(57)【要約】【課題】セラミック配線基板において、微細配線化、低抵抗化を達成し、かつそれを歩留まり良く作製することのできる配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】セラミックグリーンシート１の貫通孔を第１の導体成分で充填して貫通導体部２を有する第１のセラミックグリーンシート１ａを形成する工程と、転写用基板３上に形成した感光性セラミックグリーンシート４を露光した後に配線回路パターンの部分を現像除去して配線回路パターン形状の貫通部６を形成する工程と、貫通部６に第２の導体成分を充填して配線回路部７を有する第２のセラミックグリーンシート４ａを形成する工程と、第２のセラミックグリーンシート４ａを第１のセラミックグリーンシート１ａ上に転写する工程と、第２のセラミックグリーンシート４ａが転写された第１のセラミックグリーンシート１ａの複数枚を上下に積層した後に焼成する工程とを含む配線基板の製造方法。【選択図】  図１
2004152779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後、該貫通孔に第１の導体成分を充填することにより、貫通導体部を有する第１のセラミックグリーンシートを形成する工程と、
転写用基板上に感光性セラミックグリーンシートを形成する工程と、
該感光性セラミックグリーンシートに、配線回路パターン以外の部分を露光した後に前記配線回路パターンの部分を現像除去することにより、前記配線回路パターン形状の貫通部を形成する工程と、
前記感光性セラミックグリーンシートの前記貫通部に第２の導体成分を充填することにより、配線回路部を有する第２のセラミックグリーンシートを形成する工程と、
該第２のセラミックグリーンシートを前記転写用基板上から前記第１のセラミックグリーンシート上に転写する工程と、
前記第２のセラミックグリーンシートが転写された前記第１のセラミックグリーンシートの複数枚を上下に積層した後に焼成する工程と
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後、該貫通孔に第１の導体成分を充填することにより、貫通導体部を有する第１のセラミックグリーンシートを形成する工程と、
転写用基板上に感光性セラミックグリーンシートを形成する工程と、
該感光性セラミックグリーンシートに、配線回路パターンの部分に光を照射した後に前記配線回路パターンの部分を現像除去することにより、前記配線回路パターン形状の貫通部を形成する工程と、
前記感光性セラミックグリーンシートの前記貫通部に第２の導体成分を充填することにより、配線回路部を有する第２のセラミックグリーンシートを形成する工程と、
該第２のセラミックグリーンシートを前記転写用基板上から前記第１のセラミックグリーンシート上に転写する工程と、
前記第２のセラミックグリーンシートが転写された前記第１のセラミックグリーンシートの複数枚を上下に積層した後に焼成する工程と
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記貫通部に前記第２の導体成分を充填する方法がめっき法であることを特徴とする請求項１または請求項２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、半導体素子収納用パッケージや多層配線基板などに適した、絶縁基板がセラミックスあるいはガラスセラミックスからなる配線基板の製造方法に関するものであり、より詳細には微細な配線回路層が形成された配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載された配線基板は、一般に酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体と、絶縁基体表面および／または内部に形成されたタングステン（Ｗ）・モリブデン（Ｍｏ）およびモリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属材料からなる配線回路層から構成されている。ところが、従来から多用されているＷ・ＭｏおよびＭｏ−Ｍｎ等の高融点金属からなる配線回路層では、抵抗を高々８ｍΩ／□程度までしか低くできなかった。
【０００３】
近年、高集積化が進みＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージや各種電子部品が搭載される混成集積回路装置等に適用される配線基板においては、高密度化、低抵抗化、小型軽量化が要求されており、酸化アルミニウム質焼結体材料に比較して低い誘電率が得られ、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の低抵抗導体材料と同時焼成可能なガラスセラミックスに代表される低温焼成セラミック材料を絶縁基体とした低温焼成基板が開発され、シート抵抗を３ｍΩ／□以下と低くすることができる。
【０００４】
かかる従来の配線基板は一般に、セラミックの積層技術及びスクリーン印刷等の厚膜形成技術を採用することによって作製されている。
【０００５】
