JP4299231B2 - セラミックグリーンシートの製造方法及びセラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
図1(a)〜図1(e)は、第1実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造方法を模式的に示す工程断面図である。図2(a)及び図2(b)は、それぞれ、図1(b)及び図1(c)に示される工程断面図の他の例を示す工程断面図である。
まず、図1(a)に示されるように、光透過性の基材1の表面1aに離型処理を施す。これにより、基材1の表面1a上には離型層3が形成される。
次に、図1(b)に示されるように、表面1aに離型処理が施された基材1上に、所定の溶媒に対して可溶性を有する導電材料からなる導体層5aを形成する。所定の溶媒に対して可溶性を有する導電材料としては、例えば、後述する第2の導体パターン部形成工程におけるエッチング液に対して可溶性を有するバインダー樹脂材料を含有するものが挙げられる。エッチング液としては、例えば、アルカリ溶液、アルカリ水溶液、有機溶剤系エッチング液、水系エッチング液等が挙げられる。バインダー樹脂としては、例えば、アルカリ可溶性セルロース誘導体、アルカリ可溶性アクリル樹脂等を主体とするベースポリマーが挙げられる。導電材料は、バインダー樹脂材料に加えて、金属粒子(例えば、Ag、Ni、Pd、Cu又はAg−Pd合金といったこれらの合金等からなる粒子)及び有機溶剤等を更に含有する導電ペーストであることが好ましい。上記導電材料は、例えば電極材料であり、その場合、導体層5aは電極層となる。
次に、図1(c)に示されるように、導体層5a上に、所定の溶媒に対して不溶性を有する導電材料からなる第1の導体パターン部7を形成する。本実施形態では、導体パターン部7は一対の導体パターン部である。なお、導体パターン部7が図2(b)に示されるように形成されるとしてもよい。所定の溶媒に対して不溶性を有する導電材料としては、例えば、後述する第2の導体パターン部形成工程におけるエッチング液に対して不溶性を有するバインダー樹脂材料を含有するものが挙げられる。バインダー樹脂としては、例えば、耐アルカリ性を有するセルロース誘導体を含む樹脂(例えばエチルセルロース系樹脂)、又は、当該樹脂とその他の材料との混合物等が挙げられる。導電材料は、バインダー樹脂材料に加えて、金属粒子(例えば、Ag、Ni、Pd、Cu又はAg−Pd合金といったこれらの合金等からなる粒子)及び有機溶剤等を更に含有する導電ペーストであることが好ましい。上記導電材料は、例えば電極材料であり、その場合、導体パターン部7は電極パターン部となる。
次に、図1(d)に示されるように、エッチング液(所定の溶媒)を用いて導体層5aをエッチングすることにより第2の導体パターン部5を形成する。本実施形態では、導体パターン部5は一対の導体パターン部であり、導体パターン部7に対応するパターン形状を有する。エッチング液としては、例えば、アルカリ溶液、アルカリ水溶液、有機溶剤系エッチング液、水系エッチング液等が挙げられる。エッチング液は、導電材料に含まれるバインダー樹脂材料との相溶性を考慮して選択されることが好ましい。一実施例において、エッチング液はNa2CO3の1質量%水溶液である。この場合、まず、エッチング液をスプレー圧0.01〜0.3MPaで数十秒〜数分間、導体層5aに吹き付ける。続いて、純水をスプレー圧0.01〜0.3MPaで数十秒〜数分間、導体層5aに吹き付ける。
次に、図1(e)に示されるように、基材1上にセラミック層9を形成する。これにより、導体パターン部5,7とセラミック層9とを有するセラミックグリーンシート10が離型層3上に形成される。その後、基材1を剥離してもよい。本実施形態では、導体パターン部5,7は、セラミック層9をその厚み方向に貫通し、セラミックグリーンシート10の上面及び下面に設けられる電極パターン部間を電気的に接続するためのポスト電極として機能する。
図3(a)〜図3(e)は、セラミック層9aを形成する方法1を模式的に示す工程断面図である。図3(a)は、図1(d)の後に続く図である。図4は、図3(b)に示される工程断面図の他の例を示す工程断面図である。
