JP2001243837A

JP2001243837A - 誘電体ペースト及びこれを用いたセラミック回路基板の製法

Info

Publication number: JP2001243837A
Application number: JP2000054846A
Authority: JP
Inventors: Sentaro Yamamoto; 泉太郎山元; Hideji Nakazawa; 秀司中澤; Akira Imoto; 晃井本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】脱脂時に積層成形体が体積収縮や変形した場合
でも、有機ビヒクル中のバインダー組成、配合量の適正
化により脱脂時及び焼成後も絶縁膜にクラック等の欠陥
のない信頼性の高い絶縁膜を得ることができる誘電体ペ
ースト及びセラミック回路基板の製法を提供する。【解決手段】セラミック粉末と、有機バインダを含有す
る有機ビヒクルと、界面活性剤とを含有する誘電体ペー
ストであって、有機バインダがイソブチルメタクリレー
トを主成分とするとともに、有機バインダを、セラミッ
ク粉末１００重量部に対して１０〜３０重量部含有する
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体ペースト及
びこれを用いたセラミック回路基板の製法に関し、特
に、コンデンサ、インダクダ等の機能素子を内蔵したセ
ラミック回路基板表面、またはその表面に形成された表
面導体の少なくとも一部を絶縁膜で被覆するために用い
られる誘電体ペースト、およびセラミック回路基板の製
法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】携帯通信機用の電子部品には、小型化、高
性能化のために低温焼成可能なセラミックやガラスセラ
ミックを基板材料に、配線導体に導体抵抗の低いＡｇ、
Ａｕ、Ｃｕなどを用いたセラミック回路基板が多く用い
られている。

【０００３】近年では、更なる電子部品の小型化の要求
に対し、コンデンサ、インダクタ等の機能素子を基板内
に内蔵し、多数の部品をモジュール化することで小型化
が検討されている。

【０００４】この市場要求に対し、機能素子を内蔵する
ためのセラミック回路基板の製造方法として、フォトリ
ソ工法を用いた製法が検討されている。

【０００５】フォトリソ工法を用いて多層化する製法
は、例えば、特開平７−１５１４３号公報に開示される
ように、少なくとも光硬化可能なモノマー、有機溶剤、
セラミック材料を含有するスリップを支持板上に塗布、
乾燥して絶縁層形成体を形成する工程と、前記絶縁層形
成体に露光、現像によりビアホール導体を形成するため
の貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペース
トを充填すると共に、前記絶縁層形成体の表面に導体配
線パターンを印刷し、内部配線を形成する工程と、各工
程を順次繰り返すビルドアップ工法によって多層化する
製法である。

【０００６】そのフォトリソ工法によって製造されたセ
ラミック回路基板の電気的絶縁性を保持し、半田による
ショート防止やマイグレーションを防止するため、焼成
前の積層成形体の表面に形成された表面導体を絶縁膜に
より被覆する必要があり、その絶縁膜は、表面導体が形
成された積層成形体上にスクリーン印刷によって形成さ
れ、その後積層成形体、導体及び絶縁膜は同時に脱脂、
焼成されてセラミック多層基板になる。

【０００７】誘電体ペーストとしては、特開平１０−１
２４０３号公報に開示されるようなものが知られてい
る。この公報に開示された誘電体ペーストは、有機ビヒ
クル中に、エチルヘキサンジオール、トリメチルペンタ
ジオール、ブチルエチルプロパンジオール等の多価アル
コールを０．０１〜５重量％含有することにより、誘電
体ペーストのチクソトロピー性が高く、レベリング性が
良く、印刷塗布後の絶縁塗布膜にメッシュ痕跡による凹
凸が残らないという特徴を有している。

【０００８】この誘電体ペーストには、エチルセルロー
スからなる有機バインダは、ビヒクル中４重量％であっ
た。このように従来の誘電体ペーストは、膜としての強
度を保持させる有機バインダが必須であるものの、その
量は上記したように少ないのが通常であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た光硬化性樹脂を含有するスラリーを用いて形成された
積層成形体に、上記公報の誘電体ペーストを塗布して形
成し脱脂すると、脱バインダー量が少ないことに起因し
て塗布膜としての強度および可撓性が低く、このため、
表面導体上の絶縁塗布膜にクラックが生じ、焼成後もそ
のクラックが埋まらず、絶縁膜の目的である電気的絶縁
性が保持できないという問題があった。

