JP4363487B2

JP4363487B2 - 回路形成用荷電性粉末及びそれを用いた多層配線基板

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Publication number: JP4363487B2
Application number: JP2008025396A
Authority: JP
Inventors: 明彦鎌田; 功加藤; 範夫酒井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JP2008134656A

Description

本発明は、回路形成用荷電性粉末及びそれを用いた多層配線基板に関し、特に多層配線基板の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ために使用する回路形成用荷電性粉末（トナー）及びそれを用いた多層配線基板に関する。

従来、多層配線基板を構成する誘電体層に回路パターンを印刷する方法には、金属粉と接着剤などを混合したものを溶剤で粘度を調整してペーストを作り、これを用いてスクリーン印刷法で誘電体層上に所定の回路パターンを形成する方法があった。しかしながら、この方法の場合には、回路パターンに対応した専用マスクを用いたスクリーン印刷法を用いているため、回路パターン毎にマスクが必要であり、このマスクの作成は、原画作成から始まり写真縮小による露光用原板作成、マスク材への感光剤塗布、露光、エッチングといった多くの工程と時間とを必要とするという問題があった。

この問題点を解決するために、特許文献１において、通常の電子写真法のように、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製造方法が提案されている。また、特許文献２には、この製造方法に使用される回路形成用荷電性粉末が提案されている。図１０に、従来の回路形成用荷電性粉末の断面図を示す。回路形成用荷電性粉末１００は、芯物質となる導電性金属粉末１０１、例えば平均粒径が７．５μｍの球状の銀粒子と、導電性金属粉末１０１の周囲に形成された外壁となる熱溶融性樹脂１０２、例えば平均粒径が０．４μｍのポリメチルメタクリレート樹脂とを備え、熱溶融性樹脂１０２の表面に荷電制御剤１０３、例えば平均粒径が０．６μｍのアゾ系含金属染料の粉末が固着した構造をなす。そして、回路形成用荷電性粉末１００の製造方法としては、まず、導電性金属粉末１０１と熱溶融性樹脂１０２の微粒子とを混合し、導電性金属粉末１０１に熱溶融性樹脂１０２の微粒子を静電力により付着させる。次いで、これに機械的衝撃力を加え、これによって生じる熱によって熱溶融性樹脂１０２の微粒子を変形させ、導電性金属粉末１０１に熱溶融性樹脂１０２の外壁を形成する。次いで、これを、荷電制御剤１０３の微粒子と混合し、熱溶融性樹脂１０２からなる外壁に荷電制御剤１０３の微粒子を静電力により付着させた後、機械的衝撃力により荷電制御剤の微粒子を熱溶融性樹脂１０２からなる外壁に固着させるものである。
特開平２−２５７６９６号公報特開平４−２３７０６２号公報

しかしながら、従来の回路形成用荷電性粉末においては、平均粒径が所望の一定値になるように、導電性金属粉末がほぼ一定の粒径しか有していない。したがって、その回路形成用荷電性粉末を用いて回路パターンを形成する際、回路パターンにおいて導電性金属粉末の充填が粗になるため、回路パターンのシート抵抗が高く、回路パターンの損失が大きくなり、高周波領域を対象とした多層配線基板には使用することができないという問題があった。

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、回路パターンにおいて導電性金属粉末の充填を密にすることができる回路形成用荷電性粉末及びそれを用いた多層配線基板を提供することを目的とする。

上述する問題点を解決するため本発明の回路形成用荷電性粉末は、電子写真法によって被印刷物上に回路パターンを印刷する際に使用される回路形成用荷電性粉末であって、第１導電性金属粉末、該第１導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂からなる第１樹脂層、及び該第１樹脂層の表面に固着した荷電制御剤で構成される荷電性粉末と、前記第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末、該第２導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂からなる第１樹脂層、及び該第１樹脂層の表面に固着した荷電制御剤で構成される第２荷電性粉末と、を備え、前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末との帯電特性が略同一となるようにそれぞれ調整し、前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末とを所望の割合で混合してなることを特徴とする。

