JP2005072500A - Composite sheet, laminate, method for manufacturing them, and laminated part - Google Patents
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Description
本発明は、移動体通信機等に使用されるセラミック積層部品、積層基板などに適した複合シートや積層体やそれらの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a composite sheet or laminate suitable for ceramic laminated parts and laminated substrates used in mobile communication devices and the like, and a method for producing them.
近年、電子機器は小型軽量化、携帯化が進んでおり、それに用いられる回路ブロックも、小型化、複合モジュール化が押し進められており、セラミック多層基板などの積層部品の高密度化と小型化が進められている。このような動向の中で、高周波モジュールなどに適したセラミック多層基板が、低誘電損失性およびコンデンサ等の受動素子の内蔵化等の特徴から多用されており、さらに小型化を推し進めるため、基板内の特定の一部分に高誘電率層や磁性層を内蔵したセラミック基板の検討が進められている。 In recent years, electronic devices are becoming smaller and lighter and more portable, and circuit blocks used for such electronic devices are also becoming smaller and more complex, and the density and size of laminated parts such as ceramic multilayer substrates are increasing. It is being advanced. In this trend, ceramic multilayer substrates suitable for high-frequency modules are widely used because of their low dielectric loss and built-in passive elements such as capacitors, and in order to promote further miniaturization, A ceramic substrate having a high dielectric constant layer and a magnetic layer built into a specific part of the substrate is being studied.
従来のセラミック多層基板は、通常、グリーンシート法と呼ばれる製造方法により製造されるものである。このグリーンシート法は、絶縁層となるセラミック粉末を含有するスラリーを用いてドクターブレード法などによってグリーンシートを作製し、次に、このグリーンシートにビアホール導体となる位置にNCパンチや金型などで貫通孔を形成し、導体ペーストを用いて、内部や表面の配線のパターンを印刷するとともに、前記貫通孔に導体ペーストを充填してビアホール導体を形成した後、同様にして作製した複数のグリーンシートを積層し、この積層体を一括同時焼成する製造方法である。 Conventional ceramic multilayer substrates are usually manufactured by a manufacturing method called a green sheet method. In this green sheet method, a green sheet is prepared by a doctor blade method or the like using a slurry containing ceramic powder as an insulating layer, and then the NC sheet or NC die is placed on the green sheet at a position to be a via hole conductor. A plurality of green sheets formed in the same manner after forming a through hole, printing a wiring pattern on the inside and surface using a conductor paste, filling the through hole with a conductor paste to form a via-hole conductor Is a manufacturing method in which the laminate is simultaneously fired.
このグリーンシート法において高誘電率層や磁性層などの機能性セラミック部品を内蔵するには、絶縁性のグリーンシート以外に、高誘電性セラミック材料や、磁性セラミック材料などを用いて別途グリーンシートを作製し、これを絶縁性のグリーンシートと積層するか(特に、特許文献1、2参照)、または、絶縁性グリーンシートの所定箇所にNCパンチや金型などで凹部を形成し、高誘電率セラミックペーストや磁性セラミックペーストを充填して形成することも検討されている(特に、特許文献3参照)。
In order to incorporate functional ceramic parts such as high dielectric constant layers and magnetic layers in this green sheet method, in addition to insulating green sheets, high dielectric ceramic materials, magnetic ceramic materials, etc. are used to separate green sheets. It is manufactured and laminated with an insulating green sheet (in particular, refer to Patent Documents 1 and 2), or a concave portion is formed at a predetermined position of the insulating green sheet with an NC punch or a die, and a high dielectric constant. It has also been studied to fill and form a ceramic paste or magnetic ceramic paste (see
また、グリーンシート法においても、高精度化、さらには高密度化への要求に対して、絶縁層である配線導体層間の絶縁層厚みの薄層化とともに、配線導体層については低損失、低抵抗値を実現するため、配線導体層の厚みを厚くすることが求められている。 Also, in the green sheet method, in response to the demand for higher precision and higher density, the insulation layer thickness between the insulation layers of the insulation layer is reduced, and the loss and reduction of the interconnection conductor layer are reduced. In order to realize the resistance value, it is required to increase the thickness of the wiring conductor layer.
ところが、従来のグリーンシート法などの製造方法においては、この絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚膜化という、2つの要求を同時に満たそうとすると、配線導体層が形成されている部分と形成されていない部分とで、配線導体層の厚み分の段差が必然的に発生してしまう。 However, in a conventional manufacturing method such as the green sheet method, a wiring conductor layer is formed when it is attempted to satisfy the two requirements of reducing the thickness of the insulating layer and increasing the thickness of the wiring conductor layer at the same time. A step corresponding to the thickness of the wiring conductor layer inevitably occurs between the portion and the portion not formed.
この段差によって、積層不良(デラミネーション)が発生したり、無理に加圧して段差を埋めたとしても絶縁層に部分的な密度差が生じて、焼成後に変形するといった問題があり、絶縁層厚みの薄層化と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすには、限界があった。 Due to this step, stacking faults (delamination) may occur, or even if the step is filled by forcibly pressing, there is a problem that a partial density difference occurs in the insulating layer, causing deformation after firing. However, there is a limit to satisfy both the reduction in thickness and the increase in thickness of the wiring conductor layer at the same time.
また、ビア導体などの垂直導体を形成するためには、グリーンシートに対してパンチングなどによって貫通孔を形成する穴あけ工程が不可欠であり、配線導体層を形成する印刷工程に対して付加的な工程となっていた。 Further, in order to form a vertical conductor such as a via conductor, a drilling process for forming a through hole by punching the green sheet is indispensable, and an additional process for the printing process for forming the wiring conductor layer It was.
