JP2796930B2 - セラミックパッケージの製造方法 - Google Patents

セラミックパッケージの製造方法

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JP2796930B2 JP5353362A JP35336293A JP2796930B2 JP 2796930 B2 JP2796930 B2 JP 2796930B2 JP 5353362 A JP5353362 A JP 5353362A JP 35336293 A JP35336293 A JP 35336293A JP 2796930 B2 JP2796930 B2 JP 2796930B2
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一成 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板に後付
け導体パターンを形成して、セラミックパッケージを製
造するセラミックパッケージの製造方法に係り、より詳
細には、セラミック基板に、後付け方法により、位置精
度に優れ、かつ細線化の可能な導体パターンが形成でき
るセラミックパッケージの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セラミックパッケージの導体パタ
ーン形成には、セラミック素体に導体パターンを形成
し、該セラミック素体と導体パターンを同時に焼成する
同時焼成方法と、内蔵導体パターンを含むセラミック
素体を焼成し、その後、表層導体パターンを形成し焼成
する後付け焼成方法がある。この内、後者の方法は、該
セラミック素体の焼成による収縮の影響を受けないこと
から位置精度に優れるという長所がある。
【0003】そして、この後付け焼成方法におけるセラ
ミック基板上の導体パターン形成には、スクリーン印刷
法が一般的に用いられており、パターンの細線化が要求
される場合は、蒸着やスパッタによる成膜、あるいは有
機金属化合物ペーストを利用した成膜と、フォトリソ法
(フォトリソグラフィ法)によるエッチングとを組み合
わせた、いわゆる薄膜技術によりパターニングされてき
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した方法
で、セラミックパッケージを構成するセラミック基板上
に導体パターンを後付け形成する場合、次のような問題
がある。すなわち、 スクリーン印刷法の場合、75μm幅の印刷が限界
であり、この幅以下の細線化には十分対応できず、また
印刷法の位置精度はそのスクリーンの伸縮性のため10
0μmが限界である。 薄膜技術の場合、位置精度および細線化には問題が
ないものの、その製造設備が高価で、かつ多くのプロセ
スを必要とするため、製造コストが高くなる。 という問題があった。
【0005】本発明は、以上のような問題に対処して創
案したものであって、その目的とする処は、セラミック
基板上に、後付けにより、その位置精度に優れ、かつ細
線化が可能な導体パターンを形成でき、低コスト化が図
れるセラミックパッケージの製造方法を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そして、上記課題を解決
するための手段として、本発明のセラミックパッケージ
の製造方法は、セラミックパッケージを製造するに際
し、該セラクミックパッケージを構成するセラミック基
板に導体パターンを後付けで形成する後付け導体パター
ンの形成工程が、該セラミック基板上に、金属粉末と樹
脂バインダーを含む導体ペーストを塗布して導体層を形
成する第一工程と、該導体層の前記導体パターンとなる
部分の上面にフォトリソ法により耐サンドブラスト樹脂
パターンを形成する第二工程と、該耐サンドブラスト樹
脂パターンが形成された面に研磨材を吹き付け、前記導
体層中の該耐サンドブラスト樹脂パターンの形成されて
いない部分の導体を取り除く第三工程と、該耐サンドブ
ラスト樹脂パターンを剥離して、前記導体パターンとな
る残存する導体層を露出させる第四工程と、該露出した
導体パターンを焼成して導体パターンを形成する第五工
程を有する構成としている。
【0007】また、本発明の他のセラミックパッケージ
の製造方法は、セラミックパッケージを製造するに際
し、該セラクミックパッケージを構成するセラミック基
板に導体パターンを後付けで形成する後付け導体パター
ンの形成工程が、該セラミック基板上の導体パターンを
形成すべき部分以外に、予めポジ型感光性樹脂被膜をフ
ォトリソ法によりパターニングし、その後、そのポジ型
感光性樹脂パターンに紫外線を照射し現像液に対して可
溶な樹脂パターンを形成する第一工程と、該ポジ型感光
性樹脂パターンが形成された前記セラミック基板上に、
金属粉末と樹脂バインダーを含む導体ペーストを塗布し
て導体層を形成する第二工程と、該ポジ型感光性樹脂パ
