(57)【要約】【課題】感光性セラミックグリーンシートの積層体における積層不良（デラミネーション）を抑制し、積層部品の信頼性を向上させることが可能な感光性セラミックグリーンシート、複合シート及び積層部品並びにその製造方法。【解決手段】無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシート１において、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシート１と超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシート１と受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｈ線波長領域における光線透過率が０．５〜２５％であることを特徴とする。【選択図】図１
2005243786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシートにおいて、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｈ線波長領域における光線透過率が０．５〜２５％であることを特徴とする感光性セラミックグリーンシート。
【請求項２】
無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシートにおいて、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときの、ｉ線波長領域における光線透過率が０．１〜１０％の範囲であることを特徴とする感光性セラミックグリーンシート。
【請求項３】
無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシートにおいて、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｈ線波長領域における光線透過率が０．５〜２５％であり、ｉ線波長領域における光線透過率が０．１〜１０％であることを特徴とする感光性セラミックグリーンシート。
【請求項４】
感光性セラミックグリーンシートの厚みが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の感光性セラミックグリーンシート。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれかに記載の感光性セラミックグリーンシートと、該感光性セラミックグリーンシートと略同一厚みの導体パターン層とを具備してなる複合シートであって、前記感光性セラミックグリーンシートを貫通して、前記導体パターン層が形成されたことを特徴とする複合シート。
【請求項６】
請求項５に記載の複合シートを積層した積層体を焼成して得られることを特徴とする積層部品。
【請求項７】
（ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくとも金属粉末材料と、有機バインダーとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定の導体パターン層を形成する工程と、
（ｂ）前記導体パターン層を形成したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体パターン層の厚さ以上の厚さに塗布して請求項１乃至３のうちいずれかに記載の感光性セラミックグリーンシートを形成する工程と
（ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、前記導体パターン層形成以外の領域の感光性セラミックグリーンシートを光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記感光性セラミックグリーンシートの前記導体パターン層表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、感光性セラミックグリーンシートと導体パターン層からなる複合シートを作製する工程と、を具備することを特徴とする複合シートの製造方法。
【請求項８】
（ｅ）請求項５に記載の複合シートを積層し、任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｆ）前記積層体を焼成する工程と、を具備することを特徴とする積層部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信機等に使用されるセラミック積層部品、積層基板などに適した複合シートや積層部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は小型軽量化、携帯化が進んでおり、それに用いられる回路ブロックも、小型化、複合モジュール化が押し進められており、セラミック多層回路基板などの積層部品の高密度化と小型化が進められている。
【０００３】
