JP2017130298A - 電極パターンの形成方法および電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェット工法により、同一面内の複数のエリアごとに所望の厚さを有する電極パターンを形成可能な電極パターンの形成方法を提供することである。
【解決手段】互いに接続された第一導体部および第二導体部を含む電極パターンを、インクジェット工法によりワークに形成する方法であって、前記ワークが有する同一面内には、前記第一導電部の少なくとも一部に対応する第一エリア、および、前記第二導電部の少なくとも一部に対応する第二エリアが定義されており、前記第一導体部および前記第二導体部を形成するために、前記第一エリアおよび前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出し、前記第一エリアおよび前記第二エリアにおける導電性インク滴の解像度は互いに異なること、を特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】互いに接続された第一導体部および第二導体部を含む電極パターンを、インクジェット工法によりワークに形成する方法であって、前記ワークが有する同一面内には、前記第一導電部の少なくとも一部に対応する第一エリア、および、前記第二導電部の少なくとも一部に対応する第二エリアが定義されており、前記第一導体部および前記第二導体部を形成するために、前記第一エリアおよび前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出し、前記第一エリアおよび前記第二エリアにおける導電性インク滴の解像度は互いに異なること、を特徴とする。
【選択図】図３
Description
本発明は、インクジェット工法による電極パターンの形成方法、およびこれを用いた電子部品の製造方法に関する。
従来の電極パターンの形成方法は、例えば下記の特許文献１に記載されている。特許文献１では、ワーク（例えば、セラミックグリーンシート，樹脂フィルム，実装基板等）の主面上に内部電極用のパターンを形成するために、インクジェット装置に備わるヘッドが導電性インクの液滴を噴射し、ステージに設置されたワークの主面に導電性インクを塗着することが記載されている。この時、ワークは、ヘッドに対し、略水平面内で直交する二方向（Ｘ方向，Ｙ方向）に相対移動させられる。
特許文献１にはさらに、内部電極が形成されたワークを積層し圧着する積層工程と、積層工程で作製された積層体を切断・焼成する焼成工程と、焼成工程で作製された焼成体に側面電極を形成する形成工程とが記載されている。
従来の電極パターンの形成方法では、固定的な解像度で導電性インクが噴射されていた。そのため、同一面上の複数のエリアのそれぞれに所望の厚さを有する電極パターンを形成することが難しいという問題点があった。
それ故に、本発明の目的は、インクジェット工法により、同一面内の複数のエリアごとに所望の厚さを有する電極パターンを形成可能な電極パターンの形成方法、および、これを備えた電子部品の製造方法を提供することである。
本発明の第一局面は、互いに接続された第一導体部および第二導体部を含む電極パターンを、インクジェット工法によりワークに形成する方法であって、前記ワークが有する同一面内には、前記第一導電部の少なくとも一部に対応する第一エリア、および、前記第二導電部の少なくとも一部に対応する第二エリアが定義されており、前記第一導体部および前記第二導体部を形成するために、前記第一エリアおよび前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出し、前記第一エリアおよび前記第二エリアにおける導電性インク滴の解像度および重ね塗り回数の少なくとも一方は互いに異なること、を特徴とする。
また、本発明の第二局面は、電子部品の製造方法であって、第一局面に記載の方法で電極パターンを形成した複数のワークを積層し焼成する。
上記各局面によれば、インクジェット工法により、同一面内の複数のエリアごとに所望の厚さを有する電極パターンを形成可能な電極パターンの形成方法、および、これを備えた電子部品の製造方法を提供することができる。
以下、まず、図１を参照して、電極パターン形成のためのインクジェット装置を詳説する。
《定義》
まず、各図における矢印について説明する。図１において、矢印ｘ，ｙ，ｚは、インクジェット装置１の左右方向、前後方向および上下方向を示す。また、ｘ方向，ｙ方向は、他にも、インクジェット装置１に備わるステージ１２の移動方向を示す。また、ｘｙ平面は水平面である。
まず、各図における矢印について説明する。図１において、矢印ｘ，ｙ，ｚは、インクジェット装置１の左右方向、前後方向および上下方向を示す。また、ｘ方向，ｙ方向は、他にも、インクジェット装置１に備わるステージ１２の移動方向を示す。また、ｘｙ平面は水平面である。
《インクジェット装置の構成・動作》
図１において、インクジェット装置１は、ヘッド１１と、ステージ１２と、ｘ軸方向移動機構１３と、ｙ軸方向移動機構１４と、ｚ軸方向移動機構１５と、制御手段１６と、を備えている。
図１において、インクジェット装置１は、ヘッド１１と、ステージ１２と、ｘ軸方向移動機構１３と、ｙ軸方向移動機構１４と、ｚ軸方向移動機構１５と、制御手段１６と、を備えている。
ヘッド１１には、例えば左右方向に配列された複数のノズルを有する。各ノズルは、導電性インクが供給されると、ピエゾ方式等によりインク滴にして吐出する。ノズルの仕様例を以下に示す。
・インク供給量：１ｐｌ以上４０ｐｌ以下
・ヘッド駆動周波数：１００Ｈｚ以上５０ｋＨｚ以下
・ノズル数：１００個以上２０００個以下
・解像度：１８０ｄｐｉ以上７２０ｄｐｉ以下の範囲内で設定
・インク供給量：１ｐｌ以上４０ｐｌ以下
・ヘッド駆動周波数：１００Ｈｚ以上５０ｋＨｚ以下
・ノズル数：１００個以上２０００個以下
・解像度：１８０ｄｐｉ以上７２０ｄｐｉ以下の範囲内で設定
また、導電性インクとしては、ニッケル、銀または銅を含む金属粒子を溶媒中に分散した金属インクが例示される。金属インクの仕様の一例を以下に示す。
