(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理で印刷位置を検出してセラミックグリーンシートに導体を印刷し、複数枚の該セラミックグリーンシートを積層して形成するセラミック多層配線基板の製造方法において、
前記セラミックグリーンシートのうち、最下層となるセラミックグリーンシートに複数の印刷位置決め読み取り用の認識部を形成する第１工程と、
前記認識部を基準に前記画像処理で印刷位置を検出して、前記セラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う第２工程と、
前記セラミックグリーンシートの上に、予め前記認識部の位置に対応する位置に該認識部より大きい窓孔を備えた次層となるセラミックグリーンシートを仮接着する第３工程と、
前記窓孔を介して前記認識部を基準に前記画像処理で印刷位置を検出して、前記次層となるセラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う第４工程とを有し、更に、前記第３工程と第４工程を繰り返して必要枚数のセラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行うことを特徴とするセラミック多層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、複数枚のセラミックグリーンシートに導体印刷を行い、精度良く重ね合わせて積層するセラミック多層配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用電子部品において、ＬＳＩチップや水晶振動子等の電子部品は、セラミックパッケージに設けられた電子部品搭載部に実装されて実用に供されている。アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3)等のセラミックは、熱伝導性、耐熱性、耐久性、気密性等にすぐれるので、電子部品用として適しており、セラミック製のパッケージは、半導体の電子部品用として現在盛んに使用されている。特に高周波特性が求められる電子部品のパッケージにはこのセラミックパッケージが使用される。このセラミックパッケージは、電子部品の小型化に対応してパッケージサイズを小さくし、電子部品搭載ボードへの搭載密度を高くさせ、更には電気特性を向上させるために、一般的に複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、焼成して形成されるセラミック多層配線基板から製造される。このセラミック多層配線基板は、スルーホール用の孔や半導体チップ等の搭載部用のスペース部を穿設し、導体配線パターンやスルーホール導体を形成したセラミックグリーンシートを複数枚積層したセラミックグリーンシートの積層体で形成されている。このセラミックグリーンシートの積層体の形成方法においては、図２に示すように、例えば、３層のセラミックグリーンシートからなる場合、各セラミックグリーンシート３１、３２、３３に画像処理による印刷の位置合わせをおこなうための認識孔３４、３５、３６と、ラミネート時の位置合わせ用のセット孔３７、３８、３９をそれぞれ穿設しておき、各セラミックグリーンシート３１、３２、３３の認識孔３４、３５、３６を基準にして各セラミックグリーンシート３１、３２、３３に個別に導体配線パターン印刷４０、４１、４２を行った後、各セラミックグリーンシート３１、３２、３３を積層し、ラミネーターのガイドピン４３をセット孔３７、３８、３９に挿通して位置を合わせ、温度と圧力を掛けてラミネートし、セラミックグリーンシートの積層体４４としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来のセラミック多層配線基板の製造方法には、次のような問題がある。
（１）印刷の位置合わせ用の認識孔やラミネートの位置合わせ用のセット孔を打ち抜き金型やパンチングマシーンで各セラミックグリーンシートに個別に穿設するので、その加工ずれが生じる。
（２）各セラミックグリーンシートに個別に導体配線パターンを印刷するので、認識孔の検出精度による印刷ずれがある。
（３）各セラミックグリーンシートのラミネート用のセット孔にガイドピンを挿通させて位置合わせを行う時に、重ね合わせのセットずれが生じる。
（４）セラミックグリーンシートはシートを作成する段階で樹脂や溶剤が使用されており、セラミックグリーンシートには、若干の溶剤が含まれている。印刷、乾燥等工程を繰り返すことでセラミックグリーンシートが収縮する場合があり、その収縮率が一定でなく、収縮ずれが生じる。
更に、これらのずれが加算されて、セラミックグリーンシート毎のずれが大きなり、層間の配線パターンのずれが発生し、セラミックパッケージとしての配線パターン間の容量等の電気特性を低下させている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、セラミックグリーンシートの積層体形成において、各セラミックグリーンシートの層間のずれを少なくして、各層間の配線パターンのずれによる電気特性の低下を抑制できるセラミック多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るセラミック多層配線基板の製造方法は、画像処理で印刷位置を検出してセラミックグリーンシートに導体を印刷し、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して形成するセラミック多層配線基板の製造方法