JPH07202429A - 多層回路基板の製造方法 - Google Patents

多層回路基板の製造方法

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JPH07202429A
JPH07202429A JP113494A JP113494A JPH07202429A JP H07202429 A JPH07202429 A JP H07202429A JP 113494 A JP113494 A JP 113494A JP 113494 A JP113494 A JP 113494A JP H07202429 A JPH07202429 A JP H07202429A
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JP
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mask
emulsion
forming
screen
printed
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JP113494A
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English (en)
Inventor
Akira Hashimoto
晃 橋本
Akihiko Ibata
昭彦 井端
Keigo Kodaira
恵吾 小平
Ryo Kimura
涼 木村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン印刷法による多層配線基板の製造
工程において、研磨工程やパターン修正のない安価な多
層回路基板の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 まず、ベース基板1上に配線導体パターンと
絶縁層を交互に印刷形成し、1回目の焼成後以降の収縮
塗膜上に、絶縁体用スクリーンマスクとして絶縁層パタ
ーンのビア部形成用マスク部8の厚みに対して外周部形
成用マスク部7の厚みを厚くした段差乳剤マスクを用い
ると、外周部形成用マスク部7の側面によりこの収縮塗
膜3,5の側面に絶縁体ペースト10が付着すること
で、塗膜の収縮分を修復しながら絶縁体塗膜の平坦性を
確保し、印刷積層が容易になり、上記の課題である絶縁
体の盛り上がり部の研磨工程や平坦部を考慮したパター
ン修正を行わなくても、安価な多層回路基板が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクリーン印刷法を用
いた多層回路基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化の要求にともな
い、高密度多層配線基板の開発が進められてきた。
【0003】この多層配線層基板の製造方法として、印
刷多層法、グリーンシート積層法などがある。グリーン
シート積層法では、量産で導体積層が数十層形成できる
が、少量多品種であると製造コストが高くなる。
【0004】他方、印刷多層法では、量産で導体積層数
が5層形成が限度で、それ以上の積層数になると高積層
部の平坦性が劣化し製造歩留まりが非常に悪くなる。し
かし印刷多層法は少量多品種の製造においては、打ち抜
き金型やパンチングマシーンの必要なグリーンシート法
に比べ、製造コストが安くなる。
【0005】以下に、従来の印刷多層法による多層基板
の製造法であり以下に従来技術について図を用いて説明
する。
【0006】従来のスクリーン印刷法による多層基板の
製造方法を、図2の工程断面図を用いて説明する。スク
リーンマスクは導体用、絶縁層用として一般的に200
〜400メッシュのものを用い、マスク部は5〜50μ
m程度の厚みを有するものを使用する。その材料として
は、導体ペーストはAg、Ag/Pd、Cuなどを使用
し、絶縁体ペーストは結晶化ガラス、非晶質ガラスなど
の緻密な絶縁膜を形成できるものを使用する。従来例と
して、導体ペーストはAgペーストを使用し、絶縁体ペ
ーストは結晶化ガラスタイプを使用し、それぞれ、20
0〜400メッシュマスク厚み5〜50μm、200〜
325メッシュマスク厚み5〜50μmのスクリーンマ
スクを用いる。
【0007】まず、図2(a)に示すように、ベース基
板1に導体ペーストを印刷して、150℃にて10〜1
5分間の乾燥工程を行い、1層目導体2を形成する。
