JPH09226264A - 導体印刷用マスクと導体パターン印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック生シート等のシート上に、１回の
印刷で、配線パターン等の導体パターンと導体繋ぎパタ
ーンを同時に形成できる導体印刷用マスクとそのマスク
を用いた導体パターン印刷方法を提供する。 【解決手段】 メタルマスクとメッシュマスクを重ね合
わせたメタル・メッシュマスク接合体からなり、該メタ
ルマスクは導体パターン印刷用孔と導体繋ぎパターン印
刷用孔を有し、前記メッシュマスクは該メタルマスクの
導体パターン印刷用孔を覆い、かつ該メタルマスクの導
体繋ぎパターン印刷用孔と連通する導体繋ぎパターン印
刷用連通孔を有する構成からなる。またこのマスクを用
いて導体パターンと導体繋ぎパターンを同時に印刷、形
成する印刷方法からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体印刷用マスク
と導体パターン印刷方法に係り、より詳細には、セラミ
ック生シート等のシートに配線パターン等の導体パター
ンを印刷する際に、該セラミック生シートに形成されて
いる導体詰めしたスルーホール上に導体繋ぎパターンの
印刷も行える導体印刷用マスクと、その導体印刷マスク
を用いた導体パターン印刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層セラミック基板は、所定の導体詰め
したスルーホールと、所定の配線パターン等の導体パタ
ーンを形成した複数枚のセラミック生シートを熱圧着
し、これを焼成した後、外部に露出する導体にめっきを
施して作製する。そして、このセラミック生シートに形
成したスルーホールへの導体詰めや、セラミック生シー
ト上への導体パターンの形成は、メタルマスク版やパタ
ーン印刷用メッシュ版を用いて、導体粉末、樹脂、およ
び溶剤を混合したタングステン等の導体ペーストを印刷
することで行っている。

【０００３】ところで、前記セラミック生シートの積層
した際、前記スルーホール部分で空隙が発生すると共
に、このセラミック生シートを用いて多層セラミック基
板を作製すると、該空隙が断線の原因となる。この空隙
発生理由について、図６〜図７を参照して説明する。こ
こに、図６〜図７は、セラミック生シートのスルーホー
ル導体、導体配線パターンの形成からセラミック生シー
トの積層までの工程の説明図である。 図６に示すように、セラミック生シートａにスルー
ホールｂを孔空け（図６ｂ参照）した後、このスルーホ
ールｂに導体ペーストｃを詰め（図６ｃ参照）、これを
乾燥すると、導体ペーストｃが乾燥により収縮して、ス
ルーホール導体上部に凹部ｄが発生する（図６ｄ参
照）。次に、このセラミック生シートａに所定の配線導
体パターンｅを印刷・乾燥した後、セラミック生シート
ａを積層すると、スルーホールｂの部分で空隙ｆが発生
する（図６ｅ参照）。 図７に示すように、セラミック生シートａは、通
常、生シート支持体であるキャリアフィルムｇを積層し
たシートからなる（図７ａ参照）。そして、このシート
ａにキャリアフィルムｇ側からパンチで孔空けをしてス
ルーホールｂを形成する（図７ｂ参照）と共に、スルー
ホールｂに導体ペーストｃを詰めした後（図７ｃ参
照）、キャリアフィルムｇを剥離した際、キャリアフィ
ルムｇにスルーホール導体上部の導体ペーストｃの一部
が取られて、スルーホール導体上部に凹部ｄが発生し
（図７ｄ参照）、このセラミック生シートａを積層する
と、スルーホールｂの部分で空隙ｆが発生する（図７ｅ
参照）。

【０００４】そこで、多層セラミック基板の製作工程に
おいて、このような空隙ｆに起因する断線が発生しない
ようにするため、図８に示すように、セラミック生シー
トａのスルーホール導体詰め印刷をした後、導体ペース
トｃの乾燥収縮やキャリアフィルムｇによる導体ペース
ト取られに起因する凹部ｄを埋めるための導体繋ぎパタ
ーンｈを印刷・充填している（図８ｄ参照）。なお、こ
の導体繋ぎパターンｈとしては、この凹部ｄに導体ペー
ストを充填して形成する場合と、図９に示すように、セ
ラミック生シートの凹部ｄの形成されていない面に導体
ペーストの突起ｍを設けて形成する場合がある。この場
合、この突起ｍからなる導体繋ぎパターンｈは、積層す
るセラミック生シートａ′に形成されている凹部ｄ′を
充填することになる。そして、導体繋ぎパターンｈを設
けた場合、凹部ｄに起因する空隙がなくなるので、この
セラミック生シートａを用いて多層セラミック基板を作
製した場合、断線の発生を防止できる。また、この突起
ｍは、セラミック生シートの凹部ｄの形成されていない
面に導体ペーストを印刷して形成するので、この面に
は、導体ペーストの滲みの原因となるスルーホールｂの
パンチングの際に生じるだれ部ｋがないので、突起ｍの
パターン幅、パターン厚みを正確に形成することでき、
隣接する導体パターンｅとのクリアランスδが狭くなっ
て、導体繋ぎパターンｈと導体パターンｅとが短絡する
おそれを解消でき、近年のセラミック基板の高密度化に
より、導体パターンｅのパターン幅が５０〜１００μｍ
程度と微細配線化し、該パターン間のクリアランスδの
狭少化に対応できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような手
法を用いる場合、『繋ぎ導体パターンｈの印刷・充填工
程が、別途必要となるため、多層セラミック基板の製作
工程が増加し、製作効率が低下する。』という課題があ
る。