一方、従来のセラミック多層基板は、通常、グリーンシート法と呼ばれる製造方法により製造されるものである。このグリーンシート法は、絶縁層となるセラミック粉末を含有するスラリーを用いてドクターブレード法などによってセラミックグリーンシートを作製し、次に、このセラミックグリーンシートにビアホール導体となる位置にＮＣパンチや金型などで貫通穴を形成し、導体ペーストを用いて、内部や表面の導体のパターンを印刷するとともに、前記貫通穴に導体ペーストを充填してビアホール導体を形成した後、同様にして作製した複数のセラミックグリーンシートを積層し、この積層体を一括同時焼成する製造方法である。（特許文献１参照）。
【０００４】
このグリーンシート法においても、高精度化、さらには高密度化への要求に対して、絶縁層である導体パターン層間のセラミックグリーンシート層厚みの薄層化とともに、導体パターン層については微細配線化、更に低損失、低抵抗値を実現するため導体パターン層の厚みを厚くすることが求められている。
【特許文献１】特開平１１−０６６９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のグリーンシート法などの製造方法においては、このセラミックグリーンシート層厚みの薄層化と導体パターン層の厚膜化という、２つの要求を同時に満たそうとすると、導体パターン層が形成されている部分と形成されていない部分とで、導体パターン層の厚み分の段差が必然的に発生してしまう。この段差によって、積層不良（デラミネーション）が発生するといった問題があり、セラミックグリーンシート層厚みの薄層化と導体パターン層の厚みの厚膜化を同時に満たすには、限界があった。
【０００６】
また、ビア導体などの垂直導体を形成するためには、グリーンシートに対してパンチングなどによって貫通穴を形成する穴あけ工程が不可欠であり、導体パターン層を形成する印刷工程に対して付加的な工程となっていた。この穴あけ工程により絶縁層が薄層（５０μｍ以下）の場合、伸び、変形、破れ等の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の感光性セラミックグリーンシートは、無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシートにおいて、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｈ線波長領域における光線透過率が０．５〜２５％であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の感光性セラミックグリーンシートは、無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシートにおいて、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときの、ｉ線波長領域における光線透過率が０．１〜１０％の範囲であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の感光性セラミックグリーンシートは、無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなる感光性セラミックグリーンシートにおいて、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｈ線波長領域における光線透過率が０．５〜２５％であり、ｉ線波長領域における光線透過率が０．１〜１０％であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の感光性セラミックグリーンシートは、感光性セラミックグリーンシートの厚みが５０μｍ以下であることが望ましい。
【００１１】
本発明の複合シートは、以上説明した感光性セラミックグリーンシートと、該感光性セラミックグリーンシートと略同一厚みの導体パターン層とを具備してなる複合シートであって、前記感光性セラミックグリーンシートを貫通して、前記導体パターン層が形成されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の積層部品は、以上説明した複合シートを積層した積層体を焼成して得られることを特徴とする。
【００１３】
本発明の複合シートの製造方法は、
（ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくとも金属粉末材料と、有機バインダーとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定の導体パターン層を形成する工程と、
（ｂ）前記導体パターン層を形成したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体パターン層の厚さ以上の厚さに塗布して以上説明した感光性セラミックグリーンシートを形成する工程と
（ｃ）前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、前記導体パターン層形成以外の領域の感光性セラミックグリーンシートを光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記感光性セラミックグリーンシートの前記導体パターン層表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、感光性セラミックグリーンシートと導体パターン層からなる複合シートを作製する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の積層部品の製造方法は、
