(57)【要約】      （修正有）【課題】導体パターン形成用インクを安定して吐出することが可能な液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】液滴吐出ヘッド１１０は、基材上に導体パターンを形成するのに用いられ、金属粒子が水系分散媒に分散したインク２００を吐出するものであって、インク２００を貯留する吐出液貯留室１１８が形成された基板１１１と、吐出液貯留室１１８を覆うように基板１１１の一方の面側に設けられ、インク２００を液滴として吐出するノズル１１７を備えるノズルプレート１１２と、吐出液貯留室１１８を覆うように基板１１１の他方の面側に設けられた振動板１１３とを有し、基板１１１のインク２００と接する部位の少なくとも一部が、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に導体パターンを形成するのに用いられ、金属粒子が水系分散媒に分散した導体パターン形成用インクを吐出する液滴吐出ヘッドであって、
前記導体パターン形成用インクを貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面側に設けられ、前記導体パターン形成用インクを液滴として吐出するノズルを備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面側に設けられた振動板とを有し、
前記基板の前記導体パターン形成用インクと接する部位の少なくとも一部が、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ステンレス鋼のリンの含有量は、６００ｐｐｍ以下である請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記振動板の前記基板が設けられている側とは反対の面側に、圧電素子が設けられている請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置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。
【０００３】
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。
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。
【０００４】
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）。
しかしながら、従来の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッド内で金属粒子の凝集が生じてしまい、導体パターン形成用インクを安定して吐出することが困難であった。
【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、導体パターン形成用インクを安定して吐出することが可能な液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置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。
本発明の液滴吐出ヘッドは、基材上に導体パターンを形成するのに用いられ、金属粒子が水系分散媒に分散した導体パターン形成用インクを吐出する液滴吐出ヘッドであって、
前記導体パターン形成用インクを貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面側に設けられ、前記導体パターン形成用インクを液滴として吐出するノズルを備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面側に設けられた振動板とを有し、
前記基板の前記導体パターン形成用インクと接する部位の少なくとも一部が、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されていることを特徴とする。
これにより、導体パターン形成用インクを安定して吐出することが可能な液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【０００８】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ステンレス鋼のリンの含有量は、６００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
これにより、導体パターン形成用インクをより安定して吐出することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記振動板の前記基板が設けられている側とは反対の面側に、圧電素子が設けられていることが好ましい。
これにより、導体パターン形成用インクをより安定して吐出することができる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。
これにより、導体パターン形成用インクを安定して吐出することが可能な液滴吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の液滴吐出装置の概略構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の液滴吐出ヘッドの概略構成の一例を示す断面図である。
【図３】液滴吐出装置の全体構成の一例を示した模式図である。
【図４】本発明の配線基板（セラミックス回路基板）の好適な実施形態の一例を示す縦断面図である。