このような配線導体層の厚みによる段差の形成を抑制するための1つの手段として、キャリアフィルム上に、光硬化性セラミック材料からなるスラリーを塗布して絶縁層を形成し、この絶縁層に所定のパターンに露光、現像することによって開口を形成し、この開口内に導電性ペーストを充填する。また、その表面に、上記と同様に、光硬化性セラミック絶縁層形成、露光、現像、導体ペースト充填を繰り返すことによって、導体による段差の形成のない多層基板を形成することが特許文献4にて提案されている。
しかしながら、高誘電率層や磁性層を設ける場合においても、特許文献1、2のように高誘電率グリーンシートや磁性グリーンシートを形成する方法では、多層回路基板の特定の層をすべて高誘電率化、または磁性層化されるために、例えばコンデンサを形成した部分以外の必要のない部分まで高誘電率化されるため、配線導体層を形成することができず、回路設計が大きく制約されてしまうという問題があった。また、絶縁性のグリーンシートの表面に、誘電体層と電極層とを交互に積層形成してコンデンサを形成する場合においても、グリーンシート上に積層されたコンデンサ自体の厚みによって、多層配線基板表面の平坦性が損なわれるなどの問題があった。
However, even in the case of providing a high dielectric constant layer or a magnetic layer, the method of forming a high dielectric constant green sheet or magnetic green sheet as in
さらに、特許文献3のように凹部内に、高誘電率材料ペーストや磁性材料ペーストを充填する場合、セラミックペースト中には、溶剤などが含まれているために、ペーストが乾燥した後にセラミックグリーンシート表面とペースト充填面とに段差が生じやすく、その結果、多層構造とした際に積層不良等が発生する等の問題があった。また、セラミックペースト充填部とセラミックグリーンシートとは、成形密度が異なるために、焼成収縮率を一致させることが難しく、その結果、接合部分に空隙が発生する等の課題もあった。
Further, when filling the recess with a high dielectric constant material paste or a magnetic material paste as in
また、上記の特許文献4記載の方法によれば、実質的には、回路形成を1層ごと順次行う必要がある、つまり工程数が非常に多くしかも工程を並列して行うことが不可能であるために、製造に長時間を要するものであった。しかも、開口への導体ペースト充填にあたっては、所定のスクリーンと開口とを精度よく位置合わせする必要があった。さらに、開口への導体ペーストの充填にあたり、ビアなどの小さな径や、線幅の小さいパターン形成用の貫通孔へのペーストの充填が不十分となりやすく、貫通孔内でペーストが充填されない巣が形成されやすいなども問題があった。
In addition, according to the method described in
従って、本発明は、機能性セラミック部品と絶縁層との一体化とともに薄層化を図ることができ、機能性セラミック部品を任意の箇所に容易に形成した複合シートとその製造方法を提供することを目的とする。また、かかる複合シートを用いてさらに絶縁層と配線導体層の厚みの厚膜化を同時に満たすとともに、平面導体と垂直導体による3次元的な回路を簡略な方法で形成することのできる積層体とその製造方法、さらにはそれを用いた積層部品を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides a composite sheet in which a functional ceramic component and an insulating layer can be integrated and thinned, and the functional ceramic component is easily formed at an arbitrary location, and a method for manufacturing the same. With the goal. Also, a laminate capable of simultaneously satisfying the increase in thickness of the insulating layer and the wiring conductor layer by using such a composite sheet, and forming a three-dimensional circuit by a planar conductor and a vertical conductor by a simple method; An object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof and a laminated part using the manufacturing method.
本発明の複合シートは、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、機能性セラミック部品を前記絶縁性セラミック層を貫通して埋設してなることを特徴とする。特に、前記絶縁性セラミック層および前記機能性セラミック部品の厚みがいずれも100μm以下であって、その厚み差が前記絶縁性セラミック層の厚みの20%以下であることが望ましい。さらには前記絶縁性セラミック層が、少なくとも光硬化可能なモノマーと光重合開始剤を含有することを特徴とする。なお、前記機能性セラミック部品としては、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタのうちの少なくとも1種からなり、この機能性セラミック部品が、未焼成体からなることを特徴とする。さらに、前記絶縁性セラミック層の一部に導体層が絶縁性セラミック層を貫通して埋設されていてもよい。 The composite sheet of the present invention is characterized in that a functional ceramic component is embedded in a part of an insulating ceramic layer containing at least a ceramic material and a polymer material so as to penetrate the insulating ceramic layer. To do. In particular, it is desirable that the insulating ceramic layer and the functional ceramic component have a thickness of 100 μm or less, and the difference in thickness is 20% or less of the thickness of the insulating ceramic layer. Furthermore, the insulating ceramic layer contains at least a photocurable monomer and a photopolymerization initiator. The functional ceramic component is made of at least one of a ceramic resistance element, a ceramic capacitor, and a ceramic inductor, and the functional ceramic component is made of a green body. Furthermore, a conductor layer may be embedded in a part of the insulating ceramic layer so as to penetrate the insulating ceramic layer.
また、かかる複合シートの製造方法としては、(a)光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定のパターンの導体層を形成するとともに、機能性セラミック部品を載置する工程と、(b)前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、(c)前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、(d)現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、を具備することを特徴とする。また前記(d)工程後に、(e)前記キャリアフィルムから、前記複合シートを剥離する工程を具備してもよい。また、前記機能性セラミック部品、および該機能性セラミック部品を埋設した前記光硬化性セラミック層の厚みがいずれも100μm以下であることを特徴とする。 In addition, as a method of manufacturing such a composite sheet, (a) a step of forming a conductive layer of a predetermined pattern on the surface of a light transmissive carrier film and placing a functional ceramic component; (b) the function A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is applied on the carrier film on which the functional ceramic component is placed to a thickness equal to or greater than the thickness of the functional ceramic component. A step of forming a photocurable ceramic layer, (c) a step of irradiating light from the back surface of the carrier film and photocuring a region of the irradiated photocurable ceramic layer, and (d) a developer. By adding and solubilizing and removing the non-cured portion including the surface of the functional ceramic component of the photo-curable ceramic layer. Characterized by comprising the step of producing a composite sheet sexual ceramic component is embedded, the. Moreover, you may comprise the process of peeling the said composite sheet from the said carrier film after the said (d) process. The functional ceramic component and the photocurable ceramic layer in which the functional ceramic component is embedded are both 100 μm or less in thickness.
また、本発明の積層体は、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる機能性セラミック部品が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第1の複合シートと、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる導体層が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第2の複合シートと、を積層してなることを特徴とする。また、前記機能性セラミック部品、および該機能性セラミック部品を埋設する絶縁性セラミック層の厚みが100μm以下であることが望ましい。 In the laminate of the present invention, the functional ceramic component having substantially the same thickness as the insulating ceramic layer is formed on a part of the insulating ceramic layer containing at least the ceramic material and the polymer material. A part of the insulating ceramic layer containing the first composite sheet formed through the insulating ceramic layer, at least the ceramic material, and the polymer material is substantially the same as the insulating ceramic layer. A conductive layer having a thickness is formed by laminating a second composite sheet formed by penetrating the insulating ceramic layer. The thickness of the functional ceramic component and the insulating ceramic layer in which the functional ceramic component is embedded is desirably 100 μm or less.
また、積層体の製造方法としては、(1a)光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定のパターンの導体層を形成するとともに、機能性セラミック部品を載置する工程と、(1b)前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、(1c)前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、(1d)現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、(2a)光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定パターンの導体層を形成する工程と、(2b)前記導体層を形成したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体層の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、(2c)前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、前記導体層の形成領域以外の領域の光硬化性セラミック層を光硬化させる工程と、(2d)現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記導体層表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層と導体層とを具備する第2の複合シートを作製する工程と、(e)前記第1の複合シートと、前記第2の複合シートとを積層する工程と、を具備することを特徴とする。 In addition, as a manufacturing method of the laminated body, (1a) a step of forming a conductive layer of a predetermined pattern on the surface of the light transmissive carrier film and placing a functional ceramic component; (1b) the functionality A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is applied on a carrier film on which the ceramic component is placed to a thickness greater than the thickness of the functional ceramic component. A step of forming a photocurable ceramic layer, (1c) a step of irradiating light from the back surface of the carrier film, and photocuring a region of the irradiated photocurable ceramic layer, and (1d) a developer. By applying and solubilizing and removing the non-hardened part including the surface of the functional ceramic part of the photocurable ceramic layer, it functions in the photocurable ceramic layer. A step of producing a composite sheet in which ceramic parts are embedded, (2a) a step of forming a conductor layer of a predetermined pattern on the surface of a light-transmissive carrier film, and (2b) on the carrier film on which the conductor layer is formed. Applying a photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor layer to form a photocurable ceramic layer; 2c) a step of irradiating light from the back surface of the carrier film and photocuring the photocurable ceramic layer in a region other than the region where the conductor layer is formed; and (2d) applying the developer to the photocuring. The process of producing the 2nd composite sheet which comprises a photocurable ceramic layer and a conductor layer by solubilizing and removing the non-photohardening part containing the said conductor layer surface of a conductive ceramic layer Characterized by comprising the steps of laminating (e) and the first composite sheet, and said second composite sheet.
