JPH04305996A - 多層配線基板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度実装技術を実現す
るための多層配線基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の高機能化，高密度実装
化に対応する電子回路形成技術として多層基板を用いる
技術がある。この技術は大型コンピュータ分野にて導入
されてきた技術であるが、最近小型化が要求される携帯
型の電子機器分野、例えばカメラ一体型ビデオテープレ
コーダー，携帯型電話機，パーソナルコンピュータなど
に盛んに用いられるようになってきた。

【０００３】この多層基板技術は大きく分けてプリント
多層基板とセラミック多層基板があり、今後製造コスト
，性能面から検討されて両者の技術導入が活発になって
いくものと思われる。

【０００４】このなかで、セラミックを用いた多層配線
基板の製造方法には大きく分けてグリーンシート法と厚
膜印刷法がある。

【０００５】グリーンシート法について説明すると、ま
ず有機溶剤に熱可塑性樹脂，可塑剤を溶解させた中にセ
ラミック原料粉末を分散させ、均一な厚さのグリーンシ
ートをドクターブレード法などにて作成する。得られた
グリーンシートを適当なサイズに切断し、それに電極パ
ターンを印刷して、できたグリーンシートを何層か重ね
て熱プレス等を用いて積層し、その後脱バイ，焼結する
方法である。一方、厚膜印刷法は絶縁基板上に各種電極
ペースト，絶縁体ペーストを用いてスクリーン印刷など
の厚膜プロセスにより積層体を形成した後、焼き付ける
方法である。前者は高積層化が実現できるとともに、最
近ではグリーンシート法にて誘電体層を絶縁層で挟んで
コンデンサを内蔵化したもの等も報告されている（例え
ば、「最新ハイブリッド実装技術（工業調査会発行）」
、特開平２−２５２２８９号公報）。しかしながらその
反面、グリーンシート法は焼成による収縮があるため、
反り，寸法精度に難点があり、さらにはスルーホールの
歩留まりが低いという欠点がある。

【０００６】これに対し、後者の厚膜印刷法は面内での
収縮がない、また製造コストにおいてもグリーンシート
法と比較して低コスト化が実現できており、この点にお
いて有利である。しかしながら、印刷による積層化のた
めに段差が生じ、高積層化ができないという欠点がある
。高積層化を実現するための方法として転写プロセスに
よる積層方法が最近行われるようになってきている（例
えば、特開昭６３−１８８９２７号公報）。また絶縁基
板の上にグリーンシートを積層して寸法精度の安定化を
目的とした技術が出願されている（特開平１−１００９
９７号公報、及び特開平１−２８２８９０号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６３−１８
８９２７号公報に記載されている転写法によれば、平坦
化，高積層化が可能であるが、この転写プロセスを用い
て絶縁基板上に転写，積層化を行う場合に焼結された絶
縁基板は表面が平滑であり、また接着剤，可塑剤の有機
物を含まないため接着性が十分ではなく、最終焼結段階
にて絶縁基板と転写積層体との界面にて剥がれやすいと
いう欠点があった。

【０００８】また、転写用シート中の樹脂含有量が基体
との接着および転写用シート間の接着に対して十分であ
り熱圧着が容易に行える程度に多いと、粉体の充填密度
が低く焼成前後の収縮が大きいために構造欠陥が生じ易
くなる。反対に焼成後に欠陥が生じない程度まで樹脂含
有量を減少させて、粉体の密度を増加させると、十分な
接着性が得られず、熱圧着が困難となるという課題があ
った。これを解決する手段として、圧着時の圧力を大き
くする方法や、圧着時間を長くする方法があるが、前者
では、基体に割れや、ヒビ等の欠陥を生じやすく、後者
では量産性が損なわれる。

【０００９】一方、厚膜法では、パターンの部分的な重
畳により生ずる段差をなくすことが不可能で、積層数は
３から４層が限界であり、表面の凹凸も大きいため、素
子の実装性も劣る。