【図５】図４に示す配線基板（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６】図４の配線基板（セラミックス回路基板）の製造工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置》
図１は、本発明の液滴吐出装置（インクジェット装置）の一例を示す斜視図、図２は、本発明の液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図、図３は、液滴吐出装置の全体構成の一例を示した模式図である。図１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。
【００１１】
液滴吐出装置（インクジェット装置）１００は、基材Ｓ上に金属粒子が水系分散媒に分散した導体パターン形成用インクを吐出し、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２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、インク貯留槽１５０と、サブタンク１６０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。
【００１２】
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グリーンシート１５）を載置するものである。
【００１３】
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グリーンシート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。
セラミックスグリーンシート１５に着弾したインク（導体パターン形成用インク）２００は、その表面側から水系分散媒の少なくとも一部が蒸発する。このとき、セラミックスグリーンシート１５は加熱されているので、水系分散媒の蒸発が促進される。そして、セラミックスグリーンシート１５に着弾したインク２００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２００は、セラミックスグリーンシート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。
【００１４】
セラミックスグリーンシート１５の加熱温度としては、例えば、４０℃以上１００℃以下で行うのが好ましく、５０℃以上７０℃以下で行うのがより好ましい。このような条件とすることにより、水系分散媒が蒸発した際に、クラックが発生するのをより効果的に防止することができる。
テーブル位置決め手段１７０は、第１移動手段１７１と、モータ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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１１２Ｐ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。
【００１８】
液滴吐出ヘッド１１０は、図２に示すように、基板１１１と、基板１１１の一方の面側に設けられたノズルプレート１１２と、基板１１１の他方の面側に設けられた振動板１１３と、振動板１１３の基板１１１の側とは反対の面側に設けられたピエゾ素子１１４とを有している。
基板１１１は、ノズルプレート１１２と振動板１１３とで挟み込むことにより形成された吐出液貯留室１１８を有している。そして、吐出液貯留室１１８は、リザーバ１１５とリザーバ１１５から分岐した複数のインク室１１６とで構成されている。
【００１９】
リザーバ１１５には、図示せぬインクタンクより、図示せぬインク流路を介してインク２００が供給される。リザーバ１１５は、各インク室１１６にインク２００を供給するための流路を形成している。
本実施形態において、基板１１１は、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されている。硫黄の含有量がこのような範囲のステンレス鋼で基板１１１を構成することにより、インク２００中に含まれる金属粒子が凝集するのを効果的に防止することができる。これは、ステンレス鋼からの金属粒子への電子の移動が抑えられることによるものと考えられる。
【００２０】
これに対して、硫黄の含有量が前記下限値未満であると、基板１１１の製造工程において、加工工程中に加工硬化が生じるため、中間焼鈍を挟んでステンレス鋼を軟化させながら加工を繰り返して基板１１１を形成する必要があり、加工精度が低下し、吐出のばらつきの原因となってしまう。一方、硫黄の含有量が前記上限値を超えると、ステンレス鋼からの金属粒子への電子の移動が多くなり、金属粒子の凝集が顕著となるため、インク２００を安定して吐出するのが困難となる。
【００２１】
上述したように、基板１１１は、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されているが、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されているのが好ましく、硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されているのがより好ましい。これにより、上述したような効果をより顕著なものとすることができる。
また、ステンレス鋼は、リンの含有量が６００ｐｐｍ以下のものを用いるのが好ましく、１ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下のものを用いるのがより好ましい。これにより、ステンレス鋼からの金属粒子への電子の移動をより確実に抑制することができ、インク２００中に含まれる金属粒子が凝集するのをさらに効果的に防止することができる。
