JP2002368417A - セラミック回路基板の製造方法 - Google Patents

セラミック回路基板の製造方法

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JP2002368417A
JP2002368417A JP2001174945A JP2001174945A JP2002368417A JP 2002368417 A JP2002368417 A JP 2002368417A JP 2001174945 A JP2001174945 A JP 2001174945A JP 2001174945 A JP2001174945 A JP 2001174945A JP 2002368417 A JP2002368417 A JP 2002368417A
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Satoru Nakano
悟 中野
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層セラミック回路基板の表層、内層のいず
れの導体パターンも微細化できるようにすると共に、プ
ロセスコストを低減する。 【解決手段】 グリーンシート11の表面全体に導体ペ
ーストを印刷又は塗布して導体膜13を形成する。この
後、導体膜13の表面に、導体パターン12となる部分
をマスキングする耐ブラスト性のマスクプレート14を
重ね合わせた状態にセットした後、導体膜13のうちの
マスクプレート14の開口部15から露出する部分、す
なわち導体膜13のうちの導体パターン12以外の部分
をブラスト処理により取り除いて導体パターン12を形
成する。このようにして、各層のグリーンシート11に
それぞれブラスト処理で導体パターン12を形成した
後、各層のグリーンシート11上からマスクプレート1
4を取り外し、各層のグリーンシート11を積層して焼
成して、多層セラミック回路基板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラスト処理で微
細配線を形成するセラミック回路基板の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、セラミック回路基板の配線パタ
ーンは、スクリーン印刷法により形成されているが、こ
のスクリーン印刷法では、配線パターンの微細化が50
μm程度が限界であり、セラミック回路基板の小型化、
高密度実装化に限界がある。
【0003】そこで、線幅50μm以下の微細配線を形
成する場合は、スクリーン印刷法に代えて、フォトリソ
グラフィ法を用いるようにしている。このフォトリソグ
ラフィ法では、セラミック回路基板の表面全体に導体ペ
ーストを印刷又は塗布して導体膜を形成した後、この導
体膜の表面に、配線パターンとなる部分を覆うレジスト
パターンを形成し、その後のエッチング工程で、導体膜
のうちの配線パターン以外の部分をエッチング液で溶解
除去して配線パターンを形成する。或は、感光剤を含む
導体ペーストを用いて、セラミック回路基板の表面全体
に感光性導体膜を形成し、これを露光・現像処理して配
線パターンを形成する方法もある。
【0004】また、近年、特開平3−283589号公
報、特許第2796930号公報に示すように、セラミ
ック回路基板の表面にブラスト処理により微細な配線パ
ターンを形成することが提案されている。この方法で
は、セラミック回路基板の表面全体に導体ペーストを印
刷又は塗布して導体膜を形成した後、この導体膜の表面
に、配線パターンとなる部分を覆うブラスト用のレジス
トパターンを露光・現像処理で形成し、その後のブラス
ト処理工程で、導体膜のうちの配線パターン以外の部分
をブラスト処理により取り除いて配線パターンを形成す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、現在使用さ
れているセラミック回路基板の大部分は、複数枚のグリ
ーンシートを積層して形成した多層基板であり、基板内
層にも配線パターンを形成するようにしている。しか
し、上述した従来のフォトリソグラフィ法やブラスト法
は、いずれも、焼成後のセラミック回路基板の表面に微
細配線を形成する方法であるため、基板表面の配線パタ
ーンしか形成することができず、基板内層の配線パター
ンは、従来通り、スクリーン印刷法によって形成しなけ
ればならない。このため、基板内層の配線パターンは、
従来通り、線幅50μm程度が限界であり、これによっ
てセラミック回路基板の小型化、高密度実装化が制限さ
れてしまう。
【0006】また、基板表面に形成した導体膜の表面に
エッチング用又はブラスト用のレジストパターンを形成
