JP4044830B2

JP4044830B2 - Composite sheet manufacturing method and laminated part manufacturing method

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Publication number: JP4044830B2
Application number: JP2002339922A
Authority: JP
Inventors: 則光深水; 周一立野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004179181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来技術】
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グリーンシートを作製し、次に、この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、内部や表面の配線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。
【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、絶縁層である配線導体層間の絶縁層厚みの薄層化とともに、配線導体層については低損失、低抵抗値を実現するため、配線導体層の厚みを厚くすることが求められている。
【０００５】
ところが、従来のグリーンシート法などの製造方法においては、この絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚膜化という、２つの要求を同時に満たそうとすると、配線導体層が形成されている部分と形成されていない部分とで、配線導体層の厚み分の段差が必然的に発生してしまう。
【０００６】
この段差によって、積層不良（デラミネーション）が発生したり、無理に加圧して段差を埋めたとしても絶縁層に部分的な密度差が生じて、焼成後に変形するといった問題があり、絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすには、限界があった。
【０００７】
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、配線導体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。
【０００８】
そこで、このような配線導体層の厚みによる段差の形成を抑制するために、キャリアフィルム上に、光硬化性セラミック材料からなるスラリーを塗布して絶縁層を形成し、この絶縁層に所定のパターンに露光、現像することによって開口を形成し、この開口内に導電性ペーストを充填する。また、その表面に、上記と同様に、光硬化性セラミック絶縁層形成、露光、現像、導体ペースト充填を繰り返すことによって、導体による段差の形成のない多層基板を形成することが特許文献１にて提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１８１４５０号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１記載の方法によれば、実質的には、回路形成を１層ごと順次行う必要がある、つまり工程数が非常に多くしかも工程を並列して行うことが不可能であるために、製造に長時間を要するものであった。しかも、開口への導体ペースト充填にあたっては、所定のスクリーンと開口とを精度よく位置合わせする必要があった。さらに、開口への導体ペーストの充填にあたり、ビアなどの小さな径や、線幅の小さいパターン形成用の貫通穴へのペーストの充填が不十分となりやすく、貫通穴内でペーストが充填されない巣が形成されやすいなども問題があった。
【００１１】
本発明は、上記のような従来の方法における問題を解消し、絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすとともに、導体パターン層工程を簡略化且つ短縮化が可能で導体パターン層中への巣の発生を抑制し得る複合シートの製造方法と、積層部品の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合シートの製造方法によれば、（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、有機バインダとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定のパターン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光硬化セラミック層を形成する工程と、（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光硬化セラミック層膜を光硬化させる工程と、（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層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、光硬化セラミック層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ものである。
【００１３】
なお、上記複合シートの製造方法によれば、前記（ｄ）工程後に、（ｅ）前記キャリアフィルムから、前記導体パターン層および光硬化セラミック層を剥離する工程を具備してもよい。
【００１４】
また、本発明の積層部品の製造方法によれば、（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、有機バインダとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定のパターン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光硬化セラミック層を形成する工程と、（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光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層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、光硬化セラミック層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、（ｅ）前記キャリアフィルムから、前記導体パターン層および光硬化セラミック層を剥離する工程と、（ｆ）（ａ）〜（ｅ）によって作製された複数の複合シートを積層する工程と、（ｇ）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ものである。
【００１５】
また、本発明の他の積層部品の製造方法によれば、（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、有機バインダとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定のパターン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光硬化セラミック層を形成する工程と、（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光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層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、光硬化セラミック層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、（ｈ）（ａ）〜（ｄ）工程を経て、他のキャリアフィルムの表面に他の複合シートを形成する工程と、（ｉ）前記（ｄ）工程後の複合シートの表面に、前記他の複合シートを積層する工程と、（ｊ）必要に応じ、上記（ｈ）（ｉ）工程を繰り返すことによって複合シートによる任意の層数の積層体を形成する工程と、（ｋ）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ものである。
【００１６】
なお、上記の複合シートおよび積層部品の製造方法においては、光硬化性セラミック絶縁層および導体パターン層の厚みが、いずれも５０μｍ以下であることによって精密な多層回路基板を形成することができる。
【００１７】
本発明によれば、導体パターン層の形成を平面への通常のペーストによる印刷法によって形成されることから、従来の貫通穴へのペーストの充填不良などによるビア導体中への巣の発生等を防止することができる。しかも、絶縁層の形成にあたり、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、光硬化セラミック層の全面塗布と、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、マスクなどを使用する必要がなく、安価に且つ容易に光硬化性セラミック絶縁層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。
【００１８】
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る。
【００１９】
また、必要に応じて、所定の複合シートの表面に、単に他の複合シートを必要な層数で積み重ねることによって所定の多層回路基板を作製することができる。
【００２０】
このように、本発明の製造方法によれば、積層時に配線導体層の厚み分の段差が発生することがなく、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、容易に配線導体層間の絶縁層の厚みの薄層化と、配線導体層の厚みの厚膜化を両立することができ、高密度かつ高精度に内蔵することのできるセラミック多層基板などの積層部品の得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明における積層部品の一例として、一般的なセラミック多層回路基板の（ａ）概略斜視図、（ｂ）複合シートの断面図、および（ｃ）多層回路基板の概略断面図を示した。
