JPH10200260A

JPH10200260A - パターン付グリーンシートの製造方法及びセラミック多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPH10200260A
Application number: JP12797A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Katsumura; 宣仁勝村; Fusaji Shoji; 房次庄子; Masahide Okamoto; 正英岡本; Bunichi Tagami; 文一田上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度実装に対処できるパターン付グリーンシ
ートの製造方法と、それを用いたセラミック多層配線基
板の製造方法を実現する。【解決手段】支持体１上に、感光性ペースト２を均一に
塗布、乾燥、露光、現像することにより予め回路パター
ン５を形成し、転写用パターン付支持体５１を作成す
る。この回路パターン５をグリーンシート９上に転写す
ることにより、グリーンシート上に回路パターンを形成
する。この回路パターン付グリーンシートを積層し、焼
結してセラミック多層配線基板９３を製造する。【効果】グリーンシート上に高精細パターンを容易に形
成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリーンシートの
製造方法及びセラミック多層配線基板の製造方法に係
り、さらに詳しくはグリーンシート上に配線パターン等
の所定のパターンを形成するグリーンシートの製造方法
及びこの方法により製造されたグリーンシートを用いる
セラミック多層配線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（イ）従来、グリーンシート上に導体パターンを形成す
る方法として、スクリーン枠に張られたスクリーンマス
ク上に金属ペーストを置き、これをスキージの圧力によ
りスクリーンマスクを基板に押しつけながら、スクリー
ンマスクの開口部を通してパターンを形成するスクリー
ン印刷法が用いられている。

【０００３】また、感光性ペーストを用いて回路パター
ンを形成する方法には、例えば（ロ）特開昭63-265979
号公報、特開平5-67405号公報及び特開平5-204151号公
報に見られるように、焼結基板上にパターンを形成し、
再度焼結する方法や、（ハ）特開平7-135386号公報に見
られるように、光硬化させたグリーンシートを用いるこ
とにより、グリーンシートの耐薬品性や耐溶解性を向上
させることにより感光性ペーストに含まれる有機溶剤と
グリーンシート中のバインダとの反応を回避し、現像液
を用いてパターン形成を行う方法、また（ニ）特開平8-
34096号公報に見られるように、予め保護膜として感光
性樹脂組成物をグリーンシートに塗布、光硬化する表面
処理を行い、次いで（ハ）と同様にパターン形成を行う
方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（イ）の
方法では、配線幅80μｍが微細化の限界と言われてい
て、更なる微細化が不可能であり、信号伝搬の高速化、
基板の小型化、省スペース化等に対応出来ない。また、
スクリーンのワイヤのあるところは印刷膜厚が薄くな
り、ワイヤの無いところは印刷膜厚が厚くなってしま
う、メッシュ跡と称される印刷後配線の凹凸が発生し易
い。

【０００５】また、同様に、線幅が不均一になりやす
い。印刷膜厚が薄い部分や線幅の細い部分は、配線抵抗
が大きくなったり、断線を引き起こしたりする。更に、
スクリーン印刷においては、配線の断面形状を矩形にす
ることは困難である。これは、配線抵抗（断面積）を維
持しながら、XY方向での配線幅の微細化をすることは困
難であることを示している。

【０００６】また、（ロ）では、基板製造プロセスにお
いて、焼結を複数回行わなければならないため、セラミ
ック基板の製造時間が長くなる。従って、コストが高く
なる。また、一旦焼結したセラミック基板に配線形成す
るため、セラミック基板の最表面しか適用できない等の
問題がある。

【０００７】（ハ）や（ニ）では、配線パターンを形成
する際の現像時に、グリーンシートを現像液に晒さなけ
ればならない。この際にグリーンシート中のバインダが
現像液により膨潤し、グリーンシートが変形してしま
う。この変形は、設計に対するビアホールの位置をずら
し、複数枚のグリーンシートを積層して圧着する時の位
置合わせが出来なくなる。

【０００８】とりわけ（ニ）の場合には、グリーンシー
ト上に保護膜として予め塗布した感光樹脂膜中のバイン
ダを光硬化させるため、グリーンシート中に硬化物を多
量に含むことになる。硬化物は、脱バインダ時に炭素と
して残りやすく、これを除去するために脱バインダに時
間がかかってしまう。または、脱バインダが十分でない
と残留炭素が多くなり、セラミック基板の性能や信頼性
が低下する。特に、ガラスセラミック基板は焼結温度が
低いため、炭素が残留しやすい。セラミック基板中の残
留炭素量は200ppm以下であることが必要であり、これよ
りも多いと、基板中にボイドが発生して基板の強度を低
下、誘電率を増加、絶縁抵抗を低下等の問題が発生す
る。

【０００９】したがって、本発明の目的は、上記これら
従来の問題点を解消することにあり、第１の目的はグリ
ーンシート上に信頼性の高い微細パターン（高精細パタ
ーン）を形成することのできる改良されたグリーンシー
トの製造方法を、そして第２の目的はこのグリーンシー
トを用いて高密度、高信頼性のセラミック多層配線基板
が得られる製造方法を、それぞれ提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、グリーンシート上に回路パターンを形成するに
際して、従来のようにグリーンシートに特別な表面処理
を必要とせず、またグリーンシートを現像液に晒すこと
なく、感光性ペーストから成る回路パターンをグリーン
シート上に形成する方法を見出し、本発明を完成するに
至った。

