JP2009146983A - 多層基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液滴を用いて形成したパターンの加工精度を向上させた多層基板の製造方法を提供する。
【解決手段】導電性微粒子Iaを含む導電性インクに間隔保持粒子Isを分散させた。そして、各グリーンシート23を積層する前であって、グリーンシート23に液状パターンPLを描画するとき、液状パターンPLに間隔保持粒子Isを散在させた。液状パターンPLを乾燥させて間隔保持粒子Isが散在する乾燥パターンを形成する。そして、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによるグリーンシート23から乾燥パターンにかかる押圧力が間隔保持粒子Isにて支持される。その結果、押圧力による乾燥パターンの変形や潰れが防止される。その結果、精度の高いパターンを形成することができる。
【選択図】図4
【解決手段】導電性微粒子Iaを含む導電性インクに間隔保持粒子Isを分散させた。そして、各グリーンシート23を積層する前であって、グリーンシート23に液状パターンPLを描画するとき、液状パターンPLに間隔保持粒子Isを散在させた。液状パターンPLを乾燥させて間隔保持粒子Isが散在する乾燥パターンを形成する。そして、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによるグリーンシート23から乾燥パターンにかかる押圧力が間隔保持粒子Isにて支持される。その結果、押圧力による乾燥パターンの変形や潰れが防止される。その結果、精度の高いパターンを形成することができる。
【選択図】図4
Description
本発明は、多層基板の製造方法に関する。
低温焼成セラミック(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics )技術は、グリーンシートと金属との一括焼成を可能にすることから、セラミックの層間に各種の受動素子を組み込んだ素子内蔵基板を具現できる。システム・オン・パッケージ(SOP)の実装技術においては、電子部品の複合化や表面実装部品に発生する寄生効果の最小化を図るため、この素子内蔵基板(以下単に、LTCC多層基板という。)に関わる製造方法が鋭意開発されている。
LTCC多層基板の製造方法では、複数のグリーンシートの各々に受動素子や配線等のパターンを描画する描画工程と、該パターンを有する複数のグリーンシートを積層して圧着する圧着工程と、圧着体を一括焼成する焼成工程とが順に実施される。
描画工程には、各種パターンの高密度化を図るため、導電性インクを微小な液滴にして吐出する、いわゆるインクジェット法が提案されている(例えば、特許文献1)。インクジェット法は、数ピコリットル〜数十ピコリットルの液滴を用い、該液滴の吐出位置の変更によってパターンの微細化や狭ピッチ化を可能にする。
前記圧着工程には、各グリーンシートの積層状態の安定化を図るため、該積層体に静水圧を加える、いわゆる静水圧成型法が提案されている(例えば、特許文献2〜4)。静水圧成型法は、積層体を減圧包装し、加熱した液体中に該積層体を静置して液体の静圧を上昇させる。これによって、積層体への等方的な加圧を可能にする。
特開2005−57139号公報
特開平5−315184号公報
特開平6−77658号公報
特開2007−201245号公報
図10(a)は描画工程によるパターンの平面図であり、図10(b)は図10(a)のA−A断面図である。図11(a)は圧着工程によるパターンの平面図であり、図11(b)は図11(a)のA−A断面図である。
インクジェット法に利用される導電性インクは、導電性微粒子の分散系であり、導電性粒子の粒径としては、一般的に、数nm〜数十nmが用いられる。図10(a)、(b)に示すように、描画工程を経てグリーンシート100に形成されたパターン101は、導電性微粒子102の集合体であり、焼成工程によって焼成されるまで、その状態を維持し続ける。
上記圧着工程においては、パターン101を挟むグリーンシート100が大気圧によって押圧される。焼成前の導電性微粒子102は、グリーンシート100との密着力や粒子間の結合力が弱いため、図11(a)、(b)に示すように、減圧包装時の大気圧によって容易に押し潰されてしまう。この結果、上記圧着工程では、パターン101がグリーンシート100の主面100aに沿って延びるように変形し、所望のパターン領域104(図10及び図11における二点鎖線)から食み出し、隣のパターン101と接触しショー
トしてしまう問題があった。
トしてしまう問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液滴を用いて形成したパターンの加工精度を向上させた多層基板の製造方法を提供することである。
本発明の多層基板の製造方法は導電性微粒子を含んだ液状体を吐出手段にて液滴にして熱可塑性基板に吐出して、前記熱可塑性基板の描画面に液状パターンを描画する描画工程と、前記熱可塑性基板の描画面に描画した前記液状パターンを乾燥させて、乾燥パターンを形成する乾燥工程と、前記乾燥パターンを形成した複数の前記熱可塑性基板を積層して積層体を形成する積層工程と、前記積層体を加圧し圧着体を形成する圧着工程と、前記圧着体を焼成する焼成工程とを有した多層基板の製造方法であって、前記積層工程の前に、前記描画面に複数の間隔保持粒子を散布する。
