JPS62247587A - セラミツク基板の製造方法 - 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〕 本発明はセラミック基板の製造法、更に詳しくは導体回
路ををするセラミック基板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

逍汰面蔭廖肴ナス七らミー、々芯層は撮婁バニ翻られた
ちのであり、その製造方法としては導体ペーストのスク
リーン印刷法が主流である。この方法の問題点としては
次の様な点が従来から指摘されている。

１０　　形成したいパターンの形状に応じて各種のスク
リーンが必要になり、パターンの変更が容易でない。従
って変更に費やす時間と経費が大きくなる。

（２）　　スクリーンの利用により、パターンのにじみ
の発生、エツジ部分の乱れ等の現象が起こり、ファイン
ラインの形成が容易でない。

（３）パターンの乾燥時間が比較的長いため重ねてパタ
ーンを形成したい場合、乾燥時間を充分に与える必要が
あり作業性が悪い。

（４）　　曲面を有する基板上へのスクリーン印刷は非
常に困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は導体回路を有するセ
ラミック基板の従来の製造方法に於ける上記難点を解決
することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点は、金運粉末、無機物粉末（但し金運粉末は
除く）、および紫外線硬化樹脂を主成分とする結合材よ
りなる組成物層を透明シート上に形成し、マスクフィル
ムをｍねた後、その上から紫外線を照射して結合材を硬
化させ、現像後未硬化部分を除去して回路パターンを形
成し、次いで回路パターン上へセラミックグリーンシー
ト用組成物を塗工し、乾燥、焼成することによって達成
される。

〔発明の作用並びに構成〕

本発明に於いてはスクリーンを全く使用せずに形成した
いパターンを形成するので、スクリーンを使用すること
による難点が全て解消される。即ち金属粉末、無機物粉
末（但し金属粉末を除く、以下同じ）及び紫外線硬化樹
脂から成る結合材を用いて、所望のパターンのみに紫外
線が照射出来るようにマスクフィルムを用いて紫外線を
照射して硬化せしめ、現像後未硬化部分を除去する手段
を採用しているので、従来の如くスクリーンを全く使用
しなくても所望のパターンが形成出来る。

このためにスクリーン使用に基づく難点、即ち上記（１
）、（２）及び（４）の難点が未然に解消されるに至る
ものである。

またこのような紫外線硬化性結合材を使用しているので
、その硬化が従来の方法に比し著しく速く、上記（３）
の難点が解消される。

本発明法に於いては、先ず金運粉末、無機物粉末および
紫外線硬化樹脂を主成分として成る結合材層を透明シー
ト上に形成する。この際の金属粉末は回路パターンを構
成するために使用されるものでありこのためここで使用
される金運粉末としては回路パターンを構成出来るもの
が広く使用され具体的にはたとえば金、白金、銀、銅、
アルミニウム、錫、ニッケル、タングステン、モリブデ
ンなどであり、金−白金、銀−白金、銀−パラジウムな
どの合金系また必要に応じて混合粉末として使用しても
良い。金属粉末の粒径としては一般に０．１〜３０，１
７ｍ好ましくは０．５〜５　ｐ　ｍ程度である。

無機物粉末は、焼成時セラミック基板との接着性を向上
させる目的で使用されるものであり、接着性を向上せし
め得るものであれば広く使用され、たとえばＡ　１２０
３　、Ｓ　ｉＯ２、Ｍ　ｇ　Ｏｓ　Ｔ　ｉ　Ｏ−Ｃｒ２
ｏ３、タルク等を単独で、或いは混合して用いれば良い
、又ガラスフリット等も使用出来る。

