JP3231918B2

JP3231918B2 - 積層型セラミック回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP3231918B2
Application number: JP26913193A
Authority: JP
Inventors: 晃井本; 将文久高; 譲松本; 聡浩坂ノ上; 和雅古橋; 弘末永
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH07122854A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光硬化モノマーを含有
するガラス・セラミックのスリップ材の塗布、ビアホー
ル導体、内部配線の充填・印刷を順次繰り返して形成し
た積層型セラミック回路基板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】セラミック回路基板の製造方法として
は、一般に、ビアホール導体となる導体、内部配線とな
る導体膜を形成したグリーンシートを複数枚積層して、
積層体とし、その後、グリーンシート、導体及び導体膜
を一体的に焼成処理するグリーンシート多層方法があっ
た。

【０００３】また、セラミックなどの耐熱性基板上に、
導電性ペーストを用いて、内部配線となる導体膜をスク
リーン印刷で形成し、続いて内部配線となる導体膜どう
しの接続部分が露出するように、絶縁ペーストを用いて
絶縁層となる絶縁膜をスクリーン印刷で形成し、この工
程を順次繰り返して積層体を形成し、絶縁膜及び各内部
配線となる導体を一体的に焼成処理する印刷多層方法が
あった。

【０００４】しかし、前者のグリーンシート多層方法で
は、各グリーンシートにビアホール導体となる貫通穴を
形成し、この貫通穴内に導電性ペーストを印刷・充填す
るが、貫通穴の開口径を大きくなると、導電性ペースト
を安定的に貫通穴内に保持できず、導体抜けが発生して
しまうため、貫通穴の開口径には上限があった。また、
この導電性ペーストの印刷・充填は、グリーンシートを
敷紙上に載置して印刷・充填するが、敷紙とグリーンシ
ートとを分離する際に、貫通穴内に保持された導電性ペ
ーストが敷紙に奪われてしまい、貫通穴内の導体の表面
が凹んでしまい、内部配線間の導通不良が発生すること
がある。さらに、上述のグリーンシートを高い精度よく
位置合わせで、積層しなくては所定回路が達成できない
という問題点があった。

【０００５】後者の場合、ビアホール導体となる貫通穴
を形成する必要がないが、絶縁層となる絶縁膜が、スク
リーン印刷により形成され、このスクリーンから透過す
る絶縁ペースト量が略一定量であるため、常に絶縁膜の
厚みが均一となる。従って、絶縁膜によって被覆される
内部配線が複雑化したり、また積層数が増加したりする
と、印刷を完了した最上層の絶縁膜の表面が既に積層さ
れた内部配線の影響により凹凸となり、その表面に内部
配線を形成しようとしても、厚みが不均一となったり、
また断線などの問題が発生してしまう。

【０００６】この両問題点を解決する方法として、本発
明者らは、先に、（１）基体表面に、光硬化可能なモノ
マーを含有するガラス・セラミックのスリップ材を塗布
・乾燥しして絶縁膜を形成し、（２）前記絶縁膜のビア
ーホル導体となる位置を除く表面を露光処理を施し、現
像処理して基体表面が露出する貫通孔を形成し、（３）
前記貫通孔内に導電性ペーストを充填してビアホール導
体となる導体を及び前記絶縁膜の表面に導電性ペースト
を印刷して内部配線となる導体膜を形成し、前記各
（１）〜（３）の工程を順次繰り返した後、焼成処理し
て成る積層型セラミック回路基板を提案した。

【０００７】尚、上述の「貫通孔」は、１層あたりの絶
縁膜を貫通するため、貫通孔と表現したが、実際には、
その貫通孔の下部側の開口からは基体の表面が露出して
おり、全体として「凹部」形状であるため、特に、グリ
ーンシート多層方式の貫通孔と区別するために、以下
「貫通凹部」と表現する。また、上述の方法を便宜上、
スリップ材塗布による積層方法という。

【０００８】このスリップ材塗布による積層方法におい
ては、（１）の工程であるガラス・セラミックのスリッ
プ材の塗布は、ブレードなどによって塗布されるため、
最上層に塗布された絶縁膜の表面は、内部配線の構造や
積層数に係わらず、常に均一となるため、その後、絶縁
膜の表面に内部配線を信頼性高く形成できる。

