JP3591816B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体の内部及び表面にタングステン、モリブデン等の高融点金属材料から成る配線導体層、スルーホール導体層、電源導体層および接地導体層を形成した構造を有しており、絶縁基体表面に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるとともに各電子部品の電極が配線導体層等に電気的に接続させるようになっている。
【０００３】
かかる配線基板は、一般に、セラミックスの積層技術及びスクリーン印刷等の厚膜形成技術を採用することによって製作されており、具体的には以下の方法によって製作される。
【０００４】
即ち、（１）まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等から成るセラミックス原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に形成して複数枚のセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得る。そして各セラミックグリーンシートの上面側から下面側にかけて金属製の打ち抜きピンを押圧し、各セラミックグリーンシートの所定位置に厚み方向に貫通するスルーホールを形成する。
【０００５】
（２）次に、前記セラミックグリーンシートの少なくとも１つの表面及びスルーホール内に、タングステンやモリブデン粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導電ペーストをスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布する。
【０００６】
（３）そして最後に前記導電ペーストを印刷塗布した各セラミックグリーンシートを上下に積層するとともに還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成し、有機溶剤、溶媒を気化除去するとともに、セラミックグリーンシートと導電ペーストとを焼結一体化することによって絶縁基体の内部及び表面に所定パターンの配線導体層を有する配線基板が完成する。
【０００７】
しかしながら、この従来の配線基板においては、スルーホール導体層を形成するためのスルーホールがセラミックグリーンシートの上面側から下面側にかけて金属製の打ち抜きピンを押圧することによって形成されており、該打ち抜きピンは機械的強度の関係から直径を８０μｍ未満とすることができず、その結果、打ち抜きピンを用いて形成されるスルーホール及び該スルーホール内に形成されるスルーホール導体層は直径が８０μｍ以上となり、スルーホール導体層を高密度に形成することができないという欠点を有していた。
【０００８】
そこで上記欠点を解消するためにセラミックグリーンシートを感光性とし、所定領域に光を照射して光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去する、いわゆるフォトリソグラフィー技術を採用することによって直径が約６０μｍ程度の微細なスルーホールを形成することが提案されている（特開平６−３０５８１４号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、感光性のセラミックグリーンシートを用いて配線基板を製造した場合、光硬化後のセラミックシートは内部および表面に網目状の構造を有する有機樹脂が存在し、該網目状の有機樹脂はその構造上変形し難いものであるため光硬化後のセラミックシートも変形し難いものとなっている。そのため上面に配線導体層となる導電ペーストが印刷塗布されている光硬化後のセラミックシートを上下に積層したとき、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成され、この隙間によって得られる絶縁基体に剥離やフクレ等が発生するとともに該剥離等によって配線導体層等に断線が生じるという欠点を有していた。
【００１０】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的はスルーホール導体層を高密度に形成することができるとともに、絶縁基体に剥離やフクレ等が発生するのを有効に防止し、配線導体層等の導通を確実とした配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、（１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、金属粉末に有機溶剤を添加した導電ペーストを作製する工程と、（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して厚み方向に貫通するスルーホールを有する複数枚の光硬化セラミックシートを形成する工程と、（３）前記光硬化セラミックシートの下面にエッチングにより所定パターンの溝部を形成する工程と、（４）前記導電ペーストを用いて、前記光硬化セラミックシートの少なくとも１つの上面及びスルーホール内に前記溝部に対応する所定パターンかつ同一厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、（５）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の配線基板の製造方法は、（１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、金属粉末に有機溶剤を添加した導電ペーストを作製する工程と、（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して、前記感光性セラミックグリーンシートに厚み方向に貫通するスルーホールを形成するとともにその下面に所定パターンの溝部を形成する工程と、（３）前記導電ペーストを用いて、前記光硬化セラミックシートの少なくとも１つの上面及びスルーホール内に前記溝部に対応する所定パターンかつ同一厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、（４）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体を形成するためのセラミックグリーンシートを、感光性樹脂組成物にセラミック粉末を添加分散させて感光性となしたことから、セラミックグリーンシートの所定位置に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成を物現像により除去することによってスルーホールを極めて簡単に、かつ直径が６０μｍ以下の小さな径に形成することができ、これによってスルーホール内に形成されるスルーホール導体層もその直径を６０μｍ以下の小さいものとしてスルーホール導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上下に積層される光硬化セラミックシートのうち、下部側の光硬化セラミックシートの上面に配線用導体層を、上部側の光硬化セラミックシートの下面に、前記配線用導体層と同じパターン、同じ厚みの溝部を形成しておき、配線用導体層と溝部とが嵌合するようにして積層したことから、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成されるこはなく、その結果、得られる絶縁基体も剥離やフクレ等が発生することはなく、配線導体層等の導通を確実となすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の配線基板の製造方法を図１（ａ）乃至（ｇ）に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
まず図１（ａ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート１を複数枚形成する。
【００１７】
前記感光性セラミックグリーンシート１はセラミック粉末に、光反応性化合物、光重合開始剤、光重合促進剤から成る感光性樹脂組成物および必要に応じて有機バインダー、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤、非感光性ポリマー等を混合して感光性泥漿物を作り、前記感光性泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形することによって形成される。
【００１８】
前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられるセラミック粉末としてはガラスセラミックス粉末、アルミナ粉末、ムライト粉末、窒化アルミニウム粉末、結晶化ガラス粉末等が使用され、例えば、ガラスセラミックス粉末が使用される場合には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）１０．８重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）２８．０重量％、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）４３．８重量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）７．１重量％、残部がホウ素（Ｂ２ Ｏ３ ）から成るガラス成分８０重量％に対し、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）粉末を２０重量％としたものが好適に使用される。
