JP2001007522A - 配線基板の製造方法 - Google Patents
配線基板の製造方法Info
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Abstract
い。 【解決手段】セラミックグリーンシート1の表面に感光
性導電ペースト2を被着させるとともに該感光性導電ペ
ーストの所定位置に光を照射し、光硬化させることによ
って所定パターンの配線用導体層4を形成し、次にこれ
を焼成し、セラミックから成る絶縁基体1aの内部及び
表面に配線導体層4を有する配線基板となす。
Description
子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板の製造方
法に関するものである。
の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム
質焼結体から成る絶縁基体の内部及び表面にタングステ
ンやモリブデン等の高融点金属材料から成る配線導体層
を形成した構造を有しており、絶縁基体表面に半導体素
子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるととも
に各電子部品の電極が配線導体層に電気的に接続される
ようになっている。
の積層技術及びスクリーン印刷等の厚膜形成技術を採用
することによって製作されており、具体的には以下の方
法によって製作される。
l2 O3 )、酸化珪素(SiO2 )、酸化マグネシウム
(MgO)、酸化カルシウム(CaO)等から成るセラ
ミックス原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿
物を作り、次にこれを従来周知のドクターブレード法や
カレンダーロール法等によりシート状に成形して複数枚
のセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を
得る。
トの少なくとも1つの表面に、タングステンやモリブデ
ン粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導電ペース
トをスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布す
る。
刷塗布した各セラミックグリーンシートを上下に積層す
るとともに還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成
し、有機溶剤、溶媒を気化除去するとともに、セラミッ
クグリーンシートと導電ペーストとを焼結一体化するこ
とによって絶縁基体の内部及び表面に所定パターンの配
線導体層を有する配線基板が完成する。
層がセラミックグリーンシートに導電ペーストをスクリ
ーン印刷法により所定パターンに印刷塗布することによ
って形成されており、該スクリーン印刷法による導電ペ
ーストの印刷はスクリーンメッシュの関係から線幅及び
隣接間隔を70μm以下とすることができず、その結
果、形成される配線導体層はその線幅が太く、隣接間隔
も広いものとなり、配線導体層を高密度に形成すること
ができないという欠点を有していた。
で、その目的は配線導体層を高密度に形成することがで
きる配線基板の製造方法を提供することにある。
方法は、(1)有機樹脂組成物にセラミック粉末を分散
させた複数枚のセラミックグリーンシートと、感光性樹
脂組成物に金属粉末を添加した感光性導電ペーストを作
製する工程と、(2)前記セラミックグリーンシートの
表面に感光性導電ペーストを被着させるとともに該感光
性導電ペーストの所定位置に光を照射し、所定領域の感
光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像してセラミ
ックグリーンシートの表面に所定パターンの配線用導体
層を形成する工程と、(3)前記配線用導体層が形成さ
れたセラミックグリーンシートを複数枚、上下に積層す
るとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部
及び表面に配線導体層を形成する工程とから成ることを
特徴とするものである。
(1)有機樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複
数枚のセラミックグリーンシートと、有機溶剤に金属粉
末を添加した導電ペーストを作製する工程と、(2)前
記セラミックグリーンシートの上面に感光性レジストフ
ィルムを載置させ、かつ所定位置に光を照射し所定領域