なお、第1の複合シートおよび第2の複合シートは、いずれもキャリアフィルムを剥した後に、積層処理するか、また、キャリアフィルム上に形成された第1の複合シートの表面に、第2の複合シートを積層後、第2の複合シート側のキャリアフィルムを剥がすことによって積層化してもよい。 The first composite sheet and the second composite sheet are either laminated after the carrier film is peeled off, or the second composite sheet is formed on the surface of the first composite sheet formed on the carrier film. After laminating the composite sheets, they may be laminated by peeling off the carrier film on the second composite sheet side.
なお、上記の工程に引き続き、前記積層体を焼成することによって、焼結された積層体を作製することができる。 In addition, a sintered laminated body can be produced by firing the laminated body following the above-described steps.
本発明の積層部品は、少なくともセラミック材料を含有する複数の絶縁性セラミック層が積層され、少なくとも一部の絶縁性セラミック層に、機能性セラミック部品が該絶縁性セラミック層を貫通して埋設されているとともに、前記機能性セラミック部品が埋設された絶縁性セラミック層または他の絶縁性セラミック層に所定のパターンの導体層が該絶縁性セラミック層を貫通して埋設されていることを特徴とする。 In the laminated component of the present invention, a plurality of insulating ceramic layers containing at least a ceramic material are laminated, and a functional ceramic component is embedded in at least a part of the insulating ceramic layer through the insulating ceramic layer. In addition, a conductive layer having a predetermined pattern is embedded in the insulating ceramic layer or the other insulating ceramic layer in which the functional ceramic component is embedded so as to penetrate the insulating ceramic layer.
なお、前記機能性セラミック部品の厚みは100μm以下であることが望ましく、前記導体層の積層によって3次元的な導体網が形成されてなることが望ましい。また、前記機能性セラミック部品としては、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタのうちの少なくとも1種が挙げられる。 The functional ceramic component preferably has a thickness of 100 μm or less, and preferably has a three-dimensional conductor network formed by stacking the conductor layers. In addition, examples of the functional ceramic component include at least one of a ceramic resistance element, a ceramic capacitor, and a ceramic inductor.
本発明によれば、上記機能性セラミック部品が埋設された複合シートを用いて、他の複合シートと積層処理することによって、機能性セラミック部品を任意の箇所に内蔵した多層回路基板などに適した積層体を作製することができる。 According to the present invention, by using the composite sheet in which the functional ceramic component is embedded, and laminating with another composite sheet, it is suitable for a multilayer circuit board in which the functional ceramic component is built in an arbitrary place. A laminate can be produced.
また、機能性セラミック部品が絶縁性セラミック層と同一厚みで埋設されているために、これを積層しても段差が形成されることがなく、デラミネーションの発生や、無理な加圧による変形などの問題も無く、容易に導体層間の絶縁層の厚みの薄層化と、導体層の厚みの厚膜化を両立することができるとともに、セラミック抵抗素子、セラミックコンデンサ、セラミックインダクタなどの機能性セラミック部品を精度よく任意の箇所に形成することができる。 In addition, since the functional ceramic parts are embedded with the same thickness as the insulating ceramic layer, there are no steps even if they are stacked, causing delamination, deformation due to excessive pressure, etc. It is possible to easily reduce the thickness of the insulating layer between conductor layers and increase the thickness of the conductor layer, and functional ceramics such as ceramic resistance elements, ceramic capacitors, and ceramic inductors. Components can be formed at any location with high accuracy.
また、複合シート中に導体層を埋設し、この導体層が上方に積層されるように複合シートを積層することによって、従来ような貫通孔への導体ペーストを充填することなく、積層体内に3次元的な導体網を形成することができる。 Further, by embedding a conductor layer in the composite sheet and laminating the composite sheet so that the conductor layer is laminated on the upper side, it is possible to insert 3 into the laminated body without filling the conductor paste into the conventional through-hole. A dimensional conductor network can be formed.
また、本発明の複合シートの製造方法においては、絶縁性セラミック層の形成にあたり、キャリアフィルム上に形成された機能性セラミック部品や導体層自体をマスクとして用い、光硬化性セラミック層の全面塗布と、キャリアフィルムの裏面からの全面露光によって形成することができるために、マスクなどを使用する必要がなく、安価に且つ容易に光硬化性セラミック絶縁層と機能性セラミック部品や導体層を具備する複合シートを容易に作製することができる。 Further, in the method for producing the composite sheet of the present invention, in forming the insulating ceramic layer, the functional ceramic component formed on the carrier film or the conductor layer itself is used as a mask, and the entire surface of the photocurable ceramic layer is applied. Because it can be formed by full exposure from the back side of the carrier film, it is not necessary to use a mask, etc., and it is a composite comprising a photocurable ceramic insulating layer and a functional ceramic component or conductor layer easily and inexpensively. A sheet can be easily produced.
しかも、このような複合シートの製造は、各層ごとに平行して作製することができることから、必要な層数の複合シートを作製した後に、それらを一括して積層後、焼成すれば、大幅に工程を短縮することができる。 Moreover, since the production of such a composite sheet can be produced in parallel for each layer, if a composite sheet having the required number of layers is produced, and then laminated together and fired, The process can be shortened.
図1に、本発明における積層部品の一例として、セラミック多層回路基板の(a)概略斜視図、(b)概略断面図を示した。 FIG. 1 shows (a) a schematic perspective view and (b) a schematic cross-sectional view of a ceramic multilayer circuit board as an example of a laminated component in the present invention.
