JPH02215014A - 異方導電性セラミックス複合体の製造方法 - 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、導電体が高密度に配設された。所定方向にの
み導電性を有する異方導電性セラミックス複合体の製造
方法に関する。

（従来の技術） 電気絶縁性のセラミックスと導電性材料とを複合化した
ものとしては、「セラミックス２１　（１９８６）Ｎα
７．６０３頁」に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）で合成した
β−３ｉＪＪＴｉＮ複合体が記載されている。該複合体
は、非結晶質窒化珪素（３１３Ｎ４　）中にＣＶＤ法で
窒化チタン（ＴｉＮ　）を複合したものであり、直径的
５ｎｍのＴｉＮが一方向に配向している。従って。

該複合体は０面方向においては導電性を示さず。

厚み方向においてのみ導電性を示すという異方導電性を
有しているものである。

しかしながら、上記文献に開示されているセラミックス
複合体は、ＣＶＤ法で作製されているために、導電体が
複合体の途中で切れていたり、他の導電体と接触してい
るものであって、該複合体の面方向で導電性を示すこと
がある。また、上記ＣＶＤ法では、最大２ｍｍ程度の厚
さの複合体しか作製することができず、実用性に乏しい
ものであった。

所望の厚さのセラミックス複合体を製造する方法として
、特開昭５２−１６６５４には、焼結温度で加熱すると
飛散する成分（例えば、カーボン粉末）と。

飛散しない成分（例えば、ジルコニア粉末）とを混合し
たペーストを作成し、これを塗布したグリーンシートを
積層して焼成した後、飛散成分の消失により生じた空隙
に電極材料を充填することにより、積層セラミックコン
デンサを製造する方法が開示されている。しかしながら
、このような製造方法では、飛散しない成分が焼結後の
セラミックス複合体中に残存するため、電極材料の充填
が充分に行われず、導電体部分の導通が損われることが
あった。

また、特開昭６０−５４８６５および特開昭６３−４７
１３７には、グリーンシート上に導電性ペーストや有機
金属化合物からなるペーストパターンをスクリーン印刷
法で形成し、これを積層して焼成することにより、導電
体を内蔵するセラミックス複合体を製造する方法が開示
されている。しかしながら、このような製造方法では、
スクリーン印刷法を用いているため１作成し得るペース
トパターンの最小の線幅および線間隔は約５０μｍであ
った。これより小さな線幅および線間隔を有するペース
トパターンを作成しようとすると、スクリーンマスクの
−ンを作成しようとすると、スクリーンマスクの生じた
り、ペーストのダレにより隣接するペーストパターン間
が短絡することがあった。それゆえ。

スクリーン印刷法を用いた製造方法では、ペーストパタ
ーンの高密度化は約１００μｍのピッチが限界であった
。

本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、その
目的とするところは、所望の厚さのセラミックスマトリ
ックス中に導電体が高密度に配設された異方導電性セラ
ミックス複合体の簡便な製造方法を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明の異方導電性セラミックス複合体の製造方法は、
（１）セラミックス材料を主成分とするグリーンシート
上に感光性樹脂組成物を用いて所定のレジストパターン
を形成する工程と、（２）該レジストパターンの凹部に
該セラミックス材料より比抵抗が小さい導電性材料を充
填した後、該レジストパターンを除去することにより、
該グリーンシート上に導電体からなる所定の細線パター
ンを形成する工程と、（３）このようにして導電体から
なる所定の細線パターンが表面に形成されたグリーンシ
ートを複数枚積層して圧着し、そして焼成する工程とを
包含し、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の製造方法に使用されるグリーンシートは、セラ
ミクス材料を主成分とする焼成前の成形体であって、焼
成後に電気絶縁性を有するものである。

上記セラミックス材料としては１例えばアルミナ、ジル
コニア、マグネシア、サイアロン、スピネル、ムライト
、結晶化ガラス、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミ
ニウムなどの粉末、およびＭｇＯ−３ｉＯｚ−Ｃａｎ系
＋　　８２０．−３ｉ口、系、　ＰｂローＢａｎ５−３
ｉｎ２系。

ＣａローＳｉＯａ−ＭｇローＢ、０．系、　　ＰｂＯ−
５ｉｎｓ−Ｂａ口ａ−Ｃａｎ　　系などのガラスフリッ
ト粉末が挙げられる。これらのセラミックス材料は、単
独で使用するか、あるいは２種以上を併用してもよい。

