JPH08195559A - セラミック多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックグリーンシートを積層、焼成した
後のビアホール、導体パターンの位置ずれを低減するセ
ラミック多層基板の製造方法を提供する。 【構成】 表面に導体ペースト及び／または絶縁ペース
トを印刷、乾燥したセラミックグリーンシートを複数枚
積層し、これを焼成して得るセラミック多層基板の製造
方法において、前記導体ペースト及び／または絶縁ペー
ストを印刷する前に、前記セラミックグリーンシートに
水酸基を含む液体を接触させ、次いで該セラミックグリ
ーンシートに該セラミックグリーンシート中の樹脂可溶
性溶剤を接触させ、セラミックグリーンシートを収縮さ
せる構成よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック多層基板の
製造方法に係り、より詳細には、セラミックグリーンシ
ートの収縮による積層ずれを防止したセラミック多層基
板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、３次元ハイブリッドのマルチチ
ップモジュール基板やサブアッセンブリ基板等に用いら
れるセラミック多層基板は、ドクターブレード法等によ
ってセラミックグリーンシートを作成し、このセラミッ
クグリーンシートに金型による打ち抜き加工等を施して
所定の形状に成形し、ビアホールを形成した後、スクリ
ーン印刷によって導体詰め、導体パターンを形成し、熱
乾燥を行って導体ペースト中の溶剤を揮発させる。そし
て、このようにして作成したセラミックグリーンシート
を複数枚積層した後、これを焼成してセラミック多層基
板としている。

【０００３】ところで、このようなセラミック多層基板
の製造方法の場合、セラミックグリーンシート作成過程
において、前記導体ペースト印刷後の熱乾燥によって該
セラミックグリーンシートが収縮を生じ、積層した各セ
ラミックグリーンシートのビアホールや導体パターンの
位置ずれが発生して、該セラミックグリーンシート相互
間での位置精度を確保できなくなるという不都合があ
る。

【０００４】そこで、近年では、このような不都合を解
消する手段として、『セラミックグリーンシートを所定
の寸法に成形した後、このセラミックグリーンシートを
湯内に浸漬し、乾燥することによって予め収縮させ、そ
の後にビアホール、導体パターンの形成を行う方法』
（特開平３−２３７７９８号公報参照）、『セラミック
グリーンシートに有機溶剤または無機溶剤（水）を接触
させることにより、乾燥後の寸法変化を防止する方法』
（特公昭５８−４８４９７号公報参照）が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たセラミック多層基板の製造方法の場合、次のような課
題がある。すなわち、 前記セラミックグリーンシートを湯に浸漬させるこ
とで収縮を生ぜしめるようにした方法の場合は、充分な
セラミックグリーンシートの収縮が得られず、焼成後の
十分な位置ズレを防止することが困難である。 セラミックグリーンシートに無機溶剤（水）を接触
させる方法の場合は、該セラミックグリーンシート中の
樹脂が水溶性の重合体でなければ収縮の効果が得られな
い。 セラミックグリーンシートに有機溶剤を接触させる
方法の場合は、充分な収縮を得るには、多量の有機溶剤
が必要となる。等の課題がある。

【０００６】本発明は、上述した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
クグリーンシートを積層、焼成した後のビアホール、導
体パターンの位置ずれを低減するセラミック多層基板の
製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、上記目的を達成
するための手段としての本発明の請求項１のセラミック
多層基板の製造方法は、表面に導体ペースト及び／また
は絶縁ペーストを印刷、乾燥したセラミックグリーンシ
ートを複数枚積層し、これを焼成して得るセラミック多
層基板の製造方法において、前記導体ペースト及び／ま
たは絶縁ペーストを印刷する前に、前記セラミックグリ
ーンシートに水酸基を含む液体を接触させ、次いで該セ
ラミックグリーンシートに該セラミックグリーンシート
中の樹脂可溶性溶剤を接触させ、該セラミックグリーン
シートを収縮させる構成としている。

【０００８】請求項２のセラミック多層基板の製造方法
は、表面に導体ペースト及び／または絶縁ペーストを印
刷、乾燥したセラミックグリーンシートを複数枚積層
し、これを焼成して得るセラミック多層基板の製造方法
において、前記導体ペースト及び／または絶縁ペースト
を印刷する前に、前記セラミックグリーンシートに水酸
基を含む液体と該セラミックグリーンシート中の樹脂可
溶性溶剤の混合剤を接触、または該セラミックグリーン
シートに水酸基を含む液体と該セラミックグリーンシー
ト中の樹脂可溶性溶剤を同時に接触させ、該セラミック
グリーンシートを収縮させる構成としている。