【００１１】すなわち、本発明は、このような実験事実
に基づいて為されたものであり、上記第１の目的は、支
持体に感光性ペーストを塗布し、乾燥させて感光性ペー
ストの塗膜を形成する工程と、所定のパターンが形成さ
れたフォトマスクを介してこの感光性ペースト塗膜を露
光し、現像することによって支持体上にフォトマスクに
対応した所定のパターンを形成し、転写用パターン付支
持体を準備する工程と、別途予め作成されたセラミック
グリーンシートと先の転写用パターン付支持体とを位置
合わせして圧着し、支持体上に予め形成しておいた転写
用パターンをグリーンシート上に転写する工程とを有し
て成るパターン付グリーンシートの製造方法によって、
達成することができる。

【００１２】この製造方法によりグリーンシート上に形
成されたパターンは、表面が平坦な支持体基板上に均一
塗布された感光性ペーストの膜より形成されるので、メ
ッシュ跡と称される印刷後配線の凹凸が発生しない。ま
た、パターンは、フォトリソグラフィにより形成される
ので、線幅を微細にすることができ、更に、断面形状を
矩形にすることができる。これは、配線の場合、抵抗
（断面積）を維持しながら、XY方向での配線幅の微細化
をすることが容易であることを示す。

【００１３】グリーンシート上のパターン形成において
は、通常、導体パターンを形成する配線回路パターンの
場合が多いが、グリーンシートの用途によっては抵抗
体、誘電体、もしくは絶縁体のパターンを形成する場合
もある。このような場合には、用途に応じて、感光性ペ
ーストに混入する成分を適宜選択すればよい。配線回路
パターンの場合は、感光性ペーストに導体成分として金
属粉末、炭素粉末等の導体粉末を混入させておけばよ
く、抵抗体、誘電体、もしくは絶縁体パターンの場合に
は、導体粉末の代わりに抵抗体、誘電体、もしくは絶縁
体に対応する成分の粉末を、それぞれ混入させておけば
よい。

【００１４】パターンを転写するセラミックグリーンシ
ートには、予め所定個所にビアホールが形成され、ビア
ホール内には金属ペーストが埋め込まれて構成され、転
写されるパターンが配線回路パターンの場合には、転写
する時にパターンとビアホールとが位置合わせされて、
ビアホールの金属ペーストと電気的に接続される。

【００１５】また、上記第２の目的は、上記パターン付
グリーンシートの製造方法に引き続き、得られたパター
ン付グリーンシートを複数枚積層、圧着、積層し、焼結
する工程を有して成るセラミック多層配線基板の製造方
法によって達成される。

【００１６】グリーンシートの積層に際しては、目的と
する多層配線基板の種類に応じて必要なパターンの形成
されたグリーンシートを順次積層すればよい。例えば配
線パターンの形成された複数層のグリーンシート間に誘
電体パターン等の他の種類のパターンが形成されたグリ
ーンシートを挾み込むことも可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態によって本発明
をさらに具体的に説明する。（Ｉ）．パターン付グリーンシートの製造方法につい
て：（Ｉ）−１．支持体上への感光性ペーストの塗布工程先ず、支持体に感光性ペーストを均一に全面又は一部に
塗布する。支持体としては、ポリエステルやポリエチレ
ン等の高分子、ステンレス等の金属、ガラスやセラミッ
クス等から成る板、円筒体、ブロック等が使用でき、好
ましくは熱又は光剥離性シートが用いられる。感光性ペ
ーストの塗布方法は、スピンコート、ドクターブレー
ド、スクリーン印刷、グラビア印刷、凸版印刷等の方法
による。塗布後、これを乾燥し、溶媒を揮散し、成膜す
る。

【００１８】支持体を構成する好ましい熱剥離性高分子
シート（加熱剥離性接着フィルム）について更に詳述す
ると、フィルムのベース材料としては、例えぱ、スチレ
ン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢ
Ｓ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合
体（ＳＩＳ）、スチレン・エチレンブチレン・スチレン
ブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などの合成ゴムをベース
としたゴム系加熱剥離性接着フィルム；天然ゴムや合成
ゴムをベースとしたゴム系加熱剥離性接着フィルム；メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、２−エチルヘキシ
ル、イソオクチル、イソノニル、イソデシル、ドデシ
ル、ラウリル、トリデシル、ペンタデシル、ヘキサデシ
ル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコ
シル基等の炭素数が２０以下のアルキル基を有するアク
リル酸ないしメタクリル酸等のアクリル酸系エステル、
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アクリル酸ヒ
ドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプ
ロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アクリロニト
リル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジ
ル、酢酸ビニル、スチレン、イソブチレン、イソプレ
ン、ブタジエン、ビニールエーテル等を成分とするアク
リル酸エステル系加熱剥離性接着フィルム等が挙げられ
る。

【００１９】また、加熱剥離性接着フィルムを構成する
成分の粘着付与樹脂としては、例えば、ロジンやその誘
導体、ポリテルペン類、石油系樹脂やその水添物類、シ
クロペンタジエン系石油樹脂類、スチレン系石油樹脂
類、クマロンインデン系樹脂類などが挙げられる。粘着
樹脂の配合量は、上記のベース樹脂１００重量部あたり
４０〜２００重量部が適当である。

