JP2011159836A - Method of manufacturing wiring board, conductor pattern forming ink set, and wiring board - Google Patents

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敦 傳田
佳和 ▲濱▼
Yoshikazu Hama
Naoyuki Toyoda
直之 豊田
Hiroshi Takiguchi
宏志 瀧口
Toshihiro Ogawa
智弘 小川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method, capable of efficiently manufacturing a reliable wiring board with a reliable conductor pattern, by preventing the occurrence of cracks, disconnections, short circuit, or the like. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the wiring board of the present invention includes: a step of preparing a ceramic compact consisting of materials including a ceramic material and binder; a step of forming a conductor pattern precursor by discharging conductor pattern forming ink including metal particles and a dispersion medium that disperses the metal particles by a droplet discharge method, to the ceramic compact; a step of providing composition including dispersion-lowering agents, which lowers the dispersion of the metal particles in the conductor pattern forming ink, at least to a part of the ceramic compact, where the conductor pattern forming ink has been provided; a step of obtaining a laminated body by laminating a plurality of ceramic compacts; and a step of obtaining the wiring board having the conductor pattern and a ceramic substrate by sintering the laminated body. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、配線基板の製造方法、導体パターン形成用インクセットおよび配線基板に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board, a conductive pattern forming ink set, and a wiring board.

電子部品が実装される回路基板(配線基板)として、セラミックスで構成された基板(セラミックス基板)上に、金属材料で構成された配線が形成されたセラミックス回路基板が、広く用いられている。このようなセラミックス回路基板では、基板(セラミックス基板)自体が、多機能性材料で構成されているため、多層化による内装部品の形成、寸法の安定性等の点で有利である。
そして、このようなセラミックス回路基板は、セラミックス粒子とバインダーとを含む材料で構成されたセラミックス成形体上に、形成すべき配線(導体パターン)に対応するパターンで、金属粒子を含む組成物を付与し、その後、当該組成物が付与されたセラミックス成形体に対し、脱脂、焼結処理を施すことにより製造されている。
As a circuit board (wiring board) on which electronic components are mounted, a ceramic circuit board in which wiring made of a metal material is formed on a board made of ceramics (ceramic board) is widely used. In such a ceramic circuit board, since the board (ceramic board) itself is made of a multifunctional material, it is advantageous in terms of formation of interior parts by multi-layering, dimensional stability, and the like.
Such a ceramic circuit board is provided with a composition containing metal particles in a pattern corresponding to a wiring (conductor pattern) to be formed on a ceramic molded body made of a material containing ceramic particles and a binder. Thereafter, the ceramic molded body to which the composition is applied is manufactured by degreasing and sintering.

セラミックス成形体上へのパターン形成の方法としては、スクリーン印刷法が広く用いられている。その一方で、近年、配線の微細化、狭ピッチ化による回路基板の高密度化が求められているが、スクリーン印刷法では、配線の微細化、狭ピッチ化に不利であり、上記のような要求に応えるのが困難である。そこで、近年、セラミックス成形体上へのパターン形成の方法として、液体吐出ヘッドから金属粒子を含む液体材料(導体パターン形成用インク)を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、従来の方法と比較して、微細な導体パターンを形成することが可能であり、回路密度の向上に有利である。   A screen printing method is widely used as a method for forming a pattern on a ceramic molded body. On the other hand, in recent years, there has been a demand for higher density of circuit boards by finer wiring and narrower pitch, but screen printing is disadvantageous for finer wiring and narrower pitch. Difficult to meet demand. Therefore, in recent years, a so-called ink jet method has been proposed as a method for forming a pattern on a ceramic molded body, in which a liquid material containing metal particles (ink for forming a conductor pattern) is ejected in droplets from a liquid ejection head. (For example, refer to Patent Document 1). According to this method, it is possible to form a fine conductor pattern as compared with the conventional method, which is advantageous in improving the circuit density.

しかし、従来、インクジェット法を用いた方法では、導体パターンにクラックを生じ比抵抗が増大したり、断線や短絡を生じることがあり、形成される導電パターン(配線基板)の信頼性、歩留まりを十分に高いものとすることが困難であった。このような傾向は、形成すべき導体パターンの厚みの増大、配線密度の増大(配線の細線化)に伴って、顕著になっていた。   However, the conventional method using the ink-jet method may cause cracks in the conductor pattern, increase the specific resistance, or cause disconnection or short-circuiting, so that the reliability and yield of the formed conductive pattern (wiring board) are sufficient. It was difficult to make it high. Such a tendency has become conspicuous as the thickness of the conductor pattern to be formed increases and the wiring density increases (thinning of the wiring).

特開2007−84387号公報JP 2007-84387 A

本発明の目的は、クラック、断線、短絡等の発生が防止された、信頼性の高い導体パターンを備えた信頼性の高い配線基板を提供すること、前記配線基板を効率よく製造することのできる製造方法を提供すること、また、前記配線基板の製造に好適に用いることのできる導体パターン形成用インクセットを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a highly reliable wiring board having a highly reliable conductor pattern in which the occurrence of cracks, disconnections, short circuits, etc. is prevented, and to efficiently manufacture the wiring board. It is another object of the present invention to provide a manufacturing method and to provide an ink set for forming a conductor pattern that can be suitably used for manufacturing the wiring board.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の配線基板の製造方法は、セラミックス材料と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を用意するセラミックス成形体用意工程と、
前記セラミックス成形体に、金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒とを含む導体パターン形成用インクを液滴吐出法により吐出して、導体パターン前駆体を形成する導体パターン前駆体形成工程と、
少なくとも、前記セラミックス成形体の前記導体パターン形成用インクが付与された部位に、前記導体パターン形成用インク中における前記金属粒子の分散性を低下させる分散性低下剤を含む組成物を付与する分散性低下剤付与工程と、
複数の前記セラミックス成形体を積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を焼結して、導体パターンおよびセラミックス基板とを有する配線基板を得る焼成工程とを有することを特徴とする。
これにより、クラック、断線、短絡等の発生が防止された、信頼性の高い導体パターンを備えた信頼性の高い配線基板を効率よく製造することのできる配線基板の製造方法を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a ceramic molded body preparation step of preparing a sheet-shaped ceramic molded body made of a material containing a ceramic material and a binder,
A conductor pattern precursor forming step of forming a conductor pattern precursor by discharging a conductive pattern forming ink containing metal particles and a dispersion medium in which the metal particles are dispersed to the ceramic molded body by a droplet discharge method;
Dispersibility in which a composition containing a dispersibility reducing agent that reduces the dispersibility of the metal particles in the conductive pattern forming ink is applied to at least a portion of the ceramic molded body to which the conductive pattern forming ink is applied. A reducing agent application step;
A laminating step of laminating a plurality of the ceramic molded bodies to obtain a laminated body;
And firing the laminate to obtain a wiring substrate having a conductor pattern and a ceramic substrate.
As a result, it is possible to provide a method for manufacturing a wiring board capable of efficiently manufacturing a highly reliable wiring board having a highly reliable conductor pattern in which the occurrence of cracks, disconnections, short circuits, and the like is prevented. .

本発明の配線基板の製造方法では、前記分散性低下剤を含む組成物は、前記導体パターン形成用インクが付与された領域に選択的に付与されるものであることが好ましい。
これにより、分散性低下剤を含む組成物の使用量を抑制することができ、配線基板の生産コストを抑制することができる。
本発明の配線基板の製造方法では、前記分散性低下剤を含む組成物の付与は、液滴吐出法により行うことが好ましい。
これにより、分散性低下剤を含む組成物を付与する際の、位置選択性をより優れたものとすることができ、微細な導体パターンの形成をより好適に行うことができる。
In the method for manufacturing a wiring board of the present invention, it is preferable that the composition containing the dispersibility-reducing agent is selectively applied to a region to which the conductive pattern forming ink is applied.
Thereby, the usage-amount of the composition containing a dispersibility reducing agent can be suppressed, and the production cost of a wiring board can be suppressed.
In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, it is preferable to apply the composition containing the dispersibility reducing agent by a droplet discharge method.
Thereby, the position selectivity at the time of providing the composition containing a dispersibility reducing agent can be made more excellent, and formation of a fine conductor pattern can be performed more suitably.

本発明の配線基板の製造方法では、前記分散性低下剤は、乳酸のアルキルエステルおよび多価アルコールのアルキルエーテルよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
これにより、導体パターンの信頼性をより高いものとすることができる。
本発明の配線基板の製造方法では、前記導体パターン形成用インクは、ポリグリセリン化合物を含むものであることが好ましい。
これにより、導体パターンの信頼性をより高いものとすることができる。
In the method for producing a wiring board according to the present invention, the dispersibility reducing agent is preferably at least one selected from the group consisting of alkyl esters of lactic acid and alkyl ethers of polyhydric alcohols.
Thereby, the reliability of a conductor pattern can be made higher.
In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, it is preferable that the conductor pattern forming ink contains a polyglycerin compound.
Thereby, the reliability of a conductor pattern can be made higher.

本発明の配線基板の製造方法では、前記セラミックス成形体は、前記バインダーとして、ポリビニルブチラールを含むものであることが好ましい。
これにより、導体パターンの信頼性をより高いものとすることができる。
本発明の配線基板の製造方法では、前記導体パターン形成用インクは、前記分散媒として、水系分散媒を含むものであることが好ましい。
これにより、導体パターンの信頼性をより高いものとすることができる。
In the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the ceramic molded body preferably contains polyvinyl butyral as the binder.
Thereby, the reliability of a conductor pattern can be made higher.
In the method for manufacturing a wiring board of the present invention, it is preferable that the conductive pattern forming ink contains an aqueous dispersion medium as the dispersion medium.
Thereby, the reliability of a conductor pattern can be made higher.

本発明の導体パターン形成用インクセットは、基材上に、パターニングにより導体パターンを形成するための導体パターン形成用インクセットであって、
金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒とを含む導体パターン形成用インクと、
前記導体パターン形成用インク中における前記金属粒子の分散性を低下させる分散性低下剤を含む組成物を含む分散性低下剤含有インクとを備えることを特徴とする。
これにより、クラック、断線、短絡等の発生が防止された、信頼性の高い導体パターンを備えた信頼性の高い配線基板の製造に好適に用いることのできる導体パターン形成用インクセットを提供することができる。
本発明の配線基板は、本発明の方法を用いて製造されたこと特徴とする。
これにより、クラック、断線、短絡等の発生が防止された、信頼性の高い導体パターンを備えた信頼性の高い配線基板を提供することができる。
The conductive pattern forming ink set of the present invention is a conductive pattern forming ink set for forming a conductive pattern on a substrate by patterning,
A conductive pattern forming ink comprising metal particles and a dispersion medium in which the metal particles are dispersed;
And a dispersibility-reducing agent-containing ink containing a composition containing a dispersibility reducing agent that lowers the dispersibility of the metal particles in the conductive pattern forming ink.
Thus, it is possible to provide an ink set for forming a conductor pattern that can be suitably used for manufacturing a highly reliable wiring board having a highly reliable conductor pattern in which occurrence of cracks, disconnections, short circuits, and the like is prevented. Can do.
The wiring board of the present invention is manufactured using the method of the present invention.
As a result, it is possible to provide a highly reliable wiring board provided with a highly reliable conductor pattern in which the occurrence of cracks, disconnections, short circuits, and the like is prevented.

本発明の配線基板(セラミックス回路基板)の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows suitable embodiment of the manufacturing method of the wiring board (ceramics circuit board) of this invention. インクジェット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 an inkjet apparatus. インクジェットヘッドの概略構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating schematic structure of an inkjet head.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《配線基板の製造方法》
まず、本発明の配線基板の製造方法について説明する。
図1は、本発明の配線基板(セラミックス回路基板)の製造方法の好適な実施形態を示す断面図、図2は、インクジェット装置(液滴吐出装置)の概略構成を示す斜視図、図3は、インクジェットヘッド(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。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
<Method for manufacturing wiring board>
First, the manufacturing method of the wiring board of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of a method of manufacturing a wiring board (ceramic circuit board) according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet apparatus (droplet discharge apparatus), and FIG. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of an inkjet head (droplet discharge head).

本実施形態の配線基板の製造方法は、セラミックス材料と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15を複数用意する工程(セラミックス成形体用意工程)と、セラミックス成形体15のうち少なくとも1つの表面上に、金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒とを含む導体パターン形成用インク200を液滴吐出法により吐出して、導体パターン前駆体10を形成する工程(導体パターン前駆体形成工程)と、少なくとも、セラミックス成形体15の導体パターン形成用インク200が付与された部位に、導体パターン形成用インク200中における金属粒子の分散性を低下させる分散性低下剤を含む組成物を付与する工程(分散性低下剤付与工程)と、複数のセラミックス成形体15を積層して積層体17を得る工程(積層工程)と、積層体17を加熱して、導体パターン20およびセラミックス基板31とを有する配線基板30を得る工程(焼成工程)とを有している。   The method of manufacturing a wiring board according to the present embodiment includes a step of preparing a plurality of sheet-like ceramic molded bodies 15 made of a material including a ceramic material and a binder (ceramic molded body preparing step), A step of forming a conductor pattern precursor 10 by discharging a conductive pattern forming ink 200 containing metal particles and a dispersion medium in which the metal particles are dispersed on at least one surface by a droplet discharge method (conductor pattern precursor) And a dispersibility reducing agent that reduces the dispersibility of the metal particles in the conductor pattern forming ink 200 at least on the portion of the ceramic molded body 15 to which the conductor pattern forming ink 200 is applied. And a laminated body 17 by laminating a plurality of ceramic molded bodies 15. Obtained in the step (laminating step), heating the laminated body 17, and a step (firing step) to obtain a wiring substrate 30 having the conductive pattern 20 and the ceramic substrate 31.