する際に、導体膜の表面全体に感光性のレジストを塗布
し(又は感光性のドライフィルムを貼り付け)、これを
露光・現像処理してレジストパターンを形成する必要が
ある。この露光・現像処理は、比較的プロセスコストが
高く、生産コストが高くつくという欠点もある。
【0007】本発明はこれらの欠点を解消するためにな
されたものであり、第1の目的は、多層セラミック回路
基板の表層、内層のいずれの導体パターンも微細化する
ことができ、小型化、高密度実装化の要求に十分に対応
できるようにすることであり、また、第2の目的は、プ
ロセスコストを低減して生産コスト低減の要求を十分に
満たすことができるようにすることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミック回路
基板の製造方法は、単層のセラミック回路基板、多層の
セラミック回路基板のいずれにも適用できるものであ
り、セラミックのグリーンシートの表面に導体ペースト
を印刷又は塗布して導体膜を形成する工程と、前記導体
膜のうちの導体パターンとなる部分をマスキングして、
それ以外の部分を露出させた状態でブラスト処理して当
該露出部分を除去して導体パターンを形成する工程と、
前記グリーンシートと前記導体パターンとを同時焼成し
てセラミック回路基板を製造する工程とを含むことを特
徴とするものである。
【0009】本発明を多層のセラミック回路基板に適用
する場合は、複数枚のグリーンシートにそれぞれブラス
ト処理で導体パターンを形成し、これら複数枚のグリー
ンシートを積層して焼成するようにすれば良い。
【0010】本発明の主たる特徴は、グリーンシートの
表面にブラスト処理で導体パターンを形成することであ
り、これによって、多層のセラミック回路基板の内層の
導体パターンもブラスト処理で形成することが可能とな
る。しかも、グリーンシートと導体パターンとを同時焼
成することができ、焼成工程も1回で済む。
【0011】本発明は、導体膜のうちの導体パターンと
なる部分をマスキングする手段として、導体膜の表面に
ブラスト用のレジストパターンを形成しても良いが、ブ
ラスト用のレジストパターンの代わりに、導体パターン
に合致する形状のポジパターンが形成されたマスクプレ
ートを用い、このマスクプレートを導体膜の表面に重ね
合わせた状態でブラスト処理するようにしても良い。こ
のようにすれば、マスクプレートを何回も繰り返して使
用できると共に、マスクプレートを導体膜の表面に重ね
合わせるだけで、導体膜のうちの導体パターンとなる部
分をマスキングすることができ、導体膜の表面にブラス
ト用のレジストパターンを形成する必要がない。このた
め、工程数を削減して生産性を向上できると共に、ブラ
スト用のレジストパターンを形成するための露光・現像
という高価なプロセスコストを削減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を多層セラミック回
路基板の製造方法に適用した一実施形態を図1に基づい
て説明する。
【0013】本実施形態の多層セラミック回路基板は、
図1(f)に示すように、複数枚のグリーンシート11
にそれぞれブラスト処理で導体パターン12を形成し、
これら複数枚のグリーンシート11を積層して焼成した
ものである。以下、この多層セラミック回路基板の製造
方法を詳細に説明する。
【0014】まず、セラミックのスラリーをドクターブ
レード法等でテープ成形して、グリーンシート11を成
形する。使用するセラミックは、800〜1000℃で
焼成する低温焼成セラミック、1500℃以上で焼成す
るアルミナ等の高温焼成セラミックのいずれであっても
良い。低温焼成セラミックとしては、例えばCaO−S
iO2 −Al2 3 −B2 3 系ガラス:50〜65重
量%(好ましくは60重量%)とアルミナ:50〜35
重量%(好ましくは40重量%)との混合物を用いても
良い。或は、MgO−SiO2 −Al2 3 −B2 3
系ガラスとアルミナとの混合物、SiO2 −B2 3
ガラスとアルミナとの混合物、PbO−SiO2 −B2
3 系ガラスとアルミナとの混合物、コージェライト系
結晶化ガラス等の800〜1000℃で焼成できる低温
焼成セラミックを用いても良い。
【0015】グリーンシート11の成形後、該グリーン
シート11を所定サイズに切断すると共に、パンチング
マシーン等で各層のグリーンシート11の所定位置にビ
アホール(図示せず)を形成する。この後、各層のグリ
ーンシート11のビアホールに導体ペーストの穴埋め印
刷によりビア導体(図示せず)を充填する。
【0016】この後、図1(b)に示すように、各層の
グリーンシート11の表面全体に導体ペーストを印刷又
は塗布して、厚さ3〜200μmの導体膜13を形成す
