JPH0247066A - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミック電子部品の製造方法に関し、ざらに
詳しくは高精度の微細な空孔か形成されたセラミック電
子部品の製）貴方法に関づるものである。

［従来の技術］ 従来、セラミック電子部品中に空孔を形成する方法とし
ては、セラミック焼成時に、熱分解・飛散する材料から
なるペーストをセラミックグリーンシート上に印刷し、
他のグリーンシートとｌｌ［、熱圧着して積層体を作製
し、この積層体を焼結して空孔を形成する方法、あるい
は所定のパターンに加工した高分子樹脂をグリーンシー
トと共に積層、熱圧着し、１？られた積層体を焼結して
空孔を形成する方法がある。これらの場合、ペーストあ
るいは高分子樹脂か焼結の際に熱分解・飛散して、これ
らと相似形の空孔かセラミックス中に形成される。

［発明か解決しようとする課題］ しかし、従来の空孔形成方法では、セラミックス中に微
細な空孔を高精度に形成できなかったり、空孔中にセラ
ミックス粉末が残留するなどの問題点がおった。例えば
、高温で分解・飛散するペーストをグリーンシート上に
スクリーン印刷して空孔を形成する方法では、スクリー
ン印計りの精度から１００ＩＪＩｎ幅のパターンを２０
０Ｘ／＃ｌピツチで形成するのか限界であり、またパタ
ーン厚さも１０〜２０如が限界である。従ってセラミッ
クス中に形成される空孔の形状も高々この程度であり、
電子部品用の空孔としては不充分でおる。

また高分子樹脂を用いる方法では、樹脂として感光性樹
脂を用い、フォトリソグラフィ技術を適用することで、
高精度にパターン化された感光性樹脂パターンを得るこ
とができるか、グリーンシーｌ〜と共に積層、熱圧着し
て積層体を作製し、これを脱バインダ、焼結して作製し
たセラミックスの空孔内部にはセラミックス粉末が残留
するという問題がある。セラミックス内に形成された空
孔内部にセラミックス粉末か残留する原因は、脱パイン
ダニ程で感光性樹脂か軟化してグリーンシートと密着し
、さらに収縮しながら分解づる時にグリーンシートの一
部を剥離さけ、この剥翻１されたセラミックスが焼結後
も粉末として残ることによると考えられる。

以上の点から、例えば、セラミックス内の空孔部分をイ
ンク流路として用いるインクジＴツｌ、／＼ッドを従来
の空孔形成方法により作製した場合には、インク滴の噴
出が良好に行えない等の欠点か生じていた。

本発明の目的は、これらの問題点を解決し、精度の高い
微細な空孔がセラミックス内に形成されたセラミック電
子部品の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、感光性樹脂中に該感光性樹脂より分解温度の
高い材料を分散させた複合感光性樹脂層を基板上に形成
する工程と、該複合感光性樹脂層にフォトリソグラフィ
技術で所定のパターンを形成する工程と、該パターン上
にセラミックグリーンシートを積層、熱圧着して積層体
を作製する工程と、該積層体を焼結する工程とを備えて
なることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法１
、Ｊ−３よび感光性樹脂中に離型性を有する材料を分散
させた複合感光性樹脂層を基板上に形成する工程と、該
複合感光性（か１脂層に）４トリソグラノイ技（・トＪ
で所定のパターンを形成する工程と、該パターン上にセ
ラミックグリーンシートを積層、熱圧着して積層体を作
製する工程と、該積層体を焼結する工程とを備えてなる
ことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法である
。

本発明において、感光性樹脂としては、一般にレジスト
用に使用されているアクリル系、ナイロン系、ポリウレ
タン系等の感光性樹脂を用いることかできる。

また、これらの感光性樹脂に分散させる離型性を有する
材料としては、積層体の作製工程で感光性）か１脂が軟
化した時、グリーンシートとの密着力を低下さける作用
を有する材料であれば使用可能で必る。このような作用
を有する何科としては、例えば、テフロン系樹脂、シリ
コン系樹脂等が挙げられる。

さらに、本発明で感光性樹脂中に分散させる該感光性樹
脂よりも分解湿度の高い＋Ａ利は、用いられる感光性樹
脂により異なるか、例えばデフロン系（か１脂、シリコ
ン系樹脂、カーボン、グラフフィト等が挙げられる。