（ｅ）以上説明した複合シートを積層し、任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｆ）前記積層体を焼成する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の感光性セラミックグリーンシートによれば、感光性セラミックグリーンシートのｈ線波長領域における光線透過率を０．５〜２５％とすることが重要である。感光性セラミックグリーンシートのｈ線波長領域における光線透過率（以下、ｈ線透過率と略称する。）を、０．５％以上とすることで、感光性セラミックグリーンシートの深部までｈ線を透過させることができ、加工形状の自由度が増大するとともに、感光性セラミックグリーンシートの深さ方向の加工精度が高くなる。また、ｈ線透過率を２５％以下とすることで、感光性セラミックグリーンシートの深部にまでｈ線を透過させることができるとともに、過剰な散乱を抑制することができるため、加工精度を高くすることができる。
【００１６】
また、感光性セラミックグリーンシートにｉ線を照射するに際して、感光性セラミックグリーンシートのｉ線波長領域における光線透過率（以下、ｉ線透過率と略称する）を０．５〜２５％とすることが重要である。ｉ線は対象物である感光性セラミックグリーンシートの表面に作用して、感光性樹脂を硬化させる能力が高く、ｉ線透過率を０．１％以上とすることで十分に感光性セラミックグリーンシートの表面を硬化させることができる。また、ｉ線透過率を１０％以下とすることで、特に対象物の表面においてｉ線の散乱を防止することができ、加工精度を向上させることができる。
【００１７】
なお、測定時には感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下とするのであるが、０．０１ｃｍ以下とは実質的に接触している状態を意味している。
【００１８】
また、ｈ線とｉ線とは以上説明したように、対象物を透過する能力に違いがあるため、ｈ線とｉ線とを照射することで加工精度を向上させることができるとともに、光線の照射時間を短くすることができる。その場合には、感光性セラミックグリーンシートのｈ線、ｉ線の透過率は以上説明した範囲の組み合わせとすることが望ましい。
【００１９】
また、感光性セラミックグリーンシートの厚みを５０μｍ以下とすることで、特に、小型の積層部品を容易に作製することができる。
【００２０】
以上説明した特徴を有する感光性セラミックグリーン層の一部を貫通して、感光性セラミックグリーン層と略同一厚みの導体パターン層を形成した複合シートでは、厚い導体パターン層と薄い感光性セラミックグリーン層とが精度よく形成されており、本発明の積層部品を作製するのに、好適に用いることができる。
【００２１】
また、以上説明した複合シートを積層して、焼成して得られる積層部品は、厚い配線層と薄いセラミック層とを備え、しかも、両者の厚みが略同一であるため、平坦な積層部品となる。また、精密な配線層が形成された小型の積層部品となる。
【００２２】
また、本発明の複合シートの製造方法によれば、上記した複合シートを容易に精度よく作製することができる。
【００２３】
また、本発明の積層部品の製造方法によれば、導体パターン層の形成はすべて平面へ導体パターンとして形成されることから、従来のビアへのペーストの充填不良などの発生等を防止することができる。また、ビア加工が不要であるため、ビア埋め込みの際の位置合わせが不要となり大幅な工程短縮となる。しかも、感光性セラミックグリーンシートの形成にあたり、本発明によれば、印刷された導体パターン自体をマスクとして用い、感光性セラミックグリーンシートの全面塗布と、キャリアフィルムの裏面からの全面露光によって形成することができるために、安価に且つ容易に感光性セラミックグリーンシートと導体パターン層からなる複合シートを作製することができる。しかも、このような複合シートの形成は、その層数に合わせて、各キャリアフィルム上で並列して形成することができることから、必要な層数の複合シートを作製した後に、それらを一括して積層後、焼成することによって、大幅に工程を簡略化することができ、自動化も容易となる。
【００２４】
