インクの流路に対して研磨剤として機能する。この結果、本発明の洗浄方法に適用した場合、液滴吐出装置100内の汚れをより容易に除去することができ、液滴吐出装置の導体パターン形成用インクの流路における汚れ、液滴吐出ヘッドの目詰まりをより好適に解消することができる。
[Ceramic particles]
In addition, it is preferable that the conductor pattern forming ink contains ceramic particles.
The ceramic particles have relatively high hardness and function as an abrasive for the flow path of the conductor pattern forming ink. As a result, when applied to the cleaning method of the present invention, dirt in the droplet discharge device 100 can be more easily removed, and dirt and droplet discharge in the flow path of the conductive pattern forming ink of the droplet discharge device can be obtained. The clogging of the head can be solved more suitably.

また、導体パターン形成用インクがセラミックス粒子を含むことにより、形成された導体パターン前駆体が比較的硬いものとなり、この結果、基板を複数積層する際に導体パターン前駆体が潰れて幅が大きくなる現象(配線太り)が防止される。
そして、導体パターンの寸法精度が高くなり、配線太りが防止されることによって、形成される導体パターンの周波数特性(Q値)が所望のものと近いものとなる。
In addition, since the conductor pattern forming ink contains ceramic particles, the formed conductor pattern precursor becomes relatively hard, and as a result, the conductor pattern precursor is crushed and widened when a plurality of substrates are stacked. The phenomenon (wiring thickening) is prevented.
Then, the dimensional accuracy of the conductor pattern is increased and the thickness of the wiring is prevented, so that the frequency characteristic (Q value) of the formed conductor pattern is close to a desired one.

セラミックス粒子として用いることのできるセラミックス材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ランタニウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化チタニウム、酸化ゲルマニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、ホウケイ酸ガラス、ケイ酸塩、二酸化ケイ素等のガラス材料、炭化ケイ素等の炭化物、窒化ケイ素等の窒化物、蛍石等のハロゲン化物、酸化アンチモン、酸化ビスマス等または、これらの混合物等を挙げることができ、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、セラミックス粒子は、上述した中でも、金属酸化物を含むことが好ましい。このような化合物は、長期間導体パターン形成用インク中にあった場合でも、化学的に安定であり、安定してインク中で分散される。また、比較的硬度が高いため、好適に吐出口の汚れを除去することができる。
The ceramic material that can be used as the ceramic particles is not particularly limited. For example, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, lanthanum oxide, zinc oxide, gallium oxide, indium oxide, titanium oxide, and oxide. Metal oxides such as germanium, tin oxide, titanium oxide and zirconium oxide, glass materials such as borosilicate glass, silicate and silicon dioxide, carbides such as silicon carbide, nitrides such as silicon nitride, halides such as fluorite , Antimony oxide, bismuth oxide and the like, or a mixture thereof, and the like can be used, and one or more of these can be used in combination.
Moreover, it is preferable that a ceramic particle contains a metal oxide among the above-mentioned. Such a compound is chemically stable even when it has been in the conductor pattern forming ink for a long time, and is stably dispersed in the ink. Moreover, since the hardness is relatively high, it is possible to suitably remove the dirt on the discharge port.

特に、金属酸化物としてセラミックス粒子が、二酸化ケイ素、または、酸化アルミニウムを含む場合、以下のような効果が得られる。これらの化合物は、硬度が高いものであり、洗浄効果に特に優れるとともに、配線太りをより効果的に防止することができる。また、これらの化合物は、融点が比較的高いものであり、導体パターンの前駆体を焼結する際には溶融せず、粒子として存在する。この結果、導体パターンの銀粒子が溶融した際に液状の銀の表面張力によって、これらのセラミックス粒子が押し出され、形成される導体パターンからセラミックス粒子が排除される。この結果、形成される導体パターンは、目的とした性能をより確実に発揮でき、信頼性の高いものとなる。また、特に、二酸化ケイ素、酸化アルミニウムは、基板となるセラミックス成形体の構成材料として一般に用いられるものであり、セラミックス成形体から形成されるセラミックス基板への影響も少ないもとなる。   In particular, when the ceramic particles contain silicon dioxide or aluminum oxide as the metal oxide, the following effects can be obtained. These compounds have high hardness, are particularly excellent in the cleaning effect, and can more effectively prevent the wiring from becoming thicker. Further, these compounds have a relatively high melting point, and do not melt when the conductor pattern precursor is sintered, but exist as particles. As a result, when the silver particles of the conductor pattern are melted, these ceramic particles are pushed out by the surface tension of the liquid silver, and the ceramic particles are excluded from the formed conductor pattern. As a result, the formed conductor pattern can exhibit the intended performance more reliably and has high reliability. In particular, silicon dioxide and aluminum oxide are generally used as constituent materials of a ceramic molded body to be a substrate, and have little influence on the ceramic substrate formed from the ceramic molded body.

また、セラミックス粒子は、上述した中でも、ガラス材料を含むことが好ましく、二酸化ケイ素またはケイ酸塩を含むことがより好ましい。このような化合物は、焼結中に少なくともその一部が溶融することにより、導体パターンと基板との密着性の向上に寄与することができ、導体パターンの信頼性をより高くすることができる。特に、二酸化ケイ素およびケイ酸塩は、基板となるセラミックス成形体の構成材料として一般に用いられるものであり、セラミックス成形体に二酸化ケイ素またはケイ酸塩が含まれる場合、セラミックス成形体から形成されるセラミックス基板への影響も少ないものとなると同時に、導体パターンとセラミックス基板との密着性がより向上し、導体パターンの信頼性がより高いものとなる。   Moreover, among the above-mentioned ceramic particles, it is preferable to include a glass material, and it is more preferable to include silicon dioxide or silicate. Such a compound can contribute to improvement in the adhesion between the conductor pattern and the substrate by melting at least part of the compound during sintering, and can further increase the reliability of the conductor pattern. In particular, silicon dioxide and silicate are generally used as a constituent material of a ceramic molded body serving as a substrate. When the ceramic molded body contains silicon dioxide or silicate, ceramics formed from the ceramic molded body At the same time, the influence on the substrate is reduced, and at the same time, the adhesion between the conductor pattern and the ceramic substrate is further improved, and the reliability of the conductor pattern is further improved.

また、セラミックス粒子の平均粒子径は、5nm以上300nm以下であることが好ましく、30nm以上60nm以下であることがより好ましい。これにより、インクの流路に付着した汚れをより好適に取り除くことができるとともに、セラミックス粒子の分散安定性を高いものとしてインクの吐出安定性をより高い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中における前記セラミックス粒子(後述するように、セラミックス粒子がコロイドとして存在する場合には、セラミックスコロイド粒子)の含有量は、0.1wt%以上1.6wt%以下であることが好ましく、0.8wt%以上1.6wt%以下であることがより好ましい。これにより、形成される導体パターンの性能にセラミックス粒子が影響を与えることを防止しつつ、インクの流路に金属粒子が付着することを防止できる。
The average particle size of the ceramic particles is preferably 5 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 30 nm or more and 60 nm or less. As a result, it is possible to more suitably remove dirt adhering to the ink flow path, and it is possible to increase the ink ejection stability by increasing the dispersion stability of the ceramic particles.
Further, the content of the ceramic particles in the conductive pattern forming ink (as will be described later, when the ceramic particles are present as a colloid) is 0.1 wt% or more and 1.6 wt% or less. It is preferably 0.8 wt% or more and 1.6 wt% or less. Thereby, it is possible to prevent the metal particles from adhering to the ink flow path while preventing the ceramic particles from affecting the performance of the formed conductor pattern.