【0008】次に、図2(b)に示すように1層目導体
2上に絶縁体ペーストを2,3回印刷して1層目絶縁層
3を形成し1層目ビア部4も同時に形成する。
【0009】次に、図2(c)に示すように、1層目絶
縁層3上に導体ペーストを印刷して第2層導体5を形成
する。
【0010】次に、図2(d)に示すように、2層目導
体5上に絶縁体ペーストを2,3回印刷し2層目絶縁層
6を形成し同時にビア部7も形成する。
【0011】次に、図2(e)に示すように、図2
(d)の印刷積層塗膜の乾燥体を焼成炉でピーク温度8
00〜900℃、ピーク時間5〜20分で焼成する。こ
の焼成工程では上層の2層目絶縁層6はベース基板に固
定される1層目絶縁層3に比べて焼成収縮が容易で焼成
塗膜は台形形状になる。
【0012】次に、図2(f)に示すように、図2
(e)上に導体ペースを印刷して、3層目導体8を形成
し、さらにその上に絶縁体ペーストを2,3回印刷して
3層目絶縁層9を形成し、このとき絶縁体パターンのエ
ッジ部に絶縁体ペーストの盛り上がり11が生じる。こ
の絶縁体ペーストの盛り上がり11の現象について図4
で説明する。
【0013】図4(a)はメッシュ部9、マスク部7の
厚み5〜50μmのスクリーンマスクを用いて絶縁体ペ
ーストを図2(e)上にスキージーゴムで印刷した直後
で、スクリーンマスクの絶縁体パターンから絶縁体ペー
ストが焼成面に転写が始まり版離れと同時に絶縁体ペー
ストがスクリーンマスクから抜け出す状態である。
【0014】図4(b)は、図4(a)の印刷後の状態
で、焼成収縮した塗膜のサイズがスクリーンマスクの絶
縁体パターンのサイズより小さくなり焼成塗膜に転写さ
れない絶縁体ペーストはスクリーンマスクに残るもの1
4および焼成塗膜のエッジ部に余分に転写され絶縁体の
盛り上がり部15を形成する。この絶縁体の盛り上がり
により印刷面の平坦性の劣化が生じ、次工程の印刷が非
常に困難になる。
【0015】次に、図3(a)に示すように、絶縁体を
研磨によって印刷面の平坦化を行う。
【0016】次に、図3(b)に示すように、導体ペー
ストを印刷し、4層目導体12を形成する。
【0017】次に、図3(c)に示すように、絶縁体ペ
ーストを印刷して4層目絶縁体13を形成し、同時にビ
ア部14も形成し、さらにこの時に生じた絶縁体のエッ
ジ部の盛り上がりを研磨して印刷面を平坦化した後、焼
成炉でピーク温度800〜900℃ピーク時間5〜20
分で焼成する。印刷塗膜は焼成収縮により更に印刷面の
サイズが小さくなる。
【0018】このように図2(f)、図3(a)〜
(c)の工程を繰り返してつまり配線導体パターンと絶
縁層パターンを交互に印刷、焼成して所定の層数まで積
層して最上層はAg/Pdペーストを印刷して形成し、
焼成炉でピーク温度800〜900℃ピーク時間5〜2
0分で焼成する。
【0019】最後に低融点ガラスや樹脂コートなどを印
刷し、オーバーコート膜を形成する。場合によっては、
両面印刷を行い、印刷多層基板を完成させる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の製造方法では、印刷塗膜の焼成収縮による絶縁体の
エッジ部の盛り上がり対策としては、上記に示す研磨に
よる印刷面の平坦化及び絶縁体パターンの高積層部のパ
ターンサイズの縮小化などが必要となり、高積層部の高
密度化および絶縁体塗膜の焼成収縮による絶縁体のエッ
ジ部の盛り上がりを発生し、次工程の印刷積層ができな
いという課題を有していた。
【0021】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、特殊スクリーンマスク(以下、「段差乳剤マスク」
と記す。)を用いた多層回路基板の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明の多層回路基板の製造方法は、基板上
に配線パターンと絶縁層とをスクリーン印刷法で積層す
る工程で、絶縁層用スクリーンマスクにおいて絶縁層パ
ターンのビア部形成用マスク部の厚みに対して外周部形
成用マスク部の厚みを厚くした段差乳剤マスクを用いた
印刷積層方法により多層回路基板を製造提供するもので
ある。
【0023】
【作用】上記段差乳剤マスクを用いた製造方法によっ
て、焼成収縮した絶縁体塗膜上に絶縁体ペーストを印刷
する場合、段差乳剤マスクのビア部形成用マスク部より
厚くした外周部形成用マスク部の側面によりこの収縮塗
膜の側面にペーストが付着することで、塗膜の収縮分を