【００２２】
図１のセラミック多層回路基板１によれば、セラミック焼結体からなる絶縁基板２の表面、裏面および内部には、平面導体となる配線導体層３が形成されている。また、表面に形成された配線導体層３には、ＩＣ、インダクタ、抵抗、コンデンサなどのチップ部品４が半田によって実装され、裏面の配線導体層３は、マザーボードなどに実装するための端子電極として機能するものである。
【００２３】
また、内部には、上記平面導体を形成する配線導体層３同士を接続するビア導体５が形成されている。
【００２４】
本発明における上記セラミック多層回路基板１は、図１（ｂ）に示すような少なくともセラミック材料を含有するセラミック層２ａの一部に、少なくとも金属粉末と有機バインダとを含有する導体パターン層３ａが該セラミック層２ａを貫通して形成されてなる複合シートＡの積層物を焼成して形成されたものである。
【００２５】
より具体的には、セラミック層２ａおよび導体パターン層３ａ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、セラミック層２ａおよび導体パターン層３ａの厚み差が導体パターン層３ａ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３ａ自体の厚みによるセラミック層２ａとの段差が実質的に抑制される。
【００２６】
また、導体パターン層３ａはセラミック層２ａを平面方向に伸びることによって平面回路となる配線導体層３を形成している。また、部分的に導体パターン層３ａを厚み方向に積み上げることによりビア導体５が形成されている。
【００２７】
本発明によれば、所望の回路形成のために上記の複合シートＡは、１０〜３００層、特に３０〜２００層、さらには４０〜１００層程度積層されることによってセラミック多層回路基板１を形成している。
【００２８】
本発明における上記のセラミック多層回路基板において、絶縁基板２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。
【００２９】
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、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−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。
【００３０】
一方、導体パターン層は、セラミック材料の焼成温度に応じて種々組み合わせられ、例えば、セラミック材料が前記（１）の場合、タングステン、モリブデン、マンガンの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。また、低抵抗化のために、銅などとの混合物としてもよい。
【００３１】
セラミック材料が前記（２）の場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。
【００３２】
上記の導体材料には、セラミック材料と同時焼成する上で、セラミック材料を構成する成分を含有することが望ましい。
【００３３】
上記のようなセラミック多層回路基板などの積層部品の形成するにあたり、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セラミック層２ａの一部に、少なくとも金属粉末と有機バインダとを含有する導体パターン層３ａが該セラミック層２ａを貫通して形成されてなる複合シートＡを作製する。
【００３４】
この複合シートＡを作製するにあたり、まず、セラミック層２ａを形成するために、少なくとも光硬化可能なモノマーおよび前述したセラミック材料を含有する光硬化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、光硬化可能なモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダと、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。
【００３５】
光硬化成分としては、光硬化可能なモノマーや光重合開始剤などが挙げられる。
【００３６】
光硬化可能なモノマーとしては、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、光硬化可能なモノマーは、スリップ材の塗布・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。また、光開始系材料としては、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。
【００３７】
また、有機バインダも、光硬化可能なモノマーと同様に熱分解性が良好であることが望まれ、同時にスリップ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。
【００３８】
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の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００３９】
各成分の含有量は、セラミック粉末１００質量部あたり、光硬化モノマー及び光重合開始剤を５〜２０質量部、有機バインダを１０〜４０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。
【００４０】
次に、導体パターン層３ａを形成するための導体ペーストを調製する。導体ペーストは、平均粒径が１〜３μｍ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本ローラ等により均質に混練して調製される。
【００４１】
次に、上記の光硬化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、複合シートを形成する。
【００４２】
まず、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１０上に、前記導体ペーストをスクリーン印刷法などの一般的な印刷手法によって印刷、塗布して、光非透過性の所定の導体パターン層１１を形成する。
【００４３】
次に、図２（ｂ）に示すように、前記光硬化スラリーを、例えばドクターブレード法にて前記導体パターン層１１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光硬化セラミック層１２を形成する。
【００４４】
そして、図２（ｃ）に示すように、キャリアフィルム１０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１１形成以外の領域の光硬化セラミック層１２を光硬化させる。この露光工程においては、光硬化セラミック層１２は、導体パターン層１１形成以外の領域の光硬化セラミック層１２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１１は紫外線を通過しないために、導体パターン層１１上に形成されている光硬化セラミック層１２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。また、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１１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。
【００４５】
その後、この光硬化セラミック層１２全体を現像処理する。現像処理は、光硬化セラミック層１２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１０上には、導体パターン層１１と光硬化セラミック層１２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。
【００４６】
なお、この複合シートＡは、キャリアフィルム１０から複合シートＡを剥離することによって、図１（ｂ）に示すような複合シートＡ単体を得ることができる。
【００４７】
次に、この複合シートＡを用いて図１のセラミック多層回路基板のような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）〜（ｅ）に従い、光硬化セラミック層１２と所定のパターンの導体パターン層１１が形成された複数の複合シートＡ１〜Ａ１４を作製する。
【００４８】
そして、図３（ａ）に示すように、これらの複合シートＡ１〜Ａ１４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１３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。また、複合シートＡ間に有機系接着剤を塗布して圧着してもよい。
【００４９】
なお、一括して積層する場合、すべてキャリアフィルム１０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１０から剥がすことなく、図３（ａ）に示すように、積層、圧着した後に、キャリアフィルム１０を剥がすことによって、図３（ｂ）のような積層体１３を形成することができる。
【００５０】
そして、この積層体１３を、所定の温度で焼成することによって、導体パターン層１１によって3次元的な回路が形成された積層部品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１３を脱バイ工程で、成形体中に含まれている有機バインダ、光硬化可能なモノマーを消失し、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。
【００５１】
また、積層部品を製造する他の方法としては、図４（ｈ）に示すように、図２（ｄ）にて形成されたキャリアフィルム１０が付着したままの他の複合シートＡ'２を作製する。そして、図４（ｉ−１），図４（ｉ−２）に示すように、キャリアフィルム１０の表面に形成された複合シートＡ'１の表面に、キャリアフィルム１０の表面に形成された複合シートＡ'２を反転させて積層圧着し、複合シートＡ'２側のキャリアフィルム１０を剥離する。
【００５２】