グリーンシートは１例えば上記セラミックス粉末をプレ
ス成形するなど、従来公知の任意の方法で作製すること
ができるが、グリーンシートは。

その−面に導電体からなる細線パターンを形成した後、
複数枚積層して圧着されるので、圧着の際にセラミック
ス粉末で該細線パターンが完全に包み込まれるためには
、ある程度の柔軟性を有していることが好ましく、従っ
てグリーンシートは。

上記セラミックス粉末と有機結合剤と必要に応じて溶剤
とを混合し、得られた混合物を射出成形。

押出成形、圧縮成形、流延成形などの成形法で作製する
のが好ましい。特に、ポリエステルフィルム、ガラス板
などの基材上に上記混合物のスラリーをドクターブレー
十゛によって塗布した後乾燥する。いわゆるドクターブ
レード法によって作製するのが好ましい。上記有機結合
剤としては１例えばポリビニルブラチール、ポリビニル
アルコール。

ポリ　（メタ）アクリレート、セルロース、デキストリ
ン、ポリエチレンワックス、澱粉、カゼインなどの高分
子材料、およびジオクチルフタレート。

ジブチルフタレート、ポリエチレングリコールなどの可
塑剤が挙げられる。また、上記溶剤としては９例えばメ
タノール、エタノール、ブタノール。

プロパツール、メチルエチルケトン、アセトン。

酢酸エチル、トルエン、水などが挙げられる。

有機結合剤および溶剤の添加量は、グリーンシートの製
造条件などにより適宜決定されるが。

般にセラミックス粉末１００重量部に対し、ｌｒ機機台
合剤５〜３０重゛量部、溶剤は２０〜１００重量部添加
される。

本発明の製造方法においては、まずグリーンシート上に
感光性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成する
。

上記感光性樹脂組成物としては、ドライフィルムホトレ
ジストとして上布されているものが好適に使用される。

グリーンシートに有機溶媒に可溶の有機結合剤が含まれ
る場合には、溶剤現象する際にグリーンシートが破壊さ
れることがあるので。

アルカリ現像タイプのドライフィルムホトレジストが好
ましい。グリーンシートに水溶性の有機結合剤が含まれ
る場合には、アルカリ現像する際にグリーンシートが破
壊されることがあるので、溶剤現像タイプのドライフィ
ルムホトレジストが好ましい。

レジストパターンの形成は、グリーンシート上に感光性
樹脂組成物を塗布し、露光し、そして現像する方法で行
うのが好ましい。露光に用いる活性光線として、紫外線
、電子線、Ｘ線などを使用すれば、線幅１μｍ程度のレ
ジストパターンを形成し得る。、 ドライフィルムホトレジストを用いて、グリーンシート
上にレジストパターンを形成するには。

従来から回路基板などの作製に使用されている任意の方
法を採用することができる。例えば、グリーンシート上
にアルカリ現像タイプのドライフィルムホトレジストを
圧着または熱融着し、その上に所定パターンの設けられ
たホトマスクを積層し。

そして高圧水銀灯などを用いて活性光線（例えば。

紫外線）を照射して露光することにより、照射部分の感
光性樹脂組成物を硬化させ１次いでホトマスクを除去し
た後、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、または水酸
化カリウムなどを溶解したアルカリ水溶液で現像する方
法が挙げられる。また。

ガラス板、ステンレス板、アルミニウム板などの支持体
上に上記方法でレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをグリーンシート上に転写してもよい。

本発明の製造方法においては１次いで、上記グリーンシ
ート上に形成されたレジストパターンの凹部を、上記セ
ラミックス材料より比抵抗が小さい導電性材料で充填す
る。

上記導電性材料としては、金、銀、白金、パラジウム、
銅、アルミニウム、ニッケル、イリジウム、ロジウムな
どの金属およびこれらの合金、酸化ルテニウムなどの金
属酸化物、カーボンなどの粉末や線状体を含む導電性ペ
ースト（塗料）または抵抗ペーストが好適に使用される
。

レジストパターンの凹部に導電性材料を充填するには、
従来公知の任意の方法を採用することができる。例えば
、レジストパターンの形成されたグリーンシート上に導
電性材料を塗布し、スキージ、ヘラなどを用いて、０．
１〜２０ｋｇ／　ｄの圧力で導電性材料を引き伸ばしな
がらレジストパターンの凹部に押し込む方法が好ましい
。

本発明の製造方法においては１次いで、導電性材料が充
填されたグリーンシートからレジストパターンを除去し
て、導電体からなる細線パターンを形成する。レジスト
パターンの除去には１例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウム、または水酸化カリウムなどを溶解したアルカ
リ水溶液が用いられるが、活性光線の照射で感光性樹脂
組成物が硬化しているため、レジストパターンを形成し
た際の現像条件では除去が困難である。従って。