【００１０】これは、積層成形体中の未重合の光硬化性
樹脂が脱脂時に熱重合反応を起こし、その際に積層成形
体が体積収縮するが、脱脂時の絶縁塗布膜の膜強度およ
び可撓性が低いため、積層成形体の体積収縮に絶縁塗布
膜が追随できないためであった。

【００１１】これに対して、有機バインダ量を増加して
膜強度を向上することも考えられるが、従来、誘電体ペ
ーストとして用いられていたエチルセルロースは熱分解
性が悪いため配合量を増加させると脱バインダ処理にお
いても除去することができず、焼結体中にボイドが発生
しやすい。このため、結局、エチルセルロースを増加す
ることができず、絶縁塗布膜の膜強度、可撓性向上は困
難であった。

【００１２】また、近年、電子部品の小型化、実装の高
密度化に伴い、配線導体等の表面導体の微細化、表面導
体同士の間隔の狭小化が進んでいる。このように、表面
導体の幅や間隔が狭小になるにつれて、それを被覆する
ための絶縁膜にも厳しい寸法精度が要求される。絶縁膜
の寸法精度を良くするためには、それを形成するための
誘電体ペーストの印刷性を改善することが必要不可欠で
ある。

【００１３】従来、スクリーン印刷において、絶縁塗布
膜の表面状態（レベリング性）を良くするために、誘電
体ペースト中の溶剤量を多くし、固形分比率を下げ、誘
電体ペーストの粘度を低くして、誘電体ペーストに流動
性を持たせる方法が一般的に行われてきた。

【００１４】しかしながら、このような方法では、誘電
体ペーストの粘度が低いため、誘電体ペースト塗布時に
横に広がり、表面導体を被覆するための十分な絶縁膜厚
が得られず、表面導体が剥き出しになったり、表面導体
間が絶縁不良となったり、さらには焼成後に絶縁膜にク
ラックが発生するという問題があった。

【００１５】また、スクリーンメッシュの交差部分には
誘電体ペーストが回り込みにくいため、表面導体を被覆
する絶縁膜にクラックやピンホール等の欠陥が生じ、表
面導体間の絶縁信頼性が得られないという問題があっ
た。また、微細表面導体間の凹部には誘電体ペーストが
入り込みにくく、塗布不良となり、表面導体間の絶縁性
が低下するという問題があった。そして、これらの問題
は、誘電体ペーストにおいて、有機ビヒクルに対する誘
電体粉末の分散性、被印刷物に対する誘電体ペーストの
濡れ性に起因するものであった。

【００１６】このような有機ビヒクルに対する粉末の分
散性、被印刷物に対する誘電体ペーストの濡れ性を改善
したものとして、上記特開平１０−１２４０３号公報に
開示された厚膜用誘電体ペースト組成物が知られている
が、この公報に開示された厚膜用誘電体ペースト組成物
では、セラミック粉末に、例えば、ＭｇＴｉＯ₃系や、
ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃系誘電体粉末等を用いた場
合、粉末中のＭｇよびＣａ等のアルカリ土類金属がイオ
ン化し、これらのイオンが介在してバインダーの凝集が
起こり、誘電体ペーストが増粘化し、印刷が困難になる
という問題があった。

【００１７】また、誘電体ペーストの増粘化を抑制する
ために溶剤等を添加することが考えられるが、上記した
ように、固形分比率の低下を生じ、これにより、絶縁膜
の信頼性を損なうという問題があった。

【００１８】さらに、誘電体ペーストの増粘化を抑制す
るために、分散剤等を添加した場合、この分散剤と多価
アルコールが反応して、界面活性効果を相殺するという
問題があった。

【００１９】本発明は、脱脂時に積層成形体が体積収縮
や変形した場合でも、有機ビヒクル中のバインダー組
成、配合量の適正化により脱脂時及び焼成後も絶縁膜に
クラック等の欠陥のない信頼性の高い絶縁膜を得ること
ができる誘電体ペースト及びセラミック回路基板の製法
を提供することを目的とし、さらには、アルカリ土類金
属およびＴｉを含有するペロブスカイト型複合酸化物か
らなるセラミック粉末を、誘電体ペースト中に含有する
場合であっても、２種の界面活性剤を誘電体ペースト中
に含有せしめることにより、イオン化したアルカリ土類
金属とバインダーの反応を抑制して、有機ビヒクルに対
するセラミック粉末の分散性を向上し、被印刷物に対す
る誘電体ペーストの濡れ性を向上することにより、
（静）粘度が高く、チクソトロピー性が大きい誘電体ペ
ーストを提供でき、信頼性の高い絶縁膜を得ることがで
きる誘電体ペーストおよびセラミック回路基板の製法を
提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の誘電体ペースト
は、セラミック粉末と、有機バインダを含有する有機ビ
ヒクルと、界面活性剤とを含有する誘電体ペーストであ
って、前記有機バインダがイソブチルメタクリレートを
主成分とするとともに、前記有機バインダを、セラミッ
ク粉末１００重量部に対して１０〜３０重量部含有する
ものである。