図1のセラミック多層回路基板1によれば、セラミック焼結体からなる絶縁基板2の表面、裏面および内部には、平面導体となる配線導体層3が形成されている。また、表面に形成された配線導体層3にはインダクタ、抵抗、コンデンサなどのチップ部品4が半田によって実装されている。また、絶縁基板2の内部には、機能性セラミック部品6が埋設、形成されている。例えば、図1では、セラミックコンデンサ6が形成されており、その上下面に配線導体層7、7が形成されており、セラミックコンデンサ6の電極6aと電気的に接続されている。なお、裏面の配線導体層3は、マザーボードなどに実装するための端子電極として機能するものである。また、絶縁基板2の内部には、上記平面導体を形成する配線導体層3同士を接続するビア導体5が形成されている。
According to the ceramic multilayer circuit board 1 of FIG. 1, the
本発明における上記セラミック多層回路基板1は、厚みが100μm以下の絶縁性セラミック層2aの一部に機能性セラミック部品6が絶縁性セラミック層2aを貫通して埋設、形成された複合体Aと、厚みが50μm以下の絶縁性セラミック層2bの一部に配線導体層3が、絶縁性セラミック層2bを貫通して埋設、形成された複合体Bとの積層体によって構成されている。
The ceramic multilayer circuit board 1 according to the present invention includes a composite A in which a functional ceramic component 6 is embedded and formed in a part of an insulating
より具体的には、複合体Aにおいては、絶縁性セラミック層2a、機能性セラミック部品6の厚みは、いずれも100μm以下、特に10〜50μm、さらには10〜30μmの薄層によって形成されていることが望ましく、絶縁性セラミック層2b、機能性セラミック部品6との厚み差が絶縁性セラミック層2bの厚みの20%以下、特に10%以下、さらには、5%以下であることが、さらには厚み差が5μm以下、さらには3μm以下であることによって、絶縁性セラミック層2bと機能性セラミック部品6との個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
More specifically, in the composite A, each of the insulating
一方、複合体Bにおいては、絶縁性セラミック層2b中に埋設された配線導体層3は、絶縁性セラミック層2bの平面方向に延設することによって平面回路を形成している。また、部分的に配線導体層3を厚み方向に積み上げることにより配線導体層3間を垂直方向に接続する垂直導体5を形成することができる。かかる複合体Bによれば、絶縁性セラミック層2b、配線導体層3の厚みは、いずれも10〜50μm、特に15〜40μm、さらには15〜30μmの薄層によって形成されていることが望ましく、絶縁性セラミック層2b、配線導体層3の厚み差が絶縁性セラミック層2bの厚みの20%以下、特に10%以下、さらには、5%以下であることが、または厚み差が5μm以下、さらには3μm以下であることによって、絶縁性セラミック層2b、配線導体層3の個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
On the other hand, in the composite B, the
本発明によれば、所望の回路形成のために上記の多層回路基板1においては、上記複合体A、複合体Bが10〜300層、特に30〜200層、さらには40〜100層程度の複合体により積層されて形成される。 According to the present invention, in the multilayer circuit board 1 for forming a desired circuit, the composite A and the composite B are 10 to 300 layers, particularly 30 to 200 layers, more preferably about 40 to 100 layers. It is formed by laminating with a composite.
上記の絶縁性セラミック層2を形成するセラミック材料としては、(1)Al2O3、AlN、Si3N4、SiCを主成分とする焼成温度が1100℃以上のセラミック材料、(2)少なくともSiO2およびBaO、CaO、SrO、MgOなどのアルカリ土類金属酸化物(RO)を含有する金属酸化物による混合物からなる1100℃以下、特に1050℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料、(3)ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる1100℃以下、特に1050℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料の群から選ばれる少なくとも1種が選択される。
The ceramic material for forming the insulating
用いられる(2)の混合物や、(3)のガラス組成物としては、少なくともSiO2を含み、Al2O3、B2O3、ZnO、PbO、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも1種以上を含有したものであって、具体的には、SiO2−B2O3−RO系、SiO2−BaO−Al2O3−RO系、SiO2−B2O3−Al2O3−RO系、SiO2−Al2O3−RO系、さらにはこれらの系にZnO、PbO、Pb、ZrO2、TiO2等を配合した組成物が挙げられる。また、ガラスとしては、焼成処理することによっても非晶質ガラスであるもの、また焼成処理によって、アルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオプサイド、イルメナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも1種を析出する結晶化ガラスなどが用いられる。
Mixture or is (2) using, as a glass composition (3), at least include SiO 2, Al 2 O 3, B 2
また、(3)におけるセラミックフィラーとしては、Al2O3、SiO2(クォーツ、クリストバライト)、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ZrO2、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、AlN、Si3N4、SiC、MgTiO3、CaTiO3などのチタン酸塩の群から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、ガラスに対して20〜80質量%の割合で混合されることが望ましい。 Further, as the ceramic filler in (3), Al 2 O 3 , SiO 2 (quartz, cristobalite), forsterite, cordierite, mullite, ZrO 2 , mullite, forsterite, enstatite, spinel, magnesia, AlN, Si Examples include at least one selected from the group of titanates such as 3 N 4 , SiC, MgTiO 3 , and CaTiO 3, and it is desirable that the glass is mixed at a rate of 20 to 80% by mass with respect to the glass.
上記ガラス成分とセラミックフィラー成分とは、特に、ガラス成分10〜90重量%、特に50〜80重量%と、セラミックフィラー成分10〜90重量%、特に20〜50重量%の割合で混合したものが好適に用いられる。 In particular, the glass component and the ceramic filler component are mixed in a proportion of 10 to 90% by weight, particularly 50 to 80% by weight, and 10 to 90% by weight, particularly 20 to 50% by weight of the ceramic filler component. Preferably used.
一方、配線導体層3は、絶縁性セラミック層2と同時焼成して形成するために、絶縁性セラミック層2を形成するセラミック材料の焼成温度に応じて種々組み合わせられ、例えば、セラミック材料が前記(1)の場合、タングステン、モリブデン、マンガン、銅の群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。また、低抵抗化のために、銅などとの混合物としてもよい。
On the other hand, since the
セラミック材料が前記(2)(3)の場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。上記の導体材料には、セラミック材料と同時焼成する上で、セラミック材料を構成する成分を含有することが望ましい。 When the ceramic material is (2) or (3), a conductor material mainly containing at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, and aluminum is preferably used. The conductor material preferably contains a component constituting the ceramic material when co-firing with the ceramic material.
また、機能性セラミック部品6は、その目的により種々変更されるが、絶縁性セラミック層2bと機能性セラミック部品6とは、実質的に同じ焼成温度で焼成される。
The functional ceramic component 6 is variously changed depending on the purpose, but the insulating
例えば、絶縁性セラミック層2bとして(1)の1100℃以上、特に1200℃以上のセラミック材料を用いる場合、機能性セラミック部品6は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、フォルステライト、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、シリカ、コーデイエライト、BaTiO3などのチタン酸塩、Fe2O3の群から選ばれる少なくとも1種を主成分とし、必要に応じて、低誘電率化、高誘電率化、磁性体化するためのセラミックスや金属成分を添加してなり、且つ絶縁性セラミック層2bと同じ焼成温度で可能なセラミック材料によって形成することが望ましい。
For example, when the ceramic material of 1100 ° C. or higher, particularly 1200 ° C. or higher of (1) is used as the insulating
一方、絶縁性セラミック層2bとして(2)(3)の1100℃以下、特に1050℃以下のセラミック材料を用いる場合、上記絶縁性セラミック層を形成する低温焼成組成物に対して、種々の機能性を付与するセラミック材料を選択して添加することができる。例えば、低誘電率材料を形成する場合、低誘電率のガラス、または低誘電率のシリカ、コージェライト、エンスタタイトの群から選ばれる少なくとも1種のフィラーを含有するガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。また、高誘電率セラミック層を形成する場合、フィラーとしてBaTiO3、LaTiO3などのチタン酸塩を含有するガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。
On the other hand, when the ceramic material of (2) and (3) of 1100 ° C. or lower, particularly 1050 ° C. or lower is used as the insulating
また、機能性セラミック部品6を磁性材料によって形成する場合には、少なくともFe、Co、Niなどの鉄族元素を含有する化合物を含有するガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。さらに抵抗材料によって形成する場合には、ReO2や金属成分を添加したガラスセラミック材料によって形成することが望ましい。 Further, when the functional ceramic component 6 is formed of a magnetic material, it is desirable to form the functional ceramic component 6 using a glass ceramic material containing at least a compound containing an iron group element such as Fe, Co, or Ni. Further, in the case of forming with a resistance material, it is desirable to form with a glass ceramic material to which ReO 2 or a metal component is added.