(セラミックス成形体用意工程)
本工程では、セラミックス材料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)15を複数用意する。
<セラミックス成形体>
また、セラミックス成形体15は、後述するように焼結処理されることにより、セラミックス基板31となるものである。
(Ceramic molded body preparation process)
In this step, a plurality of sheet-like ceramic molded bodies (ceramic green sheets) 15 made of a material containing a ceramic material and a binder are prepared.
<Ceramic compact>
Moreover, the ceramic molded body 15 becomes a ceramic substrate 31 by being sintered as described later.

複数種の粉末を含むセラミックス成形体(グリーンシート)15を得る場合、バインダー等との混合に先立ち、当該複数種の粉末を予め混合するのが好ましい。
セラミックス材料としては、誘電率の設計値により、アルミナ(Al)や酸化チタン(TiO)等のセラミックス粉末を好適に用いることができる。
セラミックス粉末の平均粒径は、1μm以上2μm以下であるのが好ましい。
When obtaining a ceramic molded body (green sheet) 15 containing a plurality of types of powder, it is preferable to mix the plurality of types of powder in advance prior to mixing with a binder or the like.
As the ceramic material, ceramic powder such as alumina (Al 2 O 3 ) or titanium oxide (TiO 2 ) can be suitably used depending on the design value of the dielectric constant.
The average particle size of the ceramic powder is preferably 1 μm or more and 2 μm or less.

また、本工程では、セラミックス粉末に加え、原料粉末としてガラス粉末を用いるのが好ましい。組成にもよるが、ガラス粉末は500〜700℃以上の温度にて溶融が始まる。従って、セラミック形成体の焼結処理時、まずポリビニルブチラールなどの有機バインダーが酸化分解(揮発)し、続けてガラス粉末が溶融することで、融点が非常に高いアルミナ(Al)や酸化チタン(TiO)等のセラミックス粉末に対し、無機バインダーとして機能する。これにより、焼結処理後のセラミック基板の寸法精度、機械強度、誘電率特性をより高いものとすることができる。 In this step, it is preferable to use glass powder as the raw material powder in addition to the ceramic powder. Depending on the composition, the glass powder begins to melt at a temperature of 500 to 700 ° C. or higher. Therefore, during the sintering process of the ceramic formed body, first, an organic binder such as polyvinyl butyral is oxidatively decomposed (volatilized), and then the glass powder is melted, so that alumina (Al 2 O 3 ) or oxidized having a very high melting point. It functions as an inorganic binder for ceramic powder such as titanium (TiO 2 ). Thereby, the dimensional accuracy, mechanical strength, and dielectric constant characteristics of the sintered ceramic substrate can be further improved.

ガラス粉末としては、例えば、ホウ珪酸ガラス等を好適に用いることができる。
ガラス粉末の平均粒径は、1μm以上2μm以下であるのが好ましい。
セラミックス粉末とガラス粉末との配合比率は、重量比で、2:1以上1:2以下であるのが好ましい。
上記のような原料粉末をバインダー(結合剤)等と混合・撹拌することにより、スラリーを得る。
As glass powder, borosilicate glass etc. can be used suitably, for example.
The average particle size of the glass powder is preferably 1 μm or more and 2 μm or less.
The mixing ratio of the ceramic powder and the glass powder is preferably 2: 1 or more and 1: 2 or less by weight.
A slurry is obtained by mixing and stirring the above raw material powder with a binder (binder) or the like.

バインダーとしては、ポリビニルブチラールが好適に用いられるが、これは水に不溶であり、かつ、いわゆる油系の有機溶媒に溶解しあるいは膨潤し易いものである。また、バインダーとしてポリビニルブチラールを用いることにより、分散性低下剤をセラミックス成形体の表面付近に確実に保持することができ、後に詳述するような分散性低下剤の機能をより効果的に発揮させることができる。その結果、形成される導体パターン20の信頼性をより高いものとすることができる。   As the binder, polyvinyl butyral is preferably used, but it is insoluble in water and easily dissolved or swelled in a so-called oil-based organic solvent. Further, by using polyvinyl butyral as a binder, the dispersibility reducing agent can be reliably held in the vicinity of the surface of the ceramic molded body, and the function of the dispersibility reducing agent as described in detail later is more effectively exhibited. be able to. As a result, the reliability of the formed conductor pattern 20 can be made higher.

スラリーの調製においては、可塑剤、有機溶剤(原料粉末を分散する分散媒として機能するもの)、分散剤等を用いてもよい。
セラミックス成形体15は、例えば、ドクターブレード、リバースコーター等を用いてPETフィルム上にスラリーをシート状に成形することにより好適に得ることができる。
セラミックス成形体15の厚さは、数μm以上数百μm以下であるのが好ましい。
In the preparation of the slurry, a plasticizer, an organic solvent (functioning as a dispersion medium for dispersing the raw material powder), a dispersant, and the like may be used.
The ceramic molded body 15 can be suitably obtained, for example, by forming a slurry into a sheet shape on a PET film using a doctor blade, a reverse coater, or the like.
The thickness of the ceramic molded body 15 is preferably several μm or more and several hundreds μm or less.

上記のようにしてシート状に成形されたセラミックス成形体15は、通常、ロールに巻き取られ、製品の用途に合わせて切断、さらに所定寸法のシートに裁断され用いられる。本実施形態では、例えば1辺の長さを200mmとする正方形状に裁断する。
また、必要に応じて所定の位置に、COレーザー、YAGレーザー、機械式パンチ等によって孔開けを行うことでスルーホール(貫通孔)を形成する。
The ceramic molded body 15 formed into a sheet shape as described above is usually wound around a roll, cut according to the application of the product, and further cut into a sheet having a predetermined size. In this embodiment, for example, it is cut into a square shape having a side length of 200 mm.
Further, through holes (through holes) are formed at predetermined positions by drilling with a CO 2 laser, a YAG laser, a mechanical punch or the like as necessary.

そして、このスルーホールに、金属粒子が分散した厚膜導電ペーストを充填することにより、コンタクト33となるべき部位(導体ポスト16)を形成する。なお、厚膜導電ペーストとしては、後述するような導体パターン形成用インクを用いることができる。また、厚膜導電ペーストの充填は、本工程で行うものであってもよいし、後述する導体パターン前駆体形成工程で行うものであってもよく、また、導体パターン前駆体形成工程の後に行うものであってもよい。   Then, by filling this through hole with a thick film conductive paste in which metal particles are dispersed, a portion (conductor post 16) to be the contact 33 is formed. As the thick film conductive paste, a conductor pattern forming ink as described later can be used. The filling of the thick film conductive paste may be performed in this step, may be performed in a conductor pattern precursor forming step described later, or is performed after the conductor pattern precursor forming step. It may be a thing.

(導体パターン前駆体形成工程)
上記のようにして得られたセラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)15の少なくとも一方の側の表面に、後に詳述するような導体パターン形成用インク200(以下単に「インク200」ともいう)を液滴吐出(インクジェット)法により付与し、前記回路20となる導体パターン前駆体10を形成する。これにより、前駆体10を備えたセラミックス成形体15が得られる。
そして、導体パターン前駆体10は、焼結されることにより金属粒子同士が融着して、後述する導体パターン20を形成するものである。
(Conductor pattern precursor formation process)
A conductive pattern forming ink 200 (hereinafter also simply referred to as “ink 200”) as described in detail later is applied to the surface of at least one side of the ceramic green sheet (ceramic molded body) 15 obtained as described above. The conductive pattern precursor 10 to be the circuit 20 is formed by applying a droplet discharge (inkjet) method. Thereby, the ceramic molded body 15 provided with the precursor 10 is obtained.
And the conductor pattern precursor 10 fuse | melts metal particles by sintering, and forms the conductor pattern 20 mentioned later.

以下、本工程で用いる導体パターン形成用インク200について詳細に説明する。
<導体パターン形成用インク>
導体パターン形成用インク200は、液滴吐出法によって導体パターン前駆体10を形成するのに用いるインクである。
なお、本実施形態では、導体パターン形成用インク200として、金属粒子としての銀粒子が水系分散媒に分散した分散液を用いた場合について代表的に説明する。
Hereinafter, the conductive pattern forming ink 200 used in this step will be described in detail.
<Conductor pattern forming ink>
The conductor pattern forming ink 200 is ink used to form the conductor pattern precursor 10 by a droplet discharge method.
In the present embodiment, a case where a dispersion liquid in which silver particles as metal particles are dispersed in an aqueous dispersion medium is used as the conductor pattern forming ink 200 will be representatively described.

以下、導体パターン形成用インク200の各構成成分について詳細に説明する。
〔水系分散媒〕
本実施形態では、導体パターン形成用インク200として、水系分散媒を含むものを用いる。このように、導体パターン形成用インク200が分散媒として水系分散媒を含むものであることにより、より好適に、セラミックス成形体15上に吐出された導体パターン形成用インク200から当該分散媒をセラミックス成形体15中に吸収させることができ、セラミックス成形体15上に、金属粒子が濃縮された層(導体パターン前駆体10)をより好適に形成することができる。その結果、形成される導体パターン20の信頼性をより高いものとすることができる。
Hereinafter, each component of the conductive pattern forming ink 200 will be described in detail.
[Aqueous dispersion medium]
In the present embodiment, the conductor pattern forming ink 200 includes an aqueous dispersion medium. As described above, since the conductor pattern forming ink 200 includes the aqueous dispersion medium as the dispersion medium, the dispersion medium is more preferably removed from the conductor pattern forming ink 200 discharged onto the ceramic molded body 15. 15, a layer (conductor pattern precursor 10) in which metal particles are concentrated can be more suitably formed on the ceramic molded body 15. As a result, the reliability of the formed conductor pattern 20 can be made higher.

なお、本発明において、「水系分散媒」とは、水および/または水との相溶性に優れる液体(例えば、25℃における水100gに対する溶解度が30g以上の液体)で構成されたもののことを指す。このように、水系分散媒は、水および/または水との相溶性に優れる液体で構成されたものであるが、主として水で構成されたものであるのが好ましく、特に、水の含有率が70wt%以上のものであるのが好ましく、90wt%以上のものであるのがより好ましい。これにより、上述した効果がより顕著に発揮される。   In the present invention, the “aqueous dispersion medium” refers to a liquid composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water (for example, a liquid having a solubility in 100 g of water at 25 ° C. of 30 g or more). . As described above, the aqueous dispersion medium is composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water, but is preferably composed mainly of water. It is preferably 70 wt% or more, more preferably 90 wt% or more. Thereby, the effect mentioned above is exhibited more notably.

水系分散媒の具体例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶媒、ピリジン、ピラジン、ピロール等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、アセトアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等が挙げられ、これらのうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、導体パターン形成用インク200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200の粘度を好適なものとしつつ、分散媒の揮発による粘度の変化を少ないものとすることができる。
Specific examples of the aqueous dispersion medium include, for example, water, methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropanol and other alcohol solvents, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF) and other ether solvents, pyridine, pyrazine, pyrrole and the like. Aromatic heterocyclic compound solvents, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), nitrile solvents such as acetonitrile, and aldehyde solvents such as acetaldehyde. Of these, one or a combination of two or more can be used.
The content of the aqueous dispersion medium in the conductive pattern forming ink 200 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 the ink 200 suitable, the change of the viscosity by volatilization of a dispersion medium can be made small.

〔銀粒子〕
次に、銀粒子(金属粒子)について説明する。
銀粒子は、形成される導体パターン20の主成分であり、導体パターン20に導電性を付与する成分である。
また、銀粒子は、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 a main component of the conductor pattern 20 to be formed, and are components that impart conductivity to the conductor pattern 20.
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200中において、銀粒子の平均粒子間距離は、1.7nm以上380nm以下であるのが好ましく、1.75nm以上300nm以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インク200の粘度をより適度なものとすることができ、吐出安定性に特に優れたものとなる。
また、インク200中に含まれる銀粒子(分散剤が表面に吸着していない銀粒子(金属粒子))の含有量は、0.5wt%以上60wt%以下であるのが好ましく、10wt%以上45wt%以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン20の断線をより効果的に防止することができ、より信頼性の高い導体パターン20を提供することができる。
In the ink 200, the average interparticle distance between silver particles is preferably 1.7 nm or more and 380 nm or less, and more preferably 1.75 nm or more and 300 nm or less. Thereby, the viscosity of the ink 200 for forming a conductor pattern can be made more appropriate, and the discharge stability is particularly excellent.
In addition, the content of silver particles (silver particles (metal particles) in which the dispersant is not adsorbed on the surface) contained in the ink 200 is preferably 0.5 wt% or more and 60 wt% or less, and is preferably 10 wt% or more and 45 wt%. % Or less is more preferable. Thereby, the disconnection of the conductor pattern 20 can be prevented more effectively, and the conductor pattern 20 with higher reliability can be provided.

