JP2005332940A - 複合体及び複合体の製造方法並びに、複合シート、積層体、積層部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細な導体を迅速に容易に形成可能であり、薄層グリーンシートの積層体における積層不良（デラミネーション）を抑制し、配線基板の信頼性を向上させることが可能な複合体及び複合体の製造方法並びに、複合シート、積層体、積層部品の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一方の主面に親水部２３ａと疎水部２３ｂとを形成した支持板２５を準備し、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリー２８ａを前記支持板２５の主面に塗布することで、導体２９を形成することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体通信機等に使用されるセラミック積層部品、積層基板などに適した複合体及び複合体の製造方法並びに、複合シート、積層体、積層部品の製造方法に関するものである。

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。

そして、従来のセラミック多層基板は、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ている。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セラミック粉末とバインダーなどからなる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、内部や表面の導体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。（特許文献１参照）。

しかしながら、上記の方法において、グリーンシートに導体ペーストをスクリーン印刷して導体を形成する方法では、導体のにじみやほそりが発生し、高精度な印刷ができないという問題があり、スクリーン印刷法で導体を形成する場合、ライン／スペースを５０μｍ／５０μｍ以下としたパターンの形成は困難であるという問題がある。この点を解消するため、導体材料を銅箔等で形成する方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開平１１−０６６９５１号公報 特開平５−１９１０４７号公報

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、銅箔とセラミックグリーンシートを同時焼成すると、お互い焼成収縮値が異なるため、通常の焼成では変形してしまうという問題があり、例えば、平面方向の収縮を抑制するために拘束焼成等の技術を用いなければならず、工程が増え、コストが増大するという問題がある。

本発明は、例えば、にじみやほそりが無い高精度な導体の形成が可能な複合体及び複合体の製造方法並びに、複合シート、積層体、積層部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の複合体は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とが形成された支持板の前記主面において、前記親水部又は前記疎水部のいずれか一方の表面に、少なくとも金属粉末を含有する導体が形成されてなることを特徴とする。

本発明の複合体は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とが形成された支持板の前記主面において、前記親水部又は前記疎水部のいずれか一方の表面に、少なくとも無機粉末を含有するセラミックが形成されてなることを特徴とする。

本発明の複合体の製造方法は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した支持板を準備し、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布することで、導体を形成することを特徴とする。

本発明の複合体の製造方法は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部を形成した支持板を準備し、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布することで、セラミック体を形成することを特徴とする。

本発明の複合シートの製造方法は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、前記導体をセラミックグリーンシートの一方の主面に転写することを特徴とする。

また、本発明の複合シートの製造方法は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、前記セラミック体をセラミックグリーンシートの一方の主面に転写することを特徴とする。

本発明の複合シートの製造方法は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、
少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第２の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、
前記第一の支持板の導体を形成した側と、前記第二の支持板のセラミック体を形成した側とを当接、積層する工程と、を具備してなることを特徴とする。

また、本発明の複合シートの製造方法は、前記導体と前記セラミック体の厚みが略同一であることが望ましい。

本発明の複合シートの製造方法は、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、
主面に親水部と疎水部とを形成した第２の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、
第３の支持板の主面に、前記導体と、前記セラミック体とを転写する工程と、を具備してなることを特徴とする。

また、本発明の複合シートの製造方法は、前記導体と前記セラミック体の厚みが略同一であることが望ましい。

本発明の積層体の製造方法は、以上説明した複合シートの製造方法のうちいずれかに記載の複合シートの製造方法により製造された複合シートを複数積層する工程を具備することを特徴とする。

本発明の積層部品の製造方法は、以上説明した積層体の製造方法により製造された積層体を焼成する工程を具備することを特徴とする。

本発明の複合体によれば、親水部と疎水部とが形成された支持板に導体が形成されているため、例えば、金属粉末と親水性溶媒または、疎水性溶媒を含有する導体スラリーを支持板に塗布して、導体を形成する場合には、親水部のみあるいは疎水部のみに導体が形成されるため、高精細な複合体となる。

本発明の複合体によれば、親水部と疎水部とが形成された支持板にセラミック体が形成されているため、例えば、無機粉末と親水性溶媒または、疎水性溶媒を含有するセラミックスラリーを支持板に塗布して、セラミック体を形成する場合には、親水部のみあるいは疎水部のみにセラミック体が形成されるため、高精細な複合体となる。

