JP4360608B2 - 複合シートの製造方法、並びに積層部品の製造方法 - Google Patents
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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多層回路基板などの作製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回路基板は、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回路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は、（ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくともセラミック材料と、有機バインダとを含む光非透過性の所定の誘電体パターン層を形成する工程と、
（ｂ）光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、および金属粉末材料を含有する感光性導体ペーストを前記誘電体パターン層上に塗布するとともに、前記誘電体パターン層が形成されていない前記キャリアフィルム上に前記誘電体パターン層の厚さ以上の厚さで塗布して感光性導体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、光の照射される前記誘電体パターン層が形成されていない前記キャリアフィルム上の感光性導体層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、光の照射されていない前記感光性導体層の非光硬化部を溶化、除去することによって、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】
また、かかる本発明の第１の製造方法においては、前記（ａ）工程における誘電体パターン層を、
（ａ１）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくともと光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック粉末材料を含有する感光性スラリーを塗布、乾燥して、感光性誘電体層を形成する工程と、
（ａ２）該感光性誘電体層に所定のパターンを有するマスクを用いて露光し、硬化させる工程と
（ａ３）前記（ａ２）工程で形成された感光性誘電体層に対して、現像処理を行なう工程により形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記（ａ）工程における誘電体パターン層を、少なくともセラミック材料と、有機バインダとを含むスラリーをスクリーン印刷法によって形成することもできる。
【００１５】
また、本発明の積層部品の第１の製造方法は、（ｅ１）上記の製造方法によって作製された複数の複合シートをキャリアフィルムから剥がし、積層して積層体を作製する工程と、
（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ものである。
【００１６】
さらに、本発明の積層部品の第２の製造方法は、（ｅ２）上記の製造方法によって作製された複数の複合シートをキャリアフィルムから剥がさずに、前記複数の複合シートのうちの１つの複合シート表面に他の複合シートを反転させて積層圧着して前記他の複合シートからキャリアフィルムを剥がす工程を繰り返し施した後、前記１つの複合シートからキャリアフィルムを剥がして、複数の複合シートの積層体を作製する工程と、
（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ものである。
【００１７】
本発明によれば、平面導体層のみならず、従来の絶縁層を貫通して形成されるビア導体を含めた導体パターン層の形成はすべて平面パターンとし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、導体パターン層の形成にあたり、本発明によれば、印刷された、もしくは感光性誘電体スラリーを用いて形成された誘電体パターン層自体をマスクとして用い、感光性導体ペースト層の全面塗布と、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、安価に且つ容易に誘電体パターン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】
また、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】
さらに、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順次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、また、導体パターンと誘電体層の界面の凹みも小さく、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回路基板などの積層部品を得ることができる。
【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１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３ａ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１などの積層部品を形成するにあたり、本発明によれば、図１（ｂ）に示した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を作製する。
【００３４】
この複合シートＡを作製するにあたり、第１の製造方法について図２をもとに説明する。まず、セラミック層２ａを形成するための誘電体ペーストを作製する。誘電体ペーストは、少なくともセラミック粉末と、有機バインダー、および溶剤を含み、感光性誘電体ペーストとして使用するためには、さらに少なくとも光硬化可能なモノマーおよび光重合開始剤を含有し、さらには可塑剤等を含有しボールミル、または、３本ロールミルで混練して調製する。
【００３５】
一方、導体パターン層３ａを形成するための感光性導体ペーストを作製する。感光性導体ペーストとしては、少なくとも、平均粒径が１〜３μｍ程度の前記導体材料の粉末に、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。
【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、連鎖成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の官能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。
【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、同時にペースト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、セラミック粉末もしくはＡｇもしくはＣｕ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、上記の誘電体ペーストまたは感光性誘電体ペーストおよび感光性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。
【００４１】