このように、本発明の感光性セラミックグリーンシート、並びに積層部品の製造方法によれば、光に対する硬化性が安定した感光性セラミックグリーンシートが得られ、且つ積層時に導体パターン層の厚み分の段差が発生することがなく、また、導体パターンと感光性セラミックグリーンシートの界面の段差も小さく、デラミネーションの発生や、無理な加圧による変形などの問題も無く、容易に導体パターン層間の感光性セラミックグリーンシート厚みの薄層化と、導体パターン層の厚みの厚膜化を両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の感光性セラミックグリーンシートは、少なくとも無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなり、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｈ線波長領域における光線透過率が０．５〜２５％であることが重要である。また、本発明の感光性セラミックグリーンシートは、少なくとも無機粉末と、感光性樹脂とを含有してなり、照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で、感光性セラミックグリーンシートと超高圧水銀灯との距離を３６０ｃｍ、感光性セラミックグリーンシートと受光器との距離を０．０１ｃｍ以下としたときのｉ線波長領域における光線透過率が０．１〜１０％であることが重要である。
【００２６】
本発明の感光性セラミックグリーンシートは、感光性樹脂を含有することから、光線を照射し、光硬化させることによって自在に加工することができる。そして、その特性を利用して、例えば、配線基板や積層コンデンサなどの電気部品の製造に好適に用いることができる。
【００２７】
そして、このような感光性セラミックグリーンシートにおいて、光線の透過性は加工性に影響を与える要素として特に重要なものである。この光線の透過率は、選択する光線の波長と、光線を照射される対象物の特性によって決定されるものである。
【００２８】
光線の波長について考えると、光線の波長は一般的に長い方が対象物を透過しやすく、ｉ線とｈ線ではｈ線の波長（４０５ｎｍ）よりもｉ線の波長のほうが短い（３６５ｎｍ）ため、ｉ線は対象物である感光性セラミックグリーンシート表面に作用し、ｈ線は対象物である感光性セラミックグリーンシートの深部に作用する傾向がある。
【００２９】
本発明者らは、感光性セラミックグリーンシートにｈ線を照射するに際して、感光性セラミックグリーンシートのｈ線波長領域における光線透過率を０．５〜２５％とすることが重要であることを見いだした。感光性セラミックグリーンシートのｈ線波長領域における光線透過率（以下、ｈ線透過率と略称する。）を、０．５％以上とすることで、感光性セラミックグリーンシートの深部までｈ線を透過させることができ、加工形状の自由度が増大するとともに、感光性セラミックグリーンシートの深さ方向の加工精度が高くなる。ｈ線透過率は、特に、５％以上、さらに１０％以上とすることで、感光性樹脂の硬化を確実に行うことができ、現像処理工程においてアルカリ水溶液に対する耐性が向上し、感光性グリーンシートの破れを抑制することができる。
【００３０】
また、対象物である感光性セラミックグリーンシートは、無機粉末と感光性樹脂との混合物であり、両者の界面において、照射された光線は、回折等により散乱することになる。
【００３１】
この散乱の程度は光線が強いほど大きくなるが、ｈ線透過率を２５％以下とすることで、感光性セラミックグリーンシートの深部にまでｈ線を透過させることができるとともに、過剰な散乱を抑制することができるため、加工精度を高くすることができる。また、特にｈ線透過率を２０％以下、さらに１５％以下とすることで、さらに加工精度を高くすることができる。
【００３２】
また、感光性セラミックグリーンシートにｉ線を照射するに際して、感光性セラミックグリーンシートのｉ線波長領域における光線透過率（以下、ｉ線透過率と略称する）を０．５〜２５％とすることが重要である。
【００３３】
ｉ線は対象物である感光性セラミックグリーンシートの表面に作用して、感光性樹脂を硬化させる能力が高く、ｉ線透過率を０．１％以上とすることで十分に感光性セラミックグリーンシートの表面を硬化させることができる。また、特に、３％以上、さらに５％以上とすることで光線の照射時間を短縮することができる。
【００３４】
また、ｉ線透過率を１０％以下とすることで、特に対象物の表面においてｉ線の散乱を防止することができ、加工精度を向上させることができる。また、ｉ線透過率を特に９．５％以下、さらに９％以下とすることで、さらに加工精度を高くすることができる。
【００３５】
また、ｈ線とｉ線とは以上説明したように、対象物を透過する能力に違いがあるため、ｈ線とｉ線とを照射することで加工精度を向上させることができるとともに、光線の照射時間を短くすることができる。その場合には、感光性セラミックグリーンシートのｈ線、ｉ線の透過率は以上説明した範囲の組み合わせとすることが望ましい。
【００３６】
なお、この測定値は、光線を透過させる過程で感光性セラミックグリーンシートが硬化するため、完全に硬化させた後に測定したものである。
【００３７】
また、このような感光性セラミックグリーンシートの厚みを５０μｍ以下、特に、４０μｍ以下、さらに、３０μｍ以下とすることで、感光性セラミックグリーンシートを用いて作製する積層部品などの格段に小型化することができる。
【００３８】
以下にｈ線透過率並びにｉ線透過率を制御する方法について、詳細に説明する。
【００３９】
ｈ線透過率並びにｉ線透過率は、感光性セラミックグリーンシートに含有される無機粉末の表面状態や平均粒径などの特性や含有量並びに感光性樹脂の分子量などの特性や含有量によって変化する。また、感光性樹脂以外の樹脂や溶剤の特性や含有量によっても変化するものである。