【００１９】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光反応性化合物は光反応性の炭素−炭素不飽和結合を有するアクリル系またはメタクリル系のモノマーもしくはオリゴマーであり、光硬化して感光性セラミックグリーンシート１を後述する現像液に不溶となすことにより、フォトリソグラフィー法によるスルーホール形成を可能とする作用を有し、例えば、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、ステアリルアクリレート、テトラヒドラフルフリルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、トリデシルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、エトキシ化ノニルフェニールアクリレート、ジンクジアクリレート、１，３ブタンジオールジアクリレート、１．４ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、プロピシ化ネオペンチルグリコールアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化グリセリルトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリストールヒドロキシペンタアクリレート、エトキシ化ペンタエリストールテトラアクリレート、ペンタアクリレートエステル及び上記のアクリレートをメタクリレートに置き換えたものがあり、これらの１種または２種以上を混合したものを用いることができる。
【００２０】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光重合開始剤は紫外線等の光エネルギーによりラジカルを生じ、このラジカルにより光反応性化合物に光硬化の反応を開始させる作用を有し、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタノール、ベンジル−メトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンゾアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンザルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−１−プロパノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、Ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソビチロニトリル、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ベンジル−２ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，２−４ジエチルチオキサントン、２，２ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ジフェニルジスルフィド、ベンゾチアゾールジスルフィド、トリフェニルホルフィン、カンファーキノン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、及び、エオシン、メチレンブルーなどの光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせなどが挙げられ、上記化合物中の１種または２種以上を用いることができる。
【００２１】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光重合促進剤は光反応性化合物の光硬化の反応を促進する作用をなし、例えば４−ジメチルアミノイソアミルベンゾエート、４−ジメチルアミノエチルベンゾエートなどがあり、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００２２】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる有機バインダーは、セラミック粉末と結合してこれを有機溶剤中に分散させる作用をなし、イソブチルメタクリレート（ｉ−ＢＭＡ）とアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体を用いることができる。
【００２３】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる紫外線吸収剤は、光硬化の反応を起こすために照射された紫外線が感光性セラミックグリーンシート１の内部でセラミック粉末により散乱されて不要な部分まで光硬化をさせてしまい、例えばスルーホールの形成精度を劣化させてしまうということを防ぐ作用をなし、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ビンダードアミン系の化合物の１種または２種以上を用いることができる。
【００２４】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる熱重合禁止剤はフリーラジカルを吸収する性質があり、感光性セラミックグリーンシート１に環境中から加わる弱い熱エネルギーにより感光性樹脂組成物の一部から小量のフリーラジカルを生じ、このフリーラジカルにより光反応性化合物が部分的に重合して現像液に溶解し難くなってフォトリソグラフィー法によるスルーホールの形成が困難になるのを防止する作用をなし、例えば、キノン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ニトロソアルミニウム塩、ハイドロキノンモノメチルエーテル、２，６−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，３−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノールが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００２５】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる非感光性ポリマーは、光反応性化合物の作用を補完してセラミック粉末をシート状に成形することを補助する作用をなし、アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等の樹脂にカルボン酸を置換した樹脂を置換した樹脂が挙げられ、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸イソボニル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−メトキシエチル、メタクリル酸２−エトキシエチル、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸１，３ブチレングリコール、ジメタクリル酸１，６ヘキサンジオール、ジメタクリル酸ポリプロピレングリコール、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、コハク酸２−メタクリロイルオキシエチル、マレイン酸２−メタクリロイルオキシエチル、フタル酸２−メタクリロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸２−メタクリロイルオキシエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸トリフルオロエチル、メタクリル酸ヘプタデカフルオデシル及びこれらの有機酸をアクリル酸で置き換えたものの共重合体が挙げられ、置換するカルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酸およびこれらの酸無水物が使用される。
【００２６】
次に前記感光性セラミックグリーンシート１の上面に図１（ｂ）に示す如く、フォトマスクパターン２を被着形成する。
【００２７】
前記フォトマスクパターン２は微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の上面に形成され、その形状は形成しようとするスルーホールの形状に対応したものとなっている。
【００２８】
次に前記上面にフォトマスクパターン２が被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ２ の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２の存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させるとともにフォトマスクパターン２で覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去することによって図１（ｃ）に示す如く、所定位置にスルーホール３が形成された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００２９】