【０００６】そこで、本発明者は、このような課題に鑑
み、種々、試験、研究した結果、前記配線パターン等の
導体パターンの印刷時に、該導体繋ぎパターンも同時に
印刷することで、前記製作工程数を削減できることを究
明した。ところで、前記導体パターンや導体繋ぎパター
ンを印刷、形成するには、前述したようにパターン印刷
用メッシュ版やメタルマスク版を用いる。しかし、該パ
ターン印刷用メッシュ版の場合、セラミック生シートの
スルーホール部分にのみ、前記導体パターンのパターン
厚以上の導体繋ぎパターンを印刷することが難しく、ま
たメタルマスク版の場合、該導体繋ぎパターンの印刷形
成はできるものの、導体パターンの印刷、形成ができな
い。

【０００７】本発明は、以上のような課題に対処して創
作したものであって、その目的とする処は、セラミック
生シート等のシート上に、１回の印刷で、配線パターン
等の導体パターンと導体繋ぎパターンを同時に形成でき
る導体印刷用マスクとそのマスクを用いた導体パターン
印刷方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そして、上記課題を解決
するための手段としての本発明の請求項１の導体印刷用
マスクは、メタルマスクとメッシュマスクを重ね合わせ
たメタル・メッシュマスク接合体からなり、該メタルマ
スクは導体パターン印刷用孔と導体繋ぎパターン印刷用
孔を有し、前記メッシュマスクは該メタルマスクの導体
パターン印刷用孔を覆い、かつ該メタルマスクの導体繋
ぎパターン印刷用孔と連通する導体繋ぎパターン印刷用
連通孔を有する構成としている。

【０００９】本発明の導体印刷用マスクは、例えば、多
層セラミック基板の作製するに際して、セラミック生シ
ートにスルーホールを孔空けすると共に、該スルーホー
ルに導体ペーストを充填した後、前記配線パターン等の
導体パターンを印刷、形成する際に、該スルーホールに
充填した導体ペーストの乾燥収縮やセラミック生シート
の支持体の剥離の際のペースト取られで発生する凹部に
導体繋ぎパターンを、あるいは該複数枚のセラミック生
シートを積層した際、対面するセラミック生シートの凹
部に対応する個所に導体繋ぎパターンを１回の印刷作業
で同時に印刷するために用いる。そして、具体的には、
メタル板とメッシュ板を準備し、該メタル板に設計パタ
ーンからなる導体パターン印刷用孔と導体繋ぎパターン
印刷用孔を孔空けしてメタルマスクを作製し、次に、前
記メッシュ板の上に、該メタルマスクを載置した後、Ｎ
ｉメッキ処理等の手段によって接合した後、該メタル・
メッシュマスク接合体の設計パターンにおけるスルーホ
ール部分に対応する部分をレーザー等で切断、除去し、
該メタルマスクの導体繋ぎパターン印刷用孔に連通する
導体繋ぎパターン印刷用連通孔を形成することで作製す
る。

【００１０】また、本発明の請求項２の導体パターン印
刷方法は、前記請求項１の導体印刷用マスクを用い、前
記セラミック生シート等のシート上に導体印刷用マスク
のメタルマスクを対面した配し、該導体印刷用マスクの
メッシュマスク上から導体ペーストを供給して、該シー
トに配線パターン等の導体パターンと、該シートに形成
されている導体詰めしたスルーホール上に該導体パター
ンのパターン厚より厚い導体繋ぎパターンを同時に印刷
する構成としている。

