JP4953626B2 - Manufacturing method of ceramic electronic component - Google Patents

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Description

本発明は、積層セラミック配線基板のようなセラミック電子部品において、導体層を支持体の表面に導体ペーストを印刷することによって形成したセラミック電子部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic electronic component formed by printing a conductor layer on a surface of a support in a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic wiring board.

近年、電子機器の小型化に伴い、この電子機器に用いられる積層セラミック配線基板のようなセラミック電子部品においても小型化及び高性能化が望まれている。例えば、積層セラミック配線基板においては小型化及び配線導体の高密度化のために、より薄い絶縁層及び配線導体層を多層に形成し、配線導体層の幅、間隔及びスルーホールもより微細なものが求められている。   In recent years, with the miniaturization of electronic devices, there is a demand for miniaturization and high performance in ceramic electronic components such as multilayer ceramic wiring boards used in the electronic devices. For example, in a multilayer ceramic wiring board, in order to reduce the size and increase the density of wiring conductors, thinner insulating layers and wiring conductor layers are formed in multiple layers, and the width, spacing and through-holes of the wiring conductor layers are finer. Is required.

このようなセラミック電子部品の製造方法として、特許文献1に記載されているような、導体層が表面に形成された支持体上にセラミックスラリーを印刷し、乾燥後、剥離することにより平坦なシートを形成する製法が提案されている。この製法によればグリーンシート積層時に不均一な圧力によりデラミネーションを発生することが少なくなるので、電気的な特性を確保することができる。また導体層が形成されたグリーンシートを多数積層する際、低圧で積層できるため、積層変形を抑えることができ、セラミック積層体の高寸法精度が確保されるというものである。
特開昭50−64768号公報
As a method for producing such a ceramic electronic component, a flat sheet is formed by printing a ceramic slurry on a support having a conductor layer formed on the surface as described in Patent Document 1, drying, and then peeling. A manufacturing method for forming the film has been proposed. According to this manufacturing method, since delamination is less likely to occur due to non-uniform pressure when the green sheets are laminated, electrical characteristics can be ensured. Further, when a large number of green sheets on which conductor layers are formed are laminated, lamination can be performed at a low pressure, so that lamination deformation can be suppressed and high dimensional accuracy of the ceramic laminate can be ensured.
Japanese Patent Laid-Open No. 50-64768

しかしながら、導体層が表面に形成された支持体上にセラミックスラリーを塗布し、乾燥後に剥離することで平坦なシートを形成する製法では、導体層が形成された領域が重なる部分とそうでない部分で厚み差がなく、グリーンシート同士が密着することとなるため、セラミック積層体を焼成して得られるセラミック電子部品はデラミネーションの発生が少ないものとなるものの、支持体上に導体層を形成した後、セラミックスラリーを塗工すると、セラミックスラリーと導体層とが互いに溶解し、混合、同一化し、実際に設計した幅よりも導体幅が広がる(以下、ニジミともいう)という問題を有していた。そのため、電子部品の内部に上記のような導体のニジミが存在すると、電気的な容量値や抵抗値が実際の設計値からずれるため、上記の製造方法により製造された電子部品は、電気特性の規格値を満足することができないという問題があった。   However, in a manufacturing method in which a flat sheet is formed by applying a ceramic slurry on a support having a conductor layer formed on the surface and peeling it off after drying, a portion where the conductor layer is formed overlaps with a portion where it does not overlap. Since there is no difference in thickness and the green sheets will be in close contact with each other, the ceramic electronic component obtained by firing the ceramic laminate will have less delamination, but after forming the conductor layer on the support When the ceramic slurry is applied, the ceramic slurry and the conductor layer are dissolved, mixed, and made identical to each other, and the conductor width is wider than the actually designed width (hereinafter also referred to as “brightening”). For this reason, if there is a bleed in the conductor as described above inside the electronic component, the electrical capacitance value and the resistance value deviate from the actual design values. Therefore, the electronic component manufactured by the above manufacturing method has electrical characteristics. There was a problem that the standard value could not be satisfied.

一方、導体層が表面に形成された支持体上にセラミックスラリーを塗布し、乾燥後に剥離することで平坦なシートを形成する製法では、導体層やセラミックスラリーは支持体の伸縮による影響を受けるため、熱膨張の大きい支持体を用いると、乾燥時の支持体の膨張に追従して導体やセラミックスラリーが膨張し、実際に設計したものよりも導体幅やピッチが広がる(以下、寸法ずれともいう)という問題を有していた。電子部品の内部に上記のような導体の欠損や寸法ずれが存在すると、電気的な容量値や抵抗値が実際の設計値からずれるため、上記の製造方法により製造された電子部品は、電気特性の規格値を満足することができないという問題があった。   On the other hand, in a production method in which a flat sheet is formed by applying a ceramic slurry on a support having a conductor layer formed on the surface and peeling it after drying, the conductor layer and the ceramic slurry are affected by the expansion and contraction of the support. When a support having a large thermal expansion is used, the conductor and the ceramic slurry expand following the expansion of the support during drying, and the conductor width and pitch are wider than those actually designed (hereinafter also referred to as dimensional deviation). ). If there is a defect or dimensional deviation of the conductor as described above inside the electronic component, the electrical capacity value or resistance value deviates from the actual design value. Therefore, the electronic component manufactured by the above manufacturing method has electrical characteristics. There was a problem that it was not possible to satisfy the standard value.

本発明は、上述の問題点に鑑み案出されたもので、デラミネーションの発生が有効に抑えられ、高寸法精度な導体が形成でき、高い電気特性を有するセラミック電子部品を得ることが可能なセラミック電子部品の製造方法を提供することにある。   The present invention has been devised in view of the above-described problems, and the occurrence of delamination can be effectively suppressed, a conductor with high dimensional accuracy can be formed, and a ceramic electronic component having high electrical characteristics can be obtained. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic electronic component.

本発明のセラミック電子部品の製造方法は、支持体の表面に導体ペーストを印刷することによって導体を形成したセラミック電子部品の製造方法であって、支持体上に導体ペーストを塗布して導体層を形成する工程Aと、該導体層を形成した前記支持体上にセラミックスラリーを塗布してセラミックグリーンシート層を形成して乾燥することにより導体層付きセラミックグリーンシートを得る工程Bと、該導体層付きセラミックグリーンシートに貫通穴を穿設し、該貫通穴内に導体ペーストを充填する工程Cと、前記導体層付きセラミックグリーンシートを加熱しつつ複数枚積層することによりセラミック積層体を形成する工程Dと、前記セラミック積層体を焼成する工程Eと、を含むセラミック電子部品の製造方法において、前記セラミックスラリーの溶解度パラメータと前記導体層の溶解度パラメータとの差が1.0乃至7.0であり、前記支持体は70〜170℃の熱処理を施して作製され、前記乾燥時の前後における平面方向の寸法変化率が0.1%以内であることを特徴とするものである。
The method for producing a ceramic electronic component of the present invention is a method for producing a ceramic electronic component in which a conductor is formed by printing a conductor paste on the surface of a support, and the conductor layer is coated on the support by applying the conductor paste. Step A for forming, Step B for obtaining a ceramic green sheet with a conductor layer by applying a ceramic slurry on the support on which the conductor layer has been formed to form a ceramic green sheet layer and drying, and the conductor layer Forming a ceramic laminate by drilling a through hole in the attached ceramic green sheet and filling the through hole with a conductive paste; and forming a ceramic laminate by laminating a plurality of the ceramic green sheets with the conductor layer while heating And ceramic ceramic component manufacturing method including the step E of firing the ceramic laminate. The difference between the solubility parameter of the slurry and the solubility parameter of the conductor layer is 1.0 to 7.0, wherein the support is prepared by heat treatment of 70 to 170 ° C., in the planar direction before and after the time of the drying The dimensional change rate is within 0.1%.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記支持体がUV吸収材を含有して成り、前記工程Cにおいて前記貫通穴がYAGレーザーの照射により穿設されることを特徴とするものである。   The method for manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention is characterized in that the support includes a UV absorber, and the through hole is formed by irradiation with a YAG laser in the step C. is there.

さらに、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記工程Bが、前記セラミックグリーンシート層上に前記工程Dにおける加熱によって溶融する溶融成分を含んだ第2のセラミックグリーンシート層を形成する工程を含むことを特徴とするものである。   Further, in the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention, the step B includes a step of forming a second ceramic green sheet layer containing a melting component that melts by heating in the step D on the ceramic green sheet layer. It is characterized by including.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記第2のセラミックグリーンシート層が前記工程Aにおいて塗布されたセラミックスラリー上に第2のセラミックスラリーを塗布し、乾燥することにより形成されており、前記セラミックスラリーの溶解度パラメータと第2のセラミックスラリーの溶解度パラメータの差が2以上であることを特徴とするものである。   In the method for manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention, the second ceramic green sheet layer is formed by applying the second ceramic slurry onto the ceramic slurry applied in the step A and drying it. The difference between the solubility parameter of the ceramic slurry and the solubility parameter of the second ceramic slurry is 2 or more.

さらに、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記工程Bにおいて前記第2のセラミックグリーンシート層が前記セラミックグリーンシート層上に積層して加熱することによって形成されており、前記溶融成分は前記工程B及び前記工程Dにおける加熱によって溶融状態となることを特徴とするものである。   Furthermore, in the method for producing a ceramic electronic component of the present invention, the second ceramic green sheet layer is formed on the ceramic green sheet layer and heated in the step B, and the molten component is It becomes a molten state by the heating in the process B and the process D.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記溶融成分の融点が35及至100℃の範囲内にあることを特徴とするものである。
In the method for producing a ceramic electronic component according to the present invention, the melting point of the molten component is in the range of 35 to 100 ° C.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記YAGレーザーが第三高調波のYAGレーザーであり、前記セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粉末の個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下であることを特徴とするものである。   In the method of manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention, the YAG laser is a third harmonic YAG laser, and the 90% particle size (D90) in the number cumulative particle size distribution of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet is It is 10 μm or less.