【００２２】
ノズルプレート１１２は、基板１１１の下端面に、吐出液貯留室１１８を覆うように装着されており、インク吐出面１１２Ｐを構成している。このノズルプレート１１２には、インク２００を吐出する複数のノズル１１７が、各インク室１１６に対応して開口されている。そして、各インク室１１６から対応するノズル１１７に向かって、インク流路が形成されている。
【００２３】
なお、このようなノズルプレート１１２も、上述したようなステンレス鋼で構成されているのが好ましい。これにより、吐出液貯留室１１８内のインク２００中に含まれる金属粒子が凝集するのをさらに効果的に防止することができる。
振動板１１３は、基板１１１の上端面に、吐出液貯留室１１８を覆うように装着されており、各インク室１１６の壁面を構成している。振動板１１３は、ピエゾ素子１１４の振動に応じて振動可能となっている。
【００２４】
この振動板１１３も、上述したようなステンレス鋼で構成されているのが好ましい。これにより、吐出液貯留室１１８内のインク２００中に含まれる金属粒子が凝集するのをさらに効果的に防止することができる。
ピエゾ素子１１４は、その振動板１１３の基板１１１と反対側に、各インク室１１６に対応して設けられている。ピエゾ素子１１４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。
【００２５】
そして、駆動回路１９１からピエゾ素子１１４に電気信号を入力すると、ピエゾ素子１１４が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子１１４が収縮変形すると、インク室１１６の圧力が低下して、リザーバ１１５からインク室１１６にインク２００が流入する。また、ピエゾ素子１１４が膨張変形すると、インク室１１６の圧力が増加して、ノズル１１７からインク２００が吐出される。なお、印加電圧を変化させることにより、ピエゾ素子１１４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１１４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１１４への印加電圧を制御することにより、インク２００の吐出条件を制御し得るようになっている。
【００２６】
制御装置１９０は、インクジェット装置１００の各部位を制御する。例えば、駆動回路１９１で生成する印加電圧の波形を調節してインク２００の吐出条件を制御したり、ヘッド位置決め手段１８０およびテーブル位置決め手段１７０を制御することにより基材Ｓへのインク２００の吐出位置を制御する。
また、インク貯留槽１５０は、インク２００を貯留する。
【００２７】
インク貯留槽１５０は、図３に示すように、搬送路１５１を介して、サブタンク１６０に接続されている。
サブタンク１６０は、図３に示すように、搬送路１６１を介して、ヘッド１１０（リザーバ１１５）に接続されており、インク貯留槽１５０に貯留されたインク１は、サブタンク１６０に搬送され、さらに、液滴吐出時等における必要に応じてリザーバ１１５に供給される。
【００２８】
また、搬送路１６１には、図３に示すように、ヘッド１１０へインク２００を搬送する圧力を調整する圧力調整弁１６２と、インク２００の逆流を防止する自己封止弁１６３とが設けられている。
このようなインク２００の供給系における、インク貯留槽１５０、搬送路１５１、サブタンク１６０、搬送路１６１、圧力調整弁１６２および自己封止弁１６３のインク２００と接する部位も、上述したようなステンレス鋼で構成されているのが好ましい。これにより、インク２００をより安定して吐出することができる。
【００２９】
以上のようなインクジェット装置１００を用いることにより、インク２００を、セラミックスグリーンシート１５（基材Ｓ）上の所望する場所に所望の量、精度良く、かつ、安定して吐出し、配することができる。
なお、上述した実施形態では、基板１１１全体が硫黄の含有量が１ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のステンレス鋼で構成されているものとして説明したが、これに限定されず、基板１１１のインク２００と接する部位の少なくとも一部が、このようなステンレス鋼で構成されていればよい。
【００３０】
《配線基板およびその製造方法》
次に、本発明の液滴吐出装置を用いて導体パターン形成用インクによって形成される導体パターンを有する配線基板（セラミックス回路基板）およびその製造方法の一例について説明する。
配線基板は、各種の電子機器に用いられる電子部品となるもので、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。
【００３１】
図４は、配線基板（セラミックス回路基板）の一例を示す縦断面図、図５は、図４に示す配線基板（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６は、図４の配線基板（セラミックス回路基板）の、製造工程説明図である。
図４に示すように、セラミックス回路基板（配線基板）３０は、セラミックス基板３１が多数（例えば１０枚から２０枚程度）積層されてなる積層基板３２と、この積層基板３２の最外層、すなわち一方の側の表面に形成された、微細配線等からなる回路２０Ａとを有して形成されたものである。
【００３２】
積層基板３２は、積層されたセラミックス基板３１、３１間に、導体パターン形成用インク２００により形成された回路（導体パターン）２０を備えている。
また、これら回路２０には、これに接続するコンタクト（ビア）３３が形成されている。このような構成によって回路２０は、上下に配置された回路２０、２０間が、コンタクト３３によって導通したものとなっている。なお、回路２０Ａも、回路２０と同様に、導体パターン形成用インク２００により形成されたものとなっている。
