(57)【要約】【課題】マイグレーション現象の発生を抑制し、導通不良の発生が防止された信頼性の高い配線基板を提供すること。【解決手段】本発明の配線基板は、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形成される導体パターンを備えた配線基板であって、複数のセラミックス基板が積層した積層基板と、隣接する前記セラミックス基板同士の間に埋設された前記導体パターンと、前記積層基板の前記導体パターンの周囲の一部に形成された空隙とを有することを特徴とする。導体パターンから空隙までの距離は、前記導体パターンの平均厚さの０．３倍以上５倍以下であることが好ましい。また、空隙の平均厚さは、前記導体パターン平均厚さの０．５倍以上３倍以下であることが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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形成される導体パターンを備えた配線基板であって、
複数のセラミックス基板が積層した積層基板と、
隣接する前記セラミックス基板同士の間に埋設された前記導体パターンと、
前記積層基板の前記導体パターンの周囲の一部に形成された空隙とを有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導体パターンから空隙までの距離は、前記導体パターンの平均厚さの０．３倍以上５倍以下である請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記空隙の平均厚さは、前記導体パターンの平均厚さの０．５倍以上３倍以下である請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記導体パターンの平均厚さは、０．５μｍ以上２０μｍ以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
１つの前記導体パターンの周囲に存在する前記空隙の断面積は、前記導体パターンの横断面積の０．５倍以上３倍以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項６】
前記導体パターンの平均横断面積は、１００μｍ２以上１５００μｍ２以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
ところで、一般に配線基板に形成された導体パターンにおいて、導体パターンを構成する金属が基板内を移動するというマイグレーション現象が知られている。
近年の回路の高密度化の傾向に伴い、導体パターンが微細化した結果、上述したマイグレーション現象によって、一部の導体パターンが消失してしまって、導通不良が生じてしまうといった問題があった。セラミックス材料で構成されたセラミックス基板は、耐マイグレーション性に優れているが、より厳しい環境での使用が要求されるため、マイグレーション現象の発生を十分に防止することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８４３８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、マイグレーション現象の発生を抑制し、導通不良の発生が防止された信頼性の高い配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の配線基板は、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形成される導体パターンを備えた配線基板であって、
複数のセラミックス基板が積層した積層基板と、
隣接する前記セラミックス基板同士の間に埋設された前記導体パターンと、
前記積層基板の前記導体パターンの周囲の一部に形成された空隙とを有することを特徴とする。
これにより、マイグレーション現象の発生を抑制し、導通不良の発生が防止された信頼性の高い配線基板を提供することができる。
【０００８】
本発明の配線基板では、前記導体パターンから空隙までの距離は、前記導体パターンの平均厚さの０．３倍以上５倍以下であることが好ましい。
これにより、マイグレーション現象の発生をより効果的に抑制することができる。
本発明の配線基板では、前記空隙の平均厚さは、前記導体パターンの平均厚さの０．５倍以上３倍以下であることが好ましい。
これにより、マイグレーション現象の発生をより効果的に抑制することができる。
【０００９】
本発明の配線基板では、前記導体パターンの平均厚さは、０．５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
これにより、マイグレーション現象の発生をより効果的に抑制することができる。
本発明の配線基板では、１つの前記導体パターンの周囲に存在する前記空隙の断面積は、前記導体パターンの横断面積の０．５倍以上３倍以下であることが好ましい。
これにより、マイグレーション現象の発生をより確実に抑制することができる。
本発明の配線基板では、前記導体パターンの平均横断面積は、１００μｍ２以上１５００μｍ２以下であることが好ましい。
これにより、マイグレーション現象の発生をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の配線基板（セラミックス回路基板）の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す配線基板内部の導体パターンの断面図である。
【図３】本発明の配線基板（セラミックス回路基板）の製造方法の概略の工程を示す説明図である。
【図４】本発明の配線基板（セラミックス回路基板）の製造方法の工程説明図である。
【図５】液滴吐出装置（インクジェット装置）の一例を示す斜視図である。
【図６】液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図である。
【図７】実施例の導体パターンの形状を説明するための平面図である。
【図８】実施例の導体パターンの形状を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《配線基板および導体パターン》
図１は、本発明の配線基板の一例を示す縦断面図、図２は、図１に示す配線基板内部の導体パターンの断面図である。
図１に示すように、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導体パターン（回路）２０Ａとを有して形成されたものである。
【００１２】
また、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（回路）２０を備えている。
導体パターン２０は、金属粒子と当該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１により形成されたパターン（導体パターン前駆体、以下、単に前駆体ともいう。）１０を加熱する（焼結する）ことにより形成される導体パターンであって、金属粒子が相互に結合されてなり、少なくとも導体パターン表面において金属粒子同士が隙間なく結合している。
【００１３】
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、６５０℃以上で加熱、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。
【００１４】
なお、導体パターン２０は、導体パターン前駆体１０を焼結処理として１６０℃以上で２０分以上の条件で加熱することにより得られる。なお、この導体パターン前駆体１０の焼結は、後述するようにセラミックス成形体１５の脱脂、焼結とともに行うことができる。
なお、導体パターン２０Ａも、導体パターン２０と同様に、導体パターン形成用インクにより形成されたものとなっている。
また、積層基板３２（セラミックス基板３１）における導体パターン２０の周囲の一部に、図２に示すように空隙４０が設けられている。
【００１５】
ところで、一般に配線基板に形成された導体パターンにおいて、導体パターンを構成する金属が基板内を移動するというマイグレーション現象が知られている。