【００２０】また、熱剥離するための発泡剤の例として
は、無機系発泡剤の例として、水、炭酸アンモニウム、
炭酸水素アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホ
ウ素ナトリウム、アジド類が挙げられる。

【００２１】又、有機発泡剤の例として、トリクロロモ
ノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタンのよう
なフッ化アルカン、アゾビスイソブチロニトリル、アゾ
ジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート、
のようなアゾ系化合物、パラトルエンスルホニルヒドラ
ジド、ジフェニルスルホン−３，３´−ジスルホニルヒ
ドラジド、４，４´−オキシビス（ベンゼンスルホニル
ヒドラジド）、アリルビス（スルホニルヒドラジド）の
ようなヒドラジン系化合物、ｐ−トルイレンスルホニル
セミカルバジドや４，４´−オキシビス（ベンゼンスル
ホニルセミカルバジド）のようなセミカルバジド系化合
物、５−モルホリノ−１，２，３，４−チアトリアゾー
ルのようなトリアゾール系化合物、Ｎ，Ｎ´−ジニトロ
ペンタメチレンテトラミンやＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ，Ｎ
´−ジニトロソテレフタルアミドのようなＮ−ニトロソ
系化合物等が挙げられる。

【００２２】発泡剤の配合量は、接着層を膨張（発泡）
させる程度や、接着力を低下させる程度に応じて適宜に
決定してよい。一般的には、ベースポリマー１００重量
部あたり５〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量部
配合される。その接着フィルムの接着処理温度よりも高
温で膨張ないし発泡する発泡剤が用いられる。発泡剤を
マイクロカプセル化してなる熱膨張性微粒子は、ベース
ポリマー等の均一混合が容易等の点から用いられる。具
体的には、例えば、マツモトマイクロフェア（松本油脂
製薬の商品名）として市販されている。

【００２３】（Ｉ）−２．感光性ペースト膜の露光工程次に、支持体上に形成された感光性ペースト膜に対し
て、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを用
いて紫外線を全面又は一部に照射、露光し、感光性ペー
ストを光硬化させる。露光の光源としては、紫外線を放
射できるもので、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀
灯、ハロゲンランプ等が使用できる。特に超高圧水銀灯
が望ましい。露光量は、感光性ペースト中のバインダ
(光硬化性樹脂)の種類、塗布膜の厚さ等によって異なる
が、50〜5000mJ／cm²が望ましい。50mJ／cm²よりも少な
いと、露光させた部分が十分に硬化せず、配線パターン
が形成できない。また、5000mJ／cm²よりも多いと、感
光性ペースト中で紫外線が乱反射し、その量も多くなる
ため、シャープなパターンが形成できない。

【００２４】なお、感光性ペーストは、感光性樹脂組成
物、ペースト用粉末、溶剤等から構成される。感光性樹
脂組成物としては、周知のものが使用できるが、基板焼
結時の残留炭素低減の観点から、ビニル系樹脂組成物が
好ましい。特には、側鎖もしくは分子末端にエチレン性
不飽和基を有する（メタ）アクリル系共重合体、例え
ば、メタクリル酸−メタクリル酸エステルの共重合体の
メタクリル酸のカルボキシル基にメタクリル酸グリシジ
ルを付加反応させたものと、光重合開始剤、例えば、ベ
ンゾフェノン等の光ラジカル発生剤が好ましい。この感
光性樹脂組成物により、フォトリソグラフィ法によるパ
ターニングが可能となる。

【００２５】したがって、上記感光性樹脂組成物を用い
て、パターンの種類に応じた感光性ペーストが作成でき
る。つまり、感光性樹脂組成物に、導電体粉末、抵抗体
粉末、誘電体粉末、絶縁体粉末をそれぞれ混合すること
により、感光性導電ペースト、感光性抵抗ペースト、感
光性誘電ペースト、感光性絶縁ペーストが得られる。

【００２６】導電体粉末としては、例えばＷ、Ｍｏ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属もしくはこ
れら金属を主成分とした合金が用いられる。

【００２７】また、抵抗体粉末としては、例えばＲｕＯ
₂系、ＬａＢ₆系、ＳｎＯ₂−Ｔａ系等があるが、これら
に３０〜９０％の割合でガラス粉末を添加してもよい。

【００２８】また、誘電体粉末としては、例えばＰｂＴ
ｉＯ₃、ＰｂＺｎＯ₃、ＰｂＦｅＯ₃、ＰｂＭｇＯ₃、Ｐｂ
ＮｂＯ₃、ＰｂＮｉＯ₃、ＰｂＺｒＯ₃等が挙げられ、こ
れらのいずれか１種もしくは複数種を混合して用いるこ
とができる。

【００２９】また、絶縁体粉末としては、例えばＡｌ₂
Ｏ₃、ＳｉＯ₂、３Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂、ＰｂＯ、Ａｌ₂Ｏ
₃・ＭｇＯ、Ｂ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ₂、Ｚｎ
Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ等が挙げられ、これらの
いずれか１種もしくは複数種を混合して用いることがで
きる。更に詳しくは、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ムライト
（Ｍｕｌｌｉｔｅ３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、コージェ
ライト（Ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃
・５ＳｉＯ₂）のうち少なくとも１種のセラミック粉
末、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−
ＺｎＯ系等の硼珪酸ガラスのうち少なくとも１種のガラ
スセラミック粉末等が挙げられる。