【００３３】
次に、セラミックス回路基板３０の製造方法を、図５の概略工程図を参照して説明する。
まず、原料粉体として、平均粒径が１μｍ以上２μｍ以下程度のアルミナ（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１μｍ以上２μｍ以下程度のホウ珪酸ガラス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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
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３３となるべき導体ポスト１６を形成した。さらに、厚膜導電ペーストをスクリーン印刷によって所定の位置に端子部（図示せず）を形成した。このようにしてコンタクト３３となるべき導体ポスト１６、端子部までを形成することにより、セラミックグリーンシート（セラミックス成形体）１５を得る。なお、厚膜導電ペーストとしては、後述するような導体パターン形成用インクを用いることができる。
【００３６】
以上のようにして得られたセラミックスグリーンシート１５の一方の側の表面に、導体パターンとなる回路２０の前駆体１０を、コンタクト３３となるべき導体ポスト（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６（ａ）に示すようにセラミックスグリーンシート１５上に、インク２００を前述した液滴吐出装置１００（液滴吐出ヘッド１１０）により付与し、前記回路２０となる前駆体１０を形成する。これにより、前駆体１０を備えた導体パターン前駆体付セラミックス成形体５０が得られる。
【００３７】
このようにして前駆体１０を形成したら、同様の工程により、前駆体１０を形成したセラミックスグリーンシート１５（導体パターン前駆体付セラミックス成形体５０）を必要枚数、例えば１０枚から２０枚程度作製する。
次いで、これらセラミックスグリーンシートからＰＥＴフィルムを剥がし、図５、図６（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。このとき、積層するセラミックスグリーンシート１５については、上下に重ねられるセラミックスグリーンシート１５間で、それぞれの前駆体１０が必要に応じて導体ポスト１６を介して接続するように配置する。
【００３８】
その後、セラミックスグリーンシート１５を構成するバインダーのガラス転移点以上に加熱しつつ、各セラミックスグリーンシート１５同士を圧着する。これにより、積層体１７を得る。
このようにして積層体１７を形成したら、例えば、ベルト炉などによって加熱処理する。これにより、各セラミックスグリーンシート１５は焼結されることで、図４に示すようにセラミックス基板３１となり、また、前駆体１０は、これを構成する金属粒子が焼結して配線パターンや電極パターンからなる回路（導体パターン）２０となる。そして、このように積層体１７が加熱処理されることで、この積層体１７は図４に示した積層基板３２となる。
【００３９】
ここで、積層体１７の加熱温度としては、セラミックスグリーンシート１５中に含まれるガラスの軟化点以上とするのが好ましく、具体的には、６００℃以上９００℃以下とするのが好ましい。また、加熱条件としては、適宜な速度で温度を上昇させ、かつ下降させるようにし、さらに、最大加熱温度、すなわち前記の６００℃以上９００℃以下の温度では、その温度に応じて適宜な時間保持するようにする。
【００４０】
このようにガラスの軟化点以上の温度、すなわち前記温度範囲にまで加熱温度を上げることにより、得られるセラミックス基板３１のガラス成分を軟化させることができる。したがって、その後常温にまで冷却し、ガラス成分を硬化させることにより、積層基板３２を構成する各セラミックス基板３１と回路（導体パターン）２０との間がより強固に固着するようになる。
【００４１】
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。
ここで、セラミックスグリーンシート１５上に配されたインク２００中の金属は、加熱処理によって互いに融着し、連続することによって導電性を示すようになる。
【００４２】
このような加熱処理によって回路２０は、セラミックス基板３１中のコンタクト３３に直接接続させられ、導通させられて形成されたものとなる。ここで、この回路２０が単にセラミックス基板３１上に載っているだけでは、セラミックス基板３１に対する機械的な接続強度が確保されず、したがって衝撃等によって破損してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態では、前述したようにセラミックスグリーンシート１５中のガラスを一旦軟化させ、その後硬化させることにより、回路２０をセラミックス基板３１に対し強固に固着させている。したがって、形成された回路２０は、機械的にも高い強度を有するものとなる。
なお、このような加熱処理により、回路２０Ａについても前記回路２０と同時に形成することができ、これによってセラミックス回路基板（配線基板）３０を得ることができる。
【００４３】
《導体パターン形成用インク》
次に、本発明の液滴吐出装置（液滴吐出ヘッド）に適用される導体パターン形成用インク（インク２００）について説明する。
導体パターン形成用インクは、前述した液滴吐出装置（液滴吐出ヘッド）によって導体パターン前駆体を形成するのに用いるインクである。
なお、本実施形態では、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。
【００４４】
