(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を帯電する帯電工程と、前記感光体に静電的な潜像パターンを形成する露光工程と、前記潜像パターン上へ回路形成用荷電性粉末を静電力により付着させる現像工程と、前記潜像パターン上の前記回路形成用荷電性粉末を前記セラミックグリーンシート上へ転写する転写工程と、前記セラミックグリーンシート上へ転写された前記回路形成用荷電性粉末を定着させる定着工程とを含む回路パターン形成方法であって、
前記回路形成用荷電性粉末が、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆したものであることを特徴とする回路パターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回路パターン形成方法によって、回路パターンが形成された前記セラミックグリーンシートを焼成してなることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の回路パターン形成方法によって、回路パターンが形成された前記セラミックグリーンシートを積層し、焼成してなることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路パターン形成方法及びそれによって形成された配線基板に関し、特にセラミックグリーンシート上に回路パターンを形成するにあたって電子写真法により印刷を行なう回路パターン形成方法及びそれによって形成された配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電力を利用して回路形成用荷電性粉末を誘電体層上に所望の回路パターンとして形成する回路パターン形成方法と、この回路パターン形成方法に使用される回路形成用荷電性粉末とが、例えば、特開平４−２３６４８４号公報に開示されている。図４は、従来の回路形成用荷電性粉末（帯電性粒子）の断面図である。回路形成用荷電性粉末５０は、導電性金属粉末（金属粒子）５１と荷電制御剤５２とを熱可塑性樹脂（熱溶融性樹脂）５３中に均一分散させた構造をなし、その平均粒径は１０〜１５μｍである。そして、具体的な回路形成用荷電性粉末の製造方法としては、まず、導電性金属粉末である平均粒径が０．４μｍのフレーク形状の銀粉末、熱可塑性樹脂であるスチレンアクリル共重合体及び荷電制御剤であるアゾ系金属染料をそれぞれ８０：１９：１の重量比で混合し、これをニーダにより熱溶融混練する。その後、カッターミルによる粗粉砕、ジェットミルによる微粉砕、及び気流式分級を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子写真法によってセラミックグリーンシート上に回路パターンを印刷する場合に従来の回路形成用荷電性粉末を使用すると、回路パターンを形成した複数のセラミックグリーンシートからなる積層体の焼成中あるいは焼成後に積層体から回路パターンが剥がれてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、電子写真法によって形成された回路パターンと焼成後のセラミックシートや配線基板との接合強度を向上させることができる回路パターン形成方法及びそれによって形成された配線基板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述する問題点を解決するため、本発明の回路パターン形成方法は、感光体の表面を帯電する帯電工程と、前記感光体に静電的な潜像パターンを形成する露光工程と、前記潜像パターン上へ回路形成用荷電性粉末を静電力により付着させる現像工程と、前記潜像パターン上の前記回路形成用荷電性粉末を前記セラミックグリーンシート上へ転写する転写工程と、前記セラミックグリーンシート上へ転写された前記回路形成用荷電性粉末を定着させる定着工程とを含む回路パターン形成方法であって、前記回路形成用荷電性粉末が、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆したものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明の配線基板は、上述の回路パターン形成方法によって、回路パターンが形成された前記セラミックグリーンシートを焼成してなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の配線基板は、上述の回路パターン形成方法によって、回路パターンが形成された前記セラミックグリーンシートを積層し、焼成してなることを特徴とする