［作用］ 本発明によれば、複合感光性樹脂を用い、フォトリソグ
ラフィ技術により空孔パターンを形成するため、非常に
微■１なパターンを粘度良く形成することができる。ま
た、感光性樹脂として、通常用いられる感光性樹脂に、
これよりも分解湿度の高い材料、あるいは離型性を有づ
る材料を分解ざぜた複合感光性樹脂を用いることによっ
て、形成された空孔内部中のセラミックス粉末の残留を
防ぐことかできる。

感光性樹脂中に該感光・［１（か１脂より分解湿度の商
い材料を分散させた複合感光性樹脂を用いると、説バイ
ンダ時、即ち複合感光性樹脂中の感光性樹脂が軟化、分
解する時の複合感光性樹脂の収縮率が極めて小さくなり
、該複合感光性樹脂がグリーンシートの一部を剥離する
ことがなくなる。また、感光性樹脂に離型性を有する材
料を分散させた複合感光性樹脂を用いると、脱バインダ
時の複合感光性樹脂パターンとグリーンシートの密着力
が極めて小さくなる。

以上のことから、空孔内部にセラミックス粉末か残沼す
ることかなくなる。

［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
プる。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を工程順に示
ず断面図でおる。まずポリエステルなどのキＡ・す■−
フィルム上に、感光性樹脂に高分解温度何科または離型
性材料を分散させた複合感光性樹脂を所定の厚さにコー
ティング覆る。この上にパターン形成用のフォトマスク
を重ねて光を照射後、露光し、その後現＠処理を行って
、複合感光性樹脂パターンを形成する。第１図（ａ）は
このようにして作製されたキャリヤーフィルム１２上の
複合感光性樹脂パターン１１を示したものである。

複合感光性樹脂は、感光性樹脂を溶剤に溶解し、その溶
液中に離型性を有する材料、市るいは該感光性樹脂より
分解温度の高い材料の粉末を混合し、充分攪拌すること
で容易に複合感光性樹脂を製造することができる。

第１図（ｂ）はグリーンシート１３および複合感光性樹
脂パターン１１の積層工程を示したものである。

セラミックグリーンシート１３は一般的な方法に従って
セラミックス粉末、有機バインダ、可塑剤、溶剤等を混
合分散することにより泥１π状態とし、これをドクター
ブレード法、キャスティング法等によりプラスチックフ
ィルム等の上にコーティングし、乾燥することによって
作製する。積層はグリーンシート１３、複合感光性樹脂
パターン１１か所定の三次元的配置になるように金型中
に積層１し、１１０熱しながら圧力を加え−（一体止さ
せることで行われる。

第１図（Ｃ）は一体止された積層体１４を示している。

その後、積り体１４は、脱パインダニ程、焼成工程を経
て、第１図（ｄ）に示す焼結体１５になる。

この焼結体１５内には複合感光性樹脂パターン１１は消
失し、それと相似形の空孔１６が形成される。

該工程における脱パインダニ程は、通常のセラミック製
造の場合と同様であり、積層体１４を、例えは６５０℃
で５時間程度保持することにより、脱バインダすると共
に、有機物を消失させる。また焼成条１′４−は使用す
るぜラミックの種類によって異なる。

第２図は本発明の方法で作製したセラミックス−電極一
体型のオンデマント型インクジェットヘットを示したも
ので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ′線に沿う断面図である。このオンデマン
ド型インクジェットヘッドでは圧電セラミックス２１と
してＰｂ　Ｔ　ｉ　０３−Ｐｂ　７ｒ　０３系のセラミ
ックスを用いた。また電（！２２の材料としては△［］
　／Ｐｄの比率が７０／３０（質量比）の電極ペースト
を用いた。空孔パターン用の複合感光性樹脂層は、アク
リル系光硬化性ｉか１脂を溶剤中に溶解した後、テフロ
ン粉末をその溶液に分散させ、ポリエステルフィルム上
に塗イｂし、乾燥させて作製した。複合感光性樹脂の組
成、即ら感光性樹脂／テフロン粉末の比率は５０／　５
０（質量比）とした。空孔パターンはこの複合感光性樹
脂を紫外線で露光し、メチルエチルケトンを用いて現像
することにより作製した。得られた空孔パターンおよび
グリーンシートを積層し、１カ２５０Ｋ（］／　Ｃｍ２
、温度１１０°Ｃの条件で金型中て熱圧着し、積層体を
作製した。このようにして得られた積層体を５°Ｃ／時
間の昇温速度で空気中で加熱し、６５０’Ｃで３時間保
持することで、積層体中の有機物を分解消失させた。焼
結は同じく空気中で行い、１１５０’Ｃで２時間保持し
て行った。

