JPH03151257A - 異方導電性セラミックス複合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気絶縁性のセラミックス中に導電体（抵抗
体も含む）が高密度に配設され、所定方向にのみ導電性
イ］・有する異方導電性セラミックス複合体を製造する
方法に関する。

（従来の技術） 電気絶縁性のセラミックスと導電性材料とを複合化した
ものとしては、「セラミックス２１　（１９８６）、Ｎ
（１７，６０３頁」に、化学蒸着法（以下ＣＶＤ法とい
う）で合成ｊ７たβ−３ｉ３Ｎ、／ＴｉＮ複合体が記載
されている。該複合体は、非結晶質窒化珪素（Ｓ１３Ｎ
−）中にＣＶＤ法で窒化チタン（ＴｉＮ　）を複合化ｊ
７たものであり、直径的５ｎｍのＴｉＮが一方向に配向
している。従って、該複合体は、両方向においては導電
性を示さないという異方導電性を有しているのである。

また、所望の厚さのセラミックス複合体を製造する方法
として、特開昭５２−１６６５４号公報には、焼成温度
で加熱すると飛散する成分（例えば、カーボン粉末）と
、飛散しない成分く例えば、ジルコニア粉末）とを混合
したペーストを作成Ｌ、これを塗布したグリーンシート
を積層して焼成した後、飛散成分の消失により生じた隙
間に電極材料を充填することにより、積層セラミックス
コンデンザを製造する方法が開示されている。。

更に、特開昭６０−５４８６５号公報および特開昭６３
−４７１３７号公報には、グリーンシート上に導電性ペ
ーストや有機金属化合物からなるペーストパターンをス
クリーン印刷法で形成し、これを積層して焼成すること
により、導電体を内蔵するセラミックス複合体を製造す
る方法が開示され”Ｃいる。

（発明が解決ｊ〜ようとする課題） 」−２文献に開示されたセラミックス複合体は、ｃｖｎ
法で作成されているために、導電体が複合体の途中で切
れていたり、他の導電体と接触して該複合体の面方向で
導電性を示すことがある１、またＣＶＤ法では、最大２
　ｍｍ程度の厚さの複合体しか作成することができない
ため９、上記セラミックス複合体は実用性に乏Ｉ−いも
のであった。

また、特開昭５２−１６６５４号公報に開示された製造
方法では、飛散しない成分が焼成後のセラミックス複合
体中に残存するため、電極材料の充填が充分に行われず
、導電体部分の導通性が損なわれることがあった。

更に、特開昭６０−５４８６５号公報および特開昭６３
−４７１３７号公報に開示された製造方法では、スフＩ
Ｊ　−ン印刷法を用いているため、作成ｊ、得るペース
トパターンの最小線幅および線間隔は約５０μｍであっ
た。これより小さな線幅および線間隔を有するペースト
パターンを作成しようとすると、スクリーンマスクのメ
ッシコが細かいためペーストパターンに断線が生じたり
、ペーストのダＬノにより隣接するペーストパターン間
が短絡する５−とがあった。それ故、スクリーン印刷法
を用いた製造方法では、ペーストパターンの高密度化は
約１００μｎ１のピッチが限界であった。更に、この公
報に開示されているように、グリーンシートの−にに直
接、導電性ペーストや有機金属化合物のペーストでパタ
ーンを形成する方法では、ペーストに含まれる溶剤など
でグリーンシー１−の表面が侵され易いため、使用可能
なベース１への成分が限定される。またグリーンシー　
１・は柔軟で脆いため、高いスキー”ジ圧でスクリーン
印刷するというような機械的に大きな力がかかる方法は
不可能である。それに加え、グリーンシート表面には微
細な凹凸があるので、その凹凸が原因となって作製され
たパターンが断線したり、湾曲したり、短絡するという
問題もあった。