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。
本明細書において、「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。
【００４５】
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。
【００４６】
［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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
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（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。
【００５０】
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（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
また、銀コロイド粒子の熱重量分析における５００℃までの加熱減量は、１ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下が好ましい。コロイド粒子（固形分）を５００℃まで加熱すると、表面に付着した分散剤、後述する還元剤（残留還元剤）等が酸化分解され、大部分のものはガス化されて消失する。残留還元剤の量は、僅かであると考えられるので、５００℃までの加熱による減量は、銀コロイド粒子中の分散剤の量にほぼ相当すると考えられる。加熱減量が１ｗｔ％未満であると、銀粒子に対する分散剤の量が少なく、銀粒子の充分な分散性が低下する。一方、２５ｗｔ％を超えると、銀粒子に対する残留分散剤の量が多なり、導体パターンの比抵抗が高くなる。但し、比抵抗は、導体パターンの形成後に加熱焼結して有機分を分解消失させることである程度改善することができる。そのため、より高温で焼結されるセラミックス基板等に有効である。
【００５４】
［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１０において、銀粒子の凝集を防止するものである。すなわち、形成された導体パターン前駆体１０において、有機バインダーは、銀粒子同士の間に存在することで銀粒子同士が凝集して、パターンの一部に亀裂（クラック）が生じることを防止できる。また、焼結時においては、有機バインダーは、分解されて除去されることができ、導体パターン前駆体１０中の銀粒子同士は、結合して導体パターン２０を形成する。
【００５５】
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。
【００５６】
この中でも、有機バインダーとして、ポリグリセリン化合物を用いた場合、以下のような効果が得られる。
ポリグリセリン化合物は、導体パターン形成用インクによって形成された導体パターン前駆体１０を乾燥（脱分散媒）した際に、導体パターン前駆体１０にクラックが発生するのを特に好適に防止することができる。これは、以下のように考えられる。導体パターン形成用インク中にポリグリセリン化合物が含まれることにより、銀粒子（金属粒子）の間に高分子鎖が存在することとなり、ポリグリセリン化合物が銀粒子同士の距離を適度なものとすることができる。さらに、ポリグリセリン化合物は比較的沸点が高いため、水系分散媒の除去時においては除去されず、銀粒子の周囲に付着する。以上により、水系分散媒除去時において、ポリグリセリン化合物が銀粒子を包み込んだ状態が長く続き、水系分散媒の揮発による急激な体積収縮が避けられるとともに銀の粒成長（凝集）が妨げられる結果、導体パターン前駆体１０中のクラックの発生が抑制されると考えられる。
【００５７】
また、ポリグリセリン化合物は、導体パターン２０を形成する際の焼結時において、断線が発生するのをより確実に防止することができる。これは、以下のように考えられる。ポリグリセリン化合物は、比較的沸点あるいは分解温度が高い。このため、導体パターン形成用インクから導体パターン２０を形成する過程において、水系分散媒が蒸発した後、比較的高い温度まで、ポリグリセリン化合物を、蒸発或いは熱（酸化）分解せずに、導体パターン前駆体１０中に存在させることができる。したがって、ポリグリセリン化合物が蒸発或いは熱（酸化）分解するまでは、銀粒子の周囲にポリグリセリン化合物が存在し、銀粒子同士の接近と凝集とを抑制することができ、ポリグリセリン化合物が分解した後には、より均一に銀粒子同士を接合させることができる。さらに、焼結時においてパターン中の銀粒子（金属粒子）の間に高分子鎖（ポリグリセリン化合物）が存在することとなり、ポリグリセリン化合物が銀粒子同士の距離を保つことができる。また、このポリグリセリン化合物は、適度な流動性を有している。このため、ポリグリセリン化合物を含むことにより、導体パターン前駆体１０は、セラミックス成形体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。
【００５８】
以上より、形成された導体パターン２０に断線が生じることをより確実に防止することができると考えられる。
また、このようなポリグリセリン化合物を含むことにより、インク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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
