TWI401314B - 導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板 - Google Patents

導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板 Download PDF

Info

Publication number
TWI401314B
TWI401314B TW97140736A TW97140736A TWI401314B TW I401314 B TWI401314 B TW I401314B TW 97140736 A TW97140736 A TW 97140736A TW 97140736 A TW97140736 A TW 97140736A TW I401314 B TWI401314 B TW I401314B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductor pattern
ink
ceramic
conductive pattern
silver
Prior art date
Application number
TW97140736A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200936748A (en
Inventor
Naoyuki Toyoda
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of TW200936748A publication Critical patent/TW200936748A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI401314B publication Critical patent/TWI401314B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24893—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including particulate material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板
本發明係關於一種導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板。
於由陶瓷所構成之基板(陶瓷基板)上形成由金屬材料所構成之布線的陶瓷電路基板，廣泛用作封裝有電子零件之電路基板(布線基板)。於上述陶瓷電路基板中，由於基板(陶瓷基板)本身係由多功能性材料所構成，因此於藉由多層化形成內裝零件、尺寸之穩定性等方面有利。
並且，上述陶瓷電路基板藉由如下方式製造：於由包含陶瓷粒子與黏合劑之材料所構成之陶瓷成形體上，以與應形成之布線(導體圖案)對應之圖案，賦予包含金屬粒子之組成物，其後對賦予該組成物之陶瓷成形體，施以除脂、燒結處理。
作為於陶瓷成形體上形成圖案之方法，廣泛使用網版印刷法。另一方面，近年來，要求藉由布線之微細化、窄間距化而使電路基板高密度化，但網版印刷法不利於布線之微細化、窄間距化，難以滿足上述要求。
因此，近年來，作為於陶瓷成形體上形成圖案之方法，揭示有自液滴噴出頭，以液滴狀噴出包含金屬粒子之液體材料(導體圖案形成用墨水)之液滴噴出法、即噴墨法。(例如，參照專利文獻1)。
然而，以先前之導體圖案形成用墨水，存在如下之問題：對陶瓷成形體施以除脂、燒結處理時，由於陶瓷成形體熱膨脹，導致於所形成之導體圖案之一部分產生斷線。尤其是近年來隨著由於布線之微細化、窄間距化而使電路基板高密度化，上述問題之產生尤為顯著。
[專利文獻1]日本專利特開2007-84387號公報
本發明之目的在於提供一種可防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線的導體圖案形成用墨水，提供一種可靠性較高之導體圖案，以及提供一種具備上述導體圖案且可靠性較高之布線基板。
上述目的藉由下述之本發明而達成。
本發明之導體圖案形成用墨水之特徵在於：其係賦予於由包含陶瓷粒子與黏合劑之材料所構成之片狀之陶瓷成形體上，用於形成導體圖案者，且其包含：
水系分散介質；
分散於上述水系分散介質中之金屬粒子；以及
斷線防止劑，其係由對上述陶瓷成形體施以除脂、燒結處理時，可與上述陶瓷成形體之熱膨脹相吻合之有機物所構成者。
藉此，可提供一種可防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線的導體圖案形成用墨水。
本發明之導體圖案形成用墨水中，較好的是於將上述有機物之熱分解起始溫度設為T1 [℃]，上述黏合劑之熱分解起始溫度設T2 [℃]時，滿足-150≦T1 -T2 ≦50之關係。
藉此，可防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線，且可使導體圖案之電特性變得更高。
於本發明之導體圖案形成用墨水中，較好的是上述有機物為具有聚甘油骨架之聚甘油化合物。
藉此，可更有效地防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。
於本發明之導體圖案形成用墨水中，較好的是上述聚甘油化合物之重量平均分子量為300~3000。
藉此，可進而有效地防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。
於本發明之導體圖案形成用墨水中，較好的是上述有機物之含量為7~30wt%。
藉此，可更確實地防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。
本發明之導體圖案形成用墨水較好的是用於利用液滴噴出法形成導體圖案。
藉此，可以更簡便之方法且容易地形成微細且複雜之導體圖案。
本發明之導體圖案之特徵在於：其係藉由本發明之導體圖案形成用墨水所形成。
藉此，可提供可靠性較高之導體圖案。
本發明之布線基板之特徵在於具備本發明之導體圖案。
藉此，可提供可靠性較高之布線基板。
以下，對本發明之較好之實施形態加以詳細說明。
《導體圖案形成用墨水》
本發明之導體圖案形成用墨水係賦予於由包含陶瓷粒子與黏合劑之材料所構成之陶瓷成形體上，用於形成導體圖案者。
以下，對導體圖案形成用墨水之較好之實施形態加以說明。再者，於本實施形態中，對使用分散有銀膠體粒子(金屬膠體粒子)之膠體液作為將金屬粒子分散於水系分散介質中所形成之分散液之情形加以代表性之說明。
本實施形態之導體圖案形成用墨水(以下僅稱為墨水)係由包含水系分散介質、分散於分散介質中之銀膠體粒子、以及斷線防止劑之膠體液所構成，其中該斷線防止劑係由對陶瓷成形體施以除脂、燒結處理時，可與陶瓷成形體之熱膨脹相吻合之有機物所構成。
[水系分散介質]
首先，對水系分散介質加以說明。
於本發明中，所謂「水系分散介質」，係指由水及/或與水之相容性優異之液體(例如，於25℃下，相對於100g之水，溶解度為30g以上之液體)所構成者。如此，水系分散介質係由水及/或與水之相容性優異之液體所構成者，較好的是主要由水所構成者，尤其是水之含有率為70wt%以上者較好，為90wt%以上者更好。
作為水系分散介質之具體例，例如可列舉：水、甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、異丙醇等醇系溶劑，1,4-二烷、四氫呋喃(THF)等醚系溶劑，吡啶、吡、吡咯等芳香族雜環化合物系溶劑，N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMA)等胺系溶劑，乙腈等腈系溶劑，乙醛等乙醛系溶劑等，該等之中，可使用1種或組合使用2種以上。