ところが、更なる高密度化、低抵抗化、小型軽量化が要求されており、従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を用いた、絶縁基体となるセラミックグリーンシートに予め印刷塗布しておくことによって被着形成される導体形成方法では、ライン幅／ライン間スペースを５０μｍ／５０μｍ以下にすることは非常に困難である。そこで、転写フィルム上に銅等の金属箔により形成された配線回路層をセラミックグリーンシート上に転写した後、焼成することにより低抵抗かつ微細な配線回路層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−８６７４３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８４７７４号公報
【特許文献３】
特開２００１−２６７７４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
転写法による配線回路層の形成方法としては、まず、高分子材料からなる転写フィルム上に高純度金属導体、特に金属箔を接着した後、この金属導体の表面にレジストを塗布した後、配線回路パターン状にエッチング処理およびレジスト除去を行って配線回路層を形成する。そして、配線回路層を形成した転写フィルムをビアホール導体が形成されたセラミックグリーンシートの表面に位置合わせして積層圧着した後、転写フィルムを剥がすことにより、ビアホール導体を接続した配線回路層を具備する一単位のセラミックグリーンシートを形成することができる。
【０００８】
しかしながら、金属箔から加工して形成された配線回路層をセラミックグリーンシートに転写する場合には、金属箔をセラミックグリーンシートの表面に位置合わせした後に積層圧着することが必要であるが、配線回路パターンが微細になると、配線回路パターンとセラミックグリーンシートとの接触面積が少ないために、配線回路層とセラミックグリーンシートとの接着力が小さくなり、転写フィルムからセラミックグリーンシートへ転写できない場合があるという問題点があった。
【０００９】
また、配線回路層を具備するセラミックグリーンシート同士を積層圧着する際に、グリーンシート上の配線回路間の空間形状に沿ってその上に積層されたセラミックグリーンシートが変形して充填されず、配線回路間や配線回路とセラミックグリーンシートとの接着部周辺に空隙が形成されてしまうという問題点があった。また、上下のセラミックグリーンシート間にデラミネーションが発生してしまい、剥がれて浮き上がった配線回路同士が短絡してしまうというという問題点があった。
【００１０】
さらには、デラミネーションにならなくても、回路配線部上に凹凸ができてしまい、ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を実装できないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記欠点に鑑み案出されたものでその目的は、セラミック配線基板において、微細配線化・低抵抗化を達成し、かつそれを歩留まり良く作製することのできる配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後、この貫通孔を第１の導体成分を充填することにより、貫通導体部を有する第１のセラミックグリーンシートを形成する工程と、転写用基板上に感光性セラミックグリーンシートを形成する工程と、この感光性セラミックグリーンシートに、配線回路パターン以外の部分を露光した後に配線回路パターンの部分を現像除去することにより、配線回路パターン形状の貫通部を形成する工程と、感光性セラミックグリーンシートの貫通部に第２の導体成分を充填することにより配線回路部を有する第２のセラミックグリーンシートを形成する工程と、第２のセラミックグリーンシートを転写用基板上から第１のセラミックグリーンシート上に転写する工程と、第２のセラミックグリーンシートが転写された第１のセラミックグリーンシートの複数枚を上下に積層した後に焼成する工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の配線基板の製造方法は、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後、この貫通孔に第１の導体成分を充填することにより、貫通導体部を有する第１のセラミックグリーンシートを形成する工程と、転写用基板上に感光性セラミックグリーンシートを形成する工程と、この感光性セラミックグリーンシートに、配線回路パターンの部分に光を照射した後に配線回路パターンの部分を現像除去することにより、配線回路パターン形状の貫通部を形成する工程と、感光性セラミックグリーンシートの貫通部に第２の導体成分を充填することにより、配線回路部を有する第２のセラミックグリーンシートを形成する工程と、第２のセラミックグリーンシートを転写用基板上から第１のセラミックグリーンシート上に転写する工程と、第２のセラミックグリーンシートが転写された第１のセラミックグリーンシートの複数枚を上下に積層した後に焼成する工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の配線基板の製造方法は、上記構成において、貫通部に第２の導体成分を充填する方法がめっき法であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の配線基板の製造方法によれば、感光性セラミックグリーンシートに露光・現像により配線回路パターン形状の貫通部を形成し、この貫通部に導体成分を充填することにより配線回路部を形成して、配線回路部が形成された感光性セラミックグリーンシートを貫通導体部を有する第１のセラミックグリーンシートに転写することから、微細な配線回路を安定に転写することが可能となるとともに、微細な配線回路間には絶縁層となる感光性セラミックグリーンシートが充填されることとなるので、上下のセラミックグリーンシート間でデラミネーションが発生することがなくなる。