【０００９】また、（２）の工程の最上層に塗布形成さ
れた絶縁膜の厚みを貫くビアホール導体となる貫通凹部
が、露光・現像処理により形成されるため、目的に応じ
た異なる開口形状の貫通凹部を一括的に形成できる、即
ち、ビアホール導体に流れる信号電流、電源電流、アー
ス電流などの電流を考慮して、最適な形状のビアホール
導体が達成できる。

【００１０】さらに、ビアホール導体と内部配線との接
続の位置合わせが、特に（２）の工程であるビアホール
導体となる貫通凹部を形成するための露光処理によって
決定されることになるが、この露光処理の位置合わせは
容易且つ高精度であるため、全体として位置ずれが発生
しにくく、特に、グリーンシート多層方法のような精密
な位置合わせを行う必要がない。

【００１１】従って、製造方法が比較的簡単で、内部配
線の断線がなく、さらに内部配線とビアホール導体との
接続信頼性が向上する積層型セラミック回路基板とな
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
積層型セラミック回路基板においては、特に、ビアホー
ル導体となる導体の形成が非常に重要となる。

【００１３】このビアホール導体となる導体は、絶縁膜
に形成した貫通凹部の内部に気泡の発生がなく、安定し
て導電性ペーストを充填して、初めて、低導体抵抗で、
且つ接続信頼性の高いものとなる。即ち、貫通凹部の表
面側の開口から導電性ペーストを充填しつつ、同時に、
その内部の空気を完全に排除することが重要である。

【００１４】仮に、貫通凹部内に充填した導体に、気泡
が発生すると、導通不良が発生したり、焼成時に膨張し
てしまいビアホール導体に亀裂が生じたりしてしまう。

【００１５】これに対して、グリーンシート多層方式に
おける貫通穴は、シートの両主面に開口を有しているた
め、上述したように、導体が奪われるという問題がある
ものの、貫通穴内の気泡なく充填することができる。

【００１６】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、絶縁膜の厚み方向を貫く貫
通凹部に確実に導電性ペーストを充填することができる
積層型セラミック回路基板の製造方法を提供することで
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）基体
表面に、光硬化可能なモノマーを含有するガラス・セラ
ミックのスリップ材を塗布・乾燥して絶縁膜を形成する
工程と、（２）前記絶縁膜に、選択的に露光・現像処理
することにより貫通孔を形成する工程と、（３）前記絶
縁膜の表面及び貫通孔内に導電性ペーストを印刷・充填
してビアホール導体となる導体及び内部配線となる導体
膜を形成する工程と、（４）前記各（１）〜（３）の工
程を繰り返し、複数積層された絶縁膜、前記絶縁膜の層
間に配置された内部配線となる導体膜及び前記絶縁膜の
厚み方向に配置されビアホール導体となる導体を有する
積層体本体を形成するとともに、前記積層体本体を一体
的に焼成処理して成る積層型セラミック回路基板の製造
方法であって、前記絶縁膜に形成する貫通孔の孔壁面
が、その上面側開口面積を大きく、基体側の開口面積を
小さくするように、傾斜角θ６５〜８５°に傾斜してい
ることを特徴とする積層型セラミック回路基板の製造方
法である。

【００１８】

【作用】本発明によれば、絶縁膜に形成した貫通凹部の
壁面が、下部側開口に向かって開口面積が小さくなるよ
うに傾斜しているため、上述の（３）の工程で、導電性
ペーストを印刷・充填した場合、導電性ペーストが印刷
の進行方向の手前側の傾斜した壁面を伝って充填され、
同時に、貫通凹部内の空気を印刷の進行方向側の傾斜し
た壁面側から逃がすことができるため、貫通凹部内に導
電性ペーストを気泡なく、安定して充填することができ
る。

【００１９】従って、このビアホール導体による内部配
線間の導通が確実となり、内部配線間の導通信頼性が向
上する積層型セラミック回路基板を簡単に製造すること
ができる。

