喷墨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种喷墨装置、喷墨墨水及使用该喷墨装置和喷墨墨水的电子元件制造方法。使用具有墨水循环功能和墨水分散功能的喷墨装置，将使用的墨水根据需要再分散、在经由管子向墨水回收容器输送途中将一部分墨水送至打印头，在被印刷体表面上形成规定的图案，即使为容易沉淀、缺乏打印稳定性的墨水，由于在墨水容器内根据需要将墨水进行再分散，故可以防止墨水的沉淀或凝集，不会堵塞喷墨用的打印头或墨水喷出口，从而能够实现稳定的喷墨打印并能够以高成品率且稳定地制造电子元件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使用喷墨装置、利用各种电子元件形成用的喷墨墨水进行稳定地非接触打印，来制造叠层陶瓷电容器、高频电子元件、滤波器及多层基板等陶瓷电子元件的方法。
技术介绍
以往，陶瓷电子元件的内部电极或陶瓷层多采用丝网打印、凹板打印等使用版的打印方法来制造。虽然这些方法适合于大批量生产，但是不适用于近年的多品种小批量生产。因此作为新的打印方法，提出了在陶瓷电子元件的制造中使用喷墨的方案。首先说明一般的喷墨用墨水。一般的喷墨用墨水为染料型或者颜料型，由于这些类型的墨水经烧成会挥发或者变质，所以不能作为电极材料或介质材料、磁性材料使用。例如在美国专利3889270号公报提出了在纸上打印用的喷墨用墨水。美国专利4150997号公报提出了喷墨用的水性的荧光墨水及其制造方法，但是由于这些是着色用，所以不能够应用于电子元件。美国专利4894092号公报提出了耐热性颜料，但是这也是着色用，所以不能够应用于电子元件。另外虽然在美国专利4959247号公报上介绍了电镀铬用涂层及其制造方法，但是这些也不能够应用于电子元件。在美国专利5034244号公报上，介绍了采用无机性陶瓷颜料的玻璃用的耐热图案的形成方法，但是利用上述的颜料类墨水不能够制造电子元件。下面就用于陶瓷基体材料的着色的喷墨用墨水进行说明。美国专利5273575号公报提出了在陶瓷基体材料的着色(例如黑色、褐色、绿色、宝石蓝等)中，代替颜料将各种金属盐(Metallic Salt)溶解在溶剂中生成的喷墨用墨水。另外在美国专利5407474号公报中，提出了限定了无机颜料颗粒直径的用于陶瓷基体材料的着色的喷墨用墨水。另外美国专利5714236号公报提出了通过将各种金属盐混在构成氧气供给物质的可燃性材料中而制成的用于陶瓷基体材料的着色的墨水。但是这些喷墨用墨水例如即使能够进行陶瓷电子元件的标记的着色或者打字，也不能够作为内部电极或绝缘体、磁性体使用。另外在特公平5-77474号公报和特开昭63-283981号公报中提出了采用螯合物的陶瓷基体材料用的烧成型的加饰方法。另外在特公平6-21255号公报中提出了由硅酮树脂、无机着色材料和溶剂构成的烧成型的打印标记用的墨水。另外特开平5-202326号公报提出了采用可溶性金属盐的陶瓷基体材料用打印墨水。另外在特开平5-262583号公报中提出了将溶解了可溶性金属液的酸性水溶液涂敷在陶瓷基体材料上后、涂敷碱性水溶液以中和金属盐、然后烧成的打印标记的方法。另外在特开平7-330473号公报中提出了将由金属离子水溶液构成的墨水以喷墨方式在陶瓷基体材料上打印成规定形状并烧成的打印标记的方法。另外在特开平8-127747号公报上提出了加入有金属颜料的陶瓷基体材料着色用的打印墨水。但是靠这些陶瓷着色用墨水不能够制造电子元件。下面说明用喷墨方法生成制造电子元件等时使用的防蚀涂层的情况。在美国专利5567328号公报中，提出了在制造电路基板时，用喷墨方法生成构成防蚀涂层的保护层图案的方案。同样地在特开昭60-175050号公报中，也提出了在基体材料上的金属膜上用喷墨方法形成三维的构成防蚀涂层的保护层图案的方案。但是使用防蚀涂层，会增加电子元件的制造成本。如上述那样依靠以往的喷墨方法或喷墨用的墨水，不能够便宜地制造电子元件。下面说明利用喷墨方法制造各种电子元件的提案。以前就提出了在电子元件的制造中使用喷墨装置的方案。在特开昭58-50795号公报中提出了在未烧成的陶瓷基板上利用喷墨生成导体和电阻的方法。