本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、支持体上に導体ペーストで導体層を形成し、この支持体上にセラミックスラリーを塗工してセラミックシートを形成して乾燥し、導体層とセラミックグリーンシートから成る導体層付きセラミックグリーンシートを形成する工程において、セラミックスラリーの溶解度パラメータと導体層の溶解度パラメータとの差を1.0乃至7.0に設定したことから、セラミックスラリーと導体層とが互いに溶解し、混合、同一化せずに導体のニジミを防ぐことができ、かつ導体層を形成したセラミックグリーンシートを支持体から剥がした際に、セラミックグリーンシートからの導体層の剥がれや欠損を防ぐことができる。
According to the method for producing a ceramic electronic component of the present invention, a conductor layer is formed with a conductor paste on a support, a ceramic slurry is applied on the support to form a ceramic sheet, and the conductor layer is dried. Since the difference between the solubility parameter of the ceramic slurry and the solubility parameter of the conductor layer is set to 1.0 to 7.0 in the step of forming the ceramic green sheet with the conductor layer made of the ceramic green sheet, the ceramic slurry and the conductor layer Are dissolved in each other and mixed, and it is possible to prevent the conductor from blurring without being equalized, and when the ceramic green sheet on which the conductor layer is formed is peeled off from the support, the peeling of the conductor layer from the ceramic green sheet Defects can be prevented.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、導体層付きセラミックグリーンシートに貫通穴加工を施す加工を、YAGレーザーの照射により行なうとともに、支持体にUV吸収材を含有させるようにした場合は、レーザーの照射スポット径を50μm程度に小さくすることができ、かつ、支持体がUV吸収材を含有しており効率よくレーザーを吸収し加工されるため、支持体と導体層付きセラミックグリーンシートを同時に一括して穴加工することができ、さらに、スルーホールを例えば50μm以下の小径とすることができる。   In addition, according to the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention, the processing for subjecting the ceramic green sheet with a conductor layer to through-hole processing is performed by irradiation with a YAG laser and the support is made to contain a UV absorber. In this case, the laser irradiation spot diameter can be reduced to about 50 μm, and the support contains a UV absorber and is efficiently processed by absorbing the laser. Sheets can be simultaneously drilled at the same time, and the through holes can have a small diameter of, for example, 50 μm or less.

さらに、本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、支持体上に導体ペーストで導体層を形成し、導体層を形成した支持体上にセラミックグリーンシートを形成する工程を具備していることから、導体層が形成された領域が重なる部分とそうでない部分ではその厚み差が少なく、導体層周囲や導体層間に空隙を発生させることなくセラミックグリーンシート同士を密着せしめ、セラミック積層体を焼成して得られるセラミック電子部品はデラミネーションの発生の殆どないものとなる。また、セラミックグリーンシートを低圧で積層することができ、セラミックグリーンシートおよびその上に形成された導体パターン形状が変形することは殆どなく、得られるセラミック積層体およびそれを焼成して得られるセラミック電子部品は高い寸法精度を有したものとなる。
Furthermore, according to the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention, the method includes the steps of forming a conductor layer with a conductor paste on a support and forming a ceramic green sheet on the support on which the conductor layer is formed. Therefore, there is little difference in thickness between the area where the conductor layer is formed and the area where it is not, and the ceramic green sheets are brought into close contact with each other without generating voids around the conductor layer or between the conductor layers, and the ceramic laminate is fired. The ceramic electronic component obtained in this way has almost no delamination. In addition, ceramic green sheets can be laminated at a low pressure, and the ceramic green sheets and the conductor pattern formed thereon are hardly deformed. The resulting ceramic laminate and ceramic electronics obtained by firing the ceramic laminate are obtained. The parts have high dimensional accuracy.

またこの場合、第2のセラミックグリーンシート層は加熱時に溶融する溶融成分を含有しているため、セラミックグリーンシート同士を積層する際に高い圧力をかける必要はなく、積層したセラミックグリーンシートが位置ずれしない程度の圧力で積層すればよい。従って、積層圧力による変形がなく高寸法精度を維持することができる。   In this case, since the second ceramic green sheet layer contains a melting component that melts when heated, there is no need to apply high pressure when laminating the ceramic green sheets, and the laminated ceramic green sheets are misaligned. What is necessary is just to laminate | stack by the pressure of the grade which does not. Accordingly, there is no deformation due to the lamination pressure, and high dimensional accuracy can be maintained.

ここで、第1のセラミックグリーンシート層は加熱時に溶融する溶融成分を含有しないことから、第1のセラミックグリーンシートは加熱時に変形することは殆どなく、かつ積層の際の、積層したセラミックグリーンシートが位置ずれしないように押さえる程度の圧力では大きく変形しないものとなっている。よって、第1のセラミックグリーンシート層および導体層の形状が良好に保持されるため、得られるセラミック積層体およびそれを焼成して得られるセラミック電子部品はデラミネーションの発生が有効に防止され、かつ高い寸法精度を有したものとなる。   Here, since the first ceramic green sheet layer does not contain a melting component that melts when heated, the first ceramic green sheet hardly deforms when heated, and the laminated ceramic green sheets at the time of lamination. Is not greatly deformed by a pressure that can be pressed so as not to be displaced. Therefore, since the shapes of the first ceramic green sheet layer and the conductor layer are satisfactorily maintained, the resulting ceramic laminate and the ceramic electronic component obtained by firing the same are effectively prevented from delamination, and It has high dimensional accuracy.

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、加熱時に溶融する溶融成分の融点が35℃乃至100℃であるものを用いた場合、常温では第2のセラミックグリーンシート層が軟化して変形することは殆どないので、積層工程までのハンドリングが容易になり、また加熱時にセラミックグリーンシート中の有機バインダーや可塑剤等の有機成分が分解することがないので、分解ガスに起因したデラミネーションの発生が有効に防止される。   Further, according to the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention, when the melting component of the melting component that melts when heated is 35 ° C. to 100 ° C., the second ceramic green sheet layer is softened at room temperature. Since there is almost no deformation, handling up to the lamination process is easy, and organic components such as organic binders and plasticizers in the ceramic green sheet are not decomposed during heating, so delamination caused by decomposition gas Is effectively prevented.

さらに、キャビティを有するセラミック電子部品を製造する場合、大きな加圧力によりセラミックグリーンシートを圧着させる必要がないので、キャビティ周囲部とキャビティ底部との加圧によるセラミックグリーンシートの伸びの違いによるキャビティ底部の反りの発生が有効に抑えられ、キャビティ底部に電子素子を精度よく確実に搭載することができるセラミック電子部品が得られる。
Furthermore, when manufacturing a ceramic electronic component having a cavity, it is not necessary to press the ceramic green sheet with a large pressure, so that the cavity bottom due to the difference in elongation of the ceramic green sheet due to the pressurization between the cavity periphery and the cavity bottom. The generation of warpage can be effectively suppressed, and a ceramic electronic component can be obtained in which an electronic element can be mounted accurately and reliably on the bottom of the cavity.

さらに、本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、導体層付きセラミックグリーンシートに貫通穴加工を施す加工を、第三高調波のYAGレーザーで行なった場合には、レーザーの照射スポット径を30μm程度にさらに小さくすることができ、スルーホールを例えば30μm以下のより小径なものとすることができる。   Furthermore, according to the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention, when the through hole processing is performed on the ceramic green sheet with the conductor layer using a third harmonic YAG laser, the irradiation spot diameter of the laser is reduced. It can be further reduced to about 30 μm, and the through hole can have a smaller diameter of, for example, 30 μm or less.

また、セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粉末の個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下とした場合には、セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粉末が、第三高調波のYAGレーザーにて揮発した支持体の噴出ガスによって、貫通穴の内部から物理的に弾き出されるように排出される際に、貫通穴の側面に生ずるセラミック粉末の脱離痕の大きさが小さくなり、貫通穴の側面の凹凸形状がより平坦なものとすることができる。その結果、貫通穴内に導体ペーストを充填した際に、貫通穴と充填された導体ペーストの間に空隙が生じることが無く、導通信頼性の高いセラミック電子部品が得られる。   Further, when the 90% particle size (D90) in the number cumulative particle size distribution of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet is 10 μm or less, the ceramic powder contained in the ceramic green sheet becomes a third harmonic YAG laser. When the ejected gas from the support that has volatilized is discharged so as to be physically ejected from the inside of the through hole, the size of the ceramic powder desorption marks on the side surface of the through hole is reduced, and The uneven shape of the side surface can be made flatter. As a result, when the conductor paste is filled in the through hole, there is no gap between the through hole and the filled conductor paste, and a ceramic electronic component with high conduction reliability is obtained.

以上のように、本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、絶縁層間に空隙がなく、絶縁層や導体層の変形も少ないことから、デラミネーションの発生が殆どなく、高い寸法精度を有しかつ高精度なパターンを形成することができる高品質のセラミック電子部品が得られる。   As described above, according to the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention, since there are no gaps between insulating layers and deformation of the insulating layer and the conductor layer is small, delamination hardly occurs and high dimensional accuracy is obtained. In addition, a high-quality ceramic electronic component capable of forming a highly accurate pattern is obtained.

本発明のセラミック電子部品の製造方法について以下に詳細に説明する。   The method for producing a ceramic electronic component of the present invention will be described in detail below.

図1は本発明のセラミック電子部品の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図であり、1は支持体、2は導体層、3はセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう。)、4は導体層付きセラミックグリーンシート(以下、導体付きグリーンシートともいう。)、5はセラミック積層体である。
Figure 1 is a sectional view of each process showing an example of an embodiment of a manufacturing method of a ceramic electronic component of the present invention, 1 is a support, 2 conductor layer, 3 is a ceramic green sheet (hereinafter, also green sheet say.), 4 ceramic green sheets (hereinafter with conductive layers, also referred to as a conductor with the green sheet.), 5 is a ceramic laminate.

まず、図1(a)に示すように、支持体上に導体ペーストによって導体層2を形成し、さらに図1(b)に示すように、導体層2を形成した支持体1上にセラミックスラリーによってグリーンシート3を形成する。   First, as shown in FIG. 1 (a), a conductor layer 2 is formed on a support by a conductor paste, and further, as shown in FIG. 1 (b), a ceramic slurry is formed on the support 1 on which the conductor layer 2 is formed. Thus, the green sheet 3 is formed.

支持体1は、溶剤の浸透しない樹脂成形物であり、従来から用いられているポリエチレ
ンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体等
のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレ
フィン樹脂、ポリフッ化エチレン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリル樹脂等の樹脂を用
いた樹脂成形物を用いることができる。
The support 1 is a resin molded product that does not penetrate a solvent, and is a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate-isophthalate copolymer conventionally used, such as polyethylene, polypropylene, and polymethylpentene. A resin molding using a resin such as a polyolefin resin, a polyfluorinated ethylene resin, a cellulose resin, or an acrylic resin can be used.

