JPH0715143A

JPH0715143A - 多層セラミック回路基板の製造方法

Info

Publication number: JPH0715143A
Application number: JP12954293A
Authority: JP
Inventors: Akira Imoto; 晃井本; Masafumi Hisataka; 将文久高; Hiroshi Suenaga; 弘末永; Yuzuru Matsumoto; 譲松本; Akihiro Sakanoue; 聡浩坂ノ上; Kazumasa Furuhashi; 和雅古橋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】製造方法が簡略化し、精度よくビアホール導
体となる貫通穴を形成でき、高密度内部配線が可能な多
層セラミック回路基板の製造方法を提供する。【構成】多層セラミック回路基板の絶縁層１ａ〜１ｅと
なる絶縁膜１１ａ〜１１ｅを、光硬化可能なモノマーを
有するスリップ材を塗布・乾燥して形成し、この絶縁膜
１１ａ〜１１ｅの貫通穴３２を光硬化可能なモノマーの
露光、現像処理によって形成し、その後、ビアホール導
体となる導体３１の充填、内部配線となる配線パターン
２１の印刷を行い、さらに絶縁膜１１ａ〜１１ｅの塗布
・乾燥を繰り返して、一体焼結する製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層セラミック回路基
板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に多層セラミック回路基板は、絶縁
層としてガラス−セラミックなどを、内部配線、ビアホ
ール導体（導体材料）としてタングステン等の高融点金
属材料や金、銀、銅などの低抵抗材料を用いていた。

【０００３】例えば、導体材料としてタングステン等の
高融点金属材料を用いる場合に、焼成温度が１３００℃
前後となり、金、銀、銅などを用いる場合に、８５０〜
１０５０℃となるため、その焼成温度に対応するよう
に、絶縁層のガラス材料を所定成分として、セラミック
材料との成分比率を所定値に制御する必要がある。

【０００４】上述の多層セラミック回路基板において
は、製造工程、導体抵抗などを考慮すると、導体材料に
金、銀、銅などの低抵抗材料を用いた低温焼成多層セラ
ミック回路基板が有利である。例えば、製造工程におけ
る焼成工程で、脱バインダ過程が必要であるが、導体材
料に高融点金属材料を用いた多層セラミック回路基板の
場合２４〜３６時間もかけなくてはならず、さらにその
雰囲気が高価なアームガスを用いなくてはならない。こ
れに対して金、銀、銅などの低抵抗材料を用いた低温焼
成多層セラミック回路基板の場合は、脱バインダ過程が
数時間という短い期間で完了し、また、内部配線が低抵
抗化が可能であるなど極めて有利となる。

【０００５】このような多層セラミック回路基板の製造
方法は、大きく分けて２つに大別できる。

【０００６】その１つが、絶縁層となるガラス粉末・セ
ラミック粉末を含有するスリップ材を形成し、ドクター
ブレード法などによってグリーンシートを作成し、次
に、グリンーシートにビアーホール導体となる位置にＮ
Ｃパンチや金型などで貫通穴を形成し、次に内部配線の
パターン及びビアーホール導体に応じてグリンーシート
上に導電性ペーストを印刷・充填し、次に、これらのシ
ートを複数積層して、この積層体を一括同時焼成するグ
リーンシート積層方式である。

【０００７】いま１つが、絶縁層となる絶縁ペーストと
内部配線となる導電性ペーストを交互に印刷し、印刷積
層体を形成し、この積層体を一括同時焼成する印刷積層
方式である。尚、この印刷積層方式において、異なる絶
縁層間の内部配線を接続するビアーホール導体は、例え
ば、スリップ材を印刷する際に、下部に位置する内部配
線となる導体膜が露出するように印刷パターンを制御す
ることにより形成されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
グリーンシート積層方式による製造方法は、絶縁層とな
るグリーンシートを作成するためのテープ成型工程が必
要であること、さらに異なる絶縁層間の内部配線を接続
するためのビアホール導体となる貫通穴を開ける工程が
必要となる。孔開け工程の具体的な例として、金型やＮ
Ｃパンチを用いることが一般的であり、ＮＣパンチの場
合、１つづつの穴を開けなくてはならないため、工数が
かかり高価になってしまう。

【０００９】また、１枚のグリーンシート上に複数種類
の穴径を作成する場合、例えば電源用、アース用の導体
となるビアホール導体を大きく設定したい場合には、そ
の都度金型やＮＣパンチを交換する必要があり極めて煩
雑となってしまう。尚、ＮＣパンチで貫通穴を形成する
場合に、その穴径は１００μm 程度が限界であった。