如该提案所说明的那样，在利用以往的喷墨方法在基板上形成电路的情况下，形成电路用的墨水在基板上容易流淌或者扩散。利用图14说明在特开昭58-50795号公报中作为电路的形成方法提出的喷墨装置。图14为说明利用喷墨形成电路的情况下的问题的图。在图14中，电子元件用墨水1被填充在墨喷嘴2中，通过利用空气或压电元件(均未图示)产生的压力根据要求喷射，形成墨滴3。墨滴3落在被印刷体4上，以规定的形状形成图案5。如果在电子元件用墨水1中存在凝集体6，则墨喷嘴的墨滴的喷射就变得不稳定，在有些情况下无法进行打印。这样，由于凝集体6的影响，就会在图案5中产生气孔等的不良7状态。这样在电子元件用墨水的情况下，容易产生凝集体6，而凝集体6导致墨喷嘴2容易堵塞，容易降低各种电子元件的成品率。下面，结合图15，说明电子元件用墨水的沉淀和凝集。图15为表示将溶液中的粉状体特性的情况适用于各理论公式计算的结果的图。Y轴为粉状体的移动速度(单位为cm/秒)，X轴为粉状体的粒径(单位为μm)。直线8表示由布朗运动的计算公式求得的粉状体的移动速度，可以看到，粉状体的粒径越小，速度越大(即、布朗运动增大)。直线9表示由爱因斯坦-斯托克斯的计算公式求得的粉状体的移动速度(即、相当于粉状体在溶液中沉降的情况下的沉降速度)，可以看到，粉状体的粒径越大，越容易沉降。交点10为直线8的布朗运动下的移动速度和直线9的沉降速度的交点。并且在图15中以溶液粘度为1cp(厘泊)计算。根据图15，在理论上，在从交点10向左的区域α中，由于颗粒的直径小，所以与沉降速度9相比，布朗运动8的影响大，故粉状体不容易沉降。另外在从交点10向右的区域β中，由于沉降速度9比布朗运动8大，所以粉状体容易沉淀。并且该交点10受到粉状体的比重的影响，粉状体的比重增大，则向区域α一侧(图15的左侧)移动。这样，由于如果在理论上为图15中的斜线部分(即、布朗运动8超过沉降速度9的区域)的墨水，就不沉淀，所以存在着利用一般的水性染料墨水用的市场上出售的喷墨装置实现打印的可能性。但是由于图15为非常稀的状态下的理论公式(也就是说没有考虑粉状体之间的相互作用)，所以例如即使该墨水位于图15的斜线部分，也未必能够利用市场上出售的打印喷墨装置实现打印。也就是说，即使为利用根据图15计算本来不应沉淀的粉状体的电子元件用墨水(相当于斜线部分)，由于分散的不完全、粉状体之间的相互作用导致的凝集、粒度分布的扩展、异质凝集(不同粒径的粉状体混杂则容易凝集的理论)等，沉淀或者凝集的情况很多。例如根据图15如果能够将电子元件用墨水都用0.01μm粒径制作，那么根据图15有能够得到不沉淀的墨水的可能性(相当于图15的斜线部分)。但是实际上，即使例如选用市场上出售的平均粒径为0.01μm的粒径的金属粉或陶瓷粉，并且高度分级，也无法做到完全消除粒径为1μm的粉状体。而且粉状体越小越容易形成凝集体(或者二次颗粒)。因此，即使一次颗粒的平均粒径为0.01μm，有时也会有二次颗粒为1μm以上的情况。而且，即使将包含这样的凝集体的粉状体高度分散，也很难将二次颗粒拆开，成本增高，不现实。在实际的电子元件用墨水的情况下，为了获得所需的性能或者降低成本，要求为利用粒径1μm以上或10μm左右的粒径较大的粉状体的墨水。在这种情况下，由于如由图15可以知道的那样，沉降速度9比布朗运动8大若干数量级，并且电子元件用墨水中所要求的粉状体为比重3～7左右的陶瓷粉状体、或比重6～20左右的金属材料，所以在低粘度液体中，即使考虑到基本的道理，使之稳定分散也几乎不可能。为了根据不同的商品得到规定的性能，要求不同粒径的粉状体混合，但是由于在这种情况下更容易异质凝集，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨装置，其特征在于：具有收容墨水的墨水容器、通过第１管连结在所述墨水容器上的墨水回收容器和通过第２管与所述第１管相连的打印头，并且配置有分散所述墨水的分散器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中尾惠一，沖中秀行，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]