る。この導体膜13や上記ビア導体を形成する導体ペー
ストは、グリーンシート11と同時焼成できる導体ペー
ストを使用する。従って、グリーンシート11が低温焼
成セラミックで成形されている場合は、例えば、Ag、
Ag/Pd、Ag/Pt、Ag/Au等を主に含むAg
系導体ペースト、或は、Au系、Cu系等の低融点金属
のペーストを使用して導体膜13やビア導体を形成し、
グリーンシート11がアルミナ等の高温焼成セラミック
で成形されている場合は、1500℃以上で焼成する
W、Mo等の高融点金属のペーストを使用して導体膜1
3やビア導体を形成すれば良い。
【0017】導体膜13の形成後、図1(c)に示すよ
うに、導体膜13の表面にマスクプレート14を重ね合
わせた状態にセットする。このマスクプレート14は、
後述するブラスト処理で削り取られない耐ブラスト性の
材料、例えば有機材料、金属、セラミック等で形成され
ている。このマスクプレート14は導体膜13のうちの
導体パターン12となる部分をマスキングするために、
導体パターン12に合致する形状のポジパターンが形成
されており、導体膜13のうちの導体パターン12以外
の部分は、マスクプレート14の開口部15から露出さ
れている。
【0018】この後、ブラスト処理工程に進み、図1
(d)に示すように、導体膜13のうちのマスクプレー
ト14の開口部15から露出する部分、すなわち導体膜
13のうちの導体パターン12以外の部分をブラスト処
理により取り除いて導体パターン12を形成する。この
ブラスト処理は、ブラストノズル(図示せず)からマス
クプレート14の開口部15に向けて微小な研磨材を圧
縮空気によって吹き付けて導体膜13の不要部分を取り
除く。尚、研磨材としては、例えばガラスビーズ、アル
ミナ粒子等を用いれば良い。
【0019】以上のようにして、各層のグリーンシート
11にそれぞれブラスト処理で導体パターン12を形成
した後、図1(d)に示すように、各層のグリーンシー
ト11上からマスクプレート14を取り外し、各層のグ
リーンシート11を積層して熱圧着し、この積層体(生
基板)を該グリーンシート11の焼結温度で焼成して、
各層のグリーンシート11と導体パターン12とビア導
体を同時に焼結し、多層セラミック回路基板を製造す
る。
【0020】以上説明した本実施形態では、グリーンシ
ート11の表面にブラスト処理で導体パターン12を形
成するようにしたので、多層セラミック回路基板の表層
の導体パターン12のみならず、内層の導体パターン1
2もブラスト処理で形成することが可能となる。これに
より、多層セラミック回路基板の表層及び内層の導体パ
ターン12を共に微細化できて、表層及び内層の導体パ
ターン12の最小の線幅/線間スペース=5μm/5μ
mを実現することができ、多層セラミック回路基板の小
型化、高密度実装化の要求にも十分に対応することがで
きる。
【0021】しかも、グリーンシート11と導体パター
ン12等とを同時焼成することができ、焼成工程も1回
で済む。更に、マスクプレート14を導体膜13の表面
に重ね合わせた状態でブラスト処理するようにしたの
で、マスクプレート14を何回も繰り返して使用できる
と共に、マスクプレート14を導体膜13の表面に重ね
合わせるだけで、導体膜13のうちの導体パターン12
となる部分をマスキングすることができ、導体膜13の
表面にブラスト用のレジストパターンを形成する必要が
ない。このため、工程数を削減して生産性を向上できる
と共に、ブラスト用のレジストパターンを形成するため
の露光・現像という高価なプロセスコストを削減するこ
とができ、焼成工程が1回で済むことと相俟って、生産
コスト低減の要求を十分に満たすことができる。
【0022】但し、本発明は、マスクプレート14の代
わりに、導体膜13の表面にブラスト用のレジストパタ
ーンを形成するようにしても良く、この場合でも、前述
した本発明の第1の目的を十分に達成することができ
る。
【0023】また、低温焼成セラミックのグリーンシー
トを積層して多層セラミック回路基板を焼成する場合に
は、基板の面方向の焼成収縮を小さくして基板寸法精度
を高めるために、いわゆる拘束焼成法によって低温焼成
セラミック多層回路基板を焼成するようにしても良い。
この拘束焼成法では、低温焼成セラミックのグリーンシ
ート積層体(生基板)の両面に、低温焼成セラミックの
焼結温度(800〜1000℃)では焼結しない拘束用
グリーンシート(例えばアルミナグリーンシート)を積
層して圧着し、この状態で、生基板を加圧しながら(又
は加圧しないで)、800〜1000℃で焼成した後、
焼成基板の両面から拘束用グリーンシートの残存物をブ
ラスト処理で取り除いて低温焼成セラミック多層回路基
板を製造するものである。この拘束焼成法を用いれば、