この際の無機物粉体の粒径は通常０．１〜１０μ程度で
ある。

本発明の結合材には、更に紫外線硬化樹脂、開始剤必要
に応じて各種の添加剤を加えて成る樹脂組成物を使用す
る。紫外線硬化樹脂としては紫外線で硬化しうる樹脂が
使用され、たとえばエポキシ樹脂、エポキシアクリル樹
脂、ウレタンアクリル樹脂、ポリエステルアクリル樹脂
、アルキッドアクリル樹脂、シリコーンアクリル樹脂、
ポリエン／ポリチオール系スピラン樹脂、アミノアルキ
ッド樹脂などを例示出来る。上記紫外線硬化樹脂に配合
する開始剤としては従来から使用されて来た光開始剤が
使用され、たとえばルイス酸ジアゾニウム塩、ルイス酸
スルホニウム塩、ルイス酸ヨウドニウム塩、ベンゾフェ
ノン系化合物、ヘンシフエノン／アミン系化合物、アセ
トフェノン類、ベンゾインエーテル類、ｐ−ベンゾイル
ベンジルクロリドなどが挙げられ、これ等は紫外線硬化
樹脂の種類に応じて適宜に１種若しくは２ｆｊｉ以上選
択して使用する。この際の使用量は、通常紫外線硬化樹
脂ｔｏｏｉ量部に対して０．５〜１０ｆｆｌ量部程度で
ある。

また必要に応じて紫外線硬化樹脂、光開始剤の他に着色
剤、老化防止剤などの通常の添加剤を配合することを妨
げない。

本発明に於ける結合材は上記の通り金運粉末、無機物粉
末、及び紫外線硬化樹脂を主成分として成るものである
が、その夫々の配合量は両者粉末の合計量１００重９部
に対し樹脂３〜５０重量部好ましくは５〜３Ｏｆｆ！ｆ
ｆ１部である。但し金属粉末と無機物粉末の配合割合は
金運粉末１００重量部に対し３〜５０重量部であり、好
ましくは５〜２０重量部である。

この結合材はそのままで或いは必要に応して通宜な溶剤
を加えて透明シート上に通常５〜１００μ程度好ましく
は１０〜５０μ程度の厚さで形成する。

透明シートとしてはポリエステル、ポリ塩化ビニル、ナ
イロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ等を用
いることが出来る。フィルム厚さとしては１０〜１００
μｍ程度である。

かくして作製した粉末シート層を形成した透明シート上
にマスクフィルムを重ね、その上から紫外線を照射し、
硬化、現像、洗浄を行う。本発明の方法では結合材層と
して紫外線硬化樹脂と金属粉末との混合物を使用してい
るので若干紫外線の透過率が低くなる場合がある。この
ため第１図に示すようにマスクフィルムを透明フィルム
側とし、その上から紫外線を照射させることが好ましく
これによりフプインなパターンが得られる。マスクフィ
ルムは所望の回路パターンを形成するために使用される
もので紫外線を遮断しうる材質のものが広く使用される
。

次にパターン形成した透明シート上にセラミンクスゲリ
ーンシート組成物を塗工する。

セラミックグリーンシート組成物とは周知の通りセラミ
ック粉末およびバインダーを有機溶剤又は水に混合分散
させたものである。

上記のセラミック粉末としては、アルミナ粉、ベリリア
粉、ステアクイト粉、チタン酸バリウム粉、チタン酸マ
グネシウムなどの公知の各種セラミ’７りからなる平均
粒子径０．１〜１０μｍ程度の粉末が使用される。また
、上記のバインダーとしてはエチルセルロース、ニトロ
セルロース、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル
系樹脂などの各種の樹脂またはゴム質ポリマーが用いら
れる。

バインダーの使用量は、セラミック粉末との合計量中に
占める割合が一般に４〜３０重量％程度となるようにす
るのが好ましく、あまり多くなりすぎると焼成セラミッ
クの密度や品質に好結果を得にくい。

有機溶剤としては、上記のバインダーを溶解出来るもの
であれば良く、具体的にはキシレン、トルエン、ブクノ
ールなどが使用される。特に水溶性のものが好ましい、
なお、上記のセラミック組成物中には、上記の成分のほ
か、タルク、ＣａＯｌＭｇＯ，Ｓｉ○、５ｉ０２などの
任意の成分を含有せしめて、これ等任意成分をセラミッ
クグリーンシート中に含有させるようにしても良い、し
かし、その使用量は、シート全量の１５ｆｆｉ１１％以
下であるのが良い。