また、機能性セラミック部品は、それ自体で焼成後に1つの電子部品を形成し得るものであることが望ましい。例えば、高誘電体層とこれを挟持する一対の電極を具備するコンデンサ部品、高誘電体層と電極層とが交互に配置された積層コンデンサ部品、抵抗体層と一対の電極を具備する抵抗素子、多層の誘電体層中に多層に回路が形成されインダクタが形成されたインダクタ素子、多層の誘電体層中にアンテナ回路が形成されたアンテナ素子などあらゆる電子部品が用いられる。 In addition, it is desirable that the functional ceramic component itself is capable of forming one electronic component after firing. For example, a capacitor component having a high dielectric layer and a pair of electrodes sandwiching the high dielectric layer, a multilayer capacitor component in which high dielectric layers and electrode layers are alternately arranged, and a resistor element having a resistor layer and a pair of electrodes Various electronic components such as an inductor element in which a multilayer circuit is formed in a multilayer dielectric layer and an inductor is formed, and an antenna element in which an antenna circuit is formed in a multilayer dielectric layer are used.
上記のようなセラミック多層回路基板1などの積層部品の形成するにあたり、本発明によれば、まず、図2(a)に示すような少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層2aの一部に、機能性セラミック部品(以下、単に機能性セラミック部品という。)6aが、また必要に応じて導体層3aが、前記絶縁性セラミック層2aを貫通して形成された複合シートaを作製する。
In forming a multilayer component such as the ceramic multilayer circuit board 1 as described above, according to the present invention, first, an insulating ceramic containing at least a ceramic material and a polymer material as shown in FIG. A composite sheet in which a functional ceramic component (hereinafter simply referred to as a functional ceramic component) 6a is formed in part of the
また、本発明によれば、必要に応じて複合シートaと、図2(b)に示すような、少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層2aの一部に、導体層3aが、前記絶縁性セラミック層2aを貫通して形成された複合シートbを作製する。
Further, according to the present invention, a conductor is formed on a part of the insulating
上記複合シートaの厚みは、機能性セラミック部品6aの厚さと実質的に同一であって、機能を付与するために部品として必要な厚さとなる。但し、絶縁性セラミック層2aと機能性セラミック部品6aの厚み差が絶縁性セラミック層2aの厚みの20%以下、特に10%以下、さらには、5%以下であることが、または厚み差が5μm以下、さらには3μm以下であることによって、絶縁性セラミック層2aと機能性セラミック部品6aの個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
The thickness of the composite sheet a is substantially the same as the thickness of the functional
一方、複合シートbは、絶縁性セラミック層2a、導体層3aの厚みは、いずれも10〜50μm、特に15〜40μm、さらには15〜30μmの薄層によって形成されていることが望ましく、絶縁性セラミック層2a、導体層3aの厚み差が絶縁性セラミック層2aの厚みの20%以下、特に10%以下、さらには、5%以下であることが、または厚み差が5μm以下、さらには3μm以下であることによって、絶縁性セラミック層2a、導体層3aの個々の厚みによる段差の発生が抑制される。
On the other hand, in the composite sheet b, it is desirable that the insulating
この複合シートa、bを作製するにあたり、まず、絶縁性セラミック層2aを形成するために、少なくとも光硬化可能なモノマーおよび前述したセラミック材料を含有する光硬化スラリーを調製する。スラリー調製にあたっては、望ましくは、前記セラミック材料に、光硬化可能なモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製する。
In producing the composite sheets a and b, first, in order to form the insulating
光硬化成分としては、光硬化可能なモノマーや光重合開始剤などが挙げられる。光硬化可能なモノマーとしては、低温で短時間の焼成工程に対応するために、熱分解性に優れたものであることが望ましい。また、光硬化可能なモノマーは、スリップ材の塗布・乾燥後の露光によって光重合される必要があり、遊離ラジカルの形成、連鎖生長付加重合が可能で、2級もしくは3級炭素を有したモノマーが好ましく、例えば少なくとも1つの重合可能なエチレン系基を有するブチルアクリレート等のアルキルアクリレートおよびそれらに対応するアルキルメタクリレート等が挙げられる。また、テトラエチレングリコールジアクリレート等のポリエチレングリコールジアクリレートおよびそれらに対応するメタクリレートも有効である。また、光重合開始剤としては、ベンゾフェノン類,アシロインエステル類化合物などが挙げられる。 Examples of the photocuring component include a photocurable monomer and a photopolymerization initiator. As the photocurable monomer, it is desirable that the monomer is excellent in thermal decomposability in order to cope with a low-temperature and short-time baking process. In addition, the photo-curable monomer needs to be photopolymerized by exposure after application and drying of the slip material, and can form free radicals and chain-growth addition polymerization, and has a secondary or tertiary carbon. Preferred examples include alkyl acrylates such as butyl acrylate having at least one polymerizable ethylene group, and alkyl methacrylates corresponding thereto. In addition, polyethylene glycol diacrylates such as tetraethylene glycol diacrylate and methacrylates corresponding thereto are also effective. Examples of the photopolymerization initiator include benzophenones and acyloin ester compounds.
また、有機バインダも、光硬化可能なモノマーと同様に熱分解性が良好であることが望まれ、同時にスリップの粘性を決めるものであるため、固形分との濡れ性も考慮することが必要である。本発明によれば、アクリル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合物が好ましい。 In addition, the organic binder is desired to have good thermal decomposability like the photo-curable monomer, and at the same time, it determines the viscosity of the slip, so it is necessary to consider the wettability with the solid content. is there. According to the present invention, an ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group and an alcoholic hydroxyl group such as an acrylic acid or methacrylic acid polymer is preferred.
有機溶剤としては、エチルカルビトールアセテート、ブチルセルソルブ、3メトキシブチルアセテートの群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 Examples of the organic solvent include at least one selected from the group consisting of ethyl carbitol acetate, butyl cellosolve, and 3 methoxybutyl acetate.
各成分の含有量は、セラミック粉末100質量部あたり、光硬化モノマー及び光重合開始剤を5〜20質量部、有機バインダを10〜40質量部、可塑剤を1〜5質量部、有機溶剤を50〜100質量部の割合が適当である。 The content of each component is 5 to 20 parts by mass of a photocurable monomer and a photopolymerization initiator, 10 to 40 parts by mass of an organic binder, 1 to 5 parts by mass of a plasticizer, and an organic solvent per 100 parts by mass of the ceramic powder. A ratio of 50 to 100 parts by mass is appropriate.
次に、導体層3aを形成するための導体ペーストを調製する。導体ペーストは、平均粒径が1〜3μm程度の前記導体材料の粉末に、必要に応じてセラミック材料を添加した無機成分に対して、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、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などの適当な溶剤を混合し、3本ロールミル等により均質に混練して調製される。
Next, a conductor paste for forming the
各成分の含有量は、セラミック粉末100質量部あたり、光硬化モノマー及び光重合開始剤を5〜20質量部、有機バインダを10〜30質量部、可塑剤を1〜5質量部、有機溶剤を50〜100質量部の割合が適当である。 The content of each component is 5 to 20 parts by mass of a photocurable monomer and a photopolymerization initiator, 10 to 30 parts by mass of an organic binder, 1 to 5 parts by mass of a plasticizer, and an organic solvent per 100 parts by mass of the ceramic powder. A ratio of 50 to 100 parts by mass is appropriate.