本発明は、このような実情に着目１２てなされたもので
あり、その目的は、導電性材料からなる細線パターンを
より高密度に、且つより安定的に形成することを可能に
１．、所望の厚さのセラミックス中に導電体が高密度に
配設された異方導電性セラミックス複合体を製造する方
法を提供することにある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明の異方導電性セラミックス複合体の製造方法は、
支持体の表面に感光樹脂組成物を用いてｌノジストパタ
ーンを形成する工程と、該レジストパターンの凹部に導
電性材料を充填した後、該レジストパターンを除去する
ことにより支持体表面に導電性材料からなる細線パター
ンを形成する工程と、該細線パターンを形成した支持体
表面に絶縁性のセラミックス材料を主成分とするスラリ
ーを塗工することにより、該細線パターンが埋設された
セラミックスグリーンシートを作成する工程と、支持体
から剥離したセラミックスグリーンシートを複数枚積層
１．て圧着１２、焼成する工程と、を備えてなり、その
ことにより上記目的が達成される。

本発明の製造方法についてその一態様を模式的に示す第
１図（イ）〜（へ）を用いて説明する。

まず、第１図（イ）に示すように支持体１の上に感光性
樹脂組成物を用いてレジストパターン２を形成する。支
持体１としては、ポリエチレンテＩノックレート、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどの樹脂より
なるフィルムにシリコン樹脂、フッソ樹脂などで離型処
理を施した物が好適であるが、所定の剥離力を有し、表
面が平滑なフィルム状あるいは板状の物であればよい。

その材料としては、ガラス、銅やアルミニウムやステン
レス鋼などの金属、ポリエヂレンテ１ノックレート、ポ
リエチ１７ン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエ
チレンなどの樹脂などを用いることができ、それらの材
料に、所定の剥離力を得るために必要とあらば、前記離
型などを用いて表面処理を施して支持体と１７で使用す
る。剥離力の程度は、この後の工程で使用する感光性樹
脂組成物のレジストパターンや、塗工するスラリーに応
じて、決定すればよい。上記レジストパターン２をｉｔ
するために使用される感光性樹脂組成物としては、光硬
化型感光性樹脂組成物、光分解型感光性樹脂組成物、光
架橋型感光性樹脂組成物などがある。

支持体上にレジストパターン２を形成するには、従来か
ら回路基板などの作成に使用されている任意の方法を採
用することができる。例えば、支持体１上にアルカリ現
像タイプのホトレジストを、液状の物であれば塗布、フ
ィルム状のドライフィルムレジストであれば積層、熱圧
着し、その」−に所定のパターンの設けられたホトマス
ク（図示せず）を積層ｔ７、そｊ７て高圧水銀灯などを
用いて活性光線（例えば、紫外線）を照射１−で露光す
る、−とにより照射部分の感光性樹脂を硬化させ、次い
でホトマスクを除去した後、炭酸す１−リウノ・、水酸
化ナトリウム、または水酸化カリウムなどを溶解（〜だ
アルカリ水溶液で現像ずろ方法が挙げられる。また、電
子線、エックス線などを用いれば１μｍ程度のレジスト
パターン２が作製可能である。

次に第１図（ロ）に示すように、支持体ｌ上のレジスト
パターン２に設げられた凹部２に後述するセラミック材
料より比抵抗が小さい導電性材料３を充填する。導電性
材料；３１ま、セラミックス材料に比べて比抵抗が小さ
い材料であれば、導電材料のほか、比抵抗の比較的大き
い抵抗材料をも含めるものとする。このような導電性材
料３としては、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、
銅、ニッケル、イリジウム、ロジウム、タングステン、
モリブデンなどの金属およびこれらの合金、酸化リテニ
ウムなどの金属酸化物、カーボンなどの粉末や線状体を
含む導電性ベース！−（塗料）または抵抗ぺ−１・スが
好適に使用される。レジストパターン２の凹部２ａに導
電性材料３を充填する方法としては、従来の公知の任意
の方法を採用することができる。例えばレジストバク・
−ン２の形成された支持体１上に導電性材料３を塗布１
７、スキージ、へらなどを用いて、０．１　＝　１０ｋ
ｇ／　ｃａｆの圧力で導電性材料３を引き伸ばしながら
レジストパターン２の四部２ａに押し込む方法が好適で
ある。