前記感光性セラミックグリーンシート１に紫外線等の光を照射してスルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａを形成した場合、フォトマスクパターン２が微細加工の可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって形成されているためスルーホール３の径は６０μｍ以下の小さな径とすることができ、同時にスルーホール３の形成がフォトマスクパターンを介して紫外線等の光を照射し、未硬化の領域を現像で除去するという極めて簡単な作業で行うことができる。
【００３０】
なお、前記スルーホール３を形成するための未硬化の感光性樹脂組成物を除去する現像液としては、例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液が使用され、該トリエタノールアミン等の有機アルカリから成る溶液は未硬化の感光性セラミックグリーンシート１中の有機バインダーの有するカルボキシル基から水素イオンを奪い、このカルボキシル基をイオン化することによって水溶性となし、現像液または洗浄水中に溶解させる。
【００３１】
また前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａを形成する場合、感光性セラミックグリーンシート１に含有されているセラミック粉末の平均粒径を約２μｍ（マイクロトラック法でＤ５０）としておくと、紫外線の透過が良好で光硬化を均一に行わせることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１のセラミック粉末はその平均粒径を約２μｍとしておくことが好ましい。
【００３２】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光反応性化合物は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して５〜１２重量部としておくとスルーホール３を感光性セラミックグリーンシート１の厚み方向に均一に形成することが容易となる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光反応性化合物はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して５〜１２重量部としておくことが好ましい。
【００３３】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合開始剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．５〜５重量部としておくと光硬化の反応を感光性セラミックグリーンシート１中で均一に開始させることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合開始剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．５〜５重量部としておくことが好ましい。
【００３４】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合促進剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して２〜５重量部としておくと感光性セラミックグリーンシート１中で均一に光硬化の反応を促進させることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合促進剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して２〜５重量部としておくことが好ましい。
【００３５】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される有機バインダーは、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して１０〜２５重量部としておくと、セラミック粉末を有機溶剤中に均一に分散させることが容易であり、また後の焼成の際に容易に分解してセラミックから成る絶縁基体中に残留することがない。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される有機バインダーはその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して１０〜２５重量部としておくことが好ましい。
【００３６】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される紫外線吸収剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．０１〜２重量部としておくと紫外線を過度に吸収することなく効果的に吸収し、不要な部分の光硬化を抑えることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される紫外線吸収剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．０１〜２重量部としておくことが好ましい。
【００３７】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される熱重合禁止剤はセラミック粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくと熱エネルギーにより生じた小量のフリーラジカルを効果的に吸収することができるとともに、光硬化の反応を妨げることがなく、スルーホール３を任意の箇所に精度良く形成することができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される熱重合禁止剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくことが好ましい。
【００３８】
また前記感光性セラミックグリーンシート１は、その厚みが１０μｍ未満の場合、機械的強度が弱く、容易に破断して、取扱いが困難となり、また６０μｍを超えると、光硬化のために照射される紫外線等の光が感光性セラミックグリーンシート１の下面側に到達し難くなってスルーホール３の形成の解像度が低下する恐れがある。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１は、その厚みを１０〜６０μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００３９】
次に、図１（ｄ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの下面に感光性レジストフィルムを被着させメタルマスク等を介して光を照射し所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去して所定パターンの貫通穴を有するレジスト膜６を形成し、しかる後、光硬化セラミックシート１ａ下面の露出部位に炭酸ナトリウム溶液等の現像液を所定時間接触させてエッチングすることにより、図１（ｅ）に示す如く、所定の深さ及びパターンの溝部７を形成する。
【００４０】
前記溝部７は、後の工程で光硬化セラミックシート１ａを上下に積層する際、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの上面に形成された配線用導体層を嵌合させるための空所として作用し、その深さは嵌合させる配線用導体層の厚みとほぼ同じとなっている。
【００４１】
そして次に図１（ｆ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に導電ペーストを被着充填し、所定厚みの配線用導体層４及びスルーホール用導体層５を形成する。
【００４２】
前記導電ペーストは、金、銀、白金、パラジウム、銅、ニッケル、モリブデン、タングステンまたはこれらの合金、あるいはこれらを主成分とする合金等から成る平均粒径が５μｍ以下の金属粉末に、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）等のエステル系、αテルピネオール等のアルコール系、トルエン等の芳香族系等の有機溶剤、溶媒を添加し混練することによって形成される。
【００４３】
また、前記導電ペーストは、まず、光硬化セラミックシート１ａの上面に感光性レジストフィルムを被着させ、次に、この感光性レジストフィルムの所定位置にメタルマスク等を介して光を照射し、所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去して所定パターンの貫通穴を有するレジスト膜を形成し、最後に、前記レジスト膜の貫通穴内に導電ペーストを充填し、レジスト膜を除去することにより、光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に所定パターンの配線用導体層４及びスルーホール用導体層５を形成する。
【００４４】