また、機能性セラミック部品6aは、従来から周知のセラミック電子部品が用いられる。セラミック積層コンデンサを例示すると、セラミック誘電体層の表面に電極パターンを形成したものを積層し、端面に内部電極が露出させ、端面に外部電極を印刷する。
The functional
次に、上記の光硬化スラリー、導体ペーストおよび機能性セラミック部品を用いて以下の工程によって、複合シートを形成する。 Next, a composite sheet is formed by the following steps using the above-mentioned photocuring slurry, conductor paste, and functional ceramic component.
まず、図3(a)に示すように、樹脂フィルムなどからなる光透過可能なキャリアフィルム10上に、機能性セラミック部品12を載置する。
First, as shown in FIG. 3A, a functional
次に、図3(b)に示すように、前記光硬化スラリーを、例えばドクターブレード法にて機能性セラミック部品12の厚さ以上の厚さに塗布して所定の厚みで全面に塗布して光硬化性セラミック層13を形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (b), the photocuring slurry is applied to a thickness equal to or greater than the thickness of the functional
そして、図3(c)に示すように、キャリアフィルム10の裏面より例えば超高圧水銀灯を光源として用いて露光を行う。この露光によって、機能性セラミック部品12載置以外の領域の光硬化性セラミック層13を光硬化させる。この露光工程においては、光硬化性セラミック層13は、機能性セラミック部品12載置以外の領域の光硬化性セラミック層13aでは照射された光の量により裏面から一定の厚みまで光重合反応がおこり不溶化部を形成するが、機能性セラミック部品12は紫外線を通過しないために、機能性セラミック部品12上に形成されている光硬化性セラミック層13bは、光硬化可能なモノマーの光重合反応がおこらない溶化部となる。また、このときの露光量は、実質的に不溶化部の厚みが、機能性セラミック部品12の厚みと同じになるように露光量が調整されることが望ましい。
And as shown in FIG.3 (c), it exposes from the back surface of the
その後、この光硬化性セラミック層13全体を現像処理する。現像処理は、光硬化性セラミック層13の溶化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノールアミン水溶液などを現像液として用いてスプレー現像、洗浄、乾燥を行う。この処理により、図3(d)に示すように、キャリアフィルム10上には、機能性セラミック部品12と光硬化性セラミック層13とが実質的に同一厚みで一体化した複合シートaが形成される。
Thereafter, the entire photocurable
なお、キャリアフィルム10から複合シートaを剥離することによって、図2(a)に示すような複合シートa単体を得ることができる。
In addition, the composite sheet a simple substance as shown to Fig.2 (a) can be obtained by peeling the composite sheet a from the
また、図2(b)の複合シートbは、前記複合シートaの製造方法において、機能性セラミック部品12に代えて、導体ペーストを印刷塗布して導体層11を形成する以外は、上記と全く同様な工程を経て作製することができる。
Also, the composite sheet b of FIG. 2B is exactly the same as the above except that in the method of manufacturing the composite sheet a, the conductor layer 11 is formed by printing and applying a conductor paste instead of the functional
もちろん、キャリアフィルム10表面に、導体層11と機能性セラミック層12とを形成して、上記と同様な工程を経て、導体層11および機能性セラミック層12を合わせもつ複合シートを作製することもできる。
Of course, it is also possible to form a conductor sheet 11 and a functional
次に、この複合シートaを用いて図1のセラミック多層回路基板のような積層部品を製造する方法について以下に説明すると、まず、前記図3(a)〜(d)に従い、機能性セラミック部品12と光硬化性セラミック層13とが形成された複数の複合シートaを作製する。また、光硬化性セラミック層13と所定のパターンの導体層11が形成された複数の複合シートb1〜b12を作製する。
Next, a method for producing a laminated component such as the ceramic multilayer circuit board of FIG. 1 using this composite sheet a will be described. First, according to FIGS. 3 (a) to 3 (d), a functional ceramic component. A plurality of composite sheets a on which 12 and the photocurable
そして、図4(a)に示すように、これらの複合シートa、b1〜b12を位置あわせしながら、重ね合わせ一括して圧着することによって積層体14を形成する。なお、圧着時には、複合シートa中の有機バインダのガラス転移点以上の温度をかけながら行なうことが望ましい。また、複合シート間に有機系接着剤を塗布して圧着してもよい。
And as shown to Fig.4 (a), the
なお、一括して積層する場合、すべてキャリアフィルム10を剥がして積層してもよいが、圧着時の最下面と最上面の取り扱いを考慮すれば、最下面と最上面のみは、キャリアフィルム10から剥がすことなく、図4(a)に示すように、積層、圧着した後に、キャリアフィルム10を剥がすことによって、図4(b)のような積層体14を形成することができる。
In addition, when laminating all at once, the
そして、この積層体14を、所定の温度で焼成することによって、光硬化性セラミック層および導体層11とともに機能性セラミック部品12を焼結させることによって、導体層11によって3次元的な回路が形成され、且つ機能性セラミック部品12を内蔵した積層部品を形成することができる。なお、焼成にあたっては、作製された積層体14を脱バイ工程で、成形体中に含まれている有機バインダ、光硬化可能なモノマーを焼失し、焼成工程にて窒素などの不活性雰囲気中で、用いられた絶縁性セラミック材料、機能性セラミック部品および導体材料が十分に焼成することのできる温度で焼成され、前記セラミック層は相対密度95%以上に緻密化される。
The
また、積層部品を製造する他の方法としては、図5(a)(b)(c)に示すように、キャリアフィルム10の表面に形成された複合シートb12の表面に、キャリアフィルム10の表面に形成された複合シートb11を反転させて積層圧着し、複合シートb11側のキャリアフィルム10を剥離する。
Further, as another method for manufacturing a laminated component, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the surface of the
次に、図5(d)に示すように、この複合シートb11の表面に、同様にしてキャリアフィルム10の表面に形成された複合シートb10を反転させて積層圧着し、複合シートb10側のキャリアフィルム10を剥離する。これを繰り返すことによって、所望の総数の積層体14を形成することができる。その後、この積層体14を前記と同様にして焼成することによって、積層部品を作製することができる。
Next, as shown in FIG. 5 (d), the composite sheet b10 formed on the surface of the
また、必要に応じて、表面処理として、さらに、基板表面に厚膜抵抗膜や厚膜保護膜の印刷・焼きつけ、メッキ処理、さらにICチップを含む電子部品4の実装を行う。
Further, as necessary, as a surface treatment, a thick film resistance film or a thick film protective film is printed / baked on the substrate surface, a plating process, and an
なお、表面の導体層3は、焼成された積層体14の表面に、印刷・乾燥し、所定雰囲気で焼きつけを行っても良い。
The
また、セラミック多層回路基板の表面に形成される表面導体層3、端子電極9の表面には、半田との濡れ性を改善するために、ニッケル、金などのメッキ層が1〜3μmの厚みで形成される。
In addition, on the surface of the
さらに、図1(b)に示したように、絶縁基板2内に形成される機能性セラミック部品6を含む複合シートaの少なくとも一方の面に光硬化性セラミック層13と所定のパターンの導体層11が形成された複合シートb3、b4を積層することで、導体層11からなる回路と機能性セラミック部品とを電気的に接続することができる。
Further, as shown in FIG. 1B, a photocurable
先ず、厚さ100μmのPET(ポリエチルテレフタレート)からなる光透過可能なキャリアフィルム上に、導体ペーストをスクリーン印刷法により印刷して、厚さ20μmの配線導体層となる導体層を形成した。尚、導体ペーストは、Ag粉末にバリウムホウ珪酸ガラス粉末と、セルロース、有機溶剤を加え3本ロールミルで混合したものを使用した。 First, a conductor paste was printed on a light transmissive carrier film made of PET (polyethyl terephthalate) having a thickness of 100 μm by a screen printing method to form a conductor layer to be a wiring conductor layer having a thickness of 20 μm. In addition, the conductor paste used was a barium borosilicate glass powder, cellulose, and an organic solvent added to Ag powder and mixed by a three-roll mill.