近年の回路の高密度化の傾向に伴い、導体パターンが微細化した結果、上述したマイグレーション現象によって、一部の導体パターンが消失してしまって、導通不良が生じてしまうといった問題があった。セラミックス材料で構成されたセラミックス基板は、耐マイグレーション性に優れているが、より厳しい環境での使用が要求されるため、マイグレーション現象の発生を十分に防止することができなかった。
【００１６】
これに対して、本発明では、上述したように積層基板における導体パターンの周囲の一部に空隙が設けられていることにより、導体パターンを構成する金属が移動するのを妨げることができる。すなわち、マイグレーション現象が発生するのを防止することができる。その結果、マイグレーション現象による導通不良の発生を防止することができ、信頼性の配線基板を提供することができる。
【００１７】
導体パターン２０から空隙４０までの距離は、導体パターン２０の平均厚さの０．３倍以上５倍以下であるのが好ましく、導体パターン２０の平均厚さの０．５倍以上３倍以下であるであるのがより好ましい。これにより、マイグレーション現象が発生するのをより効果的に抑制することができる。
このような空隙４０の平均厚さ（図２中、Ｘで表される厚さ）は、導体パターン２０の平均厚さの０．５倍以上３倍以下であるのが好ましく、導体パターン２０の平均厚さの０．７倍以上２倍以下であるのがより好ましい。これにより、配線基板３０全体としての強度を保持しつつ、マイグレーション現象が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００１８】
導体パターン２０と垂直な方向での配線基板３０の断面における、１つの導体パターン２０の周囲に存在する空隙４０の断面積は、導体パターン２０の横断面積の０．５倍以上３倍以下であるのが好ましく、導体パターン２０の横断面積の０．３倍以上５倍以下であるのがより好ましい。これにより、配線基板３０全体としての強度を保持しつつ、マイグレーション現象が発生するのをより確実に抑制することができる。
【００１９】
導体パターン２０の横断面積は、１００μｍ２以上１５００μｍ２以下であるのが好ましく、２００μｍ２以上１０００μｍ２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の強度を適度なものとしつつ、マイグレーション現象の発生をより確実に抑制することができる。
また、導体パターン２０の平均厚さは、０．５μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、４μｍ以上１７μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、配線基板３０全体としての強度を保持しつつ、マイグレーション現象が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００２０】
セラミックス基板３１は、シート状をなしており、導体パターン２０を支持する。
また、セラミックス基板３１には、導体パターン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導体パターン２０は、上下に配置された導体パターン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。
なお、セラミックス基板３１は、後述するように、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等のセラミックス粉末と、バインダーとを含む材料をシート状にし、その後、加熱処理（焼結処理）することにより得られる基板である。
以上のような配線基板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、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。
【００２１】
《配線基板の製造方法》
次に、本発明の配線基板の製造方法の好適な実施形態について説明する。
図３は、本発明の配線基板（セラミックス回路基板）の製造方法の概略の工程を示す説明図、図４は、本発明の配線基板（セラミックス回路基板）の製造方法の工程説明図である。
【００２２】
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１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、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。
【００２３】
以下、各工程について詳細に説明する。
［セラミックス成形体用意工程（セラミックス成形体形成工程）］
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。
セラミックス成形体１５は、例えば、以下のようにして形成する。
【００２４】
まず、図３に示すように、原料粉体として、平均粒径が０．１μｍ以上１０μｍ以下のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や酸化チタン（ＴｉＯ２）等からなるセラミックス粉末（セラミックス材料）と、平均粒径が０．１μｍ以上１０μｍ以下のホウ珪酸ガラスやさらに数種類の酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＰｂＯ等）等からなるガラス粉末とを用意し、これらを適宜な混合比、例えば１：１の重量比で混合する。
【００２５】
このようなセラミックス材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＯ・ＳｉＯ２、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２やＴｉＯ２，ＢａＴｉＯ３，ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘ，Ｐｂ１−ｘＬａｙＺｒＴｉ１−ｘＯ３，ＳｒＢｉ２ＴａＯ３等のペロブスカイト構造を持つ複合酸化物やその他の強誘電体材料、あるいは、ＭｇＴｉＯ３，Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｂａ（Ｎｉ１／３Ｔａ２／３），Ｂａ（Ｃｏ１／３Ｔａ２／３），ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２，Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０，ＬａＡｌＯ３，ＰｒＡｌＯ３，ＳｍＡｌＯ３，ＹＡｌＯ３，ＧｄＡｌＯ３，ＤｙＡｌＯ３，ＥｒＡｌＯ３，Ｓｒ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｎｉ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｃｏ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｓｒ（Ｃａ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３，Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０，Ｂａ（Ｃｏ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３などを主成分とする材料が利用可能であるが、一般的なセラミックス材料であれば、使用可能である。
【００２６】
また、ガラス成分としては、結晶化ガラスでも非晶質ガラスでも一般的なガラスであれば使用可能である。例えば、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＲＯ（Ｒは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）を含むものが挙げられ、具体的には、ＳｉＯ２−ＢａＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系のガラスやＢｉ系のガラスおよびそれらを主成分とするガラスなどが利用可能である。