【００２１】このように、有機バインダが熱分解性に優
れたイソブチルメタクリレートを主成分とするととも
に、前記有機バインダを、セラミック粉末１００重量部
に対して１０〜３０重量部含有することにより、有機バ
インダ成分の適正化、配合量の最適化を図ることにより
絶縁塗布膜の強度を向上でき、絶縁塗布膜が形成される
積層成形体の体積収縮による応力に耐えうることが可能
になる。それにより、脱脂時の絶縁膜のクラック、焼成
後のクラックが無くなり、電気的絶縁性の信頼性を向上
できる。

【００２２】また、セラミック粉末が、金属元素として
少なくともアルカリ土類金属およびＴｉを含有するペロ
ブスカイト型複合酸化物を主成分とすることが望まし
い。

【００２３】そして、界面活性剤として第１界面活性剤
および第２界面活性剤を含有するとともに、第１界面活
性剤がリン酸エステル系の界面活性剤、第２界面活性剤
がエーテル系の非イオン界面活性剤であることにより、
誘電体ペースト中に、金属元素として少なくともアルカ
リ土類金属およびＴｉを含有するペロブスカト型複合酸
化物を主成分とする誘電体粉末を含有する場合であって
も、第１界面活性剤により、セラミック粉末を有機ビヒ
クル中に十分に分散でき、しかも第２界面活性剤によ
り、基板や表面導体等の被印刷物との濡れ性を向上する
ことができる。

【００２４】これにより、有機バインダの凝集を防止で
き、印刷を容易に行うことができるとともに、例えば、
基板表面に形成された表面導体を被覆するように、誘電
体ペーストを塗布する場合に、誘電体ペーストの粘度を
高くすることにより、塗布面積を最小限に抑制できると
ともに、誘電体ペーストの粘度を高くしても、セラミッ
ク粉末を有機ビヒクル中に良好に分散できるため、誘電
体ペーストの増粘化を抑制でき、さらに第２界面活性剤
により、基板や表面導体等の被印刷物との濡れ性を向上
できるため、クラック、ピンホール等の欠陥のない絶縁
膜を得ることができる。

【００２５】また、第１界面活性剤がリン酸エステル系
の界面活性剤であり、第２界面活性剤がエーテル系の非
イオン界面活性剤であることが望ましい。このような構
成を採用することにより、セラミック粉末を有機ビヒク
ル中に良好に分散でき、被印刷物との濡れ性を向上し
て、クラックやピンホール等の欠陥や、表面導体間の凹
部への塗布不良を無くすことができる。

【００２６】さらに、第１界面活性剤の親水親油バラン
スＨ．Ｌ．Ｂ．値を８〜１７とし、第２界面活性剤の親
水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値を７〜１１とすることが
望ましい。このような構成を採用することにより、界面
活性剤の添加量を少なくすることができ、ペースト粘度
の低下を防止できる。

【００２７】また、セラミック粉末１００重量部に対し
て、第１界面活性剤を２〜７重量部、第２界面活性剤を
３〜９重量部含有することが望ましい。このような構成
を採用することにより、界面活性の効果が得られ、かつ
ペースト粘度の低下を防止できる。

【００２８】本発明のセラミック回路基板の製法は、感
光性樹脂およびセラミック粉末を含有する絶縁層成形体
を複数積層してなる積層成形体と、該積層成形体の表面
および／または前記積層成形体表面に形成された表面導
体上に、上記した誘電体ペーストを塗布して形成された
絶縁塗布膜とを具備した回路基板成形体を、焼成する方
法である。

【００２９】感光性樹脂を含有する積層成形体では、露
光によっても重合しない感光性樹脂が残存しており、脱
脂時に熱重合し、大きく体積が収縮するが、上記した誘
電体ペーストを用いることにより、絶縁塗布膜の強度や
可撓性が向上するため、積層成形体と絶縁塗布膜を同時
に脱脂、焼成した場合でも、積層成形体の収縮に絶縁塗
布膜が追随でき、絶縁膜におけるクラック、ピンホール
等の欠陥の発生を防止でき、信頼性の高い絶縁膜を有す
るセラミック回路基板を得ることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の誘電体ペーストは、セラ
ミック粉末と、有機バインダを含有する有機ビヒクル
と、界面活性剤とを含有する誘電体ペーストであって、
有機バインダがイソブチルメタクリレートを主成分とす
るとともに、有機バインダを、セラミック粉末１００重
量部に対して１０〜３０重量部含有するものである。