次に、図４（ｊ）に示すように、この複合シートＡ'２の表面に、同様にしてキャリアフィルム１０の表面に形成された複合シートＡ'３を反転させて積層圧着し、複合シートＡ'３側のキャリアフィルム１０を剥離する。これを繰り返すことによって、図４（ｋ）に示すように所望の層数の積層体１３を形成することができる。
【００５３】
その後、この積層体１３を前記と同様にして焼成することによって、積層部品を作製することができる。
【００５４】
また、必要に応じて、表面処理として、さらに、基板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チップを含む電子部品４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。
【００５５】
また、表面の導体層３ａ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。
【００５６】
さらに、セラミック多層回路基板の表面に形成される表面導体層３ａ、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。
【００５７】
【実施例】
実施例１
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により印刷して、厚さ２０μｍの端子電極となる導体パターン層を形成した。尚、導体ペーストは、Ａｇ粉末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。
【００５８】
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２８μｍとなるように光硬化セラミック層を形成した。
【００５９】
感光性スラリーは、セラミック原料粉末１００質量部と、光硬化可能なモノマー（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質量部と、有機バインダ（アルキルメタクリレート）３５質量部と、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）に混合し、ボールミルで混練して作製した。
【００６０】
セラミック原料粉末は、０．９５モルＭｇＴｉＯ₃−０．０５モルＣａＴｉＯ₃で表される主成分１００質量部に対して、ＢをＢ₂Ｏ₃換算で１０質量部、ＬｉをＬｉＣＯ₃換算で５質量部添加したものを用いた。
【００６１】
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２秒間全面露光した。そして希釈濃度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、乾燥を行った。
【００６２】
こうして、出来上がった光硬化セラミック層は、電極層上の溶化部が現像により除去され電極層が露出して、その結果、厚みが２０μｍの電極層と、厚みが２０μｍの光硬化セラミック層とが一体化した複合シートを作製することができた。
【００６３】
同様に、内部配線導体層用、表面配線導体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５０層の複合シートを作製した。
【００６４】
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1トン、温度６０℃にて5分間プレスを行い、積層体を圧着した。
【００６５】
その後、大気中で３００℃で４時間で脱バインダ処理した後、９００℃大気中で６時間焼成を行い、セラミック多層回路基板を作製した。
【００６６】
作製した多層回路基板については、導体パターン層自体の厚みによる段差は全くなく、絶縁層間のデラミネーションもなかった。また、平面導体パターン層間の接続にあたり、導体パターン層を３層以上垂直方向に積層することによって、ビア導体を形成したが、このビア導体を含む回路における電気的接続についても全く問題は無かった。また、導体パターン層中には全く巣などの発生も認められなかった。
【００６７】
実施例２
実施例１で、作製した、電極用、内部配線導体層用、表面配線導体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７０層の複合シートを作製した。
【００６８】
まず電極用の複合シート上に、ビア導体用の複合シートをキャリアフィルムごと反転させて、複合シート同士を接触させて、位置合わせを行いながら載置した。続いて、プレス機を用いて、プレス圧1トン、温度６０℃にて１分間プレスを行い、前記電極用の複合シート上とビア導体用の複合シートとを圧着した後、ビア導体用の複合シート側のキャリアフィルムを剥離した。
【００６９】
続いて、再び別のビア導体用複合シート、内部配線導体層用の複合シート、表面配線導体層用の複合シートを同じように反転させて、位置合わせを行いながら載置し、プレス機を用いて順次圧着した。
【００７０】
その後、大気中で３００℃で４時間で脱バインダ処理した後、９００℃大気中で６時間焼成を行い、セラミック多層回路基板を作製した。
【００７１】
作製した多層回路基板については、導体パターン層自体の厚みによる段差は全くなく、絶縁層間のデラミネーションもなかった。また、平面導体パターン層間の接続にあたり、導体パターン層を３層以上垂直方向に積層することによって、ビア導体を形成したが、このビア導体を含む回路における電気的接続についても全く問題は無かった。また、導体パターン層中には、全く巣の発生が認められなかった。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、複合シートが導体パターン層とセラミック層とが実質的に同一厚みで導体パターン層がセラミック層を貫通して設けられているために、導体パターン層自体の厚みによる段差が発生せず、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が無く、セラミック絶縁層の厚みの薄層化とともに、配線導体層の厚膜化を同時に行なうことができる。しかも、ビア導体や配線導体層の形成をすべて一般的な導体ペーストの印刷によって形成することができるために、従来のような貫通穴内へのペーストの充填不良などによる巣の発生を防止することができる。
【００７３】
さらには、複合シート形成にあたり感光性スラリを用い、しかも印刷塗布された導体パターン層をマスクとして利用しているために、格別なマスクを作製する必要がなく、しかも各層の形成を平行的に行うことができるために、製造コストの低減を図ることができるとともに、再現よく導体パターン層とセラミック層とが一体化した複合シートを作製することができる。
【００７４】
また、積層部品を作製するにあたり、平面導体パターン層のみならず、ビア導体を導体パターン層とセラミック層とが一体化した複合シートによる積層によって形成することができるために、従来のような貫通穴形成、導体ペースト充填によるビア導体の形成が不要となり、単純に複合シートの一括積層、あるいは順次積層のみで３次元的な回路を有する多層回路基板などの積層部品を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層部品の一例としてセラミック多層回路基板の（ａ）概略斜視図と、（ｂ）複合シートの概略断面図と、（ｃ）（ａ）の概略断面図を示す。
【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ための工程図である。
【図４】本発明の積層部品を作製する他の方法を説明ための工程図である。
【符号の説明】
Ａ複合シート
１セラミック多層回路基板
２絶縁層
３配線導体層
４チップ部品
５ビア導体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a composite sheet and a laminated component suitable for ceramic laminated parts and laminated substrates used in mobile communication devices and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices are becoming smaller and lighter and more portable, and circuit blocks used for such electronic devices are also becoming smaller and more complex, and the density and size of laminated parts such as ceramic multilayer substrates are increasing. It is being advanced.
[0003]
On the other hand, a conventional ceramic multilayer substrate is usually manufactured by a manufacturing method called a green sheet method. In this green sheet method, a green sheet is prepared by a doctor blade method or the like using a slurry containing ceramic powder as an insulating layer, and then the NC sheet or NC die is placed on the green sheet at a position to be a via hole conductor. A plurality of green sheets produced in the same manner after forming a through hole, printing a wiring pattern on the inside and surface using a conductor paste, filling the through hole with a conductor paste to form a via-hole conductor Is a manufacturing method in which the laminate is simultaneously fired.