また、微細な配線回路間には絶縁層となる感光性セラミックグリーンシートが充填されることとなるので、回路配線部上に凹凸が発生することがなくなり平坦な基板を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通部に第２の導体成分を充填する方法がめっき法であるときには、高純度の金属導体となるので配線回路は抵抗が低く、高周波用途などにも好適なものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態の例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１および図２は本発明の配線基板の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図であり、１はセラミックグリーンシート、２は貫通導体部、３は転写用基板、４は感光性セラミックグリーンシート、５はフォトマスクパターン、６は感光性セラミックグリーンシート４に形成された貫通部、７は貫通部６に導体を充填することにより形成された配線回路部である。
【００１９】
まず（ａ）に示す如く、セラミックグリーンシート１に貫通孔を形成した後、この貫通孔に第１の導体成分を充填することにより、貫通導体部２を有する第１のセラミックグリーンシートを形成する。
【００２０】
セラミックグリーンシート１は、セラミック粉末またはガラス粉末とセラミック粉末とから成る無機粉末に有機バインダと、必要に応じて所定量の可塑剤や溶剤（有機溶剤、水等）とを加えてスラリーとなしたものを、ドクターブレード・圧延・カレンダーロール・金型プレス等により厚さ約２０〜５００μｍに成形することによって得られる。
【００２１】
セラミック粉末の成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３・ＡｌＮ・Ｓｉ３Ｎ４・ＳｉＯ２・ＳｉＣ・ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物・ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物・Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル・ムライト・コージェライト）等が挙げられる。
【００２２】
また、ガラス粉末の成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ・Ｓｒ・Ｍｇ・ＢａまたはＺｎを示す）・ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ・Ｓｒ・Ｍｇ・ＢａまたはＺｎを示す）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ・ＮａまたはＫを示す）・ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである）・Ｐｂ系ガラス・Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２３】
配線導体にＣｕやＡｇ等の低抵抗金属を用いる場合は、上記ガラス粉末の成分とセラミック粉末の成分を用いて、８００℃〜１１００℃の温度で焼成可能ないわゆるガラスセラミック成分の配線基板となるように成分を調整すればよい。
【００２４】
セラミックグリーンシート１に配合される有機バインダとしては、従来よりセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸・メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体・メタクリル酸エステル共重合体・アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等）・ポリビニルブチラール系・ポリビニルアルコール系・アクリル−スチレン系・ポリプロピレンカーボネート系・セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での熱分解性を考慮するとアクリル系がよい。
【００２５】
上記のようにして得られたセラミックグリーンシート１は、パンチング加工等により貫通孔を形成した後、例えば第１の導体成分をペースト化したもの（導体ペースト）を印刷により埋め込む等の手段により貫通孔を充填することによって貫通導体部２が形成される。
【００２６】
第１の導体成分は、例えば、Ｗ・Ｍｏ・Ａｕ・Ａｇ・Ｃｕ・Ｐｄ・Ｐｔ等の１種または２種以上が挙げられ、２種以上の場合は混合・合金・コーティング等のいずれの形態であってもよい。この第１の導体成分粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合することにより導体ペーストは作製される。
【００２７】
次に（ｂ）に示す如く、転写用基板３上に感光性セラミックグリーンシート４を形成する。
【００２８】