・粒径：１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下
・粘度：５ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下
・粒径：１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下
・粘度：５ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下
ステージ１２は、短冊状または長尺状のワークｗを載置する載置面を有する。本実施形態では、ステージ１２は、テーブル状であって、ｘｙ平面に平行な載置面を有するとする。しかし、これに限らず、ステージ１２は、ロール状であっても構わない。ワークｗとしては、セラミックグリーンシート、樹脂フィルムまたは実装基板（ベアボード）等が例示される。また、このステージ１２には真空吸着手段（図示せず）が設けられており、この真空吸着手段は、ワークｗを下方から吸着することで、ステージ１２の上面に固定する。なお、ステージ１２には、ワークｗを加熱する温調手段が設けられていても良い。
移動機構１３〜１５は、ヘッド１１およびステージ１２を相対移動させる。本実施形態では、移動機構１３は、ステージ１２を左右方向に移動させ、移動機構１４は、ステージ１２を前後方向に移動させる。また、移動機構１５は、ヘッド１１を上下方向に移動させる。
制御手段１６は、インクジェット装置１の構成各部を制御するために、図２に示すように、少なくとも、ＣＰＵ１６１と、主記憶１６２とを含む。具体的には、主記憶１６２には、ビットマップデータＢＭａが格納される。ビットマップデータＢＭａは、ワークｗの主面上に印刷すべき電極パターン２のｘｙ平面上での形状（即ち、二次元形状）を表す。電極パターン２は、第一導体部２１と、第一導体部２１に接続される第二導体部２２とを含む。ＣＰＵ１６１は、主記憶１６２に格納されたビットマップデータＢＭａに従って、ヘッド１１およびステージ１２の相対移動と、ワークｗへの導電性インク滴の吐出とを制御し、これによって、電極パターンをワークｗの主面に印刷し形成していく。この時、印刷速度は、例えば、１０ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下の範囲内である。
《第一実施形態》
次に、図２，図３を参照して、第一実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。本実施形態では、電極パターン２は、図２に示すように、第一導体部２１としてベタ部分を含み、第二導体部２２として、ベタ部分に接続されたライン部分を含む。ベタ部分は、ｘ方向およびｙ方向に相対的に大きなサイズを有する。それに対し、ライン部分は、ｘｙの少なくともいずれか一方向（即ち、幅方向）に、ベタ部分においてｘｙいずれの方向のサイズよりも小さなサイズを有する。このようなベタ部分としては、セラミックコンデンサにおける矩形状のコンデンサ電極（即ち、対向電極の一方）が例示され、ライン部分は、このコンデンサ電極に接続された配線導体が例示される。
次に、図２，図３を参照して、第一実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。本実施形態では、電極パターン２は、図２に示すように、第一導体部２１としてベタ部分を含み、第二導体部２２として、ベタ部分に接続されたライン部分を含む。ベタ部分は、ｘ方向およびｙ方向に相対的に大きなサイズを有する。それに対し、ライン部分は、ｘｙの少なくともいずれか一方向（即ち、幅方向）に、ベタ部分においてｘｙいずれの方向のサイズよりも小さなサイズを有する。このようなベタ部分としては、セラミックコンデンサにおける矩形状のコンデンサ電極（即ち、対向電極の一方）が例示され、ライン部分は、このコンデンサ電極に接続された配線導体が例示される。
従来のインクジェット装置には、固定的な解像度（解像度の逆数を着滴間隔と呼ぶ）が電極パターン２の形成前に設定される。従来のインクジェット装置は、設定された解像度に従って一定間隔で導電性インク滴をワークに向けて吐出する。この場合、ライン部分およびベタ部分は互いに同等の厚さになるように思われる。しかし、ライン部分に関しては、細線化を志向すると、導電性インク滴の幅方向への重なりが設けられなくなるか、長さ方向と比べて少なくなる。これにより、ワーク上における単位面積当たりの液滴量は、ライン部分の方がベタ部分よりも少なくなり、その結果、ライン部分の厚さは、ベタ部分よりも薄くなってしまう。
また、インクジェット工法では、導電性インク滴の吐出性を良好にすべく、その粘度は相応に小さく設定される。したがって、吐出直後では、ワーク上で導電性インクの流動が起こりやすい。また、表面張力の作用により、ライン部分の導電性インクがベタ部分に吸い寄せられる傾向がある。
以上のように、従来のインクジェット装置には、ライン部分とベタ部分とが互いに接続された電極パターン２を形成する場合、ベタ部分が厚く、ライン部分が薄くなりやすい。例えば、このような電極パターン２が形成されたワークを積層し焼成すると、ベタ部分において構造欠陥が生じやすく、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じやすくなる。
そこで、本実施形態では、図３に示すように、ワークｗの同一主面において、第一導体部２１（ベタ部分）を形成すべきエリアを第一エリア３１と定義し、第二導体部２２（ライン部分）を形成すべきエリアを第二エリア３２と定義する。また、第二エリア３２に吐出される導電性インク滴の解像度Ｒ２が、第一エリア３１に吐出される導電性インク滴の解像度Ｒ１よりも大きくされる。本実施形態のビットマップデータＢＭａは、少なくとも、両エリア３１，３２の二次元形状と、各エリア３１，３２の解像度Ｒ１，Ｒ２と、を含んでいる。Ｒ１，Ｒ２は、隣り合う導電性インク滴同士が重なり合い、かつ、１ドット分の液滴サイズの２０％以上７０％以下の範囲内で適切に選ばれることが好ましい。なお、図３には、解像度Ｒ２が解像度Ｒ１の約二倍である電極パターン２が例示される。
《第一実施形態の作用・効果》