【００２７】
このように、セラミックス成形体１５の材料として、ガラス材料を含むことにより、以下のような効果が得られる。ガラス材料は、焼結時において溶融し、導体パターン２０を形成されるセラミックス基板３１に固定、密着させる機能を有している。このため、形成される導体パターン２０Ａ、導体パターン２０および配線基板３０はより信頼性の高いものとなる。
【００２８】
次に、得られた混合粉末に適宜なバインダー（結合剤）や可塑剤、有機溶剤（分散剤）等を加え、混合・撹拌することにより、スラリーを得る。ここで、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。
次に、得られたスラリーを、ドクターブレード、リバースコーター等を用いてＰＥＴフィルム上にシート状に形成し、製品の製造条件に応じて数μｍ以上数百μｍ以下の厚さのシートに成形し、その後、ロールに巻き取る。
続いて、製品の用途に合わせて切断し、さらに所定寸法のシートに裁断する。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。
【００２９】
次に、必要に応じて所定の位置に、ＣＯ２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。
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、コンタクトとなるべき部位（コンタクト前駆体１６）を形成する。厚膜導電ペーストとしては、前述した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。なお、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。
以上により、複数のセラミックス成形体１５を準備する。
【００３０】
［導体パターン前駆体形成工程］
次に、上記のようにして得られたセラミックス成形体１５の一方の側の表面に、導体パターン２０となる導体パターン前駆体１０を、コンタクト前駆体１６に連続した状態に形成する。すなわち、図４（ａ）に示すようにセラミックス成形体１５上に、導体パターン形成用インク（以下単にインクともいう）１を液滴吐出（インクジェット）法により付与し、導体パターン前駆体１０を形成する。
【００３１】
本実施形態において、導体パターン形成用インクの吐出は、後述するような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。
なお、形成した導体パターン前駆体１０について、さらに乾燥処理を施してもよい。乾燥処理は、上記の液滴吐出時におけるセラミックス成形体１５の加熱温度と同様の条件で行うことができる。
【００３２】
また、液滴吐出方法によりインク１を付与してから、セラミックス成形体１５を加熱して水等の水系分散媒を蒸発させ、当該加熱後の導体パターン前駆体１０の上に再度インク１を付与する、といった工程を繰り返し行うことで、厚膜の導体パターン前駆体１０を形成してもよい。このような場合、セラミックス成形体１５に一旦付与されたインク１の粘度が上昇することから、インク１がセラミックス成形体１５上に過度に濡れ広がることを防止し、導体パターン前駆体１０の厚さ、線幅等をより精度よく目的のものとすることができる。
このようにして導体パターン前駆体１０を形成したら、同様の工程により、導体パターン前駆体１０を形成したセラミックス成形体１５を必要枚数、例えば１０枚から２０枚程度作製する。
【００３３】
［積層工程］
次いで、これらセラミックス成形体１５からＰＥＴフィルムを剥がし、図４（ｂ）に示すように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成形体１５については、上下に重ねられるセラミックス成形体１５間で、それぞれの導体パターン前駆体１０が必要に応じてコンタクト前駆体１６を介して接続するように配置する。
【００３４】
その後、積層したセラミックス成形体１５をポリエチレンパックで包装、封入した後、静水圧プレス機にてセラミックス成形体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、各セラミックス成形体１５同士を圧着する。この際に、最外層にある導体パターン前駆体１０は、図４（ｂ）に示すように、圧力によってセラミックス成形体１５内に埋設され、後述する加熱工程によって導体パターン２０Ａとなる。
以上により、積層体１７を得る。
【００３５】
［加熱工程］
次に、このようにして積層体１７を形成したら、ポリエチレンパックから開封した後、例えば、ベルト炉などによって加熱処理する。これにより、各セラミックス成形体１５は焼結されることで、図１に示すようにセラミックス基板３１となり、また、導体パターン前駆体１０は、これを構成する銀コロイド粒子が焼結して配線パターンや電極パターンからなる導体パターン（回路）２０Ａおよび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は図１に示した積層基板３２となる。
【００３６】
なお、空隙４０は、例えば、以下のようにして形成することができる。
すなわち、有機物を比較的多く含有する導体パターン形成用インクを用いて導体パターン前駆体１０を形成すると、加熱処理の際にこの導体パターン前駆体１０が導体パターン２０Ａとなる段階で体積収縮する。導体パターン形成用インクはセラミックス成形体１５内に一部浸透しているため、導体パターン２０となる段階において、アンカー効果によりセラミックス基板３１との密着性が高くなっている。さらに、この密着性の高さと、上記体積収縮によって、導体パターン２０とセラミックス基板３１との界面ではなく、導体パターン２０周囲のセラミックス基板３１内に空隙４０を形成することができる。
【００３７】
積層体１７の加熱温度としては、セラミックス成形体１５中に含まれるガラス材料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。
【００３８】
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。
また、このような温度範囲で加熱することにより、得られるセラミックス基板３１は、９００°以下の温度で焼結されて形成された、低温焼結セラミックス（ＬＴＣＣ）となる。
【００３９】
《液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置》
次に、上述した配線基板の製造方法に用いる液滴吐出装置（インクジェット装置）について図面を参照しつつ説明する。
図５は、液滴吐出装置（インクジェット装置）の一例を示す斜視図、図６は、液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図である。図５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。
【００４０】
液滴吐出装置（インクジェット装置）１００は、基材Ｓ（セラミックス成形体１５）上に導体パターン形成用インク１を吐出し、導体パターンを形成するための装置である。
液滴吐出装置１００は、図５に示す液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド。以下、単にヘッドと呼ぶ）１１０と、ベース１３０と、テーブル１４０と、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。
【００４１】
ベース１３０は、テーブル１４０、テーブル位置決め手段１７０、およびヘッド位置決め手段１８０等の液滴吐出装置１００の各構成部材を支持する台である。
テーブル１４０は、テーブル位置決め手段１７０を介してベース１３０に設置されている。また、テーブル１４０は、基材Ｓ（本実施形態ではセラミックス成形体１５）を載置するものである。
また、テーブル１４０の裏面には、ラバーヒータ（図示せず）が配設されている。テーブル１４０上に載置されたセラミックス成形体１５は、その上面全体がラバーヒータにて所定の温度に加熱されるようになっている。