感光性セラミックグリーンシート４は、セラミックグリーンシート１と同一組成の無機粉末に、感光性化合物・非感光性ポリマーを混合して、溶剤（有機溶剤、水等）と必要に応じて所定量の可塑剤とを加えてスラリーとなし、カーテンコーター・ディップコーター・ドクターブレード・カレンダーロール・スクリーン印刷等により転写用基板３上に厚さ約５〜１５μｍのシート状に成形することによって得られる。
【００２９】
感光性セラミックグリーンシート４に含有されている無機粉末の平均粒径は約２μｍ（マイクロトラック法でＤ５０）以下としておくと、紫外線の透過が良好で光硬化を均一に行わせることができる。
【００３０】
転写用基板３は、第２のセラミックグリーンシートを転写するためには、特に配線回路部７を安定的に転写するためには、配線回路部７と転写用基板３との密着力が２００〜１００００ｍＮ／２５ｍｍとなる基体で形成される必要がある。例えば配線導体層７を電解めっきによって形成する場合は、電気導通を有するステンレス・チタン・クロム・白金・金・アルミ・錫・銀・銅等の金属板が挙げられる。更にこれらの金属・ガラス・セラミックス、またはポリエチレンフタレート・ポリエチレンナフタレート・ポリイミド・ポリフェニレンサンファンド・塩化ビニル・ポリプロピレン等の群から選ばれた少なくとも１種の有機樹脂等の板材の表面に蒸着・めっき等でチタン・クロム・白金・金・アルミ・錫・銀・銅等の金属膜を形成した電気導通基体が使用できる。また、配線回路層７を無電解めっきによって形成する場合は、金属板・電気導通基体に加えて、ガラス・セラミックス、またはポリエチレンフタレート・ポリエチレンナフタレート・ポリイミド・ポリフェニレンサンファンド・塩化ビニル・ポリプロピレン等の群から選ばれた少なくとも１種の有機樹脂等の絶縁基体が使用できる。また、転写用基板３と配線回路部７との間に接着層を介しても良い。
【００３１】
転写用基板３は寸法変化が小さいことが望ましい。この寸法変化は、転写用基板３上に形成された配線回路部７を第１のセラミックグリーンシート１ａに転写するに当たり、微細配線の配線ピッチ間のばらつき、スルーホール導体層との積層ずれを低減し、高寸法精度で転写を可能とするために重要な要因である。
【００３２】
本発明の感光性セラミックグリーンシート４の形成に用いられる感光性化合物としては、従来から公知の感光性化合物を適用することができる。これらの感光性化合物を含む感光性セラミックグリーンシートは活性な光線を照射することにより現像液に対して不溶化または可溶化する。光不溶化型感光性化合物の例としては、１分子に不飽和基などを１つ以上有する官能性のモノマーやオリゴマー・芳香族ジアゾ化合物・芳香族アジド化合物・有機ハロゲン化合物・既存の高分子に感光性の基をペンダントさせることにより得られる感光性高分子あるいはそれを改質したもの・ジアゾ系アミンとホルムアルデヒドとの縮合物などいわゆるジアゾ樹脂といわれるもの等が挙げられる。また光可溶型感光性化合物の例としては、ジアゾ化合物の無機塩や有機酸とのコンプレックス・キノンジアゾ類、またはキノンジアゾ類を適当なポリマーバインダと結合させた、例えばフェノール・ノボラック樹脂のナフトキノン１・２−ジアジド−５−スルフォン酸エステル等が挙げられる。
【００３３】
特に好ましい感光性化合物は、焼成時の熱分解性を考慮すると、炭素−炭素不飽和結合を有するアクリル系またはメタクリル系のモノマーもしくはオリゴマーである。
【００３４】
炭素−炭素不飽和結合を有するアクリル系またはメタクリル系のモノマーもしくはオリゴマーは、光硬化してセラミックグリーンシートを現像液に不溶となすことにより、フォトリソグラフ法による配線回路形成を可能とする作用を有し、例えば、１，６ヘキサンジオールジアクリレート・トリプロピレングリコールジアクリレート・トリメチロールプロパントリアクリレート・２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート・ステアリルアクリレート・テトラヒドラフルフリルアクリレート・ラウリルアクリレート・２−フェノキシエチルアクリレート・イソデシルアクリレート・イソオクチルアクリレート・トリデシルアクリレート・カプロラクトンアクリレート・エトキシ化ノニルフェニールアクリレート・ジンクジアクリレート・１，３ブタンジオールジアクリレート・１，４ブタンジオールジアクリレート・ジエチレングリコールジアクリレート・ポリエチレングリコールジアクリレート・テトラエチレングリコールジアクリレート・トリエチレングリコールジアクリレート・エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート・プロピシ化ネオペンチルグリコールアクリレート・トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート・エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート・ペンタエリストールトリアクリレート・プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート・プロキシ化グリセリルトリアクリレート・ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート・ジペンタエリストールヒドロキシペンタアクリレート・エトキシ化ペンタエリストールテトラアクリレート・ペンタアクリレートエステル及び上記のアクリレートをメタクリレートに置き換えたものがあり、これらの１種または２種以上を混合したものを用いることができる。