【００１０】これに対して、印刷積層方式による製造方
法は、上述のテープ成型工程及びビアホール導体となる
貫通穴の形成工程が不要になるため、製造工程は簡略化
されるものの、異なる絶縁層間に配置される内部配線間
を接続する手段として、絶縁層となる絶縁ペースト材の
印刷塗布のパターンを制御して、下部に位置する内部配
線の導体膜の接続部分のみが露出するが、露出部分の開
口径は１５０μｍ以上にしなくては、絶縁ペースト材の
ダレなどによって導通不良が発生する可能性があり、高
密度の内部配線を達成することが困難であった。また、
導体膜の積層数が増加すると、絶縁ペースト材を印刷し
ても、この印刷面が平坦にならず、その上に導体膜を印
刷するにあたり、安定な導体膜を形成することができな
いという問題点があった。

【００１１】本発明の上述の両製造方法の問題を一挙に
解決するものであり、その目的は、製造方法が簡略化
し、精度よくビアホール導体の貫通穴を形成でき、高密
度の内部配線が可能な多層セラミック回路基板の製造方
法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、ガラス
・セラミックから成る複数積層された絶縁層と、前記絶
縁層間に配置された内部配線と、前記異なる絶縁層間の
内部配線を接続するためのビアホール導体とを含む多層
セラミック回路基板の製造方法であって、セラミック材
料、ガラス材料、光硬化可能なモノマー、有機バインダ
及び有機溶剤とからなるスリップ材を薄層化し乾燥し
て、絶縁膜を作成する工程と、前記絶縁膜のビアホール
導体を形成する位置を除く表面に露光処理を施す工程
と、前記絶縁膜を現像処理してビアホール導体を形成す
る位置に貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴内にビア
ホール導体となる導電性ペーストを充填するとともに、
前記絶縁膜の表面に導電性ペーストを印刷し、内部配線
パターンを形成する工程と、前記各工程を順次繰り返
し、内部配線パターンと貫通穴内に導電性ペーストを充
填した絶縁膜を多層に積層する工程と、前記多層に積層
した絶縁膜を焼成する工程とから成ることを特徴とする
多層セラミック回路基板の製造方法である。

【００１３】第２の本発明は、ガラス・セラミックから
成る複数積層された絶縁層と、前記絶縁層間に配置され
た内部配線と、前記異なる絶縁層間の内部配線を接続す
るためのビアホール導体とを含む多層セラミック回路基
板の製造方法であって、セラミック材料、ガラス材料、
光硬化可能なモノマー、有機バインダ及び水とからなる
スリップ材を薄層化し乾燥して、絶縁膜を作成する工程
と、前記絶縁膜のビアホール導体を形成する位置を除く
表面に露光処理を施す工程と、前記絶縁膜を現像処理し
てビアホール導体を形成する位置に貫通穴を形成する工
程と、前記貫通穴内にビアホール導体となる導電性ペー
ストを充填するとともに、前記絶縁膜の表面に導電性ペ
ーストを印刷し、内部配線パターンを形成する工程と、
前記各工程を順次繰り返し、内部配線パターンと貫通穴
内に導電性ペーストを充填した絶縁膜を多層に積層する
工程と、前記多層に積層した絶縁膜を焼成する工程とか
ら成ることを特徴とする多層セラミック回路基板の製造
方法である。

【００１４】上述の絶縁層となるスリップ材は、第１の
発明では、セラミック材料、ガラス材料、光硬化可能な
モノマー、有機バインダと、有機溶剤を均質混練して得
られた溶剤系のスリップ材であり、また第２の発明で
は、セラミック材料、ガラス材料、光硬化可能なモノマ
ー、有機バインダと、水を均質混練して得られた水系の
スリップ材である。

【００１５】また８５０〜１０５０℃で焼成される低温
焼成多層セラミック回路基板においては、絶縁層には、
セラミック材料とガラス材料（両者を合わせて固形成分
という）とが互いに結合しあい強度を向上させている。
このようなセラミック材料としては、クリストバライ
ト、石英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、ジル
コニア、コージェライト等の粉末であり、その平均粒径
は、好ましくは１．０〜６．０μｍ、更に好ましくは
１．５〜４．０μｍである。これらのセラミック材料は
２種以上混合して用いられてもよい。特に、コランダム
を用いた場合、コスト的に有利となる。

【００１６】ここで、セラミック材料の平均粒径が１．
０μｍ未満の場合は、スリップ化することが困難なであ
り、後述の露光時に露光光が乱反射して充分な露光がで
きなくなる。逆に平均粒径が６．０μｍを超えると緻密
な絶縁層が得にくい。

【００１７】ガラス材料は、複数の金属酸化物を含むガ
ラスフリットであり、８５０〜１０５０℃で焼成した後
に、コージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジ
アン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイ
ト、ペタライト及びその置換誘導体の結晶を少なくとも
１種析出するものであれば、強度の高い絶縁層が可能と
なる。特に、アノーサイトまたはセルジアンを析出する
結晶化ガラスフリットを用いると、より強度の高い絶縁
層が得られ、また、コージェライトまたはムライトを析
出し得る結晶化ガラスフリットを用いれると、焼成後の
熱膨張率が低い為、回路基板上にＩＣ等のシリコンチッ
プを配置するための回路基板としては有効となる。