【００２０】また、スリップ材塗布による積層方法によ
る作用効果、即ち、絶縁膜の表面が常に均一に保つこと
ができ、その表面に形成する内部配線となる導体膜の段
切れがなく、貫通凹部の形状が任意に変更でき、また同
時に一括処理でき、位置合わせが容易であるなどをその
まま享受できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は、本発明に係る積層型セラミック回路基板の断面図
であり、図２（ａ）〜（ｈ）はその製造方法を説明する
断面図である。尚、説明は５層の絶縁層からなる積層型
セラミック回路基板を用いて説明するが、積層数は任意
に変更することができる。

【００２２】図において、１は積層体本体であり、１ａ
〜１ｅは絶縁層、２は内部配線、３はビアホール導体、
４は表面配線、５、６は電子部品である。

【００２３】積層体本体１は、絶縁層１ａ〜１ｅ、該絶
縁層１ａ〜１ｅの層間に配された内部配線２、異なる層
間に配された複数の内部配線２との間、または内部配線
２と表面配線４との間を接続するためのビアホール導体
３とから構成されている。

【００２４】絶縁層１ａ〜１ｅは、例えば８５０〜１０
５０℃前後の比較的低い温度で焼成可能にするガラス−
セラミック材料からなり、その厚みは４０〜１２０μｍ
である。このような複数の絶縁層１ａ〜１ｅ間には、内
部配線２が配置されている。

【００２５】内部配線２は、金系、銀系、銅系の金属材
料、例えば銀系導体からなっている。また、異なる絶縁
層１ａ〜１ｅ間の内部配線２は、絶縁層１ａ〜１ｅの厚
みを貫くビアホール導体３によって接続されている。

【００２６】ビアホール導体３も内部配線２と同様に金
系、銀系、銅系の金属材料、例えば銀系導体からなって
いる。

【００２７】積層体本体１の表面には、絶縁層１ａに形
成したビアホール導体３と接続する、銀系、銅系の金属
材料、例えば銅系導体からなる表面配線４が形成されて
おり、この表面配線４上には、必要に応じて、厚膜抵抗
体膜５や図示していないが厚膜保護膜が形成されたり、
メッキ処理されたり、またＩＣを含む各種電子部品６が
半田やボンディング細線によって接合されている。

【００２８】上述の積層型セラミック回路基板は、図２
（ａ）〜（ｈ）に示す工程によって形成される。

【００２９】まず、図２（ａ）に示すように、耐熱性樹
脂、ガラス、セラミックなどのワーク基板１５（基体に
相当）上に絶縁層１ｅとなる絶縁膜１０ｅを形成する。

【００３０】絶縁膜１０ｅは、セラミック粉末、ガラス
材料、有機バインダと、有機又は水系溶剤を均質混練し
て得られスリップ材を４０〜１２０μｍ程度になるよう
に、塗布、乾燥して形成する。

【００３１】尚、図１に示す積層体本体１の裏面側主面
には表面配線などを形成してないため、絶縁層１ｅにビ
アホール導体を形成する必要がないため、絶縁膜１０ｅ
を上述のスリップ材を単に塗布し、乾燥するだけで形成
しているが、絶縁膜１０ｅにビアホール導体を形成する
場合には、スリップ材にさらに光硬化可能なモノマーを
添加して、後述の図２（ｃ）〜図２（ｅ）のように選択
的な露光・現像処理を行う必要がある。

【００３２】上述のセラミック粉末としては、クリスト
バライト、石英、コランダム（αアルミナ）、ムライ
ト、ジルコニア、コージェライト等の材料が挙げられ、
その粉末の平均粒径は、好ましくは１．０〜６．０μ
ｍ、更に好ましくは１．５〜４．０μｍである。これら
のセラミック材料は２種以上混合して用いられてもよ
い。

【００３３】特に、コランダムを用いた場合、コスト的
に有利となる。

【００３４】ここで、セラミック粉末の平均粒径が１．
０〜６．０μｍと設定したのは、平均粒径が１．０μｍ
未満では、均質混合してスリップ化することが難しくな
り、、後述の露光処理時に露光光が乱反射して充分な露
光ができなくなる。逆に平均粒径が６．０μｍを超える
と緻密で強度の高い積層体本体１が得られない。