【００３５】
非感光性ポリマーは、感光性化合物の作用を補完してセラミック粉末をシート状に成形することを補助する作用を有し、アクリル酸エステル共重合体・メタクリル酸エステル共重合体・アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等の樹脂にカルボン酸を置換した樹脂を置換した樹脂が挙げられ、例えば、メタクリル酸メチル・メタクリル酸エチル・メタクリル酸ｎブチル・メタクリル酸イソブチル・メタクリル酸ｔ−ブチル・メタクリル酸２エチルヘキシル・メタクリル酸ラウリル・メタクリル酸トリデシル・メタクリル酸ステアリル・メタクリル酸シクロヘキシル・メタクリル酸ベンジル・メタクリル酸イソボニル・メタクリル酸グリシジル・メタクリル酸テトラヒドロフルフリル・メタクリル酸アリル・メタクリル酸２ヒドロキシエチル・メタクリル酸ヒドロキシプロピル・メタクリル酸２−メトキシエチル・メタクリル酸２−エトキシエチル・ジメタクリル酸エチレングリコール・ジメタクリル酸トリエチレングリコール・ジメタクリル酸１，３ブチレングリコール・ジメタクリル酸１，６ヘキサンジオール・ジメタクリル酸ポリプロピレングリコール・トリメタクリル酸トリメチロールプロパン・コハク酸２−メタクリロイルオキシエチル・マレイン酸２−メタクリロイルオキシエチル・フタル酸２−メタクリロイルオキシエチル・ヘキサヒドロフタル酸２−メタクリロイルオキシエチル・メタクリル酸ジメチルアミノエチル・メタクリル酸ジエチルアミノエチル・メタクリル酸トリフルオロエチル・メタクリル酸ヘプタデカフルオデシル及びこれらの有機酸をアクリル酸で置き換えたものの共重合体が挙げられ、置換するカルボン酸としてはアクリル酸・メタクリル酸・イタコン酸・クロトン酸・マレイン酸・フマル酸・ビニル酸およびこれらの酸無水物が挙げられる。
【００３６】
さらに、光重合開始剤、光重合促進剤および必要に応じて有機バインダ、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤等を混合することにより、露光・現像により形成される貫通部６の解像度が向上する。
【００３７】
光重合開始剤は、紫外線等の光エネルギーによりラジカルを生じ、このラジカルにより光反応性化合物に光硬化の反応を開始させる作用を有し、例えば、ベンゾフェノン・ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル・４，４−ビス（ジメチルアミン）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−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ノール・ベンジル−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・２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン・２−フェニル−１・２−ブタジオン−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・１，３−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・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−アゾビスイソビチロニトリル・１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン・２−ベンジル−２ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，２−４ジエチルチオキサントン・２，２ジメトキシ−１２−ジフェニルエタン−１−オン・ジフェニルジスルフィド・ベンゾチアゾールジスルフィド・トリフェニルホルフィン・カンファーキノン・四臭素化炭素・トリブロモフェニルスルホン・過酸化ベンゾイン、及び、エオシン・メチレンブルーなどの光還元性の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、上記化合物中の１種または２種以上を用いることができる。
【００３８】
光重合促進剤は、光反応性化合物の光硬化の反応を促進する作用を有し、例えば４−ジメチルアミノイソアミルベンゾエート・４−ジメチルアミノエチルベンゾエートなどがあり、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００３９】
有機バインダは、無機粉末と結合してこれを溶剤中に分散させる作用を有し、イソブチルメタクリレート（ｉ−ＢＭＡ）とアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体を用いることができる。
【００４０】
紫外線吸収剤は、光硬化の反応を起こすために照射された紫外線が感光性セラミックグリーンシート４の内部でセラミック粉末により散乱されて不要な部分まで光硬化させてしまい、例えば回路配線部７の形成精度を劣化させてしまうということを防ぐ作用を有し、ベンゾトリアゾール系・ベンゾフェノン系・ビンダードアミン系の化合物の１種または２種以上を用いることができる。
【００４１】
