JPH03116799A - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、開口部への導体ペーストの塗布（印刷）が好
適に行われる多層配線基板の製造方法に関する。

［従来の技術］ 近時、抗折強度、熱放散率さらに混成集積回路における
ファインパターン、多層化等への優位性からセラミック
回路基板が多用される。

この種のセラミック回路基板の好例として、特公昭６３
−４６５９５号に係るセラミック回路基板を挙げること
が出来る。

このようなセラミック回路基板にあっては、層間絶縁特
性の確保、および焼成後の取り扱い等で生起し易いクラ
ックの阻止が希求され、セラミック基板表面から絶縁層
の表面までの厚さが、例えば、４０〜７０μｍになるよ
うに２〜３回のスクリーン印刷により形成されている。

この場合、以後の導体層および絶縁層等の形成に係る印
刷作業を容易且つ確実に行うために、１〜２回のスクリ
ーン印刷により形成された、例えば、２０〜４０μｍの
深さを持つ開口部に、スクリーンメツシュ印刷法により
、接続導体が塗布されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来の技術のセラミック回路基板に係る製造方法
においては、第３図に示されるように、セラミック基体
２上にＷまたはＭｏ等の高融点金属を主成分とする導体
層４を形成し、次いで、前記導体層４上に一部が開口し
た絶縁層６ａをスクリーン印刷で形成する。さらに、開
口部の接続用導体を形成するために、前記高融点金属を
主成分とする接続用導体下層部８ａを塗布し、次に、絶
縁層６ｂあるいは６ｃを形成した後、前記高融点金属を
主成分とする接続用導体上層部８ｂがスクリーンメツシ
ュマスクＳｍを用いてシルクスクリーン印刷で塗布され
る。

ここで、絶縁層６ｂ、あるいは、さらに絶縁層６Ｃを形
成した後に、上層部８ｂを塗布するのは、下層部８ａ上
の絶縁層６ｂの開口部の周辺部ｑにおける絶縁層欠陥を
カバーして、後記されるように、耐酸化性等の信頼性を
確保するとともに、後記される貴金属の形成等の後の加
工が容易に実施出来るように絶縁層６Ｃの上面と、上層
部８ｂの上面との間に所望の段差を設けるためである。

高融点金属を主成分とする導体ペース）Ｐｓをスクリー
ンメツシュマスクＳｍにより開口部へ塗布する場合は、
開口部と略同じ面積形状のマスクパターンを用いて、平
坦な部分への印刷時と比較すると、より高いスキージ圧
力によって印刷しなければならない。すなわち、絶縁層
６ｂの印刷ダレ、滲みにより、絶縁層６ｂの開口部の周
辺部ｑに生じる絶縁層欠陥をカバーするためには、上層
部８ｂは下層部８ａを完全に覆ってしまわなければなら
ない。

然しながら、従来のスクリーンメツシュマスクによる印
刷法では、供給されるペースト量が少な２いため、開口
部が深くなると開口部を満たすに充分なだけのペースト
量、および下層部８ａをカバーし得る導体ペース）Ｐｓ
の広がりが確保し難いため、通常よりも高いスキージ圧
力にて印刷を行う必要がある。この場合、開口部に塗布
された導体ペーストＰＳは、開口部の段差のため気泡等
を巻き込み易く、印刷、乾燥後に上層部８ｂの表層部の
窪みｄを生起し易い。

このため、基板焼成後に形成され、貴金属との濡れ性を
良（するためのニッケルメッキＮｉの前記窪みｄにおい
て欠落部分が生起し、次いで、ニッケルメッキＮｌ上に
ＡｇおよびＡｕ等の貴金属層（図示せず）を溶融し、耐
酸化層を形成する際に、ニッケルメッキＮｉの欠陥部分
より、高融点金属導体である上部層８ｂ内に、溶融貴金
属体が拡散、浸透してしまうという不具合を生ずる。

さらに、スキージ圧力が高いことにより、開口部の周辺
付近において導体ペース）ＰＳの滲み部分子が生じ易く
、この滲み部分子は、上層部８ｂの寸法拡大を招く。ま
た、前述のニッケルメッキＮｉが滲み部分子で高融点金
属導体と拡散し、合金化する結果、基板上の絶縁層部分
との密着強度が著しく劣化し、当該滲み部分子の高融点
金属導体が熱処理工程で捲れ上がる等の不具合を生じ、
前記の耐酸性化等に対し、深刻な問題となる。その上、
スクリーンメツシュマスクによる印刷では、上層部８ｂ
の下層部８ａに対する位置ズレが生じた場合、開口部内
での導体ペース）Ｐｓの広がりが充分に得られないため
前記絶縁層６ｂの開口部の周辺部ｑが容易に露出し易く
、より高度な信頼性の確保が阻害される等の問題点を有
している。

