(57)【要約】【課題】シートの膨張・収縮が生じにくく、パターンを所望の位置に形成することができるセラミック積層体の製造方法を提供する。【解決手段】本製造方法は、絶縁性シートを形成するシート作成工程と、上記絶縁性シートに、スクリーン印刷法により、光により硬化する感光性ペーストを、予め定められたパターンに形成するパターン形成工程と、上記パターンに向けて露光することで該パターンを硬化させる露光工程と、を備える。露光工程は、加熱や湿式処理でないので、絶縁性シートの収縮・膨張を低減する。【選択図】　　　　図２
2004055568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性シートを形成するシート作成工程と、
上記絶縁性シートに、スクリーン印刷法により、光により硬化する感光性ペーストを、予め定められたパターンに形成するパターン形成工程と、
上記パターンに向けて露光することで該パターンを硬化させる露光工程と、
を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１の配線基板の製造方法において、
上記感光性ペーストは、導電性を有する材料から形成されている配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２の配線基板の製造方法において、
上記絶縁性シートは、焼成前のセラミックグリーンシートである配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３の配線基板の製造方法において、
上記絶縁性シートと感光性ペーストは、上記露光工程の後に、同時焼成される焼成工程を備える配線基板の製造方法。
【請求項５】
上記パターンを形成した絶縁性シートを、複数枚、積層した後、焼成することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性シート上にパターンを形成する配線基板の製造方法に関する。特には、セラミックグリーンシートを複数層積層してなるセラミック積層体からなる配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
従来、この種のセラミック積層体の製造方法として、溶剤を含んだペーストをセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷法などによりパターン形成し、その後、加熱することによりペーストに含まれている溶剤を揮発させたシートを形成し、さらにシートを多数枚積層・焼成することにより製造する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上述の製造方法では、シートの溶剤を加熱・乾燥する際に、シートの収縮挙動が生じるので、各層のシートの間のピッチズレが生じ易い。このような収縮に伴う上下層のパターンにピッチズレを生じると、接続不良を生じるなどの不具合を生じ、歩留り低下や、電気特性が劣化するなどの問題がある。こうした問題は、セラミック積層体を多層に積層する場合だけでなく、単層のセラミック基板上にＩＣなどの搭載する場合にも生じている。
【０００４】
また、他の従来の技術として、セラミックグリーンシート上に、光により硬化する感光性ペーストを塗布し、乾燥、露光により感光性ペースを硬化させた後に、現像工程を施すことにより、パターンの形成を行なう方法も知られている（特開平５−０６７４０５号公報、特開平５−２０４１５１号公報）。
【０００５】
しかし、上記他の技術でも、シート上にパターンを形成した後に、現像液（溶剤、水など）にシートを浸漬するので、シートに収縮や膨張などの挙動を生じる。このため、上述したと同様なピッチズレなどの問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、シートの膨張・収縮が生じにくく、パターンを所望の位置に形成することができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するためになされた本発明は、絶縁性シートを形成するシート作成工程と、上記絶縁性シートに、スクリーン印刷法により、光により硬化する感光性ペーストを、予め定められたパターンに形成するパターン形成工程と、上記パターンに向けて露光することで該パターンを硬化させる露光工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の製造方法によれば、絶縁性シート上に、スクリーン印刷法により感光性ペーストで形成したパターンを露光すれば、パターンを硬化させることができるので、パターンや絶縁性シートに大きな収縮や収縮のバラツキを生じることがない。つまり、加熱や現像などのシートを収縮・膨張させるなどの挙動変化を起こす加熱や乾燥などの処理を施さないので、パターンに位置ズレを生じることなく、歩留りや電気的特性を向上させることができる。
【０００９】
また、絶縁性シート上に、スクリーン印刷法により最終のパターンを形成するので、最終パターンに形成するために不要な部分を除去するための現像などの湿式処理が不要となり、工程が簡単になる。さらに、露光工程は、パターンを乾燥硬化させる工程に比べ、処理時間が短いので、生産性を向上させることができる。
