(57)【要約】【課題】セラミックグリーンシートの貫通孔に充填された導電ペーストの露出面の凹凸が小さく、導電ペーストを焼成して得られる貫通導体に対する電気的接続信頼性や機械的接続信頼性を高いものとすること。【解決手段】貫通孔２が形成されたセラミックグリーンシート１を、少なくとも上面の表層にフッ素樹脂を含有する通気性の下敷きシート３上に載置し、次にセラミックグリーンシート１をその下面側から下敷きシート３を介して減圧吸引しながらセラミックグリーンシート１の上面側から貫通孔２内に導電ペースト４を充填し、次に下敷きシート３をセラミックグリーンシート１から取り除く。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成されたセラミックグリーンシートを、少なくとも上面の表層にフッ素樹脂を含有する通気性の下敷きシート上に載置し、次に前記セラミックグリーンシートをその下面側から前記下敷きシートを介して減圧吸引しながら前記セラミックグリーンシートの上面側から前記貫通孔内に導電ペーストを充填し、しかる後、前記下敷きシートを前記セラミックグリーンシートから取り除くことを特徴とするセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法。
【請求項２】
前記下敷きシートは、前記上面の平滑度がＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上であり、かつ耐油性がＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上であることを特徴とする請求項１記載のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートのビアホール等の貫通導体となる貫通孔に金属ペーストを充填する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックスから成る絶縁層に貫通導体を形成した配線基板、例えばセラミックス多層配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体やガラス質焼結体等のセラミックスから成る複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基体の各絶縁層間および表面にモリブデンやタングステン等の高融点金属メタライズから成る配線導体が所定のパターンに配設されており、さらに各絶縁層の所定位置にスルーホール等の貫通孔を設けるとともに、この貫通孔内にモリブデンやタングステン等の金属メタライズから成るビア導体等の貫通導体を配設することで、各絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士が互いに電気的に接続されている。そして、一部のビア導体は、絶縁基体表面に導出され、その導出端面に電子部品の電極等が半田を介して接合される。
【０００３】
このようなセラミック多層配線基板は、複数枚のセラミックグリーンシートを準備してこれらに貫通孔を形成し、次にそれらの貫通孔内に導電ペーストを充填するとともにセラミックグリーンシートの上下面に導電ペーストを所定パターンに印刷塗布し、最後にこれらのセラミックグリーンシートを積層するとともに、高温で焼成することによって製作される。
【０００４】
従来、セラミックグリーンシートに設けた貫通孔内に導電ペーストを充填するには、例えばセラミックグリーンシートに従来周知の打抜き法を採用して貫通孔を形成し、次にこのセラミックグリーンシートの一方の主面に樹脂や紙からなる下敷きシートを貼着し、次にこのセラミックシートの他方の主面側から貫通孔内に導電ペーストを充填し、次にこの導電ペーストを乾燥させ、その後、セラミックグリーンシートから下敷きシートを剥ぎ取る方法が採用されていた。
【０００５】
なお、セラミックグリーンシートの一方の主面に下敷きシートを貼着するのは、セラミックグリーンシートの他方の主面側から充填される導電ペーストがセラミックグリーンシートの一方の主面側から漏出することを防止するとともに導電ペーストを充填する際にセラミックグリーンシートに変形や破れ等が発生するのを防止するためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法によると、貫通孔に導電ペーストを充填した後、セラミックグリーンシートから下敷きシートを剥ぎ取る際に、下敷きシートの貼着力により貫通孔内に充填された導電ペーストの一部が下敷きシートに付着して貫通孔内から引き出され、その結果、貫通孔に充填された導電ペーストの露出面に高低差が５０μｍを超える大きな凹凸が形成されてしまい、この導電ペーストを焼成して得られる貫通導体に対する電気的接続および機械的接続の信頼性が低いものとなってしまうという問題点を有していた。
【０００７】