熱重合禁止剤はフリーラジカルを吸収する性質があり、セラミックグリーンシートに環境中から加わる弱い熱エネルギーにより感光性樹脂組成物の一部から小量のフリーラジカルを生じ、このフリーラジカルにより光反応性化合物が部分的に重合して現像液に溶解し難くなってフォトリソグラフ法による貫通部６の形成が困難になる、ということを防ぐ作用を有し、例えば、キノン・ハイドロキノン・メチルハイドロキノン・ニトロソアルミニウム塩・ハイドロキノンモノメチルエーテル・２，６−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール・２．３−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノールが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００４２】
また感光性セラミックグリーンシート４に含有されている感光性化合物は、その添加量を無機粉末１００質量部に対して５〜１２質量部としておくと配線回路部７が形成される貫通部６を感光性セラミックグリーンシート４の厚み方向に均一に形成することが容易となる。従って、感光性セラミックグリーンシート４に含有されている感光性化合物はその添加量をセラミック粉末１００質量部に対して５〜１２質量部としておくことが好ましい。
【００４３】
また感光性セラミックグリーンシート４に含有されている光重合開始剤は、その添加量をセラミック粉末１００質量部に対して０．５〜５質量部としておくと光硬化の反応を感光性セラミックグリーンシート４中で均一に開始させることができる。従って、感光性セラミックグリーンシート４に含有されている光重合開始剤はその添加量をセラミック粉末１００質量部に対して０．５〜５質量部としておくことが好ましい。
【００４４】
またセラミックグリーンシート４に含有されている光重合促進剤は、その添加量をセラミック粉末１００質量部に対して２〜５質量部としておくと感光性セラミックグリーンシート４中で均一に光硬化の反応を促進させることができる。従って、感光性セラミックグリーンシート４に含有されている光重合促進剤はその添加量をセラミック粉末１００質量部に対して２〜５質量部としておくことが好ましい。
【００４５】
また感光性セラミックグリーンシート４に含有される有機バインダは、その添加量がセラミック粉末１００質量部に対して１０〜２５質量部としておくと、セラミック粉末を有機溶剤中に均一に分散させることが容易であり、また後の焼成の際に容易に分解してセラミックから成る絶縁基体中に残留することがない。従って、セラミックグリーンシート４に含有される有機バインダはその添加量をセラミック粉末１００質量部に対して１０〜２５質量部としておくことが好ましい。
【００４６】
また感光性セラミックグリーンシート４に含有される紫外線吸収剤は、その添加量をセラミック粉末１００質量部に対して０．０１〜２質量部としておくと紫外線を過度に吸収することなく効果的に吸収し、不要な部分の光硬化を抑えることができる。従って、感光性セラミックグリーンシート４に含有される紫外線吸収剤はその添加量をセラミック粉末１００質量部に対して０．０１〜２質量部としておくことが好ましい。
【００４７】
また感光性セラミックグリーンシート４に含有される熱重合禁止剤はセラミック粉末１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲としておくと熱エネルギーにより生じた小量のフリーラジカルを効果的に吸収することができるとともに、光硬化の反応を妨げることがなく、配線回路部７となる貫通部６を任意の箇所に精度良く形成することができる。従って、感光性セラミックグリーンシート４に含有される熱重合禁止剤はその添加量をセラミック粉末１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲としておくことが好ましい。
【００４８】
次に（ｃ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート４の上面にフォトマスクパターン５を被着形成する。
【００４９】
フォトマスクパターン５は微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用するために感光性セラミックグリーンシート４の上面に載置され、フォトマスクパターン５の形状は形成しようとする配線回路パターン形状に対応したものとなっている。フォトマスクパターン５は露光する際に照射する光を透過するガラス基板やフィルム上に形成して、そのガラス基板やフィルムを感光性セラミックグリーンシート４上に重ねて載置すればよい。フォトマスクパターン５の形状は、感光性化合物が光不溶化型の場合には図１（ｃ）のように貫通部６および配線回路部７となる部分以外、配線回路パターン以外の部分が露光される形状に、また感光性化合物が光可溶化型の場合には図２（ｃ）のように貫通部６および配線回路部７となる部分、配線回路パターンの部分が露光される形状にする。
【００５０】
