JP2006179633A - セラミックグリーンシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 グリーンシートの離型性とレジストパターンの密着性との両立化を図ったセラミックグリーンシートの加工方法の提供。
【解決手段】 少なくとも、離型処理の施された基体上に、消失材料密着層を形成する工程、前記消失材料密着層が形成された部材上に消失材料によるパターンを形成する工程、前記パターンが形成された部材上に絶縁体材料層を形成する工程、前記絶縁体材料層が形成された部材に消失処理を施す工程、とを含むことを特徴とするセラミックグリーンシートの加工方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品、特にセラミックシートを積層して形成されるいわゆる積層型のセラミックからなるものを例とする電子部品に用いられるセラミックグリーンシートの製造方法に関する。なお、ここで述べる積層型セラミック電子部品としては、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、これらを内蔵するＬＣ複合部品あるいはＥＭＣ関連部品等が具体例として挙げられる。

近年携帯電話を例とする電子機器の小型化及び急速な普及に伴って、これに用いられる電子部品に対してもより高密度な実装の実現とその高性能化が求められている。特に、受動素子として用いられる積層型セラミック電子部品は、このような要求に応えるために、薄層化、多層化等による小型化、高機能化が求められ、また、当該要求に応え得る製造方法の検討が求められている。

さらにこれらの要求に伴い、セラミックグリーンシートを積層してなる積層セラミック電子部品において、セラミックグリーンシートの形成方法も検討されている。

一般に、感光性セラミックグリーンシートは基本的に光透過性を有することから、加工が容易であるが、フェライト系のセラミックグリーンシートにおいては、１０〜５０μｍ程度の厚さであってもセラミックグリーンシートの加工は容易ではない。

近年の積層型電子部品における、小型化、高性能化（高集積度）等の要求により、セラミックグリーンシートを作製する上で、ファインパターン化、すなわちスルーホールの微細化が進展している。

このような目的のために、セラミックグリーンシートの加工作製において、スルーホールをまず形成する代わりにレジストで逆パターンのポストを形成するレジストパターンの形成事例が報告されている。

例えば、特許文献１は、レジストパターンの形成方法を開示し、レジストパターンを形成する材料表面に第1のポジ型レジスト膜を形成し、目的のパターンと反対のパターンが形成されたマスクを用いて前記第1のポジ型レジスト膜を露光し、現像して第1のレジストパターンを形成し、全面露光を行った後、前記材料表面の前記第1のレジストパターンが形成されていない部分に第２のレジスト膜を形成し、その後現像して前記第1のレジストパターンを除去することを特徴とするレジストパターンの形成方法を報告している。

この発明は、微細なレジストパターンを形成することを目的とし、２回のポジレジスト膜形成を採用する方法であるが、第１のレジストパターンのポストが被形成面より脱落しないことが前提である。また、この特許文献１の第２の実施例においては、第２のマスク合わせと露光を依然として実施しており、記載している課題の解決に至っていない。

さらに、特許文献２は、セラミック多層基板およびその製造方法を開示し、複数枚のセラミックグリーンシートを積層してなる積層体の上下両面に前記積層体の焼結温度では焼結しない未焼結材料を含むセラミックグリーンシートを配置し、加圧焼成してなるセラミック多層基板であって、感光性セラミックグリーンシートあるいは感光性セラミックペースト乾燥体にビアおよび配線を形成し、焼成してなる絶縁層を少なくとも一層備えることを特徴とするセラミック多層基板を提供するものである。

この発明は、微小径および微小ピッチが可能であり、ビアを高精度かつ高効率で形成することができるセラミック多層基板を提供しており、ｔ＝１００μｍシートに５０μｍの微小径のホールを形成し、最小３０μｍの微小径、および最小０．１ｍｍの微小ピッチのビアを形成している。

しかしながら、この発明では、露光する光の透過性のあるセラミック材料に限定されるなど、汎用性のあるセラミックグリーンシートの製造方法を提供するものではない。
特許第３２４３９０４号公報明細書 特開平１１−１９５８７４号公報明細書

従来のセラミックグリーンシートの製造方法においては、レジストのポストは基材離型面より脱落し易いという問題点がある。

すなわち、グリーンシートの剥離もしくは転写、積層を前提として離型処理が施されたＰＥＴフィルム等の基材表面は一般に形成された材料が剥離しやすい状態になっているため、スルーホールの逆パターンであるようなポスト状の形成物を基材上に形成しようとしても、基材とパターン化されたポストとの密着性が劣り、結局パターン化されたポストが基材から脱落してしまい、安定なパターン化されたポストを有する基材を形成することは容易なことではなかった。