において、セラミックグリーンシートのうち、最下層となるセラミックグリーンシートに複数の印刷位置決め読み取り用の認識部を形成する第１工程と、認識部を基準に画像処理で印刷位置を検出して、セラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う第２工程と、セラミックグリーンシートの上に、予め認識部の位置に対応する位置に認識部より大きい窓孔を備えた次層となるセラミックグリーンシートを仮接着する第３工程と、窓孔を介して認識部を基準に画像処理で印刷位置を検出して、次層となるセラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う第４工程とを有し、更に、第３工程と第４工程を繰り返して必要枚数のセラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う。最下層のセラミックグリーンシートの上に積層されるセラミックグリーンシートの配線パターンは、最下層のセラミックグリーンシートを基準に印刷ができ、層間の配線パターンのずれは画像処理での印刷位置の検出精度のみにすることができて、少なくすることができる。従って、層間の配線パターンずれが少ないことから、配線パターン間の容量等のセラミックパッケージとしての電気特性を確保することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るセラミック多層配線基板の製造方法を説明する工程図である。
【０００６】
図１を参照して、本発明の一実施の形態に係るセラミック多層配線基板の製造方法について、以下、詳しく説明する。
（１）第１のセラミックグリーンシートに認識部を形成する第１工程
先ず、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオキシルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー及び、トルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、ボールミル等で十分に混練し、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製し、ドクターブレード法等によって例えば、厚み０．３ｍｍのロール状のシートを形成し、適当なサイズにカットして複数枚のセラミックグリーンシート（本実施の形態では第１〜第３のセラミックグリーンシート１１、１４、１８の３枚）を作製する。
第１〜第３のセラミックグリーンシート１１、１４、１８には、例えば、打ち抜き金型やＮＣパンチングマシーン等を用いて、スルーホールを穿設する。また、スルーホールの穴埋め印刷を行う場合に位置決め用として印刷機のセットピンに挿通されるセット孔も穿設する。
更に、最下層となる第１のセラミックグリーンシート１１には、導体印刷の位置を決める為の読み取り用の認識部の一例である認識孔１２も複数穿設する。なお、認識部は第１のセラミックグリーンシート１１に印刷によって形成してもよい。
【０００７】
（２）配線パターンを印刷する第２工程
第１〜第３のセラミックグリーンシート１１、１４、１８に形成したセット孔に印刷機のセットピンを挿通して位置合わせをして、スルーホールにタングステンやモリブデン等の高融点金属からなる導体ペーストをスクリーン印刷法等でそれぞれ充填し、各セラミックグリーンシートに個別にビアを形成する。
最下層となる第１のセラミックグリーンシート１１に配線パターン１３を印刷するために、先ず、複数の光センサー１５（対角線に配設するのが好ましい）等を使用して第１のセラミックグリーンシート１１に形成された複数の認識孔１２を検出する。検出した認識孔１２を基準にして、画像処理によって認識孔１２間の距離を中心値振り分けにして、配線パターン１３の印刷位置を決定する。次いで、ビア導体と同じタングステンやモリブデン等の高融点金属からなる導体ペーストで配線やめっき引き回し線の配線パターン１３をスクリーン印刷法等で形成する。
なお、ここでは各セラミックグリーンシートのスルーホールの穴埋め印刷の位置決めにはセット孔を使用したが、第１のセラミックグリーンシート１１においては認識孔１２をスルーホールの印刷と配線パターン１３の印刷の為の位置決めに兼用して使用して、画像処理によるスルーホールの穴埋め印刷位置の割り出しを行ってもよい。また、第２及び第３のセラミックグリーンシート１４、１８では、第１のセラミックグリーンシート１１の認識孔１２と対応する位置とは別の位置に位置決め用の孔の形成又は印刷を行って、画像処理によるスルーホールの穴埋め印刷位置の決定を行ってもよい。
【０００８】
（３）第２のセラミックグリーンシートを第１のセラミックグリーンシート上に仮接着する第３工程
次層となる第２のセラミックグリーンシート１４には、第１のセラミックグリーンシート１１の上に第２のセラミックグリーンシート１４を重ねた時に第１のセラミックグリーンシート１１の認識孔１２の位置と対応する位置に、認識孔１２を第２のセラミックグリーンシート１４の上方から見て識別できる程度に認識孔１２より大きくした窓孔１６を穿設する。この第２のセラミックグリーンシート１４を第１のセラミックグリーンシート１１上に載置し仮接着する。仮接着は温度と軽い圧力を掛けて行うか、樹脂系の接着剤を介して温度と軽い圧力を掛けて行なってもよい。
【０００９】
（４）第２のセラミックグリーンシートに配線パターンを印刷する第４工程