【００３１】セラミック粉末は、金属元素として少なく
ともアルカリ土類金属およびＴｉを含有するペロブスカ
イト型複合酸化物を主成分とするものが望ましい。尚、
本発明では、セラミック粉末とは、ガラスセラミックス
も含む概念である。

【００３２】金属元素として少なくともアルカリ土類金
属およびＴｉを含有するペロブスカイト型複合酸化物を
主成分とするセラミック粉末としては、ＭｇＴｉＯ
₃系、ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃系、ＳｒＴｉＯ₃系、Ｂ
ａＴｉＯ₃系等の誘電体粉末があるが、そのうちＭｇＴ
ｉＯ₃系、ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃系が望ましい。

【００３３】セラミック粉末としては、特に、ＭｇＴｉ
Ｏ₃粉末７８〜１００重量％と、ＣａＴｉＯ₃粉末０〜２
２重量％とからなる主成分１００重量部に対して、Ｂ₂
Ｏ₃粉末３〜２０重量部と、アルカリ金属炭酸塩粉末
（Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ ₂ＣＯ₃）を合計で１〜１
０重量部と、ＳｉＯ₂粉末０．０１〜５重量部と、さら
にアルカリ土類金属酸化物粉末（ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｒ
Ｏ、ＢａＯ）を合計で０．１〜５重量部とを含むことが
望ましい。

【００３４】有機ビヒクルは、有機溶剤および有機バイ
ンダを含むものであるが、有機溶剤としては、α−テル
ピネオールと２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタ
ンジオールモノイソブチレートが望ましい。

【００３５】そして、本発明の誘電体ペーストは、有機
ビヒクル中の有機バイダとしてイソブチルメタクリレー
トを主成分とすることが特徴である。有機バイダとして
イソブチルメタクリレートを用いる理由は、熱分解性に
優れるため、多量に添加して膜強度および可撓性を向上
できるとともに、多量に用いても短時間で脱脂が可能だ
からである。

【００３６】有機バインダとしてイソブチルメタクリレ
ートのみを用いることもできるが、その他に、エチルセ
ルロース、ノイゲン等を含有していても良い。しかしな
がら、イソブチルメタクリレートよりも熱分解性の悪い
他のバインダ成分量が多くなると、熱分解性が悪化し、
焼成後に絶縁膜にボイドやクラック等の欠陥になる。こ
のため、バインダ中のイソブチルメタクリレートの量
は、全量中８０重量％以上であることが望ましい。

【００３７】本発明では、イソブチルメタクリレートを
主成分とする有機バインダは、セラミック粉末１００重
量部に対して１０〜３０重量部含有することが重要であ
る。有機バインダが、セラミック粉末１００重量部に対
して１０重量部よりも少ない場合には、脱脂時の絶縁塗
布膜の膜強度が未だ低いため、光硬化性樹脂（感光性樹
脂）を含む積層成形体の体積収縮に対して絶縁塗布膜が
追随できず、脱脂時に絶縁塗布膜にクラックが生じるか
らである。一方、３０重量部よりも多い場合には、印刷
性が低下したり、焼結性が悪くなり、焼成後の絶縁膜に
ボイドが残り、絶縁性劣化の原因になるからである。

【００３８】イソブチルメタクリレートを主成分とする
有機バインダは、脱脂時に絶縁塗布膜にクラックを発生
させずに焼結でき、絶縁膜の特性劣化を防止するという
点から、セラミック粉末１００重量部に対して２０〜３
０重量部含有することが望ましい。

【００３９】界面活性剤として第１界面活性剤および第
２界面活性剤を含有するとともに、第１界面活性剤がリ
ン酸エステル系の界面活性剤であり、第２界面活性剤が
エーテル系の非イオン界面活性剤であることが望まし
い。

【００４０】これは、セラミック粉末を有機ビヒクルに
分散させる第１界面活性剤（分散剤）と、この第１界面
活性剤とは異なる種類からなり、被印刷物との濡れ性を
向上する第２界面活性剤の２種の界面活性剤を用いたの
は、界面活性の対象となる２つの物質（例えば、固体と
液体）の組み合わせが異なれば、それらに対応する最適
な界面活性剤が異なるからである。