ターンの形成されていない該導体層の上面にフォトリソ
法により耐サンドブラスト樹脂パターンを形成する第三
工程と、該耐サンドブラスト樹脂パターンが形成された
面に研磨材を吹き付け、前記導体層中の該耐サンドブラ
スト樹脂パターンの形成されていない部分の導体を取り
除く第四工程と、該耐サンドブラスト樹脂パターンを剥
離して、前記導体パターンとなる残存する導体層を露出
させる第五工程と、該導体パターンとなる導体層以外に
残存するポジ型感光性樹脂パターンを、現像液にて現像
除去する第六工程と、該露出した導体層を焼成して導
パターンを形成する第七工程を有する構成としている。
【0008】
【0009】
【作用】本発明のセラミックパッケージの製造方法は、
その後付け導体パターンの形成に、サンドブラスト法に
よる物理的エッチングを用いるため従来のスクリーン印
刷法にみられるような導体ペーストの粘度によるパター
ンの滲みが発生しない。また導体層は、導体ペーストが
全面塗布して形成され、かつ導体パターンとなる部分が
耐サンドブラスト樹脂パターンにより保護されるため、
該導体パターンの場所による高さのバラツキがなく、得
られたパターン頂部の平坦性が優れる。さらにこの方法
は、フォトリソ法を用いるため位置精度に優れ、かつパ
ターンの細線化も可能である。このようにして得られた
セラミックパッケージは、小型化、高密度配線化が可能
となり、ワイヤーボンディング、TAB接合等が位置精
度よく作成可能となる。さらにそのフォトリソ工程も一
回の単純なフォトリソ工程を必要とするだけなので、安
価なセラミックパッケージを提供できるように作用す
る。
【0010】また、予め導体部分以外を現像液に対して
可溶性にしたポジ型感光性樹脂被膜で保護することによ
り、パターン間の残渣を除去でき、さらにセラミック素
体を保護できるため、より高密度な配線を可能とし、歩
留まりを向上できるように作用する。
【0011】
【0012】以上のように、本発明のセラミックパッケ
ージの製造方法は、フォトリソ法により、導体層の導
体パターンとなるべき部分の表面に、耐サンドブラスト
樹脂パターンを形成した点、サンドブラスト法によ
り、該耐サンドブラスト樹脂パターンが形成されない部
分の導体層を取り除いた後、該耐サンドブラスト樹脂パ
ターンを剥離し、導体パターンを形成する点、の二点を
組み合わせて、セラミックパッケージを構成するセラミ
ック基板上に、後付け導体パターンを形成する構成に特
徴を有し、この特徴によって、その位置精度に優れ、か
つ細線化が可能な導体パターンを形成できるという格別
な作用を奏する。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明する。ここに、図1はサンドブ
ラスト法を利用して導体形成を行う工程を説明するため
の説明図、図2は予めポジ型感光性樹脂で保護膜を形成
してサンドブラスト法により導体形成を行う工程を説明
するための説明図、図3はサンドブラスト法の概念図で
ある。
【0014】−実施例1− 本実施例は、セラミックパケージを製造するに際し、サ
ンドブラスト法を後付け導体パターンの形成に適用した
場合の実施例であって、ペースト塗布工程、耐サン
ドブラスト樹脂パターン形成工程、サンドブラスト工
程、耐サンドブラスト層剥離工程、導体パターン焼
成工程の五工程により導体パターンを形成している。以
下、各工程について、図1を参照して説明する。
【0015】−ペースト塗布工程− 本工程は、セラミック基板1の上に導体層2を形成する
工程である。本工程では、スクリーン印刷法またはロー
ルコーター法により、セラミック基板1の上に導体ペー
ストを全面塗布して導体層2を形成している(図1A参
照)。ここで、導体層2の厚み、導体ペーストの導体粉
末の種類および粒径は、形成されるパターンが導体とし
ての特性を満足するものであればよい。本実施例では、
該導体粉末として、Mo:75重量%,Mn:15重量
%,Sio2 :10重量%の混合粉体であって、粉末粒
径が、1〜3μmの導体粉末を使用し、生厚み(焼成前
の厚み)が、25μmの導体層を形成した。
【0016】−耐サンドブラスト樹脂パターン形成工程
− 本工程は、フォトリソ法により耐サンドブラスト樹脂パ
ターン3を形成する工程である。本工程では、前工程で
形成した導体層2を乾燥した後、導体層2の表面にネガ
型の耐サンドブラスト用感光性樹脂を一面に塗布、乾燥
した後、導体パターン(図1Eの導体パターン4参照)
を形成する部分を遮光マスクを介して紫外線を選択的に
照射し、次に、該感光性樹脂層を所定の現像液を用いて
導体パターン部以外を現像除去する。こうして耐サンド
ブラスト樹脂パターン3の形成が完了する(図1B参
照)。ここで、耐サンドブラスト樹脂パターン3となる
感光性樹脂としては、商品名:ORDYL BF-200(東京応化
製)なる液状樹脂を乾燥して塗膜する他、商品名:OSBR
(東京応化製)なるドライフィルムを熱圧着して塗膜す
ることができる。耐サンドブラスト樹脂パターンの厚み
