(57)【要約】【課題】配線パターン作製工程では、セラミック基板上に感光性導電ペーストを使用して配線パターンを作成する。この工程の後、さらに別の配線パターンなどを形成するが、この工程での焼成温度が配線パターンを形成する工程と同等以上であれば（以下、リファイアとする）、導体ペーストに含まれるガラスフリットがリファイア毎により何度も再溶融する。この時、ガラスフリットにより固着している導電性の粒子がガラスフリットから分離し、配線パターン間に流れ出す。この配線パターン間に飛散した導電性の粉末により、配線間の絶縁性が損なわれるという課題を有していた。【解決手段】導電ペーストに含まれるガラスフリットに結晶性ガラスを用いるため、リファイア時においてもガラスが再溶融することなく、従って、再溶融による配線パターン間への導電性粉末の飛散を排除することができ、１００μｍピッチ以下のような設計のファインピッチ化に対応可能となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔの群から選ばれる少なくとも１種を含む導電性粉末と、ガラスフリット、光反応性化合物と、光重合開始剤及び溶剤成分とを含有し、前記ガラスフリットが結晶化温度８５１℃のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2系の結晶化ガラスであり、前記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2系の結晶化ガラスの含有量が全ペースト成分中の２〜６重量％であることを特徴とする感光性導電ペースト。
【請求項２】
前記ガラスフリットの軟化点が６９１℃であることを特徴とする請求項１に記載の感光性導電ペースト。
【請求項３】
請求項１および２に記載の感光性導電ペーストを使用した配線パターンのパターン幅と配線パターン間の距離が、それぞれ５０μｍであることを特徴とするガラスセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス回路基板上に導体パターンを形成するための感光性導電ペーストに関するものである。より詳細には、感光性導電ペーストに含有するガラスフリットの組成に関する。また、特に最外層導体のファインピッチ化に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の感光性導電ペーストは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔの群から選ばれる少なくとも１種を含む導電性粉末と、ガラスフリット、光反応性化合物と、光重合開始剤及び溶剤成分とから出来ている。このような従来の感光性導電ペーストでは、ガラスフリットに、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＰｂＯ系のような非晶質ガラスフリットが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２７１５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
配線パターン作製工程では、セラミック基板上に感光性導電ペーストを使用して配線パターンを作成する。この工程の後、さらに後工程で、別の配線パターンや抵抗パターンなどを形成する。この後工程での焼成温度が配線パターンを形成する工程と同等以上であれば（以下、このような後工程での焼成工程をリファイアとする。）、導体ペーストに含まれるガラスフリットがリファイアを行うたびに、何度も再溶融する。この時、ガラスフリットにより固着している導電性の粒子がガラスフリットから分離し、配線パターン間に流れ出す。この配線パターン間に飛散した導電性の粉末により、配線間の絶縁性が損なわれ、ショートなどの品質不良を招く。特に、配線パターンが１００μｍピッチ以下のファインピッチ配線の場合には、深刻な品質低下を招いていた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リファイア時に導体ペースト中のガラスが再溶融することの無い感光性導電ペーストを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の感光性導電ペーストは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔの群から選ばれる少なくとも１種を含む導電性粉末と、ガラスフリット、光反応性化合物と、光重合開始剤及び溶剤成分とを含有し、前記ガラスフリットが結晶化温度８５１℃のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2系の結晶化ガラスであり、前記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2系の結晶化ガラスの含有量が全ペースト成分中の２〜６重量％であることを特徴としたものである。
【０００６】
さらに、本発明の感光性導電ペーストは、前記ガラスフリットの軟化点が６９１℃であることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の感光性導電ペーストによれば、導電ペーストに含まれるガラスフリットに結晶性ガラスを用いるため、リファイア時においてもガラスが再溶融することなく、従って、再溶融による配線パターン間への導電性粉末の飛散を排除することができ、１００μｍピッチ以下のような設計のファインピッチ化に対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の感光性導電ペーストの実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
以下にセラミック多層基板の作成方法を示す。ガラスセラミックスグリーンシートに、積層した時に上下層の導通を取るための位置にビア穴を形成し、前記ビア穴に導通を取るための導電性ペーストを充填する。このガラスセラミックスグリーンシートを複数枚積層した後、その上下に、拘束層としてのアルミナグリーンシートを１枚以上積層し、加熱・加圧により積層体を形成する。
【００１０】
前記積層体を３５０〜６５０℃において脱バインダした後、９００〜１０００℃で焼成を行う。焼成後、積層体の表裏面の拘束層は未焼結の粉末状層となっているため、アルミナ粉末等を吹き付けるサンドブラスト法等の手法により除去することによりガラスセラミックス基板が得られる。