【００１１】そして、本発明の導体パターン印刷方法
は、所定のパターン孔が設けられている導体印刷用マス
クのメタルマスク側を、前記シートの導体繋ぎパターン
と導体パターンを印刷する面に対面させ、前記メッシュ
マスク上からスキージを移動させることで導体ペースト
を供給すると、該メッシュマスクに覆われ、メタルマス
クに導体パターン印刷用孔が形成されている個所では、
該メッシュマスクのメッシュを通過して、該メタルマス
ク上に達した導体ペーストが、該メタルマスクの導体パ
ターン印刷用孔を通じて押し出され、前記メッシュマス
クに規制された厚みの導体パターンが印刷、形成でき、
また前記メタルマスクに導体繋ぎパターン印刷用孔、メ
ッシュマスクに導体繋ぎパターン印刷用孔と連通する導
体繋ぎパターン印刷用連通孔が形成さている個所では、
該メタルマスクに導体繋ぎパターン印刷用孔がメッシュ
マスクによって覆われていないので、導体ペーストが該
メッシュマスクに規制されることなく、両孔を通じて押
し出され、メッシュマスクに規制されない厚みの導体繋
ぎパターンが印刷、形成できる。従って、パターン厚み
の異なる導体繋ぎパターンと導体パターンを１回の印刷
作業で同時に印刷できる。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１の導体印刷用マスクによれば、導体パターン
印刷用孔と導体繋ぎパターン印刷用孔を有するメタルマ
スクと、該メタルマスクの導体繋ぎパターン印刷用孔と
連通する導体繋ぎパターン印刷用連通孔を有するメッシ
ュマスクを重ね合わせたメタル・メッシュマスク接合体
からなるので、セラミック生シート等のシート上に、１
回の印刷作業によって、該所定厚みの導体パターンと、
該導体パターンより厚いパターン厚みの導体繋ぎパター
ンを同時に形成できるという効果を有する。

【００１３】また、本発明の請求項２の導体パターン印
刷方法によれば、前記請求項１の導体印刷用マスクを用
い、従来の導体パターンを印刷、形成する場合と同様の
印刷手法でもって導体パターンと、パターン厚みの異な
る導体繋ぎパターンを１回の印刷作業によって、同時に
印刷できるので、印刷工程を削減できるという効果を有
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明を具体化した好ましい実施形態について説明する。こ
こに、図１は、本発明の一実施形態の導体印刷用マスク
の断面図、図２は、図１の導体用マスクの表面斜視図と
裏面斜視図、図３は導体パターンと導体繋ぎパターンを
印刷した状態の説明図、図４は導体印刷用マスクの製造
工程図である。

【００１５】本実施形態の導体印刷用マスクは、多層セ
ラミック基板を作製する際のセラミック生シート上に導
体パターンと導体繋ぎパターンを同時に印刷、形成する
ために用いる導体印刷用マスクであって、概略すると、
図１〜図３に示すように、メタルマスク１とメッシュマ
スク２を上下方向に重ね合わせ接合したメタル・メッシ
ュマスク接合体３からなる。

【００１６】メタルマスク１は、配線パターン等の導体
パターン４を印刷するための導体パターン印刷用孔５
と、導体繋ぎパターン６を印刷するための導体繋ぎパタ
ーン印刷用孔７を有している。そして、両パターン印刷
用孔５，７は、作製する多層セラミック基板におけるセ
ラミック生シートａに形成する導体パターンに対応する
孔である。ここで、メタルマスク１としては、厚みが１
５μｍ程度のＳＵＳ板を用いる。このメタルマスク１の
厚みは、導体パターン４のパターン厚みによって決まる
もので、任意のものを用いることができる。

【００１７】メッシュマスク２は、周囲に版枠８を張り
付けてあり、スクリーン印刷できる状態のマスクであっ
て、メタルマスク１の導体繋ぎパターン印刷用孔７と連
通する導体繋ぎパターン印刷用連通孔９を有している。
このパターン印刷用連通孔９は、導体繋ぎパターン印刷
用孔７に対応する位置をレーザー等を用いてカットする
ことで形成している。すなわち、メッシュマスク２は、
メタルマスク１の孔パターンが異なり、メタルマスク１
の導体パターン印刷用孔５に対応するパターン孔を有し
ていない。ここで、メッシュマスク２としては、導体パ
ターン４のパターン幅によって異なるが、メッシュ厚み
が３５μｍ、♯３２５ステンレス製メッシュが好まし
い。しかし、このメッシュ厚み、メッシュについては、
導体ペーストの種類、導体パターンのパターン幅、導体
繋ぎパターンの厚み等によって、好ましいものを任意に
用いることができる。このメタルマスク１とメッシュマ
スク２は、メタルマスク１の上面にメッシュマスク２を
重ねて、接合し、メタル・メッシュマスク接合体３とし
ているが、この接合手段としては、溶着、金属メッキ等
を用いている。