[0004]
Even in this green sheet method, in response to the demand for higher precision and higher density, the insulation layer thickness between the insulation layers of the insulation layer is reduced, and the loss and resistance of the interconnection conductor layer are reduced. In order to realize the value, it is required to increase the thickness of the wiring conductor layer.
[0005]
However, in a conventional manufacturing method such as the green sheet method, a wiring conductor layer is formed when it is attempted to satisfy the two requirements of reducing the thickness of the insulating layer and increasing the thickness of the wiring conductor layer at the same time. A step corresponding to the thickness of the wiring conductor layer inevitably occurs between the portion and the portion not formed.
[0006]
Due to this step, stacking faults (delamination) may occur, or even if the step is filled by forcibly pressing, there is a problem that a partial density difference occurs in the insulating layer, causing deformation after firing. However, there is a limit to satisfy both the reduction in thickness and the increase in thickness of the wiring conductor layer at the same time.
[0007]
In addition, in order to form a vertical conductor such as a via conductor, a drilling process for forming a through hole by punching the green sheet is indispensable, and an additional process for the printing process for forming the wiring conductor layer It was.
[0008]
Therefore, in order to suppress the formation of a step due to the thickness of the wiring conductor layer, an insulating layer is formed on the carrier film by applying a slurry made of a photocurable ceramic material, and a predetermined pattern is formed on the insulating layer. An opening is formed by exposing and developing, and a conductive paste is filled in the opening. Further, in Patent Document 1, a multilayer substrate without a step due to a conductor is formed on the surface by repeating photocurable ceramic insulating layer formation, exposure, development, and conductor paste filling in the same manner as described above. Proposed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-9-181450
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the method described in Patent Document 1, it is substantially necessary to sequentially form the circuits for each layer, that is, the number of processes is very large and the processes cannot be performed in parallel. For this reason, it takes a long time to manufacture. In addition, when filling the opening with the conductive paste, it is necessary to accurately align the predetermined screen and the opening. Furthermore, when filling the opening with the conductive paste, the filling of the through hole for forming a pattern with a small diameter such as a via or a small line width tends to be insufficient, and a nest that is not filled with the paste is formed in the through hole. There was also a problem such as easy.
[0011]
The present invention solves the problems in the conventional methods as described above, and simultaneously satisfies the reduction in the thickness of the insulating layer and the increase in the thickness of the wiring conductor layer, and simplifies and shortens the conductor pattern layer process. It is an object of the present invention to provide a method for producing a composite sheet that can suppress the occurrence of nests in a conductor pattern layer and a method for producing a laminated part.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the method for producing a composite sheet of the present invention, (a) a conductive pattern having a predetermined pattern which is light-impermeable, with a conductive paste containing at least a metal powder material and an organic binder on the surface of a carrier film capable of transmitting light. A step of forming a layer; and (b) a photocurable slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material on the carrier film on which the conductive pattern layer is formed. A step of forming a photocurable ceramic layer by applying to a thickness equal to or greater than the thickness; and (c) a photocurable ceramic layer film in a region other than the formation of the conductor pattern layer by irradiating light from the back surface of the carrier film. A step of photocuring, and (d) applying a developer to solubilize and remove the non-photocured portion of the photocured ceramic layer including the surface of the conductor pattern layer. And by and is characterized by comprising the step of producing a composite sheet made of a light-curing the ceramic layer and the conductive pattern layer.
[0013]
In addition, according to the manufacturing method of the said composite sheet, you may comprise the process of peeling the said conductor pattern layer and a photocurable ceramic layer from the said carrier film after the said (d) process.
[0014]
Further, according to the method for manufacturing a laminated component of the present invention, (a) a light non-transmissive predetermined pattern is formed on a surface of a light transmissive carrier film by a conductive paste containing at least a metal powder material and an organic binder. A step of forming a conductor pattern layer; and (b) a photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material on the carrier film on which the conductor pattern layer is formed. A step of forming a photocurable ceramic layer by coating to a thickness equal to or greater than the thickness of the layer; And (d) applying a developer to solubilize and remove the non-photocured portion of the photocured ceramic layer including the conductor pattern layer surface. A step of producing a composite sheet comprising a photocurable ceramic layer and a conductive pattern layer, (e) a step of peeling the conductive pattern layer and the photocurable ceramic layer from the carrier film, and (f) (a). (E) It comprises the process of laminating | stacking the some composite sheet produced by (e), and (g) The process of baking the said laminated body is comprised.
[0015]
According to another method for manufacturing a laminated component of the present invention, (a) a light non-transmissive predetermined film is formed by a conductor paste including at least a metal powder material and an organic binder on a light transmissive carrier film surface. A step of forming a conductor pattern layer of a pattern, and (b) a photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material on the carrier film on which the conductor pattern layer is formed, A step of forming a photo-curing ceramic layer by applying to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor pattern layer; and (c) irradiating light from the back surface of the carrier film to light in a region other than the formation of the conductor pattern layer. A step of photocuring the cured ceramic layer, and (d) applying a developer to solubilize the non-photocured portion including the surface of the conductive pattern layer of the photocured ceramic layer, The other composite sheet is formed on the surface of another carrier film through the steps of producing a composite sheet composed of a photo-curing ceramic layer and a conductor pattern layer, and (h) (a) to (d) steps. (I) a step of laminating the other composite sheet on the surface of the composite sheet after the step (d), and (j) repeating the steps (h) and (i) as necessary. A step of forming a laminate having an arbitrary number of layers by a composite sheet; and (k) a step of firing the laminate.
[0016]
In the above composite sheet and laminated component manufacturing method, a precise multilayer circuit board can be formed when the thickness of the photocurable ceramic insulating layer and the conductor pattern layer is 50 μm or less.
[0017]
According to the present invention, since the conductor pattern layer is formed by a printing method using a normal paste on a flat surface, the formation of a nest in a via conductor due to a poor filling of the paste into a conventional through hole, etc. Can be prevented. Moreover, in forming the insulating layer, according to the present invention, the printed conductor pattern itself can be used as a mask, so that it can be formed by applying the entire surface of the photocurable ceramic layer and exposing the entire surface of the carrier film. There is no need to use a mask or the like, and a composite sheet comprising a photocurable ceramic insulating layer and a conductor pattern layer can be easily produced at low cost.