修復しながら絶縁体塗膜の平坦性を確保し、下層の絶縁
体パターンサイズを最上層の絶縁体のパターンサイズと
同一サイズで印刷形成が可能となり高積層時の高密度化
ができる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。この製造方法では、Ag、Ag/Pd導体を用
いた多層基板を例としてのべる。ここで導体用スクリー
ンマスクとして200〜4000メッシュ、乳剤厚み5
〜50μm、絶縁体用スクリーンマスクとして200〜
325メッシュ、乳剤厚み5〜50μmを用い、1回目
の焼成後以降の絶縁体用スクリーンマスクとしては、本
発明の段差乳剤マスクを使用する。
【0025】まずこの段差乳剤マスクは図1(a)、
(b)に示すように、ビア部形成用マスク部8と外周部
形成用マスク部7を有したスクリーンマスクで、外周部
形成用マスク部7はビア部形成用マスク部8より厚く、
外周部形成用マスク面はビア形成部マスク面より下方に
位置する。またスクリーンマスクの構成は、ステンレス
ワイヤー線を編んだメッシュ部と感光乳剤を前記メッシ
ュ部に塗布した膜に印刷パターンをフィルム露光してパ
ターン形成した感光乳剤部(マスク部)である。このマ
スク部の感光材料の主成分はポリビニルアルコール水溶
液中に酢酸ビニルを乳化重合させたエマルジョンに、ジ
アゾ樹脂を感光剤として添加したものであり、その他の
添加物(エポキシ樹脂など)の量によりフィルム露光時
の感光性を調整し、また耐有機溶剤性(主としてマスク
洗浄時)と露光時のサイドエッジ性などを調整する。
【0026】本発明の段差乳剤マスクの作成工程では、
乳剤の塗布およびフィルム露光を繰り返し2回行い、2
種類のマスク厚みを形成したものである。
【0027】まず、マスク部の厚みを5〜50μmにす
るため、乳剤Aを版枠に張ったメッシュに塗布し、乾燥
後ビア部形成パターンのポジフィルムを用いて紫外線露
光し、さらに乳剤Bをその上にマスク部の厚みが80〜
200μmになるように塗布し、乾燥後外周部形成パタ
ーンのポジフィルムを用いてビア部形成部のパターンの
パターンと寸法ずれが生じないように位置合わせを行
い、紫外線露光を行い、エッチングにより不要な乳剤部
を除去し完成する。乳剤Aは有機溶剤のスクリーンマス
ク洗浄工程での耐溶剤性の強く、印刷時のスキージーゴ
ムの印圧負荷に耐える膜質のものを選択した。乳剤Bは
乳剤Aに比較して、感光材料の配合比を多くすることに
より、乳剤部(マスク部)の厚い場合でも感光性を早く
することで、露光時のハレーション(乳剤膜に入射光の
まわりこみ)によるサイドエッジ量(パターン誤差)を
少なくし、また印刷時にマスク部にクラックの発生しな
いようにマスク部に柔軟性をもたせるためにマスク部の
膜質は柔らかくなるものを選定した。また、乳剤材料の
取扱い上間違いのないようにまたフィルム露光時の位置
合わせがしやすいように乳剤Aと乳剤Bは着色剤などの
添加剤により色を変えた。ただし、乳剤Aと乳剤Bが同
一にした場合でも上記のように若干の不都合は認める
が、使用は可能である。ペースト材料では導体ペースト
として内部導体にはAgペーストを用い、外部導体には
Ag/Pdペーストを用いる。絶縁体材料としては焼成
後に基板のそりが発生しにくいガラスセラミック材料を
選定した。オーバーコートペースト材料としては低融点
ガラスを用いた。
【0028】次に、図2(a)〜(e)までの工程は、
従来技術と同一の工程(1回目の焼成まで)であり省略
する。図1(a)、(b)は図2(e)上に本発明の段
差乳剤マスクを用いて絶縁体ペースト10を印刷した状
態の断面図である。
【0029】ここで本発明の段差乳剤マスクの効果を確
認するために、図1(a)、(b)の外周部形成用マス
ク部7の厚みを20μm(従来品)、50μm、80μ
m、120μm、150μm、200μmの6種類の条
件で絶縁体ペースト10の印刷を行い、図4(b)の絶
縁体の盛り上がり部15の高さを比べて、絶縁層の平坦
化の効果を調べて、結果を(表1)に示した。
【0030】
【表1】
【0031】この結果、図1(a)に示すように外周部
形成用マスク部7が厚くなる(120μm〜焼成塗膜の
厚み200μmの範囲)とマスク部の側面に付着するペ
ーストが焼成収縮塗膜の側面にも十分に転写され、図2
(b)に示した3層目絶縁体のように絶縁体のエッジ部
の盛り上がりがない平坦な印刷塗膜が形成できた。ま
た、(表1)よりマスク部7の厚みが80μmの場合で
も、絶縁体のエッジ部の盛り上がりは10μm以下であ