【００１８】そして、本実施形態の導体印刷用マスク
は、図４に示すように、準備工程、メタルマスク作
製工程、メタル・メッシュマスク接合体作製工程、
導体繋ぎパターン印刷孔作製工程、の４つの工程により
製造する。まず準備工程では、厚みが１５μｍ程度のＳ
ＵＳ板等のメタル板１０と、メッシュ厚みが３５μｍ程
度で、♯３２５ステンレス製メッシュ１１を準備し（図
４ａ参照）、次のメタルマスク作製工程で、メタル板１
０に、図３に示す、セラミック生シートａの表面に形成
する導体パターン４と、セラミック生シートａに形成し
たスルーホールｂに導体ペーストｃを充填したスルーホ
ール導体の上面に形成する導体繋ぎパターン６と同じパ
ターンからなる導体パターン印刷用孔５と、導体繋ぎパ
ターン印刷用孔７をエッチング等の孔空け手段によって
形成する（図４ｂ参照）。

【００１９】次のメタル・メッシュマスク接合体作製工
程では、パターン印刷孔５，７を形成して作製したメタ
ルマスク１の上に、前記準備工程で準備したステンレス
製メッシュ１１を載置した後、両者をＮｉメッキ処理す
ることで接合し、メタル・メッシュマスク接合体３を作
製する（図４ｃ参照）。ここで、Ｎｉメッキのメッキ厚
みは、メタルマスク１とメッシュマスク２の表面を十分
にメッキ処理すると共に、両マスク１，２を接合する厚
みが必要である。この厚みは、少なくとも、２〜３μｍ
必要である。そして、次の導体繋ぎパターン印刷用連通
孔作製工程で、このメタル・メッシュマスク接合体３の
メッシュマスク２のセラミック生シートａのスルーホー
ルｂに対応し、メタルマスク１の導体繋ぎパターン印刷
用孔５に対応する個所に、レーザーを用いてカット、除
去することで、導体繋ぎパターン印刷用孔７に連通する
導体繋ぎパターン印刷用連通孔９を穿け、メタル・メッ
シュマスク接合体３の表裏を反転することで、導体印刷
用マスクを製造する（図４ｅ参照）。このように本実施
形態の導体印刷用マスクは、導体パターン印刷用孔５と
導体繋ぎパターン印刷用孔７を形成したメタルマスク１
にメッシュマスク２を重ね合わせ、メッキ処理すること
により接合した後、メッシュマスク２のメタルマスク１
の導体繋ぎパターン印刷用孔５に連通する個所のメッシ
ュを除去して導体繋ぎパターン印刷用連通孔９を形成す
るので、メタル・メッシュマスク接合体が正確に、かつ
簡単に作製できると共に、メッシュマスク２にメタルマ
スク１の導体繋ぎパターン印刷用孔７に連通する導体繋
ぎパターン印刷用連通孔９を正確に形成できる。

【００２０】次に、本実施形態の導体印刷用マスクを用
いて、導体パターン４と導体繋ぎパターン６を同時に印
刷する導体パターン印刷方法について説明する。まず、
導体印刷用マスクのメタルマスク１側を下面にしてセラ
ミック生シートａの導体繋ぎパターン６と導体パターン
４を印刷する面に対面させる。次に、メッシュマスク２
上からスキージを移動させて導体ペーストを供給する
と、メッシュマスク２に覆われ、メタルマスク１に導体
パターン印刷用孔７が形成されている個所では、メッシ
ュマスク２のメッシュを通過して、メタルマスク１上に
達した導体ペーストが、メタルマスク１の導体パターン
印刷用孔７を通じて押し出され、メッシュマスク２に規
制された厚みの導体パターン４が印刷、形成できる。ま
たメタルマスク１に導体繋ぎパターン印刷用孔７、メッ
シュマスク２に導体繋ぎパターン印刷用連通孔９が形成
さている個所では、メタルマスク１に導体繋ぎパターン
印刷用孔７がメッシュマスク２によって覆われていない
ので、導体ペーストがメッシュマスク２に規制されるこ
となく、両孔７，９を通じて押し出され、メッシュマス
ク２に規制されない厚みの導体繋ぎパターン６が印刷、
形成できる。従って、パターン厚みの異なる導体繋ぎパ
ターン６と導体パターン４を１回の印刷作業で同時に印
刷できる。従って、１回のスクリーン印刷作業でもっ
て、所定の導体パターンと、該導体パターン以上の厚み
を有する導体繋ぎパターンを同時に印刷、形成すること
ができる。次に、このことを実施例に基づいて説明す
る。