【００３５】上述のガラス材料としては、複数の金属酸
化物を含むガラスフリットであり、８５０〜１０５０℃
で焼成した後に、コージェライト、ムライト、アノーサ
イト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイ
ト、ドロマイト、ペタライト及びその置換誘導体の結晶
を少なくとも１種析出するものが挙げられる。

【００３６】特に、アノーサイトまたはセルジアンを析
出する結晶化ガラスフリットを用いると、より強度の高
い積層体本体が得られ、また、コージェライトまたはム
ライトを析出し得る結晶化ガラスフリットを用いれる
と、焼成後の熱膨張率が低い為、回路基板上にＩＣ等の
シリコンチップを配置するための回路基板としては有効
となる。

【００３７】上述の絶縁層の強度、熱膨張率を考慮した
最も好ましいガラス材料としては、Ｂ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、アルカリ土類酸化物を含む
ガラスフリットである。この様なガラスフリットは、ガ
ラス化範囲が広くまた屈伏点が６００〜８００℃付近に
ある為、８５０〜１０５０℃程度の低温焼成に適し、且
つ内部配線２、ビアホール導体３となる銅系、銀系及び
金系の導電材料の焼結挙動に適している。

【００３８】ガラス材料はスリップ材中には、フリット
の状態で混合されている。このフリットの平均粒径は、
１．０〜５．０μｍ、好ましくは１．５〜３．５μｍで
ある。ここで、平均粒径が１．０μｍ未満の場合は、ス
リップ化することが困難であり、後述の露光時に露光光
が乱反射して充分な露光ができなくなる。逆に平均粒径
が５．０μｍを超えると分散性が損なわれ、具体的には
絶縁材料であるセラミック粉末間に均等に溶解分散でき
ず、強度が非常に低下してしまう。

【００３９】上述のセラミック材料とガラス材料との構
成比率は、８５０〜１０５０℃の比較的低温で焼成する
場合には、セラミック材料が１０〜５０ｗｔ％、好まし
くは２０〜３５ｗｔ％であり、ガラス材料が９０〜５０
ｗｔ％、好ましくは８０〜６５ｗｔ％である。

【００４０】ここで、セラミック材料が１０ｗｔ％未
満、且つガラス材料が９０ｗｔ％を越えると、絶縁層に
ガラス質が増加しすぎ、絶縁層の強度等からしても不適
切であり、また、セラミック材料が５０ｗｔ％を越え、
且つガラス材料が５０ｗｔ％未満となると、後述の露光
時に露光光が乱反射して充分な露光ができなり、焼成後
の絶縁層の緻密性も損なわれる。

【００４１】上述のセラミックやガラスなどの固形成分
の他に、スリップ材の構成材料としては、焼結によって
消失される光硬化可能なモノマー、有機バインダーと、
有機溶剤とを含んでいる。

【００４２】光硬化可能なモノマーは、低温短時間の焼
成工程に対応するために、熱分解性に優れたものであ
り、光硬化可能なモノマーとしては、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が有効である。

【００４３】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などが挙げられる。

【００４４】光硬化可能なモノマーは、選択的な露光処
理によって絶縁膜１０ｅが硬化され、現像処理によって
露光部分以外の部分が容易に除去できるように所定量添
加される。例えば、固形成分（セラミック材料及びガラ
ス材料) に対して５〜１５ｗｔ％以下である。

【００４５】有機バインダーは、光硬化可能なモノマー
同様に熱分解性の良好なものでなくてはならない。同時
にスリップの粘性を決めるものである為、固形分との濡
れ性も重視せねばならず、本発明者の検討によればアク
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。添加量としては固形分に対して２５
ｗｔ％以下が好ましい。

【００４６】尚、溶剤として、有機系溶剤の他に、水系
溶剤を用いることができるが、この場合、光硬化可能な
モノマー及び有機バインダは、水溶性である必要があ
り、モノマー及びバインダには、親水性の官能基、例え
ばカルボキシル基が付加されている。その付加量は酸価
で表せば２〜３００あり、好ましくは５〜１００であ
る。付加量が少ない場合は水への溶解性、固定成分の粉
末の分散性が悪くなり、多い場合は熱分解性が悪くなる
ため、付加量は、水への溶解性、分散性、熱分解性を考
慮して、上述の範囲で適宜付加される。