[銀膠體粒子]
繼而，對銀膠體粒子加以說明。
所謂銀膠體粒子(金屬膠體粒子)，係指表面吸附有分散劑之銀粒子(金屬粒子)。
作為分散劑，較好的使用總計具有3個以上之COOH基與OH基，且COOH基之個數與OH基相同或較OH基多之羥酸鹽。該等分散劑具有如下之功能，即其吸附於銀粒子之表面，形成膠體粒子，藉由分散劑中存在之COOH基之電性斥力，使膠體粒子均勻地分散於水溶液中，使膠體液穩定化。與此相對，若分散劑中之COOH基與OH基之個數未達3個，或COOH基之個數比OH基之個數少，則存在無法充分獲得銀膠體粒子之分散性之情形。
作為上述分散劑，例如可列舉：檸檬酸、蘋果酸、檸檬酸三鈉、檸檬酸三鉀、檸檬酸三鋰、檸檬酸三銨、蘋果酸二鈉、丹寧酸、鞣酸、五倍子丹寧等，於該等中，可使用1種或組合使用2種以上。
或者，作為分散劑，較好的是使用總計具有2個以上之COOH基與SH基之巰基酸及其鹽。該等分散劑具有如下之功能，即巰基吸附於銀微粒子之表面，形成膠體粒子，藉由分散劑中存在之COOH基之電性斥力，使膠體粒子均勻地分散於水溶液中，使膠體液穩定化。與此相對，若分散劑中之COOH基與SH基之個數未達2個，即僅為1個時，則存在無法充分獲得銀膠體粒子之分散性之情形。
作為上述分散劑，可列舉：巰基乙酸、巰基丙酸、硫二丙酸、巰基丁二酸、硫乙酸、巰基乙酸鈉、巰基丙酸鈉、硫二丙酸鈉、巰基丁二酸二鈉、巰基乙酸鉀、巰基丙酸鉀、硫二丙酸鉀、巰基丁二酸二鉀等，可使用該等中之1種或組合使用2種以上。
墨水中之銀膠體粒子之含量較好的是1~60wt%左右，更好的是10~50wt%左右。若銀膠體粒子之含量未達上述下限值，則銀之含量少，形成導體圖案時，於形成較厚之膜之情形時，有必要反覆塗複數次。另一方面，若銀膠體粒子之含量超過上述上限值，則銀之含量變多，分散性降低，為防止分散性降低，攪拌之頻率變高。
又，銀膠體粒子之平均粒徑較好的是1~100nm，更好的是10~30nm。由此可使墨水之噴出性變得更高，且可容易地形成微細之導體圖案。
又，於銀膠體粒子之熱重量分析中，加熱至500℃之減量較好的是1~25wt%左右。若將膠體粒子(固體成分)加熱至500℃，則吸附於表面之分散劑、下述之還原劑(殘留還原劑)等氧化分解，大部分氣化消失。一般認為殘留還原劑之量很少，故可認為加熱至500℃所產生之減量與銀膠體粒子中之分散劑之量大致相當。
若加熱減量未達1wt%，則相對於銀粒子，分散劑之量較少，銀粒子之充分之分散性降低。另一方面，若超過25wt%，則相對於銀粒子，殘留分散劑之量變多，導體圖案之比電阻變高。比電阻可藉由形成導體圖案後，對其加熱煅燒，使有機成分分解消失而進行一定程度之改善。因此，對以更高溫度所煅燒之陶瓷基板等有效。
另外，墨水中所含之銀粒子(表面未吸附分散劑之銀粒子)之含量較好的是0.5~60wt%，更好的是10~45wt%。由此可更有效地防止導體圖案斷線，且可提供可靠性更高之導體圖案。
再者，關於銀膠體粒子之形成，於以下加以詳細說明。
[斷線防止劑]
於本發明之導體圖案形成用墨水中，包含由可與陶瓷成形體之熱膨脹相吻合之有機物所構成之斷線防止劑。
然而，先前之導體圖案形成用墨水存在如下之問題，即對陶瓷成形體施以除脂、燒結處理時，由於陶瓷成形體之熱膨脹，導致於所形成之導體圖案之一部分上產生斷線。尤其是近年來，隨著藉由布線之微細化、窄間距化而進行電路基板之高密度化，上述問題顯著產生。
對此，本發明之導體圖案形成用墨水係包含斷線防止劑者，該斷線防止劑係由對陶瓷成形體施以除脂、燒結處理時，可與陶瓷成形體之熱膨脹相吻合之有機物所構成。藉此，於銀粒子(金屬粒子)之間存在有機物，因此可抑制銀粒子之間之接近與凝聚，從而可抑制銀粒子之間之融合而產生之晶粒生長(塊狀化)直至有機物分解為止。一般認為晶粒生長(塊狀化)之導體圖案與陶瓷成形體中之黏合劑之熱膨脹係數之差較大，熱膨脹時產生應力而斷線。然而，抑制銀粒子之間之接近與凝聚直至有機物分解為止，由此於有機物分解之前，導體圖案之熱膨脹係數受有機物支配，吻合性良好，其結果可防止於所形成之導體圖案上產生斷線，從而形成可靠性較高之導體圖案。尤其是於藉由自噴墨頭(液滴噴出頭)噴出本發明之導體圖案形成用墨水，以微細且窄間距形成導體圖案之情形時，可更顯著地發揮上述之效果。
將上述有機物之熱分解起始溫度設為Tl [℃]，構成陶瓷成形體之黏合劑之熱分解起始溫度設為T2 [℃]時，較好的是滿足-150≦T1 -T2 ≦50之關係，更好的是滿足-100≦T1 -T2 ≦0之關係。藉由滿足上述關係，可更確實地與陶瓷成形體之熱膨脹相吻合，從而可防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線，且可於燒結陶瓷成形體時，更確實地分解除去作為斷線防止劑之有機物。其結果，可使導體圖案之電特性變得更高。再者，於本說明書中，所謂「熱分解起始溫度」，係指依據JIS K 7120「塑膠之熱重量測定方法」所測定之質量變化開始溫度。
又，上述有機物之熱分解起始溫度，具體而言較好的是200~400℃，更好的是250~350℃。藉此，可更確實地防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。另外，於燒結陶瓷成形體時，可更確實地分解除去作為斷線防止劑之有機物。其結果，可使導體圖案之電特性變得更高。
作為上述之有機物，例如可列舉：聚甘油、聚甘油酯等具有聚甘油骨架之聚甘油化合物，聚乙二醇等，可使用該等中之1種或組合使用2種以上。
作為聚甘油酯，例如可列舉：聚甘油之單硬脂酸酯、三硬脂酸酯、四硬脂酸酯、單油酸酯、五油酸酯、單月桂酸酯、單辛酸酯、聚蓖麻油酸酯、倍半硬脂酸酯、十油酸酯、倍半油酸酯等。
上述之有機物係分子量較高之物質，且係存在於相鄰接之銀膠體粒子(金屬粒子)之間，對陶瓷成形體施以除脂、燒結時，可與陶瓷成形體之熱膨脹確實地相吻合之物質。即，即便於因熱膨脹導致陶瓷成形體之尺寸產生變化之情形，藉由上述之有機物，可預先使銀膠體粒子之間更牢固地鍵結，因此可更有效地防止於所形成之導體圖案上產生斷線，從而可提供可靠性更高之導體圖案。
於上述之中，尤其是使用具有聚甘油骨架之聚甘油化合物較好，使用聚甘油更好。藉此，可進而有效地防止產生由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。進而，由於該等化合物於水系分散介質中之溶解度亦高，故可較好地使用。
另外，作為聚甘油化合物，較好的是使用其重量平均分子量為300~3000者，更好的是使用為400~600者。藉此，可與對陶瓷成形體進行除脂、燒結時陶瓷成形體之熱膨脹更確實地相吻合。其結果，可更確實地防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。若聚甘油化合物之重量平均分子量未達上述下限值，則有時存在比構成陶瓷成形體之黏合劑先分解之傾向，從而無法充分獲得防止斷線之效果。另外，若聚甘油化合物之重量平均分子量超過上述上限值，則由於排除體積效果等，導致於水系分散介質中之分散性降低。
又，作為聚乙二醇，例如可列舉：聚乙二醇#200(重量平均分子量為200)、聚乙二醇#300(重量平均分子量為300)、聚乙二醇#400(平均分子量為400)、聚乙二醇#600(重量平均分子量為600)、聚乙二醇#1000(重量平均分子量為1000)、聚乙二醇#1500(重量平均分子量為1500)、聚乙二醇#1540(重量平均分子量為1540)、聚乙二醇#2000(重量平均分子量為2000)等。
