JPH0575262A - セラミツク多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はセラミック多層基板の製造に関する
ものであり、配線パターンを絶縁層中に埋設した構造の
転写シートを転写，積層する工法で、焼成後のセラミッ
ク多層基板を分割する工程での不良発生を低減し、破断
部でのマイクロクラック発生による信頼性低下のないセ
ラミック多層基板の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 ベースフィルム１１上に配線層１２を印刷形
成し、その上から絶縁層１３を印刷して配線層１２を埋
設し、次に貫通孔を設け、さらに分割用の分割溝を設け
て転写シートとする。この転写シートを用いて転写，積
層，ビアフィルを繰り返し行って積層体を作成し、これ
を熱処理の後、前記分割溝に沿って分割を行うことによ
り、分割不良や信頼性の低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエレクトロニクス産業で
用いられるセラミック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】セラミック多層配線基板の製造方法とし
て、１）グリーンシート多層法（特公昭４０−８４５８
号、特公昭５５−７７２０号、特公昭６１−４５８７６
号など）と、２）厚膜印刷多層法（特公昭５７−１９５
９９号など）が知られ、広範に利用されている。１）の
方法は、高積層、微細な配線パターンが可能である反
面、製造歩留まりの悪さや配線パターン変更への対応力
の弱さといった難点があるのに対し、２）の方法は工程
が簡便で対応力もよく、製造歩留まりもよい一方、配線
パターンによる基板表面の段差のため、高積層が不可能
で微細な配線パターンに対応できない。本発明者らは、
これら二者の製造法の長所を取り入れた方法として配線
パターンを絶縁層中に埋設した構造をもつ転写シートを
転写，積層する方法を提案した。この方法による製造工
程図を図２に示す。図２に示す方法において絶縁層１３
印刷は、複数個形成された配線パターン１２の全面を覆
うように行われ、特に各パターンを分割して印刷を行う
ことはしない。これは、転写シートの平坦性とそれによ
る転写性を考慮した結果である。

【０００３】図において、１１はベースフィルム、１２
は配線パターン、１３は絶縁層、１４は貫通孔、１６は
アルミナ基板、１７はビア導体である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した方法で多
数個取りのセラミック多層配線基板を作成すると、最終
の分割工程では基板に設けられたブレーク溝に沿って破
断する必要があるが、この際に多層構造が形成された部
分で生じたマイクロクラックが内層配線部に達すること
による信頼性の低下が大きな問題点となっている。

【０００５】本発明の目的とするところは、このような
問題点を解決し、信頼性の高いセラミック多層配線基板
を歩留まりよく製造する方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ベースフィルム上に複数個の配線パター
ンを設け、この配線パターンを覆うようにベースフィル
ム上に絶縁ペーストを印刷し乾燥して絶縁層を形成した
後に、前記絶縁層上に前記配線パターンを個々の要素に
分割するための分割溝を形成して転写シートを構成し、
耐熱性基板上に前記転写シートをのせてベースフィルム
を剥離する工程を繰り返して配線パターン及び絶縁層か
らなる積層体を耐熱性基板上に形成し、さらにこの積層
体に熱処理を施して焼結させた後に前記分割溝に沿って
分割することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば転写シートそれぞれに分割用の
分割溝を形成しておくことにより、熱処理後、多層配線
基板を分割する際に多層構造が形成された部分の破断が
無理なく行え、前述のような信頼性の低下を防止するこ
とができる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例のセラミック多層配
線基板の製造方法について説明する。

【０００９】（実施例１）本発明の第１の実施例を図１
の工程図を参照しながら説明する。７５μの厚みのＰＥ
Ｔからなるベースフィルム１１（商品名セラピール、東
レ製）に、市販の酸化銅ペースト（品番ＤＤ−３１０
０，京エレ製）を印刷して、１００℃で１５分間乾燥
し、配線パターン１２を形成した（工程（ａ））。この
配線パターン１２は、大版のベースフィルム１１に後に
分割してセラミック多層配線基板が３０個得られるよう
に、同一のものが６行×５列で３０個形成されている。

【００１０】なお、配線パターン１２の乾燥膜厚は２５
〜３０μｍであった。この上に、１００×１２０mmのサ
イズで下記のような組成の絶縁ペーストを印刷、同様な
条件で乾燥して絶縁層１３を形成した後（工程
（ｂ））、パンチング機を用いてビアとなる径１５０μ
ｍの貫通孔１４を所定の位置に設けて転写シートを作成
した（工程（ｃ））。