【００１０】
本発明の好適な絶縁性シートの態様として、感光性ペーストをスクリーン印刷できる基板であればよく、例えば、ガラスセラミック、Ａｌ２Ｏ３、窒化物から形成したシートを用いることができ、また、焼成後のセラミック基板のほか、焼成前のセラミックグリーンシートを適用することができる。グリーンシートとは、未焼成のセラミック粉体を、有機溶剤、可塑剤、溶剤などを用いてスラリー状にしたものを、ドクターブレード法などでシート状に造膜したものをいう。グリーンシートを用いた場合には、シート自体の収縮をより抑制することができる。さらに、パターン形成工程および露光工程の後に、絶縁性シートおよびパターンを同時焼成する焼成工程を施してもよく、この場合には絶縁性シートとパターンとが焼結することにより一体性を高めることができる。
【００１１】
スクリーン印刷法とは、印刷する基材の上に、開口部の有無でパターンが形成されたスクリーンを置き、その開口部を利用して、開口部分だけにペーストを付着させる印刷方法をいう。
【００１２】
さらに、本発明の好適な態様として、上記パターンを形成した絶縁性シートを、複数枚、積層した後、焼成する工程を施すことができる。この場合には、パターンが絶縁性シート上で硬化して一体性が高められているので、絶縁性シートの層間でパターンのズレを生じ難い。よって、本方法によれば、絶縁性シートを多数積層した排斥基板の製造に好適である。
【００１３】
絶縁性シートに形成するパターンは、導電性の材料を用いるほか、磁性材料や電気抵抗を形成する材料を、単独で用いたり、併用したりしてもよい。上記絶縁性シートとしては、例えば、１層でＩＣチップなどを実装する配線基板に適用したり、複数枚を積層することによりコンデンサ、コイル、抵抗を有する電気部品に適用したりすることができる。
【００１４】
絶縁性シートに形成するパターンは、導電性を有する感光性ペーストを用いて導電性パターンで形成するほか、磁性材料や、電気抵抗を形成する材料を用いて抵抗パターンを形成するほか、これを単独で用いたり、併用したりしてもよい。
上記絶縁性シートとしては、例えば、１層でＩＣチップなどを実装する基板として適用したり、複数枚の積層することによりコンデンサ、コイル、抵抗を有する電気部品に適用したりすることができる。
【００１５】
上記感光性ペーストは、導電性を有する材料を添加することにより導電性を付与するだけでなく、電気抵抗とする酸化物（例えば、ＲｕＯ２）や、誘電体とする酸化物（例えば、ＣａＴｉＯ３）をペーストとして調製してもよい。
【００１６】
感光性ペーストを導電性ペーストとした場合には、以下の材料および組成により調製できる。
（１）導電材
導電材として、金属フィラーを添加することができる。金属フィラーとして、金、銀、白金、パラジウム、銅、アルミニウム、ニッケル、タングステン等の金属単独あるいは合金粉末、他の金属で表面を被覆した金属粉末等を用いることができる。特に金、銀、白金、パラジウム、銅の単独あるいは合金粉末、又は金、銀、白金、パラジウム等の貴金属で被覆した銅粉末が好ましく用いることができる。
金属フィラーは、配線として使用する場合には、７０〜９０重量％の範囲で用いることが好ましい。これは、７０重量％未満であると、焼成後に配線が高抵抗化し、緻密化が困難になり、９０重量％を越えると、他の材料の添加量が少なくなり、例えば、感光性が得られないからである。また、抵抗体として使用する場合には、その添加量を抑制する。
【００１７】
（２）　無機フィラー
無機フィラーとして、アルミナ、チタン酸バリウム、ガラスなどを用いることができ、これにより、絶縁性シートと同時焼成する場合に絶縁性シートとの収縮挙動を合わせる緩衝材として作用させることができる。無機フィラーの添加量としては、導電材などの添加量にも依存するが、望ましくは３０重量％以下である。
【００１８】
（３）　感光材料
感光材料としては、光硬化剤を含む樹脂成分を５〜３０重量％添加する。この範囲未満であると、光による硬化が得られず、この範囲を超えると、焼成後に配線が高抵抗化したり、緻密化が困難となるからである。
（３）−１　樹脂成分
樹脂成分としては、アクリル酸エステル系樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００１９】
（３）−１−１　アクリル
