JPS6399957A - Material for formation of pores - Google Patents

Material for formation of pores

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Publication number
JPS6399957A
JPS6399957A JP61186426A JP18642686A JPS6399957A JP S6399957 A JPS6399957 A JP S6399957A JP 61186426 A JP61186426 A JP 61186426A JP 18642686 A JP18642686 A JP 18642686A JP S6399957 A JPS6399957 A JP S6399957A
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JP
Japan
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pattern
photosensitive resin
pores
green sheet
ceramic
Prior art date
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Pending
Application number
JP61186426A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Uchiumi
和明 内海
Hideo Takamizawa
秀男 高見沢
Bunichi Hori
堀 文一
Yukio Ishida
幸男 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
NEC Corp
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd, NEC Corp filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a material for forming fine and highly precise pores which can be formed by using a photolytically photosensitive resin as a photosensitive resin in which a pattern is formed. CONSTITUTION:A ceramic green sheet in which a highly precise pattern of pores has been formed by using a photosensitive resin and another ceramic green sheet are laminated, thermally compressed and baked. In this manufacturing method which forms pores in a ceramic base, a material for formation of pores which consists of photolytically photosensitive resin as a main component is used as a photosensitive resin. The material for formation of pores containing a main component of photolytically photosensitive resin is of a quinonediazito group represented by an orthonaphthoquinonediazide compound or of a nitrocompound group. These compounds mixed with acrylic acid copolymer, unsaturated organic acid copolymer and alkali-resoluble resin such as phenolnovolake, or bonded with high polymers such as phenolnovolak are preferably used. A pore pattern is formed with a photosensitive resin, so it is possible to form a pattern of very fine pores with high precision.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は精度の高い、微細な空孔をセラミック基体中
に形成するための空孔形成材料に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a pore-forming material for forming fine pores with high precision in a ceramic substrate.

(従来の技術) 従来セラミック基本中に空孔を形成する方法としては、
セラミック焼成温度以下で分解、飛散するカーボンなど
のペーストを塗布したりあるいは押板をセラミックグリ
ーンシート上に加圧する方法が行われてきた。例えば積
層セラミックコンデンサではカーボンを含むペーストを
グリーンシート上に塗布し積層・圧着後焼結し、カーボ
ンペーストを塗布した部分に空孔を形成し、ここに鉛な
どの金属を圧入することによって内部電極を形成してい
る(特開昭52−16654号公報、特公昭53−35
085号公報)。またインクジェットヘッドでは金属の
押板をグリーンシート上に加圧したり、アクリルシート
製押型をグリ−シート中に埋入して焼成することにより
セラミック基体中に空孔を形成していた(特開昭58−
87060号公@)。
(Conventional technology) Conventional methods for forming pores in ceramic bases include:
Methods that have been used include applying a paste such as carbon that decomposes and scatters at temperatures below the ceramic firing temperature, or pressing a press plate onto the ceramic green sheet. For example, in multilayer ceramic capacitors, carbon-containing paste is applied onto a green sheet, laminated and crimped, and then sintered, holes are formed in the area where the carbon paste is applied, and metal such as lead is press-fitted into the holes to form internal electrodes. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-16654, Japanese Patent Publication No. 53-35
Publication No. 085). In addition, in inkjet heads, holes are formed in the ceramic substrate by pressing a metal press plate onto the green sheet, or by embedding an acrylic sheet mold into the green sheet and firing it (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-
No. 87060@).

(発明が解決しようとする問題点) しかし、従来行われていた空孔形成方法では精度が出な
かったり、空孔の厚さが厚くできないなどの問題点があ
った。高温で分解、飛散するカーボンなどのペーストで
グリーンシート上にスクリーン印刷法などによりパター
ン形成する場合にはスクリーン印刷の精度がら100¥
1m幅のパターンを200pmピッチで形成するのが限
界であった。またこの場合、パターンの厚さは高々10
pmであり、膜厚も著しく不均一なため電子部品用の空
孔としては不充分であった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, conventional hole forming methods have had problems such as lack of accuracy and inability to form holes with a large thickness. When forming a pattern on a green sheet using a screen printing method using a paste such as carbon that decomposes and scatters at high temperatures, it will cost 100 yen due to the accuracy of screen printing.
The limit was to form a 1 m wide pattern with a pitch of 200 pm. Also, in this case, the pattern thickness is at most 10
pm, and the film thickness was extremely non-uniform, making it insufficient for use as pores for electronic components.

