JP4639931B2 - 感光性ペースト、厚膜パターンの形成方法、および電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤を主成分とする感光性ペーストであって、
C=C二重結合を含まない、分子量10000〜50000のアクリル系樹脂またはブチラール系樹脂を、1〜4重量%の割合で含有していること
を特徴としている。
無機粉末と、感光性モノマーと、光重合開始剤と、C=C二重結合を含まない分子量10000〜50000のアクリル系樹脂またはブチラール系樹脂とを含み、かつ、前記アクリル系樹脂または前記ブチラール系樹脂の含有率が1〜4重量%である感光性ペーストを基体上に塗布して感光性ペースト膜を形成する膜形成工程と、
前記感光性ペースト膜に露光処理を施す露光工程と、
前記露光処理が施された前記感光性ペースト膜を現像して、所定の厚膜パターンを形成する現像工程と
を備えていることを特徴としている。
請求項2に記載の方法により厚膜パターンを形成する工程と、
前記厚膜パターンを焼成する工程と、
を備えていることを特徴としている。
本願発明の感光性ペーストにおいては、通常、無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤の含有割合を、それぞれ、
(a)無機粉末 :60〜90重量%
(b)感光性モノマー:5〜35重量%
(c)光重合開始剤 :1〜10重量%
の範囲とすることが望ましい。
また、無機粉末としては、導電性粉末、セラミック粉末、ガラス粉末などを用いることが可能である。
なお、二重結合濃度が8mmol/g〜11mmol/gの範囲にある感光性モノマーとしては、ヘキサンジオールトリアクリレート、トリプロピレングリコールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトー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、ジペンタエリスリ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リトールテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが例示される。
重合度が3以下のエチレンオキシド構造を有する感光性モノマーとしては、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートなどのエトキシ化(エチレンオキシド変性)されたもの、ポリエチレングリコールジアクリレートなどが例示される。
溶剤としては、具体的には、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、キシレンなどの芳香族化合物などが例示される。これらの溶剤は混合して用いることも可能である。
なお、乾燥工程を不要にする見地から、基本的には溶剤を含有させないことが望ましいが、感光性ペーストの粘度調整の目的で添加する場合や、本願発明におけるアクリル系樹脂またはブチラール系樹脂のような添加剤などを加える場合に、添加剤に由来して溶剤が添加される場合などにおいても、溶剤の割合が5重量%以下であれば特に問題はない。なお、溶剤の含有率が5重量%を超えても、必ずしも本願発明の作用効果が損なわれることはないが、乾燥工程が必要になるため好ましくない。
そして、作製した各試料(感光性ペースト)を冷蔵保存し、ゲル化の進行状態を調べ、感光性ペーストがゲル化せず、使用可能な状態に保たれる期間を確認した。そして、感光性ペーストが、ゲル化せず使用可能な状態に保たれる期間をペースト安定期間とした。
次いで、フォトマスクを介して、400mJ/cm2の条件で紫外光を感光性ペースト膜に照射することにより、感光性ペースト膜を硬化させた後、未硬化部をエタノールにより除去した。
そして、紫外光が照射された部分に形成された厚膜パターンの膜厚を測定し、最も膜厚の厚い部分の膜厚を光硬化深度とした。
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:8.5重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.4重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.4重量%
・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−1:1.7重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:35000、C=C二重結合を含まない):8.0重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :10.7μm
(d)ビッカース硬度 :3.9HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:11.4重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.2重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.7重量%
・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−1:1.5重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:35000、C=C二重結合を含まない):5.2重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :11.2μm
(d)ビッカース硬度 :9.5HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:12.0重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.5重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:1.0重量%
・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−1:1.5重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:35000、C=C二重結合を含まない):4.0重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :11.9μm
(d)ビッカース硬度 :13.8HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:14.0重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.1重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.4重量%
・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−1:1.4重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:15000、C=C二重結合を含まない)3.1重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :13.6μm