本発明は係る点に鑑みてなされ、開口部に導体ペースト
が形成（印刷）される際に、気泡の巻き込みによる窪み
等の発生、且つ開口部周囲での導体ペーストの滲みが阻
止され、さらには、印刷ズレによる絶縁層の開口部周辺
の露出防止および接続導体層の面積の縮小が実現出来、
より高密度で、高信頼性が確保される多層配線基板の製
造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために本発明は、基体上の所定部
分に開口部を設けて絶縁層が形成され、且つ金属マスク
に形成された前記開口部より小なる値の開口面積の貫通
孔を介して、前記開口部内に導体ペーストが塗布される
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る多層配線基板の製造方法においては、導体
ペーストが開口部に塗布される際に、気泡の巻き込みに
よる窪み、開口部周囲への導体ペーストの滲み等を生起
せず、印刷ズレ許容量の拡大および接続導体面積の拡大
防止が実現出来る。

［実施例］ 次に、本発明に係る多層配線基板の製造方法の実施例を
添付の図面を参照して以下詳細に説明する。

〈実施例１〉 第１図は本実施例の説明に供される断面図、第２図は本
実施例の説明に供されるフローチャートである。

先ず、工程（ａ）において、未焼結の基体であるグリー
ンシートＧを、アルミナ、ベリリア等のセラミック粉体
に焼結助剤、樹脂バインダ、溶剤等を加えて調整したス
ラリーを用いて、公知のドクタブレード法により均一な
厚さ、例えば、５００μｍに形成し、この後、金型によ
る打ち抜きによって所定の寸法に切断する。

工程ら）において、グリーンシートＧ上に高融点金属導
体層１２を形成する。この場合、ＷまたはＭＯ等の高融
点金属を主成分とし、セラミック粉末、樹脂バインダ、
溶剤等を加えて調整した導体ペーストを用い、スクリー
ン印刷により形成する。

工程（Ｃ）において、前記高融点金属導体層１２の所定
位置に開口部Ｐが形成された絶縁層１８ａをグリーンシ
ートＧと同一組成の無機成分に樹脂、溶剤等からなる絶
縁ペーストをもってスクリーン印刷により形成する。

工程（ｄ）において、高融点金属導体層１２上の開口部
Ｐに金属マスクＭｓにより接続導体層の下層部１９ａを
形成する。この場合、予めグリーンシートＧと焼成時の
収縮率が近似するように調整された、ＭＯを主成分とす
る導体ペーストを塗布する。なお、金属マスクＭｓに代
替してスクリーンメツシュマスクを使用しても良い。

ここで、工程（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は１回に限られた
ものではなく、必要に応じて工程を繰り返して多層化す
ることも可能である。

次に、工程（ｅ）において、前記絶縁層１８ａ上に開口
部Ｐと同一の開口面を画成するように絶縁層１８ｂおよ
び１８Ｃを前記絶縁ペーストを、スクリーン印刷により
塗布する。

工程（ｆ）において、接続導体層の下層部１９ａ、絶縁
層１８ｂおよび１８ｃにて画成された凹部に、例えば、
厚さ５０μｍの金属マスクＭｓの貫通孔ｔを介し、Ｗを
主成分とし樹脂バインダ、溶剤等を加えて調整した導体
ペース）ＰｓをスキージＳの移動で塗布し、接続導体層
の上層部１９ｂを形成する。この場合、金属マスクＭｓ
に形成された貫通孔ｔの直径０□は、導体ベースドＰｓ
の粘度、開口部Ｐの直径０１、開口部Ｐの深さ（絶縁層
１８ｂ、１８ｃの厚み）、金属マスクＭｓの厚み＄よび
スキージＳの移動速度等により設定されるものであるが
、直径０．に比較して小さく、例えば、金属マスクＭｓ
の厚みが５０μｍの場合、０．１７〜０．２５倍である
。ここで、実際に直径０１と直径０２の関係を示す実験
結果を表１に示す。なお、表１における総合判定は、形
成される上層部１９ｂの面積および絶縁層上面との段差
、印刷ズレに対する許容性等を考慮し、総合的に良好な
場合をＯ１良好でない場合を×とした。また、表中に示
した数値は、平表１゜ 絶縁層の開口部Ｐの直径Ｏ２と 貫通孔ｔの直径０２との関係 試験条件 そして、スキージＳの移動において貫通孔ｔを介して開
口ＨＰへ落とし込まれるようにして塗布された導体ペー
ス）Ｐｓは、その自己流動性により、開口部Ｐの周囲面
に規制されて充填されることになり、開口部Ｐに対する
貫通孔ｔの位置ズレがある場合においても、±１７２（
０，−０□）の範囲内であれば位置ズレを吸収出来る。

従って、塗布された導体ベース１−Ｐｓは気泡を巻き込
み難く、上層部１９ｂの表面に気泡の抜けによる窪みが
生じない。

さらに金属マスクＭｓの上面を導体ペーストＰｓを伴っ
て移動するスキージＳの圧力（スキージ圧）は比較的小
さい値でよく、開口部Ｐの周囲と金属マスクＭｓが印刷
時に接しても開口部Ｐから突出した導体ペース）Ｐｓの
滲み部を生じることがない。これによりオフコンタクト
／コンタクト方式のいずれにおいても開口部Ｐに対する
導体ベース）Ｐｓの塗布が容易になる。