を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去し
て所定パターンの貫通穴を有するレジスト膜を形成する
工程と、(3)前記レジスト膜の貫通穴内に導電ペース
トを充填し、しかる後、レジスト膜を除去してセラミッ
クグリーンシートの表面に所定パターンの配線用導体層
を形成する工程と、(4)前記配線用導体層が形成され
たセラミックグリーンシートを複数枚、上下に積層する
とともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及
び表面に配線導体層を形成する工程とから成ることを特
徴とするものである。
線導体層を形成するための導電ペーストを感光性樹脂組
成物に金属粉末を分散混入させて感光性となしたことか
らセラミックグリーンシートの表面に導電ペーストを被
着させ、その後、所定位置に光を照射し、所定領域の感
光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の
感光性樹脂組成物を現像除去することによって配線用導
体層を形成する、所謂、フォトリソグラフィー技術を採
用することによって形成することができるため配線用導
体層の線幅、隣接間隔は60μm以下と細く、狭いもの
になすことができ、これによって配線導体層も線幅が細
く、隣接間隔が狭いものとなって配線導体層を高密度に
形成することが可能となる。
ば、セラミックグリーンシートの表面にフォトリソグラ
フィー技術により微細な所定パターンの貫通穴が形成さ
れているレジスト膜を被着し、そしてその貫通穴内に導
電ペーストを充填することによって配線用導体層を形成
することから配線用導体層の線幅、隣接間隔は60μm
以下と細く、狭いものになすことができ、これによって
配線導体層も線幅が細く、隣接間隔が狭いものとなって
配線導体層を高密度に形成することが可能となる。
を図1(a)乃至(e)に示す実施例に基づいて説明す
る。図1(a)乃至(e)は本発明の配線基板の製造方
法を説明するための各工程毎の断面図であり、まず図1
(a)に示す如く、セラミックグリーンシート1を形成
するとともに、感光性導電ペーストを作製する。
クリル酸エステル等のアクリル系、またはポリビニルブ
チラール等のポリマーバインダーと、アセトン、トルエ
ン等の有機溶剤とを主成分とする有機樹脂組成物にセラ
ミック粉末を添加混合し分散させることによって泥漿物
を作り、次に前記泥漿物をドクターブレード法やカレン
ダーロール法等によりシート状に成形することによって
形成される。
る際に用いられるセラミック粉末としては、ガラスセラ
ミックス粉末、酸化アルミニウム粉末、窒化アルミニウ
ム粉末、結晶化ガラス粉末等が使用され、例えば、ガラ
スセラミックス粉末が使用される場合には、酸化マグネ
シウム(MgO)10.8重量%、酸化アルミニウム
(Al2 O3 )28.0重量%、酸化珪素(SiO2 )
43.8重量%、酸化亜鉛(ZnO)7.1重量%、残
部がホウ素(B2 O3 )から成るガラス成分80重量%
に対し、酸化珪素(SiO2 )粉末を20重量%とした
ものが好適に使用される。
ば、金、銀、白金、パラジウム、銅、ニッケル、モリブ
デン、タングステンまたはこれらの合金、あるいはこれ
らを主成分とする合金から成る金属粉末に、光反応性化
合物、光重合開始剤、光重合促進剤から成る感光性樹脂
組成物および有機バインダー、さらに必要に応じて紫外
線吸収剤、熱重合禁止剤、無機添加物を混合して形成さ
れている。
クグリーンシート1の上面に感光性導電ペースト2をス
クリーン印刷法やスピンコート法等によって所定厚みに
被着させる。
光性導電ペースト2上に所定のパターンにフォトマスク
パターン3を被着形成する。
感光性導電ペースト2上に感光性フォトレジストを被着
させるとともに所定パターンのメタルマスクを介して光
を照射し、所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域
を現像により除去する、所謂フォトリソグラフィー技術
を採用することによって形成される。
被着されている感光性導電ペースト2に対し、フォトマ
スクパターン3側から、例えば、約50〜3000mJ
/cm2 の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパター
ン3の存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照
射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて
光硬化させるとともにフォトマスクパターン3で覆われ
た紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域
を現像により除去することによって図1(d)に示す如
く、所定位置に所定パターンの配線用導体層4が被着形
成されたセラミックグリーンシート1を得る。
を照射して所定パターンの配線用導体層4を形成した場
合、フォトマスクパターン3が微細加工の可能なフォト
リソグラフィー技術を採用することによって形成されて
いるため配線用導体層4はその線幅、隣接間隔を60μ
m以下の細く、狭いものとなすことができ、同時に配線
用導体層4の形成がフォトマスクパターン3を介して紫
外線等の光を照射し、未硬化の領域を現像で除去すると
いう極めて簡単な作業で行うことができる。
未硬化の感光性樹脂組成物を除去する現像液としては、
例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液
が使用され、該トリエタノールアミン等の有機アルカリ
から成る溶液は未硬化の感光性導電ペースト中の有機バ
インダーが有するカルボキシル基から水素イオンを奪い
このカルボキシル基をイオン化することによって水溶性
となし、現像液または洗浄水中に溶解させる。
れる金属粉末は、その粒径が0.5μm未満となると光
硬化のために照射される紫外線等の光に散乱が生じやす
く、また10μmを超えると形成される配線用導体層4
の表面が粗くなり、かつ線幅が100μm以下の微細な
配線用導体層4を精度良く形成することが難しくなる傾
向がある。従って、前記感光性導電ペースト2中の金属
粉末はその粒径を0.5μm〜10μmの範囲としてお
くことが好ましい。
れる光反応性化合物は、光反応性の炭素−炭素二重結合
を有する有機化合物であり、重合反応で光硬化すること
により導電ペーストを現像液に不溶性となす作用を有
し、例えば、ジエチレングリコール、モノエチレングリ
コール、トリエチレングリコールジメタクリレート、テ
トラエチレングリコールジメタクリレート、2−(2−
エトキシエトキシ)エチルアクリレート、カプロラクト
ンアクリレート、トリデシルアクリレート、イソオクチ
ルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルア
クリレート等が挙げられ、これらの1種または2種以上
を用いることができる。
粉末100重量部に対して0.1重量部以下では硬化が
弱いため良好な配線用導体層4を形成することが困難と
なる傾向があり、また10重量部を超えると導電ペース
トの表面がべとついて作業性が低下する恐れがある。従
って、前記光反応性化合物はその添加量を金属粉末10
0重量部に対して0.1から0重量部の範囲としておく
ことが好ましい。
される光重合開始剤は光エネルギーによりラジカルを生
じて光反応性化合物に重合反応を生じさせる作用を有
し、例えば、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニ
ルケトン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニ
ル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベン
ジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフ
ェニル)ブタン−1−オン、2,4ジエチルチオキサン
トン等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用い
ることができる。
100重量部に対して0.1重量部未満となると光硬化
のための重合反応が開始され難くなる傾向があり、また
5重量部を超えると硬化が進行し過ぎて所定パターンの
配線用導体層4を形成することが難しくなる。従って、
前記光重合開始剤はその添加量を金属粉末100重量部
に対して0.1〜5重量部の範囲としておくことが好ま
しい。
れる光重合促進剤は光反応性化合物の重合反応を促進す
る作用を有し、例えば4−ジメチルアミノ安息香酸イソ
アミルエステル等を用いることができる。
100重量部に対して0.1重量部未満では光硬化を促
進する効果が得られず、また10重量部を超えると重合
が不必要な部分まで過度に進んで所定パターンの配線用
導体層4を形成することが難しくなる。従って、前記光
重合促進剤はその添加量を金属粉末100重量部に対し
て0.1〜10重量部の範囲としておくことが好まし
い。
れる有機バインダーは金属粉末を均一に分散させる作用
を有し、例えばメタクリル酸エステルとアクリル酸エス
テルとの共重合体を用いることができる。