この場合、メタルマスクを上述の溝部７形成の際に用いたメタルマスクと同じものとしておくことにより、溝部７と同じパターンの貫通穴を有するレジスト膜が形成されるため、溝部７と同じパターンの配線用導体層４を容易に形成することができる。
【００４５】
そして最後に、前記配線用導体層４、スルーホール用導体層５、及び溝部７を有する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの溝部７と、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの配線用導体層４とが嵌合するようにして積層するとともに焼成し、セラミック粉末および金属粉末を一体焼結させることにより、図１（ｇ）に示す如くセラミックから成る絶縁基体１ｂの内部及び表面に配線導体層４ａ及びスルーホール導体層５ａを有する製品としての配線基板が完成する。
【００４６】
この場合、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの上面に形成された配線用導体層４が、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの下面に形成された溝部７内に嵌合、収容されてしまうことから、配線用導体層４と溝部７の内壁面とを密着させるとともに上下の光硬化セラミックシート１ａ同士を密着させることができ、積層された上下の光硬化セラミックシート１ａ間に隙間が生じることはなく、同時に得られる絶縁基体１ｂも剥離やフクレ等の発生がほとんどなく、隣接する配線導体層４ａ間及び配線導体層４ａとスルーホール導体層５ａとの間の導通を確実となすことができる。
【００４７】
次に本発明の他の実施例を図２に基づき説明する。
なお、図中、図１と同一箇所には同一符号が付してある。
まず図２（ａ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート１を複数枚形成する。
【００４８】
この感光性セラミックグリーンシート１は、前述の図１に示す感光性セラミックグリーンシート１ａに使用した材料、方法を用いることによって形成される。
【００４９】
次に前記感光性セラミックグリーンシート１の上面に図２（ｂ）に示す如く、フォトマスクパターン２ａを被着形成する。
【００５０】
前記フォトマスクパターン２ａは微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の上面に形成され、その形状は形成しようとするスルーホールの形状に対応したものとなっている。
【００５１】
次に前記上面にフォトマスクパターン２ａが被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２ａ側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ２ の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２ａの存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させ、その後、この感光性セラミックグリーンシート１の下面に図２（ｃ）に示す如く、フォトマスクパターン２ｂを被着形成する。
【００５２】
前記フォトマスクパターン２ｂは微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の下面に形成され、その形状は形成しようとする溝部の形状に対応したものとなっている。
【００５３】
次に前記下面にフォトマスクパターン２ｂが被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２ｂ側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ２ の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２ｂの存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の光重合した感光性樹脂組成物にさらに光硬化を起こさせて硬化度を高くさせる。
【００５４】
そしてフォトマスクパターン２ａで覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去するとともに、フォトマスクパターン２ｂで覆われた紫外線の照射が少ない領域、即ち、硬化度の低い領域の表層部を現像により除去することによって、図２（ｄ）に示す如く、所定位置にスルーホール３及び溝部７が形成された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００５５】
この場合、現像液は前述の図１と同様の現像液、例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液を用いることができ、未硬化の領域と硬化度の低い領域との間で現像除去の速度が大きく異なることを利用して、未硬化の領域では完全に貫通されてスルーホール３が形成され、硬化度の低い領域では表層部のみが現像除去されて所定の深さの溝部７が形成される。
【００５６】
そして次に図２（ｅ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に導電ペーストを被着充填し、所定厚みの配線用導体層４及びスルーホール用導体層５を形成する。
【００５７】
前記配線用導体層４及びスルーホール用導体層５は、そのいずれもが、例えば、前述の図１に示す製造方法に使用した材料、方法を用いることによって形成される。
【００５８】
そして最後に、前記配線用導体層４、スルーホール用導体層５、及び溝部７を有する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの溝部と、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの配線用導体層４とが嵌合するようにして積層するとともに焼成し、セラミック粉末および金属粉末を一体焼結させることにより、図２（ｆ）に示す如くセラミックから成る絶縁基体１ｂの内部及び表面に配線導体層４ａ及びスルーホール導体層５ａを有する製品としての配線基板が完成する。
【００５９】
この場合も、図１の場合と同様、積層された上下の光硬化セラミックシート１ａ間に隙間が生じることはない。
【００６０】
かくして得られた配線基板は、絶縁基体１ｂの上面に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるとともに各電子部品の電極が配線導体層４ａ等に電気的に接続され、これによって各電子部品はその各々が配線導体層４ａ等を介して互いに電気的に接続されるとともに外部電気回路に接続されることとなる。
【００６１】
なお本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体を形成するためのセラミックグリーンシートを、感光性樹脂組成物にセラミック粉末を添加分散させて感光性となしたことから、セラミックグリーンシートの所定位置に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成物現像により除去することによってスルーホールを極めて簡単に、かつ直径が６０μｍ以下の小さな径に形成することができ、これによってスルーホール内に形成されるスルーホール導体層もその直径を６０μｍ以下の小さいものとしてスルーホール導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００６３】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上下に積層される光硬化セラミックシートのうち、下部側の光硬化セラミックシートの上面に配線用導体層を、上部側の光硬化セラミックシートの下面に、前記配線用導体層と同じパターン、同じ厚みの溝部を形成しておき、配線用導体層と溝部とが嵌合するようにして積層したことから、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成されるこはなく、その結果、得られる絶縁基体も剥離やフクレ等が発生することはなく、配線導体層等の導通を確実となすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・感光性セラミックグリーンシート
１ａ・・・光硬化セラミックシート
１ｂ・・・絶縁基体
２・・・・フォトマスクパターン
３・・・・スルーホール
４・・・・配線用導体層
４ａ・・・配線導体層
５・・・・スルーホール用導体層
５ａ・・・スルーホール導体層
７・・・・溝部
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体の内部及び表面にタングステン、モリブデン等の高融点金属材料から成る配線導体層、スルーホール導体層、電源導体層および接地導体層を形成した構造を有しており、絶縁基体表面に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるとともに各電子部品の電極が配線導体層等に電気的に接続させるようになっている。
【０００３】
かかる配線基板は、一般に、セラミックスの積層技術及びスクリーン印刷等の厚膜形成技術を採用することによって製作されており、具体的には以下の方法によって製作される。