【００４１】そして、セラミック粉末を有機ビヒクルに
分散させる第１界面活性剤としては、リン酸エステル
系、カルボン酸系等があるが、そのうちでもリン酸エス
テル系の界面活性剤が望ましい。これは、ＭｇＴｉＯ₃
系や、ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ ₃系のセラミック粉末等
を用いた場合、粉末中のＭｇおよびＣａ等のアルカリ土
類金属がイオン化し、これらのイオンが介在してバイン
ダーの凝集が生じ、誘電体ペーストが増粘化する傾向が
あるが、この現象に対して、酸系の界面活性剤、とりわ
けリン酸エステル系の界面活性剤を少量添加することに
より、有機ビヒクル中にセラミック粉末を有効に分散で
きるからである。

【００４２】また、基板や表面導体等の被印刷物との濡
れ性を向上する第２界面活性剤としては、エーテル系の
非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤等があるが、
そのうちでもエーテル系の非イオン界面活性剤が望まし
い。これは、非イオン性の界面活性剤は、もう１つの界
面活性剤であるリン酸エステル系の界面活性剤に対し
て、界面活性効果を相殺しないものであり、とりわけエ
ーテル系の非イオン界面活性剤は少量で界面活性の効果
を発揮するからである。

【００４３】本発明の誘電体ペーストでは、第１界面活
性剤の親水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値が８〜１７であ
り、第２界面活性剤の親水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値
が７〜１１であることが望ましい。このような範囲に設
定することにより、誘電体ペーストの粘度の低下を有効
に防止して、ピンホール、クラック等の発生を防止でき
るとともに、セラミック粉末の凝集を有効に防止できる
からである。

【００４４】第１界面活性剤の親水親油バランスＨ．
Ｌ．Ｂ．値を８〜１７としたのは、第１界面活性剤の親
水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値が８未満になると、親水
基の比率が小さくなり過ぎるため、セラミック粉末を有
機ビヒクルに分散させるための第１界面活性剤の量が多
くなる傾向にあり、誘電体ペーストの粘度が低下して、
ピンホール、クラック等の欠陥が生じ易くなるからであ
る。

【００４５】また、第１界面活性剤の親水親油バランス
Ｈ．Ｌ．Ｂ．値が１７を超えると親油基の比率が小さく
なり過ぎるため、有機ビヒクル中の有機バインダとの結
びつきが弱くなり、セラミック粉末が凝集する傾向にあ
る。第１界面活性剤の親水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値
は、ピンホール、クラック等の欠陥を抑制し、セラミッ
ク粉末を有効に分散するという点から、９〜１６が好ま
しい。

【００４６】また、本発明の誘電体ペーストでは、第２
界面活性剤のＨ．Ｌ．Ｂ．値を７〜１１とすることが望
ましい。これは、絶縁膜のピンホールやクラック等の欠
陥を抑制し、かつパターンのダレ広がりを抑制できるか
らである。

【００４７】一方、第２界面活性剤のＨ．Ｌ．Ｂ．値が
７未満になると、親水基の比率が小さくなり、被印刷物
に対する誘電体ペーストの濡れ性が悪くなり、ピンホー
ルや凹部の塗布不良等の欠陥が生じやすくなり、１１を
超えると濡れ性が良くなり過ぎ、パターン精度が悪化し
易いからである。とりわけ、印刷性の観点から、第２界
面活性剤のＨ．Ｌ．Ｂ．値は８〜１０であることが望ま
しい。

【００４８】また、本発明の誘電体ペーストでは、セラ
ミック粉末１００重量部に対して、第１界面活性剤を２
〜７重量部、第２界面活性剤を３〜９重量部添加含有す
ることが望ましい。これは、界面活性の効果が得られ、
かつ、ペースト粘度の低下を防止できるからである。

【００４９】第１界面活性剤を、セラミック粉末１００
重量部に対して２〜７重量部含有することが望ましい
が、これは、２重量部よりも少ない場合には有機ビヒク
ルに対するセラミック粉末の分散が悪化し、粉末が凝集
し、ペースト状態が得られにくくなるからである。一
方、７重量部を超えると、第１界面活性剤が過剰とな
り、誘電体ペーストの粘度が下がり、印刷精度が悪くな
る。とりわけ、誘電体ペーストの性状と印刷性の観点か
ら、第１界面活性剤を、セラミック粉末１００重量部に
対して３〜６重量部含有することが望ましい。

