JPH114060A - Method for forming wiring on ceramic board - Google Patents

Method for forming wiring on ceramic board

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JPH114060A
JPH114060A JP15487797A JP15487797A JPH114060A JP H114060 A JPH114060 A JP H114060A JP 15487797 A JP15487797 A JP 15487797A JP 15487797 A JP15487797 A JP 15487797A JP H114060 A JPH114060 A JP H114060A
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JP
Japan
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sheet material
green sheet
wiring
opening
ceramic substrate
Prior art date
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Application number
JP15487797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Akaho
和則 赤穂
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH114060A publication Critical patent/JPH114060A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming interconnection on a ceramic board without using a means of photolithography or sputtering, in which a conductive interconnection having a minute interconnection width of not more than 50 μm can be readily formed on a ceramic green sheet or a burned ceramic substrate, without contaminating the green sheet or the fired substrate. SOLUTION: A laser beam 2 is irradiated on a sheet material 1 made of a resin film or a metallic plate to form an opening 5 for forming an interconnection. This sheet material 1 is fixed by being either thermo-compressed for bonding to a ceramic green sheet 3 or by applying an adhesive thereto for bonding to a burned ceramics substrate. Then, the opening 5 of the fixed sheet material 1 is embedded with a conductive paste 4 and dried, followed by separating the sheet material 1 from the green sheet 3 or the substrate, and is finally subjected to firing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を搭載
するためのセラミック基板、特に多層セラミック基板に
配線を形成する方法に関する。より詳しくは、本発明は
セラミックグリーンシートまたは焼成したセラミック基
板上に、線幅50μm以下といった微細な配線を形成する
ことができるセラミック基板の配線形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring on a ceramic substrate for mounting a semiconductor element, and more particularly to a method for forming a wiring on a multilayer ceramic substrate. More specifically, the present invention relates to a method for forming a ceramic substrate wiring capable of forming fine wiring having a line width of 50 μm or less on a ceramic green sheet or a fired ceramic substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミック基板の配線形成は、一般に導
体ペーストをスクリーン印刷することにより行われてい
る。導体ペーストは、金属微粉末をバインダ樹脂および
溶剤と混合してペースト (インキ) 化したものである。
2. Description of the Related Art Wiring on a ceramic substrate is generally performed by screen printing a conductive paste. The conductor paste is a paste (ink) formed by mixing fine metal powder with a binder resin and a solvent.

【0003】スクリーン印刷法では、セラミックの焼成
基板または未焼成のグリーンシート上に所定の配線パタ
ーンの開口部 (穴) を有するマスクを置き、スキージを
使って導体ペーストをマスクの開口部に充填し、必要で
あれば導体ペーストを乾燥した後、マスクを取り外して
導体ペーストを焼成する。それにより、金属質の導体配
線がセラミック基板上に形成される。グリーンシートの
場合には、焼成により導体ペーストとグリーンシートを
同時に焼結させるのが普通である。
In the screen printing method, a mask having an opening (hole) of a predetermined wiring pattern is placed on a fired ceramic substrate or an unfired green sheet, and a conductive paste is filled into the opening of the mask using a squeegee. After the conductor paste is dried if necessary, the mask is removed and the conductor paste is fired. As a result, a metallic conductor wiring is formed on the ceramic substrate. In the case of a green sheet, the conductor paste and the green sheet are usually sintered simultaneously by firing.

【0004】スクリーン印刷に使用されるマスクは、ス
クリーンマスクまたはメッシュマスクと呼ばれ、通常は
金属製または樹脂製のメッシュ上に所定配線パターンの
開口部を有する薄膜を形成したものからなる。この薄膜
は、感光乳剤を用いて、或いは金属箔から形成される。
メッシュを使用する代わりに、薄い金属板にエッチング
等の手法で所定配線パターンの開口部を形成したものを
そのままマスクとして使用することも一部では行われて
いる。
A mask used for screen printing is called a screen mask or a mesh mask, and is usually formed by forming a thin film having an opening of a predetermined wiring pattern on a metal or resin mesh. This thin film is formed using a photosensitive emulsion or from a metal foil.
Instead of using a mesh, a thin metal plate having an opening of a predetermined wiring pattern formed by a technique such as etching or the like is used in part as a mask as it is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年のLSI、IC等
の小型化および高集積化に伴い、セラミック基板の配線
幅および配線間隔を狭くすることが必要となっている。
しかし、上記のスクリーン印刷法による配線形成では、
導体の配線幅は100 μmが限界であり、100 μmより微
細な (例、50μm以下の) 配線を形成しようとすると、
スクリーン印刷時に「印刷だれ」や「かすれ」がおき、
さらには配線幅のばらつきも大きくなり、特に断線が起
こり易くなる。
With the recent miniaturization and high integration of LSIs, ICs, etc., it is necessary to reduce the wiring width and the wiring interval of the ceramic substrate.
However, in the wiring formation by the screen printing method described above,
The limit of the conductor wiring width is 100 μm, and when trying to form wiring smaller than 100 μm (for example, 50 μm or less),
When printing screens, there will be a "printer" or "blurred"
Further, variation in wiring width also increases, and disconnection particularly easily occurs.

【0006】微細な導体配線を形成する方法もこれまで
にいくつか提案されている。例えば、特開昭63−265493
号公報その他には、フォトリソグラフィー法またはスパ
ッタ法で配線を形成する方法が提案されている。この方
法は、配線の微細化の面では優れているものの、配線形
成工程が複雑であったり、大掛かりな装置が必要で、生
産性とコスト面から実用化は困難である。
Several methods for forming fine conductor wiring have been proposed so far. For example, JP-A-63-265493
In other publications, a method of forming a wiring by a photolithography method or a sputtering method has been proposed. Although this method is excellent in terms of miniaturization of wiring, it is difficult to commercialize from the viewpoints of productivity and cost, because the wiring forming process is complicated or requires a large-scale apparatus.