【００４２】
セラミックス成形体１５に着弾したインク（導体パターン形成用インク）１は、その表面側から分散媒の少なくとも一部が蒸発する。このとき、セラミックス成形体１５は加熱されているので、分散媒の蒸発が促進される。そして、セラミックス成形体１５に着弾したインク１は、乾燥とともにその表面の外縁から増粘し、つまり、中央部に比べて外周部における固形分（粒子）濃度が速く飽和濃度に達することから表面の外縁から増粘していく。外縁の増粘したインク１は、セラミックス成形体１５の面方向に沿う自身の濡れ広がりを停止するため、着弾径しいては線幅の制御が容易になる。
【００４３】
セラミックス成形体１５の加熱温度としては、例えば、４０℃以上１００℃以下で行うのが好ましく、５０℃以上７０℃以下で行うのがより好ましい。このような条件とすることにより、分散媒が蒸発した際に、クラックが発生するのをより効果的に防止することができる。
テーブル位置決め手段１７０は、第１移動手段１７１と、モータ１７２とを有している。テーブル位置決め手段１７０は、ベース１３０におけるテーブル１４０の位置を決定し、これにより、ベース１３０におけるセラミックスグリーンシート１５の位置を決定する。
【００４４】
第１移動手段１７１は、Ｙ方向と略平行に設けられた２本のレールと、当該レール上を移動する支持台とを有している。第１移動手段１７１の支持台は、モータ１７２を介してテーブル１４０を支持している。そして、支持台がレール上を移動することにより、基材Ｓを載置するテーブル１４０は、Ｙ方向に移動および位置決めされる。
モータ１７２は、テーブル１４０を支持しており、θｚ方向にテーブル１４０を揺動および位置決めする。
【００４５】
ヘッド位置決め手段１８０は、第２移動手段１８１と、リニアモータ１８２と、モータ１８３、１８４、１８５とを有している。ヘッド位置決め手段１８０は、ヘッド１１０の位置を決定する。
第２移動手段１８１は、ベース１３０から立設する２本の支持柱と、当該支持柱同士の間に当該支持柱に支持されて設けられ、２本のレールを有するレール台と、レールに沿って移動可能でヘッド１１０を支持する支持部材（図示せず）とを有している。そして、支持部材がレールに沿って移動することにより、ヘッド１１０は、Ｘ方向に移動および位置決めされる。
【００４６】
リニアモータ１８２は、支持部材付近に設けられており、ヘッド１１０のＺ方向の移動および位置決めをすることができる。
モータ１８３、１８４、１８５は、ヘッド１１０を、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決めする。
以上のようなテーブル位置決め手段１７０およびヘッド位置決め手段１８０とにより、インクジェット装置１００は、ヘッド１１０のインク吐出面１１５Ｐと、テーブル１４０上の基材Ｓとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールできるようになっている。
【００４７】
図６に示すように、ヘッド１１０は、インクジェット方式（液滴吐出方式）によってインク１をノズル（突出部）１１８から吐出するものである。本実施形態では、ヘッド１１０は、圧電体素子としてのピエゾ素子１１３を用いてインクを吐出させるピエゾ方式を用いている。ピエゾ方式は、インク１に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えないなどの利点を有する。
【００４８】
ヘッド１１０は、ヘッド本体１１１と、振動板１１２と、ピエゾ素子１１３とを有している。
ヘッド本体１１１は、本体１１４と、その下端面にノズルプレート１１５とを有している。そして、本体１１４を板状のノズルプレート１１５と振動板１１２とが挟み込むことにより、空間としてのリザーバ１１６およびリザーバ１１６から分岐した複数のインク室１１７が形成されている。
【００４９】
リザーバ１１６には、図示せぬインクタンクよりインク１が供給される。リザーバ１１６は、各インク室１１７にインク１を供給するための流路を形成している。
また、ノズルプレート１１５は、本体１１４の下端面に装着されており、インク吐出面１１５Ｐを構成している。このノズルプレート１１５には、インク１を吐出する複数のノズル１１８が、各インク室１１７に対応して開口されている。そして、各インク室１１７から対応するノズル１１８に向かって、インク流路が形成されている。
【００５０】
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。
【００５１】
そして、駆動回路１９１からピエゾ素子１１３に電気信号を入力すると、ピエゾ素子１１３が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子１１３が収縮変形すると、インク室１１７の圧力が低下して、リザーバ１１６からインク室１１７にインク１が流入する。また、ピエゾ素子１１３が膨張変形すると、インク室１１７の圧力が増加して、ノズル１１８からインク１が吐出される。なお、印加電圧を変化させることにより、ピエゾ素子１１３の変形量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子１１３の変形速度を制御することができる。すなわち、ピエゾ素子１１３への印加電圧を制御することにより、インク１の吐出条件を制御し得るようになっている。
【００５２】
制御装置１９０は、インクジェット装置１００の各部位を制御する。例えば、駆動回路１９１で生成する印加電圧の波形を調節してインク１の吐出条件を制御したり、ヘッド位置決め手段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材Ｓへのインク１の吐出位置を制御する。
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１を、セラミックス成形体１５（基材Ｓ）上の所望する場所に所望の量、精度良く吐出し、配することができる。
【００５３】
《導体パターン形成用インク》
次に、上述したような導体パターン２０および空隙４０を形成するのに好適に用いることができる導体パターン形成用インクについて説明する。
なお、本実施形態では、金属粒子を水系分散媒に分散してなる分散液として、銀粒子が分散した分散液を用いた場合について代表的に説明する。
【００５４】
以下、導体パターン形成用インクの各構成成分について詳細に説明する。
［水系分散媒］
まず、水系分散媒について説明する。
本発明において、「水系分散媒」とは、水および／または水との相溶性に優れる液体（例えば、２５℃における水１００ｇに対する溶解度が３０ｇ以上の液体）で構成されたもののことを指す。このように、水系分散媒は、水および／または水との相溶性に優れる液体で構成されたものであるが、主として水で構成されたものであるのが好ましく、特に、水の含有率が７０ｗｔ％以上のものであるのが好ましく、９０ｗｔ％以上のものであるのがより好ましい。
【００５５】
水系分散媒の具体例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒、ピリジン、ピラジン、ピロール等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、アセトアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等が挙げられ、これらのうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、導体パターン形成用インク中における水系分散媒の含有量は、２５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であることが好ましく、３０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることがより好ましい。これにより、インクの粘度を好適なものとしつつ、分散媒の揮発による粘度の変化を少ないものとすることができる。
【００５６】
［銀粒子］
次に、銀粒子（金属粒子）について説明する。