本発明の回路パターン形成方法によれば、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆した回路形成用荷電性粉末を用いているため、回路パターンと焼成後のセラミックシートとの接合強度を向上させることができる。
【０００８】
本発明の配線基板によれば、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆した回路形成用荷電性粉末を用いて、電子写真法によって回路パターンをセラミックグリーンシートに印刷し、その後、それらのセラミックグリーンシートを積層し、焼成して配線基板を形成するため、回路パターンと配線基板との接合強度を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の回路パターン形成方法に係る一実施例に用いる電子写真システムの構成図である。セラミックグリーンシート上の回路パターン形成方法は、コロナ帯電器１１により感光体１２の表面を帯電する帯電工程、感光体１２の表面にレーザ光１３を照射して所望の潜像パターン（図示せず）を形成する露光工程、供給手段１４により回路形成用荷電性粉末１５を感光体１２の表面の潜像パターンに静電吸着させる現像工程、セラミックグリーンシート１６の背面から転写器１７により、セラミックグリーンシート１６に回路形成用荷電性粉末１５と逆極性の電荷を与え、潜像パターン上に現像された回路形成用荷電性粉末１５をセラミックグリーンシート１６上へ転写する転写工程、フラッシュランプ１８の照射によりセラミックグリーンシート１６上に転写された回路形成用荷電性粉末１５を定着させ、セラミックグリーンシート１６上に回路パターン（図示せず）を形成する定着工程で構成される。
【００１０】
図２は、図１の回路パターン形成方法に用いられる回路形成用荷電性粉末の断面図である。回路形成用荷電性粉末１５は、球状の導電性金属粉末２１の外周に、金属酸化物粒子２２を固着させた後、熱可塑性樹脂２３を被覆した構造をなしている。
【００１１】
なお、導電性金属粉末２１の外周に金属酸化物粒子２２を固着させる方法としては、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステム、細川ミクロン社製のメカフュージョン、細川ミクロン社製のオングミル等の機械的手法が用いられる。
【００１２】
また、導電性金属粉末２１の外周に金属酸化物粒子２２を固着させた複合粒子の外周に熱可塑性樹脂２３を被覆させる方法としては、複合粒子の表面に熱可塑性樹脂２３のモノマーを重合して被覆するカプセル法や、導電性金属粉末２１の外周に金属酸化物粒子２２を固着させる際に用いられた機械的手法で複合粒子の表面に熱可塑性樹脂２３の粒子を付着させて被覆する方法などがある。
【００１３】
ここで、回路形成用荷電性粉末１５の具体的な製造方法を説明する。
１．第１の実施例
＜試料１−１〜１−５＞導電性金属粉末
導電性金属粉末２１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子に対して、金属酸化物粒子２２である表１に示す平均粒径のシリカを９９：１の重量比で混合し、銅粒子の外周にシリカを静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銅粒子の外周にシリカが固着した試料１−１〜１−５の複合粒子を作製した。
【００１４】
この工程において、試料１−１〜１−５の複合粒子の作製状態を評価して、銅粒子の粒径に対するシリカの粒径の好適な範囲を判断した。その結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
0004427861.tif 000002
【００１６】
＜試料１−６〜１−１２＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、金属酸化物粒子２２である平均粒径が０．０５μｍのシリカとを表２に示すそれぞれの重量比で混合し、銅粒子の外周にシリカを静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銅粒子の外周にシリカが固着した試料１−６〜１−１２の複合粒子を作製した。
【００１７】
得られた複合粒子の外周に、公知のカプセル法を用いて熱可塑性樹脂２３であるスチレンアクリル系樹脂及び帯電制御剤であるアゾ系含金属錯体を被覆して樹脂被覆複合粒子を作製した後、その樹脂被覆複合粒子の表面に外添剤であるシリカを付着させて試料１−６〜１−１２の回路形成用荷電性粉末１５を得た。この際、複合粒子、熱可塑性樹脂、帯電制御剤・外添剤の含有割合は、重量比で９０：９：１である。