【００１０】本発明は上記の従来の問題点を解決するも
ので、焼結された絶縁体基板に対する接着力，各層間の
接着力が後工程での処理に対して十分であり、熱圧着が
容易で、焼成後の欠陥のない高積層体を平坦性良く作成
する方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の製造方法は、絶縁体基板上に樹脂，可塑剤，
有機溶剤からなる混合した液体を塗布乾燥してバッファ
層を形成し、可とう性のベースフィルム上に形成した電
極パターン及び絶縁体層からなる前記バッファ層上に配
置し、熱圧着により前記転写用シートを複数層転写，積
層するものである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、転写性の低い絶縁体基板上に
樹脂，可塑剤，有機溶剤からなる混合した液体を塗布し
て乾燥被膜を形成するため、その上に樹脂含有量の少な
い転写用シートを転写することが可能であるとともに、
以後樹脂含有量の少ない転写用シートを順次に転写，積
層することにより基体との接着性及び各転写用シート間
の接着性に優れ、トータル含有樹脂量を減少させること
が可能であるため、焼成後に構造的欠陥のない積層体を
提供することができる。またもとより転写用シート１層
毎に電極パターンと絶縁体層によって段差埋め込みされ
た手法が盛り込まれているために、それぞれの転写用シ
ートを平坦な基板上に積層することにより、何層積層し
ても平坦性に優れた積層体となることはいうまでもない
。

【００１３】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例の多層配
線基板の製造方法について図面を用いて説明する。

【００１４】図１は本実施例の製造方法を示す説明図、
図２は図１の絶縁体基板の表面部の拡大図、図３は転写
用シートの側面図である。

【００１５】まず、図３のようにベースフィルム１の上
に市販のＡｇ／Ｐｄ電極ペーストを用いて電極パターン
２、さらにその上に絶縁体層３を形成して転写用シート
を作成する。この絶縁体材料は、９００℃にて焼結する
ことができるように調整されたガラスとアルミナの混合
物である粉体に対して、印刷性、転写用シートとしての
強度、シート間同士の接着性を考慮して最適な組成比に
なるように、バインダ樹脂としてブチラール樹脂、可塑
剤としてブチルベンジルフタレート（ＢＢＰ）（以下Ｂ
ＢＰと言う）、溶剤としてブチルカルビトールを加えて
３本ロールを用いて混練し、絶縁体ペーストを作成した
ものである。本実施例では樹脂と可塑剤とを合計して、
粉体に対して１２重量％混練した。この絶縁体ペースト
を用いて所定の形状、厚みの絶縁体層３になるように形
成する。この時重要なことは、絶縁体ペーストの粘度を
制御することによって電極の厚みを考慮して絶縁体表面
は平坦な転写用シートを作成することである。そして、
図３にて示した転写用シートは積層数に応じてそれぞれ
の設計パターンが作成される。

【００１６】一方、転写される絶縁体基板５にはアルミ
ナ基板を用いた。上記転写用シートの作成に用いた樹脂
，可塑剤及び溶剤のみにて作成した溶液（ビヒクル）を
絶縁体基板５上に、スピンナーを用いて滴下した後、溶
剤であるブチルカルビトールを乾燥させて均一な厚みの
乾燥被膜（以下バッファ層という）４を作成した。この
バッファ層４が形成されたアルミナ基板５の上に、前記
転写用シートを位置ぎめし熱プレス機を用いて転写を行
った。この後、転写用シートからベースフィルム１を剥
離し、その後は転写された絶縁体層の上に順次、次の転
写用シートを転写していくことができる。