【０００４】
即ち、（１）まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等から成るセラミックス原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に形成して複数枚のセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得る。そして各セラミックグリーンシートの上面側から下面側にかけて金属製の打ち抜きピンを押圧し、各セラミックグリーンシートの所定位置に厚み方向に貫通するスルーホールを形成する。
【０００５】
（２）次に、前記セラミックグリーンシートの少なくとも１つの表面及びスルーホール内に、タングステンやモリブデン粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導電ペーストをスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布する。
【０００６】
（３）そして最後に前記導電ペーストを印刷塗布した各セラミックグリーンシートを上下に積層するとともに還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成し、有機溶剤、溶媒を気化除去するとともに、セラミックグリーンシートと導電ペーストとを焼結一体化することによって絶縁基体の内部及び表面に所定パターンの配線導体層を有する配線基板が完成する。
【０００７】
しかしながら、この従来の配線基板においては、スルーホール導体層を形成するためのスルーホールがセラミックグリーンシートの上面側から下面側にかけて金属製の打ち抜きピンを押圧することによって形成されており、該打ち抜きピンは機械的強度の関係から直径を８０μｍ未満とすることができず、その結果、打ち抜きピンを用いて形成されるスルーホール及び該スルーホール内に形成されるスルーホール導体層は直径が８０μｍ以上となり、スルーホール導体層を高密度に形成することができないという欠点を有していた。
【０００８】
そこで上記欠点を解消するためにセラミックグリーンシートを感光性とし、所定領域に光を照射して光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去する、いわゆるフォトリソグラフィー技術を採用することによって直径が約６０μｍ程度の微細なスルーホールを形成することが提案されている（特開平６−３０５８１４号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、感光性のセラミックグリーンシートを用いて配線基板を製造した場合、光硬化後のセラミックシートは内部および表面に網目状の構造を有する有機樹脂が存在し、該網目状の有機樹脂はその構造上変形し難いものであるため光硬化後のセラミックシートも変形し難いものとなっている。そのため上面に配線導体層となる導電ペーストが印刷塗布されている光硬化後のセラミックシートを上下に積層したとき、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成され、この隙間によって得られる絶縁基体に剥離やフクレ等が発生するとともに該剥離等によって配線導体層等に断線が生じるという欠点を有していた。
【００１０】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的はスルーホール導体層を高密度に形成することができるとともに、絶縁基体に剥離やフクレ等が発生するのを有効に防止し、配線導体層等の導通を確実とした配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、（１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、金属粉末に有機溶剤を添加した導電ペーストを作製する工程と、（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して厚み方向に貫通するスルーホールを有する複数枚の光硬化セラミックシートを形成する工程と、（３）前記光硬化セラミックシートの下面にエッチングにより所定パターンの溝部を形成する工程と、（４）前記導電ペーストを用いて、前記光硬化セラミックシートの少なくとも１つの上面及びスルーホール内に前記溝部に対応する所定パターンかつ同一厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、（５）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の配線基板の製造方法は、（１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、金属粉末に有機溶剤を添加した導電ペーストを作製する工程と、（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して、前記感光性セラミックグリーンシートに厚み方向に貫通するスルーホールを形成するとともにその下面に所定パターンの溝部を形成する工程と、（３）前記導電ペーストを用いて、前記光硬化セラミックシートの少なくとも１つの上面及びスルーホール内に前記溝部に対応する所定パターンかつ同一厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、（４）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体を形成するためのセラミックグリーンシートを、感光性樹脂組成物にセラミック粉末を添加分散させて感光性となしたことから、セラミックグリーンシートの所定位置に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成を物現像により除去することによってスルーホールを極めて簡単に、かつ直径が６０μｍ以下の小さな径に形成することができ、これによってスルーホール内に形成されるスルーホール導体層もその直径を６０μｍ以下の小さいものとしてスルーホール導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上下に積層される光硬化セラミックシートのうち、下部側の光硬化セラミックシートの上面に配線用導体層を、上部側の光硬化セラミックシートの下面に、前記配線用導体層と同じパターン、同じ厚みの溝部を形成しておき、配線用導体層と溝部とが嵌合するようにして積層したことから、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成されるこはなく、その結果、得られる絶縁基体も剥離やフクレ等が発生することはなく、配線導体層等の導通を確実となすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の配線基板の製造方法を図１（ａ）乃至（ｇ）に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
まず図１（ａ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート１を複数枚形成する。
【００１７】
前記感光性セラミックグリーンシート１はセラミック粉末に、光反応性化合物、光重合開始剤、光重合促進剤から成る感光性樹脂組成物および必要に応じて有機バインダー、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤、非感光性ポリマー等を混合して感光性泥漿物を作り、前記感光性泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形することによって形成される。
【００１８】
前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられるセラミック粉末としてはガラスセラミックス粉末、アルミナ粉末、ムライト粉末、窒化アルミニウム粉末、結晶化ガラス粉末等が使用され、例えば、ガラスセラミックス粉末が使用される場合には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）１０．８重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）２８．０重量％、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）４３．８重量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）７．１重量％、残部がホウ素（Ｂ２ Ｏ３ ）から成るガラス成分８０重量％に対し、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）粉末を２０重量％としたものが好適に使用される。