【００３０】溶剤としては、上記感光性樹脂組成物を溶
解させる有機溶剤であれば何れでもよいが、感光性ペー
ストを均一な膜に形成するために、沸点１００℃以上の
単一有機溶剤、もしくは沸点１００℃以上のものを含有
する混合有機溶剤が好ましい。例えば、ブタノール等の
アルコール類、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル、エチレングリコールジブチルエーテル等のエチレン
グリコール類、プロピレングリコールモノブチルエーテ
ル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピ
レングリコール類、酢酸ブチル等のエステルもしくはラ
クトン類、Ｎ−メチルピロリドン等のアミドもしくはラ
クタム類等や、これらを１種以上含む混合有機溶剤が用
いられる。

【００３１】（Ｉ）−３．露光された感光性ペースト膜
の現像工程現像は、浸漬、パドル、スプレー等の方法により行う。
更に、現像後、水シャワー等のリンスを行っても良い。
次に、必要であれば加熱乾燥を行い、水分等を除去す
る。このようにして、転写用パターンが形成された支持
体（Ａ）が製造される。

【００３２】なお、現像液には、感光性ペーストに用い
た溶剤をはじめ、支持体を変形もしくは支持体の表面を
変質しない一般有機溶剤が使用できる。また、感光性樹
脂（未硬化部）を溶解する有機溶剤に、感光性樹脂（未
硬化部）の溶解性を落とさない程度に水を加えてもよ
い。

【００３３】（II）．パターン形成用グリーンシートの
作成工程：一方、上記支持体に形成したパターンを転写されるグリ
ーンシートは常法により成形される。例えば、平均粒径
が50.0μｍ以下であるセラミック粉末100重量部と、溶
剤と、必要に応じて分散剤をセラミック粉末とからなる
セラミック分散液をボールミルを用いて1〜5時間湿式混
合し、次にセラミック成形用有機バインダを2から30重
量部添加し、更に湿式混合を少なくとも５時間以上行な
い、セラミック前駆体組成物を製造する。これを、脱泡
工程を経た後、室温から120℃のキャスト温度でドクタ
ーブレード法等によってグリーンシートを成形する。製
法は特に制限されるものではない。

【００３４】得られた厚さ0.05〜2mmのグリーンシート
を所定の大きさ（例えば、10〜200mm×10〜200mm角）に
切断し、必要な層、所定の位置にビアホールを打ち抜
く。この打ち抜かれたビアホールに、例えば、Ｗ（融点
3410℃）、Ｍｏ（融点2620℃）、Ａｇ（融点961.9）、
Ａｕ（融点1064℃）、Ｐｔ（融点1769℃）、Ｐｄ（融点
1554℃）、Ｃｕ（融点1083.4℃）、Ｎｉ（融点1453℃）
等の１種類以上の導体を主成分とした導体ペーストを埋
め込む。この様にして穴埋めされたグリーンシート
（Ｂ）が製造される。

【００３５】グリーンシートの製造に用いられる平均粒
径が50.0μｍ以下であるセラミック粉末としては、例え
ば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、３Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂、Ｐｂ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃・ＭｇＯ、Ｂ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｚｒ
Ｏ₂、ＺｎＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ等から少なくと
も１種以上より選ばれたものである。更に詳しく言え
ば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔ
ｅ，３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、コージェライト（Ｃｏ
ｒｄｉｅｒｉｔｅ，２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５Ｓｉ
Ｏ₂）のうち少なくとも１種のセラミック粉末、ＳｉＯ₂
−Ｂ₂Ｏ₃−Ｎａ₂Ｏ系、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｋ₂Ｏ系、Ｓ
ｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ
系等の硼珪酸ガラスのうち、少なくとも１種以上のガラ
スセラミック粉末より選ばれる。

【００３６】また、これらのガラスセラミックがＣｕ、
Ａｇ、Ａｕ等の導体の融点より低温で焼成可能な非結晶
性又は結晶性ガラスセラミックであることが好ましく、
又焼結後にクリストバライトが生成しにくい成分が好ま
しい。このセラミック粒子は球状、粉砕状のもの等が使
用される。微細なスルーホール加工を必要とする場合に
は、グリーンシート用セラミック粉末の平均粒径は、一
般的に１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下が望ま
しい。

【００３７】グリーンシートの作成に用いられる溶剤と
しては、バインダを溶解または分散させるもので、有機
溶剤、水、もしくは水及び有機溶剤から選ばれる。

【００３８】セラミック用分散剤は、必要に応じて用い
られ、セラミック粉末同士が凝集しにくくし、スラリの
流動を容易にするものである。セラミック用分散剤は溶
剤に溶解又は分散した溶液に、セラミック粉末を添加し
て使用する。

【００３９】（III）．グリーンシート（Ｂ）上へのパ
ターン転写工程：グリーンシートへのパターン転写は次
の手順で行われる。先ず、位置合わせ工程で支持体と
グリーンシートとを位置合わせする。すなわち、上記支
持体（Ａ）に形成された転写用パターンと、グリーンシ
ート（Ｂ）のスルーホールとが位置ずれしないように正
確に位置合わせする。次いで、圧着工程で支持体の転
写用パターンをグリーンシート上に圧着する。更に、
脱圧工程で支持体とグリーンシートとの間に加えた接触
圧を解放し、剥離工程で支持体からパターンを剥離し
てグリーンシートに転写する。