【００４７】何れの系のスリップ材においても光硬化可
能なモノマー及び有機バインダは上述したように熱分解
性の良好なものでなくてはならないが、具体的には６０
０℃以下で熱分解が可能でなくてはならない。更に好ま
しくは５００℃以下である。

【００４８】熱分解温度が６００℃を越えると、絶縁層
内に残存してしまい、カーボンとしてトラップし、基板
を灰色に変色させたり、絶縁層の絶縁抵抗までも低下さ
せてしまう。またボイドとなりデラミネーションを起こ
すことがある。

【００４９】また、スリップ材には、増感剤、光開始系
材料等を必要に応じて添加しても構わない。例えば、光
開始系材料としては、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。

【００５０】上述のスリップ材の塗布方法として、例え
ば、ドクターブレード法（ナイフコート法）、ロールコ
ート法、印刷法などが挙げられる。特に塗布後の絶縁膜
の表面が平坦化することが容易なドクターブレード法な
どが好適である。尚、塗布方法に応じて溶剤の添加量が
調整され、所定粘度に調整される。

【００５１】乾燥方法としては、バッチ式乾燥炉、イン
ライン式乾燥炉を用いて行われ、乾燥条件は、１２０℃
以下が望ましい。また、急激な乾燥は、表面にクラック
を発生される可能性があるため、急加熱は避けることが
重要となる。

【００５２】次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁層１
ｅと絶縁層１ｄとの層間に配される内部導体２となる導
体膜２０を例えばＡｇ系導電性ペーストを用いてスクリ
ーン印刷によって所定形状に印刷し、乾燥を行う。その
導体膜は、２０〜５０μｍ程度が好ましい。

【００５３】導電性ペーストは、金、銀、銅もしくはそ
の合金のうち少なくとも１つの金属材料、例えば銀の粉
末と、低融点ガラス成分と、有機バインダーと、有機溶
剤と、必要に応じて上述の光硬化可能なモノマーを均質
混練したものが用いられる。

【００５４】特に、焼成温度が８５０〜１０５０℃と比
較的低いため、絶縁膜１ａ〜１ｅの焼結挙動を考慮し
て、低融点ガラス成分の屈伏点を７００〜８００℃とな
るものが使用することが重要である。

【００５５】尚、必要に応じて、さらに導体膜２０全体
を露光処理して、光硬化を行っても構わない。これは、
後述の図２（ｅ）工程で、この導体膜２０上に塗布・形
成される絶縁膜１０ｄに貫通凹部３０を形成すべく、現
像処理をおこなった場合、この導体膜２０が現像液によ
って侵されることを防止するものであり、現像液侵され
ることがなければ、導電性ペースト光硬化可能なモノマ
ーや露光処理を施す必要はない。

【００５６】次に、図２（ｃ）に示すように、上述の導
体膜２０を完全に被覆するように、絶縁層１ｄとなる絶
縁膜１０ｄを上述のスリップ材を用いて塗布・乾燥を行
う。

【００５７】尚、ここで基体とは、ワーク基板１５単体
ではなく、この工程前に形成された、絶縁膜１０ｅ、内
部配線となる導体膜２０を含むものを基体という。

【００５８】次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁層１
ｄの厚み方向を貫くビアホール導体３に相当する絶縁膜
１０ｄの所定位置に、貫通凹部３０となる溶化部３０’
を露光処理して形成する。

【００５９】絶縁膜１０ｄの光硬化モノマーが、光重合
されるネガ型であるため、貫通凹部３０となる溶化部３
０’のみが露光光が照射されないようにして行われる。
具体的には、絶縁膜１０ｄの表面に、貫通凹部３０とな
る溶化部３０’のみが露光処理されない所定パターンの
フォトターゲットを、絶縁膜１０ｄの表面に載置、又は
近接配置して、低圧、高圧、超高圧の水銀灯系の露光光
を照射する。この選択的な露光処理により、絶縁膜１ｄ
の貫通凹部３０となる以外の部分が、光硬化可能なモノ
マーの光重合反応を起こす。尚、露光装置は所謂写真製
版技術に用いられる一般的なものでよい。