【００４０】
従って、これらの特性や含有量を種々変化させることで本発明の感光性セラミックグリーンシートを作製することができる。
【００４１】
なお、本発明の感光性セラミックグリーンシートを構成する要素である無機粉末は、結晶質の無機粉末や非晶質の無機粉末を用いことができ、例えば、本発明の感光性セラミックグリーンシートを用いて、配線基板を作製する場合には、（１）Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣを主成分とする焼成温度が１１００℃以上のセラミック材料、（２）少なくともＳｉＯ２およびＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯなどのアルカリ土類金属酸化物を含有する金属酸化物による混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成されるセラミック材料、（３）ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼結性のセラミック材料の群から選ばれる少なくとも１種が選択される。
【００４２】
用いられる（２）の混合物や、（３）のガラス組成物としては、ＳｉＯ２−ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ１ｌ２Ｏ３−アルカリ金属酸化物系、さらにはこれらの系にアルカリ金属酸化物、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等を配合した組成物が挙げられる。（３）におけるセラミックフィラーとしては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ガラスに対して２０〜８０質量％の割合で混合されることが望ましい。上記のセラミック材料について原料の平均粒径がｈ線透過率、ｉ線透過率に影響を与えるため、平均粒径０．５〜８μｍ、更には１〜５μｍの範囲とするのが望ましい。
【００４３】
また、感光性樹脂としては、感光性を付与したモノマーや光重合開始剤などが挙げられる。感光性を付与したモノマーとしては、低温で短時間の焼成工程に対応するために、熱分解性に優れたものであることが望ましい。また、感光性を付与したモノマーは、スラリー材の塗布・乾燥後の露光によって光重合される必要があり、遊離ラジカルの形成、連鎖生長付加重合が可能で、２級もしくは３級炭素を有したモノマーが好ましく、例えば少なくとも１つの重合可能なエチレン系基を有するブチルアクリレート等のアルキルアクリレートおよびそれらに対応するアルキルメタクリレート等が挙げられる。また、テトラエチレングリコールジアクリレート等のポリエチレングリコールジアクリレートおよびそれらに対応するメタクリレートも有効である。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン類，アシロインエステル類化合物などが挙げられる。
【００４４】
また、有機バインダーも、感光性を付与したモノマーと同様に熱分解性が良好であることが望まれ、同時にスラリーの粘性を決めるものであるため、固形分との濡れ性も考慮することが必要である。本発明によれば、アクリル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合物が好ましい。
【００４５】
有機溶剤としては、エチルカルビトールアセテート、ブチルセルソルブ、３メトキシブチルアセテート、トルエン、ＩＰＡの群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００４６】
また、本発明においては、感光性を付与したモノマー及び光重合開始剤、有機バインダー、有機溶剤の含有量がｈ線、ｉ線波長領域の光の透過性に影響を与えるため、各成分の含有量を調整する必要がある。各成分の含有量は、セラミック粉末１００質量部あたり、感光性を付与したモノマー及び光重合開始剤を５〜２０質量部、有機バインダーを１０〜３０質量部、可塑剤を１〜５質量部、有機溶剤を５０〜１００質量部の割合が適当である。
【００４７】
そして、本発明の感光性セラミックグリーンシートは、例えば、以上説明した割合で無機粉末に、感光性を付与したモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダーと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製したスラリーを従来周知のドクターブレード法などによってシート化することで作製することができる。
【００４８】
そして、必要に応じて所定のパターンを露光し、現像処理を行うことで感光性セラミックグリーンシートに所定の形状の貫通孔を形成することができる。そしてその際には、従来のパンチングなどのように物理的な剪断力が感光性セラミックグリーンシートにかかることはなく、仮に５０μｍ以下、さらに２５μｍ以下の薄い感光性セラミックグリーンシートであったとしても、貫通孔の周辺に破れやクラックなどが発生することはない。
【００４９】