【００４０】位置合わせ工程に入る前に、支持体
（Ａ）のパターン表面に接着性を持たせるために、必要
に応じて接着剤もしくは溶剤を塗布しても良い。剥離
工程においては、パターンと支持体との剥離を良くする
ために、加熱しても良い。また、支持体が光剥離性シー
トであれば、露光しても良い。

【００４１】ここで、ａ）支持体として熱剥離性シート
もしくは熱剥離性の離型剤を塗布したものを用いる場
合、剥離のために加熱を行う。あるいはｂ）室温にて
（支持体とパターンの接着力）≧（パターンとグリーン
シートの接着力）の場合、パターンとグリーンシートの
接着力を上げるために加熱を行ってもよい。

【００４２】ａ）の場合、加熱は、脱圧工程〜剥離
工程の時点で行う。位置合わせ工程、もしくは圧着
工程の時点で加熱を行うと、位置ずれ、パターン付き支
持体の変形、断線パターンの支持体からの脱落等が起
る。

【００４３】ｂ）の場合では、加熱は、圧着工程〜
剥離工程の時点で行う。位置合わせ工程の時点で加熱
を行うと、支持体とパターン及びグリーンシートの熱膨
張計数の違いから、位置ずれ、パターン付支持体の変形
等が起る。

【００４４】（IＶ）．パターン付グリーンシートを用
いたセラミック多層配線基板の製造方法：こうして回路
パターンが形成されたグリーンシート数層から数十層を
積層し、温度80〜150℃、圧力0.98MPa〜29.4MPa（10〜3
00kgf/cm²）で熱プレス圧着する。得られた積層体を所
定の形状、大きさになるように切断する。これを、上記
導体の種類によって焼成温度が異なる（一般には導体の
融点以下で焼成）が、約350〜1800℃の温度で少なくと
も５時間以上空気中もしくは非還元性雰囲気中（酸化性
雰囲気もしくは中性雰囲気中）で焼成することによっ
て、目的とするセラミック多層配線基板が得られる。

【００４５】本発明のセラミック多層配線基板の製造方
法は、グリーンシートに表面処理等の特別な処理を施す
ことなく、感光性ペーストを用いてフォトリソグラフィ
法で回路パターンをグリーンシート上に形成でき、脱バ
インダ、配線の微細化において有利である。また、この
グリーンシートを積層、焼成することにより微細パター
ンのセラミック多層配線基板が容易に得られる。

【００４６】

【実施例】以下、図１〜図３を用いて本発明を更に具体
的に説明する。〈実施例１〜１０〉（１）転写用パターン付支持体の作製：図１（ａ）に断
面図を示すように、紫外線遮光下にて、支持体となる２
００ｍｍ角の熱剥離性シートリバアルファ（商品名：日
東電工（株）製）１上に、２５０メッシュのスクリーン
を用いて感光性銅ペーストＰＣ−６０００（商品名：東
レ（株）製）２を１６０ｍｍ角に塗布した。これを１０
０℃、３０分で乾燥した。塗布膜の厚さは約２０μｍで
あった。

【００４７】次に図１（ｂ）に示すように、所定のファ
インパターンを形成した回路形成用のクロムマスク３を
用いて、５００ｍＪ／ｃｍ²の出力の超高圧水銀灯で紫
外線４を照射し露光した。これを図１（ｃ）に示すよう
に、２５℃に保持したモノエタノールアミンの０．５重
量％の水溶液に浸漬して現像し、その後水スプレーによ
り洗浄して、転写用パターン５を支持体上に作製し、転
写用パターン付支持体５１とした。

【００４８】（２）−１．アルミナグリーンシートの作
製：セラミックグリーンシート用粉末として、全体の組
成としては酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）９３％、シリ
カゲル（ＳｉＯ₂）５％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
２％の成分を有する粒径５μｍ以下のセラミック粉末１
００重量部、溶剤１５０重量部、ポリメタクリル酸エス
テル系のセラミック成形用有機バインダ８重量部、及び
可塑剤を加え合わせ、図２（ｄ）に示すように、これを
アルミナ製内張り容器、アルミナ製ボールを用いたボー
ルミル装置６にて２４時間混練した。

【００４９】このようにしてセラミック前駆体組成物ス
ラリを作製した後、これから減圧で脱泡した。更に減圧
濃縮により粘度を１０００〜１００００ｃＰに調整した
スラリ７を、図２（ｅ）に示すように、ドクターブレー
ド型キャスト装置８を用い、ポリエステルフィルム上に
塗布して１００℃で乾燥し、グリーンシート（Ｂ１）９
を作製した。

【００５０】（２）−２．ガラスセラミックグリーンシ
ートの作製：ガラスセラミックグリーンシート用粉末と
して、全体の組成としては硼珪酸ガラス（ＳｉＯ₂ ８
４％、Ｂ₂Ｏ₃ ９％、Ｋ₂Ｏ４％、Ａｌ₂Ｏ₃ ３％）
５０％、ムライト５０％の成分を有する粒径５μｍ以下
のセラミック粉末１００重量部、溶剤１５０重量部、ポ
リメタクリル酸エステル系のセラミック成形用有機バイ
ンダ８重量部、及び可塑剤を加え合わせ、図２（ｄ）に
示すように、これをアルミナ製内張り容器、アルミナ製
ボールを用いたボールミル装置６にて２４時間混練し
た。