粉末100重量部に対して1重量%未満となると感光性
導電ペースト2の流動性が高くなりすぎて、セラミック
グリーンシート1の表面に均一厚みに被着させることが
困難となり、また15重量%を超えるとこの感光性導電
ペースト2を使用して形成される配線導体の電気抵抗が
高くなってしまう。従って、前記有機バインダーはその
添加量を金属粉末100重量部に対して1〜15重量部
とすることが好ましい。
れる紫外線吸収剤は照射された紫外線が感光性導電ペー
ストの内部で金属粉末により散乱されて不要な部分まで
光硬化してしまうのを防ぐ作用を有し、例えば、2−
(2′−ヒドロキシ−5′メチル−フェニル)−ベンゾ
トリアゾール等を用いることができる。
属粉末100重量部に対して0.1重量部未満では紫外
線の散乱を防ぐ作用が不十分であり、10重量部を超え
ると紫外線の吸収量が大きくなるため光硬化が進み難く
なり露光効率が低下して生産性が低下してしまう傾向に
ある。従って、前記紫外線吸収剤はその添加量を金属粉
末100重量部に対して0.1〜10重量部としておく
ことが好ましい。
れる熱重合禁止剤は、感光性導電ペーストに加わる熱エ
ネルギーにより感光性樹脂組成物の一部が分解してフリ
ーラジカルを生じ、このフリーラジカルにより光反応性
化合物が部分的に重合して感光性導電ペーストの粘度が
高くなってしまい、セラミックグリーンシート1の表面
に印刷塗布することが困難になるという問題を防ぐ作用
を有し、例えば、メトキノン、ハイドロキノン、メチル
ハイドロキノン等を用いることができる。
末100重量部に対して0.1重量部未満ではフリーラ
ジカルを吸収する作用が弱く、また5重量部を超えると
感光性導電ペーストの表面がべとつき作業性が低下する
おそれがある。従って前記熱重合禁止剤はその添加量を
金属粉末100重量部に対して0.1〜5重量部の範囲
とすることが好ましい。
れる無機添加物は、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸
化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ホウ素等の金属酸化物
やガラスから成り、この感光性導電ペースト2を使用し
て形成される配線導体を絶縁基体に強固に接合させる作
用を有する。
対して0.1重量部未満では配線導体と絶縁基体との接
合強度を強くする作用が不十分となり、また10重量部
を超えると形成される配線導体の電気抵抗が高くなる恐
れがある。従って、前記無機添加物はその添加量を金属
粉末100重量部に対して0.1〜10重量部とするこ
とが好ましい。
線用導体層4が被着充填されたセラミックグリーンシー
ト1を複数枚積層するとともにこれを約1000℃の温
度で焼成し、各セラミックグリーンシート1同士及びセ
ラミックグリーンシート1と配線用導体層4を焼結一体
化させることによって図1(e)に示す如く、絶縁基体
1aの内部及び表面に配線導体層4aを形成した製品と
しての配線基板が完成する。
間隔は60μm以下の細く狭いものに形成することがで
きるため配線導体層4aもその線幅及び隣接間隔が60
μm以下の細く、狭いものとなり、その結果、配線導体
層4aを高密度に形成することが可能となる。
積層の際、上部に位置するセラミックグリーンシート1
の下面に、下部に位置するセラミックグリーンシート1
の上面に形成した配線用導体層4と同一パターン、同一
厚みの溝部を形成しておくと溝部に配線用導体層4が嵌
合して上下のセラミックグリーンシート1をより一層確
実に密着させることができ、絶縁基体1aに密着不良等
の不具合の発生する危険性を極めて低くすることができ
る。従って、前記セラミックグリーンシート1は積層す
る際、上部に位置するセラミックグリーンシート1の下
面に、下部に位置するセラミックグリーンシート1の上
面に形成した配線用導体層4と同一パターン、同一厚み
の溝部を形成しておくことが好ましい。
ン3を形成する際に用いたメタルマスクを、上部に位置
するセラミックグリーンシートの下面に押圧し、配線用
導体層の厚みと同じ深さにまで押しこむことにより容易
に形成することができる。
(f)に基づき説明する。なお、図中、図1と同一箇所
には同一符号が付してある。まず図2(a)に示すよう
に、セラミックグリーンシート1を複数枚形成する。こ
の感光性セラミックグリーンシート1は、前述の図1
(a)に示すセラミックグリーンシート1に使用した材
料、方法を用いることによって形成される。
グリーンシート1の上面に感光性レジストフィルム7を
被着させる。
系やスチレン系のラジカル重合性モノマー等を結合剤
に、アクリル酸エステル系等の感光性モノマーとベンゾ