導体層2を形成する支持体1の表面には、グリーンシート3の成形後に支持体1からの剥離性を向上させるため、離型層を形成してもよい。離型層の種類としては、大別してシリコーン系の離型剤と、非シリコーン系の離型剤があり、非シリコーン系の離型剤としてはフッ素系などを用いることができる。この離型剤としては、商品形態別にいえば無溶剤型、エマルジョン型、溶剤型のいずれでも使用し得る。またこの離型層の厚みは、用いられる離型剤の種類により異なるが、グリーンシート3を支持体1から剥がすことができ、かつ離型剤により導体層2の形成時に導体ペーストのハジキが発生しない程度の厚みであればよい。   A release layer may be formed on the surface of the support 1 on which the conductor layer 2 is formed in order to improve the peelability from the support 1 after the green sheet 3 is formed. The types of release layers are broadly classified into silicone release agents and non-silicone release agents, and fluorine-based release agents can be used as the non-silicone release agents. As the release agent, any of a solventless type, an emulsion type, and a solvent type can be used depending on the product form. The thickness of the release layer varies depending on the type of release agent used, but the green sheet 3 can be peeled off from the support 1 and repelling of the conductor paste occurs when the conductor layer 2 is formed by the release agent. It is sufficient if the thickness is such that it does not.

支持体1の厚みは10〜100μmが適当であり、望ましくは20〜50μが良い。これは、支持体1の厚みが10μmより小さいとフィルムの変形や折れ曲がりにより形成した導体パターンが断線や剥がれを引き起こしやすくなり、厚みが100μmより大きいとスルーホールの穴加工が難しくなるためである。   The thickness of the support 1 is suitably 10 to 100 μm, preferably 20 to 50 μm. This is because if the thickness of the support 1 is less than 10 μm, the conductor pattern formed by deformation or bending of the film tends to cause disconnection or peeling, and if the thickness is greater than 100 μm, it is difficult to drill through holes.

また、支持体1のセラミックスラリー及び前記導体ペーストの乾燥時前後での寸法変化率は0.1%以内である。この寸法変化率は、支持体1上の導体層2及びグリーンシート3を形成するにあたり、微細配線の配線ピッチ間のばらつきを低減し高い寸法精度での作製を可能とするために重要な要因であって、上記の支持体1の平面方向の寸法変化率が0.1%よりも大きいと、寸法精度の高い積層セラミック配線基板の製造ができなくなってしまう。
The dimensional change rate in the dry before and after the ceramic slurry and the conductive paste support 1 Ru der within 0.1%. This dimensional change rate is an important factor in forming the conductor layer 2 and the green sheet 3 on the support 1 in order to reduce the variation between the wiring pitches of the fine wiring and enable the fabrication with high dimensional accuracy. If the dimensional change rate in the planar direction of the support 1 is greater than 0.1%, it becomes impossible to manufacture a multilayer ceramic wiring board with high dimensional accuracy.

このような伸びの小さい支持体1は、所定の熱処理(アニール)を施すことによって作製することができる。具体的には、熱処理の温度はフィルムの材質にもよるが、70〜170℃の範囲が良く、好ましくは100〜170℃が良い。処理温度が70℃より低いと支持体1の工程中での寸法変化が大きく、配線ピッチ間のばらつきが大きくなりやすい。また、処理温度が170℃を超えると支持体1の変形が発生し、配線ピッチ間のばらつきが大きくなってしまう。   Such a support 1 having a small elongation can be produced by performing a predetermined heat treatment (annealing). Specifically, although the temperature of the heat treatment depends on the material of the film, it is preferably in the range of 70 to 170 ° C, preferably 100 to 170 ° C. When the processing temperature is lower than 70 ° C., the dimensional change during the process of the support 1 is large, and the variation between the wiring pitches tends to be large. Further, when the processing temperature exceeds 170 ° C., the support 1 is deformed, and the variation between the wiring pitches becomes large.

また、導体ペーストは、導体粉末、有機バインダー、溶剤等を混合したものが用いられ、導体粒子の分散性や導体層2の硬度や強度を調整するために分散剤や可塑剤を添加してもよい。支持体1上に導体層2を形成する方法としては、例えば導体材料粉末をペースト化したものをスクリーン印刷法やグラビア印刷法、またはインクジェットなどの方法が適用できる。   The conductor paste is a mixture of conductor powder, organic binder, solvent, etc., and a dispersant or plasticizer may be added to adjust the dispersibility of the conductor particles and the hardness and strength of the conductor layer 2. Good. As a method for forming the conductor layer 2 on the support 1, for example, a screen printing method, a gravure printing method, an ink jet method, or the like, which is obtained by pasting a conductive material powder can be applied.

導体材料としては、例えばW,Mo,Mn,Au,Ag,Cu,Pd(パラジウム),Pt(白金)等の1種または2種以上が挙げられ、2種以上の場合は混合、合金、コーティング等のいずれの形態であってもよい。その導体粉末はアトマイズ法、還元法等により製造されたものであり、必要により酸化防止、凝集防止等の処理をおこなってもよい。また、分級等により微粉末または粗粉末を除去し粒度分布を調整したものであってもよい。   Examples of the conductive material include one or more of W, Mo, Mn, Au, Ag, Cu, Pd (palladium), Pt (platinum), etc., and in the case of two or more, mixing, alloy, coating Or any other form. The conductor powder is manufactured by an atomization method, a reduction method, or the like, and may be subjected to treatments such as oxidation prevention and aggregation prevention as necessary. Moreover, fine powder or coarse powder may be removed by classification or the like to adjust the particle size distribution.

有機バインダーとしては、従来より導体ペーストに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系(アクリル酸,メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体,具体的には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),ポリビニルブチラ−ル系,ポリビニルアルコール系,アクリル−スチレン系,ポリプロピレンカーボネート系,セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系、アルキド系の有機バインダーがより好ましい。また、有機バインダーの添加量としては、導体粒子により異なるが、有機バインダーの分解性に問題なく、かつ導体粒子を分散できる量であればよい。   As the organic binder, those conventionally used for conductive pastes can be used. For example, acrylic (acrylic acid, methacrylic acid or a homopolymer or copolymer thereof, specifically an acrylic ester. Copolymer, methacrylic acid ester copolymer, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, cellulose, etc. Examples thereof include a polymer or a copolymer. In view of decomposition and volatility in the firing step, acrylic and alkyd organic binders are more preferable. The amount of the organic binder to be added varies depending on the conductor particles, but may be any amount that can disperse the conductor particles without any problem in the decomposability of the organic binder.

溶剤としては、上記の導体粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、テルピネオールやブチルカルビトールアセテート及びフタル酸等の可塑剤などが使用可能であるが、導体層2形成後の溶剤の乾燥性を考慮し、テルピネオール等の低沸点溶剤などが好ましい。   The solvent is not particularly limited as long as the above-described conductor powder and organic binder can be well dispersed and mixed, and plasticizers such as terpineol, butyl carbitol acetate and phthalic acid can be used. Considering the drying property of the solvent after the formation of the layer 2, a low boiling point solvent such as terpineol is preferable.

次に、図1(b)のように、導体ペーストによって導体層2が形成された支持体1上にセラミックスラリーによってグリーンシート3を形成し、導体層2とグリーンシート3から成る導体付きグリーンシート4を形成する。   Next, as shown in FIG. 1B, a green sheet 3 is formed by ceramic slurry on a support 1 on which a conductor layer 2 is formed by a conductor paste, and the conductor-equipped green sheet comprising the conductor layer 2 and the green sheet 3 is formed. 4 is formed.

本形態において使用するグリーンシート3は、セラミック粉末、有機バインダー、溶剤等を混合したセラミックスラリーを、導体層2が形成されている支持体1上に成形して形成することが可能である。セラミック粉末の分散性やグリーンシート3の硬度や強度を調整するために分散剤や可塑剤を添加してしてもよい。   The green sheet 3 used in this embodiment can be formed by molding a ceramic slurry mixed with ceramic powder, an organic binder, a solvent and the like on the support 1 on which the conductor layer 2 is formed. In order to adjust the dispersibility of the ceramic powder and the hardness and strength of the green sheet 3, a dispersant or a plasticizer may be added.

このとき、セラミックスラリーの溶解度パラメータと導体層2の溶解度パラメータとの差を1.0乃至7.0にすることが重要である。   At this time, it is important to set the difference between the solubility parameter of the ceramic slurry and the solubility parameter of the conductor layer 2 to 1.0 to 7.0.

セラミックスラリーの溶解度パラメータと導体層2の溶解度パラメータとの差を1.0乃至7.0にすることよって、支持体1に導体ペーストを印刷し乾燥して導体層2を形成し、セラミックスラリーによってグリーンシート3を形成した際、セラミックスラリーによって形成されたグリーンシート3と導体ペーストを印刷し乾燥することよって形成された導体層2が互いに溶解することを抑制するので、グリーンシート3と導体層2が混合、同一化してしまうことを防ぎ、かつ導体層2がセラミックスラリーをはじくことに起因して、導体を形成したグリーンシートを支持体からはがす際に、導体層2のグリーンシートからの剥がれによる、導体層2の欠損を防ぐことができる。   By setting the difference between the solubility parameter of the ceramic slurry and the solubility parameter of the conductor layer 2 to 1.0 to 7.0, the conductor paste 2 is printed on the support 1 and dried to form the conductor layer 2. When the green sheet 3 is formed, the green sheet 3 formed of the ceramic slurry and the conductor layer 2 formed by printing and drying the conductor paste are prevented from dissolving each other. Due to peeling of the conductive layer 2 from the green sheet when the green sheet on which the conductor is formed is peeled off from the support due to the conductive layer 2 repelling the ceramic slurry. The loss of the conductor layer 2 can be prevented.

ここで、溶解度パラメータ(Solubility Parameter)とは、有機成分の性質が似通ったものは相溶けやすいという性質をもとに数値化したものであり、SP値とも呼ばれるものである。溶解度パラメータの値が近いもの同士は溶解しやすいことを示すものであるので、有機成分の溶解力を示す指標として用いられる。   Here, the solubility parameter is quantified based on the property that organic components having similar properties are easily compatible with each other, and is also called an SP value. Since those having similar solubility parameter values are easily dissolved, they are used as an index indicating the dissolving power of the organic component.