ＣＰＵ１６１は、上記のようなビットマップデータＢＭａに従って、電極パターン２をワークｗの主面上に形成する。電極パターン２の形成後、電極パターン２は２５０℃以下の温度で乾燥させられ始める。しかし、電極パターン２の形成直後、導電性インクは未だ流動性を有するので、表面張力の影響で、ライン部分の導電性インクがベタ部分に吸い寄せられる傾向がある。しかし、上記のように、解像度Ｒ２が解像度Ｒ１よりも大きく、ライン部分の方がベタ部分よりも、導電性インク滴の重なり度合が大きい。その結果、ライン部分の方がベタ部分よりも厚くなる。それ故、ライン部分の導電性インクがベタ部分に多少吸い寄せられても、ライン部分が極端に薄くなることを避けることができる。よって、例えば、かかる電極パターン２が形成されたワークｗを積層し焼成して電子部品を作製しても、ベタ部分において構造欠陥が生じ難く、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ難くなる。
ＣＰＵ１６１は、上記のようなビットマップデータＢＭａに従って、電極パターン２をワークｗの主面上に形成する。電極パターン２の形成後、電極パターン２は２５０℃以下の温度で乾燥させられ始める。しかし、電極パターン２の形成直後、導電性インクは未だ流動性を有するので、表面張力の影響で、ライン部分の導電性インクがベタ部分に吸い寄せられる傾向がある。しかし、上記のように、解像度Ｒ２が解像度Ｒ１よりも大きく、ライン部分の方がベタ部分よりも、導電性インク滴の重なり度合が大きい。その結果、ライン部分の方がベタ部分よりも厚くなる。それ故、ライン部分の導電性インクがベタ部分に多少吸い寄せられても、ライン部分が極端に薄くなることを避けることができる。よって、例えば、かかる電極パターン２が形成されたワークｗを積層し焼成して電子部品を作製しても、ベタ部分において構造欠陥が生じ難く、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ難くなる。
なお、上記乾燥工程が完了すると、互いに接続された導体部２１，２２を有する電極パターン２がワークｗの同一主面上に完成する。
《第二実施形態》
次に、図２に加え、図４，図５を参照して、第二実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。第二実施形態では、第一実施形態とは異なるビットマップデータＢＭｂに基づき、複数回の重ね塗りすることで電極パターン２が形成される点で相違する。それ以外に両実施形態の間に相違点は無いので、第二実施形態において、第一実施形態と対応するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
次に、図２に加え、図４，図５を参照して、第二実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。第二実施形態では、第一実施形態とは異なるビットマップデータＢＭｂに基づき、複数回の重ね塗りすることで電極パターン２が形成される点で相違する。それ以外に両実施形態の間に相違点は無いので、第二実施形態において、第一実施形態と対応するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
第一実施形態のビットマップデータＢＭａは、エリア毎に、二次元形状および解像度の組みを含んでいた。それに対し、本実施形態のビットマップデータＢＭｂは、図４に示すように、少なくとも、重ね塗りの回数毎に、塗るべきエリアの二次元形状を含む。ここで、ビットマップデータＢＭｂは、少なくとも、第二エリア３２の方が多くの回数塗られるように構成される。なお、図４の場合、ビットマップデータＢＭｂには、重ね塗り回数が二回で、一回目には、両エリア３１，３２に導電性インク滴を吐出し、二回目には、第二エリア３２のみに導電性インク滴を吐出することが示される。なお、本実施形態では、両エリア３１，３２の解像度は、互いに同一で、隣り合う導電性インク滴が接し合う程度で良い。
《第二実施形態の作用・効果》
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、ビットマップデータＢＭｂに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図５上段に示すように、一回目の塗りでは、両エリア３１，３２に向けて導電性インク滴が吐出され、二回目の塗りでは、第二エリア３２のみに導電性インク滴が吐出される。なお、図５右側において、一回目の導電性インク滴は細い点線で示されている。また、ｎ回目の塗りと、ｎ＋１回目の塗りとの間に、０．１ｓ以上の乾燥時間を設けることが好ましい。このような重ね塗りの結果、図５下段に示すように、ライン部分の方がベタ部分よりも厚くなるため、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、ビットマップデータＢＭｂに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図５上段に示すように、一回目の塗りでは、両エリア３１，３２に向けて導電性インク滴が吐出され、二回目の塗りでは、第二エリア３２のみに導電性インク滴が吐出される。なお、図５右側において、一回目の導電性インク滴は細い点線で示されている。また、ｎ回目の塗りと、ｎ＋１回目の塗りとの間に、０．１ｓ以上の乾燥時間を設けることが好ましい。このような重ね塗りの結果、図５下段に示すように、ライン部分の方がベタ部分よりも厚くなるため、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
上記のような重ね塗りの後、導電性インクは乾燥させられて、その結果、互いに接続された導体部２１，２２を有する電極パターン２（図２を参照）がワークｗの同一主面上に完成する。
また、本実施形態では、上記の通り、各塗りの間に乾燥時間が設けられるので、ワークｗ上の導電性インク滴がある程度乾燥するため、導電性インクの滲みおよび／またはベタ部分への導電性インクの流動を低減することが可能となる。
《第三実施形態》