続いて、キャリアフィルム上に、焼成前の厚さ25μmのチップコンデンサを載置した。チップコンデンサは、BaTiO3系誘電体材料からなる厚さ4μmの誘電体層5層と、厚さ2μmの電極層4層とを交互に積層した積層体からなるものである。 Subsequently, a chip capacitor having a thickness of 25 μm before firing was placed on the carrier film. The chip capacitor is composed of a laminated body in which five dielectric layers of 4 μm thickness made of BaTiO 3 based dielectric material and four electrode layers of 2 μm thickness are alternately laminated.
次に、上記チップコンデンサの上に、前記感光性スラリーをドクターブレード法により塗布乾燥し、チップコンデンサの存在しない場所での乾燥後の厚みが30μmとなるように光硬化性セラミック層を形成した。 Next, the photosensitive slurry was applied and dried on the chip capacitor by a doctor blade method to form a photocurable ceramic layer so that the thickness after drying in a place where no chip capacitor was present was 30 μm.
感光性スラリーは、セラミック原料粉末100質量部と、光硬化可能なモノマー(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)8質量部と、有機バインダ(アルキルメタクリレート)35質量部と、可塑剤を3質量部、有機溶剤(エチルカルビトールアセテート)20質量部に混合し、ボールミルで混練して作製した。 The photosensitive slurry is 100 parts by mass of ceramic raw material powder, 8 parts by mass of photocurable monomer (polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate), 35 parts by mass of organic binder (alkyl methacrylate), and 3 parts by mass of plasticizer. And 20 parts by mass of an organic solvent (ethyl carbitol acetate) and kneaded with a ball mill.
セラミック原料粉末は、SiO2−Al2O3−MgO−ZnO−BaO−B2O3のガラス粉末82質量%と、SiO218質量%の組成のセラミック材料(比誘電率:6.5)を用いた。 The ceramic raw material powder is a ceramic material having a composition of SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—ZnO—BaO—B 2 O 3 glass powder 82% by mass and SiO 2 18% by mass (relative dielectric constant: 6.5). Was used.
次に、キャリアフィルムの裏面側より光硬化性セラミック層の裏面に、超高圧水銀灯(照度30mW/cm2)を光源として2秒間全面露光した。そして希釈濃度2.5%のトリエタノールアミン水溶液を現像液として用いて30秒間スプレー現像を行った。この後、現像後の純水洗浄の後、乾燥を行った。 Next, the entire surface was exposed from the back side of the carrier film to the back side of the photocurable ceramic layer for 2 seconds using an ultrahigh pressure mercury lamp (illuminance 30 mW / cm 2 ) as a light source. Then, spray development was performed for 30 seconds using a triethanolamine aqueous solution having a dilution concentration of 2.5% as a developer. Thereafter, the film was dried after being washed with pure water after development.
こうして、出来上がった光硬化性セラミック層は、チップコンデンサ上の溶化部が現像により除去されチップコンデンサが露出して、その結果、厚みが25μmの光硬化性セラミック層と、厚みが25μmのチップコンデンサとが一体化した複合シートaを作製することができた。 In this way, the completed photocurable ceramic layer has the melted portion on the chip capacitor removed by development to expose the chip capacitor. As a result, the photocurable ceramic layer having a thickness of 25 μm, the chip capacitor having a thickness of 25 μm, Was able to produce a composite sheet a.
また、上記と同様にして、厚みが20μmの導体層と、厚みが20μmの光硬化性セラミック層とが一体化した複合シートbを延べ50層作製した。 In the same manner as described above, a total of 50 composite sheets b in which a conductor layer having a thickness of 20 μm and a photocurable ceramic layer having a thickness of 20 μm were integrated were produced.
上記のようにして作製した複合シートより、それぞれキャリアフィルムを剥離し、順番に位置合わせを行いながら、積層を行った。この後、プレス機を用いて、プレス圧1トン、温度60℃にて5分間プレスを行い、積層体を圧着した。 From the composite sheet produced as described above, the carrier film was peeled off, and lamination was performed while positioning in order. Thereafter, using a press machine, pressing was performed for 5 minutes at a pressing pressure of 1 ton and a temperature of 60 ° C., and the laminate was pressure bonded.
その後、大気中で300℃で4時間で脱バインダ処理した後、900℃大気中で6時間焼成を行うことによって、チップコンデンサを内蔵したセラミック多層回路基板を作製した。 Thereafter, the binder removal treatment was performed in the atmosphere at 300 ° C. for 4 hours, and then the substrate was baked in the atmosphere at 900 ° C. for 6 hours to produce a ceramic multilayer circuit board with a built-in chip capacitor.
作製した多層回路基板については、導体層やチップコンデンサ自体の厚みによる段差は全くなく、層間のデラミネーションもなかった。また、配線導体層間の接続にあたり、導体層を3層以上垂直方向に積層することによって、ビア導体を形成したが、このビア導体を含む回路における電気的接続についても全く問題は無かった。また、導体層には全く巣などの発生も認められず、またチップコンデンサも所期の特性を発揮していた。 The produced multilayer circuit board had no step due to the thickness of the conductor layer or the chip capacitor itself, and there was no delamination between layers. In connecting the wiring conductor layers, via conductors were formed by laminating three or more conductor layers in the vertical direction. However, there was no problem with electrical connection in a circuit including the via conductors. In addition, no nests were found in the conductor layer, and the chip capacitor also exhibited the desired characteristics.
実施例1に従い、内部配線導体層用、表面配線導体層用およびビア導体用、機能性セラミック部品形成用の延べ70層の複合シートを作製した。 According to Example 1, a composite sheet having a total of 70 layers for forming an internal wiring conductor layer, a surface wiring conductor layer, a via conductor, and a functional ceramic component was prepared.