作為墨水中所含之斷線防止劑之有機物(尤其是聚甘油化合物)之含量較好的是7~30wt%，更好的是7~25wt%，進而好的是7~22wt%。藉此可更有效地防止由陶瓷成形體之熱膨脹而導致產生斷線。與此相對，若有機物之含量未達上述下限值，則於上述分子量低於下限值之情形時，防止產生斷線之效果變小。另外，若有機物之含量超過上述上限值，則於上述分子量超過上限值之情形時，於水系分散介質中之分散性降低。
[其他成分]
另外，於導體圖案形成用墨水中，除上述成分之外，亦可包含抑制墨水乾燥之乾燥抑制劑。
於包含上述抑制墨水乾燥之乾燥抑制劑之情形時，可獲得以下之效果。
即，例如於藉由噴墨方式(液滴噴出法)噴出墨水而形成導體圖案之情形時，可於噴出待機時或長時間連續噴出時，於噴墨頭之液滴噴出部附近，抑制分散介質之揮發。藉此可自液滴噴出頭穩定地噴出導體圖案形成用墨水。其結果，可形成比較均勻之寬度之圖案，可更確實地防止於對陶瓷成形體施以除脂、燒結時產生斷線。又，可容易地形成所需之形狀，且可靠性較高之導體圖案。
作為上述乾燥抑制劑，例如可使用於同一分子內具有2個以上羥基之多元醇。藉由使用多元醇，可利用多元醇與水系分散介質之間的相互作用(例如，氫鍵或凡得瓦鍵等)，有效地抑制水系分散介質之揮發(乾燥)，從而可更有效地抑制噴墨頭之噴出部附近之分散介質揮發。另外，多元醇可於形成導體圖案時，自導體圖案內容易地除去(分解除去)。另外，藉由使用多元醇，可使墨水之黏度成為適宜者，可提高成膜性。其結果，可更有效地防止於對陶瓷成形體施以除脂、燒結時產生斷線。
作為多元醇，例如可列舉：乙二醇、1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、或還原糖之醛基及酮基所得之糖醇等，可使用該等中之1種或組合使用2種以上。
於上述中，於使用包含糖醇者作為多元醇之情形時，可進而有效地抑制噴墨頭之噴出部附近之水系分散介質揮發，且可於燒結而形成導體圖案時，自導體圖案內更容易地除去(分解除去)。另外，對由導體圖案形成用墨水所形成之膜(以下詳細闡述之導體圖案之前驅物)進行乾燥(去分散介質)時，水系分散介質揮發，且糖醇析出。由此，導體圖案之前驅物之黏度上升，因此可更確實地防止構成前驅物之墨水流出至意料之外之部位。其結果，可以更高精度地使所形成之導體圖案成為所需之形狀，且可更確實地防止於對陶瓷成形體施以除脂、燒結時產生斷線。
另外，作為多元醇，較好的是包含至少2種以上之糖醇。藉此，可更確實地抑制液滴噴出頭之噴出部附近之水系分散介質揮發。
作為糖醇，例如可列舉：蘇糖醇、赤藻糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甘露醇、蘇糖醇、古洛醇、塔羅糖醇、半乳糖醇、阿洛醇、阿卓糖醇、衛矛醇、艾杜糖醇、甘油(丙三醇)、肌醇、麥芽糖醇、異麥芽糖醇、乳糖醇、turanitol等，可使用該等中之1種或組合使用2種以上。於該等之中，較好的是包含選自丙三醇、木糖醇、山梨糖醇、赤藻糖醇、麥芽糖醇、甘露醇、半乳糖醇、肌醇、乳糖醇所組成之群的至少1種糖醇，更好的是包含2種以上之糖醇。藉此可使由包含糖醇所產生之上述效果更顯著。
乾燥抑制劑中包含糖醇之情形時，其含量較好的是15wt%以上，更好的是30wt%以上，進而好的是40~70wt%。藉此可更確實地抑制噴墨頭之噴出部附近之水系分散介質揮發。
又，作為多元醇，較好的是包含1,3-丙二醇。藉此可更有效地抑制噴墨頭之噴出部附近之水系分散介質揮發，且可使墨水之黏度更適宜，噴出穩定性進而提高。
於乾燥抑制劑中包含1,3-丙二醇之情形時，其含量較好的是10~70wt%，更好的是20~60wt%。藉此可使墨水之噴出穩定性更有效地提高。
另外，墨水中所含之乾燥防止劑之含量較好的是3~25wt%，更好的是5~20wt%。藉此可更有效地抑制噴墨頭之噴出部附近之水系分散介質揮發，且可以更高精度使所形成之導體圖案成為所需之形狀。若墨水中所含之乾燥防止劑的含量未達上述下限值，則根據構成乾燥抑制劑之材料，有時無法獲得充分之乾燥抑制效果。另一方面，若乾燥防止劑之含量超過上述上限值，則相對於銀粒子，乾燥防止劑之量變得過多，燒結時容易殘存。其結果，導體圖案之比電阻變高。比電阻可藉由控制燒結時間或燒結環境而於一定程度內改善。
又，於導體圖案形成用墨水中，除上述成分之外，亦可包含乙炔二醇系化合物。乙炔二醇系化合物係具有將導體圖案形成用墨水與陶瓷成形體之接觸角調整至特定範圍之功能者。又，乙炔二醇系化合物可以較少之添加量而將導體圖案形成用墨水之對於陶瓷成形體之接觸角調整至特定之範圍。另外，即便於陶瓷成形體上所形成之導體圖案之前驅物內混入氣泡之情形時，亦可迅速除去氣泡。
如此，將導體圖案形成用墨水與基材之接觸角調整至特定範圍，藉此可形成更微細之導體圖案。尤其是即便於以如此方式形成微細之導體圖案之情形時，由於包含上述斷線防止劑，因此可確實地防止產生斷線。
具體而言，上述化合物係具有將導體圖案形成用墨水與基材之接觸角調整為45~85°(更好為50~80°)之功能者。若接觸角過小，則存在難以形成微細線寬之導體圖案之情形。另一方面，若接觸角過大，則存在難以形成均一線寬之導體圖案之情形。又，於藉由液滴噴出法噴出墨水之情形時，所噴附之液滴與陶瓷成形體之接觸面積變得過小，存在所噴附之液滴自噴附位置移位之情形。
作為乙炔二醇系化合物，例如可列舉：Surfynol 104系列(104E、104H、104PG-50、104PA等)、Surfynol 400系列(420、465、485等)、Olfine系列(EXP4036、EXP4001、E1010等)(「Surfynol」及「Olfine」係日信化學工業股份有限公司之商品名)等，可使用該等中之1種或組合使用2種以上。
又，較好的是於墨水中包含HLB值不同之2種以上乙炔二醇系化合物。可容易地將導體圖案形成用墨水與基材之接觸角調整至特定之範圍。
尤其是於墨水中所含之2種以上之乙炔二醇系化合物之中，HLB值最高之乙炔二醇系化合物之HLB值，與HLB值最低之乙炔二醇系化合物之HLB值之差較好的是4~12，更好的是5~10。藉此，可以更少之表面張力調整劑之添加量，更容易地將導體圖案形成用墨水與基材之接觸角調整至特定之範圍。
於使用墨水中包含2種以上之乙炔二醇系化合物者之情形時，HLB值最高之乙炔二醇系化合物之HLB值較好的是8~16，更好的是9~14。
另外，於使用墨水中包含2種以上之乙炔二醇系化合物者之情形時，HLB值最低之乙炔二醇系化合物之HLB值較好的是2~7，更好的是3~5。
墨水中所含之乙炔二醇系化合物之含量較好的是0.001~1wt%，更好的是0.01~0.5wt%。藉此可更有效地將導體圖案形成用墨水與基材之接觸角調整至特定之範圍。
再者，導體圖案形成用墨水之構成成分並不限定於上述成分，亦可包含上述以外之成分。
另外，於上述說明中，對作為金屬粒子之銀膠體粒子分散所形成者加以說明，但亦可為銀以外者。作為構成金屬膠體粒子之金屬，例如可列舉：銀、銅、鈀、鉑、金或該等之合金等，可使用該等中之1種或組合使用2種以上。於金屬粒子由合金所構成之情形時，係以上述金屬為主者，亦可為包含其他金屬之合金。又，亦可為上述金屬之間以任意比例混合而成之合金。另外，亦可為混合粒子(例如銀粒子、銅粒子及鈀粒子以任意比率存在者)分散於液體中所形成者。該等金屬係電阻率小，且並不由於加熱處理而氧化之穩定者，故藉由使用該等金屬可形成低電阻且穩定之導體圖案。
《導體圖案形成用墨水之製造方法》
繼而，對上述導體圖案形成用墨水之製造方法之一例加以說明。
於製造本實施形態之墨水時，首先，製備溶解有上述分散劑與還原劑之水溶液。
作為分散劑之調配量，較好的是以如下之方式調配：作為起始原料之如硝酸銀之銀鹽中之銀與分散劑的莫耳比成為1:1~1:100左右。若相對於銀鹽，分散劑之莫耳比變大，則銀粒子之粒徑變小，導體圖案形成後粒子之間的接觸點增加，因此可獲得體積電阻值較低之被膜。