また、電子写真法によって被印刷物上に回路パターンを印刷する際に使用される回路形成用荷電性粉末であって、第１導電性金属粉末、及び該第１導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂と荷電制御剤とからなる第２樹脂層で構成される第１荷電性粉末と、前記第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末、及び該第２導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂と荷電制御剤とからなる第２樹脂層で構成される第２荷電性粉末とを備え、前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末との帯電特性が略同一となるようにそれぞれ調整し、前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末とを所望の割合で混合してなることを特徴とする。

また、前記第１荷電性粉末および／または前記第２荷電性粉末が接着強化剤を備えることを特徴とする。

本発明の多層配線基板は、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し、前記回路パターンが印刷された前記セラミックグリーンシートを積層して形成することを特徴とする。

本発明の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含むため、被印刷物上に回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間に、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。

本発明の多層配線基板によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含む回路形成用荷電性粉末を使用して、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通常の製造方法により積層して形成するため、焼成後、多層配線基板を構成する回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図２に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第１の実施例の断面図を示す。回路形成用荷電性粉末２０は、第１導電性金属粉末１１、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される第１荷電性粉末２１と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される第２荷電性粉末２２とを備える。

そして、第１荷電性粉末２１は、第１導電性金属粉末１１の周囲に、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３が形成され、その第１樹脂層２３の表面に荷電制御剤１３が固着される構造をなす。また、第２荷電性粉末２２は、第２導電性金属粉末１２の周囲に、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３が形成され、その第１樹脂層２３の表面に荷電制御剤１３が固着される構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末２０の具体的な製造方法を説明する。第１荷電性粉末２１においては、まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が５．０μｍの球状の銅粒子と、接着強化剤１４であるシリカ及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対１８で混合、微粉砕した粒子とを重量比８０対１９で混合し、第１導電性金属粉末１１に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１導電性金属粉末１１の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３を形成した中間物を得る。

次いで、第１導電性金属粉末１１の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３を形成した中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料とを重量比９９対１で混合した後、機械的衝撃力を加える処理を行い、中間物の表面に荷電制御剤１３を固着した平均粒径が１１．２μｍの第１荷電性粉末２１、すなわち第１導電性金属粉末１１の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３を形成し、その表面に荷電制御剤１３を固着した第１荷電性粉末２１を得る。

一方、第２荷電性粉末２２においては、まず、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、接着強化剤１４であるシリカ及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対２８で混合、微粉砕した粒子とを重量比７０対２９で混合し、第２導電性金属粉末１２に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第２導電性金属粉末１２に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第２導電性金属粉末１２の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３を形成した中間物を得る。

次いで、第２導電性金属粉末１２の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３を形成した中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料とを重量比９９対１で混合した後、機械的衝撃力を加える処理を行い、中間物の表面に荷電制御剤１３を固着した平均粒径が５．６μｍの第２荷電性粉末２２、すなわち第２導電性金属粉末１２の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第１樹脂層２３を形成し、その表面に荷電制御剤１３を固着した第２荷電性粉末２２を得る。

この際、第１及び第２荷電性粉末２１，２２の帯電特性である比電荷がともに−１５μＣ／ｇとなるように、第１荷電性粉末２１を構成する第１導電性金属粉末１１、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５の成分比率と、第２荷電性粉末２２を構成する第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５の成分比率とをそれぞれ調整し、混合することにより回路形成用荷電性粉末２０を得る。

なお、第１及び第２荷電性粉末２１，２２の比電荷は、その比電荷を測定しながら、第１導電性金属粉末１１、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５の成分比率と、第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５とを調整することにより、所望の値にすることが可能である。

上述の第１の実施例の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含むため、被印刷物上に回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間に、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。したがって、回路パターンのシート抵抗を減少させることができるとともに、回路パターンの損失を小さくすることができる。