まず、図3(a)に示されるように、基材1上にセラミック層15aを形成する。このとき、セラミック層15aは導体パターン部5,7を覆うように形成される。セラミック層15aは、所定の溶媒に対して可溶な絶縁材料からなることが好ましい。
次に、図3(d)に示されるように、基材1側から感光性セラミック層17aに露光を施す。具体的には、基材1の裏面1bに紫外線等の光Lを入射させる。紫外線は例えば高圧水銀灯から出射される。光Lとしては、波長が365nmの光(i線)、波長が405nmの光(h線)、波長が436nmの光(g線)、又はこれらの混合光等が挙げられる。また、光Lとして、連続した波長帯を有する光を用いるとしてもよい。
次に、図3(e)に示されるように、上記所定の溶媒を用いて、露光された感光性セラミック層17aを現像する。これにより、感光性セラミック層17aにおける導体パターン部7上の部分が除去され、セラミック層17が形成される。その結果、セラミック層15及びセラミック層17からなるセラミック層9aが形成される。このようにして、セラミック層9aと導体パターン部5,7とを備えたセラミックグリーンシート30が得られる。この方法1では、セラミック層15aの厚さを厚くすることにより、感光性セラミック層17aの厚さを薄くすることができるので、感光性セラミック材料の使用量を抑制することができる。感光性セラミック材料(感光性セラミックスラリー)は、通常比較的高価であるため、特に感光性セラミック材料を多量に使用するセラミックグリーンシートの製造方法において、製造コストを低減できる。
図5(a)〜図5(d)は、セラミック層9bを形成する方法2を模式的に示す工程断面図である。図5(a)は、図1(d)の後に続く図である。
まず、図5(a)に示されるように、基材1上にセラミック層19aを形成する。このとき、セラミック層19aは導体パターン部5,7を覆うように形成される。セラミック層19aの表面位置は、導体パターン部7の表面位置よりも低くなっている。セラミック層19aは、所定の溶媒に対して可溶な絶縁材料からなることが好ましい。
次に、図5(c)に示されるように、基材1側から感光性セラミック層21aに露光を施す。具体的には、基材1の裏面1bに紫外線等の光Lを入射させる。光Lは、基材1、離型層3及びセラミック層19aを透過して感光性セラミック層21aに到達する。導体パターン部5,7の少なくともいずれか一方は、照射する光Lに対して遮光性を有する。このため、感光性セラミック層21aにおける導体パターン部7上の部分には光Lが照射されない。したがって、フォトマスクを用いる必要がないので、微細な導体パターン部5,7であっても高い位置精度を維持できる。
次に、図5(d)に示されるように、上記所定の溶媒を用いて、露光された感光性セラミック層21aを現像する。これにより、感光性セラミック層21aにおける導体パターン部7上の部分が除去され、セラミック層21が形成される。また、上記所定の溶媒を用いてセラミック層19aがエッチングされることにより、セラミック層19が形成される。その結果、セラミック層19及びセラミック層21からなるセラミック層9bが形成される。このようにして、セラミック層9bと導体パターン部5,7とを備えたセラミックグリーンシート40が得られる。方法2では、方法1における全面エッチング処理を省略することができる。
図6(a)〜図6(c)は、セラミック層9cを形成する方法3を模式的に示す工程断面図である。図6(a)は、図1(d)の後に続く図である。
まず、図6(a)に示されるように、基材1上に、ネガ型の感光性セラミック材料からなる感光性セラミック層23aを形成する。感光性セラミック層23aは、感光性セラミック層17aと同様、所定の溶媒に対して可溶な感光性セラミック材料からなることが好ましい。このとき、感光性セラミック層23aは導体パターン部5,7を覆うように形成される。
次に、図6(b)に示されるように、基材1側から感光性セラミック層23aに露光を施す。具体的には、基材1の裏面1bに紫外線等の光Lを入射させる。光Lは、基材1及び離型層3を透過して感光性セラミック層23aに到達する。導体パターン部5,7の少なくともいずれか一方は、照射する光Lに対して遮光性を有する。このため、感光性セラミック層23aにおける導体パターン部7上の部分には光Lが照射されない。したがって、フォトマスクを用いる必要がないので、微細な導体パターン部5,7であっても高い位置精度を維持できる。また、所望の解像度を得るために、後述の現像処理条件と露光量とを適宜設定することができる。