本発明の複合体の製造方法によれば、親水部と疎水部とを形成して、水と油の反発を応用した支持板を用いことで、例えば親水性の溶剤を用いた導体スラリーの場合、塗布する支持板の疎水部に導体スラリーが付着することはないため、にじみやはじきの発生が無い高精細の導体を支持板状に容易に形成することができ、例えば、従来形成が困難であったライン／スペースが５０μｍ／５０μｍ以下の導体を容易に、しかも迅速に形成することができる。反対に疎水性の溶剤を用いた導体スラリーの場合には、疎水部上に導体スラリーが付着し、この導体スラリーを乾燥することで疎水部上に高精細な導体を形成することができるのはいうまでもない。

本発明の複合体の製造方法によれば、ビア導体を形成する際、パンチング等の物理的な方法を用いることなく、貫通孔を設けることができるため、貫通孔形成の際のグリーンシートの伸び、変形、破れ等の問題を解決することができる。また、例えば、貫通孔を設けない場合であっても、導体の場合と同様に支持板状に高精細なセラミック体を形成できるという利点がある。なお、このセラミック体は、いわゆるセラミックグリーンシートあるいは、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成したような形態を有するものである。

本発明の複合シートの製造方法によれば、以上説明した支持体上に形成された導体をセラミックグリーンシートの一方の主面に転写することで、スクリーン印刷法で直接導体を印刷する方法と比較して、高精細な導体をセラミックグリーンシート上に容易に、しかも迅速に形成することができる。

また、本発明の複合シートの製造方法によれば、セラミックグリーンシートの主面に以上説明した支持体上に形成されたセラミック体を転写することで、高精細なセラミック体をセラミックグリーンシート上に容易に、しかも、迅速に形成することができる。そして、このセラミック体を形成する材料として高誘電率を有する組成物を用いた場合には、セラミックグリーンシート上に高誘電率層を形成することができ、この積層シートを用いることで、容易に高精細の誘電体層を内装する誘電体内蔵基板を製造することができる。

また、本発明の複合シートの製造方法によれば、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、
少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第２の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、
前記第一の支持板の導体を形成した側と、前記第二の支持板のセラミック体を形成した側とを当接、積層する工程と、を設けることでビア導体を形成するための貫通孔の形成工程がなくなるため、工程が簡略化し、低コストな製造方法となる。また、従来のような孔加工が不要となるため、薄層のグリーンシートを用いた場合でもグリーンシートの伸び、変形、破れの発生を抑制することができる。しかも、高精細な導体を迅速に容易に形成することができる。

特に、導体とセラミック体の厚みを略同一とした場合には、グリーンシートと導体との厚みの差が小さくなるため、積層不良（デラミネーション）の発生を抑制できるとともに、グリーンシートの薄層化と、導体の厚膜化を達成することができる。なお、略同一とは、厚みの差が、実質的にデラミネーション等の積層不良が発生しない値のことであり、値としては５μｍ以下、もしくは、導体とセラミック体との厚みの差が、導体とセラミック体のうち、いずれか厚い方の厚みに対して５０％以下の意味である。

また、本発明の複合シートの製造方法によれば、少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、主面に親水部と疎水部とを形成した第２の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、第３の支持板の主面に、前記導体と、前記セラミック体とを転写する工程と、を設けることで、貫通孔形成の工程がなくなるため、工程が簡略化し、低コストな製造方法となる。また孔加工が不要となり、薄層のグリーンシートを用いた場合でも、セラミック体の伸び、変形、破れの発生を抑制することができる。更に、第３の支持板の主面に転写することにより、より多層の積層部品となった場合、第３の支持板へ連続的に転写していくことが可能となるため、タクトタイムの短縮化が可能となり、より低コストで複合シートを製造することができる。しかも、高精細な導体を迅速に容易に形成することができる。

特に、前記導体と前記セラミック体の厚みを略同一とした場合には、セラミック体と導体との厚みの差が小さくなるため、平坦な複合シートとなるため、積層不良（デラミネーション）の発生を抑制できるとともに、セラミック体の薄層化と、導体の厚膜化を達成することができる。なお、略同一とは、厚みの差が、実質的にデラミネーション等の積層不良が発生しない値のことであり、値としては５μｍ以下、もしくは、導体とセラミック体との厚みの差が、導体とセラミック体のうち、いずれか厚い方の厚みに対して５０％以下の意味である。

そして、このようにして作製した複合シートを積層して、積層体を作製し、さらに、焼成をすることで、薄層のセラミック体と、低抵抗を有する厚膜の導体とを具備する積層部品を容易に製造することができる。

本発明の複合体及び複合体、複合シート、積層体、積層部品の製造方法によれば、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すような積層部品１を容易に迅速に、しかも安価に製造することができる。