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200の吐出安定性が特に優れたものとなる。
分散剤としては、特に限定されないが、COOH基とOH基とを合わせて3個以上有し、かつ、COOH基の数がOH基と同じか、それよりも多いヒドロキシ酸またはその塩を含むことが好ましい。これらの分散剤は、銀粒子の表面に吸着してコロイド粒子を形成し、分散剤中に存在するCOOH基の電気的反発力によって銀コロイド粒子を水溶液中に均一に分散させてコロイド液を安定化する働きを有する。このように、銀コロイド粒子が安定してインク200中に存在することにより、より容易に微細な導体パターン20を形成することができる。また、インク200によって形成されたパターン(前駆体10)において銀粒子が均一に分布し、クラック、断線等が発生しにくいものとなる。これに対して、分散剤中のCOOH基とOH基の数が3個未満であったり、COOH基の数がOH基の数よりも少ないと、銀コロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
The silver particles (metal particles) are preferably dispersed in an aqueous dispersion medium as silver colloid particles (metal colloid particles) having a dispersant attached to the surface thereof. Thereby, the dispersibility of the silver particles in the aqueous dispersion medium is particularly excellent, and the ejection stability of the ink 200 is particularly excellent.
Although it does not specifically limit as a dispersing agent, it has 3 or more of COOH groups and OH groups, and the number of COOH groups is the same as that of OH groups, or contains hydroxy acid or its salt more than it. Is preferred. These dispersants adsorb on the surface of silver particles to form colloidal particles, and the colloidal liquid is stabilized by uniformly dispersing silver colloidal particles in an aqueous solution by the electric repulsive force of COOH groups present in the dispersant. Has the function of As described above, since the silver colloid particles are stably present in the ink 200, the fine conductor pattern 20 can be more easily formed. Further, silver particles are uniformly distributed in the pattern (precursor 10) formed by the ink 200, and cracks, disconnections, and the like are less likely to occur. On the other hand, 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 cannot be sufficiently obtained. There is a case.

このような分散剤としては、例えば、クエン酸、りんご酸、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、クエン酸三アンモニウム、りんご酸二ナトリウム、タンニン酸、ガロタンニン酸、五倍子タンニン等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、分散剤は、COOH基とSH基とを合わせて2個以上有するメルカプト酸またはその塩を含んでいてもよい。これらの分散剤は、メルカプト基が銀微粒子の表面に吸着してコロイド粒子を形成し、分散剤中に存在するCOOH基の電気的反発力によってコロイド粒子を水溶液中に均一に分散させてコロイド液を安定化する働きを有する。このように、銀コロイド粒子が安定してインク200中に存在することにより、より容易に微細な導体パターン20を形成することができる。また、インク200によって形成されたパターン(前駆体10)において銀粒子が均一に分布し、クラック、断線等が発生しにくいものとなる。これに対して、分散剤中のCOOH基とSH基の数が2個未満すなわち片方のみであると、銀コロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
Examples of such a dispersing agent include citric acid, malic acid, trisodium citrate, tripotassium citrate, trilithium citrate, triammonium citrate, disodium malate, tannic acid, gallotannic acid, and pentaploid tannin. Of these, one or a combination of two or more can be used.
Further, the dispersant may contain mercapto acid or a salt thereof having two or more COOH groups and SH groups. In these dispersants, mercapto groups are adsorbed on the surface of silver fine particles to form colloidal particles, and colloidal particles are uniformly dispersed in an aqueous solution by the electric repulsive force of COOH groups present in the dispersant. Has the function of stabilizing As described above, since the silver colloid particles are stably present in the ink 200, the fine conductor pattern 20 can be more easily formed. Further, silver particles are uniformly distributed in the pattern (precursor 10) formed by the ink 200, 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 colloidal 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.

インク200中における銀コロイド粒子の含有量は、1wt%以上60wt%以下であるのが好ましく、5wt%以上50wt%以下であるのがより好ましい。銀コロイド粒子の含有量が前記下限値未満であると、銀の含有量が少なく、導体パターン20を形成した際、比較的厚い膜を形成する場合に、複数回重ね塗りする必要が生じる。一方、銀コロイド粒子の含有量が前記上限値を超えると、銀の含有量が多くなり、分散性が低下し、これを防ぐためには攪拌の頻度が高くなる。   The content of the silver colloid particles in the ink 200 is preferably 1 wt% or more and 60 wt% or less, more preferably 5 wt% or more and 50 wt% or less. When the content of the silver colloid particles is less than the lower limit, the silver content is small, and when the conductive pattern 20 is formed, it is necessary to apply the coating multiple 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、後述する還元剤(残留還元剤)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。残留還元剤の量は、僅かであると考えられるので、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20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、より高温で焼結されるセラミックス基板等に有効である。   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 adhering to the surface, the reducing agent (residual reducing agent) described later and the like are oxidized and decomposed, and most of them are gasified and disappear. Since the amount of the residual reducing agent is considered to be small, 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 20 to decompose and disappear organic components. Therefore, it is effective for a ceramic substrate that is sintered at a higher temperature.

〔有機バインダー〕
また、導体パターン形成用インク200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200を用いて形成された導体パターン前駆体10において、銀粒子の凝集を防止するものである。すなわち、形成された導体パターン前駆体10において、有機バインダーは、銀粒子同士の間に存在することで銀粒子同士が凝集して、パターンの一部に亀裂(クラック)が生じることを防止できる。また、焼結時においては、有機バインダーは、分解されて除去されることができ、導体パターン前駆体10中の銀粒子同士は、結合して導体パターン20を形成する。
[Organic binder]
Further, the conductor pattern forming ink 200 may contain an organic binder. The organic binder prevents aggregation of silver particles in the conductor pattern precursor 10 formed using the conductor pattern forming ink 200. That is, in the formed conductor pattern precursor 10, the organic binder can be prevented from being agglomerated with each other due to the presence of the organic binder between the silver particles and causing cracks in a part of the pattern. Further, at the time of sintering, the organic binder can be decomposed and removed, and the silver particles in the conductor pattern precursor 10 are combined to form the conductor pattern 20.

また、導体パターン形成用インク200が有機バインダーを含むものであることにより、セラミックス成形体15に対する導体パターン前駆体10の密着性を特に優れたものとすることができ、導体パターン前駆体10を構成する金属粒子の不本意な部位への流れ出しがより確実に防止される。その結果、クラック、断線、短絡等の発生をより効果的に防止し、導体パターン20をより高い精度で形成することができる。すなわち、最終的に得られる導体パターン20の信頼性を特に高いものとすることができる。   Further, since the conductor pattern forming ink 200 contains an organic binder, the adhesion of the conductor pattern precursor 10 to the ceramic molded body 15 can be made particularly excellent, and the metal constituting the conductor pattern precursor 10 The flow of particles to unintentional sites is more reliably prevented. As a result, the occurrence of cracks, disconnections, short circuits, etc. can be more effectively prevented, and the conductor pattern 20 can be formed with higher accuracy. That is, the reliability of the finally obtained conductor pattern 20 can be made particularly high.

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200を用いて形成された導体パターン前駆体10を乾燥(脱分散媒)した際に、導体パターン前駆体10にクラックが発生するのを特に好適に防止することができる。これは、以下のように考えられる。導体パターン形成用インク200中にポリグリセリン化合物が含まれることにより、銀粒子(金属粒子)の間に高分子鎖が存在することとなり、ポリグリセリン化合物が銀粒子同士の距離を適度なものとすることができる。さらに、ポリグリセリン化合物は比較的沸点が高いため、水系分散媒の除去時においては除去されず、銀粒子の周囲に付着する。以上により、水系分散媒除去時において、ポリグリセリン化合物が銀粒子を包み込んだ状態が長く続き、水系分散媒の揮発による急激な体積収縮が避けられるとともに銀の粒成長(凝集)が妨げられる結果、導体パターン前駆体10中のクラックの発生が抑制されると考えられる。
Among these, when a polyglycerin compound is used as the organic binder, the following effects can be obtained.
The polyglycerin compound particularly suitably prevents the conductor pattern precursor 10 from cracking when the conductor pattern precursor 10 formed using the conductor pattern forming ink 200 is dried (dedispersing medium). be able to. This is considered as follows. By including the polyglycerin compound in the conductive pattern forming ink 200, a polymer chain exists between the silver particles (metal particles), and the polyglycerin compound makes the distance between the silver particles moderate. be able to. 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 10 is suppressed.

また、ポリグリセリン化合物は、導体パターン20を形成する際の焼結時において、断線が発生するのをより確実に防止することができる。これは、以下のように考えられる。ポリグリセリン化合物は、比較的沸点あるいは分解温度が高い。このため、導体パターン前駆体10から導体パターン20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10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10は、セラミックス成形体15の温度変化による膨張・収縮への追従性が優れたものとなる。   In addition, the polyglycerin compound can more reliably prevent the occurrence of disconnection during sintering when the conductor pattern 20 is formed. This is considered as follows. Polyglycerin compounds have a relatively high boiling point or decomposition temperature. For this reason, in the process of forming the conductor pattern 20 from the conductor pattern precursor 10, the conductor pattern is not evaporated or thermally (oxidized) decomposed to a relatively high temperature after the water-based dispersion medium evaporates. It can be present in the precursor 10. 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 the polyglycerin compound, the conductor pattern precursor 10 has excellent followability to expansion / contraction due to temperature change of the ceramic molded body 15.

以上より、形成された導体パターン20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。
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200の粘度をより適度なものとすることができ、インクジェットヘッド110からの吐出安定性をより効果的に向上させることができる。また、成膜性も向上させることができる。
From the above, it is considered that disconnection of the formed conductor pattern 20 can be more reliably prevented.
Moreover, by including such a polyglycerin compound, the viscosity of the ink 200 can be made more appropriate, and the ejection stability from the inkjet head 110 can be improved more effectively. In addition, film formability can be improved.

ポリグリセリン化合物としては、上述した中でも、ポリグリセリンを用いるのが好ましい。ポリグリセリンは、セラミックス成形体15の温度変化による膨張・収縮への追従性が特に優れるとともに、セラミックス成形体15の焼結後には、導体パターン20中からより確実に除去することができる成分である。その結果、導体パターン20の電気的特性をより高いものとすることができる。さらに、ポリグリセリンは、水系分散媒への溶解度も高いので、好適に用いることができる。   Among the above-mentioned polyglycerin compounds, polyglycerin is preferably used. Polyglycerin is particularly excellent in the ability to follow expansion and contraction due to temperature changes of the ceramic molded body 15 and is a component that can be more reliably removed from the conductor pattern 20 after the ceramic molded body 15 is sintered. . As a result, the electrical characteristics of the conductor pattern 20 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200を用いて形成されたパターンを乾燥した際に、クラックの発生をより確実に防止することができる。これに対し、有機バインダーの重量平均分子量が前記下限値未満であると、有機バインダーの組成によっては、水系分散媒を除去する際に有機バインダーが分解しやすい傾向があり、クラックの発生を防止する効果が小さくなる。また、有機バインダーの重量平均分子量が前記上限値を超えると、有機バインダーの組成によっては、排除体積効果等によりインク200中への溶解性、分散性が低下する場合がある。   The organic binder preferably has a weight average molecular weight of 300 or more and 3000 or less, more preferably 400 or more and 1000 or less, and still more preferably 400 or more and 600 or less. Thereby, when the pattern formed using the conductor pattern forming ink 200 is dried, the generation of cracks can be more reliably prevented. On the other hand, when the weight average molecular weight of the organic binder is less than the lower limit, depending on the composition of the organic binder, the organic binder tends to be decomposed when removing the aqueous dispersion medium, thereby preventing the occurrence of cracks. The effect is reduced. When the weight average molecular weight of the organic binder exceeds the upper limit, the solubility and dispersibility in the ink 200 may be reduced due to the excluded volume effect or the like depending on the composition of the organic binder.

また、インク200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200の吐出安定性を特に優れたものとしつつ、クラック、断線の発生をより効果的に防止することができる。これに対して、有機バインダーの含有量が前記下限値未満であると、有機バインダーの組成によっては、クラックの発生を防止する効果が小さくなる場合がある。また、有機バインダーの含有量が前記上限値を超えると、有機バインダーの組成によっては、インク200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 200 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 ejection stability of the ink 200 particularly excellent. On the other hand, when the content of the organic binder is less than the lower limit, the effect of preventing the occurrence of cracks may be reduced depending on the composition of the organic binder. Further, when the content of the organic binder exceeds the upper limit, it may be difficult to make the viscosity of the ink 200 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200は、乾燥抑制剤を含んでいてもよい。乾燥抑制剤は、インク200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200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200は、このような乾燥抑制剤を含む結果、インク200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200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200を充填した後に、長期間(例えば、5日間)運転を行わずにインクジェット装置を待機状態とした場合であっても、導体パターン形成用インクを、均一な量で、目的とする位置に精度よく吐出することができる。
このような乾燥抑制剤としては、下記式(I)で示される化合物、アルカノールアミン、糖アルコール等が挙げられ、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。
(Drying inhibitor)
Further, the conductor pattern forming ink 200 may contain a drying inhibitor. The drying inhibitor prevents unintended volatilization of the aqueous dispersion medium in the ink 200. 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 viscosity and drying of the ink 200 can be suppressed. As a result of including such a drying inhibitor, the conductive pattern forming ink 200 has excellent discharge stability of the droplets of the ink 200. That is, the variation in the weight of the droplets of ink 200 is small, and clogging, flight bending, and the like are small. In particular, even after the ink jet device is filled with the conductor pattern forming ink 200 and the ink jet device is in a standby state without being operated for a long period of time (for example, five days), the conductor pattern forming ink is used. In a uniform amount, it can be accurately discharged to a target position.
Examples of such a drying inhibitor include compounds represented by the following formula (I), alkanolamines, sugar alcohols, and the like, and one or more of them can be used in combination.