本発明者等は、係る問題点を鋭意検討した結果、離型処理の施された基材上になじみの良い、例えばレジストと比較してやや溶解性が劣るアルカリ低溶解性材料などにより、後に形成するレジストパターンを基材に密着させる層（密着層）を塗布形成し、この密着層の上にレジストパターン（ポスト）を形成し、さらにアルカリ不溶性材料層を塗布形成し、その後アルカリ溶解処理により、レジストパターンとレジストパターンの密着層の両方を除去してスルーホールの加工を行うことにより、離型処理の施された基材上であってもパターン化されたポストの形成、並びに後にこれを除去することでスルーホールの形成が可能であることを見出した。さらに、このセラミックグリーンシートの加工方法において使用されるアルカリ不溶性材料層の材料としては、例えば誘電体スラリーと磁性体スラリーとのいずれも使用できることも見出した。

すなわち本発明は、離型処理された基材上に、密着層（アルカリ低溶解性絶縁層）を塗布形成し、ポジレジスト（消失材料）のフォトリソグラフィーにより、抜きパターンあるいはスルーホールに対応するポストを形成しておき、スラリー塗布し、乾燥後、ポジレジスト（消失材料）と密着層の溶解処理によりセラミックグリーンシートに抜きパターンあるいはスルーホールを形成するセラミックグリーンシートの加工方法である。

このスラリーとしてはアルカリ不溶性であることを要するが、誘電体スラリーあるいは磁性体スラリーのいずれであってもよい。

また、溶解液は、抜きパターンを残す場合は弱アルカリ液を使用し、一方、ポジレジスト（消失材料）と密着層とを溶解処理する場合は強アルカリ液を使用するなどの方法によっても良い。

なお、本発明において、前記密着層は、基材と消失材料の密着性を高めるために使用することから、本明細書においては消失材料密着層との用語を使用している。さらに、この消失材料密着層は、目的とするパターン加工並びに所望のセラミックグリーンシートに応じて、アルカリ低溶解性の絶縁材料、アルカリ低溶解性の消失材料、アルカリ可溶性の消失材料、またはアルカリ可溶性の絶縁材料のいずれかから、焼成前後、或は特性に影響を及ぼさない範囲で、任意選択的に使用できる。

本発明は、このような構成を採用することにより、ＰＥＴ基材上になじみの良い密着層（アルカリ低溶解性絶縁層）を挟んでセラミックグリーンシートをパターン加工するので、基材からのシートの離型性とレジストパターンの密着性とを両立させることが可能となり、基材表面からのレジストパターンの脱落が防止され、さらに誘電体グリーンシートと磁性体グリーンシートとのいずれの場合であっても使用することができ、広範な用途に使用できる。

本発明の一つの実施態様は、少なくとも、離型処理の施された基体上に、消失材料密着層を形成する工程、前記消失材料密着層が形成された部材上に消失材料によるパターンを形成する工程、前記消失材料によるパターンが形成された部材上に絶縁体材料層を形成する工程、前記絶縁体材料層が形成された部材に消失処理を施す工程、とを含むことを特徴とするセラミックグリーンシートの加工方法である。

本発明のもう一つの実施態様は、前記消失材料が感光性材料からなり、前記消失材料密着層上に消失材料層を形成した後、フォトリソグラフィー法によって消失材料のパターンを形成することを特徴とする上記に記載のセラミックグリーンシートの加工方法である。

本発明のさらにもう一つの実施態様は、前記消失材料によるパターンの高さに対して前記絶縁体材料層の厚さを略一致以下に形成することを特徴とする上記に記載のセラミックグリーンシートの加工方法である。

本発明のさらにもう一つの実施態様は、溶解処理によって消失材料パターンに準じた貫通パターンを前記消失材料密着層および消失材料密着層上の前記絶縁体層に形成することを特徴とする上記に記載のセラミックグリーンシートの加工方法である。

本発明のさらにもう一つの実施態様は、前記消失材料密着層が絶縁体材料からなることを特徴とする上記に記載のセラミックグリーンシートの加工方法である。

本発明のさらにもう一つの実施態様は、前記消失材料密着層がアルカリ可溶性の材料からなることを特徴とする上記に記載のセラミックグリーンシートの加工方法である。

本発明の別の実施態様は、上記に記載のセラミックグリーンシートの加工方法により得られたセラミックグリーンシートを含んだセラミックグリーンシート群を積層、プレス、焼成して形成することを特徴とする積層型セラミック電子部品である。

以下に、本発明の実施例について、図面を参照して具体的に説明する。図１及び図２は、本発明のセラミックグリーンシートの加工方法における主要部の工程を示すフローチャートである。なお、図１及び図２は、全て基材、シート等の要部についての断面を示している。さらに図１に示す構成と同一の作用効果を呈する構成については図２においても同一の符号を用いて説明することとする。

さらに、以下の実施例では、本発明の好ましい実施態様を例示しているに過ぎず、実施例と同様な方法により、目的とする積層型電子部品に応じて、種々のタイプのセラミックグリーンシートを加工製造できることは、当業者であれば容易に理解されよう。