また、セラミックス粒子は、その表面に分散剤が付着したセラミックス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、セラミックスコロイド粒子の水系分散媒への分散性が特に優れたものとなり、インクの吐出安定性が特に優れたものとなる。
また、セラミックスコロイド粒子の熱重量分析における500℃までの加熱減量は、1wt%以上25wt%以下が好ましい。これにより、セラミックスコロイド粒子の分散安定性安定性を特に優れたものとしつつ、形成される導体パターンの比抵抗が高くなることを防止することができる。
The ceramic particles are preferably dispersed in an aqueous dispersion medium as ceramic colloidal particles having a dispersant attached to the surface thereof. As a result, the dispersibility of the ceramic colloid particles in the aqueous dispersion medium is particularly excellent, and the ink ejection stability is particularly excellent.
Moreover, the heating loss to 500 ° C. in the thermogravimetric analysis of the ceramic colloidal particles is preferably 1 wt% or more and 25 wt% or less. Thereby, it is possible to prevent the specific resistance of the formed conductor pattern from being increased while making the dispersion stability of the ceramic colloidal particles particularly excellent.

[分散剤]
導体パターン形成用インクは、分散剤を含むことが好ましい。
分散剤は、銀粒子や、セラミックス粒子に付着して、それぞれ、銀コロイド粒子およびセラミックスコロイド粒子を形成する。このような銀コロイド粒子およびセラミックスコロイド粒子は、分散安定性に優れるため、導体パターン形成用インクの液滴の吐出安定性は、より優れたものとなる。
[Dispersant]
The conductor pattern forming ink preferably contains a dispersant.
The dispersant adheres to silver particles and ceramic particles to form silver colloid particles and ceramic colloid particles, respectively. Since such silver colloidal particles and ceramic colloidal particles are excellent in dispersion stability, the ejection stability of the droplets of the conductor pattern forming ink is more excellent.

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、銀粒子やセラミックス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やセラミックス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、銀コロイド粒子やセラミックスコロイド粒子が安定してインク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を形成することができる。また、インクによって形成されたパターン(導体パターン前駆体)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、銀コロイド粒子やセラミックスコロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
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。
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 and ceramic particles to form colloidal particles, and silver colloid particles and ceramic colloid particles are uniformly dispersed in an aqueous solution by the electric repulsive force of COOH groups present in the dispersant. Disperses and stabilizes the colloidal liquid. As described above, since the silver colloid particles and the ceramic colloid particles are stably present in the ink, a fine conductor pattern can be formed more easily. Further, silver particles are uniformly distributed in a pattern (conductor pattern precursor) formed with ink, and cracks, disconnections, and the like are less likely to occur. In contrast, if the number of COOH groups and OH groups in the dispersant is less than 3 or the number of COOH groups is less than the number of OH groups, the dispersibility of the silver colloid particles and ceramic colloid particles is sufficient. May not be obtained.
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.

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、メルカプト基が銀粒子やセラミックス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、銀コロイド粒子やセラミックスコロイド粒子が安定してインク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を形成することができる。また、インクによって形成されたパターン(導体パターン前駆体)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、銀コロイド粒子やセラミックスコロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。   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 surfaces of silver particles and ceramic particles to form colloidal particles, and the 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 the colloidal liquid. As described above, since the silver colloid particles and the ceramic colloid particles are stably present in the ink, a fine conductor pattern can be formed more easily. Further, silver particles are uniformly distributed in a pattern (conductor pattern precursor) formed with ink, and cracks, disconnections, and the like are less likely to occur. On the other hand, when the number of COOH groups and SH groups in the dispersant is less than 2, that is, only one, the dispersibility of the silver colloid particles and ceramic colloid particles may not be sufficiently obtained.

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.

[有機バインダー]
また、導体パターン形成用インクは、有機バインダーを含んでいてもよい。有機バインダーは、導体パターン形成用インクによって形成された導体パターン前駆体において、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中の銀粒子同士は、結合して導体パターンを形成する。
[Organic binder]
The conductive pattern forming ink may contain an organic binder. The organic binder prevents aggregation of silver particles in the conductor pattern precursor formed by the conductor pattern forming ink. That is, in the formed conductor pattern precursor, the organic binder is present between the silver particles, whereby the silver particles can be prevented from aggregating and cracking in a part of the pattern can be prevented. Further, at the time of sintering, the organic binder can be decomposed and removed, and the silver particles in the conductor pattern precursor are bonded to form a conductor pattern.

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によって形成された導体パターン前駆体を乾燥(脱分散媒)した際に、導体パターン前駆体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 binder, the following effects can be obtained.
The polyglycerin compound can particularly suitably prevent the conductor pattern precursor from cracking when the conductor pattern precursor formed by the conductor pattern forming ink is dried (dedispersing medium). This is considered as follows. When the polyglycerin compound is contained in the conductive pattern forming ink, polymer chains exist between the silver particles (metal particles), and the polyglycerin compound makes the distance between the silver particles moderate. Can do. Furthermore, since the polyglycerin compound has a relatively high boiling point, it is not removed when the aqueous dispersion medium is removed, and adheres around the silver particles. As described above, at the time of removing the aqueous dispersion medium, the polyglycerin compound continuously encapsulates the silver particles, and as a result, rapid volume shrinkage due to volatilization of the aqueous dispersion medium is avoided and silver grain growth (aggregation) is hindered. It is considered that generation of cracks in the conductor pattern precursor is suppressed.

また、ポリグリセリン化合物は、導体パターン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、比較的沸点あるいは分解温度が高い。このため、導体パターン形成用インクから導体パターンを形成する過程において、水系分散媒が蒸発した後、比較的高い温度まで、ポリグリセリン化合物を、蒸発或いは熱(酸化)分解せずに、導体パターン前駆体中に存在させることができる。したがって、ポリグリセリン化合物が蒸発或いは熱(酸化)分解するまでは、銀粒子の周囲にポリグリセリン化合物が存在し、銀粒子同士の接近と凝集とを抑制することができ、ポリグリセリン化合物が分解した後には、より均一に銀粒子同士を接合させることができる。さらに、焼結時においてパターン中の銀粒子(金属粒子)の間に高分子鎖(ポリグリセリン化合物)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保つことができる。また、このポリグリセリン化合物は、適度な流動性を有している。このため、ポリグリセリン化合物を含むことにより、導体パターン前駆体は、セラミックス成形体の温度変化による膨張・収縮への追従性が優れたものとなる。
以上より、形成された導体パターンに断線が生じることをより確実に防止することができると考えられる。
Further, the polyglycerin compound can more reliably prevent disconnection from occurring during sintering when forming the conductor pattern. This is considered as follows. Polyglycerin compounds have a relatively high boiling point or decomposition temperature. Therefore, in the process of forming the conductor pattern from the conductor pattern forming ink, the polyglycerol compound is not evaporated or thermally (oxidized) decomposed to a relatively high temperature after the aqueous dispersion medium evaporates. Can exist in the body. Therefore, until the polyglycerin compound evaporates or is thermally (oxidized) decomposed, the polyglycerin compound exists around the silver particles, and the approach and aggregation of the silver particles can be suppressed, and the polyglycerin compound is decomposed. Later, the silver particles can be joined more uniformly. Furthermore, a polymer chain (polyglycerin compound) exists between silver particles (metal particles) in the pattern during sintering, and the polyglycerin compound can keep the distance between the silver particles. Moreover, this polyglycerin compound has moderate fluidity | liquidity. For this reason, by including a polyglycerin compound, the conductor pattern precursor has excellent followability to expansion / contraction due to temperature change of the ceramic molded body.
From the above, it is considered that disconnection of the formed conductor pattern can be more reliably prevented.