Figure 2011159836
(ただし、R、R’は、それぞれ、Hまたはアルキル基である。)
Figure 2011159836
(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200の水系分散媒の不本意な揮発を防止することができる。
また、上記化合物は、比較的燃焼しやすく、導体パターン20を形成する際には導体パターン形成用インク200内からより容易に除去(酸化分解)することができる。
また、上述したような化合物は、金属粒子(銀粒子)が前述したように表面に分散剤が付着したコロイド粒子である場合、表面の分散剤と水素結合により結合し、金属粒子の分散安定性を向上させる効果を有している。これにより、導体パターン形成用インク200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。
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 the volatilization of the aqueous dispersion medium of the conductive pattern forming ink 200.
Further, the compound is relatively easily combusted and can be more easily removed (oxidative decomposition) from the conductor pattern forming ink 200 when the conductor pattern 20 is formed.
In addition, when the metal particles (silver particles) are colloidal particles having a dispersant attached to the surface as described above, the compound as described above is bonded to the surface dispersant by hydrogen bonding, and the dispersion stability of the metal particles. Has the effect of improving. Accordingly, the ejection stability of the conductor pattern forming ink 200 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 the metal particles are present as colloidal particles as described above, particularly excellent dispersion stability is exhibited.

このような上記式(I)で表される化合物の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200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200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 200 can be prevented more efficiently. As a result, the ejection stability of the ink 200 can be made particularly excellent.

アルカノールアミンは、保湿性の高い成分であるとともに、金属粒子が前述したようなコロイド粒子である場合に、コロイド粒子表面の分散剤の官能基を活性化させることができ、金属粒子の分散安定性をより高いものとすることができる。
アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン等各種のものを挙げることができる。
Alkanolamine is a highly moisturizing component, and when the metal particles are colloidal particles as described above, the functional group of the dispersant on the surface of the colloidal particles can be activated, and the dispersion stability of the metal particles Can be higher.
Examples of the alkanolamine include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, and tripropanolamine.

また、アルカノールアミンは、第3級アミンであるのが好ましい。第3級アミンは、アルカノールアミンの中でも、特に保湿性が高く、上記効果をより顕著なものとすることができる。
また、第3級アミンの中でも、取り扱いやすさや、保湿性の高さ等の観点から、特に、トリエタノールアミンを用いるのが好ましい。
導体パターン形成用インク200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200の吐出安定性をより効果的に優れたものとすることができる。
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.
The content of alkanolamine in the conductor pattern forming ink 200 is preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less, and more preferably 3 wt% or more and 7 wt% or less. Thereby, the ejection stability of the conductor pattern forming ink 200 can be more effectively improved.

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。
また、糖アルコールは、高い保湿性を有する化合物である。また、糖アルコールは、分子量あたりの酸素数が多いため、雰囲気が糖アルコールの分解温度に達すると、容易に分解して除去される。このため、導体パターン20を形成する際には、導体パターン前駆体10の温度を糖アルコールの分解温度よりも高くすることで、形成される導体パターン20内から糖アルコールを確実に除去(酸化分解)することができる。
Sugar alcohol is obtained by reducing aldehyde groups and ketone groups of sugars.
Sugar alcohol is a compound having high moisture retention. In addition, since sugar alcohol has a large number of oxygen per molecular weight, it is easily decomposed and removed when the atmosphere reaches the decomposition temperature of sugar alcohol. For this reason, when the conductor pattern 20 is formed, the sugar alcohol is reliably removed from the formed conductor pattern 20 by oxidizing the temperature of the conductor pattern precursor 10 higher than the decomposition temperature of the sugar alcohol (oxidative decomposition). )can do.

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200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200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200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 conductor pattern forming ink 200 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 200 can be more reliably suppressed, and the conductor pattern forming ink 200 has particularly excellent droplet ejection 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200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200とセラミックス成形体15との接触角を所定の角度に調整する機能を有している。
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 conductor pattern forming ink 200 may contain a surface tension adjusting agent.
The surface tension adjusting agent has a function of adjusting the contact angle between the conductor pattern forming ink 200 and the ceramic molded body 15 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200とセラミックス成形体15との接触角を所定の範囲に調整することができる。このように、導体パターン形成用インク200とセラミックス成形体15との接触角を所定の範囲に調整することにより、より微細な導体パターン20を形成することができる。また、吐出した液滴内に気泡が混入した場合であっても、速やかに気泡を除去することができる。その結果、形成される導体パターン20でのクラック、断線の発生をより効果的に防止することができる。   The contact angle between the conductive pattern forming ink 200 and the ceramic molded body 15 can be adjusted to a predetermined range with a small addition amount of the acetylene glycol compound. Thus, the finer conductor pattern 20 can be formed by adjusting the contact angle between the conductor pattern forming ink 200 and the ceramic molded body 15 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 20 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。   Examples of acetylene glycol compounds include Surfynol 104 series (104E, 104H, 104PG-50, 104PA, etc.), Surfynol 400 series (420, 465, 485, etc.), Olphine series (EXP4036, EXP4001, E1010, etc.). ("Surfinol" and "Orphine" are trade names of Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) and the like, and one or more of these can be used in combination.

また、インク200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200とセラミックス成形体15との接触角を所定の範囲により容易に調整することができる。
特に、インク200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200とセラミックス成形体15との接触角を所定の範囲により容易に調整することができる。
The ink 200 preferably contains two or more acetylene glycol compounds having different HLB values. The contact angle between the conductor pattern forming ink 200 and the ceramic molded body 15 can be easily adjusted within a predetermined range.
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 acetylene glycol compounds contained in the ink 200 is as follows. It is preferably 4 or more and 12 or less, and more preferably 5 or more and 10 or less. As a result, the contact angle between the conductor pattern forming ink 200 and the ceramic molded body 15 can be easily adjusted within a predetermined range with a smaller addition amount of the acetylene glycol compound.

インク200中に2種以上のアセチレングリコール系化合物を含むものを用いる場合、最もHLB値の高いアセチレングリコール系化合物のHLB値は、8以上16以下であるのが好ましく、9以上14以下であるのがより好ましい。
また、インク200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200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200とセラミックス成形体15との接触角をより効果的に所定の範囲に調整することができる。
When the ink 200 contains two or more acetylene glycol compounds, the HLB value of the acetylene glycol compound having the highest HLB value is preferably 8 or more and 16 or less, and 9 or more and 14 or less. Is more preferable.
When the ink 200 contains two or more acetylene glycol compounds, the HLB value of the acetylene glycol compound having the lowest HLB value is preferably 2 or more and 7 or less, and is 3 or more and 5 or less. More preferably.
The content of the surface tension adjusting agent contained in the ink 200 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 200 and the ceramic molded body 15 can be adjusted more effectively within a predetermined range.

〔その他の成分〕
なお、導体パターン形成用インク200の構成成分は、上記成分に限定されず、上記以外の成分を含んでいてもよい。
このような成分としては、例えば、チオ尿素、アルギニン、ヒスチジン等が挙げられる。
[Other ingredients]
The constituent components of the conductor pattern forming ink 200 are not limited to the above components, and may include components other than those described above.
Examples of such components include thiourea, arginine, histidine and the like.

また、導体パターン形成インク200の粘度は、特に限定されないが、1mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。これにより、液滴の吐出安定性を優れたものとすることができるとともに、セラミックス成形体15に着弾したインク200の不本意な濡れ広がりをより確実に防止することができ、微細な線幅の導体パターン前駆体10を形成することができる。   The viscosity of the conductive pattern forming ink 200 is not particularly limited, but is preferably 1 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, and more preferably 3 mPa · s or more and 8 mPa · s or less. As a result, the droplet ejection stability can be improved, and the unintentional wetting and spreading of the ink 200 that has landed on the ceramic molded body 15 can be more reliably prevented, and the fine line width can be reduced. The conductor pattern precursor 10 can be formed.

本実施形態において、上述したような導体パターン形成用インク200の吐出は、例えば図2および図3に示すインクジェット装置(液滴吐出装置)100を用いることにより行うことができる。以下に、インクジェット装置100およびインクジェット装置100を用いた液滴吐出について説明する。
図2は、インクジェット装置100の斜視図である。図2において、X方向はベース130の左右方向であり、Y方向は前後方向であり、Z方向は上下方向である。
In the present embodiment, the conductive pattern forming ink 200 as described above can be discharged by using, for example, the ink jet apparatus (droplet discharge apparatus) 100 shown in FIGS. Hereinafter, the ink jet apparatus 100 and droplet discharge using the ink jet apparatus 100 will be described.
FIG. 2 is a perspective view of the ink jet apparatus 100. In FIG. 2, the X direction is the left-right direction of the base 130, the Y direction is the front-rear direction, and the Z direction is the up-down direction.

インクジェット装置100は、図3に示すインクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド。以下、単に「ヘッド」という)110と、ベース130と、テーブル140と、制御装置190と、テーブル位置決め手段170と、ヘッド位置決め手段180とを有している。
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。
The ink jet apparatus 100 includes an ink jet head (droplet discharge head; hereinafter simply referred to as “head”) 110, a base 130, a table 140, a control device 190, a table positioning means 170, and a head positioning means shown in FIG. 180.
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.

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グリーンシート15)を載置するものである。
また、テーブル140の裏面には、ラバーヒーター(図示せず)が配設されている。テーブル140上に載置されたセラミックスグリーンシート15は、その上面全体がラバーヒーターにて所定の温度に加熱されるようになっている。
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 green sheet 15 in the present embodiment).
A rubber heater (not shown) is disposed on the back surface of the table 140. The entire upper surface of the ceramic green sheet 15 placed on the table 140 is heated to a predetermined temperature by a rubber heater.

セラミックスグリーンシート15に着弾したインク200は、上述したように、その構成成分である水系分散媒の少なくとも一部がセラミックス成形体15に吸収されるとともに、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、セラミックスグリーンシート15は加熱されているので、水系分散媒の蒸発が促進され、金属粒子が濃縮された層(導体パターン前駆体10)中の水系分散媒の含有率は効果的に低減される。   As described above, the ink 200 that has landed on the ceramic green sheet 15 is absorbed by the ceramic molded body 15 at least a part of the aqueous dispersion medium that is a component thereof, and at least a part of the aqueous dispersion medium from the surface side. Evaporates. At this time, since the ceramic green sheet 15 is heated, the evaporation of the aqueous dispersion medium is promoted, and the content of the aqueous dispersion medium in the layer in which the metal particles are concentrated (conductor pattern precursor 10) is effectively reduced. Is done.

セラミックスグリーンシート15の加熱温度としては、例えば、40℃以上100℃以下で行うのが好ましく、50℃以上70℃以下で行うのがより好ましい。このような条件とすることにより、水系分散媒が蒸発した際に、クラックが発生するのをより効果的に防止することができる。
テーブル位置決め手段170は、第1移動手段171と、モーター172とを有している。テーブル位置決め手段170は、ベース130におけるテーブル140の位置を決定し、これにより、ベース130におけるセラミックスグリーンシート15の位置を決定する。
The heating temperature of the ceramic green sheet 15 is preferably 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, for example. 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、モーター172を介してテーブル140を支持している。そして、支持台がレール上を移動することにより、基材Sを載置するテーブル140は、Y方向に移動および位置決めされる。
モーター172は、テーブル140を支持しており、θz方向にテーブル140を揺動および位置決めする。
The first moving means 171 has two rails provided substantially parallel to the Y direction and a support base that moves on the rails. The support base of the first moving means 171 supports the table 140 via the 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、リニアモーター182と、モーター183、184、185とを有している。ヘッド位置決め手段180は、ヘッド110の位置を決定する。
第2移動手段181は、ベース130から立設する2本の支持柱と、当該支持柱同士の間に当該支持柱に支持されて設けられ、2本のレールを有するレール台と、レールに沿って移動可能でヘッド110を支持する支持部材(図示せず)とを有している。そして、支持部材がレールに沿って移動することにより、ヘッド110は、X方向に移動および位置決めされる。
The 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.

リニアモーター182は、支持部材付近に設けられており、ヘッド110のZ方向の移動および位置決めをすることができる。
モーター183、184、185は、ヘッド110を、それぞれα,β,γ方向に揺動および位置決めする。
以上のようなテーブル位置決め手段170およびヘッド位置決め手段180とにより、インクジェット装置100は、ヘッド110のインク吐出面115Pと、テーブル140上の基材Sとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールできるようになっている。
The 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3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200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200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。
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。
As shown in FIG. 3, the head 110 ejects the ink 200 from the nozzles (protruding portions) 118 by an ink jet method (droplet discharge 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 an advantage that the composition of the material is not affected because heat is not applied to the ink 200.
The head 110 has a head body 111, a diaphragm 112, and a piezo element 113.

ヘッド本体111は、本体114と、その下端面にノズルプレート115とを有している。そして、本体114を板状のノズルプレート115と振動板112とが挟み込むことにより、空間としてのリザーバー116およびリザーバー116から分岐した複数のインク室117が形成されている。
リザーバー116には、図示せぬインクタンクよりインク200が供給される。リザーバー116は、各インク室117にインク200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200を吐出する複数のノズル118が、各インク室117に対応して開口されている。そして、各インク室117から対応するノズル118に向かって、インク流路が形成されている。
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 to form a reservoir 116 as a space and a plurality of ink chambers 117 branched from the reservoir 116.
Ink 200 is supplied to the reservoir 116 from an ink tank (not shown). The reservoir 116 forms a flow path for supplying the ink 200 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 the ink 200 are opened corresponding to the ink chambers 117. An ink flow path is formed from each ink chamber 117 toward the corresponding nozzle 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、リザーバー116からインク室117にインク200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200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200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200の吐出条件を制御したり、ヘッド位置決め手段180およびテーブル位置決め手段170を制御することにより基板Sへのインク200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 200 flows from the reservoir 116 into the ink chamber 117. When the piezo element 113 expands and deforms, the pressure in the ink chamber 117 increases and the ink 200 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 200 can be controlled.
The control device 190 controls each part of the inkjet device 100. For example, the discharge position of the ink 200 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 200 or by controlling the head positioning unit 180 and the table positioning unit 170. Control.