【００１８】
次いで、これらの回路形成用荷電性粉末１５を用いて、図１に示した電子写真法により回路パターンを形成したセラミックグリーンシートを還元雰囲気中で１０００℃の加熱をし、セラミックグリーンシートおよび回路パターンを焼結してセラミック基板上に回路パターンを形成した。
【００１９】
そして、上述の試料１−６〜１−１２の回路形成用荷電性粉末１５を用いた各回路パターンについて、引張試験機によるセラミック基板と回路パターンとの接合強度、及び回路パターンのシート抵抗をそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
0004427861.tif 000003
【００２１】
２．第２の実施例
＜試料２−１〜２−４＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が５．１μｍの球状の銀粒子に対して、金属酸化物粒子２２である表３に示す平均粒径のアルミナを９４：６の重量比で混合し、銀粒子の外周にアルミナを静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銀粒子の外周にアルミナが固着した試料２−１〜２−４の複合粒子を作製した。
【００２２】
この工程において、試料２−１〜２−４の複合粒子の作製状態を評価して、銀粒子の粒径に対するアルミナの粒径の好適な範囲を判断した。その結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】
0004427861.tif 000004
【００２４】
＜試料２−５〜２−１１＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が４．５μｍの球状の銀粒子と、金属酸化物粒子２２である平均粒径が０．１２μｍのアルミナとを表４に示すそれぞれの重量比で混合し、銀粒子の外周にアルミナを静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銀粒子の外周にアルミナが固着した試料２−５〜２−１１の複合粒子を作製した。
【００２５】
得られた複合粒子の外周に、公知のカプセル法を用いて熱可塑性樹脂２３であるスチレンアクリル系樹脂及び帯電制御剤であるアゾ系含金属錯体を被覆して樹脂被覆複合粒子を作製した後、その樹脂被覆複合粒子の表面に外添剤であるシリカを付着させて試料２−５〜２−１１の回路形成用荷電性粉末１５を得た。この際、複合粒子、熱可塑性樹脂、帯電制御剤・外添剤の含有割合は、重量比で９０：９：１である。
【００２６】
次いで、これらの回路形成用荷電性粉末１５を用いて、図１に示した電子写真法により回路パターンを形成したセラミックグリーンシートを還元雰囲気中で１０００℃の加熱をし、セラミックグリーンシートおよび回路パターンを焼結してセラミック基板上に回路パターンを形成した。
【００２７】
そして、上述の試料２−５〜２−１１の回路形成用荷電性粉末１５を用いた各回路パターンについて、引張試験機によるセラミック基板と回路パターンとの接合強度、及び回路パターンのシート抵抗をそれぞれ測定した。その結果を表４に示す。
【００２８】
【表４】
0004427861.tif 000005
【００２９】
３．第３の実施例
＜試料３−１〜３−６＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が９．９μｍの球状の銅粒子に対して、金属酸化物粒子２２である表５に示す平均粒径の酸化銅を９０：１０の重量比で混合し、銅粒子の外周に酸化銅を静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銅粒子の外周に酸化銅が固着した試料３−１〜３−６の複合粒子を作製した。
【００３０】
この工程において、試料３−１〜３−６の複合粒子の作製状態を評価して、銅粒子の粒径に対する酸化銅の粒径の好適な範囲を判断した。その結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
0004427861.tif 000006
【００３２】
＜試料３−７〜３−１３＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が１９μｍの球状の銅粒子と、金属酸化物粒子２２である平均粒径が０．３μｍの酸化銅とを表６に示すそれぞれの重量比で混合し、銅粒子の外周に酸化銅を静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銅粒子の外周に酸化銅が固着した試料３−７〜３−１３の複合粒子を作製した。