本発明により製造される積層部品１は、例えば、セラミック多層回路基板１として利用されるもので、表面、裏面および内部には、平面導体となる導体２９が形成されている。また、表面に形成された導体２９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、裏面の導体２９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。

また、内部には、上記平面導体を形成する導体２９同士を接続するビア導体５が形成されている。

このようなセラミック多層回路基板１などの積層部品１を製造するための本発明の複合体及び複合体、複合シート、積層体、積層部品の製造方法について以下に詳細に説明する。

先ず、親水部と疎水部を形成した支持板を準備する。具体的には、オフセット印刷等で一般的に用いられるＰＳ版を使用するのが望ましい。ＰＳ版とは、例えば、図２（ａ）に示すように、厚さ約０．２ｍｍのアルミニウム板２１の主面に光硬化型樹脂２３を塗布したシート２５で、図２（ｂ）に示すように、ガラスマスク２７を用いて、このＰＳ版２５の光硬化型樹脂２３を露光、現像することで、図２（ｃ）に示すように、アルミニウム板２１の主面に光硬化型樹脂２３が除去された部分２３ａ（アルミニウム地肌）と光硬化型樹脂２３が存在する部分２３ｂとを形成する。こうして形成されたＰＳ版２５のアルミニウム地肌の部分２３ａが親水部２３ａとなり、光硬化型樹脂２３ｂが疎水部２３ｂとなり、親水部２３ａと疎水部２３ｂとを備えた支持板２５であるＰＳ版２５が得られる。

なお、この光硬化型樹脂２３の厚みは任意に変更することが可能で、できるだけ薄くすることが望ましく、後で、説明する転写工程を考慮すると、３０μｍ以下、特に１０μｍ以下、更に５μｍ以下、２μｍ以下とすることが望ましい。

次に、図３（ｄ）、（ｅ）に示すように、この親水部２３ａと疎水部２３ｂとを具備するＰＳ版２５に、金属粉末と溶剤として水を用いた導体スラリー２８ａを塗布すると、ＰＳ版２５の親水部２３ａのみに導体スラリー２８ａが残留し、これを乾燥することでＰＳ版２５上に導体２９ａを形成することができ、本発明の複合体が得られる。

また、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、この親水部２３ａと疎水部２３ｂとを具備するＰＳ版２５に、金属粉末とトルエン等の疎水性の溶剤を用いた導体スラリー２８ｂを塗布した場合には、ＰＳ版２５の疎水部２３ｂのみに導体スラリー２８ｂが残留し、これを乾燥することでＰＳ版２５の主面に導体２９ｂを形成することができ、本発明の他の形態の複合体が得られる。

以上説明した複合体の形成方法によれば、親水性の溶剤を用いた導体スラリー２８ａを用いた場合であっても、疎水性の導体スラリー２８ｂを用いた場合であっても、にじみやほそりのない高精細な導体２９ａ、２９ｂをＰＳ版２５上に容易に迅速に形成することができる。

また、金属粉末に換えて無機粉末を用いた場合であっても、同様の工程で高精細なセラミック体がＰＳ版２５に形成された複合体を得ることができることはいうまでもない。

ＰＳ版２５以外の支持板２５を用いる方法としては、ＰＥＴ等の樹脂フィルム上に、疎水部２３ｂとして、パラフィンやステアリン酸、シリコーン樹脂、親水部２３ａとしてパーフロロアルキル基を持つフッ素化合物をスクリーン印刷又はインクジェット式プリンターで塗布する等の化学的な方法や、シリコーン処理したＰＥＴフィルムに対して、サンドブラストを用いて所望の部分のみの表面を粗化処理による物理的な方法により、親水部２３ａ（粗化処理部）と疎水部２３ｂとを形成することができる。

このような場合においても、親水部２３ａと疎水部２３ｂとの段差は小さい方が望ましく、３０μｍ以下、特に１０μｍ以下、更に５μｍ以下、２μｍ以下とすることが望ましい。特に、必要に応じて、親水部２３ａと疎水部２３ｂとの段差を１μｍ以下とすることで、例えば、導体２９を形成したＰＳ版２５の導体２９を形成した側と、セラミック体を形成したＰＳ版２５のセラミック体を形成した側とを対面させ、積層圧着することで、特に平坦な複合シートを作製できる。

次に、以上説明した製造方法によって、ＰＳ版２５の主面に導体２９ａ、２９ｄ並びにセラミック体を形成した複合体を用いて形成する本発明の複合シートの製造方法について説明する。