還原劑具有使作為起始原料之如硝酸銀(Ag+ NO3- )之銀鹽中的Ag+ 離子還原而生成銀粒子之功能。
作為還原劑，並無特別限定，例如可列舉：肼、二甲基胺乙醇、甲基二乙醇胺、三乙醇胺等胺系；硼氫化鈉、氫氣、碘化氫等氫化合物系；一氧化碳、亞硫酸、次亞磷酸等氧化物系；Fe(II)化合物、Sn(II)化合物等低原子價金屬鹽系；如D-葡萄糖之糖類；甲醛等有機化合物系；或作為上述分散劑而列舉之作為羥基酸之檸檬酸、蘋果酸，或作為羥酸鹽之檸檬酸三鈉、檸檬酸三鉀、檸檬酸三鋰、檸檬酸三銨、蘋果酸二鈉或丹寧酸等。其中，丹寧酸及羥基酸發揮還原劑之功能，同時亦發揮分散劑之效果，因此可較好地使用。又，作為於金屬表面形成穩定之鍵之分散劑，可較好地使用上述所列舉之作為巰基酸之巰基乙酸、巰基丙酸、硫二丙酸、巰基丁二酸、硫乙酸，或作為巰基酸鹽之巰基乙酸鈉、巰基丙酸鈉、硫二丙酸鈉、巰基丁二酸鈉、巰基乙酸鉀、巰基丙酸鉀、硫二丙酸鉀、巰基丁二酸鉀等。該等分散劑及還原劑可單獨使用，亦可併用2種以上。於使用該等化合物時，亦可施加光或熱而促進還原反應。
另外，作為還原劑之調配量，必需具備使上述起始原料即銀鹽完全還原之量，但過剩之還原劑成為雜質而殘存於銀膠體水溶液中，成為使成膜後之導電性惡化等之原因，因此較好的是最小需求量。作為具體之調配量，上述銀鹽與還原劑之莫耳比為1:1~1:3左右。
於本實施形態中，溶解分散劑與還原劑而製備水溶液後，較好的是將該水溶液之pH值調整為6~10。
此係由於以下之原因。例如，於混合作為分散劑之檸檬酸三鈉與作為還原劑之硫酸亞鐵之情形時，因整體之濃度而異但pH值大致為4~5左右，低於上述之pH值為6。此時存在之氫離子使由下述反應式(1)所表示之反應之平衡向右側移動，從而使COOH之量變多。因此，其後滴加銀鹽溶液所得之銀粒子表面之電性斥力減少，銀粒子(銀膠體粒子)之分散性降低：
-COO- +H+ →-COOH…(1)
因此，使分散劑與還原劑溶解而製備水溶液後，於該水溶液中添加鹼性之化合物，使氫離子濃度降低。
作為所添加之鹼性之化合物，並無特別限定，例如可使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氨水等。於該等之中，較好的是可以少量容易地調整pH值之氫氧化鈉。
再者，若鹼性化合物之添加量過多，pH超過10，則容易產生如鐵離子之殘存還原劑之離子的氫氧化物沈澱。
繼而，於本實施形態之墨水之製造步驟中，於所製備之溶解有之分散劑與還原劑之水溶液中滴加包含銀鹽之水溶液。
作為銀鹽，並無特別限定，例如可使用：乙酸銀、碳酸銀、氧化銀、硫酸銀、亞硝酸銀、氯酸銀、硫化銀、鉻酸銀、硝酸銀、二鉻酸銀等。於該等之中，較好的是於水中之溶解度較大之硝酸銀。
另外，考慮目標膠體粒子之含量、及經還原劑還原之比例而確定銀鹽之量，例如於硝酸銀之情形時，較好的是相對於100重量份之水溶液，使其為15~70重量份左右。
銀鹽水溶液係藉由將上述銀鹽溶解於純水中而製備，將所製備之銀鹽水溶液緩緩滴加至上述溶解有分散劑與還原劑之水溶液中。
於該步驟中，銀鹽被還原劑還原為銀粒子，進而於該銀粒子之表面吸附分散劑而形成銀膠體粒子。藉此可獲得銀膠體粒子以膠體狀分散於水溶液中之水溶液。
於所得之溶液中，除膠體粒子之外，亦存在有還原劑之殘留物或分散劑，液體整體之離子濃度變高。上述狀態之液體容易產生凝析而沈澱。因此，為除去上述水溶液中之多餘離子(還原劑之殘留物或分散劑)，使離子濃度降低，較理想的是進行清洗。
作為清洗之方法，例如可列舉：將下述步驟重複數次之方法，即將所得之包含膠體粒子之水溶液靜置一定時間，除去所產生之上清液後，加入純水進行再次攪拌，進一步靜置一定時間，除去所產生之上清液；進行離心分離代替上述靜置之方法；以及藉由超過濾等除去離子之方法。
另外，於製造後，將溶液之pH值調整為5以下之酸性區域，使上述反應式(1)之反應平衡向右側移動，藉此使銀粒子表面之電性斥力減少，積極地於使銀膠體粒子(金屬膠體粒子)凝聚之狀態下進行洗淨，可除去鹽類或溶劑。若為於粒子表面具有如巰基酸之低分子量之硫化合物作為分散劑之金屬膠體粒子，則於金屬表面形成穩定之鍵結，因此所凝聚之金屬膠體粒子藉由將溶液之pH值再次調整至6以上之鹼性區域而容易再次分散，從而獲得分散穩定性優異之金屬膠體液。
於本實施形態之墨水之製造過程中，較好的是於上述步驟之後，視需要於分散有銀膠體粒子之水溶液中添加鹼金屬氫氧化物水溶液，將最終之pH值調整為6~11。
其原因在於，於還原後進行清洗，因此存在作為電解質離子之鈉濃度減少之情形，於該狀態之溶液中，由下述反應式(2)所表示之反應之平衡向右側移動。於該狀態下，銀膠體之電性斥力減少，銀粒子之分散性降低，因此添加適當量之鹼金屬氫氧化物，藉此使反應式(2)之平衡向左側移動，從而使銀膠體穩定化：
-COO- Na+ +H2 O→-COOH+Na+ +OH- …(2)
作為此時所使用之上述鹼金屬氫氧化物，例如可列舉與最初調整pH值時所使用之化合物相同之化合物。
若pH值未達6，則由於反應式(2)之平衡向右側移動，故膠體粒子不穩定化，另一方面，若pH值超過11，則容易產生如鐵離子之殘存離子的氫氧化鹽沈澱，故不好。但是若預先除去鐵離子等，則即便pH值超過11亦問題不大。
再者，鈉離子等陽離子較好的是以氫氧化物之形式而添加。其原因在於：由於可利用水之自質子解，故可最有效地於水溶液中加入鈉離子等陽離子。
於如上所得之分散有銀膠體粒子之水溶液中，添加上述之斷線防止劑等其他成分，藉此獲得導體圖案形成用墨水(本發明之導體圖案形成用墨水)。
再者，斷線防止劑等其他成分之添加時間並無特別限定，可為形成銀膠體粒子後之任意時間。
《導體圖案》
繼而，對本實施形態之導體圖案加以說明。
該導體圖案係藉由於陶瓷成形體上塗佈上述墨水後，進行加熱而形成之薄膜狀者，係銀粒子相互鍵結，至少於導體圖案表面，上述銀粒子之間無間隙地鍵結，且比電阻未達20μΩcm者。
尤其是該導體圖案係使用本發明之導體圖案形成用墨水而形成的，故可防止對陶瓷成形體進行除脂、燒結時之熱膨脹所導致之斷線，因此可靠性尤其高。
本實施形態之導體圖案係藉由將上述墨水賦予於陶瓷成形體上之後，使其乾燥(脫水系分散介質)，其後進行燒結而形成。
作為乾燥條件，例如較好的是於40~100℃下進行，更好的是於50~70℃下進行。藉由設為上述條件，可更有效地防止於乾燥時產生龜裂。另外，以200℃以上加熱20分鐘以上進行燒結即可。再者，該燒結例如可與陶瓷成形體之燒結同時進行。
作為於上述陶瓷成形體上賦予墨水之方法，並無特別限定，例如可列舉：液滴噴出法、網版印刷法、棒塗法、旋塗法及利用毛刷之方法等。於上述之中，使用液滴噴出法(尤其是噴墨方式)之情形時，可以更簡單之方法，且容易地形成微細且複雜之導體圖案。
導體圖案之比電阻較好的是未達20μΩcm，更好的是15μΩcm以下。此時之比電阻係指於賦予墨水之後，以200℃以上加熱、乾燥後之比電阻。若上述比電阻成為20μΩcm以上，則難以實現要求導電性之用途，即用於在電路基板上所形成之電極等。
另外，亦可於形成本實施形態之導體圖案時，賦予墨水後，進行預加熱而使水系分散介質蒸發，於預加熱後之膜上再次賦予墨水，重複上述步驟，藉此形成厚膜之導體圖案。
於使水系分散介質蒸發後之墨水中，殘存有如上述之斷線防止劑與銀膠體粒子，因該斷線防止劑之黏度比較高，故即便於所形成之膜未完全乾燥之狀態下，亦無膜流失之虞。因此，可暫且賦予墨水使其乾燥後長時間放置，其後再次賦予墨水。
另外，因如上述之斷線防止劑之沸點亦較高，故即便於賦予墨水使其乾燥之後長時間放置，亦無墨水變質之虞，可再次賦予墨水，而形成均質之膜。藉此，無導體圖案自身變成多層構造之虞，亦無層間彼此之比電阻上升而導致導體圖案整體之比電阻增大之虞。