[0018]
In addition, since the formation of such a composite sheet can be formed in parallel on each carrier film in accordance with the number of layers, the composite sheets having the required number of layers are prepared and then collectively. By baking after lamination, the process can be greatly simplified.
[0019]
If necessary, a predetermined multilayer circuit board can be produced by simply stacking other composite sheets in the required number of layers on the surface of a predetermined composite sheet.
[0020]
As described above, according to the manufacturing method of the present invention, there is no level difference corresponding to the thickness of the wiring conductor layer during lamination, and there is no problem of delamination or deformation due to excessive pressure, and it is easy. Obtaining multilayer parts such as ceramic multilayer boards that can achieve both high-density and high-accuracy built-in components that can achieve both a reduction in the thickness of the insulating layer between the wiring conductor layers and a thickness of the wiring conductor layer. be able to.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows (a) a schematic perspective view of a general ceramic multilayer circuit board, (b) a cross-sectional view of a composite sheet, and (c) a schematic cross-sectional view of a multilayer circuit board as an example of a laminated component in the present invention. It was.
[0022]
According to the ceramic multilayer circuit board 1 of FIG. 1, the wiring conductor layer 3 serving as a planar conductor is formed on the front surface, the back surface, and the inside of the insulating substrate 2 made of a ceramic sintered body. Further, on the wiring conductor layer 3 formed on the front surface, chip components 4 such as ICs, inductors, resistors and capacitors are mounted by solder, and the wiring conductor layer 3 on the back surface is used as a terminal electrode for mounting on a mother board or the like. It functions.
[0023]
In addition, a via conductor 5 that connects the wiring conductor layers 3 that form the planar conductor is formed inside.
[0024]
In the ceramic multilayer circuit board 1 according to the present invention, a conductor pattern layer 3a containing at least a metal powder and an organic binder is formed on a part of a ceramic layer 2a containing at least a ceramic material as shown in FIG. It is formed by firing a laminate of composite sheet A formed through the ceramic layer 2a.
[0025]
More specifically, the ceramic layer 2a and the conductor pattern layer 3a are each formed of a thin layer of 10 to 50 μm, particularly 15 to 40 μm, more preferably 15 to 30 μm. When the thickness difference of 3a is 20% or less, particularly 10% or less, more preferably 5% or less of the thickness of the conductor pattern layer 3a, or the thickness difference is 5 μm or less, further 3 μm or less, the conductor pattern A step difference from the ceramic layer 2a due to the thickness of the layer 3a itself is substantially suppressed.
[0026]
The conductor pattern layer 3a forms a wiring conductor layer 3 that becomes a planar circuit by extending the ceramic layer 2a in the planar direction. The via conductor 5 is formed by partially stacking the conductor pattern layer 3a in the thickness direction.
[0027]
According to the present invention, the composite sheet A is formed by laminating 10 to 300 layers, particularly 30 to 200 layers, and more preferably 40 to 100 layers for forming a desired circuit. is doing.
[0028]
In the ceramic multilayer circuit board according to the present invention, the insulating substrate 2 is (1) Al. ₂ O _Three , AlN, Si _Three N _Four , A ceramic material whose main component is SiC and whose firing temperature is 1100 ° C. or higher, (2) at least SiO ₂ And a ceramic material fired at 1100 ° C. or lower, particularly 1050 ° C. or lower, comprising a mixture of metal oxides containing alkaline earth metal oxides such as BaO, CaO, SrO and MgO, (3) glass powder, or glass powder At least one selected from the group of low-temperature sinterable ceramic materials that are fired at 1100 ° C. or lower, particularly 1050 ° C. or lower, made of a mixture of a ceramic filler powder and ceramic filler powder is selected.
[0029]
As the mixture of (2) and the glass composition of (3) used, SiO ₂ -BaO-Al ₂ O _Three System, SiO ₂ -B ₂ O _Three System, SiO ₂ -B ₂ O _Three -Al ₂ O _Three System, SiO ₂ -Al ₂ O _Three -Alkali metal oxide systems, and further to these systems alkali metal oxides, ZnO, PbO, Pb, ZrO ₂ TiO ₂ The composition which mix | blended etc. is mentioned. As the ceramic filler in (3), Al ₂ O _Three , SiO ₂ , Forsterite, cordierite, mullite, AlN, Si _Three N _Four , SiC, MgTiO _Three , CaTiO _Three It is desirable that at least one selected from the group of the above is included, and it is desirable that the glass is mixed in a proportion of 20 to 80% by mass relative to the glass.
[0030]
On the other hand, the conductor pattern layer is variously combined according to the firing temperature of the ceramic material. For example, when the ceramic material is (1), the conductor is mainly composed of at least one selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, and manganese. Materials are preferably used. Moreover, it is good also as a mixture with copper etc. for resistance reduction.
[0031]
When the ceramic material is (2), a conductor material mainly composed of at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, and aluminum is preferably used.
[0032]
The conductor material preferably contains a component constituting the ceramic material when co-firing with the ceramic material.
[0033]
In forming a laminated part such as the ceramic multilayer circuit board as described above, according to the present invention, first, a conductor containing at least a metal powder and an organic binder in a part of the ceramic layer 2a containing at least a ceramic material. A composite sheet A in which the pattern layer 3a is formed through the ceramic layer 2a is produced.
[0034]
In producing this composite sheet A, first, in order to form the ceramic layer 2a, a photocuring slurry containing at least a photocurable monomer and the above-described ceramic material is prepared. In preparing the slurry, it is desirable that the ceramic powder is prepared by mixing a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, an organic binder, and a plasticizer in an organic solvent and kneading them with a ball mill.
[0035]
Examples of the photocuring component include a photocurable monomer and a photopolymerization initiator.