また、ポリグリセリン化合物は、比較的多くの水酸基を有しているため、上述した金属酸化物との親和性に優れている。このため、導体パターン形成用インクがセラミックス粒子として金属酸化物を含み、かつ、ポリグリセリン化合物を含む場合、導体パターン形成用インク中におけるセラミックス粒子の分散安定性は特に優れたものとなり、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 addition, since the polyglycerin compound has a relatively large number of hydroxyl groups, it has excellent affinity with the above-described metal oxide. For this reason, when the conductive pattern forming ink contains a metal oxide as ceramic particles and a polyglycerin compound, the dispersion stability of the ceramic particles in the conductive pattern forming ink is particularly excellent, and the conductive pattern formation In particular, the ejection stability of the ink drops is excellent.

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、インク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の焼結後には、導体パターン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、導体パターン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 ink can be made more appropriate, and the ejection stability from the ink jet head can be improved more effectively. In addition, film formability can be improved.
Among the above-mentioned polyglycerin compounds, polyglycerin is preferably used. Polyglycerin is a component that is particularly excellent in the ability to follow expansion and contraction due to temperature changes of the ceramic molded body, and can be more reliably removed from the conductor pattern after the ceramic molded body is sintered. As a result, the electrical characteristics of the conductor pattern can be made higher. Furthermore, since polyglycerin has high solubility in an aqueous dispersion medium, it can be suitably used.

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によっ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、断線や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インク中への溶解性、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 with the conductor pattern forming ink is dried, the occurrence of cracks can be more reliably prevented. On the other hand, if 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, and breakage and cracks are generated. The effect to prevent becomes small. When the weight average molecular weight of the organic binder exceeds the upper limit, the solubility and dispersibility in the ink may be reduced depending on the composition of the organic binder due to the excluded volume effect or the like.

また、インク中に有機バインダーの含有量は、1wt%以上30wt%以下であるのが好ましく、5wt%以上20wt%以下であるのがより好ましい。これにより、インク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、断線や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、インク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。   Further, the content of the organic binder in the ink is preferably 1 wt% or more and 30 wt% or less, and more preferably 5 wt% or more and 20 wt% or less. This makes it possible to more effectively prevent the occurrence of cracks and disconnections while making the ink ejection stability particularly excellent. On the other hand, when the content of the organic binder is less than the lower limit, the effect of preventing disconnection or cracking may be reduced depending on the composition of the organic binder. If the content of the organic binder exceeds the upper limit, it may be difficult to make the viscosity of the ink 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は、乾燥抑制剤を含んでいてもよい。乾燥抑制剤は、インク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、インクの粘度の上昇、乾燥が抑えられる。導体パターン形成用インクは、このような乾燥抑制剤を含む結果、インクの液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。すなわち、インク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、本発明の導体パターン形成用インクは、均一な量で、目的とする位置に精度よく吐出させることができる。
[Drying inhibitor]
Further, the conductor pattern forming ink may contain a drying inhibitor. The drying inhibitor prevents unintended volatilization of the aqueous dispersion medium in the ink. As a result, the aqueous dispersion medium can be prevented from volatilizing in the vicinity of the ejection portion of the ink jet apparatus, and the increase in the viscosity and drying of the ink can be suppressed. As a result of including such a drying inhibitor, the conductive pattern forming ink has particularly excellent ink droplet ejection stability. That is, variation in the weight of ink droplets is small, and clogging, flight bending, and the like are small. In particular, even when the ink jet device is in a standby state without being operated for a long time (for example, 5 days) after the ink for forming the conductor pattern is filled in the ink jet device, the conductor pattern forming ink of the present invention is used. The ink can be accurately ejected to the target position in a uniform amount.

このような乾燥抑制剤としては、特に限定されないが、例えば、下記式(I)で示される化合物、糖アルコール、アルカノールアミン等が挙げられ、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。これらの化合物は、上述したように水系分散媒の揮発を防止する機能を有するとともに、水酸基やカルボニル基等の極性基を多く有し、このため、金属酸化物がこれらに包み込まれるようにして導体パターン形成用インク中に安定して分散する。このため、導体パターン形成用インクがセラミックス粒子として金属酸化物を含み、かつ、上記の化合物を含む場合、導体パターン形成用インク中におけるセラミックス粒子の分散安定性は特に優れたものとなり、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。   Such a drying inhibitor is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following formula (I), sugar alcohols, alkanolamines, etc., and one or more of these may be used in combination. Can do. These compounds have a function of preventing volatilization of the aqueous dispersion medium as described above, and have a large number of polar groups such as hydroxyl groups and carbonyl groups. For this reason, the metal oxide is encapsulated in these conductors. Disperses stably in the pattern forming ink. For this reason, when the conductive pattern forming ink contains a metal oxide as the ceramic particles and the above compound, the dispersion stability of the ceramic particles in the conductive pattern forming ink is particularly excellent. In particular, the ejection stability of the ink drops is excellent.

Figure 2011152486
(ただし、R、R’は、それぞれ、Hまたはアルキル基である。)
Figure 2011152486
(However, R and R ′ are each H or an alkyl group.)

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、導体パターンを形成する際には導体パターン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.
Moreover, the said compound is comparatively easy to burn, and when forming a conductor pattern, it can remove (oxidative decomposition) more easily from the inside of a conductor pattern.

また、導体パターン形成用インクによって形成されたパターンを乾燥(脱分散媒)する際に、水系分散媒が揮発とともに、上記化合物の濃度が上昇する。これにより、導体パターン前駆体の粘度が上昇するため、導体パターン前駆体を構成するインク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、形成される導体パターンをより高い精度で所望の形状とすることができる。   Further, when the pattern formed by the conductor pattern forming ink is dried (dedispersion medium), the concentration of the compound increases as the aqueous dispersion medium volatilizes. Thereby, since the viscosity of the conductor pattern precursor is increased, the ink constituting the conductor pattern precursor is more reliably prevented from flowing out to an unintended portion. As a result, the formed conductor pattern can be formed into a desired shape with higher accuracy.

また、上述したような化合物は、金属粒子(銀粒子)やセラミックス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、金属粒子やセラミックス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。   In addition, when the metal particles (silver particles) or ceramic 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 metal particles or It has the effect of improving the dispersion stability of ceramic particles. Accordingly, the ejection stability of the conductor pattern forming ink is excellent, and the storage stability is also excellent.

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、金属粒子やセラミックス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。   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 metal particles or ceramic 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インク中における含有量は、5wt%以上25wt%以下であるのが好ましく、8wt%以上20wt%以下であるのがより好ましく、10wt%以上18wt%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、インク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 ink is preferably 5 wt% or more and 25 wt% or less, more preferably 8 wt% or more and 20 wt% or less, and 10 wt% or more and 18 wt% or less. % Or less is more preferable. Thereby, unintentional drying of the conductor pattern forming ink can be prevented more efficiently. As a result, the ink ejection stability 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、金属粒子やセラミックス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、金属粒子やセラミックス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 and ceramic particles are colloidal particles as described above, the functional group of the dispersant on the surface of the colloidal particles can be activated. The dispersion stability of the ceramic particles can be made 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中におけるアルカノールアミンの含有量は、1wt%以上10wt%以下であるのが好ましく、3wt%以上7wt%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の保湿性を十分に高いものとすることができるとともに、導体パターン形成用インクの吐出安定性をより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 conductor pattern forming ink is preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less, and more preferably 3 wt% or more and 7 wt% or less. As a result, the moisture retention of the conductor pattern forming ink can be made sufficiently high, and the ejection stability of the conductor pattern forming ink can be made more excellent.
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、導体パターンを形成する際には、導体パターン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、導体パターン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。   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 forming a conductor pattern, sugar alcohol can be reliably removed (oxidative decomposition) from the conductor pattern by making the temperature of the conductor pattern higher than the decomposition temperature of the sugar alcohol.