［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、本発明の液滴吐出装置（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）運転を行わずに液滴吐出装置（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中の銀コロイド粒子の凝集が防止され、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。
【００６３】
【化１】
2011183303.tif 000003
（ただし、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ、Ｈまたはアルキル基である。）
【００６４】
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。
【００６５】
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、導体パターンの前駆体の粘度が上昇するため、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。
【００６６】
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。
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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効果的に優れたものとすることができる。
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
［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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
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。
【００７８】
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。
【００７９】
［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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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１５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、４ｍＰａ・ｓ以上１１ｍＰａ・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。
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。
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。
【実施例】
【００８３】
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、クエン酸三ナトリウム二水和物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。
【００８４】
この銀コロイド液に、トリエタノールアミンと、尿素と、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）２００とした。インク中における銀コロイド粒子の含有量は４０ｗｔ％、トリエタノールアミンの含有量は１０ｗｔ％、尿素の含有量は５ｗｔ％、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２９．９７４ｗｔ％であった。
【００８５】
［２］液滴吐出量の安定性評価
（実施例１）
図１、図２に示すような液滴吐出装置１００（液滴吐出ヘッド１１０）であって、液滴吐出ヘッド１１０の基板１１１がステンレス鋼「ＳＵＳ３０４」（硫黄の含有量：４５０ｐｐｍ以下、リン：３００ｐｐｍ以下）で構成された液滴吐出装置１００を用意した。
【００８６】
次に、上記のようにして得られたインク２００を液滴吐出装置１００内に投入した。
次に、液滴吐出装置１００を用いて描画を行い、インク２００が安定して吐出されることを確認した。
次に、液滴吐出装置１００を、液滴吐出ヘッド１１０を描画位置から外した待機状態で室温２５℃、相対湿度５０％、クラス１００のクリーンルーム環境下に１週間放置した。
次に、液滴吐出装置１００の電源を入れて、上記のようにして得られたセラミックスグリーンシート２０枚に対してベタパターンの描画を行った。インク２００の吐出が不安定になった場合は、液滴吐出装置１００に搭載されている所定のクリーニング機能を用い、吐出の安定した状態に復帰させた。
【００８７】
（実施例２）
図１、図２に示すような液滴吐出装置１００（液滴吐出ヘッド１１０）であって、液滴吐出ヘッド１１０の基板１１１がステンレス鋼「ＳＵＳ３１６」（硫黄の含有量：４５０ｐｐｍ以下、リン：３００ｐｐｍ以下）で構成された液滴吐出装置１００を用意した。
次に、上記のようにして得られたインク２００を液滴吐出装置１００内に投入した。
【００８８】
次に、液滴吐出装置１００を用いて描画を行い、インク２００が安定して吐出されることを確認した。
次に、液滴吐出装置１００を、液滴吐出ヘッド１１０を描画位置から外した待機状態で室温２５℃、相対湿度５０％、クラス１００のクリーンルーム環境下に１週間放置した。
次に、液滴吐出装置１００の電源を入れて、上記のようにして得られたセラミックスグリーンシート２０枚に対してベタパターンの描画を行った。インク２００の吐出が不安定になった場合は、液滴吐出装置１００に搭載されている所定のクリーニング機能を用い、吐出の安定した状態に復帰させた。