【００１８】上述の絶縁層の強度、熱膨張率を考慮した
最も好ましいガラス材料としては、Ｂ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、アルカリ土類酸化物を含む
ガラスフリットである。この様なガラスフリットは、ガ
ラス化範囲が広くまた屈伏点が６００〜８００℃付近に
ある為、８５０〜１０５０℃程度で焼成する場合、低温
焼成多層セラミック回路基板に用いる内部配線、ビアホ
ール導体となる銅系、銀系及び金系の導電材料の焼結挙
動に適している。

【００１９】夫々の成分の作用として、Ｂ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂は、主にネットワークフォーマーとして、Ａｌ₂Ｏ
₃は、主にインターミディエイトとして、ＺｎＯ、アル
カリ土類酸化物は、主に更にネットワークモディファイ
ヤーとして作用する。

【００２０】このようなガラス材料は、上述の所定成分
を所定の比率で混合して加熱溶解し、これを急冷後に粉
砕することによって得られる。粉砕されたガラスフリッ
トの平均粒径は、１．０〜５．０μｍ、好ましくは１．
５〜３．５μｍである。

【００２１】ここで、平均粒径が１．０μｍ未満の場合
は、スリップ化することが困難なであり、後述の露光時
に露光光が乱反射して充分な露光ができなくなる。逆に
平均粒径が５．０μｍを超えると分散性が損なわれ、具
体的には絶縁材料であるセラミック粉末間に均等に溶解
分散できず、強度が非常に低下してしまう。

【００２２】上述のセラミック材料とガラス材料との構
成比率は、セラミック材料が１０ｗｔ％〜５０ｗｔ％、
好ましくは２０ｗｔ％〜３５ｗｔ％であり、ガラス材料
が９０ｗｔ％〜５０ｗｔ％、好ましくは８０ｗｔ％〜６
５ｗｔ％である。

【００２３】ここで、セラミック材料が１０ｗｔ％未
満、且つガラス材料が９０ｗｔ％を越えると、絶縁層に
ガラス質が増加しすぎ、絶縁層の強度等からしても不適
切であり、また、セラミック材料が５０ｗｔ％を越え、
且つガラス材料が５０ｗｔ％未満となると、後述の露光
時に露光光が乱反射して充分な露光ができなり、焼成後
の絶縁層の緻密性も損なわれる。

【００２４】上述のセラミック材料、ガラス材料の他
に、スリップ材の構成材料としては、焼結によって消失
される光硬化可能なモノマー、有機バインダーと、さら
に、有機溶剤または水とを含んでいる。有機溶剤を含む
スリップ材は溶剤系スリップ材といい、また、水を含む
スリップ材は水系スリップ材といい、溶剤系スリップ材
と水系スリップ材とでは、光硬化可能なモノマー及び有
機バインダーとが若干異なる。

【００２５】尚、有機溶剤または水は主にスリップの粘
度等を調整するものであり、焼成工程の脱バインダ過程
で完全に消失してしまう。

【００２６】溶剤系スリップ材の光硬化可能なモノマー
は、低温短時間の焼成工程に対応するために、熱分解性
に優れたものでなくてはならない。光硬化可能なモノマ
ーとしては、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
クリレートが有効である。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。光硬化可能なモノマーは、露光で硬化され、現像
で露光以外部分が容易に除去できるような範囲で添加さ
れ、例えば、固形分に対して５〜１５ｗｔ％以下であ
る。

【００２７】溶剤系スリップ材の有機バインダは、光硬
化可能なモノマー同様に熱分解性の良好なものでなくて
はならない。同時にスリップの粘性を決めるものである
為、固形分との濡れ性も重視せねばならず、本発明者の
検討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。添加量としては固
形分に対して２５ｗｔ％以下が好ましい。

【００２８】また、水系スリップ材の光硬化可能なモノ
マー及び有機バインダは、水溶性である必要があり、モ
ノマー及びバインダには、親水性の官能基、例えばカル
ボキシル基が付加されている。その付加量は酸偏で表せ
ば２〜３００あり、好ましくは５〜１００である。付加
量が少ない場合は水への溶解性、固定成分の粉末の分散
性が悪くなり、多い場合は熱分解性が悪くなるため、付
加量は、水への溶解性、分散性、熱分解性を考慮して、
上述の範囲で適宜付加される。