また、第１導電性金属粉末を含む第１荷電性粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末を含む第２荷電性粉末とからなるため、第１荷電性粉末と第２荷電性粉末との割合を所望の値にすることにより、第１導電性金属粉末と第２導電性金属粉末との割合を所望の値にすることができる。したがって、第１導電性金属粉末間にできる隙間にできるだけ多くの第２導電性金属粉末が入り込むように、回路形成用荷電性粉末を設計する段階で第１導電性金属粉末と第２導電性金属粉末との割合を最適にすることができる。

また、回路形成用荷電性粉末が、第１導電性金属粉末を含む第１荷電性粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末を含む第２荷電性粉末とからなるため、第１及び第２荷電性粉末を混合するだけで、回路形成用荷電性粉末の中に、平均粒径の異なる第１及び第２導電性金属粉末を含むことができるため、回路形成用荷電性粉末の製造工程が簡略化され、低コスト化が実現する。

さらに、第１及び第２荷電性粉末の表面に荷電制御剤が固着しているため、均一な帯電性を有する回路形成用荷電性粉末を得ることができる。したがって、この回路形成用荷電性粉末を用いることにより、帯電性の制御が容易に行なえ、印刷性が向上し、狭ピッチの回路パターンの形成に対応可能となり、さらに低いシート抵抗を有する回路パターンの形成が可能となる。

また、第１荷電性粉末を構成する第１導電性金属粉末、荷電制御剤、接着強化剤及び熱溶融性樹脂の成分比率と、第２荷電性粉末を構成する第２導電性金属粉末、荷電制御剤、接着強化剤及び熱溶融性樹脂の成分比率とを選択することにより、第１荷電性粉末の比電荷と第２荷電性粉末の比電荷とをほぼ同一にしているため、感光体に形成される一定の電界で、第１及び第２荷電性粉末が選択されることなく感光体に引き寄せられる。したがって、ほぼすべての第１及び第２荷電性粉末を回路パターンの印刷に用いることができるため、被印刷物上に回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間により多くの第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填をより密にすることができ、回路パターンの比抵抗をさらに減少させることができる。

第１の実施例の回路形成用荷電性粉末２０（図２）の具体的な別の製造方法を説明する。第１荷電性粉末２１においては、まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が１２．０μｍの球状の銅粒子と、接着強化剤１４であるシリカ及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対１３で混合、微粉砕した粒子とを重量比８５対１４で混合し、第１導電性金属粉末１１に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１導電性金属粉末１１の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第1樹脂層２３を形成した中間物を得る。

次いで、第１導電性金属粉末１１の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第1樹脂層２３を形成した中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料とを重量比９９対１で混合した後、機械的衝撃力を加える処理を行い、中間物の表面に荷電制御剤１３を固着した平均粒径が１５．２μｍの第１荷電性粉末２１、すなわち第１導電性金属粉末１１の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第1樹脂層２３を形成し、その表面に荷電制御剤１３を固着した第１荷電性粉末２１を得る。

一方、第２荷電性粉末２２においては、まず、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が５．０μｍの球状の銅粒子と、接着強化剤１４であるシリカ及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対２２で混合、微粉砕した粒子とを重量比７６対２３で混合し、第２導電性金属粉末１２に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第２導電性金属粉末１２に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第２導電性金属粉末１５の周囲に熱溶融性樹脂１２からなる第１樹脂層２３を形成した中間物を得る。

次いで、第２導電性金属粉末１２の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第1樹脂層２３を形成した中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料とを重量比９９対１で混合した後、機械的衝撃力を加える処理を行い、中間物の表面に荷電制御剤１３を固着した平均粒径が１１．２μｍの第２荷電性粉末２２、すなわち第２導電性金属粉末１２の周囲に接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第1樹脂層２３を形成し、その表面に荷電制御剤１３を固着した第２荷電性粉末２２を得る。

この場合には、第１及び第２導電性金属粉末の平均粒径を大きくしているため、この回路形成用荷電性粉末２０を用いて、電子写真法で形成した回路パターンの膜厚は３．２μｍとなり、回路パターンのシート抵抗をさらに減少させることが可能となる。すなわち、第１及び第２導電性金属粉末の平均粒径を大きくすることにより、回路パターンの膜厚を厚くすることができ、それにともない、回路パターンのシート抵抗をさらに減少させることが可能となる。