藉由經過上述步驟，可較由先前之墨水所形成之導體圖案較厚地形成本實施形態之導體圖案。更具體而言，可形成5μm以上之厚度者。本實施形態之導體圖案係由上述墨水所形成者，故即便形成5μm以上之厚膜，亦較少產生龜裂，可形成低比電阻之導體圖案。再者，關於厚度之上限，並無特別規定之必要，但若變得過厚，則存在變得難以除去分散介質及龜裂產生防止劑，比電阻增大之虞，因此較好的使其為100μm以下左右。
進而，本實施形態之導體圖案對上述陶瓷成形體經除脂、燒結處理後所得者之密著性良好。
再者，上述導體圖案可應用於手機或PDA等行動通話裝置之高頻模組、內插器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)、加速感測器、表面聲波元件、天線及梳齒電極等異形電極，以及其他各種測量裝置等之電子零件等中。
《布線基板及其製造方法》
繼而，對具有藉由本發明之導體圖案形成用墨水所形成之導體圖案之布線基板(陶瓷電路基板)及其製造方法之一例加以說明。
本發明之布線基板係成為用於各種電子設備之電子零件者，亦係於基板上形成由包含各種布線或電極等之電路圖案、積層陶瓷電容器、積層電感器、LC濾波器以及複合高頻零件等而成者。
圖1係表示本發明之布線基板(陶瓷電路基板)之一例之縱剖面圖，圖2係表示圖1所示之布線基板(陶瓷電路基板)之製造方法之概略步驟之說明圖，圖3係圖1之布線基板(陶瓷電路基板)之製造步驟說明圖，圖4係表示噴墨裝置(液滴噴出裝置)之概略構成之立體圖，圖5係用以說明噴墨頭(液滴噴出頭)之概略構成之模式圖。
如圖1所示，陶瓷電路基板(布線基板)1係具有積層基板3、電路4而形成者，其中上述積層基板3係由多層(例如10片至20片左右)陶瓷基板2積層而成，上述電路4係形成於該積層基板3之最外層，即一側或兩側之表面，包含微細布線等。
積層基板3具備於所積層之陶瓷基板2、2之間，藉由本發明之導體圖案形成用墨水(以下僅記做墨水)所形成之電路(導體圖案)5。
又，於該等電路5中，形成與其連接之接點(通道)6。藉由上述構成，電路5成為配置於上下之電路5、5之間由接點6所導通者。再者，電路4亦與電路5同樣地成為藉由本發明之導體圖案形成用墨水所形成者。
繼而，參照圖2之概略步驟圖，對陶瓷電路基板1之製造方法加以說明。
首先，作為原料粉體，準備平均粒徑為1~2μm左右之包含氧化鋁(Al2 O3 )或氧化鈦(TiO2 )等之陶瓷粉末、平均粒徑為1~2μm左右之包含硼矽酸玻璃等之玻璃粉末，以適宜之混合比，例如以1：1之重量比將其等混合。
其次，於所得之混合粉末中添加適宜之黏合劑(結合劑)或塑化劑、有機溶劑(分散劑)等，進行混合、攪拌，藉此獲得漿體。其中，較好地使用聚乙烯丁醛作為黏合劑，其係不溶於水，且易溶於或易膨潤於所謂之油系有機溶劑中者。
又，黏合劑之熱分解溫度較好的是200~500℃左右，更好的是300~400℃左右。藉此，可更確實地防止由陶瓷成形體之熱膨脹所導致之導體圖案斷線。
繼而，使用刮刀成形法、反向塗佈法等，將所得之漿體於PET膜上形成為片狀，依據製品之製造條件，使其成形為數μm~數百μm厚之片材，其後捲繞於輥上。
繼而，根據製品之用途而進行切割，進而裁斷為特定尺寸之片材。於本實施形態中，例如裁斷成邊長為200mm之正方形狀。
繼而，視需要於特定之位置，採用CO2 雷射、YAG雷射、機械式衝頭等進行開孔，藉此形成通孔。繼而，於該通孔中填充分散有金屬粒子之厚膜導電膠，藉此形成應成為接點(未圖示)之部位。進而，藉由網版印刷厚膜導電膠而於特定之位置形成端子部(未圖示)。藉由如此形成接點、端子部而獲得陶瓷生片(陶瓷成形體)7。再者，可使用本發明之導體圖案形成用墨水作為厚膜導電膠。
於如上所得之陶瓷生片7之一側之表面，於連接於上述接點之狀態下，形成成為本發明之導體圖案的電路5之前驅物(導體圖案之前驅物)。即，如圖3(a)所示，於陶瓷生片7上賦予上述導體圖案形成用墨水(以下亦僅稱為墨水)10，形成成為上述電路5之前驅物11。
於本實施形態中，導體圖案形成用墨水之賦予係藉由使用例如如圖4所示之噴墨裝置(液滴噴出裝置)50、及如圖5所示之噴墨頭(液滴噴出頭)70而進行。以下，對噴墨裝置50及噴墨頭70加以說明。
圖4係噴墨裝置50之立體圖。於圖4中，X方向係基座52之左右方向，Y方向係前後方向，Z方向係上下方向。
噴墨裝置50具有噴墨頭(以下僅稱為頭)70、載置有基板S(於本實施形態中為陶瓷生片7)之台46。再者，噴墨裝置50之動作係藉由控制裝置53而控制。
載置有基板S之台46可藉由第1移動裝置54沿Y方向移動以及定位，可藉由馬達44沿θz方向搖動以及定位。
另一方面，頭70可藉由第2移動裝置(未圖示)沿X方向移動以及定位，可藉由線性馬達62沿Z方向移動以及定位。另外，頭70可藉由馬達64、66、68分別沿α、β、γ方向搖動以及定位。於上述構成下，噴墨裝置50可正確地控制頭70之墨水噴出面70P與台46上之基板S之相對位置及姿勢。
又，於台46之背面配設有矽膠發熱體(未圖示)。載置於台46上之陶瓷生片7之整個上面由矽膠發熱體加熱至特定之溫度。
噴附至陶瓷生片7之墨水10自其表面側蒸發水系分散介質之至少一部分。此時，陶瓷生片7被加熱，因此促進水系分散介質蒸發。並且，噴附至陶瓷生片7之墨水10於乾燥之同時自其表面之外邊緣開始稠化，即與中央部相比，外周部之固體成分(粒子)濃度迅速達到飽和濃度，故自表面之外邊緣開始稠化。外邊緣稠化之墨水10，沿著陶瓷生片7之平面方向之自身之潤濕擴散停止，因此可規定噴附徑而容易地控制線寬。
該加熱溫度與上述乾燥條件相同。
頭70係如圖5所示，藉由噴墨方式(液滴噴出方式)自噴嘴(突起部)91噴出墨水10者。
作為液滴噴出方式，可應用如下之公知之各種技術：使用作為壓電體元件之壓電元件，使墨水噴出之壓電方式；藉由加熱墨水所產生之氣泡(bubble)而使墨水噴出之方式等。其中壓電方式並不對墨水加熱，因此具有並不對材料之組成帶來影響等優勢。因此，圖5所示之頭70採用上述壓電方式。
於頭70之頭本體90上，形成儲墨區95及自儲墨區95分支之複數個墨水室93。儲墨區95成為用以向各墨水室93供給墨水10之流路。
又，於頭本體90之下端面安裝有構成墨水噴出面之噴嘴板(未圖示)。於該噴嘴板上，對應於各墨水室93開口有噴出墨水10之複數個噴嘴91。並且，自各墨水室93向所對應之噴嘴91形成墨水流路。另一方面，於頭本體90之上端面安裝有振動板94。該振動板94構成各墨水室93之壁面。於該振動板94之外側，對應於各墨水室93，設置有壓電元件92。壓電元件92係以一對電極(未圖示)夾持水晶等壓電材料而成者。該一對電極與驅動電路99連接。
並且，若自驅動電路99對壓電元件92輸入電氣信號，則壓電元件92膨脹變形或收縮變形。若壓電元件92收縮變形，則墨水室93之壓力減小，墨水10自儲墨區95流入至墨水室93。又，若壓電元件92膨脹變形，則墨水室93之壓力增加，墨水10自噴嘴91噴出。再者，可藉由使施加電壓變化而控制壓電元件92之變形量。又，可藉由使施加電壓之頻率變化而控制壓電元件92之變形速度。即可藉由控制對壓電元件92之外加電壓而控制墨水10之噴出條件。
因此，可藉由使用具備上述頭70之噴墨裝置50，將墨水10以所需之量，精度良好地噴出、分配於陶瓷生片7上之所需場所。因此，可如圖3(a)所示，精度良好且容易地形成前驅物11。
如此形成前驅物11後，藉由相同之步驟，製作必要片數、例如10片至20片左右之形成前驅物11之陶瓷生片7。
繼而，自該等陶瓷生片剝下PET膜，如圖2所示地積層該等陶瓷生片，藉此獲得積層體12。此時，關於所積層之陶瓷生片7，於上下重疊之陶瓷生片7之間，各自之前驅物11視需要以經由接點6而連接之方式配置。