【００６０】次に、図２（ｅ）に示すように、露光処理
した絶縁膜１０ｄを現像処理し、溶化部３０’を除去し
て、貫通凹部３０を形成する。これにより、貫通凹部３
０の下部には、図２（ｂ）で印刷形成した内部配線２と
なる導体膜２０の一部が露出することになる。

【００６１】この現像処理として、クロロセン、１，
１，１−トリクロロエタン、アルカリ現像溶剤を例えば
スプレー現像法やパドル現像法によって、溶化部３０’
に噴射したり、接触したりして、現像処理を行う。その
後、必要に応じて洗浄及び乾燥を行なう。

【００６２】次に、図２（ｆ）に示すように、絶縁膜１
０ｄの貫通凹部３０に、ビアホール導体３となる導体３
１を、導電性ペーストの充填・乾燥によって形成する。
充填方法は、例えばスクリーン印刷方法で行なう。

【００６３】次に、図２（ｇ）に示すように、絶縁層１
ｄと絶縁層１ｃとの間に配される内部配線２となる導体
膜２０を導電性ペーストも用いて印刷・乾燥する。刷方
法は、例えばスクリーン印刷方法で行なう。尚、必要に
応じて、導体膜２０の全面を露光処理を施して光硬化を
行う。

【００６４】次に、絶縁層１ｃとなる絶縁膜を、図２
（ｃ）に示すように形成し、続いて、絶縁層１ｃとなる
絶縁膜の貫通凹部を、図２（ｄ）（ｅ）に示すように形
成し、この貫通凹部にビアホール導体３となる導体を図
２（ｆ）に示すように形成し、絶縁層１ｃと絶縁層１ｂ
との間に配される内部配線２となる導体膜を図２（ｇ）
に示すように形成する。

【００６５】これを繰り返して、図２（ｈ）に示すよう
に、最上層の絶縁層１ａとなる絶縁膜１０ａに、ビアホ
ール導体３・・となる導体３１を形成することにより、
未焼成の積層体本体１の重畳工程が終了する。そして、
この未焼成状態の積層本体１を、個々の積層体本体に分
割可能にするためにプレス成型により分割溝を形成し、
ワーク基板１５と積層体本体１とを分離する。

【００６６】次に、絶縁膜１０ａ〜１０ｅ、内部配線２
となる導体膜２０が積層し、ビアホール導体３と導体３
０が配置された積層体本体１を一体焼結を行う。

【００６７】焼結は、脱バインダ過程と焼成過程からな
る。脱バインダ過程は、絶縁膜１０ａ〜１０ｅ、内部配
線２となる導体膜２０、及びビアホール導体３の導体３
１に含まれる有機成分を消失するためであり、例えば６
００℃以下である。

【００６８】また、焼成過程は、絶縁膜１０ａ〜１０ｅ
のガラス成分を充分に軟化させて、セラミック粉末の粒
界に均一に充填させ、積層体本体１の一定強度を達成さ
せ、同時に、導体膜２０、導体３１の銀系粉末を粒成長
させて、低抵抗化させるとともに、絶縁層と一体化させ
るものであり、酸化性雰囲気又は中性雰囲気でピーク温
度８５０〜１０５０℃で行う。

【００６９】焼結された積層体本体１の表面に、表面導
体４として、低温（例えば７８０℃以下）焼成可能な銅
系導電性ペーストによる印刷、焼きつけを行い、必要に
応じて、厚膜抵抗体膜５を焼きつけ形成し、表面導体４
上にＩＣチップやチップ部品などの電子部品を接合し
て、分割溝にそって個々に分割する。これにより、図１
に示す積層型セラミック回路基板が達成される。

【００７０】尚、表面導体４は、銅系材料であるため、
焼きつけは、還元性雰囲気で行う必要がある。このた
め、積層体本体と同時に一体焼結が不可能であるが、例
えば表面導体４に銀系導体、例えば銀単体、銀パラジウ
ム合金などを用いれば、焼成前に積層体本体１上に表面
導体４となる導体を印刷して、積層体と同時に一体焼結
が可能である。