銀粒子は、形成される導体パターンの主成分であり、導体パターンに導電性を付与する成分である。
また、銀粒子は、インク中において分散している。
【００５７】
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。
【００５８】
なお、一般に、液滴吐出法により導体パターン前駆体を形成する場合、そのインクの吐出安定性を確保するために、上述したような粒径とすることが必要となり、他の印刷法等と比較して比較的小さな粒径の銀粒子を用いる。このような場合、導体パターン前駆体における銀粒子の融点が低下してしまう。このため、従来の導体パターン前駆体では、セラミックス成形体の焼成時において同時に導体パターンを製造すると、導体パターン前駆体の銀粒子が比較的早期に溶融して、銀が長時間液体の状態で維持される結果、導体パターン前駆体が接触する他の電気部品等に流出し、導体パターンと電気部品とが十分に接続されない問題があった。しかしながら、本発明では、導体パターン前駆体が後述するようなパッド膜を備える結果、このような問題が防止されている。
【００５９】
また、インク中において、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、インク中に含まれる銀粒子（分散剤が表面に吸着していない銀粒子（金属粒子））の含有量は、０．５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であるのが好ましく、１０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターンの断線をより効果的に防止することができ、より信頼性の高い導体パターンを提供することができる。
また、銀粒子（金属粒子）は、その表面に分散剤が付着した銀コロイド粒子（金属コロイド粒子）として、水系分散媒中に分散していることが好ましい。これにより、銀粒子の水系分散媒への分散性が特に優れたものとなり、インクの吐出安定性が特に優れたものとなる。
【００６０】
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中に存在することにより、より容易に微細な導体パターンを形成することができる。また、インクによって形成されたパターン（導体パターン前駆体）において銀粒子が均一に分布し、クラック、断線等が発生しにくいものとなる。これに対して、分散剤中のＣＯＯＨ基とＯＨ基の数が３個未満であったり、ＣＯＯＨ基の数がＯＨ基の数よりも少ないと、銀コロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
このような分散剤としては、例えば、クエン酸、りんご酸、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、クエン酸三アンモニウム、りんご酸二ナトリウム、タンニン酸、ガロタンニン酸、五倍子タンニン等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
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中に存在することにより、より容易に微細な導体パターンを形成することができる。また、インクによって形成されたパターン（導体パターン前駆体）において銀粒子が均一に分布し、クラック、断線等が発生しにくいものとなる。これに対して、分散剤中のＣＯＯＨ基とＳＨ基の数が２個未満すなわち片方のみであると、銀コロイド粒子の分散性が十分に得られない場合がある。
【００６２】
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。
【００６３】
インク中における銀コロイド粒子の含有量は、１ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であるのが好ましく、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。銀コロイド粒子の含有量が前記下限値未満であると、銀の含有量が少なく、導体パターンを形成した際、比較的厚い膜を形成する場合に、複数回重ね塗りする必要が生じる。一方、銀コロイド粒子の含有量が前記上限値を超えると、銀の含有量が多くなり、分散性が低下し、これを防ぐためには攪拌の頻度が高くなる。
【００６４】
また、銀コロイド粒子の熱重量分析における５００℃までの加熱減量は、１ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下が好ましい。コロイド粒子（固形分）を５００℃まで加熱すると、表面に付着した分散剤等が酸化分解され、大部分のものはガス化されて消失する。５００℃までの加熱による減量は、銀コロイド粒子中の分散剤の量にほぼ相当すると考えられる。加熱減量が１ｗｔ％未満であると、銀粒子に対する分散剤の量が少なく、銀粒子の充分な分散性が低下する。一方、２５ｗｔ％を超えると、銀粒子に対する残留分散剤の量が多なり、導体パターンの比抵抗が高くなる。但し、比抵抗は、導体パターンの形成後に加熱焼結して有機分を分解消失させることである程度改善することができる。そのため、基板として、より高温で焼結されるセラミックス成形体等を用いた場合このような効果を容易に得ることができる。
【００６５】
［有機バインダー］
また、導体パターン形成用インクは、有機バインダーを含んでいてもよい。有機バインダーは、導体パターン形成用インクによって形成された導体パターン前駆体において、銀粒子の凝集を防止するものである。すなわち、形成された導体パターン前駆体において、有機バインダーは、銀粒子同士の間に存在することで銀粒子同士が凝集して、パターンの一部に亀裂（クラック）が生じることを防止できる。また、焼結時においては、有機バインダーは、分解されて除去されることができ、導体パターン前駆体中の銀粒子同士は、結合して導体パターンを形成する。
【００６６】
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。
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。
【００６７】
ポリグリセリン化合物は、導体パターン形成用インクによって形成された導体パターン前駆体を乾燥（脱分散媒）した際に、導体パターン前駆体にクラックが発生するのを特に好適に防止することができる。これは、以下のように考えられる。導体パターン形成用インク中にポリグリセリン化合物が含まれることにより、銀粒子（金属粒子）の間に高分子鎖が存在することとなり、ポリグリセリン化合物が銀粒子同士の距離を適度なものとすることができる。さらに、ポリグリセリン化合物は比較的沸点が高いため、水系分散媒の除去時においては除去されず、銀粒子の周囲に付着する。以上により、水系分散媒除去時において、ポリグリセリン化合物が銀粒子を包み込んだ状態が長く続き、水系分散媒の揮発による急激な体積収縮が避けられるとともに銀の粒成長（凝集）が妨げられる結果、導体パターン前駆体中のクラックの発生が抑制されると考えられる。
【００６８】
また、ポリグリセリン化合物は、導体パターンを形成する際の焼結時において、断線が発生するのをより確実に防止することができる。これは、以下のように考えられる。ポリグリセリン化合物は、比較的沸点あるいは分解温度が高い。このため、導体パターン形成用インクから導体パターンを形成する過程において、水系分散媒が蒸発した後、比較的高い温度まで、ポリグリセリン化合物を、蒸発或いは熱（酸化）分解せずに、導体パターン前駆体中に存在させることができる。したがって、ポリグリセリン化合物が蒸発或いは熱（酸化）分解するまでは、銀粒子の周囲にポリグリセリン化合物が存在し、銀粒子同士の接近と凝集とを抑制することができ、ポリグリセリン化合物が分解した後には、より均一に銀粒子同士を接合させることができる。さらに、焼結時においてパターン中の銀粒子（金属粒子）の間に高分子鎖（ポリグリセリン化合物）が存在することとなり、ポリグリセリン化合物が銀粒子同士の距離を保つことができる。また、このポリグリセリン化合物は、適度な流動性を有している。このため、ポリグリセリン化合物を含むことにより、導体パターン前駆体は、セラミックス成形体の温度変化による膨張・収縮への追従性が優れたものとなる。