【００１７】このようにして得られた積層体を４５０℃
−２４時間の脱バイ工程を得た後、焼成温度９００℃−
１０分間の焼成条件にて焼成した。

【００１８】この結果、絶縁体基板５に直接転写されて
積層された積層基板は焼成後に部分的にヒビ割れ，剥が
れなどの不良が数％発生した。配線基板として使用する
ためには全面が均一に焼成されていなければならず、一
部でも欠陥があると製品としての価値がなくなる。一方
、本実施例のようにバッファ層４を設けて作成された積
層基板は積層部から剥がれたり、ヒビ割れが起こるとい
うような構造的欠陥のない製品が得られた。また、転写
時間も第１層目から同じ条件にて積層することができる
ために工程が短くなった。

【００１９】（実施例２）本実施例では、絶縁体基板５
としてフォルステライトを用いて、実施例１にて用いた
絶縁体粉末に対して有機溶剤としてα−テレピノールを
用い、樹脂としてポリビニルブチラール５重量％、可塑
剤としてそれぞれアルキルフェノール７重量％、ジオク
チルフタレート７重量％、ジブチルフタレート７重量％
、ブチルベンジルフタレート７重量％を配合したそれぞ
れの組成の絶縁体ペーストを作成した。

【００２０】それらの絶縁体ペーストは離型処理された
ポリエステルフィルム上に市販の銅電極ペーストを用い
て電極パターン２を形成した後、絶縁体層３として前記
絶縁体ペーストを塗布して乾燥厚さ１００μｍになるよ
うに平坦印刷した転写用シートを作成した。

【００２１】つぎにバッファ層４を形成するための溶液
として、上記組成と同じビヒクルを作成して、絶縁体基
板５であるフォルステライトにスプレー法（エアースプ
レー）及び印刷法にてそれぞれの乾燥被膜（バッファ層
）を形成した。

【００２２】この絶縁体基板５の表面に実施例１と同様
にして転写用シートを加熱転写することによって第１層
目として、順次２，３，４，５層と積層して積層基板と
した。

【００２３】また比較例として、バッファ層４を有して
いないフォルステライト基板の表面に同一条件にて加熱
転写された積層基板を５層積層した。

【００２４】これらの基板を酸素濃度５０ｐｐｍ以下の
雰囲気条件のもとで最高温度５００℃、焼成時間２４時
間の脱バイプロセスにてあらかじめ有機物の除去を行っ
た。その後、窒素雰囲気中、９００℃−１０分の焼成プ
ログラムにて多層基板を焼結した。

【００２５】以上のプロセスにて銅電極による多層配線
基板が作成される。この結果、比較例によって作成され
た多層基板にはフォルステライト基板表面から一部分の
剥がれ，浮き上がり，ヒビ割れした製品が発生した。し
かしながら、本実施例のようにバッファ層４を有した多
層基板はこれらの欠陥のない平坦化された多層配線基板
が得られた。

【００２６】上記実施例ではバッファ層４の樹脂，可塑
剤組成と転写用シートの樹脂，可塑剤組成とは同じであ
ったが、上記した有機物の組み合わせを行ってもよいこ
とが考えられるのは言うまでもない。

【００２７】（実施例３）本実施例では、絶縁体基板５
としてステアタイト基板を用いて、結晶化温度が８５０
℃のホウケイ酸カルシウムを平均粒径１．５μｍに調整
した粉末を絶縁体材料として用い、有機溶剤としてブチ
ルセロソルブとブチルカルビト−ルアセテートの混合溶
剤を用い、樹脂としてポリビニルブチラール７重量％、
可塑剤としてそれぞれアルキルフェノール３重量％、ジ
オクチルフタレート３重量％、ブチルベンジルフタレー
ト３重量％を混合配合した絶縁体ペーストを作成した。

【００２８】この絶縁体ペーストは離型処理された離型
紙上に酸化銅ペーストを用いて電極パターン２を形成し
た後、絶縁体層３として前記絶縁体ペーストを塗布して
乾燥厚さ１００μｍになるように平坦印刷した転写用シ
ートを作成した。