(d)ビッカース硬度 :20.4HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=1.7μm):75.0重量%
・ポリエチレングリコールジアクリレート:18.3重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.6重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.5重量%
・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−1:2.1重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:10000、C=C二重結合を含まない):2.5重量%
(b)ペースト安定期間:2ヶ月
(c)光硬化深度 :14.2μm
(d)ビッカース硬度 :22.3HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:11.3重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.0重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.5重量%
・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−1:1.7重量%
・ブチラール樹脂(分子量:35000、C=C二重結合を含まない):5.5重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :9.8μm
(d)ビッカース硬度 :7.4HV
(a)組成
・AgPd粉末(平均粒径=2.5μm):80.0重量%
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:13.1重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.1重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.6重量%
・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−1:1.2重量%
・ブチラール樹脂(分子量:40000、C=C二重結合を含まない):4.0重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :13.4μm
(d)ビッカース硬度 :21.5HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:13.2重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.6重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.5重量%
・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−1:1.5重量%
・ブチラール樹脂(分子量:40000、C=C二重結合を含まない):3.2重量%
(b)ペースト安定期間:3ヶ月以上
(c)光硬化深度 :13.0μm
(d)ビッカース硬度 :18.1HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:16.0重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.5重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.7重量%
・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−1:1.8重量%
(b)ペースト安定期間:4日
(c)光硬化深度 :16.2μm
(d)ビッカース硬度 :25.0HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=1.7μm):75.0重量%
・ポリエチレングリコールジアクリレート:19.5重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.9重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.9重量%
・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−1:2.7重量%
(b)ペースト安定期間:6日
(c)光硬化深度 :13.4μm
(d)ビッカース硬度 :24.9HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=1.7μm):75.0重量%
・ポリエチレングリコールジアクリレート:18.4重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.4重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.4重量%
・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−1:1.6重量%
・アクリル共重合体(分子量:30000、C=C二重結合を含む):3.2重量%
(b)ペースト安定期間:20日
(c)光硬化深度 :13.4μm
(d)ビッカース硬度 :23.8HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):72.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:20.8重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.7重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.6重量%
・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−1:2.1重量%
・エポキシ樹脂(分子量:6000、C=C二重結合を含む):2.8重量%
(b)ペースト安定期間:1ヶ月
(c)光硬化深度 :11.1μm
(d)ビッカース硬度 :17.3HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=2.8μm):80.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:13.3重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:0.9重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.7重量%
・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−1:1.9重量%
・エチルセルロース樹脂(分子量:30000、C=C二重結合を含まない):3.2重量%
(b)ペースト安定期間:1ヶ月
(c)光硬化深度 :13.7μm
(d)ビッカース硬度 :19.8HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=1.1μm):70.0重量%