【００６９】
以上より、形成された導体パターンに断線が生じることをより確実に防止することができると考えられる。
また、このようなポリグリセリン化合物を含むことにより、インクの粘度をより適度なものとすることができ、インクジェットヘッドからの吐出安定性をより効果的に向上させることができる。また、成膜性も向上させることができる。
【００７０】
ポリグリセリン化合物としては、上述した中でも、ポリグリセリンを用いるのが好ましい。ポリグリセリンは、セラミックス成形体の温度変化による膨張・収縮への追従性が特に優れるとともに、セラミックス成形体の焼結後には、導体パターン中からより確実に除去することができる成分である。その結果、導体パターンの電気的特性をより高いものとすることができる。さらに、ポリグリセリンは、水系分散媒への溶解度も高いので、好適に用いることができる。
【００７１】
有機バインダーは、その重量平均分子量が３００以上３０００以下であるのが好ましく、４００以上１０００以下であるのがより好ましく、４００以上６００以下であるのがさらに好ましい。これにより、導体パターン形成用インクによって形成されたパターンを乾燥した際に、クラックの発生をより確実に防止することができる。これに対し、有機バインダーの重量平均分子量が前記下限値未満であると、有機バインダーの組成によっては、水系分散媒を除去する際に有機バインダーが分解しやすい傾向があり、クラックの発生を防止する効果が小さくなる。また、有機バインダーの重量平均分子量が前記上限値を超えると、有機バインダーの組成によっては、排除体積効果等によりインク中への溶解性、分散性が低下する場合がある。
【００７２】
また、インク中に有機バインダーの含有量は、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であるのが好ましく、５ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、インクの吐出安定性を特に優れたものとしつつ、クラック、断線の発生をより効果的に防止することができる。これに対して、有機バインダーの含有量が前記下限値未満であると、有機バインダーの組成によっては、クラックの発生を防止する効果が小さくなる場合がある。また、有機バインダーの含有量が前記上限値を超えると、有機バインダーの組成によっては、インクの粘度を十分に低いものとすることが困難な場合がある。
【００７３】
［乾燥抑制剤］
また、導体パターン形成用インクは、乾燥抑制剤を含んでいてもよい。乾燥抑制剤は、インク中の水系分散媒の不本意な揮発を防止するものである。その結果、インクジェット装置の吐出部付近において水系分散媒が揮発することを防止でき、インクの粘度の上昇、乾燥が抑えられる。導体パターン形成用インクは、このような乾燥抑制剤を含む結果、インクの液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。すなわち、インクの液滴の重量のばらつきが小さいものとなり、目詰まり、飛行曲がり等が少ないものとなる。また、特に、インクジェット装置に導体パターン形成用インクを充填した後に、長期間（例えば、５日間）運転を行わずにインクジェット装置を待機状態とした場合であっても、導体パターン形成用インクは、均一な量で、目的とする位置に精度よく吐出させることができる。
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、糖アルコール、アルカノールアミン等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
【化１】
2011192813.tif 000003
（ただし、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ、Ｈまたはアルキル基である。）
【００７５】
上記式（Ｉ）で表される化合物は、水素結合性の高い成分である。このため、水との親和性が高く、適度な水分を保持することができ、導体パターン形成用インクの水系分散媒の不本意な揮発を防止することができる。
また、上記化合物は、比較的燃焼しやすく、導体パターンを形成する際には導体パターン内からより容易に除去（酸化分解）することができる。
【００７６】
また、導体パターン形成用インクによって形成されたパターンを乾燥（脱分散媒）する際に、水系分散媒が揮発とともに、上記化合物の濃度が上昇する。これにより、導体パターン前駆体の粘度が上昇するため、導体パターン前駆体を構成するインクの不本意な部位への流れ出しがより確実に防止される。その結果、形成される導体パターンをより高い精度で所望の形状とすることができる。
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。
【００７７】
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。
【００７８】
このような上記式（Ｉ）で表される化合物のインク中における含有量は、５ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下であるのが好ましく、８ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であるのがより好ましく、１０ｗｔ％以上１８ｗｔ％以下であるのがさらに好ましい。これにより、導体パターン形成用インクの不本意な乾燥をより効率よく防止することができる。その結果、インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
【００７９】
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。
【００８０】
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中におけるアルカノールアミンの含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのが好ましく、３ｗｔ％以上７ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インクの吐出安定性をより優れたものとすることができる。
【００８１】
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、導体パターンを形成する際には、導体パターンの温度を糖アルコールの分解温度よりも高くすることで、導体パターン内から糖アルコールを確実に除去（酸化分解）することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
上述したような糖アルコールの、導体パターン形成用インク中における含有量は、３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であるのが好ましく、５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インクの水系分散媒の揮発をより確実に抑制することができ、導体パターン形成用インクは、より長期にわたって液滴の吐出安定性が特に優れたものとなる。
【００８４】
［表面張力調整剤］
また、導体パターン形成用インクには、表面張力調整剤を含んでいてもよい。
表面張力調整剤は、導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角を所定の角度に調整するために用いられる。
表面張力調整剤としては、各種界面活性剤を用いることができ、１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、アセチレングリコール系化合物を含むことが好ましい。
【００８５】