【００２１】

【実施例】導体印刷用マスクとして、板厚みが１５μｍ
のＳＵＳ板からなるメタルマスクと、メッシュ厚みが３
５μｍ、♯３２５メッシュのメッシュマスクをＮｉメッ
キ処理して接合したメタル・メッシュマスク接合体から
なるマスクを用い、図５に示す導体パターンと導体繋ぎ
パターンを同時に印刷、形成した。この結果を、表１に
示す。なお、図５において、ｘはスルーホールの凹部の
へこみ量（μｍ）、ｙは導体繋ぎパターンのパターン厚
（μｍ）、ｚは導体パターンのパターン厚（μｍ）であ
る。

【００２２】

【表１】

【００２３】この結果から、パターン厚みの異なる導体
パターンと導体繋ぎパターンを１回の印刷作業でもっ
て、両パターン間に所定のクリアランスをもって、印
刷、形成できることが確認できた。そして、この両パタ
ーンを印刷、形成したセラミック生シートを積層、焼成
して多層セラミック生基板を作製して、この多層セラミ
ック基板において断線・ショート試験を行った処、断
線、ショートは全く認められなかった。

【００２４】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で
変形実施できる構成を含む。なお、前述した実施形態に
おいては、シートとして、セラミック生シートの場合に
ついて、厚みの異なるパターン印刷する場合で説明した
が、他の材料からなる同様の多層基板からなるパッケー
ジ用シート体に適用できることは当然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の導体印刷用マスクの断
面図である。

【図２】 図１の導体用マスクの表面斜視図と裏面斜視
図である。

【図３】 導体パターンと導体繋ぎパターンを印刷した
状態の説明図である。

【図４】 導体印刷用マスクの製造工程図である。

【図５】 実施例を説明するためのパターン印刷したセ
ラミック生シートの部分拡大図である。

【図６】 従来のセラミック生シートの積層工程の説明
図である。

【図７】 従来のセラミック生シートの積層工程の説明
図である。

【図８】 従来のセラミック生シートの積層工程の説明
図である。

【図９】 導体繋ぎパターンの説明図である。

【符号の説明】

１・・・メタルマスク、２・・・メッシュマスク、３・
・・メタル・メッシュマスク接合体、４・・・配線パタ
ーン等の導体パターン、５・・・導体パターン印刷用
孔、６・・・導体繋ぎパターン、７・・・導体繋ぎパタ
ーン印刷用孔、８・・・版枠、９・・・導体繋ぎパター
ン印刷用連通孔、１０・・・メタル板、１１・・・ステ
ンレス製メッシュ、ａ・・・セラミック生シート、ｂ・
・・スルーホール、ｃ・・・導体ペースト、ｄ・・・ス
ルーホール導体上部に凹部、ｅ・・・導体パターン、ｆ
・・・空隙、ｇ・・・キャリアフィルム、ｈ・・・導体
繋ぎパターン、ｍ・・・突起、ｋ・・・だれ部、δ・・
・パターン間のクリアランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｎ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック生シート等のシートに配線パ
   ターン等の導体パターンの印刷と、該シートに形成され
   ている導体詰めしたスルーホール上に導体繋ぎパターン
   の印刷を行うための導体印刷用マスクであって、メタル
   マスクとメッシュマスクを重ね合わせたメタル・メッシ
   ュマスク接合体からなり、該メタルマスクは導体パター
   ン印刷用孔と導体繋ぎパターン印刷用孔を有し、前記メ
   ッシュマスクは該メタルマスクの導体パターン印刷用孔
   を覆い、かつ該メタルマスクの導体繋ぎパターン印刷用
   孔と連通する導体繋ぎパターン印刷用連通孔を有してい
   ることを特徴とする導体印刷用マスク。
2. 【請求項２】 セラミック生シート等のシートに配線パ
   ターン等の導体パターンの印刷と、該シートに形成され
   ている導体詰めしたスルーホール上に導体繋ぎパターン
   の印刷を行うための導体パターン印刷方法であって、前
   記請求項１の導体印刷用マスクを用い、前記セラミック
   生シート等のシート上に導体印刷用マスクのメタルマス
   クを対面して配し、該導体印刷用マスクのメッシュマス
   ク上から導体ペーストを供給して、該シートに配線パタ
   ーン等の導体パターンと、該シートの前記スルーホール
   上に該導体パターンのパターン厚より厚い導体繋ぎパタ
   ーンを同時に印刷することを特徴とする導体パターン印
   刷方法。