如此形成積層體12後，例如藉由帶式爐等進行加熱處理。藉此煅燒各陶瓷生片7，從而如圖3(b)所示，成為陶瓷基板2(本發明之布線基板)，又，前驅物11，構成其之銀膠體粒子燒結而成為包含布線圖案及電極圖案之電路(導體圖案)5。並且，藉由以如此之方式對積層體12進行加熱處理，該積層體12成為如圖1所示之積層基板3。
此處，作為積層體12之加熱溫度，較好的是設為陶瓷生片7中所含之玻璃之軟化點以上，具體而言，較好的是設為600℃以上、900℃以下。又，作為加熱條件，以適宜之速度使溫度上升且下降，進而於最大加熱溫度，即上述之600℃以上、900℃以下之溫度下，根據其溫度保持適宜之時間。
如此提高加熱溫度至玻璃之軟化點以上之溫度，即上述溫度範圍，藉此可使所得之陶瓷基板2之玻璃成分軟化。因此，藉由其後冷卻至常溫，使玻璃成分硬化而可使構成積層基板3之各陶瓷基板2與電路(導體圖案)5之間更牢固地固著。
又，藉由於上述溫度範圍內進行加熱，所得之陶瓷基板2成為以900℃以下之溫度煅燒而形成之低溫煅燒陶瓷(LTCC)。
此處，於分配於陶瓷生片7上之墨水10中，斷線防止劑等成分被分解除去，另外，墨水中之金屬粒子經加熱處理而互相融合、連接。藉此所形成之電路(導體圖案)5顯示導電性。
藉由上述加熱處理，電路5成為直接連接於陶瓷基板2中之接點6，並被導通所形成者。此處，若該電路5僅載置於陶瓷基板2上，則無法確保對陶瓷基板2之機械連接強度，因此存在由於衝擊等而導致破損之虞。然而，於本實施形態中，如上所述，使陶瓷生片7中之玻璃暫時軟化，其後使其硬化，藉此使電路5牢固地固著於陶瓷基板2。因此，所形成之電路5成為具有較高機械強度者。
再者，亦可利用上述加熱處理與上述電路5同時形成電路4，藉此可獲得陶瓷電路基板1。
於上述陶瓷電路基板1之製造方法中，尤其是於製造構成積層基板3之各陶瓷基板2時，由於向陶瓷生片7分配上述墨水10(本發明之導體圖案形成用墨水)，故可防止製造時之斷線，形成高精度且可靠性較高之導體圖案(電路)5。
以上，根據較好之實施形態對本發明加以說明，但本發明並非限定於該等者。
例如，於上述實施形態中，作為使金屬粒子分散於溶劑而成之分散液，對使用膠體液之情形加以說明，但亦可不為膠體液。
[實施例]
以下，揭示實施例對本發明加以更詳細之說明，但本發明並非僅限定於該等實施例者。
[1]導體圖案形成用墨水之製備
(實施例1~18)
各實施例及比較例之導體圖案形成用墨水係由以下之方式而製造。
於添加3mL之10 N-NaOH水溶液而成為鹼性之50mL之水中，溶解17g之檸檬酸三鈉二水合物、0.36g之丹寧酸。對所得之溶液添加3mL之3.87mol/L之硝酸銀水溶液，攪拌2小時而獲得銀膠體水溶液。對所得之銀膠體水溶液進行透析以使導電率成為30μS/cm以下，藉此進行脫鹽。於透析後，以3000rPm、10分鐘之條件進行離心分離，藉此除去粗大金屬膠體粒子。
於該銀膠體水溶液中，添加如表1所示之斷線防止劑、乾燥抑制劑及作為乙炔二醇系化合物之Surfynol 104PG50(日信化學工業公司製造)及Olfine EXP4036(日信化學工業公司製造)，進而添加濃度調整用離子交換水進行調整，製成導體圖案形成用墨水。
再者，將導體圖案形成用墨水之各構成材料之含量示於表1中。
(比較例)
除不添加斷線防止劑之外，以與上述實施例1相同之方式製造導體圖案形成用墨水。
再者，於表1中，將木糖醇表示為XY、山梨糖醇表示為SB、赤藻糖醇表示為ER、麥芽糖醇表示為MT、丙三醇表示為GR。
[2]陶瓷生片之製作
首先，如以下之方式準備陶瓷生片。
將平均粒徑為1~2μm左右之包含氧化鋁(Al2 O3 )與氧化鈦(TiO2 )等之陶瓷粉末、平均粒徑為1~2μm左右之包含硼矽酸玻璃之玻璃粉末，以1:1之重量比混合，添加作為黏合劑(結合劑)之聚乙烯丁醛(熱分解起始溫度：310℃)以及作為塑化劑之鄰苯二甲酸二丁酯，進行混合、攪拌，將藉此所得之漿體以刮刀成形法於PET膜上形成為片狀，將所得者作為陶瓷生片，使用將陶瓷生片裁斷成邊長為200mm之正方形狀者。
[3]布線基板之製作及評價
將各實施例及比較例中所得之導體圖案形成用墨水分別投入至如圖4、5所示之噴墨裝置中。
繼而，將上述陶瓷生片升溫保持於60℃。自各噴出噴嘴分別依次噴出每滴為15ng之液滴，描繪20根線寬為50μm，厚度為15μm，長度為10.0cm之線(前驅物)。並且，將形成該線之陶瓷生片放入至乾燥爐中，於60℃下加熱30分鐘使其乾燥。
如上所述，將形成線之陶瓷生片作為第1陶瓷生片。每種墨水分別製成20片該第1陶瓷生片。
繼而，於其他陶瓷生片之上述金屬布線之兩端位置，藉由機械式衝頭等進行開孔，藉此於共計40個部位形成直徑為100μm之通孔，填充所得之各實施例及比較例之導體圖案形成用墨水，藉此形成接點(通道)。進而，利用上述液滴噴出裝置於該接點(通道)上噴出所得之各實施例及比較例之導體圖案形成用墨水而形成2mm見方之圖案，從而形成端子部。
將形成該端子部之陶瓷生片作為第2陶瓷生片。
繼而，於第2陶瓷生片之下積層第1陶瓷生片，進而，積層2片未加工之陶瓷生片作為加強層，獲得粗產物之積層體。每種墨水分別製成20片該第1陶瓷生片、每種墨水各製成20塊該粗產物之積層體。
繼而，將粗產物之積層體於95℃之溫度下，以250kg/cm2 之壓力壓製30秒之後，於大氣中，依據如下之煅燒分布進行煅燒：經過約6小時之升溫速度為66℃/小時，約5小時之升溫速度為10℃/小時，約4小時之升溫速度為85℃/小時之連續升溫之升溫過程，於最高溫度890℃下保持30分鐘。
冷卻後，於20根之導體圖案上所形成之端子部之間放置測定器，確認有無導通，測定導通率。再者，所謂導通率，係表示可導通之良品數除以總數所得之數值。
將該結果一併示於表2中。
如表2所示，本發明之導體圖案形成用墨水所形成之導體圖案係防止產生斷線者，因此顯示出優異之導通率，係可靠性較高者。與此相對，於比較例中，未能獲得滿意之結果。
又，將墨水中之銀膠體粒子之含量變更為20wt%、30wt%時，可獲得與上述相同之結果。
1．．．陶瓷電路基板(布線基板)
2．．．陶瓷基板
3．．．積層基板
4,5．．．電路(導體圖案)
6．．．接點
7．．．陶瓷生片
10．．．導體圖案形成用墨水(墨水)
11．．．前驅物
12．．．積層體
44．．．馬達
46．．．台
50．．．噴墨裝置(液滴噴出裝置)
52．．．基座
53．．．控制裝置
54．．．第1移動裝置
62．．．線性馬達
64,66,68．．．馬達
70．．．噴墨頭(液滴噴出頭、頭)
70P．．．墨水噴出面
90．．．頭本體
91．．．噴嘴(突起部)
92．．．壓電元件
93．．．墨水室
94．．．振動板
95．．．儲墨區
99．．．驅動電路
S．．．基板
圖1係表示本發明之布線基板(陶瓷電路基板)之一例之縱剖面圖。
圖2係表示圖1所示之布線基板(陶瓷電路基板)之製造方法之概略步驟之說明圖。
圖3(a)、(b)係圖1之布線基板(陶瓷電路基板)之製造步驟說明圖。
圖4係表示噴墨裝置之概略構成之立體圖。
圖5係用以說明噴墨頭之概略構成之模式圖。
1．．．陶瓷電路基板(布線基板)
2．．．陶瓷基板
3．．．積層基板
4,5．．．電路(導體圖案)
6．．．接點

Claims (11)

  1. 一種導體圖案形成用墨水，其特徵在於：其係賦予於包含陶瓷粒子與黏合劑之材料所構成之片狀陶瓷成形體上，用於形成導體圖案者，且包括：水系分散介質；金屬粒子，分散於上述水系分散介質中；以及斷線防止劑，由對上述陶瓷成形體施以除脂、燒結處理時可與上述陶瓷成形體之熱膨脹相吻合之有機物所構成，該有機物為聚甘油。
  2. 如請求項1之導體圖案形成用墨水，其中令上述有機物之熱分解起始溫度為T1 [℃]，上述黏合劑之熱分解起始溫度設為T2 [℃]時，滿足-150≦T1 -T2 ≦50之關係。