【００２９】何れの系のスリップ材における光硬化可能
なモノマー及び有機バインダは上述したように熱分解性
の良好なものでなくてはならないが、具体的には６００
℃以下で熱分解が可能でなくてはならない。更に好まし
くは５００℃以下である。熱分解温度が６００℃を越え
ると、絶縁層内に残存してしまい、カーボンとしてトラ
ップし、基板を灰色に変色させたり、絶縁層の絶縁抵抗
までも低下させてしまう。またボイドとなりデラミネー
ションを起こすことがある。

【００３０】また、スリップ材として、増感剤、光開始
系材料等を必要に応じて添加しても構わない。例えば、
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。

【００３１】上述のように、セラミック材料、ガラス材
料、光硬化可能なモノマー、有機バインダさらに、有機
溶剤または水とともに混合、混練して、絶縁層となる溶
剤系スリップ材または水系スリップ材が構成される。混
合・混練方法は従来より用いられている方法、例えばボ
ールミルによる方法を用いればよい。有機溶剤または水
は、スリップ材の薄層化方法は、例えば、ドクターブレ
ード法（ナイフコート法）、ロールコート法、印刷法な
どにより形成され、特に塗布後の絶縁膜の表面が平坦化
することが容易なドクターブレード法などが好適であ
る。尚、薄層化の方法に応じて所定粘度に調整される。

【００３２】また、内部配線やビアーホール導体となる
導体材料の導電性ペーストは、金、銀、銅もしくはその
合金のうち少なくとも１つの金属材料の粉末と、低融点
ガラス成分と、有機バインダーと及び有機溶剤とを均質
混練したものが使用される。

【００３３】特に、焼成温度が８５０〜１０５０℃であ
るため、金属材料としては、比較的低融点であり、且つ
低抵抗材料が選択され、また、低融点ガラス成分も、絶
縁層となる絶縁膜（スリップ材を塗布、乾燥したもの）
との焼結挙動を考慮して、その屈伏点が７００℃前後と
なるものが使用される。

【００３４】本発明の多層セラミック回路基板の製造方
法は、まず、支持基板上にスリップ材料を薄層化（以
下、単に塗布という）・乾燥して絶縁層となる絶縁膜を
形成する。

【００３５】塗布方法としては、ドクターブレード法や
ロールコート法、塗布面積を概略支持基板と同一面積と
するスクリーンを用いた印刷法などによって形成され
る。

【００３６】乾燥方法としては、バッチ式乾燥炉、イン
ライン式乾燥炉を用いて行われ、乾燥条件は、１２０℃
以下が望ましい。また、急激な乾燥は、表面にクラック
を発生される可能性があるため、急加熱は避けることが
重要となる。

【００３７】ここで、支持基板としては、ガラス基板、
有機フィルム、アルミナセラミックなどが例示できる。
この支持基板は、焼成工程前で取り外されるが、特にア
ルミナセラミックなどの場合には、同時に焼成を行い、
完成品の多層セラミック基板の一部を構成するようにし
ても構わない。従って、このアルミナ支持基板に、内部
配線や表面配線を形成しておいても構わない。

【００３８】次に、支持基板上に形成した絶縁膜にビア
ホール導体となる貫通穴を形成する。尚、実際には、貫
通穴の下部は、支持板などによって閉塞されているが、
便宜上貫通穴という。

【００３９】貫通穴の形成方法は、露光・現像を用いて
行う。尚、ビアホール導体の形成の不要な絶縁膜につい
ては、この貫通穴の形成及びビアホール導体となる導電
性ペーストの充填を省略する。

【００４０】露光処理は、例えば、フォトターゲットを
絶縁基板上に近接または載置して、貫通穴以外の領域
に、低圧、高圧、超高圧の水銀灯系の露光光を照射す
る。これにより、貫通穴以外の領域では、光硬化可能な
モノマーが光重合反応を起こす。

【００４１】従って、貫通穴部分のみが現像処理によっ
て除去可能な溶化部となる。尚、実際には、フォトター
ゲットを絶縁膜に接触させて露光した方が露光精度は向
上する。また、最適露光時間は絶縁膜の厚み、貫通穴の
直径などにで決まる。尚、露光装置は所謂写真製版技術
に用いられる一般的なものでよい。

【００４２】現像処理は、クロロセン等の溶剤を例えば
スプレー現像法やパドル現像法によって、貫通穴である
露光溶化部に接触させ、現像を行う。その後、必要に応
じて洗浄及び乾燥を行なう。

【００４３】次に、ビアホール導体となる導体部材を、
導電性ペーストの充填・乾燥によって形成する。充填方
法は、例えばスクリーン印刷方法で行なう。

【００４４】次に、内部配線となるパターンを導電性ペ
ーストも用いて印刷・乾燥する。印刷方法は、例えばス
クリーン印刷方法で行なう。

【００４５】以上、スリップ材の塗布・乾燥による絶縁
膜の形成、露光・現像による貫通穴の形成、導電性ペー
ストを印刷形成によるビアーホル導体となる導体部材及
び内部配線となるパターンの形成で、基本的に１層分の
絶縁膜及び内部配線パターンの形成が終了し、これを所
望の回数繰り返すことにより未焼成状態の多層セラミッ
ク回路基板が完成する。その後、必要に応じてプレス等
を行ない形状を整えたり、分割用のスリットを形成す
る。