本発明の多層基板の製造方法によれば、各熱可塑性基板を積層する前に、描画面に複数の間隔保持粒子を散布し、間隔保持粒子を描画面上に配置した。従って、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力が間隔保持粒子にて支持される。その結果、押圧力にて乾燥パターンの変形や潰れが防止される。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子の散布は、前記熱可塑性基板の描画面に形成した前記液状パターン中に散布してもよい。
この多層基板の製造方法によれば、乾燥パターン中に配置された複数の間隔保持粒子が、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力を支持する。
この多層基板の製造方法によれば、乾燥パターン中に配置された複数の間隔保持粒子が、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力を支持する。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子の散布は、前記熱可塑性基板の描画面全体に散布してもよい。
この多層基板の製造方法によれば、描画面全体に配置された複数の間隔保持粒子が、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力を支持する。
この多層基板の製造方法によれば、描画面全体に配置された複数の間隔保持粒子が、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力を支持する。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子の散布は、前記熱可塑性基板の描画面であって、前記液状パターン形成以外の領域に散布してもよい。
この多層基板の製造方法によれば、乾燥パターンの周囲に配置された複数の間隔保持粒子が、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力を支持する。
この多層基板の製造方法によれば、乾燥パターンの周囲に配置された複数の間隔保持粒子が、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによる熱可塑性基板から乾燥パターンにかかろうとする押圧力を支持する。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子の散布は、前記液状体に前記間隔保持粒子を含有させ、前記吐出手段にて前記導電性微粒子及び前記間隔保持粒子を含む前記液滴にして前記熱可塑性基板の描画面に吐出してもよい。
この多層基板の製造方法によれば、液状パターンの描画と間隔保持粒子の散布が、同時に行える。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子は、金属粒子であってもよい。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子は、金属粒子であってもよい。
この多層基板の製造方法によれば、間隔保持粒子は焼成することによって、導電性微粒子とともに内部配線に寄与される。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子は、絶縁性粒子であってもよい。
この多層基板の製造方法において、前記間隔保持粒子は、絶縁性粒子であってもよい。
この多層基板の製造方法によれば、間隔保持粒子は、焼成することによって、内部配線同士を電気的接続させることはない。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図7に従って説明する。図1は、本発明の製造方法を用いて製造したセラミック多層基板からなる回路モジュールの断面図である。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図7に従って説明する。図1は、本発明の製造方法を用いて製造したセラミック多層基板からなる回路モジュールの断面図である。
図1において、回路モジュール10は、セラミック多層基板としての低温焼成セラミック(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics )多層基板11と、LTCC多層基板11に接続された半導体チップ12とを有する。
LTCC多層基板11は、複数のLTCC基板13を有する。各LTCC基板13は、それぞれグリーンシートの焼結体であって、厚みが数十μ〜数百μmで形成されている。各LTCC基板13には、それぞれ抵抗素子、容量素子、コイル素子等の各種の内部素子14と、各内部素子14に電気的に接続する内部配線15とが形成されるとともに、それぞれスタックビア構造やサーマルビア構造を成すビア配線16が形成されている。
そして、内部素子14、内部配線15、及びビア配線16は、それぞれ導電性微粒子の焼結体であり、導電性インクを用いるインクジェット法によって形成される。
