JP2850715B2 - セラミックス基板の製造方法 - Google Patents
セラミックス基板の製造方法Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
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- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
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- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
方法に関し、より詳細には半導体素子(LSI、ICな
ど)等が搭載されて小型電子部品が構成され、通信機
器、コンピュータなどに使用されるセラミックス基板の
製造方法に関する。
ミックス基板には、半導体素子(LSI、ICなど)等
が搭載されて小型電子部品が構成され、通信機器、コン
ピュータなどに使用されており、これらの製品の高速
化、高性能化、小型化、薄型化が急速に進められてきて
いる。また、前記高速化、高性能化、小型化、薄型化に
伴い、セラミックス基板の導体パターンの微細化及び導
体パターンの寸法精度の向上が要求されてきている。
の概略を説明する。まず、アルミナ粉末に焼結助剤、バ
インダー(ポリビニールブチラール(PVB)など)、
可塑剤、有機溶媒(キシレンなど)等の添加剤を混合し
てスラリーを形成し、該スラリーを用いてドクターブレ
ード法により、セラミックスグリーンシートを作製す
る。前記方法により得られたセラミックスグリーンシー
トをそれぞれの目的と用途に応じた形態に加工するた
め、スルーホールの形成やキシレン等を溶媒として用い
た導体ペースト及び/又は絶縁ペースト印刷等の加工を
施し、積層したものを焼成することにより前記セラミッ
クス基板を製造する。該セラミックス基板の製造工程に
おいて作製されたセラミックスグリーンシートには、導
体ペースト及び/又は絶縁ペースト印刷時に導体ペース
ト及び/又は絶縁ペーストに含有されるキシレン等の有
機溶媒が浸透し、前記バインダーが前記有機溶媒に溶か
されることにより膨潤する。この後、該有機溶媒が蒸発
すると前記セラミックスグリーンシート内のセラミック
ス粒子の再配列が起こり前記セラミックスグリーンシー
トが収縮する。該収縮は前記セラミックスグリーンシー
トの密度、厚み及び配線量が均一でないことに起因して
収縮量のばらつきを伴うこととなる。前記セラミックス
グリーンシートの収縮のばらつきに起因してスルーホー
ル及び導体ペースト及び/又は絶縁ペーストパターンの
位置変動が発生し、前記セラミックスグリーンシートに
形成されたスルーホール及び導体ペースト及び/又は絶
縁ペーストパターンの適性位置の確保が困難となる等の
問題が生じる。また、前記セラミックス基板中の上部の
スルーホールと下部の導体パターンにずれが起こり、断
線あるいはショートし易いというも生じる。
製されたセラミックスグリーンシートに湯の温度30〜
100℃、浸漬時間2〜120分の条件で湯浴を施し、
ブチラール樹脂を構成する分子の分子間距離を近づけて
収縮させた後、湯浴により含浸させた水分を熱乾燥によ
り除去し、得られたセラミックスグリーンシートをそれ
ぞれの目的と用途に応じた形態に加工し、ラミネートし
たものを焼成することにより前記セラミックス基板を作
製する方法(特開平3−237798号公報)が提案さ
れている。前記方法ではセラミックスグリーンシートに
湯浴を施し、予め収縮させることによりその後の工程に
よって生じる収縮が低減されるので、収縮に起因するス
ルーホール及び導体ペーストパターンの位置変動、前記
セラミックス基板中の上部のスルーホールと下部の導体
パターンに生ずるずれを低減することができる。
用しても、実際には前記焼成時にセラミックスグリーン
シートの面内方向及び厚さ方向にかなりの収縮が生じ、
該収縮にはセラミックスグリーンシートの密度、厚み及
び配線量の不均一に起因した収縮量のばらつきが生じ、
導体パターンの寸法精度を確保することができず、微細
化が困難であるという課題があった。
ものであって、導体ペースト及び/又は絶縁ペースト印
刷時の収縮により発生するスルーホール及び導体及び/
又は絶縁ペーストパターンの位置変動を確実に低減する
ことができ、従ってセラミックス基板の導体及び/又は
絶縁パターンの微細化及び導体及び/又は絶縁パターン
の寸法精度の向上を図ることができ、セラミックス基板
中にあっては上部のスルーホールと下部の導体パターン
とのずれによる断線あるいはショートの発生率を低減す
ることができるセラミックス基板の製造方法を提供する
ことを目的としている。
に本発明に係るセラミックス基板の製造方法(1)は、
バインダーとしてポリプロピレンカーボネイト(PP
C)又は水溶性バインダーを用いてセラミックスグリー
ンシートを形成し、この後前記バインダーに対し難溶性
を示す溶媒を用いた導体ペースト及び/又は絶縁ペース
トを印刷する工程を含んでいることを特徴としている。
方法(2)は、セラミックス基板の製造方法(1)にお
いてセラミックスグリーンシートにプレス処理及びアニ
ール処理を施した後、導体ペースト及び/又は絶縁ペー
ストを印刷することを特徴としている。
は、バインダーとしてポリプロピレンカーボネイト(P
PC)又は水溶性バインダーを用いてセラミックスグリ
ーンシートを形成し、この後前記バインダーが難溶性を
示す溶媒を用いた導体ペースト及び/又は絶縁ペースト
を印刷する工程を含んでいるので、前記セラミックスグ