以上のようなインクジェット装置100を用いることにより、インク200を、セラミックスグリーンシート15(基材S)上の所望する場所に所望の量、精度良く吐出することができる。さらに、上述したようなセラミックス成形体(セラミックスグリーンシート)15、および、導体パターン形成用インク(インク)200を用いているため、セラミックスグリーンシート15上に吐出されたインク200に含まれる金属粒子についての、着弾位置から不本意な移動を効果的に防止することができ、所望の形状の導体パターン前駆体10を確実に形成することができる。   By using the ink jet apparatus 100 as described above, the ink 200 can be accurately ejected to a desired location on the ceramic green sheet 15 (base material S) with a desired amount. Furthermore, since the ceramic molded body (ceramic green sheet) 15 and the conductor pattern forming ink (ink) 200 as described above are used, the metal particles contained in the ink 200 ejected onto the ceramic green sheet 15 Involuntary movement from the landing position can be effectively prevented, and the conductor pattern precursor 10 having a desired shape can be reliably formed.

なお、形成した導体パターン前駆体10について、さらに乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理は、上記の液滴吐出時におけるセラミックスグリーンシート15の加熱温度と同様の条件で行うことができる。
導体パターン前駆体10の厚さの調整は、インク200の吐出条件を設定することにより行うことができる。すなわち、導体パターン前駆体10の厚さが大きい部位を形成する場合には、当該部位の面積当たりのインク200の吐出量(または液滴数)を大きいものとし、一方で、導体パターン前駆体10の厚さが小さい部位を形成する場合には、当該部位の面積当たりのインク200の吐出量(または液滴数)を小さいものとすることで行うことができる。
In addition, you may perform a drying process about the formed conductor pattern precursor 10. FIG. The drying process can be performed under the same conditions as the heating temperature of the ceramic green sheet 15 at the time of droplet discharge.
Adjustment of the thickness of the conductor pattern precursor 10 can be performed by setting the discharge conditions of the ink 200. That is, when forming a portion where the thickness of the conductor pattern precursor 10 is large, the ejection amount (or the number of droplets) of the ink 200 per area of the portion is made large, while the conductor pattern precursor 10 In the case where a portion having a small thickness is formed, the discharge amount (or the number of droplets) of the ink 200 per area of the portion can be reduced.

また、分散媒を蒸発させた後のインク200に乾燥抑制剤が含まれる場合、形成された前駆体10が完全に乾燥しない状態でもパターンが流失してしまうおそれがない。従って、一旦、インク200を付与して乾燥してから長時間放置し、その後、再度インク200を付与することが可能になる。
また、上述したような有機バインダーをインク200が含む場合、有機バインダー(特に、ポリグリセリン化合物)は、化学的、物理的に安定な化合物であるので、インク200を付与して乾燥してから長時間放置してもインク200が変質するおそれがなく、再度インク200を付与することが可能になり、より均質なパターンを形成できる。これにより、前駆体10自体が多層構造になるおそれがなく、この結果、層間同士の間の比抵抗が上昇して導体パターン20全体の比抵抗が増大するおそれがない。
Further, when the drying inhibitor is included in the ink 200 after the dispersion medium is evaporated, there is no possibility that the pattern will be lost even when the formed precursor 10 is not completely dried. Accordingly, it is possible to apply the ink 200 once, dry it, leave it for a long time, and then apply the ink 200 again.
In addition, when the ink 200 includes the organic binder as described above, the organic binder (particularly, the polyglycerin compound) is a chemically and physically stable compound. Even if the ink 200 is left for a long time, the ink 200 does not change in quality, and the ink 200 can be applied again, and a more uniform pattern can be formed. Thereby, there is no possibility that the precursor 10 itself has a multilayer structure, and as a result, there is no possibility that the specific resistance between the layers increases and the specific resistance of the entire conductor pattern 20 increases.

(分散性低下剤付与工程)
ところで、本発明の製造方法は、導体パターンが設けられたセラミックス基板が積層された構成を有する積層基板としての配線基板を製造する方法を対象としている。本発明者は、セラミックス成形体上に、単に、導体パターン前駆体を形成した後、導体パターン前駆体が形成されたセラミックス成形体を積層した場合には、クラック、断線、短絡等の問題が発生しやすいことを見出した。本発明者が鋭意研究を行った結果、上記のような問題が起こるのは、以下のような理由によるものであると推定した。
(Dispersibility reducing agent application step)
By the way, the manufacturing method of the present invention is directed to a method of manufacturing a wiring board as a laminated board having a configuration in which ceramic substrates provided with conductor patterns are laminated. When the present inventors simply formed a conductor pattern precursor on a ceramic molded body and then laminated the ceramic molded body on which the conductor pattern precursor was formed, problems such as cracks, disconnections, and short circuits occurred. I found it easy to do. As a result of intensive studies by the inventor, it was presumed that the above problems were caused by the following reasons.

すなわち、セラミックス成形体上に導体パターン前駆体を形成した場合、導体パターン前駆体が形成されたセラミックス成形体を積層する工程(積層工程)までに、導体パターン形成用インク中に含まれる分散媒は、通常、その一部が除去されるが、その全部が除去されることはない。このため、このような状態で、導体パターン前駆体が形成されたセラミックス成形体を積層すると、導体パターン前駆体がつぶれ、最終的に得られる積層基板としての配線基板において、クラック、断線、短絡等の問題が発生しやすくなる。   That is, when the conductor pattern precursor is formed on the ceramic molded body, the dispersion medium contained in the conductor pattern forming ink is not processed until the step of laminating the ceramic molded body on which the conductor pattern precursor is formed (lamination process). Usually, a part of it is removed, but not all of it is removed. For this reason, when the ceramic molded body on which the conductor pattern precursor is formed is laminated in such a state, the conductor pattern precursor is crushed, and in the wiring board as the finally obtained laminated substrate, cracks, disconnection, short circuit, etc. The problem is likely to occur.

また、積層工程までに、導体パターン前駆体中に含まれる分散媒を除去することも考えられるが、このような場合でも上記のような問題の発生を確実に防止することはできない。これは、乾燥により分散媒を除去した場合、導体パターン前駆体を構成する金属粒子間に比較的大きな空隙が存在することとなり、焼成工程において、導体パターン前駆体が収縮して導体パターンになるためであると考えられる。   In addition, it is conceivable to remove the dispersion medium contained in the conductor pattern precursor before the lamination step, but even in such a case, the occurrence of the above problems cannot be reliably prevented. This is because when the dispersion medium is removed by drying, relatively large voids exist between the metal particles constituting the conductor pattern precursor, and the conductor pattern precursor shrinks into a conductor pattern in the firing step. It is thought that.

そこで、本発明者は、上記のような問題を解決する目的で鋭意研究を行った結果、導体パターン前駆体形成工程と積層工程との間に、少なくとも、セラミックス成形体の導体パターン形成用インクが付与された部位(導体パターン前駆体)に、導体パターン形成用インク中における金属粒子の分散性を低下させる分散性低下剤を含む組成物を付与する分散性低下剤付与工程を設けることにより、上記のような問題を解決できることを見出した。これは、分散性低下剤を含む組成物を付与することにより、導体パターン前駆体に含まれる金属粒子が濃縮され、形状の安定性に優れた層が形成されるためであると考えられる。   Therefore, as a result of earnest research for the purpose of solving the above problems, the present inventor has found that at least the conductive pattern forming ink of the ceramic molded body is present between the conductive pattern precursor forming step and the laminating step. By providing a dispersibility reducing agent applying step for applying a composition containing a dispersibility reducing agent for reducing the dispersibility of the metal particles in the conductive pattern forming ink to the applied portion (conductor pattern precursor), It was found that such problems can be solved. This is considered to be because the metal particles contained in the conductor pattern precursor are concentrated by applying the composition containing the dispersibility reducing agent, and a layer having excellent shape stability is formed.

本実施形態においても、分散性低下剤付与工程と後述する積層工程との間に、分散性低下剤を付与する分散性低下剤付与工程を行う。
導体パターン前駆体10が設けられたセラミックス成形体15に付与される分散性低下剤を含む組成物(分散性低下剤含有組成物)は、液状、固形状、気体状のいずれであってもよく、例えば、所定の形状に成形されたものであってもよいが、液状のものであるのが好ましい。これにより、分散性低下剤含有組成物の保管が容易であるとともに、形成すべきセラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)15に対応して、分散性低下剤含有組成物の付与パターンを容易に調整することができる。また、分散性低下剤含有組成物が液状のものである場合、その粘度は、特に限定されないが、1mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。これにより、分散性低下剤含有組成物を、後述するような液滴吐出に好適に供することができる。
Also in this embodiment, the dispersibility reducing agent provision process which provides a dispersibility reducing agent is performed between a dispersibility reducing agent provision process and the lamination process mentioned later.
The composition (dispersibility reducing agent-containing composition) containing the dispersibility reducing agent applied to the ceramic molded body 15 provided with the conductor pattern precursor 10 may be liquid, solid, or gaseous. For example, it may be molded into a predetermined shape, but is preferably liquid. This facilitates storage of the dispersibility-reducing agent-containing composition and easily adjusts the application pattern of the dispersibility-lowering agent-containing composition corresponding to the ceramic green sheet (ceramic molded body) 15 to be formed. be able to. Further, when the dispersibility reducing agent-containing composition is in a liquid form, the viscosity is not particularly limited, but is preferably 1 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, and preferably 3 mPa · s or more and 8 mPa · s or less. It is more preferable. Thereby, the dispersibility reducing agent-containing composition can be suitably used for droplet discharge as described later.

以下の説明では、分散性低下剤含有組成物が、液状の組成物(分散性低下剤含有インク300)である場合について代表的に説明する。
<分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)>
〔分散性低下剤〕
分散性低下剤は、導体パターン形成用インク中における金属粒子の分散性を低下させる機能を有するものであればよいが、例えば、導電性パターン形成インク:100重量部に対し、10重量部分だけ添加・混合後、24時間経過したとき、金属粒子の動的光散乱粒度分布計によるメジアン粒子径(Dv50)が、添加・混合前の2倍以上であり、かつUV分光光度計による吸光度(Agナノ粒子のプラズモン吸収に起因)が添加・混合前の0.7倍以下という条件を満足するものであるのが好ましく、添加・混合前の前記メジアン粒子径が3倍以上であり、かつ前記吸光度が0.4倍以下という条件を満足するものであるのがより好ましい。
In the following description, the case where the dispersibility-reducing agent-containing composition is a liquid composition (dispersibility-reducing agent-containing ink 300) will be representatively described.
<Dispersibility reducing agent-containing composition (dispersibility reducing agent-containing ink)>
(Dispersibility reducing agent)
The dispersibility reducing agent is not particularly limited as long as it has a function of reducing the dispersibility of the metal particles in the conductive pattern forming ink. For example, the conductive pattern forming ink is added by 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight. When 24 hours have elapsed after mixing, the median particle diameter (Dv50) of the metal particle by a dynamic light scattering particle size distribution meter is more than twice that before addition / mixing, and the absorbance (Ag nanometer) by the UV spectrophotometer (Due to the plasmon absorption of the particles) preferably satisfies the condition of 0.7 times or less before addition / mixing, the median particle diameter before addition / mixing is 3 times or more, and the absorbance is It is more preferable that the condition of 0.4 times or less is satisfied.

分散性低下剤の具体例としては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル等の乳酸のアルキルエステル、メチルエーテル、エチルエーテル、ブチルエーテル、ヘキシルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル等が挙げられるが、分散性低下剤は、乳酸のアルキルエステル、多価アルコールエーテルのアルキルエーテルよりなる群から選択される少なくとも1種であるのが好ましく、乳酸のアルキルエステルがより好ましく、乳酸エチルがさらに好ましい。これにより、導体パターン20の信頼性をより高いものとすることができる。   Specific examples of the dispersibility reducing agent include alkyl esters of lactic acid such as methyl lactate, ethyl lactate, and propyl lactate, alkyl ethers of polyhydric alcohols such as methyl ether, ethyl ether, butyl ether, and hexyl ether. The property reducing agent is preferably at least one selected from the group consisting of alkyl esters of lactic acid and alkyl ethers of polyhydric alcohol ethers, more preferably alkyl esters of lactic acid, and even more preferably ethyl lactate. Thereby, the reliability of the conductor pattern 20 can be made higher.

分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300中に占める分散性低下剤の含有率は、特に限定されないが、10wt%以上80wt%以下であるのが好ましく、20wt%以上40wt%以下であるのがより好ましい。これにより、分散性低下剤の機能をより効果的に発揮させることができるとともに、本工程の効率を特に優れたものとし、配線基板(セラミックス回路基板)30の生産性を特に優れたものとすることができる。   The content of the dispersibility reducing agent in the dispersibility reducing agent-containing composition (dispersibility reducing agent-containing ink) 300 is not particularly limited, but is preferably 10 wt% or more and 80 wt% or less, and is preferably 20 wt% or more and 40 wt%. The following is more preferable. As a result, the function of the dispersibility reducing agent can be exhibited more effectively, the efficiency of this step is particularly excellent, and the productivity of the wiring board (ceramic circuit board) 30 is particularly excellent. be able to.