【００１１】 アルミナ＋ホウケイ酸ガラス粉末 ７５重量部 ブチラール樹脂＋可塑剤 １５重量部 溶剤（ブチルカルビトール） １０重量部 転写シートの表面状態は、触針式の３次元表面粗さ計で
測定，評価し±３μｍであることを確認した。そして異
なる６種の配線パターンについてこのような転写シート
作成工程を行った後、グリーンシート切断機を用いて各
配線パターン１２間の絶縁層１３に分割溝１５を形成し
た（工程（ｄ））。この際、切断機の刃を支持台から７
０μｍのところまで下ろすように調整したので、転写シ
ートに形成された分割溝１５は約５μｍだけベースフィ
ルム１１まで達していた。

【００１２】このようにして得られた転写シートのう
ち、最下層配線パターンを備えたものを９６％のアルミ
ナ基板１６上に転写した（工程（ｅ））。このときの条
件は、温度８０℃，圧力９０kg／cm²，加圧時間３分で
行った。次に、ベースフィルム１１に形成した貫通孔１
４を介して酸化銅とアルミナの粉末を主成分とする導体
ペーストを充填し、ビア導体１７を形成した（工程
（ｆ））。この際、通常のゴムスキージを用いて、スク
リーン印刷と同様の動作によって充填が行われ、明らか
にわかるように繁雑な位置合わせが不要である。そし
て、ベースフィルム１１は次の工程において剥離した
（工程（ｇ））。露出したグリーンシート面に対してさ
らに次の層にあたる配線パターンを備えた転写シートを
位置合わせして転写，ビア充填およびベースフィルムの
剥離という一連の工程を繰り返すことによって配線５層
の積層体が得られた（工程（ｈ））。この露出したグリ
ーンシート面に対する転写の条件は、最下層配線パター
ンをアルミナ基板１６上に転写した際の条件とは異な
り、加圧時間は１０秒で行った。転写時間の短縮を目的
として本発明者等が行った検討によれば、樹脂および可
塑剤の量を調節することにより２層目以降の転写時間は
２秒まで短縮させることが可能である。この後、大気中
５００℃での脱バインダ，水素気流中３５０℃での還元
および窒素中９００℃での焼成を順次行って（工程
（ｉ））、積層体をセラミック化させ、絶縁層１層あた
り約６０μｍ，配線膜厚約１４μｍの銅配線のセラミッ
ク多層配線基板が得られた。なお、あらかじめ転写シー
トに形成してあった分割溝１５は融着することなく焼成
されていることを光学顕微鏡による観察で確認した。最
後に、これらの分割溝１５に対応する位置に基板である
アルミナ板の裏面にも炭酸ガスレーザーを用いて分割溝
を形成し、これに沿って各個片に分割した（工程
（ｊ））。この分割はきわめて容易に無理なく行うこと
ができ、３０シート試作し、得られた９００個のサンプ
ルがすべて良品として得られた。

【００１３】得られたセラミック多層配線基板に対し
て、２５℃→１２５℃→２５℃→−５５℃→２５℃を１
サイクルとする熱衝撃試験を５００サイクル行った後、
６０℃，９５％RHの耐湿信頼性試験を１０００時間行っ
たところ、表層の配線層は酸化によって錆びが発生した
が、絶縁抵抗と絶縁耐圧については試験した１００個の
いずれのサンプルにおいても初期値とほとんど変化はな
かった。従って、本実施例によって製造されたセラミッ
ク多層配線基板の分割破断面には、水分の侵入が信頼性
の低下を引き起こすようなマイクロクラックなどの欠陥
が存在しないことが明らかとなった。

【００１４】比較例として、図２に示した工程で、分割
溝を設けていない転写シートを用いて、同様にセラミッ
ク多層配線基板を製造したところ、３０シート試作し、
得られた９００個のサンプルのうち２１個のサンプルに
おいて光学顕微鏡観察で明らかに判定できる程度のクラ
ックが、分割部分から配線内蔵部に向かって発生してい
るのが認められた。また、前記２１個以外のサンプルに
対し同様な信頼性試験を行ったところ、絶縁抵抗値１０
１０Ω以下に劣化しているサンプルが１００個中、１４
個あった。

【００１５】以上、本実施例のセラミック多層配線基板
は分割時の歩留まりがよいとともに、その際に発生する
欠陥による信頼性の低下がない。本実施例では絶縁層１
３の材料としてアルミナとガラスの混合物を用いたが、
一般に絶縁用のクロスオーバー材料として使用されるも
のや結晶化ガラスなども用いることができ、加熱と加圧
によって転写を可能とする樹脂と可塑剤を組合せれば、
転写シートを製造するためのバインダとして使用するこ
とができる。また、本実施例で作成したセラミック多層
配線基板は、モジュール試作用の配線パターンであるた
め転写シートへの分割溝１５形成はグリーンシート切断
用の刃を備えた装置で一筋ずつ行ったが、量産を行う場
合には金型を用いて１枚の転写シートを一括で分割溝形
成することができる。また同じ理由でアルミナ基板１１
への分割溝１５形成も炭酸ガスレーザーを使用したが、
量産時にはあらかじめ分割溝１５を形成して焼成された
アルミナ基板１６を用いることができる。さらに、容易
に類推できるように本実施例で用いることのできる基板
材料は熱処理温度に耐え、工程でのハンドリングに耐え
るだけの強度をもっているものであればよい。