また金属の押板やプラスチックフィルムの押板を用いて
空孔を形成する場合も加圧による変形、などにより精度
のよいパターンを形成することが困難であった。
Furthermore, when holes are formed using a metal press plate or a plastic film press plate, it is difficult to form a highly accurate pattern due to deformation due to pressure.

特に金属の押板を用い、加圧によってグリーンシート上
に凹部を形成する方法では、この上にさらに蓋部材を成
すセラミックシートを重ね、熱圧着する際に凹部に重ね
たグリーンシートの一部が埋入して、空孔の厚さが場所
によって著しく不均一になってしまう欠点があった。
In particular, in the method of forming a recess on a green sheet by applying pressure using a metal press plate, a ceramic sheet forming a lid member is further layered on top of the recess, and when the ceramic sheet is bonded under heat, a portion of the green sheet overlapped in the recess is removed. The problem is that the thickness of the holes becomes significantly uneven depending on the location.

アクリルシートを押板として使用する場合も加圧又は熱
圧着によってグリーンシート中に埋入させる際にアクリ
ルシートの変形が起こり、精度が悪くなる欠点があった
When an acrylic sheet is used as a press plate, the acrylic sheet is deformed when it is embedded in a green sheet by pressure or thermocompression bonding, resulting in poor precision.

空孔をセラミックス中に精度良く形成するために空孔形
成材料に要求される特性をまとめると次のようになる。
The properties required of a pore-forming material in order to form pores in ceramics with high precision are summarized as follows.

(1)厚膜を均一にしかも厚みを広い範囲で形成できる
(1) A thick film can be formed uniformly and over a wide range of thicknesses.

(2)微細パターン形成が可能である。(2) Fine pattern formation is possible.

(3)積層、圧着工程でパターンの変形が少ない。(3) There is little deformation of the pattern during the lamination and crimping processes.

(4)熱分解の過程で急激な分解、融解、膨張、変形な
どの現象が起らない。
(4) Phenomena such as rapid decomposition, melting, expansion, and deformation do not occur during the thermal decomposition process.

(5)分解後残渣骨がない。(5) There is no residual bone after decomposition.

本発明の目的は以上に示した空孔形成材料として必要な
特性を全て満足し、従来にない精度の高い微細な空孔を
セラミックス中に形成できる空孔形成材料を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a pore-forming material that satisfies all of the characteristics necessary for a pore-forming material as described above and can form fine pores in ceramics with unprecedented precision.

(問題点を解決するための手段) この発明の要旨とするところは感光性樹脂により精度の
高い空孔パターンを形成したセラミックグリーンシート
と、他のセラミックグリーンシートとを積層、熱圧着し
、焼成することによりセラミック基体中に空孔を形成す
る製造方法において使用する感光性樹脂として (1)膜厚が広い範囲でかつ均一なものが形成できる、 (2)微細パターンの形成が膜厚にかかわらず形成可能
である、 (3)積層、圧着工程でのパターンの変形が少ない、 (4)脱バインダ一工程における急激な分解、融解、膨
張、変形などの現象がない、 (5)分解後、残渣骨がない、 ことを満足する材料を提供することにある。これらの必
要な特性のうちパターン膜厚としては10pm〜110
00p程度のものが実現できることが望ましく、膜厚の
精度としては±10%以下であることが望ましい。
(Means for Solving the Problems) The gist of this invention is to laminate a ceramic green sheet in which a highly accurate hole pattern is formed using a photosensitive resin and another ceramic green sheet, bond them under heat, and then sinter them. By doing so, the photosensitive resin used in the manufacturing method of forming pores in a ceramic substrate can (1) form a film with a uniform thickness over a wide range, and (2) form a fine pattern regardless of the film thickness. (3) There is little deformation of the pattern during the lamination and pressure bonding process. (4) There is no phenomenon such as sudden decomposition, melting, expansion, or deformation during the binder removal process. (5) After decomposition, There is no residual bone, and our goal is to provide a material that satisfies your needs. Among these necessary characteristics, the pattern film thickness is 10 pm to 110 pm.
It is desirable that a thickness of about 00p can be achieved, and the accuracy of the film thickness is preferably ±10% or less.