例えば、図４（ａ）に示すように、予め用意しておいた少なくとも無機粉末と樹脂とを含有するセラミックグリーンシート３１と、導体２９ａを形成したＰＳ版２５とを対面させ、図４（ｂ）に示すように積層圧着し、図４（ｃ）に示すようにＰＳ版２５を除去することでセラミックグリーンシート３１の主面に導体２９ａを転写することができ、セラミックグリーンシート３１の主面に高精細な導体２９ａが形成された複合シート３３を製造することができる。

なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）の例では、セラミックグリーンシート３１に予め、貫通導体３５を形成した例について説明している。

また、図５（ａ）に示すように、少なくとも無機粉末と親水性の溶媒とを含有するセラミックスラリーを塗布して、乾燥させて形成したセラミック体３７を親水部２３ａに具備してなるＰＳ版２５と、セラミックグリーンシート３１とを対面させ、図５（ｂ）に示すように、積層圧着した後、図５（ｃ）に示すようにＰＳ版２５を除去することで、にじみのない高精細なセラミック体３７をセラミックグリーンシート３１の主面に形成することができる。そして、セラミック体３７を高誘電率を示す組成物により形成し、この複合シート３３を用いて積層部品を製造することで、容易に特性ばらつきの小さい誘電体層内蔵基板を作製することができる。

また、図６（ａ）に示すように、例えば、図４で説明した本発明の導体２９ａを具備する複合体の製造方法により、セラミックグリーンシート３１の主面に導体２９ａを形成した複合シート３３に、セラミック体３７を形成したＰＳ版２５を対面させ、図６（ｂ）に示すように積層、圧着した後、図６（ｃ）に示すように、ＰＳ版２５を除去することでセラミックグリーンシート３１の主面に導体２９ａが形成されるとともに、セラミック体３７が導体２９ａの間を埋めるように形成された平坦で、高精細な導体２９ａを有する複合シート３３が得られる。

また、図７（ａ）に示すように、本発明の複合体である導体２９ｂが形成されたＰＳ版２５ａと、本発明の他の形態の複合体であるセラミック体３７が形成されたＰＳ版２５ｂとを対面させ、積層、圧着した後で、ＰＳ版２５ａ、２５ｂを除去することで、高精細な導体２９ｂが形成された平坦な複合シート３３が得られる。このとき、導体２９の間にセラミック体３７が充填されるようにして、導体２９とセラミック体３７との厚みを略同一とすることで、特に、平坦な複合シート３３を形成することができる。

また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第一の支持板であるＰＳ版２５ａに形成した導体２９ｂを第三の支持板である他の支持板２１ｃに転写し、ＰＳ版２５ａを除去し、更に、同様にして、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、第二の支持板であるＰＳ版２５ｂに形成したセラミック体３７を導体２９ｂが転写された第三の支持板である支持板２５ｃに転写し、第二の支持板であるＰＳ版２５ｂを除去することで、図７で説明したような高精細な導体２９ｂが形成された平坦な複合シート３３が得られる。このとき、導体２９の間にセラミック体３７が充填されるようにして、導体２９とセラミック体３７との厚みを略同一とすることで、特に、平坦な複合シート３３を形成することができる。

この例では、支持板２１ｃへの転写を導体２９ｂから行っているが、反対にセラミック体３７から転写してもよいことはいうまでもない。なお、導体２９ｂが、ライン／スペースが３０μｍ／３０μｍと非常に微細なパターンの場合、転写のし易さを考慮すると、セラミック体３７を先に転写するほうが望ましい。

なお、第三の支持板である支持板２１ｃには、親水部、疎水部を設ける必要はなく、光透過性のある、例えば、ＰＥＴフィルムなどが位置合わせが容易であることから好適に用いられる。

そして本発明の複合シート３３によれば、導体２９は、支持板２５の親水部２３ａあるいは疎水部２３ｂにのみ選択的に形成されるため、予め設計した回路パターン通りに形成され、予め設計した回路パターンの外側にはみ出したり、にじみ出ることがないため、高精細で、導体２９間の距離を小さくしても導体２９同士が短絡するなどの不具合が起こることはない。

また、互いに濡れやすい導体スラリー２８と親水部２３ａ、疎水部２３ｂとを組み合わせ、互いに濡れやすいセラミックスラリーと親水部２３ａ、疎水部２３ｂとを組み合わせるため、導体２８あるいはセラミック体３７にほそりが発生することがなく、導体２９が断線したりすることもない。また、薄層のセラミック体３７を形成した場合でも設計した以外の予期せぬ貫通孔などが形成されることがないため、絶縁性に優れたセラミック体３７を形成できる。