【００５０】また、第２界面活性剤を、セラミック粉末
１００重量部に対して３〜９重量部添加含有したのは、
３重量部未満になると、被印刷物に対する誘電体ペース
トの濡れ性が悪くなり易く、ピンホール、クラック等の
欠陥や凹部への塗布不良が生じる易くなるからであり、
９重量部を超えると濡れ性が良くなり過ぎ、印刷精度が
悪化する傾向にあるからである。とりわけ、第２界面活
性剤は、セラミック粉末１００重量部に対して、印刷性
の観点から４〜８重量部含有することが望ましい。

【００５１】本発明の誘電体ペーストの製造方法は、例
えば、ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃系のセラミック粉末
に、有機バインダと有機溶剤を添加し、さらに、２種類
の異なる界面活性剤を添加して、撹拌した後、セラミッ
ク粉末及び有機バインダの凝集体がなくなるまで３本ロ
ールミルで混合し、ペースト化されるものである。

【００５２】本発明のセラミック回路基板の製法は、感
光性樹脂およびセラミック粉末を含有する絶縁層成形体
を複数積層してなる積層成形体と、該積層成形体の表面
および／または積層成形体表面に形成された表面導体上
に、上記した誘電体ペーストを塗布して形成された絶縁
塗布膜とを具備した回路基板成形体を、焼成する方法で
ある。

【００５３】本発明のセラミック回路基板の製法は、具
体的には、以下のような工程を有するものである。（ａ）セラミックまたはガラスセラミックからなる絶縁
層材料、光硬化性樹脂および有機バインダを含有するス
リップ材を作製する工程と、（ｂ）該スリップ材を薄層
化し乾燥して絶縁層成形体を形成する工程と、（ｃ）該
絶縁層成形体に露光処理を施し、硬化させる工程と、
（ｄ）該硬化された絶縁層成形体の表面に、前記
（ｂ）、前記（ｃ）の工程を繰り返して積層成形体を形
成する工程と、（ｅ）該積層成形体の表面に導体ペース
トを塗布して、表面導体膜を形成する工程と、（ｆ）前
記積層成形体表面および／または積層成形体表面の表面
導体膜上に、上記した本発明の誘電体ペーストを塗布す
る工程と、（ｇ）これを焼成する工程を具備する。

【００５４】この製法において、所望により、絶縁層成
形体に露光処理を施し、貫通孔を形成し、この貫通孔内
にビアホール導体を形成するため導体ペーストを充填す
る工程や、内部配線を形成するため、絶縁層成形体に導
体ペーストを塗布する工程が追加される。

【００５５】図１に本発明の製法により作製されたセラ
ミック回路基板を示す。図１において、符号１０はセラ
ミック回路基板であり、このセラミック回路基板１０
は、基板（積層体）１と、基板１の表面に形成された表
面導体２、基板１の内部に形成された内部配線３、ビア
ホール導体４、及び表面導体２の一部を被覆する絶縁膜
５から構成されている、基板１は、例えば、７層の絶縁
体層１ａ〜１ｇからなり、その層１ａ〜１ｇ間には内部
配線３が形成されている。また絶縁体層１ａ〜１ｇには
その厚み方向に内部配線３間を接続するため、また内部
配線３と表面導体２とを接続するためのビアホール導体
４が形成されている。

【００５６】以上のような誘電体ペーストでは、絶縁層
形成体が少なくとも感光性樹脂を含み、脱脂時に体積収
縮及び変形する場合でも、誘電体ペースト中に、主にイ
ソブチルメタクリレートを含有する有機バインダを、セ
ラミック粉末１００重量部に対して１０〜３０重量部含
有するため、誘電体ペーストにより形成される絶縁塗布
膜の強度および可撓性を向上し、脱脂時のクラックを防
止できる。

【００５７】また、金属元素として少なくともアルカリ
土類金属およびＴｉを含有するペロブスカイト型複合酸
化物を主成分とするセラミック粉末を含有する場合であ
っても、第１界面活性剤により、セラミック粉末を有機
ビヒクル中に十分に分散でき、しかも第２界面活性剤に
より、基板や表面導体等の被印刷物との濡れ性を向上す
ることができる。

【００５８】これにより、脱脂時のクラックを防止で
き、更に、セラミック粉末同士の凝集や、有機バインダ
同士の凝集を防止でき、印刷を容易に行うことができる
とともに、基板との濡れ性が向上し、クラック、ピンホ
ール等の欠陥のない絶縁膜を得ることができる。