【００４６】最後に焼成を行なう。焼成工程は脱バイン
ダ過程と焼成過程からなり、脱バインダ過程（〜６００
℃）で絶縁膜、内部配線パターン及びビアホール導体の
導体部材の有機成分を消失する。その後、所定雰囲気、
所定温度で絶縁層となる絶縁膜及内部配線パターン、ビ
アホール導体となる導体部材を一括的に焼成する。

【００４７】このようにして得られた多層セラミック回
路基板は、基板の表面に各種処理を行う。例えば、表層
に厚膜導体パターンを印刷、焼きつけをおこなったり、
厚膜抵抗体及び厚膜保護膜を印刷、焼きつけをおこなっ
たり、また薄膜導体パターンを形成したり、メッキ被覆
処理ををおこなったり、さらにＩＣチップを含む各種電
子部品の接合を行う。

【００４８】尚、表面厚膜導体パターン、厚膜抵抗体及
び厚膜保護膜の形成においては、上述の絶縁膜と内部配
線パターンの多層化後に形成された未焼成状態の多層セ
ラミック回路基板上にすぐに印刷を行い、未焼成状態の
多層セラミック回路基板の焼成工程で、同時に焼成して
も構わない。また、表面厚膜導体パターンの一部、例え
ば最上層のビアホール導体となる導体部材と接続する表
面ランド電極のみを未焼成状態の多層セラミック回路基
板上に印刷し、同時に焼成しても構わない。

【００４９】

【作用】本発明によれば、従来のように、グリーンシー
トを形成する必要がないため、製造が極めて簡略化され
る。また、ビアホール形成工程が、露光・現像による一
括処理が可能であり、さらに複数種類の孔径が任意に設
定でき、その相対位置精度が極めて向上し、従来、得る
ことができなかった孔径、例えば約８０μｍ程度にでき
るため、高密度配線の多層セラミック回路基板が達成で
きる。

【００５０】さらに、導体膜上に塗布した絶縁膜となる
スリップ材の表面が、複数層形成しても、常に平坦とな
るため、その後の導体膜の形成が安定する。

【００５１】さらに、従来薄い絶縁層はグリーンシート
積層方式の場合、取り扱いが難しかったが、本発明にお
いては、何等問題がない。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明に係る多層セラミック回路基板の断面図である。
尚、この実施例で、内部配線導体として金系、銀系、銅
系導体を使用した低温焼成の多層セラミック回路基板で
説明する。

【００５３】本発明に係る多層セラミック回路基板１０
は、絶縁層１ａ〜１ｅ、内部配線２、ビアホール導体３
とからなり、基板本体１の表面に必要に応じて表面配線
４、厚膜抵抗体膜５、各種電子部品６が形成されてい
る。

【００５４】絶縁層１ａ〜１ｅは、ガラス−セラミック
材料からなり、その厚みは４０〜１００μｍである。こ
のような複数の絶縁層１ａ〜１ｅ間には、内部配線２が
配置されている。内部配線２は、金系、銀系、銅系の金
属材料、例えば銀系導体からなっている。また、異なる
絶縁層１ａ〜１ｅ間の内部配線２は、絶縁層１ａ〜１ｅ
の厚みを貫くビアホール導体３によって接続されてい
る。このビアホール導体３も内部配線２と同様に金系、
銀系、銅系の金属材料、例えば銀系導体からなってい
る。

【００５５】基板本体１の表面には、絶縁層１ａのビア
ホール導体３と接続する表面配線４が形成されており、
この表面配線４上には、必要に応じて、厚膜抵抗体膜５
や図示していないが厚膜保護膜が形成されたり、メッキ
処理されたり、またＩＣを含む各種電子部品６が半田や
ボンディング細線によって接合されている。

【００５６】このような多層セラミック回路基板１０
は、図２に示す製造工程によって製造される。

【００５７】まず、絶縁層１ａ〜１ｅとなるスリップ材
を作成する。

【００５８】溶剤系スリップ材は、例えば、ガラス材料
であるＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｂ₂Ｏ
₃を主成分とする結晶化ガラス粉末７０重量％とセラミ
ック材料であるアルミナ粉末３０重量％とからなるガラ
ス−セラミック粉末と、光硬化可能なモノマー、例えば
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
レートと、有機バインダ、例えばアルキルメタクリレー
トと、可塑剤とを、有機溶剤、例えばエチルカルビトー
ルアセテートに混合し、ボールミルで約４８時間混練し
て作成される。