【００３３】
得られた複合粒子の外周に、公知のカプセル法を用いて熱可塑性樹脂２３であるスチレンアクリル系樹脂及び帯電制御剤であるアゾ系含金属錯体を被覆して樹脂被覆複合粒子を作製した後、その樹脂被覆複合粒子の表面に外添剤であるシリカを付着させて試料３−７〜３−１３の回路形成用荷電性粉末１５を得た。この際、複合粒子、熱可塑性樹脂、帯電制御剤・外添剤の含有割合は、重量比で９０：９：１である。
【００３４】
次いで、これらの回路形成用荷電性粉末１５を用いて、図１に示した電子写真法により回路パターンを形成したセラミックグリーンシートを還元雰囲気中で１０００℃の加熱をし、セラミックグリーンシートおよび回路パターンを焼結してセラミック基板上に回路パターンを形成した。
【００３５】
そして、上述の試料３−７〜３−１３の回路形成用荷電性粉末１５を用いた各回路パターンについて、引張試験機によるセラミック基板と回路パターンとの接合強度、及び回路パターンのシート抵抗をそれぞれ測定した。その結果を表６に示す。
【００３６】
【表６】
0004427861.tif 000007
【００３７】
４．第４の実施例
＜試料４−１〜４−５＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子に対して、金属酸化物粒子２２である表７に示す平均粒径の二酸化チタンを９８：２の重量比で混合し、銅粒子の外周に二酸化チタンを静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銅粒子の外周に二酸化チタンが固着した試料４−１〜４−５の複合粒子を作製した。
【００３８】
この工程において、試料４−１〜４−５の複合粒子の作製状態を評価して、銅粒子の粒径に対する二酸化チタンの粒径の好適な範囲を判断した。その結果を表７に示す。
【００３９】
【表７】
0004427861.tif 000008
【００４０】
＜試料４−６〜４−１２＞
導電性金属粉末２１である平均粒径が１０μｍの球状の銅粒子と、金属酸化物粒子２２である平均粒径が０．２μｍの二酸化チタンとを表８に示すそれぞれの重量比で混合し、銅粒子の外周に二酸化チタンを静電気的に付着させた。この混合物をハイブリダイゼーションシステムに投入し、５分間、８０００ｒｐｍで処理して、銅粒子の外周に二酸化チタンが固着した試料４−６〜４−１２の複合粒子を作製した。
【００４１】
得られた複合粒子の外周に、公知のカプセル法を用いて熱可塑性樹脂２３であるスチレンアクリル系樹脂及び帯電制御剤であるアゾ系含金属錯体を被覆して樹脂被覆複合粒子を作製した後、その樹脂被覆複合粒子の表面に外添剤であるシリカを付着させて試料３−７〜３−１３の回路形成用荷電性粉末１５を得た。この際、複合粒子、熱可塑性樹脂、帯電制御剤・外添剤の含有割合は、重量比で９０：９：１である。
【００４２】
次いで、これらの回路形成用荷電性粉末１５を用いて、図１に示した電子写真法により回路パターンを形成したセラミックグリーンシートを還元雰囲気中で１０００℃の加熱をし、セラミックグリーンシートおよび回路パターンを焼結してセラミック基板上に回路パターンを形成した。
【００４３】
そして、上述の試料４−６〜４−１２の回路形成用荷電性粉末１５を用いた各回路パターンについて、引張試験機によるセラミック基板と回路パターンとの接合強度、及び回路パターンのシート抵抗をそれぞれ測定した。その結果を表８に示す。
【００４４】
【表８】
0004427861.tif 000009
【００４５】
上述の評価及び測定結果から、導電性金属粉末２１と金属酸化物粒子２２との粒径比は、５０：１以下である場合（試料１−３〜１−５、試料２−３〜２−４、試料３−５〜３−６、試料４−２〜４−５）に、導電性金属粉末２１と金属酸化物粒子２２との複合粒子を良好に作製できることが解った。
【００４６】
また、導電性金属粉末２１と金属酸化物粒子２２との重量比は、９９．９：０．１〜８８：１２の範囲である場合（試料１−７〜１−１１、試料２−６〜２−１０、試料３−８〜３−１２、試料４−７〜４−１１）に、接合強度及びシート抵抗に良好な値が得られることが解った。
【００４７】
上述の実施例の回路パターン形成方法によれば、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆した回路形成用荷電性粉末を用いているため、回路パターンと焼成後のセラミックシートとの接合強度を向上させることができる。したがって、電子写真法によってセラミックグリーンシート上に回路パターンを印刷する際に使用しても、焼成後のセラミックシートからの回路パターンの剥がれを防ぐことができる。