また、貫通孔ｔの形状は特に限られたものではなく、開
口部Ｐの形状等により決めれば良い。

斯かる上層部１９ｂの形成後、以下の工程を実施する（
第２図参照）。

工程（ｇ）において、基板焼成後に必要な形状が得られ
るよう外形切断する。

工程（社）において、露点３５℃の水素と窒素との混合
雰囲気中で１５５０℃に２時間保持することにより焼成
し、セラミック回路基板を焼結する。

工程（１）において、前記上層部１９ｂ上に硼素系の無
電解メツキ法により、ニッケルメッキを２μｍの厚さに
形成する。ここで、電極の取り出しが可能な場合におい
ては、電解メツキ法によりニッケルメッキを形成するこ
とも可能である。

工程（ｊ）において、ニッケルメッキしたセラミック回
路基板を、還元雰囲気中で８５０℃に５分間保持するこ
とにより熱処理する。

工程（資）において、ＡｕおよびＡｇの貴金属組成を主
成分とするペースト層をニッケルメッキ上にスクリーン
印刷等により３０μｍの厚さをもって形成した後、Ａｕ
およびＡｇの組成に合わせて、非酸化雰囲気中９６０〜
１１００℃で焼成し、貴金属を溶融する。

工程（β）において、Ａｇ−Ｐｄ系ペーストをスクリー
ン印刷し、開口部Ｐを覆い、開口部Ｐの直径より大なる
面積の厚膜導体層を形成し、酸化雰囲気中で７００〜９
００℃で焼成する。

以降、通常の厚膜導体、抵抗体、保護ガラス等を必要に
応じて設ける。

〈実施例２〉 実施例１における工程ＣＤまでを完了したセラミック回
路基板において、Ｃｕを主成分とするペーストを用いて
、ニッケルメッキ上に実施例１の工程（ｆ）と同様にし
て、接続銅導体層を形成し、非酸化性雰囲気中で８５０
〜１１００℃で焼成する。焼結後のセラミックス回路基
板にふいては、表面に厚膜導体層等を形成する際、接続
部の盛り上がりを防ぐため、通常ニッケルメッキ部分は
一定の開口部を有して窪んでいる。よって、このニッケ
ルメッキ上に接続銅導体層を印刷する場合においても本
発明による印刷方法が有効であり、また、前記の位置ズ
レに対する優位性等からも信頼度の高い接続導体層が形
成出来る。

次に、前記接続導体層に掛かるように表面配線導体層を
、Ｃｕを主成分とするペーストを用いてスクリーン印刷
により形成し、Ｎ２等の不活性ガス雰囲気中で、例えば
、９００℃で焼成する。このとき、表面配線銅導体と基
板との密着強度を確保するため、焼成時バーンアウト部
分の不活性ガス中に微量の酸素をドープすると良い。

なお、当該実施例１および２においては、セラミックを
基板とした多層配線基板の製造方法としているが、これ
に限定されるものではなく、例えば、樹脂製等地材料よ
りなる基板にも適用可能な点は明らかであり、上記同様
の作用効果を得ることが出来る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の多層配線基板の製造方法によれ
ば、基体上の所定部分に開口部を設けて絶縁層が形成さ
れ、且つ金属マスクに形成された前記開口部より小なる
値の開口面積の貫通孔を介して、前記開口部内に導体ペ
ーストが塗布されることを特徴としている。

これにより、塗布される比較的多量の導体ペーストが、
その自己流動性により、より大なる開口面積の開口部へ
良好に充填され、さらに開口部に導体ペーストが塗布さ
れる際に、スキージの金属マスクに対する圧力が比較的
小さい値で良いため、気泡の巻き込みによる窪み、開口
部周囲への導体ペーストの滲み等が阻止され、印刷ズレ
許容量の拡大および接続導体面積の拡大防止が実現出来
る。さらに以降の、例えば、ニッケルメッキおよび貴金
属等の形成が容易となり、且つ経次的に安定した導体が
形成されて、より高密度で、高い信頼性の確保が可能と
なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多層配線基板の製造方法の説明に
供される断面図、 第２図は本発明に係る多層配線基板の製造方法の説明に
供される工程のフローチャート、第３図は従来の技術に
係る多層配線基板の製造方法の説明に供される断面図で
ある。 １２・・・高融点金属導体層 １８ａ〜１８ｃ・・・絶縁層 １９ａ・・・接続導体層の下層部 １９ｂ・・・接続導体層の上層部 Ｇ・・・グリーンシート　　Ｍｓ・・・金属マスクＰ・
・・開口部　　　　　　ｔ・・・貫通孔Ｓ・・・スキー
ジ　　　　　ＰＳ・・・導体ペースト （他２名） 手 続 補 正 書 （自発） 平成 ２年１０月２２日 １、事件の表示 平成０１年特許願第２５４４０９号 ２゜ 発明の名称 多層配線基板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上の所定部分に開口部を設けて絶縁層が形成
   され、且つ金属マスクに形成された前記開口部より小な
   る値の開口面積の貫通孔を介して、前記開口部内に導体
   ペーストが塗布されることを特徴とする多層配線基板の
   製造方法。