図１に示すように、離型処理を施した基材１上に、溶媒に対して低溶解性の絶縁材料でアルカリ低溶解性絶縁層を消失材料密着層２として形成する。この消失材料密着層を有する部材上に、溶媒に溶解可能なポジ型感光性材料からなる消失材料層３を形成する。この消失材料層を有する部材を、フォトマスク４を使用して露光し、弱現像して、消失材料密着層の上に、ポジ型感光性材料をパターン形成させる（パターン５）。なお、この場合において、パターン５周辺部以外の消失材料密着層が除去されていても良い。このパターン形成された部材の全面を上部側から露光、または、離型処理を施した基材１に光透過性がある場合は基材側から露光、あるいは両側から露光して、パターン５に光を照射しておく。

この部材に、アルカリ溶媒不溶性絶縁材料からなる絶縁層６をパターン５と略同一の厚さとなるように形成する。このとき、絶縁層６をパターン５の高さに対して、低く形成しても良い。

次に、この絶縁層が形成された部材に対して、アルカリ溶媒による溶解処理を行って、ポジ型感光性材料からなるパターン部とこのパターン部領域と接する消失材料密着層とを除去し、スルーホール（抜きパターン）７を形成する。

このスルーホールを有するセラミックグリーンシートを使用して、任意に電極等を内蔵させ、複数のセラミックグリーンシートを積層、プレス、焼成して所望の積層型電子部品を製造する。

なお、本実施例では、消失材料密着層が、アルカリ低溶解性の絶縁材料から構成されている場合を示したが、焼成前後、或は特性に影響を及ぼさない範囲で消失材料も使用できる。

図２に示すように、離型処理を施した基材１上に、溶媒に可溶性の消失材料でアルカリ可溶性消失材料層を消失材料密着層８として形成する。この消失材料密着層を有する部材上に、溶媒に溶解可能なポジ型感光性材料からなる消失材料層３を形成する。この消失材料層を有する部材を、フォトマスク４を使用して露光し、弱現像して、基材上に、消失材料密着層とポジ型感光性材料とからなるパターンを形成させる。このパターン形成された部材の全面を上部側から露光、または、離型処理を施した基材１に光透過性がある場合は基材側から露光、あるいは両側から露光して、パターン９に光を照射しておく。

この部材に、アルカリ溶媒不溶性絶縁材料からなる絶縁層６をパターン９と略同一の厚さとなるように形成する。このとき、絶縁層６をパターン９の高さに対して、低く形成しても良い。

次に、この部材において、消失材料密着層とポジ型感光性材料からなるパターン部をアルカリ溶媒による溶解処理により除去し、スルーホール７を形成する。

このスルーホールを有するセラミックグリーンシートを使用して、任意に電極等を内蔵させ、複数のセラミックグリーンシートを積層、プレス、焼成して所望の積層型電子部品を製造する。

なお、本実施例では、消失材料密着層が、アルカリ可溶性の消失材料から構成されている場合を示したが、焼成前後、或は特性に影響を及ぼさない範囲で絶縁材料も使用できる。

本発明によるセラミックグリーンシートの製造方法は、工程が簡便であり、使用材料の制約もなく、種々の広範な積層型電子部品等の製造に好適に使用できる。

本発明のセラミックグリーンシートの加工方法の一例を示すフローチャートである。 本発明のセラミックグリーンシートの加工方法のもう一つの例を示すフローチャートである。

符号の説明

１：基材
２：アルカリ低溶解性消失材料密着層
３：消失材料層
４：フォトマスク
５：パターン
６：絶縁層
７：スルーホール（抜きパターン）
８：アルカリ可溶性消失材料密着層
９：パターン

Claims (7)

1. 少なくとも、離型処理の施された基体上に、消失材料密着層を形成する工程、
   前記消失材料密着層が形成された部材上に消失材料によるパターンを形成する工程、
   前記消失材料によるパターンが形成された部材上に絶縁体材料層を形成する工程、
   前記絶縁体材料層が形成された部材に消失処理を施す工程、
   とを含むことを特徴とするセラミックグリーンシートの加工方法。
2. 前記消失材料が感光性材料からなり、
   前記消失材料密着層上に消失材料層を形成した後、フォトリソグラフィー法によって消失材料のパターンを形成することを特徴とする、請求項１記載のセラミックグリーンシートの加工方法。
3. 前記消失材料によるパターンの高さに対して、
   前記絶縁体材料層の厚さを略一致以下に形成することを特徴とする、請求項１または２に記載のセラミックグリーンシートの加工方法。
4. 溶解処理によって消失材料パターンに準じた貫通パターンを、
   前記消失材料密着層および消失材料密着層上の前記絶縁体材料層に形成することを特徴とする、請求項１、２あるいは３項のいずれか１項に記載のセラミックグリーンシートの加工方法。
5. 前記消失材料密着層は絶縁体材料からなることを特徴とする、請求項４に記載のセラミックグリーンシートの加工方法。
6. 前記消失材料密着層はアルカリ可溶性の材料からなることを特徴とする、請求項４に記載のセラミックグリーンシートの加工方法。
7. 請求項１、２、３、４、５あるいは６項のうちいずれか１項に記載のセラミックグリーンシートの加工方法により得られたセラミックグリーンシートを含んだセラミックグリーンシート群を積層、プレス、焼成して形成することを特徴とする積層型セラミック電子部品。
   

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