【００２９】つぎにバッファ層４を形成するための溶液
として、上記組成と同じビヒクルを作成して、絶縁体基
板５であるステアタイト基板上にそれぞれ平均膜厚１．
０，２．０，３．０，５．０，１０．０μｍの乾燥被膜
（バッファ層）を形成した。被膜形成されたそれぞれの
ステアタイト基板の表面に実施例１と同様にして転写用
シートを加熱転写することによって第１層目として、順
次２，３，４，５層と積層して積層基板とした。

【００３０】比較例としてバッファ層４を有していない
ステアタイト基板の表面に同一条件にて加熱転写された
積層基板を５層積層した。

【００３１】これらステアタイト基板を空気中にて、最
高温度５００℃、焼成時間２４時間の脱バイプロセスに
てあらかじめ有機物の除去を行った。その後、水素雰囲
気中にて２５０℃−１時間の焼成プログラムにて酸化銅
を還元し、銅電極とした。この積層基板を窒素雰囲気中
にて９００℃−１０分の焼成条件にて多層基板を焼結し
た。

【００３２】以上のプロセスにて銅電極による多層配線
基板が作成される。この結果、従来法によって作成され
た多層基板にはステアタイト基板表面から一部分の剥が
れ，浮き上がり，ヒビ割れした製品が発生した。一方、
バッファ層４を有した多層基板はバッファ層４の形成膜
厚によって差がみられた。すなわち、バッファ層４の厚
みが厚くなると脱バイ−焼成工程を得る中でステアタイ
ト基板と転写層との間に大きなギャップが空き、完全に
浮き上がり、及び剥離が発生した。

【００３３】この結果、バッファ層４の膜厚が３．０μ
ｍ以下において効果を発揮できることが分かった。この
条件下であれば転写，接着が十分に行なえ、欠陥のない
平坦化された多層配線基板が得られた。

【００３４】上記実施例では、溶剤としては上記の樹脂
に対する溶解能があれば何を使用しても良い。また、転
写用シート形成にはスクリーン印刷法を用いたが、ドク
ターブレードなどを用いる各種キャスティング法，グラ
ビアなどの凹版あるいは平版印刷法などを適用できるこ
とは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁体基
板上に樹脂，可塑剤，有機溶剤からなる混合した液体を
塗布乾燥してバッファ層を形成し、可とう性のベースフ
ィルム上に形成した電極パターン及び絶縁体層からなる
転写用シートを前記バッファ層上に配置し、熱圧着によ
り前記転写用シートを複数層転写，積層する方法で多層
配線基板を製造することによって、寸法精度が高く、平
坦化したことによって高積層化が実現できるという効果
が得られるとともに構造的欠陥のない多層配線基板が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の多層配線基板の製造方法を
示す説明図

【図２】同実施例の絶縁体基板の表面部の拡大図

【図３
】同実施例の転写用シートの側面図

【符号の説明】

１　　ベースフィルム ２　　電極パターン ３　　絶縁体層 ４　　バッファ層 ５　　絶縁体基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁体基板上に樹脂，可塑剤，有機溶剤か
   らなる混合した液体を塗布乾燥してバッファ層を形成し
   、可とう性のベースフィルム上に形成した電極パターン
   及び絶縁体層からなる転写用シートを前記バッファ層上
   に配置し、熱圧着により前記転写用シートを複数層転写
   ，積層する多層配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】樹脂としてポリビニルブチラール、可塑剤
   としてアルキルフェノール，ジオクチルフタレート（Ｄ
   ＯＰ），ジブチルフタレート（ＤＢＰ）及びブチルベン
   ジルフタレート（ＢＢＰ）のうち少なくとも１種を含ん
   だことを特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造
   方法。
3. 【請求項３】絶縁体基板上に乾燥被膜を形成する方法と
   してスプレー塗布，印刷塗布，浸漬塗布，スピンコータ
   ー塗布のいずれかの方法、またはそれらの組合せによる
   ことを特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方
   法。
4. 【請求項４】乾燥被膜の厚みが２μｍ以下であることを
   特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方法。