感光性樹脂組成物の硬化の程度に応じて、現像時間を長
くしたり、現像液の温度を上昇させたりすることが好ま
しい。レジストパターンを除去すると、レジストパター
ンを反転した形状、すなわちレジストパターンの凹部に
対応する形状を有する。

導電体からなる細線パターンがグリーンシート上に残存
する。次いで、必要に応じて、このグリーンシートを８
０−１６０℃で１０〜６０分間保持し、導電性材料中に
残存する溶剤を飛散させることにより。

細線パターンを固化させる。

本発明の製造方法においては１次いで、導電体からなる
細線パターンが形成された上記グリーンシートを、複数
枚積層して圧着し、そして焼成する。

積層数は目的とする異方導電性セラミックス複合体の大
きさによって適宜決定されるが、あまり厚くなると圧着
しにくくなり、細線パターンがグリーンシートによって
包み込まれにくくなるので。

例えばグリーンシートおよび細線パターンの厚さが１０
μｍ程度の場合には、　５０〜１０００枚程度積層する
のが好ましい。より厚いセラミックス複合体を得るには
、−度積層圧着したものを複数個積層し。

さらに圧着すればよい。また、圧着条件も適宜決定され
るが、３０〜１２０℃で１〜１００ｋｇ／ｃｄの圧力を
１〜１０分間印加するのが好ましい。

な右、導電性材料からなる細線パターンは、グリーンシ
ートの片面に形成してもよいし１両面に形成してもよい
。細線パターンを片面に形成した場合には、細線パター
ンが互いに対向しないように、グリーンシートを積層す
る。細線パターンを両面に形成した場合には、細線パタ
ーンの形成されたグリーンシートと、細線パターンの形
成されていないグリーンシートとを、交互に積層すれば
よい。

焼成方法は、使用するセラミックス材料によって適宜決
定されるが、まず１〜ｂ し、４００〜６００℃で１〜５時間保持してグリーンシ
ートを脱脂し、しかる後に再度昇温して７６０〜１６５
０℃で１〜５時間焼成するのが好ましい。

本発明の製造方法により得られた異方導電性セラミック
ス複合体は、所定方向にのみ導電性を有する。例えば、
細線パターンがグリーンシートの一辺から対辺に向かっ
て平行に配列されていた場合には、セラミックス複合体
の一面から相対する面に向かう方向にのみ導電性を有す
る。また、細線パターンがグリーンシートの一辺から隣
接する辺に向かって９例えば円弧状に配列されていた場
合には、セラミックス複合体の一面から隣接する面に向
かう方向にのみ導電性を有する。

（実施例） 次に９本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。なお
、以下単に「部」とあるのは、「重量部」を意味する。

実施例１ 平均粒径３μｍのアルミナ粉末４０部、平均粒径５μ（
ＩＩのＰｂＯ−３ｉＯｉ−Ｈｚ口５−ＣａＯ系ガラスフ
リット粉末６０部、ポリビニルブチラール１２部、ジブ
チルフタレート４．５部、メチルエチルケトン２４部、
トルエン１８８Ｂ、イソプロピルアルコール１８ＦＲ１
，および５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂｌａｃｋ　７の０．５部を
アルミナボールミルに供給し、３時間混練してスラリー
を得、得られたスラリーをドクターブレード型グリーン
シート作製機に供給し、ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上に塗布乾燥することにより、厚さ６部μｍの１
００　Ｘ　１００　ａ＋ｎ＋のグリーンシートを作製し
た。

メタクリル酸メチル−メタクリル酸ｎ−ブチル−アクリ
ル酸共重合体（６／２／２．　Ｍ１１＝１５万）　６０
部、２゜２゛ビス（４−メタクリロキシジェトキシフェ
ニル）フロパン１５１．ヘキサメチレンシア９’）レー
ト１５部、２．４−ジメチルチオキサントン２部、ｐ−
ジメチルアミノ安息香酸エチル２部、マラカイトグリー
ン０．０５部、バラメトキシフェノール０．１部。

およびメチルエチルケトン２００部を均一に溶解させて
感光液を得た。次いで、得られた感光液を厚さ２０μｍ
のポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布乾燥す
ることにより、厚さ２５μｍのドライフィルムホトレジ
ストを作製した。

得られたドライフィルムホトレジストを、上記のグリー
ンシートに、１００℃、　　３ｋｇ／ｃａｔで熱ラミネ
ートした後、ドライフィルムホトレジストの支持体で、
あるポリエチレンテレフタレートフィルム上に、所定の
パターンを有する陰画ホトマスクを密着させ、３に胃の
高圧水銀灯から５０ｃｍの距離で紫外線を照射すること
により、　３５ｍＪ／ＣｒＩで露光した。