図３に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第２の実施例の断面図を示す。
回路形成用荷電性粉末３０は、第１の実施例の回路形成用荷電性粉末２０と同様に、第１導電性金属粉末１１、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される第１荷電性粉末３１と、第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される第２荷電性粉末３２とを備える。

そして、第１荷電性粉末３１は、第１導電性金属粉末１１の周囲に、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第２樹脂層３３が形成される構造をなす。また、第２荷電性粉末３２は、第２導電性金属粉末１２の周囲に、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第２樹脂層３３が形成される構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末３０の具体的な製造方法を説明する。第１荷電性粉末３１については、まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が５．０μｍの球状の銅粒子と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料、接着強化剤１４であるシリカ、及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対１対１８で混合、微粉砕した粒子とを重量比８０対２０で混合し、第１導電性金属粉末１１に荷電制御剤１３、接着強化剤１４、及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１に荷電制御剤１３、接着強化剤１４、及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１導電性金属粉末１１の周囲に荷電制御剤１３、接着強化剤１４、及び熱溶融性樹脂１５からなる第２樹脂層３３を形成した平均粒径が１１．２μｍの第１荷電性粉末３１を得る。

一方、第２荷電性粉末３２については、まず、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料、接着強化剤１４であるシリカ、及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対１対２２で混合、微粉砕した粒子とを重量比７６対２４で混合し、第２導電性金属粉末１２に荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第２導電性金属粉末１２に荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第２導電性金属粉末１２の周囲に荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５からなる第２樹脂層３３を形成した平均粒径が５．６μｍの第２荷電性粉末３２を得る。

この際、第１の実施例の回路形成用荷電性粉末２０と同様に、第１及び第２荷電性粉末３１，３２の帯電特性である比電荷がともに−１５μＣ／ｇとなるように、第１荷電性粉末３１を構成する第１導電性金属粉末１１、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５の成分比率と、第２荷電性粉末３２を構成する第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３、接着強化剤１４及び熱溶融性樹脂１５の成分比率とをそれぞれ調整し、混合することにより回路形成用荷電性粉末３０を得る。

上述の第２実施例の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末の周囲に荷電制御剤、接着強化剤及び熱溶融性樹脂からなる第２樹脂層を形成しているため、別の工程により荷電制御剤を第1及び第２荷電性粉末の外周部に固着する必要がなくなり、回路形成用荷電性粉末の製造工程が簡略化できる。したがって、回路形成用荷電性粉末の低コスト化が実現できる。

実際に、第１・第２の実施例の回路形成用荷電性粉末２０，３０を用いて、電子写真法で形成した回路パターンの膜厚は２．３〜２．８μｍ、シート抵抗は４．５〜５．５ｍΩ／□となり、回路パターンのシート抵抗は、従来の回路形成用荷電性粉末１００（図１０）の場合に比べ約２分の１となり、スクリーン印刷で得られた回路パターンのシート抵抗とほぼ等しい値になった。

図８に、被印刷物上に回路パターンの形成する際に用いる電子写真システムの構成図を示す。被印刷物上の回路パターンの形成は、コロナ帯電器８１により感光体８２の表面を帯電する帯電工程、矢印Ａの方向に回転する感光体８２の表面にレーザ光８３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８４により回路形成用荷電性粉末２０，３０（図２、図３）を感光体８２の表面の潜像パターンに静電吸着させる現像工程、被印刷物８５の背面から転写器８６により、回路形成用荷電性粉末２０，３０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２０，３０を被印刷物８５上へ転写する転写工程、フラッシュランプ８７の照射により被印刷物８５上に転写された回路形成用荷電性粉末２０，３０を定着させる定着工程、回路形成用荷電性粉末２０，３０を構成する熱溶融性樹脂１５を飛ばし、被印刷物８５上に回路パターン（図示せず）を形成する焼成工程で構成される。