本形態において、セラミックスラリーの溶解度パラメータは、セラミックスラリー中の各有機成分の溶解度パラメータと各有機成分の体積分率から算出した。例えば、セラミックスラリー中に2つの有機成分が含まれ、それぞれの溶解度パラメータが5および7で、体積分率がそれぞれ70%および30%である場合のセラミックスラリーの溶解度パラメータは5×0.7+7×0.3=5.6とした。なお、本発明の有機成分の溶解度パラメータは、講談社出版「溶剤ハンドブック」(浅原昭三ほか編、1976年初版)による溶解度パラメータのデータを使用した。   In this embodiment, the solubility parameter of the ceramic slurry was calculated from the solubility parameter of each organic component in the ceramic slurry and the volume fraction of each organic component. For example, if the ceramic slurry contains two organic components, the solubility parameters are 5 and 7, and the volume fraction is 70% and 30%, respectively, the solubility parameter of the ceramic slurry is 5 × 0.7 + 7 ×. 0.3 = 5.6. As the solubility parameter of the organic component of the present invention, solubility parameter data published by Kodansha “Solvent Handbook” (Shozo Asahara et al., 1976, first edition) was used.

セラミックスラリーや導体ペーストの溶解度パラメータは、セラミックスラリーや導体ペーストに添加する有機成分の種類や、複数種類添加する場合には、その添加比率により変更することが可能である。特に導体ペーストの場合、添加する有機成分である溶剤を複数種類添加し、導体層2を形成した後の乾燥等により溶剤比率を変更することにより、溶解度パラメータを変更することが好ましい。これによって、支持体に導体形成しやすい溶剤を選択して添加し、導体層2の形成後、セラミックスラリーを塗工する前に、導体層2の形成後の温度・時間等の乾燥条件の調整により、溶解度パラメータを所望の範囲に変更
することが容易となる。
The solubility parameter of the ceramic slurry or conductor paste can be changed depending on the type of organic component added to the ceramic slurry or conductor paste or the addition ratio when a plurality of types are added. In particular, in the case of a conductor paste, it is preferable to change the solubility parameter by adding a plurality of types of solvents, which are organic components to be added, and changing the solvent ratio by drying or the like after forming the conductor layer 2. Thus, a solvent that easily forms a conductor is selected and added to the support, and after the formation of the conductor layer 2 and before the ceramic slurry is applied, the drying conditions such as temperature and time after the formation of the conductor layer 2 are adjusted. This makes it easy to change the solubility parameter to a desired range.

また、グリーンシート3は、セラミック粉末、有機バインダー、溶剤等を混合したセラミックスラリーを、導体層2を形成した支持体1を前記支持体として、前記支持体上に成形して形成することが可能である。セラミック粉末の分散性やグリーンシート3の硬度や強度を調整するために分散剤や可塑剤を添加してしてもよい。また、グリーンシート3は、第1のグリーンシート層と溶融成分を含む第2のグリーンシート層で形成することも可能である。   The green sheet 3 can be formed by forming a ceramic slurry mixed with ceramic powder, an organic binder, a solvent, and the like on the support using the support 1 on which the conductor layer 2 is formed as the support. It is. In order to adjust the dispersibility of the ceramic powder and the hardness and strength of the green sheet 3, a dispersant or a plasticizer may be added. The green sheet 3 can also be formed of a first green sheet layer and a second green sheet layer containing a molten component.

この場合、前記第1のグリーンシート層上に前記第2のグリーンシート層を形成する方法は、(1)導体層2の形成された前記支持体上の前記第1のグリーンシート層と、別の支持体上に成形した前記第2のグリーンシート層を、前記第1のグリーンシート層の上に積層して形成する方法、(2)導体層2の形成された前記支持体上に、形成された前記第1のグリーンシート層上に前記第2のグリーンシートのスラリーを塗布して形成する方法、(3)導体層2の形成された前記支持体上に塗布された前記第1のグリーンシート層のスラリー上に前記第2のグリーンシート層のスラリーを塗布して形成する方法が挙げられる。   In this case, the method of forming the second green sheet layer on the first green sheet layer is different from (1) the first green sheet layer on the support on which the conductor layer 2 is formed. A method of laminating the second green sheet layer formed on the support of the first layer on the first green sheet layer, and (2) forming on the support on which the conductor layer 2 is formed. A method of forming a slurry of the second green sheet on the formed first green sheet layer, and (3) the first green applied on the support on which the conductor layer 2 is formed. The method of apply | coating and forming the slurry of the said 2nd green sheet layer on the slurry of a sheet layer is mentioned.

この中で、方法(2)及び(3)については、前記第1のグリーンシート層と、前記第2のグリーンシート層を同時に成形することができるので、工程数、積層数の増加による、工期の長期化、コストアップ、歩留まり低下、層間の導体接続信頼性の低下、といった問題を発生させることなく高流動性層を形成することが可能となる。また、高流動性層の積層工程がないので、高流動性層の積層時の空気の巻き込みがなく、かつ導体層は積層グリーンシート(前記第1のグリーンシート層と前記第2のグリーンシート層を積層したも
の)内に形成されるため、前記積層グリーンシートは導体層の段差がなく平坦となるため、デラミネーションのない高信頼性のセラミック電子部品を得ることが可能となる。
Among these, for the methods (2) and (3), since the first green sheet layer and the second green sheet layer can be simultaneously formed, the construction period is increased by increasing the number of steps and the number of layers. It is possible to form a high fluidity layer without causing problems such as a long period of time, an increase in cost, a decrease in yield, and a decrease in reliability of conductor connection between layers. Further, since there is no lamination step of the high fluidity layer, there is no air entrainment when the high fluidity layer is laminated, and the conductor layer is a laminated green sheet (the first green sheet layer and the second green sheet layer). Since the laminated green sheet is flat without a step in the conductor layer, it is possible to obtain a highly reliable ceramic electronic component without delamination.

また、方法(1)については、前記第1のグリーンシート層と前記第2のグリーンシート層とを別々に形成し、積層して加熱することによって導体層2及び前記第1及び第2のグリーンシート層からなる前記積層グリーンシートを作製することから、グリーンシート3を形成する際に混合、同一化することがなく、より広い溶解度パラメータのグリーンシートまたはセラミックスラリーを使用することができる。   In the method (1), the first green sheet layer and the second green sheet layer are separately formed, laminated and heated to heat the conductor layer 2 and the first and second green sheets. Since the laminated green sheet composed of the sheet layers is produced, green sheets or ceramic slurries having a wider solubility parameter can be used without being mixed and made identical when forming the green sheet 3.

前記溶融成分は上記のものの中でも、その融点が35乃至100℃であるものが好ましい。これは、この範囲の融点のものを用いると、常温では前記第2のグリーンシート層が軟化して変形することはないので、積層工程までのハンドリングが容易になり、セラミック積層体5を作製する工程における加熱時にセラミック積層体5中の有機バインダーや可塑剤等の有機成分が分解することが殆どないので、分解ガスに起因したデラミネーションの発生が有効に防止されるからである。融点が35乃至100℃である溶融成分としては、ヘキサデカノール,ポリエチレングリコール,ポリグリセロール,ステアリルアミド,オレイルアミド,エチレングリコールモノステアレート,パラフィン,ステアリン酸,シリコーン等が挙げられる。   Among the above-mentioned melting components, those having a melting point of 35 to 100 ° C. are preferable. This is because when the material having a melting point in this range is used, the second green sheet layer is not softened and deformed at room temperature, so that the handling up to the lamination process is facilitated, and the ceramic laminate 5 is produced. This is because organic components such as the organic binder and plasticizer in the ceramic laminate 5 are hardly decomposed during heating in the process, and therefore, delamination caused by the decomposition gas is effectively prevented. Examples of the melting component having a melting point of 35 to 100 ° C. include hexadecanol, polyethylene glycol, polyglycerol, stearylamide, oleylamide, ethylene glycol monostearate, paraffin, stearic acid, and silicone.

前記第2のグリーンシート層に含有される溶融成分の含有量は、使用する有機バインダー成分及びその量や、使用する溶融成分により異なるが、前記溶融成分が溶融した状態で第2のグリーンシート層が軟化し、その下に位置する前記積層グリーンシートの前記第1のグリーンシート層及びその中に埋め込まれて形成された導体層2と隙間無く接触するような量であればよい。   The content of the molten component contained in the second green sheet layer varies depending on the organic binder component to be used and its amount, and the molten component to be used, but the second green sheet layer is in a state where the molten component is melted. May be softened so that the first green sheet layer of the laminated green sheet positioned below and the conductor layer 2 embedded therein are contacted without gaps.

セラミックスラリーに用いられるセラミック粉末としては、例えばセラミック配線基板であれば、Al,AlN,ガラスセラミック粉末(ガラス粉末とフィラー粉末との混合物)等が挙げられ、積層コンデンサであればBaTiO系,PbTiO系等の複合ペロブスカイト系セラミック粉末が挙げられ、セラミック電子部品に要求される特性に合わせて適宜選択される。 Examples of the ceramic powder used for the ceramic slurry include Al 2 O 3 , AlN, glass ceramic powder (a mixture of glass powder and filler powder) and the like for a ceramic wiring board, and BaTiO 3 for a multilayer capacitor. Composite perovskite ceramic powders such as PbTiO 3 and PbTiO 3, and the like, which are appropriately selected according to the characteristics required for ceramic electronic components.

ガラスセラミック粉末のガラス成分としては、例えばSiO−B系、SiO
−B−Al系,SiO−B−Al−MO系(ただし、MはCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す),SiO−Al−MO−MO系(ただし、MおよびMは同じまたは異なってCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す),SiO−B−Al−MO−MO系(ただし、MおよびMは上記と同じである),SiO−B−M O系(ただし、MはLi、NaまたはKを示す),SiO−B−Al−M O系(ただし、Mは上記と同じである),Pb系ガラス,Bi系ガラス等が挙げられる。
Examples of the glass component of the glass ceramic powder include SiO 2 —B 2 O 3 and SiO 2.
-B 2 O 3 -Al 2 O 3 based, SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -MO -based (where, M represents Ca, Sr, Mg, Ba, or Zn), SiO 2 -Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are the same or different and represent Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 — M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are the same as above), SiO 2 —B 2 O 3 —M 3 2 O system (where M 3 represents Li, Na or K) ), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 3 2 O (wherein M 3 is the same as above), Pb glass, Bi glass and the like.

また、ガラスセラミック粉末のフィラー粉末としては、例えばAl,SiO,ZrOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物,TiOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物,AlおよびSiOから選ばれる少なくとも1種を含む複合酸化物(例えばスピネル,ムライト,コージェライト)等のセラミック粉末が挙げられる。 Further, as the filler powder of the glass ceramic powder, for example, a composite oxide of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide of TiO 2 and an alkaline earth metal oxide, A ceramic powder such as a composite oxide (for example, spinel, mullite, cordierite) containing at least one selected from Al 2 O 3 and SiO 2 can be used.