【0007】特開昭54−79473 号公報にはレーザを使用
した配線パターン形成方法が開示されている。この方法
は、グリーンシートの成形に利用した支持フィルムにレ
ーザを照射して、支持フィルムのみ、または支持フィル
ムとグリーンシートの両方に開口部を形成し、この開口
部に導体ペーストを埋め込み、支持フィルムを剥離する
ものである。開口部がグリーンシートを貫通すれば、導
体配線に加えて、スルーホールの形成と充填も同時に達
成できると説明されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-79473 discloses a method of forming a wiring pattern using a laser. In this method, a support film used for forming a green sheet is irradiated with a laser to form an opening in only the support film or in both the support film and the green sheet, and a conductive paste is embedded in the opening, and the support film is formed. Is to be peeled off. It is described that if the opening penetrates the green sheet, formation and filling of through holes can be achieved simultaneously in addition to conductor wiring.

【0008】この特開昭54−79473 号公報に記載の方法
は、マスクの製作が不要でコスト面で有利である上、レ
ーザの絞りにより配線幅を細くできるという利点も有す
る。しかし、支持フィルムがグリーンシートに貼り着い
ている状態でレーザ加工を行うため、支持フィルムだけ
に選択的に開口部を形成するのは困難であり、支持フィ
ルムを完全に貫通するように穴があかなかったり、或い
はその下のグリーンシートにも不完全な穴があいてしま
ったりで、信頼性に乏しい製品しかできない。また、導
体配線とスルーホールは形状は異なるので、この方法で
支持フィルムとグリーンシートを同時にレーザ加工して
導体配線とスルーホールを一緒に形成することは不可能
である。
The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-79473 is advantageous in cost because it does not require the production of a mask, and has the advantage that the width of the wiring can be reduced by using a laser aperture. However, since the laser processing is performed while the support film is stuck to the green sheet, it is difficult to selectively form an opening only in the support film, and a hole is formed so as to completely penetrate the support film. The missing or incomplete holes in the green sheet beneath it can only produce unreliable products. Also, since the conductor wiring and the through hole have different shapes, it is impossible to simultaneously form the conductor wiring and the through hole by laser processing the support film and the green sheet by this method.

【0009】さらに、この公報に記載の方法では、レー
ザ加工時に支持フィルムがレーザによる熱で剥がれ易
く、そうなると導体ペーストの充填時に剥がれた部分に
も導体ペーストが付着して、配線の形状が崩れ、微細な
配線を形成することが困難となる。さらに、レーザ加工
時に支持フィルムは熱により融解ないし分解するが、そ
の際に支持フィルム上に炭化物が残存することがあり、
焼成過程でポアが生じ、信頼性が低下するといった悪影
響をグリーンシートに及ぼす。
Furthermore, according to the method described in this publication, the support film is easily peeled off by the heat of the laser during the laser processing, so that the conductive paste adheres also to the part that was peeled off when the conductive paste was filled, and the shape of the wiring collapsed. It becomes difficult to form fine wiring. Furthermore, the support film is melted or decomposed by heat during laser processing, but at that time, carbide may remain on the support film,
In the firing process, pores are formed, which has an adverse effect on the green sheet, such as a decrease in reliability.

【0010】特開昭55−118654号公報には、マイラーフ
ィルム上にラミネートした感光性フィルムに、マスクを
介した露光と現像により導体回路形成用の開口部を形成
し、この開口部に導体ペーストを埋め込んだ後、感光性
フィルム上にグリーンシートを成形し、さらにレーザで
貫通穴をあけ、これに導体ペーストを埋め込んだ後、上
記の両フィルムを剥離することからなる高密度回路基板
の製造方法が提案されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-118654 discloses that a photosensitive film laminated on a mylar film is provided with an opening for forming a conductive circuit by exposure and development through a mask, and a conductive paste is formed in the opening. After embedding, a green sheet is formed on a photosensitive film, a through-hole is further opened by a laser, a conductor paste is embedded in the green sheet, and then the above-mentioned films are peeled off. Has been proposed.

【0011】この方法は導体配線とスルーホールの形成
および充填の両方を達成できるものの、フォトリソグラ
フィー法を利用するので工程が非常に複雑であり、装置
や材料コストがかかる上、上記の方法と同様に、レーザ
加工時にグリーンシートやフィルム類の融解物や分解残
渣が周囲に付着し、グリーンシートに上記と同様の悪影
響を及ぼす。
Although this method can achieve both the formation and filling of the conductor wiring and the through hole, the process is very complicated because of the use of the photolithography method, and the equipment and material costs are high. Furthermore, during laser processing, a melt or decomposition residue of the green sheet or film adheres to the surroundings, and has the same adverse effect on the green sheet as described above.

【0012】本発明の目的は、フォトリソグラフィーや
スパッタといった方法を利用せずに、配線幅が50μm以
下といった微細な導体配線を簡便かつ確実に形成するこ
とができるセラミック基板の配線形成方法を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to provide a method for forming a wiring on a ceramic substrate which can easily and reliably form a fine conductive wiring having a wiring width of 50 μm or less without using a method such as photolithography or sputtering. That is.