アリルアクリラート、ベンジルアクリラート、ブトキシエチルアクリラート、ブトキシトリエチレングリコールアクリラート、シクロヘキシルアクリラート、ジシクロペンタニルアクリラート、ジシクロペンテニルアクリラート、２−エチルヘキシルアクリラート、グリセロールアクリラート、グリシジルアクリラート、ヘプタデカフロロデシルアクリラート、２−ヒドロキシエチルアクリラート、イソボニルアクリラート、２−ヒドロキシプロピルアクリラート、イソデシルアクリラート、イソオクチルアクリラート、ラウリルアクリラート、２−メトキシエチルアクリラート、メトキシエチレングリコールアクリラート、メトキシジエチレングリコールアクリラート、オクタフロロペンチルアクリラート、フェノキシエチルアクリラート、ステアリルアクリラート、トリフロロエチルアクリラート、アリル化シクロヘキシルジアクリラート、ビスフェノールＡジアクリラート、１，４−ブタンジオールジアクリラート、１，３−ブチレングリコールジアクリラート、エチレングリコールジアクリラート、ジエチレングリコールジアクリラート、トリエチレングリコールジアクリラート、ポリエチレングリコールジアクリラート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリラート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリラート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリラート、グリセロールジアクリラート、メトキシ化シクロヘキシルジアクリラート、ネオペンチルグリコールジアクリラート、プロピレングリコールジアクリラート、ポリプロピレングリコールジアクリラート、トリグリセロールジアクリラート、トリメチロールプロパントリアクリラートおよび上記のアクリラートをメタクリラートに変えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドンなどが挙げられるが、特にこれらに限定されない。これらを１種または２種以上使用することができる。
【００２０】
（３）−１−２　カチオン性反応樹脂として、エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹脂、オキセタン樹脂の中から選ばれる１種又はそれ以上からなる樹脂として、ビスフェノールＡのジグルシジルエーテル、ビスフェノールＦのジグルシジルエーテル、フェノールノボラックのジグルシジルエーテル、ジグリシジルオルトトルイジン、ジグリシジルアニリン、４，４‘−ジ（１，２−エポキシメチル）ジフェニルエーテル、４，４‘−（１，２−エポキシメチル）ビフェニル、１，６−ヘキサンジオールのジグルシジルエーテルなどの２官能基のエポキシ化合物、パラアミノフェノールのトリグルシジルエーテル、メタアミノフェノールのトリグルシジルエーテル、１，３，５−トリ（１，２−エポキシエチル）ベンゼン、フェノールホルムアルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテルなどの３官能基以上のエポキシ化合物が用いられる。
【００２１】
（３）−１−３　脂肪族環状エポキシの例としては、ＹＬ−６６６３（ジャパンエポキシレジン製）、ＹＬ−６７５３（ジャパンエポキシレジン製）、アラルダイトＣＹ―１８４（チバガイギー製）、アラルダイトＣＹ―１９２−１（チバガイギー製）、アラルダイトＣＹ―１７９（チバガイギー製）、アラルダイトＣＹ―１７７（チバガイギー製）、セロキサイド２０２１（ダイセル化学製）、セロキサイド２０８１（ダイセル化学製）、セロキサイド２０８３（ダイセル化学製）、セロキサイド３０００（ダイセル化学製）、エポリードＧＴ３０１（ダイセル化学製）、エポリードＧＴ３０２（ダイセル化学製）、エポリードＧＴ４０１（ダイセル化学製）、エポリードＧＴ４０３（ダイセル化学製）等があげられる。
【００２２】
（３）−１−４　オキセタン樹脂の例としては、ＯＸＴ１０１（東亞合成製）、ＯＸＴ１２１（東亞合成製）等を挙げることができる。
【００２３】
（３）−２　硬化剤
硬化剤としては、光ラジカル硬化剤や光酸発生剤などを用いることができる。
【００２４】
（３）−２−１　光ラジカル硬化剤
ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４′−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４′−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２′−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンザルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、１−フェニル−１，２−ブタンジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−１−プロパノン、また、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、Ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４′−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾインおよびエオシン、メチレンブルーなどの光還元性色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせなどが挙げられるが、特にこれらに限定されない。これらを１種または２種以上使用することができる。
【００２５】
（３）−２−２　光酸発生剤