次に、上記LTCC多層基板11の製造方法を図2〜図7に従って説明する。図2はLTCC多層基板11の製造方法を示すフローチャートであり、図3〜図7はそれぞれLTCC多層基板11の製造方法を示す工程図である。
次に、上記LTCC多層基板11の製造方法を図2〜図7に従って説明する。図2はLTCC多層基板11の製造方法を示すフローチャートであり、図3〜図7はそれぞれLTCC多層基板11の製造方法を示す工程図である。
図2において、LTCC多層基板11の製造方法では、LTCC基板13の前駆体であるグリーンシートに液状パターンを描画する描画工程(ステップS11)と、該液状パターンを乾燥し導電性微粒子の集合体よりなる乾燥パターンを形成する乾燥工程(ステップS12)とが順に実行される。次に、LTCC多層基板11の製造方法では、複数のグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程(ステップS13)と、該積層体を減圧包装する減圧包装工程(ステップS14)と、該積層体を圧着して圧着体を形成する圧着工程(ステップS15)と、該圧着体を焼成する焼成工程(ステップS16)とが順に実行される。
(描画工程)
図3において、描画工程では、積層シート20と、液滴吐出装置21とが用いられる。積層シート20は、キャリアフィルム22と、キャリアフィルム22上に形成された熱可塑性基板としてのグリーンシート23とからなる。
(描画工程)
図3において、描画工程では、積層シート20と、液滴吐出装置21とが用いられる。積層シート20は、キャリアフィルム22と、キャリアフィルム22上に形成された熱可塑性基板としてのグリーンシート23とからなる。
キャリアフィルム22は、描画工程や乾燥工程においてグリーンシート23を支持するためのフィルムであり、例えばグリーンシート23との剥離性や各工程における機械的耐性に優れたプラスチックフィルムを用いることができる。キャリアフィルム22には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムを用いることができる。
グリーンシート23は、ガラスセラミック粉末やバインダ等を含むガラスセラミック組成物からなる層である。グリーンシート23の膜厚は、内部素子14としてコンデンサ素子を形成する場合に数十μmで形成され、他の層においては100μm〜200μmで形成される。このグリーンシート23は、ドクターブレード法やリバースロールコータ法等のシート成形法を用い、分散媒でスラリー化したガラスセラミック組成物をキャリアフィルム22の上に塗布し、該塗布膜をハンドリング可能な状態に乾燥することによって得ら
れる。
れる。
分散媒としては、例えば界面活性剤やシランカップリング剤等を用いることができ、ガラスセラミック粉末を均一に分散させるものであれば良い。
ガラスセラミック粉末は、0.1μm〜5μmの平均粒径を有する粉末であり、例えばアルミナやフォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合したガラス複合セラミックを用いることができる。また、ガラスセラミック粉末としては、ZnO−MgO−Al2O3−SiO2系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラスセラミック、BaO−Al2O3−SiO2系セラミック粉末やAl2O3−CaO−SiO2−MgO−B2O3系セラミック粉末等を用いた非ガラス系セラミックを用いても良い。
ガラスセラミック粉末は、0.1μm〜5μmの平均粒径を有する粉末であり、例えばアルミナやフォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合したガラス複合セラミックを用いることができる。また、ガラスセラミック粉末としては、ZnO−MgO−Al2O3−SiO2系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラスセラミック、BaO−Al2O3−SiO2系セラミック粉末やAl2O3−CaO−SiO2−MgO−B2O3系セラミック粉末等を用いた非ガラス系セラミックを用いても良い。
バインダは、ガラスセラミック粉末の結合剤としての機能を有し、後工程の焼成工程で分解して容易に除去できる有機高分子である。バインダとしては、例えばブチラール系、アクリル系、セルロース系等のバインダ樹脂を用いることができる。アクリル系のバインダ樹脂としては、例えばアルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合物の単独重合体を用いることができる。また、アクリル系のバインダ樹脂としては、該(メタ)アクリレート化合物の2種以上から得られる共重合体、あるいは(メタ)アクリレート化合物と不飽和カルボン酸類等の他の共重合性単量体から得られる共重合体を用いることができる。
なお、バインダは、例えばアジピン酸エステル系可塑剤、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)フタル酸エステル系可塑剤、グリコールエステル系可塑剤等の可塑剤を含有しても良い。
積層シート20の縁には、円形孔(以下単に、位置決め孔Hという。)が打ち抜き加工によって形成されている。各位置決め孔Hには、載置プレート24の位置決めピン24Pが挿入され、積層シート20の描画面20aの各位置が液滴吐出装置21に対して位置決めされる。