従って、本発明は、かかる従来の問題点を解決するために完成されたものであり、その目的は、セラミックグリーンシートの貫通孔に導電ペーストを充填して貫通導体を形成する場合に電気的接続および機械的接続の信頼性が高い貫通導体を得ることができるセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法は、貫通孔が形成されたセラミックグリーンシートを、少なくとも上面の表層にフッ素樹脂を含有する通気性の下敷きシート上に載置し、次に前記セラミックグリーンシートをその下面側から前記下敷きシートを介して減圧吸引しながら前記セラミックグリーンシートの上面側から前記貫通孔内に導電ペーストを充填し、しかる後、前記下敷きシートを前記セラミックグリーンシートから取り除くことを特徴とする。
【０００９】
また本発明のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペーストの充填方法は、好ましくは、前記下敷きシートの上面の平滑度がＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上であり、かつ耐油性がＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上であることを特徴とする。
【００１０】
本発明のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法によれば、貫通孔が形成されたセラミックグリーンシートを、少なくとも上面の表層にフッ素樹脂を含有する通気性の下敷きシート上に載置し、次にセラミックグリーンシートをその下面側から下敷きシートを介して減圧吸引しながらセラミックグリーンシートの他方の主面側から前記貫通孔内に導電ペーストを充填することから、セラミックグリーンシートと下敷きシートとを吸引により直接良好に密着させることができるとともに下敷きシートのフッ素樹脂と導電ペーストとは互いに濡れ性が悪いことから、導電ペーストの充填後に下敷きシートをセラミックグリーンシートから取り除く際に、セラミックグリーンシートの貫通孔内に充填された導電ペーストが下敷きシートに多量に付着して引き出されることは殆どなくなるので、貫通孔に充填された導電ペーストの露出表面に大きな凹凸が形成されることが大幅に低減される。
【００１１】
さらに本発明のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペーストの充填方法によれば、下敷きシートの上面の平滑度をＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上とし、かつ耐油性をＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上とすることにより、貫通孔に充填された導電ペーストの表面をその凹凸の高低差が２０μｍ以下の極めて平滑なものとすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に詳細に説明する。先ず、図３に断面図で示すように、従来周知の打ち抜き法により複数の貫通孔２が形成されたセラミックグリーンシート１を準備する。セラミックグリーンシート１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体を得るためのセラミックグリーンシートであれば、主原料としての酸化アルミニウム粉末に焼結助材として酸化珪素粉末や酸化カルシウム粉末，酸化マグネシウム粉末および適当な有機バインダや溶剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状となすことによって製作される。また、セラミックグリーンシート１に貫通孔２を形成するには、例えば図２（ａ）に貫通孔の形成工程を断面図で示すように、貫通孔２の直径に対応した直径の打ち抜きピン１１を備える上金型１２と、打ち抜きピン１１の直径より若干大きな直径を有する孔１３を有する下金型１４との間にセラミックグリーンシート１を配置する。次に、図２（ｂ）に同じく貫通孔の形成工程を断面図で示すように、上金型１２の打ち抜きピン１１がセラミックグリーンシート１を貫通して下金型１４の孔１３内に到達するまで上金型を下降させることによって貫通孔２を形成する方法が採用される。
【００１３】
次に、図１（ａ）に断面図で示すように、例えば多孔質セラミック等の通気性を有する材料から成る上面が平坦な吸引テーブル２１の上に、少なくとも上面の表層にフッ素樹脂を含有する通気性の下敷きシート３を敷くとともに、この下敷きシート３上にセラミックグリーンシート１を載置する。そして、これらの下敷きシート３およびセラミックグリーンシート１を吸引テーブル２１により吸引して吸引テーブル２１上に吸引固定する。なお、下敷きシート３は通気性を有するので、この下敷きシート３を介してセラミックグリーンシート１も吸引固定される。
【００１４】