また、図１（ａ）に示すように、以上説明した本発明の感光性セラミックグリーンシート１の一部に感光性セラミックグリーンシート１と略同一の厚みを有する導体パターン層３を設けた本発明の複合シートＡでは、さらに、従来のグリーンシートの表面に形成された導体パターンに比べ、数倍も厚い導体パターン層３を形成することが可能となり、また、従来のグリーンシートと比較すると薄い感光性セラミックグリーンシート１との組み合わせを実現することができる。
【００５０】
より具体的には、感光性セラミックグリーンシート１および導体パターン層３の厚みは、いずれも１０〜５０μｍ、特に１５〜４０μｍ、さらには１５〜３０μｍの薄層によって形成されており、感光性セラミックグリーンシート１および導体パターン層３の厚み差が導体パターン層３の厚みの２０％以下、特に１０％以下、さらには、５％以下であることが、または厚み差が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることによって、導体パターン層３自体の厚みによる感光性セラミックグリーンシート１との段差が実質的に抑制される。
【００５１】
また、このような複合シートＡを複数枚積層した積層体を焼成することで、図１（ｂ）に示すような積層部品５を作製することができる。
【００５２】
このような積層部品５において、導体パターン層３を焼成して得られた配線層３ａは、感光性セラミックグリーンシート１を焼成して得られたセラミック層１ａを平面方向に伸びることによって平面回路を形成している。また、部分的に配線層３ａを厚み方向に積み上げることによりビア導体３ｂが形成されている。
【００５３】
そして、このような積層部品５ではセラミック層１ａと、配線層３ａとが、略同一厚みとなり形成されることで、凹凸が格段に少ない積層部品５となる。また、このような積層部品５では従来よりも、格段に厚く配線層３ａを形成することができることから配線層３ａの電気的抵抗を格段に小さくすることができる。また、セラミック層１ａの厚みも薄くなっているため、積層部品５も小型化することができる。そして、このような積層部品５は例えば、表面に半導体素子や積層コンデンサなどの電気部品６を搭載する配線基板として好適に用いられる。
【００５４】
以下に、本発明の複合シートＡ、積層部品５の製造方法について説明する。
【００５５】
本発明によれば、まず、少なくともセラミック材料を含有する感光性セラミックグリーンシート１の一部に、少なくとも金属粉末と有機バインダーとを含有する導体パターン層３が感光性セラミックグリーンシート１を貫通して形成されてなる複合シートＡを作製する。
【００５６】
この複合シートＡを作製するにあたり、まず、感光性セラミックグリーンシート１を形成するために、少なくとも前述した感光性モノマーおよび前述したセラミック材料を含有する感光性スラリーを調製する。スラリー調製にあたっては、望ましくは、セラミック粉末に、感光性を付与したモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダーと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製する。なお、詳細については、前述した感光性セラミックグリーンシートの作製方法についての記載と同様である。
【００５７】
導体パターン層３となる導体ペーストは、平均粒径が１〜５μｍ程度の前記導体材料の粉末に、必要に応じてセラミック材料を添加した無機成分に対して、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダーを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、２・２・４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチレートなどの適当な溶剤を混合し、３本ローラ又はボールミル等により均質に混練して調製される。
【００５８】
次に、上記の感光性スラリーおよび導体ペーストを用いて以下の工程によって、複合シートＡを形成する。
【００５９】
まず、本発明において導体パターン層３の形成方法は、図２（ａ）に示すように、樹脂フィルムなどからなる光透過可能なキャリアフィルム７上に、前記導体ペーストをスクリーン印刷法等により印刷し導体パターン層３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、前記感光性スラリーを、例えばドクターブレード法にて前記導体パターン層３の厚さ以上の厚さに塗布して所定の厚みで全面に塗布して感光性セラミックグリーンシート１を形成する。
【００６０】
そして、図２（ｃ）に示すように、キャリアフィルム７の裏面より例えば超高圧水銀灯を光源として用いて露光を行う。この露光によって、導体パターン層３形成以外の領域の感光性セラミックグリーンシート１を光硬化させる。この露光工程においては、感光性セラミックグリーンシート１は、導体パターン層３形成以外の領域の感光性セラミックグリーンシート１では照射された光の量により裏面から一定の厚みまで光重合反応がおこり不溶化部を形成するが、導体パターン層３は紫外線が通過しないために、導体パターン層３上に形成されている感光性セラミックグリーンシート１は、光硬化可能なモノマーの光重合反応がおこらない溶化部となる。このときの露光量は、実質的に不溶化部の厚みが、導体パターン層３の厚みと同じになるように露光量が調整されることが望ましい。具体的な露光量としては、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として３０ｍＪ〜１５０ｍＪとすることが望ましい。
