JP2009132153A - 誘電体シート及び多層セラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い誘電体シート及び多層セラミック基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一側面にかかる誘電体シートの製造方法は、キャリアフィルム上に熱可塑性物質からなる陽刻パターンを形成する段階と、上記キャリアフィルム上に上記陽刻パターンを覆うように誘電体スラリーをキャスティングして誘電体シートを形成する段階と、上記陽刻パターンに対応する形状を有する陰刻パターンが上記誘電体シートに残るように上記キャリアフィルムと上記陽刻パターンを除去する段階と、上記誘電体シートの上記陰刻パターンに導電性物質を充填する段階を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、誘電体シート及び多層セラミック基板の製造方法に関し、より詳細には、電極が陰刻印刷された誘電体シートの製造方法とこれにより製造された誘電体シートを用いた多層セラミック基板の製造方法に関するものである。

多層セラミック基板は、一般的に、半導体ＩＣチップのような能動素子とキャパシタ、インダクタ及び抵抗のような受動素子とを複合化した部品として用いられるか、または単純な半導体ＩＣパッケージとして用いられている。また、多層セラミック基板は、多層配線基板として有用であり、ＰＡモジュール基板、ＲＦダイオードスイッチ、フィルタ、チップアンテナ、各種パッケージ部品、複合デバイス等多様な電子製品を構成するために広く用いられている。

特に、多層セラミック基板は、最近の無線通信分野において、高周波帯域で用いることができるだけでなく、多様な機能を有しながらも小さなセラミック部品として提供されている。そのようなセラミック部品は、低温で焼成する積層技術であるＬＴＣＣ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ）工程により主に製造される。

ＬＴＣＣ工程により製造された多層セラミック基板は、一般的に複数のセラミック層の積層体からなり、層毎に電極が形成されている。各層の電極は、ビアホール等を通じて互いに電気的に連結される。

図１は、従来技術によるＬＴＣＣ工程において誘電体シートが積層された様子を示す断面図である。図１に示すように、セラミック積層体１００を形成する誘電体シート１１には陽刻（凸状）に印刷された電極パターン１２が形成される。

しかしながら、凸状の電極パターン１２を介して複数の誘電体シート１１を積層する場合、段差が生じてしまう。この段差は、積層数が多くなるほど、無視できない問題となる。すなわち、その段差によって、誘電体シート１１に亀裂が生じ、積層工程の後に続く外部電極用のメッキ工程においてメッキ液がその亀裂を通して電極パターン１２と誘電体シート１１の間に浸透する虞がある。そのようなメッキ液の浸透は、完成された製品で電極とセラミック層の膠着力を弱めてしまい、結果的に、製品の信頼性を低下させる。

本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、本発明の目的の一つは、陰刻（凹状）領域に形成された電極パターンを有するとともに多層基板間に積層される誘電体シートにおいて、段差を最小化することができる誘電体シートの製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、上記製造方法により製造された誘電体シートを用いた多層セラミック基板の製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の一側面は、キャリアフィルム上に熱可塑性物質からなる陽刻パターンを形成する段階と、上記キャリアフィルム上に上記陽刻パターンを覆うように誘電体スラリーをキャスティングして誘電体シートを形成する段階と、上記陽刻パターンに対応する形状を有する陰刻パターンが上記誘電体シートに残るように上記キャリアフィルムと上記陽刻パターンを除去する段階と、上記誘電体シートの上記陰刻パターンに導電性物質を充填する段階を含む誘電体シートの製造方法を提供する。

上記陽刻パターンは、高分子物質からなることが好ましい。より具体的には、上記陽刻パターンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはセルロースからなることができる。

本発明の好ましい実施形態において、上記キャリアフィルムと上記陽刻パターンは同じ物質からなることが好ましい。

上記誘電体シートを形成する段階の前に上記陽刻パターン上に異形体を形成する段階をさらに含んでもよい。この場合、上記異形体は、シリコン系物質またはフッ素系物質からなることができる。

上記陽刻パターンを形成する段階は、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、またはインクジェット印刷法により行うことができる。