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中における含有量は、3wt%以上20wt%以下であるのが好ましく、5wt%以上15wt%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 as described above is preferably 3 wt% or more and 20 wt% or less, and more preferably 5 wt% or more and 15 wt% or less. Thereby, volatilization of the aqueous dispersion medium of the conductor pattern forming ink can be more reliably suppressed, and the conductor pattern forming ink 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には、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とセラミックス成形体との接触角を所定の角度に調整するために用いられる。
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を含むことが好ましい。
[Surface tension modifier]
Further, the conductive pattern forming ink may contain a surface tension adjusting agent.
The surface tension adjusting agent is used to adjust the contact angle between the conductor pattern forming ink and the ceramic molded body to a predetermined angle.
As the surface tension adjusting agent, various surfactants can be used, and one or a combination of two or more types can be used, but it is preferable to include an acetylene glycol compound.

アセチレングリコール系化合物は、少ない添加量で、導体パターン形成用インクとセラミックス成形体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とセラミックス成形体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。   The contact angle between the conductive pattern forming ink and the ceramic molded body can be adjusted within a predetermined range with a small addition amount of the acetylene glycol compound. Thus, a finer conductor pattern can be formed by adjusting the contact angle between the conductor pattern forming ink and the ceramic molded body within a predetermined range. Further, even when bubbles are mixed in the discharged droplets, the bubbles can be quickly removed. As a result, generation of cracks and disconnections in the formed conductor pattern can be more effectively prevented.

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。
また、インク中には、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とセラミックス成形体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。
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.
The ink preferably contains two or more acetylene glycol compounds having different HLB values. The contact angle between the conductor pattern forming ink and the ceramic molded body can be easily adjusted within a predetermined range.

特に、インク中に含まれる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とセラミックス成形体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。
インク中に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。
In particular, the difference between 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 among two or more kinds of acetylene glycol compounds contained in the ink is 4 It is preferably 12 or more and more preferably 5 or more and 10 or less. Accordingly, the contact angle between the conductor pattern forming ink and the ceramic molded body can be easily adjusted within a predetermined range with a smaller amount of the acetylene glycol compound.
When an ink containing two or more acetylene glycol compounds is used, the HLB value of the acetylene glycol compound having the highest HLB value is preferably 8 or more and 16 or less, and preferably 9 or more and 14 or less. More preferred.

また、インク中に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。
インク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とセラミックス成形体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。
Moreover, when using what contains 2 or more types of acetylene glycol type compounds in an ink, it is preferable that the HLB value of the acetylene glycol type compound with the lowest HLB value is 2-7, and it is 3-5. Is more preferable.
The content of the surface tension adjusting agent contained in the ink 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 and the ceramic molded body can be more effectively adjusted to a predetermined range.

[その他の成分]
なお、導体パターン形成用インクの構成成分は、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。
例えば、導体パターン形成用インクには、上記成分の他、1,3−プロパンジオールが含まれていてもよい。これにより、インクジェットヘッドの吐出部付近における水系分散媒の揮発をより効果的に抑制することができるとともに、インクの粘度をより適度なものとすることができ、吐出安定性がさらに向上する。
[Other ingredients]
The constituent components of the conductor pattern forming ink are not limited to the above components, and may include components other than those described above.
For example, the conductor pattern forming ink may contain 1,3-propanediol in addition to the above components. As a result, volatilization of the aqueous dispersion medium in the vicinity of the ejection portion of the inkjet head can be more effectively suppressed, the viscosity of the ink can be made more appropriate, and ejection stability is further improved.

インク中に1,3−プロパンジオールを含む場合、その含有量は、0.5wt%以上20wt%以下であるのが好ましく、2wt%以上10wt%以下であるのがより好ましい。これにより、インク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、例えば、導体パターン形成用インクは、エチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコールを含んでいてもよい。導体パターン形成用インクは、上述した尿素以外にも、チオ尿素を含んでいてもよい。
When 1,3-propanediol is contained in the ink, the content is preferably 0.5 wt% or more and 20 wt% or less, and more preferably 2 wt% or more and 10 wt% or less. Thereby, the ejection stability of ink can be improved more effectively.
In addition, for example, the conductor pattern forming ink may contain a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, 1,3-butylene glycol, and propylene glycol. The conductor pattern forming ink may contain thiourea in addition to the urea described above.

導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角は、特に限定されないが、40°以上80°以下であることが好ましく、50°以上80°以下であることがより好ましい。接触角が小さすぎると、微細な線幅の導体パターンを形成するのが困難となる場合がある。一方、接触角が大きすぎると、吐出条件等によっては、均一な線幅の導体パターンを形成するのが困難となる場合がある。また、着弾した液滴とセラミックス成形体との接触面積が小さくなりすぎてしまい、着弾した液滴が着弾位置からずれてしまう場合がある。   The contact angle between the conductor pattern forming ink and the ceramic molded body is not particularly limited, but is preferably 40 ° or more and 80 ° or less, and more preferably 50 ° or more and 80 ° or less. If the contact angle is too small, it may be difficult to form a conductor pattern with a fine line width. On the other hand, if the contact angle is too large, it may be difficult to form a conductor pattern with a uniform line width depending on the discharge conditions and the like. In addition, the contact area between the landed droplet and the ceramic molded body may be too small, and the landed droplet may be displaced from the landing position.

また、導体パターン形成インクの粘度は、特に限定されないが、2.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であることが好ましく、4.0mPa・s以上6.0mPa・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に着弾したインクの濡れ広がりを防止することができ、微細な線幅の導体パターン前駆体を形成することができる。   The viscosity of the conductor pattern forming ink is not particularly limited, but is preferably 2.0 mPa · s or more and 11.0 mPa · s or less, and more preferably 4.0 mPa · s or more and 6.0 mPa · s or less. preferable. As a result, the droplet discharge stability can be improved, and wetting and spreading of the ink that has landed on the ceramic molded body can be prevented, and a conductor pattern precursor having a fine line width can be formed. Can do.

《導体パターン形成用インクの製造方法》
次に、上述したような導体パターン形成用インクの製造方法の一例について説明する。
本実施形態では導体パターン形成用インクは、銀コロイド粒子が水系分散媒中に分散したコロイド液であるとして説明する。
本実施形態のインクを製造する際には、まず、上記分散剤と、還元剤とを溶解した水溶液を調製する。
<< Method for producing conductive pattern forming ink >>
Next, an example of a method for producing the above-described conductor pattern forming ink will be described.
In this embodiment, the conductor pattern forming ink will be described as a colloidal liquid in which silver colloidal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium.
When manufacturing the ink of this embodiment, first, an aqueous solution in which the dispersant and the reducing agent are dissolved is prepared.

分散剤の配合量としては、出発物質である硝酸銀のような銀塩中の銀と分散剤とのモル比が1:1〜1:100程度となるように配合することが好ましい。銀塩に対する分散剤のモル比が大きくなると、銀粒子の粒径が小さくなって導体パターン形成後の粒子同士の接触点が増えるため、体積抵抗値の低い被膜を得ることができる。
還元剤は、出発物質である硝酸銀(AgNO3−)のような銀塩中のAgイオンを還元して銀粒子を生成するという働きを有する。
As a blending amount of the dispersing agent, it is preferable to blend so that a molar ratio of silver and the dispersing agent in a silver salt such as silver nitrate as a starting material is about 1: 1 to 1: 100. When the molar ratio of the dispersant to the silver salt is increased, the particle size of the silver particles is reduced and the contact points between the particles after the formation of the conductor pattern is increased, so that a film having a low volume resistance value can be obtained.
The reducing agent has a function of generating silver particles by reducing Ag + ions in a silver salt such as silver nitrate (Ag + NO 3− ) which is a starting material.