【００５９】尚、上術の実施例では溶剤系スリップ材を
作成しているが、上述のように親水性の官能基を付加し
た光硬化可能なモノマー、例えば多官能基メタクリレー
トモノマー、有機バインダ、例えばカルボキシル変性ア
ルキルメタクリレートを用いて、イオン交換水で混練し
た水系スリップ材を作成しても構わない。

【００６０】また、内部配線２、ビアホール導体３とな
る導電性ペーストを作成する。

【００６１】導電性ペーストは、低融点で且つ低抵抗の
金属材料である例えば銀粉末と、硼珪酸系低融点ガラ
ス、例えばＢ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＢａＯガラス、ＣａＯ
−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ガラス、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｂ
₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ガラスと、有機バインダ、例えばエチ
ルセルロースとを、有機溶剤、例えば２，２，４−トリ
メチル−１，３−ペンタジオ−ルモノイソブチレ−トに
混合しボールミル均質混練して作成される。

【００６２】上述のスリップ材は、用意された支持基板
上に、塗布・乾燥を行い、最下層となる絶縁層を形成す
る。

【００６３】具体的には、図３（ａ）に示すように、ま
ず、支持基板３３上に、上述のスリップにドクターブレ
ード法によって塗布・乾燥して、絶縁層１ａ〜１ｅの最
下層である絶縁層１ｅとなる絶縁膜１１ｅを形成する。
ここで、支持基板３３としては、マイラーフイルムを用
い、焼成工程前に取り外される。塗布後の乾燥条件は、
６０〜８０℃で２０分乾燥であり、薄層化・乾燥された
絶縁膜１１ｅの厚みは４０μｍである。

【００６４】この絶縁膜１１ｅにはビアーホル導体が形
成されないため、直ちに、図２中の内部配線２となる内
部配線パターン２１の印刷・乾燥を行う。具体的には、
図３（ｂ）に示すように、上述の導電性ペーストを所定
配線パターンの形成可能なスクリーン（図示せず）を介
して、印刷・乾燥することによって形成される。

【００６５】次に、下から２層目となる絶縁層を形成す
る。

【００６６】具体的には、図３（ｃ）に示すように、絶
縁層１ｄとなる絶縁膜１１ｄを、絶縁膜１１ｅ上の導体
膜２１を全て被覆するように、絶縁膜１１ｅと同様に塗
布・乾燥により形成する。

【００６７】次に、絶縁膜１１ｄに貫通穴の形成を行
う。貫通穴の形成は、図２に示すように、露光処理、現
像処理、洗浄・乾燥処理を行う。

【００６８】具体的には、露光処理は、図３（ｄ）に示
すように、絶縁膜１１ｄ上に、貫通穴が形成される領域
が遮光されるようなフォトターゲット３４を載置して、
超高圧水銀灯（１０ｍＪ／ｃｍ²）を光源として用いて
露光を行なう。

【００６９】これにより、貫通穴が形成される領域の絶
縁膜１１ｄにおいては、光硬化可能なモノマの光重合反
応がおこらず、貫通穴が形成される領域以外の絶縁膜１
１ｄにおいては、光重合反応が起こる。ここで光重合反
応が起こった部位を不溶化部ｘといい、光重合反応が起
こらない部位を溶化部ｙという。尚、４０μm 程度の絶
縁膜１１ｄは、超高圧水銀灯（１０ｍＪ／ｃｍ²）を５
〜１０秒程度照射すれば露光を行うことができる。

【００７０】現像処理は、絶縁膜１１ｄの溶化部ｙを現
像液で除去するもので、具体的には１，１，１−トリク
ロロエタンをスプレー法で現像を行う。

【００７１】この現像処理により、図３（ｅ）に示すよ
うに、絶縁膜１１ｄに８０〜１００μｍ径の貫通穴３２
を形成することができる。その後、絶縁膜１１ｄを現像
によって生じる不要なカスなどを洗浄、乾燥工程により
完全に除去する。

【００７２】次に、貫通穴へ導体ペーストの充填・乾燥
して導体部材を形成する。

【００７３】具体的には、図３（ｆ）に示すように、上
述の工程で形成した貫通穴３２内に上述の導電性ペース
トを充填し、乾燥する。貫通穴３２に相当する部位のみ
に印刷可能なスクリーンを用いて印刷によって、ビアホ
ール導体３となる導体部材３１を形成し、その後、５０
℃・１０分乾燥する。

【００７４】次に、内部配線となるパターンを印刷・乾
燥を行う。

【００７５】具体的には、図３（ｇ）に示すように、絶
縁層１ｄと絶縁層１ｃとの間に配置される内部配線２を
絶縁膜１１ｅ上に形成した導体膜２１と同様のスクリー
ン印刷法にて形成し、乾燥を行う。