下敷きシート３に含有されるフッ素の含有量は、０．２〜０．５重量％が好ましく、０．２重量％未満では、後述するようにセラミックグリーンシート１の貫通孔２に導電ペースト４を充填した後に下敷きシート３をセラミックグリーンシート１から取り除く際にセラミックグリーンシート１の貫通孔２内に充填された導電ペースト４が下敷きシート３に多量に付着して引き出される為、貫通孔２に充填された導電ペースト４の露出表面に大きな凹凸が形成される。０．５重量％を超えると、下敷きシート３を精製する際に紙の繊維の中にフッ素が入り込むこととなり、下敷きシート３の通気性が低下する傾向にある。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に断面図で示すように、貫通孔２に対応した開口２２を有する金属マスク２３をセラミックグリーンシート１の上に配置し、セラミックグリーンシート１をその下面側に下敷きシート３を介して減圧吸引しながら金属マスク２３上に導電ペースト４を供給するとともにスキージ２４を摺動させることにより、スキージ２４の摺動圧力および下敷きシート３を介した吸引力により導電ペースト４の一部をマスク２３の開口２２を介してセラミックグリーンシート１の貫通孔２内に充填する。このとき、セラミックグリーンシート１と下敷きシート３とは吸引により良好に密着するので、セラミックグリーンシート１と下敷きシート３との間に導電ペースト４が侵入して滲むようなことはない。
【００１６】
セラミックグリーンシート１をその下面側に下敷きシート３を介して減圧吸引する際の差圧（大気圧との差）は、１０〜４０ＫＰａ程度あればよく、１０ＫＰａ未満では十分な吸引が困難であり、４０ＫＰａを超えると、減圧吸引を解除する真空破壊の際に急激な圧力の変化により、セラミックグリーンシートが大きく撓んでしまい易くなる。
【００１７】
次に、図１（ｃ）に断面図で示すように、セラミックグリーンシート１の下面から下敷きシート３を除去する。このとき、下敷きシート３は、少なくともその上面の表層にフッ素樹脂を含有し、このフッ素樹脂と導電ペースト４とは互いに濡れ性が悪いことから、貫通孔２内に充填された導電ペースト４が下敷きシート３に多量に付着して引き剥がされることはなく、その結果、貫通孔２内に充填された導電ペースト４の下敷きシート３側の露出表面に大きな凹凸が形成されることが有効に防止される。
【００１８】
なお、下敷きシート３はその上面の平滑度をＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上とし、かつ上面の耐油性をＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上としておくと、セラミックグリーンシート１の貫通孔２に導電ペースト４を充填した後、下敷きシート３を除去する際に、下敷きシート３に付着する導電ペースト４を極めて少ないものとして、貫通孔２に充填された導電ペースト４の表面をその凹凸の高低差が２０μｍ未満の極めて平滑なものとすることができる。したがって、下敷きシート３はその上面の平滑度をＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上とし、かつ耐油性をＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上としておくことが好ましい。
【００１９】
なお、下敷きシート３の上面の平滑度は、ＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度が４００秒未満では、セラミックグリーンシート１の貫通孔２に導電ペースト４を充填し下敷きシート３をセラミックグリーンシート１から取り除く際に、導電ペースト４の表面の凹凸の工程差が大きくなりやすく、またセラミックグリーンシート１の貫通孔２の近傍に充填された導電ペースト４のにじみを発生してしまい易くなる。また、下敷きシート３の上面の耐油性は、ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６未満では、セラミックグリーンシート１の貫通孔２に導電ペースト４を充填した際に、導電ペースト４が下敷きシート３中に浸透しやすくなり、下敷きシート３をセラミックグリーンシート１から取り除く際に、導電ペースト４の表面の凹凸の高低差が大きくなりやすく、またセラミックグリーンシート１と下敷きシート３との間に導電ペースト４が侵入して滲みがが発生し易くなる。
【００２０】
このような下敷きシート３は、通気性を有する紙にフッ素樹脂を含浸あるいは塗布させた厚さ４３μｍ程度のものであり、例えば本発明において好適な下敷きシート３の市販品としては、例えば「耐油耐水紙Ｓ」（リンテック社製）や「シルバーダイヤＳ」（日本製紙社製）などが挙げられる。これらは、１００００〜５００００秒／１００ｃｃの透気度がある。
【００２１】
【実施例】
本発明の実施例を以下に説明する。
【００２２】
ドクターブレード法を採用して、純度９２重量％の酸化アルミニウム質焼結体を得るための厚みが２００μｍのセラミックグリーンシートを準備するとともに、このセラミックグリーンシートに打ち抜き法を採用して直径が１００μｍの貫通孔を形成した。また、フッ素樹脂を０．３３重量％程度含有し、その上面の平滑度がＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で３５０〜５５０（秒）、耐油性がＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で５〜８の５種類の本発明用の厚さ４３μｍの下敷きシート（「耐油耐水紙Ｓ」（リンテック社製）と、フッ素樹脂を含有しておらず、その上面の平滑度がＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４５０（秒）、耐油性がＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で７の比較用の厚さ５８．９μｍの下敷きシート（「ＳＰ原紙」王子製紙社製）とを準備した。