【００５１】このようにしてセラミック前駆体組成物ス
ラリを作製した後、これから減圧で脱泡した。更に減圧
濃縮により粘度を１０００〜１００００ｃＰに調整した
スラリ７を、図２（ｅ）に示すように、ドクターブレー
ド型キャスト装置８を用い、ポリエステルフィルム上に
塗布して１００℃で乾燥し、グリーンシート（Ｂ２）９
を作製した。

【００５２】（３）アルミナ多層配線基板の作製：図２
（ｆ）に斜視図を示すように、グリーンシート（Ｂ１）
９をパンチ金型を用いて、２００ｍｍ×２００ｍｍ角に
切断し、ガイド用穴１０を施した。その後、このガイド
用穴１０を利用してグリーンシート９を固定し、パンチ
１１により所定位置にスルーホール１２を打ち抜いた。

【００５３】次に図２（ｇ）に示すように、粒径５μｍ
以下のタングステン粉末：エチルセルロース：α−テレ
ピネオール＝１００：２：１８（重量比）の導体ペー
スト１３をスキージ１４を用いてグリーンシート９にあ
けたスルーホール１２に充填し、ビア１５とし、穴埋め
グリーンシート９１を作製した。

【００５４】このグリーンシート９１と転写用パターン
付支持体５１とを、図３（ｈ）の断面拡大図に示す如く
位置合わせして、１００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力にてプレ
ス圧着を行なった。脱圧後、図３（ｉ）に示すように、
１２０℃に加熱し、支持体１をパターン５から剥離し
て、パターン５を穴埋めグリーンシート９１に転写する
ことにより、配線回路パターン付グリーンシート９２を
作製した。

【００５５】このように回路形成されたグリーンシート
９２を図３（ｊ）に示すように、ガイド用穴１０にガイ
ドピン１６を通して位置を合わせ、４０枚を積層し、１
３０℃、１２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力にて熱プレス圧着
を行なった。

【００５６】図３（ｋ）に示すように、得られた積層体
を必要な形状に切断し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ角のグ
リーンシート積層板とし、窒素−水素−水蒸気の混合雰
囲気焼成炉１７内にて１６００℃で２時間焼成した。昇
温の際に脱バインダを十分行った。これにより１２０ｍ
ｍ×１２０ｍｍ角、厚さ７ｍｍのセラミック多層配線基
板９３を作製した。

【００５７】（４）ガラスセラミック多層配線基板の作
製：上記（２）−２で作成したガラスセラミックグリー
ンシート（Ｂ２）９を、上記（３）のアルミナ多層配線
基板の作製の場合と同様の方法にしたがい、図２（ｆ）
に示すように、グリーンシート（Ｂ２）９をパンチ金型
を用いて、２００ｍｍ×２００ｍｍ角に切断し、ガイド
用穴１０を施した。その後、このガイド用穴１０を利用
してグリーンシート９を固定し、パンチ１１により所定
位置にスルーホール１２を打ち抜いた。

【００５８】次に図２（ｇ）に示すように、粒径５μｍ
以下の銅粉末：エチルセルロース：２，２，４−トリメ
チルペンタンジオールモノイソブチレート＝１００：
２：１０（重量比）の導体ペースト１３をスキージ１４
を用いてグリーンシート９にあけたスルーホール１２に
充填し、ビア１５とし、穴埋めグリーンシート９１を作
製した。

【００５９】このグリーンシート９１と転写用パターン
付支持体５１とを図３（ｈ）に示す如く位置合わせし
て、１００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力にてプレス圧着を行な
った。脱圧後、図３（ｉ）に示すように、１２０℃に加
熱し、支持体１を剥離してパターン５を穴埋めグリーン
シート９１に転写することにより、パターン付グリーン
シート９２を作製した。このように回路形成されたグリ
ーンシート９２を図３（ｊ）に示すように、ガイド用穴
１０にガイドピン１６を通して位置を合わせ、４０枚を
積層し、１３０℃、１２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力にて熱
プレス圧着を行なった。

【００６０】図３（ｋ）に示すように、得られた積層体
を必要な形状に切断し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ角のグ
リーンシート積層板とし、窒素−水素−水蒸気の混合雰
囲気焼成炉１７内にて８５０℃、１２時間の脱バインダ
を行い、続けて９５０〜１０００℃で２時間焼成した。
これにより１２０ｍｍ×１２０ｍｍ角、厚さ７ｍｍのガ
ラスセラミック多層配線基板９３を作製した。

【００６１】（評価）焼結後の基板について残留炭素、
配線について膜厚、比抵抗を測定した。残留炭素は、基
板の一部を粉砕し、これを酸化雰囲気で燃焼し、生成し
た二酸化炭素を赤外線スペクトルにて定量した。膜厚
は、基板断面から測定した。比抵抗は４端子法測定し
た。また、断線発生率を導通の有無で評価した。その結
果を表１に示す。