グリーンシート23には、打ち抜き加工やレーザ加工によって、数十μm〜数百μmの孔径からなる円形孔や円錐孔(以下単に、ビアホール23hという。)が貫通形成されている。ビアホール23hには、導体性ペーストを用いたスキージ法や導電性インクを用いたインクジェット法等によって、銀、金、銅、パラジウム等の導電材料が前工程で充填されている。
液滴吐出装置21は、積層シート20を載置するための載置プレート24と、液状体としての導電性インクIkを貯留するインクタンク25と、インクタンク25の導電性インクIkを描画面20aに吐出する吐出手段としての液滴吐出ヘッド26とを有する。
載置プレート24は、積層シート20と略同じサイズの剛性材料からなる板材であって、積層シート20を位置決めするための位置決めピン24Pと、積層シート20を加熱するためのヒータ24Hとを有する。そして、積層シート20が載置プレート24に載置されるとき、位置決めピン24Pを位置決め孔Hに挿通させることにより、載置プレート24は描画面20aの各位置を液滴吐出ヘッド26に対して位置決めする。
また、載置プレート24に積層シート20を載置しているとき、載置プレート24は、ヒータ24Hを駆動し、積層シート20を予め定めた描画温度に加熱するようになっている。
導電性インクIkは、導電性微粒子Ia及び間隔保持粒子Isを分散媒Ibに分散させた導電性微粒子Ia及び間隔保持粒子Isの分散系であり、微小な液滴Dを吐出可能にするために、その粘度が20cP以下に調整されている。
導電性微粒子Iaは、数nm〜数十nmの粒径を有する微粒子であり、例えば金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属、あるいは、これらの合金を用いることができる。そして、本実施形態では、導電性微粒子Iaとして銀微粒子を用いている。
間隔保持粒子Isは、5μm〜10μmの粒径を有する粒子であって、本実施形態では液滴吐出装置21が形成した液状パターンPLを乾燥工程で乾燥させて形成した乾燥パターンPDの膜厚より少し大きい粒径に設定している。間隔保持粒子Isは、例えば金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属粒子、或いは、これらの中から選択される1つがガラス、又は、セラミック等でコーティングされた粒子を用いることができる。
分散媒Ibは、導電性微粒子Ia及び間隔保持粒子Isを均一に分散させるものであれば良く、例えば水や水を主成分とする水溶液系、あるいはテトラデカン等の有機溶剤を主成分とする有機系を用いることができる。
液滴吐出ヘッド26は、インクタンク25に連通するキャビティ27と、キャビティ27に連通するノズル28と、キャビティ27に連結される圧力発生素子29とを備えている。キャビティ27は、インクタンク25からの導電性インクIkを収容し、インクタンク25からの該導電性インクIkをノズル28に供給する。
ノズル28は、間隔保持粒子Isの粒径より遙かに大きい数十μmの開口を有するノズルである。圧力発生素子29は、キャビティ27の容積を変更する圧電素子や静電容量素子、あるいはキャビティ27の温度を変更する抵抗加熱素子であり、キャビティ27の内部に所定圧力を発生させる。圧力発生素子29が駆動するとき、ノズル28は、導電性インクIkの気液界面(メニスカス)を振動させ、該導電性インクIkを数ピコリットル〜数十ピコリットルの液滴Dにして吐出する。
描画工程では、積層シート20と液滴吐出ヘッド26とが描画面20aの面方向に相対移動し、ノズル28からの複数の液滴Dがそれぞれ描画面20aに着弾して該描画面20aの上で合一する。これによって、所定方向に連続する液状パターンPLが描画面20aの上に形成される。そして、液滴Dが導電性微粒子Iaとともに間隔保持粒子Isを含むことから、この描画面20a上に形成される液状パターンPLは、図4(a)(b)に示すように、複数の間隔保持粒子Isが散在する。
また、積層シート20の温度は予め定めた描画温度に加熱されていることから、液状パターンPLは、分散媒Ibの一部の蒸発によって増粘して描画面20aに沿う濡れ広がりが抑えられるようになっている。
なお、予め定めた描画温度が過剰に高くなると、キャリアフィルム22とグリーンシート23が熱変形を来たし、液滴Dの着弾精度が損なわれてしまう。そこで、予め定めた描画温度は例えば40℃〜80℃であって、液滴Dの着弾精度を十分に確保できるように、積層シート20の組成や導電性インクIkの組成に応じて適宜選択される。
(乾燥工程)
図5において、乾燥工程では、描画工程後の間隔保持粒子Isが散在する液状パターンPLが形成された積層シート20が乾燥炉等の乾燥装置に搬入され、該液状パターンPLを有する状態で予め定められた乾燥温度に加熱される。積層シート20の温度が予め定められた乾燥温度で加熱されていることから、液状パターンPLは、その乾燥をさらに促進させる。これによって、液状パターンPLの分散媒Ibの殆どが蒸発し、導電性微粒子Iaの集合体からなる乾燥パターンPDが描画面20aの上に形成される。
(乾燥工程)