【００５９】尚、本発明の誘電体ペーストでは、界面活
性剤の種類は２種以上であれば良く、効果を相殺しない
範囲で複数種の界面活性剤を含有しても良い。

【００６０】また、本発明の製法により得られたセラミ
ック回路基板は、基板１表面の表面導体２の一部または
全部を絶縁膜５が被覆していれば良く、セラミック回路
基板は、内部配線、内部導体、内部電極を有する積層体
であっても良く、また、内部に内部配線、内部導体、内
部電極が形成されていなくても良い。

【００６１】表面導体や内部配線等の導体としては、Ａ
ｇおよび／またはＣｕを主成分とするもの、例えば、Ａ
ｇ、Ｃｕ、あるいはＡｇ、Ｃｕに対して、ガラス成分、
セラミック成分、Ｐｔ、Ｐｄ等の金属を添加したものも
含まれる。

【００６２】

【実施例】原料として純度９９％以上の、ＭｇＴｉＯ₃
粉末９５重量％とＣａＴｉＯ₃粉末５重量％からなる主
成分粉末と、この主成分粉末１００重量部に対して、Ｂ
₂Ｏ₃粉末１２重量部と、Ｌｉ₂ＣＯ₃粉末６重量部と、Ｓ
ｉＯ₂粉末１重量部と、さらにＭｇＯ粉末２重量部から
なる混合粉末を秤量し、純水を媒体とし、ＺｒＯ₂ボー
ルを用いたボールミルにて２０時間湿式混合した。

【００６３】次に、この混合物を乾燥（脱水）し、８０
０℃で１時間仮焼した。この仮焼物を、粉砕粒径が１．
０μｍ以下になるように粉砕し、セラミック粉末を作製
する。得られたセラミック粉末１００重量部に対して、
有機バインダ（イソブチルメタクリレートを９１重量
％、エチルセルロースを９重量％）を表１に示す量だけ
添加するとともに、有機溶剤として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１
６重量部と、α−ターピネオールを１６重量部、さら
に、顔料（Ｃｏ₃Ｏ₄）１重量部を添加し、さらに、リン
酸エステルからなる第１界面活性剤とエーテルからなる
第２界面活性剤を、表１に示す割合となるように添加
し、セラミック粉末および有機バインダーの凝集体がな
くなるまで３本ロールミルで混合し、ペースト化し、絶
縁膜用の誘電体ペーストを作製した。

【００６４】次に、誘電体ペーストと同じセラミック粉
末を用い、これに、光硬化性樹脂（光硬化可能なモノマ
ー）として、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパ
ントリアクリレートと、有機バインダとして、アルキル
メタクリレートと、有機溶剤としてエチルカルビトール
アセテートと、可塑剤とを、混合し、ボールミルで約４
８時間混練してスラリーを作製した。

【００６５】このスラリーをドクターブレード法により
支持板上に塗布し乾燥して、露光、硬化し、絶縁層成形
体を形成し、この絶縁層成形体上に、上記スラリーの塗
布、乾燥、露光を繰り返して積層成形体を作製した。

【００６６】この後、積層成形体上に、ライン幅が７５
μｍ、スペース間隔が７５μｍとなる一対の表面導体を
Ａｇからなる導電性ペーストを用いて形成し、積層成形
体および表面導体を上記した誘電体ペーストで被覆し、
回路基板成形体を作製した。その後、大気中４００℃で
脱バインダー処理（脱脂）し、さらに９１０℃で焼成
し、セラミック回路基板を作製した。

【００６７】第１界面活性剤および第２界面活性剤の親
水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値について、Ｈ．Ｌ．Ｂ．
値＝７＋１１．７×ｌｏｇ（Ｍｗ／Ｍｏ）により求めた
（Ｍｗ：親水基の分子量、Ｍｏ：親油基の分子量）とこ
ろ、第１界面活性剤の親水親油バランスＨ．Ｌ．Ｂ．値
は９．４、第２界面活性剤は９．０であった。

【００６８】絶縁塗布膜の印刷時におけるピンホールの
有無および脱脂後の絶縁塗布膜におけるクラックの有無
について金属顕微鏡（倍率１００倍）で観察し、その結
果を表１に記載した。

【００６９】また、焼成後の基板において、絶縁膜を金
属顕微鏡（倍率１００倍）で観察して、ボイドやクラッ
クの有無を観察し、基板を断面で破断し、導体パターン
上の絶縁膜の厚みを測定し、その結果を表１に記載し
た。さらに、表面導体間の凹部への印刷不良の有無を観
察したところ、すべて良好であった。また、絶縁膜のパ
ターン広がりを側微計を用いて測定したところ、パター
ン設計値に対して＋１０μｍ以下であり、すべて良好で
あった。