[0036]
As the photocurable monomer, it is desirable that the monomer is excellent in thermal decomposability in order to cope with a low-temperature and short-time baking process. In addition, the photo-curable monomer needs to be photopolymerized by exposure after application and drying of the slip material, and can form free radicals and chain-growth addition polymerization, and has a secondary or tertiary carbon. Preferred examples include alkyl acrylates such as butyl acrylate having at least one polymerizable ethylene group, and alkyl methacrylates corresponding thereto. In addition, polyethylene glycol diacrylates such as tetraethylene glycol diacrylate and methacrylates corresponding thereto are also effective. Examples of the photoinitiating material include benzophenones and acyloin ester compounds.
[0037]
In addition, the organic binder is desired to have good thermal decomposability like the photo-curable monomer, and at the same time, it determines the viscosity of the slip, so it is necessary to consider the wettability with the solid content. is there. According to the present invention, an ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group and an alcoholic hydroxyl group such as an acrylic acid or methacrylic acid polymer is preferred.
[0038]
Examples of the organic solvent include at least one selected from the group consisting of ethyl carbitol acetate, butyl cellosolve, and 3 methoxybutyl acetate.
[0039]
The content of each component is 5 to 20 parts by mass of a photocurable monomer and a photopolymerization initiator, 10 to 40 parts by mass of an organic binder, 1 to 5 parts by mass of a plasticizer, and an organic solvent per 100 parts by mass of the ceramic powder. A ratio of 50 to 100 parts by mass is appropriate.
[0040]
Next, a conductor paste for forming the conductor pattern layer 3a is prepared. The conductive paste is an inorganic component obtained by adding a ceramic material to the powder of the conductive material having an average particle diameter of about 1 to 3 μm, if necessary, and an organic binder such as ethyl cellulose and acrylic resin, and further dibutyl phthalate, It is prepared by mixing a suitable solvent such as α-terpineol, butyl carbitol, 2,2,4-trimethyl-3,3-pentadiol monoisobutyrate and homogeneously kneading with a three-roller or the like.
[0041]
Next, a composite sheet is formed by the following steps using the photocuring slurry and the conductive paste.
[0042]
First, as shown in FIG. 2 (a), the conductor paste is printed and applied on a light transmissive carrier film 10 made of a resin film or the like by a general printing method such as a screen printing method. A predetermined conductive pattern layer 11 having transparency is formed.
[0043]
Next, as shown in FIG. 2B, the photocuring slurry is applied to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor pattern layer 11 by, for example, a doctor blade method, and applied to the entire surface with a predetermined thickness. A photocurable ceramic layer 12 is formed.
[0044]
Then, as shown in FIG. 2C, exposure is performed from the back surface of the carrier film 10 using, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. By this exposure, the photo-curing ceramic layer 12 in a region other than the formation of the conductor pattern layer 11 is photo-cured. In this exposure process, the photocuring ceramic layer 12 is subjected to a photopolymerization reaction from the back surface to a certain thickness depending on the amount of light irradiated in the photocuring ceramic layer 12 in the region other than the formation of the conductor pattern layer 11 to form an insolubilized portion. However, since the conductor pattern layer 11 does not pass ultraviolet rays, the photo-curing ceramic layer 12 formed on the conductor pattern layer 11 becomes a solubilized portion where the photopolymerization reaction of the photo-curable monomer does not occur. In addition, the exposure amount at this time is preferably adjusted so that the thickness of the insolubilized portion is substantially the same as the thickness of the conductor pattern layer 11.
[0045]
Thereafter, the entire photocurable ceramic layer 12 is developed. The development treatment is to remove the solubilized portion of the photo-curing ceramic layer 12 with a developer. Specifically, for example, spray development, washing, and drying are performed using a triethanolamine aqueous solution or the like as the developer. By this treatment, as shown in FIG. 2 (d), a composite sheet A in which the conductor pattern layer 11 and the photocurable ceramic layer 12 are integrated with substantially the same thickness is formed on the carrier film 10.
[0046]
In addition, this composite sheet A can obtain the composite sheet A simple substance as shown in FIG.1 (b) by peeling the composite sheet A from the carrier film 10. FIG.
[0047]
Next, a method for manufacturing a laminated component such as the ceramic multilayer circuit board of FIG. 1 using this composite sheet A will be described below. First, according to FIGS. 12 and a plurality of composite sheets A1 to A14 in which the conductor pattern layer 11 having a predetermined pattern is formed.
[0048]
And as shown to Fig.3 (a), the laminated body 13 is formed by carrying out superposition | stacking and crimping | bonding together, aligning these composite sheets A1-A14. In addition, it is desirable to perform the pressure bonding while applying a temperature higher than the glass transition point of the organic binder contained in the composite sheet A. Further, an organic adhesive may be applied between the composite sheets A and pressure bonded.
[0049]
In addition, when laminating all at once, the carrier film 10 may be peeled off and laminated, but considering the handling of the lowermost surface and the uppermost surface during crimping, only the lowermost surface and the uppermost surface are removed from the carrier film 10. Without peeling off, as shown in FIG. 3 (a), the laminated body 13 as shown in FIG. 3 (b) can be formed by peeling the carrier film 10 after lamination and pressure bonding.
[0050]
Then, by firing the laminated body 13 at a predetermined temperature, a laminated component in which a three-dimensional circuit is formed by the conductor pattern layer 11 can be formed. In firing, the produced laminate 13 is removed by a debuying process, the organic binder and the photocurable monomer contained in the molded body are lost, and the firing process is performed in an inert atmosphere such as nitrogen. The ceramic material and the conductor material used are fired at a temperature at which they can be sufficiently fired, and are densified to a relative density of 95% or more.
[0051]
In addition, as another method for manufacturing a laminated component, as shown in FIG. 4 (h), another composite sheet A′2 with the carrier film 10 formed in FIG. To do. 4 (i-1) and 4 (i-2), the composite formed on the surface of the carrier film 10 on the surface of the composite sheet A′1 formed on the surface of the carrier film 10. The sheet A′2 is inverted and laminated and pressure-bonded, and the carrier film 10 on the composite sheet A′2 side is peeled off.