【００１９】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光反応性化合物は光反応性の炭素−炭素不飽和結合を有するアクリル系またはメタクリル系のモノマーもしくはオリゴマーであり、光硬化して感光性セラミックグリーンシート１を後述する現像液に不溶となすことにより、フォトリソグラフィー法によるスルーホール形成を可能とする作用を有し、例えば、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、ステアリルアクリレート、テトラヒドラフルフリルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、トリデシルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、エトキシ化ノニルフェニールアクリレート、ジンクジアクリレート、１，３ブタンジオールジアクリレート、１．４ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、プロピシ化ネオペンチルグリコールアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化グリセリルトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリストールヒドロキシペンタアクリレート、エトキシ化ペンタエリストールテトラアクリレート、ペンタアクリレートエステル及び上記のアクリレートをメタクリレートに置き換えたものがあり、これらの１種または２種以上を混合したものを用いることができる。
【００２０】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光重合開始剤は紫外線等の光エネルギーによりラジカルを生じ、このラジカルにより光反応性化合物に光硬化の反応を開始させる作用を有し、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタノール、ベンジル−メトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンゾアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンザルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−１−プロパノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、Ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソビチロニトリル、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ベンジル−２ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，２−４ジエチルチオキサントン、２，２ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ジフェニルジスルフィド、ベンゾチアゾールジスルフィド、トリフェニルホルフィン、カンファーキノン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、及び、エオシン、メチレンブルーなどの光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせなどが挙げられ、上記化合物中の１種または２種以上を用いることができる。
【００２１】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる光重合促進剤は光反応性化合物の光硬化の反応を促進する作用をなし、例えば４−ジメチルアミノイソアミルベンゾエート、４−ジメチルアミノエチルベンゾエートなどがあり、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００２２】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる有機バインダーは、セラミック粉末と結合してこれを有機溶剤中に分散させる作用をなし、イソブチルメタクリレート（ｉ−ＢＭＡ）とアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体を用いることができる。
【００２３】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる紫外線吸収剤は、光硬化の反応を起こすために照射された紫外線が感光性セラミックグリーンシート１の内部でセラミック粉末により散乱されて不要な部分まで光硬化をさせてしまい、例えばスルーホールの形成精度を劣化させてしまうということを防ぐ作用をなし、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ビンダードアミン系の化合物の１種または２種以上を用いることができる。
【００２４】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる熱重合禁止剤はフリーラジカルを吸収する性質があり、感光性セラミックグリーンシート１に環境中から加わる弱い熱エネルギーにより感光性樹脂組成物の一部から小量のフリーラジカルを生じ、このフリーラジカルにより光反応性化合物が部分的に重合して現像液に溶解し難くなってフォトリソグラフィー法によるスルーホールの形成が困難になるのを防止する作用をなし、例えば、キノン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ニトロソアルミニウム塩、ハイドロキノンモノメチルエーテル、２，６−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，３−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノールが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００２５】
また前記感光性セラミックグリーンシート１を形成する際に用いられる非感光性ポリマーは、光反応性化合物の作用を補完してセラミック粉末をシート状に成形することを補助する作用をなし、アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等の樹脂にカルボン酸を置換した樹脂を置換した樹脂が挙げられ、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸イソボニル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−メトキシエチル、メタクリル酸２−エトキシエチル、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸１，３ブチレングリコール、ジメタクリル酸１，６ヘキサンジオール、ジメタクリル酸ポリプロピレングリコール、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、コハク酸２−メタクリロイルオキシエチル、マレイン酸２−メタクリロイルオキシエチル、フタル酸２−メタクリロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸２−メタクリロイルオキシエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸トリフルオロエチル、メタクリル酸ヘプタデカフルオデシル及びこれらの有機酸をアクリル酸で置き換えたものの共重合体が挙げられ、置換するカルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酸およびこれらの酸無水物が使用される。
【００２６】
次に前記感光性セラミックグリーンシート１の上面に図１（ｂ）に示す如く、フォトマスクパターン２を被着形成する。
【００２７】
前記フォトマスクパターン２は微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の上面に形成され、その形状は形成しようとするスルーホールの形状に対応したものとなっている。
【００２８】
次に前記上面にフォトマスクパターン２が被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ２ の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２の存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させるとともにフォトマスクパターン２で覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去することによって図１（ｃ）に示す如く、所定位置にスルーホール３が形成された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００２９】
前記感光性セラミックグリーンシート１に紫外線等の光を照射してスルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａを形成した場合、フォトマスクパターン２が微細加工の可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって形成されているためスルーホール３の径は６０μｍ以下の小さな径とすることができ、同時にスルーホール３の形成がフォトマスクパターンを介して紫外線等の光を照射し、未硬化の領域を現像で除去するという極めて簡単な作業で行うことができる。