アセチレングリコール系化合物は、少ない添加量で、導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角を所定の範囲に調整することができる。このように、導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角を所定の範囲に調整することにより、より微細な導体パターンを形成することができる。また、吐出した液滴内に気泡が混入した場合であっても、速やかに気泡を除去することができる。その結果、形成される導体パターンでのクラック、断線の発生をより効果的に防止することができる。
【００８６】
アセチレングリコール系化合物としては、例えば、サーフィノール１０４シリーズ（１０４Ｅ、１０４Ｈ、１０４ＰＧ−５０、１０４ＰＡ等）、サーフィノール４００シリーズ（４２０、４６５、４８５等）、オルフィンシリーズ（ＥＸＰ４０３６、ＥＸＰ４００１、Ｅ１０１０等）（「サーフィノール」および「オルフィン」は、日信化学工業株式会社の商品名）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、インク中には、ＨＬＢ値が異なる２種以上のアセチレングリコール系化合物を含んでいるのが好ましい。導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角を所定の範囲により容易に調整することができる。
【００８７】
特に、インク中に含まれる２種以上のアセチレングリコール系化合物のうち、最もＨＬＢ値が高いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値と、最もＨＬＢ値が低いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値との差が、４以上１２以下であるのが好ましく、５以上１０以下であるのがより好ましい。これにより、より少ないアセチレングリコール系化合物の添加量で、導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角を所定の範囲により容易に調整することができる。
【００８８】
インク中に２種以上のアセチレングリコール系化合物を含むものを用いる場合、最もＨＬＢ値の高いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値は、８以上１６以下であるのが好ましく、９以上１４以下であるのがより好ましい。
また、インク中に２種以上のアセチレングリコール系化合物を含むものを用いる場合、最もＨＬＢ値の低いアセチレングリコール系化合物のＨＬＢ値は、２以上７以下であるのが好ましく、３以上５以下であるのがより好ましい。
インク中に含まれる表面張力調整剤の含有量は、０．００１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．０１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角をより効果的に所定の範囲に調整することができる。
【００８９】
［その他の成分］
なお、導体パターン形成用インクの構成成分は、上記成分に限定されず、上記以外の成分を含んでいてもよい。
例えば、導体パターン形成用インクには、上記成分の他、１，３−プロパンジオールが含まれていてもよい。これにより、インクジェットヘッドの吐出部付近における水系分散媒の揮発をより効果的に抑制することができるとともに、インクの粘度をより適度なものとすることができ、吐出安定性がさらに向上する。
【００９０】
インク中に１，３−プロパンジオールを含む場合、その含有量は、０．５ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であるのが好ましく、２ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、インクの吐出安定性をより効果的に向上させることができる。
また、例えば、導体パターン形成用インクは、エチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコールを含んでいてもよい。導体パターン形成用インクは、上述した尿素以外にも、チオ尿素を含んでいてもよい。
【００９１】
導体パターン形成用インクとセラミックス成形体との接触角は、特に限定されないが、４０°以上８０°以下であることが好ましく、５０°以上８０°以下であることがより好ましい。接触角が小さすぎると、微細な線幅の導体パターンを形成するのが困難となる場合がある。一方、接触角が大きすぎると、吐出条件等によっては、均一な線幅の導体パターンを形成するのが困難となる場合がある。また、着弾した液滴とセラミックス成形体との接触面積が小さくなりすぎてしまい、着弾した液滴が着弾位置からずれてしまう場合がある。
【００９２】
また、導体パターン形成インクの粘度は、特に限定されないが、１ｍＰａ・ｓ以上２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、３ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。これにより、液滴の吐出安定性を優れたものとすることができるとともに、セラミックス成形体に着弾したインクの濡れ広がりを防止することができ、微細な線幅の導体パターン前駆体を形成することができる。
【００９３】
上述したような導体パターン形成用インクは、ポリグリセリン等の有機バインダーや糖アルコール等を多く含んでいるので、好適に湾曲凹面を備えた導体パターンを形成することができる。
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。
【００９４】
例えば、前述した実施形態では、金属粒子を溶媒に分散してなる分散液として、コロイド液を用いる場合について説明したが、コロイド液でなくてもよい。
また、前述した実施形態では、導体パターン形成用インクは、銀粒子が分散したものとして説明したが、銀以外のものであってもよい。金属粒子に含まれる金属としては、例えば、銀、銅、パラジウム、白金、金、または、これらの合金等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。金属粒子が合金である場合、前記金属が主とするもので、多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。
【実施例】
【００９５】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
［１］導体パターン形成用インクの調製
導体パターン形成用インクは、以下のようにして製造した。
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。
【００９６】
この銀コロイド液に、キシリトールと、ポリグリセリンと、アセチレングリコール系化合物としてのサーフィノール１０４ＰＧ−５０（日信化学工業社製）およびオルフィンＥＸＰ４０３６（日信化学工業社製）とを添加し、さらに濃度調整用のイオン交換水を添加して調整し、導体パターン形成用インク（以下単にインクとも言う）１とした。インク中における銀コロイド粒子の含有量は４０ｗｔ％、キシリトールの含有量は６ｗｔ％、ポリグリセリンの含有量は９ｗｔ％、サーフィノール１０４ＰＧ−５０の含有量は０．０２ｗｔ％、オルフィンＥＸＰ４０３６の含有量は０．００６ｗｔ％、水の含有量は４４．９７４ｗｔ％であった。
【００９７】
［２］配線基板の製造
（実施例）
［セラミックスグリーンシート（セラミックス成形体）形成工程］
まず、以下のよう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）を用意した。
【００９８】
平均粒径が１〜２μｍ程度のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や酸化チタン（ＴｉＯ２）等からなるセラミックス粉末と、平均粒径が１〜２μｍ程度のＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−ＢａＯ−ＭｇＯガラス粉末とを１：１の重量比で混合し、バインダー（結合剤）としてポリビニルブチラール、可塑剤としてジブチルフタレートを加え、混合・撹拌することにより得たスラリーを、ドクターブレードでＰＥＴフィルム上にシート状に形成したものをセラミックスグリーンシートとし、１辺の長さを２００ｍｍとする正方形状に裁断したものを使用した。