還元剤としては、特に限定されず、例えば、ヒドラジン、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン系;水酸化ホウ素ナトリウム、水素ガス、ヨウ化水素等の水素化合物系;一酸化炭素、亜硫酸次亜リン酸等の酸化物系、Fe(II)化合物、Sn(II)化合物等の低原子価金属塩系、D−グルコースのような糖類、ホルムアルデヒド等の有機化合物系、あるいは上記の分散剤として挙げたヒドロキシ酸であるクエン酸、りんご酸や、ヒドロキシ酸塩である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やタンニン酸等が挙げられる。中でも、タンニン酸や、ヒドロキシ酸は還元剤として機能すると同時に分散剤としての効果を発揮するため好適に用いることができる。あるいは、金属表面で安定した結合を形成する分散剤として上記に挙げたメルカプト酸であるメルカプト酢酸、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、チオ酢酸やメルカプト酸塩である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カリウム等を好適に用いることができる。これらの分散剤や還元剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。これらの化合物を使用する際には、光や熱を加えて還元反応を促進させてもよい。   The reducing agent is not particularly limited, and examples thereof include amines such as hydrazine, dimethylaminoethanol, methyldiethanolamine, and triethanolamine; hydrogen compounds such as sodium borohydride, hydrogen gas, and hydrogen iodide; carbon monoxide, Oxides such as hyposulfite hypophosphorous acid, low valent metal salts such as Fe (II) compounds and Sn (II) compounds, saccharides such as D-glucose, organic compounds such as formaldehyde, or the above dispersions Citric acid and malic acid which are the hydroxy acids mentioned as agents, and trisodium citrate, tripotassium citrate, trilithium citrate, triammonium citrate, disodium malate and tannic acid which are hydroxy acid salts It is done. Among them, tannic acid and hydroxy acid can be suitably used because they function as a reducing agent and at the same time exert an effect as a dispersant. Alternatively, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, thiodipropionic acid, mercaptosuccinic acid, mercaptosuccinic acid, sodium mercaptoacetate, which is thioacetic acid or mercaptoate, listed above as a dispersant that forms a stable bond on the metal surface, Sodium mercaptopropionate, sodium thiodipropionate, sodium mercaptosuccinate, potassium mercaptoacetate, potassium mercaptopropionate, potassium thiodipropionate, potassium mercaptosuccinate and the like can be suitably used. These dispersants and reducing agents may be used alone or in combination of two or more. When these compounds are used, the reduction reaction may be promoted by applying light or heat.

また、還元剤の配合量としては、上記出発物質である銀塩を完全に還元できる量が必要であるが、過剰な還元剤は不純物として銀コロイド液中に残存してしまい、成膜後の導電性を悪化させる等の原因となるため、必要最小限の量が好ましい。具体的な配合量としては、上記銀塩と還元剤とのモル比が1:1〜1:3程度である。
本実施形態において、分散剤と還元剤とを溶解して水溶液を調製した後、この水溶液のpHを6〜12に調整することが好ましい。
In addition, the amount of the reducing agent is required to be an amount that can completely reduce the silver salt that is the starting material. However, the excessive reducing agent remains as impurities in the silver colloidal solution, and the film is formed after film formation. The necessary minimum amount is preferable because it causes deterioration of conductivity. Specifically, the molar ratio of the silver salt to the reducing agent is about 1: 1 to 1: 3.
In this embodiment, it is preferable to adjust the pH of the aqueous solution to 6 to 12 after dissolving the dispersant and the reducing agent to prepare the aqueous solution.

これは、以下のような理由による。例えば、分散剤であるクエン酸三ナトリウムと還元剤である硫酸第一鉄とを混合した場合、全体の濃度にもよるがpHは大体4〜5程度と、上記したpH6を下回る。このとき存在する水素イオンは、下記反応式(1)で表される反応の平衡を右辺に移動させ、COOHの量が多くなる。したがって、その後、銀塩溶液を滴下して得られる銀粒子表面の電気的反発力が減少し、銀粒子(コロイド粒子)の分散性が低下してしまう。
−COO+H → −COOH…(1)
This is due to the following reasons. For example, when trisodium citrate, which is a dispersant, and ferrous sulfate, which is a reducing agent, are mixed, the pH is about 4 to 5 and lower than the above pH 6, although it depends on the overall concentration. The hydrogen ions present at this time move the equilibrium of the reaction represented by the following reaction formula (1) to the right side, and the amount of COOH increases. Therefore, thereafter, the electric repulsive force on the surface of the silver particles obtained by dropping the silver salt solution decreases, and the dispersibility of the silver particles (colloid particles) decreases.
−COO + H + → −COOH (1)

そこで、分散剤と還元剤とを溶解して水溶液を調製した後、この水溶液にアルカリ性の化合物を添加し、水素イオン濃度を低下させる。
添加するアルカリ性の化合物としては、特に限定されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水や、上述したアルカノールアミン等を用いることができる。これらの中でも、アルカノールアミンを用いた場合、pHを容易に調整できるとともに、形成される銀コロイド粒子の分散安定性をより向上させることができる。
なお、アルカリ性の化合物の添加量が多すぎて、pHが12を超えると、鉄イオンのような残存している還元剤のイオンの水酸化物の沈殿が起こりやすくなる。
Therefore, after dissolving the dispersant and the reducing agent to prepare an aqueous solution, an alkaline compound is added to the aqueous solution to reduce the hydrogen ion concentration.
It does not specifically limit as an alkaline compound to add, For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, ammonia water, the alkanolamine mentioned above, etc. can be used. Among these, when alkanolamine is used, the pH can be easily adjusted and the dispersion stability of the formed silver colloidal particles can be further improved.
In addition, when there is too much addition amount of an alkaline compound and pH exceeds 12, precipitation of the hydroxide of the ion of the remaining reducing agent like iron ion will occur easily.

次に、本実施形態のインクの製造工程では、調製した分散剤と還元剤とが溶解した水溶液に銀塩を含む水溶液を滴下する。
銀塩としては、特に限定されず、例えば、酢酸銀、炭酸銀、酸化銀、硫酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、硫化銀、クロム酸銀、硝酸銀、二クロム酸銀等を用いることができる。これらの中では、水への溶解度が大きい硝酸銀が好ましい。
また、銀塩の量は、目的とするコロイド粒子の含有量、および、還元剤により還元される割合を考慮して定められるが、例えば、硝酸銀の場合、水溶液100重量部に対して15〜70重量部程度とするのが好ましい。
Next, in the ink manufacturing process of this embodiment, an aqueous solution containing a silver salt is dropped into an aqueous solution in which the prepared dispersant and reducing agent are dissolved.
The silver salt is not particularly limited, and for example, silver acetate, silver carbonate, silver oxide, silver sulfate, silver nitrite, silver chlorate, silver sulfide, silver chromate, silver nitrate, silver dichromate and the like can be used. . Among these, silver nitrate having a high solubility in water is preferable.
The amount of the silver salt is determined in consideration of the content of the desired colloidal particles and the ratio reduced by the reducing agent. For example, in the case of silver nitrate, 15 to 70 parts per 100 parts by weight of the aqueous solution. The amount is preferably about parts by weight.

銀塩水溶液は、上記銀塩を純水に溶かすことにより調製し、調製した銀塩の水溶液を徐々に前述した分散剤と還元剤とが溶解した水溶液中に滴下する。
この工程において、銀塩は還元剤により銀粒子に還元され、さらに、該銀粒子の表面に分散剤が吸着して銀コロイド粒子が形成される。これにより、銀コロイド粒子が水溶液中にコロイド状に分散した水溶液が得られる。
The silver salt aqueous solution is prepared by dissolving the silver salt in pure water, and the prepared silver salt aqueous solution is gradually dropped into the aqueous solution in which the dispersing agent and reducing agent described above are dissolved.
In this step, the silver salt is reduced to silver particles by a reducing agent, and the dispersant is adsorbed on the surface of the silver particles to form silver colloidal particles. As a result, an aqueous solution in which silver colloidal particles are colloidally dispersed in the aqueous solution is obtained.