【００１６】（実施例２）次に本発明の他の実施例につ
いて説明する。まず実施例１で用いたものと同様のベー
スフィルム１１に市販の銀ペースト（Ｈ−４５６６，昭
栄化学製）と同様の配線パターン１２を内層の４層にな
るものについて形成し、最表層の配線パターン１２につ
いては市販のＡｇ−Ｐｄペースト（ＤＤ−２３３２，京
エレ製）を用いて形成した。次に同様の絶縁ペーストで
絶縁層１３を形成した。これら５種類のシートに対し
て、それぞれその所定の位置に炭酸ガスレーザーで径２
００μｍの貫通孔１４を設け、実施例１と同様の方法で
分割溝１５を形成して転写シートを作成した。この際、
本実施例では絶縁パターンの端の部分（図１において１
８で示した部分）を最下層の転写シート、すなわちアル
ミナ基板１６に転写するシートについて剥離した。この
操作により、絶縁層１３をスクリーン印刷した際にパタ
ーン周辺にできるエッジの盛り上がりによる転写不良を
防止することができ、次に示すように実施例１よりも短
時間で最下層の転写が行えた。

【００１７】得られた転写シートを用いて、転写，ビア
フィル，積層を行った。前述したように、最下層の転写
条件は温度と圧力が実施例１と同様であったが、本実施
例では加圧時間が１分で行った。２層目以降の転写条件
は実施例１と同様であるが、最下層の絶縁層はエッジ部
分がないため、２層目以降の転写シートのエッジ部分に
は圧力がかからず、ベースフィルム剥離時に絶縁パター
ンの端の部分はベースフィルム１１上に残されたまま転
写が行えた。なお、実施例１では述べなかったが、実施
例のように転写シートの絶縁層１３に分割溝１５を形成
しておくことによって、分割溝１５付近の絶縁層１３が
すでに若干剥離した状態の転写シートが得られるため、
その転写性は図２に示した従来の方法による転写シート
よりはるかに良好である。なお、ビアの材料としてはＡ
ｇ−Ｐｂの合金粉末（Ｐｂを１５wt％含有）からなるペ
ーストを使用した。

【００１８】このようにして得られた積層体に対し実施
例１と同様に大気中での脱バインダを行った後、大気中
９００℃で焼成し、内層配線が銀で表層配線がＡｇ−Ｐ
ｂのセラミック多層配線基板を作成した。そして実施例
１と同様に、分割溝に沿って基板裏面に炭酸ガスレーザ
ーで分割溝を形成して分割し、各個片を得た。この際、
２０シート試作し、得られた６００個のうち分割による
不良はなく、実施例１と同様な信頼性試験を行ったサン
プル１００個の中には絶縁抵抗，絶縁耐圧とも初期値か
ら劣化したものは認められなかった。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかにわかるように、
本発明によれば、転写シートにあらかじめ分割溝を形成
しておくことにより、焼成後の分割工程における不良発
生が引き起こす信頼性の低下が起こることがなく、信頼
性の高いセラミック多層配線基板を製造する方法を提供
でき、工業上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるセラミック多層配線基
板の製造工程を示す流れ図

【図２】従来のセラミック多層配線基板の製造工程を示
す流れ図

【符号の説明】

１１ ベースフィルム １２ 配線パターン １３ 絶縁層 １４ 貫通孔 １５ 分割溝 １６ アルミナ基板 １７ ビア導体 １８ 絶縁層のエッジ部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 涼 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースフィルム上に複数個の配線パターン
   を設け、この配線パターンを覆うようにベースフィルム
   上に絶縁ペーストを印刷し乾燥して絶縁層を形成した後
   に、前記絶縁層上に前記配線パターンを個々の要素に分
   割するための分割溝を形成して転写シートを構成し、耐
   熱性基板上に前記転写シートをのせてベースフィルムを
   剥離する工程を繰り返して配線パターン及び絶縁層から
   なる積層体を耐熱性基板上に形成し、さらにこの積層体
   に熱処理を施して焼結させた後に前記分割溝に沿って分
   割することを特徴とするセラミック多層配線基板の製造
   方法。