〔その他の成分〕
分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300は、分散性低下剤以外の成分を含んでいてもよい。
このような成分としては、例えば、分散性低下剤を溶解および/または分散させる液性媒体、乾燥抑制剤、表面張力調整剤、pH調整剤、防腐剤等が挙げられる。
[Other ingredients]
The dispersibility reducing agent-containing composition (dispersion reducing agent-containing ink) 300 may contain components other than the dispersibility reducing agent.
Examples of such components include a liquid medium for dissolving and / or dispersing a dispersibility reducing agent, a drying inhibitor, a surface tension adjuster, a pH adjuster, and an antiseptic.

液性媒体としては、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、各種芳香族複素環化合物系溶媒、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るが、取り扱いが容易であることから、主溶媒は水であることが好ましい。
このような成分(以下「その他の成分」という)を含む場合、分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300中に占めるその他の成分の含有率は、20wt%以上90wt%以下であるのが好ましい。
Examples of the liquid medium include alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, butanol, propanol and isopropanol, ether solvents such as 1,4-dioxane and tetrahydrofuran (THF), various aromatic heterocyclic compound solvents, Examples thereof include nitrile solvents such as acetonitrile and aldehyde solvents such as acetaldehyde, but the main solvent is preferably water because it is easy to handle.
When such components (hereinafter referred to as “other components”) are included, the content of other components in the dispersibility-reducing agent-containing composition (dispersion-reducing agent-containing ink) 300 is 20 wt% or more and 90 wt% or less. Is preferred.

分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300は、導体パターン前駆体10が設けられたセラミックス成形体15の全面に付与されるものであってもよいし、導体パターン前駆体10が設けられたセラミックス成形体15の表面の一部に付与されるものであってもよいが、導体パターン形成用インク200が付与された領域に選択的に付与されるものであるのが好ましい。これにより、分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300の使用量を抑制することができ、配線基板30の生産コストを抑制することができる。   The dispersibility-reducing agent-containing composition (dispersibility-reducing agent-containing ink) 300 may be applied to the entire surface of the ceramic molded body 15 provided with the conductor pattern precursor 10, or the conductor pattern precursor 10. May be applied to a part of the surface of the ceramic molded body 15 provided with a conductive pattern, but is preferably applied selectively to the region to which the conductive pattern forming ink 200 is applied. Thereby, the usage-amount of the dispersibility reducing agent containing composition (dispersion reducing agent containing ink) 300 can be suppressed, and the production cost of the wiring board 30 can be suppressed.

分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300は、いかなる方法で付与するものであってもよいが、液滴吐出法により付与するのが好ましい。これにより、分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300を付与する際の、位置選択性をより優れたものとすることができ、微細な導体パターン20の形成をより好適に行うことができる。   The dispersibility reducing agent-containing composition (dispersion reducing agent-containing ink) 300 may be applied by any method, but it is preferably applied by a droplet discharge method. Thereby, the position selectivity at the time of providing the dispersibility reducing agent containing composition (dispersibility reducing agent containing ink) 300 can be made more excellent, and formation of the fine conductor pattern 20 more suitably. It can be carried out.

分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク)300を液滴吐出法により付与する場合、本工程は、前記導体パターン前駆体形成工程で説明したのと同様のインクジェット装置を用いて同様の条件で行うことができる。
上記のように、本発明では、導体パターンの形成(配線基板の製造)に、上述したような分散性低下剤含有インクと、導体パターン形成用インクとを備えた導体パターン形成用インクセットを用いることにより、分散性低下剤の使用量を抑制し、配線基板の生産コストを抑制しつつ、クラック、断線、短絡等の発生が防止された、信頼性の高い導体パターンを備えた信頼性の高い配線基板を提供することができる。
上記の工程を経ることによって、本実施形態の導体パターン20は、従来のインクによって形成された導体パターンに比べて厚く形成することができる。より具体的には5μm以上の厚みのものを形成することができる。
When applying the dispersibility-reducing agent-containing composition (dispersibility-reducing agent-containing ink) 300 by the droplet discharge method, this step is the same using the same ink jet apparatus as described in the conductor pattern precursor forming step. Can be performed under the following conditions.
As described above, in the present invention, a conductive pattern forming ink set including the dispersibility-reducing agent-containing ink and the conductive pattern forming ink as described above is used for forming a conductive pattern (manufacturing a wiring board). This reduces the amount of dispersibility-reducing agent used, reduces the production cost of wiring boards, and prevents the occurrence of cracks, disconnections, short circuits, etc., and has a highly reliable conductor pattern. A wiring board can be provided.
Through the above steps, the conductor pattern 20 of the present embodiment can be formed thicker than a conductor pattern formed by a conventional ink. More specifically, a film having a thickness of 5 μm or more can be formed.

(積層工程)
次いで、これらセラミックスグリーンシート15からPETフィルムを剥がし、これらを積層することにより、積層体17を得る。
この際に、積層するセラミックスグリーンシート15については、上下に重ねられるセラミックスグリーンシート15間で、それぞれの前駆体10が必要に応じて導体ポスト16を介して接続するように配置する。
その後、セラミックスグリーンシート15を構成するバインダーのガラス転移点以上に加熱しつつ、各セラミックスグリーンシート15同士を圧着する。これにより、積層体17を得る。
(Lamination process)
Next, the PET film is peeled off from these ceramic green sheets 15 and these are laminated to obtain a laminate 17.
At this time, the ceramic green sheets 15 to be laminated are arranged so that the precursors 10 are connected via the conductor posts 16 between the ceramic green sheets 15 stacked one above the other as necessary.
Thereafter, the ceramic green sheets 15 are pressure-bonded to each other while being heated to a glass transition point or higher of the binder constituting the ceramic green sheets 15. Thereby, the laminated body 17 is obtained.

(焼成工程)
このようにして積層体17を形成したら、例えば、ベルト炉などによって加熱処理(焼成処理)する。これにより、各セラミックスグリーンシート15は焼結されることで、セラミックス基板31となり、また、前駆体10は、これを構成する銀粒子(金属粒子)が焼結して配線パターンや電極パターンからなる回路(導体パターン)20となる。そして、このように積層体17が加熱処理されることで、この積層体17は積層基板32となる。
(Baking process)
When the laminated body 17 is formed in this way, for example, heat treatment (firing treatment) is performed by a belt furnace or the like. Thereby, each ceramic green sheet 15 is sintered to become a ceramic substrate 31, and the precursor 10 is composed of a wiring pattern or an electrode pattern by sintering silver particles (metal particles) constituting the ceramic substrate 31. A circuit (conductor pattern) 20 is obtained. And the laminated body 17 becomes the laminated substrate 32 by heat-processing the laminated body 17 in this way.

ここで、積層体17の加熱温度(焼成温度)としては、セラミックスグリーンシート15中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましく、具体的には、600℃以上900℃以下とするのが好ましい。また、加熱条件としては、適宜な速度で温度を上昇させ、かつ下降させるようにし、さらに、最大加熱温度、すなわち前記の600℃以上900℃以下の温度では、その温度に応じて適宜な時間保持するようにする。   Here, the heating temperature (firing temperature) of the laminated body 17 is preferably not less than the softening point of the glass contained in the ceramic green sheet 15, and specifically, not less than 600 ° C and not more than 900 ° C. preferable. As heating conditions, the temperature is raised and lowered at an appropriate rate, and the maximum heating temperature, that is, the temperature of 600 ° C. to 900 ° C. is maintained for an appropriate time according to the temperature. To do.

このようにガラスの軟化点以上の温度、すなわち前記温度範囲にまで加熱温度を上げることにより、得られるセラミックス基板31のガラス成分を軟化させることができる。したがって、その後常温にまで冷却し、ガラス成分を硬化させることにより、積層基板32を構成する各セラミックス基板31と回路(導体パターン)20との間がより強固に固着するようになる。   Thus, the glass component of the ceramic substrate 31 obtained can be softened by raising the heating temperature to a temperature equal to or higher than the softening point of the glass, that is, the temperature range. Therefore, after cooling to room temperature and curing the glass component, the ceramic substrate 31 constituting the laminated substrate 32 and the circuit (conductor pattern) 20 are more firmly fixed.

特に、900℃以下の温度で加熱することにより、得られるセラミックス基板31は、低温焼成セラミックス(LTCC)となる。
ここで、セラミックスグリーンシート15上に設けられた導体パターン前駆体10を構成する金属粒子は、加熱処理によって互いに融着し、連続することによって導電性を示すようになる。
In particular, the ceramic substrate 31 obtained by heating at a temperature of 900 ° C. or lower becomes a low-temperature fired ceramic (LTCC).
Here, the metal particles constituting the conductor pattern precursor 10 provided on the ceramic green sheet 15 are fused to each other by heat treatment and become conductive by being continuous.

このような加熱処理によって回路20は、セラミックス基板31中のコンタクト33に直接接続させられ、導通させられて形成されたものとなる。ここで、この回路20が単にセラミックス基板31上に載っているだけでは、セラミックス基板31に対する機械的な接続強度が確保されず、したがって衝撃等によって破損してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態では、前述したようにセラミックスグリーンシート15中のガラスを一旦軟化させ、その後硬化させることにより、回路20をセラミックス基板31に対し強固に固着させている。したがって、形成された回路20は、機械的にも高い強度を有するものとなる。   By such heat treatment, the circuit 20 is directly connected to the contact 33 in the ceramic substrate 31 and made conductive. Here, if the circuit 20 is merely placed on the ceramic substrate 31, the mechanical connection strength to the ceramic substrate 31 is not ensured, and therefore there is a possibility that the circuit 20 may be damaged by an impact or the like. However, in this embodiment, as described above, the circuit 20 is firmly fixed to the ceramic substrate 31 by once softening the glass in the ceramic green sheet 15 and then curing it. Therefore, the formed circuit 20 has a high mechanical strength.

このようなセラミックス回路基板30の製造方法にあっては、特に積層基板32を構成する各セラミックス基板31の製造に際して、上述したようなセラミックスグリーンシート15に対して前記の導体パターン形成用インク200を付与しているので、所望の形状の導体パターン20を高精度で確実に形成することができる。
よって、本発明によれば、電子機器の構成要素となる電子部品について、その小型化の要求に応えることができるのはもちろん、多品種少量生産についてのニーズにも十分に対応可能となる。
In such a method of manufacturing the ceramic circuit board 30, the conductive pattern forming ink 200 is applied to the ceramic green sheet 15 as described above, particularly when the ceramic substrates 31 constituting the multilayer substrate 32 are manufactured. Thus, the conductor pattern 20 having a desired shape can be reliably formed with high accuracy.
Therefore, according to the present invention, it is possible not only to meet the demand for miniaturization of electronic components that are components of electronic equipment, but also to fully meet the needs for high-mix low-volume production.

また、セラミックスグリーンシート15を加熱処理する際の加熱温度を、セラミックスグリーンシート15中に含まれるガラスの軟化点以上としているので、加熱処理によってセラミックスグリーンシート15をセラミックス基板31にした際、形成した導体パターン20が軟化したガラスによってセラミックス基板31(セラミックスグリーンシート15)上に強固に固着するようになり、したがって導体パターン20の機械的強度を高めることができる。   Moreover, since the heating temperature at the time of heat-treating the ceramic green sheet 15 is set to be equal to or higher than the softening point of the glass contained in the ceramic green sheet 15, the ceramic green sheet 15 is formed when the ceramic green sheet 15 is made into the ceramic substrate 31 by heat treatment. The softened glass of the conductor pattern 20 is firmly fixed on the ceramic substrate 31 (ceramic green sheet 15), and therefore the mechanical strength of the conductor pattern 20 can be increased.

《導体パターンおよび配線基板》
次に、上述したような方法を用いて得られる導体パターンおよび配線基板について説明する。
配線基板(セラミックス回路基板)30は、セラミックス基板31が多数(例えば10枚から20枚程度)積層されてなる積層基板32と、この積層基板32の最外層、すなわち一方の側の表面に形成された、微細配線等からなる回路20とを有して形成されたものである。
<< Conductor pattern and wiring board >>
Next, the conductor pattern and wiring board obtained by using the method as described above will be described.
The wiring board (ceramic circuit board) 30 is formed on a laminated board 32 in which a large number (for example, about 10 to 20 pieces) of ceramic boards 31 are laminated, and an outermost layer of the laminated board 32, that is, a surface on one side. In addition, the circuit 20 is formed of a fine wiring or the like.

積層基板32は、積層されたセラミックス基板31、31間に、導体パターン前駆体10により形成された導体パターン(回路)20を備えている。
導体パターン20は、上述したような導体パターン前駆体10を加熱する(焼結する)ことにより形成された薄膜状の導体パターンであって、銀粒子が相互に結合されてなり、少なくとも導体パターン20表面において前記銀粒子同士が隙間なく結合している。
The laminated substrate 32 includes a conductor pattern (circuit) 20 formed by the conductor pattern precursor 10 between the laminated ceramic substrates 31 and 31.
The conductor pattern 20 is a thin-film conductor pattern formed by heating (sintering) the conductor pattern precursor 10 as described above, and is formed by bonding silver particles to each other, and at least the conductor pattern 20. The silver particles are bonded to each other without a gap on the surface.