得られた溶液中には、コロイド粒子のほかに、還元剤の残留物や分散剤が存在しており、液全体のイオン濃度が高くなっている。このような状態の液は、凝析が起こり、沈殿しやすい。そこで、このような水溶液中の余分なイオンを取り除いてイオン濃度を低下させるために、洗浄を行うことが望ましい。
洗浄の方法としては、例えば、得られたコロイド粒子を含む水溶液を一定期間静置し、生じた上澄み液を取り除いた上で、純水を加えて再度攪拌し、さらに一定期間静置して生じた上澄み液を取り除く工程を幾度が繰り返す方法、上記静置の代わりに遠心分離を行う方法、限外濾過等でイオンを取り除く方法等を挙げることができる。
In the obtained solution, in addition to the colloidal particles, a reducing agent residue and a dispersing agent are present, and the ion concentration of the whole liquid is high. The liquid in such a state is likely to coagulate and precipitate easily. Therefore, it is desirable to perform cleaning in order to remove excess ions in such an aqueous solution and lower the ion concentration.
As a washing method, for example, the aqueous solution containing the obtained colloidal particles is allowed to stand for a certain period, and the resulting supernatant liquid is removed, and then pure water is added and stirred again, and further left to stand for a certain period. In addition, a method of repeating the step of removing the supernatant liquid several times, a method of performing centrifugation instead of the above-mentioned standing, a method of removing ions by ultrafiltration, and the like can be mentioned.

あるいは、次のような方法で洗浄を行ってもよい。溶液を製造した後に溶液のpHを5以下の酸性の領域に調整し、上記反応式(1)の反応の平衡を右辺に移動させることで銀粒子表面の電気的反発力を減少させ、積極的に金属コロイド粒子を凝集させた状態で洗浄を行い、塩類や溶媒を除去することができる。メルカプト酸のような低分子量の硫黄化合物を分散剤として粒子表面に有する金属コロイド粒子であれば金属表面で安定した結合を形成するため、凝集した金属コロイド粒子は、溶液のpHを6以上のアルカリ性の領域に再調整することにより、容易に再分散し、分散安定性に優れた金属コロイド液を得ることができる。   Alternatively, cleaning may be performed by the following method. After the solution is prepared, the pH of the solution is adjusted to an acidic region of 5 or less, and the electric repulsive force on the surface of the silver particles is reduced by moving the equilibrium of the reaction of the above reaction formula (1) to the right side. It is possible to remove salts and solvents by washing in a state where metal colloidal particles are aggregated. In the case of a metal colloid particle having a low molecular weight sulfur compound such as mercapto acid on the particle surface as a dispersant, a stable bond is formed on the metal surface. Therefore, the aggregated metal colloid particle has an alkaline pH of 6 or more. By re-adjusting to this region, it is possible to obtain a metal colloid liquid that is easily redispersed and excellent in dispersion stability.

本実施形態のインクの製造過程では、上記工程の後、必要により銀コロイド粒子が分散した水溶液に水酸化アルカリ金属水溶液を添加し、最終的なpHを6〜11に調整することが好ましい。
これは、還元後に洗浄を行ったため、電解質イオンであるナトリウム濃度が減少している場合があり、このような状態の溶液では、下記反応式(2)で表される反応の平衡が右辺へ移動する。このままでは、銀コロイドの電気的反発力が減少して銀粒子の分散性が低下するため、適当量の水酸化アルカリを添加することにより、反応式(2)の平衡を左辺に移動させ、銀コロイドを安定化させるのである。
−COONa+HO → −COOH+Na+OH…(2)
In the ink production process of the present embodiment, it is preferable to adjust the final pH to 6 to 11 by adding an aqueous alkali metal hydroxide solution to an aqueous solution in which silver colloidal particles are dispersed as necessary after the above step.
This is because the concentration of sodium, which is an electrolyte ion, may be decreased because washing is performed after reduction. In the solution in such a state, the equilibrium of the reaction represented by the following reaction formula (2) moves to the right side. To do. If this is the case, the electrical repulsive force of the silver colloid is reduced and the dispersibility of the silver particles is lowered. Therefore, by adding an appropriate amount of alkali hydroxide, the equilibrium of the reaction formula (2) is shifted to the left side, and silver It stabilizes the colloid.
—COO Na + + H 2 O → —COOH + Na + + OH (2)

このときに使用する上記水酸化アルカリ金属としては、例えば、最初にpHを調整する際に用いた化合物と同様の化合物を挙げることができる。
pHが6未満では、反応式(2)の平衡が右辺に移動するため、コロイド粒子が不安定化し、一方、pHが11を超えると、鉄イオンのような残存しているイオンの水酸化塩の沈殿が起こりやすくなるため好ましくない。ただし、予め鉄イオン等を取り除いておけば、pHが11を超えても大きな問題はない。
なお、ナトリウムイオン等の陽イオンは水酸化物の形で加えるのが好ましい。これは、水の自己プロトリシスを利用できるため最も効果的にナトリウムイオン等の陽イオンを水溶液中に加えることができるからである。
また、pHを6〜11に調整する上記工程において、水酸化アルカリ金属水溶液の代わりに、アルカノールアミンを用いてもよい。
As said alkali metal hydroxide used at this time, the compound similar to the compound used when adjusting pH first can be mentioned, for example.
If the pH is less than 6, the equilibrium of the reaction formula (2) shifts to the right side, so that the colloidal particles become unstable. This is not preferable because precipitation of selenium tends to occur. However, if iron ions or the like are removed in advance, there is no major problem even if the pH exceeds 11.
Cations such as sodium ions are preferably added in the form of hydroxides. This is because the self-protolysis of water can be used, so that cations such as sodium ions can be added to the aqueous solution most effectively.
Moreover, in the said process of adjusting pH to 6-11, you may use an alkanolamine instead of an alkali metal hydroxide aqueous solution.

以上のようにして得られた銀コロイド粒子が分散した水溶液に、セラミックスコロイド粒子が分散したセラミックスコロイド液等の他の成分を添加することにより、導体パターン形成用インク(本発明の導体パターン形成用インク)を得る。
なお、セラミックスコロイド液等の他の成分の添加時期は、特に限定されず、銀コロイド粒子の形成後ならいつでもよい。
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、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。
By adding other components such as a ceramic colloid liquid in which ceramic colloid particles are dispersed to the aqueous solution in which silver colloid particles are dispersed as described above, a conductive pattern forming ink (for forming a conductive pattern of the present invention) is added. Ink).
In addition, the addition time of other components, such as a ceramic colloid liquid, is not specifically limited, As long as it is after formation of a silver colloid particle, it may be anytime.
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.
For example, in the above-described embodiment, the case where the colloidal liquid is used as the dispersion liquid in which the metal particles are dispersed in the solvent has been described.

また、前述した実施形態では、導体パターン形成用インクは、銀粒子が分散したものとして説明したが、銀以外のものであってもよい。金属粒子に含まれる金属としては、例えば、銀、銅、パラジウム、白金、金、または、これらの合金等が挙げられ、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。金属粒子が合金である場合、前記金属が主とするもので、他の金属を含む合金であってもよい。また、上記金属同士が任意の割合で混ざった合金であってもよい。また、混合粒子(例えば、銀粒子と銅粒子とパラジウム粒子とが任意の比率で存在するもの)が液中に分散したものであってもよい。これら金属は、抵抗率が小さく、かつ、加熱処理によって酸化されない安定なものであるから、これらの金属を用いることにより、低抵抗で安定な導体パターンを形成することが可能になる。   In the above-described embodiment, the conductor pattern forming ink is described as having silver particles dispersed therein, but may be other than silver. Examples of the metal contained in the metal particles include silver, copper, palladium, platinum, gold, and alloys thereof. One or more of these can be used in combination. When the metal particles are an alloy, the metal is mainly used, and an alloy containing another metal may be used. Moreover, the alloy which the said metals mixed with arbitrary ratios may be sufficient. Further, mixed particles (for example, particles in which silver particles, copper particles, and palladium particles are present in an arbitrary ratio) may be dispersed in a liquid. Since these metals have a low resistivity and are stable and are not oxidized by heat treatment, it is possible to form a stable conductor pattern with a low resistance by using these metals.