複数の光センサー１５等を使用し、第２のセラミックグリーンシート１４の窓孔１６を介して、第１のセラミックグリーンシート１１の認識孔１２を検出し、これを基準にして画像処理によって認識孔１２間の距離を中心値振り分けにして配線パターン１７の印刷位置を決定する。次いで、第２のセラミックグリーンシート１４上に、タングステンやモリブデン等の高融点金属からなる導体ペーストで配線やめっき引き回し線の配線パターン１７をスクリーン印刷法等で形成する。第１のセラミックグリーンシート１１上の配線パターン１３と第２のセラミックグリーンシート１４上の配線パターン１７とはビアホールを介して導通状態となっている。
【００１０】
（５）第３工程と第４工程を繰り返して、さらに上層のセラミックグリーンシートの積層を行う。
第３のセラミックグリーンシート１８には、第３のセラミックグリーンシート１８を第２のセラミックグリーンシート１４上に積層した時に、最下層の第１のセラミックグリーンシート１１の認識孔１２の位置と対応する位置に、認識孔１２を第３のセラミックグリーンシート１８の上方から見て識別できる程度の大きさの窓孔１６を穿設する。この第３のセラミックグリーンシート１８を第２のセラミックグリーンシート１４上に載置し仮接着する。仮接着は温度と軽い圧力を掛けて行うか、樹脂系の接着剤を介して温度と軽い圧力を掛けて行なってもよい。第２のセラミックグリーンシート１４と同様の方法で印刷位置の決定及び印刷を行って、配線パターン１９を形成する。なお、更に上層のセラミックグリーンシートを積層する場合は第３、第４工程を繰り返して行い必要とするセラミックグリーンシートの積層枚数分の印刷を行って、仮接着状態の積層体を形成する。
【００１１】
第１〜第３のセラミックグリーンシート１１、１４、１８を重ね合わせ形成された仮接着状態の積層体は、例えば、８０〜１５０℃、５０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 で熱圧着して一体化してセラミックグリーンシートの積層体を形成する。これにより、第１〜第３のセラミックグリーンシート１１、１４、１８の配線パターン１３、１７、１９（めっき引き回し配線パターン導体も含む）は、ビア導体を介して導通状態となる。
次に、必要に応じて、セラミックグリーンシートの積層体に個々のセラミックパッケージにするためのスナップラインを形成し、その後、セラミックグリーンシートと高融点金属とを還元性雰囲気で１５５０℃程度で同時焼成する。次いで、金属面にＮｉめっきＡｕめっき等の表面処理を施し、場合によっては、スナップラインに沿って分割することで、セラミック多層配線基板からなるセラミックパッケージを得る。
なお、セラミックグリーンシートの材質は、アルミナに限定されるものではなく、窒化アルミニウム、低温焼成ガラスセラミックス等のセラミックが使用できる。
【００１２】
【実施例】
本発明者は、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法によって形成された４層からなるセラミックグリーンシートの積層体のセラミックグリーンシートの層間のずれと、従来例のセラミック多層配線基板の製造方法によるセラミックグリーンシートの層間のずれとの比較を行った。
その結果を表１に示す。高周波用セラミックパッケージ等のように、電気特性が求められるセラミック多層配線基板に要求される一般的な層間ずれの許容値（５０μｍ）に対して、従来例の層間ずれは７５μｍ程度であったが、本実施例では２８μｍとなり、許容値を十分満足した。
【００１３】
【表１】
0004501227.tif 000002
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載のセラミック多層配線基板の製造方法においては、セラミックグリーンシートのうち、最下層となるセラミックグリーンシートに複数の印刷位置決め読み取り用の認識部を形成する第１工程と、認識部を基準に画像処理で印刷位置を検出して、セラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う第２工程と、セラミックグリーンシートの上に、予め認識部の位置に対応する位置に認識部より大きい窓孔を備えた次層となるセラミックグリーンシートを仮接着する第３工程と、窓孔を介して認識部を基準に画像処理で印刷位置を検出して、次層となるセラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行う第４工程とを有し、更に、第３工程と第４工程を繰り返して必要枚数のセラミックグリーンシートに配線パターンの印刷を行うので、最下層のセラミックグリーンシートを基準にして、その上に積層されるセラミックグリーンシートの配線パターンの印刷ができ、層間の配線パターンのずれは、画像処理での印刷位置の検出精度のみですみ、少なくすることができる。従って、パッケージとしての電気特性を確保することができるセラミック多層配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るセラミック多層配線基板の製造方法を説明する工程図である。
【図２】従来のセラミックグリーンシートの積層体の形成方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１１：第１のセラミックグリーンシート、１２：認識孔（認識部）、１３：配線パターン、１４：第２のセラミックグリーンシート、１５：光センサー、１６：窓孔、１７：配線パターン、１８：第３のセラミックグリーンシート、１９：配線パターン
【図１】
0004501227.tif 000003
【図２】
0004501227.tif 000004