次に第１図（ハ）に示すように、支持体１上からレジス
トパターン２を除去して導電性材料３からなる細線パタ
ーンを形成する。レジストパターン２の除去には、レジ
ストの現像に使用した溶液（例えばアルカリ現像タイプ
のホトレジストの場合、炭酸す）　ＩＪウム、水酸化ナ
トリウムなどのアルカリ水溶液）などを用いて、−旦硬
化させた感光性樹脂組成物が十分除去できるように、溶
液の温度を高くしたり、時間を長く１〜たりするのが好
ましい。

次に第１図（ニ）に示すように、導電性材料３で所定の
パターンを作成した支持体１上に、導電性材料３に比べ
て比抵抗の大きいセラミックス粉末を主成分２・４゛る
スラリ・−４を塗工する。上記セラミックス粉末（，１
、例えばアルミナ、ジルコニア、マグネシア、・ダイ−
１−１−２ン、スピネル、ムライト、結晶化ガラス、炭
化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなど、口ａｎ
　５１０２８２０．Ｃａｎ系、ＭｇＯ−５ｉＯａＣａｎ
系、日２０３−５ＩＱ２系、Ｐｈｏ−８２０＊’−５ｉ
ｎ、系、Ｃａｎ５１０２　Ｍ２Ｏ−ＢａＬ系、ｒ’ｂＯ
ＳｉＬ　Ｂ２Ｏ３Ｃａｎ系、５Ｉ０２ＢＪａ−ＢａＯ−
１’：ａＯ系などのガラスフリットを主成分とするもの
であり、これらは単独使用してもよく、また２種類以上
併用してもよい。上記スラリー４としては、セラミック
ス粉末と有機結合剤とを混合し、必要に応じて溶剤、可
塑剤を混合ｌまたものを用いる。有機結合剤としては、
例えば、不飽和ポリエステル、ボリウｌノタン、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリメタアク
リレート、セルロース、デキストリンポリエチレン、ワ
ンクス、でんぷん、ガゼインなどの高分子材料があげら
れる。上記可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジ
ブチルフタレート、ポリエチ１／ングリコールなどがあ
げられる。」二記溶剤とｊ−では、例えばメタノール、
エタノール、ブタノール、プロパツール、アセトン、酢
酸エチル、ベンゼン、トルエン、キシレン、水などがあ
げられる。

このようにして作成したスラリーを、−船釣にグリーン
シートを作成する方法であるドクターブレード法により
、導電性材料３で細線パターンを形成した支持体１上に
塗工する。そ（−で乾が、硬化などの工程を経た後、支
持体１を取り去ることによって、導電性材料３の細線パ
ターンが埋設されたグリーンシートを得る。

次に第１図（ホ）に示すように、導電性材料３からなる
細線パターンが埋設されたグリーンシートを複数枚積層
して圧着し、そして焼成することによって第１図（へ）
に示すような異方導電性ノ＼ラミックス複合体を得る。

なお、積層枚数は目的とする異方導電性セラミックス複
合体の大きさによって適宜決定されるが、あまり厚くな
ると、圧着しにくくなる。例えば細線パターンを埋設し
たグリーンシートの厚みが２０μｍ程度の場合には、５
０〜１０００枚程度積層す程度が望ましい。より厚いセ
ラミックス複合体を得るには、−度積層圧着したものを
複数個積層し、更に圧着すればよい１．また圧Ｍ条件も
適宜決定されるが、３０〜１８０℃で１〜４００　ｋｇ
／ｃｄの圧力を１−１０分間印加するのが好ましい。ま
た焼成方法は、使用するセラミックス材料によって、適
宜決定されるが、まず１　＝１００ｔ／ｈｒで昇温し、
４００−６００℃で１へ一５時間保持してグリーンシー
トを脱脂（〜た後に再度昇温１〜て７６０〜１６５０℃
で１〜５時間焼成するのが好ましい。