【００７１】本発明の特徴的なことは、図３（ａ）に示
すように、ビアホール導体３が形成される絶縁膜１０に
形成された貫通凹部３０の壁面３０ａ、３０ｂが、上部
側開口径Ｄに対して下部の導体２０が露出する下部側開
口径ｄが小さくなるように傾斜していることである。

【００７２】これにより、図３（ｂ）に示すように、ス
クリーン３２を介して、スキージ３３の印圧により、導
電性ペースト３４を充填した場合、スキージ３３の進行
方向の手前側の壁面３０ａ側から導電性ペースト３４が
流れ込み、さらにスキージ３３が進行すると、図３
（ｃ）に示すように、貫通凹部３０内の空気が、スキー
ジ３３の進行方向側の壁面３０ｂ側から容易に抜けるこ
とになり、結局、貫通凹部３０内に、気泡を発生させる
ことなく、導電性ペースト３４を完全に充填することが
できる。

【００７３】ここで、上述の形状の貫通凹部３０は、露
光条件、現像条件によって簡単に形成することができ
る。

【００７４】例えば露光条件は、比較的低い強度で、例
えば５０ｍＪ／ｃｍ²程度露光し、現像条件として、現
像時間を、例えば３０秒程度と短く、且つ現像液の希釈
割合を高くして、低濃度の溶液を用いることにより達成
される。

【００７５】ここで、図３（ａ）に示す傾斜角θは、導
電性ペーストの粘度、スキージの印圧、速度によっても
若干異なるが６５〜８５°程度が適当である。傾斜角θ
が６５°未満では、上部側開口径Ｄと下部側開口径ｄの
変位が大きくなり、ビアホール導体３を形成するに必要
な面積が多くなり、小形、高密度配線が困難となる。

【００７６】また、傾斜角θが８５°を越えると、貫通
凹部３０に導電性ペースト３４を充填しても、その底部
に気泡が発生することが多く、ビアホール導体３の導通
不要が顕著となる。

【００７７】ここで、従来のグリーンシート多層方法に
よるビアホール導体となる導体を形成する場合には、厚
み１００〜２００μｍのグリーンシートに金型やＮＣパ
ンチ加工により、ビアホール導体となる位置にシートの
両表面が開口するスルーホールを形成し、このスルーホ
ールに導電性ペーストを充填するが、両表面が開口して
いるため、大きな開口径のスルーホールを形成すること
ができても、導電性ペーストの充填時、ペーストをスル
ーホール内に保持することができず、ペースト抜けが発
生してしまう。このため、従来のスルーホールの径は、
１００〜２００μｍ程度が上限であった。

【００７８】これに対して、本発明による貫通凹部３０
の場合、ペースト抜けが発生することがないため、電源
電圧やアース電位系などの比較的電流容量が大きいビア
ホール導体３であっても、目的に応じて任意の形状とす
ることが簡単である。即ち、貫通凹部３０の上部側開口
径Ｄ及び下部側開口径ｄは、電源電圧やアース電位に関
係するものを比較的大きく、さらに信号系に関するもの
を高密度化するために比較的小さくすることが望まし
い。信号系のビアーホル導体３の上部側開口径Ｄを６０
〜１５０μｍ、下部側開口径ｄを４０〜１００μｍ程度
にすることができる。

【００７９】尚、上述の実施例では、図２（ｆ）（ｇ）
に示すように、ビアホール導体３となる導体の充填と、
内部配線２となる導体膜の印刷を別々の工程を行ってい
るが、図３に示すように、同一工程で、一回のスクリー
ン印刷によってビアホール導体３となる導体３１の充填
と、内部配線２となる導体膜２０の印刷を行っても構わ
ない。さらに、必要に応じて導体３１及び導体膜２０を
光硬化させても構わない。勿論この場合に、導電性ペー
スト中に光硬化可能なモノマーを添加しておく。