なお、焼成工程の際に、焼成炉などの熱により、回路形成用荷電性粉末２０，３０を構成する熱溶融性樹脂１５が飛ぶため、回路パターンは第１及び第２導電性金属粉末だけで形成され、第１導電性金属粉末間にできる隙間に、第２導電性金属粉末が入り込みことになる。

図９に、本発明に係る多層配線基板の一実施例の断面図を示す。多層配線基板９０は、第１〜第３のセラミックグリーンシート９１ａ〜９１ｃを備える。そして、第１及び第２のセラミックグリーンシート９１ａ，９１ｂ上に、上述の第１・第２の実施例の回路形成用荷電性粉末２０，３０を使用して、図８の電子写真システムによって回路パターン９２ａ，９２ｂ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９１ａ〜９１ｃを積層して圧力をかけ、一体成形した後焼成する。

なお、第１及び第２のセラミックグリーンシート９１ａ，９１ｂ上の回路パターン９２ａ，９２ｂは、ビアホール９３により接続されるが、このビアホール９３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９２ａ，９２ｂを電子写真法で形成した後、ビアホール９３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９２ａ，９２ｂを形成する前にビアホール９３を形成しておくことが好ましい。

上述の多層配線基板によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含む回路形成用荷電性粉末を使用して、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て多層配線基板を形成するため、焼成後、多層配線基板を構成する回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。

したがって、多層配線基板を構成する回路パターンのシート抵抗及び損失を小さくすることができるため、この回路パターンで構成される多層配線基板を高周波領域に使用することが可能となる。

なお、上記の第１・第２の実施例において、導電性金属粉末に銅を用いる場合について説明したが、金、銀、白金、ニッケル、パラジウム、タングステン及びモリブデンの単体、これらの酸化物、あるいはこれらの２種以上からなる合金を用いても同様の効果が得られる。

また、熱溶融性樹脂にスチレンアクリル共重合体を用いる場合について説明したが、熱溶融性樹脂は熱可塑性樹脂とも呼ばれ、ポリメチルメタクリレート樹脂、架橋アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン樹脂及びベンゾグアナミン樹脂などの単体あるいはこれらの２種以上の混合物を用いても同様の効果が得られる。

さらに、荷電制御剤にアゾ系含金属染料を用いる場合について説明したが、マイナス帯電用の荷電制御剤である塩素系パラフィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエステル、銅フタロシニアニンのスルホニルアミンナフテン酸金属塩、脂肪酸の金属塩及び樹脂酸石鹸などの単体あるいはこれらの２種以上の混合物を用いても同様の効果が得られる。

また、接着強化剤にガラスであるシリカを用いる場合について説明したが、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰、鉛ガラス及びアルミノケイ酸塩ガラスなどの単体あるいはこれらの２種以上の混合物からなるガラス、あるいはアルミナ、フェライトなどからなるセラミックを用いても同様の効果が得られる。

さらに、第１及び第２導電性金属粉末が複数の第１粉末を凝集してなる第２凝集粉末であっても同様の効果が得られる。

また、上記の第２の実施例においては、第１及び第２荷電性粉末の外周部に荷電制御剤が固着される構造、すなわち荷電制御剤、接着強化剤及び熱溶融性樹脂からなる第２樹脂層の表面に荷電制御剤が固着される構造をなしていても同様の効果が得られる。

さらに、第１・第２の実施例に示したように回路形成用荷電性粉末の中に接着強化剤を含んでいることが好ましい。特に、回路形成用荷電性粉末の中に接着強化剤を含んでいる場合には、その接着強化剤が、回路パターンを形成したセラミックグリーンシートを焼成する際に、回路パターンを形成する導電性金属粉末と焼成されたセラミックシートとの接着を強化させる役目を担うことになる。
したがって、焼成後、焼成されたセラミックシートと回路パターンとの接着強度が向上するため、セラミックシートから回路パターンが剥がれるのを防止することができる。
＜参考例＞
図１に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第１の参考例の断面図を示す。回路形成用荷電性粉末１０は、第１導電性金属粉末１１、第１導電性金属粉末１１より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３及び接着強化剤１４を熱溶融性樹脂１５中に均一分散させた構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末１０の具体的な製造方法を説明する。まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が０．８μｍの球状の銅粒子と、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が０．４μｍの球状の銅粒子と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料と、接着強化剤１４であるシリカと、熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体とを重量比３０対５０対１対１対１８で混合した。