パターン形成した透明シート上へのグリーンシート組成
物の塗工方法としては、ドクターブレード法、ロールコ
ータ−法等いずれの方法でも良い。

但しこの塗工により上述の方法で形成したパターンの変
形等おこらないように注意する必要がある。

このようにして形成したグリーンシートを打ち抜きある
いは重ね合わせて多層化しても良い。

次に焼成工程に供して高温下で加熱処理するとセラミッ
クグリーンシートや導体粉末層の有機バインダーが炭化
消失し両者の密着性に優れた導体回路を有するセラミッ
ク基板が得られる。焼成工程での加熱温度はセラミック
グリーンシート中のセラミック粉末や導体粉末層のＭ類
によって適宜に決定されるが一般には１０００〜１８０
０℃程度の範囲で粉末の種類に応じて適宜選定すれば良
い。

焼成時の雰囲気としては上記各粉末の種類により酸化性
ガス雰囲気中（大気中を含む）、或いは真空系や水素ガ
ス雰囲気などの非酸化性ガス雰囲気とすれば良い、たと
えばセラミックス基板がアルミナ粉末で導体粉末が白金
粉末であれば酸化性ガス雰囲気を採用出来、上記導体粉
末をモリブデン粉末としたときには非酸化性ガス雰囲気
とすれば良い。

以上の方法により精度の良好な導体回路を有するセラミ
ックス基板が簡便に得られる。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。但し以下の例に於いて部とあるはｍ９部を示す。

実施例 タングステン粉末（平均粒径１．５μ）９０部、アルミ
ナ粉末（平均粒径２μ）６部、マグネシア粉末（平均粒
径２μ）２部、カルシア粉末（平均粒径２μ）２部、紫
外線硬化（Ｈ脂１５部（エポキシアクリル樹脂１００部
に対して光開始剤としてベンゾフェノン１部を添加混合
したもの）及び溶媒としてのメチルエチルケトン２０部
を常温で混合した後、ポリエステルフィルムセパレータ
ー（厚さ５０μ）上に膜厚３０μｍとなるように塗工し
て粉末シートを形成した。次に粉末シートのフィルム側
にマスクパターンを１き、超高圧水銀灯にて照射１１１
０００　ｍＪ／ｃｍ２の紫外線照射を行って樹脂を硬化
させた。更に現像液として炭酸ナトリウム１．５％水溶
液を用い、その中に９０秒間浸した後蒸留水で未硬化部
分の洗浄を行いフィルムを乾燥し、導体回路パターンを
形成した。

次にアルミナ粉末（平均粒径２μｍ）９３部、タルク７
部、ポリメタクリル酸メチル５部、及びキシレン１００
部からなるセラミック組成物をボールミルで混合しドク
ターブレード法によりポリエステルフィルム上へ塗工し
た。

次にポリエステルフィルムを剥がし、水素ガス雰囲気中
１６００°Ｃ１３０分間焼成した。

得られたセラミック基板の外観は良好で基板と導体全屈
との密着性も良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一工程たる結合材層が形成された
透明シート上にマスクフィルムを重ねて紫外線を照射す
る際のマスクシートの載面方法の一例を示す説明図であ
る。 （１）・・・・・・透明シート （２）・・・・・・結合材層 （３）・・・・・・マスクフィルム （以上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末、無機物粉末（但し金属粉末は除く）、
   および紫外線硬化樹脂を主成分とする結合材より成る組
   成物層を透明シート上に形成し、マスクフィルムを重ね
   た後、その上から紫外線を照射して結合材を硬化させ、
   現像後未硬化部分を除去して回路パターンを形成し、次
   いで回路パターン上へセラミックグリーンシート用組成
   物を塗工し、乾燥、焼成することを特徴とするセラミッ
   ク基板の製造方法。