り次工程で研磨なしで次の印刷ができる。図1(a)、
(b)でマスク部7の厚みが20〜50μmでは図4
(b)の絶縁体のエッジ部の盛り上がり15が30μm
以上になり、研磨工程なしには、次工程の印刷が不可能
な状態である。さらに本発明の段差乳剤マスク(マスク
部の厚み:図1(a)、(b)に示すビア形成用マスク
部8では5〜50μm、外周部形成用マスク部7では8
0〜200μm)を用いて図2(f)〜(i)を繰り返
してつまり配線導体パターンと絶縁体パターンを交互に
印刷、焼成して所定の層数まで積層する。この場合、本
発明の段差乳剤マスクにより絶縁体の盛り上がりの研磨
修正が不要になり、平坦性の良好な印刷塗膜が形成でき
る。
【0032】また、さらに最上層はAg/Pdペースト
を印刷して形成し、焼成炉でピーク温度800〜900
℃ピーク時間5〜20分で焼成する。
【0033】最後に、低融点ガラスを印刷し、焼成炉に
て500〜600℃焼成を行いオーバーコートガラスを
形成した。場合によっては、両面印刷を行い、印刷多層
基板を完成させた。
【0034】上記の実施例はAg、Ag/Pd系導体ペ
ーストシステムの材料を用いて多層基板を形成したが、
Cu系導体ペーストおよび低温硬化樹脂系導体ペースト
についてもそれぞれに合った絶縁体ペーストを用いて本
発明の段差乳剤マスクを用いることで、印刷塗膜の平坦
性に優れた印刷多層基板を得られる。
【0035】また、実施例では本発明の段差乳剤マスク
のビア形成部マスクの厚みと外周部形成マスク部の厚み
の合計2種類の厚みについて述べたが印刷多層基板に凹
凸形状が必要な場合には2種類以上のマスク部の厚みを
有するスクリーンマスクを用いれば種々の形状に対応で
きる。
【0036】また、実施例ではマスク部の厚みを最大値
で焼成塗膜の厚み(約200μm)までの範囲で評価し
たが、下地の印刷物の厚みが200μm以上になっても
乳剤厚みを下地の印刷物の厚みと同程度にするとこの場
合も平坦化効果が得られると考えられる。また今後、多
層印刷以外にも基板の側面印刷技術として応用できると
予想される。
【0037】
【発明の効果】本発明の段差乳剤マスクを用いた製造方
法によると絶縁体の焼成収縮によるパターンの縮小変更
をしたり、研磨工程を設けずに、容易に印刷積層するこ
とができるため、従来に比べて安価な多層回路基板を製
造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における多層回路基板の工程
【図2】同多層回路基板の工程図
【図3】従来例における多層回路基板の工程図
【図4】同要部解析図
【符号の説明】
1 ベース基板 2 1層目導体 3 1層目絶縁体 4 1層目ビア部 5 2層目導体 6 2層目絶縁体 7 2層目ビア部 8 3層目導体 9 3層目絶縁体 10 3層目ビア部
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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース基板上にスクリーン印刷法で配線
    パターンと絶縁層を交互に形成する多層基板の印刷工程
    での絶縁層用スクリーンマスクの多層回路基板の製造方
    法において、絶縁層用スクリーンマスクは、ビア部形成
    用マスクとその外周部を形成するマスクとを有し、前記
    外周部形成用マスクをビア形成用マスクより厚くしたも
    のを用いた印刷工程を特徴とする多層回路基板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 マスクの厚み範囲を5〜50μmとした
    ビア部形成マスクとマスクの厚み範囲を80〜200μ
    mとした外周部形成用マスクを有する絶縁層用スクリー
    ンマスクを用いた請求項1記載の多層回路基板の製造方
    法。
JP113494A 1994-01-11 1994-01-11 多層回路基板の製造方法 Pending JPH07202429A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009166391A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Ngk Insulators Ltd スクリーン版及びスクリーン版の製造方法
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