また、上記誘電体シートを形成する段階は、上記誘電体スラリーをキャスティングしてから、上記誘電体スラリーを乾燥する段階を含んでもよい。

上記導電性物質は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの物質を含むことが好ましい。

本発明の他の側面は、上述の製造方法により製造された誘電体シートを少なくとも１つ以上含み且つ層間を電気的に連結するための導電性ビアを有する誘電体積層構造物を設ける段階と、上記誘電体積層構造物を上記誘電体シートの焼成温度で焼成する段階を含む多層セラミック基板の製造方法を提供する。

上記多層セラミック基板は、低温同時焼成セラミック基板であることが好ましい。

本発明によると、陰刻領域に形成された電極パターンを有するとともに多層基板に積層される誘電体シートであって、段差を最小化することができる誘電体シート及び多層セラミック基板の製造方法を提供することができる。

以下に、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができるので、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は当業界において通常の知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張する場合があり、図面間において同じ符号で表示される要素は同じ要素を表す。

図２の（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態による誘電体シートの製造工程を示す工程別断面図である。先ず、図２（ａ）に示すように、キャリアフィルム１０３上に所定の陽刻（凸状）パターン１０１を形成する。キャリアフィルム１０３として、合成樹脂を用いることができ、特にＰＥＴフィルムが好ましい。

陽刻パターン１０１は、後述するように、誘電体シートに陰刻（凹状）パターンを形成するために提供されるもので、誘電体シートに埋め込まれる陰刻電極パターンの位置及び大きさに合わせて形成される。陽刻パターン１０１はスクリーン印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法等により形成することができる。

また、陽刻パターン１０１は、キャリアフィルム１０３を形成する物質との間の熱膨張係数の差が大きくない熱可塑性物質からなることが好ましい。

従って、陽刻パターン１０１は合成樹脂のような高分子物質で形成することができ、具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、セルロース等からなることができる。特に、工程の便宜性を考慮すると、陽刻パターン１０１は、キャリアフィルム１０３と同一の物質、例えば、ＰＥＴフィルムからなることが最も好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、キャリアフィルム１０３上に誘電体スラリーをキャスティングして誘電体シート２００を形成する。この際、誘電体シート２００に陽刻パターン１０１に対応する形状の陰刻パターンが形成されるように誘電体スラリーが陽刻パターン１０１を覆うようにする。

誘電体スラリーはガラス、バインダー、セラミックフィラー等が必要に応じて適切な割合で混合された物質である。誘電体シート２００は、この誘電体スラリーをキャリアフィルム１０３上に塗布してから乾燥させることで得られる。また、誘電体スラリーをキャスティングする工程は公知のドクターブレード工程等により可能で、これについての詳細な説明は省略する。

次に、図２（ｃ）に示されるように、誘電体シート２００から陽刻パターン１０１及びキャリアフィルム１０３を除去する。陽刻パターン１０１及びキャリアフィルム１０３により、誘電体シート２００には陰刻パターンが形成され、この陰刻パターンは、電極用導電性物質を充填するための領域となる。

陽刻パターン１０１及びキャリアフィルム１０３は、様々な物理的、化学的な方法を用いて簡単に除去することができるが、これは誘電体シート２００と類似した物質からなることが好ましいことを勘案すると、化学的な方法よりは物理的な方法で除去することがより好ましい。特に、図３で説明するように、陽刻パターン１０１上に予め異形体１０２を塗布するとより容易に陽刻パターン１０１及びキャリアフィルム１０３を除去することが可能である。

最後に、図２（ｄ）に示すように、誘電体シート２００の陰刻パターンに導電性物質、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等を充填することで電極パターン２０１を形成する。電極パターン２０１の形成も公知の工程によって可能であり、代表的な方法として、Ａｇ粉末を主原料とするペーストを上記陰刻パターンにスクリーン印刷することを挙げることができる。

このように、本実施形態による誘電体シート２００は陰刻領域に印刷された電極パターン２０１を有するので、電極が陽刻として印刷された場合に比べて、積層した際の段差を減らすことができ、結果的に、積層基板の信頼性の向上を期待することができる。

特に、陰刻電極パターンの形成に際し、キャリアフィルムと陽刻パターンとを類似した物質か同じ物質を用いて形成することで、工程中の熱等によって生じたキャリアフィルムと電極パターンと間の変化の差を最小化することができる。これにより、電極パターンの設計の安定性及び信頼性を向上させることができる。