【００４８】
図３は、本発明の配線基板に係る第１の実施例の断面図である。配線基板３０は、セラミックグリーンシート３１を備える。そして、セラミックグリーンシート３１上に、図２の回路形成用荷電性粉末１５を使用して、電子写真法によって回路パターン３２を印刷した後、還元雰囲気中において約１０００℃で焼成する。
【００４９】
図４は、本発明の配線基板に係る第２の実施例の断面図である。配線基板４０は、第１〜第３のセラミックグリーンシート４１ａ〜４１ｃを備える。そして、第２及び第３のセラミックグリーンシート４１ｂ，４１ｃ上に、図２の回路形成用荷電性粉末１５を使用して、電子写真法によって回路パターン４２ａ，４２ｂを印刷する。次いで、第１〜第３のセラミックグリーンシート４１ａ〜４１ｃを積層して圧力をかけ、一体成形した後、還元雰囲気中において約１０００℃で焼成する。
【００５０】
なお、第２及び第３のセラミックグリーンシート４１ｂ，４１ｃ上の回路パターン４２ａ，４２ｂは、ビアホール４３により接続されるが、このビアホール４３は既存の技術で形成される。例えば、導体描画装置を用いてビアホールごとに導体を圧入していく方法などがある。この場合には、回路パターンを４２ａ，４２ｂを電子写真法で形成した後、ビアホール４３を形成すると粉体が描画機のノズルを傷める可能性があるため、回路パターン４２ａ，４２ｂを形成する前にビアホール４３を形成しておくことが好ましい。
【００５１】
上述の配線基板によれば、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆した回路形成用荷電性粉末を用いて、電子写真法によって回路パターンをセラミックグリーンシートに印刷し、その後、それらのセラミックグリーンシートを積層し、焼成して配線基板を形成するため、回路パターンと配線基板との接合強度を向上させることができる。その結果、配線基板から回路パターンが剥がれるといったような心配がなくなくなり、配線基板の品質及び信頼性を向上させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の回路パターン形成方法によれば、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆した回路形成用荷電性粉末を用いているため、回路パターンと焼成後のセラミックシートとの接合強度を向上させることができる。したがって、電子写真法によってセラミックグリーンシート上に回路パターンを印刷する際に使用しても、焼成後のセラミックシートからの回路パターンの剥がれを防ぐことができ、その結果、信頼性の高い回路パターンをセラミックシート上に形成できる。
【００５３】
本発明の配線基板によれば、導電性金属粉末の表面に金属酸化物粒子を固着させ、その外周に熱可塑性樹脂を被覆した回路形成用荷電性粉末を用いて、電子写真法によって回路パターンをセラミックグリーンシートに印刷し、その後、それらのセラミックグリーンシートを積層し、焼成して配線基板を形成するため、回路パターンと配線基板との接合強度を向上させることができる。その結果、配線基板から回路パターンが剥がれるといったような心配がなくなくなり、配線基板の品質及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路パターン形成方法に係る一実施例に用いる電子写真システムの構成図である。
【図２】図１の回路パターン形成方法に用いられる回路形成用荷電性粉末の断面図である。
【図３】本発明の配線基板に係る第１の実施例の断面図である。
【図４】本発明の配線基板に係る第１の実施例の断面図である。
【図５】従来の回路形成用荷電性粉末を示す断面図である。
【符号の説明】
１２      感光体
１５      回路形成用荷電性粉末
１６，３１，４１ａ〜４１ｃ      セラミックグリーンシート
２１      導電性金属粉末
２２      金属酸化物粒子
２３      熱可塑性樹脂
３０，４０      配線基板
３２，４２ａ，４２ｂ      回路パターン
【図１】
0004427861.tif 000010
【図２】
0004427861.tif 000011
【図３】
0004427861.tif 000012
【図４】
0004427861.tif 000013
【図５】
0004427861.tif 000014