【００１１】
前記ガラスセラミックス基板上に、Ａｇ及びＰｄから成る導電性粉末と、光反応性化合物と、光重合開始剤及び溶剤成分とを含有し、軟化点６９１℃、結晶化温度８５１℃のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2系の結晶化ガラスで出来たガラスフリットを含有する感光性導電ペーストを、スクリーン印刷法等により全面に形成し、乾燥後５〜２０μｍ程度の膜を形成する。なお、前記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2系の結晶化ガラスを全ペースト成分中の１重量％含有している。また、使用するガラスフリットは、リファイア時の焼成温度に堪えるようにリファイアの温度では溶融しない結晶化温度のものを使用する。
【００１２】
例えば、本実施例のガラスフリットの結晶化温度は、リファイア温度の上限を８５０℃としたため、８５１℃のものを使用した。また感光性導電ペーストの焼成温度は、結晶化温度以上である必要があるため、結晶化温度８５１℃のガラスフリットを使用した本実施例での焼成温度は、９００℃とした。
【００１３】
配線パターンを形成するには、紫外線照射・アルカリ現像工程を含むフォトリソグラフ法により、前記感光性導電膜のパターニングを行い、ライン＆スペース（ラインとスペースの幅）がＤ１μｍ／Ｄ２μｍであるＤ１＋Ｄ２μｍピッチのパターンを形成する（以下、これをライン＆スペース  Ｄ１／Ｄ２  とする。）。パターンが形成された導電ペースト焼結のために、９００℃にて焼成を行った。
【００１４】
以上の工程により、様々な組成の感光性導電ペーストを使用してファインピッチパターンを形成したガラスセラミックス基板を得た。本実施例で使用した結晶化ガラスを用いた導電ペーストの組成を実施例１〜５に示す。また、従来の導電ペーストである非晶質ガラスを用いた導電ペーストを比較例１〜３に示す。
【００１５】
実施例１と実施例２は、結晶化ガラスの添加量を、それぞれ全ペーストの１重量％、２重量％とした感光性導電ペーストである。実施例３と実施例４は、結晶化ガラスの添加量を、それぞれ全ペーストの３重量％、６重量％とした感光性導電ペーストである。実施例５は、結晶化ガラスの添加量をさらに増やし、全ペーストの８重量％とした感光性導電ペーストである。
【００１６】
従来の導電ペーストである比較例１、比較例２および比較例３は、非晶質ガラスの添加量を、それぞれ全ペーストの１重量％、３重量％および８重量％とした感光性導電ペーストである。
【００１７】
実施例１〜５とは、ライン＆スペースが、それぞれ５０μｍ／５０μｍと７５μｍ／７５μｍのパターンを持つ２種類のガラスセラミックス基板を作成した。比較例１〜３の導電ペーストでは、ライン＆スペースが５０μｍ／５０μｍであるガラスセラミックス基板を作成した。
【００１８】
これらの導電ペーストを用いてパターン形成されたガラスセラミックス基板に、焼成温度が異なる２種類のリファイア工程を通した。リファイア回数は、４回で、詳細は下に示す。ここで、イン−アウト時間は、焼成開始から終了までの時間である。
第１のリファイア工程  ８５０℃、イン−アウト１時間  ３回
第２のリファイア工程  ６００℃、イン−アウト１時間  １回
リファイア後のライン間ショートの有無を顕微鏡で確認し、導体抵抗の測定を行った。結果を表１（５０μｍ／５０μｍ）及び表２（７５μｍ／７５μｍ）に示す。
【００１９】
【表１】
2005310521.tif 000002
【００２０】
【表２】
2005310521.tif 000003
【００２１】
表１で明らかなように、非晶質ガラスを用いた比較例１〜３ではガラスフリットの添加量に関係なくリファイア後のライン間にショートが発生した。顕微鏡観察によると、ライン間に導電性粒子の飛散が見られた。また、結晶化ガラスを用いた実施例でも、実施例１のように極端にガラス添加量が少ないものは、ライン間ショートが見られた。また実施例５のようにガラス添加量を多くしたものは、ライン間ショートは良好なものの導体抵抗値が高いため、導体パターンとしての使用が出来ない。従って、ライン＆スペースが５０μｍ／５０μｍの場合では、感光性導電ペーストの結晶化ガラスの添加量は、２〜６重量％が適切である。これは、結晶化ガラスを添加すると、リファイア時にライン間をショートさせるような導電性粒子の飛散を抑えることができるが、その量が多いと導体抵抗が上がり好ましくないことを示している。
【００２２】
表２で明らかなように、ライン＆スペースが７５μｍ／７５μｍとなる１５０μｍピッチの配線パターンでは、ガラスフリットの添加量に関わらず、ライン間のショートは発生しなかった。しかし、配線パターンの量が増えたにも拘わらず、実施例５（ガラス添加量８重量％）においては導体抵抗が大きく、配線には使用できなかった。従って、ライン＆スペースが７５μｍ／７５μｍの場合では、感光性導電ペーストの結晶化ガラスの添加量は、１〜６重量％が適切である。
【００２３】
また、本実施例で使用した導電性ペーストのシート抵抗値を測定したところ、１〜３重量％添加のものは１０ｍΩ以下、６重量％添加のもので５０ｍΩ以下となり導体ペーストとして使用可能であったが、８重量％添加したものはシート抵抗値が数ＭΩになり、導体ペーストとして使用不可能な抵抗値であった。
【００２４】
従って、ファインピッチであるライン＆スペースが５０μｍ／５０μｍは、結晶化ガラスを２〜６重量％添加量することで、導体ペーストとして使用可能な抵抗値を有し、リファイア時にもライン間をショートさせるような導電性粒子の飛散を抑えることができる感光性導電ペーストを提供することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明にかかる感光性導電ペーストは、配線パターンの形成・焼成時にガラスに結晶性を持たせることで、後工程でのリファイア時においてもガラスが再溶融することなく、従って、再溶融による配線パターン間への導電性粉末の飛散を排除することができ、１００μｍピッチ以下のような設計のファインピッチ化に対応可能であり、セラミックス回路基板上に導体パターンを形成するための感光性導電ペーストに係り、特に最外層導体においてファインピッチ化に好適に利用できるものである。