まず、第１の方法として、感光性の誘電体ペーストを用いた方法を図２に基づき説明する。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、感光性誘電体ぺーストを一般的なスクリーン印刷機を用いて誘電体パターン層１４を形成する領域をカバーする大きさでベタパターンを形成し、それを乾燥して所定の厚みの感光性誘電体層１１を形成する。
【００４２】
次に、所定の誘電体パターン層１４のネガパターン１２を予め形成したマスク１３を準備し、感光性誘電体層１１に５０〜２００μｍに間隔をおいて近接載置し、例えば超高圧水銀灯などを光源として用いて露光を行う。この露光によって、光が照射されモノマーの光重合反応が起こる。光が当たらなかった部分は、モノマーの光重合反応が起こらない溶化部となる。
【００４３】
その後、図２（ｃ）に示すように、この感光性誘電体層１１全体を現像処理する。現像処理は、感光性誘電体層１１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、誘電体パターン層１４が形成される。
【００４４】
一方、スクリーン印刷法によって誘電体パターン層を形成する方法を図３に基づき説明する。まず、予め、別途、誘電体パターン層１４に相当するスクリーン製版１５を準備し、キャリアフィルム１０上に誘電体ペーストの印刷を行なう。その後、それを乾燥して光非透過性の所定の誘電体パターン層１４を形成する。
【００４５】
次に、図４（ａ）に示すように、図２または図３の工程を経て、キャリアフィルム１０上に誘電体パターン層１４を形成した後、図４（ｂ）に示すように、前記感光性導体ペーストを、例えばドクターブレード法にて誘電体パターン層１４上に塗布するとともに、誘電体パターン層１４が形成されていない前記キャリアフィルム上に誘電体パターン層１４の厚さ以上の厚さで塗布して所定の厚みで全面に塗布して感光性導体層１６を形成する。
【００４６】
そして、図４（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、誘電体パターン層１４が形成されていない誘電体パターン層１４間の領域の感光性導体層１６を光硬化させる。この露光工程において、感光性導体層１６は、誘電体パターン層１４間に形成された感光性導体層１６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（非光硬化部）を形成するが、誘電体パターン層１４は紫外線を通過しないために、誘電体パターン層１４上に形成されている感光性導体層１６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、誘電体パターン層１４の厚みと同じになるように露光量が調整される。
【００４７】
その後、この感光性導体層１６全体を現像処理する。現像処理は、感光性導体層１６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５（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１７と誘電体パターン層１４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。
【００４８】
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。
【００４９】
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４（ａ）〜（ｄ）に従い、誘電体パターン層１４と所定のパターンの導体パターン層１７が形成された複数の複合シートＡ１〜Ａ１４を作製する。
【００５０】
そして、図５（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１８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。
【００５１】
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５（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５（ｂ）のような積層体１８を形成することができる。
【００５２】
そして、この積層体１８を、所定の温度で焼成することによって、導体パターン層１７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１８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し、相対密度９５％以上に緻密化する。
【００５３】
また、積層部品を製造する他の方法としては、図６（ａ）に示すように、図４（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６（ｂ）、図６（ｃ）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。
【００５４】
次に、図６（ｃ）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６（ｄ）に示すように所望の層数の積層体１８を形成することができる。
【００５５】
その後、この積層体１８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。
【００５６】
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チップを含むチップ部品４の接合を行うことによってセラミック多層回路基板を作製することができる。
【００５７】
また、図１の表面の配線導体層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。
【００５８】
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の配線導体層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。
【００５９】
【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全面に、感光性誘電体ペーストをスクリーン印刷法により厚さ２５μｍの誘電体層を形成した。
【００６０】
尚、感光性誘電体ペーストは、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。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、上記ベタの誘電体層上に、フォトターゲットを載置して、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として１０秒間露光した。フォトターゲットは、誘電体パターンとなるべき部分に紫外線が照射されるようにパターンが形成されたガラスマスクを用いた。そして、トリエタノールアミン２．５％水溶液を現像液として用い、６０秒間スプレー現像を行った。その後、純水による洗浄及び乾燥を行って、誘電体パターン層を形成した。
【００６３】
次に、上記誘電体パターン層の上に、感光性導体ペーストをドクターブレード法により塗布し、乾燥を行ない誘電体パターンの存在しない場所での乾燥後の厚みが２８μｍとなるように感光性導体層を形成した。
【００６４】
感光性導体ペーストは、Ａｇ粉末９８質量部と、バリウムホウ珪酸ガラス粉末２重量部と、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。
【００６５】
次に、キャリアフィルムの裏面側より超高圧水銀灯（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。
【００６６】