図5において、乾燥工程では、描画工程後の間隔保持粒子Isが散在する液状パターンPLが形成された積層シート20が乾燥炉等の乾燥装置に搬入され、該液状パターンPLを有する状態で予め定められた乾燥温度に加熱される。積層シート20の温度が予め定められた乾燥温度で加熱されていることから、液状パターンPLは、その乾燥をさらに促進させる。これによって、液状パターンPLの分散媒Ibの殆どが蒸発し、導電性微粒子Iaの集合体からなる乾燥パターンPDが描画面20aの上に形成される。
このとき、乾燥パターンPDは、複数の間隔保持粒子Isが散在する。そして、導電性微粒子Iaの集合体からなる乾燥パターンPDの膜厚は、間隔保持粒子Isの粒径より僅かに小さくなるように、本実施形態では液滴Dの吐出量を設定しているので、乾燥パターンPDに散在している複数の間隔保持粒子Isは、乾燥パターンPDの上面から僅かに突出するようになっている。
なお、予め定めた乾燥温度が過剰に高くなると、キャリアフィルム22とグリーンシート23が熱変形を来たし、積層工程時における他の積層シート20との位置精度が損なわれてしまう。そこで、乾燥温度は例えば40℃〜80℃であり、積層工程時の位置精度を確保できるように、積層シート20の組成や導電性インクIkの組成に応じて適宜選択される。
このように、乾燥装置にて、積層シート20(グリーンシート23)に描画された液状パターンPLが乾燥されて乾燥パターンPDになると、次に積層工程に移る。
(積層工程)
図6において、積層工程では、複数のグリーンシート23を積層するためのベースプレート31が用いられる。ベースプレート31は、積層シート20と略同じサイズの剛性材料からなる板材であって、複数のグリーンシート23を位置決めする位置決めピン31Pを有する。
(積層工程)
図6において、積層工程では、複数のグリーンシート23を積層するためのベースプレート31が用いられる。ベースプレート31は、積層シート20と略同じサイズの剛性材料からなる板材であって、複数のグリーンシート23を位置決めする位置決めピン31Pを有する。
積層工程では、まず、1層目の積層シート20が、グリーンシート23を上にした状態でベースプレート31に載置される。位置決めピン31Pが位置決め孔Hに挿通されることによって、1層目の積層シート20がベースプレート31に位置決めされる。
次いで、2層目の積層シート20が、グリーンシート23を下にした状態でベースプレート31に載置される。2層目の積層シート20は、位置決めピン31Pが位置決め孔Hに挿通されることによって位置決めされ、キャリアフィルム22が剥離されることによって、1層目のグリーンシート23のみが1層目のグリーンシート23の上に積層される。
以後同様に、所定層数のグリーンシート23が順に積層され、複数のグリーンシート23からなる積層体(以下単に、積層体32という。)が形成される。
複数のグリーンシート23が積層されるとき、各グリーンシート23に形成された乾燥パターンPDは、上下方向のグリーンシート23に押圧される。このとき、グリーンシート23からの押圧力が乾燥パターンPDに局所的に伝えられようとする。このとき、乾燥パターンPD中に散在する間隔保持粒子Isがグリーンシート23を支持して、グリーンシート23の押圧力が乾燥パターンPD(導電性微粒子Iaの集合体)にできるだけ直接に加わらないようにする。その結果、乾燥パターンPDは、重ね合わされるグリーンシート23に潰されてばらばらになったり変形することはない。
(減圧包装工程)
図7において、減圧包装工程では、カバープレート33と真空包装袋35とが用いられる。カバープレート33は、ベースプレート31と略同じサイズの剛性材料からなる板材であって、ベースプレート31の各位置決めピン31Pを挿通可能にする複数の挿通孔33hを有する。真空包装袋35は、ベースプレート31、カバープレート33、及び積層
体32を封入可能な柔軟性を有する包装袋である。
複数のグリーンシート23が積層されるとき、各グリーンシート23に形成された乾燥パターンPDは、上下方向のグリーンシート23に押圧される。このとき、グリーンシート23からの押圧力が乾燥パターンPDに局所的に伝えられようとする。このとき、乾燥パターンPD中に散在する間隔保持粒子Isがグリーンシート23を支持して、グリーンシート23の押圧力が乾燥パターンPD(導電性微粒子Iaの集合体)にできるだけ直接に加わらないようにする。その結果、乾燥パターンPDは、重ね合わされるグリーンシート23に潰されてばらばらになったり変形することはない。
(減圧包装工程)
図7において、減圧包装工程では、カバープレート33と真空包装袋35とが用いられる。カバープレート33は、ベースプレート31と略同じサイズの剛性材料からなる板材であって、ベースプレート31の各位置決めピン31Pを挿通可能にする複数の挿通孔33hを有する。真空包装袋35は、ベースプレート31、カバープレート33、及び積層
体32を封入可能な柔軟性を有する包装袋である。
減圧包装工程では、まず、位置決めピン31Pがカバープレート33の挿通孔33hに挿通され、ベースプレート31とカバープレート33とによって積層体32が挟持される。ベースプレート31とカバープレート33は、積層体32を挟持した状態で真空包装袋35に収容され、シーラ等を用いた吸引によって真空包装袋35の内部に真空封入される。真空封入された積層体32は、真空包装袋35、ベースプレート31、及びカバープレート33を介した大気圧を受けて圧着される。