【０００９】請求項３のセラミック多層基板の製造方法
は、前記請求項１または２のセラミック多層基板の製造
方法において、前記液体を水としている。また請求項４
のセラミック多層基板の製造方法は、前記請求項１〜３
の何れかに記載のセラミック多層基板の製造方法におい
て、前記溶剤をキシレン、トルエン、アセトン、メタノ
ール等の有機溶剤とした構成としている。

【００１０】

【作用】そして、本発明の請求項１のセラミック多層基
板の製造方法は、セラミックグリーンシートを水酸基を
含む液体に接触させることで、該セラミックグリーンシ
ートが収縮し易くなり、この状態のセラミックグリーン
シートに溶剤を接触させることで少量の溶剤でセラミッ
クグリーンシートの大きな収縮が得られ、その後の印
刷、乾燥による収縮が大幅に減少して、ビアホールや導
体パターンの位置ずれが極めて少なくなる。

【００１１】請求項２のセラミック多層基板の製造方法
は、前記セラミックグリーンシートに水酸基を含む液体
と該セラミックグリーンシート中の樹脂可溶性溶剤の混
合剤を接触、または該セラミックグリーンシートに水酸
基を含む液体と該セラミックグリーンシート中の樹脂可
溶性溶剤を同時に接触させることで、該水酸基を含む液
体が、該セラミックグリーンシートを収縮し易い状態に
し、またこれと並行して前記樹脂可溶性溶剤がセラミッ
クグリーンシート中の樹脂に働き、少量の樹脂可溶性溶
剤でもってセラミックグリーンシートの大きな収縮が得
られ、その後の印刷、乾燥による収縮が大幅に減少し
て、ビアホールや導体パターンの位置ずれが極めて少な
くなる。

【００１２】請求項３のセラミック多層基板の製造方法
は、水酸基を有する液体として水を用いるので、製造コ
ストが廉価になる。また請求項４のセラミック多層基板
の製造方法は、溶剤としてキシレン、トルエン、アセト
ン、メタノール等の有機溶剤を用いるので、グリーンシ
ートを組成するブチラール樹脂に作用して大きな収縮率
を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明する。ここに、図１は、本発明
の一実施例を示す製造過程の工程図、図２は水、溶剤塗
布工程での収縮率と印刷乾燥工程での収縮率との関係を
示す線図、図３は溶剤塗布量と水、溶剤塗布工程での収
縮率との関係を示す線図である。

【００１４】本実施例のセラミック多層基板の製造方法
は、概略すると、セラミックグリーンシート作成工
程、フィルム剥がし工程、セラミックグリーンシー
ト収縮工程、ビアホール穿設・導体詰め・印刷・乾燥
工程、セラミックグリーンシート積層工程、焼成工
程、の六工程を有する（図１参照）。そして、本実施例
のセラミック多層基板の製造方法は、この工程のうち
で、前記セラミックグリーンシート収縮工程に特徴を有
し、他の工程は、従来の製造方法と同様であるので、詳
細な説明は省略する。

【００１５】まず、セラミックグリーンシート作成工程
では、セラミック粉末に水に不溶性の所定量のブチラー
ル樹脂等の有機バインダー、可塑剤、有機溶剤等を加え
てスラリーを生成し、該スラリーをドクターブレードを
用いて、フィルム上に所定の厚さのセラミックグリーン
シートを作成する。次に、フィルム剥し工程で、該セラ
ミックグリーンシートの該フィルムを剥がした後、次の
セラミックグリーンシート収縮工程で、該セラミックグ
リーンシートを収縮させる。

【００１６】セラミックグリーンシート収縮工程は、セ
ラミックグリーンシートの全面または前記フィルムを剥
がした面側のセラミックグリーンシートに水酸基を有す
る液体である水に接触させる水接触工程と、該セラミッ
クグリーンシートの表面に溶剤を接触させる溶剤接触工
程の二工程を有する。まず、該水接触工程では、該セラ
ミックグリーンシートを水に浸漬したり、あるいは水を
噴霧したり、あるいは蒸気を吹き付けるなどしたりして
行うことができ、また、水の温度は０〜１００℃の範囲
内であれば特に限定されない。

【００１７】次に、溶剤接触工程では、水を接触させた
グリーンシート表面に溶剤を接触させる。ここでは、該
溶剤として、セラミックグリーンシートに含まれるブチ
ラール樹脂等のバインダーを溶解させ得るキシレン、ト
ルエン、アセトン、メタノール等の有機溶剤を用いてい
るが、セラミックグリーンシートに含まれる樹脂溶解さ
せるものであれば、特に限定されるものではなく、ま
た、単一系溶剤、混合系溶剤のいずれの溶剤も用いるこ
とができる。更に、セラミックグリーンシートに対する
有機溶剤の接触は、該セラミックグリーンシートを有機
溶剤に浸漬したり、あるいは有機溶剤を噴霧したりして
行うことができるが、噴霧法（スプレー法）による方
が、簡便である。そして、前記水、およひ溶剤と接触さ
せた後、熱乾燥させる。