多層セラミック回路基板の表層及び内層の導体パターン
の寸法精度を高めることができる。
【0024】その他、本発明は、単層のセラミック回路
基板の製造方法に適用しても良い等、要旨を逸脱しない
範囲内で種々変形して実施できる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のセラミック回路基板の製造方法によれば、グリーンシ
ートの表面にブラスト処理で導体パターンを形成するよ
うにしたので、多層セラミック回路基板の表層、内層の
いずれの導体パターンも微細化することができ、小型
化、高密度実装化の要求に十分に対応できる。
【0026】しかも、導体膜のうちの導体パターンとな
る部分をマスキングする手段として、導体パターンに合
致する形状のポジパターンが形成されたマスクプレート
を用いるようにしたので、マスクプレートを何回も繰り
返して使用できると共に、導体膜の表面にブラスト用の
レジストパターンを形成する必要がなく、プロセスコス
トを削減することができて、生産コストの低減の要求を
十分に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における多層セラミック回
路基板の製造方法を説明するための工程図
【符号の説明】
11…グリーンシート、12…導体パターン、13…導
体膜、14…マスクプレート、15…開口部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックのグリーンシートの表面に導
    体ペーストを印刷又は塗布する工程と、 前記導体膜のうちの導体パターンとなる部分をマスキン
    グして、それ以外の部分を露出させた状態でブラスト処
    理して当該露出部分を除去して導体パターンを形成する
    工程と、 前記グリーンシートと前記導体パターンとを同時焼成し
    てセラミック回路基板を製造する工程とを含むことを特
    徴とするセラミック回路基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記導体膜のうちの導体パターンとなる
    部分をマスキングする手段として、該導体パターンに合
    致する形状のポジパターンが形成されたマスクプレート
    を用い、このマスクプレートを前記導体膜の表面に重ね
    合わせた状態でブラスト処理することを特徴とする請求
    項1に記載のセラミック回路基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 複数枚のグリーンシートにそれぞれブラ
    スト処理で前記導体パターンを形成し、これら複数枚の
    グリーンシートを積層して焼成して多層のセラミック回
    路基板を製造することを特徴とする請求項1又は2に記
    載のセラミック回路基板の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278410A (ja) * 2009-04-30 2010-12-09 Mitsuboshi Belting Ltd 導体パターンの形成方法及び電子回路基板
JP2013197437A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Ngk Insulators Ltd 積層焼結セラミックインターポーザ、及び当該積層焼結セラミックインターポーザを含む半導体パッケージ
JP2013197440A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Ngk Insulators Ltd 積層焼結セラミック配線基板、及び当該配線基板を含む半導体パッケージ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278410A (ja) * 2009-04-30 2010-12-09 Mitsuboshi Belting Ltd 導体パターンの形成方法及び電子回路基板
JP2013197437A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Ngk Insulators Ltd 積層焼結セラミックインターポーザ、及び当該積層焼結セラミックインターポーザを含む半導体パッケージ
JP2013197440A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Ngk Insulators Ltd 積層焼結セラミック配線基板、及び当該配線基板を含む半導体パッケージ

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