  3. 如請求項1或2之導體圖案形成用墨水，其中上述聚甘油之重量平均分子量為300~3000。
  4. 如請求項1或2之導體圖案形成用墨水，其中上述聚甘油之含量為7~30 wt%。
  5. 如請求項3之導體圖案形成用墨水，其中上述聚甘油之含量為7~30 wt%。
  6. 如請求項1或2之導體圖案形成用墨水，其用於利用液滴噴出法形成導體圖案。
  7. 如請求項3之導體圖案形成用墨水，其用於利用液滴噴出法形成導體圖案。
  8. 如請求項4之導體圖案形成用墨水，其用於利用液滴噴出法形成導體圖案。
  9. 如請求項5之導體圖案形成用墨水，其用於利用液滴噴出法形成導體圖案。
  10. 一種導體圖案，其特徵在於係藉由如請求項1至9中任一項之導體圖案形成用墨水而形成。
  11. 一種布線基板，其特徵在於具備如請求項10之導體圖案。
TW97140736A 2007-10-30 2008-10-23 導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板 TWI401314B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007282345A JP4483929B2 (ja) 2007-10-30 2007-10-30 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200936748A TW200936748A (en) 2009-09-01
TWI401314B true TWI401314B (zh) 2013-07-11

Family

ID=40583206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW97140736A TWI401314B (zh) 2007-10-30 2008-10-23 導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090110889A1 (zh)
JP (1) JP4483929B2 (zh)
KR (1) KR101030556B1 (zh)
CN (1) CN101423681B (zh)
TW (1) TWI401314B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5357982B2 (ja) * 2009-05-25 2013-12-04 韓国セラミック技術院 インクジェット印刷法によるセラミック厚膜製造用セラミックインク
JP5596524B2 (ja) * 2010-12-07 2014-09-24 セイコーエプソン株式会社 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
US9234112B2 (en) * 2013-06-05 2016-01-12 Korea Institute Of Machinery & Materials Metal precursor powder, method of manufacturing conductive metal layer or pattern, and device including the same
KR20160138156A (ko) * 2014-03-25 2016-12-02 스트라타시스 엘티디. 교차 계층 패턴의 제조 방법 및 시스템
KR20170130515A (ko) * 2015-03-25 2017-11-28 스트라타시스 엘티디. 전도성 잉크의 인 시츄 소결을 위한 방법 및 시스템
JP7424868B2 (ja) * 2020-03-06 2024-01-30 日本航空電子工業株式会社 電気接続部材を生産する方法及び配線構造

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5082402A (en) * 1990-08-08 1992-01-21 Mitsubishi Gas Chemical Co. Ltd. Method of drilling of through-holes in printed circuit board panels
US6487774B1 (en) * 1998-01-22 2002-12-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming an electronic component using ink
US6849111B2 (en) * 2002-06-03 2005-02-01 Fuji Xerox Co., Ltd. Black ink for ink-jet recording having dispersed particles with specific volume mean diameter, ink set and ink-jet recording method using the same
US20060240259A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Seiko Epson Corporation Microencapsulated particulate metal material, method for producing the same, and aqueous dispersion and ink jet ink using the same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249741A (ja) * 1998-01-22 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd インキジェット装置
JP2001214097A (ja) * 2000-02-03 2001-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸化物インキとその製造方法およびセラミック電子部品の製造方法
AU2002353536A1 (en) * 2001-12-03 2003-06-17 Showa Denko K. K. Photosensitive composition and production processes for photosensitive film and printed wiring board
JP4578100B2 (ja) * 2001-12-18 2010-11-10 旭化成イーマテリアルズ株式会社 金属酸化物分散体
JP4281318B2 (ja) * 2002-09-27 2009-06-17 コニカミノルタホールディングス株式会社 着色微粒子分散体、水性インク及びそれを用いた画像形成方法
CN1245464C (zh) * 2003-04-03 2006-03-15 大连思创信息材料有限公司 喷墨打印机用多色组合墨水
JP4447273B2 (ja) * 2003-09-19 2010-04-07 三井金属鉱業株式会社 銀インク及びその銀インクの製造方法
JP2006122900A (ja) * 2004-09-30 2006-05-18 Seiko Epson Corp カプセル化物及びその製造方法