【0013】本発明の別の目的は、グリーンシートまた
は焼成セラミック基板上にレーザ加工を利用して配線パ
ターンを形成するが、グリーンシートまたはセラミック
基板にレーザ加工の残留物が付着せず、この付着による
悪影響が解消されたセラミック基板の配線形成方法を提
供することである。
Another object of the present invention is to form a wiring pattern on a green sheet or a fired ceramic substrate by using laser processing. However, the residue of laser processing does not adhere to the green sheet or the ceramic substrate. It is an object of the present invention to provide a method for forming a wiring on a ceramic substrate, which eliminates the adverse effects of the method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記のお
よびの本発明方法により達成される。 レーザ加工により形成された配線形成用の開口部を有
するシート材料をセラミックグリーンシートに熱圧着に
より固定し、固定したシート材料の開口部に導体ペース
トを埋め込み、乾燥後に該シート材料をグリーンシート
から剥離することを特徴とする、セラミック基板の配線
形成方法。
The above object is achieved by the following and the present invention. A sheet material having an opening for forming a wiring formed by laser processing is fixed to a ceramic green sheet by thermocompression bonding, a conductive paste is embedded in the opening of the fixed sheet material, and after drying, the sheet material is peeled off from the green sheet. Forming a wiring on a ceramic substrate.

【0015】レーザ加工により形成された配線形成用
の開口部を有し、片面に粘着剤が塗布されたシート材料
を、該粘着剤を介してセラミック基板に固定し、固定し
たシート材料の開口部に導体ペーストを埋め込み、乾燥
後に該シート材料をセラミック基板から剥離することを
特徴とする、セラミック基板の配線形成方法。
A sheet material having an opening for forming wiring formed by laser processing and having an adhesive applied to one side is fixed to the ceramic substrate via the adhesive, and the opening of the fixed sheet material is provided. A method for forming wiring on a ceramic substrate, comprising: embedding a conductive paste in a ceramic substrate; and drying the sheet material from the ceramic substrate after drying.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明のセラミック基板の配線形
成方法は、セラミック基板や導体ペーストの種類に関係
なく適用できる。従って、セラミックや導体ペーストの
材料やその組成は特に制限されない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method for forming a wiring on a ceramic substrate according to the present invention can be applied irrespective of the type of the ceramic substrate or the conductive paste. Therefore, the material and composition of the ceramic and the conductive paste are not particularly limited.

【0017】セラミック基板の材料としては、アルミ
ナ、窒化アルミニウム、ムライト、コーディエライトを
はじめとする各種の高温焼結型のセラミック材料に加
え、ガラスセラミックで代表される、1100℃以下、好ま
しくは1000℃以下で焼成可能な低温焼結型のセラミック
材料も適用可能である。
As the material of the ceramic substrate, in addition to various high-temperature sinterable ceramic materials such as alumina, aluminum nitride, mullite, cordierite, and the like, glass ceramics, 1100 ° C. or less, preferably 1000 A low-temperature sintering type ceramic material that can be fired at a temperature of not more than ° C. is also applicable.

【0018】本発明では、焼成前のセラミック基板 (即
ち、セラミックグリーンシート) と、焼成後のセラミッ
ク基板、のいずれにも導体ペーストのパターンを形成す
ることができる。本発明の方法に用いるグリーンシート
にも特に制限はなく、従来より公知の任意の方法や組成
から形成することができる。
In the present invention, a conductive paste pattern can be formed on both the ceramic substrate before firing (ie, the ceramic green sheet) and the ceramic substrate after firing. The green sheet used in the method of the present invention is not particularly limited, and can be formed by any conventionally known method or composition.

【0019】セラミックグリーンシートに適用する場合
には、導体ペーストは、使用するセラミック材料の焼成
温度に適した種類のものを選択する。即ち、セラミック
材料が高温焼結型のものである場合には、Mo、W、Mo−
Mnといった高融点の金属微粉末を含有するペーストを使
用する必要がある。一方、セラミック材料が低温焼結型
のものである場合には、Cuペーストや、Ag、Au、Ag−Pd
といった貴金属系ペーストを使用することが可能とな
る。
When applied to a ceramic green sheet, a conductive paste of a type suitable for the firing temperature of the ceramic material to be used is selected. That is, when the ceramic material is of a high-temperature sintering type, Mo, W, Mo-
It is necessary to use a paste containing high melting point metal powder such as Mn. On the other hand, when the ceramic material is a low-temperature sintering type, Cu paste, Ag, Au, Ag-Pd
It is possible to use such a noble metal paste.

【0020】微細な配線を形成するには、導体ペースト
の脱バインダ性が良好で、かつ導体ペーストの埋め込み
時に印刷だれ等が起こらないようにすることが有利であ
る。その意味で、導体ペーストのバインダとしては、従
来より一般的に使用されているセルロース系バインダ
(例、エチルセルロース) より、脱バインダ性が良好な
アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート等を
使用する方が好ましい。また、印刷だれ防止の観点から
は、導体ペーストの粘度が10,000〜50,000 cpsの範囲内
であることが望ましい。導体ペーストは、金属微粉末、
バインダ、溶媒に加えて、ガラスフリット等の他の成分
を含有していてもよい。
In order to form fine wiring, it is advantageous that the conductive paste has a good binder removal property and that the printed paste does not drop when the conductive paste is embedded. In that sense, as a binder for the conductor paste, a cellulose-based binder generally used conventionally has been used.
It is more preferable to use an acrylic resin, polypropylene, polycarbonate, or the like having good binder removal properties than (eg, ethyl cellulose). Further, from the viewpoint of preventing print dripping, it is desirable that the viscosity of the conductive paste be in the range of 10,000 to 50,000 cps. Conductor paste is metal fine powder,
In addition to the binder and the solvent, other components such as a glass frit may be contained.