本発明の製造方法により得られた異方導電性セラミック
ス複合体は、所定の方向にのみ導電性を有する。例えば
、細線パターンがグリーンシートの一辺から対辺に向っ
て平行に配列されている場合には、セラミックス複合体
の一面から相対する面に向かう方向にのみ導電性を有す
る。また、細線パターンがグリーンシートの一辺から隣
接する辺に向って湾曲しながら配設されている場合には
、セラミックス複合体の一面から隣接する面に向かう方
向にのみ導電性を有する。

（実施例） 次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。なお
、以下単に「部」とあるのは、１重量部」を意味する。

実施例１ メタクリル酸メチル−メタクリル酸ｎ−ブチルアクリル
酸共重合体（６／２／２．ＭＷ＝１５万）６０！、２．
２−ビス　（４−メタクリロキシジエ）−１−ジフェニ
ル）プロパン１５部、ヘキザメチレンジアクリ１ｚ−）
１５部、２．４−ジメチルチオキサントン２部、ｐ−ジ
メチルアミノ安息香酸エチル２部、マラカイトグリーン
０．０５部、バラメトキシフェノール０．１部およびメ
チルエチルケトン２００部を均一に溶解させて感光液を
得た。得られた感光液を厚さ２５μｍのポリエチレンテ
レフタ１／−トフイルム上に塗布乾燥することにより、
厚さ２５μｍのドライフィルムホトレジストを作製した
。得られたドライフィルムホトレジストを、シリコーン
樹脂で離型処理１．たポリエチレンテレフタレート製の
キャリアフィルム（東洋メタライジング社製セラピール
　厚さ１００　μｍ　）上に、１００℃、３　ｋｇ　／
　ｒ：ｒｌで熱ラミネー１−　シた後、ドライフィルム
ホトレジストの作製時に使用したポリエチ１／ンテレフ
タレートフィルム」−に、所定のパターンを有する陰画
ホトマスクを密着させ、３ｋＷの高圧水銀灯から５０ｃ
ｍの距離で紫外線を照射することにより、１００ｍ、Ｊ
で露光ｌ〜だ。次いでホトマスクを除いた上でボリエヂ
１ノンテ１ノフタレートフイルムを剥離し、３０℃で炭
酸すＩ−ＩＪウム１ｗｔ％水溶液を１ｋｇ／ＣＩＩｆで
スプレーして３５秒間現像することにより、キャリアフ
ィルム上に線幅５０μｍ、線間隔４０μｍのレジストパ
ターンを形成した。

上記の方法によりレジストパターンが形成されたポリエ
ステルフィルムに、導電性ペースト（Ａｇ　：Ｐｂ＝８
０＝２０、粘度２４００＋１９）を塗布し、３ｋｇ／Ｃ
！１１の圧力を印加したスキージを移動させることによ
りレジストパターンの凹部に導電性ペーストを充填した
。次いで、３０℃で炭酸す）　＋Ｊウム１重重％水溶液
ヲ１　ｋｇ　／　ｃｄで３分間スプレーすることにより
レジストパターンを除去した。その後、１２０℃で２０
分間保持して乾燥したところ、線幅８０、線間隔５０μ
ｍの固化した導電性ペーストからなる導電体の細線パタ
ーンがキャリアフィルム上に形成された。