導体パターン20の比抵抗は、20μΩcm未満であることが好ましく、15μΩcm以下であることがより好ましい。このときの比抵抗は、インクの付与後、160℃で加熱、乾燥した後の比抵抗をいう。上記比抵抗が20μΩcm以上になると、導電性が要求される用途、すなわち回路基板上に形成する電極等に用いることが困難となる。
なお、上記のような導体パターン20は、携帯電話やPDA等の移動通話機器の高周波モジュール、インターポーザー、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、加速度センサー、弾性表面波素子、アンテナや櫛歯電極等の異形電極、その他各種計測装置等の電子部品等に適用することができる。
The specific resistance of the conductor pattern 20 is preferably less than 20 μΩcm, and more preferably 15 μΩcm or less. The specific resistance at this time refers to the specific resistance after heating and drying at 160 ° C. after ink application. When the specific resistance is 20 μΩcm or more, it becomes difficult to use it for applications requiring electrical conductivity, that is, for electrodes formed on a circuit board.
The conductor pattern 20 as described above is used for high-frequency modules, interposers, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), acceleration sensors, surface acoustic wave elements, antennas, comb electrodes, and the like of mobile telephones such as mobile phones and PDAs. The present invention can be applied to deformed electrodes and other electronic parts such as various measuring devices.

また、セラミックス基板31には、回路20に接続するコンタクト(ビア)33が形成されている。このような構成によって回路20は、上下に配置された回路20、20間が、コンタクト33によって導通したものとなっている。
また、上述したような配線基板30は、各種の電子機器に用いられる電子部品となるものであり、各種配線や電極等からなる回路パターン、積層セラミックスコンデンサー、積層インダクター、LCフィルタ、複合高周波部品等を基板に形成してなるものである。
In addition, a contact (via) 33 connected to the circuit 20 is formed on the ceramic substrate 31. With such a configuration, the circuit 20 is electrically connected by the contact 33 between the circuits 20 and 20 arranged above and below.
The wiring board 30 as described above is an electronic component used in various electronic devices, such as circuit patterns composed of various wirings and electrodes, multilayer ceramic capacitors, multilayer inductors, LC filters, composite high frequency components, and the like. Is formed on a substrate.

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、導体パターン形成用インクとして、コロイド液を用いる場合について代表的に説明したが、コロイド液でなくてもよい。
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。金属粒子を構成する金属としては、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。
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 a colloidal liquid is used as the conductor pattern forming ink has been representatively described.
In the above-described embodiment, the conductor pattern forming ink is described as having silver particles dispersed therein, but may be other than silver. As a metal which comprises a metal particle, silver, copper, palladium, platinum, gold | metal | money, or these alloys etc. are mentioned, for example, These can be used 1 type or in combination of 2 or more types. 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、前述した実施形態では、導体パターン形成用インクが、金属粒子を分散する分散媒として、水系分散媒を含む場合について代表的に説明したが、分散媒として、水および/または水との相溶性に劣る液体(例えば、25℃における水100gに対する溶解度が30g未満の液体)である非水系分散媒(油系分散媒)を含むものであってもよい。
また、例えば、前述した実施形態では、液滴吐出方式としてピエゾ方式を用いたが、これに限定されず、例えば、インクを加熱して発生した泡(バブル)によりインクを吐出させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the conductive pattern forming ink includes an aqueous dispersion medium as a dispersion medium for dispersing the metal particles has been representatively described. However, as the dispersion medium, water and / or a phase with water is used. A non-aqueous dispersion medium (oil-based dispersion medium) that is a liquid having poor solubility (for example, a liquid having a solubility in 100 g of water at 25 ° C. of less than 30 g) may be included.
Further, for example, in the above-described embodiment, the piezo method is used as the droplet discharge method. However, the present invention is not limited to this, and for example, a method of discharging ink by bubbles generated by heating the ink is known. Various techniques can be applied.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
(実施例1)
[1]導体パターン形成用インクセットの調製
[1−1]導体パターン形成用インクの調製
10N−NaOH水溶液を3mL添加してアルカリ性にした水50mLに、クエン酸3ナトリウム2水和物17g、タンニン酸0.36gを溶解した。得られた溶液に対して3.87mol/L硝酸銀水溶液3mLを添加し、2時間攪拌を行い銀コロイド液を得た。得られた銀コロイド液に対し、導電率が30μS/cm以下になるまで透析することで脱塩を行った。透析後、3000rpm、10分の条件で遠心分離を行うことで、粗大金属コロイド粒子を除去した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
Example 1
[1] Preparation of conductive pattern forming ink set [1-1] Preparation of conductive pattern forming ink 3 mL of 10N-NaOH aqueous solution was added to alkalinize 50 mL of water, 17 g of trisodium citrate dihydrate, tannin 0.36 g of acid was dissolved. To the obtained solution, 3 mL of 3.87 mol / L silver nitrate aqueous solution was added and stirred for 2 hours to obtain a silver colloid solution. The obtained silver colloid solution was desalted by dialysis until the electrical conductivity was 30 μS / cm or less. After dialysis, the coarse metal colloid particles were removed by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes.

この銀コロイド液に、乾燥抑制剤としての表1に示すトリエタノールアミンと、尿素と、キシリトールと、有機バインダーとしてのポリグリセリンと、表面張力調整剤としてのサーフィノール104PG−50(日信化学工業社製)およびオルフィンEXP4036(日信化学工業社製)とを添加し、さらに濃度調整用のイオン交換水を添加することにより、導体パターン形成用インクとした。   To this silver colloid liquid, triethanolamine shown in Table 1 as a drying inhibitor, urea, xylitol, polyglycerin as an organic binder, and Surfynol 104PG-50 as a surface tension regulator (Nisshin Chemical Industry) Co., Ltd.) and Olfin EXP4036 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) and ion-exchanged water for concentration adjustment were added to obtain a conductor pattern forming ink.

[1−2]分散性低下剤含有インクの調製
一方、分散性低下剤としての乳酸エチルと、水、保湿剤としてグリセリン、表面張力調整剤としてサーフィノール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)とを混合し、分散性低下剤含有インクを得た。
これにより、導体パターン形成用インクと分散性低下剤含有インクとからなる導体パターン形成用インクセットを得た。
[1-2] Preparation of Dispersibility Reducing Agent-Containing Ink On the other hand, ethyl lactate as a dispersibility reducing agent, water, glycerin as a humectant, and Surfynol 104PG-50 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) as a surface tension modifier. And Olfine EXP4036 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) were mixed to obtain a dispersibility reducing agent-containing ink.
As a result, a conductor pattern forming ink set composed of the conductor pattern forming ink and the dispersibility reducing agent-containing ink was obtained.

[2]セラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)の製造
まず、セラミックス粉末としての平均粒径が1.5μmのアルミナ(Al)粉末と、セラミックス粉末としての平均粒径が1.5μmの酸化チタン(TiO)粉末と、ガラス粉末としての平均粒径が1.5μmのホウ珪酸ガラス粉末とを混合し、混合粉末を得た。
[2] Production of Ceramic Green Sheet (Ceramic Molded Body) First, alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle diameter of 1.5 μm as ceramic powder and oxidation having an average particle diameter of 1.5 μm as ceramic powder Titanium (TiO 2 ) powder and borosilicate glass powder having an average particle size of 1.5 μm as glass powder were mixed to obtain a mixed powder.

次に、上記混合粉末に、バインダー(結合剤)としてポリビニルブチラールと、可塑剤としてジブチルフタレートとを加え、混合・撹拌することによりスラリーを得た。次に、上記スラリーを、ドクターブレードでPETフィルム上にシート状に形成し、これを、1辺の長さを200mmとする正方形状に裁断することにより、セラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)を得た(セラミックス成形体用意工程)。   Next, a slurry was obtained by adding polyvinyl butyral as a binder (binder) and dibutyl phthalate as a plasticizer to the mixed powder, and mixing and stirring. Next, the slurry is formed into a sheet shape on a PET film with a doctor blade, and this is cut into a square shape with a side length of 200 mm to obtain a ceramic green sheet (ceramic molded body). (Ceramic molded body preparation process).

[3]セラミックス回路基板の作製
次に、導体パターン形成用インクを、それぞれ図2、図3に示すようなインクジェット装置に投入した。
次に、インクジェット装置のテーブル上に載置されたセラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)を60℃に昇温保持した。その後、各吐出ノズルからそれぞれ1滴当り15ngの液滴を順次吐出し、線幅が25μm、厚み20μm、長さが10.0cmのライン(導体パターン前駆体)を20本描画した。各ライン間の距離は、5mmとした。そして、このラインが形成されたセラミックスグリーンシートを乾燥炉に入れ、60℃で15分間加熱して乾燥した(導体パターン前駆体形成工程)。
[3] Production of Ceramic Circuit Board Next, the ink for forming a conductor pattern was put into an ink jet apparatus as shown in FIGS. 2 and 3, respectively.
Next, the temperature of the ceramic green sheet (ceramic molded body) placed on the table of the inkjet apparatus was raised to 60 ° C. Thereafter, 15 ng droplets per droplet were sequentially discharged from each discharge nozzle, and 20 lines (conductor pattern precursor) having a line width of 25 μm, a thickness of 20 μm, and a length of 10.0 cm were drawn. The distance between each line was 5 mm. And the ceramic green sheet in which this line was formed was put into the drying furnace, and it dried by heating for 15 minutes at 60 degreeC (conductor pattern precursor formation process).

上記のようにして、ラインが形成されたセラミックスグリーンシートを第1のセラミックスグリーンシートとした。
次に、別のセラミックスグリーンシートに上記の金属配線の両端位置に機械式パンチ等によって孔開けを行うことで計40箇所に直径100μmのスルーホールを形成し、導体パターン形成用インクを充填することでコンタクト(ビア)を形成した。さらに、このコンタクト(ビア)上に2mm角のパターンを、上記液滴吐出装置を用いた導体パターン形成用インクの吐出により、端子部として形成した。
The ceramic green sheet on which the line was formed as described above was used as the first ceramic green sheet.
Next, through holes with 100 μm in diameter are formed in a total of 40 locations by punching another ceramic green sheet with mechanical punches or the like at both ends of the above metal wiring, and filling with a conductive pattern forming ink. A contact (via) was formed. Further, a 2 mm square pattern was formed on this contact (via) as a terminal portion by discharging the conductor pattern forming ink using the droplet discharge device.

この端子部が形成されたセラミックスグリーンシートを第2のセラミックスグリーンシートとした。
次に、上記分散性低下剤含有インクを、図2、図3に示すような液滴吐出装置に搭載した。次に、第1のセラミックスグリーンシートに向けて、液滴吐出装置の各吐出ノズルから分散性低下剤含有インクの液滴を順次吐出した(分散性低下剤付与工程)。第1のセラミックスグリーンシートへの分散性低下剤含有インクの付与は、導体パターン形成用インクを用いて形成された導体パターン前駆体に対応するパターンで行った。そして、このラインが形成されたセラミックスグリーンシートを乾燥炉に入れ、60℃で15分間加熱して乾燥した。
The ceramic green sheet on which this terminal portion was formed was used as the second ceramic green sheet.
Next, the dispersibility-reducing agent-containing ink was mounted on a droplet discharge device as shown in FIGS. Next, droplets of the dispersibility-reducing agent-containing ink were sequentially discharged from each discharge nozzle of the droplet discharge device toward the first ceramic green sheet (dispersibility reducing agent applying step). Application of the dispersibility-reducing agent-containing ink to the first ceramic green sheet was performed in a pattern corresponding to the conductor pattern precursor formed using the conductor pattern forming ink. And the ceramic green sheet in which this line was formed was put into a drying furnace, and it heated and dried at 60 degreeC for 15 minutes.

次に、第2のセラミックスグリーンシートの下に第1のセラミックスグリーンシートを積層し、さらに無加工のセラミックスグリーンシートを補強層として2枚積層し、生の積層体を得た(積層工程)。このような生の積層体を20個作製した。
次に、これらの生の積層体を、95℃の温度において、250kg/cmの圧力で30秒間プレスした後、大気中において、昇温速度66℃/時間で約6時間、昇温速度10℃/時間で約5時間、昇温速度85℃/時間で約4時間といった連続的に昇温する昇温過程を経て、最高温度890℃で30分間保持するといった焼結プロファイルに従って焼結し、セラミックス回路基板を得た(焼成工程)。
Next, the first ceramic green sheet was laminated under the second ceramic green sheet, and two unprocessed ceramic green sheets were laminated as a reinforcing layer to obtain a raw laminate (lamination process). Twenty such raw laminates were produced.
Next, these raw laminates were pressed at a temperature of 95 ° C. at a pressure of 250 kg / cm 2 for 30 seconds, and then heated in the atmosphere at a heating rate of 66 ° C./hour for about 6 hours, with a heating rate of 10 Sintered according to a sintering profile such as holding at a maximum temperature of 890 ° C. for 30 minutes through a temperature rising process in which the temperature is continuously increased, such as about 5 hours at a temperature / hour and about 4 hours at a temperature rising rate of 85 ° C./hour, A ceramic circuit board was obtained (firing process).

(実施例2〜6)
導体パターン形成用インクの調製に用いる材料の種類・使用量を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして導体パターン形成用インクを調製し、分散性低下剤含有インクの調製に用いる材料の種類・使用量を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして分散性低下剤含有インクを調製し、セラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)の製造に用いる材料の種類・使用量を表2に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にしてセラミックスグリーンシート(セラミックス成形体)を製造した以外は、前記実施例1と同様にしてセラミックス回路基板を製造した。
(比較例1)
分散性低下剤付与工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にしてセラミックス回路基板を製造した。
(Examples 2 to 6)
A conductive pattern forming ink was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of materials used for preparing the conductive pattern forming ink were as shown in Table 1. A dispersibility reducing agent-containing ink is prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of materials used for the preparation are shown in Table 1, and used for the production of ceramic green sheets (ceramic molded bodies). A ceramic circuit board was prepared in the same manner as in Example 1 except that a ceramic green sheet (ceramic molded body) was produced in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of materials used were as shown in Table 2. Manufactured.
(Comparative Example 1)
A ceramic circuit board was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersibility reducing agent application step was omitted.