こうして、出来上がった感光性導体層は、誘電体パターン層上の非光硬化部（溶化部）が現像により除去され誘電体パターン層が露出して、その結果、厚みが２５μｍの誘電体パターン層と、厚みが２５μｍの導体パターン層とが一体化しており、誘電体パターン層と導体パターン層との境界部分においても凹みのない複合シートを作製することができた。
【００６７】
同様に、端子電極用、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５０層の複合シートを作製した。
【００６８】
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、一括して積層を行った。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。
【００６９】
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。
【００７０】
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く３次元回路を形成することができた。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。
【００７１】
実施例２
実施例１で、作製した、端子電極用、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。
【００７２】
まず端子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、前記端子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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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く３次元回路を形成することができた。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。
【００７６】
実施例３
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、誘電体ペーストをスクリーン印刷法により厚さ２３μｍの誘電体パターン層を印刷形成した。
【００７７】
誘電体ペーストは、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３のガラス粉末８２質量％と、ＳｉＯ２１８質量％の組成のセラミック材料（比誘電率：６．５）１００質量部に対して、エチルセルロース２質量部、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１０質量部の割合で添加混合し、3本ロールミルで混合したものを使用した。
【００７８】
次に、上記誘電体パターン層の上に、感光性導体ペーストをドクターブレード法により塗布し、乾燥を行ない誘電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導体層を形成した。
【００７９】
感光性導体ペーストは、Ａｇ粉末９８質量部と、バリウムホウ珪酸ガラス粉末２重量部と、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。
【００８０】
次に、キャリアフィルムの裏面側より超高圧水銀灯（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。
【００８１】
こうして、出来上がった感光性導体層は、誘電体パターン層上の非光硬化部（溶化部）が現像により除去され誘電体パターン層が露出して、その結果、厚みが２３μｍの誘電体パターン層と、厚みが２３μｍの導体パターン層とが一体化しており、誘電体パターン層と導体パターン層との境界部分においても凹みのない複合シートを作製することができた。
【００８２】
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。
【００８３】
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、一括して積層を行った。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。
【００８４】
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。
【００８５】
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く３次元回路を形成することができた。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。
【００８６】
【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平面的な導体パターン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。
【００８７】
そして、複合シートの形成にあたっては、キャリアフィルム上に、予め非光透過性の誘電体パターン形成し、その上から感光性導体ペーストを塗布形成する。この時、先に形成されている誘電体パターン層を露光時の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。
【００８８】
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】 本発明における誘電体パターン層を形成するための方法を説明するための工程図である。
【図３】 本発明における誘電体パターン層を形成するための他の方法を説明するための工程図である。
【図４】 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５】 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。
【図６】 本発明の積層部品を作製する他の方法を説明する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 絶縁基板
３ 配線導体層
４ チップ部品
５ ビア導体
【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多層回路基板などの作製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回路基板は、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回路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は、（ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくともセラミック材料と、有機バインダとを含む光非透過性の所定の誘電体パターン層を形成する工程と、
（ｂ）光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、および金属粉末材料を含有する感光性導体ペーストを前記誘電体パターン層上に塗布するとともに、前記誘電体パターン層が形成されていない前記キャリアフィルム上に前記誘電体パターン層の厚さ以上の厚さで塗布して感光性導体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、光の照射される前記誘電体パターン層が形成されていない前記キャリアフィルム上の感光性導体層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、光の照射されていない前記感光性導体層の非光硬化部を溶化、除去することによって、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】