次に、図２に加え、図６，図７を参照して、第三実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。第三実施形態は、要するに、第一実施形態と第二実施形態との組み合わせである。それ以外に、第三実施形態は、第一実施形態および第二実施形態との間に相違点は無いので、第三実施形態において、第一実施形態と対応するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
次に、図２に加え、図６，図７を参照して、第三実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。第三実施形態は、要するに、第一実施形態と第二実施形態との組み合わせである。それ以外に、第三実施形態は、第一実施形態および第二実施形態との間に相違点は無いので、第三実施形態において、第一実施形態と対応するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
第三実施形態のビットマップデータＢＭｃは、図６に示すように、少なくとも、重ね塗りの回数毎に、塗るべきエリアの二次元形状を含むと共に、各エリア３１，３２の解像度Ｒ１，Ｒ２と、を含んでいる。ここで、ビットマップデータＢＭｃにおいて、Ｒ１，Ｒ２の値はＲ１＞Ｒ２を満たすよう設定されるが、第二エリア３２の方が第一エリア３１よりも導電性インク滴が厚くなるよう、重ね塗り回数および、各回で塗るべき二次元形状が設定される。なお、図６の例では、解像度Ｒ１が解像度Ｒ２の約二倍であり、重ね塗り回数が三回で、一回目には、両エリア３１，３２に導電性インク滴を吐出し、二回目，三回目には、第二エリア３２のみに導電性インク滴を吐出することが示される。
《第三実施形態の作用・効果》
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、ビットマップデータＢＭｃに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図７上段に示すように、一回目の塗りでは、第一エリア３１には導電性インク滴が解像度Ｒ１で吐出されるが、第二エリア３２には導電性インク滴が解像度Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）で吐出される。二回目および三回目の塗りでは、第二エリア３２のみに導電性インク滴が解像度Ｒ２で吐出される。なお、図５において、過去に塗られた導電性インク滴は細い点線で示されている。また、本実施形態でも、前述の乾燥時間が設けられる。このような重ね塗りの結果、図７下段に示すように、ライン部分の方がベタ部分以上の厚さを有することになるため、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、ビットマップデータＢＭｃに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図７上段に示すように、一回目の塗りでは、第一エリア３１には導電性インク滴が解像度Ｒ１で吐出されるが、第二エリア３２には導電性インク滴が解像度Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）で吐出される。二回目および三回目の塗りでは、第二エリア３２のみに導電性インク滴が解像度Ｒ２で吐出される。なお、図５において、過去に塗られた導電性インク滴は細い点線で示されている。また、本実施形態でも、前述の乾燥時間が設けられる。このような重ね塗りの結果、図７下段に示すように、ライン部分の方がベタ部分以上の厚さを有することになるため、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
上記のような重ね塗りの後、導電性インクは乾燥させられて、その結果、互いに接続された導体部２１，２２を有する電極パターン２（図２を参照）がワークｗの同一主面上に完成する。
また、本実施形態特有の効果として、ベタ部分の解像度Ｒ１が大きいため、ライン部分からベタ部分への導電性インクの流動を促すことが可能となる。その結果、第一エリア３１における導電性インクのカバレッジを増大させることが可能となる。
《第四実施形態》
次に、図２に加え、図８，図９を参照して、第四実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。第四実施形態は、第二実施形態とは異なるビットマップデータＢＭｄに基づき、複数回重ね塗りすることで電極パターン２が形成される点で相違する。それ以外に両実施形態の間に相違点は無いので、第四実施形態において、第二実施形態と対応するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
次に、図２に加え、図８，図９を参照して、第四実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。第四実施形態は、第二実施形態とは異なるビットマップデータＢＭｄに基づき、複数回重ね塗りすることで電極パターン２が形成される点で相違する。それ以外に両実施形態の間に相違点は無いので、第四実施形態において、第二実施形態と対応するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
ビットマップデータＢＭｄは、ビットマップデータＢＭｂと比較すると、図８に示すように、重ね塗りの回数毎に、塗るべきエリアの二次元形状を示す情報を含む。ここで、本実施形態では、ビットマップデータＢＭｄには、最初の二回の塗りで、第二エリア３２に向けて導電性インク滴を吐出するよう示され、最後の第三回目で、第一エリア３１に向けて導電性インク滴を吐出するように示される。
《第四実施形態の作用・効果》