有機バインダーとしては、従来よりグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系(アクリル酸,メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体,具体的には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),ポリビニルブチラ−ル系,ポリビニルアルコール系,アクリル−スチレン系,ポリプロピレンカーボネート系,セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解、揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。   As the organic binder, those conventionally used for green sheets can be used. For example, acrylic (acrylic acid, methacrylic acid or a homopolymer or copolymer of an ester thereof, specifically an acrylic ester. Copolymer, methacrylic acid ester copolymer, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, cellulose, etc. Examples thereof include a polymer or a copolymer. In view of decomposition and volatility in the firing step, an acrylic binder is more preferable.

また、上記のセラミック粉末やガラスセラミック粉末(ガラス粉末とフィラー粉末の混合物)の粒径は、個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下であることが望ましい。   Moreover, as for the particle size of said ceramic powder or glass ceramic powder (mixture of glass powder and filler powder), it is desirable that the 90% particle size (D90) in the number cumulative particle size distribution is 10 μm or less.

これは、セラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末が第三高調波のYAGレーザーにて揮発した支持体1の噴出ガスによって、貫通穴の内部から物理的に弾き出されるように排出される際に、貫通穴の側面に生ずる脱離痕の大きさが小さくなり、貫通穴の側面の凹凸形状がより平坦なものとすることで、貫通穴内に導体ペーストを充填した際に、貫通穴と充填された導体ペーストの間に空隙が生じることが無く、導通信頼性の高いセラミック電子部品を得るためである。   This is because when the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3 is discharged so as to be physically ejected from the inside of the through hole by the jet gas of the support body 1 volatilized by the third harmonic YAG laser, The size of the separation mark generated on the side surface of the through hole is reduced, and the uneven shape on the side surface of the through hole is made flat, so that when the conductor paste is filled in the through hole, it is filled with the through hole. This is because a void is not generated between the conductor pastes and a ceramic electronic component having high conduction reliability is obtained.

導体層付きセラミックグリーンシート4に貫通穴加工を施す工程を、第三高調波のYAGレーザーの照射により行なうとともに、支持体1にUV吸収材を含有させるようにした場合、セラミックグリーンシート3に貫通穴が形成される過程として、まず、第三高調波のYAGレーザー光がセラミックグリーンシート3に照射されるが、セラミックグリーンシート3のUV光吸収率は20〜30%程度と低いため、第三高調波のYAGレーザーによる貫通穴のセラミック粉末の揮発による穿設の効果は不十分であり、セラミックグリーンシート3の第三高調波のYAGレーザーが照射された部位(貫通穴となる部位)には、原料のセラミック粉末が残留していわゆるガラス残りの状態となり、所望の貫通穴を得られない可能性がある。   When the ceramic green sheet 4 with a conductor layer is subjected to a through hole processing by irradiation with a third harmonic YAG laser and the support 1 contains a UV absorber, the ceramic green sheet 3 is penetrated. As the process of forming the holes, first, the ceramic green sheet 3 is irradiated with the third harmonic YAG laser light. Since the UV light absorption rate of the ceramic green sheet 3 is as low as about 20 to 30%, The effect of drilling the ceramic powder in the through hole by the harmonic YAG laser is insufficient, and the portion of the ceramic green sheet 3 irradiated with the third harmonic YAG laser (the portion that becomes the through hole) There is a possibility that the ceramic powder of the raw material remains and the so-called glass remains, and a desired through hole cannot be obtained.

しかしながら、セラミックグリーンシート3に吸収されなかったUV光はセラミックグリーンシート3を透過して、支持体1に照射される。ここで、支持体1にUV吸収材を含有させておくと、セラミックグリーンシート3を透過したUV光によって支持体1は揮発しガスを噴出する。   However, the UV light that has not been absorbed by the ceramic green sheet 3 passes through the ceramic green sheet 3 and is irradiated onto the support 1. Here, if a UV absorber is contained in the support 1, the support 1 is volatilized by the UV light transmitted through the ceramic green sheet 3 and gas is ejected.

その後、セラミックグリーンシート3の表面側の第三高調波のYAGレーザーが照射された貫通穴となる部位は、支持体1が揮発し噴出したガスによって、セラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末が、支持体1側からセラミックグリーンシート3の表面方向に物理的に弾き出されるように噴出、排出され、貫通穴が形成される。   After that, the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3 is caused by the gas that the support 1 volatilizes and ejects the portion that becomes the through-hole irradiated with the third harmonic YAG laser on the surface side of the ceramic green sheet 3. From the support body 1 side, it ejects so that it may be physically ejected in the surface direction of the ceramic green sheet 3, and is discharged | emitted, and a through-hole is formed.

このとき、セラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末の粒径を、個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下とすれば、無機粉体が、噴出ガスによって弾き出されるように排出された後の貫通穴の側面の凹凸形状(脱離痕)が、貫通穴内に導体ペーストを充填した際に、両者の間の空隙となって導通信頼性を低下させることを抑制することができる。また、貫通穴内と導体ペーストの間に空隙が生じた場合、焼成過程において、空隙部内の空気の膨張や収縮による応力によって空隙部を起点とじて基板にクラックの発生を低減させることができる。   At this time, if the particle size of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3 is 90 μm or less in the number cumulative particle size distribution (D90) is 10 μm or less, the inorganic powder is discharged so as to be ejected by the jet gas. It can be suppressed that the uneven shape (detachment trace) on the side surface of the through hole after the formation of the conductive paste in the through hole becomes a gap between the two and decreases the conduction reliability. Moreover, when a space | gap arises in the inside of a through-hole and a conductor paste, generation | occurrence | production of a crack can be reduced by making the space | gap part a starting point by the stress by the expansion | swelling or shrinkage | contraction of the air in a space | gap part in a baking process.

なお、セラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末の粒径を、個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下とすれば、脱離痕が貫通穴と導体ペーストの間の空隙となることを抑制することはできるが、個数積算粒度分布における10%粒径(D10)が0.1μm未満となると、例えば、セラミック電子部品を製造する場合、セラミック粉末、有機バインダー、溶剤等を混合したセラミックスラリーを作成する工程において、セラミック粉末の凝集が生じ、導体ペーストによって導体層2が形成された支持体1上にセラミックスラリーを塗工してグリーンシート3を形成する際に、グリーンシート3の表面に凝集粒による突起が生じたり、凝集粒の周囲に塗工時の空気の取り込みによる空隙が生じたりしてしまう。したがって、セラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末の粒径は、個数積算粒度分布における10%粒径(D10)が0.1μm以上であることがより好ましい。   In addition, if the 90% particle size (D90) in the number cumulative particle size distribution is 10 μm or less as the particle size of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3, the separation trace becomes a gap between the through hole and the conductor paste. However, when the 10% particle size (D10) in the number cumulative particle size distribution is less than 0.1 μm, for example, when producing a ceramic electronic component, a ceramic powder, an organic binder, a solvent, etc. are mixed. In the step of preparing the ceramic slurry, the ceramic powder is agglomerated, and when the green sheet 3 is formed by coating the ceramic slurry on the support 1 on which the conductor layer 2 is formed with the conductor paste, Protrusions due to aggregated particles are generated on the surface, and voids are generated around the aggregated particles due to air intake during coating. . Therefore, as for the particle size of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3, the 10% particle size (D10) in the number cumulative particle size distribution is more preferably 0.1 μm or more.

溶剤としては、上記のセラミック粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、トルエン,ケトン類,アルコール類の有機溶媒や水等が挙げられる。これらの中で、トルエン,メチルエチルケトン,イソプロピルアルコール等の蒸発係数の高い溶剤はスラリー塗布後の乾燥工程が短時間で実施できることから、導体の溶かしが発生しにくく、好ましい。   The solvent is not particularly limited as long as the ceramic powder and the organic binder can be well dispersed and mixed, and examples thereof include organic solvents such as toluene, ketones, alcohols, and water. Among these, solvents having a high evaporation coefficient such as toluene, methyl ethyl ketone, and isopropyl alcohol are preferable because the drying process after slurry application can be performed in a short time, so that the conductor is hardly dissolved.

セラミックスラリーを塗布してグリーンシート3を形成する方法としては、従来周知のドクターブレード法,リップコーター法,ダイコーター法等が挙げられる。特にダイコーター法やスロットコーター法、カーテンコーター法等の押し出し式の方法を用いると、これらは非接触式の塗布方法なので、導体層2を物理的な力で混合させてしまうことなくグリーンシート3を形成することができるのでよい。その際の塗布条件は、スラリーを塗布した際、支持体に形成した導体に溶かしや剥がれが発生せず、導体間に隙間なくスラリーが流れ込むような塗布速度であればよく、通常0.5乃至5m/min程度であれば十分である。また、グリーンシート3の厚さは、導体層2の厚みより厚くなるように形成される。   Examples of the method for forming the green sheet 3 by applying the ceramic slurry include a conventionally known doctor blade method, lip coater method, die coater method and the like. In particular, when an extrusion method such as a die coater method, a slot coater method, or a curtain coater method is used, since these are non-contact coating methods, the green sheet 3 is not mixed with the conductor layer 2 by physical force. It is good because it can be formed. The coating conditions at that time may be any coating speed such that when the slurry is applied, the conductor formed on the support does not melt or peel, and the slurry flows without gaps between the conductors. About 5 m / min is sufficient. Further, the green sheet 3 is formed so as to be thicker than the conductor layer 2.

次に、上下の層間の導体層2同士を接続するためのスルーホール導体を形成する。このスルーホール導体では、YAGレーザー加工により導体付きグリーンシート4に形成した貫通孔に、導体材料粉末をペースト化した導体ペーストを印刷やプレス充填により埋め込む等の手段によって形成される。貫通孔の加工は、金型やCOによるレーザーによる穴加工は、直径50μmが金型ピンの加工上あるいは光学的に限界であるために、第3高調波355nmのYAGレーザーにより加工することが好ましい。第1高調波1064nmや第2高調波532nmのYAGレーザーでは光学的に50μm以下の微小な穴加工は困難である。また、第4高調波266nmではセラミックグリーンシートを貫通して穴加工するためのパワーが足りないため、レーザーのショット数が著しく増加し生産性が極めて悪くなると同時に、導体付きグリーンシート4が厚い場合には、導体付きグリーンシート4の表裏の貫通孔径の差が極めて大きな穴加工となってしまう。 Next, a through-hole conductor for connecting the conductor layers 2 between the upper and lower layers is formed. This through-hole conductor is formed by a means such as embedding a conductive paste obtained by pasting a conductive material powder into a through hole formed in the green sheet 4 with a conductor by YAG laser processing by printing or press filling. Machining of the through hole, drilling by laser according to the mold and CO 2, since the diameter 50μm is processed on or optically limits of the mold pin, be processed by a YAG laser third harmonic 355nm preferable. With a YAG laser having the first harmonic of 1064 nm or the second harmonic of 532 nm, it is difficult to optically process a minute hole of 50 μm or less. In addition, when the fourth harmonic 266 nm has insufficient power for drilling through the ceramic green sheet, the number of shots of the laser is remarkably increased and the productivity is extremely deteriorated. At the same time, the conductive green sheet 4 is thick. Therefore, the difference in through-hole diameter between the front and back sides of the conductor-equipped green sheet 4 is extremely large.