さらに微細パターンの精度としては空孔形成材料の厚み
にも依存するが、アスペクト比で0.5以上あることが
望ましい。
Furthermore, although the accuracy of the fine pattern depends on the thickness of the pore-forming material, it is desirable that the aspect ratio be 0.5 or more.

このような特性を全て満足する感光性空孔形成材料は光
分解型感光性樹脂を主成分とする空孔形成材料である。
A photosensitive pore-forming material that satisfies all of these characteristics is a pore-forming material whose main component is a photodegradable photosensitive resin.

光分解型感光性樹脂を主成分とする空孔形成材料として
具体的にはオルトナフトキノンジアジド化合物に代表さ
れるキノンジアジド系のものや、ニトロ化合物系の材料
がありこれらの化合物をアクリル酸共重合ポリマー、不
飽和有機酸共重合ポリマー、フェノールノボラックなど
のアルカリ可溶性樹脂と混合したり、フェノールノボラ
ック等の高分子と結合したりしたものが好適に用いられ
る。
Examples of pore-forming materials whose main component is photodegradable photosensitive resins include quinonediazide-based materials such as orthonaphthoquinonediazide compounds and nitro-compound-based materials. , unsaturated organic acid copolymerized polymers, those mixed with alkali-soluble resins such as phenol novolak, or combined with polymers such as phenol novolak are preferably used.

現像には露光部を溶解しうる溶液、例えばエタノールア
ミン、トリエタノールアミンなどの有機アルカリ水溶液
又は水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、リン酸三ナトリ
ウムなどの無機アルカリ水溶液が用いられる。
For development, a solution capable of dissolving the exposed area, such as an aqueous organic alkali solution such as ethanolamine or triethanolamine, or an aqueous inorganic alkali solution such as potassium hydroxide, sodium carbonate, or trisodium phosphate, is used.

ここで、感光性樹脂層を設けるための支持体としては、
ポリエステルなどのキャリヤフィルム、ガラス板、金属
シート、セラミックグリーンシートなどを挙げることが
でき、特にセラミックグリーンシートが好適である。ま
たセラミックグリーンシート以外の支持板の場合であっ
ても、パターン形成後、パターンをグリーンシートに転
写して支持板を剥離除去し、実質的に支持体をグリーン
シートに代替することも有効な手段である。このように
支持体をグリーンシートにすることによって、他のグリ
ーンシートとパターンを介在させて圧着すれば、該パタ
ーンは両グリーンシートに埋設されることになり理想的
形状の空孔を形成することができる。またグリーンシー
ト以外のものを支持体として使用するときには、加熱焼
成時には、パターンから剥離除去しておくことが必要で
ある。
Here, as a support for providing a photosensitive resin layer,
Examples include a carrier film such as polyester, a glass plate, a metal sheet, a ceramic green sheet, and a ceramic green sheet is particularly suitable. In addition, even in the case of a support plate other than a ceramic green sheet, it is an effective method to transfer the pattern to the green sheet after pattern formation, peel off the support plate, and essentially replace the support with the green sheet. It is. By using a green sheet as the support in this way, if it is crimped to another green sheet with a pattern interposed therebetween, the pattern will be embedded in both green sheets, forming holes with an ideal shape. Can be done. Furthermore, when using something other than a green sheet as a support, it is necessary to peel it off from the pattern during heating and baking.

この空孔を有するセラミック基体の製造方法では感光性
樹脂を用いることで精度の良い、しかも微細な空孔パタ
ーンを形成することができしかも、この空孔パターンを
一度セラミックグリーンシート中に加圧によって埋め込
むのではなく、セラミックグリーンシートと空孔形成用
パターンとを積層圧着することが重要な点である。
In this method of manufacturing a ceramic substrate having pores, it is possible to form a precise and fine pore pattern by using a photosensitive resin. It is important that the ceramic green sheet and the hole-forming pattern are laminated and pressure-bonded, rather than being buried.

(作用) 本発明は、感光性樹脂によって空孔パターンを形成する
ため、非常に微細なパターンを精度良く形成することが
可能である。
(Function) In the present invention, since a hole pattern is formed using a photosensitive resin, it is possible to form a very fine pattern with high precision.