次に、図6(c)に示されるように、上記所定の溶媒を用いて、露光された感光性セラミック層23aを現像する。これにより、感光性セラミック層23aにおける導体パターン部7上の部分が除去され、セラミック層9cが形成される。このとき、現像処理条件及び露光量を調整することにより、セラミック層9cの表面位置を導体パターン部7の表面位置に略一致させることが好ましい。その結果、セラミック層9cと、導体パターン部5,7とを備えたセラミックグリーンシート50が得られる。
図7(a)〜図7(c)は、セラミック層9cを形成する方法4を模式的に示す工程断面図である。図7(a)は、図1(d)の後に続く図である。
まず、図7(a)に示されるように、基材1上に、ネガ型の感光性セラミック材料からなる感光性セラミック層25aを形成する。感光性セラミック層25aは、感光性セラミック層17aと同様、所定の溶媒に対して可溶な感光性セラミック材料からなることが好ましい。このとき、感光性セラミック層25aは導体パターン部5,7を覆うように形成される。このとき、感光性セラミック層25aの表面位置を導体パターン部7の表面位置に略一致させることが好ましい。これにより、得られるセラミックグリーンシートの表面を平坦化し易くなる。
次に、図7(b)に示されるように、基材1側から感光性セラミック層25aに露光を施す。具体的には、基材1の裏面1bに紫外線等の光Lを入射させる。光Lは、基材1及び離型層3を透過して感光性セラミック層25aに到達する。導体パターン部5,7の少なくともいずれか一方は、照射する光Lに対して遮光性を有する。このため、感光性セラミック層25aにおける導体パターン部7上の部分には光Lが照射されない。したがって、フォトマスクを用いる必要がないので、微細な導体パターン部5,7であっても高い位置精度を維持できる。
次に、図7(c)に示されるように、上記所定の溶媒を用いて、露光された感光性セラミック層25aを現像する。これにより、感光性セラミック層25aにおける導体パターン部7上の部分が除去され、セラミック層9cが形成される。その結果、セラミック層9cと、導体パターン部5,7とを備えたセラミックグリーンシート50が得られる。
図8(a)〜図8(d)及び図9(a)〜図9(c)は、第2実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造方法を模式的に示す工程断面図である。
まず、図8(a)に示されるように、光透過性の基材1の表面1aに離型処理を施す。これにより、基材1の表面1a上には離型層3が形成される。
次に、図8(b)に示されるように、表面1aに離型処理が施された基材1上に、所定の溶媒に対して可溶性を有する導電材料からなる導体層5aを形成する。
次に、図8(c)に示されるように、導体層5a上に、所定の溶媒に対して不溶性を有する導電材料からなる第1の導体パターン部7を形成する。
次に、図8(d)に示されるように、エッチング液(所定の溶媒)を用いて導体層5aをエッチングすることにより第2の導体パターン部5を形成する。ここで、基材1の法線方向から見て導体パターン部5が導体パターン部7よりも小さくなるようにエッチングすることが好ましい。導体層5aが等方エッチングされると、導体パターン部7に近付くに連れて細くなる形状(テーパ形状)を有する導体パターン部5が形成される。
次に、図9(a)に示されるように、上述の方法4と同様の方法で、感光性セラミック材料からなる感光性セラミック層25aを基材1上に形成する。なお、図11に示されるように、上述の方法3と同様の方法で、感光性セラミック材料からなる感光性セラミック層23aを基材1上に形成するとしてもよい。
次に、図9(b)に示されるように、基材1側から感光性セラミック層25aに露光を施す。具体的には、基材1の裏面1bに紫外線等の光Lを入射させる。導体パターン部7又は導体パターン部5,7両方は、照射する光Lに対して遮光性を有する。このため、感光性セラミック層25aにおける導体パターン部7上の部分には光Lが照射されない。ここで、導体パターン部5が、露光方向から見て導体パターン部7よりも小さいことが好ましい。これにより、露光方向から見て導体パターン部7の外側に位置する感光性セラミック層25aに、確実に光Lが照射されるので、露光方向から見た導体パターン部7の外側近傍に未露光部(未硬化部)が残存し難くなる。