また、第三高調波のYAGレーザーにより加工する場合、加工点エネルギーを0.8〜3.0Wとすることがより望ましい。これは、加工点エネルギーが0.8Wより小さい場合、ショット数が著しく増加し生産性が極めて悪くなるとともに導体付きグリーンシート4が厚い場合には、導体付きグリーンシート4の表裏の貫通孔径の差が極めて大きな穴加工となってしまうからである。また、加工点エネルギーが3.0Wより大きい場合、支持体1が揮発し、爆発的に噴出するガスの衝撃が大きく、貫通孔の周囲がその衝撃で大きくダメージを受け、貫通孔が所望の表面の直径より大きくなると同時に、著しく外観をそこなうためである。   Further, when processing with a third harmonic YAG laser, the processing point energy is more preferably 0.8 to 3.0 W. This is because when the processing point energy is less than 0.8 W, the number of shots is remarkably increased and the productivity is extremely deteriorated, and when the conductor-equipped green sheet 4 is thick, the difference in through-hole diameter between the front and back sides of the conductor-equipped green sheet 4 This is because extremely large holes are processed. Further, when the processing point energy is larger than 3.0 W, the support 1 is volatilized, the impact of the gas explosively ejected is large, the periphery of the through hole is greatly damaged by the impact, and the through hole has a desired surface. This is because the appearance is remarkably impaired at the same time as the diameter becomes larger.

また、貫通孔を加工する際、グリーンシート3は支持体1上に保持したまま行なうと、導体付きグリーンシート4の変形を防止できるのでより好ましい。   Further, when the through hole is processed, it is more preferable that the green sheet 3 is held on the support 1 because deformation of the green sheet 4 with a conductor can be prevented.

さらに、貫通孔を加工する際、グリーンシート3は支持体1上に保持したまま行うとともに、支持体1がレーザーの出射側に配置されることがより望ましい。これは、セラミックグリーンシート3に照射され、セラミックグリーンシート3に吸収されなかった第三高調波のYAGレーザー光が、セラミックグリーンシート3を透過してUV吸収材を含有した支持体1に照射され、支持体1が揮発し、爆発的に噴出したガスよってセラミックグリーンシート3を構成するセラミック粉末が、物理的に弾き出されるように排出される作用によって貫通穴を形成する効果が大きいためである。   Furthermore, when processing the through-hole, it is more preferable that the green sheet 3 is held on the support 1 and the support 1 is disposed on the laser emission side. The ceramic green sheet 3 is irradiated with the third harmonic YAG laser light that has not been absorbed by the ceramic green sheet 3 and passes through the ceramic green sheet 3 and is irradiated onto the support 1 containing the UV absorber. This is because the ceramic powder constituting the ceramic green sheet 3 is exhausted so that the support 1 is volatilized and explosively ejected, and the through holes are formed by the action of being ejected so as to be physically ejected.

さらに、支持体1にはUV吸収材を含有させておくことが好ましい。支持体1がUV吸収材を含まなければ、導体付きグリーンシート4に貫通孔を形成した際に同時に穴が空かず、貫通孔に導体ペーストを充填することが極めて困難になってしまうためである。   Furthermore, it is preferable that the support 1 contains a UV absorber. If the support 1 does not include a UV absorber, when the through hole is formed in the conductor-equipped green sheet 4, no hole is formed at the same time, and it becomes extremely difficult to fill the through hole with the conductive paste. .

支持体1中のUV吸収材としては、Ti、Ce、Cなどが挙げられ、例えば5〜15%含有させておくのが好ましい。UV吸収材の含有量が5%未満であるとUV吸収の効果は得られにくく、また15%を超えるとシートが硬くなり加工が困難となってしまうためである。   Examples of the UV absorbing material in the support 1 include Ti, Ce, C, and the like. For example, 5 to 15% is preferably contained. This is because if the content of the UV absorbing material is less than 5%, the effect of UV absorption is difficult to obtain, and if it exceeds 15%, the sheet becomes hard and processing becomes difficult.

また、支持体1に含有させるUV吸収材は、無色の有機系UV吸収剤を用い、導体付きグリーンシート4に形成された導体層2を、支持体1を透過して可視的に認識できることがより好ましい。これは、導体付きグリーンシート4を作成する過程において、支持体1上に導体ペーストを塗布して導体層2を形成し、導体層2を形成した支持体1上にセラミックスラリーを塗布してセラミックグリーンシート3を形成するため、支持体1に金属酸化物や有機系顔料のような有色のUV吸収剤を用いた場合は、導体層付きセラミックグリーンシート4に貫通穴を穿設する際に、貫通穴を穿設すべき位置を認識できないためである。
Further, the UV absorber contained in the support 1 uses a colorless organic UV absorber, and the conductor layer 2 formed on the conductor-equipped green sheet 4 can be visually recognized through the support 1. More preferred. This is because, in the process of forming the green sheet 4 with a conductor, a conductor paste is applied to the support 1 to form a conductor layer 2, and a ceramic slurry is applied to the support 1 on which the conductor layer 2 is formed. to form the green sheet 3, the case of using a colored UV absorbers such as metal oxides or organic pigments to the support 1, at the time of drilling a through hole in the conductive layer provided with a ceramic green sheet 4 This is because the position where the through hole is to be formed cannot be recognized.

次に、図1(c)に示すように、導体付きグリーンシート4を支持体1から剥がし、導体付きグリーンシート4同士を位置合わせして積み重ね、加熱及び加圧して圧着することでセラミック積層体5を作製する。なお、支持体を剥がす際に必要に応じて加熱等の処理を施すことも可能である。また、圧着の際の加熱加圧の条件は用いる有機バインダー等の種類や量により異なるが、概ね30〜100℃、2〜20MPaである。このとき、導体付きグリーンシート4同士の接着性を向上させるために、溶剤と有機バインダーや可塑剤等を混合した接着剤を用いることも可能である。   Next, as shown in FIG.1 (c), the green sheet 4 with a conductor is peeled off from the support body 1, the green sheets 4 with a conductor are aligned and stacked, and it heat-presses and press-fits, and is a ceramic laminated body. 5 is produced. In addition, when peeling a support body, it is also possible to perform processes, such as a heating, as needed. Moreover, although the conditions of the heat-pressing in the case of crimping | bonding differ with kinds and quantity of organic binders etc. to be used, they are 30-100 degreeC and 2-20 MPa in general. At this time, in order to improve the adhesiveness between the conductor-attached green sheets 4, it is also possible to use an adhesive in which a solvent is mixed with an organic binder, a plasticizer, or the like.

位置合わせして積み重ねた導体付きグリーンシート4について、このとき積層した導体付きグリーンシート4が位置ずれしないように、また導体付きグリーンシート4が確実に積層できるために押さえる程度の適度な加圧(0.1〜1MPa)を行なうと、より精度よく確実な圧着が可能となる。   With respect to the green sheets 4 with conductors that are aligned and stacked, an appropriate pressure (appropriate pressure) is applied so that the laminated green sheets 4 with conductors are not displaced and the green sheets 4 with conductors can be reliably stacked ( When 0.1 to 1 MPa is performed, more accurate and reliable crimping can be performed.

セラミック積層体5を作製する工程において、導体付きグリーンシート4は導体層2の周囲や導体層2間に空隙が発生することなく導体付きグリーンシート4同士が密着することとなり、セラミック積層体5を焼成して得られるセラミック電子部品はデラミネーションの発生のないものとなる。
In the process of producing the ceramic laminate 5, the conductor-equipped green sheets 4 are brought into close contact with each other without generating voids around the conductor layer 2 or between the conductor layers 2. Ceramic electronic parts obtained by firing are free from delamination.

導体付きグリーンシート4は、積層を確実に行なうために押さえる程度の加圧では大きく変形することがな。よって、導体付きグリーンシート4及びその上に形成された導体層2の形状が変形することがなく、さらに加圧による導体付きグリーンシート4への歪がなく、得られるセラミック積層体5、及びそれを焼成して得られるセラミック電子部品は、高い寸法精度を有したものとなる。
Conductor with the green sheet 4, it is not name that greatly deformed under pressure to the extent that pressing in order to ensure the lamination. Therefore, the shape of the green sheet with conductor 4 and the conductor layer 2 formed thereon is not deformed, and further, there is no distortion to the green sheet with conductor 4 due to pressurization, and the obtained ceramic laminate 5, and The ceramic electronic component obtained by firing the has a high dimensional accuracy.

例えば、グリーンシート3上に導体層2を形成したグリーンシートを用いた場合、セラミック積層体5及びセラミック電子部品の寸法精度は±0.5%(寸法誤差)程度であったが、本形態の支持体1上に導体層2及びグリーンシートを形成した導体付きグリーンシ
ート4を用いた場合、セラミック積層体5及びセラミック電子部品の寸法精度は±0.2%以下となり、寸法精度が大幅に向上することを実験により確認した。
For example, when a green sheet in which the conductor layer 2 is formed on the green sheet 3 is used, the dimensional accuracy of the ceramic laminate 5 and the ceramic electronic component is about ± 0.5% (dimensional error). When the conductor-equipped green sheet 4 in which the conductor layer 2 and the green sheet are formed on the support 1 is used, the dimensional accuracy of the ceramic laminate 5 and the ceramic electronic component is ± 0.2% or less, and the dimensional accuracy is greatly improved. It was confirmed by experiment.