本発明の感光性樹脂を用いると現在実用化されている技
術でも10pm程度のパターン幅のものを20pmピッ
チで形成することは容易である。また厚さも最高数mm
のものも実現でき、パターンの幅と厚さの比であるアス
ペクト比も1以上が実現できる。
Using the photosensitive resin of the present invention, it is easy to form a pattern width of about 10 pm at a pitch of 20 pm even with the technology currently in practical use. Also, the maximum thickness is several mm.
It is also possible to realize an aspect ratio of 1 or more, which is the ratio of the width and thickness of the pattern.

さらに空孔を形成する工程で、従来技術のようにグリー
ンシート中へ押板などを圧力を加えて埋め込む場合には
埋め込まれる深さが数十pmと自ら限界があった。また
深く埋め込むには高い圧力が必要であり、埋め込むとき
に空孔パターンが変形してしまい、精度を保つことが不
可能である。
Furthermore, in the step of forming holes, when embedding a pressing plate or the like into the green sheet by applying pressure as in the prior art, the depth of embedding is several tens of pm, which is its own limit. In addition, high pressure is required for deep embedding, and the hole pattern is deformed during embedding, making it impossible to maintain accuracy.

−力木発明の感光性樹脂を用いることによって形成した
空孔パターンとセラミックグリーンシートとを同時に圧
着する工程でグリーンシート中に埋め込まれる空孔パタ
ーンの深さが上、下方向に2分割されしかも変形しない
感光性樹脂を用いているため空孔パターン変形が起こり
にくく、さらにセラミックグリーンシートが複数枚同時
に圧着されることにより、加圧時に空孔パターンの隙間
を埋めるようにグリーンシートが変形するため、空孔パ
ターンの変形はほとんど認められず精度の高いパターン
を形成することが可能である。
- The depth of the hole pattern embedded in the green sheet is divided into two in the upper and lower directions in the process of simultaneously press-bonding the hole pattern formed by using the photosensitive resin of Riki's invention and the ceramic green sheet. Because it uses a photosensitive resin that does not deform, the pore pattern deformation is unlikely to occur, and since multiple ceramic green sheets are pressed together at the same time, the green sheet deforms to fill the gaps in the pore pattern when pressurized. , almost no deformation of the hole pattern is observed, making it possible to form a highly accurate pattern.

(実施例) 以下実施例により本発明の空孔形成材料を詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, the pore-forming material of the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

第1図と第2図(a)〜(Dは本発明の空孔形成材料を
用いる空孔形成プロセスを示したものである。まずポリ
エステルなどのキャリヤフィルム2上に感光性樹脂1を
所定の厚さに均一にコーティングする(第2図(a))
。このようにして作った感光性樹脂1の上に所定のパタ
ーンが形成されたフォトマスク3を密着させ光を照射し
て露光した後現像処理を行い所定の空孔パターン4を形
成する(第2図(b)、 (c))。
Figures 1 and 2 (a) to (D) show a pore forming process using the pore forming material of the present invention. First, a photosensitive resin 1 is placed on a carrier film 2 such as polyester in a predetermined amount. Coat to a uniform thickness (Figure 2 (a))
. A photomask 3 with a predetermined pattern formed thereon is closely attached to the photosensitive resin 1 thus produced, and after exposure by irradiating light, a development process is performed to form a predetermined hole pattern 4 (second Figures (b), (c)).

感光性樹脂としては、ナフトキノンジアジドスルホン酸
とピロガロールとのエステル化物20重量%、エチレン
グリコールモノエチルエーテル60重量%、メチルエチ
ルケトン19重量%、メチルバイオレット(染料)1重
量%から成る先分解型感光性街脂溶液を塗布、乾燥して
溶媒分を除去したものを用いた。この樹脂に、3kW超
高圧水銀灯を用い所要マスクパターンを介して紫外線を
照射し、マスクパターンを介して選択的に紫外線が照射
された部分を1%水酸化ナトリウム水溶液により溶解除
去し空孔パターンを形成した。
The photosensitive resin is a pre-decomposed photosensitive material consisting of 20% by weight of an esterified product of naphthoquinonediazide sulfonic acid and pyrogallol, 60% by weight of ethylene glycol monoethyl ether, 19% by weight of methyl ethyl ketone, and 1% by weight of methyl violet (dye). The oil solution was applied and dried to remove the solvent. This resin is irradiated with ultraviolet rays through a required mask pattern using a 3kW ultra-high pressure mercury lamp, and the portions selectively irradiated with ultraviolet rays through the mask pattern are dissolved and removed using a 1% aqueous sodium hydroxide solution to form a pore pattern. Formed.