【００２３】
次に、上記各本発明用の下敷きシートおよび比較用の下敷きシートのそれぞれについて、通気性を有する多孔質セラミックから成る吸引テーブル上にこれを敷くとともにその上にセラミックグリーンシートを載置し、そのセラミックグリーンシート上に厚みが５０μｍでセラミックグリーンシートの貫通孔に対応した開口を有するステンレス製のマスクを載置した。このマスク上に、平均粒径が０．５〜３μｍのモリブデン粉末１００重量部に対してセラミックグリーンシートに含有されるセラミック成分と実質的に同じセラミック成分の粒子を５重量部および有機バインダ，溶剤を添加混合して粘度を約５０００ポイズ程度に調整したモリブデンペーストを供給した。さらに、セラミックグリーンシートを下面側から下敷きシートを介して、大気圧との差圧２２ＫＰａで減圧吸引しながら、マスク上に硬質シリコンゴム製のスキージを下方に約５０Ｎの力で押圧しつつ摺動させることにより、セラミックグリーンシートの貫通孔内にモリブデンペーストを充填した。
【００２４】
これらの下敷きシートの透気度は３００００秒／１００ｃｃ程度である。
【００２５】
次に、それらのセラミックグリーンシートから本発明用の下敷きシートや比較用の下敷きシートを取り除いて本発明による試料および比較用の試料を得た。
【００２６】
そして、このようにして得た本発明による試料および比較用の試料について、セラミックグリーンシートの貫通孔内に充填されたモリブデンペーストの露出面における凹凸の高低差（最大値）を光学式厚み測定装置で測定した。その結果を表１に示す。なお、表１において、試料番号４は、比較用の試料である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１から分かるように、本発明による試料では、セラミックグリーンシートのＣ貫通孔に充填したモリブデンペーストの露出面の凹凸の高低差が３０μｍ以下の平坦なものであった。さらに、上面の平滑度がＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上かつ耐油性がＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上の下敷きシートを用いた本発明による試料（試料番号２，３，６）では、セラミックグリーンシートの貫通孔内に充填されたモリブデンペーストの下敷きシート側の露出面における凹凸の高低差が２０μｍ以下の極めて平滑なものであった。
【００２９】
これに対して、比較用の試料（試料番号４）ではセラミックグリーンシートの貫通孔に充填したモリブデンペーストの下敷きシート側の露出面における凹凸の高低差が４０μｍを超える極めて大きなものであった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法によれば、貫通孔が形成されたセラミックグリーンシートを、少なくとも上面の表層にフッ素樹脂を含有する通気性の下敷きシート上に載置し、次にセラミックグリーンシートをその下面側から下敷きシートを介して減圧吸引しながらセラミックグリーンシートの他方の主面側から貫通孔内に導電ペーストを充填することから、セラミックグリーンシートと下敷きシートとを吸引により直接良好に密着させることができるとともに下敷きシートのフッ素樹脂と導電ペーストとは互いに濡れ性が悪いことから、導電ペーストの充填後に下敷きシートをセラミックグリーンシートから取り除く際に、セラミックグリーンシートの貫通孔内に充填された導電ペーストが下敷きシートに多量に付着して引き出されることは殆どなくなるので、貫通孔に充填された導電ペーストの露出表面に大きな凹凸が形成されることが大幅に低減される。さらに、下敷きシートの上面の平滑度をＪＩＳ　Ｐ　８１１９による表面平滑度で４００秒以上とし、かつ耐油性をＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４００による３Ｍキッド法で６以上とすることにより、貫通孔に充填された導電ペーストの表面をその凹凸の高さが２０μｍ以下の極めて平滑なものとすることができる。その結果、この導電ペーストを焼成して得られる貫通導体に対する電気的接続および機械的接続の信頼性が極めて高いものとなる。
【００３１】
以上により、本発明によれば、電気的接続および機械的接続の信頼性が高い貫通導体を得ることができるセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明のセラミックグリーンシートの貫通孔への導電ペースト充填方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれセラミックグリーンシートに貫通孔を形成する方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明に用いるセラミックグリーンシートの断面図である。
【符号の説明】
１：セラミックグリーンシート
２：貫通孔
３：下敷きシート
４：導電ペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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