【0021】本発明では、従来のスクリーン印刷法で使
用される、配線パターンに対応する開口部が形成された
マスクに代えて、このような開口部をレーザ加工により
樹脂、金属等の適当な材質のシート材料に形成したもの
を使用し、これをグリーンシートに熱圧着させるか、セ
ラミック基板に粘着剤を介して固定し、導体ペーストの
パターン形成に使用する。
According to the present invention, instead of the mask having openings formed corresponding to the wiring patterns used in the conventional screen printing method, such openings are formed by laser processing with a suitable material such as resin or metal. Is used for forming a conductive paste pattern by thermocompression bonding to a green sheet or fixing to a ceramic substrate via an adhesive.

【0022】以下、セラミックグリーンシート上に導体
ペーストのパターンを形成する本発明の方法について、
図1を参照しながら詳しく説明する。
Hereinafter, the method of the present invention for forming a conductive paste pattern on a ceramic green sheet will be described.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0023】まず、適当な厚みのシート材料1を用意す
る。このシート材料の厚みにより、導体ペーストの充填
厚み、従って形成される配線パターンの厚みが決まる。
導体ペーストは焼成時に厚み方向(Z方向)にかなり
(例、約20〜40%) 収縮するので、所望の配線パターン
の厚みとこの焼成時のZ方向の収縮率とを考慮して、シ
ート材料1の厚みを決める。
First, a sheet material 1 having an appropriate thickness is prepared. The thickness of the sheet material determines the thickness of the conductive paste, and thus the thickness of the wiring pattern to be formed.
The conductor paste is considerably thick in the thickness direction (Z direction) during firing.
(Example: about 20 to 40%) Since the sheet material 1 shrinks, the thickness of the sheet material 1 is determined in consideration of the desired thickness of the wiring pattern and the shrinkage rate in the Z direction at the time of firing.

【0024】本発明では、開口部を形成したシート材料
1をグリーンシート3に熱圧着してから導体ペースト4
を開口部に埋め込むため、開口部が深くても導体ペース
トの埋め込みを均一かつ確実に行うことができる。その
ため、従来より厚膜の導体配線パターンを形成すること
ができる。従って、シート材料1の厚みは、10μm程度
から最大1000μm程度まで可能であり、材料の強度や可
撓性等の特性に応じて適当に選択すればよい。
In the present invention, the sheet material 1 having the opening formed thereon is thermocompression-bonded to the green sheet 3 and then the conductive paste 4 is formed.
Is embedded in the opening, so that the conductive paste can be uniformly and reliably embedded even when the opening is deep. Therefore, it is possible to form a thicker conductor wiring pattern than before. Therefore, the thickness of the sheet material 1 can be from about 10 μm to a maximum of about 1000 μm, and may be appropriately selected according to the strength and flexibility of the material.

【0025】シート材料1の材質は、精度よくレーザ加
工が可能で、次の熱圧着やスキージによる導体ペースト
の埋め込みに耐える耐熱性や強度を有するものであれば
特に制限されないが、通常は樹脂または金属である。樹
脂の場合には、レーザ加工により有毒ガスが発生しない
ものが好ましい。樹脂質シート材料としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリ酢酸ビニルなどの熱可塑性樹脂フ
ィルムが好ましいが、熱硬化性樹脂フィルムも使用でき
る。後述するように、グリーンシートの熱圧着条件下で
軟化・溶融しないものを使用する。金属質シート材料の
適当な例としては、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、
モリブデン、タングステンなどが挙げられる。
The material of the sheet material 1 is not particularly limited as long as it can be laser-processed with high precision and has heat resistance and strength enough to withstand the subsequent thermocompression bonding or squeegee embedding of the conductive paste. Metal. In the case of a resin, a resin that does not generate a toxic gas by laser processing is preferable. As the resinous sheet material, a thermoplastic resin film such as polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyester, polyamide and polyvinyl acetate is preferable, but a thermosetting resin film can also be used. As described later, a green sheet that does not soften or melt under thermocompression bonding conditions is used. Suitable examples of metallic sheet materials include copper, aluminum, stainless steel,
Molybdenum, tungsten, and the like can be given.

【0026】このシート材料1にレーザ2をパターン照
射して、所望の配線パターンに対応する配線形成用の開
口部5をシート材料に形成する [図1(a)]。レーザのパ
ターン照射は、X−Y移動テーブルでシート材料を移動
させるといった公知の制御手段により達成できる。レー
ザの種類は、シート材料1の材質も考慮して選択すれば
よく、例えば、YAGレーザ、CO2 レーザ、エキシマ
レーザなどが使用できる。
The sheet material 1 is irradiated with a laser 2 in a pattern to form an opening 5 for forming a wiring corresponding to a desired wiring pattern in the sheet material [FIG. 1 (a)]. Laser pattern irradiation can be achieved by known control means such as moving a sheet material on an XY moving table. The type of laser may be selected in consideration of the material of the sheet material 1, and for example, a YAG laser, a CO 2 laser, an excimer laser, or the like can be used.