一方セラミックグリーンシート5は一般的な方法に従っ
てセラミック粉末と有機バインダー、可塑剤、溶剤を混
合分散することにより、泥漿状態とし、これをドクター
ブレード法、キャスティング法などにより、プラスチッ
クフィルム、ガラス板、金属シートなどの上にコーティ
ングし乾燥することによって作成する。
On the other hand, the ceramic green sheet 5 is made into a slurry by mixing and dispersing ceramic powder, an organic binder, a plasticizer, and a solvent according to a general method, and then it is made into a slurry by doctor blade method, casting method, etc. It is created by coating it on a sheet and drying it.

このセラミックグリーンシートは乾燥後形成したフィル
ムや板から剥離し、所定の寸法に打ち抜いたり、切断し
たりする。このようにして得られたグリーンシートは必
要に応じて、パンチングなどによりスルーホールを形成
したり、表面に電極ペースト6、あるいは抵抗ペースト
、誘電体ペーストなどを印刷する。
After drying, this ceramic green sheet is peeled off from the formed film or plate and punched or cut into predetermined dimensions. The thus obtained green sheet may have through holes formed therein by punching or the like, or an electrode paste 6, a resistance paste, a dielectric paste, etc. may be printed on the surface of the green sheet, as required.

空孔パターン4は、キャリヤフィルムから剥難し、セラ
ミックグリーンシート5と共に圧着用の金型の中へ、空
孔、電極、その他の印刷されたパターンが所定の三次元
的配置になるように積層して、圧力を加え一体化する。
The hole pattern 4 is difficult to peel off from the carrier film, and is laminated together with the ceramic green sheet 5 into a mold for compression so that the holes, electrodes, and other printed patterns are arranged in a predetermined three-dimensional manner. Apply pressure to integrate.

ここで必要に応じて圧力とともに熱を加えることもでき
る(第2図(d)。
Here, heat can be applied along with pressure as necessary (Fig. 2(d)).

(e))。(e)).

このようにして作成した積層体7は必要に応じて、所定
の寸法に切断した後、まず空孔パターンやセラミックグ
リーンシート中に存在する有機物を脱バインダ一工程で
酸化雰囲気中でゆっくりと加熱し、分解消失させる。通
常これらの有機物は500°C〜600°Cまでには完
全に分解・酸化するが急激に温度を分解温度まで上げる
と積層体が破損するため、25°CI時間あるいはこれ
よりもゆっくりとした温度上昇スピードで温度を上げ、
500°C〜600°Cに充分長い時間保持することで
有機物を完全に消失させる(第2図(f))。
The laminate 7 thus created is cut into predetermined dimensions as required, and then the pore pattern and organic matter present in the ceramic green sheet are removed by slow heating in an oxidizing atmosphere in a single debinding step. , decompose and disappear. Normally, these organic substances are completely decomposed and oxidized by 500°C to 600°C, but if the temperature is suddenly raised to the decomposition temperature, the laminate will be damaged, so the temperature should be kept at a temperature of 25°C or more slowly. Raise the temperature at a rising speed,
By holding the temperature at 500°C to 600°C for a sufficiently long time, the organic matter is completely disappeared (Fig. 2(f)).

ここで使用した感光性樹脂では脱バインダ一工程でのク
ラック、変形、デラミネーションは全く発生しなかった
The photosensitive resin used here did not cause any cracks, deformation, or delamination during the binder removal step.

このように脱バインダ一工程を経た後の積層体中には有
機物は残留していないため、空、孔パターンの部分は空
孔9として積層体中に残ることになる。この積層体を所
定の温度で焼結してセラミックス10とし、必要に応じ
て所定の寸法に応じて切断し、電子部品とする。
Since no organic matter remains in the laminate after the binder removal process as described above, the voids and hole pattern portions remain as voids 9 in the laminate. This laminate is sintered at a predetermined temperature to form a ceramic 10, which is then cut into predetermined dimensions as needed to form an electronic component.

第3図(a)、 (b)には本光分解型感光性尉脂を用
い作成したセラミックス電極一体型のオンデマンド型イ
ンクジェットヘッドの平面図と断面図をそれぞれ示す。
FIGS. 3(a) and 3(b) show a plan view and a cross-sectional view, respectively, of an on-demand inkjet head integrated with ceramic electrodes prepared using the present photodegradable photosensitive resin.