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、ビットマップデータＢＭｄに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図９に示すように、第一回目および第二回目の塗りでは、第二エリア３２のみに向けて導電性インク滴が吐出され、第三回目の塗りでは、第一エリア３１のみに導電性インク滴が吐出される。なお、図９では、過去に塗られた導電性インク滴は細い点線で示されている。また、前述の乾燥時間は本実施形態でも設けられることが好ましい。このような重ね塗りの結果、ライン部分が先に乾燥するため、ライン部分の導電性インクがベタ部分に流動することを良好に低減できる。これによって、図９下段に示すように、ライン部分の方をベタ部分よりも厚くできるため、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、ビットマップデータＢＭｄに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図９に示すように、第一回目および第二回目の塗りでは、第二エリア３２のみに向けて導電性インク滴が吐出され、第三回目の塗りでは、第一エリア３１のみに導電性インク滴が吐出される。なお、図９では、過去に塗られた導電性インク滴は細い点線で示されている。また、前述の乾燥時間は本実施形態でも設けられることが好ましい。このような重ね塗りの結果、ライン部分が先に乾燥するため、ライン部分の導電性インクがベタ部分に流動することを良好に低減できる。これによって、図９下段に示すように、ライン部分の方をベタ部分よりも厚くできるため、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
《第四実施形態の付記》
第四実施形態と同様の考え方（第二エリア３２を先に塗ること）は、他の実施形態でも適用可能である。
第四実施形態と同様の考え方（第二エリア３２を先に塗ること）は、他の実施形態でも適用可能である。
《第五実施形態》
次に、図２に加え、図１０〜図１２を参照して、第五実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。本実施形態でも、電極パターン２は、図２に示すように、互いに接続されたベタ部分とライン部分を含む。また、図１０に示すように、ワークｗの同一主面において、ベタ部分を形成すべきエリアが第一エリア３１と、ライン部分を形成すべきエリアが第二エリア３２と定義される。但し、ベタ部分とライン部分の境界近傍が第三エリア３３と定義される。本実施形態では、第三エリア３３は、例えば、ライン部分においてベタ部分と隣接するエリアである。しかし、これに限らず、第三エリア３３は、ベタ部分においてライン部分と隣接するエリアであっても良い。
次に、図２に加え、図１０〜図１２を参照して、第五実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。本実施形態でも、電極パターン２は、図２に示すように、互いに接続されたベタ部分とライン部分を含む。また、図１０に示すように、ワークｗの同一主面において、ベタ部分を形成すべきエリアが第一エリア３１と、ライン部分を形成すべきエリアが第二エリア３２と定義される。但し、ベタ部分とライン部分の境界近傍が第三エリア３３と定義される。本実施形態では、第三エリア３３は、例えば、ライン部分においてベタ部分と隣接するエリアである。しかし、これに限らず、第三エリア３３は、ベタ部分においてライン部分と隣接するエリアであっても良い。
本実施形態のビットマップデータＢＭｅは、図１１に示すように、少なくとも、重ね塗りの回数毎に、塗るべきエリアの二次元形状を示す情報を示すと共に、各エリア３１，３２，３３の解像度と、を含んでいる。本実施形態では、また、両エリア３２，３３に吐出される導電性インク滴の解像度Ｒ２が、第一エリア３１に吐出される導電性インク滴の解像度Ｒ１よりも大きくされる。なお、解像度Ｒ１，Ｒ２の詳細については、第一実施形態を参照されたい。
《第五実施形態の作用・効果》
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、上述のビットマップデータＢＭｅに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図１２上段に示すように、一回目の塗りでは、エリア３１，３２には導電性インク滴が解像度Ｒ１，Ｒ２で吐出される。二回目の塗りでは、第三エリア３３のみに導電性インク滴が解像度Ｒ２で吐出される。なお、図１２上段において、過去の塗りの導電性インク滴は細い点線で示されている。また、前述の乾燥時間は本実施形態でも設けられることが好ましい。
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、上述のビットマップデータＢＭｅに従って、電極パターン２をワークｗの同一主面に形成する。具体的には、図１２上段に示すように、一回目の塗りでは、エリア３１，３２には導電性インク滴が解像度Ｒ１，Ｒ２で吐出される。二回目の塗りでは、第三エリア３３のみに導電性インク滴が解像度Ｒ２で吐出される。なお、図１２上段において、過去の塗りの導電性インク滴は細い点線で示されている。また、前述の乾燥時間は本実施形態でも設けられることが好ましい。
このような重ね塗りによれば、一回目の塗りでは、ライン部分とベタ部分とは接続されないので、ライン部分の導電性インクがベタ部分に流動することを防止できる。そして、二回目の塗りで、両部分が接続される。また、本実施形態では、ライン部分の解像度がベタ部分よりも大きいため、図１２下段に示すように、ライン部分の方がベタ部分以上の厚さを有することになる。このようにして、本実施形態でも、第一実施形態で説明した技術的効果を得ることが可能となる。
《第五実施形態の付記》
なお、本実施形態の第三エリア３３は、第一実施形態から第四実施形態のいずれに対して適用しても良い。
なお、本実施形態の第三エリア３３は、第一実施形態から第四実施形態のいずれに対して適用しても良い。
また、上記第五実施形では、第三エリア３３において、導電性インクの解像度は一定で、重ね塗り回数も一定であった。しかし、これに限らず、ビットマップデータＢＭｅを適切に定義することで、第三エリア３３における導電性インク滴の塗り重ね回数が、図１３に示すように、第二エリア３２から第一エリア３１に向かって段階的に小さくなるようにしても良い。他にも、第三エリア３３における導電性インク滴の解像度が、第二エリア３２から第一エリア３１に向かって段階的に小さくなるようにしても良い。