また、キャビティを有するセラミック電子部品を製造する場合、大きな加圧力によりグリーンシートを圧着させる必要がないので、キャビティ周囲部とキャビティ底部との加圧によるグリーンシートの伸びの違いによるキャビティ底部の反りの発生を抑えることが可能となり、キャビティ底部に電子素子を精度よく確実に搭載することが可能なセラミック電子部品を得ることができる。   In addition, when manufacturing a ceramic electronic component having a cavity, it is not necessary to press the green sheet with a large pressure, so that the warping of the bottom of the cavity due to the difference in the elongation of the green sheet due to the pressurization between the cavity periphery and the cavity bottom. It is possible to suppress the generation, and it is possible to obtain a ceramic electronic component that can accurately and reliably mount the electronic element on the bottom of the cavity.

そして最後に、セラミック積層体5を焼成することにより、製品としてのセラミック電子部品が完成する。焼成工程は、有機成分の除去とセラミック粉末の焼結とから成る。有機成分の除去は、100〜800℃の温度範囲でセラミック積層体5を加熱することによって行ない、有機成分を分解、揮発させる。また、焼結温度は、セラミック組成により異なり、約800〜1600℃の範囲内で行なう。焼成雰囲気は、セラミック粉末や導体材料により異なり、大気中、還元雰囲気中、非酸化性雰囲気中等で行なわれ、有機成分の除去を効果的に行なうために水蒸気等を含ませてもよい。   Finally, by firing the ceramic laminate 5, a ceramic electronic component as a product is completed. The firing step consists of removing organic components and sintering the ceramic powder. Removal of the organic component is performed by heating the ceramic laminate 5 in a temperature range of 100 to 800 ° C. to decompose and volatilize the organic component. The sintering temperature varies depending on the ceramic composition, and is performed within a range of about 800 to 1600 ° C. The firing atmosphere varies depending on the ceramic powder and the conductor material, and is performed in the air, in a reducing atmosphere, in a non-oxidizing atmosphere or the like, and may contain water vapor or the like in order to effectively remove organic components.

焼成後のセラミック電子部品には、露出した導体層2の表面に、導体層2の腐食防止のために、または半田や金属ワイヤ等を用いた外部基板や他の電子部品との良好な接続のために、NiやAuのめっきを施しておいてもよい。   The ceramic electronic component after firing has a good connection to the exposed surface of the conductor layer 2, to prevent corrosion of the conductor layer 2, or to an external substrate or other electronic component using solder, metal wire, or the like. Therefore, Ni or Au plating may be applied.

セラミック材料としてガラスセラミックスのような低温焼結材料を用いる場合、セラミック積層体5の上下面にさらに拘束グリーンシートを積層して焼成し、焼成後に拘束シートを除去するようにすれば、より高寸法精度のセラミック電子部品(セラミック基板)を得ることができる。拘束グリーンシートは、Al等の難焼結性無機材料を主成分とするグリーンシートであり、焼成時に収縮しないものである。この拘束グリーンシートが積層された積層体は、収縮しない拘束グリーンシートにより積層平面方向(xy平面方向)の収縮が抑制され、積層方向(z方向)にのみ収縮するので、焼成収縮に伴う寸法ばらつきが抑制される。 When a low-temperature sintered material such as glass ceramics is used as the ceramic material, if a constrained green sheet is further laminated on the upper and lower surfaces of the ceramic laminate 5 and fired, and the restrained sheet is removed after firing, the dimensions are higher. An accurate ceramic electronic component (ceramic substrate) can be obtained. The constrained green sheet is a green sheet mainly composed of a hardly sinterable inorganic material such as Al 2 O 3 and does not shrink during firing. In the laminate in which the constraining green sheets are laminated, the constraining green sheet that does not shrink is prevented from shrinking in the laminating plane direction (xy plane direction) and shrinks only in the laminating direction (z direction). Is suppressed.

また、拘束グリーンシートには難焼結性無機成分に加えて、焼成温度以下の軟化点を有するガラス成分、例えばグリーンシート3中のガラスと同じガラスを含有させるとよい。焼成中にこのガラスが軟化してグリーンシート3と結合することにより、グリーンシート3と拘束グリーンシートとの結合が強固となり、より確実な拘束力が得られる。このときのガラス量は、難焼結性無機成分とガラス成分を合わせた無機成分に対して外添加で、0.5乃至15質量%とするとよく、拘束力が向上し、かつ拘束グリーンシートの焼成収縮を例えば0.5%以下に小さく抑えることができる。   In addition to the hardly sinterable inorganic component, the constrained green sheet may contain a glass component having a softening point equal to or lower than the firing temperature, for example, the same glass as the glass in the green sheet 3. When the glass is softened and bonded to the green sheet 3 during firing, the bond between the green sheet 3 and the constraining green sheet becomes strong, and a more reliable restraining force can be obtained. The amount of the glass at this time may be 0.5 to 15% by mass by external addition to the inorganic component that is a combination of the hardly sinterable inorganic component and the glass component. The firing shrinkage can be suppressed to, for example, 0.5% or less.

拘束シートは、焼成後、除去される。除去方法としては、例えば、従来周知の研磨、ウォータージェット、ケミカルブラスト、サンドブラスト、ウェットブラスト(砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法)、ドライアイスブラスト(砥粒がドライアイス)等が挙げられる。   The restraining sheet is removed after firing. Examples of the removal method include conventionally known polishing, water jet, chemical blasting, sand blasting, wet blasting (a method of spraying abrasive grains and water by air pressure), dry ice blasting (abrasive grains are dry ice), and the like. .

以上のような工程を経て作製されたセラミック電子部品は、デラミネーションの発生が殆どなく、寸法精度が高く、かつ高精度な導体を有しており、優れた電気特性や気密性を有したものとなる。   Ceramic electronic parts manufactured through the above-mentioned processes have almost no delamination, high dimensional accuracy, high-precision conductors, and excellent electrical characteristics and airtightness. It becomes.

本発明の実施例について以下に詳細に説明する。   Examples of the present invention will be described in detail below.

まず、アルミナ粉末と表1に示すような有機成分を混合してセラミックスラリーを作製し、上記と同様に、導体ペーストを印刷、乾燥することにより導体層2を形成したPETフィルム支持体1上にセラミックスラリーをリップコーター法により厚さ50μmで塗布し、乾燥することにより導体付きセラミックグリーンシート4を作製した。   First, alumina powder and organic components as shown in Table 1 are mixed to prepare a ceramic slurry, and on the PET film support 1 on which the conductor layer 2 is formed by printing and drying the conductor paste in the same manner as described above. A ceramic slurry with a thickness of 50 μm was applied by a lip coater method and dried to prepare a ceramic green sheet 4 with a conductor.

導体付きセラミックグリーンシート4を作製する手順として、まず、Cu粉末に表1に示す有機バインダー及び溶剤を添加し、3本ロールを用いて混合することにより導体ペーストを作製した。導体ペーストは適宜溶剤を添加することによって、10000cpsに調整した。その後、支持体1上に導体ペーストをスクリーン印刷にて塗布することにより、幅及びギャップが75μmの導体層2を形成した。   As a procedure for producing the ceramic green sheet 4 with a conductor, first, an organic binder and a solvent shown in Table 1 were added to Cu powder and mixed using three rolls to produce a conductor paste. The conductor paste was adjusted to 10000 cps by adding a solvent as appropriate. Thereafter, a conductive paste having a width and a gap of 75 μm was formed on the support 1 by applying a conductive paste by screen printing.

次に、SiO−B−Al系ガラス粉末60質量%およびアルミナ粉末40質量%の無機粉末に、表1に示した有機バインダー及び溶剤を添加し、ボールミルにて24時間混合し、セラミックスラリーを作製した。 Next, the organic binder and solvent shown in Table 1 were added to the inorganic powder of SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 glass powder 60% by mass and alumina powder 40% by mass, and 24 hours in a ball mill. A ceramic slurry was prepared by mixing.

導体層2を形成した支持体1上にセラミックスラリーを塗布し、熱風乾燥機により乾燥を行い、導体層付きセラミックグリーンシート4を得た。   A ceramic slurry was applied on the support 1 on which the conductor layer 2 was formed, and dried with a hot air drier to obtain a ceramic green sheet 4 with a conductor layer.

導体付きセラミックグリーンシート4は、支持体1から剥がし、剥がした面の導体箇所を、双眼顕微鏡にて観察することによって、ニジミと剥がれの状態を評価した。その結果を表1に示す。   The ceramic green sheet 4 with a conductor was peeled off from the support body 1, and the state of bleeding and peeling was evaluated by observing the conductor portion on the peeled surface with a binocular microscope. The results are shown in Table 1.

双眼顕微鏡での観察は20倍とした。

Figure 0004953626
Observation with a binocular microscope was 20 times.
Figure 0004953626

表1中、導体のニジミまたは剥がれの欄の「○」は、導体のニジミまたは剥がれもなく優れていたことを示す。一方「△」はニジミまたは剥がれが導体の一部に見られたことを示す。   In Table 1, “◯” in the “Brightness / peeling of conductor” column indicates that the conductor was excellent without any blurring or peeling. On the other hand, “Δ” indicates that blurring or peeling is observed in a part of the conductor.

表1において、本発明の実施例である例2,4,6では、導体のニジミまたは剥がれもなく優れていた。これに対して、例1,3,5,7では、導体の溶け、または剥がれが発生した。   In Table 1, Examples 2, 4, and 6, which are examples of the present invention, were excellent without any blurring or peeling of the conductor. On the other hand, in Examples 1, 3, 5 and 7, the conductor was melted or peeled off.

このように、セラミックスラリーの溶解度パラメータと導体ペーストを乾燥した導体層の溶解度パラメータとの差が1.0乃至7.0とすると、セラミックスラリーと導体が互いに溶解し、導体のニジミを防ぐことができ、かつ導体を形成したセラミックグリーンシート4を支持体1から剥がした際に、セラミックグリーンシートからの導体の剥がれを防ぐことができる。   As described above, if the difference between the solubility parameter of the ceramic slurry and the solubility parameter of the conductor layer obtained by drying the conductor paste is 1.0 to 7.0, the ceramic slurry and the conductor are dissolved to prevent the conductor from blurring. When the ceramic green sheet 4 on which the conductor is formed is peeled off from the support 1, it is possible to prevent the conductor from peeling off from the ceramic green sheet.