以上説明した本発明の複合シート３３の製造方法によって製造された複合シート３３を複数積層することで、例えば、図９に示すような積層体４１を製造し、さらにこの積層体４１を焼成することで、図１に示したような積層部品１を精度よく、しかも、迅速に製造することができる。

また、あるいは、本発明の複合体に貫通導体を設けたり、積層するなどして配線回路を形成してもよい。

こうして、製造された積層部品１は高密度で高精細な導体２９が形成されており、しかも、導体２９同士の絶縁性が高いレベルで確保されているために、高い信頼性を有するのである。

なお、図１、９では導体の形状を矩形として、記載しているが導体２９は、例えば、図７に示すように一方の主面が、他方の主面より大きくなっていることはいうまでもない。

なお、以上説明した例では、特定の組み合わせについてのみ説明しているが、例えば、疎水部２３ｂに疎水性の溶媒を含有するセラミックスラリーを塗布してもよく、ＰＳ版２５の親水部２３ａ、疎水部２３ｂと、導体スラリー２８、セラミックスラリーとをどのよう組み合わせるかについては必要に応じて種々の組み合わせが可能であることはいうまでもない。

なお、導体２９、セラミック体３７の厚みは、塗布後の乾燥時間を速くするためにはできるだけ薄い方が望ましいが、あまり薄層化が進むと積層部品１を形成した際、層間の絶縁性が劣化する問題がある。この２つの項目をバランス良く達成するため、いずれも１０μｍ以下、特に８μｍ以下、さらには５μｍ以下の薄層によって形成され、セラミック体３７および導体２９の厚み差を導体２９の厚みの５０％以下、特に２０％以下、さらには、１０％以下とすることで、または、厚み差を５μｍ以下、特に、２μｍ以下、さらには１μｍ以下とすることによって、導体２９自体の厚みによるセラミック体３７との段差を実質的に抑制することができる。

また、導体２９はセラミック体３７もしくはセラミックグリーンシート３１を平面方向に伸びることによって平面回路を形成することができる。また、複合シート３３の積層時に部分的に導体２９を厚み方向に積み上げることによりビア導体５を形成することができる。

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３３は、例えば、２０〜５０層程度積層することによってセラミック多層回路基板１を形成できる。

また、セラミック体３７に用いられる無機粉末は、例えば、（１）Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、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ＳｉＯ_２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。

用いられる（２）の混合物や、（３）のガラス組成物としては、ＳｉＯ_２−ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−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、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２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、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３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。

一方、導体２９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、セラミック体３７に用いられる無機粉末が前記（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。

また、セラミック体３７に用いられる無機粉末が前記（２）、（３）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導体２９に好適に用いられる。

上記の導体材料には、セラミック体３７やセラミックグリーンシート３１と同時焼成する上で、セラミック体３７やセラミックグリーンシート３１を構成する無機粉末を含有することが望ましい。

また、導体スラリー２８は、以上説明した金属粉末に対して、必要に応じて、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダーを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、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、水などの適当な溶剤を混合し、３本ローラ又はボールミル等により均質に混練して調製される。

また、セラミック体３７を形成するために用いるセラミックスラリーの調製にあたっては、望ましくは、無機粉末に、樹脂として有機バインダーと、可塑剤とを、水又は有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製する。有機バインダーとしてはイソブチルメタクリレート、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、等からなり、可塑剤としてはＤＢＰやＤＯＰ等が好適に用いられる。有機溶剤を用いる場合はトルエン、ＩＰＡ、アセトン、ブチルセルソルブ等が用いられる。

また、樹脂フィルム２１を用いて支持板２５とする場合、疎水部２３ｂとして、パラフィンやステアリン酸、シリコーン樹脂、親水部としてパーフロロアルキル基を持つフッ素化合物をスクリーン印刷又はインクジェット式プリンターで塗布し、樹脂フィルム２１上に親水部２３ａと疎水部２３ｂからなる所望のパターンを形成する方法、若しくは、表面をシリコーン処理したＰＥＴフィルム２１を準備し、所望のパターン状に例えばサンドブラスト等で粗化処理を行うことで、樹脂フィルム２１上に親水部２３ａと疎水部２３ｂからなるパターンを形成しても良い。

また、複合シート３３の積層、圧着の工程では複合シート３３を位置あわせしながら、重ね合わせ一括して、０．２〜１０ＭＰａの圧力で積層体を形成することが望ましい。また、圧着時には、複合シート３３中に含まれる樹脂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。こうすることで熱によって樹脂成分が軟化し、複合シート３３同士を低い圧力でも容易に圧着することが可能となる。