【００１８】その後、前記セラミックグリーンシートを
金型プレス等によって所定の寸法に切断し成形し、ビア
ホール穿設・導体詰め・印刷工程で、パンチングマシン
や金型プレス等を用いてビアホール（穴明け）を形成
し、更にスクリーン印刷等で導体ペーストを印刷して所
定の導体パターンを形成して乾燥する。

【００１９】このようにして形成した複数枚のグリーン
シートを、セラミックグリーンシート積層工程で複数枚
積層してグリーンシート積層体を形成し、更に次の焼成
工程で、該グリーンシート積層体を、同時焼成すること
によって、セラミック多層基板を作成する。

【００２０】そして、本実施例のセラミック多層基板の
製造方法によれば、セラミックグリーンシートに、水酸
基を有する液体である水を接触させた後、有機溶剤を接
触させているので、少量の有機溶剤で大きな収縮率が得
られる。すなわち、セラミックグリーンシート表面にキ
シレン、トルエン、アセトン、メタノール等の有機溶剤
を接触させることで、セラミックグリーンシートを収縮
させることができるが、有機溶剤のみによって大きな収
縮率を得ようとすると、多量の溶剤を接触させる必要が
生じる。しかし、多量の溶剤を接触させると、セラミッ
クグリーンシート中のブチラール樹脂が溶剤の揮発に伴
って表面に浮き上がり、セラミックグリーンシートが硬
くなる等、ビアホール穿けや導体パターンの印刷時の不
都合を招来する。

【００２１】これに対して、前記溶剤を接触させる前あ
るいは同時に、セラミックグリーンシートに水を接触さ
せると、該セラミックグリーンシートが収縮し易くな
る。つまり、該セラミックグリーンシート中のブチラー
ル樹脂等のバインダーを構成するそれぞれの分子の末端
にはカチオン性の親水基が存在するため、各分子は正に
荷電しており、そのために分子は互いにクーロン反発を
生じて一定の分子間距離を保っており、収縮し難くなっ
ている。そこで、セラミックグリーンシートを水に接触
させて、これに水酸基（０Ｈ^- ）を与えることによって
クーロン反発が弱くなって、セラミックグリーンシート
は収縮し易くなる。

【００２２】そして、この水が接触してクーロン反発が
弱くなっているセラミックグリーンシートに溶剤を接触
させることで、該溶剤によるセラミックグリーンシート
の収縮量が大きくなって、少量の溶剤でも大きな収縮を
得ることができる。

【００２３】次に、本実施例のセラミック多層基板の製
造方法の作用・効果を確認するために、まずセラミック
グリーンシートの加工成形前の前処理として、該セラミ
ックグリーンシートに有機溶剤のみを塗布した場合にお
いて、該セラミックグリーンシートの水・溶剤接触工程
での収縮率と印刷・乾燥工程での収縮率との関係を調べ
た。その結果を図２に示す。そして、この図２に示すよ
うに、水・溶剤接触工程での収縮率を上げることによっ
て印刷・乾燥工程での収縮率を下げることができること
が確認できた。

【００２４】そこで、セラミックグリーンシートのフィ
ルム剥し面に水を塗布した後、表１に示すように、有機
溶剤を塗布した場合（実施例１〜１）と、セラミックグ
リーンシートのフィルム剥し面に水を塗布することなく
有機溶剤のみを塗布した場合（比較例１〜４）とについ
て、有機溶剤の塗布量を変化させ、そのときの水、溶剤
塗布工程でのセラミックグリーンシートの収縮率につい
て計測、算出した。なお、実験には６００ｃｍ² のセラ
ミックグリーンシートを用いた。また、水、有機溶剤塗
布後の乾燥は、１００℃、３０〜４０分の熱乾燥炉で行
った。

【００２５】

【表１】

【００２６】これらの実施例１〜４、比較例１〜４につ
いてのセラミックグリーンシートの収縮率を図で示す
と、概ね、図３に示すようになる。なお、図３におい
て、△は実施例１〜４を、○は比較例１〜４をそれぞれ
示している。そして、以上の結果から分るように、セラ
ミックグリーンシートに塗布する溶剤の量が同じであっ
ても、水を塗布した後溶剤を塗布した場合（実施例）と
水を塗布しないで溶剤のみを塗布した場合（比較例）と
では、実施例の方が比較例に比べて収縮率が大幅に向上
している。