【００８９】
（実施例３）
図１、図２に示すような液滴吐出装置１００（液滴吐出ヘッド１１０）であって、液滴吐出ヘッド１１０の基板１１１がステンレス鋼「ＳＵＳ４０３」（硫黄の含有量：４００ｐｐｍ以下、リン：３００ｐｐｍ以下）で構成された液滴吐出装置１００を用意した。
次に、上記のようにして得られたインク２００を液滴吐出装置１００内に投入した。
【００９０】
次に、液滴吐出装置１００を用いて描画を行い、インク２００が安定して吐出されることを確認した。
次に、液滴吐出装置１００を、液滴吐出ヘッド１１０を描画位置から外した待機状態で室温２５℃、相対湿度５０％、クラス１００のクリーンルーム環境下に１週間放置した。
次に、液滴吐出装置１００の電源を入れて、上記のようにして得られたセラミックスグリーンシート２０枚に対してベタパターンの描画を行った。インク２００の吐出が不安定になった場合は、液滴吐出装置１００に搭載されている所定のクリーニング機能を用い、吐出の安定した状態に復帰させた。
【００９１】
（実施例４）
図１、図２に示すような液滴吐出装置１００（液滴吐出ヘッド１１０）であって、液滴吐出ヘッド１１０の基板１１１がステンレス鋼「ＳＵＳ４１６」（硫黄の含有量：６００ｐｐｍ以下、リン：１５００ｐｐｍ以下）で構成された液滴吐出装置１００を用意した。
次に、上記のようにして得られたインク２００を液滴吐出装置１００内に投入した。
【００９２】
次に、液滴吐出装置１００を用いて描画を行い、インク２００が安定して吐出されることを確認した。
次に、液滴吐出装置１００を、液滴吐出ヘッド１１０を描画位置から外した待機状態で室温２５℃、相対湿度５０％、クラス１００のクリーンルーム環境下に１週間放置した。
次に、液滴吐出装置１００の電源を入れて、上記のようにして得られたセラミックスグリーンシート２０枚に対してベタパターンの描画を行った。インク２００の吐出が不安定になった場合は、液滴吐出装置１００に搭載されている所定のクリーニング機能を用い、吐出の安定した状態に復帰させた。
【００９３】
（比較例）
図１、図２に示すような液滴吐出装置１００（液滴吐出ヘッド１１０）であって、液滴吐出ヘッド１１０の基板１１１がステンレス鋼「ＳＵＳ３０３」（硫黄の含有量：２０００ｐｐｍ以下、リン：１５００ｐｐｍ以下）で構成された液滴吐出装置１００を用意した。
【００９４】
次に、上記のようにして得られたインク２００を液滴吐出装置１００内に投入した。
次に、液滴吐出装置１００を用いて描画を行い、インク２００が安定して吐出されることを確認した。
次に、液滴吐出装置１００を、液滴吐出ヘッド１１０を描画位置から外した待機状態で室温２５℃、相対湿度５０％、クラス１００のクリーンルーム環境下に１週間放置した。
【００９５】
次に、液滴吐出装置１００の電源を入れて、上記のようにして得られたセラミックスグリーンシート２０枚に対してベタパターンの描画を行った。インク２００の吐出が不安定になった場合は、液滴吐出装置１００に搭載されている所定のクリーニング機能を用い、吐出の安定した状態に復帰させた。
以上の各実施例および比較例に記載の操作を行い、下記評価基準により吐出安定性を評価した。
【００９６】
Ａ：描画中にノズルの目詰まりが発生せず、インクが安定して吐出される。（吐出安定性良好。）
Ｂ：描画中に目詰まりが発生し、インクの吐出が安定するまでに２回以内のクリーニング動作を要する。（実用上問題なし。）
Ｃ：描画中に目詰まりが発生し、インクの吐出が安定するまでに３回以上のクリーニング動作を要する。（実用可能。）
Ｄ：描画中に目詰まりが発生し、クリーニング動作によっても回復しない。（実用不可。）
さらに、待機状態の期間を３０日間として、上記と同様の操作を行い、上記と同様の評価を行った。
この結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
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【００９８】
表１に示すように、本発明の液滴吐出ヘッド（液滴吐出装置）は、導体パターン用インクの吐出安定性に優れるものであった。これに対して、比較例では、満足な結果が得られなかった。
また、インク中における銀コロイド液の含有量を２０ｗｔ％、３０ｗｔ％に変更したところ、上記と同様の結果が得られた。
【符号の説明】
【００９９】
１０…導体パターン前駆体（前駆体）    １５…セラミックスグリーンシート（セラミックス成形体）    １６…導体ポスト（コンタクト前駆体）    １７…積層体    ２０、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    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…基板    １１２…ノズルプレート    １１２Ｐ…インク吐出面    １１３…振動板    １１４…ピエゾ素子    １１５…リザーバ    １１６…インク室    １１７…ノズル（吐出部）    １１８…吐出液貯留室    １３０…ベース    １４０…テーブル    １５０…インク貯留槽    １５１、１６１…搬送路    １６０…サブタンク    １６２…圧力調整弁    １６３…自己封止弁    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    ２００…導体パターン形成用インク（インク）    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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