一方、図３は、本発明の他の実施形態による誘電体シートの製造方法のうちの一部の工程を説明するための断面図である。

図３に示された工程は、図２の実施形態において、図２（ａ）と図２（ｂ）との間に行われるもので、キャリアフィルム１０３と陽刻パターン１０１の除去を容易にするために陽刻パターン１０１上に異形体１０２を塗布する工程を示す。

異形体１０２を誘電体スラリーのキャスティング前に予め陽刻パターン１０１に塗布することにより、キャリアフィルム１０３と陽刻パターン１０１とを簡単に除去することができる。異形体１０２としては、シリコン系物質、フッ素系物質等を用いることができる。

図４は、本発明の他の側面による多層セラミック基板を示す断面図である。本実施形態による多層セラミック基板は、多層配線基板として、内部電極１０と導電性ビアＶを有する積層体構造物１００及び積層体構造物１００の一面に形成された外部電極５０を備える。積層体構造物１００は、内部電極１０が陰刻領域内に印刷された複数の誘電体シートが積層されて形成される。

上記した多層配線基板は低温同時焼成工程により製造することができ、積層体構造物１００を所定の温度で焼成して得ることができる。

また、上記多層配線基板は、図２または図３により製造された誘電体シートが積層された構造であるため、積層数が増えることによって生じる可能性のある厚さの不均一を解消することができる。これにより、従来技術のようにメッキ液が誘電体シートと電極パターンの間に浸透するという問題等を防ぐことができ完成品の信頼性の向上に貢献できる。

本発明は、上述の実施形態及び添付の図面により限定されるものではなく、上記の請求の範囲によって定まる。従って、請求の範囲に記載の本発明の技術的思想から外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属するといえる。

従来技術によるＬＴＣＣ工程において誘電体シートが積層された様子を示す断面図である。 本発明の一実施形態による誘電体シートの製造工程を示す工程別断面図である。 本発明の他の実施形態による誘電体シートの製造方法のうち一部の工程を説明するための断面図である。 本発明の他の側面による多層セラミック基板を示す断面図である。

符号の説明

１００ セラミック積層体
１０１ 陽刻パターン
１０２ 異形体
１０３ キャリアフィルム
２００ 誘電体シート
２０１ 電極パターン
１０ 内部電極
５０ 外部電極
Ｖ 導電性ビア

Claims (11)

1. キャリアフィルム上に熱可塑性物質からなる陽刻パターンを形成する段階と、
   前記キャリアフィルム上に前記陽刻パターンを覆うように誘電体スラリーをキャスティングして誘電体シートを形成する段階と、
   前記陽刻パターンに対応する形状を有する陰刻パターンが前記誘電体シートに残るように前記キャリアフィルムと前記陽刻パターンを除去する段階と、
   前記誘電体シートの前記陰刻パターンに導電性物質を充填する段階と、
   を含むことを特徴とする誘電体シートの製造方法。
2. 前記陽刻パターンは、高分子物質からなることを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
3. 前記陽刻パターンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはセルロースからなることを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
4. 前記キャリアフィルムと前記陽刻パターンとは同じ物質からなることを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
5. 前記誘電体シートを形成する段階の前に前記陽刻パターン上に異形体を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
6. 前記異形体は、シリコン系物質またはフッ素系物質からなることを特徴とする請求項５に記載の誘電体シートの製造方法。
7. 前記陽刻パターンを形成する段階は、スクリーン印刷法、グラビア印刷法またはインクジェット印刷法により行われることを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
8. 前記誘電体シートを形成する段階は、
   前記誘電体スラリーをキャスティングしてから、前記誘電体スラリーを乾燥する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
9. 前記導電性物質は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体シートの製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法により製造された誘電体シートを少なくとも１つ以上含み且つ層間を電気的に連結するための導電性ビアを有する誘電体積層構造物を設ける段階と、
    前記誘電体積層構造物を前記誘電体シートの焼成温度で焼成する段階と、
    を含むことを特徴とする多層セラミック基板の製造方法。
11. 前記多層セラミック基板は、低温同時焼成セラミック基板であることを特徴とする請求項１０に記載の多層セラミック基板の製造方法。

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