【0027】シート材料1が樹脂フィルムの場合には、
レーザのエネルギー吸収を高めるため、レーザ波長に近
い吸収極大を持つ染料 (例、シアニン系染料) を樹脂フ
ィルム中に少量含有させてもよい。それにより、レーザ
の照射量を低減させることができる。シート材料1だけ
を単独でレーザ加工するので、残留物がグリーンシート
に付着することはなく、グリーンシートへの悪影響を避
けることができる。
When the sheet material 1 is a resin film,
To enhance laser energy absorption, a small amount of a dye having an absorption maximum near the laser wavelength (eg, a cyanine dye) may be contained in the resin film. Thereby, the irradiation amount of the laser can be reduced. Since only the sheet material 1 is laser-processed alone, the residue does not adhere to the green sheet, so that adverse effects on the green sheet can be avoided.

【0028】シート材料にレーザ加工により形成する開
口部の幅は特に制限されるものではないが、好ましくは
30〜100 μm、より好ましくは30〜50μmである。本発
明では、従来のスクリーン印刷法では不可能であった、
このような細い線幅の開口部でも断線を生ずることなく
導体配線を形成することができる。
The width of the opening formed in the sheet material by laser processing is not particularly limited, but is preferably
It is 30-100 μm, more preferably 30-50 μm. In the present invention, it was impossible with the conventional screen printing method,
Even in such an opening having a small line width, a conductor wiring can be formed without disconnection.

【0029】次に所定パターンの配線形成用開口部5を
形成したシート材料1を、グリーンシート3に熱圧着さ
せて、固定する [図1(b)]。グリーンシート3はバイン
ダを含有しており、多層化する際に熱圧着により積層さ
せることからもわかるように、バインダーが関与する熱
圧着により他材料を固定させることができる。
Next, the sheet material 1 in which the wiring forming openings 5 of the predetermined pattern are formed is fixed to the green sheet 3 by thermocompression bonding [FIG. 1 (b)]. The green sheet 3 contains a binder, and as can be seen from lamination by thermocompression bonding when forming a multilayer, other materials can be fixed by thermocompression bonding involving a binder.

【0030】熱圧着は、グリーンシート3とシート材料
1とを重ねて、加圧下に加熱すればよい。熱圧着条件
は、グリーンシート中のバインダの種類に応じて決定す
ればよく、例えば、グリーンシートの積層時に使用され
る条件と同様でよい。但し、後でシート材料1を剥離す
るので、シート材料1とグリーンシート3を強固に結合
させることは好ましくなく、加圧下での加熱時間は、例
えば1分以下といった短時間にとどめることが好まし
い。
In the thermocompression bonding, the green sheet 3 and the sheet material 1 may be overlapped and heated under pressure. The thermocompression bonding conditions may be determined according to the type of the binder in the green sheet, and may be the same as, for example, the conditions used when laminating the green sheets. However, since the sheet material 1 is later peeled off, it is not preferable to strongly bond the sheet material 1 and the green sheet 3, and it is preferable that the heating time under pressure is short, for example, 1 minute or less.

【0031】シート材料が樹脂フィルムの場合、この熱
圧着中に樹脂フィルムが軟化・溶融すると、このフィル
ムに形成した開口部の形状が崩れる。従って、熱可塑性
樹脂フィルムを使用する場合には、熱圧着条件は、グリ
ーンシート中のバインダは軟化・溶融するが、樹脂フィ
ルムは溶融・軟化しないように設定する。
When the sheet material is a resin film, if the resin film is softened and melted during the thermocompression bonding, the shape of the opening formed in the film is broken. Therefore, when a thermoplastic resin film is used, the thermocompression bonding conditions are set so that the binder in the green sheet is softened and melted, but the resin film is not melted and softened.

【0032】図示していないが、グリーンシート3は、
スルーホールを有していてもよい。その場合には、スル
ーホールの導体ペーストによる充填を先に済ませておい
てから、シート材料1を熱圧着させることが好ましい。
Although not shown, the green sheet 3
It may have a through hole. In this case, it is preferable to fill the through-hole with the conductive paste first and then heat-press the sheet material 1.

【0033】その後、グリーンシート3に熱圧着させた
シート材料1の開口部に導体ペースト4を埋め込む [図
1(c)]。この作業は、従来のスクリーン印刷と同様の手
法でスキージを用いて実施すればよい。マスクの作用を
するシート材料1がグリーンシート3に熱圧着している
ので、開口部の周囲のシート材料とグリーンシートとの
界面には隙間が全くなく、両者が密着している。そのた
め、導体ペーストを開口部の隅々にまで均一かつ完全に
充填することができ、しかも界面でのはみ出しも起こら
ないため、幅の狭いおよび/または深い開口部でも、輪
郭が明瞭で、断線を生じないように導体ペーストを埋め
込むことができる。
Thereafter, a conductive paste 4 is embedded in the opening of the sheet material 1 which has been thermocompression bonded to the green sheet 3 [FIG. 1 (c)]. This operation may be performed using a squeegee in the same manner as in conventional screen printing. Since the sheet material 1 acting as a mask is thermocompression-bonded to the green sheet 3, there is no gap at the interface between the sheet material around the opening and the green sheet, and they are in close contact. As a result, the conductive paste can be uniformly and completely filled into every corner of the opening, and since there is no protrusion at the interface, the outline is clear even in a narrow and / or deep opening, and the disconnection is prevented. The conductor paste can be embedded so as not to occur.