次いで、この混合したものをニーダにより熱溶融混練し、カッターミルによる粗粉砕、及びジェットミルによる微粉砕を行なう。次いで、気流式分級により平均粒径８．０μｍの回路形成用荷電性粉末１０を得る。

上述の第１の参考例の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含むため、被印刷物上に回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間に、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。したがって、回路パターンのシート抵抗を減少させることができるとともに、回路パターンの損失を小さくすることができる。

図４に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第２の参考例の断面図を示す。
回路形成用荷電性粉末４０は、第１導電性金属粉末１１の周囲に、第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１が形成され、第３樹脂層４１の表面に荷電制御剤１３が固着される構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末４０の具体的な製造方法を説明する。まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が０．５μｍの球状の銅粒子及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１５対１９で混合、微粉砕した粒子とを重量比６５対３４で混合し、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１を形成した中間物を得る。

次いで、第１導電性金属粉末１１の周囲に第３樹脂層４１を形成した中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料とを重量比９９対１で混合した後、機械的衝撃力を加える処理を行い、中間物の表面に荷電制御剤１３を固着した回路形成用荷電性粉末４０、すなわち第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１を形成し、その表面に荷電制御剤１３を固着した回路形成用荷電性粉末４０を得る。

上述の第２の参考例の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末の周囲に第２導電性金属粉末及び熱溶融性樹脂からなる第３樹脂層が形成されるため、第１導電性金属粉末の周囲に多くの第２導電性金属粉末が配置されることとなる。したがって、被印刷物上に回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間により多くの第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填をより密にすることができる。

その結果、回路パターンのシート抵抗及び損失をより小さくすることができるため、この回路パターンで構成される多層配線基板をより高周波領域に使用することが可能となる。

また、回路形成用荷電性粉末の表面に荷電制御剤が固着しているため、均一な帯電性を有する回路形成用荷電性粉末を得ることができる。したがって、この回路形成用荷電性粉末を用いることにより、帯電性の制御が容易に行なえ、印刷性が向上し、狭ピッチの回路パターンの形成に対応可能となり、さらに低いシート抵抗を有する回路パターンの形成が可能となる。

図５に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第３の参考例の断面図を示す。回路形成用荷電性粉末５０は、第１導電性金属粉末１１の周囲に、第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５とからなる第３樹脂層４１が形成され、第３樹脂層４１の周囲に、熱溶融性樹脂１５からなる第４樹脂層５１が形成され、第４樹脂層５１の表面に荷電制御剤１３が固着される構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末５０の具体的な製造方法を説明する。まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が０．５μｍの球状の銅粒子及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１５対１４で混合、微粉砕した粒子とを重量比６５対２９で混合し、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１を形成した第１中間物を得る。

次いで、第１導電性金属粉末１１の周囲に第３樹脂層４１を形成した第１中間物と、熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体とを重量比９４対５で混合し、第１中間物に熱溶融性樹脂１５の粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１中間物に熱溶融性樹脂１５の粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１中間物に熱溶融性樹脂１５からなる第４樹脂層５１を形成した第２中間物を得る。

次いで、第１中間物に第４樹脂層５１を形成した第２中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料とを重量比９９対１で混合した後、機械的衝撃力を加える処理を行い、第２中間物の表面に荷電制御剤１３を固着した回路形成用荷電性粉末５０、すなわち導電性金属粉末の第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１、並びに熱溶融性樹脂１５からなる第４樹脂層５１を形成し、その表面に荷電制御剤１３を固着した回路形成用荷電性粉末５０を得る。