【００６１】
その後、この感光性セラミックグリーンシート１全体を現像処理する。現像処理は、感光性セラミックグリーンシート１の溶化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノールアミン水溶液、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどを現像液として用いてスプレー現像、洗浄、乾燥を行う。この処理により、図２（ｄ）に示すように、キャリアフィルム７上には、導体パターン層３と感光性セラミックグリーンシート１とが実質的に同一厚みで一体化した複合シートＡが形成される。
【００６２】
なお、この複合シートＡは、キャリアフィルム７から複合シートＡを剥離することによって、図１（ａ）に示すような複合シートＡ単体を得ることができる。
【００６３】
次に、この複合シートＡを用いて積層部品を製造する方法について以下に説明すると、まず、前記図２（ａ）〜（ｄ）に従い、感光性セラミックグリーンシート１と所定のパターンの導体パターン層３が形成された複数の複合シートＡ１〜Ａ１４を作製する。
【００６４】
そして、図３（ａ）に示すように、これらの複合シートＡ１〜Ａ１４の複合シートを位置あわせしながら、重ね合わせ一括して圧着することによって積層体８を形成する。なお、圧着時には、複合シートＡ中に含まれる有機バインダーのガラス転移点以上の温度をかけながら行なうことが望ましい。
【００６５】
なお、一括して積層する場合、すべてキャリアフィルム７を剥がして積層してもよいが、圧着時の最下面と最上面の取り扱いを考慮すれば、最下面と最上面のみは、キャリアフィルム７から剥がすことなく、積層、圧着した後に、キャリアフィルム７を剥がすことによって、積層体８を形成することもできる。
【００６６】
そして、この積層体８を、所定の温度で焼成することによって、導体パターン層３によって３次元的な回路が形成された積層部品５を形成することができる。なお、焼成にあたっては、作製された積層体８を脱バインダー工程で、成形体中に含まれている有機バインダー、感光性を付与したモノマーを消失し、焼成工程にて窒素などの不活性雰囲気中又は大気中で、用いられたセラミック材料および導体材料が十分に焼成することのできる温度で焼成され、相対密度９５％以上に緻密化される。
【００６７】
また、必要に応じて、表面処理として、さらに、積層部品５の表面に厚膜抵抗膜や厚膜保護膜の印刷・焼きつけ、メッキ処理、さらにＩＣチップを含む電気部品６の接合を行うことによってセラミック回路基板を作製することができる。
【００６８】
また、表面の導体パターン層３は、焼成された積層体の表面に、印刷・乾燥し、所定雰囲気で焼きつけを行っても良い。
【００６９】
さらに、積層部品５であるセラミック多層回路基板の表面に形成される導体パターン層３、端子電極の表面には、半田との濡れ性を改善するために、ニッケル、金などのメッキ層が１〜３μｍの厚みで形成される。
【実施例】
【００７０】
先ず、厚さ１００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる光透過可能なキャリアフィルム上に、導体ペーストをスクリーン印刷法等により印刷し、最小配線幅１００μｍ、２５μｍの厚みの複数本の導体パターン層を形成した。尚、導体ペーストは、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ粉末それぞれにバリウムホウ珪酸ガラス粉末と、エチルセルロース、有機溶剤として２・２・４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチレートを加え３本ロールミルで混合したものを使用した。
【００７１】
次に、上記導体パターン層の上に、感光性スラリーをドクターブレード法により、感光性スラリーが乾燥する前の段階では導体パターン層３よりも厚くなるように塗布乾燥し、導体パターンの存在しない場所での乾燥後の厚みが２７μｍとなるように感光性セラミックグリーンシートを形成した。
【００７２】
感光性スラリーは、表１に示す粒径のセラミック原料粉末１００質量部と、感光性を付与したモノマー（ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート）（８質量部）および有機バインダー（アルキルメタクリレート）を表１に示す量と、可塑剤を３質量部、有機溶剤（エチルカルビトールアセテート）７０質量部に混合し、ボールミルで混練して作製した。
【００７３】
なお、セラミック原料粉末は、ＳｉＯ２−４５質量％、Ｂ２Ｏ３−１２質量％、Ａｌ２Ｏ３−２５質量％、ＭｇＯ−８質量％、ＣａＯ−４質量％、ＺｎＯ−６質量％の組成のガラス粉末−７５質量％と、Ａｌ２Ｏ３粉末−２５質量％の混合粉末を用いた。