フェノン等の光重合開始剤の光重合反応を主成分とし、
用途に応じて染料や熱重合禁止剤、密着助剤等を添加し
たもので形成されている。
領域に、例えば、所定パターンのメタルマスクを介して
約30〜150mj/cm2 の強度の光を照射し、光が
照射された所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域
を現像により除去させて図2(c)に示す如くセラミッ
クグリーンシート1上に所定パターンの貫通穴7bを有
するレジスト膜7aを形成する。
性レジストフィルム7の所定位置に光を照射し、所定領
域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去
する、所謂、フォトリソグラフィー技術を施すことによ
って形成されているため貫通穴7cはその幅及び隣接間
隔を60μm以下の極めて微細なものとなすことができ
る。
硬化の感光性レジストフィルム7を除去する現像液とし
ては、例えば、無機アルカリ現像液や有機アミン系の現
像液が好適に使用される。
厚みが50μmを超えた場合、光硬化のために照射され
る光が感光性レジストフィルム7の下面側に到達し難く
なって貫通穴7bの形成の解像度が低下する恐れがあ
る。従って、前記感光性レジストフィルム7は、その厚
みを50μm以下としておくことが好ましい。
膜7aの貫通穴7b内に導電ペースト8を充填する。
層を形成し、例えば、金、銀、白金、パラジウム、銅、
ニッケル、モリブデン、タングステンまたはこれらの合
金、あるいはこれらを主成分とする合金から成る金属粉
末に、有機バインダー、溶媒、分散剤等を添加混合して
形成されている。
散剤等から成る導電ペースト8は、有機バインダーの量
が金属粉末100重量部に対して1重量部未満になると
導電ペースト8の流動性が悪くなって、レジスト膜7a
の貫通穴7b内の全域に均一厚みに充填することが困難
となり、また15重量部を超えると該導電ペーストを使
用することによって形成される配線導体層の電気抵抗値
が高いものとなってしまう。従って、前記金属粉末、有
機バインダー、溶媒、分散剤等から成る導電ペースト8
は有機バインダーの量を金属粉末100重量部に対して
1乃至15重量部の範囲としておくことが好ましい。
内に導電ペースト8が充填された後、セラミックグリー
ンシート1より剥離され、これによって図2(e)に示
す如く、セラミックグリーンシート1の上面に所定パタ
ーンの配線用導体層4が形成される。
通穴7bが60μm以下の幅に、かつ60μm以下の隣
接間隔に形成することができるためセラミックグリーン
シート1の上面に幅及び隣接間隔を60μm以下として
所定パターンに形成することができる。
線用導体層4が被着されたセラミックグリーンシート1
を複数枚積層するとともにこれを約1000℃の温度で
焼成し、各セラミックグリーンシート1同士及びセラミ
ックグリーンシート1と配線用導体層4を焼成一体化さ
せることによって図2(f)に示す如く、絶縁基体1a
の内部及び表面に配線導体層4aを形成した製品として
の配線基板が完成する。
間隔は60μm以下の細く、狭いものに形成することが
できるため配線導体層4aもその線幅及び隣接間隔が6
0μm以下の細く、狭いものとなり、その結果、配線導
体層4aを高密度に形成することが可能となる。
積層の際、上部に位置するセラミックグリーンシート1
の下面に、下部に位置するセラミックグリーンシート1
の上面に形成した配線用導体層4と同一パターン、同一
厚みの溝部を形成しておくと溝部に配線用導体層4が嵌
合して上下のセラミックグリーンシート1をより一層確
実に密着させることができ、絶縁基体1aに密着不良等
の不具合の発生する危険性を極めて低くすることができ
る。従って、前記セラミックグリーンシート1は積層す
る際、上部に位置するセラミックグリーンシート1の下
面に、下部に位置するセラミックグリーンシート1の上
面に形成した配線用導体層4と同一パターン、同一厚み
の溝部を形成しておくことが好ましい。
成する際に用いたメタルマスクを、上部に位置するセラ
ミックグリーンシートの下面に押圧し、配線用導体層4
の厚みと同じ深さにまで押しこむことにより容易に形成
することができる。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、上述の各実施例にお
いてセラミックグリーンシート1の上面側から下面側に
かけて金属製の打ち抜きピンを押圧し、セラミックグリ
ーンシート1の所定位置に厚み方向に貫通するスルーホ
ールを形成しておくとともに該スルーホール内にスルー