上述の第３の参考例の回路形成用荷電性粉末によれば、第３樹脂層と荷電制御剤との間に熱溶融性樹脂からなる第４樹脂層を形成しているため、導電性金属粉末が回路形成用荷電性粉末の表面に現れることを防止することができる。したがって、導電性金属粉末による帯電性の劣化を防止することができるため、回路形成用荷電性粉末の帯電性を向上させることができ、その結果、印刷性がさらに向上し、より狭ピッチの回路パターンの形成に対応可能となる。

図６に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第４の参考例の断面図を示す。回路形成用荷電性粉末６０は、第１導電性金属粉末１１の周囲に、第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１が形成され、第３樹脂層４１の周囲に、荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５からなる第５樹脂層６１が形成される構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末６０の具体的な製造方法を説明する。まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が０．５μｍの球状の銅粒子及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１５対１４で混合、微粉砕した粒子とを重量比６５対２９で混合し、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１を形成した中間物と、荷電制御剤１３であるアゾ系金属染料及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１対５で混合、微粉砕した粒子とを重量比９４対６で混合し、中間物に荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５で構成した粒子を静電力により付着させる。

次いで、中間物に荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５で構成した粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い中間物の周囲に第５の樹脂層６１を形成した回路形成用荷電性粉末６０、すなわち第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２及び熱溶融性樹脂１５からなる第３樹脂層４１、並びに荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５からなる第５樹脂層６１を形成した回路形成用荷電性粉末６０を得る。

上述の第４の参考例の回路形成用荷電性粉末によれば、第３樹脂層の周囲に熱溶融性樹脂と荷電制御剤とからなる第５樹脂層を形成しているため、別の工程により荷電制御剤を回路形成用荷電性粉末の表面に固着する必要がなくなる。したがって、回路形成用荷電性粉末の製造工程が簡略化できるため、回路形成用荷電性粉末の低コスト化が実現できる。

図７に、本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第５の参考例の断面図を示す。回路形成用荷電性粉末７０は、第１導電性金属粉末１１の周囲に、第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５からなる第６樹脂層７１が形成される構造をなす。

ここで、回路形成用荷電性粉末７０の具体的な製造方法を説明する。まず、第１導電性金属粉末１１である平均粒径が３．０μｍの球状の銅粒子と、第２導電性金属粉末１２である平均粒径が０．５μｍの球状の銅粒子、荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５であるスチレンアクリル共重合体を重量比１５対１対１９で混合、微粉砕した粒子とを重量比６５対３５で混合し、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を静電力により付着させる。

次いで、第１導電性金属粉末１１に第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５で構成される粒子を付着させたものに、機械的衝撃力を加える処理を行い第１導電性金属粉末１１の周囲に第２導電性金属粉末１２、荷電制御剤１３及び熱溶融性樹脂１５からなる第６樹脂層７１を形成した回路形成用荷電性粉末７０を得る。

上述の第５の参考例の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末の周囲に第２導電性金属粉末と荷電制御剤と熱溶融性樹脂とからなる第６樹脂層のみを形成しているため、１回の工程で第１導電性金属粉末の周囲に第２導電性金属粉末と荷電制御剤とを配設することができる。したがって、回路形成用荷電性粉末の製造工程が簡略化できるため、回路形成用荷電性粉末の低コスト化が実現できる。

本発明の請求項１の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含むため、回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間に、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。したがって、回路パターンのシート抵抗を減少させることができるとともに、回路パターンの損失を小さくすることができる。

また、第１導電性金属粉末を含む第１荷電性粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末を含む第２荷電性粉末とからなるため、第１及び第２荷電性粉末を混合するだけで、回路形成用荷電性粉末の中に、平均粒径の異なる第１及び第２導電性金属を含むことができるため、回路形成用荷電性粉末の製造工程が簡略化され、低コスト化が実現する。

請求項２の回路形成用荷電性粉末によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含むため、回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間に、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。したがって、回路パターンのシート抵抗を減少させることができるとともに、回路パターンの損失を小さくすることができる。

また、第１導電性金属粉末の周囲に荷電制御剤、接着強化剤及び熱溶融性樹脂からなる第２樹脂層を形成しているため、別の工程により荷電制御剤を第1及び第２荷電性粉末の外周部に固着する必要がなくなり、回路形成用荷電性粉末の製造工程が簡略化できる。したがって、回路形成用荷電性粉末の低コスト化が実現できる。