次いで、ホトマスクを除き、ドライフィルムホトレジス
トの支持体である上記ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムを剥離し、そして３０℃で炭酸ナトリウム１ｗｔ％
水溶液を１ｋｇ／ｃｄでスプレーして３０秒間現像する
ことにより、グリーンシート上に線幅２５μｍ、線間隔
３０μｍのレジストパターンを形成した。

上記の方法により、レジストパターンが形成されたグリ
ーンシートに、導電性ペースト（Ａｇ　：　Ｐｄ＝８０
　：　２０．口中マッセイ社製ＴＲ４９４０）を塗布し
。

３ｋｇ／ｃｕｔの圧力を印加したスキージを移動させる
ことにより、レジストパターンの凹部に導電性ペースト
を充填した。

次いで、３０℃で炭酸ナトリウム１ｗｔ％水溶液を１ｋ
ｇ／ｃＩ！！でスプレーして２分間現像することにより
、レジストパターンを除去した。１２０℃で２０分間保
持して乾燥したところ、線幅３０μｍ、線間隔２５μｍ
、厚さ１２μｍの固化した導電性ペーストからなる導電
体の細線パターンがグリーンシート上に形成された。

このようにして細線パターンが形成されたグリーンシー
トから支持体であるポリエチレンテレフタレートフィル
ムを剥離して６００枚積層し、１５０℃。

６０ｋｇ／ｃｄの条件で３分間加圧して圧着することに
より、　１００　ｘｌＯＯＸ４０ｍｍの積層体を得た。

得られた積層体を、その積層面と垂直方向にスライスし
て厚さ３ＩＩＩＩｎのスライス体を得た。得られたスラ
イス体を加熱炉に供給し、１０℃／ｈｒで昇温し、５０
０℃で２時間保持して脱脂し２次いで１００℃／ｈｒで
昇温し、９００℃で２時間焼成することにより、−面か
ら相対する面に向かって多数の独立した導電体が配設さ
れた厚さ２．５ｍｍの異方導電性セラミックス複合体が
得られた。

得られたセラミックス複合体の比抵抗を測定したところ
１面方向の比抵抗は５．Ｉ　ＸＩＯ”Ω・ｃｍであった
。また、このセラミックス複合体の片面全体に金を蒸着
し、他方の面にはｌ　Ｘ　ｌ　ｍａ＋の面積部分に金を
蒸着し、この間の比抵抗を測定したところ、厚み方向の
比抵抗は２．２　Ｘｌ０−’Ω・Ｃｆ１ｌであった。

実施例２ 導電性ペーストに代えて抵抗ペース）　（Ｒｕｎ２゜口
中マッセイ社製ＲＸ−１１０３８）を使用すること以外
は実施例１と同様にして、スライス体を作製した。

得られたスライス体を１０℃／ｈｒで昇温し、５００℃
で２時間保持して脱脂し１次いで１００℃／ｈｒで昇温
し８６０℃で２時間焼成することにより、厚さ２．５ｍ
の異方導電性セラミックス複合体を得た。

得られたセラミックス複合体の比抵抗を測定したところ
１面方向の比抵抗は７，８　Ｘｌ０１４Ω・ｃｍであり
、厚み方向の比抵抗は１３．４Ω・ｃｍであった。

（発明の効果） 本発明の製造方法によれば、所望の厚さのセラミックス
マトリックス中に導電体が高密度に配設された異方導電
性セラミックス複合体が容易に得られる。該セラミック
ス複合体は、導電体からなる細線パターンが表面に形成
されたグリーンシートを複数枚積層して圧着し、そして
焼成することにより製造されるので、その厚さを任意に
設定できる。また、導電体の細線パターンを形成する際
には、感光性樹脂組成物を用いて作成したレジストパタ
ーンを使用しているので、該製造方法で得られたセラミ
ックス複合体は、所定方向に導電体が高密度に配設され
ており、異方性に優れている。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定方向にのみ導電性を有する異方導電性セラミッ
   クス複合体の製造方法であって、 セラミックス材料を主成分とするグリーンシート上に感
   光性樹脂組成物を用いて所定のレジストパターンを形成
   する工程と、 該レジストパターンの凹部に該セラミックス材料より比
   抵抗が小さい導電性材料を充填した後、該レジストパタ
   ーンを除去することにより、該グリーンシート上に導電
   体からなる所定の細線パターンを形成する工程と、 このようにして導電体からなる所定の細線パターンが表
   面に形成されたグリーンシートを複数枚積層して圧着し
   、そして焼成する工程と、 を包含する異方導電性セラミックス複合体の製造方法。