また、支持板２５への導体スラリー２８やセラミックスラリーの塗布は、必要に応じて、複数回行ってもよく、塗布回数によって導体２９、セラミック体３７の厚みを任意に変更することができる。またこうすることで、積層工程を削減することもでき、より低コスト化が可能となる。

また、ＰＳ版２５に導体２９のみを形成した図４に示すような例では、その後は通常のセラミック多層回路基板の製造方法により、セラミック多層回路基板１を作製することも可能である。このときは通常のスクリーン印刷法による導体形成法と比較してより微細な導体２９並びにセラミック体３７を形成することができる。

また、積層体４１の焼成にあたっては、脱バインダー工程で積層体４１に含まれている有機バインダーを消失させ、焼成工程にて大気中又は窒素などの不活性雰囲気中で、用いられた導体２９、セラミック体３７、セラミックグリーンシート３１が十分に焼成することのできる温度で焼成し、相対密度９０％以上に緻密化することが望ましい。

また、必要に応じて、表面処理として、さらに、積層部品１の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チップを含む電子部品４の接合を行うことによってセラミック回路基板１を作製することができる。

また、焼成された積層体４１の表面に、導体ペーストを印刷・乾燥し、所定雰囲気で焼きつけして配線パターンを形成してもよく、また、金属を蒸着させるなどして配線パターンを形成してもよい。

さらに、セラミック多層回路基板１の表面に形成される導体２９、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、金などのメッキ層を１〜３μｍの厚みで形成しても良い。

なお、セラミックスラリーや導体スラリー２８の乾燥は、ヒーターや温風を用いた熱による乾燥の他、赤外線や、遠赤外線、紫外線を用いて行うことができるのはいうまでもない。

まず、無機粉末１００質量部と、有機バインダー（イソブチルメタクリレート）１５重量部と、純水７０重量部とを、ボールミルで２４時間混練して親水性のセラミックスラリーを作製した。また、純水に換えて、トルエン７０重量部を上記した無機粉末と、有機バインダー（イソブチルメタクリレート）１５重量部とに加えて、疎水性のセラミックスラリーを作製した。なお、無機粉末は、０．９５モルＭｇＴｉＯ_３−０．０５モルＣａＴｉＯ_３で表される主成分１００重量部に対して、ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１０質量部、ＬｉをＬｉＣＯ_３換算で５質量部添加混合し、混合原料の平均粒径を１μｍとしたものを用いた。

また、平均粒径が１μｍのＡｇ粉末にバリウムホウ珪酸ガラス粉末と、エチルセルロース、純水を加え３本ロールミルで混合して親水性の導体スラリーを作製した。また、純水に換えて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加え、疎水性の導体スラリーを作製した。

次に、オフセット印刷等に用いられる厚さ２００μｍのＰＳ版を準備し、予め、所定のネガパターンを形成したガラスマスクを準備し、このＰＳ版上に５０〜２００μｍに間隔をおいて近接載置し、超高圧水銀灯を光源（照度３０ｍＷ／ｃｍ^２）として１００ｍＪの条件で露光を行った。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、４５秒間スプレー現像を行った。その後、洗浄及び乾燥を行って、ＰＳ版上に親水部と疎水部とからなる所定のパターンを形成した。

このパターンは、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、親水部２３ａと、疎水部２３ｂとで、それぞれの幅Ｗを３０〜１００μｍ、それぞれの間隔Ｌを３０〜１００μｍの範囲で変化させた櫛歯状のパターンとした。

次に、親水部２３ａで櫛歯状のパターンを形成した、例えば、図１０（ａ）のような形態のＰＳ版に、親水性の導体スラリーと、親水性のセラミックスラリーとをスクリーン印刷機により、それぞれ塗布し、７０℃で乾燥して、ＰＳ版上に、厚み５μｍの導体と、厚み５μｍのセラミック体とをそれぞれ形成して、本発明の複合体を作製した。

この試料をそれぞれ１０個作製し、それぞれの導体間、セラミック体間を１００〜１０００倍に拡大し、設定した間隔Ｌに対して、その間隔Ｌが５０％未満となった部分があったものを不良とした。また、その幅Ｗが３０％未満となったものも不良と判定した。

表１に導体並びにセラミック体の設定間隔と不良の発生率を示す。

また、このようにして形成した導体と、セラミック体とを従来周知のセラミックグリーンシートに、５０℃、２ＭＰａ、１分の条件で転写し、支持体を剥離して、セラミックグリーンシート上にそれぞれ、導体と、セラミック体とを形成して、本発明の複合シートを作製した。