請求項３の回路形成用荷電性粉末によれば、第１荷電性粉末と第２荷電性粉末との帯電特性を略同一にしているため、感光体に形成される一定の電界で、第１及び第２荷電性粉末が選択されることなく感光体に引き寄せられる。したがって、ほぼすべての第１及び第２荷電性粉末を回路パターンの印刷に用いることができるため、被印刷物上に回路パターンを形成する際に、第１導電性金属粉末間にできる隙間により多くの第２導電性金属粉末が入り込み、回路パターンにおける導電性金属粉末の充填をより密にすることができ、回路パターンの比抵抗をさらに減少させることができる。

請求項４の回路形成用荷電性粉末によれば、接着強化剤が、回路パターンを形成したセラミックグリーンシートを焼成する際に、回路パターンを形成する導電性金属粉末と焼成されたセラミックシートとの接着を強化させる役目を担う。したがって、焼成後、焼成されたセラミックシートと回路パターンとの接着強度が向上するため、セラミックシートから回路パターンが剥がれるのを防止することができる。

請求項５の多層配線基板によれば、第１導電性金属粉末と、第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末とを含む回路形成用荷電性粉末を使用して、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て多層配線基板を形成するため、焼成後、多層配線基板を構成する回路パターンにおける導電性金属粉末の充填を密にすることができる。

本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第１の参考例の断面図である。本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第１の実施例の断面図である。本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第２の実施例の断面図である。本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第２の参考例の断面図である。本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第３の参考例の断面図である。本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第４の参考例の断面図である。本発明に係る回路形成用荷電性粉末の第５の参考例の断面図である。被印刷物上に回路パターンの形成する際に用いる電子写真システムの構成図である。本発明に係る多層配線基板の一実施例の断面図である。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

１０〜７０回路形成用荷電性粉末
１１第１導電性金属粉末
１２第２導電性金属粉末
１３荷電制御剤
１５熱溶融性樹脂
２１第１荷電性粉末
２２第２荷電性粉末
２３第１樹脂層
３３第２樹脂層
４１第３樹脂層
５１第４樹脂層
６１第５樹脂層
７１第６樹脂層
８５被印刷物
９０多層配線基板
９１ａ〜９１ｃセラミックグリーンシート
９２ａ，９２ｂ回路パターン

Claims

電子写真法によって被印刷物上に回路パターンを印刷する際に使用される回路形成用荷電性粉末であって、第１導電性金属粉末、該第１導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂からなる第１樹脂層、及び該第１樹脂層の表面に固着した荷電制御剤で構成される第１荷電性粉末と、前記第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末、該第２導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂からなる第１樹脂層、及び該第１樹脂層の表面に固着した荷電制御剤で構成される第２荷電性粉末と、を備え、
前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末との帯電特性が略同一となるようにそれぞれ調整し、前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末とを所望の割合で混合してなることを特徴とする回路形成用荷電性粉末。
電子写真法によって被印刷物上に回路パターンを印刷する際に使用される回路形成用荷電性粉末であって、第１導電性金属粉末、及び該第１導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂と荷電制御剤とからなる第２樹脂層で構成される第１荷電性粉末と、前記第１導電性金属粉末より平均粒径が小さい第２導電性金属粉末、及び該第２導電性金属粉末の周囲に形成された熱溶融性樹脂と荷電制御剤とからなる第２樹脂層で構成される第２荷電性粉末とを備え、
前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末との帯電特性が略同一となるようにそれぞれ調整し、前記第１荷電性粉末と前記第２荷電性粉末とを所望の割合で混合してなることを特徴とする回路形成用荷電性粉末。
前記第１荷電性粉末および／または前記第２荷電性粉末が接着強化剤を備えることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の回路形成用荷電性粉末。
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し、前記回路パターンが印刷された前記セラミックグリーンシートを積層して形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の回路形成用荷電性粉末を用いた多層配線基板。