JP2006199888A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Seiko Epson Corp 水性インク組成物及びそれを用いたインクジェット記録方法、並びに記録物
JP4766881B2 (ja) * 2005-01-28 2011-09-07 三菱鉛筆株式会社 筆記具用水性インキ組成物
AU2005329527B2 (en) * 2005-03-23 2011-10-27 Sekisui Chemical Co., Ltd. Thermally disappearing resin particle
US7790783B2 (en) * 2005-10-31 2010-09-07 Seiko Epson Corporation Water-base ink composition, inkjet recording method and recorded matter
JP2007194175A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Seiko Epson Corp 導体パターン用インク、導体パターン、配線基板及び電気光学装置並びに電子機器
JP2007194174A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Seiko Epson Corp 導体パターン用インク、導体パターン、配線基板及び電気光学装置並びに電子機器
JP4991158B2 (ja) * 2006-01-27 2012-08-01 京セラ株式会社 電子部品の製造方法
JP4867841B2 (ja) * 2007-08-01 2012-02-01 セイコーエプソン株式会社 導体パターン形成用インク

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5082402A (en) * 1990-08-08 1992-01-21 Mitsubishi Gas Chemical Co. Ltd. Method of drilling of through-holes in printed circuit board panels
US6487774B1 (en) * 1998-01-22 2002-12-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming an electronic component using ink
US6849111B2 (en) * 2002-06-03 2005-02-01 Fuji Xerox Co., Ltd. Black ink for ink-jet recording having dispersed particles with specific volume mean diameter, ink set and ink-jet recording method using the same
US20060240259A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Seiko Epson Corporation Microencapsulated particulate metal material, method for producing the same, and aqueous dispersion and ink jet ink using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20090110889A1 (en) 2009-04-30
KR20090045037A (ko) 2009-05-07
TW200936748A (en) 2009-09-01
CN101423681A (zh) 2009-05-06
CN101423681B (zh) 2011-12-14
KR101030556B1 (ko) 2011-04-21
JP4483929B2 (ja) 2010-06-16
JP2009108207A (ja) 2009-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4867905B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターン、および配線基板
JP4867904B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターン、導体パターンの形成方法および配線基板
TWI451445B (zh) 導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板
TWI401314B (zh) 導體圖案形成用墨水、導體圖案及布線基板
JP4416032B2 (ja) 充填液
JP2012140480A (ja) 導体パターン形成用インク
JP5125463B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP4911003B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP4911004B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP4911007B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP5125464B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP4911005B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2011129787A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターン、配線基板
JP5024014B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2009136844A (ja) 洗浄液および液滴吐出装置
JP4911006B2 (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2009120718A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2009138165A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2009298914A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2009298913A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP5076868B2 (ja) 配線基板の製造方法
JP2011184562A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2009138164A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2011190353A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2011157531A (ja) 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板