テトラフルオロホウ酸トリフェニルフェナシルホスホニウム、ヘキサフルオロアンチモン酸トリフェニルスルホニウム、テトラフルオロホウ酸ジフェニルヨードニウム塩、４，４‘−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフォニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート等の組み合わせが上げられるが、特にこれに限定されない。これらを１種または２種以上使用することができる。
【００２６】
（３）−３　ペーストの溶剤
ペーストの溶剤は、ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の高沸点の多価アルコールの誘導体、キシレン等の高沸点の芳香族化合物、ケトン類、エステル類、テルペン類を用いることができる。溶剤の含有量は、０〜１５重量％であることが好ましい。これは、溶剤を添加しない場合には、シートへの収縮などの影響がないが、１５重量％を越えると、スクリーン印刷後にシートを大きく収縮や膨張させるから、この範囲であることがこのましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００２８】
（１）　セラミック多層体の構造
図１は本発明の実施例にかかるセラミック積層体を積層した配線基板（セラミック多層体）を説明する断面図である。図１において、セラミック多層体１０は、絶縁性シート１２上にパターン１３が多数形成されたセラミック積層体１４を備え、これらのセラミック積層体１４を多数枚積層することにより構成されている。セラミック多層体１０には、ビア１６が形成され、ビア１６を埋めた導体を通じて各層が接続されている。
【００２９】
（２）　製造工程
次に、上記セラミック多層体１０の製造工程について説明する。図２はセラミック多層体を製造する工程を説明する工程図、図３はセラミック積層体の製造する工程を説明する説明図である。
【００３０】
（２）−１　グリーンシートの成形
まず、図３（Ａ）に示すように絶縁性シートとなるグリーンシート１２Ａを汎用のドクターブレード法などにより形成する。
【００３１】
（２）−２　パターン形成
続いて、図３（Ｂ）に示すように、グリーンシート１２Ａ上に、スクリーン印刷法により感光性ペースト２０を用いてパターン１３を形成する。感光性ペーストとしては、銀：７０〜９０重量％、アクリル酸エステル系樹脂：６〜２２重量％、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート：３〜１０重量％により調製した導電体ペーストを用いることができ、例えば、フォトレジストＯＫ３０１（商品名：大研化学工業株式会社製造）を用いることができる。
【００３２】
（２）−３　露光硬化工程
図３（Ｃ）に示すように、グリーンシート１２Ａ上のパターン１３を露光する。これにより、感光性ペーストで形成されたパターン１３が硬化して、セラミック積層体１４の作成が完了する。
【００３３】
（２）−４　積層・熱プレス工程
上記工程で作成したセラミック積層体１４を多数積層し、さらに熱プレスにより一体化して積層グリーン体を形成する。このとき、熱によりパターン１３中の樹脂成分が軟化する。
【００３４】
（２）−５　脱バインダ工程
積層グリーン体を２５０〜３５０℃に加熱することにより、グリーンシートおよび感光性ペーストに含まれている樹脂成分を除去する。
【００３５】
（２）−６　焼成工程
積層グリーン体を、８５０〜１８００℃に加熱することにより、各層を焼結一体化する。このときの焼成温度は、感光性ペーストに含まれている金属が銀、金などの融点の低い場合には８５０〜９００℃で、タングステンなどの高融点金属の場合には、１８００℃付近の高温で焼成する。これにより、セラミック多層体１０が完成する。
【００３６】
（３）　セラミック積層体の収縮挙動の結果
次に、露光工程によるグリーンシートの収縮・膨張挙動について調べた。図４はパターンを硬化させたときのビア１６（図１）のピッチ間の変化量を示し、実線が本実施例による露光処理を施した場合を示し、１点鎖線が従来例による熱乾燥処理を施した場合を示す。その結果、本実施例は、露光工程によりビアピッチの間に変化がほとんどないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるセラミック積層体を積層したセラミック多層体（配線基板）を説明する断面図である。
【図２】セラミック多層体（積層体）を製造する工程を説明する工程図である。
【図３】セラミック積層体を製造する工程を説明する説明図である。
【図４】パターンを硬化させたときのビアのピッチ間の変化量を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０…セラミック多層体
１２…絶縁性シート
１２Ａ…グリーンシート
１３…パターン
１４…セラミック積層体
１６…ビア
２０…感光性ペースト
【図１】
2004055568.tif 000003
【図２】
2004055568.tif 000004
【図３】
2004055568.tif 000005
【図４】
2004055568.tif 000006