次に上面にフォトマスクパターン５が重ねて載置されている感光性セラミックグリーンシート４に対し、フォトマスクパターン５側から光を照射して、例えば感光性化合物が光不溶化型の場合は、フォトマスクパターン５のマスクされた直下以外の感光性セラミックグリーンシートを露光する。感光性化合物が光不溶化型の場合は、例えば、約３００ｍＪ／ｃｍ２の強度の紫外線を照射し、露光された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させることにより次の現像工程で用いられる現像液に不溶となる。つまりフォトマスクパターン５の直下の露光されなかった配線回路パターンの部分が可溶な状態で残る。感光性化合物が光溶化型の場合は、露光された領域の感光性樹脂組成物に光分解を起こさせることにより、次の現像工程で用いられる現像液に可溶となる。フォトマスクパターン５の直下の露光された配線回路パターンの部分が可溶な状態となる。照射される光は例えば、紫外線・電子線・Ｘ線等が挙げられるが、これらの中で、露光装置が簡易で、ライン幅／ライン間スペースを１０μｍ／１０μｍとできる解像度が得られる紫外線が好ましく、その光源としては例えば低圧水銀灯・高圧水銀灯・ハロゲンランプ・殺菌灯等が使用でき、これらの中でも超高圧水銀灯が好適である。
【００５１】
次に図１（ｄ）に示す如く、露光後に現像液に可溶な配線回路パターンの部分を現像除去することによって配線回路部７が形成される配線回路パターン形状の貫通部６を形成する。配線回路部７が形成される配線回路パターン形状の貫通部６が微細加工の可能なフォトリソグラフィー技術を採用するために形成されているフォトマスクパターン５を用いて形成されるため、配線回路部のライン幅／ライン間スペースは１０μｍ／１０μｍ以下の微細なものとすることが可能となる。
【００５２】
現像方法としては浸漬法でもスプレ−法でもよく、また両方を併用してもよい。現像液としては感光性化合物・非感光性ポリマーが溶解可能である有機溶媒を使用できる。また有機溶媒にその溶解力が失われない範囲で水を添加してもよい。
【００５３】
またアクリル系共重合体の側鎖にカルボキシル基が存在する場合、アルカリ水溶液で現像できる。アルカリ水溶液として水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム水溶液などのような金属アルカリ水溶液を使用できるが、有機アルカリ水溶液を用いた方が焼成時にアルカリ成分を除去しやすいので好ましい。有機アルカリの具体例としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。上述した好適な感光性セラミックグリーンシート４の例においては、微細な加工を行なうために、比較的溶解力の小さなトリエタノールアミン水溶液を用いるとよい。アルカリ水溶液の濃度は通常０．０１〜２０質量％、より好ましくは０．１〜１０質量％である。アルカリ濃度が低すぎれば未露光部が除去されない恐れがある一方、アルカリ濃度が高すぎれば、露光部を腐食させる恐れがあり良くない。
【００５４】
次に図１（ｅ）に示す如く、転写用基板３上の感光性セラミックグリーンシート４の貫通部６に、第２の導体成分を充填して配線回路部７を有する第２のセラミックグリーンシート４ａを形成する。
【００５５】
貫通部６に第２の導体成分を充填する方法としては、第１の導体成分と同様に導体ペーストを充填する方法でよい。このときの第２の導体成分は、例えば、Ｗ・Ｍｏ・Ａｕ・Ａｇ・Ｃｕ・Ｐｄ・Ｐｔ等の１種または２種以上が挙げられ、２種以上の場合は混合・合金・コーティング等のいずれの形態であってもよい。この第１の導体成分と同様の粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合することにより導体ペーストは作製される。
【００５６】
第２の導体成分を充填する方法として、配線導体部の抵抗を小さくするためにはめっき法がよく、特に銅めっきにて貫通部６を充填するとよい。銅めっきは電解銅めっき、無電解銅めっきのどちらでもよい。
【００５７】
電解銅めっきは、例えば硫酸銅等の銅供給源となる銅化合物と硫酸、塩酸とを主成分とする電解銅めっき液中に所定時間浸漬し、電流密度０．５〜５Ａ／ｄｍ２で、転写用基板３上の感光性セラミックグリーンシート４の貫通部６に所定厚みに被着形成される。電流密度０．５Ａ／ｄｍ２以下であると、析出速度が遅く生産性が劣るし、電流密度５Ａ／ｄｍ２以上であると、電流密度が大きすぎて、銅めっき皮膜に焼けが発生する。
【００５８】
また、無電解銅めっきは、例えば、硫酸銅等の銅供給源となる銅化合物と、ホルマリン・次亜リン酸ナトリウム等の還元剤とを主成分とする無電解銅めっき液中に所定時間浸漬することにより、転写用基板３上の感光性セラミックグリーンシート４の貫通部６に所定厚みに被着形成される。
【００５９】
なお、この場合、被着形成される銅メッキ層は、上記使用する還元剤の種類に応じてめっき層中に含有する共析成分が変化し、例えばホルマリンであれば銅含有量が９９．９質量％以上の高純度の銅層が形成され、次亜リン酸ナトリウムであればリンを数質量％含有する銅層が形成される。銅めっき層は低抵抗化を図る上では高純度であることが好ましいことから、ホルマリン等のめっき層中への共析成分を含有しない還元剤を用いることが好ましい。
【００６０】
次に図１（ｆ）に示す如く、第１のセラミックグリーンシート１ａの所定の貫通導体部２と第２のセラミックグリーンシート４ａの所定の配線回路部７とが接続されるように位置合わせしてから、熱と圧力を加えて熱圧着する方法、有機バインダ・可塑剤・溶剤等から成る接着剤を介在させて接着する方法等により第１のセラミックグリーンシート１ａと第２のセラミックグリーンシート４ａとを接着し、転写基板３を剥離することにより、第２のセラミックグリーンシート４ａを転写基板３上から第１のセラミックグリーンシート１ａ上に転写する。