【００３０】
なお、前記スルーホール３を形成するための未硬化の感光性樹脂組成物を除去する現像液としては、例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液が使用され、該トリエタノールアミン等の有機アルカリから成る溶液は未硬化の感光性セラミックグリーンシート１中の有機バインダーの有するカルボキシル基から水素イオンを奪い、このカルボキシル基をイオン化することによって水溶性となし、現像液または洗浄水中に溶解させる。
【００３１】
また前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａを形成する場合、感光性セラミックグリーンシート１に含有されているセラミック粉末の平均粒径を約２μｍ（マイクロトラック法でＤ５０）としておくと、紫外線の透過が良好で光硬化を均一に行わせることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１のセラミック粉末はその平均粒径を約２μｍとしておくことが好ましい。
【００３２】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光反応性化合物は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して５〜１２重量部としておくとスルーホール３を感光性セラミックグリーンシート１の厚み方向に均一に形成することが容易となる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光反応性化合物はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して５〜１２重量部としておくことが好ましい。
【００３３】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合開始剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．５〜５重量部としておくと光硬化の反応を感光性セラミックグリーンシート１中で均一に開始させることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合開始剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．５〜５重量部としておくことが好ましい。
【００３４】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合促進剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して２〜５重量部としておくと感光性セラミックグリーンシート１中で均一に光硬化の反応を促進させることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有されている光重合促進剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して２〜５重量部としておくことが好ましい。
【００３５】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される有機バインダーは、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して１０〜２５重量部としておくと、セラミック粉末を有機溶剤中に均一に分散させることが容易であり、また後の焼成の際に容易に分解してセラミックから成る絶縁基体中に残留することがない。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される有機バインダーはその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して１０〜２５重量部としておくことが好ましい。
【００３６】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される紫外線吸収剤は、その添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．０１〜２重量部としておくと紫外線を過度に吸収することなく効果的に吸収し、不要な部分の光硬化を抑えることができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される紫外線吸収剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．０１〜２重量部としておくことが好ましい。
【００３７】
また前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される熱重合禁止剤はセラミック粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくと熱エネルギーにより生じた小量のフリーラジカルを効果的に吸収することができるとともに、光硬化の反応を妨げることがなく、スルーホール３を任意の箇所に精度良く形成することができる。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１に含有される熱重合禁止剤はその添加量をセラミック粉末１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲としておくことが好ましい。
【００３８】
また前記感光性セラミックグリーンシート１は、その厚みが１０μｍ未満の場合、機械的強度が弱く、容易に破断して、取扱いが困難となり、また６０μｍを超えると、光硬化のために照射される紫外線等の光が感光性セラミックグリーンシート１の下面側に到達し難くなってスルーホール３の形成の解像度が低下する恐れがある。従って、前記感光性セラミックグリーンシート１は、その厚みを１０〜６０μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００３９】
次に、図１（ｄ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの下面に感光性レジストフィルムを被着させメタルマスク等を介して光を照射し所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去して所定パターンの貫通穴を有するレジスト膜６を形成し、しかる後、光硬化セラミックシート１ａ下面の露出部位に炭酸ナトリウム溶液等の現像液を所定時間接触させてエッチングすることにより、図１（ｅ）に示す如く、所定の深さ及びパターンの溝部７を形成する。
【００４０】
前記溝部７は、後の工程で光硬化セラミックシート１ａを上下に積層する際、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの上面に形成された配線用導体層を嵌合させるための空所として作用し、その深さは嵌合させる配線用導体層の厚みとほぼ同じとなっている。
【００４１】
そして次に図１（ｆ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に導電ペーストを被着充填し、所定厚みの配線用導体層４及びスルーホール用導体層５を形成する。
【００４２】
前記導電ペーストは、金、銀、白金、パラジウム、銅、ニッケル、モリブデン、タングステンまたはこれらの合金、あるいはこれらを主成分とする合金等から成る平均粒径が５μｍ以下の金属粉末に、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）等のエステル系、αテルピネオール等のアルコール系、トルエン等の芳香族系等の有機溶剤、溶媒を添加し混練することによって形成される。
【００４３】
また、前記導電ペーストは、まず、光硬化セラミックシート１ａの上面に感光性レジストフィルムを被着させ、次に、この感光性レジストフィルムの所定位置にメタルマスク等を介して光を照射し、所定領域を光硬化させるとともに非硬化領域を現像により除去して所定パターンの貫通穴を有するレジスト膜を形成し、最後に、前記レジスト膜の貫通穴内に導電ペーストを充填し、レジスト膜を除去することにより、光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に所定パターンの配線用導体層４及びスルーホール用導体層５を形成する。
【００４４】
この場合、メタルマスクを上述の溝部７形成の際に用いたメタルマスクと同じものとしておくことにより、溝部７と同じパターンの貫通穴を有するレジスト膜が形成されるため、溝部７と同じパターンの配線用導体層４を容易に形成することができる。
【００４５】
そして最後に、前記配線用導体層４、スルーホール用導体層５、及び溝部７を有する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの溝部７と、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの配線用導体層４とが嵌合するようにして積層するとともに焼成し、セラミック粉末および金属粉末を一体焼結させることにより、図１（ｇ）に示す如くセラミックから成る絶縁基体１ｂの内部及び表面に配線導体層４ａ及びスルーホール導体層５ａを有する製品としての配線基板が完成する。