【0034】次いで、このグリーンシート3を乾燥し
て、導体ペースト4中の溶媒と、場合によりグリーンシ
ート3に残る溶媒を除去し、かつ導体ペーストの粘着性
を取り除いて、次のシート材料1の剥離を容易にする。
この乾燥を行わないと、シート材料が剥離しにくくな
り、剥離時に配線が崩れる恐れがある。乾燥温度は、導
体ペーストやグリーンシートの組成、特に使用した溶媒
に応じて選択すればよい。乾燥温度は、グリーンシート
や導体ペースト中のバインダーが溶融するほどには高く
しないことが好ましい。好ましい乾燥温度は80〜140 ℃
の範囲内である。
Next, the green sheet 3 is dried to remove the solvent in the conductor paste 4 and, if necessary, the solvent remaining in the green sheet 3, and to remove the stickiness of the conductor paste to remove the next sheet material 1. Facilitates peeling.
If the drying is not performed, the sheet material is hardly peeled off, and the wiring may be broken at the time of peeling. The drying temperature may be selected according to the composition of the conductor paste or the green sheet, particularly the solvent used. It is preferable that the drying temperature is not so high as to melt the binder in the green sheet or the conductive paste. Preferred drying temperature is 80-140 ° C
Is within the range.

【0035】その後、シート材料1をグリーンシート3
から剥離すると、グリーンシート上に導体ペースト4の
配線パターンが残る [図1(d)]。剥離したシート材料1
は、マスクとして、少なくとも数回は再利用できること
が多い。その場合には、このシート材料を別のグリーン
シートに熱圧着させ、導体ペーストの埋め込み、乾燥、
シート材料の剥離を行う。
Thereafter, the sheet material 1 is replaced with the green sheet 3
When peeled off, the wiring pattern of the conductive paste 4 remains on the green sheet [FIG. 1 (d)]. Peeled sheet material 1
Can often be reused at least several times as a mask. In that case, this sheet material is thermo-compressed to another green sheet, embedded with conductor paste, dried,
The sheet material is peeled off.

【0036】こうして得られた、導体ペーストの配線パ
ターンを有するグリーンシートは、従来のスクリーン印
刷法により配線パターンを形成したグリーンシートと同
様に焼成して、セラミック基板とする。周知のように、
多層セラミック基板にする場合には、導体ペーストの配
線パターンを形成した2以上のグリーンシートを熱圧着
により積層してから、焼成を行う。焼成は従来と同様に
実施すればよく、所望により厚み (Z) 方向に加圧しな
がら焼成してもよい。焼成雰囲気は、導体ペースト中の
金属が銅の場合には非酸化性雰囲気とするが、その他の
場合には特に制限されず、大気焼成でよい。
The thus obtained green sheet having the wiring pattern of the conductive paste is fired in the same manner as the green sheet having the wiring pattern formed by the conventional screen printing method to obtain a ceramic substrate. As we all know,
When a multilayer ceramic substrate is formed, two or more green sheets on which a wiring pattern of a conductive paste is formed are laminated by thermocompression bonding, and then fired. The sintering may be carried out in the same manner as in the prior art. If desired, the sintering may be performed while pressing in the thickness (Z) direction. The firing atmosphere is a non-oxidizing atmosphere when the metal in the conductor paste is copper, but is not particularly limited in other cases, and may be air firing.

【0037】グリーンシートではなく、焼成したセラミ
ック基板上に本発明に従って配線を形成する場合も、基
本的には上と同様の工程を経るが、セラミック基板はバ
インダーを含有していないため、バインダーを含有する
グリーンシートでは可能であった熱圧着によるシート材
料の固定が採用できない。そのため、シート材料の基板
への固定に粘着剤を利用する。
When wiring is formed on a fired ceramic substrate instead of a green sheet according to the present invention, basically the same steps as above are performed. However, since the ceramic substrate does not contain a binder, the binder is not used. The fixing of the sheet material by thermocompression bonding, which was possible with the contained green sheet, cannot be adopted. Therefore, an adhesive is used for fixing the sheet material to the substrate.

【0038】即ち、この場合には、レーザ加工により形
成された配線形成用の開口部を有するシート材料の片面
に予め粘着剤を塗布しておく。セラミック基板に粘着剤
を塗布すると、配線下に粘着剤が残るようなるため、粘
着剤は開口したシート材料の方に塗布する。シート材料
への粘着剤の塗布は、シート材料のレーザ加工の前と後
のいずれに行ってもよい。塗布後、必要に応じて加熱し
ながら乾燥して、粘着剤の塗布に用いた溶媒を除去す
る。
That is, in this case, an adhesive is applied in advance to one surface of a sheet material having an opening for forming a wiring formed by laser processing. When the adhesive is applied to the ceramic substrate, the adhesive remains under the wiring, so the adhesive is applied to the opened sheet material. The application of the pressure-sensitive adhesive to the sheet material may be performed before or after the laser processing of the sheet material. After the application, the adhesive is dried while heating as necessary to remove the solvent used for applying the adhesive.

【0039】感圧接着剤とも呼ばれる粘着剤は、指圧の
ような軽い圧力で接着可能で、かつ被着面を汚さずに剥
離可能な接着剤であり、各種の粘着テープに利用されて
いる。粘着剤は、天然ゴムや合成ゴムを含むゴム系のも
のと、アクリル共重合体を主成分とするアクリル系のも
のとに大別されるが、本発明でいずれの粘着剤も使用で
きる。
The pressure-sensitive adhesive, which is also called a pressure-sensitive adhesive, is an adhesive that can be adhered with a light pressure such as a finger pressure and that can be peeled off without staining the surface to be adhered, and is used for various kinds of adhesive tapes. Adhesives are roughly classified into rubber-based adhesives containing natural rubber or synthetic rubber, and acrylic-based adhesives containing an acrylic copolymer as a main component, and any of the adhesives can be used in the present invention.