リーンシートに導体ペースト及び/又は絶縁ペーストに
含まれる溶媒が浸透することはなく、前記バインダーが
前記ペーストの溶媒に溶かされて膨潤することもない。
従って前記溶媒がその後蒸発して前記ペーストが乾燥し
ても前記セラミックスグリーンシート内のセラミックス
粒子の再配列は生じず、印刷時に発生する収縮が確実に
低減される。このことから、前記セラミックスグリーン
シートに導体ペースト及び/又は絶縁ペーストを印刷し
ても、セラミックス基板中の上部のスルーホールと下部
の導体パターンとの間にはずれが発生することがなく、
適性位置が確保され、寸法精度を向上させることが可能
となる。
(2)によれば、セラミックスグリーンシートにプレス
処理及びアニール処理を施すことにより、該セラミック
スグリーンシートの密度、厚みが均一になるので、導体
ペースト及び/又は絶縁ペースト印刷時に生じる前記セ
ラミックスグリーンシートの密度、厚みの不均一に起因
した収縮のばらつきが抑制される。
基板の製造方法の実施例及び比較例を説明する。本実施
例ではアルミナを主成分とするセラミックス基板の製造
方法について説明する。該セラミックス基板は、図1に
示すセラミックス基板の作製工程により得ることができ
る。最初に、アルミナ粉末100重量部に対し、焼結助
剤(SiO2 、MgO等)を10〜20重量部添加し、
さらに水を加えボールミルで24時間粉砕混合し、乾燥
させる。その後解砕し、バインダー(ポリプロピレンカ
ーボネイト(PPC))5〜20重量部と、可塑剤(ジ
ブチルフタレート(DBP)、ブチルベンゼンフタレー
ト(BBP))を2〜10重量部と、溶媒(ケトン系、
例えばメチルエチルケトン、メチルアセトン)を15〜
40重量部添加し、ボールミルで混合し、スラリーとす
る。
を用いてもよく、例えばバインダーとして水溶性のアク
リル酸エステルエマルジョン又はポリビニールアルコー
ル(PVA)を用いた場合は、ジブチルフタレート(D
BP)及びジブチルマロネート(DBM)を可塑剤と
し、水を溶媒としてスラリーを形成する。
ブレード法を用いてこのスラリーをテープ成形し、この
後、60〜120℃の温度範囲で乾燥させる。その後、
20〜100℃の温度で10〜120kg/cm2 の圧
力を加え、熱間等方プレス又は一軸プレスを行う。次
に、50〜100℃の温度範囲で、1時間のアニール処
理を施し、セラミックスグリーンシートを作製する。前
記方法により得られたセラミックスグリーンシートをカ
ッターあるいは打ち抜き型により所望の形状に加工し、
さらに打ち抜き型等により所望の形状にスルーホールを
形成する。次に、セラミックスグリーンシート中の前記
バインダーが難溶性を示す溶媒、例えばエチルベンゼ
ン、ブチルベンゼン、テネピネオール、トルエン、キシ
レン等が挙げられるが、本実施例ではトルエンを用いた
導体ペースト及び絶縁ペーストを用いて導体ペースト印
刷及び/又は絶縁ペースト印刷を施し、所定枚数積層し
た後、セラミックスグリーンシートを焼成し、セラミッ
クス基板を作製する。なお、導体ペースト及び絶縁ペー
ストに用いられる溶媒は芳香族系であり、基本的に水溶
性ではなく、かつ、沸点が40℃以上であれば良い。
(沸点が40℃以下の場合は沸点の高い溶媒と混合すれ
ば良い。)図2はセラミックスグリーンシートに施すプ
レス圧力の条件を変化させた場合のペースト印刷後にお
ける収縮率を示したグラフであり、比較例も併せて示し
てある。横軸にプレス圧力(kg/cm2 )を、縦軸に
収縮率(%)をとっている。プレス温度は80℃とし、
収縮率は120mm×120mmの面積の基板を用い、
トルエンを溶媒として用いたペーストの基板面積に対す
る被覆率を40%に設定するべく前記基板に75mm×
75mmのベタ印刷を施し、この後収縮量を測定し、算
出した値である。
及び絶縁ペーストに用いられる溶媒に対して可溶性を示
すバインダーとしてポリビニールブチラール(PVB)
を用いた場合の比較例を、曲線C及び曲線Dは導体ペー
スト及び絶縁ペーストに用いられる溶媒に対して難溶性
を示すバインダーとしてポリプロピレンカーボネイト
(PPC)を用いた場合の実施例をそれぞれ示してお
り、曲線B及び曲線Dにおいてのみ80℃、1時間のア
ニール処理が施されている。図2から明らかなようにセ
ラミックスグリーンシートに施すプレス圧力及び該セラ
ミックスグリーンシートを形成するバインダー材料の収
縮率に及ぼす影響はEに示した領域で大きく、プレス圧
力10〜120kg/cm2 の範囲では前記セラミック
スグリーンシートに対して予め十分な収縮を起こさせる
ことができ、後の工程であるペースト印刷時にはほとん
ど収縮を生じさせないということを確認することができ
た。また、10kg/cm2 以下の圧力では効果が不安
定であり、120kg/cm2以上の圧力を加えてもほ
とんど効果はそれ以上良くならないということを確認す
ることができた。
と比較例に係る図2における曲線A、Bとを比べた場
合、明らかに実施例のものの方がペースト印刷後におけ
る収縮率が小さくなっており、ペースト印刷時に発生す
る収縮を確実に低減できることがわかる。またアニール
処理が施されない場合より、アニール処理が施された場
合の方がより効果が大きいことがわかる。
ーボネイト(PPC)を用いてセラミックスグリーンシ
ートを形成し、ペーストの溶媒としてトルエンを使用し
た場合にはペースト印刷時に発生する収縮を確実に低減
することができる。このことから、前記セラミックスグ
リーンシートに導体ペースト及び/又は絶縁ペースト印
刷時の収縮に起因して発生するスルーホール及び導体及
び/又は絶縁ペーストパターンの位置変動を確実に低減