このオンデマンド型インクジェットヘッドでは圧電セラ
ミックス11としてはPbTiO3−PbZrO3系の
セラミックスを用いた。また電極12の材料としてはA
g/Pdの比率が70/30(重量比)の電極ペースト
を用いた。空孔パターン用の光分解型感光性樹脂はナフ
トキノンジアジドスルホン酸と、没食子酸とp−メチル
フェノールとのエステル化物とをエステル化したもの3
.5重量%、フェノールノボラック(封脂17.5重量
%、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
70重量%とキシレン9重量%とから成る光分解型感光
性樹脂溶液を塗布乾燥してエチレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテートとキシレンとを揮発除去して得ら
れる樹脂被膜を用いた。この樹脂被膜に3kW超高圧水
銀灯を用い、所要のマスクパターンを介して紫外線を照
射し、選択的に照射された部分を4%トリエタノールア
ミン水溶液により現像し、マスクに忠実な空孔パターン
を形成した。
In this on-demand type inkjet head, a PbTiO3-PbZrO3 ceramic was used as the piezoelectric ceramic 11. In addition, the material of the electrode 12 is A
An electrode paste with a g/Pd ratio of 70/30 (weight ratio) was used. The photodegradable photosensitive resin for hole patterns is made by esterifying naphthoquinonediazide sulfonic acid and an esterified product of gallic acid and p-methylphenol3.
.. A photodegradable photosensitive resin solution consisting of 5% by weight, phenol novolak (17.5% by weight of sealant, 70% by weight of ethylene glycol monomethyl ether acetate and 9% by weight of xylene) is applied and dried to form ethylene glycol monomethyl ether acetate and xylene. Using a 3kW ultra-high pressure mercury lamp, this resin coating was irradiated with ultraviolet rays through the required mask pattern, and the selectively irradiated areas were treated with 4% triethanolamine. It was developed with an aqueous solution to form a hole pattern faithful to the mask.

セラミックグリーンシートと空孔パターンの圧着は25
0kg/cm2の圧力を印加し、110°C温度に加熱
し、30分間行った。積層体は5°CI時間の昇温速度
で空気中で加熱し、500°Cに3時間保持して有機物
を分解消失した。
Crimping of ceramic green sheet and hole pattern is 25
A pressure of 0 kg/cm2 was applied and heating was carried out to a temperature of 110°C for 30 minutes. The laminate was heated in air at a heating rate of 5°C I hours and held at 500°C for 3 hours to decompose and eliminate organic matter.

焼結は同じく空気中で行い、1150°Cで2時間保持
して行った。
Sintering was also carried out in air and held at 1150°C for 2 hours.

このようにして形成したインクジェットヘッドは電極に
交流電圧を40V印加することにより、電極形成部分が
圧電横効果により振動し、ノズル13からインク滴の噴
出が確認された。なお形成したノズル部分の形状は11
00p角であり、内部の圧力室14の部分は高さが11
00pで幅が最大で5mmの寸法の空孔が形成されてい
た。
When an AC voltage of 40 V was applied to the electrodes of the inkjet head formed in this manner, the electrode forming portion vibrated due to the piezoelectric transverse effect, and ink droplets were confirmed to be ejected from the nozzles 13. The shape of the formed nozzle part is 11
00p angle, and the height of the internal pressure chamber 14 is 11
At 00p, holes with a maximum width of 5 mm were formed.

第4図(a)、(b)には本発明の空孔形成材料により
作成したバブル型インクジェットヘッドの平面図と断面
図をそれぞれ示す。このヘッドでは絶縁体セラミック1
5の原料としてホウケイ酸鉛ガラスとアルミナの混合粉
末を用い、導体16を形成するペーストとしてはAg/
Pdの比率が85/15(重量比)のものを用いた。
FIGS. 4(a) and 4(b) show a plan view and a sectional view, respectively, of a bubble-type inkjet head made using the pore-forming material of the present invention. In this head, insulator ceramic 1
A mixed powder of lead borosilicate glass and alumina is used as the raw material for the conductor 16, and Ag/
A material with a Pd ratio of 85/15 (weight ratio) was used.

空孔パターンは、前記オンデマンド型インクジェットヘ
ッドの形成時に用いた方法により形成した。
The hole pattern was formed by the method used when forming the on-demand inkjet head.