【００９９】
［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導体パターン形成用インクを、それぞれ図５、６に示すようなインクジェット装置に投入した。
まず、上記導体パターン形成用インクを搭載した上記インクジェット装置を用いて描画を行い、インクが安定して吐出されることを確認した。
【０１００】
次に、上記セラミックスグリーンシートを６０℃に昇温保持した。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、厚さが１３μｍ、幅５０μｍの２０本の櫛歯形状を有する櫛型導体パターンを描画した（図７参照）。そして、この櫛型導体パター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３０分間加熱して乾燥した。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。
【０１０１】
次に、第１のセラミックスグリーンシートに積層すべきセラミックスグリーンシート（第２のセラミックスグリーンシート）上に、積層した状態における上部から平面視した際の、第１のセラミックスグリーンシートの櫛型導体パターンとの位置関係が、図８に示すようになるように、櫛型導体パターンを形成した。なお、第２のセラミックスグリーンシート上に形成された櫛型導体パターンの導体幅が５０μｍ、平面視した際の第１のセラミックスグリーンシート上の導体と、第２のセラミックスグリーンシート上の導体との間隔が５０μｍ、櫛型導体パターンの重ね代の長さ（図８中ｄ１）が５０ｍｍ、導体の先端とショートバーの間隙（図８中ｄ２）が１０ｍｍとなるように配置して形成した。そして、この櫛型導体パター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３０分間加熱して乾燥した。
【０１０２】
次に、別のセラミックスグリーンシートに上記の対となる各シートの櫛型導体パターンの両ショートバー位置上に機械式パンチ等によって孔開けを行うことで、各櫛型導体パターンにつき５箇所ずつ計１０箇所に直径１００μｍのスルーホールを形成し、得られた各実施例および比較例の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）上にショートバーと重なるように各櫛型導体パターンに対して１０ｍｍ角のパターンを、得られた各実施例および比較例の導体パターン形成用インクを用いて上記液滴吐出装置を用いて端子部を形成した。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３のセラミックスグリーンシートとした。
【０１０３】
次に、第１のセラミックスグリーンシート上に、第３のセラミックスグリーンシートに形成したコンタクト（ビア）と同位置かつ櫛型導体パターンの形成されていない位置のみに、機械式パンチ等によって孔開けを行うことで、計５箇所に直径１００μｍのスルーホールを形成し、得られた各実施例および比較例の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。
【０１０４】
［積層工程］
次に、第３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、次に、第２のセラミックスグリーンシートを積層し、第２のセラミックスグリーンシートの下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３枚積層し、生の積層体を得た。
次に、生の積層体を、９５℃の温度において、２５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０分間プレスした。
【０１０５】
［加熱工程］
その後、酸素濃度２３．０％の雰囲気中において、平均昇温速度１．０℃／分（変化前の平均昇温速度）で約５時間かけて３００℃まで昇温し、その後、平均昇温速度１０．０℃／分（変化後の平均昇温速度）で約３０分間かけて脱脂完了温度６００℃まで昇温した。その後、４時間保持した後、５．０℃／分で最高温度（最大加熱温度）８９０℃まで昇温した。さらに、最高温度８９０℃で３０分間保持した後、冷却して、セラミックス回路基板（配線基板）を得た。このようなセラミックス回路基板を１１個製造した。
【０１０６】
得られたセラミックス回路基板（配線基板）のうち、１個を破断し、断面をＳＥＭ観察行ったところ、配線の平均厚さは、９μｍであった。また、上部（第３のセラミックスグリーンシート側）には配線からの距離７μｍの位置に４μｍ厚の空隙が存在することが確認された。また、下部（無加工のセラミックスグリーンシート側）に配線からの距離１０μｍの位置に５μｍ厚の空隙が存在することが確認された。配線の断面積は３００μｍ２
であり、上部の空隙の断面積は２１０μｍ２、下部の空隙の断面積は３５０μｍ２であった。
【０１０７】
（比較例）
導体パターン前駆体形成工程において、銀ペースト（「Ｎ−５０１２」、日本電気真空ガラス社製）を用いてスクリーン印刷で同様の円形パッドを形成した以外は、前記実施例１と同様にしてセラミックス回路基板（配線基板）を製造した。このようなセラミックス回路基板を１１個製造した。
得られたセラミックス回路基板（配線基板）のうち、１個を破断し、断面をＳＥＭ観察行ったところ、配線の平均厚さは、１１μｍであった。また、上部（第１のセラミックスグリーンシート側）および下部（無加工のセラミックスグリーンシート側）ともに空隙は確認されなかった。
【０１０８】
[４]  マイグレーション評価
得られたセラミックス回路基板上の端子部表面上にニッケルめっき層を形成し、さらに金めっき層を形成させた。このようなニッケル／金めっき膜を実施例および比較例で製造した１０個それぞれに形成した。次に、各セラミックス回路基板内の２層目（第１のセラミックスグリーンシート層）と３層目（第２のセラミックスグリーンシート層）に形成された櫛型導体パターンの両端子間にＤＣ５０Ｖの電圧が印加されるように、ニッケル／金めっき膜が形成された１層目（第２のセラミックスグリーンシート層）の端子部に電圧を印加した状態で、各試料を温度８５℃、湿度８５％の条件下で１０００時間放置し、１０００時間後の各試料の絶縁抵抗を測定した。本実験例では、絶縁抵抗が１０９Ω未満の試料を不良とし、それぞれ不良となった試料の数を比較した。
本発明の配線基板は、絶縁抵抗が１０９Ωを下回った試料はなかった。一方、比較例では、絶縁抵抗が１０９Ωを下回った試料が６個確認された。このことから、硫化処理を行うことにより、マイグレーションを効果的に防止できることがわかる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…導体パターン形成用インク（インク）  １０…導体パターン前駆体（前駆体）  １５…セラミックス成形体（セラミックスグリーンシート）  １６…コンタクト前駆体  １７…積層体  ２０、２０Ａ…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  ４０…空隙  １００…インクジェット装置（液滴吐出装置）  １１０…インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド、ヘッド）  １１１…ヘッド本体  １１２…振動板  １１３…ピエゾ素子  １１４…本体  １１５…ノズルプレート  １１５Ｐ…インク吐出面  １１６…リザーバ  １１７…インク室  １１８…ノズル（突出部）  １３０…ベース  １４０…テーブル  １７０…テーブル位置決め手段  １７１…第１移動手段  １７２…モータ  １８０…ヘッド位置決め手段  １８１…第２移動手段  １８２…リニアモータ  １８３、１８４、１８５…モータ  １９０…制御装置  １９１…駆動回路  Ｓ…基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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