ホール導体を充填しておけばこのスルーホール導体を介
して上下に位置する各配線導体層4aを電気的に接続す
ることができる。
配線導体層を形成するための導電ペーストを感光性樹脂
組成物に金属粉末を分散混入させて感光性となしたこと
からセラミックグリーンシートの表面に導電ペーストを
被着させ、その後、所定位置に光を照射し、所定領域の
感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域
の感光性樹脂組成物を現像除去することによって配線用
導体層を形成する、所謂、フォトリソグラフィー技術を
採用することによって形成することができるため配線用
導体層の線幅、隣接間隔は60μm以下と細く、狭いも
のになすことができ、これによって配線導体層も線幅が
細く、隣接間隔が狭いものとなって配線導体層を高密度
に形成することが可能となる。
ば、セラミックグリーンシートの表面にフォトリソグラ
フィー技術により微細な所定パターンの貫通穴が形成さ
れているレジスト膜を被着し、そしてその貫通穴内に導
電ペーストを充填することによって配線用導体層を形成
することから配線用導体層の線幅、隣接間隔は60μm
以下と細く、狭いものになすことができ、これによって
配線導体層も線幅が細く、隣接間隔が狭いものとなって
配線導体層を高密度に形成することが可能となる。
法を説明するための各工程毎の断面図である。
施例を説明するための各工程毎の断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】(1)有機樹脂組成物にセラミック粉末を
分散させた複数枚のセラミックグリーンシートと、感光
性樹脂組成物に金属粉末を添加した感光性導電ペースト
を作製する工程と、(2)前記セラミックグリーンシー
トの表面に感光性導電ペーストを被着させるとともに該
感光性導電ペーストの所定位置に光を照射し、所定領域
の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像してセ
ラミックグリーンシートの表面に所定パターンの配線用
導体層を形成する工程と、(3)前記配線用導体層が形
成されたセラミックグリーンシートを複数枚、上下に積
層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の
内部及び表面に配線導体層を形成する工程とから成る配
線基板の製造方法。 - 【請求項2】(1)有機樹脂組成物にセラミック粉末を
分散させた複数枚のセラミックグリーンシートと、有機
溶剤に金属粉末を添加した導電ペーストを作製する工程
と、(2)前記セラミックグリーンシートの上面に感光
性レジストフィルムを載置させ、かつ所定位置に光を照
射し所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像
により除去して所定パターンの貫通穴を有するレジスト
膜を形成する工程と、(3)前記レジスト膜の貫通穴内
に導電ペーストを充填し、しかる後、レジスト膜を除去
してセラミックグリーンシートの表面に所定パターンの
配線用導体層を形成する工程と、(4)前記配線用導体
層が形成されたセラミックグリーンシートを複数枚、上
下に積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁
基体の内部及び表面に配線導体層を形成する工程とから
成る配線基板の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP17159799A JP3744731B2 (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 配線基板の製造方法 |
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JP17159799A JP3744731B2 (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 配線基板の製造方法 |
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ID=15926124
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1999
- 1999-06-17 JP JP17159799A patent/JP3744731B2/ja not_active Expired - Fee Related
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