【００７６】次に、図２の流れ図で再度、絶縁膜の塗布
・乾燥工程を繰り返し、下から３層目の絶縁膜を形成す
る。即ち、絶縁層１ｃとなる絶縁膜１１ｃを塗布・印刷
し、さらに露光・現像処理により貫通穴を形成し、ビア
ホール導体３となる導体部材３１の印刷充填、内部配線
２となる内部配線パターン２１の形成を繰り返す。この
ようにして、最上層の絶縁膜１１ａを形成し、露光・現
像処理により貫通穴を形成し、ビアホール導体３となる
導体部材３１の印刷充填して、所定積層数の積層体を形
成する。

【００７７】図２の流れ図においては、続いて、表面配
線４となる導体膜を印刷・乾燥により形成する。これ
は、各絶縁膜１１ａ〜１１ｅ、内部配線２となる配線パ
ターン２１、ビアホール導体３となる導体部材３１の一
括焼成時に、表面配線４となる導体膜をも一括的に焼成
しようとするものである。

【００７８】次に、必要に応じて、積層体をプレスで形
状を整えたり、分割溝を形成したり、また、支持基板３
３を取り外す。

【００７９】次に、焼成を行う。焼成は、脱バインダー
工程と、本焼成工程からなる。脱バインダー工程は、概
ね６００℃以下の温度領域であり、絶縁膜１１ａ〜１１
ｅ及び配線パターン２１、導体部材３１に含まれている
有機バインダ、光硬化可能なモノマを消失する過程であ
り、本焼成工程は、ピーク温度８５０〜１０５０℃、例
えば、９００℃３０分ピークの焼成過程である。

【００８０】これにより、５層の絶縁層１ａ〜１ｅ間に
内部配線２、ビアホール導体３が形成さられ、さらに、
表面配線４が形成された多層セラミック回路基板が達成
される。

【００８１】その後、表面処理として、さらに、厚膜抵
抗膜５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６の接合を行う。

【００８２】尚、図１においては、回路基板１の上面側
のみに表面導体４、厚膜抵抗膜５、電子部品６が形成さ
れているが、回路基板１の下面側にも形成してもよい。
この時に、多層セラミック回路基板の製造方法として
は、絶縁膜１１ｅを塗布・乾燥後、下面側に延びるビア
ホール導体を形成するために、露光・現像処理をおこな
う。

【００８３】また、絶縁膜１１ｅには、ビアホール導体
を形成しなくとも、全面を露光・現像処理をおこなって
も構わない。

【００８４】また、表面配線４は、絶縁膜１１ａ〜１１
ｅの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構わない。例えば、内部配線
２にＡｇ系導体を用い、表面配線４としてＣｕ系導体を
用いる場合、絶縁膜１１ａ〜１１ｅと内部配線２の導体
膜からなる積層体を、酸化性雰囲気又は中性雰囲気で焼
成し、焼成された積層体の表面に、Ｃｕ系導体の印刷・
乾燥を行い、中性雰囲気又は還元性雰囲気・７８０℃
（ＡｇとＣｕの共晶点）以下の温度で焼成する。

【００８５】また、支持基板３３がアルミナセラミック
基板を用いた場合には、焼成前に取り外すことなく、多
層セラミック回路基板の下部層としてそのまま残存させ
ても構わない。この場合、支持基板３３であるアルミナ
セラミック基板にビアホール導体や内部配線パターンを
予め形成してもよい。

【００８６】このような製造方法によれば、ビアホール
導体３となる貫通穴３２が、フォトターゲット３４を用
いて、露光・現像処理によって作成されるために、フォ
トターゲット３４のパターンによっては、複数種類の径
の貫通穴を任意に形成するとことができる。これは、多
層セラミック回路基板中にアース導体の内部配線や電源
で電圧の内部配線を用いる場合、導電率を考慮して、孔
径を任意に設定できるため極めて有益である。

【００８７】また、従来の製造方法、即ち、金型やＮＣ
パンチの打ち抜きや、スリップ材の印刷パターンによる
接続では得ることができない径、例えば８０μｍで、さ
らに相対位置精度の高い貫通穴の形成が可能であるた
め、高密度の内部配線パターンの多層セラミック回路基
板が簡単に製造できる。

【００８８】また、絶縁層となるスリップ材の塗布によ
り絶縁膜が形成されるため、絶縁膜の表面が、内部配線
の導体膜の積層状態に係わらず、常に平面状態が維持で
きるため、絶縁膜上にの導体膜の形成が非常に精度が高
くなる。

【００８９】（他の実施例）上述の実施例では、内部配
線２として、Ａｕ系、Ａｇ系、Ｃｕ系の低融点金属材料
を用いた低温焼成多層セラミック回路基板で説明した
が、内部配線２として、タングステン、モリブデンなど
の高融点金属材料が用いた、１３００℃前後で焼成され
る多層セラミック回路基板であっても構わない。この場
合、スリップ材のガラス材料の組成を所定成分とし、さ
らにセラミック材料との混合比率を所定に設定する必要
かある。