このようにして作製したインクジェットｌ＼ツ１〜は電
極２２に１００Ｖ、１００μｓのパルス電圧を印加する
ことにより、電極部分が振動し、ノズル２３から良好な
インク滴の噴出が確認された。なお形成したノズル部分
は８０珈角の形状でおり、内部の圧乃至２４の部分には
高さ８０ＩＪＩｎ２幅が最大で５ｍｍの寸法の、剥離粉
末の残留しない空孔が形成されていた。

第３図は本発明の方法で作製した圧電発音体を示したも
ので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は（ａ）に
おけるＢ−８−線に沿う断面図である。

この発音体では圧電セラミックス３１として、Ｐｂ　Ｔ
　ｉ　０３−Ｐｂ　Ｚｒ　０３系の圧電材料を、電）Φ
材料としては白金を用いた。複合感光性樹脂はフイロン
系感光性樹脂とテフロン粉末を用い、前ｊホした方法で
複合感光性樹脂図を基板上に形成し、露光、現像して空
孔パターンを作製した。圧電発音体はその内部に一部の
電（※３２を含む圧電ヒラミックス３１の駆動部を介し
て空気室３４かあり、この空気室３４は空孔３３によっ
て外部に通じていると共に、該電極３２は圧電セラミッ
クス表面の導体配線部３５に接続している。この圧電発
音体を用い、電（〜に交流電圧を加えたところ、ｌＫＨ
２の音が発生した。なおこの場合、振動体の上下にある
空気￥３４については、グリーンシートの状態で孔を形
成し、音か外部に伝わる構造とする。

本実施例で１ｄられた圧電発音体は、空孔のセラミック
ス粉末による詰まりかなく、特性の優れたものであった
。

なお、本実施例ではインクジェットヘットおよび圧電発
音体の場合について述べたが、これらの他にもセラーミ
ックフィルタ、セラミック発振子、圧電マイクロホン、
セラミックス粉末等の空孔を必要とする電子部品のいず
れにも適用できる。

［発明の効果］ 以−り説明したように、本発明の１Ｊ法による複合感光
性樹脂からなる空孔パターンをグリーンシートに組込む
ことによって、脱バインダニ程におけるセラミックス粉
末の剥離を防止力ることかでき、特性の優れたセラミッ
ク電子部品を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を工程順に示づ断面図、第２
図は本発明の方法によって製造したオンデマンド型イン
クジェットヘッドを示す図で、（ａ）はその平面図、（
ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ　−線に沿う断面図、第３
図は本発明の方法によって製造した圧電発音体を示す図
で、（ａ）はその平面図、　（ｂ）は（ａ）にあけるＢ
−Ｂ”線に沿う断面図でおる。 １・・・複合感光性樹脂パターン ２・・・キャリキノ−フィルム ３・・・セラミックグリーンシート ４・・・積岡体　　　　　　１５・・・焼結体６．３３
・・・空孔 ２１、３１・・・圧電セラミックス ２２、３２・・・電（セ　　　　　２３・・・ノズル２
４・・・圧力室　　　　　　３４・・・空気室３５・・
・導体配線部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光性樹脂中に該感光性樹脂より分解温度の高い
   材料を分散させた複合感光性樹脂層を基板上に形成する
   工程と、該複合感光性樹脂層にフォトリソグラフィ技術
   で所定のパターンを形成する工程と、該パターン上にセ
   ラミックグリーンシートを積層，熱圧着して積層体を作
   製する工程と、該積層体を焼結する工程とを備えてなる
   ことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
2. （２）感光性樹脂中に離型性を有する材料を分散させた
   複合感光性樹脂層を基板上に形成する工程と、該複合感
   光性樹脂層にフォトリソグラフィ技術で所定のパターン
   を形成する工程と、該パターン上にセラミックグリーン
   シートを積層，熱圧着して積層体を作製する工程と、該
   積層体を焼結する工程とを備えてなることを特徴とする
   セラミック電子部品の製造方法。