また、ライン部分２２が幅方向に複数個の導電性インク滴を含むのであれば、第三エリア３３の前後方向への幅が、第二エリア３２から第一エリア３１に向かって段階的に小さくなるようにしても良い。
上記の通り、第三エリア３３の解像度、重ね塗り回数または幅を設定することで、ライン部分とベタ部分との厚さ変化を緩やかにすることで、第二エリア３２から第一エリア３１への導電性インクの流動をさらに抑えることが出来るようになる。
《第六実施形態》
次に、第一実施形態から第五実施形態に記載の電極パターンの形成方法を用いた電子部品の製造方法について説明する。電子部品としては、積層セラミック電子部品を例に挙げる。
次に、第一実施形態から第五実施形態に記載の電極パターンの形成方法を用いた電子部品の製造方法について説明する。電子部品としては、積層セラミック電子部品を例に挙げる。
まず、第一工程として、セラミックグリーンシートの成膜・乾燥が実施される。成膜装置としては、例えば、ダイコータ、ドクターブレード、ロールコータ、インクジェット型コータが適宜使用される。成膜装置は、セラミックスラリーを支持体に塗布することで、セラミックシートを形成する。セラミックスラリーは、セラミック粉末に樹脂成分を添加し、有機溶媒（水系溶媒でも良い）で溶解し分散したものである。なお、支持体としては、長尺または短冊状の樹脂フィルム、金属ロール、金属ドラム、金属ベルト、もしくは、金属板等を用いることができる。
第一工程では、成膜装置で形成されたセラミックシートを、乾燥装置が乾燥させる。より具体的には、乾燥装置は、熱風、支持体の加熱、または、真空乾燥等の手法でセラミックシートを乾燥させて、セラミックグリーンシートを得る。溶媒の性質に適した手法であれば、どのような手法で乾燥させても良い。
次の第二工程では、第一実施形態から第五実施形態の記載の手法により、所定の内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが作製される。
次の第三工程では、まず、支持板上に、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが所定枚数積層された後圧着される。これにより、セラミック積層体が作製される。このような積層・圧着工程では、一般的な積層機の他に、特開２００５‐２１７２７８号公報や特開２０１１−２５８９２８号公報に記載の装置が使用されれば良い。また、積層・圧着工程は、支持体からの剥離後または剥離前に実施されれば良い。
積層・圧着工程で作製されたセラミック積層体は加圧プレスの後、所望のサイズにカットされる。その後、焼成工程や外部電極の形成工程を経て、積層セラミック電子部品が完成する。
《第六実施形態の作用・効果》
一般的に、セラミック電子部品の焼成工程において、電極パターン２はセラミックよりも大きく収縮するため、面積の大きなベタ部分を厚くすると、セラミック部分とベタ部分との界面において、それぞれの収縮量が大きく異なってしまう。その結果、ベタ部分において、クラックやデラミネーションといった構造欠陥が生じ易くなる。また、ライン部分が薄くなると、断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ易くなる。
一般的に、セラミック電子部品の焼成工程において、電極パターン２はセラミックよりも大きく収縮するため、面積の大きなベタ部分を厚くすると、セラミック部分とベタ部分との界面において、それぞれの収縮量が大きく異なってしまう。その結果、ベタ部分において、クラックやデラミネーションといった構造欠陥が生じ易くなる。また、ライン部分が薄くなると、断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ易くなる。
しかしながら、前述のように、第一実施形態から第五実施形態に記載の手法によれば、ライン部分が薄くなることを抑制可能な電極パターン２をセラミックグリーンシートに形成できる。第六実施形態では、このようなセラミックグリーンシートを用いて電子部品を作製するので、ベタ部分において構造欠陥が生じ難く、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ難くなる。
《第七実施形態》
セラミック電子部品の製造工程では、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが複数枚積層されるので、積層方向から平面視した時、あるセラミックグリーンシート上の電極パターンが他のセラミックグリーンシート上の電極パターンと重なり合うことがある。もし、多くの電極パターンが重なり合ってしまうと、製造工程において構造欠陥が生じたり、完成したセラミック電子部品の表面の平坦性に影響が出たりする。
セラミック電子部品の製造工程では、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが複数枚積層されるので、積層方向から平面視した時、あるセラミックグリーンシート上の電極パターンが他のセラミックグリーンシート上の電極パターンと重なり合うことがある。もし、多くの電極パターンが重なり合ってしまうと、製造工程において構造欠陥が生じたり、完成したセラミック電子部品の表面の平坦性に影響が出たりする。
そこで、本実施形態では、各電極パターン２（図２を参照）において、積層方向からの平面視で他の電極パターン２と重なり合うエリアが第一導体部２１と定義され、そうでないエリアが第二導体部２２と定義される。かかる導体部２１，２２を有する電極パターン２を、製造工程における構造欠陥を避けたり、良好な平坦性を有する電子部品を作製したりするために、第一実施形態から第五実施形態で説明した手法でワークｗ上に形成しても良い。
《第八実施形態》
また、ベタ状の電極パターンをインクジェット工法でワークｗ上に形成し乾燥させると、コーヒーステイン現象により、電極パターン２の周縁部がその内側部分よりも厚くなり易い。