【００４６】
この場合、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの上面に形成された配線用導体層４が、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの下面に形成された溝部７内に嵌合、収容されてしまうことから、配線用導体層４と溝部７の内壁面とを密着させるとともに上下の光硬化セラミックシート１ａ同士を密着させることができ、積層された上下の光硬化セラミックシート１ａ間に隙間が生じることはなく、同時に得られる絶縁基体１ｂも剥離やフクレ等の発生がほとんどなく、隣接する配線導体層４ａ間及び配線導体層４ａとスルーホール導体層５ａとの間の導通を確実となすことができる。
【００４７】
次に本発明の他の実施例を図２に基づき説明する。
なお、図中、図１と同一箇所には同一符号が付してある。
まず図２（ａ）に示す如く、感光性セラミックグリーンシート１を複数枚形成する。
【００４８】
この感光性セラミックグリーンシート１は、前述の図１に示す感光性セラミックグリーンシート１ａに使用した材料、方法を用いることによって形成される。
【００４９】
次に前記感光性セラミックグリーンシート１の上面に図２（ｂ）に示す如く、フォトマスクパターン２ａを被着形成する。
【００５０】
前記フォトマスクパターン２ａは微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の上面に形成され、その形状は形成しようとするスルーホールの形状に対応したものとなっている。
【００５１】
次に前記上面にフォトマスクパターン２ａが被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２ａ側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ２ の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２ａの存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の感光性樹脂組成物に光重合を起こさせて光硬化させ、その後、この感光性セラミックグリーンシート１の下面に図２（ｃ）に示す如く、フォトマスクパターン２ｂを被着形成する。
【００５２】
前記フォトマスクパターン２ｂは微細加工が可能なフォトリソグラフィー技術を採用することによって感光性セラミックグリーンシート１の下面に形成され、その形状は形成しようとする溝部の形状に対応したものとなっている。
【００５３】
次に前記下面にフォトマスクパターン２ｂが被着されている感光性セラミックグリーンシート１に対し、フォトマスクパターン２ｂ側から、例えば、約３００ｍｊ／ｃｍ２ の強度の紫外線を照射し、フォトマスクパターン２ｂの存在しない部分に紫外線を照射させ、紫外線が照射された領域の光重合した感光性樹脂組成物にさらに光硬化を起こさせて硬化度を高くさせる。
【００５４】
そしてフォトマスクパターン２ａで覆われた紫外線の照射されていない領域、即ち、未硬化の領域を現像により除去するとともに、フォトマスクパターン２ｂで覆われた紫外線の照射が少ない領域、即ち、硬化度の低い領域の表層部を現像により除去することによって、図２（ｄ）に示す如く、所定位置にスルーホール３及び溝部７が形成された光硬化セラミックシート１ａを得る。
【００５５】
この場合、現像液は前述の図１と同様の現像液、例えば、トリエタノールアミン等の有機アルカリの溶液を用いることができ、未硬化の領域と硬化度の低い領域との間で現像除去の速度が大きく異なることを利用して、未硬化の領域では完全に貫通されてスルーホール３が形成され、硬化度の低い領域では表層部のみが現像除去されて所定の深さの溝部７が形成される。
【００５６】
そして次に図２（ｅ）に示す如く、前記スルーホール３を有する光硬化セラミックシート１ａの少なくとも１つの上面およびスルーホール３内に導電ペーストを被着充填し、所定厚みの配線用導体層４及びスルーホール用導体層５を形成する。
【００５７】
前記配線用導体層４及びスルーホール用導体層５は、そのいずれもが、例えば、前述の図１に示す製造方法に使用した材料、方法を用いることによって形成される。
【００５８】
そして最後に、前記配線用導体層４、スルーホール用導体層５、及び溝部７を有する複数枚の光硬化セラミックシート１ａを、上部に位置する光硬化セラミックシート１ａの溝部と、下部に位置する光硬化セラミックシート１ａの配線用導体層４とが嵌合するようにして積層するとともに焼成し、セラミック粉末および金属粉末を一体焼結させることにより、図２（ｆ）に示す如くセラミックから成る絶縁基体１ｂの内部及び表面に配線導体層４ａ及びスルーホール導体層５ａを有する製品としての配線基板が完成する。
【００５９】
この場合も、図１の場合と同様、積層された上下の光硬化セラミックシート１ａ間に隙間が生じることはない。
【００６０】
かくして得られた配線基板は、絶縁基体１ｂの上面に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品が搭載されるとともに各電子部品の電極が配線導体層４ａ等に電気的に接続され、これによって各電子部品はその各々が配線導体層４ａ等を介して互いに電気的に接続されるとともに外部電気回路に接続されることとなる。
【００６１】
なお本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体を形成するためのセラミックグリーンシートを、感光性樹脂組成物にセラミック粉末を添加分散させて感光性となしたことから、セラミックグリーンシートの所定位置に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに未硬化の領域の感光性樹脂組成物現像により除去することによってスルーホールを極めて簡単に、かつ直径が６０μｍ以下の小さな径に形成することができ、これによってスルーホール内に形成されるスルーホール導体層もその直径を６０μｍ以下の小さいものとしてスルーホール導体層を高密度に形成することが可能となる。
【００６３】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上下に積層される光硬化セラミックシートのうち、下部側の光硬化セラミックシートの上面に配線用導体層を、上部側の光硬化セラミックシートの下面に、前記配線用導体層と同じパターン、同じ厚みの溝部を形成しておき、配線用導体層と溝部とが嵌合するようにして積層したことから、上下の光硬化セラミックシート間に配線導体層となる導電ペーストの厚みに起因して隙間が形成されるこはなく、その結果、得られる絶縁基体も剥離やフクレ等が発生することはなく、配線導体層等の導通を確実となすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・感光性セラミックグリーンシート
１ａ・・・光硬化セラミックシート
１ｂ・・・絶縁基体
２・・・・フォトマスクパターン
３・・・・スルーホール
４・・・・配線用導体層
４ａ・・・配線導体層
５・・・・スルーホール用導体層
５ａ・・・スルーホール導体層
７・・・・溝部
Claims (2)
- （１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、金属粉末に有機溶剤を添加した導電ペーストを作製する工程と、
（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して厚み方向に貫通するスルーホールを有する複数枚の光硬化セラミックシートを形成する工程と、
（３）前記光硬化セラミックシートの下面にエッチングにより所定パターンの溝部を形成する工程と、
（４）前記導電ペーストを用いて、前記光硬化セラミックシートの少なくとも１つの上面及びスルーホール内に前記溝部に対応する所定パターンかつ同一厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、
（５）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成る配線基板の製造方法。 - （１）感光性樹脂組成物にセラミック粉末を分散させた複数枚の感光性セラミックグリーンシートと、金属粉末に有機溶剤を添加した導電ペーストを作製する工程と、
（２）前記感光性セラミックグリーンシートの所定領域に光を照射し所定領域の感光性樹脂組成物を光硬化させるとともに現像して、前記感光性セラミックグリーンシートに厚み方向に貫通するスルーホールを形成するとともにその下面に所定パターンの溝部を形成する工程と、
（３）前記導電ペーストを用いて、前記光硬化セラミックシートの少なくとも１つの上面及びスルーホール内に前記溝部に対応する所定パターンかつ同一厚みの配線用導体層及びスルーホール用導体層を形成する工程と、
（４）前記複数枚の光硬化セラミックシートを、下部に位置する光硬化セラミックシートの上面に形成した配線用導体層と上部に位置する光硬化セラミックシートの下面に形成した溝部とが嵌合するように積層するとともに焼成し、セラミックから成る絶縁基体の内部及び表面に配線導体層及びスルーホール導体層を形成する工程とから成る配線基板の製造方法。
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