【００６２】〈比較例１〉実施例で作製したガラスセラ
ミックグリーンシート（Ｂ２）９を、図２（ｆ）に示し
たようにパンチ金型１１を用いて、２００ｍｍ×２００
ｍｍ角に切断し、ガイド用の穴１０を施した。その後、
このガイド用の穴１０を利用してグリーンシート９を固
定し、パンチ法により所定位置にスルーホール１２を打
ち抜いた。

【００６３】図２（ｆ）に示したように、粒径５μｍ以
下の銅粉末：エチルセルロース：２，２，４−トリメチ
ルペンタンジオールモノイソブチレート＝１００：２：
１００（重量比）の導体ペースト１３をグリーンシート
９にあけたスルーホール１２に充填し、ビア１５とし、
穴埋めグリーンシート９１を作製した。

【００６４】次に、不図示の従来法にしたがい穴埋めグ
リーンシート９１の表面に導体ペーストを用いてスクリ
ーン印刷法により回路パターンを形成した。このように
回路形成されたグリーンシートをガイド用の穴の位置を
合わせて４０枚を積層し、１３０℃、１２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の圧力にて熱プレス圧着を行なった。

【００６５】得られた積層体を必要な形状に切断し、１
５０ｍｍ×１５０ｍｍ角のグリーンシート積層板とし、
窒素−水素−水蒸気の混合雰囲気焼成炉内にて８５０
℃、１２時間の脱バインダを行い、続けて９５０〜１０
００℃で２時間焼成した。これにより１２０ｍｍ×１２
０ｍｍ角、厚さ７ｍｍのセラミック多層配線基板を作製
した。実施例と同じ評価を行った結果を表２に示す。

【００６６】〈比較例２〉実施例で使用したガラスセラ
ミック粉末１００重量部にバインダとしてポリビニルブ
チラール１２重量部、溶剤としてトルエン、エチルケト
ン及びイソプロピルアルコールの混合溶剤２２重量部、
可塑剤３．１重量部、カチオン系分散剤１．２重量部を
加え合わせ、これをアルミナ製内張り容器、アルミナ製
ボールを用いたボールミルにて２４時間混練した。この
ようにしてセラミック前駆体組成物スラリを作製した
後、これから減圧で脱泡した。更に減圧濃縮によりスラ
リ混合液の粘度を調整して１５００〜１００００ｃＰと
し、ドクターブレード型キャスト装置を用い、ポリエス
テルフィルム上に塗布して１００℃で乾燥し、グリーン
シート（Ｂ３）を作製した。

【００６７】ポリマバインダとして４０％のメタクリル
酸、３０％のメチルメタクリレート及び３０％のスチレ
ンからなる共重合体のカルボキシル基ｎ対して０．４当
量のグリシジルメタクリレートを付加させたポリマ２０
％と、光反応性化合物としてトリメチロール・プロパン
・トリアクリラート２０％と、溶媒としてγ−ブチロラ
クトンと、光重合開始剤として２−メチル−１−［４−
（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−
１と２，４−ジエチルチオキサントンをポリマとモノマ
との総和に対して各々２０％とをアトライタで１２時間
湿式混合し、これを１６時間脱泡して３５００ｃＰのス
ラリを作製した。

【００６８】これをグリーンシート（Ｂ３）上に回転数
１２００ｒｐｍでスピンコートして膜厚３０μｍの塗布
膜を形成した。これに上面から露光量１５００ｍＪ／ｃ
ｍ²で紫外線露光し、硬化させ、表面処理したグリーン
シートを作製した。

【００６９】この様に作製したガラスセラミックグリー
ンシート（Ｂ３）を、上記実施例及び比較例１と同様に
パンチ金型を用いて、２００ｍｍ×２００ｍｍ角に切断
し、ガイド用の穴を施した。その後、このガイド用の穴
を利用してグリーンシートを固定し、パンチ法により所
定位置にスルーホールを打ち抜いた。

【００７０】粒径５μｍ以下の銅粉末：エチルセルロー
ス：２，２，４−トリメチルペンタンジオールモノイソ
ブチレート＝１００：２：１０（重量比）の導体ペース
トをグリーンシートにあけたスルーホールに充填した。
次に、紫外線遮光下にて、グリーンシート上に、２５０
メッシュのスクリーンを用いて感光性銅ペーストＰＣ−
６０００（商品名：東レ（株）製）を１６０ｍｍ角に印
刷した。これを１００℃、３０分で乾燥した。塗布膜の
厚さは約２０μｍであった。

【００７１】これを、３０〜６０μｍの範囲で５μｍ間
隔のファインパターンを形成したクロムマスクを用い
て、上面から５００ｍＪ／ｃｍ²の出力の超高圧水銀灯
で紫外線露光した。次に２５℃に保持したモノエタノー
ルアミンの０．５重量％の水溶液に浸漬して現像し、そ
の後水スプレーにより洗浄して、パターン付グリーンシ
ートを作製した。

【００７２】このように回路形成されたグリーンシート
をガイド用の穴の位置を合わせて４０枚を積層し、１３
０℃、１２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力にて熱プレス圧着を
行なった。得られた積層体を必要な形状に切断し、１５
０ｍｍ×１５０ｍｍ角のグリーンシート積層板とし、窒
素−水素−水蒸気の混合雰囲気焼成炉内にて８５０℃、
１２時間の脱バインダを行い、続けて９５０〜１０００
℃で２時間焼成した。これにより１２０ｍｍ×１２０ｍ
ｍ角、厚さ７ｍｍのガラスセラミック多層配線基板を作
製した。実施例と同じ評価を行った結果を表２に示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】