また、ベタ状の電極パターンをインクジェット工法でワークｗ上に形成し乾燥させると、コーヒーステイン現象により、電極パターン２の周縁部がその内側部分よりも厚くなり易い。
上記のような電極パターン２において平坦性を確保するために、本実施形態では、コーヒーステイン現象の影響が想定される周縁部が、その内側部分よりも薄く設計される。即ち、電極パターン２における周縁部が第一導体部２１と定義され、その内側部分が第二導体部２２と定義される。この定義の下で、第一実施形態から第五実施形態で説明した手法で、電極パターン２がワークｗ上に形成される。その結果、電極パターン２をワークｗ上に形成された直後は、図１４左側のように、導電性インクの厚みに関しては、第二エリア３２（内側部分）の方が第一エリア３１（周縁部分）よりも大きい。
しかし、乾燥後には、コーヒーステイン現象により、図１４右側のように、第二導体部分２２（内側部分）は、第一導体部分２１（周縁部分）とほぼ同じ厚さになる。つまり、電極パターン２の広域にわたって平坦にすることが出来る。
《第九実施形態》
次に、図１５，図１６を参照して、第九の実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。本実施形態では、電極パターン２は、図１５に示すように、第一導体部２１としてベタ部分を含み、第二導体部２２として、ベタ部分に接続されていないライン部分を含む。ベタ部分およびライン部分の定義については、第一実施形態を参照されたい。
次に、図１５，図１６を参照して、第九の実施形態に係る電極パターンの形成方法について説明する。本実施形態では、電極パターン２は、図１５に示すように、第一導体部２１としてベタ部分を含み、第二導体部２２として、ベタ部分に接続されていないライン部分を含む。ベタ部分およびライン部分の定義については、第一実施形態を参照されたい。
第一実施形態で説明した通り、従来のインクジェット装置を用いて、図１５に示すような電極パターン２を形成する場合、固定的な解像度が設定されるため、ライン部分の厚さは、ベタ部分よりも薄くなってしまう。このような電極パターン２が形成されたワークを積層し焼成すると、ベタ部分において構造欠陥が生じやすく、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じやすくなる。但し、図１５の電極パターン２ではベタ部分とライン部分とが接続されないため、表面張力の作用による、ライン部分からベタ部分へと導電性インクは吸い寄せられない。
そこで、本実施形態では、図１６に示すように、ワークｗの同一主面において、図１５に示す第一導体部２１（ベタ部分）を形成すべきエリアを第一エリア３１と定義し、第二導体部２２（ライン部分）を形成すべきエリアを第二エリア３２と定義される。なお、図１６下段は、一点鎖線Ｉ−Ｉ'に沿う断面を示している。また、第二エリア３２における導電性インク滴の解像度Ｒ２は、第一エリア３１に吐出される導電性インク滴の解像度Ｒ１よりも大きくされる。本実施形態のビットマップデータＢＭｆは、第一実施形態のビットマップデータＢＭａと同じデータ構造を有するため、その詳説を控える。
《第九実施形態の作用・効果》
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、上記のようなビットマップデータＢＭｆに従って、電極パターン２をワークｗの主面上に形成する。その後、電極パターン２は乾燥させられる。しかし、本実施形態では、ライン部分とベタ部分とは接続されておらず、かつ、解像度Ｒ２が解像度Ｒ１よりも大きいため、ライン部分の方がベタ部分よりも、導電性インク滴の重なり度合が大きい。その結果、ライン部分の方がベタ部分よりも厚くなる。それ故、ライン部分がベタ部分よりも薄くなることを避けることができる。よって、例えば、かかる電極パターン２が形成されたワークｗを積層し焼成して電子部品を作製しても、ベタ部分において構造欠陥が生じ難く、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ難くなる。
本実施形態において、ＣＰＵ１６１は、上記のようなビットマップデータＢＭｆに従って、電極パターン２をワークｗの主面上に形成する。その後、電極パターン２は乾燥させられる。しかし、本実施形態では、ライン部分とベタ部分とは接続されておらず、かつ、解像度Ｒ２が解像度Ｒ１よりも大きいため、ライン部分の方がベタ部分よりも、導電性インク滴の重なり度合が大きい。その結果、ライン部分の方がベタ部分よりも厚くなる。それ故、ライン部分がベタ部分よりも薄くなることを避けることができる。よって、例えば、かかる電極パターン２が形成されたワークｗを積層し焼成して電子部品を作製しても、ベタ部分において構造欠陥が生じ難く、ライン部分において断線、耐電流性の低下または高周波特性の劣化という不具合が生じ難くなる。
《第十実施形態》
次に、第九実施形態に記載の電極パターンの形成方法を用いた電子部品の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法およびその作用・効果は、第七実施形態と比較すると、第二工程の内容が第九実施形態に記載の電極パターンの形成方法に代わる点で相違する。それ以外に、両実施形態の間に相違点は無いので、共通部分の説明を控える。
次に、第九実施形態に記載の電極パターンの形成方法を用いた電子部品の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法およびその作用・効果は、第七実施形態と比較すると、第二工程の内容が第九実施形態に記載の電極パターンの形成方法に代わる点で相違する。それ以外に、両実施形態の間に相違点は無いので、共通部分の説明を控える。
本発明に係る電極パターンの形成方法は、電子部品や回路基板の製造に好適である。また、電子部品の製造方法は、チップコンデンサ等の製造に好適である。
《その他の実施形態》