また、かかる本発明の第１の製造方法においては、前記（ａ）工程における誘電体パターン層を、
（ａ１）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくともと光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック粉末材料を含有する感光性スラリーを塗布、乾燥して、感光性誘電体層を形成する工程と、
（ａ２）該感光性誘電体層に所定のパターンを有するマスクを用いて露光し、硬化させる工程と
（ａ３）前記（ａ２）工程で形成された感光性誘電体層に対して、現像処理を行なう工程により形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記（ａ）工程における誘電体パターン層を、少なくともセラミック材料と、有機バインダとを含むスラリーをスクリーン印刷法によって形成することもできる。
【００１５】
また、本発明の積層部品の第１の製造方法は、（ｅ１）上記の製造方法によって作製された複数の複合シートをキャリアフィルムから剥がし、積層して積層体を作製する工程と、
（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ものである。
【００１６】
さらに、本発明の積層部品の第２の製造方法は、（ｅ２）上記の製造方法によって作製された複数の複合シートをキャリアフィルムから剥がさずに、前記複数の複合シートのうちの１つの複合シート表面に他の複合シートを反転させて積層圧着して前記他の複合シートからキャリアフィルムを剥がす工程を繰り返し施した後、前記１つの複合シートからキャリアフィルムを剥がして、複数の複合シートの積層体を作製する工程と、
（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ものである。
【００１７】
本発明によれば、平面導体層のみならず、従来の絶縁層を貫通して形成されるビア導体を含めた導体パターン層の形成はすべて平面パターンとし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、導体パターン層の形成にあたり、本発明によれば、印刷された、もしくは感光性誘電体スラリーを用いて形成された誘電体パターン層自体をマスクとして用い、感光性導体ペースト層の全面塗布と、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、安価に且つ容易に誘電体パターン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】
また、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】
さらに、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順次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、また、導体パターンと誘電体層の界面の凹みも小さく、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回路基板などの積層部品を得ることができる。
【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１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３ａ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１などの積層部品を形成するにあたり、本発明によれば、図１（ｂ）に示した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を作製する。
【００３４】
この複合シートＡを作製するにあたり、第１の製造方法について図２をもとに説明する。まず、セラミック層２ａを形成するための誘電体ペーストを作製する。誘電体ペーストは、少なくともセラミック粉末と、有機バインダー、および溶剤を含み、感光性誘電体ペーストとして使用するためには、さらに少なくとも光硬化可能なモノマーおよび光重合開始剤を含有し、さらには可塑剤等を含有しボールミル、または、３本ロールミルで混練して調製する。
【００３５】
一方、導体パターン層３ａを形成するための感光性導体ペーストを作製する。感光性導体ペーストとしては、少なくとも、平均粒径が１〜３μｍ程度の前記導体材料の粉末に、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。
【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、連鎖成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の官能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。
【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、同時にペースト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、セラミック粉末もしくはＡｇもしくはＣｕ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、上記の誘電体ペーストまたは感光性誘電体ペーストおよび感光性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。
【００４１】
まず、第１の方法として、感光性の誘電体ペーストを用いた方法を図２に基づき説明する。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、感光性誘電体ぺーストを一般的なスクリーン印刷機を用いて誘電体パターン層１４を形成する領域をカバーする大きさでベタパターンを形成し、それを乾燥して所定の厚みの感光性誘電体層１１を形成する。
【００４２】
次に、所定の誘電体パターン層１４のネガパターン１２を予め形成したマスク１３を準備し、感光性誘電体層１１に５０〜２００μｍに間隔をおいて近接載置し、例えば超高圧水銀灯などを光源として用いて露光を行う。この露光によって、光が照射されモノマーの光重合反応が起こる。光が当たらなかった部分は、モノマーの光重合反応が起こらない溶化部となる。
【００４３】
その後、図２（ｃ）に示すように、この感光性誘電体層１１全体を現像処理する。現像処理は、感光性誘電体層１１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、誘電体パターン層１４が形成される。
【００４４】
一方、スクリーン印刷法によって誘電体パターン層を形成する方法を図３に基づき説明する。まず、予め、別途、誘電体パターン層１４に相当するスクリーン製版１５を準備し、キャリアフィルム１０上に誘電体ペーストの印刷を行なう。その後、それを乾燥して光非透過性の所定の誘電体パターン層１４を形成する。
【００４５】
次に、図４（ａ）に示すように、図２または図３の工程を経て、キャリアフィルム１０上に誘電体パターン層１４を形成した後、図４（ｂ）に示すように、前記感光性導体ペーストを、例えばドクターブレード法にて誘電体パターン層１４上に塗布するとともに、誘電体パターン層１４が形成されていない前記キャリアフィルム上に誘電体パターン層１４の厚さ以上の厚さで塗布して所定の厚みで全面に塗布して感光性導体層１６を形成する。