図5の方法に従い、まず電極用の複合シート上に、ビア導体用の複合シートをキャリアフィルムごと反転させて、複合シート同士を接触させて、位置合わせを行いながら載置した。続いて、プレス機を用いて、プレス圧1トン、温度60℃にて1分間プレスを行い、前記電極用の複合シート上とビア導体用の複合シートとを圧着した後、ビア導体用の複合シート側のキャリアフィルムを剥離した。 According to the method of FIG. 5, first, the composite sheet for via conductors was inverted together with the carrier film on the composite sheet for electrodes, and the composite sheets were brought into contact with each other and placed while performing alignment. Subsequently, using a press machine, pressing was performed for 1 minute at a pressing pressure of 1 ton and a temperature of 60 ° C., and the composite sheet for the via conductor and the composite sheet for the via conductor were pressure-bonded to each other. The carrier film on the sheet side was peeled off.
続いて、再び別のビア導体用複合シート、内部配線導体層用の複合シート、表面配線導体層用、機能性セラミック部品用の複合シートを順次同じように反転させて、位置合わせを行いながら載置し、プレス機を用いて順次圧着した。 Subsequently, another composite sheet for via conductors, a composite sheet for internal wiring conductor layers, a composite sheet for surface wiring conductor layers, and a composite sheet for functional ceramic parts are sequentially reversed in the same manner and mounted while performing alignment. And then sequentially crimped using a press.
その後、大気中で300℃で4時間で脱バインダ処理した後、900℃大気中で6時間焼成を行い、多層回路基板を作製した。 Thereafter, the binder removal treatment was performed in the atmosphere at 300 ° C. for 4 hours, and then the substrate was baked in the atmosphere at 900 ° C. for 6 hours to produce a multilayer circuit board.
作製した多層回路基板については、導体層やチップコンデンサ自体の厚みによる段差は全くなく、絶縁層間のデラミネーションもなかった。また、配線導体層間の接続にあたり、導体層を3層以上垂直方向に積層することによって、ビア導体を形成したが、このビア導体を含む回路における電気的接続についても全く問題は無かった。また、導体層中には、全く巣の発生が認められなかった。またチップコンデンサも所期の特性を発揮していた。 The produced multilayer circuit board had no step due to the thickness of the conductor layer or the chip capacitor itself, and there was no delamination between the insulating layers. In connecting the wiring conductor layers, via conductors were formed by laminating three or more conductor layers in the vertical direction. However, there was no problem with electrical connection in a circuit including the via conductors. In addition, no nests were found in the conductor layer. The chip capacitor also exhibited the desired characteristics.
A 複合シート
1 セラミック多層回路基板
2 絶縁基板
2a、2b セラミック層
3 配線導体層
4 チップ部品
5 ビア導体
6 機能性セラミック部品
11、3a 導体層
12、6a 機能性セラミック部品
13、2a セラミック層
A Composite sheet 1 Ceramic
Claims (19)
(b)前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、
(c)前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、
(d)現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする複合シートの製造方法。 (A) placing a functional ceramic component on the surface of a light transmissive carrier film;
(B) A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material on the carrier film on which the functional ceramic component is placed is equal to or greater than the thickness of the functional ceramic component. Applying to a thickness to form a photocurable ceramic layer;
(C) irradiating light from the back surface of the carrier film and photocuring a region of the irradiated photocurable ceramic layer;
(D) The functional ceramic component is embedded in the photocurable ceramic layer by applying a developer and solubilizing and removing the non-cured portion including the surface of the functional ceramic component of the photocurable ceramic layer. Producing a composite sheet,
A method for producing a composite sheet, comprising:
(e)前記キャリアフィルムから、前記複合シートを剥離する工程を具備する請求項7記載の複合シートの製造方法。 After the step (d),
(E) The manufacturing method of the composite sheet of Claim 7 which comprises the process of peeling the said composite sheet from the said carrier film.
少なくともセラミック材料と、高分子材料とを含有する絶縁性セラミック層の一部に、実質的に前記絶縁性セラミック層と同一厚みからなる導体層が、前記絶縁性セラミック層を貫通して形成されてなる第2の複合シートと、
を積層してなることを特徴とする積層体。 A functional ceramic component having substantially the same thickness as the insulating ceramic layer is formed in a part of the insulating ceramic layer containing at least the ceramic material and the polymer material so as to penetrate the insulating ceramic layer. A first composite sheet,
A conductor layer having substantially the same thickness as the insulating ceramic layer is formed on a part of the insulating ceramic layer containing at least the ceramic material and the polymer material so as to penetrate the insulating ceramic layer. A second composite sheet,
A laminate obtained by laminating layers.
(1b)前記機能性セラミック部品を載置したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記機能性セラミック部品の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、
(1c)前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、照射された光硬化性セラミック層の領域を光硬化させる工程と、
(1d)現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記機能性セラミック部品表面を含む非硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層中に機能性セラミック部品が埋設された複合シートを作製する工程と、
(2a)光透過可能なキャリアフィルム表面に、所定パターンの導体層を形成する工程と、
(2b)前記導体層を形成したキャリアフィルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体層の厚さ以上の厚さに塗布して光硬化性セラミック層を形成する工程と、
(2c)前記キャリアフィルムの裏面より、光を照射して、前記導体層の形成領域以外の領域の光硬化性セラミック層を光硬化させる工程と、
(2d)現像液を付与して、前記光硬化性セラミック層の前記導体層表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化性セラミック層と導体層とを具備する第2の複合シートを作製する工程と、
(e)前記第1の複合シートと、前記第2の複合シートとを積層する工程と
を具備することを特徴とする積層体の製造方法。 (1a) placing a functional ceramic component on the surface of a carrier film capable of transmitting light;
(1b) On the carrier film on which the functional ceramic component is placed, a photocurable slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is larger than the thickness of the functional ceramic component. Applying to a thickness to form a photocurable ceramic layer;
(1c) irradiating light from the back surface of the carrier film and photocuring the region of the irradiated photocurable ceramic layer;
(1d) The functional ceramic component is embedded in the photocurable ceramic layer by applying a developer and solubilizing and removing the non-cured portion including the surface of the functional ceramic component of the photocurable ceramic layer. Producing a composite sheet,
(2a) forming a conductor layer having a predetermined pattern on the surface of the carrier film capable of transmitting light;
(2b) A photocuring slurry containing at least a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and a ceramic material is applied on the carrier film on which the conductor layer is formed to a thickness equal to or greater than the thickness of the conductor layer. Forming a photocurable ceramic layer,
(2c) irradiating light from the back surface of the carrier film and photocuring the photocurable ceramic layer in a region other than the region where the conductor layer is formed;
(2d) A second solution comprising a photocurable ceramic layer and a conductor layer by applying a developer and solubilizing and removing the non-photocured portion including the surface of the conductor layer of the photocurable ceramic layer. Producing a composite sheet;
(E) The manufacturing method of the laminated body characterized by including the process of laminating | stacking a said 1st composite sheet and a said 2nd composite sheet.
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JP2003303714A JP2005072500A (en) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Composite sheet, laminate, method for manufacturing them, and laminated part |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009241456A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Ngk Insulators Ltd | Dielectric substrate |
JP2013176992A (en) * | 2013-04-22 | 2013-09-09 | Ngk Insulators Ltd | Method of producing dielectric substrate |
KR101859948B1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-05-21 | 한국세라믹기술원 | Manufacturing method of porous ceramic film |
-
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- 2003-08-27 JP JP2003303714A patent/JP2005072500A/en active Pending
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