前記各実施例および比較例についての導体パターン形成用インクの各構成材料の配合量を表1に示し、分散性低下剤含有インクの各構成材料の配合量を表1に示し、前記各実施例および比較例についてのセラミックスグリーンシートの各構成材料の配合量を表2に示した。なお、表中、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で示した。また、前記各実施例についての導体パターン形成インクの粘度(振動式粘度計を用いて、JIS Z8809に準拠して測定された25℃における粘度)は、いずれも、3mPa・s以上8mPa・s以下での範囲内の値であった。また、前記各実施例についての分散性低下剤含有インクの粘度(振動式粘度計を用いて、JIS Z8809に準拠して測定された25℃における粘度)は、いずれも、3mPa・s以上8mPa・s以下での範囲内の値であった。また、前記各実施例で用いた分散性低下剤含有インクを構成する分散性低下剤は、いずれも、導電性パターン形成インク:100重量部に対し、10重量部分だけ添加・混合後、24時間経過したとき、金属粒子の動的光散乱粒度分布計によるメジアン粒子径(Dv50)が、添加・混合前の3倍以上であり、かつUV分光光度計による吸光度(Agナノ粒子のプラズモン吸収に起因)が添加・混合前の0.4倍以下という条件を満足するものであった。   The blending amount of each constituent material of the conductive pattern forming ink for each of the above Examples and Comparative Examples is shown in Table 1, the blending amount of each constituent material of the dispersibility reducing agent-containing ink is shown in Table 1, and each of the above Examples Table 2 shows the amount of each constituent material of the ceramic green sheet for the comparative example. In the table, triethanolamine is shown as TEA, monoethanolamine as MEA, diethanolamine as DEA, urea as Ur, xylitol as Xyl, and sorbitol as Sor. In addition, the viscosity of the conductive pattern forming ink for each of the above Examples (viscosity at 25 ° C. measured according to JIS Z8809 using a vibration viscometer) is 3 mPa · s or more and 8 mPa · s or less. The value was within the range. Further, the viscosity of the dispersibility-reducing agent-containing ink for each of the Examples (viscosity at 25 ° C. measured according to JIS Z8809 using a vibration viscometer) is 3 mPa · s or more and 8 mPa · s. The value was within the range of s or less. In addition, the dispersibility reducing agent constituting the dispersibility reducing agent-containing ink used in each of the above examples is 24 hours after adding and mixing only 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of conductive pattern forming ink. When elapsed, the median particle diameter (Dv50) by the dynamic light scattering particle size distribution meter of the metal particles is more than three times that before addition and mixing, and the absorbance by the UV spectrophotometer (due to plasmon absorption of Ag nanoparticles) ) Satisfies the condition of 0.4 times or less before addition and mixing.

Figure 2011159836
Figure 2011159836

Figure 2011159836
Figure 2011159836

[4]セラミックス回路基板の評価(導通信頼性)
前記各実施例および比較例で得られた各セラミックス回路基板について、20本の導体パターン上に形成された端子部間にテスタをあて、それぞれ導通の有無を確認し、20本の導体パターンについて全て導通が確認されたものを、導通率が100%であったものとして良品とした。各セラミックス回路基板についての導通率を、導通のあった導体パターンの数(X本)を、形成した導体パターンの数(20本)で除したもの((X/20)×100[%])として求め、下記評価基準により焼結安定性を評価した。
[4] Evaluation of ceramic circuit board (conduction reliability)
For each ceramic circuit board obtained in each of the above examples and comparative examples, a tester is applied between the terminal portions formed on the 20 conductor patterns, and the presence or absence of conduction is confirmed. What was confirmed to be conductive was regarded as a non-defective product assuming that the conductivity was 100%. The conductivity for each ceramic circuit board is obtained by dividing the number of conductive patterns (X) with conduction by the number of formed conductive patterns (20) ((X / 20) × 100 [%]) The sintering stability was evaluated according to the following evaluation criteria.

A:20個のセラミックス回路基板全てにおいて導通率が100%であった。
B:導通率が100%のセラミックス回路基板が15個以上あり、他のセラミックス回路基板も導通率が95%以上であった。
C:導通率が100%のセラミックス回路基板が10〜14個あり、他のセラミックス回路基板も導通率が95%以上であった。
D:導通率が100%のセラミックス回路基板が5〜9個あり、他のセラミックス回路基板も導通率が95%以上であった。
E:導通率が100%のセラミックス回路基板が1〜4個あり、他のセラミックス回路基板も導通率が95%以上であった。
F:20個のセラミックス回路基板全てにおいて導通率が95%以上100%未満であった。
G:20個のセラミックス回路基板全てにおいて導通率が95%未満であった。
A: The conductivity was 100% in all 20 ceramic circuit boards.
B: There were 15 or more ceramic circuit boards having a conductivity of 100%, and other ceramic circuit boards also had a conductivity of 95% or more.
C: There were 10 to 14 ceramic circuit boards having a conductivity of 100%, and other ceramic circuit boards also had a conductivity of 95% or more.
D: There were 5 to 9 ceramic circuit boards having a conductivity of 100%, and other ceramic circuit boards also had a conductivity of 95% or more.
E: There were 1 to 4 ceramic circuit boards having a conductivity of 100%, and other ceramic circuit boards also had a conductivity of 95% or more.
F: Conductivity was 95% or more and less than 100% in all 20 ceramic circuit boards.
G: Conductivity was less than 95% in all 20 ceramic circuit boards.

[5]導体パターンのセラミックス基板に対する密着性
各実施例および比較例について、それぞれ、導体パターン前駆体の形成パターン(描画パターン)を以下のように変更するとともに積層工程を省略した以外は前記と同様の処理を施し、前述した第1のセラミックスグリーンシート(導体パターンを有する)に対応するセラミックス基板を得た。
導体パターン前駆体は、線幅が25μm、厚み20μm、長さが10.0cmのラインを間隔0で順次200本描画することにより、膜として形成した。
JIS K5600に準拠し、クロスカット法により、以下の4段階の基準に従い評価し、導体パターンと基板との密着性の評価とした。
[5] Adhesiveness of conductor pattern to ceramic substrate For each of the examples and comparative examples, the same as above except that the formation pattern (drawing pattern) of the conductor pattern precursor was changed as follows and the lamination step was omitted. The ceramic substrate corresponding to the first ceramic green sheet (having the conductor pattern) described above was obtained.
The conductor pattern precursor was formed as a film by sequentially drawing 200 lines having a line width of 25 μm, a thickness of 20 μm, and a length of 10.0 cm at intervals of 0.
In accordance with JIS K5600, the cross-cut method was used for evaluation according to the following four-stage criteria to evaluate the adhesion between the conductor pattern and the substrate.

A:剥離が無い。
B:刃を入れた部分がギザギザしている。
C:極僅かに剥離が生じる。
D:剥離した。
これらの結果を表3に示した。
A: There is no peeling.
B: The portion where the blade is inserted is notched.
C: Slight peeling occurs.
D: Peeled.
These results are shown in Table 3.

Figure 2011159836
Figure 2011159836

表3から明らかなように、本発明では、セラミックス回路基板において、優れた導通率を示していた。また、導体パターンは、セラミックス基板に対する密着性が高く、信頼性が特に高いものであった。これに対して、比較例では、満足な結果が得られなかった。   As is clear from Table 3, in the present invention, the ceramic circuit board showed excellent conductivity. Further, the conductor pattern had high adhesion to the ceramic substrate and was particularly highly reliable. On the other hand, in the comparative example, a satisfactory result was not obtained.

10…導体パターン前駆体(前駆体) 15…セラミックスグリーンシート(セラミックス成形体) 16…導体ポスト(コンタクト前駆体) 17…積層体 20…導体パターン(回路) 30…セラミックス回路基板(配線基板) 31…セラミックス基板 32…積層基板 33…コンタクト 100…インクジェット装置(液滴吐出装置) 110…インクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド、ヘッド) 111…ヘッド本体 112…振動板 113…ピエゾ素子 114…本体 115…ノズルプレート 115P…インク吐出面 116…リザーバー 117…インク室 118…ノズル(突出部) 130…ベース 140…テーブル 170…テーブル位置決め手段 171…第1移動手段 172…モーター 180…ヘッド位置決め手段 181…第2移動手段 182…リニアモーター 183、184、185…モーター 190…制御装置 191…駆動回路 200…導体パターン形成用インク(インク) 300…分散性低下剤含有組成物(分散性低下剤含有インク) S…基材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Conductor pattern precursor (precursor) 15 ... Ceramics green sheet (ceramic molding) 16 ... Conductor post (contact precursor) 17 ... Laminated body 20 ... Conductor pattern (circuit) 30 ... Ceramic circuit board (wiring board) 31 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Ceramic substrate 32 ... Multilayer substrate 33 ... Contact 100 ... Inkjet device (droplet ejection device) 110 ... Inkjet head (droplet ejection head, head) 111 ... Head body 112 ... Vibration plate 113 ... Piezo element 114 ... Body 115 ... Nozzle Plate 115P ... Ink ejection surface 116 ... Reservoir 117 ... Ink chamber 118 ... Nozzle (protrusion) 130 ... Base 140 ... Table 170 ... Table positioning means 171 ... First moving means 172 ... Motor 180 ... Head positioning means 181 ... Second moving means 182 ... Linear motor 183, 184, 185 ... Motor 190 ... Control device 191 ... Drive circuit 200 ... Ink for forming a conductor pattern (ink) 300 ... Composition containing dispersibility reducing agent (containing dispersibility reducing agent) Ink) S ... Base material

Claims (9)

セラミックス材料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を用意するセラミックス成形体用意工程と、
前記セラミックス成形体に、金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒とを含む導体パターン形成用インクを液滴吐出法により吐出して、導体パターン前駆体を形成する導体パターン前駆体形成工程と、
少なくとも、前記セラミックス成形体の前記導体パターン形成用インクが付与された部位に、前記導体パターン形成用インク中における前記金属粒子の分散性を低下させる分散性低下剤を含む組成物を付与する分散性低下剤付与工程と、
複数の前記セラミックス成形体を積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を焼結して、導体パターンおよびセラミックス基板とを有する配線基板を得る焼成工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
A ceramic molded body preparation step of preparing a sheet-shaped ceramic molded body made of a material including a ceramic material and a binder;
A conductor pattern precursor forming step of forming a conductor pattern precursor by discharging a conductive pattern forming ink containing metal particles and a dispersion medium in which the metal particles are dispersed to the ceramic molded body by a droplet discharge method;
Dispersibility in which a composition containing a dispersibility reducing agent that reduces the dispersibility of the metal particles in the conductive pattern forming ink is applied to at least a portion of the ceramic molded body to which the conductive pattern forming ink is applied. A reducing agent application step;
A laminating step of laminating a plurality of the ceramic molded bodies to obtain a laminated body;
A method of manufacturing a wiring board, comprising: sintering the laminated body to obtain a wiring board having a conductor pattern and a ceramic substrate.
前記分散性低下剤を含む組成物は、前記導体パターン形成用インクが付与された領域に選択的に付与されるものである請求項1に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the composition containing the dispersibility-reducing agent is selectively applied to the region to which the conductive pattern forming ink is applied. 前記分散性低下剤を含む組成物の付与は、液滴吐出法により行う請求項1または2に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the application of the composition containing the dispersibility reducing agent is performed by a droplet discharge method. 前記分散性低下剤は、乳酸のアルキルエステルおよび多価アルコールのアルキルエーテルよりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1ないし3のいずれかに記載の配線基板の製造方法。   4. The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the dispersibility reducing agent is at least one selected from the group consisting of alkyl esters of lactic acid and alkyl ethers of polyhydric alcohols. 前記導体パターン形成用インクは、ポリグリセリン化合物を含むものである請求項1ないし4のいずれかに記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the conductive pattern forming ink contains a polyglycerin compound. 前記セラミックス成形体は、前記バインダーとして、ポリビニルブチラールを含むものである請求項1ないし5のいずれかに記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the ceramic molded body contains polyvinyl butyral as the binder. 前記導体パターン形成用インクは、前記分散媒として、水系分散媒を含むものである請求項1ないし6のいずれかに記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the conductive pattern forming ink contains an aqueous dispersion medium as the dispersion medium. 基材上に、パターニングにより導体パターンを形成するための導体パターン形成用インクセットであって、
金属粒子と前記金属粒子が分散する分散媒とを含む導体パターン形成用インクと、
前記導体パターン形成用インク中における前記金属粒子の分散性を低下させる分散性低下剤を含む組成物を含む分散性低下剤含有インクとを備えることを特徴とする導体パターン形成用インクセット。
A conductor pattern forming ink set for forming a conductor pattern by patterning on a substrate,
A conductive pattern forming ink comprising metal particles and a dispersion medium in which the metal particles are dispersed;
A conductive pattern forming ink set comprising: a dispersibility reducing agent-containing ink containing a composition containing a dispersibility reducing agent that reduces dispersibility of the metal particles in the conductive pattern forming ink.
請求項1ないし7のいずれかに記載の方法を用いて製造されたこと特徴とする配線基板。   A wiring board manufactured using the method according to claim 1.
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