なお、第一導体部２１（ベタ部分）を形成すべきエリアを第一エリア３１とし、第二導体部２２（ライン部分）を形成すべきエリアを第二エリア３２とした。しかしながら、第一エリア３１は、第一導電部２１の少なくとも一部に対応していればよく、第二エリア３２は、第二導電部２２の少なくとも一部に対応していればよい。すなわち、第一導電部２１を形成すべエリアの全てと第二導電部２２を形成すべきエリアの全てとにおいて、解像度や重ね塗り回数に差を設ける必要はない。第一導電部２１を形成すべエリアの少なくとも一部と第二導電部２２を形成すべきエリアの少なくとも一部とにおいて、解像度や重ね塗り回数に差を設けてもよい。
なお、第一導体部２１（ベタ部分）を形成すべきエリアを第一エリア３１とし、第二導体部２２（ライン部分）を形成すべきエリアを第二エリア３２とした。しかしながら、第一エリア３１は、第一導電部２１の少なくとも一部に対応していればよく、第二エリア３２は、第二導電部２２の少なくとも一部に対応していればよい。すなわち、第一導電部２１を形成すべエリアの全てと第二導電部２２を形成すべきエリアの全てとにおいて、解像度や重ね塗り回数に差を設ける必要はない。第一導電部２１を形成すべエリアの少なくとも一部と第二導電部２２を形成すべきエリアの少なくとも一部とにおいて、解像度や重ね塗り回数に差を設けてもよい。
１ インクジェット装置
１１ ヘッド
１２ ステージ
１６ 制御手段
２ 電極パターン
２１ 第一導体部
２２ 第二導体部
ｗ ワーク
３１ 第一エリア
３２ 第二エリア
１１ ヘッド
１２ ステージ
１６ 制御手段
２ 電極パターン
２１ 第一導体部
２２ 第二導体部
ｗ ワーク
３１ 第一エリア
３２ 第二エリア
Claims (12)
- 互いに接続された第一導体部および第二導体部を含む電極パターンを、インクジェット工法によりワークに形成する方法であって、
前記ワークが有する同一面内には、前記第一導電部の少なくとも一部に対応する第一エリア、および、前記第二導電部の少なくとも一部に対応する第二エリアが定義されており、
前記第一導体部および前記第二導体部を形成するために、前記第一エリアおよび前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出し、
前記第一エリアおよび前記第二エリアにおける導電性インク滴の解像度は互いに異なること、
を特徴とする方法。 - 互いに接続された第一導体部および第二導体部を含む電極パターンを、インクジェット工法によりワークに形成する方法であって、
前記ワークが有する同一面内には、前記第一導電部の少なくとも一部に対応する第一エリア、および、前記第二導電部の少なくとも一部に対応する第二エリアが定義されており、
前記第一導体部および前記第二導体部を形成するために、前記第一エリアおよび前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出し、
前記第一エリアおよび前記第二エリアにおける導電性インク滴の重ね塗り回数は互いに異なること、
を特徴とする方法。 - 前記第一導体部が前記電極パターンのベタ部分で、前記第二導体部が前記電極パターンのライン部分である場合、前記第二エリアの解像度は、前記第一エリアの解像度よりも大きいこと、
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第一導体部が前記電極パターンのベタ部分で、前記第二導体部が前記電極パターンのライン部分である場合、前記第二エリアの重ね塗り回数は、前記第一エリアの重ね塗り回数よりも多いこと、
を特徴とする請求項２に記載の方法。 - 前記第一エリアの解像度は、前記第二エリアの解像度よりも大きいこと、
を特徴とする請求項２に記載の方法。 - 前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出する重ね塗り回の後に、前記第一エリアに向けて導電性インク滴を吐出すること、
を特徴とする請求項４または５に記載の方法。 - 前記第一エリアおよび第二エリアの境界近傍に第三エリアが定義される場合には、
前記第一エリアおよび前記第二エリアに向けて導電性インク滴を吐出する重ね塗り回の後に、前記第三エリアに向けて導電性インク滴を吐出すること、
を特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の方法。 - 前記第三エリアには、前記第二エリアから前記第一エリアに向かって段階的に小さくなる解像度または重ね塗り回数で導電性インク滴を吐出すること、
を特徴とする請求項７に記載の方法。 - 前記第三エリアの幅は、前記第二エリアの幅よりも小さく定義されること、
を特徴とする請求項７に記載の方法。 - 請求項１〜９のいずれかに記載の方法で電極パターンを形成した複数のワークを積層し焼成する、電子部品の製造方法。
- 請求項１または２に記載の方法で電極パターンを形成した複数のワークを、所定の積層方向に積層する電子部品の製造方法であって、
前記複数のワークに形成すべき第一導体部のそれぞれは、前記積層方向からの平面視で他の電極パターンと重なり合っており、
前記複数のワークに形成すべき第二導体部のそれぞれは、前記積層方向からの平面視で、他の電極パターンと重なり合っておらず、
前記第一エリアの解像度または重ね塗り回数は、前記第二エリアの解像度または重ね塗り回数よりも小さいこと、
を特徴とする方法。 - 請求項１または２に記載の方法で電極パターンを形成した複数のワークを、所定の積層方向に積層する電子部品の製造方法であって、
前記複数のワークに形成すべき第一導体部のそれぞれは、相対的に厚くなると想定される周縁部であり、
前記複数のワークに形成すべき第二導体部のそれぞれは、前記周縁部の内側部分であり、
前記第一エリアの解像度または重ね塗り回数は、前記第二エリアの解像度または重ね塗り回数よりも小さいこと、
を特徴とする方法。
Priority Applications (3)
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| JP2016007714A JP2017130298A (ja) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | 電極パターンの形成方法および電子部品の製造方法 |
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