セラミックグリーンシートと空孔パターンの圧着は30
0kg/cm2の圧力で80°Cの温度を加えて行った
。バブル発生のためのヒーター抵抗19は酸化ルテニウ
ム系のペーストを用いて形成した。500°Cで有機物
を分解した後900°Cで2時間保持して焼結した。
Crimping of ceramic green sheet and hole pattern is 30
It was carried out at a pressure of 0 kg/cm2 and a temperature of 80°C. The heater resistor 19 for generating bubbles was formed using a ruthenium oxide paste. After decomposing the organic matter at 500°C, it was held at 900°C for 2 hours and sintered.

インク留め18にインクを充たしバブル型インクジェッ
トヘッド内抵抗19に高周波パルスを印加したところノ
ズル17よりインクの噴出が確認された。ノズル寸法は
50pmの角である。
When the ink retainer 18 was filled with ink and a high frequency pulse was applied to the internal resistance 19 of the bubble type inkjet head, it was confirmed that the ink was ejected from the nozzle 17. The nozzle dimensions are 50 pm square.

第5図(a)、(b)には本方法を用いて圧電発音体を
形成したものの平面図と断面図を示す。
FIGS. 5(a) and 5(b) show a plan view and a sectional view of a piezoelectric sounding body formed using this method.

ここでは圧電セラミックス11として PbTiO3−PbZrO3系の圧電材料を、定損材料
としては白金を用いた。
Here, a PbTiO3-PbZrO3 piezoelectric material was used as the piezoelectric ceramic 11, and platinum was used as the constant loss material.

空孔パターンは、オルトナフトキノンジアジドスルホン
酸とトリヒドロキシベンゾフェノンとのエステル化物1
0重量%、メチルメタクリラート、メチルアクリラート
とp−ヒドロキシエチルアクリラートの共重合体30重
量%およびキシレン60重量%とから成る光分解型感光
性樹脂溶液を塗布乾燥して得られる被膜を用い、所要の
マスクパターンを介して3kW超高圧水銀灯により紫外
線を照射することにより、選択的に該被膜を光分解せし
め、この光分解した部分を1%リン酸三ナトリウム水溶
液により溶解除去して得た。また圧電発音体には、内部
に一部の電極21を含む圧電セラミック11の駆動部を
介して空気室24があり、この空気室24は空孔23に
よって外部に通じている。また導体配線22も形成され
ている。
The pore pattern is esterified product 1 of orthonaphthoquinonediazide sulfonic acid and trihydroxybenzophenone.
Using a film obtained by applying and drying a photodegradable photosensitive resin solution consisting of 0% by weight, methyl methacrylate, 30% by weight of a copolymer of methyl acrylate and p-hydroxyethyl acrylate, and 60% by weight of xylene. The coating was selectively photodecomposed by irradiating ultraviolet rays with a 3kW ultra-high pressure mercury lamp through a required mask pattern, and the photodecomposed portion was dissolved and removed with a 1% trisodium phosphate aqueous solution. . Further, the piezoelectric sounding body has an air chamber 24 via a drive section of the piezoelectric ceramic 11 that includes some electrodes 21 inside, and this air chamber 24 communicates with the outside through a hole 23. Further, conductor wiring 22 is also formed.

焼結後、電極に交流電圧を加えたところ1kHzの音が
発生した。この場合、振動体の上下にあるハウジングの
部分にはグリーンシートの状態で穴を形成し、音が外部
に伝わる構造となっている。
After sintering, when an alternating current voltage was applied to the electrode, a 1 kHz sound was generated. In this case, holes are formed in the housing above and below the vibrating body in the form of green sheets, so that sound is transmitted to the outside.

(発明の効果) 本発明の空孔形成材料を用いることに精度の高い空孔を
セラミックス中に歩留り良く、しかも空孔の形状を広い
範囲で形成することが確認された。
(Effects of the Invention) It has been confirmed that by using the pore-forming material of the present invention, highly accurate pores can be formed in ceramics at a high yield, and the pore shapes can be formed in a wide range.