【００２７】そして、例えば印刷・乾燥工程での収縮率
を０．０３％程度に抑えようとした場合、図２から分る
ように前処理での収縮率として０．３％程度得る必要が
あるが、溶剤のみで０．３％以上の収縮率を得ようとす
ると、溶剤の量が多くなってセラミックグリーンシート
にブチラール樹脂の浮き出しが生じる（比較例４）こと
になり、前述したようにセラミックグリーンシートが硬
くなる等の不都合が生じる。これに対し、水を塗布した
後溶剤を塗布するようにすれば、上記実施例では約３ｃ
ｃの溶剤量でブチラール樹脂の浮き上がりという不都合
を生じることなく、前処理で０．３％程度の収縮率が得
られて、印刷工程での収縮率を０．０３％以下に抑える
ことができることが確認できる。

【００２８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変
形実施できる構成を含むものである。因みに、前述した
実施例においては、セラミックグリーンシートに水を接
触した後、溶剤を接触させる構成で説明したが、水と溶
剤を同時に接触させても、また該水と溶剤の混合剤を接
触させる構成としてもよい。この場合、水による作用
と、溶剤による作用が並行して行われ、少ない溶剤量で
良好なセラミックグリーンシートの収縮を得ることがで
きる。

【００２９】

【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のセラミック多層基板の製造方法によれば、
セラミックグリーンシートを水酸基を含む液体に接触さ
せ、次いでこのセラミックグリーンシートを溶剤に接触
させて収縮させた後、セラミックグリーンシートを所定
の形状に成形し、導体ペーストを印刷するので、少量の
溶剤でセラミックグリーンシートの大きな収縮が得られ
るようになり、その後に形成するビアホールや導体パタ
ーンの位置ずれを大幅に低減することができるという効
果を有する。

【００３０】請求項２のセラミック多層基板の製造方法
によれば、セラミックグリーンシートに水酸基を含む液
体と該セラミックグリーンシート中の樹脂可溶性溶剤の
混合剤を接触、または該セラミックグリーンシートに水
酸基を含む液体と該セラミックグリーンシート中の樹脂
可溶性溶剤を同時に接触させているので、該水酸基を含
む液体が、該セラミックグリーンシートを収縮し易い状
態にし、またこれと並行して前記樹脂可溶性溶剤がセラ
ミックグリーンシート中の樹脂に働き、少量の樹脂可溶
性溶剤でもってセラミックグリーンシートの大きな収縮
が得られ、その後の印刷、乾燥による収縮が大幅に減少
して、ビアホールや導体パターンの位置ずれを大幅に低
減することができるという効果を有する。

【００３１】請求項３のセラミック多層基板の製造方法
によれば、水酸基を有する液体として水を用いるので、
製造コストが廉価になるという効果を有する。

【００３２】請求項４のセラミック多層基板の製造方法
によれば、溶剤としてキシレン、トルエン、アセトン、
メタノール等の有機溶剤を用いるので、セラミックグリ
ーンシートを形成するブチラール樹脂等のバインダーに
作用して大きな収縮率を得ることができるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す製造過程のフロー図
である。

【図２】 水、溶剤塗布工程での収縮率と印刷乾燥工程
での収縮率との関係を示す線図である。

【図３】 溶剤塗布量と水、溶剤塗布工程での収縮率と
の関係を示す線図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に導体ペースト及び／または絶縁ペ
   ーストを印刷、乾燥したセラミックグリーンシートを複
   数枚積層し、これを焼成して得るセラミック多層基板の
   製造方法において、前記導体ペースト及び／または絶縁
   ペーストを印刷する前に、前記セラミックグリーンシー
   トに水酸基を含む液体を接触させ、次いで該セラミック
   グリーンシートに該セラミックグリーンシート中の樹脂
   可溶性溶剤を接触させ、該セラミックグリーンシートを
   収縮させることを特徴とするセラミック多層基板の製造
   方法。
2. 【請求項２】 表面に導体ペースト及び／または絶縁ペ
   ーストを印刷、乾燥したセラミックグリーンシートを複
   数枚積層し、これを焼成して得るセラミック多層基板の
   製造方法において、前記導体ペースト及び／または絶縁
   ペーストを印刷する前に、前記セラミックグリーンシー
   トに水酸基を含む液体と該セラミックグリーンシート中
   の樹脂可溶性溶剤の混合剤を接触、または該セラミック
   グリーンシートに水酸基を含む液体と該セラミックグリ
   ーンシート中の樹脂可溶性溶剤を同時に接触させ、該セ
   ラミックグリーンシートを収縮させることを特徴とする
   セラミック多層基板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記液体が、水である請求項１または２
   に記載のセラミック多層基板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記溶剤が、キシレン、トルエン、アセ
   トン、メタノール等の有機溶剤である請求項１〜３の何
   れかに記載のセラミック多層基板の製造方法。