次に、図9(c)に示されるように、感光性セラミック層25aを現像することにより基材1上にセラミック層9cを形成する。このようにして、セラミック層9cと導体パターン部5,7とを備えるセラミックグリーンシート50が得られる。なお、セラミック層9cに代えて、例えば、上述の方法1又は方法2を用いてセラミック層9a,9bを形成するとしてもよい。
続いて、図12及び図13を参照して、上記第1実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造方法により形成される導体パターン部5,7の形状について説明する。図12(a)、図12(b)、図13(a)及び図13(b)は、基材1上に形成された導体パターン部5,7の斜視図である。図12及び図13には、導体パターン部5,7の形状の具体例が示されている。なお、第2実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造方法により形成される導体パターン部5,7の形状についても同様の形状が考えられる。
続いて、図14〜図16を参照して、上記第1実施形態の他の例について説明する。なお、上記第2実施形態についても同様に他の例が考えられる。
図17(a)〜図17(d)は、セラミックグリーンシート10上に導体部27及びセラミック層29を形成する方法aを模式的に示す工程断面図である。図17(a)は、図1(e)の後に続く図である。
図18(a)〜図18(d)は、セラミックグリーンシート10上に導体部27及びセラミック層29を形成する方法bを模式的に示す工程断面図である。図18(a)は、図1(e)の後に続く図である。図19は、図18(c)に示される工程断面図の他の例を示す工程断面図である。
Claims (5)
- 表面に離型処理が施された光透過性の基材上に、所定の溶媒に対して可溶性を有する導電材料からなる導体層を形成する導体層形成工程と、
前記導体層上に、前記所定の溶媒に対して不溶性を有する導電材料からなる第1の導体パターン部を形成する第1の導体パターン部形成工程と、
前記第1の導体パターン部形成工程の後、前記所定の溶媒を用いて前記導体層をエッチングすることにより第2の導体パターン部を形成する第2の導体パターン部形成工程と、
前記第2の導体パターン部形成工程の後、別の所定の溶媒に対して可溶な絶縁材料からなる可溶性セラミック層を前記基材上に形成する可溶性セラミック層形成工程と、
前記可溶性セラミック層形成工程の後、感光性セラミック材料からなる感光性セラミック層を前記可溶性セラミック層上に形成する感光性セラミック層形成工程と、
前記基材側から前記感光性セラミック層に露光を施す露光工程と、
前記露光工程の後、前記別の所定の溶媒を用いて前記感光性セラミック層を現像することにより前記基材上にセラミック層を形成する現像工程と、
を含み、
前記第1の導体パターン部及び前記第2の導体パターン部の少なくともいずれか一方は、露光時に照射する光に対して遮光性を有し、
前記可溶性セラミック層は、露光時に照射する光を透過する、セラミックグリーンシートの製造方法。 - 前記可溶性セラミック層は、前記感光性セラミック層よりも厚く形成される、請求項1に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
- 前記第1の導体パターン部の厚さは、前記導体層の厚さよりも薄い、請求項1又は2に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
- 前記露光工程において、前記第2の導体パターン部が、露光方向から見て前記第1の導体パターン部よりも小さい、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミックグリーンシートの製造方法により製造されるセラミックグリーンシートを焼成する焼成工程を含む、セラミック電子部品の製造方法。
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JP2006179611A (ja) | 2006-07-06 |
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