積層体32を真空封入する間、乾燥パターンPDはグリーンシート23を介して大気圧が加えられる。本実施形態では、乾燥パターンPD中に間隔保持粒子Isが散在しているため、前記と同様に、この減圧包装工程において、乾燥パターンPDの潰れや変形は抑制される。
(圧着工程)
圧着工程では、減圧包装後の積層体32が静水圧プレス装置に搬入され、該積層体32に静水圧が加えられることによって圧着体が形成される。積層体32は、静水圧を加えられる間、乾燥パターンPDはグリーンシート23を介して押圧される。このとき、前記と同様に、乾燥パターンPD中に間隔保持粒子Isが散在しているため、この圧着工程においても、乾燥パターンPDの潰れや変形は抑制される。
(焼成工程)
焼成工程では、圧着工程で得られる圧着体がベースプレート31から取り出され、該圧着体が所定の焼成炉に搬入されて焼成される。焼成温度は、例えば800℃〜1000℃であって、グリーンシート23の組成に応じて適宜変更される。
(圧着工程)
圧着工程では、減圧包装後の積層体32が静水圧プレス装置に搬入され、該積層体32に静水圧が加えられることによって圧着体が形成される。積層体32は、静水圧を加えられる間、乾燥パターンPDはグリーンシート23を介して押圧される。このとき、前記と同様に、乾燥パターンPD中に間隔保持粒子Isが散在しているため、この圧着工程においても、乾燥パターンPDの潰れや変形は抑制される。
(焼成工程)
焼成工程では、圧着工程で得られる圧着体がベースプレート31から取り出され、該圧着体が所定の焼成炉に搬入されて焼成される。焼成温度は、例えば800℃〜1000℃であって、グリーンシート23の組成に応じて適宜変更される。
そして、金、銀等の金属粒子又はこれら金、銀等の中から選択される1つがガラス、又は、セラミック等でコーティングされた粒子で形成されている間隔保持粒子Isは、この焼成工程において、導電性微粒子Iaによって形成される内部配線15の一部として寄与する。
なお、乾燥パターンPDとして銀、金、白金、パラジウム等を用いる場合には大気中で焼成しても良い。焼成工程では、圧着工程における静水圧よりも小さい圧力で圧着体を加圧しながら焼成しても良い。これによれば、LTCC多層基板11の平坦性が向上され、グリーンシート23の反りや剥離を防止できる。
次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態によれば、導電性微粒子Iaを含む導電性インクIkに間隔保持粒子Isを分散させた。そして、各グリーンシート23を積層する前に、即ち、グリーンシート23に液状パターンPLを描画するとき、液状パターンPLに間隔保持粒子Isを散在させた。
(1)上記実施形態によれば、導電性微粒子Iaを含む導電性インクIkに間隔保持粒子Isを分散させた。そして、各グリーンシート23を積層する前に、即ち、グリーンシート23に液状パターンPLを描画するとき、液状パターンPLに間隔保持粒子Isを散在させた。
従って、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによるグリーンシート23から乾燥パターンPDにかかろうとする押圧力が間隔保持粒子Isにて支持されることから、前記押圧力による乾燥パターンPDの変形や潰れを防止するこができる。その結果、精度の高いパターンを形成することができる。
(2)本実施形態によれば、グリーンシート23に液状パターンPLを描画するとき、液滴吐出ヘッド26にて、間隔保持粒子Isを含ませた液滴Dを吐出させて液状パターンPLに間隔保持粒子Isを散在させた。
従って、間隔保持粒子Isをグリーンシート23(積層シート20の描画面20a)に
散布する独立した作業が、省略され生産効率を上げることができる。
(3)本実施形態によれば、間隔保持粒子Isを液状パターンPLに散在させるようにしたので、少ない量の間隔保持粒子Isで乾燥パターンPDの変形や潰を防止するこができコストダウンを図ることができる。
散布する独立した作業が、省略され生産効率を上げることができる。
(3)本実施形態によれば、間隔保持粒子Isを液状パターンPLに散在させるようにしたので、少ない量の間隔保持粒子Isで乾燥パターンPDの変形や潰を防止するこができコストダウンを図ることができる。
(4)本実施形態によれば、間隔保持粒子Isを金、銀等の金属粒子で構成したので、焼成することによって、導電性微粒子Iaによって形成される内部配線15の一部として寄与することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、間隔保持粒子Isの散布の方法が第1実施形態と相違する。そのため、説明の便宜上、相違する部分についてのみ説明する。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、間隔保持粒子Isの散布の方法が第1実施形態と相違する。そのため、説明の便宜上、相違する部分についてのみ説明する。
図8(a)はグリーンシート23に描画された液状パターンPLを示す要部平面図であり、図8(b)は図8(a)のA−A断面図である。
図8(a)(b)に示すように、本実施形態では、間隔保持粒子Isは、グリーンシート23(積層シート20の描画面20a)に形成された液状パターンPL以外の位置(非描画領域)に散布するようにした。この場合、乾燥パターンPDの近傍位置に高密度に間隔保持粒子Isを配置することが好ましい。さらに、本実施形態の間隔保持粒子Isは、隣のパターン(内部配線15)と電気的に接続されないために、樹脂、シリカ、ガラス等の絶縁性粒子である。