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:23.7重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.4重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.6重量%
・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−1:2.0重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:5000、C=C二重結合を含まない):2.3重量%
(b)ペースト安定期間:10日
(c)光硬化深度 :13.0μm
(d)ビッカース硬度 :20.4HV
(a)組成
・Ag粉末(平均粒径=1.7μm):75.0重量%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:17.9重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.3重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.6重量%
・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−1:1.7重量%
・メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(分子量:60000、C=C二重結合を含まない):3.5重量%
(b)ペースト安定期間:1ヶ月半
(c)光硬化深度 :12.7μm
(d)ビッカース硬度 :18.4HV
(a)組成
・AgPd粉末(平均粒径=2.5μm):80.0重量%
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:13.4重量%
・2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン:1.1重量%
・2,4−ジエチルチオキサンソン:0.5重量%
・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−1:1.2重量%
・ブチラール樹脂(分子量:60000、C=C二重結合を含まない):3.8重量%
(b)ペースト安定期間:1ヶ月半
(c)光硬化深度 :12.9μm
(d)ビッカース硬度 :20.4HV
なお、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体またはブチラール樹脂の割合が1.0〜4.0重量%の割合を外れている試料1,2,6の場合、ビッカース硬度が10HV未満と、試料3〜5,7,8に比べて低い値であった。
すなわち、試料9〜16のうち、試料9、10においては、ゲル化防止のための樹脂が添加されていないため、ゲル化が進み、ペースト安定期間が非常に短いことが確認された。
また、試料11、12のように、C=C二重結合を含む樹脂を添加した場合にも、十分なゲル化抑制効果が得られないことが確認された。
また、試料13のように、エチルセルロース樹脂を添加した場合にも、十分なゲル化抑制効果が得られないことが確認された。
また、試料14のように、分子量が10000未満のメタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を添加した場合にも、十分なゲル化抑制効果が得られないことが確認された。
さらに、試料15、16のように、分子量が50000を超えるメタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(試料15)またはブチラール樹脂(試料16)を添加した場合にも、十分なゲル化抑制効果が得られないことが確認された。
なお、このセラミック多層基板11において、内層銅パターン(厚膜パターン)15、および表層銅パターン(厚膜パターン)17は幅が約50μm、膜厚が5μm以上となっている。
まず、ガラス粉末、セラミック粉末および有機ビヒクルを混合して、絶縁体セラミックグリーンシート用スラリーを調製する。また、同様にして、誘電体セラミックグリーンシート用スラリーを調製する。次いで、得られた各スラリーをドクターブレード法などによってシート状に成形し、50〜150℃の温度で乾燥させて、絶縁体セラミックグリーンシートおよび誘電体セラミックグリーンシートを作製する。なお、各セラミックグリーンシートには、必要に応じてバイアホールを形成する。
図3に示すように、まず、例えばアルミナからなる絶縁性基板33上に、本願発明にかかるフォトリソグラフィー用の感光性ペースト(導体用感光性ペースト)を塗布する。このフォトリソグラフィー用の感光性ペースト(導体用感光性ペースト)を塗布するにあたっては、スクリーン印刷法、スピンコート法、ドクターブレード法などの種々の方法を用いることが可能である。
なお、導体ペーストを一回塗布することにより、バイアホール接続部の孔に導体ペーストを充填するとともに感光性ペースト膜(導体用ペースト膜)を形成し、その後、露光、現像して、バイアホール導体と導体膜とを同時に焼成してもよい。
なお、本願発明の感光性ペーストを、導体用感光性ペーストあるいは絶縁体用感光性ペーストのいずれかのみに用いるようにすることも可能である。
したがって、本願発明の感光性ペーストは、多層セラミック基板などの回路基板や、多層回路素子などのチップ部品のような種々の電子部品を製造する際に用いることが可能である。より具体的には、チップコンデンサ、チップLCフィルタなどの高周波回路用電子部品、VCO(Voltage Controlled Oscillator)やPLL(Phase Locked Loop)などの高周波モジュール用多層セラミック基板、圧電部品、ハイブリッドICなどを製造する場合に有効に適用することができる。
12a、12b、12c、12d、12e、12f 絶縁体層
13a,13b 誘電体層
15 内層銅パターン
16 バイアホール
17 表層銅パターン
20 チップ部品
21 厚膜抵抗体
22 半導体IC
31 チップコイル
32 部品本体
33 絶縁性基板
34、35、36、37 絶縁体膜
38、39、40、41 導体膜
42、43 外部端子
44、45,46 バイアホール接続部
Claims (3)
- 無機粉末、感光性モノマー、および光重合開始剤を主成分とする感光性ペーストであって、
C=C二重結合を含まない、分子量10000〜50000のアクリル系樹脂またはブチラール系樹脂を1〜4重量%の割合で含有していること
を特徴とする感光性ペースト。 - 無機粉末と、感光性モノマーと、光重合開始剤と、C=C二重結合を含まない分子量10000〜50000のアクリル系樹脂またはブチラール系樹脂とを含み、かつ、前記アクリル系樹脂または前記ブチラール系樹脂の含有率が1〜4重量%である感光性ペーストを基体上に塗布して感光性ペースト膜を形成する膜形成工程と、
前記感光性ペースト膜に露光処理を施す露光工程と、
前記露光処理が施された前記感光性ペースト膜を現像して、所定の厚膜パターンを形成する現像工程と
を備えていることを特徴とする厚膜パターンの形成方法。 - 請求項2に記載の方法により厚膜パターンを形成する工程と、
前記厚膜パターンを焼成する工程と、
を備えていることを特徴とする電子部品の製造方法。
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