そして、導体又はセラミック体をセラミックグリーンシートに転写する前に行ったのと同じ評価を行った。

また、比較例として、従来のスクリーン印刷により、アルミニウム板、ＰＥＴフィルム、セラミックグリーンシートに親水性、疎水性の導体スラリー、親水性、疎水性のセラミックスラリーをスクリーン印刷法により印刷して同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１３〜２４では、いずれも導体あるいはセラミック体のにじみや、ほそりが確認され、良品と判定されなかった。

一方、本発明の複合体である試料Ｎｏ．１〜６では、いずれもにじみも、ほそりも確認されず、高精細な複合体を製造することができた。また、本発明の複合体をセラミックグリーンシートに転写した本発明の複合シートである試料Ｎｏ．７〜１２においても、いずれもにじみも、ほそりも確認されず、高精細な複合シートを製造することができた。

まず、実施例１と同様にして、親水性の導体スラリー、疎水性の導体スラリー、親水性のセラミックスラリー、疎水性のセラミックスラリーを作製した。

次に、実施例１と同様の工程で、親水部と疎水部とを有するＰＳ版を作製した。

そして、所定の配線回路状のパターンを親水部により形成するようにしたＰＳ版−１と、ＰＳ版−１の親水部と疎水部とが形成された面と、他のＰＳ版−２の親水部と疎水部とが形成された面とを対面させたときに、ＰＳ版−１の疎水部にあたる部分を親水部としたＰＳ版−２とを作製した。そして、ＰＳ版−１に親水性の導体スラリーをスクリーン印刷機により塗布して、７０℃で乾燥し、ＰＳ版−１に所定のパターンの厚み５μｍの導体を形成し、ＰＳ版−２に親水性のセラミックスラリーをスクリーン印刷機により塗布して、７０℃で乾燥し、ＰＳ版−２に所定のパターンの厚み５μｍのセラミック体を形成した。

次に、導体を形成したＰＳ版−１の導体が形成された側と、セラミック体を形成したＰＳ版−２のセラミック体を形成した側の面とを対面させ、積層し、５０℃、２ＭＰａ、１分の条件で圧着した。

また、ＰＳ版−１の親水部にあたる部分を疎水部としたＰＳ版−３と、ＰＳ版−２の親水部にあたる部分を疎水部としたＰＳ版−４を作製して、ＰＳ版−３に疎水性の導体スラリーを塗布、乾燥し、ＰＳ版−３に導体を形成し、ＰＳ版−４に疎水性のセラミックスラリーを塗布して、乾燥し、ＰＳ版−４にセラミック体を形成した。そして、ＰＳ版−１とＰＳ版−２の場合と同様に積層圧着した。

このとき、導体の幅と、導体同士の間隔をそれぞれ、３０〜１００μｍの範囲で変化させた。こうして、幅と間隔を変化させた導体とセラミック体とが一体化した複合シートを作製した。

これらの複合シートを５０℃、１０ＭＰａ、２分間の条件でそれぞれ３０層積層し、積層体を作製した。

さらに、これらの積層体を、大気中で３００℃、２時間の条件で脱バインダー処理した後、９００℃大気中で１時間焼成を行い、３０層の積層部品を作製した。

これらの積層部品に対して、表層パターンの断線、ショートの有無、ビアの接続性を確認するためテスターを用いて導通評価を行った。サンプル数５０個に対して導通不良が１０個以上発生したものを不良と判定した。その結果を表２に示す。

表２に示すように、本発明の試料Ｎｏ．２５〜３０では、全く、断線も電気的短絡もなく、優れた信頼性を有する積層部品が得られた。

まず、実施例１、２と同様にして、親水性の導体スラリー、疎水性の導体スラリー、親水性のセラミックスラリー、疎水性のセラミックスラリーを作製した。

次に、実施例１と同様の工程で、親水部と疎水部とを有するＰＳ版を作製した。

まず、所定の配線回路状のパターンを親水部により形成したＰＳ板−５に、親水性の導体スラリーを塗布し、７０℃で、乾燥し、導体を形成した。

次に、ＰＳ版−５に疎水性のセラミックスラリーを塗布し、７０℃で乾燥し、導体とポジとネガの関係となる形状のセラミック体を形成した。

こうして形成した導体を樹脂フィルムに５０℃、２ＭＰａ、１分の条件で転写し、さらに、導体が形成された樹脂フィルムとセラミック体を形成したＰＳ版−５とを位置合わせし、導体の間にセラミック体を形成して、複合シートを作製した。