[0052]
Next, as shown in FIG. 4 (j), the composite sheet A′3 similarly formed on the surface of the carrier film 10 is reversed and laminated and pressure-bonded to the surface of the composite sheet A′2. The carrier film 10 on the A′3 side is peeled off. By repeating this, it is possible to form the laminate 13 having a desired number of layers as shown in FIG.
[0053]
Thereafter, this laminated body 13 is fired in the same manner as described above to produce a laminated component.
[0054]
In addition, if necessary, as a surface treatment, a ceramic circuit board is further obtained by printing / baking a thick film resistance film or a thick film protective film on the surface of the substrate, plating, and joining an electronic component 4 including an IC chip. Can be produced.
[0055]
The conductor layer 3a on the surface may be printed and dried on the surface of the fired laminated body and baked in a predetermined atmosphere.
[0056]
Furthermore, a surface layer 3a formed on the surface of the ceramic multilayer circuit board and a surface of the terminal electrode are formed with a plating layer of nickel, gold or the like with a thickness of 1 to 3 μm in order to improve wettability with solder. Is done.
[0057]
【Example】
Example 1
First, a conductor paste was printed on a light transmissive carrier film made of PET (polyethylene terephthalate) having a thickness of 100 μm by screen printing to form a conductor pattern layer to be a terminal electrode having a thickness of 20 μm. In addition, the conductor paste used what mixed barium borosilicate glass powder, ethyl cellulose, 2,2,4-trimethyl-3,3-pentadiol monoisobutyrate as an organic solvent, and mixed with a three roll mill to Ag powder. .
[0058]
Next, a photosensitive slurry was applied and dried on the conductor pattern layer by a doctor blade method to form a photo-cured ceramic layer so that the thickness after drying in a place where no conductor pattern was present was 28 μm.
[0059]
The photosensitive slurry is 100 parts by mass of ceramic raw material powder, 8 parts by mass of photocurable monomer (polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate), 35 parts by mass of organic binder (alkyl methacrylate), and 3 parts by mass of plasticizer. Parts were mixed with an organic solvent (ethyl carbitol acetate) and kneaded with a ball mill.
[0060]
The ceramic raw material powder is 0.95 mol MgTiO _Three -0.05 mol CaTiO _Three For 100 parts by mass of the main component represented by ₂ O _Three 10 parts by mass in terms of Li, LiCO _Three What added 5 mass parts in conversion was used.
[0061]
Next, an ultra-high pressure mercury lamp (illuminance 30 mW / cm) is applied from the back side of the carrier film to the back side of the light-curing ceramic layer. ² ) Was used as a light source for 2 seconds. Then, spray development was performed for 30 seconds using a triethanolamine aqueous solution having a dilution concentration of 2.5% as a developer. Thereafter, the film was dried after being washed with pure water after development.
[0062]
In this way, the completed photo-cured ceramic layer has the solubilized portion on the electrode layer removed by development to expose the electrode layer. As a result, the electrode layer having a thickness of 20 μm and the photo-cured ceramic layer having a thickness of 20 μm are integrated. It was possible to produce a composite sheet.
[0063]
Similarly, a total of 50 composite sheets having conductor pattern layers for internal wiring conductor layers, surface wiring conductor layers, and via conductors were produced.
[0064]
From the composite sheet produced as described above, the carrier film was peeled off, and lamination was performed while positioning in order. Thereafter, using a press machine, pressing was performed at a pressing pressure of 1 ton and a temperature of 60 ° C. for 5 minutes to press-bond the laminate.
[0065]
Thereafter, the binder removal treatment was performed in the atmosphere at 300 ° C. for 4 hours, followed by firing in the atmosphere at 900 ° C. for 6 hours to produce a ceramic multilayer circuit board.
[0066]
The produced multilayer circuit board had no step due to the thickness of the conductor pattern layer itself, and there was no delamination between the insulating layers. In connecting between the planar conductor pattern layers, via conductors were formed by laminating three or more conductor pattern layers in the vertical direction. However, there was no problem with electrical connection in a circuit including the via conductors. Further, no formation of nests or the like was observed in the conductor pattern layer.
[0067]
Example 2
A total of 70 composite sheets prepared in Example 1 and including conductor pattern layers for electrodes, internal wiring conductor layers, surface wiring conductor layers, and via conductors were prepared.
[0068]
First, the composite sheet for via conductors was inverted together with the carrier film on the composite sheet for electrodes, and the composite sheets were brought into contact with each other and placed while performing alignment. Subsequently, using a press machine, pressing was performed for 1 minute at a pressing pressure of 1 ton and a temperature of 60 ° C., and the composite sheet for the via conductor and the composite sheet for the via conductor were pressure-bonded to each other. The carrier film on the sheet side was peeled off.
[0069]
Subsequently, another composite sheet for via conductors, a composite sheet for internal wiring conductor layers, and a composite sheet for surface wiring conductor layers were reversed in the same manner, and placed while performing alignment, using a press machine. Were sequentially crimped.
[0070]
Thereafter, the binder removal treatment was performed in the atmosphere at 300 ° C. for 4 hours, followed by firing in the atmosphere at 900 ° C. for 6 hours to produce a ceramic multilayer circuit board.
[0071]
The produced multilayer circuit board had no step due to the thickness of the conductor pattern layer itself, and there was no delamination between the insulating layers. In connecting between the planar conductor pattern layers, via conductors were formed by laminating three or more conductor pattern layers in the vertical direction, but there was no problem with electrical connection in a circuit including the via conductors. In addition, no nests were found in the conductor pattern layer.
[0072]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the conductive pattern layer and the ceramic layer of the composite sheet have substantially the same thickness and the conductive pattern layer is provided through the ceramic layer. No step due to the thickness of itself, no problems such as delamination and unreasonable pressure deformation, and simultaneously reducing the thickness of the ceramic insulating layer and increasing the thickness of the wiring conductor layer Can do. In addition, the formation of via conductors and wiring conductor layers can all be formed by printing a general conductor paste, so that it is possible to prevent the occurrence of nests due to poor filling of the paste into the through holes as in the prior art. it can.