は、サンドブラスト条件、樹脂組成によって決定され、
本実施例では、5μm以上であればよかった。また、こ
の時の耐サンドブラスト樹脂パターン3のピッチは、1
00μmで、幅は60μmであった。
【0017】−サンドブラスト工程− 本工程は、サンドブラスト法により、導体パターン4と
なる部分以外の導体材料を取り除く工程である。本工程
では、耐サンドブラスト樹脂パターン3が形成された面
に、サンドブラストノズルからエアーと同時に研磨材を
吹き付け導体パターン4となる部分以外の導体材料を取
り除く(図1C参照)。ここで、導体パターン4となる
部分以外の研磨材料は導体材料の硬度によって選択され
るものであって、本実施例ではアルミナ(150〜20
0メッシュ)を用い、約4Kg/cm3 の圧縮空気を吹
き付けた。なお、サンドブラストは、図4に示すように
して行う。すなわち、ノズルaから研磨材bを、導体層
d、耐サンドブラスト樹脂パターンcが形成されている
セラミック基板eに対して吹き付け、耐サンドブラスト
樹脂パターンcが形成されていない導体層dの導体材料
を取り除く手法を用いる。
【0018】−耐サンドブラスト樹脂パターン剥離工程
− 本工程は、耐サンドブラスト樹脂パターン3を剥離する
工程である(図1D参照)。本実施例では、所定のアル
カリ剥離剤に浸漬、または接触し、超音波振動により除
去した。こうして、得られた残存する導体層2aの寸法
は、導体層間ピッチ100μm、導体幅60μm、高さ
25μmであった。
【0019】−導体パターン焼成工程− 本工程は、得られた残存する導体層2aを焼成して導体
パターン4を形成する工程である。本工程では、残存す
る導体層2aを焼成し、導体パターン4を形成する導体
ペースト中の有機バインダーを燃焼し、導体材料を焼結
し、緻密な導体パターン4を得る(図1E参照)。本実
施例では1400℃で焼成した。そして、得られた導体
パターン4の寸法は、パターンピッチ100μm、幅5
5μm、高さ20μmであった。
【0020】−実施例2− 本実施例は、予めポジ型感光性樹脂の保護膜を設けた後
にサンドブラスト法を利用して後付け導体パターンを形
成した場合の実施例であって、ポジ型感光性樹脂保護
膜形成工程、ペースト塗布工程、耐サンドブラスト
パターン形成工程、サンドブラスト工程、耐サンド
ブラスト層剥離工程、ポジ型感光性樹脂保護膜除去工
程、導体パターン焼成工程の七工程により導体パター
ンを形成している。以下、各工程について、図2を参照
して説明する。なお、ポジ型感光性樹脂保護膜形成工
程、ポジ型感光性樹脂保護膜除去工程以外の工程は、
実施例1と同じであるので、その説明を省略する。
【0021】本実施例におけるポジ型感光性樹脂保護膜
5の形成工程は、セラミック基板1上の導体パターンと
なるべき部分以外に、予めポジ型感光性樹脂保護膜5を
フォトリソ法によりパターニングし、その後、紫外線を
照射し現像液に対して可溶な被膜とする工程である(図
2A参照)。ここで、ポジ型感光性樹脂保護膜5の厚み
は、セラミック基板1の表面の凹凸を充分満たすもので
あって、次の工程で塗布される導体ペーストの厚み以下
であれば良い。本実施例では、厚み10μmのポジ型感
光性樹脂保護膜パターンを形成した。
【0022】次に、ポジ型感光性樹脂保護膜5の除去工
程は、上述したポジ型感光性樹脂の保護膜パターン上
に、実施例1の場合と同様に、導体パターンが形成さ
れ、残されたポジ型感光性樹脂保護膜5を所定のアルカ
リ現像液にて現像除去する工程である(図2F参照)。
そして、本実施例の場合、ポジ型感光性樹脂保護膜5を
除去するので、サンドブラスト後に、残存した導体層2
a,2a間に残った残渣を除去でき、解像度の優れた導
体パターン4を得られると共に、研磨材に対してセラミ
ック基板1の表面も保護できる。
【0023】
【0024】次に、本実施例の効果を確認するために、
本実施例によって形成した導体パターンと、従来の後付
け印刷により形成した導体パターンについて、それぞれ
細線化限界、位置精度およびパターン解像度を比較した
処、表1に示すような結果を得た。
【0025】
【表1】
【0026】そして、この結果より、本実施例の場合、
サンドブラスト法とフォトリソ法を組み合わせたパター
ン形成であるため、パターンの滲みなどがなく、細線化
が可能である。また、スクリーンの伸縮性等による位置
ズレが発生しないため位置精度に優れた導体パターンを
形成できることがわかる。さらに、導体面を耐サンドブ
ラスト層により保護するためパターン頂部の平坦性に優
れ、ワイヤーボンディングやTAB接合等の有効接着面
積を稼ぐことができる。特に、実施例2で示したポジ型
感光性樹脂保護膜を形成することによりパターンの解像
度は向上し、より細線化が可能となる。
【0027】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変
形実施できる構成を含む。因みに、前述した実施例2で