図8(a)(b)に示すように、本実施形態では、間隔保持粒子Isは、グリーンシート23(積層シート20の描画面20a)に形成された液状パターンPL以外の位置(非描画領域)に散布するようにした。この場合、乾燥パターンPDの近傍位置に高密度に間隔保持粒子Isを配置することが好ましい。さらに、本実施形態の間隔保持粒子Isは、隣のパターン(内部配線15)と電気的に接続されないために、樹脂、シリカ、ガラス等の絶縁性粒子である。
間隔保持粒子Isの散布方法は、揮発性溶媒に間隔保持粒子Isを分散させた液状体を、別の液滴吐出ヘッドにて、液滴にして非描画領域に吐出することにより行う。この非描画領域への液滴の吐出は、描画工程の前、又は、描画工程と乾燥工程の間のどちらのタイミングで行ってもよい。
本実施形態では、積層工程や圧着行程において、重ね合わせによるグリーンシート23からの押圧力がかかるとき、該押圧力は乾燥パターンPDの周囲に配置された複数の間隔保持粒子Isが支持する。従って、第1実施形態と同様に、前記押圧力から乾燥パターンPD(導電性微粒子Iaの集合体)の変形や潰れを防止することができる。その結果、精度の高いパターンを形成することができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、間隔保持粒子Isの散布の方法が第1実施形態及び第2実施形態と相違する。そのため、説明の便宜上、相違する部分についてのみ説明する。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、間隔保持粒子Isの散布の方法が第1実施形態及び第2実施形態と相違する。そのため、説明の便宜上、相違する部分についてのみ説明する。
図9(a)はグリーンシート23に描画された液状パターンPLを示す要部平面図であり、図9(b)は図9(a)のA−A断面図である。
図9(a)(b)に示すように、本実施形態では、グリーンシート23(積層シート20の描画面20a)全体に、間隔保持粒子Isを一様に散布するようにした。この場合、間隔保持粒子Isは、隣のパターン(内部配線15)と電気的に接続されないためにも、樹脂、シリカ、ガラス等の絶縁性粒子である。
図9(a)(b)に示すように、本実施形態では、グリーンシート23(積層シート20の描画面20a)全体に、間隔保持粒子Isを一様に散布するようにした。この場合、間隔保持粒子Isは、隣のパターン(内部配線15)と電気的に接続されないためにも、樹脂、シリカ、ガラス等の絶縁性粒子である。
そして、間隔保持粒子Isの散布方法は、揮発性溶媒に間隔保持粒子Isを分散させた液状体を、別の液滴吐出ヘッドにて、液滴にして非描画領域に吐出することにより行う。この非描画領域への液滴の吐出は、描画工程の前、又は、描画工程と乾燥工程の間のどちらのタイミングで行ってもよい。
本実施形態では、多くの間隔保持粒子Isが、グリーンシート23(積層シート20の
描画面20a)全体に配置され、これらが大きな押圧力を広く分散して支持する。従って、前記押圧力から乾燥パターンPDの変形や潰れを防止することができる。その結果、精度の高いパターンを形成することができる。
描画面20a)全体に配置され、これらが大きな押圧力を広く分散して支持する。従って、前記押圧力から乾燥パターンPDの変形や潰れを防止することができる。その結果、精度の高いパターンを形成することができる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第1実施形態では、内部配線15に散在した間隔保持粒子Isを、金、銀等の金属粒子で構成し、導電性微粒子Iaによって形成される内部配線15の一部として寄与させた。これを、間隔保持粒子Isを絶縁材料で形成し、絶縁体よりなる間隔保持粒子Isを内部配線15に散在させるようにしてもよい。また、絶縁材料としては、例えばガラス、セラミック等の絶縁粒子や、酸化・窒化されたセラミック粒子を用いることができる。
・上記第1実施形態では、内部配線15に散在した間隔保持粒子Isを、金、銀等の金属粒子で構成し、導電性微粒子Iaによって形成される内部配線15の一部として寄与させた。これを、間隔保持粒子Isを絶縁材料で形成し、絶縁体よりなる間隔保持粒子Isを内部配線15に散在させるようにしてもよい。また、絶縁材料としては、例えばガラス、セラミック等の絶縁粒子や、酸化・窒化されたセラミック粒子を用いることができる。
また、間隔保持粒子Isを、樹脂系材料にて形成してもよい。樹脂系材料として、例えば、ブチラール系、アクリル系、セルロース系等のバインダ樹脂を用いることができる。アクリル系のバインダ樹脂としては、例えばアルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合物の単独重合体を用いることができる。
また、アクリル系のバインダ樹脂としては、該(メタ)アクリレート化合物の2種以上から得られる共重合体、あるいは(メタ)アクリレート化合物と不飽和カルボン酸類等の他の共重合性単量体から得られる共重合体を用いることができる。
さらに、上記以外として、液晶パネルに用いられるスペーサを間隔保持粒子Isとして流用してもよい。