また、例えば、前述した実施形態では、導体パターン前駆体を形成する基板として、セラミックス成形体を用いることして説明したが、これに限定されない。導体パターン前駆体の形成に用いられる基板としては、特に限定されず、例えば、セラミックス焼結体、アルミナ焼結体、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ガラス等からなる基板等が挙げられる。   For example, in the above-described embodiment, the ceramic molded body is used as the substrate on which the conductor pattern precursor is formed. However, the present invention is not limited to this. The substrate used for forming the conductor pattern precursor is not particularly limited, and examples thereof include a ceramic sintered body, an alumina sintered body, a substrate made of polyimide resin, phenol resin, glass epoxy resin, glass, and the like.

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
導体パターン形成用インクを、以下のようにして製造した。
(インク1〜13)
10N−NaOH水溶液を3mL添加してアルカリ性にした水50mLに、クエン酸三ナトリウム二水和物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 Ink for Conductive Pattern Formation Ink for forming a conductive pattern was produced as follows.
(Ink 1-13)
17 mL 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、セラミックス粒子としての酸化アルミニウムコロイド液(NANOBYK−3600、ビックケミージャパン社製、平均粒子径:40nm、固形分のうち、酸化アルミニウムの含有量:50wt%)と、コロイダルシリカ(二酸化ケイ素のコロイド液、日産化学工業株式会社製、スノーテックスシリーズおよびMPシリーズ、平均粒子径:4.0〜450nm、固形分のうち、二酸化ケイ素の含有量:40wt%)と、乾燥抑制剤としての表1に示すアルカノールアミンと、尿素と、キシリトールと、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して調整し、導体パターン形成用インクとした。   To this silver colloid liquid, aluminum oxide colloid liquid (NANOBYK-3600, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., average particle size: 40 nm, content of aluminum oxide of solid content: 50 wt%) as a ceramic particle, colloidal silica ( As a drying inhibitor, colloidal liquid of silicon dioxide, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Snowtex series and MP series, average particle size: 4.0 to 450 nm, content of silicon dioxide out of solid content: 40 wt%) Alkanolamine, urea, xylitol, polyglycerol, Surfynol 104PG-50 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) and Olphine EXP4036 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) as a surface tension modifier Add ion exchange water for concentration adjustment and adjust And a conductive pattern forming ink.

(インク14)
セラミックス粒子およびセラミックス粒子用分散剤を添加せず、その他の成分の配合量を表1に示すようにした以外は、前記インク1と同様にして導体パターン形成用インクを製造した。
表1に各導体パターン形成用インクの組成を示す。なお、表中、二酸化ケイ素をSiO、酸化アルミニウムをAl、トリエタノールアミンをTEA、モノエタノールアミンをMEA、ジエタノールアミンをDEA、尿素をUr、キシリトールをXyl、ソルビトールをSorとした。
(Ink 14)
A conductive pattern forming ink was produced in the same manner as the ink 1 except that the ceramic particles and the dispersant for ceramic particles were not added and the blending amounts of other components were as shown in Table 1.
Table 1 shows the composition of each conductor pattern forming ink. In Table, SiO 2 and silicon dioxide, aluminum oxide Al 2 O 3, and triethanolamine TEA, monoethanolamine MEA, diethanolamine DEA, urea Ur, xylitol Xyl, and Sor sorbitol.

Figure 2011152486
Figure 2011152486

[液滴吐出装置に用いる導体パターン形成用インクの選定]
(実施例1〜14)
室温25℃、相対湿度50%、クラス100のクリーンルーム内に設置した図1、図2に示すような液滴吐出装置に、表2に示す導体パターン形成用インクを充填し、ピエゾ素子の駆動波形を最適化した状態で、液滴吐出ヘッドの各ノズルから、150000発(150000滴)の液滴の連続吐出を行った。その後、液滴吐出装置の洗浄機構を使用して、インクの流路等の液滴吐出装置内を洗浄した。洗浄は、インクを液滴吐出装置内にインク貯留部から送液しつつ、吐出部から吸引手段を用いて300秒間吸引することによって行った。なお、洗浄液の吸引速度は、1つのヘッドあたり30mL/minで行った。また、吸引は、ピエゾ素子を周波数150kHzの印加電圧により駆動させつつ行った。
吸引したインクは、メンブレンフィルターを通した後に、回収インク搬送路によって再度洗浄に供した。
(比較例)
洗浄を行わなかった以外は、前記実施例1と同様にして液滴吐出を行った。
[Selection of ink for forming conductor pattern used for droplet discharge device]
(Examples 1-14)
A droplet ejection device as shown in FIGS. 1 and 2 installed in a clean room of room temperature 25 ° C., relative humidity 50%, class 100, is filled with the conductor pattern forming ink shown in Table 2, and the drive waveform of the piezo element In an optimized state, 150,000 (150,000 droplets) of droplets were continuously discharged from each nozzle of the droplet discharge head. Thereafter, the inside of the droplet discharge device such as the ink flow path was cleaned using the cleaning mechanism of the droplet discharge device. The cleaning was performed by sucking ink from the ink storage unit into the droplet discharge device for 300 seconds using a suction unit. The cleaning liquid was sucked at a rate of 30 mL / min per head. The suction was performed while driving the piezoelectric element with an applied voltage having a frequency of 150 kHz.
The sucked ink was passed through a membrane filter and then washed again through the recovered ink transport path.
(Comparative example)
Droplets were discharged in the same manner as in Example 1 except that no cleaning was performed.

Figure 2011152486
Figure 2011152486

[3]液滴吐出の安定性評価(安定吐出性評価)
前記実施例において洗浄後(前記比較例においては液滴を吐出した後)、液滴吐出装置のインクの流路に同じインクを再び充填した。充填は、インクの流路内に、導体パターン形成用インクを1.0ml/minの流速で、300秒間流すことによって行った。その後、引き続き液滴吐出ヘッドの各ノズルから、150000発(150000滴)の液滴の連続吐出を行った。導体パターン形成用インクを充填した後の、インクジェットヘッドの中央部付近の指定したノズルから吐出された150000発の液滴について、着弾した各液滴の中心位置の中心狙い位置からのズレ量dの平均値を求め、以下の4段階の基準に従い、評価した。この値が小さいほど飛行曲がりの発生が効果的に防止されていると言える。
A:ズレ量dの平均値が0.03μm未満。
B:ズレ量dの平均値が0.03μm以上、0.08μm未満。
C:ズレ量dの平均値が0.08μm以上、0.12μm未満。
D:ズレ量dの平均値が0.12μm以上。
[3] Stability evaluation of droplet discharge (Stable discharge evaluation)
After washing in the above example (after ejecting droplets in the comparative example), the same ink was filled again in the ink flow path of the droplet ejection device. Filling was performed by flowing the conductor pattern forming ink at a flow rate of 1.0 ml / min for 300 seconds into the ink flow path. Subsequently, 150,000 (150,000 drops) of droplets were continuously discharged from each nozzle of the droplet discharge head. For the 150,000 droplets ejected from the designated nozzle near the center of the inkjet head after filling with the conductor pattern forming ink, the amount of deviation d from the center aiming position of the center position of each landed droplet An average value was obtained and evaluated according to the following four criteria. It can be said that the smaller the value is, the more effectively the occurrence of flight bending is prevented.
A: The average value of the shift amounts d is less than 0.03 μm.
B: The average value of the shift amount d is 0.03 μm or more and less than 0.08 μm.
C: The average value of the shift amount d is 0.08 μm or more and less than 0.12 μm.
D: The average value of the shift amount d is 0.12 μm or more.