【００７４】
次に、キャリアフィルムの裏面側より光硬化セラミック層の裏面に、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として１００ｍＪで全面露光した。その後、ｈ線およびｉ線の受光器を取り付けた紫外線照度計（ウシオ電機株式会社製ＵＩＴ−１０１）を用い、感光性セラミックグリーンシートがある場合と無いの場合の照度を測定し、その値から感光性セラミックグリーンシートに対する光線（ｈ線、ｉ線）透過率を計算した。なお、測定に際して、光源と感光性セラミックグリーンシートの距離を３６０ｃｍとし、感光性セラミックグリーンシートと受光器の距離を０．０１ｃｍ以下とした。その結果を表１に示す。その後、希釈濃度２．５％のトリエタノールアミン水溶液を現像液として用いて３０秒間スプレー現像を行った。この後、現像後の純水洗浄の後、７０℃で乾燥を行った。
【００７５】
こうして、出来上がった感光性セラミックグリーンシートは、導体パターン層上の溶化部と、感光性グリーンシート層の厚みが導体パターン層の厚みと同等になるように現像処理で除去され、導体パターン層が露出して、その結果、表１に示す厚みの導体パターン層と、表１に示す厚みの感光性セラミックグリーンシートとが一体化した複合シートを作製することができた。
【００７６】
同様に、内部導体パターン層用、表面導体パターン層用およびビア導体用の導体パターン層を具備した延べ１４層の複合シートを作製した。
【００７７】
上記のようにして作製した複合シートより、それぞれキャリアフィルムを剥離し、順番に位置合わせを行いながら、積層を行った。この後、プレス機を用いて、プレス圧４０ＭＰａ、温度６０℃にて２分間プレスを行い、積層体を圧着した。
【００７８】
その後、導体パターン層がＡｇ、Ａｇ−Ｐｄの場合、大気中で３００℃で２時間で脱バインダー処理した後、９００℃大気中で１時間焼成を行い、積層部品であるセラミック多層回路基板を作製した。導体パターン層がＣｕの場合、Ｎ２雰囲気中７００℃１時間で脱バインダー処理した後、Ｎ２中９００℃１時間で焼成を行い、セラミック多層回路基板を作製した。なお、この評価基板には、導通試験用の回路を形成した。
【００７９】
（複合シート外観評価、厚みバラツキ精度評価）
作製した複合シートについては、評価数５０枚で、光硬化セラミック層の外観（破れ、ボイド等）を顕微鏡（×２０）による検査し、また、各シートの光硬化セラミックグリーンシートの部分をそれぞれ５点、非接触のレーザ厚み測定器を用いて測定し、厚みバラツキの評価を行った。
【００８０】
（導通評価）
評価基板については導通を確認した。評価数を５０個とし、歩留まりを算出した。
【００８１】
（断面ＳＥＭ）
作製した評価基板については、セラミック層厚み、配線層厚みの関係により発生するデラミネーションの有無について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い断面の観察を行った。
【００８２】
なお、ｈ線並びにｉ線のみが記載されている試料については、それぞれ、ｈ線並びにｉ線のみを通過させるフィルタを用いて試験を行った。
【表１】
2005243786.tif 000003
【００８３】
本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１、８、９、１５のうち、光線透過率の低い試料Ｎｏ．１、９では、感光性セラミックグリーンシートの厚み方向に十分に硬化できず、外観不良が発生した。そして、積層時には明らかに凹凸が発生し、導通評価とデラミネーションについては実施しなかった。また、光線透過率が高すぎる試料Ｎｏ．８、１５では光線の散乱により、導体パターン層を覆っていた感光性セラミックグリーンシートが硬化してしまい、現像処理後に全ての導体パターン層を露出させることができずに導通不良率が高くなった。
【００８４】
一方、本発明の試料Ｎｏ．２〜７、１０〜１４、１６〜２１では、比較例に比べ、感光性セラミックグリーンシートの外観不良、厚みばらつき、導通不良が格段に改善されている。また、デラミネーションについては全く確認されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】（ａ）は、本発明の複合シートの概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の積層部品の概略断面図である。
【図２】本発明の複合シートの作製方法を説明するための工程図である。
【図３】本発明の積層部品を作製する方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ａ・・・複合シート
１・・感光性セラミックグリーンシート
１ａ・・・セラミック層
３・・・導体パターン層
３ａ・・・配線層
３ｂ・・・ビア導体
５・・・積層部品
６・・・電気部品
７・・・キャリアフィルム
８・・・積層体
【図１】
2005243786.tif 000004
【図２】
2005243786.tif 000005
【図３】
2005243786.tif 000006