【００７０】また、比較例として、有機バインダとして
エチルセルロースをセラミック粉末１００重量部に対し
て１０重量部含有するものを用いた以外は、上記と同様
にしてセラミック回路基板を作製し、試料Ｎｏ．１５に
記載した。これについても、上記と同様の評価を行っ
た。

【００７１】

【表１】

【００７２】この表１から、本発明の誘電体ペーストを
用いることにより、絶縁塗布膜の印刷時においてピンホ
ールがなく、また、脱脂後の絶縁塗布膜にもクラックが
発生しないことが判る。また、本発明の誘電体ペースト
では、ボイドやクラック等の欠陥、凹部への膜形成不良
がなく、印刷精度の良い、良好な絶縁膜が得られること
が判る。

【００７３】一方、有機バインダとして、エチルセルロ
ースをセラミック粉末１００重量部に対して１０重量部
のものを用いた比較例では、焼成後の絶縁塗布膜に脱脂
不良によるクラックが発生していた。

【００７４】また、イソブチルメタクリレートを、セラ
ミック粉末１００重量部に対して９重量部含有する試料
Ｎｏ．１では、脱脂後の絶縁塗布膜にもクラックが発生
した。また、イソブチルメタクリレートを、３２重量部
含有する試料Ｎｏ．３では、絶縁塗布膜の印刷時にピン
ホールが発生した。

【００７５】

【発明の効果】本発明の誘電体ペーストおよびセラミッ
ク回路基板の製法では、有機バインダがイソブチルメタ
クリレートを主成分とするとともに、前記有機バインダ
を、セラミック粉末１００重量部に対して１０〜３０重
量部含有することにより、絶縁塗布膜の強度および可撓
性を向上でき、光硬化性樹脂を含有する積層成形体の脱
バイ時の体積収縮による応力に耐えうることができ、こ
れにより、脱脂時の絶縁膜のクラック、焼成後のクラッ
クやボイドが無くなり、電気的絶縁性の信頼性を向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製法により得られたセラミック回路基
板を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・基板（積層体）２・・・表面導体３・・・内部配線４・・・ビアホール導体５・・・絶縁膜１０・・・セラミック回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 ＱＨ０１Ｇ 1/035 ＥＦターム(参考） 4E351 AA07 BB03 BB09 BB23 BB24 BB31 CC11 CC22 DD42 DD48 DD52 EE02 EE11 GG01 5E001 AB03 AC09 AE00 AE03 AE04 AH01 AH09 AJ02 AZ01 5E346 AA13 CC21 DD07 EE02 FF45 HH11 HH22 5G303 AA05 AB01 AB20 BA07 CA01 CA09 CB03 CB06 CB17 CB32 CB35 CD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック粉末と、有機バインダを含有す
る有機ビヒクルと、界面活性剤とを含有する誘電体ペー
ストであって、前記有機バインダがイソブチルメタクリ
レートを主成分とするとともに、前記有機バインダを、
セラミック粉末１００重量部に対して１０〜３０重量部
含有することを特徴とする誘電体ペースト。
【請求項２】セラミック粉末が、金属元素として少なく
ともアルカリ土類金属およびＴｉを含有するペロブスカ
イト型複合酸化物を主成分とすることを特徴とする請求
項１記載の誘電体ペースト。
【請求項３】界面活性剤として第１界面活性剤および第
２界面活性剤を含有するとともに、前記第１界面活性剤
がリン酸エステル系の界面活性剤であり、前記第２界面
活性剤がエーテル系の非イオン界面活性剤であることを
特徴とする請求項１または２記載の誘電体ペースト。
【請求項４】セラミック粉末１００重量部に対して、第
１界面活性剤を２〜７重量部、第２界面活性剤を３〜９
重量部含有することを特徴とする請求項１乃至３のうち
いずれかに記載の誘電体ペースト。
【請求項５】感光性樹脂およびセラミック粉末を含有す
る絶縁層成形体を複数積層してなる積層成形体と、該積
層成形体の表面および／または前記積層成形体表面に形
成された表面導体上に、請求項１乃至４のうちいずれか
に記載の誘電体ペーストを塗布して形成された絶縁塗布
膜とを具備した回路基板成形体を、焼成することを特徴
とするセラミック回路基板の製法。