これらの結果を表2に合わせて示す。
表2から明らかなように、本発明の洗浄方法は、洗浄性に優れていた。これに対し、本発明の洗浄方法を用いなかった各比較例では、満足な結果が得られなかった。
また、導体パターン形成用インク中における銀コロイド粒子の含有量を20wt%、30wt%に変更したところ、上記と同様の結果が得られた。
These results are also shown in Table 2.
As is clear from Table 2, the cleaning method of the present invention was excellent in cleaning properties. On the other hand, satisfactory results were not obtained in each comparative example in which the cleaning method of the present invention was not used.
Further, when the content of the silver colloid particles in the conductor pattern forming ink was changed to 20 wt% and 30 wt%, the same result as above was obtained.

1…導体パターン形成用インク(インク)15…セラミックス成形体 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 117…インク室 118…ノズル(突出部) 130…ベース 140…テーブル 150…インク貯留槽 151…搬送路 152…コック 153…自己封止弁 170…テーブル位置決め手段 171…第1移動手段 172…モータ 180…ヘッド位置決め手段 181…第2移動手段 182…リニアモータ 183、184、185…モータ 190…制御装置 191…駆動回路 200…吸引手段 201…吸引インク搬送路 210…回収タンク 220…回収インク搬送路 221…フィルター S…基材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductor pattern formation ink (ink) 15 ... Ceramic molded body 100 ... Inkjet device (droplet ejection device) 110 ... Inkjet head (droplet ejection head, head) 111 ... Head body 112 ... Vibration plate 113 ... Piezo element 114 ... Main body 115 ... Nozzle plate 115P ... Ink discharge surface 116 ... Reservoir 117 ... Ink chamber 118 ... Nozzle (protruding portion) 130 ... Base 140 ... Table 150 ... Ink storage tank 151 ... Conveying path 152 ... Cock 153 ... Self-sealing valve 170 ... Table positioning means 171 ... First moving means 172 ... Motor 180 ... Head positioning means 181 ... Second moving means 182 ... Linear motors 183, 184, 185 ... Motor 190 ... Control device 191 ... Drive circuit 200 ... Suction means 201 Sucking ink conveying path 210 ... recovery tank 220 ... recovered ink conveying path 221 ... filter S ... substrate

Claims (8)

液滴吐出方式による導体パターンの形成に用いられ、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する液滴吐出装置を洗浄する洗浄方法であって、
前記液滴吐出装置は、前記導体パターン形成用インクを吐出する吐出部を備えた液滴吐出ヘッドと、前記導体パターン形成用インクを前記液滴吐出ヘッドに搬送するための搬送路とを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、ヘッド本体と、振動板と、ピエゾ素子とを備え、
前記導体パターン形成用インクを、前記搬送路を介して前記液滴吐出ヘッド内に送液し、前記ピエゾ素子を10kHz以上300kHz以下の周波数の印加電圧で駆動させつつ、前記吐出部から前記導体パターン形成用インクを吸引した後、吸引した前記導体パターン形成用インクを前記液滴吐出ヘッドに戻すことを特徴とする液滴吐出装置の洗浄方法。
A cleaning method for cleaning a droplet discharge device that is used for forming a conductor pattern by a droplet discharge method and discharges a conductor pattern forming ink in which metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium,
The droplet discharge device includes a droplet discharge head including a discharge unit that discharges the conductor pattern forming ink, and a transport path for transporting the conductor pattern forming ink to the droplet discharge head. ,
The droplet discharge head includes a head body, a diaphragm, and a piezo element,
The conductor pattern forming ink is fed into the droplet discharge head via the transport path, and the piezoelectric element is driven by the applied voltage having a frequency of 10 kHz or more and 300 kHz or less from the discharge unit to the conductor pattern. A method for cleaning a droplet discharge device, comprising: sucking the ink for forming and then returning the sucked ink for forming a conductor pattern to the droplet discharge head.
前記導体パターン形成用インクは、セラミックス粒子を含む請求項1に記載の液滴吐出装置の洗浄方法。   The method for cleaning a droplet discharge device according to claim 1, wherein the conductive pattern forming ink includes ceramic particles. 前記セラミックス粒子は、金属酸化物を含む請求項2に記載の液滴吐出装置の洗浄方法。   The method for cleaning a droplet discharge device according to claim 2, wherein the ceramic particles include a metal oxide. 前記金属酸化物は、二酸化ケイ素、または、酸化アルミニウムである請求項3に記載の液滴吐出装置の洗浄方法。   The method for cleaning a droplet discharge device according to claim 3, wherein the metal oxide is silicon dioxide or aluminum oxide. 前記セラミックス粒子の平均粒子径は、5nm以上300nm以下である請求項2ないし4のいずれかに記載の液滴吐出装置の洗浄方法。   The method for cleaning a droplet discharge device according to claim 2, wherein the ceramic particles have an average particle diameter of 5 nm to 300 nm. 前記導体パターン形成用インク中における前記セラミックス粒子の含有量は、0.1wt%以上1.6wt%以下である請求項1ないし5のいずれかに記載の液滴吐出装置の洗浄方法。   The method for cleaning a droplet discharge device according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the ceramic particles in the conductive pattern forming ink is 0.1 wt% or more and 1.6 wt% or less. 吸引した前記導体パターン形成用インクは、フィルターを介して、前記液滴吐出ヘッドに戻す請求項1ないし6のいずれかに記載の液滴吐出装置の洗浄方法。   The method for cleaning a droplet discharge device according to claim 1, wherein the suctioned conductor pattern forming ink is returned to the droplet discharge head via a filter. 液滴吐出方式による導体パターンの形成に用いられ、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する液滴吐出装置であって、
前記導体パターン形成用インクを吐出する吐出部を備えた液滴吐出ヘッドと、前記導体パターン形成用インクを前記液滴吐出ヘッドに搬送するための搬送路と、液滴吐出装置内を清掃するための洗浄機構とを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、ヘッド本体と、振動板と、ピエゾ素子とを備え、
前記洗浄機構は、前記液滴吐出ヘッド内の前記導体パターン形成用インクを吸引する吸引手段と、該吸引手段により吸い出された前記導体パターン形成用インクを回収する回収タンクと、前記吸引手段により吸い出された前記導体パターン形成用インクを前記回収タンクへと搬送する吸引インク搬送路と、前記回収タンクへ回収された前記導体パターン形成用インクを再度液滴吐出ヘッド側へ搬送する回収インク搬送路とを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet discharge device that is used for forming a conductor pattern by a droplet discharge method and discharges a conductor pattern forming ink in which metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium,
In order to clean the inside of the droplet discharge device, a droplet discharge head having a discharge portion for discharging the conductor pattern formation ink, a conveyance path for conveying the conductor pattern formation ink to the droplet discharge head And a cleaning mechanism
The droplet discharge head includes a head body, a diaphragm, and a piezo element,
The cleaning mechanism includes a suction unit that sucks the conductor pattern forming ink in the droplet discharge head, a collection tank that collects the conductor pattern forming ink sucked by the suction unit, and a suction unit. A suction ink transport path for transporting the sucked conductor pattern forming ink to the recovery tank, and a recovery ink transport for transporting the conductor pattern formation ink recovered to the recovery tank to the droplet discharge head side again A droplet discharge device comprising a path.
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