【００４６】
そして、図４（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、誘電体パターン層１４が形成されていない誘電体パターン層１４間の領域の感光性導体層１６を光硬化させる。この露光工程において、感光性導体層１６は、誘電体パターン層１４間に形成された感光性導体層１６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（非光硬化部）を形成するが、誘電体パターン層１４は紫外線を通過しないために、誘電体パターン層１４上に形成されている感光性導体層１６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、誘電体パターン層１４の厚みと同じになるように露光量が調整される。
【００４７】
その後、この感光性導体層１６全体を現像処理する。現像処理は、感光性導体層１６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５（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１７と誘電体パターン層１４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。
【００４８】
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。
【００４９】
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４（ａ）〜（ｄ）に従い、誘電体パターン層１４と所定のパターンの導体パターン層１７が形成された複数の複合シートＡ１〜Ａ１４を作製する。
【００５０】
そして、図５（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１８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。
【００５１】
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５（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５（ｂ）のような積層体１８を形成することができる。
【００５２】
そして、この積層体１８を、所定の温度で焼成することによって、導体パターン層１７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１８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し、相対密度９５％以上に緻密化する。
【００５３】
また、積層部品を製造する他の方法としては、図６（ａ）に示すように、図４（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６（ｂ）、図６（ｃ）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。
【００５４】
次に、図６（ｃ）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６（ｄ）に示すように所望の層数の積層体１８を形成することができる。
【００５５】
その後、この積層体１８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。
【００５６】
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チップを含むチップ部品４の接合を行うことによってセラミック多層回路基板を作製することができる。
【００５７】
また、図１の表面の配線導体層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。
【００５８】
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の配線導体層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。
【００５９】
【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全面に、感光性誘電体ペーストをスクリーン印刷法により厚さ２５μｍの誘電体層を形成した。
【００６０】
尚、感光性誘電体ペーストは、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。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、上記ベタの誘電体層上に、フォトターゲットを載置して、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として１０秒間露光した。フォトターゲットは、誘電体パターンとなるべき部分に紫外線が照射されるようにパターンが形成されたガラスマスクを用いた。そして、トリエタノールアミン２．５％水溶液を現像液として用い、６０秒間スプレー現像を行った。その後、純水による洗浄及び乾燥を行って、誘電体パターン層を形成した。
【００６３】
次に、上記誘電体パターン層の上に、感光性導体ペーストをドクターブレード法により塗布し、乾燥を行ない誘電体パターンの存在しない場所での乾燥後の厚みが２８μｍとなるように感光性導体層を形成した。
【００６４】
感光性導体ペーストは、Ａｇ粉末９８質量部と、バリウムホウ珪酸ガラス粉末２重量部と、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。
【００６５】
次に、キャリアフィルムの裏面側より超高圧水銀灯（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。
【００６６】
こうして、出来上がった感光性導体層は、誘電体パターン層上の非光硬化部（溶化部）が現像により除去され誘電体パターン層が露出して、その結果、厚みが２５μｍの誘電体パターン層と、厚みが２５μｍの導体パターン層とが一体化しており、誘電体パターン層と導体パターン層との境界部分においても凹みのない複合シートを作製することができた。
【００６７】
同様に、端子電極用、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５０層の複合シートを作製した。
【００６８】
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、一括して積層を行った。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。
【００６９】
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。
【００７０】
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く３次元回路を形成することができた。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。
【００７１】
実施例２
実施例１で、作製した、端子電極用、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。
【００７２】