[0073]
Furthermore, since a photosensitive slurry is used in forming the composite sheet and the printed and coated conductor pattern layer is used as a mask, it is not necessary to prepare a special mask, and the layers are formed in parallel. Therefore, the manufacturing cost can be reduced, and a composite sheet in which the conductor pattern layer and the ceramic layer are integrated with good reproducibility can be produced.
[0074]
Further, in producing a laminated component, not only a planar conductor pattern layer but also a via conductor can be formed by lamination with a composite sheet in which a conductor pattern layer and a ceramic layer are integrated. Formation of via conductors by filling and conductor paste is not required, and multilayer components such as a multilayer circuit board having a three-dimensional circuit can be easily formed by simply laminating composite sheets or sequentially laminating them.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows (a) a schematic perspective view of a ceramic multilayer circuit board, (b) a schematic cross-sectional view of a composite sheet, and (c) a schematic cross-sectional view of (a) as an example of the laminated component of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram for explaining a method for producing a composite sheet of the present invention.
FIG. 3 is a process diagram for explaining a method of producing a multilayer component according to the present invention.
FIG. 4 is a process diagram for explaining another method for producing the laminated component of the present invention.
[Explanation of symbols]
A composite sheet
1 Ceramic multilayer circuit board
2 Insulating layer
3 Wiring conductor layer
4 Chip parts
5 Via conductor

Claims

（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光硬化セラミック層を形成する工程と
（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光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層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、光硬化セラミック層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。(A) a step of forming a predetermined light-opaque conductor pattern layer on a surface of a light-transmissive carrier film with a conductor paste containing at least a metal powder material and an organic binder;
(B) A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is formed on the carrier film on which the conductor pattern layer is formed to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor pattern layer. A step of applying and forming a photo-curing ceramic layer; and (c) a step of irradiating light from the back surface of the carrier film to photo-cure the photo-curing ceramic layer in a region other than the formation of the conductor pattern layer;
(D) A composite solution composed of a photocurable ceramic layer and a conductive pattern layer is prepared by applying a developer and solubilizing and removing the non-photocured portion including the surface of the conductive pattern layer of the photocurable ceramic layer. Process,
A method for producing a composite sheet, comprising:

前記（ｄ）工程後に、
（ｅ）前記キャリアフィルムから、前記導体パターン層および光硬化セラミック層を剥離する工程を具備する請求項１記載の複合シートの製造方法。After the step (d),
(E) The manufacturing method of the composite sheet of Claim 1 which comprises the process of peeling the said conductor pattern layer and a photocurable ceramic layer from the said carrier film.

前記光硬化セラミック層および導体パターン層の厚みが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の複合シートの製造方法。The method for producing a composite sheet according to claim 1 or 2, wherein the photocurable ceramic layer and the conductor pattern layer have a thickness of 50 µm or less.

（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、有機バインダとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定のパターン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光硬化セラミック層を形成する工程と
（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光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層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、光硬化セラミック層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、
（ｅ）前記キャリアフィルムから、前記導体パターン層および光硬化セラミック層を剥離する工程と、
（ｆ）（ａ）〜（ｅ）によって作製された複数の複合シートを積層する工程と、
（ｇ）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。(A) forming a conductor pattern layer having a predetermined pattern of light non-transmission on a surface of a light transmissive carrier film with a conductor paste containing at least a metal powder material and an organic binder;
(B) A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is formed on the carrier film on which the conductor pattern layer is formed to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor pattern layer. A step of applying and forming a photo-curing ceramic layer; and (c) a step of irradiating light from the back surface of the carrier film to photo-cure the photo-curing ceramic layer in a region other than the formation of the conductor pattern layer;
(D) A composite solution composed of a photocurable ceramic layer and a conductive pattern layer is prepared by applying a developer and solubilizing and removing the non-photocured portion including the surface of the conductive pattern layer of the photocurable ceramic layer. Process,
(E) peeling the conductor pattern layer and the photo-curing ceramic layer from the carrier film;
(F) laminating a plurality of composite sheets produced by (a) to (e);
(G) firing the laminate,
A method for producing a laminated part, comprising:

（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、有機バインダとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定のパターン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光硬化セラミック層を形成する工程と
（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光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層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、光硬化セラミック層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、
（ｈ）（ａ）〜（ｄ）工程を経て、他のキャリアフィルムの表面に他の複合シートを形成する工程と、
（ｉ）前記（ｄ）工程後の複合シートの表面に、前記他の複合シートを積層する工程と、
（ｊ）必要に応じ、上記（ｈ）（ｉ）工程を繰り返すことによって複合シートによる任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｋ）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。(A) forming a conductor pattern layer having a predetermined pattern of light non-transmission on a surface of a light transmissive carrier film with a conductor paste containing at least a metal powder material and an organic binder;
(B) A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is formed on the carrier film on which the conductor pattern layer is formed to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor pattern layer. A step of applying and forming a photo-curing ceramic layer; and (c) a step of irradiating light from the back surface of the carrier film to photo-cure the photo-curing ceramic layer in a region other than the formation of the conductor pattern layer;
(D) A composite solution composed of a photocurable ceramic layer and a conductive pattern layer is prepared by applying a developer and solubilizing and removing the non-photocured portion including the surface of the conductive pattern layer of the photocurable ceramic layer. Process,
(H) Steps of forming another composite sheet on the surface of another carrier film through steps (a) to (d);
(I) a step of laminating the other composite sheet on the surface of the composite sheet after the step (d);
(J) If necessary, a step of forming a laminate having an arbitrary number of layers by a composite sheet by repeating the steps (h) and (i);
(K) firing the laminate;
A method for producing a laminated part, comprising:

前記光硬化セラミック層および導体パターン層の厚みが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項４または請求項５記載の積層部品の製造方法。6. The method for manufacturing a laminated part according to claim 4, wherein the thickness of the photo-curing ceramic layer and the conductive pattern layer is 50 [mu] m or less.