次に、Cu粉末に表1に示す有機バインダーとしてイソブチルメタクリレートの重合体を体積分率で30%と、溶剤としてフタル酸ジブチルを体積分率で70%添加し、3本ロールを用いて混合することにより導体ペーストを作製した。導体ペーストは適宜フタル酸ジブチル溶剤を添加することによって、10000cpsに調整した。その後、支持体1上に導体ペーストをスクリーン印刷にて塗布することにより、幅及びギャップが75μmの導体層2を形成した。 Next, a polymer of isobutyl methacrylate as the organic binder shown in Table 1 is added to the Cu powder in a volume fraction of 30%, and dibutyl phthalate as a solvent is added in a volume fraction of 70% and mixed using three rolls. Thus, a conductor paste was prepared. The conductor paste was adjusted to 10000 cps by appropriately adding a dibutyl phthalate solvent. Thereafter, a conductive paste having a width and a gap of 75 μm was formed on the support 1 by applying a conductive paste by screen printing.

次に、SiO−B−Al系ガラス粉末60質量%およびアルミナ粉末40質量%のセラミック粉末に、有機バインダーとしてアクリル酸エステル‐メタクリル酸エステル共重合体を体積分率で40%と、溶剤としてエチルアルコールを体積分率で60%添加し、三井鉱山製のビーズミルにて混合し、セラミックスラリーを作製した。このときセラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末の個数積算粒度分布における90%粒径(D90)粒径は、表2に示すような粒径となるようにビーズミルでの混合時間によって調整した。 Next, an acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer as an organic binder in a volume fraction of SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 based glass powder 60 mass% and alumina powder 40 mass%. 40% and 60% of ethyl alcohol as a solvent was added as a solvent, and mixed with a bead mill manufactured by Mitsui Mining Co., to prepare a ceramic slurry. At this time, the 90% particle size (D90) particle size in the number cumulative particle size distribution of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3 was adjusted by the mixing time in the bead mill so that the particle size shown in Table 2 was obtained.

導体層2を形成した支持体1上にセラミックスラリーをリップコーター法により厚さ50μmで塗布し、熱風乾燥機により乾燥を行い、導体層付きセラミックグリーンシート4を得た。   A ceramic slurry was applied to a thickness of 50 μm by the lip coater method on the support 1 on which the conductor layer 2 was formed, and dried by a hot air dryer to obtain a ceramic green sheet 4 with a conductor layer.

導体付きセラミックグリーンシート4は、支持体1に支持された状態で、セラミックグリーンシート3をレーザー光の照射側として、日立ビアメカニクス製の第三高調波のYAGレーザー(UV−YAGレーザー)で照射し、直径30μm貫通穴加工を行った。その後、貫通穴内にスクリーン印刷にて導体ペーストを充填してスルーホール導体を形成し、支持体1を剥がし、焼成を行い、100個のスルーホール導体の貫通穴部の表面、及び、断面観察を20倍の双眼顕微鏡にて行った。貫通穴と導体間の欠陥を観察した結果を表2に示す。

Figure 0004953626
The ceramic green sheet 4 with the conductor is irradiated with a third harmonic YAG laser (UV-YAG laser) manufactured by Hitachi Via Mechanics with the ceramic green sheet 3 being irradiated with the laser beam while being supported by the support 1. Then, a through hole with a diameter of 30 μm was processed. Thereafter, through-hole conductors are formed by filling the through-holes with screen printing to form through-hole conductors, the support 1 is peeled off, and firing is performed. The measurement was carried out with a 20 × binocular microscope. Table 2 shows the results of observing defects between the through hole and the conductor.
Figure 0004953626

表2中、欠陥の欄の「○」は、欠陥が無く優れていたことを示す。一方「×」は欠陥が確認されたことを示す。   In Table 2, “◯” in the defect column indicates that there was no defect and it was excellent. On the other hand, “x” indicates that a defect has been confirmed.

表2において、本発明の実施例である例1,2,3,4,5,6,7,8では、断面観察からは貫通穴と導体の間に欠陥は見られず、また、表面観察からも貫通穴部に欠陥は認められなかった。これに対して、例9,10,11,12では、断面観察からは貫通穴と導体の間に欠陥が確認された。   In Table 2, in Examples 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8, which are examples of the present invention, no defect is observed between the through hole and the conductor from the cross-sectional observation, and surface observation is performed. From the above, no defects were found in the through hole. On the other hand, in Examples 9, 10, 11, and 12, a defect was confirmed between the through hole and the conductor from cross-sectional observation.

また表面観察から、例9,10,11,12では貫通穴部から基板に向かって生じたクラックが認められた。なお、表2の最長クラック長さ欄において、「○」はクラックの発生のなかったものを示し、「△」はクラックの長さが15μm以下の導通信頼性に影響を与えない微小ものを示し、「×」は導通信頼性に影響を与える大きさのクラックが発生したことを示す。ここで、例9の最長クラック長さは「△」であり、導通信頼性に影響を与えない微小なクラックであることを示すが、基板の割れなどを誘発する可能性があるため不良と判断した。   Further, from the surface observation, in Examples 9, 10, 11, and 12, cracks generated from the through hole toward the substrate were recognized. In the longest crack length column of Table 2, “◯” indicates that no crack was generated, and “Δ” indicates that the crack has a length of 15 μm or less and does not affect the conduction reliability. , “X” indicates that a crack having a size affecting the conduction reliability occurred. Here, the longest crack length in Example 9 is “Δ”, which indicates that the crack is a minute crack that does not affect the conduction reliability, but it is determined to be defective because it may induce a crack in the substrate. did.

このように、セラミックグリーンシート3に含まれるセラミック粉末の個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下とした場合には、貫通穴の側面の凹凸形状をより平坦なものとすることができるため、貫通穴内に導体ペーストを充填した際に、貫通穴と充填された導体ペーストの間に空隙が生じることが無く、導通信頼性の高いセラミック電子部品が得られる。   As described above, when the 90% particle size (D90) in the number cumulative particle size distribution of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet 3 is 10 μm or less, the uneven shape on the side surface of the through hole is made flatter. Therefore, when the conductor paste is filled in the through hole, no gap is generated between the through hole and the filled conductor paste, and a ceramic electronic component having high conduction reliability can be obtained.

(a)〜(d)は、本発明のセラミック電子部品の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。(A)-(d) is sectional drawing for every process which shows an example of embodiment of the manufacturing method of the ceramic electronic component of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・支持体
2・・・導体層
3・・・セラミックグリーンシート
4・・・導体層付きセラミックグリーンシート
5・・・セラミック積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support body 2 ... Conductor layer 3 ... Ceramic green sheet 4 ... Ceramic green sheet 5 with a conductor layer ... Ceramic laminate

Claims (7)

支持体上に導体ペーストを塗布して導体層を形成する工程Aと、
該導体層を形成した前記支持体上にセラミックスラリーを塗布してセラミックグリーンシート層を形成して乾燥することにより導体層付きセラミックグリーンシートを得る工程Bと、
該導体層付きセラミックグリーンシートに貫通穴を穿設し、該貫通穴内に導体ペーストを充填する工程Cと、
前記導体層付きセラミックグリーンシートを加熱しつつ複数枚積層することによりセラミック積層体を形成する工程Dと、
前記セラミック積層体を焼成する工程Eと、を含むセラミック電子部品の製造方法において、
前記セラミックスラリーの溶解度パラメータと前記導体層の溶解度パラメータとの差が1.0乃至7.0であり、前記支持体は70〜170℃の熱処理を施して作製され、前記乾燥時の前後における平面方向の寸法変化率が0.1%以内であることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
A step A of forming a conductor layer by applying a conductor paste on a support;
Step B for obtaining a ceramic green sheet with a conductor layer by applying a ceramic slurry on the support on which the conductor layer has been formed to form a ceramic green sheet layer and drying;
Forming a through hole in the ceramic green sheet with a conductor layer and filling the through hole with a conductive paste; and
Step D of forming a ceramic laminate by laminating a plurality of ceramic green sheets with conductor layers while heating,
In a method for manufacturing a ceramic electronic component, comprising the step E of firing the ceramic laminate.
The difference between the solubility parameter of the ceramic slurry solubility parameter and the conductor layer is 1.0 to 7.0, wherein the support is prepared by heat treatment of 70 to 170 ° C., plane before and after the time of the drying A method for manufacturing a ceramic electronic component, wherein a dimensional change rate in a direction is within 0.1%.
前記支持体がUV吸収材を含有して成り、前記工程Cにおいて前記貫通穴がYAGレーザーの照射により穿設されることを特徴とする請求項1に記載のセラミック電子部品の製造方法。   2. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 1, wherein the support includes a UV absorber, and the through hole is formed by irradiation with a YAG laser in the step C. 3. 前記工程Bは、前記セラミックグリーンシート層上に前記工程Dにおける加熱によって溶融する溶融成分を含んだ第2のセラミックグリーンシート層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミック電子部品の製造方法。   3. The step B includes a step of forming a second ceramic green sheet layer containing a melting component that is melted by heating in the step D on the ceramic green sheet layer. The manufacturing method of the ceramic electronic component of description. 前記第2のセラミックグリーンシート層が前記工程Aにおいて塗布されたセラミックスラリー上に第2のセラミックスラリーを塗布し、乾燥することにより形成されており、前記セラミックスラリーの溶解度パラメータと第2のセラミックスラリーの溶解度パラメータの差が2以上であることを特徴とする請求項3に記載のセラミック電子部品の製造方法。   The second ceramic green sheet layer is formed by applying and drying the second ceramic slurry on the ceramic slurry applied in the step A, and the solubility parameter of the ceramic slurry and the second ceramic slurry. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 3, wherein the difference in solubility parameter of the ceramic electronic component is 2 or more. 前記工程Bにおいて前記第2のセラミックグリーンシート層が前記セラミックグリーンシート層上に積層して加熱することによって形成されており、前記溶融成分は前記工程B及び前記工程Dにおける加熱によって溶融状態となることを特徴とする請求項4に記載のセラミック電子部品の製造方法。   In the step B, the second ceramic green sheet layer is formed by laminating and heating the ceramic green sheet layer, and the molten component becomes a molten state by heating in the step B and the step D. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 4. 前記溶融成分の融点が35及至100℃の範囲内にあることを特徴とする請求項3及至請求項5のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。   6. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 3, wherein the melting component has a melting point in a range of 35 to 100.degree. 前記YAGレーザーが第三高調波のYAGレーザーであり、前記セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粉末の個数積算粒度分布における90%粒径(D90)が10μm以下であることを特徴とする請求項2に記載のセラミック電子部品の製造方法。   3. The YAG laser according to claim 2, wherein the YAG laser is a third harmonic YAG laser, and a 90% particle size (D90) in a number cumulative particle size distribution of the ceramic powder contained in the ceramic green sheet is 10 μm or less. The manufacturing method of the ceramic electronic component of description.
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