【００９０】また、図１に記載されている多層セラミッ
ク回路基板には、一主面（表面）側のみに表面配線４が
形成されているが、他主面である裏面側にも、表面配線
４や電子部品６などを形成しても構わない。従って、最
下層となる絶縁層１ｅ内にも、上述した方法を利用し
て、ビアホール導体３を形成しても構わない。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、グリー
ンシートの作成が不要となり、製造方法が簡略化する多
層セラミック回路基板の製造方法となる。

【００９２】また、グリーンシートの積層方式やスリッ
プ材と導電性ペーストを交互に印刷による印刷積層方式
では、得ることができなっかったビアホール導体の径、
例えば８０μｍが、また、異なる径のビアホール導体が
簡単に達成できるため、高密度内部配線パターンの多層
セラミック回路基板の製造方法となる。

【００９３】さらに、絶縁膜を塗布、乾燥した後の表面
が、積層状態に係わらず、常に平面状態を維持できるた
め、その表面に形成する導体膜の形成が極めて安定する
多層セラミック回路基板となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層セラミック回路基板の断面図
である。

【図２】本発明の多層セラミック回路基板の製造方法を
説明する工程流れ図である。

【図３】（ａ）〜（ｇ）は、夫々製造の重要工程におけ
る断面図である。

【符号の説明】

１０・・・・・多層セラミック回路基板１ａ〜１ｅ・・・絶縁層１１ａ〜１１ｅ・・・絶縁膜２・・・・・・・内部配線２１・・・・・・内部配線となる配線パターン３・・・・・・・ビアホール導体３１・・・・・・ビアホール導体となる導体部材３２・・・・・・貫通穴４・・・・・・・表面配線５・・・・・・・厚膜抵抗体６・・・・・・・電子部品３３・・・・・・支持基板３４・・・・・フォトターゲットｘ・・・・不溶化部ｙ・・・・・溶化部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本譲鹿児島県国分市山下町１番１号京セラ株式会社鹿児島国分工場内 (72)発明者坂ノ上聡浩鹿児島県国分市山下町１番１号京セラ株式会社鹿児島国分工場内 (72)発明者古橋和雅鹿児島県国分市山下町１番１号京セラ株式会社鹿児島国分工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス・セラミックから成る複数積層さ
れた絶縁層と、前記絶縁層間に配置された内部配線と、前記異なる絶縁層間の内部配線を接続するためのビアホ
ール導体とを含む多層セラミック回路基板の製造方法で
あって、セラミック材料、ガラス材料、光硬化可能なモノマー、
有機バインダ及び有機溶剤とからなるスリップ材を薄層
化し乾燥して、絶縁膜を作成する工程と、前記絶縁膜のビアホール導体を形成する位置を除く表面
に露光処理を施す工程と、前記絶縁膜を現像処理してビアホール導体を形成する位
置に貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴内にビアホール導体となる導電性ペーストを
充填するとともに、前記絶縁膜の表面に導電性ペースト
を印刷し、内部配線パターンを形成する工程と、前記各工程を順次繰り返し、内部配線パターンと貫通穴
内に導電性ペーストを充填した絶縁膜を多層に積層する
工程と、前記多層に積層した絶縁膜を焼成する工程とから成るこ
とを特徴とする多層セラミック回路基板の製造方法。
【請求項２】ガラス・セラミックから成る複数積層さ
れた絶縁層と、前記絶縁層間に配置された内部配線と、前記異なる絶縁層間の内部配線を接続するためのビアホ
ール導体とを含む多層セラミック回路基板の製造方法で
あって、セラミック材料、ガラス材料、光硬化可能なモノマー、
有機バインダ及び水とからなるスリップ材を薄層化し乾
燥して、絶縁膜を作成する工程と、前記絶縁膜のビアホール導体を形成する位置を除く表面
に露光処理を施す工程と、前記絶縁膜を現像処理してビアホール導体を形成する位
置に貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴内にビアホール導体となる導電性ペーストを
充填するとともに、前記絶縁膜の表面に導電性ペースト
を印刷し、内部配線パターンを形成する工程と、前記各工程を順次繰り返し、内部配線パターンと貫通穴
内に導電性ペーストを充填した絶縁膜を多層に積層する
工程と、前記多層に積層した絶縁膜を焼成する工程とから成るこ
とを特徴とする多層セラミック回路基板の製造方法。
【請求項３】前記光硬化可能なモノマーは、６００℃
以下で熱分解が可能なアルキルアクリレートもしくはア
ルキルメタクリレートから主として構成されていること
を特徴とする請求項１及び２記載の多層セラミック回路
基板の製造方法。