【0040】粘着剤の塗布量は、固定が可能であればよ
く、通常の粘着テープの塗布量と同様でよい。レーザ加
工により配線形成用の開口部を形成し、かつレーザ加工
の前か後に粘着剤を塗布したシート材料を、この粘着剤
を介してセラミック基板に固定する。この固定は、シー
ト材料を粘着剤塗布面を下向きにして基板上に乗せ、上
から軽く押圧するだけで達成することができる。セラミ
ック基板は単層でも多層でもよい。
The amount of the adhesive to be applied may be any as long as it can be fixed, and may be the same as the amount of an ordinary adhesive tape to be applied. An opening for forming wiring is formed by laser processing, and a sheet material coated with an adhesive before or after the laser processing is fixed to the ceramic substrate via the adhesive. This fixation can be achieved by simply placing the sheet material on the substrate with the pressure-sensitive adhesive applied surface facing downward, and pressing lightly from above. The ceramic substrate may be a single layer or a multilayer.

【0041】こうしてセラミック基板に固定したシート
材料の開口部に、上記と同様に導体ペーストを埋め込
み、導体ペーストを乾燥させてから、シート材料を剥離
すると、セラミック基板上に導体ペーストの配線パター
ンが残る。固定に用いたのが粘着剤であるので、シート
材料をセラミック基板から容易に剥離することができ、
セラミック基板には粘着剤残渣はほとんど付着しない。
仮に粘着剤残渣が基板上に残っても、その後の導体ペー
ストの焼成時に消失するので、不都合はない。
The conductor paste is buried in the opening of the sheet material fixed to the ceramic substrate in the same manner as described above, and after the conductor paste is dried and the sheet material is peeled off, the wiring pattern of the conductor paste remains on the ceramic substrate. . Since the adhesive was used for fixing, the sheet material could be easily peeled off from the ceramic substrate,
The adhesive residue hardly adheres to the ceramic substrate.
Even if the pressure-sensitive adhesive residue remains on the substrate, there is no inconvenience because the adhesive residue is lost during the subsequent firing of the conductor paste.

【0042】この場合にも、粘着剤が塗布されたシート
材料は、粘着剤の粘着作用が残っていれば、数回程度の
再利用が可能である。焼成は、セラミック基板上の導体
ペーストが焼結するような条件で行えばよく、焼成雰囲
気は導体ペースト中の金属種に応じて上記のように適宜
選択する。
Also in this case, the sheet material coated with the adhesive can be reused about several times if the adhesive action of the adhesive remains. The firing may be performed under conditions that allow the conductive paste on the ceramic substrate to be sintered, and the firing atmosphere is appropriately selected as described above according to the type of metal in the conductive paste.

【0043】[0043]

【実施例】平均粒径2μmのアルミナ粉末100 部に対し
て、焼結助剤 (SiO2) 10部、バインダ (アクリル樹脂)
12部、可塑剤 (ジブチルフタレート) 3部、溶媒 (トル
エン) 100 部 (以上、いずれも重量部) を配合し、ボー
ルミル中で約10時間混合してスラリー化した。このスラ
リー中の気泡を取り除いた後、ドクターブレード法によ
りテープ化し、100 ℃で乾燥させた後、70 mm 角に切断
して、厚み150 μmのグリーンシートを作製した。
Example: 100 parts of alumina powder having an average particle size of 2 μm, 10 parts of sintering aid (SiO 2 ), binder (acrylic resin)
12 parts, 3 parts of a plasticizer (dibutyl phthalate), and 100 parts of a solvent (toluene) (both parts by weight) were mixed and mixed in a ball mill for about 10 hours to form a slurry. After removing bubbles in the slurry, the slurry was taped by a doctor blade method, dried at 100 ° C., and then cut into 70 mm square to produce a 150 μm thick green sheet.

【0044】シート材料として、厚み20μmのポリエチ
レンフィルム、および厚み20μmの銅板を用意し、それ
ぞれ70 mm 角に切断した。各シート材料に、YAGレー
ザを用いて、幅100 μmまたは40μm、長さ50 mm の配
線形成用の開口部を10本づつ形成した。
As a sheet material, a polyethylene film having a thickness of 20 μm and a copper plate having a thickness of 20 μm were prepared, and each was cut into a 70 mm square. Using a YAG laser, each of the sheet materials was formed with 10 openings each having a width of 100 μm or 40 μm and a length of 50 mm for forming wiring.

【0045】開口部を形成したシート材料を上記グリー
ンシートの上に乗せ、熱プレス機を用いて約90℃、70 k
g/cm2 で30秒間熱圧着させた。次いで、グリーンシート
上に固体されたシート材料の開口部に、粘度50,000 cps
のタングステンペースト(バインダはアクリル樹脂)を
スキージを使って埋め込み、90℃で10分間乾燥させた。
その後、シート材料 (ポリエチレンフィルムまたは銅
板) を手で剥離し、導体ペーストの配線パターンが形成
されたグリーンシートを得た。
The sheet material having the opening formed thereon is placed on the green sheet, and heated at about 90 ° C. and 70 k using a hot press.
Thermocompression bonding was performed for 30 seconds at g / cm 2 . Next, a viscosity of 50,000 cps was applied to the opening of the sheet material solidified on the green sheet.
Was embedded with a squeegee and dried at 90 ° C. for 10 minutes.
Thereafter, the sheet material (polyethylene film or copper plate) was peeled off by hand to obtain a green sheet on which a wiring pattern of the conductive paste was formed.

【0046】このグリーンシート上の配線パターンを光
学顕微鏡で観察したが、配線の断線はなく、輪郭が明瞭
ではみ出しのないきれいな導体ペーストの配線がグリー
ンシート上に形成されていた。
The wiring pattern on the green sheet was observed with an optical microscope. As a result, there was no disconnection of the wiring, and a clear conductive paste wiring having a clear outline and no protrusion was formed on the green sheet.