【００８０】また、上述の実施例では、表面配線が積層
体本体１の表面側主面のみであるが、積層体本体１の裏
面側主面にも表面配線や各種電子部品を搭載することが
できる。この場合、裏面側の絶縁層１ｅとなる絶縁膜１
０ｅを形成した後、選択的な露光処理、現像処理して、
貫通凹部３０を形成し、さらに、貫通凹部３０内にビア
ホール導体３となる導体３１を充填する。

【００８１】さらに、ワーク基板１５として、表面に内
部配線を印刷形成された焼成済のセラミック基板を用い
ても構わない。この場合、ワーク基板１５を分離する必
要がない。

【００８２】また、内部配線２として、Ａｕ系、Ａｇ
系、Ｃｕ系の低融点金属材料を用いたため、絶縁層１ａ
〜１ｆとしてもガラス・セラミックを主成分とする材料
を用いたが、内部配線２として、タングステン、モリブ
デンなどの高融点金属材料が用いてもよい。この場合、
焼結温度が１３００℃前後となるため、このタングステ
ン、モリブデンなどの金属材料の焼結挙動に近似する絶
縁層中のガラス成分の組成を変更したり、ガラス成分、
セラミック成分の構成比率、例えばガラス成分を１０重
量％未満としても構わない。

【００８３】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ビアホール導体
となる貫通凹部の壁面が、上部側開口面積が大きく、下
部側開口面積が小さくなるように傾斜しているので、こ
の貫通凹部に導電性ペーストを印刷・充填すると、気泡
の発生なく、導電性ペーストを完全に充填することがで
き、表面の凹みなどが一切ないビアホール導体となる導
体を形成できる。

【００８４】従って、ビアホール導体によって互いに導
通される内部配線パターン間の接続が確実となり、内部
配線間の導通信頼性が向上する積層型セラミック回路基
板を簡単に製造することができる。

【００８５】また、絶縁膜の表面が常に均一に保つこと
ができ、その表面に形成する内部配線パターンの段切れ
がない、貫通凹部の形状が任意に変更でき、また同時に
一括処理できる、位置合わせが容易であるなどを製造方
法が簡単で、且つ内部配線の導通信頼性の高い積層型セ
ラミック回路基板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層型セラミック回路基板の断面
図である。

【図２】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の積層型セラミック
回路基板の各製造工程を説明するための概略断面図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の積層型セラミック
回路基板に用いる貫通凹部の充填状態を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｅ・・・絶縁層１０ａ〜１０ｅ・・・絶縁膜２・・・・・・・内部配線２０・・・・・・内部配線となる導体３・・・・・・・ビアホール導体３１・・・・・・ビアホール導体となる導体部材３０・・・・・・貫通凹部３０ａ、３０ｂ・・壁面４・・・・・・・表面配線５・・・・・・・厚膜抵抗体６・・・・・・・電子部品１５・・・・・・ワーク基板３０’・・・・溶化部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古橋和雅鹿児島県国分市山下町１番１号京セラ株式会社鹿児島国分工場内 (72)発明者末永弘鹿児島県国分市山下町１番１号京セラ株式会社鹿児島国分工場内審査官中川隆司 (56)参考文献特開平４−286149（ＪＰ，Ａ) 特開平３−148195（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）基体表面に、光硬化可能なモノマー
を含有するガラス・セラミックのスリップ材を塗布・乾
燥して絶縁膜を形成する工程と、（２）前記絶縁膜に、選択的に露光・現像処理すること
により貫通孔を形成する工程と、（３）前記絶縁膜の表面及び貫通孔内に導電性ペースト
を印刷・充填してビアホール導体となる導体及び内部配
線となる導体膜を形成する工程と、（４）前記各（１）〜（３）の工程を繰り返し、複数積
層された絶縁膜、前記絶縁膜の層間に配置された内部配
線となる導体膜及び前記絶縁膜の厚み方向に配置されビ
アホール導体となる導体を有する積層体本体を形成する
とともに、前記積層体本体を一体的に焼成処理して成る
積層型セラミック回路基板の製造方法であって、前記絶縁膜に形成する貫通孔の孔壁面が、その上面側開
口面積を大きく、基体側の開口面積を小さくするよう
に、傾斜角θ６５〜８５°に傾斜していることを特徴と
する積層型セラミック回路基板の製造方法。