また、セラミック体を先に樹脂フィルムに転写して、セラミック体が形成された樹脂フィルムと、導体が形成されたＰＳ版−５とを位置合わせし、セラミック体の間に導体を形成して、複合シートを作製した。

また、上記の例とは逆に、疎水部により配線回路状のパターンを形成したＰＳ版−６に対して、疎水性の導体スラリーと、親水性のセラミックスラリーとを用いて、複合シートを作製した。

そして、これらの複合シートを５０℃、１０ＭＰａ、２分間の条件でそれぞれ３０層積層し、積層体を作製した。

さらに、これらの積層体を、大気中で３００℃、２時間の条件で脱バインダー処理した後、９００℃大気中で１時間焼成を行い、３０層の積層部品を作製した。

これらの積層部品に対して、表層パターンの断線、ショートの有無、ビアの接続性を確認するためテスターを用いて導通評価を行った。サンプル数５０個に対して導通不良が１０個以上発生したものを不良と判定した。その結果を表３に示す。

表３に示すように本発明の試料は、いずれも全く断線も電気的短絡もなく、優れた信頼性を有する積層部品が得られた。

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）セラミック多層回路基板の概略断面図を示す。 本発明で用いる支持板の製造方法を説明するための工程図である。 本発明の複合体の形成方法を説明するための工程図である。 本発明の複合シートの製造方法を説明するための工程図である。 本発明の複合シートの製造方法を説明するための工程図である。 本発明の複合シートの製造方法を説明するための工程図である。 本発明の複合シートの製造方法を説明するための工程図である。 本発明の複合シートの製造方法を説明するための工程図である。 本発明の積層体並びに積層部品の製造方法を説明するための工程図である。 評価試験で用いた櫛歯状パターンを説明するための模式図である。

符号の説明

１・・・積層部品、セラミック多層回路基板
２３ａ・・・親水部
２３ｂ・・・疎水部
２１・・・第三の支持板、アルミニウム板、樹脂フィルム、ＰＥＴフィルム
２５・・・支持板、ＰＳ版、第一の支持板、第二の支持板
２８・・・導体スラリー
２９・・・導体
３１・・・セラミックグリーンシート
３３・・・複合シート
３７・・・セラミック体
４１・・・積層体

Claims (12)

1. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とが形成された支持板の前記主面において、前記親水部又は前記疎水部のいずれか一方の表面に、少なくとも金属粉末を含有する導体が形成されてなることを特徴とする複合体。
2. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とが形成された支持板の前記主面において、前記親水部又は前記疎水部のいずれか一方の表面に、少なくとも無機粉末を含有するセラミック体が形成されてなることを特徴とする複合体。
3. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した支持板を準備し、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布することで、導体を形成することを特徴とする複合体の製造方法。
4. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部を形成した支持板を準備し、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布することで、セラミック体を形成することを特徴とする複合体の製造方法。
5. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、前記導体をセラミックグリーンシートの一方の主面に転写することを特徴とする複合シートの製造方法。
6. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、前記セラミック体をセラミックグリーンシートの一方の主面に転写することを特徴とする複合シートの製造方法。
7. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、
   少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第２の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、
   前記第一の支持板の導体を形成した側と、前記第二の支持板のセラミック体を形成した側とを当接、積層する工程と、を具備してなることを特徴とする複合シートの製造方法。
8. 前記導体と前記セラミック体の厚みが略同一であることを特徴とする請求項７に記載の複合シートの製造方法。
9. 少なくとも一方の主面に親水部と疎水部とを形成した第１の支持板を準備する工程と、少なくとも金属粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなる導体スラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみに導体スラリーから導体を形成する工程と、
   主面に親水部と疎水部とを形成した第２の支持板を準備する工程と、少なくとも無機粉末と親水性溶剤又は疎水性溶剤のうちいずれか一方の溶剤とを含有してなるセラミックスラリーを前記支持板の主面に塗布、乾燥させて、前記親水部又は前記疎水部のうちいずれか一方の表面のみにセラミックスラリーからセラミック体を形成する工程と、
   第３の支持板の主面に、前記導体と、前記セラミック体とを転写する工程と、を具備してなることを特徴とする複合シートの製造方法。
10. 前記導体と前記セラミック体の厚みが略同一であることを特徴とする請求項９に記載の複合シートの製造方法。
11. 請求項５乃至１０のうちいずれかに記載の複合シートの製造方法により製造された複合シートを複数積層する工程を具備することを特徴とする積層体の製造方法。
12. 請求項１１に記載の積層体を焼成する工程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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