本発明の材料は実施例に掲げたインクジェットヘッド発
音体の他にもセラミックフィルター、セラミック振動子
、セラミック発振子、圧電スピーカー、圧電マイクロフ
ォン、セラミックセンサー、セラミックヒートパイプ、
などの空孔を必要とするセラミック基体を用いた部品デ
バイスのいずれにも適用でき、大きな効果が得られる。
In addition to the inkjet head sounding bodies listed in the examples, the materials of the present invention include ceramic filters, ceramic vibrators, ceramic oscillators, piezoelectric speakers, piezoelectric microphones, ceramic sensors, ceramic heat pipes,
It can be applied to any component device using a ceramic substrate that requires pores such as, and a great effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の空孔形成材料を用いた空孔を有するセ
ラミック基体の製造プロセスを示す図。第2図(a)〜
(Oは同じく工程系統図、第3図(a)、(b)はそれ
ぞれオンデマンド型インクジェットヘッドの平面図と断
面図、第4図(a)、(b)はバブル型インクジェット
ヘッドの平面図と断面図、第5図(a)、(b)は圧電
発音体の平面図と断面図である。 なお図中において1は感光性樹脂、2はキャリヤーフィ
ルム、3はフォトマスク、4は空孔パターン、5はセラ
ミックグリーンシート、6は印刷した電極ペースト、7
はグリーンシートを圧着した積層体、8は焼結後の電極
又は抵抗体、9はセラミックス中に形成された空孔、1
0は焼結したセラミックス、11は圧電セラミックス、
12は圧電セラミックスを駆動するための電極、13は
ノズル、14は圧力室、15は絶縁体セラミックス、1
6は配線導体、17はセラミックスノズル、18はイン
ク留め、19はバブル発生用抵抗体、21は圧電セラミ
ックス駆動用電極、22は駆動用電極に電気を導く導体
配線部、23は空孔、24はセラミックス中に形成され
空、  ヅ 享 2  図 (a) lq         /8
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a ceramic substrate having pores using the pore-forming material of the present invention. Figure 2(a)~
(O is also a process flow diagram, Figures 3 (a) and (b) are a plan view and a sectional view of an on-demand inkjet head, respectively, and Figures 4 (a) and (b) are a plan view of a bubble type inkjet head. 5(a) and 5(b) are a plan view and a sectional view of the piezoelectric sounding body. In the figures, 1 is a photosensitive resin, 2 is a carrier film, 3 is a photomask, and 4 is an empty space. Hole pattern, 5 is ceramic green sheet, 6 is printed electrode paste, 7
1 is a laminate obtained by pressing green sheets, 8 is an electrode or resistor after sintering, 9 is a hole formed in the ceramic, 1
0 is sintered ceramics, 11 is piezoelectric ceramics,
12 is an electrode for driving piezoelectric ceramics, 13 is a nozzle, 14 is a pressure chamber, 15 is an insulator ceramic, 1
6 is a wiring conductor, 17 is a ceramic nozzle, 18 is an ink retainer, 19 is a resistor for bubble generation, 21 is a piezoelectric ceramic drive electrode, 22 is a conductor wiring part that conducts electricity to the drive electrode, 23 is a hole, 24 is formed in ceramics and is empty. 2 Figure (a) lq /8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  感光性樹脂を用いて所要のパターンを形成し、該パタ
ーンとセラミックグリーンシートとを積層して前記パタ
ーンを前記シート中に埋設し、該シートと該パターンと
を加熱して該パターンを消失させるとともに該シートを
焼成することによって空孔を有するセラミック基体を得
るに際し、前記パターンを形成するための感光性樹脂が
光分解型感光性樹脂であることを特徴とする空孔形成材
料。
A desired pattern is formed using a photosensitive resin, the pattern is laminated with a ceramic green sheet, the pattern is embedded in the sheet, and the sheet and the pattern are heated to make the pattern disappear. A pore-forming material characterized in that the photosensitive resin used to form the pattern is a photodegradable photosensitive resin when a ceramic substrate having pores is obtained by firing the sheet.
JP61186426A 1986-05-09 1986-08-07 Material for formation of pores Pending JPS6399957A (en)

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JP61-106267 1986-05-09
JP10626786 1986-05-09

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ID=14429309

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JP61186426A Pending JPS6399957A (en) 1986-05-09 1986-08-07 Material for formation of pores

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JP (1) JPS6399957A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009149056A (en) * 2007-11-30 2009-07-09 Canon Inc Inkjet recording head and inkjet recording apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009149056A (en) * 2007-11-30 2009-07-09 Canon Inc Inkjet recording head and inkjet recording apparatus

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