このようにして細線パターンが形成されたキャリアフィ
ルム−Ｌにセラミックスラリ−を塗工してグリーンシー
トを作製した。具体的には、平均粒径３Ｊ１ｍのアルミ
ナ粉末４０部、平均粒径５μｍのＳ＋Ｏａ　Ｂ−Ｏｔ−
Ｂａｎ−［：ａｏ系ガラスフリッ）粉末６０部、ポリビ
ニルブチラール１２部、ジブチルフタ１／−ト４６５部
、メチルエチルケトン２４部、トルエン１８部、および
イソプロピルアルコール１８部をアルミナボールミルに
供給し、３時間混練（−でスラリーを得た。得られたス
ラリーをドクターブレード型グリーンシート作製機に供
給し、このスラリーを、先に作製した、細線パターンが
形成されたキャリアフィルム上に塗布した。スラリーの
乾煙後にキャリアシートから剥離することにより、剥離
１．た面側に導電材料からなる細線パターンを有するグ
リーンシートを６００枚積層し、１５０℃、６０ｋｇ／
Ｃｒ！の条件で３分間加圧して圧着することにより、１
００Ｘ　１００　Ｘ　４０ａＴｌの積層体を得た。得ら
れた積層体をその積層面と垂直な方向にスライスして厚
ざ３＋ｎｍのスライス体を得た。得られたスライス体を
加熱炉に供給し、１０℃／１１ｒで昇温し、５００℃で
２時間保持１．て脱脂し、次いで１００℃／；１ｒで昇
温し、９００℃で２時間焼成することにより、−面から
相対する面に向って多数の独立した導電体が配設された
厚さ２．５ｍｍの異方導電セラミックス複合体を得た。

得られた複合体の導通性を調べた。複合体の厚み方向は
導通があったが、面方向は導通がみられなかった。セラ
ミック複合体の厚み方向の片面全体に金を蒸着Ｌ７、両
面から測定用の針状電極を当接させて厚み方向の電気抵
抗を測定点１０点で測定した。その１０点の平均値は４
．８Ωであった。

実施例２ 実施例１で使用した導電ペーストに代えて抵抗ペースト
（Ｒ１ＩＤ２、粘度２４００ｐｓ）を使用し、それ以外
は実施例１と同様にしてスライス体を作製した。

得られたスライス体を１０℃／ｈｒで昇温し、５００℃
で２時間保持して脱脂（−１次いで１００℃／ｈｒで昇
温し８６０℃で２時間焼成することにより厚さ３肺の異
方導電性セラミックス複合体を得た。、得られた異方導
電性セラミックス複合体は、厚み方向は導通性があり、
面方向の導通はなかった。厚み方向の電気抵抗は測定点
１０点の平均値で２７．３０であった。

（発明の効果） 本発明の製造方法によれば、所望の厚さのセラミックス
マトリックス中に導電体が高密度に配設されてなる異方
導電性セラミックス複合体が、容易に得られる。咳セラ
ミックス複合体は、導電体からなる細線パターンが表面
に形成されたグリーンシートを複数枚積層して圧着し、
そして焼成することにより製造されるので、その厚さを
任意に設定できる。また導電体の細線パターンを形成す
る際には、感光性樹脂組成物を用いて作製したレジスト
パターンを使用しているので、本製造方法で得られたセ
ラミックス複合体は、所定方向に導電体が高密度に配設
されており、また表面の平滑な支持体上に細線バタン−
を形成することにより、導電部の断線、短Ｖ（がなく異
方性に優れている。

このように本発明に、ｌ、れば、導電性材料による細線
バタン−をＪ−り高密度に且つより安定的に形成するこ
とにより、所望の厚さのセラミックス中に導電体または
抵抗体が高密度に配設されてなる異方導電性セラミック
ス複合体を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（へ）は本発明方法の一態様を段階的に
示す模式的説明図である。 １・・・支持体、２・・・１ノジストパターン、３・・
・導電性材料、４・・・スラリー 以　」ニ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体の表面に感光樹脂組成物を用いてレジストパ
   ターンを形成する工程と、 該レジストパターンの凹部に導電性材料を充填した後、
   該レジストパターンを除去することにより支持体表面に
   導電性材料からなる細線パターンを形成する工程と、 該細線パターンを形成した支持体表面に絶縁性のセラミ
   ックス材料を主成分とするスラリーを塗工することによ
   り、該細線パターンが埋設されたセラミックスグリーン
   シートを作成する工程と、支持体から剥離したセラミッ
   クスグリーンシートを複数枚積層して圧着し、焼成する
   工程と、を包含する異方導電性セラミックス複合体の製
   造方法。