は、ポジ型感光性樹脂への紫外線照射は導体ペースト塗
布前に行ったが、サンドブラスト工程後に行ってもよい
ことは当然である。
【0028】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明の第1のセラミックパッケージの製造方法によれば、
後付け導体パターンの形成工程において、フォトリソ法
を利用しているので、形成する導体パターンの位置精度
が優れ、かつ導体パターンの細線化も可能となるという
効果を有する。また、導体面を耐サンドブラスト層によ
り保護されるので、導体パターンの頂部の平坦性が優
れ、ワイヤーボンディングやTAB接合等の有効接着面
積を稼ぐことができる。さらに、工程中、単純なフォト
リソ工程を必要とするだけなので、安価なセラミックパ
ッケージを供給できるという効果を有する。
【0029】また、本発明の第2のセラミックパッケー
ジの製造方法によれば、予め導体部分以外を現像液に対
して可溶性としたポジ型感光性樹脂被膜で保護するの
で、パターン間の残渣を除去でき、さらにセラミック素
体を保護できるため、より高密度な配線を可能とし、歩
留まりを向上できるという効果を有する。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示し、サンドブラスト
法を利用して後付け導体パターン形成を行う工程を説明
するための説明図である。
【図2】 本発明の第2実施例を示し、ポジ型感光性樹
脂の保護膜を設けた後、サンドブラスト法を利用して後
付け導体パターン形成を行う工程を説明するための説明
図である。
【図3】 サンドブラスト法の原理を示す概念図であ
る。
【符号の説明】
a・・・サンドブラストノズル、b・・・研磨材、c・
・・耐サンドブラストパターン、d・・・導体層、e・
・・セラミック焼成基板、1・・・セラミック基板、2
・・・導体層、2a・・・残存する導体層、3・・・耐
サンドブラスト樹脂パターン、4・・・導体パターン、
5・・・ポジ型感光性樹脂パターン、6・・・焼成した
導体層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックパッケージを製造するに際
    し、該セラクミックパッケージを構成するセラミック基
    板に導体パターンを後付けで形成する後付け導体パター
    ンの形成工程が、 前記セラミック基板上に、金属粉末と樹脂バインダーを
    含む導体ペーストを塗布して導体層を形成する第一工程
    と、 該導体層の前記導体パターンとなる部分の上面にフォト
    リソ法により耐サンドブラスト樹脂パターンを形成する
    第二工程と、 該耐サンドブラスト樹脂パターンが形成された面に研磨
    材を吹き付け、前記導体層中の該耐サンドブラスト樹脂
    パターンの形成されていない部分の導体を取り除く第三
    工程と、 前記耐サンドブラスト樹脂パターンを剥離して、前記導
    体パターンとなる残存する導体層を露出させる第四工程
    と、 該露出した導体層を焼成して導体パターンを形成する第
    五工程、 を有することを特徴とするセラミックパッケージの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 セラミックパッケージを製造するに際
    し、該セラクミックパッケージを構成するセラミック基
    板に導体パターンを後付けで形成する後付け導体パター
    ンの形成工程が、 前記セラミック基板上の導体パターンを形成すべき部分
    以外に、予めポジ型感光性樹脂被膜をフォトリソ法によ
    りパターニングし、その後、そのポジ型感光性樹脂パタ
    ーンに紫外線を照射し現像液に対して可溶な樹脂パター
    ンを形成する第一工程と、 前記ポジ型感光性樹脂パターンが形成された前記セラミ
    ック基板上に、金属粉末と樹脂バインダーを含む導体ペ
    ーストを塗布して導体層を形成する第二工程と、 前記ポジ型感光性樹脂パターンの形成されていない該導
    体層の上面にフォトリソ法により耐サンドブラスト樹脂
    パターンを形成する第三工程と、 該耐サンドブラスト樹脂パターンが形成された面に研磨
    材を吹き付け、前記導体層中の該耐サンドブラスト樹脂
    パターンの形成されていない部分の導体を取り除く第四
    工程と、 前記耐サンドブラスト樹脂パターンを剥離して、前記導
    体パターンとなる残存する導体層を露出させる第五工程
    と、 該導体パターンとなる導体層以外に残存するポジ型感光
    性樹脂パターンを、現像液にて現像除去する第六工程
    と、 前記露出した導体層を焼成して導体パターンを形成する
    第七工程、 を有することを特徴とするセラミックパッケージの製造
    方法。
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