させることができ、適性位置を確保することができる。
従ってセラミックス基板の導体及び/又は絶縁パターン
の微細化及び導体及び/又は絶縁パターンの寸法精度を
図ることができ、セラミックス基板中にあっては上部の
スルーホールと下部の導体パターンとのずれによる断線
あるいはショートの発生率を低減することができる。ま
た、ペースト印刷を行う前にプレス処理及びアニール処
理を施して密度、厚みの均一化を図っておけば、前記セ
ラミックスグリーンシートの密度、厚みの不均一に起因
した収縮のばらつきをより一層抑制することができる。
ックス基板の製造方法にあっては、バインダーとしてポ
リプロピレンカーボネイト(PPC)又は水溶性バイン
ダーを用いてセラミックスグリーンシートを形成し、こ
の後前記バインダーが難溶性を示す溶媒を用いた導体ペ
ースト及び/又は絶縁ペーストを印刷する工程を含んで
いるので、印刷時に発生する収縮を確実に低減すること
ができる。このことから、前記セラミックスグリーンシ
ートに導体ペースト及び/又は絶縁ペースト印刷時の収
縮に起因して発生するスルーホール及び導体及び/又は
絶縁ペーストパターンの位置変動を確実に低減させるこ
とができ、適性位置を確保することができる。従ってセ
ラミックス基板の導体及び/又は絶縁パターンの微細化
及び導体及び/又は絶縁パターンの寸法精度を図ること
ができ、セラミックス基板中にあっては上部のスルーホ
ールと下部の導体パターンとのずれによる断線あるいは
ショートの発生率を低減することができる。
方法にあって、セラミックスグリーンシートにプレス処
理及びアニール処理をした後、導体ペースト及び/又は
絶縁ペーストを印刷する場合には、該セラミックスグリ
ーンシートの密度、厚みの均一化を図った後、導体ペー
スト及び/又は絶縁ペースト印刷を行うこととなり、前
記セラミックスグリーンシートの密度、厚みの不均一に
起因した収縮のばらつきをより一層抑制することができ
る。
施例を示した工程ブロック図である。
ス圧力の条件を変化させた場合の収縮率の変化を示した
グラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 バインダーとしてポリプロピレンカーボ
ネイト(PPC)又は水溶性バインダーを用いてセラミ
ックスグリーンシートを形成し、この後前記バインダー
に対し難溶性を示す溶媒を用いた導体ペースト及び/又
は絶縁ペーストを印刷する工程を含んでいることを特徴
とするセラミックス基板の製造方法。 - 【請求項2】 セラミックスグリーンシートにプレス処
理及びアニール処理を施した後、導体ペースト及び/又
は絶縁ペーストを印刷することを特徴とする請求項1記
載のセラミックス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21052393A JP2850715B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | セラミックス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21052393A JP2850715B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | セラミックス基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0766554A JPH0766554A (ja) | 1995-03-10 |
JP2850715B2 true JP2850715B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=16590780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21052393A Expired - Lifetime JP2850715B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | セラミックス基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2850715B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7151596B2 (en) | 2002-07-05 | 2006-12-19 | Olympus Optical Co., Ltd. | Deflection angle detecting device |
JP6005942B2 (ja) * | 2012-01-17 | 2016-10-12 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック多層基板の製造方法 |
WO2015029951A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 日立金属株式会社 | 実装基板用ウエハ、多層セラミックス基板、実装基板、チップモジュール、及び実装基板用ウエハの製造方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP21052393A patent/JP2850715B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0766554A (ja) | 1995-03-10 |
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