・上記第3実施形態において、グリーンシート23(積層シート20の描画面20a)全体に、間隔保持粒子Isを一様に散布する場合、その散布方法は特に限定されないが、例えば、スプレーを用いて、間隔保持粒子Isをグリーンシート23全面を散布してもよい。
・上記第3実施形態において、グリーンシート23(積層シート20の描画面20a)全体に、間隔保持粒子Isを一様に散布する場合、その散布方法は特に限定されないが、例えば、スプレーを用いて、間隔保持粒子Isをグリーンシート23全面を散布してもよい。
・上記実施形態では、積層工程において、グリーンシート23を加熱してグリーンシート23の硬度を軟化させてもよい。
これによって、減圧包装時にグリーンシート23が軟化する分だけ、大気圧による乾燥パターンPDにかかる負荷は低減し変形等が抑えられる。この結果、LTCC基板13に形成するパターンの加工精度を向上できる。
これによって、減圧包装時にグリーンシート23が軟化する分だけ、大気圧による乾燥パターンPDにかかる負荷は低減し変形等が抑えられる。この結果、LTCC基板13に形成するパターンの加工精度を向上できる。
・上記実施形態によれば、圧着工程において、グリーンシート23を加熱してグリーンシート23を軟化させてもよい。
これによって、グリーンシート23が軟化する分だけ、静水圧による乾燥パターンPDにかかる負荷は低減し変形等が抑えられる。この結果、LTCC基板13に形成するパターンの加工精度を向上できる。
これによって、グリーンシート23が軟化する分だけ、静水圧による乾燥パターンPDにかかる負荷は低減し変形等が抑えられる。この結果、LTCC基板13に形成するパターンの加工精度を向上できる。
・上記実施形態では、描画工程において、グリーンシート23を描画温度に加熱したが、これを省略してもよい。
・上記実施形態では、ベースプレート31とカバープレート33とによって挟持された積層体32を減圧包装した。これに限らず、例えばベースプレート31に載置された積層体32、すなわちカバープレート33を用いない状態で積層体32を減圧包装しても良く、また積層体32のみを減圧包装する構成であっても良い。
・上記実施形態では、ベースプレート31とカバープレート33とによって挟持された積層体32を減圧包装した。これに限らず、例えばベースプレート31に載置された積層体32、すなわちカバープレート33を用いない状態で積層体32を減圧包装しても良く、また積層体32のみを減圧包装する構成であっても良い。
・上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド26に具体化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに
具体化してもよい。
具体化してもよい。
D…液滴、Ia…導電性微粒子、Ik…導電性インク、Is…間隔保持粒子、PL…液状パターン、PD…乾燥パターン、11…セラミック多層基板、20a…描画面、21…液滴吐出装置、23…グリーンシート、26…液滴吐出ヘッド、32…積層体、35…真空包装袋。
Claims (7)
- 導電性微粒子を含んだ液状体を吐出手段にて液滴にして熱可塑性基板に吐出して、前記熱可塑性基板の描画面に液状パターンを描画する描画工程と、
前記熱可塑性基板の描画面に描画した前記液状パターンを乾燥させて、乾燥パターンを形成する乾燥工程と、
前記乾燥パターンを形成した複数の前記熱可塑性基板を積層して積層体を形成する積層工程と、
前記積層体を加圧し圧着体を形成する圧着工程と、
前記圧着体を焼成する焼成工程と
を有した多層基板の製造方法であって、
前記積層工程の前に、前記描画面に複数の間隔保持粒子を散布することを特徴とする多層基板の製造方法。 - 請求項1に記載の多層基板の製造方法において、
前記間隔保持粒子の散布は、前記熱可塑性基板の描画面に形成した前記液状パターン中に散布することを特徴とする多層基板の製造方法。 - 請求項1に記載の多層基板の製造方法において、
前記間隔保持粒子の散布は、前記熱可塑性基板の描画面全体に散布することを特徴とする多層基板の製造方法。 - 請求項1に記載の多層基板の製造方法において、
前記間隔保持粒子の散布は、前記熱可塑性基板の描画面であって、前記液状パターン形成以外の領域に散布することを特徴とする多層基板の製造方法。 - 請求項2に記載の多層基板の製造方法において、
前記間隔保持粒子の散布は、前記液状体に前記間隔保持粒子を含有させ、前記吐出手段にて前記導電性微粒子及び前記間隔保持粒子を含む前記液滴にして前記熱可塑性基板の描画面に吐出することを特徴とする多層基板の製造方法。 - 請求項2又は5に記載の多層基板の製造方法において、
前記間隔保持粒子は、金属粒子であることを特徴とする多層基板の製造方法。 - 請求項3又は4に記載の多層基板の製造方法において、
前記間隔保持粒子は、絶縁性粒子であることを特徴とする多層基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007320721A JP2009146983A (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 多層基板の製造方法 |
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