【００７５】なお、上記実施例では支持体上へのパター
ン形成に際して、いずれも配線パターンとして銅パター
ンを形成するため感光性銅ペーストを用いたが、グリー
ンシートの用途に応じて感光性導電ペースト以外に、感
光性抵抗ペースト、感光性誘電ペースト、感光性絶縁ペ
ーストを適宜使い分けすることができる。

【００７６】そしてセラミック多層配線基板の製造時に
は、基板の設計思想に基づいてグリーンシートを積層す
る時に、各種パターンのグリーンシートを組み合わせて
積層すれば、希望する積層構造のセラミック多層配線基
板を得ることができる。

【００７７】すなわち、例えば導体パターンが形成され
たグリーンシート積層の間に、必要に応じて抵抗体、誘
電体、絶縁体等の異種パターンが形成されたグリーンシ
ートを挾み込んで積層することが可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により所期
の目的を達成することができた。すなわち、本発明のパ
ターン転写によるグリーンシートの製造方法によれば、
グリーンシート上に高精細パターンを容易に形成するこ
とができる。更に具体的には、グリーンシート上に感光
性ペーストによる微細な導体、抵抗体、誘電体、絶縁体
のパターンを、従来の必須要件であった表面処理等の格
別な処理を施すことなく、高精度に、しかもシートに何
らダメージを与えずに形成することができる。また、脱
バインダ時間を長く必要とすることもない。

【００７９】また、積層されたグリーンシートを焼結す
るセラミック多層配線基板の製造方法においては、焼結
後においてもグリーンシート上に転写されたパターン形
状を忠実に保持して、断面が矩形で低抵抗の表層及び内
装導体パターンが得られるようになった。その結果、高
密度実装に対処できるセラミック多層配線基板のパター
ンの高密度化、信号伝搬の高速化、基板の小型化、省ス
ペース化等に対応できる有用なセラミック多層配線基板
の実現が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すグリーンシートの製造
工程断面図である。

【図２】同じくグリーンシートの製造工程図である。

【図３】同じくグリーンシートへのパターン転写工程
と、パターン付グリーンシートの積層工程とを含むセラ
ミック多層配線基板の製造工程図である。

【符号の説明】【符号の説明】

１…支持体、２…感光性ペースト、３…クロムマスク、４…紫外線、５…転写用パターン、６…ボールミル装置、７…スラリ、８…キャスト装置、９…グリーンシート、１０…ガイド用穴、１１…パンチ、１２…スルーホール、１３…導体ペースト、１４…スキージ、１５…ビア、１６…ガイドピン、１７…焼成炉、５１…転写用パターン付支持体、９１…穴埋めグリーンシート、９２…パターン付グリーンシート、９３…セラミック多層配線基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田上文一神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体に感光性ペーストを塗布し、乾燥さ
せて感光性ペーストの塗膜を形成する工程と、所定のパ
ターンが形成されたフォトマスクを介して前記塗膜を露
光し、現像することによって支持体上に所定のパターン
を形成し、転写用パターン付支持体を準備する工程と、
予め作成されたセラミックグリーンシートと前記転写用
パターン付支持体とを位置合わせして圧着し、前記支持
体上に形成された転写用パターンをグリーンシート上に
転写する工程とを有して成るパターン付グリーンシート
の製造方法。
【請求項２】上記感光性ペーストを、導電ペースト、抵
抗体ペースト、誘電ペースト、もしくは絶縁ペーストの
いずれかのペーストで構成して成る請求項１記載のパタ
ーン付グリーンシートの製造方法。
【請求項３】上記支持体を、加熱剥離性接着フィルムで
構成して成る請求項１記載のパターン付グリーンシート
の製造方法。
【請求項４】加熱剥離性接着フィルムで構成された支持
体に感光性ペーストを塗布し、乾燥させて感光性ペース
トの塗膜を形成する工程と、所定のパターンが形成され
たフォトマスクを介して前記塗膜を露光し、現像するこ
とによって支持体上に所定のパターンを形成し、転写用
パターン付支持体を準備する工程と、予め作成されたセ
ラミックグリーンシートと前記転写用パターン付支持体
とを位置合わせして圧着し、前記支持体上に形成された
転写用パターンをグリーンシート上に加熱下で転写し、
支持体からパターンを剥離する工程とを有して成るパタ
ーン付グリーンシートの製造方法。
【請求項５】上記加熱剥離性接着フィルムのベース材料
を、合成ゴム系もしくは天然ゴムゴム系加熱剥離性接着
フィルム、もしくはアクリル酸エステル系加熱剥離性接
着フィルムで構成して成る請求項３もしくは４記載のパ
ターン付グリーンシートの製造方法。
【請求項６】上記予め作成されたセラミックグリーンシ
ートには、ビアホールが形成され、ビアホール内には金
属ペーストが埋め込まれて構成された請求項１記載のパ
ターン付グリーンシートの製造方法。
【請求項７】請求項１乃至６いずれか一項に記載のパタ
ーン付グリーンシートの製造方法に引き続き、得られた
パターン付グリーンシートを複数枚積層する工程と、こ
の積層を圧着する工程と、圧着された積層を焼結する工
程とを有して成るセラミック多層配線基板の製造方法。