【0047】さらに、この配線パターンが形成されたグ
リーンシートの焼成後の断線を確認するため、このグリ
ーンシートを、タングステンペーストが充填されたスル
ーホールを有する別のグリーンシートに熱圧着させて積
層し、N2+H2+H2O の混合ガス雰囲気中1500℃で1時間
焼成した。焼成後に電気的に配線の断線を調べたが、断
線は1つも確認されなかった。
Further, in order to confirm the disconnection of the green sheet on which the wiring pattern is formed after firing, the green sheet is laminated on another green sheet having through holes filled with tungsten paste by thermocompression bonding. And N 2 + H 2 + H 2 O in a mixed gas atmosphere at 1500 ° C. for 1 hour. After firing, the wiring was electrically checked for disconnection, but no disconnection was found.

【0048】また、剥離したポリエチレンフィルムおよ
び銅板を再び使用して、別のグリーンシートに上記と同
様にして導体ペーストの配線パターンの形成を行ったと
ころ、ポリエチレンフィルムで2回、銅板で3回の再利
用をしても、初回の使用時と同様のきれいな配線形成が
可能であった。
When the peeled polyethylene film and the copper plate were used again to form a wiring pattern of the conductive paste on another green sheet in the same manner as described above, two times with the polyethylene film and three times with the copper plate. Even when reused, the same clean wiring as in the first use could be formed.

【0049】一方、比較例として、上と同じグリーンシ
ート上に、上記と同形状の配線用の開口部を有するメッ
シュマスクを用いてスクリーン印刷法により、上と同じ
タングステンペーストから配線を形成し、光学顕微鏡で
断線の有無を確認した。この場合、幅100 μmの配線は
断線なく形成できたが、幅40μmの配線の形成は困難で
あり、全ての配線において断線が確認された。
On the other hand, as a comparative example, wiring was formed from the same tungsten paste as above by screen printing on the same green sheet as above using a mesh mask having wiring openings of the same shape as above. The presence or absence of disconnection was confirmed with an optical microscope. In this case, a wiring having a width of 100 μm could be formed without disconnection, but it was difficult to form a wiring having a width of 40 μm, and disconnection was confirmed in all the wirings.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の方法によれば、フォトリソグラ
フィー法やスパッタ法を利用せず、比較的簡便な方法
で、輪郭がきれいで断線のない、線幅100 μm以下、特
に50μm以下といった微細な配線をセラミックグリーン
シートまたはセラミック (焼成)基板上に容易に形成す
ることができる。また、シート材料のレーザ加工を、グ
リーンシートまたはセラミック基板に固定する前に行う
ため、グリーンシートやセラミック基板が傷つかず、ま
たレーザ加工の残留物がグリーンシートや基板に悪影響
を及ぼすことがないので、レーザ加工による基板の性能
低下がない。さらに、レーザ加工したシート材料を数回
は再利用することができるので、コスト低減が期待され
る。
According to the method of the present invention, a photolithography method or a sputtering method is not used, and a relatively simple method is used. The outline is clear, there is no break, and the line width is 100 μm or less, particularly 50 μm or less. Wiring can be easily formed on a ceramic green sheet or a ceramic (fired) substrate. Also, since the laser processing of the sheet material is performed before fixing to the green sheet or the ceramic substrate, the green sheet and the ceramic substrate are not damaged, and the residue of the laser processing does not adversely affect the green sheet or the substrate. In addition, there is no performance deterioration of the substrate due to laser processing. Further, since the laser-processed sheet material can be reused several times, cost reduction is expected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a) 〜(d) は本発明に係る配線形成方法の
1例を示す説明図である。
FIGS. 1A to 1D are explanatory views showing one example of a wiring forming method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:シート材料 (フィルムまたは金属板) 2:レーザ 3:グリーンシート 4:導体ペースト 5:開口部 1: Sheet material (film or metal plate) 2: Laser 3: Green sheet 4: Conductive paste 5: Opening

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ加工により形成された配線形成用
の開口部を有するシート材料をセラミックグリーンシー
トに熱圧着により固定し、固定したシート材料の開口部
に導体ペーストを埋め込み、乾燥後に該シート材料をグ
リーンシートから剥離することを特徴とする、セラミッ
ク基板の配線形成方法。
1. A sheet material having an opening for forming a wiring formed by laser processing is fixed to a ceramic green sheet by thermocompression bonding, a conductive paste is embedded in the opening of the fixed sheet material, and after drying, the sheet material is dried. A method for forming wiring on a ceramic substrate, comprising:
【請求項2】 レーザ加工により形成された配線形成用
の開口部を有し、片面に粘着剤が塗布されたシート材料
を、該粘着剤を介してセラミック基板に固定し、固定し
たシート材料の開口部に導体ペーストを埋め込み、乾燥
後に該シート材料をセラミック基板から剥離することを
特徴とする、セラミック基板の配線形成方法。
2. A sheet material having an opening for forming wiring formed by laser processing and having an adhesive applied to one side thereof is fixed to a ceramic substrate via the adhesive, and the fixed sheet material is A method for forming wiring on a ceramic substrate, comprising: embedding a conductive paste in an opening; and drying the sheet material from the ceramic substrate after drying.
JP15487797A 1997-06-12 1997-06-12 Method for forming wiring on ceramic board Pending JPH114060A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210097575A (en) * 2020-01-30 2021-08-09 주식회사 야스 Manufacturing Method of ECS electrode

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