まず端子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、前記端子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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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く３次元回路を形成することができた。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。
【００７６】
実施例３
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、誘電体ペーストをスクリーン印刷法により厚さ２３μｍの誘電体パターン層を印刷形成した。
【００７７】
誘電体ペーストは、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３のガラス粉末８２質量％と、ＳｉＯ２１８質量％の組成のセラミック材料（比誘電率：６．５）１００質量部に対して、エチルセルロース２質量部、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１０質量部の割合で添加混合し、3本ロールミルで混合したものを使用した。
【００７８】
次に、上記誘電体パターン層の上に、感光性導体ペーストをドクターブレード法により塗布し、乾燥を行ない誘電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導体層を形成した。
【００７９】
感光性導体ペーストは、Ａｇ粉末９８質量部と、バリウムホウ珪酸ガラス粉末２重量部と、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。
【００８０】
次に、キャリアフィルムの裏面側より超高圧水銀灯（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。
【００８１】
こうして、出来上がった感光性導体層は、誘電体パターン層上の非光硬化部（溶化部）が現像により除去され誘電体パターン層が露出して、その結果、厚みが２３μｍの誘電体パターン層と、厚みが２３μｍの導体パターン層とが一体化しており、誘電体パターン層と導体パターン層との境界部分においても凹みのない複合シートを作製することができた。
【００８２】
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。
【００８３】
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、一括して積層を行った。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。
【００８４】
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。
【００８５】
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く３次元回路を形成することができた。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。
【００８６】
【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平面的な導体パターン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。
【００８７】
そして、複合シートの形成にあたっては、キャリアフィルム上に、予め非光透過性の誘電体パターン形成し、その上から感光性導体ペーストを塗布形成する。この時、先に形成されている誘電体パターン層を露光時の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。
【００８８】
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】 本発明における誘電体パターン層を形成するための方法を説明するための工程図である。
【図３】 本発明における誘電体パターン層を形成するための他の方法を説明するための工程図である。
【図４】 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５】 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。
【図６】 本発明の積層部品を作製する他の方法を説明する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 絶縁基板
３ 配線導体層
４ チップ部品
５ ビア導体
Claims (5)
- （ａ）光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくともセラミック材料と、有機バインダとを含む光非透過性の所定の誘電体パターン層を形成する工程と、
（ｂ）光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、および金属粉末材料を含有する感光性導体ペーストを前記誘電体パターン層上に塗布するとともに、前記誘電体パターン層が形成されていない前記キャリアフィルム上に前記誘電体パターン層の厚さ以上の厚さで塗布して感光性導体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、光の照射される前記誘電体パターン層が形成されていない前記キャリアフィルム上の感光性導体層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、光の照射されていない前記感光性導体層の非光硬化部を溶化、除去することによって、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。 - 前記（ａ）工程における誘電体パターン層を、
（ａ１）前記光透過可能なキャリアフィルム表面に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック粉末材料を含有する感光性スラリーを塗布、乾燥して、感光性誘電体層を形成する工程と、
（ａ２）該感光性誘電体層に所定のパターンを有するマスクを用いて露光し、硬化させる工程と
（ａ３）前記（ａ２）工程で形成された感光性誘電体層に対して、現像処理を行なう工程
により形成することを特徴とする請求項１記載の複合シートの製造方法。 - 前記（ａ）工程における誘電体パターン層を、少なくともセラミック材料と、有機バインダとを含むスラリーをスクリーン印刷法によって形成することを特徴する請求項１記載の複合シートの製造方法。
- （ｅ１）請求項１乃至請求項３のいずれか記載の製造方法によって作製された複数の複合シートを前記キャリアフィルムから剥がし、積層して積層体を作製する工程と、
（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。 - （ｅ２）請求項１乃至請求項３のいずれか記載の製造方法によって作製された複数の複合シートを前記キャリアフィルムから剥がさずに、前記複数の複合シートのうちの１つの複合シート表面に他の複合シートを反転させて積層圧着して前記他の複合シートからキャリアフィルムを剥がす工程を繰り返し施した後、前記１つの複合シートからキャリアフィルムを剥がして、複数の複合シートの積層体を作製する工程と、
（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。
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