【００６１】
そして最後に第２のセラミックグリーンシートが転写された第１のセラミックグリーンシート１ａの複数枚を所定の貫通導体部２と所定の配線回路部７とが接続されるように位置合わせして上下に積層した後に焼成する。
【００６２】
セラミック成分が例えばＡｌ２Ｏ３であれば、還元雰囲気中にて約１６００℃の温度で焼成すればよい。セラミック成分がガラスセラミック成分であれば、ガラスセラミック組成により異なるが、通常は約８００〜１１００℃の範囲内で大気中で焼成を行なえばよい。セラミック成分がガラスセラミック成分で導体材料にＣｕを使用する場合には、１００〜７００℃の水蒸気を含む窒素雰囲気中で有機成分の除去を行ない、次いで窒素雰囲気中で８００〜１１００℃の範囲内で焼成を行なうなどすればよい。
【００６３】
セラミック成分がガラスセラミック成分である場合は、反りや変形のない寸法精度の高い配線基板を得るために、第２のセラミックグリーンシートが転写された第１のセラミックグリーンシートの複数枚を上下に積層した後に、この積層体の両面にガラスセラミックの焼成温度では実質的に焼成収縮しないグリーンシート（拘束グリーンシート）を両面に積層した後に焼成するとよい。特に貫通部６をめっき法で充填することにより配線導体部７を形成する場合は、配線導体部７は焼成時に収縮しにくいので、上記の方法でガラスセラミックスも平面方向の収縮を抑えることにより、反りや変形を抑えることが可能となる。
【００６４】
拘束グリーンシートは、例えばＡｌ２Ｏ３粉末やＳｉＯ２等の難焼結性無機材料を主成分としたグリーンシートとすればよい。さらに焼成温度より軟化点の低いガラスを加えることにより、焼成時のガラスセラミックグリーンシートとの結合力を高めて、より収縮を抑えられるようにすることができる。拘束グリーンシート中のガラス含有量は、拘束グリーンシート中の難焼結性無機材料とガラスを合わせた全無機成分の０．５〜１５質量％とすると、ガラスセラミックグリーンシートと結合しかつ拘束グリーンシートをその積層面内で実質的に収縮させない量となるのでよい。
【００６５】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００６６】
例えば、上述の実施の形態の例では第１のセラミックグリーンシート１ａを形成した後に第２のセラミックグリーンシート４ａを形成したが、この順序は逆でもよく、また同時に並行して進めてもよい。
【００６７】
また、第２のセラミックグリーンシート４ａが転写された第１のセラミックグリーンシートの複数枚を積層した後に焼成する工程を例示したが、単層の配線回路パターンで所望の回路が形成できる場合は、第２のセラミックグリーンシート４ａが転写された第１のセラミックグリーンシート一単位を焼成して配線基板としてもよい。
【００６８】
また、第１のセラミックグリーンシート１ａと第２のセラミックグリーンシート４ａの外形寸法は、通常、同じ寸法で形成されるが、用途によっては必ずしも同じとする必要はない。例えば、第１のセラミックグリーンシート１ａ上の必要な部分に搭載可能な寸法の第２のセラミックグリーンシート４ａを積層してもよいし、第２のセラミックグリーンシート４ａ上の必要な部分に搭載可能な寸法の第１のセラミックグリーンシート１ａまたは第１のセラミックグリーンシート１ａと第２のセラミックグリーンシート４ａを積層したものを積層してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、感光性セラミックグリーンシートに露光・現像により配線回路パターン形状の貫通部を形成し、この貫通部に導体成分を充填することにより配線回路部を形成して、配線回路部が形成された感光性セラミックグリーンシートを貫通導体部を有する第１のセラミックグリーンシートに転写することから、微細な配線回路を安定に転写することが可能となるとともに、微細な配線回路間には絶縁層となる感光性セラミックグリーンシートが充填されることとなるので、上下のセラミックグリーンシート間でデラミネーションが発生することがなくなる。また、微細な配線回路間には絶縁層となる感光性セラミックグリーンシートが充填されることとなるので、回路配線部上に凹凸が発生することがなく、表面に凹凸のない平坦な基板を得ることができる。
【００７０】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通部に第２の導体成分を充填する方法がめっき法であるときには、高純度の金属導体となるので配線回路は抵抗が低く、高周波用途などにも好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック回路基板の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。
【図２】本発明のセラミック回路基板の製造方法の実施の形態の他の例を示す工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・セラミックグリーンシート
１ａ・・・第１のセラミックグリーンシート
２・・・・貫通導体部
３・・・・転写用基板
４・・・・感光性セラミックグリーンシート
４ａ・・・第２のセラミックグリーンシート
５・・・・フォトマスクパターン
６・・・・貫通部
７・・・・配線回路部
【図１】
2004152779.tif 000003
【図２】
2004152779.tif 000004